医用同位素钼-99,国产化加速了
医用同位素钼-99,国产化加速了
6月7日,中核集团宣布,旗下原子能院与秦山核电合作,利用反应堆辐照自主研制的低浓铀靶件,生产出满足医用要求、核纯度为99%的钼-99样品。
这标志着中国成为世界上首个掌握核电站商用堆生产医用裂变钼-99关键技术的国家,有望实现医用钼-99国产化。
钼-99是一种放射性同位素,通过原子衰变释放β粒子(电子)并转变成锝-99m。锝-99m是医用同位素中使用量最多的一种,占比约达八成,被称为核医学“诊断专家”,可用于心、脑、肾、肺等人体器官的显像和功能检查,以及恶性肿瘤、心血管疾病等的辅助诊断。
钼-99主要通过核反应堆(铀-235裂变反应)生产,传统生产方法需要使用高浓铀,使铀-235裂变生成钼-99,存在扩散风险。此前钼-99的生产反应堆集中在加拿大、荷兰、比利时、南非、澳大利亚、印尼等国,中国的医用钼-99全部靠进口。
而今,这些生产反应堆的运行时间大多超过40年,面临停堆检修、关停或退役问题,由此导致的医用同位素短缺成为全球共同面临的挑战。
此外,由于钼-99和锝-99m的半衰期短,分别为66小时和6小时,不能长期存储。为补偿在运输途中的衰变损失,此前锝-99m的生产商通常需要购买比实际需求量更多的钼-99,这额外的购买量取决于他们与最近的钼-99生产设施之间的距离。
随着核医学的临床应用越来越广,需求量越来越大,各国都陆续将钼-99的本地化、安全、可靠供应提上日程。钼-99的生产技术也在同步升级,除了从高浓铀转向低浓铀,以降低扩散风险,通过反应堆辐照、加速器辐照等不同技术线路也都在推进。
自2009年起,美国能源部国家核安全管理局(NNSA)开始制定和实施“钼-99计划”,一是作为高浓铀主要供应国,帮助其他国家的钼-99生产转向低浓铀;二是资助美国本土企业开展技术研发和商业化。
2018年,美国终于迎来近30年里第一家钼-99生产商北极星医用放射性同位素公司(NorthStar Medical Radioisotopes),利用美国密苏里大学研究堆,对天然钼靶进行辐照,使天然钼中的稳定同位素钼-98俘获中子,生成钼-99。
2018 年加拿大国家研究通用反应堆关闭之后,安大略发电公司(OPG)的子公司
Laurentis Energy和BWXT Medical携手,在达灵顿( Darlington)核电站使用天然钼靶进行辐照生产Mo-99。目前他们正在对收获的Mo-99进行分析和验证,如果获得美国食品及药物管理局的批准,有望在2005年实现商业化生产。
在中国,国家原子能机构等八部委于2021年5月联合发布《医用同位素中长期发展规划(2021-2035年)》,明确到2025年要在一批制约医用同位素发展的关键核心技术上取得突破,启动实施1-2座医用同位素生产反应堆建设,逐步恢复钼-99等医用同位素的生产。
对于钼-99的规模化制备技术研究,中国主要以低浓铀裂变为主,反应堆辐照钼-98、加速器轰击钼-100等多种制备方式为补充,并在近期陆续取得突破。
2023年10月,中国科学院近代物理研究所科研团队利用电子加速器成功制备了医用同位素钼-99,并在《应用辐射与同位素》期刊发表相关成果。
2023年10月,中核集团核理化院/公司通过自主研发首次获得公斤级丰度为99%的钼-100同位素;
2024年1月30日,中核集团中国核动力研究设计院研制的全球功率最高溶液型医用同位素堆在四川开工建设,预计2027年建成投产。投运后,将实现年产钼-99 医用同位素10万居里的生产能力。
2024年6月3日,核工业理化工程研究院有限公司、中国工程物理研究院流体物理研究所与四川玖谊源粒子科技有限公司共同签署《基于国产钼-100器产同位素研发合作框架协议》,核工业理化工程研究院提供钼-100,中国工程物理研究院流体物理研究所和四川玖谊源粒子科技有限公司基于自主研发的加速器设备,共同推进将钼-100转化为医用同位素钼-99和锝-99。
相信,中国生产的锝-99,很快将进入本土的医疗机构。