2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of iron nitride microspheres for hyperthermia with highly efficient heating, automatic temperature control, and arterial embolization
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18K19895
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
川下 将一 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70314234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金高 弘恭 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50292222)
小川 智之 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50372305)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 窒化鉄 / 微小球 / 温熱治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、がんの治療方法として外科手術や化学療法に替わる、より低侵襲かつ効果的な治療法の開発が求められている。その一つに温熱療法があり、マグネタイトなどの酸化鉄微粒子が交流磁場中で発熱することを利用した温熱治療用材料の研究が行われてきた。窒化鉄(FexNy)にはマグネタイトよりも高い飽和磁化を示す。窒化鉄はマグネタイトに替わる温熱治療用材料への応用が期待できる。そこで本研究では、シリカ（SiO2）ガラス微小球を鉄イオンを含むフッ化水素酸（Fe-HF）に浸漬し、さらにこれを還元・窒化することにより、SiO2ガラスの周囲に窒化鉄が析出した微小球の合成を試み、得られたサンプルの構造を粉末X線回折法（XRD）および走査型電子顕微鏡（SEM）により評価した。
XRDの結果によれば、SiO2ガラス微小球をFe-HF浸漬することにより、その表面にβ-FeOOHが析出した微小球が得られた。さらにこれを還元・窒化処理することにより、β-FeOOHはFe(50%)とFe8N(47%)に変化した。以上より、本法によってSiO2ガラス表面にFe8Nが析出した微小球が得られることが明らかとなった。また、窒化後にもFeが残存していたことから、窒化が十分でなく、より高温および／あるいは長時間の窒化処理が必要なことも明らかとなった。
SEMの結果によれば、Fe-HF浸漬により、SiO2ガラス微小球の表面はほぼβ-FeOOHによって覆われていたが、その後の還元・窒化処理により、その一部が剥離していた。これは、還元・窒化処理時にβ-FeOOHの急速な脱水および結晶相変化が生じためと考えられる。従って、還元・窒化処理においては、その昇温速度を下げる必要があることが明らかとなった。
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