DE19848312C1 - Highly radioactive miniature strontium ceramic radiation source production, used in medicine, comprises calcining evaporation residue containing strontium and titanium, zirconium and/or silicon compounds, and micro-extruding - Google Patents

Highly radioactive miniature strontium ceramic radiation source production, used in medicine, comprises calcining evaporation residue containing strontium and titanium, zirconium and/or silicon compounds, and micro-extruding

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Abstract

Production of a highly radioactive miniature strontium ceramic radiation source comprises calcining an evaporation residue containing strontium and titanium, zirconium and/or silicon compounds and micro-extruding. Production of highly radioactive miniature ceramic <90>Sr radiation sources comprises: (a) mixing an aqueous <90>Sr salt solution with dissolved titanium, zirconium and/or silicon compounds and a solution of one or more ammonium salts of carbonic acid and/or low molecular organic acid; (b) evaporating off the solvent; (c) calcining the residue; (d) transforming to a plastic state after adding auxiliary materials; (e) micro-extruding to filaments; (f) sintering; and (g) cutting into lengths. An Independent claim is also included for a highly radioactive miniature cylindrical <90>SrTiO3, <90>SrSiO3 or <90>SrZrO3 radiation source having an activity of greater than 25 mCi/mm<3> and a diameter of less than 0.7 mm.

Description

Die Erfindung betrifft hochradioaktive, miniaturisierte, zylindrische Strontium-90-Titanat-, Strontium-90-Zirkonat- und Strontium-90-Silikat- Strahlenquellen, die eine Aktivität größer als 25 mCi/mm3, vorzugsweise ≧ 30 mCi/mm3 und einen Durchmesser unter 0,7 mm, vorzugsweise unter 0,4 mm, aufweisen. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung dieser extrem kleinen, aber hochradioaktiven Strahlenquellen.The invention relates to highly radioactive, miniaturized, cylindrical strontium-90-titanate, strontium-90-zirconate and strontium-90-silicate radiation sources which have an activity greater than 25 mCi / mm 3 , preferably ≧ 30 mCi / mm 3 and one Diameter less than 0.7 mm, preferably less than 0.4 mm. The invention also relates to a method for producing these extremely small but highly radioactive radiation sources.

In der weiteren Beschreibung wird für Strontium-90- Titanat auch 90SrTiO3 verwendet, für Strontium-90- Zirkonat 90SrZrO3 und für Strontium-90-Silikat 90SrSiO3.In the further description also 90 SrTiO 3 is used for strontium-90 titanate, strontium zirconate-90 90 SrZrO 3 and for strontium-90 silicate 90 SrSiO. 3

Sehr kleine radioaktive Strahlenquellen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind an sich bekannt. So ist z. B. in DD 271 250 A3 ein Verfahren zur Herstellung radioaktiver Mikroquellen für Schichtdickenmessungen auf der Basis von Ionenaustauschern beschrieben. Einzelne Ionenaustauscherpartikel werden in einem speziell präparierten Schlauch beladen. Als Radionuklid für die Ionenaustauscherkugeln ist u. a. auch Sr-90 geeignet.Very small radioactive sources and procedures too their manufacture is known per se. So z. B. in DD 271 250 A3 a process for the production of radioactive micro sources for layer thickness measurements based on ion exchangers described. Individual ion exchange particles are in one load specially prepared hose. As a radionuclide for the Ion exchange balls is u. a. also suitable for Sr-90.

Für medizinische Anwendungen gewinnt die Miniaturisierung der radioaktiven Strahlungsquellen, zunehmend an Bedeutung. So wird z. B. in der Tumortherapie und in der intravascularen Brachytherapie, das heißt der Bestrahlung der Innenwand von Blutgefäßen, mit eingeführten Miniaturquellen gearbeitet.The wins for medical applications Miniaturization of radioactive sources, increasingly important. So z. B. in the Tumor therapy and in the intravascular Brachytherapy, that is, the irradiation of the inner wall of blood vessels, with imported miniature sources worked.

Für die Herstellung der für solche Zwecke häufig eingesetzten Miniaturstrahlungsquellen des Isotopes Strontium-90 sind im wesentlichen zwei Verfahren bekannt. So wird bei der Herstellung von flächigen Strahlungsquellen eine Mischfällung Ag2CO3/90SrCO3/TiO2 mit anschließender Temperung des Niederschlages durchgeführt, wobei der entstehende Silberkuchen in die gewünschte Form gebracht wird. Zur Herstellung von miniaturisierten, zylindrisch geformten Strontium-90- Quellen ist es darüber hinaus bekannt, einen vorgeformten Träger­ körper, der aus Titandioxid besteht, mit einer 90Sr(NO3)2-Lösung zu tränken, zu trocknen und anschließend oberhalb 1000°C zu glühen. Dabei bildet sich unlösliches Strontium-90-Titanat (90SrTiO3). Diese Strahlungsquellen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Aktivität von lediglich 5 bis 7 mCi pro mm3 aufweisen. Diese Aktivität und die daraus resultierende Dosisleistung ist aber beispielsweise für die erwähnten medizinischen Anwendungen nicht ausreichend. Es besteht nach wie vor ein Bedarf an möglichst kleinen, aber hochradioaktiven Strontium-90-Strahlenquellen.Essentially two methods are known for producing the miniature radiation sources of the isotope strontium-90 which are frequently used for such purposes. Thus, in the production of sheet-like radiation sources, the resultant silver cake is brought into the desired form is a co-precipitation of Ag 2 CO 3/90 SrCO 3 / TiO 2 was carried out, followed by heat treatment of the precipitate. For the production of miniaturized, cylindrical strontium 90 sources, it is also known to impregnate a preformed carrier body, which consists of titanium dioxide, with a 90 Sr (NO 3 ) 2 solution, to dry and then above 1000 ° C. to glow. Insoluble strontium-90-titanate ( 90 SrTiO 3 ) is formed. These radiation sources are characterized in that they have an activity of only 5 to 7 mCi per mm 3 . This activity and the resulting dose rate, for example, is not sufficient for the medical applications mentioned. There is still a need for strontium 90 radiation sources that are as small as possible but highly radioactive.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, mit dem hochradioaktive und sehr kleine Strontium-90- Strahlenquellen in einem möglichst automatisierten oder teilautomatisierten Verfahren hergestellt werden können. Um bei den medizinischen Anwendungen auch sehr kleine Blutgefäße zu erreichen, sollte der Durchmesser der Strahlenquellen unter 0,6 mm liegen.The object of the invention was therefore to To provide manufacturing process with which highly radioactive and very small strontium-90- Radiation sources in an automated or partially automated processes can be produced can. To medical applications too To reach small blood vessels, the diameter should of the radiation sources are less than 0.6 mm.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Strontium-90- Strahlenquellen gelöst, bei dem die wäßrige Lösung eines Strontium-90-Salzes mit einer in Lösung befindlichen Titan-, Zirkonium- und/oder Siliziumverbindung sowie der Lösung eines oder mehrerer Ammoniumsalze der Kohlensäure und/oder einer niedermolekularen organischen Säure vereinigt wird, aus dem Gemisch das Lösungsmittel ausgetrieben wird, der Rückstand kalziniert und nach Zusatz von Hilfsstoffen in einen plastischen Zustand überführt wird, die plastische Masse mikroextrudiert wird, der sich bildende Faden einem Sinterprozeß unterworfen und abschließend in die gewünschten Längen geschnitten wird, so daß miniaturisierte Strahlenquellen erhalten werden, die gegebenenfalls in an sich üblicher Weise verkapselt werden können. Es ist selbstverständlich auch möglich, den erhaltenen Strontium-90-Masse-Strang erst zu schneiden und dann zu sintern. Im weiteren wird für die erfindungsgemäß hergestellten 90SrTiO3-, 90SrSiO3- und 90SrZrO3-Körper auch der Begriff "radioaktive Keramik" verwendet.The object of the invention is achieved by a method for producing ceramic strontium 90 radiation sources, in which the aqueous solution of a strontium 90 salt with a titanium, zirconium and / or silicon compound in solution and the solution of one or more Ammonium salts of carbonic acid and / or a low molecular weight organic acid is combined, the solvent is expelled from the mixture, the residue is calcined and converted into a plastic state after the addition of auxiliaries, the plastic mass is microextruded, the thread which forms is subjected to a sintering process and finally cut into the desired lengths, so that miniaturized radiation sources are obtained, which can optionally be encapsulated in a conventional manner. It is of course also possible to first cut the strontium 90 mass strand obtained and then to sinter it. Furthermore, the term "radioactive ceramic" is also used for the 90 SrTiO 3 , 90 SrSiO 3 and 90 SrZrO 3 bodies produced according to the invention.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren, mit dem die radioaktive Keramik durch Mikroextrusion hergestellt wird, hat gegenüber der herkömmlichen Tränktechnologie, bei der vorgefertigte inaktive Keramikträger mit der Strontium-90-Lösung getränkt werden, den Vorteil, daß Strahlenquellen mit höherem Sr-90-Anteil (im Fall von 90SrTiO3 beträgt die Dichte ≧ 4 g/cm3) hergestellt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist (teil-) automatisierbar und fernbedienbar. Es sind keine Mahlprozesse, keine Klassierung, keine Filtrations­ prozesse, keine Sprühvorgänge und außer Schneiden auch keine Finishbearbeitung notwendig. Die zylindrischen Quellen werden nicht als Einzelzylinder, sondern als Strang (Faden) hergestellt, der im Grün- oder gesinterten Zustand geschnitten wird.The manufacturing method according to the invention, with which the radioactive ceramic is produced by microextrusion, has the advantage over the conventional impregnation technology, in which prefabricated inactive ceramic carriers are impregnated with the strontium 90 solution, in that radiation sources with a higher Sr 90 content (in the case of 90 SrTiO 3 is the density ≧ 4 g / cm 3 ) can be produced. The method according to the invention can be (partially) automated and operated remotely. There are no grinding processes, no classification, no filtration processes, no spraying processes and apart from cutting, no finishing processing is necessary. The cylindrical sources are not manufactured as a single cylinder, but as a strand (thread) that is cut in the green or sintered state.

Die Ausgangsverbindungen für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sind kommerziell erhältlich. Als Strontium-90-Salz kann beispielsweise das Strontium-90- Nitrat mit einer Konzentration von 0,2 g Feststoff/ml eingesetzt werden, das als schwach salpetersaure Lösung käuflich ist und Anteile von Bariumnitrat und geringe Eisenverunreinigungen enthält. Das eingesetzte Strontium-90-Salz kann auch das Salz einer nieder­ molekularen organischen Säure sein, z. B. 90Sr-Formiat oder 90Sr-Acetat.The starting compounds for the production process according to the invention are commercially available. The strontium 90 nitrate, for example, can be used as the strontium 90 salt with a concentration of 0.2 g solid / ml, which is commercially available as a weakly nitric acid solution and contains proportions of barium nitrate and low iron impurities. The strontium 90 salt used can also be the salt of a low molecular weight organic acid, e.g. B. 90 Sr formate or 90 Sr acetate.

Obwohl erfindungsgemäß auch wasserlösliche Salze wie Chloride als Titan-, Zirkonium- oder Siliziumverbin­ dungen verwendet werden können, sind Alkoholate bevorzugt. Dabei können auch Gemische von Titan-, Zirkonium- und Silizium-Alkoholaten zur Anwendung kommen, so daß gemischte Keramiken entstehen, beispielsweise aus 90SrSiO3 und 90SrTiO3 oder 90SrSiO3 und 90SrZrO3. Die Ausführungsvariante, daß entweder ein Titan- oder ein Zirkonium- oder ein Silizium-Alkoholat eingesetzt wird, ist jedoch bevorzugt. Als bevorzugte Alkoholate kommen erfindungsgemäß Ethylate, Propylate, Butylate, die entsprechenden Iso-Verbindungen oder die entsprechenden gemischten Alkoholate zur Anwendung. Zur Herstellung einer 90SrTiO3-Keramik ist Tetra-isopropyl- orthotitanat (TiPOT) ganz besonders bevorzugt. Zur Herstellung einer 90SrSiO3-Keramik kommt ganz besonders bevorzugt Tetraethoxysilan (TEOS) in Frage. Zur Herstellung einer 90SrZrO3-Keramik ist Zirkon-(IV)- Propylat ganz besonders bevorzugt. Die verwendeten Alkoholate werden erfindungsgemäß bevorzugt in wasser­ freier alkoholischer Lösung eingesetzt.Although water-soluble salts such as chlorides can also be used according to the invention as titanium, zirconium or silicon compounds, alcoholates are preferred. Mixtures of titanium, zirconium and silicon alcoholates can also be used, so that mixed ceramics are formed, for example from 90 SrSiO 3 and 90 SrTiO 3 or 90 SrSiO 3 and 90 SrZrO 3 . However, the variant in which either a titanium or a zirconium or a silicon alcoholate is used is preferred. According to the invention, preferred alcoholates are ethylates, propylates, butylates, the corresponding iso compounds or the corresponding mixed alcoholates. Tetra-isopropyl orthotitanate (TiPOT) is very particularly preferred for producing a 90 SrTiO 3 ceramic. Tetraethoxysilane (TEOS) is particularly preferred for the production of a 90 SrSiO 3 ceramic. Zirconium (IV) propylate is very particularly preferred for producing a 90 SrZrO 3 ceramic. According to the invention, the alcoholates used are preferably used in water-free alcoholic solution.

Als Ammoniumsalz können alle die Verbindungen eingesetzt werden, deren Anion thermisch abspaltbar oder thermisch zersetzbar ist, und die mit Strontium eine schwerlösliche Verbindung bilden, wie beispielsweise Karbonat oder Oxalat. Das Ammonium kann auch in substituierter Form als organische Ammoniumverbindung vorliegen. Günstig sind auch alkohollösliche Ammoniumverbindungen wie Ammoniumoxa­ lat, die gemeinsam mit den Silizium-, Titan- und Zikonium-Alkoholaten in einer Lösung eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform wird (NH4)2CO3 eingesetzt.All compounds can be used as the ammonium salt, the anion of which can be split off or decomposed thermally and which form a poorly soluble compound with strontium, such as carbonate or oxalate. The ammonium can also be present in a substituted form as an organic ammonium compound. Alcohol-soluble ammonium compounds such as ammonium oxalate, which can be used together with the silicon, titanium and zikonium alcoholates in a solution, are also favorable. In a preferred embodiment, (NH 4 ) 2 CO 3 is used.

Erfindungsgemäß beträgt das Molverhältnis 90Sr : Me : NH4 0,85-1 : 0,95-1,05 : 1,7-2, vorzugsweise 0,93 : 1 : 1,86, wobei Me Ti, Zr und/oder Si bedeutet. According to the invention, the molar ratio is 90 Sr: Me: NH 4 0.85-1: 0.95-1.05: 1.7-2, preferably 0.93: 1: 1.86, where Me is Ti, Zr and / or Si means.

Die beschriebenen Ausgangslösungen werden gemischt, wobei die 90Sr-Lösung vorgelegt wird, und homoge­ nisiert, vorzugsweise durch Rühren. Anschließend wird das Lösungsmittel größtenteils ausgetrieben und der Rückstand kalziniert, vorzugsweise bei 650-1000°C, mit einer Haltezeit bei dieser Temperatur in der Größenordnung von ca. einer Stunde. Die bevorzugte Kalzinierungstemperatur liegt bei 800-830°C, besonders bevorzugt bei 820-830°C.The starting solutions described are mixed, the 90 Sr solution being initially introduced, and homogenized, preferably by stirring. The solvent is then largely driven off and the residue is calcined, preferably at 650-1000 ° C., with a holding time at this temperature of the order of approximately one hour. The preferred calcination temperature is 800-830 ° C, particularly preferably 820-830 ° C.

Das Austreiben des Lösungsmittels kann durch Verdampfung und/oder Sublimation erfolgen.The solvent can be driven off by Evaporation and / or sublimation take place.

Der kalzinierten Masse wird nachfolgend ein Plastifizierversatz untergemischt. Als Plastifizier­ versatz für Oxidkeramiken sind eine Reihe von Rezepturen bekannt, die üblicherweise organische Hilfsstoffe wie ein Lösungsmittel, ein Bindemittel, einen Weichmacher, ein Gleitmittel und ein Disper­ giermittel enthalten. Dabei kann ein Stoff auch die Funktion mehrerer Komponenten übernehmen.The calcined mass is shown below Plasticizing mix mixed in. As a plasticizer offsets for oxide ceramics are a number of Recipes known, usually organic Auxiliaries such as a solvent, a binder, a plasticizer, a lubricant and a disperser contain greed. A substance can also do that Take over the function of several components.

Als vorteilhaft für die Plastifizierung der erfindungsgemäßen Strontium-90-Masse hat sich ein wäßriger Plastifizierungsversatz aus einem Cellulose­ derivat mittlerer Molmasse, einem Polysaccharid, einem Polyol, z. B. Glycerol, und einem Polyelektrolyt aus einer Karbonsäurezubereitung erwiesen. Diese Hilfs­ stoffe werden dem kalzinierten Pulver nach dem Abkühlen in einer Menge zwischen 6 und 18 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pulvers, zugesetzt. Neben diesen an und für sich für die Plastifizierung üblichen Hilfsstoffen wird dem kalzinierten Pulver erfindungsgemäß während der Plastifizierung ein Silizium-, Titan- und/oder Zirko­ nium-Alkoholat in einer Menge zwischen 0,5 und 2 Gew.-% zugesetzt. Dabei kommen als Alkoholate die gleichen in Frage, die weiter oben für die Herstellung der Ausgangsmischung beschrieben sind. Für den Fall der Verwendung von TiPOT beträgt das Masseverhältnis Cellulosederivat : Polysaccharid : Polyol : Polyelektrolyt : TiPOT 7-9 : 3,5-4,5 : 6-8 : 0,8-1,2 : 15-24, vorzugsweise 8 : 4 : 7 : 1 : 19. Für den Fall der Verwendung von TEOS beträgt das Masseverhältnis Cellulosederivat : Polysaccharid : Polyol : Polyelektrolyt : TEOS 7-9 : 3,5-4,5 : 6-8 : 0,8-1,2 : 20-30, vorzugsweise 8 : 4 : 7 : 1 : 25.As advantageous for the plasticization of the Strontium 90 mass according to the invention has a aqueous plastification batch from a cellulose derivative of medium molecular weight, a polysaccharide, a Polyol, e.g. B. glycerol, and a polyelectrolyte a carboxylic acid preparation. This auxiliary substances are added to the calcined powder after cooling in an amount between 6 and 18 wt .-%, based on the Weight of powder added. In addition to these on and for common auxiliaries for plasticizing the calcined powder according to the invention during the Plasticizing a silicon, titanium and / or zirco nium alcoholate in an amount between 0.5 and 2% by weight added. The same alcoholates come in here  Question above for making the Starting mixture are described. In the event of The use of TiPOT is the mass ratio Cellulose derivative: polysaccharide: polyol: Polyelectrolyte: TiPOT 7-9: 3.5-4.5: 6-8: 0.8-1.2: 15-24, preferably 8: 4: 7: 1: 19. Just in case the mass ratio when using TEOS is Cellulose derivative: polysaccharide: polyol: Polyelectrolyte: TEOS 7-9: 3.5-4.5: 6-8: 0.8-1.2: 20-30, preferably 8: 4: 7: 1: 25.

Die mit dem Plastifizierversatz vermischte, krümelige Masse wird nun durch intensives Kneten und Entlüften geschmeidig und porenfrei gemacht und in einem letzten Schritt mikroextrudiert. Dazu können Geräte eingesetzt werden, die nach dem Prinzip üblicher Kapillar­ viskosimeter oder üblicher Labor-Extruder arbeiten.The crumbly mixed with the plasticizing offset Mass is now achieved through intensive kneading and venting made supple and non-porous and in one last Micro-extruded step. Devices can be used for this be based on the principle of common capillary work viscometer or conventional laboratory extruder.

Die anschließende Sinterung des Strontium-90-Keramik- Stranges wird vorzugsweise so vorgenommen, daß eine langsame Erwärmung bis ca. 400°C erfolgt und danach etwas schneller bis auf die eigentliche Sinter­ temperatur, die zwischen 1260°C und 1420°C liegt, erwärmt wird. In einer ganz besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform erfolgt die Erwärmung bis ca. 400°C mit 1,5 K/min und dann bis zur Sintertemperatur mit ca. 5 K/min. Als bevorzugte Sintertemperatur hat sich die Temperatur zwischen 1370 und 1390°C herausgestellt. Die Sinterung wird für ca. 1 Stunde durchgeführt. Anschließend erfolgt das Schneiden des Strontium-90- Keramik-Fadens in die gewünschten Längen, beispiels­ weise mittels Laserschneiden. Vorzugsweise beträgt die Länge der Strahlenquellen ca. 1,8 mm. Es sind selbstverständlich auch andere Längen realisierbar. The subsequent sintering of the strontium 90 ceramic Stranges is preferably made so that a Slow heating up to about 400 ° C and then a little faster up to the actual sinter temperature, which is between 1260 ° C and 1420 ° C, heated becomes. In a very particularly preferred embodiment form of heating up to approx. 400 ° C with 1.5 K / min and then up to the sintering temperature with approx. 5 K / min. The preferred sintering temperature has been Temperature between 1370 and 1390 ° C exposed. The Sintering is carried out for approx. 1 hour. The strontium-90- is then cut Ceramic thread in the desired lengths, for example wisely using laser cutting. The is preferably Length of the radiation sources approx. 1.8 mm. There are other lengths are of course also possible.  

Die erhaltenen 90SrTiO3-, 90SrZrO3- bzw. 90SrSiO3- Strahlenquellen sind genügend stabil und weisen Dichten ≧ 80% der kristallographischen Dichte auf, was einer Radioaktivität < 25 mCi/mm3, vorzugsweise sogar ≧ 30 mCi/mm3 entspricht. Der erhaltene Durchmesser liegt unter 0,6 mm, vorzugsweise auch unter 0,4 mm. Besonders bevorzugt beträgt der Durchmesser der erfindungsgemäß hergestellten Quellen ca. 0,3 mm. Die Verteilung des Strontiums liegt statistisch in molekularen Bereichen. Die Endprodukte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind abriebfest, das Strontium-90 wird von Wasser oder anderen Lösungsmitteln nicht ausgewaschen. Die Endprodukte sind in hohem Maße homogen. Soll die Homogenität noch weiter gesteigert werden, so kann dies erreicht werden, indem die Ausgangsmasse nach dem Austreiben des Lösungsmittels in einem zusätzlichen Zwischenschritt lyophilisiert und dann das Lyophilisat kalziniert wird. Die weiteren Verfahrensschritte werden wie oben beschrieben vorgenommen.The 90 SrTiO 3 , 90 SrZrO 3 and 90 SrSiO 3 radiation sources obtained are sufficiently stable and have densities ≧ 80% of the crystallographic density, which means radioactivity <25 mCi / mm 3 , preferably even ≧ 30 mCi / mm 3 corresponds. The diameter obtained is less than 0.6 mm, preferably also less than 0.4 mm. The diameter of the sources produced according to the invention is particularly preferably approximately 0.3 mm. The strontium distribution is statistically in the molecular range. The end products of the process according to the invention are resistant to abrasion, the strontium-90 is not washed out by water or other solvents. The end products are highly homogeneous. If the homogeneity is to be further increased, this can be achieved by lyophilizing the starting mass in an additional intermediate step after the solvent has been driven off and then calcining the lyophilizate. The further process steps are carried out as described above.

Neben dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung sind auch radioaktive Strontium-Titanat-, Strontium- Zirkonat- und Strontium-Silikat-Strahlenquellen, die eine Aktivität < 25 mCi/mm3, vorzugsweise ≧ 30 mCi/mm3 aufweisen und einen Durchmesser von < 0,7 mm, vorzugsweise < 0,4 mm, ganz besonders bevorzugt von < 0,3 mm besitzen, Gegenstand der Erfindung.In addition to the described method of production, there are also radioactive strontium titanate, strontium zirconate and strontium silicate radiation sources which have an activity <25 mCi / mm 3 , preferably ≧ 30 mCi / mm 3 and a diameter of <0, 7 mm, preferably <0.4 mm, most preferably <0.3 mm, the subject of the invention.

Die erfindungsgemäßen zylindrischen Strahlenquellen können in an sich bekannter Art und Weise mit einem körperverträglichen Material, beispielsweise Edelstahl, umschlossen (gekapselt) werden. Dies erfolgt derart, daß die hergestellten radioaktiven Keramiken in ein einseitig verschlossenes Röhrchen eingebracht werden, und das Röhrchen mittels eines Deckels verschlossen wird. Der Deckel wird vorzugsweise laserverschweißt. The cylindrical radiation sources according to the invention can in a manner known per se with a body-compatible material, e.g. stainless steel, to be enclosed (encapsulated). This is done in such a way that the radioactive ceramics produced in one tubes sealed on one side are inserted, and closed the tube with a lid becomes. The lid is preferably laser welded.  

Um die Sichtbarkeit der erfindungsgemäßen Strahlen­ quellen während der Therapie in der Röntgendiagnostik zu verbessern, können in das einseitig verschlossene Röhrchen vor und hinter die zylindrische radioaktive Keramik jeweils ein Tantalzylinder mit dem gleichen Durchmesser wie die Keramik als X-ray-marker eingebracht werden. Das Röhrchen wird dann wie oben beschrieben mittels Deckel verschlossen. Damit ist es möglich, die Orientierung der Strahlenquelle zu zeigen/festzustellen, denn Edelstahl und Keramik sind bei der Röntgendiagnostik nicht sichtbar. Aufgrund der extremen Kleinheit der hergestellten Strahlenquellen ist es nicht möglich - wie z. B. in Seeds zur Prostatakrebsbestrahlung-Silber- oder Goldfäden als X- ray marker einzulassen. Für den vorliegenden Fall stellt somit die oben beschriebene Methode der Tantalzylinder eine exzellente Lösung dar.The visibility of the rays according to the invention swell during therapy in X-ray diagnostics can improve in the unilaterally sealed Tubes in front of and behind the cylindrical radioactive Ceramic one tantalum cylinder with the same Diameter like the ceramic as an X-ray marker be introduced. The tube will then be as above described closed with a lid. So that's it possible to orient the radiation source too show / determine, because stainless steel and ceramics are not visible in X-ray diagnostics. Due to the extreme smallness of the radiation sources produced it is not possible - such as B. in seeds for Prostate Cancer Irradiation Silver Or Gold Threads As X let in ray marker. For the present case thus represents the method of Tantalum cylinders are an excellent solution.

AusführungsbeispielEmbodiment

Herstellung einer zylindrischen 90SrTiO3-Strahlenquelle mit einer Radioaktivität von ca. 30 mCi/mm3 und einem Durchmesser des Aktivitätsträgers von 0,26 ± 0,01 mm.Production of a cylindrical 90 SrTiO 3 radiation source with a radioactivity of approx. 30 mCi / mm 3 and a diameter of the activity carrier of 0.26 ± 0.01 mm.

In einem Platin-Fingertiegel mit 6 ml Fassungsvermögen wird 1 ml 90Sr(NO3)2-Lösung mit 0,2 g Feststoff, der zu ca. 80% aus 90Sr(NO3)2, ca. ca. 20% aus Ba(NO3)2 und ca. 1% aus Fe(NO3)3 besteht, vorgelegt. Unter Rühren wird eine Lösung von 285 mg Tetra-iso-propyl-orthotitanat in 0,3 ml Ethanol zugegeben. Unmittelbar danach wird schnell eine Lösung von 90 mg (NH4)2CO3 in 0,5 ml Wasser zugesetzt. Es wird ca. 15 Minuten gerührt und dann die Temperatur innerhalb von 60 Minuten auf 95°C erhöht, um das Lösungsmittel zu verdampfen. Anschließend wird zur Kalzinierung die Temperatur mit ca. 500 K/h auf 820°C erhöht und dort ca. 60 Minuten gehalten. Nach dem Abkühlen werden der Masse als Plastifizierungsversatz 6,2 mg Cellulose, 3,1 mg Polysaccharid, 5,2 mg Glycerol, 0,5 mg Polyelektrolyt (Karbonsäurezuberei­ tung), 20 µl Tetra-iso-propyl-orthotitanat und 180 mg Wasser untergemischt. Die Masse wird aus dem Platin- Fingertiegel in eine Topfpresse von 6 ml Topfvolumen überführt und durch Aufbringen von Druck durch einen Lochboden von 0,3 mm Durchmesser gedrückt. Der sich bildende Faden wird in die Topfpresse zurückgeführt. Dieser Zyklus wird noch zweimal wiederholt. Nach dem vierten Durchgang durch den Lochboden wird ein Faden erhalten, der auf einer Keramikschiene abgelegt und gesintert wird. Dazu wird der Strang in einem Rohrofen mit 1,5 K/min bis 400°C und danach mit 5 K/min bis auf 1380°C erhitzt. Bei dieser Temperatur wird die Sinterung 1 Stunde durchgeführt. Der gesinterte 90SrTiO3-Faden ist handhabbar, jedoch spröde und besitzt eine Dichte von ca. 4,1 g/cm3. Er wird nun in 1,8 mm lange Zylinder geschnitten und diese in Edelstahl­ röhrchen verkapselt, wobei in Längsrichtung vor und nach der zylindrischen 90SrTiO3-Strahlenquelle jeweils ein kleiner Tantalzylinder gleichen Durchmessers einge­ bracht wird.In a platinum finger crucible with a 6 ml capacity, 1 ml of 90 Sr (NO 3 ) 2 solution with 0.2 g of solid, which is approximately 80% from 90 Sr (NO 3 ) 2 , is approximately 20% Ba (NO 3 ) 2 and about 1% consists of Fe (NO 3 ) 3 . A solution of 285 mg of tetra-isopropyl orthotitanate in 0.3 ml of ethanol is added with stirring. Immediately afterwards, a solution of 90 mg (NH 4 ) 2 CO 3 in 0.5 ml water is quickly added. The mixture is stirred for about 15 minutes and then the temperature is raised to 95 ° C. in the course of 60 minutes in order to evaporate the solvent. The temperature is then increased to 820 ° C. at about 500 K / h and held there for about 60 minutes. After cooling, 6.2 mg cellulose, 3.1 mg polysaccharide, 5.2 mg glycerol, 0.5 mg polyelectrolyte (carboxylic acid preparation), 20 µl tetra-iso-propyl-orthotitanate and 180 mg water are mixed into the mass as a plasticizing batch . The mass is transferred from the platinum finger crucible to a 6 ml pot press and pressed through a perforated base with a diameter of 0.3 mm by applying pressure. The thread that forms is returned to the pot press. This cycle is repeated two more times. After the fourth pass through the perforated base, a thread is obtained which is placed on a ceramic rail and sintered. For this purpose, the strand is heated in a tube furnace at 1.5 K / min to 400 ° C and then at 5 K / min up to 1380 ° C. Sintering is carried out for 1 hour at this temperature. The sintered 90 SrTiO 3 thread can be handled, but is brittle and has a density of approximately 4.1 g / cm 3 . It is now cut into 1.8 mm long cylinders and encapsulated in stainless steel tubes, with a small tantalum cylinder of the same diameter being inserted in the longitudinal direction before and after the cylindrical 90 SrTiO 3 radiation source.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung von hochradioaktiven miniaturisierten keramischen Strontium-90- Strahlenquellen, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eines Strontium-90-Salzes mit einer in Lösung befindlichen Titan-, Zirkonium- und/oder Siliziumverbindung sowie der Lösung eines oder mehrerer Ammoniumsalze der Kohlensäure und/oder einer niedermolekularen organischen Säure vereinigt wird, aus dem Gemisch das Lösungsmittel ausgetrieben wird, der Rückstand kalziniert und nach Zusatz von Hilfsstoffen in einen plastischen Zustand überführt wird, die plastische Masse mikroextrudiert wird, der sich bildende Faden einem Sinterprozeß unterworfen und abschließend in die gewünschten Längen geschnitten wird, so daß miniaturisierte Strahlenquellen erhalten werden.1. A method for producing highly radioactive miniaturized ceramic strontium 90 radiation sources, characterized in that the aqueous solution of a strontium 90 salt with a titanium, zirconium and / or silicon compound in solution and the solution of one or more ammonium salts Carbonic acid and / or a low molecular weight organic acid is combined, the solvent is driven off from the mixture, the residue is calcined and converted into a plastic state after the addition of auxiliaries, the plastic mass is microextruded, the thread forming is subjected to a sintering process and finally in the desired lengths are cut so that miniaturized radiation sources are obtained. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strontium-90-Salz das Nitrat oder das Salz einer niedermolekularen organischen Säure einge­ setzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that as the strontium 90 salt, the nitrate or the salt a low molecular weight organic acid is set. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Titan-, Zirkonium- und Siliziumverbindungen Alkoholate eingesetzt werden, vorzugsweise Ethylate, Propylate, Butylate, deren Isoformen sowie die entsprechenden gemischten Alkoholate.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as titanium, zirconium and silicon compounds Alcoholates are used, preferably  Ethylates, propylates, butylates, their isoforms as well as the corresponding mixed alcoholates. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Titanverbindung Tetraisopropylorthotitanat (TiPOT) eingesetzt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that as the titanium compound tetraisopropyl orthotitanate (TiPOT) is used. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Siliziumverbindung Tetraethoxysilan (TEOS) Verwendung findet.5. The method according to claim 3, characterized in that as silicon compound tetraethoxysilane (TEOS) Is used. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zirkonverbindung Zirkon(IV)-propylat Verwendung findet.6. The method according to claim 3, characterized in that use as zirconium compound zirconium (IV) propylate finds. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis 90Sr : Me : NH4 0,85-1 : 0,95-1,05 : 1,7-2 beträgt, vorzugsweise 0,93 : 1 : 1,86, wobei Me Ti, Zr und/oder Si bedeutet.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the molar ratio 90 Sr: Me: NH 4 is 0.85-1: 0.95-1.05: 1.7-2, preferably 0.93: 1: 1.86, where Me means Ti, Zr and / or Si. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Austreiben des Lösungsmittels durch Verdampfung und/oder Sublimation erfolgt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the evaporation of the solvent and / or sublimation takes place.   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalzinierung bei einer Temperatur zwischen 650°C und 1000°C, vorzugsweise zwischen 800°C und 830°C, ausgeführt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the calcination at a temperature between 650 ° C and 1000 ° C, preferably between 800 ° C and 830 ° C, is performed. 10. Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem kalzinierten Pulver übliche organische Hilfsstoffe zur Plastifizierung in einer Menge zwischen 6% bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pulvers, zugesetzt werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the calcined powder usual organic Auxiliaries for plasticization in a quantity between 6% and 18% by weight, based on the weight of the powder. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem kalzinierten Pulver neben den organischen Hilfsstoffen ein Me-Alkoholat in einer Menge zwischen 0,5% bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pulvers zugesetzt wird, wobei Me Ti, Zr und/oder Si bedeutet.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the calcined powder in addition to the organic Excipients a me alcoholate in a lot between 0.5% to 2% by weight, based on the weight of the powder is added, Me Ti, Zr and / or Si means. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß und die Sintertemperatur zwischen 1260°C und 1420°C, vorzugsweise zwischen 1370°C und 1390°C, eingestellt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that and the sintering temperature between 1260 ° C and 1420 ° C, preferably between 1370 ° C and 1390 ° C, is set. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmasse nach Austreiben des Lösungs­ mittels in einem Zwischenschritt gefriergetrocknet wird, das Lyophilisat kalziniert wird und weiter gemäß Anspruch 1 verfahren wird. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the initial mass after the solution has been driven off freeze-dried in an intermediate step  is, the lyophilisate is calcined and on is proceeded according to claim 1.   14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen zylindrischen Strahlenquellen mit einem körperverträglichen Material umschlossen werden.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the cylindrical radiation sources obtained with a body-compatible material. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschließen durch Einbringen der Strahlenquelle in ein einseitig verschlossenes Röhrchen, vorzugsweise aus Edelstahl, und durch Verschließen des Röhrchens mittels eines Deckels erfolgt.15. The method according to claim 14, characterized in that enclosing by inserting the radiation source into one tube closed on one side, preferably made of Stainless steel, and by closing the tube with of a lid. 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschließen der Strahlenquelle mittels eines Röhrchens in das einseitig verschlossene Röhrchen vor und hinter die zylindrische Strahlenquelle jeweils ein Zylinder aus Tantal, mit gleichem Durchmesser wie die Strahlenquelle, eingebracht wird.16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that when enclosing the radiation source by means of a tube into the tube closed on one side in front of and behind the cylindrical radiation source each a cylinder Tantalum, with the same diameter as the radiation source, is introduced. 17. Hochradioaktive miniaturisierte zylindrische 90SrTiO3-, 90SrSiO3- oder 90SrZiO3-Strahlenquelle mit einer Aktivität < 25 mCi/mm3 und einem Durchmesser < 0,7 mm. 17. Highly radioactive miniaturized cylindrical 90 SrTiO 3 , 90 SrSiO 3 or 90 SrZiO 3 radiation source with an activity <25 mCi / mm 3 and a diameter <0.7 mm. 18. Strahlenquelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Aktivität ≧ 30 mCi/mm3 und einen Durchmesser < 0,4 mm aufweist.18. Radiation source according to claim 17, characterized in that it has an activity ≧ 30 mCi / mm 3 and a diameter <0.4 mm. 19. Strahlenquelle nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem körperverträglichen Material in Form eines Röhrchens umschlossen ist.19. Radiation source according to claim 17 or 18, characterized in that them in the form of a body-friendly material is enclosed in a tube. 20. Strahlenquelle nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Röhrchen vor und hinter dem 90SrTiO3-, 90SrZrO3- oder 90SrSiO3-Zylinder ein Tantalzylinder mit gleichem Durchmesser eingebracht ist.20. Radiation source according to claim 19, characterized in that a tantalum cylinder with the same diameter is introduced in the tube in front of and behind the 90 SrTiO 3 -, 90 SrZrO 3 - or 90 SrSiO 3 cylinder.
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