具有增强的β治疗的扩散性α发射体放射疗法制造技术

一种组织间源(21)，包括适合于植入肿瘤的基底(22)，以及以每厘米长度至少6μCi的浓度附着到基底(22)的α发射原子(26)。α发射原子(26)以在放射性衰变时不超过30％的解吸概率附着到基底。附着到基底。附着到基底。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强的
β
治疗的扩散性
α
发射体放射疗法
专利

[0001]本专利技术总体上涉及放射疗法，并且特别是涉及用于提供具有组合的α辐射和非α辐射的可植入辐射源的设备和方法。
[0002]专利技术背景
[0003]电离辐射通常用于治疗某些类型的肿瘤，包括恶性癌性肿瘤，以破坏它们的细胞。然而，电离辐射也会损害患者的健康细胞，并因此要注意使递送到肿瘤外健康组织的辐射剂量最小化，同时使递送到肿瘤的剂量最大化。
[0004]电离辐射通过对细胞的DNA产生损害而破坏细胞。不同类型辐射在杀伤细胞方面的生物有效性由它们造成的DNA损伤的类型和严重程度决定。α粒子是用于放射疗法的一种强有力的手段，因为它们会诱导DNA上成簇的双链断裂，而细胞无法修复这些断裂。与常规类型的辐射不同，α粒子的破坏性作用在很大程度上也不受低细胞氧水平的影响，这使得它们针对低氧细胞(hypoxic cell)同样有效，低氧细胞在肿瘤中的存在是基于光子或电子的常规放射疗法失败的主要原因。此外，α粒子在组织中的短距离(小于100微米)确保了如果发射其的原子被限制在肿瘤体积内，周围的健康组织将幸免。
[0005]例如在Kelson的美国专利8,834,837中描述的扩散性α
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发射体放射疗法(diffusing alpha
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emitter radiation therapy,DaRT)，通过使用镭
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223或镭
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224原子扩展了α辐射的治疗范围，镭
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223或镭
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224原子产生几个放射性衰变的链，其中镭
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224的主导半衰期(governing half
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life)为3.6天并且镭
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223的主导半衰期为11.4天。在DaRT中，镭原子以足以使得它们不会以浪费的方式离开源(通过血液从肿瘤中清除)的强度附着到植入肿瘤中的源(也称为“籽粒(seed)”)，但是在镭衰变时它们的子放射性核素(在镭
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224的情况下是氡
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220，并且在镭
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223的情况下是氡
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219)的相当大的百分比离开源进入肿瘤。这些放射性核素和它们自己的放射性子原子，在通过α辐射衰变之前，通过扩散在源周围散布到多达几毫米的径向距离。因此，相对于与其子体一起留在源上的放射性核素，在肿瘤中的破坏范围增加。
[0006]除了释放α辐射外，一些子原子还释放β辐射。β辐射比α辐射弱得多，并且比α辐射具有更长的范围。
[0007]为了使肿瘤的治疗有效，治疗中采用的DaRT籽粒应释放足够数量的氡原子，来以高概率破坏肿瘤。如果采用的辐射量不足，过多的癌细胞将残留在肿瘤中，并且这些细胞可以繁殖重新形成恶性肿瘤。另一方面，籽粒不应释放过多的氡原子，因为它们的一些子体通过血液从肿瘤中清除，并因此可能损害远处的健康组织，包括患者的器官，诸如骨髓、肾脏和/或卵巢等。
[0008]DaRT源上镭原子的量根据活度(即镭衰变的速率)来定量。DaRT源活度以微居里(μCi)或千贝克勒尔(kBq)为单位测量，其中1μCi＝37kBq＝每秒37,000次衰变。当使用DaRT时，递送到肿瘤细胞的辐射剂量不仅取决于源的镭活度，还取决于镭或其子体氡原子将离开源进入肿瘤的概率。在镭的α衰变时，子体氡原子将离开源进入肿瘤的概率在本文被称为“解吸概率”。如果镭从源扩散的速率可以忽略不计，则人们可以使用“氡释放速率”而不是
参考源的活度作为DaRT相关的源活度的度量，“氡释放速率”在本文中定义为在源上的活度与氡从源的解吸概率的乘积。与活度类似，氡释放速率以μCi或者kBq为单位给出。除非另有说明，否则本文给出的活度和氡释放速率值是在将源植入肿瘤中时的源的活度和氡释放速率值。
[0009]上述Kelson的美国专利8,834,837建议使用“约10纳居里至约10微居里，更优选地约10纳居里至约1微居里”的活度。标题为：“Activity Levels for Diffusing Alpha
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Emitter Radiation Therapy”的美国专利申请17/343,786建议对于各种肿瘤类型，氡释放速率足够高以破坏肿瘤并且足够低以避免损害远处的健康组织。
[0010]Keisari等人的美国专利公布2010/0015042提及了使用10
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30kBq范围内的氡
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224活度和22％
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36％的氡解吸概率的体内实验。
[0011]Van Niekerk的美国专利公布2013/0253255，其公开内容通过引用并入本文，描述了携带同一物质的两种不同同位素的近距离放射疗法籽粒。
[0012]Harder等人的美国专利公布2008/0249398，其公开内容通过引用并入本文，描述了用于在近距离放射疗法中使用的混合多放射性核素密封源。
[0013]通常期望在放射性核素有机会衰变之前，防止放射性核素被体液从源洗涤走。PCT公布WO2018/207105，标题为：“Polymer Coatings for Brachytherapy Devices”，其通过引用以其整体并入本文，描述了被选择用于防止放射性核素免受洗涤，同时不抑制子核从源解吸的涂层。
[0014]Mavity等人的美国专利公布2002/0055667，其公开内容通过引用以其整体并入本文，描述了具有生物可吸收结构的放射性核素，所述生物可吸收结构具有通常比放射性核素的半衰期大得多的预定持续期。放射性核素保持定位并隔离在期望的靶部位，同时保持显著的放射性。
[0015]Fisher等人的美国专利8,821,364，其公开内容通过引用以其整体并入本文，描述了一种由微球构成的近距离放射疗法籽粒，该微球包含发射α粒子的辐射源和快速溶解的可吸收的聚合物基质。
[0016]专利技术概述
[0017]申请人已经鉴定，在肿瘤内部和靠近肿瘤边缘的区域之间，参与肿瘤细胞破坏的辐射量存在相当大的差异。靠近边缘，肿瘤组织是非坏死性的，并且有丰富的血液供应，尽管血管架构可能是缺乏组织的和混乱的。这种丰富的血液供应通过两种作用降低了α辐射的有效性：(1)靠近边缘的区域中的肿瘤组织具有致密的膜结构，这降低了一些子放射性核素(诸如
220
Rn和
212
Pb)的有效扩散范围，以及(2)高比率的
212
Pb被血管清除，并且因此在肿瘤的靠近边缘的区域中发射的α粒子较少。结果，在靠近肿瘤边缘的区域中肿瘤细胞的破坏范围很低，并且肿瘤的一些区域没有接受足够的辐射。
[0018]另外，组织细胞的破坏程度强烈依赖于与源的距离。因此，期望用源的规则排列(例如六边形排列)以低间距(诸如短于5毫米或甚至不超过4毫米的间距)覆盖肿瘤。尽管如此，当仅依赖于α辐射时，肿瘤的一些点相对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组织间源，所述组织间源包括：适合于植入肿瘤的基底；以及以每厘米长度至少6μCi的浓度附着到所述基底的α发射原子，其中所述α发射原子以在放射性衰变时不超过30％的解吸概率附着到所述基底。2.根据权利要求1所述的源，其中附着到所述基底的所述α发射原子包括每厘米所述基底长度至少8微居里(μCi)。3.根据权利要求2所述的源，其中附着到所述基底的所述α发射原子包括每厘米所述基底长度至少10.5微居里(μCi)。4.根据权利要求3所述的源，其中附着到所述基底的所述α发射原子包括每厘米所述基底长度至少12微居里(μCi)。5.根据权利要求1所述的源，其中所述α发射原子包括镭
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224原子。6.根据权利要求1所述的源，其中所述α发射原子在衰变时具有至少2％的解吸概率。7.根据权利要求6所述的源，其中所述α发射原子在衰变时具有至少5％的解吸概率。8.根据权利要求1所述的源，其中所述α发射原子具有每厘米长度至少0.5微居里的氡释放速率。9.根据权利要求1所述的源，其中所述α发射原子在衰变时具有不超过27％的解吸概率。10.根据权利要求9所述的源，其中所述α发射原子以小于24％的解吸概率附着到所述基底。11.根据权利要求10所述的源，其中所述α发射原子以小于20％的解吸概率附着到所述基底。12.根据权利要求11所述的源，其中所述α发射原子通过热处理附着到所述基底。13.根据权利要求12所述的源，其中所述α发射原子以小于15％的解吸概率附着到所述基底。14.根据权利要求1
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13中任一项所述的源，所述源还包含以降低子放射性核素的解吸概率的方式覆盖所述α发射原子的低扩散聚合物的涂层。15.根据权利要求14所述的源，其中所述涂层具有至少0.5微米的厚度。16.根据权利要求14所述的源，其中所述涂层包括非金属涂层。17.根据权利要求1
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13中任一项所述的源，所述源还包括覆盖所述α发射原子的氧化铝原子层沉积涂层。18.根据权利要求17所述的源，其中所述原子层沉积涂层具有至少2纳米的厚度。19.根据权利要求1
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13中任一项所述的源，其中组织间源另外发射β辐射，并且其中在距装置2毫米距离处的所述β辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：利奥尔，
申请(专利权)人：阿尔法陶医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：