交流磁場で自己発熱する生体適応フェライトナノ粒子の開発

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４年度は、令和3年度の研究成果として開発することに成功したMgFe2O4粒子の発熱能力をさらに向上させることを目的とし、合成条件の最適化とイオン置換、ナノ粒子の合成に注力し研究を行った。本研究により、MgFe2O4にNiを置換したMg1-XNiXFe2O4をソルボサーマル法により合成することで発熱能力が著しく向上し、特にNi置換量をX=0.1としたMg0.9Ni0.1Fe2O4ではΔT=345℃と非常に高い発熱特性を示すことが分かった。また、この試料についてはこれまでに報告例のない、交流磁場中で２段階温度が上昇する特異な発熱挙動を示すことを発見し、交流磁場加熱における新たな発熱要因の可能性を示唆する新たな知見が得られた。そこで、この新たな発熱メカニズムを解明するため、交流磁場中で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が見られず、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確認できた。この新たな発熱メカニズムを解明するため、新規に導入した周波数を1～999kHZまで変化させることのできる整合器を用い、ネール緩和・渦電流損失・ヒステリシス損失と発熱メカニズムの関係について明らかにする必要がある。

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４年度は、令和3年度の研究成果として開発することに成功したMgFe2O4粒子の発熱能力をさらに向上させることを目的とし、合成条件の最適化とイオン置換、ナノ粒子の合成に注力し研究を行った。本研究により、MgFe2O4にNiを置換したMg1-XNiXFe2O4をソルボサーマル法により合成することで発熱能力が著しく向上し、特にNi置換量をX=0.1としたMg0.9Ni0.1Fe2O4ではΔT=345℃と非常に高い発熱特性を示すことが分かった。また、この試料についてはこれまでに報告例のない、交流磁場中で２段階温度が上昇する特異な発熱挙動を示すことを発見し、交流磁場加熱における新たな発熱要因の可能性を示唆する新たな知見が得られた。そこで、この新たな発熱メカニズムを解明するため、交流磁場中で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が見られず、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確認できた。この新たな発熱メカニズムを解明するため、新規に導入した周波数を1～999kHZまで変化させることのできる整合器を用い、ネール緩和・渦電流損失・ヒステリシス損失と発熱メカニズムの関係について明らかにする必要がある。