Радионуклиды для брахитсрапии

Одним из самых распространенных видов раковой опухоли у мужчин является рак простаты. Ежегодно только в США регистрируется около 230 000 новых случаев этого заболевания. Для его лечения на ранних стадиях наиболее эффективным методом является брахитерапия. При этом в предстательную железу имплантируются миниатюрные герметичные капсулы или зерна, содержащие радиоактивные изотопы л, ^l03Pd или ^l3lCs. Характеристики этих PH представлены в табл. 5.5.

Впервые метод брахитерапии был предложен в конце 1950;х годов. Касаясь истории вопроса, следует отметить, что первоначально планировалось для изготовления микроисточников использовать изотоп ^blCs, поскольку его ядерные характеристики — период полураспада (9,7 сут.) и энергия излучения (29 кэВ) — наиболее близки к оптимальным параметрам, обеспечивающим высокую эффективность лечения. Однако из-за отсутствия в тот период времени отлаженной технологии его получения и высокой стоимости использование этого PH не получило дальнейшего развития.

Таблица 5.5.

Характеристики PH для брахиотерапии

Начиная с 1967 г. было организовано крупномасштабное производство миниатюрных источников на основе йода-125. В разработку таких технологий были вовлечены многие страны, включая Россию. Этот метод лечения стал по своей сути «методом выбора», потому что обеспечивал если и не более высокую эффективность по сравнению с другими методами лечения (хирургической простатэктомией и химиотерапией), то, во всяком случае, представлял гораздо меньший риск осложнений и рецидивов.

В 1990;х годах были предприняты усилия по замене ^|251-источников на источники палладия-103, имеющих болеет высокий лечебный эффект. Как следует из табл. 5.4, ^l03Pd при распаде излучает более «мягкие» фотоны (энергия ~21 кэВ), но за счет того, что имеет в 3 раза меньший период полураспада (17 сут.), он обеспечивает более быструю доставку терапевтической дозы излучения к очагу воспаления. Так, для «I она составляет 0,069 Гр/ч, а для Pd — 0,212 Гр/ч. Вместе с тем следует отметить, что, несмотря па высокую эффективность, применение источников палладия-103 в медицинской практике довольно ограничено из-за их значительно более высокой стоимости (5−7-кратной).

В конце 90-х годов компанией PNNL (США) была создана и запа;

тентована технология производства радиоизотопа Cs, а компанией IsoRay (Richland, Washington) в 1988 году осуществлено коммерческое производство микроисточников с ¹³¹Сs для медицинских целей. Это явилось основным технологическим прорывом в брахигерапии за последние 18 лет. Использование ^blCs, имеющего более короткий период полураспада и более высокую энергию фотонов, позволяет перейти к низкодозовой брахитерапии и минимизировать побочные эффекты при лечении рака простаты. Кроме того, уникальные свойства ^l3lCs позволяют рассматривать его как перспективным радиоизотоп для лечения и других типов раковых опухолей.

Способ получения ^l3lCs основан на облучении стабильного изотопа бария-130 тепловыми нейтронами реактора:

В результате образуется радиоактивный изотоп барий-131 с перио;

дом полураспада 11,8 дней, из которого образуется Cs. Основным осложняющим фактором здесь является вторичная реакция.

по которой образуется радиоактивная примесь ^l32Cs, ухудшающая радионуклидную чистоту целевого продукта.

В качестве исходной мишени для облучения обычно используют карбонат бария — ВаСОз, содержащий в естественной смеси 0,1% изотопа бария-130. Для выделения цезия-131 из облученной мишени проводят ее растворение в уксусной кислоте и последующее осаждение бария в виде его исходной нерастворимой соли ВаСОз раствором карбоната аммония (NH₄)₂C03. При этом ^l3lCs остается в растворе и после фильтрации может быть подвергнут очистке (методом экстракции) для удаления радиоактивных примесей. Очищенный ^l3lCs затем может быть упарен досуха для получения готового продукта в виде его водорастворимой соли.

Процесс извлечения ^l3lCs из одной и той же партии облученного карбоната бария может производиться от двух до четырех раз с периодичностью 1−2 недели. Затем отработанный карбонат поступает на 6−9 месяцев в емкость для выдержки и распада посторонних радиоактивных примесей и вновь используется в производственном цикле. Описанная технология обеспечивает чистоту ' Cs по гамма-излучателям не хуже 99,99%. В России она используется на реакторе ИВВ-2М (ОАО «ИРМ», г. Заречный), где средний объем производства ^l3lCs порядка 20 Ки в неделю обеспечивается облучением одной сборки мишеней с общей массой 1 кг природного карбоната бария. За двухнедельный цикл облучения нарабатывается до 130… 150 Ки материнского изотопа бария-131.

С учетом всей логистики из 1 Ки ^l31Cs может быть изготовлен комплект зерен (70−100 шт.), требуемый для лечения одного пациента (в зависимости от размера опухоли).