(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材としてイットリアまたは別のイットリウム含有化合物からなる中空またはカップ型微小球を含んでなる粒状材料であって、前記微小球の直径が５〜２００ミクロンである、粒状材料。
【請求項２】
前記微小球の直径が２０〜８０ミクロンの範囲である、請求の範囲第１項に記載の材料。
【請求項３】
β−線を放出する放射性核種を含みかつ直径が５〜２００ミクロンの範囲である中空またはカップ型の微小球を含んでなる放射性球状材料であって、前記微小球が基材としてイットリアまたは別のイットリウム含有化合物からなり、放射性核種がイットリウム−９０である、放射性球状材料。
【請求項４】
前記微小球の直径が２０〜８０ミクロンである、請求の範囲第３項に記載の材料。
【請求項５】
(a)粉末状基材と適当な結合剤との凝集体を形成させ、(b)この凝集体を熱噴霧して基剤を融解しかつ結合剤を気化させて、中空またはカップ型微小球を形成し、(c)融解した中空またはカップ型微小球を固化させる工程を含んでなる、請求の範囲第１項に記載の粒状材料の製造法。
【請求項６】
前記結合剤がポリビニルアルコールである、請求の範囲第５項に記載の方法。
【請求項７】
前記中空またはカップ型微小球を中性子ビームに暴露させて、基剤を活性化して放射性核種とするさらなる段階を含んでなる、放射性粒状材料を製造するための請求の範囲第５項に記載の方法。
【請求項８】
β−線を放出する放射性核種を含みかつ直径が５〜２００ミクロンの範囲である中空またはカップ型微小球を含む放射性粒状材料を含んでなる、ヒトまたは他の哺乳動物の患者の放射線治療剤であって、前記微小球が基材としてイットリアまたは別のイットリウム含有化合物からなり、放射性核種がイットリウム−９０である、放射線治療剤。
【請求項９】
前記微小球の直径が２０〜８０ミクロンの範囲である、請求の範囲第８項に記載の治療剤。
【請求項１０】
前記放射線治療が、患者の癌または腫瘍の治療に関するものである、請求の範囲第８項に記載の治療剤。
【請求項１１】
前記放射線治療が、患者の肝臓の原発性または転移性癌の治療に関するものである、請求の範囲第１０項に記載の治療剤。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、小さな中空またはカップ型のセラミック粒子、（以下「微小球」と呼ぶ）を含んでなる粒状材料、その製造法、およびこの粒状材料の使用法に関する。
一つの特定の態様では、本発明は放射性材料からなるまたは含んでなる中空またはカップ型のセラミック微小球、およびヒトおよび他の動物の癌の治療におけるこれらの放射性微小球の使用に関する。この態様では、放射性微小球は、治療を行なう器官の動脈血供給中に投与することにより、標的器官の小さな血管にとり込まれて、標的器官の放射線治療を行なうように設計されている。もう一つの投与形態は、治療を行なう腫瘍中に直接放射性微小球を注射することである。
従って、本発明の粒状材料は、様々な形態の癌および腫瘍の治療に有用であるが、特に肝臓および脳の原発性および転移性癌の治療に有用である。しかしながら、本発明は放射性材料の微小球に限定されず、本明細書に記載の方法に用いるのに好適な他のセラミック材料の微小球にも及ぶものである。
背景技術
従来、多くの場合に放射性材料を癌患者に治療の一形態として局所投与することが試みられてきた。これらの幾つかの場合には、放射性材料は小さな球、種子、ワイヤー、および癌に直接移植できる類似の関連形状のものに配合されてきた。
他の方法では、放射性材料は、標的器官の動脈血供給中への注射に適した一定の大きさの微小球に処方されている。放射性球または微小球を標的器官の血液供給に投与する場合には、この手法は選択的内部照射療法（ＳＩＲＴ）として知られている。一般に、ＳＩＲＴの適用の主要形態は、肝臓における癌を治療する目的でのその使用であった。
ＳＩＲＴは、従来の外部放射線治療と比較して多くの潜在的な利点がある。第一に、放射線が標的器官内部の癌に優先的に照射される。第二に、放射線は、放射性核種が崩壊するに従って徐々にかつ連続的に照射される。第三に、動脈血供給を血管作用性物質（例えば、アンギオテンシン−２）で操作することによって、健康な正常組織とは反対に器官の癌性部位へ行く放射性微小球の割合を高くすることが可能である。これは、正常組織に対する照射線量を低いレベルに保持しながら癌に対する照射線量を優先的に増加させる効果を有する（Burton, M.A.ら、移植したヒツジ扁平上皮細胞癌における血流に対するアンギオテンシン−２の効果（Effect of Angiotensin-2 on blood flow in the transplanted sheep squamous cell carcinoma）、Europ. J. Cancer Clin. Oncol., 1988, 24(8): 1373-1376）。
微小球または他の小粒子を標的器官の動脈血供給中に投与するときには、標的器官内部で最適な均一分布を生じる粒度、形状および密度のものを有するのが望ましい。微小球または小球が均一に分布せず、絶対的動脈血流の作用として分布すると、幾つかの部分にそれらが過剰の数で蓄積し、病巣部分に過剰照射を引き起こすことがある。直径が約２５〜５０ミクロンの微小球は、肝臓の動脈循環に投与したとき最も良好な分布特性を有することが示されている（Meade, V. ら、実験的肝臓腫瘍における様々な粒度の微小球の分布（Distribution of different sized microspheres in experimental hepatic tumours）、Europ. J. Cancer & Clin. Oncol., 1987, 23: 23-41）。
微小球または小球が十分な電離放射線を含まなければ、標的器官に必要な放射線量を照射するには過剰数が必要となる。肝臓の動脈供給に多数の微小球を投与すると、それらは腫瘍へ続く小動脈に蓄積して、遮断し、腫瘍の毛細血管および毛細血管前細動脈中に均一に分布しなくなることが示されている。従って、できるだけ少数の微小球を用いて腫瘍循環の血管網に均一に分布させるのが望ましい。
同様に、微小球または小球の密度が高すぎたり重すぎると、標的器官中で均一に分布せず、癌を含まない肝臓の一部に過剰濃度で蓄積する。固形の重い微小球を肝臓の動脈供給中に注射すると、これは肝臓の実質内部には余り分布しないことが示されている。また、これにより、標的器官中の癌に到達する有効放射線が減少し、腫瘍細胞を殺すという放射性微小球の能力を減少させる。対照的に、比重が２．０程度の軽い微小球は肝臓内部に完全に分布する（Burton, M.A.ら、選択的国際放射線療法、肝臓における放射線の分布（Selective International Radiation Therapy; Distribution of radiation in the liver）、Europ. J. Cancer Clin. Oncol., 1989, 25: 1487-1491）。
放射性微小球を癌の治療に上手に用いるには、微小球から放出される放射線が高エネルギーおよび近距離（short-range）のものであるべきである。これにより、微小球から放出されるエネルギーは微小球の直ぐ周囲の組織中に堆積し、放射線治療の標的ではない組織には堆積しないようになる。ＳＩＲＴに用いることができる微小球に配合することができる多くの放射性核種がある。この治療形態で使用するのに特に好適なものは、イットリウム（Ｙ−９０）およびリン（Ｐ−３２）の不安定同位体であるが、ヨウ素などの他の同位体を用いることもできる。イットリウム−９０はイットリウム−８９の不安定同位体であり、安定なイットリウム−８９を中性子ビーム中に置くことによって製造することができる。生成したイットリウム−９０は、６４時間の半減期で高エネルギーの純粋なβ線を放射しながら崩壊する。
微小球が標的組織の放射線治療に必要でない他の放射性物質を含む場合には、好ましくない有害な放射線の影響が起こることがある。従って、単一の所望な放射性核種だけを含むような組成の微小球を有することが望ましい。この治療様式では、高エネルギーであるが放射線の影響が微小球のごく近傍に限られる透過性が短いβ線を放出する微小球を有するのが望ましい。この目的には、イットリウム−９０は好ましい放射性核種であるが、Ｐ−３２のような他の放射性核種も好適である。
それ故、この治療様式に用いられる理想的な微小球は、イットリアだけからなり、純粋なイットリアに対して密度が低く、粒度範囲が２０〜８０ミクロンであり、安定であり、ヒトまたは他の哺乳動物の患者の身体に投与したときに、微小球からはどのような物質も浸出しない。
イットリウム−９０を含有する微小球の初期の臨床的使用においては、イットリウムをポリマー性マトリックスに配合して、微小球に処方した。これらの微小球は肝臓での良好な分布特性を確保するのに適当な密度のものであるが、幾つかの場合にはイットリウム−９０が微小球から浸出して、他の組織を不適切に照射することがあった。
浸出の問題を解決するための一つの試みでは、生物学的適合性を有するガラス材料中に分布したイットリウム−９０などのβ−またはγ−線を放射する放射性同位体を含むガラス材料含んでなる放射性微小球が開発された（国際特許公開第ＷＯ８６／０３１２４号明細書）。これらの微小球は固形ガラスであり、微小球を中性子ビーム中に置くことによって活性化して放射性核種であるイットリウム−９０とすることができる元素イットリウム−８９を含んでいる。これらのガラス微小球は、比重が所望より大きく、中性子ビーム中に置くと望ましくない放射性核種に活性化されるアルミナおよびシリカなどの他の元素を含み、標的組織に必要量の放射を行なうには多数の微小球を必要とするなどの幾つかの不都合を有している。
固形ガラスの放射性微小球の使用については、幾つかの臨床的研究の報告がなされている。一つの報告では、原発性肝細胞癌の１０名の患者を治療したが、完全または部分的応答を示した患者は全くなかった（Shepherd, F.ら、Cancer, Nov. 1, 1992, Vol. 70, No. 9, pp. 2250-2254）。
浸出の問題を解決するためのもう一つの開発は、体内に注射したときにそれが含有するイットリウムを浸出しない軽いポリマー性のイオン交換微小球の製造であった。これらの微小球を用いると、肝臓の転移性癌の患者では、微小球を肝動脈に注射すると高い客観的応答率が得られた（Gray, B.N.ら、イットリウム−９０微小球による治療の後の肝臓転移の減少（Regression of liver metastases following treatment with Yttrium-90 microspheres）、Aust. N.Z. J.Surg., 1992, 62: 105-110）。このようなイオン交換微小球の一つの欠点は、安定同位体イットリウム−８９を中性子で活性化した後にイットリウム−９０放射性核種を微小球に添加しなければならないことである。これには、特殊な設備を使用する必要があり、製造者にとって潜在的に危険である。更に、ポリマー性微小球は低率のイットリウムしか含まない。
Grayらによって記載された手法を用いて、転移性肝臓癌の患者での他の臨床的研究では、低密度イットリウム−９０を含む微小球を用いると極めて高い応答率を示した。転移性肝臓癌の患者での一つの研究では、適当な物性を有する放射性微小球での治療では、特に肝臓の動脈循環への細胞毒性薬剤の輸液と組み合わせると患者の大半に改善が見られた（Gray, B.N.ら、同上文献）。
発明の開示
一つの態様では、本発明は直径が５〜２００ミクロンの範囲の中空またはカップ型のセラミック微小球を含んでなる粒状材料を提供する。
もう一つの態様では、本発明は、好ましくは（a）粉末状のセラミック基剤の凝集体を適当な結合剤を用いて形成し、（b）この凝集体を加熱して基剤を融解させかつ結合剤を気化させて、中空またはカップ型微小球を形成し、（c）融解した中空またはカップ型微小球を固化させる段階を含んでなる前記の粒状材料の製造法を提供する。
好ましくは粒状材料の製造法は、（i）セラミック基剤を細砕あるいは粉砕して微粉とし、（ii）基剤を適当な結合剤と組合せてスラリーを形成させ、（iii）スラリーを噴霧乾燥して基剤を結合剤と結合した凝集体を形成し、（iv）噴霧乾燥した凝集体を加熱噴霧して基剤を融解させかつ結合剤を気化させて、融解した基剤を膨脹させて中空またはカップ型微小球を形成させ、（v）中空またはカップ型微小球を例えば水などの低温媒質中で収集することによって固化させる段階からなる。次に、微小球を粒度および密度に基づいてバッチに選別して、直径が５〜２００ミクロンの範囲の微小球を得る。
微小球は、例えばイットリア、アルミナ、ジルコニアまたはシリカなどの任意の適当なセラミック基剤または基剤の組合せからなるまたはを含んでなることができる。好適な組合せとしては、例えば国際特許公開第ＷＯ８６／０３１２４号明細書に開示されている生物学的適合性を有するガラス材料が挙げられ、上記特許明細書の内容は、ここに参考文献として編入する。前記の酸化物の他に、本発明の粒状材料の形成に適するイットリウム、アルミニウム、ジルコニウムまたはシリカを含む他の化合物を基材として用いることもできる。
本発明の特に好ましい態様では、微小球はイットリアまたは他のイットリウム含有化合物またはイットリウムの塩をその基剤成分として含んでなる。これらの好ましい微小球は、中性子ビームに暴露して基剤を活性化して放射性核種イットリウム−９０材料とすることによって放射性とすることができる。更に、これらの好ましい微小球は、微小球を構成する基剤を浸出せず、かつ生物学的に適合性である。
本発明は、中空またはカップ型のセラミック微小球を含んでなる放射性粒状材料において、前記微小球がβ−またはγ−線を放出する放射性核種を含んでなりかつ直径が５〜２００ミクロンであることを特徴とする、放射性粒状材料にも拡張される。
β−線を放出する放射性核種はイットリウム−９０であるのが好ましい。
本発明は、さらにヒトまたは他の哺乳動物の患者の放射線療法の方法であって、患者に前記のような放射性粒状材料を投与することを特徴とする方法も提供する。
更にもう一つの態様では、本発明は、前記の放射性粒状材料のヒトまたは他の哺乳動物の患者の放射線治療での使用にも拡張される。
発明を実施するための最良の形態
セラミック微小球から放射性核種が浸出する問題を解決し、同時に微小球の低密度を維持するため、本発明は、微小球が中空またはカップ型であるということから生じる改良された特性を有する微小球を提供する。これらの微小球は、治療を行なう標的器官の動脈供給に投与したときに改良された分布特性を有するような粒度、形状および密度のものに処方することができる。また、これらはイットリアだけから構成することができるので、それぞれの微小球は、従来の微小球よりも多量の電離放射線を放出することができる。これはまた、より少数を標的器官へ投与して、同じ放射線量を放出することができることを意味する。もう一つの改良では、微小球の組成は純粋なイットリアとすることができるので、微小球中の好ましくない放射性核種から生じる望ましくない電離放射線をこれによって回避することができる。もう一つの改良では、微小球は製造後に中性子で活性化することができるので、製造工程が改善される。
下記の詳細な説明では、本発明による中空またはカップ型のイットリア微小球の製造および使用について特に言及する。しかしながら、この説明は、前記のような他の適当なセラミック基剤を用いる同様な微小球の製造にも同様に適用できることを理解すべきである。
本発明の中空またはカップ型のセラミック微小球の製造では、粉末状のセラミック基剤と適当な結合剤材料との集合体または凝集体を形成する。結合剤の目的は、十分な接着性と強度とを提供して凝集体を好ましくは実質的に球状で安定化させることである。凝集体の最大粒度は、一般的には約７５ミクロンで、典型的には５〜５０ミクロンの範囲である。粒度は、以後の工程において最良の結果を得るにはできるだけ均一であるべきである。好ましくは、凝集体は、微粉を適当な結合剤および液体と混合して、スラリーを形成させる噴霧乾燥法を用いて、粉末状のセラミック基剤（例えば、約０．１〜数ミクロンの粉末）を凝集させることによって形成される。次に、スラリーを噴霧装置に送出し、これを多数の小滴に分解して、高温空気を用いて乾燥して、一般には実質的に球状の生成する凝集体を生成させる。
次いで、この凝集体を、好ましくは熱的またはプラズマ噴霧の方法（例えば、Ｄ．Ｃ．プラズマジェットを用いる）において、約１７０００℃の極めて高温を達成してセラミック基剤を完全に融解させかつ結合剤材料を蒸発または気化させることができる方法を用いて、基剤材料を加熱融解させる。プラズマ噴霧では、凝集体は、アルゴンのようなキャリヤーガスを用いてアルゴン、ヘリウム、水素または窒素、またはプラズマの形態のそれらの混合物などの高温プラズマを用いるプラズマトーチ中に導入される。セラミック基剤は溶融した後、加速されて、水のボディー中での収集などによって続いて急速に固化する。プラズマ噴霧中に、多量の気泡が溶融材料内部に取り込まれて存在することにより、中空またはカップ型粒子が形成される。
固化の後、微小球はイットリアのようなイットリウム含有化合物を含んでなりまたは含み、次に中性子ビームを照射して、患者へ投与するのに適する放射性同位体イットリウム−９０を形成することができる。
製造工程中に、幾つかの微小球は中空球を形成しないがカップ形状となる。カップ型粒子は、中空微小球と同じ粒度である。これらのカップ型粒子の存在は、生成した微小球のバッチの特性を余り変化させず、中空およびカップ型微小球の両方の混合物を患者への投与に用いることができる。従って、本発明は、中空微小球と同様な粒度分布を有するカップ型微小球の製造も包含する。また、幾つかの微小球は中空孔またはボイドだけを含むことができるが、他のものは２個以上の中空孔またはボイドを含むことができる。更にまた、これらの中空微小球中に２個以上の孔が存在しても微小球の特性は余り変化しないので、本明細書で用いられる「中空微小球」という用語は単一の中空孔またはボイドを有する微小球および２個以上の中空孔またはボイドを有する微小球のいずれをも包含するものと理解すべきである。
熱的噴霧法では、様々な粒度範囲の微小球を生じる。５〜２００ミクロンの所望な粒度の微小球は、篩分けの方法によりまたは粒度に基づいた小粒子の選別の他の詳細に記載されている手法を用いて選別することができる。同様に、微小球は、密度に基づいた粒子を分離する通常の手法を用いて同じ密度のバッチに選別することもできる。
噴霧乾燥工程中に粉末状基剤を結合するのに用いることができる好適な結合材料の一例は、ポリビニルアルコールである。他の結合材料を用いて噴霧乾燥用の基剤を結合することもできると思われる。使用される結合剤材料の量は、所望によって変化させることができる。しかしながら、典型的には、粉末状セラミック基剤の乾燥重量に対して０．５〜８重量％の量の結合剤材料を用いることができる。
好ましくは、イットリア微小球は、最初にイットリア基剤を、例えば直径が数ミクロンまでの微粉に粉砕した後、粉末をスラリーの形態で噴霧乾燥して基剤の凝集体を形成させることによって製造される。スラリーは結合材料を含み、噴霧乾燥装置中に供給されたとき凝集体を形成することができるものである。次に、噴霧乾燥した凝集体を熱ジェット（例えば、Ｄ．Ｃ．プラズマジェット）に供給して、噴霧乾燥した粒子を融解することができる。噴霧乾燥工程中にスラリーに用いた結合材料はイットリアの融解の工程中に熱ジェット中で気化し、微小球を膨脹させて中空またはカップ型粒子とする。次いで、粒子を、好ましくは水などの低温媒質中で収集することによって固化させる。
本発明の一つの態様では、イットリアを熱噴霧して、特に肝臓および脳の様々な形態の癌および腫瘍の治療に用いる所望な形状および密度を有する中空またはカップ型微小球を形成させることができる方法が提供される。これらの微小球は、純粋なイットリアで好ましい粒度範囲が２０〜８０ミクロンの直径であるものから構成されている。中空またはカップ型イットリア微小球を中性子ビーム中に置いて、イットリアを活性化して不安定同位体イットリウム−９０とし、次に放射性微小球を前記のような癌および／または腫瘍の治療に用いることができる。
中空またはカップ型イットリア微小球の形成を制御する方法は、イットリアに限定されず、熱噴霧の工程によって融解しかつ固化させることができる他のセラミック材料、例えばアルミナ、ジルコニアおよびシリカの同様な微小球も形成される。
本明細書および請求の範囲において、特に断らない限り、「含んでなる」または「含んでなるものである」または「含んでなり」といった変化形は、述べた完全体（integer）または完全体の群を含むが、任意の他の完全体または完全体の群を除外するものではないことを意味するものと理解される。
本発明の他の特徴は、下記の実施例で更に詳細に説明する。しかしながら、この詳細な説明は、単に本発明の例示の目的で含まれるものと理解すべきであり、前記の本発明の広義の説明を限定するものと理解すべきではない。
実施例１
本発明の微小球を製造するための一つの代表的な実験では、ジルコニア粒子を用いる摩砕ミルで９９．９９％純度のイットリアを１１時間粉砕して、約１ミクロンの直径の粒子のイットリア微粉を生成させた。この粉末を乾燥して、結合剤としてのポリビニルアルコールと結合させてスラリーを形成させた。スラリーを、直径が約３０〜７０ミクロンの乾燥粒子を生成するように設定した噴霧乾燥器に供給した。イットリアと結合剤との噴霧乾燥した粒子を、最初に篩分けによって３６〜５３ミクロンの粒度に選別した後、ＤＣプラズマトーチに供給した。この代表的な製造バッチでは、下記の条件下でキャリヤーガスとしてアルゴンを用いてアルゴン／ヘリウムガス流のアークガスによりPlasmadyne SG-100トーチを用いた。
アークガス流量：
アルゴン（リットル／分）          ４０
ヘリウム（リットル／分）            ４
電流（アンペア）                ９００
電圧（ボルト）                    ４４．４
キャリヤーガス                    アルゴン
前記条件は、最適トーチ条件となり、イットリア粉末条件が粒度範囲が２０〜８０ミクロンの中空イットリア微小球を生成するように決定している。各種の他のプラズマトーチ条件を、様々な電流および電圧速度で用いることができる。次に、このようにして形成された中空微小球を篩分けおよび密度分離の組合せを用いて整粒および選別を行ない、ヒトまたは他の哺乳動物に使用するのに必要な粒度範囲のものを生成させる。
微小球を中性子ビーム中に置き、β−線を放出する放射性核種イットリウム−９０を生成させる。
実施例２
選択的内部放射線療法（ＳＩＲＴ）の手法は、上記に説明した。これは、肝臓動脈循環を露出するための開腹術、または大腿、上腕または他の適当な動脈を介して肝臓動脈へのカテーテルの挿入を含んでいる。この後に、アンギオテンシン−２の肝臓動脈への輸液を行ない、動脈血を肝臓の転移腫瘍成分中へ流れかつ正常な組織からは離れて流れるように向け直すことができる。この後に、イットリウム−９０含有微小球（実施例１によって製造したもの）を動脈循環に塞栓して、微小球が腫瘍の微小循環に止まるようにする。正常な肝臓組織中の所望な放射線濃度に到達するまで、微小球を繰り返し注射する。例えば、正常な肝臓に対する推定放射線量が約８０Ｇｙとなるイットリウム−９０の放射能の量を放出することができる。ＳＩＲＴからの放射線は一連の不連続な点源として放射されるので、８０Ｇｙの線量は平均的線量であり、多くの正常な肝臓組織細胞はこの線量よりかなり少ない線量を受ける。
腫瘍体積の減少および血清癌−胎児性抗原（ＣＥＡ）濃度の遂時推計などの客観的パラフィンによる腫瘍応答の測定は、腫瘍の生物学的挙動を変化させる治療の能力の許容可能な指標である。
実施例３
出発材料として用いられる粒度範囲が約５〜１０ミクロンの角のある粒子の形態のイットリア（Ｙ２Ｏ３）（Aldrich Chemical Co., Ltd.）を湿式摩砕により粉末の粒度を＜１ミクロンまで減少させた後、噴霧乾燥した。粉砕媒質１ｋｇ（Commercial Minerals Ltd.から入手した１ｍｍ直径のイットリア安定化ジルコニア球）を、粉末１００ｇまでと共に１リットルポリエチレン容器に入れた。十分な量のエタノールを加えて、粉末および粉砕媒質の約４ｍｍ上まで容器を満たした。粉末を摩砕して（約１１時間）、粒子の大半の粒度が１ミクロン未満となるようにした（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用）。
摩砕の後、摩砕媒質を０．４ｍｍ篩を用いて粉末から分離した。蒸留水を用いて摩砕媒質を洗浄して残っている粉末を完全に除いた。次に、粉末をブッフナー漏斗およびワットマン濾紙Ｎｏ．５４２を用いて真空濾過した。粉末を再度蒸留水で洗浄して、湿スラリーとして噴霧乾燥用に保管した。
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を結合剤として８重量％の濃度で加え、スラリーをNiro Rotary Atomiser、デンマーク、を用いて３８重量％のスラリー濃度で乾燥した。噴霧乾燥器によって製造された凝集体の粒度は、スラリー供給速度および回転速度およびアトマイザー・ホイールの直径によって制御することができた。入口温度（２９０〜３００℃）および出口温度（１００℃）は、熱電対で監視した。
プラズマ噴霧の前に、凝集体を３８μｍ篩を用いて篩分けを行ない、微粉を除いて、１００μｍ篩を用いて粗粒を除去した。
次に、噴霧乾燥した粉末凝集体を、低周波（大気）Ｄ．Ｃ．プラズマトーチ（Plasmadyne SG-100, 40kW, 900 A）を用いてプラズマ噴霧した。プラズマガスはＡｒ（４４リットル／分）およびＨｅ（４リットル／分）であった。Metro Powder Feed Unit Type 4MP Model 851を用いて、噴霧乾燥した凝集体をアルゴンキャリヤーガスを用いてプラズマトーチに供給した。ほとんどの場合に、凝集体は、４〜６ｇ／分でトーチに供給した。プラズマ噴霧した材料を、ステンレス鋼製容器に入れた蒸留水に向けることによって収集した。水の表面は、トーチヘッドから３００ｍｍはなれていた。噴霧の後、水をデカンテーションによって除去し、材料を乾燥した。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてプラズマ噴霧したイットリウム材料の表面の形状および内部構造を検討したところ、全体として滑らかな表面形状を有する完全に球状をしたＹ２Ｏ３粒子が観察された。内部では、プラズマ噴霧した材料のほとんどに細孔が観察された。細孔分布および細孔度の量は異なっていたが、ほとんどのＹ２Ｏ３粒子は単一の球状の内部細孔またはボイドを有していた。細孔径と粒度との関係を検討するため、「製造時（as prepared）」プラズマ噴霧したイットリア材料を様々な粒度範囲に篩分けして、それぞれの粒度範囲の密度を比重瓶を用いて測定した。結果を下表に示すが、測定した密度は粒度の増加と共に減少し、粒子内部の細孔の相対的大きさは粒度の増加と共に増加することを示している。
0003770906.tif 000002
前記の実施例１に記載したように、プラズマ噴霧したイットリウム材料は、次に中性子ビーム中に置き、β線放出放射性粒子を製造することができる