專利名稱：一種基于微波腫瘤熱療的納米熱種子材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種基于微波腫瘤熱療的納米熱種子材料及其制備方法，尤其涉及一種納米六方晶系鋇鐵氧體與氧化鎂等氧化物經熱壓燒結、球磨細化工藝得到的一種納米熱種子材料及其制備方法。本發明屬于生物醫用材料科學領域。
背景技術：
隨著癌癥發病率和死亡率的逐年上升，對腫瘤疾病的診斷和治療研究越來越受到人們的關注。在腫瘤的治療中，最大難點是在確保殺滅腫瘤細胞的同時而不對正常細胞或組織造成傷害，微波靶向熱療是利用微波熱種子材料在腫瘤區域利用熱種子材料的微波熱效應加熱腫瘤細胞至43-47°C，而導致腫瘤細胞凋亡，達到治療腫瘤的目的。利用微波靶向熱效應加熱病灶區域的腫瘤細胞，使其溫度達到細胞損傷的界限來破壞腫瘤組織，這種情況下由于周圍正常的組織溫度低于靶點區域的溫度，所以不會遭受損傷，并且靶向熱療具有非組織器官特異性，適用范圍廣，加熱時間和溫度易于體外控制且具有非創傷性治療等優點成為近年來研究的熱點。靶向定位微波熱療的關鍵技術問題是微波熱種子材料，熱種子材料的性能、產熱效率及溫度控制等影響著微波靶向熱療的應用，雖然有諸多材料體系、組織測溫技術被報道用于靶向微波腫瘤熱療，但均存在著定位不精確、產熱效率低、性能不夠穩定、價格昂貴等問題。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明要解決的問題是提供一種基于微波腫瘤熱療的納米熱種子材料及其制備方法，該材料在微波熱療頻段內具有較強的微波熱效應。本發明涉及的腫瘤熱療用納米熱種子材料，其組分由重量百分比為50-80%的六方晶系的鋇鐵氧體，5-15%氧化鎂，1-5%氧化鈦和余量的氧化硅組成。其中組分優選由重量百分比為70-80 %的六方晶系的鋇鐵氧體,5-10 %氧化鎂，1-3 %氧化鈦和余量的氧化硅組成本發明所述的電磁波吸波材料的制備方法，由下述步驟實現(I)本發明所用化學試劑均為市售，使用前均未進行任何純化處理，反應中所需的金屬陽離子來自Ba (NO3) 2 · 6H20和Fe (NO3) 3 · 9H20。按照硝酸鋇硝酸鐵=I 12 (摩爾比)，稱取硝酸鋇和硝酸鐵，分別溶于檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽離子的摩爾比為I I。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整PH值為7。電磁攪拌2h，室溫下老化8-12h，將混合溶液置于水浴鍋中80°C水浴3小時形成溶膠，然后將其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結爐中，210°C保溫3h去除凝膠中的有機成分。 600-1000°C下煅燒O. 5小時后，隨爐冷卻后將獲得的粉體，取出并研磨，過325目篩后備用。(2)按重量百分比為50-80%稱取步驟(I)獲得的六方晶系的鋇鐵氧體，然后分別稱取5-15%氧化鎂，1-5%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入瑪瑙球球料比為6 1，在行星球磨機中球磨分散O. 5-4小時，轉速為400轉/分鐘。(3)將步驟⑵得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結爐中，900-1200°C燒結，保溫時間為2-12小時后隨爐冷卻。(4)將熱壓燒結得到的固體進行機械粉碎，然后在行星球磨機中繼續細化4-12小時，球磨機轉速300-450轉/分鐘，最后得到納米尺度的高產熱熱種子材料。在上述的電磁波吸波材料的制備方法中步驟(I)中溶膠室溫陳化時間優選為12小時，煅燒溫度優選為800_900°C。步驟(2)中六方晶系的鋇鐵氧體重量百分比優選為70-80%，氧化鎂重量百分比優選為5-10%,氧化鈦重量百分比優選1-3%。步驟(3)中燒結溫度優選為900-1100°C，保溫時間優選為4_6小時。步驟(4)中行星球磨機球磨時間及轉速分別優選為8-10小時、420轉/分。經試驗驗證本發明所述的納米熱種子材料在腫瘤熱療的微波頻段內具有較強的微波熱效應，可以應用于腫瘤微波祀向熱療。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步闡述，但本發明保護內容不僅限于所述實施例。實施例1 :(I)首先制備六角晶系鋇鐵氧體，反應所需試劑均為市售，使用前均未進行任何純化處理，制備反應中所需的金屬陽離子來自硝酸鋇Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸鐵Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸鋇硝酸鐵=I 12 (摩爾比)，稱取硝酸鋇和硝酸鐵，分別溶于檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽離子的摩爾比為1:1。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整PH值為7。電磁攪拌2h，室溫下老化8h，將混合溶液置于水浴鍋中80°C水浴3小時形成溶膠，然后將其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結爐中，210°C保溫3h去除凝膠中的有機成分。900°C下煅燒O. 5小時后，隨爐冷卻后將獲得的粉體取出并研磨，過325目篩后備用。(2)按重量百分比為60%稱取步驟(I)獲得的六方晶系的鋇鐵氧體，然后分別稱取5%氧化鎂，5%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入瑪瑙球球料比為6 1，在行星球磨機中球磨分散O. 5小時，轉速為400轉/分鐘。(3)將步驟(2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結爐中1000°C燒結，保溫時間為6小時后隨爐冷卻。(4)將熱壓燒結得到的固體進行機械粉碎，然后在行星球磨機中繼續細化10小時，球磨機轉速350轉/分鐘，最后得到納米尺度的高產熱熱種子材料。實施例2 (I)首先制備六角晶系鋇鐵氧體，反應所需試劑均為市售，使用前均未進行任何純化處理，制備反應中所需的金屬陽離子來自硝酸鋇Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸鐵Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸鋇硝酸鐵=I 12 (摩爾比)，稱取硝酸鋇和硝酸鐵，分別溶于檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽離子的摩爾比為1:1。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整PH值為7。電磁攪拌2h，室溫下老化6h，將混合溶液置于水浴鍋中80°C水浴3小時形成溶膠，然后將其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結爐中，210°C保溫3h去除凝膠中的有機成分。700°C下煅燒。0.5小時后，隨爐冷卻后將獲得的粉體取出并研磨，過325目篩后備用。(2)按重量百分比為60%稱取步驟⑴獲得的六方晶系的鋇鐵氧體，然后分別稱取3%氧化鎂，2%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入瑪瑙球球料比為6 1，在行星球磨機中球磨分散2小時，轉速為400轉/分鐘。(3)將步驟⑵得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結爐中900°C燒結，保溫時間為4小時后隨爐冷卻。(4)將熱壓燒結得到的固體進行機械粉碎，然后在行星球磨機中繼續細化8小時，球磨機轉速450轉/分鐘，最后得到納米尺度的高產熱熱種子材料。實施例3 (I)首先制備六角晶系鋇鐵氧體，反應所需試劑均為市售，使用前均未進行任何純化處理，制備反應中所需的金屬陽離子來自硝酸鋇Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸鐵Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸鋇硝酸鐵=I 12(摩爾比)，稱取硝酸鋇和硝酸鐵，分別溶于檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽離子的摩爾比為1:1。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80°C水浴3小時形成溶膠，然后將其移入干燥箱中120°C干燥2天直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結爐中，210°C保溫3h去除凝膠中的有機成分。900°C下煅燒O. 5小時后，隨爐冷卻后將獲得的粉體取出并研磨，過325目篩后備用。(2)按重量百分比為70%稱取步驟⑴獲得的六方晶系的鋇鐵氧體，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，加入瑪瑙球球料比為6 1，在行星球磨機中球磨分散4小時，轉速為400轉/分鐘。
(3)將步驟(2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結爐中1100°C燒結，保溫時間為8小時后隨爐冷卻。(4)將熱壓燒結得到的固體進行機械粉碎，然后在行星球磨機中繼續細化12小時，球磨機轉速420轉/分鐘，最后得到納米尺度的高產熱熱種子材料。經動物組織靶向微波熱效應測定，制得納米熱種子材料完全滿足微波熱療升溫速率快，成本低，表面形貌容易控制等優點。實施例4 (I)首先制備六角晶系鋇鐵氧體，反應所需試劑均為市售，使用前均未進行任何純化處理，制備反應中所需的金屬陽離子來自硝酸鋇Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸鐵Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸鋇硝酸鐵=I 12 (摩爾比)，稱取硝酸鋇和硝酸鐵，分別溶于檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽離子的摩爾比為1:1。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80°C水浴3小時形成溶膠，然后將其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結爐中，210°C保溫3h去除凝膠中的有機成分。600°C下煅燒O. 5小時后，隨爐冷卻后將獲得的粉體取出并研磨，過325目篩后備用。(2)按重量百分比為80%稱取步驟⑴獲得的六方晶系的鋇鐵氧體，然后分別稱取15%氧化鎂，3%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入瑪瑙球球料比為6 1，在行星球磨機中球磨分散3小時，轉速為400轉/分鐘。(3)將步驟(2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結爐中1200°C燒結，保溫時間為5小時后隨爐冷卻。(4)將熱壓 燒結得到的固體進行機械粉碎，然后在行星球磨機中繼續細化10小時，球磨機轉速400轉/分鐘，最后得到納米尺度的高產熱熱種子材料。
權利要求
1.一種基于微波腫瘤熱療的熱種子材料，其組分及其重量百分比為50-80%的六方晶系的鋇鐵氧體，5-15%氧化鎂,1-5%氧化鈦和余量的氧化娃組成。
2.如權利要求1所述的基于微波腫瘤熱療的熱種子材料，其特征是，所述組分及其重量百分比為70%的六方晶系的鋇鐵氧體，10%氧化鎂,5%氧化鈦和15%的氧化娃組成。
3.如權利要求1或2所述的基于微波腫瘤熱療的熱種子材料，其特征是熱種子材料首先經過1000°C熱壓燒結，然后借助高能球磨細化，球磨機轉速為400轉/分，球磨時間為12小時。
4.權利要求1或2所述一種基于微波腫瘤熱療的熱種子材料的制備方法，由如下步驟實現(1)本發明所用化學試劑均為市售，使用前均未進行任何純化處理，反應中所需的金屬陽離子來自Ba (NO3) 2 · 6H20和Fe (NO3) 3 · 9H20。按照硝酸鋇硝酸鐵=I 12 (摩爾比)，稱取硝酸鋇和硝酸鐵，分別溶于檸檬酸溶液中，檸檬酸與金屬陽離子的摩爾比為1:1。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整PH值為7。電磁攪拌2h，室溫下老化8-12h，將混合溶液置于水浴鍋中80°C水浴3小時形成溶膠,然后將其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝膠。干凝膠置于燒結爐中，210°C保溫3h去除凝膠中的有機成分。600-100(TC下煅燒O. 5小時后，隨爐冷卻后將獲得的粉體，取出并研磨，過325目篩后備用。(2)按重量百分比為50-80%稱取步驟(I)獲得的六方晶系的鋇鐵氧體，然后分別稱取5-15%氧化鎂，1-5%氧化鈦和余量的氧化硅后裝入樹脂球磨罐，加入瑪瑙球球料比為6 1，在行星球磨機中球磨分散O. 5-4小時，轉速為400轉/分鐘。(3)將步驟(2)得到的混合粉體加入石墨磨具中，置于熱壓燒結爐中，900-1200°C燒結，保溫時間為2-12小時后隨爐冷卻。(4)將熱壓燒結得到的固體進行機械粉碎，然后在行星球磨機中繼續細化4-12小時，球磨機轉速300-450轉/分鐘，最后得到納米尺度的高產熱熱種子材料。
5.如權利要求4所述的基于微波腫瘤熱療的熱種子材料，其特征是，步驟(I)所述600-1000°C下煅燒O. 5小時。
6.如權利要求4所述的基于微波腫瘤熱療的熱種子材料，其特征是，步驟(2)球磨分散時間為O. 5-4小時，轉速為400轉/分鐘。
7.如權利要求4所述的基于微波腫瘤熱療的熱種子材料，其特征是，步驟(3)熱壓燒結熱壓燒結爐中900-1200°C燒結，保溫時間為2-12小時。
8.如權利要求4所述的基于微波腫瘤熱療的熱種子材料，其特征是，步驟(4)球磨機轉速300-450轉/分鐘，球磨時間為4-12小時。
全文摘要
本發明公開了一種應用于微波腫瘤熱療的納米熱種子材料，該材料是經高溫熱壓燒結后，利用高能球磨粉碎細化，得到的粒度分布均勻的納米粉體，其組分由重量百分比為50-80％的六方晶系鋇鐵氧體，5-15％氧化鎂，1-5％氧化鈦和余量的氧化硅組成。本發明還公開了該微波熱療用熱種子材料的制備方法，首先制備六方晶系鋇鐵氧體納米粉體，根據配方按重量百分比分別稱取鋇鐵氧體納米粉體、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爐中燒結，燒結后的復合材料經機械粉碎后，利用高能球磨細化為納米級粉體。本發明的熱種子材料在腫瘤微波頻段內具有較強的微波熱效應，可以應用于腫瘤微波靶向熱療。
文檔編號A61K41/00GK103058642SQ201210585729
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者孫昌, 孫康寧, 李靜, 李陽, 劉科高, 石磊 申請人:山東建筑大學