(57)【要約】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、水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルで構成されているボーラスを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項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、
水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルで構成されていることを特徴とするボーラス。
【請求項２】
前記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請求項１に記載のボーラス。
【請求項３】
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請求項１に記載のボーラス。
【請求項４】
表面に皮膜を有する請求項１から３のいずれかに記載のボーラス。
【請求項５】
更に、有機溶媒を含有する請求項１から４のいずれかに記載のボーラス。
【請求項６】
前記有機溶媒が、多価アルコールである請求項５に記載のボーラス。
【請求項７】
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請求項１から６のいずれかに記載のボーラス。
【請求項８】
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ことを特徴とするボーラスの製造方法。
【請求項９】
前記ボーラス形成用液体材料が、重合開始剤を含有する請求項８に記載のボーラスの製造方法。
【請求項１０】
前記ボーラス形成用液体材料が、ホスホン酸化合物を含有する請求項８に記載のボーラスの製造方法。
【請求項１１】
前記ボーラス形成用液体材料を型に流し込み、硬化させて形成する請求項８から１０のいずれかに記載のボーラスの製造方法。
【請求項１２】
前記型を患者の患部の皮膚表面に固定して、前記ボーラス形成用液体材料を前記型に流し込み、硬化させる請求項１１に記載のボーラスの製造方法。
【請求項１３】
前記型を、三次元プリンターを用いて作製する請求項１１から１２のいずれかに記載のボーラスの製造方法。
【請求項１４】
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ボーラスを直接造形する請求項８から１０のいずれかに記載のボーラスの製造方法。
【請求項１５】
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、及び光造形方式の三次元プリンターのいずれかである請求項１４に記載の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、人体組織と等価な物質からなるボーラス（Ｂｏｌｕｓ）が用いられている。【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、放射線治療に好適であり、かつ取り扱い性に優れた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、
水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルで構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、放射線治療に好適であり、かつ取り扱い性に優れた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、鉱物としての層状粘土鉱物、及び前記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２】図２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３】図３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４】図４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５】図５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６】図６は、ボーラスの形状を変化させた概念図である。
【図７】図７は、本発明のボーラスを成型するために使用する型の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、本発明のボーラスを成型するために使用する型の他の一例を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明のボーラスの一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、型を胸部に固定して、ボーラスを成型している状態を示す概略図である。
【図１１】図１１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１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４は、型から取り出したボーラスの概略図である。
【図１５】図１５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１６】図１６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１７】図１７は、ボーラスを作製するための別方式の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、
水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルで構成されており、有機溶媒及びホスホン酸化合物の少なくともいずれか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。
前記ボーラスは、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の中に前記水が包含されているハイドロゲルを含むことが好ましい。
【００１１】
＜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。
【００１２】
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、後述するボーラスの製造方法において説明する。
【００１３】
＜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。
【００１４】
＜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、層状粘土鉱物などが挙げられる。
前記層状粘土鉱物は、図１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、前記層状粘土鉱物を水中に分散させると、図１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。
【００１５】
前記層状粘土鉱物としては、例えば、スメクタイト、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ヘクトライト、モンモリナイト、サポナイト、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、ヘクトライトが好ましい。
前記ヘクトライトは、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。
【００１６】
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。
【００１７】
＜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、プロピレングリ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。
【００１８】
＜ホスホン酸化合物＞
前記ホスホン酸化合物としては、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、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸などが挙げられる。
【００１９】
＜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、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。
【００２０】
＜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。
【００２１】
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、ポリフェニレンサルファイド（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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三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。
【００２４】
前記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）は、５００ｇ／ｍ２・ｄ以下であることが好ましい。また、酸素透過度（ＪＩＳ  Ｚ１７０２）は、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。
【００２５】
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好ましい。
【００２６】
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を有することが好ましい。
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できる。
【００２７】
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、前記患者の患部に対応した放射線の透過率分布を有することが好ましい。
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。
【００２８】
ここで、図２は、患者の患部３２にＸ線４０を照射する様子を示す概略図である。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４０を照射する。
図３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４０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。なお、図３中３４は、ボーラスを透過したＸ線（均質）を示す。
これに対し、ボーラスにＸ線透過率分布を付与した場合を図４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線透過率を変更し、Ｘ線透過率分布を設けることが可能になる。図４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４０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。なお、図４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。
【００２９】
−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５は、組成分布を付与したボーラス３５を上部から見た状態と、Ｘ線４０の透過率分布を表した図である。ボーラスの黒い部分がＸ線４０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４０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。
【００３０】
−形状制御−
Ｘ線の透過率分布を付与するためには、形状制御による方法もある。
例えば、図６に示す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。より好ましくは０以上１００以下であり、更に好ましくは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。
【００３５】
＜ボーラス形成用液体材料＞
前記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、有機溶媒及びホスホン酸化合物の少なくともいずれか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。
前記水、前記鉱物、前記有機溶媒、前記ホスホン酸化合物、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。
【００３６】
−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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
前記ボーラス形成用液体材料は、重合開始剤を用いて硬化させることが好ましい。前記重合開始剤は、ボーラス形成用液体材料中に添加して使用される。
【００４７】
−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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
本発明のボーラスの製造方法としては、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。
【００５２】
＜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、前記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る。
前記型を被治療者の治療すべき部位の皮膚表面に固定して、前記ボーラス形成用液体材料を前記型に流し込み、硬化させることが好ましい。これにより、被治療者の放射線照射対象となる体表面（治療すべき部位；患部）に沿った形状のボーラスを作製することができる。
【００５３】
所望の形状のボーラスを作製するために、狙いの形状の型を準備する。例えば、図７に示されるような四角形状の型１１０、又は図８に示されるような円環状の型１１２などが挙げられる。
図７に示す四角形状の型１１０に前記ボーラス形成用液体材料を注入する。
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、ボーラス１１１を四角形状の型１１０から取り出すことにより、図９に示すボーラス１１１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。このよう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】
前記型は、三次元プリンターを用いて作製することが好ましい。
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好適に用いられる。
【００５５】
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ことが好ましい。
ここで、前記体表面に沿った形状を有するとは、被治療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、被治療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。
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。この三次元（３Ｄ）データを基に、三次元プリンターにより、図１１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１２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１３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、硬化させることにより、図１４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。
【００５６】
＜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、組成分布や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。
【００５７】
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。
【００５８】
例えば、図１５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及び矢印Ｂの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する。
造形終了後、図１６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。
【００５９】
また、図１７に示すように、光造形方式の三次元プリンターでは、ボーラス形成用液体材料を液槽２４に溜め、液槽２４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、これを順次繰り返すことにより、ボーラスが得られる。
【実施例】
【００６０】
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。【００６１】
（実施例１）
＜ボーラスの作製＞
−ボーラス形成用液体材料の調製−
まず、純水４００質量部を攪拌させながら、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）３０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１．６質量部を添加し、攪拌して分散液を調製した。
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Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）４０質量部、及びライトアクリレート９ＥＧ−Ａ（共栄社化学株式会社製）２質量部を添加した。
次に、氷浴で冷却しながら、ペルオキソ２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３０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２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】
−ボーラスの作製−
得られたボーラス形成用液体材料を図７に示す四角形状の型１１０に流し込み、蓋をして密閉状態として、室温（２５℃）で６時間硬化反応を行った。硬化後、四角形状の型１１０から取り出し水洗して、図９に示すような、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚み１０ｍｍのボーラス１１１を得た。【００６３】
（実施例２）
−ボーラスの作製−
実施例１において、純水４００質量部のうち、１００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、ボーラスを作製した。【００６４】
（実施例３）
−ボーラスの作製−
実施例１において、純水４００質量部のうち、１００質量部をプロピレングリコールに置き換えた以外は、実施例１と同様にして、ボーラスを作製した。【００６５】
（実施例４）
−ボーラスの作製−
実施例２において、重合性モノマーとして、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド４０質量部のうち、２０質量部をアクリロイルモルホリンに置き換えた以外は、実施例２と同様にして、ボーラスを作製した。【００６６】
（実施例５）
−ボーラスの作製−
実施例４において、合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）の添加量を３０質量部から２０質量部に変更した以外は、実施例４と同様にして、ボーラスを作製した。【００６７】
（実施例６）
−ボーラスの作製−
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、平均厚み３０μｍの皮膜を形成した。【００６８】
（実施例７）
−ボーラスの作製−
実施例１で作製したボーラス表面に、ポリビニルアルコール（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、平均厚み３０μｍの皮膜を形成した。【００６９】
＜評価＞
実施例１〜７で作製した各ボーラスについて、放射線治療の際に必要な特性及び条件をすべて兼ね備え、かつ取り扱い性に優れているかを確認するため、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
×：透明性が低い【００７１】
（２）寸法性
［評価基準］
○：厚み、長さが均一である
×：厚み、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
×：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
×：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
×：形状及び物性が劣化する【００７７】
（８）総合評価
［評価基準］
○：ボーラスとしての機能を有し、非常に優れたものである
×：ボーラスとしての機能を有しておらず、不良である【００７８】
【表１】
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【００７９】
実施例１〜７のボーラスは、型から取り出した状態でも、狙いの形状を維持しており、均質な構造であった。また、透明性が高いため、皮膚への密着性を確認しやすかった。また、ボーラスのサイズを整えるため、ハサミなどで切断しても、必要以上に裂けるなどの変化はなかった。
また、実施例２及び３のように、イオン交換水の一部を多価アルコール（グリセリン、プロピレングリコール）に置き換えたボーラスは、保湿性に優れていた。
また、実施例６及び７のように、表面に皮膜を設けたボーラスは、更に保湿性に優れていた。【００８０】
（実施例８）
−ボーラス形成用液体材料の調製−
まず、純水４００質量部を攪拌させながら、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）３０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Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）４０質量部、及びライトアクリレート９ＥＧ−Ａ（共栄社化学株式会社製）２質量部を添加した。
次に、氷浴で冷却しながら、ペルオキソ２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３０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２質量部、コハク酸（和光純薬工業株式会社製）２質量部を添加して、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。【００８１】
−ボーラスの作製及び評価−
図１０に示すように、胸部表面に合わせた型１１４を被験者の胸部１１３の皮膚表面に固定して、得られたボーラス形成用液体材料を胸部表面に合わせた型１１４に流し込み、室温（２５℃）で５分間硬化反応を行った。硬化後、型を外して、被験者の胸部に乳房用三次元（３Ｄ）ボーラスを直接形成した。
被験者の皮膚上に直接形成した乳房用三次元（３Ｄ）ボーラスは、密着性も良く、均質な構造であった。
したがって、被験者に苦痛を与えることなく、簡便にボーラスを作製することができた。【００８２】
（比較例１）
−ボーラス形成用液体材料の作製−
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１,２００ｍＰａ・ｓ）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２０ｍＰａ・ｓ）１．６質量部、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からなるボーラス形成用液体材料を作製した。【００８３】
−ボーラスの作製及び評価−
得られたボーラス形成用液体材料を用いて、実施例８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。【００８４】
（比較例２）
−ボーラス形成用液体材料の調製−
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てボーラス形成用液体材料を調製した。【００８５】
−ボーラスの作製及び評価−
得られたボーラス形成用液体材料を用いて、実施例８と同様にして、ボーラスを形成することを試みたが、加温した状態では人体に熱すぎて型に注入できず、冷やした状態ではゲル化してしまうため、型に注入できず、ボーラスの形成ができなかった。【００８６】
（比較例３）
−ボーラス形成用液体材料の調製−
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、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、ボーラス形成用液体材料を調製した。【００８７】
−ボーラスの作製及び評価−
得られたボーラス形成用液体材料を用いて、実施例８と同様にして、ボーラスを形成することを試みたが、加温した状態では人体に熱すぎて型に注入できず、冷やした状態ではゲル化してしまうため、型に注入できず、ボーラスの形成ができなかった。【００８８】
（実施例９）
−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１１及び図１２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。【００８９】
−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、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）１４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０．７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１８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１４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。【００９０】
−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１３に示すように組み合わせて、両者の間に隙間１２３を形成する。この隙間１２３に前記ボーラス形成用液体材料を隙間１２３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１２４を得た。【００９１】
（実施例１０）
実施例９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９と同様にして、乳房用三次元ボーラスを作製した。【００９２】
（実施例１１）
実施例１０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１８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１０と同様にして、乳房用三次元ボーラスを作製した。【００９３】
（実施例１２）
実施例９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。【００９４】
（比較例４）
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、実施例９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。【００９５】
（比較例５）
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、実施例９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。【００９６】
＜評価＞
実施例９〜１２及び比較例４〜５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２に示した。【００９７】
（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【００９８】
（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【００９９】
（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【０１００】
（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【０１０１】
（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【０１０２】
（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【０１０３】
（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【０１０４】
【表２】
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【０１０５】
（実施例１３）
−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、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）１７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０．７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１７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２．４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。【０１０６】
−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。【０１０７】
−三次元（３Ｄ）ボーラスの形成−
図１５に示すようなインクジェット方式の三次元プリンター１０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９と同様にして、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１６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。【０１０８】
（実施例１４）
実施例１３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１３と同様にして、乳房用三次元ボーラスを作製した。【０１０９】
（実施例１５）
実施例１３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。【０１１０】
（実施例１６）
実施例１３で使用したボーラス形成用液体材料を用い、図１７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。【０１１１】
＜評価＞
実施例１３〜１６で作製した各ボーラスについて、実施例９と同様にして、諸特性を評価した。結果を表３に示した。【０１１２】
【表３】
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【０１１３】
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、
水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルで構成されていることを特徴とするボーラスである。
＜２＞  前記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前記＜１＞に記載のボーラスである。
＜３＞  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前記＜１＞に記載のボーラスである。
＜４＞  表面に皮膜を有する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のボーラスである。
＜５＞  更に、有機溶媒を含有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のボーラスである。
＜６＞  前記有機溶媒が、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リ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＜５＞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、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＞  前記層状粘土鉱物が、ヘクトライトである前記＜９＞に記載のボーラスである。
＜１１＞  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＜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ボーラス形成用液体材料を用いてボーラスを製造することを特徴とするボーラスの製造方法である。
＜１３＞  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＜１２＞に記載のボーラスの製造方法である。
＜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＞に記載のボーラスの製造方法である。
＜１５＞  前記ボーラス形成用液体材料が、ホスホン酸化合物を含有する前記＜１２＞に記載のボーラスの製造方法である。
＜１６＞  前記ボーラス形成用液体材料を型に流し込み、硬化させて形成する前記＜１２＞から＜１５＞のいずれかに記載のボーラスの製造方法である。
＜１７＞  前記型を患者の患部の皮膚表面に固定して、前記ボーラス形成用液体材料を前記型に流し込み、硬化させる前記＜１６＞に記載のボーラスの製造方法である。
＜１８＞  前記型を、三次元プリンターを用いて作製する前記＜１６＞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＞  前記ボーラス形成用液体材料を用い、三次元プリンターにてボーラスを直接造形する前記＜１２＞から＜１５＞のいずれかに記載のボーラスの製造方法である。
＜２０＞  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、及び光造形方式の三次元プリンターのいずれかである前記＜１９＞に記載のボーラスの製造方法である。【０１１４】
前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載のボーラス、及び前記＜１２＞から＜２０＞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】
【０１１５】
１０      三次元プリンター
１１      造形体用液体材料噴射ヘッドユニット
１２      支持体用液体材料噴射ヘッドユニット
１３      紫外線（ＵＶ）照射機
１４      造形体支持基板
１５      ステージ
１６      平滑化部材
１７      造形体（ボーラス）
１８      支持体（サポート材）
２１      レーザー光源
２２      レーザースキャナー
２３      レーザー光
２４      液槽
２５      ピストン
２６      造形ステージ
２７      表面
２８      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      四角形状の型
１１１      ボーラス
１１２      円柱環状の型
１１３      胸部（乳房）
１１４      胸部表面に合わせた型
１２１      乳房用三次元ボーラスを形成するためのオス型
１２２      乳房用三次元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      乳房用三次元ボーラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2017158965.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2017158965.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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2017158965.tif 000023
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