Dispositivo helicoidal de braquiterapia.

Un dispositivo intersticial implantable de braquiterapia, que consiste en un hilo helicoidal radiactivo,

en el que eldiámetro del hilo es inferior a aproximadamente 200 micrómetros, y en el que el diámetro exterior de la bobina (10)es inferior a aproximadamente 1.000 micrómetros, caracterizado porque:

el diámetro del hilo es de aproximadamente 50 micrómetros y el diámetro exterior de la bobina es deaproximadamente 350 micrómetros, y en el que la bobina tiene una forma, densidad de espiras, ángulo deinclinación y flexibilidad suficiente preseleccionados de manera que la bobina puede cambiar de forma en respuestaa cambios en el tejido circundante sin ofrecer soporte estructural o rigidez significativos al tejido circundante,el hilo helicoidal radiactivo incluye uno o más radioisótopos que han sido incorporados en el hilo de manera que elhilo comprende un material sustancialmente unitario,

el hilo está hecho sustancialmente de un material transmutable que es convertible a un material radiactivo tras laexposición del hilo a un haz acelerado de partículas cargadas que tienen una energía predeterminada;

en el que las partículas cargadas se seleccionan entre el grupo que consiste en protones, deuterones y partículasalfa; y

en el que el material transmutable comprende rodio y el material radiactivo comprende paladio-103.

Dispositivo helicoidal de braquiterapia

Campo técnico La invención está dirigida a dispositivos de braquiterapia implantables.

Antecedentes de la invención Se conoce cómo tratar el tejido proliferativo, como tumores, lesiones y estenosis de pasos biológicos, con radiación con el fin de inhibir o evitar la proliferación celular evitando la replicación y migración de células e induciendo la muerte celular programada. El tratamiento tradicional con radiación de haz externo de altas dosis, y el tratamiento con radiación a corta distancia con tasa de dosis baja prolongada (braquiterapia) , son terapias bien establecidas para el tratamiento del cáncer, una forma maligna de proliferación celular.

En la administración de radiación es importante que se dirija apropiadamente de manera que resulte eficaz frente a la proliferación celular indeseable sin influir de forma adversa en las respuestas celulares normales. La radiación aplicada externamente requiere un control cuidadoso de la profundidad y la amplitud de la penetración de la radiación de manera que no se dañe al tejido sano que rodea a la lesión que se va a tratar. El tratamiento de radiación a corta distancia requiere también un control cuidadoso sobre la penetración y la direccionalidad de la radiación, pero esto puede hacerse sobre distancias sustancialmente menores.

La radiactividad puede incorporarse en o sobre un dispositivo implantable. Dichos dispositivos implantables son normalmente bastante costosos de fabricar. En particular, si se añade radiactividad al dispositivo, el dispositivo sólo puede ser eficaz para braquiterapia durante un periodo relativamente breve durante el cual la radiactividad se proporciona en un nivel útil (terapéutico) . Dependiendo del radioisótopo usado, el tiempo de desintegración puede ser de sólo horas, días o semanas.

El estado actual de la técnica de la braquiterapia para tratamiento de lesiones localizadas como tumores, por ejemplo, de próstata, mama, cerebrales, ojo, hígado o bazo, emplea semillas fuente radiactivas selladas. El término "fuente sellada", tal como se usa en la presente memoria descriptiva, significa que los radioisótopos incorporados en un dispositivo están integrados con el dispositivo y no pueden desalojarse o liberarse del material huésped del dispositivo en el entorno de uso. Una semilla fuente sellada típica incluye una fuente de radiación encapsulada en el

interior de una cápsula biocompatible impermeable hecha, por ejemplo, de titanio, que está diseñada para evitar cualquier fuga o liberación del radioisótopo. Las semillas son aproximadamente del tamaño de un grano de arroz (normalmente 0, 81 mm de diámetro por 4, 5 mm de longitud) y se implantan individualmente en un sitio de tratamiento en el interior y/o alrededor de una lesión, normalmente con una aguja de aplicación de calibre medio (calibre 18) .

Entre las desventajas del uso de dichas semillas como dispositivos de braquiterapia se incluyen su naturaleza de fuentes de radiación discretas o puntuales, y la naturaleza discreta correspondiente de las dosificaciones que proporcionan. Con el fin de proporcionar una dosis de radiación eficaz en un área diana alargada o amplia, las semillas deben estar separadas de manera uniforme y relativamente cercana. La necesidad de garantizar una 45 colocación exacta y precisa de numerosas fuentes de radiación individuales prolonga de forma no deseable el procedimiento quirúrgico, y con ello la exposición del equipo quirúrgico a la radiación. Por otra parte, el uso de semillas discretas requiere una matriz reticular compleja para su propia colocación. Este requisito obliga a una labor intensiva y es, por tanto, costoso. Además, la naturaleza discreta de las semillas las hace más susceptibles a la migración desde las localizaciones pretendidas, sometiendo de este modo a partes de la lesión, el sitio de tratamiento y el tejido sano circundante a un exceso o defecto de dosificación, lo que reduce la eficacia y la fiabilidad de la terapia.

Existen otras desventajas en la terapia de semillas radiactivas. Existen relativamente pocos radionúclidos adecuados para su uso en semillas fuente selladas, debido a la limitada disponibilidad de radioisótopos con la combinación 55 necesaria de periodo de semidesintegración, actividad específica, profundidad y actividad de penetración, y geometría. Además, la implantación de semillas requiere generalmente una aguja de aplicación con un calibre suficientemente grande para alojar las semillas y, en algunos casos, puede requerir un dispositivo de suministro tubular adicional. El uso de una aguja de aplicación relativamente grande durante la introducción de las semillas puede originar un traumatismo innecesario en el paciente y un desplazamiento de la lesión durante el procedimiento. Además, debido al riesgo de migración o desprendimiento de las semillas, existe el riesgo de que tejidos sanos cercanos o alejados del sitio de la lesión se expongan a la radiación de semillas que se han desprendido de sus localizaciones pretendidas y han sido transportadas posiblemente por el cuerpo en la orina u otros fluidos.

Se han propuesto varios radioisótopos para la braquiterapia. Son deseables los dispositivos de braquiterapia hechos 65 de paladio-103 ya que el paladio-103 tiene un periodo de semidesintegración de aproximadamente 17 días y una energía de fotones de 20, 1-23 keV, lo que lo hace especialmente adecuado para su uso en el tratamiento de lesiones localizadas de mama, próstata, hígado, bazo, pulmón y otros órganos y tejidos.

Dado que el paladio-103 es inestable y no se produce naturalmente en el entorno, debe ser fabricado, generalmente por activación neutrónica de una diana de paladio-102, o por activación protónica de una diana de rodio. Estos 5 métodos se desvelan, por ejemplo, en la patente de EE.UU. nº 4.702.228 para Russell, Jr. y col. (activación neutrónica) y la patente de EE.UU. nº 5.405.309 para Carden, Jr. (activación protónica) .

También se conocen dispositivos de braquiterapia que emplean recubrimientos de radioisótopos. La patente de EE.UU. nº 5.342.283 para Good desvela la formación de recubrimientos radiactivos concéntricos y otros recubrimientos discretos en un sustrato mediante diversos métodos de deposición, que incluyen métodos de electrodeposición de iones y deposición por pulverización catódica, así como por medio de exposición de un precursor de isótopos, como paladio-102, a flujo de neutrones en un reactor nuclear.

Un inconveniente de los dispositivos radiactivos fabricados mediante cualquiera de los métodos anteriores es que no pueden prepararse de forma económica o sencilla. Los métodos son prohibitivamente costosos y requieren largas y costosas etapas de separación en química húmeda para aislar el isótopo radiactivo del precursor no radiactivo, o son métodos de múltiples etapas relativamente complicados que son difíciles de controlar y que pueden producir recubrimientos que pueden deteriorarse con el tiempo y/o la exposición a los fluidos corporales, dando como resultado la diseminación de materiales radiactivos y otros materiales del cuerpo, con consecuencias potencialmente perjudiciales.

Una forma altamente versátil de un dispositivo para tratamiento por radiación intersticial es un hilo o varilla que puede introducirse en el tejido en un sitio de lesión y a continuación doblarse o modelarse según se necesite para completar o adoptar por otros medios una forma útil para la administración de radiación en la lesión y/o en el tejido circundante. Puede proporcionarse mayor versatilidad, flexibilidad y especificidad del tratamiento cuando el tamaño (diámetro) del hilo disminuye; sin embargo, estos hilos finos son también generalmente difíciles de ver, manejar y maniobrar, lo cual limita su utilidad en muchas aplicaciones de tratamiento.

La patente de Estados Unidos nº 5.498.227 para Mawad desvela un hilo radiactivo implantable protegido que incluye un núcleo interno radiactivo y una capa de protección de amortiguación en forma de un hilo metálico flexible o cinta envueltos alrededor del núcleo. El objetivo de la capa de amortiguación es atenuar la radiación emitida desde el núcleo interno. El hilo puede conformarse en forma de bobina helicoidal y puede fabricarse a partir de un material con memoria de forma que permite introducir el dispositivo en un sitio de tratamiento en una configuración recta y para a continuación relajarse en su forma helicoidal original. El dispositivo tiene aplicación en particular como endoprótesis helicoidal expandible para suministrar radiación terapéutica, y mantener la permeabilidad de pasos biológicos ocluidos. El diámetro del núcleo interno, así como del hilo usado... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo intersticial implantable de braquiterapia, que consiste en un hilo helicoidal radiactivo, en el que el

diámetro del hilo es inferior a aproximadamente 200 micrómetros, y en el que el diámetro exterior de la bobina (10) 5 es inferior a aproximadamente 1.000 micrómetros, caracterizado porque:

el diámetro del hilo es de aproximadamente 50 micrómetros y el diámetro exterior de la bobina es de aproximadamente 350 micrómetros, y en el que la bobina tiene una forma, densidad de espiras, ángulo de inclinación y flexibilidad suficiente preseleccionados de manera que la bobina puede cambiar de forma en respuesta a cambios en el tejido circundante sin ofrecer soporte estructural o rigidez significativos al tejido circundante,

el hilo helicoidal radiactivo incluye uno o más radioisótopos que han sido incorporados en el hilo de manera que el hilo comprende un material sustancialmente unitario,

el hilo está hecho sustancialmente de un material transmutable que es convertible a un material radiactivo tras la exposición del hilo a un haz acelerado de partículas cargadas que tienen una energía predeterminada;

en el que las partículas cargadas se seleccionan entre el grupo que consiste en protones, deuterones y partículas alfa; y 20 en el que el material transmutable comprende rodio y el material radiactivo comprende paladio-103.

2. Un dispositivo de braquiterapia implantable según la reivindicación 1, en el que uno o más radioisótopos han sido incorporados en el hilo por implantación iónica. 25

3. Un dispositivo de braquiterapia implantable según la reivindicación 1, en el que el hilo helicoidal radiactivo incluye uno o más radioisótopos que han sido aplicados en el hilo como una película delgada de manera que el hilo comprende un material sustancialmente cuasiunitario, en el que el grosor total de la película en el hilo no es superior a aproximadamente el 1% del diámetro exterior de la bobina (10) .

4. Un dispositivo de braquiterapia implantable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el hilo helicoidal tiene una relación de dimensiones de al menos 3 a 1.

5. Un dispositivo de braquiterapia implantable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el hilo

helicoidal está caracterizado por un ángulo de inclinación que está comprendido entre aproximadamente 0° y aproximadamente 90°.

6. Un dispositivo de braquiterapia implantable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el hilo helicoidal está adaptado para su implantación sustancialmente permanente en un paciente. 40

7. Un dispositivo de braquiterapia implantable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el hilo helicoidal está adaptado para su implantación temporal en un paciente.

8. Un dispositivo de braquiterapia implantable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la intensidad

de la radiación que proviene del hilo helicoidal es una función de la forma, el tamaño, la densidad de espiras y el ángulo de inclinación del hilo helicoidal.

9. Un método para preparar un dispositivo de braquiterapia intersticial implantable, que comprende las etapas de:

a) suministrar un hilo flexible de un material no radiactivo que tiene un diámetro de aproximadamente 50 micrómetros,

b) incorporar uno o más radioisótopos en al menos una parte del hilo de manera que el hilo comprende un material sustancialmente unitario, y

c) conformar el hilo en una bobina (10) que tiene un diámetro exterior de aproximadamente 350 micrómetros y una forma, densidad de espiras, ángulo de inclinación y flexibilidad suficiente preseleccionados de manera que la bobina puede cambiar de forma en respuesta a cambios en el tejido circundante sin ofrecer soporte estructural o rigidez significativos al tejido circundante;

en el que el hilo está hecho sustancialmente de un material transmutable que es convertible a un material radiactivo tras la exposición del hilo a un haz acelerado de partículas cargadas que tienen una energía predeterminada;

en el que las partículas cargadas se seleccionan entre el grupo que consiste en protones, deuterones y partículas 65 alfa; y en el que el material transmutable comprende rodio y el material radiactivo comprende paladio-103.

10. Un método según la reivindicación 9, en el que la etapa b) de incorporar uno o más radioisótopos en al menos una parte del hilo se realiza antes de conformar el hilo en una bobina (10) . 5

11. Un método según la reivindicación 9, en el que la etapa b) de incorporar uno o más radioisótopos en al menos una parte del hilo se realiza después de conformar el hilo en una bobina (10) .

12. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en el que la etapa de incorporar uno o más 10 radioisótopos en el hilo se efectúa por implantación de uno o más radioisótopos en el hilo.

13. Un método según la reivindicación 9 ó 10, que comprende la etapa de aplicar una película delgada que contiene uno o más radioisótopos en al menos una parte del hilo de manera que el hilo comprende un material sustancialmente cuasiunitario.

14. Un método según la reivindicación 10, caracterizado por la aplicación de una película delgada que contiene uno o más radioisótopos en al menos una parte del hilo de la bobina (10) de manera que el hilo comprende un material sustancialmente cuasiunitario.

15. Un método según la reivindicación 14, en el que el grosor total de la película en el hilo no es superior a aproximadamente el 1% del diámetro exterior de la bobina (10) .

16. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, en el que el hilo helicoidal está arrollado con un ángulo de inclinación que está comprendido entre aproximadamente 0° y aproximadamente 90°.