アルファ線核医学治療を視野に入れたアクチニウム－225線源製造とその応用の試み
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19K22596
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 52:General internal medicine and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大槻 勤 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (50233193)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 放射性同位元素 / 線源内療法 / 電子線加速器 / 断面積シミュレーション / 分析技術 / 研究用原子炉 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、まず、非アルファ放出核種であるBaやMo,Cu,Ge,等を用いて電子線による医療用放射性同位体の生成断面積等を実験及びシミュレーション両面から検討を行いう。また、これらの核データ取得から得られるパラメータをもとに、ウラン系列の放射性廃棄物として多量に存在するラジウム-226（Ra-226）を、高エネルギーガンマ線を用いて前立腺がん等の核医学治療に有効なAc-225の製造の基礎検討を行う[Ra-226（γ,n）Ra-225→β壊変→Ac-225]。さらに将来的に有用とされるDDS を目指したRIナノコンテナなどへの応用を探ることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、まず、非アルファ放出核種であるBaやMo,Cu,Ge,Au等を用いて電子線などの加速器による医療用放射性同位体の生成断面積を実験及びシミュレ ーション両面から検討を行いう。これらの核データから得られるパラメータをもとに、ウラン系列の放射性廃棄物として多量に存在 するラジウム-226（Ra-226）を用いて、前立腺がん等の核医学治療に有効なAc-225の製造の基礎検討を行う。さらに将来的に有用とされる様々な放射性同位体を用いたDDS を目指したRIナノコンテナなどへの応用を探ることを目指している。まず、非アルファ放出核種であるBaやMo-99,Cu-67,Ge-68,Au-194などの製造利用を検討している。電子線による医療用放射性同位体の製造を電子線加速器ばかりでなく原子炉まで拡張して生成断面積を確認する。新しい製造手法が開発されれば国内はもとり世界でもより安価に各医療施設に提供できる可能性がある。本研究では、これらの前段研究として電子線加速器を用いてMo-99やCu-67,Sc-47,Cu-67,Ga-68,Rh-105,Lu-177,Re-188他を製造する実践的な 研究を行い、これらの結果はJRNC等の国際氏誌に受理されている。今後、アルファ線源内療法に用いるAc-225をRa-225の娘核種として容易に製造する手法の開発を試み、ナノコンテナなどの応用も含めて展望することを準備している。そこで本研究ではRa-226を電子線照射で発生する高エネルギーガンマ線をRa-226に照射し（光核反応を用いて）、線源内療法に有効なAc-225の製造及び断面積の確認を目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在、以下の進捗であるが、新型コロナウィルスの影響で研究が進行できない状況にある。
本研究では、まず、安定同位体委のBaやMo,Cu,Ge,Au等を用いて電子線等の加速器による医療用放射性同位体の生成断面積等を実験及びシミュレーション両面から検討を行った。現在、放射性Mo-99/Tc-99mやCu-67,Ge-68,Y-90等の放射性医薬品の種々の方法での国内で生産が議論されているが、我々もその有力な手法として高出力の電子線加速器利用を提案している。これらの前段研究の成果は電子線加速器を用いたMo-99やCu-67,Sc-47,Cu-67,Ga-68,Rh-105,Lu-177,Re-188などを製造するという有意義な結果が得られている。これらの結果はJRNC等の国際氏誌に投稿し、受理（あるいは印刷中）された。特に電子線加速器からの制動放射線による（γ,n)反応を用いたMo-99 の生成量の見積もりとTc-99mの迅速分離法を検討してきたところである。また、Tcなどの核種が内包されたナノコンテナの製造の論文も作成中である。さらに、これらの核種の生成断面積を、計算コードを用いたシミュレーションを実行し加速器システム全体の構築をはじめている。さらに、これらの手法を用いて、[Ra-226（γ,n）Ra-225→β改変→Ac-225]の検討をはじめた。また、実際に制動放射線によるRa-226の生成断面積の基礎検討、照射エネルギーの最適化（２年 目）、Ra-226からAc-225の分離技術の検討と開発（イオン交換等）（２年目-３年目）、放射性DDS等への応用の基礎検討（２年目-3年 目） 生成断面積と照射エネルギーの最適化を準備している。
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| Strategy for Future Research Activity |
非アルファ放出核種であるBaやMo,Cu,Ge,Au等を用いて電子線等の加速器による医療用放射性同位体の生成断面積等を実験及びシミュレーション両面から検討を行いう。ここではこれまで得られなかったデータを電子線のエネルギーを10MeV程度ごとに変えて収率試験を行う。収率の理論計算と実験的に得られた収率 と比較検討する。Ra-226に対する(γ,n)反応の実験結果は存在しないので、核データ的にも重要な情報となり、うまくいけば纏めて投稿できる。Ra-226/Ac-225の分離技術の検討と開発：購入したRa-226線源をパックし照射ターゲットとし、電子線のエネルギー30MeV（20MeV, 40MeV）程で照射を行う予定である。アクチノイド系で利用されているDGAレジンを用いた硝酸系イオン交換が適応できるという文献もあり、この手法を確認する。数度繰り返し、分離技術を習得し、できれば纏める。DDS等への応用の基礎検討：ゾフィーゴの生産ばかりでなくナノコンテナDDS等への応用の基礎検 討を行う。アルファ線放出核種はその反跳効果により娘核種はエネルギーを持つ。フラーレンやナノチューブに親核種を溶かすだけで、内包化 が起こることが報告された。我々の研究でも同様の研究を行い医療用放射性核種Mo,Tc-99m@C60の生成の可能性を実験・理論の両面から研究を 行ってきた。同様の手法を用いてAc-225内包C60ナノコンテナ可能性を探ることを目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Production of 47Sc, 67Cu, 68Ga, 105Rh, 177Lu, and 188Re using electron linear accelerator2019
Author(s)
Makoto Inagaki, Shun Sekimoto, Wataru Tanaka, Takahiro Tadokoro, Yuichiro Ueno, Yuko Kani, Tsutomu Ohtsuki
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Journal Title
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry
Volume: 322
Pages: 1703-1709
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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