Herstellung von ²²⁵Ac mittels Protonenbestrahlung von ²²⁶Ra im 22 MeV Protonenzyklotron der TUM

Actinium-225 und sein Tochterisotop ²¹³Bi wurden bereits erfolgreich in der Radioimmuntherapie zur Behandlung spezifischer Krebstypen (z. B. myeloische Leukämie) eingesetzt. Das Bismut-Isotop (Bi-213) ist an spezielle Antikörper gekoppelt, welche gezielt Blutkrebszellen ansteuern. Während Giftstoffe in der Chemotherapie lediglich sich teilende Zellen abtöten, wirkt die Radioimmuntherape auch auf ruhende Zellen. Somit können Rückfälle im Wesentlichen verhindert werden. Das Bismut-Isotop, mit dem die Antikörper beladen sind, sendet energiereiche Alpha-Strahlen mit kurzer Reichweite aus. Bismut-213 wird herkömmlich im Generator aus ²²⁵Ac (T_1/2= 10 Tage) gewonnen, dieses wiederum hauptsächlich durch Extraktion eines Gemisches mit dessen Mutternuklid ²²⁹Th. Die durch dieses Verfahren gewonnenen Mengen an ²²⁵Ac/²¹³Bi decken jedoch bei weitem nicht den Bedarf in Forschung und klinischer Therapie.

Eine Alternative und vielversprechende Methode der ²²⁵Ac-Herstellung beruht auf der Kernreaktion ²²⁶Ra (p,2n) ²²⁵Ac durch Protonenbestrahlung von ²²⁶Ra im Zyklotron.

2002 startete unsere Gruppe am Institut für Radiochemie in Kooperation mit dem Institut E17 des TUM-Physikdepartments sowie mit dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) ein Projekt mit dem Ziel, die erforderliche Technologie und Logistik für eine kontinuierliche Langzeitproduktion von mehreren hundert mCi an ²²⁵Ac durch ²²⁶Ra (p,2n) ²²⁵Ac - Reaktion im TUM-Zyklotron aufzubauen. Neuartige Bestrahlungskonzepte hinsichtlich der ²²⁶Ra-Targetpräparation sowie dem Targetdesign wurden entwickelt. Desweiteren wurde die Methode intensiv auf ihre Nutzbarkeit im Labormaßstab geprüft, bis hin zu einem Ra-Umsatz im Milligramm-Bereich. Verschiedene Technologien und Verfahren hinsichtlich Targetvorbereitung, selektiver Extraktion von Ac und Ra aus den bestrahlten Targets, Trennung und Reinigung des Actiniums, dem Recycling der Radium-Fraktion und der Qualitätskontrolle der entsprechenden Produkte wurden entwickelt .

Derzeit ist es unser Ziel, den Produktionsmaßstab von ²²⁵Ac zu erhöhen. Zu diesem Zweck arbeitet unsere Gruppe an folgenden Aufgaben:

- Umbau des bestehenden Zyklotrons mit dem internen Protonenstrahl in ein modifiziertes Gerät mit externem Strahl

- Aufbau eines neuen radiochemischen Labors mit heißen Zellen

- Optimierung und Automatisierung radiochemischer und projektbezogener Prozesse

- Stabilitätsuntersuchungen von Chemikalien und Materialien (z. B. Chromatographiesäulen zur radiochemischen Trennung, Ventile...) unter erhöhten Strahlungsbedingungen