一种具有肿瘤微波热疗及CT成像功能的空心二氧化锆纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种具有肿瘤微波热疗及CT成像功能的多功能空心二氧化锆纳米材料，该空心纳米材料直径为50～1000nm，壳层厚度为10～500nm。本发明专利技术制备的多功能空心二氧化锆纳米材料粒径分布较窄、壳层厚度以及尺寸可控、在水中与乙醇中均具有良好的分散性。本发明专利技术中首次将空心二氧化锆纳米材料同时应用于肿瘤微波热疗及CT成像技术领域，取得了良好的治疗与成像效果，大大提高了诊断治疗效率，同时可以实现诊疗一体化的目标，具有良好的临床应用价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种具有肿瘤微波热疗及CT成像功能的多功能空心二氧化错纳米材料，该空心纳米材料直径为50?lOOOnm，壳层厚度为10?500mn。本专利技术制备的多功能空心二氧化错纳米材料粒径分布较窄、壳层厚度以及尺寸可控、在水中与乙醇中均具有良好的分散性。本专利技术中首次将空心二氧化锆纳米材料同时应用于肿瘤微波热疗及CT成像
，取得了良好的治疗与成像效果，大大提高了诊断治疗效率，同时可以实现诊疗一体化的目标，具有良好的临床应用价值。【专利说明】一种具有肿瘤微波热疗及CT成像功能的空心二氧化锆纳 米材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及空心二氧化锆纳米技术及其生物应用领域。更具体地，涉及一种具有 肿瘤微波热疗及CT成像功能的多功能空心二氧化锆纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，在世界范围内癌症发病率仍处于上升阶段，癌症现状不容乐观（Nanoscale， 2012, 4, 330-342, Nanoscale, 2013, 5, 12409-12424)。2013 年全球新发癌症人数为 1400 多 万，预计到2030年将上升到2000万以上。对于我国，全国每6分钟就有一人被确诊为癌症， 每天有8550人成为癌症患者，约有22%的人患有癌症，每7?8人中就有一人死于癌症，累 计率（0?74岁）为我国居民因癌死亡的几率为12.94%。由于种种原因，未来10年，中国 的癌症发病率与死亡率将继续攀升。预计到2020年，中国每年的癌症死亡总数将达300万 人左右，患病总数将达660万人。 因此，癌症在将来的几十年内仍然是个威胁人类健康的严重的问题，给社会、家 庭和个人带来巨大的负担和痛苦。以往的癌症治疗手段主要通过化疗、放疗、手术等进 行，未免会给病人带来一定痛苦以及副作用，因此，科学技术的逐步发展以及纳米技术的 日益完善，为癌症诊断治疗带来新的契机。作为一种非侵袭式局部加热，微波热疗技术 具有无创或微创、安全性较好、相关组织内部加热温度更高、消融体积更大，消融时间更 快和热流分布更加均匀的优点，在肿瘤的治疗中逐渐引起大家关注。微波热疗的机理是 利用微波的热效应进行肿瘤的热疗。在微波进入生物组织时，会产生微波的传输和能量 的吸收，从而在组织内形成一定的温度升高。当温度达到43°C以上时，可以有效地杀死 肿瘤细胞，进而实现热疗目的（〇&『乜(^18(3.11^61'.1^1(1.2010,33(4)，818-827，？1^8.]^(1· Biol. 2012, 57 (8)，2309-2327, Nat. Rev. Drug. Discov. 2010, 615-27)。 专利号为US20110034916A1的美国专利，公开了一种可用于肿瘤微波热疗的磁性 纳米颗粒的制备方法及应用；专利号为US005330518A与专利号为US005861021A的美国专 利，也公开了微波热疗技术在肿瘤治疗中的应用，且取得了良好的治疗效果。但是将具有微 波增敏性能的离子液体应用于肿瘤微波热疗领域还未见报道。 CT成像技术作为一种成熟的医疗影像诊断手段，具有扫描速度快、图像无组织结 构重叠、解剖关系明确、图像清晰、密度分辨率高、无创伤与痛苦等优点（J. Nucl. Med. 2013， 54(11),1938-1945, JACC-Cardiovasc. Imag. 2013, 6(12), 1229-1238, Clin. Oral Implant. Res. 2013, 24(7)，746-749)。为了增强CT影像效果，在临床上常常需要使用造影剂。CT影 像中使用的造影剂有以下几种类型：①静脉或动脉血管内注射用造影剂；②胆系造影剂； ③胃肠道口服造影剂；④椎管和脑室CT造影用造影剂；⑤肝脾特异性造影剂；⑥淋巴系统 造影剂。本专利技术在研究中发现，二氧化锆材料自身具有良好的CT增敏性能，可以作为良好 的CT造影剂，而且该材料较长的体内血液循环、优异的体内安全性、肿瘤组织特异性、成本 较低及高灵敏度的特点，有望成为构建新型CT造影剂的首选材料。 传统临床上，疾病的诊断和治疗是两个独立过程，诊断和治疗用药也是两种独立 的药物。癌症患者为接受相应仪器诊断，通常要使用造影剂，而治疗时还要使用其他药物。 这样两次医疗过程间隔时间较长，容易贻误最佳治疗时机，还会增加患者的痛苦和风险。另 夕卜，由于诊断用药物和治疗用药物通常都对患者有一定的副作用，分为两次用药会增大患 者不必要的痛苦和风险。因此，诊断用药和治疗用药能否合二为一，一直是生物医药界的一 大难题。本专利技术将具有CT增强性能的空心二氧化锆内核附载具有微波增敏性能的离子液 体，得到一种多功能纳米材料，可同时应用于肿瘤微波热疗领域以及CT成像领域，从而实 现肿瘤的诊疗一体化。目前本专利技术所述的多功能纳米材料还未见报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种具有肿瘤微波热疗及CT成像功能的 多功能空心二氧化锆纳米材料，该空心纳米材料具有良好的生物相容性，无毒副作用，可以 直接用于动物体内，将其应用于肿瘤微波热疗以及CT成像技术，具有很好的临床诊疗应用 价值。 本专利技术要解决的第二个技术问题是提供用于肿瘤微波热疗及CT成像技术的多功 能空心二氧化锆纳米材料的制备方法，本方法制备的空心纳米材料形貌良好，粒径分布窄， 壳层厚度、粒径可控。 本专利技术要解决的第三个技术问题是提供多功能空心二氧化锆纳米材料在肿瘤微 波热疗中的应用。 本专利技术要解决的第四个技术问题是提供多功能空心二氧化锆纳米材料在CT成像 技术中的应用。 为解决上述第一个技术问题，本专利技术采用下述技术方案： 一种用于肿瘤微波热疗及CT成像技术的多功能空心二氧化锆纳米材料，所述空 心纳米材料直径为50?lOOOnm，所述空心纳米材料的壳层厚度为10?500nm ;所述空心纳 米材料内核附载了具有微波增敏性能的离子液体。 优选地，所述空心纳米材料直径为250?450nm，所述空心纳米材料的壳层厚度为 50 ?120nm。 所述空心纳米材料粒径分布较窄、壳层厚度以及尺寸可控、在水中与乙醇中均具 有良好的分散性；所述空心纳米材料，其壳层材料二氧化锆具有CT增强性能，可应用于生 物体内CT成像造影剂。 优选地，所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪 唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑L乳酸盐、氯化1-氰甲基-3-甲基咪唑、氯化1-羧甲 基-3-甲基咪唑或氯化1-胺丙基-3-甲基咪唑中的一种或几种。 为解决上述第二个技术问题，本专利技术采用下述技术方案： 用于肿瘤微波热疗与CT成像技术的多功能空心二氧化锆纳米材料的制备方法， 包括如下步骤： 1)将离子液体分散于无水乙醇中，体积分数为1?10%，超声或搅拌分散均匀； 2)向步骤1)得到的离子液体分散液中加入空心二氧化锆纳米材料，质量体积分 数为1?10mg ml/1，在真空状态下超声处理30?60分钟； 3)将步骤2)得到的附载有离子液体的空心二氧化锆纳米材料依次用无水乙醇与 去离子水洗涤，得到多功能空心二氧化锆纳米材料。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于肿瘤微波热疗及CT成像技术的多功能空心二氧化锆纳米材料，其特征在于：所述空心纳米材料直径为50～1000nm，壳层厚度为10～500nm；所述空心纳米材料的内核附载了具有微波增敏性能的离子液体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟宪伟，史海堂，谭龙飞，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11