CN101426748A

CN101426748A - 成像用组合物、使用成像用组合物的立体图像的制造方法及三维结构体的制造方法

Info

Publication number: CN101426748A
Application number: CNA2007800139949A
Authority: CN
Inventors: 铃木茂树; 清水康太郎; 和佐田真也; 冈本裕信; 高井信朗
Original assignee: Next21 KK
Current assignee: Next21 KK
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2009-05-06
Also published as: AU2007242324A1; CA2649840A1; JP5216989B2; US8105517B2; EP2011774A1; TW200804224A; JPWO2007122804A1; US20090298033A1; WO2007122804A1; AU2007242324B2; KR20100087411A

Abstract

本发明的目的在于提供以少量的水分即开始固化、能够获得规定硬度的特别适于利用原型速成法制造手术练习用等三维生物体模型的成像用组合物、使用这种组合物的立体图像和三维结构体。上述课题可以通过一种成像用组合物得以解决：该成像用组合物为在半水石膏等钙类物质中配合聚乙烯醇树脂的成像用组合物，在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量作为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～8重量份。

Description

成像用组合物、使用成像用组合物的立体图像的制造方法及三维结构体的制造方法

技术领域

本发明涉及成像用组合物、立体图像或三维结构体的制造方法以及三维生物体模型等。更详细地说，本发明所涉及的成像用组合物，总体而言，通过含有较多量的聚乙烯醇树脂(和固化促进剂)，具有以少量水分即可获得一定强度的充分的特性。而且，还涉及使用这种成像用组合物得到三维结构体的方法，所述的方法为，通过层压多个向成像用组合物添加少量水分而形成图案的层，可以迅速地获得精巧的立体图像，在获得这种立体图像后通过向其添加充分的水分(优选水和交联剂)，获得具有优选强度的三维结构体。本发明还涉及通过使用这种制造方法可以制造定做的三维生物体模型等的技术。

背景技术

例如，在整形外科等医疗现场中，期待通过制造骨部等三维生物体模型进行手术的练习。另外，还期待通过使用包含患者患部的部位的三维模型，在手术前用具体图像对手术计划进行规划。但是，以往难以获得定做的三维生物体模型。另外，由于在三维生物体模型中含有蜡、在进行灭菌处理时蜡溶出，因此无法带进手术室。

近年来，作为简单地制造三维结构体的技术，原型速成装置(例如可举出特表2001-524897号公报、特表2003-531220号公报、特表2004-538191号公报、特表2005-503939号公报、美国专利5204055号说明书、美国专利5340656号说明书、美国专利5387380号说明书、美国专利6007318号说明书、美国专利6375874号说明书、美国专利5902441号说明书和6416850号说明书等，为了参照将它们编入了本说明书中)或原型速成方法迅速普及。经立体造型的三维物体作为装置部件的原型(试作品)等，用于调查其性能。以往，为了调查部件等的性能，使用模具利用注射成型等试作部件。原型速成方法与这种现有方法相比，在制作时间、费用方面具有很大优点。作为原型速成法，已知通过断面形状数据形成薄层，将该薄层层压的光造型法、粉末烧结法、粉体粘结法和固体基底固化法等。

光造型法根据欲造型的立体断面形状数据对收容在容器内的液态的光固化性树脂照射激光束制成薄层，进行固化。之后，在该薄层上浇上同样的液态光固化性树脂，用激光束照射。光造型法为通过反复实施该操作，将薄层层压获得三维形状的方法。但是，光固化性树脂由于光而迅速地发生反应且为液体，因此难以操作。而且，树脂在固化时产生收缩，存在经造型的物体的精度并不一定良好的问题。

粉体烧结法为使用粉体代替光造型法的光固化性树脂，通过照射激光束将粉体烧结进行固化，从而形成薄层，将该薄层层压的方法。通过该粉体烧结法，可以制造使用了金属或陶瓷等材料的三维结构体。但是，为了烧结粉体，存在必须使用高功率的激光，且光学系统控制复杂的问题。

粉体粘接法与粉体烧结法同样使用粉体。另一方面，与粉体烧结法不同，粉体粘接法是使用粘合剂将各薄层堆积并将其固化的方法。由此可以较迅速地制造三维结构体。但是，粉体粘接法由于是利用粘合剂使粉体结合，因此具有最终的结构体没有充分强度的缺点。另外，由于利用粘合剂进行固化，因此还具有层结构不连续的问题。

固体基底固化法首先根据断面形状数据形成掩模图案，在涂布有光固化树脂的树脂层上重叠该掩模图案进行紫外线照射。充分照射紫外线后，除去未固化部分的紫外线树脂层，在通过除去未固化部分的紫外线树脂层而形成的凹部中填充热固化性树脂。当填充的热固化性树脂凝固时，由固化的紫外线固化树脂和固化的热固化树脂形成薄膜。层压该薄膜使其为立体时，将紫外线固化树脂溶解除去。通过该方法，在吸引除去未固化部紫外线树脂层时存在发生噪音的问题，而且具有无法获得精度高的造型的问题。

特开平10-207194号公报(下述专利文献1)公开了通过层压将粉体形成为片状的薄层造型三维物体的层压造型方法。该公报中还指出，该方法为，“具有根据三维物体的任意断面形状数据在电介质表面上形成静电潜像的工序、用带电性粉体将所述静电潜像显影的工序、将所述带电性粉体形成为片状的工序、将所述片状带电性粉体转印至工作台上的工序，通过重复上述各工序，在工作台上层压片状带电性粉体，将三维物体造型”。

但是，特开平10-207194号公报(下述专利文献1)所公开的造型三维物体的方法基本上使用复印机中使用的电子照片感光体滚筒(感光鼓)，形成带电的粉体薄层，进行层压，从而制造三维结构体。因此，该公报公开的方法并不适用使用石膏等制造三维结构体的用途。

特开2002-67174号公报(下述专利文献2)公开了用于产生三维造型的造型用数据的装置，该装置“具备输入与对象物形状有关的形状数据的形状数据输入装置、输入与上述对象物的触感有关的触感信息的触感信息输入装置、根据上述形状数据和上述触感信息，用于重现上述对象物的形状和触感，产生上述造型用数据的数据产生装置”。使用该公报公开的装置，可以忠实地实现对象物的触感。

特开2002-67174号公报(下述专利文献2)作为原型速成装置公开了用于粉末造型方式或粉末烧结法等的装置。但是，对于使用石膏类的装置并未记载。

特开2005-148578号公报(下述专利文献3)公开了根据物体的断面数据获得石膏粉末的断面，用粘合剂固定该断面同时将其层压，从而制造硬质立体模型的技术(参照该公报的段落[0008]、段落[0026])。

但是，特开2005-148578号公报(下述专利文献3)所公开的技术，主要用于制造脏器的立体模型，因此具有使层压石膏等获得的硬质立体模型软化的特点(例如权利要求14、参照段落[0022]～段落[0034])。因此，对于使用石膏粉末制造硬质立体模型的工序，该公报并未详细地说明。另外，该公报公开的技术旨在制造脏器的立体模型，由于立体模型并不具有骨骼的硬度，因此未必适于外科手术的练习用。而且，该公报获得的立体模型并不会实施高压釜处理，通常除了浸渍于蜡之外，在粘合剂等中还含有蜡成分。因此，用高压釜加热立体模型时，蜡成分溶出，具有形状或硬度变化的问题。

另一方面，为了制造建筑材料或立体模型广泛使用石膏。例如，特开昭63-25021号公报公开了在半水石膏中混入聚乙烯醇纤维的技术(该文献左上栏第9行～第16行)。但是，在该文献中，聚乙烯醇纤维作为防止铸型裂纹的纤维，只不过是混入石膏的物质的一例。

此外，在建筑材料等领域中，为了提高石膏制成的成形体的强度，公知在半水石膏中配合聚乙烯醇树脂。例如，特开平5-319890号公报、特开平8-337459号公报、特开平9-48681号公报和特开2000-178064号公报等公开了使用石膏和聚乙烯醇树脂的发明。

上述特开平5-319890号公报(下述专利文献4)公开了“将在80℃水中20分钟内溶解90％以上的聚乙烯醇类聚合物粉末(A)和能够增粘该聚乙烯醇类聚合物的粉末(B)配合在以半水石膏为主要成分的粉体(C)中的石膏组合物”。该实施例中，在半水石膏100重量份中混合1重量份共聚了2摩尔％马来酸、聚合度1750、皂化度98摩尔％、粒径30目的羧基改良聚乙烯醇。但是，该石膏组合物中聚乙烯醇树脂的含量少，用少量的水并不一定可获得充分的强度。特别是，该公报中，由于其目的在于将上述石膏组合物用作浆料状等，因此即便聚乙烯醇树脂的含量少也没有问题。

上述特开平8-337459号公报(下述专利文献5)公开了可固化石膏组合物，即，“该组合物为在100重量份a)石膏和100重量份b)石膏中含有0.5～20重量份水性乳浊液固态成分的混合物，通过水合形成耐水性石膏产物。其中所述水性乳浊液中含有水以及含有i)熔点40-80℃的链烃、ii)褐煤蜡、iii)聚乙烯醇的混合物，三者的重量比为100:1～200:1～50”(参照该公报的权利要求4)。但是，由于含有石蜡，因此当将成型品放入高压釜中时，蜡成分溶出，形状发生变化，而且硬度也发生变化。

上述特开平9-48681号公报(下述专利文献6)公开了“在石膏固化体表面上涂装丙烯酸乳胶、醋酸乙烯酯乳胶或聚乙烯醇涂料而成的石膏固化体”。该公报中记载了聚乙烯醇涂料作为涂布在石膏固化体表面的成分。

上述特开2000-178064号公报(下述专利文献7)公开了“以含有石膏、聚乙烯醇树脂和氟类化合物作为特征的石膏固化物”(参照该公报的权利要求1)，并优选“相对于100重量份石膏，聚乙烯醇树脂为1～30重量份(最好为5～20重量份)”(参照该公报的段落[0009])。但是，该公报公开的石膏固化物以氟类合物作为必需要素，而且如段落[0011]公开所示，该石膏固化物旨在与水混合。

特表2003-531220号公报(下述专利文献8)公开了用于将固态物体三维印刷的组合物。但是，该组合物并非使用钙类物质，也并非使用聚乙烯醇衍生物。因此，难以用RP法迅速地获得精巧的立体图像。

特表2001-524897号公报(下述专利文献9)公开了成形体的制造方法(权利要求1)，即，形成粉末材料的层，在粉末材料的层上涂布水等以使之形成图案，进一步形成结合有图案的粉末材料的层，重复这些步骤，将粉末材料一体化。而且，其实施例中作为粉末材料使用聚乙烯醇本身，获得成形体(说明书第9页)。但是，仅使用聚乙烯醇时，实际上难以通过RP法获得成形体。

专利文献1：特开平10-207194号公报

专利文献2：特开2002-67174号公报

专利文献3：特开2005-148578号公报

专利文献4：特开平5-319890号公报

专利文献5：特开平8-337459号公报

专利文献6：特开平9-48681号公报

专利文献7：特开2000-178064号公报

专利文献8：特表2003-531220号公报

专利文献9：特表2001-524897号公报

发明内容

本发明解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种成像用组合物，该成像用组合物以少量的水分即开始固化并可以获得规定的硬度，它特别适于利用原型速成法制造手术练习等用的三维生物体模型。

本发明的目的还在于使用上述成像用组合物以获得三维生物体模型、埋入物或人工骨骼等三维结构体生物体模型的暂时结构物等的立体图像。

本发明的目的在于使用上述成像用组合物获得三维生物体模型、埋入物或人工骨骼等三维结构体。特别是本发明的目的在于获得比较均匀、精度高、即便暴露于高压釜等高温下形状也不会变化的三维结构体。

本发明的目的在于提供定做的三维生物体模型、具有适合包埋形状的定做的埋入物或人工骨骼，它们可以用于手术的练习、手术计划的说明、在患者面前说明包含患者自身骨骼或牙齿的部位等。

用于解决技术问题的方法

本发明根据以下发现而完成：概括地讲，通过含有较多量的聚乙烯醇树脂(和固化促进剂)，可以获得特别适于原型速成法、具有以少量水分即可获得一定强度的充分特性的石膏组合物等成像用组合物。本发明还根据以下发现完成：使用这种成像用组合物，将通过用少量水分而使之图案化的多个层进行层压，可以迅速地获得精巧的立体图像，获得这种立体图像后，通过向立体图像添加充分的水分(优选水和交联剂)，可以获得具有所需强度的石膏固化物等三维结构体。另外本发明还根据以下发现完成：通过使用这种制造方法，可以制造定做的三维生物体模型、埋入物或人工骨骼等。

本发明的成像用组合物为在半水石膏等钙类物质中配合有聚乙烯醇树脂的成像用组合物，在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量作为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～20重量份。本发明的成像用组合物优选以钙类物质作为主成分。

本说明书中“成像用组合物”是指固化成为成形体前的含有钙类物质的组合物。更具体地说，钙类物质可以是半水石膏等石膏；或羟基磷灰石、碳酸磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、β-TCP、α-TCP、偏磷酸钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、焦磷酸钙等磷酸钙类物质、碳酸钙、硫酸钙、它们的盐、它们的溶剂化物的1种或2种以上的混合物。其中优选石膏，特别如实施例所验证，优选半水石膏。还可以取代石膏或者与石膏一起适当含有磷酸钙类物质。还可以使用磷酸钙类物质作为填充物等。羟基磷灰石等磷酸钙类物质也与石膏同样地吸收水分而固化，因此可以与石膏等同样地使用，而且，可以将由此所得的三维结构体作为埋入物或人工骨骼等使用，因而优选之。

本说明书中，“半水石膏”一般是指具有3方晶系的结晶型、组成式用CaSO₄·1/2H₂O表示的化合物。按结晶型分类为α型和β型，这些结晶型通过适当采用粉末X射线法、毛细管解析法、哈纳瓦尔法等可以容易地分类。另外，由于α型和β型半水石膏各自的比重为2.76和2.64前后，因此可以通过该比重进行分类。本发明中可以适当使用α型的半水石膏、β型的半水石膏或它们的混合物，但如后所述优选使用α型半水石膏。

含有石膏和聚乙烯醇树脂的成像用组合物作为建材(建筑用材料)使用时，将石膏与水混合制成浆料状，在浆料状的成像用组合物中添加聚乙烯醇树脂。进而将浆料状的成像用组合物浇入模具中，涂布在墙壁上进行使用。此时，当聚乙烯醇树脂的含量超过1重量％时，具有产生气泡的问题，当使用产生了气泡的成像用组合物时，成型困难，存在所得成形体的强度弱的问题。因此，聚乙烯醇的含量通常为1重量％以下。本发明的成像用组合物基本上不含结晶水以外的水(例如水的含量为总重量的1重量％以下、优选0.5重量％以下、更优选完全不含)，因此即便较大量地配合聚乙烯醇树脂，也可以防止产生气泡的情况。本发明的成像用组合物由于较多量地配合聚乙烯醇树脂，因此即便通过少量的水分发生水合固化时，也可以迅速地获得一定硬度，可以维持很高的强度。

本发明的成像用组合物特别优选用于三维生物体模型、埋入物或人工骨骼等三维结构体。更详细地说，通过构成粉末状的成像用组合物的层，在欲使其固化的位置上添加水滴或粘合剂水溶液等的水分，形成固化部分，通过重复上述过程，可以提供优选用于获得三维结构体的制造方法的成像用组合物。这种使用方法由于不需要与水一起混合搅拌成像用组合物，因此即便配合较大量的聚乙烯醇树脂，也没有产生气泡的问题。因此，优选可以利用本发明的成像用组合物。另外，由于本发明的成像用组合物旨在依次重叠其经固化的层，因此优选成像用组合物较迅速地固化。另一方面，本发明的成像用组合物没有必要如建筑材料那样被赋予充分的流动性。因此，在成像用组合物基本不含水分的状态下对其进行使其固化的准备，添加用于使成像用组合物固化的最少量的水分，便可以引起固化反应，可以迅速地使其进行固化。因此，使用成像用组合物可以有效地制造以多个层构成的固化物的三维成形体(立体图像)。另外，由于较多量地含有聚乙烯醇树脂(即便在石膏不完全固化的状态)，因此(也)可以获得具有用于维持暂时形状的足够强度的立体图像。而且，在形成具有这种暂时强度的立体图像后，通过充分地赋予该立体图像以水分，可以使石膏的固化反应充分地进行，获得具有适当强度的三维结构体。

本发明的成像用组合物的优选方式为在钙类物质中配合有聚乙烯醇树脂和固化促进剂的成像用组合物；上述固化促进剂为选自二水石膏、碱金属硫酸盐、碱土类金属硫酸盐、碱金属氯化物盐、碱土类金属氯化物盐、无机酸的铝盐和明矾类的1种或2种以上的固化促进剂；在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～8重量，上述固化促进剂为0.1重量份～5重量。

如此，通过在成像用组合物中适当添加固化促进剂，可以在短时间内使成像用组合物固化。本发明成像用组合物的优选利用方式为制造三维模型。而且，通过在成像用组合物的层中欲使其固化的位置添加水滴等水分，形成石膏发生固化的部分，通过重复上述过程，获得三维结构体。因此，与作为通常的建筑材料使用的情况相比，所得固化物有强度暂时不足的可能。另外，本发明中由于意欲依次重叠经固化的成像用组合物的层，因此需要使成像用组合物较迅速地固化。另一方面，本发明的成像用组合物没有必要如建筑材料那样被赋予充分的流动性。因此，在成像组合物基本不含水分的状态下对其进行使其固化的准备，添加用于使其固化的最少量的水分，便可以引起固化的反应，可以迅速地进行固化。因此，使用成像用组合物，可以有效地制造由多个层构成的使用石膏材料的三维成形体(立体图像)。而且，由于本发明意欲利用成像用组合物依次形成多个层，因此优选成像用组合物较迅速地成为具有一定强度的成形体(立体图像)。因此，通过配合上述固化促进剂，可以提高成像用组合物固化的速度，可以迅速地获得具有一定硬度的石膏成形体(立体图像)。

本发明的成像用组合物的优选方式是上述半水石膏为α型半水石膏的上述任一种成像用组合物。其理由如下所述。

本发明的成像用组合物的优选方式为上述任一项所记载的成像用组合物，其中所述聚乙烯醇树脂的聚合度为2×10²以上、3×10³以下。聚乙烯醇树脂的平均聚合度在聚合度低于2×10²时，泥状物的粘度降低，相反超过3×10³时，泥状物的粘度变得过高、难以溶解于水中，因此聚合度可以举出2×10²～3×10³，也可为5×10²～2.5×10³。由于本发明的成像用组合物不需要放入模具等中，也无需进行混合搅拌，因此例如可以使用聚合度为3×10³～1×10⁴的聚乙烯醇树脂。另外，聚乙烯醇树脂聚合度小时，在加入水制成浆料时虽有引起石膏沉降的问题，但本发明的成像用组合物无需制成浆料状，优选聚乙烯醇树脂的聚合度为使泥状物粘度低、易于溶解于少量的水中的值，可以举出5×10～1.9×10²，也可为1×10²～1.5×10²。

本发明的成像用组合物的优选方式为上述任一项所记载的成像用组合物，其中，所述聚乙烯醇树脂的皂化度为70摩尔％以上。皂化度小于70摩尔％时，由于未观察到立体图像的机械强度提高，因此优选皂化度为70摩尔％以上、更优选为80摩尔％～99.5摩尔％(本说明书中A～B所指范围为A以上B以下)。

本发明的成像用组合物的优选方式为上述任一项所记载的成像用组合物，其中，所述聚乙烯醇树脂为具有“乙酰乙酰基、甲硅烷基、季铵盐基、羧酸基、羧酸的无机盐基、磺酸基、磺酸的无机盐基、酮基、巯基和氨基”中的1个或2个以上官能团的聚乙烯醇改良树脂。

本发明的成像用组合物的优选方式为上述任一项所记载的成像用组合物，其中，所述聚乙烯醇树脂为具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇改良树脂。当使用具有乙酰乙酰基作为官能团的聚乙烯醇树脂时，由于在成像用组合物内形成螯合结构，因此成像用组合物较迅速地进行固化。

概括地讲，本发明的立体图像的制造方法为，在根据原型速成法(RP法)制造立体图像时，使用上述任何一种粉末状成像用组合物。由于使用上述成像用组合物，因此，即便重叠多层添加有少量水分的层，也可以迅速地形成具有用于保持暂时形状的充分强度的立体图像。

更具体地说，本发明的立体图像的制造方法为重现物体形状的立体图像的制造方法，其包含以下工序：断面形状获取工序(步骤A1)，根据物体三维形状的相关信息，获取将上述三维形状分割为多层时所获得的各层的断面形状相关信息；第1断面成像工序(步骤A2-1)，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取第1层断面形状相关信息，根据所读取的信息，形成以成像用组合物重现上述断面形状的第1断面图像；第2断面成像工序(步骤A2-2)，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取相当于上述第1层断面图像的上一层、即第2层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以与上述第1断面图像重叠的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的第2断面图像；立体图像获取工序(步骤A2-n)，与上述第2断面成像工序同样，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取欲形成的层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以重叠于前一工序获得的断面图像的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的层的断面图像，重复该工序，获得重现物体形状的立体图像，上述断面成像工序的至少1个以上工序(优选全部工序)包含以下工序：成像用组合物层获取工序，将上述任一项所述成像用组合物的粉末制成层状，以形成成像用组合物层；水分添加工序，在通过上述成像用组合物层获取工序形成的成像用组合物的层上，根据该层的断面形状相关信息添加水分(优选粘合剂水溶液或交联剂水溶液)，从而使所述成像用组合物层的规定位置湿润。作为成像用组合物可以适当使用本说明书所记载的物质。通过如此以规定的图案状向成像用组合物添加水分，可以促进对应于该添加了水的图案部分的水合反应等，可获得图案状的固化物。

本说明书中，“立体图像”是指在成像用组合物中添加粘合剂水溶液、交联剂水溶液等水分以促进水合反应，且成像用组合物至少可以在一定期间维持一定强度并重现对象物体的形状的石膏像等图像。本说明书中“立体图像”中，包括由多个层的组合而成，且在获得最终三维结构体之前、石膏等的水合反应还未完全结束的状态的图像。本说明书的“立体图像”并非限定于水合反应未完全进行的图像，还包括虽然成型时水合反应未完全进行、但通过吸收空气中的水分而完全进行了水合反应的图像。

本发明的立体图像制造方法的优选方式为，上述立体图像的制造方法中，在关于上述各层的断面形状的信息中含有各层的色标信息，在上述水分添加工序中，根据上述色标信息添加含有着色成分的水分。

本发明的三维模型例如作为手术练习用的三维生物体模型等利用。在通常的模型中，一般认为仅将表面着色就可以了，并没有将模型内部也着色的想法。但是，当将模型用于外科或齿科练习等时，磨削骨骼部分或牙齿部分时，即刻露出石膏的本色，或者不能区分骨骼或牙齿部分与肉部分，这样的模型缺乏真实感。因此，本方式的立体图像制造方法中，为了将这些部分区别开而进行色标。本发明立体图像制造方法不是如以往立体图像的制造方法所示的那样在规定的模具中放入石膏而获得图像的方法，因此可以容易地形成这种图案。具体地说，在X射线照片等中，骨骼或牙齿部分与肉部分(或神经部分)等处可作为浓淡不同的图像成像，因此可以在从X射线照片等中获取各层的断面形状相关信息时，作为不同的图案分别获得骨骼或牙齿部分与肉等的部分，将其记忆，对于骨骼或牙齿部分添加纯净水滴(或者含有白色等着色料的水滴)，而对肉部分添加含有规定着色料(红色等)的水滴。使用公知的印刷技术可以容易地形成这种图案。

总体而言，本发明的三维结构体的制造方法涉及使用上述成像用组合物，并利用通过上述立体图像制造方法得到的立体图像获得三维生物体模型、埋入物或人工骨骼等三维固化体的三维结构体制造方法。而且，如上所述，由于使用特定的成像用组合物获得固化体，因此可以迅速且适当地获得手术练习用生物体模型等固化体。以往的RP法中，并没有制作埋入物或人工骨骼的想法，即便利用以往的方法制造埋入物或人工骨骼，由于含有蜡等而无法进行灭菌处理，因此无法用于手术等。但是，本发明的三维结构体的制造方法由于使用规定的组合物，因此，可以制造即便不含蜡也具有充分强度的埋入物或人工骨骼，而且可以制造能承受高压釜灭菌等处理的埋入物或人工骨骼。

本说明书中“三维结构体”是指重现对象物形状等的固化物，具体地可举出生物体模型等的三维模型、作为骨骼的代替品放入生物体内的人工骨骼、埋入物等。

更具体地说，本发明的三维结构体的制造方法包含以下工序：石膏粉末除去工序(步骤B1)，从利用上述任一种立体图像制造方法获得的立体图像中除去未固化的成像用组合物粉末；水分添加工序(步骤B2)，向上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像中添加水分；干燥工序(步骤B3)，使在上述水分添加工序中添加有水分的立体图像干燥。通过上述立体图像的制造方法获得的立体图像由于基本使用印刷技术向成像用组合物中添加水分，因此，利用水合使石膏等的固化反应进行的不充分的可能性很高。因此，从暂时获得的立体图像中除去残留在与形成图像没有关系的未固化部分的粉末后，添加水分，利用水合促进石膏等的固化反应。由此，进行石膏等的固化反应，可以制造作为更均质的固化体且具有充分强度的产品。当然优选通过干燥工序将添加有水分的状态的立体图像干燥，使水分蒸发。另外，在获得立体图像后，可考虑通过使其含浸蜡，获得固化体的方法。但是，在含浸有蜡的固化体中，由于在实施高压釜或蒸汽灭菌处理时有蜡溶出的问题，因此，由此而得的三维结构体无法在高温下实施灭菌处理，不能带进手术室。另一方面，本发明的三维结构体的制造方法并非必须含浸蜡，因此可以获得没有这种问题的三维结构体。

本发明的三维结构体制造方法优选上述水分添加工序(步骤B2)包含以下工序：通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序(步骤B2-1)；在上述喷雾工序之后，将立体图像浸渍于水中的浸渍工序(步骤B2-2)。这里所说的高湿度环境是指湿度80％～100％的状况(优选湿度90％～100％的状况)。在加湿器等中放入水、交联剂水溶液、粘合剂水溶液等，将水蒸汽、雾或含有特定成分的蒸汽充填到该工序中使用的容器或密封体系内，即可获得高湿度环境。

即，该实施方式的三维结构体制造方法中，考虑到将所得立体图像立刻浸渍于水中时会产生形状崩解等问题，首先向三维结构体表面(优选整个表面)添加水分促进表面的水合，利用水合促进石膏的固化反应(优选使其干燥)，在进行防止形状崩解的处理之后，将其浸渍于水中，从而充分地促进固化反应。

本发明的三维结构体制造方法优选上述水分添加工序(步骤B2)包含下述工序的任一个：(1)向上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后将立体图像浸渍于交联剂水溶液中的浸渍工序；(2)向上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的交联剂水溶液或者将立体图像暴露在交联剂水溶液的高湿度环境下，使交联剂水溶液附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后将立体图像浸渍于交联剂水溶液中的浸渍工序；或者(3)向上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后将立体图像浸渍于水中进而将上述立体图像浸渍于交联剂水溶液的浸渍工序。

通过如此添加交联剂水溶液，在立体图像中使交联反应进行，可以获得具有充分强度的三维结构体。予以说明，作为交联剂水溶液的优选例子，可以是乙二胺的水溶液或二乙醇胺水溶液，还可以是乙二胺和二乙醇胺的水溶液。

本发明的三维结构体涉及包含患者的骨骼或牙齿的部位的三维生物体模型、埋入物或人工骨骼。以往，具有一般形状的生物体模型在工业上批量生产，并置于理科室内。但是，一般的模型并不适于用于手术的练习、手术计划的说明、在患者面前用于说明包含患者自身骨骼或牙齿的部位等。另外，包含患者个人骨骼或牙齿的部位的三维生物体模型、埋入物和人工骨骼没有必要批量生产。因此，本发明的目的在于提供可以用于手术的练习、手术计划的说明、在患者面前用于说明包含患者自身骨骼或牙齿的部位等的定做的三维生物体模型等。

具体地说，本发明的三维结构体涉及包含患者骨骼或牙齿的部位的三维结构体，其中所述物体的形状为包含患者骨骼或牙齿的部位的形状，通过上述任一项记载的三维结构体制造方法制造。由于通过上述制造方法制造，因此可以在不制造铸模等昂贵设备的情况下容易地制造定做的三维结构体。而且，所得三维结构体由于重现包含患者的骨骼或牙齿的部位，因此除了能够容易地设计切割骨骼的线之外，还可以容易地进行移动骨骼的模拟。另外，还可以容易地进行包埋埋入物或假牙托的模拟等。当然，通过医生等实施手术者观察实际的三维生物体模型，可以在实际的手术前加深对实施手术的部位的理解。另外，在实施手术前，可以拿着具体的图像对患者说明手术内容，在促进患者的理解的同时，让患者放心。而且，以往的模型中由于含有蜡成分等，因此无法进行高压釜或高温灭菌，无法带进手术室。但是，本发明三维生物体模型的优选方式中由于不含蜡成分，因此可以进行高压釜或高温灭菌，可以带进手术室。由此，实施手术者可以容易地想起曾经进行过的手术模拟。当然，由于如上获得的埋入物或人工骨骼等埋入生物体内的包埋物具有适当的形状，因此在齿科治疗或外科治疗等中可以优选地使用。

发明效果

根据本发明，由于在钙类物质中含有规定量的聚乙烯醇树脂(或者固化促进剂)，因此，本发明提供的成像用组合物以少量水分即可开始固化并获得规定硬度，特别适于通过原型速成法(RP法)制造三维模型。

本发明通过使用上述成像用组合物，可以使用RP法等形成用于获得三维生物体模型的暂时结构物等的立体图像。

本发明由于使用上述成像用组合物和上述立体图像，因此可以获得手术练习用等的三维生物体模型的石膏固化体。特别是，本发明通过充分地使立体图像所含的石膏水合，可以获得较均一、精度高的石膏固化体。另外，由于无需混入蜡等，因此，可以获得即便以高压釜等而暴露于高温下，形状也不会变化的石膏固化体。

本发明能够提供可以用于手术的练习、手术计划的说明、在患者面前用于说明包含患者自身骨骼或牙齿的部位等，且能够带入手术室的定做的三维生物体模型等的三维结构体。

附图说明

图1为表示通过实施例1制造的对象物形状的图；

图2为表示用于制造大腿骨三维结构体而描绘的3DCG图像的图；

图3为评价三维结构体切割性的状态的照片；

图4为用于说明实施例5制造的关节部分三维结构体的图。图4(a)为欲获得的物体的3DCG、图4(b)为所得的三维结构体的照片；

图5为用于说明实施例6制造的生物体模型及其利用例的照片。图5(a)表示所得的生物体模型、图5(b)表示部分截断所得生物体模型，模拟截断后生物体模型的动作的图。

符号说明

1 三维结构体

2 生物体部分

3 台

具体实施方式

[成像用组合物]

本发明的成像用组合物为在钙类物质中配合有聚乙烯醇树脂的成像用组合物，在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～8重量份。

本发明的成像用组合物的优选方式为在钙类物质中配合有聚乙烯醇树脂和固化促进剂的成像用组合物；上述固化促进剂为选自二水石膏、碱金属硫酸盐、碱土类金属硫酸盐、碱金属氯化物盐、碱土类金属氯化物盐、无机酸的铝盐和明矾类的1种或2种以上的固化促进剂；在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～8重量份，上述固化促进剂为0.1重量份～5重量份。该方式的成像用组合物优选仅由钙类物质、聚乙烯醇树脂和固化促进剂构成。

如上所述，这些成像用组合物优选除了结晶水之外基本不含水分，优选为粉末状。为建筑材料用的成像用组合物时，由于作为原料的石膏粉末与水等一起充分地搅拌、使其溶解，因此石膏粉末的粒径不会成为问题。但是，本发明的成像用组合物的意图在于不一定制成浆料状，因此优选钙类物质粉末的粒径基本一样。从此观点出发，在根据JISR1619(利用细陶瓷粉末的液相沉降光透射法的粒径粉末测定方法)的粒子分布测定中，本发明的钙类物质，在距离最大分布正负10％的粒径分布范围内含有50重量％以上、优选70重量％以上、更优选85重量％以上、进一步优选95重量％以上的分子。为了获得这种分布，可以通过重复筛分原料粉末的操作而实现。

本发明中，作为钙类物质的优选例子可以举出石膏。而且，作为石膏可以适当使用α型的半水石膏、β型的半水石膏或它们的混合物，优选α型的半水石膏。其原因在于，α型的半水石膏与β型的半水石膏相比，水分很少，可以实现均匀混合状态并可进行固化。当使用粉体能够形成的斜面的最大倾斜角即休止角小时，可以在成形时均匀地扩展粉末，因此优选休止角小的石膏。从此观点出发，作为半水石膏(或成像用组合物)的休止角可列举30度～45度、优选35度～40度。

本发明的聚乙烯醇树脂并无特别限定，可以适当使用公知的聚乙烯醇树脂(聚乙烯醇(-[C(OH)HCH₂]_n-)或适当具有官能团的聚乙烯醇树脂)。聚乙烯醇树脂一般可以采用通过碱或酸等皂化催化剂将聚乙酸乙烯酯的低级醇溶液皂化的皂化物或其衍生物。另外，聚乙烯醇树脂还可以使用与乙酸乙烯酯具有共聚性的单体、与乙酸乙烯酯形成共聚物的皂化物等。作为这种与乙酸乙烯酯具有共聚性的单体例如可以举出乙烯、丙烯、异丁烯、α-辛烯、α-癸烯、α-十八烷烯等烯烃类，丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸等不饱和酸类或其盐、或者单或二烷基酯等，丙烯腈、甲基丙烯腈等腈类，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等酰胺类，乙磺酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸等烯烃磺酸类或其盐，烷基乙烯基醚类，N-丙烯酰胺甲基三甲基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、二甲基烯丙基乙烯基酮、N-乙烯基吡咯烷酮、氯乙烯、偏氯乙烯、聚氧乙烯(甲基)烯丙基醚、聚氧丙烯(甲基)烯丙基醚等聚氧化烯(甲基)烯丙基醚，聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯、聚氧丙烯(甲基)丙烯酸酯等聚氧化烯(甲基)丙烯酸酯，聚氧乙烯(甲基)丙烯酰胺、聚氧丙烯(甲基)丙烯酰胺等聚氧化烯(甲基)丙烯酰胺，聚氧乙烯(1-(甲基)丙烯酰胺-1，1-二甲基丙基)酯、聚氧乙烯乙烯基醚、聚氧丙烯乙烯基醚、聚氧乙烯烯丙基胺、聚氧丙烯烯丙基胺、聚氧乙烯乙烯基胺、聚氧丙烯乙烯基胺等。优选使用乙酸乙烯酯的寡聚物的皂化物，乙酸乙烯酯与乙烯、不饱和酸或其盐、烷基酯和烯烃磺酸或其盐的共聚物的皂化物。

本发明中，与建筑材料等不同，由于不需要将成像用组合物放入模具，且无需将之进行混合搅拌，因此聚乙烯醇树脂的皂化度或平均聚合物也无特别限定。另一方面，皂化度小于70摩尔％时，由于未观察到立体图像的机械强度提高，因此优选皂化度为70摩尔％以上、更优选为80摩尔％～99.5摩尔％。聚乙烯醇树脂的平均聚合度在聚合度低于2×10²时，泥状物的粘度降低，相反超过3×10³时，泥状物的粘度变得过高、难以溶解于水中，因此聚合度可以为2×10²～3×10³，也可以为5×10²～2.5×10³。本发明的成像用组合物没有必要放入模具等中，另外也没有必要进行混合搅拌，因此，例如可以使用聚合度为3×10³～1×10⁴的聚乙烯醇树脂。另外，聚乙烯醇树脂聚合度小时，在加入水制成浆料时虽有引起石膏沉降的问题，但本发明的成像用组合物没有必要制成浆料状，优选聚乙烯醇树脂的聚合度为使泥状物粘度低、易于溶解于少量的水中的值，可以为5×10～1.9×10²，也可以为1×10²～1.5×10²。聚合度或分子量可以根据公知的方法适当调整反应时间或反应条件进行控制。

作为聚乙烯醇树脂，在完全皂化时，皂化度可举出90摩尔％以上99.5摩尔％以下，更优选可举出98.5摩尔％以上99.5摩尔％以下。粘度优选使用1×10～2×10mPa·s。粘度可以根据JIS等的规格(例如JIS K 7367)测定。

聚乙烯醇树脂可以是聚乙烯醇树脂本身，还可以是适当引入有官能团的聚乙烯醇衍生物的树脂。另外，还可以是部分引入了这种官能团的树脂，还可以是多种聚乙烯醇树脂的混合物。这种官能团可以举出乙酰乙酰基、甲硅烷基、季铵盐基、羧酸基、羧酸的无机盐基、磺酸基、磺酸的无机盐基、酮基、巯基和氨基等。这些基团可以含有1种或含有2种以上。其中，优选乙酰乙酰基或甲硅烷基，最优选具有乙酰乙酰基作为官能团。官能团的比例可以是全部的羟基(-OH)被官能团取代，还可以是5％～95％羟基被官能团取代，还可以是10％～20％、还可以是70％～90％、也可以是30％～70％。特别是分子内具有乙酰乙酰基者，由于分子内的乙酰乙酰基与固化促进剂等所含的金属离子形成螯合物，因此以少量的水分即可迅速地使成像组合物达到规定的硬度。这些官能团可以根据有机合成的通常方法适当地引入所获得的聚乙烯醇树脂，所引入的官能团的种类或比例也可根据有机合成的通常方法进行控制。

如后述实施例验证所示，在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量作为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～8重量份。如后述实施例验证所示，聚乙烯醇树脂优选为3重量份～7重量份、还可以为3重量份～6重量份或4重量份～7重量份、还可以为4重量份～6重量份、还可以为4.5重量份～5.5重量份。聚乙烯醇树脂少时，无法获得适当的硬度。而过量地含有聚乙烯醇树脂时，难以获得对高压釜灭菌等具有耐性的三维结构体。

本发明的成像用组合物可以是分别含有上述聚乙烯醇树脂和钙类物质的配合物，还可以是钙类物质和聚乙烯醇树脂等混合后的混合物。任何情况下均优选为粉末状，粉末的大小与上述范围相同。

本发明的固化促进剂为选自二水石膏、碱金属硫酸盐、碱土类金属硫酸盐、碱金属氯化物盐、碱土类金属氯化物盐、无机酸的铝盐和明矾类的1种或2种以上的固化促进剂。碱金属硫酸盐可以举出硫酸钠、硫酸钾。碱土类金属硫酸盐可以举出硫酸镁、硫酸钙、硫酸钡。碱金属氯化物盐可以举出氯化锂、氯化钠、氯化钾。碱土类金属氯化物盐可以举出氯化镁、氯化钙。无机酸的铵盐可以举出盐酸铵。明矾类可以举出硫酸铝·钾12水(硫酸钾铝12水)：AlK(SO₄)₂·12H₂O等钾明矾、AlNa(SO₄)₂·12H₂O等钠明矾、NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O等铵明矾等。其中可以优选使用选自硫酸镁、氯化钠、硫酸钠、硫酸钙的1种或2种以上。另外，还可以优选使用组合有二水石膏与作为二水石膏其它成分的选自硫酸镁、氯化钠、硫酸钠和硫酸钙的1种或2种以上的混合物。另外，作为固化促进剂，由于含有金属盐者在具有规定官能团的聚乙烯醇之间构成螯合结构，提高立体图像或三维结构体的强度，因此优选。

添加固化促进剂时，当以钙类物质和聚乙烯醇树脂的总量作为100重量份时，可以按0.1重量份～5重量份进行配合。作为固化促进剂，使用二水石膏时的二水石膏的量可以举出0.5重量份～5重量份。另一方面，使用不含二水石膏的固化促进剂时，在以石膏和聚乙烯醇树脂的总量作为100重量份时，作为固化促进剂的含量可以举出0.1重量份～5重量份、优选0.1重量份～3重量份、更优选0.3重量份～2重量份、进一步优选0.4重量份～1.5重量份。

固化促进剂可以根据成像用组合物的公知方法配合在成像用组合物中。本发明的成像用组合物还可以在能够维持本发明成像用组合物功能的范围内适当含有上述以外的公知组成。

[立体图像制造方法]

本发明的目的在于最终获得手术练习用的三维生物体模型等石膏固化体，由于还包括获得之前硬度不充分的立体图像，因此，首先说明用于获得立体图像的立体图像制造方法。

总体上讲，在根据原型速成法(RP法)制造立体图像时，本发明的立体图像制造方法使用作为上述任一种粉末状成像用组合物。由于使用上述成像用组合物，因此即便重叠多层添加有少量水分(水、交联剂的水溶液、RP装置所用的公知粘合剂水溶液等)的层，也可迅速地形成具有用于保持暂时形状的充分强度的立体图像。另外，优选利用少量的水使成像组合物形成具有一定强度的层，上下相邻的层粘合而成为一体的立体图像。直接使用以往的成像用组合物时，无法获得具有这种特性的立体图像，通过使用本发明的成像用组合物可以实现本发明涉及的立体图像制造方法。

更具体地说，本发明所涉的立体图像的制造方法为重现物体形状的立体图像的制造方法，其包含以下工序：断面形状获取工序(步骤A1)，根据物体三维形状的相关信息，获取将上述三维形状分割为多层时所获得的各层的断面形状相关信息；第1断面成像工序(步骤A2-1)，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取第1层断面形状相关信息，根据所读取的信息，形成以成像用组合物重现上述断面形状的第1断面图像；第2断面成像工序(步骤A2-2)，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取相当于上述第1层断面图像的上一层、即第2层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以与上述第1断面图像重叠的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的第2断面图像；立体图像获取工序(步骤A2-n)，与上述第2断面成像工序同样，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取欲形成的层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以重叠于前一工序获得的断面图像的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的层的断面图像，重复该工序，获得重现物体形状的立体图像，上述断面成像工序的至少1个以上工序包含以下工序：成像用组合物层获取工序，将上述任一项所述成像用组合物的粉末制成层状，以形成成像用组合物层；水分添加工序，在通过上述成像用组合物层获取工序形成的成像用组合物的层上，根据该层的断面形状相关信息添加水分，从而使所述成像用组合物层的规定位置湿润。。以下说明各个工序。

断面形状获取工序为：根据物体三维形状的相关信息，获取将上述三维形状分割为多层时所获得的各层的断面形状相关信息的工序(步骤A1)。本发明的立体图像制造方法的优选方式为，在上述各层的断面形状相关信息中包含各层的色标信息，在上述水分添加工序中根据上述色标信息添加含有着色成分的水分。

本发明的立体图像的制造方法使用所谓原型速成法所用的公知装置，通过将工序等编程可以容易地实现。具体地，可以通过搭载有原型速成用程序的计算机等容易地实现。该计算机具备输入、输出部、CPU等控制器、演算部和存储器，通过界面等输入、输出部与用于制造立体图像的立体图像制造部相连。而且，立体图像制造部具备：根据来自上述计算机的指令用于形成立体图像的可上下移动的可动式工作台；成像用组合物层形成部，为了根据来自上述计算机的指令在上述可动式工作台上形成成像用组合物的层，该成像用组合物层形成部从成像用组合物粉末储存部取出成像用组合物粉末，制成成像用组合物层；印刷部，它根据来自计算机的指令在上述成像用组合物层中添加水或规定水溶液。

断面形状获取工序中，从多个X射线照片等中获取对象物体的三维形状相关信息，只要得到将该三维形状分割成由多个层构成的断面形状的图像即可。另外，埋入物或人工骨骼的三维形状，例如可以如下获得。首先，在获得用于填充缺损部的埋入物或人工骨骼时，一般来说缺损部本来具有近于左右对称的形状的部分(例如右脚的骨骼和左脚的骨骼)，因此，以对象部位的骨骼形状为对象进行计算机模拟，可获得与对象物体的三维形状有关的信息。另外，在制造牙齿用的埋入物等时，有患部自身的形状并非用于重现的优选形状的情况。因此，在这种情况下，参考周围牙齿或骨骼的形状等使用3DCG(三维计算机图形)等描绘对象物的形状，通过输入到计算机内，获得三维形状相关信息，计算机根据该三维结构形状获得各断面形状的相关信息。具体地说，当将来自指针设备的输入信号输入CPU时，CPU根据所输入的信号读取存储在CD-ROM或硬件等存储部的控制程序。然后CPU根据来自控制程序的指令，扫描保存在存储部的X射线照片的图像等，通过集中多个扫描的2维图像，获得三维形状相关的图像。此时，X射线照片等中由于骨骼等部位与肉等部位的浓淡不同，因此在扫描X射线照片获得图像时，除了依靠浓淡明显不同部位获得轮廓之外，通过判断被该轮廓包围的部位的浓淡是否在规定值范围内或者比较被轮廓包围部位间的浓淡，可以获得骨骼等部位和肉等部位的图案信息，记忆该图案信息。进而，在获得三维形状相关的图像时，例如沿着z轴(从地上向空中的方向)等某个方向将上述三维结构体切成圆片，获得多个层的断面形状。

层的厚度可根据来自指针设备等的输入信息适当调整，还可以根据预先设定的值进行控制。层的厚度越厚，则越无法获得精巧的固化体，具有使用印刷机装置等添加水滴时无法达到保持形状的硬度的问题。另一方面，层的厚度过薄时，则必须获得多个断面图像，不仅对计算机的硬件容量造成负担，而且为了进行制造要花费很多时间。从此观点出发，各层的厚度可举出1×10μm～5mm，即可以为1×10μm～5mm、也可以为1×10²μm～1mm。当然，各层的厚度优选为均一的，但也可以是不均一的。

第1断面成像工序为：从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取第1层断面形状相关信息，根据所读取的信息，形成以成像用组合物重现上述断面形状的第1断面图像的工序(步骤A2-1)。

第2断面成像工序为：从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取相当于上述第1层断面图像的上一层的第2层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以与上述第1断面图像重叠的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的第2断面图像的工序(步骤A2-2)。

接着，与上述第2断面成像工序相同，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取欲形成的层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以重叠于前一工序获得的断面图像的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的层的断面图像，重复该工序。

上述断面成像工序的至少1个以上工序包含以下工序：成像用组合物层获取工序，将上述任一项所述成像用组合物的粉末制成层状，以形成成像用组合物层；水分添加工序，向通过上述成像用组合物层获取工序形成的成像用组合物的层上，根据该层的断面形状相关信息添加水分，从而使所述成像用组合物层的规定位置湿润。

以下说明各断面成像工序的例子。各断面成像工序中，CPU接受控制程序的指令，读取与成像用组合物层的厚度有关的信息，从输入、输出部输出。接收该厚度相关信息的立体图像制造部根据来自上述计算机的指令向下移动可动式工作台。此时，由于向下移动的距离为成像用组合物层的厚度，因此关于该移动距离的指令也从计算机中输出。根据该移动距离信息，工作台发生移动。各层厚度相同时，立体图像制造部的存储部保存该信息，在形成各层时可以使用相同的信息。

接着，CPU接受控制程序的指令，例如读取与成像用组合物层厚度相关信息，演算用于形成成像用组合物层所需的成像用组合物的量，并将该量值从输入、输出部输出。该量可以是一定的，还可以暂时将其传送至立体图像制造部，之后，立体图像制造部的存储部保存该信息，在形成各层时使用相同的信息。接收该成像用组合物层相关信息的立体图像制造部，根据来自上述计算机的指令，将成像用组合物粉末从成像用组合物粉末储存部取出至成像用组合物层形成部，在工作台上散开粉末。然后适当移动涂刷器或刮浆片，以使成像用组合物的层变得均匀。如此，在可动式工作台上(已经形成层时，在之前形成的成像用组合物层上)形成成像用组合物的层。

接着，CPU接收控制程序的指令，读取各层的断面形状或图像相关信息，并将该信息从输入、输出部输出。立体图像制造部根据来自计算机的指令，使印刷部工作，向上述成像用组合物层添加水或规定的水溶液(水、交联剂、原型速成用的粘合剂水溶液等)。这种机构可以通过使用公知的印刷机控制装置容易地被实现。此时添加的水或水溶液的组成、浓度和量等的各条件可以适当调整。例如，从指针设备等输入与各条件相关信息，将输入的信息保存在计算机的存储部，根据这些条件的相关信息，CPU读取必要的信息并通过演算部进行演算，以控制印刷部的动作。印刷部与通常的印刷技术同样，用水滴等代替油墨进行添加即可。向上述成像用组合物层添加的液体粘合剂材料可以为有机物还可以为无机物。所用的代表性有机粘合剂材料为聚合物树脂或聚碳硅氮烷等陶瓷前体。无机粘合剂在粘合剂与最终物品配合的情况下使用，这种用途中一般使用二氧化硅。

根据技术常识，在形成各层的阶段中，重复进行为了促进水合反应而赋予必要水分量以上的水分后将其干燥。但是，本发明的立体图像制造方法(本发明固化物的制造方法)中，上述阶段没有必要完全地进行石膏的水合反应。因此，在各断面成像工序中，例如，在使成像用组合物水合完全完成而需的水量为100重量份时，例如可以添加1重量份～50重量份的水，还可以为1重量份～20重量份或2重量份～10重量份或3重量份～5重量份的水。以这种少量的水分，石膏的水合反应进行的不完全。但是，本发明中为了维持最低限的强度可以迅速地获得充分强度的层，由于水为少量，因此可以防止水扩散到意料之外的部分，可以获得具有所需断面结构的层。特别是，在获得具有2种以上图案的断面结构时等，重要的是2种以上的水或水溶液不相混合，通过使添加的水分为少量，可以有效地防止它们混合的情况。

重复进行断面成像工序后，优选将其干燥以使得所得层压体具有一定程度的强度。干燥可以在低湿高温环境(例如湿度0％～10％、温度50℃～2×10²℃)下进行，还可以在常温常压环境下进行。常温常压下的干燥时间可以根据所得立体图像的大小、水分含量、各层厚度等适当调整，可举出1分钟～1小时或5分钟～3×10分钟，也可为5分钟～2×10分钟。即，本发明中在使用原型速成法时，由于使用含有多量聚乙烯醇树脂，所以可以迅速地获得硬度较高的立体图像，而且由于该阶段中成像组合物中并不含有充分的水，因此可以大大缩短干燥时间。在干燥后，即获得重现物体形状的立体图像。

如上获得的立体图像的工序中，未进行石膏的水合反应的可能性很高。因此，与水合反应完全进行的情况相比，可以预想到水合反应进行不完全的情况下获得的立体图像的强度低。但是，通过在水分少的状态下进行图案的形成，可以防止水分渗入到意料之外的部分，防止该部分发生固化的情况。因而，该立体图像的制造方法对于迅速制造具有精巧形状的立体图像是有用的。另一方面，如上获得的立体图像即便具有精巧的形状，由于水合反应进行的不充分，因此，可以预想其强度低。因而，在欲获得充分的强度时，可以根据后述固化物的制造方法促进水合反应。

[三维结构体的制造方法]

如上所述，概括地讲，本发明的三维结构体的制造方法为：通过将利用上述各工序获得的立体图像浸渍于水或水溶液等中，赋予其水分，促进石膏的水合反应，之后将其干燥，获得具有充分硬度的固化物。

即，总体上讲，本发明的三维结构体的制造方法为包含以下工序的三维结构体制造方法：石膏粉末除去工序(步骤B1)，从利用上述任一种立体图像制造方法获得的立体图像中除去未固化的成像用组合物粉末；水分添加工序(步骤B2)，在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像中添加水分；干燥工序(步骤B3)，使在上述水分添加工序中添加有水分的立体图像干燥。以下说明各工序。

石膏粉末除去工序为用于从立体图像中除去未固化的成像用组合物粉末的工序(步骤B1)。该工序中，例如可以通过利用空气刷向立体图像吹拂空气，将未固化的石膏粉沫吹飞。风量或空气刷的形状等可以适当调整，可以使用公知的条件。石膏粉末除去工序所需要的时间也可适当调整，具体地可举出5分钟～1小时，优选10分钟～30分钟。

水分添加工序为向上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像中添加水分的水分添加工序(步骤B2)。该水分添加工序中，为促进石膏的水合反应，优选将充分的水分赋予立体图像。作为这种水分添加工序，可以举出将立体图像浸渍于水或特定水溶液中。此时，由于在之前的石膏粉末除去工序中除去了粉末，因此，可以防止与形状无关的成像用组合物粉末附着在立体图像上。

本发明的三维结构体制造方法的优选方式为上述水分添加工序(步骤B2)，包含以下工序：通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序(步骤B2-1)；在上述喷雾工序之后，将立体图像浸渍于水中的浸渍工序(步骤B2-2)。

当将所得立体图像立即浸渍于水中时，有发生形状崩解等的问题。因此，考虑到上述问题，该方式的三维结构体的制造方法中，首先向表面(优选整个表面)添加水分，仅在表面上利用水合促进石膏的固化反应(优选使其干燥)，在进行了防止形状崩解处理后，通过将立体图像浸渍于水中而充分地促进固化反应。在喷雾工序中例如使用公知的喷雾，将水或规定水溶液(优选水、交联剂的水溶液或粘合剂的水溶液)喷洒在立体图像的表面。或者，通过将立体图像暴露在高湿度环境下，使水等附着在立体图像表面上。可以在喷洒水分后使其干燥，之后进行浸渍。干燥可以在低湿高温环境(例如湿度0％～10％、温度50℃～2×10²℃)下进行，还可以在常温常压环境下进行。常温常压下的干燥时间可以根据所得立体图像的大小、水分含量、各层厚度等适当调整，可举出1×10分钟～2小时或15分钟～1小时，也可为2×10分钟～4×10分钟。浸渍工序中，将立体图像浸渍于充分的水或水溶液中。浸渍时间可以根据立体图像的大小等适当调整，可举出1×10分钟～2小时或15分钟～1小时，也可为2×10分钟～4×10分钟。

本发明的三维结构体制造方法优选上述水分添加工序(步骤B2)包含下述工序中的任一个：(1)通过向上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后将立体图像浸渍于交联剂水溶液中的浸渍工序；(2)通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的交联剂水溶液或者将立体图像暴露在交联剂水溶液的高湿度环境下，使交联剂水溶液附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后将立体图像浸渍于交联剂水溶液中的浸渍工序；或者(3)通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后将立体图像浸渍于水中进而将上述立体图像浸渍于交联剂水溶液的浸渍工序。特别是，使用乙酰乙酰基改良聚乙烯醇树脂的情况下优选上述中的(1)或(3)的工序。其原因在于，从强度或三维结构体的均一性的观点出发，优选首先利用水促进螯合结构后，再利用交联剂促进交联。

通过如此添加交联剂水溶液等的交联剂，在立体图像中进行交联，可以获得具有充分强度的三维结构体。而且，喷雾工序和浸渍工序可以与上述说明同样地进行。交联剂水溶液的浓度可以根据所用聚乙烯醇树脂的种类或欲获固化物的硬度等适当调整。具体而言，交联剂水溶液的浓度可举出1×10^-2容积％～2×10容积％、优选1×10^-1容积％～1.5×10容积％。作为交联剂可以代替乙二胺或二乙醇胺等胺类交联剂或者与它们一起适当使用甲醛或乙二醛等醛类化合物、蜜胺-甲醛缩合物或尿素-甲醛缩合物等的羟甲基类化合物、硼酸或硼砂等含硼化合物、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、间-亚苯基二异氰酸酯、对-亚苯基二异氰酸酯或4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯等异氰酸酯类化合物或者硅烷偶联剂等。这些交联剂中，优选乙二胺或二乙醇胺等胺类交联剂，具体如后述实施例验证所示，更优选乙二胺或二乙醇胺的任一者或两者。

干燥工序为将在上述水分添加工序中添加有水分的立体图像干燥的工序(步骤B3)。干燥可以在低湿高温环境(例如湿度0％～10％、温度50℃～2×10²℃)下进行，还可以在常温常压环境下进行。常温常压下的干燥时间可以根据所得立体图像的大小、水分含量、各层厚度等适当调整，可举出1小时～4天或4小时～3天，还可以为6小时～2天。

如此获得的三维结构体，由于可以根据具有精巧形状的立体图像通过强化其强度而获得，因此具有精巧的形状。而且，该三维结构体由于基本上不需要蜡，因此即便实施高温处理也不会有形状变化的问题以及蜡成分溶出的问题。因此，可以将三维结构体高温灭菌，带进手术室等。而且，该三维结构体由于进行了水合反应，因此可以作为具有基本均一强度的致密固化物而获得，可以作为手术练习等生物体模型等有效地使用。进而，在本发明的三维结构体优选方式中，例如骨骼或牙齿的部分为白色或白色系的颜色，相当于肉等的部分为红色系的颜色，由于这并非仅限于三维结构体的表面，还着色至其内部，因此在进行手术的练习等时，与以往相比，可以带着更接近现实的感觉进行手术的练习或手术计划等。

[三维结构体]

本发明的三维生物体模型涉及具有包含患者骨骼或牙齿的部位形状的三维结构体。具体地说，本发明的三维结构体涉及包含患者骨骼或牙齿的部位的三维结构体，其中所述物体的形状为包含患者骨骼或牙齿的部位的形状，通过上述任一个三维结构体制造方法制造。由于通过上述制造方法制造，因此可以在不使用铸模等昂贵设备的情况下容易地制造定做的三维生物体模型、埋入物或人工骨骼等。而且，所得三维生物体模型由于是重现包含患者骨骼或牙齿的部位，因此除了可以容易地设计切割骨骼的线，而且可以容易地进行移动骨骼的模拟。另外，还可以容易地进行用于包埋埋入物或假牙托的模拟等。当然，通过医生等实施手术者观察实际的三维生物体模型，可以在实际的手术前加深对实施手术的部位的理解。另外，在实施手术前，可以拿着具体的图像对患者说明手术内容，在促进患者的理解的同时，可让患者更放心。而且，以往的模型中由于含有蜡成分等，因此无法进行高压釜或高温灭菌，无法带进手术室。但是，本发明三维生物体模型的优选方式中由于不含蜡成分，因此可以进行高压釜或高温灭菌，可以带进手术室，可以让实施手术者容易地想起曾经进行过的手术模拟。当然，由于如上获得的埋入物或人工骨骼等埋入生物体内的包埋物具有适当的形状，因此可以用高压釜等进行灭菌，因而在齿科治疗或外科治疗等中可以优选地使用。即，本发明还可以提供将使用如上形成的埋入物或人工骨骼埋入在患部的牙齿或骨相关疾病的治疗方法。特别是，由于事故等产生骨的缺损部位时，从对称部位的形状推测用于重现的部位的形状，根据该推测的形状获得三维人工骨骼，进而可以提供埋入缺损部的骨相关疾病的治疗方法。另外，当制造牙齿用埋入物并进行包埋时，在制造除了该埋入物包埋部之外部位的生物体模型的同时，还制造埋入物或埋入物的模型，这便可使患者理解其实际情况，提高其满足感，同时医生也可以容易地确认具体的实施手术时的情况。

实施例1

以下使用实施例具体地说明本发明。但是，本发明并非限定于实施例说明的具体例，根据技术人员的技术常识，可以加以各种应用。

作为原料使用以下物质。即，半水石膏使用サンエス石膏株式会社的石膏；聚乙烯醇(PVA)使用日本合成社制品；二水石膏使用サンエス石膏株式会社制二水石膏；硫酸钾使用和光纯药制试剂1级；氯化钠使用和光纯药制试剂1级。

本实施例中，使用95重量份半水石膏、5重量份日本合成社制PVAZ-100作为成像用组合物，使用0.5重量份二水石膏作为固化促进剂。成像用组合物为粉末，进行筛分使得粒径达到均一。

使用上述成像用组合物，利用输入有规定处理指示的Z-corporation社制的RP装置制造立体图像。制造该立体图像的工序与该RP装置的手册不同，采用本说明书公开的工序。图1为表示实施例1制造的对象物形状的图。如图1所示，本实施例中，制造了具有下颚形状的立体图像和三维结构体。为了以与前一工序获得的断面图像相重叠的方式形成以成像用组合物重现断面形状的层的断面图像，使用ZB56彩色粘合剂。用10分钟的时间在室温下干燥所得立体图像后，取出立体图像。通常，立体图像的干燥需要2～6小时，因此该干燥时间极短。

干燥后利用空气刷进行粉末除去20分钟。之后，用喷雾喷水，在室温下干燥30分钟。之后，浸渍于水中30分钟。之后从水中取出，在室温下干燥12小时，获得三维结构体。此时，所得三维结构体未曾浸渍在蜡等中。

从立体图像取出时的强度、三维结构体表面的湿润性、切割性和蒸汽灭菌后的强度的观点出发，对实施例获得的立体图像和三维结构体进行评价。在干燥立体图像后取出时未发生形状崩解的情况时，立体图像取出时的强度表示为○；发生若干形状崩解的情况时，表示为△；发生形状崩解的情况时，表示为×。湿润性利用目视进行评价。切割性通过利用外科手术工具切割所得三维结构体是否接近实际的骨骼感触而进行评价。蒸汽灭菌后的强度通过进行115℃、30分钟的高压釜处理后强度是否得以维持而进行评价。

所得立体图像和三维结构体的立体图像取出时的强度、蒸汽灭菌后的强度、表面的润湿性和切割性均为优异(○)。

实施例2

[高压釜试验]

为了研究对高压釜处理的耐性与优选PVA和交联处理的关系，进行本实施例。例如EDA5％表示将水喷洒在干燥的立体图像的表面，将其干燥后，浸渍于乙二胺的5容积％水溶液中。在进行115℃、30分钟的高压釜处理，再静置至高压釜装置内的温度达到60℃后，若从高压釜装置中能够取出三维结构体(这里制造了上颚的生物体模型)，则高压釜耐性的评价为○，不能则其评价为×。将其结果示于表1。下述表中，横棒是指未进行试验。PVA的种类是日本合成社制的PVA制品序号。

表1 表示高压釜试验的结果

由表1可知，即便EDA的浓度过高，也无法获得良好的三维结构体。

实施例3

[断裂试验]

为了确认切割性是否与骨骼等接近，进行断裂试验。评价对象为制造的大腿骨的生物体模型，将该制造的生物体模型(三维结构体)作为样本，打入4根一列的钉子(直径3.2mm)，通过目视验证该样本是否发生断裂。图2为表示为了制造大腿骨三维结构体而描绘的3DCG图像的图。即，本实施例中，以图2所示对象物的立体形状为基础获得各层的断面图，根据所得断面图，重现图2所示大腿骨的形状，形成立体图像，制造三维结构体。未发生断裂时，评价为○、发生断裂时，其评价为×，结果见表2。此外，使用所得三维结构体进行切割性的评价。图3表示评价三维结构体切割性状态的照片。评价切割性时，获得了与之前实施例同样的结果。

表2 表示断裂试验的结果

实施例4

[弯曲强度试验]

接着测定弯曲强度。根据JISR1609测定。将其结果示于表3。表中的数值为MPa。另外，*号表示在浸渍工序中试样破坏、无法测定。

表3 表示弯曲强度试验的结果

实施例5

图4为用于说明实施例5制造的关节部分三维结构体的图。图4(a)为欲获得的物体的3DCG、图4(b)为所得三维结构体的照片。如图4所示，该三维结构体(1)含有包含骨骼等的生物体部分(2)和支撑该部分的台(3)。如图4所示，本发明可以迅速地制造精巧的三维结构体。而且，通过使用这种模型可以促进患者的理解等。另外，还可以制造埋入物或人工骨骼等适当的形状。

实施例6

图5为实施例6制造的生物体模型及其利用例的照片。图5(a)表示所得生物体模型、图5(b)表示部分地截断所得生物体模型，模拟截断后的生物体模型动作的图。如图5所示，当使用作为本发明的三维结构体时，可以容易地把握切割后的各骨骼组织的状况等。

产业实用性

本发明的成像用组合物除了与通常的成像用组合物同样地用于建筑材料等之外，例如还可优选用于三维生物体模型等的三维模型、埋入物或人工骨骼等。

本发明立体图像的制造方法可用于获得本发明立体图像。而且，本发明立体图像的制造方法对于迅速制造具有精巧形状的立体图像是有用的。该立体图像例如可以直接作为具有规定形状的图像被利用。另一方面，上述获得的立体图像尽管具有精巧的形状，由于水合反应未充分地进行，因此可预想其强度很低。因此，本发明立体图像例如可以为制造水合反应充分进行的固化物而使用。

本发明三维结构体的制造方法可以用于获得生物体模型等的三维结构体。生物体模型可以优选地利用于医疗机器产业等中。

本发明的三维结构体作为定做的生物体模型、埋入物、人工骨骼等可优选地利用在医疗机器产业等中。

Claims

1.一种成像用组合物，其为在钙类物质中配合有聚乙烯醇树脂的成像用组合物，在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量作为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～8重量份。

2.一种成像组合物，其为在钙类物质中配合有聚乙烯醇树脂和固化促进剂的成像用组合物，上述固化促进剂为选自二水石膏、碱金属硫酸盐、碱土类金属硫酸盐、碱金属氯化物盐、碱土类金属氯化物盐、无机酸的铝盐和明矾类的1种或2种以上的固化促进剂；在以上述钙类物质和上述聚乙烯醇树脂的总重量为100重量份时，上述聚乙烯醇树脂为2重量份～8重量份，上述固化促进剂为0.1重量份～5重量份。

3.根据权利要求1或2所述的成像用组合物，其中所述钙类物质为石膏；或羟基磷灰石、碳酸磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、β-TCP、α-TCP、偏磷酸钙、磷酸四钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、焦磷酸钙、碳酸钙、硫酸钙、它们的盐、它们的溶剂化物的1种或2种以上的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的成像用组合物，其中，所述钙类物质为半水石膏。

5.根据权利要求1或2所述的成像用组合物，其中，所述钙类物质为α型半水石膏。

6.根据权利要求1或2所述的成像用组合物，其中，所述聚乙烯醇树脂的聚合度为2×10²以上、3×10³以下。

7.根据权利要求1或2所述的成像用组合物，其中，所述聚乙烯醇树脂的皂化度为70摩尔％以上。

8.根据权利要求1或2所述的成像用组合物，其中，所述聚乙烯醇树脂具有“乙酰乙酰基、甲硅烷基、季铵盐基、羧酸基、羧酸的无机盐基、磺酸基、磺酸的无机盐基、酮基、巯基和氨基”中的1个或2个以上官能团的聚乙烯醇改良树脂。

9.根据权利要求1或2所述的成像用组合物，其中，所述聚乙烯醇树脂包含具有乙酰乙酰基的聚乙烯醇改良树脂。

10.一种重现物体形状的立体图像的制造方法，其包含以下工序：

断面形状获取工序，根据物体三维形状的相关信息，获取将上述三维形状分割为多层时所获得的各层的断面形状相关信息；

第1断面成像工序，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取第1层断面形状相关信息，根据所读取的信息，形成以成像用组合物重现上述断面形状的第1断面图像；

第2断面成像工序，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取相当于上述第1层断面图像的上一层、即第2层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以与上述第1断面图像重叠的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的第2断面图像；

立体图像获取工序，与上述第2断面成像工序同样，从上述断面形状获取工序中获得的上述断面形状信息中读取欲形成的层的断面形状相关信息，根据所读取的信息，以重叠于前一工序获得的断面图像的方式形成以成像用组合物重现上述断面形状的层的断面图像，重复该工序，获得重现物体形状的立体图像，

上述断面成像工序的至少1个以上工序包含以下工序：成像用组合物层获取工序，将权利要求1或权利要求2所述成像用组合物的粉末形成为层状，以形成成像用组合物层；水分添加工序，向通过上述成像用组合物层获取工序形成的成像用组合物层，根据该层的断面形状相关信息添加水分，从而使所述成像用组合物层的规定位置湿润。

11.根据权利要求10所述的立体图像的制造方法，在上述各层的断面形状相关信息中含有各层的色标信息，上述水分添加工序中根据上述色标信息添加含有着色成分的水分。

12.一种三维结构体的制造方法，其包含以下工序：石膏粉末除去工序，从利用上述权利要求10所述立体图像制造方法获得的立体图像中除去未固化的成像用组合物粉末；水分添加工序，向上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像中添加水分；干燥工序，使在上述水分添加工序中添加有水分的立体图像干燥。

13.根据权利要求12所述的三维结构体的制造方法，其中，上述水分添加工序包含以下工序：通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序；在上述喷雾工序之后，将立体图像浸渍于水中的浸渍工序。

14.根据权利要求12所述的三维结构体的制造方法，其中所述石膏粉末除去工序后的所述水分添加工序包含：

通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后，将立体图像浸渍于交联剂水溶液中的浸渍工序；

或通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的交联剂水溶液或者将立体图像暴露在交联剂水溶液的高湿度环境下，使交联剂水溶液附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后，将立体图像浸渍于交联剂水溶液中的浸渍工序；

或者通过向在上述石膏粉末除去工序中除去了粉末的立体图像喷洒雾状的水分或者将立体图像暴露在高湿度环境下，使水分附着在立体图像表面上的喷雾工序、在上述喷雾工序之后，将立体图像浸渍于水中进而将上述立体图像浸渍于交联剂水溶液的浸渍工序。

15.根据权利要求14所述的三维结构体的制造方法，其中所述交联剂含有乙二胺或二乙醇胺的任一者或两者。

16.包含患者骨骼或牙齿的部位的三维结构体，其中所述物体的形状为包含患者骨骼或牙齿的部位的形状，通过权利要求12所述的三维结构体制造方法制造。