DE68924031T2 - Wärmeerzeugender keramischer Körper für Hyperthermie und Verfahren zu seiner Erzeugung. - Google Patents

Wärmeerzeugender keramischer Körper für Hyperthermie und Verfahren zu seiner Erzeugung.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Wärme-erzeugende keramische Körper, insbesondere einen Wärme-erzeugenden keramischen Körper zur Hyperthermie-Behandlung von Krebs, und Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Im allgemeinen sind Krebszellen gegenüber Wärme empfindlich und sterben ab, wenn sie auf ca. 43 ºC erhitzt werden. Weil ein von Krebs befallenes Gewebe einen geringeren Blutdurchfluß als das umgebende Gewebe erlaubt, kann das von Krebs befallene Gewebe leichter erwärmt werden als das umgebende Gewebe. Deshalb ist eine Hyperthermie-Behandlung, die selektiv und lokal ein von Krebs befallenes Gewebe erwärmt, ein sehr effektives Mittel zur Heilung von Krebs.
  • Bisher wurden als Verfahren zur selektiven und lokalen Erwärmung von Krebs-befallenen Geweben einen Erwärmen mit z.B. heißem Wasser, Infrarotstrahlen, Ultraschallwellen, Mikrowellen und Wellen hoher Frequenz versucht (JP-A-58-209 530 und JP-A- 61-158 931). Alle diese Verfahren sind jedoch für tiefliegende Krebsschäden, wie z.B. Knochentumore, nicht effektiv.
  • Es ist z.B. ein Verfahren bekannt, nach dem man die Oberfläche eines lebenden Körpers in der Nähe der Stelle der Krebserkrankung zwischen ein Elektrodenbehälter-Paar presst, von denen jeder eine Elektrode in einer Kochsalzlösung enthält, und direkt durch den lebenden Körper zwischen den Elektrodenbehältern einen elektrischen Strom hoher Frequenz von ca. 8 Mhz anlegt, um die Krebszellen zu erwärmen. Die Hyperthermie-Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann jedoch nur solche Krebszellen erhitzen, die innerhalb von 15 cm von der Körperoberfläche liegen. Darüberhinaus werden nicht nur Krebszeilen, sondern auch normale Zellen erhitzt, so daß normale Zellen durch die Hyperthermie nachteilig beeinflußt werden, wenn sie längere Zeit kontinuierlich angewendet wird.
  • Um nur Krebszellen zu erwärmen, wurde deshalb ein Verfahren versucht, nachdem man einen ferromagnetischen Körper, wie z.B. einen Metallstab, eine Nadel oder ein Pulver, in einen befallenen Teil eines lebenden Körpers einbettet, und in einem Wechselstrom-Magnetfeld daraus Wärme erzeugt. Metallische Substanzen haben jedoch hohe elektrische Leitfähigkeiten und lösen sich in Körperfluiden leicht, wodurch schädliche Metallionen freigesetzt werden, weshalb sie nur geringe Wärmeerzeugende Wirksamkeit besitzen und nicht dazu geeignet sind, in lebenden Körpern eingebettet zu werden.
  • Die EP-A-0040512 beschreibt eine zur lokalen Erhitzung und Behandlung von Krebsschäden geeignete Keramik, die in ihr eingebettet magnetische Eisen-enthaltende Kristalle aufweist.
  • Mit der vorliegenden Erfindung soll ein in lebendes Gewebe einzubettender keramischer Körper bereitgestellt werden, der, wenn er in lebendem Gewebe während längerer Zeit eingebettet ist, unschädlich und stabil ist, und gegenüber ihn umgebendem menschlichen Gewebe eine hervorragende Affinität aufweist. Der Körper ist zur Hyperthermie-Behandlung geeignet, um selektiv und wirksam von Krebs befallenes Gewebe einschließlich tiefliegender Gewebe lebender Körper zu erwärmen.
  • Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß Materialien, wie z.B. Hydroxyapatit und Glas oder kristallisiertes Glas, aus CaO und SiO&sub2; an der Oberfläche eines keramischen Körpers, der sich in lebendem Gewebe befindet, eine Hydroxyapatit-Schicht aufweisen oder bilden, die der van Knochen ähnelt, und die eine hervorragende Affinität gegenüber lebendem Gewebe besitzt, so daß dieses sich auf natürliche Weise mit umgebenden Knochen verbindet. Diese Materialien bauen Phosphorionen aus Körperflüssigkeiten ein, um eine Hydroxyapatit-Schicht (Ca&sub1;&sub0;(PO&sub4;)&sub6;(OH)&sub2;) an ihrer Oberfläche zu bilden, auch wenn sie selbst kein Phosphoroxid enthalten. Die Hydroxyapatit-Schicht hat eine solche gute Affinität zu lebenden Körpern, das sie chemisch direkt an Knochengewebe lebender Körper binden kann, und eine hervorragende Affinität gegenüber weichem Gewebe, wie z.B. Muskeln und Haut, zeigt. In lebenden Körpern Wärmeerzeugende Materialien des Standes der Technik werden durch den lebenden Körper als Fremdmaterialien empfunden, und werden von faserförmigen Geweben eingekapselt, auch wenn sie keine schädlichen Metallionen freisetzen, wenn sie sich in Körperflüssigkeiten lösen.
  • Erfindungsgemäß wird ein keramischer Körper zur Hyperthermie- Behandlung bereitgestellt, der besteht aus 20 bis 90 Gew.-% ferromagnetischen Ferritteilchen (A), 80 bis 10 Gew.-% eines anorganischen Materials (B) als Matrix, in der die Teilchen dispergiert sind, und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% einer anderen Komponente (C), die Li&sub2;O, K&sub2;O, MgO, SrO, B&sub2;O&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, Ta&sub2;O&sub5; oder CaF&sub2; ist, und worin das anorganische Material (B) aus mindestens einer der Komponenten Wollastonit, Dicalciumsilikat, Hydroxyapatit, einem aus CaO und SiO&sub2; bestehenden Glas, und einem aus CaO und SiO&sub2; bestehenden kristallisierten Glas besteht, so daß Hydroxyapatit entweder in einer Oberflächenschicht vorhanden ist oder in einer Oberflächenschicht gebildet wird, wenn der Körper in lebendes Gewebe eingebettet wird.
  • Die Hydroxyapatit-Oberflächenschicht wird nachfolgend als eine bioaktive anorganische Schicht bezeichnet. Wenn der erfindungsgemäße keramische Körper in lebendes Gewebe des menschlichen Körpers eingebettet wird, wird er von dem umgebenden Gewebe nicht als Fremdmaterial empfunden, und die Ferritteilchen sind hoch wirksam, wenn sie in einem magnetischen Wechselfeld magnetische Induktionswärme erzeugen, weil ein Hitzeverlust nur durch magnetische Hysteresis auftritt.
  • Der erfindungsgemäße keramische Körper kann mindestens durch die beiden folgenden Wege (1) und (2) hergestellt werden.
  • (1) Ein Verfahren, bei dem man eine gepulverte Mischung, die aus 20 bis 90 Gew.-% ferromagnetischer Ferritteilchen (A), 80 bis 10 Gew.-% eines anorganischen Materials (B) aus Glas oder kristallisiertem Glas, und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% der anderen Komponente (C) besteht, sintert.
  • Die ferromagnetischen Ferritteilchen sind vorzugsweise Magnetit (Fe&sub3;O&sub4;), Lithiumferrit (LiFe&sub5;O&sub8;) oder Magnesiumferrit (MgFe&sub2;O&sub4;). Andere ferromagnetische Ferrite können verwendet werden, solange sie im lebenden Körper keine schädlichen Ionen freisetzen.
  • Ferromagnetischer Ferrit ist eine wesentliche Komponente zur Erzeugung von Wärme in einem Wechselstrom-Magnetfeld, und es ist wesentlich, eine Menge von mindestens 20 Gew.-% zu verwenden, um eine praktisch geeignete Erwärmung zu erhalten. Wenn der ferromagnetische Ferrit in der Zusammensetzung in einer Menge von mehr als 90 Gew.-% verwendet wird, sind die Ferritteilchen nicht vollständig mit dem bioaktiven Material beschichtet, und deshalb ist die Menge des ferromagnetischen Ferrits auf nicht mehr als 90 Gew.-% begrenzt.
  • Die bioaktive Komponente ist eine wesentliche Komponente des keramischen Körpers, um gegenüber menschlichem Gewebe in einem lebenden Körper eine gute Affinität zu zeigen, und insbesondere um eine Verbindung mit Knochen zu ergeben, wenn der keramische Körper in einen lebenden Körper in der Nähe von Knochen eingebettet wird. Um die ferromagnetischen Teilchen mit dem anorganischen Material vollständig zu beschichten, sollte das Material in der Zusammensetzung in einer Menge von mindestens 10 Gew.-% verwendet werden. Wenn die Menge des anorganischen Materials jedoch 80 Gew.-% übersteigt, wird eine unzureichende Wärmemenge an Hitze abgegeben, und deshalb ist die Menge des anorganischen Materials auf nicht mehr als 80 Gew.-% begrenzt.
  • Zum Sintern der Zusammensetzung kann jede Temperatur verwendet werden, sofern die Zusammensetzung gesintert wird.
  • (2) Ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Körpers, nach dem man eine Schmelze einer Zusammensetzung, die aus 10 bis 60 Gew.-% CaO, 5-50 Gew.-% SiO&sub2;, 10 bis 80 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3;, und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% der anderen Komponente (C) besteht, abkühlt, um Ferritteilchen (A) während des Kühlens auszufällen, oder um ein Glas auszubilden, und dann gegebenenfalls die Zusammensetzung wieder erhitzt, um Ferritteilchen auszufällen.
  • Wenn in diesem Verfahren die Menge an CaO geringer als 10 Gew.- % ist, zeigt das die Ferritteilchen enthaltende Glas oder das kristallisierte Produkt keine gute Affinität zum lebenden Körper. Wenn die Menge an CaO 60 Gew.-% übersteigt, steigt der Schmelzpunkt der Zusammensetzung so hoch an, daß eine Schmelze einer gleichförmigen Zusammensetzung schwer zu erhalten ist. Die Menge an CaO beträgt deshalb 10 bis 60 Gew.-%.
  • Wenn die Menge an SiO&sub2; geringer als 5 Gew.-% ist, kann eine Schmelze einer gleichmäßigen Zusammensetzung nicht erhalten werden. Wenn die Menge an SiO&sub2; 50 Gew.-% übersteigt, wird der Gehalt an Fe&sub2;O&sub3; in der Zusammensetzung relativ erniedrigt, und dadurch wird die Menge an ausgefällten Ferritteilchen gering, was eine schlechte Wärmeerzeugung verursacht. Die Menge an SiO&sub2; beträgt deshalb 5 bis 50 Gew.-%.
  • Wenn die Menge an Fe&sub2;O&sub3; weniger als 10 Gew.-% beträgt, kann nur eine geringe Menge an Ferritkristallen aus der Schmelze ausgefällt werden, wodurch keine gute Wärmeerzeugung erhalten wird. Wenn die Menge an Fe&sub2;O&sub3; 80 Gew.-% übersteigt, kann das bioaktive Glas oder kristallisierte Glas, das aus CaO und SiO&sub2; besteht und eine gute Affinität zum lebenden Körper besitzt, die ferromagnetischen Ferritteilchen nicht vollständig bedecken. Die Menge an Fe&sub2;O&sub3; beträgt deshalb 10 bis 80 Gew.-%. Um einen von Magnetit verschiedenen Ferrit auszufällen, kann ein Metalloxid, das den anderen Ferrit bildet, zusätzlich zu Fe&sub2;O&sub3; in der Zusammensetzung enthalten sein.
  • Die Zusammensetzung des keramischen Körpers kann an seiner Oberfläche eine Beschichtung aus Hydroxyapatit bilden, auch wenn die Zusammensetzung kein P&sub2;O&sub5; enthält.
  • Die Zusammensetzung enthält gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% Li&sub2;O, K&sub2;O, MgO, SrO, B&sub2;O&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, Ta&sub2;O&sub5; oder CaF&sub2;. Wenn die Menge dieser Komponenten 10 Gew.-% der Zusammensetzung übersteigt, erniedrigt sich die relative Menge an Fe&sub2;O&sub3; in der Zusammensetzung und der Gehalt an ausgefällten Ferritteilchen im Produkt wird erniedrigt, und damit die Wärmeerzeugung verringert. Wenn der Gehalt an CaO und SiO&sub2; erniedrigt wird, so wird ferner die Affinität zum lebenden Körper verringert. Die Menge der wahlweise vorhandenen Komponenten ist deshalb auf eine Summe von bis zu 10 Gew.-% begrenzt. Die Summe von CaO, SiO&sub2; und Fe&sub2;O&sub3; beträgt deshalb mindestens 90 Gew.-%.
  • Wenn die Schmelze mit einer relativ geringen Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt wird, können die ferromagnetischen Ferritteilchen aus der Schmelze während des Abkühlens ausgefällt werden. Durch Auswahl der geeigneten Abkühlungsgeschwindigkeit kann die Menge und der Durchmesser der Ferritteilchen geeignet gesteuert werden. Durch geeignete Einregelung der Menge und des Durchmessers der Ferritteilchen kann die Wärme-erzeugende Eigenschaft der Zusammensetzung auf geeignete Weise gesteuert werden. Wenn die Schmelze rasch abgekühlt oder geguenscht wird, kann ein Glas erhalten werden, und das Glas kann wieder erhitzt werden, um Ferritteilchen auszufällen. Die Erhitzungstemperatur, bei der die ferromagnetischen Ferritteilchen ausfallen, kann vorher in einer Differentialthermoanalyse des Glases durch Messung des exothermen Peaks bestimmt werden. Durch geeignete Auswahl der Erhitzungsbedingungen kann die Menge und der Durchmesser der auszufällenden Ferritteilchen geeignet gesteuert werden, so daß die hitzeabgebende Eigenschaft der Zusammensetzung auf geeignete Weise gesteuert werden kann.
  • Wenn die Schmelze abgekühlt wird, um Ferrit auszufällen, oder wenn in dem Fall, bei dem ein aus der Schmelze erhaltenes Glas zur Ausfällung von Ferrit wieder erhitzt wird, können von Ferrit verschiedene Kristalle, wie z.B. Wollastonit (CaO.SiO&sub2;), Dicalciumsilikat (2CaO.SiO&sub2;) oder Hydroxyapatit (Ca&sub1;&sub0;(PO&sub4;)&sub6;(OH)&sub2;) ohne Schwierigkeit ausgefällt werden. Die die Ferritteilchen beschichtende und umgebende Phase variiert abhängig von den Abkühlungsbedingungen der Schmelze und den Erhitzungsbedingungen des Glases.
  • Wie vorstehend erläutert, sind in dem erfindungsgemäßen Wärmeerzeugenden keramischen Körper die ferromagnetischen Ferritteilchen mit einer bioaktiven Schicht aus anorganischem Material beschichtet, die im Körper eine hervorragende Affinität gegenüber umgebendem Gewebe aufweist und während eines langen Zeitraums sicher bleibt.
  • Der Wärme-erzeugende keramische Körper, der induktionserhitzt werden kann, kann in Form eines feinen Pulvers, als geformte Masse, oder in faserförmiger Form verwendet werden und kann in das Krebs-befallene Gewebe des lebenden Körpers, abhängig von seiner Form, mittels intravenöser Injektion, subkutaner Injektion, oraler Verabreichung, oder chirurgischer Einpflanzung, eingebracht werden, und dann zusammen mit dem Krebs-befallenen Gewebe in einem magnetischen Wechselfeld angeordnet werden. Die ferromagnetischen Ferritteilchen erzeugen Wärme mit magnetischem Hysteresis-Verlust, um das an Krebs erkrankte Gewebe zu erwärmen und zu heilen.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die anliegenden Zeichnungen bezuggenommen, in denen bedeuten:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wärme-erzeugenden keramischen Körpers;
  • Fig. 2 eine graphische Darstellung einer Magnetisierungskurve, die das Prinzip der Wärmeerzeugung durch den erfindungsgemäßen Wärme-erzeugenden keramischen Körper zeigt;
  • Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Wärmebildungs-Kurven von Beispielen des erfindungsgemäßen Wärme-erzeugenden keramischen Körpers;
  • Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Anordnung des Wärme-erzeugenden keramischen Körpers zum Zeitpunkt der Temperaturerhöhung; und
  • Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die charakterischen Ergebnisse davon zeigt.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele näher erläutert.
  • Beispiele 1-15
  • Beispiele des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wärme-erzeugenden keramischen Körpers zur Hyperthermie sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben. Die Tabelle 1 zeigt Beispiele, die dem Anspruch 3 entsprechen, und die Tabelle 2 solche, die dem Anspruch 5 entsprechen. In Tabelle 1 wird das Mischverhältnis von bioaktivem anorganischem Material und Ferritteilchen zweckmäßigerweise mit 1:1 gewählt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • In den Beispielen 1 bis 3 der Tabelle 1 wird der Hydroxyapatit durch Umsetzung von gelöschtem Kalk und Phosphorsäure in wässeriger Lösung hergestellt. Die Ferritteilchen werden nach einem Naßverfahren synthetisiert. Wenn die Ferritteilchen Fe&sub3;O&sub4; sind, wird das Fe&sub3;O&sub4; auffolgende Weise hergestellt. Eisensulfat wird in einer wässerigen Lösung von Natriumhydroxid bei 80 ºC mit einem Sauerstoffstrom umgesetzt. Nach einem Tag wird die Umsetzung beendet und das umgesetzte Eisensulfat oder Fe&sub3;O&sub4; gut mit Wasser gespült, dann getrocknet und mit Stearinsäure verknetet. Hydroxyapatit und das feinpulverige Fe&sub3;O&sub4; werden in einem Mischapparat homogen gemischt, unter einem Druck von 400 kg/cm2 geformt und in einem N&sub2;-Strom gesintert. Wenn die Ferritteilchen LiFe&sub5;O&sub8; oder MgFe&sub2;O&sub4; sind, können die geformten Körper in Luft gesintert werden. Tabelle 1 Beispiel Bioaktive anorganische Schicht Ferrit Koerzitivkraft (Oe) Magnetisierung (emu/g) Hydroxyapatit
  • Ansätze, die den Zusammensetzungen der Beispiele 4 und 5 der Tabelle 2 entsprechen, werden hergestellt, indem man Rohmaterialien aus einem Oxid, einem Carbonat, einem Hydroxid oder einem Fluorid in Platintiegel gibt und die Materialien in einem elektrischen Ofen bei 1300 bis 1550 ºC 2 Stunden lang schmilzt. Die Schmelzen werden in Formen mit einer Tiefe von 5 mm, die sich auf einer elektrischen Heizvorrichtung befinden, gegossen, und mit geregelter Abkühlungsgeschwindigkeit durch Einstellen eines an die Heizvorrichtung angelegten elektrischen Stromes abgekühlt, um während des Abkühlens der Schmelze Ferritteilchen auszufällen. Auf diese Weise können relativ große Ferritkristalle mit einer Durchmesser von ca. 1 um leichter erhalten werden als in dem später beschriebenen Fall einer sofortigen Vitrifizierung und nachfolgenden Kristallisation. Tabelle 2 Zusammensetzung (Gew.-%) Magn. Eigenschaft Beispiel Rest Koerzitivkraft (Oe) Magnetisierung (emu/g)
  • Ansätze, die den Zusammensetzungen der Beispiele 6 bis 15 der Tabelle 2 entsprechen, werden hergestellt, indem man Rohmaterialien aus einem Oxid, einem Carbonat, einem Hydroxid oder einem Fluorid in Platintiegel gibt, und die Materialien in einem elektrischen Ofen bei 1300 bis 1550 ºC 2 Stunden lang schmilzt. Die Schmelzen werden dann auf Eisenplatten gegossen oder sandwichartig angebracht und zwischen einem Paar rotierender Walzen abgekühlt, um Gläser zu erzeugen, und dann zu Pulvern einer Korn- oder Teilchengröße von -325 Mesh (Sieböffnung 44 um) pulverisiert. Diese Pulver werden unter Druck in gewünschte Formen gebracht, in einem elektrischen Ofen bei einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 5 ºC/Minute von Raumtemperatur auf die Ferrit-Ausfällungstemperatur (ca. 1000 ºC) gebracht, um Ferrit bei der gewählten Ausfällungstemperatur auszufällen, und dann in dem elektrischen Ofen, dessen elektrischer Strom abgeschaltet wird, abkühlen gelassen. Die gleichen Ergebnissen können erhalten werden, wenn die Gläser nicht pulverisiert und in Plattenform hitzebehandelt werden.
  • Alle nach den vorstehenden Verfahren erhaltenen Wärmeerzeugenden keramischen Körper haben eine Struktur, in der die ferromagnetischen Ferritteilchen in einem bioaktiven anorganischen Material eingebettet sind, wie dies in Figur 1 dargestellt ist. In Figur 1 bedeutet das Symbol ein ferromagnetisches Ferritteilchen, und die Fläche, die das Symbol umgibt, bedeutet ein bioaktives anorganisches festes Material.
  • Die so erhaltenen Wärme-erzeugenden keramischen Körper werden pulverisiert, und ihre Magnetisierungscharakteristika bei verschiedenen magnetischen Feldern und ± 100 bis ± 500 Oe unter Verwendung eines kleinen Magnetisierungsmessers vom Vibrationstyp (VSM-3-Typ, hergestellt von TOEI) gemessen. Die Magnetisierungscharakteristika des Wärme-erzeugenden Körpers der Zusammensetzung des Beispiels 6 der Tabelle 2 ist in Figur 2 dargestellt. Die gleichen Messungen wurden mit einem Wärmeerzeugenden Körper der Zusammensetzung des Beispiels 7 durchgeführt. Auf der Basis dieser Ergebnisse wurde die Menge P der in einem Magnetfeld von 100 kHz bei verschiedenen Stärken erzeugte Wärme aus der Gleichung berechnet:
  • P(w/g) = [f HdB]x10&supmin;&sup7;
  • um die in Fig. 3 dargestellten Ergebnisse zu erhalten. In der Gleichung bedeutet f Frequenz (Hz), H die Stärke des Magnetfeldes und B die Größe (emu/g) der Magnetisierung. Wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, zeigt der Wärme-erzeugende Körper des Beispiels 7 eine größere Wärmeentwicklung in einem schwachen magnetischen Feld als der Wärme-erzeugenden Körper des Beispiels 6. Dies deshalb, weil der Wärme-erzeugende Körper des Beispiels 7 eine geringere Koerzitivkraft und eine höhere Sättigüngsmagnetisierung als der letztere zeigt.
  • 2 g der Teilchen des Wärme-erzeugenden keramischen Körpers des Beispiels 6 der Tabelle 2 mit einer Teilchengröße von -350 Mesh (44 um) wurden in den zentralen Teil eines Agarstücks mit einer Größe von 40 mm φ x 110 mm eingebettet, und das Agar in den zentralen Teil einer Luftspule mit einer Länge von 240 mm gegeben. Durch die Spule wurde in einem Magnetfeld von 100 kHz ein elektrischer Strom mit einem Maximum von 5 kW hindurchgeleitet, und die Temperaturänderung des Wärmeerzeugende Körpers mittels eines Kupfer-Konstantan- Thermoelements, das in den zentralen Teil der Spule eingeführt wurde, gemessen. Agar hat eine spezifische Wärme und Dichte, die der von Geweben lebender Körper ähnlich ist. Durch diesen Versuch ist es ersichtlich, daß die Temperatur des zentralen Teiles des Wärme-erzeugenden Körpers in einem Magnetfeld von 170 Oe innerhalb von ca. 5 Minuten vom Beginn der Zuführung von elektrischem Strom 43 ºC erreicht. Als nächstes wurden 3 g des obigen Wärme-erzeugenden Körpers in den zentralen Teil eines Wirbels eines toten Schweines, wie in Figur 4 dargestellt, eingebettet, und am zentralen Teil und den umgebenden Teilen an den Stellen a, b, c, d und e, wie in Figur 4 gezeigt, Thermoelemente angeordnet, und das Ganze in Agar eingebettet. Das Agar wurde auf gleiche Weise wie vorstehend beschrieben in einer Luftspule angebracht und in einem Magnetfeld von 100 kHz ein elektrischer Strom mit einem Maximum von 5 kW hindurchgeleitet. Es wurden die Temperaturänderungen an den entsprechenden Stellen der Thermoelemente gemessen. Die Figur 5 zeigt die Temperaturänderungen an den entsprechenden Stellen a, b, c, d und e der Figur 4, wenn in einem Magnetfeld von 150 Oe ein elektrischer Strom von 3 kW hindurchgeleitet wurde. Wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist, kann ein Knochen in derin Fig. 4 beschriebenen Weise auf eine Temperatur von 41 bis 44 ºC erwärmt werden, die notwendig ist, um Krebszellen zu vernichten.
  • Aus den vorstehenden detaillierten Ausführungen ist es ersichtlich, daß der erfindungsgemäße induktionserwärmte keramische Körper zur Hyperthermie eine hervorragende Wärmeerzeugung und gute Affinität gegenüber dem lebenden Körper zeigt. Der keramische Körper ist insbesondere für tiefliegende Krebsscnäden, wie z.B. Knochentumore, wirksam, und setzt keine schädlichen Ionen, wie z.B. Metallionen, frei, wenn er in Körperfluiden gelöst wird. Der keramische Körper ist deshalb zur Heilung von Krebs-befallenen Geweben während eines langen Zeitraums oder kontinuierlich außerordentlich wirksam.

Claims (5)

1. Keramischer Körper zur hyperthermischen Behandlung, dadurch gekennzeichnet, daß er besteht aus 20 bis 90 Gew.-% ferromagnetischen Ferritteilchen (A), 80 bis 10 Gew.- % eines anorganischen Materials (B) als Matrix, der die Teilchen dispergiert sind, und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% einer anderen Komponente (C), die Li&sub2;O, K&sub2;O, MgO, SrO, B&sub2;O&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, Ta&sub2;O&sub5; oder CaF&sub2; ist, und worin das anorganische Material (B) aus mindestens einer der Komponenten Wollastonit, Dicalciumsilikat, Hydroxyapatit, einem aus CaO und SiO&sub2; bestehenden Glas, und einem aus CaO und SiO&sub2; bestehenden kristallisierten Glas besteht, so daß Hydroxyapatit entweder in einer Oberflächenschicht vorhanden ist oder in einer Oberflächenschicht gebildet wird, wenn der Körper in lebendes Gewebe eingebettet wird.
2. Keramischer Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritteilchen Magnetit (Fe&sub3;O&sub4;), Lithiumferrit (LiFe&sub5;O&sub8;) oder Magnesiumferrit (MgFe&sub2;O&sub4;) sind.
3. Verfahren zur Herstellung eines keramischen Körpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine gepulverte Mischung, die aus 20 bis 90 Gew.-% ferromagnetischer Ferritteilchen (A), 80 bis 10 Gew.-% eines anorganischen Materials (B) aus Glas oder kristallisiertem Glas, und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% der anderen Komponente (C) besteht, sintert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Ferritteilchen Magnetit (Fe&sub3;O&sub4;), Lithiumferrit (LiFe&sub5;O&sub8;) oder Magnesiumferrit (MgFe&sub2;O&sub4;) sind.
5. Verfahren zur Herstellung eines keramischen Körpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze einer Zusammensetzung, die aus 10 bis 60 Gew.-% CaO, 5 bis 50 Gew.-% SiO&sub2;, 10 bis 80 Gew.-% Fe&sub2;O&sub3;, und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% der anderen Komponente (C) besteht, abkühlt, um Ferritteilchen (A) während des Kühlens auszufällen, oder um ein Glas auszubilden, und dann gegebenenfalls die Zusammensetzung wiedererhitzt, um Ferritteilchen auszufällen.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0474125A (ja) * 1990-07-16 1992-03-09 Sangi Co Ltd 温熱療法用加温補助材
AU659086B2 (en) * 1990-12-21 1995-05-11 Mallinckrodt, Inc. Radionuclide labelled particles useful for radiation synovectomy
US5342609A (en) * 1991-10-22 1994-08-30 Mallinckrodt Medical, Inc. Microfluidization of calcium/oxyanion-containing particles
US5407659A (en) * 1991-10-22 1995-04-18 Mallinckrodt Medical, Inc. Treated calcium/oxyanion-containing particles for medical diagnostic imaging
US5344640A (en) * 1991-10-22 1994-09-06 Mallinckrodt Medical, Inc. Preparation of apatite particles for medical diagnostic imaging
US5520904A (en) * 1995-01-27 1996-05-28 Mallinckrodt Medical, Inc. Calcium/oxyanion-containing particles with a polymerical alkoxy coating for use in medical diagnostic imaging
AUPN978296A0 (en) * 1996-05-10 1996-05-30 Gray, Bruce N Targeted hysteresis hyperthermia as a method for treating cancer
JP3662347B2 (ja) * 1996-06-10 2005-06-22 日鉄鉱業株式会社 医療用粉体
AUPP008197A0 (en) * 1997-10-29 1997-11-20 Paragon Medical Limited Improved targeted hysteresis hyperthermia as a method for treating diseased tissue
AUPP899899A0 (en) 1999-03-03 1999-03-25 Paragon Medical Limited Magnetic material
AU2002324193A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-24 Scientific Generics Limited Therapeutic insert and therapeutic method
GB0123297D0 (en) * 2001-09-28 2001-11-21 Univ Sheffield Polyacid reaction cement
ITTO20020994A1 (it) * 2002-11-15 2004-05-16 Torino Politecnico Materiali magnetici biocompatibili per il trattamento del cancro mediante ipertermia, e processi per la loro realizzazione.
JPWO2004065306A1 (ja) * 2003-01-17 2006-05-18 日立マクセル株式会社 複合粒子およびその製造方法
FR2857268B1 (fr) * 2003-07-08 2007-09-21 Urodelia Composite injectable pour magnetocytolyse de cellules metastatiques osseuses
WO2006125452A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-30 Universite De Geneve Injectable superparamagnetic nanoparticles for treatment by hyperthermia and use for forming an hyperthermic implant
JP5154785B2 (ja) * 2006-11-30 2013-02-27 国立大学法人東京工業大学 生体親和性の高いアパタイト被覆磁性ナノ粒子
KR100791731B1 (ko) 2007-01-04 2008-01-03 고려대학교 산학협력단 자성체 코어 - 세라믹 쉘 나노 결정 및 그의 제조방법
CN102049066B (zh) * 2009-11-10 2013-12-25 中国医学科学院基础医学研究所 一种磁性复合材料及其在骨组织再生和修复中的应用
US10131574B2 (en) 2013-06-17 2018-11-20 Corning Incorporated Antimicrobial glass articles and methods of making and using same
JP2015105220A (ja) * 2013-12-02 2015-06-08 旭硝子株式会社 結晶化ガラス粉末、ガラスペースト、軟磁性複合材、および圧粉磁心
CN105209112B (zh) * 2014-01-21 2017-06-06 阳晓红 电位变动式医疗设备
ES2968148T3 (es) 2016-11-24 2024-05-08 Public Univ Corp Yokohama City Univ Aparato para el tratamiento del cáncer
CN108129048B (zh) * 2018-02-09 2020-06-23 河南科技大学 一种可快速升温的温控磁热骨水泥及其制备方法
JP7152709B2 (ja) 2018-05-23 2022-10-13 株式会社リコー 電源装置及び磁界発生システム
JP2024135777A (ja) 2023-03-23 2024-10-04 株式会社リコー がん治療装置
JP2024135779A (ja) 2023-03-23 2024-10-04 株式会社リコー がん治療装置及びがん治療装置の制御方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1477899A (en) * 1973-09-17 1977-06-29 Leitz Ernst Gmbh Manufacture of therapeutically useful composite materials
FR2319592A1 (fr) * 1975-07-28 1977-02-25 Saint Gobain Vitroceramiques a haute teneur en oxyde de fer
US4323056A (en) * 1980-05-19 1982-04-06 Corning Glass Works Radio frequency induced hyperthermia for tumor therapy

Also Published As

Publication number Publication date
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KR900004312A (ko) 1990-04-12
KR0157033B1 (ko) 1998-11-16
JPH0288059A (ja) 1990-03-28
EP0361797B1 (de) 1995-08-30
CA1340870C (en) 2000-01-04
JPH0543393B2 (de) 1993-07-01
DE68924031D1 (de) 1995-10-05

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