(57)【要約】【課題】個々の発熱量を正確にコントロールすることができる新規な発熱体と、前記発熱体を分散媒中に分散させた発熱材とを提供する。【解決手段】発熱体１は、導電材からなり、平面形状が閉ループになったスパイラル状の発熱体本体６を備える。発熱材は、前記発熱体１を、生態適合材料からなる分散媒中に、複数個、分散させた。【選択図】図１
2012061244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱により発熱する発熱体であって、導電材からなり、平面形状が閉ループになったスパイラル状の発熱体本体を備えることを特徴とする発熱体。
【請求項２】
少なくとも表面が絶縁材からなる平板状の基板を備え、前記基板の前記表面に、前記発熱体本体が、導電材によって前記平面形状にパターン形成されている請求項１に記載の発熱体。
【請求項３】
前記発熱体本体の最大外径が０．５ｍｍ以下である請求項１または２に記載の発熱体。
【請求項４】
全体が生態適合材料によって被覆されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項５】
生態適合材料からなる分散媒中に、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発熱体を複数個、分散させたことを特徴とする発熱材。
【請求項６】
前記分散媒は液状、ゲル状、または固体状である請求項５に記載の発熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱によって発熱して患部を加温する温熱治療用等として、例えば医療分野や生物学分野で用いることができる新規な発熱体、および前記発熱体を分散媒中に分散させた発熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
癌の治療法の一つとして温熱療法が古くから採用されてきたが、近年、誘導加熱（高周波誘導加熱等）を利用して腫瘍組織のみを局所的に加温する方法が、温熱療法の有効な手法の一つとして注目を集めている（特許文献１〜５等）。
酸化鉄等の磁性体や金属、あるいは炭素等の、導電材からなる微粒子を、発熱体として生体内の腫瘍組織の近傍に注入し、生体外部からの電磁誘導によって前記発熱体を発熱（ヒステリシス発熱）させることで、前記腫瘍組織のみを局所的に加温する方法である。
【０００３】
この方法によれば、生体内の、前記発熱体を注入した領域のみを選択的に加温することができ、前記発熱体が存在しない、例えば表皮近傍等の正常組織が加温によって熱傷等を受けるのを防止することができる。
前記方法に用いる発熱体としては、生体内への注入を可能とするため、特にサブミクロンサイズのものが好適に用いられる。前記サブミクロンサイズの発熱体を、生態適合材料からなる液状、ゲル状、もしくは固体状の分散媒中に分散させて液状、ゲル状、または固体状（例えばチップ状）の発熱材を構成し、このうち液状の発熱材は生体内の所定の位置に注入することにより、またゲル状や固体状の発熱材は前記所定の位置に埋め込むことにより、局所的な加温に使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−５５９１０号公報
【特許文献２】特開平１１−５７０３１号公報
【特許文献３】特許第３１０２００７号公報
【特許文献４】特許第２８４７７８９号公報
【特許文献５】特開２００６−３４７９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記発熱体として、従来は、通常の粉体の製造方法等によって製造される微粒子が用いられてきた。しかし、かかる従来の発熱体は、たとえその粒子径や磁気特性等をコントロールしたとしても、印加する高周波磁場等に対する反応性が異なるため、発熱量にばらつきを生じることが問題となっていた。
すなわち、通常の粉体の製造方法によって製造される従来の発熱体は、その製造工程上、どうしても粒子径に大きなばらつきを生じる。そのため分級等をして粒子径をコントロールしているが、かかる分級後も、粒子径には一定の分布があり、全ての発熱体の粒径をほぼ均一に揃えることはできない。
【０００６】
発熱体の、ヒステリシス発熱による発熱量は、その粒子径に大きく影響されることが知られており、前記粒子径の違いによる発熱量のばらつきが生じると、磁気特性による直接的な発熱量のコントロールは困難である。
そのため発熱量のばらつきを完全になくすることは、前記従来の発熱体を使用している限り実質的に不可能である。
【０００７】
その上、前記粒子径の分布を把握し、評価して発熱量をコントロールするための指標とすることも困難である。例えば、通常用いられる電子顕微鏡での観察や光散乱法を用いた粒子径の分布の評価は、それだけでは、発熱体の発熱量をコントロールする上での十分な指標とはなりえない。
温熱療法では正確な温度コントロールが必要とされ、そのためには、発熱体の発熱量は非常に重要な因子である。しかし従来の発熱体では、以上で説明したように発熱量にどうしてもばらつきが生じやすく、そのことが、例えば腫瘍組織に対する加温不足による治療の失敗や、逆に正常組織の過加温による熱傷等の原因となってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、個々の発熱量を正確にコントロールすることができる新規な発熱体と、前記発熱体を分散媒中に分散させた発熱材とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、発明者は、従来の発熱体において粒子径の分布が発熱量をコントロールする上での指標となりえない理由について検討した。
その結果、通常の粉体の製造方法等によって製造される従来の微粒子は、粒子径だけでなく、その形状も一定でないのが原因の一つであることを見出した。
すなわち組成が同じで、かつ粒子径が同じ発熱体であっても、その形状が異なれば、印加する高周波磁場等に対する反応性が異なるため、発熱量にばらつきを生じる。しかも、先に説明した通常の粉体の製造方法では、製造される発熱体の形状をコントロールすることは困難である。したがって従来の発熱体では、実質的に発熱量のコントロールは困難である。
【００１０】
そこで発明者は、実質的に発熱量のコントロールが困難な従来の発熱体に代えて、例えばフォトリソグラフ法や印刷法といった、任意のパターン形状を形成することが可能な技術を利用して、導電材からなり、所定のパターン形状とサイズとを有する発熱体を製造することを検討した。
そして、その具体的な形状についてさらに検討した結果、
(1)  平面形状が閉ループになったスパイラル状とすると、高周波磁場等の印加によって発熱させることができ、しかも粒度分布や形状といったコントロール不可能な因子を取り除いて、前記平面形状の全体および細部を一定にすることにより、その発熱量を一定にできること、
(2)  前記平面形状の全体および細部を調整することで、前記発熱量をコントロールできること、
を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち本発明は、誘導加熱により発熱する発熱体であって、導電材からなり、平面形状が閉ループになったスパイラル状の発熱体本体を備えることを特徴とするものである。
前記発熱体は、前記平面形状に形成された発熱体本体のみで形成してもよいが、特にサブミクロンサイズの発熱体は、前記平面形状を維持して、変形により発熱量が変動するのを防止したりすることを考慮すると、少なくとも表面が絶縁材からなる平板状の、補強としての基板を備え、前記基板の前記表面に、前記発熱体本体が、導電材によって前記平面形状にパターン形成されているのが好ましい。
【００１２】
また前記発熱体本体は、生体内へ注入することを考慮すると、前記のようにサブミクロンサイズであるのが好ましく、特にその最大外径が０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。すなわち発熱体本体の最大外径を０．５ｍｍ以下とすることにより、例えば注射器やカテーテル等を用いて、患部に直接に注入することができる。
また前記発熱体本体を備えた本発明の発熱体は、生体内へ注入することを考慮すると、全体が生態適合材料によって被覆されているのが好ましい。
【００１３】
本発明の発熱材は、生態適合材料からなる分散媒中に、前記本発明の発熱体を複数個、分散させたことを特徴とするものである。また前記分散媒は、液状、ゲル状、または固体状であるのが好ましい。
前記本発明の発熱体を、生態適合材料からなる前記液状、ゲル状、もしくは固体状の分散媒中に分散させて液状、ゲル状、または固体状（例えばチップ状）の発熱材を構成し、このうち液状の発熱材は生体内の所定の位置に注入することにより、またゲル状や固体状の発熱材は前記所定の位置に埋め込むことにより、局所的な加温に使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、個々の発熱量を正確にコントロールすることができる新規な発熱体と、前記発熱体を分散媒中に分散させた発熱材とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の発熱体の、実施の形態の一例を拡大して示す平面図である。
【図２】比較例１で作製した発熱体を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の発熱体の、実施の形態の一例を拡大して示す平面図である。
図１を参照して、この例の発熱体１は、全体が導電材からなり、線幅Ｗ１が一定でかつ線間の間隔Ｓ０が一定である第１のスパイラル２と、前記第１のスパイラル２に対し、その内方および外方でともに一定の間隔Ｓ１を隔てて設けられた、線幅が前記第１のスパイラル２の線幅Ｗ１と等しい第２のスパイラル３とを、両スパイラル２、３の最外側の端部、および両スパイラル２、３の中心側の端部で、それぞれブリッジ４、５によって繋いで閉ループとされた平面形状に形成された発熱体本体６を備えている。
【００１７】
発熱体本体６の平面形状を、前記閉ループになったスパイラル状とすると、高周波磁場等の印加によって発熱させることができる。
また、粒度分布や形状といったコントロール不可能な因子を取り除いて、前記平面形状の全体および細部、例えば前記発熱体本体６の最大外径Ｄ１や両スパイラル２、３の線幅Ｗ１、前記両スパイラル２、３の形成間隔Ｓ１、これらの寸法によって規定される両スパイラル２、３の巻き数、前記平面形状を有する発熱体本体６の厚み、あるいは前記発熱体本体６を形成する導電材の種類等を一定にすることにより、その発熱量を一定にすることができる。
【００１８】
さらに、前記最大径Ｄ１、線幅Ｗ１、形成間隔Ｓ１、巻き数、厚み、および導電材の種類等を適宜調整することにより、後述する実施例の結果からも明らかなように、高周波磁場を印加した際の発熱量を任意にコントロールすることもできる。
なお前記最大外径Ｄ１は、生体内へ注入することを考慮すると、サブミクロンサイズであるのが好ましく、特に０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。すなわち発熱体本体の最大外径Ｄ１を０．５ｍｍ以下とすることにより、例えば注射器やカテーテル等を用いて、患部に直接に注入することができる。
【００１９】
最大外径Ｄ１の下限値は特に限定されず、次に説明する、発熱体本体６の各種形成方法における形成限界まで微小化することが可能である。ただしその製造の容易さや生産性、あるいは発熱量等を考慮すると、０．１ｍｍ以上であるのが好ましい。
前記発熱体本体６を形成する導電材としては、金属または合金単体からなるもの、前記金属や合金の粉末を樹脂のバインダで結着したもの、あるいは金属や合金の粉末をガラスフリットとともに焼結したもの等が挙げられる。
【００２０】
このうち、金属や合金単体にて発熱体本体６を形成する場合、前記金属または合金としては、誘導加熱によって効率よく発熱させることを考慮すると、例えば鉄やステンレス鋼等の、ある程度は電気抵抗値の大きな金属もしくは合金が好ましい。
また、絶縁材である樹脂のバインダやガラスフリット等とともに発熱体本体６を形成する金属粉を形成する金属または合金としては、形成した発熱体本体６の全体としての電気抵抗値を、前記鉄やステンレス鋼等の単体からなるものに近づけるために、それ自体は電気抵抗が小さく、しかも酸化等によって前記電気抵抗値が低下したりしにくい金や銀、あるいはこれらの合金等が好ましい。
【００２１】
前記金属粉とともに発熱体本体６を形成する樹脂のバインダとしては、熱可塑性あるいは熱硬化性の種々の樹脂が使用可能である。前記樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂等の１種または２種以上が挙げられる。
またガラスフリットとしては、生体内に注入することを考慮すると無鉛、無ビスマス系のガラスフリットが好ましい。
【００２２】
前記発熱体１は、前記平面形状に形成された発熱体本体６のみで形成することができる。その場合には、例えば前記発熱体本体６のもとになる金属や合金の箔や薄板等を、フォトリソグラフ法を利用したエッチングによってパターン形成する等の形成方法が採用される。
また金属または合金の細線を、例えば図１に示す二重スパイラル状に成形したのち両端を結線することで、前記発熱体本体６のみからなる発熱体１を形成してもよい。
【００２３】
また前記発熱体１は、少なくとも表面（片面または両面）が絶縁材からなる平板状の基板（図示せず）を備え、前記表面に、発熱体本体６を、導電材によって前記平面形状となるようにパターン形成した複合構造を有していてもよい。
かかる複合構造によれば、発熱体本体６を、基板によって補強して前記平面形状を維持することで、前記発熱体本体６の変形により発熱量が変動したりするのを防止することができる。
【００２４】
基板の表面に発熱体本体６をパターン形成するためには、例えば印刷法やフォトリソグラフ法を利用した、プリント配線基板の導体配線等のパターン形成方法を適用することができる。
このうち印刷法を利用したパターン形成方法では、先に説明した金属の粉末と樹脂のバインダとを含むペーストや、あるいは金属の粉末とガラスフリットとを含むペーストを用意する。
【００２５】
次に前記ペーストを、前記基板の表面に、例えばスクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ナノインプリント印刷法等の各種印刷法によって印刷する。
そして樹脂のバインダが熱可塑性である場合には乾燥させることにより、また熱硬化性である場合には加熱して樹脂を熱硬化させることにより、基板の表面に発熱体本体６が形成される。またガラスフリットを含む場合は、焼成して前記ガラスフリットを焼結させることにより、前記発熱体本体６がパターン形成される。
【００２６】
一方、フォトリソグラフ法を利用した形成方法では、例えば基板の表面の略全面に、湿式めっき法、気相めっき法等によって金属または合金単体の薄膜を形成し、その上に、前記フォトリソグラフ法によって、発熱体本体６の平面形状に対応する部分を保護し、その他の部分を露出するマスクを形成した状態で、エッチングによって、前記露出部分の薄膜を選択的に除去したのちマスクを除去することにより、発熱体本体６がパターン形成される。
【００２７】
また基板の表面に、フォトリソグラフ法によって、発熱体本体６の平面形状に対応する部分を露出し、その他の部分を保護するマスクを形成した状態で、前記基板の表面の略全面に、湿式めっき法、気相めっき法等によって金属または合金単体の薄膜を形成したのち、前記マスクを、その上の薄膜とともに除去することでも、発熱体本体６をパターン形成できる。
【００２８】
また前記両形成方法において、湿式めっき法等によって形成する金属または合金単体の薄膜に代えて、先に説明した金属の粉末と樹脂のバインダとを含むペーストや、あるいは金属の粉末とガラスフリットとを含むペーストの塗布、乾燥によって形成した薄膜を利用してもよい。
基板としては、全体を樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁材によって形成した単層構造を有するもの、あるいは金属の箔や薄板等の表面に前記絶縁材の層を積層した積層構造を有するもの等が挙げられる。
【００２９】
発熱体本体６の形成工程に高温での加熱を伴わない場合、基板としては、単層構造を有する樹脂のフィルムまたはシートが好ましい。
生体内へ注入することを考慮すると、発熱体１は、全体が生態適合材料によって被覆されているのが好ましい。
前記生態適合材料としては、例えばポリ乳酸、ポリグリコール酸および／またはその重合物、(株)ＡＤＥＫＡ製の商品名アデカプルロニックＦ１２７（ポリプロピレンオキサイドの両末端にポリエチレンオキサイドが結合したノニオン系界面活性剤）、ゼラチン、寒天、およびアスパラギン酸等の、天然由来の、もしくは合成の高分子材料の１種または２種以上が挙げられる。
【００３０】
発熱体１の表面の全体を生態適合材料によって被覆するには、例えば流動床法等の粉体への塗装方法が採用される。
本発明の発熱材は、前記本発明の発熱体１を、生態適合材料からなる分散媒中に複数個、分散させたことを特徴とするものである。前記分散媒は液状、ゲル状、または固体状であるのが好ましい。
【００３１】
前記発熱体１を、生態適合材料からなる前記液状、ゲル状、もしくは固体状の分散媒中に分散させて液状、ゲル状、または固体状の発熱材を構成し、このうち液状の発熱材は生体内の所定の位置に注入することにより、またゲル状や固体状の発熱材は前記所定の位置に埋め込むことにより、局所的な加温に使用することができる。
発熱体としては、先に説明したように全体が生態適合材料によって被覆されたものを用いてもよいし、前記被服がされていないものを用いてもよい。
【００３２】
液状の分散媒としては、例えばリン脂質またはレシチン、コレステロール等のリポソーム材料、ポリソルベート、ポリエチレングリコール、あるいは糖脂肪酸エステル等の界面活性剤などの１種または２種以上が挙げられる。
また前記液状の発熱材には、例えば塩酸、リン酸、酢酸、クエン酸、塩化ナトリウム等の無機塩を適量添加して、そのｐＨを、生体に適合した範囲に調整してもよい。
【００３３】
前記液状の発熱材は、先に説明したように、例えば注射器やカテーテル等を用いて、患部に直接に注入することができる。
一方、ゲル状または固形状の分散媒としては、例えばポリ乳酸、ポリグリコール酸および／またはその重合物、プルロニックＦ１２７、ゼラチン、寒天、およびアスパラギン酸等の、天然由来の、もしくは合成の高分子材料の１種または２種以上が挙げられる。
【００３４】
前記ゲル状または固体状の発熱材は、例えば埋め込む患部の状態等に応じて、顆粒状、チップ状、棒状等の任意の形状に形成することができる。
前記発熱材における、発熱体の含有割合は、前記発熱材の状態（液状、ゲル状、固体状等）や目的とする発熱量等に応じて任意に設定できる。
なお本発明の発熱体、および発熱材の構成は、以上で説明した例には限定されない。例えば発熱体本体６の平面形状は、図１の例のものには限定されず、閉ループになったスパイラル状であれば、高周波磁場等の印加によって発熱させることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更を施すことができる。
【実施例】
【００３５】
以下の実施例、比較例の発熱体の作製、および試験を、特記した以外は温度２３℃、相対湿度５５％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
（銀ペーストの調製）
熱硬化型のポリエステルメラミン樹脂１００質量部、平均粒径０．５μｍの銀粉末〔三井金属鉱業(株)製のＳＰＱ０３Ｒ〕１０００質量部、およびブチルカルビトールアセテート〔東京化成工業(株)製〕２０質量部を混合して銀ペーストを調製した。
【００３６】
（発熱体の作製）
前記銀ペーストを、基板としてのＰＥＴフィルム〔東レ(株)製のルミラー、厚み２５μｍ〕の片面に、精密凹版オフセット印刷機〔ナカン(株)製のＮ３００〕を用いたオフセット印刷法によってパターン形成したのち乾燥させて、平面形状が図１に示す閉ループになったスパイラル状で、かつ最大外径Ｄ１が２８０μｍ、両スパイラル２、３の線幅Ｗ１が７．５μｍ、前記両スパイラル２、３の形成間隔Ｓ１が７．５μｍであるとともに、厚みが２．０μｍである発熱体本体６を形成し、発熱体１を作製した。
【００３７】
〈実施例２〉
実施例１で作製した銀ペーストと精密凹版オフセット印刷機とを用いて、平面形状が図１に示す閉ループになったスパイラル状で、かつ最大外径Ｄ１が２５５μｍ、両スパイラル２、３の線幅Ｗ１が１０μｍ、前記両スパイラル２、３の形成間隔Ｓ１が１０μｍであるとともに、厚みが２．０μｍである発熱体本体６を形成し、発熱体１を作製した。
【００３８】
〈実施例３〉
実施例１で作製した銀ペーストと精密凹版オフセット印刷機とを用いて、実施例１で使用したのと同じＰＥＴフィルムの片面に、平面形状が図１に示す閉ループになったスパイラル状で、かつ最大外径Ｄ１が２６５μｍ、両スパイラル２、３の線幅Ｗ１が１５μｍ、前記両スパイラル２、３の形成間隔Ｓ１が１５μｍであるとともに、厚みが２．０μｍである発熱体本体６を形成し、発熱体１を作製した。
【００３９】
〈比較例１〉
実施例１で作製した銀ペーストと精密凹版オフセット印刷機とを用いて、実施例１で使用したのと同じＰＥＴフィルムの片面に、平面形状が図２に示す閉ループになっていない単純なスパイラル状で、かつ最大外径Ｄ１が２８０μｍ、線幅Ｗ１が１０μｍ、形成間隔Ｓ１が１０μｍであるとともに、厚みが２．０μｍである発熱体本体６を形成し、発熱体１を作製した。
【００４０】
〈比較例２〉
従来の発熱体を再現するため、平均粒径０．５μｍの銀粉末〔三井金属鉱業(株)製のＳＰＱ０３Ｒ〕を単体で使用した。
〈昇温試験〉
前記実施例１〜３、比較例１で作製した発熱体の温度を、デジタルサーモ顕微鏡〔(株)アピステ製のＦＳＶ−ＧＸ７７００〕を用いて測定しながら、高周波誘導加熱装置〔島田理化工業(株)製〕を用いて周波数１０ｋＨｚ、出力１０ｋＷの条件で高周波誘導加熱した際に、２３℃から６０℃まで昇温するのに要した昇温時間を計測した。なお比較例１は、高周波誘導加熱をしても発熱させることができなかったので、次の発熱量試験は実施しなかった。
【００４１】
〈発熱量試験〉
前記実施例１〜３の発熱体をそれぞれ５個ずつ作製し、生体内に注入することを想定して、植物培養寒天〔Ｐｙｔｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製、フナコシ(株)扱い〕をシャーレで固めたものに１個ずつ、３０ｍｍ以上の間隔をあけて埋め込んだ。
【００４２】
また比較例２の銀粉末は、同じ植物培養寒天をシャーレで固めたものに、０．５ｇずつを、３０ｍｍ以上の間隔をあけて注射器を用いて注入した。
そして各５箇所の温度を、デジタルサーモ顕微鏡〔(株)アピステ製のＦＳＶ−ＧＸ７７００〕を用いて測定しながら、高周波誘導加熱装置〔島田理化工業(株)製〕を用いて周波数１０ｋＨｚ、出力１０ｋＷの条件で高周波誘導加熱したところ、実施例１は５０秒、実施例２は７５秒、実施例３は１２０秒、比較例２は１５０秒で、それぞれ前記５箇所の平均温度が６０℃になった。
【００４３】
この時点で、前記５箇所のうちの最高温度と最低温度との差ΔＴ（℃）を求めて、その大小により発熱量のばらつきを評価した。
以上の結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2012061244.tif 000003
【００４５】
表の実施例１〜３、比較例１の結果より、平面形状を閉ループになったスパイラル状とすることで、高周波誘導加熱による発熱ができることが確認された。また実施例１〜３、比較例２の結果より、各部の寸法を調整することで発熱量のばらつきをなくして、発熱量を任意に、しかもそのばらつきをできるだけ小さくして正確にコントロールできることが確認された。
【符号の説明】
【００４６】
１     発熱体
２     第１のスパイラル
３     第２のスパイラル
４、５ ブリッジ
６     発熱体本体
【図１】
2012061244.tif 000004
【図２】
2012061244.tif 000005