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由于肿瘤组织内的供氧不足,因此癌细胞通常在43℃就会死亡,而正常细胞却不会受到损伤。也就是说,肿瘤组织内的神经和血管不发达,比其周围的正常组织更容易被加热。温热疗法是一种公认的没有副作用,并能有效治疗癌症的方法。人们曾经尝试过很多种方法来加热肿瘤组织,如热水、红外线、超声波和微波等等,然而这些方法很难对位于体内深处的肿瘤组织进行局部有效的加热。当把铁磁性材料的粉末制备成悬浮液注射到肿瘤组织内并将病变部位置于交变磁场中,研究发现即使是位于体内深处的肿瘤组织也能通过材料的磁滞损失进行局部有效的加热。
本论文以Fe2O3-CaO-SiO2系统玻璃作为研究对象,通过调整组成的含量,研究其对微晶玻璃的显微结构和性能的影响。利用DTA曲线制定晶化温度制度,用XRD、SEM等方法对微晶玻璃的相组成、显微结构进行测试。结果表明:在Fe2O3-CaO-SiO2三元系统中添加少量的B2O3和P2O5所组成的配合料在1400℃下熔制1小时均能得到无气泡、无结石的玻璃液。该系统中氧化铁的含量达到50wt%,成形时加快冷却速度可以得到铁钙硅玻璃。在氧化性气氛下晶化热处理的铁钙硅微晶玻璃,其主晶相为赤铁矿(Fe2O3);在还原气氛下晶化热处理的铁钙硅微晶玻璃,其主晶相为磁铁矿(Fe3O4)。必须在还原性气氛下热处理才能得到以磁铁矿为主要晶相的铁磁体微晶玻璃。
本文分析了温度制度对相组成和显微结构的影响,以及相组成和显微结构对性能的影响。研究表明:Fe2O3-CaO-SiO2玻璃在还原气氛下热处理,微晶玻璃的主晶相是磁铁矿(Fe3O4),次晶相是硅灰石(CaSiO3)。1000℃作为铁钙硅玻璃的晶化温度较为适宜,晶化时间在2~4小时,可得到磁铁矿和硅灰石含量较高,晶粒分布匀均的铁磁体微晶玻璃。磁铁矿的核化能力很强,基玻璃在冷却过程中已经形成了大量的磁铁矿晶核,因而核化对于铁钙硅玻璃的晶化没有明显的作用,只要热处理的加热速度适中,不需要进行核化处理。
利用振动磁品磁强计(VSM)对微晶玻璃的磁性能进行了测试,结果表明:铁钙硅微晶玻璃有典型的磁滞回线,饱和磁化强度较大,矫顽力适中,在交变磁场作用下具备磁滞生热的能力,适合作为温热治疗肿瘤的热种子材料。
模拟体液(SBF)浸泡实验证实,添加少量B2O3和P2O5的铁钙硅微晶玻璃具有生物活性。