2016 Fiscal Year Research-status Report
がん温熱治療に最適化した磁性ナノ粒子の簡便合成法と発熱量の高精度予測法の確立
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15K04625
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
岩崎 智宏 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50295721)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マグネタイト / 磁性ナノ粒子 / 磁性流体 / 誘導加熱 / 結晶子径分布 / 磁気ハイパーサーミア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は、さまざまな結晶子径分布をもつマグネタイトナノ粒子の水性磁性流体の交流磁場における発熱特性（温度プロファイルデータ）に基づいて、発熱量推算法を確立した。まず、Idaらが提案した結晶子径解析モデル（Journal of Applied Crystallography, 36, 2003, 1107-1115）を用い、分布を有する結晶子の集合体において、各結晶子からの回折強度の和で表される理論回折ピーク形状関数を、マグネタイトナノ粒子のＸ線回折のデータに直接当てはめて結晶子径分布を決定した。次に、Rosensweigの発熱理論（Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 252, 2002, 370-374）を用いたMuraseらのモデル（Radiological Physics and Technology, 4, 2011, 194-202）を、得られた結晶子径分布を考慮して拡張し、マグネタイト磁性流体の発熱量を求める理論式を導いた。これを用いて得られた数値計算結果の妥当性を検討するために、逆沈殿法を用いてさまざまな結晶子径分布を有するマグネタイト水性磁性流体の合成を行い、これらの磁性流体の交流磁場での温度上昇から発熱量の実測値を求め、計算結果との比較を行ったところ、これらはおおむね一致し、本解析法の妥当性が確認できた。さらに、同様の平均結晶子径をもつ場合でも結晶子径分布の広がりによって発熱量が著しく変化することが、実験および計算により示すことができた。以上より、磁性材料の物性や交流磁場の条件から発熱量を予測することが可能となり、磁気ハイパーサーミアの精密な温度制御の可能性を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度では結晶子径分布を考慮した発熱量の予測法を構築し、実験によってその妥当性を示すことができたことから、おおむね当初の計画通りに研究を進めることができたといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度では主として磁性流体におけるマグネタイトナノ粒子の凝集・分散状態が発熱量に及ぼす影響について検討し、発熱理論にその影響を表す因子を組み込み、より精度の高い発熱量の予測法を構築する。具体的には、マグネタイト水性磁性流体のpHや表面改質剤濃度等を変化させることで凝集・分散状態を種々変化させた試料を調製し、交流磁場における温度プロファイルを測定する。得られた実験結果を均一分散状態の場合の数値計算結果と比較することで、凝集状態を補正する因子を理論式に追加し、発熱量の予測法の一般化を目指す。
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| Causes of Carryover |
本学内の共同利用分析機器が一時的に不調となったため、その時点で十分な測定が行えず、予定していた海外での研究発表を次年度に延期した。また、当該機器の代替として他の機器を利用するための改修費を計上したが、当該機器が仮復旧したため、当該年度内の改修を見送った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定していた海外での発表と機器の改修を行うための費用として使用する。
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[Book] Magnetic Spinels - Synthesis, Properties and Applications2017
Author(s)
Barbara Pacakova, Silvia Soreto, Oscar Perales-Perez, Subhash Thota, Chuan-Chuan Gu, Weiwei Xie, Rajender Singh, Tomohiro Iwasaki, Oscar F. Odio, Patrick Mountapmbeme Kouotou, Malik Anjelh Baqiya, Pengjun Ma, Katerina Nechvilova 他
Total Pages
314 (161-182)
Publisher
InTech
