[发明专利]一种铋基光热生物玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物玻璃，特别涉及一种铋基光热生物玻璃及其制备方法。

背景技术

癌症是目前导致人类死亡的主要原因。世界卫生组织指出，2016年全球因癌症死亡的人数已高达1000多万，其中中国因癌症死亡的人数超过280万，成为受癌症影响最为严重的国家，而且这一数字还在逐年递增。随着世界人口日趋老龄化，2030年全世界癌症死亡人数预计将超过1310万。癌症已成为严重威胁人类健康和社会发展的重大疾病。目前,癌症最主要的三大治疗手段是手术治疗、化学治疗、放射治疗。手术治疗是早、中期病人主要的治疗手段之一，能大大提高治愈率，或者达到延长生存时间的目的，但是无法根除肿瘤细胞，易引起肿瘤细胞的转移、复发。化学治疗是利用化学药物阻止癌细胞的增殖、浸润、转移，直至最终杀灭癌细胞的一种治疗方式。由于化疗药物的选择性不强，在杀灭癌细胞的同时也会不可避免地损伤人体正常的细胞，从而出现药物的不良反应。放射治疗是利用一种或多种电离辐射对恶性肿瘤及一些良性病进行的治疗，放射治疗的手段是电离辐射。在临床放射治疗过程中，放射线对人体正常组织必然会产生一定的影响，从而造成一定的放射反应与损伤。同样，在骨癌治疗的过程中，药物和辐射也会不可避免损坏人体正常细胞，使骨组织产生严重缺陷。虽然人类骨具有自修复和再生能力，但是在接受手术、放疗和化疗后，癌细胞的转移和复发需要病人进行二次治疗。在多次治疗周期后，人类骨组织受到严重损伤，难以通过自修复恢复骨组织，从而产生永久缺陷。

为了避免上述缺陷，人类在治疗癌症过程中，尝试利用热疗方法来消除肿瘤。热疗是一种通过加热到理想的温度值(41～48℃)来烧灼癌细胞的一种治疗方法，作为传统治疗方法的补充，具有副作用小、治疗特异性好等优点，极大的引起了科研人员的关注。热疗主要包括磁热疗、光热疗和超声波热疗等。磁热疗是应用高频电磁场，将电极之间的人体组织及病变组织加热(内生热)，通过其热及高频电磁场效应杀死肿瘤细胞。超声波治疗利用超声波对组织产生的机械作用和热作用，使肿瘤内热量积蓄，温度升高，达到杀伤恶性肿瘤细胞的目的。相对于这两种热疗方法，光热治疗是目前研究最多的一种基于近红外光热能转换的癌症治疗新方法，光热治疗利用具有较强近红外吸收的材料将光能转化为热能从而杀死癌细胞。光热治疗所使用的近红外激光波长在700～900nm，由于生物体组织和生理体液对该波段的光吸收很少，具有几厘米的组织穿透深度。纳米光热材料是最广泛探索的用于光热治疗的材料，主要包括贵金属光热材料、碳基光热材料、有机化合物光热材料和半导体光热材料等。贵金属光热材料包括Au纳米棒、Au纳米笼、Au纳米壳和Pd纳米片等。这种材料的近红外吸收源于表面等离子共振效应，光热转换性能依赖于材料的结构、尺寸、形貌和升温速率。由于激光照射后，贵金属易变形，影响其光热性能的稳定性，并且贵金属的高成本也限制了其广泛应用。碳基光热材料,包括碳纳米管和石墨稀等，这类材料的优势在于其光热性能稳定,在激光长时间照射后,光热转换性能依然很好，但是碳材料的制备和功能化的条件较为苟刻。有机化合物光热材料也是一类很有前景的光热试剂，但是这类光热材料长时间激光照射后容易发生光降解。半导体光热材料的种类最为丰富并且制备成本低，最常见的为硫化铜和硒化铜等铜硫族纳米材料，但是这种材料的光热转换效率随粒径的减小而降低，因此在肿瘤诊疗中的应用也一直受到限制。

在先前的研究工作中，磁生物玻璃或陶瓷被发现具有磁热和促进骨再生的能力，从而可以有效结合磁热方法消除传统肿瘤治疗中的存在的残余肿瘤，而且可以弥补其引起的骨缺陷，但是由于加热周期长(40～60min)以及掺杂Fe₂O₃和FeO等磁性组分后对细胞的毒性，在实际应用中受到限制。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种铋基光热生物玻璃，光热升温效果好，稳定性高，可通过改变P和Bi的相对含量来调节光热温度。

本发明的另一目的在于提供上述铋基光热生物玻璃的制备方法，工艺简单，生产成本。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种铋基光热生物玻璃，其组分表达式为：

(100-m-n-x-y)SiO₂·m Na₂O·n CaO·x P₂O₅·y Bi₂O₃

其中，20≤m≤25mol％；20≤n≤27mol％；0﹤x≤10mol％；0﹤y≤6mol％。