磁力刀及其制备方法和应用.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510422192.X (22)申请日 2015.07.17 A61B 17/32(2006.01) A61B 17/00(2006.01) A61L 31/02(2006.01) A61L 31/16(2006.01) (71)申请人 成昱 地址 411101 湖南省湘潭市岳塘区丝绸路 199 号 51 栋 1 单元 101 号 申请人 马特莱斯尼亚克 (72)发明人 成昱 马特莱斯尼亚克 (74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限 公司 31253 代理人 冯子玲 (54) 发明名称 磁力刀及其制备方法和应用 (57) 摘要。

2、 本发明提供一种磁力刀及其制备方法和应 用， 其特征在于， 包括 ： 纳米盘本体， 由铁镍合金 制成 ； 金层， 分别位于所述纳米盘本体的两侧， 所 述纳米盘本体为边长 2 微米的正方形。根据本发 明的磁力刀， 由于其能够更加容易的进入肿瘤细 胞内部， 并且在磁场的作用下能够更好的与肿瘤 细胞发生相互作用， 杀死肿瘤细胞。 体外实验和体 内实验共同证明了本发明的磁力刀对肿瘤细胞具 有极好的杀伤能力。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 106344115 A 2017.01.25 CN 10634411。

3、5 A 1/1 页 2 1.一种磁力刀， 其特征在于， 包括 ： 纳米盘本体， 由铁镍合金制成 ； 金层， 分别位于所述纳米盘本体的两侧， 所述纳米盘本体为正方形， 其边长为 2 微米。 2.如权利要求 1 所述的磁力刀， 其特征在于 ： 其中， 所述纳米盘和所述镀金层的总厚度为 44-96 纳米。 3.如权利要求 1 所述的磁力刀， 其特征在于 ： 其中， 所述铁镍合金中含有 20的铁和 80的镍。 4.如权利要求 1 所述的磁力刀， 其特征在于 ： 其中， 所述金层的厚度是 2-8nm。 5.一种制备磁力刀的方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 步骤一、 在硅片上旋涂光刻胶 ； 步骤二、。

4、 将掩膜板放置在前烘过的光刻胶上层， 使用紫外光照射， 然后使用有机溶剂溶 解和去除未暴露在此外光下的光刻胶 ； 步骤三、 利用磁控溅射法沉积一层 2nm-8nm 的金， 形成金层， 然后沉积一层 40-80nm 的 铁镍合金， 最后沉积另一层 2nm-8nm 的金， 形成另一个金层， 从而形成中间一层为铁镍合 金， 两面具有金层的磁力刀 ； 步骤四、 在丙酮中进行剥离操作， 将磁力刀从所述硅片上剥离。 6.如权利要求 1 所述的磁力刀在制备杀死脑胶质瘤细胞的试剂中的应用。 7.一种如权利要求 1 所述的磁力刀的使用方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 步骤一、 取人脑胶质瘤 U87Fluc。

5、 GFP 细胞与磁力刀， 按照 50 颗粒 / 细胞的比例进行共 培养 ； 步骤二、 在小鼠颅骨上钻孔， 将胶质瘤细胞用 PBS 悬浮， 通过钻孔注射到小鼠脑内 ； 步骤三、 在胶质瘤细胞植入后第4天开始， 每天一小时的磁处理， 连续进行7天， 使用旋 转磁场进行磁处理， 小鼠的头部位于旋转磁场的中心， 磁场的条件控制在 20 赫兹的旋转频 率和 1 特斯拉的强度下。 权 利 要 求 书 CN 106344115 A 2 1/4 页 3 磁力刀及其制备方法和应用 技术领域 0001 本发明涉及一种磁力刀， 本发明还涉及该磁力刀的制备方法和应用， 属于医疗器 械领域。 背景技术 0002 靶向治。

6、疗以其特异性杀灭肿瘤细胞的特点成为了一种极具临床应用前景的肿瘤 治疗手段。它是以细胞受体、 关键基因和调控分子为靶点， 利用具有一定特异性的载体， 将 治疗药物或其他活性物质选择性地运送到靶点， 不影响正常细胞、 组织或器官的功能， 从而 提高疗效、 减少毒副作用的一种治疗方案。近年来， 人们运用抗体、 多肽、 核酸适配体等生 物分子对脑胶质瘤细胞的识别构建了种类繁多的生物分子靶向策略， 通常是通过全身给药 的方式， 经血液循环输送， 运用靶向分子对肿瘤的选择性， 以提高药物在肿瘤部位的富集浓 度。一系列生物分子靶向药物相继开发出来， 有的逐渐应用于临床试验。 0003 然而， 目前使用的靶向。

7、治疗策略存在诸多问题， 初步的临床研究结果仍不理想， 并 未取得突出的疗效。 以脑胶质瘤为例， 主要有以下几方面问题 ： 单一的靶向药物难以满足脑 胶质瘤细胞高度异质性而将其杀灭 ； 靶向分子自身存在亲和力较低和特异性不高等问题 ； 在静脉给药的输送过程中靶向药物易被网状内皮系统捕获 ； 以及由于血脑屏障和血脑胶质 瘤屏障的存在使物质不能有效进入脑胶质瘤等因素， 这使得靶向药物无法完全满足靶向治 疗的要求。因此， 针对这些问题， 设计和研制新型靶向治疗方法成为当务之急。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种磁力刀， 能够靶向的杀死肿瘤细胞。从而解决上述问 题。 0005 本发明采用了如。

8、下技术方案 ： 0006 本发明提供一种磁力刀， 其特征在于， 包括 ： 纳米盘本体， 由铁镍合金制成 ； 金层， 分别位于所述纳米盘本体的两侧， 所述纳米盘本体为边长 2 微米的正方形。 0007 另外， 本发明的磁力刀， 还可以具有这样的特征 ： 其中， 所述纳米盘和所述金层的 总厚度为 44-96 纳米。 0008 另外， 本发明的磁力刀， 还可以具有这样的特征 ： 其中， 所述铁镍合金中含有 20 的铁和 80的镍。 0009 本发明还提供一种制备磁力刀的方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 0010 步骤一、 在硅片上旋涂光刻胶 ； 0011 步骤二、 将掩膜板放置在前烘过的光刻胶。

9、上层， 使用紫外光照射， 然后使用有机溶 剂溶解和去除未暴露在此外光下的光刻胶 ； 0012 步骤三、 利用磁控溅射法沉积一层2nm-8nm的金， 然后沉积一层40nm-80nm的铁镍 合金， 最后沉积另一层 2nm-8nm 的金， 从而形成中间一层为铁镍合金， 两面具有金层的磁力 刀 ； 说 明 书 CN 106344115 A 3 2/4 页 4 0013 步骤四、 在丙酮中进行剥离操作， 将磁力刀从所述硅片上剥离。 0014 本发明还提供上述的磁力刀在制备杀死脑胶质瘤细胞的试剂中的应用。 0015 本发明还提供一种上述的磁力刀的使用方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 0016 步骤一。

10、、 取人脑胶质瘤 U87Fluc GFP 细胞与磁力刀， 按照 50 颗粒 / 细胞的比例进 行共培养 ； 0017 步骤二、 在小鼠颅骨上钻孔， 将胶质瘤细胞用 PBS 悬浮， 通过钻孔注射到小鼠脑 内 ； 0018 步骤三、 在胶质瘤细胞植入后第4天开始， 每天一小时的磁处理， 连续进行7天， 使 用旋转磁场进行磁处理， 小鼠的头部位于旋转磁场的中心， 磁场的条件控制在 20 赫兹的旋 转频率和 1 特斯拉的强度下。 0019 发明的有益效果 0020 根据本发明的磁力刀， 由于其能够更加容易的进入肿瘤细胞内部， 并且在磁场的 作用下能够更好的与肿瘤细胞发生相互作用， 杀死肿瘤细胞。体外实。

11、验和体内实验共同证 明了本发明的磁力刀对肿瘤细胞具有极好的杀伤能力。 附图说明 0021 图 1 是制备本发明的磁力刀的过程示意图 ； 0022 图 2 是磁力刀电镜下的图像 ； 0023 图 3 是磁力刀进入脑胶质瘤细胞的情况 ； 0024 图 4 是磁力刀对脑胶质瘤细胞的破坏情况实验结果 ； 0025 图 5 是 TUNEL 实验结果图 ； 0026 图 6 是活体实验结果 ； 0027 图 7 是 1 微米边长的磁力刀对脑胶质瘤细胞的破坏情况实验。 具体实施方式 0028 以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。 本发明所使用的细胞均为商品化细 胞， 可在市场上公开购得。 0029 磁力。

12、刀的制备方法 ： 0030 制作步骤如图 1 所示， 制备磁力刀包括如下步骤 ： 0031 步骤一、 在硅片 12 上旋涂光刻胶 11。 0032 步骤二、 将掩膜板放置在前烘过的光刻胶 11 上层， 使用紫外光照射， 然后使用有 机溶剂溶解和去除未暴露在此外光下的光刻胶。掩膜板上漏光区域应与磁力刀的形状相 符， 在本实施方式中， 磁力刀为边长 2 微米的正方形， 因此膜板上的漏光区域也为边长 2 微 米的正方形。 0033 步骤三、 利用磁控溅射法沉积一层5nm的金， 然后沉积一层60nm的铁镍合金， 最后 沉积另一层 5nm 的金， 从而形成中间一层为铁镍合金的纳米盘本体， 两面具有金层的。

13、磁力 刀 13。Ni80Fe20 合金中铁的含量为 20， 镍的含量为 80。磁力刀 13 为边长 2 微米的正 方形。 0034 步骤四、 在丙酮中进行剥离操作， 将磁力刀 13 从硅片 12 上剥离。 说 明 书 CN 106344115 A 4 3/4 页 5 0035 制备完成后， 为确认磁力刀的尺寸处于所需的范围内， 运用扫描透射电镜确定材 料的尺寸。如图 2 所示， 为电镜下磁力刀的形态。 0036 在其它的实施方式中， 两层金层的厚度范围都可以在 2nm-8nm， 铁镍合金的厚度范 围可以在 40nm-80nm 中进行选择。 0037 磁力刀进入肿瘤细胞的情况 0038 将磁力刀。

14、与脑胶质瘤细胞共培养， 以检测磁力刀进入脑胶质瘤细胞的能力。 0039 培养方法如下 ： 0040 将人脑胶质瘤 U87 细胞在 DMEM 培养基中培养 (mediatech 公司， USA)， 培养基中含 2青霉素 - 链霉素抗生素 (cellgro， mediatech， Inc.， USA)。10胎牛血清 (FBS)( 亚特 兰大生物制品公司， USA)。培养 2-24 小时后进行观察。图 3 是磁力刀进入脑胶质瘤细胞的 情况， 磁力刀 100进入脑胶质瘤细胞内部。 0041 磁力刀对肿瘤细胞的破坏 0042 实验组 ： 将人脑胶质瘤 U87 细胞与磁力刀共培养。细胞在 DMEM 培养基。

15、中培养， 培 养基中含 2青霉素 - 链霉素抗生素和 10胎牛血清。加入磁力刀共培养， 磁力刀的用量 为 50 颗粒 / 细胞。在其它的实施方式中， 使用 10-100 颗粒 / 细胞浓度的磁力刀同样能够 达到杀死脑胶质瘤细胞的效果。 0043 对照组 ： 将人脑胶质瘤U87细胞在正常条件下进行培养。 培养基与实验组相同， 但 是不与磁力刀培养。 0044 24 小时后向实验组和对照组施加相同方向和强度的环形磁场， 环形磁场环绕人脑 胶质瘤 U87 细胞的培养器皿。磁场的参数为 20Hz 转动频率、 1 特斯拉的强度， 作用时间 1h。 观察人脑胶质瘤 U87 细胞的生存状态。 0045 如图。

16、 4 所示， 在经过磁场的作用之后。实验组的人脑胶质瘤 U87 细胞均发生了泡 沫化的分解， 无法维持原有的细胞形态。而对照组未使用磁力刀的人脑胶质瘤 U87 细胞在 经过磁场作用的前后无变化。 0046 TUNEL 实验 0047 证明细胞内的磁力刀在磁场的作用下诱导人脑胶质瘤 U87 细胞凋亡。使用罗氏 TUNEL 检测试剂盒进行凋亡测试。 0048 取培养皿中经磁力刀和磁场处理过的人脑胶质瘤 U87 细胞进行 TUNEL 实验， 检测 过程按试剂盒说明书进行。 磁力刀和磁场的处理过程与磁力刀对脑胶质瘤细胞的破坏中的 处理相同。 0049 结果如图 5 所示， 显示了磁场作用前后的细胞变化。

17、。可见， 经磁力刀处理的细胞大 规模发生凋亡反应。 0050 在体实验 ： 0051 研究磁力刀在体内对脑胶质瘤细胞的破坏作用， 取人脑胶质瘤 U87Fluc GFP 细胞 与磁力刀， 按照 50 颗粒 / 细胞的比例进行共培养。人脑胶质瘤 U87Fluc GFP 细胞中已预先 转入荧火虫荧光素酶基因。 0052 在小鼠颅骨上钻孔。钻孔中心在矢状缝右侧和冠状缝后方， 距矢状缝和冠状缝均 为 2 毫米处。使用立体定位仪固定小鼠的头部， 将 1105个胶质瘤细胞用 5L PBS 悬浮， 通过钻孔注射到小鼠脑内 3 毫米深处。 说 明 书 CN 106344115 A 5 4/4 页 6 0053 。

18、在胶质瘤细胞植入后的第 4 天， 将小鼠随机分为 2 组 (15 只 / 组 )， 分别为 ： 0054 1) 实验组 ： 不经旋转磁场处理 ； 0055 2) 对照组 ： 每天一小时的磁处理， 进行 7 天。 0056 每天对小鼠的健康状况进行监测。在整个磁处理过程中， 小鼠被放在小鼠控制器 中， 无麻醉。小鼠的头部位于旋转磁场的中心， 磁场的条件控制在 20 赫兹的旋转频率和 1 特斯拉的强度下。 0057 胶质瘤细胞植入后 21 天， 进行成像， 以检测肿瘤情况。U87 细胞预先表达荧火虫 荧光素酶， 成像时， 腹腔注射 D- 荧光素， 剂量 ： 4.5 毫克 / 动物， 将 D- 荧光。

19、素溶于 150L 生 理盐水中进行给药。大脑内的荧光素酶活性的空间分布使用 Xenogen IVIS 成像系统记录。 结果如图 6 所示， 可以看到， 对照组小鼠的肿瘤大小均很显著。而使用磁力刀和磁场处理后 的小鼠， 肿瘤体积显著缩小甚至消失。 0058 边长为 1 微米的磁力刀对肿瘤细胞的杀死作用的实验 0059 取两组脑胶质瘤细胞U87进行培养， 分别为对照组和实验组， 对照组不加1微米的 磁力刀， 实验组加 1 微米边长的正方形磁力刀， 两组均在相同的磁场条件下进行处理。1 微 米边长的正方形磁力刀的片层结构与上述实施方式中的磁力刀相同。 0060 如图 7 所示， 对照组是指没有加入 。

20、1 微米边长的磁力刀的脑胶质瘤细胞， 1 微米 + 磁场是指 1 微米边长的磁力刀与脑胶质瘤细胞共培养的一组， 使用 1 微米 + 磁场处理的脑 胶质瘤细胞， 在磁场的作用下， 脑胶质瘤细胞未发生凋亡或者破碎。可见 1 微米边长的磁力 刀对脑胶质瘤细胞的机械破坏效果不佳。 说 明 书 CN 106344115 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 106344115 A 7 2/4 页 8 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 106344115 A 8 3/4 页 9 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 106344115 A 9 4/4 页 10 图 7 说 明 书 附 图 CN 106344115 A 10 。