Development of multifunctional composite magnetic micro@nano particles and application to next generation cancer hyperthermia
| Project/Area Number |
20K20210
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
TON THAT LOI 東北大学, 工学研究科, 助教 (90844499)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 磁気ハイパーサーミア / 機能性磁性ナノ粒子 / 金ナノ粒子 / 酸化鉄ナノ粒子 / 磁気温熱治療装置 / 定温加熱制御 / 強磁性共鳴 / ナノセラノスティクス / Fe3O4@Auナノ粒子 / Neel-Brownian緩和 / サイズ制御 / CT造影剤 / ハイブリッド金＠酸化鉄ナノ粒子 / PID制御 / 磁性ナノ粒子合成 / 磁性微粒子磁気特性 / 加熱技術 / 測温技術 / 医療応用 / 磁気温熱療法 / マイクロ@ナノ磁性微粒子 / 温度検知 / 位置探索 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、癌磁気温熱療法が次世代の癌治療法として国内外で注目されている。手術・化学・放射線療法に比べ侵襲性や副作用が少なく、化学放射線療法と併用することで治療効果を高められるとする報告もされている。本研究では、高い発熱効率かつ高い感温性を有する多機能型複合体マイクロ@ナノ磁性微粒子の発熱機構および磁気特性を解明し、そのパフォーマンスをさらに高める。そして、研究代表者が技術確立した低侵襲治療システムに高いパフォーマンスのマイクロ@ナノ磁性微粒子を適用し、その治療可能距離をさらに伸ばす。これにより、全ての癌に低侵襲治療システムを応用できるようになるので、社会的意義は大きい。
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| Outline of Final Research Achievements |
In the fiscal year 2020, we aimed to develop high-performance magnetic nanoparticles suitable for magnetic hyperthermia therapy. By employing a thermal decomposition method, the synthesis of magnetic nanoparticles was successfully achieved, resulting in monodisperse iron oxide nanoparticles exhibiting superparamagnetic properties. Furthermore, we succeed in developing a simplified automatic temperature-controlled heating treatment system. In 2021, through animal experiments utilizing Resovist, which achieved a four-fold improvement in heat generation efficiency, we established high-precision temperature control in vivo. Additionally, we succeeded in developing hybrid gold-iron oxide nanoparticles for cancer diagnostic and therapeutic applications. In 2022, we first demonstrated experimentally the ultra-fast temperature rise rate of Fe3O4@Au nanoparticles based on ferromagnetic resonance, surpassing conventional magnetic hyperthermia by two orders of magnitude.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
癌は世界で主要な死因の一つであり，その治療技術の高度化は急務となっている。本研究により簡易型治療システムや高機能性磁性ナノ粒子の開発を通じて、磁気温熱療法の研究開発の進展が期待される。また，これまでに極小で複数の機能を有する磁性微粒子が望ましいがん治療・診断などの用途に向けてナノ粒子を開発することは困難であった。本研究では，世界で初めて多機能型複合磁性粒子を開発した。この粒子は磁気温熱療法のみならず、がん画像診断等にも活用でき、その波及効果は著しく広い。これまで共鳴磁性を利用したFe3O4@Auナノ粒子による磁気温熱治療技術は確立されておらず、本研究と同様の試みは国内外でも類を見ない。
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Report
(4 results)
Research Products
(37 results)
