“LARAMED – Laboratorio di RADionuclidi per la MEDicina” è un progetto Premiale finanziato dal MIUR nel 2012, a cui è seguito il finanziamento del progetto Premiale “TERABIO” nel 2016.
Lo scopo di LARAMED è la realizzazione dell’infrastruttura presso i LNL per la produzione di radionuclidi medicali e radiofarmaci, mediante l’uso del fascio di protoni fornito dal ciclotrone SPES. Come schematizzato in Figura 1, la produzione di radionuclidi e radiofarmaci è un processo interdisciplinare che va dalla fisica nucleare, scienza dei materiali, ingegneria meccanica, radiochimica, radiofarmacia fino agli studi biologici e medicali che vengono svolti in collaborazione con altri Enti.
Figura 1. Schema delle fasi di produzione di radiofarmaci, a partire dagli studi di fisica nucleare, realizzazione di un bersaglio ottimizzato, irraggiamento con il fascio di protoni fornito dal ciclotrone, processamento radiochimico per l’estrazione e purificazione del radionuclide di interesse, controlli di qualità del prodotto ottenuto e marcatura del radiofarmaco.
Attualmente l’infrastruttura LARAMED presso l’edificio SPES dei LNL è in fase di completamento. Essa prevede (Figura 2):
- Piano interrato:
- Un bunker (A9c) dedicato alle misure di fisica nucleare, ovvero sezioni d’urto per la produzione di radionuclidi innovativi; tali misure richiedono l’uso di fasci di protoni a bassa intensità (circa 100 nA) e bersagli sottili (circa 1-20 µm).
- Un bunker (RI#3) dedicato alla produzione di radionuclidi per ricerche precliniche e cliniche; tali studi richiedono l’uso di fasci di protoni ad alta intensità (50-500 µA) e bersagli spessi (100 µm – 1 mm).
- Secondo piano:
- Un laboratorio dedicato al trattamento radiochimico dei bersagli irraggiati, alle misure di spettrometria-γ, ai controlli di qualità ed alla marcatura dei radiofarmaci (RILAB Radiochemistry).
- Un laboratorio dedicato alla preparazione dei bersagli con diverse tecniche (HIVIPP, SPS, magnetron sputtering, ecc.) ed allo studio dei trattamenti chimici a freddo, ovvero con materiale non radioattivo (laboratorio RILAB Target).
Figura 2. Le immagini mostrano due planimetrie dell’edificio SPES: sulla sinistra, il piano interrato con evidenziati in giallo i due bunker dedicati al progetto LARAMED (RI#3 ed A9c); sulla destra, il secondo piano con i laboratori RILAB dedicati alla radiochimica ed ai bersagli.
LARAMED è anche un “contenitore” di progetti scientifici, finanziati dalle commissioni scientifiche nazionali (CSN) dell’INFN e da altri Enti, focalizzati allo studio di specifici argomenti. Tra questi, si ricordano:
- APOTEMA e TECHN-OSP (CSN5 2012/2014, 2015/2017), per lo studio della produzione diretta di 99mTc, mediante l’uso di ciclotroni ospedalieri. I principali risultati ottenuti sono stati: la misura della sezione d’urto della reazione nucleare 100Mo(p,2n)99mTc, la realizzazione di bersagli ottimizzati per la produzione di 99mTc, lo sviluppo di un modulo automatico per la separazione e purificazione 99Mo/99mTc, studi di radiomarcatura di radiofarmaci in uso ospedaliero, imaging sia su fantocci che in vivo.
- COME (CSN3 2016), per lo studio della produzione di 67Cu mediante bersagli di 70Zn. Questo progetto ha portato alla prima misura delle sezioni d’urto 70Zn(p,x)67Cu,64Cu nell’intervallo di energia 45-70 MeV. Dai risultati ottenuti è stata brevettata l’idea di un bersaglio multi-strato che massimizza la produzione di 67Cu e minimizza quella di 64Cu, per ciclotroni da 70 MeV (Patent internazionale di INFN no. WO2019/220224 A1).
- PASTA (CSN5 2017/2018), per lo studio della produzione di 47Sc mediante l’uso di fasci di protoni. Sono stati studiati diverse reazioni nucleari, sia con bersagli di natV che 48Ti. I bersagli in 48Ti sono stati realizzati con la tecnica HIVIPP sviluppata nel progetto E_PLATE.
- E_PLATE (CSN5 2018/2019) , per lo studio della tecnica High Energy Vibrational Powder Plating (HIVIPP) per la realizzazione di bersagli sottili ed omogenei, adatti a studi in fisica nucleare che richiedono l’uso di materiale arricchito isotopicamente e quindi molto costoso.
- METRICS (CSN5 2018/2021), per lo studio della produzione di isotopi di manganese (51Mn e 52Mn) emettitori di positroni, adatti per imaging PET (Positron Emitted Tomography), da accoppiare a manganese stabile (45Mn) che si utilizza come mezzo di contrasto per la risonanza magnetica (MRI, Magnetic Resonance Imaging). La realizzazione di un radiofarmaco paramegnetico consentirebbe una reale sovrapposizione di informazioni mediante imaging multimodale (PET/MRI).
- REMIX (CSN5 2021/2023), per concludere lo studio della produzione di 47Sc mediante protoni, utilizzando bersagli di 49Ti e 50Ti e confrontando i risultati ottenuti con il progetto PASTA. Inoltre, si prevede lo studio della produzione degli isotopi del Terbio, utili in medicina nucleare. Maggiori informazioni si possono trovare qui.
- INTEFF_TOTEM (POC MISE 2021/2022), per la valorizzazione del brevetto internazionale INFN (Patent no. WO2019/053570) riguardo bersagli ottenuti con la tecnica magnetron sputtering per la produzione di radionuclidi medicali.