25 años de CENTIS. Pandemia y Radiofármacos / 25 years of CENTIS. Pandemic and Radiopharmaceuticals

Resumen Próximo a su 25 aniversario CENTIS reflexiona sobre su quehacer en el contexto de los trastornos que causa la COVID-19. Con ese propósito se examinan el estado de la medicina nuclear y la radiofarmacia antes y durante la epidemia y sus perspectivas de desarrollo. La producción global de radiofármacos continúa siendo una industria consolidada y aunque la pandemia afecta a esta esfera, la presencia de otras enfermedades no cesa, por lo que los servicios de medicina nuclear esenciales y críticos siguen siendo necesarios. Se espera su paulatina reapertura y que se retome con más fuerza la investigación, dado que la COVID-19 es tan compleja y se asocia a tantos factores que constituye, en perspectiva, terreno virgen para las técnicas diagnósticas en medicina nuclear. Ha de permanecer asimismo el papel de los radiofármacos terapéuticos en un grupo importante de enfermedades, en cáncer sobre todo. El Centro de Isótopos pone por ello énfasis tanto en la consolidación, bajo buenas prácticas, de la producción y el suministro de radiofármacos, como en el desarrollo de nuevos productos. Ambos aspectos se basan principalmente en dos radionúclidos: Tc-99m e Y-90.

Abstract Close to its 25th anniversary, CENTIS evaluates its work in the context of the disorders triggered by COVID-19. For this purpose, the situation of nuclear medicine and radiopharmacy, before and during the epidemic and their current development prospects is examined. The production of radiopharmaceuticals continues to be a consolidated global industry and although the pandemic affects this area, the presence of other diseases does not cease, so essential and critical nuclear medicine services are still needed, therefore its gradual reopening is expected. In addition, research will be taken with more strength, given that COVID-19 is so complex and associated with so many factors that it constitutes virgin terrain in perspective for diagnostic techniques in nuclear medicine. The role of therapeutic radiopharmaceuticals in an important set of diseases, especially cancer, will also remain. As a result, the Isotope Center focus its attention under good management practices, on the consolidation of the production and distribution of radiopharmaceuticals and in the development of new products. Both aspects are mainly based on two radionuclides: Tc-99m and Y-90.

Centro de Isótopos: acciones en beneficio de la salud pública / Center of Isotope: actions for the benefit of public health

RESUMEN En tributo a los cinco siglos de ciudad el Centro de Isótopos hace recuento de su actividad. La obtención de compuestos marcados con radionucleidos y otros trabajos radioquímicos en el Instituto de Física Nuclear, inaugurado en 1969, estimularon las aplicaciones de las fuentes radiactivas abiertas, por lo que puede considerarse el antecedente organizado más palpable del centro. Posteriormente en los años 80, la Secretaria Ejecutiva para Asuntos Nucleares aceleró, diversificó y amplió las aplicaciones, desarrolló la formación de cuadros y especialistas y la colaboración internacional. La puesta en operación del Centro de Estudios Aplicados al Desarrollo de la Energía Nuclear coincidió con la consolidación de un grupo de instituciones de investigación y producción biotecnológica y con el auge de las aplicaciones en Medicina Nuclear. Pronto se reconoció que no era posible continuar el manejo de un inventario cada vez mayor de radionucleidos, por lo que se diseñó y construyó un centro especializado a ciclo completo: investigación-desarrollo, producción y comercialización, el CENTIS. Durante su integración en 1994 a la Agencia de Energía Nuclear, se concluyó la inversión y se establecieron las metodologías de producción de los más importantes radiofármacos. En más de 20 años de labor CENTIS se ha convertido en el principal soporte de la Medicina Nuclear del país. Con sus capacidades metrológicas en la magnitud radiactividad y sus investigaciones no clínicas y clínicas, se inserta de forma cada vez más estrecha en la vida socio-económica del país y su capital. En el trabajo se detallan los principales resultados de cada etapa en lo relacionado a la misión del centro y se hace una valoración técnica de hacia dónde se encaminan acciones en favor de sus sectores destino: salud e investigación biomédica. Lustros en favor de siglos.

ABSTRACT To commemorate the 500th anniversary of the city of Havana, the Isotope Center reviews its activity since its creation. The production of radionuclidemarked compounds and other radiochemical work at the Institute of Nuclear Physics, inaugurated in 1969, stimulated the applications of open radioactive sources, which can be considered as the most tangible organized antecedent of the center. Later in the 1980s, the Executive Secretary for Nuclear Affairs accelerated, diversified and expanded nuclear applications, developed the training of highly qualified staff and experts as well as international cooperation. The creation of the Center for Applied Nuclear Development Studies coincided with the consolidation of a group of biotechnological research and production institutions and with these applications gaining importance in Nuclear Medicine. It was soon recognized that it was not possible to continue managing a growing inventory of radionuclides. As a result, CENTIS, a specialized center with a complete cycle, was designed and built, which comprised not only research and development, but also production and marketing. When in 1994 CENTIS became part of the Nuclear Energy Agency, investment was concluded and the production methodologies of the most important radiopharmaceuticals were established. In more than 20 years of work CENTIS has become the main support of Nuclear Medicine in the country. With its metrological capabilities in the magnitude of radioactivity and its non-clinical and clinical research, it is increasingly part of the socio-economic life of the country and its capital. In this paper the main results of each stage are detailed in relation to the mission of the center and a technical assessment is made regarding the actions taken to favor their target sectors: health and biomedical research. Periods of five years in favor of centuries.

The modeling of the reaction cross sections in the production of teranositic radionuclides / La modelación de las secciones eficaces de reacción en la producción de radionúclidos teranosíticos

Abstract We utilize various nuclear reaction codes with the aim to guide, interpret, and support the experiments in the proton-induced production measurements of radionuclides for the development of innovative radio-pharmaceuticals. The understanding of reaction cross sections at low-intermediate energies is crucial in this context and requires the knowledge of nuclear models available in different codes, such as EMPIRE, TALYS, and FLUKA. These nuclear reaction codes serve as tool to interpret the measurement of production cross-sections and to complete the measurements with estimates of production of contaminants and/or stable isotopes that are difficult to measure. We illustrate different model calculations to simulate isotope production useful in experiments devoted to the measurement of proton-induced production of the two theranostic radio-isotopes 67Cu and 47Sc.

Resumen Utilizamos varios códigos de reacción nuclear con el objetivo de guiar, interpretar y respaldar los experimentos en las mediciones de producción de radionúclidos inducidas por protones para el desarrollo de productos radio-farmacéuticos innovadores. La comprensión de las secciones eficaces de reacción en energías intermedias bajas es crucial en este contexto y requiere el conocimiento de modelos nucleares disponibles en diferentes códigos, como EMPIRE, TALYS y FLUKA. Estos códigos de reacción nuclear sirven como herramienta para interpretar la medición de secciones eficaces de producción y para completar las mediciones con estimaciones de producción de contaminantes y / o isótopos estables que son difíciles de medir. Ilustramos diferentes cálculos de modelos para simular la producción de isótopos útiles en experimentos dedicados a la medición de la producción inducida por protones de los dos isótopos teranósticos 67Cu y 47Sc.

Cyclotron production of 67Cu: A new measurement of the 68Zn(p,2p)67Cu, 68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga nuclear cross sections

The cross sections of the 68Zn(p,2p)67Cu,68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga reactions were measured at the ARRONAX facility by using the 70 MeV cyclotron, with particular attention to the production of the theranostic radionuclide 67Cu. Enriched 68Zn material was electroplated on silver backing and exposed to alow-intensity proton beam by using the stacked-foils target method. Since 67Cu and 67Ga radionuclides have similar half-lives and same γ-lines (they both decay to 67Zn), a radiochemical process aimed at Cu/Ga separation was mandatory to avoid interferences in γ-spectrometry measurements. A simple chemical procedure having a high separation efficiency (>99%)was developed and monitored during each foil processing, thanks to the tracer isotopes 61Cu and 66Ga.Nuclear cross sections were measured in the energy range 35-70 MeV by using reference reactions recommended by the International Atomic Energy Agency (IAEA) to monitor beam flux. In comparison with literature data a general good agreement on the trend of the nuclear reactions was noted, especially with latest measurements, but slightly lower values were obtained in case of 67Cu. Experimental results of the 68Zn(p,2p)67Cu,68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga reactions were also compared with the theoretical values estimated by using the nuclear reaction code TALYS. The production yield of the theranostic radionuclide 67Cu was estimated considering the results obtained in this work.

Las secciones eficaces de las reacciones 68Zn (p, 2p) 67Cu, 68Zn (p, 2n) 67Ga y 68Zn (p, 3n) 66Ga se midieron en la instalación ARRONAX utilizando el ciclotrón 70 MeV, con especial atención a la producción del radionucleidos teranóstico 67Cu. El material enriquecido 68Zn se galvanizó sobre soporte de plata y se expuso a un haz de protones de baja intensidad utilizando un blanco de láminas apiladas. Como los radionucleidos 67Cu y 67Ga tienen periodos de semidesintegración y líneas γ similares (ambos se desintegran a 67Zn), un proceso radioquímico dirigido a la separación Cu / Ga fue obligatorio para evitar interferencias en las mediciones de espectrometría γ. Se desarrolló un procedimiento químico simple con una alta eficiencia de separación (> 99%) durante cada procesamiento de la lámina, gracias a los isótopos trazadores 61Cu y 66Ga. Las secciones eficaces nucleares se midieron en el rango de energía de 35-70 MeV utilizando reacciones de referencia recomendadas por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) para monitorear el flujo del haz. Al comparar con los datos de la literatura, se observó una buena concordancia en general con la tendencia de las reacciones nucleares, particularmente con las últimas mediciones, pero se obtuvieron valores ligeramente inferiores en el caso de 67Cu. Los resultados experimentales de las reacciones 68Zn (p, 2p) 67Cu, 68Zn (p, 2n) 67Ga y 68Zn (p, 3n) 66Ga también se compararon con los valores teóricos estimados usando el código de reacción nuclear TALYS. El rendimiento de producción del radionucleido teranóstico 67Cu se estimó considerando los resultados obtenidos en este trabajo.

Cyclotron production of 67Cu: A new measurement of the 68Zn(p,2p)67Cu, 68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga nuclear cross sections / Producción de 67Cu en ciclotrón: una nueva medición de secciones eficaces nucleares de 68Zn(p,2p)67Cu, 68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga

Abstract The cross sections of the 68Zn(p,2p)67Cu,68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga reactions were measured at the ARRONAX facility by using the 70 MeV cyclotron, with particular attention to the production of the theranostic radionuclide 67Cu. Enriched 68Zn material was electroplated on silver backing and exposed to alow-intensity proton beam by using the stacked-foils target method. Since 67Cu and 67Ga radionuclides have similar half-lives and same γ-lines (they both decay to 67Zn), a radiochemical process aimed at Cu/Ga separation was mandatory to avoid interferences in γ-spectrometry measurements. A simple chemical procedure having a high separation efficiency (>99%)was developed and monitored during each foil processing, thanks to the tracer isotopes 61Cu and 66Ga.Nuclear cross sections were measured in the energy range 35-70 MeV by using reference reactions recommended by the International Atomic Energy Agency (IAEA) to monitor beam flux. In comparison with literature data a general good agreement on the trend of the nuclear reactions was noted, especially with latest measurements, but slightly lower values were obtained in case of 67Cu. Experimental results of the 68Zn(p,2p)67Cu,68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga reactions were also compared with the theoretical values estimated by using the nuclear reaction code TALYS. The production yield of the theranostic radionuclide 67Cu was estimated considering the results obtained in this work.

Resumen Las secciones eficaces de las reacciones 68Zn (p, 2p) 67Cu, 68Zn (p, 2n) 67Ga y 68Zn (p, 3n) 66Ga se midieron en la instalación ARRONAX utilizando el ciclotrón 70 MeV, con especial atención a la producción del radionucleidos teranóstico 67Cu. El material enriquecido 68Zn se galvanizó sobre soporte de plata y se expuso a un haz de protones de baja intensidad utilizando un blanco de láminas apiladas. Como los radionucleidos 67Cu y 67Ga tienen periodos de semidesintegración y líneas γ similares (ambos se desintegran a 67Zn), un proceso radioquímico dirigido a la separación Cu / Ga fue obligatorio para evitar interferencias en las mediciones de espectrometría γ. Se desarrolló un procedimiento químico simple con una alta eficiencia de separación (> 99%) durante cada procesamiento de la lámina, gracias a los isótopos trazadores 61Cu y 66Ga. Las secciones eficaces nucleares se midieron en el rango de energía de 35-70 MeV utilizando reacciones de referencia recomendadas por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) para monitorear el flujo del haz. Al comparar con los datos de la literatura, se observó una buena concordancia en general con la tendencia de las reacciones nucleares, particularmente con las últimas mediciones, pero se obtuvieron valores ligeramente inferiores en el caso de 67Cu. Los resultados experimentales de las reacciones 68Zn (p, 2p) 67Cu, 68Zn (p, 2n) 67Ga y 68Zn (p, 3n) 66Ga también se compararon con los valores teóricos estimados usando el código de reacción nuclear TALYS. El rendimiento de producción del radionucleido teranóstico 67Cu se estimó considerando los resultados obtenidos en este trabajo.

Experiencias de seguridad y protección radiológicas durante la operación del Centro de Isótopos / Experiences of safety and radiological protection during the operation of the Center of Isotopes

Debido a la importancia que tiene para la comunidad radiológica las experiencias de trabajo de seguridad y protección radiológicas adquiridas durante la implantación del Programa de Seguridad y Protección Radiológica para la operación segura de una planta de producción de isótopos como es el Centro de Isótopos, en este trabajo se presentan la evolución de los requisitos que conforman este programa y las experiencias valiosas aportadas que pueden ser útiles para otros centros de Cuba y Latinoamérica con riesgos radiológicos similares durante el uso de materiales radiactivos.

The present paper deals with the experience acquired during the implementation of Radiation Safety and Protection Program for the safe operation of a plant for production of isotopes such as the Isotope Centre. Considering the importance for the radiology community of that experience, this paper presents the evolution of requirements for this program and provided valuable experience that can be useful for other centres in Cuba and Latin America with similar radiation hazards during the use of radioactive materials.