[发明专利]一种多功能钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种多功能钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体及其制备方法和应用，所述钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体至少含有Ca、Si离子和Nd离子，优选为Nd掺杂硅酸钙生物活性粉体，Nd离子的掺杂含量为1.5 at%～5.6 at%。本发明提供的Nd掺杂的钙硅基生物活性材料可用于治疗肿瘤并检测深层组织内是温度，具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种多功能钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体及其制备方法和应用，具体涉及一种多功能钙硅基稀土掺杂光热-荧光-温度监测的生物活性材料及其制备方法，以及该材料可用于治疗实体肿瘤并同时监测温度，以求在组织损伤最小的情况下治疗肿瘤，属于生物技术领域。

背景技术

肿瘤治疗是现在医药领域的攻克难点，与传统治疗方式相比，光热治疗具有独特的优势。但一般的光热治疗通常利用热像仪测量肿瘤部位的表面温度，无法监测深层组织内材料的具体温度。过高的温度会损伤周围的健康组织。此外，不同肿瘤对应的最佳治疗温度，也是值得研究的内容。所以在光热治疗的过程中，准确的温度监测是决定治疗效果的关键技术。近红外发光的稀土元素掺杂材料在发光生物分析、生物标记、荧光成像以及荧光测温方面具有独特的优势。与其他测温方式相比，荧光测温具有高精度、高灵敏度、抗电磁干扰、稳定可靠等优点。因此，研究开发具有原位监测深层组织温度及光热功能的生物活性材料，同时实现肿瘤治疗、荧光成像以及温度监测的作用，在临床上具有很大的现实意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种具有多功能的钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体，所述钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体至少含有Ca、Si离子和Nd离子，优选为Nd掺杂硅酸钙生物活性粉体，Nd离子的掺杂含量为1.5at％～5.6at％，优选为3.7at％。

在本公开中，硅酸钙属于钙硅基生物材料，具有优秀的成骨、成血管性能，在组织工程中具有非常大的应用潜力。而稀土离子Nd，在808nm近红外光的激发下，不仅可以释放近红外荧光，还可以释放出热能。而且它的荧光强度与温度成一定的线性关系，利用这个特性可以较为精准的监测材料在组织内的具体温度。本公开，首次将二者结合，并控制Nd的掺杂含量为1.5at％～5.6at％。Nd的掺杂含量的多少直接影响陶瓷玻璃粉体的荧光，光热性能。掺杂量较少时，生物活性粉体的荧光性能较好，光热性能较弱；Nd掺杂含量较多时，生物活性粉体的荧光性能较弱，光热性能较强。通过调控Nd的掺杂含量，能够控制生物活性粉体的荧光-光热性能。制备得到Nd掺杂的钙硅基生物活性材料(Nd掺杂硅酸钙生物活性粉体)用于治疗肿瘤并检测深层组织内是温度，具有很大的应用前景。

第二方面，本发明提供了一种上述钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体的制备方法，将Nd源、Si源、Ca源和溶剂混合，再经清洗和干燥，得到钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体；所述Si源为硅酸钠、硅酸锌、硅酸锶和硅酸镁(Si源来自于SiO₄^4-，金属离子可以为Na、Zn、Sr、Mg等)中的至少一种；所述Nd源为含Nd的酸类，优选为Nd(NO₃)₃、NdCl₃中的至少一种；所述Ca源为含Ca的无机酸类，优选为Ca(NO₃)₂、CaCl₃中的至少一种；所述溶剂为去离子水、纯水和超纯水中的至少一种。

本公开中，采用简单共沉淀法制备得到钙硅基稀土掺杂的生物活性材料。

较佳的，该方法包括：

将Si源溶于部分溶剂中，得到Si源溶液；

将所得Si源溶液滴加至含有Nd源和Ca源的混合溶液中，得到所述钙硅基稀土掺杂的生物活性粉体。

第三方面，本发明还提供了一种生物活性玻璃粉体的制备方法，包括：