JPH04116146A - Temperature-sensitive amorphous alloy coated with polymer - Google Patents
Temperature-sensitive amorphous alloy coated with polymerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は生体加熱用磁性材料に関し、更に詳しくは癌な
どの悪性腫瘍治療法の1種であるハイパーサーミアにお
いて、局部加熱用インブランミル材料として使用し得る
感温性アモルファス合金に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a magnetic material for biological heating, and more specifically, in hyperthermia, which is a type of treatment for malignant tumors such as cancer, as an in-bran mill material for local heating. The present invention relates to a temperature-sensitive amorphous alloy that can be used.
[従来の技術]
癌などの悪性腫瘍細胞と正常細胞との間に存在する熱感
受性の差異に着目して、腫瘍付近の温度を42゛C成る
いはそれ以上に加熱することによって癌治療を行う手法
(ハイパーサーミア)が1960年頃から研究され始め
、最近の目ざましい加温技術の進歩により、広範囲な応
用が試みられつつある。ハイパーサーミアは、その加熱
手段によって全身温熱療法と局部温熱療法とに大別され
る。[Prior Art] Focusing on the difference in heat sensitivity that exists between malignant tumor cells such as cancer and normal cells, cancer treatment is carried out by heating the temperature near the tumor to 42°C or higher. Research into the method of heating (hyperthermia) began around the 1960s, and with recent remarkable advances in heating technology, a wide range of applications are being attempted. Hyperthermia is broadly classified into whole body thermotherapy and local thermotherapy depending on the heating method used.
全身温熱療法には、温水や溶融パラフィンが用いられ、
我国では体外循環血液加温法が最も普及している。Whole body thermotherapy uses warm water and melted paraffin.
In Japan, extracorporeal circulation blood warming is the most popular method.
局所温熱療法では、電磁波を用いるものが多く、マイク
ロ波加温(2,450MHz、 915MHz、 43
4MHz等)、RF誘導加温(27,12MHz、 1
3.56MHz )、RF誘電加温(13,56MHz
、 8MIIz )及び超音波加温(1〜3 MHz)
に基づく種々の外部加温装置が厚生省の製造承認を得て
臨床応用に供されている。中でも皮下脂肪の少ない日本
人に対しては、RF誘電加温装置が主流となっている。Local heat therapy often uses electromagnetic waves, such as microwave heating (2,450MHz, 915MHz, 43
4MHz, etc.), RF induction heating (27, 12MHz, 1
3.56MHz), RF dielectric heating (13,56MHz
, 8MIIz) and ultrasonic heating (1-3 MHz)
Various external warming devices based on the above have been approved by the Ministry of Health and Welfare for clinical use. In particular, RF dielectric heating devices are the mainstream for Japanese people who have little subcutaneous fat.
マイクロ波加温は原理的に表皮から数センチメートルの
深さまでが加熱限界であり、表在性の腫瘍に対してのみ
有効である。RF誘電加温では電極周囲や皮下脂肪が選
択的に加温され、患部のみの加温は難しい。また、RF
誘導加温では深部加温が可能であるが、生体内の不均一
インピーダンスによって発熱パターンも乱れやすく、病
巣以外も加温されてしまうという欠点がある。更に超音
波による加温は収束性も良好であり、深部の局所加温に
適してはいるが、骨や空気との境界面で反射されるため
適用部位に制限がある。In principle, microwave heating can only be heated to a depth of several centimeters from the epidermis, and is effective only for superficial tumors. In RF dielectric heating, the area around the electrode and subcutaneous fat are selectively heated, making it difficult to heat only the affected area. Also, RF
Although induction heating allows deep heating, it has the disadvantage that the heat generation pattern is likely to be disrupted due to nonuniform impedance within the body, and areas other than the lesion are also heated. Furthermore, heating by ultrasonic waves has good convergence and is suitable for deep local heating, but there are limits to the areas where it can be applied because it is reflected at the interface with bones and air.
以上述べてきた方法は加温に関しては何れも非侵悶的で
あるという利点を有するものの、生体深部の局所加温を
確実に実現するのは容易ではない。Although the methods described above all have the advantage of being non-aggressive in terms of heating, it is not easy to reliably achieve local heating deep within the body.
そこで不要な場所での高温領域(1(ot 5pot
)の発生などを防くために、常時温度計測をする必要が
あり、結果として侵聾的となる。更にflot 5po
tの発生箇所は予測し難く、適切な温度分布計測法は未
だ確立されていない。また一般に電磁波を用いる場合、
高周波化すれば局所加温は可能であるものの深部加温が
困難になり、低周波化すれば深部加温は容易になるが加
温範囲が広くなるという本質的な問題を有している。Therefore, high temperature areas (1 (ot 5 pots)
), it is necessary to constantly measure the temperature, which can be invasive. More flot 5po
The location where t occurs is difficult to predict, and an appropriate temperature distribution measurement method has not yet been established. Also, generally when using electromagnetic waves,
If the frequency is increased, local heating is possible but deep heating becomes difficult, and if the frequency is lowered, deep heating becomes easier but the heating range becomes wider, which is an essential problem.
これらの電磁波応用ハイパーサーミアの問題点をカバー
すべ(近年開発されつつあるのが、ソフトヒーティング
法と呼ばれる方法である。この方法では感温性磁性材料
を生体内の腫瘍部に埋め込み、高周波交番磁界で励磁す
ることによって発生するヒステリシス損失等を発熱源と
して利用している。In order to overcome these problems with electromagnetic wave-applied hyperthermia, a method called the soft heating method has been developed in recent years. In this method, a temperature-sensitive magnetic material is implanted into a tumor in a living body, and a high-frequency alternating magnetic field is applied. The hysteresis loss generated by excitation is used as a heat source.
このソフトヒーティング法に使用するインブラント材と
して、従来から検討されて来た感温性磁性材料(フェラ
イト、Ni−5i、 Fe5Cなど)は何れも常温付近
での加温効率が悪く、且つ治療に必要な温度の安定維持
が容易ではない。これらの実用特性を向上すべく、磁性
材料と非磁性材料との組み合せによる複合形発熱体が考
案されているが、不安定要因が多くなり、未だ実用化に
結びつく特性を得るに至っていない。Temperature-sensitive magnetic materials (ferrite, Ni-5i, Fe5C, etc.) that have been considered as implant materials for this soft heating method all have poor heating efficiency near room temperature, and are difficult to treat. Maintaining the stable temperature required for this is not easy. In order to improve these practical characteristics, composite heating elements made by combining magnetic and non-magnetic materials have been devised, but there are many instability factors and the characteristics that lead to practical use have not yet been achieved.
最近、ハイパーサーミアのインブラント材としてアモル
ファス合金の粉末を使用することが提案された( rB
iomedical Thermography J
XVof!、。Recently, it has been proposed to use amorphous alloy powder as a hyperthermia implant material (rB
iomedical thermography J
XVof! ,.
7、No、 1.7〜10頁、1987年)。このイン
ブラント材は寒天ファントムに埋設され、生体深部の癌
患部に挿入されて高周波の磁界により誘導加熱されるも
のである。7, No. 1.7-10, 1987). This implant material is embedded in an agar phantom, inserted into a cancerous area deep within a living body, and heated by induction using a high-frequency magnetic field.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながらこのインブラント材に用いられたアモルフ
ァス合金は数百℃と高いキュリー温度を有するために、
外部交番磁界をかけると、温度は約45゛Cを超えて高
くなりすぎる。従って患部を所望の温度に設定するため
には、外部磁界を制御し、温度調節を行なわなければな
らない。しかし、患部の位置や状態により加温状態が異
なり、かつ患部の温度を正確に検出しながら調節する必
要があるので、加温療法が複雑になるという問題がある
。[Problems to be solved by the invention] However, since the amorphous alloy used for this implant material has a high Curie temperature of several hundred degrees Celsius,
When an external alternating magnetic field is applied, the temperature becomes too high, above about 45°C. Therefore, in order to set the affected area to a desired temperature, the external magnetic field must be controlled to adjust the temperature. However, the heating state differs depending on the location and condition of the affected area, and the temperature of the affected area must be accurately detected and adjusted, making the heating therapy complicated.
従って本発明の目的は、特別な制御を必要とせずに患部
を常に所定の温度範囲に誘導加温し得るインブラント材
用の主体に無害なポリマー樹脂を表面被覆した感温性ア
モルファス合金を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a temperature-sensitive amorphous alloy whose main body is coated with a harmless polymer resin for use as an implant material, which can constantly induce and warm the affected area to a predetermined temperature range without requiring special control. It is to be.
〔課題を解決するための手段]
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、アモル
ファス合金の組成系においてNilを増加させることに
よりキュリー温度を所望のレベルにまで低下させると、
誘導加温において外部交番磁界を制御しなくてもアモル
ファス合金の加温温度を42〜45℃程度の所望のレベ
ルに常に維持することができることを発見し、これを特
開平2−52663号及び特開平2−47243号公報
に開示したが、これらに開示される磁性体をさらに改良
し、本発明を完成した。[Means for Solving the Problems] As a result of intensive research in view of the above objectives, the present inventors have found that by increasing Nil in the composition system of an amorphous alloy, the Curie temperature can be lowered to a desired level.
It has been discovered that the heating temperature of an amorphous alloy can be constantly maintained at a desired level of about 42 to 45°C without controlling an external alternating magnetic field during induction heating, and this has been disclosed in JP-A-2-52663 and JP-A-2-52663. The present invention was completed by further improving the magnetic materials disclosed in JP-A No. 2-47243.
すなわち、本発明の温熱療法用感温性アモルファス合金
は、Fe、 Ni及びCoの1種又は2種以上の遷移金
属と、P、C,Si及びBの1種又は2種以上の半金属
とを含有し、42℃乃至90℃のキュリー温度を有し、
a’1fill性アモルファス合金の表面にポリマー樹
脂を被覆したことを特徴とする。That is, the temperature-sensitive amorphous alloy for thermotherapy of the present invention comprises one or more transition metals of Fe, Ni, and Co, and one or more semimetals of P, C, Si, and B. and has a Curie temperature of 42°C to 90°C,
It is characterized in that the surface of the a'1 fill amorphous alloy is coated with a polymer resin.
さらに、本発明は、アモルファス合金の組成系にCr及
び/又はMoを添加することによりキュリー点を所望の
レベルにまで低下させると、誘導加温において外部交番
磁界を制御しなくてもアモルファス合金の加温温度を4
2〜45℃程度の所望のレベルに常に維持することがで
きる。Furthermore, the present invention shows that when the Curie point is lowered to a desired level by adding Cr and/or Mo to the composition system of the amorphous alloy, the amorphous alloy can be heated without controlling an external alternating magnetic field during induction heating. heating temperature 4
A desired level of about 2 to 45°C can be maintained at all times.
すなわち、本発明の温熱療法用感温性アモルファス合金
は、Fe、 Ni及びCoの1種又は2種以上の遷移金
属と、P、C,Si及びBの1種又は2種以上の半金属
と、Cr及び/Moとを含有し、42℃乃至90℃のキ
ュリー温度を有し、感温性アモルファス合金の表面にポ
リマー樹脂を被覆したことを特徴とする。That is, the temperature-sensitive amorphous alloy for thermotherapy of the present invention comprises one or more transition metals of Fe, Ni, and Co, and one or more semimetals of P, C, Si, and B. , Cr and /Mo, has a Curie temperature of 42° C. to 90° C., and is characterized in that the surface of the temperature-sensitive amorphous alloy is coated with a polymer resin.
本発明を以下詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.
本発明のアモルファス合金の基本組成は(Fe、Ni、
Co) (P、 C,Si、 B)である。The basic composition of the amorphous alloy of the present invention is (Fe, Ni,
Co) (P, C, Si, B).
Niはキュリー温度を低下させる目的で添加する元素で
あり、同時に耐食性も付与する。特にキュリー温度の低
下はソフトヒーティング用磁性材料として重要であり、
悪性腫瘍治療温度への局部加温、及び治療温度の保持を
可能にするものである。Ni is an element added for the purpose of lowering the Curie temperature, and at the same time imparts corrosion resistance. In particular, lowering the Curie temperature is important as a magnetic material for soft heating.
This enables local heating to a temperature for treating malignant tumors and maintenance of the treatment temperature.
さらに、上記組成物にAl2を添加することにより、キ
ュリー温度をさらに低くすることができる。Furthermore, by adding Al2 to the above composition, the Curie temperature can be further lowered.
従って、AI!、添加の場合Niの添加量を抑制しても
低キユリー温度のアモルファス合金を得ることができる
。一般にNiの添加量を増大するとアモルファス合金の
磁束密度が低下する傾向があるが、上記のようにAlを
添加することによりNiの添加¥を抑制すると、キュリ
ー温度が低く磁束密度の低下が小さいアモルファス合金
を得ることができる。Therefore, AI! , an amorphous alloy with a low Curie temperature can be obtained even if the amount of Ni added is suppressed. In general, increasing the amount of Ni added tends to reduce the magnetic flux density of amorphous alloys, but if the amount of Ni added is suppressed by adding Al as described above, an amorphous alloy with a low Curie temperature and a small decrease in magnetic flux density can be produced. Alloys can be obtained.
キュリー温度は42〜90℃の範囲である必要がある。The Curie temperature needs to be in the range of 42-90°C.
42℃以下では、ハイパーサーミアとして有効な温度域
まで加温出来ず、また90℃以上ではインダクタンス減
少温度が55℃を超え、治療温度域をオーバーして過熱
となるためである。This is because if the temperature is 42°C or lower, it cannot be heated to a temperature range effective for hyperthermia, and if it is 90°C or higher, the inductance reduction temperature exceeds 55°C, exceeding the therapeutic temperature range and resulting in overheating.
このような目的でNiはAj2添加合金中40〜50原
子%程度であり、Af無添加合金中55〜65原子%程
度である。なおへ!添加合金の場合、lの添加量は2〜
5原子%であるのが好ましい。For this purpose, Ni is about 40 to 50 atomic % in the Aj2-added alloy, and about 55 to 65 atomic % in the Af-free alloy. Naohe! In the case of additive alloys, the amount of l added is 2~
Preferably, it is 5 atom %.
P、C,Si及びBの1種又は2種以上の半金属の含有
量は合金中10〜30原子%程度である。The content of one or more metalloids of P, C, Si, and B is about 10 to 30 atomic % in the alloy.
得られたアモルファス合金粉末に非磁性金属を被覆する
と誘導加熱を行う時の昇温速度を上昇させることができ
る非磁性金属は、Cu、 Ag、 Auなど電気伝導性
の良好な金属が好ましい。なぜなら、交番磁界中におけ
る表皮効果を上げ、うず電流積による発熱により、加温
時の昇温特性を改善させるためである。When the obtained amorphous alloy powder is coated with a nonmagnetic metal, the temperature increase rate during induction heating can be increased.The nonmagnetic metal is preferably a metal with good electrical conductivity such as Cu, Ag, or Au. This is because it increases the skin effect in an alternating magnetic field and improves the temperature rise characteristics during heating by generating heat due to the eddy current product.
非磁性金属の皮膜の厚さは感温性アモルファス合金粉末
の厚さ以下が好ましく、特に5μm〜10μmの皮膜厚
さが好ましい。皮膜厚さが薄いと、加温時の昇温特性に
おける改善が弱く、皮膜厚さが厚いとアモルファス合金
自体の実質充填率が下がり、加温カーブの恒温部分(p
lateau)がはっきりしなくなる。The thickness of the non-magnetic metal film is preferably equal to or less than the thickness of the temperature-sensitive amorphous alloy powder, and a film thickness of 5 μm to 10 μm is particularly preferred. If the film thickness is thin, the improvement in temperature rise characteristics during heating will be weak, and if the film thickness is thick, the actual filling rate of the amorphous alloy itself will decrease, and the constant temperature part of the heating curve (p
lateau) become unclear.
このようなアモルファス合金の粉末は、通常の溶融急冷
法(単一ロール法、ダブルロール法、キャビテーション
法等)により製造したりホン又はフレークを粉砕するこ
とにより得ることができる。Such amorphous alloy powder can be produced by a normal melting and quenching method (single roll method, double roll method, cavitation method, etc.) or by pulverizing chips or flakes.
さらに感温性アモルファス合金の表面に生体に無害なポ
リマー樹脂を化学的、物理化学的、物理的方法により被
覆することにより得ることができる。Furthermore, it can be obtained by coating the surface of a temperature-sensitive amorphous alloy with a polymer resin that is harmless to living organisms by chemical, physicochemical, or physical methods.
さらに、本発明のアモルファス合金の基本組成は(Fe
、 Ni、 Co)M+Mz
(ただし、H3はCr及び/又はMoであり、M2はP
、C,Si及びBの1種又は2種以上の半金属である。Furthermore, the basic composition of the amorphous alloy of the present invention is (Fe
, Ni, Co) M+Mz (however, H3 is Cr and/or Mo, M2 is P
, C, Si and B or two or more metalloids.
)である。).
hであるCr及び/又はMoはキュリー温度を低下させ
る目的で添加する元素であり、同時に耐食性も付与する
。特にキュリー温度の低下はソフトヒーティング用磁性
材料として重要であり・、悪性腫瘍治療温度への局部加
温、及び治療温度の保持を可能にするものである。Cr and/or Mo, which is h, is an element added for the purpose of lowering the Curie temperature, and at the same time imparts corrosion resistance. In particular, a reduction in the Curie temperature is important as a magnetic material for soft heating, and enables local heating to a temperature for treating malignant tumors and maintenance of the treatment temperature.
キュリー温度は42〜90℃の範囲である必要がある。The Curie temperature needs to be in the range of 42-90°C.
42℃以下では、ハイパーサーミアとして有効な温度域
まで加温出来ず、また90℃以上ではインダクタンス減
少温度が55℃を超え、治療温度域をオーバーして過熱
とするためである。This is because if the temperature is 42°C or lower, it cannot be heated to a temperature range effective for hyperthermia, and if it is 90°C or higher, the inductance reduction temperature exceeds 55°C, exceeding the therapeutic temperature range and causing overheating.
このような目的で11.は合金中12〜13原子%程度
である。For such purposes 11. is about 12 to 13 atomic % in the alloy.
半金属F′I2はP、C,Si、Bの1種又は2種以上
で合金中10〜30原子%程度である。The semimetal F'I2 is one or more of P, C, Si, and B and accounts for about 10 to 30 atomic percent in the alloy.
誘導加熱速度を上昇させるための非磁性金属は、Cu、
Ag、 Auなど電気伝導性の良好な金属が好ましい
。なぜならば交番磁界中における表皮効果を上げうず電
流による発熱により加温時の昇温特性を改善させるため
である。皮膜の厚さはアモルファスフレークの厚さ以下
が好ましく、特に5μm〜10μmの皮膜厚さが好まし
い。厚さが薄いと昇温特性の改善が弱く厚さが厚いとア
モルファス合金自体の実質充填率が下がり加温カーブの
恒温部分(plateau)がはっきりしなくなる。Non-magnetic metals for increasing the induction heating rate include Cu,
Metals with good electrical conductivity such as Ag and Au are preferred. This is because it increases the skin effect in an alternating magnetic field and improves the temperature rise characteristics during heating due to heat generation due to eddy current. The thickness of the film is preferably equal to or less than the thickness of the amorphous flakes, and a film thickness of 5 μm to 10 μm is particularly preferred. If the thickness is small, the improvement in the heating characteristics is weak, and if the thickness is large, the actual filling rate of the amorphous alloy itself decreases, and the constant temperature plateau of the heating curve becomes unclear.
本発明の感温性アモルファス合金はインブラント祠とし
て所望の形状に成形し得るように粉末状であるのが好ま
しい。アモルファス合金粉末の粒径が小さくなるに従っ
て加温カーブが緩やかになり、所望の温度に患部を加温
するのに時間を要するようになる。しかし、上記感温性
アモルファス合金粉末の表面に非磁性金属を被覆するこ
とにより、交番磁界を印加時の昇温速度を著しく向上さ
せることが出来る。The temperature-sensitive amorphous alloy of the present invention is preferably in powder form so that it can be molded into a desired shape as an implant. As the particle size of the amorphous alloy powder becomes smaller, the heating curve becomes gentler, and it takes more time to heat the affected area to the desired temperature. However, by coating the surface of the temperature-sensitive amorphous alloy powder with a non-magnetic metal, the rate of temperature rise when an alternating magnetic field is applied can be significantly improved.
このようなアモルファス合金の粉末は、通常の溶融や、
冷性(単一ロール法、ダブルロール法、キャビテーショ
ン法等)により製造したリボン又はフレークを粉砕する
ことにより得ることができる。Such amorphous alloy powder can be produced by normal melting or
It can be obtained by crushing ribbons or flakes produced by cold processing (single roll method, double roll method, cavitation method, etc.).
ざらに、上記感温性アモルファス合金の表面に生体に無
害なポリマー樹脂を化学的、物理化学的、物理的方法に
より被覆することにより得ることができる。In general, it can be obtained by coating the surface of the temperature-sensitive amorphous alloy with a polymer resin that is harmless to living organisms by chemical, physicochemical, or physical methods.
本発明のアモルファス合金は比較的低いキュリー温度を
有するために、加温治療温度イ」近において加温カーブ
が平準化し、それ以上励磁しても昇温しない性質を有す
る。この平準化したときの温度はキュリー温度よりやや
低く、むしろコイル励磁の場合のインダクタンスの急激
な低下温度に対応する。このような性質により、外部励
磁をコントロールしなくても、アモルファス合金の温度
は一定の温度以上には絶対に上昇せず、安定した加温治
療を行うことができる。銅・銀等の非磁性金属をアモル
ファス合金粉末に被覆することにより、昇温速度を充分
に早くできる。また、アモルファス合金の表面にポリマ
ー樹脂を被覆することにより、生体に有害な金属イオン
の流出を防ぐことができ生体の安全性を確保できる。Since the amorphous alloy of the present invention has a relatively low Curie temperature, it has the property that the heating curve becomes flat near the heating treatment temperature, and the temperature does not rise even if it is further excited. This leveled temperature is slightly lower than the Curie temperature, and rather corresponds to the temperature at which the inductance rapidly decreases in the case of coil excitation. Due to this property, the temperature of the amorphous alloy never rises above a certain temperature even without controlling external excitation, and stable heating treatment can be performed. By coating the amorphous alloy powder with a non-magnetic metal such as copper or silver, the temperature increase rate can be sufficiently increased. Furthermore, by coating the surface of the amorphous alloy with a polymer resin, it is possible to prevent the outflow of metal ions that are harmful to the living body, thereby ensuring the safety of the living body.
即ち、感温性アモルファス合金そのものに耐食性アモル
ファス合金そのものに耐食性はあるものの、その表面が
金属であることより、生体への金属イオン流出も考えら
れ生体に害を及ぼす可能性がある。本発明では、金属イ
オンの流出をポリマー被覆により防いでいる。That is, the temperature-sensitive amorphous alloy itself has corrosion resistance.Although the amorphous alloy itself has corrosion resistance, since its surface is metal, metal ions may leak into living organisms, which may be harmful to living organisms. In the present invention, the outflow of metal ions is prevented by a polymer coating.
金属イオンの流出について、次のテストにより以下の事
実を確認している。Regarding the outflow of metal ions, the following facts have been confirmed through the following tests.
生理食塩水中において37℃に保ち8時間撹拌し、16
時間静置のサイクルを毎日繰り返し3週間経過したとき
の腐食減量と流出金属イオンの観察結果を表1に示す。Stir in physiological saline at 37°C for 8 hours.
Table 1 shows the observation results of the corrosion weight loss and outflowing metal ions after 3 weeks of repeating the cycle of standing for a period of time every day.
Fe −Crアモルファス合金において腐食減量がゼロ
であるが、生体内での腐食はイオン化傾向と一致せず複
雑な反応が進行している。すなわち、金属を生体内にお
いた場合にそれによって受ける細胞の障害は、体液と金
属の間の化学反応の強さと形式によって異なった様相を
示す。例えば、T1Ni記憶合金におけるNiの発癌性
やアレルゲン性などがあり、金属においては単純な腐食
試験で生体への安全性を問うことはできない。しかし、
水素よりイオン化傾向の小さい貴金属では、その金属の
イオン化を抑制するような高分子皮膜を形成するため、
貴金属が生体内材料として用いられている。In the Fe-Cr amorphous alloy, the corrosion weight loss is zero, but the corrosion in the living body does not match the ionization tendency, and a complicated reaction progresses. In other words, when a metal is placed in a living body, the damage to cells caused by it varies depending on the strength and type of chemical reaction between the body fluid and the metal. For example, Ni in the T1Ni memory alloy is carcinogenic and allergenic, and the safety of metals to living organisms cannot be determined by a simple corrosion test. but,
With noble metals that have a smaller tendency to ionize than hydrogen, a polymer film is formed that suppresses the ionization of the metal.
Noble metals are used as in-vivo materials.
ポリマーを被覆したアモルファス合金は、貴金属が生体
内で高分子皮膜を形成したことと同しようなことであり
、生体内材料として有効である。Amorphous alloys coated with polymers are similar to noble metals forming polymer films in vivo, and are effective as in vivo materials.
(実施例) 本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。(Example) The present invention will be explained in further detail by the following examples.
ス」1汁上
Fe+7.z Nii+o、6Si++、7B+z、a
(原子%)の組成を有する溶湯から、キャビテーション
法により、厚さ15〜25μm、長さ500〜1000
0μmの範囲のアモルファスフレークを作製し、粉砕に
より63〜1000μmの長さの偏平状粉末を製造した
。得られたアモルファス合金粉末のキュリー温度は65
℃1結晶化温度は520℃であった。1 soup Fe + 7. z Nii+o, 6Si++, 7B+z, a
(at.
Amorphous flakes with a length in the range of 0 μm were prepared, and flattened powder with a length of 63 to 1000 μm was produced by pulverization. The Curie temperature of the obtained amorphous alloy powder is 65
C.1 crystallization temperature was 520.degree.
上記アモルファス合金粉末と、生体に無害のポリマー粒
子を混合し、加熱乾燥させることにより、アモルファス
合金粉末の表面にポリマー樹脂を被覆した。均一にアモ
ルファス合金の表面にポリマー粒子を被覆するにはポリ
マー粒子の粒径が0.2〜0.8μmであるのが望まし
い。The above amorphous alloy powder was mixed with polymer particles harmless to living organisms, and the mixture was heated and dried to coat the surface of the amorphous alloy powder with a polymer resin. In order to uniformly coat the surface of the amorphous alloy with polymer particles, it is desirable that the particle size of the polymer particles is 0.2 to 0.8 μm.
この粉末を分級し、下記の粒径範囲のサンプルを得た。This powder was classified to obtain samples having the particle size range shown below.
サンプルNo 粒径(μm)
1 63〜149
2 149〜297
3 297〜500
4 500〜1000
第1図に示すように、内径D 6 mm、長さL50m
mの非磁性パイプ1内に各サンプルを充填し、パイプ1
の外周に50ターンの励磁用コイル2を巻きつけ、周波
数100KHzで2.OKA/mの交番磁界を印加した
。非磁性金属を被覆していない各サンプルについての昇
温特性を第2図に、非磁性金属を被覆した各サンプルに
ついての昇温特性を第3図に示す。第2図から、粒径が
大きくなるに従って、反磁場係数の減少を反映して、昇
温速度が早くなり、且つ温度制御特性も安定化すること
がわかる。ここでの制御温度は63〜68゛Cであり、
キュリー温度65℃とほぼ一致している。Sample No. Particle size (μm) 1 63-149 2 149-297 3 297-500 4 500-1000 As shown in Figure 1, inner diameter D 6 mm, length L 50 m
Fill each sample into non-magnetic pipe 1 of m, and pipe 1
A 50-turn excitation coil 2 is wound around the outer circumference of the 2. An alternating magnetic field of OKA/m was applied. FIG. 2 shows the temperature rise characteristics for each sample not coated with a non-magnetic metal, and FIG. 3 shows the temperature rise characteristics for each sample coated with a non-magnetic metal. From FIG. 2, it can be seen that as the particle size increases, the temperature increase rate becomes faster and the temperature control characteristics become more stable, reflecting the decrease in the demagnetizing field coefficient. The control temperature here is 63-68°C,
This almost coincides with the Curie temperature of 65°C.
次に第4図は各温度でのインダクタンスを粒度毎に示し
たものであり、インダクタンスの急減、即ちインピーダ
ンスの減少は40〜45゛Cで起こっていることがわか
る。Next, FIG. 4 shows the inductance at each temperature for each particle size, and it can be seen that a sudden decrease in inductance, that is, a decrease in impedance occurs at 40 to 45 degrees Celsius.
これより実施例のサンプルの昇温制御特性はほぼキュリ
ー温度であり、インダクタンスの温度変化に大きく影舌
を受けていることがわかる。From this, it can be seen that the temperature increase control characteristic of the sample of the example is approximately the Curie temperature, and is greatly influenced by the temperature change of the inductance.
実画I壓L
Fll、+l]−+ Ni、 5ino B10 (合
金A) 、FeaG−y、 N1yP10 BIG
(合金B)及びF(−ts−x Nix PI6 B6
八13(合金C)の組成(原子%)を有するアモルファ
ス合金粉末を実施例1と同様にして製造した。粉末の粒
度は63〜11000uであった。各Ni含有量のサン
プルについて、キュリー温度Tcを測定した結果を第5
図に示す。Actual picture I L Fll, +l]-+ Ni, 5ino B10 (alloy A), FeaG-y, N1yP10 BIG
(alloy B) and F(-ts-x Nix PI6 B6
An amorphous alloy powder having a composition (atomic %) of 813 (alloy C) was produced in the same manner as in Example 1. The particle size of the powder was 63-11000u. The results of measuring the Curie temperature Tc for each Ni content sample are shown in the fifth column.
As shown in the figure.
第5図から、Ni含有量が増大するにつれて合金のキュ
リー温度Tcが低下することがわかる。Tcが42〜9
0℃の範囲内にあるためには、各県におけるNi含有量
はFe−Ni−3i −B系(合金A)の場合59.0
〜62.3原子%であり、Re−N1−P−B系(合金
B)の場合60.8〜63.9原子%であり、Fe−N
1−P−B−Δρ系(合金C)の場合44.3〜49.
4原子%である。つまり、3原子%のiの添加によって
Ni添加量を15〜20原子%低くすることができる。It can be seen from FIG. 5 that the Curie temperature Tc of the alloy decreases as the Ni content increases. Tc is 42-9
In order to be within the range of 0°C, the Ni content in each prefecture must be 59.0 in the case of Fe-Ni-3i-B system (alloy A).
~62.3 at%, and in the case of Re-N1-P-B system (alloy B) it is 60.8-63.9 at%, and Fe-N
44.3 to 49 for 1-P-B-Δρ system (alloy C).
It is 4 atom%. That is, by adding 3 atomic % of i, the amount of Ni added can be reduced by 15 to 20 atomic %.
これによって、アモルファス合金の飽和磁束密度の低下
を抑制することができる。This makes it possible to suppress a decrease in the saturation magnetic flux density of the amorphous alloy.
実逼I鉗1
Febb、、lCr++、zPt:+、zCb、a (
原子%)の組成を有する溶湯から、キャビテーション法
により、厚さ15〜25μm、長さ500〜1000μ
mの範囲のアモルファスフレークを作製し、粉砕により
63〜1000μmの長さの偏平状粉末を製造した。得
られたアモルファス合金粉末のキュリー温度は44℃1
結晶化温度は470℃1飽和磁束密度Bsは4200G
であった。上記アモルファス合金粉末とポリマー樹脂と
を混合し、加熱乾燥させることによりアモルファス合金
粉末の表面にポリマー樹脂を被覆した。均一にアモルフ
ァス合金の表面にポリマーを被覆するには、ポリマー粒
子の粒径が0.2〜0.8μmであるのが望ましい。Actual force I forceps 1 Febb,, lCr++, zPt:+, zCb, a (
From a molten metal having a composition of
Amorphous flakes with a length of 63 to 1000 μm were produced by pulverization to produce flat powder with a length of 63 to 1000 μm. The Curie temperature of the obtained amorphous alloy powder is 44℃1
Crystallization temperature is 470℃ 1 Saturation magnetic flux density Bs is 4200G
Met. The above amorphous alloy powder and polymer resin were mixed and dried by heating to coat the surface of the amorphous alloy powder with the polymer resin. In order to uniformly coat the surface of the amorphous alloy with the polymer, it is desirable that the particle size of the polymer particles is 0.2 to 0.8 μm.
ポリマーを被覆した粉末とポリマーを被覆しない粉末と
をそれぞれ分級し、下記の粒径範囲のサンプルを得た。The polymer-coated powder and the non-polymer-coated powder were classified, respectively, to obtain samples having the following particle size ranges.
サンプルNo、 粒径(μm)1
63〜149
2 149〜297
3 297〜500
4 500〜1000
第1図に示すように、内径D 6 mm、長さL50m
mの非磁性パイプ1内に各サンプルを充填し、パイプ1
の外周に50ターンの励磁用コイル2を巻きつけ、周波
数100KHzで2.0に八/mの交番磁界を印加した
。ポリマーを被覆していない各サンプルについての昇温
特性を第2図に示す。粉末噂サンプルNo、 1のポリ
マーを被覆しているものといない同し粒径のサンプルと
の昇温特性を比較したものを第7図に示す。ポリマーを
被覆したことによる昇温特性の変化は見られなかった。Sample No., particle size (μm) 1
63-149 2 149-297 3 297-500 4 500-1000 As shown in Fig. 1, inner diameter D 6 mm, length L 50 m
Fill each sample into non-magnetic pipe 1 of m, and pipe 1
An excitation coil 2 of 50 turns was wound around the outer circumference of the tube, and an alternating magnetic field of 2.0/m was applied at a frequency of 100 KHz. FIG. 2 shows the temperature rise characteristics for each sample not coated with polymer. FIG. 7 shows a comparison of the temperature rise characteristics of Powder Sample No. 1 coated with polymer and a sample of the same particle size that is not coated with polymer. No change in temperature increase characteristics was observed due to coating with polymer.
第6図から、粒径が大きくなるに従って、反磁場係数の
減少を反映して、昇温速度が早くなり、且つ温度制御特
性も安定化することがわかる。It can be seen from FIG. 6 that as the particle size increases, the temperature increase rate becomes faster and the temperature control characteristics become more stable, reflecting the decrease in the demagnetizing field coefficient.
尖施皿土
Feao−1Cr、 PI3 C7(原子%)の組成を
有するアモルファス合金粉末を実施例3と同様にして製
造した。粉末の粒度は63〜1000μmであった。An amorphous alloy powder having a composition of Feao-1Cr and PI3C7 (atomic %) was produced in the same manner as in Example 3. The particle size of the powder was 63-1000 μm.
各Cr含有量のサンプルについて、キュリー温度Tc1
10KOeにおける磁束密度BIOk、及び1000e
における磁束密度B1゜。を測定した結果を第8図に示
す。Curie temperature Tc1 for each Cr content sample
Magnetic flux density BIOk at 10KOe, and 1000e
The magnetic flux density B1° at Figure 8 shows the measurement results.
第8図から、Cr含有量が増大するにつれて合金のキュ
リー温度Tcが低下するとともに、1310に、131
゜。From FIG. 8, as the Cr content increases, the Curie temperature Tc of the alloy decreases to 1310, 131
゜.
も低下することがわかる。Tcが42〜90℃の範囲内
にあるためには、この系におけるCr含有量は11.5
〜13.7原子%である。It can be seen that the value also decreases. In order for Tc to be within the range of 42-90°C, the Cr content in this system must be 11.5
~13.7 at%.
尖崖M 5
実施例3の粉末、サンプルNo、 1にポリマーを被覆
した粉末と同じ粒径のサンプルに非磁性金属として銀を
被覆し、更に、ポリマーを被覆した粉末との昇温特性を
比較したものを第9図に示す。非磁性金属とポリマーと
を被覆したことにより昇温特性は著しく向上しているこ
とが分かる。Comparison of temperature rise characteristics with the powder of Example 3, Sample No. 1, which had the same particle size as the powder coated with polymer, was coated with silver as a non-magnetic metal, and was further coated with polymer. The result is shown in Figure 9. It can be seen that the heating characteristics are significantly improved by coating the non-magnetic metal with the polymer.
〔発明の効果]
以上詳述した通り、本発明の怒温性ア1モルファス合金
はNi添加量の増加により42〜90℃と低いキュリー
温度を有する。また八!を添加することにより、Ni添
加量を抑制してもキュリー温度を低下することができ、
それと同時に飽和磁束密度の低下を避けることができる
。ざらに、感温性アモルファス合金の表面に非磁性金属
を被覆することにより治療温度までの昇温時間を短縮す
ることが出来る。このような本発明のアモルファス合金
は外部磁界を大きくしてもキュリー温度と相関した所定
の温度以上に加温されることはない。従って、特別の制
御を必要とすることなく、常に癌等の患部の温度を所望
のレベルに定つことができ、癌治療等誘導加温式の療法
に有効である。さらに、生体に無害なポリマー樹脂を感
温性アモルファス合金の表面に被覆することにより、生
体に有害な金属イオンの流出を防ぐことができ、生体の
安全性を確保できる。[Effects of the Invention] As detailed above, the extreme temperature amorphous alloy of the present invention has a Curie temperature as low as 42 to 90°C due to an increase in the amount of Ni added. See you again! By adding , the Curie temperature can be lowered even if the amount of Ni added is suppressed,
At the same time, a decrease in saturation magnetic flux density can be avoided. In general, by coating the surface of the temperature-sensitive amorphous alloy with a non-magnetic metal, the time required to raise the temperature to the treatment temperature can be shortened. Such an amorphous alloy of the present invention will not be heated above a predetermined temperature correlated with the Curie temperature even if the external magnetic field is increased. Therefore, the temperature of the affected area, such as cancer, can always be set at a desired level without requiring special control, and is effective in induction heating therapy such as cancer treatment. Furthermore, by coating the surface of the temperature-sensitive amorphous alloy with a polymer resin that is harmless to living organisms, it is possible to prevent the outflow of metal ions that are harmful to living organisms, thereby ensuring the safety of living organisms.
さらに、本発明の感温性アモルファス合金はCr及び/
又はMoの添加により42〜90℃と低いキュリー点を
有する。また非磁性金属を表面被覆することにより昇温
速度上昇させ、発熱効率を上げることができる。このよ
うな本発明のアモルファス合金は外部磁界を大きくして
もキュリー温度と相関した所定の温度以上に加温される
ことはない。Furthermore, the temperature-sensitive amorphous alloy of the present invention has Cr and/or
Or, it has a Curie point as low as 42 to 90°C due to the addition of Mo. Furthermore, by coating the surface with a non-magnetic metal, the heating rate can be increased and the heat generation efficiency can be increased. Such an amorphous alloy of the present invention will not be heated above a predetermined temperature correlated with the Curie temperature even if the external magnetic field is increased.
従って、特別の制御を必要とすることなく、常に癌等の
患部の温度を所望のレベルに定つことができ、癌治療等
誘導加温式の療法に有効である。さらに、生体に無害な
ポリマー樹脂を感温性アモルファス合金の表面に被覆す
ることにより、生体に有害な金属イオンの流出を防ぐこ
とができ安全性を確保できる。Therefore, the temperature of the affected area, such as cancer, can always be set at a desired level without requiring special control, and is effective in induction heating therapy such as cancer treatment. Furthermore, by coating the surface of the temperature-sensitive amorphous alloy with a polymer resin that is harmless to living organisms, it is possible to prevent the outflow of metal ions that are harmful to living organisms, thereby ensuring safety.
第1図は本発明の感温性アモルファス合金粉末の昇温特
性及び磁気特性を測定するための装置を示す概略図であ
り、
第2図及び第6図は感温性アモルファス合金粉末の粒径
と昇温特性との関係を示すグラフ図であり、
第3図は非磁性金属を被覆した感温性アモルファス合金
粉末の粒径と昇温特性を示すグラフ図であり、
第4図は本発明の感温性アモルファス合金粉末とインダ
クタンスとの関係を示すグラフ図であり、第5図はNi
含有量とキュリー温度との関係を示すグラフ図であり、
第7図はポリマー被覆とそうでないもの昇温特性を示す
グラフ図であり、
第8図はCr含有量とキュリー温度との関係を示すグラ
フ7図であり、および
第9図はポリマーを被覆した感温性アモルファス合金と
貴金属被覆の上にさらにポリマーを被覆した感温性アモ
ルファス合金との昇温特性を示すグラフ図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus for measuring the temperature rise characteristics and magnetic properties of the temperature-sensitive amorphous alloy powder of the present invention, and FIGS. 2 and 6 show the particle size of the temperature-sensitive amorphous alloy powder. FIG. 3 is a graph showing the particle size and temperature rising characteristics of a temperature-sensitive amorphous alloy powder coated with a non-magnetic metal, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between FIG. 5 is a graph showing the relationship between temperature-sensitive amorphous alloy powder and inductance.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between Cr content and Curie temperature; FIG. 7 is a graph showing the temperature rise characteristics of polymer-coated and non-polymer coated materials; FIG. 8 is a graph showing the relationship between Cr content and Curie temperature. FIG. 7 is a graph, and FIG. 9 is a graph showing the temperature increase characteristics of a temperature-sensitive amorphous alloy coated with a polymer and a temperature-sensitive amorphous alloy coated with a noble metal and further coated with a polymer.
Claims (3)
属と、P、C、Si及びBの1種又は2種以上の半金属
とを含有し、42℃乃至90℃のキュリー温度を有する
合金の表面に、生体に無害なポリマー樹脂を被覆したこ
とを特徴とする温熱療法用感温性アモルファス合金。(1) Contains one or more transition metals of Fe, Ni, and Co and one or more metalloids of P, C, Si, and B, and has a Curie temperature of 42°C to 90°C 1. A temperature-sensitive amorphous alloy for thermotherapy, characterized in that the surface of the alloy is coated with a polymer resin that is harmless to living organisms.
合金において、少量のAlを添加したものであることを
特徴とする温熱療法感温性アモルファス合金。(2) The temperature-sensitive amorphous alloy for thermotherapy according to claim 1, characterized in that a small amount of Al is added thereto.
合金において、Cr及び/又はMoを含有することを特
徴とする温熱療法用感温性アモルファス合金。(3) The temperature-sensitive amorphous alloy for thermotherapy according to claim 1, which contains Cr and/or Mo.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23248090A JPH04116146A (en) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | Temperature-sensitive amorphous alloy coated with polymer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23248090A JPH04116146A (en) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | Temperature-sensitive amorphous alloy coated with polymer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04116146A true JPH04116146A (en) | 1992-04-16 |
Family
ID=16939970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23248090A Pending JPH04116146A (en) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | Temperature-sensitive amorphous alloy coated with polymer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04116146A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011251042A (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Akita Univ | Implant for hyperthermia and its manufacturing method |
US11911631B2 (en) | 2016-03-31 | 2024-02-27 | Thomas Jefferson University | Tumor bed implant for multimodality treatment of at risk tissue surrounding a resection cavity |
-
1990
- 1990-09-04 JP JP23248090A patent/JPH04116146A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011251042A (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Akita Univ | Implant for hyperthermia and its manufacturing method |
US11911631B2 (en) | 2016-03-31 | 2024-02-27 | Thomas Jefferson University | Tumor bed implant for multimodality treatment of at risk tissue surrounding a resection cavity |
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