Статус и перспективы развития ядерой медицины и лучевой терапии в россии на фоне мировых тенденций (аналитическая справка) москва

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

6.5. Производство радионуклидов медицинского назначения из ядерных материалов.

За годы гонки холодной войны ядерные державы накопили в своих арсеналах значительные количества различных ядерных материалов. В настоящее время эти страны вынуждены искать адекватные способы обращения с избыточными запасами этих материалов. Избыток таких материалов превышает военные потребности для поддержания желаемого потенциала ядерного сдерживания и исчисляется тысячами тонн.

Расщепляющиеся ядерные материалы необходимы для создания ядерных устройств. К ним относятся материалы, ядра которых выделяют энергию в момент деления и которые могут делиться под воздействием как медленных, так и быстрых нейтронов. При достаточном количестве, называемом критической массой, расщепляющиеся материалы в состоянии поддерживать цепную реакцию и поэтому могут быть использованы как топливо в ядерных реакторах.

Такие расщепляющиеся материалы, как природный и низкообогащенный уран, не могут быть использованы при создании ядерного оружия, так как они не способны образовать сверхкритическую массу, при которой цепная реакция идет столь быстро, что стремительно высвобождается огромное количество энергии – и происходит взрыв.

Существуют только три оружейных расщепляющихся материала, представляющих практический интерес - плутоний-239 (в различных смесях), уран-235 (в виде высокообогащенного урана) и уран-233. Последний не встречается в природе и, по имеющимся данным, не используется в ядерном оружии. В то же время, этот материал является в последние десять лет объектом пристального внимания и исследования в связи с тем, что в продуктах его естественного распада содержатся радионуклиды, которые могут быть использованы для лечения злокачественных новообразований.

Более подробно возможности России по производству радионуклидов медицинского назначения из ядерных материалов обсуждались в разделе 3.3 данной справки.

6.6. Радионуклидные генераторы медицинского назначения.

Еще одним способом наработки радионуклидов медицинского назначения является их получение из так называемых радионуклидных генераторов, представляющих собой устройства в которых за счет естественного распада долгоживущего материнского радионуклида образуется целевой дочерний короткоживущий радионуклид. Материнский радионуклид может нарабатываться и в ядерном реакторе и на ускорителях заряженных частиц. Такая технология позволяет обеспечивать отделения радионуклидной диагностики и терапии, находящимися далеко от производителей радионуклидов, требуемыми короткоживущими радионуклидами. В таблице 14 дан перечень наиболее часто используемых в ядерной медицине радионуклидных генераторов.

Таблица 14. Радионуклидные генераторы медицинского назначения.

Материнский радионуклид	Период полураспада	Дочерний радионуклид	Период полураспада
Терапевтические радионуклиды
Свинец-212	10,6 ч	Висмут-212	61 мин
Oсмий-194	6 лет	Иридий-194	19 ч
Рутений-103	40 сут	Родий-103m	65 мин
Стронций-90	29 лет	Иттрий-90	64 час
Вольфрам-188	69 сут	Рений-188	16 час
Актиний-225	10 сут	Висмут-213	45,6 мин
Радионуклиды для позитронной эмиссионной томографии
Германий-68	271 сут	Галлий-68	68 мин
Селен-72	8,4 сут	Мышьяк-72	26 ч
Стронций-82	25 сут	Рубидий-82	1,3 мин
Титан-44	47 лет	Скандий-44	3,93 час
Цинк-62	9,1 ч	Медь-62	9, 7 мин
Радионуклиды для ОФЭКТ (вентиляция и кардиологические исследования)
Кадмий-109	453 сут	Серебро-109m	39, 8 сек.
Рубидий-81	4,58 час	Kриптон-81m	13, 1 сек.
Ртуть-195m	40 ч	Золото-195m	30, 6 сек.
Oсмий-191	15,4 days	Иридий-191m	4, 96 сек.
Вольфрам-178	21,6 сут	Tантал-178	9,3 мин

6.7. Основные российские производители нуклидной продукции медицинского назначения.

Прозводители радионуклидов.

Основные российские производители радионуклидов медицинского назначения – ГНЦ РФ НИИ атомных реакторов, Филиал НИФХИ им. Карпова, Сибирский филиал НИКИЭТ, ГНЦ РФ ФЭИ, ПО “Маяк”, Ленинградская и Белоярская АЭС, НПО “Радиевый Институт”, АОЗТ “Циклотрон”, РНЦ «Курчатовский Институт».

Номенклатура ГНЦ НИИ атомных реакторов:

производство фосфора-33, гадолиния-153, иридия-192, стронция-89, вольфрама-188, кобальта-69, калифорния-252;
производство источников ионизирующих излучений, в том числе, калифорния-252;
подготовка производства молибдена-99;
разрабатываются технологии производства радионуклидных источников для денситометрии;
разрабатываются (совместно с РНЦ «Курчатовский Институт») технологии производства палладия-103 и тория-229.

Номенклатура Филиала НИФХИ им. Карпова:

производство молибдена-99, иода-125, иода-131, самария-153.

Номенклатура Сибирского филиала НИКИЭТ:

производство углерода-14, фосфора-32, фосфора-33, иридия-192.

Номенклатура ГНЦ РФ ФЭИ:

производство генераторов технеция-99m.

Номенклатура ПО «Маяк»:

производство и экспорт практически всей номенклатуры реакторных радионуклидов, в том числе, трития, углерода-14, молибдена-99,иридия-192.

Номенклатура Ленинградской и Белоярской АЭС:

производство кобальта-60, молибдена-99 и других реакторных радионуклидов.

Номенклатура НПО «Радиевый Институт»:

производство иода-123,124 и других циклотронных радионуклидов;
производства мессбауэровскихх источников.

Номенклатура АОЗТ «Циклотрон»:

производит циклотронные радионуклиды и источники излучения 18 наименований мессбауэровские источники на основе кобальта-57 в родиевой и хромовой матрицах;
планарные источники излучения для калибровки и контроля медицинских гамма-камер на основе кобальта- 57 и золота-195;
герметичные источники на основе железа-55, кобальта-57, кадмия-109 для рентгенофлюоресцентного анализа;
линейные источники излучения для контроля позитронных эмиссионных томографов;
палладий-103.

Номенклатура РНЦ «Курчатовский Институт»:

на циклотроне Центра уже несколько лет производятся иод-123 и таллий-201, причем исходные стартовые нуклиды ксенон-124 и таллий-203 также нарабатываются в Центре;
разработаны экологически чистые и экономически конкурентоспособные технологии и налаживается производство радионуклидов медицинского назначения (молибден-99, стронций-89) на базе мини-реактора «Аргус» с тепловой мощностью 20 кВт;
разработаны технологии получения альфа-излучающих радионуклидов (торий-229, актиний-225, висмут-213) при радиохимической переработке «старых» запасов урана-233 и при облучении радия-226 тепловыми нейтронами высокопоточного ядерного реактора.

Номенклатура ИЯФ РАН (г. Троицк):

имеет возможность производства практически всего перечня ускорительных радионуклидов на линейном ускорителе протонов мощностью 100 МэВ.

Основные российские производители меченных радионуклидами соединений.

НПО «Радиевый Институт» (тритий)
ГНЦ РФ ФЭИ
НПО «Прикладная химия» (тритий, углерод-14, фосфор-32,33)
ИМГ РАН (тритий)

Источники для радионуклидной терапии.

Основные российские производители закрытых источников для радионуклидной терапии – ПО «Маяк», ГНЦ РФ НИИ атомных реакторов, АОЗТ «Циклотрон», НПО «Прикладная химия».

Меченные радионуклидами соединения для радионуклидной диагностики и терапии.

Московский завод «Медрадиопрепарат»
ГНЦ РФ ФЭИ
Филиал НИФХИ им. Карпова
ООО «Ритверц» совместно с НПО «Радиевый институт»
ИЯФ ТПУ

Продукция (РФП) поставляется только на внутренний рынок.

По статусу и перспективам развития производства нуклидной продукции медицинского назначения (обогащенные стабильные нуклиды, реакторные и ускорительные радионуклиды) можно сделать следующий вывод:

Российские производители обогащенных стабильных нуклидов, реакторных и ускорительных радионуклидов медицинского назначения имеют производственные мощности, позволяющие обеспечить не только российский рынок ядерной медицины, но и достаточно большой экспортный потенциал.

7. Рынок нуклидной продукции медицинского назначения в США.

Медицинские радионуклиды (для диагностики или терапии) получают, главным образом, в больших потоках нейтронов на реакторе или при облучении заряженными частицами от циклотрона. Примерно 90% радионуклидов, используемых радиофармацевтическими предприятиями США, поступают из-за рубежа, главным образом из Канады (основной поставщик MDS Nordion), а также из Бельгии, Голландии, Франции, Южной Африки и Японии. Канадцы занимают 85% рынка медицинских радионуклидов США.

Наиболее важные радионуклиды для диагностики – это технеций-99м, таллий-201, йод-123.

MDS Nordion (Канада), один из мировых лидеров по производству медицинских радионуклидов, рассматривает йод-123 как идеальный диагностический нуклид. В настоящее время идет серьезная конкурентная борьба на североамериканском континенте за рынок йода-123, который оценивается в 500 млн. долл. США.

Поскольку технеций-99м является самым потребляемым радионуклидом, естественно наибольшее внимание во всем мире обращено на организацию производства молибдена-99, который используется в специальных конструкциях генераторов для получения технеция-99м. Крупнейшим поставщиком генераторов технеция-99м является MDS Nordion, который, имея 50-летний опыт производства медицинских радионуклидов, недавно построил два новых реактора и перерабатывающий завод, создав, таким образом, возможности для обеспечения молибденом-99 всего мира.

Основываясь на данных о текущем состоянии американского рынка, несколько групп аналитиков и консалтинговые компании по заданию производителей радионуклидов и Министерства энергетики США в разное время подготавливали прогнозы развития рынка. При этом оценивались тенденции его развития и темпы роста.

В 1993 г. по заданию Battelle Pacific Northwest National Laboratory (г. Ричланд, штат Вайоминг) совместными усилиями Школы бизнеса Фримана при Университете Тулана и Института Реви Розенблюма был разработан бизнес-план создания нового производства реакторных радионуклидов. Бизнес-план предполагал, что к 2002 г. мировые продажи сырьевых радионуклидов достигнут 1 млрд. долл. США, увеличившись в 10 раз в основном за счет растущего применения терапевтических радиофармпрепаратов.

Другие исследователи не были столь оптимистичны. Ими предсказывался существенный рост рынка, но одновременно высказывались и опасения. По их мнению, допущение о том, что Администрация США по контролю за лекарственными средствами и продуктами питания одобрит использование всех разрабатываемых в тот период радиофармпрепаратов, не корректно.

Эти опасения, как показало время, были верны. Так в 1997 году в США стали использоваться в коммерческих целях только 4 новые терапевтические методики с использованием радионуклидов, в то время как клинических исследований по новым терапевтическим радиофармпрепаратам велось более 90.

В том же 1993 году фирма Arthur Andersen & Со по заданию Министерства энергетики США провела исследование рынка и менеджмента радионуклидных программ Министерства. Отчет был более консервативным. Отмечалось, что рынок характеризуется значительной закрытостью. Констатировалось наличие серьезных препятствий для каждой новой компании, намеревающейся выйти на этот рынок. Учитывалось присутствие на рынке производителей, принадлежащих государству, а также базирующих свое производство на установках государственных центров. Подчеркивалось, что рыночный спрос определяется небольшим числом основных коммерческих потребителей. На основании анализа рынка фирма Arthur Andersen & Co предполагала, что годовой рост объемов рынка в период до 2000 г. не превысит 5-10%. Изменение профиля рынка не предполагалось.

В следующем 1994 году фирма Arthur Andersen & Со провела исследование мирового рынка радионуклидов. В отчете сообщалось, что, начиная с 1992 г., спрос на мировом рынке радионуклидов устойчиво растет. Радионуклидный рынок вырос на 17% и в 1994 году составлял от 92 до 112 млн. долл. США. Ожидаемый годовой рост рынка в долларах США составлял около 5%. В то же время ожидалось, что рынок некоторых специфичных радионуклидов может расти более быстрыми темпами. В отчете подчеркивалось, что рост рынка этих радионуклидов зависит от решения вопроса о возмещении затрат на их применение через страховые фонды.

В 1997 году вновь по поручению Battelle Pacific Northwest National Laboratory (г. Ричланд, штат Вайоминг) фирма Frost & Sullivan подготовила прогноз развития рынка на период до 2020 года. Эксперты сделали заявление, что в XXI веке мировой и американские рынки ядерной медицины, вероятно, войдут в фазу быстрого роста. В отчете, подчеркивалось, что более 90% медицинских радионуклидов, используемых в США, импортируются в страну. Среди основных стран-производителей реакторных радионуклидов были выделены Канада, ЮАР и Российская Федерация. Было обращено внимание на замедление темпов появления новых продуктов на рынке. Эта негативная тенденция стала следствием закрытия исследовательских реакторов и циклотронов, что сделало недоступными множество необходимых для исследований радионуклидов. В то же время коммерческие компании отказываются производить нерентабельные для них радионуклиды.

Различия в имевшихся оценках рынка побудили Министерство энергетики США в 1998 году учредить экспертный совет, состоящий из 13 ведущих специалистов ядерной медицины США, представлявших медицинское сообщество, радиофармацевтическую индустрию и общественные медицинские организации. Задачей совета являлось проведение анализа последних прогнозов развития мирового и национального рынка радионуклидов и радиофармпрепаратов.

На основании консенсуса в марте 1999 года советом был принят итоговый документ, содержащий прогноз будущих потребностей в медицинских радионуклидах.

Совет предложил для предсказания будущего состояния рынка медицинских радионуклидов и радиофармпрепаратов рассмотреть историю роста объемов международных рынков для ряда радионуклидов, нашедших широчайшее применение на практике в последние десятилетия. А затем использовать полученную модель для прогнозирования. К числу таких «популярных» радионуклидов были отнесены молибден-99, таллий-201, йод-123 и кобальт-60.

На самом начальном этапе работ по получению этих радионуклидов, а также в ходе клинических испытаний меченных ими РФП, ежегодный рост мирового потребления этих изотопов не превышал 4-7%. После завершения клинических испытаний и получения разрешения на клиническое применение для обеспечения потребностей рынка за короткий период времени продажи этих радионуклидов увеличились в 20-30 раз. После насыщения рынка, по мере развития новых методик и новых радиофармпрепаратов наблюдался годовой рост продаж на уровне 5-10% в год.

Было показано, что рост продаж молибдена-99 наилучшим образом иллюстрирует такой сценарий развития рынка. Продажи этого радионуклида, использовавшегося ранее в исследовательских целях, увеличились в 20 раз в течение 5 лет, и продолжали расти, однако, более умеренными темпами.

Очевидно, что отсутствие достаточных производственных мощностей в период взрывного роста спроса привело бы к стагнации рынка и, возможно, сдержало бы рост рынка РФП на базе технеция-99м.

Таким образом, при планировании производства крайне важно выделить перспективные радионуклиды и радиофарпрепараты и предусмотреть достаточные резервы для роста производства с целью удовлетворения возрастающего спроса.

Американскими специалистами был сделан также прогноз развития рынка терапевтических радионуклидов.

Так по прогнозам американской консалтинговой фирмы Frost & Sullivan предполагалось, что за период с 1996 по 2001 год рынок терапевтических радиофармпрепаратов вырастет в 10 раз. Сейчас стало очевидным, что прогноз фирмы не оправдался.

Более консервативные оценки представителей фармацевтических компаний, а также отчет фирмы Arthur Anderson & Со, отчет Медицинского Университета Южной Каролины предполагали 7-10% рост спроса, при этом не рассматривались радиофармпрепараты, находящиеся в стадии разработки или выхода на рынок.

Основываясь на приведенных выше рассуждениях члены совета, предположили, что в период до 2020 года рост спроса на радионуклиды и радиофармпрепараты будет средним от оценок фирмы Frost & Sullivan и Медицинского Университета Южной Каролины.

При этом условии американский рынок диагностических радиофармпрепаратов вырастет с 531 млн. долл. США в 1996 году до объемов в диапазоне от 2,7 млрд. долл. США (7% роста в год) до 18,7 млрд. долл. США (16% роста в год) в 2020. Основной рост продаж будет обеспечен радиофармпрепаратами, меченными циклотронными радионуклидами (йодом-123, индием-111, фтором-18 и криптоном-81м).

Рынок терапевтических радиофармпрепаратов вырастет с 48 млн. долл. США в 1996 году до объемов в диапазоне от 244 млн. долл. США (7% роста в год) до 1,11 млрд. долл. США (14% роста в год). Основной рост продаж будет обеспечен радиофармпрепаратами, меченными реакторными (иттрием-90, рением-186, фосфором-32, стронцием-89, йодом-131), а также циклотронными радионуклидами (палладием-103, оловом-117м, самарием-153). Последние два изотопа можно получать также и в реакторах.

По оценкам экспертного совета выручка от продажи радионуклидов, используемых для производства радиофармпрепаратов, составляет около 17-20% от выручки от продажи собственно лекарственных средств. При таком допущении объем продаж радионуклидов к 2020 будет находиться в диапазоне от 600 млн. долл. США в год (7% роста в год) до почти 4 млрд. долл. США в год (14-16% роста в год). При этом около 90% общего объема продаж придется на радионуклиды, используемые для синтеза диагностических радиофармпрепаратов.

Основываясь на полученных оценках и приняв в расчет долю продаж на американском рынке в продажах на общемировом рынке, можно сделать заключение. Объем мировых продаж радионуклидов к 2020 году будет лежать в диапазоне от 1 до 6 млрд. долл. США.

Экспертный совет, рассмотрев состояния производства медицинских радионуклидов, составил 3 перечня радионуклидов для возможного производства организациями, подведомственными Министерству энергетики США.

К первому списку были отнесены те радионуклиды, клиническая эффективность которых доказана, но сбои в их поставках или изменение цен на них могут вызвать значительные негативные последствия на рынке ядерной медицины. Это - иттрий-90, молибден-99, индий-111, йод-123 и рений-186.

Ко второму списку были отнесены радионуклиды, коммерческая или исследовательская применимость которых уже доказана, однако недостаток этих радионуклидов или их высокая цена сдерживают развитие их производства и использования. Это - фтор-18, фосфор-32, криптон-81м, стронций-89, палладий-103, олово-117м, ксенон-127, йод-125, йод-131 и самарий-153.

К третьему списку были отнесены перспективные как для диагностических, так и для терапевтических целей радионуклиды, но их широкое испытание и использование в исследовательских целях сдерживается их отсутствием или высокой ценой. Это - скандий-47, медь-62, медь-64, медь-67, германий-68, гадолиний-153, гольмий-166, лютеций-177, рений-188, астат-211, висмут-212, висмут-213, актиний-225, радий-224 и радий-223.

Что касается рынка радиофармпрепаратов США, то в 2002 году были сделаны оценки, которые показывают, что в ближайшие годы предполагается бурный рост продаж диагностических радиофармпрепаратов (23-25% в год), но еще более быстрыми темпами будет расти рынок радиофармпрепаратов для терапии. К 2007 году полный рынок радиофармпрепаратов в США составил 5,42 млрд. долл. США (из них примерно половина диагностических).

Мировой и российский рынки нуклидной продукции медицинского назначения.

Анализ информации, посвященной методам получения и применения радионуклидов, показывает, что в последние годы основной объем проводимых медицинских исследований непосредственно связан с решением проблем ядерной медицины.

Объективная необходимость и высокая эффективность радионуклидных методов диагностики в настоящее время не вызывают сомнения. Являясь одним из наиболее информативных, точных и чувствительных методов обнаружения патологических изменений в организме, радионуклидная диагностика определяет сегодня научный и практический уровень клинической медицины. Интенсивно развивается также и радионуклидная терапия, которая стала эффективным средством как самостоятельного, так и комбинированного лечения больных.

Современное развитие мировой ядерной медицины характеризуется следующими особенностями:

увеличением объема выпуска радионуклидной продукции медицинского назначения (так за последнее десятилетие ежегодный прирост продукции составлял до 10%);
возрастающим числом потребителей (в мире функционируют более 100 специализированных ядерных медицинских комплексов; в ближайшие годы ожидается увеличение их числа в 2 раза);
опережающим ростом потребления радионуклидной продукции терапевтического назначения;
расширением областей приложений диагностических тестов;
повышением требований к технологиям получения радионуклидов (экономическая рентабельность и экологическая безопасность).

Сегодня в клинической ядерной медицине доминирующими являются следующие группы радионуклидов:

короткоживущие реакторные и циклотронные радионуклиды (прежде всего, ⁹⁹^mTc, ⁶⁷Ga, ¹¹¹In, ²⁰¹Tl); с использованием этих радионуклидов проводится более 90% всех диагностических тестов;
ультракороткоживущие позитронные излучатели (в основном, ¹⁵О, ¹⁸F, ⁶⁸Ga, ¹¹⁰In), используемые в позитронной эмиссионной томографии;
короткоживущие радионуклиды (например, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Y, ^186,188Re,¹⁰³Pd) применяемые в радионуклидной терапии;
a-излучающие радионуклиды (²¹¹At, ^212,213Bi, ²²³Ra, ²²⁵Ac,) терапевтического назначения.

Мировой рынок РФП диагностического и терапевтического назначения формируется, в основном, рынком США.

В настоящее время в США применяются около 130 радионуклидных тестов. Соединенные Штаты отвечают за 47% годового дохода мирового рынка РФП при годовом приросте около 8%.

Американская консалтинговая компания Frost&Sullivan, проведшая в 1997г. анализ рынка ядерной медицины США, прогнозировала на период до 2020 г. увеличение ежегодного прироста рынка диагностических РФП до 16-17% (таблица 15). По оценкам компании это будет следствием новых областей применения диагностических тестов, а также внедрением новейших диагностических РФП. До 1997г. радионуклидная диагностика была сосредоточена практически исключительно на разработке РФП для кардиологии. В настоящее время больше внимания уделяется разработке РФП для онкологии и неврологии.

Таблица 15. Прогноз годового дохода рынка диагностических РФП США.

Год Годовой доход Годовой прирост

( $,млрд.) (%%)

2001 0,869 -

2002 0,999 15

2003 1,169 17

2004 1,368 17

2005 1,600 17

2006 1,873 17

2007 2,191 17

2008 2,564 17

2009 2,974 16

2010 3,449 16

2011 4,001 16

2012 4,682 17

2013 5,478 17

2014 6,409 17

2015 7,498 17

2016 8,773 17

2017 10,264 17

2018 12,009 17

2019 14,051 17

2020 16,439 17

Blog

Статус и перспективы развития ядерой медицины и лучевой терапии в россии на фоне мировых тенденций (аналитическая справка) москва