| 研究課題/領域番号 |
21K05238
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| 研究機関 | 新居浜工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
平澤 英之 新居浜工業高等専門学校, 環境材料工学科, 准教授 (60511540)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | フェライト / 自己発熱 / 交流磁場 / ナノ粒子 / 生体適合 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、がんの新しい温熱治療法として提案されている『誘導焼灼治療』の実用化を目指し、①交流磁場中で著しく自己発熱するフェライト微粒子の開発、②交流磁場加熱における新たな発熱メカニズムの学術的解明、さらに③ドラッグデリバリーシステムの応用を目指したフェライトのリポソーム包埋試験を行う。
令和３年度は、まず優れた発熱能力を有するフェライトナノ粒子の合成を目標とし、ソルボサーマル法によるMgFe2O4微粒子の合成を試みた。本研究により、原料に金属硝酸塩を用い溶媒にエチレングリコールを使用したソルボサーマル合成を行ったところ、210℃で14h反応を行ったサンプルでは発熱能力の優れたMgFe2O4の単相を合成することに成功した。また、従来のソルボサーマル合成ではMgFe2O4を形成するため、溶媒に酢酸ナトリウムを添加する必要があったが、今回作製したMgFe2O4は酢酸ナトリウム添加量の減少に伴い得られた粒子の発熱能力が向上することを明らかにしており、特に酢酸ナトリウムを全く添加せずに合成したMgFe2O4では最大の発熱能力を示すことを発見した。
そこで、この発熱メカニズムを解明するため、交流磁場中でのヒステリシス損失を測定した結果、交流磁場中での発熱能力とヒステリシス損失に明確な依存性は見られず、発熱能力が最大となったMgFe2O4では逆にヒステリシス損失が低下することが明らかとなった。そこで、更なる発熱メカニズムの解明のため、周波数を変化させた交流磁場発熱実験からネール緩和の影響について検討を進めている。
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| 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
先述の通り、本研究ではがんの新しい温熱治療法として提案されている『誘導焼灼治療』の実用化を目指し、①交流磁場中で著しく自己発熱するフェライト微粒子の開発、②交流磁場加熱における新たな発熱メカニズムの学術的解明、さらに③ドラッグデリバリーシステムの応用を目指したフェライトのリポソーム包埋試験を行う。
令和３年度はリポソームに包埋するためのMgFe2O4粒子の開発までを目的としており、ソルボサーマル合成により優れた発熱能力を示すMgFe2O4の作製に成功している。また、本合成手法では低温で試料を合成することができるため、目的とする50nm以下のナノ粒子を作製することができた。そこで、次年度はさらに合成条件を変化させて発熱能力が最大となる最適な合成条件を明らかにするとともに、細胞毒性試験によって得られた材料の生体適合性の確認までを完遂する。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では、申請研究期間において①交流磁場中で著しく自己発熱するフェライト微粒子の開発、②交流磁場加熱における新たな発熱メカニズムの学術的解明、さらに③ドラッグデリバリーシステムの応用を目指したフェライトのリポソーム包埋試験を行なう。
今年度は①のフェライト微粒子の開発において、ソルボサーマル合成により優れた発熱能力を示すMgFe2O4ナノ粒子の合成に成功している。そこで令和４年度は、合成時の条件を変化させて発熱能力が最大となる最適な合成条件を明らかにするとともに、細胞毒性試験によって得られた材料の生体適合性の確認までを完遂する。またこれと同時に、発熱メカニズムの解明のため、コンピューターシミュレーションによる磁場解析を行い、実測値と解析結果から発熱メカニズムの特定に挑戦する。
令和５年度は、得られた最適な発熱磁性材料を用い、LibMec法によるリポソームの製造とフェライト封入率を向上させる技術の確立を試みる。最終年度となる令和６年度には、リポソームに包埋された磁性材料の交流磁場特性を測定し、リポソームの熱耐久性からフェライト漏出量に至るまで、発熱医用研究への応用に至る基礎データの取得を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
使用計画通り概ね交付額一杯まで使用したが、０円きっちりまで必要なものを購入することが難しかったため。
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