WO2006108533A1 - Activatable implant, particularly seed - Google Patents

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WO2006108533A1
WO2006108533A1 PCT/EP2006/003042 EP2006003042W WO2006108533A1 WO 2006108533 A1 WO2006108533 A1 WO 2006108533A1 EP 2006003042 W EP2006003042 W EP 2006003042W WO 2006108533 A1 WO2006108533 A1 WO 2006108533A1
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WO
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hollow body
activatable
implant
interior
atoms
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PCT/EP2006/003042
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Inventor
Heinz Werner Busch
Udo Heinrich Grabowy
Original Assignee
Nttf Gmbh
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A61N5/1027Interstitial radiation therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A61N2005/1019Sources therefor
    • A61N2005/1024Seeds

Definitions

  • Activatable implant in particular Seed
  • the invention relates to an activatable implant, consisting of a hollow body which is filled in the interior with a gaseous medium; a method for producing a radioactive implant from such an activatable implant, the radioactive implant itself and its use, in particular for brachytherapy in different medical applications.
  • nuclear reactors and particle accelerators have enabled the production of about 2500 isotopes. Of these, about 300 have a half-life of between 10 days and 100 years. About 10 of these are radioactive isotopes used in clinical brachytherapy. Numerous radionuclides are suitable for insertion or implantation in the body of a cancer patient.
  • brachytherapy Another way of sparing healthy tissue is in brachytherapy (Greek: brachy: nah).
  • a short-range, radioactive radiator range in the mm range
  • tumor tissue interstitial
  • intracavitary intracavitary
  • An example is the treatment of prostate cancer by the implantation of seeds. They contain a radionuclide with typically a few weeks half-life, the therapeutically effective radiation dose is limited to a few mm of the surrounding tissue.
  • radionuclides can be prepared by neutron capture reaction in a reactor (reactor isotopes). After about 5 half-lives in the neutron flux maximum or saturation activity is reached, but a half-life is enough to reach half of this activity.
  • An example is 32 P, which can be produced by activation of stable 31 P. Because of the relatively small capture cross section of 0.16 bam an economical production only on a high-flux reactor with a thermal neutron flux of over 10 14 n / cm 2 s makes sense.
  • 90 Sr can be obtained as a fission product from spent reactor fuel elements, it stands after about 2 weeks with its equally unstable decomposition product 90 Y in the so-called. Secular activity balance. 90 Y can also be generated directly by neutron capture from 89 Y, as well as 103 Pd from 102 Pd and 192 Ir from 191 Ir. In the production of 125 I, 124 Xe is first converted into 125 Xe in the neutron flux, which then decays further to 125 I with a half-life of 17.1 hours due to electron capture.
  • radionuclides can also be produced via a nuclear reaction induced by high energy particle bombardment.
  • a suitable stable isotope is bombarded with high-energy protons, deuterons or ⁇ -particles which are accelerated in a cyclotron (cyclotron isotopes).
  • 103 Pd can thus be generated via the reaction 103 Rh (p, n) 103 Pd, using high-energy resonances in the cross-section.
  • the radionuclides differ mainly in the type of radiation, there are pure ß ' or ⁇ - or X-ray emitter and mixed emitters. Electrons have a much shorter range than ⁇ -radiation of the same energy, which has considerable consequences both for radiotherapy and the handling of such radiators.
  • a 32 P seed compared to a 125 L emitter, requires less than 1/30 of the activity to deposit the same total dose 2 mm away.
  • the various processes for producing radioactive implants each use one of the methods described for generating the radionuclides.
  • the radiator is first introduced into a ceramic capsule and introduced this already outwardly radioactive ceramic capsule using expensive manipulation techniques in, for example, a titanium tube.
  • the titanium tube is closed after introduction of the ceramic body and can then be used.
  • a gold wire may be provided as a radio-opaque marker.
  • the radio-opaque marker may be disposed between the ceramic body and the titanium body surrounding the ceramic body.
  • the ceramic body may be provided according to the prior art, an inner titanium tube.
  • the radio-opaque marker serves, in particular, to make the implant visible in imaging processes of medicine, for example with X-ray light or ultrasound, in particular, for example, in computed tomography.
  • the radiation source is included together with the Radioopaque marker in a capsule, which consists for example of titanium and has a wall thickness of typically 50 microns thick. In practice, special safety precautions are necessary to avoid direct contact with radioactive material.
  • the invention has for its object to avoid by an alternative method, the disadvantages of the previously used production process.
  • the implant or the seed is completely made of non-radiating materials and activated only in a final step.
  • the activation takes place here by neutron bombardment preferably in a high-flux nuclear reactor.
  • This means that the materials used in the seed must be stable for use in such a reactor and, moreover, should be neutral to the desired isotope.
  • This method is called a cold process.
  • radioactive implant in particular a seed for radiation therapy, which produces a sufficient therapeutic effect that is resistant to mechanical stress as well as to body fluids.
  • the surface of the seed should have good body-compatible properties after the decay of radioactivity.
  • the production process should be designed less expensive than in the prior art. In particular, the safety requirements during the manufacturing process should be minimized.
  • the invention thus starts from an activatable seed, comprising a self-supporting hollow body with an interior, particularly preferably a cylindrical hollow body.
  • the interior of the hollow body is filled with a gaseous medium comprising preferably isotopically pure 124 Xe atoms.
  • a gaseous medium comprising preferably isotopically pure 124 Xe atoms.
  • the activity of the implant can be adjusted.
  • the activity is preferably in the range> 0mCi to 5mCi.
  • the advantage of the invention is that the entire production, in particular the filling of the seed takes place with non-radioactive materials. Activation takes place in the last step. Only then must radiation protection measures be taken.
  • the invention therefore makes the production process easy to handle.
  • the radiator is present as a gas inside a hollow body, while in seeds according to the prior art, for example in Pd seeds, the radioactive radiator part of the solid, namely the vessel wall.
  • the activatable implant is obtained from a cylindrical, preferably tubular hollow body, which can be sealed tightly after filling the interior with a gaseous medium gas, wherein the internal gas pressure in the interior of the hollow body preferably in the range 5 to 20 bar, preferably at 12 bar is located.
  • the material of the hollow body is titanium. Titanium is characterized by being reactor ready, i. has only a very small cross section for neutron capture. Materials that also have a very low neutron capture cross-section are aluminum and vanadium. Titanium has the advantage that it has FDA approval and is therefore classified as biocompatible compared to the other materials.
  • the invention also provides, in particular, a method for producing a radioactive seed, wherein, according to the method of the invention, a tubular hollow body, which already constitutes the outer wall of the seed, is closed at two open ends at an open end.
  • the unilaterally open tubular hollow body with an interior is then filled with a non-radioactive gaseous medium containing 124 Xe. After the gaseous medium has been introduced into the interior of the seed, the other open end is welded, for example by means of laser radiation, ie closed.
  • the closed and with the gaseous medium containing 124 Xe atoms for example, in a high-performance reactor by neutron flux is activated by a part of the 124 Xe atoms of the gas filling is converted into radioactive 125 l atoms.
  • the seed of the present invention can be used for prevention in the treatment of a variety of diseases.
  • the seed of the invention may be used for the primary treatment of tumors in the head, lung, throat, pancreas, prostate and non-removable tumors or for the treatment of recurrences after the excision of primary tumors be used.
  • a treatment of the prostate carcinoma is preferred.
  • FIG. 1 shows a seed with a rod-shaped radio-opaque marker after closing the open ends as described in FIGS. 2a to 2f.
  • Figure 2a-2f shows schematically the manufacturing process.
  • the seed described here is "self-supporting" which means that the seed does not require any special support or support structure.
  • the seed body is preferably produced from a cylindrical, tube-like hollow body with two open ends.
  • one of the open ends is welded closed resulting in a half-open sleeve, in which subsequently a Radiopaque marker is introduced.
  • the half-open sleeve is then flooded with a gas filling comprising at least partially isotopically pure 124 Xe until a pressure of about 12 bar is formed. After the desired pressure has been set, the remaining open end of the half-open sleeve is welded, for example with a laser.
  • the metals AI, V and in particular Ti come into question.
  • the seed is exposed to a neutron flux in the nuclear reactor where 124 Xe is converted to 125 Xe by the capture of thermal neutrons. The degree of conversion depends on the neutron flux and the residence time in the nuclear reactor.
  • 125 Xe has one Half-life of 16.9 h and decays via ß + or electron capture in the desired radiator 125 I, which has a half-life of 59.4 days.
  • the actual activity of the radioactive seed thus depends on the amount of activatable precursor, the neutron flux and the irradiation time. These parameters are independently variable to adjust the actual activity that becomes therapeutically effective.
  • the actual activity of the radioactive seed according to the invention is in the range of 0.1 ⁇ Ci up to 30 mCi, better up to 5 mCi
  • the seed according to the invention may have one or more coatings.
  • These coatings can be applied by any type of process such as PVD, CVD, laser-induced CVD, plasma-enhanced CVD or thermal CVD, electrochemical coating, chemical coating such as precipitation, thermal spraying such as plasma spraying, deposition of metallic melts, dipping, immersion, pipetting and so on ,
  • the coating material should be corrosion resistant, resistant to radiation, for example to X-rays, neutrons and so on, during activation and emission, and should not be self-activated during the activation process.
  • the coating should be shock resistant.
  • a coating material are amorphous carbon, plastic, glass, amorphous silicon, SiO 2 , Al 2 O 3 , metals, metal alloys, nitrides, carbides, carbonitrides, and mixtures thereof into consideration.
  • the applied layer may have a thickness of 10 nm to 2 ⁇ m. Preferably 20 to 100 nm, regardless of the number of layers.
  • a seed has only a single coating.
  • the coating or the first of several coatings can have an amorphous carbon with a thickness of 10 nm to 2 ⁇ m, preferably 20 to 100 nm.
  • Such a coating adheres very well to the metallic capsule surface, which consists of metallic titanium and / or a compound thereof consists.
  • the term "amorphous" means that precipitated carbon does not have a regular crystal structure.
  • the Radiopaque marker is rod-shaped, which is inserted into the interior of the hollow body.
  • the hollow body which, after closing its open ends, determines the outer shape of the seed is best of such shape as to create a uniform, homogeneous radiation field around the seed.
  • FIG. 1 shows a seed.
  • the seed consists of a tubular hollow body 1.
  • the tubular hollow body 1 has an outer wall 1.1 and an inner wall 1.2 and encloses an inner space. 2
  • the open ends of the tubular hollow body are closed after filling with the precursor gas by welding.
  • the result is a capsule 10 with two hemispherical caps. 3
  • liquid 124 Xe for example by introducing the Xe in liquid form at low temperatures by means of a jet.
  • the boiling point for Xe is -111, 80 ° C and thus above the temperature for liquid nitrogen.
  • a radio-opaque marker 4 is introduced into the interior 2.
  • the radio-opaque marker 4 is advantageous for the invention but by no means mandatory.
  • the outer wall of the capsule 10 may be provided with a coating, preferably a carbon coating. However, this is not mandatory for the invention.
  • the capsules according to the invention are of preferably closed cylindrical shape. They have dimensions such that they can be transported in the body with conventional devices such as cannulas and needles.
  • the length is preferably 3 to 5 mm, most preferably 4.5 mm.
  • the outer diameter is 0.3 to 2.0 mm, most preferably 0.8 mm.
  • the wall thickness of the capsule is 10 to 250 ⁇ m, most preferably 20 to 50 ⁇ m.
  • FIGS. 2a-2f The method according to the invention for producing an activatable seed is shown in FIGS. 2a-2f.
  • a titanium tube 100 is cut as shown in Fig. 2a with a corresponding diameter ⁇ a , ⁇ i to appropriate length L. Then, in a further method step according to FIG. 2b, the titanium tube 100 is welded at one end 101, resulting in a half-open sleeve 102.
  • a radio-opaque marker 104 is introduced, which is preferably a wire with a diameter of 0.1 mm and a length of 3 mm.
  • the material used for the radio-opaque marker is preferably lead or platinum.
  • valve 120 is closed and, as shown in Fig. 2e, the sleeves are laser-abraded at upper end 102.1, 102.2, In this case, the laser is preferably arranged outside the vacuum chamber and the laser radiation is coupled in through a light window 130.
  • FIG. 2e After the sleeves have also been closed at the upper end as shown in FIG. 2e, the gas is pumped out of the chamber 110 when the valve 114 is open and the chamber is opened to remove the implants.
  • a removed implant 200 with radio-opaque marker 104 and gas filling 202 comprising 124 Xe atoms is shown in Fig. 2f.
  • the tightness of the implants filled with 12 bar can be checked optically as well as by a residual gas analysis.
  • the seed or implant obtained according to FIG. 2f is not radioactive, but can be provided with a desired radioactivity upon introduction into a neutron flux. This is not shown here.
  • the implants shown in Fig. 2f are exposed to neutron flux, so that a portion of the 124 Xe atoms converts to 125 L atoms which are radioactive with a half-life of about 60 days. Radioactivity can be adjusted as described above, such that each implant has an activity between size 0 and 5 mCi.

Abstract

The invention relates to an activatable implant, preferably an activatable seed composed of a hollow body with an interior. The inventive implant is characterized in that the interior of the hollow body is filled with a gaseous medium which comprises neutron-activatable 124Xe atoms.

Description

Aktivierbares Implantat, insbesondere Seed Activatable implant, in particular Seed
Die Erfindung betrifft ein aktivierbares Implantat, bestehend aus einem Hohlkörper,der im Innenraum mit einem gasförmigen Medium gefüllt ist; ein Verfahren zur Herstellung eines radioaktiven Implantates aus einem derartigen aktivierbaren Implantat, das radioaktive Implantat selbst sowie seine Verwendung, insbesondere zur Brachytherapie bei unterschiedlichen medizinischen Anwendungen.The invention relates to an activatable implant, consisting of a hollow body which is filled in the interior with a gaseous medium; a method for producing a radioactive implant from such an activatable implant, the radioactive implant itself and its use, in particular for brachytherapy in different medical applications.
Die Entwicklung von Nuklearreaktoren sowie Teilchenbeschleunigern hat die Herstellung von ca. 2500 Isotopen ermöglicht. Hiervon haben ca. 300 eine Halbwertszeit von zwischen 10 Tagen und 100 Jahren. Etwa 10 hiervon sind radioaktive Isotope, die in der klinischen Brachytherapie angewandt werden. Dabei sind zahlreiche Radionuklide geeignet zum Einsetzen oder Implantieren in den Körper eines Krebspatienten.The development of nuclear reactors and particle accelerators has enabled the production of about 2500 isotopes. Of these, about 300 have a half-life of between 10 days and 100 years. About 10 of these are radioactive isotopes used in clinical brachytherapy. Numerous radionuclides are suitable for insertion or implantation in the body of a cancer patient.
Die therapeutische Nutzung der Strahlentherapie reicht bis 100 Jahre zurück. Zunächst nur zu Hautbehandlung eingesetzt, konnten mit zunehmender Verfügbarkeit größerer Beschleunigungsspannungen die Röntgen- wie Elektronenstrahlen auch tiefersitzende Tumore erreichen. In der Strahlentherapie von Tumorgewebe (Radioonkologie) nutzt man die zellschädigende Wirkung zur gezielten Abtötung der Tumorzellen. Um bei der perkutanen Bestrahlung die Strahlenschäden im gesunden Gewebe zu minimieren, wird der Tumor aus verschiedenen Richtungen mit gut fokussiertem Strahl behandelt. Moderne Bestrahlungsanlagen sind in der Lage ein auf wenige mm genaues Bestrahlungsprofil abzufahren, das individuell auf den jeweiligen Tumor abgestimmt ist.The therapeutic use of radiation therapy goes back to 100 years. Initially used only for skin treatment, X-rays as well as electron beams were able to reach deeper-seated tumors with increasing availability of higher acceleration voltages. In the radiotherapy of tumor tissue (radio oncology) one uses the cell-damaging effect for the targeted killing of the tumor cells. In order to minimize radiation damage in healthy tissue during percutaneous irradiation, the tumor is treated from different directions with a well-focused beam. Modern irradiation facilities are able to run an irradiation profile that is accurate to a few mm, which is individually tailored to the respective tumor.
Ein anderer Weg, das gesunde Gewebe zu schonen, wird in der Brachytherapie (griech. brachy: nah) beschritten. Hier wird ein kurzreich weitiger, radioaktiver Strahler (Reichweite im mm-Bereich) entweder direkt in das Tumorgewebe (interstitiell) oder in großer Nähe (intrakavitär) permanent oder für eine bestimmte Zeitdauer eingebracht. Ein Beispiel ist die Behandlung des Prostatakarzinoms durch die Implantation von Seeds. Sie enthalten ein Radionuklid mit typisch einigen Wochen Halbwertszeit, dessen therapeutisch wirksame Strahlungsdosis sich auf wenige mm des umgebenden Gewebes beschränkt.Another way of sparing healthy tissue is in brachytherapy (Greek: brachy: nah). Here, a short-range, radioactive radiator (range in the mm range) either directly into the tumor tissue (interstitial) or in close proximity (intracavitary) permanent or for a specific Duration introduced. An example is the treatment of prostate cancer by the implantation of seeds. They contain a radionuclide with typically a few weeks half-life, the therapeutically effective radiation dose is limited to a few mm of the surrounding tissue.
Lange Zeit war das natürlich vorkommende Radiumisotop 226Ra das einzige Radionuklid, das in genügender Menge und Reinheit für medizinische Zwecke verfügbar war, aber inzwischen durch andere künstliche Radionuklide ersetzt worden. Die heute hauptsächlich für Implantate verwendeten Strahlungsquellen sind in Tab.2 zusammengestellt.For a long time, the naturally occurring radium isotope 226 Ra was the only radionuclide available in sufficient quantity and purity for medical purposes, but has since been replaced by other artificial radionuclides. The radiation sources used today mainly for implants are compiled in Tab.2.
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Tab.1 : Die wichtigsten Radionuklide für Implantate, Ph bedeutet Photonen, d.h. γ- oder Röntgenstrahlung. 90Sr und 188W sind Mutternuklid von 90Y bzw. 188Re. 226Ra ist zum Vergleich mit seinen beiden α-Energien angegeben.Tab.1: The most important radionuclides for implants, Ph means photons, ie γ- or X-rays. 90 Sr and 188 W are parent nuclides of 90 Y and 188 Re, respectively. 226 Ra is given for comparison with its two α energies.
Die meisten aufgeführten Radionuklide können mittels Neutroneneinfang- reaktion in einem Reaktor (Reaktorisotope) hergestellt werden. Nach etwa 5 Halbwertszeiten im Neutronenfluß wird die maximale oder Sättigungsaktivität erreicht, eine Halbwertszeit genügt aber schon zum Erreichen der Hälfte dieser Aktivität. Ein Beispiel ist 32P , das durch Aktivierung von stabilem 31P produziert werden kann. Wegen des relativ kleinen Einfangquerschnitts von 0.16 bam ist eine wirtschaftliche Produktion nur an einem Hochflußreaktor mit einem thermischen Neutronenfluß von über 1014 n/cm2s sinnvoll.Most listed radionuclides can be prepared by neutron capture reaction in a reactor (reactor isotopes). After about 5 half-lives in the neutron flux maximum or saturation activity is reached, but a half-life is enough to reach half of this activity. An example is 32 P, which can be produced by activation of stable 31 P. Because of the relatively small capture cross section of 0.16 bam an economical production only on a high-flux reactor with a thermal neutron flux of over 10 14 n / cm 2 s makes sense.
90Sr hingegen kann als Spaltprodukt aus abgebrannten Reaktor- Brennelementen gewonnen werden, es steht nach etwa 2 Wochen mit seinem ebenfalls instabilen Zerfallsprodukt 90Y im sog. säkularen Aktivitäts- Gleichgewicht. 90Y kann auch direkt durch Neutroneneinfang aus 89Y erzeugt werden, ebenso wie 103Pd aus 102Pd und 192Ir aus 191Ir. Bei der Produktion von 125I wird zunächst 124Xe im Neutronenfluß zu 125Xe verwandelt, das dann mit 17.1 Stunden Halbwertszeit durch Elektroneneinfang weiter zu 125I zerfällt. 90 Sr, however, can be obtained as a fission product from spent reactor fuel elements, it stands after about 2 weeks with its equally unstable decomposition product 90 Y in the so-called. Secular activity balance. 90 Y can also be generated directly by neutron capture from 89 Y, as well as 103 Pd from 102 Pd and 192 Ir from 191 Ir. In the production of 125 I, 124 Xe is first converted into 125 Xe in the neutron flux, which then decays further to 125 I with a half-life of 17.1 hours due to electron capture.
Alternativ können Radionuklide auch über eine Kernreaktion, induziert durch hochenergetischen Teilchenbeschuss produziert werden. Dazu wird ein geeignetes stabiles Isotop mit hochenergetischen Protonen, Deuteronen oder α- Teilchen beschossen, die ineinem Zyklotron beschleunigt werden (Zyklotronisotope). 103Pd kann so über die Reaktion 103Rh(p,n) 103Pd erzeugt werden, wobei man hochenergetische Resonanzen im Wirkungsquerschnitt nutzt.Alternatively, radionuclides can also be produced via a nuclear reaction induced by high energy particle bombardment. For this purpose, a suitable stable isotope is bombarded with high-energy protons, deuterons or α-particles which are accelerated in a cyclotron (cyclotron isotopes). 103 Pd can thus be generated via the reaction 103 Rh (p, n) 103 Pd, using high-energy resonances in the cross-section.
Die Radionuklide unterscheiden sich neben ihrer Lebensdauer vor allem in der Strahlungsart, es gibt reine ß'oderγ- bzw. Röntgenemitter und Mischstrahler. Elektronen haben eine deutlich kürzere Reichweite als γ-Strahlung gleicher Energie, dies hat erhebliche Konsequenzen sowohl für die Strahlentherapie wie den Umgang mit derartigen Strahlern.In addition to their lifetime, the radionuclides differ mainly in the type of radiation, there are pure ß ' orγ- or X-ray emitter and mixed emitters. Electrons have a much shorter range than γ-radiation of the same energy, which has considerable consequences both for radiotherapy and the handling of such radiators.
Energie α,_mittl. Reichw. [μm] p,_mittl. Reichweite [mm] γ,_ Halbwertsdicke [cm]Energy α, _mittl. Transm. [μm] p, _mittl. Range [mm] γ, _ half-value thickness [cm]
[WIeV] Wasser Wasser Blei Wasser Blei[WIeV] water water lead water lead
0.01 0.23 0.004 1.33 0.0050.01 0.23 0.004 1.33 0.005
0.1 1.39 0.14 0.01 4.06 0.110.1 1.39 0.14 0.01 4.06 0.11
0.2 2.10 0.43 0.03 5.06 0.590.2 2.10 0.43 0.03 5.06 0.59
0.5 3.60 1.71 0.12 7.14 0.680.5 3.60 1.71 0.12 7.14 0.68
1.0 5.88 4.32 0.31 9.90 0.841.0 5.88 4.32 0.31 9.90 0.84
5.0 36.88 22.5 1.45 22.8 1.36 Tab.2: Mittlere Reichweite von α- und_ß-Strahlung bzw. Halbwertsdicke für γ- Strahlung bei verschiedenen Energien in Wasser und Blei.5.0 36.88 22.5 1.45 22.8 1.36 Tab.2: Average range of α and ß radiation or half-value thickness for γ radiation at different energies in water and lead.
Durch den erheblich steileren radialen Dosisabfall benötigt ein 32P-Seed im Vergleich zu einem 125l-Strahler weniger als 1/30 der Aktivität, um in 2 mm Entfernung dieselbe Gesamtdosis zu deponieren.Because of the significantly steeper radial dose drop, a 32 P seed, compared to a 125 L emitter, requires less than 1/30 of the activity to deposit the same total dose 2 mm away.
Die verschiedenen Verfahren zur Herstellung radioaktiver Implantate verwenden jeweils eine der beschriebenen Methoden zu Erzeugung der Radionuklide. Zur Herstellung von Implantaten, insbesondere Seeds unter Verwendung des Strahlers 125I wird der Strahler zunächst in eine Keramikkapsel eingebracht und diese bereits nach außen radioaktive Keramikkapsel mit Hilfe aufwendiger Manipulationstechniken in beispielsweise ein Titanröhrchen eingebracht. Das Titanröhrchen wird nach Einbringen des Keramikkörpers verschlossen und kann dann verwendet werden. Im Inneren des Keramikkörpers kann in einer Ausgestaltung eines radioaktiven Implantates ein Golddraht als radio-opaker Marker vorgesehen sein.The various processes for producing radioactive implants each use one of the methods described for generating the radionuclides. For the production of implants, in particular seeds using the radiator 125 I, the radiator is first introduced into a ceramic capsule and introduced this already outwardly radioactive ceramic capsule using expensive manipulation techniques in, for example, a titanium tube. The titanium tube is closed after introduction of the ceramic body and can then be used. Inside the ceramic body, in one embodiment of a radioactive implant, a gold wire may be provided as a radio-opaque marker.
Alternativ kann der radio-opake Marker einen zwischen dem Keramikkörper und dem den Keramikkörper umgebendenden Titanröhrchen angeordnet sein. Anstelle des Keramikkörpers kann gemäß dem Stand der Technik auch ein inneres Titanröhrchen vorgesehen sein.Alternatively, the radio-opaque marker may be disposed between the ceramic body and the titanium body surrounding the ceramic body. Instead of the ceramic body may be provided according to the prior art, an inner titanium tube.
Der radio-opake Marker dient insbesondere dazu das Implantat in bildgebenden Verfahren der Medizin beispielsweise mit Röntgenlicht oder Ultraschall, insbesondere beispielsweise in der Computertomographie sichtbar zu machen.The radio-opaque marker serves, in particular, to make the implant visible in imaging processes of medicine, for example with X-ray light or ultrasound, in particular, for example, in computed tomography.
Damit die Seeds im Ultraschall oder im Röntgenlicht gut erkennbar sind, wird ein Radioopaque-Marker in das Seedvolumen mit eingebaut. Eine Reihe von Methoden Seeds herzustellen sind in den Patenten US 4702228,US4994013, US5163896, WO97/19706, EP-A-1008995, WO86/04248 WO00/08651 , WO02/065479 beschrieben.So that the seeds are easily recognizable by ultrasound or X-ray, a radioopaque marker is incorporated into the seed volume. A number of methods for making seeds are described in US Pat. Nos. 4,702,228, 4,940,013, US 5,163,896, WO97 / 19706, EP-A-1008995, WO86 / 04248, WO00 / 08651, WO02 / 065479.
All diesen Methoden gemeinsam ist, dass wesentliche Teile des Produktionsablaufs mit offener Radioaktivität erfolgen, sogenannten heißen Verfahren. Erst zum Ende des Produktionsablaufs wird die Strahlungsquelle zusammen mit dem Radioopaque-Marker in eine Kapsel, die beispielsweise aus Titan besteht und eine Wandstärke von typischerweise 50μm Dicke hat, eingeschlossen. Dabei sind in der Praxis besondere Sicherheitsvorkehrungen notwendig, um einen direkten Kontakt mit radioaktiven Material zu vermeiden.Common to all these methods is that essential parts of the production process take place with open radioactivity, so-called hot processes. Only at the end of the production process, the radiation source is included together with the Radioopaque marker in a capsule, which consists for example of titanium and has a wall thickness of typically 50 microns thick. In practice, special safety precautions are necessary to avoid direct contact with radioactive material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein alternatives Verfahren die Nachteile der bisher angewandten Herstellungsverfahren zu vermeiden. Das Implantat bzw. der Seed wird komplett aus nicht strahlenden Materialien gefertigt und erst in einem letzten Arbeitsschritt aktiviert. Die Aktivierung findet hierbei durch Neutronenbeschuss bevorzugt in einem Hochfluss- Kernreaktor statt. Das bedeutet, daß die in dem Seed verwendeten Materialien stabil für den Einsatz in einem solchen Reaktor sein müssen und sich darüber hinaus bis auf das gewünschte Isotop neutral verhalten sollen. Diese Methode wird als kaltes Verfahren bezeichnet. Hier ist es unbedingt erforderlich besonders reine Materialien zu verwenden, da sehr kleine Verunreinigungen bereits zu unerwünschten Strahlern führen können.The invention has for its object to avoid by an alternative method, the disadvantages of the previously used production process. The implant or the seed is completely made of non-radiating materials and activated only in a final step. The activation takes place here by neutron bombardment preferably in a high-flux nuclear reactor. This means that the materials used in the seed must be stable for use in such a reactor and, moreover, should be neutral to the desired isotope. This method is called a cold process. Here it is absolutely necessary to use very pure materials, since very small impurities can already lead to unwanted emitters.
Es soll somit ein radioaktives Implantat, insbesondere ein Seed zur Strahlungstherapie angegeben werden, das einen ausreichenden therapeutischen Effekt erzeugt, das resistent gegen mechanische Beanspruchung sowie gegen Körperflüssigkeiten ist. Die Oberfläche des Seeds soll nach Abklingen der Radioaktivität gute körperverträgliche Eigenschaften haben. Der Produktionsprozess soll weniger aufwendig gestaltet werden können als im Stand der Technik. Insbesondere sollen die Sicherheitsanforderungen während des Herstellungsprozesses minimiert werden. Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.It is thus intended to specify a radioactive implant, in particular a seed for radiation therapy, which produces a sufficient therapeutic effect that is resistant to mechanical stress as well as to body fluids. The surface of the seed should have good body-compatible properties after the decay of radioactivity. The production process should be designed less expensive than in the prior art. In particular, the safety requirements during the manufacturing process should be minimized. This object is solved by the independent claims.
Die Erfindung geht somit von einem aktivierbaren Seed aus, umfassend einen selbsttragenden Hohlkörper mit einem Innenraum, besonders bevorzugt einen zylinderförmigen Hohlkörper.The invention thus starts from an activatable seed, comprising a self-supporting hollow body with an interior, particularly preferably a cylindrical hollow body.
Erfindungsgemäß ist der Innenraum des Hohlkörpers mit einem gasförmigen Medium umfassend bevorzugt isotopenreinen 124Xe-Atomen gefüllt. Wenn der Hohlkörper, dessen Außenwand gleichzeitig die Außenwand des Implantates bzw. Seeds darstellt verschlossen worden ist, so wird das aktivierbare Implantat mit der 124Xe-Gasfüllung einem Neutronenfluß beispielsweise in einem Hochflußreaktor ausgesetzt.According to the invention, the interior of the hollow body is filled with a gaseous medium comprising preferably isotopically pure 124 Xe atoms. When the hollow body, whose outer wall simultaneously constitutes the outer wall of the implant or seed, has been closed, the activatable implant with the 124 Xe gas filling is exposed to a neutron flux, for example in a high-flux reactor.
Hierdurch wird ein Teil der 124Xe-Atome der Gasfüllung in radioaktive 125l-Atome konvertiert. Abhängig vom Neutronenfluß und dem Innendruck im Innenraum des Hohlkörpers kann die Aktivität des Implantates eingestellt werden. Bevorzugt liegt die Aktivität im Berech >0mCi bis 5mCi.This converts part of the 124 Xe atoms of the gas filling into radioactive 125 l atoms. Depending on the neutron flux and the internal pressure in the interior of the hollow body, the activity of the implant can be adjusted. The activity is preferably in the range> 0mCi to 5mCi.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die gesamte Produktion, insbesondere auch die Befüllung des Seeds mit nicht-radioaktiven Materialien stattfindet. Die Aktivierung erfolgt erst im letzten Schritt. Erst dann müssen Strahlenschutzmaßnahmen ergriffen werden.The advantage of the invention is that the entire production, in particular the filling of the seed takes place with non-radioactive materials. Activation takes place in the last step. Only then must radiation protection measures be taken.
Die Erfindung macht daher den Produktionsvorgang einfach handhabbar.The invention therefore makes the production process easy to handle.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass im Gegensatz zu den bekannten Seeds als Strahler 125I verwendet wird und nicht 103Pd. Der Strahler ist als Gas im Inneren eines Hohlkörpers vorhanden, während bei Seeds gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise bei Pd-Seeds der radioaktive Strahler Teil des Festkörpers, nämlich der Gefäßwand ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn das aktivierbare Implantat aus einem zylinderförmigen, vorzugsweise rohrförmigen Hohlkörper gewonnen wird, der nach Befüllen des Innenraumes mit einem gasförmigen Mediumgas dicht verschlossen werden kann, wobei der Gasinnendruck im Innenraum des Hohlkörpers bevorzugt im Bereich 5 bis 20 bar, vorzugsweise bei 12 bar liegt.Another advantage of the invention is that in contrast to the known seeds used as a radiator 125 I and not 103 Pd. The radiator is present as a gas inside a hollow body, while in seeds according to the prior art, for example in Pd seeds, the radioactive radiator part of the solid, namely the vessel wall. It is particularly preferred if the activatable implant is obtained from a cylindrical, preferably tubular hollow body, which can be sealed tightly after filling the interior with a gaseous medium gas, wherein the internal gas pressure in the interior of the hollow body preferably in the range 5 to 20 bar, preferably at 12 bar is located.
Besonders bevorzugt ist das Material des Hohlkörpers ist Titan. Titan zeichnet sich dadurch aus, dass es reaktortauglich ist, d.h. nur einen sehr kleinen Wirkungsquerschnitt für einen Neutroneneinfang aufweist. Materialien, die ebenfalls einen sehr geringen Wirkungsquerschnitt für einen Neutroneneinfang aufweisen sind Aluminium und Vanadium. Titan hat den Vorteil, dass es eine FDA-Zulassung besitzt und damit als körperverträglich im Vergleich zu den anderen Materialien klassifiziert ist.Particularly preferred is the material of the hollow body is titanium. Titanium is characterized by being reactor ready, i. has only a very small cross section for neutron capture. Materials that also have a very low neutron capture cross-section are aluminum and vanadium. Titanium has the advantage that it has FDA approval and is therefore classified as biocompatible compared to the other materials.
Neben dem aktivierbaren Implantat stellt die Erfindung insbesondere auch ein Verfahren zur Herstellung eines radioaktiven Seeds zur Verfügung, wobei gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst ein rohrförmiger Hohlkörper, der bereits die Außenwandung des Seeds darstellt mit zwei offenen Enden an einem offenen Ende verschlossen wird. Der einseitig offene rohrförmige Hohlkörper mit einem Innenraum wird sodann mit einem nicht radioaktiven gasförmigen Medium, das 124Xe enthält, gefüllt. Nachdem das gasförmige Medium in den Innenraum des Seeds eingebracht wurde, wird das andere offene Ende beispielsweise mittels Laserstrahlung verschweißt, d.h. geschlossen. Erst in einem letzten Schritt, wird der geschlossene und mit dem gasförmigen Medium enthaltend 124Xe-Atome beispielsweise in einem Hochleistungsreaktor durch Neutronenfluß aktiviert, indem ein Teil der 124Xe- Atome der Gasfüllung in radioaktive 125l-Atome konvertiert wird.In addition to the activatable implant, the invention also provides, in particular, a method for producing a radioactive seed, wherein, according to the method of the invention, a tubular hollow body, which already constitutes the outer wall of the seed, is closed at two open ends at an open end. The unilaterally open tubular hollow body with an interior is then filled with a non-radioactive gaseous medium containing 124 Xe. After the gaseous medium has been introduced into the interior of the seed, the other open end is welded, for example by means of laser radiation, ie closed. Only in a final step, the closed and with the gaseous medium containing 124 Xe atoms, for example, in a high-performance reactor by neutron flux is activated by a part of the 124 Xe atoms of the gas filling is converted into radioactive 125 l atoms.
Der erfindungsgemäße Seed kann zur Verhinderung bei der Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten eingesetzt werden. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Seed zur primären Behandlung von Tumoren im Kopf, in der Lunge, im Hals, im Pankreas, in der Prostata und nicht entfernbare Tumore oder zur Behandlung von Rezidiven nach der Exzession von primären Tumoren eingesetzt werden. Insbesondere eine Behandlung des Prostatakarzinoms ist bevorzugt.The seed of the present invention can be used for prevention in the treatment of a variety of diseases. For example, the seed of the invention may be used for the primary treatment of tumors in the head, lung, throat, pancreas, prostate and non-removable tumors or for the treatment of recurrences after the excision of primary tumors be used. In particular, a treatment of the prostate carcinoma is preferred.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind im einzelnen folgendes dargestellt.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. In it are shown in detail the following.
Figur 1 zeigt einen Seed mit einem stabförmigen Radioopaque-Marker nach Verschließen der offenen Enden wie in den Fig. 2a bis 2f beschrieben.FIG. 1 shows a seed with a rod-shaped radio-opaque marker after closing the open ends as described in FIGS. 2a to 2f.
Figur 2a-2f zeigt schematisch das Herstellverfahren.Figure 2a-2f shows schematically the manufacturing process.
Der hier beschriebene Seed ist "selbsttragend", was bedeutet, daß der Seed keine besondere Stütz- oder Tragkonstruktion benötigt. Bevorzugt wird der Seedkörper aus einem zylinderförmigen, rohrähnlichen Hohlkörper mit zwei offenen Enden hergestellt.The seed described here is "self-supporting" which means that the seed does not require any special support or support structure. The seed body is preferably produced from a cylindrical, tube-like hollow body with two open ends.
Bevorzugt wird eines der offenen Enden zugeschweißt ergebend eine halboffene Hülse, in die anschließend ein Radiopaque-Marker eingebracht wird. Die halboffene Hülse wird dann mit einer Gasfüllung umfassend, wenigstens teilweise isotopenreines 124Xe geflutet, bis ein Druck von ca. 12 bar entsteht. Nachdem sich der gewünschte Druck eingestellt hat, wird das noch verbleibende offene Ende der halboffenen Hülse beispielsweise mit einem Laser zugeschweißt.Preferably, one of the open ends is welded closed resulting in a half-open sleeve, in which subsequently a Radiopaque marker is introduced. The half-open sleeve is then flooded with a gas filling comprising at least partially isotopically pure 124 Xe until a pressure of about 12 bar is formed. After the desired pressure has been set, the remaining open end of the half-open sleeve is welded, for example with a laser.
Als Materialien für den zylinderförmigen, rohrähnlichen Hohlkörper, der den Seedkörper ergibt, kommen die Metalle AI, V und insbesondere Ti in Frage. Beim Neutronenaktivierungsverfahren wird das Seed einem Neutronenfluß im Nuklear-Reaktor ausgesetzt, wobei 124Xe durch den Einfang von thermischen Neutronen in 125Xe umgewandelt wird. Das Maß der Umwandlung hängt von dem Neutronenfluß und der Verweildauer im Nuklearreaktor ab. 125Xe hat eine Halbwertzeit von 16,9 h und zerfällt über ß+ beziehungsweise Elektroneneinfang in den gewünschten Strahler 125I, der eine Halbwertszeit von 59,4 Tagen aufweist. Wird der Hohlkörper bzw. das Seed mit einer Xe-Menge von 5 • 10 1? Atomen befüllt, so beträgt die lodaktivität nach einer 12 Stunden dauernden Bestrahlung mit einem ausreichend hohem Neutronenfluß von 1014 Neutronen/cm2 *s 1 ,3 mCi , was ausreichend ist.As materials for the cylindrical, tube-like hollow body, which yields the seed body, the metals AI, V and in particular Ti come into question. In the neutron activation process, the seed is exposed to a neutron flux in the nuclear reactor where 124 Xe is converted to 125 Xe by the capture of thermal neutrons. The degree of conversion depends on the neutron flux and the residence time in the nuclear reactor. 125 Xe has one Half-life of 16.9 h and decays via ß + or electron capture in the desired radiator 125 I, which has a half-life of 59.4 days. Is the hollow body or the seed with an Xe amount of 5 • 10 1? Filled atoms, so the iodine activity is after a 12 hours of irradiation with a sufficiently high neutron flux of 10 14 neutron / cm 2 * s 1, 3 mCi, which is sufficient.
Die tatsächliche Aktivität des radioaktiven Seeds hängt also von der Menge des aktivierbaren Precursors , dem Neutronenfluß und der Bestrahlungsdauer ab. Diese Parameter sind unabhängig von einander variierbar um die tatsächliche Aktivität, die therapeutisch wirksam wird, einzustellen. Die tatsächliche Aktivität des radioaktiven Seeds gemäß der Erfindung liegt im Bereich von 0,1 μCi bis zu 30 mCi, besser bis zu 5 mCiThe actual activity of the radioactive seed thus depends on the amount of activatable precursor, the neutron flux and the irradiation time. These parameters are independently variable to adjust the actual activity that becomes therapeutically effective. The actual activity of the radioactive seed according to the invention is in the range of 0.1 μCi up to 30 mCi, better up to 5 mCi
Das erfindungsgemäße Seed kann eine oder mehrere Beschichtungen aufweisen. Diese Beschichtungen lassen sich durch jegliche Verfahrensart aufbringen, beispielsweise PVD, CVD, laser-induziertes CVD, plasmaaktiviertes CVD oder thermisches CVD, elektrochemische Beschichtung, chemische Beschichtung wie Niederschlag, thermisches Aufsprühen wie Plasmasprühen, Ablagern metallischer Schmelzen, Tauchen, Immersion, Piatieren und so weiter.The seed according to the invention may have one or more coatings. These coatings can be applied by any type of process such as PVD, CVD, laser-induced CVD, plasma-enhanced CVD or thermal CVD, electrochemical coating, chemical coating such as precipitation, thermal spraying such as plasma spraying, deposition of metallic melts, dipping, immersion, pipetting and so on ,
Es kommen jegliche Beschichtungsmaterialien in Betracht. Ein inniges Anhaften an der Außenwand des Hohlkörpers ist wünschenswert. Zum Intensivieren des Anhaftens sind Oberflächenbehandlungen denkbar. Das Beschichtungsmaterial sollte korrosionsfest sein, resistent gegen Strahlung, beispielsweise gegenüber Röntgenstrahlen, Neutronen und so weiter, während der Aktivierung und Emission, und es sollte beim Aktivierungsprozeß nicht selbst aktiviert werden. Die Beschichtung sollte stoßfest sein. Als Beschichtungsmaterial kommen amorpher Kohlenstoff, Kunststoff, Glas, amorphes Silicium, SiO2, AI2O3, Metalle, Metallegierungen, Nitride, Karbide, Karbonitride sowie Gemische hiervon in Betracht. Die aufgetragene Schicht kann eine Dicke von 10 nm bis 2 μm haben. Vorzugsweise 20 bis 100 nm, unabhängig von der Anzahl der Schichten. Üblicherweise weist ein Seed nur eine einzige Beschichtung auf. Die Beschichtung beziehungsweise die erste von mehreren Beschichtungen kann einen amorphen Kohlenstoff mit einer Dicke von 10 nm bis 2 μm aufweisen, vorzugsweise 20 bis 100 nm. Eine solche Beschichtung haftet sehr gut an der metallischen Kapseloberfläche, die aus metallischem Titan und/oder einer Verbindung hieraus besteht. Damit läßt sich die mechanische Stabilität und der Widerstand gegenüber Körperflüssigkeiten steigern, insbesondere bei Langzeitanwendungen. Der Begriff "amorph" bedeutet, daß niedergeschlagener Kohlenstoff keine regelmäßige Kristallstruktur aufweist.There are any coating materials into consideration. An intimate adhesion to the outer wall of the hollow body is desirable. To intensify the adhesion surface treatments are conceivable. The coating material should be corrosion resistant, resistant to radiation, for example to X-rays, neutrons and so on, during activation and emission, and should not be self-activated during the activation process. The coating should be shock resistant. As a coating material are amorphous carbon, plastic, glass, amorphous silicon, SiO 2 , Al 2 O 3 , metals, metal alloys, nitrides, carbides, carbonitrides, and mixtures thereof into consideration. The applied layer may have a thickness of 10 nm to 2 μm. Preferably 20 to 100 nm, regardless of the number of layers. Usually, a seed has only a single coating. The coating or the first of several coatings can have an amorphous carbon with a thickness of 10 nm to 2 μm, preferably 20 to 100 nm. Such a coating adheres very well to the metallic capsule surface, which consists of metallic titanium and / or a compound thereof consists. Thus, the mechanical stability and resistance to body fluids can be increased, especially in long-term applications. The term "amorphous" means that precipitated carbon does not have a regular crystal structure.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Radiopaque-Marker stabförmig ausgebildet, der in den Innenraum des Hohlkörpers eingesetzt ist. Der Hohlkörper, der nach Verschließen seiner offenen Enden die Außenform des Seeds bestimmt, ist am besten von einer solchen Gestalt, dass ein gleichförmiges, homogenes Strahlungsfeld um das Seed herum entsteht.According to a particular embodiment, the Radiopaque marker is rod-shaped, which is inserted into the interior of the hollow body. The hollow body which, after closing its open ends, determines the outer shape of the seed is best of such shape as to create a uniform, homogeneous radiation field around the seed.
In Figur 1 ist ein Seed gezeigt. Der Seed besteht aus einem rohrförmigen Hohlkörper 1. Der rohrförmige Hohlkörper 1 weist eine Außenwand 1.1 sowie eine Innenwand 1.2 auf und umschließt einen Innenraum 2.FIG. 1 shows a seed. The seed consists of a tubular hollow body 1. The tubular hollow body 1 has an outer wall 1.1 and an inner wall 1.2 and encloses an inner space. 2
Die offenen Enden des rohrförmigen Hohlkörpers werden nach Befüllen mit dem Precursor-Gas durch Verschweißen verschlossen . Es ergibt sich eine Kapsel 10 mit zwei halbkugeligen Kappen 3.The open ends of the tubular hollow body are closed after filling with the precursor gas by welding. The result is a capsule 10 with two hemispherical caps. 3
Alternativ zu einer Befüllung mit Precursor-Gas wäre es auch möglich, den Hohlkörper mit flüssigem 124Xe zu befüllen, beispielsweise in dem das Xe in flüssiger Form bei tiefen Temperaturen mittels eines Strahls eingebracht wird. Der Siedepunkt für Xe liegt bei -111 ,80 °C und damit oberhalb der Temperatur für flüssigen Stickstoff.Alternatively to a filling with precursor gas, it would also be possible to fill the hollow body with liquid 124 Xe, for example by introducing the Xe in liquid form at low temperatures by means of a jet. The boiling point for Xe is -111, 80 ° C and thus above the temperature for liquid nitrogen.
Bei der in Figur 1 dargestellten Kapsel 10 ist in den Innenraum 2 ein radioopaker Marker 4 eingebracht.In the capsule 10 shown in FIG. 1, a radio-opaque marker 4 is introduced into the interior 2.
Der radio-opake Marker 4 ist für die Erfindung vorteilhaft aber keineswegs zwingend.The radio-opaque marker 4 is advantageous for the invention but by no means mandatory.
Die Außenwand der Kapsel 10 kann mit einer Beschichtung, bevorzugt einer Kohlenstoffbeschichtung versehen sein. Zwingend ist dies jedoch für die Erfindung nicht.The outer wall of the capsule 10 may be provided with a coating, preferably a carbon coating. However, this is not mandatory for the invention.
Die Kapseln gemäß der Erfindung sind von vorzugsweise geschlossener zylindrischer Gestalt. Sie haben derartige Abmessungen, daß sie mit herkömmlichen Vorrichtungen wie Kanülen und Nadeln im Körper transportiert werden können. Die Länge beträgt vorzugsweise 3 bis 5 mm, am besten 4,5 mm. Der Außendurchmesser beträgt 0,3 bis 2,0 mm, am besten 0,8 mm. Die Wandstärke der Kapsel liegt bei 10 bis 250 μm, am besten bei 20 bis 50 μm.The capsules according to the invention are of preferably closed cylindrical shape. They have dimensions such that they can be transported in the body with conventional devices such as cannulas and needles. The length is preferably 3 to 5 mm, most preferably 4.5 mm. The outer diameter is 0.3 to 2.0 mm, most preferably 0.8 mm. The wall thickness of the capsule is 10 to 250 μm, most preferably 20 to 50 μm.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines aktivierbaren Seeds ist in den Figuren 2a - 2f dargestellt.The method according to the invention for producing an activatable seed is shown in FIGS. 2a-2f.
Zunächst wird ein Titanrohr 100 wie in Fig. 2a dargestellt mit entsprechendem Durchmesser Φa, Φi auf passende Länge L geschnitten. Sodann wird in einem weiteren Verfahrensschritt gemäß Fig. 2b das Titanrohr 100 an einem Ende 101 zugeschweißt, ergebend eine halboffene Hülse 102. In diese halboffene Hülse wird ein radio-opak-Marker 104 eingebracht, der vorzugsweise ein Draht mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einer Länge von 3 mm ist. Als Material für den radio-opak-Marker werden bevorzugt Blei oder Platin eingesetzt. Wie in Fig. 2b dargestellt, werden die einzelnen Hülsen 102.1 , 102.2 , 102.3 sodann mit der offenen Seite 106.1 , 106.2, 106.3 nach oben in eine Haltvorrichtung 108 eingesetzt. Der Halter 108 wird in eine Vakuumkammer 110 eingebracht, die mit einem Deckel 112 verschlossen wird. Die Kammer 110 wird bis zu einem Druck von etwa 10"5mbar mittels einer Pumpe bei geöffnetem Ventil 114 über Leitung 116 abgepumpt. Ist der Druck von 10~5mbär erreicht, wird Ventil 114 geschlossen und Ventil 120 geöffnet und die Kammer 110 über Leitung 122 mit isotopenreinem 124Xe geflutet bis ein Druck von etwa 12bar entsteht. Nachdem sich der gewünschte Druck in der Kammer 110 eingestellt hat, wird Ventil 120 geschlossen und wie in Fig. 2e gezeigt die Hülsen mit Hilfe von Laserstrahlung am oberen Ende 102.1, 102.2, 102.3 zugeschweißt. Hierbei ist bevorzugt der Laser außerhalb der Vakuumkammer angeordnet und die Laserstrahlung wird durch ein Lichtfenster 130 eingekoppelt.First, a titanium tube 100 is cut as shown in Fig. 2a with a corresponding diameter Φ a , Φi to appropriate length L. Then, in a further method step according to FIG. 2b, the titanium tube 100 is welded at one end 101, resulting in a half-open sleeve 102. In this semi-open sleeve, a radio-opaque marker 104 is introduced, which is preferably a wire with a diameter of 0.1 mm and a length of 3 mm. The material used for the radio-opaque marker is preferably lead or platinum. As shown in FIG. 2 b, the individual sleeves 102. 1, 102. 2, 102. 3 are then inserted upwardly into a holding device 108 with the open side 106. 1, 106. 2, 106. 3. The holder 108 is placed in a vacuum chamber 110, which with a lid 112 is closed. The chamber 110 is evacuated to a pressure of about 10 "5 mbar by means of a pump with an open valve 114 via line 116. The pressure of 10 ~ 5 mbär reached, valve 114 is closed and valve 120 is opened and the chamber 110 via line 122 is flooded with isotope-pure 124 Xe until a pressure of about 12 bar is obtained After the desired pressure has been set in chamber 110, valve 120 is closed and, as shown in Fig. 2e, the sleeves are laser-abraded at upper end 102.1, 102.2, In this case, the laser is preferably arranged outside the vacuum chamber and the laser radiation is coupled in through a light window 130.
Dies ist in Fig. 2e dargestellt. Nachdem die Hülsen wie in Fig. 2e gezeigt auch am oberen Ende verschlossen wurden, wird das Gas bei geöffnetem Ventil 114 aus der Kammer 110 abgepumpt und die Kammer zur Entnahme der Implantate geöffnet. Ein entnommenes Implantat 200 mit radio-opaken Marker 104 und Gasfüllung 202 umfassend 124Xe-Atome ist in Fig. 2f dargestellt. Die Dichtheit der mit 12 bar gefüllten Implantate kann sowohl optisch als auch durch eine Restgasanalyse überprüft werden.This is shown in Fig. 2e. After the sleeves have also been closed at the upper end as shown in FIG. 2e, the gas is pumped out of the chamber 110 when the valve 114 is open and the chamber is opened to remove the implants. A removed implant 200 with radio-opaque marker 104 and gas filling 202 comprising 124 Xe atoms is shown in Fig. 2f. The tightness of the implants filled with 12 bar can be checked optically as well as by a residual gas analysis.
Das gemäß Fig. 2f erhaltene Seed bzw. Implantat ist nicht radioaktiv, kann aber bei Einbringen in einen Neutronenfluß mit einer gewünschten Radioaktivität versehen werden. Dies ist hier nicht dargestellt. In diesem letzten Produktionsschritt werden die in Fig. 2f dargestellten Implantate einem Neutronenfluß ausgesetzt, sodass sich ein Teil der 124Xe-Atome in 125l-Atome umwandelt, die radioaktiv sind mit einer Halbwertszeit von etwa 60 Tagen. Radioaktivität kann wie zuvor beschrieben eingestellt werden, und zwar derart, dass jedes Implantat einer Aktivität zwischen Größe 0 und 5 mCi hat.The seed or implant obtained according to FIG. 2f is not radioactive, but can be provided with a desired radioactivity upon introduction into a neutron flux. This is not shown here. In this last production step, the implants shown in Fig. 2f are exposed to neutron flux, so that a portion of the 124 Xe atoms converts to 125 L atoms which are radioactive with a half-life of about 60 days. Radioactivity can be adjusted as described above, such that each implant has an activity between size 0 and 5 mCi.
Bei der Herstellung der radioaktiven Implantate ist es von entscheidender Bedeutung, dass durch den Neutronenbeschuss in der Hülse keine unerwünschten Strahler entstehen. In the production of radioactive implants, it is of crucial importance that the neutron bombardment in the sleeve no unwanted emitters arise.

Claims

Patentansprüche claims
1. Aktivierbares Implantat, vorzugsweise aktivierbarer Seed bestehend aus einem Hohlkörper mit einem Innenraum dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Hohlkörpers mit einem gasförmigen Medium gefüllt ist, wobei das gasförmige Medium neutronenaktivierbare 124Xe-Atome umfasst.1. Activatable implant, preferably activatable seed consisting of a hollow body with an interior, characterized in that the interior of the hollow body is filled with a gaseous medium, wherein the gaseous medium comprises neutron activatable 124 Xe atoms.
2. Aktivierbares Implantat gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper zylinderförmige Form aufweist.2. Activatable implant according to claim 1, characterized in that the hollow body has a cylindrical shape.
3. Aktivierbares Implantat, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper gasdicht verschließbar ausgebildet ist.3. Activatable implant, characterized in that the hollow body is designed gas-tight closable.
4. Aktivierbares Implantat gemäß nach einem derAnsprüche 1 bis 3, dadurch gekenntzeichnet, dass der 124Xe Gasdruck im Innenraum des gasdicht verschlossenen Hohlkörpers mindestens 0,5 mbar beträgt.4. activatable implant according to one of claims 1 to 3, characterized gekenntzeichnet that the 124 Xe gas pressure in the interior of the gas-tight closed hollow body is at least 0.5 mbar.
5. Aktivierbares Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasinnendruck im Innenraum des gasdicht verschlossenen Hohlkörpers im Bereich 5 bis 55 bar, vorzugsweise im Bereich 5 bis 20 bar, ganz bevorzugt bei 12 bar liegt.5. Activatable implant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the internal gas pressure in the interior of the gas-tight closed hollow body in the range 5 to 55 bar, preferably in the range 5 to 20 bar, most preferably 12 bar.
6. Aktivierbares Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper aus einem Material besteht, welches unter Neutronenbestrahlung keine Strahler ausbildet oder aus einem Material besteht, das Isotope enthält, die über eine Neutronenbestrahlung bzw. einen Neutronenfluß ebenfalls in therapeutisch nutzbare Strahler umgesetzt werden können. 6. activatable implant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hollow body consists of a material which forms no emitters under neutron irradiation or consists of a material containing isotopes, the neutron via a neutron or also in therapeutically usable radiators can be implemented.
7. Aktivierbares Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Körpers ein Material oder eine Kombination von Materialien ausgewählt aus wenigstens einem der nachfolgenden Materialien umfasst: Ti, V, AI, Pd, Cu, P, Ir7. Activatable implant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the material of the body comprises a material or a combination of materials selected from at least one of the following materials: Ti, V, Al, Pd, Cu, P, Ir
8. Aktivierbares Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper auf der Außen- und/oder der Innenseite eine oder mehrere Beschichtungen aufweist.8. activatable implant according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hollow body on the outside and / or inside has one or more coatings.
9. Aktivierbares Implantat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Beschichtung amorphen Kohlenstoff aufweist und eine Dicke von 10 nm bis 2 μm hat, vorzugsweise 20 bis 100 nm.9. activatable implant according to claim 8, characterized in that a first coating comprises amorphous carbon and has a thickness of 10 nm to 2 microns, preferably 20 to 100 nm.
10. Aktivierbares Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein radio-opaker Marker vorgesehen ist, umfassend ein Metall einer hohen Atomzahl (Z), vorzugsweise Pb oder Pt oder Verbindungen oder Legierungen oder Gemische hiervon.10. Activatable implant according to one of claims 1 to 9, characterized in that a radio-opaque marker is provided, comprising a metal of a high atomic number (Z), preferably Pb or Pt or compounds or alloys or mixtures thereof.
11. Aktivierbares Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Hohlkörper die folgenden Abmaße aufweist:11. Activatable implant according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hollow body has the following dimensions:
11.1. eine Länge von 2,0 bis 8,0 mm, vorzugsweise 4,5 mm:11.1. a length of 2.0 to 8.0 mm, preferably 4.5 mm:
11.2. einen Außendurchmesser von 0,1 bis 2,0 mm, vorzugsweise 0,8 mm; 11.3 eine Wandstärke von 10 bis 250 μm, vorzugsweise 20 bis 150 μm.11.2. an outside diameter of 0.1 to 2.0 mm, preferably 0.8 mm; 11.3 a wall thickness of 10 to 250 microns, preferably 20 to 150 microns.
12. Aktivierbares Implantat gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der radio-opak Marker ein Draht mit einem Durchmesser im Bereich 0,1 bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm und einer Länge, die im Bereich von 0,5 * Länge des Hohlkörpers bis zur Gesamtlänge des Hohlkörpers liegt, ist.12. Activatable implant according to claim 10 or 11, characterized in that the radio-opaque marker is a wire with a diameter in the range 0.1 to 0.8 mm, preferably 0.1 to 0.3 mm and a length ranging from 0.5 * length of the hollow body to the total length of the hollow body is, is.
13. Aktivierbares Implantat nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat auf der Außenseite eine oder mehrere Beschichtungen, deren jede eine Dicke von 10nm bis 2 μm aufweist, vorzugsweise 20 bis 100 nm, umfasst.13. activatable implant according to claim 12, characterized in that the implant on the outside of one or more coatings, each having a thickness of 10nm to 2 microns, preferably 20 to 100 nm comprises.
14. Verfahren zum Herstellen eines Implantates umfassend radioaktives 125 umfassende folgende Verfahrensschritten:14. A method for producing an implant comprising radioactive 125 comprising the following method steps:
14.1. es wird isotopenreines 124Xe in einen Innenraum eines Hohlkörpers eingebracht.14.1. isotope-pure 124 Xe is introduced into an interior of a hollow body.
14.2. der Innenraum des Hohlkörpers wird verschlossen;14.2. the interior of the hollow body is closed;
14.3. der verschlossene Hohlkörper wird in einem Neutronenfluß gebracht, so daß ein Teil der 124Xe-Atome in radioaktive 125J-Atome konvertiert werden.14.3. The closed hollow body is brought into a neutron flux, so that a part of the 124 Xe atoms are converted into radioactive 125 J atoms.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei vor dem gasdichten Verschließen des Hohlkörpers in den Innenraum des Hohlkörpers ein radio-opaker Marker eingebracht wird.15. The method according to claim 14, wherein before the gas-tight sealing of the hollow body in the interior of the hollow body, a radio-opaque marker is introduced.
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei vor Einbringen der 124Xe-Atome ein Ende des Hohlkörpers verschlossen wird und daran anschließend die 124Xe-Atome in den halboffenen Hohlkörper eingebracht werden und hieran anschließend der Hohlkörper vollständig verschlossen wird.16. The method according to any one of claims 14 to 15, wherein before introducing the 124 Xe atoms one end of the hollow body is closed and then the 124 Xe atoms are introduced into the semi-open hollow body and then the hollow body is completely closed.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei vor Einbringen der 124Xe-Atome in den Hohlkörper der halboffene Hohlkörper in eine Vakuumkammer eingebracht wird, anschließend die Vakuumkammer abgepumpt wird und hieran anschließend die Vakuumkammer mit einem Gas umfassend 124Xe-Atome geflutet wird oder ein Strahl flüssiges 124Xe eingebracht wird, bis ein Druckbereich von 5 bis 50 bar, vorzugsweise 5 bis 20 bar, vorzugsweise 12 bar entsteht und nach Erreichen des Druckes der halboffene Hohlkörper in der Vakuumkammer, insbesondere durch Einwirken von Laserstrahlung vollständig verschlossen wird.17. The method of claim 16, wherein prior to introduction of the 124 Xe atoms in the hollow body of the semi-open hollow body is placed in a vacuum chamber, then the vacuum chamber is pumped and then the vacuum chamber with a gas comprising 124 Xe atoms is flooded or a jet of liquid 124 Xe is introduced until a pressure range of 5 to 50 bar, preferably 5 to 20 bar, preferably 12 bar is formed and completely closed after reaching the pressure of the semi-open hollow body in the vacuum chamber, in particular by the action of laser radiation ,
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Neutronenfluss derart eingestellt wird, dass das Implantat eine Aktivität zwischen > 0 und 5 mCi aufweist.18. The method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the neutron flux is adjusted such that the implant has an activity between> 0 and 5 mCi.
19. Radioaktives Implantat, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Implantat einen Hohlkörper mit einem Innenraum umfasst und der Innenraum des Hohlkörpers mit einem gasförmigen Medium gefüllt ist, wobei das gasförmige Medium radioaktive 125l-Atome umfasst und das Implantat in Abhängigkeit von der 125I-AtOm Konzentration eine Aktivität größer 0 und kleiner 5 mCi aufweist.19. A radioactive implant, produced by a method according to any one of claims 14 to 18, wherein the implant comprises a hollow body with an interior and the interior of the hollow body is filled with a gaseous medium, wherein the gaseous medium comprises radioactive 125 l atoms and the Implant depending on the 125 I-AtOm concentration has an activity greater than 0 and less than 5 mCi.
20. Radioaktives Implantat gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivität im Bereich 0,2 bis 1 ,5 mCi liegt.20. A radioactive implant according to claim 19, characterized in that the activity is in the range 0.2 to 1, 5 mCi.
21. Verwendung zur radioaktiven Implantates gemäß Anspruch 19 oder 20 zur Behandlung der nachfolgenden Krankheiten: der primären Behandlung von Tumoren im Kopf, in der Lunge, im21. Use of the radioactive implant according to claim 19 or 20 for the treatment of the following diseases: the primary treatment of tumors in the head, in the lungs, in the
Hals, im Pankreas, in der Prostata der Behandlung nicht entfernbare Tumore oder der Behandlung von Rezidiven nach der Exzession von primärenNeck, in the pancreas, in the prostate of treatment non-removable tumors or the treatment of recurrences after the excession of primary
Tumoren tumors
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