CN103127506B - 核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料及其制备方法，以吸附铁源的胶体碳球为模板或以水热法合成的尖晶石型铁氧体微球为核，通过同时水解缩合的方式在其表面沉积Ca、P和Si；经还原气氛烧结得到内核为磁性氧化物、外壳为生物活性玻璃的磁性微球。本发明制备得到的核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球载体材料——兼具骨肿瘤的药物治疗和骨缺损修复的双重作用，以克服单一方法治疗骨肿瘤疗效的不足，为骨肿瘤的治疗提供一种新思路和新材料。

Description

核 / 壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种医用缓释载体，具体涉及一种具有磁性的肿瘤药物缓释载体，尤其是可同时作为骨缺损修复材料的缓释载体。

背景技术

骨癌是一种破坏性极大的恶性骨肿瘤，且好发于青少年，即使立即进行手术移除，其扩散及转移速度仍超乎想象。目前，临床上治疗骨肿瘤常用的方法除手术治疗外，还有放疗、化疗。其中，放疗是局部的治疗方法，不能防止癌细胞的转移，且对人体正常组织的毒副作用较大；而化疗效果依赖于药物剂量，但大剂量的全身化疗往往造成严重的毒副反应。

肿瘤热疗是一种治疗骨肿瘤的物理手段，利用了癌组织对热的敏感性和在血液循环方面的差异，无毒副作用。肿瘤热疗的方法是，利用物理能量（例如磁场）加热人体的局部组织，使肿瘤部位的温度上升到有效治疗温度，并维持一段时间，利用正常组织和肿瘤细胞对温度耐受能力的差异，达到肿瘤热疗。

然而不论是上述哪一种方法，都是单一的骨肿瘤治疗方法，对受损骨组织的修复效果有限。

而我国每年因癌症引发的骨转移病人可达130万，由各种癌症引发骨转移的发生率高达70%。广泛型骨转移可导致贫血和血小板减少，破坏骨质，造成骨延迟愈合、骨不连、骨缺损等损伤，急需大量的用于骨修复及药物传输的人工填充、修复材料。故在骨癌治疗中，如何有效地进行药物传输与骨修复仍是世界各国面临的重大难题，因此开展骨癌一次注射长时间缓释治疗仍具有极为重要的科学意义和使用价值，如能合成新型高效的药物缓释载体材料，不仅能只针对病患部位给药还能起到修复该处受损骨组织的作用，其潜在的经济、社会效益将十分巨大。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种具有核/壳结构的磁性介孔生物活性玻璃微球材料及其制备方法，针对骨肿瘤在提供一种药物缓释载体材料的同时，解决再生骨组织缺损修复的问题，同时可以实现联合肿瘤热疗。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料，微球的中央是磁性氧化物构成的核，外周是介孔生物活性玻璃构成壳，所述核和壳之间具有空腔，所述微球的粒径在100～200 nm之间，比表面积大于200 m²·g^-1。。

上述技术方案中，所述磁性氧化物选自四氧化三铁、三氧化二铁或具有超顺磁性的尖晶石型铁氧体。

所述核和壳之间的空腔内装载有抗骨肿瘤的化疗药物。如顺铂、阿霉素或其它药物。

载药微球在外加交变磁场作用下，通过调控微球的磁性，控制加热温度考察其磁滞生热的能力及对骨肿瘤细胞的活力影响，达到破坏骨肿瘤细胞并抑制其生长的作用。同时通过控制微球壳层的介孔结构，调控药物的释放，提高药物单次用药的疗效。

上述核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)核可以是模板法合成的吸附了铁源的胶体碳球或水热法合成的具有超顺磁性的尖晶石铁氧体微球；

(2)壳为介孔生物活性玻璃，以离子的物质的量计，成孔剂（C18TMS或CTAB）与钙、磷、硅的配比为(4.5~4.7):1，而钙、磷、硅的配比为(10~15):5:(85~80)。

(3)在690～730℃下煅烧5～10h，再降温至330～380℃还原得到内核为磁性氧化物、外壳为生物活性玻璃的磁性微球。

上述技术方案中，步骤(3)中，还原时在以体积计含5%氢气和95%氩气的混合气体气氛下进行。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1. 本发明制备得到的核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料——可以作为骨肿瘤的高热治疗和药物治疗的双重载体，以克服单一方法治疗骨肿瘤疗效的不足，为骨肿瘤的治疗提供一种新思路。

2. 本发明制备的核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料是采用模板法制备得到的，为生物活性玻璃材料的制备提供了一种新方法。

附图说明

图1是实施例一中核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球的合成示意图。

图2是实施例二中核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球的合成示意图。

图3是实施例制备的微球结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1所示。

首先制备Fe³⁺离子的前驱体溶液，然后水热合成吸附铁源的胶体碳球；将获得的胶体碳球在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液中分散，然后通过含碳18的有机硅烷与四水硝酸钙、磷酸三乙酸、正硅酸乙酯同时水解缩合的方式在胶体碳球模板表面沉积Ca、P和Si；以离子的物质的量计，Fe∶Ca∶P∶Si = 10∶15∶5∶70。然后，在700℃下煅烧6h，再降温至350℃，在以体积计含5%氢气和95%氩气的混合气体气氛下还原得到Fe₃O₄@MBG磁性微球。

实施例二：参见图1所示。

先水热合成Fe₃O₄微球，然后将微球在0.1M的HCl溶液中分散、洗涤、离心后，加入到PVP溶液（100ml）中，搅拌12h，离心，再加入到无水乙醇（75ml）、蒸馏水（10ml）和氨水（3.8ml）的混合溶液中搅拌30min，然后按照成孔剂与钙、磷、硅的配比加入C18TMS、四水硝酸钙、磷酸三乙酯和正硅酸乙酯，搅拌8h，反复离心、洗涤，干燥，在还原气氛下烧结得到Fe₃O₄@MBG磁性微球。

附图2是本实施例制备获得的磁性微球的结构图，微球由中央的磁性内核，外周的生物活性玻璃构成，两者间存在空腔，可加载化疗药物。方法如下:将药物溶解于无水乙醇中，取1g的微球加入到40mg/ml的模型药物（如顺铂、阿霉素）的乙醇溶液中，搅拌24h，产物过滤，真空（60℃）干燥后得到载药Fe₃O₄@MBG磁性微球。

Claims (3)

1.一种核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料，其特征在于：微球的中央是磁性氧化物构成的核，外周是介孔生物活性玻璃构成壳，所述核和壳之间具有空腔，所述微球的粒径在100～200 nm之间，比表面积大于200 m²·g^-1，其制备方法包括以下步骤：

(1)制备Fe³⁺离子的前驱体溶液，然后水热合成吸附铁源的胶体碳球；

(2)将获得的胶体碳球在聚乙烯吡咯烷酮溶液中分散，然后通过含碳18的有机硅烷与四水硝酸钙、磷酸三乙酯、正硅酸乙酯同时水解缩合的方式在胶体碳球模板表面沉积Ca、P和Si；以离子的物质的量计，Fe∶Ca∶P∶Si = 10∶15∶5∶70；

(3)在700℃下煅烧6h，再降温至350℃，在以体积计含5%氢气和95%氩气的混合气体气氛下还原得到Fe₃O₄@MBG磁性微球。

2.根据权利要求1所述的核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料，其特征在于：所述核和壳之间的空腔内装载有抗骨肿瘤的化疗药物。

3.权利要求1所述核/壳结构磁性介孔生物活性玻璃微球材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备Fe³⁺离子的前驱体溶液，然后水热合成吸附铁源的胶体碳球；

(2)将获得的胶体碳球在聚乙烯吡咯烷酮溶液中分散，然后通过含碳18的有机硅烷与四水硝酸钙、磷酸三乙酯、正硅酸乙酯同时水解缩合的方式在胶体碳球模板表面沉积Ca、P和Si；以离子的物质的量计，Fe∶Ca∶P∶Si = 10∶15∶5∶70；

(3)在700℃下煅烧6h，再降温至350℃，在以体积计含5%氢气和95%氩气的混合气体气氛下还原得到Fe₃O₄@MBG磁性微球。