EL CENTRO DE EXCELENCIA EN FISICA MEDICA NUCLEAR APLICACIONES EN MEDICINA, QUÍMICA, FÍSICA MÉDICA Y FÍSICA DE MATERIALES ARTURO FERNÁNDEZ TÉLLEZ FCFM-BUAP.

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1 EL CENTRO DE EXCELENCIA EN FISICA MEDICA NUCLEAR APLICACIONES EN MEDICINA, QUÍMICA, FÍSICA MÉDICA Y FÍSICA DE MATERIALES ARTURO FERNÁNDEZ TÉLLEZ FCFM-BUAP 1

2 AGENDA  Presentacion General  Grupo de trabajo  El ciclotrón  Impactos en la Medicina Nuclear  Impactos en la Biología Molecular  Impacto en la Física Médica  Terapia de protones  Producción de radio-isotopos, Radio-Medicina uso de material radiativo, radio-medicina  Vinculación con diversos sectores, desarrollo tecnológicos  Presupuesto, Cronograma  Gestión de fondos 2

3 AGENDA  Presentacion General  El ciclotrón (B. Yee, P. Mandrillon, H. Maury)  Impactos en la Medicina Nuclear (A. Adel, A. Beltran, E. Medel, R. Portillo S. Reyes, A. Erazo, A. Mendoza)  Terapia de protones (P. Mandrillon)  Producción de radio-isotopos, Radio-Medicina, uso de material radiativo, radio-medicina (J. Galvez, D. Pérez, G. Cilia)  Física Médica (B. de Celis),  Biología Nuclear (E. Brambila)  Vinculación con diversos sectores, desarrollo tecnológicos (P. H. Hernández, J. Kadi, M. Rodríguez, M. I.Martínez, J. Castillo, ) 3

4 CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN FÍSICA MEDICA NUCLEAR HADROTERAPIA CICLOTRÓN DE IONES (30-70MEV) IMAGENOLÓGIA NUCLEAR PRODUCCIÓN DE RADIOFÁRMACOS Desarrollos tecnológicos: FÍSICA DE MATERIALES BIOLOGÍA MOLECULAR BIOQUIMICA, INSTRUMENTACIÓN DE SENSORES PARA FÍSICA MÉDICA, ETC. 4

5 GRUPOS DE TRABAJO  GRUPO DE EXPERIMENTALES  CLÍNICA  TECNÓLOGOS  INVESTIGACIÓN BÁSICA TEÓRICA-EXPERIMENTAL  CENTRO DE CÓMPUTO DE ALTO RENDIMIENTO  ÁREA DE CIENCIAS TRANSLACIONALES  EDUCACIÓN (ESPECIALIDADES MÉDICAS) 5

6 NUEVA GENERACIÓN DE FÍSICOS DE ACELERADORES:  Humberto Maury Cuna  Alejandro Castilla Loeza  Bruce Yee Rendón  Salvador Sosa Güitrón  Cristhian Valerio Lizarraga  Karim Gibran Hernández Chaín  Luis Eduardo Medina Medrano  Gerardo Guillermo  Abraham Joseph Pinedo Lopez  Christian Mauricio López Sánchez  Ana Selene Cuevas Zuñiga  Daniel Chavez Valenzuela  David Pavel Juárez López  Marvin Mellado Muñoz  Juan Reyes Herrera  Alain Flores Tlalpa 6

7 CENTRO DE EXCELENCIA EN MEDICINA NUCLEAR PLANTA DE RADIO-ISOTOPOS CICLOTRÓN DE IONES (H-, D-, He++, 4H2-) Haz de Iones Ligeros 30 MeV/ 70 MeV LINEAS DE HAZ PARA: www.cyclotron-nantes.fr PRODUCCIÓN DE RADIOISOTOPOS ESTUDIOS QUIMICOS DE RADIOISOTOPOS ESTUDIOS EN FÍSICA DE MATERIALES TRATAMIENTOS ONCOLÓGICOS (BOMBARDEO DE PROTONES) 7

8 ACELERADOR 8

9 CICLOTRÓN CICLOTRÓN ISOCRONICO DE IONES CON ENERGÍA DEL HAZ CIRCULANTE DE 30-70MEV PARA PRODUCIR RADIO-ISÓTOPOS ParámetroValor Energía (MeV)30-70 Radio Frecuencia (MHz)30.45 Voltaje (kV)65 Corriente ( μA)750 Campo Magnético (T)1.6 Diámetro ( m)4 CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DEL CICLOTRÓN 9

10 CICLOTRÓN LÍNEAS Magnetos externos de conmutación. Producción de radionúclidos. Investigación y desarrollo. Menor intensidad. El ciclotrón entrega el haz a las seis diferentes líneas del haz, estas líneas se obtiene a través de dos puertos y usando dos magnetos externos de conmutación. Esquema de las líneas del haz del ciclotrón Arronax. El número total de líneas del haz son 8: 5 de ellas usan en promedio alta corriente (P1, P2, P3, A1 y A2) y 3 dedicas a baja o muy baja corriente (AX). 10

11 IMPACTO DEL CEFN EN MEDICINA NUCLEAR 11

12 MEDICINA NUCLEAR RADIOFÁRMACOS EN LA MEDICINA  PET (Positron Emission Tomography)  SPECT (Singlephoton Emission Computed Tomography)  Y-Cammera (Gamma Photon Cammara) 12

13  Sistema de diagnóstico  Imágenes para detección, tratamiento y evolución del cáncer  Actividad cerebral  Enfermedades del corazón  Investigación de nuevos radiofármacos (Ciclotrón) INTRODUCCIÓN TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES (PET) 13

14 PET/CTPET MRI 14

15 TERAPIA DE PROTONES 15

16 TERAPIA DE PROTONES TRATAMIENTO DE CÁNCER Línea de haz dedicada al bombardeo de protones de 70MeV en órganos dañados por el cáncer Técnica: MEDICIC (Nice, France) 16

17 TERAPIA DE PROTONES TRATAMIENTO DE CÁNCER MAS DE 5,300 PACIENTES ( 15 AÑOS DE ACTIVIDAD) TRATAMIENTO DE MELOMA: 4 SESIONES, (8 SEC. EACH) MEDICIC (Nice, France) 17

18 PRODUCCIÓN DE RADIO ISOTOPOS PARA RADIO-FARMACIA 18

19 PRODUCCIÓN DE RADIO ISOTOPOS PARA RADIO-FARMACIA RADIOISOTOPES AT DIFFERENT ENERGIES The short-lived PET isotopes are produced via the (p, n) process, the related p-energy is ~15 MeV. 19

20 PRODUCCIÓN DE RADIO ISOTOPOS PARA RADIO-FARMACIA PET RADIOISOTOPES 20

21 PRODUCCIÓN DE RADIO ISOTOPOS PARA RADIO-FARMACIA S PECT RADIOISOTOPES 21

22 PRODUCCIÓN DE RADIO ISOTOPOS PARA RADIO-FARMACIA RADIOISOTOPES FOR THERAPY 22

23 PRODUCCIÓN DE RADIO ISOTOPOS PARA RADIO-FARMACIA Creation of Center of Excellence based on a cyclotron with dual beam of 30-70 MeV protons at up to hundreds of microamperes.  Produce commercial radioisotopes,  Produce research radioisotopes and other radioisotopes of emerging importance,  Produce radioisotopes based on the concept developed at CERN for producing SPECT radioisotopes as 99mTc,  Conduct R&D on all aspects of radioisotope production,  Educate and train scientists, engineers, and technicians in related fields 23

24 PRODUCCIÓN DE RADIO ISOTOPOS PARA RADIO-FARMACIA MORE EFFECTIVE RADIOISOTOPE PRODUCTION  Survey:  Most of the Radioisotopes used in Europe (case: Switzerland) can be produced in a accelerator center of 30-70 MeV.  The radioisotopes produced by Nuclear Reactors (67Cu, 131I, 133Xe, 223Ra, 177Lu, 186Re, 153Sm, 90Y, 32P, 33P, 166Ho) can also be produced by such a center, as for example 166Ho and others.  Market Study:  Diagnostic market (SPECT & PET) of radiopharmaceuticals in 2017 is about 1.35 BCHF (Most important radioisotope 99mTc)  Global demand is 60 M7Y (19M USA, 21M Europe, 20M Rest of the World)  Theraphy market of Radiopharmaceutical in 2017 is about 230 MCHF  By using the Activator, it will be possible to use a cyclotron in order to deliver most of the Reactor produced radioisotopes,  Unique installation/infrastructure world wide  In addition to 99mTc the following isotopes will be produced for therapeutic use: 131I, 153Sm, 186Re, 90Y, 177Lu, 166Ho, & Others 24

25 CALENDARIO 25

26 70 MEV FACILITY CENTER COST 26

27 COMENTARIOS FINALES  El concepto de uso de ciclotrones para producir radio-isotopos y terapia de protones esta probado y funcionando  El Centro de Excelencia en Medicina Nuclear sería el primero de su clase en Latinoamérica.  México tiene la capacidad de llevar con éxito este proyecto.  Existen instituciones mexicanas con mucho interés en participar/competir por ser sede del laboratorio.  Se requiere apoyo gubernamental a Federal.  Costo total: 40-42 millones de dólares (tres etapas).  Primera etapa: 20-25 millones de dólares  Inicio de producción de radio-farmacos: 3años 27

28 TO DO  SE PRESENTARÁ UN DOCUMENTO CON CONCLUSIONES DEL FORO A LAS INSTITUCIONES INVOLUCRADAS.  SE FORMARÁ UN CONSEJO CONSULTIVO QUE REVISE LAS ACCIONES DEL CENTRO  REPRESENTANTES INSTITUCIONALES, REPRESENTANTES DE EMPRESAS INVERSORAS  SE DEFINIRÁ UNA ESTRATEGIA PARA CAPTAR FONDOS  ATENDER CONVOCATORIAS DE FONDOS GOBERNAMENTALES Y DE INVERSION PRIVADA 28

29 CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN FÍSICA MEDICA NUCLEAR GRUPO ACTUAL DE TRABAJO MC. Eva Medel Dr. Guillermo Tejeda Muñoz Dr. Ramiro Portillo Dr. Salvador Reyes Dr. Eduardo Gómez Conde Dr. Arturo Fernández Téllez Dr. M. Iván Martínez Hernández Dr. Benito De Celis Dr. Mario Rodríguez Cahuantzi Dr. Juan Castillo Dra. Irais Bautista Guzmán (FCFM) Dr. Luis Alfonso Adel Álvarez (HU-BUAP) Dr. Eduardo Brambila (Fac. Ciencias QuÍmicas) Dr. Daniel Cruz (Fac. Ingeniería QuÍmica) Dr. Mauro Napsuciale Mendívil Humberto Maury Cuna (Depto. de Física) MC.Bruce Yee Rendon (Depto. de Física) UAS Dr. Pedro Podesta Lerma Dr. Ildefonso León Monzón MC. Andrey Mendoza 29