随着医疗技术的发展，放射性核素在医药卫生的放射药物开发等方面均取得了较大突破，但也对环境、公众产生一定的辐射风险，因此如何降低核辐射对人体和环境的危害是当今亟需解决的问题 ^[1]。³²P敷贴治疗是一项经典的核素治疗项目，具有疗效确切、并发症少等优点 ^[2-3]。但受限于工艺技术条件，传统³²P敷贴在辐射防护材料的选择方面较为粗放，存在对非病变部位防护能力差、防护材料可塑性均较差等问题 ^[3-4]。因此，临床亟需一种能降低轫致辐射、可塑性强、更加安全，可通过人工智能辅助技术精确裁剪，防护性能不低于 GBZ 120 — 2020《放射性核素敷贴治疗卫生防护标准》^[5]第 12.2.5 中 3 mm厚橡皮的防护性能参数相关要求的材料。基于此，本研究研发了一种 ³²P 专用辐射防护材料，并已取得一类医疗器械备案、一类医疗器械生产备案及发明专利（ZL 2023100735261），使用该防护材料包裹 ³²P 药剂，以防止其影响非目标治疗部位，达到提高治疗精度的目的。

1  材料与方法

1.1  试剂

试剂：磷（³²P）酸钠盐溶液（原子高科股份有限公司）、树脂粉、氧化钨、氧化铋、钨粉、氧化钆、铝粉、钙粉、氧化铈、碳化硼、铅粉、锑粉、3 mm 橡胶（国药试剂）。

1.2  方法

1.2.1  防护片制备

将准备的原料放入电动搅拌机（张家港聚硕机械有限公司，规格：10 L 圆筒），在转速 250 r/min 下混合 8 min。混合均匀后，按照先主料、辅料后添加剂，或先粉料后液料的顺序进行投料混合，然后将混合料在开炼机（江苏天惠试验机械有限公司，TH6008 型，规格：6 寸）上以温度 180 ℃进行开炼热熔处理（转速 960 r/min）。调整辊轴间距以调节厚度，利用测厚仪（河南埃维特电子科技有限公司，规格：0 ~ 12.7 mm）测量厚度。将片材取下，待冷却后用取样器（武汉国量仪器有限公司，ZB01A 型）取样 100 cm2 ，裁剪成样片。

1.2.2  制备不同填料的防护片

利用天平（SHIVOVEZY，规格：600 g/0.01 g）按照不同配方制备防护片，其中不同配方 β 射线防护样片编号 A1 ~ A9，不同配方 X、γ 射线防护样片，编号 B1 ~ B5，见表 1 ~ 2。

表 1 β 射线防护样片配方

表 2 X 与 γ 射线防护样片配方

1.2.3  不同配方最佳填料制备防护法

按照表 3 配方称取不同填料后加入一定量的树脂粉、增塑剂 DOP 和 DOA、热稳定剂等材料制备成防护片，测定其防护性能，以无防护为对照。根据防护性能选取既能防护 β 射线，又对 X、γ 射线有较好防护效果的最优填料。测试效果如表 4 所示，样品 A2 的 5、30 cm 处 β 射线放射活度较小，低于无防护样品，这说明以钨粉和氧化铋为填料制成的防护片对 β 射线有较好的防护效果。样品B5 以铋粉作为填料，X 和 γ 射线的放射活度较小，在 5 cm 处的放射活度分别为 0.321、0.38 usv/h，在 30 cm 处的放射活度为 0.161、0.140 usv/h，对X 和 γ 射线有较好的防护效果。与无防护样品相比，以钨粉、铋粉和氧化铋为填料制成的防护片对 ³²P辐射的防护效果较好，且距离越远防护效果越明显见表 5。

表 3 β、X、γ 射线防护片填料

表 4 20 μCi 规格放射源防护性能测试（μSv/h）

表 5 不同填料比例和厚度防护样片配方

选取最佳填料按照表 5 配方制备防护片。

1.2.4  防护性能测试方法

在 1 cm2 滤纸上滴加 20 μCi ³²P 酸钠盐溶液，使³²P活度分布均匀 ^[5]，待滤纸烘干后用塑料薄膜封装制备成 ³²P放射源；将 ³²P 放射源置于 1 cm2 厚橡胶铺垫中心，周围环境无射线干扰。³²P放射源上方覆盖不同配方制备的防护片，使用手持辐射监测仪分别在 ³²P放射源正上方 5 cm 和 30 cm 处测量 β、X、γ 射线的放射性活度并记录数据。

1.3  评价指标

（1）以无防护为空白对照，测试填料比例和厚度对防护片防护性能的影响。（2）将防护性能符合要求的配方根据样片的厚度、重量、表面效果、生产工艺、成本等因素进行综合分析。

2  结果

2.1  填料比例和厚度对防护性能的影响

防护性能测试结果显示，适当增加钨粉，降低铋粉，防护效果增强；辐射防护效果随着防护片厚度的增加而增强，且当防护样片厚度大于 0.5 mm 时，防护性能强于 3 mm 厚橡胶。见表 6。

表 6 20 μCi 规格放射源防护性能测试结果（μSv/h）

2.2  综合评价

临床使用需要考虑患者的使用舒适性及裁切难度，同时也需要考虑制备工艺难度、原料的成本以及防护性能。由表 7 可知，相同配方下，厚度越厚辐射防护性能越好，但制备成本、工艺难度和裁切难度也逐渐增加，因此并非辐射屏蔽能力最强且最厚的 c-3（0.98 mm）配方最合适。而 C 配方防护性能满足要求，成本较低，制备简单且质地软，更加便于裁切和使用，因此建议采用 C 的配方。

表 7 不同配方样片综合分析

注：仅计算原材料成本，不包括加工成本

3  讨论

由磷（³²P）酸钠盐溶液和防护材料共同组成的³²P 放射疗法因其释放的射线穿透力弱，不会伤害机体正常组织，几乎不会导致肿瘤，使用简便且安全，但群众乃至医护人员对于这种疗法或核医学仍然表现得较为抵触，甚至“谈核色变”^[6]。因此，³²P 核素治疗的辐射防护是临床研究的重点。不同于以往的针对辐射防护材料领域以性能为主的检测方案，本研究更加注重于临床转化。因此，本研究纳入材料成本、制作工艺的难易程度等因素进行综合考量，旨在研发出一种临床可用的 ³²P 辐射防护材料。

铅是较好的辐射屏蔽填充材料，但铅具有极强的毒性，长期接触会导致严重的健康问题 ^[7-8]。而钨 ^[9]、钆 ^[10]、铋、氧化铋 ^[11] 等材料具有较好的辐射防护能力，是较为理想的可代替铅的实验材料。基于此，本研究选择使用钨、铋、氧化铋、锑、钆、铈等材料作为填料进行实验。本研究结果显示，以钨粉、氧化铋和铋粉为填料制成的防护片对 β、X、γ射线均有较好的防护效果，尤其对 β 射线防护效果显著，表明高原子序数材料对低能 β 射线有较好的屏蔽效果，但由以纯钨粉作为填料时，无论屏蔽效果、制备工艺还是制备成本均达不到令人满意的效果。因此综合评价后选取钨粉、铋粉、氧化铋作为最优填料。通过测试填料类型、填料比例、填料厚度等因素对 β、X、γ 射线防护能力的影响，得到了多种对 β、X、γ 射线均有较好防护效果的填料配方。通过综合分析其防护性能、制备成本等因素，C 配方所使用的材料具备制备工艺简单、方便量产、防护效果出众等多种优点，能够做到在保证疗效的同时进一步降低核素治疗对非目标治疗部位皮肤组织的影响，同时能够降低敷贴治疗时对于治疗室工作人员及工作场所以外人员的受照射计量。目前，该材料只用于³²P 核素治疗的辐射防护研究，对于同类型的 ⁹⁰Sr、⁹⁰Y 等核素防护性能测试仍处于空白阶段，未来在核素治疗、辐射防护等领域具有较大的优化空间。

综上所述，C 配方所使用的材料具备制备工艺简单、方便量产的优点，对 ³²P 核素治疗的辐射防护效果较好，有助于³²P 敷贴疗法的临床推广应用，提高核医学的接受程度，推动核素疗法及核医学的发展。

【参考文献】  

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［3］张强，史彦青，李艳萍 . 放射性32P 敷贴治疗瘢痕疙瘩临床观察 [J]. 河南职工医学院学报，2011，23（1）：11-13.

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［8］闫思齐，成鹏，于广益，等 . 新型无铅柔性辐射防护材料的设计与防护效果模拟 [J]. 核技术，2020，43（5）：8-13.

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［10］MA J, LA L T B, ZAMAN I, et al. Fabrication, structure and properties of epoxy/metal nanocomposites[J].Macromolecular Materials and Engineering, 2011, 296(5): 465-474.

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