Tra diagnostica e cure oncologiche, sono numerose le attività cliniche che utilizzano ogni giorno i radionuclidi prodotti all’interno di speciali reattori. I centri di produzione sono però scarsi e sempre meno efficienti.
Ottobre 2024, Olanda Settentrionale. Mentre il vento si porta via gli ultimi segni dell’estate, poco lontano dalle spiagge di Petten un gruppo di ingegneri nucleari esplora con una sonda ottica l’interno di una tubatura. Sullo schermo appare una piccola ma seria deformazione, che li costringe a rimandare ancora per giorni la riaccensione programmata dell’High Flux Reactor (HFR).
Il reattore di Petten non è una centrale nucleare qualsiasi. I suoi impianti non producono energia elettrica, ma alcuni degli elementi chimici più utilizzati in medicina: i radionuclidi. A causa dell’invecchiamento degli impianti, eventi come questo sono sempre più comuni e imprevedibili. Ogni arresto improvviso ha conseguenze dirette sulla sanità mondiale, ritardando diagnosi e lasciando i pazienti in attesa di esami essenziali.
Radionuclidi e medicina nucleare
I radionuclidi sono atomi capaci di emettere radiazioni. Come una lampadina emette luce, sono in grado di produrre onde elettromagnetiche a elevata energia convertendosi spontaneamente in elementi chimici diversi. Il processo fisico è conosciuto come decadimento radioattivo e viene sfruttato in medicina nucleare nel trattamento contro i tumori ma soprattutto nella diagnostica per immagini. Legati chimicamente a molecole biologiche, i radionuclidi formano i cosiddetti radiofarmaci, sostanze che permettono di visualizzare e identificare anomalie come tumori o disfunzioni circolatorie. Secondo gli ultimi dati, si stima che questa categoria di farmaci vengano utilizzati ogni anno per oltre 50 milioni di procedure mediche e che il 90 per cento di queste siano attività di diagnosi.
A causa della loro natura radioattiva, i radiofarmaci possiedono un tempo di vita molto breve. Dal momento della sintesi di un radionuclide all’interno del reattore, inizia il processo di decadimento che lo porta a convertirsi in sostanze inutilizzabili. È quindi indispensabile un trasporto rapido dai luoghi di produzione agli ospedali ma soprattutto un continuo flusso produttivo che garantisca approvvigionamenti costanti.
La crisi del tecnezio
Il blocco del reattore HFR ha interrotto i rifornimenti di un particolare radionuclide, il tecnezio 99 metastabile (Tc-99m). Quest’ultimo viene prodotto dal decadimento spontaneo del molibdeno (Mo-99), generato nel nocciolo dei reattori da ricerca come quello olandese. Il tecnezio metastabile, fornito agli ospedali grazie a generatori contenenti Mo-99, è alla base dell’80 per cento degli esami di medicina nucleare e secondo i dati più recenti in Italia viene utilizzato in oltre 600.000 esami l’anno, tra i quali figurano soprattutto le scintigrafie.
«La maggior parte dei radiofarmaci utilizzati nelle scintigrafie sono basati sul Tc-99m» spiega Arturo Chiti, direttore del Dipartimento di Medicina Nucleare dell'IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano. «Sono esami che dipendono strettamente dalla costanza nei suoi rifornimenti. La sua carenza coinvolge soprattutto i pazienti oncologici, che vedono i propri esami annullati». Il professore spiega che le scintigrafie sono eseguite ogni giorno come attività diagnostiche fondamentali nel monitoraggio di patologie come il cancro alla mammella, quello della prostata e quello del rene, nonché in pazienti con sospetti problemi cardiaci come l’infarto.
Una questione di lunga data
«Da oltre sessant'anni il tecnezio è il radionuclide più utilizzato in medicina», afferma Juan Esposito, ingegnere nucleare e primo tecnologo presso i laboratori di Legnaro (PD) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare; e, aggiunge, in passato la sanità mondiale è stata messa alla prova più volte dalla scarsità di questo elemento.
La più grande crisi mondiale del tecnezio è stata innescata nel 2009, quando il reattore canadese NRU ha sospeso la produzione per diversi mesi. Il reattore è stato chiuso definitivamente nel 2018; fino a quel momento aveva rappresentato il più grande produttore mondiale di Mo-99. Da allora l’intera produzione è sostenuta da soli cinque impianti. Tra di loro, il reattore HFR di Petten, che sostiene oggi circa un terzo dell’intera produzione mondiale ed è sempre più soggetto a fermi imprevisti.
I reattori produttori di radionuclidi stanno invecchiando. Non solo: sono ormai al termine del loro ciclo vitale. «Reattori come quello di Petten sono stati realizzati intorno agli anni Sessanta, con la tecnologia dell’epoca», spiega Esposito. «Nonostante siano stati progettati per una vita di trent’anni, migliorando le tecniche di gestione siamo riusciti a prolungare la loro attività ancora per diverso tempo, ma questo non durerà a lungo». L’età avanzata si fa sentire, e come avverrebbe in una vecchia automobile anche queste strutture sono sempre più soggette a manutenzioni. Gli stop sono sempre più frequenti e non è difficile immaginare che presto anche reattori come quello olandese seguano lo stesso destino della centrale canadese.
Alla ricerca di nuove vie
Gli eventi del 2010 hanno spinto la comunità scientifica internazionale verso la ricerca di soluzioni alternative alla produzione di tecnezio nei reattori nucleari. In Italia progetti di ricerca promossi dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare come APOTEMA e TECHN-OSP si sono posizionati come apripista, ponendosi l’obiettivo di produrre direttamente Tc-99m utilizzando i ciclotroni. Come un proiettile sparato contro un bersaglio, questi acceleratori di particelle sono in grado di produrre collisioni tra atomi ad altissime velocità. Dalla collisione nascono elementi nuovi, proprio come il Tc-99m.
«I vantaggi di utilizzare un ciclotrone per produrre tecnezio metastabile sono moltissimi, primo fra tutti l’indipendenza dall’uranio arricchito», spiega Esposito. Con i ciclotroni non è più necessario utilizzare materiale strategico come l’uranio 235, un elemento radioattivo sotto stretto controllo militare. Gli acceleratori di nuova generazione sono macchinari molto compatti, in grado di essere installati all’interno degli ospedali e di produrre Tc-99m in loco. Inoltre, un processo di questo tipo esclude la produzione di materiali di scarto radioattivi e che necessitano di smaltimento apposito.
Oggi il territorio italiano dispone di quasi 40 ciclotroni, macchinari sufficientemente potenti da poter produrre anche questo radionuclide. Molti di questi si trovano proprio all’interno degli ospedali, e così non solo rendono le strutture autosufficienti ma sostengono anche una rete di rifornimenti su scala regionale o interregionale. Tuttavia, i costi di implementazione di queste tecnologie rimangono il fattore limitante. Secondo le più recenti valutazioni fatte in seno ai progetti sopracitati, il costo di una dose su paziente di Tc-99m prodotto da ciclotrone è circa il doppio di quello di una dose prodotta da reattore. «È necessario un cambio di paradigma», commenta Esposito, che sostiene come queste tecnologie fatichino ancora a trovare un posto nel mercato dei radionuclidi.
E se da un lato l’ingegneria nucleare apre a nuove vie, dall’altro anche la medicina nucleare non perde tempo. Recentemente è stato sviluppato un progetto di gestione delle emergenze legate alla carenza improvvisa di tecnezio; l’iniziativa partita dall’ospedale Niguarda mette in collaborazione sanità pubblica e privata. L’obiettivo è il ricollocamento dei pazienti in lista d’attesa nelle strutture del territorio meno coinvolte dalle carenze, grazie a un portale web dove gli ospedali segnalano criticità e mettono a disposizione slot operativi. «Per la prima volta, lo scorso ottobre è stato attivato il Dipartimento Interaziendale di Medicina Nucleare, un organo ad hoc per la gestione di questo tipo di emergenze», spiega Chiti, che apre alla possibilità di una collaborazione anche tra regioni limitrofe. A oggi, protocolli operativi come questo rimangono la linea di difesa più efficace contro le minacce imprevedibili di un sistema produttivo che appare sempre più fragile.
