CN107485715A - 通过离子植入形成用于医疗用途的组成物 - Google Patents

通过离子植入形成用于医疗用途的组成物 Download PDF

Info

Publication number
CN107485715A
CN107485715A CN201611054610.5A CN201611054610A CN107485715A CN 107485715 A CN107485715 A CN 107485715A CN 201611054610 A CN201611054610 A CN 201611054610A CN 107485715 A CN107485715 A CN 107485715A
Authority
CN
China
Prior art keywords
constituent
magnetic
ion
particle
medical application
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611054610.5A
Other languages
English (en)
Inventor
牛寰
陈建旭
易志阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yi Chih Yang
Original Assignee
Yi Chih Yang
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yi Chih Yang filed Critical Yi Chih Yang
Publication of CN107485715A publication Critical patent/CN107485715A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A61K9/1605—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/1611—Inorganic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/73—Manipulators for magnetic surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0052—Thermotherapy; Hyperthermia; Magnetic induction; Induction heating therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00—Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6941—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a granulate or an agglomerate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/183—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an inorganic material or being composed of an inorganic material entrapping the MRI-active nucleus, e.g. silica core doped with a MRI-active nucleus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00—Magnetotherapy
    • A61N2/004—Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/48—Ion implantation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/374—NMR or MRI
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/009—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with a varying magnetic field acting upon the human body, e.g. an implant therein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/02—Compresses or poultices for effecting heating or cooling
    • A61F2007/0261—Compresses or poultices for effecting heating or cooling medicated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Abstract

本发明提供一种用于医疗用途的组成物及其制备方法。所述组成物包含至少一磁性纳米粒子包括一纳米钻石和至少一磁性元素，其中所述至少一磁性元素是通过一离子植入系统嵌入至所述至少一纳米钻石内。所述纳米钻石可与不同的成分合成以增进所述组成物的医疗效果。

Description

通过离子植入形成用于医疗用途的组成物
技术领域
本发明涉及一种用于医疗用途的组成物及其制备方法，特别是涉及一种通过将磁性元素以离子植入技术植入纳米钻石内以形成磁性纳米粒子，其中所述磁性纳米粒子可被作为一组成物以进一步使用在各种医疗目的中。
背景技术
近来，关于治疗癌症病患的研究的领域，已致力于发展通过磁性纳米粒子在体内产生局部的热效应。多年来，科学家们已做过很多研究和发表有关使用热治疗的潜力，其可用于治疗或缩小肿瘤。利用热能来破坏癌症肿瘤的高温治疗(Hyperthermia therapy)已被广泛地应用于癌症治疗中。在高温治疗中(即，在癌症治疗中使用高温治疗法)可起到将癌细胞加热的效果是已知的，故可通过电磁场直接将所述磁性纳米粒子加热以将热能集中在局部部位，进而使得癌细胞处的温度上升。并且，当同时结合热能与放射能时，从病患存活率和肿瘤消退的成效评估来看，其是优异的。一般而言，在细胞单独暴露在热能或者是同时暴露在热能与放射能结合的情况下，正常细胞的复原能力会快于癌症细胞。此外，相较于癌症组织，正常的组织具有较多的血流量，使得正常组织可较快地将热能疏散，故此特点有利于进行结合热能与放射能的癌症治疗方法。
在传统的高温治疗中，磁性的铁或氧化铁纳米粒子，例如三氧化二铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)、铁(Fe)等等的纳米粒子，其可与标靶药物合成以进行高温治疗。将磁性的铁或氧化铁纳米粒子导向癌症细胞，接着通过将纳米粒子暴露到交流射频磁场中以诱导它们产生热能，使得癌细胞被来自于磁性的铁或氧化铁纳米粒子因磁滞损耗(hysteresisloss)而产生的热能加热。
然而，上述的磁性铁或氧化铁纳米粒子具有数个缺点，包括细胞毒性和较差的生物相容性。并且，由于所述磁性铁或氧化铁纳米粒子在表面具有少数碳氢键(carbon-hydrogen bond)或离子键，因此难以将大量的化疗药物或标靶媒介与所述磁性铁或氧化铁纳米粒子合成。有鉴于此，有必要提供一种新型的磁性纳米粒子，其应用在医疗用途中具有毒性较小的副作用，并且能轻易地与大量的化疗药物或标靶媒介合成以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的一目的在于提供一种组成物及其制备方法。所述组成物包含磁性纳米粒子，其是通过离子布值技术将磁性元素嵌入纳米钻石内而形成。所述组成物还可进一步与靶向媒介合成，藉此将所述组成物传递至肿瘤细胞以进行高温治疗。并且，在所述组成物内的所述磁性纳米粒子可供核磁共振造影(magnetic resonanceimaging，MRI)使用以精确地诊断肿瘤的位置和分布。因此，利用核磁共振造影可监测组成物通过与靶向媒介合成后的传递能力，藉此判断是否有足够浓度的组成物到达在主体内的一目标位置以起到适当的治疗效果。此外，所述组成物可进一步与其他的医疗媒介合成，例如抗菌剂，使得所述组成物可通过施加一外部磁场而被引导至集中在主体内的一目标侧，以治疗细菌感染或者是其他的疾病。
为了达到上述目的，本发明提供一种用于医疗用途的组成物，包含：至少一磁性纳米粒子，包括一纳米钻石和至少一磁性元素，其中所述至少一磁性元素是通过一离子植入系统及离子布值技术嵌入至所述至少一纳米钻石内。
在本发明的一优选实施例中，所述至少一磁性元素选自于由铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、以及镍(Ni)元素所组成的群组。
在本发明的一优选实施例中，所述组成物进一步包含至少一靶向媒介，与所述至少一磁性纳米粒子的所述纳米钻石合成，用于将所述组成物靶向传递至在一主体内的一目标位置以进行一高温治疗。
在本发明的一优选实施例中，在所述组成物内的所述磁性纳米粒子可供核磁共振造影技术使用以精确地诊断在所述目标位置的环境中肿瘤的位置和分布。因此，通过所述核磁共振造影技术可监控通过所述至少一靶向媒介传递所述组成物的传递能力，以判断所述组成物是否到达所述主体中的所述目标位置并且具有一期望的浓度，以起到适当的治疗效果。
在本发明的一优选实施例中，所述组成物进一步包含至少一医疗媒介，例如抗菌剂，与所述至少一磁性纳米粒子的所述纳米钻石合成，其中通过施加一外部磁场将所述组成物适当地引导至集中在一主体内的一目标位置。
在本发明的一优选实施例中，所述离子植入系统包含：一离子源组件，用于产生离子；一撷取组件，用于从所述离子源组件撷取所述离子以形成一离子束；一分析磁铁，用于从所述离子束选取所述至少一磁性元素；以及一终端，用于承载一工件。所述纳米钻石保持在所述工件上，且所述工件位在所述离子束的一行经路径上，使得所述至少一磁性元素植入到所述工件内，进而使得所述至少一磁性元素嵌入至所述纳米钻石内。
在本发明的一优选实施例中，所述离子植入系统包含一等离子体离子植入系统。
本发明还提供一种用于医疗用途的组成物的制备方法，包含：提供一工件，其持有至少一纳米钻石；将所述工件设置在一离子植入系统中；以及通过所述离子植入系统将至少一磁性元素嵌入至所述至少一纳米钻石内以形成至少一磁性纳米粒子，进而获得一组成物。
在本发明的一优选实施例中，所述制备方法进一步包含：将至少一靶向媒介与所述至少一磁性纳米粒子的所述至少一纳米钻石合成以获得所述组成物，使得所述组成物被靶向传递至在一主体内的一目标位置以进行一高温治疗。
在本发明的一优选实施例中，所述制备方法进一步包含：将至少一医疗媒介与所述至少一磁性纳米粒子的所述至少一纳米钻石合成以获得所述组成物，并且通过施加一外部磁场将所述组成物适当地引导至集中在一主体内的一目标位置。
在本发明的一优选实施例中，所述至少一医疗媒介包含至少一抗菌剂。
在本发明的一优选实施例中，通过所述离子植入系统将至少一磁性元素嵌入至所述至少一纳米钻石内以形成至少一磁性纳米粒子的步骤包含：通过所述离子植入系统的一离子源组件产生离子；通过所述离子植入系统的一撷取组件从所述离子源组件撷取所述离子以形成一离子束；通过所述离子植入系统的一分析磁铁从所述离子束选取所述至少一磁性元素；以及将所述至少一磁性元素植入所述工件，使得所述至少一磁性元素嵌入至所述至少一纳米钻石内。
在本发明的一优选实施例中，在将所述至少一磁性元素植入所述工件的步骤后，所述制备方法进一步包含：将所述工件进行退火。
本发明还提供一种藉由前述的组成物用于制备具以下效果之至少一者的药物的用途：治疗癌症、诊断癌症和治疗细菌感染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图仅为本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
图1A显示根据本发明的第一优选实施例的组成物的示意图；
图1B显示图1A的部分放大视图；
图1C显示将磁性元素植入纳米钻石内以获得图1A的所述组成物的示意图；
图2显示根据本发明的第二优选实施例的组成物的示意图；
图3显示根据本发明第三优选实施例的组成物的示意图，其中所述组成物的磁性纳米粒子进一步与医疗媒介合成；
图4显示根据本发明的一优选实施例的利用一离子植入系统制备磁性纳米粒子的方法的示意图；
图5A和图5B分别显示从图4的所述离子植入系统的一工件上获取纳米粒子的示意图，以及显示如何将图5A中的纳米粒子分离为磁性纳米粒子与非磁性纳米粒子的示意图；以及
图6绘示利用一等离子体离子植入系统制备组成物的方法的示意图。
具体实施方式
请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
参照图1A，其显示根据本发明的第一优选实施例的组成物10的示意图。图1B显示图1A的所述组成物10部分放大视图，以及图1C显示将磁性元素120植入纳米钻石110内以获得图1A的所述组成物10的示意图。如图1B所示，所述组成物10包含多个纳米钻石110和多个磁性元素120，其中所述磁性元素120选自于由铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、以及镍(Ni)元素所组成的群组。并且，如图1B和图1C所示，所述磁性元素120是通过一离子植入系统直接植入每一所述纳米钻石110内，使得所述多个磁性元素120被嵌入所述纳米钻石110内以形成一磁性纳米粒子100。
应当注意的是，在本发明中，由于所述纳米钻石110对于人体细胞而言不会展现细胞毒性，且在细胞功能中不会引起明显地异常，因此特别有益于将所述组成物10应用于生医和各种医学应用中，例如药物传递、治疗、和诊断技术。然而，本发明的范围不应只限定在使用所述纳米钻石，任何其他同样在用于癌症诊断和治疗中可展现无明显毒性和优异的生物相容性的纳米粒子皆可被选用。再者，由于所述纳米钻石110具有较大的表面积对体积比(surface area to volume ratio)，故所述纳米钻石110具有较大的承载能力，可用于与各种类型的化合物和/或药物进行合成，因此可有益于改变和利用所述纳米钻石110的表面功能特性，以针对特定的目的或多种目的用途，将其与治疗媒介共轭连接。举例来说，将局部分布的药物传递至癌症细胞、限制扩散以增加癌症细胞对药物的摄取量、提供图像能力以精确地定位到癌症细胞以及增加药物保留期以进行癌症治疗。此外，相较于正常细胞，由于癌症细胞通常有过度表达的叶酸受体，故可通过改变所述磁性纳米粒子100的表面以形成具有叶酸的改造物(folate moieties)的链键，进而有效地将所述磁性纳米粒子100靶向癌症细胞。因此，由键结有叶酸的改造物的所述磁性纳米粒子100所靶向的癌症细胞，其在进行高温治疗后，会有较高的死亡率。
参照图2，其显示根据本发明的第二优选实施例的组成物20的示意图。所述组成物20包含至少一磁性纳米粒子100，其中所述磁性纳米粒子100的所述纳米钻石110进一步与靶向媒介200合成。由于所述磁性元素120具有铁磁性，所述组成物20适合应用在高温治疗，其中所述纳米钻石110是作为一载具，用于在体内传递所述磁性元素120至一主体中的一目标位置。所述主体包含人类或动物。具体而言，在所述主体中进行所述高温治疗包含以下步骤：首先，将所述组成物20施用至所述主体。所述磁性纳米粒子100会通过所述靶向媒介200被引导至接近所述目标位置的位置或所述目标位置的内部。接着，当所述磁性纳米粒子100位在所述目标位置之后，所述目标位置会被暴露在一电磁场，以从所述磁性纳米粒子100产生热能，使得所述目标位置内的温度上升，进而起到破坏癌症细胞的功效。此外，在本发明中，由于所述组成物20的所述磁性纳米粒子100包含所述磁性元素120，故所述磁性纳米粒子100可供核磁共振造影使用以精确地诊断在病患体内的肿瘤的位置和分布。因此，利用核磁共振造影技术可监控所述目标位置的环境和所述组成物20通过与所述靶向媒介200合成后的传递能力，以判断所述组成物20和其所期待的浓度是否被有效地传送和到达所述主体中的所述目标位置，以起到适当的治疗效果。在所述主体中应用所述核磁共振造影技术的方法在所属领域中为已知的。应当注意的是，由于所述组成物20包含所述磁性元素120，其在活体内具有优异的核磁共振造影信号增强能力，因此组成物20也可被用在其他疾病的诊断中。
另一方面，为了确保包含医疗媒介(例如抗菌剂)的施用药物可被成功地集中在一主体(例如人类)内的正确位置，所述药物可进一步与本发明的所述磁性纳米粒子100合成。参照图3，其显示根据本发明第三优选实施例的组成物30的示意图。所述组成物30包含至少一磁性纳米粒子100，其中所述磁性纳米粒子100的所述磁性纳米粒子110进一步与医疗媒介300合成。由于所述磁性元素120具有铁磁性，故所述组成物30可通过施加一外部磁场而被轻易地导向期望的位置。因此，所述医疗媒介300的传递效果可被提升，使得可将药物(即所述组成物30)的总摄取量减少，以防止所述医疗媒介300施用所导致的相关联的副作用。此外，若将所述磁性纳米粒子100进一步与抗菌剂合成，所述组成物30则适合用在细菌感染的治疗。
参照图4，其显示根据本发明的一优选实施例的利用一离子植入系统400制备磁性纳米粒子的方法的示意图。所述离子植入系统400包含一高压电源供应器410、一离子源组件420、一电弧腔体422、撷取组件424、一分析磁铁430和一终端440。根据本发明，所述磁性纳米粒子的制备方法包含以下步骤：首先，提供一工件450，所述工件450上持有纳米钻石，并且所述工件450是被设置在所述离子植入系统400的所述终端440上。具体而言，持有纳米钻石的所述工件450的制造方法包含以下步骤：将纳米钻石粉末溶解在去离子水中以形成一溶液。将所述溶液滴在一基板(例如氧化硅晶圆)上。通过将所述基板放置在一灯源底下，以将所述基板加热进而去除所述基板上的去离子水，以形成持有所述纳米钻石的所述工件450。
当将持有所述纳米钻石的所述工件450放置在所述终端440之后，将所述离子植入系统400开启，并且将材料置入所述电弧腔体422内，以通过所述离子源组件420产生离子。接着，通过所述撷取组件424从所述离子源组件420撷取所述离子以形成一第一离子束462，其中所述撷取组件424在所述离子源组件420和所述撷取组件424之间产生电位差，使得所述第一离子束462获得离开所述离子源组件420的能量并朝往下游前进。
当将所述第一离子束462导向所述分析磁铁430之后，通过所述分析磁铁430从所述第一离子束462中选取期望的磁性元素，因而形成一第二离子束464，其仅包含所述磁性元素，并且所述第二离子束464被从所述分析磁铁430的位置引导至所述终端440。在所述终端440上，持有所述纳米钻石的所述工件450位在所述第二离子束464的行经路径上。因此，在将所述第二离子束464导向所述终端440之后，通过将具有最终控制能量的所述第二离子束464植入所述工件450，以将所述磁性元素嵌入所述纳米钻石内，进而形成所述磁性纳米粒子。
应当注意的是，在进行离子布值步骤之后，所述纳米钻石的晶格结构可能会被破坏，因此可通过采用一退火步骤修复所述纳米钻石的晶格结构损伤。具体而言，当将所述磁性元素植入所述纳米钻石芝后，将所述工件450进行退火。并且，通过进行所述退火步骤可成功地修复所述纳米钻石的晶格结构，此功效可通过采用拉曼(Raman)光谱来检测进行离子步骤之前、进行离子布值步骤之后、和进行退火步骤之后的纳米钻石来证实。举例来说，根据实验结果，原始的纳米钻石可能因为表面石墨结构的影响会在波长1332.5cm-1的位置具有一钻石峰(diamond peak)以及在波长1579cm-1的位置具有一宽峰(broad peak)。所述钻石峰的半最大值全宽度(full width at half maximum，FWHM)为10.1cm-1。当将铁离子植入所述纳米钻石后，所述钻石峰会平移至波长1317cm-1的位置，且具有较宽的FWHM(98.5cm-1)。拉曼峰的蓝移以及FWHM的加宽都明显地表示所述纳米钻石的晶格结构受损。再者，在退火之后，所述钻石峰变得较强且会被恢复至原本位在波长1332.4cm-1的位置，且所述FWHM也会减少为11.1cm-1。并且，关于表面sp2键的其他峰也相应消失。上述结果清楚地表示，钻石结构被恢复，并且其余不想要的表面石墨结构或它的化合物被同时消除。
参照图5A和图5B，其分别显示从图4的所述离子植入系统400的工件450上获取纳米粒子的示意图，以及显示如何将图5A中的纳米粒子分离为磁性纳米粒子100与非磁性纳米粒子(即未参杂的纳米钻石130)的示意图。如图5A所示，在将所述磁性元素120嵌入所述纳米钻石110内以形成所述磁性纳米粒子100之后，所述磁性纳米粒子100与部分未参杂的纳米钻石130通过使用去离子水的超声波浴一起从所述工件450上移除。在本实施例中，由于所述纳米钻石110是以多层的方式堆叠在所述基板(例如硅基板)上，因此只有部分的所述纳米钻石110会被植入所述磁性元素120。如图5B所示，通过使用一磁性过滤器500可将所述磁性纳米粒子100分离出来。所述磁性过滤器500可为一细胞分选装置(magneticactivated cell sorting，Separator，Miltenyi Biotec Co.)。嵌入有所述磁性元素120的所述磁性纳米粒子100会被所述磁性过滤器500吸引，并且当将纳米钻石溶液流穿过所述磁性过滤器500时，所述磁性纳米粒子100会被收集在邻近的侧壁上。所述纳米钻石溶液是通过将从所述工件上250移除的纳米粒子溶解在去离子水中而制备。另外，所述未参杂的纳米钻石130会直接地通过所述磁性过滤器500并朝下游前进。接着，被吸引的所述磁性纳米粒子100可通过注入去离子水而排出。最后，获得所述磁性纳米粒子100，并且可将所述磁性纳米粒子100收集在承装有去离子水的烧杯内。
参照图6，其绘示利用一等离子体离子植入系统600制备组成物的方法的示意图。在本实施例中，所述等离子体离子植入系统600是用于将磁性元素嵌入纳米钻石内，其中所述纳米钻石是被放置在所述等离子体离子植入系统600的一轰击标靶610上。
综上所述，在本发明中，所述组成物的所述磁性纳米粒子是通过离子布值技术将磁性元素植入纳米钻石内，以用于医疗用途使用。由于所述磁性元素是被嵌入不带有毒性的纳米钻石内，因此能有效地将疾病治愈的同时也不会使正常的细胞展现毒性。举例来说，所述组成物的所述磁性纳米粒子可进一步与靶向媒介合成，使得所述组成物可被精确地传递至肿瘤细胞以进行高温治疗。并且，所述组成物的所述磁性纳米粒子可进一步供核磁共振造影使用，以精确地诊断出在病患体内的肿瘤的位置与分布。因此，利用核磁共振造影可监测组成物通过与靶向媒介合成后用于肿瘤治疗的传递能力，藉此判断是否有足够的磁性纳米粒子到达在病患内的一目标位置以起到适当的治疗效果。此外，所述组成物可进一步与其他的医疗媒介合成，例如抗菌剂，使得所述组成物可通过施加一外部磁场而被引导至集中在病患内的一目标位置，以治疗细菌感染或者是其他的疾病。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (16)

1.一种用于医疗用途的组成物，其特征在于，包含：至少一磁性纳米粒子，包括一纳米钻石和至少一磁性元素，其中所述至少一磁性元素是通过一离子植入系统嵌入至所述至少一纳米钻石内。
2.如权利要求1所述的用于医疗用途的组成物，其特征在于，所述至少一磁性元素选自于由铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、以及镍(Ni)元素所组成的群组。
3.如权利要求1所述的用于医疗用途的组成物，其特征在于，所述组成物进一步包含至少一靶向媒介，与所述至少一磁性纳米粒子的所述纳米钻石合成，用于将所述组成物靶向传递至在一主体内的一目标位置以进行一高温治疗。
4.如权利要求3所述的用于医疗用途的组成物，其特征在于，通过一核磁共振造影(magnetic resonance imaging，MRI)技术可监控通过所述至少一靶向媒介传递所述组成物的传递能力，以判断所述组成物是否到达所述目标位置并且具有一期望的浓度。
5.如权利要求1所述的用于医疗用途的组成物，其特征在于，所述组成物进一步包含至少一医疗媒介，与所述至少一磁性纳米粒子的所述纳米钻石合成，其中通过施加一外部磁场将所述组成物引导至集中在一主体内的一目标位置。
6.如权利要求5所述的用于医疗用途的组成物，其特征在于，所述至少一医疗媒介包含至少一抗菌剂。
7.如权利要求1所述的用于医疗用途的组成物，其特征在于，所述离子植入系统包含：
一离子源组件，用于产生离子；
一撷取组件，用于从所述离子源组件撷取所述离子以形成一离子束；
一分析磁铁，用于从所述离子束选取所述至少一磁性元素；以及
一终端，用于承载一工件，所述纳米钻石保持在所述工件上，且所述工件位在所述离子束的一行经路径上，使得所述至少一磁性元素植入到所述工件内，进而使得所述至少一磁性元素嵌入至所述纳米钻石内。
8.如权利要求1所述的用于医疗用途的组成物，其特征在于，所述离子植入系统包含一等离子体离子植入系统。
9.一种用于医疗用途的组成物的制备方法，其特征在于，包含：
提供一工件，其持有至少一纳米钻石；
将所述工件设置在一离子植入系统中；以及
通过所述离子植入系统将至少一磁性元素嵌入至所述至少一纳米钻石内以形成至少一磁性纳米粒子，进而获得一组成物。
10.如权利要求9所述的用于医疗用途的组成物的制备方法，其特征在于，所述至少一磁性元素选自于由铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、以及镍(Ni)元素所组成的群组。
11.如权利要求9所述的用于医疗用途的组成物的制备方法，其特征在于，所述制备方法进一步包含：将至少一靶向媒介与所述至少一磁性纳米粒子的所述至少一纳米钻石合成以获得所述组成物，使得所述组成物被靶向传递至在一主体内的一目标位置以进行一高温治疗。
12.如权利要求9所述的用于医疗用途的组成物的制备方法，其特征在于，所述制备方法进一步包含：将至少一医疗媒介与所述至少一磁性纳米粒子的所述至少一纳米钻石合成以获得所述组成物，并且通过施加一外部磁场将所述组成物引导至集中在一主体内的一目标位置。
13.如权利要求12所述的用于医疗用途的组成物的制备方法，其特征在于，所述至少一医疗媒介包含至少一抗菌剂。
14.如权利要求9所述的用于医疗用途的组成物的制备方法，其特征在于，通过所述离子植入系统将至少一磁性元素嵌入至所述至少一纳米钻石内以形成至少一磁性纳米粒子的步骤包含：
通过所述离子植入系统的一离子源组件产生离子；
通过所述离子植入系统的一撷取组件从所述离子源组件撷取所述离子以形成一离子束；
通过所述离子植入系统的一分析磁铁从所述离子束选取所述至少一磁性元素；以及
将所述至少一磁性元素植入所述工件，使得所述至少一磁性元素嵌入至所述至少一纳米钻石内。
15.如权利要求14所述的用于医疗用途的组成物的制备方法，其特征在于，在将所述至少一磁性元素植入所述工件的步骤后，所述制备方法进一步包含：将所述工件进行退火。
16.一种使用如权利要求1至8中任一项所述的组成物用于制备具以下效果之至少一者的药物的用途：治疗癌症、诊断癌症和治疗细菌感染。
CN201611054610.5A 2016-06-13 2016-11-25 通过离子植入形成用于医疗用途的组成物 Pending CN107485715A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/180,309 2016-06-13
US15/180,309 US20170354601A1 (en) 2016-06-13 2016-06-13 Ion implantation of magnetic elements into nanodiamond particles to form composition for medical usage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107485715A true CN107485715A (zh) 2017-12-19

Family

ID=60573467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611054610.5A Pending CN107485715A (zh) 2016-06-13 2016-11-25 通过离子植入形成用于医疗用途的组成物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170354601A1 (zh)
EP (1) EP3470083A4 (zh)
JP (1) JP2019519552A (zh)
CN (1) CN107485715A (zh)
TW (1) TWI722061B (zh)
WO (1) WO2017215309A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10514361B2 (en) * 2017-08-29 2019-12-24 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Tattletale ion-implanted nanoparticles

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101563750A (zh) * 2006-09-29 2009-10-21 瓦里安半导体设备公司 改善离子束传送的技术
JP2011178668A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Osaka Univ Ｍｒｉ造影剤
CN102459064A (zh) * 2009-05-28 2012-05-16 西北大学 纳米金刚石粒子络合物

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4874751B2 (ja) * 2006-09-27 2012-02-15 株式会社イオンテクノセンター Ｍｒ画像法に利用する生体標識用ナノダイヤモンド
US8193808B2 (en) * 2009-09-11 2012-06-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optically integrated biosensor based on optically detected magnetic resonance
CN102008733A (zh) * 2010-11-24 2011-04-13 首都医科大学 一种抗肿瘤控释纳米复合物及制备方法
TWI588258B (zh) * 2011-11-17 2017-06-21 國立交通大學 經標記細胞的分離方法及其用途
CN103203024B (zh) * 2013-04-11 2014-07-30 山西大学 一种靶向纳米钻石载体和靶向药物及其制备方法和应用
CN104382919A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 山西大学 一种纳米钻石靶向药物的制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101563750A (zh) * 2006-09-29 2009-10-21 瓦里安半导体设备公司 改善离子束传送的技术
CN102459064A (zh) * 2009-05-28 2012-05-16 西北大学 纳米金刚石粒子络合物
JP2011178668A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Osaka Univ Ｍｒｉ造影剤

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017215309A1 (zh) 2017-12-21
TW201742634A (zh) 2017-12-16
EP3470083A1 (en) 2019-04-17
JP2019519552A (ja) 2019-07-11
TWI722061B (zh) 2021-03-21
EP3470083A4 (en) 2020-02-19
US20170354601A1 (en) 2017-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Espinosa et al. Janus magnetic‐plasmonic nanoparticles for magnetically guided and thermally activated cancer therapy
Garanina et al. Temperature-controlled magnetic nanoparticles hyperthermia inhibits primary tumor growth and metastases dissemination
Sugumaran et al. GO-functionalized large magnetic iron oxide nanoparticles with enhanced colloidal stability and hyperthermia performance
Chen et al. Multifunctional graphene oxide‐based triple stimuli‐responsive nanotheranostics
Mody et al. Basics of magnetic nanoparticles for their application in the field of magnetic fluid hyperthermia
Alphandery et al. Chains of magnetosomes extracted from AMB-1 magnetotactic bacteria for application in alternative magnetic field cancer therapy
Dennis et al. Nearly complete regression of tumors via collective behavior of magnetic nanoparticles in hyperthermia
US20070196281A1 (en) Method and articles for remote magnetically induced treatment of cancer and other diseases, and method for operating such article
CN106456987A (zh) 用于治疗热处理的器械和方法
WO2008048074A1 (en) Use of core-shell gold nanoparticle which contains magnetic nanoparticles for mri t2 contrast agent, cancer diagnostic and therapy
Sarwar et al. Magnetic injection of nanoparticles into rat inner ears at a human head working distance
Jeun et al. Tailoring Mg x Mn1–x Fe2O4 Superparamagnetic Nanoferrites for Magnetic Fluid Hyperthermia Applications
Liu et al. Electromagnetic Field‐Programmed Magnetic Vortex Nanodelivery System for Efficacious Cancer Therapy
RU2295933C2 (ru) Способ проведения магнитной терапии злокачественных образований
WO2017193723A1 (zh) 通过离子植入形成用于中子俘获治疗的组成物
Tiwari et al. The combined effect of thermal and chemotherapy on HeLa cells using magnetically actuated smart textured fibrous system
CN112022324A (zh) 用于通过冷冻疗法治疗个体的身体部分的包含纳米颗粒的冷冻系统
CN107485715A (zh) 通过离子植入形成用于医疗用途的组成物
Engelmann Assessing magnetic fluid hyperthermia: magnetic relaxation simulation, modeling of nanoparticle uptake inside pancreatic tumor cells and in vitro efficacy
Wang et al. AC and DC magnetic softness enhanced dual-doped γ-Fe2O3 nanoparticles for highly efficient cancer theranostics
Rafizadeh-Sourki et al. Facile synthesis of Zn0. 5Ni0. 5Fe2O4/carbon nanocomposite for hyperthermia and drug delivery applications
CN108671230A (zh) 一种金纳米壳磁性plga微胶囊及其制备方法
Fopase et al. Iron oxide based magnetic nanomaterials for biomedical applications
JP5154785B2 (ja) 生体親和性の高いアパタイト被覆磁性ナノ粒子
EP2322142B1 (de) Biokompatible, magnetische Nanopartikel zur Behandlung von Glioblastomen

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171219