CN115884734A - 用于标记手术部位的医学植入物 - Google Patents

Abstract

具有预定形状的可植入的基准标记装置可在体内施加应力时变形并且在移除应力时恢复其形状，这降低了患者不适和可触知性。所述装置可用于将不规则的肿瘤切除腔塑形成用于放射治疗的更理想的形状，允许更准确的治疗。在治疗之后，所述装置被吸收，消除了当临床医师不知道植入的基准标记装置时进行的不必要的测试。当在肿块切除术之后将所述装置植入***中时，组织向内生长到所述装置中还可引起改善的美容效果。所述装置优选地包含聚‑4‑羟基丁酸酯或聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物。

Description

用于标记手术部位的医学植入物

技术领域

本发明一般地涉及手术领域，并且更特别地，本发明涉及可用于在放射治疗期间描绘手术部位的边缘的医学植入物。

背景技术

放射治疗通常在移除肿瘤之后进行，以破坏剩余的癌细胞并降低癌症复发的风险。然而，用于放射治疗的术后肿瘤腔的组织边缘的描绘可能是困难的。传统上，临床医师依赖手术瘢痕部位或血清肿的存在来鉴定用于放射治疗的部位和放射靶标体积。然而，这些鉴定方法不是最准确的，并且不仅降低了放射治疗的有效性，还提高了腔周围健康组织将受损的机会。正确定位肿瘤切除腔的边缘也可能是极困难的，因为腔可具有不规则的形状，并且在一些组织中，形状可随时间改变。例如，肿瘤腔可在呼吸期间生长或收缩，或者可甚至由于持续的放射治疗处理而改变尺寸和形状。

为了解决这些问题，临床医师经常使用基准标记装置(fiducial marker device)以更好地限定腔的位置，并为外部辐射束治疗提供更清晰的靶标。基准标记装置是置于成像场中作为参考点的标记或标记组。其可用于针对放射治疗的计划靶标体积(planningtarget volume，PTV)以及用于靶向体内的特定位置和形状。PTV通过以下来确定：测量总肿瘤体积(gross tumor volume，GTV)、添加无法完全成像的疾病扩散的边缘以达到临床靶标体积(clinical target volume，CTV)、以及进一步添加CTV周围的另外的边缘以确保放射治疗实际上被递送至CTV。

在治疗乳腺癌、腹部(abdominal)癌、肝癌、肺癌和***癌中使用的第一基准标记通常是小金属物体，例如金属夹或金属球团。尽管这些小金属物体作为基准标记可能是有益的，但已知其迁移导致大于用于放射治疗的必需靶标体积。其准确限定可具有不规则形状的肿瘤切除腔的体积的能力也可受限制。

为了更精确地定位肿瘤切除之后的放射靶标体积并阻止金属夹的迁移，已经公开了三维基准标记。

Stubbs的美国专利申请No.20090024225公开了生物可吸收的三维球形可植入基准标记，其密度比软组织更低以允许其术后成像。用于制备标记的生物可吸收材料的密度为1.03g/cc或更小。

Stubbs的美国专利No.9,014,787和9,199,092公开了刚性生物可吸收的三维基准标记，其包含具有来自于装置中心的臂的金属元件。

Lebovic的美国专利No.9,615,915和9,980,809、Hermann的美国专利No.10,500,014以及Hermann的美国专利申请No.20130289389和20130289390公开了三维基准标记装置，其包含可吸收材料和放射学可见元件以当装置置于手术切除腔中时使其可视化。

Wiens,N.et al.Effect of

surgical marker placement on post-operative radiation boost target volume,J Radiat Oncol,7:175-179,(2018)公开了具有六个金属夹的三维螺旋基准标记。该标记是由聚乳酸制成的刚性装置。Srour andChung,Utilization of BioZorb implantable device in breast-conserving surgery,Breast J.2019；00:1-6评价了该基准标记在***中的可触知性，并发现该标记在放置之后数年内在***中仍可触知。他们报道了该标记在植入之后2.8年在体内的存在，并且该标记仍保持可触知。由于数种原因，该装置的可触知性在乳腺癌的治疗中特别成问题。第一，在***中存在标记装置可以是疼痛的，并且其可引起不适，特别是如果任何应力或张力施加于***时。BioZorb装置由聚乳酸制备，聚乳酸是弹性模量大于3GPa的聚合物，其使装置具有刚性以使装置在应力下不变形并恢复它的原始形状。Srour and Chung 2019已公开了BioZorb装置的存在对一名患者来说足够疼痛，需要手术来移除该装置。第二，患者***中长期存在外来团块可引起焦虑，特别是乳腺癌患者。第三，不知道该装置已被植入***中的临床医师可能对患者进行不必要的测试以调查该外来团块，并且因此提高了患者的焦虑。Srour and Chung 2019报道了临床医师对8.8％的被检查患者进行了另外的成像，因为他们不知道标记装置。第四，装置的缓慢吸收和长期可触知性可限制临床医师检出乳腺癌复发的能力。还参见Hermann的美国专利No.10,500,014和Stubbs的美国专利No.9,014,787。

尽管有以上所述，仍需要如本文中所述的三维基准标记，其可用于将不规则形状的肿瘤腔的手术边缘周围塑形成更明确的体积形状，以提供用于放射治疗的清晰靶标。特别地，需要开发在体内降解较快的三维基准标记。这样的标记在植入***时理想地是不可触知的，具有比现有基准标记更低的弹性模量使得它们可在应力或张力下变形，并且在植入之后不引起疼痛。还需要开发允许组织向内生长以填充肿瘤腔空隙空间的基准标记。这些标记特别地在乳腺治疗中是期望的，因为组织向内生长到肿瘤切除腔的空隙空间中将提供改善的美容效果。还进一步需要开发包含一种或更多种生物活性剂的三维基准标记，所述生物活性剂例如，化学治疗剂、抗肿瘤剂、免疫调节剂、激素剂、抗血管生成剂、抗生素、辐射增敏剂和免疫治疗剂。基准标记可用于软组织癌的治疗，包括乳腺癌、腹部癌、肝癌、肌肉癌、肾癌、肺癌和***癌的治疗。

发明内容

本文中描述了可吸收的三维基准标记，其可用于通过使组织切除腔的不规则形状与标记的形状一致来向肿瘤切除腔的组织边缘提供放射治疗的更精确的递送。在一些实施方案中，基准标记以放射治疗所期望的预定形状形成，并被植入肿瘤切除腔中，以将腔的形状塑形成用于放射治疗的更理想的形状，例如球形或椭球形形状。基准标记允许肿瘤切除腔的体积被更准确地限定并且在放射治疗期间被靶向。基准标记降低了由组织切除腔周围正常组织接收的放射剂量，并减小了需要用放射进行治疗的腔的周围边缘的尺寸。

在一些实施方案中，在植入之后1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个月时，基准标记是不可触知的，特别是在患者的***中时。在一些实施方案中，在植入之后，基准标记是立即不可触知的，特别是在患者的***中时。在一些实施方案中，基准标记的预定形状在应力或张力下变形。在一些实施方案中，基准标记的预定形状是柔性的或可压缩的，并且该形状不是刚性的。在一些实施方案中，基准标记的预定形状在应力或张力下变形，并且当移除应力或张力时恢复其预定形状。当移除应力或张力时预定形状的恢复允许标记用于准确地界定用于放射治疗的靶标体积。基准标记在应力或张力下变形的能力降低或消除了标记的可触知性，特别是在***中。基准标记在应力或张力下在***中变形的能力也降低或消除了装置在***中引起疼痛的可能性。在一些实施方案中，基准标记装置的弹性模量小于50MPa，并且更优选小于10MPa，但大于0.5kPa。

基准标记具有预定形状，其中外部区域限定装置的外周边界。在一些实施方案中，三维标记的外部区域由凸面限定。在一些实施方案中，标记的外周边界由球形、螺旋形、椭球形、不等边椭球形、圆柱形、长球形或扁球形形状限定。在另一些实施方案中，标记的外周边界由平行六面体形状或椭圆形形状限定。在一些实施方案中，标记装置包含限定其预定形状和装置的外部区域的三维框架、骨架或支架。在一些实施方案中，三维框架、骨架或支架可以是限定外部区域的椭球形螺旋(spiral)、球形螺旋、圆柱形螺旋或其他螺旋。在另一些实施方案中，限定基准标记的外部区域的三维框架、骨架或支架可以是骨架多面体、骨架球体、骨架椭球体、骨架圆柱体或骨架平行六面体。

在一些实施方案中，限定装置边界的基准标记的外部区域可具有有第一末端和第二末端以及长度(length，l)的纵向轴、以及在第一末端与第二末端之间的纵向轴中点处的直径(diameter，d)或宽度(width，w)。在一些实施方案中，标记的长度(l)为1至6cm，并且直径(d)或宽度(w)为1至5cm。在这些实施方案中，标记的尺寸例如(l)×(d)可以为2×2cm、2×3cm、3×3cm，3×4cm、4×4cm、4×5cm。在另一些实施方案中，限定装置边界的基准标记的外部区域可具有有第一末端和第二末端以及长度(l)的纵向轴、以及在第一末端与第二末端之间的纵向轴中点处的宽度(w)和高度(height，h)。在这些另一些实施方案中，标记的长度(l)为1至4cm，标记的宽度(w)为1至3cm，并且标记的高度(h)为1至2cm。在这些另一些实施方案中，标记的尺寸例如(l)×(w)×(h)可以为3×2×1cm、3×3×1cm、1×1×2cm、2×1×2cm和1×2×2cm。

在一些实施方案中，基准标记是多孔的或具有开放性框架、骨架或支架以允许组织向内生长。在一些实施方案中，基准标记具有多孔结构以允许组织向内生长。组织向内生长可有助于将装置固定在适当位置，并固定装置上可视化标记的位置。在一些实施方案中，基准标记在不存在应力或张力的情况下维持其预定形状或者可恢复其预定形状，直至组织向内生长到已将可视化标记固定在适当位置的装置中。组织向内生长也可填充肿瘤切除腔的空隙空间，并且在一些治疗(例如乳腺癌)中引起改善的美容效果。在一些实施方案中，基准标记可用作空隙填充物。

在一些实施方案中，基准标记用作肿瘤整形(oncoplastic)装置。在一些实施方案中，基准标记用于可靠地标记手术部位。在一些实施方案中，基准标记用于限定用于放射治疗的计划靶标体积(PTV)。基准标记也可用于射线照相疾病监测。

在一些实施方案中，基准标记包含多个可视化标记。可视化标记可用于确定用于放射治疗的计划靶标体积(PTV)，并使放射聚焦在靶标部位。当对包含标记的组织进行成像时，可视化标记提供高对比度。可视化标记可通过以下方法中的一种或更多种进行成像：超声、X射线、MRI(磁共振成像)、CT(计算机断层扫描)或乳腺X射线摄影。在一些实施方案中，可视化标记由钛、不锈钢、金或复合聚合物材料(例如，与硫酸钡混合的聚合物)制成。在一些实施方案中，用水凝胶包被可视化标记。在一些实施方案中，可视化标记是与基准标记的外部区域连接的不透射线的扣(clasp)以提供可成像的三维靶标。在一些实施方案中，可视化标记与基准标记的外部区域连接，以阻止扣的迁移以及比所需更大的体积的辐照。在一些实施方案中，可视化标记被置于装置的纵向轴的第一末端和第二末端，使得其长度(l)可在体内成像，并且可视化标记也被置于第一末端与第二末端之间的纵向轴中点处的外周周围，使得其直径或宽度可成像。

在一些实施方案中，基准标记的预定形状或基准标记的框架由可透射线(radiolucent)材料形成。在另一些实施方案中，基准标记的预定形状或基准标记的框架由不透射线材料形成或由可透射线和不透射线材料二者形成。

在一些实施方案中，基准标记具有完整的射线照相可视化特性。

基准标记的预定形状是可吸收的。在一些实施方案中，与预定形状连接或并入到预定形状中的可视化标记是永久的或可吸收的。

在一些实施方案中，基准标记的预定形状是可吸收的。在一些实施方案中，在不存在应力或张力的情况下，可吸收基准标记在体内维持其预定形状足够长的时间以用于完成放射治疗处理。在一些实施方案中，基准标记在植入之后的1、2、3、4、5、6、7、8或9个月的时间在不存在应力或张力的情况下维持其预定形状或者可恢复其预定形状。在一些实施方案中，在植入之后少于24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10或9个月时，基准标记的预定形状在体内被吸收。预定形状的吸收消除了进行二次手术干预以移除标记的需要。吸收还消除了装置可引起任何疼痛或不适的可能性，消除了不知道该装置的临床医师将进行不必要的测试以调查其存在的可能性，以及消除了由于标记的存在，特别是在癌症患者的***中而引起的任何患者焦虑。

在一些实施方案中，基准标记的三维框架、骨架或支架可由一个或更多个丝形成，并且可任选地并入一个或更多个支柱(strut)。

在一些实施方案中，基准标记包含具有以下特性中一种或更多种的聚合物支柱、纤维、线圈或弹簧：(i)0.025至3mm，更优选0.1至2mm，并且甚至更优选0.15至1mm的直径；(ii)0.1至200N，更优选1至100N，并且甚至更优选2至50N的断裂负荷；(iii)22％至1,000％，并且更优选100％至700％的断裂伸长率的值；以及(iv)0.05至3GPa，更优选0.1至1GPa，并且甚至更优选0.2至0.8GPa的弹性模量值。在一些实施方案中，基准标记包含由具有这些特性的聚合物支柱、纤维、线圈或弹簧形成的单胞(unit cell)。在一些实施方案中，单胞是基准标记的框架、骨架或支架的一部分。在一些实施方案中，单胞可具有相同的特性或不同的特性。在一些实施方案中，聚合物支柱、纤维、线圈或弹簧是可吸收的。在一些实施方案中，基准标记的弹性模量小于50MPa，更优选小于10MPa，但大于0.5kPa，并且基准标记由具有以下特性中一种或更多种的聚合物支柱、纤维、线圈或弹簧形成：(i)0.025至3mm，更优选0.1至2mm，并且甚至更优选0.15至1mm的直径；(ii)0.1至200N，更优选1至100N，并且甚至更优选2至50N的断裂负荷；(iii)22％至1,000％，并且更优选100％至700％的断裂伸长率的值；以及(iv)0.05至3GPa，更优选0.1至1GPa，并且甚至更优选0.2至0.8GPa的弹性模量值。

在一些实施方案中，基准组织标记装置包含具有限定装置外周的3D预定形状的可吸收多孔支架，其中所述预定形状可在应力下变形并在移除应力时恢复其形状，并且其中所述支架包含在装置外周上的离散位置中的可视化标记。在一些实施方案中，基准标记装置具有3D预定形状，并且具有形状记忆。

在一些实施方案中，基准标记的预定形状由可吸收聚合物形成。可吸收聚合物可用于形成限定基准标记的外部区域及其预定形状的三维框架、骨架或支架。在一些实施方案中，基准标记的预定形状或框架由聚-4-羟基丁酸酯(poly-4-hydroxybutyrate，P4HB)或其共聚物形成，或者由聚(琥珀酸丁二醇酯)(poly(butylene succinate)，PBS)或其共聚物形成。

在一些实施方案中，基准标记通过3D打印来制备，所述3D打印包括熔融挤出沉积、熔丝制造、熔融粒料沉积、选择性激光熔融、使用凝固浴对浆料和溶液进行打印、以及使用黏合溶液和粉末或颗粒进行打印。在一些实施方案中，基准标记通过注射成型以及通过用多零件模具注射成型来制备。

在一些实施方案中，可使用永久缝合线、可吸收缝合线、U形钉(staple)或通过其他固定手段将基准标记固定在肿瘤床或手术切除腔中。固定有助于阻止装置的任何后续迁移。在一些实施方案中，基准标记包含一个或更多个缝合孔眼以将装置固定在适当位置。缝合线可穿过孔眼并固定至组织，以阻止装置在植入之后迁移。

在一些实施方案中，基准标记在肿块切除术之后植入，用于针对放射治疗的计划靶标体积(PTV)以及向***递送术后增强的辐照。

在一些实施方案中，基准标记包含以下中的一种或更多种：化学治疗剂、抗肿瘤剂、抗血管生成剂、免疫调节剂、激素剂、免疫治疗剂、抗生素和辐射增敏剂。

在一些实施方案中，用于制备基准植入物的聚合物的重均分子量为50至1,000kDa，更优选90至600kDa，并且甚至更优选200至450kDa。

在一些实施方案中，基准标记植入物的内毒素含量小于20个内毒素单位/植入物。在一些实施方案中，基准标记通过环氧乙烷、电子束或γ-辐照进行灭菌。

在一些实施方案中，基准标记可用于软组织癌的治疗，包括乳腺癌、腹部癌、肝癌、肌肉癌、肾癌、肺癌和***癌的治疗。

在一些实施方案中，植入基准标记装置的方法包括：通过由开放性手术切口从体内的位置移除软组织而在患者中产生腔；将具有可吸收多孔支架的基准标记装置***到腔中，所述可吸收多孔支架具有限定装置的外周的预定形状，其中所述预定形状具有形状记忆；以及闭合手术部位。所述方法还可包括将装置缝合在腔中。任选地，产生步骤在患者的***中进行，并将装置植入患者的***中的腔中。在一个优选实施方案中，方法包括在肿块切除术程序期间产生腔。

在一些实施方案中，方法包括基于在患者中植入的基准标记装置来确定用于患者的放射治疗的计划靶标体积(PTV)。

在一些实施方案中，方法包括通过3D打印形成基准标记装置。

在一些实施方案中，所述方法基于3D模型形成基准标记装置，并且任选地包括基于来自患者的图像数据产生3D模型的步骤。图像数据的一些实例包括由CT或MRI扫描产生的3D图像数据。实际上，一些实施方案包括产生肿瘤或病变或组织体积的3D图像数据以及基于3D图像数据产生(任选地3D打印)基准标记装置。

在一些实施方案中，医师可定制的基准标记套件包含：至少一个基准标记装置，所述装置包含3D主体和多个固定的、间隔开的可视化标记接合特征；以及多个可视化标记，每个可视化标记包含用于与可视化标记接合特征连接的配合特征，使得一个或更多个可视化标记可按照医师所期望固定至基准标记装置的3D主体。

在一些实施方案中，可视化标记接合特征是孔，并且可视化标记配合特征是柱(post)。

鉴于上述情况，因此本发明的一个目的是提供可吸收基准标记。

本发明的另一个目的是提供在植入之后不可触知且不引起疼痛的基准标记。

本发明的又一个目的是提供制备柔韧并且在植入之后不引起疼痛的基准标记的方法。

本发明的另一个目的是提供植入基准标记的方法。

鉴于参照附图的以下描述，本主题发明的这些和另一些目的、方面和优点将变得明显。

附图简述

图1A至1B分别示出了根据本发明一个实施方案的多孔基准标记装置(100)的前视图和等距视图，该装置具有开放性多孔蜂窝支架结构。装置(100)具有有基底直径或长度(l)和高度(h)的椭球形、球形形状，其示于图1A中。

图2A至2B分别示出了根据本发明一个实施方案的多孔基准标记装置(200)的前视图和等距视图，该装置具有开放性多孔蜂窝支架结构和置于结构外周的外部区域上的六个钛夹(210a至f)，以允许对装置的尺寸进行成像。装置(200)具有基底直径或长度(l)和高度(h)，其示于图2A中。

图3A是根据本发明一个实施方案的多孔可吸收基准标记(300)的分解图，其示出了设计成接收可视化标记的柱或销(pin)保持器(310)，该可视化标记是不透射线的柱或销(320)。

图3B是图3A中示出的多孔可吸收基准标记(300)沿线“3B-3B”的截面图。

图3C是图3A中示出的多孔可吸收基准装置(300)的透视图，其示出了位于装置表面上的多个柱或销保持器(310)，以及柱或销保持器上方的不透射线的柱或销(320)。

发明详述

在详细描述本发明之前，应理解的是，本发明不限于本文中所阐述的特定变化，因为可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对所描述的发明进行多种改变或修改并且可替换等同方案。对本领域技术人员而言，在阅读本公开内容之后将明显的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本文中所描述和说明的单独实施方案中的每个实施方案都具有可容易地与其他数个实施方案中的任一实施方案的特征分离或组合的离散的部件和特征。另外，可进行许多修改以使特定情况、材料、物质组成、过程、过程行为或步骤适应本发明的目的、精神或范围。所有这样的修改都旨在落入本文中所提出的权利要求书的范围内。

本文中记载的方法可以以所记载事件的逻辑上可能的任何顺序以及事件的记载顺序进行。此外，在提供值的范围的情况下，应理解的是，该范围的上限与下限之间的每个中间值以及该指定范围内的任何其他指定的值或中间值均涵盖在本发明内。此外，预期所描述的发明变化的任何任选特征可独立地或与本文中所描述的特征中的任一种或更多种特征组合地阐述和要求保护。

本文中提及的所有现有主题(例如出版物、专利、专利申请和实物)通过引用整体并入本文中，除非主题可能与本发明的主题相冲突(在这种情况下将以本文中呈现的为准)。

提及单数项目，包括存在多个相同项目的可能性。更具体地，除非上下文另有明确指示，否则本文和所附权利要求书中使用的没有数量词修饰的名词表示一个/种或更多个/种。还应注意的是，可将权利要求书撰写成排除任何任选要素。同样地，该陈述旨在用作与权利要求书要素的记载相关联的这样的排他性术语例如“仅仅”、“仅”等的使用或者“负”限制的使用的先行基础。最后，要理解的是，除非另有限定，否则本文中使用的所有技术术语和科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。

在本发明的一些实施方案中，可吸收的三维基准标记被植入肿瘤切除腔中，对腔进行塑形以形成具有更精确界定的组织边缘的用于放射治疗的靶标体积、减小需要被辐照的腔周围的组织边缘的尺寸、减少将健康组织暴露于辐照、在应力或张力下在体内变形因此其是不可触知的或其不是疼痛的来源、以及在放射治疗期期间当移除应力或张力时恢复其在体内的原始形状。基准标记尺寸设置成用于在不同尺寸的肿瘤切除腔中使用。基准标记是多孔的，并且允许组织向内生长。在一些实施方案中，基准标记具有促进组织向内生长的内部支架结构。组织向内生长使装置固定在适当位置，并且还可通过填充组织空隙空间来提供改善的美容效果。在放射治疗之后，基准标记的三维结构被吸收。

在一些实施方案中，植入物包含外表面或外周结构(例如，壳)，以及可支持外周结构并提供互相连接的多孔结构的内部的有组织的结构。

在一些实施方案中，基准标记具有预定的三维形状，其在植入之后特别是在患者的***中是不可触知的。当将应力或张力施加至体内的基准标记时，当移除应力或张力时，例如在成像期间，标记变形并恢复其预定形状。在一些实施方案中，基准标记具有形状记忆以允许基准标记在施加应力时从预定形状变形，并在移除应力时恢复其预定形状。在一些优选实施方案中，标记是柔性的，不像现有的基准标记装置一样是刚性的，并且可被压缩。在移除压缩力之后，标记返回至其预定形状。在一些实施方案中，基准标记的弹性模量小于50MPa，更优选小于10MPa，并且甚至更优选小于1MPa，这允许装置变形并恢复其原始形状。

在一些实施方案中，基准标记具有预定的三维形状，其具有有第一末端和第二末端的纵向轴，以及在第一末端与第二末端之间的中点处的直径或宽度。基准标记具有限定装置外周的三维外部区域。当植入肿瘤切除腔中时，外部区域将腔塑形成这样的形状，使得该形状的组织边缘可容易地被辐照。在一些实施方案中，使外部区域成形，使得装置的外周具有球形、椭球形、不等边椭球形、圆柱形、长球形、扁球形、椭圆形或平行六面体形状。在一些实施方案中，基准标记的外部区域由框架、骨架或支架形成。在一些实施方案中，框架、骨架或支架由一个或更多个丝形成，并且可任选地并入一个或更多个支柱。在一些实施方案中，框架、骨架或支架可以是限定标记外周边界的螺旋或螺旋体，包括椭球形螺旋、球形螺旋、圆柱形螺旋，或骨架多面体、骨架球体、骨架椭球体、骨架圆柱体或骨架平行六面体。

在一些实施方案中，基准标记是多孔的，或者是开放性框架、骨架或支架，其允许组织向内生长到基准标记中。组织向内生长将装置固定在肿瘤床上使得装置无法迁移，并且将可视化标记固定在切除腔的边缘。在一些实施方案中，在组织向内生长已将可视化标记固定在适当位置之后，基准标记的三维结构降解。

在一些实施方案中，基准标记还用作空隙填充物。组织向内生长到肿瘤切除腔的空隙中可在某些癌症(例如乳腺癌)治疗中通过消除可见缺陷来提供改善的美容效果。

在一些实施方案中，基准标记包含置于标记上的多个可视化标记，使得标记的体积可在植入之后成像、用于计划辐照靶标体积以及用于使辐照聚焦在靶标部位。可视化标记是不透射线的，并且在一些实施方案中被固定至基准标记的外部区域以允许标记外部区域的可视化。将可视化标记与标记的外部区域连接阻止了可视化标记迁移。在一些实施方案中，可视化标记可通过以下方法中的一种或更多种进行成像：超声、X射线、MRI、CT、乳腺X射线摄影、正电子发射断层扫描和单光子发射计算机断层扫描。

在一些实施方案中，可视化标记由钛、不锈钢、金或复合聚合物材料(例如，与硫酸钡混合的聚合物)制成。

在一些实施方案中，用水凝胶包被可视化标记或装置。水凝胶可用于改善装置的可见性。优选地，水凝胶是可吸收的。

在一些实施方案中，基准标记还包含一个或更多个缝合孔眼。缝合孔眼可用于通过将装置缝合在适当位置而将标记固定在肿瘤切除腔中。孔眼还可使肿瘤切除腔更容易被塑形成标记的形状。

在一些实施方案中，基准标记的三维结构的完整性在放射治疗期期间保持完整，但在此之后降解。在三维结构降解之后，体内仅剩不可降解的可视化标记。在一些实施方案中，基准标记的三维结构在体内在少于6至24个月时被吸收。不需要在放射治疗之后移除基准标记的第二程序。

在一些实施方案中，基准标记的三维形状包含可吸收聚合物。在一些实施方案中，三维形状包含P4HB或其共聚物、或者PBS或其共聚物。

在一些实施方案中，基准标记可包含以下中的一种或更多种：化学治疗剂、抗肿瘤剂、抗血管生成剂、免疫调节剂、激素剂、免疫治疗剂、抗生素和辐射增敏剂。

在一些实施方案中，基准标记的三维形状是3D打印的。在一些实施方案中，标记由包含可吸收聚合物的组合物来3D打印。在一些实施方案中，基准标记的三维形状通过注射成型，包括使用多零件模具的注射成型来制备。

在一些实施方案中，基准标记用于针对患有软组织癌的患者的放射治疗，包括乳腺癌、腹部癌、肝癌、肌肉癌、肾癌、肺癌和***癌的治疗。在一个优选实施方案中，基准标记用于乳腺癌的治疗，并在肿块切除术之后被植入以促进***的放射增强治疗。

在一些实施方案中，将植入的基准标记缝合在体内的适当位置以阻止其迁移。标记可用可吸收或永久缝合线来缝合在适当位置。这些缝合线可以是单丝或复丝。

I.定义

本文中使用的“生物活性剂”是指治疗剂、预防剂或诊断剂，优选促进宿主组织愈合和再生的试剂，以及还有预防、抑制或消除感染的治疗剂。没有数量词修饰的“试剂”表示一种或更多种“试剂”。

如本文中通常使用的“生物相容性的”意指对材料或装置的生物响应适合于装置的预期体内应用。这些材料的任何代谢物也应当是生物相容性的。

如本文中通常使用的“共混物”意指不同聚合物的物理组合，与由两种或更多种不同单体形成的共聚物相反。

本文中使用的“临床靶标体积”或“CTV”意指包含总肿瘤体积(GTV)加上无法完全成像的疾病扩散的在GTV周围的边缘的体积。

本文中通常使用的“聚(琥珀酸丁二醇酯)的共聚物”意指包含1,4-丁二醇单元和琥珀酸单元以及一种或更多种不同二醇、二酸或羟基羧酸单元的任何聚合物，所述羟基羧酸单元包含具有一个或更多个羧酸或羟基酸基团的羟基羧酸基团。共聚物还可包含扩链剂、偶联剂、交联剂或支化剂。

本文中通常使用的“聚-4-羟基丁酸酯的共聚物”意指含有具有一个或更多个不同羟基酸单元的4-羟基丁酸酯的任何聚合物。

本文中使用的“液滴比”意指在3D打印期间液滴宽度与液滴高度的比。

本文中使用的“断裂伸长率”意指当施加张力以使材料断裂时发生的材料长度的增加。断裂伸长率表示为材料原始长度的百分比。

本文中使用的“内毒素单位”使用如Gorbet et al.Biomaterials,26:6811-6817(2005)另外描述的鲎变形细胞裂解物(limulus amebocyte lysate，LAL)测定法来确定。

本文中使用的“总肿瘤体积”或“GTV”意指可成像、可触知或可见的肿瘤的范围。

本文中使用的“大孔”材料或结构具有至少25微米、更优选地至少50微米、并且甚至更优选地至少75微米的平均孔径直径。

除非另有说明，否则本文中使用的“分子量”是指重均分子量(Mw)，而不是数均分子量(Mn)，并且通过GPC相对于聚苯乙烯测量。

本文中通常使用的“取向”是指材料中的聚合物链的分子排列。已经拉伸的聚合物变得部分有取向，并且然后高度有取向，并且拉伸强度随着取向的增加而增加。例如，可拉伸无取向的聚合物纤维以使纤维具有取向，从而产生具有更高拉伸强度的聚合物纤维。

本文中使用的“计划靶标体积”或“PTV”意指将通过例如放射治疗来治疗的体积。PTV可根据以下来确定：测量总肿瘤体积(GTV)、添加无法完全成像的疾病扩散的边缘以达到临床靶标体积(CTV)、以及进一步将另外的边缘添加至CTV以确保放射治疗实际上被递送至CTV。

本文中通常使用的“聚-4-羟基丁酸酯”意指含有4-羟基丁酸酯单元的均聚物。它在本文中可指Tepha的P4HB^TM聚合物或

生物材料(由Tepha,Inc.,Lexington,MA制造)。

本文中通常使用的“聚(琥珀酸丁二醇酯)”意指包含1,4-丁二醇单元和琥珀酸单元的聚合物。其可缩写为“PBS”。

本文中通常使用的“放射治疗”意指使用外部强能量束(例如如X射线或质子)以杀伤癌细胞的癌症治疗。

本文中使用的“不透射线的”是指抵抗x射线通过的结构或材料。

本文中通常使用的“可吸收的”意指材料在体内降解，并且降解产物从体内消除或***。术语“可吸收的”、“可吸收的”、“可降解的”和“可蚀解的”，无论是否带有前缀“生物”，在本文中均可互换使用，以描述分解并被身体逐渐吸收、***或消除的材料。

本文中通常使用的“组织边缘”意指例如肿瘤周围的组织的边缘。

II.用于制备基准标记的材料

根据本文所描述的本发明的一些实施方案，可植入医学装置即包含三维可吸收结构的基准标记具有预定形状，所述预定形状当施加应力或张力时在体内可变形，并且当移除应力或张力时恢复其预定形状。标记装置变形的能力消除了与更刚性的基准标记器装置相关的疼痛以及可触知性。在一些实施方案中，基准标记装置的弹性模量小于50MPa，更优选小于1MPa，并且甚至更优选小于100kPa，但大于0.5kPa。这些特性被设计成允许基准标记在压缩或张力下弹性变形。

标记的三维形状在体内更迅速地降解，这有助于降低标记在患者中可引起疼痛或不适的可能性，并且还消除了不知道标记的临床医师将进行不必要的测试以表征外来物的可能性，该测试可增加患者的焦虑。

在一些实施方案中，基准标记在植入之后允许组织向内生长到标记装置中。组织向内生长固定了可视化标记在装置上的位置，但也可填充由肿瘤留下的空隙空间。对于患者，特别是在乳腺癌治疗中，填充空隙空间可引起改善的美容效果。

在一些实施方案中，基准标记具有限定装置外周边界的外部区域。在一些实施方案中，装置外周边界为球形、球体、椭球形、圆柱形、平行六面体形状或具有凸面的形状。在一些实施方案中，外部区域由可吸收三维结构形成。在一些实施方案中，三维结构是框架、骨架或支架。在一些实施方案中，框架、骨架或支架包含一个或更多个丝。框架、骨架或支架也可包含支柱。在一些实施方案中，框架、骨架或支架是限定外部区域的螺旋或多面体。在一些实施方案中，基准标记具有支架结构。支架结构具有被设计成促进组织向内生长的开放性多孔结构。

在一些实施方案中，将基准标记植入肿瘤切除腔中，并将腔的形状塑形成由装置外部区域限定的标记装置外周边界的形状。由基准标记形成的经塑形的肿瘤腔的形状具有比肿瘤切除腔的不规则形状可更容易被辐照的更清晰界定的组织边缘，这减少了需要被辐照的组织边缘并减少了将健康组织不必要地暴露于辐照。

在一些实施方案中，基准标记包含多个可视化标记。将可视化标记以允许临床医师确定计划靶标体积、辐照计划靶标体积、以及(如果需要的话)继续射线照相疾病监测的方式固定至或并入到装置的三维结构中。可视化标记优选是不透射线的，并且当基准标记成像时提供高对比度。在一些实施方案中，将可视化标记与基准标记的外部区域连接，以提供组织切除腔的可成像三维视图，并阻止可视化标记从其植入位置迁移。后者可导致被辐照的组织体积比所需要的更大。

在一些实施方案中，基准标记的三维结构包含可吸收聚合物。在一些实施方案中，可吸收聚合物在体内在少于6至24个月时降解。在一些实施方案中，可吸收聚合物是热塑性聚合物。在一些实施方案中，可吸收聚合物在放射治疗完成之后降解。在一些实施方案中，可吸收聚合物在组织向内生长之后降解，并且基准标记的可视化标记已经固定在适当位置。在一些实施方案中，可吸收聚合物允许基准标记的预定形状在存在应力或张力的情况下变形，并在移除应力或张力时恢复其预定形状。在一些实施方案中，可吸收聚合物是柔性的、可压缩的或弹性体的。在一些实施方案中，基准标记的外部区域是三维结构，其中所述三维结构是框架、骨架或支架，并且框架、骨架或支架由可吸收聚合物形成。在一些实施方案中，框架、骨架或支架由一个或更多个可吸收丝或支柱形成。

在一些实施方案中，基准标记还可包含生物活性剂。

在一些实施方案中，基准标记的三维结构通过3D打印形成。在一些实施方案中，三维结构的框架、骨架或支架通过3D打印可吸收聚合物形成。在另一些实施方案中，基准标记是经塑形的。

基准标记优选地具有少于20个内毒素单位/装置的热原水平，并且可以是经灭菌的。

A.材料

基准标记可包含永久性和/或可降解材料，并且更优选地完全由可降解材料制成，除了可以是永久性或可吸收的可视化标记之外。在一些实施方案中，基准标记的外部区域或基准标记的支架结构由可降解材料制备。在一个优选实施方案中，基准标记包含一种或更多种可吸收聚合物，优选可吸收热塑性聚合物和共聚物。

基准标记可例如由包括但不限于以下的聚合物制备：乙醇酸、乳酸、1,4-二

烷酮、三亚甲基碳酸酯、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、ε-己内酯、1,4-丁二醇和琥珀酸的聚合物，以及以下的聚合物：聚乙醇酸、聚乳酸、聚二/>

烷酮、聚己内酯、乙醇酸和乳酸的共聚物，例如/>

聚合物、/>

和/>

聚合物，并且包括聚(丙交酯-共-己内酯)；聚(原酸酯)；聚酐；聚(磷腈)；聚羟基烷酸酯(PHA的)；合成或生物制备的聚酯；聚碳酸酯；酪氨酸聚碳酸酯；聚酰胺(包括合成和天然聚酰胺、多肽和聚(氨基酸))；聚酯酰胺；聚(亚烷基烷基化物)；聚醚(例如聚乙二醇PEG和聚环氧乙烷PEO)；聚乙烯吡咯烷酮或PVP；聚氨酯；聚醚酯；聚缩醛；聚氰基丙烯酸酯；聚(氧乙烯)/聚(氧丙烯)共聚物；聚缩醛、聚缩酮；聚磷酸酯(polyphosphate)；(含磷)聚合物；聚磷酸酯(polyphosphoester)；聚亚烷基草酸酯；聚亚烷基琥珀酸酯；聚(马来酸)；丝(包括重组丝以及丝衍生物和类似物)；甲壳素；壳聚糖；改性壳聚糖；生物相容性多糖；亲水性或水溶性聚合物，例如聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，以及其他生物相容性或可生物降解聚合物的嵌段，例如聚(丙交酯)、聚(丙交酯-共-乙交酯)或聚己内酯及其共聚物，包括其无规共聚物和嵌段共聚物。优选地，可吸收聚合物或共聚物将在植入之后少于6至24个月时基本上或完全吸收。

聚合物，优选可吸收聚合物的共混物也可用于制备基准标记。可吸收聚合物的特别优选的共混物包括但不限于：由包含乙醇酸、乳酸、1,4-二

烷酮、三亚甲基碳酸酯、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、ε-己内酯、1,4-丁二醇、琥珀酸或其共聚物的聚合物形成的共混物。

在一个特别优选的实施方案中，基准标记包含聚-4-羟基丁酸酯(Tepha的P4HB^TM聚合物，Lexington，MA)或其共聚物，并且在一个实施方案中可完全由P4HB或其共聚物制成，除了可视化标记之外。共聚物包括具有其他羟基酸(例如3-羟基丁酸酯)的P4HB，以及具有乙醇酸或乳酸单体的P4HB。P4HB是生物相容性且可吸收的结实、柔韧的热塑性聚酯(Williams,et al.Poly-4-hydroxybutyrate(P4HB):a new generation of resorbablemedical devices for tissue repair and regeneration,Biomed.Tech.58(5):439-452(2013))。在植入时，P4HB水解为其单体，并且单体经由克雷布斯循环(Krebs cycle)代谢为二氧化碳和水。在一个优选实施方案中，P4HB均聚物及其共聚物的重均分子量Mw在50kDa至1,200kDa的范围内(通过GPC相对于聚苯乙烯)，并且更优选为100kDa至600kDa，并且甚至更优选200kDa至450kDa。50kDa或更高的聚合物的重均分子量对于加工和机械特性是优选的。

在另一个优选实施方案中，基准标记包含含有至少二醇和二酸的聚合物。在一个特别优选的实施方案中，用于制备基准标记装置的聚合物为聚(琥珀酸丁二醇酯)(PBS)，其中二醇为1,4-丁二醇并且二酸为琥珀酸。聚(琥珀酸丁二醇酯)聚合物可以是与其他二醇、其他二酸或其组合的共聚物。例如，聚合物可以是还包含以下中一种或更多种的聚(琥珀酸丁二醇酯)共聚物：1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、乙二醇、1,5-戊二醇、戊二酸、己二酸、对苯二甲酸、丙二酸、甲基琥珀酸、二甲基琥珀酸和草酸。一些优选共聚物的实例为：聚(琥珀酸丁二醇酯-共-己二酸酯)、聚(琥珀酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸酯)、聚(琥珀酸丁二醇酯-共-甲基琥珀酸丁二醇酯)、聚(琥珀酸丁二醇酯-共-二甲基琥珀酸丁二醇酯)、聚(琥珀酸丁二醇酯-共-琥珀酸乙二醇酯)和聚(琥珀酸丁二醇酯-共-琥珀酸丙二醇酯)。聚(琥珀酸丁二醇酯)聚合物或共聚物还可进一步包含以下中的一种或更多种：扩链剂、偶联剂、交联剂和支化剂。例如，聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物可通过添加以下试剂中的一种或更多种来支化、扩链或交联：苹果酸、三羟甲基丙烷、均苯三甲酸、柠檬酸、甘油丙氧基化物和酒石酸。用于使聚(琥珀酸丁二醇酯)聚合物或其共聚物支化、扩链或交联的特别优选的试剂是羟基羧酸单元。优选地，羟基羧酸单元具有两个羧基和一个羟基、两个羟基和一个羧基、三个羧基和一个羟基、或者两个羟基和两个羧基。在一个优选实施方案中，基准标记包含含有苹果酸作为支化剂、扩链剂或交联剂的聚(琥珀酸丁二醇酯)。该聚合物可被称为与苹果酸交联或扩链的聚(琥珀酸丁二醇酯)、琥珀酸-1,4-丁二醇-苹果酸共聚酯、或与苹果酸交联或扩链的聚(1,4-丁二醇-共-琥珀酸)。应理解，提及苹果酸和其他交联剂、偶联剂、支化剂和扩链剂包括用这些试剂制备的聚合物，其中试剂已在加工期间经历了进一步的反应。例如，试剂可在聚合期间经历脱水。因此，聚(琥珀酸丁二醇酯)-苹果酸共聚物是指由琥珀酸、1,4-丁二醇和苹果酸制备的共聚物。在另一个优选的实施方案中，苹果酸可用作制备聚(琥珀酸丁二醇酯)与己二酸酯的共聚物的支化剂、扩链剂或交联剂，该共聚物可被称为与苹果酸交联或扩链的聚[(琥珀酸丁二醇酯)-共-己二酸酯]。如本文中所用，“聚(琥珀酸丁二醇酯)和共聚物”包括用以下中的一种或更多种制备的聚合物和共聚物：扩链剂、偶联剂、交联剂和支化剂。在一个特别优选的实施方案中，聚(琥珀酸丁二醇酯)及其共聚物包含至少70重量％、更优选80重量％、甚至更优选90重量％的琥珀酸和1,4-丁二醇单元。基于凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography，GPC)相对于聚苯乙烯标准，包含二酸和二醇的聚合物，包括聚(琥珀酸丁二醇酯)及其共聚物和本文中所述的其他包含二酸和二醇的聚合物的重均分子量(Mw)优选为10,000Da至400,000Da，更优选为50,000Da至300,000Da，甚至更优选为100,000Da至200,000Da。在一个特别优选的实施方案中，聚合物和共聚物的重均分子量为50,000Da至300,000Da，更优选为75,000Da至300,000Da。在一个优选实施方案中，用于制造装置或装置部件的聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物具有以下特性中的一种或更多种、或者全部：1.23g/cm³至1.26g/cm³的密度，-31℃至-35℃的玻璃化转变温度，113℃至117℃的熔点，2g/10分钟至10g/10分钟的190℃/2.16kgf下的熔体流动速率(melt flow rate，MFR)，以及30至60MPa的拉伸强度。

B.添加剂

某些添加剂可并入装置中，优选地并入用于制造装置的可吸收聚合物、共聚物或其共混物中。可在配混过程期间并入这些添加剂然后制造装置。例如，添加剂可与聚合物熔融配混，或使用基于溶液的方法配混。

在一个优选实施方案中，添加剂是生物相容性的，并且甚至更优选地添加剂是生物相容性且可吸收的。

在一个实施方案中，添加剂可以是成核剂和或增塑剂。可将这些添加剂以足以产生期望结果的量添加。通常来说，可以以1重量％至20重量％的量添加这些添加剂。可并入成核剂以提高聚合物、共聚物或共混物的结晶速率。这样的试剂可用于例如促进装置的制造，并改善装置的机械特性。优选的成核剂包括但不限于有机酸的盐例如柠檬酸钙、PHA聚合物和共聚物的聚合物或低聚物、高熔点聚合物如PGA、滑石、微粉云母、碳酸钙、磷酸钙、氯化铵以及芳族氨基酸例如酪氨酸和苯丙氨酸。

可并入用于制备装置的组合物中的增塑剂包括但不限于马来酸二正丁酯、月桂酸甲酯、富马酸二丁酯、二(2-乙基己基)(二辛基)马来酸酯、石蜡、十二烷醇、橄榄油、大豆油、聚四亚甲基二醇、油酸甲酯、油酸正丙酯、油酸四氢糠酯、环氧化亚麻籽油、2-乙基己基环氧妥尔油酸酯、三乙酸甘油酯、亚油酸甲酯、富马酸二丁酯、甲基乙酰蓖麻油酸酯、乙酰三(正丁基)柠檬酸酯、乙酰三乙基柠檬酸酯、三(正丁基)柠檬酸酯、三乙基柠檬酸酯、双(2-羟乙基)二聚合物(bis(2-hydroxyethyl)dimerate)、蓖麻油酸丁酯、甘油基三(乙酰蓖麻油酸酯)、蓖麻油酸甲酯、正丁基乙酰蓖麻油酸酯、蓖麻油酸丙二醇酯、琥珀酸二乙酯、己二酸二异丁酯、壬二酸二甲酯、壬二酸二(正己基)酯、磷酸三丁酯及其混合物。特别优选的增塑剂为柠檬酸酯。

C.可视化标记

基准标记可包含一个或更多个可视化标记。可视化标记可包含永久性材料、可降解材料或其组合。优选地，可视化标记是完全可降解的。可将可视化标记并入到用于形成基准标记的外部区域、基准标记的支架结构的一个或更多个部分或全部的材料中。在一个优选实施方案中，将可视化标记并入到可吸收聚合物中。在一些实施方案中，将可视化标记并入到可吸收聚合物中，并在一个或更多个位置并入到基准标记中。

可并入到基准标记中的合适的可视化标记包括可通过以下方法中的一种或更多种来检测的可视化标记：x射线、磁共振成像、计算机断层扫描、超声、乳腺X射线摄影、正电子发射断层扫描和单光子发射计算机断层扫描。

在一些实施方案中，可视化标记是不透射线材料。

在一些实施方案中，可视化标记包含以下中的一种或更多种：钛、不锈钢、钨、钡、锌、锆、锶、镱、金和铋。在一些实施方案中，可视化标记是以下中的一种或更多种：硫酸钡、碘化化合物、铋化合物、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、碘仿、碘化化合物、氧化铋、碱式碳酸铋、氯氧化铋、三氟化镱、碳酸锶。

在一些实施方案中，可视化标记是线(wire)、夹、金属、合金、陶瓷或粉末。可并入到基准标记中的粉末包括：钛、碳酸锶、二氧化锆、硫酸钡和氧化铋(III)。

在一些实施方案中，可视化标记是复合材料。在一些实施方案中，可视化标记可以是聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物与不透射线材料的复合物。在一些实施方案中，可视化标记是聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物与以下中的一种或更多种的复合物：钛、不锈钢、钨、钡、锌、锆、锶、镱、金、铋、硫酸钡、碘化化合物、铋化合物、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、碘仿、氧化铋、碱式碳酸铋、氧氯化铋、三氟化镱和碳酸锶。在一个优选实施方案中，可视化标记是聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物与硫酸钡、二氧化锆或者硫酸钡和二氧化锆二者的复合物。

在一些实施方案中，可视化标记选自以下中的一种或更多种：荧光素钠、胆影酸葡甲胺、碘酞酸葡甲胺、泛影酸葡甲胺、碘氟潘i-123(ioflupane i-123)、全氟丙烷、泛影酸钠、ferumoxsil、钆喷酸二葡甲胺、铟in-111喷替酸二钠(indium in-111pentetatedisodium)、钆双胺、钆弗塞胺、钆塞酸二钠、锝tc-99m葡庚糖酸盐、钆贝酸二葡甲胺、人白蛋白、锝tc-99m依替膦酸盐、锝tc-99m巯替肽(mertiatide)、锝tc-99m焦磷酸盐、锝tc-99m地普奥肽(depreotide)、锝tc-99m fanolesomab、锝tc-99m ferpentetate、锝tc-99m白蛋白、锝tc-99m葡庚糖酸盐、锝tc-99m司他比(sestamibi)、锝tc-99m依沙美肟、锝tc-99mlidofenin、锝tc-99m甲溴菲宁(mebrofenin)、锝tc-99m medronate、锝tc-99m焦磷酸盐、锝tc-99m喷替酸盐、锝tc-99m地索苯宁(disofenin)、锝tc-99m高锝酸钠、锝tc-99m琥巯酸盐、锝tc-99m替曲膦(tetrofosmin)、锝tc-99m bicisate、锝tc-99m焦磷酸盐/三偏磷酸盐、锝tc-99m teboroxime、氙xe-133、氙xe-127、钆磷维塞三钠、硫酸碘苄胍i-123、氨、n-13、florbetapir f-18、锝tc-99m喷替酸盐、锝tc-99m硫溶胶(sulfur colloid)、锝tc-99m高锝酸钠、锝tc-99m司他比、氯化铷rb-82、阿昔莫单抗(arcitumomab)、胆碱-11、铬酸钠cr-51、乙碘油(ethiodized oil)、ferumoxide、氟脱氧葡萄糖f-18、荧光素钠、钆布醇(gadobutrol)、钆特醇(gadoteridol)、柠檬酸镓ga-67、碘酞酸钠i-125、碘沙葡胺(ioxaglate meglumine)、碘沙酸钠(ioxaglate sodium)、碘化钠i-131、吲哚菁绿、氯化铟in-111、羟喹啉铟in-111、铟in-111喷曲肽(pentetreotide)、吲哚菁绿、碘帕醇(iopamidol)、碘化i-125血清白蛋白、碘海醇(iohexol)、碘佛醇(ioversol)、碘昔兰(ioxilan)、碘普罗胺(iopromide)、卡罗单抗喷地肽(capromab pendetide)、氯化亚铊tl-201、巯诺莫单抗(nofetumomab)、碘克沙醇(iodixanol)、碘酞酸钠、氪、kr-81m、碘马尿酸钠i-123(iodohippurate sodium i-123)、玫瑰红钠i-131(rose bengal sodium i-131)、锰福地吡三钠(mangafodipir trisodium)、氙xe-133、tyropanoate sodium、氰钴胺素(cyanocobalamin)、氰钴胺素co-57、柠檬酸铁铵、柠檬酸亚铁、氟脱氧葡萄糖、氟化钠f-18、柠檬酸镓ga-67、碘马尿酸钠i-131、二肉豆蔻酰卵磷脂、全氟己烷、全氟溴烷、硫酸碘苄胍i-131、碘化钠i-131、甲泛影酸钙(calcium metrizoate)、甲泛影酸葡甲胺、甲泛影酸镁、甲泛影酸钠、四水氯化锰、英西单抗喷替酸(imciromab pentetate)、iophendylate、二甲基硅油-纤维素和喷替酸钙三钠yb-169。合适的可视化标记的另外的一些实例在Savitt etal.1987,The radiopacity of ingested medications,Ann.Emerg.Med.,16(3):331-9中列出。

在一些实施方案中，装置被包被以改善其可见性，或者可视化标记被包被以改善其可见性。在一些实施方案中，装置包含水凝胶以改善其可见性。水凝胶可包被在装置上或装置的可视化标记上。合适的水凝胶可以是物理或化学交联的。优选地，水凝胶是可吸收的。在一些实施方案中，水凝胶包含多糖。在一些实施方案中，水凝胶包含透明质酸、藻酸盐(例如，藻酸钠或藻酸钙)、胶原蛋白、明胶、纤维蛋白、果胶、基质胶和壳聚糖，或其衍生物。在一些实施方案中，水凝胶来源于以下中的一种或更多种：聚(环氧乙烷)、聚(乙烯醇)、聚(乳酸)和聚(丙烯富马酸酯)。水凝胶的另一些实例包括聚(乙二醇)二丙烯酸酯和聚(丙烯酰胺)。

在一些实施方案中，用水凝胶包被包含以下的可视化标记：钛、不锈钢、钨、钡、锌、锆、锶、镱、金、铋、硫酸钡、碘化化合物、铋化合物、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、碘仿、氧化铋、碱式碳酸铋、氧氯化铋、三氟化镱和碳酸锶，并且可视化标记还可进一步包含可吸收聚合物，例如聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物。

C.生物活性剂

基准标记装置可负载或包被有生物活性剂。生物活性剂可以出于多种原因而包含在装置中。例如，可包含生物活性剂以改善组织向内生长到装置中、以改善组织成熟、以提供活性剂的递送、以改善植入物的润湿性、以防止感染、以及以改善细胞附着。在一些实施方案中，生物活性剂也可以以不同浓度并入到装置的不同区域中。

在另一些实施方案中，装置可包含细胞黏附因子，包括细胞黏附多肽。本文中使用的术语“细胞黏附多肽”是指每个分子具有至少两个氨基酸的化合物，其能够经由细胞表面分子结合细胞。细胞黏附多肽包括已知在细胞黏附中发挥作用的任何胞外基质蛋白质，包括纤连蛋白、玻连蛋白、层黏连蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白原、I型、II型和V型胶原蛋白、以及具有类似细胞黏附特性的合成肽。细胞黏附多肽还包括来源于任何前述蛋白质的肽，包括含有结合结构域的片段或序列。

装置可并入润湿剂，该润湿剂设计成改善装置表面的润湿性，以允许流体容易地吸收到装置表面上和多孔装置中，并促进细胞附着和/或改变装置表面的水接触角。润湿剂的一些实例包括环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物，例如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷，或这些的共聚物，例如

其他的合适的润湿剂包括表面活性剂或乳化剂。

装置可包含凝胶、水凝胶或活性水凝胶混合物，以进一步改善润湿性能并促进细胞在装置的整个厚度或直径上生长。水凝胶混合物由封装在生物相容性水凝胶如明胶、丝凝胶和透明质酸(HA)凝胶中的活细胞组成。

装置可包含设计成用于刺激细胞向内生长的活性剂，包括生长因子、细胞分化因子、细胞募集因子、细胞受体、细胞结合因子、细胞信号传导分子，例如细胞因子、以及促进细胞迁移、细胞***、细胞增殖和胞外基质沉积的分子。这样的活性剂包括成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor，FGF)、转化生长因子(transforming growth factor，TGF)、血小板衍生生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)、表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulation factor，GMCSF)、血管内皮生长因子(vascularendothelial growth factor，VEGF)、***(insulin-like growth factor，IGF)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)、白介素-1-B(interleukin-1-B，IL-1B)、白介素-8(IL-8)和神经生长因子(nerve growth factor，NGF)，及其组合。

可并入装置中的其他生物活性剂包括抗微生物剂，特别是抗生素、消毒剂、肿瘤药剂、抗瘢痕剂、抗炎剂、麻醉剂、小分子药物、抗血管生成因子和促血管生成因子、免疫调节剂和凝血剂。生物活性剂可以是蛋白质例如胶原蛋白以及抗体、肽、多糖例如壳聚糖、藻酸盐、透明质酸及其衍生物、核酸分子、小分子量化合物例如类固醇、无机材料例如羟基磷灰石、或复杂的混合物例如富血小板血浆。合适的抗微生物剂包括：杆菌肽、双胍类、三氯生、庆大霉素、米诺环素、利福平、万古霉素、头孢菌素类、铜、锌、银和金。核酸分子可包括DNA、RNA、siRNA、miRNA、反义分子或适配体。

在一个优选实施方案中，生物活性剂选自以下中的一种或更多种：化学治疗剂、抗肿瘤剂、免疫调节剂、激素剂、抗血管生成剂、抗生素、辐射增敏剂和免疫治疗剂。

在又一个优选实施方案中，装置可并入用于控制释放治疗剂或预防剂的***。

III.制备基准标记装置的方法

多种方法可用于制备基准标记装置，并且本文中描述了数种不同的实例。

当在***中植入更刚性的基准标记装置时，该装置可消除或降低患者在其正常日常活动期间感觉到的疼痛。与植入***中的更刚性的基准标记相比，本文中所述的装置在植入***或其他组织中时是不可触知的，或者在植入之后变得不可触知，并且在施加应力时可变形而在移除应力时恢复其形状。

该装置还降低或消除了不知道该装置的临床医师将进行不必要的程序以表征患者中的外来物的可能性。与现有的部分可吸收或缓慢吸收装置不同，本文中公开的装置吸收得更快，并且可与可视化标记一起产生，这允许整个装置可被吸收。

与现有装置不同，本文中公开的装置还可并入支架，该支架被设计成促进组织向内生长到肿瘤切除腔的整个空隙空间中。组织向内生长不仅有助于将装置固定在适当位置，而且用作空隙填充物并且有助于阻止术后腔中的流体积累。通过促进组织向内生长和相对快速的吸收，该装置可针对患者，特别是在乳腺癌的治疗中提供改善的美容效果。例如，代替多年来在***中感受到由聚乳酸制成的硬的刚性基准标记，组织向内生长到基准标记支架中将用具有天然感觉的组织来填充肿瘤切除腔的空隙空间，并且基准标记将完全降解而不留下可触知的外来物。

A.基准标记装置的一些实例

基准标记装置被设计成将肿瘤切除腔塑形成用于放射治疗的具有精确界定的组织边缘的限定靶标体积，并且被设计成确定计划靶标体积。将肿瘤切除腔塑形成限定的形状可减小需要被辐照的腔周围组织边缘的尺寸，并且可减少将患者的健康组织暴露于辐照。

在一个优选实施方案中，基准标记装置具有有限定装置外周边界的预定形状的开放性多孔支架结构。开放性多孔支架结构有助于促进组织向内生长，这有助于在植入之后将可视化标记固定在适当位置。组织向内生长还可阻止组织切除腔中的流体积聚，并且引起例如在肿块切除术之后改善的美容效果。

被设计成促进组织向内生长到装置中的基准标记装置的开放性多孔支架结构(100)的一个实例在图1A至C中示出。标记装置的多孔三维支架结构(100)具有在椭球形、球形形状中形成的蜂窝结构以及限定装置外周边界的外部区域。支架被设计成使得基准标记的结构具有完全互相连接的多孔结构。优选地，基准标记装置的支架具有一体结构(unitary structure)。支架的完全开放性结构提供了在植入之后允许细胞侵入标记装置并增殖的环境。组织向内生长到蜂窝结构中有助于将装置固定在适当位置使得其不迁移。组织向内生长到蜂窝结构中还允许装置被用作空隙填充物。组织向内生长有助于减少或消除术后肿瘤切除腔中的流体积聚，并且例如在肿块切除术程序中通过减少或消除可见的组织缺陷来提供改善的美容效果。支架结构(100)的外部区域具有由三维框架、骨架或支架形成的预定形状。三维框架、骨架或支架由丝形成。标记装置的三维蜂窝框架、骨架或支架(100)能够将组织切除腔塑形成限定的形状，以界定用于放射治疗的计划靶标体积。将不规则形状的组织切除腔塑形成蜂窝支架(100)的预定形状可减小需要辐照的腔周围组织边缘的尺寸，并减少将健康患者组织暴露于辐照。组织标记的三维蜂窝结构(100)不是刚性的，而是在应力或张力下可压缩的。任选地，在一些实施方案中，三维蜂窝结构(100)具有形状记忆。基准标记装置(100)的弹性模量小于50MPa，更优选小于1MPa，并且更优选小于100kPa。这些特性允许基准标记的预定形状将肿瘤切除腔中的组织塑形成用于放射治疗的期望形状，而且也允许预定形状在应力或张力下变形，并且当移除应力或张力时恢复其预定形状。例如，当支架被植入患者的***中时，来自患者胸罩的应力或张力可使预定形状(100)暂时变形，而一旦移除胸罩，支架就将恢复其预定形状，并且置于支架外周上的任何可视化标记仍然可用于准确地界定用于放射治疗的计划靶标体积。蜂窝结构(100)的这种特性可消除或降低装置的疼痛或可触知性，特别是当植入患者的***中时。值得注意的是，支架(100)的预定形状及其在施加和移除应力或张力之后恢复其形状的能力只需要在放射治疗期或当置于支架外周的任何可视化标记通过组织向内生长被固定在适当位置时保持。一旦放射治疗完成或这样的可视化标记被固定在适当位置，则支架可失去其恢复预定形状的能力，并且优选地支架被吸收。优选地，支架结构在少于6至24个月时被吸收。

装置的支架(100)可用第II.A节中公开的材料中的一种或更多种来制备。优选地，支架(100)由聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物制备，或者包含这些聚合物中的一种或更多种。

通过3D打印由聚-4-羟基丁酸酯制备具有装置(100)设计的四种构建体。测量了这些装置中每种的弹性模量，并且发现其在0.35MPa至0.01MPa的范围内。

可将可视化标记并入到图1A至C中示出的标记装置的蜂窝结构(100)的丝中。可视化标记也可与如图2A至C中示出的支架结构的外部区域连接。装置(200)是基准标记装置的一个实例，其由图1A至C中示出的蜂窝开放性多孔支架结构形成，但有6个与支架结构的外部区域连接的可视化标记(210a、210b、210c、210d、210e、210f，统称为“可视化标记(210)”)。可将多个可视化标记与装置(200)连接，但优选地使用六个可视化标记。装置(200)具有开放性多孔三维蜂窝支架结构，所述支架结构具有以椭球形、球形形状形成的互相连接的多孔结构，以及限定装置外周边界的外部区域。开放性多孔支架结构促进细胞向内生长和组织形成，这将支架固定在适当位置并阻止支架迁移，并且重要的是，将可视化标记(210)固定在标记装置的外周周围的位置，使得其位于切除的肿瘤腔的边缘。组织向内生长到装置(200)中可通过填充空隙(例如在肿块切除术程序之后留下的空隙)来提供改善的美容效果。基准标记(200)具有由三维框架、骨架或支架形成的预定形状，优选地，其中框架、骨架或支架由丝形成，并且形状能够将肿瘤切除腔的形状塑形成用于放射治疗的计划靶标体积的合适形状，但在应力或张力下是可压缩的，并且当移除应力或张力时将恢复其预定形状。基准标记的支架被设计成维持其预定形状，以及在应力和张力下变形，并在放射治疗期或通过组织向内生长到支架中将可视化标记(210)固定在适当位置所需的时间期间恢复其预定形状。支架优选在放射治疗完成之后或一旦可视化标记(210)被固定在标记装置的外周周围的适当位置之后的少于9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24个月时被吸收。装置(200)的支架可用第II.A节中公开的材料中的一种或更多种来制备。

基准标记装置(300)的另一个实例在图3A中示出。基准标记装置(300)具有球形形状的开放性多孔支架结构，其被设计成用其中可***不透射线的柱或销(320)以在装置表面上形成可视化标记的柱或销保持器(310)促进组织向内生长。植入物可包含外部的表面或外周结构(例如，壳350)以及内部的有组织的结构，所述内部的有组织的结构可支持外周结构并提供互相连接的多孔结构或孔的网络。

沿线3B-3B得到的装置(300)的截面在图3B中示出。不透射线的柱/销(320)上的锁定特征(330)在图3B中示出。锁定特征允许将不透射线的柱或销固定在支架的外部区域。多个不透射线的柱或销(320)，优选六个，可定位在装置(300)的外部区域上。这些柱或销的合适放置允许对装置(300)的外部区域进行成像，以用于计划靶标体积和放射治疗。

在一些实施方案中，可视化标记位于装置外周周围，使得标记位于切除的肿瘤腔的边缘。在一些具体实施方案中，将可视化标记置于装置纵向轴的第一末端和第二末端，使得可在体内对装置的长度(l)进行成像。也可将标记置于纵向轴中点处的外周周围，使得可对装置的直径或宽度进行成像。

图3C示出了位于基准标记装置(300)的外部区域的三个柱或销保持器(310)的位置，其中可***不透射线的柱或销(320)以允许对装置成像。装置(300)具有一体结构。装置(300)可由蜂窝结构或其它合适的开放性多孔结构形成，其在植入之后提供允许细胞侵入标记装置并增殖的环境。组织向内生长到结构(300)中有助于将装置固定在适当位置使其不迁移，并将位于标记装置外周周围的可视化标记的位置固定在切除的肿瘤腔的边缘。组织向内生长到结构(300)中还允许将装置用作空隙填充物，减少或消除术后肿瘤切除腔中的流体积聚，以及例如在肿块切除术程序中通过减少或消除可见的组织缺陷来提供改善的美容效果。支架结构(300)的外部区域具有由三维框架、骨架或支架形成的预定形状。三维框架、骨架或支架由丝形成。标记装置的三维框架、骨架或支架(300)能够将组织切除腔塑形成限定的形状，以界定用于放射治疗的计划靶标体积。组织标记的三维结构(300)不是刚性的，而是在应力或张力下可压缩的。装置(300)的弹性模量小于50MPa。这些特性允许预定形状将肿瘤切除腔中的组织塑形成用于放射治疗的期望形状，而且也允许预定形状在应力或张力下变形，并在移除应力或张力时恢复其预定形状。结构(300)的这种特性可消除或降低装置的疼痛或可触知性，特别是当植入患者的***中时。值得注意的是，支架的预定形状及其在施加和移除应力或张力之后恢复其形状的能力只需要在放射治疗期或当可视化标记(320)通过组织向内生长被固定在适当位置时保持。一旦放射治疗完成或可视化标记被固定在适当位置，则支架可失去其恢复预定形状的能力，并且支架优选地被吸收。优选地，支架结构(300)在少于6至24个月时被吸收。装置(300)的支架可用第II.A节中公开的材料中的一种或更多种来制备。优选地，装置(300)由聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物制备，或者包含这些聚合物中的一种或更多种。

基准标记装置的支架结构也可用适合于放射治疗的其他形状，包括球形、半球形、球体、椭球形、圆柱形、平行六面体形状以及具有凸面的形状进行3D打印。这些支架结构形成为开放性多孔结构，并且优选地通过3D打印三维框架、骨架或支架来制备。这些框架、骨架或支架可由一个或更多个丝形成，并且可任选地包含支柱。框架、骨架或支架可包含一个或更多个多面体。

B.基准标记装置的尺寸

基准标记装置尺寸设置成用于在不同尺寸的肿瘤切除腔中使用。基准标记装置尺寸设置成限定用于放射治疗的计划靶标体积(PTV)。再次参照图1A、1B，装置可以以具有纵向轴的形状形成，该纵向轴具有第一末端、第二末端以及在第一末端与第二末端之间的长度(l)。长度(l)的长度通常为1至6cm，包括1、2、3、4、5和6cm。

可形成具有长度(l)或在第一末端与第二末端之间的纵向轴的中点处的宽度(w)的装置。装置纵向轴中点处的宽度(w)通常为1至5cm，包括1、2、3、4和5cm。基准标记的常见尺寸为(l)×(w)为2×2cm、2×3cm、3×3cm，3×4cm、4×4cm和4×5cm的尺寸。在一些实施方案中，基底区域是圆形的，并且长度和宽度彼此相等。

还可形成具有有第一末端和第二末端以及在第一末端与第二末端之间的长度(l)的纵向轴、以及在装置的第一末端与第二末端之间的纵向轴的中点处的宽度(w)和高度(h)的装置。这些尺寸的典型值为(l)为1至4cm、(w)为1至3cm以及(h)为1至2cm。基准标记的特别常见尺寸为长(l)×宽(w)×高(h)为3×2×1cm、3×3×1cm、1×1×2cm、2×1×2cm和1×2×2cm的尺寸。

C.基准标记装置的孔隙率

在一些实施方案中，基准标记装置的开放性多孔支架结构优选地包含大孔，以促进细胞和组织向内生长到支架结构的内部中。大孔优选具有至少25微米、更优选至少50微米并且甚至更优选至少75微米的平均孔径直径或尺寸。平均孔径直径或尺寸可以为0.075mm至10mm。装置的支架的不同区域中的孔径可以是不同的。

基准标记装置的合适的多孔支架可由中空或骨架单胞形成。具有限定的尺寸、形状和体积的多孔支架可通过将中空或骨架单胞连接在一起以形成三维基准标记装置的预定形状而形成。这些多孔基准标记可使用相同或不同尺寸和形状的单胞以不同的形状和尺寸产生。在一些特别优选的实施方案中，中空单胞和骨架单胞是可压缩的，并且甚至更优选地可在压缩之后恢复至其原始尺寸。一个特别优选的实施方案是包含中空单胞或骨架单胞的可压缩的基准标记，其可在压缩之后恢复其原始尺寸。

由中空或骨架单胞形成的标记装置可包含2个或更多个单胞，但更优选5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、100、1,000、10,000个或更多个单胞。装置的支架结构的单胞可与一个或更多个可具有相同类型或不同类型的单胞连接。形成标记装置的支架结构的单胞可具有宽度或直径为500μm至2cm，并且更优选1mm至1cm的孔。装置的单胞可具有相同的孔径或混合的孔径。由单胞形成的基准标记装置优选地具有提供大表面积和空隙体积的低体积密度。优选地，选择单胞的尺寸使得多孔支架可由具有低体积密度的单胞组装而成，该单胞可容易地被细胞定殖并被组织和血管侵入。

通过适当选择单胞的尺寸和形状，可产生具有不同体积密度的不同类型的基准标记支架。由重复单胞形成的支架的特性是高度可预测的，并且可基于单胞的尺寸和用于制备单胞的材料来预测。可通过选择单胞的尺寸、单胞的几何形状和用于制备单胞的材料来制备具有不同物理特性的单胞。选择特定的单胞尺寸和材料使得可由单胞产生具有以下特性的支架：其是可压缩的，还可***到肿瘤切除腔中并使腔的组织边缘与标记装置的预定形状一致。

多孔基准装置的中空或骨架单胞可由丝形成。形成这些单胞的丝的长度优选1mm至2cm，更优选2mm至1cm，并且甚至更优选3mm至9mm。可选择丝的长度以提供具有特定孔隙率以及特定形状和体积的装置。单胞中的丝的宽度优选500μm至2cm，更优选1mm至2cm，并且甚至更优选1mm至9mm。使用单胞形成基准标记的一个优点是，可针对给定材料来计算产生具有特定弹性模量或其他机械特性的多孔支架所需的丝宽度和长度。在一些实施方案中，基准标记的支架的机械特性可在不改变单胞的形状而替代地改变单胞的丝的尺寸的情况下改变。在一个优选实施方案中，选择形成基准标记支架的单胞的孔隙率、尺寸和材料，使得由单胞制备的支架具有与软组织的特性类似的特性。例如，可选择单胞的孔隙率、尺寸和材料以提供具有与乳腺组织的机械特性类似的机械特性的支架结构。在另一个优选实施方案中，基准标记装置的单胞可被压缩，并且任选地当释放压缩力时恢复其原始形状。

基准标记装置的单胞可用第II.A节中公开的材料中的一种或更多种来制备。优选地，单胞由包含聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物的组合物制备。

由中空蜂窝单胞形成的多孔基准标记装置的一个实例在图1A至C中示出。由单胞形成的多孔基准标记装置的另一些实例包括由其中单胞具有多面体形状的骨架单胞形成的装置。

D.基准标记装置的可视化标记

制备具有可视化标记的基准标记装置，其允许临床医师使用该装置来确定计划靶标体积，并准确地向患者提供放射治疗。可视化标记以允许临床医师在体内对装置尺寸进行成像的方式位于基准标记装置的外部区域。

可将可视化标记并入到标记装置的外部区域的结构中。例如，不透射线材料可用作可视化标记，并且被并入到存在于标记装置的外部区域的装置的丝中，使得不透射线材料存在于特定的离散位置，而不存在于装置的整个外部区域。将不透射线材料定位于离散位置允许随后对装置的内部进行成像，如果将不透射线材料并入装置的整个外部区域，成像将受损或可能被阻止。如果不透射线材料是可吸收的并且标记装置的三维多孔结构是由可吸收材料制备的，以这种方式制成的装置可以是完全可吸收的。在一些实施方案中，可通过将硫酸钡在离散位置处并入到基准标记的可吸收多孔支架结构的外部区域中来制备可吸收标记装置。优选地，将硫酸钡在离散位置处并入到由一种或更多种可吸收聚合物制成的标记装置的外部区域的丝中。例如，可将不透射线材料(例如硫酸钡)并入到图1A至C中示出的标记装置(100)的蜂窝结构的丝的离散位置中。可用水凝胶包被硫酸钡以改善标记的可视化。

在另一些实施方案中，可将可视化标记与三维标记装置的外部区域连接。可视化标记可以是例如由不透射线材料制成的扣、夹或线，其可在离散位置处与装置的外部区域连接。图2A至C示出了由蜂窝多孔支架结构形成的基准标记(200)的前视图、侧视图和等距视图，其具有已与标记的支架结构的外部区域连接的6个可视化标记(210)。任何数目的可视化标记可与装置(200)连接，但优选地使用六个可视化标记。

在另一些实施方案中，可视化标记可以是与装置的外部区域连接的不透射线的柱或销。具有不透射线的柱或销的基准标记装置的一个实例在图3A至C中示出。在该实例中，通过将柱或销(320)***到柱或销保持器(310)中并使用锁定特征(330)将其固定在适当位置，可将不透射线的柱或销(320)在离散位置处与基准标记装置连接。

参照图2A和2B，在一个优选实施方案中，基准标记装置具有位于装置纵向轴的第一末端和第二末端的可视化标记(210c、210d)。将可视化标记定位在装置纵向轴的第一末端和第二末端允许在体内对装置的长度(l)进行成像。在另一个优选实施方案中，基准标记装置具有放置于装置外周周围的可视化标记，该可视化标记在装置直径或宽度的第一末端与第二末端之间的装置纵向轴的中点处。优选地，四个可视化标记(210a、210b、210e、210f)位于装置中点处的装置外周周围，并且两个可视化标记(210c、210d)位于标记纵向轴的第一末端和第二末端处。在另一个实施方案中，将可视化标记置于3D支架的每个极，例如北极和南极，并且将另外的可视化标记沿3D主体的一个或更多个纬度放置。

在一些实施方案中，装置可包含水凝胶。水凝胶可用于提高可视化标记的可见性。例如，水凝胶可与硫酸钡或碘克沙醇组合使用，以改善装置的可视化。水凝胶可包被在可视化标记上，或者包被在装置上。

基准标记装置可包含上述第II.C节中列出的可视化标记。

E.基准标记装置的制造

在一个实施方案中，通过3D打印制备基准标记装置。用于3D打印所述装置的合适的方法包括熔丝制造、熔融粒料沉积、熔融挤出沉积、选择性激光熔融、使用凝固浴对浆料和溶液进行打印、以及使用黏合溶液和粉末颗粒进行打印。优选地，装置通过熔融挤出沉积来制备。

在一个实施方案中。图1A至C中示出的多孔支架结构可使用以下程序通过熔融挤出沉积由聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)来制备。针对图1A至C中示出的基准标记装置的椭球形、球形形状的多孔蜂窝支架结构，可使用例如Arburg Freeformer 3D打印机和3D CAM(计算机辅助设计模型)对P4HB(Mw 380kDa)的粒料进行3D打印。所打印的3D丝的平均直径是基于所期望的标记装置的特性包括孔隙率或填充密度(即，3D打印的装置的轮廓之间每毫米3D打印的丝的数量)来选择的。优选地，平均丝直径为50至800μm，更优选100至600μm，并且甚至更优选150至550μm。装置的3D打印是高度期望的，因为其允许精确控制具有开放性多孔结构的装置的形状，并且3D打印的结构支持组织向内生长。对于制备具有形状记忆的装置，3D打印也是高度期望的。

一旦图1A至C中示出的基准标记支架被3D打印，则可将可视化标记添加至支架以形成图2A至C中示出的装置。可使用任何合适的方法以将可视化标记与支架结构的外部区域连接。优选地，可视化标记可被夹、钉、缝合或黏在支架结构上。

在另一些实施方案中，可通过由聚合物与包含不透射线材料的组合物的组合对装置进行3D打印来产生具有并入到装置外周上的离散位置中的不透射线材料的基准标记装置。一个示例性材料组合是但不限于包含硫酸钡的聚合物。

在一些实施方案中，基准标记植入物由骨架多面体形成，其中形成骨架多面体的单胞的边缘和顶点的断裂负荷为0.1至200N，更优选1至100N，并且甚至更优选2至50N。在一些实施方案中，这些单胞的边缘和顶点的断裂伸长率为22％至1,000％，并且更优选100％至700％。在一些实施方案中，这些单胞的边缘和顶点的弹性模量值为0.05至3GPa，更优选0.1至1GPa，并且甚至更优选0.2至0.8GPa。单胞的边缘和顶点的直径、宽度、断裂负荷、断裂伸长率和弹性模量值在整个骨架多面体或单胞中可以相同，或者这些值在整个骨骼多面体和单胞中可以不同。形成单胞的边缘和顶点的聚合物支柱优选具有以下特性中的一种或更多种：(i)0.1至200N的断裂负荷，(ii)22％至1,000％的断裂伸长率，以及(iii)0.05至1GPa的弹性模量。在一些实施方案中，由骨架多面体形成的基准标记植入物的弹性模量小于50MPa，更优选为0.1kPa至10MPa，并且形成骨架多面体的单胞的聚合物支柱或纤维具有以下特性中的一种或更多种：(i)0.025至3mm，更优选0.1至2mm，并且甚至更优选0.15至1mm的直径；(ii)0.1至200N，更优选1至100N，并且甚至更优选2至50N的初始断裂负荷；(iii)22％至1,000％，并且更优选100％至700％的断裂伸长率的值；以及(iv)0.05至3GPa，更优选0.1至1GPa，并且甚至更优选0.2至0.8GPa的弹性模量值。

在一些实施方案中，例如通过3D打印来制备具有一个或更多个缝合孔眼的基准标记装置，所述缝合孔眼可在装置植入期间使用以固定装置并阻止其迁移。一个或更多个缝合孔眼优选地位于装置外周。

在一些实施方案中，基准标记还可包含一种或更多种生物活性剂。一旦形成装置的多孔支架结构就可施加这些药剂，或者可在3D打印过程期间将生物活性剂并入到装置中。

基准标记装置优选以小于20个内毒素单位的内毒素含量制备，使得装置适合于植入患者中。

IV.植入基准标记装置的方法

在植入之前，对装置进行灭菌。例如，可通过使用环氧乙烷气体、冷环氧乙烷气体、暴露于γ辐照或电子束辐照来对装置进行灭菌。

基准标记特别好地适合于并可用于治疗乳腺癌，其中装置可在肿块切除术之后植入，同时基准标记装置可用于治疗其他软组织癌，包括治疗肝癌(例如，治疗肝肿瘤)、肌肉癌(例如，治疗肉瘤的肌肉)、腹部癌、肾癌、肺癌和***癌。特别地，可在从患者中移除组织，并且患者可能需要在移除组织的部位处或附近进行放射治疗的情况下使用装置。基准标记装置也可用于身体中癌症发生的风险高的位置。在这些情况下，装置可用于监测患者，或者如果癌症随后发生时用于放射治疗。

基准标记装置可通过植入肿瘤床中或手术切除腔中来使用，并且可在递送辐照之前进行成像。装置可通过以下技术中的一种或更多种进行成像：x射线、磁共振成像、计算机断层扫描、超声、乳腺X射线摄影、正电子发射断层扫描(positron emission tomography，PET)或单光子发射计算机断层扫描(single-photon emission computed tomography，SPECT)。对装置进行成像提供了装置的图片，其可用于计算用于放射治疗的计划靶标体积，并指导辐照至肿瘤切除部位的递送。

在一些实施方案中，可使用永久缝合线、可吸收缝合线、U形钉或通过其他固定手段将基准标记固定在肿瘤床或手术切除腔中。固定有助于阻止装置的任何后续迁移，直至组织向内生长使装置固定。

在一些实施方案中，基准标记可包含一个或更多个缝合孔眼，以将装置固定在适当位置。缝合线可穿过这些孔眼并固定至组织，以阻止装置在植入之后迁移。

在一些癌症治疗中，需要在数天、数周或数月的时间内有多次辐照剂量。在这些情况下，基准标记装置可用于重复确定肿瘤切除腔，并用于指导进一步的放射治疗。

基准标记装置也可用于在体内递送一种或更多种生物活性剂。例如，基准标记可包含可在植入部位附近递送的以下中的一种或更多种：化学治疗剂、抗肿瘤剂、抗血管生成剂、免疫调节剂、激素剂、免疫治疗剂、抗生素和辐射增敏剂。

基准标记装置也可植入组织中以填充空隙。在这种应用中，装置可用作空隙填充物。基准标记装置也可用作标记以辅助放射治疗以及用新组织填充组织切除腔。后者可提供改善的美容效果，特别是在肿块切除术程序之后。

通过参照以下非限制性实施例将进一步理解本发明。

实施例

实施例1：通过3D打印由聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)制备基准支架标记

多孔基准标记装置由P4HB(Mw 380kDa)的粒料通过3D打印来制备。在表1中示出的条件下，使用熔融挤出沉积对P4HB丝进行逐层沉积。装置的开放性多孔支架结构由如图1A至B中示出的蜂窝结构形成。结构具有椭球形、球形形状，其中结构的长度(l)为2至6cm，以及高度(h)为2至8cm。装置由具有开放孔隙率的完全互相连接的多孔结构形成，以在植入之后提供允许细胞侵入支架并增殖的形态。根据实施例1制备的基准标记装置的弹性模量值为0.01MPa至0.35MPa。

在一些实施方案中，长度(l)等于宽度(w)以形成基本上圆形的基底区域，在这种情况下，长度或宽度也可被称为基底直径。

实施例2：由聚-4-羟基丁酸酯和硫酸钡或者聚-4-羟基丁酸酯和二氧化锆制备的基准标记的夹

适合于与基准标记支架(例如实施例1中制备的支架)连接的可视化标记夹可通过将包含聚-4-羟基丁酸酯和硫酸钡或者聚-4-羟基丁酸酯和二氧化锆微粒的组合物进行注射成型来制备。替代地，夹可由聚-4-羟基丁酸酯和硫酸钡的丙酮溶液或者聚-4-羟基丁酸酯与二氧化锆的丙酮溶液来形成。

实施例3：由聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)通过3D打印与硫酸钡夹可视化标记一起制备基准标记

将实施例2中制备的六个包含硫酸钡的聚-4-羟基丁酸酯夹置于实施例1中制备的蜂窝支架结构外周的外部区域上的图2A至C中示出的位置处，以允许对基准标记装置的尺寸进行成像。

实施例4：由聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)通过3D打印与钛夹可视化标记一起制备基准标记。

使用熔融挤出沉积由P4HB(Mw 380kDa)制备多孔基准标记装置。将P4HB丝进行逐层沉积以形成具有蜂窝结构的开放性多孔支架。然后将六个钛夹置于蜂窝支架结构外周的外部区域上的位置上，以允许对如图2A至C中示出的装置的尺寸进行成像。

Claims (39)

1.可植入的基准组织标记装置，其包含：

具有3D预定形状并限定所述装置的外周的可吸收多孔支架，其中所述可吸收多孔支架具有形状记忆以当所述可吸收多孔支架不受约束时形成所述3D预定形状，以及

布置在所述装置的外周上的离散位置中的多个可视化标记。

2.可植入的基准组织标记装置，其包含具有3D预定形状并限定所述装置的外周的可吸收多孔支架，其中所述可吸收多孔支架包含布置在所述装置的外周上的离散位置中的多个可视化标记，并且其中所述可吸收多孔支架的弹性模量小于50MPa。

3.权利要求1和2所述的装置，其中所述多孔支架的弹性模量大于0.5kPa且小于50MPa。

4.权利要求1至3所述的装置，其中所述多孔支架包含具有以下特性中一种或更多种的聚合物支柱、纤维、线圈或弹簧：(i)0.025至3mm、0.1至2mm或0.15至1mm的直径；(ii)0.1至200N、1至100N或2至50N的断裂负荷；(iii)22％至1,000％或100％至700％的断裂伸长率；以及(iv)0.05至3GPa或0.2至0.8GPa的弹性模量值。

5.权利要求1和2所述的装置，其中所述可视化标记是可吸收的。

6.权利要求1至5所述的装置，其中所述装置被植入患者的***中，并且所述装置在植入之后即为不可触知，或者在植入的1、2、3、4、5或6个月内不可触知。

7.权利要求1至6所述的装置，其中所述支架包含连接的单胞，并且其中所述单胞是骨架多面体，并且所述骨架多面体的边缘和顶点由聚合物支柱或纤维形成。

8.权利要求7所述的装置，其中所述边缘是所述单胞的顶点，所述单胞具有以下特性中的一种或更多种：0.1至200N、1至100N或2至50N的断裂负荷；22％至1,000％或100％至700％的断裂伸长率；以及0.05至3GPa、0.1至3GPa或0.2至0.8GPa的弹性模量值。

9.权利要求1和2所述的装置，其中所述装置具有纵向轴，所述纵向轴具有第一末端、第二末端以及在第一末端与第二末端之间的中点，并且其中所述可视化标记位于所述纵向轴的第一末端和第二末端，并且在所述装置的中点处围绕所述装置的外周，并且任选地，所述支架包含用于将所述可视化标记固定在所述离散位置的标记保持器。

10.权利要求1和2所述的装置，其中所述装置在植入所述装置之后的至少1、2、3、4、5或6个月不存在应力的情况下维持其预定形状。

11.权利要求1和2所述的装置，其中所述可吸收多孔支架在植入之后少于24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8或7个月时被吸收。

12.权利要求1至10所述的装置，其中所述装置还包含一个或更多个缝合孔眼。

13.权利要求1和2所述的装置，其中所述装置还包含以下中的一种或更多种：生物活性剂、水凝胶、透明质酸或其衍生物、或者藻酸盐。

14.权利要求13所述的装置，其中所述生物活性剂选自以下中的一种或更多种：化学治疗剂、抗肿瘤剂、免疫调节剂、激素剂、抗血管生成剂、抗生素、辐射增敏剂和免疫治疗剂。

15.权利要求1至14所述的装置，其中由所述预定形状限定的所述装置的外周是球形、椭球形、圆柱形、类球形、平行六面体、椭圆形或者是凸形。

16.权利要求1和2所述的装置，其中所述可视化标记可通过以下技术中的一种或更多种来检测：x射线、磁共振成像、计算机断层扫描、超声、乳腺X射线摄影、正电子发射断层扫描和单光子发射计算机断层扫描。

17.权利要求1至16所述的装置，其中所述装置包含可吸收聚合物。

18.权利要求17所述的装置，其中所述装置包含经取向的可吸收聚合物。

19.权利要求17和18所述的装置，其中所述可吸收聚合物是聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物、或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物。

20.权利要求1至19所述的装置，其中所述装置包含不透射线纤维或不透射线支柱的一个或更多个部分或夹。

21.权利要求7和8所述的装置，其中所述装置通过包括通过3D打印纤维或支柱而形成所述支架的单胞的方法来形成。

22.权利要求21所述的装置，其中所述装置通过以下方法中的一种来形成：熔融挤出沉积、熔丝制造、熔融粒料沉积、选择性激光熔融、使用凝固浴对聚合物浆料或溶液进行打印、以及使用黏合溶液和聚合物粉末颗粒进行打印。

23.权利要求22所述的装置，其中所述装置由聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物、或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物形成。

24.植入基准标记装置的方法，其包括：

通过由开放性手术切口从体内的位置移除软组织而在患者中产生腔；

将具有可吸收多孔支架的基准标记装置***到所述腔中，所述可吸收多孔支架具有限定所述装置的外周的预定形状，其中所述预定形状具有形状记忆；以及

闭合手术部位。

25.权利要求24所述的方法，其还包括将所述装置缝合在所述腔中。

26.权利要求24或25所述的方法，其中所述产生步骤在所述患者的***中进行，并将所述装置植入所述患者的***中的腔中。

27.权利要求26所述的方法，其中所述腔在肿块切除术程序期间产生。

28.权利要求24至27所述的方法，其还包括基于所述装置来确定用于患者的放射治疗的计划靶标体积(PTV)。

29.权利要求24所述的方法，其还包括通过3D打印形成所述装置。

30.权利要求29所述的方法，其还包括基于3D模型形成所述装置。

31.权利要求30所述的方法，其还包括基于来自所述患者的图像数据产生所述3D模型。

32.权利要求24至29所述的方法，其中所述装置由聚-4-羟基丁酸酯或其共聚物、或者聚(琥珀酸丁二醇酯)或其共聚物形成。

33.医师可定制的基准标记套件，其包含：

至少一个基准标记装置，所述装置包含3D主体和多个固定的、间隔开的可视化标记接合特征；以及

多个可视化标记，每个可视化标记包含用于与所述可视化标记接合特征连接的配合特征，使得一个或更多个所述可视化标记可按照医师所期望固定至所述基准标记装置的所述3D主体。

34.权利要求33所述的套件，其中所述可视化标记接合特征是孔，并且所述可视化标记配合特征是柱。

35.可植入的基准组织标记装置，其包含：

外部的外周表面或壳；

适于支持所述壳的内部的有组织的结构；以及

布置在所述外周表面上的离散位置的多个可视化标记，其中所述内部的有组织的结构是具有3D预定形状的可吸收多孔支架。

36.权利要求35所述的装置，其中所述内部的有组织的结构是互相连接的孔的网络。

37.权利要求36所述的装置，其中所述孔在纤维、梁和支柱中的至少一者之间形成。

38.权利要求35所述的装置，其中所述壳包含不透射线材料。

39.权利要求35所述的装置，其还包含沿所述外周的多个可视化标记接合特征，使得所述多个可视化标记可以以多种不同的布置可移除地固定至所述基准标记装置。

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