CN103736201B - 一种放射性粒子链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放射性粒子链，其特征在于，包括至少一放射性粒子与一包裹层；所述放射性粒子至少有一部分被所述包裹层包裹；所述包裹层材料包括固化后的海藻酸盐。本发明采用了亲水性的海藻酸盐作为成型材料，且赋形剂和增塑剂都是亲水性的材料，采用水溶性生物可降解材料作为包裹层材料，植入后在体内潮湿环境下可以软化，最后随着肿瘤组织的缩小而发生变形并最后降解，治疗过程结束后残留少，更符合临床应用要求；放射性粒子链在体内潮湿环境下可发生特异性的顺应性形变，形变为设计形状，可以使放射剂量最优；并可在放射性粒子链中方便添加其他具有锚定放射性粒子链位置、标记、隔离等特殊功能的组件，实用性强。

Description

一种放射性粒子链

技术领域

本发明涉及一种放射性近距离治疗器具，尤其涉及一种放射性粒子链。

背景技术

恶性肿瘤一直是威胁人类健康的重大疾病，利用放射性粒子进行组织间近距离治疗肿瘤是近几十年发展起来的新技术。放射性粒子是一种小型放射源，该放射源把放射性同位素装在钛管中，两端用激光或电子束技术焊接形成密封源，其尺寸一般为外径0.8mm，长度为4.5mm。放射性粒子常用的核素有192Ir，198Au，169Y，131Cs，103Pd和125I等，尤其是103Pd和125I。近距离治疗将放射性粒子直接植入病灶，近距离持续照射，破坏肿瘤细胞核的DNA双键，致死或亚致死肿瘤细胞，使其失去复制能力，从而达到治疗目的，同时所用同位素射线能量较低，能够有效避免射线在照射途中损伤正常组织。

放射性粒子组织间植入治疗肿瘤是一种非常有效的治疗手段，具有抑制肿瘤效率高，剂量分布合理，方便与手术配合形成互补等优点，但也存在放射性粒子植入后在组织内发生位移、粒子植入手术繁琐等缺点，而放射性粒子链是放射性粒子近距离治疗应用以来出现的新技术，即通过物理或化学方法将放射性粒子、影像标记物等多种组件通过生物相容性材料(尤其是生物可降解)组装成粒子链。

放射性粒子链的应用，具有如下优点：(1)放射性粒子链植入后不再因为体位变化或瘤体形变等原因出现迁移情况，使粒子剂量分布满足治疗计划系统(TPS)布源剂量要求。(2)增加了放射性粒子植入术的适应症，尤其是肿瘤部位存在松散组织，如肿瘤部位存在大量腺体，植入部位不适宜单个粒子植入的情况。(3)放射性粒子链一般都具有较好的弹性和机械性能，这样会随着肿瘤组织的缩小而发生顺应性变形。(4)放射性粒子链的成型材料一般由生物相容性材料(尤其是生物可降解材料)制作，材料的生物降解时间数周，与肿瘤接受放射性粒子照射后发生的萎缩周期相当，治疗结束后不影响正常组织。(5)放射性粒子链使用的成型材料使得放射性粒子不与肿瘤组织直接接触，这样避免了局部组织因剂量过度而发生坏死现象。(6)通过植入系统植入粒子链，可以一次性实现多颗放射性粒子布局，减少了植入手术时间和医护人员的照射剂量。(7)放射性粒子链组装由厂家完成，方便用户，提高了产品附加值。

如中国专利，名称为《可控快速降解的镁及镁合金管连接的放射性粒子链》申请公布号为CN101987226A的发明专利，以及名称为《可控快速降解的镁及镁合金连接的放射性粒子链》申请公布号为CN101804238A的发明专利，公开了一种放射性粒子链，其使用镁以及镁合金将放射性粒子连接成链，连接方式为焊接，在焊接的过程中难以控制粒子链的形状，并且在焊接过程中难免造成高温，会对放射性粒子本身造成不利的影响。并且其各部分材料固定无法改变，无法向其添加具有特殊功能的材料或组件。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放射性粒子链用以克服上述技术缺陷。

实现上述目的，本发明提供一种放射性粒子链，其特征在于，包括至少一放射性粒子与一包裹层；

所述放射性粒子为放射源，并且至少有一部分被所述包裹层包裹；

所述包裹层材料包括固化后的海藻酸盐；

其还包括内应力方向相反、大小相等的一第一应力层6与一第二应力层7，所述第一应力层6降解速度比所述包裹层2降解速度慢，且所述第二应力层7降解速度比所述包裹层2降解速度快，所述第一应力层6与所述第二应力层7附着于所述包裹层外。

较佳的，所述固化后的海藻酸盐包括可溶性海藻酸盐，还包括含有Ca²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺或Al³⁺的离子盐中的一种或多种。

较佳的，所述可溶性海藻酸盐包括海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种或几种。

较佳的，所述包裹层的材料还包括辅助赋形材料和/或增塑剂。

较佳的，所述辅助赋形材料包括水溶性高分子材料，所述辅助赋形材料占所述包裹层比重不超过10％；

所述增塑剂包括多元醇类，所述增塑剂占所述包裹层比重不超过10％。

较佳的，所述水溶性高分子材料为淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、明胶、果胶、琼脂、阿拉伯胶、透明质酸、壳聚糖、黄原胶、聚乙二醇、聚丙烯酸及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或多种；

所述多元醇类为甘油和山梨醇中的一种或两种。

较佳的，其还包括至少一间隔组件，所述间隔组件至少有一部分包裹在所述包裹层中，用于优化所述放射性粒子放射剂量、改善所述放射性粒子链机械性能，所述间隔组件材料为生物可降解材料。

较佳的，其呈直线形、环形或网状。

较佳的，其还包括具有锚定放射性粒子链位置和/或标记和/或隔离功能的组件。

与现有技术相比较本发明的有益效果在于：本发明采用了亲水性的海藻酸盐作为成型材料，且赋形剂和增塑剂都是亲水性的材料，采用水溶性生物可降解材料作为包裹层材料，植入后在体内潮湿环境下可以软化，最后随着肿瘤组织的缩小而发生变形并最后降解，治疗过程结束后残留少，更符合临床应用要求；放射性粒子链在体内潮湿环境下可发生特异性的顺应性形变，形变为设计形状，可以使放射剂量最优；并可在放射性粒子链中方便添加其他具有锚定放射性粒子链位置、标记、隔离等特殊功能的组件，实用性强。

附图说明

图1为本发明放射性粒子链实施例一的结构图；

图2为本发明放射性粒子链实施例二的结构图；

图3为本发明放射性粒子链实施例三的结构图；

图4为本发明放射性粒子链实施例四的结构图；

图5为本发明放射性粒子链实施例五的结构图；

图6为本发明放射性粒子链实施例六的结构图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本发明放射性粒子链实施例一的结构图。

本发明公开一种放射性粒子链，其包括至少一个放射性粒子1，以及包裹在所述放射性粒子1外的包裹层2。

所述放射性粒子1是一种小型的放射源，所述放射源把放射性同位素装在钛管中，两端用激光或电子束技术焊接形成密封源，其尺寸一般为外径0.8mm，长度为4.5mm。放射性粒子1常用的核素有125I、103Pd、131Cs、198Au、169Yb、137Cs、192Ir、60Co、32P、90Sr、241Am、75Se、114In、152Cf等，尤其是103Pd和125I。在一个放射性粒子链中，所述放射性粒子1的数量并不固定，但应存在至少一个所述放射性粒子1。所述放射性粒子1应不仅限于上述尺寸以及上述核素，应理解为任何能够被所述包裹层2包裹并且具有放射治疗功能的放射源。

所述包裹层2包裹在所述放射性粒子之外，即所述放射性粒子至少有一部分被所述包裹层2包裹，所述包裹层2具有特定的形状，所述特定的形状是指根据实际需要适于特定疾病治疗所所设计成的形状，与模具形状有关。

所述包裹层2的材料包括一价的海藻酸盐-即可溶性海藻酸盐-在多价金属离子的存在下(如钙、铝、铁离子)发生离子交联反应形成水不溶性的凝胶，即所述包裹层2包括固化后的海藻酸盐。所述的海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵等水溶性海藻酸盐中的一种或几种，所述多价金属离子为Ca²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等可与海藻酸盐发生凝胶化反应的多价金属离子盐中的一种或几种。

所述包裹层2还包括辅助赋形材料，其一般包括水溶性高分子材料，包括但不限于淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、明胶、果胶、琼脂、阿拉伯胶、透明质酸、壳聚糖、黄原胶、聚乙二醇、聚丙烯酸及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇等，赋形剂的比重不超过10％。

所述包裹层2还包括增塑剂，其一般为多元醇类，包括但不限于甘油、山梨醇等，增塑剂的比重不超过10％。

所述放射性粒子1的外径一般为0.4mm-1.0mm，相应所述包裹层2包裹所述放射性粒子1部分，在延放射性粒子1外径方向不超过放射性粒子1外径0.4mm。

所述包裹层2中还通过包裹的形式包括其他具有锚定放射性粒子链位置、标记、隔离棒等特殊功能的组件。

所述辅助赋形材料与所述增塑剂均应优选亲水性材料，所以所述辅助赋形材料、所述增塑剂可以与所述固化的海藻酸盐配合，使所述包裹层2具有一定的机械性能，其具有一定的刚性，使之可以在未植入人体时保持稳定的性状；同时其在所述粒子链在植入后可以发生顺应性变形，在体内潮湿的环境下很快软化，但仍可保持一定的机械性能而不产生断裂。

所述辅助赋形材料与所述增塑剂均应优选可以被人体吸收或者降解的材料使其可在人体内吸收或降解。至于固化后的海藻酸盐本身，其在组织环境内可发生缓慢的去离子交联反应而发生溶解现象，虽然体内对多糖类海藻酸盐没有特异的降解酶，但海藻酸盐在组织内依然会缓慢发生多糖链断裂的降解效果。

本实施例一中所述放射性粒子数量为10个,均为0.9mCi125I粒子，将制得的放射性粒子链进行检测，外观呈线性，表面均匀，可顺利通过18号穿刺针头，将放射性粒子链两端放置于两块木板上，中间悬空，所述放射性粒子链未发生因自重而产生的变形，而且在链中间负重0.1克后仍无肉眼可见变形，表明放射性粒子链机械性能稳定，符合临床使用要求。

取四个本实施例中所述放射性粒子链，分别标号为T1、T2、T3、T4，对其进行稳定性及机械性能测试，参数设置为：

T1.直接进行检测；

T2.4℃密闭保存两个月；

T3.100℃烘箱处理1小时；

T4.浸泡在生理盐水5分钟。

测试方法为：一端固定使所述放射性粒子链呈垂直方向，底端悬挂重物的方式测量粒子链的断裂拉力；一端固定使粒子链呈水平方向，中间悬挂重物方式测量抗弯强度；37℃生理盐水中浸泡以粒子链中粒子散开不再呈链状、成型材料破裂成碎片作为完全降解的标准，测量降解参数。

测试结果如下：

其中，抗弯强度为0代表所述放射性粒子链因自重无法水平放置。

测试结果表明，所述放射性粒子链样品具有一定的断裂拉力和抗弯强度，在植入手术过程中不会轻易断裂和弯曲，较长时间的保存和高温处理对机械性能和降解性能影响不大，所述放射性粒子链浸泡入生理盐水后其成型材料会快速发生溶胀，从而失去大部分的机械稳定性，断裂拉力大幅度减小并失去抗弯曲强度，意味着所述放射性粒子链在植入体内后迅速软化，会随着肿瘤部位的缩小、病人日常活动造成的肿瘤部位压力等原因发生顺应性形变，而且在所述放射性粒子链完全降解之前依然保持链状。

请参阅图2所示，其为本发明实施例二结构图。

其包括五枚所述放射性粒子1与一所述包裹层2，整体放射性粒子链呈现出直线型，在直线型尽头的两枚所述放射性粒子1并没有被所述包裹层2完全包裹，而是具有一部分的裸露段。

所述放射性粒子链还可以包括间隔组件3，请参阅图3所示。

图3为本发明第三实施例结构图，本实施例中，所述放射性粒子链为线性结构，在每两个所述放射性粒子1中间存在一所述间隔组件3，所述间隔组件3加长了所述多个放射性粒子1之间的间距，从而达到控制放射剂量的作用。

应当注意，所述间隔组件3不存在固定的形状与尺寸，应理解为优化所述放射性粒子1放射剂量的结构，比如某些需要高放射性剂量的部位就无需使用间隔组件，这样放射性粒子1能集中释放射线，而某些部位就需要使用间隔组件来分散粒子的射线；并且，所述间隔组件3不存在固定的数量，一个较长或较大的所述间隔组件3也可以等效为多个较短较小的间隔组件。

在实施例一、二和三中，所述放射性粒子链均为直线结构，但实际上所述放射性粒子链可以为其他结构。

请参阅图4所示，其为本发明实施例四结构图。

实施例4中，八枚所述放射性粒子在所述包裹层的包裹之下围成圆环状，构成环状结构，此种环状结构的放射性粒子链可以如套索一样套在目标组织上。

所述间隔组件3优选为生物可降解材料，并且优选外径不大于放射性粒子外径。

所述间隔组件3可以与所述放射性粒子1和所述包裹层2配合，使所述放射性粒子链具有特定的形状，所述特定的形状是指未植入之前，所述放射性粒子链呈现稳定的固定的形状，该形状由治疗方案所确定，与模具形状有关。例如类似于实施例4中能够如套索一样套在肿瘤部位的环状结构，或在需要大面积放射治疗时，能够与器官形状匹配的网状结构。

请参阅图5所示，其为本发明实施例五结构图。

实施例五与实施例一大体相同，不同之处在于，所述放射性粒子链还包括一放射屏蔽结构4和锚点定位结构5，所述放射性屏蔽结构4与所述锚点定位结构5均埋在所述包裹层2中，所述放射性屏蔽结构4可以为隔离棒、屏蔽圈或其他相似结构，用于屏蔽所述放射性粒子1的辐射或辅助控制放射剂量，并可以通过屏蔽的结构实现定向辐射的功能；所述锚点定位结构5用于标记所述放射性粒子链或所述放射性粒子1的位置，在所述包裹层2(如果存在，还包括所述间隔组件3)经过一段时间在体内降解后，所述放射性粒子链的结构已不复存在，所述放射性粒子1分散在注射通道内，难以找到，所述锚点定位结构5可以为便于从视觉上或者便于被探测器探测到的结构，从而放射治疗过程完毕后，所述放射性粒子1容易被发现。

请参阅图6所示，其为本发明实施例六结构图。

实施例五与实施例一大体相同，不同之处在于，所述放射性粒子链好包括一第一应力层6和一第二应力层7，所述第一应力层6与所述第二应力层7分列沿所述放射性粒子链径向两端，附着于所述放射性粒子链的所述包裹层外，对所述包裹层2以应力作用。所述第二应力层7产生的内应力与所述第一应力层6相等，但是所述第二应力层7产生材料构成与所述第一应力层6不同，所述第二应力层7使用比所述包裹层2更易在生物体内降解的材料，所述第一应力层6使用比所述包裹层2难降解的材料。在所述放射性粒子链未注射进生物体之内时，其可以呈现直线链状，便于注射；在注射进生物体之后，由于所述第二应力层7很快降解消失，其所带来的应力也随之消失，所述第一应力层6对所述包裹层2施加的应力成为所述放射性粒子链的形变主导，所述放射性粒子链在生物体内开始弯曲，达到优化放射剂量的作用。

所述第一应力层6和所述第二应力层7可以进行设计，包括降解参数与覆盖参数，通过设计可以实现所述放射性粒子链在生物体内注射后变成所期望的形状，达到优化放射剂量的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种放射性粒子链，其特征在于，包括至少一放射性粒子与一包裹层；

所述放射性粒子为放射源，并且至少有一部分被所述包裹层包裹；

所述包裹层材料包括固化后的海藻酸盐；

其还包括内应力方向相反、大小相等的一第一应力层(6)与一第二应力层(7)，所述第一应力层(6)降解速度比所述包裹层(2)降解速度慢，且所述第二应力层(7)降解速度比所述包裹层(2)降解速度快，所述第一应力层(6)与所述第二应力层(7)附着于所述包裹层外。

2.如权利要求1所述的放射性粒子链，其特征在于，所述固化后的海藻酸盐包括可溶性海藻酸盐，还包括含有Ca²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺或Al³⁺的离子盐中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的放射性粒子链，其特征在于，所述可溶性海藻酸盐包括海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的放射性粒子链，其特征在于，所述包裹层的材料还包括辅助赋形材料和/或增塑剂。

5.如权利要求4所述的放射性粒子链，其特征在于，

所述辅助赋形材料包括水溶性高分子材料，所述辅助赋形材料占所述包裹层比重不超过10％；

所述增塑剂包括多元醇类，所述增塑剂占所述包裹层比重不超过10％。

6.如权利要求5所述的放射性粒子链，其特征在于，

所述水溶性高分子材料为淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、明胶、果胶、琼脂、阿拉伯胶、透明质酸、壳聚糖、黄原胶、聚乙二醇、聚丙烯酸及其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或多种；

所述多元醇类为甘油和山梨醇中的一种或两种。

7.如权利要求1所述的放射性粒子链，其特征在于，其还包括至少一间隔组件，所述间隔组件至少有一部分包裹在所述包裹层中，用于优化所述放射性粒子放射剂量、改善所述放射性粒子链机械性能，所述间隔组件材料为生物可降解材料。

8.如权利要求1至7中任一项权利要求所述的放射性粒子链，其特征在于，其呈直线形、环形或网状。

9.如权利要求1至7中任一项权利要求所述的放射性粒子链，其特征在于，其还包括具有锚定放射性粒子链位置和/或标记和/或隔离功能的组件。