JPH0295383A - がん治療装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、がん治療装置に関するものであり、特には光
励起した二酸化チタン半導体表面の高い反応性を利用す
る、光導体がん治療装置に関する。本発明は、体表のみ
ならず、胃、腸、肺、膀胱、子宮等光導体の挿入の可能
な各種部位のがん治療に好適に使用される。

ｌ孔立且１ 半導体電極に成る適当な波長帯域を持つ光を照射すると
き、その電極表面で水の分解反応が起こり、陽極からは
酸素そして陰極からは水素が発生し、この分解反応に等
価な電流が外部に取り出せるという、所謂光エネルギー
を化学エネルギー或いは電気エネルギーに変換する原理
が知られている。

化学、４３巻、９号（１９８８）において、この光励起
された半導体が有する強い反応性をがん細胞の殺細胞効
果に応用する試みが光電気化学がん治療法として報告さ
れ、新しいかん治療法の−つとして高い関心を集めてい
る。ここでは、Ｔｉｅｓ電極上にＨｅＬａ細胞或いはヒ
ト膀胱がん細胞（Ｔ−２４）を２４〜３０時間培養して
付着させた後、生理的リン酸緩衝溶液中で５００Ｗ水銀
灯を光源として光照射し、がん細胞の生死を判定する実
験が行なわれている。ＴｉＯ□電極上にいるがん細胞は
アノード分極下において光電流が流れている状況下では
、がん細胞はＨｅＬａ及びＴ−２４共に完全に死ぬこと
が確認された。３分間の短時間照射でも、がん細胞の生
存は確認出来ず、アノード分極下の光励起ＴｉＯ□のが
ん細胞死への大きな有効性が確認された。

１未弦１ １９８８年、９月２０日に開催された日本癌学会におい
て、上記原理を更に一歩押し進めたものとして、「がん
細胞に対する光励起半導体の殺細胞効果について」と題
する発表が行なわれた。二酸化チタン半導体を直径約２
００人の微粒子にして人間のがん細胞を培養している液
体中に混合しそして光を照射する実験が報告された。二
酸化チタンを直接がん細胞に接触させただけではがん細
胞を殺す効果はないが、これに光を照射するとがん細胞
を死滅させる強い作用が確認された。

発表者研究グループは、こうした二酸化チタン半導体の
働きについて。

■光のエネルギーによって、がん細胞に付着している半
導体の表面で強い酸化還元反応が起こり、■その結果、
電子の受は渡しの相手となるがん細胞がダメージを受け
て死滅する という、いわば「光半導体抗がん剤」ともいえる作用機
構を考えているとしている。

効果は半導体微粒子の量や光の照射時間等によって異な
るが、ｉｃｅ中に１２μｇでは１５分、同９５μｇでは
１０分でがん細胞が完全に死滅する報告が為されている
。

この方法の特徴は、光を受けたときにだけ、二酸化チタ
ン半導体ががん細胞を殺す働きをする点で、臨床に応用
すれば、治療を狙い通りに制御でき、従来からの制がん
削のように患者に強い副作用を与える危険が回避出来る
ものとして、がんの光化学治療に応用出来る可能性が示
唆された。

が　　しよ　と　る この方法を発展さすれば、光を直接照射出来る体表や胃
、腸、肺、膀胱等のがんを対象とできるが、半導体をが
ん組織だけに集める手法の検討が必要と考えられる。

この方法は患者に強い副作用を与える危険が回避出来る
だけに、その実際的な臨床への応用に熱い期待が寄せら
れているが、半導体と光をがん組織だけに的確に集める
手法が一つのネックになっている。

１旦」とｌ恕 本発明の目的は、上記二酸化チタン半導体−光励起方式
によるがん治療に有用ながん治療装置を開発することで
ある。

１匪立鷹１ 本発明者等は、現在医療臨床に広く活用されている光導
体技術をここでも応用することを想到し、上記原理を実
現する方法について更に検討を重ねた。その結果、二酸
化チタン微粉末の使用の代わりに光導体の照射端面に二
酸化チタン薄膜を形成した装置を開発することに成功し
た。二酸化チタン薄膜端面を有する光導体照射端をがん
組織に直接接触させ、適当な波長の光を照射することに
より二酸化チタン微粉末をがん細胞に投与するのと同様
の効果が得られることが判明した。

上記知見に基づいて、本発明は、光源と、光導体と、該
光導体の照射端面に形成される二酸化チタン薄膜とを具
備するがん治療装置を提供する。

好ましい態様として、 イ）光導体の照射端面を尖頭状に形成しそして該尖頭状
照射端面に二酸化チタン薄膜を形成すること、 口）光導体の照射端面を凹凸状に形成しそして該凹凸状
照射端面に二酸化チタン薄膜を形成すること、 ハ）光導体を中央透視鏡とその周辺に同心状に配列され
る多数の光導体要素を埋入した構造とすること。

二）八において二酸化チタン注入用の空洞チャネルを更
に設けること が挙げられる。

免肚立且盗光１１ 本発明は、「光半導体抗がん剤」たる二酸化チタンと照
射光を体内のがん組織部へ的確に投与することを可能な
らしめるがん治療装置を提供するものである。

本装置は、第１図の概念図に示すように、光導体１と、
光源３と、光導体の照射端面５に形成された二酸化チタ
ン薄膜７を具備する。例えば胃壁のような人体臓器に発
生したがん組織Ｃのがん細胞を殺す目的で、光導体を患
部へと送入し、その照射端の二酸化チタン薄膜７を直接
がん組織に接触させる。次いで、適当な波長（例えば４
００ｎｍ）の光を、水銀ランプのような光源３から光導
体を介して二酸化チタン薄膜／がん組織界面８に照射す
る。二酸化チタン薄膜の厚さは、照射光がある程度の透
過性を保つよう設計され、経済性や効率等を考慮して５
０％以上の透過率を確保することが好ましい。

反応界面８においては、二酸化チタン微粒子をがん細胞
に投与して光を照射するのと同様の条件が確立され、不
分明な点も多いが、がん細胞に付着している二酸化チタ
ン薄膜の表面で強い酸化還元反応が起こり、電子の受は
渡しの相手となるがん細胞がダメージを受けて死滅する
するものと思われる。

用いる光導体としては、４００ｎｍ或いはそれ以下の照
射光を過大な損失率を与えずに伝送し得ることが必要で
ある。医用器具としての安全性を要請されることも勿論
である。近時は、内視鏡レーザ治療に代表されるファイ
バスコープを用いる診断、検査、治療及び手術技術が急
速に進んでおり、様々の種類の光ファイバが市販されて
いるので、容易に適当なものを入手し得る。本発明目的
に好ましいと考えられる市販品の例としては、プラスチ
ックファイバ（例えば１ｍｍφ、４００　ｎｍの照射光
の損失率＝０．３５　ｄＢ／ｍ）　、石英ファイバ（例
えば１２５μφ、４００ｎｍの照射光の損失率＝　０．
０３５　ｄ　Ｂ／ｍ）　、多成分ガラスファイバ（現在
内視鏡ファイバとして実用されている）、ポリマクラッ
ドファイバ（ＰＣＦ）等がある。

二酸化チタンの薄膜形成には、蒸着法、スパッタリング
法及びゾル−ゲル法のような薄膜形成技術が好適に使用
される。蒸着法及びスパッタリング法共に多結晶薄膜を
生成する。使用する方法は先導体材質にも依存する。例
えば、プラスチックファイバを用いるときは、スパッタ
リング法の採用が推奨される。可視光（４００ｎｍ）の
透過率を５０％以上確保するためには、二酸化チタン薄
膜は充分薄いものとすべきである。波長、患部の状況等
にもよるが、例えば、数十〜数百オングストロームのオ
ーダの厚さが好適である。こうした薄膜形成技術はエレ
クトロニクス等の分野で既に確立されている。

第３及び４図は、第２図に示した基本形の変更例である
。第３図は、がん患部組織に食い込む形での接触が可能
となるよう照射端面な尖頭状に加工し、そこに二酸化チ
タン薄膜が形成されている。第４図は、接触面積を大き
くするため照射端面を凹凸状に加工した例である。この
ほか、集光レンズを使用した構造も考えられる。どのよ
うな照射端部構造のものを使用するかは、がん患部の状
態からの医学的判断によって決定される。

第５図は、先導体束を使用する実用例の一つである。こ
こでは、透視鏡ｌＯを中心としてその周辺に同心上に多
数の光導体要素１２を埋め込んだ構造が示される。患部
の観察と治療とが可能となる。二酸化チタン薄膜は透視
鏡部分を除いて形成される。

第５図に示した構造において、光導体要素の中から適宜
数のものを引き抜き空洞チャンネルとし、或いは別にそ
うしたチャンネルを形成し、これらチャンネルを送気孔
、送水孔、粘液除去のための吸引孔として利用すること
も出来る。

更には、第５図に示した構造において、光導体要素の中
から適宜数のものを引き抜き空洞チャンネルとし、これ
らチャンネルを通して外部より二酸化チタン液（懸濁液
或いは乳液）を圧入し、直接患部がん組織に二酸化チタ
ンを投与し、次いで光の照射を行なうことも可能である
。

免豆立刀Ｊ 本発明は、「光半導体抗がん剤」たる二酸化チタンと照
射光を体内のがん組織部へ的確に投与することを可能な
らしめるので、目標とするがん組織患部の治療を効率的
に行なうことが出来る。必要に応じ、他のがん治療法と
併用し、がん治療に大きな成果が期待される。

８：反応界面 ｌＯ：透視鏡 １２：光導体要素 Ｃ：がん組織 ４、　　　の　　な５日 第１図は、本発明の概念を示す説明図である。

第２図は、第１図のＡ部の拡大図である。

第３図及び４図は先導体照射端面の変更例を示す断面図
である。

第５図は、透視鏡を中心に有する光導体東構造の端部の
斜視図である。

１：光導体 ３：光源 ５：照射端面 ７：二酸化チタン薄膜 図面の浄ｖＪ（内容に変更なし） 第３図 第１図 第４図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光源と、光導体と、該光導体の照射端面に形成され
   る二酸化チタン薄膜とを具備するがん治療装置。 ２）光導体の照射端面が尖頭状に形成されそして該尖頭
   状端面に二酸化チタン薄膜が形成される特許請求の範囲
   第１項記載のがん治療装置。 ３）光導体の照射端面が凹凸状に形成されそして該凹凸
   状端面に二酸化チタン薄膜が形成される特許請求の範囲
   第１項記載のがん治療装置。 ４）光導体が中央透視鏡とその周辺に同心状に配列され
   る多数の光導体要素を埋入した構造を有する特許請求の
   範囲第１項記載のがん治療装置。 ５）二酸化チタン注入用の空洞チャネルを更に有する特
   許請求の範囲第４項記載のがん治療装置。