2013 Fiscal Year Annual Research Report
量子ビームマルチスケール評価法を用いた癌温熱治療中に生じる散逸構造の解明
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24310071
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
間宮 広明 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 主幹研究員 (30354351)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
B JEYADEVAN 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (80261593)
寺田 典樹 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 主任研究員 (60442993)
篠原 武尚 独立行政法人日本原子力研究開発機構, Ｊ-ＰＡＲＣセンター, 研究副主幹 (90425629)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 量子ビーム医療応用 / ハイパーサーミア / ナノ粒子 / 非平衡定常状態 |
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| Research Abstract |
磁性ナノ粒子を用いた癌温熱療法ではその医学的効能の有無が焦点となってきたため，発熱モデルとしては熱平衡状態からの線形応答といった単純な模型が用いられてきたが，必ずしも実験事実と一致するわけではなかった．最近，代表者らは，癌温熱療法条件下での磁性ナノ粒子の振舞についてシミュレーションを行い，従来の通念とはかけ離れた非平衡定常構造，例えば，孤立した磁性ナノ粒子において交流磁場中で磁場方向に垂直な面内に磁化容易軸・磁化ベクトルが配向した構造等，が現れることを初めて見出し，そうした構造に発熱の最適条件が大きな影響を受けることを示した．そこで，本研究では，粒径・形状を制御され素性の明らかな磁性ナノ粒子を合成し，それらの個別/集団での振舞がシミュレーションの予測と一致するかどうかを，透過力の高い量子ビームを用いたマルチスケール評価法で検証し，癌温熱療法の最適設計に不可欠な基礎的知見の確立を目指している．
そこで，本年度は，昨年度，15-20 nmのサイズのナノ粒子の粒径制御合成に成功したオレイン酸とオレイルアミンの混合溶液（無溶媒）中の熱分解法を改良し，マグネタイトナノ粒子の形状制御合成を試み，鉄化合物としては初めての特異な形状を持つ粒子の合成に成功した．また，これらのナノ粒子の発熱特性を物質・材料研究機構に本研究で導入した磁気温熱効果計測装置で周波数・磁場強度を変えて測定し，その形状と特性の相関について検討を進めた．一方，量子ビームを用いたマルチスケール評価では，その場観察用セルを透過可能なモリブデンＸ線源を導入するとともに，小角散乱用交流磁場印加装置を製作し，試料位置で100 kHz, 200 Oeの交流磁場の発生に成功した．
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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
モリブデンＸ線源の設計・製作に時間がかかり交流磁場印加その場観察にやや遅れがあるものの，特異な形状を含むマグネタイトナノ粒子のサイズ・形状制御合成法開発の進捗やブラウン動力学シミュレーション法の改良による新たな知見の取得，また，交流磁場振幅と周波数を変えての発熱量の計測範囲の拡張等，計画より進展した部分もあり，全体としてはおおむね順調に進展していると自己評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた合成法，シミュレーション法，あるいは評価法に関わる知見と技術を駆使し，癌温熱療法条件下での磁性ナノ粒子の振舞についての予測とその検証を進めていく．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
交流磁場印加装置の小角X線散乱測定装置(ブルカ―社製ナノスター)への組み込みの遅れにともない，試料管等の消耗品購入額が減少したため．
交流磁場印加装置の小角X線散乱測定装置(ブルカ―社製ナノスター)への組み込みの遅れにともない，試料管等の消耗品購入額が減少したが、次年度はその遅れを取り戻すためにその場観察実験を当初予定より多く行うため，使用量の増大が見込まれる消耗品の購入に充てる計画である．
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