JP6997932B2 - 形状記憶ボーラス - Google Patents
形状記憶ボーラス Download PDFInfo
- Publication number
- JP6997932B2 JP6997932B2 JP2020063345A JP2020063345A JP6997932B2 JP 6997932 B2 JP6997932 B2 JP 6997932B2 JP 2020063345 A JP2020063345 A JP 2020063345A JP 2020063345 A JP2020063345 A JP 2020063345A JP 6997932 B2 JP6997932 B2 JP 6997932B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bolus
- temperature
- shape memory
- sample
- shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Description
本発明は、放射線治療に用いられる身体に密着する再利用可能なボーラスに関する。
がん治療などに対する放射線治療の際に使用されている高エネルギーＸ線又は電子線は、ビルドアップ効果によって皮膚表面の線量低下が避けられない。腫瘍などの治療標的が皮膚表面に存在する場合には、標的への線量を担保するためにボーラスと呼ばれる皮膚等価材を使用して表面線量を増やす必要がある。
Ｘ線が体外から入射した際、皮膚表面で発生した２次電子がエネルギーを失う（すなわち、体内にエネルギーを与える）までの距離は5-10 mm程度である。そのため、エネルギーの最大値は体表面から5-10 mm程度の場所に付与されるため（ビルドアップ効果）、皮膚の表面近くに存在する標的には最大エネルギーが付与されない。そのため、皮膚表面に皮膚等価材であるボーラスをのせて治療を行うことで最大エネルギーの位置をボーラスの厚さ分補正することが可能となり、放射線の最大エネルギーを標的に投与することで効率的に治療を実施することが可能になる。
従来のゲル封入型ボーラスは、腹部や背中など、体表面が平らな領域に対しては密着度が高く放射線の最大エネルギーを標的に効率的に投与することが可能であった。しかし、顔や乳房など体表面が平らでない領域に対しては密着して留置することが不可能であった。皮膚表面とボーラスとの密着度が低下すると放射線の最大エネルギーを標的に効率的に投与することが不可能となり、治療効果が低下するという欠点があった。ここで密着とは、体の表面の凹凸に合わせて凸凹に変形して隙間なく接することをいう。
これらの課題に対応するため、ボーラスと患者の皮膚表面との密着度を改善することを目的として、３Ｄプリンターを用いた患者固有のボーラス（３Ｄボーラス）を作製し、線量分布を改善することなどが提案されてきた。
特許文献１に記載の発明は、患者の皮膚表面に隙間なく密着できるとともに、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し、水と、ポリマーと、鉱物を含むハイドロゲルからなる液体材料をインクジェット方式の３次元プリンターを用いて成形する方法などを開示する。
また、特許文献２に記載の発明は、放射線治療において、照射した放射線の人体での吸収の分布を補正するために、ポリウレタン又はポリウレタンを主成分とする材料を用いて３Ｄプリンターにより人体に密着して使用されるボーラスの製造方法及びボーラスを開示する。
しかし、特許文献１に記載の発明は、型を用いて形成する方法と、３次元プリンターを用いて直接形成する方法を開示するが、いずれの方法も患者の皮膚の形状に沿った形状とするため、事前に被治療者のＣＴ画像データなどの体表面データを取得する必要があった。また、特許文献２に記載の発明は、患者の頭部のＣＴ画像データに基づいて３Ｄプリンターで生成した型によりボーラスを作製する方法を開示するが、やはりあらかじめ患者の体表面データを取得する必要があった。これらの方法では、体表面データを取得するために追加の検査が必要であるなどボーラスを短時間で形成するには難があった。
また、３Ｄボーラスを放射線治療計画に適用するには事前に作製された３Ｄボーラスを使用してＣＴシミュレーションを行う必要がある。３Ｄボーラスの作製に時間を要すると、治療開始が遅れ、腫瘍の局所制御率が低下する懸念がある。更に、３Ｄボーラスには、治療中の経時変化、放射線に対する耐久性及び安全性に関する多くの不明点があり、３Ｄボーラスを臨床的に使用するには、品質管理フローを構築する必要があるなど多くの時間と人件費が必要となる。
更に、患者専用に設計された３Ｄボーラスは、オーダーメイドであるため再利用できず、治療が終了するたびに廃棄する必要があった。また、３Ｄプリンターの材料として広く使用されているＡＢＳ樹脂やウレタン樹脂は、生分解性ではないため、廃棄の際には環境汚染を招くおそれがある。このように、３Ｄボーラスは、医療面、コスト面で課題が多く、再利用ができず、環境面でも課題があった。
そこで本発明では、身体形状へ優れた密着性を有し、短時間かつ低コストで形成でき、再利用可能で、廃棄する場合でも環境負荷が小さく、相転移が融点（Ｔｍ）付近の狭い温度範囲で起きる温度応答性ポリマーを含むボーラスの提供を課題とする。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明にあっては、放射線治療を受ける患者の身体形状に密着するボーラスであって、前記ボーラスは、ε-カプロラクトンのマクロモノマーが架橋されてなる生分解性の温度応答性ポリマーを含む熱可塑性形状記憶樹脂シートからなることを特徴とする。
請求項２に記載の発明にあっては、前記温度応答性ポリマーは、４分岐の架橋ポリカプロラクトンを含むことを特徴とする。
請求項３に記載の発明にあっては、前記密着の度合いを表す係数を、（ボーラスと体表面との間隙の体積／ボーラスの体積）×１００と定義したとき、該係数が３．４％以下の範囲であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明にあっては、前記温度応答性ポリマーは、４分岐と２分岐のポリカプロラクトンが架橋されてなるポリカプロラクトンを含むことを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、放射線治療を受ける患者の身体形状に密着し、重合させるモノマーの構造が同一であるため鋭敏な温度応答性を有し、再利用可能で、加えて生分解性であるため、廃棄の際に環境に負荷を与えないポリマーを含むボーラスを提供できる。
請求項２に記載の発明によれば、延性と形状記憶性の高いボーラスを提供できる。
請求項３に記載の発明によれば、患者の身体形状に密着するボーラスを提供できる。
請求項４に記載の発明によれば、体温に近い温度範囲で軟化するボーラスを提供できる。
がんの細胞死を引き起こす放射線の標的は核内染色体のＤＮＡである。Ｘ線が体内組織に衝突して生じる高速２次電子が体内の水分子に作用して活性酸素に変化させ、主にその活性酸素が、がん細胞のＤＮＡに傷をつけてがん細胞を死に至らしめる（図１）。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のボーラスは、放射線治療を受ける患者の身体形状に密着するボーラスであって、前記ボーラスは、ε-カプロラクトン（以下「ＣＬ」と略称することがある。）のマクロモノマーが架橋されてなる生分解性の温度応答性ポリマーを含む熱可塑性形状記憶樹脂シートを用いる。
＜ボーラス＞
「ボーラス」は、腫瘍が皮膚表面に存在する場合にビルドアップ効果による腫瘍の線量低下を補正する目的で、患者の身体形状に密着させて用いられる。体表面に密着していないボーラスを使用した場合、放射線の最大エネルギーを標的に効率的に投与することが不可能となり、治療効果が低下することが報告されている。
「ボーラス」は、腫瘍が皮膚表面に存在する場合にビルドアップ効果による腫瘍の線量低下を補正する目的で、患者の身体形状に密着させて用いられる。体表面に密着していないボーラスを使用した場合、放射線の最大エネルギーを標的に効率的に投与することが不可能となり、治療効果が低下することが報告されている。
＜温度応答性ポリマー＞
本実施形態の熱可塑性形状記憶樹脂シートに用いられるポリ（ε-カプロラクトン）（以下「ＰＣＬ」と略称することがある。）は、ポリマー鎖の運動性が著しく変化する温度応答性の「オン - オフ」結晶 - 非晶質転移を示す融点（Ｔｍ）と結晶化温度（Ｔｃ）を有する脂肪族ポリエステル誘導体の温度応答性ポリマーである。
本実施形態の熱可塑性形状記憶樹脂シートに用いられるポリ（ε-カプロラクトン）（以下「ＰＣＬ」と略称することがある。）は、ポリマー鎖の運動性が著しく変化する温度応答性の「オン - オフ」結晶 - 非晶質転移を示す融点（Ｔｍ）と結晶化温度（Ｔｃ）を有する脂肪族ポリエステル誘導体の温度応答性ポリマーである。
「温度応答性ポリマー」とは、特定の温度を境に、例えば融点（Ｔｍ）より下では比較的硬いが、融点（Ｔｍ）より上では突然柔らかくなるというような大きな力学物性変化を起こすポリマーをいう。
温度応答性ポリマーとしては、ポリエチレン主鎖と、Ｎ－アルキル置換アクリルアミド側鎖を有するポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）等のＮ－アルキル置換アクリルアミド誘導体ポリマー等がある。ＰＮＩＰＡＡｍは、３２℃の相転移温度を境にそれ以下の温度領域では水溶性を示し、それ以上の温度領域では急激に不溶化して沈殿を生起することが知られている。
ＰＣＬの融点（Ｔｍ）は６０℃超である。一方、ＰＣＬの融点（Ｔｍ）を調整して下げると、ＰＣＬの変形能(破断ひずみなど)が低くなる傾向がある。したがって、大きな変形能を維持できる材料の調整を検討した。
ＰＣＬの融点（Ｔｍ）は、ラクチドのような他のモノマーとの共重合又は他のポリマーとのブレンドによって変えることができる。しかし、これらの方法はしばしば温度応答性の点で低い感度を生じる。このため、ＣＬのモノマーで、異なる溶融特性を有する複数のＣＬのマクロモノマーを含む適切な組み合わせを検討した。
ＰＣＬの融点（Ｔｍ）は、ラクチドのような他のモノマーとの共重合又は他のポリマーとのブレンドによって変えることができる。しかし、これらの方法はしばしば温度応答性の点で低い感度を生じる。このため、ＣＬのモノマーで、異なる溶融特性を有する複数のＣＬのマクロモノマーを含む適切な組み合わせを検討した。
＜形状記憶＞
「形状記憶」とは、所望の形状に成形されたポリマーの原形を、融点（Ｔｍ）より上の温度で変形させ、その変形状態を維持したまま、結晶化温度（Ｔｃ）近くの温度に冷却することで、機械的変形を受けたポリマーのひずみを固定化することが可能であり、次に、融点（Ｔｍ）よりも高い温度に再加熱すると変形したポリマーが原形へと回復されることをいう。
「形状記憶」とは、所望の形状に成形されたポリマーの原形を、融点（Ｔｍ）より上の温度で変形させ、その変形状態を維持したまま、結晶化温度（Ｔｃ）近くの温度に冷却することで、機械的変形を受けたポリマーのひずみを固定化することが可能であり、次に、融点（Ｔｍ）よりも高い温度に再加熱すると変形したポリマーが原形へと回復されることをいう。
ＰＣＬは、二形状（シート原型と一つの一時的形状）間を変化可能な可逆的に結晶―非晶化可能なスイッチング領域を提供できる。ＰＣＬの結晶融解誘発スイッチとしての融点（Ｔｍ）の使用は、結晶-非晶相転移のエンタルピー変化がガラス - ゴム転移（Ｔｇ）の変化又は液晶転移（ＴＬＣ）の変化よりはるかに大きいため、温度応答形状記憶を作成するのに有利である。
＜生分解性＞
本実施形態の温度応答性ポリマーは、生分解性であることを特徴とする。「生分解性」とは、生体吸収可能であり、分解し又は機械的な分解により崩壊することをいい、生理学的な環境と相互作用して、代謝可能又は排出可能な成分に分解することをいう。
本実施形態の温度応答性ポリマーは、生分解性であることを特徴とする。「生分解性」とは、生体吸収可能であり、分解し又は機械的な分解により崩壊することをいい、生理学的な環境と相互作用して、代謝可能又は排出可能な成分に分解することをいう。
代表的な合成分解性ポリマーとしては、ポリヒドロキシ酸（例えば、ポリラクチド、ポリグリコリド及びこれらのコポリマー；ポリ（エチレンテレフタレート）；ポリ（ヒドロキシ酪酸）；ポリ（ヒドロキシ吉草酸）；ポリ［ラクチド－ｃｏ－（ε－カプロラクトン）］；ポリ［グリコリド－ｃｏ－（ε－カプロラクトン）］）；ポリカーボネート、ポリ（擬アミノ酸）；ポリ（アミノ酸）；ポリ（ヒドロキシアルカノエート）；ポリ無水物；ポリオルトエステル；並びにこれらのブレンド及びコポリマーを含む。
本実施形態の好ましい生分解性ポリマーは、ＰＣＬである。ＰＣＬは、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって生物医学的用途に承認されており、生体適合性及び生分解性の合成ポリマーの重要なクラスに位置づけられる。ＰＣＬは、組織工学又は生物医学分野における埋め込み型装置として広く研究されている。
本実施形態の温度応答性ポリマーは、４分岐の架橋ポリカプロラクトンを含む。
＜ポリマーの合成＞
本実施形態のＰＣＬシートの合成法を説明する。まず、ＣＬのモノマーで、異なる溶融特性を有する複数のＣＬのマクロモノマーを合成する。次に、合成した複数のＣＬのマクロモノマー同士を架橋反応により合成して温度応答性ＰＣＬを得る。
本実施形態のＰＣＬシートの合成法を説明する。まず、ＣＬのモノマーで、異なる溶融特性を有する複数のＣＬのマクロモノマーを合成する。次に、合成した複数のＣＬのマクロモノマー同士を架橋反応により合成して温度応答性ＰＣＬを得る。
図２、図１０において、４分岐ＰＣＬは４ｂと、図１０において、２分岐ＰＣＬは２ｂと略した。ｂの前の数字はＰＣＬの長鎖の数、ｂの後の数字は４分岐又は２分岐ＰＣＬに含まれるＣＬの単位数である。対応するマクロモノマーは、それぞれ４ｂ１００－ｍ、４ｂ５０－ｍ、２ｂ２０－ｍなどと表記した（以下、本明細書において同様に表記する。）。
＜４分岐ＰＣＬマクロモノマーの合成＞
形状記憶ボーラスに用いられる温度応答性ポリマーは、直鎖ＰＣＬテレケリックジアクリレートの存在下で４分岐ＰＣＬをアクリレート末端基で架橋することにより調製した。最初に、テトラメチレングリコール（和光純薬工業株式会社、大阪、日本）とペンタエリスリトールを開始剤として用いたε-カプロラクトン（東京化学工業（TCI）、東京、日本）の開環重合によって４分岐ＰＣＬを合成し、次に、アクリロイルクロリド（TCI Co.、Ltd、東京、日本）を分岐鎖のヒドロキシル末端基と反応させた。構造及び分子量は、それぞれ１ H NMR分光法（JEOL、東京、日本）及びゲル浸透クロマトグラフィー（JASCO International、東京、日本）によって推定した。４分岐ＰＣＬの平均重合度が１００の４分岐ＰＣＬは４ｂ１００と表記した（図２（ａ））。
形状記憶ボーラスに用いられる温度応答性ポリマーは、直鎖ＰＣＬテレケリックジアクリレートの存在下で４分岐ＰＣＬをアクリレート末端基で架橋することにより調製した。最初に、テトラメチレングリコール（和光純薬工業株式会社、大阪、日本）とペンタエリスリトールを開始剤として用いたε-カプロラクトン（東京化学工業（TCI）、東京、日本）の開環重合によって４分岐ＰＣＬを合成し、次に、アクリロイルクロリド（TCI Co.、Ltd、東京、日本）を分岐鎖のヒドロキシル末端基と反応させた。構造及び分子量は、それぞれ１ H NMR分光法（JEOL、東京、日本）及びゲル浸透クロマトグラフィー（JASCO International、東京、日本）によって推定した。４分岐ＰＣＬの平均重合度が１００の４分岐ＰＣＬは４ｂ１００と表記した（図２（ａ））。
＜４分岐架橋ＰＣＬマクロモノマーの製造＞
４分岐ＰＣＬマクロモノマーを、過酸化ベンゾイル（ポリマーに対して）１．５重量％を含むキシレン（BPO； Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州、米国）に５０重量％で溶解した。溶液は、テフロン（登録商標）のフレームスペーサーを備えたスライドガラスの間に注入された。その後、８０℃で一晩熱重合を行い、４分岐架橋ＰＣＬマクロモノマーを得た（図２（ｂ））。
４分岐ＰＣＬマクロモノマーを、過酸化ベンゾイル（ポリマーに対して）１．５重量％を含むキシレン（BPO； Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州、米国）に５０重量％で溶解した。溶液は、テフロン（登録商標）のフレームスペーサーを備えたスライドガラスの間に注入された。その後、８０℃で一晩熱重合を行い、４分岐架橋ＰＣＬマクロモノマーを得た（図２（ｂ））。
４分岐架橋ＰＣＬマクロモノマーは、４ｂ１０～４ｂ４００の範囲（分岐ＰＣＬに含まれるＣＬの単位数が１０～４００の範囲）が好ましく、４ｂ３５～４ｂ１００の範囲（分岐ＰＣＬに含まれるＣＬの単位数が３５～１００の範囲）が特に好ましい。４ｂ１０よりＣＬの単位が小さいと４分岐架橋ＰＣＬマクロモノマーは温度応答性を示すことができず、４ｂ４００より大きいと融点（Ｔｍ）以上に加温すると形状が維持できない。４ｂ３５～４ｂ１００の範囲では安定した延性が得られる。
＜ボーラスの成形＞
本実施形態のボーラスの成形は、押し出してシートにするか又は射出成形によっても成形され得る。温度応答性ポリマーを含む組成物は、固体物を成形するための当業者に公知の他の方法、例えば、レーザー切断、ミクロ機械加工、熱線の使用及びＣＡＤ／ＣＡＭプロセスによっても成形され得る。本実施形態のボーラスは、身体に密着する形状に成形するのに身体に押し当てて形成可能であり、３Ｄプリンターを使用して患者の身体形状に対応した形状に形成する必要はない。したがって、あらかじめＣＴ画像などにより患者の身体データを取得する必要がない。
本実施形態のボーラスの成形は、押し出してシートにするか又は射出成形によっても成形され得る。温度応答性ポリマーを含む組成物は、固体物を成形するための当業者に公知の他の方法、例えば、レーザー切断、ミクロ機械加工、熱線の使用及びＣＡＤ／ＣＡＭプロセスによっても成形され得る。本実施形態のボーラスは、身体に密着する形状に成形するのに身体に押し当てて形成可能であり、３Ｄプリンターを使用して患者の身体形状に対応した形状に形成する必要はない。したがって、あらかじめＣＴ画像などにより患者の身体データを取得する必要がない。
＜形状記憶ボーラスの原形回復＞
本実施形態のボーラスは、再利用可能であるため、原形とほぼ同形状に回復するものが望ましい。次式に示すように、変形前と原形回復後の形状の類似度を表すダイス係数（Dice similarity coefficient: ＤＳＣ）が０．９４以上であることが好ましい。
（数１） ＤＳＣ =（２ | Ａ∩Ｂ |）／（| Ａ | ＋ | Ｂ |）
Ａ：変形前の輪郭の領域
Ｂ：原形回復後の輪郭
本実施形態のボーラスは、再利用可能であるため、原形とほぼ同形状に回復するものが望ましい。次式に示すように、変形前と原形回復後の形状の類似度を表すダイス係数（Dice similarity coefficient: ＤＳＣ）が０．９４以上であることが好ましい。
（数１） ＤＳＣ =（２ | Ａ∩Ｂ |）／（| Ａ | ＋ | Ｂ |）
Ａ：変形前の輪郭の領域
Ｂ：原形回復後の輪郭
＜形状記憶ボーラスの密着度＞
本実施形態のボーラスは、ボーラスと患者の身体形状との密着の度合いを表す係数を、（ボーラスと頭頚部ファントムとの間隙の体積／ボーラスの体積）×１００と定義したとき、該係数が３．４％以下の範囲であることが好ましい。
本実施形態のボーラスは、ボーラスと患者の身体形状との密着の度合いを表す係数を、（ボーラスと頭頚部ファントムとの間隙の体積／ボーラスの体積）×１００と定義したとき、該係数が３．４％以下の範囲であることが好ましい。
以下、本実施形態のボーラスの作用効果の一例について図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（サンプル１）
上記[００３５]～[００４０]のとおり、４ｂ１００架橋ＰＣＬを含む温度応答性ポリマーからサンプル１の形状記憶ボーラスを作製した。サンプル１の形状記憶ボーラスの密度は１．１４５ｇ／cm３、厚さは０．４５cmである。
上記[００３５]～[００４０]のとおり、４ｂ１００架橋ＰＣＬを含む温度応答性ポリマーからサンプル１の形状記憶ボーラスを作製した。サンプル１の形状記憶ボーラスの密度は１．１４５ｇ／cm３、厚さは０．４５cmである。
（比較例１）
ＮＪＢ－３００Ｗパーソナル３Ｄプリンター（Ninjabot、静岡、日本）とポリ乳酸（ＰＬＡ）フィラメントを使用して、仮想ボーラスデータからＧコードデータに基づき３Ｄボーラス（３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ）を作製した。 印刷パラメーターを表１に示す。３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡの密度は１．０４ｇ／cm３、厚さは０．５cmである。
ＮＪＢ－３００Ｗパーソナル３Ｄプリンター（Ninjabot、静岡、日本）とポリ乳酸（ＰＬＡ）フィラメントを使用して、仮想ボーラスデータからＧコードデータに基づき３Ｄボーラス（３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ）を作製した。 印刷パラメーターを表１に示す。３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡの密度は１．０４ｇ／cm３、厚さは０．５cmである。
（比較例２）
先行技術文献２の特許第６４４６６３５号の実施例に準じてポリウレタン樹脂からなる３Ｄボーラス（Adjust Polymer、静岡、日本）（３ＤｂｏｌｕｓＰｕ）を作製した。３ＤｂｏｌｕｓＰuの密度は１．０３ｇ／cm３、厚さは０．５cmである。
先行技術文献２の特許第６４４６６３５号の実施例に準じてポリウレタン樹脂からなる３Ｄボーラス（Adjust Polymer、静岡、日本）（３ＤｂｏｌｕｓＰｕ）を作製した。３ＤｂｏｌｕｓＰuの密度は１．０３ｇ／cm３、厚さは０．５cmである。
（比較例３）
従来のゲル封入型ボーラス（CIVCO Medical Solutions、アイオワ州、米国）を使用した。従来のボーラスの密度は１．０３ｇ／cm３、厚さは０．５cmである。
従来のゲル封入型ボーラス（CIVCO Medical Solutions、アイオワ州、米国）を使用した。従来のボーラスの密度は１．０３ｇ／cm３、厚さは０．５cmである。
＜サンプル１のボーラスの形状記憶特性＞
ボーラスを再利用するためには、変形したボーラスの形状が変形前の形状に回復することが好ましい。サンプル１の形状記憶ボーラスの変形前と回復後の形状の類似度を表すダイス係数（ＤＳＣ）は、０．９７９±０．００６であった。
開発したボーラスの形状記憶特性の評価手順を以下に示す。
ボーラスを再利用するためには、変形したボーラスの形状が変形前の形状に回復することが好ましい。サンプル１の形状記憶ボーラスの変形前と回復後の形状の類似度を表すダイス係数（ＤＳＣ）は、０．９７９±０．００６であった。
開発したボーラスの形状記憶特性の評価手順を以下に示す。
（1）サンプル１の形状記憶ボーラスのＣＴ画像から、治療計画装置であるRayStationバージョン6.2（スウェーデン、ストックホルム、RaySearch Laboratories）を使用してサンプル１の形状記憶ボーラスの輪郭を作成（図３ａ及び図３ｂ）
（2）７０℃の水に３０秒間浸漬し、サンプル１の形状記憶ボーラスを軟化させた後、人体模型であるＲＡＮＤＯファントム（The phantom Laboratory、Salem、NY、USA）の鼻部に密着するように形状を変形（図３ｃ）。
（3）７０℃の水に３０秒間浸漬して形状を復元（図３ｄ）。
（4）形状が復元されたサンプル１の形状記憶ボーラスのＣＴ画像を用いて、再度輪郭作成を実施（図３ｅ）
（5）形状変形前のサンプル１の形状記憶ボーラスの輪郭と、形状復元後のサンプル１の形状記憶ボーラスの輪郭を線形変換によって位置照合を行い、２つの輪郭の類似性を評価。
サンプル１のボーラスの形状記憶の類似性の評価は、変形前の輪郭（Ａ）の領域と原形回復後の輪郭（Ｂ）の領域、さらにＡとＢの輪郭の重複領域から次式で計算したダイス係数（ＤＳＣ）で評価した。
（数１） ＤＳＣ =（2 | Ａ∩Ｂ |）/（| Ａ | + | Ｂ |）
ＤＳＣの値は、０（オーバーラップなし）から１（完全なオーバーラップ）までの範囲である。（1）から（5）までの手順を３回繰り返し行い、平均ＤＳＣ値±１標準偏差を計算した。また、変形を行わず位置のみを変更した場合についても同様にＤＳＣ値を計算した。
（2）７０℃の水に３０秒間浸漬し、サンプル１の形状記憶ボーラスを軟化させた後、人体模型であるＲＡＮＤＯファントム（The phantom Laboratory、Salem、NY、USA）の鼻部に密着するように形状を変形（図３ｃ）。
（3）７０℃の水に３０秒間浸漬して形状を復元（図３ｄ）。
（4）形状が復元されたサンプル１の形状記憶ボーラスのＣＴ画像を用いて、再度輪郭作成を実施（図３ｅ）
（5）形状変形前のサンプル１の形状記憶ボーラスの輪郭と、形状復元後のサンプル１の形状記憶ボーラスの輪郭を線形変換によって位置照合を行い、２つの輪郭の類似性を評価。
サンプル１のボーラスの形状記憶の類似性の評価は、変形前の輪郭（Ａ）の領域と原形回復後の輪郭（Ｂ）の領域、さらにＡとＢの輪郭の重複領域から次式で計算したダイス係数（ＤＳＣ）で評価した。
（数１） ＤＳＣ =（2 | Ａ∩Ｂ |）/（| Ａ | + | Ｂ |）
ＤＳＣの値は、０（オーバーラップなし）から１（完全なオーバーラップ）までの範囲である。（1）から（5）までの手順を３回繰り返し行い、平均ＤＳＣ値±１標準偏差を計算した。また、変形を行わず位置のみを変更した場合についても同様にＤＳＣ値を計算した。
サンプル１の形状記憶ボーラスの原形回復性について、計算されたＤＳＣ値は０．９７９±０．００６であった。また、変形せずに位置のみを変更した場合、ＤＳＣ値は０．９７５±０．００８であった。変形前と原形回復後のＤＳＣ値は１に非常に近く、変形せず位置のみを変更した値とほぼ等しいことから、形状記憶ボーラスはほぼ完璧な形状記憶特性を有していることが分かる。
したがって、サンプル１の形状記憶ボーラスは、変形と原形回復が繰り返されても、形状記憶特性は失われず、物理的に破壊されない限り、半永久的に使用できる。
＜サンプル１の形状記憶ボーラスの密着度＞
サンプル１の形状記憶ボーラス、比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ、比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰu及び比較例３の従来のボーラスの密着度を計算した。
サンプル１の形状記憶ボーラスは、７０℃の水に３０秒間浸漬して軟化した後、ＲＡＮＤＯファントムの鼻部に合わせて押圧して変形させたままＣＴスキャンした（図４ａ）。３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び３ＤｂｏｌｕｓＰuは、あらかじめ鼻部の形状に合わせて形成したボーラスをＲＡＮＤＯファントムの鼻部に設置してＣＴスキャンした（順に図４ｂ、図４ｃ）。従来のボーラスは、ＲＡＮＤＯファントムの鼻部に設置してＣＴスキャンした（図４ｄ）。
ボーラスを設置したＲＡＮＤＯファントムのＣＴ画像を使用して、ＲＡＮＤＯファントムとボーラス間の間隙の輪郭を描き、次式で計算した密着度を求めた（表２）。サンプル１の形状記憶ボーラスは、従来のボーラスと比べると大幅に密着度が改善し、３Ｄボーラスと比べても同等の密着度であった。
（数２） 密着度＝（ボーラスと体表面との間隙の体積／ボーラスの体積）×１００
サンプル１の形状記憶ボーラス、比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ、比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰu及び比較例３の従来のボーラスの密着度を計算した。
サンプル１の形状記憶ボーラスは、７０℃の水に３０秒間浸漬して軟化した後、ＲＡＮＤＯファントムの鼻部に合わせて押圧して変形させたままＣＴスキャンした（図４ａ）。３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び３ＤｂｏｌｕｓＰuは、あらかじめ鼻部の形状に合わせて形成したボーラスをＲＡＮＤＯファントムの鼻部に設置してＣＴスキャンした（順に図４ｂ、図４ｃ）。従来のボーラスは、ＲＡＮＤＯファントムの鼻部に設置してＣＴスキャンした（図４ｄ）。
ボーラスを設置したＲＡＮＤＯファントムのＣＴ画像を使用して、ＲＡＮＤＯファントムとボーラス間の間隙の輪郭を描き、次式で計算した密着度を求めた（表２）。サンプル１の形状記憶ボーラスは、従来のボーラスと比べると大幅に密着度が改善し、３Ｄボーラスと比べても同等の密着度であった。
（数２） 密着度＝（ボーラスと体表面との間隙の体積／ボーラスの体積）×１００
＜サンプル１の形状記憶ボーラスの温度応答性＞
上記密着度の試験の際に、サンプル１の形状記憶ボーラスについて加熱を停止してから結晶化するまでの時間を測定したところ、７０℃の水に浸漬して軟化させた後、軟化後に結晶化するために必要な時間は、１．５分であった。これは、体表面の形状に密着するボーラスを作製するのに短かすぎず、臨床的に許容可能な時間であった。
上記密着度の試験の際に、サンプル１の形状記憶ボーラスについて加熱を停止してから結晶化するまでの時間を測定したところ、７０℃の水に浸漬して軟化させた後、軟化後に結晶化するために必要な時間は、１．５分であった。これは、体表面の形状に密着するボーラスを作製するのに短かすぎず、臨床的に許容可能な時間であった。
＜サンプル１の形状記憶ボーラスの線量計算精度及び線量分布＞
実際に放射線を照射する前に、最適な範囲や方向を決めるために用いられる治療計画装置において、サンプル１の形状記憶ボーラスと比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰuとの線量計算精度及び線量分布を比較した。
まず、ボーラス通過後の線量計算精度を水等価ファントムを使用して評価した。次に、サンプル１の形状記憶ボーラスが比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰuと同等の線量分布を作成できるかをＲＡＮＤＯファントムを使用して比較した。
実際に放射線を照射する前に、最適な範囲や方向を決めるために用いられる治療計画装置において、サンプル１の形状記憶ボーラスと比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰuとの線量計算精度及び線量分布を比較した。
まず、ボーラス通過後の線量計算精度を水等価ファントムを使用して評価した。次に、サンプル１の形状記憶ボーラスが比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰuと同等の線量分布を作成できるかをＲＡＮＤＯファントムを使用して比較した。
＜水等価ファントムを使用した線量計算精度の評価＞
ボーラスを水等価ファントムであるSolid Water HE（公称密度= 1.032 g / cm3）（Sun Nuclear Corporation、メルボルン、オーストラリア）の上に置き、線源表面間距離を１００ cmに設定した（図５）。Ｘ線エネルギーは６ＭＶ、TrueBeam（Varian Medical Systems、カリフォルニア州、米国）を使用してフィールドサイズは１０ cm×１０ cm、照射ＭＵは１００ ＭＵとした。ボーラス直下から２０ cmまでの深部線量百分率（ＰＤＤ）を平行平面形電離箱線量計（PTW34001）（PTW、フライブルク、ドイツ）で取得した。更に、深さ１ cm、５ cm、１０ cm及び２０ cmの絶対線量を円筒形電離箱線量計（PTW30013）（PTW、Freiburg、Germany）で測定した。測定はそれぞれ５回行い、５回の測定の平均を測定値として採用した。治療計画装置によって得られた中心軸上のＰＤＤを平行平面形電離箱線量計の測定値と比較した。更に、治療計画装置によって計算された線量と円筒形電離箱線量計で測定した線量の線量差を次式で評価した。
（数３） 線量差[％] =（測定線量-計算線量）／（計算線量）×１００
ボーラスを水等価ファントムであるSolid Water HE（公称密度= 1.032 g / cm3）（Sun Nuclear Corporation、メルボルン、オーストラリア）の上に置き、線源表面間距離を１００ cmに設定した（図５）。Ｘ線エネルギーは６ＭＶ、TrueBeam（Varian Medical Systems、カリフォルニア州、米国）を使用してフィールドサイズは１０ cm×１０ cm、照射ＭＵは１００ ＭＵとした。ボーラス直下から２０ cmまでの深部線量百分率（ＰＤＤ）を平行平面形電離箱線量計（PTW34001）（PTW、フライブルク、ドイツ）で取得した。更に、深さ１ cm、５ cm、１０ cm及び２０ cmの絶対線量を円筒形電離箱線量計（PTW30013）（PTW、Freiburg、Germany）で測定した。測定はそれぞれ５回行い、５回の測定の平均を測定値として採用した。治療計画装置によって得られた中心軸上のＰＤＤを平行平面形電離箱線量計の測定値と比較した。更に、治療計画装置によって計算された線量と円筒形電離箱線量計で測定した線量の線量差を次式で評価した。
（数３） 線量差[％] =（測定線量-計算線量）／（計算線量）×１００
図６は、計算されたＰＤＤ曲線と、平面平行形電離箱線量計を使用して得た測定値及びそれらの誤差を示す。 サンプル１の形状記憶ボーラス（図６（ａ））、比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ（図６（ｂ））、比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰｕ（図６（ｃ））及び比較例３の従来のボーラス（図６（ｄ））の計算値と測定値との差は、ビルドアップ領域では最大４．８％、ビルドアップ領域以外では最大１．２％であった。
また、深さ１ cm、５ cm、１０ cm及び２０ cmでの円筒形電離箱線量計を使用した測定線量と計算線量の誤差を示す（表３）。すべてのボーラスにおいて、測定値と計算値の差は最大１．４２％であり、良好な一致を示した。
これらの結果は、サンプル１の形状記憶ボーラスが治療計画装置によって正確に計算できることを示した。
これらの結果は、サンプル１の形状記憶ボーラスが治療計画装置によって正確に計算できることを示した。
＜ＲＡＮＤＯファントムを使用した線量分布と線量指数の比較＞
次に、サンプル１の形状記憶ボーラスが比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰｕと同等の線量分布と線量指数を生成できるかを調査するために、仮想鼻腔がんの治療計画を作成した。形状記憶ボーラス、３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ、３ＤｂｏｌｕｓＰｕを用いたＣＴ画像を使用して、ＲＡＮＤＯファントムの鼻腔領域の仮想計画標的体積（PTV（Planning Target Volume）：体積26.2 ml）に対して200 cGy/1回の治療計画を作成した。PTV辺縁から１cm又は２ cm離れた領域をリスク臓器（OAR: organs at risk）として定義した（OAR_1 cm：体積59.3 ml及びOAR_2 cm：104.9 ml）（図７）。PTVに対して前方１門照射及び、強度変調回転照射（VMAT（volumetric modulated arc therapy））の２種類の計画を立案して、線量分布と線量指標を比較した。
次に、サンプル１の形状記憶ボーラスが比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰｕと同等の線量分布と線量指数を生成できるかを調査するために、仮想鼻腔がんの治療計画を作成した。形状記憶ボーラス、３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ、３ＤｂｏｌｕｓＰｕを用いたＣＴ画像を使用して、ＲＡＮＤＯファントムの鼻腔領域の仮想計画標的体積（PTV（Planning Target Volume）：体積26.2 ml）に対して200 cGy/1回の治療計画を作成した。PTV辺縁から１cm又は２ cm離れた領域をリスク臓器（OAR: organs at risk）として定義した（OAR_1 cm：体積59.3 ml及びOAR_2 cm：104.9 ml）（図７）。PTVに対して前方１門照射及び、強度変調回転照射（VMAT（volumetric modulated arc therapy））の２種類の計画を立案して、線量分布と線量指標を比較した。
図８は、サンプル１の形状記憶ボーラス（図８（ａ））、比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ（図８（ｂ））及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰｕ（図８（ｃ））を使用した１門照射の線量分布とＤＶＨ(dose volume histogram)を示す。また、図９は、サンプル１の形状記憶ボーラス（図９（ａ））、比較例１の３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ（図９（ｂ））及び比較例２の３ＤｂｏｌｕｓＰｕ（図９（ｃ））を使用したＶＭＡＴの線量分布とＤＶＨを示す。ＤＶＨとは、輪郭入力された標的の体積を３次元で線量計算し、線量と体積の関係をグラフ化したものである。形状記憶ボーラス、３ＤｂｏｌｕｓＰＬＡ、３ＤｂｏｌｕｓＰｕの線量指標を表４に示す。１門照射、ＶＭＡＴそれぞれにおいて線量分布と線量指標は同等であった。
（サンプル２）
上記[００３７]の重合度を３５とした４ｂ３５架橋ＰＣＬを含む温度応答性ポリマーからサンプル２の形状記憶ボーラスを作製した。サンプル２の形状記憶ボーラスの密度及び厚さは、サンプル１の形状記憶ボーラスと同じである。
サンプル２の形状記憶ボーラスは、ＤＳＣ（変形前と原形回復後）は０．９４８±０．００８で、ＤＳＣ（位置のみを変更）は０．９４６±０．００５であった。密着度は表２のとおりであり、サンプル１の形状記憶ボーラスと同様であった。また、線量評価についてはサンプル１の形状記憶ボーラスと密度が同じであるため同じ結果となる（重複を避けるため例示しない。）。
上記[００３７]の重合度を３５とした４ｂ３５架橋ＰＣＬを含む温度応答性ポリマーからサンプル２の形状記憶ボーラスを作製した。サンプル２の形状記憶ボーラスの密度及び厚さは、サンプル１の形状記憶ボーラスと同じである。
サンプル２の形状記憶ボーラスは、ＤＳＣ（変形前と原形回復後）は０．９４８±０．００８で、ＤＳＣ（位置のみを変更）は０．９４６±０．００５であった。密着度は表２のとおりであり、サンプル１の形状記憶ボーラスと同様であった。また、線量評価についてはサンプル１の形状記憶ボーラスと密度が同じであるため同じ結果となる（重複を避けるため例示しない。）。
（サンプル３）
発明者らは、４分岐と２分岐のポリカプロラクトンが架橋されてなるポリカプロラクトンを含む温度応答性ポリマーを使用するとボーラスの軟化する温度の低下が可能との知見を得た。ボーラスの軟化する温度を低下することができれば、ボーラスを形成する際の患者、特に小児の苦痛を軽減できる。
発明者らは、４分岐と２分岐のポリカプロラクトンが架橋されてなるポリカプロラクトンを含む温度応答性ポリマーを使用するとボーラスの軟化する温度の低下が可能との知見を得た。ボーラスの軟化する温度を低下することができれば、ボーラスを形成する際の患者、特に小児の苦痛を軽減できる。
ＰＣＬは、異なる数の分岐鎖を有するＣＬの混合比を最適化することによって、架橋シートの結晶 - 非晶転移温度若しくは融点（Ｔｍ）を適切な温度に調整できる。
（４分岐ＰＣＬマクロモノマーの合成）
[００３５]～[００３８]と同じ手順で、４分岐ＰＣＬマクロモノマーを合成した。
[００３５]～[００３８]と同じ手順で、４分岐ＰＣＬマクロモノマーを合成した。
（２分岐ＰＣＬマクロモノマーの合成）
図１０（ａ）のとおり、同じ手順で、２分岐のものを開始剤として、ペンタエリスリトールの代わりにテトラメチレングリコールを使用して調製した。
図１０（ａ）のとおり、同じ手順で、２分岐のものを開始剤として、ペンタエリスリトールの代わりにテトラメチレングリコールを使用して調製した。
（架橋ＰＣＬの調製）
図１０（ｂ）及び図１１のとおり、４ｂ５０－ｍと２ｂ２０－ｍの混合物を過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）を含有するキシレンの溶液に溶解し、テフロン（登録商標）のフレームスペーサーを有するガラス板の間の空間に置き、ガラス板を８０℃に維持された温度のオーブン内に放置した。３～６時間後、ポリマー膜をプレートから取り出し、大量のアセトンに浸して未反応化合物を除去した。この架橋反応では、４ｂ５０－ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を変えて、得られる架橋材料の転移温度を制御した（図１２）。ＰＣＬの４分岐及び２分岐マクロモノマーの混合する割合を変えることにより、得られる架橋材料の融点（Ｔｍ）を調節することができる。
図１０（ｂ）及び図１１のとおり、４ｂ５０－ｍと２ｂ２０－ｍの混合物を過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）を含有するキシレンの溶液に溶解し、テフロン（登録商標）のフレームスペーサーを有するガラス板の間の空間に置き、ガラス板を８０℃に維持された温度のオーブン内に放置した。３～６時間後、ポリマー膜をプレートから取り出し、大量のアセトンに浸して未反応化合物を除去した。この架橋反応では、４ｂ５０－ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を変えて、得られる架橋材料の転移温度を制御した（図１２）。ＰＣＬの４分岐及び２分岐マクロモノマーの混合する割合を変えることにより、得られる架橋材料の融点（Ｔｍ）を調節することができる。
サンプル３に用いる４ｂ５０－ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を１：２にして得られる架橋材料の転移温度を計測したところ、融点は４６℃であった（表５）。
サンプル３の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、６０℃での破断ひずみが４６４±７６％であるため（表６）、身体に倣う形状に変形する際に、シートの延性が高く、身体形状への追従性がよい。
サンプル３の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、温度応答性ポリマーの融点（Ｔｍ）+４℃での弾性率が５ＭＰａ以下であることから、人体に近い温度で身体に倣う形状に変形する際に、身体に大きな圧力がかかることなく成形可能である（表５、表６）。
サンプル３の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、温度応答性ポリマーの融点（Ｔｍ）+４℃での破断ひずみが６８７±２０％であるため、人体に近い温度で身体に倣う形状に変形する際に、シートの延性が高く、よく伸びることから、身体形状への追従性が特によい。
（サンプル４）
サンプル４の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、サンプル３で得られた架橋材料の４ｂ５０－ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を２：１にして得られる架橋材料で、転移温度を計測したところ、融点（Ｔｍ）は、５０℃であった（表５）。
サンプル４の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、サンプル３で得られた架橋材料の４ｂ５０－ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を２：１にして得られる架橋材料で、転移温度を計測したところ、融点（Ｔｍ）は、５０℃であった（表５）。
（サンプル５）
サンプル５の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、サンプル３で得られた架橋材料の４ｂ５０ －ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を１：０にして得られる架橋材料で、転移温度を計測したところ、融点（Ｔｍ）は、５３℃であった（表５）。また、６０℃での破断ひずみが７５０±３０％であるため（表６）、身体に倣う形状に変形する際に、シートの延性が高く、よく伸びることから、身体形状への追従性がよい。
サンプル５の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、サンプル３で得られた架橋材料の４ｂ５０ －ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を１：０にして得られる架橋材料で、転移温度を計測したところ、融点（Ｔｍ）は、５３℃であった（表５）。また、６０℃での破断ひずみが７５０±３０％であるため（表６）、身体に倣う形状に変形する際に、シートの延性が高く、よく伸びることから、身体形状への追従性がよい。
（サンプル６）
サンプル６の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、サンプル３で得られた架橋材料の４ｂ５０ －ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を０：１にして得られる架橋材料で、転移温度を計測したところ、融点（Ｔｍ）は、３９．７℃であった（表５）。また、６０℃での破断ひずみが２０６±７５％であるため（表６）、身体に倣う形状に変形する際のシートの延性は確保されている。
サンプル６の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、サンプル３で得られた架橋材料の４ｂ５０ －ｍと２ｂ２０－ｍの混合比を０：１にして得られる架橋材料で、転移温度を計測したところ、融点（Ｔｍ）は、３９．７℃であった（表５）。また、６０℃での破断ひずみが２０６±７５％であるため（表６）、身体に倣う形状に変形する際のシートの延性は確保されている。
サンプル３から６の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、４ｂ５０ －ｍと２ｂ２０－ｍとの混合系であるところ、３９．７℃～５３℃の温度範囲で融点（Ｔｍ）を調節することができた（表５）。また、サンプル３から６の４ｂ５０－ ｍと２ｂ２０－ｍとの混合系においては、２ｂ２０－ｍが融点を下げる役割を果たすことが分かった。
サンプル３から６までの融点（Ｔｍ）の計測結果は、表５、図１２のとおりである。
材料を必要な形状に加工できるためには延性が高いことは大きな長所である。サンプル３から６の熱可塑性形状記憶樹脂シートは、ＰＣＬの分子量が大きいほどシートの延性が高いことが分かる。
図１４のとおり、サンプル３（４ｂ５０／２ｂ２０＝１：２（ｗｔ％））及びサンプル５（４ｂ５０／２ｂ２０＝２：１（ｗｔ％））の形状記憶特性について確認した。融点（Ｔｍ）より上の温度で機械的に変形したポリマーの原形が、融点（Ｔｍ）より下の温度に冷却した後、融点（Ｔｍ）よりも高い温度に加熱すると変形したポリマーの原形が回復した。
（サンプル７から１１）
サンプル３から６から更に融点を下げることを試みた。
（架橋ＰＣＬの調製）
サンプル３から６と同じ手順で、４ｂ１０－ｍ（１０量体）と２ｂ２０－ｍ（２０量体）を調製し、その混合する割合を変えることにより、得られる架橋材料の融点（Ｔｍ）を調節した結果は、表７のとおりである。サンプル３から６とは異なり、４ｂ１０－ｍが融点（Ｔｍ）を下げる役割を果たすことが分かった。
サンプル３から６から更に融点を下げることを試みた。
（架橋ＰＣＬの調製）
サンプル３から６と同じ手順で、４ｂ１０－ｍ（１０量体）と２ｂ２０－ｍ（２０量体）を調製し、その混合する割合を変えることにより、得られる架橋材料の融点（Ｔｍ）を調節した結果は、表７のとおりである。サンプル３から６とは異なり、４ｂ１０－ｍが融点（Ｔｍ）を下げる役割を果たすことが分かった。
表７のとおり、サンプル７から１１は、融点（Ｔｍ）をサンプル３から６よりも人の体温に近いレベルに下げることができた。
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の身体形状に密着するボーラスであって、前記ボーラスは、ε-カプロラクトンのマクロモノマーが架橋されてなる生分解性の温度応答性ポリマーを含む熱可塑性形状記憶樹脂シートからなることを特徴とするボーラス。
＜２＞
前記温度応答性ポリマーは、４分岐の架橋ポリカプロラクトンを含むことを特徴とする＜１＞に記載のボーラス。
＜３＞
前記密着の度合いを表す係数を、（ボーラスと頭頚部ファントムとの間隙の体積/ボーラスの体積）×１００と定義したとき、該係数が３．４％以下の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜２＞に記載のボーラス。
＜４＞
前記ボーラスは、あらかじめ計算された深部線量曲線（ＰＤＤ曲線）と測定値との誤差がビルドアップ領域では４．８％以下の範囲で、ビルドアップ後の領域では１．２％以下の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜３＞に記載のボーラス。
＜５＞
前記ボーラスは、放射線照射対象物の所定の深度におけるあらかじめ計算された線量と測定された線量との誤差が１．４２％以下の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜４＞に記載のボーラス。
＜６＞
前記ボーラスは、軟化後に結晶化するのに必要な時間は１．５分以内であることを特徴とする＜１＞～＜５＞に記載のボーラス。
＜７＞
前記ボーラスは、変形前と原形回復後の形状の類似度を表すダイス係数（ＤＳＣ）が０．９４～１の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜６＞に記載のボーラス。
＜８＞
前記温度応答性ポリマーは、４分岐と２分岐のポリカプロラクトンが架橋されてなるポリカプロラクトンを含むことを特徴とする＜１＞に記載のボーラス。
＜９＞
前記温度応答性ポリマーは、２分岐の架橋ポリカプロラクトンを含むことを特徴とする＜１＞に記載のボーラス。
＜１＞
放射線治療を受ける患者の身体形状に密着するボーラスであって、前記ボーラスは、ε-カプロラクトンのマクロモノマーが架橋されてなる生分解性の温度応答性ポリマーを含む熱可塑性形状記憶樹脂シートからなることを特徴とするボーラス。
＜２＞
前記温度応答性ポリマーは、４分岐の架橋ポリカプロラクトンを含むことを特徴とする＜１＞に記載のボーラス。
＜３＞
前記密着の度合いを表す係数を、（ボーラスと頭頚部ファントムとの間隙の体積/ボーラスの体積）×１００と定義したとき、該係数が３．４％以下の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜２＞に記載のボーラス。
＜４＞
前記ボーラスは、あらかじめ計算された深部線量曲線（ＰＤＤ曲線）と測定値との誤差がビルドアップ領域では４．８％以下の範囲で、ビルドアップ後の領域では１．２％以下の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜３＞に記載のボーラス。
＜５＞
前記ボーラスは、放射線照射対象物の所定の深度におけるあらかじめ計算された線量と測定された線量との誤差が１．４２％以下の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜４＞に記載のボーラス。
＜６＞
前記ボーラスは、軟化後に結晶化するのに必要な時間は１．５分以内であることを特徴とする＜１＞～＜５＞に記載のボーラス。
＜７＞
前記ボーラスは、変形前と原形回復後の形状の類似度を表すダイス係数（ＤＳＣ）が０．９４～１の範囲であることを特徴とする＜１＞～＜６＞に記載のボーラス。
＜８＞
前記温度応答性ポリマーは、４分岐と２分岐のポリカプロラクトンが架橋されてなるポリカプロラクトンを含むことを特徴とする＜１＞に記載のボーラス。
＜９＞
前記温度応答性ポリマーは、２分岐の架橋ポリカプロラクトンを含むことを特徴とする＜１＞に記載のボーラス。
放射線治療を受ける患者の身体形状に密着するボーラスであって、鋭敏な温度応答性を有し、再利用可能で、加えて生分解性であるため、廃棄の際に環境に負荷を与えないポリマーを含むボーラスを提供することができるもので、産業上の利用可能性は大である。
Claims (4)
- 放射線治療を受ける患者の身体形状に密着するボーラスであって、前記ボーラスは、ε-カプロラクトンのマクロモノマーが架橋されてなる生分解性の温度応答性ポリマーを含む熱可塑性形状記憶樹脂シートからなることを特徴とするボーラス。
- 前記温度応答性ポリマーは、４分岐の架橋ポリカプロラクトンを含むことを特徴とする請求項１に記載のボーラス。
- 前記密着の度合いを表す係数を、（ボーラスと頭頚部ファントムとの間隙の体積/ボーラスの体積）×１００と定義したとき、該係数が３．４％以下の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボーラス。
- 前記温度応答性ポリマーは、４分岐と２分岐のポリカプロラクトンが架橋されてなるポリカプロラクトンを含むことを特徴とする請求項１に記載のボーラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020063345A JP6997932B2 (ja) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 形状記憶ボーラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020063345A JP6997932B2 (ja) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 形状記憶ボーラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021159271A JP2021159271A (ja) | 2021-10-11 |
| JP6997932B2 true JP6997932B2 (ja) | 2022-01-18 |
Family
ID=78001670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020063345A Active JP6997932B2 (ja) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | 形状記憶ボーラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6997932B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4169473A1 (en) * | 2021-10-25 | 2023-04-26 | Erbe Vision GmbH | Apparatus and method for registering live and scan images |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3589335B2 (ja) * | 1995-12-25 | 2004-11-17 | ダイセル化学工業株式会社 | 架橋重合体および当該重合体から成る医療用シート |
-
2020
- 2020-03-31 JP JP2020063345A patent/JP6997932B2/ja active Active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Shape-Memory Surfacewith Dynamically Tunable Nano-Geometry Activated by Body Heat，Advanced Materials，2012年，Vol.24, No.2，p.273-278 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021159271A (ja) | 2021-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vert et al. | Stereoregular bioresorbable polyesters for orthopaedic surgery | |
| US5902599A (en) | Biodegradable polymer networks for use in orthopedic and dental applications | |
| Cairns et al. | Electron-beam treatment of poly (lactic acid) to control degradation profiles | |
| Arcangeli et al. | A quantitative study of late radiation effect on normal skin and subcutaneous tissues in human beings | |
| JP6997932B2 (ja) | 形状記憶ボーラス | |
| Lu et al. | 3D printing polymer-based bolus used for radiotherapy | |
| Aoyama et al. | Physical and dosimetric characterization of thermoset shape memory bolus developed for radiotherapy | |
| Monzen et al. | Estimation of radiation shielding ability in electron therapy and brachytherapy with real time variable shape tungsten rubber | |
| US8219354B2 (en) | Bolus for radiotherapy and method for determining the shape of such a bolus | |
| Jha et al. | Effect of γ-dose rate and total dose interrelation on the polymeric hydrogel: a novel injectable male contraceptive | |
| WO2008054823A2 (en) | Bolus materials for radiation therapy and methods of making and using the same | |
| EP2497534B1 (en) | Spacer for ionized radiation therapy | |
| US8859691B2 (en) | Low temperature thermoplastic material and preparing method thereof | |
| Lukowiak et al. | Use of a 3D printer to create a bolus for patients undergoing tele-radiotherapy | |
| Adlienė et al. | First approach to ionizing radiation based 3D printing: fabrication of free standing dose gels using high energy gamma photons | |
| Hulshof et al. | Localization errors in mantle-field irradiation for Hodgkin's disease | |
| JP7393750B2 (ja) | 熱可塑性形状記憶樹脂シート及び熱可塑性形状記憶樹脂シートを含む物品 | |
| JP4460345B2 (ja) | 整形外科および歯科用途での使用のための生分解性ポリマーネットワーク | |
| US20220299957A1 (en) | Constructing a 3d phantom with liquid hydrogel | |
| US6231858B1 (en) | Bolus for radiotherapy | |
| KR101074552B1 (ko) | 입자방사선 치료용 표적 표시자 | |
| Wu et al. | An Optical Microneedle for Localized Light Therapy on Melanoma Cells | |
| Assmann et al. | Biodegradable radioactive implants for glaucoma filtering surgery produced by ion implantation | |
| US20240101804A1 (en) | Bolus forming material and bolus using same | |
| KR20240068265A (ko) | 방사선 치료용 보상체 시트 및 그를 이용한 환자 맞춤형 방사선 치료용 보상체 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200827 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210831 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211101 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20211016 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211124 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6997932 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |