ИЗОТОПНЫЙ ГЕНЕРАТОР И СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ
ISOTOPE GENERATOR AND METHOD OF STERILISATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к изотопному генератору, содержащему колонный блок, который можно окончательно стерилизовать без введения избыточной влаги.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изотопные генераторы содержат колонну, которая содержит носитель для удерживания долгоживущего материнского радионуклида, самопроизвольно распадающегося на дочерний радионуклид, который является относительно короткоживущим. Колонна может быть встроена в колонный блок, содержащий игольчатый выходной канал, который содержит вакуумированный флакон для высасывания солевого раствора или другой жидкости-элюента, проходящей в игольчатый входной канал и через траекторию перемещения текучей среды колонного блока, включая саму колонну. Указанная жидкость может элюировать дочерний радионуклид и переносить его из колонны в вакуумированный флакон для последующего его использования в медицинской диагностической визуализации или для других целей. Один из примеров генератора показан и описан в патенте США №5109160, принадлежащем компании Lantheus Medical Imaging, Inc., который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки.
Изотопные генераторы, используемые в области медицины, по существу стерилизуют до некоторой степени. Стерилизация может быть выполнена посредством размещения колонного блока изотопного генератора, содержащего колонну, заряженную материнским радионуклидом, в среду насыщенного пара. Во время указанного процесса жидкость, которая находится в колонном блоке, включая колонну и трубы, которые проходят между колонной и входным и выходным каналами, может быть нагрета до газовой формы (например пара) для уничтожения и/или дезактивации загрязняющих примесей. В выходном канале может быть выполнено проходное отверстие для обеспечения возможности прохода пара в колонну или из нее во время процесса стерилизации.
Как описано в патенте США №5109160, желательно обеспечить такой изотопный генератор, который будет окончательно стерилизован, т.е. стерилизован в его финальной емкости, или по меньшей мере такой, который стерилизован по траектории перемещения текучей среды, проходящей между входным каналом, колонной и выходным каналом, собранными в окончательной форме, включая любые вентилируемые или не вентилируемые заглушки входного и выходного каналов. Указанный способ может быть противопоставлен асептической стерилизации, при которой по меньшей мере некоторые из отдельных компонентов, формирующих траекторию перемещения текучей среды между входным каналом, колонной и выходным каналом, стерилизуют отдельно и впоследствии собирают вместе.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Использование проходной выходной крышки в выходном канале колонного блока во время стерилизации, вместо сборки заглушки или крышки после стерилизации, может способствовать достижению полной стерильности изделия. Однако следует отметить, что проходные выходные крышки в некоторых случаях могут допускать нежелательное попадание жидкости в колонный блок. Это может иметь место при конденсации пара вокруг колонного блока во время процесса охлаждения после стерилизации паром. Также следует отметить, что избыточная влага, оставшаяся в колонном блоке, например из-за жидкости, проникшей в колонну во время или после стерилизации паром, может способствовать формированию пути для материнского радионуклида, который может распространяться из колонны к областям колонного блока, которые имеют меньшую радиационную защиту, что может вызвать излучение изотопным генератором радиации, количество которой превышает пороговое значение. Дополнительно или согласно еще одному из вариантов реализации наличие избыточной влаги может неблагоприятно воздействовать на химический состав содержимого колонны, что может вызвать снижение объемов выпуска генератором дочернего радионуклида.
Согласно одному из аспектов колонный блок изотопного генератора содержит колонну, имеющую носитель для удерживания долгоживущего материнского радионуклида, посредством которого вырабатывается относительно короткоживущий дочерний радионуклид. Колонный блок содержит входной канал, сообщающийся с колонной, и выходной канал, сообщающийся с колонной. Выходной канал имеет проходное отверстие, которое обеспечивает доступ текучей среды в колонну. Проходное отверстие выполнено с возможностью обеспечения доступа текучей среды и препятствует попаданию конденсата в проходное отверстие или выходной канал.
Согласно еще одному из аспектов предложен способ изготовления окончательно стерильного колонного блока изотопного генератора. Согласно способу берут колонный блок изотопного генератора, который содержит колонну, имеющую долгоживущий материнский радионуклид, который вырабатывает относительно короткоживущий дочерний радионуклид. Колонный блок также содержит входной канал, сообщающийся с колонной, и выходной канал, сообщающийся с колонной. Выходной канал имеет проходное отверстие, которое обеспечивает доступ текучей среды в колонну. Колонный блок располагается в ориентацию с проходным отверстием, обращающимся обращенному вниз, чтобы препятствовать тому, чтобы конденсат вошел в проходное отверстие сверху. Колонный блок также подвергается воздействию пара для стерилизации.
Согласно по меньшей мере некоторым из вариантов реализации выходная крышка по меньшей мере частично закрывает выходной канал и имеет проходное отверстие. Выходной канал может содержать игольчатую конструкцию, а выходная крышка может содержать выполненную с обеспечением возможности прокалывания мембрану, которая принимает игольчатую конструкцию выходного канала. Согласно некоторым из вариантов реализации выходная крышка имеет корпусную часть и съемную заглушку. Проходное отверстие может быть задано в форме кольцевого пространства между съемной заглушкой и корпусной частью.
Согласно некоторым из вариантов реализации выходная крышка содержит фильтр. Согласно некоторым из вариантов реализации фильтр может быть задерживающим бактерии. Фильтр может быть расположен в проходном отверстии.
Согласно некоторым из вариантов реализации фильтр может быть расположен между выходным каналом и колонной и сообщаться с ними.
Согласно некоторым из вариантов реализации входной канал может быть доступным с внешней стороны защитного корпуса, который принимает колонный блок, если колонна размещена в защитном корпусе. Колонный блок может быть выполнен в комбинации с защитным корпусом.
Согласно некоторым из вариантов реализации заглушка может быть соединена рассоединяемым способом с входным каналом для блокирования гидравлической связи входного канала с атмосферой за пределами колонного блока.
Согласно некоторым из вариантов реализации носитель в колонне может содержать оксид алюминия.
Согласно некоторым из вариантов реализации колонный блок может быть выполнен в комбинации с долгоживущим материнским радионуклидом и относительно короткоживущим дочерним радионуклидом, причем долгоживущий материнский нуклид может содержать молибден-99, а относительно короткоживущий дочерний радионуклид может содержать технеций-99m.
Согласно некоторым из вариантов реализации несколько колонных блоков могут быть подвергнуты воздействию паровой окружающей среды одновременно по меньшей мере в одном цикле стерилизации. Согласно некоторым из вариантов реализации воздействие пара на указанные несколько колонных блоков в одиночном цикле стерилизации приводит к образованию оставшейся жидкости, количество которой варьируется в пределах 5% или меньше (измеренное как относительное среднеквадратичное отклонение). Согласно еще одним из вариантов реализации воздействие пара на указанные несколько колонных блоков в двух циклах стерилизации приводит образованию оставшейся жидкости, количество которой варьируется в пределах 15% или меньше (измеренное как относительное среднеквадратичное отклонение).
Согласно еще одному из аспектов колонный блок изотопного генератора содержит колонну и выходной канал. Колонна содержит носитель для удерживания долгоживущего материнского радионуклида, посредством которого вырабатывается относительно короткоживущий дочерний радионуклид. Выходной канал сообщается с колонной и закрыт проходной выходной крышкой для обеспечения колонного блока, выполненного с возможностью быть окончательно стерилизованным. Проходная выходная крышка имеет проходное отверстие, которое обеспечивает доступ текучей среды в колонну и предотвращает попадание стекающей под действием силы тяжести жидкости (конденсата) для изготовления колонного блока, который стабильно показывает высокую производительность и предотвращает распространение материнского радионуклида из колонны.
Согласно еще одному из аспектов колонный блок изотопного генератора содержит колонну и выходной канал. Колонна содержит носитель для удерживания долгоживущего материнского радионуклида, посредством которого вырабатывается относительно короткоживущий дочерний радионуклид. Выходной канал сообщается с колонной и закрыт проходной выходной крышкой для обеспечения окончательной стерильности колонного блока. Для предотвращения попадания стекающей под действием силы тяжести жидкости используются средства, способствующие изготовлению колонного блока, который стабильно показывает высокую производительность и предотвращает распространение материнского радионуклида из колонны.
Согласно некоторым из вариантов реализации указанное средство содержит проходное отверстие, которое обеспечивает доступ текучей среды в колонну и предотвращает попадание стекающей под действием силы тяжести жидкости. Согласно некоторым из вариантов реализации проходное отверстие может быть обращено к колонне.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопутствующие чертежи не являются масштабированными. Каждый идентичный или почти идентичный компонент, показанный на различных чертежах, обозначен подобным позиционным номером. В целях ясности на чертежах маркирован не каждый компонент. На чертежах:
На фиг.1 показан разрез колонного блока согласно одному из вариантов реализации, который содержит траекторию перемещения текучей среды, проходящий от входного канала, закрытого заглушкой, через колонну к выходному каналу, закрытому выходной крышкой, формирующей проходное отверстие для предотвращения попадания жидкости.
На фиг.2 показаны части колонного блока, показанного на фиг.1, выполненного с возможностью зарядки колонны материнским радионуклидом.
На фиг.3 показан разрез проходной выходной крышки с проходным отверстием, ориентированным для предотвращения попадания жидкости сверху согласно одному из вариантов реализации.
На фиг.4 показан разрез колонного блока, показанного на фиг.1, собранного в защитном корпусе.
На фиг.5 показаны эффективности элюирования для колонных блоков, содержащих проходную выходную крышку с проходным отверстием, обращенным вверх, у которых излучение превышает верхнее пороговое значение.
На фиг.6A и 6B показаны уровни остаточной влаги, извлеченной из колонных блоков, излучение которых превышает верхнее пороговое значение, и из колонных блоков, излучение которых не превышает верхнее пороговое значение.
На фиг.7 показано изменение веса колонных блоков во время стерилизации паром для колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх.
На фиг.8 показано изменение веса колонных блоков во время стерилизации при ориентации проходных отверстий для предотвращения попадания жидкости.
На фиг.9 показано изменение веса колонных блоков во время двух последовательных стерилизаций паром для колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх.
На фиг.10 показано изменение веса колонных блоков во время двух последовательных стерилизаций паром для колонных блоков с проходными отверстиями, ориентированными для предотвращения попадания жидкости.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В целом изотопный генератор содержит колонну, в которой размещен материнский радионуклид, самопроизвольно распадающийся на короткоживущий дочерний радионуклид. Колонна может быть встроена в колонный блок, который содержит траекторию перемещения текучей среды, проходящий от входного канала, через колонну и к выходному каналу, из которого дочерний радионуклид может быть доставлен для использования. Колонный блок обычно расположен внутри защитного корпуса. Согласно некоторым описанным в настоящей заявке аспектам предложено усовершенствованное размещение материнского радионуклида в колонне, в которой радиационная защита обычно является максимальной. Это может быть достигнуто путем вентилирования колонного блока способом, согласно которому предотвращено попадание жидкостей во время стерилизации, и в то же время обеспечена возможность обмена водяным паром и/или иными парами. Это в свою очередь может надежно препятствовать попаданию избыточной жидкости в части колонного блока, например части входных и выходных труб, в которых наличие избыточной жидкости может сформировать путь для нежелательного распространения радионуклида. Другие аспекты настоящего изобретения относятся к надежному предотвращению скоплений избыточной влаги в колонне или вокруг нее, которые могут неблагоприятно воздействовать на химический состав содержимого колонны и привести к сокращению объема выпуска дочернего радионуклида.
Материнский радионуклид обычно в форме зарядной текучей среды подают в колонну, в которой указанный радионуклид во время протекания по траектории перемещения текучей среды в колонном блоке выборочно связывается с расположенным в колонне носителем. Во время стерилизации происходит обмен паров через крышку проходного выхода между нагретой остаточной заряжающей текучей средой, расположенной в траектории перемещения текучей среды колонного блока, и насыщенным паром, расположенным в стерилизационной камере. Во время процесса охлаждения, который следует за стерилизацией, пар может конденсироваться вокруг колонного блока и может проникать в колонный блок в форме жидкости через выходной канал (в случае отсутствия средств предотвращения попадания стекающей гравитационным способом жидкости), что приводит к избытку жидкости в траектории перемещения текучей среды колонного блока. Избыточная жидкость, которая остается в колонне или других частях траектории перемещения текучей среды между входным и выходным каналами колонного блока изотопного генератора, может сформировать траекторию, вдоль которой может распространяться материнский радионуклид. Указанное распространение в некоторых случаях может достигать областей траектории перемещения текучей среды, которые защищены в меньшей степени, чем сама колонна, что может привести к излучению, уровень которого превышает пороговое значение. Аспекты настоящего изобретения, описанные в настоящем изобретении, относятся к управлению содержанием влаги в колонном блоке во время и/или после стерилизации паром для предотвращения скопления избыточной жидкости в траектории перемещения текучей среды колонного блока, вдоль которого может распространяться радионуклид.
Избыточная влага в колонне или в колонном блоке изотопного генератора может быть следствием попадания жидкости в колонный блок во время или после стерилизации паром, и может неблагоприятно воздействовать на химический состав содержимого колонны, что приводит к сокращению объема выхода дочернего радионуклида. Аспекты настоящего изобретения относятся к управлению количеством и/или фазовым состоянием влаги, которая может попадать в колонну во время или после стерилизации, для облегчения изготовления изотопного генератора, имеющего высокую производительность.
Имеется множество причин, в силу которых существует потребность в окончательно стерильном изотопном генераторе. Для этого используют стерилизацию колонного блока, включая траекторию перемещения текучей среды между входным каналом, колонной и выходным каналом, а также все пробки или проходные крышки, расположенные на входном и выходном каналах в окончательно собранном положении, по меньшей мере до установки в защитный корпус. Аспекты настоящего изобретения относятся к изготовлению окончательно стерильного изделия, включая стерилизацию после полной сборки всех пробок и проходных крышек с траекторией перемещения текучей среды, а также надежное управление количеством влаги в траектории перемещения текучей среды колонного блока.
На фиг.1 показан один из вариантов выполнения колонного блока 10 изотопного генератора. Колонный блок 10 содержит колонну 12, в которой размещен носитель 13, и которая в одном конце сообщается с входным каналом 14 и зарядным каналом 16 посредством входного трубопровода 18 и зарядного трубопровода 20 соответственно. Как показано на чертеже, входной канал 14 и зарядный канал 16 закрыты заглушками 22, 24 соответственно. Проходной канал 26, сообщающийся с проходным патрубком 28 для элюента, расположен рядом с входным каналом 14 и в рабочем состоянии может обеспечивать вентиляцию флакона или бутыли с элюентом, соединенных с входным каналом, как описано более подробно ниже.
Колонный блок 10 также содержит выходной канал 30, который сообщается с дном колонны 12 посредством выходного трубопровода 32. В выходной трубопровод встроен фильтр 34, а выходной канал 30 закрыт проходной выходной крышкой 36, которая также содержит фильтр, как описано более подробно ниже. Различные аспекты показанного варианта выполнения колонного блока описаны более подробно в патенте США №5,109,610 (Эверс (Evers)), принадлежащем компании Lantheus Medical Imaging, Inc. который включен в настоящую заявку по ссылке полностью. Кроме того, конструкция и работа колонны описаны в патентах США №№3,476,998 (Дойч (Deutsch)) и 3,774,035 (Литт (Litt)), каждый из которых также включен в настоящую заявку по ссылке полностью.
Изготовление изотопного генератора согласно некоторым из вариантов реализации включает зарядку колонны материнским радионуклидом после сборки колонного блока. Это может быть достигнуто гидравлическим соединением флакона или бутыли, которые содержат раствор материнского радионуклида, например молибден-99 (Мо-99), с зарядным каналом 16. Затем раствор Мо-99 всасывают в колонну с использованием разрежения в выходном канале 30 или выталкивают в колонну через зарядный канал 16 под давлением. Раствор материнского радионуклида проходит через размещенный в колонне носитель 13, например оксид алюминия, который имеет химическое сродство с материнским радионуклидом и удерживает его. Следует отметить, что согласно вариантам реализации помимо молибдена-99 колонный блок может быть заряжен иным материнским радионуклидом, который в качестве дочернего радионуклида вырабатывает технеций-99m. Как неограничивающий пример, колонный блок может быть заряжен германием-68 в качестве материнского радионуклида для выработки галлия-68 в качестве дочернего радионуклида или вольфрамом-188 в качестве материнского радионуклида для выработки рения-188 в качестве дочернего радионуклида.
На фиг.2 показаны части колонного блока, выполненные с возможностью зарядки колонны материнским радионуклидом. Наличие зарядного трубопровода 20 и зарядного канала 16, выполненных раздельно от входного трубопровода 18 и входного канала 14 (как показано на фиг.1), которые обычно заглушают после зарядки колонны 12, может препятствовать попаданию радионуклида во входной трубопровод 18 колонного блока 10. Заглушка 24, которая может быть постоянной, после зарядки колонны может быть размещена поверх зарядного канала 16 для предотвращения распространения радионуклида из колонны обратно в зарядный трубопровод 20. После зарядки проходная выходная крышка 36 может быть расположена поверх выходного канала 30 (как показано на фиг.1). Другие заглушки и приспособления, включая проходную заглушку 38/ расположенную поверх проходного патрубка 28 для элюента, могут быть установлены на колонном блоке 10 до или после зарядки колонны для подготовки устройства для стерилизации.
Траектория перемещения текучей среды колонного блока 10, сформированный входным каналом 14, входным трубопроводом 18, колонной 12, выходным трубопроводом 32 и выходным каналом 30, помимо прочего может быть стерилизован после установки на место входной заглушки 22 и проходной выходной крышки 36 и перед размещением колонного блока в защитный корпус 40 (как показано на фиг.4). Стерилизация колонного блока указанным способом может обеспечить окончательно стерильный колонный блок при условии отсутствия любых последующих манипуляций с точками доступа (т.е. входным и выходным каналами) или внутренними частями траектории перемещения текучей среды, проходящей между ними, после завершения стерилизации и до передачи изотопного генератора конечному пользователю. Согласно еще одному из вариантов реализации колонный блок может быть попросту собран в защитном корпусе, и таким образом может быть получен завершенный изотопный генератор, как описано более подробно ниже, и подготовлен для доставки.
Согласно некоторым из вариантов реализации при стерилизации колонный блок 10 обрабатывают насыщенным паром. При этом по меньшей мере один колонный блок размещают в стерилизационной камере, причем в каждом из колонных блоков заглушка 22 установлена на входном канале и согласно некоторым из вариантов реализации на проходном канале 26, а проходная выходная крышка 36 установлена на выходном канале 30. В стерилизационную камеру подают пар, и давление в камере увеличивают до достижения необходимых температуры и давления. Согласно некоторым из вариантов реализации колонные блоки размещают в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного. Следует отметить, что стерилизация может осуществляться при различных комбинациях значений температуры и давления, например при комбинации давления и температуры, которые соответствуют среде насыщенного пара, определенной из психрометрической диаграммы, а также могут быть использованы иные способы стерилизации помимо стерилизации насыщенным паром, поскольку варианты реализации не ограничиваются конкретными способами стерилизации, описанными здесь. Кроме того, на входном и выходном каналах, и/или в других точках доступа могут быть расположены заглушки и/или проходные крышки в различных комбинациях, а согласно некоторым из вариантов реализации точки доступа во время стерилизации могут быть открыты.
Колонный блок во время стерилизации может быть ориентирован таким образом, чтобы способствовать сохранению активности радионуклида, размещенного в колонне и/или частях траектории перемещения текучей среды рядом с колонной. Согласно некоторым из вариантов реализации колонный блок 10 может быть ориентирован таким образом, чтобы он был расположен ниже остальных частей траектории перемещения текучей среды, как во время стерилизации, так и при размещении в защитном корпусе 40 для доставки и/или использования. Согласно варианту реализации, показанному на фиг.1, колонна 12 может быть расположена в нижней части колонного блока 10 таким образом, что любая жидкость в системе гравитационным способом перемещается в колонну или к частям траектории перемещения текучей среды, расположенным рядом с колонной, где экран защитного корпуса имеет максимальную толщину. Входной и выходной трубопроводы 18, 32 могут быть ориентированы по существу вертикально или по диагонали вниз во всех точках, с минимальным количеством мест, в которых прогибы или горизонтальные сечения могут удерживать жидкий радионуклид после зарядки, элюирования и/или во время стерилизации. Следует отметить, что не смотря на то, что в варианте реализации на фиг.1 показана только одна конфигурация входного и выходного трубопроводов, также возможны и другие конфигурации, включая например трубопроводы, проходящие иначе, в отличие от показанных на фиг.1, но которые в целом направлены вниз к области рядом с колонной во всех точках вдоль их длины.
Во время стерилизации паром остаточная текучая среда, использованная при зарядке колонны радионуклидом, нагревается до паровой фазы для уничтожения и/или дезактивации загрязняющих примесей. Пар может выводиться по меньшей мере частично из колонного блока, и в то же время пар также проходит в колонный блок из среды насыщенного пара в стерилизационной камере таким образом, что во время стерилизации происходит минимальное или нулевое чистое изменение содержания влаги в колонном блоке. По меньшей мере одно проходное отверстие, обычно расположенное в выходном канале, которое согласно некоторым из вариантов реализации содержит фильтр, может быть оставлено открытым для сообщения между колонной и паровой средой во время процесса стерилизации для обеспечения возможности входа и выхода пара в колонну и из колонны. Не смотря на то, что во время стерилизации имеет место влагообмен между траекторией перемещения текучей среды колонного блока, включая саму колонну, и средой, необходимо, чтобы чистое изменение количества влаги в колонном блоке отсутствовало совсем или оставалось минимальным.
При охлаждении среды, окружающей колонный блок, до комнатной температуры и/или при возврате к атмосферному давлению после стерилизации может происходить конденсация. Такая конденсация может иметь место на поверхностях колонного блока и в частности на горизонтальных поверхностях, например на верхней части 42 проходной выходной крышки 36 (или аналогично на фильтре 37 проходной выходной крышки 36 при отсутствии заглушки 48, а также на его верхней поверхности 42, как показано на фиг.3). Дополнительно или согласно еще одному из вариантов реализации некоторые места внутри стерилизационной камеры могут быть в большей степени склонными к образованию конденсата из-за потока воздуха внутри камеры или помимо прочих факторов из-за расположения колонного блока под конструктивными элементами камеры, с которых может стекать конденсат. Следует отметить, что не смотря на то, что поток насыщенного пара, проходящий в траектории перемещения текучей среды колонного блока, способствует улучшению стерилизации, тем не менее попадание текучей среды в форме жидкости, например конденсата, в траекторию перемещения текучей среды во время или после стерилизации является нежелательным. Пар или текучая среда в форме пара могут естественным образом протекать в траекторию перемещения текучей среды колонного блока и из нее с одинаковыми скоростями и/или в одинаковом количестве таким образом, что во время стерилизации в колонном блоке будет иметь место минимальное или нулевое чистое изменение содержания влаги. В свою очередь, текучая среда, которая может входить в траекторию перемещения текучей среды колонны в форме жидкости в частности после процесса стерилизации, может не возвратиться во внешнюю среду, что приводит к чистому увеличению содержания влаги в колонном блоке после стерилизации.
Согласно некоторым из вариантов реализации проходная выходная крышка 36 может содержать по меньшей мере одно приспособление для предотвращения попадания текучей среды в форме жидкости с обеспечением возможности входа и выхода текучей среды в паровой форме. Согласно варианту реализации, показанному на фиг.3, крышка 36 имеет проходное отверстие 44, которое по сути обращено вниз таким образом, что конденсат, стекающий вниз гравитационным способом, не попадает в проходное отверстие 44, а вместо этого стекает вниз к нижним внешним частям колонного блока или в целом в направлении от колонного блока 10. Следует отметить, что термин "вниз", использованный в настоящей заявке в отношении колонного блока, обозначает направление, в котором сила тяжести вызывает перемещение обладающего массой вещества относительно колонного блока, который ориентирован для использования. В показанном на чертеже варианте реализации проходное отверстие 44 имеет кольцевую форму и сформировано между корпусной частью 46 крышки и съемной заглушкой 48, расположенным на указанной корпусной части. Заглушка 48 имеет непроницаемую для жидкости верхнюю поверхность 42, которая в собранном положении расположена выше проходного отверстия 44 и препятствует попаданию воды в проходное отверстие сверху. Компоненты проходной выходной крышки, показанные на фиг.3, могут быть приобретены в компании Filtertek, Inc. в г.Хеврон, штат Иллинойс. Следует отметить, что на фиг.3 показан один из вариантов выполнения проходной выходной крышки, и также возможны другие варианты выполнения. На пример, проходная выходная крышка может содержать проходное отверстие, которое ориентировано таким образом, что препятствует попаданию воды в проходной патрубок без описанной выше ориентации проходного отверстия, направленного непосредственно вниз. Согласно некоторым из вариантов реализации указанное проходное отверстие может быть по сути ориентировано в боковом направлении и тем не менее препятствовать входу жидкости в проходное отверстие и траекторию перемещения текучей среды в колонном блоке. Следует отметить, что термин "проходное отверстие" или эквивалентный ему термин "проходной патрубок", использованные в настоящей заявке, относятся к пространству, которое ограничено частями колонного блока и которое представляет собой границу между внутренней частью проходной выходной крышки и окружающей средой, внешней по отношению к колонному блоку.
Специалисты должны признать, что попадание жидкости в обращенное вверх проходное отверстие колонного блока во время стерилизации может быть результатом намеренного и/или случайного расположения колонного блока в конкретном месте внутри стерилизатора. В этом отношении, возможно, что колонные блоки с обращенными вверх проходными отверстиями будут простерилизованы без попадания избыточной жидкости. Однако попадание жидкости в такие колонные блоки может оказаться непредсказуемым. Напротив, колонные блоки, проходные отверстия которых обращены вниз, могут быть надежно защищены от попадания жидкости и таким образом от избыточной влаги. При надежном предотвращении попадания жидкости это означает, что количество влаги в любом из колонных блоков во время стерилизации изменяется несущественно. Согласно некоторым из вариантов реализации после одиночного цикла стерилизации содержание жидкости у некоторого количества колонных блоков при измерении среднеквадратичного отклонения может варьироваться в пределах меньше 0,015 грамма, меньше 0,010 грамма, меньше 0,005 грамма, или еще в меньшем количестве. Согласно некоторым из вариантов реализации после одиночного цикла стерилизации содержание жидкости в колонных блоках, содержащих в среднем 0,040 граммов жидкости, может варьироваться в пределах 0,002 грамма или меньше (среднеквадратичное отклонение). Схожим образом содержание жидкости после одиночного цикла стерилизации может варьироваться в пределах меньше 40%, меньше 30%, меньше 20%, меньше 10%, меньше 5%, меньше 4%, меньше 3%, меньше 2%, или даже меньше 1%, при измерении относительного среднеквадратичного отклонения. Указанное снижение среднеквадратичного отклонения и относительного среднеквадратичного отклонения может обеспечивать снижение более чем на 25%, 50%, 75% или более чем на 90% по сравнению с колонными блоками, проходные отверстия которых не обращены вниз (например проходные отверстия которых обращены вверх). Содержание жидкости у тех же колонных блоков после второго цикла стерилизации может варьироваться при измерении среднеквадратичного отклонения в пределах меньше 0,100 грамма, меньше 0,050 грамма, меньше 0,010 грамма или в пределах еще меньшего количества. Согласно некоторым из вариантов реализации после двух циклов стерилизации содержание жидкости у колонных блоков, содержащих в среднем 0,039 граммов жидкости, может варьироваться в пределах 0,006 грамма или меньше (при измерении среднеквадратичного отклонения). Аналогично после двух циклов стерилизации содержание жидкости может варьироваться в пределах меньше 200%, меньше 100%, меньше 50%, меньше 15%, меньше 10%, меньше 5%, меньше 4%, меньше 3%, меньше 2% или даже меньше 1% при измерении относительного среднеквадратичного отклонения. Указанное снижение среднеквадратичного отклонения и относительного среднеквадратичного отклонения обеспечивает снижение более чем на 25%, 50%, 75% или более чем на 90% по сравнению с колонными блоками, проходные отверстия которых не обращены вниз (например проходные отверстия которых обращены вверх).
Заглушка 48 проходной крышки, показанной на фиг.3, выполнен с возможностью удаления от корпусной части 46 проходной крышки. Как показано на чертеже, заглушка 48 содержит выступы 35, взаимодействующие с соответствующими элементами, сформированными на корпусной части 46, для удержания заглушки на месте. Согласно некоторым из вариантов реализации съемные заглушки могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с другими частями проходной выходной крышки иным способом, например с использованием резьбового соединения, соединения с использованием прессовой посадки, и т.п. Согласно еще одним из вариантов реализации проходная выходная крышка может быть выполнена без съемной заглушки, но с проходным отверстием, по сути обращенным вниз.
Согласно некоторым из вариантов реализации выходной канал дополнительно или альтернативно может быть выполнен с возможностью предотвращения попадания стекающей под действием силы тяжести жидкости, например конденсата, если колонный блок ориентирован таким образом, что колонна расположена ниже выходного канала, для стерилизации, доставки и/или использования. Например, согласно некоторым из вариантов реализации сам выходной канал может быть использован в качестве проходного отверстия и по сути может быть обращен вниз таким образом, что стекающая под действием силы тяжести жидкость не сможет попасть сверху в проходное отверстие. Колонные блоки согласно таким вариантам реализации могут быть простерилизованы без проходной выходной крышки, установленной в колонный блок, и дополнительно могут быть отгружены для использования без проходной выходной крышки.
Проходная крышка 36 может быть соединена с выходным каналом 30 различными способами. Согласно варианту реализации, показанному на фиг.1, выходной канал 30 содержит игольчатую конструкцию, а проходная крышка 36 содержит мембрану 50, выполненную с обеспечением возможности прокалывания (как показано на фиг.3), которая может принимать игольчатую конструкцию для формирования уплотнения между ними и удерживания выходной крышки на месте. Однако также возможны и другие типы соединений, включая помимо прочего винтовые соединения и/или соединения с прессовой посадкой.
Согласно некоторым из вариантов реализации в траекторию перемещения текучей среды колонного блока могут быть встроены фильтры. Согласно варианту реализации, показанному на фиг.1, канал колонного блока содержит фильтр 34, расположенный в выходном трубопроводе 32, для предотвращения выхода макрочастиц из колонны и поддержания стерильности экстракта из элюата изотопного генератора. Подобные фильтры дополнительно или согласно еще одному из вариантов реализации изобретения могут быть расположены в другом месте в траектории перемещения текучей среды колонного блока. Например, фильтр 37 может быть расположен в проходной крышке 36, как показано на фиг.3, или даже согласно некоторым вариантам реализации непосредственно в отверстии проходного патрубка. Фильтр может содержать стеклянную матрицу, расположенную между слоями целлюлозы, которые удерживают стеклянную матрицу на месте, и может быть выполнен с возможностью задерживания бактерий вместо исключительного предотвращения прохода бактерий.
Колонный блок 10 может быть расположен в корпусе 40, который содержит защиту, предотвращающую излучение из колонного блока, превышающее пороговое значение. Например, на фиг.4 показан колонный блок 10, показанный на фиг.1, собранный в корпусе 40, который имеет защитное основание 54 из свинцового или защиту из другого подходящего материала, например вольфрама или обедненного урана, удержанного на месте заполнителем 56. В указанном корпусе размещен колонный блок с защитой 58, расположенной вокруг колонны 12, и защитная пробка 60, расположенная вокруг частей входного и выходного трубопроводов траектории перемещения текучей среды. Очевидно, что самая толстая и таким образом самая большая защиты обычно расположена вокруг колонны 12, в которой размещен радионуклид. Входной и выходной трубопроводы 18, 32 также защищены, но в меньшей степени. Корпус 40 дополнительно содержит зарядный отсек 62, расположенный вокруг входного канала 14 и проходного канала 26, в который может быть принята бутыль с элюентом, если предполагается элюирование радионуклида. Корпус также может содержать сборный отсек 64, расположенный вокруг выходного канала 30, в котором может быть размещен защищенный, вакуумированный флакон или другой контейнер, когда радионуклид извлекают из колонного блока 10, как более подробно описано ниже. Пылезащитная крышка 66 может быть рассоединяемым способом расположена поверх зарядного отсека 62 и сборного отсека 64, а корпус может содержать ручку 68, как показано на фиг.4.
Согласно некоторым из вариантов реализации колонные блоки могут быть выполнены с возможностью предотвращения излучения, превышающего различные пороговые значения согласно различным критериям. В качестве неограничивающего примера, согласно некоторым из вариантов реализации общее пороговое значение может быть задано для колонных блоков независимо от измеренного в кюри уровня зарядки изотопного генератора. Согласно одному из вариантов реализации может быть задано значение 200 мР/ч в качестве порогового, измеренного за пределами квадрата из гофрированного картона со стороной примерно 14 дюймов (355,6 мм), который охватывает колонный блок, расположенный в защитном корпусе. Согласно еще одному из вариантов реализации могут быть заданы другие пороговые значения, например, более низкие пороговые значения, поскольку варианты реализации, описанные ниже, не ограничиваются конкретными значением. Согласно еще одному из вариантов реализации пороговые значения могут зависеть от степени, до которой колонный блок заряжают материнским радионуклидом. Некоторые примеры пороговых значений, соответствующих различным уровням зарядки, приведены ниже в Таблице 1.
Таблица 1
Примеры пороговых значений
Уровень зарядки (мКи)
Пороговое значение (мР/ч)
1000
27
2000
41
2500
46
3000
36
4000
46
4500
50
5000
54
6000
63
7500
76
10000
98
12500
121
15000
140
18000
159
Для извлечения дочернего радионуклида из генератора сначала удаляют пылезащитную крышку 66, и затем снимают заглушку 22 с входного канала 14 и проходного канала 26. Также удаляют с выходного канала 30 проходную крышку 36. Затем бутыль (не показана), содержащую элюент, например солевой раствор, размещают с обеспечением возможности гидравлической связи с входным каналом 14 и проходным каналом 26. Как показано на чертеже, проходной канал 26 и входной канал 14 могут содержать иглы, которые прокалывают диафрагму бутыли с последующим обеспечением уплотнения, но также могут быть использованы другие способы соединения, поскольку варианты реализации не ограничиваются конкретным способом, показанным чертежах. Затем защищенный, вакуумированный сборный флакон (не показан) соединяют подобно бутыли с элюентом с выходным каналом 30. Отрицательное давление в вакуумированном сборном флаконе высасывает элюент из бутыли с элюентом, который проходит через траекторию перемещения текучей среды, сформированную колонной, и элюирует дочерний радионуклид, который в свою очередь выходит через выходной канал в защищенный, вакуумированный флакон. Проходной патрубок обеспечивает возможность входа воздуха в бутыль с элюентом через проходной канал для предотвращения увеличения отрицательного давления в бутыли с элюентом, которое в противном случае может препятствовать прохождению элюента в траектории перемещения текучей среды. После элюирования дочернего радионуклида из колонны защищенный вакуумированный сборный флакон отсоединяют от выходного канала генератора, вместо него на выходной канал устанавливают флакон, содержащий консервирующее вещество (не показан), с формированием гидравлического соединения, подобно бутыли с элюентом и сборному флакону. Затем изотопный генератор может храниться до возникновения потребности в элюировании новой порции радионуклида.
Представленное выше описание должно быть достаточным для практического осуществления настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения не ограничивается представленными примерами, поскольку указанные примеры приведены лишь в качестве обычной иллюстрации одного из аспектов настоящего изобретения, в то время как другие функционально эквивалентные варианты реализации попадают в пределы объема настоящего изобретения. Различные модификации настоящего изобретения в дополнение к показанным и описанным, очевидные для специалистов из предшествующего описания, также попадают в пределы объема настоящего изобретения. Преимущества и задачи настоящего изобретения не обязательно охвачены каждым из вариантов реализации настоящего изобретения.
Ниже настоящее изобретение проиллюстрировано следующими примерами, которые никоим образом не должны рассматриваться как дополнительное ограничение.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: Результаты эффективности элюирования в колонных блоках, излучение которых превышает пороговые значения.
Была отслежена продукция колонных блоков, выполненных как показано на фиг.1, но с проходной крышкой, имеющей проходное отверстие, обращенное вверх, а не вниз (например подобно колонному блоку, показанному на фиг.1, но с удаленной заглушкой 48), для идентификации колонных блоков, излучение которых превысило верхнее пороговое значение, что может быть связано с материнским радионуклидом, присутствующим в выходном или входном трубопроводах. Радионуклид элюировали из колонных блоков, излучение которых превысило верхний порог. Затем была измерена эффективность элюирования (объем выпуска Тс-99m) указанных колонных блоков. Для некоторых из колонных блоков перед измерением эффективности элюирования были проверены уровни остаточной влаги, в то время как у других колонных блоков эффективность элюирования была измерена без проверки уровней остаточной влаги.
Результаты эффективности элюирования для всех колонных блоков показаны на фиг.5. Эффективность элюирования представляет собой отношение фактического объема выпуска дочернего радионуклида к ожидаемому объему выпуска дочернего радионуклида, скорректированное с учетом времени простоя между сеансами элюирования. Как правило, эффективность элюирования Тс-99m составляет 85-95%. На объем выпуска Тс-99m у колонных блоков, излучение которых превысило пороговое значение, повлияли примерно 80% колонных блоков, у которых измерялась эффективность элюирования, при этом 58% измеренных колонных блоков показали эффективность элюирования меньше 10%. Для сравнения на фиг.5 также показаны результаты пяти колонных блоков с небольшими дозами (#1815-1816), у которых значения эффективности элюирования превышают 85%. Результаты данного примера показывают корреляцию между превышением верхних пороговых значений излучения и демонстрацией эффективности элюирования меньше 85%.
Пример 2: Остаточная влага, извлеченная из колонных блоков с большой дозой и малой дозой.
Была отслежена продукция колонных блоков, выполненных как показано на фиг.1, но с проходной выходной крышкой, имеющей проходное отверстие, обращенное вверх, а не вниз (например, колонный блок, показанный на фиг.1, но с удаленной заглушкой 48), для идентификации колонных блоков, излучение которых превысило верхнее пороговое значение, что может быть связано с материнским радионуклидом, присутствующим в выходном или входном трубопроводах. Колонные блоки, излучение которых превысило верхнее пороговое значение, были проверены на содержание остаточной влаги, как и колонные блоки, излучение которых не превысило верхнее пороговое значение. Содержание остаточной влаги измеряли с использованием вакуумированного флакона, соединенного с выходным каналом для извлечения влаги из траектории перемещения текучей среды между входным и выходным каналом, включая колонну.
Результаты, показанные на фиг.6a и 6b, доказывают, что колонные блоки, излучение которых превышает верхнее пороговое значение систематически демонстрируют уровни влаги по меньшей мере 0,5 граммов, в то время как колонные блоки, излучение которых не превышает верхнее пороговое значение, обычно содержат уровни влаги меньше 0,05 грамма. Полученные результаты дают основания предполагать, что увеличенное содержание остаточной влаги в колонном блоке способствует распространению радионуклида к менее защищенным областям колонного блока, включая выходной трубопровод и/или входной трубопровод, что может привести к излучению колонного блока, превышающему верхнее пороговое значение. Кроме того, избыточная влага может снижать эффективность элюирования (объем выпуска Тс-99m), как описано в Примере 1.
Пример 3: Изменение веса и извлеченная жидкость для колонных блоков с ориентацией проходных отверстий вверх и с ориентацией проходных отверстий вниз
В паровом стерилизаторе были идентифицированы положения, при расположении в которых колонные блоки с ориентацией проходных отверстий вверх после стерилизации предварительно показали относительно широкие пределы уровней остаточной влаги. Колонные блоки, выполненные как показано на фиг.1, но с проходной выходной крышкой, имеющей проходное отверстие, обращенное вверх, а не вниз (например, колонный блок, подобный показанному на фиг.1, но с удаленной заглушкой 48), были заряжены элюентом, обедненным радионуклидом. Колонные блоки были заряжены различными количествами элюента для представления изотопных генераторов различной мощности (т.е. уровней активности Мо-99), которые обычно производятся. Колонные блоки были взвешены и размещены в идентифицированных положениях внутри стерилизатора для стерилизации паром. Колонные блоки были простерилизованы паром и после стерилизации снова взвешены. Было вычислено изменение веса колонных блоков. Результаты этого испытания показаны на фиг.7.
Затем испытание было повторено с колонными блоками, выполненными как показано на фиг.1, содержащими проходную выходную крышку с проходным отверстием, обращенным вниз. Результаты этого испытания показаны на фиг.8. Среднее количество жидкости, извлеченной из колонных блоков, проходные отверстия у которых обращены вниз, составило 0,040 грамма, т.е. на 25% меньше по сравнению с 0,053 граммов у колонных блоков, проходные отверстия которых обращены вверх. Кроме того, среднеквадратичное отклонение жидкости, извлеченной из колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вниз, составило 0,002 грамма, в отличие от 0,024 грамма у колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх. Подобным образом, относительное среднеквадратичное отклонение жидкости, извлеченной из колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вниз, составило 5,0%, в отличие от 45,3% у колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх, т.е. меньше на 90,0%.
Пример 4: Изменение веса и извлеченная жидкость после двух стерилизаций для колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх, и с проходными отверстиями, обращенными вниз.
Были повторены процедуры, описанные выше для Примера 3, за исключением того, что колонные блоки подвергались двум полным стерилизациям паром, как может иметь место при изготовлении изотопных генераторов, когда стерилизация паром прерывается например из-за отключения энергии и должна быть выполнена повторно.
Результаты для колонных блоков, выполненных как показано на фиг.1, но с проходной выходной крышкой, имеющей проходное отверстие, обращенное вверх, а не вниз, как показано на фиг.9. Результаты для колонных блоков, выполненных как показано на фиг.1, включая проходную выходную крышку с проходным отверстием, обращенным вниз, показаны на фиг.10. Среднее количество жидкости, извлеченной из колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вниз, составило 0,039 грамма, т.е. на 64% меньше по сравнению с 0,108 грамма у колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх. Кроме того, среднеквадратичное отклонение количества жидкости, извлеченной из колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вниз, составило 0,006 грамма, в отличие от 0,231 грамма у колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх. Подобным образом, относительное среднеквадратичное отклонение количества жидкости, извлеченной из колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вниз, составило 15,4%, в отличие от 214,0% для колонных блоков с проходными отверстиями, обращенными вверх, т.е. меньше на 92,8%.
Данный пример дает основание предполагать, что проходная выходная крышка с проходным отверстием, обращенным вниз, может предотвратить попадание в канал избыточной жидкости даже после многочисленных стерилизаций паром.
Таким образом, следует отметить, что специалисты без труда смогут внести различные изменения, модификации и усовершенствования в описанные выше некоторые аспекты по меньшей мере одного из вариантов реализации настоящего изобретения. Указанные изменения, модификации и усовершенствования должны быть признаны являющимися частью настоящего раскрытия и находящимися в пределах объема настоящего изобретения. Соответственно, предшествующее описание и чертежи приведены только в качестве примера.