(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均直径0.6μmに形成されたジルコニウム鉱石の微粒子をクリーム1g中に80mg含ませてなることを特徴とする、人体の皮膚100cm2当たりに1gの割合で塗布するためのクリームであって、前記ジルコニウム鉱石の微粒子は、1gあたりU-238を43Bq、Th-232を104Bq、U-235を1.2Bq含有するとともにこれらの娘核種を含む、前記クリーム。
【請求項２】
基材に前記ジルコニウム微粒子を添加して、前記ジルコニウム微粒子を8％の割合で含むクリームを作製する工程を含む請求項１記載のクリームの製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線ホルミシス作用を有するクリーム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、放射線とは、高速度で放出されるエネルギーの流れであり、このうち物質をイオン化することに十分なエネルギーを持つものを電離放射線と呼ぶ。放射性元素の放射性崩壊時には主として、アルファ（α）線、ベータ（β）線、及びガンマ（γ）線が放出される。アルファ線とベータ線は粒子線であり、それぞれヘリウムの原子核と電子である。アルファ線は質量の大きい荷電粒子であり、水中での飛程は約0.1mm以下である。ベータ線は電子であり、負に帯電した荷電粒子であるが、アルファ線の1/6400の質量しかないため水中での飛程は2cm以下とアルファ線の100倍の距離を飛ぶ。ガンマ線は電磁波であり、ベータ線に比べても透過力が強く、水中での飛程はベータ線よりもさらに100倍程長く約1mである。このような放射線を短時間かつ大量に浴びると、人体の細胞に様々な障害が生じることが知られている。そのため、かつて、放射線は、人体にとって極めて有害かつ危険なものであると考えられていた。
【０００３】
ところが、近年、人体が低線量の放射線を浴びた場合には、放射線を浴びなかった場合に比べて健康になるなど人体に有益となる場合があることがわかってきた（非特許文献１及び２参照）。このような低線量の放射線による有益な効果を放射線ホルミシス効果という。我が国では伝統的に温泉治療が愛用されてきているが、放射性物質を含むラジウム温泉、ラドン温泉などはその治療効果が高いことが知られてきた。また諸外国でも廃坑を利用して坑内に充満したラドンを吸飲する医療設備が存在している。これを模して、密閉した空間にラドンを充満させたラドンルームを作製し、その中で患者に一定時間ラドンを吸飲させる医療機関も存在する（非特許文献１及び２参照）。
【０００４】
これらはラドンとその娘核種が皮膚や肺に付着する結果として起こる刺激効果が免疫系や、組織再生能力を高める効果があることを利用したものである。放射線ホルミシスは更年期の不定愁訴やリューマチや関節炎における痛みの緩和、糖尿病に代表される代謝疾患の軽減、パーキンソン病代表される神経疾患の治療、さらにはがんの治療にも利用されてきている。このようなラドンの効果は主としてアルファ線による刺激効果によって得られると考えられているが、肺上皮幹細胞は肺胞内部に露出しておりアルファ線に直接さらされるため、肺繊維症や肺がんのリスクが高まる可能性も指摘されている。鉱山労働者や一般家庭における近年の疫学調査では肺がん発生におけるラドンの寄与率は6-15%とされ、平均約16Bq/m3の空間ラドン濃度の我が国ではラドンによる実効線量は年間約0.3mSvであると算定されている（非特許文献３参照）。
【０００５】
また岩盤浴やこれを模した放射線シート上で横臥することにより放射線に被ばくする方法も疾病治療や健康増進に利用されている（非特許文献１及び２参照）。この方法ではアルファ線は線源の自己遮蔽により利用できないため、主としてガンマ線とベータ線によるホルミシス効果を利用したものであるが、これらの放射線は透過性が高く、従って大量に被ばくした場合には放射線障害を起こす可能性が否定できない。医療用ガンマ線を利用したホルミシス効果を利用したがん治療では坂本澄彦博士による坂本療法が著名であり、早期悪性リンパ腫や、みずからの大腸がんの治療において良好な治療成績を残している。しかしながら、この方法はあくまでも医療を目的とした放射線治療であり、一般人のみよる利用は法律上禁じられている。
【０００６】
放射線ホルミシス効果は、人体の皮膚に塗布されるクリームにも応用されている。1989年にキュリー夫妻によりラジウムが、1896年にベクレルによりウラン線が発見されると放射性物質は癌治療などに利用されるようになった。1920年代に入ると微量のラジウムを化粧品、歯磨き粉、石けん、などに混入した商品も販売されるようになったが、やがて放射線障害が現れることも明らかになり、1930年代終わりには殆どの商品が姿を消した（非特許文献４参照）。これらは精製したラジウム塩を混入したものであり極めて高価である。また精製には放射性廃棄物が伴い放射線取扱施設で厳重に管理された環境で取り扱うことが義務づけられている。現在の日本では、一般家庭で取り扱うことは法律で禁じられている。鉱物を利用したクリームについては、公知であるが、そのホルミシス効果は、主としてベータ線によると考えられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１５８５６４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】放射線ホルミシスの話、藤野  薫編著、せせらぎ出版、２００５年１２月５日第３刷発行
【非特許文献２】医師がすすめる低放射線ホルミシス、ホルミシス臨床研究会編、株式会社ローカス、２００８年７月２０日発行
【非特許文献３】WHO国際ラドンプロジェクトについて、山田裕司    インターネット<URL:http://anshin-kagaku.news.coocan.jp/sub051103yamada.html>
【非特許文献４】Genet, M., Radium: A miracle cure! Radiat Prot. Dosimetry 79, 1-4 (1998)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ベータ線は、人体の皮膚の表皮の最下層にあり表皮幹細胞を有する基底層や、繊維芽細胞を主体とする真皮まで届く性質を有する（図２）。これらは増殖細胞である。放射線はDNAに二重鎖切断を生ぜしめ細胞分裂を妨害することに特徴を有し、これらの増殖細胞が被ばくした場合には、その分裂増殖能が損なわれ、細胞は死滅し、脱毛などの確定的影響や発がんに代表される確率的影響などの放射線障害を及ぼすことが知られている。またガンマ線は胃、肺、大腸など、がんを高頻度に発生する臓器にまで到達する。このような放射線障害を避ける為には、ベータ線やガンマ線による過度な被ばくを防止する必要がある。従って、クリームに含まれる放射性物質の量は所定量以下に制限せざるを得ず、放射性物質から人体の皮膚に対して放射される放射線量には限界があり、従来の放射性物質を含むクリームによる放射線ホルミシス効果は限定的なものとなっていた。
【００１０】
以上のような事情に鑑み、本発明では、人体に対する安全性を確保しつつより効果的に放射線ホルミシス効果が得ることが可能な皮膚に放射線を当てる方法において採用可能なクリーム及びその製造方法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】
【００１１】
本発明では、平均直径0.6μmに形成されたジルコニウム鉱石の微粒子をクリーム1g中に80mg含ませてなることを特徴とする、人体の皮膚100cm2当たりに1gの割合で塗布するためのクリームであって、ジルコニウム鉱石の微粒子は、1gあたりU-238を43Bq、Th-232を104Bq、U-235を1.2Bq含有するとともにこれらの娘核種を含む。
【００１２】
また、本発明では、上記のクリームの製造方法であって、基材にジルコニウム微粒子を添加して、ジルコニウム微粒子を8％の割合で含むクリームを作製する工程を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、人体に対する安全性を確保しつつ効率よく放射線ホルミシス効果を得ることができる。また、このような効果を奏するクリームを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】クリームが含む放射性物質とその壊変様式を示す図である。
【図２】実施形態に係るクリームの放射線が人体の皮膚の内部に届く距離等を示す図である。
【図３】ガンマ線及びベータ線の飛程を示す図である。
【図４】アルファ線の飛程を示す図である。
【図５】実施形態に係るクリームから放出される放射線に関する線量率等について計測したデータを示し、他の製品の線量率等と比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。まず、実施形態に係るクリームについて説明する。クリームは、放射線ホルミシス効果を適用者に容易に与えるために作製され、適用者が自身の所望の部位の皮膚に塗布して使用されるものである。クリームの硬度及び粘度は、使用目的あるいは使用部位に応じて適宜設定される。したがって、クリームは、オイルやジェル等の様々なフォームで提供可能である。クリームは、基材と、放射性物質の粒子とを有する。
【００１６】
基材としては、放射性物質を含まない一般的なものが用いられる。粒子を構成する放射性物質としては、ジルコニウム鉱石、トリウム鉱石（モナザイト）、ウラン鉱石、など自然起源放射性物質で放射性壊変によりアルファ線を放出する物質が用いられる。放射性物質の粒子は、平均直径が0.6μmのものが用いられる。放射性物質の粒子の平均直径が0.6μmを大きく超えて設定される場合、鉱物中において8-25μmの飛程しかないアルファ線は鉱物自体に吸収されてしまい、著しく放出効率が低減する。一方、放射性物質の粒子の平均直径が0.6μm未満に設定される場合、粒子の微粒子化が容易ではなく製造コストの増加を招いてしまう。放射性物質の粒子の平均直径が0.6μmに設定されることにより、粒子の製造コストの増加を抑制しつつ、放射線を粒子から効率的に射出させてクリームによる放射線ホルミシス効果を著しく向上させることができる。微粉末にすることにより粒子表面積が大きくなり、粒子の表面から放出される単位質量当たりの放射線量が増加することも射出の効率化に寄与する。
【００１７】
クリームに含まれる鉱物粒子は天然物由来の鉱石を単に微粒子に形成するだけなので、電離則や障害防止法の規制対象とはならない。加工に放射線取扱施設は必要とせず、また一般家庭で使用することが可能であるとともに、高価な放射性元素の精製過程が省かれることとなり、安価な放射線クリームの提供が可能となる。また固体粒子である微粒鉱石は皮膚に浸透することはなく、精製したラジウムなど放射線核種を混入した20世紀半ばに販売されていた放射線クリームに比べて極めて安全性が高い。
【００１８】
クリームは、放射性物質の粒子が基材に練り込まれて形成されており、パウダー状の放射性物質の粒子を基材に所定量添加し、基材と粒子とを十分に撹拌することにより製造される。但し、クリームの製造方法は、上記方法に限定されず、予め微粉砕された放射性物質の分散液を用意してこれを基体となるクリームに添加することによって、クリームを適用直前に調製してもよい。
【００１９】
基材に添加される放射性物質の量は、人体の皮膚に1g/100cm2でクリームが塗布された場合に、クリームから皮膚の表皮に向けて4.0-8.8MeVの放射線のエネルギーを有するアルファ線が放射され、かつ、皮膚の表面からの距離が0.1mm程度までの表皮の細胞に対して最大10Svの被ばく量の放射線が放射される量に設定される。10Svは、人が全身に被ばくした場合の致死量に相当する高い線量である。しかし、標的細胞である表皮角化細胞は分化した機能細胞であり、増殖を停止している。10Svもの強い刺激は細胞内に1万個のハイドロキシラジカルを生ぜしめ、角化細胞のDNAを切断する。しかし、増殖しない機能細胞である角化細胞は死滅せず、むしろ強力な酸化ストレス応答とDNAダメージ応答が惹起され、サイトカインの放出等様々な生理機能が強力に引き出されることが予想される。クリームに添加される放射性物質量が上記のように設定されることにより、効率よくアルファ線のエネルギーを利用することが可能となり、被ばくによる放射線障害を抑止しつつ、十分な放射線ホルミシス効果を得ることができるのである。
【００２０】
クリームは、本発明の作用効果を阻害しない範囲で種々の添加物、好ましくは化粧品原料基準に記載の添加物が添加されてもよい。このような添加物の代表例としては、香料、酸化防止剤、甘草などの漢方薬成分やハーブ等のエキスなど、植物性の基源活性剤、スクワレンなどが挙げられる。また、クリームは、保湿成分や冷却成分などが含まれてもよい。
【００２１】
クリームは、例えば、化粧品用クリーム容器や、チューブ、ボトルなどの容器に収容される。その後、クリームに含まれた放射性物質は、壊変し、放射性物質の崩壊系列に従って所定の放射線を放出するとともに、順次別の放射性物質へ変化し、最終的には鉛の安定同位体となる。
【００２２】
放射性物質の崩壊系列としては、トリウム系列、ウラン系列、アクチニウム系列、及びネプツニウム系列がある(図１)。これらの崩壊系列のうち、トリウム系列の壊変について説明すると、Th-232は、141億年の半減期でアルファ線を出しながらRa-228になる。Ra-228は、Ac-228、アルファ線を出すTh-228を経て、Ra-224になり、このRa-224がアルファ線を放出して、Ra-220の気体元素になる。Ra-220はアルファ線を出して、さらに強いエネルギーのアルファ線を出すPo-216に変わる。Po-216は、Pb-212を経て、Bi-212になる。その後、Bi-212は、トリウム系列の壊変の過程で最も強いエネルギーのアルファ線を出すPo-212、あるいはTl-208を経て、Pb-208になる。
【００２３】
また、ウラン系列の壊変について説明すると、U-238は、45億年の半減期でアルファ線を出しながらTh-234になる。Th-234は、Pa-234を経て、U-234になる。U-234は、Th-230、Ra-226、Rn-222、Po-218の順で、何れもアルファ線を放出して変化する。Po-218は、アルファ線を放出してPb-214に変化し、さらにPb-214がベータ線を放出してBi-214に変化する。あるいはアルファ線を放出してAt-218に変化しさらにAt-218がアルファ線を放出してBi-214に変化する。Bi-214は、アルファ線を放出してTl-210に変化しさらにTl-210がベータ線を放出してPb-210に変化する。あるいはベータ線を放出してPo-214に変化しさらにPo-214がアルファ線を放出してPb-210に変化する。Pb-210は、アルファ線を放出してHg-206に、あるいはベータ線を放出してBi-210に変化する。Bi-210は、アルファ線を放出してTl-206に、ベータ線を放出してPo-210に変化する。Tl-206は、ベータ線を放出してPb-206に変化する。Po-210は、アルファ線を放出してPb-206に変化する。
【００２４】
また、アクチニウム系列の壊変について説明すると、U-235は、Th-231、Pa-231、Ac-227の順で、何れもアルファ線を放出して変化する。Ac-227は、アルファ線を放出してFr-223に、あるいはベータ線を放出してTh-227に変化する。Th-227は、アルファ線を放出してRa-223に変化する。Fr-223は、アルファ線を放出してAt-219に、あるいはベータ線を放出してRa-223に変化する。Ra-223は、アルファ線を放出してRn-219に変化する。At-219は、アルファ線を放出してBi-215に、あるいはベータ線を放出してRn-219に変化する。Rn-219は、アルファ線を放出してPo-215に変化する。Bi-215は、ベータ線を放出してPo-215に変化する。Po-215は、アルファ線を放出してPb-211に、あるいはベータ線を放出してAt-215に変化する。At-215は、アルファ線を放出してBi-211に変化する。Pb-211は、ベータ線を放出してBi-211に変化する。Bi-211は、アルファ線を放出してTl-207に、あるいはベータ線を放出してPo-211に変化する。Tl-207は、ベータ線を放出してPb-207に変化する。Po-211は、アルファ線を放出してPb-207に変化する。
【００２５】
ネプツニウム系列は、Np-237からBi-209、Tl-205に至る系列である。Bi-209以前の核種は、半減期が短いため、天然にはほとんど存在していない。Bi-209は、壊変の際にアルファ線を放出する。
【００２６】
クリームに含まれる放射性物質としては、上記したトリウム系列、ウラン系列、アクチニウム系列、及びネプツニウム系列の核種に含まれる多種類の核種であり、かつ壊変過程でアルファ線を放出するものが用いられる。放射性物質としては、放射されるアルファ線のエネルギーが比較的大きいものが好ましい。
【００２７】
次に、実施形態に係るクリームの塗布による皮膚への作用について説明する（図２）。
まず、人体の皮膚の構造について説明する。人体の皮膚の表面には平均0.2mm程度の表皮がある。表皮は表面から死滅した細胞の層からなる平均20μm程度の角質層、体内の水分蒸発を防ぐ脂質成分を蓄積した顆粒層、丈夫な構造タンパク質であるケラチンを合成するとともに様々な生理活性を有する機能細胞である角化細胞が構成する有棘層、および表皮を構成する角化細胞を生み出す基底細胞層（基底層）がある。表皮細胞は発生学的に神経と起源を同じくする外胚葉性の組織であり神経伝達物質を産生し、またその受容体も有しており、放射線ホルミシス効果を発現する為の主要な標的となる。角化細胞は基底層にある表皮幹細胞から作られ、分化成熟した角化細胞は増殖を停止し、順次上層に移動して行き、最終的には約45日で脱核、死滅し、角質化して順次皮膚表層から脱落する。
【００２８】
表皮の下層には、真皮がある。真皮にはコラーゲン繊維があり、皮膚の柔軟性を保っている。表皮と異なり、真皮には神経や血管も存在する。コラーゲン分子は繊維芽細胞で作られている。真皮の大部分はコラーゲンや弾性繊維を作っているエラスチンでできている。真皮にある細胞としては、繊維芽細胞のほかに、ランゲルハンス細胞と呼ばれるマクロファージ（組織球）がいて、コラゲナーゼ（コラーゲンを作る酵素）やエラスターゼ（エラスチンを作る酵素）を作り、皮膚の可動性を維持するとともに、一次免疫細胞としてＴリンパ球に抗原を提示する役目も果たす。このような感染防御機構は外界との境界を形成する皮膚の持つ重要な役割の一つである。
【００２９】
人体の所定の部位の皮膚に上記クリームが塗布されると、クリームの基材は皮膚に吸収され平均粒径0.6μmの鉱物粒子は表皮表面に2μm程度の層を形成すると考えられる。あるいは一部は角質層に入り込むことになる。鉱物中のアルファ線の飛程は8-25μm程度であるので、鉱物中より射出したアルファ線は全て粒子外に飛び出し、その大部分は20μmの角質層を通過し顆粒層および有棘層の生きた角化細胞を被ばくすると考えられる。すなわち人体の皮膚の表面からの距離が0.1mm程度までの表皮に対して4.0-8.8MeVのエネルギーを有するアルファ線が放射される。
【００３０】
アルファ線は、ベータ線及びガンマ線に比べて強い放射線のエネルギーを有する。そのため、放射線ホルミシス効果を得る目的で人体に放射線を当てる方法において、このようなアルファ線を主とする放射線を利用することにより、クリームに含まれる放射性物質が基材の量に比べて少量に設定される場合であっても、人体の皮膚の細胞に対して十分な放射線量を付与することができる。
【００３１】
このように皮膚に対してアルファ線が当てられることにより、皮膚の表面からの距離が0.1mm程度までの表皮の細胞に対して5-10Svの被ばく量が付与される。その結果、皮膚のDNAが損傷するとともに、細胞内に酸化ストレスが引き起こされる。そして、生体のこれらに対するストレス応答により、酵素、転写因子が活性化され、生理活性が発現する。このように、上記クリームを人体の所望の部位の皮膚に塗布することにより、所定量のアルファ線が皮膚に当てられ、人体に対して適度な刺激が加えられる。その結果、遺伝子発現を始めとする化学反応が活性化され、適用箇所を通じて人体に放射線ホルミシス効果が付与される。
【００３２】
ところで、ベータ線は、電子が高速で飛び出してくるもので、身体に当たるとその身体の内部10mm付近まで侵入する。また、ガンマ線は強い電磁波で、身体に当たってもその身体を貫通してしまう。しかし、アルファ線は、ベータ線及びガンマ線に比べて飛程が短いため、上記クリームから放射され皮膚の内部に浸透したアルファ線は、皮膚の表面から0.1mm程度の距離の表皮までしか到達しない。従って、アルファ線は、皮膚の表皮の最下層にある基底層の皮膚幹細胞や真皮の繊維芽細胞まで届かず、これらの細胞を被ばくさせるおそれがないことから、増殖細胞の分裂阻害に起因する脱毛などの急性障害や発がんなどの晩発障害を発生させる危険が皆無であり、人体に対する安全性が高い。従って、クリームに含まれる放射性物質として、ベータ線やガンマ線を放射するものに代えて又はこれらとともに、アルファ線を放射するものを採用することにより、人体に対する安全性を顕著に向上させることができる。
【００３３】
ここで、所定の放射線が生体を通過する際の放射線の強さの減衰に関して、図３及び図４を参照しながら説明する。図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）は、ガンマ線、ベータ線、アルファ線のグラフであり、縦軸は放射活性（単位：カウント/分）、横軸は生体の厚さ（単位：mm）である。ガンマ線としては、Bi-212から放射された0.73MeVのガンマ線を、ベータ線としては、Bi-212から放射された2.3MeVのベータ線を、アルファ線としては、Po-212から放射された8.8MeVのアルファ線を想定している。生体成分の比重は1と看做し飛距離を算出したものである。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、ガンマ線が生体を通過する場合の放射線の強さは、生体の厚さの増加に伴って指数関数的に減少し、ガンマ線の飛程は約1000mmである。また、図３（ｂ）に示すように、ベータ線が生体を通過する場合にも放射線の強さは、生体の厚さの増加に伴ってほぼ指数関数的に減少することが知られており、2.3MeVのベータ線の飛程は約11mmである。クリーム中に含まれる主要なベータ線の最大エネルギーは0.02-3.2MeVであり、平均1.5MeVなので、体内での飛程は0.02-16mm、平均6.8mmである。しかし、ベータ線のエネルギー分布は連続分布であり、その平均エネルギーはさらに小さくなり、従ってその平均飛距離もさらに短くなる。
【００３５】
一方、アルファ線が生体を通過する場合の放射活性は、図４（ａ）に示すように、0mmから0.08mm付近までは、ベータ線やガンマ線のように減衰することなくほぼ一定であり飛程は0.1mmとなる。また、図４（ｂ）は、単位距離当たりのエネルギー付与量（線エネルギー付与量：Linear energy transfer; LET）を示したものであるが、アルファ線の場合には粒子線が停止する付近になると急激にLETが増加する特性を示し、これをブラック曲線と呼ぶ。これが、LETが飛程初期において最大値を示し、急速に低下していくガンマ線、ベータ線などの低LET放射線とは明確に異なる高LET放射線の特性である。クリーム中に含まれるアルファ線のエネルギーは4.0MeVから8.8MeVであり、平均5.74MeVである。従ってその飛程は31μm-102μm、平均54μmとなる。
【００３６】
以上の結果から、人体の皮膚に塗布して放射線ホルミシス効果を発揮させるクリームに用いる放射線としては、ベータ線及びガンマ線に比べて飛程が短く安全性を有しかつ表皮機能細胞に対してより強力なエネルギーを付与するアルファ線が採用されることが好ましいことがわかる。
【００３７】
続いて、実施形態に係るクリームが人体の皮膚に塗布された場合に人体に与えるエネルギー分布に関して図２を参照しながら説明する。図２は、皮膚の構造及び皮膚の細胞の被ばく量を示す図である。
【００３８】
平均直径が0.6μmに形成されたジルコニウム鉱石を1gのクリーム中に80mg含むクリームを想定した。ジルコニウム鉱石1gはU-238を43Bq、Th-232を104Bq、U-235を1.2Bq含有すると仮定した。これらの親核種とその娘核種について、ウラン系列の場合はRa-224までが半減期45億年の永続平衡に達していること、Ra-226は14%が鉱石外にすでに流出しており、Ra-226以下は半減期1600年の永続平衡に達していることを仮定した。Ra-226から発生するRn-222は気体として48%が失われるものと仮定した。トリウム系列については全ての核種が半減期141億年の永続平衡にあり、Ra-224から発生するRn-220は15%が気体として失われるものと仮定した。アクチニウム系列については全ての核種が半減期7億年の永続平衡にあり、Ra-223から発生するRn-219が気体として失われるものは無視できると仮定した。
【００３９】
上記構成のクリームを皮膚100 cm2当たりに1gの割合で塗布すると、U-238、Th-232、U-235が、それぞれ、0.03Bq/cm2、0.08Bq/cm2、0.001Bq/cm2の放射活性を有することになる。クリームの厚さは平均0.1mmとなるが、基質となる成分は表皮によって吸収されるため、ジルコニウム鉱石の微粒子は皮膚表面上に約2μmの層を形成し、一部は角質層にも侵入することも考えられる。この状況では粒子中に含まれる放射性物質より放出される放射線は自己遮蔽されること無く、一秒当たり合計で130個程度の放射線が外界に射出することになるが、その内訳はアルファ線が52%、ベータ線が35%、ガンマ線が13%程度となる。このうち半数が平均20μmの角層を通過し生きた表皮層に侵入すると考えられる。皮膚細胞の断面積をおよそ100μm2とすると、表皮細胞の中で150万個に一つがアルファ線、ベータ線、ガンマ線のいずれかの放射線の被ばくを受け、そのうち半数がアルファ線を被ばくすることになる。クリーム保持時間を4時間程度と仮定すると、クリーム保持時間の間におよそ100個に一つの細胞が放射線に被ばくすることになる。この時細胞当たりの被ばく線量を計算すると図２右側に示すように、クリームからアルファ線が放出された場合には、アルファ線の線質係数を20として線量を計算すると塗布面近傍の細胞に対して約５Sv、最大飛程付近の細胞に対しては10Svのエネルギーを付与することなる。しかし、その最大飛程は8.8MeVのアルファ線によっても100μmであるので、射出したアルファ線は表皮基底層や真皮には到達しない。これに対し、ベータ線が放出された場合には、線質係数を1として線量を計算すると塗布面近傍および表皮内部の細胞に対して約20mSvのエネルギーを付与しながら基底層、真皮を通過し、約1cmほど体内に侵入したところで止まる。ガンマ線が放出された場合には、トリウム系列中で最大のエネルギーを持つ0.73MeVのエネルギーのガンマ線でさえ、塗布面近傍の細胞に対して約0.3mSvの被ばく量しか与えないが、体幹部まで到達しても殆ど減衰すること無く0.2mSvのエネルギー付与を与える。この時の等価線量率を計算すると、表皮ではアルファ線の寄与が大きく2.3mSv/hとなり、アルファ線の寄与がなくベータ線の寄与が大きい真皮では0.2μSv/hとなる。体幹部ではガンマ線のみが到達でき、線量率は0.001μSv/hとなる。また実効線量を計算すると、皮膚ではアルファ線の寄与は考慮されず、ベータ線を主とした計算を行い、0.002μSv/h、全身ではガンマ線の寄与が大きくなり0.003μSv/hと計算できる。
【００４０】
すなわち、ジルコニウム鉱石の微粒子をクリームに混合する本発明では、強力な刺激効果を有するアルファ線を高度に有効利用することで、放射性物質の量を著しく削減することが可能になり、ベータ線、ガンマ線による放射線障害を大きく低減し、低価格かつ安全な放射線ホルミシスクリームを作製することが可能になるのである。
【００４１】
図５は、上記構成のクリームから放出される放射線に関する線量率等について計測したデータを示し、さらに、放射線ホルミシス効果を有する他の製品の線量率等と比較した図である。図５記載の「クリーム」は、上記構成のクリームである。製品のガンマ線表面線量率はCsIシンチレータ検出器で実測した値であり、ベータ線の放出率はGM計数管により実測した値から算出した。核種分析はGe半導体検出器により行った。
【００４２】
図５の製品Ａは睡眠時に用いる敷きパッドにジルコニウム粉末を塗布したもの、製品Ｂはシリコンパッド内にモナザイトを入れた敷きパッド、製品Ｃはウラン鉱石を砕いたものを布面にはりつけた放射線ホルミシスを利用した健康商品である。被ばく等価線量率は単に等価線量率と記載し、被ばく実効線量率は単に実効線量率と記載している。図５に示される、γ線表面線量率、被ばく等価線量率、被ばく実効線量率、及びβ線放出率については、「クリーム」では全身の60%に100gを使用した場合、即ち1g/100cm2で塗布した場合の数値であり、製品Ａでは全身の30%に密着した場合、即ち人体との密着面積が0.5m2の場合の数値であり、製品Ｂでは縦40cm×横33cmの矩形状のパッドを用いた場合の数値であり、製品Ｃでは縦15cm×横10cmの矩形状のマットを用いた場合の数値である。製品Ａ、製品Ｂ、及び製品Ｃは、いずれもU-238、Th-232、U-235を含有しているがこれらは布やシリコンで被覆してあるためアルファ線は出てこない。そのため、「クリーム」と同等の刺激効果を得る為には含有する放射線量を多くしてあり、製品Ａは「クリーム」の30倍、製品Ｂは750倍、製品Ｃは1000倍の放射線量を含有するが、皮膚の実効線量はほぼ「クリーム」と同程度に設定してある。しかしながら、ガンマ線の寄与が大きい全身の実効線量は「クリーム」の10倍から50倍もあり、このことが放射性物質の含有量を増やせない制限因子の一つとなっている。表皮の刺激効果はクリームが突出しており、2.3mSv/hもの等価線量率を示すが、製品Ａ-Ｃは1/20-1/500しかない。これらの製品ではベータ線により真皮を刺激することが主要な目的となっていることがわかる。またベータ線の放出を計算してみると、製品Ａ-Ｃでは3-10%に低下していることがわかる。指数関数的にLETが低下するベータ線では布やシリコンでの被覆が利用効率を大幅に減じていることがわかる。放射性物質を含む鉱物を微粒粉末にしてクリームに溶かし混む本発明はベータ線を効率よく利用するためにも有効な発明であることがわかる。
【００４３】
図５に示すように、上記構成のクリームによれば、製品Ａ-Ｃが用いられた場合と比較してアルファ線量が極めて多くかつベータ線量が少ないため、表皮がより強く刺激されかつ真皮の過度の被ばくが抑制されることが確認される。従って、上記構成のクリームが用いられることにより、人体に適度な刺激が与えられ、適用箇所を通じて人体に放射線ホルミシス効果が付与される。
【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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