近程放射治療源組件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及近程放射治療源組件，涉及部件套件，涉及用于制備近程放射治療源組件的方法，涉及特定涂層的用途，以及涉及近程放射治療處理。本發明的近程放射治療源組件包括推/拉線和在其遠端的適用于近程放射治療的膠囊，其中所述膠囊包括用于保持一個或多個放射源的腔室，所述腔室由壁限定，并且其中所述膠囊壁的外表面的至少一部分包含涂層，所述涂層包含選自TiN、TiCN、TiCrN、CrN、TiAlCrN、DLC和MoS2中的一種或多種，其中所述膠囊附連至所述推/拉線或其中所述膠囊包含于所述推/拉線中。
【專利說明】近程放射治療源組件
[0001]本發明涉及近程放射治療源組件，涉及部件套件，涉及用于制作近程放射治療源組件的方法，涉及特定涂層在膠囊上的用途，以及涉及近程放射治療處理。
[0002]近程放射治療是癌癥護理的主要基礎。與通過健康組織遞送外部輻射源的外部激光輻射療法(EBRT )不同，近程放射治療在腫瘤內或其附近直接地遞送放射性劑量。具有放射源的膠囊經由空心針，軟管或導管等遞送至待治療的區域。通常而言，為此目的會采用所謂的后加載技術，據此所述導管等首先置于體內，隨后將包含放射源且附連至推/拉線遠端(也稱為導絲，即，引導放射源通過空心針、軟管或導管)的膠囊在遠程控制設備的幫助下遞送至治療區域。計算機控制的遠程后加載設備定位一個或多個小型放射源，其活動工作非常短的距離，在有待遞送至靶區域的專門設計的施加器內，具有較高的精度。這允許定制輻射劑量以便精確遞送至靶區域，同時將健康組織和器官周圍的不想要的暴露降至最低。 此外，所述近程放射治療的特別的物理本質有助于將健康組織的暴露降至最低。近程放射治療取決于“平方反比定律”;在輻射源周圍，劑量以距離的平方下降。因此，所治療的腫瘤周圍的組織接受的劑量比由其他輻射方法所預期的劑量低得多。
[0003]近程放射治療結合了放射治療的兩個基本目標:有效的腫瘤劑量以及周圍組織少量的劑量。先進的計算機治療計劃和圖像引導遞送系統增加了療效，并改善了結果和患者的可接受性。這是通過在腫瘤內或其附近放置放射源，使用專門設計的施加器和遠程計算機控制的遞送設備來實現的。這允許定制的輻射劑量非常精確地遞送至靶區域，同時將健康組織和器官周圍的不想要的暴露降至最低。在大量臨床研究和廣泛臨床實踐中獲得的經驗和見識證明了近距離放射治療的下列主要優點。
[0004]近程放射治療在全球范圍內用于治療多種癌癥和其他疾病。近程放射治療是宮頸癌的標準療法，并是用于其他癌癥(包括前列腺癌、乳腺癌、皮膚癌和頭頸癌癥，以及其他身體部位癌癥)的治療指導的重要部分。
[0005]近程放射治療在短時間內遞送高輻射劑量的能力意味著患者能夠在數天內而不是EBRT所要求的數周內完成治療。例如，與使用EBRT的數周相比較，能夠在兩個療程內遞送用于前列腺癌的高劑量率(HDR)近程放射治療處理。這對于患者順從他們的放療治療， 以及將對患者生活的影響降至最低，具有潛在的重要影響。
[0006]近程放射治療通常良好地耐受用于其許多應用的良好的毒性曲線，這主要是由于其組織較少接近。在宮頸癌，前列腺癌和乳腺癌的情況下不良事件類似于或好于其他治療形式。例如，在前列腺癌中，使用近程放射治療導致腸、膀胱和勃起功能較長期問題降低。
[0007]隨著醫療資源壓力的加劇，如在近程放射治療中所見，治療總長度的降低和門診類治療的增加使用是降低成本和提供資源更有效利用的有效方法。此外，近程放射治療涉及比新形式EBRT (如質子治療)更低的總體基礎設施成本，并提供使放射治療部門的現有資源最大化的機會(例如，降低對直線加速器使用的擁擠)。
[0008]近程放射治療可以根據所使用的劑量率:低、中或高，進行表征。近程放射治療在短時間內遞送高輻射劑量的能力對于治療功效是重要的，因為總輻射劑量和在此劑量下遞送的速率都會影響癌細胞的破壞。當治療劑量在很短的時間框內給予時會破壞更多的癌細胞，并且HDR近程放射治療實現了與EBRT類似的整體療效，尤其是對于周圍非癌變組織。更短的療程還可以提供更好的腫瘤控制，因為在治療之間細胞具有減少的再增殖的機會。放射源的快速劑量降低隨著離開腫瘤部位的距離而增加，并導致針對健康組織降低的毒性。
[0009]對于使用后加載器的有效治療而言，膠囊和推/拉線的組合應該具有高度靈活性，以便能夠符合導管曲線。甚至當導管形成銳曲線(小半徑曲線，sharp curve)時,還可能移動膠囊通過導管而沒有太大的摩擦并且不會對膠囊造成磨損。如果當膠囊移動通過導管并且定位于腫瘤位置時其經歷了顯著大量的摩擦時，則這可能導致定位精度降低。因為當膠囊精確定位于預定腫瘤位置時這種療法是非常有效的(大多數腫瘤細胞被殺死而最少的健康組織被損傷)，定位精確度對于所用療法的結果是非常重要的。此外，所述膠囊的磨損可能(在極端情況下)會導致膠囊泄漏，以及放射性物質溢出和/或暴露。這種泄漏可能導致后加載系統的污染，或與患者發生更糟糕的接觸，這是嚴重的安全風險。因此，希望擁有具有高耐磨性的近程放射治療源組件，由此確保膠囊壁的完整性。此外，能夠檢測膠囊隨時間的任何磨損將是有利的。
[0010]本發明的一個目的是提供一種近程放射治療源組件，其具有膠囊壁的高度完整性。
[0011]本發明的另一個目的是提供一種近程放射治療源組件，其能夠使用后加載設備高精度地定位。
[0012]本發明的又一個目的是提供一種檢測機制，用于檢測在近程放射治療系統中膠囊的磨損。
[0013]人們已經發現，這些目的可以，至少部分地，通過提供近距離放射治療組件來滿足，其中所述膠囊具有特定類型的涂層。
[0014]因此，在第一方面中，本發明涉及一種近程放射治療源組件，包含推/拉線和在其遠端的適用于近程放射治療的膠囊，其中所述膠囊包括用于保持一個或多個放射源的腔室，所述腔室由壁限定，并且其中所述膠囊壁的外表面的至少一部分包含涂層，所述涂層包含選自TiN、TiCN、TiCrN、CrN、TiAlCrN、金剛石樣碳(DLC)、MoS2或其他合適的涂層材料中的一種或多種，其中所述膠囊附連至所述推/拉線或其中所述膠囊包含于所述推/拉線中。
[0015]據發現，根據本發明所述膠囊由于特定涂層材料的物理性質而改進了完整性。此外，由于膠囊相對低的摩擦系數，本發明的近程放射治療源組件能夠使用后加載設備以約
0.1-1mmjn 0.5-lmm的高精度定位。因此，所述近程放射治療源組件能夠來回平滑地推動通過導管。此外，據發現，在本發明的一些實施方式中，所述涂層能夠起到磨損指示劑的作用。如果所述涂層具有與下面的膠囊壁不同的顏色，則顏色變化能夠指示所述膠囊已經受到磨損，并且應該更換。
[0016]本發明的近程放射治療源組件中的膠囊可以用于低劑量率近程放射治療，中劑量率近距離放射治療，高劑量率近距離放射治療，或脈沖劑量率近距離放射治療。因為以上指出的定位精度和膠囊完整性的問題對于高劑量率近程放射治療(其中源活性較高而泄漏或不精確性的危險性較高)是特別突出的，在優選實施方式中用于近程放射治療的膠囊是用于高劑量率近距離放射治療的膠囊。
[0017]如本申請中使用的術語“低劑量率”是指范圍為0.4Gy ? h^-2Gy ? IT1的劑量率。
[0018]如本申請中使用的術語“中劑量率”是指范圍為2Gy ? IT1-UGy ? IT1的劑量率。[0019]如本申請中使用的術語“高劑量率”是指大于12Gy ? IT1 (0.2Gy ? mirT1)的劑量率。在實踐中，大多數HDR機器在甚至更高的劑量率，一般約ZGymirT1下運行。在HDR近距離放射治療中，使用高強度(約3-30居里)輻射源，并且通常將其插入到腫瘤中并移動通過一系列預先計劃和預定的駐留位置，每個駐留位置保持最多數秒鐘，通常所述源處于患者體內的時間小于小于30min/部分。HDR近程放射治療目前特別地用于治療前列腺、乳腺、 宮頸、子宮、肺、眼睛和其他解剖部位。
[0020]本申請中所用的術語“脈沖劑量率”是指在較短間隔(通常為每小時一次)下重復治療的高劑量率脈沖(通常持續5或IOmin)的技術。目的是使用高劑量率類型的機器模擬低劑量率治療的放射生物學效應。偏好LDR放射生物學效應的臨床醫生能夠實現這一點， 但通過現代HDR機器能夠實現復雜劑量分布的靈活性。
[0021]如本申請中使用的術語“金剛石樣碳”(DLC)是指具有Sp2和Sp3雜化鍵的無定形形式的含碳結構。金剛石樣碳具有碳原子的無定形基質或類似金剛石中的碳非常大量地以四面體結構連接的碳原子和氫原子的混合物。DLC大多是亞穩定的無定形材料，但可以包括微晶相。DLC的例子包括無定形金剛石(a-D),無定形碳(a-C),四面體無定形碳(ta_C)和金剛石樣烴等。ta-C是最優選的DLC。
[0022]如本申請中使用的術語“放射源”是指任何種類形式的放射源，包括顆粒，粉末和涂層的形式。
[0023]本發明的近程放射治療源組件中的膠囊包括用于保持放射源的腔室。該腔室可以是封閉腔室。膠囊的腔室由圍繞所述腔室的壁限定。通常而言，所述壁是在膠囊遠端(定義為旨在首先插入患者體內的膠囊末端)處封閉的圓柱形外罩。所述壁可以由生物學惰性材料制成。然而，這并不是關鍵的，因為所述膠囊幾乎總是被施加器(醫療器具)或導管包圍， 并且因此，一般不會與體液或組織直接接觸。膠囊的遠端可以具有半球形形狀以便在較低摩擦下引導通過導管。所述膠囊的長度可以在2-10mm,如2.5-8mm,或3-6mm的范圍內。所述膠囊的寬度(或橫截面直徑)可以在0.4-2_，如0.5-1.5mm,或0.6-1.2_的范圍內。所述膠囊的近端(定義為旨在最后插入患者體內的膠囊末端)能夠如用塞子密封。優選地，用于保持放射源的所述腔室通過這種密封來封閉。這種密封通常通過焊接，如激光焊接來實現。
[0024]這種腔室旨在保持放射源。然而，所述腔室還可以是空的。這種“空”膠囊經常在近程放射治療處理開始時使用。這種“空”膠囊可以被驅動進入和離開導管用來檢查所述膠囊的定位以及用來檢查是否有任何障礙物存在于通過導管或施加器的路徑中。在完成這種最初檢查之后，可以驅動含有放射性物質的膠囊進入導管，以進行實際治療。所述空腔室優選包含空隙空間。在所述腔室包含放射源的情況下，這種放射源通常以顆粒形式存在于該腔室中。通常，所述放射源并未完全填充所述腔室，因此填充有放射源的所述腔室也包含空隙空間。
[0025]多種放射性材料可以與本發明的近程放射 治療膠囊結合使用。優選地，所述放射源選自由銥-192和鈷-60組成的組中。
[0026]銥-192能夠通過銥-191的中子激活而生成。其具有74天的半衰期并如方程(I) 所示通過(6-發射而衰變。
[0027]Jie + r(I)[0028]光子發射是一種復雜的光譜，具有約0.38MeV的加權平均值。當銥_192新生成時， 其被由穩定的銥-193的中子激活產生的少量放射性銥-194污染。然而，它具有17小時的半衰期，并迅速衰變至微不足道。銥-192具有高比活性，允許高活性源具有較小尺寸。
[0029]鈷-60能夠通過穩定的鈷-59的中子激活而生成。其具有5.26年的半衰期并如方程(2)所示通過β -發射而衰變。
[0030]
【權利要求】
1.一種近程放射治療源組件，包括推/拉線和在其遠端的適用于近程放射治療的膠囊，其中所述膠囊包括用于保持一個或多個放射源的腔室，所述腔室由壁限定，并且其中所述膠囊的所述壁的外表面的至少一部分包含涂層，所述涂層包含選自TiN、TiCN, TiCrN, CrN、TiAlCrN, DLC和MoS2的一種或多種材料，其中所述膠囊附連至所述推/拉線或其中所述膠囊包含于所述推/拉線中。
2.根據權利要求1所述的近程放射治療源組件，其中所述涂層包含DLC。
3.根據權利要求1或2所述的近程放射治療源組件，其中所述涂層包含氮化鈦。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述涂層具有范圍為1-15 u m、優選2-10 u m的平均厚度。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述涂層具有范圍為 0.02-0.5的摩擦系數。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述膠囊的壁包含選自由鋼(包括不銹鋼和奧氏體鋼)、鈦、鎳、鋁及它們的合金組成的組中的一種或多種材料。
7.根據權利要求1-5中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述膠囊的壁包含一種或多種由陶瓷和/或復合材料制成的材料。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述膠囊的壁具有范圍為25-500 u m、優選范圍為50-250 u m的平均厚度。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述壁和所述涂層材料具有不同顏色，優選所述膠囊的壁由選自鋼、鈦和鎳中的一種或多種制成，而所述涂層由選自TiN、TiCN、TiAlCrN和DLC中的一種或多種制成。
10.根據權利要求1-9中任·一項所述的近程放射治療源組件，其中所述膠囊在所述腔室內包含一個或多個放射源，并且其中所述一個或多個放射源優選包含選自由銥-192和鈷-60組成的組中的一種或多種。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述膠囊的腔室通過塞子封閉。
12.根據權利要求1-11中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述膠囊通過卷邊接頭、壓制接頭、咬合接頭、焊接或膠接接頭附連至所述推/拉線。
13.根據權利要求12所述的近程放射治療源組件，其中所述推/拉線、焊接和/或連接套筒的表面的至少一部分也包含所述涂層。
14.根據權利要求1-13中任一項所述的近程放射治療源組件，其中所述膠囊符合ISO 標準 2919:2012。
15.一種部件套件，包含根據權利要求1-14中任一項所述的近程放射治療源組件和用于將所述近程放射治療源組件引導至治療位點的導管、軟管、空心針或施加器。
16.一種用于制作優選根據權利要求1-14中任一項所述的近程放射治療源組件的方法，包括-提供用于近程放射治療的膠囊，其包含用于保持放射源的腔室，所述腔室由壁限定，-向所述膠囊的所述壁的外表面的至少一部分施加涂層，其中所述涂層包含選自TiN、 TiCN、TiCrN、CrN、TiAlCrN, DLC 和 MoS2 中的一種或多種，和-可選地將所述膠囊附連至推拉線。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述涂層通過物理氣相沉積技術、化學氣相沉積技術或通過激光熔覆施加至所述壁上。
18.根據權利要求1-6中任一項所定義的涂層在所述近程放射治療膠囊上用于降低所述膠囊的摩擦和/或磨損的用途。
19.根據權利要求1-6中任一項所定義的涂層在所述近程放射治療膠囊上作為用于檢測磨損的指示劑的用途。
20.一種近程放射治療處理，包括將根據權利要求1-14中所述的近程放射治療源組件施加至治療位點,如腫瘤。
21.根據權利要求20所述的近程放射治療處理，其中所述近程放射治療源組件通過將所述近程放射治療源組件經由導管、軟管、空心針或施加器送進而施加至 治療位點。
【文檔編號】A61N5/10GK103596622SQ201280026212
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年6月1日 優先權日:2011年6月1日
【發明者】皮爾·巴克, 維姆·德亞赫, 阿里·路易特·菲斯海爾, 亨克·弗雷肯 申請人:核通運營有限公司