ipen AUTARQUIA ASSOCIADA A UNIVERSIDADE DE SAO PAULO Comparação entre métodos de fixação do iodo radioativo em substrato de prata para confecção de fontes utilizadas em braquiterapia Carla Daruich de Souza Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do Grau de Mestre em Ciências na Área deTecnologia Nuclear -Aplicações Orientadora: Profa. Dra. Maria Elisa Chuery Martins Rostelato São Paulo 2012
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ipen AUTARQUIA ASSOCIADA A UNIVERSIDADE DE SAO PAULO
Comparação entre métodos de fixação do iodo radioativo em substrato de prata para confecção de fontes utilizadas em braquiterapia
Carla Daruich de Souza
Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do Grau de Mestre em Ciências na Área deTecnologia Nuclear -Aplicações
Orientadora: Profa. Dra. Maria Elisa Chuery Martins Rostelato
São Paulo 2012
INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES Autarquia Associada à Universidade de São Paulo
Comparação entre métodos de fixação do iodo radioativo
em substrato de prata para confecção de fontes
utilizadas em Braquiterapia
Carla Daruich de Souza
Dissertação apresentada como parte dos
requisitos para obtenção do Grau de
Mestre em Ciências na Área de
Tecnologia Nuclear - Aplicações.
Orientadora:
Dra. Maria Elisa Chuery Martins Rostelato
São Paulo 2012
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Dedicatória
1. Dedico esse trabalho a todos os homens do Brasil, principalmente
meu pai e meu irmão. A cada investida no laboratório, a maior
cobrança que eu me fazia era de conseguir um produto barato e
eficiente que pudesse beneficiar toda a população. Foram todos
vocês que me deram forças para continuar, insistir e conseguir.
Foi por vocês que fiz o melhor possível.
2. Dedico também ao grupo de braquiterapia do IPEN: João Augusto
Moura (jonhy), Anselmo Feher, Osvaldo Luiz da Costa, Eduardo
Santos Moura, Edinir Antônio Pereira, Fábio Rodrigues de Mattos,
Fernando Peleias Jr., Samir Luiz Somessari (Sami), Dr. Carlos Alberto
Zeituni, e para minha orientadora Dra. Maria Elisa Chuery Martins
Rostelato.
3. Para minha mamy querida
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Agradecimentos
1. Não tenho como agradecer o suficiente todo carinho, respeito, preocupação da
minha orientadora, Dra. Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. Você foi uma
verdadeira mãe, professora e amiga durante esses anos todos. Obrigada!
2. À minha família, em especial ao daddy Emerson Rodrigues de Souza, a mamy
Janete Maria Daruich de Souza e ao cabelinho Caio Daruich de Souza. Vocês
todos deveriam receber o título de mestre junto comigo !!! Vocês leram,
corrigiram, escutaram, me deram ideias e apoio durante todo esse tempo.
Muito obrigada.
3. Ao Dr. Carlos Alberto Zeituni, pelo esclarecimento de infinitas dúvidas. Para
mim você foi tão autor da dissertação quanto eu.
4. Aos amigos do CTR por todo apoio, carinho e amizade: Anna Carolina
Villarubia, Dymes Rafael Alves dos Santos (pai daimes), Mara de Melo
Munhoz (mãeee), Clécia Sousa (irmãããã), Marcelo Augusto Bardi, Larissa
Marcato, Beatriz Ribeiro Nogueira, Diego Vergaças de Sousa Carvalho,
Rodrigo Kirita (JaPs)> João Francisco Trencher Martins (meu consultor químico
oficial), Robinson Alves dos Santos, Letícia Mesquita, Yasko Kodama,
Vanessa Silva Granadeiro Garcia, Dr. Carlos Henrique de Mesquita, Djalma
Batista Dias, Edmilson Carneiro de Amorim, Dra. Esperidiana A. B. de Moura,
Dr. Fábio Eduardo da Costa, Francisco Edmundo Sprenger, José Aparecido
Nunes, José Jorge Ambriel, Márcia Almeida Ribeiro, José Mauro Vieira, Dr.
Leonardo G. Andrade e Silva, Dra. Luci Diva Brocardo Machado, Dra.
Margarida Mizue Hamada, Nelson Minoru Omi, Pedro Eiti Aoki, Reginaldo
Inácio Granieri (Réééégis), Vagner Fernandes, Valdir Cosmo da Silva
(10kkkkkk) e para finalizar Dr. Wilson Aparecido Parejo Calvo. Gostaria de
agradecer em especial ao Dr. Hélio Rissey Nagatomy e Dra. Maria Conceição
Costa Pereira por toda ajuda na parte de química e a Dra. Sueli Ivone Borreli
pela ajuda na parte laboratorial.
5. Aos amigos do DIRF por todo apoio e paciência: Regina Ribeiro de Lima
Bezerra, Patrícia de Andrade Martins, Natanael Gomes da Silva, Eduardo
Gerulis, Olavo Pedro da Silva, Renato Arthur Benvenutti e Jair Mengatti.
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Gostaria de agradecer em especial ao Dr. João Alberto Osso Jr. (tio little
Jonhy).
6. Aos amigos da Proteção Radiológica, Dra. Kátia Fonseca, Francisco Mário
Feijó Vasques, Estanislau Borges Vianna e em especial ao meu querido amigo
José Laércio de Carvalho.
7. Ao grupo de braquiterapia do IPEN sem o qual esse trabalho teria sido
impossível: Anselmo Feher, Osvaldo Luiz da Costa, Eduardo Santos Moura,
Edinir Antônio Pereira, Fernando Peleias Jr., Samir Luiz Somessari (Sami), em
especial ao meu querido amigo João Augusto Moura e ao meu amigo de
laboratório, colega desde tempos que "despregueiavam", Fábio Rodrigues de
Mattos.
8. Aos amigos do IPEN: Dr. Afonso Rodrigues de Aquino, Dr. Roberto Vicente,
Magali Barbieri Silva, Gislene Aparecida Madeira da Silva, Dr. Rodolfo
Politano, Caroline Lima (minha consultora química oficial).
9. Ao Dr. Koiti Araki por acreditar no projeto. Para minha amiga Roberta Mansini,
no desenvolvimento do projeto e pela companhia.
10-Para o Sr. David Kubiatowicz "thanks for all your kindness, patience in helping
me."
11. Aos amigos da POLATOM (Polônia): Matgorzata Zóttowska, Tomasz Janiak,
Justyna Pijarowska, Dominik Kludkiewicz, Wioletta Wojdowska e, em especial,
à Dra. Izabela Cieszykowska pelo carinho e amizade. "Dziçki za mitosc i
przyjazrí"
12. Ao Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) pela oportunidade
13.A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
pela bolsa de mestrado e pelo voto de confiança
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"Cada pessoa deve trabalhar para o seu aperfeiçoamento e, ao mesmo tempo, participar da responsabilidade coletiva portoda a humanidade."
Maria Sklodowska-Curie (Varsóvia, 7 de Novembro de 1867 — Sallanches, 4 de Julho de 1934)
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COMPARAÇÃO ENTRE MÉTODOS DE FIXAÇÃO DO IODO-125 EM SUBSTRATO DE PRATA PARA CONFECÇÃO DE FONTES UTILIZADAS EM
BRAQUITERAPIA
Carla Daruich de Souza
RESUMO
Dentre as diversas formas de se tratar o câncer de próstata, a braquiterapia
com sementes de iodo-125 é uma opção que apresenta ótimos resultados e
menor ocorrência de efeito colateral. No presente trabalho diferentes métodos de
deposição de iodo radioativo em substrato de prata foram comparados com o
propósito de eleger a alternativa mais adequada para a produção rotineira de
sementes de iodo-125 do IPEN. A metodologia utilizada foi escolhida com base
na infraestrutura disponível e na experiência dos pesquisadores presentes. Por
essa razão, utilizou-se o iodo-131 para realização dos testes (mesmo
comportamento do iodo-125). Quatro métodos foram selecionados: Método 1
(teste de eletrodeposição baseado no método desenvolvido por D. Kubiatowicz)
com a eficiência de 65,16%; Método 2 (Reação química baseada no método
desenvolvido por D. Kubiatowicz - HCI) com o resultado de 70,80% de eficiência;
Método 3 (Reação química baseada no método desenvolvido pela Dra Maria Elisa
Rostelato - aquecimento/sulfeto) com 55,80% de eficiência; Método 4 (IQ-IPEN)
apresentou o melhor resultado de eficiência, 99%. Como há mais fixação do
material radioativo (que representa praticamente todo o custo da semente) por
esse método, o preço final é o mais barato, sendo esse o método sugerido para
ser implementado no laboratório de produção de fontes de braquiterapia do IPEN.
Além disso o método é o mais rápido.
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COMPARISON BETWEEN METHODS FOR FIXING RADIOACTIVE IODINE IN
SILVER SUBSTRATE FOR MANUFACTURING BRACHYTHERAPY SOURCES
Carla Daruich de Souza
ABSTRACT
Among the different ways to treat prostate cancer, brachytherapy with iodine-
125 seeds is an option that provides good results and fewerside effects. In the
present study several deposition methods of radioactive iodine in a
silver substrate were compared in order to choose the most suitable alternative
forthe routine production to be implemented at IPEN's laboratory. The
methodology used was chosen based on the available infrastructure and
experience of the researchers present. Therefore, the I131 was used fortesting
(same chemical behavior as I131). Four methods were selected: Method 1
(test based on electrodeposition method developed by D.Kubiatowicz) presented
65.16% efficiency; Method 2 (chemical reaction based on the method developed
by D. Kubiatowicz - HCI) with the result of 70.80% efficiency; method 3 (chemical
reaction based on the method developed by Dr. Maria Elisa Rostelato)
with 55.80% efficiency; Method 4 (IQ-IPEN) resulted in 99% efficiency. Since this
method has more radioactive material fixation (which represents virtually the
entire cost of the seed), the final price is the cheapest. This method is
the suggested one to be implemented in the IPEN's laboratory for
brachytherapy sources production. Besides, the method is the fasted one.
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Sumário
Página
1.INTRODUÇÃO 12
1.1 Câncer no Brasil e no mundo 12
1.2 Braquiterapia e as sementes de iodo-125 13
1.3 Braquiterapia de próstata 14
1.4 Grupo de braquiterapia no IPEN 15
2. OBJETIVOS 17
2.1 Gerais 17
2.2 Específicos 17
3. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO 18
3.1 Patentes e Artigos Importantes 18
3.2 Sementes de iodo-125 encontradas no mercado 24
3.3 A Produção de Fontes no Brasil 25
3.4 Características do lodo-125 27
3.5 Diagrama esquemático da semente 27
4. METODOLOGIA 29
4.1 Considerações para os ensaios 30
4.2 Descrição dos testes 32
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 39
5.1 Teste preliminar 1 39
5.2. MÉTODO 1: Tratamento com corrente elétrica 39
5.2.1 Teste Preliminar2 39
5.2.2 Cálculo da eficiência 39
5.3. MÉTODO 2: Tratamento com reagentes químicos (HCI) 42
11
5.3.1 Cálculo da eficiência 42
5.4. MÉTODO 3: Tratamento com reagentes químicos (IPEN:
aquecimento/sulfeto de sódio) 44
5.4.1 Teste preliminar 3 44
5.4.2 Cálculo da eficiência 44
5.5. MÉTODO 4: Tratamento com reagentes químicos (IQ-USP) 47
5.5.1 Teste preliminar 4 47
5.5.2 Cálculo da eficiência 47
5.6 Custos dos métodos - insumos 48
5.7 Indicação do melhor método 48
TRABALHOS FUTUROS 51
Referências Bibliográficas 52
ANEXOA-CUSTODOPROCESSO 56
12
1.INTR0DUÇÃ0
1.1 Câncer no Brasil e no mundo Os tumores malignos são responsáveis por alta taxa de óbitos em toda
a população mundial. A Organização Mundial da Saúde (OMS) estimou que no
ano 2030 terá 27 milhões de novos casos, 17 milhões de mortes por câncer e
75 milhões de pessoas vivas com a doença. No ano de 2007, de um total de
58 milhões de mortes ocorridas no mundo, o câncer foi responsável por
7,6 milhões (1) (2). Os tipos de câncer com maior mortalidade, em 2007, foram:
porcentagem que o iodo representa do preço 93,53% 91,80% 93,94% 92,59%
total ^dadosdolPEN 12/2011
5.7 Indicação do melhor método
Os resultados mostram que o método 4 desenvolvido em parceria com
o Instituto de Química- USP é o melhor método para ser implementado no
laboratório de produção de fontes de braquiterapia do IPEN.
Com média de 99,83% na fixação, o método é o que obteve os
melhores resultados. Isso implica em menor gasto de material radioativo e menor
geração de rejeitos. A Tabela 9 mostra que o Nal125 representa praticamente todo
49
o custo da semente. Como a fixação foi a maior, o custo final da semente foi o
mais baixo, R$ 4,87. Além disso, o processo de fabricação também obteve o
menor custo, R$ 0,011
O tempo de reação de 5 horas é rápido para implementação da
produção rotineira do IPEN. A preparação e execução do experimento pode ser
realizada durante 8 horas. Os materiais necessários para implementação são
dispensers com escala de microlitros para as soluções de borohidreto de sódio,
ácido acético e de Nal125, além dos reagentes utilizados, vidraria e balança de
precisão. O dispositivo de agitação já está presente no laboratório.
Um parâmetro que não foi controlado foi a distribuição da atividade
entre os núcleos. Para que a distribuição fosse a melhor possível, os núcleos
deveriam ser pré-selecionados quanto ao tamanho, a qualidade do corte e o
estado da superfície (se ela apresentava riscos, amassados, entre outros). Essa
seleção se mostrou inviável para esse trabalho e para a produção rotineira e por
essa razão não foi realizada.
50
6. CONCLUSÃO No presente trabalho diferentes métodos de deposição de iodo-125 em
substrato de prata foram comparados com o propósito de eleger a alternativa
mais adequada para a produção rotineira de sementes de iodo-125.
A metodologia utilizada foi escolhida com base na infraestrutura
disponível e na experiência dos pesquisadores presentes. Baseado na literatura
disponível, três métodos foram selecionados. As variações dos parâmetros foram
estabelecidas, os núcleos foram confeccionados e tiveram sua atividade aferida.
Nos três primeiros métodos variou-se um parâmetro e os outros se
mantiveram constantes. Conforme um era definido, um novo experimento era
realizado para estabelecer o parâmetro seguinte. No final um procedimento com
os melhores resultados de cada parâmetro foi criado visando a maior fixação
possível para cada método.
Para o Método 1 (teste de eletrodeposição baseado no método
desenvolvido por D. Kubiatowicz) o melhor resultado obtido, 65,16% de eficiência,
foi para: 0,5 mA para corrente elétrica; 1 mol/L para concentração de NaCI;
6 horas e meia para o tempo de aplicação da corrente; Sem a presença de luz;
Com a presença de carreador; Tempo de reação 20h. O método é relativamente
rápido (2 dias), porém deve ser realizado no escuro. A semente custaria
7,39 reais.
Para o Método 2 (Reação química baseada no método desenvolvido
por D. Kubiatowicz - HCI) para obter o melhor resultado, 70,80% de eficiência, os
parâmetros devem ser: concentração de HCI de 4 mol/L; tempo de pré tratamento
de 5 min; presença de hipoclorito de sódio; independente da presença de luz; com
a presença de carreador e tempo de reação 15 horas. O método é relativamente
rápido (2 dias) e simples. O preço de cada semente seria R$6,93.
Para o Método 3 (Reação química baseada no método desenvolvido
pela Dra Maria Elisa Rostelato - aquecimento/sulfeto) o melhor resultado foi
55,80% de eficiência. Para reproduzí-lo os parâmetros são: 600^0 para
temperatura; 0,6 mol/L para concentração de Sulfeto de Sódio; 20 horas para o
51
tempo de reação com Na^S; com a presença de luz; concentração de NaOH de
0,001 mol/L e tempo de reação 25h. O método tem dificuldade intermediária e
tempo "longo" (5 dias). Cada semente custaria R$8,59.
O quarto e último método usado para comparação foi desenvolvido em
colaboração com o Instituto de Química da USP e os parâmetros estipulados e
calculados pelos pesquisadores envolvidos. O método é inédito, simples, barato e
obteve os melhores resultados de eficiência, 99,83%. Como há maior fixação do
material radioativo (que representa praticamente todo o custo da semente), o
preço final é o menor, 4,87 reais. Os resultados mostram que esse é o melhor
método para ser implementado no laboratório de produção de fontes de
braquiterapia do IPEN.
TRABALHOS FUTUROS
Como trabalhos futuros, recomenda-se:
1. Realização do método 4 com o iodo-125;
2. Variar os parâmetros do método 4;
3. Estudar as etapas quimicamente.
Observação
• Os itens 1 e 2 já está em execução pela própria autora desta dissertação,
visando processo de patente;
• O item 3 está sendo desenvolvido pela aluna Roberta Mansini.
52
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