一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器及其制备方法与应用，是以可降解镁及镁合金作为基体材质，表面搭载光热响应膜层，与人工假体组合使用，放置于截骨术后肿瘤骨切缘处。本发明专利技术的可降解镁基肿瘤骨切缘填充器可以在激发光源的作用下，以原位非侵入方式杀灭残留微小病灶/肿瘤细胞；同时，在术后较长时间内，通过镁基体的腐蚀降解，持续释放抗肿瘤离子、气体，起到长期稳定的抗肿瘤复发效果，促进骨重建。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器及其制备方法与应用
本专利技术属于植入医疗器械领域，具体涉及一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器及其制备方法与应用。
技术介绍
骨肿瘤是发生于骨骼或其附属组织(血管、神经、骨髓等)的肿瘤，恶性骨肿瘤发展迅速，预后不佳，死亡率高。目前，骨肿瘤最佳治疗手段仍是外科手术辅以化疗药物治疗。然而，手术切除无法即刻完全有效清除局部微小病灶和残余肿瘤细胞，肿瘤骨的切缘处为肿瘤易复发的位点。骨肿瘤切除术后会造成较大尺寸的骨缺损，需使用人工假体进行修复重建，现有人工假体不具备抗肿瘤效果，术后很长时间内都可能发生肿瘤的局部复发、转移、创口感染等预后不良情况。因此，研发一种与人工假体组合使用的肿瘤骨切缘填充器，能在术后即刻杀灭肿瘤残余病灶，并持续防止/抑制肿瘤局部复发，具有重大的临床意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器及其制备方法与应用，所述可降解镁基肿瘤骨切缘填充器与人工假体组合使用，放置于肿瘤骨切缘处，术后，通过镁基体的逐步腐蚀降解，产生局部碱性环境，释放氢气以及释放具有抗肿瘤功能的离子，达到持续预防肿瘤局部复发和促进骨重建的治疗效果；而且，还可以在肿瘤骨切缘填充器的表面搭载光响应膜层，对残留微小病灶和残余肿瘤细胞进行原位光热杀灭。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器，是以可降解的纯镁或镁合金作为基体材质。优选的，在所述可降解的纯镁或镁合金基体材质的表面搭载有光热响应膜层。>所述作为基体材质的可降解的纯镁，纯镁中的总杂质(非有意添加，不可避免)含量不超过0.2wt.％，余量为镁(≥99.8wt.％)。所述作为基体材质的可降解的镁合金，包括镁和合金元素；所述合金元素为Ca、Zn、Mn、Fe、Cu、Sr、Si、Sn、Li、Ge、Na、K、Au、Ag、Zr、Mo、Ba、W、Se、As或RE(Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)中的一种或者多种，所述合金元素的添加量≥0.1wt.％。优选的，所述合金元素的添加量为0.1～10wt.％；进一步优选的，所述合金元素的添加量为0.1～7wt.％。进一步优选，所述合金元素优选人体必需的或者自然存在于人体中的元素Ca、Zn、Mn、Fe、Cu、Sr、Si、Sn、Li、Ge、Na、K或Mo。所述合金元素的添加方式为常规熔炼方法、表面注入、机械合金化等手段。所述光热响应膜层，包括贵金属纳米材料、金属氧化物、金属硫化物、碳基材料、金属-有机框架材料(MOFs)、聚合物纳米复合材料中的一种或多种。所述的贵金属纳米材料中的贵金属为Pt、Au、Ag、Pd、Ru、Rh、Ir、Os中的至少一种。所述的金属氧化物优选Ga2O3、ZnO、TiO2、VO2、WO3、Fe3O4、Co3O4或CeO2。所述的金属硫化物优选CuS、MoS2、WS2、TiS2中的至少一种。所述的碳基材料为多孔碳、微孔碳、介孔碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯或它们的改性产物。所述的金属-有机框架材料(MOFs)和聚合物纳米复合材料中的金属(M)优选金属Pt、Au、Ag、Pd、Ru、Rh、Ir、Os、Ga、Zn、Ti、V、W、Fe、Co、Ce、Cu或Mo。可选的，所述光热响应膜层，其厚度为50nm～1000μm，采用的激发光为近红外光，波长范围为780～2526nm，优选的波长范围为700～1300nm，所述近红外光的组织穿透深度可超过5mm。所述光热响应膜层可以将光能转换成热能，引发周围组织温升，以原位非侵入的方式对肿瘤进行热杀灭/热消融。所述的光热响应膜层在体内环境下可以降解，或被组织代谢吸收。可选的，所述可降解镁基肿瘤骨切缘填充器为环状结构，所述环状结构的形状为圆环、椭圆环、或其他规则/不规则环状结构，所述环状结构在轴向上还可以具有一定的锥度，所述的环状结构能够适应和匹配人工假体和肿瘤骨切缘的形状。所述可降解镁基肿瘤骨切缘填充器的环状结构还可以为开口环状结构，开口设计使得所述填充器的尺寸能在一定范围内进行调整，方便手术操作及实际使用。一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器的制备方法，是通过合金熔炼和浇注方法获得镁或镁合金的铸锭，铸锭经过塑性加工和/或机加工，制成不同形状及尺寸的型材(管材、丝材、带材、箔材等)，型材经过成形后获得预定形状的镁基基体，在镁基基体上搭载具有光热响应功能的膜层后，即获得所述的肿瘤骨切缘填充器。所述在镁基基体上搭载具有光热响应的膜层，所述搭载的方法包括但不限于气相沉积、磁控溅射、激光熔覆、离子注入、喷涂、浸涂、旋涂、层层自组装、电沉积、溶胶-凝胶、化学镀、微弧氧化等。一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器的应用，是将所述可降解镁基肿瘤骨切缘填充器与人工假体组合使用，所述肿瘤骨切缘填充器2装配在人工假体3上，放置于骨肿瘤截骨术后人工假体及肿瘤骨1切缘衔接处。所述填充器无需其他固定措施，填充器位置固定，不会掉落。所述肿瘤骨切缘填充器的作用位置如图1所示。所述可降解镁基肿瘤骨切缘填充器的应用，在肿瘤骨切缘填充器植入后，同时发挥短期和长期作用：短期内，所述肿瘤骨切缘填充器的光热响应膜层在激发光的作用下生热，以原位非侵入方式杀灭残留微小病灶/肿瘤细胞；长期上，所述肿瘤骨切缘填充器的可降解镁基体的持续腐蚀降解，产生局部碱性环境，释放氢气，释放具有抗肿瘤、抗感染及促成骨等功能的离子，达到长期抵抗肿瘤局部复发，促进骨与人工假体的整合，加速骨重建的治疗效果。本专利技术的原理是：(1)短期内，通过光热疗法杀灭残留微小病灶/肿瘤细胞：骨肿瘤手术切除无法完全有效清除局部微小病灶和残余肿瘤细胞，术后在红外光的诱导下，可通过填充器表面的光热响应膜层产生热量，带来局部温升，杀死肿瘤骨切缘处组织中的残留微小病灶，防止在术后短期内肿瘤的局部复发；(2)长期上，通过镁基基体的腐蚀降解过程和降解产物持续防止肿瘤复发：(2-1)镁或镁合金的降解可以提供镁离子，镁离子可能通过稳定DNA结构和预防氧化应激造成的损害来抑制肿瘤的发生，而前者可能更为重要；镁还可以通过减少细胞周期中处于S期的细胞数量来抑制实体肿瘤的生长；(2-2)镁或镁合金降解会产生局部碱性环境，改变了肿瘤生长喜好的酸性环境，能抑制肿瘤细胞生长、增殖；(2-3)人体内过剩的自由基在许多疾病的发生、发展过程中扮演着重要的角色，这些疾病中就包括肿瘤；镁或镁合金的降解过程中，同时伴随着氢气的产生；氢气作为一种选择性抗氧化剂，在人体内可清除过剩的自由基，因此在肿瘤的防治方面具有重要作用；(2-4)此外，有报道显示镁合金中的Zn、Ag、Cu等合金元素同样能抑制肿瘤细胞的增值和侵袭：例如，锌离子能够选择性诱导许多哺乳动物癌细胞线粒体中活性氧蓄积，导致线粒体功能紊乱，诱导多种肿瘤细胞发生线粒体通路凋亡，进而发挥抗肿瘤作用；(2-5)骨肿瘤微环境中的免疫抑制及免疫逃逸是肿瘤术后复发的重要诱因，通过重启“肿瘤-免疫循环”的免疫疗法在多种实体瘤的治疗中表现出强大的抗肿瘤活性；镁或镁合金植本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器，其特征在于：以可降解的纯镁或镁合金作为基体材质。/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解镁基肿瘤骨切缘填充器，其特征在于：以可降解的纯镁或镁合金作为基体材质。


2.根据权利要求1所述的可降解镁基肿瘤骨切缘填充器，其特征在于：在所述可降解的纯镁或镁合金基体材质的表面搭载有光热响应膜层。


3.根据权利要求1或2所述的可降解镁基肿瘤骨切缘填充器，其特征在于：所述作为基体材质的可降解的镁合金，包括镁和合金元素；所述合金元素为Ca、Zn、Mn、Fe、Cu、Sr、Si、Sn、Li、Ge、Na、K、Au、Ag、Zr、Mo、Ba、W、Se、As、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中的一种或者多种，所述合金元素的添加量≥0.1wt.％。


4.根据权利要求2所述的可降解镁基肿瘤骨切缘填充器，其特征在于：所述光热响应膜层，包括贵金属纳米材料、金属氧化物、金属硫化物、碳基材料、金属-有机框架材料、聚合物纳米复合材料中的一种或多种。


5.根据权利要求4所述的可降解镁基肿瘤骨切缘填充器，其特征在于：所述的贵金属纳米材料中的贵金属为Pt、Au、Ag、Pd、Ru、Rh、Ir、Os中的至少一种；所述的金属氧化物为Ga2O3、ZnO、TiO2、VO2、WO3、Fe3O4、Co3O4或CeO2；所述的金属硫化物为CuS、MoS2、WS2、TiS2中的至少一种；所述的碳基材料为多孔碳、微孔碳、介孔碳、碳纤维、碳纳米管、石墨烯或它们的改性产物；所述的金属-有机框架材料和聚合物纳米复合材料中的金属为Pt、Au、Ag、Pd、Ru、Rh、Ir、Os、Ga、Zn、Ti、V、W、Fe、Co、Ce、Cu...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉峰，边东，张余，李梅，马立敏，贾庆功，
申请(专利权)人：广东省人民医院，
类型：发明
国别省市：广东;44