专利名称：一种基于微波肿瘤热疗的纳米热种子材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种基于微波肿瘤热疗的纳米热种子材料及其制备方法，尤其涉及一种纳米六方晶系钡铁氧体与氧化镁等氧化物经热压烧结、球磨细化工艺得到的一种纳米热种子材料及其制备方法。本发明属于生物医用材料科学领域。
背景技术：
随着癌症发病率和死亡率的逐年上升，对肿瘤疾病的诊断和治疗研究越来越受到人们的关注。在肿瘤的治疗中，最大难点是在确保杀灭肿瘤细胞的同时而不对正常细胞或组织造成伤害，微波靶向热疗是利用微波热种子材料在肿瘤区域利用热种子材料的微波热效应加热肿瘤细胞至43-47°C，而导致肿瘤细胞凋亡，达到治疗肿瘤的目的。利用微波靶向热效应加热病灶区域的肿瘤细胞，使其温度达到细胞损伤的界限来破坏肿瘤组织，这种情况下由于周围正常的组织温度低于靶点区域的温度，所以不会遭受损伤，并且靶向热疗具有非组织器官特异性，适用范围广，加热时间和温度易于体外控制且具有非创伤性治疗等优点成为近年来研究的热点。靶向定位微波热疗的关键技术问题是微波热种子材料，热种子材料的性能、产热效率及温度控制等影响着微波靶向热疗的应用，虽然有诸多材料体系、组织测温技术被报道用于靶向微波肿瘤热疗，但均存在着定位不精确、产热效率低、性能不够稳定、价格昂贵等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种基于微波肿瘤热疗的纳米热种子材料及其制备方法，该材料在微波热疗频段内具有较强的微波热效应。本发明涉及的肿瘤热疗用纳米热种子材料，其组分由重量百分比为50-80%的六方晶系的钡铁氧体，5-15%氧化镁，1-5%氧化钛和余量的氧化硅组成。其中组分优选由重量百分比为70-80 %的六方晶系的钡铁氧体,5-10 %氧化镁，1-3 %氧化钛和余量的氧化硅组成本发明所述的电磁波吸波材料的制备方法，由下述步骤实现(I)本发明所用化学试剂均为市售，使用前均未进行任何纯化处理，反应中所需的金属阳离子来自Ba (NO3) 2 · 6H20和Fe (NO3) 3 · 9H20。按照硝酸钡硝酸铁=I 12 (摩尔比)，称取硝酸钡和硝酸铁，分别溶于柠檬酸溶液中，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为I I。几分钟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调整PH值为7。电磁搅拌2h，室温下老化8-12h，将混合溶液置于水浴锅中80°C水浴3小时形成溶胶，然后将其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝胶。干凝胶置于烧结炉中，210°C保温3h去除凝胶中的有机成分。 600-1000°C下煅烧O. 5小时后，随炉冷却后将获得的粉体，取出并研磨，过325目筛后备用。(2)按重量百分比为50-80%称取步骤(I)获得的六方晶系的钡铁氧体，然后分别称取5-15%氧化镁，1-5%氧化钛和余量的氧化硅后装入树脂球磨罐，加入玛瑙球球料比为6 1，在行星球磨机中球磨分散O. 5-4小时，转速为400转/分钟。(3)将步骤⑵得到的混合粉体加入石墨磨具中，置于热压烧结炉中，900-1200°C烧结，保温时间为2-12小时后随炉冷却。(4)将热压烧结得到的固体进行机械粉碎，然后在行星球磨机中继续细化4-12小时，球磨机转速300-450转/分钟，最后得到纳米尺度的高产热热种子材料。在上述的电磁波吸波材料的制备方法中步骤(I)中溶胶室温陈化时间优选为12小时，煅烧温度优选为800_900°C。步骤(2)中六方晶系的钡铁氧体重量百分比优选为70-80%，氧化镁重量百分比优选为5-10%,氧化钛重量百分比优选1-3%。步骤(3)中烧结温度优选为900-1100°C，保温时间优选为4_6小时。步骤(4)中行星球磨机球磨时间及转速分别优选为8-10小时、420转/分。经试验验证本发明所述的纳米热种子材料在肿瘤热疗的微波频段内具有较强的微波热效应，可以应用于肿瘤微波祀向热疗。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明保护内容不仅限于所述实施例。实施例1 :(I)首先制备六角晶系钡铁氧体，反应所需试剂均为市售，使用前均未进行任何纯化处理，制备反应中所需的金属阳离子来自硝酸钡Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸铁Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸钡硝酸铁=I 12 (摩尔比)，称取硝酸钡和硝酸铁，分别溶于柠檬酸溶液中，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为1:1。几分钟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调整PH值为7。电磁搅拌2h，室温下老化8h，将混合溶液置于水浴锅中80°C水浴3小时形成溶胶，然后将其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝胶。干凝胶置于烧结炉中，210°C保温3h去除凝胶中的有机成分。900°C下煅烧O. 5小时后，随炉冷却后将获得的粉体取出并研磨，过325目筛后备用。(2)按重量百分比为60%称取步骤(I)获得的六方晶系的钡铁氧体，然后分别称取5%氧化镁，5%氧化钛和余量的氧化硅后装入树脂球磨罐，加入玛瑙球球料比为6 1，在行星球磨机中球磨分散O. 5小时，转速为400转/分钟。(3)将步骤(2)得到的混合粉体加入石墨磨具中，置于热压烧结炉中1000°C烧结，保温时间为6小时后随炉冷却。(4)将热压烧结得到的固体进行机械粉碎，然后在行星球磨机中继续细化10小时，球磨机转速350转/分钟，最后得到纳米尺度的高产热热种子材料。实施例2 (I)首先制备六角晶系钡铁氧体，反应所需试剂均为市售，使用前均未进行任何纯化处理，制备反应中所需的金属阳离子来自硝酸钡Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸铁Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸钡硝酸铁=I 12 (摩尔比)，称取硝酸钡和硝酸铁，分别溶于柠檬酸溶液中，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为1:1。几分钟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调整PH值为7。电磁搅拌2h，室温下老化6h，将混合溶液置于水浴锅中80°C水浴3小时形成溶胶，然后将其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝胶。干凝胶置于烧结炉中，210°C保温3h去除凝胶中的有机成分。700°C下煅烧。0.5小时后，随炉冷却后将获得的粉体取出并研磨，过325目筛后备用。(2)按重量百分比为60%称取步骤⑴获得的六方晶系的钡铁氧体，然后分别称取3%氧化镁，2%氧化钛和余量的氧化硅后装入树脂球磨罐，加入玛瑙球球料比为6 1，在行星球磨机中球磨分散2小时，转速为400转/分钟。(3)将步骤⑵得到的混合粉体加入石墨磨具中，置于热压烧结炉中900°C烧结，保温时间为4小时后随炉冷却。(4)将热压烧结得到的固体进行机械粉碎，然后在行星球磨机中继续细化8小时，球磨机转速450转/分钟，最后得到纳米尺度的高产热热种子材料。实施例3 (I)首先制备六角晶系钡铁氧体，反应所需试剂均为市售，使用前均未进行任何纯化处理，制备反应中所需的金属阳离子来自硝酸钡Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸铁Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸钡硝酸铁=I 12(摩尔比)，称取硝酸钡和硝酸铁，分别溶于柠檬酸溶液中，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为1:1。几分钟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调整PH值为7。电磁搅拌2h，室温下老化12h，将混合溶液置于水浴锅中80°C水浴3小时形成溶胶，然后将其移入干燥箱中120°C干燥2天直至形成干凝胶。干凝胶置于烧结炉中，210°C保温3h去除凝胶中的有机成分。900°C下煅烧O. 5小时后，随炉冷却后将获得的粉体取出并研磨，过325目筛后备用。(2)按重量百分比为70%称取步骤⑴获得的六方晶系的钡铁氧体，然后分别称取10%氧化镁，5%氧化钛和余量的氧化硅后装入树脂球磨罐，加入玛瑙球球料比为6 1，在行星球磨机中球磨分散4小时，转速为400转/分钟。
(3)将步骤(2)得到的混合粉体加入石墨磨具中，置于热压烧结炉中1100°C烧结，保温时间为8小时后随炉冷却。(4)将热压烧结得到的固体进行机械粉碎，然后在行星球磨机中继续细化12小时，球磨机转速420转/分钟，最后得到纳米尺度的高产热热种子材料。经动物组织靶向微波热效应测定，制得纳米热种子材料完全满足微波热疗升温速率快，成本低，表面形貌容易控制等优点。实施例4 (I)首先制备六角晶系钡铁氧体，反应所需试剂均为市售，使用前均未进行任何纯化处理，制备反应中所需的金属阳离子来自硝酸钡Ba (NO3) 2 ·6Η20和硝酸铁Fe (NO3) 3 ·9Η20。按照硝酸钡硝酸铁=I 12 (摩尔比)，称取硝酸钡和硝酸铁，分别溶于柠檬酸溶液中，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为1:1。几分钟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调整PH值为7。电磁搅拌2h，室温下老化12h，将混合溶液置于水浴锅中80°C水浴3小时形成溶胶，然后将其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝胶。干凝胶置于烧结炉中，210°C保温3h去除凝胶中的有机成分。600°C下煅烧O. 5小时后，随炉冷却后将获得的粉体取出并研磨，过325目筛后备用。(2)按重量百分比为80%称取步骤⑴获得的六方晶系的钡铁氧体，然后分别称取15%氧化镁，3%氧化钛和余量的氧化硅后装入树脂球磨罐，加入玛瑙球球料比为6 1，在行星球磨机中球磨分散3小时，转速为400转/分钟。(3)将步骤(2)得到的混合粉体加入石墨磨具中，置于热压烧结炉中1200°C烧结，保温时间为5小时后随炉冷却。(4)将热压 烧结得到的固体进行机械粉碎，然后在行星球磨机中继续细化10小时，球磨机转速400转/分钟，最后得到纳米尺度的高产热热种子材料。
权利要求
1.一种基于微波肿瘤热疗的热种子材料，其组分及其重量百分比为50-80%的六方晶系的钡铁氧体，5-15%氧化镁,1-5%氧化钛和余量的氧化娃组成。
2.如权利要求1所述的基于微波肿瘤热疗的热种子材料，其特征是，所述组分及其重量百分比为70%的六方晶系的钡铁氧体，10%氧化镁,5%氧化钛和15%的氧化娃组成。
3.如权利要求1或2所述的基于微波肿瘤热疗的热种子材料，其特征是热种子材料首先经过1000°C热压烧结，然后借助高能球磨细化，球磨机转速为400转/分，球磨时间为12小时。
4.权利要求1或2所述一种基于微波肿瘤热疗的热种子材料的制备方法，由如下步骤实现(1)本发明所用化学试剂均为市售，使用前均未进行任何纯化处理，反应中所需的金属阳离子来自Ba (NO3) 2 · 6H20和Fe (NO3) 3 · 9H20。按照硝酸钡硝酸铁=I 12 (摩尔比)，称取硝酸钡和硝酸铁，分别溶于柠檬酸溶液中，柠檬酸与金属阳离子的摩尔比为1:1。几分钟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调整PH值为7。电磁搅拌2h，室温下老化8-12h，将混合溶液置于水浴锅中80°C水浴3小时形成溶胶,然后将其移入干燥箱中120°C干燥1-2天直至形成干凝胶。干凝胶置于烧结炉中，210°C保温3h去除凝胶中的有机成分。600-100(TC下煅烧O. 5小时后，随炉冷却后将获得的粉体，取出并研磨，过325目筛后备用。(2)按重量百分比为50-80%称取步骤(I)获得的六方晶系的钡铁氧体，然后分别称取5-15%氧化镁，1-5%氧化钛和余量的氧化硅后装入树脂球磨罐，加入玛瑙球球料比为6 1，在行星球磨机中球磨分散O. 5-4小时，转速为400转/分钟。(3)将步骤(2)得到的混合粉体加入石墨磨具中，置于热压烧结炉中，900-1200°C烧结，保温时间为2-12小时后随炉冷却。(4)将热压烧结得到的固体进行机械粉碎，然后在行星球磨机中继续细化4-12小时，球磨机转速300-450转/分钟，最后得到纳米尺度的高产热热种子材料。
5.如权利要求4所述的基于微波肿瘤热疗的热种子材料，其特征是，步骤(I)所述600-1000°C下煅烧O. 5小时。
6.如权利要求4所述的基于微波肿瘤热疗的热种子材料，其特征是，步骤(2)球磨分散时间为O. 5-4小时，转速为400转/分钟。
7.如权利要求4所述的基于微波肿瘤热疗的热种子材料，其特征是，步骤(3)热压烧结热压烧结炉中900-1200°C烧结，保温时间为2-12小时。
8.如权利要求4所述的基于微波肿瘤热疗的热种子材料，其特征是，步骤(4)球磨机转速300-450转/分钟，球磨时间为4-12小时。
全文摘要
本发明公开了一种应用于微波肿瘤热疗的纳米热种子材料，该材料是经高温热压烧结后，利用高能球磨粉碎细化，得到的粒度分布均匀的纳米粉体，其组分由重量百分比为50-80％的六方晶系钡铁氧体，5-15％氧化镁，1-5％氧化钛和余量的氧化硅组成。本发明还公开了该微波热疗用热种子材料的制备方法，首先制备六方晶系钡铁氧体纳米粉体，根据配方按重量百分比分别称取钡铁氧体纳米粉体、氧化镁粉体、氧化钛粉体、氧化硅粉体利用高能球磨充分分散，然后装入石墨磨具中在热压烧结炉中烧结，烧结后的复合材料经机械粉碎后，利用高能球磨细化为纳米级粉体。本发明的热种子材料在肿瘤微波频段内具有较强的微波热效应，可以应用于肿瘤微波靶向热疗。
文档编号A61K41/00GK103058642SQ201210585729
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者孙昌, 孙康宁, 李静, 李阳, 刘科高, 石磊 申请人:山东建筑大学