Радиоизотопный генератор
Данное изобретение относится к устройствам для преобразования химических элементов с помощью электромагнитного и корпускулярного излучения или путем бомбардировки частицами, в частности образования радиоактивных изотопов. Устройство для создания текучей среды с радиоактивной составляющей содержит экранированную камеру (5), в которой расположен контейнер (6), вмещающий радиоактивный изотоп (7), и которая содержит первое и второе проточные соединительные приспособления (12, 13), присоединенные к противоположным концам указанного контейнера, и проточный трубопровод (14, 15), отходящий от каждого из указанных соединительных приспособлений, первого и второго, соответственно к впуску (16) для текучей среды и выпуску (17) для текучей среды. Заявленное изобретение отличается от известных технических решений тем, что впуск для текучей среды содержит один шип (22) по существу круглого поперечного сечения, выполненный с обеспечением прохождения через резиновое уплотнение флакона и имеющий два канала, первый из которых проходит от первого отверстия, смежного с вершиной шипа, к проточному соединительному приспособлению, соединенному с проточным трубопроводом, а второй канал проходит от второго отдельного отверстия в шипе к фильтрующему отверстию для впуска воздуха. Техническим результатом является сохранение целостности резинового уплотнения флакона. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Данное изобретение относится к радиоизотопному генератору того типа, который обычно используется для создания радиоизотопов, например метастабильного технеция-99 м (99МТс).
Диагностика и/или лечение заболеваний в ядерной медицине составляет одно из важнейших применений короткоживущих радиоизотопов. Подсчитано, что в ядерной медицине свыше 90% диагностических процедур во всем мире ежегодно осуществляются с использованием радиоактивных медицинских препаратов, меченных 99МТс. С учетом короткого периода полураспада радиоактивных диагностических медицинских препаратов полезно иметь установку для создания подходящих радиоизотопов на месте. Соответственно, за несколько лет значительно увеличилось внедрение портативных генераторов 99МТс госпитальных/клинических габаритов. Портативные радиоизотопные генераторы применяются для получения более короткоживущего дочернего радиоизотопа, являющегося продуктом радиоактивного распада более долгоживущего материнского радиоизотопа, как правило, адсорбируемого на слое в ионно-обменной колонке. Обычно радиоизотопный генератор содержит экранирующую оболочку вокруг ионно-обменной колонки, содержащей материнский радиоизотоп наряду со средством, предназначенным для элюирования дочернего радиоизотопа из колонки с элюатом, например физиологическим раствором. При использовании элюат пропускают через ионно-обменную колонку, а дочерний радиоизотоп накапливают в растворе с элюатом, который используют по необходимости.
Что касается 99МТс, то этот радиоизотоп является основным продуктом радиоактивного распада 99Мо. Обычно внутри генератора изотоп 99Мо адсорбируется на слое из оксида алюминия и распадается с образованием 99МТс. Поскольку 99МТс имеет относительно короткий период полураспада, то он достигает переходного равновесия внутри ионно-обменной колонки приблизительно через сутки. Соответственно, 99МТс можно ежедневно элюировать из ионно-обменной колонки промыванием ее раствором ионов хлорида, т.е. стерильным физиологическим раствором. При этом создаются условия для ионно-обменной реакции, при которой ионы хлорида замещают 99Тс, а не 99Мо.
В отношении радиоактивных медицинских препаратов весьма желательно, чтобы процесс создания радиоизотопов проходил в стерильных условиях, т.е. в генератор извне не должны проникать бактерии. Кроме того, вследствие радиоактивности изотопов, используемых в ионно-обменной колонке генератора, что чрезвычайно опасно при неправильном обращении с ними, процесс создания радиоизотопов также необходимо осуществлять в условиях радиологической защиты. Поэтому современные радиоизотопные генераторы построены по принципу замкнутых устройств, имеющих впускной и выпускной проходы для текучей среды, которые обеспечивают внешнее проточное сообщение с находящейся внутри ионно-обменной колонкой.
В патенте США №3564256 описан радиоизотопный генератор, в котором ионно-обменная колонка расположена в цилиндрическом сосуде, находящемся внутри двух коробчатых элементов, которые в свою очередь расположены внутри соответствующего радиационного экрана. Сосуд на обоих концах закрыт резиновыми заглушками, а коробчатые элементы напротив каждой из резиновых заглушек имеют каналы, в которых установлены соответствующие иглы. У внешних концов этих игл имеются быстросоединяемые элементы для обеспечения возможности простого и быстрого подсоединения к одной из игл сосуда в виде шприца, содержащего физиологический раствор, а ко второй из этих игл - собирающего сосуда. В этом документе указывается, что поскольку два шприца образуют замкнутую систему, то нет надобности в откачке или добавлении воздуха.
В патенте США №4387303 описан радиоизотопный генератор, в котором воздух вводится в трубопровод с элюатом через патрубок, при этом полый шип, используемый для подачи собираемого элюата, имеет один канал, так как воздух вводится в жидкость выше по потоку.
В патенте США №4801047 описано распределяющее устройство, предназначенное для радиоизотопного генератора, в котором флакон с физиологическим раствором, используемым для промывания необходимого радиоизотопа из ионно-обменной колонки, устанавливается в несущем элементе, подвижном относительно полой иглы, используемой для прокалывания уплотнения флакона для извлечения физиологического раствора. На чертежах этого патента наглядно показаны две отдельно разнесенные полые иглы: одна - для подачи воздуха, а другая - для сбора жидкости. Предполагается, что распределяющее устройство проникает сквозь резиновую пробку, при этом возникает проблема, заключающаяся в том, что любое вращательное перемещение емкости с элюантом приводит к разрыванию пробки, что в свою очередь приводит к нарушению стерильности среды вследствие неконтролируемого проникновения воздуха в данную систему. Подобная система с парными иглами проиллюстрирована в патенте США №5109160.
Несмотря на известность прокалывающих устройств, в которых применяется один шип с двумя каналами, как это проиллюстрировано в патенте США №4211588, применимость подобных прокалывающих устройств ограничена, в общем, системами для внутривенного введения.
Целью данного изобретения является создание радиоизотопного генератора, имеющего простую конструкцию и при этом обеспечивающего необходимую степень стерильности и радиологической защиты, поддерживаемую при эксплуатации этого генератора.
В настоящем изобретении предложено устройство для создания текучей среды с радиоактивной составляющей, содержащее экранированную камеру, в которой расположен контейнер, содержащий радиоактивный изотоп, и которая имеет первое и второе проточные соединительные приспособления, присоединенные к противоположным концам указанного контейнера, и проточный трубопровод, отходящий от каждого из указанных соединительных приспособлений, первого и второго, соответственно к впуску для текучей среды и выпуску для текучей среды, при этом впуск для текучей среды содержит один шип по существу круглого поперечного сечения, выполненный с обеспечением прохождения через резиновое уплотнение флакона и имеющий два канала, первый из которых проходит от первого отверстия, смежного с вершиной шипа, к проточному соединительному приспособлению, соединенному с проточным трубопроводом, а второй канал проходит от второго отдельного отверстия в шипе к фильтрующему отверстию для впуска воздуха.
Таким образом, в соответствии с данным изобретением вращательное движение флакона, в котором резиновое уплотнение проколото шипом, не приводит к такому разрыву этого уплотнения, что снаружи может попадать нефильтрованный воздух. Следовательно, такая конструкция радиоизотопного генератора обеспечивает поддержание стерильных условий в генераторе во время эксплуатации.
Ниже в качестве примера описан вариант выполнения данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает радиоизотопный генератор, содержащий предлагаемые проточные соединительные приспособления, присоединенные к ионно-обменной колонке, и
фиг.2 изображает в увеличенном масштабе разрез впуска для проточной среды изотопного генератора, показанного на фиг.1.
На фиг.1 показан радиоизотопный генератор 1, содержащий наружный контейнер 2, верхнюю пластину 3, герметично прикрепленную к наружному контейнеру 2, и отдельную верхнюю крышку 4, прикрепленную к наружному контейнеру 2 поверх верхней пластины 3. В контейнере 2 расположен внутренний экранированный контейнер 5, обеспечивающий защиту от радиации и предпочтительно, но не исключительно, имеющий внутреннюю часть из свинца или обедненного урана, находящуюся внутри оболочки из нержавеющей стали. Контейнер 5 окружает трубку 6, содержащую ионно-обменную колонку 7. Ионно-обменная колонка 7 предпочтительно состоит из смеси алюминия и диоксида кремния, в которой происходит адсорбция молибдена в виде радиоактивного изотопа 99Мо. Трубка 6, содержащая ионно-обменную колонку, имеет на противоположных концах 10 и 11 легко разрушаемые резиновые уплотнения 8 и 9, которые, как это показано на чертеже, прокалываются при эксплуатации соответствующими полыми иглами 12 и 13.
Каждая полая игла 12 и 13 проточно сообщается с соответствующими трубопроводами 14, 15 для текучей среды, которые в свою очередь сообщаются соответственно с впуском 16 для элюента и выпуском 17 для элюата. Трубопроводы 14 и 15 выполнены предпочтительно из гибких пластиковых трубок. Трубка 14, выходящая из полой иглы 12, проходит через канал в заглушке 18 контейнера, закрывающей верхнее отверстие 19 контейнера 5, а затем из заглушки 18 выходит к впуску 16 для элюента. Трубка 15, выходящая из полой иглы 13, проходит через канал в экранированном контейнере 5 к выпуску 17 для элюата. Так как внутренний экранированный контейнер 5 меньше наружного контейнера 2, в контейнере 2 поверх контейнера 5 образуется свободное пространство 20, в котором размещены части трубок 14, 15, выходящие из полых игл к впуску для элюента и к выпуску для элюата, поскольку длина обеих трубок 14, 15 значительно превышает минимальную длину, необходимую для соединения полых игл 12, 13 с соответствующими впуском 16 и выпуском 17.
Верхняя пластина 3 генератора 1 имеет пару отверстий 21 с проходящими через них соответствующими элементами впуска и выпуска элюента. Каждый из указанных элементов представляет собой полый шип, однако полый шип элемента впуска имеет два отверстия, из которых одно предназначено для прохождения жидкости, а второе соединено с отверстием для впуска профильтрованного воздуха. Последнее более ясно проиллюстрировано на фиг.2 и более подробно описано ниже. Полый шип 22 состоит из удлиненного, в целом цилиндрического тела 23 и кольцевой удерживающей пластины 24, прикрепленной к одному концу тела 23 шипа или отформованной с ним в виде одной детали. Противоположный конец тела 23 шипа заострен и имеет отверстие, сообщающееся с внутренней частью тела шипа вблизи острия. Этот заостренный конец тела 23 шипа выполнен с обеспечением прокалывания герметизирующей мембраны, которая обычно имеется на флаконе для хранения проб. Пластина 24 образует юбку, выступающую наружу от тела 23 шипа, и может проходить вокруг него непрерывно или с разрывами в виде нескольких отдельных выступов.
Верхняя крышка 4 радиоизотопного генератора 1 также имеет пару отверстий 25, совмещаемых с отверстиями 21 в верхней пластине 3 и имеющих форму, позволяющую телу 23 шипа проходить через них. Таким образом, каждый полый шип 22 выполнен так, что его кольцевая удерживающая пластина 24 удерживается и поддерживается опорами 26 для деталей, выполненными на внутренней стороне верхней пластины 3, в то время как полое тело 23 шипа проходит наружу из наружного контейнера 2 через отверстия в пластине 3 и верхней крышке 4. Каждое из отверстий 25 в верхней крышке 4 расположено в нижней части колодца 27, имеющего форму, позволяющую размещать и удерживать как флакон для сбора изотопа, так и флакон, подающий физиологический раствор. Таким образом, оба флакона, размещенные снаружи контейнера 2, не подвергаются излучению, идущему от ионно-обменной колонки 7.
Для подачи в ионно-обменную колонку ионов хлорида, необходимых для элюирования радиоизотопа, физиологический раствор пропускают через ионно-обменную колонку 7, создавая в ней перепад давления. Это осуществляется подсоединением флакона с физиологическим раствором к впуску 16 для элюента, который сообщается с верхним концом 10 ионно-обменной колонки 7 через трубку 14 и полую иглу 12, и подсоединением собирающего вакуумированного флакона к выпуску 17 для элюата, который сообщается с нижним концом 11 ионно-обменной колонки 7 через трубку 15 и полую иглу 13. Перепад давления создается за счет гидростатического давления физиологического раствора в подающем флаконе и чрезвычайно низкого давления в вакуумированном собирающем флаконе. Это вызывает прохождение к собирающему флакону через ионно-обменную колонку 7 физиологического раствора, увлекающего с собой дочерний изотоп.
Как показано на фиг.2, полый шип 22 впуска 16 для элюента, представляющий собой одно тело 28 по существу круглого поперечного сечения, имеет два канала 29, 30, ведущих к расположенным напротив отверстиям в острие шипа. Первый из каналов 29, являющийся каналом для элюата, сообщается непосредственно с выпускным проточным соединительным приспособлением шипа, которое, в свою очередь, соединено с трубкой 14. Второй из двух каналов 30 является каналом для воздуха и ведет к фильтрующей камере 31 и отверстию 32 для воздуха. Несмотря на то что два отверстия в шипе, как проиллюстрировано на чертеже, расположены смежно с вершиной шипа, это условие не является необходимым для всех случаев. Возможно расположение отверстия канала для воздуха ниже вдоль тела шипа. Фильтрующая камера 31 предпочтительно содержит фильтрующий диск 33 из материала, пригодного для извлечения бактерий из втягиваемого воздуха, например из политетрафторэтилена (ПТФЭ) и поливинилиденфторида (ПВДФ).
Такая конструкция впуска для текучей среды обеспечивает возможность извлечения физиологического раствора из флакона без использования поступающего в поток жидкости воздуха, необходимого для выравнивания давления внутри флакона. Более существенно то, что поскольку для проникновения внутрь уплотнения флакона с физиологическим раствором используется один шип по существу круглого поперечного сечения, то вращательное перемещение флакона в пределах колодца 27 не приводит к разрыву или другому повреждению уплотнения, которое могло бы вызвать поступление нефильтрованного воздуха, нарушающего стерильные условия сбора радиоизотопа.
Таким образом, описанный выше вариант выполнения радиоизотопного генератора обеспечивает более надежное и эффективное устройство, предназначенное для сбора радиоизотопов в стерильных условиях. Предполагается, что радиоизотопный генератор и способ его изготовления имеет дополнительные и альтернативные характеристики, не выходящие за пределы объема правовой охраны изобретения, заявленного в прилагаемой формуле изобретения.
1. Устройство для создания текучей среды с радиоактивной составляющей, содержащее экранированную камеру, в которой расположен контейнер, вмещающий радиоактивный изотоп, и которая содержит первое и второе проточные соединительные приспособления, присоединенные к противоположным концам указанного контейнера, и проточный трубопровод, отходящий от каждого из указанных соединительных приспособлений, первого и второго, соответственно к впуску для текучей среды и выпуску для текучей среды, отличающееся тем, что впуск для текучей среды содержит один шип, по существу, круглого поперечного сечения, выполненный с обеспечением прохождения через резиновое уплотнение флакона и имеющий два канала, первый из которых проходит от первого отверстия, смежного с вершиной шипа, к проточному соединительному приспособлению, соединенному с проточным трубопроводом, а второй канал проходит от второго отдельного отверстия в шипе к фильтрующему отверстию для впуска воздуха.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит наружный корпус, служащий опорой для впуска и выпуска для текучей среды, а указанный шип впуска для текучей среды выступает через отверстие в этом корпусе.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что наружный корпус ограничивает колодец, расположенный вокруг отверстия, через которое выступает указанный шип, и выполненный с обеспечением размещения в нем флакона.
4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что фильтрующее отверстие для впуска воздуха содержит фильтрующий диск из политетрафторэтилена.
