一种医用纳米颗粒定点治疗器件及其制造方法

本发明总的来说涉及纳米医学技术领域，具体而言涉及一种医用纳米颗粒定点治疗器件及其制造方法。

背景技术：

近些年来，医学界对于采用纳米颗粒搭载治疗药物并在生物体内特定位置释放的治疗方法进行了广泛的研究。然而，研究方向多限于探究用于修饰磁性纳米颗粒的药物的多样性，而非实现药物定点释放的方法。因此现有技术存在无法控制药物释放位置定点、定量治疗的问题，在给药时往往剂量过大，存在副作用。

技术实现要素：

针对现有技术中在纳米颗粒搭载治疗药物实现药物定点释放时难以精确定位的问题，本发明提出一种医用纳米颗粒定点治疗器件，包括：

管道；

导线，所述导线缠绕在所述管道的外层；以及

生物绝缘层，所述生物绝缘层包覆所述导线。

在本发明一个实施例中规定，所述管道包括聚酰亚胺管、pmma管或石英管；所述管道的外径为0.9-1.1mm，内径为0.8-1mm。

在本发明一个实施例中规定，所述导线的线宽为50-100um；所述导线为倾斜螺旋缠绕形成的线圈，缠绕的间隔为50-100um，缠绕的圈数为10圈以上。

在本发明一个实施例中规定，所述生物绝缘层包括派瑞林生物绝缘层或聚酰亚胺生物绝缘层；所述生物绝缘层的厚度为1-5um。

在本发明一个实施例中规定，所述医用纳米颗粒定点治疗器件还包括微孔或微孔阵列，所述微孔或微孔阵列设置在导线的前方。

本发明还提出一种制造所述医用纳米颗粒定点治疗器件的方法，其特征在于包括下列步骤：

清洗管道的表面；

在管道外表面形成导线；以及

在导线外层沉积生物绝缘层。

在本发明又一个实施例中规定，在管道外表面形成导线包括：

在管道的表面溅射金属种子层；

在所述金属种子层上涂覆光刻胶，并且前烘以固化所述光刻胶；

对光刻胶表面进行曝光，并且使用显影液进行显影，以得到线圈图形；

进行电镀，得到金属线圈；以及

除去表面的光刻胶，使用金属腐蚀剂刻蚀种子层。

在本发明又一个实施例中规定，清洗医用柔性管的表面包括：使用hcl溶液和naoh溶液清洗医用柔性管的表面，并且用去离子水超声清洗所述表面。

在本发明又一个实施例中规定，使用可编程旋转紫外曝光系统对光刻胶表面进行曝光。

在本发明又一个实施例中规定，制造所述医用纳米颗粒定点治疗器件的方法还包括在沉积生物绝缘层之前，使用激光在医用柔性管表面、金属铜导线线圈的前方1-2mm的位置切割以形成微孔阵列。

本发明至少具有如下有益效果：可以通过植入生物血管内，引导注入的磁性纳米颗粒在血管的特定位置聚集并逐渐释放药物，从而实现定点、定量治疗，需要药物的剂量可控、副作用范围小；以及具有发热量小、磁场强度低、位置定位准确的优点。

附图说明

为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出了本发明一个实施例中医用纳米颗粒定点治疗器件的正面结构图。

图2示出了本发明一个实施例中医用纳米颗粒定点治疗器件的反面结构图。

图3示出了本发明一个实施例中医用柔性管的外层缠绕的金属铜导线的线圈结构示意图。

图4示出了本发明一个实施例中线圈结构的扫描电子显微镜观察图。

图5示出了本发明一个实施例中线圈结构的直线区域的扫描电子显微镜观察图。

图6示出了本发明一个实施例中线圈结构的弯曲区域的扫描电子显微镜观察图。

图7示出了本发明一个实施例中医用纳米颗粒定点治疗器件的工作原理。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

本发明的实施例提出一种新型医用纳米颗粒定点治疗器件，可植入生物血管内，引导注入的磁性纳米颗粒(如四氧化三铁纳米颗粒)在血管的特定位置聚集并逐渐释放药物，从而实现定点、定量治疗的目的。该方法具有发热量小、磁场强度低、位置定位准确等优点。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

医用纳米颗粒定点治疗器件如图1、图2所示，基底选择医用聚酰亚胺管(polyimidetube)、pmma管或石英管，外径为0.9-1.1mm，内径为0.8-1mm，长度可裁剪为不同尺寸，如20-80mm，具有高柔性、高弹性以及优异的生物兼容性。基底外层设置有螺旋形金属导线。例如，金属导线为铜导线，线宽50-100um，间隔50-100um，线圈匝数可以是10圈以上。然而，本领域的技术人员应该理解，螺旋形金属导线的材料、尺寸、间距等参数不限于上述具体示例。螺旋形金属导线可以是平滑螺旋线，如图1和图2所示，也可以是倾斜螺旋线，在倾斜导线的两端具有特定角度的转折点，如图3-6所示。本领域的技术人员应该理解，螺旋形金属导线的具体螺旋方式不限于上述具体实施例。金属导线外层采用沉积法包覆生物绝缘层，用于隔绝导线与外部生物组织。生物绝缘层可以是派瑞林薄层(parylene-c)或聚酰亚胺薄层。

器件制备工艺流程如下：

首先，对基底进行清洗。在本发明的一个实施例中，基底选择医用聚酰亚胺管(polyimidetube)、pmma管或石英管，分别使用3％hcl溶液和5％naoh溶液清洗基底的表面，除去油污和其他杂质，之后用去离子水超声清洗表面。

接下来，在基底外表面形成导线。

在本发明的一个实施例中，可通过光刻、电镀等工艺在管状基底的外表面形成螺旋形金属导线。具体而言，首先在基底的外表面形成种子层。例如，溅射cr/cu种子层作为底部的导电层。在种子层表面形成光刻胶并固化。例如，使用蘸胶法或喷胶法涂覆一层正性光刻胶，胶厚为10um以上，使用烘箱在90℃条件下前烘30分钟以上，以此固化光刻胶。进行光刻工艺在光刻胶中形成线圈图形。例如，使用可编程旋转紫外曝光系统对光刻胶表面进行曝光，并且使用显影液进行显影，得到倾斜的线圈图形。通过电镀工艺在线圈图形内形成一定厚度的金属层。例如，使用高纯度cu金属板作为阳极进行电镀，增加线圈图形内金属层的厚度，使其厚度与光刻胶厚度保持一致。最后，去除光刻胶和种子层。例如，使用丙酮或naoh溶液除去表面的光刻胶，使用金属腐蚀剂(cu刻蚀剂、cr刻蚀剂)刻蚀cr/cu种子层。

在器件外层沉积生物绝缘层。例如，沉积派瑞林薄层(parylene-c)或聚酰亚胺薄层作为生物绝缘层，厚度1-5um，隔绝金属线圈和外界环境。

器件的工作原理为：在倾斜螺旋线圈上施加直流电，由于电磁感应原理，通电线圈会产生环绕线圈的磁场，磁场在靠近线圈位置较强，远离位置较弱。在血液中注入被药物修饰的磁性纳米颗粒，颗粒在流经器件位置时会受到磁场力的作用，当该磁场力大于颗粒在血液中运动的粘滞阻力时，纳米颗粒会沿着磁场线的方向运动，抵达聚酰亚胺管的管壁处。由于药物只在局部扩散，因此影响范围仅限于释放位置的生物组织内，且施加药物的剂量可通过控制注入的磁性纳米颗粒的量来决定，具有剂量可控、副作用范围小等特点。

在本发明另一个实施方式中，在制备工艺流程中，还包括进行沉积绝缘层之前，使用激光在医用柔性管表面、倾斜线圈前方1-2mm位置切割形成微孔阵列。例如，孔直径可以是100-150um，排列为3*3或不限于此的圆形阵列，之后再沉积厚度为1-5um的生物绝缘层，以隔绝金属线圈和外界环境。

该实施方式的器件工作中虑到通入磁性纳米颗粒后导管内存在的磁性颗粒，原理如图7所示。当对线圈施加直流电流后，线圈产生的磁场对导管内、外颗粒产生磁力作用，使得磁性颗粒沿着磁场线方向运动。导管外颗粒聚集到外壁附近区域，导管内颗粒通过微孔阵列穿过管壁抵达外侧，与生物细胞或组织接触并释放药物，从而达到局部释放药物、定点治疗的效果。该方式的药物剂量可通过控制注入的磁性纳米颗粒的量来决定，具有剂量可控、副作用范围小等特点。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。