(57)【要約】  本発明の課題は、優れた発熱特性を有するとともに注射用媒体に対する分散安定性に優れる電磁誘導癌焼灼治療に適した表面修飾強磁性酸化鉄粒子を提供することである。その解決手段としての本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を結合させてなることを特徴とする。
2014042142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を結合させてなることを特徴とする癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子。
【請求項２】
酸化鉄がマグネタイト、ガンマ酸化鉄、マグネタイトとガンマ酸化鉄の中間状態の酸化鉄のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子。
【請求項３】
強磁性酸化鉄粒子のＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子。
【請求項４】
ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体が下記の一般式（Ｉ）で表されるポリエチレングリコール−ｂ−ポリ（４−ビニルベンジルホスホネート）であることを特徴とする請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子。
【化１】
2014042142.tif 000006
（式中、Ｒは置換基を有していてもよいアルキル基、Ｌは−（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯ（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯＯ（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯＣ（ＣＨ３）２−からなる群より選ばれる連結基、ｌは１〜５の整数、ｍは５〜５００の整数、ｎは２〜３０の整数である）
【請求項５】
ブロック共重合体の数平均分子量が１０００〜３００００であることを特徴とする請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子。
【請求項６】
長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子を分散媒としての水および／または親水性溶媒に分散させた分散液に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を溶解し、強磁性酸化鉄粒子の表面にブロック共重合体を結合させることを特徴とする癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子の製造方法。
【請求項７】
強磁性酸化鉄粒子の表面へのブロック共重合体の結合を３０〜６０℃の温度範囲で行うことを特徴とする請求項６記載の製造方法。
【請求項８】
強磁性酸化鉄粒子が、３価の鉄化合物の水溶液にアルカリとアミン化合物を混合することで得られる沈殿物を水熱反応に付することによってゲータイト粒子を得た後、ゲータイトを酸化鉄に変換して製造されたものであることを特徴とする請求項６記載の製造方法。
【請求項９】
アミン化合物がアルコールアミンであることを特徴とする請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】
長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を結合させてなる癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子を注射用媒体に分散させてなることを特徴とする癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子分散組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子に関する。より詳細には、優れた発熱特性を有するとともに注射用媒体に対する分散安定性に優れる電磁誘導癌焼灼治療に適した表面修飾強磁性酸化鉄粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌細胞を殺傷するツールとして“熱”は最も確実なものであり、腫瘍を構成する蛋白質が不可逆的な熱変性を来す熱量（例えば５０℃以上×１０分）を腫瘍に加えると癌結節が消滅することは古くから知られている事実である。実臨床においては、直接病巣に針電極を穿刺してラジオ波等の熱で癌を焼灼する治療等が普及している。しかしながら、病巣の全域を高熱にできずに焼け残りが生じてしまい治療が不成功に終わることも多い。さらに多くの難治性癌や進行癌においては、数十μｍ〜数ｃｍの大小さまざまな癌病巣が無数に存在しており、各々の癌病巣に直接針電極を穿刺して加熱することは現実的には不可能であるため、どのような癌でも穿刺焼灼治療の対象になるわけではない。
癌細胞に磁性粒子を集積させた上で体外から交流磁場（電磁波）を照射し、誘導加熱することによって癌細胞を殺傷する治療法の概念は２０年以上も前から提唱されてきた。この治療法が臨床的に成り立つ為には、例えば直径１ｃｍの腫瘍を焼灼治療する場合、１Ｗ／ｇ腫瘍以上の熱量を加える必要があるが、その熱量は磁性粒子の発熱量と粒子の腫瘍集積量の積によって規定される。現在のところ癌細胞に集積させることができる磁性粒子は１〜２ｍｇ／ｇ腫瘍が技術的な限界であると考えられている為、５００Ｗ／ｇ磁性粒子以上、望ましくは１０００Ｗ／ｇ磁性粒子以上の発熱量を持つ磁性粒子の開発が、穿刺焼灼治療では対処できない難治性癌や進行癌を治療する上での課題となっている。
これまで電磁誘導癌焼灼治療の研究において用いられてきた磁性粒子は主にデキストランマグネタイトであった。核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）においてヒトに注射して増感効果を得る為の増感剤がこのデキストランマグネタイトであり、商品名レゾビストとして既に上市されている。デキストランマグネタイトは注射用媒体に対して優れた分散安定性を有することから安全にヒトに投与できるが、この磁性粒子は粒子径が１０ｎｍ以下のナノ粒子であって、磁性特性としては超常磁性体に分類されるため、磁気ヒステリス損失を利用した効率的な発熱は期待できず、総合的な発熱量は１２０ｋＨｚ−４８０Ｏｅの磁場照射において３２Ｗ／ｇ磁性粒子に留まる。従って、デキストランマグネタイトは本質的に発熱効率が低いことから、電磁誘導癌焼灼治療における磁性粒子としての実用化には至っていないのが現状である。【０００３】
以上の点に鑑み、近年、強磁性酸化鉄粒子を体内に導入して癌細胞に集積させ、外部から交流磁界を印加して磁気ヒステリシス損失により発熱させることで癌を焼灼する方法の研究が進められている（例えば特許文献１）。この強磁性酸化鉄粒子を用いる方法は、比較的低い周波数で高効率の発熱が可能である点において優れており、５００Ｗ／ｇ磁性粒子以上の発熱量の達成が可能と考えられることから電磁誘導癌焼灼治療における磁性粒子としての実用化が期待されている。しかしながら、現在のところ必ずしも満足できる発熱効率が達成できているわけではなく、発熱効率の向上を図るための研究が精力的に行われている。さらに電磁誘導癌焼灼治療のためにこの強磁性酸化鉄粒子を用いる上での本質的な問題として、注射用媒体に分散させると凝集沈降しやすいため、分散安定性に優れた分散体を得ることが困難である点が挙げられる。これは超常磁性粒子と異なり、強磁性粒子そのものが磁石としての性質を有していることから、媒体中において粒子間で強い磁気凝集力が働くためである。【０００４】
電磁誘導癌焼灼治療に磁性粒子として強磁性酸化鉄粒子を用いるための第１の課題、即ち、強磁性酸化鉄粒子の発熱効率の向上を達成できる方法としては、例えば、磁気ヒステリシス損失を大きくするために磁気ヒステリシス曲線の保磁力や角型比（飽和磁化に対する残留磁化の比）を大きくする方法が考えられる。しかしながら、保磁力を大きくする方法ではヒステリシス曲線の面積は大きくなるが、大きな保磁力に応じた高い印加磁界が必要になるため、装置が大掛かりで高価になるといったことから実用的でない。一方、角型比を大きくする方法は、大掛かりで高価な装置を必要としないため実用的な方法であると言える。しかしながら、これまでに提案されている強磁性酸化鉄粒子は球状や楕円状の形状を有するため、磁気ヒステリシス曲線の角型比を大きくするためにはコバルトなどの異種元素を添加する必要があった。このような異種元素を添加する方法では、通常角型比が大きくなるとともに保磁力も大きくなってしまう。従って、保磁力を大きくすることなく角形比のみを大きくすることが求められるが、これまでこれを実現できる材料や方法は存在せず、そのため発熱効率の向上にも限界があった。そこで本発明者らは、磁気ヒステリシス曲線の角型比を大きくすることによって磁気ヒステリシス損失を大きくすることで優れた発熱特性を有する癌焼灼治療用強磁性酸化鉄粒子を提供することを目的として研究を進め、３価の鉄化合物を出発物質としてゲータイト（α−ＦｅＯＯＨ）を経由して製造した板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子が上記の要求を満たす優れたものであることを非特許文献１において報告している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８９９９１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍ．Ｋｉｓｈｉｍｏｔｏら、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，３２４（２０１２）１２８５−１２８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１において本発明者らが報告した板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子は、電磁誘導癌焼灼治療に適した優れた発熱特性を有するので、電磁誘導癌焼灼治療に強磁性酸化鉄粒子を用いるための第１の課題は解決できたと本発明者らは考えている。しかしながら、この粒子は、電磁誘導癌焼灼治療に強磁性酸化鉄粒子を用いるための第２の課題である注射用媒体に対する分散安定性については粒子間で働く磁気凝集力に打ち勝つことができないので、その解決が必要である。この課題を解決する方法としては、各種の有機物質や無機物質からなる表面修飾剤を用いて粒子の表面修飾を行うことにより、粒子の表面に立体障害を形成することで媒体中において粒子間で働く磁気凝集力を阻止する方法が知られている。そこで本発明者らは、表面修飾剤としてシランカップリング剤を用いて粒子の表面修飾を試みたが、シランカップリング剤を用いて粒子の表面修飾を行っても、結合力が弱かったり結合量が少なかったりすることで粒子間に働く磁気凝集力を十分に阻止できるに足る立体障害を得ることができず、結果として満足な分散安定性を得ることができなかったことから、粒子に対するより優れた表面修飾方法が必要であった。加えて注射用媒体が例えば＋電荷をもったナトリウムイオンと−電荷をもった塩素イオンを含有する生理食塩水などの場合、これらのイオンが粒子の表面に付着して粒子同士の凝集を促進させてしまう。従って、電荷を持った媒体に対する優れた分散安定性をこの粒子に付与するためには、粒子間で働く磁気凝集力とともに電荷による凝集力を阻止できる表面修飾方法が必要である。
そこで本発明は、優れた発熱特性を有するとともに注射用媒体に対する分散安定性に優れる電磁誘導癌焼灼治療に適した表面修飾強磁性酸化鉄粒子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】
【０００８】
本発明者らは、上記の点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、非特許文献１において本発明者らが報告した板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に表面修飾剤としてポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を結合させると、板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の優れた発熱特性を維持しつつ、この粒子に注射用媒体に対する優れた分散安定性を付与できることを見出した。【０００９】
上記の知見に基づいてなされた本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、請求項１記載の通り、長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を結合させてなることを特徴とする。
また、請求項２記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子において、酸化鉄がマグネタイト、ガンマ酸化鉄、マグネタイトとガンマ酸化鉄の中間状態の酸化鉄のいずれかであることを特徴とする。
また、請求項３記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子において、強磁性酸化鉄粒子のＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする。
また、請求項４記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子において、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体が下記の一般式（Ｉ）で表されるポリエチレングリコール−ｂ−ポリ（４−ビニルベンジルホスホネート）であることを特徴とする。【００１０】
【化１】
2014042142.tif 000003
【００１１】
（式中、Ｒは置換基を有していてもよいアルキル基、Ｌは−（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯ（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯＯ（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯＣ（ＣＨ３）２−からなる群より選ばれる連結基、ｌは１〜５の整数、ｍは５〜５００の整数、ｎは２〜３０の整数である）
また、請求項５記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、請求項１記載の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子において、ブロック共重合体の数平均分子量が１０００〜３００００であることを特徴とする。
また、本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子の製造方法は、請求項６記載の通り、長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子を分散媒としての水および／または親水性溶媒に分散させた分散液に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を溶解し、強磁性酸化鉄粒子の表面にブロック共重合体を結合させることを特徴とする。
また、請求項７記載の製造方法は、請求項６記載の製造方法において、強磁性酸化鉄粒子の表面へのブロック共重合体の結合を３０〜６０℃の温度範囲で行うことを特徴とする。
また、請求項８記載の製造方法は、請求項６記載の製造方法において、強磁性酸化鉄粒子が、３価の鉄化合物の水溶液にアルカリとアミン化合物を混合することで得られる沈殿物を水熱反応に付することによってゲータイト粒子を得た後、ゲータイトを酸化鉄に変換して製造されたものであることを特徴とする。
また、請求項９記載の製造方法は、請求項８記載の製造方法において、アミン化合物がアルコールアミンであることを特徴とする。
また、本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子分散組成物は、請求項１０記載の通り、長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を結合させてなる癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子を注射用媒体に分散させてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、優れた発熱特性を有するとともに注射用媒体に対する分散安定性に優れる電磁誘導癌焼灼治療に適した表面修飾強磁性酸化鉄粒子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の＜Ａ＞の工程Ａ−１で得た板状の形状を有するゲータイト粒子のＴＥＭ写真である。
【図２】同、＜Ａ＞の工程Ａ−４で得た板状の形状を有するガンマ酸化鉄粒子のＴＥＭ写真である。
【図３】同、＜Ａ＞の工程Ａ−４で得た板状の形状を有するガンマ酸化鉄粒子の発熱特性を示すグラフである。
【図４】実施例２で得た板状の形状を有するゲータイト粒子のＴＥＭ写真である。
【図５】同、板状の形状を有するガンマ酸化鉄粒子のＴＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体を結合させてなることを特徴とするものである。
【００１５】
まず、長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する強磁性酸化鉄粒子について説明する。この板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子は、非特許文献１から公知のものである。
【００１６】
酸化鉄の種類は、癌焼灼治療に用いることができる強磁性酸化鉄であれば特段限定されるものではなく、例えば、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、ガンマ酸化鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）、マグネタイトとガンマ酸化鉄の中間状態の酸化鉄などが挙げられる。
【００１７】
この強磁性酸化鉄粒子は、３価の鉄化合物の水溶液にアルカリとアミン化合物を混合することで得られる沈殿物を水熱反応に付することによってゲータイト粒子を得た後、ゲータイトを酸化鉄に変換することで製造することができる。この製造方法は、塩化第二鉄や硫酸第二鉄や硝酸第二鉄などの３価の鉄化合物の水溶液にアルカリとアミン化合物を混合して得られる沈殿物（鉄水酸化物を含む）を水熱反応に付すと、板状の形状を有するゲータイト粒子が得られるという本発明者らによって見出された知見に基づく。ここでアルカリとしては例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムやアンモニアなどが挙げられるが、水酸化ナトリウムを好適に用いることができる。アミン化合物（その意味するところは分子内にアミノ基を有する化合物である）としては例えばエタノールアミンやＮ−メチルエタノールアミンなどの炭素数が２〜１０のアルコールアミンが挙げられる。３価の鉄化合物を全て鉄水酸化物に変換するためにはアルカリは鉄の少なくとも３倍量必要である（モル比）。従って、３価の鉄化合物とアルカリの混合比は例えば１：３〜１：１５が望ましい（モル比）。また、アルカリとアミン化合物の混合比は例えば１：１〜１：５が望ましい（重量比）。３価の鉄化合物の水溶液へのアルカリとアミン化合物の混合は、例えば３価の鉄化合物の水溶液をアルカリとアミン化合物を溶解させた水溶液に撹拌しながら混合することで行えばよい。混合に際しての両水溶液の温度はゲータイト粒子の大きさ、ひいては強磁性酸化鉄粒子の大きさに影響を与える。例えば両水溶液の温度が−１０〜３０℃の場合、長径が２０〜２００ｎｍで厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有するゲータイト粒子、ひいては強磁性酸化鉄粒子を得ることができる。短径に対する長径の比は例えば１〜１０であり、温度が低いほど長径が小さな粒子が得られる。
【００１８】
３価の鉄化合物の水溶液にアルカリとアミン化合物を混合することで得られる沈殿物の水熱反応は、例えば沈殿物をオートクレーブなどの耐圧容器に仕込んで１１０〜２２０℃で１〜５時間行えばよい。水熱反応の温度が低すぎると粒子が板状の形状に成長しにくくなる一方、高すぎると成長しすぎて所定の大きさの粒子が得にくくなる。なお、３価の鉄化合物の水溶液にアルカリとアミン化合物を混合することで得られる沈殿物は、沈殿物を得た後、沈殿物を含む懸濁液を室温環境（例えば１０〜３０℃）で半日〜２日程度存置することにより熟成させてから水熱反応を行うことで、所定の大きさの板状の形状を有するゲータイト粒子が得やすくなる。
【００１９】
ゲータイトの酸化鉄への変換は自体公知の方法に従って行うことができる。例えば、ゲータイトを空気中において４００〜７００℃で３０分間〜５時間加熱酸化してから水素ガス中において３００〜４５０℃で１０分間〜３時間加熱還元することで、ヘマタイト（α−Ｆｅ２Ｏ３）を経由してマグネタイトに変換することができる。また、マグネタイトを空気中において２００〜３００℃で１〜３０分間加熱酸化することでガンマ酸化鉄に変換することができる。加熱酸化の温度条件を例えば２００℃よりも低くすればマグネタイトとガンマ酸化鉄の中間状態の酸化鉄を得ることができる。なお、ゲータイトを酸化鉄に変換するための加熱処理によって粒子の板状の形状が変形することを防ぐため、予め粒子をＳｉＯ２被膜などで表面被覆しておくことが望ましい。
【００２０】
こうして製造された強磁性酸化鉄粒子は、長径が２０〜２００ｎｍ、厚みに対する長径の比が１．５〜３０である板状の形状を有し、保磁力が３０〜３００Ｏｅ、飽和磁化が２０〜８０ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比が０．２０〜０．５０である磁気特性を有する。この板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒の保磁力は、形状磁気異方性に基づいている。従って、これまでに提案されている球状や楕円状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子や、コバルトなどの異種元素を添加することで結晶磁気異方性に基づいて保磁力を増加させた強磁性酸化鉄粒子に比較して磁気ヒステリシス曲線の角型比が大きいことから、磁気ヒステリシス損失が大きいので、優れた発熱効率を示す。加えて、粒子の形状が板状であることは、体内に導入して癌腫瘍に集積させた時に、球状や楕円状の形状を有する粒子に比較して癌腫瘍との接触面積を大きくするので、焼灼効率が優れる。従って、その優れた発熱効率と相俟って、癌焼灼治療においてよりいっそうの治療効果が期待できる。
【００２１】
なお、この強磁性酸化鉄粒子の磁気特性を補完や増強させるために、異種元素（コバルト、白金、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、チタンなど）を強磁性酸化鉄粒子に添加してもよい。例えば鉄に対して０．５〜５原子％のマグネシウムを添加することで磁気ヒステリシス曲線の立ち上がりをシャープにすることが可能であり、その結果、交流磁界に対して磁化しやすくなり、ヒステリシス曲線の面積が増加することで発熱効率をより高めることができる。なお、異種元素の添加量は鉄に対して０．１〜５．０原子％とすることが望ましい。添加量が少なすぎると目的とする効果が得られにくくなる一方、多すぎるとゲータイト粒子を得る際に粒子が板状の形状に成長しにくくなる。
【００２２】
この強磁性酸化鉄粒子のＢＥＴ比表面積は３０ｍ２／ｇ以上であることが望ましい。ＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であることで、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体に対する十分な結合ポイントを粒子がその表面に有し、このブロック共重合体を強固かつ豊富に結合させることができる。この強磁性酸化鉄粒子のＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇ以上であることができるのは、この粒子が板状の形状を有していることとともに、粒子の表面にゲータイト粒子の脱水反応によって形成された多数の孔（大きさは概ね１０ｎｍ以下）および／または凹凸を有しているためであると考えられる。ＢＥＴ比表面積の上限は特段限定されるものではないが、１５０ｍ２／ｇであることが望ましい。ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ２／ｇを超えると磁気特性が低下することで発熱特性が低下する恐れがある。
【００２３】
次に、板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の表面に結合させるポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体について説明する。
【００２４】
このブロック共重合体は、構造的にポリエチレングリコール部分と側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレン部分に大別されるが、ポリスチレン部分に存在する少なくとも１つの亜リン酸基によって強固なＦｅ−Ｏ−Ｐ結合を介して強磁性酸化鉄粒子の表面に結合することができる。そしてこうして粒子の表面に結合したブロック共重合体のポリエチレングリコール部分によって粒子の表面に粒子間に働く磁気凝集力を十分に阻止できるに足る立体障害が形成される。また、このブロック共重合体は分子中に電荷を持たないので粒子の表面へのイオンの付着が抑制されるため、電荷による凝集力も阻止できることから、結果として注射用媒体との優れた親和性を持つことができる。また、このブロック共重合体は、生体内において強磁性酸化鉄粒子が各種の生体成分と直接的に接触したり、粒子の表面に生体成分が吸着したりすることを阻止することに加え、その優れた生体適合性によって粒子が肝臓で異物として捕捉されることによる粒子の癌細胞への集積性の低下の回避に貢献する。しかも、このブロック共重合体を表面に結合することで強磁性酸化鉄粒子の磁気特性や発熱特性が損なわれることはない。
【００２５】
ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体の具体例としては、下記の一般式（Ｉ）で表されるポリエチレングリコール−ｂ−ポリ（４−ビニルベンジルホスホネート）（以下「ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰ」と略称）が挙げられる。
【００２６】
【化２】
2014042142.tif 000004
【００２７】
（式中、Ｒは置換基を有していてもよいアルキル基、Ｌは−（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯ（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯＯ（ＣＨ２）ｌＳ−、−ＣＯＣ（ＣＨ３）２−からなる群より選ばれる連結基、ｌは１〜５の整数、ｍは５〜５００の整数、ｎは２〜３０の整数である）
【００２８】
ここで、置換基を有していてもよいアルキル基におけるアルキル基は、例えば炭素数が１〜１２の直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、ドデシル基などが挙げられる。アルキル基が有していてもよい置換基としては、低級アルコキシ基やＲ１Ｒ２ＣＨ−基などが挙げられる。低級アルコキシ基は、例えば炭素数が１〜４の直鎖または分岐鎖のアルコキシ基であり、その具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基などが挙げられる。Ｒ１Ｒ２ＣＨ−基におけるＲ１とＲ２は、各々が独立して低級アルコキシ基（その意味するところは前述の通り）であるか、Ｒ１とＲ２が一緒になって−Ｏ（ＣＨ２）２Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３Ｏ−もしくは−Ｏ（ＣＨ２）４Ｏ−である。
【００２９】
上記の一般式（Ｉ）で表されるＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰは、例えば超常磁性酸化鉄粒子の表面修飾剤として公知のものであり、Ｋ．Ｕｊｉｉｅら、Ｃｏｌｌｏｉｄｓ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  Ｂ：Ｂｉｏｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，８８，７７１−７７８（２０１１）には、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを用いて表面修飾された超常磁性酸化鉄粒子はＭＲＩ増感剤として使用できることが記載されている。しかしながら、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを用いて強磁性酸化鉄粒子の表面修飾を行った報告は存在しない。
【００３０】
ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰは、Ｕｊｉｉｅらの論文に記載の方法に従って、ポリエチレングリコールに対してポリクロロメチルスチレンのブロック重合を行ってポリエチレングリコール−ｂ−ポリクロロメチルスチレンを得た後、クロロ基をホスホネート基に変換することで調製することができる。ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの数平均分子量は１０００〜３００００であることが望ましい。数平均分子量が１０００を下回ると分子中のホスホネート基が少ないことで強磁性酸化鉄粒子の表面に強固かつ豊富に結合させることができないといった問題が生じる恐れがある一方、３００００を超えると１つの分子によって粒子の表面に形成される立体障害が大きくなりすぎて分子の結合数が少なくなるといった問題が生じる恐れがある。
【００３１】
板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる方法としては、粒子を分散媒としての水および／または親水性溶媒に分散させた分散液にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを溶解することで行う方法が挙げられる。ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを表面に結合させた超常磁性酸化鉄粒子が記載されているＵｊｉｉｅらの論文では、塩化第一鉄と塩化第二鉄の水溶液にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを溶解した後、アンモニアを加えることにより、粒子の生成とその表面へのＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの結合を同時に行っているが、この方法は板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる方法として採用することはできない。前述の通り、この粒子を得るためには１００℃以上での水熱反応や加熱処理を行う必要があるため、その段階でＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰが高温に晒されて変性や分解してしまうからである。
【００３２】
板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の分散に用いることができる親水性溶媒としては、メタノールやエタノールなどのアルコール、アセトン、アセトニトリルなどが挙げられる。粒子を水および／または親水性溶媒に分散させた分散液へのＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの溶解量は、粒子量に対して０．１〜１０倍程度が望ましい（重量比）。ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの溶解量が少なすぎると粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを豊富に結合させることができない恐れがある一方、溶解量が多すぎると分散液中のＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰ量が多すぎて粒子とＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの結合がかえって進行しにくくなる恐れがある。粒子の表面へのＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの結合は３０〜６０℃の温度範囲で１〜５日間行うことが望ましい。温度が低すぎると粒子とＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの結合が円滑に進行しにくくなる恐れがある一方、温度が高すぎるとＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰが変性や分解してしまう恐れがある。なお、板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子とＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの結合が円滑に進行することを期待して、表面修飾剤であるシランカップリング剤を粒子の表面に予め結合させておいたり、粒子を水および／または親水性溶媒に分散させた分散液に各種の分散剤、例えば、ポリカルボン酸系分散剤、ポリエチレングリコール系分散剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合系分散剤、アルキルスルホン酸系分散剤、四級アンモニウム系分散剤、高級アルコールアルキレンオキサイド系分散剤、ポリリン酸系分散剤などを添加したりしてもよい（シランカップリング剤を分散剤として用いてもよい）。
【００３３】
板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させた後、沈殿物が存在する場合には沈殿物を除去し、さらに分散媒を除去すれば、板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の優れた発熱特性を維持しつつ、注射用媒体に対する優れた分散安定性を有する粉末状の本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子を得ることができる。こうして得られた本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子は、標的とする癌細胞に集積させるべく、水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水などの注射用媒体に例えば０．０１〜１０ｗｔ％の濃度で分散させることで本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子分散組成物として提供され、必要に応じてこれを注射用媒体でさらに希釈した上でヒトやその他の哺乳動物に静脈内投与される。しかしながら、本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子分散組成物の投与形態は静脈内投与に限定されるわけではなく、病巣に直接注射（局所投与）する形態であってもよい。こうして癌細胞に集積させた強磁性酸化鉄粒子に対する外部からの交流磁界の印加は、例えば、周波数が１０〜２００ｋＨｚ、最大印加磁界が１００〜１０００Ｏｅの条件で１回あたり１〜６０分間行えばよい。なお、本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子を注射用媒体に分散させる際、必要に応じて自体公知の等張化剤や安定剤などの添加剤を添加してもよい。また、本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子を注射用媒体に分散させる際、ポリエチレングリコールなどの多価アルコールを粒子に対して例えば１０〜１０００重量％の割合で添加することで、粒子の注射用媒体への分散性をより高めることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。【００３５】
実施例１：本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子（その１）
＜Ａ＞板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の製造
（工程Ａ−１）
３０ｇの塩化第二鉄を４５０ｇの水に溶解した。また、４５ｇの水酸化ナトリウムと９０ｇのエタノールアミンを９００ｇの水に溶解した。塩化第二鉄の水溶液は冷凍庫で−２．１℃に、水酸化ナトリウムとエタノールアミンの水溶液は冷凍庫で−５．４℃に冷却した。いずれの水溶液も多量のイオンが溶解しているので氷点が低いため、０℃以下で凍らない温度まで冷却した。次に、室温環境で後者の水溶液を撹拌しながらそこに前者の水溶液を滴下した後、３０分間撹拌を続けることで、鉄水酸化物を含む沈殿物を得た。滴下混合直後の懸濁液の温度は−２．８℃で、３０分間混合後の懸濁液の温度は１．８℃であった。前述の通り、最終的に得られる板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の大きさは、両水溶液の混合に際しての温度によりほぼ決まり、この温度が低いほど粒子の大きさは小さくなる。次に、この沈殿物を室温環境で１日間放置して熟成させた後、沈殿物を分取し、オートクレーブに仕込んで１３０℃で２時間水熱反応に付すことでゲータイト粒子を得た（ゲータイトであることはＸ線回折での構造解析により確認）。得られたゲータイト粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を図１に示す。この方法によって得られたゲータイト粒子は平均長径が約５０ｎｍで平均短径が約２５ｎｍであり、短径に対する長径の比は約２であった。また、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察により、この粒子は厚みが約５ｎｍの板状の形状を有していることが確認できた（厚みに対する長径の比は約１０）。【００３６】
（工程Ａ−２）
工程Ａ−１で得たゲータイト粒子を純水で洗浄してナトリウムイオンやエタノールアミンを除去した後、乾燥させることなく純水に懸濁し、この懸濁液にケイ酸ナトリウムをゲータイト粒子に対してＳｉＯ２に換算して重量比で１０％になるように溶解した。ケイ酸ナトリウムを溶解した後の懸濁液はケイ酸ナトリウムが強アルカリ性のためｐＨは約１０であった。このケイ酸ナトリウムを溶解した懸濁液を撹拌しながら希塩酸を加えてｐＨが７〜８の範囲になるように中和し、さらに３時間撹拌を続けることで、ゲータイト粒子をＳｉＯ２被膜で表面被覆した。【００３７】
（工程Ａ−３）
工程Ａ−２で得たＳｉＯ２被膜で表面被覆したゲータイト粒子を純水で洗浄してから乾燥させた後、空気中において５００℃で１時間加熱酸化することでゲータイト粒子をヘマタイト粒子に変換した。次に、このヘマタイト粒子を水素ガス中において３８０℃で１時間加熱還元することにより、ヘマタイト粒子をマグネタイト粒子に変換した（マグネタイトであることはＸ線回折での構造解析により確認）。【００３８】
（工程Ａ−４）
工程Ａ−３で得たマグネタイト粒子を空気中において２５０℃で１０分間加熱酸化することにより、マグネタイト粒子をガンマ酸化鉄粒子に変換した（ガンマ酸化鉄であることはＸ線回折での構造解析により確認）。得られたガンマ酸化鉄粒子のＴＥＭ写真を図２に示す。この方法によって得られたガンマ酸化鉄粒子は平均長径が約４３ｎｍで平均短径が約２０ｎｍであり、短径に対する長径の比は約２であった。また、ＳＥＭによる観察により、この粒子は厚みが約５ｎｍの板状の形状を有していることが確認できた（厚みに対する長径の比は約８）。窒素吸着法で測定したこのガンマ酸化鉄粒子のＢＥＴ比表面積は６５ｍ２／ｇであった。このガンマ酸化鉄粒子がこうした大きなＢＥＴ比表面積を有するのは、この粒子が板状の形状を有していることとともに、図２から明らかなように、粒子の表面にゲータイト粒子の脱水反応によって形成された多数の孔（大きさは概ね１０ｎｍ以下）や凹凸を有しているためであると考えられた。【００３９】
＜Ｂ＞板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の磁気特性と発熱特性
＜Ａ＞で製造した板状の形状を有するガンマ酸化鉄粒子の保磁力は１５５Ｏｅ、飽和磁化は４８．６ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比は０．３８であった（ＤＭＳ社製の試料振動型磁力計を用いて最大印加磁界１３０００Ｏｅで測定）。Ｅ．Ｋｉｔａらの方法（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ．４３（２０１０）４７４０１１）に従って、純水への粒子分散濃度：３．６重量％、周波数：１１７ｋＨｚ、最大印加磁界：６４０Ｏｅの条件でこのガンマ酸化鉄粒子の発熱特性を調べた結果を図３に示す。図３から明らかなように、このガンマ酸化鉄粒子は優れた発熱特性を有し、最大損失電力（ＳＬＰ：ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｌｏｓｓ  ｐｏｗｅｒ、Ｅ．Ｋｉｔａら、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１０７，０９Ｂ３２１（２０１０））は８７０Ｗ／ｇであった。なお、従来例としての、コバルトを２原子％程度添加した直径が約２０ｎｍの球状の形状を有するマグネタイト粒子（特許文献１に記載の方法に従って製造）の保磁力は約１５０Ｏｅ、飽和磁化は約７８ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比は約０．２３であり、上記と同じ条件での最大損失電力は２００〜３００Ｗ／ｇであった。以上の結果から、＜Ａ＞で製造したガンマ酸化鉄粒子と従来例としてのコバルト添加マグネタイト粒子は、いずれもスピネル結晶構造を有する強磁性酸化鉄粒子でありながら、形状の相違による磁気特性の相違が認められ、この相違が発熱効率の相違として現れ、強磁性酸化鉄粒子が板状の形状を有することの利点が確認できた。また、＜Ａ＞で製造したガンマ酸化鉄粒子の表面に存在する多数の孔や凹凸は、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体に対する十分な結合ポイントの提供に寄与し、このブロック共重合体を強固かつ豊富に結合させることができると考えられた。【００４０】
＜Ｃ＞ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体の製造
Ｕｊｉｉｅらの論文に記載の方法に従って、ポリエチレングリコールと側鎖に亜リン酸基を有するポリスチレンのブロック共重合体としてＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを以下の工程によって製造した。【００４１】
【化３】
2014042142.tif 000005
【００４２】
（工程Ｃ−１）
ポリエチレングリコールに対してポリクロロメチルスチレンのブロック重合を行ってポリエチレングリコール−ｂ−ポリクロロメチルスチレン（以下「ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ」と略称）を合成した。具体的には、窒素雰囲気下、平均分子量が５０００のＭｅＯ−ＰＥＧ−ＳＨ（ユニット数（ｍ）は約１１０で、ベンゼン凍結乾燥後に使用）１ｇ、アゾビスイソブチロニトリル１６．５ｍｇ、トルエン２０ｍＬを反応容器に仕込み、さらにクロロメチルスチレン１．３９ｍＬを加えて、オイルバス中で６０℃で２４時間撹拌してブロック重合を行った。生成物はジエチルエーテルで沈殿させて濾過後、ベンゼンに溶解して凍結乾燥し、粉末として回収した。生成物がＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳであることはＮＭＲ測定による構造解析により確認した。【００４３】
（工程Ｃ−２）
ＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳのクロロ基をジエチルホスホネート基に変換してポリエチレングリコール−ｂ−ポリ（４−ビニルベンジルジエチルホスホネート）（以下「ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰＥ」と略称）を合成した。具体的には、窒素雰囲気下、ＮａＨ４００ｍｇ、ＮａＩ１０ｍｇ、ＴＨＦ１０ｍＬを反応容器に仕込み、さらに氷浴中で亜リン酸ジエチル１．４５ｍＬを加えた。また、アルゴン雰囲気下の別の反応容器中で、工程Ｃ−１で合成したＰＥＧ−ｂ−ＰＣＭＳ１ｇをＴＨＦ５ｍＬに溶解した。氷浴中の前者に後者をシリンジでゆっくりと滴下し、室温で一晩反応させた。生成物は溶媒をエバポレートした後、メタノール透析を行い、ベンゼンに溶解して凍結乾燥し、粉末として回収した。生成物がＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰＥであることはＮＭＲ測定による構造解析により確認した。【００４４】
（工程Ｃ−３）
ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰＥのジエチルホスホネート基をホスホネート基に変換して目的物であるＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを合成した。具体的には、窒素雰囲気下の反応容器中で、工程Ｃ−２で合成したＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰＥ１．２ｇにジクロロメタン５ｍＬを加えた後、さらにブロモトリメチルシラン１．４６ｍＬを加え、オイルバス中、４５℃で２時間リフラックスした。その後、溶媒をエバポレートし、メタノールを加えて室温で１５時間撹拌した。生成物はメタノール透析を行った後、ベンゼンに溶解して凍結乾燥し、粉末として回収した。生成物がＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰであることはＮＭＲ測定による構造解析により確認した。こうして得たＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの数平均分子量は６９００で、分子量分布は１．２５であった（ゲル浸透クロマトグラフィーによる）。また、ＮＭＲ測定における各シグナルのピークから、４−ビニルベンジルホスホネートのユニット数（ｎ）は約１５であることがわかった。【００４５】
＜Ｄ＞本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子の製造
＜Ａ＞で製造した板状の形状を有するガンマ酸化鉄粒子０．８ｍｇを１００ｃｃのスクリュー管に仕込み、さらにエタノール８０ｇを加え、約４時間超音波分散した。得られた分散液を１週間静置しておくと一部の粒子がスクリュー管の底に沈殿した。スクリュー管内の上清を採取することでガンマ酸化鉄粒子の分散液を得た。この分散液のガンマ酸化鉄粒子の含有率は８２ｗｔ％であった。次に、この分散液２．０ｇを１０ｃｃのスクリュー管に仕込んだ後、＜Ｃ＞で製造したＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰをガンマ酸化鉄粒子に対して重量比で５０％になるように加え、超音波分散しながら溶解した。得られたＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを溶解したガンマ酸化鉄粒子の分散液をスクリュー管に入れ、蓋をした状態で５０℃で２日間静置することにより、ガンマ酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させた。スクリュー管の蓋を外して３０℃の乾燥器に入れ、分散液を撹拌しながらエタノールを乾燥除去することで、粉末状の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子を得た。この表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子の磁気特性と発熱特性を＜Ｂ＞に記載の方法と同様にして評価したところ、表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる前のガンマ酸化鉄粒子のそれらと実質的な違いはなかった。【００４６】
＜Ｅ＞本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子の生理食塩水に対する分散安定性
＜Ｄ＞で製造した表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子１００ｍｇを１００ｃｃのスクリュー管に仕込み、さらに生理食塩水３０ｇを加え、約１時間超音波分散した。得られた分散液を２日間静置しておくと一部の粒子がスクリュー管の底に沈殿した。スクリュー管内の上清を採取することで表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子の分散液を得た。この分散液の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子の含有率は０．２ｗｔ％であった。この分散液を生理食塩水で希釈し、表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子の含有率が０．００１〜０．２ｗｔ％の範囲の分散液をいくつか調製してそれぞれの分散安定性を調べた。その結果、いずれの分散液も調製から１ヶ月経過後も沈殿物の生成は認められず、極めて優れた分散安定性を有していた。【００４７】
実施例２：本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子（その２）
３０ｇの塩化第二鉄を４５０ｇの水に溶解した。また、４５ｇの水酸化ナトリウムと９０ｇのエタノールアミンを９００ｇの水に溶解した。塩化第二鉄の水溶液は冷凍庫で−３．２℃に、水酸化ナトリウムとエタノールアミンの水溶液は冷凍庫で−７．２℃に冷却した。次に、室温環境で後者の水溶液を撹拌しながらそこに前者の水溶液を滴下した後、３０分間撹拌を続けることで、鉄水酸化物を含む沈殿物を得た。滴下混合直後の懸濁液の温度は−３．６℃で、３０分間混合後の懸濁液の温度は−０．２℃であった。次に、この沈殿物を室温環境で１日間放置して熟成させた後、沈殿物を分取し、オートクレーブに仕込んで１３０℃で２時間水熱反応に付すことでゲータイト粒子を得た（ゲータイトであることはＸ線回折での構造解析により確認）。得られたゲータイト粒子のＴＥＭ写真を図４に示す。この方法によって得られたゲータイト粒子は平均長径が約４０ｎｍで平均短径が約２０ｎｍであり、短径に対する長径の比は約２であった。また、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察により、この粒子は厚みが約５ｎｍの板状の形状を有していることが確認できた（厚みに対する長径の比は約８）。
引き続き、実施例１の＜Ａ＞の工程Ａ−２〜４に記載の方法と同様にしてガンマ酸化鉄粒子を得た。得られたガンマ酸化鉄粒子のＴＥＭ写真を図５に示す。この方法によって得られたガンマ酸化鉄粒子は平均長径が約３５ｎｍで平均短径が約１８ｎｍであり、短径に対する長径の比は約２であった。また、ＳＥＭによる観察により、この粒子は厚みが約５ｎｍの板状の形状を有しており、粒子の表面にはゲータイト粒子の脱水反応によって形成された多数の孔（大きさは概ね１０ｎｍ以下）や凹凸の存在が確認できた（厚みに対する長径の比は約７）。窒素吸着法で測定したこのガンマ酸化鉄粒子のＢＥＴ比表面積は７８ｍ２／ｇであった。このガンマ酸化鉄粒子の保磁力は９５Ｏｅ、飽和磁化は４７．２ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比は０．３３であった（ＤＭＳ社製の試料振動型磁力計を用いて最大印加磁界１３０００Ｏｅで測定）。Ｅ．Ｋｉｔａらの方法（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ．４３（２０１０）４７４０１１）に従って、純水への粒子分散濃度：３．６重量％、周波数：１１７ｋＨｚ、最大印加磁界：６４０Ｏｅの条件でこのガンマ酸化鉄磁性粒子の発熱特性を調べた結果、最大損失電力（ＳＬＰ：ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｌｏｓｓ  ｐｏｗｅｒ、Ｅ．Ｋｉｔａら、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１０７，０９Ｂ３２１（２０１０））は５８０Ｗ／ｇであった。なお、実施例１の＜Ｂ＞に記載のコバルトを２原子％程度添加した直径が約２０ｎｍの球状の形状を有するマグネタイト粒子の保磁力は約１５０Ｏｅ、飽和磁化は約７８ｅｍｕ／ｇ、磁気ヒステリシス曲線の角型比は約０．２３であり、上記と同じ条件での最大損失電力は２００〜３００Ｗ／ｇであったことから、この板状の形状を有するガンマ酸化鉄粒子は、コバルトを添加した球状の形状を有するマグネタイト粒子と比較して、保磁力が２／３程度であるにもかかわらず、約２倍の最大損失電力を有していた。
次に、実施例１の＜Ｄ＞に記載の方法と同様にして粉末状の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子を得た。この表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子は、実施例１で得た表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子と同様、表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる前のガンマ酸化鉄粒子の磁気特性と発熱特性を維持しつつ、極めて優れた分散安定性を有していた。【００４８】
実施例３：本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子（その３）
実施例１の＜Ｄ＞においてガンマ酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる際、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰをガンマ酸化鉄粒子に対して重量比で１００％になるように加えることと、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを溶解したガンマ酸化鉄粒子の分散液を入れたスクリュー管を蓋をした状態で４０℃で２日間静置すること以外は実施例１の＜Ｄ＞に記載の方法と同様にしてガンマ酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させた。この表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子は、実施例１で得た表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子と同様、表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる前のガンマ酸化鉄粒子の磁気特性と発熱特性を維持しつつ、極めて優れた分散安定性を有していた。【００４９】
実施例４：本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子（その４）
実施例１の＜Ｄ＞に記載のガンマ酸化鉄粒子をエタノールに分散させた分散液２．０ｇを１０ｃｃのスクリュー管に仕込んだ後、表面修飾剤としてシランカップリング剤（信越化学工業社製：３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン）をガンマ酸化鉄粒子に対して重量比で２０％になるように加え、超音波分散しながら溶解し、得られたシランカップリング剤を溶解したガンマ酸化鉄粒子の分散液をスクリュー管に入れ、蓋をした状態で５０℃で２日間静置することにより、ガンマ酸化鉄粒子の表面にシランカップリング剤を結合させた後、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを加えること以外は実施例１の＜Ｄ＞に記載の方法と同様にしてガンマ酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させた。この表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子は、実施例１で得た表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子と同様、表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる前のガンマ酸化鉄粒子の磁気特性と発熱特性を維持しつつ、極めて優れた分散安定性を有していた。【００５０】
実施例５：本発明の癌焼灼治療用表面修飾酸化鉄粒子（その５）
実施例１の＜Ｄ＞に記載のガンマ酸化鉄粒子をエタノールに分散させた分散液２．０ｇを１０ｃｃのスクリュー管に仕込んだ後、表面修飾剤としてシランカップリング剤（信越化学工業社製：３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン）をガンマ酸化鉄粒子に対して重量比で２０％になるように加え、超音波分散しながら溶解し、得られたシランカップリング剤を溶解したガンマ酸化鉄粒子の分散液をスクリュー管に入れ、蓋をした状態で５０℃で２日間静置することにより、ガンマ酸化鉄粒子の表面にシランカップリング剤を結合させた後、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰをガンマ酸化鉄粒子に対して重量比で１００％になるように加えることと、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを溶解したガンマ酸化鉄粒子の分散液を入れたスクリュー管を蓋をした状態で４０℃で２日間静置すること以外は実施例１の＜Ｄ＞に記載の方法と同様にしてガンマ酸化鉄粒子の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させた。この表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子は、実施例１で得た表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたガンマ酸化鉄粒子と同様、表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させる前のガンマ酸化鉄粒子の磁気特性と発熱特性を維持しつつ、極めて優れた分散安定性を有していた。【００５１】
比較例１：板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の生理食塩水に対する分散安定性
実施例１の＜Ｄ＞に記載のガンマ酸化鉄粒子をエタノールに分散させた分散液２．０ｇを１０ｃｃのスクリュー管に仕込んだ後、ＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを溶解することなくスクリュー管の蓋を外した状態で２５℃の乾燥器に入れ、分散液を撹拌しながらエタノールを乾燥除去した。こうして得られた粉末状のガンマ酸化鉄粒子６０ｍｇを１００ｃｃのスクリュー管に仕込み、さらに生理食塩水３０ｇを加え、約１時間超音波分散した。得られた分散液は、超音波分散を終了した直後から粒子がスクリュー管の底に沈殿し始め、数分後には全ての粒子が沈殿してしまった（上清のガンマ酸化鉄粒子の含有率は０ｗｔ％）。この結果から、実施例１の＜Ａ＞で製造したガンマ酸化鉄粒子は、エタノールに対する分散安定性には優れるが、生理食塩水に対する分散安定性はないことがわかった。【００５２】
比較例２：表面にシランカップリング剤を結合させた板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の生理食塩水に対する分散安定性
実施例１の＜Ｄ＞に記載のガンマ酸化鉄粒子をエタノールに分散させた分散液２．０ｇを１０ｃｃのスクリュー管に仕込んだ後、表面修飾剤としてシランカップリング剤（信越化学工業社製：３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン）をガンマ酸化鉄粒子に対して重量比で５０％になるように加え、超音波分散しながら溶解した。得られたシランカップリング剤を溶解したガンマ酸化鉄粒子の分散液をスクリュー管に入れ、蓋をした状態で５０℃で２日間静置することにより、ガンマ酸化鉄粒子の表面にシランカップリング剤を結合させた。スクリュー管の蓋を外して２５℃の乾燥器に入れ、分散液を撹拌しながらエタノールを乾燥除去することで、粉末状の表面にシランカップリング剤を結合させたガンマ酸化鉄粒子を得た。こうして得られた表面にシランカップリング剤を結合させたガンマ酸化鉄粒子の生理食塩水に対する分散安定性を比較例１に記載の方法と同様にして評価したところ、得られた分散液は、超音波分散を終了してから１０分間程度はスクリュー管の底に粒子の沈殿は認められなかったが、その後、沈殿し始め、１時間後には全ての粒子が沈殿してしまった（上清のガンマ酸化鉄粒子の含有率は０ｗｔ％）。この結果から、シランカップリング剤を用いて実施例１の＜Ａ＞で製造したガンマ酸化鉄粒子の表面修飾を行っても、生理食塩水に対する分散安定性の向上はほとんど認められなかった。【００５３】
比較例３：球状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の生理食塩水に対する分散安定性
実施例１の＜Ｂ＞に記載のコバルトを２原子％程度添加した直径が約２０ｎｍの球状の形状を有するマグネタイト粒子の生理食塩水に対する分散安定性を比較例１に記載の方法と同様にして評価したところ、板状の形状を有するガンマ酸化鉄粒子と同様の結果であり、エタノールに対する分散安定性には優れるが、生理食塩水に対する分散安定性はないことがわかった。【００５４】
比較例４：表面にシランカップリング剤を結合させた球状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の生理食塩水に対する分散安定性
実施例１の＜Ａ＞で製造したガンマ酸化鉄粒子のかわりに実施例１の＜Ｂ＞に記載のコバルトを２原子％程度添加した直径が約２０ｎｍの球状の形状を有するマグネタイト粒子を用いること以外は比較例２に記載の方法と同様にして得た粉末状の表面にシランカップリング剤を結合させたマグネタイト粒子の生理食塩水に対する分散安定性を比較例１に記載の方法と同様にして評価したところ、表面にシランカップリング剤を結合させることで分散安定性の向上が認められたが、３時間後には全ての粒子が沈殿してしまった。【００５５】
比較例５：表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させた球状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子の生理食塩水に対する分散安定性
実施例１の＜Ａ＞で製造したガンマ酸化鉄粒子のかわりに実施例１の＜Ｂ＞に記載のコバルトを２原子％程度添加した直径が約２０ｎｍの球状の形状を有するマグネタイト粒子を用いること以外は実施例１の＜Ｄ＞に記載の方法と同様にして得た粉末状の表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させたマグネタイト粒子の生理食塩水に対する分散安定性を比較例１に記載の方法と同様にして評価したところ、表面にＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰを結合させることで分散安定性のさらなる向上が認められたが、６時間後には全ての粒子が沈殿してしまった。【００５６】
実施例と比較例からのまとめ：
表面修飾剤としてのＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰは、どのような形状を有する強磁性酸化鉄粒子にも生理食塩水に対する優れた分散安定性を付与できるわけではなく、板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子には優れた分散安定性を付与できる一方で、球状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子への付与の程度は実用に耐えることができるものではなかったことから、板状の形状を有する強磁性酸化鉄粒子とＰＥＧ−ｂ−ＰＶＢＰの組み合わせによる効果は、この組み合わせによる特異的なものであることがわかった。【００５７】
製剤例１：
実施例１で製造したガンマ酸化鉄粒子を純水に０．０５〜５ｗｔ％の濃度の範囲で分散させた静脈内投与用分散組成物を調製した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、優れた発熱特性を有するとともに注射用媒体に対する分散安定性に優れる電磁誘導癌焼灼治療に適した表面修飾強磁性酸化鉄粒子を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年3月10日(2015.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
癌細胞を殺傷するツールとして“熱”は最も確実なものであり、腫瘍を構成する蛋白質が不可逆的な熱変性を来す熱量（例えば５０℃以上×１０分）を腫瘍に加えると癌結節が消滅することは古くから知られている事実である。実臨床においては、直接病巣に針電極を穿刺してラジオ波等の熱で癌を焼灼する治療等が普及している。しかしながら、病巣の全域を高熱にできずに焼け残りが生じてしまい治療が不成功に終わることも多い。さらに多くの難治性癌や進行癌においては、数十μｍ〜数ｃｍの大小さまざまな癌病巣が無数に存在しており、各々の癌病巣に直接針電極を穿刺して加熱することは現実的には不可能であるため、どのような癌でも穿刺焼灼治療の対象になるわけではない。
癌細胞に磁性粒子を集積させた上で体外から交流磁場（電磁波）を照射し、誘導加熱することによって癌細胞を殺傷する治療法の概念は２０年以上も前から提唱されてきた。この治療法が臨床的に成り立つ為には、例えば直径１ｃｍの腫瘍を焼灼治療する場合、１Ｗ／ｇ腫瘍以上の熱量を加える必要があるが、その熱量は磁性粒子の発熱量と粒子の腫瘍集積量の積によって規定される。現在のところ癌細胞に集積させることができる磁性粒子は１〜２ｍｇ／ｇ腫瘍が技術的な限界であると考えられている為、５００Ｗ／ｇ磁性粒子以上、望ましくは１０００Ｗ／ｇ磁性粒子以上の発熱量を持つ磁性粒子の開発が、穿刺焼灼治療では対処できない難治性癌や進行癌を治療する上での課題となっている。
これまで電磁誘導癌焼灼治療の研究において用いられてきた磁性粒子は主にデキストランマグネタイトであった。核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）においてヒトに注射して増感効果を得る為の増感剤がこのデキストランマグネタイトであり、商品名レゾビストとして既に上市されている。デキストランマグネタイトは注射用媒体に対して優れた分散安定性を有することから安全にヒトに投与できるが、この磁性粒子は粒子径が１０ｎｍ以下のナノ粒子であって、磁性特性としては超常磁性体に分類されるため、磁気ヒステリシス損失を利用した効率的な発熱は期待できず、総合的な発熱量は１２０ｋＨｚ−４８０Ｏｅの磁場照射において３２Ｗ／ｇ磁性粒子に留まる。従って、デキストランマグネタイトは本質的に発熱効率が低いことから、電磁誘導癌焼灼治療における磁性粒子としての実用化には至っていないのが現状である。
【国際調査報告】
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