CN101006523A - 制备用于近程放射治疗源的含铯－131的放射性粉末颗粒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了制备分散的放射性同位素形式的铯－131(Cs131)的方法。通过该方法制备的分散的Cs131的用途包括癌症研究和治疗，例如在近程放射治疗中的用途。Cs131在治疗快速生长的癌症方面尤其有用。
Description
发明背景
发明领域
本发明主要涉及分散铯-131(Cs-131)的方法，包括制备含Cs-131的放射性粉末的颗粒。通过该方法制备的分散Cs-131的用途包括癌症研究和治疗，例如用于近程放射治疗植入种子(brachytherapy implantseed)，以及用于其他不依赖于制作方法的放射源。
技术背景
放射疗法(放疗)指通过放射治疗疾病，主要包括治疗肿瘤，如癌症。放疗用于破坏恶性的或者有害的组织，而不造成附近健康组织的过度损伤。
离子化射线可用于选择性破坏包含在健康组织中的肿瘤细胞。恶性细胞通常比健康细胞对射线更加敏感。因此，在理想的时限内应用适量的射线就有可能破坏所有有害的癌细胞，而使健康组织免于损伤或者使健康组织损伤最小化。几十年来，局部肿瘤经常被在适当时间段期间运用的谨慎定量的离子射线治愈。已经开发了多种方法来照射癌组织，并且对附近健康组织的损伤最小化。这些方法包括利用来自直线加速器和被设计应用于外部光束放疗的其他装置中的高能放射束。
另一种放疗包括近程放射治疗。该方法中种子、针状物、电线或者导管形式的物质被永久或者暂时性地植入肿瘤组织和/或其附近。以往，所用的放射性物质包括氡、镭和铱-192。近来也会用到放射性同位素Cs-131、碘(I-125)和钯(Pd-103)。这方面的例子在第3,351,049、4,323,055和4,784,116号美国专利中有所描述。
过去30年中，已有大量文献报道了I-125和Pd-103在治疗缓慢生长的前列腺癌中的应用。尽管I-125和Pd-103在某些方面被证实是成功的，但它们的应用还是存在某些不足和局限性。虽然总的剂量可由种子的量和植距所控制，但是剂量率由放射性同位素的半衰期(I-125为60天，Pd-103为17天)来确定。对于在快速生长肿瘤中的应用，射线应以更快的、更均一的速率输送到癌细胞，并且同时保留采用发射软性x-射线的放射性同位素的所有优点。这些快速增长的肿瘤存在于脑、肺、胰腺、前列腺和其他组织中。
铯-131(Cs-131)是一种放射性核素产物，它很适用于近程放射治疗(采用间质植入物即“放射性种子”的癌治疗)。Cs-131的短的半衰期使得种子对快速生长的肿瘤非常有效，所述肿瘤例如为存在于脑、肺和其他位点的肿瘤(如前列腺癌)。
Cs-131从被中子照射的天然Ba-130(自然界中的Ba含有约0.1％的Ba-130)或者从含有额外的Ba-130的富集的钡通过放射性衰变而产生，其中Ba-130捕获中子变为Ba-131。Ba-131接着以11.5天的半衰期衰变为Cs-131，Cs-131随之以9.7天的半衰期衰变为稳定的氙-130。
由于需要分散Cs-131以及本领域现行方法的不足，需要有改进的方法。本发明满足了这些要求，并且进一步提供了其他相关优点。
发明概述
简而言之，本发明公开了制备用作分散的放射性同位素的Cs-131(例如纯化的Cs-131)的方法。例如，制备多种粉末状的硅酸盐和晶体硅钛酸盐(CST)并掺入Cs-131溶液或使其与Cs-131溶液反应来制备放射性粉末的微粒。含有Cs-131的颗粒可通过加热或者其他结合媒介进一步反应，使Cs-131紧紧地固定在颗粒结构中。接着，这些极小的放射性颗粒(0.001至约20微米)可被均匀分散在各种有机、聚合物和无机基质中来制造各种装置，包括用于治疗的近程放射治疗装置。
在一个实施方案中，本发明提供了制备含有Cs-131的放射性粉末的颗粒的方法。该方法包括将Cs-131与原料接触以产生含有Cs-131的放射性粉末的微粒的步骤，其中该原料包括沸石类、铝硅酸盐类、晶体硅钛酸盐类、硅酸盐类、硅钨酸盐类和硅石氧化物类中的至少一种。
在另一实施方案中，本发明提供了制备近程放射治疗装置的方法。该方法包括将放射性颗粒(由以上方法制得)分散在有机、聚合或无机基质中的步骤。
在另一实施方案中，本发明提供了治疗对Cs-131辐射敏感的肿瘤的方法。该方法包括使肿瘤接受近程放射治疗装置(由以上方法制得)的作用。
在另一实施方案中，本发明提供了近程放射治疗装置。该近程放射治疗装置包含含有Cs-131的放射性粉末的微粒，其中该微粒包含Cs-131和以下物质中至少一种：沸石类、铝硅酸盐类、晶体硅钛酸盐类、硅酸盐类、硅钨酸盐类和硅石氧化物类。在又一实施方案中，该装置可被用在治疗对Cs-131射线敏感的肿瘤的方法中，其包括使该肿瘤接受该装置的作用。
发明的详细说明
如上所述，本发明涉及使用原料制备具有广泛用途的Cs-131的放射性粉末，该用途包括在近程放射治疗医疗装置中的应用。所述原料的每一种在将Cs-131从溶液中吸引出来使其附着或黏着在固体结晶结构物方面都是独特的。例如，制备多种粉末状硅酸盐类和晶体硅钛酸盐类(CSTs)并掺入Cs-131溶液或者使其与Cs-131溶液反应来制备放射性粉末的微粒。含有Cs-131的颗粒可通过加热或者其他结合媒介进一步反应，使Cs-131紧紧地固定在颗粒结构中。接着，这些极小的放射性颗粒(0.001至约20微米)可被均匀分散在各种有机、聚合(如第6,589,502号美国专利)和无机基质中来制造各种治疗性近程放射治疗装置。
这些粉末状原料包括常规种类的沸石类、铝硅酸钠类、晶体硅钛酸盐类、硅酸盐类(Na、K、Li)、硅钨酸盐类和硅石氧化物类，及上述物质的组合。例如，晶体硅钛酸盐族由氧化钛、二氧化硅、氧化钠和五氧化铌配制而成。粉末状原料可由本领域技术人员制备或者通过商业渠道购得(如PQ Corporation，Berwyn，PA；Sigma-Aldich，St.Louis，MO；Fisher Chemical，Fairlawn，NJ)。
Cs-131可用本领域普通技术人员公知的多种方式纯化。如第6,066,302号美国专利就提供了纯化Cs-131的方法。
如上所述，Cs-131可用于例如癌症研究和治疗中，如放疗(如治疗恶性肿瘤)。当希望将放射性物质(如Cs-131)植入肿瘤和/或其附近(近程放射治疗)时，分散的Cs-131可被用作制作近程放射治疗植入物(如种子)的一部分。在这里，术语“肿瘤”包括癌组织的其他区域。分散的Cs-131在近程放射治疗植入物中的应用不依赖于该植入物的制作方法。本发明的方法提供了用于这些和其它目的分散的Cs-131。
以下实施例是对本发明的说明，但不是限制。
实施例
含Cs-131的放射性粉末的颗粒
测试了两种与放射性化学品Cs-131(半衰期约10天)一起使用的具体材料的样品。第一种样品含有吸附在约1.7毫克(mg)的硅酸钠/氧化铝陶瓷上的0.18微克(μg)Cs。第二种样品含有吸附在约1.36mg的硅酸钠/氧化铝陶瓷上的0.18微克Cs，该硅酸钠/氧化铝陶瓷含有0.34mg的晶体硅钛酸盐(CST)，20wt％CST。
每种样品都用1mL的水或者1mL的洗眼液洗涤。洗眼液(约0.9％的NaCl)代表人的体液。使样品接触10分钟、0.5小时、4小时或16小时。
实验结果
表1
每种约1.7mg的样品含有约0.18μg的Cs，并与1-mL水接触：
| 0 wt％CST | 20 wt％CST | |||
| 时间，hr | 实验结果 | Cs释放量，％ | 实验结果* | Cs释放量，％ |
| 10min | ＜0.002μg/mL | ～1.1 | ＜0.001μg/mL | ～0 |
| 0.5 | 0.002 | 1.1 | ＜0.001 | ～0 |
| 4 | 0.0038 | 2.1 | ＜0.001 | ～0 |
| 16 | 0.0052 | 2.9 | ＜0.001 | ～0 |
表2
每种约1.7mg的样品含有约0.18μg的Cs，并与1-mL眼洗液接触：
| 0 wt％CST | 20 wt％CST | |||
| 时间/hr | 实验结果 | Cs释放量，％ | 实验结果* | Cs释放量，％ |
| 10min | 0.037μg/mL | 20.3 | ＜0.001μg/mL | ～0 |
| 0.5 | 0.063 | 34.6 | ＜0.001 | ～0 |
| 4 | 0.11 | 60.4 | ＜0.0014 | ～0 |
| 16 | 0.15 | 82.4 | ＜0.0015 | ～0 |
*检测限约0.001μg/mL
以上结果表明附着到硅酸钠/氧化铝陶瓷的铯在水中缓慢释放，即16个小时释放的铯为2.9％。然而，当还存在CST时，没有损失。当同样的试验用模拟体液(即洗眼液)重复时，多于82％的附着到硅酸钠/氧化铝陶瓷的Cs被释放出来，而在CST存在时没有损失。
另外，当CST百分比在硅酸钠/氧化铝混合物中变化时，可附着到约1.7mg的总原料的铯的最大量对于0％、11.1％和20wt％的CST分别为2μg、30μg和54μg。这是非常重要的，因为100毫居里的Cs-131代表1微克的Cs。因此，约1.7mg的20wt％CST粉末可含有多于5居里的Cs-131。此外，根据以上用水溶液和洗眼液的浸出结果，纯的CST或该原料的陶瓷稀释物可以多种方式作为可注射的悬浮固体被置于体内，与生物相容性硅胶、聚合胶或其它胶混合，或者被制成微球体；或放置、喷射或注射入癌生长区域，如乳癌中。当附着到CST微粒时，放射性种类(Cs-131)将被固定在合适位置，在向肿瘤生长提供有益射线之前，不会因体液而从特定的靶标位置浸出。典型的Cs-131的放射性剂量需求随应用而不同，例如10μCi可能需要小于10-7mg的粉末。
当被加热到玻璃陶瓷状态时，CST中的Cs是稳定的。由于Cs是(+1)离子，所以难以将其附着到有机连接物，因此，诸如CST粉末状的离子交换剂为癌症研究中许多新的和独特的应用提供了载体。
所有以上在本说明书中提到的和/或者在申请数据单上列出的美国专利、美国专利申请出版物、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物均以其整体在此引入作为参考。
从上文可知，虽然出于说明目的已在本文中描述了本发明的具体实施方案，但在不脱离发明的本质和范围条件下还可作出各种各样的修改。
Claims (10)
1.制备含有Cs-131的放射性粉末的颗粒的方法，包括如下步骤：
将Cs-131与原料接触以产生含有Cs-131的放射性粉末的微粒，
其中所述原料包括沸石类、铝硅酸盐类、晶体硅钛酸盐类、硅酸盐类、硅钨酸盐类和硅石氧化物类中至少一种。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述原料包含铝硅酸盐和晶体硅钛酸盐。
3.如权利要求1所述的方法，还包括使所述放射性颗粒暴露于结合媒介，其中所述媒介增强所述颗粒对Cs-131的保持作用。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述结合媒介为加热。
5.制备近程放射治疗装置的方法，包括如下步骤：
将根据权利要求1至4中任一项所述的方法制备的放射性颗粒分散在有机、聚合或无机基质中。
6.近程放射治疗装置，包括根据权利要求5所述的方法制备的装置。
7.治疗对Cs-131的辐射敏感的肿瘤的方法，包括如下步骤：
使所述肿瘤经受权利要求6所述的近程放射治疗装置的作用。
8.近程放射治疗装置，包括含有Cs-131的放射性粉末的微粒，其中所述微粒包含Cs-131和以下物质中至少一种：沸石类、铝硅酸盐类、晶体硅钛酸盐类、硅酸盐类、硅钨酸盐类和硅石氧化物类。
9.如权利要求8所述的近程放射治疗装置，其中所述微粒包含Cs-131、铝硅酸盐和晶体硅钛酸盐。
10.治疗对Cs-131的辐射敏感的肿瘤的方法，包括如下步骤：
使所述肿瘤经受权利要求8或9所述的近程放射治疗装置的作用。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105031676A (zh) * | 2015-07-07 | 2015-11-11 | 原子高科股份有限公司 | 一种131Cs粒子及其制备工艺 |
| CN114550964A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-27 | 中国原子能科学研究院 | 放射性铯废物的沸石-硅胶体系陶瓷固化的方法 |
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- 2005-08-05 CN CN 200580027542 patent/CN101006523A/zh active Pending
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