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Einrichtung zur Applikation radioaktiver Strahlen Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zur Applikation radioaktiver Strahlen. Zum Zweck einer medizinisch-therapeutischen
Verwendung, insbesondere zwecks Injektion ist es bekannt, radioaktive Strahlersubstanzen
in Flüssigkeiten zu verteilen, beispielsweise in Form wäßriger Lösungen geeigneter
wasserlöslicher Verbindungen, wie Radiumchlorid. Man hat ferner auch schon vorgeschlagen,
Strahlungsträger in grob disperser Form in einer Flüssigkeit zu verteilen und solche
Suspensionen zur Injektion zu benutzen. Die Teilchengröße mußte hierbei sehr klein
gehalten werden, um injizierbare Suspensionen herstellen zu können. Durch die Erfindung
wird eine Einrichtung zur Applikation radioaktiver Strahlen geschaffen, bei welcher
der vorzugsweise unter Benutzung nicht emanierender Strahlersubstanzen hergestellte
Strahlungsträger ebenfalls in einer Flüssigkeit verteilt ist, erfindungsgemäß aber
die Form von Kugeln oder Perlen besitzt, die zweckmäßig so groß sind, daß sie sich
als Einzelteilchen manipulieren lassen, um sie hinsichtlich ihrer Vollzähligkeit
vor und nach Gebrauch kontrollieren zu können. Dabei wird gleichzeitig durch die
kugelähnliche Form der Strahlungsträger sichergestellt, daß sich die Aufschwemmung
der Kugeln in einem Trägermedium beliebiger Viskosität wie eine Flüssigkeit verhält,
sich
in beliebig geformte Hohlkanäle oder Hohlräume des menschlichen oder tierischen
Körpers, z. B. Magen; oder Blase, auch bei kleiner Zugangsöffnung, einbringen läßt,
sich diesen vollkommen anpaßt und damit eine an allen Stellen. gleichmäßige Bestrahlung
der gesamter. Oberfläche solcher Hohlräume ermöglicht.
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Die Herstellung radioaktiver Strahler in Form kleinerer oder größerer
Glasperlen wurde ebenfalls bereits. beschrieben. Der Erfindungsgedanke besteht aber
primär nicht in der Herstellung solcher Perlen, sondern in ihrer Verwendung in Form
einer Verteilung in einem Trägermedium, um so völlig neue Applikationsmöglichkeiten
bei radioaktiven Bestrahlungen zu eröffnen.
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Vorzugsweise entspricht bei der Ausführung des Erfindungsgedankens
das spezifische Gewicht der als Strahlungsträger Verwendung findenden Kugeln oder
Perlen, etwa dem der verwendeten Trägerflüssigkeit. Man erhält so ein Gebilde, das
aus zwei Phasen besteht, sich jedoch von einer Lösung nur in wenigen Punkten unterscheidet.
Während aber bei Verwendung der Lösung eines strahlungsaktiven Elementes die große
Gefahr einer Verseuchung durch unkontrollierbare Lösungsverluste besteht, bietet
die Erfindung in dieser Beziehung volle Sicherheit, da die in der Lösung verteilten
Kugeln vor und nach dem Gebrauch nachgezählt werden können, was automatisch mit
Hilfe des Gewichtes oder mit Hilfe automatischer Zählvorrichtungen ohne Schwierigkeiten
möglich ist.
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Auch wenn das spezifische Gewicht der Trägerflüssigkeit dem der strahlungsförmigen
Kugelkörper etwa entspricht, ist es ohne Nachteil, wenn es beim Stehen zu einem
Aufsteigen oder Absinken der Körperchen kommen sollte. Das gleiche spezifische Gewicht
der Körper mit der Flüssigkeit ist schon im Hinblick auf Temperaturschwankung nicht
exakt herzustellen bzw. zu halten.. Diese Eigenschaft kann sogar erwünscht sein..
Durch Einstellen des spezifischen Gewichtes der Flüssigkeit kann. man nämlich ein
langsames Absinken, oder Aufsteigen der Kügelchen erreichen und so die größte Strahlungsintensität
nach Wunsch in den oberer, oder unteren Bereich des flüssigkeitsgefüllten Raumes
legen. Eine starke Durchwirbelung der Flüssigkeit mit den Strahlungskörpern würde
übrigens im allgemeinen für einen. ausreichenden Zeitraum eine gleichmäßige Verteilung
der Körper in der Flüssigkeit sicherstellen, was durch Wahl einer entsprechenden
Viskosität der Flüssigkeit unterstützt werden kann. Man könnte sogar daran denken,
als Trägermedium statt einer Flüssigkeit bereits hochviskose oder plastische, unter
dem Einflu8 der Schwerkraft und der Körpertemperatur sich nicht mehr oder nur langsam
verformende Stoffe zu verwenden.
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Beispiel r Man nehme 1o Gewichtsteile Wasser und lasse darin 1,5 Gewichtsteile
Tylose quellen, nach mehreren Stunden wird die Masse kräftig durchgerührt und mit
1o Gewichtsteilen Glyzerin versetzt. Die radioaktiven Kügelchen werden in benötigter
Menge in diese gallertartige Masse eingerührt.
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Beispiel a In einem Emulgator wird aus 1 Gewichtsteil Öl, q. Gewichtsteilen,
Wasser und 4 Gewichtsteilen Glyzerin unter Zusatz einer emulgierenden Substanz eine
Emulsion hergestellt. In diese dickflüssige Emulsion wird die benötigte Zahl der
radioaktiven Kügelchen eingerührt.
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Die vorstehenden Beispiele, hinsichtlich deren qualitativer und quantativer
Zusammensetzung ein Patentschutz nicht in Anspruch genommen wird, zeigen, wie die
Viskosität der Trägerflüssigkeit beliebig erhöht oder aus dieser Flüssigkeit bzw.
diesen Flüssigkeitsgemischen. eine Emulsion, Gallerte, Schaum od. dgl. erzeugt werden.
kann.
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Die Anwendung der neuen. Einrichtung erfolgt beispielsweise derart,
daß die Flüssigkeit mit den darin dispergierten Strahlungskörpern mit einer Spritze
durch einen Schlauch in einen Ballon eingefüllt wird, der in leerem Zustand etwa
in die Blase gebracht wurde. Entsprechendes gilt für den Magen. Die Flüssigkeitsmenge
kann dabei so gering gehalten werden, daß ein Aufsteigen oder Absinken der Kügelchen.
zu keiner wesentlicher. Aktivitätsverschiebung führt, wenn diese nicht erwünscht
ist. Als Flüssigkeit kommt z. B. auch einfach eine Mischung von Glyzerin mit Wasser
in Frage. Da Glyzerin ein spezifisches Gewicht von 1,28 hat, müßte das der Kügelchen
etwas darunterliegen- Sie könnten. aus Plexiglas bestehen, (1,18) und die Aktivität
in Form von. Kobaltpuive_ r enthalten. Zur Verbesserung der magnetischen Eigen.
schaften kann das Restgewicht bis zu 1,26 mit Eisenpulver aufgefüllt werden-.
Die Kügelchen können also durch Einstellung der Flüssigkeitsdichte wahlweise nach
unten oder oben und durch ein Magnetfeld in einer Richtung senkrecht dazu verlagert
werden. Damit ist ein Dirigieren nach jeder Richtung möglich. Im Hinblick auf die
sehr kleinen Beschleunigungskräfte, die notwendig sind, genügt bereits ein, sehr
schwaches Magnetfeld. Die Größe der Durchmesser der Strahlungskügelchen beträgt
beispielsweise q. mm. Bei solcher Größe sind für die Ausfüllung eines Volumens von
Zoo ccm etwa 16oo Kügelchen erforderlich.
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Die Erfindung zeigt weiter, wie man solche kugelförmigen Strahlungskörperchen,
zweckmäßig herstellen kann.
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Der Kugelkörper kann massiv .oder auch hohl sein. Wo es sich um einen
Strahlenapplikator für Gammastrahlen handelt, wird die Strahlensubstanz zweckmäßig
in geeignetem Prozentsatz denn Werkstoff zugesetzt, der die Wandung der Voll- oder
Hohlkugel -bildet, oder diese Wandung aus den radioaktiven. Strahlenwerkstoff selbst
hergestellt. Als Strahlensubstanzen benutzt man vorzugsweise nicht emanienende künstlich
radioaktive Elemente von möglichst hoher Halbwertzeit. Eine solche geeignete Strahlensubstanz
ist beispielsweise das Kobaltisotop 6o, das unmittelbar in Form des Metalls zu den
erfindungsgemäßen Kugeln oder
Perlen. verarbeitet werden kann. Es
ist jedoch. auch möglich, die Kugeln oder Perlen aus irgendeinem anderen Werkstoff
nach, einem beliebigen Arbeitsverfahren zu formen, dem die Strahlensubstanz in feiner,
gleichmäßiger Verteilung beigemischt ist. Gedacht ist hier insbesondere an Kunststoffe
beliebiger Art und Zusammensetzung wie Silicone, Teflone u. a., aber auch an thermoplastische
Kunststoffe, die mit aktivierten. oder zu aktivierenden Elementen. gemischt in Portionen
geeigneter Größe in heiße Flüssigkeiten, beispielsweise heißes Wasser, geworfen
werden, dessen Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des benutzten Kunststoffes
liegt. Es werden. sich dann automatisch aus der . schmelzenden Mischung durch die
Oberflächenspannung kugelförmige Körper bilden, die durch Aufsteigen oder Absinkenlassen
abgeführt bzw. zum Zweck der Erhärtung in kühlere Bodenschichten od. dgl. gebracht
werden können. Es ist endlich möglich, Hohlkugeln aus beliebigen Werkstoffen, herzustellen
und ihren Hohlraum mit einem vorzugsweise nicht emanierenden Strahler in solcher
Menge zu füllen, daß der Kugelkörper die gewünschte Strahlungsintensität besitzt.
Diese Füllung kann dann wahlweise zur Erzielung eines bestimmten. spezifischen Gewichtes
durch Zusätze eines Eisenmetalls od. dgl. beschwert werden. Auf diese Weise ist
es einfach, hohlkugelförmige: Körperchen von bestimmter Strahlungsintensität und
bestimmtem spezifischem Gewicht herzustellen. Auch ein Werkstoff, der die Strahiersubstanz
in Form einer Legierungskomponente enthält, kann. zweckmäßig sein. Insbesondere
sei in diesem Zusammenhang auf Legierungen, die Aluminium, Magnesium oder Beryllium
enthalten, hingewiesen. Die äußere Oberfläche der Kugel oder Perle kann mit einer
geeigneten Schutzschicht überzogen werden, die neben den bereits obenerwähnten Aufgaben
auch der Erhöhung der Korrosionsfestigkzit dienen kann, wenn nicht ohnehin. korrosionsfeste
Legierungen, wie beispielsweise Nickel-Kobalt-Legierungen., für den Aufbau der Kugeln
Verwendung finden. Ein derartiger Überzug kann ferner bei der Applikation von Gammastrahlen
die Aufgabe haben, eine eventuell vorhandene Betastrahlung zurückzuhalten. Je nach
der Aufgabenstellung können solche äußeren umhüllenden Schutzschichten aus geeigneten.
Metallen, beispielsweise Gold oder Nickel mit äußerer Vergoldung, oder auch aus
nichtmetallischen Überzügen, beispielsweise aus Kunststoff, bestehen-Weiter kann.
es zweckmäßig sein, die erfindungsgemäßen Strahlungskörper ganz oder teilweise aus
Metallen herzustellen, die entweder an. sich oder durch Legierung mit geeigneten
Metallen ferro,-magnetische Eigenschaften haben oder permanentmagnetisch gemacht
werden können, so daß sie gegebenenfalls mit Hilfe vom. Magneten oder ferromagnetischen
Gegenständen dirigiert werden können.. Beispielsweise könnte man strahlungsaktiviertem
Kobalt auf diese Weise durch Legierung mit Eisen und/oder Nickel permanentmagnetische
Eigenschaften verleihen. Will man mit Hilfe des Erfindungsgedankens einen Betastrahlenapplikator
herstellen, so muß der geringen Durchdringungsfähigkeit der Betastrahlung Rechnung
getragen werden. In diesem Fall wird der nicht emanlerende Betastrahler vorzugsweise
in. einer Hüllsch,icht des Kugelkörpers untergebracht, wiewohl es auch in diesem
Fall zweckmäßig ist, diese Hüllschicht noch, mit einer zusätzlichen für Betastrahlen
möglichst durchlässigen Schutzschicht zu umgeben;. Der eigentliche Kugelkörper besteht
in diesem Fall dann. vorzugsweise aus inaktiven Werkstoffen von möglichst geringem
spezifischem Gewicht, beispielsweise Kunststoff, Keramik, Leichtmetall, Schaumstoff,
Sintermetall od. dgl. Auch in. diesem Fall läßt sich das Gewicht noch weiter dadurch
herabsetzen, daß der Kugelkörper als Hohlkugel ausgebildet wird, ih deren Innerem
gegebenenfalls geeignete Versteifungselemente untergebracht sein können.
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Der in der Hüllschicht untergebrachte Betastrahler besteht beispielsweise
aus aktiviertem Strontium 9o. Diese Hüllschicht kann aufgebracht werden, indem das
aktivierte Element oder eine Verbindung desselben der Mischung eines Bindemittels
zugefügt wird, mit Hilfe deren die Hüllschich.t von geeigneter Stärke erzeugt wird.
Jede andere Aufbringungsart auf die Oberfläche der Kugel ist jedoch ebenfalls möglich,
beispielsweise durch Aufschmelzen., Elektrolyse, mechanische Plattierung od. dgl:
Die aus dem Betastrahler bestehende bzw. den Betastrahler enthaltende Hüllschicht
wird zweckmäßig durch eine weitere für Betastrahlen durchlässige Schutzschicht umgeben,
die die strahlende Hüllschicht gegen chemische und mechanische Beschädigung und
Verlust an Strahlungssubstanz schützt. Es ist allerdings auch denkbar, die Schutzschicht
z. B. bei Verwendung von, aktiviertem Iridium so hart zu machen, daß sich eine zusätzliche
Schutzschicht erübrigt.
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Wo im Rahmen dieser Beschreibung von Kugelform gesprochen ist, sind
darunter selbstverständlieh auch ähnliche geometrische Formen, beispielsweise abgeflachte
Kugelformen. oder ellipsoide Körpergebilde, zu verstehen. Das Vorhandensein einer
vorzugsweise zentral angeordneten Bohrung ist überall da wesentlich, wo die Körper
einzeln oder zu mehreren aufgefädelt werden sollen, um sie in der gewünschten. Weise
handhaben zu können. Wenn auf diese Weise Perlenschnüre zur Ausfüllung von Körperhöhlen
gebildet werden, können Strahlenperlen nach der Erfindung in jedem gewünschten zahlenmäßigen.
Verhältnis mit nichtstrahlenden Perlen auf den Schnüren. abwechseln, um dadurch
die Strahlungsintensität des ganzen Gebildes nach Belieben regulieren zu können.