[發(fā)明專利]熱物理治療中對正常組織進行熱防護的磁性相變微膠囊

有效

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• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN101836915A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂永剛;楊力
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: A61F7/00
• 分類號: A61F7/00;A61N7/02;A61N5/00;A61B18/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在熱物理治療中對正常組織進行熱防護的磁性相變微膠囊，尤其是由磁性顆粒、相變材料和脂質(zhì)體外殼組成的磁性相變微膠囊。

背景技術(shù)

典型的熱物理治療包括腫瘤熱療、冷療、冷凍手術(shù)和冷熱交替療法等，其中腫瘤熱療是指用加熱方法使人體癌變處的局部溫度升高，從而消除癌細胞的一種治療方法，自1886年醫(yī)學報道的一例經(jīng)病理學證實的軟組織肉瘤在經(jīng)過丹毒感染并發(fā)高熱后得以治愈至今，已有百余年的歷史。現(xiàn)代腫瘤熱療生物學的發(fā)展已為相應的臨床實踐奠定了基本的生物學基礎(chǔ)，當前影響腫瘤熱療取得高療效的諸因素中，最為關(guān)鍵的當屬腫瘤熱療的加熱技術(shù)。臨床加溫技術(shù)目前常用的是電磁加溫方法，按頻率劃分可為微波、射頻和超聲。頻率越高，在組織中的穿透深度越淺，在臨床工作中根據(jù)腫瘤的深淺和部位可選擇不同的加溫技術(shù)。高頻微波加熱穿透力差，低頻微波加熱聚焦性能差，超聲加熱在這兩方面都有所改善，但骨頭對超聲的吸收比較強，氣體(如肺部)則對其反射比較顯著，這些都限制了超聲的應用范圍。目前的方法普遍存在創(chuàng)傷性大、易損傷正常組織等缺點，特別是對深層部位腫瘤熱療，由于人體組織的不均勻性，以及人體外型輪廓的影響，電磁波能量很難集中到人體深層部位，熱分布不均勻，療效差。有報道表明使用國產(chǎn)ET-SPACE-I全身熱療儀器II度燙傷的發(fā)生率可達到10.6％(呂永鋼，生物系統(tǒng)多尺度熱學響應問題的研究和應用，中國科學院理化技術(shù)研究所博士論文，2005)。要進一步推廣熱療并取得可靠療效，就必須不斷對加熱技術(shù)與裝置進行改進，以便精確地把100％的癌瘤組織加熱到有效治療溫度范圍(41℃-45℃)，并維持一定時間，從而確保癌細胞受到毀滅性的殺傷，與此同時，又要避免靶區(qū)外正常組織的過熱損傷。同理，實施低溫外科手術(shù)的一個關(guān)鍵和難點也是需要知道降溫過程中組織凍結(jié)界面的實時位置及該界面上的降溫或升溫速率，以便及時調(diào)整冷刀方位及其冷量大小，從而達到凍傷病灶而保護健康組織的目的(王洪武，現(xiàn)代腫瘤靶向治療技術(shù)，北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2005)。

目前在熱療、冷療、低溫手術(shù)和冷熱交替療法等熱物理治療中保護健康組織主要依靠兩種方法：一方面在表面安放冷水袋或熱水袋保護正常組織(劉靜，一種用于腫瘤熱療的溫度監(jiān)測和功率選擇方法，自然科學進展，2000，10(10)：953-957)；另一方面利用光動力療法、藥物靶向和磁性微/納顆粒等方法進行靶向治療減緩對正常組織的損傷。這些方法雖然能夠起到一定的保護正常組織的作用，但還遠不能達到理想的結(jié)果。組織導熱率較差，表面熱保護深度很有限，治療深部腫瘤疾病時對正常組織的熱保護很有限。采用靶向治療可以提高腫瘤組織的效果，但是由于導熱作用還是不可避免損傷靶區(qū)周圍正常組織。

由于相變材料能夠在一種狹窄明確的溫度范圍，即通常所說的相變范圍內(nèi)改變其相態(tài)(從固態(tài)到液態(tài)或從液態(tài)到固態(tài))，以潛熱的形式吸收/釋放、貯存大量的熱量，并且在發(fā)生相變的同時，材料的溫度保持不變。當相變材料密封于直徑1毫米以下的微膠囊中，就得到了相變微膠囊材料。同時，微膠囊具有較低的導熱率，且明顯低于生物組織，這些特性決定了其可應用在熱療、冷療、冷凍手術(shù)或冷熱交替療法等熱物理治療中。在微膠囊內(nèi)密封的相變材料可以使正常組織對靶區(qū)溫度的變化產(chǎn)生交互感應或響應，相變發(fā)生完后仍具有較低熱導率可進一步減緩治療靶區(qū)和周圍正常組織的熱交換，因此可減緩正常組織內(nèi)溫度的變化和熱應力的變化，有助于避免正常組織受到嚴重的熱損傷。與此同時，熱療時相變能吸收外界熱量，使正常組織溫度不再升高或升高較小，當熱療結(jié)束正常組織溫度降低時，相變材料可以恢復原來的相結(jié)構(gòu)，冷凍手術(shù)也一樣，因此可以多次重復使用。相變微膠囊的磁性顆粒可方便通過外加電磁場將磁性相變微膠囊靶向定為在腫瘤區(qū)域周圍的正常組織內(nèi)。由此可以推斷通過在正常組織內(nèi)加入磁性相變微膠囊可減小熱物理治療對正常組織的熱損傷。

熱物理治療中對正常組織的熱損傷一直阻礙該技術(shù)在臨床上的廣泛應用，迫切需要一種能簡便可靠降低正常組織熱損傷的材料。本發(fā)明提供一種在熱物理治療中對正常組織進行熱防護的磁性相變微膠囊，其核心原理是在正常組織內(nèi)添加低導熱率磁性相變微膠囊，通過相變材料的相變潛熱和低導熱率減緩正常組織內(nèi)的溫度變化。以脂質(zhì)體作為膠囊載體，能降低材料毒性，保護被包封材料。通過磁性顆粒在外加電磁場的作用下使磁性相變微膠囊隨血液循環(huán)聚集到靶器官。為簡潔起見，本發(fā)明主要以固液相變材料為例加以闡述，其他相變材料可以采用相同的原理。

發(fā)明內(nèi)容