CN117731963A - 局部近距放射治疗装置和治疗恶性癌细胞的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及局部近距放射治疗装置和治疗恶性癌细胞的方法。一种柔性近距放射治疗装置(1),包括生物可再吸收的载体基质结构(2),其包括多个放射性同位素粒子(3)并且具有相对的第一表面和第二表面并且在伤口部位植入时,以基本上比多个放射性同位素粒子(3)的半衰期更长的速率降解。与所述第一表面相邻定位的亲水性基底(4)在伤口部位植入时以短于生物可再吸收的载体基质结构(2)的速率降解,以防止装置(1)在多个放射性同位素粒子(3)的半衰期期间迁移。与所述第二表面相邻定位的水凝胶基底(5)以比多个放射性同位素粒子(3)的半衰期更长的速率屏蔽放射性并降解。
Description
本申请是申请日为2019年03月07日,申请号为201980017652.7,发明名称为“局部近距放射治疗装置和治疗恶性癌细胞的方法”的申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年3月7日提交的澳大利亚临时专利申请第2018900745号的优先权,其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于在身体中的伤口部位上施加的近距放射治疗装置。在一些实例中,该装置可以用于治疗身体的癌症。
背景技术
癌症是一种细胞疾病,影响到身体的多个器官,影响着世界上大量的人。当调节体内细胞生长的正常机制被扰乱时,细胞可能开始以不受控制的方式生长。当身体中的正常细胞开始发展成不正常的生长模式,并且没有经历正常的细胞生命周期(包括细胞死亡)时,癌症就会发生。异常细胞不受控制的快速生长和侵袭正常组织是恶性癌症的定义。癌细胞可能会发生转移,从而脱离其原发部位,并移动到身体的其他部位,在那里它们开始生长新的肿瘤沉积。
癌症的治疗可以包括手术、化疗和放射治疗或其组合。对于大多数癌症,如果癌症呈现出局限于一个器官,手术通常是治疗的首选,并对患者进行初步检查,以确定肿瘤是否可以通过手术方式切除。有些癌症可以手术切除转移性沉积,如结直肠肿瘤、黑色素瘤和神经内分泌肿瘤。
在手术切除癌性肿瘤时,重要的是完全移除或破坏所有的恶性细胞。手术切除癌症需要切除一个或多个肿瘤,包括肿瘤周围的正常组织边缘,以确保整个病灶都被切除。这通常包括切除原发性肿瘤可能扩散到的淋巴结。通常,在手术时对切除的组织的切除边缘进行病理学检查,以确保肿瘤已经完全切除。
大型癌症手术最令人担心的并发症之一是不完全切除,即在切除边缘出现微小的肿瘤细胞。冰冻切片组织学的使用降低了这种发生的可能性,但并不能消除这种可能性,如果没有免疫组织化学的设施来识别肿瘤细胞,这种方法的准确性会大大降低。其次,许多癌症沿着淋巴通道浸润,或沿着神经周围淋巴管浸润,在手术时不可能被发现。
肿瘤细胞在癌症手术过程中可能会被留下来,因为它们已经侵入了一个关键结构,而这个结构不能在单个患者身上安全地切除或重建。在许多情况下,指征手术是对患者生理的生理和新陈代谢的损害,以至于再次手术和进一步切除是不可能的。在这些情况下,切缘呈阳性的单个患者的存活率比同等切缘清晰的患者要低得多。
目前处理接近切缘或阳性切缘的方法是在手术床上加或不加辅助放疗的化疗。这种治疗在防止局部复发方面往往无效,而且毒性很大。肿瘤细胞获得的放射剂量受到严重限制,因为周围存在对放射敏感的结构,如肠道,而且在开始化疗之前,需要等待重建的结构(如吻合口)愈合。
这会导致手术床上控制肿瘤的放射剂量无效,而且往往会在化疗开始前延迟8-10周。在这段时间里,大手术的免疫学/炎症性损伤降低了身体对抗肿瘤细胞的能力,阳性边缘的细胞得不到治疗,这往往会导致局部复发,然后可能会转移到全身。
最近,人们逐渐认识到高剂量率近距放射治疗装置用于处理不能手术的肿瘤的效用。由动脉内注射的β发射粒子设计的放射性同位素在治疗不能手术的肝脏肿瘤方面显示出潜力,悬浮在二氧化硅稀释剂中的β-发射体已经显示出通过插入体腔或组织的特殊施源器直接注射或定位到不能手术的胰腺肿瘤的早期潜力。然而,目前还没有合适的装置用于常规管理术后切缘阳性的患者的风险,并且基于现有技术的当前装置不能用作常规的手术辅助设备。制造这种常规手术装置的障碍包括高成本、适度的不灵活性、非生物可再吸收的放射性同位素来源以及缺乏可吸收的单向性。
本说明书中已经包括的对文献、法案、材料、装置、文章等的任何讨论不应被视为承认任何或所有这些内容形成现有技术基础的一部分,或者是与本发明相关的领域中的公知常识,因为其在本申请的每个权利要求的优先权日之前存在。
在整个说明书中,词语“包括(comprise)”或诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变化形式将被理解为意指包括所陈述的要素、整数或步骤,或要素、整数或步骤的组,但不排除任何其他要素、整数或步骤,或要素、整数或步骤的组。
发明内容
现有技术的近距放射治疗装置通常是非柔性的,并且不能被身体完全生物可吸收和生物可再吸收。这是因为使用了非生物可吸收/生物可再吸收的放射性同位素源,或用于使装置单向的金属屏蔽。这又不允许在切除后对该部位进行准确成像。现有技术的非柔性的近距放射治疗装置也不适合于手术的辅助方法,因为它们不能完全适应手术床,从而为每个细胞提供均匀的剂量。现有技术的装置促进了离散金属密封源的生产,该离散金属密封源可以通过柔性膜连接在一起。它们在顺应性,剂量分布和体内不可吸收方面都受到限制。永久植入体内(特别是在可能被微生物污染的手术区域中)的异物如现有技术的近距放射治疗种子对于患者而言具有非常高的慢性感染风险和严重的发病率。如果近距放射治疗种子中有任何长期残留物,这种风险不能通过部分可吸收的装置来减轻。因此,希望近距放射治疗装置是柔性的、单向的(以便外科医生和手术室工作人员对辐射的暴露最小),并且在体内完全生物可再吸收,这样就不会有异物或金属物质长期残留。
一种用于施加在身体的伤口部位上的柔性近距放射治疗装置,该装置包括:生物可再吸收的载体基质结构,其包括多个放射性同位素粒子,生物可再吸收的载体基质结构配置成当在伤口部位处植入时,以基本上比多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解,使得来自多个放射性同位素粒子的活性局限于伤口部位,其中生物可再吸收的载体基质结构具有相对的第一表面和第二表面;亲水性基底,其与生物可再吸收的载体基质结构的第一表面相邻定位,其中亲水性基底粘附到伤口部位,亲水性基底配置成当在伤口部位植入时以比生物可再吸收的载体基质结构短的速率降解,以防止装置在多个放射性同位素粒子的半衰期期间迁移;以及水凝胶基底,其邻近生物可再吸收的载体基质结构的第二表面定位,水凝胶基底配置成屏蔽放射性并以比多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解。
生物可再吸收的载体基质可以通过将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质来形成。生物可再吸收的载体基质可进一步通过沉淀放射性同位素以在生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子来形成。
疏水性物质可包括亲水性表面以形成生物可再吸收的载体基质结构。水溶液可以包括放射性离子。
放射性离子衍生自以下中的一种或多种:磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钾、磷酸二钾、正磷酸或焦磷酸四钠或含碘化物的可溶性化合物。
生物可再吸收的载体基质结构可以配置有可通过酶促方法降解的材料。生物可再吸收的载体基质结构可以配置有可被焦磷酸酶降解的材料。
生物可再吸收的载体基质结构可以通过将放射性同位素的水溶液吸附或分散至无定形或半结晶疏水性物质来提供,以提供生物可再吸收的载体基质结构。无定形或半结晶疏水性物质可包括亲水性表面。
多个放射性同位素粒子可以包括磷酸钙的化合物分子中的元素。磷酸钙的化合物分子可以包括以下中的一种或多种:焦磷酸钙、磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸八钙、磷酸三钙、羟磷灰石、氟磷灰石或磷酸四钙。
沉淀剂可以包括钙离子的水溶液。沉淀剂可以包括氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙或溴化钙中的一种或多种。
生物可再吸收的载体基质在性质上可以是无定形的或半结晶的。生物可再吸收的载体基质可以是部分半结晶的,使得装置的降解速率基于多个放射性同位素粒子的半衰期并且通过结晶度的改变。
在该装置中,水凝胶基底可以与柠檬酸交联,其中选择柠檬酸的百分比来指定水凝胶基底降解的速率,以保持结构完整性和屏蔽能力。该百分比可以在2.5%与10%之间。柠檬酸交联可以通过氧化钛催化。
该装置可以进一步包括邻近水凝胶基底的表面定位的惰性粘合剂层,其中该惰性粘合剂层配置成粘附到伤口部位。
该装置可进一步包括邻近惰性粘合剂层定位的可移除膜,其中可移除膜可从惰性粘合剂层移除以将惰性粘合剂层的表面暴露于伤口部位。
一种制造施加在身体的伤口部位上的柔性近距放射治疗装置的方法,所述方法包括:形成生物可再吸收的载体基质结构,该生物可再吸收的载体基质结构包括多个放射性同位素粒子,其中,生物可再吸收的载体基质结构配置成以基本上比放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解,使得来自多个放射性同位素粒子的活性局限于伤口部位,其中生物可降解的载体基质结构具有相对的第一表面和第二表面;形成亲水性基底,该亲水性基底与生物可再吸收的载体基质结构的第一表面相邻,其中亲水性基底粘附到伤口部位,亲水性基底配置成当在伤口部位植入时以比生物可再吸收的载体基质结构短的速率降解,以防止装置在多个放射性同位素粒子的半衰期期间迁移;以及形成水凝胶基底,该水凝胶基底邻近生物可再吸收的载体基质结构的第二表面,水凝胶基底配置成屏蔽放射性并以比多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解。
在该方法中,生物可再吸收的载体基质结构可以通过以下形成:将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质上。生物可再吸收的载体基质结构可通过沉淀放射性同位素以在生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子来形成。疏水性物质可包括亲水性表面。
水溶液可以包括放射性离子。
在该方法中,生物可再吸收的载体基质结构可以通过以下形成:将放射性同位素的水溶液吸附或分散至无定形或半结晶疏水性物质以提供可再吸收的载体基质结构。无定形或半结晶疏水性物质可包括亲水性表面。
一种包括多个放射性同位素粒子的生物可再吸收的载体基质结构,其中生物可再吸收的载体基质结构通过以下形成:将放射性同位素的水溶液吸附或分散至疏水性物质来生产生物可再吸收的载体基质结构。生物可再吸收的载体基质结构可通过沉淀放射性同位素以在生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子来形成。疏水性物质可包括亲水性表面。
水溶液可以包括放射性离子。
生物可再吸收的载体基质结构可以通过以下形成:将多个不溶性放射性同位素粒子吸附或分散至无定形或半结晶疏水性物质以提供生物可再吸收的载体基质结构。无定形或半结晶疏水性物质可包括亲水性表面。
生物可再吸收的载体基质结构在性质上可以是无定形的或半结晶的。
生物可再吸收的载体基质结构可以配置成当在伤口部位植入时,以基本上比多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解,使得来自多个不溶性放射性同位素粒子的活性局限于伤口部位。
该生物可再吸收的载体基质可以配置成在用于在伤口部位上施加的近距放射治疗装置中使用,该装置包括:亲水性基底,其与生物可再吸收的载体基质结构的第一表面相邻定位,其中亲水性基底粘附到伤口部位,亲水性基底配置成当在伤口部位植入时以比生物可再吸收的载体基质结构短的速率降解,以防止装置在多个放射性同位素粒子的半衰期期间迁移。
该生物可再吸收的载体基质可以配置成在用于在伤口部位上施加的近距放射治疗装置中使用,该装置包括:水凝胶基底,其邻近生物可再吸收的载体基质结构的第二表面定位,水凝胶基底配置成屏蔽放射性并以比多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解。
一种用于制造包括多个放射性同位素粒子的生物可再吸收的载体基质的方法,该方法包括:将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质上。生物可再吸收的载体基质可通过沉淀放射性同位素以在生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子来形成。疏水性物质可包括亲水性表面。
水溶液可以包括放射性离子。
一种用于将近距放射治疗装置施加到身体的伤口部位的施源器装置,该施源器装置包括:上壳体,其具有凹部以接纳近距放射治疗装置;可移除底部,其与上壳体附接,其中当该可移除底部与上壳体附接时屏蔽来自该近距放射治疗装置的辐射;其中,可移除底部可从上壳体移除,以将近距放射治疗装置的第一表面暴露于伤口部位。
可移除底部可以与上壳体可滑动地附接并且可以从上壳体可滑动地移除。
上壳体可以进一步包括与凹部流体连接的入口端口,以允许流体通过入口端口引入凹部中的近距放射治疗装置。
施源器装置可以进一步包括可溶性粘合剂以额外地固定上壳体和可移除底部,其中可溶性粘合剂是通过引入凹部中的液体可溶解的,以允许可移除底部从上壳体可滑动地移除。
上壳体可以包括透明、半透明或透光材料以屏蔽β辐射。上壳体可以由丙烯酸酯聚合物形成。
施源器装置可进一步包括在上壳体处的手柄,以帮助将施源器装置和近距放射治疗装置放置到伤口部位。
近距放射治疗系统包括:如上所述的施源器装置和如上的近距放射治疗装置,其中水凝胶基底通过施源器装置的入口端口在平衡含水量下水合。
本申请还提供了以下项目:
1.一种用于施加在身体的伤口部位上的柔性近距放射治疗装置,所述装置包括:
生物可再吸收的载体基质结构,其包括多个放射性同位素粒子,所述生物可再吸收的载体基质结构配置成当在伤口部位处植入时,以基本上比所述多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解,使得来自所述多个放射性同位素粒子的活性局限于所述伤口部位,其中所述生物可再吸收的载体基质结构具有相对的第一表面和第二表面;
亲水性基底,其与所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第一表面相邻定位,其中所述亲水性基底粘附到所述伤口部位,所述亲水性基底配置成当在所述伤口部位植入时以比所述生物可再吸收的载体基质结构更短的速率降解,以防止所述装置在所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期期间迁移;和
水凝胶基底,其邻近所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第二表面定位,所述水凝胶基底配置成屏蔽放射性并以比所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期更长的速率降解。
2.根据项目1所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质通过以下形成:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质上。
3.根据项目2所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质进一步通过以下形成:
沉淀所述放射性同位素以在所述生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子。
4.根据项目2或3所述的装置,其中,所述疏水性物质包括亲水性表面。
5.根据项目2、3或4所述的装置,其中,所述水溶液包括放射性离子。
6.根据项目5所述的装置,其中,所述放射性离子衍生自一种或多种以下化合物:磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钾、磷酸二钾、正磷酸或焦磷酸四钠或含碘化物的可溶性化合物。
7.根据前述项目中任一项所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构配置有可通过酶促方法降解的材料。
8.根据前述项目中任一项所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构配置有可通过焦磷酸酶降解的材料。
9.根据项目1所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构通过以下提供:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散至无定形或半结晶疏水性物质以提供所述生物可再吸收的载体基质结构。
10.根据项目9所述的装置,其中,所述无定形或半结晶疏水性物质包括亲水性表面。
11.根据以上项目中任一项所述的装置,其中,所述多个放射性同位素粒子是磷酸钙的化合物分子中的元素。
12.根据项目8所述的装置,其中,磷酸钙的所述化合物分子包括以下中的一种或多种:焦磷酸钙、磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸八钙、磷酸三钙、羟磷灰石、氟磷灰石、磷酸四钙。
13.根据项目4至9中任一项所述的装置,其中,所述沉淀剂包括钙离子的水溶液。
14.根据项目10所述的装置,其中,所述沉淀剂包括氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙或溴化钙中的一种或多种。
15.根据项目2至14中任一项所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质在性质上是无定形的或半结晶的。
16.根据项目15所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质是部分半结晶的,使得所述装置的所述降解速率基于所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期并且通过结晶度的改变。
17.根据前述项目中任一项所述的装置,其中,所述水凝胶基底与柠檬酸交联,其中选择柠檬酸的百分比以指定所述水凝胶基底降解的所述速率以维持结构完整性和屏蔽能力。
18.根据项目17所述的装置,其中,所述百分比在2.5%与10%之间。
19.根据项目17或18所述的装置,其中,所述柠檬酸交联由二氧化钛催化。
20.根据前述项目中任一项所述的装置,进一步包括邻近所述水凝胶基底的表面定位的惰性粘合剂层,其中所述惰性粘合剂层配置成粘附到所述伤口部位。
21.根据项目20所述的装置,进一步包括邻近所述惰性粘合剂层定位的可移除膜,其中所述可移除膜可从所述惰性粘合剂层移除以将所述惰性粘合剂层的表面暴露于所述伤口部位。
22.一种制造施加在身体的伤口部位上的柔性近距放射治疗装置的方法,所述方法包括:
形成生物可再吸收的载体基质结构,所述生物可再吸收的载体基质结构包括多个放射性同位素粒子,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构配置成以基本上比所述放射性同位素粒子的所述半衰期更长的速率降解,使得来自所述多个放射性同位素粒子的活性局限于所述伤口部位,其中所述生物可降解的载体基质结构具有相对的第一表面和第二表面;
形成亲水性基底,所述亲水性基底与所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第一表面相邻,其中所述亲水性基底粘附到所述伤口部位,所述亲水性基底配置成当在所述伤口部位植入时,以比所述生物可再吸收的载体基质结构更短的速率降解,以防止所述装置在所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期期间迁移;和
形成水凝胶基底,所述水凝胶基底邻近所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第二表面,所述水凝胶基底配置成屏蔽放射性并以比所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期更长的速率降解。
23.根据项目22所述的方法,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构通过以下形成:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质上。
24.根据项目22所述的方法,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构通过以下形成:
沉淀所述放射性同位素以在所述生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子。
25.根据项目23或24所述的方法,其中,所述疏水性物质包括亲水性表面。
26.根据项目22至25中任一项所述的方法,其中,所述水溶液包括放射性离子。
27.根据项目22所述的方法,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构通过以下形成:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散至无定形或半结晶疏水性物质以提供所述生物可再吸收的载体基质结构。
28.根据项目27所述的方法,其中,所述无定形或半结晶疏水性物质包括亲水性表面。
29.一种包括多个放射性同位素粒子的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构通过以下形成:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散至疏水性物质以生产所述生物可再吸收的载体基质结构。
30.根据项目29所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构进一步由以下形成:
沉淀所述放射性同位素以在所述生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子。
31.根据项目29或30所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述疏水性物质包括亲水性表面。
32.根据项目29、30或31所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述水溶液包括放射性离子。
33.根据项目25所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构由以下形成:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散至无定形或半结晶疏水性物质以提供所述生物可再吸收的载体基质结构。
34.根据项目33所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述无定形或半结晶疏水性物质包括亲水性表面。
35.根据项目29至34中任一项所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述生物可再吸收的载体基质在性质上是无定形的或半结晶的。
36.根据项目29至35中任一项所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构配置成当在伤口部位植入时,以基本上比所述多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解,使得来自所述多个不溶性放射性同位素粒子的活性局限于所述伤口部位。
37.根据项目29至36中任一项所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述生物可再吸收的载体基质配置成在用于伤口部位的近距放射治疗装置中使用,所述装置包括:
亲水性基底,其与所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第一表面相邻定位,其中所述亲水性基底粘附到所述伤口部位,所述亲水性基底配置成当在所述伤口部位植入时,以比所述生物可再吸收的载体基质结构更短的速率降解,以防止所述装置在所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期期间迁移。
38.根据项目29至36中任一项所述的生物可再吸收的载体基质结构,其中,所述生物可再吸收的载体基质配置成在用于伤口部位的近距放射治疗装置中使用,所述装置包括:
水凝胶基底,其邻近所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第二表面定位,所述水凝胶基底配置成屏蔽放射性并以比所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期更长的速率降解。
39.一种用于制造包括多个放射性同位素粒子的生物可再吸收的载体基质的方法,所述方法包括:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质上。
40.根据项目39所述的方法,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构通过以下形成:
沉淀所述放射性同位素以在所述生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子。
41.根据项目39或40所述的方法,其中,所述疏水性物质包括亲水性表面。
42.根据项目39至42中任一项所述的方法,其中,所述水溶液包括放射性离子。
43.一种用于将近距放射治疗装置施加到身体的伤口部位的施源器装置,所述施源器装置包括:
上壳体,其具有凹部以接纳近距放射治疗装置;
可移除底部,其与所述上壳体附接,其中当所述可移除底部与所述上壳体附接时屏蔽来自所述近距放射治疗装置的辐射;
其中,所述可移除底部可从所述上壳体移除,以将所述近距放射治疗装置的第一表面暴露于伤口部位。
44.根据项目43所述的施源器装置,其中,所述可移除底部与所述上壳体可滑动地附接并且可从所述上壳体可滑动地移除。
45.根据项目43或44所述的施源器装置,其中,所述上壳体进一步包括与所述凹部流体连接的入口端口,以允许流体通过所述入口端口引入到所述凹部中的所述近距放射治疗装置。
46.根据项目43、44或45所述的施源器装置,进一步包括可溶性粘合剂以额外地固定所述上壳体和所述可移除底部,其中所述可溶性粘合剂能通过引入所述凹部中的液体溶解,以允许所述可移除底部从所述上壳体可滑动地移除。
47.根据项目43至46中任一项所述的施源器装置,其中,所述上壳体包括透明、半透明或透光材料以屏蔽β辐射。
48.根据项目47所述的施源器装置,其中,所述上壳体由丙烯酸酯聚合物形成。
49.根据项目43至48中任一项所述的施源器装置,进一步包括在所述上壳体处的手柄,以帮助将所述施源器装置和近距放射治疗装置放置到所述伤口部位。
50.一种近距放射治疗系统,包括:
根据项目43至48中任一项所述的施源器装置;和
根据项目1至21中任一项所述的近距放射治疗装置;
其中,所述水凝胶基底在平衡水含量下通过所述施源器装置的所述入口端口水合。
附图说明
将参考以下附图描述本发明的实施例:
图1示出了近距放射治疗装置的示意图;
图2示出了在吸收亲水性基底之后的近距放射治疗装置的另一示意图;
图3示出了近距放射治疗装置的截面示意图;
图4示出了在吸收亲水性基底之后的近距放射治疗装置的另一截面示意图;
图5示出了在进一步吸收亲水性基底、水凝胶降解和放射性同位素衰变之后,近距放射治疗装置的另一截面示意图;
图6示出了施源器装置的示意图;
图7示出了施源器装置的另一示意图;
图8示出了近距放射治疗装置的另一示意图;
图9示出了图8中的装置的截面示意图;
图10示出了近距放射治疗装置的另一示意图;
图11示出了用于制造近距放射治疗装置的方法;
图12示出了施源器装置的另一示意图;
图13示出了施源器装置的另一示意图;并且
图14示出了施源器装置的另一示意图。
具体实施方式
概述
图1示出了近距放射治疗装置的实例。装置1可以在身体的伤口部位上使用,例如在手术期间。装置1包括生物可再吸收的载体基质结构2,其包括多个放射性同位素粒子3。生物可再吸收的载体基质结构2配置成当在伤口部位植入时,以基本上比多个放射性同位素粒子2的半衰期更长的速率降解。这样,来自多个放射性同位素粒子2的活性局限于伤口部位。生物可再吸收的载体基质结构2具有相对的第一表面和第二表面21、22。
装置1还包括邻近生物可再吸收的载体基质结构2的第一表面21定位的亲水性基底4。亲水性基底4粘附于伤口部位。亲水性基底配置成当在伤口部位处植入时,以比生物可再吸收的载体基质结构更短的速率降解,以防止装置在多个放射性同位素粒子3的半衰期期间迁移。
装置1还包括邻近生物可再吸收的载体基质结构2的第二表面22定位的水凝胶基底5。在一些实例中,水凝胶基底5粘附到亲水性基底4并与亲水性基底4整合。水凝胶基底5经配置以屏蔽放射性且以比多个放射性同位素粒子3的实质活性更长的速率(例如,以比多个放射性同位素粒子3的半衰期更长的速率)降解。以此方式,水凝胶基底5屏蔽放射性直到放射性衰变使得生物可再吸收的载体基质结构2基本上上无活性(放射性)和安全。
装置1可适于最小化和/或控制癌症手术后的恶性肿瘤和浆液瘤的局部复发。装置1还可以适合于最小化和/或控制在手术的切除边缘处的微小肿瘤细胞的不受控制的生长。
有利的是,装置1配置成在体内是完全生物可吸收的和/或生物可再吸收的。这样,装置可以“在体内”完全降解/替代。此外,装置1还具有作为完全密封的源的优点(同时具有显著的放射性)。在一些实例中,装置1构造成使得其能够承受在室温下浸入水、磷酸盐缓冲盐水或其他生理相容性流体24小时而不会显著损失放射性同位素。
进一步的优点是,多个放射性同位素粒子3保持在伤口部位的适当位置,直到它们不再是基本上放射性的。
还有一个优点是,近距放射治疗装置1配置为柔性的并且符合伤口部位。
现在将详细描述示例性近距放射治疗装置1的细节。
生物可再吸收的载体基质2
如上所述,装置1包括生物可再吸收的载体基质结构2,其包括多个放射性同位素粒子3。在一些实例中,生物可再吸收的载体基质2通过将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质来形成。生物可再吸收的载体基质可进一步通过沉淀放射性同位素以在生物可再吸收的载体基质结构2中形成多个不溶性放射性同位素粒子来形成。在该实例中,水溶液可以包括放射性离子。放射性离子可以包括以下中的一种或多种:磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钾、磷酸二钾、正磷酸或焦磷酸四钠或含碘化物的可溶性化合物。
多个放射性同位素粒子3可以包括β发射体。在其他实例中,多个放射性粒子3可以包括γ发射体或混合的γ/β发射体。在一些实例中,多个放射性同位素粒子3可以是磷酸钙化合物家族中的元素。在一个实例中,多个放射性同位素粒子3可以包括焦磷酸钙的化合物分子中的元素。这可以包括以下的化合物分子:磷酸钙、磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸八钙、磷酸三钙、羟磷灰石、氟磷灰石或磷酸四钙。在一些实例中,多个放射性同位素粒子3可以包括水合或无水形式的化合物分子。
在其他实例中,多个放射性同位素粒子3可以包括以下中的一种或多种:钇-90、铱-192、钯-103、铯-137、碘-131、碘-125、碘-123、33-磷(33P)、32-磷(32P)或一定比率的33-磷与32-磷和/或含有此类同位素的化合物。在一些实例中,与单独的P32相比,使用一定比率的33P与32P放射性同位素作为多个放射性同位素粒子3减少了来自处理的附带辐射暴露。应当理解,在本说明书中,放射性同位素粒子3可包括含有放射性同位素的化合物。
生物可再吸收的载体基质结构2配置成当在伤口部位植入时,以基本上比多个放射性同位素粒子3的半衰期更长的速率降解。这样,来自多个放射性同位素粒子的活性局限于伤口部位。
图5示出了装置1在多个放射性同位素粒子3的显著核衰变之后的截面图。如图所示,在亲水性基底4、水凝胶5的降解和多个放射性同位素粒子3的核衰变之后,生物可再吸收的载体基质结构2保持在适当位置。使生物可再吸收的载体基质持续的时间比放射性同位素的实质放射性(例如放射性同位素的半衰期)更长,确保了放射性局限于手术边缘伤口床7处的伤口部位100。
可以通过生物可再吸收的载体基质结构2和/或亲水性基底4的特征来确定来自多个放射性同位素粒子3的辐射的递送速率。
在一些实例中,多个放射性同位素粒子3可以包括中等(30天内)半衰期粒子。以这种方式,生物可再吸收的载体基质结构2可以以基本上比30天更长的速率降解。
生物可再吸收的载体基质结构2可以通过将多个不溶性放射性同位素粒子吸附或分散到具有亲水性表面的疏水性物质来形成。疏水性物质可以是微孔的或大孔的。
在一些实例中,疏水性物质可包括亲水性表面。以这种方式,如下描述,可以通过毛细作用将含有放射性离子的溶液吸入到微孔疏水性物质中。没有亲水性表面,放射性离子可能不会以这种方式分布。或者,在不具有亲水性表面的疏水性物质的实例中,放射性粒子可被热压/压印到疏水性物质上。
在一个实例中,如下制备具有亲水性表面的微孔疏水性物质。疏水性的,可生物降解的聚合物例如聚己内酯(PCL)通过加入表面活性剂而变得亲水性。在一个实例中,表面活性剂可包括聚乙二醇-聚丙二醇嵌段单体(普朗尼克(Pluronic)P123)。在其他实例中,可以使用其他疏水性基生物聚合物,例如聚丙交酯或聚丙交酯的外消旋体,例如聚-L-丙交酯、聚-D-丙交酯或聚-DL-丙交酯(PDLLA)或其复合材料。
在进一步的实例中,可以添加亲水性共聚物以改善亲水性和用于交联的可用位点。亲水性共聚物的实例可包括胶原、藻酸盐、羧甲基纤维素和纤维素的其他形式、聚乙二醇、或大批聚乙二醇共聚物中的任一种。在一些实例中,可以添加部分无定形的聚合物如PDLLA或可生物降解的弹性体,包括但不限于(聚)甘油癸二酸酯(或基于聚氨酯的可生物降解的弹性体),以增加PCL的柔性,降低结晶度的百分比,和/或增加所得共混物的亲水性。
然后通过在无毒溶剂中掺入非常可溶的物质,例如可溶盐(NaCl,MgCl2等)或可溶液体(如甘油)或其他可溶组分,将新的缓慢水解的聚合物共混物制成微孔性的。可溶组分可以通过热和/或溶剂的组合从PCL共混物中浸出。这产生具有亲水性表面的微孔性、疏水性基质。该基质可以是缓慢吸收的。
在一些实例中,疏水性物质/基质的孔隙率还可通过在聚合物混合期间(例如在挤出机中)鼓入惰性气体来产生。该惰性气体可以包括氮气、二氧化碳或氩气。在其他实例中,疏水性物质/基质的孔隙率可通过在制剂中包括‘致孔剂’化合物如碳酸氢钠来产生。以这种方式,气体可以在暴露于热时被释放。
在另一个实例中,快速衰减的放射性同位素可以用于多个放射性同位素粒子。这可以促进使用纯亲水性载体基质作为生物可再吸收的载体基质结构2,包括聚乙交酯或交联的水凝胶的聚合物。
在另一个实例中,疏水性和亲水性组分可以在分批混合机或挤出机中充分混合,与两亲性聚合物或共聚物(如聚乙二醇或普朗尼克P123)相容,然后通过使用可生物降解的基质的低熔融温度,通过热压、注塑或挤出来掺入放射性同位素组分。
在一些实例中,可以通过向多个放射性同位素粒子添加沉淀剂来提供多个不溶性放射性同位素粒子3。在一个实例中,多个放射性同位素粒子3可以包括离子,使得沉淀剂被添加到多个放射性同位素离子。在一个实例中,放射性同位素离子可以悬浮在溶液中以形成放射性同位素水溶液并且散布遍及载体基质2。这使得多个放射性同位素粒子3处于不溶形式。在一个实例中,放射性同位素水溶液可由化合物焦磷酸四钠的元素组成。在其他实例中,可以使用能够沉淀进入生物可再吸收的不溶性盐的任何放射性同位素水溶液。这些包括含有32P磷酸根离子的任何水溶液,但在其他实例中包括但不限于放射性钙离子、放射性铬51、放射性碘离子(I-131、I-125、I-123等)、钯103、铯137等。
在一个实例中,沉淀剂包括氯化钙。在其他实例中,沉淀剂可以包括钙离子的另外的水溶液,包括氢氧化物或硝酸盐形式。沉淀剂可以包括氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙或溴化钙中的一种或多种。以此方式,多个不溶性放射性同位素粒子可为化合物焦磷酸钙(Ca2P2O7),无水,二水合物(Ca2P2O7·2H2O)或四水合物(Ca2P2O7·4H2O)中的元素。
沉淀剂还可以包括能够在体内被生物再吸收的任何不溶性或难溶性盐。这些包括任何种类的磷酸钙或磷酸铵镁(鸟粪石)的形式。在一个实例中,可吸收聚合物的官能团可以使用放射性碘化物125或131,或包埋/分布在整个生物可吸收载体基质中的结晶碘化物来碘化。在其他实例中,沉淀剂可以包括含有钙、镁、锌或铁的另一种分子。
在其他实例中,多个放射性同位素3可以吸附到阴离子交换树脂中,并且沉淀剂可以在吸附之后施加。在该实施例中,可以使用沉淀剂,例如磷酸铵镁(鸟粪石)。在另一个实例中,γ源例如铬51可以在阴离子交换树脂中沉淀或沉淀到可再吸收的放射性分子中。
然后可以通过添加共聚物来调节具有亲水性表面的微孔疏水性物质以实现部分结晶(半结晶)。这是一个优点,因为它使得装置1能够是柔性的,柔顺的并且符合伤口部位的形状。半结晶共混物可以改变纯PCL/聚丙交酯的长水解降解时间。即,装置1的降解速率可以通过改变生物可再吸收的载体基质结构2的结晶度来确定。在一些实例中,装置1的降解速率可基于多个放射性同位素粒子3的半衰期且通过结晶度的改变。因此,装置1适用于手术。
然后,生物可再吸收的载体基质结构2可以在体内完全生物降解。如上所述,这是装置1的优点。还有一个优点是,当这种装置1用于潜在污染的领域时,装置1可以防止慢性感染。在一些实例中,生物可再吸收的载体基质结构2可通过体内存在的细胞内、细胞外及酶促过程(例如焦磷酸酶或循环骨祖细胞和/或成熟骨细胞)而降解。在一些实例中,破骨细胞(或其循环的破骨细胞前体)可以降解结构2。破骨细胞可以降解、再吸收、改变和/或替代整个磷酸钙家族中的任一个。这可以包括任何不溶性的和生物可再吸收的化合物分子。在其他实例中,生物可再吸收的载体基质结构2可被身体中存在的其他酶降解。
在一些实例中,碘化化合物可用作放射性同位素粒子3。这可以包括使用放射性碘化物,例如碘-131、碘-125或碘-123,将可吸收聚合物的一个或多个官能团碘化。在其他实例中,可将结晶碘化物植入生物可吸收聚合物中。
以这种方式,随着时间的推移,多个不溶性放射性同位素粒子中的初始不溶性磷酸盐化合物可以通过身体的酶促过程被制成含水的。存在于多个不溶性放射性同位素粒子中的初始不溶性磷酸盐化合物可能是作为近距放射治疗的密封源进行安全外科处理所必需的。放射性同位素粒子/离子然后可以从生物可再吸收的载体基质结构2向伤口部位100扩散以在细胞内被吸收。然后放射性同位素粒子/离子可以被摄入癌细胞DNA以增加细胞凋亡。
在一些实例中,生物可再吸收的载体基质结构2可以被压制、挤出或注塑成所需形状,例如平板。生物可再吸收的载体基质结构2可以具有薄的网状表面界面。
生物可再吸收的载体基质结构2包括相对的第一表面和第二表面21、22。
在一些实例中,多个放射性同位素粒子3可以浸透在生物可再吸收的载体基质结构2和亲水性基底4之间的空间中。例如,可以存在由至少两个层形成的容器以接收多个放射性同位素粒子3。在该实施例中,放射治疗的密封源可以通过将放射性粒子与疏水层或部分疏水层层叠而获得。以此方式,层叠的放射性粒子可能能够完全或大部分被放置装置1的身体的过程生物吸收。在其他实例中,不溶性放射性同位素粒子或含有不溶性放射性同位素粒子的微孔基质(如离子交换树脂)可压印到生物可再吸收的载体基质结构2的表面中。
该装置的另一个优点是,由于多个放射性同位素粒子3嵌入在生物可再吸收的载体基质2内,所以如果需要返回到诊室进行管理,则可以安全地移除装置1(并且因此可以安全地移除放射性同位素源),同时保持单向屏蔽。
亲水性基底4
如上所述,装置1还包括邻近生物可再吸收的载体基质结构的第一表面21定位的亲水性基底4。亲水性基底4面向伤口部位,并且还粘附到伤口部位100。以此方式,亲水性基底4将装置1整合或交联到伤口部位。在一些实例中,亲水性基底4在生物可再吸收的载体基质结构的第一表面21处并且跨过第一表面21。这在图3中示出。
在一个实例中,以与水凝胶基底5相似的平衡水含量,以完全水合的状态提供亲水性基底4。以此方式,完全水合的亲水性基底4在植入和交联至伤口部位100的组织时可能不太可能经历尺寸的显著变化和/或形状的改变。在另一个实例中,亲水性基底4可以包括在装置和体内伤口部位100的组织之间产生酰胺键和/或氢-氢相互作用所需的物质的一部分。这样,添加物质可以活化装置和组织之间的交联,例如1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)、多巴或其他交联剂。
在一些其他实例中,亲水性基底4从伤口部位吸收水分以允许亲水性基底4润湿和凝胶化以符合伤口部位。亲水性基底4可以被选择为相对快速地吸收,从而允许装置1与伤口部位的紧密符合。在其他实例中,亲水性基底4可以配置为在三至五天内在伤口部位处被吸收。
亲水性基底4配置成当在伤口部位100处植入时,以比生物可再吸收的载体基质结构更短的速率降解,以防止装置在多个放射性同位素粒子3的半衰期期间迁移。这确保了装置1不会从伤口表面100移动。即,亲水性基底4配置为以比生物可再吸收的载体基质结构2更快的速率吸收。这允许多个放射性同位素粒子3保持在伤口部位的适当位置,直到其基本上不再是活性的4。在一些实例中,使放射性同位素实质上失活的时间可以在9至28天之间。
图2示出了装置1的实例,示出了亲水性基底4的更快吸收。如图所示,亲水性基底4已经被完全吸收。水凝胶基底5,生物可再吸收的载体基质结构2和多个放射性同位素粒子3保留在伤口部位的适当位置。
图4示出了示出亲水性基底4被吸收到伤口部位中的截面图。在该实例中,水凝胶基底5,生物可再吸收的载体基质结构2和多个放射性同位素粒子3保留在伤口部位100的适当位置。
亲水性基底4可以由交联聚合物组成。在一些实例中,亲水性基底4还包括以下中的一种或多种:任何种类的淀粉、羧甲基纤维素、甘油、木糖醇或柠檬酸、或其任何种类。在其他实例中,亲水性基底4可以包括其他外科粘合剂物质,例如碳二亚胺交联、多巴-赖氨酸相互作用或柠檬酸交联。
在其他实例中,亲水性基底4可包括生物相容性树脂、凝胶或柔性生物聚合物的薄层,使得其快速吸收水以符合手术床。也可以使用衍生自纤维素的其他聚合物。
亲水性基底4还可以包括放射增敏剂,如吉西他滨或卡培他滨。放射增敏剂可以通过溶剂浇铸技术、溶液浸泡或熔融挤出技术悬浮在亲水性基底4中。这样,当伤口部位吸收亲水性基底4时,放射增敏剂可以释放。这可以具有使在伤口部位中或靠近伤口部位的肿瘤细胞对来自多个放射性同位素粒子3的辐射敏感的效果。
亲水性基底4一旦应用于伤口部位就水合,形成与伤口部位相符的表面膜。如图3所示,亲水性基底4可以延伸超过生物可再吸收的载体基质结构2的边缘。
在一些实例中,亲水性基底4在伤口部位上提供伴随的止血效果,防止可能将装置1提离伤口部位的血肿。在该实例中,亲水性基底4还可以包括止血剂,例如凝血酶、纤维蛋白、纤维蛋白原或其他止血剂的涂层或悬浮液,以增加亲水性基底4的止血特性。
水凝胶基底5
装置1还包括邻近生物可再吸收的载体基质结构2的第二表面22定位的水凝胶基底5。水凝胶基底5能够实现顺应性、柔性和允许装置1的外科植入的能力。水凝胶基底5经配置以屏蔽放射性且以比多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解。水凝胶基底5还可经配置以在比多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率下完全水解。以此方式,水凝胶基底5配置成吸收任何发射的辐射以保护患者的周围组织,并且在一些情况下保护装置1的操作者,例如外科医生。这是该装置1的优点,因为与如上所述的现有技术的装置不同,由水凝胶基底5提供的屏蔽有助于该装置为单向。
在一个实例中,水凝胶基底5附接到生物可再吸收的载体基质结构2的第二表面22,使得水凝胶基底5使用磷酸盐缓冲盐水(或其他生物相容性溶液)粘附到水合状态并以水合状态整合。水合状态可意味着水凝胶基底5处于或接近其平衡水含量(EWC)。这对于该装置是有利的,因为与现有技术的装置不同,装置1在手术期间的应用是方便且安全的。也就是说,该装置可以从其包装安全地单向操作,并且不需要该装置的操作者进行额外组装。
在一些实例中,水凝胶基底5将多个放射性同位素粒子3的穿透限制到几毫米。如图3和4所示,水凝胶基底5背离伤口部位100。此外,在一些实例中,水凝胶基底在生物可再吸收的载体基质结构的第二表面22处并且跨过第二表面22。在其他实例中,如图1至4所示,水凝胶基底5延伸超过生物可再吸收的载体基质结构2的周边。这对周边区域附近的组织提供了额外的屏蔽。如图3所示,靠近周边的水凝胶基底5可以与亲水性基底4接触。因此,在一些实例中,当装置1首次植入时,生物可再吸收的载体基质结构由水凝胶基底5和亲水性基底4包封。
水凝胶基底5可以通过以下中的至少一种与生物可再吸收的载体基质结构2组合:机械整合、化学交联或酶交联。在一些实例中,可以使用机械整合和与1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和/或N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)碳二亚胺化学的化学交联的组合。在该实例中,可能需要表面改性,例如通过等离子体处理和/或表面水解。
水凝胶基底5可以由亲水性聚合物互穿多聚合水凝胶组成。这可以包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、部分水解的胶原和木糖醇,与柠檬酸交联。水凝胶基底5还可以包括使用聚乙二醇的共聚物的共混物。在一些实例中,可存在用于柠檬酸交联的催化剂如二氧化钛。在其他实例中,可以使用其他亲水性可吸收聚合物或糖醇,包括但不限于海藻酸钠、淀粉、壳聚糖、纤维素形式、种类或胶原、聚乙二醇、甘油、山梨醇等。
如上所述,水凝胶基底可以至少部分地包括柠檬酸。可以选择柠檬酸的百分比来指定水凝胶基底5降解的速率以保持结构完整性和屏蔽能力。在一些实例中,柠檬酸的百分比可以在2.5%和10%之间。这样,柠檬酸确保了水凝胶基底5在植入伤口部位后持续屏蔽辐射一段时间。例如,如果具有这种装置1的患者需要在植入后的某个时间返回到诊室,这可能是有用的。在其他实例中,化学交联可以用试剂如戊二醛进行,或用γ辐射、UV暴露或通过冻-融方法交联。
水凝胶基底5可以具有至少3mm,并且优选地更接近3.5mm的厚度。在其他实例中,可以使用γ源,其可能需要增加水凝胶基底5的厚度以提供有效的单向屏蔽。如图3所示,水凝胶基底5可以构造成具有用于在其中容纳生物可再吸收的载体基质结构2的中心凹部部分。
水凝胶基底5还可用于防止损坏或不期望的周围组织和结构与装置的附着以及粘附。如图3所示,水凝胶基底5可以在边缘部分处附着到亲水性基底4。以此方式,水凝胶基底5可以延伸超过生物相容性载体基质结构2的第一表面21和第二表面22的边缘。
制造柔性近距放射治疗装置的方法200
如图11所示,还提供了一种制造柔性近距放射治疗装置的方法200,用于应用在身体的伤口部位上。方法200包括形成202生物可再吸收的载体基质结构2,其包括多个放射性同位素粒子3。在方法200中,可通过将多个不溶性放射性同位素粒子吸附到具有亲水性表面4的微孔,疏水性物质来提供生物可再吸收的载体基质结构2,以提供如上所述的生物可再吸收的载体基质结构2。在一些实例中,生物可再吸收的载体基质结构2可以使用热塑性过程形成,例如挤出和/或加热的分批混合的组合。在其他实例中,可以使用注塑或热压。在一些实例中,可以通过向多个放射性同位素粒子添加沉淀剂来提供多个不溶性放射性同位素粒子。
生物可再吸收的载体基质结构2配置成以基本上比放射性同位素粒子3的半衰期更长的速率降解,使得来自多个放射性同位素粒子3的活性局限于伤口部位,其中生物可降解的载体基质结构2具有相对的第一表面21和第二表面22。
方法200还包括形成204与生物可再吸收的载体基质结构2的第一表面21相邻的亲水性基底4,其中亲水性基底4粘附到伤口部位。亲水性基底4配置成当在伤口部位处植入时,以比生物可再吸收的载体基质3更短的速率降解,以防止装置1在多个放射性同位素粒子3的半衰期期间迁移。亲水性基底可通过挤出、溶剂浇铸、喷涂和/或浸渍形成。
方法200还包括形成206水凝胶基底5,其邻近生物可再吸收的载体基质结构2的第二表面22,水凝胶基底5配置成屏蔽放射并以比多个放射性同位素粒子3的半衰期更长的速率降解。在一些实例中,水凝胶基底5可以在熔融挤出或溶剂浇铸之前通过多种聚合物的组合形成。
亲水性基底4和水凝胶基底5可以通过机械整合、热压、模制、化学和/或酶促交联中的一种或多种技术粘附到装置1。这可以包括碳二亚胺化学、GEM、转谷氨酰胺酶或其他更传统的交联方法(例如戊二醛)。在一个实例中,使用机械整合和碳二亚胺化学的组合,利用放射性生物可再吸收的载体基质结构2中的胶原分子与亲水性基底5和水凝胶基底5中的游离酰胺和/或羟基之间的酰胺-羟基键。
施源器装置
图6示出了用于将近距放射治疗装置1施加到身体的伤口部位100的施源器装置66的实例。施源器装置66提供将近距放射治疗装置1施加到伤口部位100,同时保护诸如外科医生或核医学医师的操作者。施源器装置66还提供装置1的安全分配和储存,以及装置1在伤口部位100处的准备位置。当与包括在其中的近距放射治疗装置1一起使用时,施源器装置66保持近距放射治疗装置1干燥并且还保护任何附近的人员免受放射性辐射。这使得间接辐射暴露最小化。
施源器装置66配置成放置在身体内部,使得底部8背离操作者并且面向伤口部位100。
施源器装置66包括上壳体6,上壳体6具有凹部67以接收近距放射治疗装置1。施源器装置66的上壳体6可包括透明、半透明或透光材料,以允许外科医生在屏蔽外科医生免受β辐射的同时准确地放置近距放射治疗装置。在一些实例中,上壳体6可以由丙烯酸酯聚合物形成,例如丙烯酸的(有机玻璃(Perspex))。
施源器装置66还包括可移除底部8,其与上壳体6附接,其中当可移除底部8与上壳体附接6时屏蔽来自该近距放射治疗装置1的辐射。在一些实例中,可移除底部8与上壳体6可滑动地附接。以此方式,可移除底部8可从上壳体6可滑动地移除。如图12所示,在一些实例中,上壳体6包括由可移除底部8上的凹槽17接纳并与之接合的导轨15。在一些实例中,这可以包括成形为与凹槽17吻合的导轨15。应当理解,可以使用其他滑动接合布置,例如接收底部的相对边缘的面向内的和相对的凹槽。
可移除底部8可以具有平坦表面。可移除底部8可以由适合于保护免受轫致辐射(Bremsstrahlung)辐射的材料(例如丙烯酸的)组成。在另一个实例中,如果使用γ发射体,乙烯基铅、含铅玻璃或含铅乙烯基-丙烯酸的可用于可移除底部8中。上壳体6和可移除底部8的组合在手术期间放置期间和之后提供了对近距放射治疗装置1到伤口部位100的安全操作和递送。
可移除底部8可以配置成面向该近距放射治疗装置1的第一表面21。在一些实例中,可移除底部8可以面向根据上述实例的近距放射治疗装置1的亲水性基底4。
可移除底部8可从上壳体6移除,例如可滑动地移除,以将近距放射治疗装置1的第一表面21暴露于伤口部位100。图13示出了可滑动的可移除底部8。可移除底部8还可以通过其他方式(例如与施源器装置66相关联的铰链)来移除。在一些实例中,第一表面21可以包括如上所述的近距放射治疗装置1的亲水性基底4。这在图14中示出。这样,在将近距放射治疗装置1施加和定位到伤口部位100期间,可移除底部8可滑动地移除,以将亲水性基底4暴露于伤口部位100。
可移除底部8还可包括突片14,以允许诸如外科医生的操作者施加拉力或推力以从上壳体6可滑动地移除底部8,并因此暴露近距放射治疗装置1的第一表面21,使得装置1可邻近伤口部位100并符合伤口部位100。
在一些实例中,上壳体6还包括与凹部67流体连接的入口端口11。入口端口11允许流体通过入口端口11引入凹部67中的近距放射治疗装置1。在一些实例中,通道12连接到入口端口11,用于使流体从入口端口11流动到凹部67中的近距放射治疗装置1。这可以包括引入液体以使水凝胶基底5水合。
在一些实例中,入口端口11可用于通过将粘合剂物质引导至装置1的附接表面或交联溶液的一些组分来‘活化’近距放射治疗装置1的粘合剂部件,其在附接至伤口部位100的组织时提供装置1与伤口部位100的组织之间的交联。这类试剂可掺入碳二亚胺化学的一种组分(例如1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)),或在促进或不促进转谷氨酰胺酶的情况下促进多巴-赖氨酸相互作用。
该施源器装置66可以进一步包括可溶性粘合剂9以额外地固定上壳体6和可移除底部8。以这种方式,可溶性粘合剂9提供额外的安全性,以保护施源器装置66的操作者免受来自包括在其中的近距放射治疗装置1的任何活性的影响。可溶性粘合剂9还可以为施源器装置66提供密封,例如气密密封。
可溶性粘合剂9可以是水和/或热可溶性胶。可溶性粘合剂9可以通过引入凹部67中的液体13溶解,以允许可移除底部8从上壳体6可滑动地移除。在一些实例中,上壳体6和可移除底部8可以通过可溶性粘合剂9围绕上壳体6和可移除底部8的周边部分粘附。
在一些实例中,水可以注入到上壳体6的入口端口11中。以此方式,可溶性粘合剂9可以溶解到一定程度,使得可移除底部8可以被移除以将近距放射治疗装置1的第一表面21(例如亲水性基底4)暴露于伤口部位100。
在其他实例中,除液体之外的热可以插入到入口端口11中到达凹部67。例如,这可以包括温水。以此方式,可溶性粘合剂9可吸收加热的液体,使得可溶性粘合剂9溶解以移除可移除底部8,从而将近距放射治疗装置1的亲水性基底4暴露于伤口部位100。在另一个实例中,近距放射治疗装置1的水凝胶基底5还可以吸收热和/或液体以填充和膨胀。水凝胶基底5如上所述屏蔽放射性。
在一个实例中,在施源器装置66位于伤口部位100处之后,水和热可以在入口端口11中被插入到凹部67中。可溶性粘合剂9可以吸收水和热。装置1的亲水性基底4还可以吸收水和热。水凝胶基底5还可以吸收水和热。生物可再吸收的载体基质结构2还可以吸收水和热。当水凝胶基底5被完全吸收时,饱和的水凝胶基底5容易地从上壳体6分离,用于将装置1施加到伤口部位1。然后,装置1可以变得柔性,并且适应并粘附到诸如伤口部位100的表面。装置1然后可以递送放射剂量。
在进一步的实例中,适于消毒的液体或气体可以被插入到入口端口11中。例如,可以在制造设施处和/或在手术之前引入环氧乙烷以对装置1和/或施源器装置66进行消毒。
施源器装置66可进一步包括在上壳体6处的手柄10,以帮助将施源器装置66和近距放射治疗装置1放置到伤口部位100。在一些实例中,手柄10可以是纵向的,如图6和7所示。在其他实例中,手柄10可以是附接到上壳体6上的另一种构型。
在一些实例中,装置1可以完全被上壳体6和可移除底部8包围。即,亲水性基底4和生物可再吸收的载体基质2的直径可以小于可移除底部8和水凝胶基底5的直径。在一个实例中,亲水性基底和生物可再吸收的载体基质2可以是直径3cm的扁平圆形,并且可移除底部8和水凝胶基底5可以是直径4至4.5cm的扁平圆形。
还提供了一种包括如上所述的施源器装置66和装置1的近距放射治疗系统。在一些实例中,装置1的水凝胶基底5可以通过施源器装置66的入口端口11在平衡水含量下水合。这样,水凝胶基底5可以与装置1完全形成、水合和交联。有利的是,装置1然后可由操作者从施源器装置66处理而无需操作者或相关人员的任何额外组装。还有利的是,完全水合的水凝胶基底5保护操作者免受放射性,从而使来自装置1的辐射基本上单向。
变化
在参照图8至10的另一实例中,示出了基本上平面的局部近距放射治疗层叠结构30,其包括由聚己内酯-淀粉复合材料制成的外部膜37、包括覆盖外部膜的一部分的羧甲基纤维素的惰性粘合剂层38以及在羧甲基纤维素基质中包括预定比率的32P粒子40和33P粒子41的活性放射性同位素膜层39。在该实例中,惰性粘合剂层38在外部膜37的周缘上或邻近外部膜37的周缘围绕活性放射性同位素膜层39延伸,并适于接触患者皮肤的表面以将层叠结构粘附到期望位置。在一个方面,放射性同位素粒子可以浸透在层45和层39之间的表面界面中。
如图10所示,惰性粘合剂层38可以进一步包括用于储存的可剥离背层(可移除膜)43,其被剥离以暴露用于粘附到期望的治疗位点的惰性粘附层。在该实施例中,惰性粘合剂是具有可移除背衬膜43的压敏粘合剂层8。该外层37可以包括水凝胶层,其适于用于吸收辐射以在外科医生和任何其他组织完成手术和放射性同位素衰变时保护他们。在该实施方案中,水凝胶层37可具有约4至5mm的厚度以吸收放射性粒子。
层45和39的直径(例如,3cm的扁平圆)小于层44和37的直径(例如,4至4.5cm的扁平圆),使得其完全被放射性屏蔽包围。
在该实例中,将阳性边缘聚焦在二维(尽管不规则)表面上的小位置中。因此,优选由图8和9中的层叠结构描述的实例是具有多个层的基本上平坦的复合片材。
参照图9,层叠结构显示为位于由附图标记42表示的伤口床上,其中活性放射性同位素膜层39直接接触伤口床。在图10中,平面局部近距放射治疗层叠结构还包括可移除屏蔽片44。在一个实例中,可移除屏蔽片44可以包括乙烯基铅/丙烯酸的复合物,该复合物仅用于处理和递送,并且在应用时被移除。
屏蔽片44通过水和/或热溶胶沿外周附着到活性放射性同位素膜层9,用于从其剥离以附着到伤口床。如图10进一步所示,快速吸收的亲水胶体的薄膜例如纤维素45可以夹在活性放射性同位素薄膜层9和可移除的屏蔽片44之间。在使用中,厚度在约25至200微米之间的局部近距放射治疗层叠结构的薄膜45是接触伤口表面的第一层。薄膜45还含有吉西他滨或其他放射增敏剂以使肿瘤细胞对放射敏感。
当水和热从手术床或伤口床被吸收时,层叠结构的层变得非常有柔性并且粘附到不规则表面并且递送预定辐射剂量。
从伤口床朝向外,层叠结构包括:可移除的屏蔽片44,例如乙烯基铅和/或丙烯酸的,其只存在用于处理和递送,在施用时移除。可移除屏蔽片44可以用水和/或热溶胶在周边附接到外层37用于剥离。该层叠结构进一步包括快速吸收水胶体45(纤维素)的薄膜,该薄膜是实际上接触伤口表面的第一层。这包括吉西他滨或其他放射增敏剂以使肿瘤细胞对放射敏感-可以为约25至200微米厚。该层叠结构还包括浸透在层44和层39之间的表面界面中的放射性同位素粒子,从而形成平片或薄网层45。
水凝胶层37可具有约4至5mm厚的厚度以有效地吸收粒子,水凝胶层37吸收辐射以在外科医生和任何其他组织完成手术和放射性同位素衰变时保护外科医生和任何其他组织。
该系统的优点包括:提供了一种替代治疗,以在手术床上加或不加辅助放疗的情况下对切缘或阳性边缘进行化疗;它避免了传统治疗的高毒性暴露;并且辐射剂量可以更容易地局限于组织边缘,因此降低放射敏感性周围结构如肠的存在的影响,不需要在用局部装置开始治疗之前等待重建结构(如吻合)愈合。
本领域技术人员应当理解,在不脱离本发明的广义范围的情况下,可以对上述实施方案进行多种变化和/或修改。因此,本实施方案在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (22)
1.一种用于施加在身体的伤口部位上的柔性近距放射治疗装置,所述装置包括:
生物可再吸收的载体基质结构,其包括多个放射性同位素粒子,所述生物可再吸收的载体基质结构配置成当在伤口部位处植入时,以基本上比所述多个放射性同位素粒子的半衰期更长的速率降解,使得来自所述多个放射性同位素粒子的活性局限于所述伤口部位,其中所述生物可再吸收的载体基质结构具有相对的第一表面和第二表面;
亲水性基底或层,其定位于所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第一表面的一侧,其中所述亲水性基底或层粘附到所述伤口部位;和
水凝胶层,其定位于所述生物可再吸收的载体基质结构的所述第二表面的一侧,所述水凝胶层配置成屏蔽放射性并以比所述多个放射性同位素粒子的所述半衰期更长的速率降解。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述多个放射性同位素粒子包括β发射体。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中,所述多个放射性同位素粒子包括以下中的一种或多种:钇-90、铱-192、钯-103、铯-137、碘-131、碘-125、碘-123、33-磷、32-磷或一定比率的33-磷与32-磷和/或含有此类同位素的化合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述多个放射性同位素粒子包括能够在体内被生物再吸收的不溶性或难溶性盐。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质结构提供密封的放射源。
6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述密封的放射源通过将所述放射性同位素粒子与疏水层或部分疏水层层叠而获得。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质通过以下形成:
将放射性同位素的水溶液吸附或分散到疏水性物质上。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述生物可再吸收的载体基质进一步通过以下形成:
沉淀所述放射性同位素以在所述生物可再吸收的载体基质结构中形成多个不溶性放射性同位素粒子。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,沉淀剂包括钙离子的水溶液。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述沉淀剂包括氯化钙、氢氧化钙、硝酸钙或溴化钙中的一种或多种。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置,其中,所述疏水性物质包括亲水性表面。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置,其中,所述水溶液包括放射性离子。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述放射性离子衍生自以下化合物中的一种或多种:磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钾、磷酸二钾、正磷酸或焦磷酸四钠或含碘化物的可溶性化合物。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述多个放射性同位素粒子是磷酸钙的化合物分子中的元素。
15.根据权利要求14所述的装置,其中,磷酸钙的所述化合物分子包括以下中的一种或多种:焦磷酸钙、磷酸一钙、磷酸二钙、磷酸八钙、磷酸三钙、羟磷灰石、氟磷灰石、磷酸四钙。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述水凝胶层与柠檬酸交联,其中选择柠檬酸相对于所述水凝胶层的百分比用于与所述水凝胶层交联,以指定所述水凝胶层降解的所述速率以维持结构完整性和屏蔽能力。
17.根据权利要求16所述的装置,其中,所述百分比在2.5%与10%之间。
18.根据权利要求16或17所述的装置,其中,所述柠檬酸交联由二氧化钛催化。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述亲水性基底或层包括止血剂的涂层或悬浮液。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的装置在制备用于治疗患者癌症的药物、试剂盒或近距放射治疗系统中的用途。
21.根据权利要求1至19中任一项所述的装置在制备用于最小化和/或控制癌症手术后身体的伤口部位上的恶性癌症和浆液瘤的局部复发的药物、试剂盒或近距放射治疗系统中的用途。
22.根据权利要求1至19中任一项所述的装置在制备用于最小化和/或控制身体的伤口部位的边缘处的微小肿瘤细胞的不受控制的生长的药物、试剂盒或近距放射治疗系统中的用途。
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