CN102391617B - 人体管道铸型填充剂及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种人体管道铸型填充剂及其配制方法，具有理化性能好、耐酸碱性强,既有良好的柔韧性,又具较强的支撑力。本发明填充剂按以下的体积比配制：CYD-128型环氧树脂100ml、液态丁腈橡胶20-24ml、聚丙二醇二缩水甘油醚35-40ml、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）15ml、改性聚醚胺环氧树脂固化剂ZY-178445ml、环氧树脂高性能增韧改性剂（RF-400）40-45ml。本发明填充剂配制容易，操作简便，一次灌注即可完成，不需补注，灌注不够时可立即配制。本发明具有流动性好、灌注阻力小、成型充盈饱满、精细美观、收缩率低及环保等特点。
Description
技术领域
本发明涉及人体解剖学铸型技术。
技术背景
环氧树脂是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂之一，具有耐热性好、机械强度高及收缩率低等良好的综合力学性能，广泛应用于人体解剖学铸型技术。然而，由于固化后的环氧树脂交联密度高，内应力大，导致质脆、耐疲劳性与抗冲击韧性差是其主要缺点，使其作为人体管道铸型填充剂的应用受到一定限制。因此，环氧树脂的增韧改性已经成为环氧树脂铸型填充剂改性研究的主要方向。目前，由于液态丁晴橡胶柔韧性好，且与环氧树脂具有较好的相溶性。通过添加液态丁晴橡胶对环氧树脂进行增韧改性后形成的铸型填充剂，并用于人体不同管道灌注，使成型后的铸型标本具有主干支撑力强、细小分支柔韧性好、精细美观、收缩率低及环保等特点，是较理想人体管道铸型填充剂。
发明内容
本发明目的是通过对环氧树脂进行增韧改性，以增加其流动性和柔韧性，使之成为一种理化性能好、耐酸碱性强,既有良好的柔韧性（标本细小分支）,又具较强的支撑力（标本主干）的改良环保型人体管道铸型填充剂。
本发明的目的由以下技术方案实现：
本发明填充剂按以下的体积比配制：
CYD-128型环氧树脂100ml、液态丁腈橡胶（LNBR26） 20-24 ml、聚丙二醇二缩水甘油醚（RF-PPGDGE400） 35-40 ml、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30） 15ml、改性聚醚胺环氧树脂固化剂ZY-1784 45ml、环氧树脂高性能增韧改性剂（RF-400） 40-45ml；且（RF-PPGDGE400+RF-400）≤80ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）。
配制具体体积比比例为:CYD-128:LNBR26:RF-PPGDGE400:DMP-30:ZY-1784:
RF-400=100:(20-24):(35-40):15:45:(40-45)。
配制本发明改良环保型人体管道铸型填充剂具体操作：
用50ml规格塑料注射器抽取CYD-128型环氧树脂100ml（冬天粘度稍大，
可适当加热至40-50℃）注入400ml烧杯中，然后用50 ml规格塑料注射器抽取LNBR26 20-24ml(粘度较大，需要加热至120-130℃)注入烧杯中。同时也用50ml规格塑料注射器抽取RF-PPGDGE400 35-40ml注入烧杯中并用玻璃棒开始均匀搅拌。
在上述搅拌过程中，分别用20ml规格塑料注射器抽取DMP-30 15ml和用50 ml规格塑料注射器抽取环氧树脂固化剂ZY-1784 45ml同时注入烧杯中，并且也加入适量不同颜色脂溶性颜料（根据灌注管道不同而定，动脉-红色，静脉-蓝色，气管-白色或无色，肝管-绿色等），并继续充分搅拌均匀，观察到混合液似流水样即可。
最后用50ml规格塑料注射器抽取RF-400 35-40ml注入烧杯混合液中，继续均匀搅拌5-10分钟后，静置5-8分钟则成为改良环保型人体管道铸型填充剂。初凝时间为5-6小时，完全凝固时间为12-14小时。
配制本发明填充剂各种基料说明：
CYD—128型环氧树脂环氧当量为184-194g/eq,粘度mpa.s(25℃)，分子量11000-14000，具有环氧值高、黏度低、色泽浅和流动性好等特点，广泛应用于浇注料。
RF-PPGDGE400分子式为O(CH2CH) CH2O[CH2CH(CH3)O]nCH2(CHCH2)O，无色至淡黄色透明液体，无毒无刺激性,与环氧树脂混溶，属双环氧基化合物。在常温下粘度低，既是环氧树脂增韧改性剂，又是良好的稀释剂。同时也参与环氧树脂固化反应，有效地改善环氧固化物的脆性。
LNBR26是一种新型低分子液体增韧剂和增塑剂，呈微黄色、透明和无味，粘度mpa.s 350(23℃)，分子量3000-3500。与环氧树脂相溶性好，是环氧树脂反应性增塑剂和软化剂。
DMP-30为淡黄色透明液体，沸点约250℃，具有胺臭味，既可作为环氧固化剂,又作为环氧固化高效促进剂, 且与环氧树脂固化剂聚胺类的兼容性好。
ZY-1784是一种无溶剂改性聚醚胺环氧树脂固化剂，具有黏度低、色泽浅等特点,与环氧树脂配比时显示良好的工作和表面特性,特别在高湿度条件下固化也不发生表面白化和油面现象。
RF-400既是环氧树脂高性能增韧改性剂，又是良好的活性稀释剂。具有很好的增韧性能和反应活性，可大幅度地提高环氧树脂固化物的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及黏结强度等物理机械性能。其与环氧树脂、环氧固化剂及助剂均有极好的相溶性。
本发明的优点及应用
本发明的优点：
配制容易，即用即配，操作简便。一次灌注即可完成，不需补注，灌注不够时可立即配制（5分钟内即配好）。
RF-PPGDGE400和RF-400既可高效地增加CYD—128型环氧树脂柔韧性，又可稀释本发明填充剂以降低其黏度，增加其流动性(黏度值越小，其流动性越好)，便于灌注。两者在本发明填充剂配制中的主要作用有：①（RF-PPGDGE400+RF-400）≤80ml（CYD-128型环氧树脂为100ml），它们均与CYD—128型环氧树脂有极好的相溶性，能够提高本发明填充剂耐冲击、耐压缩及抗开裂等物理机械性能，使填充剂具有较好的硬度，支撑力强。②两者均对CYD-128型环氧树脂有增韧改性和稀释等双重功能，可完全取代二甲苯、丙酮及邻苯二甲酸二丁酯等有毒性试剂，具有环保、无毒及无刺激性等特点。③RF-PPGDGE400与ZY-1784相溶性好，并参与环氧树脂固化反应。在固化反应中，RF-PPGDGE400通过自由旋转分子结构中的可挠性脂肪长链，使环氧树脂固化体系交联结构中的柔性网络比例增加，从而提高本发明填充剂的柔韧性，降低内应力，极大地提高其抗冲击强度和抗冷热冲击性能，改善环氧固化物的脆裂缺陷。④RF-400可完全参与环氧树脂的固化反应。首先，在固化反应中成为环氧树脂固化物交联网络结构的一部分，从而替代部分环氧树脂基料，有效地降低环氧体系成本。其次，可显著延长本发明填充剂初凝时间（延长1.5-2.5小时）和降低固化时放热峰值，使环氧树脂固化反应平稳。同时，延长初凝时间有利于操作者在填充剂配制和灌注过程中有充分操作时间，及时发现和纠正失误。最后，在临灌注前加入，可有效消除填充剂配制时产生的气泡，完全替代环氧树脂消泡剂，使制作出的铸型标本内部结构不出现“鱼眼”或“空洞”现象。
LNBR26的各种官能团可分别与环氧树脂和固化剂ZY-1784等相互作用形成各种结构的塑性体材料，且无需预反应。在环氧树脂固化过程中析出丁腈橡胶微粒，与固化环氧树脂形成分散相，其间橡胶微粒与环氧树脂相面有化学键连接，即形成利于增强、增韧及分布均匀的“海岛结构”。使本发明填充剂在受一定外力作用发生变形时，能够迅速复原，特别对铸型标本细小分支效果明显，表现出良好的物理力学性能和化学稳定性。在本发明填充剂中，只有当丁晴橡胶的用量为20-24ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）时环氧树脂固化体系才表现出明显的增韧效果和刚性的硬度。但当橡胶用量继续增加时，则分散相相应增大，这对环氧树脂固化体系反而起到破坏作用，导致填充剂的强度下降。
DMP-30在本发明填充剂配方中，其用量为15ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）。在常温环氧树脂固化体系中发挥的主要作用有：①降低固化反应温度，以避免环氧树脂固化体系在固化时出现暴聚，即反应过于剧烈，形成硬质的填充剂。②促进环氧树脂固化体系由粘流态转变为体型交联网络结构，明显提高了本发明填充剂的强度，支撑力好。
ZY-1784在一定程度上降低环氧树脂固化体系的交联密度，可形成较为松散的网络结构，分子运动更为容易，从而使体系的柔韧性增加。当其用量为45ml时（CYD-128型环氧树脂为100ml），体系明显表现为形成的交联网络刚度大（支撑力强）和柔韧性好等特点，且固化放热峰值低。若ZY-1784的用量大于45ml时（CYD-128型环氧树脂为100ml），固化产物由之前的无色透明变为乳白色，且出现油面现象。
总之，本发明填充剂制作出的铸型标本具有环保、刚性强及柔韧性好等特点，且经济成本低。
本发明的应用：
本发明铸型填充剂应用制作人体管道（血管）铸型标本，为临床应用和医学教学提供三维立体构筑的血管模型，具有很高临床应用价值。同时还为肿瘤血管分布研究、三维手术等提供技术支持。
具体实施方式
本发明的实施例由以下步骤完成：
本发明填充剂按以下的体积比配制：
CYD-128型环氧树脂100ml、液态丁腈橡胶（LNBR26） 20-24 ml、聚丙二醇二缩水甘油醚（RF-PPGDGE400） 35-40 ml、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30） 15ml、改性聚醚胺环氧树脂固化剂ZY-1784 45ml、环氧树脂高性能增韧改性剂（RF-400） 40-45ml。且（RF-PPGDGE400+RF-400）≤80ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）。
配制具体比例为:CYD-128:LNBR26:RF-PPGDGE400:DMP-30:ZY-1784:
RF-400=100:(20-24):(35-40):15:45:(40-45)。
配制本发明改良环保型人体管道铸型填充剂具体操作：
用50ml规格塑料注射器抽取CYD-128型环氧树脂100ml（冬天粘度稍大，
可适当加热至40-50℃）注入400ml烧杯中，然后用50 ml规格塑料注射器抽取LNBR26 20-24ml(粘度较大，需要加热至120-130℃)注入烧杯中。同时也用50ml规格塑料注射器抽取RF-PPGDGE400 35-40ml注入烧杯中并用玻璃棒开始均匀搅拌。
在上述搅拌过程中，分别用20ml规格塑料注射器抽取DMP-30 15ml和用50 ml规格塑料注射器抽取环氧树脂固化剂ZY-1784 45ml同时注入烧杯中，且且也加入适量不同颜色脂溶性颜料（根据灌注管道不同而定，动脉-红色，静脉-蓝色，气管-白色或无色，肝管-绿色等），并继续充分搅拌均匀，观察到混合液似流水样即可。
最后用50ml规格塑料注射器抽取RF-400 35-40ml注入烧杯混合液中，继续均匀搅拌5-10分钟后，静置5-8分钟则成为改良环保型人体管道铸型填充剂。初凝时间为5-6小时，完全凝固时间为12-14小时。
实施例1（以血管为例）
灌注成人全身血管或单个脏器（如心、肝、肾、脑等）血管，包括大中小粗细不一血管。
配制具体体积比为:
CYD-128:LNBR26:RF-PPGDGE400:DMP-30:ZY-1784:
RF-400=100:(20-24):(35-40):15:45:(40-45)。
按上述配制本发明改良环保型人体管道铸型填充剂具体操作的方法实施，在CYD-128: DMP-30:ZY-1784=100:15:45比例不变情况下，灌注血管时，根据血管直径大小不同调整LNBR26的用量（比例）。先灌注一定量高浓度
(CYD-128:LNBR26=100:24)的填充剂，然后再灌注低浓度(CYD-128:LNBR26=
100:20)的填充剂，感觉阻力大时即停止灌注。在后者（低浓度填充剂）灌注压力作用下，推动前者（高浓度填充剂）至细小血管或末梢，使前者停留在这些细小血管中，具有很好的柔韧性，不易折断。而后者则停留在大中血管段，具有刚性的硬度，支撑力强。这样通过不同配制比例交替灌注方法，使制作出的铸型标本具有主干刚度强和末梢柔韧性好等特点。
在本发明填充剂配制中，根据填充剂的粘度（流动性）调整RF-PPGDGE400的用量，即其作为稀释剂。当填充剂粘度稍大时，RF-PPGDGE400的用量为40ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）；反之，当填充剂粘度小时，RF-PPGDGE400的用量为35ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）。同时，根据配制过程中产生气泡数量（部分气泡是搅拌时空气随玻璃棒进入填充剂中，不是基料本身混合直接发生化学反应产生）进行调整RF-400的用量。当填充剂中产生气泡较多时，RF-400的用量为45 ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）；当填充剂中产生气泡较少时，RF-400的用量为40ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）。在本发明填充剂配制中，（RF-PPGDGE400+RF-400）≤80ml（CYD-128型环氧树脂为100ml），这样使填充剂各基料均能够充分反应，固化后标本表面不出现油面现象。
实施例2（以血管为例）
灌注小儿（包括婴幼儿和胎儿）血管，包括中小管道（直径0.3-10mm）及细小管道（直径0.3mm以下）。
配制具体体积比为:CYD-128:LNBR26:RF-PPGDGE400:DMP-30:ZY-1784:
RF-400=100:22:(35-40):15:45:(40-45)。
按上述体积比配制本发明改良环保型人体管道铸型填充剂具体操作的方法实施，在CYD-128:DMP-30:ZY-1784=100:15:45比例不变情况下，由于小儿血管为中小管道，管径差别不大，LNBR26的用量以22ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）为宜，这样制作成的铸型标本主干具有一定刚度和细小分支具有良好柔韧性等特点。
在本发明填充剂配制中，根据填充剂的粘度（流动性）调整RF-PPGDGE400的用量，即其作为稀释剂。当填充剂粘度稍大时，RF-PPGDGE400的用量为40ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）；反之，当填充剂粘度小时，RF-PPGDGE400的用量为35ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）。同时，根据配制过程中产生气泡数量（部分气泡是搅拌时空气随玻璃棒进入填充剂中，不是基料本身混合直接发生化学反应产生）进行调整RF-400的用量。当填充剂中产生气泡较多时，RF-400的用量为45 ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）；当填充剂中产生气泡较少时，RF-400的用量为40ml（CYD-128型环氧树脂为100ml）。在本发明填充剂配制中，（RF-PPGDGE400+RF-400）≤80ml（CYD-128型环氧树脂为100ml），这样使填充剂各基料均能够充分反应，固化后标本表面不出现油面现象。
Claims (2)
1.一种人体管道铸型填充剂，其特征在于：按以下的体积比配制：
CYD-128型环氧树脂100ml、液态丁腈橡胶LNBR26 20-24 ml、聚丙二醇二缩水甘油醚RF-PPGDGE400 35-40 ml、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30 15ml、改性聚醚胺环氧树脂固化剂ZY-1784 45ml、环氧树脂高性能增韧改性剂RF-400 40-45ml，且聚丙二醇二缩水甘油醚RF-PPGDGE400加上环氧树脂高性能增韧改性剂RF-400的体积≤80ml。
2.一种人体管道铸型填充剂的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、加入液态丁腈橡胶LNBR26 ，形成利于固化环氧树脂增强、增韧及分布均匀的“海岛结构”；
（2）、聚丙二醇二缩水甘油醚RF-PPGDGE400 和环氧树脂高性能增韧改性剂RF-400均对CYD-128型环氧树脂有增韧改性和稀释双重功能，当CYD-128型环氧树脂为100ml时，聚丙二醇二缩水甘油醚RF-PPGDGE400加上环氧树脂高性能增韧改性剂RF-400的体积≤80ml；
（3）、2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30在所述填充剂配方中，其用量为15ml、CYD-128型环氧树脂为100ml；
（4）、灌注成人管道灌注血管时，采取不同配制比例交替灌注方法，先灌注一定量 CYD-128:LNBR26:RF-PPGDGE400:DMP-30:ZY-1784:
RF-400=100:24:(35-40):15:45:(40-45)的填充剂，然后再灌注 CYD-128:LNBR26:RF-PPGDGE400:DMP-30:ZY-1784:
RF-400=100:20:(35-40):15:45:(40-45)的填充剂，在后者低浓度填充剂灌注压力作用下，推动前者高浓度填充剂至细小血管或末梢，使前者停留在这些细小血管中；灌注小儿管道时，中小管道管径差别不大，填充剂的比例采用CYD-128:LNBR26:RF-PPGDGE400:DMP-30:ZY-1784:
RF-400=100:22:(35-40):15:45:(40-45)；
（5）、填充剂的初凝时间为5-6小时，完全凝固时间为12-14小时，上述ZY-1784为改性聚醚胺环氧树脂固化剂。
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