肝臓がん血管内温熱治療用窒化鉄微小球の創製

氮化铁微球的研制用于肝癌血管内热疗

基本信息

批准号：
22H03949
负责人：
川下将一
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年、患部を切除することなく、がん細胞のみを死滅させる機能温存療法の開発に大きな期待が寄せられている。磁性体を直径20～30 μmの微小球とし、肝臓がんの毛細血管に送り込み、患部を交流磁場の下に置けば、磁性体が発熱し、がん細胞を加温して死滅させることができる。これまでに研究代表者はマグネタイト（Fe3O4）含有微小球を開発してきたが、その発熱特性は臨床応用できるレベルには至っていない。一方、磁性体の発熱特性はその磁気特性（飽和磁化・保磁力）と関連している。そこで本研究では、Fe3O4（92 emu/g）よりも高い飽和磁化を有する窒化鉄（例えば、Fe16N2：240 emu/g）に着目し、従来のFe3O4含有微小球よりも高い発熱特性を有する、肝臓がん血管内温熱治療用窒化鉄含有微小球を創製することを目的とする。2022年度は、窒化鉄含有微小球作製の前段階として、スライドガラス基板上への窒化鉄膜の形成を試みた。その結果、ホウ酸・フッ化水素アンモニウム・三フッ化鉄三水和物の混合水溶液にスライドガラス基板を30℃で48時間浸漬し、その後、基板上に形成された膜に鉄粉に接触させ、水素ガス中300℃で4.5時間、続いてアンモニア雰囲気中150℃で40時間加熱処理すれば、基板上に厚さ約500 nmの窒化鉄膜が形成されることが明らかとなった。また、ヘマタイトとナトリウムアミドを種々の温度および時間で反応させ、種々の窒素量および結晶子サイズを有する窒化鉄（ε-Fe2-3N）ナノ粒子を作製し、それらの磁気特性と発熱特性の関係を調べた。その結果、250℃、12時間の加熱により、飽和磁化29.4 emu/g，保磁力8 Oeのε-Fe2-3Nナノ粒子が得られ、同微粒子は100 kHz、125 Oeの交流磁場下で良好な発熱特性を示した。本研究により、ε-Fe2-3Nナノ粒子が磁気温熱療法の温熱種として有用であることが示唆された。

近年来，人们对开发仅杀死癌细胞而不去除受影响区域的功能保留疗法抱有很大希望。如果将磁性材料制成直径20～30μm的微球，送入肝癌的毛细血管内，将患处置于交变磁场下，磁性材料就会产生热量，加热癌细胞并将其杀死。。能。目前，主要研究者已开发出含磁铁矿（Fe3O4）的微球，但其放热性能尚未达到临床应用水平。另一方面，磁性材料的发热特性与其磁特性（饱和磁化强度和矫顽力）有关。因此，在本研究中，我们重点关注比 Fe3O4 (92 emu/g) 具有更高饱和磁化强度的氮化铁（例如 Fe16N2：240 emu/g），并重点关注比传统材料具有更高放热性能的氮化铁。含 Fe3O4 的微球的目的是制造用于癌症血管热疗的含氮化铁的微球。 2022年，我们尝试在载玻片基板上形成氮化铁薄膜，作为制造含氮化铁微球的初步步骤。结果，将载玻片基板在30℃下浸入硼酸、氟化氢铵和三氟化铁三水合物的混合水溶液中48小时，然后使在基板上形成的膜与铁粉接触已经表明，通过在氢气中在300℃下热处理4.5小时，随后在氨气氛中在150℃下热处理40小时，可以在衬底上形成厚度约为500nm的氮化铁膜。此外，我们通过赤铁矿和氨基钠在不同温度和时间下反应，制备了不同氮含量和微晶尺寸的氮化铁（ε-Fe2-3N）纳米颗粒，并研究了它们的磁性能和放热性能之间的关系。。结果，250℃加热12小时，得到饱和磁化强度为29.4 emu/g、矫顽力为8 Oe的ε-Fe2-3N纳米颗粒，并且该纳米颗粒在500℃交流磁场下表现出良好的性能。 100 kHz 和 125 Oe 表现出放热特性。这项研究表明 ε-Fe2-3N 纳米粒子可用作磁热疗法的热物种。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effect of heating conditions on the magnetic properties of micron-sized carboxyl modified-magnetite particles synthesized by a spray pyrolysis and heating process

加热条件对喷雾热解加热合成微米级羧基改性磁铁矿颗粒磁性能的影响

DOI：
10.1016/j.apt.2021.103412
发表时间：
2022
期刊：
Advanced Powder Technology
影响因子：
5.2
作者：
Hashimoto Masami;Takahashi Seiji;Kawahara Koichi;Ogawa Tomoyuki;Kawashita Masakazu
通讯作者：
Kawashita Masakazu

Effect of citric acid content on magnetic property of magnetite particles for detecting virus

柠檬酸含量对病毒检测用磁铁矿颗粒磁性能的影响

DOI：
10.2109/jcersj2.22098
发表时间：
2022
期刊：
Journal of the Ceramic Society of Japan
影响因子：
1.1
作者：
M. Hashimoto;S. Takahashi;K. Kawahara;D. Yokoe;T. Kato;T. Ogawa;M. Kawashita
通讯作者：
M. Kawashita

Ceramic micro- or nano-particles for cancer treatment

用于癌症治疗的陶瓷微米或纳米颗粒