Источник для брахитерапии

Полезная модель относится к радиоактивным источникам, применяемым в брахитерапии и может быть использована для терапии онкологических заболеваний. Техническим результатом является создание источника с высокими функциональными свойствами: высокой активностью и радиоактивной безопасностью. Для этого предложен источник для брахитерапии, представляющий собой герметичную металлическую капсулу, например, из титана с расположенным в ней элементом из радиоактивного вещества, содержащего иттербий-169, при этом на наружную поверхность капсулы нанесено сплошное герметизирующее покрытие, которое может быть выполнено из металлов или оксидов или нитридов металлов толщиной 0.5-5.0 мкм. Покрытие также может быть представлять собой никель-фосфорное покрытие. 1 нез.п.ф., 4 зав.п.ф..

Полезная модель относится к радиоактивным источникам, применяемым в брахитерапии и может быть использована для терапии онкологических заболеваний. Брахитерапией называется тот способ лечения рака, при котором источники радиоактивного излучения размещают в теле непосредственно в опухолевой области. При брахитерапии капсулу, содержащую радиоактивный источник располагают в опухолевой области с возможностью удаления.

Известны источники для брахитерапии, представляющие собой в общем случае герметичную капсулу, выполненную из различных материалов, (например, неорганических), внутри которой размещают источник радиоактивного излучения, так называемые закрытые радионуклидные источники (патенты РФ 2277953, оп. 20.06.06, 2251437, оп 10.05.05. 2343935, 20.01.09, патент США 7530941, оп. 12.05.09)

Для проведения брахитерапии к наружной капсуле, в которую помещен радиоактивный источник, наглухо прикрепляют тонкий прочный направляющий трос, который служит для ее надежного перемещения из места хранения в опухолевую область и обратно. (патент РФ 2357774, оп. 10.06.2009) - эта ссылка, если будем про свой трос писать в формуле.

Для высокодозовой брахитерапии (ВДБ) по совокупности ядерно-физических свойств используются два типа закрытых радионуклидных источников: на основе кобальта-60 и иридия-192.

Большая проникающая энергия гамма-излучения кобальта-60 приводит к существенному переоблучению жизненно важных органов пациентов. Кроме того, необходимы большие капитальные вложения на строительство кабинетов ВДБ (каньоны из тяжелого бетона). Также транспортировка этих источников требует тяжелых контейнеров. По этой причине ВДБ источники на основе кобальта-60 все реже используются в лечебной практике.

Спектр гамма-излучения Иридия-192 существенно более мягкий по сравнению с кобальт-60 (центр энергии излучения лежит Е=0,36 МэВ). Удельная активность радионуклида может достигать 0,6 кКи/г, что позволяет создавать высокоинтенсивные закрытые источники малых размеров диаметром 1 мм и длиной 4 мм с активностью 10 Ки и более. Для ряда локализаций новообразований (Большая средняя) энергия гамма-излучения иридия не позволяет применять ВДБ с этими источниками из-за радиочувствительности жизненно-важных органов (мочевой пузырь, уретра, полость рта и др). Кроме того, использование этих источников также требует относительно тяжелой физической защиты ВДБ кабинетов.

В настоящее время в качестве наиболее перспективного радионуклида для ВДБ рассматривается иттербий-169. Все преимущества использования источников на основе иттербия-169 обусловлены, во-первых, мягким энергетическим спектром гамма-лучей и, во-вторых, высокой удельной активностью.

Ядерно-физические свойства:

- Мягкий спектр излучения (центр спектра излучения иттербия-169 расположен в области 90 кэВ; центр спектра излучения для иридия-192 - в области 360 кэВ)

- Высокая удельная активность (может достигать 6 кКи/г при облучении высокообогащенного изотопа иттербий-168), что примерно на порядок выше чем для иридия-192 (0,6 кКи/г).

- Период полураспада составляет 32 дня (для иридия-192 - 74 дня).

- Ввиду низкой средней энергии излучение иггербия-169 более эффективно (в разы) поглощается в защите в сравнении с излучением иридия-192. Таким образом, значительно повышается доступность ВДБ для лечения, поскольку не требуется создания дорогих защитных сооружений.

За прототип принят источник для брахитерапии, описанный в патенте США 7530941, оп. 12.05.09. Источник представляет собой герметичную капсулу, которая может быть выполнена из различных неорганических материалов, алюминия, титана и др., в которой расположен сердечник, содержащий иттербий с концентрацией изотопа иттербий-168 в диапазоне 15-30 ат.%. Плотность материала сердечника лежит в пределах 5-9 г/см³. После облучения капсулы в канале атомного реактора в ней образуется радионуклид иттербий-169, энергия излучения которого не превышает 310 кэВ, а активность источника может достигать 30 Ки.

Размеры источника ~1 мм.

Источники для ВДБ должны удовлетворять следующим требованиям - их размер должен быть: длина - не более 10 мм, диаметр - 0,9 мм, обладать

высокой удельной активностью, что достигается высокой плотностью 59 г/см3 сердечника из спрессованного порошка оксида иттербия.

Недостатком предложенного решения является то, что в результате облучения в канале атомного реактора капсул, изготовленных из алюминия, титана и др., материал капсул активируется и при обращении с источниками происходит радиоактивное загрязнение окружающей среды.

Техническим результатом, на который направлена полезная модель является создание источника для брахитерапии с высокими функциональными свойствами: высокой активностью и радиоактивной безопасностью.

Для этого предложен источник для брахитерапии, представляющий собой герметичную металлическую капсулу с расположенным в ней элементом из радиоактивного вещества, содержащего иттербий-169, при этом на наружную поверхность капсулы нанесено сплошное герметизирующее покрытие.

При этом толщина покрытия составляет 0.5-5 мкм.

При этом покрытие выполнено из металлов или оксидов или нитридов металлов.

При этом покрытие выполнено из никель-фосфорного покрытия.

При этом капсула источника выполнена из титана.

Согласно этому решению предложен закрытый источник для брахитерапии, где

- капсула источника изготовлена из титановой трубы, марка материала ВТ1-00, внешний диаметр 0,8 мм, внутренний диаметр 0,69 мм, толщина стенок 0,055 мм; длина источника 2.24,2 мм;

- на капсулу источника нанесен слой никель-фосфорного покрытия толщиной 5 мкм, полученного путем химического никелирования; номинальная активность радионуклида иттербий-169 в источнике - 148333 ГБк (49 Ки).

- Радиоактивный элемент представляет собой цилиндрический сердечник из обогащенного по Yb-168 (2030% ат.) материала с плотностью более 7 г/см3 диаметром 0,6 мм и длиной 1,53,5 мм;

В качестве покрытия могут быть предложены слои из других металлов (например, хром), оксида или нитрида титана.

Покрытие наносят на всю поверхность капсулы источника, что полностью перекрывает возможность выхода радионуклидов в окружающую среду.

Таким образом, данное техническое решение повысит доступность ВДБ для лечения поскольку не требуется создания дорогих защитных сооружений как за счет использования иттербия-169, так и за счет применения защитного покрытия на всю поверхность источника, снижающего возможность выхода радионуклидов в окружающую среду.

1. Источник для брахитерапии, представляющий собой герметичную металлическую капсулу с расположенным в ней элементом из радиоактивного вещества, содержащего иттербий-169, отличающийся тем, что на наружную поверхность капсулы нанесено сплошное герметизирующее покрытие.

2. Источник по п.1, отличающийся тем, что толщина покрытия составляет 0,5-5 мкм.

3. Источник по п.1, отличающийся тем, что покрытие выполнено из металла или оксида или нитрида металла.

4. Источник по п.1, отличающийся тем, что покрытие выполнено из никель-фосфорного покрытия толщиной 5 мкм.

5. Источник по п.1, отличающийся тем, что капсула выполнена из титана.