In der weiteren Beschreibung wird für Strontium-90- Titanat auch 9°SrTiO3 verwendet, für Strontium-90- Zirkonat 9°SrZrO3 und für Strontium-90-Silikat 9°SrSiO3.

Für medizinische Anwendungen gewinnt die Miniatu- risierung der radioaktiven Strahlungsquellen zunehmend an Bedeutung. So wird z. B. in der Tumortherapie und in der intravascularen Brachytherapie, das heißt der Bestrahlung der Innenwand von Blutgefäßen, mit eingeführten Miniaturquellen gearbeitet.

Für die Herstellung der für solche Zwecke häufig eingesetzten Miniaturstrahlungsquellen des Isotopes Strontium-90 sind im wesentlichen zwei Verfahren bekannt. So wird bei der Herstellung von flächigen Strahlungsquellen eine Mischfällung Ag2CO3/SrCO3/TiO2 mit anschließender Temperung des Niederschlages durchgeführt, wobei der entstehende Silberkuchen in die gewünschte Form gebracht wird. Zur Herstellung von miniaturisierten, zylindrisch geformten Strontium-90- Quellen ist es bekannt, einen vorgeformten Träger- körper, der aus Titandioxid besteht, mit einer 9°Sr (N03) 2-Lösung zu tränken, zu trocknen und anschließend oberhalb 1000°C zu glühen. Dabei bildet sich unlösliches Strontium-90-Titanat (9°SrTiO3). Diese Strahlungsquellen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Aktivität von lediglich 5 bis 7 mCi pro mm3 aufweisen. Diese Aktivität und die daraus resultierende Dosisleistung ist aber beispielsweise für die erwähnten medizinischen Anwendungen nicht ausreichend. Es besteht nach wie vor ein Bedarf an möglichst kleinen, aber hochradioaktiven Strontium-90-Strahlenquellen.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, ein Herstellungs- verfahren bereitzustellen, mit dem hochradioaktive und sehr kleine Strontium-90-Strahlenquellen in einem möglichst automatisierten oder teilautomatisierten Verfahren hergestellt werden können. Um bei den medizinischen Anwendungen auch sehr kleine Blutgefäße zu erreichen, sollte der Durchmesser der Strahlen- quellen unter 0,6 mm liegen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Strontium-90-Strahlen- quellen gelöst, bei dem die wäßrige Lösung eines Strontium-90-Salzes vereinigt wird mit einer in Lösung befindlichen Titan-, Zirkonium-und/oder Silizium-

verbindung sowie der Lösung eines oder mehrerer Ammoniumsalze der Kohlensäure und/oder einer niedermolekularen organischen Säure, aus dem Gemisch das Lösungsmittel ausgetrieben wird, der Rückstand kalziniert und nach Zusatz von Hilfsstoffen in einen plastischen Zustand überführt wird, die plastische Masse mikroextrudiert wird, der sich bildende Faden einem Sinterprozeß unterworfen und abschließend in die gewünschten Längen geschnitten wird, so daß miniaturisierte Strahlenquellen erhalten werden die gegebenenfalls in an sich üblicher Weise verkapselt werden können. Es ist selbstverständlich auch möglich, den erhaltenen Strontium90-Masse-Strang erst zu schneiden und dann zu sintern. Im weiteren wird für die erfindungsgemäß hergestellten 9°SrTiO3-, 9°SrSiO3-und 9°SrZr03-Körper auch der Begriff"radioaktive Keramik" verwendet.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren, mit dem die radioaktive Keramik durch Mikroextrusion hergestellt wird, hat gegenüber der herkömmlichen Tränktechnologie, bei der vorgefertigte inaktive Keramikträger mit der Strontium-90-Lösung getränkt werden, den Vorteil, daß Strahlenquellen mit höherem Sr-90-Anteil (im Fall von 9°SrTiO3 beträgt die Dichte > 4g/cm3) hergestellt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist (teil-) automatisierbar und fernbedienbar. Es sind keine Mahlprozesse, keine Klassierung, keine Filtrations- prozesse, keine Sprühvorgänge und außer Schneiden auch keine Finishbearbeitung notwendig. Die zylindrischen Quellen werden nicht als Einzelzylinder, sondern als Strang (Faden) hergestellt, der im Grün-oder gesinterten Zustand geschnitten wird.

Die Ausgangsverbindungen für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sind kommerziell erhältlich. Als Strontium-90-Salz kann beispielsweise das Strontium-90- nitrat mit einer Konzentration von 0,2 g Feststoff/ml eingesetzt werden, das als schwach salpetersaure Lösung käuflich ist und Anteile von Bariumnitrat und geringe Eisenverunreinigungen enthält. Das eingesetzte Strontium-90-Salz kann auch das Salz einer nieder- molekularen organischen Saure sein, z. B. 90Sr-Formiat oder 90Sr-Acetat.

Obwohl erfindungsgemäß auch wasserlösliche Salze wie Chloride als Titan-, Zirkonium-oder Siliziumverbin- dungen verwendet werden können, sind Alkoholate bevorzugt. Dabei können auch Gemische von Titan-, Zirkonium-und Silizium-Alkoholaten zur Anwendung kommen, so daß gemischte Keramiken entstehen, beispielsweise aus 9°SrSiO3 und 9°SrTiO3 oder 9°SrSiO3 und 9°SrZrO3. Die Ausführungsvariante, daß entweder ein Titan-oder ein Zirkonium-oder ein Silizium-Alkoholat eingesetzt wird, ist jedoch bevorzugt. Als bevorzugte Alkoholate kommen erfindungsgemäß Ethylate, Propylate, Butylate, die entsprechenden iso-Verbindungen oder die entsprechenden gemischten Alkoholate zur Anwendung. Zur Herstellung einer 9°SrTiO3-Keramik ist Tetra-isopropy- lorthotitanat (TiPOT) ganz besonders bevorzugt. Zur Herstellung einer 9°SrSiO3-Keramik kommt ganz besonders bevorzugt Tetraethoxysilan (TEOS) in Frage. Zur Herstellung einer 9°SrZrO3-Keramik ist Zirkon- (IV)- Propylat ganz besonders bevorzugt. Die verwendeten Alkoholate werden erfindungsgemäß bevorzugt in wasser- freier alkoholischer Lösung eingesetzt.

Als Ammoniumsalz können alle die Verbindungen eingesetzt werden, deren Anion thermisch abspaltbar oder thermisch zersetzbar ist, und die mit Strontium

eine schwerlösliche Verbindung bilden, wie beispielsweise Karbonat oder Oxalat. Das Ammonium kann auch in substituierter Form als organische Ammoniumver- bindung vorliegen. Günstig sind auch alkohollösliche Ammoniumverbindungen wie Ammoniumoxalat, die gemeinsam mit den Silizium-, Titan-und Zikonium-Alkoholaten in einer Lösung eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform wird (NH4) 2CO3 eingesetzt.

Erfindungsgemäß beträgt das Molverhältnis 90Sr : Me : NH4 0,85-1 : 0,95-1,05 : 1,7-2, vorzugsweise 0,93 : 1 : 1,86, wobei Me Ti, Zr und/oder Si bedeutet.

Die beschriebenen Ausgangslösungen werden gemischt, wobei die 90Sr-Lösung vorgelegt wird, und homoge- nisiert, vorzugsweise durch Rühren. Anschließend wird das Lösungsmittel größtenteils ausgetrieben und der Rückstand kalziniert, vorzugsweise bei 650-1000°C, mit einer Haltezeit bei dieser Temperatur in der Größenordnung von ca. einer Stunde. Die bevorzugte Kalzinierungstemperatur liegt bei 800-830°C, besonders bevorzugt bei 820-830°C.

Das Austreiben des Lösungsmittels kann durch Verdampfung und/oder Sublimation erfolgen.

Der kalzinierten Masse wird nachfolgend ein Plastifizierversatz untergemischt. Als Plastifizier- versatz für Oxidkeramiken sind eine Reihe von Rezepturen bekannt, die üblicherweise organische Hilfsstoffe wie ein Lösungsmittel, ein Bindemittel, einen Weichmacher, ein Gleitmittel und ein Disper- giermittel enthalten. Dabei kann ein Stoff auch die Funktion mehrerer Komponenten übernehmen.

Als vorteilhaft für die Plastifizierung der erfindungsgemäßen Strontium-90-Masse hat sich ein

wäßriger Plastifizierungsversatz aus einem Cellulose- derivat mittlerer Molmasse, einem Polysaccharid, einem Polyol, z. B. Glycerol, und einem Polyelektrolyt aus einer Karbonsäurezubereitung erwiesen. Diese Hilfs- stoffe werden dem kalzinierten Pulver nach dem Abkühlen in einer Menge zwischen 6 bis 18 Gew. %, bezogen auf das Gewicht des Pulvers, zugesetzt. Neben diesen an und für sich für die Plastifizierung üblichen Hilfsstoffen wird dem kalzinierten Pulver erfindungsgemäß während der Plastifizierung ein Silizium-, Titan-und/oder Zirko- nium-Alkoholat in einer Menge zwischen 0,5 bis 2 Gew. % zugesetzt. Dabei kommen als Alkoholate die gleichen in Frage, die weiter oben für die Herstellung der Ausgangsmischung beschrieben sind. Für den Fall der Verwendung von TiPOT beträgt das Masseverhältnis Cellulosederivat : Polysaccharid : Polyol Polyelektrolyt : TiPOT 7-9 : 3,5-4,5 : 6-8 : 0,8-1,2 15-24, vorzugsweide 8 : 4 : 7 : 1 : 19. Für den Fall der Verwendung von TEOS beträgt das Masseverhältnis Cellulosederivat : Polysaccharid : Polyol Polyelektrolyt : TEOS 7-9 : 3,5-4,5 : 6-8 : 0,8-1,2 20-30, vozugsweise 8 : 4 : 7 : 1 : 25.

Die mit dem Plastifizierversatz vermischte, krümelige Masse wird nun durch intensives Kneten und Entlüften geschmeidig und porenfrei gemacht und in einem letzten Schritt mikroextrudiert. Dazu können Geräte eingesetzt werden, die nach dem Prinzip üblicher Kapillar- viskosimeter oder üblicher Labor-Extruder arbeiten.

Die anschließende Sinterung des Strontium-90-Keramik- Stranges wird vorzugsweise so vorgenommen, daß eine langsame Erwärmung bis ca. 400°C erfolgt und danach etwas schneller bis auf die eigentliche Sinter- temperatur, die zwischen 1260°C-1420°C liegt, erwärmt wird. In einer ganz besonders bevorzugten Ausfüh-

rungsform erfolgt die Erwärmung bis ca. 400°C mit 1,5 K/min und dann bis zur Sintertemperatur mit ca. 5 K/min. Als bevorzugte Sintertemperatur hat sich die Temperatur zwischen 1370-1390°C herausgestellt. Die Sinterung wird für ca. 1 Stunde durchgeführt.

Anschließend erfolgt das Schneiden des Strontium-90- Keramik-Fadens in die gewünschten Längen, beispiels- weise mittels Laserschneiden. Vorzugsweise beträgt die Länge der Strahlenquellen ca. 1,8 mm. Es sind selbstverständlich auch andere Längen realisierbar.

Die erhaltenen 9°SrTiO3-, 9°SrZrO3 bzw. 9°SrSiO3- Strahlenquellen sind genügend stabil und weisen Dichten > 80% der kristallographischen Dichte auf, was einer Radioaktivität > 25 mCi/mm3, vorzugsweise sogar > 30 mCi/mm3 entspricht. Der erhaltene Durchmesser liegt unter 0,6 mm, vorzugsweise auch unter 0,4 mm. Besonders bevorzugt beträgt der Durchmesser der erfindungsgemäß hergestellten Quellen ca. 0,3 mm. Die Verteilung des Strontiums liegt statistisch in molekularen Bereichen.

Die Endprodukte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind abriebfest, das Strontium-90 wird von Wasser oder anderen Lösungsmitteln nicht ausgewaschen. Die Endprodukte sind in hohem Maße homogen. Soll die Homogenität noch weiter gesteigert werden, so kann dies erreicht werden, indem die Ausgangsmasse nach dem Austreiben des Lösungsmittels in einem zusätzlichen Zwischenschritt lyophilisiert und dann das Lyophilisat kalziniert wird. Die weiteren Verfahrensschritte werden wie oben beschrieben vorgenommen.

Neben dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung sind auch radioaktive Strontium-Titanat-, Strontium- Zirkonat-und Strontium-Silikat-Strahlenquellen, die eine Aktivität > 25 mCi/mm3, vorzugsweise > 30 mCi/mm3 aufweisen und einen Durchmesser von < 0,7 mm,

vorzugsweise < 0,4 mm, ganz besonders bevorzugt von < 0,3 mm besitzen, Gegenstand der Erfindung. Die erfindungsgemäßen zylindrischen Strahlenquellen können in an sich bekannter Art und Weise mit einem körperverträglichen Material, beispielsweise Edelstahl, umschlossen (gekapselt) werden. Dies erfolgt derart, daß die hergestellten radioaktiven Keramiken in ein einseitig verschlossenes Röhrchen eingebracht werden, und das Röhrchen mittels eines Deckels verschlossen wird. Der Deckel wird vorzugsweise laserverschweißt.

Um die Sichtbarkeit der erfindungsgemäßen Strahlen- quellen während der Therapie in der Röntgendiagnostik zu verbessern, können in das einseitig verschlossene Röhrchen vor und hinter die zylindrische radioaktive Keramik jeweils ein Tantalzylinder mit dem gleichen Durchmesser wie die Keramik als X-ray marker eingebracht werden. Das Röhrchen wird dann wie oben beschrieben mittels Deckel verschlossen. Damit ist es möglich, die Orientierung der Strahlenquelle zu zeigen/festzustellen, denn Edelstahl und Keramik sind bei der Röntgendiagnostik nicht sichtbar. Aufgrund der extremen Kleinheit der hergestellten Strahlenquellen ist es nicht möglich-wie z. B. in Seeds zur Prostatakrebsbestrahlung-Silber-oder Goldfäden als X- ray marker einzulassen. Für den vorliegenden Fall stellt somit die oben beschriebene Methode der Tantalzylinder eine exzellente Lösung dar.

Ausführungsbeispiel Herstellung einer zylindrischen 9°SrTiO3-Strahlenquelle mit einer Radioaktivität von ca. 30 mCi/mm3 und einem Durchmesser des Aktivitätsträgers von 0,26+0,01 mm.

In einem Platin-Fingertiegel mit 6 ml Fassungsvermögen wird 1 ml 9°Sr (NO3) 2-Lösung mit 0,2 g Feststoff, der zu ca. 809ó aus 9°SrNO3) 2, ca. 2096 aus Ba (N03) 2 und ca. 1% aus Fe (N03) 3 besteht, vorgelegt. Unter Rühren wird eine Lösung von 285 mg Tetra-iso-propyl-orthotitanat in 0,3 ml Ethanol zugegeben. Unmittelbar danach wird schnell eine Lösung von 90 mg (NH4) 2CO3 in 0,5 ml Wasser zugesetzt. Es wird ca. 15 Minuten gerührt und dann die Temperatur innerhalb von 60 Minuten auf 95°C erhöht, um das Lösungsmittel zu verdampfen. Anschließend wird zur Kalzinierung die Temperatur mit ca. 500 K/h auf 820°C erhöht und dort ca. 60 Minuten gehalten. Nach dem Abkühlen werden der Masse als Plastifizierungsversatz 6,2 mg Cellulose, 3,1 mg Polysaccharid, 5,2 mg Glycerol, 0,5 mg Polyelektrolyt (Karbonsäurezuberei- tung), 20 ul Tetra-iso-propyl-orthotitanat und 180 mg Wasser untergemischt. Die Masse wird aus dem Platin- Fingertiegel in eine Topfpresse von 6 ml Topfvolumen überführt und durch Aufbringen von Druck durch einen Lochboden von 0,3 mm Durchmesser gedrückt. Der sich bildende Faden wird in die Topfpresse zurückgeführt.

Dieser Zyklus wird noch zweimal wiederholt. Nach dem vierten Durchgang durch den Lochboden wird ein Faden erhalten, der auf einer Keramikschiene abgelegt und gesintert wird. Dazu wird der Strang in einem Rohrofen mit 1,5 K/min bis 400°C erhitzt und danach mit 5 K/min bis auf 1380°C. Bei dieser Temperatur wird die Sinterung 1 Stunde durchgeführt. Der gesinterte 9°SrTiO3-Faden ist handhabbar, jedoch spröde und besitzt eine Dichte von ca. 4,1 g/cm3. Er wird nun in 1,8 mm lange Zylinder geschnitten und diese in Edelstahl- röhrchen verkapselt, wobei in Längsrichtung vor und 5 nach der zylindrischen 9°SrTiO3-Strahlenquelle jeweils ein kleiner Tantalzylinder gleichen Durchmessers einge- bracht wird.