放射性纳米颗粒及其制造和使用方法技术

技术编号:17739947 阅读:29 留言:0更新日期:2018-04-18 15:07
一方面,本文描述了放射性纳米颗粒。在一些实施方案中,本文所述的放射性纳米颗粒包括金属纳米颗粒核心、设置在所述金属纳米颗粒核心上方的金属外壳、及设置在所述金属纳米颗粒核心内或所述金属外壳内的金属放射性同位素。在一些情况下,所述放射性纳米颗粒具有约30‑500ran的三维尺寸。另外,在一些实施方案中,所述放射性纳米颗粒还包括设置在所述金属纳米颗粒核心与所述金属外壳之间的金属内壳。所述金属纳米颗粒核心、金属外壳、及所述放射性纳米颗粒的金属内壳可具有各种金属组成。

Radioactive nanoparticles and their manufacturing and using methods

On the one hand, this paper describes the radioactive nanoparticles. In some embodiments, the radioactive nanoparticles including metal nanoparticles, core is arranged in the metal shell, the metal nanoparticle core above and is arranged on the metal nanoparticle core or the metal shell and the metal in the radioactive isotope. In some cases, dimensions of the radioactive particles are about 30 500ran. In addition, in some embodiments, the radioactive nanoparticle also includes a metal inner shell disposed between the metal nanoparticle core and the metal shell. The metal inner shell of the metal nanoparticle core, the metal shell, and the radioactive nanoparticles can be composed of various metals.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放射性纳米颗粒及其制造和使用方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年5月22日提交的美国专利申请序列号14/719,921的优先权,其为于2011年6月15日提交的美国专利申请序列号13/161,251的部分继续申请,其依照35U.S.C.§119(e)要求于2010年6月16日提交的美国临时专利申请序列号61/355,364的优先权,这些专利申请各自据此以引用的方式整体并入。关于联邦资助研究的声明本专利技术得到由美国国家科学基金会提供的合同ECCS-0901849的政府资助。政府对本专利技术享有某些权利。专利
本专利技术涉及放射性纳米颗粒以及制造和使用放射性纳米颗粒的方法,包括用于近距离放射疗法。背景放射性同位素在治疗如癌症的疾病中的使用可追溯到20世纪初。具体说来,局部放射疗法变为许多癌症的标准治疗选择。为了将放射线限制于肿瘤位点,两种通用方法目前应用于临床实践中:(1)使用放射性药物的全身放射性同位素疗法,和(2)“密封源”放射疗法或近距离放射疗法。在第一种方法中,向患者全身施用放射性构建体。然后将施用的构建体通过代谢或特定的生物事件靶向肿瘤。发射β-粒子、α-粒子或俄歇电子(Augerelectron)的放射性核素已用于此方法中。遗憾的是,许多放射性药物在肿瘤位点内的靶向功效和滞留率仍是尚待解决的主要问题。正常组织对放射性药物的非所需的摄取也仍然是全身放射疗法存在的一个问题。在近距离放射疗法中,将放射源放入肿瘤体积中或紧挨着肿瘤体积。在先前的近距离放射疗法方法中,将放射性同位素包封于毫米尺寸的金属容器或胶囊中以确保辐射源保持在所需位置处,如植入位点。另外,由于对穿透金属胶囊的需要,发射γ或X射线的放射性同位素通常用于先前的近距离放射疗法方法中。对于临床应用,近距离放射疗法胶囊或“种子”通过手术操作永久地放入肿瘤中。由近距离放射疗法种子发射的放射线因此用于“由内向外地”治疗肿瘤,而不会与外放射疗法横穿同样多的正常组织。然而,毫米尺寸的近距离放射疗法种子的手术植入可引起许多不良副作用且极大地限制了近距离放射疗法对于不同肿瘤类型、大小和位置的应用。因此,仍需要改进的放射性组合物,包括用于医学应用,如疾病的放射治疗。概述一方面,本文描述了放射性纳米颗粒,其在一些情况下可提供与一些其它纳米颗粒相比的一个或多个优点。例如,在一些情况下,本文所述的放射性纳米颗粒能够实现非手术的近距离放射疗法。具体说来,本文所述的放射性纳米颗粒可作为高度分散的和均匀的溶液或胶体被注射到肿瘤位点中。此外,放射性纳米颗粒可保留在注射位点处持续很长时间。以此方式,本文所述的组合物可避免与手术有关的一些并发症和不良影响,同时还提供改进的疗效。此外,本文所述的放射性纳米颗粒还可扩展有待用于具有小尺寸的肿瘤和/或位于更难通过手术方式安全进入的患者区域内的肿瘤的近距离放射疗法的能力。另外,本文所述的放射性纳米颗粒也可允许使用放射性同位素(其为β-发射体而非γ射线或X射线发射体)进行近距离放射疗法。因此,本文所述的组合物可大体上扩大近距离放射疗法模式的范围。本公开的放射性纳米颗粒的其它优点在下文中进一步描述。在一些实施方案中,本文所述的放射性纳米颗粒包括金属纳米颗粒核心、设置在所述金属纳米颗粒核心上方的金属外壳、及设置在所述金属纳米颗粒核心内或所述金属外壳内的金属放射性同位素。另外,在一些实施方案中,本文所述的放射性纳米颗粒还包括设置在金属纳米颗粒核心与金属外壳之间的金属内壳。如下文中进一步描述,金属纳米颗粒核心、金属外壳及金属内壳可包括多种金属或由多种金属形成。此外,所述核心、外壳及内壳可具有相同或不同的金属组成。另外,在一些情况下,本文所述的放射性纳米颗粒具有约30-500nm或约80-200nm的三维尺寸。此外,在一些情况下,本文所述的组合物包含多个或一群放射性纳米颗粒,且所述多个或放射性纳米颗粒群展现窄的尺寸分布。另一方面,本文描述了制造放射性纳米颗粒的方法。在一些实施方案中,制造放射性纳米颗粒的方法包括提供金属纳米颗粒核心并且通过第一金属或金属组合的无电沉积在所述金属纳米颗粒核心上方形成金属内壳。具体说来,第一金属或金属组合可沉积到金属纳米颗粒核心的外表面上。所述方法还包括在所述金属纳米颗粒核心上方形成金属外壳。具体说来,金属外壳可通过用第二金属或金属组合电流置换金属内壳的至少一部分而形成,其中第二金属或金属组合包含金属放射性同位素。另外,在一些情况下,第二金属或金属组合还包含非放射性金属同位素。此外,在一些情况下,形成金属外壳包括在金属内壳与金属放射性同位素之间进行第一电流置换反应,且随后在金属内壳与非放射性金属同位素之间进行第二电流置换反应。此外,如下文中进一步描述,金属放射性同位素的量与用于形成外壳的非放射性金属同位素的量相比可较小。另外,在一些实施方案中,制造本文所述的放射性纳米颗粒的方法可在不使用非金属还原剂的情况下进行。又一方面,本文描述了进行近距离放射疗法的方法。在一些情况下,这种方法包括将本文所述的组合物设置在生物区室(如肿瘤)内。具体说来,所述组合物可包含多个本文所述的放射性纳米颗粒。例如,在某些情况下,多个放射性纳米颗粒中的至少一个包括金属纳米颗粒核心、设置在所述金属纳米颗粒核心上方的金属外壳、及设置在所述金属纳米颗粒核心内或所述金属外壳内的金属放射性同位素。此外,在一些情况下,所述放射性纳米颗粒具有约30-500nm的三维尺寸。此外,在一些实施方案中,所述组合物为多个放射性纳米颗粒的胶态分散体。另外,在一些情况下,在放射性纳米颗粒设置在肿瘤或其它生物区室中之后,至少约80%的放射性纳米颗粒保留在肿瘤或其它生物区室内持续至少3周。在专利技术详述及下面的实施例中更详细地描述这些及其它实施方案。附图简述图1A示出了适用于本文所述的一些方法中的三电极槽。图1B为图1A的槽中的堆叠膜中的几个通道的放大图。图2A为示出了适用于本文所述的一些方法中的氧化铝膜的顶视图的扫描电子显微术(SEM)图像。图2B为示出了适用于本文所述的一些方法中的氧化铝膜的横截面的SEM图像。图3A为适用于本文所述的一些方法中的氧化铝膜的SEM图像。比例尺=1μm。插图是放大图。插图比例尺=200nm。图3B为适用于本文所述的一些方法中的氧化铝膜的SEM图像。比例尺=1μm。图4为在电沉积金属上的根据本文所述的一些实施方案的中空金(Au)纳米颗粒的SEM图像。比例尺=1μm。图5A为根据本文所述的一些实施方案的中空Au纳米颗粒的透射电子显微术(TEM)图像。比例尺=100nm。图5B为根据本文所述的一些实施方案的中空纳米颗粒的TEM图像。比例尺=10nm。图5C为根据本文所述的一些实施方案的中空纳米颗粒的TEM图像。比例尺=5nm。图5D为根据本文所述的一些实施方案的中空Au纳米颗粒的选区电子衍射(SAED)图。图6A为在离子铣削之前根据本文所述的一些实施方案的中空Au纳米颗粒的SEM图像。比例尺=100nm。图6B为在离子铣削之后根据本文所述的一些实施方案的中空Au纳米颗粒的SEM图像。比例尺=100nm。图7A为如通过动态光散射(DLS)所测量的根据本文所述的一些实施方案的中空Au纳米颗粒群的粒度分布图。平均半径为53±5nm。图7B为根本文档来自技高网...
放射性纳米颗粒及其制造和使用方法

【技术保护点】
一种放射性纳米颗粒,其包括:金属纳米颗粒核心;设置在所述金属纳米颗粒核心上方的金属外壳;及设置在所述金属纳米颗粒核心内或所述金属外壳内的金属放射性同位素,其中所述放射性纳米颗粒具有30‑500nm的三维尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 US 14/719,9211.一种放射性纳米颗粒,其包括:金属纳米颗粒核心;设置在所述金属纳米颗粒核心上方的金属外壳;及设置在所述金属纳米颗粒核心内或所述金属外壳内的金属放射性同位素,其中所述放射性纳米颗粒具有30-500nm的三维尺寸。2.如权利要求1所述的放射性纳米颗粒,其中所述放射性纳米颗粒具有80-200nm的三维尺寸。3.如权利要求1所述的放射性纳米颗粒,其还包括设置在所述金属纳米颗粒核心与所述金属外壳之间的金属内壳。4.如权利要求3所述的放射性纳米颗粒,其中所述金属内壳由具有比所述金属外壳的金属更低的还原电位的金属形成。5.如权利要求1所述的放射性纳米颗粒,其中所述金属纳米颗粒核心和所述金属外壳由相同金属或金属组合形成。6.如权利要求1所述的放射性纳米颗粒,其中所述金属纳米颗粒核心和所述金属外壳由不同金属或金属组合形成。7.如权利要求6所述的放射性纳米颗粒,其中所述金属纳米颗粒核心由具有比所述金属外壳的金属更高的还原电位的金属形成。8.如权利要求3所述的放射性纳米颗粒,其中所述金属纳米颗粒核心由Au形成,所述金属内壳由Cu形成且所述金属外壳由Pd、Rh或Au形成。9.如权利要求1所述的放射性纳米颗粒,其中所述金属放射性同位素设置在所述金属外壳内。10.如权利要求9所述的放射性纳米颗粒,其中所述金属放射性同位素包括与所述金属外...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙贤楷Y·郝S·莫因达巴瑞
申请(专利权)人:德克萨斯大学系统董事会
类型:发明
国别省市:美国,US

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