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Bürkert-Magnetventile bewähren sich bei der Erzeugung von PET-Tracern

Magnetventile in Instrumenten zur Tracer-Erzeugung für die onkologische Diagnostik in Zusammenarbeit mit dem VU University Medical Center (VUmc) in Amsterdam

Typ 0127
2/2- oder 3/2-Wege-Wippen-Magnetventil mit Trennmembran

Ihre Vorteile:

  • Ausgeprägte Erfahrung im Umgang mit hochaktiven Substanzen
  • Höchste Anforderungen an Hygiene und klinische Prozesse
  • Individuelle System-Lösungen für Ihre Anwendung realisierbar

Das VU University Medical Center (VUmc) in Amsterdam ist ein renommiertes Forschungszentrum, das sich mit der onkologischen Diagnostik, also der Erkennung von Tumorerkrankungen, beschäftigt. Diese werden mithilfe medizinischer Tracer zur Analyse von Stoffwechselprozessen nachgewiesen. Bei der Erzeugung der radioaktiven Tracer-Substanzen setzt das Institut seit rund zehn Jahren die zuverlässigen Magnetventile Typ 0127 von Bürkert ein.

Die Positronen-Emissions-Tomografie (PET) dient der Visualisierung und Charakterisierung biologischer Prozesse im lebenden Organismus. Das komplizierte und teure Verfahren hat einen ernsten Hintergrund: die präzise Diagnose von Krebserkrankungen. Dazu  werden Funktionsstörungen oder pathologische Veränderungen mittels krankheitsspezifischer, radioaktiv markierter Substanzen, den PET-Tracern, sichtbar gemacht. Somit können chirurgische Eingriffe mithilfe der molekularen Bildgebung leichter geplant werden, da der Arzt die genaue Position des Tumors im Körper identifizieren kann.

Zyklotron erzeugt radioaktive Substanzen direkt am Untersuchungsort

Da die radioaktiven PET-Tracer nur geringe Halbwertszeiten haben, müssen Sie möglichst am Ort der Verwendung erzeugt werden. Eine Grundvoraussetzung dafür ist bis ins Detail zuverlässige Technik. Zur Erzeugung der Tracer Substanzen benötigen Forschungseinrichtungen wie das VUmc in Amsterdam ein eigenes Zyklotron, in dem die radioaktiven Substanzen erzeugt werden.

Ein Zyklotron ist ein Kreisbeschleuniger, der aus zwei D-förmigen Kammern besteht. Zwischen diesen Kammern liegt eine wechselnde Beschleunigungsspannung an, die von elektrisch geladenen Teilchen immer wieder durchlaufen wird und diese mit jedem Umlauf weiter beschleunigt. Bei der Erzeugung von PET-Tracern werden zum Teil Radioaktivitäten von über 100 GBq (Gigabequerel) eingesetzt. Deshalb muss die gesamte Synthese automatisiert in streng mit Blei und Bleiglas abgeschirmten Isolatoren stattfinden.

Heißlabor für PET-Tracer mit kurzer Halbwertszeit

Im VUmc werden Isotope und Tracer mit einer relativ kurzen Halbwertszeit von weniger als zwanzig Minuten eingesetzt. Daher ist die Zeit ein wichtiger Faktor im Labor, damit genügend Material für die anschließende Untersuchung zur Verfügung steht. Genutzt werden die Tracer am VUmc nur für Diagnosen im Rahmen der dortigen Krebsforschung.

Die Analyse und Aufbereitung der erzeugten Moleküle erfolgt in einem komplexen Laborprozessautomaten, der in einem gemäß GMP (Good Manufacturing Practice) betriebenen „hot lab“ steht. In einem solchen Labor werden die chemischen und physikochemischen Eigenschaften bestrahlter Kernbrennstoffe untersucht. Der Umgang mit radioaktiven Arzneimitteln oder das Arbeiten mit offenen radioaktiven Stoffen muss in nuklearmedizinischen Einrichtungen in einem speziell ausgelegten Heißlabor erfolgen. Die Grundlagen für die Auslegung eines Heißlabors sind zum Beispiel in der DIN 6844 definiert. Dem Strahlenschutz und der Arbeitssicherheit allgemein kommt dabei natürlich eine besondere Rolle zu, weshalb ein Heißlabor auch in separate abgeschlossene und abgeschirmte Sektionen für die anfallenden Arbeitsschritte unterteilt ist.

Gerätekonzept ermöglicht Erzeugung unterschiedlicher Tracer

Die im Forschungszentrum genutzten Geräte werden für die Erzeugung einer Vielzahl verschiedener Tracer eingesetzt. Deshalb hat das VUmc dieses Instrument selbst konzipiert und gebaut, da die handelsüblichen Modelle nur wenige verschiedene Tracer erzeugen können. Das erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Krebsforschern und Chemikern beim Anlagendesign. Wegen der hohen Qualitätsanforderungen werden verschiedene Prozessschritte zur Tracer-Aufbereitung von Bürkert-Magnetventilen des Typs 0127 gesteuert. In einem Instrument finden 22 Stück Verwendung.

Typ 0127

2/2- oder 3/2-Wege-Wippen-Magnetventil mit Trennmembran

Typ 0127
  • Für höchste chemische Beständigkeitsanforderungen
  • Kompaktbauweise mit 16 mm Anreihmaß und einem Cv-Wert von bis zu 0,058
  • Bewährte Zuverlässigkeit seit 1993
  • Flexibles Design für kundenspezifische Anwendungen
  • Hohe Rückdruckdichtheit, hervorragende Spülbarkeit und 100 % Einschaltdauer

Beim Mischen, Heizen, Kühlen, Filtrieren und Konzentrieren der radioaktiven Substanzen arbeiten sie zwar unauffällig im Hintergrund, spielen dabei aber eine wichtige Rolle. Im Forschungszentrum werden seit rund zehn Jahren Bürkert-Ventile genutzt.

„Warum sollten wir nach anderen Ventilen schauen? Die Bürkert-Ventile sind sehr gut, passen in die Anwendung und die Qualität ist spitze."

Fred Buijs, vom VUmc

Das Amsterdamer Forschungszentrum setzt die 2/2-Wege-Variante als Sondermodell ein, bei dem der Fluidraum nochmals verkleinert wurde, sodass das interne Volumen der Kammer nur 20 Mikroliter beträgt. Die Entwickler am VUmc setzen mit ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen) als Gehäusewerkstoff und FFKM (Perfluorkautschuk) als Dichtungsmaterial auf besonders hochwertige Materialien. Angeschlossen sind die Ventile mit UNF-Verschraubungen, weil diese leicht zu lösen sind und keine Toträume bilden. Die kundenspezifischen Anpassungen an dieser Ventilvariante sind ein gutes Beispiel für das individuelle Lösungspotenzial des Bürkert-Portfolios.

Vollautomatische Steuerung mittels Software

Da radioaktive Materialien im Einsatz sind, läuft das Laborsystem computergesteuert und vollautomatisch hinter dicken Bleitüren und Bleiglas-Fenstern, um die Interaktion des Laborpersonals mit dem Gerät zu minimieren. Der komplette Prozess wurde daher in einer Software abgebildet. Die Ventile werden über Spannungsimpulse geschaltet. Fällt die Spannung softwaregesteuert wieder ab, schließt auch das Ventil. Die Maschine braucht etwa 60 Minuten für alle Synthese- und Formulationsschritte, dann ist die aufbereitete Reagenz fertig für den Einsatz am Patienten.

Magnetventile im Einsatz für fortschrittliche Krebs-Diaknostik

Der Patient bekommt das Mittel gespritzt und im Anschluss werden mit Hilfe eines PET-Scanners Bilder vom Patienten erstellt. Auf diesen Bildern sind die Stellen im Körper deutlich sichtbar, an denen sich das radioaktive Material im Körper angereichert hat. PET-Diagnostik ist sehr aufwendig und teuer; sie ermöglicht es den Forschern aber, die Stoffwechselvorgänge des menschlichen Körpers genauer zu untersuchen und die Entstehung von Krebs besser zu verstehen, um die Krankheit besser behandeln zu können. Die Bürkert Magnetventile tragen ihren Teil zu dieser Forschung bei.

Success Story VUmc Amsterdam

Flyer Best Practice - Unsere Magnetventile bewähren sich bei der Erzeugung von PET-Tracern.

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