纳米级活性炭,其制备及其用途制造技术

技术编号:1412673 阅读:383 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种新的纳米级活性碳,其制备方法及其作为医疗靶向治疗用载体或净化环境等用途,尤其是用作对腹腔和淋巴组织,具有特殊选择性的抗癌药载体或水处理等。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
纳米级活性碳,其制备及其用途专利
本专利技术涉及一种新的纳米级活性碳,其制备方法及其作为医疗靶向治疗用载体或净化环境等用途,尤其是用作对腹腔和淋巴组织具有特殊选择性的抗癌药载体或水处理等。
技术介绍
目前癌症治疗的最大困难在于其转移和复发。无论对于手术切除和化学治疗,转移和复发都是导致治疗失败的根本原因。手术可以切除较大的癌灶,但对于肉眼看不到的微小癌灶及游离的癌细胞却无能为力,且于手术时由于癌细胞脱落造成的腹腔种植转移,也是术后复发和转移的重要原因。尤其对于胃癌,腹腔种植转移可占术后复发和转移的50%以上。找到能够防止脱落癌细胞腹腔种植转移的方法,将可减少术后癌的转移和复发,提高根治率。淋巴道是癌细胞转移的主要途径,占所有癌转移的90%以上。化疗可杀灭淋巴道内微小癌灶和游离癌细胞,减少癌的转移和复发,但目前化疗药物都缺乏对癌组织及癌细胞的选择性,往往因为机体不能耐受抗癌药的毒性而导致化疗失败。因此,找到对淋巴道内癌组织和癌细胞进行选择性治疗的方法,将改善治疗癌症的效果。如上所述,手术时的腹腔种植转移和自然条件下的淋巴道转移是癌转移的主要途径。腹腔化疗和淋巴化疗是近年兴起的针对癌的转移和复发而采用的一种高选择性,高浓度,超强化的化疗手段。这种手段提高化疗药物在腹腔和淋巴系统内的浓度,而很少进入血液循环,因此可充分发挥抗癌药的作用,杀灭腹腔或淋巴转移癌灶而很少造成系统损害。这种腹腔化疗和淋巴化疗所用的抗癌药载体是活性碳,目前所用的活性碳大多为41μm,已有人将其粉碎至2μm。用活性碳吸附抗癌药后注射于腹腔和癌区组织内,由于其较大的粒度及其生物惰性因此不被毛细血管-->吸收(毛细血管只允许粒径小于9nm的粒子通过)而只能进入淋巴管。进入淋巴管的活性碳随淋巴引流系统而移行,到达各处淋巴结并被其截留,在此长期存留并缓慢释放抗癌药,杀灭已转移到此的微小癌灶及游离癌细胞或作为伏兵,待游离癌细胞到来时将其消灭,因此减少癌的转移和复发。但目前腹腔化疗和淋巴化疗所用的载体活性碳存在着一些问题,影响其临床应用:一是目前所所用活性碳的粒径较大(均大于微米级)因此因注射或自破裂的血管壁进入血液循环时,有造成栓塞的危险;二是目前所用的活性碳的表面粗糙,形态不规则,有尖锐的棱角,用于腹腔化疗时对腹膜刺激性大,易引起腹腔炎症和粘连;三是活性碳粒径较大时存在有大、中、小三种孔径,对于抗癌药的吸附主要是小孔径的作用,因此对抗癌药的吸附率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服已知医用活性碳的不足,寻找更好的活性碳。本专利技术人经研究现已研制出一种新的纳米级活性碳,其特征在于:平均粒径为299±190nm,最大直径与其宽度比为1.0~1.3∶1。该纳米级活性碳表面规则平滑,形态近圆型,粒径在纳米级,故在使用时不会造成栓塞,不会引起腹腔炎症或粘连;提高对抗癌药吸附率;提高对环境如水处理的效果等。本专利技术基于上述发现得已完成。本专利技术第一方面涉及纳米级活性碳,其特征在于所述活性碳的粒径分布于10-810nm,平均粒径为299±188nm。本专利技术还涉及纳米级活性碳作为药用载体的用途。本专利技术进一步涉及制备纳米级活性碳的方法,其包括a)将市售粉状活性碳用球磨机球磨40-60小时;b)将a)中球磨过的活性碳用三次蒸馏的水进行混悬;c)将b)中活性碳的悬浮液静置至少72小时;d)将c)中沉淀后的上清液通过0.22μm的微孔滤膜进行滤过,滤去水分;-->e)将d)中纳米活性碳在120℃条件下干燥2小时。根据本专利技术,本专利技术的纳米级活性碳表面规则平滑,形态近似圆形,其中纳米级活性碳的最大直径与其宽度的比在1.0-1.3∶1。由此,当本专利技术纳米级活性碳用于腹腔给药的载体时,在腹腔注射后对腹腔刺激性小,腹部无腹痛及异常反应,不引起腹部炎症和腹腔粘连,同时本专利技术纳米级活性碳可长期聚集在腹壁的淋巴组织,这为包括抗癌物的药物长期在腹腔及腹壁淋巴组织内维持有效药物浓度提高了可靠基础。根据本专利技术,本专利技术中所述的“药物”是指任何能用本专利技术纳米级活性碳作为载体从而使其药效有所改善的药物,例如抗癌药,如丝裂霉素或环磷酰胺等。本专利技术中所述“净化或处理环境”指净化或处理生命体如人类,物质及自然界的环境,如本专利技术纳米级活性碳作为吸附剂用于毒物或药物中毒的解毒,制备药物时用于热源的去除,饮用水的处理,及空气的净化等。根据本专利技术,本专利技术的纳米级活性碳由于其粒径在纳米级,远小于毛细血管的直径,因此即使偶尔进入血液循环,也不会造成栓塞,因此具有较大的安全性,从而可用于癌靶向治疗。通过小鼠尾脉注射实验表明,其半数致死量为25mg/kg,明显小于41μm的医用活性碳。进一步讲,本专利技术的纳米级活性碳由于其粒径小,形态近圆形,表面平滑,因此对腹腔的刺激性小,腹腔注射后,小鼠无腹痛及异常反应,不引起炎症和腹腔粘连。由图5可以看出。小鼠腹腔注射1周后,对周围组织无刺激,未引起炎症反应(图5)。更具体讲,本专利技术纳米级活性碳改善了医用活性碳的大小和形态特征,减小了其毒性和刺激性,可避免腹腔炎症和粘连并发症,是药物如癌腹腔化疗和淋巴化疗中抗癌药的理想载体。这种纳米活性碳抗癌靶向治疗载体尤其适用于胃癌的腹腔化疗和淋巴化疗,同样也可用于结肠癌、乳腺癌、皮肤癌、鼻咽癌等以淋巴道转移为主的癌的淋巴化疗。另外,本专利技术的纳米活性碳,在其它方面也具有极大的应用潜力。这些方面包括:由于其粒径减小,其孔径主要由小孔径组成,因此具有更高的吸附率。这一特性使其在用于毒物吸附时具有更佳的疗效,如用于毒物、药-->物中毒时的洗胃液中的吸附剂或用作止泻剂;由于其粒径小,因此其粒子间的间隙也小,因此具有更好的滤过特性。加之前述的良好吸附性能,用于药物制备时可更有效的除去热源;用于饮用水的净化,可更有效的除去水中的杂质。本专利技术的纳米级活性碳可如下制备:a)用球磨机球磨市售活性碳或市售医用活性碳60小时,b)将a)中球磨后的活性碳混悬于经过三次蒸馏后的水中,c)将b)中活性碳的混悬液静置72小时,d)取c)中沉淀后的上清液通过孔径为0.22μm的微孔滤膜,滤去水分,e)将滤去水分后或经二次沉淀的d)中活性碳在120℃条件下活化2小时。本专利技术纳米级活性碳的检测及确定是用原子力显然镜进行,方法是将纳米活性碳重新悬浮于经三次蒸馏后的水中,取6μl水悬浮液滴加于新鲜裂解的云母表面,以一盖玻片盖于其上,用滤纸吸去水分。一小时后去掉盖玻片,凉干,即可用原子力显微镜进行观察。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的纳米活性碳的原子力显微镜检测图像,其中纳米级活性碳粒径分布于10-810nm;平均粒径为299±188nm,形状近似球型;图2是本专利技术实施例1制备的纳米活性碳的粒径分布,其中粒径500nm以下的活性碳占90%以上,最小粒径10nm,最大粒径810nm;图3是本专利技术实施例1制备的纳米活性碳的最大直径与其宽度的比值,该比值为1.0-1.3∶1;图4是本专利技术实施例1制备的纳米活性碳腹腔注射1周后在腹壁淋巴系统中的存在情况。腹腔粘膜无红肿及刺激现象,无炎症,无粘连;图5是本专利技术实施例1制备的纳米活性碳注射1周后的病理检验。纳米活性碳存在于淋巴组织中,毛细胞血管内没有碳粒。纳米活性碳周围-->没有炎症细胞的浸润,没有结缔组织的增生现象。具体实施方式下面的实施例是对本文档来自技高网
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【技术保护点】
纳米活性碳,其特征在于,纳米活性碳的平均粒径为299±188nm。

【技术特征摘要】
1、纳米活性碳,其特征在于,纳米活性碳的平均粒径为299±188nm。2、权利要求1的纳米活性碳,其中纳米活性碳颗粒的直径与其宽之比为1.0-1.3∶1。3.权利要求1或2的纳米活性碳,其中粒径在500nm以下的纳米活性碳占整个纳米活性碳的至少90%。4.纳米级活性碳的制备方法,其包括:a)用球磨机球磨市售活性碳或市售医用活性碳60小时,b)将a)中球磨后的活性碳混悬于经过三次蒸馏后的水中,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张英鸽孙岚曲秋莲
申请(专利权)人:中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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