توسعه ایزوتوپ‌های پزشکی کوتاه عمر
پژوهشگران "دانشگاه ویسکانسین"(University of Wisconsin) و "آزمایشگاه ملی آرگون"(Argonne National Laboratory) در حال کار بر روی یک فرآیند جدید برای تولید یک جفت ایزوتوپ‌های پرتوزا از عنصر "اسکاندیم"(Sc) برای تشخیص و درمان سرطان هستند. نکته مشکل این موضوع این است که ایزوتوپ‌ها آنقدر ناپایدار هستند که درست کردن آنها چهار ساعت به طول می‌انجامد بنابراین فرایند باید بسیار سریع و کارآمد باشد.
استفاده از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو در پزشکی موضوع جدیدی نیست. یکی از راه‌های نویدبخش تحقیق، استفاده از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو اسکاندیم ۴۳ و اسکاندیم ۴۷ است. این ایزوتوپ‌ها در مدت زمان بسیار کوتاهی میزان بالایی از تابش خود را منتشر می‌کنند و پزشکان علاقه‌مند به استفاده از آنها در پزشکی هستند. یعنی از دو ایزوتوپ رادیواکتیو یکی از آنها برای تشخیص بیماری استفاده می‌شود و دیگری در همان زمان برای درمان آن بیماری استفاده می‌شود.
در مورد اسکاندیم، اسکاندیم ۴۳ پوزیترون‌هایی را ساطع می‌کند که هنگام برخورد با اتم‌های دیگر، پرتوهای گاما تولید می‌کنند که توسط اسکنرهای برش‌نگاری با گسیل پوزیترون یا پِت اسکن قابل شناسایی و اندازه گیری است. در همین حال، اسکاندیم ۴۷ پرتوهای بتا را منتشر می‌کند که تومورهای سرطان سخت را از بین می‌برد. با اتصال این ایزوتوپ‌ها به یک پپتید هدفمند که به دنبال آن می‌رود و به تومور پیوند زده می‌شود، آنها می‌توانند تیم قدرتمندی در تشخیص و درمان سرطان باشند.
مشکل این است که هیچ یک از این ایزوتوپ‌ها در طبیعت ایجاد نمی‌شوند. در حقیقت هیچ ایزوتوپ رادیواکتیو اسکاندیم در خارج از آزمایشگاه‌ها وجود ندارد زیرا آنها ایزوتوپ‌های قدرتمندی هستند. این امر به این دلیل است که قدرت انتشار از نیمه عمر است یا مدت زمانی طول می‌کشد تا نیمی از اتم‌های یک نمونه از یک عنصر رادیواکتیو تقسیم شود و به یک عنصر دیگر تغییر یابد.
به عنوان مثال، اورانیوم ۲۳۵ که در راکتورهای هسته‌ای و سلاح‌ها استفاده می‌شود، دارای نیمه عمر ۷۰۳.۸ میلیون سال است، به این معنی که این فرستنده رادیویی آنقدر کم است که شما می‌توانید از آن به عنوان وزنه کاغذ استفاده کنید. از طرف دیگر، ید ۱۳۱، تنها هشت روز نیمه عمر دارد.
نیمه عمر اسکاندیوم ۴۷ تنها کمی بیش از سه روز است. بنابراین باید در مدت زمان قبل از بین رفتن، بیشتر از آن استفاده شود. این موضوع در اسکاندیم ۴۳ حتی بدتر است. نیمه عمر اسکاندیم ۴۳ تنها ۳.۹ ساعت است که در این مدت باید به مقدار لازم پالایش و آماده شده و سپس قبل از اینکه اثر آن بطور اساسی کاهش یابد، به بیمار داده شود.
به گزارش گیزمگ، آنها با استفاده از "شتاب دهنده حلقوی UV ۲۴ MeV"، دریافتند که با شلیک پروتون به اهداف ساخته شده از اکسید تیتانیوم، اتم‌های فلزی به ایزوتوپ‌های اسکاندیم منتقل می‌شوند. اینها می‌توانند با حل کردن اهداف در بیوفلورید اسید و آمونیوم از اکسید جدا شوند و سپس محلول را از طریق ستون تبادل یونی بریزند.
گرچه آزمایشات تاکنون خوب پیش رفته است اما تیتانیوم طبیعی ترکیبی از پنج ایزوتوپ پایدار است که به بمباران پروتون واکنش متفاوتی نشان می‌دهد، بنابراین آزمایشات نمی‌توانند اسکاندیم ۴۳ و ۴۷ خالص تولید کنند. بنابراین، مرحله بعدی این خواهد بود که اهداف را با استفاده از نمونه‌های خالص یک ایزوتوپ تیتانیوم تکمیل کنند. در همین حال، دانشگاه ویسکانسین بر تابش اهداف اکسید کلسیم با ذرات دوترون تمرکز خواهد کرد و آزمایشگاه آرگون نیز اهداف تیتانیوم را با پرتوهای گاما تابش می‌دهد.
یافته‌های این مطالعه در مجله "Nature" منتشر شد.
