Mo-99/Tc-99m国産化を実現するメソポーラスアルミナ吸着材の開発

Research Project

Project/Area Number	23K25228
Project/Area Number (Other)	22H03974 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 90130:Medical systems-related
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	福光延吉神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (40277075)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	江口美陽早稲田大学, 理工学術院, 准教授(テニュアトラック) (10520778) 有賀克彦国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, 特命研究員 (50193082) 土谷邦彦国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門大洗研究所環境技術開発センター材料試験炉部, 課長 (50343926) 藤田善貴国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門大洗研究所環境技術開発センター材料試験炉部, 研究職 (70766857)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000) Fiscal Year 2025: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000) Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000) Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords	モリブデン / テクネチウム / 吸着材 / メソポーラス / アルミナ / 国産化
Outline of Research at the Start	テクネチウム（99mTc）の原料モリブデン(99Mo)の安定供給には、国内で99mTcを抽出する方法が有力である。99mTcに壊変する99Mo以外の大量の放射化Moを吸着する技術を開発するために、吸着能の優れたアルミナを開発する。具体的には、メソポーラス加工および3次元的なナノ細孔により多くの吸着サイトを有した粒子、微量の生体適合性のある金属元素の混入により細孔壁の吸着性を高めた粒子の合成を行う。その粒子の品質を化学的、画像診断学的に証明する。
Outline of Annual Research Achievements	わが国は、核医学検査で頻用されるテクネチウム（99mTc）の原料モリブデン(99Mo)を100%輸入に頼っており、安定供給面で課題がある。国内で天然Moを放射化し、99Mo/99mTcジェネレータ内で99mTcを抽出する方法が有力な解決策であるが、99mTcに壊変する99Mo以外の大量の放射化Moを吸着する技術の開発が要求される。本申請では、生体安全性が担保されるアルミナを基材とし、メソポーラス加工および3次元的なナノ細孔により多くの吸着サイトを有した粒子、微量の生体適合性のある金属元素の混入により細孔壁の吸着性を高めた粒子の合成を行う。さらに、その粒子の品質が医療用具として適切であることを化学的、画像診断学的に証明する。以上よりMo吸着能を安全に飛躍的に向上させるすぐれた吸着材を開発し、99Mo/99mTc国産化の実現につなげる。以上を目的として表面積の圧倒的に大きなメソポーラスアルミナ粒子の合成を行っている。基本的な合成プロセスは、塩化アルミニウム、アルミニウムアルコキシドなどのアルミナ前駆体を溶液に溶解させ、それぞれ親水基、疎水基の両方を持つ両親媒性分子を共存させながら水熱処理を行う。その後、水やエタノールを用いてサンプルを洗浄し、有機分子や未反応物を取り除き、乾燥させる。両親媒性分子の分子量、最適な無機種の選択、またそれらの反応溶液中の濃度、水熱処理中の時間や温度、ナノ構造に与える各種パラメーターを調整し、3次元細孔を有するアルミナ粒子を合成する。2022年度はアルミナ粒子の表面の水酸基の状態を変えることで、粒子の形状や大きさ、さらに表面積がどのように変わっていくかを評価した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 4種類のアルミナ粒子を合成した。1.焼成前、２．抽出後、3．400度で焼成、4.850度で焼成。400度あるいは850度で焼成したアルミナ粒子はメソポーラス構造が確認でき、粒子の秩序性も高かった。粒子径はいずれも1－10マイクロメートル程度であった。表面積は1.焼成前 (0.066 cm/g)、２．抽出後 (0.207 cm/g)、3．400度で焼成 (0.849 cm/g)、4.850度で焼成 (0.472 cm/g)と、3．400度で焼成が最も高く、次いで4.850度で焼成であった。一方、最も低かったのは1.焼成前であった。ミルキングによるMo吸着能試験を行ったが、各粒子の合成量が一定でなく、少ない量の粒子では安定した結果が出なかった。
Strategy for Future Research Activity	まずは、3．400度で焼成、4.850度で焼成の2種類の粒子を完成させる。粒子径や粒子の凝集にMo吸着能が影響を受けることは今までの研究から明らかになっている。また、今回の2022年度の研究でも粒子の量が少ないと測定精度の誤差が大きくなることもわかってきた。粒子径や粒子の凝集程度など最適の条件を求めてメソポーラスアルミナ粒子を完成させら。さらに、メソポーラスアルミナ粒子を多く合成して精度の高い測定結果を得る。そのうえで、表面に水酸基の多い粒子と比較することで、Mo吸着能が粒子の表面積に大きく依存しているのか、メソポーラスアルミナ粒子の化学的性質に大きく依存しているのか明らかにする。その結果を確認後次の作業へ進む予定である。過去の研究ではMo吸着能が60mg/g程度が最高であった。目標値は200mg/gであり、その目標に向けて研究を継続する。