TW201739460A - 藉由離子植入將中子捕獲元素植入奈米鑽石以形成用於中子捕獲治療之組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於中子捕獲治療之組成物和該組成物的製備方法。該組成物包含至少一奈米鑽石和至少一中子捕獲元素，其中該至少一中子捕獲元素藉由一離子佈植系統嵌入至該至少一奈米鑽石內。

Description

藉由離子植入將中子捕獲元素植入奈米鑽石以形成用於中子捕獲治療之組成物
本發明是關於一種用於中子捕獲治療(neutron capture therapy，NCT)的組成物以及該組成物的製備方法，特別是關於一種藉由離子植入將中子捕獲元素植入奈米鑽石以形成用於中子捕獲治療之組成物。
中子捕獲治療是一種癌症治療方法，其利用位在腫瘤細胞中之中子捕獲元素(例如硼-10(boron-10)、釓-157(gadolinium-157)等)和從體外照射之熱中子所產生之中子補獲反應所得到之放射來進行治療。具體而言，在中子捕獲治療中，病患最初會被施予具有中子捕獲元素的腫瘤定位藥物，該中子捕獲元素具有高中子捕獲截面，用以捕獲中子。在該腫瘤定位藥物被引導至腫瘤細胞後，該病患會被超熱中子束(epithermal neutron)照射，以破壞大多數的腫瘤細胞。舉例來說，請參照第1圖，其繪示一種硼中子捕獲治療(BNCT)反應之示意圖。在硼中子捕獲治療中，包含有穩定同位素10B粒子110的化合物會被引導至腫瘤細胞，接著會以熱中子100照射該10B粒子110。由於該10B粒子110具有高中子捕獲截面，因此該10B 粒子110會捕獲該熱中子100，因而形成不穩定的同位素11B*粒子120。該11B*粒子120會衰變成一高能量的α(alpha)粒子130和一反沖(recoiling)7Li原子核140，以破壞附近的腫瘤細胞。不幸地，硼中子捕獲治療的成功非常有限，由於能被有效地傳遞至腫瘤細胞之包含10B的藥物的總量無法達到一所需的劑量。舉例來說，BPA和BSH是最常被用在硼中子捕獲治療的藥物，用以治療腦瘤。然而，該治療方法的進展非常有限，故仍需持續發展和提出其他新的藥物。因此，有許多新世代之包含中子捕獲元素的藥物持續在研究和發展以提升在腫瘤細胞處之中子捕獲元素的攝取率。
另一方面，隨著奈米科技的發展，用在一般生物醫學應用的奈米醫學，如癌症診斷和治療，近年來已有許多活動正在進行並且已經取得了一些正面成果。在生醫領域中，科學家們已提出藉由熱治療法將磁性奈米粒子用在治療患有膠質母細胞瘤(glioblastoma，腦瘤的一種)的病患。並且，科學家們還發現以小鼠作實驗，腫瘤細胞內的金奈米殼(gold nano-shells)會吸收光，並且將光子能量轉換熱，進而將腫瘤細胞加熱並且抑制腫瘤細胞的成長。再者，可以理解的是，奈米粒子提供一有希望的平台以共軛連接習知非侵入性的癌症治療藥物，以及可在低毒性及對免疫系統和正常組織低傷害之特性下，做為腫瘤細胞之診斷和治療用之直接標靶。因此，科學家們已致力於通過改變奈米粒子的表面功能特性，將藥物傳遞媒介與奈米粒子進行合成，以形成各種腫瘤標靶藥物，其中該藥物傳遞媒介包含用於特定癌症中子捕獲治療的中子捕獲元素。
然而，在上述習知的中子捕獲治療中，包含有中子捕獲元素的組成物是被額外地耦接在奈米粒子的表面，使得每一奈米粒子可攜帶之 該中子捕獲元素的總量受到限制。也就是說，難以傳遞高濃度的中子捕獲元素至該腫瘤細胞，並且還要同時將在正常細胞周圍的中子捕獲元素保持在相對較低的濃度，以使得在以熱中子輻射照射時可破壞大部分的腫瘤細胞，並且不會傷害周圍的正常細胞。再者，對於不同的使用目的，有許多不同類型且以不同形式存在的奈米材料，例如奈米碳管、石墨烯、奈米複合物、奈米纖維、奈米線、和其他有機化合粒子。然而，部分的奈米粒子具有幾個缺點，例如帶有細胞毒性以及較差的生物相容性。
有鑑於此，有必要提出一種用於治療腫瘤細胞的組成物以及該組成的製備方法，以解決習知技術中所存在的技術問題。
為了解決上述技術問題，本發明之一目的在於提供一種組成物和該組成物的製備方法，其中該組成物包含具有高中子捕獲截面的中子捕獲元素，並且藉由離子佈植技術將該中子捕獲元素嵌入奈米鑽石內，以通過中子捕獲治療方法治療腫瘤細胞。再者，該組成物可與標靶藥物媒介合成，以傳遞該奈米鑽石治療媒介至腫瘤細胞以進行中子捕獲治療。因此，相較於習知的中子捕獲治療藥物傳遞系統，根據本發明可顯著地提升腫瘤細胞對於包含該中子捕獲元素的組成物的攝取量，進而增強中子捕獲治療的效果。
為了達成上述目的，本發明提供一種用於中子捕獲治療的組成物，包含：至少一奈米鑽石和至少一中子捕獲元素，其中該至少一中子捕獲元素藉由一離子佈植系統嵌入在該至少一奈米鑽石內。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該至少一中子捕獲元素包含硼-10或釓-157。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該離子佈植系統包含：一離子源組件，用於產生離子；一擷取組件，用於從該離子源組件擷取該離子以形成一離子束；一分析磁鐵，用於從該離子束選取該至少一中子捕獲元素；以及一終端，用於承載一工件，該至少一奈米鑽石保持在該工件上，且該工件位在該離子束之一行經路徑上，使得該至少一中子捕獲元素植入到該工件內，進而使得該至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該離子佈植系統包含一電漿離子佈植系統。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該組成物進一步包含至少一化療藥物，其中該至少一化療藥物共軛連接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該至少一化療藥物選自於由阿黴素以及唐黴素所組成的群組。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該組成物進一步包含至少一中子捕獲治療藥物，其中該至少一中子捕獲治療藥物耦接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上，用於靶向傳遞該組成物至腫瘤細胞。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該至少一中子捕獲治療藥物選自於由BPA、BSH以及BSH-3R所組成的群組。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該組成物進一步包含至少一藥物傳遞媒介，其中該至少一藥物傳遞媒介連接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上，用於傳遞嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石至腫瘤細胞，以進行一中子捕獲治療。
本發明的另一目的在於提供一種用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，包含：提供一工件，其持有至少一奈米鑽石；將該工件設置在一離子佈植系統；以及藉由該離子佈植系統將至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內。
在本發明的其中之一較佳實施例中，藉由一離子佈植系統將至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內的步驟包含：藉由該離子佈植系統之一離子源組件產生離子；藉由該離子佈植系統之一擷取組件從該離子源組件擷取該離子以形成一離子束；藉由該離子佈植系統之一分析磁鐵從該離子束選取該至少一中子捕獲元素；以及將該至少一中子捕獲元素植入該工件，使得該至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該工件設置且支撐在該離子佈植系統之一終端上，以及該終端位在該離子束之一行經路徑上。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該組成物的製備方法進一步包含：共軛連接至少一化療藥物至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上。較佳地，該至少一化療藥物選自於由阿黴素以及唐黴素所組成的群組。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該組成物的製備方法進一步包含：耦接至少一中子捕獲治療藥物至嵌入有該至少一中子捕獲元素 之該至少一奈米鑽石，用以靶向傳遞該組成物至腫瘤細胞。較佳地，該至少一中子捕獲治療藥物選自於由BPA、BSH以及BSH-3R所組成的群組。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該組成物的製備方法進一步包含：連接至少一藥物傳遞媒介至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上，以將嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石傳遞至腫瘤細胞，以進行一中子捕獲治療。
本發明之另一目的在於提供一種中子捕獲治療方法，包含：對一主體施予一組成物，該組成物包含至少一奈米鑽石和至少一中子捕獲元素，其中該至少一中子捕獲元素藉由一離子佈植系統嵌入在該至少一奈米鑽石內。
本發明還提供一種用於中子捕獲治療之組成物，包含：至少一奈米鑽石；至少一中子捕獲元素，其中該至少一中子捕獲元素嵌入在該至少一奈米鑽石內；以及一用於促進腫瘤細胞之治療的媒介，該媒介連接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該媒介為一化療藥物。較佳地，該化療藥物選自於由阿黴素以及唐黴素所組成的群組。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該媒介為一中子捕獲治療藥物，用於將該組成物靶向傳遞至該腫瘤細胞。較佳地，該至少一中子捕獲治療藥物選自於由BPA、BSH以及BSH-3R所組成的群組。
在本發明的其中之一較佳實施例中，該媒介為一藥物傳遞媒介，用於將嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石傳遞至該腫瘤細胞，以進行一中子捕獲治療。
100‧‧‧熱中子
110‧‧‧10B粒子
120‧‧‧11B*粒子
130‧‧‧α粒子
140‧‧‧反沖7Li原子核
200‧‧‧組成物
210‧‧‧奈米鑽石
220‧‧‧中子捕獲元素
230‧‧‧嵌入有中子捕獲元素之奈米鑽石
300‧‧‧腫瘤細胞
310‧‧‧中子
330‧‧‧α粒子
340‧‧‧反沖7Li原子核
C‧‧‧對應第2B圖的局部放大圖
為了更清楚地說明本發明實施例或習知技術中的技術方案，下面將對實施例或習知技術描述中所需要使用的所附圖式作一簡單地介紹。下面描述中的所附圖式只是本發明的一些實施例，對於所屬領域的技藝人士而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。
第1圖繪示一種在習知技術中硼中子捕獲治療反應之示意圖；第2A圖顯示根據本發明之第一較佳實施例之組成物的示意圖；第2B圖顯示第2A圖之部分放大視圖；第2C圖顯示第2B圖之C部分之放大視圖；第2D圖顯示將中子捕獲元素植入奈米鑽石內以獲得第2A圖之該組成物之示意圖；第3圖顯示藉由施予第2A圖之該組成物而產生的中子捕獲治療反應之示意圖；第4圖顯示根據本發明之第二較佳實施例之組成物之示意圖；第5圖顯示根據本發明之第三較佳實施例之組成物之示意圖；第6圖顯示根據本發明之第四較佳實施例之組成物之示意圖；第7圖繪示利用一離子佈植系統製備組成物之方法之示意圖；以及第8圖繪示利用一電漿離子佈植系統製備組成物之方法之示意圖。
請參照附圖中的圖式，其中相同的組件符號代表相同的組 件。以下的說明是基於所例示的本發明具體實施例，其不應被視為限制本發明未在此詳述的其它具體實施例。
請參照第2A圖，其顯示根據本發明之第一較佳實施例之組成物200的示意圖。第2B圖顯示該組成物200之部分放大視圖，以及第2C圖進一步顯示第2B圖之C部分之放大視圖。如第2B圖所示，該組成物200包含複數個奈米鑽石210和複數個中子捕獲元素220。並且，如第2C圖所示以及參照第2D圖，該中子捕獲元素220是藉由一離子佈植系統直接地植入每一奈米鑽石210內，因而形成嵌入有中子捕獲元素220的奈米鑽石210。在第2B圖和第2C圖中，參考符號230是用於表示「嵌入有中子捕獲元素之奈米鑽石」，並且該組成物200包含複數個嵌入有中子捕獲元素之奈米鑽石230。在本發明中，由於該奈米鑽石210對於人體細胞而言不會展現細胞毒性，且在細胞功能中不會引起明顯地異常，故該奈米鑽石210特別有益地被應用於生醫和各種醫學應用中，例如藥物傳遞、治療、和診斷技術。應當注意的是，本發明的範圍不應只限定在使用該奈米鑽石，任何其他同樣在用於癌症診斷和治療中可展現無明顯毒性和優異的生物相容性之奈米粒子皆可被選用。
該中子捕獲元素220是選自於具有高中子捕獲截面的元素，例如硼-10(boron-10)、釓-157(gadolinium-157)等等，因此該組成物200適用於應用在中子捕獲治療中，其中該奈米鑽石210是作為一載具，用於在體內傳遞該中子捕獲元素220。眾所皆知地，惡性腦腫瘤，例如膠質母細胞瘤(glioblastoma multiforme，GBM)，為一種難以被救治的腫瘤。即使在經過各種治療(包含手術切除、放射治療以及化療)，平均存活時間仍短 於15個月。因此，本發明提供一種新的針對一主體(包含人類)的中子捕獲治療方法。
請參照第3圖，其顯示藉由施予第2A圖之該組成物200而產生的中子捕獲治療反應之示意圖。該組成物200的製備是藉由將該中子捕獲元素220(在此以10B粒子作為範例)嵌入該奈米鑽石210，接著再與傳遞藥物媒介合成，以將嵌入有該中子捕獲元素220的該奈米鑽石210傳遞至腫瘤細胞。在中子捕獲治療中，首先，該組成物200被施予至一主體。接著，該嵌入有該中子捕獲元素220的該奈米鑽石210會被引導至接近腫瘤細胞300的位置或該腫瘤細胞300的內部。當嵌入有該中子捕獲元素220(在此以10B粒子作為範例)的該奈米鑽石210吸收入射中子310後，10B粒子220會被激發成一不穩定的11B*粒子，該11B*粒子會經由衰變而釋放具高線性能量轉移(high linear energy transfer，LET)之一α粒子330和一反沖(recoiling)7Li原子核340。該高能量的α粒子330和反沖7Li原子核340的行程(travel ranges)大於該奈米鑽石210的尺寸，因此該高能量的α粒子330和反沖7Li原子核340可離開該奈米鑽石210以破壞附近的腫瘤細胞300。藉由離子植入法將該中子捕獲元素220嵌入該奈米鑽石210內，並且進一步進行合成以形成用於中子捕獲治療的治療標靶媒介，因此相較於以往，本發明可增強中子捕獲的情況以形成有效的治療，進而提升存活率以及治癒力。
再者，由於該奈米鑽石210具有較大的表面積對體積比(surface area to volume ratio)，故該奈米鑽石210具有較大的承載能力，可用於與各種類型的化合物和/或藥物進行合成，因此可有益於改變和利用該 奈米鑽石的表面功能特性，以針對特定的目的或多種目的用途，將其與治療媒介共軛連接。舉例來說，將局部分佈的藥物傳遞至腫瘤細胞、限制擴散以增加腫瘤細胞對藥物的攝取量、提供圖像能力以精確地定位到腫瘤細胞以及增加藥物保留期以進行腫瘤治療。並且，嵌入有該中子捕獲元素220的該奈米鑽石210也可以與螢光媒介和/或鐵磁性粒子進行合成，用以標定或追蹤腫瘤細胞。此外，相較於正常細胞，由於腫瘤細胞通常有過度表現的葉酸受體，故可藉由改變嵌入有該中子捕獲元素220的該奈米鑽石210的表面形成具有葉酸的改造物(folate moieties)的鏈鍵，以有效地靶向腫瘤細胞。因此，由具有葉酸的改造物的該奈米鑽石210(嵌入有該中子捕獲元素220)所靶向的腫瘤細胞，其在進行熱中子輻射照射後，是可有較高的死亡率。
請參照第4圖，其顯示根據本發明之第二較佳實施例之組成物之示意圖，其中每一奈米鑽石410不但包含有複數個中子捕獲元素420嵌入於其中，還與複數個化療藥物430共軛連接。該化療藥物430可被選自於由阿黴素(doxorubicin，DOX，(C27H29NO11))以及唐黴素(daunorubicin)所組成的群組。接著，通過中子輻射照射以進行中子捕獲治療，進而增強在各種腫瘤中腫瘤細胞的抑制和破壞效果，並且可降低所需化療藥物劑量的攝取，進而降低對正常細胞的傷害以及副作用的產生。相較於單獨將阿黴素用來治療抗藥性癌症，將阿黴素與奈米鑽石共軛連接可產生較佳的效果。因此，相較於傳統的化療，由於可進行額外的中子捕獲治療的功效，故可讓醫生降低化療的劑量，使病患產生較低的副作用。
請參照第5圖，其顯示根據本發明之第三較佳實施例之組成物之示意圖，其中奈米鑽石510不只包含複數個中子捕獲元素520嵌入於其中，還與複數個中子捕獲治療藥物530耦接。該中子捕獲治療藥物530可選自於由BPA(para-boronophenylalanine，(C9H12BNO4))、BSH(disodium marcaptoun-decahydrododecabotate)以及BSH-3R所組成的群組。在腫瘤靶向傳遞的用途上，可增強在腫瘤細胞周圍的中子捕獲總反應，並同時降低所需藥物劑量的攝取，以及降低對於正常組織的破壞和副作用的產生。由於將嵌入有該中子捕獲元素520的該奈米鑽石510與該額外的中子捕獲元素540(包含在該中子捕獲治療藥物530內)組合，其中該中子捕獲治療藥物530是合成且附接至該奈米鑽石510的表面，故可讓該組成物提供額外較強的中子捕獲治療。應當注意的是，在該納米鑽石510中的該中子捕獲元素520與在該中子捕獲治療藥物530中的該中子捕獲元素540兩者可為不同種類或相同種類的元素。相較於傳統的中子捕獲治療藥物傳遞系統，在本較佳實施例中該中子捕獲元素的總攝取濃度可有效的增加，因而增強中子捕獲治療效果。
請參照第6圖，其顯示根據本發明之第四較佳實施例之組成物之示意圖，其中每一奈米鑽石610不只包含複數個中子捕獲元素620嵌入於其中，還與複數個特定的藥物傳遞媒介630連接，以將嵌入有該中子捕獲元素620的該奈米鑽石610傳遞至特定的腫瘤細胞，以單獨進行中子捕獲治療，進而允許更多用於中子捕獲治療的腫瘤靶向傳遞藥物/媒介的開發。
有鑑於此，本發明揭示藉由離子佈植技術將該中子捕獲元素嵌入該奈米鑽石內，其可被用於中子捕獲治療或提供額外的中子捕獲治療功效，以更加有效地破壞腫瘤細胞。通過離子佈植技術將該中子捕獲元素包含在該奈米鑽石內以製備形成組成物，並且將該組成物傳遞至特定的腫瘤細胞，使得在腫瘤細胞的位置具有較高攝取濃度。在腫瘤細胞的位置若是具有較高濃度的中子捕獲元素(包含在該奈米鑽石內)，可通過中子輻射照射有效地破壞腫瘤細胞。
請參照第7圖，其繪示利用一離子佈植系統700製備組成物之方法之示意圖。該離子佈植系統700包含一高壓電源供應器710、一離子源組件720、一電弧腔體722、擷取組件724、一分析磁鐵730和一終端740。根據本發明，該組成物的製備方法包含以下步驟：提供一工件750，該工件750上持有奈米鑽石。將該工件750設置在該離子佈植系統700的該終端740上。將材料置入該電弧腔體722內，以藉由該離子源組件720產生離子。藉由該擷取組件724從該離子源組件720擷取該離子以形成一離子束760，其中該擷取組件724在該離子源組件720和該擷取組件724之間產生電位差，使得該離子束760獲得離開該離子源組件720的能量並朝往下游前進。藉由該分析磁鐵730從該離子束760中選取期望的中子捕獲元素。最後，藉由將具有一最終控制能量的該離子束760植入該工件750，以將該中子捕獲元素嵌入該奈米鑽石內，其中該工件750是位在該離子束760的行經路徑上。
在本實施例中，該中子捕獲元素(在此以10B粒子作為範例)可藉由將BF3氣體的饋料饋入該離子佈植系統700之該離子源組件720內而 生成。在該離子源組件720內，許多不同電離的帶電粒子可被形成，例如10B+、11B+、BF+、BF2 +等等。當該等離子通過該擷取組件724獲得能量並進入該分析磁鐵730，通過設定只有10B+會被該分析磁鐵730選取，並且通過不同的彎曲半徑將10B+與其他非預期的離子分離。包含10B+粒子的該離子束760會進入該終端740並且轟擊該工件750，其中該奈米鑽石被保持在該工件750上。將該10B+粒子嵌入在該奈米鑽石內可被用於製備用在中子捕獲治療的組成物。
請參照第8圖，其繪示利用一電漿離子佈植系統800製備組成物之方法之示意圖。在該實施例中，該電漿離子佈植系統800是用於將中子捕獲元素嵌入奈米鑽石內，且該奈米鑽石是被設置在該電漿離子佈植系統800的一轟擊標靶810上。
綜上所述，在本發明中，該組成物包含嵌入有中子捕獲元素的奈米鑽石，該中子捕獲元素是藉由一離子佈植系統嵌入至該奈米鑽石內，用於通過中子捕獲治療來治療腫瘤細胞。並且，可藉由離子注入劑量來控制嵌入至每一該奈米鑽石的該中子捕獲元素的總量，因此相較於傳統的中子捕獲治療藥物，在本發明的該組成物內具有較高總量的該中子捕獲元素。根據本發明，由腫瘤細胞所攝取之包含在該組成物內的該中子捕獲元素的量可顯著地提高，因而達到傳遞具有高濃度的該中子捕獲元素至該腫瘤細胞的功效，並且同時將正常細胞周圍的中子捕獲元素的濃度保持在相對較低的狀態。再者，該組成物是藉由將標靶藥物媒介與嵌入有該中子捕獲元素的奈米鑽石合成而成，如此所製成的奈米鑽石治療媒介是被傳遞至腫瘤細胞以進行中子捕獲治療，進而增強中子捕獲治療的效果。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，但上述較佳實施例並非用以限制本發明，所屬領域中的技藝人士，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以申請專利範圍中界定的範圍為准。
210‧‧‧奈米鑽石
220‧‧‧中子捕獲元素
230‧‧‧嵌入有中子捕獲元素之奈米鑽石
C‧‧‧對應第2B圖的局部放大圖

Claims (25)

  1. 一種用於中子捕獲治療之組成物，包含：至少一奈米鑽石和至少一中子捕獲元素，其中該至少一中子捕獲元素藉由一離子佈植系統嵌入在該至少一奈米鑽石內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該至少一中子捕獲元素包含硼-10(boron-10)或釓-157(gadolinium-157)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該離子佈植系統包含：一離子源組件，用於產生離子；一擷取組件，用於從該離子源組件擷取該離子以形成一離子束；一分析磁鐵，用於從該離子束選取該至少一中子捕獲元素；以及一終端，用於承載一工件，該至少一奈米鑽石保持在該工件上，且該工件位在該離子束之一行經路徑上，使得該至少一中子捕獲元素植入到該工件內，進而使得該至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該離子佈植系統包含一電漿離子佈植系統。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用於中子捕獲治療之組成物，進一步包含至少一化療藥物，其中該至少一化療藥物共軛連接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該至少一化療藥物選自於由阿黴素以及唐黴素所組成的群組。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於中子捕獲治療之組成物，進一步包 含至少一中子捕獲治療藥物，其中該至少一中子捕獲治療藥物耦接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上，用於靶向傳遞該組成物至腫瘤細胞。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該至少一中子捕獲治療藥物選自於由BPA、BSH以及BSH-3R所組成的群組。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之用於中子捕獲治療之組成物，進一步包含至少一藥物傳遞媒介，其中該至少一藥物傳遞媒介連接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上，用於傳遞嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石至腫瘤細胞，以進行一中子捕獲治療。
  10. 一種用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，包含：提供一工件，其持有至少一奈米鑽石；將該工件設置在一離子佈植系統；以及藉由該離子佈植系統將至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，其中該至少一中子捕獲元素包含硼-10(boron-10)或釓-157(gadolinium-157)。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，其中藉由一離子佈植系統將至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內的步驟包含：藉由該離子佈植系統之一離子源組件產生離子；藉由該離子佈植系統之一擷取組件從該離子源組件擷取該離子以形成 一離子束；藉由該離子佈植系統之一分析磁鐵從該離子束選取該至少一中子捕獲元素；以及將該至少一中子捕獲元素植入該工件，使得該至少一中子捕獲元素嵌入至該至少一奈米鑽石內。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，其中該工件設置且支撐在該離子佈植系統之一終端上，以及該終端位在該離子束之一行經路徑上。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，其中該離子佈植系統包含一電漿離子佈植系統。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，進一步包含：共軛連接至少一化療藥物至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，其中該至少一化療藥物選自於由阿黴素以及唐黴素所組成的群組。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，進一步包含：耦接至少一中子捕獲治療藥物至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石，用以靶向傳遞該組成物至腫瘤細胞。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備方法，其中該至少一中子捕獲治療藥物選自於由BPA、BSH以及BSH-3R所組成的群組。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之用於中子捕獲治療之組成物的製備 方法，進一步包含：連接至少一藥物傳遞媒介至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上，以將嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石傳遞至腫瘤細胞，以進行一中子捕獲治療。
  20. 一種用於中子捕獲治療之組成物，包含：至少一奈米鑽石；至少一中子捕獲元素，其中該至少一中子捕獲元素嵌入在該至少一奈米鑽石內；以及一用於促進腫瘤細胞之治療的媒介，該媒介連接至嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石上。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該媒介為一化療藥物。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該化療藥物選自於由阿黴素以及唐黴素所組成的群組。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該媒介為一中子捕獲治療藥物，用於將該組成物靶向傳遞至該腫瘤細胞。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該至少一中子捕獲治療藥物選自於由BPA、BSH以及BSH-3R所組成的群組。
  25. 如申請專利範圍第20項所述之用於中子捕獲治療之組成物，其中該媒介為一藥物傳遞媒介，用於將嵌入有該至少一中子捕獲元素之該至少一奈米鑽石傳遞至該腫瘤細胞，以進行一中子捕獲治療。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11555082B2 (en) 2018-02-20 2023-01-17 Tokyo Institute Of Technology P-boronophenylalanine derivative and composition containing same, and kit for producing said derivative and composition

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10582754B2 (en) 2017-03-08 2020-03-10 Toly Management Ltd. Cosmetic container
EP3849613A2 (en) 2018-06-01 2021-07-21 Tae Life Sciences Biodegradable nanocarriers for neutron capture therapy and methods thereof
US11219689B2 (en) 2018-10-16 2022-01-11 Tae Life Sciences, Llc Boron enriched linker (“BEL”) compositions for boron neutron capture therapy and methods thereof
WO2024044621A1 (en) * 2022-08-23 2024-02-29 San Jose State University Research Foundation Boronated nanoscale substrate and uses thereof

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100190957B1 (ko) * 1995-03-10 1999-06-15 김성년 방사성 키토산 착물, 방사성 키토산 응집입자 및 방사성키토산 착물 제조용 키트, 그리고 그들의 제조방법 및 용도
US6107102A (en) * 1995-06-07 2000-08-22 Regents Of The University Of California Therapeutic microdevices and methods of making and using same
US6458430B1 (en) * 1999-12-22 2002-10-01 Axcelis Technologies, Inc. Pretreatment process for plasma immersion ion implantation
JP3690517B2 (ja) * 2002-02-28 2005-08-31 住友イートンノバ株式会社 イオン注入方法及びイオン注入装置
US20080073646A1 (en) * 2006-08-11 2008-03-27 Akhan Technologies,Inc. P-channel nanocrystalline diamond field effect transistor
CN101154476A (zh) 2006-09-26 2008-04-02 王黎 一种放射性示踪剂的生产方法
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
JP5168690B2 (ja) * 2007-03-23 2013-03-21 独立行政法人産業技術総合研究所 ホウ素ナノ粒子又はホウ素含有ナノ粒子及びその製造方法
KR100948408B1 (ko) * 2008-02-25 2010-03-19 원광대학교산학협력단 4-(오쏘-카보란-1-일)페놀 유도체, 이의 제조방법 및 이를포함하는 약학적 조성물
CN101284161A (zh) * 2008-05-27 2008-10-15 同济大学 具有放疗和温热疗双重功能的微粒及其制备方法
JP2011178668A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Osaka Univ Ｍｒｉ造影剤
CN101879427B (zh) 2010-06-29 2013-02-06 南京大学 载有盐酸阿霉素的天然高分子-聚(3-丙烯酰胺基苯硼酸)复合纳米微球及其制法和用途
JP2012206863A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Shiga Univ Of Medical Science 蛍光ナノダイヤモンド
TWI454281B (zh) * 2011-10-06 2014-10-01 Nat Univ Tsing Hua 硼酸於硼中子捕獲治療肝癌之用途
CN103007306A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 复旦大学 一种钐-153和/或镥-177标记阴阳离子型无机盐纳米材料的方法及其应用
RU2543184C2 (ru) 2013-04-01 2015-02-27 ЗАО "Алмазный Центр" Синтетический радиоактивный наноалмаз и способ его получения
JP6241943B2 (ja) * 2014-03-14 2017-12-06 学校法人東京理科大学 ボロンドープダイヤモンドナノ粒子の製造方法
CN104399094B (zh) * 2014-11-03 2017-02-15 苏州大学附属第一医院 靶向硼制剂及其制备方法
CN104524594B (zh) * 2015-01-06 2017-03-15 山西大学 纳米钻石表面修饰负载甲氨蝶呤的药物及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11555082B2 (en) 2018-02-20 2023-01-17 Tokyo Institute Of Technology P-boronophenylalanine derivative and composition containing same, and kit for producing said derivative and composition
TWI804579B (zh) * 2018-02-20 2023-06-11 國立大學法人東京工業大學 對硼酸基苯丙胺酸衍生物及其用途，含有該衍生物之組成物，以及用以製造此等之套組

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