一种生物可降解PDT/Fe3O4复合材料的制备方法
阅读说明：本技术 一种生物可降解PDT/Fe3O4复合材料的制备方法 (Biodegradable PDT/Fe3O4Method for preparing composite material ) 是由 刘昌胜 李玉林 罗炜 刘天舒 于 2020-04-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及医用复合材料领域,公开了一种具有生物相容性和生物可降解性的聚(外消旋丙交酯-三亚甲基碳酸脂)/纳米四氧化三铁(PDT/Fe-(3)O-(4))复合材料,所述方法为：将合成的PDT与一定量的磁性纳米Fe-(3)O-(4)在有机溶剂中借助机械搅拌复合、沉淀、真空干燥,并使用平板硫化机热压获得薄片。本发明合成的PDT-Fe-(3)O-(4)复合材料属于柔性材料,针对传统金属标记夹存在的显影灵敏度差、生物惰性、排异反应等突出问题,具有良好的成像功能、生物可吸收性和生物降解性。(The invention relates to the field of medical composite materials, and discloses poly (racemic lactide-trimethylene carbonate)/nano ferroferric oxide (PDT/Fe) with biocompatibility and biodegradability 3 O 4 ) A composite material, the method comprising: the synthesized PDT and a certain amount of magnetic nano Fe 3 O 4 Compounding by mechanical stirring in an organic solvent, precipitating, vacuum drying, and hot pressing with a flat vulcanizing machine to obtain a thin sheet. PDT-Fe synthesized by the invention 3 O 4 The composite material belongs to a flexible material, and has good imaging function, biological absorbability and biodegradability aiming at the outstanding problems of poor developing sensitivity, biological inertia, rejection reaction and the like of the traditional metal marking clip.)
技术领域
本发明涉及纳米医用复合材料领域，具体地涉及一种具有良好的成像功能、生物可吸收性和生物降解性的医用复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，乳腺癌的发病率居高不下，全球范围内乳腺癌居女性恶性肿瘤发病率的首位。在各种肿瘤疾病中，乳腺癌是女性所面对的第一大杀手。乳腺癌的保留乳房治疗推荐术后放射治疗以减少局部复发风险，其中，全乳照射(whole breast irradiation，WBI)是术后放疗的主导模式，但近年来研究数据显示，对于早期乳腺癌患者，部分乳腺照射(partial breast irradiation，PBI)同WBI一样，可降低局部复发率，同时放疗不良反应和美容效果相似，PBI在一定程度上可代替WBI，而实现PBI的关键在于对肿瘤靶区的精确定位。
目前临床上常用的乳腺癌术后定位夹大多为钛夹或银夹，术后放疗指示作用效果较好，但均为惰性金属，安置体内后长久存在，无法被腐蚀或降解，容易给患者造成较大心理负担，同时个别病例会形成局部硬结，影响术后随访对局部复发的鉴别，大多数患者对金属架持被动接受状态，给医生和患者都带来一定的困扰。因此本领域迫切需要制备具有良好显影性、优异降解性及生物相容性的复合材料用于标记夹，解决传统金属夹存在的影像灵敏度差、生物惰性、生物排斥反应等突出问题。
发明内容
本发明目的是提供一种制备具有良好显影性、优异降解性及生物相容性的复合材料用于标记夹，解决传统金属夹存在的影像灵敏度差、生物惰性、生物排斥反应等突出问题。
在本发明第一方面，提供了一种用于显影的复合材料，所述的复合材料为固态，并且含有：(a)生物可降解和生物相容的聚合物；和(b)用于显影的四氧化三铁纳米粒子，其中，所述的四氧化三铁纳米粒子的平均粒径为50-500nm，并且所述的四氧化三铁纳米粒子均匀分散于所述的生物可降解和生物相容的聚合物中。
在另一优选例中，所述的(a)生物可降解和生物相容的聚合物选自下组：PDT、PGA、PLA、PCL、壳聚糖、透明质酸等。
在另一优选例中，所述的(a)生物可降解和生物相容的聚合物为PDT聚合物。
在另一优选例中，所述的PDT聚合物的分子量为100×103～300×103，质均相对分子量为200×103～500×103,所得聚合物分散性指数(polymer dispersity index,PDI)为1～2.5，具有以下特性：分子量分布较窄，易于成型。
在另一优选例中，所述的(b)用于显影四氧化三铁纳米粒子的平均粒径为50-500nm。
在另一优选例中，所述的(b)用于显影四氧化三铁纳米粒子的含量为0.1-8wt％，按所述复合材料的总重量计。
在另一优选例中，所述的四氧化三铁纳米粒子与生物可降解和生物相容的聚合物的重量比为0.25-10：100，较佳地0.5-5：100。
在另一优选例中，所述的四氧化三铁纳米粒子具有超顺磁性。
在另一优选例中，所述的四氧化三铁纳米粒子还具有以下特性：该纳米粒子多分散指数为0.01-0.4。
在另一优选例中，所述的纳米Fe3O4/PDT质量浓度为0.5％-5％，较佳地为0.5％，1％，2％或4％。
在另一优选例中，所述的复合材料还具有以下特性：
(i)显影性：CT值与软组织有明显差异；
(ii)生物可降解性：在生物环境可以降解为小分子脂肪族羟基酸；
(iii)生物相容性：细胞毒性小于1级；
(iv)机械性能：拉伸模量10-200MPa,拉伸强度5-20MPa，断裂伸长率400-900％。
在本发明第二方面，提供了一种本发明第一方面所述复合材料的制备方法，包括步骤：
(S1)将四氧化三铁纳米粒子、生物可降解和生物相容聚合物以及第一溶剂进行混合，从而形成第一混合物，其中，所述生物可降解和生物相容聚合物在第一溶剂中是可溶的；
(S2)向所述第一混合物中加入第二溶剂，从而使所述四氧化三铁纳米粒子和生物可降解和生物相容聚合物的复合物形成沉淀物；和
(S3)分离所述沉淀物，并进行干燥，从而获得权利要求1所述复合材料。
在另一优选例中，所述的生物可降解和生物相容的聚合物为PDT聚合物。
在另一优选例中，所述的第一溶剂选自下组：二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮。在另一优选例中，所述的第二溶剂选自下组：无水乙醇、去离子水、无水乙醚。
在另一优选例中，在步骤(S1)中，包括步骤：先将所述生物可降解和生物相容聚合物溶于第一溶剂，形成第一溶液；然后将所述的四氧化三铁纳米粒子加入所述第一溶液中，形成第一混合物。
在另一优选例中，所述的第一溶液为生物可降解和生物相容聚合物溶于二氯甲烷溶剂所形成的浓度为0.5-0.2g/mL(较佳地0.08-0.12g/mL，更佳地约0.1g/mL)PDT溶液。
在另一优选例中，在步骤(S3)中，包括：分离所述沉淀物，并进行真空干燥和热压，制得成型的产物。
在另一优选例中，所述的真空干燥在60±10℃下过夜。
在另一优选例中，所述的热压是指用平板硫化机热压。
在另一优选例中，所述的成型产物是厚度约为0.2±0.05mm的薄片。
在另一优选例中，所述的生物可降解和生物相容的聚合物为PDT聚合物，并且，在步骤(S1)之前，还包括用于制备PDT的步骤：
(S01)在惰性气体保护下，在辛酸亚锡Sn(Oct)2催化剂存在下，将单体外消旋丙交酯(DLLA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)进行反应，从而形成反应产物；
(S02)将所述反应产物溶解于第一溶剂中，形成溶液；
(S03)向上一步骤中的溶液中加入第二溶剂，从而形成沉淀物；
(S04)分离所述沉淀物，溶解于第一溶剂中形成溶液，并重复步骤(S03)，其中步骤(S04)可重复0-2次；和
(S05)分离上一步骤中的沉淀物，并干燥，从而获得PDT材料。
在另一优选例中，步骤(S01)中，在氩气保护下，在加热条件下反应一段时间TS01，从而获得反应产物。
在另一优选例中，在步骤(S01)中，所述的单体外消旋丙交酯(DLLA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)摩尔之比为60-75：20～50，较佳地70：20～50。
在另一优选例中，催化剂辛酸亚锡Sn(Oct)2,与单体(外消旋丙交酯(DLLA)+三亚甲基碳酸酯(TMC))的质量之比为1.0～1.5：1000。
在另一优选例中，步骤(S01)中，所述的加热条件为100～150℃；和TS01为1-24小时，较佳地2-10小时。
在另一优选例中，步骤(S05)中，所述干燥为真空干燥。
在另一优选例中，将步骤(S01)获得的反应产物进行提纯和真空干燥后，用铝箔热封后，低温(如约-20℃)保存。
在另一优选例中，在步骤(S1)之前，还包括用于制备四氧化三铁纳米粒子的步骤：
(F1)将FeCl3和FeSO4溶解于水中，获得Fe3+/Fe2+摩尔比为2：1的黄绿色铁盐溶液；
(F2)将所述的铁盐溶液滴加入(F1)NaOH溶液(浓度为0.5-2mol/L)中，超声下剧烈搅拌5～15min，形成黑色悬浊液；
(F3)向所述黑色悬浊液通入氩气并搅拌，在50～100℃下反应20-60(如约30min)，形成四氧化三铁纳米粒子；
(F4)磁性分离所述的四氧化三铁纳米粒子，并用去氧蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，用去氧蒸馏水分散；
(F5)将上述产物冻干，然后20～100℃真空干燥，从而获得四氧化三铁纳米粒子。
在本发明第三方面，提供了一种制品，所述的制品含有本发明第一方面所述的复合材料或用本发明第一方面所述的复合材料制成。
在另一优选例中，所述的制品为标记夹，且具有以下特点：夹体形状不定，末端带针孔，利于缝线将其固定在所需位置。
在另一优选例中，所述的制品，由本发明第二方面所述的方法制成。
在本发明第四方面，提供了如本发明第三方面所述制品的用途，为用于制造乳腺癌术后定位的标记夹或者还可以用于聚合物体内降解的示踪、用做药物载体以及磁热治疗。
在另一优选例中，所述的标记夹具有显影性可以显著改善术后癌细胞的跟踪鉴别；
另一优选例中，所述的标记夹具有生物可降解性，可以在完成癌细胞鉴别跟踪后自行降解，减少患者生理和心理的负担；
另一优选例中，所述的标记夹具有生物相容性，可以降低植入人体后的排斥反应。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1显示了单体外消旋丙交酯(DLLA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)在不同混合比例下制得PDT的弹性模量与拉伸强度的值，其中，“PDT_X-Y”表示用X摩尔的DLLA与Y摩尔的TMC制备的PDT。
图2显示了单体外消旋丙交酯(DLLA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)在不同混合比例下制得PDT的断裂伸长率和断裂能。
图3显示了使用乙醇或乙醚作为第二溶剂制备的PDT的断裂伸长率和拉伸模量。
图4显示了用本发明一个实施例中制备PDT材料经3D打印获得的试样。
图5显示了复合物样品表观形态。未与Fe3O4复合的PDT呈无色透明白色，与质量分数4％的Fe3O4复合的PDT颜色明显加深。
图6显示了不同质量浓度的PDT/Fe3O4复合物及复合物尺寸。
图7显示了PDT/Fe3O4复合物(1％)的回弹性测试结果，其中(a)为拉伸前；(b)为形变400％后；(c)为形变后在37℃下放置15s；(d)为形变后在37℃下放置30s。
图8显示了PDT降解结果。其中，(a)为降解前；(b)为降解4周；降解之前材料为无色透明的，降解4周之后，变成了乳白色。
图9显示了PDT在降解前后的表面与断面扫描电镜形貌。降解前PDT表面均一无图样，断面光滑；降解后PDT表面出现均匀密集的小孔，断面出现不规则的孔洞。
图10显示了PDT/Fe3O4复合物的X射线显影功能。
图11显示了PDT/Fe3O4复合物的CT下表现。随着磁性纳米Fe3O4质量分数的升高，高密度点数量明显增多。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，首次意外发现一种通过复合磁性纳米Fe3O4颗粒与可吸收聚合物(PDT)制备一种具有良好显影性、降解性以及生物相容性复合材料的方法。
具体地，该方法解决了传统惰性金属放疗标记夹存在的显影灵敏度差、生物惰性、排异反应等突出问题，还能够通过控制外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)单体物质的量之比，控制所得聚合物的数均分子质量和分散性指数(PDI)，增强PDT的成型能力。
术语
如本文所用，术语“本发明的复合材料”、“本发明材料”、“本发明的用于显影的复合材料”、“本发明的复合物”等可互换使用，指本发明第一方面中所述的用于显影的复合材料。
用于显影的复合材料
本发明提供了一种适合用于显影的复合材料，所述的复合材料为固态，并且含有：(a)生物可降解和生物相容的聚合物；和(b)用于显影的四氧化三铁纳米粒子，其中，所述的四氧化三铁纳米粒子的平均粒径为50-500nm，并且所述的四氧化三铁纳米粒子均匀分散于所述的生物可降解和生物相容的聚合物中。
本发明的复合材料具有生物相容性优良、生物可降解度高、成像功能良好等特点，可以制成合适的形状或形式，以供临床显影使用。
优选地，本发明提供了一种厚度为0.2mm的PDT/纳米Fe3O4复合物薄片。
优选地，所述的生物可降解和生物相容的聚合物(也称为“有机医用复合材料”)包括但不限于：PDT、PGA、PLA、PCL、壳聚糖、透明质酸、或其组合。
在本发明中，优选的PDT具有以下特性：数均相对分子量为100×103～300×103，质均相对分子量为200×103～500×103，所得聚合物分散性指数(polymer dispersityindex,PDI)为1～2.5。
优选地，本发明的PDT是采用外消旋丙交酯(DLLA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)的共聚物，其中，外消旋丙交酯(DLLA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)的混合比例(按摩尔计)为78：22至60：40，较佳地75：25至65：35，更佳地为约70：30。
注：该比例是基于图1和2以及以下表格
制备方法
本发明还提供了制备本发明的复合材料的方法。
优选地，本发明提供了一种制备具有良好的生物显影功能、生物相容性和生物可降解性的PDT-纳米Fe3O4医用复合材料的制备方法。该方法解决了传统惰性金属放疗标记夹存在的显影灵敏度差、生物惰性、排异反应等突出问题，还能够通过控制外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)单体物质的量之比，控制所得聚合物的数均分子质量和分散性指数(PDI)，增强PDT的成型能力。
典型地，本发明的制备方法包括步骤：
(S1)将四氧化三铁纳米粒子、生物可降解和生物相容聚合物以及第一溶剂进行混合，从而形成第一混合物，其中，所述生物可降解和生物相容聚合物在第一溶剂中是可溶的；
(S2)向所述第一混合物中加入第二溶剂，从而使所述四氧化三铁纳米粒子和生物可降解和生物相容聚合物的复合物形成沉淀物；和
(S3)分离所述沉淀物，并进行干燥，从而获得权利要求1所述复合材料。
优选地，本发明的复合材料为PDT/Fe3O4复合材料。
在一个优选例中，本发明提供了一种制备PDT/Fe3O4复合材料的方法，具体包括以下步骤：
(1)PDT的合成
S1.1，单体外消旋丙交酯(DLLA)与三亚甲基碳酸酯(TMC)物质的量之比为70：10～50；
S1.2，选取催化剂辛酸亚锡Sn(Oct)2,与单体的质量之比为1.0～1.5：1000；
S1.3，抽真空4h后，在氩气气氛中升温至100～150℃，反应2～10h；
S1.4，上述产物经二氯甲烷和无水乙醇2～3次溶解沉淀提纯处理，20～100℃下真空干燥获得PDT样品。
S1.5，将上述产物用铝箔热封后放置于-20℃的冰箱中保存。
典型地，在PDT的合成中，外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)的物质的量之比为70：10～50；催化剂辛酸亚锡Sn(Oct)2,与单体的质量之比为1.0～1.5：1000。
优选地，步骤S1.3在氩气气氛中升温至100～150℃，反应时间2～10h。
(2)纳米Fe3O4的合成
S2.1，取4g NaOH溶液，溶解于100mL去氧蒸馏水中，搅拌使其完全溶解得到1mol/L的NaOH溶液；
S2.2，分别取5.40g FeCl3.6H2O和2.78gFeSO4.7H2O溶解于20mL去氧蒸馏水中，获得黄绿色铁盐溶液；
S2.3，室温下将S2获得的溶液滴加进S1溶液，开超声剧烈搅拌5～15min；
S2.4，将S3获得的黑色悬浊液开机械搅拌并通氩气，50～100℃下反应30min；
S2.5，磁性分离S4获得的产物，并用去氧蒸馏水和无水乙醇交替洗涤2遍，用去氧蒸馏水分散；
S2.6，将上述产物冻干，然后20～100℃真空干燥过夜，放入干燥器抽真空保存。
优选地，步骤S2.2所述的铁盐溶解后可得到Fe3+/Fe2+摩尔比约为2:1的黄绿色铁盐溶液。
(3)PDT/Fe3O4复合物的制备
S3.1，将(1)获取的PDT加入二氯甲烷溶剂中，溶解，获得0.1g/mL的PDT溶液；
S3.2，加入一定量的磁性纳米Fe3O4，继续搅拌一段时间；
S3.3，将上一步产物使用无水乙醇沉淀，产物60℃真空干燥过夜，干燥后使用平板硫化机热压成厚度约为0.2mm的薄片。
优选地，步骤S3.2所述的质量之比为纳米Fe3O4/PDT质量浓度分别为0.5％，1％，2％和4％，其中PDT的质量按100％计。
制品和应用
本发明还提供了本发明复合材料的应用以及相应的制品。
在本发明中，所述的制品包括含有本发明的复合材料或用本发明的复合材料制成。
一种优选的制品是3D打印制品。本发明人意外地发现，由于本发明的PDT，不仅是生物可降解和生物相容的聚合物，而且可以在较低的温度(如130－150℃)下液化，并具有优异的机械性能(如断裂伸长率超过400％，在37℃下表现出形状记忆功能等)，因此特别适合用作3D打印的基材或原料，从而制得各种不同的3D打印制品。
典型地，本发明复合材料或制品可应用于医用领域，例如用作标记夹，或作为磁成像材料。本发明的复合材料即可用于医疗用途，也可用于研究目的。
本发明的主要优点包括：
1)提供了一种具有良好成像功能的可降解柔性生物材料。
2)提供了一种全新的PDT生物可降解材料/纳米Fe3O4材料的复合材料合成方法；
3)创新性地将该材料应用于乳腺癌术后生物可吸收标记夹的制备，解决了传统金属标记夹带来的影像灵敏度差、不适等突出问题。
4)本发明的PDT材料，适合通过3D打印等方式制成各种不同的制品。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。
通用方法
CT测定：分别取磁性纳米Fe3O4质量浓度为0％、0.5％、1％、2％和4％的PDT/Fe3O4复合物，裁剪成长20mm，宽4mm，厚0.2mm的薄片，并将4个角裁剪为钝角，将不同磁性纳米Fe3O4质量浓度的复合物放入CT机中，观察影像学表现。
力学性能测定：按照国标GB/T 1040-2006进行拉伸性能测试，对所制得的复合物膜，选用国标Ⅱ型哑铃型样刀，使用CP-25型手动冲片机对各样品裁取样条，使用电子万能试验机(CMT-2503，美特斯工业系统(中国)有限公司)对样条进行测试。标距为25mm，拉伸的速率是10mm/min，测试在25℃，相对湿度50％下进行，每组测试的样品个数为5个。测试完毕，由应力应变图像，得到样条拉伸模量、拉伸强度和断裂伸长率数值，对应力应变图像进行积分，得到断裂能We。
3D打印方法：使用MAM双喷头三维微喷射自由成形机(上海富奇凡机电科技有限公司)进行3D打印。PDT的打印条件为，料仓温度165℃，喷头温度170℃，XY轴运动速度1mm/s，T1轴挤料速度0.1mm/s。使用21号针头，层厚设为0.3mm。
实施例1.不同配比PDT制备
1.1.方法
在本实施例中，制备外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)的混合比例不同的聚合物，并比较性能。方法如下：
(a)取一定量的单体外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)，两者的物质的量之比为100：0，98：2，95：5，90：10，85：15，80：20，70：30和0：100；
(b)选取催化剂辛酸亚锡Sn(Oct)2,与单体的总质量之比为1.25：1000；
(c)抽真空4h后，在氩气气氛中升温至120，反应6h；
(d)上述产物经二氯甲烷和无水乙醚2～3次溶解沉淀提纯处理，50℃下真空干燥获得PDT样品。
(e)将上述产物用铝箔热封后放置于-20℃的冰箱中保存。
结果如图1-2所示，结果表明，共聚物拉伸强度与拉伸模量在TMC比例大于20％时急剧下降，而断裂伸长率随TMC比例增加而增大，断裂能在70:30这一比例出现峰值，于是优选70:30这一比例为所需具有良好柔弹性的共聚物比例。
对比例1
重复实施例1，不同点在于，单体外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)，两者的物质的量量之比为70：30，并且在步骤(d)中用无水乙醇替换无水乙醚。
断裂伸长率和拉伸模量的结果如图3所示，结果表明，使用无水乙醇作为第二溶剂制备的共聚物性能优于使用无水乙醚，用无水乙醚时会导致断裂伸长率从约820％下降到470％，拉伸模量显著下降(从160MPa下降到35MPa)。
实施例2.PDT材料3D打印
重复实施例1，不同点在于，单体外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)的物质的量之比为70：30，并且在步骤(d)中用无水乙醇替换无水乙醚。经3D打印后制得如图4所示的制品。由图4可知，PDT材料在单体外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)的物质的量之比为70：30的配方下具有易于打印成型的性能。
实施例3 PDT制备和表征
重复实施例1，不同点在于，单体外消旋丙交酯(DLLA)和三亚甲基碳酸酯(TMC)的物质的量之比为70：30，并且在步骤(d)中用无水乙醇替换无水乙醚。
结果
图5左侧图片是采用丙交酯开环聚合法合成PDT，通过催化剂辛酸亚锡，经一定条件下，将单体外消旋丙交酯与三亚甲基碳酸酯共聚，并经过多次溶解沉淀提纯，得到的PDT样品；图5右侧是将PDT样品与制备的磁性纳米Fe3O4颗粒在二氯甲烷溶剂共混、搅拌、沉淀，得到的PDT/Fe3O4复合物。图6A从左到右依次是不同磁性纳米Fe3O4质量浓度下的PDT/Fe3O4复合材料形态。图6B是PDT/Fe3O4复合材料的尺寸测量。
对比图5左侧和右侧图片发现，加入纳米Fe3O4的PDT/Fe3O4复合材料颜色明显加深；依次从左到右对比图6A中不同磁性纳米Fe3O4质量浓度下的PDT/Fe3O4复合材料图片发现复合材料均一性较好，并且随着磁性纳米Fe3O4质量浓度增加复合材料颜色加深；由图6B显示，复合材料的长度在2cm左右。
实施例4.PDT/Fe3O4复合物的力学表现
4.1方法
将5种磁性纳米Fe3O4颗粒质量分数的PDT/Fe3O4复合材料(质量分数分别为0％、0.5％、1％、2％、4％)(实施例1中制备)，按照国标GB/T 1040-2006进行拉伸性能测试，所得各弹性参数及其趋势见表1。
表1：PDT/Fe3O4复合材料弹性参数
4.2结果
由表1可以发现，PDT共聚物在加入磁性纳米Fe3O4颗粒后，弹性模量明显升高，但随着磁性纳米Fe3O4颗粒质量百分数的升高，弹性模量值逐渐减低，并趋于稳定。对PDT/Fe3O4复合材料(1％)进行定长拉伸实验，观察其回弹情况，见图7，37摄氏度下，30s形变可完全恢复。
实施例5 PDT的体外降解
5.1方法
将通过热压法制备的PDT样品薄膜(厚度0.2mm)裁成1cm×1cm的正方形样品，将其浸入磷酸盐缓冲液(phosphate buffered saline，PBS)中，并置于37℃恒温振荡箱中。待浸泡至设定时间，取出，观察PDT降解状况。随后用去离子水清洗，真空干燥，并拍摄表面及断面形貌。
将聚PDT解材料进行降解。其中，(a)为降解前；(b)为降解4周后。图8图8从表面与断面两个方向展示了电镜扫描下材料的降解前后形貌。
5.2结果
由图8显示，随着降解时间的增加，材料的外观发生了比较大的变化。降解之前材料为无色透明的(图a)，降解4周之后，变成了乳白色(图b)。
从图9中可以看出，材料表面形貌变化显著，材料降解到8个月时，材料表面变得很粗糙，表面呈现出颗粒状。从断面扫描电镜照片可以看出，降解之前材料断面比较平整，降解8个月材料断面出现了许多比较均一的小孔，说明材料在发生表面降解的同时，内部也发生了较快的降解。
实施例6 PDT/Fe3O4复合物X射线下的定性表现
6.1方法
分别取磁性纳米Fe3O4质量浓度为0％、0.5％、1％、2％和4％的PDT/Fe3O4复合物，裁剪成长20mm，宽4mm，厚0.2mm的薄片，并将4个角裁剪为钝角，通过对比不同磁性纳米Fe3O4质量浓度的影像学表现，筛选磁性纳米Fe3O4最佳质量浓度。
结果如图10所示，从左至右依次为磁性纳米Fe3O4用质量分数为0％、0.5％、1％、2％、4％的PDT/Fe3O4复合物试样，进行X射线显影。PDT/Fe3O4复合物在CT扫描的显影效果见图11。随着磁性纳米Fe3O4质量分数的升高，复合物密度逐渐升高。磁性纳米Fe3O4质量分数为0％的复合物密度均匀一致，而含有磁性纳米Fe3O4的复合物中均分布着较均匀的高密度点，且随着磁性纳米Fe3O4质量分数的升高，高密度点数量明显增多。
6.2结果
如图10所示，在X射线照射下，复合物从左至右随着磁性纳米Fe3O4质量分数的升高，复合物X射线显影效果更加明显。说明PDT/纳米Fe3O4复合材料具有良好的显影性。
实施例7 PDT/Fe3O4复合物在CT下的定量表现(CT值)
7.1方法
对PDT/Fe3O4复合物进行CT测试，记录不同纳米Fe3O4质量分数下的PDT/Fe3O4复合物CT值。表2为所测PDT/Fe3O4复合物试样的CT值。
表2.PDT/Fe3O4复合物的CT值
质量分数(％)
平均值(Hu)
标准偏差
最小值(Hu)
最大值(Hu)
0
-378.3
113.9
-571.3
-87.8
0.5
-305.7
57.1
-519.5
-171.6
1
-177.8
75.6
-320
71.6
2
36.2
116.5
-267.7
467.6
4
177.2
308.3
-197.3
1762.2
7.2结果
从表2中可以看出，随着Fe3O4质量分数的升高，复合物的CT值逐渐升高。由于常见人体组织及介质的CT值：空气为-1000Hu，脂肪为-90～-70Hu，水为0Hu,软组织为20～50Hu，血肿为6-～80Hu,骨为+1000Hu。结合表1可以知道在质量分数为0％～1％的复合物中，随着磁性纳米Fe3O4质量的增加，复合物的CT值逐渐升高，但低于脂肪组织CT值；而在质量分数为2％～4％的复合物中，随着磁性纳米Fe3O4质量的增加，复合物的CT值逐渐升高，高于脂肪组织及水的CT值；但质量分数为2％的复合物与软组织CT值相近；质量分数为4％的复合物又明显高于组织的血肿。
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