(57)【要約】  中性子捕捉療法用の組成物（２００）及び前記組成物（２００）の製造方法を提供する。前記組成物（２００）は少なくとも１つのナノダイヤモンド（２１０）と、イオン注入システム（７００）により前記少なくとも１つのナノダイヤモンド（２１０）に嵌め込まれる少なくとも１つの中性子捕捉元素（２２０）とを含む。
2019515962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのナノダイヤモンドと、イオン注入システムにより前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込まれる少なくとも１つの中性子捕捉元素とを含むことを特徴とする、中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項２】
前記少なくとも１つの中性子捕捉元素はホウ素−１０（ｂｏｒｏｎ−１０）又はガドリニウム−１５７（ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ−１５７）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項３】
前記イオン注入システムは、
イオンを発生させるイオン源ユニットと、
前記イオン源ユニットから前記イオンをキャプチャしてイオンビームを形成するキャプチャユニットと、
前記イオンビームから前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を選択する分析磁石と、
前記少なくとも１つのナノダイヤモンドが保持されるワークを負荷し、前記ワークは前記イオンビームの通過ルートに位置し、それにより前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記ワークに注入して、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込む端末とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項４】
前記イオン注入システムはプラズマイオン注入システムを含むことを特徴とする、請求項１に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項５】
前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに共役結合される少なくとも１つの化学療法薬をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項６】
前記少なくとも１つの化学療法薬はドキソルビシン及びダウノルビシンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項５に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項７】
前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドにカップリングされて、前記組成物を腫瘍細胞に標的送達する少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項８】
前記少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物はＢＰＡ、ＢＳＨ及びＢＳＨ−３Ｒからなる群から選択されることを特徴とする、請求項７に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項９】
前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに接続されて、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドを腫瘍細胞に送達し、それによって中性子捕捉療法を行う少なくとも１つの薬物送達媒体をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項１０】
中性子捕捉療法用の組成物の製造方法であって、
少なくとも１つのナノダイヤモンドを保有するワークを提供するステップと、
前記ワークをイオン注入システムに設置するステップと、
前記イオン注入システムにより少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込むステップとを含むことを特徴とする、中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの中性子捕捉元素はホウ素−１０（ｂｏｒｏｎ−１０）又はガドリニウム−１５７（ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ−１５７）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１２】
イオン注入システムにより少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込むステップは、
前記イオン注入システムのイオン源ユニットによりイオンを発生させるステップと、
前記イオン注入システムのキャプチャユニットにより前記イオン源ユニットから前記イオンをキャプチャしてイオンビームを形成するステップと、
前記イオン注入システムの分析磁石により前記イオンビームから前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を選択するステップと、
前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記ワークに注入し、それにより前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込むステップとを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記ワークは前記イオン注入システムの端末に支持されるように設置され、前記端末は前記イオンビームの通過ルートに位置することを特徴とする、請求項１２に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記イオン注入システムはプラズマイオン注入システムを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの化学療法薬を前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに共役結合するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの化学療法薬はドキソルビシン及びダウノルビシンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１５に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物を前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドにカップリングし、前記組成物を腫瘍細胞に標的送達するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物はＢＰＡ、ＢＳＨ及びＢＳＨ−３Ｒからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１７に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの薬物送達媒体を前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに接続し、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドを腫瘍細胞に送達し、それによって中性子捕捉療法を行うステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の中性子捕捉療法用の組成物の製造方法。
【請求項２０】
中性子捕捉療法用の組成物であって、
少なくとも１つのナノダイヤモンドと、
前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込まれる少なくとも１つの中性子捕捉元素と、
前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに接続される腫瘍細胞治療促進用の媒体とを含むことを特徴とする、中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項２１】
前記媒体は化学療法薬であることを特徴とする、請求項２０に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項２２】
前記化学療法薬はドキソルビシン及びダウノルビシンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項２１に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項２３】
前記媒体は中性子捕捉療法薬物であり、前記組成物を前記腫瘍細胞に標的送達することに用いられることを特徴とする、請求項２０に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物はＢＰＡ、ＢＳＨ及びＢＳＨ−３Ｒからなる群から選択されることを特徴とする、請求項２３に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【請求項２５】
前記媒体は薬物送達媒体であり、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドを前記腫瘍細胞に送達し、それによって中性子捕捉療法を行うことに用いられることを特徴とする、請求項２０に記載の中性子捕捉療法用の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中性子捕捉療法（ｎｅｕｔｒｏｎ  ｃａｐｔｕｒｅ  ｔｈｅｒａｐｙ、ＮＣＴ）用の組成物及び前記組成物の製造方法に関し、特にイオン注入により中性子捕捉元素をナノダイヤモンドに注入して形成された中性子捕捉療法用の組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
中性子捕捉療法は、腫瘍細胞における中性子捕捉元素（たとえばホウ素−１０（ｂｏｒｏｎ−１０）、ガドリニウム−１５７（ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ−１５７）等）及び体外から照射した熱中性子が発生する中性子捕捉反応により得られた放射を治療して治療を施す癌治療法である。具体的には、中性子捕捉療法においては、まず、中性子捕捉断面が高い中性子捕捉元素を有する腫瘍局在化薬を患者に投与することで中性子を捕捉する。前記腫瘍局在化薬が腫瘍細胞に導入された後、前記患者に熱外中性子ビーム（ｅｐｉｔｈｅｒｍａｌ  ｎｅｕｔｒｏｎ）を照射して、殆どの腫瘍細胞を破壊する。たとえば、図１に、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ）反応の模式図が示されている。ホウ素中性子捕捉療法においては、安定同位体１０Ｂ粒子１１０を含む化合物が腫瘍細胞に導入された後、熱中性子１００で前記１０Ｂ粒子１１０を照射する。前記１０Ｂ粒子１１０は中性子捕捉断面が高いため、前記熱中性子１００を捕捉して、安定しない同位体１１Ｂ＊粒子１２０を形成する。前記１１Ｂ＊粒子１２０は、崩壊して高エネルギーのα（ａｌｐｈａ）粒子１３０及びリコイル（ｒｅｃｏｉｌｉｎｇ）７Ｌｉ原子核１４０になり、付近の腫瘍細胞を破壊する。残念ながら、腫瘍細胞に効果的に送達できる１０Ｂを含む薬物の総量が所要の用量に達することができないため、ホウ素中性子捕捉療法の成功は非常に限られている。たとえば、ＢＰＡ及びＢＳＨは脳腫瘍を治療するホウ素中性子捕捉療法の薬物である。しかし、前記治療方法の進歩が非常に限られているので、他の新薬の開発および提案を継続する必要がある。従って、腫瘍細胞箇所の中性子捕捉元素の摂取率を向上させるために、中性子捕捉元素を含む多くの新世代の薬物が続いて研究・発展されてきた。
【０００３】
一方、ナノテクノロジーの発展に伴い、近年、がん診断や治療などの一般的な生物医学的応用に用いられているナノ医学は、盛んに発展していて、いくつかのポジティブな実積が得られた。生物医学分野では、科学者らは熱療法によって神経膠芽腫（ｇｌｉｏｂｌａｓｔｏｍａ、脳腫瘍の一種）患者を治療するために磁性ナノ粒子を使用することを提案している。さらに、マウスの実験では、腫瘍細胞内の金ナノシェル（ｇｏｌｄ  ｎａｎｏ−ｓｈｅｌｌｓ）が光を吸収して光子エネルギーを熱に変換し、腫瘍細胞を加熱して腫瘍細胞の増殖を阻害することを見出した。なお、ナノ粒子は、既存の非侵襲性癌治療薬物を共役結合する有望なプラットフォームを提供するとともに、低毒性で免疫系および正常組織に対する損傷が少なくい特性を有するため、腫瘍細胞の診断及び治療用の直接標的として利用できる。従って、科学者らは、ナノ粒子の表面機能特性を変えることによって、特定癌の中性子捕捉療法用の中性子捕捉元素を含む薬物送達媒体およびナノ粒子を合成して、各種の腫瘍標的薬物を製造するように努めている。
【０００４】
しかし、上記従来の中性子捕捉療法において、中性子捕捉元素を含む組成物がナノ粒子の表面に付加的にカップリングされるため、各ナノ粒子が携帯可能な前記中性子捕捉元素の総量が限られる。つまり、高濃度の中性子捕捉元素を前記腫瘍細胞に送達しにくく、また、周囲の正常細胞を破壊することなく熱中性子輻射で照射する際にほとんどの腫瘍細胞を破壊できるように、正常細胞周囲における中性子捕捉元素を低濃度に維持する。さらに、目的によって、たとえばナノカーボンチューブ、グラフェン、ナノ複合物、ナノ繊維、ナノワイヤ、その他の有機化合物粒子などの、異なる形態として存在する各種タイプのナノ材料が存在する。しかし、一部のナノ粒子は、たとえば細胞毒性を有し生体適合性が低いなどのいくつかの欠点を有する。
【０００５】
これに鑑みて、腫瘍細胞を治療する組成物及び前記組成物の製造方法を提供し従来技術に存在する技術的課題を解決することが期待される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記技術的課題を解決するために、本発明の目的は組成物及び前記組成物の製造方法を提供することであり、前記組成物は、中性子捕捉断面が高い中性子捕捉元素を含み、且つイオン注入技術により前記中性子捕捉元素をナノダイヤモンド内に嵌め込み、このようにして、中性子捕捉療法により腫瘍細胞を治療する。また、前記組成物は、前記ナノダイヤモンド治療媒体を腫瘍細胞に送達して中性子捕捉療法を行うように、標的薬物媒体とともに合成できる。従って、従来の中性子捕捉療法の薬物送達システムに比べて、本発明によれば、腫瘍細胞の前記中性子捕捉元素を含む組成物に対する摂取量を顕著に向上させ、さらに中性子捕捉療法の効果を高めることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成させるために、本発明は、少なくとも１つのナノダイヤモンドと、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素イオン注入システムにより前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込まれる少なくとも１つの中性子捕捉元素とを含む中性子捕捉療法用の組成物を提供する。
【０００８】
本発明の好適な一実施形態においては、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素はホウ素−１０又はガドリニウム−１５７を含む。
【０００９】
本発明の好適な一実施形態においては、前記イオン注入システムは、イオンを発生させるイオン源ユニットと、前記イオン源ユニットから前記イオンをキャプチャしてイオンビームを形成するキャプチャユニットと、前記イオンビームから前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を選択する分析磁石と、前記少なくとも１つのナノダイヤモンドが保持されるワークを負荷し、前記ワークが前記イオンビームの通過ルートに位置し、それにより前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記ワークに注入し、さらに前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込む端末とを備える。
【００１０】
本発明の好適な一実施形態においては、前記イオン注入システムはプラズマイオン注入システムを含む。
【００１１】
本発明の好適な一実施形態においては、前記組成物は、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに共役結合される少なくとも１つの化学療法薬をさらに含む。
【００１２】
本発明の好適な一実施形態においては、前記少なくとも１つの化学療法薬はドキソルビシン及びダウノルビシンからなる群から選択される。
【００１３】
本発明の好適な一実施形態においては、前記組成物は、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドにカップリングされて、前記組成物を腫瘍細胞に標的送達する少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物をさらに含む。
【００１４】
本発明の好適な一実施形態においては、前記少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物はＢＰＡ、ＢＳＨ及びＢＳＨ−３Ｒからなる群から選択される。
【００１５】
本発明の好適な一実施形態においては、前記組成物は、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに接続されて、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドを腫瘍細胞に送達し、中性子捕捉療法を行う少なくとも１つの薬物送達媒体をさらに含む。
【００１６】
本発明の別の目的は、少なくとも１つのナノダイヤモンドを保有するワークを提供するステップと、前記ワークをイオン注入システムに設置するステップと、前記イオン注入システムにより少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込むステップとを含む中性子捕捉療法用の組成物の製造方法を提供することである。
【００１７】
本発明の好適な一実施形態においては、イオン注入システムにより少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込むステップは、前記イオン注入システムのイオン源ユニットによりイオンを発生させるステップと、前記イオン注入システムのキャプチャユニットにより前記イオン源ユニットから前記イオンをキャプチャしてイオンビームを形成するステップと、前記イオン注入システムの分析磁石が前記イオンビームから前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を選択するステップと、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記ワークに注入し、それにより前記少なくとも１つの中性子捕捉元素を前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込むステップとを含む。
【００１８】
本発明の好適な一実施形態においては、前記ワークは前記イオン注入システムの端末に設置され、且つ前記端末で支持され、前記端末は前記イオンビームの通過ルートに位置する。
【００１９】
本発明の好適な一実施形態においては、前記組成物の製造方法は、少なくとも１つの化学療法薬を前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに共役結合するステップをさらに含む。好ましくは、前記少なくとも１つの化学療法薬はドキソルビシン及びダウノルビシンからなる群から選択される。
【００２０】
本発明の好適な一実施形態においては、前記組成物の製造方法は、少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物を前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドにカップリングして、前記組成物を腫瘍細胞に標的送達するステップをさらに含む。好ましくは、前記少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物はＢＰＡ、ＢＳＨ及びＢＳＨ−３Ｒからなる群から選択される。
【００２１】
本発明の好適な一実施形態においては、前記組成物の製造方法は、少なくとも１つの薬物送達媒体を前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに接続し、それにより前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドを腫瘍細胞に送達し、中性子捕捉療法を行うステップをさらに含む。
【００２２】
本発明の別の目的は、少なくとも１つのナノダイヤモンドと、イオン注入システムにより前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込まれる少なくとも１つの中性子捕捉元素とを含む組成物を対象に投与するステップを含む中性子捕捉療法を提供することである。
【００２３】
本発明はさらに、少なくとも１つのナノダイヤモンドと、前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに嵌め込まれる少なくとも１つの中性子捕捉元素と、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドに接続される腫瘍細胞治療促進用の媒体とを含む中性子捕捉療法用の組成物を提供する。
【００２４】
本発明の好適な一実施形態においては、前記媒体は化学療法薬である。好ましくは、前記化学療法薬はドキソルビシン及びダウノルビシンからなる群から選択される。
【００２５】
本発明の好適な一実施形態においては、前記媒体は中性子捕捉療法薬物であり、前記組成物を前記腫瘍細胞に標的送達することに用いられる。好ましくは、前記少なくとも１つの中性子捕捉療法薬物はＢＰＡ、ＢＳＨ及びＢＳＨ−３Ｒからなる群から選択される。
本発明の好適な一実施形態においては、前記媒体は薬物送達媒体であり、前記少なくとも１つの中性子捕捉元素が嵌め込まれた前記少なくとも１つのナノダイヤモンドを前記腫瘍細胞に送達し、中性子捕捉療法を行うことに用いられる。
【００２６】
本発明の実施例又は従来技術の技術案をより明瞭に説明するために、以下、実施例に使用される図面を簡単に説明する。以下に記載する図面は本発明の実施例の一部に過ぎず、当業者であれば、創造的な努力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面を想到しうる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術におけるホウ素中性子捕捉療法反応の模式図である。
【図２Ａ】本発明の第１好適実施例の組成物の模式図である。
【図２Ｂ】図２Ａの部分拡大図である。
【図２Ｃ】図２ＢのＣ部分の拡大図である。
【図２Ｄ】中性子捕捉元素をナノダイヤモンドに注入して図２Ａの前記組成物を取得する模式図である。
【図３】図２Ａの前記組成物を投与して生じた中性子捕捉療法反応の模式図である。
【図４】本発明の第２好適実施例による組成物の模式図である。
【図５】本発明の第３好適実施例による組成物の模式図である。
【図６】本発明の第４好適実施例による組成物の模式図である。
【図７】イオン注入システムにより組成物を製造する方法の模式図である。
【図８】プラズマイオン注入システムにより組成物を製造する方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図に示すように、同じユニットの番号は同じユニットを示す。以下の説明は例示される本発明の具体的な実施例に基づくものであり、ここで詳細に説明する本発明のほかの実施例を限定することを意図しない。
【００２９】
図２Ａに、本発明の第１の好適な実施例による組成物２００の模式図が示されている。図２Ｂは前記組成物２００の部分拡大図であり、図２Ｃは図２ＢのＣ部分をさらに示す拡大図である。図２Ｂに示すように、前記組成物２００は複数のナノダイヤモンド２１０と複数の中性子捕捉元素２２０とを含む。且つ、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、前記中性子捕捉元素２２０はイオン注入システムにより各ナノダイヤモンド２１０に直接注入され、それにより、中性子捕捉元素２２０が嵌め込まれたナノダイヤモンド２１０は形成される。図２Ｂ及び図２Ｃにおいて、参照符号２３０は「中性子捕捉元素が嵌め込まれたナノダイヤモンド」を示し、且つ前記組成物２００は、中性子捕捉元素が嵌め込まれた複数のナノダイヤモンド２３０を含む。本発明において、前記ナノダイヤモンド２１０がヒト細胞に対して細胞毒性を示さず、且つ細胞機能の顕著な異常を引き起こすことがないので、特に生物医学および様々な医療用途、例えば、薬物送達、治療および診断技術に有益に使用される。なお、本発明の範囲は、前記ナノダイヤモンドの使用のみに限定されるべきではなく、癌の診断および治療に用いられて重大な毒性および優れた生体適合性を有する他のナノ粒子も選択できる。
【００３０】
前記中性子捕捉元素２２０は、中性子捕捉断面が高い元素、たとえばホウ素−１０（ｂｏｒｏｎ−１０）、ガドリニウム−１５７（ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ−１５７）などから選択され、従って、前記組成物２００は中性子捕捉療法に適用でき、前記ナノダイヤモンド２１０は、前記中性子捕捉元素２２０をインビボ送達するキャリアである。周知のように、悪性脳腫瘍、たとえば多形性神経膠芽腫（ｇｌｉｏｂｌａｓｔｏｍａ  ｍｕｌｔｉｆｏｒｍｅ、ＧＢＭ）は、治療しにくい腫瘍である。種々の治療（外科的切除、放射療法、化学療法を含む）を受けても、平均生存時間は１５ヶ月よりも短かった。従って、本発明は対象（ヒトを含む）のための新規な中性子捕捉療法を提供する。
【００３１】
図３に、図２Ａの前記組成物２００を投与して生じた中性子捕捉療法反応の模式図が示されている。前記組成物２００は、前記中性子捕捉元素２２０（１０Ｂ粒子を例に）を前記ナノダイヤモンド２１０に嵌め込み、続いて前記中性子捕捉元素２２０が嵌め込まれた前記ナノダイヤモンド２１０を腫瘍細胞に送達するように送達薬物媒体と合成することによって製造される。中性子捕捉療法では、先ず、前記組成物２００が対象に投与される。続いて、前記前記中性子捕捉元素２２０が嵌め込まれた前記ナノダイヤモンド２１０が腫瘍細胞３００に近い位置又は前記腫瘍細胞３００の内部に導入される。前記中性子捕捉元素２２０（１０Ｂ粒子を例に）が嵌め込まれた前記ナノダイヤモンド２１０が入射中性子３１０に吸収された後、１０Ｂ粒子２２０は励起されて安定しない１１Ｂ＊粒子になり、前記１１Ｂ＊粒子は崩壊して高い線エネルギー付与（ｈｉｇｈ  ｌｉｎｅａｒ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｆｅｒ、ＬＥＴ）を有するα粒子３３０及びリコイル（ｒｅｃｏｉｌｉｎｇ）７Ｌｉ原子核３４０になる。前記高エネルギーのα粒子３３０及びリコイル７Ｌｉ原子核３４０の移動範囲（ｔｒａｖｅｌ  ｒａｎｇｅｓ）が前記ナノダイヤモンド２１０の寸法より大きいため、前記高エネルギーのα粒子３３０及びリコイル７Ｌｉ原子核３４０は前記ナノダイヤモンド２１０から離れて付近の腫瘍細胞３００を破壊することができる。イオン注入法により前記中性子捕捉元素２２０を前記ナノダイヤモンド２１０に嵌め込み、さらに合成して中性子捕捉療法用の治療標的媒体を形成するため、従来のものに比べて、本発明は、中性子捕捉を高めて有効治療を行い、生存率及び治癒力を向上させることができる。
【００３２】
また、前記ナノダイヤモンド２１０が大きな表面積対体積比（ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｔｏ  ｖｏｌｕｍｅ  ｒａｔｉｏ）を有するため、前記ナノダイヤモンド２１０は大きな負荷能力を有し、各種タイプの化合物及び／又は薬物と合成することができ、従って、前記ナノダイヤモンドの表面機能特性の変化及び利用に有益であり、特定目的又は複数種の目的用途に対して、それを治療媒体と共役結合することができる。たとえば、局所に分布している薬物を腫瘍細胞に送達し、拡散を制限して腫瘍細胞の薬物に対する摂取量を増加させ、画像形成能力を提供して腫瘍細胞に精確に局在化して、薬物保持期間を延ばして腫瘍治療を行う。且つ、前記中性子捕捉元素２２０が嵌め込まれた前記ナノダイヤモンド２１０は、腫瘍細胞をマーク又は追跡するために蛍光媒体及び／又は鉄磁性粒子と合成してもよい。また、正常細胞に比べて、腫瘍細胞が一般的に過剰発現した葉酸受容体を有するため、前記中性子捕捉元素２２０が嵌め込まれた前記ナノダイヤモンド２１０の表面を変えることで、葉酸の部分（ｆｏｌａｔｅ  ｍｏｉｅｔｉｅｓ）を有する鎖結合を形成し、効果的に腫瘍細胞をターゲティングする。従って、葉酸の部分を有する前記ナノダイヤモンド２１０（前記中性子捕捉元素２２０が嵌め込まれた）がターゲティングした腫瘍細胞は、熱中性子照射がされた後、死亡率が高い。
【００３３】
図４に、本発明の第２の好適な実施例による組成物の模式図が示されている。各ナノダイヤモンド４１０は複数の中性子捕捉元素４２０が嵌め込まれているだけでなく、複数の化学療法薬４３０に共役結合される。前記化学療法薬４３０はドキソルビシン（ｄｏｘｏｒｕｂｉｃｉｎ、ＤＯＸ、（Ｃ２７Ｈ２９ＮＯ１１））及びダウノルビシン（ｄａｕｎｏｒｕｂｉｃｉｎ）からなる群から選択できる。続いて、中性子照射により中性子捕捉療法を行い、さらに各種腫瘍の腫瘍細胞の抑制及び破壊効果を強化させ、且つ所要の化学療法薬用量の摂取を低減させ、正常細胞に対する破壊や副作用の発生を低減させることができる。ドキソルビシン単独を薬剤耐性癌の治療に用いる場合に比べて、ドキソルビシンをナノダイヤモンドに共役結合すると、好適な効果を発生させることができる。従って、従来の化学療法に比べて、中性子捕捉療法による効果の追加により、医師が化学療法の用量を低減させることができ、患者に発生する副作用が軽減される。
【００３４】
図５に、本発明の第３の好適な実施例による組成物の模式図が示されている。ナノダイヤモンド５１０は複数の中性子捕捉元素５２０が嵌め込まれているだけでなく、複数の中性子捕捉療法薬物５３０に結合される。前記中性子捕捉療法薬物５３０はＢＰＡ（ｐａｒａ−ｂｏｒｏｎｏｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ、（Ｃ９Ｈ１２ＢＮＯ４））、ＢＳＨ（ｄｉｓｏｄｉｕｍ  ｍｅｒｃａｐｔｏｕｎ−ｄｅｃａｈｙｄｒｏｄｏｄｅｃａｂｏｔａｔｅ）及びＢＳＨ−３Ｒからなる群から選択できる。腫瘍を標的送達する用途では、腫瘍細胞の周囲の中性子捕捉全反応を強化させ、同時に所要の薬物用量の摂取を低減させ、正常組織に対する破壊及び副作用の発生を低減させることができる。前記中性子捕捉元素５２０が嵌め込まれた前記ナノダイヤモンド５１を前記追加した中性子捕捉元素５４０（前記中性子捕捉療法薬物５３０内に含まれる）と組み合わせ、且つ、前記中性子捕捉療法薬物５３０は前記ナノダイヤモンド５１０の表面に合成して付着されるため、前記組成物は効果的な中性子捕捉療法を付加的に施すことができる。なお、前記ナノダイヤモンド５１０における前記中性子捕捉元素５２０と前記中性子捕捉療法薬物５３０における前記中性子捕捉元素５４０の両者は異なる種類であってもよく、又は同じ種類の元素であってもよい。従来の中性子捕捉療法の薬物送達システムに比べて、本好適な実施例において、前記中性子捕捉元素の総摂取濃度を効果的に増加させ、したがって中性子捕捉療法効果を高める。
【００３５】
図６に、本発明の第４の好適な実施例による組成物の模式図が示されている。各ナノダイヤモンド６１０は複数の中性子捕捉元素６２０が嵌め込まれているだけでなく、前記中性子捕捉元素６２０が嵌め込まれた前記ナノダイヤモンド６１０を特定の腫瘍細胞に送達するように複数の特定薬物送達媒体６３０に接続され、単独に中性子捕捉療法を行い、さらに多くの中性子捕捉療法用の腫瘍標的送達薬物／媒体の開発が可能になる。
【００３６】
これに鑑みて、本発明開示では、イオン注入技術により前記中性子捕捉元素を前記ナノダイヤモンドに嵌め込み、中性子捕捉療法又は付加的な中性子捕捉療法の効能を提供して、腫瘍細胞を効果的に破壊することができる。イオン注入技術により前記中性子捕捉元素を前記ナノダイヤモンドに含めて組成物を製造し、且つ前記組成物を特定腫瘍細胞に送達し、それにより腫瘍細胞の位置において高い摂取濃度を得ることができる。腫瘍細胞の位置で高濃度の中性子捕捉元素を有する（前記ナノダイヤモンドに含まれる）と、中性子照射により腫瘍細胞を効果的に破壊できる。
【００３７】
図７に、イオン注入システム７００により組成物を製造する方法の模式図が示されている。前記イオン注入システム７００は、高圧電源供給装置７１０、イオン源ユニット７２０、アークチャンバー７２２、キャプチャユニット７２４、分析磁石７３０、及び端末７４０を備える。本発明によれば、前記組成物の製造方法は、ナノダイヤモンドが保持されるワーク７５０を提供するステップと、前記ワーク７５０を前記イオン注入システム７００の前記端末７４０に設置するステップと、材料を前記アークチャンバー７２２に入れて、前記イオン源ユニット７２０によりイオンを発生させるステップと、前記キャプチャユニット７２４により前記イオン源ユニット７２０から前記イオンをキャプチャしてイオンビーム７６０を形成し、前記キャプチャユニット７２４により前記イオン源ユニット７２０と前記キャプチャユニット７２４との間に電位差を発生させて、前記イオンビーム７６０が前記イオン源ユニット７２０から離れるためのエネルギーを取得して下流へ進むステップと、前記分析磁石７３０により前記イオンビーム７６０から所望の中性子捕捉元素を選択するステップと、最後に、最終制御エネルギーを有する前記イオンビーム７６０を前記イオンビーム７６０の通過ルートに位置する前記ワーク７５０に注入することで、前記中性子捕捉元素を前記ナノダイヤモンドに嵌め込むステップとを含む。
【００３８】
本実施例において、前記中性子捕捉元素（例えば１０Ｂ粒子）は、ＢＦ３ガスのフィード材料を前記イオン注入システム７００の前記イオン源ユニット７２０にフィードして生成される。前記イオン源ユニット７２０において、多くの異なるイオン化した荷電粒子、たとえば１０Ｂ＋、１１Ｂ＋、ＢＦ＋、ＢＦ２＋などが形成できる。前記複数のイオンが前記キャプチャユニット７２４によりエネルギーを取得して前記分析磁石７３０に入り、１０Ｂ＋のみが前記分析磁石７３０により選択されるように設定し、且つ異なる曲げ半径で１０Ｂ＋とその他の予期しないイオンを分離する。１０Ｂ＋粒子を含む前記イオンビーム７６０は、前記端末７４０に入って前記ワーク７５０に衝撃を与え、ここで、前記ナノダイヤモンドは前記ワーク７５０に保持される。前記１０Ｂ＋粒子は、前記ナノダイヤモンドに嵌め込むことで、中性子捕捉療法用の組成物の製造に用いられる。
【００３９】
図８に、プラズマイオン注入システム８００により組成物を製造する方法の模式図が示されている。前記実施例において、前記プラズマイオン注入システム８００は、中性子捕捉元素をナノダイヤモンドに嵌め込み、且つ前記ナノダイヤモンドは、前記プラズマイオン注入システム８００の衝撃標的８１０に設置される。
【００４０】
以上のように、本発明では、前記組成物は、イオン注入システムにより前記ナノダイヤモンドに嵌め込まれて中性子捕捉療法により腫瘍細胞を治療するための、中性子捕捉元素が嵌め込まれたナノダイヤモンドを含む。且つ、イオン注入量により各前記ナノダイヤモンドに嵌め込まれた前記中性子捕捉元素の総量を制御でき、従って、従来の中性子捕捉療法薬物に比べて、本発明の前記組成物は、総量の高い前記中性子捕捉元素を含む。本発明によれば、腫瘍細胞により摂取されて、前記組成物内に含まれる前記中性子捕捉元素の量が顕著に向上し、このため、高濃度の前記中性子捕捉元素を前記腫瘍細胞に送達する効果を実現し、同時に正常細胞周囲の中性子捕捉元素の濃度を低い状態に維持する。また、該組成物は、標的薬物媒体を前記中性子捕捉元素が嵌め込まれたナノダイヤモンドに合成することにより製造されるものであり、このように製造されたナノダイヤモンド治療媒体は、腫瘍細胞に送達して中性子捕捉療法を行い、中性子捕捉療法の効果を高めるものである。
【００４１】
以上のように、本発明の好適な実施例を開示したが、上記好適な実施例は本発明を限定するためのものでなく、当業者であれば、本発明の精神及び範囲内から逸脱することなく、様々な変更や修正を行うことができ、このため、本発明の保護範囲は特許請求の範囲で限定される範囲に基づく。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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