生体適合性を持つ磁気発熱材料の開発とがんの温熱療法への応用

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08559007
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松井 正顯 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90013531)
• 研究分担者: 土井 正晶 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (10237167) ; 藤内 祝 名古屋大学, 医学部, 講師 (50172127) ; 浅野 秀文 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (50262853)
• キーワード: 温熱療法 / 生体適合性 / がんの温熱療法 / 磁気発熱材料 / ヒステレシス損 / マグネシウムフェライト / 超微粉末 / 超薄膜

研究概要

生体適合性を持つ磁気発熱材料の開発と小動物実験に関して、以下のような結果を得た。
(1)微弱カー効果測定用電磁石(日本分光(株)製)を購入し、既設の装置に取り付け、微粒子や超薄膜などの微弱な磁性体の磁気ヒステレシス曲線をカー効果で測定できるようになった。
(2)前年度に続き、マグネタイト(Fe_3O_4)の超微粒子(5nm〜50nm)について磁気相変態の臨界指数を決定し、キューリ-温度(Tc)を正確に求めた。Tcは粒子径が小さくなるに従って低下することが判明した。発熱量は充分であった。しかし、5nmの粒子のTcは430℃であり、温熱療法に使用するにはまだ高く、今後はさらに粒子経を小さくする必要が ある。
(3)Fe/Cu,Fe/Auの超薄膜人工格子を原子層単位で作製し臨界指数とTcを決定した。両系とも、Feの膜厚を薄くするとTcは低下した。Feを1原子層程度の極限まで薄くした結果、Tcが80℃まで低下することが判明した。特にFe/Au系はFeを薄くしてもFeの磁化は低下せず、Tcのみが低下することが分かり、温熱材料へ応用できる可能性がある。今後、磁気ヒステレシス、発熱量の測定を行う計画である。
(4)MgFe_2O_4にSiを添加したMg_<21+x>Fe_<2->xSi_xO_4(x=0.1〜0.5)を作製し、磁気ヒステレシス曲線、発熱量、Tcを測定した。組成xの増加に対して、Tcは低下し、x=0.5で330℃まで低下することが分かった。しかし発熱量も同時に低下し、温熱療法へ適用するには問題がある。今後はTi添加を行う計画である。
(5)温熱療法への応用のための臨床学的基礎実験として、開発した。MgFe_2O_4の微粉末を用いて、小動物(ラット、ヌードマウス)を使用した実験を行った。動物の肝臓、腎臓などの内蔵または後背部皮膚に移植したがん組織に粉末を直接塗布して温熱効果を測定した。がん組織の壊死が確認された。

研究成果

• [文献書誌] H.Asano: "Magnetoresistance Effect in Layered-Perovskite La_<2-2x>Ca_<1+2x>Mn_2O_7 Thin Films" Jpn.J.Appl.Phys. 36・2A. L104-L106 (1997)
• [文献書誌] Y.Kamada: "Structure and Magnetic Properties of Metastable Ni/bcc-Fe Multilayers" J.Phys.Soc.Jpn.66・2. 466-471 (1997)
• [文献書誌] Y.Kamada: "Epitaxial Growth of Ni,Cu on bcc-Fe(001) and Ni on fcc-Au(001)" J.Phys.Soc.Jpn.66・3. 658-663 (1997)
• [文献書誌] 早川純: "層状構造La_<2-2x>Ca_<1+2x>Mn_2O_7の磁気状態図" 日本応用磁気学会誌. 21・4. 385-388 (1997)
• [文献書誌] 小島宏康: "貴金属-Feグラニュラー薄膜の微粒子分布と磁気抵抗効果" 日本応用磁気学会誌. 21・4. 477-480 (1997)
• [文献書誌] 鎌田康寛: "Co/bcc-Cr,Ni/bcc-Cr人工格子の磁気抵抗効果" 日本応用磁気学会誌. 21・4. 549-552 (1997)
• [文献書誌] 向山直樹: "[Fe(Ni)/Cu]多層膜の膜構造と磁気抵抗効果" 日本応用磁気学会誌. 21・4. 573-576 (1997)
• [文献書誌] H.Asano: "Magnetoresistance in thin filmsand bulks of layered-perovskite La_<2-x>Ca_<1+2x>Mn_2O_7" Appl.Phys.Lett.70・17. 2303-2305 (1997)
• [文献書誌] H.Asano: "Preparation land Properties of Triple Perovskite La_<3-3x>Ca_<1+3x>Mn_3O_<10> Ferromagnetic Thin Films" Appl.Phys.Lett.71・6. 844-846 (1997)
• [文献書誌] H.Asano: "Two-dimensional ferromagnetic ordering and magnetoresistance in the layered peraovskite La_<2-2x>Ca_<1+2x>Mn_2O_7" Phy,Rev.B. 56・9. 5395-5403 (1997)
• [文献書誌] H.Asano: "Magnetotransport in perovskite series La_<n-nx>Ca_<1+nx>Mn_nO_<3n+1> ferromagnets" Phy,Rev.B. 57・2. 1052-1056 (1998)
• [文献書誌] 山田保誠: "Co/γ-Fe/Co 3層膜の磁気抵抗効果" 日本応用磁気学会誌. 22.4(印刷中). (1998)
• [文献書誌] 杉本浩一: "[Co/Cr}エピタキシャル多層膜の磁気特性" 日本応用磁気学会誌. 22.4(印刷中). (1998)
• [文献書誌] 土井正晶: "[bcc-Fe(M)/Cu](M=Co,Ni)多層膜の磁気抵抗効果とその熱処理効果" 日本応用磁気学会誌. 22.4(印刷中). (1998)
• [文献書誌] 早川純: "La_<n-nx>Ca_<1+nx>Mn_nO_<3n+1>薄膜の磁気的・電気的性質" 日本応用磁気学会誌. 22.4(印刷中). (1998)
• [文献書誌] 李昌昊: "強磁性トンネル接合Fe/CeO2/Fe-Coの磁気抵抗効果とXPS観察" 日本応用磁気学会誌. 22.4(印刷中). (1998)