專(zhuān)利名稱(chēng)：具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊及模板法組裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)，具體為一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊及模板法組裝工藝。
背景技術(shù)：
造影劑是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)等臨床影像學(xué)技術(shù)所需的一種診斷用藥，其作用是提高影像分辨率、改善診斷準(zhǔn)確性。需要注意的是，當(dāng)前臨床應(yīng)用的MRI造影劑主要為釓、鐵、錳等磁性物質(zhì)的化合物，具有明顯的生物毒副作用。以錳化合物為例，不管是水溶性的氯化錳還是難溶的軟磁性四氧化三錳，常作為口服或噴霧造影劑用于胃腸、肺等器官病變的MRI檢驗(yàn)，但其生物毒副作用卻可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)損傷并增大睪丸癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。為降低MRI造影劑的生物毒性，可將釓、鐵、錳等離子配伍為螯合物大分子，但會(huì)導(dǎo)致造影劑的馳豫性能降低，影響其MRI成像效果。另一可行技術(shù)路線是在造影劑粒子表面形成包裹層，即膠囊化處理工藝，目的是阻斷造影劑與體液的接觸路徑；其中包裹層的密封狀態(tài)、水分散性及生物相容性，是決定造影劑納米膠囊使用性能的決定性因素。碳納米管可看作是由石墨烯片層卷積而成的無(wú)縫中空管狀一維納米結(jié)構(gòu)，直徑一般Ι-lOOnm，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)微米。碳管內(nèi)部存在規(guī)則的柱狀孔隙，可用于外來(lái)物質(zhì)包括MRI造影劑的充填。但常規(guī)工藝獲取的碳納米管內(nèi)部空腔較為細(xì)小(通常在l-5nm范圍)，限制了造影劑的充填量；另一方面，充填后的載藥碳納米管仍處于端部開(kāi)口狀態(tài)，如充填物具有水溶性，就可以重新溶入體液環(huán)境、造成生物毒性影響。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊及模板法組裝工藝，納米膠囊為全封閉結(jié)構(gòu)，可徹底消除造影劑的毒副作用；納米膠囊具有中空結(jié)構(gòu)，可有效降低造影劑比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力；納米膠囊載藥量大，且納米顆粒呈念珠狀線形排列，有利于MRI增強(qiáng)效果的提高；工藝簡(jiǎn)單，兼容性強(qiáng)，可用于各種可溶性造影劑的充填與封裝好。為達(dá)成上述目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，該納米膠囊的壁材主體為“U”形碳納米管，其端部開(kāi)口采用熱塑性高分子材料加以栓塞封裝，內(nèi)部空腔部分充填有可溶性造影劑。所述納米膠囊的壁材主要為模板法合成的“U”形碳納米管，其外徑10-50nm、內(nèi)徑 5-40nm,長(zhǎng)度在0. 05-5 μ m范圍。在此范圍內(nèi)，碳納米管的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)可控。所述碳納米管端部開(kāi)口的栓塞材料(即高分子栓塞材料)為熱塑性高分子材料， 包括聚乙烯、聚丙烯或其混合物。所述納米膠囊的內(nèi)部充填物為具有磁共振成像造影性能的水溶性化合物(即可溶性造影劑)，包括氯化錳、硝酸錳、乙酸錳、氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、氯化釓、 硝酸釓中的一種或一種以上的混合物。 上述具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝，采用陽(yáng)極氧化鋁多孔結(jié)構(gòu)作為模板，經(jīng)化學(xué)氣相沉積工藝形成“U”形碳納米管作為納米膠囊壁材，依次通過(guò)濕法化學(xué)工藝和高分子熱熔浸透過(guò)程實(shí)現(xiàn)可溶性造影劑在碳納米管內(nèi)的大量充填以及碳納米管端部開(kāi)口的栓塞封裝，最后經(jīng)離散化過(guò)程得到具有全封閉中空結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定懸浮性能好的造影劑納米膠囊。包括如下步驟①采用陽(yáng)極氧化法控制形成具有特定孔道結(jié)構(gòu)的陽(yáng)極氧化鋁(Anodic aluminum oxide, AA0)模板；陽(yáng)極氧化鋁多孔薄膜是高純鋁膜在陽(yáng)極氧化過(guò)程中所形成的，其孔道呈“U”形，尺寸一致，彼此平行，定向排列，開(kāi)口大致位于同一平面。將其作為模板，利用碳水化合物高溫分解、沉積即可得到形貌均一、單側(cè)同平面開(kāi)口的碳納米管，其內(nèi)部空腔直徑可達(dá)10-90nm， 長(zhǎng)度任意調(diào)整，適合于水溶性造影劑的巨量充填。已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，管徑小于50nm、長(zhǎng)度不超過(guò)5μπι的“U”形碳納米管具有良好的水分散性，加上中空結(jié)構(gòu)可顯著降低納米膠囊比重，因此所組裝納米膠囊在水或體液環(huán)境中預(yù)期可表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定懸浮能力；AAO模板法所獲碳納米管為“U”形結(jié)構(gòu)、單側(cè)同平面開(kāi)口，便于管口栓塞封裝以形成全封閉納米膠囊結(jié)構(gòu)，可避免水溶性充填物的溶出、消除其生物毒副作用。②采用化學(xué)氣相沉積工藝在陽(yáng)極氧化鋁(AAO)模板上形成“U”形碳納米管；純碳納米管的制備陽(yáng)極氧化鋁模板置于氣氛保護(hù)爐中，反應(yīng)氣體為乙炔與氮?dú)獾幕旌衔?，乙炔與氮?dú)獾牧髁勘葹? 2-9，氮?dú)饬髁繛?00-1000Cm7min，反應(yīng)溫度 550-700°C，反應(yīng)時(shí)間30min-2小時(shí)；③濕法化學(xué)工藝(如真空浸漬、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等)用于水溶性造影劑的大量充填；將帶陽(yáng)極氧化鋁(AAO)模板的“U”形碳納米管薄膜置于密閉容器中，抽真空處理時(shí)間0. 5-4小時(shí)，注入水溶性造影劑的飽和乙醇溶液，隨后將帶陽(yáng)極氧化鋁(AAO)模板的 “U”形碳納米管薄膜與水溶性造影劑的乙醇飽和溶液一起轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)過(guò)程處理溫度50-90°C，直至乙醇完全揮發(fā)后，除去表面水溶性造影劑晶體。④“U”形碳納米管端部開(kāi)口的高分子栓塞封裝；所述高分子栓塞材料，成分為熱塑性高分子如聚乙烯或聚丙烯等，取適當(dāng)大小的高分子栓塞材料，置于充填碳納米管薄膜樣品表面上，移入恒溫加熱器中150-300°C保溫 20-60分鐘，經(jīng)升溫熔化、侵浸滲透、淬冷固化即可在U形碳納米管端口部位形成栓塞體，有效阻斷生物毒性造影劑與外界介質(zhì)的接觸通道。⑤離散化處理，用于移除表面熱解碳、多余高分子層及AAO模板；高分子栓塞封裝后，放入液氮中使碳納米管薄膜樣品與多余聚乙烯片層分離。表面熱解碳移除采用等離子體刻蝕，陽(yáng)極氧化鋁模板去除采用堿處理，經(jīng)清洗、干燥后，獲得具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊。采用等離子體刻蝕過(guò)程在富氧環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，氧氣流量10-1000Cm7min (優(yōu)選 30-600cm3/min)，處理時(shí)間 10-600 秒(優(yōu)選 30-300 秒)。堿處理采用 l_15M(mol/L)Na0H 水溶液，常溫處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是
1、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的造影劑納米膠囊具有全封閉中空結(jié)構(gòu)，在有效阻止造影劑與體液的接觸、降低其生物毒性的同時(shí)，還可顯著降低造影劑納米膠囊的比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力；2、本發(fā)明所設(shè)計(jì)的造影劑納米膠囊以水溶性磁性物質(zhì)作為MRI增強(qiáng)功能組分，晶粒細(xì)小，形貌均一，充填量大；同時(shí)，納米粒子在碳納米管內(nèi)呈一維念珠狀排列，有利于MRI 成像能力的提高；3、本發(fā)明所提供的造影劑納米膠囊模板法組裝技術(shù)，可分階段完成模板制備、碳納米管合成、造影劑充填、高分子栓塞封裝等工藝過(guò)程，適用于各種可溶性造影劑的納米膠囊化組裝，具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)-性能重復(fù)性好、可調(diào)可控等優(yōu)異特性，其兼容性強(qiáng)，產(chǎn)物形貌均一，可望在磁共振檢驗(yàn)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。


圖1為具有全封閉中空結(jié)構(gòu)造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝路線示意圖。其中，階段產(chǎn)物分別為(a)AAO模板，(b)AAO模板+ “U”形碳納米管薄膜，(c)AAO模板+造影劑充填的碳納米管，(d)高分子薄膜覆蓋的AAO模板+造影劑充填碳納米管，(f)AAO模板+ 高分子栓塞+造影劑充填碳納米管，(g)具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊；所采用工藝過(guò)程包括I為化學(xué)氣相沉積CVD，II為濕法化學(xué)充填如真空浸漬或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等，III為高分子熱熔封裝，IV為離散化處理，IV為堿處理移除AAO模板。圖2為具有全封閉中空結(jié)構(gòu)造影劑納米膠囊的幾何結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1高分子栓塞；2納米晶體；3碳納米管(CNT)。圖3(a)_(b)為具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化錳納米膠囊的透射電子顯微鏡照片。 圖3(a)端部開(kāi)口部位；圖3(b)氯化錳納米顆粒。圖4(a)_(b)納米膠囊中充填的氯化錳納米顆粒。圖4(a)晶面結(jié)構(gòu)；圖4(b)選區(qū)電子衍射斑點(diǎn)。圖5(a)_(b)具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化錳納米膠囊的穩(wěn)定懸浮性能(3天后)。 0 5(a)封裝前；圖5(b)封裝后。
具體實(shí)施例方式以下為本發(fā)明的實(shí)施例，但不限于所列舉實(shí)施例。如圖2所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其特征是納米膠囊以模板法合成的“U”形碳納米管3為壁材主體，納米管外徑10-50nm、長(zhǎng)度不超過(guò)5 μ m, 可保證其具有良好的水分散性；碳納米管3端部開(kāi)口采用高分子材料加以栓塞(高分子栓塞1)封裝，形成有效的全封閉封裝，可有效降低造影劑的生物毒副作用；碳納米管內(nèi)部部分充填可溶性化合物作為MRI增強(qiáng)功能組分，形成納米晶體2，同時(shí)保持一定比例自由空間的存在，即構(gòu)成中空結(jié)構(gòu)，目的是降低納米膠囊比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力。實(shí)施例1組裝過(guò)程技術(shù)路線如圖1。所得產(chǎn)物為一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化錳納米膠囊，其壁材主體為“U”形碳納米管，外徑35nm、壁厚5nm、長(zhǎng)度5 μ m，其內(nèi)部空腔部分充填有氯化錳納米粒子，見(jiàn)圖3a ；碳管端部開(kāi)口采用聚乙烯加以栓塞封裝，如圖北。高分辨透射電鏡下觀察、驗(yàn)證了氯化錳納米晶體的晶面間距參數(shù)及相應(yīng)選區(qū)電子衍射圖樣，如圖^、4b所示。樣品在水溶液中具有良好的懸浮穩(wěn)定性，如圖5所示，圖中懸浮液濃度均為400ppm。上述具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化錳納米膠囊組裝過(guò)程是以陽(yáng)極氧化鋁孔道為模板，結(jié)合化學(xué)氣相沉積、濕法化學(xué)充填、高分子熱熔封裝、離散化處理等工藝，主要工藝過(guò)程概述如下①AAO模板準(zhǔn)備孔道呈“U”形，彼此平行，定向排列，開(kāi)口大致位于同一平面，平均直徑:35nm、深度5 μ m ；②純碳納米管制備陽(yáng)極氧化鋁模板置于氣氛保護(hù)爐中，反應(yīng)氣體為乙炔(C2H2， IOOcmVmin)與高純氮?dú)?N2體積純度彡99. 9996 %，400cm7min)的混合物，反應(yīng)溫度 600°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)；③濕法化學(xué)充填將帶模板的碳納米管薄膜置于密閉容器中，抽真空處理4小時(shí)后，注入氯化錳乙醇飽和溶液，隨后樣品與溶液一起被轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置中，在50°C下處理直至乙醇完全揮發(fā)，除去表面附著氯化錳晶體；④高分子栓塞封裝取適當(dāng)大小聚乙烯薄片置于氯化錳充填碳納米管樣品表面上，移入恒溫加熱器中195°C保溫20分鐘，取出后放入液氮中使樣品與多余聚乙烯片層分罔；⑤離散化處理包括等離子體刻蝕移除表面碳熱解碳(典型參數(shù)02流量30cm3/ min，l分鐘)；堿液浸泡去除AAO模板(典型工藝3M NaOH水溶液，常溫)、清洗、干燥等，獲得具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其比重約為2. 5。本實(shí)施例中，納米粒子在碳納米管內(nèi)呈一維念珠狀排列，有利于MRI成像能力的提高；造影劑納米膠囊具有全封閉中空結(jié)構(gòu)，在有效阻止造影劑與體液的接觸、降低其生物毒性的同時(shí)，還可顯著降低造影劑納米膠囊的比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力。實(shí)施例2組裝過(guò)程技術(shù)路線如圖1。所得產(chǎn)物為一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化錳納米膠囊，其壁材主體為“U”形碳納米管，外徑35nm、壁厚5nm、長(zhǎng)度1 μ m，其內(nèi)部空腔部分充填有氯化錳納米粒子；碳管端部開(kāi)口采用聚乙烯加以栓塞封裝。上述具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化錳納米膠囊組裝過(guò)程是以陽(yáng)極氧化鋁孔道為模板，結(jié)合化學(xué)氣相沉積、濕法化學(xué)充填、高分子熱熔封裝、離散化處理等工藝，主要工藝過(guò)程概述如下①AAO模板準(zhǔn)備孔道呈“U”形，彼此平行，定向排列，開(kāi)口大致位于同一平面，平均直徑:35nm、深度1 μ m ；②純碳納米管制備陽(yáng)極氧化鋁模板置于氣氛保護(hù)爐中，反應(yīng)氣體為乙炔(C2H2， IOOcmVmin)與高純氮?dú)?N2體積純度彡99. 9996 %，400cm7min)的混合物，反應(yīng)溫度 700°C，反應(yīng)時(shí)間30min ；③濕法化學(xué)充填將帶模板的碳納米管薄膜置于密閉容器中，抽真空處理30分鐘后，注入氯化錳乙醇飽和溶液，隨后樣品與溶液一起被轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置中，在90°C下處理直至乙醇完全揮發(fā)，除去表面附著氯化錳晶體；
④高分子栓塞封裝取適當(dāng)大小聚乙烯薄片置于氯化錳充填碳納米管樣品表面上，移入恒溫加熱器中150°C保溫60分鐘，取出后放入液氮中使樣品與多余聚乙烯片層分罔；⑤離散化處理包括等離子體刻蝕移除表面碳熱解碳(典型參數(shù)02流量30cm3/ min，5分鐘)；堿液浸泡去除AAO模板(典型工藝IOM NaOH水溶液，常溫)、清洗、干燥等， 獲得具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其比重約為2. 3。本實(shí)施例中，納米粒子在碳納米管內(nèi)呈一維念珠狀排列，有利于MRI成像能力的提高；造影劑納米膠囊具有全封閉中空結(jié)構(gòu)，在有效阻止造影劑與體液的接觸、降低其生物毒性的同時(shí)，還可顯著降低造影劑納米膠囊的比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力。實(shí)施例3組裝過(guò)程技術(shù)路線如圖1。所得產(chǎn)物為一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化亞鐵納米膠囊，其壁材主體為“U”形碳納米管，外徑lOnm、壁厚2. 5nm、長(zhǎng)度50nm，其內(nèi)部空腔部分充填有氯化亞鐵納米粒子。上述具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的氯化亞鐵納米膠囊組裝過(guò)程是以陽(yáng)極氧化鋁孔道為模板，結(jié)合化學(xué)氣相沉積、濕法化學(xué)充填、高分子熱熔封裝、離散化處理等工藝，主要工藝過(guò)程概述如下①AAO模板準(zhǔn)備孔道呈“U”形，彼此平行，定向排列，開(kāi)口大致位于同一平面，平均直徑lOnm、深度50nm ；②純碳納米管制備陽(yáng)極氧化鋁模板置于氣氛保護(hù)爐中，反應(yīng)氣體為乙炔(C2H2， IOOcmVmin)與高純氮?dú)?N2體積純度彡99. 9996 %，400cm7min)的混合物，反應(yīng)溫度 600°C，反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)；③濕法化學(xué)充填將帶模板的碳納米管薄膜置于密閉容器中，抽真空處理2小時(shí)后，注入氯化亞鐵乙醇飽和溶液，隨后樣品與溶液一起被轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置中，在50°C下處理直至乙醇完全揮發(fā)，除去表面附著氯化亞鐵晶體；④高分子栓塞封裝取適當(dāng)大小聚丙烯薄片置于氯化亞鐵充填碳納米管樣品表面上，移入恒溫加熱器中250°C保溫30分鐘，取出后放入液氮中使樣品與多余聚乙烯片層分罔；⑤離散化處理包括等離子體刻蝕移除表面碳熱解碳(典型參數(shù)02流量60cm3/ min，30秒)；堿液浸泡去除AAO模板(典型工藝=IMNaOH水溶液，常溫)、清洗、干燥等，獲得具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其比重為約3. 1。本實(shí)施例中，納米粒子在碳納米管內(nèi)呈一維念珠狀排列，有利于MRI成像能力的提高；造影劑納米膠囊具有全封閉中空結(jié)構(gòu)，在有效阻止造影劑與體液的接觸、降低其生物毒性的同時(shí)，還可顯著降低造影劑納米膠囊的比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力。實(shí)施例4組裝過(guò)程技術(shù)路線如圖1。所得產(chǎn)物為一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的硝酸釓納米膠囊，其壁材主體為“U”形碳納米管，外徑50nm、壁厚lOnm、長(zhǎng)度1 μ m，其內(nèi)部空腔部分充填有硝酸釓納米粒子。上述具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的硝酸釓納米膠囊組裝過(guò)程是以陽(yáng)極氧化鋁孔道為模板，結(jié)合化學(xué)氣相沉積、濕法化學(xué)充填、高分子熱熔封裝、離散化處理等工藝，主要工藝過(guò)程概述如下①AAO模板準(zhǔn)備孔道呈“U”形，彼此平行，定向排列，開(kāi)口大致位于同一平面，平均直徑50nm、深度1 μ m ；②純碳納米管制備陽(yáng)極氧化鋁模板置于氣氛保護(hù)爐中，反應(yīng)氣體為乙炔(C2H2， IOOcmVmin)與高純氮?dú)?N2體積純度彡99. 9996 %，900cm7min)的混合物，反應(yīng)溫度 600°C，反應(yīng)時(shí)間1. 5小時(shí)；③濕法化學(xué)充填將帶模板的碳納米管薄膜置于密閉容器中，抽真空處理2小時(shí)后，注入硝酸釓乙醇飽和溶液，隨后樣品與溶液一起被轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置中，在50°C下處理直至乙醇完全揮發(fā)，除去表面附著硝酸釓晶體；④高分子栓塞封裝取適當(dāng)大小聚丙烯薄片置于硝酸釓充填碳納米管樣品表面上，移入恒溫加熱器中300°C保溫30分鐘，取出后放入液氮中使樣品與多余聚乙烯片層分罔；⑤離散化處理包括等離子體刻蝕移除表面碳熱解碳(典型參數(shù) 流量30cm3/ min，10分鐘)；堿液浸泡去除AAO模板(典型工藝10M NaOH水溶液，常溫)、清洗、干燥等， 獲得具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其比重約為3. 5。本實(shí)施例中，納米粒子在碳納米管內(nèi)呈一維念珠狀排列，有利于MRI成像能力的提高；造影劑納米膠囊具有全封閉中空結(jié)構(gòu)，在有效阻止造影劑與體液的接觸、降低其生物毒性的同時(shí)，還可顯著降低造影劑納米膠囊的比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力。實(shí)施例結(jié)果表明，納米膠囊為全封閉結(jié)構(gòu)，可徹底消除造影劑的毒副作用；納米膠囊具有中空結(jié)構(gòu)，可有效降低造影劑比重、改善其穩(wěn)定懸浮能力；納米膠囊載藥量大，且納米顆粒呈念珠狀線形排列，有利于MRI增強(qiáng)效果的提高；工藝簡(jiǎn)單，兼容性強(qiáng)，可用于各種可溶性造影劑的充填與封裝好。
權(quán)利要求
1.一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其特征在于，該納米膠囊的壁材主體為“U”形碳納米管，其端部開(kāi)口采用熱塑性高分子材料加以栓塞封裝，內(nèi)部空腔部分充填有可溶性造影劑。
2.按照權(quán)利要求1所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其特征在于，納米膠囊的壁材主要為模板法合成的“U”形碳納米管，其外徑10-50nm、內(nèi)徑5-40nm，長(zhǎng)度在 0. 05-5 μ m范圍；在此范圍內(nèi)，碳納米管的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)可控。
3.按照權(quán)利要求1所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其特征在于，碳納米管端部開(kāi)口的栓塞材料為熱塑性高分子材料，包括聚乙烯、聚丙烯或其混合物。
4.按照權(quán)利要求1所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊，其特征在于，納米膠囊的內(nèi)部充填物為具有磁共振成像造影性能的水溶性化合物，即可溶性造影劑，包括氯化錳、硝酸錳、乙酸錳、氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、氯化釓、硝酸釓中的一種或一種以上的混合物。
5.按照權(quán)利要求1所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝， 其特征在于，采用陽(yáng)極氧化鋁多孔結(jié)構(gòu)作為模板，經(jīng)化學(xué)氣相沉積工藝形成“U”形碳納米管作為納米膠囊壁材，依次通過(guò)濕法化學(xué)工藝和高分子熱熔浸透過(guò)程實(shí)現(xiàn)可溶性造影劑在碳納米管內(nèi)的大量充填以及碳納米管端部開(kāi)口的栓塞封裝，最后經(jīng)離散化過(guò)程得到具有全封閉中空結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定懸浮性能好的造影劑納米膠囊。
6.按照權(quán)利要求5所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝， 其特征在于，包括如下步驟①采用陽(yáng)極氧化法控制形成具有特定孔道結(jié)構(gòu)的陽(yáng)極氧化鋁模板；其孔道呈“U”形， 尺寸一致，彼此平行，定向排列，單側(cè)同平面開(kāi)口，開(kāi)口位于同一平面，其外徑10-50nm、內(nèi)徑 5-40nm,長(zhǎng)度在 0. 05-5 μ m 范圍；②采用化學(xué)氣相沉積工藝在陽(yáng)極氧化鋁模板上形成“U”形碳納米管薄膜；③濕法化學(xué)工藝用于水溶性造影劑的大量充填；④“U”形碳納米管端部開(kāi)口的高分子栓塞封裝；⑤離散化處理，用于移除表面熱解碳、多余高分子層及AAO模板；經(jīng)清洗、干燥后，獲得具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊。
7.按照權(quán)利要求6所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝， 其特征在于，純碳納米管的制備陽(yáng)極氧化鋁模板置于氣氛保護(hù)爐中，反應(yīng)氣體為乙炔與氮?dú)獾幕旌衔?，乙炔與氮?dú)獾牧髁勘葹? 2-9，氮?dú)饬髁繛?00-1000Cm7min，反應(yīng)溫度 550-700°C，反應(yīng)時(shí)間30min-2小時(shí)。
8.按照權(quán)利要求6所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝， 其特征在于，將帶陽(yáng)極氧化鋁模板的“U”形碳納米管薄膜置于密閉容器中，抽真空處理時(shí)間 0. 5-4小時(shí)，注入水溶性造影劑的飽和乙醇溶液，隨后將帶陽(yáng)極氧化鋁模板的“U”形碳納米管薄膜與水溶性造影劑的乙醇飽和溶液一起轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)過(guò)程處理溫度50-90°C，直至乙醇完全揮發(fā)后，除去表面水溶性造影劑晶體。
9.按照權(quán)利要求6所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝， 其特征在于，高分子栓塞材料成分為熱塑性高分子聚乙烯或聚丙烯，取適當(dāng)大小的高分子材料，置于充填后碳納米管薄膜樣品表面上，移入恒溫加熱器中150-300°C保溫20-60分鐘，在U形碳納米管端口部位形成栓塞體，有效阻斷生物毒性造影劑與外界介質(zhì)的接觸通道。
10.按照權(quán)利要求6所述的具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊的模板法組裝工藝，其特征在于，高分子栓塞封裝后，放入液氮中使碳納米管薄膜樣品與多余高分子片層分離；表面熱解碳移除采用等離子體刻蝕，陽(yáng)極氧化鋁模板去除采用堿處理，采用等離子體刻蝕過(guò)程在富氧環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，氧氣流量10-1000Cm7min，處理時(shí)間10-600秒；堿處理采用 1-15M的NaOH水溶液，常溫處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)，具體為一種具有全封閉中空結(jié)構(gòu)的造影劑納米膠囊及模板法組裝工藝。納米膠囊壁材主體為“U”形碳納米管，端部開(kāi)口采用熱塑性高分子栓塞封裝，內(nèi)部部分充填可溶性造影劑；全封閉中空結(jié)構(gòu)可有效減小造影劑的生物毒性，降低納米膠囊比重，改善其穩(wěn)定懸浮能力。模板法組裝工藝是以陽(yáng)極氧化鋁為模板，依次采用化學(xué)氣相沉積形成碳納米管、濕法化學(xué)工藝充填造影劑、高分子熱熔擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)碳管端口的栓塞封裝，最后經(jīng)離散化處理得到高分散性的造影劑納米膠囊。本發(fā)明所提供的造影劑納米膠囊及其組裝技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)-性能重復(fù)性好、可調(diào)可控等優(yōu)異特性，可望在磁共振檢驗(yàn)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
文檔編號(hào)B82Y5/00GK102370995SQ201110319558
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者佟鈺, 夏楓, 曾尤, 李曉, 趙金波, 高見(jiàn) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)