CN107708736A - 用于治疗性热处理的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于传递治疗性热处理的示例性可植入微粒包括大体为球形的主体。该主体包括第一材料和第二材料，第一材料包括生物可降解材料，第二材料包括居里温度材料。生物可降解材料是非居里温度材料或其居里温度低于所述居里温度材料的居里温度。第一材料和第二材料被混合以形成具有居里温度在35℃‑100℃之间的复合材料。

Description

用于治疗性热处理的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119主张对于2015年6月15日由Sutermeister等人提交的名为“治疗性热处理装置和方法”的美国临时专利申请的权益，该申请通过引用以其整体并入且用于所有目的。
背景技术
热传递(例如，至生物组织等)可用于和/或各种治疗和程序(例如，医疗程序等)中。例如，一些医疗装置(例如，导管等)已被用于消融病态的或不想要的生物组织(如，神经)，或传递热用于治疗疾病(如，癌症等)。医疗装置包括复杂的控制设备(例如，与附加控制系统连接的热传感器)以传递受控的(例如，等温的)热能至目标部位。在一些情况下，控制温度(例如，空间均匀分布、最大加热温度等)对于将热传递至目标部位且同时减少和/或避免传递给周围组织的热和/或对周围组织的损伤很有用。为了调节装置的温度，独立的控制(例如，能量控制、温度控制等)和数个电源和接地线已经被使用。因此，有需要开发传递热量的新方法(例如，附带温度控制)。
热传递装置已使用居里温度材料。当受到足够强度的磁场时，居里温度材料加热到一个特征温度，在这个温度下，它的磁性质转变为顺磁性，且居里温度材料的温度停止上升。在使用居里温度材料进行热传递时遇到的一个问题是，(由于应用磁场所导致的居里温度材料温度升高)所生成的热与周围环境(例如，热传递的目标)的耦合效率低。例如，含有低重量百分比居里温度材料的组合物可由于组合物中其它成分的存在而在热量传递装置上表现出不均匀的温度或不均匀的热导率。因此，改进的热传递组合物是有必要的。
发明内容
本公开提供医疗装置的设计、材料、制备方法和使用替代。
示例性医疗装置包括大体为球形主体的可植入微粒，该主体包括第一材料和第二材料，第一材料包括生物可降解材料，第二材料包括居里温度材料；其中生物可降解材料是非居里温度材料或其居里温度低于居里温度材料的居里温度；且其中第一材料和第二材料被混合以形成具有居里温度在35℃-100℃之间的复合材料。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，第一材料和第二材料之比大于1:1。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，第一材料包括镁基复合物。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，第一材料包括氧化镁。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，第一材料包括生物相容性聚合物。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，第二材料包括铁氧化物。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，第二材料包括铁合金。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，第二材料包括多个纳米颗粒。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，多个纳米颗粒中每一个的颗粒大小在0.1-2.5纳米之间。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，还包括治疗剂。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，治疗剂布置在球形主体的外表面上。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，治疗剂与第一材料和第二材料混合在一起。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，微粒配置成在一段时间后降解。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，一段时间在3-6个月之间。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，微粒的直径在1-3000微米之间。
另一示例性可植入微粒包括包含氧化镁的第一材料和包括铁氧化物的第二材料；其中第一材料和第二材料以大于1:1的比例混合以形成居里温度在35℃-100℃之间的合金。
将治疗热输送至体内部位的示例性方法包括在身体中所需的治疗区附近植入至少一个微粒，该微粒包括大致为球形的主体，主体包括：第一材料，其包括生物可降解材料；第二材料，其包括居里温度材料；其中生物可降解材料是非居里温度材料或具有的居里温度低于居里温度材料的居里温度；且其中第一材料和第二材料混合以形成居里温度在35℃-100℃之间的合金，其在一段时间内在微粒的附近部位生成磁场以加热微粒至居里温度；且在治疗时间内维持微粒在居里温度上以达到所需的治疗效果。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，生成磁场并保持微粒在居里温度上的步骤以间隔一定时间的离散过程重复进行。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，生成磁场并保持微粒在居里温度上的步骤重复进行而无需植入其他微粒。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，微粒还包括治疗剂。
除了上述任一实施例之外或作为其替代，微粒的直径在1-3000微米之间。
对于一些实施例的上述概述不意图描述本公开的每一公开实施例或所有实施方式。以下附图和详细说明更具体地展示了这些实施例。
附图说明
通过参照附图的详细说明可对更完整地理解本公开。其中附图如下：
图1是示例性微粒的截面图；且
图2是另一示例性微粒的截面图。
尽管各种实施例可修改成不同的修改和替代形式，其具体实施例已通过附图中的示范例的形式被示出且将予以详细说明。但是，应理解，其意图不在于将所主张的发明限定在所述的特定实施例。相反，其意图是涵盖落入由权利要求限定的主题的实质和范围内的所有修改、等值和替代。
具体实施方式
对于以下定义的术语，所述定义应予以适用，除非权利要求或本说明书的其他处给出不同定义。
在本文中，“距离温度”或“Tc”是指一临界温度，低于该温度时材料(例如，铁磁体等)展现出磁性且等于或高于该温度时材料展现出顺磁性。
在本文中，“居里温度”或“居里温度材料”是指在居里温度以上时展现出顺磁性的铁磁、亚铁磁或反铁磁材料。
居里材料的居里温度可使用铁磁性或非铁磁性的复合材料进行修改。距离材料的掺杂、添加、复合、合金和密度的变化可改变其结构和特性以至于改变居里温度。
“非居里材料”或“非居里温度材料”是指不具有居里温度的有机或无机材料(如非磁性材料等)，例如金属、金属氧化物、金属盐、非金属、聚合物及他们的组合。
“均匀混合物”是指混合物成分均匀、溶液的每一部分具有相同性质的混合物。在本公开中，金属居里温度材料与金属辅助材料的均匀混合物也可以被称为合金。在本公开中，“辅助材料”是指无机材料(即，不包括碳的材料如聚合物)。
术语“金属”是指带正电的化学元素。术语“非金属”是指不具有失去电子和形成正离子能力的化学元素。对于本公开而言，准金属(如，Si)被认为是非金属。
在本文中，“热固性”聚合物(例如热固性聚合物)是指一旦经过化学反应(例如共价键形成、交联等)固化(或硬化)将不会在随后加热时软化或熔化的聚合物。
在本文中，“热塑性”聚合物(例如，热塑性塑料)是指受热时软化和冷却后硬化且过程可逆可重复的聚合物材料。
在本文中，颗粒的“颗粒大小”是指(从长度、宽度和高度中选择的)颗粒的最大尺寸。例如，球形颗粒的最大尺寸为直径。在本文中，多个颗粒的“颗粒大小”是指基于颗粒数目的颗粒的平均(即中数)颗粒大小。在本文中，多个颗粒的“颗粒大小范围”是指一个范围，其中颗粒数目的至少百分之九十的颗粒大小在此范围内，允许组合高达百分之十的颗粒数目高于所述范围或低于所述范围。例如，在1纳米到100纳米范围内的多个颗粒的颗粒大小范围是指多个颗粒中至少百分之九十的颗粒数目的颗粒大小在1纳米到100纳米之间(即小于1纳米的颗粒和大于100纳米的颗粒的数目之和不超过总数目的10％)，且数目的0-10％小于1纳米且数目的0-10％大于100纳米。
本文中的所有数值都假设由术语“大约”予以修饰，无论是否明确指出。术语“大约”一般指所述领域的技术人员认为与所列举的值等同的数值范围(即，具有相同的功能或结果)。在很多情况下，术语“大约”包括了被四舍五入至最接近有效数字的数字。
通过端点对数值范围的引用包括该范围内的所有数值，包括端点(如1-5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
在本说明书和所附权利要求中，单数包括复数指称，除非文中另有明确表示。在本说明书和所附权利要求中，“或”通常包括“和/或”的意思，除非文中另有明确表示。
应注意，说明书中提及的“一示范例”、“一些示范例”或“其他实施例”等表示所述实施例可包括一个或多个特定的特征、结构和/或特性。然而，该引用并不必然是指所有实施例均包括该特定特征、结构和/或特性。此外。当在一实施例中描述特定特征、结构和/或特性时，应理解该特征、结构和/或特性也可用在其他实施例中，无论是否明确表明，除非另有相反的清楚说明。
以下详细说明应参照附图进行阅读，各图中的相同元素以相同的符号表示。附图(未必按比例绘制)描述示范性实施例且不意图限制本公开的范围。
热疗为肿瘤细胞提供局部热治疗，与化疗和放疗相比没有任何累积毒性。各种热疗的治疗方法被用于治疗肿瘤。其中一种方法涉及磁性纳米颗粒在肿瘤部位的部署。这些磁性纳米颗粒具有选定居里温度且在交变磁场作用下生成热量。在使用居里温度材料传递热时遇到的一个问题是(由于所施加的磁场而导致居里温度材料的温度升高)所产生的热与周围环境(例如，热传递的目标)耦合的低效率问题。例如，含有低重量百分比的居里温度材料的组合物可能由于组合物中其它成分的存在而在传热装置上表现出不均匀的温度或不均匀的热导率。因此，存在改进热传递的组合物的需要。尽管本公开是相对于肿瘤细胞热治疗来讨论的，应预期本文所述的装置和方法可以被应用到需要热疗治疗或热控制应用的其他解剖部位。例如，该装置和方法可应用于其他解剖部位，例如但不限于，血管、神经系统、胃肠道、泌尿科、妇科等。
大颗粒部署在肿瘤部位用于高温治疗时提供了位置稳定性的同时，大体积可防止颗粒被排出体外。典型的磁性材料不会在体内降解，以免排出体外。它可能需要提供一种颗粒，其可有效地和/或均匀地加热肿瘤或其他目标区域以及周围组织到预定温度，停留在体内预定时间，然后被自然吸收或排出体外。
镁基合金在放置在水溶液或物质中时会因腐蚀而降解。这可允许在放置在体内时由于镁的高氧化腐蚀率被降解。虽然镁可作为合适的临时植入物，但它可能不适合使用磁场作为加热植入物以及周围组织的手段的热疗治疗。例如，镁基化合物或合金的居里温度可能低于体温或室温。在一示范例中，氧化镁(MgO)的居里温度在15开尔文(K)(-258摄氏度(℃))的范围内。这只是一个示范例。将例如具有在310-318K(37到45℃)或更低范围内的居里温度的镁基化合物或合金与具有较高的居里温度(例如700-950K或427至677℃)的材料结合可产生居里温度在38℃到约45℃或约55℃至约95℃范围内的合金或组合物。
此外，镁基化合物或合金与第二材料的结合可产生镁基合金，其尺寸足够大以确保位置稳定性，但在仍具有允许组合物被加热的磁性同时将也会分解和自然吸收或排除体外。这种镁基合金的尺寸可以是例如大于或等于20微米(μ米)。此外，颗粒的大小和/或分布可对恒定的比吸收率(SAR)能力和有效的加热特性产生影响。
在一个或多个实施例中，组合物包括混合物，所述混合物包括第一居里温度材料和与第一居里温度材料不同的第二居里温度材料。在一些实施例中，第三居里温度材料可以与第一和第二居里温度材料一起包含在组合物中。在其它实施例中，居里温度材料可与非居里温材料混合。第一、第二和第三居里温度材料中每一种的合适材料包括任何居里温度材料，其中包括但不限于本文所公开的居里温度材料。在一个或多个实施例中，一种或多种居里温度材料的混合物呈现出的居里温度在约38℃至约45℃的范围内或在约55℃至约95℃的范围内。在一些实施例中，第一和第二居里温度材料的混合物包括第一和第二居里温度材料的合金。在一些实施例中，第一和第二居里温度材料的混合物包括掺杂有第二居里温度材料的第一居里温度材料。在一个或多个实施例中，第一和第二居里温度材料的混合物包括第一和第二居里温度材料的纳米复合材料(例如，纳米颗粒形式的两种材料的复合物等)。
在一个或多个实施例中，居里温度材料包括镓、镧、铁、钴或镍或其化合物的一种或多种。在一个或多个实施例中，居里温度材料包括砷化镓、镝、镧铁氧化物、镧系元素(如LaFe-Si-H)颗粒、钴、磁铁矿和钕中的一种或多种。可用于本发明实施例的实践的许多其他居里温度材料可从一般指定的美国专利申请第14/689605号的描述中选取，该申请的完整公开在此通过引用被并入本文。
在热传递(例如，治疗性热传递)的一个或多个应用中，可能需要特定的居里温度或居里温度范围。在本公开中，预期具有目标居里温度(或居里温度范围)的组合物可被选择以向受体(例如待热处理的物体、待热处理的组织等)提供所需的温度处理。应该承认，本领域的技术人员可选择具有居里温度的居里温度材料并可调整居里温度，例如，通过改变化学成分(例如，混合、掺杂等)、改变形状(例如，提供球形颗粒，提供非球形颗粒)、改变颗粒大小和/或改变组合物的域控制以达到理想的热传递温度。
例如，晶格中的颗粒大小改变居里温度。尽管不希望受到理论的约束，但随着颗粒尺寸减小，电子自旋的涨落可能变得更为显著，从而导致磁矩的无序化和居里温度的降低。例如，在超顺磁性中，磁距随机变化，从而导致小的铁磁性颗粒的无序化。在某些情况下，通过将颗粒尺寸减小到纳米级，比吸收率或磁吸收率可提高约10倍。比吸收率可与磁性颗粒的浓度有关。浓度越高，比吸收率可越大。
图1是可植入治疗装置100的一实施例的截面图。在一些实施例中，可植入治疗装置100包括微粒。微粒100可具有大体为球形的形状，尽管这并不是必需的。可以预期的是，治疗装置100可以是任意的所需形状。例如，微粒100可以是棒状、椭圆形或偏心形。在某些情况下，纳米颗粒可用于细胞摄取。在一些实施例中，可植入治疗装置100可具有由具有第一材料102和第二材料104的组合物形成的大体为球形的主体。尽管第二种材料104被描述为离散颗粒，但这只是为了说明性的目的。第二材料104可均匀或不均匀地与第一材料102混合以形成固溶体、复合材料和/或合金。第一材料102根据需要可包括生物可降解的低温居里温度材料、非居里温度材料或其它居里温度材料。第二材料104可包括居里温度材料，在某些情况下，可以是由居里材料制成的磁性纳米颗粒。“磁性纳米颗粒”包括反铁磁性、铁磁性、亚铁磁性和/或磁热材料。在一些实施例中，第一材料102和/或第二材料104由一种或多种材料形成，以使可植入装置100具有在35℃和100℃之间的选定居里温度(Tc)。在一些实施例中，可植入装置100具有约80℃的居里温度。当可植入装置100受到交变磁场作用时，由于在电磁场和分散介质内颗粒本身的机械旋转之后的颗粒磁矩弛豫现象，第二材料104以热的形式进行功率损耗。在低于居里温度的温度下(T＜Tc)，第二材料104为铁(或亚铁)磁性，而第二材料104转变为顺磁相以将第二材料104的温度稳定在预定的居里温度。
在一些实施例中，第一材料102可以是镁合金或化合物，例如，但不限于氧化镁。由于镁随着时间的推移在体内降解，将镁与居里温度材料结合可产生足够大的微粒100以使颗粒稳定，同时在治疗后提供颗粒分解和清除。可植入微粒100的大小可在1微米(μm)到3000微米的范围内，根据组织的治疗目的而不同。可植入治疗装置100根据需要也可小于1微米和大于30000微米。在一些实施例中，颗粒100可以在1纳米(nm)到1000纳米的范围内。例如，可植入治疗装置100可根据要植入的位置来决定大小。
在一些实施例中，可植入治疗装置100可注射或以其他方式植入到体内，以根据其预定的尺寸在给定的尺寸范围内阻断不良组织的血管床。除了向治疗组织输送热量和/或治疗药物外，这种可植入治疗装置100可起到阻止治疗组织的氧供应的作用。在其它实施例中，可植入治疗装置100被注入或以其他方式植入体内或肿瘤组织或不良组织中。
将氧化镁与铁、铁氧化物或铁合金结合，可获得合金，该合金的居里温度与仅由铁氧化物制成的类似大小的颗粒相比显著降低。可以预期的是，该合金可通过已知的方法，包括但不限于，电弧熔化、熔融纺丝等工艺制备。铁氧化物的一些示范例包括，但不限于，居里温度为约675℃(948K)的铁(III)氧化物(Fe2O3)、居里温度为约585℃(858K)的铁(II，III)氧化物(FeO·Fe2O3)和居里温度为约440℃(713K)的氧化镁铁(III)氧化物(MgOFe2O3)。尽管微粒100是针对氧化镁/铁混合物进行描述的，应理解其他低居里温度材料或非居里温度材料可以用来代替或补充氧化镁且其他居里温度材料可用于代替或补充铁。
在一些实施例中，微粒100可通过将第一材料102(如MgO)与第二材料104(如铁(III)氧化物)以大于1:1的比例复合或合金形成，以使微粒包括的第一材料102(如，较低居里温度的材料或非居里温度材料)比第二材料104(较高居里温度的材料)多。然而，这只是一个例子。可以预期，第一材料102和第二材料104的比、材料102、104的类型和/或颗粒的大小均可被选择以得到适当的居里温度、所需的磁化率、生物相容性、位置稳定性和/或颗粒排除(治疗后)。在一些实施例中，在组合物或微粒100中的居里温度材料104的百分比(例如，重量百分比)可取决于各种因素，例如：(1)治疗的类型，(2)治疗所需的热量，(3)人体组织的类型，等。在一些实施例中，居里温度材料104构成装置100重量的至少2％。然而，在一些实施例中，居里温度材料104构成装置100重量的至少3％。装置100中的居里温度材料104的其它适当百分比可包括重量的至少4％、5％、8％、15％等。应当注意，居里温度材料104的任何其他合适百分比也可以预期，不背离本公开的范围。
一旦植入到体内邻近所希望治疗的区域，治疗装置100可受到交变电场或磁场作用。电场或磁场可从身体外部的位置施加或产生，并指向治疗装置100的位置。当受到足够强度的场作用时，治疗装置100加热至特征温度，在该温度下居里温度材料104的磁性转换为顺磁性且在该温度下居里温度材料的温度停止上升。该装置100仅在特定的电场或磁场和频率下加热，并且仅加热至居里温度材料104的居里温度。当居里温度达到时，材料从磁性变为非磁性，停止加热。这是一个循环过程，只要在电场或磁场的作用下，其永久且快速地将治疗装置100的温度保持在材料的设定居里点处。电场或磁场可作用任何时间长度以达到所需的热处理。可预期温热疗法可以在数秒或数分钟之内进行。在某些情况下，温热疗法可在15至120分钟的范围内或在30至90分钟的范围内持续进行。
可预期，治疗装置100可配置为在体内保持所需的时间。例如，治疗装置100可用于在治疗癌症的化疗或放疗过程中提供热处理。这些治疗可以在几周或几个月的离散时间内进行，而不需要植入额外的微粒。然而，在某些情况下可能需要或有必要植入额外的微粒100，例如，但不限于当所期望的治疗效果或温度未达到时。在某些情况下，热处理可根据需要按照每日、每周几次、每周、每两周、每月等进行以达到预期的治疗。在某些情况下，治疗装置100可配置为在体内停留三至六个月。装置100可在这段时间内慢慢降解但仍然足够大以执行所需的热处理。随着装置100的降解，装置100可产生对周围组织无害且很容易再吸收或排出体外的副产品。
在某些情况下，可能需要与温热疗法组合提供治疗药物。在某些情况下，装置100可包括治疗药物106，其包括在微粒100中(与第一材料104和第二材料106相互混合)或涂覆在装置100主体的外表面上。由居里温度材料104产生的热量可触发治疗药物的释放和/或加热周围组织以提供温热疗法。还可预期，可植入治疗装置100可作为另一反应的温度催化剂，其中反应或活性处于休眠状态，直到被热激活。
术语“治疗剂”、“药物”、“生物活性剂”、“药剂”、“药物活性剂”和其他相关术语在此可交替使用且包括遗传治疗剂、非遗传治疗剂和细胞。治疗剂可单独使用或组合使用。广泛的治疗剂量可与本发明的装置相结合使用，药物有效量由本领域的普通技术人员很容易地确定且最终取决于，例如，待治疗的状况、治疗剂本身的性质、剂量所将导入的组织，等等。
一些具体的有益药物包括化疗药物、抗血栓药物，抗增殖剂、抗炎剂、抗迁移剂、影响细胞外基质的生产和组织的药物、抗肿瘤药物、抗有丝分裂剂、麻醉剂、抗凝剂、血管细胞生长促进剂、血管内皮细胞生长抑制剂、降胆固醇药、血管扩张剂和干扰内源性血管活性机制药物。
治疗药物可能是化疗剂，包括，但不限于：依维莫司、铂类(platins)(如卡铂、顺铂)、紫杉类药物(如多西他赛和紫杉醇)、吉西他滨、VP16、丝裂霉素、疱疹净、拓扑异构酶1抑制剂(如伊立替康、拓扑替康和喜树碱)、亚硝基脲类(如BCNU，ACNU或MCNU)、甲氨蝶呤、博来霉素、阿霉素、环磷酰胺和长春新碱；免疫调节细胞因子(如IL-2、IL-6、IL-12和IL-13)和干扰素。已知某些化疗剂通过加热组织和/或化疗剂来增效。可热激活或热增强的化疗药物的示范例包括博莱霉素、BCNU、顺铂、环磷酰胺、美法仑、米托蒽醌、丝裂霉素C、噻替哌、米索硝唑、5-硫-D-葡萄糖、两性霉素B、胱氨酸、半胱胺和AET。
可用于本发明实践的许多其他治疗剂可选自美国专利申请公开第No.2003/0236514号第[0040]到第[0046]中所述的那些治疗剂，该申请的全部公开在此通过引用并入本文。
图2是另一示范可植入治疗装置200的一实施例的截面图。在一些实施例中，可植入治疗装置200包括微粒或纳米颗粒。治疗装置200可大体为球形形状，尽管这并不是必需的。例如，治疗装置200可以是杆状、椭圆形或偏心形状。可以预期的是，治疗装置200可以是任意的形状。如上文所述，当居里温度材料的单个颗粒尺寸增加时，它们更能代表包括磁化率和居里温度的块状材料的特性。铁、铁氧化物、铁合金和铁氧化物合金颗粒的纳米颗粒允许多个分组纳米颗粒的居里温度和磁矩耦合入化合物(例如形成由多个较小颗粒组成的较大颗粒)，该化合物表现得更像较小、非块状化合物或颗粒。该化合物可具有更可控的居里温度。该纳米颗粒可复合成聚合物或与另一种材料结合以达到所需的颗粒尺寸，同时避免在整个颗粒中可变的居里点(避免热点)。例如，纳米颗粒可均匀、或一致地分布在整个聚合物。然而，在某些情况下，可能需要将纳米颗粒以非均匀的方式分布。当暴露于磁场，如射频磁场时，可预期复合纳米颗粒的温度将是均匀的和/或缺乏热点。
在一些实施例中，可植入治疗装置200包括第一复合材料202和多个纳米颗粒204。多个纳米颗粒204可根据需要均匀或非均匀地分布在第一材料202中。虽然多个纳米颗粒204被称为“纳米”颗粒，但预期颗粒204可能具有小于一纳米的颗粒尺寸。例如，纳米颗粒204的颗粒大小可在0.1纳米(或1埃)到1000纳米的范围内。在某些情况下，纳米颗粒204的颗粒大小可在30～50纳米范围内。复合材料202可包括各种生物相容的热塑性聚合物或陶瓷或其任何组合。可以选择复合材料202，使其不因热处理而回流并且随时间而降解。这些生物相容的热塑性聚合物的例子包括，但不限于，聚乙醇酸(PGA)、乙交酯共聚物(如乙/丙交酯共聚物(PGA/PLLA)、乙/丙碳酸酯共聚物(PGA/TMC))、聚乳酸(PLA)、PLA立体嵌段共聚物(如左旋聚乳酸(PLLA)、外消旋聚乳酸(PDLLA)、L-丙交酯/DL-丙交酯共聚物)、PLA共聚物(如丙交酯/四甲基乙交酯共聚物、丙交酯/三亚甲基碳酸酯共聚物、丙交酯/δ-戊内酯共聚物、丙交酯ε-己内酯共聚物、聚缩肽类、聚乳酸/聚氧化乙烯共聚物、非对称的3，6_取代的聚-1，4-二噁烷-2，5-二酮、聚β-羟基丁酸(PHBA)、PHBA/β-戊酸共聚物(PHBA/HVA)、聚β-丙酸甲酯(PHPA)、聚对二氧环己酮(PDS)、聚δ-戊内酯、聚ε-己内酯、甲基丙烯酸甲酯-N-乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚酯酰胺、草酸聚酯、聚二氢吡喃、聚烷基-2-氰基丙烯酸酯、聚氨酯(PU)、聚乙烯醇(PVA)、多肽、多β-马来酸(PMLA)、聚β-链烷酸，或它们的任意组合。生物相容性陶瓷的例子包括，但不限于，磷酸钙基陶瓷(如羟基磷灰石(HAP)、磷酸三钙β(βTCP)以及HAP和β-TCP的混合物。
所述多个纳米颗粒204可包括居里温度材料，并且在某些情况下，可以是由居里材料制成的磁性纳米颗粒。“磁性纳米颗粒”包括反铁磁性、铁磁性和亚铁磁性材料。在一些实施例中，第一材料202和/或多个纳米颗粒204由一个或多个材料形成，以使多个纳米颗粒204具有在35℃和100℃之间的选定的居里温度(Tc)。在另一个实施例中，多个纳米颗粒的Tc可在40℃-50℃或50℃-70℃之间。在一些实施例中，多个纳米颗粒204的居里温度约为80℃或90℃。当多个纳米颗粒204受到交变磁场作用时，由于在电磁场和分散介质内颗粒本身的机械旋转之后的颗粒磁矩弛豫现象，多个纳米颗粒204以热的形式进行功率损耗。在低于居里温度的温度下(T＜Tc)，多个纳米颗粒204为铁(或亚铁)磁性，而第二材料104转变为顺磁相以将多个纳米颗粒204的温度稳定在预定的居里温度。在一些实施例中，多个纳米颗粒204包括镓、铁、铁氧化物、铁合金和/或铁氧化物合金、钴、镍或其化合物的一种或多种。在一个或多个实施例中，居里温度材料包括砷化镓、镝、钴、磁铁矿和钕的一种或多种。许多可用于本发明实践的其他居里温度材料可从一般指定的美国专利申请14/689605的描述中选择，该申请的完整公开在此通过引用被并入本文。
多个纳米颗粒204可与第一材料202复合以形成具有所需尺寸的治疗装置200。例如，治疗装置200可根据组织处理的目的在约1nm至1000nm或1μm至3000μm之间的尺寸范围内。可植入治疗装置200根据需要也可小于1微米和大于30微米。例如，可植入治疗装置200可根据要植入的位置来进行大小调整。
在一些实施例中，在治疗组织200中的多个纳米颗粒204的百分比(例如，重量百分比)可取决于各种因素，例如：(1)治疗的类型，(2)治疗所需的热量，(3)人体组织的类型，等。在一些实施例中，多个纳米颗粒204构成装置200重量的至少2％。然而，在一些实施例中，多个纳米颗粒204构成装置200重量的至少3％。装置200中的多个纳米颗粒204的其它适当百分比可构成重量的至少4％、5％、8％、15％等。应当注意，多个纳米颗粒204的任何其他合适百分比也可以预期，不背离本公开的范围。
可以预期，所使用的多个纳米颗粒204的百分比、材料202、204的种类和/或颗粒204的大小均可被选择以得到适当的居里温度、所需的磁化率、生物相容性、位置稳定性和/或颗粒排除(治疗后)。
一旦植入，治疗装置200可受到交变电场或磁场作用。可预期，治疗装置100可直接注入组织或经由动脉系统输送到所需的治疗区域。电场或磁场可从身体外部的位置施加，并指向治疗装置200的位置。当受到足够强度的场作用时，治疗装置200加热至特征温度，在该温度下多个纳米颗粒204的磁性转换为顺磁性且在该温度下居里温度材料的温度停止上升。装置200仅在特定的电场或磁场和频率下加热，并且仅加热至多个纳米颗粒204的居里温度。当居里温度达到时，材料从磁性变为非磁性，停止加热。这是一个循环过程，只要在电场或磁场的作用下，其永久且快速地将治疗装置200的温度保持在材料的设定居里点处。
可预期，治疗装置200可配置为在体内保持所需的时间。例如，治疗装置200可用于在治疗癌症的化疗或放疗过程中提供温热疗法。这些治疗可以在几周或几个月内进行。在某些情况下，治疗装置200可配置为在体内停留三至六个月。装置200可在这段时间内慢慢降解但仍然足够大以执行所需的热处理。随着装置200的降解，装置200可产生对周围组织无害且很容易再吸收或排出体外的副产品。
在某些情况下，可能需要与温热疗法组合提供治疗药物。在某些情况下，装置200可包括治疗药物206，其包括在微粒中或涂覆在装置200的外表面上。由多个纳米颗粒204产生的热量可触发治疗药物的释放和/或加热周围组织以提供热处理。还可预期，可植入治疗装置200可作为另一反应的温度催化剂，其中反应或活性处于休眠状态，直到被热激活。
应理解，本公开在多个方面仅为说明性的。可在细节上尤其是在形状、大小的问题和步骤的安排上进行改变而不超出本发明的范围。这可包括在合适的情况下将一个示范实施例中的任何特征用在其他实施例中。当然，本发明的范围由所附权利要求所表达的文字来限定。

Claims (15)

1.可植入微粒，包括：
大体为球形的主体，所述主体包括：
第一材料，其包含生物可降解材料；
第二材料，其包含居里温度材料；
其中所述生物可降解材料是非居里温度材料或具有的居里温度低于所述居里温度材料的居里温度；且
其中所述第一材料和所述第二材料被混合以形成具有在35℃-100℃之间的居里温度的复合材料。
2.如权利要求1所述的可植入微粒，其中所述第一材料和所述第二材料之比大于1:1。
3.如权利要求1-2中任一所述的可植入微粒，其中所述第一材料包括镁基化合物。
4.如权利要求1-3中任一所述的可植入微粒，其中所述第一材料包括氧化镁。
5.如权利要求1-2中任一所述的可植入微粒，其中所述第一材料包括生物相容性聚合物。
6.如权利要求1-5中任一所述的可植入微粒，其中所述第二材料包括铁氧化物。
7.如权利要求1-5中任一所述的可植入微粒，其中所述第二材料包括铁合金。
8.如权利要求1-7中任一所述的可植入微粒，其中所述第二材料包括多个纳米颗粒。
9.如权利要求8所述的可植入微粒，其中所述多个纳米颗粒中每一个的颗粒大小在0.1-2.5纳米之间。
10.如权利要求1-9中任一所述的可植入微粒，还包括治疗剂。
11.如权利要求10所述的可植入微粒，其中所述治疗剂布置在所述球形主体的外表面上。
12.如权利要求10所述的可植入微粒，其中所述治疗剂与所述第一材料和所述第二材料相混合。
13.如权利要求1-12中任一所述的可植入微粒，其中所述微粒配置成在一段时间后降解。
14.如权利要求13所述的可植入微粒，其中所述一段时间在3-6个月之间。
15.如权利要求1-14中任一所述的可植入微粒，其中所述微粒的直径在1-3000微米之间。
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