輸送藥物的裝置和方法
【專利說明】輸送藥物的裝置和方法
[0001]相關(guān)串請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)主張對(duì)2013年3月15日提交且于本申請(qǐng)?zhí)峤恢杖蕴幱谏暾?qǐng)狀態(tài)的第N0.61/798，171號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過引用被并入在此。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及輸送藥物的裝置和方法，且更確切地，本申請(qǐng)涉及放射治療癌癥和腫瘤的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]某些癌癥和腫瘤相對(duì)于其它疾病而言較易于用放射進(jìn)行治療。難于接近(或安全治療)的腫瘤，例如位于食道、腸或其他腔體內(nèi)的腫瘤，通常通過近程放射療法來治療(使用放射性粒子，通常稱為種子)以使得將對(duì)附近健康組織的輻射最小化。
[0005]輻射(劑量分布)取決于幾何形狀特別是逆平方律、封裝材料的過濾以及在組織和空氣中的吸附。單個(gè)種子(seeds)被封裝程序所屏蔽，這通常將有用的暴露限制于短程X或γ射線。初始劑量率與半衰期呈反比變化。例如，碘125前列腺植入的典型初始劑量率通常是約0.07Gy/hr (7拉德每小時(shí)而對(duì)于鈀103而言是約20。如氧化、內(nèi)在放射敏感性增殖率修復(fù)能力等宿主因素則更難控制。
[0006]近程放射療法將放射物輸送至小組織體積，同時(shí)限制健康組織的暴露。以此方式，輸送的放射物與其他的形式的放射物(包括質(zhì)子療法)相比更符合目標(biāo)，因?yàn)檩^少的正常過渡組織被治療。它的特征在于將放射源如小放射性粒子(particles)(通常作為被封裝種子直接或位于管或注射針內(nèi))放置在靶組織附近或內(nèi)部，因此較外粒子束放射療法(EBRT)而言具有更集中且對(duì)周圍健康組織較小損傷的優(yōu)勢(shì)。
[0007]近程放射療法是食道、前列腺和其他癌癥的通常療法。在美國及全世界分別有約15，000和480，000例食道癌被確診。至少50%的可治愈性癌癥患者在原地治療失敗，也就是說，50%的患者在原始癌癥點(diǎn)承受著癌癥持續(xù)或復(fù)發(fā)的痛苦。(食道癌的治療是腔內(nèi)近程放療的合理典型，可擴(kuò)張至其他部位。)
[0008]近程放射療法可以幾種速率輸送:低劑量速率(LDR，或少于2Gy/hr)、高劑量速率(HDR或高于12Gy/hr)以及非常低劑量速率vLDR。中等劑量速率或混合為2_12Gy/hr。速率通過戈瑞(Gy)/小時(shí)(hr)來表述，它是電離輻射能量吸收的SI單位，等于每千克物質(zhì)吸收一焦耳的輻射能量。自20世紀(jì)初(即發(fā)現(xiàn)放射之后不久)開始近程放射療法以來，輸送主要是LDR。
[0009]LDR近程放射治療一般輸送放射物的速率為約50cGy/hr (即5Gy/hr)，而HDR —般輸送頻率為約0.2Gy/分鐘。對(duì)于HDR近程放射治療而言存放部位的瞬時(shí)速率更高，因?yàn)樵诿看沃委煏r(shí)非常活躍的放射源必須橫越多個(gè)治療部位。
[0010]LDR近程放射治療持續(xù)性地輸送放射物(按照規(guī)定的劑量相對(duì)均勻地輸送至整個(gè)植入體積中)，而HDR近程放射治療則在幾天間歇性地輸送放射物。無論劑量率如何，在作為唯一放射療法的放射源的情況下，在近程放射治療過程中通常輸送至患者的總最終劑量為60Gy或更少，而與其他形式的放射治療結(jié)合使用時(shí)，近程放射治療過程中輸送的總劑量為20-40Gy。上述情形涉及臨時(shí)植入，其中設(shè)備在治療完成之后被移除。
[0011]近程放射治療被用于治療前列腺癌已超過半個(gè)世紀(jì)。在此情況下，放射低能量的低活性物被放置在腫瘤附近或內(nèi)部。至今上述低放射裝置除極少數(shù)外絕大多數(shù)被永久放置。最通常使用的VLDR源(也稱為永久粒子)是碘125 (1251)。1251持續(xù)數(shù)天直至一年以約30keV的低能量輻射衰減并以約0.04-0.lGy/hr (4tol0cGy/hr)的劑量率發(fā)射輻射。vLDR通常被用于治療放射源可被放置在腫瘤附近或內(nèi)部并可長(zhǎng)時(shí)間或永久留置的癌癥，諸如當(dāng)放射性物質(zhì)或粒子被放置在前列腺腫瘤中時(shí)。
[0012]臨床醫(yī)生分多期進(jìn)行HDR近程放射治療以提高患者的承受力。因此，患者還要承受多個(gè)通常要求麻醉的程序的額外風(fēng)險(xiǎn)。腔、管或道內(nèi)癌癥(例如食道、肝膽道癌)患者對(duì)近程放射治療具有較低的承受力，如果體外連接管(如導(dǎo)管)連接持續(xù)數(shù)天。上述導(dǎo)管的長(zhǎng)期使用往往會(huì)導(dǎo)致纏結(jié)、移位、阻塞、刺激、和危及生命的感染的風(fēng)險(xiǎn)。(最常用的放射性同位素源是Ir 192，其能量為0.38MEV且半衰期為74天。Csl37 (T1/2 30.2年能量0.662MEV及Co 60 T1/25年且能量為1.2MEV也偶爾被使用，絕大多數(shù)在以往。)
[0013]HDR使用含有相對(duì)高的能量源(約10Ci，通常為銥_192(0.4MeV))的主外殼。治療會(huì)持續(xù)約30分鐘。HDR通常在數(shù)天的療程中每天進(jìn)行2-3次，或在如食管癌治療的多個(gè)程序以及麻醉時(shí)多次放置加載后導(dǎo)管。
[0014]近程放射治療劑量通常在距離放射源固定的距離處測(cè)量(或以體積測(cè)量最大容許劑量或最小外周劑量)。HDR要求輸送劑量率為約12-20Gy/hr的輻射的高活性源。由于輻射劑量的不均勻分配，冷熱點(diǎn)在組織和放射源之間的距離中以小的偏差出現(xiàn)。因此，使用集中放射性物質(zhì)外殼或容器進(jìn)行近程放射治療時(shí)如果放射源未被集中可導(dǎo)致較大的患者毒性。例如，根據(jù)Gasper等人的研究(見Internat1nal Journal of Radiat1nOncology, B1logy, Physics 38(1) 127-321) (1997)對(duì)于食道癌患者而言，使用 HDR 近程放射治療時(shí)有12%的幾率會(huì)導(dǎo)致潛在的危及生命的瘺管。然而，放射源傾斜至一側(cè)可有多種原因，因?yàn)樯踔潦腔钚阅[瘤也可使放射源移位。最后，HDR治療要求特殊屏蔽的患者室以及適當(dāng)?shù)母Ｉ漕A(yù)防措施。當(dāng)前說明中公開的vLDR則不會(huì)。
[0015]輸送輻射至內(nèi)部組織的裝置的技術(shù)水平缺乏兩個(gè)重要的基本特征:1)在臨床上適當(dāng)?shù)臅r(shí)候移除或替換原位上的放射源的能力，和2)根據(jù)臨床需要改變?cè)簧系姆派湫粤Ｗ踊蚍N子的幾何形狀、能量或放射源的能力。通常情況下，一旦放射源載體和放射源被放置，它們將永久或在患者治療期間留在患者體內(nèi)。在放射源或其載體可隨時(shí)間移動(dòng)或腫瘤可改變形狀或大小的情況下，在患者體內(nèi)留下永久的放射源有潛在的不良影響，即健康組織將暴露于輻射，而靶癌組織則沒有。在這種情況下或在手術(shù)前移除放射源是當(dāng)前技術(shù)水平所欠缺、而在臨床上有用的能力，容易地在醫(yī)生辦公室將近程放射治療或支架定位在有機(jī)體內(nèi)而無需正式成像的能力也是這種情況。在患者死亡的情況下，也最好是在火葬或土葬之前移除放射源。
[0016]此外，臨床上可能有必要在放射性物質(zhì)的活性已衰變之后繼續(xù)放射治療。例如，1251的半衰期約為60天。如果在初期近距離放射治療之后腫瘤仍然存在或大小還在生長(zhǎng)(有時(shí)發(fā)生在六個(gè)月內(nèi))，那么用具有更高的活性或更短的半衰期的放射源替換耗盡的放射源將是有利的。這是因?yàn)樾碌亩乙苍S生長(zhǎng)更快的腫瘤可能通過具有較短的半衰期或更快地衰變和發(fā)出輻射的放射源得以更好的控制。剩余的腫瘤克隆可能有不同的生物機(jī)理且需要更快的或甚至是更慢的輻射暴露率來殺滅。
[0017]大約百分之九十的腫瘤復(fù)發(fā)是在原發(fā)腫瘤與健康組織毗連的情況下。然而，腫瘤切除術(shù)后在這些邊緣地區(qū)輸送放射源的現(xiàn)有技術(shù)方法均存在缺點(diǎn)。例如，載有放射性粒子的縫合線有時(shí)與可吸收網(wǎng)狀物一起使用以縫合切除部位。但隨著網(wǎng)狀物被身體吸收，縫合線位置在一段時(shí)間之后發(fā)生變化。這往往導(dǎo)致縫合線有時(shí)折疊在一起，而不能保持種子相對(duì)于腫瘤或脆弱的組織的最佳定位。于是產(chǎn)生劑量過低，由此導(dǎo)致復(fù)發(fā)。相反，如果產(chǎn)生過度劑量，則導(dǎo)致健康組織損傷。
[0018]根據(jù)腫瘤形態(tài)和大小、載體位置以及其他相關(guān)治療因素的變化調(diào)整載體上的放射源的位置和活性將是有利的。在手術(shù)前或其他干預(yù)之前移除放射源以減少人員接觸或損壞敏感設(shè)備，也可能是適當(dāng)?shù)?。最后，在放置設(shè)備之后一段時(shí)間再載入放射源，在臨床上可能是有用的。沒有任何現(xiàn)有技術(shù)提供了這些功能。
[0019]