JP6915708B2 - Bolus manufacturing method and liquid material for bolus formation - Google Patents

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Description

本発明は、ボーラス形成用液体材料、ボーラス及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid material for forming a bolus, a bolus, and a method for producing the same.

X線、γ線、電子線、中性子線、α線等の放射線やレーザー光線を人体に照射して、癌等の病気治療に利用することが、広く行われている。一般に、物質に放射線を照射すると、深部にいくにしたがって元々の放射線の量は指数関数的に減少するが、散乱線は深部ほど比較的増大し、その方向は様々である。 It is widely practiced to irradiate the human body with radiation such as X-rays, γ-rays, electron beams, neutron rays, and α-rays, or laser beams, and use them for the treatment of diseases such as cancer. In general, when a substance is irradiated with radiation, the original amount of radiation decreases exponentially as it goes deeper, but the scattered radiation increases relatively as it goes deeper, and its direction varies.

特に高エネルギーの放射線では、反跳電子(散乱線)の方向が主に前方にあるため、側方への散乱が少なくなり、表面線量よりもある深さのところでの線量が最大となる。このような放射線の皮膚中での性質を考慮しないで治療を行うと、ターゲット(患部)以外の正常組織に対して、不必要な放射線の照射による有害な作用を及ぼすことがある。
このことを防ぐため、ボーラス(Bolus)という、人体等の不規則な表面を平坦に、あるいは欠損した部分を充填するのに用いるもので、人体組織と等価な物質を用いて、ターゲットのみを照射するという方法が行われている。
ここで、前記人体組織と等価な物質とは、放射線の吸収又は散乱について実質的に人体組織と同じ性質を示す物質を意味する。
Especially in high-energy radiation, since the direction of the rebounding electrons (scattered rays) is mainly in the front, the scattering to the side is reduced, and the dose at a depth higher than the surface dose is maximized. If treatment is performed without considering the nature of such radiation in the skin, it may have a harmful effect on normal tissues other than the target (affected area) due to unnecessary radiation irradiation.
In order to prevent this, bolus, which is used to flatten the irregular surface of the human body or fill the defective part, irradiates only the target with a substance equivalent to human tissue. The method of doing is done.
Here, the substance equivalent to the human tissue means a substance that exhibits substantially the same properties as the human tissue in terms of absorption or scattering of radiation.

一般に、実用に値するボーラスは、(1)人体組織と等価な物質であること、(2)均質なものであること、(3)可塑性に優れ、適当に弾力性を有しており、生体への形状適合性、密着性がよいこと、(4)毒性がないこと、(5)エネルギー変化などがないこと、(6)厚みが均一であること、(7)空気の混入がないこと、(8)透明性が高いこと、(9)消毒の容易性があること、などの特性及び機能を満たすことが必要である。 In general, a bolus worthy of practical use is (1) a substance equivalent to human tissue, (2) homogeneous, (3) excellent in plasticity, appropriately elastic, and to a living body. Shape compatibility, good adhesion, (4) no toxicity, (5) no energy change, (6) uniform thickness, (7) no air contamination, ( It is necessary to satisfy the characteristics and functions such as 8) high transparency and (9) ease of disinfection.

現在までのところ、ボーラスの材料としては、例えば、プラスチック、パラフィン、合成ゴム、シリコーン、ガムベース、寒天、アセトアセチル化水溶液高分子化合物(例えば、特許文献1参照)、特定のポリビニルアルコールを凍結乃至解凍操作を繰り返して作製した非流動性ゲル(例えば、特許文献2参照)、特定の天然有機高分子含水ゲル(例えば、特許文献3参照)、透明性シリコーンゲル(例えば、特許文献4参照)などが提案されている。
また、特許文献5には、放射線治療用ボーラスが提案されている。これは粒子線等の放射線治療用ボーラスであり、患者の患部に対して2つの方向から放射線を照射し治療する方式に用いるボーラスである。前記特許文献5の第5図に示すように、体内の病巣の形状に合わせるため、2つのボーラスを組み合わせて放射線の照射形状をコントロールして、治療に供するものである。
To date, bolus materials include, for example, plastics, paraffins, synthetic rubbers, silicones, gum bases, agar, acetoacetylated aqueous polymer compounds (see, for example, Patent Document 1), and specific polyvinyl alcohols frozen or thawed. Non-fluid gels (for example, see Patent Document 2), specific natural organic polymer hydrous gels (for example, see Patent Document 3), transparent silicone gels (for example, see Patent Document 4), etc., which are produced by repeating the operation. Proposed.
Further, Patent Document 5 proposes a bolus for radiotherapy. This is a bolus for radiotherapy such as a particle beam, and is a bolus used in a method of irradiating a patient's affected area with radiation from two directions for treatment. As shown in FIG. 5 of Patent Document 5, in order to match the shape of a lesion in the body, two boluses are combined to control the irradiation shape of radiation and used for treatment.

本発明は、患者の皮膚表面に隙間なく密着できると共に、患者の患部に対応した適切な放射線の透過率分布を有するボーラスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a bolus that can adhere to the skin surface of a patient without gaps and has an appropriate radiation transmittance distribution corresponding to the affected part of the patient.

前記課題を解決するための手段としての本発明のボーラスは、放射線治療を受ける患者に適用するためのボーラスであって、
前記患者の放射線照射対象となる体表面に沿った形状、及び前記患者の患部に対応した放射線の透過率分布を有する。
The bolus of the present invention as a means for solving the above-mentioned problems is a bolus for being applied to a patient undergoing radiotherapy.
It has a shape along the surface of the body to be irradiated by the patient, and a radiation transmittance distribution corresponding to the affected part of the patient.

本発明によると、患者の皮膚表面に隙間なく密着できると共に、患者の患部に対応した適切な放射線の透過率分布を有するボーラスを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a bolus that can adhere to the skin surface of a patient without gaps and has an appropriate radiation transmittance distribution corresponding to the affected part of the patient.

図1は、ボーラスを用いて患者の患部にX線を照射する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of irradiating an affected area of a patient with X-rays using a bolus. 図2は、均質なボーラスを用いてX線を照射した場合の図である。FIG. 2 is a diagram when X-rays are irradiated using a homogeneous bolus. 図3は、組成分布を有するボーラスを用いてX線を照射した場合の図である。FIG. 3 is a diagram when X-rays are irradiated using a bolus having a composition distribution. 図4は、組成分布を有するボーラスを上から見た図とX線の透過光量を表した概念図である。FIG. 4 is a top view of a bolus having a composition distribution and a conceptual diagram showing the amount of transmitted light of X-rays. 図5は、ボーラスの形状を変化させた概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram in which the shape of the bolus is changed. 図6は、鉱物としての水膨潤性層状粘土鉱物、及び前記水膨潤性層状粘土鉱物を水中で分散させた状態の一例を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing an example of a state in which a water-swellable layered clay mineral as a mineral and the water-swellable layered clay mineral are dispersed in water. 図7は、三次元プリンターで作製した乳房用ボーラスのオス型の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a male breast bolus produced by a three-dimensional printer. 図8は、三次元プリンターで作製した乳房用ボーラスのメス型の概略図である。FIG. 8 is a schematic view of a female breast bolus manufactured by a three-dimensional printer. 図9は、三次元プリンターで作製した乳房用ボーラスを組み合わせた概略図である。FIG. 9 is a schematic view combining a breast bolus produced by a three-dimensional printer. 図10は、型から取り出したボーラスの概略図である。FIG. 10 is a schematic view of the bolus taken out from the mold. 図11は、ボーラスを作製するための三次元プリンターの概略図である。FIG. 11 is a schematic view of a three-dimensional printer for producing a bolus. 図12は、三次元プリンターで作製したボーラスをサポート材から剥離した概略図である。FIG. 12 is a schematic view of a bolus produced by a three-dimensional printer peeled off from a support material. 図13は、ボーラスを作製するための別の構成からなる三次元プリンターの概略図である。FIG. 13 is a schematic view of a three-dimensional printer having another configuration for producing a bolus.

(ボーラス)
本発明のボーラスは、放射線治療を受ける患者に適用するためのボーラスであって、
前記患者の放射線照射対象となる体表面に沿った形状、及び前記患者の患部に対応した放射線の透過率分布を有する。
(Bolus)
The bolus of the present invention is a bolus to be applied to a patient undergoing radiation therapy.
It has a shape along the surface of the body to be irradiated by the patient, and a radiation transmittance distribution corresponding to the affected part of the patient.

本発明のボーラスは、従来のボーラスでは、型を用い作製した平板状の形状を有するものであったため、患者の皮膚表面に隙間なく完全に密着することは難しいこと、また、このような方法で作製されたボーラス自体はバルク全体の組成は変わらず、1つの特性を有するため、放射線の透過率はボーラスの厚みのみでコントロールすることになるので、形状に制約があり、使い勝手が悪いという知見に基づくものである。
また、前記特許文献5に記載の技術では、2つのボーラスを組み合わせて用い、これらボーラスの組成が均一であり、放射線の透過率のコントロールはしないものであり、窓の役割により、放射線の透過及び非透過をフィルタリングするだけである。これに対して、本発明では、1つのボーラスを用い、組成や形状のコントロールにより、放射線の透過率分布を設け、これを通過する放射線の照射量分布をコントロールするものである。このため、両者は本質的に異なるものである。
Since the bolus of the present invention has a flat plate-like shape produced by using a mold in the conventional bolus, it is difficult to completely adhere to the skin surface of the patient without any gaps, and by such a method. Since the produced bolus itself does not change the composition of the entire bulk and has one characteristic, the radiation transmittance is controlled only by the thickness of the bolus, so the shape is restricted and it is not easy to use. It is based on.
Further, in the technique described in Patent Document 5, two boluses are used in combination, the composition of these boluses is uniform, and the radiation transmittance is not controlled. It only filters non-transparent. On the other hand, in the present invention, one bolus is used, a radiation transmittance distribution is provided by controlling the composition and shape, and the irradiation amount distribution of the radiation passing through the distribution is controlled. For this reason, the two are essentially different.

<患者の放射線照射対象となる体表面に沿った形状>
本発明で作製されるボーラスは、患者個人データを用い、患者の放射線照射対象となる体表面に沿った形状を有する。これにより、患者の皮膚にピッタリとフィットしたボーラスが形成できる。
ここで、前記体表面に沿った形状を有するとは、患者個人の放射線照射対象となる体表面における、身体の凹部又は凸部のそれぞれに対して凸部又は凹部となるような一定の形状を保持していることを意味する。
<Shape along the body surface to be irradiated by the patient>
The bolus produced by the present invention uses the patient's personal data and has a shape along the body surface to be irradiated by the patient. As a result, a bolus that fits the patient's skin perfectly can be formed.
Here, having a shape along the body surface means a certain shape that is a convex portion or a concave portion with respect to each of the concave portion or the convex portion of the body on the body surface to be irradiated by the individual patient. Means holding.

<患者の患部に対応した放射線の透過率分布>
本発明で作製されるボーラスは、患者個人の患部に対応して、適切な放射線の透過率分布を有する。これにより、癌細胞以外への悪影響を低減することが可能になる。
ここで、放射線の透過率分布を有する場合の利点について説明する。例えば、X線照射による治療の場合、以下の欠点がある。
・癌細胞以外の体表部は、癌細胞よりも多くの放射線の影響を受け、癌細胞より後ろにある細胞にも影響がある。
・形を加工することができない。
・心臓や肺などの障害が発生すると致命的な臓器を避けて、照射する必要がある。
<Radiation transmittance distribution corresponding to the affected area of the patient>
The bolus produced by the present invention has an appropriate radiation transmittance distribution corresponding to the affected area of the individual patient. This makes it possible to reduce adverse effects on non-cancer cells.
Here, the advantages of having a radiation transmittance distribution will be described. For example, treatment by X-ray irradiation has the following drawbacks.
-Body surfaces other than cancer cells are affected by more radiation than cancer cells, and cells behind cancer cells are also affected.
・ The shape cannot be processed.
・ When a heart or lung disorder occurs, it is necessary to avoid deadly organs and irradiate.

ここで、図1は、患者の患部32にX線を照射する様子を示す。患部32の皮膚表面31にボーラス30を配置して、その表面からX線を照射させる。
図2に示すように、従来のボーラス33を使用した場合には、ボーラス33の組成は均質なため、X線の照射深さのコントロールはできるが、均質にコントロールされる。このため、深さ方向及び周囲の面積に対しても、入射されたX線のピークを均質にコントロールするのみ働く。これが前述の形を加工することができないという点である。このため、癌細胞以外の細胞や体表部は、放射線(X線)の影響を強く受けてしまうものである。図2中34は、ボーラスを透過したX線(均質)を示す。
これに対し、X線透過率分布を付与した場合を図3に示す。この場合、ボーラス35の組成を変え、組成分布を設ける。これにより、X線透過度を変更し、X線透過率分布を設けることが可能になる。図3では厚みは一定で、組成だけ変更した様子を示しているが、膜厚も同時に変更することができ、両者を組み合わせることで、癌細胞にフォーカスしたX線を照射することが可能になる。これにより、癌細胞以外への悪影響を低減することが可能になる。図3中36は、ボーラスを透過したX線(分布を有する)を示す。
X線の透過率分布を形成するためには、次に示す通り、ボーラスの組成分布を設ける場合と、形状によりコントロールする場合の2通り、あるいは両者の組み合わせがある。
Here, FIG. 1 shows how the affected portion 32 of the patient is irradiated with X-rays. A bolus 30 is placed on the skin surface 31 of the affected area 32, and X-rays are irradiated from the surface.
As shown in FIG. 2, when the conventional bolus 33 is used, the composition of the bolus 33 is homogeneous, so that the X-ray irradiation depth can be controlled, but it is uniformly controlled. Therefore, it works only to uniformly control the peak of the incident X-ray even in the depth direction and the surrounding area. This is the point that the above-mentioned shape cannot be processed. Therefore, cells other than cancer cells and the body surface are strongly affected by radiation (X-rays). 34 in FIG. 2 shows X-rays (homogeneous) transmitted through the bolus.
On the other hand, the case where the X-ray transmittance distribution is given is shown in FIG. In this case, the composition of the bolus 35 is changed to provide a composition distribution. This makes it possible to change the X-ray transmittance and provide an X-ray transmittance distribution. Although the thickness is constant and only the composition is changed in FIG. 3, the film thickness can be changed at the same time, and by combining the two, it becomes possible to irradiate the cancer cells with focused X-rays. .. This makes it possible to reduce adverse effects on non-cancer cells. 36 in FIG. 3 shows X-rays (having a distribution) that have passed through the bolus.
In order to form the X-ray transmittance distribution, as shown below, there are two methods, one is to provide a bolus composition distribution, the other is to control by shape, or a combination of both.

−組成分布−
上記のようにX線の透過率分布をボーラスに形成するために、ボーラスを構成する組成分布を付与する方法がある。
図4は、組成分布を付けたボーラス35を上部から見た状態と、X線の透過量分布を表した図である。ボーラスの黒い部分がX線を減衰する割合が多い組成であり、白い部分が透過する割合が多い部分である。このようなボーラスを通過したX線は、中心部の強度が高く、癌細胞などにフォーカスして照射することができる。
組成分布の形成方法として例えば、インクジェット方式の三次元プリンターを用い、複数のボーラス形成用液体材料を用いることで達成可能である。特に本発明で用いられるハイドロゲルは、組成(水分量)とX線透過率の関係が一義的に決まり、透過率のコントロールが容易である。
-Composition distribution-
In order to form the X-ray transmittance distribution in the bolus as described above, there is a method of imparting a composition distribution constituting the bolus.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the bolus 35 with the composition distribution is viewed from above and the X-ray transmission amount distribution. The black part of the bolus has a composition that attenuates X-rays in a large proportion, and the white portion has a large proportion of transmission. The X-rays that have passed through such a bolus have high intensity in the central portion and can be focused on and irradiated to cancer cells and the like.
This can be achieved by using, for example, an inkjet three-dimensional printer as a method for forming the composition distribution, and using a plurality of liquid materials for forming bolus. In particular, in the hydrogel used in the present invention, the relationship between the composition (water content) and the X-ray transmittance is uniquely determined, and the transmittance can be easily controlled.

−形状制御−
X線の透過率分布を付与するためには、形状制御の方法もある。
例えば、図5のような形状にすることにより、癌細胞周辺部への照射量を低減することが可能になる。
このように、ボーラス組成分布、膜厚の任意なコントロール、及び両者の組み合わせは、従来の工法(型造形)では成し得ないことである。このような画期的手段を生み出せるのが三次元プリンターによる造形方法であり、本発明の重要なポイントである。
-Shape control-
There is also a shape control method for imparting an X-ray transmittance distribution.
For example, by forming the shape as shown in FIG. 5, it is possible to reduce the amount of irradiation to the peripheral portion of the cancer cell.
As described above, the bolus composition distribution, the arbitrary control of the film thickness, and the combination of both cannot be achieved by the conventional method (molding). It is a modeling method using a three-dimensional printer that can produce such an epoch-making means, which is an important point of the present invention.

本発明のボーラスは、ハイドロゲルからなり、前記ハイドロゲルは、水と、ポリマーと、鉱物とを含み、有機溶媒を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含むことがより好ましい。
前記ボーラスは、有機溶媒に分散された前記鉱物と、重合性モノマーが重合した前記ポリマーとが架橋して、複合化して形成された三次元網目構造の中に、前記溶媒が包含されているハイドロゲルからなることが好ましい。
前記ボーラスは、後述する、水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を用いて製造される。
The bolus of the present invention comprises a hydrogel, which comprises water, a polymer and a mineral, preferably containing an organic solvent, and more preferably containing other components as needed.
In the bolus, the solvent is contained in a three-dimensional network structure formed by cross-linking the mineral dispersed in an organic solvent and the polymer polymerized with a polymerizable monomer to form a composite. It preferably consists of a gel.
The bolus is produced using a bolus-forming liquid material containing water, minerals, and a polymerizable monomer, which will be described later.

−ポリマー−
前記ポリマーとしては、例えば、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有するポリマーが挙げられ、水溶性であることが好ましい。
前記ポリマーは、ホモポリマー(単独重合体)であってもよいし、ヘテロポリマー(共重合体)であってもよく、また、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよく、また塩の形態であってもよいが、ホモポリマーが好ましい。
本発明において、前記ポリマーの水溶性とは、例えば、30℃の水100gに該ポリマーを1g混合して撹拌したとき、その90質量%以上が溶解するものを意味する。
-Polymer-
Examples of the polymer include polymers having an amide group, an amino group, a hydroxyl group, a tetramethylammonium group, a silanol group, an epoxy group and the like, and are preferably water-soluble.
The polymer may be a homopolymer (homopolymer), a heteropolymer (copolymer), may be modified, or a known functional group may be introduced. It may be in the form of a salt, but a homopolymer is preferable.
In the present invention, the water solubility of the polymer means, for example, that when 1 g of the polymer is mixed with 100 g of water at 30 ° C. and stirred, 90% by mass or more of the polymer dissolves.

前記ポリマーは、重合性モノマーを重合させることにより得られる。前記重合性モノマーについては、後述するボーラス形成用液体材料において説明する。 The polymer is obtained by polymerizing a polymerizable monomer. The polymerizable monomer will be described in the bolus-forming liquid material described later.

−水−
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。
前記水には、保湿性付与、抗菌性付与、導電性付与、硬度調整などの目的に応じて有機溶媒等のその他の成分を溶解乃至分散させてもよい。
-Water-
As the water, for example, pure water such as ion-exchanged water, ultra-filtered water, reverse osmosis water, distilled water, or ultrapure water can be used.
Other components such as an organic solvent may be dissolved or dispersed in the water depending on the purpose of imparting moisturizing property, antibacterial property, conductivity, hardness adjustment and the like.

−鉱物−
前記鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水膨潤性層状粘土鉱物などが挙げられる。
前記水膨潤性層状粘土鉱物は、単一層の状態で水に分散した図6の上図に示すように、単位格子を結晶内に持つ二次元円盤状の結晶が積み重なった状態を呈しており、前記水膨潤性層状粘土鉱物を水中で分散させると、図6の下図に示すように、各単一層状態で分離して円盤状の結晶となる。
-Minerals-
The mineral is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include water-swellable layered clay minerals.
As shown in the upper figure of FIG. 6, the water-swellable layered clay mineral is dispersed in water in a single layer state, and exhibits a state in which two-dimensional disk-shaped crystals having a unit cell in the crystal are stacked. When the water-swellable layered clay mineral is dispersed in water, as shown in the lower figure of FIG. 6, each single layer state is separated into disk-shaped crystals.

前記水膨潤性層状粘土鉱物としては、例えば、水膨潤性スメクタイト、水膨潤性雲母などが挙げられる。より具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、高弾性のボーラスが得られる点から、水膨潤性ヘクトライトが好ましい。
前記水膨潤性ヘクトライトは、適宜合成したものであってもよいし、市販品であってもよい。前記市販品としては、例えば、合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)、SWN(Coop Chemical Ltd.製)、フッ素化ヘクトライトSWF(Coop Chemical Ltd.製)などが挙げられる。これらの中でも、ボーラスの弾性率の点から、合成ヘクトライトが好ましい。
前記水膨潤性とは、図1に示すように層状粘土鉱物の層間に水分子が挿入され、水中に分散されることを意味する。
Examples of the water-swellable layered clay mineral include water-swellable smectite and water-swellable mica. More specifically, water-swellable hectorite containing sodium as an interlayer ion, water-swellable montmorillonite, water-swellable saponite, water-swellable synthetic mica, and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, water-swellable hectorite is preferable from the viewpoint of obtaining a highly elastic bolus.
The water-swellable hectorite may be appropriately synthesized or may be a commercially available product. Examples of the commercially available product include synthetic hectorite (Raponite XLG, manufactured by RockWood), SWN (manufactured by Coop Chemical Ltd.), and fluorinated hectorite SWF (manufactured by Coop Chemical Ltd.). Among these, synthetic hectorite is preferable from the viewpoint of elastic modulus of bolus.
The water swelling property means that water molecules are inserted between layers of layered clay minerals and dispersed in water as shown in FIG.

前記鉱物の含有量は、ボーラスの弾性率及び硬度の点から、ボーラスの全量に対して、1質量%以上40質量%以下が好ましく、1質量%以上25質量%以下がより好ましい。 The content of the mineral is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 25% by mass or less, based on the total amount of the bolus, from the viewpoint of elastic modulus and hardness of the bolus.

−有機溶媒−
前記有機溶媒は、ボーラスの保湿性を高めるために含有される。
前記有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトンアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルコールエーテル類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、保湿性の点から、多価アルコールが好ましく、グリセリン、プロピレングルコールがより好ましい。
前記有機溶媒の含有量は、ボーラスの全量に対して、10質量%以上50質量%以下が好ましい。前記含有量が、10質量%以上であると、乾燥防止の効果が十分に得られる。また、50質量%以下であると、層状粘土鉱物が均一に分散される。
前記有機溶媒の含有量が、10質量%以上50質量%以下であると、人体の組成からのずれが小さく、ボーラスとしての良好な機能が得られる。
-Organic solvent-
The organic solvent is contained to enhance the moisturizing property of the bolus.
Examples of the organic solvent include alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, and tert-butyl alcohol; dimethylformamide. , Amids such as dimethylacetamide; ketones or ketone alcohols such as acetone, methylethylketone, diacetone alcohols; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol , 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thioglycol, hexylene glycol, polyhydric alcohols such as glycerin; polyethylene glycol, polypropylene glycol Polyalkylene glycols such as; lower alcohol ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether, diethylene glycol methyl (or ethyl) ether, triethylene glycol monomethyl (or ethyl) ether; monoethanolamine, diethanolamine, etc. Alkanolamines such as triethanolamine; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyhydric alcohol is preferable, and glycerin and propylene glucol are more preferable from the viewpoint of moisturizing property.
The content of the organic solvent is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the bolus. When the content is 10% by mass or more, the effect of preventing drying can be sufficiently obtained. Further, when it is 50% by mass or less, the layered clay mineral is uniformly dispersed.
When the content of the organic solvent is 10% by mass or more and 50% by mass or less, the deviation from the composition of the human body is small, and a good function as a bolus can be obtained.

−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸等のホスホン酸化合物、安定化剤、表面処理剤、重合開始剤、着色剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a phosphonic acid compound such as 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, a stabilizer, a surface treatment agent, etc. Examples thereof include polymerization initiators, colorants, viscosity regulators, adhesive imparting agents, antioxidants, antiaging agents, cross-linking accelerators, ultraviolet absorbers, plasticizers, preservatives, and dispersants.

−皮膜−
前記ボーラスの表面には、下記3つの目的から皮膜を設けることが有効である。
(1)ボーラスの形状を維持する。
(2)ボーラスの保存性(耐乾燥性、防腐性)を向上する。
(3)ボーラスの外観性を改善する。
-Film-
It is effective to provide a film on the surface of the bolus for the following three purposes.
(1) Maintain the shape of the bolus.
(2) Improve the storage stability (drying resistance, antiseptic property) of the bolus.
(3) Improve the appearance of the bolus.

前記ボーラスの形状を維持するためには、前記ボーラスの自重による崩壊を防ぐため、皮膜に弾性力をもたせることが好ましい。前記皮膜の有無におけるボーラスのヤング率の差が0.01MPa以上であることが好ましい。
前記皮膜の形成材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、PPS、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、セロハン、アセテート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリイミド、フッ素樹脂、パラフィンワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、前記皮膜の形成材料としては、市販品を用いることができ、前記市販品として、例えば、プラスティコート#100(大京化学株式会社製)などが挙げられる。
前記皮膜の膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100μm以下が好ましく、10μm以上50μm以下がより好ましい。前記膜厚が100μm以下であると、ボーラスを構成するハイドロゲルの質感を保つことができる。
In order to maintain the shape of the bolus, it is preferable to give the film an elastic force in order to prevent the bolus from collapsing due to its own weight. The difference in Young's modulus of the bolus with and without the film is preferably 0.01 MPa or more.
The material for forming the film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, polyester, polyolefin, polyethylene terephthalate, PPS, polypropylene, polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene, polyvinyl chloride, cellophane , Acetate, polystyrene, polycarbonate, nylon, polyimide, fluororesin, paraffin wax and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Further, as the film forming material, a commercially available product can be used, and examples of the commercially available product include Plasticoat # 100 (manufactured by Daikyo Chemical Co., Ltd.).
The film thickness of the film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 100 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 50 μm or less. When the film thickness is 100 μm or less, the texture of the hydrogel constituting the bolus can be maintained.

前記ボーラスの表面に皮膜を形成することで、ボーラスの外観性を改善することができる。例えば、ボーラスの表面に傷や表面荒れが存在する場合には皮膜により外観性を補うことができる。また、表面の皮膜が犠牲層となることで、内部のボーラスを保護することができる。
また、前記ボーラスの表面はマーキングなどの記入を行うことができないので、ボーラスの表面に皮膜を形成することにより、放射線治療時の手順や、患者名などを書き込むことができるため、ボーラスとしての機能性を付与することができる。
By forming a film on the surface of the bolus, the appearance of the bolus can be improved. For example, if there are scratches or surface roughness on the surface of the bolus, the appearance can be supplemented by a film. In addition, the surface film serves as a sacrificial layer, so that the internal bolus can be protected.
In addition, since the surface of the bolus cannot be marked, etc., by forming a film on the surface of the bolus, it is possible to write the procedure at the time of radiotherapy, the patient name, etc., and thus function as a bolus. Gender can be imparted.

前記皮膜の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記皮膜の形成材料を溶媒に溶解して、ボーラスの表面に塗布する方法などが挙げられる。前記塗布方法としては、例えば、刷毛、スプレー、浸漬塗工などが挙げられる。
また、前記皮膜形成材料として熱収縮フィルムを用い、ハイドロゲル構造体の表面にラミネート形成する方法が挙げられる。
また、前記皮膜形成材料を溶剤に溶解して、ボーラス形成用液体材料を用いて前記3次元プリンターでボーラスを造形する際に同時に皮膜を形成してもよい。
いずれの場合も、皮膚への密着性が重要であるため、被治療者個人の放射線照射対象となる体表面の三次元データに基づき作製したボーラス表面形状を損ねることの無い皮膜を形成することが肝要である。
The method for forming the film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a method in which the material for forming the film is dissolved in a solvent and applied to the surface of the bolus. Examples of the coating method include brushing, spraying, and dipping coating.
Further, a method of using a heat-shrinkable film as the film-forming material and laminating on the surface of the hydrogel structure can be mentioned.
Further, the film-forming material may be dissolved in a solvent to form a film at the same time when the bolus is formed by the three-dimensional printer using the bolus-forming liquid material.
In either case, adhesion to the skin is important, so it is possible to form a film that does not impair the shape of the bolus surface created based on the three-dimensional data of the body surface to be irradiated by the individual subject. It is essential.

ボーラスの保存性を向上させるには、耐乾燥性及び防腐性を向上させる必要がある。
前記耐乾燥性を向上させるには皮膜の水蒸気透過度や酸素透過度を低減することが効果的である。具体的には、水蒸気透過度(JIS K7129)が500g/m・d以下であることが好ましい。また、酸素透過度(JIS Z1702)が100,000cc/m/hr/atm以下であることが好ましい。
前記防腐性を向上させるためには、前記皮膜に防腐剤を含有することが好ましい。前記防腐剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デヒドロ酢酸塩、ソルビン酸塩、安息香酸塩、ぺンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、2,4−ジメチル−6−アセトキシ−m−ジオキサン、1,2−ベンズチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
In order to improve the storage stability of the bolus, it is necessary to improve the drying resistance and antiseptic property.
In order to improve the drying resistance, it is effective to reduce the water vapor transmission rate and the oxygen permeability of the film. Specifically, the water vapor transmission rate (JIS K7129) is preferably 500 g / m 2 · d or less. Further, the oxygen permeability (JIS Z1702) is preferably 100,000 cc / m 2 / hr / atm or less.
In order to improve the antiseptic property, it is preferable that the film contains an antiseptic. The preservative is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, dehydroacetate, sorbate, benzoate, sodium pentachlorophenol, 2-pyridinethiol-1-oxide can be selected. Examples thereof include sodium, 2,4-dimethyl-6-acetoxy-m-dioxane, 1,2-benzthiazolin-3-one and the like.

前記ボーラスは、その形状、大きさ、構造などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ボーラスとしては、平板形状のものがあり、人体の表面に密着させる場合には、これを皮膚に押し当てて使用するか、あるいはこれを適当な大きさに切り、繋ぎ合わせて使用される。
The shape, size, structure, and the like of the bolus are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.
The bolus has a flat plate shape, and when it is brought into close contact with the surface of the human body, it is used by pressing it against the skin, or it is cut into an appropriate size and joined together.

本発明のボーラスは、コンピュータ断層撮影法で測定したCT値(HU)は、−100以上100以下が実使用できる範囲であり、0以上100以下であることが好ましく、0以上70以下がより好ましい。
前記CT値とは、コンピュータ断層撮影装置で骨1,000、水0、空気−1,000としてキャリブレーションされた値である。
本発明のボーラスは放射線治療に供されるものであり、体組成に近いことが望ましい。
体組成と言っても部位によりCT値は異なる。筋肉では35〜50程度、内臓も部位により異なり、肝臓は45〜75程度、膵臓では25〜55程度であることが知られている。
また脂肪は−50〜−100程度、血液は10〜30程度の値を有する。
このため、照射する部位にもよるが、概ね前記CT値が、−100以上100以下であると、放射線の吸収、又は散乱について実質的な人体組織と同じ性質を示すボーラスが得られる。より望ましくは0以上100以下であり、更に0以上70以下であると、非常に近い性質であると言える。
In the bolus of the present invention, the CT value (HU) measured by the computed tomography method is in the range of -100 or more and 100 or less, preferably 0 or more and 100 or less, and more preferably 0 or more and 70 or less. ..
The CT value is a value calibrated with a computer tomography apparatus as bone 1,000, water 0, and air-1,000.
The bolus of the present invention is used for radiotherapy, and it is desirable that the bolus has a body composition close to that of the bolus.
Even if it says body composition, the CT value differs depending on the part. It is known that the muscles are about 35 to 50, the internal organs are also different depending on the site, the liver is about 45 to 75, and the pancreas is about 25 to 55.
Further, fat has a value of about -50 to -100, and blood has a value of about 10 to 30.
Therefore, although it depends on the irradiation site, when the CT value is -100 or more and 100 or less, a bolus exhibiting substantially the same properties as human tissue in terms of radiation absorption or scattering can be obtained. More preferably, it is 0 or more and 100 or less, and further 0 or more and 70 or less, it can be said that the properties are very close.

本発明で用いるハイドロゲルは、ポリマーと水を主成分として構成されることから、そもそも人体の組成に近いため、CT値は人体の値に近い。
更に、ハイドロゲルを構成する材料の組成比(水に対するポリマーや鉱物の存在比率、水と有機溶媒の混合比)をある程度任意に変えることが可能である。これに伴い、CT値を変化させることができるため、放射線治療する部位に応じてCT値のコントロールがある程度可能になる。
先に述べたように、ハイドロゲルから構成されるボーラスは、ボーラスに必要な物性や特性を兼ね備えたものであり、ボーラスを構成する材料としてハイドロゲルは最も優れた材料の一つとして挙げられる。
Since the hydrogel used in the present invention is composed mainly of a polymer and water, it is close to the composition of the human body in the first place, and therefore the CT value is close to the value of the human body.
Furthermore, the composition ratio of the materials constituting the hydrogel (the abundance ratio of polymers and minerals to water, the mixing ratio of water and an organic solvent) can be arbitrarily changed to some extent. Along with this, the CT value can be changed, so that the CT value can be controlled to some extent according to the site to be radiotherapy.
As described above, the bolus composed of hydrogel has the physical properties and properties necessary for the bolus, and hydrogel is listed as one of the most excellent materials as a material constituting the bolus.

(ボーラス形成用液体材料)
本発明のボーラス形成用液体材料は、水、鉱物、及び重合性モノマーを含有し、有機溶媒及び重合開始剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
前記ボーラス形成用液体材料における前記水、前記鉱物、前記有機溶媒、及び前記その他の成分としては、前記ボーラスと同様のものを用いることができる。
(Liquid material for bolus formation)
The liquid material for bolus formation of the present invention contains water, minerals, and a polymerizable monomer, preferably contains an organic solvent and a polymerization initiator, and further contains other components as necessary.
As the water, the mineral, the organic solvent, and the other components in the liquid material for forming the bolus, the same ones as the bolus can be used.

−重合性モノマー−
前記重合性モノマーは、不飽和炭素−炭素結合を1つ以上有する化合物であり、例えば、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。更に、前記多官能モノマーとして、2官能モノマー、3官能モノマー、4官能以上のモノマーなどが挙げられる。
-Polymerizable monomer-
The polymerizable monomer is a compound having one or more unsaturated carbon-carbon bonds, and examples thereof include a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer. Further, examples of the polyfunctional monomer include a bifunctional monomer, a trifunctional monomer, a tetrafunctional or higher functional monomer, and the like.

前記単官能モノマーは、不飽和炭素−炭素結合を1つ有する化合物であり、例えば、アクリルアミド、N−置換アクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換アクリルアミド誘導体、N−置換メタクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換メタクリルアミド誘導体、その他の単官能モノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The monofunctional monomer is a compound having one unsaturated carbon-carbon bond, for example, acrylamide, N-substituted acrylamide derivative, N, N-di-substituted acrylamide derivative, N-substituted methacrylamide derivative, N, N-. Examples thereof include di-substituted methacrylamide derivatives and other monofunctional monomers. These may be used alone or in combination of two or more.

前記N−置換アクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換アクリルアミド誘導体、N−置換メタクリルアミド誘導体、又はN,N−ジ置換メタクリルアミド誘導体としては、例えば、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMAA)、N−イソプロピルアクリルアミドなどが挙げられる。 Examples of the N-substituted acrylamide derivative, N, N-di-substituted acrylamide derivative, N-substituted methacrylamide derivative, or N, N-di-substituted methacrylamide derivative include N, N-dimethylacrylamide (DMAA) and N-. Examples include isopropylacrylamide.

前記その他の単官能モノマーとしては、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート(EHA)、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(HEA)、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート(HPA)、アクリロイルモルホリン(ACMO)、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the other monofunctional monomer include 2-ethylhexyl (meth) acrylate (EHA), 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (HEA), 2-hydroxypropyl (meth) acrylate (HPA), and acryloylmorpholine (ACMO). ), Caprolactone-modified tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, isobonyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, Examples thereof include isodecyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, caprolactone (meth) acrylate, ethoxylated nonylphenol (meth) acrylate, and urethane (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.

前記単官能モノマーを重合させることにより、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する水溶性有機ポリマーが得られる。
前記アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する水溶性有機ポリマーは、ボーラスの強度を保つために有利な構成成分である。
By polymerizing the monofunctional monomer, a water-soluble organic polymer having an amide group, an amino group, a hydroxyl group, a tetramethylammonium group, a silanol group, an epoxy group and the like can be obtained.
The water-soluble organic polymer having an amide group, an amino group, a hydroxyl group, a tetramethylammonium group, a silanol group, an epoxy group and the like is an advantageous constituent component for maintaining the strength of the bolus.

前記単官能モノマーの含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ボーラス形成用液体材料の全量に対して、1質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上5質量%以下がより好ましい。前記含有量が、1質量%以上10質量%以下の範囲であると、ボーラス形成用液体材料中の層状粘土鉱物の分散安定性が保たれ、かつボーラスの延伸性を向上させるという利点がある。前記延伸性とは、ボーラスを引っ張った際に伸び、破断しない特性のことを言う。 The content of the monofunctional monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total amount of the liquid material for forming a bolus. % Or more and 5% by mass or less are more preferable. When the content is in the range of 1% by mass or more and 10% by mass or less, there is an advantage that the dispersion stability of the layered clay mineral in the liquid material for forming the bolus is maintained and the stretchability of the bolus is improved. The stretchability refers to a property that stretches when the bolus is pulled and does not break.

前記2官能モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート(MANDA)、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート(HPNDA)、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート(BGDA)、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート(BUDA)、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート(HDDA)、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(DEGDA)、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート(NPGDA)、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(TPGDA)、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、メチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the bifunctional monomer include tripropylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and neopentyl glycol hydroxypivalic acid. Esterdi (meth) acrylate (MANDA), neopentyl glycol hydroxypivalate di (meth) acrylate (HPNDA), 1,3-butanediol di (meth) acrylate (BGDA), 1,4-butanediol di (meth) Acrylate (BUDA), 1,6-hexanediol di (meth) acrylate (HDDA), 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate (DEGDA), neopentyl glycol di (meth) acrylate (NPGDA), tripropylene glycol di (meth) acrylate (TPGDA), caprolactone-modified hydroxypivalate neopentyl glycol ester di (meth) acrylate, propoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxy-modified bisphenol A di (meth) Examples thereof include acrylate, polyethylene glycol 200 di (meth) acrylate, polyethylene glycol 400 di (meth) acrylate, and methylenebisacrylamide. These may be used alone or in combination of two or more.

前記3官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート(PETA)、トリアリルイソシアネート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the trifunctional monomer include trimethylolpropane tri (meth) acrylate (TMPTA), pentaerythritol tri (meth) acrylate (PETA), triallyl isocyanate, and tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate. , Eethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated glyceryl tri (meth) acrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記4官能以上のモノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタ(メタ)アクリレートエステル、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(DPHA)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the tetrafunctional or higher functional monomer include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and penta (pentaerythritol tetra (meth) acrylate). Examples thereof include meta) acrylate ester and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (DPHA). These may be used alone or in combination of two or more.

前記多官能モノマーの含有量は、ボーラス形成用液体材料の全量に対して、0.001質量%以上1質量%以下が好ましく、0.01質量%以上0.5質量%以下がより好ましい。前記含有量が、0.001質量%以上1質量%以下の範囲であると、得られるボーラスの弾性率や硬度を適正な範囲に調整することができる。 The content of the polyfunctional monomer is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, based on the total amount of the liquid material for forming a bolus. When the content is in the range of 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, the elastic modulus and hardness of the obtained bolus can be adjusted in an appropriate range.

−重合開始剤−
前記重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。
前記熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス(酸化還元)開始剤などが挙げられる。
前記アゾ系開始剤としては、例えば、VA−044、VA−46B、V−50、VA−057、VA−061、VA−067、VA−086、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 33)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(VAZO 50)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 52)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(VAZO 64)、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(VAZO 67)、1,1−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO 88)(いずれもDuPont Chemical社から入手可能)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(メチルイソブチレ−ト)(V−601)(和光純薬工業株式会社より入手可能)などが挙げられる。
-Polymerization initiator-
Examples of the polymerization initiator include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator.
The thermal polymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an azo-based initiator, a peroxide initiator, a persulfate initiator, and a redox (oxidation-reduction) initiator. And so on.
Examples of the azo-based initiator include VA-044, VA-46B, V-50, VA-057, VA-061, VA-067, VA-086, 2,2'-azobis (4-methoxy-2). , 4-Dimethylvaleronitrile) (VAZO 33), 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (VAZO 50), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (VAZO 52) ), 2,2'-Azobis (isobutyronitrile) (VAZO 64), 2,2'-azobis-2-methylbutyronitrile (VAZO 67), 1,1-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile) ( VAZO 88) (all available from DuPont Chemical), 2,2'-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), 2,2'-azobis (methylisobutyrate) (V-601) (Wako Pure Chemicals) (Available from Kogyo Co., Ltd.).

前記過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(Perkadox 16S)(Akzo Nobel社から入手可能)、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシピバレート(Lupersol 11)(Elf Atochem社から入手可能)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(Trigonox 21−C50)(Akzo Nobel社から入手可能)、過酸化ジクミルなどが挙げられる。 Examples of the peroxide initiator include benzoyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, disetylperoxydicarbonate, and di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate (Perkadox 16S). ) (Available from Akzo Nobel), di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, t-butylperoxypivalate (Lupersol 11) (available from Elf Atochem), t-butylperoxy-2-ethyl Hexanoate (Trigonox 21-C50) (available from Akzo Nobel), dicumyl peroxide and the like can be mentioned.

前記過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
前記レドックス(酸化還元)開始剤としては、例えば、前記過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組み合わせ、前記有機過酸化物と第3級アミンに基づく系(例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンに基づく系)、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属に基づく系(例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートに基づく系)などが挙げられる。
Examples of the persulfate initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, sodium peroxodisulfate and the like.
Examples of the redox (oxidation-reduction) initiator include a combination of the persulfate initiator and a reducing agent such as sodium metahydrosulfate and sodium hydrogen sulfite, and a system based on the organic peroxide and a tertiary amine. Examples include benzoyl peroxide and dimethylaniline-based systems, organic hydroperoxide and transition metal-based systems (eg, cumene hydroperoxide and cobalt naphthate-based systems), and the like.

前記光重合開始剤としては、光(特に波長220nm〜400nmの紫外線)の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフェノン、p,p−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、メチルベンゾイルフォーメート、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、テトラメチルエチレンジアミンは、アクリルアミドをポリアクリルアミドゲルとする重合・ゲル化反応の開始剤として用いられる。
As the photopolymerization initiator, any substance that generates radicals by irradiation with light (particularly ultraviolet rays having a wavelength of 220 nm to 400 nm) can be used.
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p'-dichlorobenzophenone, p, p-bisdiethylaminobenzophenone, and Michler ketone. , Phenyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin-n-propyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin-n-butyl ether, benzylmethyl ketal, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-hydroxy-2 -Methyl-1-phenyl-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, methylbenzoylformate, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, azobisisobutyronitrile , Benzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Tetramethylethylenediamine is used as an initiator for a polymerization / gelation reaction using acrylamide as a polyacrylamide gel.

(ボーラスの製造方法)
本発明のボーラスの製造方法は、水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を用いてボーラスを製造するものである。
前記ボーラス形成用液体材料としては、本発明の前記ボーラス形成用液体材料が用いられる。
(Manufacturing method of bolus)
The method for producing a bolus of the present invention is to produce a bolus using a liquid material for forming a bolus containing water, minerals, and a polymerizable monomer.
As the bolus-forming liquid material, the bolus-forming liquid material of the present invention is used.

本発明のボーラスの製造方法には、大きく分けて、型を用いて形成する方法と、三次元プリンターを用いて直接形成する方法との2つの方法がある。 The method for producing a bolus of the present invention is roughly divided into two methods, a method of forming using a mold and a method of directly forming using a three-dimensional printer.

<型を用いて形成する方法>
前記型を用いて形成する方法は、水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を型に流し込み、硬化させる方法であり、前記ボーラス形成用液体材料を、患者の皮膚表面の形状データに基づき、三次元プリンターにて作製した型に流し込み、硬化させて形成する。
<Method of forming using a mold>
The method of forming using the mold is a method of pouring a bolus-forming liquid material containing water, minerals, and a polymerizable monomer into a mold and curing the bolus-forming liquid material on the surface of the patient's skin. Based on the shape data, it is poured into a mold produced by a three-dimensional printer and cured to form it.

ここで、前記体表面に沿った形状を有するとは、患者個人の放射線照射対象となる体表面における、身体の凹部又は凸部のそれぞれに対して凸部又は凹部となるような一定の形状を保持していることを意味する。これにより、患者の皮膚にピッタリとフィットしたボーラスが形成される。 Here, having a shape along the body surface means a certain shape that is a convex portion or a concave portion with respect to each of the concave portion or the convex portion of the body on the body surface to be irradiated by the individual patient. Means holding. This forms a bolus that fits snugly on the patient's skin.

前記三次元プリンターとしては、特に方式を限定するものではないが、ボーラス形成用液体材料を注入して硬化させるものであるから、ボーラス形成用液体材料の漏れの無いような材質や方式で形成することが好ましく、インクジェット(マテリアルジェット)方式、光造形方式、レーザー焼結方式などが有効に用いられる。
熱重合開始剤を用いて硬化する場合には、開始剤の種類に応じて反応温度を制御する。ボーラス形成用液体材料を注入し、密閉して空気(酸素)を遮断した後、室温もしくは所定温度に加温して重合反応を進行させる。重合が完了した後、型から取り出すことにより、ボーラスが形成される。
光重合開始剤を用いて硬化する場合には、硬化手段として、紫外線等のエネルギー線をボーラス形成用液体材料に照射する必要がある。このため、使用する型はエネルギー線に対して透明な材質で構成される。このような型に注入し、密閉して空気(酸素)を遮断した後、型の外側からエネルギー線を照射する。この様にして重合が完了した後、型から取り出すことにより、ボーラスが形成される。
The method of the three-dimensional printer is not particularly limited, but since the bolus-forming liquid material is injected and cured, the bolus-forming liquid material is formed by a material or method that does not leak. It is preferable that an inkjet (material jet) method, a stereolithography method, a laser sintering method, or the like is effectively used.
When curing with a thermal polymerization initiator, the reaction temperature is controlled according to the type of initiator. A liquid material for forming a bolus is injected, sealed to block air (oxygen), and then heated to room temperature or a predetermined temperature to allow the polymerization reaction to proceed. After the polymerization is complete, the bolus is formed by removing it from the mold.
When curing using a photopolymerization initiator, it is necessary to irradiate the bolus-forming liquid material with energy rays such as ultraviolet rays as a curing means. Therefore, the mold used is made of a material that is transparent to the energy rays. After injecting into such a mold and sealing it to block air (oxygen), energy rays are irradiated from the outside of the mold. After the polymerization is completed in this way, a bolus is formed by removing it from the mold.

例えば、乳房形状に合わせた型を作製する場合、被治療者(患者)の乳房のCTデータを取得し、これを元にオスメスの型を作製できるように三次元(3D)データに変換する。このデータを基に、三次元プリンターにより、図7に示す患者の乳房用三次元ボーラスを形成するためのオス型121を作製する。患者個人データを用い三次元プリンターにより、図8に示す乳房用三次元ボーラスを形成するためのメス型122を作製する。図9に示すように、作製したオス型121とメス型122とを組み合わせることにより、両者の間に隙間123が形成される。この隙間123に本発明のボーラス形成用液体材料を注入し、硬化すると、図10に示す乳房用三次元ボーラス124を形成することができる。 For example, when producing a mold that matches the shape of the breast, CT data of the breast of the patient (patient) is acquired and converted into three-dimensional (3D) data so that a male and female mold can be produced based on the CT data. Based on this data, a male mold 121 for forming the three-dimensional bolus for the breast of the patient shown in FIG. 7 is produced by a three-dimensional printer. Using the patient's personal data, a female mold 122 for forming the three-dimensional breast bolus shown in FIG. 8 is produced by a three-dimensional printer. As shown in FIG. 9, by combining the produced male type 121 and female type 122, a gap 123 is formed between the two. When the liquid material for bolus formation of the present invention is injected into the gap 123 and cured, the three-dimensional bolus 124 for breast shown in FIG. 10 can be formed.

<三次元プリンターを用いて直接形成する方法>
前記三次元プリンターを用いた造形は、前記ボーラス形成用液体材料を用い、三次元プリンターにて直接造形するものである。
前記三次元プリンターが、インクジェット方式の三次元プリンター、又は光造形方式の三次元プリンターであることが好ましい。これらの方法を用いると、患者個人の治療部位の状態に合わせて、組成分布及び形状制御を行うことができ、放射線透過率の分布を持たせたボーラスを形成することができる。
<Method of forming directly using a 3D printer>
The modeling using the three-dimensional printer is a direct modeling using the three-dimensional printer using the liquid material for forming a bolus.
It is preferable that the three-dimensional printer is an inkjet type three-dimensional printer or a stereolithography type three-dimensional printer. By using these methods, the composition distribution and the shape can be controlled according to the condition of the treatment site of the individual patient, and a bolus having a radiation transmittance distribution can be formed.

例えば、被治療者(患者)の個人データを用い、放射線照射対象となる体表面に沿った形状を有することは勿論、必要に応じて放射線の透過率分布を設けることができる。
この場合も患者個人のデータを基に作製する。
例えば、乳房形状に合わせた型を作製する場合、乳房のCTデータを取得し、これを元にオスメスの型を作製できるように三次元(3D)データに変換する。この3Dデータを基に、三次元プリンターにて直接ボーラスを作製する。
前記三次元プリンターは、ボーラスの材料を印字できる方式が好ましく、インクジェット(マテリアルジェット)方式、あるいはディスペンサー方式にてインクを吐出し、UV光により硬化する方式が有効に用いられる。こちらの方法の場合、ボーラスを形成する材料を複数用いることができるため、ボーラス全体を同一組成ではなく、組成に分布を設けることが可能になる。特に、患者の治療すべき患部に合わせ、X線の透過率をコントロールできるような組成分布を設けることができる。これは、癌細胞以外の正常細胞に極力ダメージを与えないなど、有効な手法である。
For example, using the personal data of the person to be treated (patient), it is possible to provide a radiation transmittance distribution as needed, as well as having a shape along the body surface to be irradiated.
In this case as well, it is created based on individual patient data.
For example, when producing a mold that matches the shape of the breast, CT data of the breast is acquired and converted into three-dimensional (3D) data so that a male and female mold can be produced based on the CT data. Based on this 3D data, a bolus is directly produced by a three-dimensional printer.
The three-dimensional printer preferably has a method capable of printing a bolus material, and a method of ejecting ink by an inkjet (material jet) method or a dispenser method and curing by UV light is effectively used. In the case of this method, since a plurality of materials forming the bolus can be used, it is possible to provide a distribution in the composition of the entire bolus instead of the same composition. In particular, a composition distribution capable of controlling the X-ray transmittance can be provided according to the affected area to be treated by the patient. This is an effective method that does not damage normal cells other than cancer cells as much as possible.

ここで、図11に示すようなインクジェット(IJ)方式の三次元プリンター10は、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニットを用いて、造形体用液体材料噴射ヘッドユニット11からボーラス形成用液体材料を、支持体用液体材料噴射ヘッドユニット12、12から支持体形成用液体材料を噴射し、隣接した紫外線照射機13、13でボーラス形成用液体材料及び支持体形成用液体材料を硬化しながら積層する。
液体材料噴射ヘッドユニット11、12及び紫外線照射機13と、造形体(ボーラス)17及び支持体18とのギャップを一定に保つため、積層回数に合わせて、ステージ15を下げながら積層する。
前記三次元プリンター10では、紫外線照射機13、13は矢印A、Bいずれの方向に移動する際も使用し、その紫外線照射に伴って発生する熱により、積層された支持体形成用液体材料表面が平滑化され、結果としてボーラスの寸法安定性が向上できる。
造形終了後、図12に示すようにボーラス17と支持体18を水平方向に引っ張り剥離したところ、支持体18は一体として剥離され、ボーラス17を容易に取り出すことができる。
Here, the inkjet (IJ) type three-dimensional printer 10 as shown in FIG. 11 supports the liquid material for bolus formation from the liquid material injection head unit 11 for a model by using the head unit in which the inkjet heads are arranged. Liquid material for body injection The liquid material for forming a support is injected from the head units 12 and 12, and the liquid material for forming a bolus and the liquid material for forming a support are laminated while being cured by the adjacent ultraviolet irradiators 13 and 13.
In order to keep the gap between the liquid material injection head units 11 and 12 and the ultraviolet irradiator 13 and the modeled body (bolus) 17 and the support 18 constant, the stages 15 are laminated while being lowered according to the number of times of lamination.
In the three-dimensional printer 10, the ultraviolet irradiators 13 and 13 are used when moving in any of the directions of arrows A and B, and the surface of the laminated liquid material for forming a support is generated by the heat generated by the ultraviolet irradiation. Is smoothed, and as a result, the dimensional stability of the bolus can be improved.
After the molding is completed, when the bolus 17 and the support 18 are pulled and peeled off in the horizontal direction as shown in FIG. 12, the support 18 is peeled off as a unit, and the bolus 17 can be easily taken out.

また、図13に示すように、光造形方式の三次元プリンターでは、ボーラス形成液体材料を液槽24に溜め、液槽の表面27にレーザー光源21により出射された紫外線レーザー光23をレーザースキャナー22から照射して、造形ステージ26上に硬化物を作製する。造形ステージ26はピストン25の作動により降下し、これを順次繰り返し、ボーラスが得られる。 Further, as shown in FIG. 13, in the stereolithography type three-dimensional printer, the bolus-forming liquid material is stored in the liquid tank 24, and the ultraviolet laser light 23 emitted by the laser light source 21 is emitted to the surface 27 of the liquid tank by the laser scanner 22. A cured product is produced on the modeling stage 26 by irradiating from. The modeling stage 26 is lowered by the operation of the piston 25, and this is repeated in sequence to obtain a bolus.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
−型の作製−
患者(被治療者)の乳房表面のCTデータを用い、これを元に三次元(3D)プリント用のデータに変換した。このデータを基に、インクジェット光造形装置としての株式会社キーエンス製アジリスタを用い、図7及び図8に示すような乳房用三次元ボーラス用のオス型121及びメス型122を作製した。
(Example 1)
-Molding-
The CT data of the breast surface of the patient (the person to be treated) was used, and based on this, it was converted into data for three-dimensional (3D) printing. Based on this data, a male type 121 and a female type 122 for a three-dimensional breast bolus as shown in FIGS. 7 and 8 were produced using an azirister manufactured by KEYENCE CORPORATION as an inkjet stereolithography apparatus.

−ボーラス形成用液体材料の調製−
まず、純水200質量部を攪拌させながら、水膨潤性層状粘土鉱物として[Mg5.34Li0.66Si20(OH)]Na 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)15質量部を少しずつ添加し、更に1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸0.8質量部を添加し、攪拌して分散液を作製した。
次に、得られた分散液に、重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したアクリロイルモルホリン(KJケミカルズ株式会社製)を20質量部、ライトアクリレート9EG−A(共栄社化学株式会社製)1質量部を添加した。
次に、氷浴で冷却しながら、ペルオキソ二硫酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)の純水2質量%水溶液を15質量部添加し、更にテトラメチルエチレンジアミン(和光純薬工業株式会社製)を1質量部添加して、攪拌混合の後、減圧脱気を10分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、均質なボーラス形成用液体材料を得た。
-Preparation of liquid material for bolus formation-
First, while stirring the pure water 200 parts by mass, as a water-swellable layered clay mineral [Mg 5.34 Li 0.66 Si 8 O 20 (OH) 4] Na - 0.66 synthetic hectorite having a composition of ( Laponite XLG, manufactured by RockWood Co., Ltd.) 15 parts by mass was added little by little, 0.8 parts by mass of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid was further added, and the mixture was stirred to prepare a dispersion.
Next, 20 parts by mass of acryloyl morpholine (manufactured by KJ Chemicals Co., Ltd.) from which the polymerization inhibitor was removed by passing through a column of activated alumina as a polymerizable monomer in the obtained dispersion was added to Light Acrylate 9EG-A (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). (Manufactured by Co., Ltd.) 1 part by mass was added.
Next, while cooling in an ice bath, 15 parts by mass of a 2% by mass aqueous solution of pure water of sodium peroxodisulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and further, tetramethylethylenediamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. Was added in an amount of 1 part by mass, and after stirring and mixing, degassing under reduced pressure was carried out for 10 minutes. Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like to obtain a homogeneous liquid material for bolus formation.

−乳房用三次元ボーラスの作製−
先に作製したオス型121及びメス型122を図9に示すように組み合わせ、前記ボーラス形成用液体材料を型に流し込み、蓋をして密閉状態として、室温で6時間硬化反応を行った。硬化後、型から取り出し水洗して、乳房用三次元ボーラスを得た。
-Making a 3D bolus for breasts-
The male mold 121 and the female mold 122 produced above were combined as shown in FIG. 9, the liquid material for forming a bolus was poured into the mold, the lid was closed, and the curing reaction was carried out at room temperature for 6 hours. After curing, it was removed from the mold and washed with water to obtain a three-dimensional bolus for the breast.

(実施例2)
実施例1において、純水200質量部のうち、50質量部をグリセリンに置き換えた以外は、実施例1と同様にして、乳房用三次元ボーラスを作製した。
(Example 2)
In Example 1, a three-dimensional breast bolus was produced in the same manner as in Example 1 except that 50 parts by mass of 200 parts by mass of pure water was replaced with glycerin.

(実施例3)
実施例2において、重合性モノマーとして、アクリロイルモルホリン20質量部のうち、10質量部を,N−ジメチルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)に置き換えた以外は、実施例2と同様にして、乳房用三次元ボーラスを作製した。
(Example 3)
In Example 2, 10 parts by mass of 20 parts by mass of acryloyl morpholine was replaced with N-dimethylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the polymerizable monomer, in the same manner as in Example 2. A three-dimensional bolus for the breast was prepared.

(実施例4)
実施例1で作製したボーラス表面に、プラスティコート#100(大京化学株式会社製)を浸漬塗工法により塗布し、厚み30μmの皮膜を形成した。
(Example 4)
Plasticoat # 100 (manufactured by Daikyo Chemical Co., Ltd.) was applied to the surface of the bolus prepared in Example 1 by a dip coating method to form a film having a thickness of 30 μm.

(比較例1)
特開平11−221293号公報の実施例に準じてボーラス形成用液体材料を作製した。即ち、反応性ビニル基を有する主剤であるポリシロキサン(25℃における粘度1200cp)398.4質量部、水素−珪素結合を有する架橋剤であるメチルハイドロジエンポリシロキサン(25℃における粘度20cp)1.6質量部、及び硬化触媒である1質量%塩化白金酸アルコール溶液0.06質量部を混合し、撹拌したのち室温で完全に脱泡して付加反応型であるシリコーンゲルの材料を作製した。
この液体材料を用いて、実施例1と同様にしてボーラスを形成することを試みたが、この液体材料は非常に粘度が高く、型に注入することができず、ボーラスの形成ができなかった。
(Comparative Example 1)
A liquid material for forming a bolus was prepared according to an example of JP-A-11-22192. That is, 398.4 parts by mass of polysiloxane (viscosity 1200 cp at 25 ° C.), which is the main agent having a reactive vinyl group, and methylhydrodiene polysiloxane (viscosity 20 cp at 25 ° C.), which is a cross-linking agent having a hydrogen-silicon bond. 6 parts by mass and 0.06 parts by mass of a 1% by mass alcohol chloride alcohol solution as a curing catalyst were mixed, stirred, and then completely defoamed at room temperature to prepare a material for an addition reaction type silicone gel.
An attempt was made to form a bolus using this liquid material in the same manner as in Example 1, but the liquid material was so viscous that it could not be injected into the mold and the bolus could not be formed. ..

(比較例2)
特開平6−47030号公報の実施例1に準じてボーラス形成用液体材料を作製した。即ち、平均重合度約2,000、けん化度89モル%のポリビニルアルコールをNaClが0.9%質量含有する水に溶解させた。この際、ポリビニルアルコールを溶解させるため、60℃まで加熱して溶解させた。この液体材料を用いて、実施例1と同様にして型に注入し造形し、9回の凍結・解凍を施してボーラスを形成した。
(Comparative Example 2)
A liquid material for forming a bolus was prepared according to Example 1 of JP-A-6-47030. That is, polyvinyl alcohol having an average degree of polymerization of about 2,000 and a saponification degree of 89 mol% was dissolved in water containing 0.9% by mass of NaCl. At this time, in order to dissolve the polyvinyl alcohol, it was dissolved by heating to 60 ° C. Using this liquid material, it was injected into a mold in the same manner as in Example 1, shaped, and frozen and thawed 9 times to form a bolus.

(比較例3)
特許第2999184号公報の実施例に準じてボーラス形成用液体材料を作製した。即ち、カラギーナン4.0g、ローカストビーンガム3.0g、及びキサンタンガム3.0gを加え、撹拌しながら80℃で10分間加熱溶解した。この液体材料を用いて、実施例1と同様にして型に注入し造形し、冷却してボーラスを形成した。
(Comparative Example 3)
A liquid material for forming a bolus was prepared according to an example of Japanese Patent No. 2999184. That is, 4.0 g of carrageenan, 3.0 g of locust bean gum, and 3.0 g of xanthan gum were added and dissolved by heating at 80 ° C. for 10 minutes with stirring. Using this liquid material, it was injected into a mold in the same manner as in Example 1, shaped, and cooled to form a bolus.

<評価>
実施例1〜4及び比較例2〜3で作製した乳房用三次元ボーラスについて、以下の試験項目を評価した。結果を表1に示した。
<Evaluation>
The following test items were evaluated for the three-dimensional breast bolus prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 to 3. The results are shown in Table 1.

(1)外観性
[評価基準]
○:透明性が高く、気泡の混入もない
△:透明性がやや低い
×:透明性が低い
(1) Appearance [Evaluation criteria]
◯: High transparency and no air bubbles mixed in Δ: Slightly low transparency ×: Low transparency

(2)寸法性
[評価基準]
○:厚み及び長さが均一である
×:厚み及び長さが不均一である
(2) Dimensionality [evaluation criteria]
◯: Thickness and length are uniform ×: Thickness and length are non-uniform

(3)弾性
[評価基準]
◎:適度な弾性を有し、180度まで折り曲げても裂けるなどの変化はない
○:適度な弾性を有する
×:弾性が低く、180度まで折り曲げると裂ける
(3) Elasticity [Evaluation criteria]
⊚: Has moderate elasticity and does not change such as tearing even when bent up to 180 degrees ○: Has moderate elasticity ×: Low elasticity and tears when bent up to 180 degrees

(4)耐熱性
各ボーラスを60℃の熱水中で30分間加熱した後、形状及び物性を測定し、下記基準で評価した。
[評価基準]
○:形状及び物性に変化なし
×:形状及び物性が劣化する
(4) Heat resistance After heating each bolus in hot water at 60 ° C. for 30 minutes, the shape and physical properties were measured and evaluated according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
◯: No change in shape and physical properties ×: Deterioration of shape and physical properties

(5)耐溶剤性
各ボーラスを、エタノールを用いて洗浄した後、形状及び物性を測定し、下記基準で評価した。
[評価基準]
○:形状及び物性に変化なし
△:やや膨潤する
×:形状及び物性が劣化する
(5) Solvent resistance Each bolus was washed with ethanol, and then the shape and physical properties were measured and evaluated according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
◯: No change in shape and physical properties △: Slightly swollen ×: Deterioration of shape and physical properties

(6)CT値
X線試験装置:Aquilion PRIME Beyond(東芝メディカル株式会社製)を用いて各ボーラスのCT値を測定し、下記基準で評価した。
[評価基準]
○:CT値が0以上100以下であり、人体の組成に近い値を示す
×:CT値が100超であり、人体の組成からずれている
(6) CT value The CT value of each bolus was measured using an X-ray test device: Aquilion PRIME Beyond (manufactured by Toshiba Medical Systems Corporation), and evaluated according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
◯: The CT value is 0 or more and 100 or less, indicating a value close to the composition of the human body. ×: The CT value is more than 100 and deviates from the composition of the human body.

(7)保存性
各ボーラスを密閉した状態(25℃、50%RH)で7日間保存した後、形状及び物性を測定し、下記基準で評価した。
[評価基準]
◎:形状及び物性の変化なし
○:形状変化はなし、ごくわずかに乾燥(重量変化率3%以内)
×:形状及び物性が劣化する
(7) Preservation After storing each bolus in a sealed state (25 ° C., 50% RH) for 7 days, the shape and physical properties were measured and evaluated according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
⊚: No change in shape and physical properties ○: No change in shape, very slightly dry (weight change rate within 3%)
X: The shape and physical properties deteriorate

Figure 0006915708
Figure 0006915708

(実施例5)
−ボーラス形成用液体材料の調製−
まず、純水165質量部を攪拌させながら、水膨潤性層状粘土鉱物として[Mg5.34Li0.66Si20(OH)]Na 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)16質量部を少しずつ添加し、3時間攪拌して分散液を作製した。その後1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸(東京化成株式会社製)を0.6質量部添加し、更に1時間攪拌を行った。その後、グリセリン(坂本薬品工業株式会社製)30質量部を添加し、攪拌を10分間行った。
次に、得られた分散液に、重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したアクロイルモルフォリン(KJケミカルズ株式会社製)を16質量部、N,N−ジメチルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)を4質量部、ライトアクリレート9EG−A(共栄社化学株式会社製)を1質量部添加した。更に、界面活性剤としてエマルゲンSLS−106(花王株式会社製)を1質量部添加して混合した。
次に、氷浴で冷却しながら、光重合開始剤(イルガキュア184、BASF社製)のメタノール4質量%溶液を2.2質量部添加し、攪拌混合の後、減圧脱気を20分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、ボーラス形成用液体材料を得た。
(Example 5)
-Preparation of liquid material for bolus formation-
First, while stirring the pure water 165 parts by mass, as a water-swellable layered clay mineral [Mg 5.34 Li 0.66 Si 8 O 20 (OH) 4] Na - 0.66 synthetic hectorite having a composition of ( Laponite XLG, manufactured by RockWood Co., Ltd.) 16 parts by mass was added little by little, and the mixture was stirred for 3 hours to prepare a dispersion. After that, 0.6 parts by mass of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 1 hour. Then, 30 parts by mass of glycerin (manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) was added, and stirring was performed for 10 minutes.
Next, 16 parts by mass of acroylmorpholin (manufactured by KJ Chemicals Co., Ltd.) from which the polymerization inhibitor was removed by passing through a column of activated alumina as a polymerizable monomer was added to the obtained dispersion, N, N-dimethylacrylamide. (Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added by 4 parts by mass, and light acrylate 9EG-A (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was added by 1 part by mass. Further, 1 part by mass of Emargen SLS-106 (manufactured by Kao Corporation) was added as a surfactant and mixed.
Next, while cooling in an ice bath, 2.2 parts by mass of a solution of 4% by mass of methanol of a photopolymerization initiator (Irgacure 184, manufactured by BASF) was added, and after stirring and mixing, degassing under reduced pressure was carried out for 20 minutes. .. Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like to obtain a liquid material for forming a bolus.

−支持体形成用液体材料の調製−
ウレタンアクリレート(三菱レイヨン株式会社製、商品名:ダイヤビームUK6038)10質量部、重合性モノマーとしてネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート(日本化薬株式会社製、商品名:KAYARAD MANDA)90質量部、重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製、商品名:イルガキュア184)3質量部を、ホモジナイザー(日立工機株式会社製、HG30)を用いて、回転数2,000rpmで均質な混合物が得られるまで分散した。続いてろ過を行い、不純物等を除去し、最後に真空脱気を10分間実施し、均質な支持体形成用液体材料を得た。
-Preparation of liquid material for support formation-
Urethane acrylate (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: Diabeam UK6038) 10 parts by mass, neopentyl glycol hydroxypivalic acid ester di (meth) acrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: KAYARAD MANDA) 90 as a polymerizable monomer 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (manufactured by BASF, trade name: Irgacure 184) by mass, 3 parts by mass as a polymerization initiator at a rotation speed of 2,000 rpm using a homogenizer (manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd., HG30). Dispersed until a homogeneous mixture was obtained. Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like, and finally vacuum degassing was carried out for 10 minutes to obtain a homogeneous liquid material for forming a support.

−3Dボーラスの形成−
図11に示すようなインクジェット方式の三次元プリンターに、前記ボーラス形成用液体材料、及び支持体形成用液体材料を充填し、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、GEN4)2個に充填し、噴射させ、製膜を行った。
造形は、実施例1の場合と同様に、患者(被治療者)の乳房表面のCTデータを用い、これを元に3Dプリント用のデータに変換した。このデータを基に、ボーラスを造形した。
紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cmの光量を照射して前記ボーラス形成用液体材料、及び前記支持体形成用液体材料を硬化させながら、ボーラス及び支持体の形成を行った。
造形後、図12に示すようにボーラス17と支持体18を水平方向に引っ張り剥離したところ、支持体18は一体として剥離され、ボーラス17を容易に取り出すことができた。このようにして、乳房用三次元ボーラスを形成した。
-Formation of 3D bolus-
The inkjet type three-dimensional printer as shown in FIG. 11 is filled with the liquid material for forming a bolus and the liquid material for forming a support, and two inkjet heads (manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd., GEN4) are filled and injected. The film was formed.
As in the case of Example 1, the CT data of the breast surface of the patient (the person to be treated) was used for modeling, and the data was converted into data for 3D printing based on the CT data. Based on this data, the bolus was modeled.
The bolus and support while curing the bolus-forming liquid material and the support-forming liquid material by irradiating a light amount of 350 mJ / cm 2 with an ultraviolet irradiator (SPOT CURE SP5-250DB, manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.). The body was formed.
After modeling, when the bolus 17 and the support 18 were pulled and peeled off in the horizontal direction as shown in FIG. 12, the support 18 was peeled off as a unit, and the bolus 17 could be easily taken out. In this way, a three-dimensional breast bolus was formed.

(実施例6)
実施例5において、ボーラス形成用液体材料におけるライトアクリレート9EG−A(共栄社化学株式会社製)1質量部のうち、0.5質量部をN,N−メチレンビスアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)に置き換えた以外は、実施例5と同様にして、乳房用三次元ボーラスを作製した。
(Example 6)
In Example 5, 0.5 parts by mass of light acrylate 9EG-A (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) in the liquid material for forming a bolus was N, N-methylenebisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). ) Was replaced, and a three-dimensional bolus for breast was prepared in the same manner as in Example 5.

(実施例7)
実施例5で作製した乳房用三次元ボーラス表面に、ポバール205(株式会社クラレ製)を浸漬塗工法により塗布し、厚み30μmの皮膜を形成した。
(Example 7)
Poval 205 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was applied to the surface of the three-dimensional breast bolus prepared in Example 5 by an immersion coating method to form a film having a thickness of 30 μm.

(実施例8)
実施例5で使用したボーラス形成用液体材料を用い、図13に示す光造形方式の三次元プリンターにて、レーザー(COHERENT社製、波長375nm)により、350mJ/cmの光量を照射して、前記ボーラス形成用液体材料を硬化させることにより、乳房用三次元ボーラスを形成した。
(Example 8)
Using the liquid material for bolus formation used in Example 5, a three-dimensional printer of the stereolithography method shown in FIG. 13 was used to irradiate a light amount of 350 mJ / cm 2 with a laser (manufactured by COHERENT, wavelength 375 nm). A three-dimensional breast bolus was formed by curing the bolus-forming liquid material.

<評価>
実施例5〜8で作製した各ボーラスについて、実施例1と同様にして、諸特性を評価した。結果を表2に示した。
<Evaluation>
Various characteristics of each bolus prepared in Examples 5 to 8 were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 0006915708
Figure 0006915708

(実施例9)
−ボーラス形成用液体材料Aの調製−
実施例5と同様にして、ボーラス形成用液体材料を調製し、これをボーラス形成用液体材料Aとした。
(Example 9)
-Preparation of liquid material A for bolus formation-
A bolus-forming liquid material was prepared in the same manner as in Example 5, and this was designated as the bolus-forming liquid material A.

−ボーラス形成用液体材料Bの調製−
まず、純水165質量部にグリセリン(坂本薬品工業株式会社製)30質量部を添加し、攪拌を10分間行った。
次に、界面活性剤としてエマルゲンSLS−106(花王株式会社製)を1質量部添加して混合した。
更に、光重合開始剤(イルガキュア184、BASF社製)のメタノール4質量%溶液を2.2質量部添加し、攪拌混合の後、減圧脱気を20分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、ボーラス形成用液体材料Bを得た。
-Preparation of liquid material B for bolus formation-
First, 30 parts by mass of glycerin (manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) was added to 165 parts by mass of pure water, and stirring was performed for 10 minutes.
Next, 1 part by mass of Emargen SLS-106 (manufactured by Kao Corporation) was added as a surfactant and mixed.
Further, 2.2 parts by mass of a solution of a photopolymerization initiator (Irgacure 184, manufactured by BASF) in methanol was added in an amount of 2.2 parts by mass, and after stirring and mixing, degassing under reduced pressure was carried out for 20 minutes. Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like to obtain a liquid material B for forming a bolus.

−支持体形成用液体材料の調製−
実施例5と同様にして、支持体形成用液体材料を調製した。
-Preparation of liquid material for support formation-
A liquid material for forming a support was prepared in the same manner as in Example 5.

−3Dボーラスの形成−
図11に示すようなインクジェット方式の三次元プリンター(この場合、ボーラス形成用液体材料を吐出するヘッドは複数有している)に、前記ボーラス形成用液体材料A、ボーラス形成用液体材料B、及び支持体形成用液体材料を充填し、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、GEN4)3個に充填し、噴射させ、製膜を行った。
造形は、図1に示すような患部(癌細胞)を想定し、平板状の3Dプリント用のデータを作製した。この際、図4に示すようにボーラスの中心付近から、X線の吸収率が変化するように、前記ボーラス形成用液体材料Aと前記ボーラス形成用液体材料Bの混合質量比を変化させた。
具体的には、ボーラス中心部の白い領域はボーラス形成用液体材料Aが100%、ボーラス外側の黒い領域はボーラス形成用液体材料A:ボーラス形成用液体材料Bが1:1(質量比)になるように設定し、その間はグラデーションを設けた。
実施例5と同様にして、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cmの光量を照射して前記ボーラス形成用液体材料及び支持体形成用液体材料を硬化させながら、造形体(ボーラス)及び支持体の形成を行った。このようにして、組成分布を有する3Dボーラスを形成した。
実施例9で作製したボーラスにX線を照射すると、図4に示すようなX線透過率分布が得られ、X線の照射量は癌細胞中心が高く、周辺部は低い照射分布を獲得できた。
-Formation of 3D bolus-
An inkjet type three-dimensional printer as shown in FIG. 11 (in this case, having a plurality of heads for discharging the bolus-forming liquid material), the bolus-forming liquid material A, the bolus-forming liquid material B, and the bolus-forming liquid material B. A liquid material for forming a support was filled, and three inkjet heads (GEN4 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) were filled and sprayed to form a film.
For modeling, assuming the affected area (cancer cells) as shown in FIG. 1, data for flat plate-shaped 3D printing was created. At this time, as shown in FIG. 4, the mixed mass ratio of the bolus-forming liquid material A and the bolus-forming liquid material B was changed so that the X-ray absorption rate changed from the vicinity of the center of the bolus.
Specifically, the white area in the center of the bolus is 100% of the liquid material A for bolus formation, and the black area outside the bolus is the liquid material A for bolus formation: the liquid material B for bolus formation is 1: 1 (mass ratio). It was set to be, and a gradation was provided in the meantime.
In the same manner as in Example 5, the liquid material for forming a bolus and the liquid material for forming a support are cured by irradiating a light amount of 350 mJ / cm 2 with an ultraviolet irradiator (SPOT CURE SP5-250DB manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.). The modeled body (bolus) and the support were formed. In this way, a 3D bolus having a composition distribution was formed.
When the bolus prepared in Example 9 is irradiated with X-rays, the X-ray transmittance distribution as shown in FIG. 4 can be obtained, and the irradiation amount of X-rays can be obtained at a high center of the cancer cell and a low irradiation distribution at the periphery. rice field.

(実施例10)
実施例9と同様にして、癌細胞の外側領域に相当する部分のボーラスの厚みを図5に示すように変更した以外は、実施例9と同様にして、3Dボーラスを作製した。
実施例10の3Dボーラスは、実施例9で作製した3Dボーラスと比較して、更に癌細胞周辺のX線照射量を低減することができた。
(Example 10)
A 3D bolus was prepared in the same manner as in Example 9 except that the thickness of the bolus in the portion corresponding to the outer region of the cancer cell was changed as shown in FIG.
The 3D bolus of Example 10 was able to further reduce the amount of X-ray irradiation around the cancer cells as compared with the 3D bolus prepared in Example 9.

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 放射線治療を受ける患者に適用するためのボーラスであって、
前記患者の放射線照射対象となる体表面に沿った形状、及び前記患者の患部に対応した放射線の透過率分布を有することを特徴とするボーラスである。
<2> ハイドロゲルからなる前記<1>に記載のボーラスである。
<3> 前記ハイドロゲルが、水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルである前記<2>に記載のボーラスである。
<4> 前記ボーラスが、前記ポリマーと、前記鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に前記水が包含されているハイドロゲルを含む前記<3>に記載のボーラスである。
<5> 更に、水溶性有機溶媒を含有する前記<3>から<4>のいずれかに記載のボーラスである。
<6> 前記水溶性有機溶媒が、多価アルコールである前記<5>に記載のボーラスである。
<7> 前記多価アルコールが、グリセリン及びプロピレングルコールの少なくともいずれかである前記<6>に記載のボーラスである。
<8> 前記有機溶媒の含有量が、ボーラスの全量に対して、10質量%以上50質量%以下である前記<6>から<7>のいずれかに記載のボーラスである。
<9> 前記鉱物が、水膨潤性層状粘土鉱物である前記<1>から<8>のいずれかに記載のボーラスである。
<10> 前記水膨潤性層状粘土鉱物が、水膨潤性ヘクトライトである前記<9>に記載のボーラスである。
<11> 表面に皮膜を有する前記<1>から<10>のいずれかに記載のボーラスである。
<12> 水、鉱物、及び重合性モノマーを含有することを特徴とするボーラス形成用液体材料である。
<13> 更に重合開始剤を含有する前記<12>に記載のボーラス形成用液体材料である。
<14> 前記重合開始剤が、熱重合開始剤及び光重合開始剤のいずれかである前記<13>に記載のボーラス形成用液体材料である。
<15> 水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を、患者の皮膚表面の形状データに基づき、三次元プリンターにて作製した型に流し込み、硬化させて形成することを特徴とするボーラスの製造方法である。
<16> 水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を、患者の皮膚表面の形状データ、及び患者の患部の形状データに基づき、インクジェットヘッドにて吐出し、紫外線光で硬化させるインクジェット方式の三次元プリンターにて形成することを特徴とするボーラスの製造方法である。
<17> 水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を用い、患者の皮膚表面の形状データ、及び患者の患部の形状データに基づき、光造形方式の三次元プリンターにて形成することを特徴とするボーラスの製造方法である。
<18> 前記ボーラス形成用液体材料が、重合開始剤を含有する前記<15>から<17>のいずれかに記載のボーラスの製造方法である。
<19> 前記重合開始剤が、熱重合開始剤及び光重合開始剤のいずれかである前記<18>に記載のボーラスの製造方法である。
Aspects of the present invention are, for example, as follows.
<1> A bolus to be applied to patients undergoing radiation therapy.
It is a bolus characterized by having a shape along the body surface to be irradiated by the patient and a radiation transmittance distribution corresponding to the affected part of the patient.
<2> The bolus according to <1>, which is made of hydrogel.
<3> The bolus according to <2>, wherein the hydrogel is a hydrogel containing water, a polymer, and a mineral.
<4> The bolus according to <3>, wherein the bolus contains a hydrogel in which the water is contained in a three-dimensional network structure formed by combining the polymer and the mineral.
<5> Further, the bolus according to any one of <3> to <4>, which contains a water-soluble organic solvent.
<6> The bolus according to <5>, wherein the water-soluble organic solvent is a polyhydric alcohol.
<7> The bolus according to <6>, wherein the polyhydric alcohol is at least one of glycerin and propylene glycol.
<8> The bolus according to any one of <6> to <7>, wherein the content of the organic solvent is 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the bolus.
<9> The bolus according to any one of <1> to <8>, wherein the mineral is a water-swellable layered clay mineral.
<10> The bolus according to <9>, wherein the water-swellable layered clay mineral is water-swellable hectorite.
<11> The bolus according to any one of <1> to <10>, which has a film on the surface.
<12> A bolus-forming liquid material containing water, a mineral, and a polymerizable monomer.
<13> The bolus-forming liquid material according to <12>, which further contains a polymerization initiator.
<14> The bolus-forming liquid material according to <13>, wherein the polymerization initiator is either a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator.
<15> A bolus-forming liquid material containing water, minerals, and a polymerizable monomer is poured into a mold prepared by a three-dimensional printer based on the shape data of the patient's skin surface, and cured to form the liquid material. This is a method for manufacturing a bolus.
<16> A bolus-forming liquid material containing water, minerals, and a polymerizable monomer is ejected by an inkjet head based on the shape data of the patient's skin surface and the shape data of the affected part of the patient, and cured by ultraviolet light. It is a method for producing a bolus, which is characterized in that it is formed by an inkjet type three-dimensional printer.
<17> Using a liquid material for bolus formation containing water, minerals, and polymerizable monomers, it is formed by a stereolithography three-dimensional printer based on the shape data of the patient's skin surface and the shape data of the affected part of the patient. It is a method for producing a bolus, which is characterized by the fact that the bolus is manufactured.
<18> The method for producing a bolus according to any one of <15> to <17>, wherein the liquid material for forming a bolus contains a polymerization initiator.
<19> The method for producing a bolus according to <18>, wherein the polymerization initiator is either a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator.

前記<1>から<11>のいずれかに記載のボーラス、前記<12>から<14>のいずれかに記載のボーラス形成用液体材料、及び前記<15>から<19>のいずれかに記載のボーラスの製造方法によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。 The bolus according to any one of <1> to <11>, the liquid material for forming a bolus according to any one of <12> to <14>, and any one of <15> to <19>. According to the method for producing a bolus of the above, it is possible to solve the above-mentioned problems in the past and achieve the above-mentioned object of the present invention.

30 造形装置
31 造形体用インク噴射ヘッドユニット
32 支持体用インク噴射ヘッドユニット
33 UV照射機
34 造形体支持基板
35 ステージ
36 平滑化部材
37 造形体(ボーラス)
38 支持体(サポート材)
41 レーザー光源
42 レーザースキャナー
43 レーザービーム
44 浴槽
45 ピストン
46 造形ステージ
47 インク液面
48 作製中の造形物(ボーラス:レーザーにて硬化された部分)
110 ボーラスを形成するための型
111 ボーラス
112 ボーラスを形成するための型
113 胸部(乳房)
114 胸部表面に合わせた型
121 乳房用3Dボーラスを形成するためのオス型
122 乳房用3Dボーラスを形成するためのメス型
123 オス型とメス型を組み合わせた際の隙間
124 乳房用3Dボーラス
30 Modeling device 31 Ink injection head unit for model body 32 Ink injection head unit for support body 33 UV irradiator 34 Model body support substrate 35 Stage 36 Smoothing member 37 Model body (bolus)
38 Support (support material)
41 Laser light source 42 Laser scanner 43 Laser beam 44 Bathtub 45 Piston 46 Modeling stage 47 Ink liquid level 48 Modeling object under construction (bolus: laser-cured part)
110 Mold for forming bolus 111 Bolus 112 Mold for forming bolus 113 Chest (breast)
114 Type that fits the chest surface 121 Male type for forming a 3D bolus for breasts 122 Female type for forming a 3D bolus for breasts 123 Gap when a male type and a female type are combined 124 3D bolus for breasts

特公平3−26994号公報Tokuhei 3-26994 Gazette 特公平6−47030号公報Special Fair 6-47030 Gazette 特許第2999184号公報Japanese Patent No. 2999184 特開平11−221293号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-22192 特開平3−115897号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-115897

Claims (4)

水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルからなるボーラスを製造するためのボーラスの製造方法であって、
前記ボーラスが、前記ポリマーと、前記鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に前記水が包含されているハイドロゲルを含み、
水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を、患者の皮膚表面の形状データに基づき、三次元プリンターにて作製した型に流し込み、硬化させて形成することを特徴とするボーラスの製造方法。
A method for producing a bolus for producing a bolus composed of a hydrogel containing water, a polymer, and a mineral.
The bolus contains a hydrogel in which the water is contained in a three-dimensional network structure formed by combining the polymer and the mineral.
A bolus containing water, minerals, and a polymerizable monomer, which is formed by pouring a bolus-forming liquid material into a mold prepared by a three-dimensional printer based on the shape data of the patient's skin surface and curing the bolus. Manufacturing method.
水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルからなるボーラスを製造するためのボーラスの製造方法であって、
前記ボーラスが、前記ポリマーと、前記鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に前記水が包含されているハイドロゲルを含み、
水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を、患者の皮膚表面の形状データ、及び患者の患部の形状データに基づき、インクジェットヘッドにて吐出し、紫外線光で硬化させるインクジェット方式の三次元プリンターにて形成することを特徴とするボーラスの製造方法。
A method for producing a bolus for producing a bolus composed of a hydrogel containing water, a polymer, and a mineral.
The bolus contains a hydrogel in which the water is contained in a three-dimensional network structure formed by combining the polymer and the mineral.
An inkjet method in which a bolus-forming liquid material containing water, minerals, and a polymerizable monomer is ejected with an inkjet head based on the shape data of the patient's skin surface and the shape data of the affected part of the patient and cured with ultraviolet light. A method for manufacturing a bolus, which is characterized by being formed by a three-dimensional printer.
水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルからなるボーラスを製造するためのボーラスの製造方法であって、
前記ボーラスが、前記ポリマーと、前記鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に前記水が包含されているハイドロゲルを含み、
水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するボーラス形成用液体材料を用い、患者の皮膚表面の形状データ、及び患者の患部の形状データに基づき、光造形方式の三次元プリンターにて形成することを特徴とするボーラスの製造方法。
A method for producing a bolus for producing a bolus composed of a hydrogel containing water, a polymer, and a mineral.
The bolus contains a hydrogel in which the water is contained in a three-dimensional network structure formed by combining the polymer and the mineral.
Using a liquid material for bolus formation containing water, minerals, and polymerizable monomers, it can be formed with a stereolithography three-dimensional printer based on the shape data of the patient's skin surface and the shape data of the affected area of the patient. A characteristic bolus manufacturing method.
請求項1から3のいずれかに記載のボーラスの製造方法に用いられるボーラス形成用液体材料であって、
水、鉱物、及び重合性モノマーを含有することを特徴とするボーラス形成用液体材料。
A bolus-forming liquid material used in the method for producing a bolus according to any one of claims 1 to 3.
A bolus-forming liquid material containing water, minerals, and polymerizable monomers.
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