CN1311878C - 纳米磁性颗粒体内收集器及收集方法 - Google Patents

Abstract

纳米磁性颗粒体内收集器及收集方法是一种血液/体液净化的临床肿瘤治疗辅助设备及操作方法，该收集器由负压吸引器的端口1，导管2，导管腔3，细丝外保护性的网栅4，大孔性物质膜5，铁磁性细丝6所组成，其中在铁磁性细丝的前段外表面包有大孔性物质膜，在大孔性物质膜的外表面包有细丝外保护性的网栅，在铁磁性细丝的后段外表面包有导管，铁磁性细丝与导管之间为导管腔，接负压吸引器的端口与导管相接并与导管腔相连通。收集方法为将内有铁磁性细丝的导管置入目标器官组织或血管中，在铁磁性细丝的垂直方向施加均匀磁场，静置后即可在铁磁性细丝上吸附一层磁性纳米粒子，将体外负压吸引器接在负压吸引器的端口上，用负压吸引抽出纳米磁性颗粒。

Description

纳米磁性颗粒体内收集器及收集方法

                          技术领域

  本发明是一种血液/体液净化的临床肿瘤治疗辅助设备及操作方法，属于医医疗设备制造的技术领域。

                          背景技术

  磁流体在肿瘤中的热疗作用是纳米科学在生物医学领域中的应用热点之一，目前世界上已有据此原理做成的临床设备。但是磁性粒子在治疗后仍然残留在人体中，目前尚无有效证据表明其可通过人体自然代谢掉，因而在治疗后将磁性粒子取出是一个非常有现实意义的问题。

  因为我们所用溶胶粒子的尺寸为纳米级的，通常的针对从悬浮液中过滤颗粒的方法一般都是针对较大(大于1微米)颗粒，对于纳米级的溶胶尚没有方法及措施应用，尤其将其用于人体内，更是没有先例。

  对于磁性粒子的分离一般采用高梯度磁场分离的办法，即外加梯度磁场使其沉淀，将磁性材料或磁性液体注入体内，无论是诊断还是治疗都具有很好的应用前景，但是如何在治疗后将磁性物质取出，以避免带来一些不可知的影响，目前还是一个尚未解决的问题。

                          发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种简单、廉价、安全、无创的收集体内磁性纳米粒子的纳米磁性颗粒体内收集器及收集方法。

技术方案：本发明的纳米磁性颗粒体内收集器由负压吸引器的端口，导管，导管腔，细丝外保护性的网栅，大孔性物质膜，铁磁性细丝所组成，其中在铁磁性细丝的前段外表面包有大孔性物质膜，在大孔性物质膜的外表面包有细丝外保护性的网栅，在铁磁性细丝的后段外表面包有导管，铁磁性细丝与导管之间为导管腔，接负压吸引器的端口与导管相接并与导管腔相连通。

细丝外保护性的网栅为大孔铜网，一端固定在导管上，然后延伸出来包围在铁磁性细丝周围，与之同长，细丝外保护性的网栅与铁磁性细丝间为空腔。

其中大孔性物质膜为具有化学配位能力的生物相容性材料做成的多孔膜。铁磁性细丝为由磁导率高的物质所做成的细丝。导管为普通圆形医用软管，其一端的中轴上固定一根铁磁性细丝，另一端可接负压吸引器。

本发明的纳米磁性颗粒体内收集方法为：将内有铁磁性细丝的导管置入目标器官组织或血管中，在铁磁性细丝的垂直方向施加均匀磁场，静置后即可在铁磁性细丝上吸附一层磁性纳米粒子，将体外负压吸引器接在负压吸引器的端口上，用负压吸引抽出纳米磁性颗粒。

在使用时，将病人置于匀强磁场下，然后将设计的导管通入人体待收集部位。等待一段时间，打开负压吸引器，即可将纳米粒子取出。

本发明是一种体内磁性纳米粒子收集器装置及相应收集的方法，包括：1)利用外加均匀磁场在人体内产生梯度磁场，并进而产生对磁性颗粒力的作用的方法。2)利用上述产生的力将磁性纳米颗粒收集到收集器中，然后取出体外的器件和方法。3)将生物相容材料用作配位化合物捕获粒子的方法。

导管为医用软管，但在其头端固定了一根铁磁性细丝。应用介入导管技术将此细丝放入到血管或组织间隙中作为收集中心，则磁性纳米粒子就会在细丝上富集。通过体外施加足够强度的均匀磁场，磁化细丝，使细丝产生强梯度磁场。当含有磁性纳米粒子的血液或组织液流过细丝时，纳米粒子受到强磁力，向细丝运动，即可实现在该器件上的磁性颗粒收集。另外当收集完成后，我们采用负压抽取的方法将吸附在细丝周围的磁性粒子抽出，即可安全有效的取出人体内的磁性纳米粒子。我们的软管两端是连通的，一端接负压负压吸引器，另一端接铁磁性细丝，并且仍使这两端连通。因为粒子都已聚集在细丝表面，此时抽负压，主要是将粒子抽出。

另外，因为总有极微量的一部分纳米粒子紧贴在细丝表面，不好通过物理抽取的方法取出，而在我们将丝细取出人体的过程中，可能会造成其脱落。因而我们采用化学方法捕获这部分粒子，即：由于铁磁性细丝需进入人体，所以铁磁性细丝外面需包一层生物相容性材料。综合这两方面因素，我们在选用包复的生物相容性材料时需有一个性质，就是其对磁性颗粒表面的铁离子应具有很强的配位作用。当磁性粒子因为受到磁力的作用运动到铁磁性细丝表面时，铁磁性细丝外包复的这种材料恰可以与磁性颗粒表面的铁离子发生配位作用，形成化学结合，将磁性颗粒捕获在铁磁性细丝表面，以弥补单纯磁力吸附的不足，增加捕获粒子的概率和强度并保证其不会脱落。

有益效果：本发明安全、方便，与介入技术结合无额外创面，易实施。在人体外外加静磁场，不会对人体产生损害，而现代介入技术足以保证安全的将所用的细丝放入人体内，我们所用细丝直径极细，不会有很大创面。所用装置极为简单，唯一的大型设备为电磁铁，而人们现在已能很方便的生成很大量级的静磁场。除此之外，只要加一台负压负压吸引器即可完成工作。操作没有难度，使用人员无须经过专门培训。

本发明将高梯度磁场分离方法应用于人体，只需极小的创面即可较彻底的取出体内的磁性粒子。将铁磁性细丝用介入技术放置到目标组织或血管中，在其垂直方向施加足够大的均匀磁场。静置一会即可在细丝上吸附一层磁性纳米粒子。

利用具有化学配位能力的生物相容性材料做成宏观多孔膜，既满足生物相容性要求，又可利用化学原理将可能残余的粒子捕获。

将体外负压吸引排出与体内收集结合，在体内收集完成后可迅速将其排出体外。因为导管口紧靠收集的粒子，故在有负压情况下主要是粒子大量的被吸出，保证了效率。并且负压负压吸引器为常见设备，非常便宜。

                          附图说明

图1为导管剖面的结构示意图，其中有负压负压吸引器的端口1，导管2，导管腔3，细丝外保护性的网栅4，大孔性物质膜5，铁磁性细丝6。

图2为本发明纳米磁性颗粒体内收集方法的示意图，其中有被操作对象7，导管2，操作台8，负压负压吸引器9，电磁铁10。

                        具体实施方式

本发明的纳米磁性颗粒体内收集器由负压吸引器的端口1，导管2，导管腔3，细丝外保护性的网栅4，大孔性物质膜5，铁磁性细丝6所组成，其中在铁磁性细丝6的前段外表面包有大孔性物质膜5，在大孔性物质膜5的外表面包有细丝外保护性的网栅4，在铁磁性细丝6的后段外表面包有导管2，铁磁性细丝6与导管2之间为导管腔3，接负压吸引器的端口1与导管2相接并与导管腔3相连通。其中

大孔性物质膜为具有化学配位能力的生物相容性材料做成的多孔铁磁性细丝为由磁导率高的物质所做成的细丝。导管为普通圆形医用软管，其一端的中轴上固定一根铁磁性细丝，另一端可接负压吸引器。

本发明的纳米磁性颗粒体内收集方法为：将内有铁磁性细丝的导管置入目标器官组织或血管中，在铁磁性细丝的垂直方向施加均匀磁场，静置后即可在铁磁性细丝上吸附一层磁性纳米粒子，将体外负压吸引器接在负压吸引器的端口上，用负压吸引抽出纳米磁性颗粒。

对于包复的材料，我们用化学自组装的方法在细丝表面组装上多层多孔性有机膜，即配好组装液后，将细丝浸入其中，然后提出即可。第一层与细丝间通过配位作用结合，而后的层与层之间通过氢键结合。因而我们既可以组装各层同性的膜，也可以组装各层异性的膜，取决于我们的需要。

细丝外保护性的网栅4为大孔铜网，一端固定在导管2上，然后延伸出来包围在铁磁性细丝6周围，与之同长，细丝外保护性的网栅4与铁磁性细丝6间为空腔。

导管为普通圆形医用软管，头端固定一段铁磁性细丝，外面包上多孔类物质。为保护细丝并利于抽取粒子，相应细丝的一段外管壁采用大孔网栅。导管腔头与外界连通。在导管后部两侧开口与负压负压吸引器相连。

取一定直径的高纯度铁磁性细丝，根据具体要求，包括吸附量以及目标脏器等情况，将有关组装液浓度以及组装时间进行调整，在细丝上组装上一层生物相容性膜。再根据具体情况，可变换不同组装液，重复若干次，制得多层膜，包括具有一定结构梯度的多层膜。第一层膜与细丝间通过配位作用结合，然后在其上组装的其他物质膜与之通过氢键结合，保证牢固。制第二层膜需待第一层膜已牢固生成后进行，方法可采用各种化学组装方法。优化选择不同的物质成膜可灵活的提供各种优良性质。

实施例：

我们用普通铁丝外包复多层壳聚糖膜进行了实验。

取直径1mm的普通铁丝，将其浸入壳聚糖-柠檬酸溶液中，均匀提拉出来，然后自然晾干，如此反复多次，最后烘干。

将铁丝放入装有Fe₃O₄溶液的试管中，外加磁场200KA/m，由开气隙电磁铁产生。一会后可观察到铁丝周围聚集了一层较厚的粒子。

用真空泵接在管子后端抽取负压，将粒子取出。

Claims (5)

1、一种纳米磁性颗粒体内收集器，其特征在于该收集器由接负压吸引器的端口(1)，导管(2)，导管腔(3)，细丝外保护性的网栅(4)，大孔性物质膜(5)，铁磁性细丝(6)所组成，其中在铁磁性细丝(6)的前段外表面包有大孔性物质膜(5)，在大孔性物质膜(5)的外表面包有细丝外保护性的网栅(4)，在铁磁性细丝(6)的后段外表面包有导管(2)，铁磁性细丝(6)与导管(2)之间为导管腔(3)，接负压吸引器的端口(1)与导管(2)相接并与导管腔(3)相连通。

2、根据权利要求1所述的纳米磁性颗粒体内收集器，其特征在于细丝外保护性的网栅(4)为大孔铜网，一端固定在导管(2)上，然后延伸出来包围在铁磁性细丝(6)周围，与之同长，细丝外保护性的网栅(4)与铁磁性细丝(6)间为空腔。

3、根据权利要求1或2所述的纳米磁性颗粒体内收集器，其特征在于大孔性物质膜(5)为具有化学配位能力的生物相容性材料做成的多孔膜。

4、根据权利要求1或2所述的纳米磁性颗粒体内收集器，其特征在于铁磁性细丝(6)为由磁导率高的物质所做成的细丝。

5、根据权利要求1或2所述的纳米磁性颗粒体内收集器，其特征在于导管(2)为圆形医用软管，其一端的中轴上固定一根所述铁磁性细丝，另一端接负压吸引器。