專利名稱：：羰基鐵粉的新用途的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及腫瘤磁感應治療用磁性介質領域，尤其是涉及一種羰基鐵粉的用途。
背景技術：
：腫瘤是導致人類死亡最主要的疾病之一，治療腫瘤的研究始終是醫(yī)學界最關注的重點和熱點。傳統(tǒng)的腫瘤治療方法是手術、放療和化療。早期腫瘤可以采用手術治療，但通常只10%20%的腫瘤病人有機會手術，并且手術容易給病人帶來較大的痛苦，術后容易復發(fā)和轉移；大部分病人確診時腫瘤已屬中晚期，而放療和化療在殺滅腫瘤細胞的同時也破壞正常細胞，毒副作用較大。醫(yī)學工程學及醫(yī)學物理技術的迅速發(fā)展加速了物理治療臨床化進度，高新物理治療技術在腫瘤的臨床治療中發(fā)揮巨大的作用，各種物理治療手段如射線、電、光、超聲、射頻和微波等越來越多地應用到腫瘤臨床治療領域，特別是融合多學科先進技術的綜合治療手段(介入治療、化療、靶向熱療、微納米技術等)的聯(lián)合應用，從而有望進一步提高腫瘤臨床治療效果和患者的生存質量。近年來，迅速發(fā)展的腫瘤磁感應熱療技術將“鐵磁材料交變磁場下感應升溫”的基本物理原理應用于腫瘤的臨床治療。嶄新的治療理念、治療的精確靶向性、激發(fā)主動免疫的生物醫(yī)學特異性基研究的高度交叉融合等突出優(yōu)勢，使得該治療發(fā)放具有極為重要的理論價值和應用前景，并有望再腫瘤的臨床治療上取得突破。磁感應熱療是一種組織內靶向熱療，有望克服目前熱療技術存在的諸多局限性。磁感應熱療包含兩個步驟，首選是將磁性顆粒導入到腫瘤組織中，然后將腫瘤部位暴露于外加的交變磁場中，腫瘤組織中的磁性粒子就會在交變磁場誘導下生熱，起到組織內靶向熱療的作用。根據(jù)如何將鐵磁顆粒導入到腫瘤組織內的途徑，磁感應熱療的研究已經(jīng)衍生了4個分支，分別是動脈栓塞熱療、直接注射熱療、細胞內熱療和組織內種植熱療。目前除了組織內種植熱療已經(jīng)用于臨床治療前列腺癌、神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤以及其他腫瘤的熱療外，其他幾種磁感應熱療技術仍處于臨床前研究階段。在動脈栓塞熱療中，由于磁感應熱療的基本治療機理是鐵磁材料在交變磁場下感應升溫的物理學特性，因此選擇合適的熱介質是磁感應熱療的基本問題。對于磁感應栓塞熱療介質除滿足良好的生物相容性和磁滯升溫要求外，介質尺度也是影像療效的關鍵因素。目前動脈栓塞熱療的栓塞材料的研究主要集中在Y-Fe2O3和Fe3O4，顆粒的尺度可以是微米級的磁微球或是納米級的磁液體，一些研究結果表明納米級介質會滲入靜脈回流而影響療效。目前采用的直接注射熱療用納米級鐵氧體或輔以高分子材料包覆，上述材料的尺度、安全性和加熱效率均不能滿足磁感應栓塞熱療臨床應用的要求。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供羰基鐵粉的新用途。本發(fā)明所提供的羰基鐵粉的新用途是羰基鐵粉在制備磁感應熱療用的磁性介質(熱療介質)中的應用。其中，所述羰基鐵粉的直徑可為150μm，優(yōu)選直徑為110μm。所述磁感應熱療用的磁性介質具體可為動脈栓塞磁感應熱療用的磁性介質。所述磁性介質為羰基鐵粉與碘化油的混懸液。所述混懸液中羰基鐵粉的濃度可為10100mg/ml，優(yōu)選濃度范圍為20IOOmg/mL,最優(yōu)選為60mg/mLo與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的羰基鐵粉用于動脈栓塞磁感應熱療介質，可以有效避免介質進入靜脈回流而影響療效，安全性好，并且羰基鐵粉具有良好的生物相容性不需對其進行表面修飾，通過升溫試驗可以證明采用該介質具有很好的升溫效果，因而療效好。圖1為實施例1中不同濃度羰基鐵粉_碘化油混懸液在磁場強度為IlOGs時的升溫狀況的示意圖。圖2為實施例1中不同濃度羰基鐵粉-碘化油混懸液在磁場電流強度為IlOGs時最高溫度的示意圖。圖3為實施例1中羰基鐵粉_碘化油混懸液升溫與劑量的相關性的示意圖。圖4為實施例2中60mg/ml羰基鐵粉-碘化油混懸液在不同磁場強度下的升溫狀況的示意圖。具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好的理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。本發(fā)明提供的羰基鐵粉與碘化油制成的混懸液可以用于腫瘤磁感應熱療，特別是動脈栓塞熱療的磁介質。羰基鐵粉一碘化油混懸液在交變磁場作用下的產熱效果試驗實施例1、不同濃度的羰基鐵粉_碘化油混懸液在一定的外加交變磁場下升溫狀況的測定羰基鐵粉_碘化油混懸液的制備稱取30、40、50、60、70mg羰基鐵粉，粒徑范圍為110μm，分別放置于Iml離心管中，每個離心管中各加入Iml碘化油，超聲混合5min，再用Iml微量加樣器反復抽提，直至羰基鐵粉與碘化油形成均勻的混懸液。具體測定濃度對羰基鐵粉_碘化油混懸液升溫狀況的影響將不同濃度羰基鐵粉-碘化油混懸液置于小型磁感應實驗裝置的恒溫夾套中，將兩根熱電偶一根插入離心管中，檢測混懸液溫度；另一根插入恒溫夾套中，檢測環(huán)境溫度。設置磁場電流強度為llOGs，控制環(huán)境溫度在37°C左右，記錄不同濃度混懸液的升溫狀況。不同濃度的羰基鐵粉-碘化油混懸液在一定的外加交變磁場下升溫狀況表明，在磁場電流強度為IlOGs時，羰基鐵粉-碘化油混懸液隨著濃度的升高，升溫越明顯(見圖1)，在磁場下所能達到的最高溫度越高(見圖2)。通過對第3min、IOmin的各濃度的混懸液所達到的溫度與其對應濃度作直線回歸與相關分析，可得出羰基鐵粉在升溫過程中和達到最高溫度時，混懸液濃度和其對應的溫度成正直線相關關系(P3min=0.0059；P10min=0.0040)，且線性關系較好(r3min=0.943；r10min=0.956)(見圖3)。實施例2、羰基鐵粉_碘化油混懸液在不同外加交變磁場下升溫狀況的測定將濃度為60mg/ml的羰基鐵粉-碘化油混懸液按照實施例1中的實驗方法，分別檢測混懸液在磁場電流強度為50、80、IlOGs下的升溫狀況。結論一定濃度的羰基鐵粉_碘化油混懸液在不同外加交變磁場下升溫狀況的測定羰基鐵粉-碘化油混懸液濃度為60mg/ml時，隨著磁場強度的增加，混懸液升溫更加明顯，并且在IlOGs的電流強度下，混懸液所能達到的最高溫度明顯高于在SOGs和50Gs電流強度下的最高溫度(見圖4)。微米級磁性粒子在交變磁場下，通過磁滯現(xiàn)象或Neel松弛的機制(磁矢量在磁場中的重排)產熱。單位質量相同成分的磁性粒子(亞磁疇粒子)在相同交變磁場下的產熱率是多疇粒子的1000倍以上，因此，可以判定微米級磁顆粒是一種比較理想的熱介質。將羰基鐵粉-碘化油混懸液按不同濃度放在交變磁場下，當磁場電流固定不變時，隨著混懸液濃度的升高，溫度上升越快，平穩(wěn)時溫度越高，而監(jiān)測的環(huán)境溫度并沒有變化。通過對各濃度混懸液在上升期(3min)和平臺期(IOmin)的溫度作直線并進行線性回歸和相關分析，可以看出羰基鐵粉在升溫過程中和達到最高溫度時，混懸液濃度與升高溫度是呈直線關系的，并且呈較好的線性相關關系(見圖3)。這提示我們可以通過控制混懸液濃度來實現(xiàn)加溫的控制。而將一定濃度的羰基鐵粉_碘化油混懸液放在交變磁場下，隨著磁場強度的升高，溫度上升越快，且平穩(wěn)時溫度越高，而監(jiān)測的環(huán)境溫度并沒有變化。由此可以得出，本實施例選用的羰基鐵粉_碘化油混懸液在交變磁場作用下產熱效果好，發(fā)熱性能穩(wěn)定。并且在混懸液濃度為60mg/ml，磁場強度為IlOGs時，可以達到理想的腫瘤治療溫度(45°C以上)。實施例3、羰基鐵粉細胞毒性試驗實驗分組A.陰性對照組(RPIM-1640培養(yǎng)基)；B.10mg/ml-100%浸提液組(10mg/ml羰基鐵粉、100%浸提液)；C.10mg/ml-50%浸提液組(10mg/ml羰基鐵粉、50%浸提液)；D.陽性對照組(64g/L苯酚溶液)實驗方法羰基鐵粉浸提液的制備根據(jù)國家標準GB/T16886.521997(醫(yī)療器械生物學評價標準第5部分細胞毒性試驗體外法)規(guī)定材料表面積與浸提介質體積比應為(0.5-6)cm2/ml。將羰基鐵粉(粒徑范圍為110μm)用RPIM-1640培養(yǎng)液浸提，置于37°C培養(yǎng)箱浸提24h。細胞培養(yǎng)和MTT法檢測將L-929細胞(購自北京協(xié)和細胞庫，目錄號L929)進行體外培養(yǎng)，經(jīng)過傳代達到生長情況穩(wěn)定。取對數(shù)生長期的該細胞，0.25%胰酶消化后制成細胞懸液，以1XIO4個/ml的細胞濃度接種于96孔培養(yǎng)板(200μ1/孔，η=8)，每孔接種2XIO3個細胞，置于5%CO2,37°C培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h。觀察細胞貼壁良好，棄去原培養(yǎng)液，每塊培養(yǎng)板按陰性對照，不同組別實驗組，陽性對照，空白對照劃區(qū)分組換液，每組8孔。常規(guī)放置于5%CO2,37°C培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。將培養(yǎng)2天、4天、7天的細胞(每2天換液一次)進行MTT法檢測。在96孔板細胞培養(yǎng)孔中加入5mg/mlMTT(20μ1/孔)后繼續(xù)培養(yǎng)4h，棄去原液加入DMSO150μ1/孔，震蕩培養(yǎng)板15min，待藍紫色結晶溶出后使用酶聯(lián)免疫檢測儀在490nm波長測定各孔的吸光度值(0D值)。細胞毒級依中華人民共和國國家標準GB/T16886.10-20050《醫(yī)療器械生物學評價第5部分體外細胞毒性試驗》分類。實驗結果見表1-3。表1各組培養(yǎng)2d的OD值、細胞增殖度及細胞毒級G士s，η=8)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2各組培養(yǎng)4d的OD值、細胞增殖度及細胞毒級G士s，η=8)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3各組培養(yǎng)7d的OD值、細胞增殖度及細胞毒級G士s，η=8)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表1，2，3可以看出，在各組培養(yǎng)的第2、4、7天，100%浸提液組培養(yǎng)細胞毒級均為1，50%浸提液組培養(yǎng)細胞毒級分別為0或1，與陰性對照組相比均無明顯差異。由此可以說明本試驗所檢測的羰基鐵粉基本無細胞毒性作用。本實施例對不同濃度的羰基鐵粉浸提液分別進行了細胞毒性評價(表1，2，3)。用不同濃度的羰基鐵粉浸提液對小鼠成纖維細胞L-929進行培養(yǎng)，在第2、4、7天，100%浸提液組培養(yǎng)細胞毒級分別為1，與陰性對照組相比均無明顯差異，50%浸提液組培養(yǎng)細胞毒級分別為0或1。由此可以說明本試驗所檢測的羰基鐵粉基本無細胞毒性作用，具有良好的細胞相容性，符合生物體應用的基本要求，證實了羰基鐵粉具有人體應用的生物安全基礎。實施例4、羰基鐵粉對大鼠血液的影響實驗對象=Wistar雄鼠(體重200g左右)15只，隨機分為兩組。一組為PBS緩沖液注射組(對照組)，6只；另一組為羰基鐵粉末(粒徑范圍為110μm)-PBS混懸液注射組(實驗組)，9只。實驗方法將高壓滅菌的羰基鐵粉與PBS緩沖液按30mg/ml的比例配制。實驗組注射一次，注射量為2.5ml/kg，對照組注射相同量的PBS緩沖液。兩組均采用尾靜脈注射。采血注射后第三天，所有大鼠用無水乙醚麻醉，眼球取血，對照組與實驗組每只取2ml血不加抗凝劑，3000轉/min，離心IOmin后取Iml血清做血液生化指標測試；另取2滴血抗凝測試白血球、紅血球數(shù)及血紅蛋白含量。病理學檢查取血后，處死大鼠，取肝、腎組織，10%甲醛固定，行病理學檢查。由表4實驗組和對照組血液生化指標的結果比較可以看出大鼠經(jīng)尾靜脈注射后，實驗組的谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、肌酐(CREA)、尿素(UREA)、尿酸(UA)含量與對照組無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。這表明羰基鐵粉對大鼠尾靜脈注射后沒有引起血液生化指標值的改變，對血液大鼠的肝腎功能無明顯影響。表4實驗組和對照組血液生化指標的結果比較<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>74<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表5實驗組和對照組白血球、紅血球數(shù)及血紅蛋白含量的結果比較<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表5實驗組和對照組白血球、紅血球數(shù)及血紅蛋白含量的結果比較可以看出大鼠經(jīng)尾靜脈注射后，其中實驗組的白細胞數(shù)、紅細胞數(shù)及血紅蛋白含量與對照組無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。這表明羰基鐵粉對大鼠尾靜脈注射后白細胞數(shù)、紅細胞數(shù)及血紅蛋白含量沒有改變，未引起免疫反應。本實施例結果顯示，尾靜脈注射羰基鐵粉的PBS混懸液沒有引起大鼠肝、腎功能的生化指標變化(表4)，未引起大鼠紅細胞數(shù)、白細胞數(shù)和血紅蛋白含量的改變(表5)，組織學檢查結果顯示尾靜脈注射羰基鐵粉-PBS混懸液3d后的大鼠肝、腎組織未出現(xiàn)明顯損傷及炎癥反應。這表明，羰基鐵粉注入血液后，并未引起免疫反應，也沒有對肝、腎功能造成影響，具有很好的生物相容性。因此，在用羰基鐵粉進行動脈栓塞時，不會引起血液學指標的變化，以及肝、腎毒性。實施例5、肝動脈選擇栓塞新西蘭大白兔2_3kg(10只，雌性)，隨機分成兩組A組實驗組(5只)插導管注射羰基鐵粉_碘化油混懸液；B組對照組(5只)僅插導管不注射混懸液。術前24小時禁食。實驗組動物采用2%戊巴比妥鈉耳緣靜脈注射全身麻醉，將兔仰臥固定于手術臺，左側腹股溝區(qū)脫毛，消毒、鋪巾，切開皮膚，鈍性分離出股動脈長約2cm，近、遠端各穿4號線1根，遠端結扎后提起，18G塑料套管針刺入股動脈，推出針芯見鮮紅色血液噴出，輕提近端絲線可減少出血，沿塑料套管針置入微導管和導絲并接防返流閥。選擇性將導管插入腹腔動脈，造影證實后，導管超選擇插入至肝固有動脈，緩慢注射60mg/ml的羰基鐵粉(粒徑范圍為110μm)-碘化油混懸液0.8-1.Oml，注射結束后，退出導管，股動脈結扎，局部縫合，肌肉注射青霉素G40萬單位，3天，關籠飼養(yǎng)。動脈介入過程中可以通過導管注入利多卡因抑制血管痙攣。熱療動脈栓塞8小時后，將實驗組動物用2%戊巴比妥鈉耳緣靜脈注射麻醉，取上腹部正中切口切開腹腔，充分暴露肝臟，分別在肝組織缺血部位以及直腸部位插入熱電偶監(jiān)測溫度變化。將動物置于小型磁感應實驗裝置下，設置磁場強度為llOGs，300kHz，加熱20min左右。病理組織學檢查熱療結束后將實驗組兔全部處死，對照組隨機抽取2只兔子處死，立即取正常肝組織于10%甲醛中溶液浸泡，石蠟包埋，切片，HE染色和普魯士藍染色，行病理組織學檢查。動脈介入栓塞結果腹腔動脈造影顯示其有兩大分支一支是左下走行的胃脾動脈，輸送血液至胃和脾；另一支是向右上走行的胃肝動脈，輸送血液至胃、肝、胰和一部分十二指腸，此動脈在約0.5cm-l.Ocm處分出左、中、右三個分支，其中，右支的內側支(5/8)或中間支的外側支(3/8)為肝臟和膽囊的供血動脈，即肝固有動脈。肝固有動脈分為肝左動脈與肝右動脈，膽囊動脈發(fā)自肝右動脈，肝左動脈多數(shù)是肝固有動脈的直接延續(xù)。外加交變磁場熱療結果加熱20分鐘后，實驗組肝組織升溫速度平均為0.111士0.050°C/s，直腸升溫速度平均0.001士0.oorc/S，各測溫點溫度升高度數(shù)見表6。邊緣肝組織溫度在加熱開始時立即升溫，在加熱5分鐘左右時可升至42°C以上，在加熱至20分鐘時，有實驗組動物肝組織溫度甚至升至50°C以上，但各動物直腸溫度變化較小，整個加熱過程均不超過28°C。對照組未出現(xiàn)明顯升溫。表6外加交變磁場下實驗組兔肝組織及直腸在各個時間點測得的溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>病理學檢查結果HE染色后，可見在羰基鐵粉顆粒沉積的周圍有組織壞死。普魯士藍染色觀察，可見羰基鐵粉在肝動脈血導管內聚集，并且有部分鐵粉進入肝竇、肝索、Disse腔。還有羰基鐵粉進入肝細胞，甚至進入肝細胞核。而對照組未見鐵粉分布。上述實施例表明其在外加交變磁場中具有良好產熱性能，經(jīng)肝動脈栓塞后，體內經(jīng)誘導加熱亦能使肝組織在20分鐘內達腫瘤治療溫度(45°C以上)。本實施例測溫結果顯示，羰基鐵粉_碘化油混懸液在體內平均每分鐘約上升6°C左右，升溫效果明顯?？v上可知，羰基鐵粉及羰基鐵粉與碘化油混懸液可以應用于腫瘤動脈栓塞磁感應熱療中的磁性介質，采用羰基鐵粉的直徑為110μm，濃度為60mg/ml的羰基鐵粉一碘化油混懸液用于動脈栓塞磁感應熱療介質可以有效避免介質進入靜脈回流而影響療效，安全性好，并且羰基鐵粉具有良好的生物相容性不需對其進行表面修飾，通過升溫試驗可以證明采用該介質具有很好的升溫效果，因而療效好。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。權利要求羰基鐵粉在制備磁感應熱療用的磁性介質中的應用。2.根據(jù)權利要求1所述的應用，其特征在于所述羰基鐵粉的直徑為150μm。3.根據(jù)權利要求2所述的應用，其特征在于所述羰基鐵粉的直徑為110μm。4.根據(jù)權利要求1-3中任一所述的應用，其特征在于所述磁感應熱療用的磁性介質為動脈栓塞磁感應熱療用的磁性介質。5.根據(jù)權利要求4所述的應用，其特征在于所述動脈栓塞磁感應熱療用的磁性介質為羰基鐵粉與碘化油的混懸液。6.根據(jù)權利要求5所述的應用，其特征在于所述混懸液中羰基鐵粉的濃度為10lOOmg/ml。7.根據(jù)權利要求6所述的應用，其特征在于所述混懸液中羰基鐵粉的濃度為20lOOmg/ml。8.根據(jù)權利要求7所述的應用，其特征在于所述混懸液中羰基鐵粉的濃度為60mg/ml。全文摘要本發(fā)明公開了羰基鐵粉的新用途。該新用途是羰基鐵粉在制備腫瘤磁感應熱療用的磁性介質中的應用。所述羰基鐵粉的直徑可為1～50μm，優(yōu)選直徑為7～10μm。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的羰基鐵粉用于動脈栓塞磁感應熱療介質，可以有效避免介質進入靜脈回流而影響療效，安全性好，并且羰基鐵粉具有良好的生物相容性不需對其進行表面修飾，通過升溫試驗可以證明采用該介質具有很好的升溫效果，因而療效好。文檔編號A61B18/06GK101810886SQ201010128060公開日2010年8月25日申請日期2010年3月17日優(yōu)先權日2010年3月17日發(fā)明者唐勁天,張曉冬,江薇,王曉文,趙凌云申請人:清華大學