(57)【要約】埋込シードのための無担体放射性同位体を作成するため、これまでの手法は湿式化学を利用していた。しかしイオン注入法を用いることにより、磁気手段で前駆同位体を物理的に分離し、さらに同位体的に純粋な原子のビームを適当な担体に物理的に導いて埋め込むことが可能である。すなわち、埋込シードの形成が乾式法を用いて、すなわち液体化学を用いずに達成できる。明細書に開示されるシステム及び方法は、イオン注入機を用いて単一の安定同位体のビームを生成し、さらにこの単一の安定同位体を担体の表面下に注入するように構成される。中性子放射化により、単一の安定同位体から担体内に埋め込まれた同位体、ヨウ素１２５，パラジウム１０３，セシウム１３１，またはイッテルビウム１６９がつくられる。必要に応じて、担体内に埋め込まれた前駆同位体を放射化する前に、担体を封入することができる。
2004500129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性埋込シードにおいて：
表面を有する少なくとも１個の担体；及び
前記担体の実質的に表面下に埋め込まれた、パラジウム１０３，ヨウ素１２５，セシウム１３１，及びイッテルビウム１６９からなる群から選ばれる少なくとも１種の放射性同位体；
を含むことを特徴とする放射性埋込シード。
【請求項２】
前記放射性同位体がイオン注入されていることを特徴とする請求項１記載の放射性埋込シード。
【請求項３】
前記担体を封入している生体適合性材料の外殻をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の放射性埋込シード。
【請求項４】
前記担体がアルミニウム、チタン、二酸化チタン、ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナ、銅、及びロジウムからなる群から選ばれる１種の材料を含むことを特徴とする請求項１記載の放射性埋込シード。
【請求項５】
前記担体がアルミニウム、チタン、二酸化チタン、ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナ、銅、及びロジウムからなる群から選ばれる少なくとも２種の材料を含むことを特徴とする請求項１記載の放射性埋込シード。
【請求項６】
埋込プレシードにおいて：
表面を有する少なくとも１個の担体；及び
前記担体の実質的に表面下に埋め込まれた、パラジウム１０２，キセノン１２４，バリウム１３０，及びイッテルビウム１６８からなる群から選ばれる少なくとも１種の安定同位体；
を含むことを特徴とする埋込プレシード。
【請求項７】
前記安定同位体がイオン注入されていることを特徴とする請求項６記載の埋込プレシード。
【請求項８】
前記担体がアルミニウム、チタン、二酸化チタン、ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナ、銅、及びロジウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする請求項６記載の埋込プレシード。
【請求項９】
熱中性子照射下で放射化されることのない材料で形成された放射線不透過性ペレットをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の埋込プレシード。
【請求項１０】
ロジウム、砒化ガリウム、及び銅からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を含む放射線不透過性ペレットをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の埋込プレシード。
【請求項１１】
前記放射線不透過性ペレット及び前記担体を取り囲むキャニスターをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の埋込プレシード。
【請求項１２】
前記キャニスターがチタンを含むことを特徴とする請求項１１記載の埋込プレシード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術的背景
本発明は放射線治療処置に関し、放射性埋込シードの改善された製造方法に関する。
【０００２】
放射性ペレットすなわち“シード”は、例えば前立腺内の、ガン性腫瘍のような、様々な医学的状態の処置に長年用いられてきている。シードは放射線治療を施す部位を特定し、よって全身性放射線治療にともなう望ましくない副作用の多くを排除するのに有効である。このようなシードは一般に、長さが約４ｍｍ，直径が０．８ｍｍであり、２０〜４０ｋｅＶの範囲の低エネルギーＸ線を放射する。そのようなシードに初めに利用された放射性物質は、半減期が６０日のヨウ素１２５（１２５Ｉ）である。ごく最近では、半減期が１７日のパラジウム１０３（１０３Ｐｄ）が用いられている。
【０００３】
ローレンス（Ｌａｗｒｅｎｃｅ）への米国特許第３，３５１，０４９号は、ヨウ素１２５，パラジウム１０３，セシウム１３１，キセノン１３３またはイッテルビウム１６９を含む放射性液体を担体に含浸させる方法を開示している。乾燥後、担体はチタンのような材料でつくられた溶接キャニスター内に封入される。クビアトヴィッツ（Ｋｕｂｉａｔｏｗｉｔｚ）は米国特許第４，３２３，０５５号において、特製のＸ線検出可能な棒材、例えば銀棒の表面に放射性ヨウ素１２５を被覆する方法を開示している。この被覆された銀棒は次いで、密封線源をつくるためにチタンのような材料でつくられたキャニスター内に封入される。
【０００４】
カーデン（Ｃａｒｄｅｎ）により米国特許第５，４０５，３０９号に開示される別の方法ではサイクロトロンでつくられたパラジウム１０３が用いられ、導電性材料、例えばグラファイト棒からなる１個以上のペレットの上にパラジウム１０３が電気メッキされ、続いてこのペレットがチタン製溶接キャニスターのような外殻内に封入される。パラジウム１０３を得るための放射性液体に関わる大規模化学的分離が説明されている。
【０００５】
コニッグリオン（Ｃｏｎｉｇｌｉｏｎｅ）により米国特許第５，７１３，８２８号に開示される別の方法は、主軸に沿って中空な二重壁円筒構造体を採用している。この種の構造は、組織により確実に取り付けられることでシードの移動を小さくすることが述べられている。中空の二重壁チューブにより、臨床処置時にシードをより真直に並べて配置するために、シードを通して縫合材料のロッドを配置することもできる。
【０００６】
コニッグリオンはまた、中性子放射化の前に基体上に前駆同位体がメッキまたは別の方法で被覆されている、非放射性プレシードも開示している。ヨウ素１２５の前駆同位体は、基体上にメッキまたは別の方法で被覆することができない不活性ガスのキセノン１２４であるため、上記手法ではヨウ素１２５シードをつくることができない。さらにパラジウム１０３シードに関しては、非放射性プレシードを作成するためのコニッグリオンの方法では、同位体的に純粋なパラジウム１０２を基体上に電気メッキすることが一般に必要となる。自然に分布するパラジウム同位体は、パラジウム１０６の存在が長寿命の汚染放射線を生じるため、用いることができない。この放射線は、望ましくないガンマ線に患者をさらすので容認できない。そのような高純度濃縮パラジウム１０２は、例えば米国オークリッジ（Ｏａｋ Ｒｉｄｇｅ）国立研究所またはその他の供給業者から高値で購入しなければならない。７８原子％まで濃縮されたパラジウム１０２は、１グラムあたり約８６８，０００米ドルの価格でオークリッジから入手できる。
【０００７】
さらに、ケイ素またはプラスチックのような非導電性基体上にはこのような濃縮同位体を電気メッキすることができない。コニッグリオンは、濃縮同位体をメッキするのに先だって、こうした非導電性基体をまず金属被覆しなければならないと教示している。
【０００８】
上述した技術は全て、高放射性液体を取り扱わなければならず、これには高い技術水準、多大な費用、及び相当な危険が要求される。また上述した技術の全てにおいて、担体上に放射性物質の前駆物質層または放射性物質層を形成するために物理的被覆法または電気メッキ法を用いなければならない。
【０００９】
発明の概要
本発明は、質量分析型イオン注入を用いて、所望のただ１種の同位体を同じ元素の他の同位体から分離し、さらにその所望の同位体を基体表面に埋め込むことにより、放射性液体の使用及び被覆または電気メッキ法の必要を回避する。この方法は通常の真空下にあるただ１基の装置しか必要としない。さらに、本プロセスは出発材料として、濃縮同位体ではなく自然界に存在する元素を用い、選ばれた同位体は、金属、セラミック、及び高分子材を含むいかなる材料にも埋め込むことができる。
【００１０】
本発明の一態様において、単一同位体ビームを生成し、この単一同位体を担体の表面下に注入するために、イオン注入機が用いられる。このイオン注入機は、自然界に存在するキセノン、バリウム、パラジウム、またはイッテルビウムのような天然元素をイオン源に用いることができる。１種以上の同位体を同じ担体内に順次注入することができる。担体表面下に注入された１種以上の同位体は、単一の放射性同位体をつくるために、例えば原子炉内で、後に放射化することができる。
【００１１】
担体は器具、例えば、放射性にされれば放射線治療に有用となり得るシードすなわちペレットの一部を構成していてもよい。担体は、チタン製密封キャニスター内部に入れるか、または別の方法でチタン被覆に封入することができる。担体は、担体に埋め込まれた前駆同位体を放射化する前に封入することができる。
【００１２】
生体適合性材料、例えばチタン、炭素、あるいはこれらのある組合せまたは変形物の被覆を担体の表面に施すことができる。生体適合性材料の被覆の厚さは、用いられる材料の組成及び目標とする組織への所望の照射線量に依存して、ほぼ０．５ミクロンからほぼ２０ミクロンの間とすることができ、被覆厚範囲には上記厚さ範囲内の全ての部分範囲も含まれる。
【００１３】
本発明の一実施形態は、表面を有する少なくとも１個の担体及びこの担体の実質的に表面下にイオン注入された少なくとも１種の安定同位体を含む、非放射性埋込プレシードを含む。それが望ましければ、この埋込プレシードに複数個の担体を含めることができる。
【００１４】
埋込プレシードのための安定同位体は、放射化して治療目的に有用な放射性同位体をつくることができる、いかなる安定同位体も含むことができる。そのような安定同位体には、例えば、パラジウム１０２，キセノン１２４，バリウム１３０，またはイッテルビウム１６８，あるいはこれらの組合せないし変形物がある。埋込プレシードの担体は、熱中性子源への暴露の間実質的に放射化されることのないいかなる適当な材料、例えば金属、セラミック、高分子材、あるいはこれらの組合せも含むことができる。用い得る材料の例には、チタン、二酸化チタン、ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナ、銅、ロジウム、あるいは、純度の違い及び他の材料との組合せを含む、これらのある組合せまたは変形物がある。
【００１５】
埋込プレシードはまた、熱中性子照射下で放射化されることのない、例えばロジウム、砒化ガリウム、銅、鉛、あるいはこれらのある組合せまたは変形物のような材料でつくることができる、１個以上の放射線不透過性ペレットを含んでいてもよい。
【００１６】
非放射性埋込プレシードは、内表面及び外表面を有し、担体の実質的に内表面下にイオン注入された少なくとも１種の安定同位体を有する担体を含んでいてもよい。
【００１７】
埋込プレシードは、熱中性子照射下で実質的に放射性になることのない材料からなる少なくとも１個の担体を形成する工程、及び担体の表面下に安定同位体をイオン注入する工程を含む方法により作成することができる。安定同位体のイオン注入には、線量がほぼ１×１０１６イオン／ｃｍ２からほぼ１×１０１９イオン／ｃｍ２の間、並びにこの線量範囲内の部分範囲の全て及び異なる線量範囲における、イオン注入が含まれる。イオン注入に適した安定同位体にはパラジウム１０２，キセノン１２４，バリウム１３０，イッテルビウム１６８，あるいはこれらのある組合せまたは変形物があり得る。
【００１８】
埋込プレシードの作成方法には、例えばスパッタリング法により、担体表面に生体適合性材料の被覆を施す工程をさらに含むことができ、またイオン注入中あるいはイオン注入後に担体に生体適合性材料の被覆を施すことも含まれる。前記方法には、１個以上の担体及び、必要に応じて、放射線不透過性ペレットをチタン製キャニスター内に封入し、キャニスターを密封する工程をさらに含めることができる。密封は、いずれかの都合のよい方法、例えば溶接により実施することができる。
【００１９】
本発明の別の実施形態は、表面を有する少なくとも１個の担体、及び担体の実質的に表面下に埋め込まれた少なくとも１種の放射性同位体を含む。この放射性同位体は治療上有効ないずれの放射性同位体であってもよい。好ましい放射性同位体には、例えばパラジウム１０３，ヨウ素１２５，セシウム１３１，イッテルビウム１６９，あるいはこれらの組合せがある。担体は熱中性子源への暴露中に実質的に放射性になることがないいずれか適当な材料、例えば金属、セラミック、高分子材、あるいはこれらの組合せを含むことができる。用い得る材料の例には、アルミニウム、チタン、二酸化チタン、ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナ、銅、ロジウム、あるいはこれらのある組合せまたは変形物がある。埋込シードの位置をＸ線法により見ることができるように、１個以上の放射線不透過性ペレットまたはワイヤーを埋込シード内に用いることができる。
【００２０】
別の実施形態において、放射性埋込シードは、２つの末端を有しそれぞれの末端に開口を有するキャニスター、内表面及び外表面を有する一対の担体、並びに担体の実質的に内表面下に埋め込まれた少なくとも１種の放射性同位体を含み、それぞれの担体の内表面がキャニスターのそれぞれの開口内に受け入れられる。必要に応じて、放射線不透過性ペレットまたはワイヤーをキャニスター内に配置することができる。
【００２１】
本発明の放射性埋込シードは、熱中性子照射下で実質的に放射性になることのない材料からなる少なくとも１個の担体を形成する工程、担体の表面に少なくとも１種の安定同位体をイオン注入する工程、及び前記安定な同位体を中性子照射にさらして治療に有効な量の放射性同位体をつくる工程を含む方法により作成できる。この方法は、担体をチタン製キャニスター内に入れる工程、及び、例えば密封容器を形成するためにチタン製キャニスターに１個以上のチタン製エンドキャップを溶接することにより、キャニスターを密封する工程をさらに含む。必要に応じて、本方法はチタン製キャニスター内に放射線不透過性材料のペレットまたはワイヤーを少なくとも１個入れる工程をさらに含むことができる。安定同位体を中性子照射にさらす工程には、ほぼ１×１０１７中性子／ｃｍ２からほぼ１×１０２０中性子／ｃｍ２の間の線量、またはこの線量範囲内のいずれの部分範囲及び異なる線量範囲での、安定同位体の熱中性子放射化が含まれる。別の態様において、治療に有効な量のパラジウム１０３，ヨウ素１２５，セシウム１３１，イッテルビウム１６９，あるいはこれらのある組合せまたは変形物をつくるために、密封容器を中性子照射にさらすことにより、安定同位体が中性子放射化される。
【００２２】
放射性埋込シードを作成する別の方法は、少なくとも１つの担体を準備する工程及び担体表面に少なくとも１種の放射性同位体をイオン注入する工程を含む。本方法は、担体をチタン製キャニスター内に入れる工程、及び、例えば密封容器を形成するためにチタン製キャニスターに１個以上のチタン製エンドキャップを溶接することによる、キャニスターを密封する工程をさらに含む。必要に応じて、本方法はチタン製キャニスター内に放射線不透過性材料のペレットを少なくとも１つ入れる工程をさらに含むことができる。適当な放射性同位体には、パラジウム１０３，ヨウ素１２５，セシウム１３１，イッテルビウム１６９，あるいはこれらのある組合せまたは変形物がある。
【００２３】
本発明は、本発明に従ってつくられた放射性埋込シードにガン性腫瘍をさらすことによるガン性腫瘍の処置方法をさらに含む。例えば、上述のようにしてつくられた放射性埋込シードを腫瘍に冒された組織部に布置し、それによって治療に有効な線量をガン性腫瘍に送ることができる。
【００２４】
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は放射性埋込シードのような放射線治療器具及びその作成方法を含む。放射性同位体あるいは非放射性前駆同位体がイオン注入を用いて担体に注入される。イオン注入は、ある元素の試料からある元素の所望の同位体を分離し、この所望の同位体を担体に注入する、質量分析型イオン注入機を用いて行われることが好ましい。
【００２５】
質量分析型イオン注入機の、ある元素の試料から特定の同位体を分離する能力により、高価な、ある元素の同位体的に純粋な試料、例えばパラジウム１０２の購入が不要となる。さらに、同位体の分離及び注入を単一チャンバ内で行えるから、既存のメッキ法または被覆法を用いて放射性同位体で担体を被覆するためには必要となるような、放射性元素の特別な取り扱いは全く必要とされず、冗長な放射性同位体の分離も全く必要ではない。
【００２６】
さらに本手法によれば、従来のメッキ及び被覆法では使用できない揮発性前駆元素、例えばキセノン１２４を使用できる。このようにして、揮発性前駆元素から誘導された放射性同位体、例えばヨウ素１２５を含む担体を、放射性元素自体を用いる被覆工程を行わずに作成できる。
【００２７】
図面の図１は、本発明の好ましい実施形態のための担体への単一同位体の埋込に用い得るイオン注入装置を簡略に示す。この装置においては、注入されるべき特定の同位体を含む元素の閉込めプラズマ１１がイオン源１２内に生成される。陽イオンが一組の電極１３により引き出され、加速されて、質量分析磁石１４に入る。磁石はイオンの質量にしたがって前記同位体を分離してビームにし、次いでこの特定された同位体ビームが集束され、質量選択スリット１５を通過する。次いでイオンビームは一組の走査電極板１６により水平方向及び垂直方向にラスター走査され、回転している基台１８上に保持された担体１７のアレーに導かれる。本装置の構成要素は全て、チャンバ１９で表される、単一の真空内に収めることができる。特定された同位体のイオンビームは、この同位体原子を担体内に０．２μの深さまで埋め込むのに十分な高エネルギー、例えば２００ｋｅＶに加速することができる。担体は、円筒形とすることができ、外表面に一様に注入が行われ、またある担体が別の担体の影にならないように、回転が与えられ、ビームに対して４５°傾けられる。
【００２８】
イオン注入は、現在半導体工業でシリコン電子デバイスへの不純物ドープに広く用いられているような、大電流イオン注入機を用いて達成することができる。例えば、ビーム電流が２０ミリアンペアをこえる、イートン（Ｅａｔｏｎ）社のモデルＮＶ−ＧＳＤまたはバリアン（Ｖａｒｉａｎ）社のモデル１８０ＸＰを用いることができる。イオン注入機は、少なくとも数マイクロアンペアの所望の同位体を生成するのに十分な、ビーム電流能力及び質量分解能を有していなければならない。例えば、自然界に存在するキセノンには質量が１２４から１３６の範囲にある９つの同位体がある。しかし、キセノン１２４の存在比は０．１％にすぎない。１０ミリアンペアの能力をもつ注入機であれば、１０マイクロアンペアのキセノン１２４を生じ得る。
【００２９】
キセノン１２４の一般的なビーム電流は、例えば、１０ないし１２マイクロアンペアであろう。直径３インチ（約７６．２ｍｍ）の台板に搭載された１６００個の担体からなる一般的な担体アレーに対して、注入時間はバッチあたり２５ないし５０時間となろう。
【００３０】
図面の図２は、本明細書に開示される器具及び方法の好ましい実施形態の１つを示す。図２において、シードのそれぞれの末端にある２個の担体１００ａ及び１００ｂは適切な、原子番号が小さく低密度の材料でつくられ、大電流イオン注入機を用いた、キセノン、パラジウム、バリウム、またはイッテルビウムの最も質量の小さな同位体の表面注入層３０を有する。上記元素の最も質量の小さな同位体はそれぞれ、キセノン１２４，パラジウム１０２，バリウム１３０，及びイッテルビウム１６８である。中性子放射化により放射化され得るいかなる同位体も、表面にイオン注入することができる。
【００３１】
注入に好ましい同位体には、放射化後アルファ線及びベータ線を実質的に放出せず、また１０万エレクトロンボルト（１００ｋｅＶ）より低い低エネルギーＸ線が全放射の９５％より多い、同位体を選ぶべきである。
【００３２】
放射化すると、キセノン１２４は半減期が１７．１時間で、急速にヨウ素１２５にベータ崩壊するキセノン１２５になる。ヨウ素１２５は、前立腺ガンの前期の処置に広く用いられ、有効であり得るから、望ましい。イッテルビウム１６９は、前立腺ガンの前期、中期、及び後期のいずれにおいても有効であり得る。パラジウム１０３はより進行した段階の前立腺ガンあるいはより攻撃的な形態のガンに有効であり得る。特定の種類のガンあるいは特定の進行段階にあるガンに対する放射性同位体の有効性は一般に同位体の半減期及び全線量に関係し、これは当業者には明らかである。
【００３３】
一般に封入材２０による放射線の若干の吸収があり、このような吸収は処置されるべき組織に送られる放射線の量を減少させるもとになる。すなわち、使用される同位体の量及び種類の決定には、所望の線量及び減衰率が考慮される。さらに吸収量は一般に、好ましくはシードに十分な機械的強度を与えるのに十分な厚さであるべき、封入容器２０の壁体の厚さに関係する。好ましくは、封入容器材料は原子番号の小さい材料、例えば原子番号が、境界を含む、約４から約２８の範囲にある材料から選ばれるべきである。封入容器２０の材料は耐腐食性であり、体組織に適合性があり、毒性がないことが好ましい。あるいは、封入容器が上記の特性をもつ被覆を有していてもよい。
【００３４】
適切な、低密度で原子番号が小さい担体１００ａ及び１００ｂは、単結晶ケイ素でつくることができる。あるいは担体は、シリカまたはアルミナ基体に施されたチタンまたはケイ素の被覆のような、複合体とすることもできる。
【００３５】
単結晶半導体級ケイ素は、原子炉内で有意に放射化される汚染物を含んでいないので好ましい材料である。半導体級ケイ素は、中性子放射化可能な元素が原子１０億個あたり１個未満しか含まれていない、人間の手になる、最も純粋な物質の１つである。適当な真空チャンバ内で、ペレットの実質的に全表面にほぼ１×１０１７からほぼ１×１０１８イオン／ｃｍ２の間のイオンを注入するのに十分な時間、同位体的に純粋なイオンビームがほぼ２０からほぼ２００ｋｅＶの間の運動エネルギーを用いてケイ素製担体に導かれる。２００ｋｅＶにおいて、イオンはほぼ２，０００オングストロームの深さまでケイ素表面に侵入する。
【００３６】
注入後ペレットは、米国ミズーリ大学研究反応炉のような、線束レートがほぼ８×１０１３中性子／ｃｍ２／秒の大線束原子炉内に入れられる。
【００３７】
放射化後、図２に示すように、２個のペレット１００ａ，１００ｂ及び、鉛、金、またはタングステンのペレット４０がチタン製チューブ２０内に、一対のエンドキャップ５０ａ，５０ｂとともに入れられ、密封“シード”を形成するためにエンドキャップがレーザ溶接される。シードの密封は放射性同位体の移動を防ぎ、好ましくは放射線遮蔽性をもつべきではない。必要に応じて、前記チューブを別の材料、例えばアルミニウムと複合したチタンでつくることもできる。
【００３８】
前述の実施形態において、ケイ素製担体１００ａ，１００ｂは原子炉内に入れられ、したがって集成体のレーザ溶接は放射性集成体に対して行われなければならない。
【００３９】
あるいは、十分に純粋なチタン及び放射線不透過性マーカー材料をつくることができれば、前記集成体の作成及び溶接を、放射化のために集成体を原子炉内に入れる前に行うことができる。チタンは、良好な生体適合性材料であり、中性子放射化による有意な量の半減期が長い放射性同位体を含むことがないので、封入材料として好ましい。さらにチタンは非常に純粋な、例えば純度９９．９９９％の形態で入手できる。放射化により半減期の長い放射性同位体になる不純物が絶対に残らないように注意しなければならない。
【００４０】
図３を参照すると、この別の方法では、超高純度の銅、ロジウム、あるいはその他の、中性子照射下で有意な量の半減期の長い放射性同位体をつくることのない、原子番号が大きく高密度の元素または化合物でつくられた担体１００が用いられる。例えば銅は、６４Ｃｕ及び６６Ｃｕにそれぞれ中性子放射化される２種の安定同位体６３Ｃｕ及び６５Ｃｕを有する。前記２種の放射性同位体はそれぞれ１２時間及び５分の半減期を有し、おそらくシードが患者に埋め込まれる前に崩壊して無くなるであろう。同様に、ロジウムも半減期の長い中性子放射化生成物をもたない。担体材料は、埋込シードに望ましい小寸法での作業が容易になるように選ぶことができる。
【００４１】
銅は、９９．９９９％の純度（アルファ・ケミカルズ（Ａｌｆａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社）で、またワイヤーの形態で入手できるから、望ましい。しかし、放射化により半減期の長い放射性同位体になる不純物が絶対に残らないように注意しなければならない。好ましくは、鉄、コバルト、亜鉛、及びマンガン汚染物は避けるべきである。同様に、好ましくはロジウムに白金及びイリジウム汚染物があってはならない。
【００４２】
十分に純粋な担体１００に、前述した４種の純粋な同位体３１の内１種がほぼ１×１０１６からほぼ１×１０１８イオン／ｃｍ２の線量でイオン注入される。本実施形態においては、好ましくは、イオンビームの衝突による担体材料のスパッタリングレートを下げるために、担体１００上にチタンを同時付着するべきである。あるいは、全所要線量を注入する間、イオン注入とチタンのスパッタ被覆を、例えばほぼ５回、交互に行ってもよい。イオン注入後、必要に応じて、シードをさらに封入するために、マグネトロンスパッタリングを用いてほぼ１０ミクロンからほぼ２０ミクロンの厚さに超高純度チタン２１でシードをスパッタ被覆することもできる。
【００４３】
次いで所望の放射能を生じさせるために集成体が原子炉内に入れられる。
【００４４】
放射性埋込シードの形状は、放射線分布がそれぞれの末端で球状であり、よって埋込シードを一様な点源により一層近づけるように、球状になっていることが好ましい。しかし、より方形形状のようないかなる形状も代わりに用いることができる。
【００４５】
図４は、２個のエンドキャップ５１ａ，５１ｂがイオン注入された同位体３２の担体でもある、さらに別の実施形態の分解組立図を示す。２個のエンドキャップ５１ａ，５１ｂが挿入されて溶接されると、エンドキャップ５１ａ，５１ｂは放射線不透過性マーカー４０をチューブ２０内の中心に正しく位置させ、そこに釘付けにするようにもはたらく。
【００４６】
図５は、チタン製単チューブが担体２２として用いられる、さらにまた別の実施形態を示す。安定な前駆同位体３３が担体２２の表面にイオン注入され、担体が原子炉内で放射化された後の放射能に対する封入材をさらに付加するために、担体２２はイオン注入と同時に、あるいはイオン注入に続いて、純チタンでスパッタ被覆される。放射化後、放射線不透過性ペレット４２をチューブの中心におくことができる。放射線不透過性ペレットは放射化後にチューブ内に入れられるから、ペレットが非放射化性材料でつくられる必要はなく、金でつくられることが好ましい。金を用いれば、例えば、ペレットを両側の平坦な側面から圧搾してペレットを半径方向に膨らませ、よってペレットを実質的に永久にチューブ内に固定することができる。
【００４７】
本実施形態は、電気メッキまたは物理的蒸着のような他の被覆方法に優る、前駆同位体のイオン注入の利点を最も明瞭に示す。イオン注入によれば、コニッグリオンにより教示されたような、放射性同位体を封入するための二重壁チューブは必要ではない。中空チューブ構造体は、単チューブ構造でつくり、封止することができる。
【００４８】
以下の実施例は、３種類の特定の放射性同位体について本発明をさらに説明するために含められているが、単に例としてみなされるべきであり、いかなる形であっても本発明を限定するものと見なしてはならない。
【００４９】
実施例−１
以下の例は図３の実施形態にしたがう、１２５Ｉを含む放射性シードの作成プロセスを示す：
担体：　純度９９．９９９％の銅
寸法：  直径０．７５ｍｍ，長さ４ｍｍ，球状末端
表面積：  ０．０８ｃｍ２
１２４Ｘｅ注入線量：　１×１０１７原子／ｃｍ２
イオン注入エネルギー：　２００ｋｅＶ
表面１２４Ｘｅ原子数：　８×１０１５
チタンのスパッタ被覆：　１ミクロン厚
中性子照射レート：　８×１０１３中性子／ｃｍ２／秒
中性子照射継続時間：  ２９０時間
初期１２５Ｉ放射能：　０．４ミリキュリー
光子等価放射能：  ０．６ミリキュリー
全放射能測定、検定及び滅菌に十分な時間を見込んだ、原子炉から取り出してから１８日後には、シードは０．５ミリキュリーまで崩壊し、病変のある前立腺に埋め込む用意ができているであろう。０．５ミリキュリーの線源強度において、前立腺内に適切な間隔をおいて配置された８０個から１００個のシードのアレーに囲まれている腫瘍には、ほぼ１６０グレイの吸収線量が与えられるであろう。
【００５０】
実施例−２
以下の例は図５の実施形態にしたがう、１０３Ｐｄを含む放射性シードの作成プロセスを示す：
担体：　純度９９．９９９％のチタンチューブ
寸法：  直径０．８１ｍｍ，長さ４．５ｍｍ
表面積：  ０．１１５ｃｍ２
１０２Ｐｄ注入線量：　２×１０１８／ｃｍ２
イオン注入エネルギー：　２００ｋｅＶ
表面１０２Ｐｄ原子数：　２．３０×１０１７
チタンのスパッタ被覆：　１ミクロン厚
中性子照射レート：　８×１０１３中性子／ｃｍ２／秒
中性子照射継続時間：  ５２２時間
初期１０３Ｐｄ放射能：　１．３ミリキュリー
光子等価放射能：  １．０ミリキュリー
１ミリキュリーの１０３Ｐｄは腫瘍部位にほぼ１６０グレイの吸収線量を生じるであろう。
【００５１】
実施例−３
以下の例は図２の実施形態にしたがう、１６９Ｙｂを含む放射性埋込シードの作成プロセスを示す：
担体：　半導体級ケイ素（２個）
寸法：　それぞれ０．６ｍｍ×０．６ｍｍ×１ｍｍ
表面積：  （２個で）０．０４８ｃｍ２
１６８Ｙｂ注入線量：　１×１０１６／ｃｍ２
イオン注入エネルギー：　２００ｋｅＶ
表面１６８Ｙｂ原子数：　１．１５×１０１５
チタンのスパッタ被覆：　１ミクロン厚
中性子照射レート：　８×１０１３中性子／ｃｍ２／秒
中性子照射継続時間：  １４３時間
初期１６９Ｙｂ放射能：　０．５ミリキュリー
光子等価放射能：  １．１ミリキュリー（５０〜６３ｋｅＶの間のＸ線）
このシード放射能において、腫瘍部位における線量は８０〜１００個のシードアレーについてほぼ有効治療線量の１６０グレイである。
【００５２】
図示し詳細に説明した好ましい実施形態に関して本発明を開示したが、当業者には上述の説明から様々な改変及び改善が明らかであろう。例として、ただしこれに限定されることなく、放射化に先立ち２種以上の異なる安定同位体をイオン注入することが有益であり得る。例えばイッテルビウムとヨウ素の両者を用い、よって埋込後の短期間には患者により高い線量を与え、より長期間には線量を下げた低いレートで患者に与えることが有効であり得る。用いられる同位体のそれぞれの比率は、その患者に望ましい治療効果に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
担体にただ１種の前駆同位体を埋め込むために用いられる質量分析型イオン注入装置の略図である
【図２】
２個の放射性担体が１個の放射線不透過性ペレットにより隔てられている、本発明の一実施形態にしたがう放射性埋込シードの断面図を示す
【図３】
封止材で被覆された単イオン注入担体を用いる、放射性埋込シードの別の実施形態を示す
【図４】
エンドキャップがイオン注入担体としてもはたらく、放射性埋込シードのまた別の実施形態を示す
【図５】
単チューブに前駆同位体がイオン注入され、よって溶接が不要である、放射性埋込シードのさらに別の実施形態を示す
【符号の説明】
１１    閉込めプラズマ
１２    イオン源
１３    電極
１４    質量分析磁石
１５    質量選択スリット
１６    走査電極板
１７，１００    担体
１８    回転基台
１９    真空チャンバ
２０    封入容器
２１    超高純度チタン被覆
３０，３１，３２，３３    同位体注入層
４０，４２    放射線不透過性ペレット
５０，５１    エンドキャップ
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004500129.tif 000027
【国際調査報告】
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