Отечественные рутениевые терапевтические источники бета-излучения_Тимофеев_Л.В

Сигнальный экземпляр

161

5.2.Отчет о лабораторных испытаниях гибкого бета-аппликатора

срадионуклидами рутений-106+родий-106

МЗ РСФСР Воронежский государственный медицинский институт им. Н.Н. Бурденко

Руководитель работы: зав. кафедрой рентгенологии с мед.радиологией ВГМИ, профессор К.А. Кошарко

1.Введение

В 1987-1988 гг. на кафедре рентгенологии с медицинской радиологией Воронежского мединститута проводились лабораторные испытания нового вида терапевтических бета-источников для контактной лучевой терапии с радионуклидами рутений-106+родий-106 на основе гибкого неорганического материала.

2.Литературная справка

Экспериментальных работ, посвященных выяснению биологического действия бета-излучения радионуклидов рутений-106+родий-106 на кожу и слизистые оболочки при контактном облучении в доступной литературе нет. В иностранной литературе имеются лишь единичные сообщения о применении указанных радионуклидов, наряду с другими, при аппликационной бетатерапии в дерматологии и офтальмологии. В частности, Friedellи соавт., 1951, 1954 гг., Krohmes, 1951г. использовали для этих целей изготовленные или кустарные небольшие офтальмологические аппликаторы с радионуклидами90Sr, 106Ru и рентгеновские лучи 44 кВ в дозах 500-1500 гер. Эти авторы считали, что реакция кожи на одинаковые, измеренные различными способами дозы излучения от различных источников совершенно однозначны, а различие энергии бета-частиц не влияет на биологическую реакцию кожи.

Вработе Hegewald 1977г. изучаются в сравнительном аспекте некоторые физические свойства и радиотоксичность двух пар бета-излучающих радионуклидов - 90Sr+90Y, 106Ru+106Rh, исходя , в основном, из опыта их применения в офтальмологии для лечения опухолей. Автор приходит к выводу, что при контактной лучевой терапии применение бета-аппликаторов с рутениево-родиевой парой радионуклидов более оправдано вследствие значительно меньшей радиотоксичности, хотя данные источники дороже в изготовлении по сравнению со стронциево-иттриевым аппликаторами.

Внастоящее время в клинической практике для контактной лучевой терапии неопухолевых заболеваний кожи и слизистых оболочек обычно используются гибкие бета-аппликаторы с радионуклидами 204Tl, 90Sr+90Y, К.А. Кошарко

исоавт., 1983г. Терапевтические дозы невелики – разовые 0,5-0,75 Гр и суммарные до 5-10 Гр. Такие дозы при дробно-протяженном облучении не вызывают лучевых реакций и повреждений кожи и слизистых оболочек. Аппликаторы с радионуклидами106Ru+106Rh для этих целей не применялись.

Все вышеизложенное позволило нам избрать целью лабораторных испы-

162

Сигнальный экземпляр

таний определение особенностей биологического действия на слизистую оболочку полости рта и кожу в условиях эксперимента новых видов гибких аппликаторов с радионуклидами 106Ru+106Rh на основе неорганического материала.

В ходе лабораторных испытаний решались следующие задачи:

1.Определение возможных реакций слизистых оболочек и кожи лабораторных животных на терапевтические дозы, применяемые для аппликационной бета-терапии неопухолевых заболеваний.

2.Отработка режимов дробно-протяженного метода облучения терапевтическими дозами, которые можно было бы применить при некоторых воспалительных заболеваниях полости рта: стоматиты, гингивиты, пародонтиты.

3.Материалы и методы

Аппликатор для испытаний получен из отдела изотопов и источников излучения Института биофизики Минздрава СССР.

Источник состоит из радиационной основы, защитного пакета и герметической оболочки. Радиационная основа – гибкий неорганический материал, на который сорбционным путем нанесены радионуклиды - 106Ru+106Rh. Форма радиационной основы – квадрат со стороной 50±2 мм. Защитный пакет выполнен из алюминиевой фольги, герметичная оболочка – из полиэтиленовой пленки. Маркировка – на внешней стороне аппликатора. Размеры активной зоны аппликатора 50х50 мм. Активность 3,5 мКи на июнь 1987 г. Среднее значение мощности поглощенной дозы на поверхности аппликатора Р=504сГр/ч. Степень неравномерности распределения мощности дозы на поверхности аппликатора, характеризуемая коэффициентом вариации, равна 3,5%. Период полураспада радионуклида – 366 дн.

Поскольку условия эксперимента должны быть максимально приближены к реальным условиям облучения в клинике как по технике облучения, так и по выбору объекта исследования, нецелесообразно облучать мелких лабораторных животных – мыши, крысы, т.к. у них кроме кожи и слизистых оболочек облучаются близко расположенные к поверхности тела органы – кишечник, селезенка и др.

С учетом этих обстоятельств лабораторные испытания аппликатора были проведены на 10 разнопородных собаках примерно одинаковой массы тела 3,5- 4 кг. Из них 7 животных контактному облучению подвергался одинаковый 2х2 см участок слизистой вестибулярной поверхности десны верхней челюсти, у 3 собак облучали участок кожи 5х5 см в области залопаточного пространства с предварительно удаленными волосяным покровом. Указанные участки кожи и слизистых оболочек облучали дробно-протяженным фракционным методом, разовыми дозами 50-75 сГр, суммарными от 200 до 1050 сГр. Всего было проведено 3 серии опытов.

В 1 серии трем собакам проводилось облучение слизистой десны разовыми дозами 50 сГр, суммарными соответственно 200, 250, 300 сГр. Во 2 серии четырем собакам проводилось облучение слизистой десны разовыми дозами 75

163

сГр, суммарными 300, 450, 600, 1050 сГр. В 3 серии – трем собакам проведено облучение участка кожи разовыми дозами 75 сГр и суммарными 1050 сГр каждой.

В каждой серии опытов облучение проводилось по единой методике: первые 3 сеанса облучения – ежедневно, затем 3 облучения в неделю с интервалом в 1 день, всего 14 облучений в течение 32 дней.

Общая реакция на облучение оценивалась по особенностям поведения животных, состоянию аппетита, наличию жажды, изменению массы тела, изменениям общего анализа крови.

Показателями местной реакции были признаки возможных лучевых реакций – радиодерматит, гингивит или повреждении кожи и слизистых. Для изучения реакции слизистой оболочки полости рта проводилась электроодонтодиагностика, проба Шиллера-Писарева. Проведены гистологические исследования облученных участков кожи и слизистых по общепринятой методике после последнего сеанса облучения, суммарные дозы 200, 450, 500, 1050 сГр.

Регистрация данных основных показателей общей и местной реакции проводилась ежедневно: анализы крови проводились до облучения, а также после 10 и 32 дней опытов.

164

Сигнальный экземпляр

ГЛАВА 6. ПЕРСПЕКТИВА. КОНЦЕПЦИЯ.

ПОТРЕБНОСТЬ. СПРОС

6.1. Офтальмологический бета-аппликатор. Проект.

Изобретение относится к средствам лучевой терапии в медицине и может быть использовано при лечении васкуляризации трансплантата роговицы.

В послеоперационном периоде кератопластик по поводу бельм различной этиологии одним из частных осложнений является васкуляризация трансплантата роговицы, что ведет к снижению остроты зрения и ухудшению косметического эффекта.

Существует ряд методов лечения васкуляризации: медикаментозный, лазер-коагуляции вновь образованных сосудов и др., но наиболее эффективной является бета-терапия, которая осуществляется с помощью существующих в настоящее время офтальмологических бета-аппликаторов, предназначенных в основном для лечения опухолевых заболеваний глаза.

Известен комплект офтальмологических бета-аппликаторов, выполненных в виде вогнутого диска (английская фирма «Амершам») или сферического сегмента с радиусами кривизны в 15 мм и 10 мм. Внутри серебряной оболочки помещена радиоактивная матрица со 90Sr+90Y. В разных типах аппликаторов активная матрица имеет форму вогнутого диска диаметром 18 мм или 12 мм диска, расположенного эксцентрично диаметром 6 мм и широкого кольца внешним диаметром 18 мм и внутренним 6 мм (неактивная часть приходится на зрачок глаза). Такая геометрия ограничивает функциональные возможности данных аппликаторов, приводя либо к лучевой перегрузке здоровых участков глаза при использовании первых двух типов, и в ряде случаев неполучение требуемой дозы патологическим участком глаза, при использовании третьего типа аппликаторов.

Ближе по технической сущности к предлагаемому аппликатору является комплект офтальмологических бета-аппликаторов, разработанных в СССР,

выполненных в виде герметизированного металлического корпуса сферической формы с радиусом кривизны, соответствующим радиусу кривизны глазного яблока. Внутри корпуса помещены радиоактивные матрицы со стронцием-90, рутением-106 или таллием-204 различных геометрических форм: сферического сегмента, полусегмента, полукольца, четверти кольца (диаметром 10, 15 и 20 мм), сферического треугольника серпообразной и дугообразной формы для лечения заболеваний переднего и заднего отделов глаза человека. Такое разнообразие геометрических форм матрицы создает более широкие функциональные возможности для эффективного лечения различных патологических участков глаза, с меньшей лучевой нагрузкой на его здоровые ткани.

Недостатком этой группы аппликаторов является то, что ни один из указанных типов, в том числе и обладающий формой активной матрицы в виде

165

сферического кольца или части кольца, не дает возможности контактного облучения узкой кольцевой области лимба глаза, расположенной на углублении в тело глазного яблока, границе роговицы склеры, т.к. снаряжен относительно широким активным кольцом (отношение его ширины к среднему диаметру составляет 1:1).

Поскольку такой аппликатор опирается своей активной частью на здоровые участки ткани глаза, они получают большую дозу, чем требующий лечения узкий его углубленный кольцевой участок лимба, с которым аппликатор практически не контактирует, т.е. происходит противопоказанное переоблучение глаза.

Целью настоящего изобретения является создание такого бетааппликатора, который мог бы быть эффективно применен для контактной бета-терапии в области лимба глаза, в частности для лучевой терапии васкуляризации трансплантата роговицы, т.е. иметь необходимый контакт с лимбой и, облучая данный участок в требуемой лечебной дозе создавать при этом минимальное облучение соседних здоровых тканей роговицы и склеры.

Поставленная цель достигается путем создания специализированного кольцевого бета-аппликатора с внутренним диаметром соответствующим диаметру области лимба и герметичной оболочкой, конструкция которой обеспечивает выход бета-излучения от активной матрицы фактически только в область лимба и защиту от бета-излучения в остальных направлениях.

В качестве конструктивного материала оболочки и держателя аппликатора преимущественно может быть применена хромоникелевая нержавсталь 12х18HIOT, а также полиэтилен. Активная матрица преимущественно изготовляется на основе радионуклидов рутений-106, стронций-90, таллий-204, сорбируемых на радиостойкой основе в виде пористых кремнеземных волокон. Толщина защитных стенок оболочки для снижения мощности дозы у нерабочих поверхностей аппликатора должна составлять преимущественно: для 106Rh-500мг/см2, для 90Sr+90Y-200 мг/см2 и для 204Tl – 100мг/см2.

Преимущество предлагаемого аппликатора состоит в том, что он является специализированным аппликатором, полностью выполняющим функциональную задачу облучения области лимба в терапевтической дозе при практическом отсутствии облучения соседних здоровых тканей глаза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Каталог радиохимического центра «Амершем»

2.Авторское свидетельство СССР №799189 от 22.09.1980г. на «Аппликатор для бета-лучевой терапии глаза»

Формула изобретения

Офтальмологический бета-аппликатор, состоящий из герметической оболочки с держателем, внутри которой размещена радиоактивная матрица, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности облучения области

166

Сигнальный экземпляр

лимба глаза при одновременном снижении лучевой нагрузки на соседние здоровые ткани, аппликатор выполняется в виде кольца, в рабочем торце которого располагается нитевидная активная матрица в виде кольца или его части, обладающего отношением ширины к среднему диаметру 1: (10÷20), а рабочий торец оболочки выполнен прозрачным для бета-излучения.

Авторы: Л.В. Тимофеев, Т.С. Семикова, В.В. Бочкарев, Б.А. Зайцев, В.Н. Плиско, Т.С. Орлова.

167

6.2. Выписка из резолюции всесоюзного симпозиума “перспективы применения закрытых

радионуклидных источников для лучевой терапии опухолевых и некоторых неопухолевых заболеваний”

(г. Москва, 11−13 октября 1983 г.)

Симпозиум организовали МЗ СССР, Институт биофизики МЗ СССР,

МНИРРИ МЗ РСФСР.

В работе симпозиума приняли участие 90 учёных и специалистов из 47 научно−исследовательских и клинических учреждений Минздрава СССР и союзных республик, исследовательских институтов Госкомитета по использованию атомной энергии СССР, Академии наук СССР, представителей заинтересованных ведомств и организаций.

Участники симпозиума заслушали и обсудили 36 докладов по разработке, конструкции, дозиметрии, испытанию и клиническому применению закрытых терапевтических радионуклидных источников излучения (ЗТРИИ). Рассмотрены номенклатура и физико−технические характеристики выпускаемых и некоторых разрабатываемых отечественных ЗТРИИ для различных методов контактной лучевой терапии с помощью ЗТРИИ в онкологии и при лечении некоторых неопухолевых заболеваний, направления дальнейших исследований по развитию методов контактной лучевой терапии с помощью закрытых радиоактивных источников.

Симпозиум отметил, что контактные способы облучения опухолоей, исторически являясь наиболее ранним из применяемых в лучевой терапии, остаются актуальными до настоящего времени, обладают высокой терапевтической эффективностью при определённых локализациях опухолей (опухоли женской половой сферы, глаза, полости рта, мочевого пузыря и др.), продолжают развиваться и совершенствоваться как в качестве самостоятельного радикального метода, так и в комбинации с дистанционным облучением, хирургическим и лекарственным лечением онкологических больных. При клинически обоснованных показаниях, оптимальной методике облучения и соблюдении мер противолучевой защиты лучевая терапия неопухолевых заболеваний является также высокоэффективной и безопасной.

Роль контактной лучевой терапии и её эффективность постоянно возрастают, чему способствует расширение номенклатуры ЗТРИИ, разработка методик последовательного введения эндо−интрастатов, ручного либо автоматизированного введения радиоактивных источников и, в частности, внедрение в широкую практику аппаратов типа “АГАТ−В”, развитие методов и средств дозиметрии, издание атласа дозных полей и использование радиобиологических и математических концепций при выборе режимов облучения и др.

Симпозиум рекомендует следующее:

1.Считать целесообразным и необходимым дальнейшее развитие и со-

168

Сигнальный экземпляр

вершенствование метода контактной лучевой терапии злокачественных опухолей и некоторых неопухолевых заболеваний в его различных модификациях путём использования ЗТРИИ. В том числе:

−продолжить работу по выбору величины терапевтической дозы за время экспозиции и временного интервала между сеансами облучения; изучить влияние величины подводимой мощности дозы на клинический эффект с учётом возможности использования высокоактивных источников; вести исследования по созданию оптимальных дозных полей в опухолях и других патологических очагах разной величины и локализации;

−использовать методики двухэтапного последовательного введения в ткань опухоли и в полости интрастатов, эндостатов и ЗТРИИ, применяя, в частности, малогабаритные источники высокой активности, разработать способы многопозиционного перемещения источников;

−определить перечень основных клинических показаний и рекомендаций по применению ЗТРИИ для лучевой терапии неопухолевых заболеваний в хирургии, дерматологии, офтальмологии, оториноларингологии и других областях медицины.

2.Оптимизировать и расширить номенклатуру отечественных ЗТРИИ. В этих целях:

−разработать рекомендации в отношении радионуклидов, на основе которых требуется создать новые источники, с учётом необходимых диапазонов периода полураспада и энергии фотонного и корпускулярного излучения;

−ведущим медицинским учреждением совместно с организациями, разрабатывающими технологию ЗТРИИ, составить медико−технические задания на модернизацию выпускаемых и создание новых типов и конструкций ЗТРИИ различного назначения для лечения опухолей, а также неопухолевых заболеваний;

−запланировать и организовать разработку усовершенствованных и новых типов ЗТРИИ, технологии их изготовления, выпуск опытных партий источников на медицинские испытания и производство источников, рекомендованных

кклиническому применению.

3.Обеспечить единство методов и средств, повышение точности определения физико−дозиметрических параметров ЗТРИИ при их исследовании, аттестации, клиническом применении и решении вопросов радиационной безопасности. Осуществить разработку карт и атласов дозных полей, создаваемых различными типами ЗТРИИ, применительно к условиям их использования, а также расширить применение математических методов и вычислительной техники при планировании контактной лучевой терапии с помощью ЗТРИИ.

4.Разработать медико−технические задания и на этой основе создать специализированный инструментарий (приспособления) и защитную технику, в том числе новые защитно−технологические комплексы для работы с ЗТРИИ в условиях клиники, организовать их производство. Предусмотреть также разработку и изготовление макетов гибких сборок с характерными ин-

169

дивидуальными маркерами для идентификации активных элементов на рентгенограммах.

5.Сформировать Всесоюзную межведомственную программу комплексного решения вопросов разработки, изготовления, физико−дозиметрического исследования и аттестации, техническиз и клинических испытаний, а также внедрения в практику здравоохранения ЗТРИИ, специального инструментария, аппаратов и соответствующей защитной техники для работы с ними.

6.Усилить работу по повышению квалификации врачей радиологов разного профиля и подготовке научных кадров по клиническому применению ЗТРИИ. Обеспечить также подготовку и издание методических указаний, руководств, справочной литературы и атласов дозных распределений, необходимых при клиническом использовании ЗТРИИ.

7.Симпозиум просит президиум АМН СССР уделить больше внимания проблеме контактной лучевой терапии в рамках Научного совета Академии по рентгено−радиологии. При этом симпозиум отмечает также целесообразность расширения разработки и применения жидких радионуклидных препаратов для терапевтических целей.

8.Симпозиум просит Минздрав СССР и ГКАЭ СССР рассмотреть итоги данного симпозиума, настоящие рекомендации и разработать при участии соответствующих головных организаций организованно−технические мероприятия и комплексные планы, направленные на усиление и развитие работ по проблеме и ускорение внедрения их результатов в производство и медицинскую практику, утвердить необходимые нормативные документы.

170