[发明专利]近红外第三窗口激光器在制备用于肿瘤光热治疗的仪器中的应用

说明书

本发明涉及近红外第三窗口激光器在制备用于肿瘤光热治疗的仪器中的应用，与现有的光热治疗技术相比，本发明无需借助光热剂，在病灶处直接实现光热转换，达到高效治疗的目的。本发明拓展了传统光热治疗NIR‑I和NIR‑II区的激光范围，无需引入光热剂，即可实现高效高选择性杀死肿瘤细胞，而且可联合或辅助化疗、放疗以及免疫治疗等手段，实现高效无创的治疗。

技术领域

本发明公开了近红外第三窗口激光在肿瘤光热治疗中的应用。更具体地利用水、血液和组织对近红外第三窗口(1600～1800nm)存在吸收，从而将光能转变为热能，实现光热治疗。本发明所公开的可用于光热治疗的近红外第三窗口激光，具有优良的生物安全性、高效的光热转换性能、治疗效率高和微创副作用小等特点，因而可用于人或者其他哺乳动物的肿瘤等医学领域的光热治疗。

背景技术

癌症极大威胁人类健康。近年来，相对于传统癌症治疗，光热治疗(Photothermaltherapy,PTT)作为一种新型有潜力的癌症治疗方法或者辅助治疗手段，因其具有无创、治疗时间短、毒副作用小、针对性强等特点，发展潜力巨大。通常，PTT是将具有光热转换效果的光热剂注入体内，使其富集在肿瘤组织，利用激光照射光热剂，光热剂将光能吸收后再换变为热能，从而杀死癌症细胞。传统PTT的关键在于制备出安全、高效、低毒和稳定的光热剂。然而，目前各种各样的有机和无机材料已尝试应用在光热治疗中，例如无机类的金、银、铂、钯、过渡金属硫化物、碳化物和过渡金属碳化物等，再例如有机类的小分子染料、超分子复合物和共轭高分子聚合物等，这些材料往往存在诸如生物相容性差、难降解、潜在毒性大、稳定性差、会诱导氧化应激和炎症等不良反应，是其走向临床应用难以逾越的障碍，也是使其难以获得医疗审核机构批准的症结。因此开发性能优越生物安全性高的光热疗法是研究人员的追求。

伴随科技的快速发展，近红外窗口I区(NIR-I，750-1000nm)和近红外窗口II区(NIR-II，1000-1350nm)由于激光发射波长较长，皮肤可承受光暴露能量较高，光在穿透生物组织时所引发的光散射或自荧光效应的影响较弱，使其穿透深度更深层、空间分辨率也显著提高，是目前光热治疗中常用的两类的激光器。然而，虽然相较于NIR-I区，NIR-II区的安全性已有所提高，但操作不当或者功率设定较高依然会对眼睛、皮肤带来伤害。并且，NIR I和II区的光热治疗，需要借助光热剂实现光热转换。

此外，目前用于肿瘤治疗的方法包括放射治疗、化学治疗和外科手术治疗等手段。这些治疗方法都存在不同程度的局限性。例如，放射治疗在治疗过程中产生的电离辐射会对正常器官和组织造成不同程度的损伤；化学治疗作为一种姑息手段，难以根除肿瘤，并且治疗期间会伴有脱发、胃肠道损伤等副作用；手术等常规手段无法清除干净癌细胞，并且受限于外科医师的个人技能和临床经验。

发明内容

本发明人发现，波段在1600-1800nm的近红外窗口III区(NIR-III，或称近红外第三窗口)，具有较高的水吸收系数，对人眼的损伤阈值较高，因而更具安全性。更重要的是NIR-III区激光，不需要借助光热剂，可以直接将光能转变为热能，直接用于癌症等疾病的热疗，由此完成本发明。

本发明提供了近红外第三窗口激光器在制备用于肿瘤光热治疗的仪器中的应用。

与现有的光热治疗技术相比，本发明无需借助光热剂，在病灶处直接实现光热转换，达到高效治疗的目的。本发明拓展了传统光热治疗NIR-I和NIR-II区的激光范围，无需引入光热剂，即可实现高效高选择性杀死肿瘤细胞，而且可联合或辅助化疗、放疗以及免疫治疗等手段，实现高效无创的治疗。因此，NIR-III区激光的使用，极大丰富了肿瘤光热治疗的概念，拓宽了光热治疗入射光的波长选择范围，为肿瘤诊疗提供了新的思路。

使用近红外第三窗口激光器时，可以利用设定波段的近红外第三窗口激光器，通过调节电流设置到特定功率密度，找到肿瘤边界，根据肿瘤大小照射特定时间，实现选择性地杀伤肿瘤组织，不损伤或者尽量少地损伤正常组织。