Exposition der Bevölkerung durch die Anwendung von Alphastrahlern in Radiopharmaka

Hintergrund

Die therapeutische Anwendung von Alphastrahlern in der Onkologie gewinnt immer mehr an Bedeutung. Durch die kurze Reichweite der Alphastrahlung (wenige µm in Gewebe) wirkt die freigesetzte Zerfallsenergie exakt im Zielgewebe. Da die Alphastrahlung den Körper des Patienten nicht verlässt, beschränkt sich die Strahlung in der Umgebung des Patienten auf Sekundärstrahlung und Emissionen der Tochternuklide. Aufgrund der zielgenauen Wirkungsweise und der stark reduzierten Strahlenexposition für Personen in der Umgebung der Patienten, ist es möglich, Radiopharmaka mit Alphastrahlern für die ambulante Behandlung zu verwenden.

Nach der ambulanten Behandlung können die vom Patienten ausgeschiedenen Radionuklide nicht zurückgehalten werden, wie dies im kontrollierten Umfeld des Krankenhauses möglich ist. Die ambulante Anwendung von Radiopharmaka erfordert daher neue Ansätze für die Ermittlung der möglichen Dosen für Einzelpersonen der Bevölkerung.

Zielsetzung

Für die neuen Therapieverfahren mit Alphastrahlern in der Nuklearmedizin muss der Schutz der Bevölkerung sichergestellt werden. Alphastrahler führen ausschließlich beim Einatmen (Inhalation) oder Verschlucken (Ingestion) zu einer relevanten Strahlenexposition.

Zur Berechnung der möglichen Strahlenexposition der Bevölkerung müssen alle denkbaren Expositionspfade berücksichtigt werden. Für eine konservative Betrachtung werden ungünstige, alle möglichen Expositionspfade abdeckende Szenarien identifiziert. Für die Berechnung der möglichen Strahlenexposition wird von ungünstigen, aber möglichen Modellannahmen ausgegangen.

Durchführung

Im Rahmen des Vorhabens wurde ein Verfahren zur Berechnung der potentiellen effektiven Dosis unbeteiligter Einzelpersonen der Bevölkerung durch die ambulante Behandlung eines Patienten mit Alphastrahlern entwickelt. Alphastrahler können im Wesentlichen über zwei Wege vom Patienten in die Umwelt gelangen und zu einer Exposition von Einzelpersonen der Bevölkerung führen: Durch das häusliche Abwasser und im Fall des Versterbens des Patienten bei seiner Bestattung. Für diese beiden Wege wurden alle denkbaren Expositionspfade betrachtet und vier Szenarien ermittelt, die zu den höchsten potentiellen Expositionen von Einzelpersonen der Bevölkerung führen:

1. Verzehr von Trinkwasser, das durch die Ausscheidungen des Patienten kontaminiert ist
2. Inhalation von kontaminiertem Staub aus Klärschlamm durch Kläranlagenmitarbeiter
3. Inhalation von kontaminiertem Staub bei der Einäscherung des verstorbenen Patienten durch Krematoriumsmitarbeiter
4. Inhalation von Radionukliden aus der Abgasfahne des Krematoriums durch Einzelpersonen der Bevölkerung

Um die Aktivitäten der Radionuklide in Ausscheidungen und im Körper des Patienten im Verlauf der Behandlung zu berechnen, wurden biokinetische Modelle verwendet. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde für eine konservative Berechnung der möglichen Exposition von ungünstigen Voraussetzungen, wie etwa die Verwendung von Oberflächenwasser für die Trinkwassergewinnung, ausgegangen.
Die verwendeten Modellansätze sind abdeckend für das Bundesgebiet und auf neue therapeutische Anwendungen übertragbar. Teile dieser Modellansätze, insbesondere die Biokinetik und das Rückhaltevermögen in der Kläranlage, sind jedoch spezifisch für ein Radiopharmakon. Für die betrachteten Radiopharmaka führte der Verzehr von kontaminiertem Trinkwasser eines durch Flaschenmilch ernährten Säuglings zur höchsten möglichen Strahlenexposition.