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次世代型低温可塑性ボーラスおよび患者固定具の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K07194
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

門前 一  近畿大学, 大学病院, 教授 (10611593)

研究分担者 土井 啓至  近畿大学, 医学部, 講師 (50529047)
久保 和輝  近畿大学, 大学病院, 助教 (10976989)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード放射線治療 / ボーラス / 電子線 / 熱可塑性 / 表在性腫瘍 / ブースト / 放射線治療ボーラス / 患者固定具 / 熱可塑性素材
研究開始時の研究の概要

我々は数年前から放射線治療補助具の開発に取り組み、国内で患者固定ロックバー、放射線低吸収ボード、定位用固定具、低吸収頭部ピロー、温度可変型タングステン放射線防護材を開発、特許(公開)取得、上市、臨床使用まで実践した経験がある。今回、我々が長けている温度感応性材料(熱可塑性)とゴム・樹脂の配合を駆使して、1. 患者への密着性が高い、2.リアルタイムに成形が可能、3. 高い透明性、4. 再利用可能、5.治療計画時のCTで使用可能である先進的な放射線治療用のボーラスと患者固定具(シェル)の開発を目指す。

研究実績の概要

次世代型低温可塑性ボーラスの開発では2021年に約50℃の温水または加温にて自由に成形できる可変型ボーラス(ソフトラバーボーラス)を開発、Phys Med Biol. に英語論文として発表した。しかし、成型時の温度を高く使用時に火傷に注意が必要、そして白濁(透明性がない)により患部が見えない等の欠点があった。今回の開発研究では、他のボーラス(ゲルボーラス、樹脂ボーラス、ソフトラバーボーラス、金属ボーラス)の欠点をすべて補い、唯一無二のボーラスを開発することである。先述のソフトラバーボーラスに含まれる熱可塑剤をはじめとする組成の見直しに取り組み、組織等価物質であり、透明性、再利用性、密着性に優れ、43度程度で自由に形成できるなど、臨床で使用可能な理想的なボーラスの開発に成功した。本内容はPhys Med Biol.2023 5月号に掲載され、米国放射線腫瘍学会(ASTRO2023)にも採択、サンディエゴにでポスター発表した。現在は医療機器クラスⅠの薬事を申請中である。また倫理委員会の承認を得て実際の臨床にも使用されつつある。次世代型患者固定具の開発では既存の固定具材質に抗菌作用などを加え、以下の項目で既製品より優る純国産品の開発を目指している。1.軟化温度を湯温約55℃以下。2.加温→冷却に伴う収縮 3.固定具の成形 4.粘着性 5.伸び 5の項目以外は外国製品と同等もしくは優るものが完成している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

次世代型低温可塑性ボーラスの開発は論文発表もすでに行っており、国内特許を取得し、PCT申請中である。また、現在薬事申請準備中であり、臨床使用も開始している。次世代型患者固定具の開発も進進んでおり、材質が決まれば、論文化、特許を申請する予定である。

今後の研究の推進方策

ボーラス:1.薬事承認得る。2.臨床症例を増やす。3.体表面画像誘導放射線治療(SGRT)に使用できる材料のボーラスの試作に取り組む。固定具:1.軟化温度を湯温約55℃以下。2.加温→冷却に伴う収縮 3.固定具の成形 4.粘着性 5.伸びの面で世界を凌駕する材料を特定し、論文発表、特許の申請までを残りの2年以内に行う予定。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] The development and characterization of an all-purpose bolus for radiotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Kenji、Monzen Hajime、Kubo Kazuki、Kosaka Hiroyuki、Ito Takaaki、Sakai Yusuke、Yanagi Yuya、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Physics in Medicine & Biology

      巻: 68 号: 10 ページ: 105007-105007

    • DOI

      10.1088/1361-6560/acc7e0

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparing Dose Calculation Algorithms for Heterogeneous Media: Analytical Anisotropic Algorithm Versus Acuros XB (Dm/Dw) With Continuous CT Value Variation2023

    • 著者名/発表者名
      Yanagi Yuya、Kubo Kazuki、Ito Takaaki、Nakamura Kenji、Hirata Makoto、Doi Hiroshi、Monzen Hajime
    • 雑誌名

      Cureus

      巻: -

    • DOI

      10.7759/cureus.46805

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overcoming Problems Caused by Offset Distance of Multiple Targets in Single-isocenter Volumetric Modulated Arc Therapy Planning for Stereotactic Radiosurgery2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Takaaki、Kubo Kazuki、Monzen Hajime、Yanagi Yuya、Nakamura Kenji、Sakai Yusuke、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Journal of Medical Physics

      巻: 48 号: 4 ページ: 365-372

    • DOI

      10.4103/jmp.jmp_8_23

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and evaluation of a novel water-based pigment marker for radiation therapy skin marking2023

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Shinichi、Hirose Miduki、Kaneshige Soichiro、Nakamura Kenji、Matsuo Yukinori、Monzen Hajime
    • 雑誌名

      Radiological Physics and Technology

      巻: 16 号: 4 ページ: 543-551

    • DOI

      10.1007/s12194-023-00743-0

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dose difference between anisotropic analytical algorithm (AAA) and Acuros XB (AXB) caused by target’s air content for volumetric modulated arc therapy of head and neck cancer2023

    • 著者名/発表者名
      Ito Takaaki、Monzen Hajime、Kubo Kazuki、Kosaka Hiroyuki、Yanagi Yuya、Sakai Yusuke、Inada Masahiro、Doi Hiroshi、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Reports of Practical Oncology and Radiotherapy

      巻: 28 号: 3 ページ: 399-406

    • DOI

      10.5603/rpor.a2023.0032

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effectiveness of shielding materials against 177Lu gamma rays and the corresponding distance relationship2023

    • 著者名/発表者名
      Okuhata Katsuya、Monzen Hajime、Nakamura Yasunori、Takai Go、Nagano Keiji、Nakamura Kenji、Kubo Kazuki、Hosono Makoto
    • 雑誌名

      Annals of Nuclear Medicine

      巻: 37 号: 11 ページ: 629-634

    • DOI

      10.1007/s12149-023-01860-x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the Characteristics of Two Types of Parallel-plate Ionization Chamber Under Small-field Electron Irradiation2023

    • 著者名/発表者名
      YANAGI YUYA、MONZEN HAJIME、KUBO KAZUKI、SUGIYAMA JUNKO、NOMA KAZUO、ITO TAKAAKI、SAKAI YUSUKE、NAKAMURA KENJI、KIDA TETSUO、DOI HIROSHI、NISHIMURA YASUMASA
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 43 号: 5 ページ: 1967-1972

    • DOI

      10.21873/anticanres.16356

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Volumetric Modulated Arc Therapy Planning for Craniospinal Irradiation With a New O-ring Linac2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Kenji、Monzen Hajime、Kubo Kazuki、Otsuka Masakazu、Nambu Hidekazu、Nishimura Yasumasa
    • 雑誌名

      Cureus

      巻: -

    • DOI

      10.7759/cureus.36493

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Characteristics of novel non-toxic water-based pigment marker for raidiotherapy skin marking.2024

    • 著者名/発表者名
      Kosaka H, Matsumoto K, Hirata M, Monzen H.
    • 学会等名
      2024 KIMES & SRTA Annual Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of sound insulation rubber considering human hearing sensitivity for reducing acoustic noise which makes patients unpleasant in MRI.2024

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto D, Monzen H, Kubo K, Kosaka H.
    • 学会等名
      European Congress of Radiology 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The development and evaluation of an all-purpose bolus for radiotherapy2023

    • 著者名/発表者名
      Monzen H, Kubo K, Nakamura K, Uehara T, Otsuka M, Matsumoto K.
    • 学会等名
      65th ASTRO Annual Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and characterization of a novel bolus for photon and electron therapy.2023

    • 著者名/発表者名
      Kubo K, Monzen H, Nakamura K, Doi H, Uehara T, Otsuka M, Matsumoto K.
    • 学会等名
      International Conference on Medical Physics 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of EPID uniformity as a predictive factor of γ-pass rate in O-ring Linac.2023

    • 著者名/発表者名
      Otsuka M, Matsumoto K, Kubo K, Sakamoto T, Nishigaito N, Saika T, Kosaka H, Araki M, Nambu H, Monzen H, Matsuo Y.
    • 学会等名
      nternational Conference on Medical Physics 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Usefulness of reheating technique enabled by newly developed bolus.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K, Monzen H, Kubo K, Kosaka H, Ito T, Sakai Y, Yanagi Y.
    • 学会等名
      第126回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 転移性脳腫瘍定位放射線治療の最適な腫瘍サイズと個数との関係2023

    • 著者名/発表者名
      酒井優佑、久保和輝、上田悦弘、若林和樹、中村憲治、田ノ岡征雄、宮崎正義、川守田龍、石井健太郎、門前一
    • 学会等名
      第126回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 177Luによるガンマ線低減のための遮蔽材の厚みと距離の関係2023

    • 著者名/発表者名
      奥畑勝也、中村泰典、高井 剛、長野圭司、中村憲治、久保和輝、門前一
    • 学会等名
      第126回日本医学物理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] リアルタイム可変型タングステン含有ゴムの電子線治療における遮蔽能力の評価2023

    • 著者名/発表者名
      柳勇也、伊藤崇明、酒井優佑、中村憲治、野間和夫、杉山淳子、久保和輝、門前一
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ビッグモデルを用いた知識ベース前立腺癌VMAT計画と臨床計画の比較2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤崇晃、久保和輝、福永淳一、上田悦弘、上間達也、清水由美子、吉田一貴、合田靖司、浜田誠、中松清志、門前 一
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 学習症例と異なるビームジオメトリを用いた際の知識ベース治療計画モデルの線量予測能2023

    • 著者名/発表者名
      久保和輝、松本賢治、大塚正和、小坂浩之、川守田龍、石井健太郎、松尾幸憲
    • 学会等名
      日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [産業財産権] ボーラス形成材およびそれを用いたボーラス2024

    • 発明者名
      門前 一
    • 権利者名
      早川ゴム株式会社 、学校法人近畿大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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