In einem Teilchenbeschleuniger konnten Wissenschaftler nun erstmals kommerzielle Mengen des medizinischen Isotops Technetium-99m erzeugen, das Mediziner für routinemäßige Diagnoseverfahren benötigen. Bisher wird das Element in wenigen Kernreaktoren – allesamt über 40 Jahre alt – produziert. Da diese in den vergangenen Jahren häufiger ausfielen, geriet die weltweite Versorgung mit dem wichtigen Radioisotop bereits ins Stocken.

Dem Team um Paul Schaffer vom Forschungszentrum TRIUMF (Tri University Meson Facility) in Vancouver gelang nun die Produktion von metastabilem Technetium-99 an Ringbeschleunigern, wie sie bereits an vielen großen Krankenhäusern und Forschungseinrichtungen zu finden sind. In diesen Zyklotrons lassen sich geladene Teilchen beschleunigen und schließlich auf eine Probe lenken. Die im bestrahlten Material ausgelösten Reaktionen bringen dann Radioisotope hervor, die sich als so genannte Tracer für bildgebende Verfahren in der Medizin eignen, etwa radioaktive Isotope von Kohlenstoff oder Fluor.

Zyklotron
© TRIUMF
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Um mit dieser Methode nun auch nutzbare Mengen des deutlich schwereren Elements Technetium zu erzeugen, entwickelten die Forscher eine spezielle Probe, angereichert mit dem stabilen Isotop Molybdän-100. Treffen energiereiche Protonen aus einem Zyklotron auf die Molybdänkerne, wandeln sich diese teilweise in das Isotop Technetium-99m um. Effizienz und Wiederverwertbarkeit des Targets sind dabei sehr wichtig, erläutern die Forscher, da Molybdän-100 extrem teuer ist.

Technetium-99m besitzt eine Halbwertszeit von nur rund sechs Stunden, weshalb es schnellstmöglich mit Hilfe von chemischen Verfahren aus dem Probenmaterial gelöst und isoliert werden muss. Schaffer und seine Kollegen zeigten, dass dieser Produktionsablauf an zwei medizinischen Zyklotrons in Kanada funktioniert – stellvertretend für zahlreiche vergleichbare Anlagen weltweit. "Einer dieser Zyklotrons könnte eine Großstadt wie Vancouver versorgen", so Projektleiter Tom Ruth vom Forschungszentrum TRIUMF. "Wir haben demonstriert, dass eine dezentrale Produktion von Technetium möglich ist." In einem nächsten Schritt wollen die Forscher eine Zulassung für das Isotop aus dem Zyklotron erhalten, damit es in medizinischen Anwendungen zum Einsatz kommen darf.

Technetium-99m lässt sich in eine Reihe von Molekülen einbetten, die sich dann in unterschiedlichen Gewebearten im Körper anlagern. Das Radioisotop emittiert von dort Gammastrahlung, die mit einer speziellen Kamera sichtbar gemacht werden kann. Pro Jahr werden viele Millionen Patienten mit diesem bildgebenden Verfahren untersucht, um beispielsweise Erkrankungen des Herzens, der Schilddrüse oder der Knochen aufzuspüren.