Pour l’imagerie TEP, le fluor-18 est certainement le radio-isotope de choix à cause de ses caractéristiques radiophysiques favorables. Beaucoup de nouveaux vecteurs, dont la FLT, le F-MISO, la F-Choline, le FES et la F-DOPA, ont été cliniquement évalués et certains ont obtenu (F-DOPA,FNa,et la F-choline), ou pourraient obtenir dans les prochaines années, une autorisation de mise sur le marché pour une utilisation en routine. Pourtant la courte période physique de 110 minutes du fluor-18 requiert une production dans un cyclotron situé à courte distance de chaque centre utilisateur. C’est pourquoi il y a de plus en plus d’intérêt pour des radioisotopes avec des courtes périodes physiques et qui peuvent être produits en générateur et particulièrement pour le gallium-68 qui a une période physique de 68 minutes et dont le « père » est le germanium-68 dont la période physique est longue, de 271 jours.
Un tel générateur a le grand avantage de pouvoir être utilisé pendant plusieurs mois dans un service de médecine nucléaire. Le Gallium-68 présente en outre l’intéret d’être un métal et donc d’offrir des possibilités de complexations différentes du fluor ce qui le rend plus versatile. Sa période physique le cantonne malgré tout à une utilisation avec les petites molécules ou les peptides.
En 2018, la société AAA/Novartis a obtenu l’agreement aux états unis (netspot) et en Europe (somakit) d’un produit marqué au gallium-68 pour l’imagerie des tumeurs neuroendocrines. Un intérêt fort de ces produits est la possibilité, en changeant le gallium-68 par du lutetium-177, de les utiliser pour le traitement dans une approche theranostique.
Production du germanium-68
La production de germanium-68 requière des protons d’énergie intermédiaire, des faisceaux intenses et des temps d’irradiations longs. La figure 1 montre l’évolution de la section efficace de production en fonction de l’énergie des protons. On voit clairement que cette production est maximale pour des protons de 20 MeV et qu’on peut utiliser efficacement des protons dans l’intervalle d’énergie 15 MeV -25 MeV.
Figure 1:Section efficace de production du germanium-68 produit par l’irradiation de protons sur des atomes de gallium.
Certains industriels le produisent en utilisant des accélérateurs de 30 MeV (Cyclotron Co LtD en Russie ou Curium aux USA). D’autres utilisent un empilement de cibles bombardées par des protons de haute énergie. Ils peuvent ainsi produire plusieurs isotopes d’intérêts avec le même faisceau. C’est le cas pour la production de strontium-82 qui est souvent conjointe avec la production de germanium-68.(BLIP et IPF aux USA, ithemba labs en Afrique du Sud, Zevacor aux USA).
Sur ARRONAX, nous avons décidé de mettre en œuvre cette méthode de production et d’ajouter à nos cibles de production de Strontium-82 une cible permettant la production de Germanium-68. Le principe de production est présenté sur la figure 2.
Figure 2: schéma de principe de l’irradiation duale permettant la production de germanium-68.
La cible de Rb permet la production de strontium-82. Les différents matériaux et épaisseurs de ceux-ci sont déterminés de manière à optimiser la production de strontium-82 et de germanium-68. Contrairement à de nombreux sites, nous avons choisi d’utiliser un alliage de nickel et de gallium comme cible. L’obtention d’un tel alliage par une technique d’électrodéposition a été développé par T. Sounalet pendant sa thèse (cf. figure 3). L’utilisation d’un tel alliage permet, si les proportions des différents atomes sont correctement choisies, de très fortement augmenter la température de fusion de la cible. En effet, le gallium qui peut servir de cible a une température de fusion basse (30°C environ) et est extrêmement corrosif dans l’état liquide.
Figure 3: cible de NiGa obtenue par électrodéposition.
Une nouvelle navette de production pour les cibles duales a été conçue en partenariat avec Subatech ainsi que les aménagements nécessaires dans les enceintes blindées de production (Cf. figure 4).
Figure 4: enceintes blindées installées au sein du GIP Arronax et dédiées à la production de Germanium-68.
Les tests de production débuteront d’ici la fin 2019 pour une mise en route en 2020.