Aplicaciones de las Radiaciones
Nucleares en la Medicina
Dr. Juan Carlos Furnari
Gerente de Área Aplicaciones de la Tecnología Nuclear
Comisión Nacional de Energía Atómica
JORNADA de ANÁLISIS Y REFLEXIÓN sobre PRESENTE y
FUTURO de la ENERGÍA NUCLEAR – Córdoba, 06.09.2012
y en Salud Humana en general
Generación de electricidad
Medicina nuclear
Investigación y desarrollo
Preservación de alimentos
Aplicaciones industriales
Nutrición y salud
Fertilidad de suelos, riego y cultivos agrícolas.
Lucha contra insectos y plagas
Producción y sanidad pecuarias
Técnicas analíticas nucleares
Vigilancia ambiental
Tratamiento de efluentes
Desarrollo de recursos hídricos y minerales
Aplicaciones Nucleares
más importantes
Principios de las Aplicaciones
Las radiaciones
afectan
a los materiales
3988739
Los materiales
absorben
las radiaciones
56478381
Los radioisótopos
trazan (marcan)
a los materiales
Irradiación de
alimentos,
radioterapia
Radiografías Radiofarmacia.
Medicina Nuclear.
Estudios ambientales
Irradiación de Polímeros Esterilización de material biomédico descartable, envases, prótesis, etc..
Irradiación de cables y aislaciones eléctricas y telefónicas (resistencia a altas
temperaturas, buenas propiedades físicas y mecánicas). Irradiación de caños
para tuberías de agua caliente. Materiales termocontraíbles (láminas para
envases, tubos para empalmes eléctricos).
Membranas selectivas (de intercambio iónico, separación, permeables).
Hidrofilización de superficies de polímeros hidrófobos (prótesis, materiales
biocompatibles, piel artificial). Incorporación de aditivos en fibras textiles.
Vulcanización (neumáticos, silicona de uso médico)
Impregnación de maderas y otros sustratos con monómeros y polimerización
por irradiación. Recuperación de materiales artísticos y arqueológicos.
Refuerzo de materiales plásticos con otros elementos (composites).
Inmovilización de sustancias en matrices de polímeros.
Mejoramiento en el reticulado de polímeros
Inmovilización de compuestos en matríces
poliméricas
Depolimerización de teflón
Desarrollo de composites
y compuestos símil hueso
Laboratorio de Polímeros
Piel artificial
Efectos de las Radiaciones
sobre los Alimentos
Inhibición de brotación en bulbos, tubérculos y raíces.
Desinfestación (ácaros y otros insectos) de productos frutihortícolas y
granos.
Eliminación de parásitos (Ejemplo: triquinosis en carne de cerdo).
Retardo de maduración en frutas tropicales (papaya, banana, mango).
Retardo de la senescencia de champignones y espárragos.
Reducción de contaminación bacteriana prolongación de la vida útil
(carnes frescas, frutas finas, pescados) Proceso similar a la pasteurización.
Control del desarrollo de microorganismos no esporulados, excepto virus
Ejemplo: salmonella en pollo y huevos.
Libera al alimento de microorganismos patógenos, sin introducir sustancias
extrañas. Las especias, por ejemplo, que no pueden decontaminarse con óxido de
etileno debido a la retención de residuos tóxicos cancerígenos).
Irradiación de alimentos
Evita o reduce el empleo de fumigantes o conservadores químicos.
Prolonga el tiempo de comercialización, posibilitando alcanzar mercados
internos y externos más lejanos.
Al mejorar la calidad higiénico-sanitaria, permite llegar a mercados con
exigencias hasta ahora no alcanzadas por nuestros productos.
Evita que el producto pierda su calidad de fresco o sus caracteres organolépticos.
“Buenas Prácticas de Procesamiento para la Irradiación de Alimentos destinados al
Consumo Humano” . Norma IRAM 20301 (2003). “Food irradiation - Requirements for the development, validation and routine control of the
ionizing radiation process used for the treatment of food for human consumption”
Norma ISO 14470 (2011)
Se han identificado unos treinta órdenes de insectos que
producen daños directos por ataque a las plantas y animales, disminuyendo su
calidad, además de causar perjuicios indirectos debido a restricciones de las
exportaciones, pérdidas de mercados, desocupación de recursos humanos,
inutilización de recursos materiales e incremento de costos.
Una estimación mundial indica que el 30% de los cultivos se pierde por acción
de los insectos y el 10% durante la post cosecha, en el almacenamiento. Según la
Organización Mundial de la Salud, el 50% de la pre-cosecha, cosecha y post
cosecha se malogra por insectos en los países menos tecnificados.
Principalmente: Díptera (moscas, mosquitos), Coleóptera (escarabajos,
gorgojos), Lepidóptera (mariposas, polillas), Ortóptera (grillos, langostas),
Hemíptera (chinches), Homóptera (cochinillas, pulgones), Hymenóptera
(hormigas, abejorros) y Thisanoptera (trips).
Control de Plagas
Algunos insectos, como la mosca de la fruta, poseen
un ciclo de reproducción particular: la hembra es
fecundada sólo por un macho.
Esto condujo al desarrollo de un método de control de plagas basado
en la irradiación de larvas, criadas en insectarios, para lograr que los
machos sean estériles.
Al ser liberados ya en su etapa voladora, en las áreas plagadas, la
“fecundación” es inviable, disminuyendo drásticamente la población en
pocas generaciones. Es un método muy efectivo y no contaminante.
La Técnica del Insecto Estéril (TIE)
Se implementó con éxito en regiones de Asia y África. En nuestro país
existen campañas en Mendoza, San Juan, Neuquén y Río Negro.
En Mendoza opera un irradiador apto para estas aplicaciones.
En San Juan opera un irradiador móvil de CNEA.
Se comenzó a estudiar el caso del Dengue
Otras Aplicaciones en la
Industria de los Alimentos
Irradiación de panales de abeja
(control de Loque Americana)
Manejo del suelo y del agua
Fertilidad de suelos
Control de la erosión
Control de plagas e insectos
Sanidad y nutrición animal
Persistencia de herbicidas
Desarrollo de fertilizantes
biológicos
Enfermedades apícolas
APLICACIONES EN AGRICULTURA Y GANADERIA
Aplicaciones en Hidrología
Medición de circulación, dirección o caudales
de aguas subterráneas
Estudios de movimiento de sedimentos en ríos
o costas marítimas
Determinación de origen y edad del agua
mediante la relación de isótopos 1H / 2H; 16O / 18O
Fuerte impulso por parte del OIEA
Tratamiento de Gases de Chimeneas
Existen plantas piloto de este tipo en Japón, China, Alemania,
Francia, Polonia y oros países de Asia, Europa y Estados Unidos.
Aplicaciones de las técnicas analíticas
nucleares y relacionadas en medio ambiente
Vigilancia de la contaminación atmosférica:
Filtrado de aire y determinación del contenido de
elementos traza (AAN) o plomo (PIXE).
Empleo de biomonitores (AAN)
Estudio actual de contaminación y
. proveniencia de contaminantes
. atmosféricos en Córdoba (AAN)
Aplicaciones de las técnicas analíticas
nucleares y relacionadas en medio ambiente
Estudios de contaminación del agua del Río de la
Plata (AAN y técnicas convencionales)
Determinación de elementos tóxicos en sedimentos,
rellenos sanitarios y suelos (AAN)
Estudios de contenido de arsénico en aguas
(Hidroarsenicismo crónico endémico) de las provincias
de Córdoba, Santa Fé y Santiago del Estero. (AAN)
Aplicaciones de las técnicas analíticas
nucleares o radiométricas en alimentos
Determinación de elementos metálicos en cárnicos y
farináceos envasados
Determinación de oligoelementos y nutrientes en
diversos alimentos, por ejemplo, selenio en yema de
huevo o carne de pollo.
Determinación de oligoelementos o elementos tóxicos
en granos.
Determinación de contaminación radiactiva en
alimentos de exportación (normativa internacional)
Aplicaciones en Medicina
Esterilización de material quirúgico,
prótesis e implantes
Banco de tejidos
Diagnóstico por imágenes
Tratamiento con radiaciones
Tratamiento con radiofármacos
Terapia por captura de neutrones
en boro (BNCT)
Irradiación del Paciente
Rotación de un cabezal de radioterapia o de un acelerador de
electrones alrededor del paciente. Sólo la zona deseada recibe
radiación continuamente, optimizando la dosis.
Radiofármacos
Radiofármaco: Compuesto con
especificidad químico-biológica marcado
con radioisótopos, para uso médico
(diagnóstico o tratamiento).
Estéril, isotónico y libre de pirógenos
Con actividad calibrada para el estudio o tratamiento a
realizar
Vía de administración: Oral o Inyectable
Equipo Híbrido Tomografía de emisión de fotones
simples y Tomografía computada (SPECT-CT)
Htal de Clínicas, Instituto Roffo, BsAs
Tomografía de emisión de
positrones (PET)
Se emplean radiofármacos marcados con
radioisótopos emisores de positrones
18F, 13N, 11C, 15O, 68Ga, 64Cu y otros
Los positrones se aniquilan luego de recorrer pocos
milímetros y emiten dos rayos gamma opuestos,
que se detectan simultáneamente
La detección se combina con técnicas tomográficas y
se obtienen imágenes tridimensionales
Terapia por captura de
neutrones en boro (BNCT)
Neutrón
7Li Núcleo
celular
α
Célula tumoral
10B
Boro Fenil
Alanina (BPA)
La Medicina Nuclear en nuestro país
Desde la década del ’60, CNEA produce radioisótopos de uso
médico: 131I, 51Cr, 32P (primeros) y desarrolla radiofármacos.
Desde 1985, CNEA posee la única planta de fisión de
Sudamérica para producir 99Mo.
En la década del ’90 se instaló el ciclotrón del CAE, que
produjo 201Tl y actualmente produce 18F (FDG)
En los ´70 CNEA instaló los centros de Medicina Nuclear del
Htal. de Clínicas y del Instituto Roffo, de Bs. As.
En 1990 se creó la FUESMEN (CNEA-Provincia de
Mendoza), con el primer centro PET del hemisferio sur.
En 2010 se instaló el segundo equipo SPECT-CT del país en el Centro de
Medicina Nuclear del Hospital de Clínicas (CNEA-UBA).
Existen dos ciclotrones privados para producción de FDG. Bacon y
Fleni.
Existen más de 20 centros PET en todo el país.
CNEA capacita en Medicina Nuclear, Radioterapia y Física Médica
Argentina posee unos 300 Centros de Medicina Nuclear
CNEA abastece la casi totalidad de los radioisótopos que se usan en
nuestro país y exporta a Brasil a través de Dioxitek. Está modernizando
sus plantas de producción en el Centro Atómico Ezeiza
En 1997 se inauguró la Fundación Centro de Diagnóstico Nuclear
(CNEA-FUESMEN) con el primer equipo PET-CT y ciclotrón asociado
del país.
A fines de septiembre de 2012 se instalará un equipo SPECT-CT en el
Centro de Medicina Nuclear del Instituto Roffo (CNEA-UBA).
Del uranio a la Medicina Nuclear
Plantas Químicas: uranio fresco / recuperación de uranio
PFPU - ECRI: Fabricación de polvos / laminación
Fabricación de Elementos combustibles y Blancos de irrad.
Operación del RA-3
Producción de 99Mo + 131I de fisión
Producción de 153Sm, 32P, 51Cr
Desarrollo de 90Sr/90Y, 125I y 177Lu
BNCT
Análisis por activación neutrónica
Otras aplicaciones previstas
Medicina
Nuclear
Agropecuarias
Industriales
Servicios
Capacitación
Conocimientos
2 Centrales Nucleares en Operación
2 Centrales Nucleares en Construcción (Atucha II y Carem)
6 Reactores de Investigación
6 Aceleradores de Partículas
3 Centros Atómicos
1 Centro Tecnológico.
1 Fábrica de agua pesada.
2 Plantas de Irradiación
Medicina Nuclear y Diagnóstico clínico
•3 Escuelas de Medicina Nuclear
•67 Centros de Cobaltoterapia.
•71 Centros de Braquiterapia..
•295 Centros de Medicina Nuclear
•48 Aceleradores Lineales de Uso Médico
•338 Laboratorios de Radioinmunoanálisis
3 Institutos de Capacitación y Formación de Recursos Humanos
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