JPH0247243A - 温熱療法用インプラント材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生体加熱用磁性材料に関し、更に詳しくは癌な
どの悪性腫瘍治療法の１種であるハイパーサーミアにお
いて、局部加熱用インブラント材料として使用し得る感
温性アモルファス合金に関する。

〔従来の技術〕

癌などの悪性腫瘍細胞と正常細胞との間に存在する熱感
受性の差異に着目して、腫瘍付近の温度を４２℃或いは
それ以上に加熱することによって癌治療を行う手法（ハ
イパーサーミア）が１９６０年頃から研究され始め、最
近の目ざましい加温技術の進歩により、広範囲な応用が
試みられつつある。

ハイパーサーミアは、その加熱手段によって全身温熱療
法と局部温熱療法とに大別される。

全身温熱療法には、温水や溶融パラフィンが用いられ、
我国では体外循環血液加温法が最も普及している。

局所温熱療法では、電磁波を用いるものが多く、マイク
ロ波加温（２，４５０ＭＨｚ、　９１５ＭＨｚ、　４３
４？Ｊ）１２等）ＲＦ誘導加温（２７，１２ＭＨｚ、　
１３．５６ＭＨｚ）　、ＲＦ誘電加温（１３，５６ＭＨ
ｚ、　８ＭＨｚ）及び超音波加温、（１〜３　Ｍｔｌｚ
）に基づく種々の外部加温装置が厚生省の製造承認を得
て臨床応用に供されている。中でも皮下脂肪の少ない日
本人に対しては、ＲＦ誘電加温装置が主流となっている
。

マイクロ波加温は原理的に表皮から数センチメートルの
深さまでが加熱限界であり、表在性の腫瘍に対してのみ
有効である。ＲＦ誘電加温では電極周囲や皮下脂肪が選
択的に加温され、患部のみの加温は難しい。また、ＲＦ
誘導加温では深部加温が可能であるが、生体内の不均一
インピーダンスによって発熱パターンも乱れやすく、病
巣以外も加温されてしまうという欠点がある。更に超音
波による加温は収束性も良好であり、深部の局所加温に
適してはいるが、骨や空気との境界面で反射されるため
適用品位に制限がある。

以上述べてきた方法は加温に関しては何れも非侵襲的で
あるという利点を有するものの、生体深部の局所加温を
確実に実現するのは容易ではない。

そこで不要な場所での高温領域（Ｈｏｔ　５ｐｏｔ）の
発生などを防ぐために、常時温度計測をする必要があり
、結果として侵襲的となる。更にＨｏｔ　５ｐｏｔの発
生箇所は予測し難く、適切な温度分布計測法は未だ確立
されていない。また一般に電磁波を用いる場合、高周波
化すれば局所加温は可能であるものの深部加温が困難に
なり、低周波化すれば深部加温は容易になるが加温範囲
が広くなるという本質的な問題を有している。

これらの電磁波応用ハイパーサーミアの問題点をカバー
すべく近年開発されつつあるのが、ソフトヒーティング
法と呼ばれる方法である。この方法では感温性磁性材料
を生体内の腫瘍部に埋め込み、高周波交番磁界で励磁す
ることによって発生するヒステリシス損失等を発熱源と
して利用している。

このソフトヒーティング法に使用するインブラント材と
して、従来から検討されて来た感温性磁性材料（フェラ
イト、Ｎｉ−３ｉ　、　ＦｅｚＣなど）は何れも常温付
近での加温効率が悪く、且つ治療に必要な温度の安定維
持が容易ではない。これらの実用特性を向上すべく、磁
性材料と非磁性材料との組み合せによる複合形発熱体が
考案されているが、不安定要因が多くなり、未だ実用化
に結びつく特性を得るに至っていない。

最近、ハイパーサーミアのインブラント材としてアモル
ファス合金の粉末を使用することが提案された（　ｒ　
Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ」、
Ｖｏｌ、　７゜ＮＣＬ　１．７〜１０頁、１９８７年）
　　このインブラント材は寒天ファントムに埋設され、
生体深部の癌患部に挿入されて高周波の磁界により誘導
加熱されるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのインブラント材に用いられたアモルフ
ァス合金は数百℃と高いキュリー温度を有するために、
外部交番磁界をかけると、温度は約４５℃を超えて高く
なりすぎる。従って患部を所望の温度に設定するために
は、外部磁界を制御し、温度調節を行なわなければなら
ない。しかし、患部の位置や状態により加温状態が異な
り、かつ患部の温度を正確に検出しながら調節する必要
があるので、加温療法が複雑になるという問題がある。

従って本発明の目的は、特別な制御を必要とせずに患部
を常に所定の温度範囲に誘導加温し得るインブラント材
用の感温性アモルファス合金を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に謹み鋭意研究の結果、本発明者等は、アモル
ファス合金の組成系にＣｒ及び／又はＭｏを添加するこ
とによりキュリー点を所望のレベルにまで低下させると
、誘導加温において外部交番磁界を制御しなくてもアモ
ルファス合金の加温温度を４２〜４５℃程度の所望のレ
ベルに常に維持することができることを発見し、本発明
を完成した。

すなわち、本発明の温熱療法用感温性アモルファス合金
は、Ｆｅ、　Ｎｉ及びＣｏの１種又は２種以上の遷移金
属と、ＰＳＣＳＳｉ及びＢの１種又は２種以上の半金属
と、Ｃｒ及び／Ａｌｏとを含有し、４２℃乃至９０℃の
キュリー温度を有することを特徴とする。

本発明を以下詳細に説明する。

本発明のアモルファス合金の基本組成は（Ｆｅ、　Ｎｉ
、　（’ｏ）ＬＬ （ただし、Ｍ、はＣｒ及び／又はＭｏであり、Ｍ、はＰ
ｌＣ，Ｓｉ及びＢの１種又は２種以上の半金属である。

）である。

ＭＩであるＣｒ及び／又はＭｏはキュリー温度を低下さ
せる目的で添加する元素であり、同時に耐食性も付与す
る。特にキュリー温度の低下はソフトヒーティング用磁
性材料として重要であり、悪性腫瘍治療温度への局部加
温、及び治療温度の保持を可能にするものである。

キュリー温度は４２〜９０℃の範囲である必要がある。

４２℃以下では、ハイパーサーミアとして有効な温度域
まで加温出来ず、また９０℃以上ではインダクタンス減
少温度が５５℃を超え、治療温度域をオーバーして過熱
となるためである。好ましいキュリー温度は６０〜７５
℃である。このような目的でＭｌは合金中１２〜１３原
子％程度である。

半金属Ｍ２はＰ、Ｃ５Ｓｉ、Ｂの１種又は２種以上で合
金中１０〜３０原子％程度である。

本発明の感温性アモルファス合金はインブラント材とし
て所望の形状に成形し得るように粉末状であるのが好ま
しい。アモルファス合金粉末の粒径が小さくなるに従っ
て加温カーブが緩やかになり、所望の温度に患部を加温
するのに時間を要するようになる。従ってアモルファス
合金粉末が厚さ１５〜４０μｍ程度の偏平状である場合
、その平均径（長さ）は２９７μｍ以上であるのが好ま
しい。

このようなアモルファス合金の粉末は、通常の溶融急冷
法（単一ロール法、ダブルロール法、キャビテーション
法等）により製造したリボン又はフレークを粉砕するこ
とにより得ることができる。

〔作用〕

本発明のアモルファス合金は比較的低いキュリー温度を
有するために、加温治療温度付近において加温カーブが
平準化し、それ以上励磁しても昇温しない性質を有する
。この平準化したときの温度はキュリー温度よりやや低
く、むしろコイル励磁の場合のインダクタンスの急激な
低下温度に対応する。このような性質により、外部励磁
をコントロールしなくても、アモルファス合金の温度は
一定の温度以上には絶対に上昇せず、安定した加温治療
を行うことができる。

〔実施例〕

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例ｌ Ｆｅ６ｓ、ｅ　Ｃｒ＋ｓ、２Ｐ１３．２　Ｃ６，８（原
子％）の組成を有する溶湯から、キャビテーション法に
より、厚さ１５〜２５μｍ１長さ５００〜１０００μｍ
の範囲のアモルファスフレークを作製し、粉砕により６
３〜１０００μｍの長さの偏平状粉末を製造した。得ら
れたアモルファス合金粉末のキ、　ＩＪ−温度は６４℃
、結晶化温度は４７０℃、飽和磁束密度ＢＳは４２００
Ｇであった。

この粉末を分級し、下記の粒径範囲のサンプルを得た。

サンプルＮα　　　粒径（μｍ） １６３〜１４９ ２１４９〜２９７ ３２９７〜５００ ４５００〜１０００ 第１図に示すように、内径Ｄ６ｍｍ、長さＬ５０ｍｍの
非磁性バイブ１内に各サンプルを充填し、パイプ１の外
周に５０ターンの励磁用コイル２を巻きつけ、周波数１
００ＫＨｚで２．　ＯＫＡ／ｍの交番磁界を印加した。

各サンプルについての昇温特性を第２図に示す。第２図
から、粒径が大きくなるに従って、反磁場係数の減少を
反映して、昇温速度が早くなり、且つ温度制御特性も安
定化することがわかる。

ここでの制御温度は４１〜４４℃であり、キュリー温度
６４℃よりも２０℃程度低い。

次に第３図は各温度でのインダクタンスを粒度毎に示し
たものであり、インダクタンスの急減、即ちインピーダ
ンスの減少は４０〜４５℃で起こっていることがわかる
。

これより実施例のサンプルの昇温制御特性はキュリー温
度そのものではなく、インダクタンスの温度変化に大き
く依存していることがわかる。

実施例２ Ｆｅａｏ−１１Ｃｒｘ　ＰＩ３　Ｃｔ　（原子％）の組
成を有するアモルファス合金粉末を実施例１と同様にし
て製造した。粉末の粒度は６３〜１０００μｍであった
。各Ｃｔ含を貴のサンプルについて、キュリー温度Ｔｃ
。

１０ＫＯｅにおける磁束密度Ｌａｗ、及び１０００ｅに
おける磁束密度Ｌｏｏを測定した結果を第３図に示す。

第３図から、Ｃｒ含有量が増大するにつれて合金のキュ
リー温度Ｔｃが低下するとともに、Ｂｌ。１１，８１０
０も低下することがわかる。Ｔｃが４２〜９０℃の範囲
内にあるためには、この系におけるＣｒ含有量は１１．
５〜１３．７原子％である。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明の感温性アモルファス合金は
Ｃｒ及び／又はＭｏの添加により４２〜９０℃と低いキ
ュリー点を有するので、外部磁界を大きくしてもキュリ
ー温度と相関した所定の温度以上に加温されることはな
い。従って、特別の制御を必要とすることなく、常に癌
等の患部の温度を所望のレベルに定つことができ、癌治
療等誘導加温式の療法に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感温性アモルファス合金粉末の昇温特
性及び磁気特性を測定するための装置を示す概略図であ
り、 第２図は本発明の感温性アモルファス合金粉末の粒径と
昇温特性との関係を示すグラフであり、第３図は本発明
の感温性アモルファス合金粉末のインダクタンスの温度
依存性を示すグラフであり、 第４図は本発明の感温性アモルファス合金粉末のＣｒ含
有量とキュリー温度及び磁束密度Ｂｒｏｋｓ　Ｌ。。と
の関係を示すグラフである。 １・・・非磁性パイプ ２　・・励磁コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏの１種又は２種以上の遷移金属と、
   Ｐ、Ｃ、Ｓｉ及びＢの１種又は２種以上の半金属と、Ｃ
   ｒ及び／又はＭｏとを含有し、４２℃乃至９０℃のキュ
   リー温度を有することを特徴とする温熱療法用感温性ア
   モルファス合金。