(57)【要約】【課題】  がん細胞破壊システムで、がんの種類による制約や患部の位置による制約を受けにくく、生体中のがん細胞を選択的に破壊することによって放射線被爆を少なくする。【解決手段】  生体中のがん細胞を破壊するがん細胞破壊システムにおいて、がん細胞に光触媒を注入する光触媒注入ユニット１０と、がん細胞に放射線を放出する放射製剤を注入する放射製剤注入ユニット２０と、を有する。放射製剤はたとえばガンマ線を放出するもので、がん細胞またはがん細胞の存在する部位が取り込みやすい放射性核種を用いる。光触媒は酸化チタンである。生体に注入された放射線の減衰状況を確認するための放射線計測部９をさらに有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体中のがん細胞を破壊するがん細胞破壊システムにおいて、
がん細胞に光触媒を注入する光触媒注入ユニットと、
がん細胞に放射線を放出する放射製剤を注入する放射製剤注入ユニットと、
を有することを特徴とするがん細胞破壊システム。
【請求項２】
前記放射製剤はガンマ線を放出するものであることを特徴とする請求項１記載のがん細胞破壊システム。
【請求項３】
前記放射製剤は、がん細胞またはがん細胞の存在する部位が取り込みやすい放射性核種を用いた放射製剤であることを特徴とする請求項１または２記載のがん細胞破壊システム。
【請求項４】
前記放射製剤は、がん細胞が取り込み易い放射製剤であることを特徴とした請求項１または２記載のがん細胞破壊システム。
【請求項５】
前記光触媒は酸化チタンであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のがん細胞破壊システム。
【請求項６】
前記生体に注入された放射線の減衰状況を確認するための放射線計測部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載のがん細胞破壊システム。
【請求項７】
生体中のがん細胞を破壊するがん細胞破壊方法において、
がん細胞に光触媒を注入する工程と、
がん細胞に放射線を放出する放射製剤を注入する工程と、
前記放射製剤の放出する放射線で光触媒が活性化され、がん細胞を破壊する工程と、
を有することを特徴とするがん細胞破壊方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体や家畜、ペットなどの生体のがん細胞を放射線照射により破壊するがん細胞破壊システムおよびがん細胞破壊方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にがん細胞破壊方法として、放射線照射による方法が知られているが、近年、光触媒を使用する方法が提案されている。
【０００３】
放射線照射による方法では、がん細胞が存在する患部に高エネルギーの放射線を照射し、がん細胞の核内の染色体を切断することで死滅させる。また、光触媒を使用する方法では以下の原理でがん細胞を破壊する。
【０００４】
すなわち、光触媒に紫外線等の所定の波長の光を照射すると、光触媒には電子正孔対が形成され、酸化還元作用の触媒として作用する。この作用で光触媒は抗菌作用を有しているが、同様に有機物である細胞を破壊することも可能である。
【０００５】
たとえば、光半導体微粒子である酸化チタン粉末をがん細胞が形成された組織中に添加し、この部分に光学繊維からなる内視鏡を通して近紫外線を導光させることで、がん細胞を破壊し治療することができる（たとえば非特許文献１参照）。この他にも光半導体微粒子粉末をがん細胞に添加する代わりに、光半導体粒子を光学繊維の片端に担持させ、この担持させた面をがん細胞に当てることで破壊する方法（特許文献１参照）や、光半導体微粒子の懸濁液をがん細胞に注入し、放射線で光半導体微粒子を活性化させる方法（特許文献２参照）などが提案されている。
【特許文献１】特開平９−５６８３６号公報
【特許文献２】特開平１０−３２８３１６号公報
【非特許文献１】藤嶋昭ほか著「がん治療やＭＲＳＡ殺菌に応用できる光触媒反応」、表面科学、Vol. 16, No. 3, pp. 188-193（１９９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した放射線によるがん細胞破壊方法においては、がん細胞だけではなく、その周囲の正常な細胞も放射線照射にさらされるため、死滅するという弊害があった。また、光触媒を使用する方法においては、光触媒の活性化に必要な紫外光を内視鏡により照射するため、内視鏡を使用可能な臓器や皮膚のがんが対象となるなど、がんの種類による制約が生じてしまう。また、放射線を照射して光触媒を活性化する方法では、体外から放射線を照射することで光触媒を活性化させることができるが、放射線を発生させる装置が必要であり、体外から放射線を照射するため、がん細胞以外の部分も放射線の照射を受けてしまう。そのため、がん細胞が形成された患部以外の損傷を低く抑える工夫が必要であり、放射線の照射による影響を受けやすい部位に対しては適用することが難しいものとなっている。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、がんの種類による制約や患部の位置による制約を受けにくく、放射線被爆を少なくさせることができるがん細胞破壊システムおよびがん細胞破壊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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるがん細胞破壊システムは、がん細胞に光触媒を注入する光触媒注入ユニットと、がん細胞に放射線を放出する放射製剤を注入する放射製剤注入ユニットと、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明によるがん細胞破壊方法は、がん細胞に光触媒を注入する工程と、がん細胞に放射線を放出する放射製剤を注入する工程と、前記放射製剤の放出する放射線で光触媒が活性化され、がん細胞を破壊する工程と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るがん細胞破壊システムの実施の形態について、図１を参照して説明する。このがん細胞破壊システムは、がん細胞に光触媒を注入する光触媒注入ユニット１０と、がん細胞に放射線を放出する放射製剤を注入する放射製剤注入ユニット２０と、注入した放射製剤からの放射線を測定する放射線計測部９から構成される。
【００１１】
光触媒注入ユニット１０は、微粒子状の光触媒を溶液に混ぜて光触媒懸濁液とするための光触媒合成部４と、この光触媒懸濁液をがん細胞に注入する光触媒注入部５とを有する。また、放射製剤注入ユニット２０は、放射線を発生する放射性核種を作る放射性核種製造部６と、放射性核種から放射製剤を作る放射製剤合成部７と、この放射製剤を生体に注入する放射製剤注入部８とを有する。
【００１２】
光触媒注入部５としては光触媒を直接がん細胞に注入できる注射器や点滴装置が考えられる。放射性核種製造部６は、ガンマ線を放出する放射性核種やガンマ線を放出するポジトロンを製造するためのもので、具体的にはサイクロトロンのような加速器と放射性核種を作るための標的で構成される。放射製剤合成部７は、放射性核種を、化学反応を利用して放射製剤とするための装置である。放射製剤注入部８は、注射器や点滴で放射製剤を生体に注入するためのものである。放射線計測部９は、生体に注入された放射線の減衰状況を確認するためのもので、所要のレベルまで放射線が減衰された時点で治療が終了するが、この時点を確認するためのものである。
【００１３】
図２は、図１に示すがん細胞破壊システムを用いたがん細胞破壊方法の例を示す。この図に示すように、生体中のがん細胞に光触媒を注入する第１の工程Ｓ１と、放射線を放出する放射製剤をがん細胞に注入する第２の工程Ｓ２と、がん細胞に注入された放射製剤の放出する放射線で光触媒が活性化され光酸化作用でがん細胞を破壊する第３の工程Ｓ３から構成されている。
【００１４】
第１の工程Ｓ１で、光触媒をがん細胞に注入する方法としては、光触媒を微粒子とし、これを溶液にまぜて光触媒懸濁液を生成し、がん細胞に直接注射して注入する方法や、ナノテクノロジーを応用したがん組織を狙った新しい薬物送達システム（ＤＤＳ、Drug Delivery System）、モノクロナール抗体のようながん細胞が取り込む抗体や受容体を利用する方法などが考えられる。光触媒としては、たとえば酸化チタンを使用することができる。放射製剤をがん細胞に注入する方法としては、画像診断用に使用される放射製剤を使用することができ、また、抗体や受容体に放射性核種を標識することでも同様の効果を得ることができる。
【００１５】
第２の工程Ｓ２で、放射性核種としてガンマ線を放出する６７Ｇａ、２０１Ｔｌ、１２３Ｉ、１３１Ｉ、９９ｍＴｃ等を使用することができる。これらの放射性核種を含む放射製剤として使用したり、放射性核種をモノクロナール抗体のような抗体や受容体に標識して使用しても良い。また、ポジトロンを放出し、このポジトロンが消滅する際に発生する１対のガンマ線を使用しても良い。このような核種を使用する放射製剤として１８Ｆ−ＦＤＧ（フルオロ・デオキシ・グルコース）がある。１８Ｆ−ＦＤＧは葡萄糖に似ており、ポジトロン核種である１８Ｆが標識されている。
【００１６】
この方法において、第１の工程Ｓ１で光触媒である酸化チタンががん細胞に注入され、第２の工程Ｓ２で放射性核種ががん細胞に取り込まれる。
【００１７】
６７Ｇａは、ガリウムが悪性リンパ腫や悪性黒色腫、肺がんなどに吸収されやすいことを利用するもので、これらのがんに適している。２０１Ｔｌはタリウムが肺がん、甲状腺がん、脳腫瘍、副甲状腺腫瘍に吸収されやすいことを利用するものでこれらのがんに適している。１２３Ｉ、１３１Ｉはヨウ素を甲状腺がんが吸収しやすいことを利用するものである。モノクロナール抗体に放射性核種（たとえば１１１Ｉｎや９９ｍＴｃ）を標識したものは、抗体ががん表面の抗原と特異的に結合することを利用して、がんに取り込ませられ、消化器がんや卵巣がんに適している。１８Ｆ−ＦＤＧは葡萄糖に似ているので、がんが葡萄糖を積極的に取り込む作用を利用して、がん細胞に取り込ませるものである。
【００１８】
がん細胞に取り込まれた放射性核種はその場で放射線を放射する。６７Ｇａ、２０１Ｔｌ、１２３Ｉ、１３１Ｉ、９９ｍＴｃ等はガンマ線を放射する。１８Ｆ−ＦＤＧはポジトロン（陽電子）を放出、ポジトロンが消滅する際に１対のガンマ線を放出する。これらの核種が放出するガンマ線のエネルギーは数百ＫｅＶと高い。光触媒である酸化チタンの活性化に必要なエネルギーは３ｅＶ程度と低く、ガンマ線のエネルギーは酸化チタンの活性化エネルギーより十分高い。したがって、ガンマ線を照射することでがん細胞に注入した光触媒を活性化できる。活性化された光触媒は光酸化作用により第３の工程Ｓ３でがん細胞を破壊する。
【００１９】
光触媒は紫外光でも活性化されるが、紫外光では光触媒を透過しないため、照射面のみが活性化され、影になった部分は活性化されない。ガンマ線は紫外線と異なり、物体を透過する力が強い。そのため、照射面を活性化するだけでなく、影となった部分も活性化することができる。また、紫外光を照射した場合には受光面積により光酸化作用に違いが出てしまい、がん細胞内での細胞破壊が均一に行なわれなくなるが、ガンマ線は透過力が強いので、酸化チタン全域が活性化されるので、細胞破壊を均一に行なうことが可能となる。
【００２０】
ポジトロン核種の半減期は短く、ポジトロン核種としては半減期が長い１８Ｆ−ＦＤＧで１１０分程度である。ガンマ線を放出する核種の半減期も６７Ｇａが７８時間、１２３Ｉが１３時間、２０１Ｔｌが７３時間とポジトロン核種よりは長いが、数日程度と短い。したがって、取り込まれた放射性核種の放出する放射線は時間の経過とともに急激に減少するので、がん細胞を破壊した後に放射製剤が残って後遺症が発生するという恐れはない。また、放射製剤を利用する場合には新陳代謝で放出されると同時に、取り込んでいたがん細胞の破壊に伴い、放射性核種も放出され、新陳代謝で体外に放出されるので、正常細胞に対し有害となることはない。
【００２１】
体外から患部に照射する場合には患部を焦点として照射する。そのため、照射装置と患部との間の生体細胞が集中的に照射の影響を受けるが、本方法では患部中のがん細胞が取り込んだ放射製剤が発生する放射線を利用する。放射線の発生方向はがん細胞の周囲に一様に出るとみなせる。そのため患部から離れると、距離の３乗に比例して放射線の密度は低下する。したがって、放射線が正常細胞に及ぼす影響は照射時でも少ないものとなる。
【００２２】
本実施の形態によれば、がんの種類や患部の位置にかかわらずがん細胞を破壊することができ、放射線障害を少なくできるシステムおよび方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るがん細胞破壊システムの一実施の形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係るがん細胞破壊方法の一実施の形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２４】
４：光触媒合成部、５：光触媒注入部、６：放射性核種製造部、７：放射製剤合成部、８：放射製剤注入部、９：放射線計測部、１０：光触媒注入ユニット、２０：放射製剤注入ユニット
【図１】
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【図２】
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