Настоящее изобретение предоставляет способ получения цезия-131 (Cs-131) в виде диспергированного радиоизотопа. Применение диспергированного Cs-131, полученного указанным способом, включает изучение и лечение рака, например, при использовании в брахитерапии. Cs-131 является особенно полезным при лечении медленно растущих опухолей.

 

(57) Реферат / Формула:
изобретение предоставляет способ получения цезия-131 (Cs-131) в виде диспергированного радиоизотопа. Применение диспергированного Cs-131, полученного указанным способом, включает изучение и лечение рака, например, при использовании в брахитерапии. Cs-131 является особенно полезным при лечении медленно растущих опухолей.

 

---

2420-141965ЕА/081
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ РАДИОАКТИВНОГО ПОРОШКА, СОДЕРЖАЩЕГО ЦЕ5ИЙ-131, ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ИСТОЧНИКАХ ДЛЯ БРАХИТЕРАПИИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ Настоящее изобретение относится к способу диспергирования цезия--131 (Cs-131) , включающего приготовление частиц радиоактивного порошка, содержащего Cs-131. Способы применения диспергированного Cs-131, приготовленного упомянутым способом, включают исследование и лечение рака, например, применение в имплантируемых при брахитерапии зернах и других источниках независимо от способа изготовления. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Радиационная терапия (радиотерапия) относится к лечению заболеваний, главным образом, к лечению опухолей, таких как рак, при помощи радиации. Радиотерапия применяется для разрушения злокачественной или нежелательной ткани.
Ионизирующая радиация может использоваться для выборочного разрушения раковых клеток, содержащихся внутри здоровой ткани. Злокачественные клетки обычно более чувствительны к радиации, чем здоровые. Следовательно, применение радиации в верных дозах и в течение идеального периода времени может разрушить все нежелательные раковые клетки, сохранив при этом или минимизировав повреждение здоровой ткани. В течение десятилетий локализованный рак, как правило, излечивали, применяя тщательно выверенное количество ионизирующего излучения в течение соответствующего периода времени. Для облучения раковой ткани при минимизации повреждений прилегающей здоровой ткани были разработаны различные способы. Такие способы включают в себя использование пучков радиации высокой энергии из линейных ускорителей и других устройств, разработанных для радиотерапии с применением внешних пучков.
Другой способ радиотерапии включает брахитерапию. В этом случае вещества в виде зерен, игл, проводов и катетеров имплантируют на длительное время или временно непосредственно
в/рядом с раковой опухолью. Исторически, используемые радиоактивные вещества включали радон, радий и иридий-192. В последнее время стали использовать радиоактивные изотопы-131, йод (1-125) и палладий (Pd-ЮЗ) . Примеры описаны в патентах №3351049; 4323055; и 4784116.
За последние 30 лет было опубликовано большое количество статей об использовании 1-125 и Pd-ЮЗ при лечении медленно развивающегося рака простаты. Несмотря на продемонстрированный успех, касающийся конкретно 1-125 и Pd-ЮЗ, существуют некоторые недостатки и ограничения в их использовании. Несмотря на то, что общая доза может управляться через количество и размещение зерен, мощность дозы обусловлена периодом полураспада радиоизотопа (60 дней для 1-125 и 17 дней для Pd-ЮЗ). Для применения в опухолях с большей скоростью роста радиация должна доставляться в раковые клетки быстрее, с более постоянной скоростью, при этом сохраняя все преимущества применения радиоизотопа с мягким рентгеновским излучением. Такие злокачественные опухоли представляют собой опухоли, обнаруживаемые в мозге, легких, поджелудочной железе, предстательной железе и других тканях.
Цезий-131 (Cs-131) представляет собой радиоактивный продукт, который идеально подходит для брахитерапии (лечения рака, используя погруженные имплантанты, т.е., "радиоактивные зерна'"') . Короткий период полураспада Cs-131 делает зерна эффективными против быстро растущих опухолей, таких как опухоли, обнаруженные в мозге, легких и других участках (например, в случае рака простаты).
Цезий-131 получают при радиоактивном распаде встречающегося в природе Ва-130, облученного нейтронами (встречающийся в природе Ва содержит примерно 0,1% Ва-130) или из обогащенного бария, содержащего дополнительный Ва-130, который захватывает нейтрон, превращаясь в Ва-131, с последующим его распадом с периодом полураспада 11,5 дней в цезий-131, который затем распадается с периодом полураспада 9,7 дней в стабильный ксенон-130.
Поскольку существует необходимость в диспергированном
Cs-131, и современные подходы в данной области техники имеют недостатки, существует необходимость в улучшенных способах. Настоящее изобретение удовлетворяет эту необходимость и дополнительно обеспечивает другие преимущества. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Коротко, настоящее изобретение раскрывает способ получения Cs-131 (например, очищенного Cs-131) в виде диспергированного радиоизотопа. Например, получают множество порошкообразных силикс!тов и кристаллических титаносиликатов (CST) и допируют или обрабатывают раствором Cs-131 для получения микрочастиц радиоактивного порошка. С частицами, содержащими Cs-131, можно дополнительно обработать путем нагревания или при помощи других связующих агентов для прочного удержания Cs-131 в структуре частиц. В свою очередь, эти чрезвычайно небольшие по размеру радиоактивные частицы (в пределах от 0,001 до примерно 20 микрон) могут быть равномерно диспергированы в разнообразные органические, полимерные и неорганические матриксы для производства множества устройств, включая терапевтические устройства для брахитерапии.
В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение предоставляет способ получения частиц радиоактивного порошка, содержащего Cs-131. Способ содержит этап приведения в контакт Cs-131 с веществом для получения микрочастиц радиоактивного порошка, содержащего Cs-131, причем вещество содержит, по меньшей мере, одно из следующего: цеолиты, алюмосиликаты, кристаллические титаносиликаты, силикаты, вольфрамосиликаты и оксиды кремния.
3 другом варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет способ изготовления устройства для брахитерапии. Способ содержит этап диспергирования радиоактивных частиц (полученные вышеуказанным способом) в органических, полимерных или неорганических матриксах.
В другом варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет способ лечения опухоли, восприимчивой к радиации от Cs-131. Способ содержит этап, на котором опухоль обрабатывают устройством для брахитерапии (изготовленным
вышеуказанным способом).
Ei другом варианте осуществления настоящее изобретение предоставляет устройство для брахитерапии. Устройство для брахитерапии содержит микрочастицы радиоактивного порошка, содержащего Cs-131, причем микрочастицы содержат Cs-131 и, по меньшей мере, одно из: цеолиты, алюмосиликаты, кристаллические титаносиликаты, силикаты, вольфрамосиликаты и оксиды кремния. В другом варианте осуществления устройство для брахитерапии можно использовать в способе лечения опухоли, восприимчивой к радиации от Cs-131, содержащее этап, на котором опухоль обрабатывают устройством для брахитерапии.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как указывалось выше, настоящее изобретение направлено на использование веществ для получения радиоактивного порошка Cs-131 для применений в многочисленных областях, включая терапевтические медицинские устройства для брахитерапии. Каждое из веществ отличается тем, что притягивает Cs-131 из раствора для прикрепления или адгезии к твердым кристаллическим структурам. Например, получают множество порошкообразных силикатов и кристаллических титаносиликатов (CST), и допируют или обрабатывают раствором Cs-131 для получения микрочастиц радиоактивного порошка. Частицы, содержащие Cs-131, можно дополнительно обработать путем нагревания или при помощи других связующих агентов для прочного удержания Cs-131 в структуре частиц. В свою очередь, эти радиоактивные частицы, имеющие чрезвычайно маленькие размеры (в пределах от 0,001 до примерно 20 микрон), могут быть равномерно диспергированы в разнообразных органических, полимерных (например, патент США №658 9502) и неорганических матриксах для производства широкого спектра терапевтических устройств для брахитерапии.
Примеры порошкообразных веществ включают обычные классы цеолитов, алюмосиликатов натрия, кристаллических
титаносиликатов, силикатов (Na, К, Li) , вольфрамосиликатов и оксидов кремния; и их комбинацию. Члены семейства кристаллических титаносиликатов образуются, например, из оксида титана, оксида кремния, оксида натрия и пентоксида ниобия.
Порошкообразные вещества могут быть получены специалистами в данной области техники или приобретены (например, PQ Corporation, Berwyn, PA; Sigma-Aldrich, St.Louis, MO; Fisher Chemical, Fairlawn, NJ).
Cs-131 может быть очищен множеством способов, хорошо известным специалистам в данной области техники. Например, патент США №6066302 предоставляет способ очистки Cs-131.
Как описано выше, Cs-131 является полезным, например, для изучения и лечения рака, например, в радиотерапии (например, для лечения злокачественных опухолей). Там, где желательно имплантировать радиоактивное вещество (например, Cs-131) в/или рядом с опухолью для лечения (брахитерапии), диспергированный Cs-131 может использоваться в виде части изготовления имплантируемого вещества для брахитерапии (например, зерно). Как используется в настоящем описании термин "опухоль" включает другие участки раковой ткани. Использование диспергированного Cs-131 в имплантируемых веществах для брахитерапии не зависит от способа изготовления веществ. Способ настоящего изобретения предоставляет диспергированный Cs-131 для этих и других применений.
Нижеследующие примеры предлагаются с целью иллюстрации, а не ограничения. ПРИМЕРЫ
Cs-131 частицы радиоактивного порошка
Для применения с радиохимическим Cs-131 (период полураспада ~10 дней) протестировали два образца веществ. Первый образец содержал 0,18 микрограмм (мкг) Cs, адсорбированного на ~17 миллиграммах (мг) керамики на основе силиката натрия/оксида алюминия. Второй образец содержал 0,18 мкг Cs, адсорбированного на ~1,36 мг керамики на основе силиката натрия/оксида алюминия, содержащей 0,34 мг кристаллического титаносиликата (CST), 20 вес.% CST.
Каждый образец промывали 1 мл воды или 1 мл раствором для промывания глаз. Раствор для промывания глаз (~0,9% NaCl) использовали в качестве образца жидкости человеческого тела. Образцы держали в контакте в течение 10 мин, 0,5 ч, 4 ч или
16 ч.
РЕЗУЛЬТАТЫ
ТАБЛИЦА 1
Каждые из -1,7 мг образца содержали ~0,18 мкг Cs и приводились в контакт с 1 мл воды.
0 вес.% CST
20 вес.% CST
Время, ч
Результат
Высвобождаемый Cs
Результат*
Высвобождаемый Cs
10 мин
<0,002 мкг/мл
-1,1
<0,001 мкг/мл
0, 5
0, 002
1,1
<0,001
0,0038
2,1
<0,001
0,0052
2,9
<0,001
ТАБЛИЦА 2
Каждые из ~1,7 мг образца содержали ~0,18 мкг Cs и приводились в контакт с 1 мл раствора для промывания глаз.
0 вес.% CST
20 вес.% CST
Время:, ч
Результат
Высвобождаемый Cs
Результат*
Высвобождаемый Cs
10 мин
<0,037 мкг/мл
20, 3
<0,001 мкг/мл
0, 5
0, 063
34, 6
<0,001
0, 11
60, 4
<0,0014
0, 15
82, 4
<0,0015
Вышеприведенные результаты показывают, что цезий,
прикрепленный к керамике на основе силиката Na/оксида А1, может быть медленно десорбирован при помощи воды, например, 2,9% за 16 часов. Однако если также присутствует CST, то выход не наблюдался. При повторении результатов для имитируемой жидкости тела (т.е. раствор для промывания глаз) > 82% Cs высвобождалось, если цезий прикрепляли к керамике на основе силиката Na/оксида А1. Однако если также присутствует CST, то выход не наблюдался.
К тому же, при изменении процента CST в смеси силикат Na/оксид А1 максимальное количество цезия, которое может быть прикреплено к ~1,7 мг вещества составляло 2 мкг, 30 мкг и 54 мкг, соответственно для 0%, 11,1% и 20% CST. Это является существенным, поскольку 100 милликюри Cs-131 представляет 1 микрограмм 131. Следовательно, ~1,7 мг 20 вес.% порошка CST
могли содержать > 5 кюри Cs-131. Кроме того, на основе описанных выше результатов с водой и раствором для промывания глаз, чистый CST или керамический раствор этого вещества может быть использован множеством способов, для размещения в теле в виде инъецируемого взвешенного твердого вещества, смешанного с биосовместимым силикагелем, полимерным гелем или другими гелями, выполненными в виде микросфер; или размещенные, распыленные или инъецированные в область роста рака, например, такого как опухоли молочной железы. Радиоактивные виды (Cs-131) при прикреплении к CST микрочастицам могут удерживаться на месте и не вымываться из определенного нацеленного места жидкостями тела перед предоставлением лечебной радиации роста рака. Требования обычной радиоактивной дозы Cs-131 могут меняться в зависимости от применения; например, 10 мккюри может требовать <10~7 мг порошка.
Cs в CST является стабильным при нагревании до превращения в стеклокерамику. Поскольку Cs представляет собой (+1) ион, его трудно прикреплять к органическому линкеру, и, следовательно, использование, например, ионообменной смолы, содержащей порошкообразной CST, обеспечивает носитель для многих новых и уникальных применений в области исследования рака.
Все вышеприведенные патенты США, публикации заявок патентов США, иностранные патенты, публикации заявок иностранных патентов и непатентные публикации, на которые приводятся ссылки в настоящем описании и/или перечисленные в материалах настоящей заявки, включены в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.
Из вышеприведенного очевидно, что, хотя в настоящем описании раскрыты с целью иллюстрации специфические варианты осуществления изобретения, могут быть выполнены различные модификации без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
'... Способ получения частиц радиоактивного порошка, содержащего Cs-131, содержащий этап приведения в контакт Cs-131 с веществом для образования микрочастиц радиоактивного порошка, содержащего Cs-131, причем вещество содержит, по меньшей мере, одно из следующего: кристаллические титаносиликаты, силикаты, вольфрамосиликаты и оксиды кремния.
2. Способ по п.1, в котором вещество содержит кристаллический титаносиликат и алюмосиликат.
3. Способ по п.1, дополнительно содержащий воздействие на радиоактивные частицы связывающим агентом, при этом агент увеличивает степень удержания Cs-131 этими частицами.
4. Способ по п.З, в котором связывающим агентом является нагревание.
5. Способ по п.1, в котором вещество содержит, по меньшей мере, один из кристаллических титаносиликатов.
6. Способ по п.1, в котором вещество состоит из, по меньшей мере, одного из кристаллических титаносиликатов.
7. Способ по п.1, в котором вещество состоит из кристаллического титаносиликата.
8. Способ изготовления устройства для брахитерапии, содержащий этап диспергирования радиоактивных частиц, полученных согласно способу по любому одному из п.п.1-7, в органических, полимерных или неорганических матриксах.
.9. Устройство для брахитерапии, содержащее устройство, изготовленное согласно способу по п.8.
10. Способ лечения опухоли, восприимчивой к радиации от Cs-131, содержащий этап, на котором опухоль обрабатывают устройством для брахитерапии по п.9.
11. Устройство для брахитерапии, содержащее микрочастицы радиоактивного порошка, содержащего Cs-131, причем микрочастицы содержат Cs-131 и, по меньшей мере, одно из следующего: кристаллические титаносиликаты, силикаты, вольфрамосиликаты и оксиды кремния.
12. Устройство для брахитерапии по п.11, в котором микрочастицы содержат Cs-131, кристаллический титаносиликат и
алюмосиликат.
13. Устройство для брахитерапии по п.11, в котором микрочастицы содержат Cs-131 и, по меньшей мере, один из кристаллических титаносиликатов.
14. Устройство для брахитерапии по п.11, в котором микрочастицы состоят из Cs-131 и, по меньшей мере, одного из кристаллических титаносиликатов.
1.5. Устройство для брахитерапии по п. 11, в котором микрочастицы состоят из Cs-131 и кристаллического титаносиликата.
16. Устройство для брахитерапии по п.п.11-15, в котором микрочастицы диспергированы в органических, полимерных или неорганических матриксах.
17. Способ лечения опухоли, восприимчивой к радиации от Cs-131, содержащий этап, на котором опухоль обрабатывают устройством для брахитерапии по любому одному из п.п.11-16.
По доверенности