专利摘要

本发明公开了一种铁磁性微晶玻璃空心微球，其特征在于化学组成(wt％)为：P2O56.5％、SiO228％、CaO37.5％、Fe2O328％。其制备方法包括如下步骤：S1，采用水热法制备核壳型Fe3O4/C材料；S2，采用共沉淀法在Fe3O4/C材料表面包覆P2O5、SiO2、CaO；S3，对样品进行煅烧处理得到CaO‑Fe2O3‑SiO2‑P2O5系铁磁性微晶玻璃空心微球。本发明一种铁磁性微晶玻璃空心微球及其制备方法和应用，操作简单，能耗低，能够制备粒径较均一、具备微孔结构的CaO‑Fe2O3‑SiO2‑P2O5系铁磁性微晶玻璃空心微球，而且样品在较低磁场强度可以实现对癌细胞的有效杀伤。此外，应用此方法产生的微晶玻璃空心微球还可以实现药物负载，从而实现磁热疗和药物化疗的有效结合，具备较强的应用前景。

权利要求

1.一种铁磁性微晶玻璃空心微球，其特征在于，化学组成(wt％)为：P₂O₅6.5％、SiO₂28％、CaO 37.5％、Fe₂O₃28％。

2.一种铁磁性微晶玻璃空心微球的制备方法及应用，其特征在于，包括如下步骤：

S1，采用水热法制备核壳型Fe₃O₄/C材料；

S2，采用共沉淀法在Fe₃O₄/C材料表面包覆P₂O₅、SiO₂、CaO；

S3，对样品进行煅烧处理得到CaO-Fe₂O₃-SiO₂-P₂O₅系铁磁性微晶玻璃空心微球。

3.根据权利要求2所述的一种铁磁性微晶玻璃空心微球的制备方法及应用，其特征在于，所述步骤S1中，模板为碳球，原料为葡萄糖和FeCl₃·6H₂O，水热温度为180℃，水热时间为6h。

4.根据权利要求2所述的一种铁磁性微晶玻璃空心微球的制备方法及应用，其特征在于，所述步骤S2中，油浴温度为40℃，反应时间为24h，反应完全后离心分离，转速为10000转，离心时间为6min。

5.根据权利要求2所述的一种铁磁性微晶玻璃空心微球的制备方法及应用，其特征在于，所述步骤S3中，热处理制度为以5℃/min升至650℃保温40min，再以3℃/min升至950℃保温1h后，随炉冷却。

6.根据权利要求2所述的一种铁磁性微晶玻璃空心微球的制备方法及应用，其特征在于，空心微球主要用于磁热疗中的热种子材料及药物的缓释。

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体是涉及一种铁磁性微晶玻璃空心微球、制备方法及应用。

背景技术

癌症的治疗方法成为现今医学与生命科学领域共同面临的挑战性课题。传统放疗和化疗都会对人体的正常部位产生损害，因此人们一直在探求新的治疗方法。磁介导热疗预先在肿瘤部位植入热种子材料，而后在体外施加交变磁场，通过磁滞生热加热肿瘤部位，可以使癌细胞坏死，而正常细胞不被伤害。因此具有定位准确、加热均匀、控温方便、安全可靠等优点。

目前，国内外用于磁介导热疗的热种子材料已经在动物实验和临床试验中取得了显著的效果，但上述研究仅利用了热种子材料的磁热性能，未能将其它疗法和磁介导热疗结合起来以提高其治疗效果。具有磁性和放射性的微晶玻璃微球、制备方法及应用(申请号201010022801.X)将微晶玻璃磁热性能和放射性疗法结合，需要经中子堆辐照处理，处理过程复杂，而且小球为实心小球。本发明将微晶玻璃制成空心微球，将铁磁性微晶玻璃的磁热性能和空心微球的药物缓释性能结合在一起，从而将磁热疗法与传统的药物化疗相结合。空心微球具有很大的比表面积和比孔容，且可以在材料的孔道里固定包埋各种药物，并对药物起到控释作用，提高药效的持久性，促进癌症治疗的效果；此外还可利用磁性的导向作用，有效、准确地击中靶细胞和病变部位，充分发挥药物的疗效。

现阶段空心微球的制备主要采用有机模板法或喷雾冷冻干燥法，如一种空心微晶玻璃微球的制备方法(申请号201210168584.4)和一种空心陶瓷微球及其制备方法(申请号201310315521.1)；一种多孔空心陶瓷微球的制备方法(申请号201610293836.4)等，其中模板法中有机模板制备过程复杂，制备成本较高，而喷雾冷冻干燥则限制其大规模生产，因此本发明在模板法的基础上引入共沉淀法制备空心微球，不仅制备工艺简单，而且在热处理过程中碳球可充当还原介质从而确保磁铁矿的形成，这样可在普通马弗炉而不是气氛炉中煅烧，节省了生产成本，有利于产品的推广生产。

本发明微晶玻璃空心微球的制备操作简单，耗时短，能耗低，产品能够有效杀死癌细胞，而且可以实现对药物的缓释作用，在磁热疗中有广泛的应用前景。

发明内容

1.本发明为解决磁热疗中存在的技术问题而提供一种微晶玻璃空心微球。其特征在于化学组成(wt％)为：P₂O₅6.5％、SiO₂28％、CaO 37.5％、Fe₂O₃28％.

2.本发明一种铁磁性微晶玻璃空心微球的制备方法，包括如下步骤：S1，采用水热法制备核壳型Fe₃O₄/C材料；S2，采用共沉淀法在Fe₃O₄/C材料表面包覆P₂O₅、SiO₂、CaO；S3，对样品进行煅烧处理得到CaO-Fe₂O₃-SiO₂-P₂O₅系铁磁性微晶玻璃空心微球。

所述步骤S1中，原料为葡萄糖和FeCl₃·6H₂O，水热温度为180℃，水热时间为6h。

所述步骤S2中，油浴温度为40℃，反应完全后离心分离，转速为10000转，离心时间为6min。

所述步骤S3中，热处理制度为以5℃/min升至650℃保温40min，再以3℃/min升至950℃保温1h后，随炉冷却后取出样品。

3.本发明中，微晶玻璃空心微球的粒径为5-15μm，饱和磁化强度为10.52emu/g，在0.56kA/m交变磁场下升温幅度可达16℃，可采用注射或磁靶向引导到达病变部位，对LoVo癌细胞的致死率可达95％，因此可用于磁介导热疗及相关联合疗法。

附图说明

图1为铁磁性微晶玻璃空心微球的制备工艺流程图；

图2为微晶玻璃空心微球的放大1200倍扫描电镜照片；

图3为微晶玻璃空心微球的放大12000倍扫描电镜照片，其中的微球表面有微孔；

图4为结构不完整的空微晶玻璃空心微球的扫描电镜照片；

图5为微晶玻璃空心微球的磁热升温曲线；

图6为交变磁场下微晶玻璃空心微球对LoVo癌细胞的杀伤效果图

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种铁磁性微晶玻璃空心微球制备方法及应用作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种铁磁性微晶玻璃空心微球及其制备方法和应用，首先采用水热法制备核壳型Fe₃O₄/C材料，然后采用共沉淀法在Fe₃O₄/C材料表面包覆P₂O₅、SiO₂、CaO，最后对样品进行煅烧处理得到CaO-Fe₂O₃-SiO₂-P₂O₅系铁磁性微晶玻璃空心微球。

步骤一、把8g葡萄糖粉末和1mol的FeCl₃·6H₂O溶解于60m L的去离子水中，搅拌15min，然后向其中加入16g NaAc，随即溶液变成酒红色，加入制备好的碳球，将上述混合物超声混合10min后，继续用磁力搅拌器搅拌15min后置于100m L聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中并密封，180℃条件下水热反应6h，自然冷却至室温后，将反应后的固液产物用磁铁分离。将固相产物分别用去离子水和无水乙醇进行超声洗涤，洗涤后的固相产物在90℃条件下真空干燥5h，得到最终的黑色固体粉末即为Fe₃O₄/C材料。

步骤二、首先，称取少量Fe₃O₄/C微球加入单口烧瓶中，量取25ml去离子水，25ml乙醇，加入烧瓶中，将烧瓶固定于油浴锅中40℃搅拌加热。然后，称量80mg十六烷基三甲基溴化氨，40℃溶于10ml蒸馏水中，待溶解完全，加入烧瓶中。其次，依次量取1ml氨水，5ml无水乙醇，按比例量取正硅酸乙酯和磷酸三乙酯，先将氨水加入烧瓶之中，随后将剩下的液体加入烧瓶中，反应25min。最后，称取无水CaCl₂，加入10ml水溶解在烧杯中，用胶头滴管缓慢的向烧瓶加入氯化钙溶液，待完全加入后，让混合溶液反应24小时。反应结束之后，将底层的沉淀转移到离心管离心，转速10000转，时间为6min，离心结束后，倒掉上层清液，再用无水乙醇和去离子水各洗涤一次，产物在90℃条件下干燥6h。

步骤三、将产物置于马弗炉中，以2℃/min升至650℃保温40min，再以3℃/min升至950℃保温1h后，随炉冷却后取出样品(图2，3，4)。

本发明一种铁磁性微晶玻璃空心微球及其制备方法和应用，操作简单，能耗低，能够制备粒径较均一的核壳结构CaO-Fe₂O₃-SiO₂-P₂O₅系铁磁性微晶玻璃空心微球，微球具备良好的磁热性能(图5)，而且样品在较低磁场强度可以实现对癌细胞的有效杀伤，致死率可达95％(图6)。此外，应用此方法产生的微晶玻璃空心微球还可以实现药物负载，从而实现磁热疗和药物化疗的有效结合。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

一种铁磁性微晶玻璃空心微球的制备方法及应用专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。