がん治療の新たな飛躍的進歩|レーザー高密度中性子により、すべてがはっきりと見えるようになります！

イメージング技術は材料によって大きく制限されます。一部の材料はX線に敏感ではなく、X線の下で「透明で見えない」ように見える場合があります。 日本の大阪大学の研究者は、レーザーを使用して高密度の中性子を形成し、さまざまな材料を画像化する方法を発見しました。この方法により、より多くのターゲットオブジェクトを「見えない」ようにすることができます。

生物学、材料科学、工学など、多くの分野で、正確な時点でプロセスのスナップショットを取得することが重要です。対象物質に中性子ビームを照射することは情報を得るための重要な方法ですが、これには原子炉や特殊な設備が必要になることがよくあります。現在、大阪大学の研究者は、応用物理学エクスプレスに関する研究を発表し、中性子とX線を同時に生成するレーザー駆動法を発見したと述べています。

さまざまな構造を研究する場合、ターゲットシステムを破壊することなく必要な情報を取得することが非常に必要です。 1つの方法は、光、電離放射線、または粒子をターゲット材料に向け、それらの間の相互作用を観察することです。中性子（特に低エネルギー中性子）は、水素を含むさまざまな原子核と相互作用する可能性が高いため、優れた粒子です。しかし、中性子の発生は容易ではなく、特殊な設備が必要です。

レーザーのコンパクトな構造により、短時間でシードを爆発させ、同時にX線を生成できるため、レーザーを使用して中性子を生成することが現在人気があります。大阪の研究者たちは、指先ほどの大きさで、非常に短時間で多数の高速中性子を発生させることができるレーザー駆動中性子源を開発しました。その後、減速材の作用で中性子が減速し、イメージングに最適な状態とレベルに到達します。


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レーザー誘起中性子の同時使用とX線ラジオグラフィーの「スナップショット」結果。 （左）サンプル写真：Ni-MHニッケル水素電池、Ni-Cdニッケルカドミウム電池、および炭化ホウ素粉末B2C。 （中央）炭化ホウ素B2C粉末がX線下で「透明」および「不可視」であるX線ラジオグラフィー。 （右）中性子写真。網掛け部分によると、ニッケルカドミウム電池とニッケル水素電池が区別でき、炭化ホウ素粉末の透過率が低いことがわかります。これらの結果は、X線が「無力」である物質を特定できる中性子の利点を浮き彫りにしています。

既存の放射線生物学的研究によると、癌性組織は通常、2種類の好気性細胞と低酸素性細胞で構成されています。その中で、好気性癌細胞は放射線によって簡単に死滅しますが、低酸素性癌細胞はガンマ線ではなく、電子ビームは敏感ではなく、強い耐性があります、そして殺すのは簡単ではありません。これが、従来の放射線療法後に癌が再発しやすい主な理由です。しかし、特に、この低酸素癌細胞は中性子線に特に敏感です。中性子線照射後、腫瘍（特に脳腫瘍）の低酸素細胞の復活率はほぼゼロであり、手術後の癌の再発率は非常に低く、これが中性子癌治療のユニークな利点です。





研究の筆頭著者である秋文准教授は、「一部の星に見られるよりも高い高密度の中性子を生成できるため、必要な情報を非常に迅速に取得できます。X線も生成されます。同時に、システムは2つの補完的な技術を同時に提供することができます。」同時に、中性子はレーザーのスイッチによって制御され、システムをより安全にします。

研究者たちは、彼らの技術を使用して、炭化ホウ素は中性子によって検出できるが、X線では画像化できないことを示しました。さらに、彼らは非破壊的な方法で典型的なバッテリーの有害物質を検査し、カドミウムの存在を検出するために中性子を使用することができました。
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洋郷准教授は、「この方法で実現できる高速中性子バーストは、瞬間的なプロセスイメージングであり、エンジンへの燃料噴射や高速ジェット機のバブルバーストなどの現象も観察できます。これにより、多くの産業で研究が可能になります。この技術はまた、大阪大学が参加している日本の新世代の抗癌技術のためのより多くの情報を提供するかもしれません-ボロン中性子捕獲療法。