Brevet FR2130423A1 — publié le 19721103

La présente inventi:,;: pour reel?rpc-; an générateur le technétiua 7?n cul e;~t un prc-f.'ait de firsicr , Selon l'une de ses caractéristiques, la gzéàe:::':-& in vent i-:-:;. c :r.~ cerne un générateur qui peut être rechargé et -.rcilise de 5 breuses fois pour produire du technétium 99m. Selon une autre de ses caractéristiques, la présente invention concerne un procédé permettant de réduire au minimum les déchets radio-actifs. Des recherches médicales récentes ont montré que le tfch.-néfcium est "un outil très utile à des fins diagnostiques, * 0 Le technétium 99m de grande pureté est utilisé principalement copjme radio-isotope en médecine pour la recherche et le diagnostic. Il convient parfaitement pour explorer le foie, les poumons, le sang en circulation et les tumeurs et on le préfère aux autres isotopes radio-actifs à cause de sa courte période ^: qui se traduit par une exposition minime des organes au rayon-'nement. En plus des applications médicales, le technétium 99m peut être aussi utilisé dans les applications industrielles, part exemple pour la tnesort des débits, pour la contrôle d'un, procédé, en chimie radiométr ique, ato, Etant donne qus le raâio-isotcpe .0 à utiliser présente une aussi courte période, il est plus pratique de transporter à l'hôpital ou à l'usine le père radioactif, dans ce cas du molybdène 99 radio-actif, adsorbé sur un substrat convenable tel que de l'alumine. L'utilisateur extrait alors le technétium 99m du molybdène 99 lorsqu'il en 25 a besoin. Le premier générateur de technétium 99m a été mis au point aux laboratoires Brookhaven National Laboratory. L'uranium a été irradié dans un réacteur et le molybdène radio-actif qui a été produit par un processus de fission nucléaire a été sépa-30 ré par chromatographie sur alumine. Le molybdène purifié a été adsorbé sur une colonne d'alumine à partir d'un milieu acide et le technétium 99m de la colonne a été récupéré avec de l'acide chlorhydrique dilué. Toutefois, ce processus n'est pas utilisé à des fins diagnostiques car la pureté radio-active de la solu-35 tion de technétium 99m provenant de la colonne de Brookhaven n'est pas considérée comme étant suffisante pour une application, médicale. Elle contient des quantités importantes d'impuretés 72 'WdN 2130423 radio-actives telles que l'iode, le ruthénium, etc. Plus réceonont, corme le décrit le brevet des Etats-Unis d'Amérique ft° ? 382 152, il a été mis au point un générateur en utilisant du molybdène irradié dans un réacteur à la place 5 de la cible d'rcranium. lorsque le molybdène est irradié dans un réacteur', 1 -i réaction (n, y) donne du molybdène 99 de grande pureté radio-sctive. En outre, le traitement chimique de la cible irradiée est simple. Ce mode opératoire est couramment utilisé par les fabricants de produits pharmaceutiques radio-actifs. -0 Toutefois, lorsque la cible de molybdène est irradiée dans le réacteur, seule une très petite partie est transformée en molybdène 99 radio-actif. Par conséquent, l'activité nucléaire massique du molybdène, c'est-à-dire le rapport de l'activité au poids total du molybdène élémentaire est faible. En pratique, 15 le fabricant de générateur de technétium 99m charge habituellement la colonne avec une quantité de molybdène radio-actif pour s'assurer de la présence de l'activité désirée. Toutefois, cette quantité est limitée par les sites actifs d'adsorption du substrat contenu dans la colonne. En pratique, les sites 20 actifs d'adsorption sur l'alumine sont pratiquement tous occupés par du molybdène inactif, souvent à un point tel que le molybdène ne peut plus être adsorbé. Les générateurs qui utilisent du molybdène irradié dans un réacteur présentent également des difficultés quant à l*élimi-25 nation des déchets radio-actifs. Bien que le molybdène ait une période relativement courte, d'autres isotopes formés par suite de l'irradiation et présents sur la colonne doivent être éliminés des générateurs usés conformément aux prescriptions du Commissariat à l'Energie Atomique. 30 Toutefois, un nouveau procédé a été mis au point plus récemment pour produire un générateur de technétium qui donne un produit convenant parfaitement à des fins diagnostiques. Le procédé, qui est décrit dans le brevet belge F0 752 201, consiste (a) à dissoudre dans une solution aqueuse à un pH 35 compris entre 4 et 9 environ un sel minéral de molybdène 99 qui est un produit de fission ayant une pureté radio-active d'au, moins 99,99 i°, (b) à mettre une colonne contenant un 72 09519 2130423 substrat minéral qui retient sélectivement le^. ions molybdste en ccntact avec ladite solution poux chargei- ladite colonne et (c) à éluer sélectivement ladite colonne avec un solvant pour séparer le technétium 99m de son père radio-actif, c'est-à-dire 5 le molybdène 99, qui s'est déposé sur le substrat. En opérant de la manière décrite ci-dessus, on obtient une séparation sélective très efficace du technétium 99m du composé radio-actif de molybdène 99, c'est-à-dire de plus de 80 fo. Contrairement aux générateurs connus dont la préparation dure habituellement au 10 moins deux heures, les générateurs du produit de fission peuvent être préparés commodément en moins de 5 minutes. En outre, étant donné que l'on utilise le molybdène 99 qui est un produit de fission, la solution résultante de technétium 99m est d'une concentration beaucoup plus forte que celle qui a pu être at--15 teinte jusqu'à présent. Par exemple, le technétium 99 peut être obtenu à partir des générateurs décrits à des concentrations allant jusqu'à 1000 millicuries par millilitre ou plus. Cependant, avant la présente invention et la découverte du mode d'utilisation des produits de fission, il était courant 20 de fournir à chaque utilisateur une nouvelle colonne en plus de tout l'appareillage auxiliaire nécessaire pour éluer le radio-isotope technétium 99m.Cela impliquait l'utilisation d'une nouvelle colonne chargée de molybdène et de l'écran de plomb nécessaire pour contenir l'émission de rayonnements radio-actifs. 25 Seuls les organismes agréés étaient autorisés à vendre ces systèmes générateurs. Lorsque l'activité du molybdène 99 décroît au-dessous d'une certaine valeur, il n'est plus d'aucune utilité pour un diagnostic ou une application industrielle. Cependant, comme 30 on l'a indiqué plus haut, la colonne contenant un isotope présentant une période beaucoup plus longue que celle du molybdène ne pourrait pas être éliminée sans prendre les précautions élémentaires à 1'encontre d'une émission de rayonnements radioactifs. Dans la plupart des cas, en particulier, à des fins 35 diagnostiques pour lesquelles les systèmes générateurs sont fournis d'une manière courante, il faut observer avec soin les règles concernant la manipulation et l'élimination des 72 09519 2130423 colonnes. En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé de rechargement d'un système générateur de technétium 99m dans lequel les difficultés et inconvénients connus jusqu'à présent sont réduits au minimum ou éliminés, la présente inven-5 tion a encore pour objet un système de recharge dans lequel le molybdène 99 qui est un produit de fission peut êti-e adsorbé sur une colonne d'un générateur épuisé, c'est-à-dire une colonne dans laquelle la radio-activité du technétium ne convient plus à des fins diagnostiques. Elle a encore pour objet un moyen 10 qui réduit au minimum l'accumulation des colonnes épuisées qui émettent encore une radio-activité dangereuse. La présente invention/en outre pour objet un procédé par lequel il suffit que l'utilisateur reçoive des quantités supplémentaires'du père nucléaire. Les fournisseurs qui ne sont pas agréés peuvent donc 15 fournir à l'utilisateur tout l'appareillage auxiliaire nécessaire à l'exception du radio-isotope lui-même. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre. Selon ses caractéristiques essentielles, la présente 20 invention concerne un procédé de rechargement de générateurs de technétium 99m, ledit procédé consistant à mettre le substrat minéral contenu dans le générateur, sans traitement préalable, en contact avec une solution aqueuse maintenue à un pH compris entre 4 et 9 environ d'un sel minéral de molybdène 99 qui est 25 un produit de fission, le molybdène 99 ayant une pureté radioactive d'au moins 99,99 Le procédé de la présente invention offre ainsi un moyen simple et efficace pour recharger des générateurs existants qui ne produisent plus de technétium 99m présentant la radio-30 activité désirée. En opérant selon la présente invention, non seulement il est possible de réutiliser des générateurs, mais l'accumulation des générateurs anciens qui émettent encore une radio-activité dangereuse est réduite au minimum. En outre, il est possible de réutiliser la plus grande partie de l'appareil-35 lage accessoire et de ne fournir à l'utilisateur qu'une solution de molybdène 99 pour recharger son générateur. En outre, étant donné que le molybdène 99 présente habituellement une 72 095W 213042.. activité nucléaire a?.cyi:£ae impor-t-jnts ité de vol^.^ = iss quantités de matière fournies a Ieutilisateur sont petites on comparaison des générateurs couramment vendu» sur1 le marché. En pratique, on a constaté que les générateurs pe-iveiM; H:- : 5 rechargés jusqu'à six fois ou plus sans rencontrer de àr.rYtculxc-^ quant à la pureté radio-active, au risque d'une émission «;«? rayonnements radio-actifs par le molybdène, etc. Il suffit lue l'utilisateur mette le substrat en contact a^rac 'me nouvelle quantité i1 une solution aqueuse de molybdène oui est un prc-i":.t de fiosion. A cause de sa grande activité nucléaire 'cessique, il suffit d'un voluae r3.1stiv enisnt petit du liquide cont3na.it le radio-isotope qui peut être fourni à l'utilisateur à int^rvai-• lea prédéterminés. le procédé de la présente invention a encore l'avantage de permettre de stériliser la solution contenant le molybus-ie 9 - » c'eat-à-dire en la traitant dans on autoclave aux tempera tu:.-^--i et pressions norma" 3v.et:t prêterItes et o:i rechargeant le -raieor dans des conditions stériles. L'analyse radiociétr iq.ua da tschnetiuis. 3r?a* êluo à part lr "0 des générateurs qui ont été rechargés plus^t^r^ fois qu'il contient jusqu'à 95 $.du technétium 99disponible et que la pureté radio-active est supérieure à 99,99 i°> La ïo^l/t^ des impuretés formées d'éléments métalliques est inférieure à 1 partie par million, comme déterminé par spectrographie cL'enis--25 sion. Comme indiqué, le procédé de la présente invention utilise le produit de fission molybdène 99 qui a 11116 pureté radio-active d'au moins 99,99 ia* L'irradiation de composés pour produire le produit de fission molybdène 99 est une technique bien connue 30 et peut être effectuée en plaçant le composé correct dans la zone d'irradiation d'un réacteur nucléaire, d'un générateur de particules ou d'une source isotopique de neutrons. Bien que divers composés conviennent pour le procédé de la présente invention, la cible préférée est l'uranium 235. Si d'autres com-35 posés sont utilisés, il est souvent nécessaire d'isoler le molybdène après irradiation. Des composés donnés à titre illus-tratif qui peuvent être utilisés comme source du produit de 7 0 0 9 S1 Q b ^ LVJ'' 2130423 fission molybdène 99 comprennent entre autres des calibres fissiles telles que l'uranium 238, le plutonium 239, etc. Ensuite, le composé irradié est dissous dans un solvant convertacle et le iiioiybaène 99 est isolé sélectivement♦ Los •: techniques uxilisées pour dissoudre et isoler le molybdène 99 à l'état pur sous la forme de son sel minéral sont bien connues en pratique. Le produit de fission molybdène 99 sous la forme d'un sel minéral tel que le molybdate de sodium, le molybdate de potassium, 10 le molybdate d'ammonium, etc. est ensuite dissous dans une solution aqueuse ajustée à un pH compris entre 4 et 9 environ. Si nécessaire, le pH peut être ajusté dans cette plage en ajoutant au solde ou une.base. La solution est alors prête pour recharger un générateur. Un lavage ou traitement de la colonne est inutile 15 avant ou après le chargement. La colonao ou générateur peut être réalisé selon la technique antérieure. Par exemple, si le radio-isotope doit être utilisé pour un diagnostic, le substrat peut être contenu dans un géttéïateur stérile comme celui décrit dans le brevet 20 des Etats-Unis d'Amérique N° 3 369 121. Les exemples suivants sont donnés à titre illustrâtif, mais non limitatif, de l'invention. Exemple 1 On irradie 5 g d'oxyde d'uranium (U naturel) en les soumet- 13 25 tant à un flux de neutrons de 10 pendant 15 minutes. On dissout la cible dans 50 crn^ de H^O^ à 3 ^ et 8 cm^ de H^SO^ concentré. Après dissolution, on ajoute 50 cm^ de H^SO^ à 6 f>. On fait passer la solution dans une colonne d'adsorption de ■^Mo (1 cm x 5 cm) contenant 2 cm^ de charbon de bois recouvert 3 30 d'argent (granulométrie 0,297-0,84 mm) et 2 cm de charbon de 3 bois. On lave la colonne successivement avec 60 cm d'acide 3 99 sulfurique dilué et 60 cm d'eau. On élue Mo retenu dans la 3 colonne avec 40 cm de NaOH chaud 0,2 M. On fait passer l'éluant 3 à travers une autre colonne de purification qui contient 2 cm 35 de charbon de bois enduit d'argent dans sa partie supérieure 3 et 2 cm de phosphate de zirconium au fond. On ajoute HC1 à solution de "Mo ainsi obtenue pour ajuster le pH de ladite 72 09519 7 2130423 solution entre 5 et 7. La solution contient environ 1 millicurie de "^Mo. On ajoute à la solution de ^^rlo obtenue par le mode opératoire ci-dessus 2 mg de Ko non radio-actif comme support sous la forme de molybdate de sodium. On fait passer la solu-5 tion échantillon dans une colonne, d'alumine de Woelm (0,6 x 3 cm). L'adsorption de ^%1o est supérieure à 99,999 f°. On élue "^mTc, après qu'il s'est accumulé dans la colonne, avec 10 cm^ d'une solution saline isotonique et on en récupère plus de 90 fo. La teneur en ^%1o de l'élément ^mTc est de l'ordre de 10 ^ $>, 10 On ne détecte aucune autre impureté radio-active soit à l'aide d'un cristal Ge (Li), soit à l'aide d'un cristal Eal (ïl) couplé avec un analyseur à rayons gamma. La quantité d'alumine apparaissant dans l'éluant du ^^c est très faible, égale ou inférieure à 1 partie par million. La teneur totale en métal 15 lourd est inférieure à 1 partie par million. Exemple 2 99 On fait passer 2 curies du produit de fission Mo en solution aqueuse à un pH de 5 à 6 dans une colonne d'alumine de Woelm (diamètre de 1 cm x 2 cm de hauteur). L'adsorption de 20 ^%lo est supérieure à 99,995 f°. On récupère plus de 90 ^mTc dans 4 cm^ d'une solution saline isotonique. La diffusion de "^Mo est de l'ordre de 10"^ fo. La concentration du technétium 99m élué est supérieure à 400 millicuries par millilitre. Le tableau I ci-après permet de comparer un générateur 25 préparé par le procédé de la présente invention avec un générateur préparé selon la technique décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 382 152 précité. 72 09519 2130423 TABLEAU I Comparaison d'un générateur de technétium 99m qui est un produit de fission avec un générateur connu. Description Temps nécessaire pour l'adsorption et le 10 lavage Quantité d'activité nucléaire qui peut être chargée Dimension minimale du 15 générateur Récupération de ^mTc Diffusion type de 20 99Mo Générateur connu Plus de 2 heures Moins de 2 curies 2 cm de diamètre 4 cm de hauteur 40 à 90 $ dans 30ml de solution saline isotonique ,-3 Environ 10 $ Générateur de technétium 99m qui est un produit de fission Moins de 5 minutes Plus de 100 curies 0,6 cm de diamètre 1 cm de hauteur Plus de 90 i° dans 4 ml de solution saline isotonique -4 ^ Environ 10 ^ $ D'après les résultats ci-dessus, il est évident que le générateur produit de fission peut être préparé rapidement à une plus petite dimension tout en présentant une activité plus importante. En outre, le technétium 99m peut être récupéré avec 25 une diffusion moins importante de molybdène 99. Bien que l'invention soit illustrée par l'exemple précédent, elle ne doit pas être considérée comme étant limitée aux matières utilisées^mais comme étant susceptible d'une application plus générale comme on l'a décrit plus haut. Diverses 30 modifications peuvent être apportées à la présente invention sans sortir de son cadre. Exemple 3 On prépare un générateur en utilisant de l'alumine acide de Woelm comme substrat. On lave l'alumine avec une solution 35 saline pour éliminer les fines. Ensuite, on neutralise 5,2 ml d'une solution d'hydroxyde de sodium contenant 1125 millicuries du produit de fission molybdène 99 avec de l'acide chlorhydrique à un pH de 4 à 7 et on les ajoute à la colonne d'alumine. On ferme hermétiquement la colonne chargée et la traite dans un 72 09519 2,304 autoclave, le tecun'ifciua 99& :o élu-i de la ecCor Après décroissance de l'activité du teclmétiuri 9901, on rr-cl" le générateur trois fois au total avec du rr.clycdène qui s3"; un produit de fission. La colonne n'est soumise à aucun ment préalable. Les élutions répétées après chaque recluiTgs donnent des rendements qui sont tous compris entre 70 oc 85 Le produit a une pureté radio-active d'au moins 99,59 /' sz contient moins de 1 partie par million d'impureté métalliq Exemple 4 On a acheté un générateur de technétium 99n? de 200 si curies produit par E.R. Squibb and Sons et on effectue plus élutions du radio-isotope. Après plusieurs jours, on reobar le générateur en ajoutant 0,7 ml d'une solution du produit fission molybdène 99 contenant du chlorure de sodium. La cc [3 ne n'est soumise à aucun traitement préalable. D'après les culs, 256 millicuries ont été ajoutés au générateur. Des élutions répétées donnent en moyenne 78 à 88 $>. G a rechargé encore trois fois le mêine générateur et on a c>-t des rendements analogues. la solution du techi-étius 99^ élu G est très pure et cot vient à des fins diagnc?tiqy.ess Naturellement, l'invention n'est pas limitée a us forre de réalisation décrites et est susceptible de recevoir Si—s-variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'inventic-". 72 09519 2130423 RKy^HDICAT TOITS 1. Procédé de rechargement d'un générateur de technétium 99m avec le produit de fission molybdène 99, procédé caractérisé en ce qu'il copiste à mettre le substrat minéral contenu dans 5 le générateur-.. sans traitement préalable par un acide, en contact avec une solution aqueuse à un pH compris entre 4 et 9 environ d'un 3el minéral du produit de fission molybdène 99, le- ei dit molybdene 99 ayant une purete radio-active d'au moins 99,99 / ledit générateur étant prêt à être soumis à une élution sans 10 lavage du substrat. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat est de l'alumine. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat est de l'oxyde de sirconium. 15 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse est une solution du produit de fission molybdène 99 contenant du chlorure de sodium. 5. Procédé permettant de réduire au minimum l'accumulation des générateurs de technétium 99m qui ne fournissent plus 20 de technétium 99m ayant la radio-activité désirée, mais qui émettent encore des quantités dangereuses de rayonnements radio-actifs,procédé caractérisé en ce qu'il consiste à recharger lesdits générateurs, sans traitement préalable, en mettant le substrat minéral contenu dans le générateur en contact avec 25 une solution aqueuse à un pH compris entre 4 et 9 environ d'un sel minéral du produit de fission molybdène 99, ledit molybdène 99 ayant une pureté radio-active d'au moins 99,99 % et ledit générateur étant prêt à être soumis à une élution sans lavage du substrat.