一種用于微波腫瘤靶向熱療的納米熱種子材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于腫瘤靶向熱療的納米熱種子材料，其組分由重量百分比為40-75%的錫錳摻雜鋇鐵氧體，5-15%氧化鎂，5-10%氧化鈦和余量的氧化硅組成。本發(fā)明還公開了該熱種子材料的制備方法，首先制備錫錳摻雜鋇鐵氧體納米粉體，根據(jù)配方按重量百分比分別稱取錫錳摻雜鋇鐵氧體納米粉體、氧化鎂粉體、氧化鈦粉體、氧化硅粉體利用高能球磨充分分散，然后裝入石墨磨具中在熱壓燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)后的復(fù)合材料經(jīng)機(jī)械粉碎后，利用高能球磨細(xì)化至納米級(jí)粉體。本發(fā)明的熱種子材料在用于腫瘤熱療的微波頻段內(nèi)具有較強(qiáng)的微波熱效應(yīng)、良好的生物相容性和表面易于修飾的特性，可以應(yīng)用于腫瘤微波靶向熱療。
【專利說(shuō)明】一種用于微波腫瘤靶向熱療的納米熱種子材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于腫瘤靶向熱療的納米熱種子材料，尤其涉及一種錫錳摻雜鋇 鐵氧體納米粉體與氧化鎂粉體、氧化鈦粉體、氧化硅粉體經(jīng)熱壓燒結(jié)、球磨細(xì)化工藝得到的 一種納米熱種子材料及其制備方法。本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料科學(xué)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著癌癥發(fā)病率和死亡率的逐年上升，對(duì)腫瘤疾病的診斷和治療研究越來(lái)越受到 人們的關(guān)注。在腫瘤的治療中，最大難點(diǎn)是在確保殺滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí)而不對(duì)正常細(xì)胞或 組織造成傷害，微波靶向熱療是利用微波熱種子材料在腫瘤區(qū)域利用熱種子材料的微波熱 效應(yīng)加熱腫瘤細(xì)胞至43_47°C，而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡，達(dá)到治療腫瘤的目的。利用微波靶向 熱效應(yīng)加熱病灶區(qū)域的腫瘤細(xì)胞，使其溫度達(dá)到細(xì)胞損傷的界限來(lái)破壞腫瘤組織，這種情 況下由于周圍正常的組織溫度低于靶點(diǎn)區(qū)域的溫度，所以不會(huì)遭受損傷，并且靶向熱療具 有非組織器官特異性，適用范圍廣，加熱時(shí)間和溫度易于體外控制且具有非創(chuàng)傷性治療等 優(yōu)點(diǎn)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。靶向定位微波熱療的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是微波熱種子材料，熱種 子材料的性能、產(chǎn)熱效率及溫度控制等影響著微波靶向熱療的應(yīng)用，雖然有諸多材料體系、 組織測(cè)溫技術(shù)被報(bào)道用于靶向微波腫瘤熱療，但均存在著定位不精確、產(chǎn)熱效率低、性能不 夠穩(wěn)定、價(jià)格昂貴等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種基于微波腫瘤靶向熱療的 納米熱種子材料及其制備方法，該材料在微波腫瘤靶向熱療的熱療頻段內(nèi)具有較強(qiáng)的微波 熱效應(yīng)、良好的生物相容性以及表面易于修飾的特性。
[0004] 本發(fā)明涉及的用于腫瘤靶向熱療用納米熱種子材料，其組分由重量百分比為 40-75%的錫錳摻雜鋇鐵氧體BaFenSrv 5Μηα 5019, 5-15%氧化鎂，5-10%氧化鈦和余量的氧化 硅組成，平均粒徑為20-50nm。
[0005] 本發(fā)明所述的用于腫瘤靶向熱療的納米熱種子材料，由下述步驟實(shí)現(xiàn)： (1)本發(fā)明所用化學(xué)試劑均為市售，分析純，使用前均未進(jìn)行任何純化處理。首先利用 溶膠-凝膠工藝制備錫錳摻雜鋇鐵氧體BaFenSnuMnuC^，反應(yīng)中所需的金屬陽(yáng)離子來(lái)自 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Mn (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20。按照分子式 BaFenSna 5MnQ. 5019 的化學(xué)計(jì)量比稱取 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Μη (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20,分別溶于一 定濃度的檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽(yáng)離子的摩爾比為1:1。攪拌幾分鐘后得到均一透明 的混合溶液，向混合液中滴入一定量的氨水調(diào)整pH值為7。電磁攪拌2. 5-4小時(shí)，室溫下 老化8-12小時(shí)，將混合溶液置于水浴鍋中60-90°C水浴4-8小時(shí)形成溶膠，然后將其移入 干燥箱中100_150°C干燥12-24小時(shí)直至形成干凝膠，將干凝膠置于燒結(jié)爐中，200-260°C 保溫2-4小時(shí)去除凝膠中的有機(jī)成分，600-1000°C下煅燒1-3小時(shí)后，隨爐冷卻后取出并研 磨后過(guò)325目篩，得到平均晶粒尺寸為20-90nm的BaF eilSnQ.5MnQ.50 19粉體。
[0006] (2)按重量百分比為40-75%稱取步驟（1)獲得的BaFeilSn Q.5MnQ.5019粉體，然后分 別稱取5-15%氧化鎂，5-10%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入一定數(shù)量的瑪 瑙球，球料比為4-10:1，在行星球磨機(jī)中球磨分散5-10小時(shí)，轉(zhuǎn)速為400-500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0007] (3)將步驟（2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結(jié)爐中，900-1200°C 燒結(jié)，保溫時(shí)間為2-8小時(shí)后隨爐冷卻。
[0008] (4)將熱壓燒結(jié)得到的固體進(jìn)行機(jī)械粉碎，然后在行星球磨機(jī)中繼續(xù)細(xì)化10-20 小時(shí)，球料比為4-10: 1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速400-500轉(zhuǎn)/分鐘，最后得到平均粒徑為20-50nm的熱 種子材料。
[0009] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：上述納米熱種子材料在腫瘤熱療的微波頻段內(nèi)具有較強(qiáng)的微波熱效 應(yīng)、良好的生物相容性以及表面易于修飾的特性?？梢詽M足應(yīng)用于腫瘤微波靶向熱療的臨 床應(yīng)用的需要。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明保護(hù)內(nèi)容不僅限于所述實(shí)施 例。
[0011] 實(shí)施例1 : (1)本發(fā)明所用化學(xué)試劑均為市售，使用前均未進(jìn)行任何純化處理。首先利用溶 膠-凝膠工藝制備錫錳摻雜鋇鐵氧體BaFenSr^Mr^C^，反應(yīng)中所需的金屬陽(yáng)離子來(lái)自 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Mn (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20。按照分子式 BaFenSna 5MnQ. 5019 的化學(xué)計(jì)量比稱取 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Μη (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20,分別溶于一 定濃度的檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽(yáng)離子的摩爾比為1:1。攪拌幾分鐘后得到均一透明 的混合溶液，向混合液中滴入一定量的氨水調(diào)整pH值為7。電磁攪拌2h，室溫下老化12h， 將混合溶液置于水浴鍋中70°C水浴5小時(shí)形成溶膠，然后將其移入干燥箱中110°C干燥12 小時(shí)直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結(jié)爐中，200°C保溫2小時(shí)去除凝膠中的有機(jī)成分， 800°C下煅燒1小時(shí)后，隨爐冷卻后取出并研磨后過(guò)325目篩，得到平均晶粒尺寸為20-90nm 的 BaFenSnuMr^C^ 粉體。
[0012] (2)按重量百分比為60%稱取步驟（1)獲得的BaFenSr^Mr^C^粉體，然后分別稱 取10%氧化鎂，10%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入一定數(shù)量的瑪瑙球，球 料比為7 : 1，在行星球磨機(jī)中球磨分散8小時(shí)，轉(zhuǎn)速為420轉(zhuǎn)/分鐘。
[0013] (3)將步驟（2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結(jié)爐中，1000°C燒結(jié)， 保溫時(shí)間為4小時(shí)后隨爐冷卻。
[0014] (4)將熱壓燒結(jié)得到的固體進(jìn)行機(jī)械粉碎，然后在行星球磨機(jī)中繼續(xù)細(xì)化10小 時(shí)，球料比為7: 1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速430轉(zhuǎn)/分鐘，最后得到平均粒徑為20-50nm的熱種子材料。
[0015] 經(jīng)動(dòng)物組織靶向微波熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在頻率為2. 45Ghz功率為20w的微波輻照下的， 組織升溫速率為1. 5-2. 0°C /min，上述納米熱種子材料完全滿足微波熱療升溫速率快，成 本低，生物相容性好，表面易于修飾的要求。
[0016] 實(shí)施例2: (1)本發(fā)明所用化學(xué)試劑均為市售，使用前均未進(jìn)行任何純化處理。首先利用溶 膠-凝膠工藝制備錫錳摻雜鋇鐵氧體BaFenSr^Mr^C^，反應(yīng)中所需的金屬陽(yáng)離子來(lái)自 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Μη (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20。按照分子式 BaFenSna 5MnQ. 5019 的化學(xué)劑量比稱取 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Μη (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20,分別溶于一 定濃度的檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽(yáng)離子的摩爾比為1:1。攪拌幾分鐘后得到均一透 明的混合溶液，向混合液中滴入一定量的氨水調(diào)整pH值為7。電磁攪拌4小時(shí)，室溫下老 化12小時(shí)，將混合溶液置于水浴鍋中80°C水浴12小時(shí)形成溶膠，然后將其移入干燥箱中 130°C干燥16小時(shí)直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結(jié)爐中，220°C保溫3小時(shí)去除凝膠中 的有機(jī)成分，900°C下煅燒3小時(shí)后，隨爐冷卻后取出并研磨后過(guò)325目篩，得到平均晶粒尺 寸為 20_90nm 的 BaFenSna 5Μ%5019 粉體。
[0017] (2)按重量百分比為55%稱取步驟（1)獲得的BaFenSr^Mr^C^粉體，然后分別稱 取15%氧化鎂，10%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入一定數(shù)量的瑪瑙球，球 料比為9:1，在行星球磨機(jī)中球磨分散10小時(shí)，轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分鐘。
[0018] (3)將步驟（2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結(jié)爐中，1100°C燒結(jié)， 保溫時(shí)間為3小時(shí)后隨爐冷卻。
[0019] (4)將熱壓燒結(jié)得到的固體進(jìn)行機(jī)械粉碎，然后在行星球磨機(jī)中繼續(xù)細(xì)化8小時(shí)， 球料比為9:1球磨機(jī)轉(zhuǎn)速450轉(zhuǎn)/分鐘，最后得到平均粒徑為20-90nm的熱種子材料。
[0020] 經(jīng)動(dòng)物組織靶向微波熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在頻率為2. 45Ghz功率為20w的微波輻照下的， 組織升溫速率為1. 5-2. 0°C /min，上述納米熱種子材料完全滿足微波熱療升溫速率快，成 本低，生物相容性好，表面易于修飾的要求。
[0021] 實(shí)施例3: (1)本發(fā)明所用化學(xué)試劑均為市售，使用前均未進(jìn)行任何純化處理。首先利用溶 膠-凝膠工藝制備錫錳摻雜鋇鐵氧體BaFenSr^Mr^C^，反應(yīng)中所需的金屬陽(yáng)離子來(lái)自 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Mn (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20。按照分子式 BaFenSna 5MnQ. 5019 的化學(xué)劑量比稱取 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Μη (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20,分別溶于一 定濃度的檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽(yáng)離子的摩爾比為1:1。攪拌幾分鐘后得到均一透明 的混合溶液，向混合液中滴入一定量的氨水調(diào)整pH值為7。電磁攪拌4小時(shí)，室溫下老化 10小時(shí)，將混合溶液置于水浴鍋中90°C水浴6小時(shí)形成溶膠，然后將其移入干燥箱中110°C 干燥12小時(shí)直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結(jié)爐中，230°C保溫3小時(shí)去除凝膠中的有機(jī) 成分。1000°C下煅燒3小時(shí)后，隨爐冷卻后取出并研磨后過(guò)325目篩，得到平均晶粒尺寸為 20_90nm 的 BaFenSr^Mn。. 5019 粉體。
[0022] (2)按重量百分比為75%稱取步驟（1)獲得的BaFenSnuMnuC^粉體，然后分別稱 取10%氧化鎂，5%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入一定數(shù)量的瑪瑙球，球料 比為7:1，在行星球磨機(jī)中球磨分散10小時(shí)，轉(zhuǎn)速為430轉(zhuǎn)/分鐘。
[0023] (3)將步驟（2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結(jié)爐中，1200°C燒結(jié)， 保溫時(shí)間為2小時(shí)后隨爐冷卻。
[0024] (4)將熱壓燒結(jié)得到的固體進(jìn)行機(jī)械粉碎，然后在行星球磨機(jī)中繼續(xù)細(xì)化10小 時(shí)，球料比為9:1球磨機(jī)轉(zhuǎn)速450轉(zhuǎn)/分鐘，最后得到平均粒徑為20-50nm的熱種子材料。
[0025] 經(jīng)動(dòng)物組織靶向微波熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在頻率為2. 45Ghz功率為20w的微波輻照下的， 組織升溫速率為1. 5-2. 0°C /min，上述納米熱種子材料完全滿足微波熱療升溫速率快，成 本低，生物相容性好，表面易于修飾的要求。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于腫瘤靶向熱療的納米熱種子材料，其特征在于微波腫瘤靶向熱療的頻段內(nèi) 具有較強(qiáng)的微波熱效應(yīng)、良好的生物相容性以及表面易于修飾的特性，其組分及其重量百 分比為：50-75%的錫錳摻雜鋇鐵氧體BaFenSr^MrvAg，10-15%氧化鎂，7-10%氧化鈦和余 量的氧化硅組成，平均粒徑為20-50nm，并由以下步驟實(shí)現(xiàn)： (1) 本發(fā)明所用化學(xué)試劑均為市售，分析純，使用前均未進(jìn)行任何純化處理，首先利用 溶膠-凝膠工藝制備錫錳摻雜鋇鐵氧體BaFenSnuMnuC^，反應(yīng)中所需的金屬陽(yáng)離子來(lái)自 Ba (N03) 2 · 6H20、Sn (N03) 4、Mn (N03) 2 · 4H20 和 Fe (N03) 3 · 9H20,按照分子式 BaFenSn。. 5Mn。. 5019 的化學(xué)計(jì)量比稱取 Ba(N03)2 · 6H20、Sn(N03)4、Μη(Ν03) 2 · 4H20 和 Fe(N03)3 · 9H20,分別溶于 一定濃度的檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽(yáng)離子的摩爾比為1: 1，攪拌幾分鐘后得到均一透 明的混合溶液，向混合液中滴入一定量的氨水調(diào)整pH值為7,電磁攪拌2. 5-4h，室溫下老化 8-12小時(shí)，將混合溶液置于水浴鍋中60-90°C水浴4-8小時(shí)形成溶膠，然后將其移入干燥箱 中100-150°C干燥12-24小時(shí)直至形成干凝膠，干凝膠置于燒結(jié)爐中，200-260°C保溫2-4 小時(shí)去除凝膠中的有機(jī)成分，600-1000°C下煅燒1-3小時(shí)后，隨爐冷卻后取出并研磨后過(guò) 325目篩，得到平均晶粒尺寸為20-90nm的BaF eilSnQ.5MnQ.50 19粉體； (2) 按重量百分比為40-75%稱取步驟（1)獲得的BaFeilSna 5Μηα 5019粉體，然后分別稱取 5-15%氧化鎂，5-10%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入一定數(shù)量的瑪瑙球， 球料比為4-10: 1，在行星球磨機(jī)中球磨分散5-10小時(shí)，轉(zhuǎn)速為400-500轉(zhuǎn)/分鐘； (3) 將步驟（2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結(jié)爐中，900-1200°C燒結(jié)， 保溫時(shí)間為2-8小時(shí)后隨爐冷卻； (4) 將熱壓燒結(jié)得到的固體進(jìn)行機(jī)械粉碎，然后在行星球磨機(jī)中繼續(xù)細(xì)化10-20小時(shí)， 球料比為4-10:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速400-500轉(zhuǎn)/分鐘，最后得到平均粒徑為20-50nm的熱種子 材料。
【文檔編號(hào)】A61K41/00GK104189904SQ201410451576
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月8日
【發(fā)明者】孫昌, 李靜, 李陽(yáng), 夏明慧, 孫康寧, 劉科高, 石磊 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)