(57)【要約】【課題】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の提供。【解決手段】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ボーラスである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】図５は、ボーラスの形状を変化させた概念図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】図１０は、型から取り出したボーラスの概略図である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（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。
【００１１】
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。
【００１２】
＜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。
【００１３】
＜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。
【００１４】
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。
【００１５】
−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。
【００１６】
−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。
【００１７】
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。
【００１８】
−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。
【００１９】
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。
【００２０】
−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。
【００２１】
−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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
−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。
【００２５】
−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。
【００２６】
−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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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／ｍ２・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／ｍ２／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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（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。
【００３５】
−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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
−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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
＜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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
＜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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【実施例】
【００５９】
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。
【００６０】
（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。
【００６１】
−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［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］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。
【００６２】
−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。
【００６３】
（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。
【００６４】
（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。
【００６５】
（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。
【００６６】
（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。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
＜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。
【００７０】
（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
【００７１】
（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
【００７２】
（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
【００７３】
（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
【００７４】
（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
【００７５】
（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
【００７６】
（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
【００７７】
【表１】
2020058905.tif 000002
【００７８】
（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［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］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。
【００７９】
−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。
【００８０】
−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／ｃｍ２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。
【００８１】
（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。
【００８２】
（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。
【００８３】
（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／ｃｍ２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。
【００８４】
＜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。
【００８５】
【表２】
2020058905.tif 000003
【００８６】
（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。
【００８７】
−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。
【００８８】
−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。
【００８９】
−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／ｃｍ２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。
【００９０】
（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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【符号の説明】
【００９３】
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特公平３−２６９９４号公報
【特許文献２】特公平６−４７０３０号公報
【特許文献３】特許第２９９９１８４号公報
【特許文献４】特開平１１−２２１２９３号公報
【特許文献５】特開平３−１１５８９７号公報
【図１】
2020058905.tif 000004
【図２】
2020058905.tif 000005
【図３】
2020058905.tif 000006
【図４】
2020058905.tif 000007
【図５】
2020058905.tif 000008
【図６】
2020058905.tif 000009
【図７】
2020058905.tif 000010
【図８】
2020058905.tif 000011
【図９】
2020058905.tif 000012
【図１０】
2020058905.tif 000013
【図１１】
2020058905.tif 000014
【図１２】
2020058905.tif 000015
【図１３】
2020058905.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月10日(2020.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。