Les radio-isotopes utilisés en Médecine Nucléaire Master Spécialisé : Techniques Nucléaires et Radioprotection Exposé sous le thème: Les radio-isotopes utilisés en Médecine Nucléaire demandé par: Pr. Hakam Réalisé par: MOHAMED-REDA BOUDAZA Promo 2013-2015

Qui ce qu’un radioisotope ? Plan de l’exposé Introduction généralité sur la Médecine Nucléaire Qui ce qu’un radioisotope ? Les radioisopes utilisés en diagnostic Les radioisotopes utilisés en thérapeutique Production des radioisotopes médicaux La radioprotection au sein de MN Conclusion

INTRODUCTION Depuis la découverte de la radioactivité artificielle en 1934, les médecins nucléaires et les biologistes disposent de toute une panoplie d'isotopes radioactifs servant d'indicateurs et de marqueurs. Grâce à ces isotopes radioactifs, il est possible de suivre à la trace un atome ou une espèce chimique sans perturber les comportements physiques, chimiques ou biologiques.

Médecine Nucléaire consiste à introduire des substances radioactives à l'intérieur d'un organisme vivant à des fins diagnostiques et thérapeutiques

APPLICATIONS DE LA MEDECINE NUCLEAIRE DIAGNOSTIC THERAPIE Scintigraphie « standard » TEP-Scan RADIOTHERAPIE METABOLIQUE

Détection de 2  en coïncidence Généralité sur la TEP: Tomographie par Emission de Positons Utilisation de molécules biologique marquées par des radio-isotopes :18-FDG Emission ß+ Détection de 2  en coïncidence La TEP a été initialement développée pour la neurologie (déceler des lésions cérébrales qui causent l’épilepsie, la maladie de Parkinson ou d’Alzheimer) et la cardiologie (détection de malformations des muscles du cœur) ; actuellement, la TEP est essentiellement développée pour la cancérologie cancérologie Neurologie cardiologie

La scintigraphie : Principe

La scintigraphie : Quelques exemples

APPLICATIONS THERAPEUTIQUES Administrés pour corriger ou modifier des Fonctions organiques Ce sont essentiellement des émetteurs bêta: Pouvoir ionisant très important: destruction cellulaire amener au plus près des tissus, à détruire, une quantité adéquate de matière radioactive => irradiation localisée. 9

Qui ce qu’un Radio-isotope? C’est le cas des radionucléides émettent des rayonnements dont L’énergie et le pouvoir de pénétration permettent: Soit d’irradier spécifiquement certains organes - suivre le devenir du Médicament (traceur) -étudier la morphologie d’un organe - sa fonctionnalité par comptage externe de la radioactivité à l’aide de gamma-caméra Utilisation thérapeutique Utilisation diagnostique 10

Dahir n° 1-06-151 du 30 chaoual 1427 (22 novembre 2006) Portant promulgation de la loi n° 17-04 portant code du médicament et de la pharmacie. Article 9: Le médicament radio pharmaceutique : « est tout médicament contenant un ou plusieurs isotopes radioactifs, dénommés radionucléides, incorporés à des fins médicales sous forme de générateur, trousse ou précurseur ». On désigne sous les noms de : * Générateur, tout système contenant un radionucléide parent déterminé servant à la production d’un radionucléide de filiation obtenu par élution ou par toute autre méthode et utilisé dans un médicament radio pharmaceutique ; * Trousse, toute préparation qui doit être reconstituée ou combinée avec des radionucléides dans le médicament produit radio pharmaceutique final ; * Précurseur, tout autre radionucléide produit pour le marquage radioactif d’une autre substance avant administration. Au niveau de Cadre Réglementaire de l’utilisation médicale des radioisotopes qui est défini le médicament radio pharmaceutique

Traceurs et marqueurs En biologie et médecine nucléaire, les traceurs sont généralement des produits radio pharmaceutiques qui incorporent dans leur formule un atome dont le noyau est radioactif, un marqueur. C'est l'émission par cet atome d'un rayonnement qui permet de suivre à la trace le parcours dans le vivant de ce traceur 12

Traceur idéal: caractéristiques captation rapide (délai court entre administration et acquisition) Sélectivité pour l’organe et/ou la fonction à étudier Accumulation proportionnelle au phénomène étudié Stabilité de la concentration pendant la durée de la mesure Élimination rapide dés la fin de l’acquisition Irradiation faible +++ Disponibilité Coût faible Préparation facile 13

Contrôle qualité du traceur: Avant toute injection à l'homme, le traceur doit satisfaire à certaines conditions réglementaires. Ce contrôle de qualité doit s'assurer de : la pureté radio-isotopique (détection d'autres isotopes) la pureté micro-biologique (le soluté doit être stérile, détection de contaminations bactériennes…) la pureté radio-chimique (détection de composés chimiques secondaires également marqués par l'isotope) la pureté chimique (détection d'autres composés chimiques actifs, mesure du pH…) 14

Les Radio-isotopes utilisés en diagnostic

Table de radio-isotopes utilisés en diagnostic pour l'imagerie à l'aide d'une gamma-caméra 16

Le technétium est un métal gris argenté brillant Le technétium est un métal gris argenté brillant.son point de fusion est évalué à 2140 °C. Les applications :sont essentiellement en médecine nucléaire .il est utilisé dans des activités de diagnostic le plus souvent en tant que marqueur moléculaire de solutions salines injectées au patient. Origine : est une substance artificielle de courte période physique obtenue par décroissance du molybdène-99 (période physique de 66 h)

Courte période physique : 6 heures Tc 99-m reste l’isotope de choix pour les explorations scintigraphiques de routine : Courte période physique : 6 heures Energie adaptée a la gamma-camera 140 KeV Peu irradiant Peu couteux Facilite de marquage ≪ Couplage aux molécules spécifiques ≫ 18

Les émetteurs de positrons: Les isotopes des éléments constitutifs des molécules organiques sont : C-11 T1/2 = 20 mn N-9 T1/2 = 10 mn O-15 T1/2 = 2 mn Ces émetteurs beta+, de positrons de très courte période, qui nécessitent un cyclotron médical de proximité (intra hospitalier) et une gamma camera a positrons. Celle-ci va détecter les rayons gamma d’annihilation du positron : 511 KeV 19

hospitalier pouvant desservir plusieurs centres. F-18 est un isotope émetteur de positron qui a une période relativement intéressante ≈ 110 mn et peut être produit a distance: cyclotron extra hospitalier pouvant desservir plusieurs centres. Cet émetteur de positron couple au desoxyglucose : 18FDG a un interet considérable en cancérologie peut être produit a distance (≈ 100 km). 20

Les Radio-isotopes utilisés en thérapeutique:

L’iode est un solide cristallin de couleur noire son point de fusion est de 114 °C . L’iode est un halogène qui se sublime à température ambiante. Les vapeurs émise sont toxiques et très irritantes pour les yeux . Origines : L’iode-131 est un radioélément artificiel issu de la fission de noyaux lourds(uranuim,plutonuim …).il est produit industriellement en réacteur nucléaire

Production des radio-isotopes médicaux A partir des produits de fission de l’uranium 238 Activation neutronique Accélérateurs de particules Générateurs de radionucléides 23

A partir des produits de fission de l’uranium Principaux produits: - 99Mo - 131I - 133Xe

Activation neutronique Capture neutronique par une cible stable placée près du cœur du réacteur: 98Mo + n  99Mo +  50Cr + n  51Cr +  31P + n  32P +  32S + n  32P + p 25

Cyclotron Pour fabriquer du fluor-18, on introduit des ions au centre du cyclotron, dans la chambre d’accélération. Sous l’action combinée d’un champ magnétique et d’un champ électrique, les ions décrivent une trajectoire en spirale. Tournant à vitesse angulaire constante, les protons sont ainsi accélérés. Ils sont ensuite extraits de l’accélérateur et conduits jusqu’aux cibles (eau enrichie en oxygène 18). La réaction nucléaire (action des protons accélérés sur l’oxygène 18) engendre la formation de Fluor 18

. Une fois produit, le Fluor 18 est incorporé par radiochimie dans une molécule de glucose : le FDG

Exemple : Technétium 99-m

La radioprotection au sein de MN trois actions majeures permettent de se protéger contre les risques des radio-isotopes: diminuer le temps d'exposition aux rayonnemennts:par exemple, limiter le temps de manipulation des sources et le temps de présence auprès des patients auquel a été administré le radio pharmaceutique. s'éloigner de la source de rayonnement: des pinces longues peuvent être utilisées. interposer un ou plusieurs écran (s) entre la source de rayonnements et les personnes.

Protèges seringues en Molybdène Disposition de protection radiologique: Salle de préparation Protèges seringues en Molybdène Sorbonne (50 mm Pb) Protège-flacon pour élution (Pb≥5 mm) Valisettes de transport haute énergie ( 10mm de Pb)

Disposition de protection radiologique: Salle d’injection Injection manuelle derrière ecran Injection automatique Manipulateur protégé à proximité du patient

Disposition de protection radiologique: Salle d’injection Proximité de la salle d’examen. Proximité du laboratoire chaud. Renforcement des portes.

Surveillance médicale du personnel exposé Dosimétrie passive mensuelle Dosimétrie des mains [TLD; OSL] Dosimétrie opérationnelle

CONCLUSION A l’heure actuelle, la quasi-totalité des spécialités médicales fait fréquemment appel aux radio-isotopes, que ce soit en vue du diagnostic ou de la thérapie (cancérologie notamment).  

BIBIOGRAGHIER http://www.cea.fr/jeunes/themes/les-sciences-du-vivant/questions-de-sante-l-iode-et-la-thyroide/iode-et-thyroide http://www.laradioactivite.com/fr/site/pages/technetium99.htm http://tpe.site.tep.tdm.free.fr/page4.php http://www.je-comprends-enfin.fr/index.php?/La-radioactivite-dans-le-domaine-medical/examens-medicaux-et-radioactivite/id-menu-62.html http://www.sfen.org/Qu-est-ce-que-la-Medecine,154

Merci pour votre attention