BRPI1000545A2

BRPI1000545A2 - polymeric metal tube sealing process in the manufacture of brachytherapy seed, and its use

Info

Publication number: BRPI1000545A2
Authority: BR
Inventors: Wilmar Barbosa Ferraz; Santos Ana Maria Dos
Original assignee: Comissao Nac Energia Nuclear
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2012-01-17
Also published as: BRPI1000545B1

Abstract

PROCESSO DE SELAGEM DE TUBO METáLICO COM POLìMERO NA FABRICAçãO DE SEMENTE DE BRAQUITERAPIA, E SUA UTILIZAçãO. A presente invenção refere-se a novo processo de selagem a frio de tubos metálicos com polímero contendo em seu interior carregador de radionuclideo, marcador de raios X e o próprio radionuclídeo constituindo-se em sementes de braquiterapia. O processo de selagem, objeto desta invenção, oferece opções de selagem com polímero ou com polimero misturado com elemento de blindagem ou com polímero seguido de colagem de peças metálicas nas extremidades do tubo. Este processo de selagem permite ajustar a forma das curvas de isodose em torno da semente de braquiterapia como também modificar o espectro de energia emitido pela semente possibilitando uma maior flexibilidade de planejamento de tratamento com a técnica de braquiterapia.METAL TUBE SEALING PROCESS WITH POLYMER IN THE MANUFACTURE OF BRACHITERAPY SEED, AND ITS USE. The present invention relates to a new process of cold sealing metallic tubes with polymer containing radionuclide charger, X-ray marker and the radionuclide itself constituting brachytherapy seeds. The sealing process, object of this invention, offers sealing options with polymer or with polymer mixed with shielding element or with polymer followed by gluing metal parts at the ends of the tube. This sealing process allows you to adjust the shape of the isodose curves around the brachytherapy seed as well as to modify the energy spectrum emitted by the seed allowing greater flexibility in treatment planning with the brachytherapy technique.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO DA PATENTE DE INVENÇÃO "PROCESSO DE SELAGEM DE TUBO METÁLICO COM POLÍMERO NA FABRICAÇÃO DE SEMENTE DE BRAQUITERAPIA, E SUA UTILIZAÇÃO"DESCRIPTION REPORT OF THE INVENTION PATENT "POLYMER METAL PIPE SEALING PROCESS IN BRAKY SEED MANUFACTURE, AND ITS USE"

Campo de utilizaçãoField of use

O presente pedido diz respeito a um processo de selagem de tubo metálico com polímero contendo em seu interior um núcleo radioativo constituindo-se numa semente de braquiterapia. Mais especificamente, refere- se a um processo de selagem na fabricação de semente de braquiterapia utilizando-se tubo metálico e polímero. Refere-se também, ao uso deste processo de selagem na fabricação de sementes de braquiterapia.The present application relates to a polymeric metal tube sealing process containing within it a radioactive core constituting a brachytherapy seed. More specifically, it relates to a sealing process in the manufacture of brachytherapy seed using metal tubing and polymer. It also relates to the use of this sealing process in the manufacture of brachytherapy seeds.

Estado da técnicaState of the art

Vários métodos são conhecidos para a utilização de materiais radioativos em terapia com irradiação. Destes, um método bem conhecido para tratamento com fonte radioativa é o de braquiterapia com o uso de sementes. Tais sementes são invólucros selados que possuem em seu interior material contendo o radionuclídeo e marcador de raios X.Several methods are known for the use of radioactive materials in irradiation therapy. Of these, a well-known method for radioactive source treatment is seed brachytherapy. Such seeds are sealed shells that contain radionuclide-containing material and an X-ray marker.

O termo braquiterapia representa, de uma maneira geral, todo tratamento médico que envolve a inserção de uma fonte radioativa na região de tratamento ou próxima a ela. Isto trás como vantagem a liberação de dose adequada no local de tratamento com praticamente nenhuma dose de radiação nos tecidos sadios vizinhos à área de tratamento. Outra vantagem desse tratamento é a sua realização sem necessidade de cirurgia invasiva o que diminui bastante o tempo de permanência do paciente no hospital.Brachytherapy generally means all medical treatment involving the insertion of a radioactive source into or near the treatment region. This has the advantage of releasing adequate dose at the treatment site with virtually no radiation dose in the healthy tissues surrounding the treatment area. Another advantage of this treatment is that it is performed without the need for invasive surgery, which greatly reduces the patient's length of stay in the hospital.

Para que estas sementes sejam implantadas ou inseridas no corpo humano com segurança, seu invólucro tem de ser bem selado de forma a evitar vazamento de material radioativo.For these seeds to be safely implanted or inserted into the human body, their casing must be tightly sealed to prevent leakage of radioactive material.

A braquiterapia pode ser diferenciada pelo local de aplicação podendo ser, por exemplo, do tipo intracavitária ou intersticial. Na braquiterapia intracavitária utilizam-se fontes radioativas que são colocadas em cavidades do corpo em posições muito próximas aos tumores; já na braquiterapia intersticial, as fontes radioativas são implantadas diretamente dentro do tumor, podendo o implante ser temporário ou permanente.Brachytherapy may be differentiated by application site and may be, for example, intracavitary or interstitial. In intracavitary brachytherapy radioactive sources are used which are placed in body cavities in positions very close to the tumors; In interstitial brachytherapy, radioactive sources are implanted directly into the tumor, and the implant may be temporary or permanent.

A braquiterapia pode ser diferenciada também pela taxa de dose de radiação. Dependendo da taxa de radiação a braquiterapia pode ser classificada como sendo de alta ou baixa dose de radiação. Na braquiterapia com altas taxas de dose, o material radioativo permanece por poucos minutos no interior do organismo, tempo suficiente para a liberação da dose ideal de tratamento. Já no caso de baixas taxas de dose de radiação, a fonte de radiação deve ser mantida no interior do corpo durante um período mais prolongado, geralmente por poucos dias, ou implantada definitivamente.Brachytherapy may also be differentiated by the radiation dose rate. Depending on the radiation rate, brachytherapy can be classified as either high or low radiation dose. In brachytherapy with high dose rates, the radioactive material remains for a few minutes inside the body, sufficient time to release the optimal treatment dose. In the case of low radiation dose rates, however, the radiation source should be kept inside the body for a longer period, usually for a few days, or permanently implanted.

Existe uma preferência em favor da semente de implante permanente com radionuclídeos que emitem fótons de baixa energia e possuem uma meia-vida entre 10 e 100 dias. As principais razões disto são que o implante permanente envolve apenas um procedimento cirúrgico resultando assim num menor custo hospitalar e, com a meia-vida nessa faixa pode-se trabalhar com uma quantidade de radiação mais otimizada com relação ao efeito terapêutico. Os radionuclídeos 1-125 e Pd-103 possuem espectros de radiação que os fazem preferidos para o uso em braquiterapia intersticial permanente.There is a preference for permanent implant seed with radionuclides that emit low energy photons and have a half-life between 10 and 100 days. The main reasons for this are that the permanent implant involves only one surgical procedure thus resulting in a lower hospital cost and with the half-life in this range one can work with a more optimized amount of radiation regarding the therapeutic effect. Radionuclides 1-125 and Pd-103 have radiation spectra that make them preferred for use in permanent interstitial brachytherapy.

Uma semente típica, para o caso específico de tratamento de câncer prostático, consiste de um carregador com radionuclídeo e marcador de raios X constituindo-se assim o núcleo ou cerne da semente, o qual é inserido num tubo metálico que, em seguida, é selado em suas extremidades com técnicas usuais de soldagem. Esse núcleo pode ser constituído de vários componentes. O carregador é constituído de material que retém o radionuclídeo depositado através de técnicas de deposição de filme, adsorção e impregnação ou de algum material que sofra transmutação sob irradiação; já o marcador de raios X deve ser constituído de material de número atômico elevado de forma a permitir a visualização da semente através de raios X. Um exemplo típico de um núcleo é o fio de prata impregnado com 1-125 em que o fio atua como carregador e ao mesmo tempo como marcador de raios X.A typical seed, for the specific case of prostate cancer treatment, consists of a radionuclide carrier and X-ray marker thus constituting the seed nucleus or core, which is inserted into a metal tube which is then sealed. at their ends with usual welding techniques. This core can consist of several components. The magazine is made up of material that retains the radionuclide deposited by film deposition, adsorption and impregnation techniques or some material that undergoes transmutation under irradiation; The X-ray marker should be made of high-atomic number material to allow the seed to be visualized by X-ray. A typical example of a nucleus is 1-125-impregnated silver yarn where the yarn acts as charger and at the same time as an x-ray marker.

A configuração interna das sementes de braquiterapia para tratamento de câncer de próstata, como também o tipo de selagem, são específicos de cada fabricante. Modelos de estrutura interna variam significativamente com relação ao tipo, forma geométrica e processo de fabricação.The internal configuration of brachytherapy seeds for prostate cancer treatment, as well as the type of sealing, are specific to each manufacturer. Internal frame models vary significantly with respect to type, geometry, and manufacturing process.

A função da selagem do tubo metálico na fabricação de sementes de braquiterapia é evitar o contato físico do radionuclídeo com o fluido do corpo humano evitando-se a irradiação de tecidos sadios. Com a semente selada é possível o uso de radionuclídeos tóxicos pois estes ficam impedidos de entrarem em contato direto com o fluido do corpo humano. Como exemplo, no caso de tratamento de câncer de próstata utilizando-se o radionuclídeo 1-125, se houver liberação, o iodo livre acumula na glândula tireóide.The function of metal tube sealing in the manufacture of brachytherapy seeds is to prevent radionuclide physical contact with human body fluid and to prevent irradiation of healthy tissues. With sealed seed it is possible to use toxic radionuclides as they are prevented from coming into direct contact with fluid from the human body. As an example, in the case of prostate cancer treatment using radionuclide 1-125, if released, free iodine accumulates in the thyroid gland.

Várias patentes descrevem sementes para tratamento de câncer de próstata por braquiterapia intersticial. Exemplos como as patentes US3.351.049, US4,323,055. US4.891.165, US5.163.896, US5,342283, US55997463, US6,099.458 ilustram significantes avanços na configuração e facilidade de fabricação das sementes. Porém, o estado da arte sobre as sementes seladas com solda que envolve elevadas temperaturas ainda mostra a necessidade de se resolver o problema da anisotropia da radiação nas extremidades da semente.Several patents describe seeds for treating prostate cancer by interstitial brachytherapy. Examples such as US patents 3,351,049, US 4,323,055. US4,891,165, US5,163,896, US5,342283, US55997463, US6,099,458 illustrate significant advances in seed configuration and ease of manufacture. However, the state-of-the-art about high temperature solder-sealed seeds still shows the need to solve the radiation anisotropy problem at the seed ends.

A patente US4,323,055 divulga métodos de selagem do tubo de titânio que incluem soldagem TIG (Tungsten Inert Gas), com laser e com feixe de elétrons, mas não entra em detalhes. As metodologias de selagem adotadas nessas patentes mostram problemas de anisotropia nas extremidades do tubo metálico pois, apesar de serem arredondadas, as paredes são mais espessas que a parte central da semente (aspecto de pérolas espessas). Na patente US3,351,049 é descrito o encapsulamento através do uso de tubo de titânio. A selagem é realizada pela união intermetálica de tubos com diâmetros diferentes, unidos sob pressão ou soldagem ultra-sônica. Entretanto, esta construção idealizada apresenta-se muito complexa e de difícil execução.US4,323,055 discloses titanium tube sealing methods that include laser, electron beam, TIG (Tungsten Inert Gas) welding, but do not go into detail. The sealing methodologies adopted in these patents show anisotropy problems in the ends of the metallic tube because, despite being rounded, the walls are thicker than the central part of the seed (aspect of thick pearls). US 3 351 049 describes encapsulation through the use of titanium tube. Sealing is accomplished by intermetallic joining of pipes of different diameters, joined under pressure or ultrasonic welding. However, this idealized construction is very complex and difficult to execute.

Algum progresso na área foi descrito nas patentes US4,702,228 e US5,405,309 em que o radionuclídeo utilizado foi o paládio-103. Estas patentes propõem o uso de tubos metálicos bipartidos com extremidades soldadas a laser. Os tubos bipartidos e selados são acoplados com ajuste por interferência, o que permite obter sementes com parede de espessura similar às espessuras das extremidades soldadas. Mesmo assim, a distribuição de radiação não é uniforme em torno da semente e o problema da anisotropia continua, sendo essa etapa de selagem muito complexa.Some progress in the area has been described in US4,702,228 and US5,405,309 where the radionuclide used was palladium-103. These patents propose the use of bipartite metal tubes with laser welded ends. Bipartite and sealed tubes are coupled with interference fit, allowing seeds with a wall thickness similar to the thickness of the welded ends. Even so, the radiation distribution is not uniform around the seed and the anisotropy problem continues and this sealing step is very complex.

Outras patentes como as US4,891,165 e US6132359 relatam, também, melhoria na anisotropia do campo de radiação. Nelas são descritas técnicas de encapsulamento com tubo de titânio, em que duas partes de tubo de titânio são encaixadas de modo a formar uma parede dupla selada com solda a laser. Esse processo também é complexo e de difícil execução e, provavelmente, o processo de selagem causa dano interno dificultando em muito o processo de fabricação. Além disso, na patente US4,891165 não é relatado como se localiza a semente dentro da próstata. Assim, inovações têm sido feitas no encapsulamento de fonte para uso em braquiterapia no tratamento de câncer de próstata em que se utiliza encapsulamento metálico, como é o caso do tubo de titânio. Processos de colocação de ranhuras ou rugosidades, com controle dimensional, na superfície do tubo de titânio têm sido desenvolvidos para reduzir a tendência de migração da semente e, deste modo, facilitar sua fixação na região de tratamento. Isto propicia, também, aumentar a visibilidade das sementes por ultra-sonografia como descrito nas patentes americanas US6,632176, US6689043 e US7083566, mas contribuem para aumentar a anisotropia do campo de radiação. Como observado acima um dos problemas que aparece com o uso da técnica de soldagem, para selagem de tubo de titânio e que envolve aumento expressivo de temperatura, é o aquecimento térmico localizado, o qual leva à não uniformidade na espessura do tubo na região central, ou da extremidade do tubo, dependendo de onde é realizada a soldagem. Assim, a selagem através de solda com aquecimento propicia um aumento localizado na espessura do tubo metálico fazendo com que a semente fique com a região de solda mais espessa, o que acarreta um campo de radiação não uniforme em torno da semente.Other patents such as US4,891,165 and US6132359 also report improved radiation field anisotropy. They describe techniques of titanium tube encapsulation, wherein two parts of titanium tube are fitted to form a laser welded sealed double wall. This process is also complex and difficult to perform and probably the sealing process causes internal damage making the manufacturing process very difficult. Furthermore, US4,891165 does not disclose how the seed is located within the prostate. Thus, innovations have been made in source encapsulation for use in brachytherapy in the treatment of prostate cancer in which metallic encapsulation is used, such as the titanium tube. Processes of dimensionally controlling grooves or roughness on the surface of the titanium tube have been developed to reduce the seed migration tendency and thus facilitate its fixation in the treatment region. This also provides increased seed visibility by ultrasonography as described in US6,632176, US6689043 and US7083566, but contributes to increased radiation field anisotropy. As noted above, one of the problems that arise with the use of the welding technique for titanium pipe sealing and which involves a significant increase in temperature is localized thermal heating, which leads to non-uniformity in the thickness of the pipe in the central region. or the pipe end, depending on where the welding is performed. Thus, sealing by heat soldering provides a localized increase in the thickness of the metal tube causing the seed to have the thicker weld region, which results in an uneven radiation field around the seed.

É muito difícil selar tubos com dimensões tão pequenas sem afetar a uniformidade da região de solda e sem alterar significativamente a distribuição do radionuclídeo no interior da semente. A não uniformidade da espessura do tubo na região de solda pode causar uma alteração significativa no campo de radiação efetivo em torno da semente. Este problema complica o planejamento de tratamento porque pode ocorrer da dose real ficar inferior ou superior ao valor da dose planejada podendo assim não haver a eliminação completa das células tumorais ou ocorrer danos aos tecidos normais vizinhos à região de tratamento.It is very difficult to seal pipes of such small dimensions without affecting the uniformity of the weld region and without significantly altering the radionuclide distribution within the seed. Non-uniformity of pipe thickness in the weld region can cause a significant change in the effective radiation field around the seed. This problem complicates treatment planning because it may occur that the actual dose falls below or exceeds the planned dose and may not result in complete elimination of tumor cells or damage to normal tissues surrounding the treatment region.

Assim, uma distribuição uniforme de dose ao redor da semente é altamente desejável uma vez que simplifica o planejamento de colocação de sementes na próstata como também assegura a execução de um tratamento eficaz.Thus, even dose distribution around the seed is highly desirable as it simplifies the planning of seed placement in the prostate but also ensures the execution of effective treatment.

Outra grande desvantagem do uso de técnica de soldagem para selagem de tubos metálicos (ex. tubo de titânio) é o custo envolvido por requerer muita precisão como a técnica de soldagem TIG, microplasma ou laser. Qualquer alteração na precisão das medidas dimensionais do tubo inviabiliza a automação do processo. Acrescente-se, ainda, que a selagem do tubo metálico com o uso de técnicas de soldagem TIG, microplasma ou laser acarreta riscos inerentes ao aquecimento térmico porque ocorre a volatilização parcial do radionuclídeo o que pode contaminar o equipamento de solda, como também, no caso de ocorrência de defeitos na região de solda pode haver vazamento do radionuclídeo do tubo com conseqüente contaminação do meio o que requer maior proteção radiológica, emprego de robótica e outras etapas complexas. É difícil assegurar que o tubo (encapsulamento) seja soldado sem ocorrer volatilização do iodo com potencial de contaminação do equipamento.Another major disadvantage of using welding technique for sealing metal pipes (eg titanium pipe) is the cost involved in requiring such precision as the TIG, microplasm or laser welding technique. Any change in the accuracy of pipe dimensional measurements makes process automation impossible. In addition, the sealing of the metal tube using TIG, microplasma or laser welding techniques entails risks inherent to thermal heating because partial radionuclide volatilization occurs which can contaminate the welding equipment, as well as in the welding equipment. In the event of defects in the weld region, the radionuclide of the tube may leak with consequent contamination of the medium, which requires greater radiological protection, the use of robotics and other complex steps. It is difficult to ensure that the tube (encapsulation) is welded without iodine volatilization with potential equipment contamination.

O aquecimento térmico na região de solda também pode ocasionar uma alteração na distribuição do radionuclídeo no interior da semente acarretando uma maior anisotropia das curvas de isodose em torno da semente. Também, o uso de técnica de soldagem que gera aquecimento durante a sua execução, faz com que exista um elevado potencial de enfraquecimento ou até mesmo perfuração da parede do encapsulamento tomando como exemplo o tubo de titânio.Thermal heating in the weld region may also cause a change in radionuclide distribution within the seed leading to a greater anisotropy of isodose curves around the seed. Also, the use of welding technique that generates heat during its execution, causes a high potential for weakening or even perforation of the encapsulation wall taking as an example the titanium tube.

O processo de fabricação de sementes de braquiterapia com uso de tubo metálico, ou outro, selado com técnicas de soldagem TIG, microplasma ou laser ainda trazem como principais desvantagens a volatilização parcial do radionuclídeo, uma maior contribuição para a anisotropia no campo de radiação em torno da semente e uma maior possibilidade de contaminação do meio, contribuindo assim para elevar o custo de fabricação com a proteção radiológica, robótica, etc.The manufacturing process of brachytherapy seeds using a metal tube or other, sealed with TIG, microplasma or laser welding techniques still has as main disadvantages the partial radionuclide volatilization, a major contribution to anisotropy in the surrounding radiation field. seed and a greater possibility of contamination of the environment, thus contributing to increase the cost of manufacturing with radiological protection, robotic, etc.

Uma das vantagens do processo de fabricação aqui proposto é que ele substitui as técnicas de soldagem TIG1 microplasma ou laser pela selagem a frio de tubo metálico com uso de polímero. Outras vantagens seriam a simplicidade, menor custo no processo de fabricação de sementes para uso em braquiterapia como também uma maior facilidade na obtenção de sementes de braquiterapia com curvas de isodose mais uniformes ou seja, sementes com maior isotropia de radiação.One of the advantages of the manufacturing process proposed here is that it replaces the TIG1 microplasma or laser welding techniques with the cold sealing of metal pipe using polymer. Other advantages would be simplicity, lower cost in the seed manufacturing process for use in brachytherapy as well as greater ease in obtaining brachytherapy seeds with more uniform isodose curves ie seeds with higher radiation isotropy.

O uso de polímeros na fabricação de sementes de braquiterapia aparece em diversas patentes citadas a seguir como exemplos. Na patente US20010005930A1 a fonte radioativa é depositada na superfície de um tubo de plástico que atua como substrato, através de processos como ablação a laser, deposição por plasma, deposição de vapor, etc. Nas patentes US2006224035 e US6986880B2 são descritos o uso de polímeros na confecção de tubos utilizando-se processos convencionais, em uso, como os de extrusão e moldagem. Na patente US6391279B1 é descrito o uso de polímero como material carregador de radionuclídeo. Neste caso, faz-se uma mistura de resina com o radionuclídeo sendo depois essa mistura injetada num tubo de plástico em que a resina é curada através de fluxo de calor ou radiação ultravioleta. Depois da cura, corta-se o tarugo cilíndrico assim formado nos comprimentos adequados para serem inseridos no tubo de titânio e posterior selagem com solda a laser. Este processo é bem diferente do processo aqui proposto.The use of polymers in the manufacture of brachytherapy seeds appears in several patents cited below as examples. In US20010005930A1 the radioactive source is deposited on the surface of a plastic tube acting as a substrate through processes such as laser ablation, plasma deposition, vapor deposition, etc. US2006224035 and US6986880B2 describe the use of polymers in tube making using conventional methods in use, such as extrusion and molding. US6391279B1 describes the use of polymer as a radionuclide carrier material. In this case, a resin is mixed with the radionuclide and then the mixture is injected into a plastic tube in which the resin is cured by heat flux or ultraviolet radiation. After curing, the cylindrical billet thus formed is cut to lengths suitable for insertion into the titanium tube and further sealed with laser welding. This process is quite different from the process proposed here.

O processo aqui descrito diferencia-se dos processos já patenteados pelo fato de que a semente não é selada por intermédio de soldas que envolvem aumento de temperatura na superfície do tubo metálico como o de titânio. Na presente invenção a estanqueidade da semente de braquiterapia é obtida através da selagem a frio de tubo metálico através do uso de polímeros biocompatíveis. Neste processo existem as opções de selagem apenas com polímero, selagem com polímero misturado com elemento de blindagem e selagem com polímero seguida de colagem de peças metálicas nas extremidades do tubo com uso de colas à base de polímeros biocompatíveis. Os elementos de blindagem são os óxidos de titânio, zircônio, sulfato de bário e outros como também misturas destes. As peças metálicas usadas nas extremidades do tubo metálico podem, conforme especificação de projeto, ter a forma esférica, cônica ou outro formato qualquer.The process described here differs from the already patented processes in that the seed is not sealed by soldering involving temperature rise on the surface of the metallic tube such as titanium. In the present invention the tightness of the brachytherapy seed is obtained by cold sealing the metal tube through the use of biocompatible polymers. In this process there are options for polymer-only sealing, polymer sealing mixed with shielding element and polymer sealing followed by bonding of metal parts to the pipe ends using biocompatible polymer-based adhesives. The shielding elements are titanium oxides, zirconium, barium sulfate and others as well as mixtures thereof. The metal parts used at the ends of the metal pipe may, as per design specification, be spherical, conical in shape or any other shape.

O procedimento de selagem consiste em colocar o núcleo radioativo da semente (radionuclídeo no carregador e marcador de raios X) centralizado no interior do tubo metálico e fixado com auxílio de uma haste metálica ou de outro material construtivo qualquer. A função da haste metálica ou de outro material construtivo qualquer é manter a centralização do núcleo radioativo da semente durante a selagem a vácuo. Após a centralização do núcleo no tubo metálico, este é colocado dentro de um impregnador sob vácuo juntamente com o polímero na forma líquida. Posteriormente, despeja-se o polímero líquido sobre o recipiente contendo o tubo e em seguida se restabelece a pressão atmosférica permitindo que o polímero penetre no interior do tubo, realizando-se assim a selagem a frio com uso de polímero. Finalmente peças metálicas são coladas nas extremidades do tubo metálico.The sealing procedure consists of placing the radioactive seed nucleus (radionuclide in the carrier and X-ray marker) centered inside the metal tube and fixed with the aid of a metal rod or any other constructive material. The function of the metal rod or any other constructive material is to maintain the centralization of the radioactive seed core during vacuum sealing. After centering the core in the metal tube, it is placed inside a vacuum impregnator together with the polymer in liquid form. Thereafter, the liquid polymer is poured over the container containing the tube and then the atmospheric pressure is restored allowing the polymer to penetrate into the tube, thereby performing cold sealing using polymer. Finally metal parts are glued to the ends of the metal tube.

Este procedimento permite a fabricação de sementes para uso em braquiterapia sem a utilização de técnicas de soldagem com aquecimento elevado de temperatura para fundir o metal o que provoca o aquecimento localizado na semente. As técnicas de soldagem, com aquecimento da semente, são substituídas pela invenção descrita aqui onde a selagem do tubo metálico é feita com uso de polímero através da técnica de impregnação a vácuo. Esta selagem não provoca aquecimento da semente. Este fato é inédito e sem precedentes.This procedure allows the manufacture of seeds for use in brachytherapy without the use of high temperature heating welding techniques to fuse the metal which causes localized heating in the seed. Seed heating welding techniques are replaced by the invention described herein where the sealing of the metal tube is made using polymer through the vacuum impregnation technique. This sealing does not cause seed heating. This fact is unprecedented and unprecedented.

O processo de fabricação de sementes de braquiterapia através da selagem de tubo metálico com uso de polímero pela técnica de centralização e fixação do núcleo radioativo no interior do tubo metálico com o auxílio de uma haste metálica ou outro material construtivo qualquer, seguido da selagem a frio da semente com método de impregnação a vácuo utilizando- se polímero líquido, tem característica inovadora e versátil. A utilização desta técnica com a realização da selagem de tubo metálico com uso de polímero facilita a fabricação da semente de braquiterapia.The process of manufacturing brachytherapy seeds by sealing a polymeric metal tube with the technique of centering and fixing the radioactive core inside the metal tube with the aid of a metal rod or any other constructive material, followed by cold sealing. The vacuum impregnated seed method using liquid polymer has an innovative and versatile feature. The use of this technique with polymeric metal tube sealing facilitates the manufacture of brachytherapy seed.

A substituição de técnicas de soldagem que envolvem aquecimento térmico elevado nas extremidades ou região central do tubo metálico pela técnica de selagem a frio diminui custos envolvidos com quantidade de radionuclídeo e com as técnicas usuais de soldagem (TIG, microplasma e laser).Replacing welding techniques involving high heat heating at the ends or central region of the metal tube with the cold sealing technique reduces costs involved with the amount of radionuclide and the usual welding techniques (TIG, microplasma and laser).

A solução apresentada aos problemas do estado da técnica ora pleiteada consiste na fabricação de sementes de braquiterapia empregando-se o processo de selagem com as opções de selagem apenas com polímero, selagem com polímero misturado com elemento de blindagem e selagem com polímero seguida de colagem de peças metálicas nas extremidades do tubo com uso de colas à base de polímeros biocompatíveis. Este é um novo processo, com características diferentes dos já aplicados industrialmente.The solution to the problems of the prior art claimed is to manufacture brachytherapy seeds by employing the sealing process with polymer only sealing options, polymer sealing mixed with shielding element and polymer sealing followed by sealing of metal parts at the ends of the pipe using biocompatible polymer-based adhesives. This is a new process with different characteristics from those already applied industrially.

O processo de selagem com tubo metálico e uso de polímero, objeto desta invenção, não limita a geometria das peças metálicas, coladas nas extremidades do tubo metálico à forma plana, mas aceita que elas tenham qualquer forma conveniente: do tipo arredondada, cilíndrica, cônica ou outro, desde que feitas as adaptações, de conhecimento dos técnicos no assunto.The metal tube sealing process and polymer use, object of this invention, does not limit the geometry of the metal pieces glued to the ends of the metal tube to the flat shape, but accepts that they have any convenient shape: round, cylindrical, conical type or another, provided that adjustments are made, known to those skilled in the art.

Conforme a necessidade de projeto o campo de radiação em torno da semente pode ser ajustado através do processo aqui desenvolvido com a selagem de tubo metálico apenas com polímero, ou com polímero misturado com elemento de blindagem ou com polímero seguido da colagem de peças metálicas nas extremidades do tubo. Essa forma de selagem possibilita a adequação do campo de radiação em torno da semente.Depending on the need for design the radiation field around the seed can be adjusted by the process developed here with the sealing of polymer-only metal pipe, or polymer mixed with shielding element or polymer followed by bonding of metal parts at the ends. from the tube. This form of sealing makes it possible to adjust the radiation field around the seed.

O processo de selagem com tubo metálico e uso de polímero, objeto desta invenção, não está limitado às fontes que empregam 1-125 e Pd-103, podendo ser empregados radionuclídeos de uso em braquiterapia como Y-90, Au-198, P-32. Além disso, os radionuclídeos utilizados para fabricação de sementes não estão limitados a esses exemplos mas pode-se incluir outros de diferentes tipos de radiação. Em adição, deve ser entendido que outros tipos de formas geométricas de fontes de braquiterapia podem ser empregados.The metal tube sealing process and polymer use, object of this invention, is not limited to sources employing 1-125 and Pd-103, and radionuclides for brachytherapy use such as Y-90, Au-198, P- 32 In addition, radionuclides used for seed manufacture are not limited to these examples but others of different radiation types may be included. In addition, it should be understood that other types of geometric shapes of brachytherapy sources may be employed.

Um importante aspecto desta invenção é que ela também não está limitada ao tratamento de câncer prostático podendo ser empregada nos diversos tipos de tratamento de tecidos moles, tumores sólidos, formação de ateromas e outros, conforme práticas normais de braquiterapia. Exemplos de tratamentos incluem câncer de pulmão, pâncreas, mama, cabeça, pescoço, melanomas, etc.An important aspect of this invention is that it is also not limited to the treatment of prostate cancer and can be employed in the various types of soft tissue treatment, solid tumors, atheroma formation and the like according to normal brachytherapy practices. Examples of treatments include lung cancer, pancreas, breast, head, neck, melanomas, etc.

A presente invenção está direcionada para fornecer uma técnica de selagem com tubo metálico e uso de polímero na fabricação de semente de braquiterapia tendo como atributo a estanqueidade da semente e uma distribuição mais uniforme de radiação em torno dela. Acrescente-se, também, que a metodologia de fabricação atende aos quesitos básicos de fácil execução e de industrialização.The present invention is directed to providing a metal tube sealing technique and use of polymer in the manufacture of brachytherapy seed having as attribute the seed tightness and a more uniform distribution of radiation around it. In addition, the manufacturing methodology meets the basic requirements of easy execution and industrialization.

Dentre as diversas classes de polímeros empregados na selagem com tubo metálico existe a formada por materiais biocompatíveis. Um aspecto da presente invenção é que a selagem é composta de material biocompatível dessa classe de polímeros. Outro aspecto da invenção é que na fabricação de sementes o processo de selagem é realizado à temperatura ambiente.Among the various classes of polymers employed in metal tube sealing there are those formed by biocompatible materials. One aspect of the present invention is that the sealing is composed of biocompatible material of this class of polymers. Another aspect of the invention is that in seed manufacture the sealing process is performed at room temperature.

A presente invenção tem sido descrita com relação às declarações preferidas dos inventores. Entretanto é óbvio que pessoas habilitadas na técnica podem realizar variações e modificações sem que estas fujam ao escopo da invenção aqui descrita.The present invention has been described with respect to the inventors' preferred statements. However it is obvious that persons skilled in the art can perform variations and modifications without departing from the scope of the invention described herein.

Objetivos da InvençãoObjectives of the Invention

Um dos objetivos da invenção é o processo de fabricação de sementes de braquiterapia com a técnica de selagem com uso de tubo metálico e impregnação com polímero. Este polímero pode ser do tipo poli(ésteres) como poli(ácido lático), poli(ácido glicólico), policaprolactona, polímeros vinílicos como poli(etileno), poli(etilenoglicol), poli(álcool vinílico), poli(fluoreto de vinilideno), polímeros acrílicos como poli(metilmetacrilato), poli(acrilamidas), polímeros epoxídicos ou resinas epóxi, e combinações dos polímeros supracitados formando blendas. Os polímeros e blendas devem ser resistentes às técnicas usuais de esterilização, e à radiação gama com energia aplicável à área de braquiterapia.One of the objects of the invention is the process of manufacturing brachytherapy seeds using the sealing technique using metal tube and polymer impregnation. This polymer can be of type poly (esters) such as poly (lactic acid), poly (glycolic acid), polycaprolactone, vinyl polymers such as poly (ethylene), poly (ethylene glycol), poly (vinyl alcohol), poly (vinylidene fluoride) , acrylic polymers such as poly (methyl methacrylate), poly (acrylamides), epoxy polymers or epoxy resins, and combinations of the aforementioned polymers forming blends. The polymers and blends must be resistant to the usual sterilization techniques and energy gamma radiation applicable to the brachytherapy area.

Outro objetivo da invenção é fornecer um procedimento de fabricação de semente de braquiterapia com selagem com tubo metálico e polímero empregando-se polímeros do tipo poli(ésteres) como poli(ácido lático), poli(ácido glicólico), policaprolactona, polímeros vinílicos como poli(etileno), poli(etilenoglicol), poli(álcool vinílico), poli(fluoreto de vinilideno), polímeros acrílicos como poli(metilmetacrilato), poli(acrilamidas), polímeros epoxídicos ou resinas epóxi, e combinações dos polímeros supracitados formando blendas.Another object of the invention is to provide a metal tube and polymer sealed brachytherapy seed manufacturing procedure employing polymers of the poly (esters) type as poly (lactic acid), poly (glycolic acid), polycaprolactone, vinyl polymers as poly (ethylene), poly (ethylene glycol), poly (vinyl alcohol), poly (vinylidene fluoride), acrylic polymers such as poly (methyl methacrylate), poly (acrylamides), epoxy polymers or epoxy resins, and combinations of the above polymers forming blends.

Os polímeros e blendas devem ser resistentes às técnicas usuais de esterilização, e à radiação gama com energia aplicável à área de braquiterapia.The polymers and blends must be resistant to the usual sterilization techniques and energy gamma radiation applicable to the brachytherapy area.

A selagem de tubos metálicos inseridos com núcleos radioativos, constituindo-se assim em sementes de braquiterapia, é feita pela técnica de impregnação sob vácuo com uso de polímero na forma líquida ou de polímero misturado com elemento de blindagem ou com impregnação com polímero seguida de colagem, também com polímero, de peças metálicas nas extremidades do tubo. A forma geométrica das peças metálicas para o acabamento das extremidades do tubo é preferencialmente cilíndrica, mas podendo apresentar as mais diversas geometrias como tipo placa, elipsóide, esferóide, forma irregular, etc. Assim, as extremidades do tubo metálico podem ter a forma arredondada, cônica, convexa, angular ou outro tipo, desde que feitas as adaptações adequadas, de conhecimento do técnico no assunto, para atender fins específicos na área de braquiterapia.The sealing of metal tubes inserted with radioactive nuclei, thus constituting brachytherapy seeds, is made by vacuum impregnation using polymer in liquid form or polymer mixed with shielding element or with polymer impregnation followed by gluing. , also with polymer, of metal parts at the ends of the tube. The geometric shape of the metal parts for the finishing of the pipe ends is preferably cylindrical, but may have the most diverse geometries such as plate, ellipsoid, spheroid, irregular shape, etc. Thus, the ends of the metal tube may be of round, conical, convex, angular or other shape, provided that appropriate adaptations are known to the person skilled in the art to meet specific brachytherapy purposes.

A fabricação de sementes de braquiterapia utilizando-se tubo metálico, como por exemplo tubo de titânio, e empregando-se a técnica de selagem com polímero com ou sem peças metálicas coladas nas extremidades do tubo metálico é representada através das seguintes figuras:The manufacture of brachytherapy seeds using a metal tube, such as a titanium tube, and employing the polymer sealing technique with or without metal pieces glued to the ends of the metal tube is shown by the following figures:

Figura 1 - Haste metálica ou de outro material construtivo qualquer para centralização e fixação prévia do núcleo radioativo no centro do tubo metálico.Figure 1 - Metal rod or any other constructive material for centering and pre-fixing the radioactive core in the center of the metal tube.

Figura 2 - Luva descartável revestindo o tubo metálico contendo o núcleo radioativo fixado em seu interior.Figure 2 - Disposable glove covering the metal tube containing the radioactive core fixed inside.

Figura 3 - Sistema de impregnação a vácuo utilizado para a introdução do polímero nas extremidades do tubo metálico.Figure 3 - Vacuum impregnation system used to introduce the polymer into the ends of the metal tube.

Figura 4 - Semente de braquiterapia encapsulada com tubo metálico e selada com polímero com peças metálicas em suas extremidades.Figure 4 - Metal tube encapsulated brachytherapy seed and polymer sealed with metal parts at its ends.

DefiniçõesDefinitions

A descrição da presente invenção é facilitada pelo uso dos seguintes termos: Núcleo Radioativo - significa o conteúdo da semente, que inclui o radionuclídeo, o carregador e o marcador de raios X. O carregador e marcador podem ter diferentes formas geométricas e diferentes materiais construtivos.The description of the present invention is facilitated by the use of the following terms: Radioactive Core - means the seed content, which includes the radionuclide, the carrier and the X-ray marker. The carrier and marker may have different geometric shapes and different constructive materials.

Semente - significa um núcleo radioativo encapsulado de forma a não permitir o contato direto do radionuclídeo com o fluido do corpo humanoSeed - means a radioactive nucleus encapsulated so as not to allow radionuclide direct contact with human body fluid

Radionuclídeo - refere-se a substâncias radioativas que podem ser usadas na braquiterapia como Pd-103, 1-125, Co-60, lr-192, Y-90 etc.Radionuclide - refers to radioactive substances that can be used in brachytherapy such as Pd-103, 1-125, Co-60, lr-192, Y-90, etc.

Descrição da InvençãoDescription of the Invention

A invenção será descrita mais detalhadamente através dos exemplos a seguir, entretanto, sem que os mesmos a delimitem, servindo apenas como forma ilustrativa da mesma.The invention will be described in more detail by way of the following examples, however, without delimiting it, serving only as an illustrative form thereof.

A presente invenção está relacionada com o processo de selagem na fabricação de semente de braquiterapia. A selagem consiste em garantir a estanqueidade da semente quando em contato com o fluido do corpo humano.The present invention relates to the sealing process in brachytherapy seed manufacture. Sealing is to ensure seed tightness when in contact with human body fluid.

A selagem é realizada através da técnica de impregnação de tubos metálicos, contendo em seu interior núcleos radioativos, com uso de polímero na forma líquida. Este polímero pode ser do tipo poli(ésteres), como poli(ácido lático), poli(ácido glicólico), policaprolactona; polímeros vinílicos, como poli(etileno), poli(etilenoglicol), poli(álcool vinílico), poli(fluoreto de vinilideno); polímeros acrílicos, como poli(metilmetacrilato), poli(acrilamidas), polímeros epoxídicos ou resinas epóxi; e combinações dos polímeros supracitados formando blendas. Os polímeros e blendas devem ser resistentes às técnicas usuais de esterilização, e à radiação gama com energia aplicável à área de braquiterapia.The sealing is performed by the technique of impregnation of metal tubes, containing inside it radioactive nuclei, with use of polymer in liquid form. This polymer may be of the poly (esters) type, such as poly (lactic acid), poly (glycolic acid), polycaprolactone; vinyl polymers such as poly (ethylene), poly (ethylene glycol), poly (vinyl alcohol), poly (vinylidene fluoride); acrylic polymers, such as poly (methyl methacrylate), poly (acrylamides), epoxy polymers or epoxy resins; and combinations of the aforementioned polymers forming blends. The polymers and blends must be resistant to the usual sterilization techniques and energy gamma radiation applicable to the brachytherapy area.

O processo aqui descrito utiliza a técnica de selagem a frio com uso de polímero ou de polímero com elemento de blindagem através de impregnação a vácuo, em substituição às técnicas de soldagem tradicionais, que envolvem aquecimento localizado na semente atingindo elevadas temperaturas na região de solda que favorece a volatilização do iodo. Neste processo existem as opções de selagem apenas com polímero, selagem com polímero misturado com elemento de blindagem e selagem com polímero seguida de colagem de peças metálicas nas extremidades do tubo com uso de colas à base de polímeros biocompatíveis. Os elementos de blindagem são os óxidos de titânio, zircônio, sulfato de bário e outros como também misturas destes. As peças metálicas usadas nas extremidades do tubo metálico podem, conforme especificação de projeto, ter a forma esférica, cônica ou outro formato qualquer. A opção do tipo de selagem depende do planejamento médico. O processo aqui descrito não está sendo utilizado em nenhum processo industrial convencional já existente.The process described herein utilizes the polymer or polymer shielded cold sealing technique through vacuum impregnation, in place of traditional welding techniques, which involve localized heating in the seed to reach high temperatures in the welding region. favors iodine volatilization. In this process there are options for polymer-only sealing, polymer sealing mixed with shielding element and polymer sealing followed by bonding of metal parts to the pipe ends using biocompatible polymer-based adhesives. The shielding elements are titanium oxides, zirconium, barium sulfate and others as well as mixtures thereof. The metal parts used at the ends of the metal pipe may, as per design specification, be spherical, conical in shape or any other shape. The choice of sealing type depends on medical planning. The process described herein is not being used in any existing conventional industrial process.

O objeto desta invenção é também fornecer um procedimento de selagem de tubo metálico com polímero do tipo poli(ésteres), como poli(ácido lático), poli(ácido glicólico), policaprolactona; polímeros vinílicos, como poli(etileno), poli(etilenoglicol), poli(álcool vinílico), poli(fluoreto de vinilideno); polímeros acrílicos, como poli(metilmetacrilato), poli(acrilamidas), polímeros epoxídicos ou resinas epóxi; e combinações dos polímeros supracitados formando blendas, utilizável na fabricação de semente de braquiterapia sendo a selagem do tubo metálico realizada a frio com uso de polímero através da impregnação a vácuo. A selagem é feita em tubos metálicos inseridos com núcleos radioativos, que após a selagem com polímero podem ter coladas em suas extremidades peças metálicas. A colagem pode utilizar polímeros do tipo poli(ésteres), como poli(ácido lático), poli(ácido glicólico), policaprolactona; polímeros vinílicos, como poli(etileno), poli(etilenoglicol), poli(álcool vinílico), poli(fluoreto de vinilideno); polímeros acrílicos, como poli(metilmetacrilato), poli(acrilamidas); polímeros epoxídicos ou resinas epóxi; e combinações dos polímeros supracitados formando blendas. Os polímeros e blendas devem ser resistentes às técnicas usuais de esterilização, e à radiação gama com energia aplicável à área de braquiterapia.The object of this invention is also to provide a polymeric metal tube sealing procedure of the poly (esters) type, such as poly (lactic acid), poly (glycolic acid), polycaprolactone; vinyl polymers such as poly (ethylene), poly (ethylene glycol), poly (vinyl alcohol), poly (vinylidene fluoride); acrylic polymers, such as poly (methyl methacrylate), poly (acrylamides), epoxy polymers or epoxy resins; and combinations of the aforementioned blends forming polymers, usable in the manufacture of brachytherapy seed being the sealing of the metal tube performed cold using polymer through vacuum impregnation. The sealing is made in metal tubes inserted with radioactive nuclei, which after sealing with polymer may have glued at their ends metal parts. The sizing may use poly (ester) polymers such as poly (lactic acid), poly (glycolic acid), polycaprolactone; vinyl polymers such as poly (ethylene), poly (ethylene glycol), poly (vinyl alcohol), poly (vinylidene fluoride); acrylic polymers, such as poly (methyl methacrylate), poly (acrylamides); epoxy polymers or epoxy resins; and combinations of the aforementioned polymers forming blends. The polymers and blends must be resistant to the usual sterilization techniques and energy gamma radiation applicable to the brachytherapy area.

O tubo metálico inserido com o núcleo radioativo e selado nas extremidades apenas com polímero ou com polímero misturado com elemento de blindagem ou com polímero seguido de colagem de peças metálicas nas suas extremidades constitui-se numa semente de braquiterapia, podendo ter acabamento na forma geométrica preferencialmente cônica, convexa, plana angular ou outro tipo, desde que feitas as adaptações adequadas, de conhecimento do técnico no assunto, para atender fins específicos de determinadas áreas tecnológicas.The metal tube inserted with the radioactive core and sealed at the ends only with polymer or polymer mixed with shielding element or polymer followed by bonding of metal parts at its ends constitutes a brachytherapy seed and may preferably be geometrically finished. conical, convex, angular plane or other, provided that appropriate adaptations are made, known to the person skilled in the art, to meet specific purposes in certain technological areas.

Para facilitar a descrição toma-se apenas a selagem de um tubo metálico, que neste caso seria o tubo de titânio, tendo em seu interior como núcleo radioativo, um fio de prata impregnado com iodo-125, apenas para facilitar a descrição, porém, pode-se fazer a selagem ao mesmo tempo de vários tubos metálicos inseridos com núcleos radioativos, constituindo-se em sementes de braquiterapia. Desta maneira, o processo de selagem é feito em série e pode ser automatizado.For ease of description only the sealing of a metal tube, which in this case would be the titanium tube, having in its interior as a radioactive core, a silver wire impregnated with iodine-125, is just for ease of description, however, several metal tubes inserted with radioactive nuclei can be sealed at the same time, constituting brachytherapy seeds. In this way the sealing process is done in series and can be automated.

A selagem do tubo de titânio com polímero na fabricação de sementes de braquiterapia consiste em colocar o núcleo radioativo típico da semente, como descrito acima, no interior do tubo de titânio utilizando-se o dispositivo mostrado na Figura 1. Este dispositivo é constituído de uma haste metálica ou de outro material construtivo qualquer, cuja função é centralizar e fixar o conteúdo da semente em relação ao comprimento do tubo de titânio. Nesta figura são mostrados o tubo de titânio (Fig.lA), o núcleo da semente (Fig.lB) e a haste metálica, ou de outro material construtivo qualquer, de centralização e fixação do núcleo da semente (Fig.lC). Em seguida, coloca-se uma luva de proteção ao redor do tubo de modo a evitar o contato do polímero com a parte externa do tubo. A Figura 2 ilustra essa proteção mostrando o tubo de titânio (Fig.2D), o conteúdo da semente (Fig.2E) e a luva de proteção (Fig.2F). Subseqüentemente, o tubo com a luva é colocado no sistema de impregnação. Este sistema está mostrado de forma esquemática na Figura 3, onde estão representados o recipiente superior articulável (Fig.3G), o recipiente fixo inferior (Fig.3H), a válvula de conexão com a bomba de vácuo (Fig.3l) e a válvula de alívio de vácuo (Fig.3J). No recipiente superior articulável (Fig.3G) é colocado o polímero na forma líquida e no recipiente fixo inferior (Fig.3H) é colocado o tubo de titânio com a luva de proteção. (O polímero pode ser colocado misturado mecanicamente com elemento de blindagem se for esta a opção escolhida). A seguir, fecha-se a tampa do impregnador e faz-se vácuo na faixa de 5x10 a 1x10 Torr. Transcorridos um tempo na faixa de 5 a 20 minutos, de preferência 10 minutos, fecha-se a válvula de conexão com a bomba de vácuo (Fig.3l) e verte-se o polímero líquido sobre o tubo de titânio. A seguir, abre-se a válvula de alívio de vácuo (Fig.3J), restabelecendo-se a pressão atmosférica no interior do sistema de impregnação. Este procedimento faz com que o polímero penetre e sele completamente o conteúdo da semente (Fig.lB) no tubo de titânio (Fig.lA). Após transcorridos um tempo na faixa de 5 a 15 minutos, de preferência de 10 minutos, retira-se a luva de proteção, permitindo assim que a parte externa do tubo de titânio fique limpa e, portanto, livre de resíduos do polímero utilizado para a selagem da semente. O polímero é endurecido dentro do tubo de encapsulamento sob vácuo. Se a opção escolhida for selagem apenas com polímero ou com polímero misturado com elemento de blindagem, após esta etapa a semente de braquiterapia está pronta para a esterilização e uso. Se a opção for selagem com polímero seguida de colagem de peças de titânio, cola-se, com uso de adesivos à base de polímero, peças de titânio nas extremidades da semente com acabamento especificado em projeto, podendo a geometria das mesmas ser plana, cilíndrica, côncava, etc., e o diâmetro igual ou ligeiramente menor do que o diâmetro interno do tubo de titânio empregado na construção da semente. Na Figura 4 é mostrada de forma esquemática uma semente, mostrando-se o tubo de titânio (Fig.4K), o núcleo radioativo da semente (Fig.4L), a selagem com polímero (Fig.4M) e as peças de titânio (Fig.4N).The sealing of the titanium tube with polymer in the manufacture of brachytherapy seeds consists of placing the typical radioactive seed nucleus as described above into the titanium tube using the device shown in Figure 1. This device consists of a metal rod or any other constructive material, the function of which is to centralize and fix the seed content in relation to the length of the titanium tube. Shown in this figure are the titanium tube (Fig. 1A), the seed core (Fig. 1B) and the metal stem, or any other constructive material, for centering and securing the seed core (Fig. 1C). A protective sleeve is then placed around the pipe to prevent polymer contact with the outside of the pipe. Figure 2 illustrates this protection by showing the titanium tube (Fig.2D), the seed content (Fig.2E) and the protective sleeve (Fig.2F). Subsequently, the tube with the sleeve is placed in the impregnation system. This system is shown schematically in Figure 3, where the hinged upper container (Fig.3G), the fixed lower container (Fig.3H), the vacuum pump connection valve (Fig.3l) and the vacuum relief valve (Fig.3J). In the pivoting upper container (Fig.3G) the polymer is placed in liquid form and in the lower fixed container (Fig.3H) the titanium tube with the protective sleeve is placed. (The polymer can be placed mechanically mixed with shielding element if this option is chosen). Then close the impregnator lid and vacuum in the range of 5x10 to 1x10 Torr. After a time in the range of 5 to 20 minutes, preferably 10 minutes, the vacuum pump connection valve (Fig. 3) is closed and the liquid polymer is poured over the titanium tube. The vacuum relief valve (Fig.3J) is then opened and the atmospheric pressure restored within the impregnation system. This procedure causes the polymer to fully penetrate and seal the seed content (Fig. 1B) into the titanium tube (Fig. 1A). After a time in the range of 5 to 15 minutes, preferably 10 minutes, the protective sleeve is removed, thus allowing the outside of the titanium tube to be clean and therefore free of residues of the polymer used for the removal. Sealing the seed. The polymer is hardened into the vacuum tube. If the chosen option is polymer-only or shielded-element mixed polymer sealing, after this step the brachytherapy seed is ready for sterilization and use. If the option is polymer sealing followed by bonding of titanium parts, titanium parts are glued to the ends of the seed with a specified design finish using the polymer-based adhesives, and their geometry can be flat, cylindrical , concave, etc., and the diameter equal to or slightly smaller than the inner diameter of the titanium tube employed in the construction of the seed. A seed is shown schematically in Figure 4 showing the titanium tube (Fig.4K), the radioactive seed core (Fig.4L), the polymer sealing (Fig.4M) and the titanium parts ( Fig.4N).

O tubo de titânio inserido com o núcleo radioativo e selado nas extremidades com polímero ou polímero misturado com elemento de blindagem ou com polímero seguido de colagem de peças de titânio nas extremidades do tubo de titânio constitui-se numa semente de braquiterapia.The titanium tube inserted with the radioactive core and sealed at the ends with polymer or polymer mixed with shielding element or polymer followed by bonding titanium pieces to the ends of the titanium tube constitutes a brachytherapy seed.

A haste metálica, ou de outro material construtivo qualquer, para manter o núcleo radioativo da semente centralizado dentro do tubo metálico foi desenvolvida especificamente para uso em braquiterapia.The metal rod, or any other constructive material, to keep the radioactive seed nucleus centered within the metal tube was developed specifically for use in brachytherapy.

O processo de selagem apresentado aqui, objeto desta invenção, com uso de polímero na fabricação de sementes de braquiterapia com opções de selagem apenas com polímero ou com polímero misturado com elemento de blindagem ou com polímero seguido de colagem de peças metálicas nas extremidades do tubo permite ajustar a forma das curvas de isodose em torno da semente como também modificar o espectro de energia emitido pela semente possibilitando uma maior flexibilidade de planejamento de tratamento com a técnica de braquiterapia.The sealing process disclosed herein, object of this invention, using polymer in the manufacture of brachytherapy seeds with polymer-only or polymer-mixed shielding or polymer-sealing options followed by bonding metal parts to the tube ends allows adjusting the shape of isodose curves around the seed as well as modifying the energy spectrum emitted by the seed allowing for greater flexibility in brachytherapy treatment planning.

Tanto a geometria quanto a espessura das peças metálicas a serem coladas nas extremidades do tubo pode ser alterada para satisfazer uma necessidade de projeto no sentido de fornecer uma distribuição mais homogênea do campo de radiação em torno da semente.Both the geometry and thickness of the metal pieces to be glued to the pipe ends can be changed to satisfy a design need to provide a more homogeneous distribution of the radiation field around the seed.

Os elementos de blindagem adicionados ao polímero são os óxidos de titânio, zircônio, sulfato de bário e outros como também misturas destes e são adicionados em quantidades projetadas para atenuarem a radiação de modo a se obter um campo de radiação uniforme em torno da semente.The shielding elements added to the polymer are titanium, zirconium oxide, barium sulphate and others as well as mixtures thereof and are added in amounts designed to attenuate radiation to obtain a uniform radiation field around the seed.

O tubo metálico com espessura na faixa de 0,025mm a 0,12mm inserido com núcleo radioativo e selado em suas extremidades com polímero constitui numa semente radioativa com diâmetro externo na faixa de 0,025mm a 1,0mm e comprimento na faixa de 0,25mm a 45mm.The metal tube with a thickness of 0.025mm to 0.12mm inserted with a radioactive core and sealed at its ends with polymer constitutes a radioactive seed with an outside diameter in the range of 0.025mm to 1.0mm and length in the range of 0.25mm to 45mm.

Conforme descrito e exemplificado pode-se afirmar que o processo de selagem de tubo metálico, inserido com núcleo radioativo, com uso de polímero que se constitui numa semente de braquiterapia é novo, pois afasta- se das técnicas que já são de conhecimento específico de especialistas no assunto. Um outro fator importante nesse processo, em relação ao estado da técnica, é que ele permite obter uma selagem com tubo metálico com uso de polímero na fabricação de semente de braquiterapia sem o uso da técnica de soldagem com fusão do metal, o que requer elevadas temperaturas e é utilizada nas técnicas comercialmente estabelecidas.As described and exemplified, it can be stated that the metal tube sealing process, inserted with a radioactive nucleus, using a polymer that constitutes a brachytherapy seed is new, since it deviates from techniques that are already known by specialists. on the subject. Another important factor in this process, in relation to the state of the art, is that it allows to obtain polymeric metal tube sealing in the manufacture of brachytherapy seed without the use of metal fusion welding technique, which requires high temperatures and is used in commercially established techniques.

Um outro ponto a se destacar no presente pedido face ao estado da técnica de conhecimento do especialista no assunto é que este processo torna possível a selagem a frio de tubos metálicos contendo em seus interiores núcleos radioativos com diferentes tipos de geometria e materiais construtivos constituindo-se assim em sementes com uso em braquiterapia.Another point to note in the present application in view of the state of the art of the skilled artisan is that this process makes it possible to cold seal metal tubes containing radioactive cores with different types of geometry and building materials. thus in seeds for use in brachytherapy.

Muito embora o presente pedido tenha sido descrito com base no relatório descritivo e exemplos, eventuais modificações, de conhecimento de qualquer especialista no assunto, poderão ser efetuadas. Ressalva-se que qualquer uma dessas modificações faz parte do escopo da presente invenção.Although this application has been described on the basis of the descriptive report and examples, any modifications known to any person skilled in the art may be made. It is noted that any such modification is within the scope of the present invention.

Exemplo 1Example 1

Inserir no interior do tubo de titânio, com dimensões geométricas de diâmetro externo e interno, respectivamente, de 0,8 mm e 0,6 mm e comprimento de 4,0 mm, um fio de prata com diâmetro de 0,5 mm com 1-125 adsorvido em sua superfície na forma de iodeto de prata. Neste caso, o núcleo da semente é o fio de prata com o 1-125. Após a inserção do núcleo no interior do tubo de titânio, coloca-se uma luva descartável cobrindo toda a superfície cilíndrica. Em seguida, utilizando-se uma haste metálica o núcleo é centralizado e fixado no interior do tubo. Após essa preparação, coloca-se o tubo de titânio no interior do impregnador, no compartimento adequado. Em outro compartimento do impregnador, coloca-se num frasco um volume de 1 mL de polímero acrílico na forma líquida e aguarda-se cerca de 20 min, faz-se vácuo no sistema de 10"1 Torr. Após 1 min de vácuo, despeja-se o polímero líquido sobre o tubo de titânio e abre-se a válvula de entrada de ar atmosférico no impregnador. Após o endurecimento do polímero, cola-se com polímero biocompatível, em cada extremidade do tubo de titânio, uma peça de titânio no formato semi-esférico completando o comprimento final da semente em 4,3mm.Insert inside the titanium tube, with a geometric diameter of 0,8 mm and 0,6 mm and a diameter of 4,0 mm and a length of 4,0 mm respectively, of a 0,5 mm diameter silver wire of 1 mm -125 adsorbed on its surface in the form of silver iodide. In this case, the seed core is the silver wire with 1-125. After inserting the core into the titanium tube, a disposable sleeve is placed covering the entire cylindrical surface. Then, using a metal rod, the core is centered and fixed inside the tube. After this preparation, the titanium tube is placed inside the impregnator in the appropriate compartment. In another compartment of the impregnator, a volume of 1 ml of acrylic polymer in liquid form is placed in a vial and wait for about 20 min, then vacuum the 10 1 Torr system. After 1 min of vacuum, pour the liquid polymer is poured over the titanium tube and the atmospheric air inlet valve is opened in the impregnator.After hardening of the polymer, a piece of titanium is bonded with biocompatible polymer to each end of the titanium tube. semi-spherical shape completing the final seed length by 4.3mm.

Exemplo 2Example 2

Inserir no interior do tubo de titânio, com dimensões geométricas de diâmetro externo e interno, respectivamente, de 0,8 mm e 0,6 mm e comprimento de 4,3 mm, uma matriz cerâmica, na forma cilíndrica, impregnada com 1-125, com diâmetro de 0,56 mm. Neste caso, o núcleo da semente é a cerâmica que, ao mesmo tempo, carrega o 1-125 e atua como marcador de raios X. Após a inserção do núcleo (matriz cerâmica) no interior do tubo de titânio, coloca-se uma luva descartável cobrindo toda a superfície cilíndrica. Em seguida, utilizando-se uma haste metálica o núcleo é centralizado e fixado no interior do tubo. Após essa preparação, coloca-se o tubo de titânio no interior do impregnador, no compartimento adequado. Em outro compartimento do impregnador, coloca-se num frasco um volume de 0,6 ml_ de polímero epoxídico e aguarda-se cerca de 20 min, faz-se vácuo no sistema de 10~1 Torr. Após 1 min de vácuo, despeja-se o polímero líquido sobre o tubo de titânio e abre-se a válvula de entrada de ar atmosférico no impregnador. Após a retirada da luva colam-se, com polímero biocompatível, peça de titânio no formato semi-esférico em cada extremidade do tubo de titânio, completando o comprimento final da semente em 4,3mm.Insert inside the titanium tube, with geometric dimensions of external and internal diameter of 0.8 mm and 0.6 mm and 4.3 mm in length respectively, a 1-125 cylindrical ceramic matrix impregnated with , with a diameter of 0.56 mm. In this case, the seed core is the ceramic which simultaneously carries the 1-125 and acts as an X-ray marker. After inserting the core (ceramic matrix) into the titanium tube, a sleeve is fitted. disposable covering the entire cylindrical surface. Then, using a metal rod, the core is centered and fixed inside the tube. After this preparation, the titanium tube is placed inside the impregnator in the appropriate compartment. In another compartment of the impregnator, a volume of 0.6 ml of epoxy polymer is placed in a vial and wait for about 20 min, then vacuum in the 10-1 Torr system. After 1 min of vacuum, the liquid polymer is poured over the titanium tube and the atmospheric air inlet valve is opened in the impregnator. After removal of the glove, a semi-spherical titanium piece is bonded with biocompatible polymer to each end of the titanium tube, completing the final seed length by 4.3mm.

Claims

1. Polymer metal tube sealing process in the manufacture of brachytherapy seed, and its use, characterized by the following steps: (a) centralization and fixation of the radioactive nucleus inside the metal tube with the aid of metal rod or from any other constructive material, (b) cold sealing of the polymeric metal tube by vacuum impregnation technique.

Process according to Claim 1, characterized in that the shielding elements may be added to the polymer.

Process according to Claim 2, characterized in that the shielding elements consist of titanium, zirconium oxide, barium sulphate and others as well as mixtures thereof.

Process according to claim 1, characterized in that the polymers used are biocompatible and may be of the type poly (esters) polymers such as poly (lactic acid), poly (glycolic acid), polycaprolactone; vinyl polymers such as poly (ethylene), poly (ethylene glycol), poly (vinyl alcohol), poly (vinylidene fluoride); acrylic polymers, such as poly (methyl methacrylate), poly (acrylamides), epoxy polymers or epoxy resins; and combinations of the aforementioned polymers forming blends being polymers and blends resistant to the usual energy sterilization and gamma radiation techniques applicable to the area of brachytherapy.

Process according to Claims 1 and 4, characterized in that metal parts may be polymer-bonded to the ends of the metal tube after vacuum impregnation.

Process according to Claims 1 and 5, characterized in that the dimensions and geometry of the metal pieces bonded with polymer to the ends of the metal tube may be altered to modify the energy spectrum emitted by the seed, It may then have a diameter equal to or slightly smaller than the metal tube and have a flat, cylindrical, concave or other geometry.

Process according to Claim 5, characterized in that it allows the thickness of the metal parts to be altered to satisfy a design need such as providing a more homogeneous distribution of the radiation field around the seed.

Process according to Claim 1, characterized in that the sealing is carried out under vacuum impregnation in the range of 5x102 to 1x10-2 Torr.

Process according to Claims 1 and 8, characterized in that the sealing is made with a protective sleeve surrounding the metal tubes.

A process according to claim 1, wherein the metal tubes are centered through a metal rod or some other constructive material.

Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the polymer is hardened in the metal tube under vacuum.

A process according to any one of claims 1 to 11, wherein the polymer sealing of the radioactive core-inserted metal tube is a brachytherapy seed with an outer diameter in the range 0.025mm to 1.0mm and length in the range. 0.25mm to 45mm.

A process according to any one of claims 1 to 11, wherein the polymer sealing of the radioactive core-inserted metal tube is a brachytherapy seed in the range of -0.025mm to 0.12mm.

Use of the sealing process according to claims 1 to 13, characterized in that it is used in the manufacture of radioactive seed for use in brachytherapy.