深部がん局所温熱治療用強磁性セラミック微小球の合成

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550800
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 川下 将一 京都大学, 工学研究科, 助手 (70314234)
• Keywords: 微小球 / 強磁性 / マグネタイト / 深部がん / 温熱治療 / 磁気ヒステリシス損 / 高周波誘導熱プラズマ溶融法

Research Abstract

研究目的 がん細胞は血液の供給に乏しいので、熱に弱く43℃で死滅するが、正常細胞は48℃付近まで損傷を受けない。磁力線は体内深部にまで生体組織に損傷を与えることなく浸入し得る。強磁性体は、交流磁場の下に置かれると、磁気ヒステリシス損により発熱する。従って、化学的耐久性に優れた、直径20〜30μmの強磁性セラミック微小球が得られれば、これを血管を介して肝臓がんに送り込んだ後、その部位を交流磁場の下に置くことにより、毛細血管を詰めてがん細胞への栄養補給を断つと同時に、そこからがん細胞のみを効果的に加温して治療することができる。
本研究は、高純度マグネタイト(Fe_3O_4)粉末を高周波誘導熱プラズマ火炎中に噴霧する方法により、マグネタイトのみからなり、しかも化学的耐久性に優れた、直径20〜30μmの強磁性セラミック微小球を合する方法を追究することを目的とする。
研究成果 高純度Fe_3O_4粉末を、高周波誘導熱プラズマ火炎に噴霧し、さらにこれを5.1×10^3Paの減圧下、300〜700℃の種々の温度で1時間加熱処理した。加熱処理前の微小球はFe_3O_4とごく少量のウスタイト(FeO)からなるが、これを600℃以上で加熱処理すると、ほぼFe_3O_4のみからなる、直径20〜30μmの真球状の微小球が得られることが分かった。走査電子顕微鏡観察によれば、同微小球を構成するFe_3O_4の結晶子サイズは約1μmであった。このようにして得られた微小球は、飽和磁化92emu・g^<-1>、保磁力50Oeの強磁性を示した。300Oe,100kHzの交流磁場における同微小球の発熱量は、10W・g^<-1>と計算され、これは、従来のマグネタイト含有結晶化ガラスのそれとほぼ同じであった。

Research Products

• [Publications] 川下 将一: "放射性ベクトルセラミックス-がんを治療する放射性あるいは強磁性セラミック微小球"バイオマテリアル-生体材料. 21. 368-376 (2003)
• [Publications] 川下 将一: "深部がん局所温熱治療のための強磁性微小球"NEW GLASS. 18. 27-31 (2003)
• [Publications] 川下 将一: "低侵襲局所がん治療用セラミック微小球"バイオマテリアル-生体材料. 22. 36-42 (2004)