DE102008052357A1 - Ionizing radiation responsive compositions, methods and systems - Google Patents

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Roderick A. Redmond Hyde
Muriel Y. Livermore Ishikawa
Edward K.y. Bellevue Jung
Nathan P. Medina Myhrvold
Clarence T. Bellevue Tegreene
Thomas A. San Mateo Weaver
Charles North Bend Whitmer
Lowell L. Bellevue Wood Jr.
Victoria Y.h. Livermore Wood
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Abstract

Ein Verfahren, eine Zusammensetzung und ein System sprechen auf ionisierende Strahlung durch Anpassen biologischer Aktivität an. In einigen Lösungsansätzen ist die ionisierende Strahlung Röntgenstrahlung oder extreme ultraviolette Strahlung, die lumineszierendes Ansprechen erzeugt, das biologisch aktives Ansprechen induziert.A method, composition and system are responsive to ionizing radiation by adjusting biological activity. In some approaches, the ionizing radiation is x-ray or extreme ultraviolet radiation that produces luminescent response that induces biologically active response.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzungen, Verfahren und Systeme.The The present invention relates to ionizing radiation attractive compositions, methods and systems.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Ausführungsformen von auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 30 definiert. Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung sind in den unabhängigen Verfahrensansprüchen 39 und 40 definiert. Die abhängigen Patentansprüche definieren weitere optionale Merkmale.embodiments of ionizing radiation responsive compositions of the present invention Invention are in the independent claims 1 and 30 defined. Embodiments of the method of Invention are in the independent method claims 39 and 40 defined. The dependent claims define further optional features.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die 1 stellt das Bestrahlen einer auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung dar.The 1 Figure 5 illustrates irradiation of an ionizing radiation responsive composition.

Die 2 stellt ein photolabiles Material dar.The 2 represents a photolabile material.

Die 3 stellt ein durch Licht isomeriesierbares Material dar.The 3 represents a light isomerizable material by light.

Die 4A4C stellen auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzungen dar.The 4A - 4C represent compositions responsive to ionizing radiation.

Die 5A5C und 6A6C stellen Konfigurationen eines lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials und eines biologisch aktiven Materials dar.The 5A - 5C and 6A - 6C illustrate configurations of a photosensitive bioactivity-adjusting material and a biologically active material.

Die 7 stellt das Bestrahlen einer auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung dar.The 7 Figure 5 illustrates irradiation of an ionizing radiation responsive composition.

Die 8A8G, 9A9H, 10A10B, 11A11D und 12 stellen auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzungen dar.The 8A - 8G . 9A - 9H . 10A - 10B . 11A - 11D and 12 represent compositions responsive to ionizing radiation.

Die 1314 stellen das Bestrahlen einer auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung Anordnung dar.The 13 - 14 For example, irradiation of an ionizing radiation responsive composition is an arrangement.

Die 1517 stellen Prozessabläufe dar.The 15 - 17 represent process sequences.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden. In den Zeichnungen identifizieren ähnliche Symbole normalerweise ähnliche Komponenten, es sei denn der Zusammenhang diktiert etwas anderes. Die veranschaulichenden Ausführungsformen, die in der detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Patentansprüchen beschrieben werden, sind nicht beschränkend gemeint. Andere Ausführungsformen können verwendet werden und andere Änderungen können gemacht werden ohne von dem Geist und dem Geltungsbereich des hier präsentierten Gegenstandes abzuweichen.In The following detailed description will be referred to on the accompanying drawings, which are part of the description form. In the drawings, similar symbols usually identify similar ones Components, unless the context dictates otherwise. The illustrative embodiments shown in more detail Description, the drawings and the claims are not meant to be limiting. Other Embodiments may be used and other changes can be made without the spirit and scope of this presentation To depart from the subject.

Die 1 stellt eine veranschaulichende Ausführungsform dar in der ein ionisierender Strahlungsemitter 100 ionisierende Strahlung 102 produziert. Die ionisierende Strahlung bestrahlt zumindest einen Teil eines Bereichs 104, der ein lumineszierendes Material 110 und ein lichtempfindliches biologisch aktives Material 112 enthält. Der Bereich 104 könnte beispielsweise einen menschlichen oder tierischen Patienten oder einen Teil davon umfassen, wie etwa den Kopf, den Nacken, den Schenkel, den Thorax, die Wirbelsäule, den Bauchraum, das Becken; oder ein bestimmtes Gewebe, Organ oder eine Drüse; oder eine bestimmte Läsion, die durch eine Krankheit oder Verletzung verursacht wurde; oder irgendeine andere Fläche, die für eine Behandlung ausgewählt wurde. In der veranschaulichenden Ausführungsform, die in der 1 dargestellt ist, teilt der Strahl der ionisierenden Strahlung den Bereich 104 in einen bestrahlten Bereich 106 und einen nicht bestrahlten Bereich 108. In dem bestrahlten Bereich 106 spricht das lumineszierende Material auf die ionisierende Strahlung 102 durch Erzeugen von optischer Energie 114 an und das lichtempfindliche biologisch aktive Material spricht auf die optische Energie 114 an, um biologisch aktiv zu werden, wie schematisch in der 1 durch die radialen Linien 116 dargestellt (andere Ausführungsformen liefern anderes Ansprechen des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials; zum Beispiel kann das lichtempfindliche biologisch aktive Material auf die optische Energie 114 ansprechen, um biologisch inaktiv zu werden, um einen Level biologischer Aktivität teilweise zu vergrößern oder zu verkleinern, um von einem ersten Modus von biologischer Aktivität in einen zweiten Modus von biologischer Aktivität zu wechseln, usw.). In dem nicht bestrahlten Bereich 108 empfängt das lumineszierende Material keine ionisierende Strahlung, so dass es keine optische Energie produziert, um das lichtempfindliche biologisch aktive Material zu aktivieren.The 1 FIG. 12 illustrates an illustrative embodiment in which an ionizing radiation emitter. FIG 100 ionizing radiation 102 produced. The ionizing radiation irradiates at least part of a region 104 that is a luminescent material 110 and a photosensitive biologically active material 112 contains. The area 104 For example, it could include a human or animal patient, or a portion thereof, such as the head, neck, thigh, thorax, spine, abdomen, pelvis; or a particular tissue, organ, or gland; or a specific lesion caused by a disease or injury; or any other area selected for treatment. In the illustrative embodiment shown in the 1 is shown, the beam of ionizing radiation divides the area 104 in an irradiated area 106 and a non-irradiated area 108 , In the irradiated area 106 the luminescent material speaks to the ionizing radiation 102 by generating optical energy 114 and the photosensitive biologically active material is responsive to the optical energy 114 to become biologically active, as shown schematically in the 1 through the radial lines 116 (Other embodiments provide different response of the photosensitive biologically active material, for example, the photosensitive biologically active material may be sensitive to the optical energy 114 to become biologically inactive, to partially increase or decrease a level of biological activity, to switch from a first mode of biological activity to a second mode of biological activity, etc.). In the non-irradiated area 108 For example, the luminescent material does not receive ionizing radiation so that it does not produce optical energy to activate the photosensitive biologically active material.

Im Allgemeinen kann der Ausdruck „lichtempfindliches biologisch aktives Material” irgendein Material umfassen, das eine biologische Aktivität aufweist, die sich in Ansprechen auf optische Energie ändert. Zum Beispiel kann ein lichtempfindliches biologisch aktives Material ein Material einschließen, das biologisch inaktiv ist und auf optische Energie anspricht, um biologisch aktiv zu werden, ein Material, das biologisch aktiv ist und auf optische Energie anspricht, um biologisch inaktiv zu werden, ein Material das einen ersten Level biologischer Aktivität aufweist und auf optische Energie anspricht, um zu einem zweiten Level von biologischer Aktivität zu wechseln, ein Material, das einen ersten Modus biologischer Aktivität aufweist und auf optische Energie anspricht, um zu einem zweiten Modus biologischer Aktivität zu wechseln, oder irgendein anderes Material oder Kombination von Materialien, die irgendein Ansprechen auf optische Energie aufweisen, das ihre biologische Aktivität beeinflussen kann.In general, the term "photosensitive biologically active material" may include any material that has a biological activity that changes in response to optical energy. For example, a photosensitive biologically active material may include a material that is biologically inactive and responsive to optical energy to become biologically active, a material that is biologically active and responsive to optical energy to become biologically inactive having a first level of biological activity responsive to optical energy for changing to a second level of biological activity, a material having a first mode of biological activity responsive to optical energy for switching to a second mode of biological activity; or any other material or combination of materials that have any optical energy response that may affect their biological activity.

In einigen Ausführungsformen ist das lichtempfindliche biologisch aktive Material ein Photosensibilisator, der auf optisches Licht anspricht, um eine reaktive Sauerstoffart zu erzeugen (wie etwa atomarer Sauerstoff (singlet oxygen)) oder ein anderes zytotoxisches Argens (cytotoxic agent). Photosensibilisatoren werden manchmal verwendet um krebsartige oder erkrankte Zellen durch ein Verfahren zu zerstören, das als photodynamische Therapie (PDT, photodynamic therapy) bekannt ist. Dieses Verfahren beinhaltet im Allgemeinen: (1) das Verabreichen eines photosensibilisierenden Arzneimittels; (2) das selektive Aufnehmen oder die Retention des photosensibilisierenden Arzneimittels in das Zielgewebe oder der Läsion; (3) das Liefern von optischem Licht in dem Zielgewebe oder der Läsion; (4) die Lichtabsorption durch das photosensibilisierende Arzneimittel, um ein zytotoxisches Agens zu erzeugen oder um das Zielgewebe oder die Läsion zu schädigen oder zu zerstören; (5) der Metabolismus oder die Absonderung des photosensibilisierenden Arzneimittels, um die Sonnenlichtempfindlichkeit zu verringern. Die photodynamische Therapie und die Photosensibilisatoren und ihre Anwendung sind weiter von S. A. Unger in „Photodynamic Therapy”, Buffalo Physician, Autumn 2004, 8–19 ; von Paras N. Prasad, in Introduction to Biophotonics, Wiley-Interscience, 2003, 433–463 ; von und Tuan Vo-Dinh et al., in Bionetical Photonics Handbook, CRC Press, 2003, 36–1 bis 38–16 ; die hierin durch Bezug mit aufgenommen werden, beschrieben. Einige Beispiele von Photosensibilisatoren umfassen Porphyrine (porphyrins), Chlorine (chlorines), Bakteriochlorine (bacteriochlorins), Benzoporphyrine (benzoporphyrins), Flavine (flavins), Texaphyrine (texaphyrins), Phthalozyanine (phthalocyanines), Naphthalozyanine (naphthalocyanines), katonische Farbstoffe (cationic dyes), halogenierte Xantriene (halogenated xanthenes), Dentrimere (dendrimers), Fullerene (fullerenes), organmetallische Komplexe (organmetallic complexes) und Halbleiter-Nanopartikel (semiconductor nanoparticles); sowie Kombinationen und Derivate von diesen verschiedenen Verbindungen und pharmazeutische Präparate davon. Einige Anwendungen beinhalten die Verabreichung von photosensibilisierenden metabolischen Vorläuferverbindungen (photosensitizer metabolic precursor); ein Beispiel ist 5-Aminolävulininsäure (ALA, aminolaevulinc acid), die endogen den Photosensibilisator Photoporphyrin IX erzeugt.In some embodiments, the photosensitive biologically active material is a photosensitizer that is responsive to optical light to produce a reactive oxygen species (such as singlet oxygen) or another cytotoxic agent. Photosensitizers are sometimes used to destroy cancerous or diseased cells by a process known as photodynamic therapy (PDT). This method generally includes: (1) administering a photosensitizing drug; (2) the selective uptake or retention of the photosensitizing drug into the target tissue or lesion; (3) delivering optical light to the target tissue or lesion; (4) the light absorption by the photosensitizing drug to produce a cytotoxic agent or to damage or destroy the target tissue or lesion; (5) the metabolism or secretion of the photosensitizing drug to reduce sunlight sensitivity. The photodynamic therapy and the photosensitizers and their application are further from SA Unger in Photodynamic Therapy, Buffalo Physician, Autumn 2004, 8-19 ; from Paras N. Prasad, in Introduction to Biophotonics, Wiley-Interscience, 2003, 433-463 ; from and Tuan Vo-Dinh et al., In Bionetic Photonics Handbook, CRC Press, 2003, 36-1 to 38-16 ; which are incorporated herein by reference. Some examples of photosensitizers include porphyrins (porphyrins), chlorines, bacteriochlorins, benzoporphyrins, flavins, texaphyrins, phthalocyanines, naphthalocyanines, cationic dyes ), halogenated xanthenes, dendrimers, fullerenes, organometallic complexes, and semiconductor nanoparticles; and combinations and derivatives of these various compounds and pharmaceutical preparations thereof. Some applications involve the administration of photosensitizing metabolic precursor compounds; an example is 5-aminolevulinic acid (ALA, aminolaevulinc acid), which endogenously produces the photosensitizer photoporphyrin IX.

In einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche biologisch aktive Material ein photolabiles Material umfassen. Die 2 ist eine schematische Darstellung eines photolabilen Materials 200 das eine erste Komponente 201 und eine zweite Komponente 202 aufweist, die durch eine photolabile Komponente 203 verbunden sind. Diese Elemente, die durch gestrichelte Linien dargestellt sind, sind in einigen Ausführungsformen optional. Das Material spricht auf optische Energie in zumindest in einem Wellenlängenband an, wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ gekennzeichnet ist, um die photolabile Komponente in zwei Fragmente 205 zu teilen. Fachleute verwenden verschiedene Ausdrücke um dieses Ansprechen auf optische Energie zu beschreiben, einschließend beispielsweise „Photolyse”, „Photodissoziation”, „Photofreisetzung (photorelease)”, und „Photobefreiung (photo-uncaging)”. Falls die photolabile Komponente 203 die einzige Struktur ist, die an die erste Komponente und die zweite Komponente koppelt, dann kann das Material in Ansprechen auf die optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband komplett gespalten werden. Falls das Material 200 optional eine dritte Komponente 206 umfasst, die an die erste Komponente 201 und an die zweite Komponente 202 durch eine photolabile Komponente 207 gebunden ist, dann wird die Struktur in Ansprechen auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband modifiziert, aber das Material wird nicht vollständig gespalten und die erste und die zweite Komponente bleiben indirekt gekoppelt. Die modifizierte oder gespaltene Struktur kann eine biologische Aktivität aufweisen, die sich von der der nicht modifizierten oder der nicht gespaltenen Struktur unterscheidet.In some embodiments, the photosensitive biologically active material may comprise a photolabile material. The 2 is a schematic representation of a photolabile material 200 this is a first component 201 and a second component 202 having, by a photolabile component 203 are connected. These elements, represented by dashed lines, are optional in some embodiments. The material is responsive to optical energy in at least one wavelength band, as indicated by the arrow 204 represented with a wavelength λ to the photolabile component in two fragments 205 to share. Those skilled in the art will use various terms to describe this response to optical energy, including, for example, "photolysis,""photodissociation,""photorelease," and "photo-uncaging." If the photolabile component 203 the only structure is that couples to the first component and the second component, then the material can be completely split in response to the optical energy in the at least one wavelength band. If the material 200 optionally a third component 206 includes that to the first component 201 and to the second component 202 through a photolabile component 207 is bound, then the structure is modified in response to optical energy in the at least one wavelength band, but the material is not completely cleaved and the first and second components remain indirectly coupled. The modified or cleaved structure may have a biological activity that is different from that of the unmodified or non-cleaved structure.

Verschiedene lichtempfindliche biologisch aktive Materialien die photolabile Materialien umfassen sind Fachleuten bekannt. Repräsentative Beispiele sind die Folgenden; andere Ausführungsformen werden Fachleuten offensichtlich sein. Fay et al. beschreiben in „Photosensitive caged macromolecules”, US Patent Nr. 5 998 580 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, verschiedene Peptide, die photolabile Moleküle beinhalten (z. B. 2-Nitrophenyl, 2-Nitrobenzyloxycarbonyl (2-ntrobenzyloxycarbonyl) oder α-Carboxy-2-Nitrobenzyl (α-carboxy-2-nitrobenzyl) und die auf optische Energie ansprechen, um biologisch aktiv oder inaktive werden. Grissom et al. beschreiben in „Biconjugates and delivery of bioactive agents”, US Patent Nr. 6 777 237 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, ein Beispiel eines bioaktiven Agens, das an ein Kobaltatom in einem Organo-Kobalt-Komplex gebunden ist, wobei der Komplex auf Licht anspricht, um die Verbindung zwischen dem bioaktiven Agens und dem Kobaltatom zu spalten, wodurch das bioaktive Agens freigesetzt wird. Kehayova at al. beschreiben in ”Phototriggered delivery of hydrophobic carbonic anhydrase inhibitors”, Photochem. Photobiol. Sci. 1 (2002) 774–779 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, einen Kohlenstoffhaltigen Anhydrase-Inhibitor, der eine protolabile Käfigverbindung o-Nitrodimethoxyphenylglycin (o-NDMPG, o-nitrodimethoxyphenylglycine) enthält, der auf optisches Licht anspricht, um durch Licht das Inhibitor-Molekül zu befreien (und dadurch zu aktivieren). W. Neuberger beschreibt in „Device and method for photoactivated drug therapy”, US Patent Nr. 6 397 102 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, ein Arzneimittel, das in ein photoaktives Fullerenmolekül eingekapselt oder daran befestigt ist; wenn der inaktive Arzneimittel-Fulleren-Komplex selektiver Bestrahlung unterworfen wird, wird der Komplex aufgebrochen und das Arzneimittel wird in einer aktiven Form freigesetzt. A. Momotake et al. beschreiben in „The nitrodibenzofuran chromophore: a new caging group for ultra-efficient photolysis in living cells”, Nature Methods 30 (2006), 35–40 und W. H. Li beschreibt in ”Crafting new cages”, Nature Methods 30 (2006), 13–15 , beide hierin durch Bezug mit aufgenommen, eine photolabile Nitrodibenzofuran-Käfiggruppe. V. Tassel et al. beschreiben in ”Photolytic drug delivery systems”, Internationale Anmeldung Nr. PCT/US96/01333, und A. W. Lindall beschreibt in ”Catheter system for controllably releasing a therapeutic agent at a remote tissue site”, US Patent Nr. 5 470 307 , beide hierin durch Bezug mit aufgenommen, ein therapeutisches oder ein diagnostisches Agens, das an ein Polymer, Metall, Glas, Silica, Quartz oder ein anderes Substrat durch ein photolabiles Bindungsagens (z. B. ein 2-Nitrophenyl, ein Akridin, ein Nitro-Aromastoff, ein Acrylsulfonamid oder ein ähnliches Chromophor) gebunden ist, das auf optisches Licht anspricht, um das therapeutische oder diagnostische Agens aus dem Substrat freizusetzen. Guillet et al. beschreiben in „Drug delivery systems”, US Patent Nr. 5 482 719 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, eine Ausführungsform eines Polymers und einer therapeutischen Verbindung, die chemisch miteinander durch eine photolabile kovalente chemische Verbindung verbunden sind (z. B. eine photolabile Peptid-Blockerverbindung) und auf Licht anspricht, um eine therapeutische Verbindung der Polymerverbindung freizusetzen.Various photosensitive biologically active materials comprising photolabile materials are known to those skilled in the art. Representative examples are the following; other embodiments will be apparent to those skilled in the art. Fay et al. describe in "Photosensitive caged macromolecules", U.S. Patent No. 5,998,580 as incorporated herein by reference, various peptides which include photolabile molecules (e.g., 2-nitrophenyl, 2-nitrobenzyloxycarbonyl (2-n-trobenzyloxycarbonyl), or α-carboxy-2-nitrobenzyl (α-carboxy-2-nitrobenzyl) and the respond to optical energy to become biologically active or inactive, Grissom et al., in " Biconjugates and delivery of bioactive agents " U.S. Patent No. 6,777,237 as incorporated herein by reference, an example of a bioactive agent bound to a cobalt atom in an organo-cobalt complex, wherein the complex is responsive to light to cleave the compound between the bioactive agent and the cobalt atom, whereby the bioactive agent Agent is released. Kehayova at al. describe in "Phototriggered delivery of hydrophobic carbonic anhydrase inhibitors", Photochem. Photobiol. Sci. 1 (2002) 774-779 , herein by Reference is made to a carbonaceous anhydrase inhibitor containing a protolabile cage compound o-nitrodimethoxyphenylglycine (o-NDMPG, o-nitrodimethoxyphenylglycine) which is responsive to optical light for the purpose of liberating (and thereby activating) the inhibitor molecule. W. Neuberger describes in "Device and method for photoactivated drug therapy", US Pat. No. 6,397,102 as incorporated by reference herein, a drug encapsulated or attached to a photoactive fullerene molecule; When the inactive drug-fullerene complex is subjected to selective irradiation, the complex is disrupted and the drug is released in an active form. A. Momotake et al. describe in "The nitrodibenzofuran chromophore: a new caging group for ultra-efficient photolysis in living cells", Nature Methods 30 (2006), 35-40 and WH Li describes in "Crafting new cages", Nature Methods 30 (2006), 13-15 both incorporated herein by reference, are a photolabile nitrodibenzofuran cage group. V. Tassel et al. describe in "Photolytic drug delivery systems", International Application No. PCT / US96 / 01333, and AW Lindall, in "Catheter system for controllably releasing a therapeutic agent at a remote tissue site", describes U.S. Patent No. 5,470,307 both incorporated herein by reference, a therapeutic or diagnostic agent attached to a polymer, metal, glass, silica, quartz or other substrate by a photolabile binding agent (e.g., a 2-nitrophenyl, an acridine, a nitro Aromatic substance, an acryl sulfonamide or a similar chromophore) which is responsive to optical light to release the therapeutic or diagnostic agent from the substrate. Guillet et al. describe in "drug delivery systems", U.S. Patent No. 5,482,719 as incorporated herein by reference, an embodiment of a polymer and a therapeutic compound chemically linked together by a photolabile covalent chemical compound (e.g., a photolabile peptide blocking compound) and responsive to light to release a therapeutic compound of the polymeric compound ,

In einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche biologisch aktive Material ein durch Licht isomerisierbares (photoisomerizable) Material umfassen. Die 3 ist eine schematische Darstellung eines durch Licht isomerisierbaren Materials 300, das eine erste Komponente 301 und eine zweite Komponente 302 aufweist, die durch eine Photoisomer-Komponente in einer ersten isomeren Form 303 verbunden sind. Das Material spricht auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband an, wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist, um eine Photoisomer-Komponente in eine zweite isomere Form 305 umzuwandeln. Die in der Figur dargestellte Formänderung ist eine schematische Darstellung der Isomerisation und ist nicht als beschränkend beabsichtigt. In einigen Ausführungsformen sind die zwei isomeren Formen der Photoisomer-Komponente cis und trans Isomere. In einigen Ausfüh rungsformen ist der Übergang von der ersten isomeren Form in die zweite isomere Form irreversibel. In anderen Ausführungsformen ist der Übergang von der ersten isomeren Form in die zweite isomere Form reversibel, wie durch den gestrichelten Pfeil 306 angedeutet. Der umgekehrte Übergang kann in Ansprechen auf optische Energie in zumindest einen zweiten Wellenlängenband auftreten (wie durch die Kennzeichnung λ2 angedeutet) oder der umgekehrte Übergang kann in Ansprechen auf eine Verringerung oder Abwesenheit optischer Energie in zumindest des ersten Wellenlängenbandes auftreten (wie durch die Bezeichnung „dunkel” angedeutet). Die verschiedenen isomeren Formen des durch Licht isomerisierbaren Materials können verschiedene biologische Aktivitäten aufweisen.In some embodiments, the photosensitive biologically active material may comprise a photoisomerizable material. The 3 is a schematic representation of a light isomerizable material 300 that is a first component 301 and a second component 302 which is replaced by a photoisomer component in a first isomeric form 303 are connected. The material is responsive to optical energy in at least a first wavelength band, as indicated by the arrow 204 represented at a wavelength λ 1 to form a photoisomer component in a second isomeric form 305 convert. The shape change shown in the figure is a schematic representation of the isomerization and is not intended to be limiting. In some embodiments, the two isomeric forms of the photoisomer component are cis and trans isomers. In some embodiments, the transition from the first isomeric form to the second isomeric form is irreversible. In other embodiments, the transition from the first isomeric form to the second isomeric form is reversible, as indicated by the dashed arrow 306 indicated. The reverse transition may occur in at least a second wavelength band in response to optical energy (as indicated by the label λ 2 ) or the reverse transition may occur in response to a reduction or absence of optical energy in at least the first wavelength band (as denoted by the term " dark "indicated). The various isomeric forms of the light-isomerizable material can have various biological activities.

Verschiedene lichtempfindliche biologisch aktive Materialien, die durch Licht isomerisierbare Materialien umfassen, sind Fachleuten bekannt. Einige repräsentative Beispiele sind die Folgenden; andere Ausführungsformen werden für Fachleute offensichtlich sein. Volgraf et al. beschreiben in „Allosteric control of an ionotropic glutamate receptor with an optical switch”, Nat. Chem. Biol 2 (2006), 47–52 ; Banghart et al. beschreiben in ”Light-activated ion channels for remote control of neuronal firing”, Nature Neuroscience 7 (2004), 1381–1386 ; und Isacoff at al. beschreiben in ”Photoreactive regulator of protein function and methods of use thereof” , US Patent Anmeldungspublikationsnummer US2007/0128662 A1, die alle hierin durch Bezug mit aufgenommen werden, durch Licht isomerisierbare Materialien die auf optisches Licht ansprechen, um Proteinfunktionen zu regulieren. Kumita et al. beschreiben in ”Photo-control of helix content in a short peptide”, PNAS 97 (2000) 3803–3808 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, ein Peptid, das modifiziert ist, um ein Azobenzol-Photoisomer zu umfassen und das auf optische Energie anspricht, um den Helix-Inhalt (helix content) des Peptids zu vergrößern.Various photosensitive biologically active materials comprising light isomerizable materials are known to those skilled in the art. Some representative examples are the following; other embodiments will be apparent to those skilled in the art. Volgraf et al. describe in "Allosteric control of an ionotropic glutamate receptor with an optical switch", Nat. Chem. Biol. 2 (2006), 47-52 ; Banghart et al. describe in "Light-activated ion channels for remote control of neuronal firing", Nature Neuroscience 7 (2004), 1381-1386 ; and Isacoff at al. describe in "Photoreactive regulator of protein function and methods of use thereof" US Patent Application Publication No. US2007 / 0128662 A1, all incorporated herein by reference, are light isomerizable materials that are responsive to optical light to regulate protein functions. Kumita et al. describe in "Photo-control of helix content in a short peptide", PNAS 97 (2000) 3803-3808 as incorporated herein by reference, a peptide modified to comprise an azobenzene photoisomer and which is responsive to optical energy to increase the helix content of the peptide.

In einigen Ausführungsformen umfasst das lichtempfindliche biologisch aktive Material einen Bindungspartner eines Proteins, wobei das lichtempfindliche biologisch aktive Material auf optische Energie anspricht, um eine Wechselwirkung zwischen dem Bindungspartner und dem Protein zu modifizieren. Das Protein und der Bindungspartner könnten beispielsweise sein: ein Rezeptor und ein entsprechender Rezeptorligand (z. B. ein Agonist, ein inverser Agonist, ein Antagonist, ein Porenblocker (pore blocker), usw.); ein Enzym und ein entsprechender Enzymligand (z. B. ein allosterischer Effektor (Allosteric effector), ein Inhibitor, ein Aktivierungsmittel, usw.); oder irgendein anderes Protein, ein Proteinfragment oder ein Proteinkomplex und ein entsprechender Ligand (z. B. ein Element, ein Molekül, ein Peptid, usw.), welche in der Lage sind sich mit dem Protein, dem Proteinfragment oder dem Proteinkomplex zu verbinden um anschließend das Verhalten des Proteins, des Proteinfragments oder des Proteinkomplexes zu beeinflussen. In einigen Ausführungsformen weist der Bindungspartner eine Bindungswahrscheinlichkeit an das Protein auf, die in Antwort auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband geändert wird. Beispielsweise kann das lichtempfindliche biologisch aktive Material eine photolabile Komponente umfassen, die den Bindungspartner einschließt oder hemmt; in Antwort auf optische Energie wird die photolabile Komponente entfernt und der Bindungspartner kann sich an sein entsprechendes Protein binden. In einem weiteren Beispiel kann das lichtempfindliche biologisch aktive Material ein Photoisomer umfassen, wobei die isomere Form des Photoisomers die Fähigkeit oder den Bindungspartner beeinflusst sich an sein entsprechendes Protein zu binden. Volgraf et al., Banghart et al., und Isacoff et al. liefern, wie oben zitiert, Beispiele eines Bindungspartners (z. B. ein Porenblocker oder ein Rezeptoragonist), der an ein Photoisomer angebunden ist, wobei die Isomerisation verursacht, dass das der Bindungspartner seinen Position relativ zu einem Bindungsort ändert. In weiteren Ausführungsformen weist eine gebundene Zusammensetzung eines Proteins und des Bindungspartners einen Level biologischer Aktivität auf, der durch Ansprechen auf optische Energie in zumindest einem Wellenlängenband änderbar ist. Zum Beispiel beschreiben Eisenman et al. in „Anticonvulsant and anesthetic effects of a fluorescent neurosteriod analog activated by visible light”, Nature Neuroscience 10 (2007), 523–530 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, ein durch Fluoreszenz-markiertes Neurosteroid (NBD-Allopregnanolon, NBD-allopregnanolone), das sich an den GABAA Rezeptor bindet und auf optisches Licht anspricht, um die Rezeptorfunktion zu potenzieren.In some embodiments, the photosensitive biologically active material comprises a binding partner of a protein, wherein the photosensitive biologically active material is responsive to optical energy to modify an interaction between the binding partner and the protein. The protein and binding partner could, for example, be: a receptor and a corresponding receptor ligand (eg, an agonist, an inverse agonist, an antagonist, a pore blocker, etc.); an enzyme and a corresponding enzyme ligand (eg, an allosteric effector, an inhibitor, an activating agent, etc.); or any other protein, a protein fragment or a protein complex and a corresponding ligand (eg an element, a molecule, a peptide, etc.) which are able to associate with the protein, the protein fragment or the protein complex in order subsequently to control the behavior of the protein, of the protein fragment or protein complex. In some embodiments, the binding partner has a binding probability to the protein that is altered in response to optical energy in the at least one wavelength band. For example, the photosensitive biologically active material may comprise a photolabile component that includes or inhibits the binding partner; in response to optical energy, the photolabile component is removed and the binding partner can bind to its corresponding protein. In another example, the photosensitive biologically active material may comprise a photoisomer, wherein the isomeric form of the photoisomer affects the ability or the binding partner to bind to its corresponding protein. Volgraf et al., Banghart et al., And Isacoff et al. For example, as cited above, examples of a binding partner (eg, a pore blocker or a receptor agonist) attached to a photoisomer provide that the isomerization causes the binding partner to change position relative to a binding site. In further embodiments, a bound composition of a protein and the binding partner has a level of biological activity that is modifiable by responsiveness to optical energy in at least one wavelength band. For example, describe Eisenman et al. in "Anticonvulsant and Anesthetic Effects of a Fluorescent Neurosteriod Analog Activated by Visible Light", Nature Neuroscience 10 (2007), 523-530 , incorporated herein by reference, is a fluorescently-labeled neurosteroid (NBD-allopregnanolone, NBD-allopregnanolone) that binds to the GABA A receptor and is responsive to optical light to potentiate receptor function.

In einigen Ausführungsformen umfasst ein lichtempfängliches biologisch aktives Material eine Kombination aus einem biologisch aktiven Material und einem lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Material, wobei das lichtempfängliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie anspricht durch Vergrößern, Verkleinern oder auf andere Art die biologische Aktivität des biologisch aktiven Materials zu beeinflussen. Beispielsweise kann das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material angewendet werden, um zumindest teilweise die biologische Aktivität von biologisch aktivem Material zu unterdrücken und auf optische Energie ansprechen, um zumindest teilweise die biologische Aktivität von biologisch aktivem Material nicht zu unterdrücken. Alternativ oder zusätzlich kann das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein Material sein, das einen ersten Zustand aufweist, der zumindest einen ersten Inhibitionsgrad biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials verursacht und einen zweiten Zustand, der höchstens einen zweiten Inhibitionsgrad biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials verursacht, wobei der erste Inhibitionsgrad größer als der zweite Inhibitionsgrad ist und wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband anspricht, um sich zumindest teilweise von einem nicht umgewandelten Zustand in einen umgewandelten Zustand umzuwandeln, wobei der nicht umgewandelte Zustand und der umgewandelte Zustand eindeutig aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand besteht. In einigen Ausführungsformen kann die Umwandlung von dem nicht umgewandelten Zustand in den umgewandelten Zustand irreversibel sein. In anderen Ausführungsformen kann die Umwandlung von dem nicht umgewandelten Zustand in den umgewandelten Zustand reversibel sein und die reversible Umwandlung (oder Reversion) von dem umgewandelten Zustand in den nicht umgewandelten Zustand kann durch Ansprechen auf optische Energie in einem zumindest zweiten Wellenlängenband auftreten oder durch Ansprechen auf eine Verringerung oder Abwesenheit optischer Energie in zumindest dem ersten Wellenlängenband. Das biologisch aktive Material kann irgendeine Substanz umfassen, die eine biologische oder pharmazeutische Aktivität aufweist, einschließlich, ohne jedoch beschränkt darauf zu sein, Analgetika, Antiinfektiva, Antineoplastika (oder andere zytotoxische oder chemotherapeutische Agens), kardiovaskuläre Agens, diagnostische Agens, dermatologische Agens, EENT Agens, endokrine Agens oder metabolische Agens, Magen-Darm Agens, gynäkologische Agens, hämatologische Agens, immunologische Agens, neurologische Agens, Psychotherapeutika, pulmonale Agens, respiratorische Agens oder urologische Agens; ebenso Vitamine, Antioxidantien und andere Ernährungs-Agens oder nutrizeutische Agens (nutriceutical agents). Ein biologisch aktives Material kann oder kann kein intrinsisches Ansprechen auf optische Energie aufweisen durch Ändern seiner biologischen Aktivität, aber die Kombination eines biologisch aktiven Materials und eines lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials kann ein lichtempfindliches biologisch aktives Material bilden, das auf optische Energie anspricht. Es ist beabsichtigt, dass in dem gesamten Dokument der Ausdruck „lichtempfindliches biologisch aktives Material” Materialien umfasst, die eine Kombination aus einem biologisch aktiven Material und einem lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Material sind, außer der Zusammenhang schreibt etwas anders vor.In In some embodiments, a light-receptive biologically active material is a combination of a biological active material and a photosensitive bioactivity adaptive material, wherein the light-receptive the bioactivity adaptive material to optical energy responsive by magnifying, Shrink or otherwise biological activity of the biologically active material. For example may be the photosensitive bioactivity-adjusting material be applied to at least partially biological activity suppress and release of biologically active material respond to optical energy to at least partially biological activity of biologically active material can not be suppressed. Alternatively or additionally, the photosensitive can Bioactivity-adaptive material may be a material that a first state, the at least one first degree of inhibition biological activity of the biologically active material caused and a second state, the maximum of a second Degree of inhibition of biological activity of the biologically active Material causes, with the first degree of inhibition greater as the second degree of inhibition and wherein the photosensitive the bioactivity-adapting material to optical energy in at least a first wavelength band responds to itself at least partially from an unconverted state to a converted state, the unconverted State and the converted state uniquely from a group selected from the first state and the second Condition exists. In some embodiments, the Conversion from the unconverted state to the converted one Condition irreversible. In other embodiments The conversion can be from the unconverted state to the converted one State be reversible and reversible conversion (or reversion) from the converted state to the unconverted state can by responding to optical energy in at least a second Wavelength band occur or by responding to a reduction or absence of optical energy in at least the first wavelength band. The biologically active material may comprise any substance, which has a biological or pharmaceutical activity, including but not limited to to be, analgesics, anti-infective, antineoplastic (or others cytotoxic or chemotherapeutic agent), cardiovascular Agent, diagnostic agent, dermatological agent, EENT agent, endocrine Agent or metabolic agent, gastrointestinal agent, gynecological Agent, hematological agent, immunological agent, neurological Agent, psychotherapeutic, pulmonary agent, respiratory agent or urological agent; as well as vitamins, antioxidants and others Nutritional agent or nutriceutical agent (nutriceutical agents). A biologically active material may or may not be intrinsic Have response to optical energy by changing its biological activity, but the combination of a biological active material and a photosensitive bioactivity Adaptive material can be a photosensitive biologically active Form material that responds to optical energy. It is intended, that throughout the document the term "photosensitive biologically active material "includes materials that have a Combination of a biologically active material and a photosensitive the bioactivity-adjusting material are, except the context dictates something different.

Die 4A4C stellen einige beispielhafte Konfigurationen einer auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung 400 dar, die ein lumineszierendes Material 110, ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material 404 und ein biologisch aktives Material 410 umfasst. Dies sind nur veranschaulichende Konfigurationen und sie sind nicht beabsichtigt beschränkend zu sein. Die 4A zeigt ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material 404, das als ein lichtempfindliches Matrixmaterial angewendet wird, das die Zwischengitterplätze dazwischen besetzt, oder anderweitig eine Vielzahl von Teilen eines biologisch aktiven Materials 410 einschließt, umhüllt oder absorbiert. Die 4B zeigt ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material 404, das als ein Substratmaterial angewendet wird, das eine Oberfläche aufweist, die anlagert, absorbiert oder anderweitig an ein biologisch aktives Material 410 ankoppelt. Die 4C zeigt ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material 404, das als ein Substratmaterial angewendet wird, das eine Oberfläche aufweist, die haftet, adsorbiert oder anderweitig an ein biologisch aktives Material koppelt. Jede Konfiguration den 4A4C stellte eine Kern-Schalen-Struktur dar, die ein lumineszierendes Material 110 aufweist, aber dies ist eine veranschaulichende Anwendung des lumineszierenden Materials und ist nicht als beschränkend beabsichtigt. In anderen Ausführungsformen der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung 400 ist das lumineszierende Material weder an das biologische aktive Material noch an das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material angelagert, zumindest teilweise an das eine oder das andere Material angelagert oder verschieden in Konfigurationen angewendet, die alle drei Materialien kombinieren. Einige Konfigurationen einer Ionisierung, die eine lumineszierendes Material und ein lichtempfindliches biologisch aktives Material kombinieren (wobei das letztere selber ein biologisch aktives Material und ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material umfassen können) werden an anderer Stelle beschrieben. In jeder Konfiguration der 4A4C spricht das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband an, wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist, um zumindest teilweise das Freisetzen des biologisch aktiven Materials 410 zu erlauben. In einigen Ausführungsformen ist das Ansprechen auf die optische Energie irreversibel; in anderen Ausführungsformen ist das Ansprechen reversibel, wie durch den gestrichelten Pfeil 304 angedeutet, der eine Reversion dargestellt. Die Reversion kann in Ansprechen auf optische Energie in zumindest einem zweiten Wellenlängenband auftreten (wie durch die Markierung λ2 angedeutet), oder die Reversion kann als Ansprechen auf eine Verringerung oder Abwesenheit optischer Energie in zumindest in dem ersten Wellenlängenband auftreten (wie durch die Markierung „dunkel” angedeutet).The 4A - 4C illustrate some exemplary configurations of an ionizing radiation responsive composition 400 that is a luminescent material 110 , a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 and a biologically active material 410 includes. These are only illustrative configurations and are not intended to be limiting. The 4A shows a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 used as a photosensitive matrix material occupying the interstices therebetween, or otherwise a plurality of parts of a biologically active material 410 encloses, envelops or absorbs. The 4B shows a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 used as a substrate material having a surface that attaches, absorbs, or otherwise binds to a biologically active material 410 couples. The 4C shows a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 used as a substrate material having a surface that adheres, adsorbs, or otherwise couples to a biologically active material. Each configuration the 4A - 4C represented a core-shell structure that is a luminescent material 110 but this is an illustrative application of the luminescent material and is not intended to be limiting. In other embodiments, the ionizing radiation responsive composition 400 For example, the luminescent material is not attached to the biologically active material or the photosensitive bioactivity-adjusting material, at least partially attached to one or the other material, or differently applied in configurations that combine all three materials. Some configurations of ionization that combine a luminescent material and a photosensitive biologically active material (which latter may itself comprise a biologically active material and a photosensitive bioactivity-adjusting material) are described elsewhere. In every configuration the 4A - 4C The photosensitive bioactivity adjusting material responds to optical energy in at least a first wavelength band, as indicated by the arrow 204 represented at a wavelength λ 1 to at least partially release the biologically active material 410 to allow. In some embodiments, the response to the optical energy is irreversible; in other embodiments, the response is reversible, as indicated by the dashed arrow 304 indicated, which represented a reversion. The reversion may occur in response to optical energy in at least a second wavelength band (as indicated by the label λ 2 ), or the reversion may occur in response to a decrease or absence of optical energy in at least the first wavelength band (as indicated by the mark " dark "indicated).

In einigen Ausführungsformen umfasst das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein Substratmaterial, das eine Oberfläche aufweist, die sich an ein biologisch aktives Material haftet, absorbiert oder anderweitig koppelt und auf optische Energie anspricht, um ein biologisch aktives Material von der Oberfläche freizusetzen (optional umfassen Ausführungsformen ein Koppelungsagens, beispielsweise einen bi-funktionalen photolytischen Verknüpfer, der das Substratmaterial und das biologisch aktive Material verbindet und der auf optische Energie anspricht, um das Substratmaterial und das biologische aktive Material zu trennen (z. B. durch Photolyse). Ausführungsformen können zum Beispiel Materialien verwenden, wie die von Van Tassel et al. und von Lindall beschriebenen (beide vorher zitiert und hierin durch Bezug mit aufgenommen). Verschiedene Substratmaterialien umfassen natürliche Polymere, synthetische Polymere, Siliziumdioxyd, Glas, Quarz, Metall und andere Materialien, die in der Lage sind, sich direkt oder indirekt an das biologisch aktive Material zu binden (in einigen Ausführungsformen kann das Lumineszenzmaterial oder ein anderer Bestandteil der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung als Substratmaterial dienen). Verschiedene Bindungsagens umfassen 2-Nitrophenylgruppen, Acridine, nitroaromatische Verbindungen (nitroaromatics), Acrylsulfonamide oder ähnliche photolytische Agens, die in der Lage sind, sich an beide das Substratmaterial und das biologische aktive Material zu binden.In In some embodiments, the photosensitive comprises the bioactivity-adapting material is a substrate material, which has a surface that conforms to a biological active material adheres, absorbs or otherwise couples and responsive to optical energy to be a biologically active material release from the surface (optionally include embodiments a coupling agent, for example a bi-functional photolytic Linker, the substrate material and the biological combines active material and that responds to optical energy, to separate the substrate material and the biologically active material (eg by photolysis). Embodiments may For example, use materials such as those described by Van Tassel et al. and described by Lindall (both previously cited and herein by Reference included). Include various substrate materials natural polymers, synthetic polymers, silicon dioxide, Glass, quartz, metal and other materials that are capable of to bind directly or indirectly to the biologically active material (In some embodiments, the luminescent material or another component of the ionizing radiation responsive Composition serve as a substrate material). Different binding agents include 2-nitrophenyl groups, acridines, nitroaromatic compounds (nitroaromatics), acrylsulfonamides or similar photolytic Agent that is capable of attaching to both the substrate material and to bind the biologically active material.

In einigen Ausführungsformen umfasst das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material, ein Material, das auf optische Energie durch Änderung einer Diffusionscharakteristik des Materials anspricht, die eine Rate der Diffusion des biologisch aktiven Materials beeinflussen kann. Zum Beispiel können Ausfihrungsformen Materialien verwenden, wie die von Fink et al. in „Photoactivated drug therapy”, US Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2003/0216284, hierin durch Bezug mit aufgenommen, beschriebenen: in dieser Referenz verursacht optische Energie (in der Form eines Resonanzbetriebs eines Hohlraums) eine Änderung in einer Diffusionscharakteristik von zumindest einer Komponente des Hohlraums, was wiederum die Freisetzen eines Pharmazeutikums aus dem Hohlraum verursacht (in einer hierin beschriebenen Ausführungsform ist die zumindest eine Komponente ein polymeres Material und die Resonanz verursacht eine Erwärmung, wodurch das polymere Material eine Glasübergangstemperatur übersteigt).In In some embodiments, the photosensitive comprises the bioactivity-adapting material, a material that on optical energy by changing a diffusion characteristic of material that has a rate of diffusion of the biological can affect active material. For example, you can Embodiments Use materials such as those described by Fink et al. in "Photoactivated drug therapy", US patent application Publication Number 2003/0216284, herein incorporated by reference with added, described: in this reference causes optical Energy (in the form of a resonance mode of a cavity) a change in a diffusion characteristic of at least one component of the Cavity, which in turn means the release of a pharmaceutical caused by the cavity (in an embodiment described herein the at least one component is a polymeric material and the Resonance causes heating, causing the polymeric Material exceeds a glass transition temperature).

In einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein Material umfassen, das auf optische Energie anspricht, um eine Formänderung durchzumachen (z. B. eine Expansion, eine Kontraktion oder eine Krümmung); die Formänderung kann einer Änderung einer Diffusionscharakteristik entsprechen oder die Formänderung kann auf einige andere Mittel einwirken, um ein biologisch aktives Material freizusetzen (zum Beispiel kann eine Schrumpfung einen Druck erzeugen, der biologisch aktives Material ausstößt oder eine Krümmung kann eine schleusenähnliche Struktur öffnen, um das biologisch aktive Material freizusetzen) oder beides. Beispielsweise können Ausführungsformen Materialien verwenden, wie die von Rosenthal et al. in „Triggered release hydrogel drug delivery system”, US Patent Nr. 7 066 904 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, beschriebenen; diese Referenz beschreibt Katheter, die ein Polymer oder ein Polymergel umfassen, das angewendet wird, um ein Arzneimittel einzubauen und unbeweglich zu machen und das auf optisches Licht durch Anschwellen oder Kontrahieren anspricht, so dass das Arzneimittel freigesetzt wird. Ausführungsformen können ein lichtempfindliches Copolymer oder Copolymergel verwenden, wobei eine erste Komponente des lichtempfindlichen Copolymers oder Copolymergels Polyacrylamid, Poly(N-Isopropylacrylamid), Hydroxyethyl-Methacrylat, Dihydroxypropyl-Methacrylat, ein Copolymer oder eine Mischung davon ist oder ähnliches und eine zweite Komponente des lichtempfindlichen Copolymers oder Coplymergels ist eine lichtempfindliche Verbindung, die ein Anschwellen induziert (wie bei Malachinitgrün-Derivaten, Leucocyaniden, Leucohydroxiden oder ähnlichen Verbindungen, wie zum Beispiel in „Photoinduced Phase transition of gels”, Macromolecules 23 (1990), 1517–1519 , hierin durch Bezug mit aufgenommen und von Guillet et al., supra (siehe oben), beschrieben) oder eine Kontraktion (wie etwa Chlorophyllin, Rhodamin oder ähnliche Kompo nenten, wie zum Beispiel in „Phase transition in polymer gels induced by visible light”, Nature 346 (1990), 345–347 , hierin durch Bezug mit aufgenommen) des lichtempfindlichen Copolymers oder Copolymergels in Ansprechen auf optische Energie induziert.In some embodiments, the photosensitive bioactivity-adjusting material may include a material that is responsive to optical energy to undergo a shape change (eg, an expansion, a contraction, or a curvature); the change in shape may correspond to a change in a diffusion characteristic or the Shape change may act on some other means to release a biologically active material (for example, shrinkage may create a pressure that expels biologically active material or a curve may open a sluice-like structure to release the biologically active material) or both. For example, embodiments may use materials such as those described by Rosenthal et al. in "Triggered release hydrogel drug delivery system", U.S. Patent No. 7,066,904 , herein incorporated by reference; this reference describes catheters that comprise a polymer or a polymer gel that is used to incorporate and immobilize a drug and that responds to optical light by swelling or contracting to release the drug. Embodiments may use a photosensitive copolymer or copolymer gel wherein a first component of the photosensitive copolymer or copolymer gel is polyacrylamide, poly (N-isopropylacrylamide), hydroxyethyl methacrylate, dihydroxypropyl methacrylate, a copolymer or mixture thereof or the like and a second component of the photosensitive A copolymer or copolymer is a photosensitive compound that induces swelling (as in malachinite green derivatives, leucocyanides, leuco hydroxides or similar compounds, such as in U.S. Pat "Photo-induced phase transition of gels", Macromolecules 23 (1990), 1517-1519 , incorporated herein by reference and by Guillet et al., Supra (see above), or a contraction (such as chlorophyllin, rhodamine or similar components, such as in "Phase transition in polymer gels induced by visible light", Nature 346 (1990), 345-347 incorporated herein by reference) of the photosensitive copolymer or copolymer gel in response to optical energy.

In einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein Material umfassen, das auf optische Energie anspricht, um zumindest teilweise durch Licht zu zerfallen, durch Licht zu dissoziieren oder sich durch Licht zu zersetzen (solche Ausdrücke können austauschbar verwendet werden); der Photozerfall, die Photodissoziation oder die Photozersetzung können einer Änderung einer Diffusionscharakteristik entsprechen oder einige andere Mittel beeinflussen, zum Freisetzen des biologisch aktiven Materials (zum Beispiel eine mechanische Zersetzung des lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials, ein Aussetzen oder ein Abgeben des biologisch aktiven Materials verursachen) oder beides. Ausfhrungsformen können zum Beispiel photochemisch zersetzbare Polymere verwenden, wie die von Guillet et al., supra , beschriebenen (z. B. Copolymere von ethenisch (ethylenically) ungesättigten Monomeren mit ungesättigten Ketonen).In some embodiments, the photosensitive bioactivity-adjusting material may comprise a material that is responsive to optical energy for at least partially disintegrating by light, dissociating by light, or decomposing by light (such terms may be used interchangeably); photodecomposition, photodissociation, or photodecomposition may correspond to altering a diffusion characteristic or affecting some other means of causing release of the biologically active material (for example, mechanical decomposition of the photosensitive bioactivity-adjusting material, exposure or release of the biologically active material) or both. Embodiments may use, for example, photochemically decomposable polymers, such as those of Guillet et al., Supra (for example, copolymers of ethenic (ethylenically) unsaturated monomers with unsaturated ketones).

In einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein Material umfassen, das auf optische Energie anspricht, um seine Hydrophobie, seine Hydrophilie oder seine Amphiphilizität (amphiphilicity) zu ändern; diese Änderung kann einer Änderung einer Diffusionscharakteristik entsprechen oder einige andere Mittel zum Freisetzen des biologischen aktiven Material beeinflussen (z. B. kann eine Änderung eine Phasentrennung von unmischbaren hydrophilen und hydrophoben Komponenten erzwingen) oder beides. Ausführungsformen können zum Beispiel Copolymere verwenden, die sich photochemisch von einer hydrophoben Form in eine hydrophile Form umwandeln, wie die von Guillet et al., supra , beschriebenen (z. B. Polymere, die eine T-Butyl-Ketongruppe in einer Seitenkette unmittelbar benachbart des Polymerrückgrats enthalten).In some embodiments, the photosensitive bioactivity-adjusting material may comprise a material that is responsive to optical energy to alter its hydrophobicity, hydrophilicity or amphiphilicicity; this change may correspond to altering a diffusion characteristic or affecting some other means for releasing the biologically active material (eg, a change may force phase separation of immiscible hydrophilic and hydrophobic components) or both. For example, embodiments can use copolymers that photochemically convert from a hydrophobic form to a hydrophilic form, such as those of U.S. Patent Nos. 3,746,731; Guillet et al., Supra (for example, polymers containing a T-butyl ketone group in a side chain immediately adjacent to the polymer backbone).

Mit Bezug nun auf die 5A5C sind einige veranschaulichende Beispiele der vorangehenden Ausführungsformen gezeigt, einschließlich eines lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials 404 und eines biologisch aktiven Materials 410. Aus Klarheitsgründen wird in diesen Beispielen ein lumineszierendes Material nicht gezeigt, aber es ist nicht beabsichtigt, dass dieses Weglassen beschränkend ist und Ausführungsformen stellen lumineszierenes Material bereit, das eingeschlossen, angebracht oder anderweitig in einer Nähe des lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials und/oder des biologisch aktiven Materials angebracht ist. Die 5A stellt ein Beispiel eines lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials 404 dar, das als ein lichtempfindliches Matrixmaterial angewendet wird, das ein biologisch aktives Material 410 einschließt und das auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband anspricht (wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist), um sich auszudehnen, wobei die Ausdehnung ein Freisetzen (z. B. durch Diffusion) eines biologisch aktiven Materials 410 verursacht. Die 5B stellt ein Beispiel eines lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials 404 dar, das als ein lichtempfindliches Matrixmaterial angewendet wird, das ein biologisch aktives Material 410 einschließt und das auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband anspricht (wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist), um sich zu kontrahieren, wobei die Kontraktion ein Freisetzen (z. B. durch Druckausstoß) eines biologisch aktiven Materials 410 verursacht. In Bezug auf die 5B kann das lichtempfindliche Matrixmaterial ursprünglich angewendet werden, um wenigstens teilweise das Freisetzen (z. B. durch Diffusion) eines biologisch aktiven Materials zu ermöglichen und auf optische Energie durch Kontrahieren ansprechen, wobei die Kontraktion zumindest teilweise das Freisetzen (z. B. durch verringerte Diffusion) eines biologisch aktiven Material verhindert. Die 5C stellt ein Beispiel eines lichtempfindlichen biologisch angepassten Material 404 dar, das als ein lichtempfindliches Matrixmaterial angewendet wird, das ein biologisch aktives Material 410 einschließt und das auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband anspricht (wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist), um zumindest teilweise durch Licht zu zerfallen, durch Licht zu dissoziieren oder sich durch Licht zu zersetzen, wobei das biologisch aktive Material 410 abgegeben wird (und optionales Freisetzen von Fragmenten 500 des lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials). In einigen Ausführungsformen ist der in den 5A5C dargestellte Prozess irreversibel, in anderen Ausführungsformen ist der Prozess reversibel, wie durch den gestrichelten Pfeil 304 angedeutet, der einen umgekehrten Prozess darstellt. Der umgekehrte Prozess kann als Ansprechen auf optische Energie in zumindest einem zweiten Wellenlängenband auftreten (wie durch die Beschriftung λ2 angedeutet) oder ein umgekehrter Prozess kann als Ansprechen auf ein Verringern oder die Abwesenheit optischer Energie in zumindest dem ersten Wellenlängenband auftreten (wie durch die Beschriftung „dunkel” angedeutet).With reference now to the 5A - 5C Some illustrative examples of the foregoing embodiments are shown, including a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 and a biologically active material 410 , For clarity, a luminescent material is not shown in these examples, but this omission is not intended to be limiting, and embodiments provide luminescent material that may be included, attached, or otherwise in proximity to the photosensitive bioactivity-adjusting material and / or biologically active material is attached. The 5A provides an example of a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 which is used as a photosensitive matrix material that is a biologically active material 410 and responsive to optical energy in at least a first wavelength band (as indicated by the arrow 204 shown as having a wavelength λ 1 ) to expand, the expansion causing a release (eg, by diffusion) of a biologically active material 410 caused. The 5B provides an example of a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 which is used as a photosensitive matrix material that is a biologically active material 410 and responsive to optical energy in at least a first wavelength band (as indicated by the arrow 204 represented as having a wavelength λ 1 ) to contract, the contraction releasing (eg, by expelling pressure) a biologically active material 410 caused. Regarding the 5B For example, the photosensitive matrix material may be initially employed to at least partially facilitate the release (eg, by diffusion) of a biologically active material and respond to optical energy by contracting, the contraction at least partially releasing (eg, by reduced diffusion ) of a biologically active material al prevented. The 5C represents an example of a photosensitive biologically adapted material 404 which is used as a photosensitive matrix material that is a biologically active material 410 and responsive to optical energy in at least a first wavelength band (as indicated by the arrow 204 represented at a wavelength λ 1 ) to at least partially decompose by light, dissociate by light, or decompose by light, the biologically active material 410 is released (and optional release of fragments 500 the photosensitive bioactivity-adjusting material). In some embodiments, the in the 5A - 5C The process illustrated is irreversible, in other embodiments the process is reversible, as indicated by the dashed arrow 304 implied, which represents a reverse process. The reverse process may occur in response to optical energy in at least a second wavelength band (as indicated by the label λ 2 ) or a reverse process may occur in response to a decrease or absence of optical energy in at least the first wavelength band (as indicated by the label Indicated "dark").

In einigen Ausführungsformen kann das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material eine lichtempfindliche Lage (layer) umfassen (oder eine Mehrzahl hiervon), die angewendet werden, um zumindest teilweise einen Teil des biologisch aktiven Materials einzuschließen oder zu umhüllen und die auf optische Energie ansprechen, um zumindest ein teilweises Freisetzen des biologisch aktiven Materials zu ermöglichen. Der Ausdruck „Lage” ist beabsichtigt eine Vielzahl von Strukturen zu umfassen einschließlich Membranen, Filmen, Beschichtungen, Schalen, Bedeckungen, Flicken, usw. ebenso wie mehrlagige Strukturen. Der Ausdruck „Lage” umfasst ferner Mizellen, Vesikel, Liposome, Lipidmembranen und andere Monolagen, Doppellagen, usw., wie sie aus Phosphorlipiden, amphilischen Blockcopolymeren oder anderen Amphiphilen zusammengesetzt werden. In einigen Ausführungsformen kann die lichtempfindliche Lage ein oder mehrere Materialien umfassen, wie etwa die supra beschriebenen, zum Beispiel ein Material, das auf optische Energie anspricht durch Ändern einer Diffusionscharakteristik, ein Material, das auf optische Energie anspricht, indem es eine Formänderung durchmacht (z. B. eine Expansion, eine Kontraktion oder eine Krümmung), ein Material, das auf optische Energie anspricht, um zumindest teilweise durch Licht zu zerfallen, durch Licht zu dissoziieren oder sich durch Licht zu zersetzen (indem es auseinander bricht, perforiert oder auf andere Weise die Lage zerstört), oder ein Material, das auf optische Energie anspricht durch Ändern seiner Hydrophobie, Hydrophilie oder seiner Amphiphilizität. Ausführungsformen können eine lichtempfindliche Lage verwenden, die ein oder mehrere lichtempfindliche Kanalproteine (channel proteins) einschließt, wie die von Kocer et al., in „A light-actuated nanovalve derived from a channel protein”, Science 309 (2005), 755–758 und von Kocer et al., in „Modified MscL protein channel” , US Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer US 2006/0258587, beide hierin durch Bezug mit aufgenommen, beschrieben; diese Referenzen beschreiben ein modifiziertes Kanalprotein, das in eine Membran eingebettet ist und auf optische Energie anspricht durch irreversibles Öffnen (oder reversibles Öffnen/Schließen) einer Pore in der Membran. Andere Ausführungsformen können Materialen verwenden, wie die etwa von P. Ball, in „Light Pumps drugs from nanoparticles”, Nanozone News, 9. Juni 2005 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, beschriebenen; z. B. eine Liposommembran (liposomal membrane) (oder ähnliche Monolagen/Doppellagen/usw.), die zumindest teilweise von durch Licht isomerisierbaren Phospholipiden umfasst sind (oder ähnliche durch Licht isomerisierbare Amphiphile) oder die ein durch Licht isomerisierbares Cholesterin beinhalten oder andere durch Licht isomerisierbare Moleküle, die sich an die Membran anlagern oder einlagern können, zum Beispiel eingebaute Membranmoleküle) oder beides, wobei die lichtempfindliche Lage auf optische Energie durch Ändern der Porosität (z. B. offene Poren) anspricht, um auseinander gerissen zu werden oder perforiert zu werden oder anderweitig das Freisetzen des eingeschlossenen biologischen aktiven Materials zu ermöglichen.In some embodiments, the photosensitive bioactivity-adjusting material may include a layer of photosensitive material (or a plurality thereof) that are used to at least partially encase or encase a portion of the biologically active material and that are responsive to optical energy, at least to allow partial release of the biologically active material. The term "layer" is intended to encompass a variety of structures including membranes, films, coatings, shells, coverings, patches, etc., as well as multilayer structures. The term "layer" further includes micelles, vesicles, liposomes, lipid membranes and other monolayers, bilayers, etc. as assembled from phospholipids, amphilic block copolymers or other amphiphiles. In some embodiments, the photosensitive layer may include one or more materials, such as those described supra, for example, a material that responds to optical energy by changing a diffusion characteristic, a material that responds to optical energy by undergoing a shape change (e B. expansion, contraction, or curvature), a material that responds to optical energy to at least partially dissociate by light, dissociate by light, or decompose by light (breaking apart, perforating, or otherwise A way of destroying the layer), or a material that responds to optical energy by altering its hydrophobicity, hydrophilicity or amphiphilic character. Embodiments may use a photosensitive layer that includes one or more channel proteins, such as those of U.S. Pat Kocer et al., In "A light-actuated nanovalve derived from a channel protein", Science 309 (2005), 755-758 and from Kocer et al., In "Modified MscL protein channel" US Patent Application Publication No. US 2006/0258587, both incorporated herein by reference; these references describe a modified channel protein that is embedded in a membrane and responds to optical energy by irreversibly opening (or reversibly opening / closing) a pore in the membrane. Other embodiments may use materials such as those of P. Ball, in "Light Pumps Drugs from Nanoparticles," Nanozone News, June 9, 2005 , herein incorporated by reference; z. Liposome membrane (or similar monolayers / bilayers / etc.) Comprised at least in part of light isomerizable phospholipids (or similar light isomerizable amphiphiles) or containing a light isomerizable cholesterol or other light isomerizable Molecules that can attach or intercalate to the membrane, for example, built-in membrane molecules), or both, where the photosensitive layer is responsive to optical energy by altering the porosity (eg, open pores) to be torn apart or perforated or otherwise to facilitate the release of the entrapped biological active material.

Mit Bezug nun auf die 6A6C zeigen einige veranschaulichende Beispiele der vorangegangenen Ausführungsformen einschließlich eines biologisch aktiven Materials 410 und eines lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials 404, das als eine lichtempfindliche Lage angewendet wird, die ein biologisch aktives Material einschließt. Aus Klarheitsgründen ist das lumineszieren de Material in diesen Beispielen nicht gezeigt, aber es ist nicht beabsichtigt, dass dieses Weglassen beschränkend ist und Ausführungsbeispiele stellen ein lumineszierendes Material bereit, das eingeschlossen angebracht oder anderweitig in einer Nähe des lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials und/oder des biologisch aktiven Materials angeordnet ist. Die 6A stellt ein Beispiel einer lichtempfindlichen Lage dar, die auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband anspricht (wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist), um auseinander gerissen oder perforiert zu werden, wobei das biologisch aktive Material durch eine oder mehrere auseinander gerissene oder perforierte Flächen 600 freigesetzt wird. Die 6B stellt ein Beispiel einer lichtempfindlichen Lage dar, die in eine oder mehrere porenähnliche Strukturen (z. B. Kanalproteine) in einer geschlossenen Konfiguration 602 eingebettet ist, wobei die eine oder mehreren porenähnlichen Strukturen auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband ansprechen (wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist), um sich in eine offene Konfiguration 604 umzuwandeln, wobei das biologisch aktive Material freigesetzt wird. Die 6C stellt ein Beispiel einer lichtempfindlichen Lage dar, die eine oder mehrere durch Licht isomerisierbare Moleküle (z. B. isomerisierbare Photolipide oder Cholesterine) in einer ersten isomerischen Form 606 enthält, wobei das eine oder die mehreren durch Licht isomerisierbaren Moleküle auf optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband ansprechen (wie durch den Pfeil 204 dargestellt, der mit einer Wellenlänge λ1 gekennzeichnet ist), um sich in eine zweite isomere Form 608 umzuwandeln, wobei sich eine Diffusion, Porosität oder andere Charakteristika der lichtempfindlichen Lage ändern, um das Freisetzen des biologisch aktiven Materials zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen ist der in den 6A6C dargestellte Prozess irreversibel; in anderen Ausführungsformen ist der Prozess reversibel, wie durch den gestrichelten Pfeil 304 angedeutet, der einen umgekehrten Prozess darstellt. Der umgekehrte Prozess kann als Ansprechen auf optische Energie in zumindest einem zweiten Wellenlängenband auftreten (wie durch die Beschriftung λ2 angedeutet) oder der umgekehrte Prozess kann als Ansprechen auf eine Verringerung oder die Abwesenheit optischer Energie in zumindest dem ersten Wellenlängenband auftreten (wie durch die Beschriftung „dunkel” angedeutet).With reference now to the 6A - 6C show some illustrative examples of the previous embodiments including a biologically active material 410 and a photosensitive bioactivity-adjusting material 404 which is applied as a photosensitive layer including a biologically active material. For clarity, the luminescent material is not shown in these examples, but this omission is not intended to be limiting, and embodiments provide a luminescent material that may be included or otherwise attached in proximity to the photosensitive bioactivity-adjusting material and / or material biologically active material is arranged. The 6A illustrates an example of a photosensitive layer responsive to optical energy in at least a first wavelength band (as indicated by the arrow 204 represented at a wavelength λ 1 ) to be torn apart or perforated, the biologically active material passing through one or more torn or perforated surfaces 600 is released. The 6B Figure 4 illustrates an example of a photosensitive layer formed into one or more pore-like structures (e.g., channel proteins) in a closed configuration 602 embedded, wherein the one or more pore-like Struktu in response to optical energy in at least a first wavelength band (as indicated by the arrow 204 represented at a wavelength λ 1 ) to enter an open configuration 604 to convert, releasing the biologically active material. The 6C Figure 4 illustrates an example of a photosensitive layer containing one or more photoisomerizable molecules (eg, isomerizable photolipids or cholesterols) in a first isomeric form 606 wherein the one or more light isomerizable molecules are responsive to optical energy in at least a first wavelength band (as indicated by the arrow 204 represented at a wavelength λ 1 ) to become a second isomeric form 608 wherein diffusion, porosity or other characteristics of the photosensitive layer change to allow the release of the biologically active material. In some embodiments, the in the 6A - 6C presented process irreversible; in other embodiments, the process is reversible, as indicated by the dashed arrow 304 implied, which represents a reverse process. The reverse process may occur in response to optical energy in at least one second wavelength band (as indicated by the label λ 2 ) or the reverse process may occur in response to a decrease or absence of optical energy in at least the first wavelength band (as indicated by the caption Indicated "dark").

Das Behandeln eines Gewebes oder einer Läsion mit einem lichtempfindlichen biologisch aktiven Material umfasst normalerweise die lokale Bestrahlung des Gewebes oder des Bereichs mit optischem Licht (oder der lokalen Anwendung von optischer Energie in irgendeiner Form). Optisches Licht oder optische Energie umfasst im Allgemeinen elektromagnetische Strahlung des sichtbaren Teils des elektromagnetischen Spektrums (das zum Beispiel Wellenlängen in dem Bereich von 380 nm bis 750 nm oder Frequenzen in dem Bereich von 400 bis 800 THz aufweist), ebenso wie benachbarte Bereiche des elektromagnetischen Spektrums (einschließlich, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, fernes Infrarot, Infrarot, nahes Infrarot, nahes Ultraviolett, Ultraviolett und extremes Ultraviolett). Die Ausdrücke „optisches Licht” und „optische Energie” umfassen auch quantisierte elektromagnetische Strahlung (d. h. Photonen) und nicht strahlende Formen von elektromagnetischer Energie (z. B. stehende Wellen, abklingende Felder (evanescent fields), Forster-Resonanz-Energieübertragungen (FREI), usw.). Optisches Licht in dem roten oder nahen infraroten Bereich des Spektrums (das am tiefsten eindringende) hat eine Eindringtiefe von ungefähr 2 bis 6 mm, abhängig von der Wellenlänge und dem Gewebe. Die Herausforderung des Lieferns von optischem Licht an nicht oberflächliche Bereiche ist deshalb eine wesentliche Beschränkung von existierenden Therapien, das oft das in interstitielle, intrakavitäre oder intravaskuläre Platzieren von optischen Fasern in Zwischenräumen, die mit einer Verteilerspitze abgedeckt und an eine Laserlichtquelle gekoppelt sind, mit sich bringt. Einige Ausführungsformen bieten einen alternativen Modus der optischen Lichtlieferung, wobei das optische Licht oder die optische Energie lokal durch ein lumineszierendes Material als Ansprechen auf ionisierende Strahlung emittiert wird, die hoch penetrativ sein kann und die genau in einen Bereich, der von Interesse ist, geliefert werden kann.The Treat a tissue or lesion with a photosensitive Biologically active material normally includes local irradiation of tissue or area with optical light (or local Application of optical energy in any form). optical Light or optical energy generally includes electromagnetic Radiation of the visible part of the electromagnetic spectrum (for example, wavelengths in the range of 380 nm up to 750 nm or frequencies in the range of 400 to 800 THz), as well as adjacent areas of the electromagnetic spectrum (including but not limited to to be, far infrared, infrared, near infrared, near ultraviolet, Ultraviolet and extreme ultraviolet). The terms "optical Include "light" and "optical energy" also quantized electromagnetic radiation (ie photons) and non-radiative forms of electromagnetic energy (e.g. Standing waves, evanescent fields, Forster resonance energy transfers (FREE), etc.). Optical light in the red or near infrared Area of the spectrum (the deepest penetrating) has a penetration depth from about 2 to 6 mm, depending on the wavelength and the tissue. The challenge of delivering optical light non-superficial areas is therefore essential Restriction of existing therapies, often in the interstitial, intracavitary or intravascular Placing optical fibers in spaces that covered with a dispensing tip and to a laser light source are coupled with it. Some embodiments offer an alternative mode of optical light delivery, the optical light or optical energy locally through a luminescent Material is emitted in response to ionizing radiation, which can be highly penetrating and which is precisely in an area that is of interest, can be delivered.

Ionisierende Strahlung ist Strahlung, die die Fähigkeit hat, ein Atom oder ein Molekül zu ionisieren. Strahlung kann als ionisierende Strahlung bezeichnet werden, ob die Strahlung nun Ionisation in einer besonderen Ausführungsform oder das Verwenden von hierin beschriebenen Aspekten verursacht oder nicht. Beispielsweise kann ionisierende Strahlung genügend Energie aufweisen, um eine erste Art Atom oder Molekül zu ionisieren, aber nicht genügend Energie aufweisen, um eine zweite Art Atom oder Molekül zu ionisieren. Deshalb kann in einigen Ausführungsformen, in denen die ionisierende Bestrahlung nur mit der zweiten Art Atom oder Molekül wechselwirkt, die ionisierende Strahlung keine Ionisation verursachen. Die ionisierende Strahlung kann elektromagnetische Strahlung sein, wie etwa extreme ultraviolette Strahlen (EUV), weiche oder harte Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen oder geladene Teilchenstrahlung in der Form von Elektronen, Protonen oder Ionen (z. B. Kohlenstoff und Neon).ionizing Radiation is radiation that has the ability to be an atom or to ionize a molecule. Radiation can be considered ionizing Radiation can be called whether the radiation is now ionization in one particular embodiment or the use of herein caused or not described aspects. For example, can ionizing radiation have enough energy to a first way to ionize atom or molecule, but not enough Show energy to a second type atom or molecule to ionize. Therefore, in some embodiments, in which the ionizing radiation only with the second kind atom or molecule interacts, no ionizing radiation Cause ionization. The ionizing radiation can be electromagnetic Radiation, such as extreme ultraviolet (EUV) rays, soft or hard x-rays or gamma rays or charged ones Particle radiation in the form of electrons, protons or ions (eg carbon and neon).

Der ionisierende Strahlungsemitter 100 kann eine Hochspannungsvakuumröhre oder einen Feldemitter umfassen, einen EUV oder einen Röntgenstrahl-Laser, ein Entladungsgerät oder ein Gerät mit einem Laser-erzeugten Plasma, ein Synchrotron, ein Teilchenbeschleuniger oder ähnliche Geräte umfassen; ein radioaktives Material kann ein oder mehrere radioaktive Isotope umfassen oder eine Kombination von solchen Materialien und/oder Geräten. Falls der ionisierende Strahlungsemitter ein radioaktives Isotop umfasst, kann die ionisierende Strahlung ein direktes radioaktives Zerfallsprodukt sein (z. B. ein Elektron, Positron oder Gammastrahlung) oder ein Produkt eines nachfolgenden Prozesses (z. B. Bremsstrahlung oder charakteristische Röntgenstrahlen, Gammastrahlen von Elektron-Position Vernichtung oder Elektronen, die durch photoelektrische, Auger- oder Paarerzeugungsprozesse erzeugt wurden).The ionizing radiation emitter 100 may include a high voltage vacuum tube or field emitter, an EUV or X-ray laser, a discharge device, or a laser-generated plasma, synchrotron, particle accelerator, or similar device; a radioactive material may comprise one or more radioactive isotopes or a combination of such materials and / or equipment. If the ionizing radiation emitter comprises a radioactive isotope, the ionizing radiation may be a direct radioactive decay product (eg, an electron, positron, or gamma radiation) or a product of a subsequent process (eg, bremsstrahlung or characteristic x-rays, gamma rays from electron). Position destruction or electrons generated by photoelectric, Auger or pair generation processes).

Falls der Bereich 104 einen menschlichen oder tierischen Patienten oder Teile davon umfasst, kann der ionisierende Strahlungsemitter außerhalb, benachbart oder innerhalb des Patienten positioniert sein. Beispiele ionisierender Strahlungsemitter, die außerhalb des Patienten positioniert sind, umfassen Röntgenaufnah meapparate, Computertomographieapparate (CT), Fluoroskope, Radiooperationsapparate (radiosurgery instruments) (wie etwa das Cybermesser (Cyberknife) oder das Gammamesser (Gamma Knife)), Teletherapie oder externe Strahlenradiotherapiegeräte und Proton- oder Ionenstrahlgeräte. Beispiele ionisierender Strahlungsemitter, die benachbart oder innerhalb des Patienten positioniert sind, umfassen kathetermontierte miniaturisierte Röntgenstrahlungsröhren, abgedichtete radioaktive Quellen, die als Kokillen (molds) angewandt werden oder durch Operation implantiert werden, Katheter oder Applikatoren; und Radiopharmazeutika, die direkt injiziert oder aufgenommen werden (diese umfassen beta-aktive Isotope von Jod, Phosphor, usw., wie sie in der Radiotherapie eingesetzt werden, gamma-aktive Isotope des Galliums, des Technikums, usw., wie sie zum Abbilden verwendet werden und Positron-emittierende Isotope des Kohlenstoffs, des Fluors, usw., wie sie für Positron-Emmissions-Tomographie (PET) verwendet werden).If the area 104 a human or animal patient or parts thereof, the ionizing radiation emitter may be positioned outside, adjacent or inside the patient. Examples of ionizing radiation emitters that positioned outside the patient include X-ray imaging apparatus, computed tomography (CT) machines, fluoroscopes, radiosurgery instruments (such as the Cyberknife or Gamma Knife), teletherapy or external radiation radiotherapy equipment, and proton or ion beam devices. Examples of ionizing radiation emitters positioned adjacent or within the patient include catheter mounted miniaturized x-ray tubes, sealed radioactive sources applied as molds or implanted by surgery, catheters or applicators; and radiopharmaceuticals that are directly injected or ingested (these include beta-active isotopes of iodine, phosphorus, etc., as used in radiotherapy, gamma-active isotopes of gallium, pilot plant, etc., as used for imaging and positron-emitting isotopes of carbon, fluorine, etc., as used for positron emission tomography (PET).

In verschiedenen Ausführungsformen kann die ionisierende Strahlung 102 im Wesentlichen monochromatisch, quasi-monochromatisch oder polychromatisch sein. Beispiele von im Wesentlichen monochromatischer oder quasi monochromatischer ionisierender Strahlung umfassen charakteristische Röntgenstrahlen, Beta- oder Gammastrahlen aus radioaktivem Zerfall, Undulatorsynchrotronstrahlen und beschleunigte Proton- oder Ionenstrahlen. Beispiele von polychromatischer ionisierender Strahlung umfassen Wiggler- oder Krümmungsmagnetsynchrotronstrahlen und Bremsstrahlungsstrahlen. Das Energiespektrum und die Intensität von ionisierender Strahlung können durch verschiedene Mittel modifiziert, geformt oder in der Zeit verändert werden, die Fachleuten bekannt sind, z. B. durch Anpassen der Kathodenanodenspannung in Röntgenstrahlvakuumsröhren oder durch Verwenden von Röntgenstrahloptikgeräten, wie etwa Bragg-Monochromatoren oder Abschwächungsfiltern.In various embodiments, the ionizing radiation 102 be substantially monochromatic, quasi-monochromatic or polychromatic. Examples of substantially monochromatic or quasi-monochromatic ionizing radiation include characteristic X-rays, beta or gamma rays from radioactive decay, undulator synchrotron beams and accelerated proton or ion beams. Examples of polychromatic ionizing radiation include wiggler or bending magnet synchrotron beams and bremsstrahlung beams. The energy spectrum and intensity of ionizing radiation may be modified, shaped or varied in time by various means known to those skilled in the art, e.g. By adjusting the cathode anode voltage in X-ray vacuum tubes or by using X-ray optics such as Bragg monochromators or attenuation filters.

Verschiedene Ausführungsformen setzen verschiedene Raum- und Zeitkonfigurationen der ionisierenden Strahlung 102 ein. Die besonderen Darstellungen der ionisierenden Strahlung, die in den Figuren gezeigt sind, sind schematisch und nicht als beschränkend beabsichtigt. Beispielsweise kann die ionisierende Strahlung im Wesentlichen isotrop sein (d. h. strahlend in die meisten oder alle Richtungen), fächerförmig, kegelförmig, oder in einen dünnen Strahl kollimiert sein, usw.; diese und andere Bestrahlungsmuster können durch verschiedene den Fachleuten bekannte Mittel erreicht werden, z. B. das Verwenden von Linsen, Spiegeln, Zonenplatten, Ablenkblechen, Schlitzen, oder Blenden, oder durch Positionieren von Lamellen in einem Viellamellenkollimator (MLC, multileaf collimator). In den Ausführungsformen, in denen die ionisierende Strahlung als ein Strahl angewendet wird, kann die Orientierung um die Position des Strahls bzgl. des Zielbereichs 104 variiert werden, z. B. durch Montieren des Emitters und/oder des Ziels auf einen beweglichen Drehzapfen, eine Führungsschiene, einen Arm oder einen Bockkran (gantry) oder manuell durch Anpassen der Position des intravaskulären Katheters an den Emitter an seinem entfernten Ende angepasst werden. Die Ausdehnung des bestrahlten Bereichs 106 wird durch die Energie, die Intensität, die Form, die Orientierung und die Position des ionisierenden Strahlungsstrahls bestimmt und durch die Streuungs- und Absorptionscharakteristika des Bereichs 104. Beispielsweise werden die Tiefe-Dosis-Charakteristiken von typischen Radiotherapieröntgenstrahlen und Protonstrahlen von A. Boyer et al. in „Radiation in the Treatment of Cancer”, Physics Today, Sept. 2002 beschrieben, der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird. Normalerweise sind harte Röntgenstrahlen penetrierender als weiche Röntgenstrahlen und Protonen haben eine längere Reichweite als Elektronen mit einem charakteristischen Bragg-Peak am Ende ihrer Reichweite. In einigen Ausführungsformen kann die Bestrahlung mehrere ionisierende Strahlungsstrahlen umfassen, die entweder in einer zeitlichen Abfolge von einem einzigen Emitter emittiert werden oder von einer Mehrzahl von Emittern emittiert werden oder beides. Die mehreren Strahlen können verschiedene Energien, Intensitäten, Orientierungen und/oder Positionen aufweisen; alternativ kann ein kontinuierlicher oder stroboskopisch emittierender Strahl (oder eine Vielzahl davon) kontinuierlich oder intermittierend seine Energie, Intensität, Orientierung und/oder Position ändern. In einigen Ausführungsformen können Techniken, wie die in der Radiotherapie und stereotaktischen Ra diochirurgie verwendeten, eingesetzt werden, um effektiv ein Strahlungsquantum in ein Gebiet von therapeutischem Interesse zu liefern (wie etwa einen Tumor), während die Strahlungsschäden des benachbarten Gewebes verringert werden; diese Techniken umfassen die 3D konforme Radiotherapie (3DCRT) und die Intensitäts-modulierte Radiotherapie (IMRT), wie von A. Boyer, in „The Physics of Intensity-Modulated Radiation Therapy”, Physics Today, Sept. 2002 , beschrieben, der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird.Various embodiments set different space and time configurations of the ionizing radiation 102 one. The particular representations of the ionizing radiation shown in the figures are schematic and not intended to be limiting. For example, the ionizing radiation may be substantially isotropic (ie radiating in most or all directions), fan-shaped, cone-shaped, or collimated into a thin beam, etc .; These and other radiation patterns can be achieved by various means known to those skilled in the art, e.g. Using lenses, mirrors, zone plates, baffles, slits, or apertures, or by positioning slats in a multi-blade collimator (MLC). In the embodiments where the ionizing radiation is applied as a beam, the orientation around the position of the beam with respect to the target area may be 104 be varied, for. By mounting the emitter and / or the target on a movable pivot, guide rail, arm or gantry, or manually adjusting the position of the intravascular catheter to the emitter at its distal end. The extent of the irradiated area 106 is determined by the energy, intensity, shape, orientation and position of the ionizing radiation beam and by the scattering and absorption characteristics of the region 104 , For example, the depth-dose characteristics of typical radiotherapy x-rays and proton beams of A. Boyer et al. in "Radiation in the Treatment of Cancer", Physics Today, Sept. 2002 described herein by reference. Usually, hard X-rays are more penetrating than soft X-rays, and protons have a longer range than electrons with a characteristic Bragg peak at the end of their range. In some embodiments, the irradiation may comprise a plurality of ionizing radiation beams emitted either in a temporal sequence from a single emitter or emitted by a plurality of emitters, or both. The plurality of beams may have different energies, intensities, orientations and / or positions; alternatively, a continuous or stroboscopically emitting beam (or a plurality thereof) may change its energy, intensity, orientation and / or position continuously or intermittently. In some embodiments, techniques such as those used in radiotherapy and stereotactic radiosurgery can be used to effectively deliver a radiation quantum to an area of therapeutic interest (such as a tumor) while reducing radiation damage to adjacent tissue; These techniques include 3D compliant radiotherapy (3DCRT) and intensity modulated radiotherapy (IMRT), such as A. Boyer, in The Physics of Intensity-Modulated Radiation Therapy, Physics Today, Sept. 2002 , which is incorporated herein by reference.

Das lumineszierende Material 110 ist ein Material, das auf ionisierende Strahlung anspricht, um optische Energie zu erzeugen. Im Allgemeinen umfasst der Ausdruck „lumineszierendes Material” alle Materialien, die auf Strahlung (ionisierend oder nicht ionisierend) durch Erzeugen optischer Energie ansprechen (der Ausdruck „Phosphor” wird manchmal mit einer äquivalenten Bedeutung benutzt) und er erzeugt die optische Energie durch einen Prozess, der Lumineszenz genannt wird. Der Ausdruck „Lumineszenz” umfasst verschieden Prozesse einschließlich Fluoreszenz, Phosphoreszenz und Nachglühen. Fachleute kennen viele lumineszierende Materialien mit verschiedenen Absorptions-, Emissions- und Effizienzcharakteristiken, wie zum Beispiel von G. Blasse und B. C. Grabmaier in Luminescent Materials, Springer-Verlag, Berlin 1994 , beschrieben wurden, das hierin durch Bezug mit aufgenommen wird.The luminescent material 110 is a material that responds to ionizing radiation to produce optical energy. In general, the term "luminescent material" includes all materials that respond to radiation (ionizing or non-ionizing) by generating optical energy (the term "phosphorus" is sometimes used with an equivalent meaning) and generates the optical energy through a process, the luminescence is called. The term "luminescence" encompasses various processes including fluorescence, phosphorescence, and afterglow. Those skilled in the art will recognize many luminescent materials having various absorption, emission, and efficiency characteristics, such as G. Blasse and BC Grabmaier in Luminescent Materials, Springer-Verlag, Berlin 1994 , which is incorporated herein by reference.

Falls die einfallende Strahlung ionisierende Strahlung ist, wird das lumineszierende Material häufig als ein Szintillator bezeichnet. Szintillatoren können organische oder anorganische Materialien umfassen, in der Form von Kristallen (einschließlich von Kristallen auf der Mikro- und Nanoskala), Teilchen (einschließlich von Teilchen auf der Mikro- und Nanoskala), Pulver, Gemische, Keramiken, Gläser, Kunststoffe, Flüssigkeiten und Gase. Einige Szintillationsmaterialien und Szintillationsdetektoren werden von M. Nikl in „Scintillation detectors for x-rays”, Meas. Sci. Technol. 17 (2006), R37–R54 und von C. W. E. van Eijk in „Inorganic scintillators in medical imaging”, Phys. Med. Biol. 47 (2002), R85–R106 , beschrieben, welche beide hierin durch Bezug mit aufgenommen werden. Szintil latoren werden manchmal auch als Phosphore bezeichnet, insbesondere in Anwendungen, in denen das Material als ein beschichteter Bildschirm angewendet wird und zwar als Leuchtphosphore, als Kathodenstrahlröhrenphosphore (CRT, cathode ray tube), als Röntgenstrahlen verstärkende Bildschirmphosphore und Röntgenstrahlspeicherphosphore (siehe G. Blasse und B. C. Grabmaier, supra ; Speicherphosphore werden zusätzlich beschrieben von H. von Seggern in „Photostimulable x-ray storage phosphors: a review of present understanding”, Braz. J. Phys. 29 (1999), 254–268 , und von W. Chen in „Nanophase luminescence particulate material”, U.S. Patent Nr. 7 067 072 , die beide hierin durch Bezug mit aufgenommen werden).If the incident radiation is ionizing radiation, the luminescent material is often referred to as a scintillator. Scintillators may include organic or inorganic materials, in the form of crystals (including micro and nano scale crystals), particles (including micro and nano scale particles), powders, mixtures, ceramics, glasses, plastics, liquids and gases. Some scintillation materials and scintillation detectors are used by M. Nikl in "Scintillation detectors for x-rays", Meas. Sci. Technol. 17 (2006), R37-R54 and from CWE van Eijk in "Inorganic Scintillators in Medical Imaging", Phys. Med. Biol. 47 (2002), R85-R106 , both of which are incorporated herein by reference. Scintillators are sometimes referred to as phosphors, particularly in applications where the material is used as a coated screen as phosphors, cathode ray tube (CRT), X-ray intensifying screen phosphors, and X-ray storage phosphors (see G. Blasse and BC Grabmaier, supra ; Storage phosphors are additionally described by H. von Seggern in "Photostimulable x-ray storage phosphors: a review of present understanding", Braz. J. Phys. 29 (1999), 254-268 , and by W. Chen in "Nanophase luminescence particulate material", U.S. Patent No. 7,067,072 both of which are incorporated herein by reference).

Ein lumineszierendes Material umfasst im Allgemeinen einen oder mehrere Sensibilisatoren und/oder einen oder mehrere Aktivatoren, die in ein Host-Material eingebettet sind, obwohl in manchen Fällen ein Aktivator auch die Rolle eines Sensibilisators spielen kann oder das Host-Material die Rolle des Sensibilisators oder des Aktivators oder beide Rollen spielt. Der Lumineszenzprozess läuft im Allgemeinen wie folgt ab: (1) Einfallende Strahlung wird von dem Sensibilisator absorbiert; (2) die Energie wird durch das Host-Material auf den Aktivator übertragen, wodurch er in einen angeregten Zustand angehoben wird; und (3) der Aktivator kehrt durch Emission von optischer Strahlung in den Grundzustand zurück. Ein erstes Beispiel ist der Leuchtphosphor Ca5(PO4)3F: Sb3+, Mn2+, wobei ein Sb3+ als Sensibilisator/Aktivator und ein Mn2+ Aktivator als Dotiersubstanz in ein Flurapatit-Host-Material eingebettet ist. Ein zweites Beispiel wird von Y. L. Soo et al. in „X-ray excited luminescence and local structures in Tb-doped Y₂O₃ nanocrystals”, J. Appl. Phys. 83 (1998), 5404–5409 , der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird; beschrieben, in diesem Material ist Yttrium in dem Host-Nanokristall ein Sensibilisator und die Dotiersubstanz Terbium ist ein Sensibilisator/Aktivator mit grüner Lumineszenz. Ein drittes Beispiel einer Klasse von Organo-metallischen Lanthanid-Kryptat-Szintillatoren (organometallic lanthanidecryptate scintillators) wird von G. Blasse et al. in „X-ray excited luminescence of samarium(III), europium(III), gadolinium(III) und terbiuin(III) 2.2.1 cryptates”, Chem. Phys. Lett. 158 (1989), 504–508 , der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird; beschrieben, in diesen Materialien ist Kryptat-Bipyridin (cryptate bypryridine) ein Sensibilisator und das eingesperrte Lanthanoid ist ein Sensibilisator/Aktivator. Ein viertes Beispiel ist der Röntgenstrahlphospor von W. Chen et al. in „The origin of x-ray luminescence fron CdTe nanoparticles in CdTe/BaFBr:Eu2+ nanocomposite phosphors”, J. Appl. Phys. 99 (2006), 034302 , beschrieben, der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird; in diesem Material ist das BaFBr Host-Material ein Sensibilisator, die Eu2+ Dotiersubstanz ist ein Sensibilisator/Aktivator, der bei 390 nm emittiert und der CdTe Nanopartikel ist ein Aktivator, der bei einer Wellenlänge von 541, 610 oder 650 nm für eine Nanopartikelgröße von 2, 4, bzw. 6 nm emittiert.A luminescent material generally comprises one or more sensitizers and / or one or more activators embedded in a host material, although in some instances an activator may also play the role of a sensitizer or the host material may play the role of sensitiser or of the activator or both roles. The luminescence process generally proceeds as follows: (1) incident radiation is absorbed by the sensitizer; (2) the energy is transferred through the host material to the activator, raising it to an excited state; and (3) the activator returns to the ground state by emission of optical radiation. A first example is the phosphor phosphors Ca 5 (PO 4 ) 3 F: Sb 3+ , Mn 2+ , where an Sb 3+ as a sensitizer / activator and a Mn 2+ activator as a dopant is embedded in a flurapatite host material. A second example is from YL Soo et al. in "X-ray excited luminescence and local structures in Tb-doped Y₂O₃ nanocrystals", J. Appl. Phys. 83 (1998), 5404-5409 which is incorporated herein by reference; In this material, yttrium in the host nanocrystal is a sensitizer and the dopant terbium is a sensitizer / activator with green luminescence. A third example of a class of organometallic lanthanide cryptate scintillators is described by G. Blasse et al. in "X-ray excited luminescence of samarium (III), europium (III), gadolinium (III) and terbiuin (III) 2.2.1 cryptates", Chem. Phys. Lett. 158 (1989), 504-508 which is incorporated herein by reference; In these materials, cryptate bipyridine (cryptate bypryridine) is a sensitizer and the caged lanthanide is a sensitizer / activator. A fourth example is the X-ray fluorescence of W. Chen et al. in "The origin of x-ray luminescence of CdTe nanoparticles in CdTe / BaFBr: Eu2 + nanocomposite phosphors", J. Appl. Phys. 99 (2006), 034302 , which is incorporated herein by reference; In this material, the BaFBr host material is a sensitizer, the Eu 2+ dopant is a sensitizer / activator that emits at 390 nm and the CdTe nanoparticle is an activator that is at a wavelength of 541, 610 or 650 nm for a nanoparticle size emitted by 2, 4, and 6 nm.

Die Absorption einfallender Strahlung durch einen Sensibilisator (oder eine Host-Materialkomponente, die wie ein Sensibilisator wirkt) variiert im Allgemeinen mit der Energie der einfallenden Strahlung gemäß einem charakteristischen Absorptionsspektrum; einige Ausführungsformen stellen eine Vielzahl von Sensibilisatoren bereit (oder eine Vielzahl von Host-Materialkomponenten, die wie ein Sensibilisator oder eine Kombination davon wirken), die eine Vielzahl von charakteristischen Absorptionsspektren aufweisen. Die Emission von Strahlung durch einen Aktivator (oder eine Host-Materialkomponente, die wie ein Aktivator wirkt) variiert im Allgemeinen mit der Energie, der emittierten Strahlung gemäß einem charakteristischen Emissionsspektrum; einige Ausführungsformen stellen eine Vielzahl von Aktivatoren (oder eine Vielzahl von Host-Materialkomponenten, die wie Aktivatoren oder Kombinationen davon wirken) bereit, die eine Vielzahl von charakteristischen Emissionsspektren aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann eine selektive Übertragung von Energie von einer Vielzahl von Sensibilisatoren aus der Vielzahl von Aktivatoren (zum Beispiel durch eine Matrix von Energieübertragungswirkungsgraden gekennzeichnet) verwendet werden, um eine selektive Wellenlängen-/Energieumwandlung von einfallender Strahlung in emittierte Strahlung bereitzustellen; d. h. einfallende Strahlung in einem ersten (zweiten) Absorptionsenergieband regt im Wesentlichen einen ersten (zweiten) Sensibilisa tor an, wobei die Anregungsenergie im Wesentlichen auf einen ersten (zweiten) Aktivator übertragen wird und der erste (zweite) Aktivator im Wesentlichen Strahlung in einem ersten (zweiten) Emissionsenergieband emittiert.The absorption of incident radiation by a sensitizer (or a host material component that acts as a sensitizer) generally varies with the energy of the incident radiation according to a characteristic absorption spectrum; Some embodiments provide a variety of sensitizers (or a variety of host material components that act as a sensitizer or a combination thereof) that have a variety of characteristic absorption spectra. The emission of radiation by an activator (or host material component acting as an activator) generally varies with the energy of the emitted radiation according to a characteristic emission spectrum; Some embodiments provide a variety of activators (or a variety of host material components that act as activators or combinations thereof) that have a variety of characteristic emission spectra. In some embodiments, selective transmission of energy from a plurality of sensitizers of the plurality of activators (characterized, for example, by a matrix of energy transfer efficiencies) may be used to provide selective wavelength / energy conversion of incident radiation into emitted radiation; ie, incident radiation in a first (second) absorption energy band substantially excites a first (second) sensitizer, the excitation energy being substantially transferred to a first (second) activator and the first (second) activator substantially radiation in a first (second) activator. second) emission energy band emit advantage.

Die gesamte Effektivität des lumineszierenden Materials für das Umwandeln von einfallender nicht-ionisierender Strahlung in optische Energie wird teilweise durch die Absorptionscharakteristika des Materials bestimmt. Absorptionen von ionisierender Strahlung in Materie und deren Detektion werden von W. M. Yao et al. in „Review of Particle Phyiscs, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 33 (2006), 258–292 beschrieben, der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird. Falls die ionisierende Strahlung aus geladenen Teilchen besteht (einschließlich Elektronen, Protonen und Ionen), verlieren die geladenen Teilchen ihre Energie durch Coulomb-Wechselwirkung mit den Elektronen des Materials; Ionisation ist der dominierende Coulomb-Prozess mit Ausnahme von ultrarelativistischen Energien. Ein Material mit einer großen Elektronendichte (d. h. mit einer großen Massendichte) ist normalerweise ein besserer Absorber für Strahlung aus geladenen Teilchen. Falls die ionisierende Strahlung aus Photonen besteht (ultraviolette Strahlen, Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen), wird die Absorption von dem photoelektrischen Effekt bei niedrigen Energien dominiert, dann durch den Compton- und Paarerzeugungsprozesse bei sukzessiv höheren Energien. Für Compton- und Paarerzeugungsprozesse ist die Absorption proportional zur Elektronendichte und ein Material mit einer großen Elektronendichte (d. h. mit großer Massendichte) ist ein besserer Absorber. Für den photoelektrischen Effekt ist der Absorptionsquerschnitt ungefähr proportional zu Z3/E3, wobei E die Energie des einfallenden Photons und Z die Atomzahl des Zielatoms ist. Ein Material mit einer großen wirksamen Atomzahl Zeff (d. h. gemittelt über seine konstituierenden Elemente) ist deshalb ein besserer photoelektrischer Absorber. Ingesamt ist ein Material mit einer großen Massendichte und einer großen effektiven Atomzahl Zeff ein besserer Absorber für beides, Energie geladener Teilchen und von Photonenenergie.The overall effectiveness of the luminescent material for converting incident non-ionizing radiation to optical energy is determined in part by the absorption characteristics of the material. Absorptions of ionizing radiation into matter and their detection are of WM Yao et al. in "Review of Particle Phyiscs, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 33 (2006), 258-292 described herein by reference. If the ionizing radiation consists of charged particles (including electrons, protons and ions), the charged particles lose their energy by coulombic interaction with the electrons of the material; Ionization is the dominant Coulomb process with the exception of ultra-relativistic energies. A material with a large electron density (ie, a high mass density) is usually a better absorber for charged particle radiation. If the ionizing radiation consists of photons (ultraviolet rays, X-rays or gamma rays), the absorption is dominated by the photoelectric effect at low energies, then by the Compton and pair generation processes at successively higher energies. For Compton and pair generation processes, the absorption is proportional to the electron density, and a material with a large electron density (ie, high mass density) is a better absorber. For the photoelectric effect, the absorption cross section is approximately proportional to Z 3 / E 3 , where E is the energy of the incident photon and Z is the atomic number of the target atom. A material with a large effective atomic number Z eff (ie averaged over its constituent elements) is therefore a better photoelectric absorber. Overall, a material with a large mass density and a large effective atomic number Z eff is a better absorber for both charged particle energy and photon energy.

Darüber hinaus ist der photoelektrische Querschnitt durch Diskontinuitäten gekennzeichnet, die als Absorptionskanten bekannt sind, wenn Ionisationsschwellen für verschiedene Atomschalen erreicht werden. Die Absorptionskanten sind sukzessive Schalen mit Hauptquantenzahlen n = 1, n = 2, n = 3, usw. die K-Kante, L-Kante, bzw. M-Kante usw. genannt werden. In einigen Ausführungsformen umfasst die ionisierende Strahlung einen oder mehrere im Wesentlichen monochromatische Photonenstrahlen, wobei jeder eine Energie E knapp oberhalb einer photoelektrischen Absorptionskante des lumineszierenden Materials aufweist; oder die ionisierende Strahlung umfasst einen polychromatischen Photonenstrahl, wobei das Energiespektrum des polychromatischen Strahls im Wesentlichen aus einer Mehrzahl von Peaks besteht, die mit einer Vielzahl von Absorptionskanten des lumineszierenden Materials zusammenfallen. In diesen Ausführungsformen wird die ionisierende Strahlung im Wesentlichen von lumineszierendem Material absorbiert und die Absorption von benachbarten Geweben kann abgeschwächt werden, besonders in den Ausführungsformen in denen die Absorptionskanten des lumineszierenden Materials von denen der benachbarten Gewebe entfernt sind.About that In addition, the photoelectric cross section is due to discontinuities which are known as absorption edges when ionization thresholds be achieved for different atomic shells. The absorption edges are successive shells with principal quantum numbers n = 1, n = 2, n = 3, etc., the K-edge, L-edge, or M-edge, etc. are called. In In some embodiments, the ionizing radiation comprises one or more substantially monochromatic photon beams, each one having an energy E just above a photoelectric Having absorption edge of the luminescent material; or the ionizing radiation comprises a polychromatic photon beam, wherein the energy spectrum of the polychromatic beam is substantially is made up of a plurality of peaks that are associated with a plurality of Absorption edges of the luminescent material coincide. In these embodiments, the ionizing radiation becomes essentially absorbed by luminescent material and the Absorption of adjacent tissues can be attenuated especially in the embodiments where the absorption edges of the luminescent material from those of the adjacent tissues are removed.

In einigen Ausführungsformen weist das lumineszierende Material ein Host-Material auf, das ein Schwermetall aus der Gruppe umfasst, die besteht aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Übergangsmetallen, Nachübergangsmetallen (poor metals) und Metalloide. Der Ausdruck „Schwermetall” wird verwendet, um alle Metall- oder Halbmetallelemente einzuschließen, die eine Atomzahl größer oder gleich 37 aufweisen (d. h. die Elemente in den Perioden 5, 6 oder 7). Der Ausdruck „Alkalimetalle” wird verwendet, um Elemente in der Gruppe 1 des Periodensystems (mit Ausnahme von Wasserstoff) einzuschließen, d. h. Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium und Francium. Der Ausdruck „Erdalkalimetalle” wird verwendet, um Elemente in der zweiten Gruppe des Periodensystems zu umfassen, d. h. Beryllium, Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium und Radium. Der Ausdruck „Übergangsmetalle” wird verwendet, um Elemente in den Gruppen 3 bis 12 des Periodensystems zu umfassen. Der Ausdruck „Nachübergangsmetalle (poor metals)” wird verwendet, um Aluminium, Gallium, Indium, Zinn, Thallium, Blei und Wismut zu umfassen. Der Ausdruck „Metalloide” (metalloids) wird verwendet um Bor, Silizium, Germanium, Arsen, Antimon, Tellur, und Polonium zu umfassen.In In some embodiments, the luminescent material a host material comprising a heavy metal from the group, consisting of alkali metals, alkaline earth metals, transition metals, Post-transition metals (poor metals) and metalloids. Of the Expression "heavy metal" is used to all To include metal or metalloid elements, the one Have atomic number greater than or equal to 37 (i.e. the elements in periods 5, 6 or 7). The term "alkali metals" is used used to identify elements in group 1 of the periodic table (with Exclusion of hydrogen), d. H. Lithium, Sodium, potassium, rubidium, cesium and francium. The term "alkaline earth metals" is used used to elements in the second group of the periodic table to include, d. H. Beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium. The term "transition metals" becomes used to identify elements in Groups 3 to 12 of the Periodic Table to include. The term "transitional metals (poor metals) "is used to produce aluminum, gallium, indium, Tin, thallium, lead and bismuth. The term "metalloids" (metalloids) is used used for boron, silicon, germanium, arsenic, antimony, tellurium, and To include polonium.

In einigen Ausführungen sollte das Emissionsspektrum des lumineszierenden Materials im Wesentlichen mit dem Absorptionsspektrum des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials überlappen oder zusammenfallen. Das Emissionsspektrum ist teilweise durch intrinsische Eigenschaften der Aktivator-Komponente des lumineszierenden Materials bestimmt und durch seine lokale Umgebung in dem Host-Material (zum Beispiel dem Kristallfeld des Aktivators, der Koordination (coordination), der Chelation, usw.). Falls das lumineszierende Material Nanopartikel oder Nanokristalle umfasst, kann ein Quantengrößeneffekt (quantum size effect) auftreten, wobei der räumliche Einschluss von Valenzelektronenwellenfunktionen bewirkt, dass kleinere Teilchen der selben Zusammensetzung ein Emissionsspektrum aufweisen, das zu kleineren Wellenlängen hin verschoben ist (wie von W. Chen et al., supra , beobachtet).In some embodiments, the emission spectrum of the luminescent material should substantially overlap or coincide with the absorption spectrum of the photosensitive biologically active material. The emission spectrum is determined in part by intrinsic properties of the activator component of the luminescent material and by its local environment in the host material (eg, the activator crystal field, coordination, chelation, etc.). If the luminescent material comprises nanoparticles or nanocrystals, a quantum size effect may occur, where the spatial confinement of valence electron wave functions causes smaller particles of the same composition to have an emission spectrum shifted to smaller wavelengths (as in FIG W. Chen et al., Supra , observed).

In einigen Ausführungen kann das lumineszierende Material Quantum Dots (Quantenpunkte) umfassen. Dies sind Nanokristalle, die verschiedene Halbleitermaterialien umfassen, die einschließen können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein Gruppe IV Elemente (C, Si, Ge), Gruppe IV binäre Verbindungen (SiC, SiGe), III-V binäre Verbindungen (AlSb, AlAs, AlN, AlP, BN, BP, BAs, GaSb, GaAs, GaN, GaP, InSb, InAs, InN, InP, usw.), III-V ternäre Verbindungen (AlGaAs, InGaAs, AlInAs, AlInSb, GaAsN, GaAsP, AlGaN, AlGaP, InGaN, InAsSb, InGaSb, usw.), III-V quaternäre Verbindungen (AlGaInP, AlGaAsP, InGaAsP, AlInAsP, AlGaAsN, InGaAsN, InAlAsN, usw.), III-V quinäre Verbindungen (GaInNAsSb), II-VI binäre Verbindungen (CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnTe, usw.), II-VI ternäre Verbindungen (CdZnTe, HgCdTe, HgZnTe, HgZnSe, usw.), I-VII binäre Verbindungen (CuCl, usw.), IV-VI binäre Verbindungen (PbSe, PbS, PbTe, SnS, SnTe, etc.), IV-VI ternäre Verbindungen (PbSnTe, Tl2SnTe5, Tl2GeTe5, usw.), V-VI binäre Verbindungen (Bi2, Te3, Bi2S3, usw.), II-V binäre Verbindungen (Cd3P2, Cd3As2, Cd3Sb2, Zn3P2, Zn3As2, Zn3Sb2), usw.), verschiedene Oxyde (TiO2, Cu2O, CuO, UO2, UO3, usw.), andere diverse anorganische Verbindungen (PbI2, MoS2, GaSe, CuInGaSe, PtSi, BiI3, HgI2, TlBr, usw.), und organische Halbleiter. In einigen Ausführungsformen umfassen die Quantum Dots schwerere Elemente wie etwa Quecksilber, Blei, Wismut oder Polonium, um die Absorption von ionisierender Strahlung zu erhöhen. Die Quantum Dots können auch dotiert sein, wie zum Beispiel von Erwin et al., in „Doping semiconductor nanocrystals”, Nature 436 (2005), 91–94 , der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird, beschrieben; dementsprechend stellen einige Ausführungsformen Quantum Dots bereit, die mit schweren Elementen dotiert sind, wie etwa den Lanthaniden oder anderen Elementen der sechsten Periode, wiederum um die Absorption ionisierender Strahlung zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen können die Quantum Dots eine Kern-Schalen-Struktur aufweisen mit einem Kern, der aus einem ersten Halbleitermaterial besteht und einer Schale, die aus einem zweiten Halbleitermaterial besteht. Zusätzlich können ein oder mehrere Beschichtungen (coatings) und/oder funktionale Gruppen verwendet werden oder an die Quantum Dots angebracht werden, um die Lösbarkeit, die Haltbarkeit, die Suspensionscharakteristika, die Bioaktivität, usw., wie unten (infra) diskutiert, zu verbessern. Gewünschte optische Eigenschaften von Quantum Dots (zum Beispiel die Quanteneffizienz, Stokes-Shift, Emissionswellenlänge) können weiter durch Kontrollieren der Größe, der Form und der Struktur, der Quantum Dots durch verschiedene Herstellungsprozesse, die der Fachmann kennt, angepasst werden (zum Beispiel beschreibt W. Chen, supra , wie die Emissionswellenlänge durch Anpassen der Nanopartikelgröße kontrolliert wird; entsprechend kann die Emissionswellenlänge an einen Peak in dem Absorptionsspektrum des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials angepasst werden).In some embodiments, the luminescent material may include quantum dots. These are nanocrystals that include various semiconductor materials that may include, but are not limited to, Group IV elements (C, Si, Ge), Group IV binary Compounds (SiC, SiGe), III-V binary compounds (AlSb, AlAs, AlN, AlP, BN, BP, BAs, GaSb, GaAs, GaN, GaP, InSb, InAs, InN, InP, etc.), III-V ternary compounds (AlGaAs, InGaAs, AlInAs, AlInSb, GaAsN, GaAsP, AlGaN, AlGaP, InGaN, InAsSb, InGaSb, etc.), III-V quaternary compounds (AlGaInP, AlGaAsP, InGaAsP, AlInAsP, AlGaAsN, InGaAsN, InAlAsN, etc .), III-V quinary compounds (GaInNAsSb), II-VI binary compounds (CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnTe, etc.), II-VI ternary compounds (CdZnTe, HgCdTe, HgZnTe, HgZnSe, etc.). ), I-VII binary compounds (CuCl, etc.), IV-VI binary compounds (PbSe, PbS, PbTe, SnS, SnTe, etc.), IV-VI ternary compounds (PbSnTe, Tl 2 SnTe 5 , Tl 2 GeTe 5 , etc.), V-VI binary compounds (Bi 2 , Te 3 , Bi 2 S 3 , etc.), II-V binary compounds (Cd 3 P 2 , Cd 3 As 2 , Cd 3 Sb 2 , Zn 3 P 2 , Zn 3 As 2 , Zn 3 Sb 2 ), etc.), various oxides (TiO 2 , Cu 2 O, CuO, UO 2 , UO 3 , etc.), other various inorganic compounds (PbI 2 , MoS 2 , G aSe, CuInGaSe, PtSi, BiI 3 , HgI 2 , TlBr, etc.), and organic semiconductors. In some embodiments, the quantum dots include heavier elements such as mercury, lead, bismuth or polonium to increase the absorption of ionizing radiation. The quantum dots can also be doped, such as from Erwin et al., In "Doping semiconductor nanocrystals", Nature 436 (2005), 91-94 which is incorporated herein by reference; accordingly, some embodiments provide quantum dots doped with heavy elements, such as the lanthanides or other elements of the sixth period, again to increase the absorption of ionizing radiation. In some embodiments, the quantum dots may comprise a core-shell structure having a core consisting of a first semiconductor material and a shell consisting of a second semiconductor material. In addition, one or more coatings and / or functional groups may be used or attached to the quantum dots to improve solubility, durability, suspension characteristics, bioactivity, etc. as discussed below (infra). Desired optical properties of quantum dots (eg, quantum efficiency, Stokes shift, emission wavelength) can be further adjusted (for example, by controlling the size, shape and structure of the quantum dots through various manufacturing processes known to those skilled in the art W. Chen, supra how the emission wavelength is controlled by adjusting the nanoparticle size; accordingly, the emission wavelength can be adjusted to a peak in the absorption spectrum of the photosensitive biologically active material).

Die 7 stellt eine weitere veranschaulichende Ausführungsform und Anwendung dar, in der ein ionisierender Strahlungsemitter 100 ionisierende Strahlung 102 emittiert. Die ionisierende Strahlung bestrahlt zumindest einen Teil eines Bereichs 104, der eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung 400 enthält, die eine gebundene Zusammensetzung ist, die ein lumineszierendes Material 110 und ein lichtempfindliches biologisch aktives Material 112 umfasst. Wie in der 1 spricht das lumineszierende Material auf ionisierende Strahlung durch Erzeugen optischer Energie an und das lichtempfindliche biologisch aktive Material spricht auf optische Energie an und wird biologisch aktiv, wie schematisch durch die radialen Linien 116 angedeutet (andere Ausführungsformen stellen anderes Ansprechen auf lichtempfindliche biologisch aktive Materialien bereit; beispielsweise kann das lichtempfindliche biologisch aktive Material auf optische Energie ansprechen, um biologisch inaktiv zu werden, um teilweise einen Level biologischer Aktivität zu erhöhen oder zu erniedrigen, um von einen ersten Modus biologischer Aktivität in einen zweiten Modus biologischer Aktivität überzugehen, usw.). Wenn das lumineszierende Material und das lichtempfindliche biologisch aktive Material wie in der 7 verbunden sind, kann die optische Energie von dem lumneszierenden Material auf das lichtempfindliche biologisch aktive Material entweder durch strahlende oder nichtstrahlende Prozesse übertragen werden. Ein Beispiel eines nichtstrahlenden Energieübertragungsprozesses ist die Forster-Resonanz-Energieübertragung (FREI), wie von G. Blasse und B. C. Grabmaier, supra , beschrieben.The 7 FIG. 12 illustrates another illustrative embodiment and application in which an ionizing radiation emitter. FIG 100 ionizing radiation 102 emitted. The ionizing radiation irradiates at least part of a region 104 which is an ionizing radiation responsive composition 400 which is a bonded composition that is a luminescent material 110 and a photosensitive biologically active material 112 includes. Like in the 1 It addresses the luminescent material to ionizing radiation by generating optical energy, and the photosensitive biologically active material is responsive to optical energy and becomes biologically active, as schematically by the radial lines 116 (Other embodiments provide different responses to photosensitive biologically active materials, for example, the photosensitive biologically active material may be responsive to optical energy to become biologically inactive, to partially increase or decrease a level of biological activity, from a first biological mode Activity into a second mode of biological activity, etc.). When the luminescent material and the photosensitive biologically active material are as in 7 The optical energy can be transferred from the luminescent material to the photosensitive biologically active material either by radiative or non-radiative processes. An example of a non-radiative energy transfer process is the Forster Resonance Energy Transfer (FREI) as described by G. Blasse and BC Grabmaier, supra , described.

Die 7 veranschaulicht eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung im Querschnitt, die eine Kern-Schalen-Struktur aufweist mit einem Kern, der aus Lumineszenzmaterial besteht und einer Schale, die aus lichtempfindlichem biologisch aktivem Material besteht. Dies ist nur eine schematische Darstellung der gebundenen Zusammensetzung und es ist nicht beabsichtigt, dass diese beschränkend ist. Einige Ausführungsformen der gebundenen Zusammensetzung umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die im Querschnitt in den 8A8G dargestellten Zusammensetzungen. In verschiedenen Konfigurationen bilden die zwei Materialien eine Kern-Schalen-Struktur mit einem Material, das den Kern umfasst und einem Material, das entweder eine komplette Schale oder einen Teil oder mehrere Punkte oder Flicken auf der Oberfläche des Kerns umfasst; eine binäre Aggregatstruktur mit einem oder mehreren angrenzen den Breichen der zwei Materialien; eine Host-Aufnahmestruktur, wobei ein Material eine Aufnahme oder eine Dotiersubstanz des anderen Materials ist; oder andere Konfigurationen. Verschiedene den Fachleuten bekannte Techniken können eingesetzt werden, um diese gebundenen Verbindungen zu produzieren oder zu synthetisieren. Beispielsweise beschreiben W. Chen und J. Zhang in „Using nanoparticles to enable simultanteous radiation and photodynamic therapies for cancer treatment” , J. Nanosci. Nanotech. 6 (2006), 1159–1166 , der hierin durch Bezug mit aufgenommenen wird, eine Konjugation von Porphyrinen zu Nanopartikeln unter Verwendung von L-Zystein als einem bifunktionalen Liganden. M. Wieder et al. beschreiben in „Intracellular photodynamic therapy with photosensitizernanoparticle conjugates: cancer therapy using a „Trojan horse”, Photochem. Photobiol. Sci. 5 (2006), 727–734 , der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird, eine Derivatisierung eines Phtalocyanin-Photosensibilisators mit einem Thiolrest, um ein direktes Vernetzen einer Nanopartikeloberfläche durch Selbstmontage bereitzustellen. Andere funktionale Liganden und Konjungationsmethoden werden von G. T. Hermanson in „Bioconjungate Techniques”, Academic Press (1996) , von L. Shi et al. in „Singlet Oxygen generation from water-soluble quantum dot-organic dye nanocomposites”, J. Am. Chem. Soc. 128 (2006), 6278–6279 , die hierin durch Bezug mit aufgenommen werden, beschrieben, beschreiben eine Synthese eines Nano-Gemisches, das Meso-tetra(4-Sulfonphenyl)Porphyrindihydrochlorid (TSPP, meso-tetra(4-sulfonatophenxl)porphine dihydrochloride), einem Photosensibilisator, der durch CdTe Nanokristallen über elektrostatische Wechselwirkungen gebunden ist.The 7 Figure 12 illustrates a cross-sectional ionizing radiation responsive composition having a core-shell structure with a core comprised of luminescent material and a shell composed of photosensitive biologically active material. This is only a schematic of the bound composition and is not intended to be limiting. Some embodiments of the bonded composition include, but are not limited to, those in cross-section in FIGS 8A - 8G represented compositions. In various configurations, the two materials form a core-shell structure comprising a material comprising the core and a material comprising either a complete shell or part or more points or patches on the surface of the core; a binary aggregate structure having one or more adjacent to the regions of the two materials; a host-receiving structure, wherein one material is a receptacle or a dopant of the other material; or other configurations. Various techniques known to those skilled in the art can be used to produce or synthesize these bound compounds. For example, describe W. Chen and J. Zhang in "Using nanoparticles to enable simultaneous radiation and photodynamic the rapes for cancer treatment " . J. Nanosci. Nanotech. 6 (2006), 1159-1166 , which is incorporated herein by reference, a conjugation of porphyrins to nanoparticles using L-cysteine as a bifunctional ligand. M. Wieder et al. describe in "Intracellular photodynamic therapy with photosensitizer nanoparticle conjugates: cancer therapy using a" Trojan horse ", Photochem. Photobiol. Sci. 5 (2006), 727-734 , which is incorporated herein by reference, is a derivatization of a phthalocyanine photosensitizer with a thiol moiety to provide direct crosslinking of a nanoparticle surface by self-assembly. Other functional ligands and conjugation methods are used by GT Hermanson in Bioconjugate Techniques, Academic Press (1996) , from L. Shi et al. in "Singlet oxygen generation from water-soluble quantum dot-organic dye nanocomposites", J. Am. Chem. Soc. 128 (2006), 6278-6279 , which are incorporated herein by reference, describe a synthesis of a nano-mixture containing meso-tetra (4-sulfonphenyl) porphyrin dihydrochloride (TSPP, meso-tetra (4-sulfonatophenxl) porphine dihydrochloride), a photosensitizer produced by CdTe Nanocrystals is bound via electrostatic interactions.

In einigen Ausführungsformen umfasst die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung ferner eine Hilfsmatrix oder ein Beschichtungsmaterial. Einige Konfigurationen der gebundenen Zusammensetzung umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die in den 9A9H dargestellten Querschnitte, wobei der nichtschattierte Bereich 900 die Hilfsmatrix oder das Beschichtungsmaterial repräsentiert. Im Allgemeinen ist die Hilfsmatrix oder das Beschichtungsmaterial ein Material, das ausgewählt oder angewendet wird, um verschiedene biologische und pharmazeutische Eigenschaften, der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung zu verbessern, einschließlich, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, der Löslichkeit, der Haltbarkeit, der Suspensionsstabilität, der Bioaktivität, der Biokompatibilität, der chemischen Affinität, der biologischen Affinität, der Porosität, der Permeabilität, der Nichtgiftigkeit und der Strahlungsansprechempfindlichkeit. Die Hilfsmatrix oder das Beschichtungsmaterial kann ferner ein mechanisches Mittel bereitstellen, um zumindest einen Teil der Bestandteile der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung einzubetten, einzuschließen, anzuheften, anzuhängen oder zusammenzubinden oder um zumindest teilweise die Nähe von zumindest einem Teil der Bestandteile entweder permanent oder temporär aufrecht zu erhalten (ein Beispiel des letzteren ist ein langsam freisetzendes Polymer). Im Allgemeinen ist ein Matrixmaterial ein Material, das zumindest teilweise in einem oder mehreren anderen Materialien eingebettet ist oder zumindest teilweise Zwischengitterplätze in einer räumlichen Konfiguration des einen oder der mehreren anderen Materialen besetzt und ein Beschichtungsmaterial ist ein Material, das zumindest teilweise ein oder mehrere andere Materialien umgibt oder einhüllt; Fachleute werden jedoch erkennen, dass der Ausdruck „Matrixmaterial” und „Beschichtungsmaterial” andere Konfigurationen umfasst und dass in einigen Kontexten, die Ausdrücke überlappende Bedeutung haben (zum Beispiel, ist ein Matrixmaterial, das auch ein Beschichtungsmaterial aufweist oder umgekehrt). Die Verwendung des Ausdrucks „hilfsweise (adjuvant)” ist in diesem Zusammenhang beabsichtigt, um anzuzeigen, dass die Hilfsmatrix oder das Beschichtungsmaterial im Wesentlichen kein lichtempfindliches biologisch aktives Material, noch ein im Wesentlichen lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material, noch ein im Wesentliches lumineszierendes Material ist, das auf ionisierende Strahlung anspricht, um optische Energie zur Aktivierung eines lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials oder eines lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials zu erzeugen; viel eher ist die Hilfsmatrix oder das Beschichtungsmaterial ein Material, das potenziert, moderiert, verbessert oder anderweitig die individuellen oder kumulativen biologischen oder pharmazeutischen Eigenschaften von diesen oder anderen Bestandteilen der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung verändert. Es wird deshalb verstanden, dass eine Hilfsmatrix oder ein Beschichtungsmaterial unterschiedlich zu einem lichtempfindlichen die Bioaktivität anpassenden Materials ist, das als eine lichtempfindliche Matrix oder Beschichtung verwendet wird. Die beabsichtigte Bedeutung von „Matrix” oder „Beschichtung (coating)” (zum Beispiel lichtempfindliche Matrix oder Hilfsmatrix) wird in dem Zusammenhang in welchem der Ausdruck verwendet wird, offensichtlich sein.In some embodiments, the ionizing radiation responsive composition further comprises an auxiliary matrix or coating material. Some configurations of the bound composition include, but are not limited to those described in U.S. Pat 9A - 9H illustrated cross sections, wherein the unshaded area 900 represents the auxiliary matrix or the coating material. In general, the auxiliary matrix or coating material is a material that is selected or used to enhance various biological and pharmaceutical properties of the ionizing radiation responsive composition, including, but not limited to, solubility, shelf life, suspension stability , bioactivity, biocompatibility, chemical affinity, biological affinity, porosity, permeability, non-toxicity, and radiation responsiveness. The auxiliary matrix or coating material may further provide a mechanical means for burying, enclosing, adhering, adhering, or bonding at least a portion of the constituents of the ionizing radiation responsive composition, or for at least partially maintaining the proximity of at least a portion of the constituents either permanently or temporarily to obtain (an example of the latter is a slow-release polymer). In general, a matrix material is a material that is at least partially embedded in one or more other materials, or at least partially occupies interstitial sites in a spatial configuration of the one or more other materials, and a coating material is a material that is at least partially one or more other materials surrounds or envelops; However, those skilled in the art will recognize that the term "matrix material" and "coating material" encompass other configurations and that in some contexts, the terms have overlapping meaning (for example, a matrix material that also has a coating material or vice versa). The use of the term "adjuvant" in this context is intended to indicate that the auxiliary matrix or coating material is essentially not a photosensitive biologically active material, nor a substantially photosensitive bioactivity-adjusting material, nor a substantially luminescent material responsive to ionizing radiation for generating optical energy for activating a photosensitive biologically active material or photosensitive bioactivity adjusting material; rather, the auxiliary matrix or coating material is a material that potentiates, moderates, improves or otherwise alters the individual or cumulative biological or pharmaceutical properties of these or other constituents of the ionizing radiation responsive composition. It is therefore understood that an adjunct matrix or coating material is different than a photosensitive bioactivity-adjusting material used as a photosensitive matrix or coating. The intended meaning of "matrix" or "coating" (for example, photosensitive matrix or auxiliary matrix) will be apparent in the context in which the term is used.

Verschiedene Hilfsmatrizen und Beschichtungsmaterialien und Methoden der Benutzung von solchen Materialen in einer gebundenen Zusammensetzung sind Fachleuten bekannt. Einige repräsentative Beispiele sind wie folgt; andere Ausführungsformen werden Fachleuten offensichtlich sein. Ein erstes Beispiel ist ein poröses Glas, wie es etwa benutzt wird, um CdSe/ZnS Quantum Dots Alpha-Teilchen-Szintillatoren einzubauen, wie von S. E. Letant und T. F. Wang in „Study of porous glass doped with quantum dots or laser dyes under alpha irradiation”, Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 103110 , beschrieben, der hierin durch Bezug mit aufgenommen wird. Ein zweites Beispiel ist eine Quarzschale, die einen Photosensibilisator, wie er von Wang et al. in „Nanomaterials and singlet Oxygen photosensitizer: potential applications in photodynamic therapy”, J. Mater. Chem. 14 (2004), 487–493 beschrieben ist; von E. Bergey und P. Prasad in „Small spheres, big potential”, OE Magazine, July 2003, 26–29 ; und von P. Prasad et al. in „Ceramic based nanoparticles for entrapping therapeutic agents for photodynamic therapy and method of using saure” , U.S. Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer US 2004/0180096 beschrieben werden; diese Publikationen werden hierin durch Bezug mit aufgenommen. Die Quarzschale kann hydrophob oder hydrophil oder beides gemacht werden, wie es für den biologischen Kontext geeignet ist und die Porosität der Quarzschale kann zugeschnitten werden, zum Beispiel um die Durchdringung von Singlet-Sauerstoff (singlet oxygen) durch einen Photosensibilisator zu ermöglichen. Quarzschalen können auch verwendet werden um Quantum Dots (siehe X. Michalet, „Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics”, Science 307 (2005), 538–544 , hierin durch Bezug mit aufgenommen), magnetische Nanopartikel (siehe L. Levy et al., „Nanochemistry: synthesis and characterization of multifunctional nanoclinics for biological applications”, Chem. Mater. 14 (2002), 3715–3721 ; B. A. Holm et al., ”Nanotechnology in biomedical applications”, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 374 (2002), 589–598 ; und P. Prasad et al., ”Magnetic nanoparticles for selective therapy”, U.S. Patent Nr. 6 514 481 , diese Publikation werden hierin durch Bezug mit aufgenommen) und andere Teilchen oder Nanopartikel zu beschichten und sie können mit PEG Gruppen für vergrößerte Biokompatibilität funktionalisiert werden, wie zum Beispiel von T. Zhang et al., in „Cellular effect of high doses of silica-coated quantum dot profiled with high throughput gene expression analysis and high content cellomics measurements”, Nano Letters 6 (2006), 800–808 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, beschrieben wird. Ein drittes Beispiel ist ein mizelluläres Agens, wie etwa PEG-PE, der beispielsweise genutzt werden kann, um einen Photosensibilisator einzukapseln (siehe A. Roby et al., „Solubilization of poorly soluble PDT agent, meso-tetraphenylporphin, in plain or immunotargeted PEG-PE micelles results in dramatically improved cancer cell killing in vitro”, Eur. J. Pharm. Biopharm. 62 (2006), 235–240 , hierin durch Bezug mit aufgenommen) oder ein Quantum Dot (siehe B. Dubertret et al., „In vivo imaging of quantum dots encapsulated in phospholipid micelles”, Science 298 (2002), 1759–1762 , hierin durch Bezug mit aufgenommen). Ein viertes Beispiel ist ein Matrixmaterial, das ein Polyacrylamidehydrogel (polyacrylamide hydrogel), ein Solgel-Quartz (sol gel silica) oder ein vernetztes Decylmethacrylat (decyl methacrylate) umfasst; Nanopartikel, die diese Matrixmaterialien, wie von E. Monson et al., in „PEBBLE nanosensors for in vitro bio-analysis”, Biomedical Photonics Handbook, CRC Press, 2003, 59.1–59.14 ; „Nanotechnology tackles brain cancer”, Monthly Feature, Dezember 2005, NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer ; und „Watery nanoparticles deliver anticancer therapy”, Nanotech News, 5. März 2007 , NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer; beschrieben; diese Publikationen werden hierin durch Bezug mit aufgenommenen. Ein fünftes Beispiel ist ein Chelant-Material (chelant material) (entweder ein natürliches Chelant, wie ein Porphyrin oder ein Porphyrinderivat oder ein synthetisches Chelant, wie etwa Ethylendiaminetetraessigsäure (EDTA, ethylendiaminetetraacetid acid) oder Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA, diethylentriaminepentaacetic acid) oder Cryptandmaterial) (wie etwa Bipiridin (bypiridine)), diese Materialien können einen Koordinationskomplex bilden, um verschiedene Substanzen einschließlich Metalle und Kationen zu umfassen. Ein sechstes Beispiel ist ein Fulleren oder ein Fullerenderivat (zum Beispiel eine Kohlenstoff-Nanoröhre (carbon nanotube) oder ein Fußballmolekül (buckyball)), wobei die Innenseite des Volumens benutzt werden kann, um verschiedene Materialien zu beinhalten; beispielsweise beschreibt B. Sitharaman et al., in „Superparamagnetic gadonanotubes are high-performance MRI contrast agents”, Chem. Commun. (2005), 3915–3917 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, eine Kohlenstoff-Nanoröhre, die mit Gd3+ Ionen als ein MRI Kontrastagens beladen ist.Various auxiliary matrices and coating materials and methods of using such materials in a bonded composition are known to those skilled in the art. Some representative examples are as follows; other embodiments will be apparent to those skilled in the art. A first example is a porous glass such as is used to incorporate CdSe / ZnS Quantum Dots alpha particle scintillators, such as SE Letant and TF Wang in "Study of porous glass doped with quantum dots or laser dyes under alpha irradiation", Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 103110 , which is incorporated herein by reference. A second example is a quartz shell containing a photosensitizer, such as that of Wang et al. in "Nanomaterials and singlet oxygen photosensitizers: potential applications in photodynamic therapy", J. Mater. Chem. 14 (2004), 487-493 is described; from E. Bergey and P. Prasad in Small Spheres, Big Potential, OE Magazine, July 2003, 26-29 ; and from P. Prasad et al. in "Ceramic based nanoparticles for entrapping the rapeutic agents for photodynamic therapy and method of using acid " , US Patent Application Publication No. US 2004/0180096; these publications are incorporated herein by reference. The quartz shell may be rendered hydrophobic or hydrophilic, or both, as appropriate for the biological context, and the porosity of the quartz shell may be tailored, for example, to facilitate the permeation of singlet oxygen through a photosensitizer. Quartz shells can also be used to quantum dots (see X. Michalet, "Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics", Science 307 (2005), 538-544 , incorporated herein by reference), magnetic nanoparticles (see Levy et al., "Nanochemistry: synthesis and characterization of multifunctional nanoclinics for biological applications", Chem. Mater. 14 (2002), 3715-3721 ; BA Holm et al., "Nanotechnology in Biomedical Applications", Mol. Cryst. Liq. Cryst. 374 (2002), 589-598 ; and P. Prasad et al., "Magnetic nanoparticles for selective therapy", U.S. Patent No. 6,514,481 These references are incorporated herein by reference) and other particles or nanoparticles, and may be functionalized with PEG groups for increased biocompatibility, such as T. Zhang et al., In "Cellular effect of high doses of silica coated quantum dot profiled with high throughput gene expression analysis and high content celloma measurements", Nano Letters 6 (2006), 800-808 , incorporated herein by reference. A third example is a micellar agent, such as PEG-PE, which can be used, for example, to encapsulate a photosensitizer (see A. Roby et al., "Solubilization of poorly soluble PDT agent, meso-tetraphenylporphine, in plain or immunotargeted PEG-PE micelles results in dramatically improved cancer cell killing in vitro", Eur. J. Pharm. Biopharm. 62 (2006), 235-240 incorporated herein by reference) or a quantum dot (see B. Dubertret et al., "In vivo imaging of quantum dots encapsulated in phospholipid micelles", Science 298 (2002), 1759-1762 incorporated herein by reference). A fourth example is a matrix material comprising a polyacrylamide hydrogel, a sol gel silica, or a crosslinked decyl methacrylate (decyl methacrylate); Nanoparticles containing these matrix materials, such as from E. Monson et al., In "PEBBLE nanosensors for in vitro bio-analysis", Biomedical Photonics Handbook, CRC Press, 2003, 59.1-59.14 ; "Nanotechnology tackles brain cancer", Monthly Feature, December 2005, NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer ; and "Watery nanoparticles deliver anticancer therapy," Nanotech News, March 5, 2007 , NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer; described; these publications are incorporated herein by reference. A fifth example is a chelant material (either a natural chelant such as a porphyrin or a porphyrin derivative or a synthetic chelant such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA, ethylendiaminetetraacetid acid) or diethylenetriamine pentaacetic acid (DTPA) or cryptand material) ( such as bipiridine (bypiridine)), these materials can form a coordination complex to include various substances including metals and cations. A sixth example is a fullerene or a fullerene derivative (for example, a carbon nanotube or a buckyball), wherein the inside of the volume can be used to contain various materials; for example, describes Sitharaman et al., In "Superparamagnetic gadonanotubes are high-performance MRI contrast agents", Chem. Commun. (2005), 3915-3917 as incorporated herein by reference, a carbon nanotube loaded with Gd 3+ ions as an MRI contrast agent.

Da ein lichtempfindliches biologisch aktives Material in unerwünschter Weise durch umgebende optische Energie, wie etwa durch Sonnenlicht aktiviert werden kann, sind manchmal spezielle Maßnahmen notwendig, um ein unerwünschtes Aktivieren während der Lagerung, der Verabreichung, der Behandlung oder der Nachbehandlung zu vermeiden. Zum Beispiel werden Patienten, die mit dem lichtempfindlichen Medikament Porfimernatrium (porfimer sodium) behandelt werden, darauf hingewiesen Sonnenlicht oder helle Innenraumbeleuchtung für zumindest 30 Tage nach der Behandlung zu vermeiden. In einigen Ausführungsformen umfasst die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung ein optisch hemmendes Material, das angewendet wird, um zumindest teilweise eine Kopplung optischer Energie an das lichtempfindliche biologisch aktive Material zu blockieren. In einer Ausführungsform wird das optisch hemmende Material angewendet, um selektiv das Koppeln optischer Energie aus anderen Quellen als dem lumineszierenden Material zu blockieren. In solch einer Ausführungsform kann die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung biologisch aktiv werden, wenn sie mit ionisierender Strahlung bestrahlt wird, aber das optisch hemmende Material kann zumindest teilweise verhindern, dass die Verbin dung biologisch aktiv wird, wenn sie mit optischer Energie bestrahlt wird. Dies kann die Lagerung, die Verabreichung und die Behandlungsmaßnahmen vereinfachen und die Photoempfindlichkeit des Patienten auf Umgebungslicht abschwächen. In einigen Ausführungsformen kann das optisch hemmende Material eine oder mehrere dünne metallische Lagen umfassen, die optional in einem Gitter oder einer porösen Struktur konfiguriert sind. Metallische Elemente mit niedrigem Z, wie etwa Beryllium, Aluminium oder Titan können eingesetzt werden, um ein optisches Blockieren ohne wesentliche Abschwächung ionisierender Strahlung, wie etwa Röntgenstrahlen, bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen kann das optisch hemmende Material Chromophore umfassen, die in die Hilfsmatrix oder das Beschichtungsmaterial eingebettet sind, um die Absorption von optischer Energie in einem Wellenlängenband entsprechend eines Absorptionsbandes des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials zu vergrößern. Beispielsweise können organische Farbstoffmoleküle zu einer Polymermatrix oder Beschichtung hinzugefügt werden oder verschiedene Metalle (wie etwa Kobalt, Gold, Selen, Kupfer, usw. und Salze, Oxyde, usw. hiervon) können zu einer Quarzmatrix oder Beschichtung hinzugefügt werden. In anderen Ausführungsformen kann das optisch hemmende Material ein polymeres photonisches Bandlückemnaterial umfassen (wie zum Beispiel von Fink et al., in „Polymeric photonic band gap materials”, US Patentnummer 6 433 931 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, beschrieben), das eine Bandlücke aufweist, die zumindest teilweise mit einem Absorptionsband des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials zusammenfällt.Since a photosensitive biologically active material can be undesirably activated by ambient optical energy, such as sunlight, special measures are sometimes necessary to avoid undesirable activation during storage, administration, treatment or post-treatment. For example, patients treated with the photosensitive drug porfimer sodium (porfimer sodium) are advised to avoid sunlight or bright interior lighting for at least 30 days after treatment. In some embodiments, the ionizing radiation responsive composition comprises an optically inhibiting material that is used to at least partially block coupling of optical energy to the photosensitive biologically active material. In one embodiment, the optically inhibiting material is used to selectively block the coupling of optical energy from sources other than the luminescent material. In such an embodiment, the ionizing radiation responsive composition may become biologically active when irradiated with ionizing radiation, but the optically inhibiting material may at least partially prevent the compound from becoming biologically active when irradiated with optical energy. This may simplify storage, administration, and procedures and attenuate the patient's photosensitivity to ambient light. In some embodiments, the optically inhibiting material may include one or more thin metallic layers that are optionally configured in a grid or porous structure. Low Z metallic elements such as beryllium, aluminum or titanium may be employed to provide optical blocking without significantly attenuating ionizing radiation, such as X-rays to provide. In other embodiments, the optically inhibiting material may comprise chromophores embedded in the auxiliary matrix or coating material to increase the absorption of optical energy in a wavelength band corresponding to an absorption band of the photosensitive biologically active material. For example, organic dye molecules may be added to a polymer matrix or coating, or various metals (such as cobalt, gold, selenium, copper, etc. and salts, oxides, etc. thereof) may be added to a quartz matrix or coating. In other embodiments, the optically inhibiting material may comprise a polymeric photonic bandgap material (as described, for example, by Fink et al., In "Polymeric photonic band gap materials"). US Pat. No. 6,433,931 , incorporated herein by reference) having a bandgap at least partially coincident with an absorption band of the photosensitive biologically active material.

In einigen Ausführungsformen umfasst die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung ein gezieltes Bioagens (biotargeting agent), das eine selektive biologische Affinität zu der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung fördert. Einige Konfigurationen der gebundenen Zusammensetzungen umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die in den 10A und 10B dargestellten Querschnitte, in denen ein auf ionisierende Strahlung ansprechendes Material 1000 (das ein lumineszierendes Material und ein licht-empfindliches biologisch aktives Material umfasst und optional andere Materia lien einschließt, zum Beispiel eine Hilfsmatrix oder ein Beschichtungsmaterial) ist an ein Biotargetingagens 1010 gekoppelt oder mit ihm beschichtet. Die Darstellungen sind schematisch und nicht als beschränkend beabsichtigt. In der 10A ist das gezielte Bioagens 1010 mit einer Y-Form dargestellt, die eine exemplarische Ausführungsform vorschlagen kann, bei der das gezielte Bioagens ein Antikörper ist, aber dies ist eine symbolische Darstellung, die alle gezielten Bioagens umfasst, einschließlich ohne jedoch darauf beschränkt zu sein: Proteine und Glycoproteine, monoklonale und polyklonale Antikörper, Lectine, Rezeptorliganden (einschließlich, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Vitamine, Hormone, Giftstoffe und Analoge oder Fragmente davon), Peptide oder Polypeptide, Aptamere, Polysaccharide, Zucker und verschiedene andere bioaktive Liganden oder Reste. Fachleuten sind verschiedene Biokonjugationsmethoden (bioconjugation methods) bekannt, um diese gezielten Bioagens als eine Komponente der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung anzuwenden. Beispielsweise beschreiben W. Cheng und J. Zhang, supra , das Verwenden von mit Nanopartikeln konjugierter Folsäure (nanoparticle-conjugated folic acid) als einen Tumorspezifischen Liganden. E. Bergey und P. Prasad, supra , L. Levy at al., supra und P. Prasad et al., supra , beschreiben eine exemplarische Konjugation von quarzbeschichteten Nanopartikeln mit Peptiden, Polypeptiden oder eines luteinisierendes Hormon – freisetzendes Hormon (LH-RH, leutinizing hormone-releasing hormone). Verschiedene veranschaulichende Biokonjugationen von Quantum Dots werden von R. Hardman in „A toxicologic review of quantum dots: toxicity depends an physiochernical and environmental factors”, Environmental Health Perspectives 114 (2006), 165–172 , hierin durch Bezug mit aufgenommen; von S. Weiss et al. in „Semiconductor nanocrystal grobes for biological applications and process for making and using such grobes”, US Patent Nr. 6 207 392 , hierin durch Bezug mit aufgenommen; und von X. Michalet, supra , beschrieben. B. Storrie et al., veranschaulichen in „B/B-like fragment targeting for the purpose of photodynamic therapy and medical imaging”, US Patent Nr. 6 631 283 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, eine Konjugation eines toxischen Moleküls oder eines Lectins zu einem lichtempfindlichen oder abbildenden Agens. A. Roby et al., supra , bzw. B. Dubertret et al., supra , beschreiben Biokonjugationen von Micellen mit Antikörpern bzw. mit DNA. H. Dees und T. Scott beschrieben in „Method for improved imaging and photodynamic therapy”, US Patent Nr. 6 493 570 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, eine Derivatisierung eines halogenierten Xanthen-Photosensibilisators (xanthene photosensitizer) mit verschiedenen Zielresten (targeting moieties).In some embodiments, the ionizing radiation responsive composition comprises a targeted bioagent (biotargeting agent) that promotes selective biological affinity to the ionizing radiation responsive composition. Some configurations of the bound compositions include, but are not limited to, those described in U.S. Pat 10A and 10B illustrated cross sections in which a responsive to ionizing radiation material 1000 (which includes a luminescent material and a light-sensitive biologically active material and optionally includes other materials, for example, an auxiliary matrix or a coating material) is attached to a biotargeting agent 1010 coupled or coated with it. The illustrations are schematic and not intended to be limiting. In the 10A is the targeted bioagens 1010 with a Y-shape, which may suggest an exemplary embodiment in which the targeted bioagent is an antibody, but this is a symbolic representation encompassing all targeted bioagents, including, but not limited to, proteins and glycoproteins, monoclonal and polyclonal antibodies, lectins, receptor ligands (including, but not limited to, vitamins, hormones, toxins and analogs or fragments thereof), peptides or polypeptides, aptamers, polysaccharides, sugars, and various other bioactive ligands or residues. Those skilled in the art are aware of various bioconjugation methods for applying these targeted bioagents as a component of the ionizing radiation responsive composition. For example, describe W. Cheng and J. Zhang, supra using nanoparticle-conjugated folic acid as a tumor-specific ligand. E. Bergey and P. Prasad, supra . Levy et al., Supra and P. Prasad et al., Supra , describe an exemplary conjugation of quartz-coated nanoparticles with peptides, polypeptides or a luteinizing hormone-releasing hormone (LH-RH, leutinizing hormone-releasing hormone). Several illustrative bioconjugations of quantum dots are made by R. Hardman in "A toxicological review of quantum dots: toxicity depends on physiochemical and environmental factors", Environmental Health Perspectives 114 (2006), 165-172 incorporated herein by reference; by S. Weiss et al. in "Semiconductor nanocrystal crude for biological applications and process for making and using such coarse", U.S. Patent No. 6,207,392 incorporated herein by reference; and from X. Michalet, supra , described. B. Storrie et al., Illustrate in "B / B-like fragment targeting for the purpose of photodynamic therapy and medical imaging", U.S. Patent No. 6,631,283 as incorporated herein by reference, a conjugation of a toxic molecule or a lectin to a photosensitive or imaging agent. A. Roby et al., Supra , respectively. B. Dubertret et al., Supra , describe bioconjugation of micelles with antibodies or with DNA. H. Dees and T. Scott described in "Method for improved imaging and photodynamic therapy", U.S. Patent No. 6,493,570 , incorporated herein by reference, is a derivatization of a halogenated xanthene photosensitizer (xanthene photosensitizer) having different targeting moieties.

Einige Ausführungsformen der Erfindung stellen eine erste gebundene Zusammensetzung bereit, die ein lichtempfindliches biologisch aktives Material umfasst und einen ersten Affinitätsagens und eine zweite gebundene Zusammensetzung einschließt, die ein lumineszierendes Material und einen zweiten Affinitätsagens umfasst. Der erste und der zweite Affinitätsagens sind irgendwelche zwei Agens (die identisch sein können), die die Tendenz aufweisen, eine Umgebung (z. B. in situ) des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials und des lumineszierenden Materials zu induzieren, wobei das lichtempfindliche biologisch aktive Material auf optische Energie, die durch das lumineszierende Material erzeugt wurde, ansprechen kann. In einigen Ausführungsformen können das erste bzw. der zweite Affinitätsagens ein erstes und ein zweites gezieltes Bioagens umfassen, die erste und zweite selektive biologische Affinitäten aufweisen, wobei die erste und die zweite selektive biologische Affinität zumindest teilweise überlappen (zum Beispiel weist das erste und das zweite gezielte Bioagens jedes zumindest irgendeine gemeinsame Affinität für ein bestimmtes Gewebe, eine Läsion, ein Organ oder einem anderen Bereich auf, wobei das lichtempfindliche biologisch aktive Material und das lumineszierende Material in situ in die Umgebung gebracht werden können). In anderen Ausführungsformen kann das erste bzw. das zweite Affinitätsagens einen ersten und zweiten ausgewählten Bindungspartner umfassen, die aus einem Paar von Bindungspartnern ausgewählt werden. Bindungspartner sind Paare von Molekülen (oder funktionale Gruppen), die eine Affinität aufweisen sich miteinander zu verbinden. Einige Beispiele umfassen: ein Antigen und ein entsprechender Antikörper oder ein Fragment davon; ein Hapten und ein entsprechendes Antihapten; Biotin und Avidin oder Straptavadin; Folsäure und Folsäure bindungsprotein (folate binding protein); ein Hormon und ein entsprechender Hormonrezeptor; ein Lectin und ein entsprechendes Kohlenhydrat, ein Enzym und ein entsprechender Co-Faktor, ein Substrat, ein Inhibitor, ein Effektor (effector), usw.; Vitamin B12 und den Intrinsic-Faktor; komplementäre Zellkernsäurefragmente (einschließlich DNA-(DNS), RNA-(RNS) und PNA-(peptide nucleic acid, PNS), Peptidzellkernsäure) Sequenzen), ein Antikörper und Protein A oder G; ein Polynukleotid und ein entsprechendes Polynukleotid-Bindungsprotein; andere Proteine und entsprechende Liganden; ebenfalls verschiede kovalente Bindungspaare, wie etwa reaktive Sulfhydrylgruppen (sulfhydryl reactive groups), reaktive Amingruppen (reactive amine groups), reaktive Carbodiimidgruppen (carbodiimide reactive groups), usw. Fachleuten sind verschiede Methoden bekannt, solche Bindungspartner in gebundenen Zusammensetzungen anzuwenden. Zum Beispiel werden von Amaratunga et al. in „Pharmaceuticals for enhanced delivery to disease targets”, US Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer US2005/0260131, hierin durch Bezug mit aufgenommen, Paare von Verbindungen beschrieben, die komplementär zu Oligopeptidsequenzen (oligopeptide sequences) (zum Beispiel PNA-Sequenzen) sind. Pomato et al., beschreiben in „In vivo binding pair pretargeting”, US Patent Nr. 5 807 534 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, Verfahren, die ein Enzym anwenden und einen entsprechenden Enzym-Inhibitor als ein Bindungspaar für ein in situ Pre-Targeting (pretargeting) von einem Effektormolekül (z. B. ein Radio-Metall). Croker et al. beschreiben in „Sol-gel coated glass microspheres for use in bioassay”, US Patentamneldung Publikationsnummer US 2007/0117089 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, Glasmikrokugeln, die mit einem Solgel beschichtet sind, die eine bioaktive Messsonde aufweisen, wobei die bioaktive Messsonde einen Bindungspartner umfassen kann, der aus einem Paar von Bindungspartnern ausgewählt wurde.Some embodiments of the invention provide a first bound composition comprising a photosensitive biologically active material and including a first affinity agent and a second bound composition comprising a luminescent material and a second affinity agent. The first and second affinity agents are any two agents (which may be identical) which tend to induce an environment (e.g., in situ) of the photosensitive biologically active material and the luminescent material, the photosensitive biologically active material can respond to optical energy generated by the luminescent material. In some embodiments, the first and second affinity agents, respectively, may comprise first and second targeted bioagents having first and second selective biological affinities, wherein the first and second selective biological affinities at least partially overlap (eg, the first and second biological affinities targeted bioagents each have at least some common affinity for a particular tissue, lesion, organ or other area, wherein the photosensitive biologically active material and the luminescent material can be brought into the environment in situ). In In other embodiments, the first and second affinity agents may comprise first and second selected binding partners selected from a pair of binding partners. Binding partners are pairs of molecules (or functional groups) that have an affinity to bind together. Some examples include: an antigen and a corresponding antibody or a fragment thereof; a hapten and a corresponding antihapten; Biotin and avidin or straptavadine; Folic acid and folate binding protein; a hormone and a corresponding hormone receptor; a lectin and a corresponding carbohydrate, enzyme and co-factor, substrate, inhibitor, effector, etc .; Vitamin B12 and the intrinsic factor; complementary nuclear acid fragments (including DNA (DNA), RNA (RNA) and peptide nucleic acid (PNA), peptide nucleic acid) sequences), an antibody and protein A or G; a polynucleotide and a corresponding polynucleotide binding protein; other proteins and corresponding ligands; Also, various covalent binding pairs, such as reactive sulfhydryl groups (sulfhydryl reactive groups), reactive amine groups, reactive carbodiimide groups (carbodiimide reactive groups), etc., are known to those skilled in the art to use such binding partners in bound compositions. For example, Amaratunga et al. U.S. Patent Application Publication No. US2005 / 0260131, incorporated herein by reference, describes pairs of compounds that are complementary to oligopeptide sequences (for example, PNA sequences). Pomato et al. Describe in "in vivo binding pair pretargeting", U.S. Patent No. 5,807,534 as incorporated herein by reference, methods employing an enzyme and a corresponding enzyme inhibitor as a binding pair for in situ pre-targeting of an effector molecule (e.g., a radio-metal). Croker et al. describe in "Sol-gel coated glass microspheres for use in bioassay", US Patent Application Publication Number US 2007/0117089 as incorporated herein by reference, glass microspheres coated with a sol gel having a bioactive probe, wherein the bioactive probe may comprise a binding partner selected from a pair of binding partners.

Einige Beispiele der vorangehenden Ausführungsformen sind in den 11A11D dargestellt. Diese schematischen Darstellungen sind beispielhafte Konfigurationen und sie sind nicht als beschränkend beabsichtigt. In der 11A umfasst eine erste gebundene Zusammensetzung ein lumineszierendes Material 110 und ein erster gezieltes Bioagens 1101, und eine zweite gebundene Zusammensetzung umfasst ein lichtempfindliches biologisch aktives Material 112 und ein zweites gezieltes Bioagens 1102 (das das gleiche sein kann wie das erste gezielte Bioagens oder verschieden). Die 11B zeigt ein Beispiel, in dem sich die erste und die zweite gebundene Zusammensetzung der 11A an ein gemeinsames Substrat 1103 durch die gezielten Bioagens 1101 und 1102 anlagern, wodurch das lumineszierende Material und das lichtempfindliche biologisch aktive Material in die Umgebung gebracht werden. Das gemeinsame Substrat 1103 könnte zum Beispiel eine Tumorzelle, ein Makromolekül (wie etwa ein Protein) sein oder ein anderes Feature mit dem die gezielten Bioagens 1101 und 1102 eine Affinität gemeinsam haben. Die gezielten Bioagens 1101 und 1102 sind als eine „Y”-Form aufweisend dargestellt, die eine beispielhafte Ausführungsform vorschlagen können, bei der die gezielten Bioagens Antikörper sind und das gemeinsame Substrat 1102 ist mit einer gekerbten Oberfläche dargestellt, die eine beispielhafte Ausführungsform vorschlagen kann, bei der das Substrat eine Zelle ist, die ein Antigen auf seiner Oberfläche bildet, aber diese sind symbolische Darstellungen, die beabsichtigt sind, alle Arten von gezielten Bioagens und alle Arten von Zielobjekten (targets) hiervon zu umfassen. In der 11C umfasst eine erste gebundene Zusammensetzung (bound composition) ein lumineszierendes Material 110 und einen ersten Bindungspartner 1110, der aus einem Paar von Bindungspartnern ausgewählt wurde und eine zweite gebundene Zusammensetzung umfasst ein lichtempfindliches biologisch aktives Material 112 und einen zweiten Bindungspartner 1112, der aus einem Paar von Bindungspartnern ausgewählt wurden. In der 11D sind der erste und der zweite Bindungspartner miteinander verbunden, wobei das lumineszierende Material und das lichtempfindliche biologisch aktive Material in die Umgebung gebracht wurden. Die Bindungspartner 1110 und 1112 sind als komplementäre „Schloss”- und „Schlüssel”-Formen dargestellt, die eine exemplarische Ausführungsform vorschlagen können, bei der die Bindungspartner ein Protein und ein entsprechender Proteinligand sein können, aber dies ist eine symbolische Darstellung und es ist beabsichtigt, dass sie alle Arten von Bindungspartnern und Bindungsaktivitäten hiervon umfasst sind.Some examples of the foregoing embodiments are shown in FIGS 11A - 11D shown. These schematic representations are exemplary configurations and are not intended to be limiting. In the 11A For example, a first bonded composition comprises a luminescent material 110 and a first targeted bioagens 1101 and a second bound composition comprises a photosensitive biologically active material 112 and a second targeted bioagens 1102 (which can be the same as the first targeted bioagent or different). The 11B shows an example in which the first and the second bound composition of the 11A to a common substrate 1103 through the targeted bioagents 1101 and 1102 annealing, whereby the luminescent material and the photosensitive biologically active material are brought into the environment. The common substrate 1103 For example, it could be a tumor cell, a macromolecule (such as a protein), or another feature that targets the targeted bioagents 1101 and 1102 have an affinity in common. The targeted bioagents 1101 and 1102 are shown as having a "Y" shape, which may suggest an exemplary embodiment in which the targeted bioagents are antibodies and the common substrate 1102 is shown with a notched surface that may suggest an exemplary embodiment in which the substrate is a cell that forms an antigen on its surface, but these are symbolic representations intended to cover all types of targeted bioagents and all types of targets to include (targets) thereof. In the 11C For example, a first bound composition comprises a luminescent material 110 and a first binding partner 1110 selected from a pair of binding partners and a second bound composition comprises a photosensitive biologically active material 112 and a second binding partner 1112 which were selected from a pair of binding partners. In the 11D For example, the first and second binding partners are joined together to bring the luminescent material and the photosensitive biologically active material into the environment. The binding partners 1110 and 1112 are shown as complementary "lock" and "key" forms, which may suggest an exemplary embodiment in which the binding partners may be a protein and a corresponding protein ligand, but this is a symbolic representation and is intended to be of all kinds of binding partners and binding activities thereof.

Die 12 zeigt einen Querschnitt einer auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung. Die Figur zeigt eine veranschaulichende Konfiguration und ist nicht beschränkend beabsichtigt; anderen Konfigurationen werden für Fachleute offensichtlich sein. In dieser Konfiguration umfasst die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung einen Kern, der ein lumineszierendes Material 110 aufweist, umgeben von einer inneren Schale, die ein lichtempfindliches biologisch aktives Material 112 aufweist und eine äußere Schale, die eine Hilfsmatrix oder ein Beschichtungsmaterial 900 aufweist. Ein gezieltes Bioagens 1010 ist an die äußere Schale angebracht. Die Ausführungsform umfasst ferner ein Tagant-Material (tagant material) 1200. In der in der 12 dargestellten Konfiguration ist das Tagant-Material als Flicken (patches) auf der Oberfläche des lichtempfindlichen biologischen aktiven Materials verteilt, aber dies ist nur eine veranschaulichende Konfiguration und andere Konfigurationen werden für Fachleute offensichtlich sein. Zum Beispiel kann das Tagant-Material an der äußeren Oberfläche der gebundenen Zusammensetzung angelagert sein, in das Innere der gebundenen Zusammensetzung eingebettet sein, usw. Im Allgemeinen ist ein Tagant-Material ein Material, das Detektieren, Abbilden oder die in situ Dosimetrie der auf ionisierende Strahlung ansprechenden Zusammensetzung erleichtert, oder die das Abbilden, das Abtasten, das entnehmen einer Probe oder andere Messungen der in situ Umgebung erleichtert. In einer ersten Ausführungsform kann das Tagant-Material ein radioaktives Material umfassen, zum Beispiel ein gammaaktives Isotop des Thalliums, des Technikums, usw., das mit einer SPECT Kamera oder einem ähnlichen Instrument abgebildet werden kann. In einer zweiten Ausführungsform kann das Tagant-Material ein Radiokontrastagens umfassen, zum Beispiel ein Material mit großem Z (wie z. B. Jod, Xenon, Barium, oder ein Lanthanid), das abbildende Röntgenstrahlen stark absorbiert oder streut. In einer dritten Ausführungsform kann das Tagant-Material ein MRI Kontrastagens umfassen, z. B. ein Gadoliniumchelat oder magnetische Nanopartikel. Ein MRI Kontrastagens kann als ein Sensor wirken, zum Beispiel durch Konjugieren des Kontrastagens auf einen abtastenden Rest, wie beispielsweise ein Calcium-bindendes Cal modulinprotein (calmodulin protein) (siehe T. Atanasijevic et al., „Calciumsensitive MRI contrast agents based an superparamagnetic iron Oxide nanoparticles and calmodulin”, PNAS 103 (2006), 14707–14712 ). In einer vierten Ausführungsform kann das Tagant-Material ein fluoreszierendes Material umfassen, zum Beispiel einen organischen Farbstoff, einen anorganischen Farbstoff oder einen Quantum Dot. Das fluoreszierende Material kann auch als ein Sensor oder ein Anzeigefarbstoff wirken; ein Beispiel ist ein Ruthenium-basierter Farbstoff [Ru(dpp)3]2+, der eine Intensitätsabnahme aufweist durch das Abschrecken des angeregten Zustands bei Anwesenheit von molekularem Sauerstoff. Einige Beispiele von fluoreszierenden Farbstoffen, Sensor-/Anzeigefarbstoffen und Quantum Dot Kennzeichen werden von T. Vo-Dinh et al. in Biomedical Photonics Handbank, CRC Press, 2003, 56–1 bis 56–20 und 58–1 bis 58–14 , hierin durch Bezug mit aufgenommen, beschrieben. E. Monson, supra , beschreibt wie verschiedene Referenz- und Anzeigefarbstoffe in eine Nanopartikel-Matrix aufgenommen werden können.The 12 shows a cross section of an ionizing radiation responsive composition. The figure shows an illustrative configuration and is not intended to be limiting; Other configurations will be apparent to those skilled in the art. In this configuration, the ionizing radiation responsive composition comprises a core that is a luminescent material 110 surrounded by an inner shell containing a photosensitive biologically active material 112 and an outer shell comprising an auxiliary matrix or a coating material 900 having. A targeted bioagens 1010 is attached to the outer shell. The embodiment further comprises a Tagant material (tagant material) 1200 , In the in the 12 As shown, the tagant material is distributed as patches on the surface of the photosensitive biologically active material, but this is only an illustrative configuration and other configurations will be apparent to those skilled in the art. For example, the Tagant material may be attached to the outer surface of the bonded composition, embedded within the bound composition, etc. Generally, a Tagant material is a material that can detect, image, or in situ dosimetry Radiation responsive composition facilitates or facilitates imaging, scanning, taking a sample or other measurements of the in situ environment. In a first embodiment, the tagant material may comprise a radioactive material, for example, a gamma active isotope of thallium, pilot plant, etc., which may be imaged with a SPECT camera or similar instrument. In a second embodiment, the tagant material may comprise a radiocontrast agent, for example, a high Z material (such as iodine, xenon, barium, or a lanthanide) that strongly absorbs or scatters imaging X-rays. In a third embodiment, the tagant material may comprise a MRI contrast agent, e.g. A gadolinium chelate or magnetic nanoparticles. An MRI contrast agent may act as a sensor, for example by conjugating the contrast agent to a sensing moiety, such as calcium-binding calmodulin protein (see T. Atanasijevic et al., "Calcium-sensitive MRI contrast agents based on superparamagnetic iron oxide nanoparticles and calmodulin", PNAS 103 (2006), 14707-14712 ). In a fourth embodiment, the tagant material may comprise a fluorescent material, for example an organic dye, an inorganic dye or a quantum dot. The fluorescent material may also act as a sensor or indicator dye; an example is a ruthenium-based dye [Ru (dpp) 3 ] 2+ which exhibits a decrease in intensity by the quenching of the excited state in the presence of molecular oxygen. Some examples of fluorescent dyes, sensor / display dyes and quantum dot labels are available from T. Vo-Dinh et al. in Biomedical Photonics Handbook, CRC Press, 2003, 56-1 to 56-20 and 58-1 to 58-14 , incorporated herein by reference. E. Monson, supra describes how various reference and display dyes can be incorporated into a nanoparticle matrix.

Die 13 zeigt eine weitere veranschaulichende Ausführungsform und Anwendung, bei der ein ionisierender Strahlungsemitter 100 ionisierende Strahlung 102 erzeugt. Die ionisierende Strahlung bestrahlt zumindest einen Teil eines Bereichs 104, der eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung 200 enthält. Wie in der 1 und der 7 spricht das lumineszierende Material auf ionisierende Strahlung durch Erzeugen optischer Energie an und das lichtempfindliche biologisch aktive Material spricht auf optische Energie an, indem es biologisch aktiv wird (andere Ausführungsformen stellen anderes Ansprechen des biologisch aktiven Materials bereit; zum Beispiel kann das lichtempfindliche biologisch aktive Material auf optische Energie ansprechen, indem es biologisch inaktiv wird, indem ein Level biologischer Aktivität teilweise anwächst oder abnimmt, indem sich ein erster Modus biologischer Aktivität in einen zweiten Modus biologischer Aktivität umwandelt, usw.). In der vorliegenden Ausführungsform spricht die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung zusätzlich durch Erzeugen von gestreuter oder lumineszierender Strahlung 1300 an.The 13 FIG. 12 shows another illustrative embodiment and application in which an ionizing radiation emitter. FIG 100 ionizing radiation 102 generated. The ionizing radiation irradiates at least part of a region 104 which is an ionizing radiation responsive composition 200 contains. Like in the 1 and the 7 It addresses the luminescent material to ionizing radiation by generating optical energy and the photosensitive biologically active material is responsive to optical energy by becoming biologically active (other embodiments provide different response of the biologically active material, for example, the photosensitive biologically active material may address optical energy by becoming biologically inactive by partially increasing or decreasing a level of biological activity by converting a first mode of biological activity into a second mode of biological activity, etc.). In the present embodiment, the ionizing radiation responsive composition additionally speaks by generating scattered or luminescent radiation 1300 at.

Ein erster Strahlungsdetektor 1302 wird angewendet, um zumindest einen Teil der gestreuten oder lumineszierenden Strahlung zu empfangen und ein zweiter Strahlungsdetektor 1304 wird angewendet, um zumindest einen Teil der ionisierenden Strahlung, der übertragen oder durch den Bereich 104 nach vorne gestreut wird, zu empfangen. Andere Ausführungsformen können nur den ersten Strahlungsdetektor 1302 oder nur den zweiten Strahlungsdetektor 1304 umfassen. Die gestreute oder lumineszierende Strahlung 1300 kann beispielsweise umfassen Comptongestreute Röntgenstrahlen, Paar-erzeugende Gammastrahlen, charakteristische Röntgenstrahlen oder optische Fluoreszenz. In den Ausführungsformen, in denen die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung ferner Tagant-Material umfasst, kann die gestreute oder lumineszierende Strahlung von dem Tagant-Material ausgehen. Der erste Strahlungsdetektor 1302 kann zum Beispiel einen oder mehrere optische, Röntgenstrahlen-, oder Gammastrahlensensoren umfassen, kann optional als ein planares oder ein tomographisches Abbildungssystem (wie beispielsweise eine CCD-Kamera, einen optischen Tomographen, eine Gamma-Kamera, ein Fluoroskop, einen PET-Scanner, einen SPECT-Scanner oder ein CT-Gerät) umfassen. Der zweite Strahlungsdetektor 1304 kann beispielsweise einen oder mehrere ionisierende Strahlungssensoren (z. B. einen Halbleiter, einen Phosphor oder einen Szintillationsdetektor) umfassen, der optional als ein planares oder tomographisches System konfiguriert ist (ebenda).A first radiation detector 1302 is applied to receive at least a portion of the scattered or luminescent radiation and a second radiation detector 1304 is applied to at least part of the ionizing radiation that is transmitted or passed through the area 104 is scattered forward to receive. Other embodiments may only use the first radiation detector 1302 or only the second radiation detector 1304 include. The scattered or luminescent radiation 1300 For example, compton scattered comprise X-rays, pair-producing gamma rays, characteristic X-rays, or optical fluorescence. In embodiments in which the ionizing radiation responsive composition further comprises tagant material, the scattered or luminescent radiation may emanate from the tagant material. The first radiation detector 1302 For example, it may comprise one or more optical, X-ray, or gamma-ray sensors, optionally as a planar or tomographic imaging system (such as a CCD camera, an optical scanner, a gamma camera, a fluoroscope, a PET scanner, a SPECT scanner or a CT device). The second radiation detector 1304 For example, it may include one or more ionizing radiation sensors (eg, a semiconductor, a phosphor, or a scintillation detector) that is optionally configured as a planar or tomographic system (ibid.).

Die in 13 dargestellte Ausführungsform umfasst ferner eine Kontrolleinheit 1306, die mit dem ionisierenden Strahlungsemitter verbunden ist, den ersten Strahlungsdetektor und den zweiten Strahlungsdetektor. Die Kontrolleinheit ist konfiguriert, um den ionisierenden Strahlungsemitter zu betreiben, zum Beispiel um den Emitter zu aktivieren oder deaktivieren (oder einen Teil davon), seine mechanische Position und Orientierung zu verändern und das Spektrum, die Intensität, die Strahlform, die Zeitsequenz, usw. der ionisierenden Strahlung zu modulieren. Die Kontrolleinheit ist konfiguriert, um den ersten und/oder den zweiten Strahlungsdetektor zu betreiben, zum Beispiel den Detektor entweder zu aktivieren oder zu deaktivieren, seine mechanische Position und Orientierung zu ver ändern, seine Abbildungs- und Detektionseinstellungen (wie etwa den Gewinn, den Spektralbereich oder das Gesichtsfeld) zu verändern und Detektions- oder Abbildungsdaten zu empfangen. Die Kontrolleinheit kann Daten von dem ersten und/oder dem zweiten Strahlungsdetektor empfangen, kann eine korrelierte photoaktivierte Dosis des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials bestimmen, kann die korrelierte photoaktivierte Dosis mit einer photoaktivierten Zieldosis vergleichen und kann den Betrieb des ionisierenden Strahlungsemitters anpassen, um eine Korrespondenz zwischen der korrelierten photoaktivierten Dosis und der photoktivierten Zieldosis (target photoactivated dosage) zu verbessern. Zusätzlich oder alternativ kann die Kontrolleinheit Daten von dem ersten und/oder dem zweiten Strahlungsdetektor empfangen, wobei die Daten eine Karte oder ein Bild des Zielbereichs umfassen und ein Strahlungsdosisprofil entsprechend der Karte oder dem Bild des Zielbereichs erzeugen. Beispielsweise kann die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung eine selektive biologische Affinität für ein bestimmtes Gewebe, einen Tumor oder eine Läsion aufweisen und dabei als ein abbildender Kontrastagens dienen, um die räumliche Ausdehnung des bestimmten Gewebes, des Tumors oder der Läsion zu enthüllen. Optional enthält die Kontrolleinheit ein Schnittstellenmodul, das ein oder mehrere Benutzereingabegeräte (Tastaturen, Zeigegeräte, Mikrophone, usw.) enthalten kann, ein oder mehrere Benutzerausgabegeräte (Video-Displays, Lautsprecher, usw.), ein oder mehrere Netzwerkschnittstellen (zum Beispiel zum Zugang zu einem Computernetzwerk oder einer Datenbank) oder irgendeine Kombination davon beinhalten.In the 13 illustrated embodiment further comprises a control unit 1306 , which is connected to the ionizing radiation emitter, the first radiation detector and the second beam lung detector. The control unit is configured to operate the ionizing radiation emitter, for example to activate or deactivate (or part of) the emitter, to change its mechanical position and orientation, and the spectrum, intensity, beam shape, time sequence, etc. to modulate the ionizing radiation. The control unit is configured to operate the first and / or the second radiation detector, for example to either enable or disable the detector, to change its mechanical position and orientation, to adjust its imaging and detection settings (such as gain, spectral range) or the field of view) and to receive detection or imaging data. The control unit may receive data from the first and / or the second radiation detector, may determine a correlated photoactivated dose of the photosensitive biologically active material, may compare the correlated photoactivated dose with a photoactivated target dose and may adjust the operation of the ionizing radiation emitter to provide correspondence between the correlated photoactivated dose and the photoactivated target dose. Additionally or alternatively, the control unit may receive data from the first and / or the second radiation detector, the data comprising a map or image of the target area and generating a radiation dose profile corresponding to the map or image of the target area. For example, the ionizing radiation responsive composition may have a selective biological affinity for a particular tissue, tumor, or lesion, thereby serving as an imaging contrast agent to reveal the spatial extent of the particular tissue, tumor, or lesion. Optionally, the control unit includes an interface module that may include one or more user input devices (keyboards, pointing devices, microphones, etc.), one or more user output devices (video displays, speakers, etc.), one or more network interfaces (for example, access to a computer network or database) or any combination thereof.

Die 14 zeigt eine weitere veranschaulichende Ausführungsform und Anwendung, bei der ein ionisierender Strahlungsemitter 100 ionisierende Strahlung 102 erzeugt. Die ionisierende Strahlung bestrahlt zumindest einen Teil des Bereichs 104, der eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusarmmensetzung 200 enthält. Das lumineszierende Material spricht auf die ionisierende Strahlung durch Erzeugen optischer Energie an und das lichtempfindliche biologisch aktive Material spricht auf die optische Energie an, indem es biologisch aktiv wird (andere Ausführungsformen erbringen anderes Ansprechen des lichtempfindlichen biolo gisch aktiven Materials; zum Beispiel kann ein lichtempfindliches biologisch aktives Material auf optische Energie ansprechen, um biologisch inaktiv zu werden oder um teilweise einen Level biologischer Aktivität zu erhöhen oder zu verringern, um von einem ersten Modus biologischer Aktivität in einen zweiten Modus biologischer Aktivität zu wechseln, usw.). Die vorliegende Ausführungsform umfasst ferner einen Messsondenstrahlungsemitter 1400, der Messsondenstrahlung 1402 emittiert, die zumindest einen Teil des Bereichs 104 bestrahlt. Die räumliche Ausdehnung der ionisierenden Strahlung 102 und der Messsondenstrahlung 1402 können, wie in der 14 dargestellt, disjunkt sein oder sie können zumindest teilweise überlappen. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung spricht auf die Messsondenstrahlung durch Erzeugen gestreuter oder lumineszierender Strahlung 1300 an. Ein erster Strahlungsdetektor 1302 wird angewendet, um zumindest einen Teil der gestreuten oder lumineszierenden Strahlung zu empfangen, ein zweiter Strahlungsdetektor 1304 wird angewendet, um zumindest einen Teil der ionisierenden Strahlung, die übertragen oder durch den Bereich 104 nach vorne gestreut wird, zu empfangen und ein dritter Strahlungsdetektor 1404 wird angewendet, um zumindest einen Teil der Messsondenstrahlung, die übertragen oder durch den Bereich 104 nach vorne gestreut wird, zu empfangen. Andere Ausführungsformen können einen oder zwei der drei in 14 gezeigten Strahlungsdetektoren einschließen. Der Messsondenstrahlungsemitter 1400 könnte zum Beispiel einen ionisierenden Strahlungsemitter, einen optischen Strahlungsemitter (insbesondere einen, der bei tiefer eindringenden roten oder nahe infraroten Wellenlängen arbeitet) oder eine RF-Antenne für kernmagnetische Resonanz (falls in Kombination mit einem NMR Magnetsystem verwendet wird, nicht gezeigt) umfassen. Die gestreute oder lumineszierende Strahlung 1300 könnte zum Beispiel Compton-gestreute Röntgenstrahlen, Paar-erzeugende Gammastrahlen, charakteristische Röntgenstrahlen, optische Fluoreszenz oder NMR Dipolstrahlung umfassen. In den Ausführungsformen, in denen die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung ferner ein Tagant-Material umfasst, kann die gestreute oder lumineszierende Strahlung von dem Tagant-Material ausgehen. Der erste Strahlungsdetektor 1302 und der dritte Strahlungsdetektor 1404 können zum Beispiel einen oder mehrere optische, Röntgenstrahlen- oder Gammastrahlenmesssonden umfassen, können optional als ein planares oder tomographisches Abbildungssystem (beispielsweise wie eine CCD-Kamera, ein optischer Tomograph, eine Gamma-Kamera, ein Fluoroskop, ein PET-Scanner, ein SPECT-Scanner oder ein CT-Gerät) konfiguriert sein. Der erste Strahlungsdetektor kann eine oder mehrere RF-Antennen umfassen, die optional als Teil eines Magnetresonanzabbildungssystems konfiguriert sein können. Der zweite Strahlungsdetektor 1304 kann zum Beispiel einen oder mehrere ionisierende Strahlungsmesssensoren (z. B. einen Halbleiter, ein Phosphor oder ein Szintillationsdetektor) umfassen, die optional als ein planares oder tomographisches System konfiguriert sein können (ebenda).The 14 FIG. 12 shows another illustrative embodiment and application in which an ionizing radiation emitter. FIG 100 ionizing radiation 102 generated. The ionizing radiation irradiates at least part of the area 104 containing an ionizing radiation responsive composition 200 contains. The luminescent material is responsive to the ionizing radiation by generating optical energy, and the photosensitive biologically active material is responsive to the optical energy by becoming biologically active (other embodiments provide different response of the photosensitive biologically active material, for example, a photosensitive biologically active material reacting active material to optical energy to become biologically inactive, or to partially increase or decrease a level of biological activity, to switch from a first mode of biological activity to a second mode of biological activity, etc.). The present embodiment further includes a probe radiation emitter 1400 , the probe radiation 1402 emitted, which is at least part of the range 104 irradiated. The spatial extent of the ionizing radiation 102 and the probe radiation 1402 can, as in the 14 represented, disjoint or they can overlap at least partially. The ionizing radiation responsive composition is responsive to the probe radiation by generating scattered or luminescent radiation 1300 at. A first radiation detector 1302 is applied to receive at least a portion of the scattered or luminescent radiation, a second radiation detector 1304 is applied to at least part of the ionizing radiation that is transmitted or passed through the area 104 is scattered forward, receive and a third radiation detector 1404 is applied to at least part of the probe radiation that is transmitted or passed through the area 104 is scattered forward to receive. Other embodiments may include one or two of the three in 14 include radiation detectors shown. The probe radiation emitter 1400 For example, it could include an ionizing radiation emitter, an optical radiation emitter (particularly one operating at deeper penetrating red or near infrared wavelengths), or a nuclear magnetic resonance RF antenna (if used in combination with an NMR magnet system, not shown). The scattered or luminescent radiation 1300 For example, Compton scattered X-rays, pair-producing gamma rays, characteristic X-rays, optical fluorescence, or NMR dipole radiation could be included. In embodiments in which the ionizing radiation responsive composition further comprises a tagant material, the scattered or luminescent radiation may emanate from the tagant material. The first radiation detector 1302 and the third radiation detector 1404 For example, one or more optical, X-ray, or gamma-ray probes may optionally be included as a planar or tomographic imaging system (such as a CCD camera, an optical tomograph, a gamma camera, a fluoroscope, a PET scanner, a SPECT Scanner or a CT device). The first radiation detector may comprise one or more RF antennas, which may optionally be configured as part of a magnetic resonance imaging system. The second radiation detector 1304 can, for example, one or a plurality of ionizing radiation measuring sensors (eg, a semiconductor, a phosphor, or a scintillation detector), which may optionally be configured as a planar or tomographic system (ibid.).

Die in 14 dargestellte Ausführungsform umfasst ferner eine Kontrolleinheit 1306, die mit dem ionisierenden Strahlungsemitter, dem Messsondenstrahlungsemitter und den drei Strahlungsdetektoren verbunden ist. Die Kontrolleinheit ist konfiguriert, um den ionisierenden Strahlungsemitter und den Messsondenstrahlungsemitter zu betreiben, zum Beispiel um jeden Emitter (oder einige Teile davon) zu aktivieren oder zu deaktivieren, seine mechanische Position und Orientierung zu verändern und das Spektrum, die Intensität, die Strahlform, die Zeitsequenz, usw. der emittierten Strahlung zu modulieren. Die Kontrolleinheit ist ferner konfiguriert, um die Strahlungsdetektoren zu betreiben, zum Beispiel durch Aktivieren oder Deaktivieren eines Detektors, seine mechanische Position und Orientierung zu ändern, die Abbildungs- oder Detektionseinstellungen (wie etwa des Gewinns, des Spektralbereiches oder des Blickfeldes) zu variieren und Detektions- oder Abbildungsdaten zu empfangen. Die Kontrolleinheit kann Daten von irgendeinem der Strahlungsdetektoren empfangen, eine korrelierte photoaktivierte Dosis des lichtempfindlichen biologisch aktiven Materials bestimmen, die korrelierte photoaktivierte Dosis mit einer photoaktivierten Zieldosis vergleichen und den Betrieb des ionisierenden Strahlungsemitters anpassen, um die Übereinstimmung zwischen der korrelierten photoaktivierten Dosis und der photoaktivierten Zieldosis zu verbessern. Zusätzlich oder alternativ kann die Kontrolleinheit Daten von einem oder allen der Strahlungsdetektoren empfangen, wobei die Daten eine Karte oder ein Bild des Zielbereichs umfassen und ein Strahlungsdosisprofil zu erzeugen, das der Karte oder dem Bild des Zielbereichs entspricht. Beispielsweise kam die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung eine selektive biologische Affinität zu einem bestimmten Gewebe, einem Tumor oder einer Läsion aufweisen und dabei als ein abbildendes Kontrastagens dienen, um die räumliche Ausdehnung des bestimmten Gewebes, des Tumors oder der Läsion zu enthüllen. Optional kann die Kontrolleinheit ein Schnittstellenmodul einschließen, das ein oder mehrere Eingabegeräte (Tastaturen, Zeigegeräte, Mikrophone, usw.), cm oder mehrere Benutzerausgabegeräte (Video-Displays, Lautsprecher, usw.) und ein oder mehrere Netzwerkgeräte (z. B. Zugang zu einem Computernetzwerk oder einer Datenbank) oder ähnliche Geräte oder Kombinationen hiervon umfasst.In the 14 illustrated embodiment further comprises a control unit 1306 which is connected to the ionizing radiation emitter, the probe radiation emitter and the three radiation detectors. The control unit is configured to operate the ionizing radiation emitter and the probe radiation emitter, for example to activate or deactivate each emitter (or some portions thereof), to change its mechanical position and orientation, and to vary the spectrum, intensity, beam shape Time sequence, etc. of the emitted radiation to modulate. The control unit is further configured to operate the radiation detectors, for example, by activating or deactivating a detector, changing its mechanical position and orientation, varying the imaging or detection settings (such as gain, spectral or field of view), and detection - or to receive image data. The control unit may receive data from any one of the radiation detectors, determine a correlated photoactivated dose of the photosensitive biologically active material, compare the correlated photoactivated dose with a photoactivated target dose and adjust the operation of the ionizing radiation emitter to match the correlated photoactivated dose with the photoactivated target dose to improve. Additionally or alternatively, the control unit may receive data from one or all of the radiation detectors, the data comprising a map or image of the target area and generating a radiation dose profile corresponding to the map or image of the target area. For example, the ionizing radiation responsive composition has a selective biological affinity for a particular tissue, tumor, or lesion, thereby serving as an imaging contrast agent to reveal the spatial extent of the particular tissue, tumor, or lesion. Optionally, the control unit may include an interface module including one or more input devices (keyboards, pointing devices, microphones, etc.), cm or multiple user output devices (video displays, speakers, etc.) and one or more network devices (eg access to a computer network or database) or similar devices or combinations thereof.

Eine veranschaulichende Ausführungsform ist als ein Prozessablaufdiagramm in der 15 dargestellt. Dieser Prozessablauf kann beispielsweise den Betrieb der Kontrolleinheit 1306, wie in den 13 und 14 dargestellt, charakterisieren. Der Ablauf 1500 umfasst den Schritt 1510- das Identifizieren eines ersten Prozesses, der zumindest teilweise ionisierende Strahlung in ein Quantum optischer Energie umwandelt. Zum Beispiel kann ionisierende Strahlung, wie etwa Gammastrahlung oder Röntgenstrahlung in optische Energie durch ein lumineszierendes Material, wie etwa einen Szintillator oder Phosphorteilchen umgewandelt werden. Der Ablauf 1500 umfasst ferner den Schritt 1520- das Identifizieren eines zweiten Prozesses, der zumindest teilweise das Quantum optischer Energie in biologische Aktivität umwandelt. Zum Beispiel kann ein lichtempfindliches biologisch aktives Material auf optische Energie ansprechen, indem es biologisch aktiv wird oder ein lichtempfindliches biologisch aktives Material kann auf optische Energie ansprechen, indem es ermöglicht, dass biologisch aktives Material freigesetzt wird. Der Ablauf 1500 kann ferner den Schritt 1530 umfassen- das Ansprechen auf das Identifizieren eines ersten Prozesses und auf das Identifizieren eines zweiten Prozesses, das Bestimmen eines Quantums von ionisierender Strahlung, wobei das gewählte Quantum biologischer Aktivität durch eine Kombination des ersten Pro zesses und des zweiten Prozesses erzeugt wird. Beispielsweise kann der erste Prozess durch eine Effizienz oder einen Querschnitt der Umwandlung ionisierender Strahlung in optische Energie (einschließlich spektraler und in situ Abhängigkeiten hiervon) charakterisiert werden und/oder durch eine räumliche Verteilung eines Lumineszenzmaterials, das den ersten Prozess ausführen kann; der zweite Prozess kann durch eine Effizienz oder eine Sensitivität der Umwandlung optischer Energie in biologische Aktivität (einschließlich spektraler und in situ Abhängigkeiten hiervon) charakterisiert werden und/oder durch eine räumliche Verteilung eines lichtempfindlichen biologischen aktiven Materials, das den zweiten Prozess ausführen kann; diese Charakterisierungen des ersten Prozesses und des zweiten Prozesses können verwendet werden, um das Quantum ionisierender Strahlung zu bestimmen, das geliefert werden sollte, um ein ausgewähltes Quantum biologischer Aktivität zu erhalten. Das Quantum ionisierender Strahlung kann eine Spezifikation eines Bestrahlungsenergiespektrums, eines Zeitprofils oder eines räumlichen Profils umfassen. Der Ablauf 1500 umfasst ferner den Schritt 1540- das Bestrahlen zumindest eines Bereichs mit dem bestimmten Quantum ionisierender Strahlung. Zum Beispiel kann ein ionisierender Strahlungsemitter (z. B. ein Teletherapiegerät oder ein CT-Gerät) betrieben werden, um das bestimmte Quantum ionisierender Strahlung (optional entsprechend ein spezifiziertes Zeit-, ein Orts- und/oder ein Energieprofil) bereitzustellen. Der Ablauf 1500 umfasst optional den Schritt 1550- das Detektieren des Quantums ionisierender Strahlung, die übertragen oder durch zumindest einen Teil des zumindest einen Bereichs in Vorwärtsrichtung gestreut wird. Zum Beispiel kann ein ionisierender Strahlungsdetektor (z. B. ein Halbleiter-, ein Phosphor- oder ein Szintillationsdetektor, der optional als ein planares oder tomographisches System konfiguriert ist) betrieben werden, um die übertragene oder vorwärts gestreute ionisierende Strahlung zu detektieren. Der Ablauf 1500 kann ferner optional den Schritt 1555 umfassen- das Bestimmen eines Quantums biologischer Aktivität, das dem detektierten Quantum ionisierender Strahlung entspricht. Zum Beispiel kann es eine Korrelation zwischen dem detektierten Quantum übertragener oder vorwärts gestreuter ionisierender Strahlung und dem aktuellen Quantum biologischer Aktivität geben, die durch die Bestrahlung in Schritt 1540 verursacht wurde. Alternativ oder zusätzlich kann das detektierte Quantum übertragener oder vorwärts gestreuter ionisierender Strahlung Charakteristika der in situ Umgebung (z. B. eine räumliche Ausdehnung eines bestimmten Gewebes, eines Tumors oder einer Läsion) enthüllen, wovon das Quantum biologischer Aktivität abhängen kann (z. B. ist die biologische Aktivität spezifisch für ein bestimmtes Gewebe, einen Tumor oder eine Läsion). Der Ablauf 1500 kann ferner den Schritt 1580 umfassen- das Anpassen der Bestrahlung, um das gewählte Quantum biologischer Aktivität zu erhalten. Zum Beispiel kann der ionisierende Strahlungsemitter angepasst werden (z. B. durch Aktivieren oder Deaktivieren des gesamten oder eines Teils des Emitters, durch Ändern seiner mechanischen Position oder Orientierung oder durch Modifizieren des Spektrums, der Intensität, der Strahlform, der Zeitsequenz, usw. der ionisierenden Strahlung), wodurch eine Diskrepanz zwischen dem gewählten Quantum biologischer Aktivität (wie es in Schritt 1530 verwendet wird, um ein Quantum ionisierender Strahlung zu bestimmen, um es zu applizieren) und des bestimmten Quantums biologischer Aktivität (z. B. wie in Schritt 1555, 1564 oder 1576) zumindest teilweise entfernt oder verringert werden kann.An illustrative embodiment is shown as a process flow diagram in FIG 15 shown. This process flow can, for example, the operation of the control unit 1306 as in the 13 and 14 represented, characterize. The sequence 1500 includes the step 1510 - Identifying a first process that converts at least partially ionizing radiation into a quantum of optical energy. For example, ionizing radiation, such as gamma radiation or X-radiation, can be converted to optical energy by a luminescent material, such as a scintillator or phosphor particles. The sequence 1500 further comprises the step 1520 identifying a second process that at least partially converts the quantum of optical energy into biological activity. For example, a photosensitive biologically active material may respond to optical energy by becoming biologically active, or a photosensitive biologically active material may respond to optical energy by allowing biologically active material to be released. The sequence 1500 may further the step 1530 comprising- responsive to identifying a first process and identifying a second process, determining a quantum of ionizing radiation, wherein the selected amount of biological activity is generated by a combination of the first process and the second process. For example, the first process may be characterized by an efficiency or a cross-section of the conversion of ionizing radiation into optical energy (including spectral and in-situ dependencies thereof) and / or by a spatial distribution of a luminescent material capable of performing the first process; the second process may be characterized by an efficiency or sensitivity of the conversion of optical energy into biological activity (including spectral and in-situ dependencies thereof) and / or by a spatial distribution of a photosensitive biologically active material capable of performing the second process; These characterizations of the first process and the second process can be used to determine the amount of ionizing radiation that should be delivered to obtain a selected amount of biological activity. The amount of ionizing radiation may include a specification of an irradiation energy spectrum, a time profile, or a spatial profile. The sequence 1500 further comprises the step 1540 - irradiating at least one area with the determined amount of ionizing radiation. For example, an ionizing radiation emitter (eg, a teletherapy device or a CT device) may be operated to provide the particular amount of ionizing radiation (optionally, according to a specified time, location, and / or energy profile). The sequence 1500 optionally includes the step 1550 detecting the amount of ionizing radiation transmitted or scattered through at least part of the at least one region in the forward direction. For example, an ionisie A radiation detector (eg, a semiconductor, phosphor, or scintillation detector, optionally configured as a planar or tomographic system) may be operated to detect the transmitted or forward scattered ionizing radiation. The sequence 1500 may optionally be the step 1555 comprising determining a quantity of biological activity corresponding to the detected amount of ionizing radiation. For example, there may be a correlation between the detected quantum of transmitted or forward scattered ionizing radiation and the current quantum of biological activity generated by the irradiation in step 1540 was caused. Alternatively or additionally, the detected quantum of transmitted or forward scattered ionizing radiation may reveal characteristics of the in situ environment (eg, a spatial extent of a particular tissue, tumor or lesion) on which the quantum of biological activity may depend (e.g. the biological activity is specific to a particular tissue, tumor or lesion). The sequence 1500 may further the step 1580 comprising adjusting the irradiation to obtain the selected amount of biological activity. For example, the ionizing radiation emitter may be adapted (eg, by activating or deactivating all or part of the emitter, changing its mechanical position or orientation, or modifying the spectrum, intensity, beam shape, time sequence, etc.) ionizing radiation), causing a discrepancy between the selected amount of biological activity (as described in step 1530 used to determine a quantum of ionizing radiation to apply) and the determined amount of biological activity (eg, as in step 1555 . 1564 or 1576 ) can be at least partially removed or reduced.

Eine weitere veranschaulichende Ausführungsform ist als ein Prozessablaufdiagramm in 16 dargestellt. Dieser Prozessablauf kann beispielsweise den Betrieb der Kontrolleinheit 1306, dargestellt in den 13 und 14, charakterisieren. Der Ablauf 1600 umfasst, wie oben beschrieben, die Schritte 1510, 1520, 1530 und 1540. Der Ablauf 1600 umfasst optional den Schritt 1560- das Identifizieren eines dritten Prozesses, der zumindest teilweise ionisierende Strahlung in detektierbare Strahlung in zumindest einem Strahlungsmodus umwandelt, wobei die Umwandlung durch den dritten Prozess zumindest teilweise der Umwandlung von ionisierender Strahlung in biologische Aktivität durch die Kombination des ersten Prozesses und des zweiten Prozesses entspricht. Zum Beispiel kann ein Agens, das den ersten Prozess und/oder den zweiten Prozess (z. B. ein lumineszierendes Material oder ein lichtempfindliches biologisch aktives Material oder eine Kombination davon) oder ein Tagant-Material gepaart mit solch einem A gens auf ionisierende Strahlung ansprechen durch Erzeugen von gestreuter oder lumineszierender Strahlung (z. B. Compton-gestreute Röntgenstrahlen, Paarerzeugende Gammastrahlen, charakteristische Röntgenstrahlen oder optische Fluoreszenz). Der Ablauf 1600 kann ferner optional den Schritt 1562 umfassen- das Detektieren eines Strahlungsquantums in dem zumindest einen Strahlungsmodus. Zum Beispiel kann ein Strahlungsdetektor (z. B. eine optische, eine Röntgenstrahlen- oder eine Gammastrahlenmesssonde, die optional als ein planares oder tomographisches Abbildungssystem, wie etwa eine CCD-Kamera, eine Gamma-Kamera, ein Fluoroskop, usw. konfiguriert sein kann) betrieben werden, um Strahlung in dem zumindest einen Strahlungsmodus zu detektieren. Der Ablauf 1600 kann ferner weiterhin den Schritt 1564 umfassen- das Bestimmen eines Quantums biologische Aktivität, das dem detektierten Strahlungsquantum in dem zumindest einen Strahlungsmodus entspricht. Es gibt beispielsweise eine Korrelation zwischen dem detektierten Strahlungsquantum in dem zumindest einen Strahlungsmodus und dem tatsächlichen Quantum biologischer Aktivität, das durch Bestrahlung in dem Schritt 1540 verursacht wurde. Alternativ oder zusätzlich kann das detektierte Strahlungsquantum in dem zumindest einen Strahlungsmodus Charakteristika der in situ Umgebung (z. B. eine räumliche Ausdehnung eines bestimmten Gewebes, eines Tumors oder einer Läsion) enthüllen, wovon das Quantum biologischer Aktivität abhängen kann (z. B. ist die biologische Aktivität spezifisch auf ein bestimmtes Gewebe, einen Tumor oder eine Läsion). Der Ablauf 1500 kann ferner, wie oben beschrieben, optional den Schritt 1580 umfassen.Another illustrative embodiment is shown as a process flow diagram in FIG 16 shown. This process flow can, for example, the operation of the control unit 1306 , presented in the 13 and 14 , characterize. The sequence 1600 includes, as described above, the steps 1510 . 1520 . 1530 and 1540 , The sequence 1600 optionally includes the step 1560 identifying a third process that converts at least partially ionizing radiation into detectable radiation in at least one radiation mode, wherein the conversion by the third process corresponds at least in part to the conversion of ionizing radiation to biological activity through the combination of the first process and the second process. For example, an agent that is responsive to ionizing radiation for the first process and / or the second process (eg, a luminescent material or a photosensitive biologically active material, or a combination thereof) or a tagant material paired with such an agent by generating scattered or luminescent radiation (e.g., Compton-scattered X-rays, pair-producing gamma rays, characteristic X-rays, or optical fluorescence). The sequence 1600 may optionally be the step 1562 comprising detecting a radiation quantum in the at least one radiation mode. For example, a radiation detector (eg, an optical, an X-ray, or a gamma-ray probe, which may optionally be configured as a planar or tomographic imaging system, such as a CCD camera, a gamma camera, a fluoroscope, etc.) may be configured. operated to detect radiation in the at least one radiation mode. The sequence 1600 may further continue the step 1564 comprising determining a quantity of biological activity corresponding to the detected radiation quantum in the at least one radiation mode. For example, there is a correlation between the detected radiation quantum in the at least one radiation mode and the actual amount of biological activity that is generated by irradiation in the step 1540 was caused. Alternatively or additionally, in the at least one radiation mode, the detected radiation quantum may reveal characteristics of the in situ environment (eg, a spatial extent of a particular tissue, tumor, or lesion) on which the amount of biological activity may depend (eg the biological activity specific to a particular tissue, tumor or lesion). The sequence 1500 may further optionally, as described above, the step 1580 include.

Eine weitere veranschaulichende Ausführungsform eines Prozessablaufdiagramms ist in 17 dargestellt. Dieser Prozess kann beispielsweise den Betrieb der Kontrolleinheit 1306, wie in den 13 und 14 dargestellt, charakterisieren. Der Ablauf 1700 umfasst, wie oben beschrieben, die Schritte 1510, 1520, 1530 und 1540. Der Ablauf 1700 umfasst optional den Schritt 1570- das Identifizieren eines dritten Prozesses, der zumindest teilweise Strahlung in einem zumindest ersten Strahlungsmodus in zumindest einen zweiten Strahlungsmodus umwandelt, wobei die Umwandlung durch den dritten Prozess zumindest teilweise der Umwandlung ionisierender Strahlung in biologische Aktivität durch die Kombination des ersten Prozesses und des zweiten Prozesses entspricht. Zum Beispiel kann ein Agens, das den ersten Prozess und/oder den zweiten Prozess (z. B. ein lumineszierendes Material oder ein lichtempfindliches biologisch aktives Material oder eine Kombination hiervon) durchführt oder ein Tagant-Material gepaart mit solch einem Agens kann auf Strahlung in zumindest dem ersten Strahlungsmodus (z. B. ionisierende Strahlung, optische Strahlung oder RF-Strahlung – die letztere kann von einer RF-Antenne ausgehen, die als Teil eines NMR-System angewendet wird) ansprechen, um gestreute oder lumineszierende Strahlung in zumindest dem zweiten Strahlungsmodus zu erzeugen (z. B. Compton-gestreute Röntgenstrahlen, Paar-erzeugende Gammastrahlen, charakteristische Röntgenstrahlen, optische Fluoreszenz oder NMR-Dipolstrahlung). Der Ablauf 1700 umfasst ferner optional den Schritt 1572- das Bestrahlen zumindest eines Teils des zumindest einen Bereichs mit einem Strahlungsquantum in zumindest dem ersten Strahlungsmodus. Zum Beispiel kann ein Messsondenstrahlungsemitter (z. B. ein ionisierender Strahlungsemitter, ein optischer Strahlungsemitter oder eine RF-Antenne in Kombination mit einem NMR-Magnetsystem verwendet werden) betrieben werden, um das Strahlungsquantum in dem zumindest einen Strahlungsmodus zu liefern. Der Ablauf 1700 kann ferner weiterhin den Schritt 1574 einschließen- das Detektieren eines Strahlungsquantums in dem zumindest zweiten Strahlungsmodus. Zum Beispiel kann eine optische, eine Röntgenstrahlen- oder eine Gammastrahlenmesssonde, optional konfiguriert als ein planares oder ein tomographisches Abbildungssystem, wie etwa eine CCD-Kamera, eine Gamma-Kamera, ein Fluoroskop, usw. konfiguriert sein; oder eine oder mehrere RF-Antennen, die optional als Teil eines Magnetresonanzabbildungssystems konfiguriert sind), können betrieben werden, um Strahlung in zumindest dem zweiten Strahlungsmodus zu detektieren. Der Ablauf 1700 kann weiterhin optional den Schritt 1576 umfassen – das Bestimmen eines Quantums biologischer Aktivität entsprechend dem detektierten Strahlungsquantum in zumindest dem zweiten Strahlungsmodus. Es kann zum Beispiel eine Korrelation zwischen dem detektierten Strahlungsquantum in dem zumindest zweiten Strahlungsmodus und dem tat sächlichen Quantum biologischer Aktivität, verursacht durch die Bestrahlung in Schritt 1540, geben. Alternativ oder zusätzlich kann das detektierte Strahlungsquantum in zumindest dem zweiten Strahlungsmodus Charakteristika der in situ Umgebung (z. B. eine räumliche Ausdehnung eines bestimmten Gewebes, eines Tumors oder einer Läsion) enthüllen, wovon das Quantum biologischer Aktivität abhängen kann (z. B. die biologische Aktivität eines bestimmten Gewebes, eines Tumors oder einer Läsion). Der Ablauf 1500 kann ferner, wie oben beschrieben, optional den Schritt 1580 umfassen.Another illustrative embodiment of a process flow diagram is shown in FIG 17 shown. This process may, for example, the operation of the control unit 1306 as in the 13 and 14 represented, characterize. The sequence 1700 includes, as described above, the steps 1510 . 1520 . 1530 and 1540 , The sequence 1700 optionally includes the step 1570 identifying a third process that at least partially converts radiation in at least a first radiation mode to at least a second radiation mode, the conversion by the third process at least partially corresponding to converting ionizing radiation to biological activity through the combination of the first process and the second process , For example, an agent that performs the first process and / or the second process (eg, a luminescent material or a photosensitive biologically active material, or a combination thereof) or a tagant material paired with such an agent may be responsive to radiation in at least the first radiation mode (eg ionizing radiation, optical radiation or RF radiation - the latter can be of a Emanating from RF antenna applied as part of an NMR system) to generate scattered or luminescent radiation in at least the second radiation mode (e.g., Compton scattered X-rays, pairing gamma rays, characteristic X-rays, optical fluorescence, or NMR dipole radiation). The sequence 1700 optionally further comprises the step 1572 - Irradiating at least a portion of the at least one area with a radiation quantum in at least the first radiation mode. For example, a probe radiation emitter (eg, an ionizing radiation emitter, an optical radiation emitter, or an RF antenna in combination with an NMR magnet system may be used) to provide the radiation quantum in the at least one radiation mode. The sequence 1700 may further continue the step 1574 detecting - detecting a radiation quantum in the at least second radiation mode. For example, an optical, X-ray, or gamma-ray probe, optionally configured as a planar or tomographic imaging system, such as a CCD camera, a gamma camera, a fluoroscope, etc., may be configured; or one or more RF antennas optionally configured as part of a magnetic resonance imaging system) may be operated to detect radiation in at least the second radiation mode. The sequence 1700 can optionally continue the step 1576 comprise determining a quantity of biological activity corresponding to the detected radiation quantum in at least the second radiation mode. For example, there may be a correlation between the detected radiation quantum in the at least second radiation mode and the actual quantum of biological activity caused by the irradiation in step 1540 , give. Alternatively or additionally, in at least the second radiation mode, the detected radiation quantum may reveal characteristics of the in situ environment (eg, a spatial extent of a particular tissue, tumor, or lesion) on which the amount of biological activity may depend (e.g. biological activity of a particular tissue, tumor or lesion). The sequence 1500 may further optionally, as described above, the step 1580 include.

Fachleute werden anerkennen, dass der Stand der Technik zu dem Punkt fortgeschritten ist, an dem es wenig Unterschiede zwischen Hardware- und Softwareimplementierungen von Aspekten des Systems gibt; die Verwendung von Hardware oder Software ist im Allgemeinen (aber nicht immer, da in gewissen Zusammenhängen die Wahl zwischen Hardware und Software bedeutend werden kann) eine Wahl des Designs, die einen Kompromiss zwischen Kosten und Effizienz darstellt. Fachleute werden anerkennen, dass es verschiedene Mittel gibt, durch welche Prozesse und/oder Systeme und/oder andere hierin beschriebene Technologien herbeigeführt werden können (zum Beispiel Hardware, Software und/oder Firmware) und dass das bevorzugte Mittel mit dem Zusammenhang, in dem die Prozesse und/oder Systeme und/oder andere hierin verwendete Technologien angewendet werden, variieren werden. Zum Beispiel, wenn ein Implementierer (implementer) feststellt, dass die Geschwindigkeit und Genauigkeit von größter Wichtigkeit sind, wird der Implementierer im Wesentlichen für ein Hardware- und/oder ein Firmware-Mittel (vehicle) optieren; alternativ falls Flexibilität von größter Wichtigkeit ist, kann der Implementierer im Wesentlichen für eine Software-Implementierung optieren; oder jedoch wiederum alternativ, kann der Implementierer für eine Kombination aus Hardware, Software und/oder Firmware optieren. Demzufolge gibt es mehrere mögliche Mittel, durch welche die Prozesse und/oder Geräte und/oder hierin beschriebene Technologien erbracht werden können, wobei keines inhärent besser als irgendein anderes Mittel ist, das als eine Wahl verwendet werden kann, abhängig von dem Kontext, in dem das Mittel verwendet werden soll und den spezifischen Anliegen (z. B. Geschwindigkeit, Flexibilität oder Vorhersagbarkeit) des Implementierers, wobei alle variieren können. Fachleute werden erkennen, dass optische Aspekte von Implementierungen normalerweise optisch orientierte Hardware, Software und/oder Firmware verwenden werden.professionals will acknowledge that the state of the art has progressed to the point is where there is little difference between hardware and software implementations of aspects of the system; the use of hardware or software is generally (but not always, in some contexts the choice between hardware and software can become significant) Choice of design, a compromise between cost and efficiency represents. Professionals will recognize that there are different means through which processes and / or systems and / or others herein described technologies can be brought about (for example hardware, software and / or firmware) and that the preferred means with the context in which the processes and / or Systems and / or other technologies used herein will vary. For example, if an implementer (implementer) determines that the speed and accuracy are of the utmost importance, becomes the implementer essentially for a hardware and / or firmware means to opt for (vehicle); alternatively, if flexibility of utmost Importance is, the implementer can essentially for opt for a software implementation; or alternatively again, the implementor can use a combination of hardware, Software and / or firmware opt. As a result, there are several possible means by which the processes and / or devices and / or technologies described herein can be provided none being inherently better than any other remedy is one that can be used as an option depending from the context in which the agent is to be used and the specific concerns (eg speed, flexibility or Predictability) of the implementer, all of which can vary. Professionals will recognize that optical aspects of implementations usually optically oriented hardware, software and / or firmware will be used.

Die vorausgehende detaillierte Beschreibung hat verschiedene Ausführungsformen von Geräten und/oder Prozessen durch die Verwendung von Blockdiagrammen, Ablaufdiagrammen und/oder Beispielen dargelegt. Insoweit wie Blockdiagramme, Ablaufdiagramme und/oder Beispiele ein oder mehrere Funktionen und /oder Operationen enthalten, werden Fachleute verstehen, dass jede Funktion und/oder Operation innerhalb solcher Blockdiagramme, Ablaufdiagramme oder Beispiele individuell und/oder kollektiv durch einen weiten Bereich von Hardware, Software, Firmware und praktisch beliebigen Kombinationen davon implementiert werden können. In einer Ausführungsform können mehrere Teile des hierin beschriebenen Gegenstands durch anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs, Application Specific Integrated Circuits), im Feld programmierbare Gatteranordnungen (FPGAs, Field Programmable Gate Arrays), digitale Signalprozessoren (DSPs), oder andere integrierte Formate implementiert werden. Jedoch werden Fachleute anerkennen, dass einige Aspekte der hierin offenbarten Ausführungsformen als Ganzes oder in Teilen äquivalent in integrierten Schaltkreisen implementiert werden können, als ein oder mehrere Computerprogramme, die auf einem oder mehreren Computer laufen (z. B. als ein oder mehrere Programme, die auf einem oder mehreren Computersystemen laufen), als ein oder mehrere Programme, die auf einem oder mehreren Prozessoren laufen (z. B. als ein oder mehrere Programme, die auf einem oder mehreren Mikroprozessoren laufen), als Firmware oder als praktisch irgendeine Kombination davon und dass die Auslegung der Schaltung und/oder das Schreiben von Code für die Software und/oder die Firmware würde innerhalb der Fachkenntnis von Fachleuten im Lichte dieser Offenbarung sein. Darüber hinaus werden Fachleute anerkennen, dass der Mechanismus des hierin beschriebenen Gegenstands als ein Programm- Produkt (program product) in eine Vielfalt von Formen aufgeteilt werden kann und dass eine veranschaulichende Ausführungsform des hierin beschriebenen Gegenstands angewendet wird unabhängig von dem bestimmten Typ des Signaltragenden Mediums, das eingesetzt wird, um die Verteilung auszuführen. Beispiele eines Signal-tragenden Mediums umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die folgenden: ein beschreibbarer Medientyp, wie etwa eine Floppy-Disk, ein Festplattenlaufwerk, eine Compact Disc (CD), eine Digital Video Disk (DVD), ein digitales Band, ein Computerspeicher, usw.; und ein Übertragungsmedientyp, wie etwa ein digitales und/oder ein analoges Kommunikationsmedium (z. B. ein faseroptisches Kabel, ein Wellenleiter, eine verdrahtete Kommunikationsverbindung, eine drahtlose Kommunikationsverbindung, usw.).The foregoing detailed description has set forth various embodiments of devices and / or processes through the use of block diagrams, flowcharts, and / or examples. To the extent that block diagrams, flowcharts, and / or examples include one or more functions and / or operations, those skilled in the art will understand that any function and / or operation within such block diagrams, flowcharts, or examples may be individually and / or collectively through a wide range of hardware, software , Firmware and virtually any combination thereof. In one embodiment, multiple portions of the subject matter described herein may be implemented by application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), digital signal processors (DSPs), or other integrated formats. However, those skilled in the art will appreciate that some aspects of the embodiments disclosed herein may be implemented, wholly or in part, equivalently in integrated circuits, as one or more computer programs running on one or more computers (eg, as one or more programs running on one or more computer systems), as one or more a plurality of programs running on one or more processors (eg, as one or more programs running on one or more microprocessors), firmware, or virtually any combination thereof, and the design of the circuit and / or the writing of Code for the software and / or firmware would be within the skill of those skilled in the art in light of this disclosure. Moreover, those skilled in the art will appreciate that the mechanism of the subject matter described herein may be divided into a variety of forms as a program product and that an illustrative embodiment of the subject matter described herein is employed regardless of the particular type of signal carrying medium, which is used to carry out the distribution. Examples of a signal carrying medium include, but are not limited to, a writable type of media such as a floppy disk, a hard disk drive, a compact disc (CD), a digital video disk (DVD), a digital tape , a computer store, etc .; and a transmission media type such as a digital and / or an analog communication medium (eg, a fiber optic cable, a waveguide, a wired communication link, a wireless communication link, etc.).

In einem allgemeinen Sinne werden Fachleute anerkennen, dass verschiedene hierin beschriebene Aspekte, die individuell und/oder kollektiv durch einen weiten Bereich von Hardware, Software, Firmware oder Kombinationen hierin implementiert werden können, als aus verschiedenen Arten „elektrischer Schaltungstechnik” zusammengesetzt betrachtet werden können. Demzufolge umfasst „elektrische Schaltungstechnik”, wie hierin verwendet, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, elektrische Schaltungstechnik, die zumindest einen diskreten elektrischen Schaltkreis aufweist, elektrische Schaltungstechnik, die zumindest einen integrierten elektrischen Schaltkreis aufweist, elektrische Schaltungstechnik, die zumindest einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis aufweist, elektrische Schaltungstechnik, die einen Universalrechner (general purpose computing device) bildet, der durch ein Computerprogramm konfiguriert wird (z. B. ein Universalrechner, der durch ein Computerprogramm konfiguriert wird, das zumindest teilweise Prozesse und/oder hierin beschriebene Geräte ausführt, oder einen Mikroprozessor, der durch ein Computerprogramm konfiguriert wird, das zumindest teilweise Prozesse und/oder hierin beschriebene Geräte ausführt), elektrische Schaltungstechnik, die ein Speichergerät bildet (z. B. Formen von Direktzugriffsspeichern (random access memory)) und/oder elektrische Schaltungstechnik, die ein Kommunikations gerät bildet (z. B. ein Modem, Kommunikationsschalter oder optisch-elektrische Ausrüstung). Fachleute werden anerkennen, dass der hierin beschriebene Gegenstand analog oder digital oder in Kombinationen davon implementiert werden kann.In In a general sense, professionals will recognize that different Aspects described herein that are individual and / or collective a wide range of hardware, software, firmware or combinations can be implemented herein as being different Types of "electrical circuitry" composed can be considered. As a result, "electric Circuitry "as used herein, without, however, it to be limited to electrical circuitry, the has at least one discrete electrical circuit, electrical Circuitry that have at least one integrated electrical Circuitry, electrical circuit technology, at least having an application specific integrated circuit, electrical circuit technology, a universal computer (general purpose computing device) by a computer program is configured (for example, a general purpose computer configured by a computer program which is at least in part processes and / or described herein Equipment executes, or a microprocessor, the is configured by a computer program that at least partially processes and / or devices described herein), electrical circuit technology, which forms a storage device (eg forms of random access memory) and / or electrical circuitry that a communication device forms (eg a modem, communication switch or optical-electrical Equipment). Experts will recognize that herein item described analog or digital or in combinations thereof can be implemented.

Fachleute werden anerkennen, dass es innerhalb des Standes der Technik üblich ist, Geräte und/oder Prozesse in der hierin dargelegten Art zu beschreiben und sodann ingenieurwissenschaftliche Praktiken anzuwenden, zum Integrieren solcher beschriebenen Geräte und/oder Prozesse in Bildverarbeitungssysteme. D. h., zumindest ein Teil der Geräte und/oder hierin beschriebenen Prozesse kann in ein Bildverarbeitungssystem durch ein vernünftiges Quantum an Experimentieren integriert werden. Fachleute würden erkennen, dass ein typisches Bildverarbeitungssystem im Allgemeinen ein oder mehrere Systemeinheitsgehäuse, ein Video-Displaygerät, einen Speicher, wie etwa einen flüchtigen oder nicht flüchtigen Speicher, Prozessoren, wie etwa Mikroprozessoren und digitale Signalprozessoren, Verarbeitungseinheiten, wie etwa ein Betriebssystem, Treiber und Anwenderprogramme und ein oder mehrere Interaktionsgeräte, wie etwa ein Cursersteuerungsfeld (touch pad) oder einen Cursersteuerungsbildschirm (touch screen), Kontrollsysteme einschließlich Rückkoppelungsschleifen und Steuermotore (z. B. Rückkoppelung zum Abtasten einer Linsenposition und/oder Geschwindigkeit; Steuermotore zum Bewegen/Einstellen von Linsen, um den gewünschten Brennpunkt zu ergeben) umfassen. Ein typisches Bildverarbeitungssystem kann implementiert werden unter Verwendung von geeigneten kommerziell verfügbaren Komponenten, wie solchen, die sie normalerweise in digitalen Standbildsystemen und/oder in digitalen Bewegtbildsystemen gefunden werden.professionals will recognize that it is common within the state of the art is, devices and / or processes as set forth herein To describe art and then engineering practices apply to integrate such described devices and / or processes in image processing systems. That is, at least a part of the devices and / or processes described herein can into an image processing system by a reasonable quantum be integrated into experimentation. Professionals would recognize that a typical image processing system in general one or more system unit enclosures, a video display device, a memory, such as a volatile or non-volatile one Memory, processors, such as microprocessors and digital signal processors, Processing units, such as an operating system, drivers and User programs and one or more interaction devices, such as a cursor pad (touch pad) or a cursor control screen (touch screen), control systems including feedback loops and control motors (eg, feedback for sampling a Lens position and / or speed; Control motors for moving / adjusting of lenses to give the desired focus). A typical image processing system can be implemented using suitable commercially available Components, such as those they normally use in digital still image systems and / or can be found in digital moving picture systems.

Fachleute werden erkennen, dass es innerhalb der Technik üblich ist, Geräte und/oder Prozesse in der hierin dargelegten Weise zu beschreiben und sodann ingenieurwissenschaftliche Praktiken zu verwenden, um die beschriebenen Geräte und/oder Prozesse in Datenverarbeitungssysteme zu integrieren. D. h. zu mindest ein Teil der Geräte und/oder der hierin beschriebenen Prozesse kann in ein Datenverarbeitungssystem durch ein vernünftiges Quantum an Experimentieren integriert werden. Fachleute werden erkennen, dass typische Datenverarbeitungssysteme im Allgemeinen ein oder mehrere Systemgerätegehäuse, ein Video-Displaygerät, einen Speicher, wie etwa einen flüchtigen oder nicht flüchtigen Speicher, Prozessoren, wie etwa Mikroprozessoren und digitale Signalprozessoren, Recheneinheiten, wie etwa Betriebssysteme, Treiber, graphische Benutzerschnittstellen und Applikationsprogramme und ein oder mehrere Wechselwirkungsgeräte wie etwa ein Cursersteuerungsfeld oder einen Cursersteuerungsbildschirm und/oder Steuersysteme einschließlich Rückkoppelungsschleifen und Steuermotore (z. B. Rückkoppelung zum Abtasten einer Position und/oder einer Geschwindigkeit; Steuermotore zum Bewegen und/oder Anpassen von Komponenten und/oder von Größen). Ein typisches Datenverarbeitungssystem kann implementiert werden unter Verwendung von kommerziell verfügbaren Komponenten, etwa von solchen, die normalerweise in Datenverarbeitungs-/Kommunikationssystemen und/oder Netzwerkrechen-/Kommunikationssystemen gefunden werden.Those skilled in the art will recognize that it is common in the art to describe devices and / or processes as set forth herein and then to use engineering practices to integrate the described devices and / or processes into data processing systems. Ie. At least a portion of the devices and / or the processes described herein may be integrated into a data processing system through a reasonable amount of experimentation. Those skilled in the art will recognize that typical data processing systems generally include one or more system device housings, a video display device, memory such as volatile or nonvolatile memory, processors such as microprocessors and digital signal processors, computing devices such as operating systems, drivers, graphical user interfaces and application programs and one or more interaction devices such as a cursor control field or a cursor control screen and / or control systems including feedback loops and control motors (eg, feedback for sampling a position and / or a speed; Control motors for moving and / or adjusting components and / or sizes). A typical data processing system can be implemented using commercially available components, such as those normally found in data processing / communication systems and / or network computing / communication systems.

Alle die oben genannten US Patente, die US Patentanmeldungsveröffentlichungen, die US Patentanmeldungen, die ausländischen Patente, die ausländischen Patentanmeldungen und die Nichtpatent-Publikationen, die sich auf diese Beschreibung beziehen und/oder in irgendeinem Anwendungsdatenblatt aufgelistet sind, werden hierin durch Bezug mit aufgenommen in dem Ausmaß, das hiermit nicht inkonsistent ist.All the above US Patents, the US Patent Application Publications, the US patent applications, the foreign patents, the foreign patent applications and non-patent publications, referring to this description and / or in any way Application data sheet are listed herein by reference included to the extent that is not inconsistent with this is.

Ein Fachmann wird erkennen, dass die hierin beschriebenen Komponenten (z. B. Ablaufschritte), Geräte und Objekte und die sie begleitende Diskussion als Beispiele um der konzeptionellen Klarheit willen verwendet werden und dass verschiedene Konfigurationsänderungen innerhalb des Fachkönnens von Fachleuten ist. Demzufolge ist es beabsichtigt, dass die spezifisch dargelegten Beispiele und die begleitende Diskussion, wie sie hierin verwendet werden, Vertreter ihrer all gemeineren Klassen sind. Im Allgemeinen ist die Verwendung irgendeines spezifischen Beispiels hierin beabsichtigt seine Klasse zu repräsentieren und der Nichteinschluss von solchen spezifischen Komponenten (z. B. Ablaufschritten), Geräten und Objekten sollte hierin nicht als ein Hinweis genommen werden, dass eine Beschränkung beabsichtigt ist.One One skilled in the art will recognize that the components described herein (eg process steps), devices and objects and they accompanying discussion as examples for the sake of conceptual clarity be used and that various configuration changes within the skill of professionals. As a result, It is intended that the specific examples set forth and the accompanying discussion, as used herein, representatives their all the meaner classes are. In general, the use is any specific example herein contemplates its class represent and non-inclusion of such specific Components (eg process steps), devices and objects should not be taken as an indication that a restriction is intended.

Bezüglich der Verwendung von im Wesentlichen irgendwelchen Mehrzahl- und/oder einer Einzahl-Ausdrücken hierin, können Fachleute von der Mehrzahl in die Einzahl und/oder von der Einzahl in die Mehrzahl, wie in dem Kontext und/oder der Anwendung geeignet erscheint, übersetzen. Die verschiedenen Einzahl-/Mehrzahlpermutationen werden hierin aus Gründen der Klarheit nicht ausdrücklich dargelegt.In terms of the use of substantially any plural and / or of a singular term herein, professionals may from the plural to the singular and / or the singular to the Plurality, as appropriate in the context and / or application. The various singular / plural permutations will be described herein For the sake of clarity, it is not expressly stated.

Der hierin beschriebene Gegenstand veranschaulicht manchmal verschiedene Komponenten, die in verschiedenen Komponenten enthalten sind oder mit verschiedenen anderen Komponenten verbunden sind. Es versteht sich, dass solche dargelegten Architekturen lediglich beispielhaft sind und dass tatsächlich viele andere Architekturen implementiert werden können, die dieselbe Funktionalität erzielen. In einem konzeptionellen Sinne ist irgendeine Anordnung von Komponenten, die dieselbe Funktionalität erzielt, praktisch „zugehörig”, so dass die gewünschte Funktionalität erzielt wird. Demzufolge können irgend zwei Komponenten, die hierin kombiniert werden, um eine bestimmte Funktionalität zu erzielen als „mit zugehörig” betrachtet werden, so dass die gewünschte Funktionalität erzielt wird, ungeachtet der Architekturen oder intermedialer Komponenten. Ähnlich können irgend zwei Komponenten, die so zugehörig sind, betrachtet werden als seien sie „betriebsmäßig verbunden”, oder aneinander „betriebsmäßig gekoppelt”, um die gewünschten Funktionalität zu erzielen und irgend zwei Komponenten, die in der Lage sind, so zugehörig zu sein, können als zu einander „betriebsmäßig koppelbar” angesehen werden können, um die gewünschten Funktionalität zu erzielen. Spezifische Beispiele von betriebsmäßig koppelbar umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, physikalisch steckbar und/oder physikalisch wechselwirkende Komponenten und/oder drahtlos interagierbare (interactable) und/oder drahtlos interagierbare Komponenten und/oder lokale interagierbare und/oder lokal interagierbare Komponenten.Of the The subject matter described herein sometimes illustrates various Components that are contained in different components or associated with various other components. It understands that such architectures are merely exemplary and that in fact many other architectures are implemented can achieve the same functionality. In in a conceptual sense, is any arrangement of components, which achieves the same functionality, practically "belonging", so that the desired functionality is achieved becomes. As a result, any two components herein combined to a certain functionality achieve being considered "associated with" be, so that the desired functionality regardless of the architectures or intermediary components. Similar can be any two components that belong to it are considered to be "operational connected ", or" operatively linked "to each other, to achieve the desired functionality and any two components that are capable of so belonging to be able to operate as to each other " Coupling "can be viewed to the desired To achieve functionality. Specific examples of operational coupled include, but not limited to, physically pluggable and / or physically interactive components and / or wirelessly interactable and / or wireless interactible Components and / or local interactible and / or locally interactable Components.

Während besondere Aspekte des vorliegenden Gegenstands hierin gezeigt und beschreiben worden sind, wird es für Fachleute offensichtlich sein, dass basierend auf den hierin gegeben Lehren, Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem hierin beschriebenen Gegenstand und seinen breiteren Aspekten abzuweichen und dass deshalb die angefügten Ansprüche innerhalb ihres Gültigkeitsbereichs alle solchen Änderungen und Modifikationen umfassend sind, da solche Änderungen innerhalb des wahren Geistes und Gültigkeitsbereichs des hierin beschriebenen Gegenstands sind. Ferner versteht es sich, dass die Erfindung durch die angefügten Ansprüche definiert ist. Es wird von Fachleuten verstanden werden, dass im Allgemeinen die hierin verwendeten Ausdrücke und insbesondere in den angefügten Ansprüchen (z. B. die Körper (bodies) der angefügten Ansprüche) im Allgemeinen als „offene” Ausdrücke beabsichtigt sind (z. B. sollte der Ausdruck „einschließlich” interpretiert werden als „einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf”, der Ausdruck „aufweisend” sollte interpretiert werden als „zumindest aufweisend”, der Ausdruck „beinhalten” sollte interpretiert werden als „beinhalten, jedoch nicht beschränkt auf”, usw.). Fachleute werden ferner verstehen, dass eine spezifische Anzahl von eingeführten Anspruchsrezitationen beabsichtigt ist, wobei solch eine Absicht in dem Anspruch explizit rezitiert ist und bei Abwesenheit solch einer Rezitation keine Absicht vorhanden ist. Zum Beispiel, können als eine Hilfe zum Verständnis die folgenden angefügten Ansprüche die Verwendung von einleitenden Redewendungen „zumindest ein” und „ein oder mehrere” enthalten, um Anspruchsrezitation einzuleiten. Die Verwendung von solchen Redewendungen sollte jedoch nicht ausgelegt werden zu implizieren, dass die Einleitung einen Anspruchsrezitation durch die unbestimmten Artikel „ein” oder „eine” irgend einen bestimmten Anspruch, der solch eine einleitende An spruchsrezitation enthält, auf Erfindungen beschränkt, die nur eine solche Anspruchsrezitation enthalten, selbst dann, wenn derselbe Anspruch die einleitenden Redewendungen „ein oder mehrere” oder „zumindest ein” und unbestimmte Artikel, wie etwa „ein” oder „eine (an)” (z. B. „ein” und/oder „eine” sollten normalerweise interpretiert werden, dass sie „zumindest ein” oder „ein oder mehrere” bedeuten) enthält; dasselbe gilt für die Verwendung von bestimmten Artikeln, die in einleitenden Anspruchsrezitationen verwendet werden. Darüber hinaus, selbst wenn eine spezifische Anzahl in einer einleitenden Anspruchsrezitation explizit rezitiert ist, werden Fachleute erkennen, dass solch eine Rezitation normalerweise interpretiert werden sollte, als zumindest die rezitierte Anzahl zu bedeuten (z. B. die bloße Rezitation von „zwei Rezitationen”, ohne weitere Modifiziermittel, bedeutet normalerweise zumindest zwei Rezitationen oder zwei oder mehrere Rezitationen). Darüber hinaus, ist in solchen Beispielen, in denen analoge Konventionen zu „zumindest eines von A, B und C, usw.” verwendet werden, im Allgemeinen solch eine Konstruktion in dem Sinne beabsichtigt, in dem ein Fachmann die Konvention verstehen würde (zum Beispiel „ein System aufweisend zumindest eines von A, B, und C” würde Systeme umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die A alleine aufweisen, B alleine aufweisen, C alleine aufweisen, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen und/oder A, B und C zusammen, usw.). In solchen Beispielen, in denen eine Konvention analog zu „zumindest eines von A, B oder C, usw.” verwendet wird, ist im Allgemeinen solch eine Konstruktion in dem Sinne beabsichtigt, in dem ein Fachmann diese Konvention verstehen würde (zum Beispiel „ein System aufweisend zumindest eines von A, B oder C” würde Systeme umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die A alleine aufweisen, B alleine aufweisen, C alleine aufweisen, A und B zusammen aufweisen, A und C zusammen aufweisen, B und C zusammen aufweisen und/oder A, B und C zusammen aufweisen, usw.). Es wird ferner von Fachleuten verstanden, dass praktisch alle disjunkten Worte und/oder Redewendungen, die zwei oder mehrere alternative Ausdrücke darstellen, ob nun in der Beschreibung, den Ansprüchen oder den Zeichnungen als die Möglichkei ten des Einschließens eines der Ausdrücke, keines Ausdrucks oder beider Ausdrücke verstanden werden sollten. Zum Beispiel wird die Redewendung „A oder B” verstanden werden, die Möglichkeiten „A” oder „B” oder „A und B” einzuschließen.While particular aspects of the present subject matter have been shown and described herein, it will be obvious to those skilled in the art that changes and modifications can be made based on the teachings herein without departing from the subject matter described herein and its broader aspects and therefore that The appended claims are, within their scope, to embrace all such changes and modifications as such changes are within the true spirit and scope of the subject matter described herein. It is further to be understood that the invention is defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that, in general, the terms used herein, and more particularly in the appended claims (eg, the bodies of the appended claims), are generally intended as "open" terms (e.g. Expressions "including" are to be interpreted as "including, but not limited to," the term "having" should be interpreted as having "at least", the term "including" should be interpreted as including, but not limited to, etc. ). Those skilled in the art will further appreciate that a specific number of introduced claim recitations are intended, such intention being explicitly recited in the claim and no intention in the absence of such recitation. For example, as an aid to understanding, the following appended claims may include the use of introductory phrases "at least one" and "one or more" to initiate claim recitation. However, the use of such phrases should not be construed to imply that the initiation of a claim recitation by the indefinite article "a" or "any" claim that such a contains claim-related recitation, limited to inventions containing only such claim recitation, even if the same claim includes the introductory phrases "one or more" or "at least one" and indefinite articles, such as "a" or "an""(Eg," a "and / or" an "should normally be interpreted to mean" at least one "or" one or more "); The same applies to the use of certain articles used in preliminary claim recitations. Moreover, even if a specific number is explicitly recited in an introductory claim recitation, those skilled in the art will recognize that such a recitation should normally be interpreted as meaning at least the recited number (eg, the mere recitation of "two recitations," without further modifiers, usually means at least two recitations or two or more recitations). Moreover, in such examples where analogous conventions are used to "at least one of A, B, and C, etc.," such construction is generally intended in the sense that one skilled in the art would understand the convention (e.g. "A system having at least one of A, B, and C" would include, but not limited to systems having A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and B C together and / or A, B and C together, etc.). In such examples, where a convention analogous to "at least one of A, B or C, etc." is used, such a construction is generally intended in the sense that one skilled in the art would understand this convention (e.g. A system comprising at least one of A, B or C "would include, but is not limited to systems having A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together and / or have A, B and C together, etc.). It will be further understood by those skilled in the art that virtually all disjoint words and / or phrases that represent two or more alternative terms, whether in the specification, claims, or drawings, are to be understood as including one of the terms, none, or both Expressions should be understood. For example, the phrase "A or B" will be understood to include the options "A" or "B" or "A and B".

Mit Bezug auf die angefügten Ansprüche werden Fachleute anerkennen, dass die darin rezitierten Anweisungen im Allgemeinen in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden können. Beispiele von solchen alternativen Anordnungen können überlappend, verschachtelt, unterbrochen, neu geordnet, inkrementell, vorbereitend, ergänzend, simultan, umgekehrt oder andere verschiedene Anordnungen umfassen, solange der Zusammenhang nichts anderweitiges diktiert. Mit Bezug auf den Zusammenhang, sind selbst Ausdrücke wie „ansprechend auf”, „bezogen auf” oder andere Adjektive in der einfachen Vergangenheit im Allgemeinen nicht als solche Varianten ausschließend beabsichtigt, außer der Zusammenhang diktiert etwas anderes. Während verschiedene Aspekte und Ausführungsformen hierin offenbart worden sind, werden für Fachleute andere Aspekte und Ausführungsformen offensichtlich sein. Die verschiedenen Aspekte und hierin offenbarten Ausführungsformen sind für Veranschaulichungszwecke und sind nicht als beschränkend beabsichtigt, wobei der wahre Geltungsbereich und Geist durch die nachfolgenden Ansprüche angegeben wird.With Reference to the appended claims will become those skilled in the art acknowledge that the instructions recited therein in general can be performed in any order. Examples of such alternative arrangements may overlap, nested, interrupted, rearranged, incremental, preparatory, supplementary, simultaneous, reversed or other different Arrangements include, unless the context otherwise dictated. With respect to the context, are themselves expressions like "appealing to," "related to," or other adjectives in the simple past generally not excluding as such variants, except the context dictates something else. While different Aspects and embodiments have been disclosed herein will become other aspects and embodiments to those skilled in the art be obvious. The various aspects and disclosed herein Embodiments are for illustration purposes and are not intended to be limiting, the true Scope and spirit by the following claims is specified.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • - E. Monson, supra [0054] E. Monson, supra [0054]

Claims (41)

Eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung, aufweisend: ein lumineszierendes Material, wobei das lumineszierende Material auf ionisierende Strahlung durch Erzeugen optischer Energie in zumindest einem Wellenlängenband anspricht; ein biologisch aktives Material; und ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material, das angewendet wird, um eine Inhibition biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials bei einem ersten Inhibitionslevel bereitzustellen, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anspricht, um eine Inhibition biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials bei einem zweiten Inhibitionslevel, der geringer als der erste Inhibitionslevel ist, bereitzustellen.A composition responsive to ionizing radiation, comprising: a luminescent material, wherein the luminescent Material on ionizing radiation by generating optical energy responsive in at least one wavelength band; one biologically active material; and a photosensitive the Bioactivity-adaptive material that is applied to inhibit biological activity of the biological provide active material at a first inhibition level, the photosensitive bioactivity adjusting material to optical energy in the at least one wavelength band responds to an inhibition of biological activity of the biologically active material at a second level of inhibition, which is less than the first level of inhibition. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die ionisierende Strahlung harte Röntgenstrahlung umfasst.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the ionizing radiation is hard X-radiation includes. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die ionisierende Strahlung weiche Röntgenstrahlung umfasst.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the ionizing radiation is soft X-radiation includes. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die ionisierende Strahlung extreme ultraviolette Strahlung umfasst.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the ionizing radiation is extreme ultraviolet Radiation includes. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der erste Inhibitionslevel im Wesentlichen vollständige Inhibition ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the first level of inhibition substantially is complete inhibition. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der zweite Inhibitionslevel im Wesentlichen Null Inhibition ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the second level of inhibition substantially Zero inhibition is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das biologisch aktive Material einen biologischen Liganden umfasst.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the biologically active material is a biological Includes ligands. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der biologische Ligand ein Rezeptorligand ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 7, wherein the biological ligand is a receptor ligand is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der biologische Ligand ein Enzyminhibitor ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 7, wherein the biological ligand is an enzyme inhibitor is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das biologisch aktive Material ein pharmazeutisches Agens umfasst.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the biologically active material is a pharmaceutical Agent includes. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruchs 1, wobei das biologisch aktive Material eine Substanz umfasst, die fähig ist, sich an eine photolabile Gruppe zu binden und wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material zumindest eine photolabile Gruppe umfasst, die angewendet wird, um zumindest teilweise die Substanz zu binden und auf optische Energie in zumindest einem Wellenlängenband anzusprechen, um zumindest teilweise die Substanz loszulösen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the biologically active material is a substance which is capable of joining a photolabile group bind and where the photosensitive the bioactivity adaptive material comprises at least one photolabile group, the is used to at least partially bind the substance and to optical energy in at least one wavelength band to address, at least partially dissolve the substance. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei die photolabile Gruppe eine nitroaromatische Gruppe ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 11, wherein the photolabile group is a nitroaromatic Group is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei die nitroaromatische Gruppe Nitrodibenzofuran ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 12, wherein the nitroaromatic group is nitrodibenzofuran is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei die nitroaromatische Gruppe Ortho-Nitrobenzyl oder 4,5-Dimethoxy-2-Nitrobenzyl ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 12, wherein the nitroaromatic group ortho-nitrobenzyl or 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material angewendet wird, um zumindest teilweise zumindest einen ersten Teil des biologisch aktiven Materials in zumindest einem ersten Bereich zurückzuhalten und um auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anzusprechen, um zumindest teilweise das Freisetzen von zumindest dem ersten Teil des biologisch aktiven Materials aus dem zumindest einen Bereich zu ermöglichen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 1, wherein the photosensitive bioactivity Adaptive material is applied, at least in part at least a first portion of the biologically active material in at least to hold back a first area and to look for optical To address energy in the at least one wavelength band, at least partially releasing at least the first part of the biologically active material from the at least one area to enable. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material angewendet wird, um zumindest teilweise zumindest einen ersten Teil des biologisch aktiven Materials in einer Umgebung eines zumindest zweiten Teils des biologisch aktiven Materials zurückzuhalten und um auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anzusprechen, um zumindest teilweise das Freisetzen des zumindest ersten Teils aus der Umgebung des zumindest zweiten Teils zu ermöglichen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 15, wherein the photosensitive bioactivity Adaptive material is applied, at least in part at least a first part of the biologically active material in an environment to retain at least a second portion of the biologically active material and to optical energy in the at least one wavelength band to address, at least in part, the release of at least allow first part of the environment of the at least the second part. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material angewendet wird, um zumindest teilweise zumindest einen Teil des biologisch aktiven Materials in einer Umgebung des zumindest einen Teils des lumineszierenden Materials zurückzuhalten und um auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anzusprechen, um zumindest teilweise das Freisetzen des zumindest einen Teils des biologisch aktiven Materials aus der Umgebung des zumindest einen Teils des lumineszierenden Materials zu ermöglichen.The ionizing radiation responsive composition of claim 15, wherein the photosensitive bioactivity-adjusting material is applied to at least partially retain at least a portion of the biologically active material in an environment of the at least a portion of the luminescent material and to provide optical energy in the at least one of the at least one Wellenlän to address at least partially, the release of at least a portion of the biologically active material from the environment of the at least a portion of the luminescent material. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material zumindest eine Lage umfasst, die angewendet wird, um zumindest einen Teil des biologisch aktiven Materials einzuhüllen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 15, wherein the photosensitive bioactivity adaptive material includes at least one layer that is applied to envelop at least part of the biologically active material. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die zumindest eine Lage auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anspricht, um zumindest teilweise zerbrochen oder perforiert zu werden.The ionizing radiation responsive composition according to claim 18, wherein the at least one layer is on optical energy in which at least one wavelength band responds, at least partially broken or perforated. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die zumindest eine Lage eine Porosität aufweist, die in Ansprechen auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband änderbar ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 18, wherein the at least one layer has a porosity in response to optical energy in the at least a wavelength band is changeable. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die zumindest eine Lage eine Diffusionscharakteristik aufweist, die in Ansprechen auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband änderbar ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 18, wherein the at least one layer has a diffusion characteristic in response to optical energy in the at least a wavelength band is changeable. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die zumindest eine Lage eine Hydrophobie aufweist, die in Ansprechen auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband änderbar ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 18, wherein the at least one layer is a hydrophobicity which in response to optical energy in the at least one Wavelength band is changeable. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein Matrixmaterial umfasst, das angewendet wird, um zumindest teilweise eine Vielzahl von Teilen des biologisch aktiven Materials zu umfassen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 15, wherein the photosensitive bioactivity Adaptive material includes a matrix material that is applied to at least partially a variety of parts of the biologically active To include materials. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 23, wobei das Matrixmaterial eine Diffusionscharakteristik aufweist, die in Ansprechen auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband änderbar ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 23, wherein the matrix material has a diffusion characteristic in response to optical energy in the at least a wavelength band is changeable. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 23, wobei das Matrixmaterial eine Hydrophobie aufweist, die in Ansprechen auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband änderbar ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 23, wherein the matrix material has a hydrophobicity, which can be changed in response to optical energy in the at least one wavelength band is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 23, wobei das Matrixmaterial auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anspricht, um zumindest teilweise durch Licht zu zerfallen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 23, wherein the matrix material is optical energy in which at least one wavelength band responds, at least partially disintegrated by light. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 23, wobei das Matrixmaterial auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anspricht, um zumindest teilweise zu expandieren oder zu kontrahieren.The ionizing radiation responsive composition according to claim 23, wherein the matrix material is optical energy in which at least one wavelength band responds, at least partially to expand or contract. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein photolabiles Bindungsagens umfasst, das angewendet wird, um eine Vielzahl von Teilen des biologisch aktiven Materials zusammenzubinden und um auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anzusprechen, um zumindest teilweise die Vielzahl von Teilen loszulösen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 15, wherein the photosensitive bioactivity conforming material comprises a photolabile binding agent, the is applied to a variety of parts of the biologically active Bind together materials and on optical energy in the at least to address a wavelength band, at least partially to release the multitude of parts. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material ein photolabiles Bindungsagens umfasst, das angewendet wird, um zumindest einen Teil des biologisch aktiven Materials an zumindest einen Teil des lumineszierenden Material zu binden und um auf optische Energie in dem zumindest einen Wellenlängenband anzusprechen, um zumindest teilweise den zumindest einen Teil des biologisch aktiven Materials von dem zumindest einen Teil des lumineszierenden Materials loszulösen.The ionizing radiation responsive composition according to claim 15, wherein the photosensitive bioactivity conforming material comprises a photolabile binding agent, the is applied to at least part of the biologically active Material to at least a portion of the luminescent material to bind and to optical energy in the at least one wavelength band to address, at least in part, the at least part of the biologically active material of the at least a portion of the luminescent material detach. Eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung, aufweisend: ein erstes lumineszierendes Material, wobei das erste lumineszierende Material auf ionisierende Strahlung durch Erzeugen optischer Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband ansprechend ist; ein biologisch aktives Material; und ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material, das einen ersten Zustand aufweist, der zumindest einen ersten Inhibitionsgrad biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials verursacht und einen zweiten Zustand, der bestenfalls einen zweiten Inhibitionsgrad biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials verursacht, wobei der erste Inhibitionsgrad größer als der zweite Inhibitionsgrad ist und wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie in zumindest dem ersten Wellenlängenband anspricht, um zumindest teilweise von einem nicht umgewandelten Zustand in einen umgewandelten Zustand umzuwandeln, wobei der nicht umgewandelte Zustand und der umgewandelte Zustand einmalig aus der Gruppe ausgewählt werden, die den ersten Zustand und den zweiten Zustand umfasst.A composition responsive to ionizing radiation, comprising: a first luminescent material, wherein the first luminescent material to ionizing radiation Generating optical energy in at least a first wavelength band is appealing; a biologically active material; and one photosensitive bioactivity adapting material, which has a first state, the at least one first degree of inhibition biological activity of the biologically active material and a second state, at best a second degree of inhibition biological activity of the biologically active material caused, with the first degree of inhibition greater as the second degree of inhibition and wherein the photosensitive the bioactivity-adapting material to optical energy in at least the first wavelength band responds to at least partially from an unconverted state to a converted state, the unconverted State and the converted state selected once from the group which includes the first state and the second state. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 30, wobei der erste Inhibitionsgrad im Wesentlichen vollständige Inhibition ist.The ionizing radiation responsive composition of claim 30, wherein the first degree of inhibition is substantially complete hibition is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 30, wobei der zweite Inhibitionsgrad im Wesentlichen Null Inhibition ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 30, wherein the second degree of inhibition substantially Zero inhibition is. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 30, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie anspricht, die zumindest einen ersten Intensitätslevel aufweist, um zumindest teilweise von dem nicht umgewandelten Zustand in den umgewandelten Zustand umzuwandeln und um auf optische Energie anzusprechen, die bestenfalls ein zweites Intensitätslevel aufweist, um zumindest teilweise von dem umgewandelten Zustand in den nicht umgewandelten Zustand zurückzukehren.The ionizing radiation responsive composition according to claim 30, wherein the photosensitive bioactivity Adaptive material responsive to optical energy, at least has a first intensity level to at least partially from the unconverted state to the converted state to convert and to respond to optical energy, the best at best second intensity level to at least partially from the converted state to the unconverted state to return. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 33, wobei der zweite Intensitätslevel im Wesentlichen Null ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 33, wherein the second intensity level in Essentially zero. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 30, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie in zumindest dem ersten Wellenlängenband anspricht, um zumindest teilweise von dem nicht umgewandelten Zustand in den umgewandelten Zustand umzuwandeln und um auf optische Energie in zumindest einem zweiten Wellenlängenband anzusprechen, um zumindest teilweise von dem umgewandelten Zustand in den nicht umgewandelten Zustand umzuwandeln.The ionizing radiation responsive composition according to claim 30, wherein the photosensitive bioactivity adaptive material to optical energy in at least the first one Wavelength band responds to at least partially from convert the unconverted state to the converted state and to optical energy in at least a second wavelength band to respond, at least in part, to the converted state to convert to the unconverted state. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 35, wobei das erste Wellenlängenband und das zweite Wellenlängenband im Wesentlichen nicht überlappend sind.The ionizing radiation responsive composition according to claim 35, wherein the first wavelength band and the second wavelength band is substantially non-overlapping are. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruchs 35, wobei das erste lumineszierende Material eine erste Ansprechempfindlichkeit auf ionisierende Strahlung aufweist, um optische Energie in zumindest dem ersten Wellenlängenband zu erzeugen, wobei die erste Ansprechempfindlichkeit mit der ionisierenden Strahlungsenergie entsprechend einem ersten Anregungsspektrum variiert und wobei weiterhin das erste lumineszierende Material eine zweite Ansprechempfindlichkeit auf ionisierende Strahlung aufweist, um optische Energie in zumindest dem zweiten Wellenlängenband zu erzeugen, wobei die zweite Ansprechempfindlichkeit auf ionisierende Strahlungsenergie entsprechend einem zweiten Anregungsspektrum variiert, wobei zumindest ein Peak in dem ersten Anregungsspektrum im Wesentlichen nicht überlappend mit zumindest einem Peak in dem zweiten Anregungsspektrum ist.The ionizing radiation responsive composition according to claim 35, wherein the first luminescent material is a first responsiveness to ionizing radiation to optical energy in at least the first wavelength band to generate, with the first responsiveness with the ionizing Radiation energy varies according to a first excitation spectrum and further wherein the first luminescent material is a second Sensitivity to ionizing radiation has to optical To generate energy in at least the second wavelength band, the second responsiveness to ionizing radiant energy varies according to a second excitation spectrum, wherein at least a peak in the first excitation spectrum is substantially non-overlapping with at least one peak in the second excitation spectrum. Die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung nach Anspruch 35, wobei das erste lumineszierende Material eine erste Ansprechempfindlichkeit auf ionisierende Strahlung aufweist, um optische Energie in zumindest dem ersten Wellenlängenband zu erzeugen, wobei die erste Ansprechempfindlichkeit auf ionisierende Strahlung gemäß einem ersten Anregungsspektrum variiert und wobei weiterhin die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung ferner ein zweites lumineszierendes Material umfasst, das eine zweite Ansprechempfindlichkeit auf ionisierende Strahlung aufweist, um optische Energie in zumindest dem zweiten Wellenlängenband zu erzeugen, wobei die zweite Ansprechempfindlichkeit auf ionisierende Strahlung gemäß einem zweiten Anregungsspektrum variiert, wobei zumindest ein Peak in dem ersten Anregungsspektrum im Wesentlichen nicht mit zumindest einem Peak in dem zweiten Anregungsspektrum überlappt.The ionizing radiation responsive composition according to claim 35, wherein the first luminescent material is a first responsiveness to ionizing radiation to optical energy in at least the first wavelength band to generate, with the first responsiveness to ionizing Radiation according to a first excitation spectrum varies and wherein furthermore the ionizing radiation responsive Composition further comprises a second luminescent material, having a second responsiveness to ionizing radiation, to optical energy in at least the second wavelength band with the second responsiveness to ionizing radiation varies according to a second excitation spectrum, wherein at least one peak in the first excitation spectrum is substantially does not overlap with at least one peak in the second excitation spectrum. Ein Verfahren, aufweisend: liefern an zumindest einen Bereich eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung, wobei die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung umfasst: ein lumineszierendes Material, wobei das lumineszierende Material auf ionisierende Strahlung in zumindest einem Energieband ionisierender Strahlung reagiert, um optische Energie in zumindest einem optischen Wellenlängenband zu erzeugen; ein biologisch aktives Material; und ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material, das verwendet wird, um eine Inhibition biologischer Aktivität eines biologisch aktiven Materials bei einem ersten Inhibitionslevel bereitzustellen, wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie in dem zumindest einen optischen Wellenlängenband ansprechend ist, um eine Inhibition biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials bei einem zweiten Inhibitionslevel, der geringer als der erste Inhibitionslevel ist, bereitzustellen; und bestrahlen zumindest eines Teils des zumindest einen Bereichs mit ionisierender Strahlung in zumindest einem Energieband ionisierender Strahlung.A method comprising: deliver to at least a range of an ionizing radiation responsive composition, wherein the ionizing radiation responsive composition comprises: one luminescent material, wherein the luminescent material ionizing radiation in at least one energy band ionizing Radiation reacts to optical energy in at least one optical To produce wavelength band; a biologically active Material; and a photosensitive the bioactivity adaptive material used to inhibit biological Activity of a biologically active material in a provide the first level of inhibition, wherein the photosensitive the bioactivity-adapting material to optical energy in the at least one optical wavelength band responsive is to inhibit biological activity of the biological active material at a second inhibition level, the lower as the first level of inhibition is to provide; and irradiate at least a part of the at least one region with ionizing Radiation in at least one energy band of ionizing radiation. Ein Verfahren, aufweisend: liefern an zumindest einen Bereich eine auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung, wobei die auf ionisierende Strahlung ansprechende Zusammensetzung umfasst: zumindest ein lumineszierendes Material, wobei das zumindest eine lumineszierende Material ein erstes Ansprechen auf ionisierende Strahlung in zumin dest einem ersten Energieband ionisierender Strahlung aufweist, um optische Energie in zumindest einem ersten Wellenlängenband zu erzeugen und ein zweites Ansprechen auf ionisierende Strahlung in einem zumindest zweiten Energieband ionisierender Strahlung, um optische Energie in zumindest einem zweiten optischen Wellenlängenband zu erzeugen; ein biologisch aktives Material; und ein lichtempfindliches die Bioaktivität anpassendes Material, das einen ersten Zustand aufweist, der zumindest einen ersten Inhibitionsgrad biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials verursacht und einen zweiten Zustand der bestenfalls einen zweiten Inhibitionsgrad biologischer Aktivität des biologisch aktiven Materials verursacht, wobei der erste Inhibitionsgrad größer als der zweite Inhibitionsgrad ist und wobei das lichtempfindliche die Bioaktivität anpassende Material auf optische Energie in dem zumindest ersten Wellenlängenband anspricht, um zumindest teilweise von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand umzuwandeln und auf optische Energie in zumindest dem zweiten optischen Wellenlängenband anspricht, um zumindest teilweise von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umzuwandeln; bestrahlen zumindest eines ersten Teils des zumindest einen Bereichs mit ionisierender Strahlung in zumindest dem ersten Energieband ionisierender Strahlung; und bestrahlen zumindest eines zweiten Teils des zumindest einen Bereichs mit ionisierender Strahlung in zumindest dem zweiten Energieband ionisierender Strahlung.A method, comprising: providing at least one region of an ionizing radiation responsive composition, the ionizing radiation responsive composition comprising: at least one luminescent material, wherein the at least one luminescent material ionizes a first response to ionizing radiation in at least one first energy band Radiation to generate optical energy in at least a first wavelength band and a second response to ionizing radiation in an at least second energy band of ionizing radiation to generate optical energy in at least a second optical wavelength band; a biologically active material; and a photosensitive bioactivity-adjusting material having a first state causing at least a first degree of biological activity of the biologically active material and causing a second state of at least a second degree of biological activity of the biologically active material, the first degree of inhibition being greater than second degree of inhibition, and wherein the photosensitive bioactivity-adjusting material is responsive to optical energy in the at least first wavelength band to at least partially convert from the first state to the second state and respond to optical energy in at least the second optical wavelength band at least partially from the first to convert the second state to the first state; irradiating at least a first part of the at least one area with ionizing radiation in at least the first energy band of ionizing radiation; and irradiating at least a second part of the at least one region with ionizing radiation in at least the second energy band of ionizing radiation. Das Verfahren nach Anspruch 40, wobei der erste Teil und der zweite Teil des zumindest einen Bereichs zumindest teilweise überlappen.The method of claim 40, wherein the first Part and the second part of the at least one area at least partially overlap.
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