Elucidation of magnetic particle dynamics for diagnostic and therapeutic applications

阐明用于诊断和治疗应用的磁性粒子动力学

基本信息

批准号：
20H05652
负责人：
竹村泰司
金额：
$ 125.8万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-08-31 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1．磁性ナノ粒子の磁化ダイナミクス解明：立ち上がり時間が10 ns程度のパルス磁界を印加する、磁化ダイナミクスの直接的な計測手法を確立した。ナノ～ミリ秒の広範な時間領域における磁化ダイナミクスの実測に成功した（Intermag 2023）。高速ネール緩和の測定では、従来理論では説明できない結果が得られた。磁気光学効果によるピコ秒オーダーでの磁化測定（応用物理学会 2023年、Phys. Rev. Research 2022）を併用して検証を進める。磁化及び磁化容易軸の各応答を測定し、それらの粒子構造依存を明らかにした（Int. J. Magn. Imag. 2023）。2．磁気粒子イメージング：頭部サイズの交流励磁コイルと検出コイルを組み合わせ、臨床診断で要求される微量の磁性ナノ粒子を検出可能であることを明らかにした（日本磁気学会 2022年、論文投稿中）。高感度磁気センサをアレー化し、頭部サイズの装置でサブpTの検出感度を実現した（AIP Adv. 2023）。ボア径120 mmの人体1/5サイズ実機においては、YBCO高温超電導線材を用いた超電導傾斜磁界コイルに加え、交流励起コイル並びに検出コイルの作製を完了した（日本磁気学会 2022年）。これらのコイルを実装し、設計通りの傾斜磁界、交流励起磁界分布を得ることに成功した（電気学会全国大会 2023年）。3．癌温熱治療：生体環境における磁化応答を考慮した発熱機構を解明するために、マウスに移植した腫瘍に投与した磁性ナノ粒子の磁化ダイナミクス計測システムを構築した（日本磁気学会 2022）。高発熱を示す市販2種の磁性ナノ粒子について発熱量及び発熱効率の磁界強度・周波数依存を定量化した（日本磁気学会 2022年、論文投稿中）。標準的な発熱指標として活用されると期待する。

1。阐明磁性纳米颗粒的磁化动力学：我们已经建立了一种直接测量方法来用于磁化动力学，该方法应用了一个脉冲磁场，增加时间约为10 ns。我们已经成功地测量了从纳米到毫秒的广泛时域中的磁化动力学（Intermag 2023）。快速指甲松弛的测量结果产生了传统理论无法解释的结果。该验证将与磁光学效应一起使用磁化效应对picseconds的顺序进行（ApplicationPhys。Rev。Rev. 2022）。测量磁化和易于磁化轴的响应以揭示其粒子结构的依赖性（Int。J.Magn。3023）。 2。磁性粒子成像：将头大小的AC激发线圈和检测线圈组合在一起，以表明可以检测临床诊断所需的痕量磁性纳米颗粒（2022年，2022年提交的文章）。将高度敏感的磁性传感器阵列驱动以实现使用头大型设备（AIPAdv。2023）实现子PT检测灵敏度。在孔直径为120毫米的实际机器中，除了使用YBCO高温超导线的超导梯度磁场线圈外，AC激发线圈的产生和检测线圈已经完成（JPY 2022）。这些线圈已成功安装，以获得梯度磁场和设计的交替激发磁场分布（Electrical Engineers Institute of Electrical Engineers，2023年）。 3。癌症高温：为了考虑到生物学环境中的磁化反应的发热机理，我们已经构建了一个系统，用于测量用于植入小鼠肿瘤的磁性纳米粒子的磁化动力学（JPY 2022）。我们量化了表现出高热量产生的两个市售磁性纳米颗粒的磁场强度和热量产生频率的依赖性（日本磁社会于2022年提交的论文）。我们希望它将用作标准发烧指标。