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磁気温熱療法に向けた磁性微粒子の位置温度検知・加熱技術の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K23597
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0403:人間医工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

TON・THAT LOI  東北大学, 工学研究科, 助教 (90844499)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード磁気ハイパーサーミア / 磁性ナノ粒子 / 位置検知 / 温度検知 / 定温加熱 / がん温熱療法 / 感温磁性体 / 機能性磁性ナノ粒子 / 磁性微粒子 / 加熱技術 / 測温技術 / 磁性微粒子磁気特性 / 磁性ナノ粒子合成 / 治療システム / 磁気温熱療法
研究開始時の研究の概要

近年,磁性微粒子を癌部位に集積させ,体外から高周波磁場を印加することで,癌部位を局所的に加熱する磁気温熱療法が国内外で注目されている。磁気温熱療法の核心的な要素技術として①位置温度検知や送達等への応用のため高性能かつ高発熱効率を持つ磁性微粒子を始め,②磁性微粒子の患部への送達技術,③磁性微粒子の位置・温度検知技術,④定温加熱技術(励磁制御,自己温度制御発熱体)等が挙げられる。
これまでに磁気温熱治療技術は確立されておらず,本研究ではこれまでに研究開発した要素技術(位置探索・温度検知・加熱技術)を高度化し,これらを総括した「磁気温熱治療装置」を構築することを目的とする。

研究成果の概要

本研究は、次世代のがん治療法として世界的に注目を浴びている磁気温熱療法の治療システムを構築することを目的とした。本研究成果を以下に示す。(1)PID制御による簡易型自動定温加熱治療システムを試作することに成功した。(2)磁場検知用8の字コイル及びその空間的直線走査を使用することで、体内に埋め込まれた磁性微粒子の簡単かつ迅速な定位法を考案した。(3)磁気温熱療法に適した高機能磁性微粒子の開発を目的とし、磁性微粒子を新たに合成し、試作した簡易型自動定温加熱治療システムを用いてその発熱特性を評価し、SQUID-VSM等でも磁性微粒子の直流・交流磁化特性も評価し、新たな知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本ではがんによって年間約37万人の尊い命が失われ、その治療技術の高度化は焦眉の急である。本研究では低コストの簡易型自動定温加熱治療システムの開発を行った。これは、磁気温熱療法の研究開発の進展に寄与し、年間約43兆円超えの医療費を削減できる可能性をもっている。また、本位置探索技術は磁気温熱療法のみならず、磁性ナノ微粒子を用いたセンチネルリンパ節生検等、他の医療分野にも活用可能であり、その波及効果は著しく広い。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Development of an Automatic Localization System of Magnetic Particles for Hyperthermia Therapy2021

    • 著者名/発表者名
      Tonthat Loi、Mitobe Kazutaka、Yabukami Shin
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 57 号: 2 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2020.3008490

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Complex Permeability Measurements Up to Millimeter-Wave Frequency Range2021

    • 著者名/発表者名
      Yabukami S.、Nozawa K.、Tonthat L.、Okita K.、Sai R.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 57 号: 2 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2020.3011971

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Elemental Technologies for Magnetic Hyperthermia in Cancer Treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Tonthat Loi、Aki Fumitaka、Mitobe Kazutaka、Yabukami Shin、Yamamoto Yoshiyuki
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings, 11th Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering (APCMBE 2020)

      巻: 82 ページ: 272-277

    • DOI

      10.1007/978-3-030-66169-4_33

    • ISBN
      9783030661687, 9783030661694
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Simple and High‐Accuracy PID‐Based Temperature Control System for Magnetic Hyperthermia Using Fiber Optic Thermometer2021

    • 著者名/発表者名
      Shikano Akihiro、Tonthat Loi、Yabukami Shin
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16 号: 5 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1002/tee.23361

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フリップチップボンディングによる高周波駆動薄膜磁界センサモジュール2020

    • 著者名/発表者名
      工藤 春陽、植竹 宏明、小野寺 英彦、トンタット ロイ、沖田 和彦、薮上 信、早坂 淳一、荒井 賢一
    • 雑誌名

      日本磁気学会論文特集号

      巻: 4 号: 1 ページ: 32-36

    • DOI

      10.20819/msjtmsj.20TR417

    • NAID

      130007839750

    • ISSN
      2432-0471
    • 年月日
      2020-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of applied magnetic field on permeability and heating efficiency of multifunctional micro/nano-magnetic particles for hyperthermia therapy2020

    • 著者名/発表者名
      Tonthat Loi、Yamamoto Yoshiyuki、Mitobe Kazutaka、Yabukami Shin
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 号: 12 ページ: 125324-125324

    • DOI

      10.1063/9.0000123

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple and rapid detection system for oral bacteria in liquid phase for point-of-care diagnostics using magnetic nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Tonthat Loi,Takahashi Shunnosuke,Onodera Hidehiko,Okita Kazuhiko,Yabukami Shin,Yokota Kotone,Furuya Maiko,Kanetaka Hiroyasu,Miura Yoshinori,Takahashi Hideki,Watanabe Yoshihiko,Akiyama Ritsuko
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 号: 12 ページ: 125325-125325

    • DOI

      10.1063/1.5130437

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of temperature and position detection techniques for magnetic particles for magnetic hyperthermia2022

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat
    • 学会等名
      International Meet on Magnetism and Magnetic Materials (MAGNETISMMEET2022, Tokyo, Japan)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Constant Temperature Control Technology for Hyperthermia Therapy using Magnetic Particles2021

    • 著者名/発表者名
      トンタット ロイ, 鹿野 晃弘, 薮上 信
    • 学会等名
      第54回日本生体医工学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Simple Localization Method of Magnetic Particles for Hyperthermia Therapy using Figure-8 Coil2021

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, Ryuichi Hirota, Taiga Kitamura, Kazuhiko Okita, Shin Yabukami
    • 学会等名
      The International Magnetics Conference (INTERMAG 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An automatic localization system of magnetic particles for hyperthermia in cancer treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, Kazutaka Mitobe, Shin Yabukami
    • 学会等名
      The International Magnetics Conference (INTERMAG 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of elemental technologies for magnetic hyperthermia in cancer treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, Fumitaka Aki, Kazutaka Mitobe, Shin Yabukami, Yoshiyuki Yamamoto
    • 学会等名
      11th Asian Pacific Conference on Medical and Biological Engineering (APCMBE 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of applied magnetic field on permeability and heating efficiency of multifunctional micro/nano-magnetic particles for hyperthermia therapy2020

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, Yoshiyuki Yamamoto, Kazutaka Mitobe, Shin Yabukami
    • 学会等名
      2020 Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気温熱療法のための発熱体とその温度および位置の検出技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      Loi Tonthat, Kazutaka Mitobe, Shin Yabukami
    • 学会等名
      第44回日本磁気学会学術講演会(シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of AC magnetization and heat dissipationof Au-coated Fe2O3 particles2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamaminami, Shota Kobayashi, Loi Tonthat, Kazutaka Mitobe, Shin Yabukami, Tsutomu Yamada, Satoshi Ota, Yasushi Takemura
    • 学会等名
      The Forth International Workshop on Magnetic Bio-Sensing (IWMBS2019) (Taiwan)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Localization technique of magnetic particles for hyperthermia in cancer treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Ton That Loi
    • 学会等名
      Mini-Workshop on Nano magnets: Properties and Applications on Nano magnets: Properties and Applications (India)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Simple and Rapid Detection System of Oral Bacteria in Liquid Phase for Point-of-Care Diagnostics using Magnetic Beads2019

    • 著者名/発表者名
      Loi Ton That, Shunnosuke Takahashi, Hidehiko Onodera, Kazuhiko Okita, Shin Yabukami, Kotone Yokota, Maiko Furuya, Hiroyasu Kanetaka, Yoshinori Miura, Hideki Takahashi
    • 学会等名
      2019 Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (America)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Highly Sensitive Coplanar Line Thin Film Sensor for Magnetocardiographic Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Haruhi Kudo, Heroaki Uetake, Hidehiko Onodera, Loi Tonthat, Shin Yabukami, Junichi Hayasaka, Ken Ichi Arai
    • 学会等名
      2019 Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (America)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] がん磁気温熱療法のための感温磁性マイクロ・ナノ微粒子の開発2019

    • 著者名/発表者名
      トンタットロイ,水戸部一孝,薮上信
    • 学会等名
      令和元年度スピニクス特別研究会(福島)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フリップチップボンディングによる高周波駆動薄膜磁界センサ2019

    • 著者名/発表者名
      工藤春陽,植竹宏明,小野寺英彦,トンタットロイ,薮上信,早坂淳一,荒井賢一
    • 学会等名
      第 43 回日本磁気学会学術講演会(京都)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Au コート Fe2O3 粒子の交流磁化特性と発熱特性2019

    • 著者名/発表者名
      山南豪, 小林昌太, TON THAT LOI, 水戸部一孝, 薮上信, 山田努, 大多哲史, 竹村泰司
    • 学会等名
      第 43 回日本磁気学会学術講演会(京都)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] がん磁気温熱療法のための磁性微粒子の位置および温度のワイヤレス検知技術2019

    • 著者名/発表者名
      トンタットロイ,水戸部一孝,薮上信
    • 学会等名
      第200回スピニクス研究会(宮城)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハイパーサーミア用ワイヤレス温度検知技術のための磁場印加検知ユニットの検討2019

    • 著者名/発表者名
      山本裕和, TON THAT LOI, 安藝史崇, 水戸部一孝
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会(沖縄)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気ハイパーサーミアのための感温磁性微粒子の位置・温度情報のワイヤ レス検知技術に関する研究開発2019

    • 著者名/発表者名
      TON THAT LOI, 安藝史崇, 山本良之, 齊藤元, 薮上信, 水戸部一孝
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会(沖縄)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 金コート感温磁性体を利用したハイパーサーミアのためのワイヤレス温度計測・自動定温加熱システムの構築2019

    • 著者名/発表者名
      安藝史崇, TON THAT LOI, 齊藤元, 山崎清之, 水戸部一孝
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会(沖縄)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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