CN107922707A - 器官模型用树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有更接近器官的软质性、高力学强度以及接近器官的触感、耐久性优异、处理容易的器官模型用的热塑性树脂组合物。器官模型用树脂组合物含有作为成分(A)的MFR(在温度230℃、负荷2.16kg下测定)为1g/10min以下的氢化嵌段共聚物100质量份和作为成分(B)的油。还可含有作为成分(C)的交叉共聚物、作为成分(D)的聚丙烯树脂、作为成分(E)的填料。

Description

器官模型用树脂组合物
技术领域
本发明涉及器官模型中使用的树脂组合物。涉及例如在人体等的切开、切开缝合等手术手技的提高等、医师、技师的训练等领域中所利用的热塑性树脂组合物。
背景技术
对于在由外科医生进行的手术中使用了手术用手术刀等手术用切除用具的心脏等器官的执刀而言，如果通过该执刀切开时的深度过深，则其会成为致命伤，因此，是需要慎重且熟练的手技的作业，即使说成其手技的技术能力会直接关系到外科手术的成功与否的结果也不为过。
目前为止，人的内部器官手术的练习不能使用活体，因此一般使用猪等动物的内部器官。但是，对动物的内部器官要求新鲜度。另外，进行手技练习的人负伤时，有可能从其伤口感染在动物的内部器官中所含的病原菌等，同时在手术用切除用具的卫生管理、使用完的内部器官的废弃上需要极大的成本。也考虑了代替活体的内部器官而使用魔芋进行手技练习，但由于魔芋的切开感、触感与人体的切开感、触感大不相同，因此不能说适于手技练习。
因此，考虑代替活体而使用与活体的器官类似的器官模型。作为器官模型，例如提出了由硅酮、聚氨酯弹性体、苯乙烯弹性体等软质树脂材料、所谓的干系材料形成的模型(参照专利文献1)。但是，由于这些材料的切开感、触感与人体的切开感、触感大不相同，因此不能说适于手技练习。这些材料具有如下问题：如果使软质性接近活体的器官，则其力学强度大幅地降低，耐久性降低，例如容易从用手术刀切开的剖面裂开。现有的苯乙烯系弹性体具有如下问题：如果为了使软质性接近器官而增加油的配合量，则在保存中发生油的渗出(外渗：Bleed out)。硅酮、聚氨酯弹性体为后固化性，具有直至使其固化花费时间、生产率低的问题。进而，在浇注到由内模、外模构成的模具中制成器官模型时，存在如下问题：将内模取出时必须形成切口，但将该切口再粘接时，这些后固化性树脂的再粘接困难。如果使用特定的粘接剂，则也可进行粘接，但粘接剂与器官模型材料相比为硬质，因此具有粘接后的触感不同的问题。
作为人体的替代品，提出了使用活体软组织的模型，该活体软组织的模型通过将使单独或2种聚乙烯醇溶解而成的溶液注入活体软组织的铸模中后，使其冷却而凝胶化，将得到的水性凝胶组合物从铸模中取出而得到(例如参照专利文献2)。这些作为包含相当量的水分的所谓湿系材料已知。
但是，对于该活体软组织的模型，在其制造阶段中作为原料多需要2种聚乙烯醇，因此其组成的调制繁杂。另外，作为溶剂需要毒性强的二甲基亚砜，因此，存在如下问题：为了将二甲基亚砜除去，需要乙醇置换和水置换这样的繁杂的操作。聚乙烯醇系的材料由于必须维持一定的水分含量，因此保存中的湿度管理、含水量的管理是必要的，用于防止腐烂、霉菌等的产生的对策例如冷库保存变得必要，长期的保存困难，多数情况下产生数周左右的使用期限。
因此，近年来，希望开发如下的器官模型用的材料，其具有与人的内部器官近似的软质性、触感等，力学强度、耐久性优异，使用了能够适合在人的内部器官的手技练习中使用的、不含水分的所谓干系材料。
记载了：在具有内腔部的管的上述内腔部所配置的病变模型(专利文献3)；训练用活体模型，其特征在于，具备在具有内腔部的管状体的中途形成狭窄或闭塞的形状、模拟管状组织中产生的病变部分的疑似病变构件，上述疑似病变构件的至少一部分由可塑性变形的材料形成，用于进行扩张的扩张训练(专利文献4)。但是，对于使用材料，只是一般的记载，没有关于其特性例如MFR、外渗的记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-241988号公报
专利文献2：日本特开2007-316434号公报
专利文献3：日本特开2010-178809号公报
专利文献4：WO2010/095519号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于上述现有技术而完成。本发明的目的在于提供树脂组合物，该树脂组合物例如具有与人的内部器官同样的弹性(软质性)，切开时切开部如内部器官那样展开，具有与人的内部器官近似的切开感、触感，软质性、力学强度、耐久性优异，能够适合在使用了手术用手术刀等手术用切除用具的手技练习、剪取等手技练习中使用。
用于解决问题的方案
本发明是含有作为成分(A)的MFR(在温度230℃、负荷2.16kg下测定)为1g/10min以下的氢化嵌段共聚物100质量份和作为成分(B)的油的器官模型用树脂组合物，该器官模型用树脂组合物还含有交叉共聚物作为成分(C)，该器官模型用树脂组合物还含有聚丙烯树脂作为成分(D)，该器官模型用树脂组合物还含有成分(E-1)无机填料作为成分(E)，该器官模型用树脂组合物还含有成分(E-2)有机纤维状填料作为成分(E)，进而，在该器官模型用树脂组合物中，器官模型用树脂组合物为热塑性树脂组合物。
发明的效果
根据本发明，能够提供例如具有更接近活体的器官的软质性和触感、具有高力学强度、耐久性优异、处理容易的树脂组合物。
具体实施方式
＜成分(A)：氢化嵌段共聚物＞
本发明中使用的氢化嵌段共聚物优选为包含由芳香族乙烯基衍生的嵌段聚合单元(X)和由共轭二烯衍生的嵌段聚合单元(Y)的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物的氢化产物(加氢物或氢化物)。
这样的构成的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物的形态例如由X(YX)n或(XY)n[n为1以上的整数]表示。这些中，优选X(YX)n的形态的嵌段共聚物，特别优选X-Y-X的形态的嵌段共聚物。作为X-Y-X的形态的嵌段共聚物，优选选自由聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异戊二烯/丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物构成的组中的1种以上的共聚物。
这样的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物中，作为硬链段的芳香族乙烯基嵌段单元(X)作为共轭二烯橡胶嵌段单元(Y)的交联点存在，形成了假交联(Domain：域)。在该芳香族乙烯基嵌段单元(X)之间存在的共轭二烯橡胶嵌段单元(Y)为软链段，具有橡胶弹性。
作为形成嵌段聚合单元(X)的芳香族乙烯基，可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯、4-(苯基丁基)苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘等。这些中，优选苯乙烯。
作为形成嵌段聚合单元(Y)的共轭二烯，可列举出丁二烯、异戊二烯、戊二烯、2，3-二甲基丁二烯和它们的组合等。这些中，优选选自由丁二烯、异戊二烯、丁二烯与异戊二烯的组合(丁二烯-异戊二烯的共聚)构成的组中的1种以上的共轭二烯。也能够将这些中的1种以上的共轭二烯组合使用。由丁二烯-异戊二烯共聚单元组成的共轭二烯嵌段聚合单元(Y)可以是丁二烯与异戊二烯的无规共聚单元、嵌段共聚单元、递变共聚单元的任一种。
在上述这样的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物中，芳香族乙烯基嵌段聚合单元(X)的含量优选为5质量％以上且50质量％以下，更优选为20质量％以上且40重量％以下。该芳香族乙烯基单元的含量能够采用红外线分光、NMR分光法等常规方法测定。成分(A)的熔体流动速率(MFR(温度230℃、负荷2.16kg))为1g/10分钟以下，优选为不到0.1g/10分钟。MFR(温度230℃、负荷2.16kg)是指按照JIS K7210、在温度230℃、负荷2.16kg的条件下测定的MFR。如果MFR比所述值高，则添加油时，容易外渗或者力学强度降低。
上述这样的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物能够采用各种方法制造。作为制造方法，能够列举出(1)以正丁基锂等烷基锂化合物作为引发剂，使芳香族乙烯基、接下来的共轭二烯逐次聚合的方法；(2)使芳香族乙烯基聚合，接下来使共轭二烯聚合，用偶联剂使它们偶联的方法；(3)以锂化合物作为引发剂，使共轭二烯、接下来的芳香族乙烯基逐次聚合的方法等。
本发明中使用的氢化嵌段共聚物是采用公知的方法将上述这样的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物氢化而成的产物(加氢物或氢化物)，优选的氢化率为90摩尔％以上。该氢化率是将共轭二烯嵌段聚合单元(Y)中的碳-碳双键的全体量设为100摩尔％时的值。氢化率为90摩尔％以上表示碳-碳双键的90摩尔％以上被氢化。作为这样的氢化嵌段共聚物(A)，可列举出聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)嵌段(SEP)、聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯(SEPS)、聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)嵌段-聚苯乙烯(SEBS)、聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯(SEEPS)等。更具体地，可列举出SEPTON(可乐丽株式会社制造)、クレイトン(Kraton；壳牌化学株式会社制造)、Kraton G(壳牌化学株式会社制造)、Tuftec(旭化成株式会社制造)(以上为商品名)等。
氢化率采用核磁共振波谱解析(NMR)等公知的方法测定。
本发明中，作为氢化嵌段共聚物(A)，优选SEEPS。氢化嵌段共聚物(A)的形状从混炼前的油吸收操作的观点出发，优选粉末或无定形(粒)状。
＜成分(B)：油＞
作为成分(B)的油，可列举出石蜡系加工油、环烷系加工油、芳香族系加工油、流动石蜡等矿物油系油、硅油、蓖麻油、亚麻油、烯烃系蜡、矿物系蜡等。这些中，优选石蜡系和/或环烷系的加工油。作为加工油，可列举出Diana Process Oil系列(出光兴产公司制造)、JOMO PROCESS P(日本能源公司制造)等。
作为成分(B)的油例如用于使树脂组合物软质化，调整器官模型的弹性模量、硬度。也能够将上述中的1种以上的油组合使用。
在操作性的方面来看，优选事先使作为成分(A)的氢化嵌段共聚物吸收作为成分(B)的油。
作为成分(B)的油的使用量，相对于100质量份的作为成分(A)的氢化嵌段共聚物，优选100质量份以上。作为成分(B)的油的使用量，相对于100质量份的作为成分(A)的氢化嵌段共聚物，为1000质量份以下，优选700质量份以下，更优选500质量份以下，进一步优选400质量份以下，更进一步优选300质量份以下，最优选280质量份以下。就油的使用量而言，在上述的范围内，根据实际成为模型的器官的部位、病变进行调整。作为成分(B)的油的使用量，相对于100质量份的作为成分(A)的氢化嵌段共聚物，如果不到100质量份，则有时软质性不足，如果超过1000质量份，则不能吸藏油，因此不能配混。如果油超过500质量份，则有时油渗出(外渗)。
＜成分(C)：交叉共聚物＞
作为成分(C)的交叉共聚物是采用由配位聚合工序和随后的阴离子聚合工序或自由基聚合工序组成的制造方法得到的共聚物。交叉共聚物的制造方法的具体例如以下所述。首先，在配位聚合工序中，使用单活性中心配位聚合催化剂，由烯烃、芳香族乙烯基、芳香族多烯制造烯烃-芳香族乙烯基-芳香族多烯共聚物。接下来，通过在所述烯烃-芳香族乙烯基-芳香族多烯共聚物和芳香族乙烯基单体的共存下进行阴离子聚合或自由基聚合，从而得到交叉共聚物。另外，交叉共聚物是具有烯烃-芳香族乙烯基-芳香族多烯共聚物链(也有时记载为主链)和芳香族乙烯基聚合物链(也有时记载为侧链)的共聚物。交叉共聚物及其制造方法记载于WO2000/37517号公报、USP6559234号公报、WO2007/139116号公报、日本特开2009-120792号公报中。通过使用作为成分(C)的交叉共聚物，从而能够使器官模型的触感接近活体的器官。
其中，作为芳香族乙烯基，可列举出苯乙烯和各种的取代苯乙烯，例如对-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、邻-叔丁基苯乙烯、间-叔丁基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯、对-氯苯乙烯、邻-氯苯乙烯等。这些中，从工业的观点出发，优选选自由苯乙烯、对-甲基苯乙烯、对-氯苯乙烯构成的组中的1种以上的芳香族乙烯基，最优选苯乙烯。也能够将这些中的1种以上的芳香族乙烯基组合使用。
其中，作为烯烃，可列举出乙烯、碳数3～20的α-烯烃等。作为碳数3～20的α-烯烃，可列举出丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯。本发明中，在烯烃的范畴中也包含环状烯烃。作为环状烯烃，可列举出乙烯基环己烷、环戊烯、降冰片烯等。这些中，优选选自由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯构成的组中的1种以上的烯烃，更优选乙烯。也能够将这些中的1种以上的烯烃组合使用。
其中，芳香族多烯是具有10以上且30以下的碳数、具有多个双键(乙烯基)和单个或多个芳香族基团、并且为可配位聚合的单体、双键(乙烯基)中的1个用于配位聚合且在聚合的状态下剩余的双键可阴离子聚合的芳香族多烯。这些中，优选二乙烯基苯，作为二乙烯基苯，优选由邻二乙烯基苯、对二乙烯基苯、间二乙烯基苯组成的1种以上。也能够将这些中的1种以上组合使用。
本发明中最优选使用的交叉共聚物是通过在采用配位聚合得到的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和苯乙烯单体的共存下进行阴离子聚合而得到的共聚物，是具有乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链(也有时记载为主链，软质成分)和聚苯乙烯链(也有时记载为侧链，硬质成分)的共聚物。特别地，交叉共聚物的软质性由作为其软质聚合物链成分(软链段)的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链的苯乙烯含量、软质成分与硬质成分所含的比率、将软质成分链与硬质成分链结合的二乙烯基苯成分的含量、由乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链、聚苯乙烯链的分子量和上述二乙烯基苯含量规定的交叉共聚物全体的分子流动性(MFR值)这样的各种参数决定。就本发明的树脂组合物的贮能模量而言，乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链的苯乙烯含量越升高、乙烯链的结晶性越降低或者作为软质成分的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链的含量越增加，其越降低。
进一步优选为满足以下的(1)～(3)的全部条件的交叉共聚物。
(1)乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的芳香族乙烯基化合物单元的含量为5摩尔％以上且不到40摩尔％，芳香族多烯单元含量为0.01摩尔％以上且0.2摩尔％以下，剩余部分为乙烯单元含量。
(2)乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的重均分子量为5万以上且30万以下，分子量分布(Mw/Mn)为1.8以上且6以下，优选为1.8以上且3以下。
(3)交叉共聚物中所含的乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的含量在40质量％以上且90质量％以下的范围。
本发明中最优选的交叉共聚物为WO2007/139116号公报和日本特开2009-120792号公报中记载的、A硬度(采用硬度计A得到的硬度)为50以上且85以下的交叉共聚物。
以下对本发明中使用的交叉共聚物进行说明。所述交叉共聚物为具有乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链和芳香族乙烯基化合物聚合物链的共聚物，其特征在于，乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链与芳香族乙烯基化合物聚合物链经由芳香族多烯单元结合。乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链与芳香族乙烯基化合物聚合物链经由芳香族多烯单元结合能够用以下的可观察的现象证明。在此，对代表性的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链与聚苯乙烯链经由二乙烯基苯单元结合的例子进行表示。即，测定在配位聚合工序中得到的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物以及经过所述共聚物和苯乙烯单体的存在下的阴离子聚合得到的交叉共聚物的1H-NMR(质子NMR)，使用适当的内标峰(来自乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的适当的峰)对两者的二乙烯基苯单元的乙烯基氢(质子)的峰强度进行比较。在此，交叉共聚物的二乙烯基苯单元的乙烯基氢(质子)的峰强度(面积)与乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的二乙烯基苯单元的对应峰强度(面积)相比为不到50％，优选为不到20％。在阴离子聚合(交叉化工序)时与苯乙烯单体的聚合同时地二乙烯基苯单元也共聚，乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链与聚苯乙烯链经由二乙烯基苯单元结合，因此阴离子聚合后的交叉共聚物中，二乙烯基苯单元的乙烯基的氢(质子)的峰强度大幅地减少。实际上，二乙烯基苯单元的乙烯基的氢(质子)的峰在阴离子聚合后的交叉共聚物中基本上消失。详细情况记载于公知文献“ジビニルベンゼンユニットを含有するオレフィン系共重合体を用いた分岐型共重合体の合成(使用了含有二乙烯基苯单元的烯烃系共聚物的分支型共聚物的合成)”，荒井亨，长谷川胜，日本橡胶协会杂志，第382页，第82卷(2009)。
从另外的观点出发，所述交叉共聚物中，乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链与芳香族乙烯基化合物聚合物链经由芳香族多烯单元结合(作为一例，乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链与聚苯乙烯链经由二乙烯基苯单元结合)能够用以下的可观察的现象证明。即，即使对于所述交叉共聚物，使用适当的溶剂进行了足够次数的索格利特萃取后，也不能够将所含的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链与聚苯乙烯链分离。通常，与所述交叉共聚物中所含的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链相同组成的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物与聚苯乙烯通过进行采用沸腾丙酮的索格利特萃取，从而能够分离为作为丙酮不溶部的乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和作为丙酮可溶部的聚苯乙烯。但是，对所述交叉共聚物进行了同样的索格利特萃取的情况下，作为丙酮可溶部得到交叉共聚物中所含的比较少量的聚苯乙烯均聚物，通过对占大部分的量的丙酮不溶部进行NMR测定，从而显示出同时含有乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物链和聚苯乙烯链，可知它们不能用索格利特萃取分离。关于这点，其详细内容也记载于公知文献“ジビニルベンゼンユニットを含有するオレフィン系共重合体を用いた分岐型共重合体の合成(使用了含有二乙烯基苯单元的烯烃系共聚物的分支型共聚物的合成)”，荒井亨，长谷川胜，日本橡胶协会杂志，第382页，第82卷(2009)。
由以上可知，作为规定本发明中使用的交叉共聚物的表达，成分(C)：交叉共聚物为具有乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链和芳香族乙烯基化合物聚合物链的共聚物，是乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链与芳香族乙烯基化合物聚合物链经由芳香族多烯单元结合的共聚物。
进一步优选为满足以下的(1)～(3)的全部条件的共聚物。
(1)乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的芳香族乙烯基化合物单元的含量为5摩尔％以上且不到40摩尔％，芳香族多烯单元含量为0.01摩尔％以上且0.2摩尔％以下，剩余部分为乙烯单元含量。
(2)乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的重均分子量为5万以上且30万以下，分子量分布(Mw/Mn)为1.8以上且6以下，优选为1.8以上且3以下。
(3)交叉共聚物中所含的乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的含量在40质量％以上且90质量％以下的范围。
进一步从另外的观点出发，对所述交叉共聚物进行说明。所述交叉共聚物采用包含由配位聚合工序和交叉化工序组成的聚合工序的制造方法得到，是作为配位聚合工序，使用单活性中心配位聚合催化剂，进行乙烯单体、芳香族乙烯基化合物单体和芳香族多烯的共聚，合成乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物，接下来，作为交叉化工序，在该乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物和芳香族乙烯基化合物单体的共存下通过采用阴离子聚合引发剂的阴离子聚合而制造的共聚物。作为交叉化工序中所使用的芳香族乙烯基化合物单体，可使用在配位聚合工序中残留于聚合液中的未反应单体，也可向其中新添加芳香族乙烯基化合物单体。通过向聚合液中添加阴离子聚合引发剂，引发阴离子聚合，这种情况下，在聚合液中，与乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的芳香族多烯单元相比，实质上由压倒性地大量含有的芳香族乙烯基化合物单体引发阴离子聚合，一边将芳香族乙烯基化合物单体聚合，一边也将乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的芳香族多烯单元的乙烯基共聚，同时进行聚合。因此，认为得到的交叉共聚物大量地含有作为主链的乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物与作为交叉链的芳香族乙烯基化合物聚合物链以接枝形式结合的结构(交叉结合)。
由以上可知，作为规定本发明中使用的交叉共聚物的表达，成分(C)：交叉共聚物为乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链与芳香族乙烯基化合物聚合物链的接枝共聚物，是乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物链与芳香族乙烯基化合物聚合物链经由芳香族多烯单元结合，进而满足以下的(1)～(3)的全部条件的共聚物。
(1)乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的芳香族乙烯基化合物单元的含量为5摩尔％以上且不到40摩尔％，芳香族多烯单元含量为0.01摩尔％以上且0.2摩尔％以下，剩余部分为乙烯单元含量。
(2)乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的重均分子量为5万以上且30万以下，分子量分布(Mw/Mn)为1.8以上且6以下，优选为1.8以上且3以下。
(3)交叉共聚物中所含的乙烯-芳香族乙烯基化合物-芳香族多烯共聚物的含量在40质量％以上且90质量％以下的范围。
作为成分(C)的交叉共聚物的使用量，相对于100质量份的作为成分(A)的氢化嵌段共聚物，优选10质量份以上。作为成分(C)的交叉共聚物的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选200质量份以下，更优选100质量份以下，进一步优选50质量份以下。作为成分(C)的交叉共聚物的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，如果比200质量份多，则有时树脂组合物的弹性回复性降低、油容易外渗。
配合作为成分(C)的交叉共聚物的情况下，有时本发明的树脂组合物的硬度上升，因此，作为成分(B)的油的使用量，相对于100质量份的作为成分(A)的氢化嵌段共聚物，优选200质量份以上。作为成分(B)的油的使用量，相对于100质量份的作为成分(A)的氢化嵌段共聚物，优选700质量份以下，更优选500质量份以下。就油的使用量而言，在上述的范围内，根据实际成为模型的器官的部位、病变进行调整。作为成分(B)的油的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，如果不到200质量份，则有时软质性不足，如果超过700质量份，则有时油渗出(外渗)。
＜成分(D)：聚丙烯树脂＞
作为成分(D)的聚丙烯树脂是以丙烯为主体的聚合物。作为成分(D)的聚丙烯树脂中，优选选自由均聚丙烯(均聚PP)、嵌段聚丙烯(嵌段PP)、无规聚丙烯(无规PP)构成的组中的1种以上的聚丙烯。也能够将这些中的1种以上的聚丙烯组合使用。作为成分(D)的聚丙烯树脂的立构规整性，全同立构、间同立构均可。作为成分(D)的聚丙烯树脂用于提高树脂组合物的耐热性、力学强度。
作为成分(D)的聚丙烯树脂的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选5质量份以上。作为成分(D)的聚丙烯树脂的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选100质量份以下，更优选60质量份以下。作为成分(D)的聚丙烯树脂的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，如果超过100质量份，则有时树脂组合物的硬度过度升高。
配合作为成分(D)的聚丙烯树脂的情况下，有时本发明的树脂组合物的硬度上升，因此，作为成分(B)的油的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选200质量份以上。作为成分(B)的油的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选700质量份以下，更优选500质量份以下。就油的使用量而言，在上述的范围内，根据实际成为模型的器官的部位、病变进行调整。作为成分(B)的油的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，如果不到200质量份，则有时软质性不足，如果超过700质量份，则有时油渗出(外渗)。
＜成分(E)：填料＞
作为成分(E)的填料能够用于提高树脂组合物的触感、调整伸长和应力。作为成分(E)的填料，可列举出作为成分(E-1)的无机填料或作为成分(E-2)的有机纤维状填料等。
作为成分(E-1)的无机填料，可列举出碳酸钙、滑石、粘土(Clay)、硅酸钙、碳酸镁、氢氧化镁、云母、硫酸钡、氧化钛、氢氧化铝、二氧化硅、氧化铝、炭黑等。这些中，优选选自由碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、滑石、粘土构成的组中的1种以上，更优选碳酸钙。
作为成分(E-2)的有机纤维状填料，可列举出碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、线圈状碳纤维等导电性填料、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维(维尼纶纤维)、尼龙纤维、纤维素纤维、木粉、木浆等。这些中，优选选自由维尼纶纤维、聚乙烯纤维(Polyethylenefiber)构成的组中的1种以上。使用有机纤维状填料的情况下，优选使成型加工的温度低于其玻璃化转变温度、结晶熔点、分解温度。在成型加工温度高于其玻璃化转变温度、结晶熔点的情况下，优选预先用电子束等使有机纤维状填料交联。本说明书中，纤维与fiber为相同的含义。
在上述无机或有机填料中，特别优选使用纤维状填料。所述纤维状填料是包含线圈状、其他任意的形状的概念。关于纤维状填料的长度，优选为10μm～20mm，特别优选为100μm～10mm。关于长度相对于纤维直径之比，优选为10～1000的范围。
作为成分(E-1)的无机填料的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选10质量份以上且200质量份以下，更优选10质量份以上且100质量份以下。作为成分(E-2)的有机纤维状填料的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选10质量份以上且100质量份以下，更优选10质量份以上且30质量份以下。
配合作为成分(E)的填料的情况下，有时本发明的树脂组合物的硬度上升，因此，作为成分(B)的油的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选200质量份以上。令人惊奇的是，通过放入填料、优选纤维状填料，从而抑制油的渗出(外渗)。因此，在配合作为成分(E)的填料的情况下，作为成分(B)的油的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，优选为700质量份以下。就油的使用量而言，在上述的范围内，根据实际成为模型的器官的部位、病变进行调整。作为成分(B)的油的使用量，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，如果不到200质量份，则有时软质性不足，如果超过700质量份，有时油渗出(外渗)。
在不损害本发明的目的的范围内，例如可使用颜料、染料等着色剂、香料、抗氧化剂、抗菌剂等添加剂。为了使本发明的器官模型近似于活体的器官，优选用着色剂着色为近似于活体的器官的颜色。
本发明的树脂组合物由于没有油、添加物的外渗(渗出)、成型加工容易、并且为软质、具有与活体的器官接近的触感和实用的力学强度、耐撕裂性，因此适合作为器官模型用的热塑性树脂组合物。
就以上所示的所述组成的热塑性树脂组合物而言，为了具有与器官接近的软质性和力学物性，例如，优选具有以下这样的软质性和力学物性。
本发明的树脂组合物的E硬度优选3～50。本发明的树脂组合物的拉伸模量优选0.02～1MPa。本发明的树脂组合物的50％模量(拉伸试验中伸长50％的时刻的应力)优选0.005～0.3MPa，更优选0.03～0.2MPa。作为器官模型用树脂组合物的耐久性的尺度的线撕裂强度优选2N以上，更优选3N以上。本发明的树脂组合物的线撕裂伸长优选10mm以上。本发明的树脂组合物的回复试验后残留应变优选15％以下。
作为器官模型，优选心脏、肝脏、胰脏。心脏、肝脏、胰脏的器官模型在手术的训练中使用。心脏、肝脏、胰脏的器官模型存在模拟手术时的切开端、缝合状态的维持难的问题。即，存在如下问题：发生从用手术刀切开的端部在使用中由于机械应力而进一步被撕裂的现象、由于缝合的线的张力而被撕裂的现象。现有的原料由于线撕裂强度、伸长不充分，因此容易发生这些现象。本发明的树脂组合物由于显示与活体的器官、特别是人的器官同等水平的充分的线撕裂强度、伸长，因此优选用于心脏、肝脏、胰脏的器官模型。例如器官模型用的器官3D数据可由以下的网址购入、下载。
http://www.3dscanstore.com/
http://3dprint.nih.gov/
http://3-d-craft.com/press/2607
http://www.model-wave.com/
进而，本发明的树脂组合物优选除了上述软质性和力学物性以外，还接近活体器官的触感。在此从接近活体器官的触感的观点出发，可参考专攻外科的医师、从事器官模型的制造的专家的意見来判断，但触感的数值化优选能够用最大静摩擦力或静摩擦系数表达。优选负荷10g时的最大静摩擦力为140g以上、静摩擦系数为14以上的情形。在此，所谓静摩擦系数，用最大静摩擦力/负荷表示。通过满足本条件，能够接近湿润感等这样的活体器官的触感。作为满足本条件的、本发明的最优选的配合组成，相对于作为成分(A)的氢化嵌段共聚物100质量份，作为成分(B)的油为100质量份以上且1000质量份以下，优选为700质量份以下，将其通用，是还含有选自以下的成分(C)、(E-1)、(E-2)中的单个或多个成分的树脂组合物。
作为成分(C)的交叉共聚物为10质量份以上且100质量份以下，优选为50质量份以下。
作为成分(E-1)的无机填料为10质量份以上且100质量份以下。
作为成分(E-2)的有机纤维状填料为10质量份以上且30质量份以下。
制造本发明的树脂组合物时，能够使用公知的适当的共混法、混炼方法。例如能够采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、班伯里型密炼机、Plastomill、共捏合机、加热辊等进行熔融混合。在进行熔融混合前，也可使用亨舍尔混合机、螺条混合机、超级混合机、滚筒(Tumbler)等将各原料均匀地混合。对熔融混合温度并无特别限制，但一般为100～300℃，优选为150～250℃。
本发明的树脂组合物能够采用公知的成型方法成型为器官模型。例如能够使用挤出成型、浇注成型、注塑成型、真空成型、吹塑成型等与目标的器官模型相符的各种成型方法。以上对本发明的实施方式进行了说明，但这些是本发明的例示，也能够采用上述以外的各种构成。
本发明的树脂组合物采用公知的成型方法成型为器官模型，但在使用内模(模芯)和外模、浇注至其间的空间中而成型的情形等，有时在将内模取出时在树脂成型体形成切口而将内模从其中取出。此时，有时将切口粘接而完成器官模型。另外，有时采用注塑成型等分别将多个器官部分成型，然后使其粘接而完成器官模型。在教育用器官模型的情况下，如果用手术用手术刀等切开后使切开面粘接来修复，则能够反复使用，是便利的。
这样用于器官模型的树脂组合物只要粘接性容易，则其有用性、便利性提高。本发明的树脂组合物的情况下，与公知的聚氨酯树脂等后固化性软质树脂(交联软质树脂)相比，具有其自身或者与其他材料的粘接容易的优点。固化性软质树脂也可以用粘接剂粘接，但粘接强度低，进而由于粘接剂一般是硬的，因此有时粘接后的触感变差。本发明的树脂组合物的情况下，具有如下优点：为热塑性、非交联，通过少许的局部的加热、加温就可熔融粘接，另外只要在涂布适当的良溶剂后将涂布面贴合，就能够牢固地粘接。
此时，可使用在良溶剂中少量溶解有本发明的树脂组合物的成分(A)的粘接剂。这些情况下，也不必担心使粘接后的触感变差。
实施例
以下为了理解本发明而示出实施例，但本发明并不限定于本实施例。只要无特别说明，则在23±1℃的环境下实施。
(1)材料
成分(A)
·SEEPS(SEPTON4055，可乐丽公司制造)、MFR(温度230℃、负荷2.16kg)0.0g/10分钟(0.0g/10分钟是指不流动)、苯乙烯含量30质量％、氢化率90摩尔％以上
·SEEPS(SEPTON4033，可乐丽公司制造)、MFR(温度230℃、负荷2.16kg)不到0.1g/10分钟、苯乙烯含量30质量％、氢化率90摩尔％以上
·SEEPS(SEPTON-J3341，可乐丽公司制造)、MFR(温度230℃、负荷2.16kg)0.0g/10分钟(0.0g/10分钟是指不流动)、苯乙烯含量40质量％、氢化率90摩尔％以上
比较成分(A)
·SEPS(SEPTON2007可乐丽公司制造)、MFR(温度230℃、负荷2.16kg)2.4g/10分钟、苯乙烯含量30质量％、树脂形状：粒状
成分(B)石蜡油(出光兴产公司制PW-90)
成分(C)交叉共聚物(电化株式会社制造)、主链苯乙烯含量17摩尔％、二乙烯基苯含量0.05摩尔％、主链分子量Mw10.1万、Mw/Mn＝2.2、交叉共聚物中所含的主链乙烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的比例为82质量％、A硬度70
成分(D)聚丙烯(均聚PP，Prime Polymer公司制均聚聚丙烯J106G)
成分(E-1)
碳酸钙(日东粉化工业公司制NS#100)
成分(E-2)
聚乙烯纤维(PE纤维)(三井化学公司制造，KEMIBESTO FDSS-2(纤维长0.6mm))
维尼纶纤维(可乐丽公司制造，维尼纶纤维RM182(纤维长4mm))
(2)混炼方法
作为成分(A)的氢化嵌段共聚物(SEPTON4055等)为无定形的粉末，由制造商供给。在混炼数日前，对于氢化嵌段共聚物，滴入规定量的油，使其充分地渗入。使用BrabenderPlasticoder(Brabender公司制PL2000型)，投入原料，以180℃、转速50转/分钟混炼6分钟，制作了样品。
(3)试验片制成方法
样品片材制作按照以下步骤。
物性评价用的试样使用了采用加热加压法(180℃、时间5分钟、压力50kg/cm2)成型的各种厚度(1.0mm、5.0mm)的片材。
(4)E硬度
将5.0mm厚片材重叠，按照JIS K7215塑料的硬度计硬度试验法，在23±1℃的条件下求出了E型的硬度计硬度。该硬度为瞬时值。
(5)拉伸试验(拉伸模量、50％模量)
按照JIS K6251，将1.0mm厚片材切割为2号1/2号型试片形状，使用岛津制作所制AGS-100D型拉伸试验机，在23±1℃的条件下以拉伸速度100mm/min进行了测定。本发明中的拉伸模量为初始拉伸模量。
(6)线撕裂试验(线撕裂强度、线撕裂伸长)
在纵向5mm、横向12.5mm的位置使手术用线(BLADE SILK 3号)通过长35mm、宽25mm、1.0mm厚的片材，以速度100mm/min将该线拉伸，测定了直至片材断裂的强度和伸长。
(7)回复性试验(回复试验后残留应变)
使长75mm、宽25mm、1.0mm厚的片材以夹具间距离25mm、拉伸速度100mm/min延伸50％，保持30秒，然后以100mm/min的速度回复至负荷为零，将此时的伸长的值作为残留应变评价。
(8)触感(触感官能测试)
请专攻外科的医师、从事器官模型的制造的4人观察触感，基于以下的评价标准进行了评价(每1人用0～2分评价)。将4人的合计为4分以上的情形设为合格，将6分以上设为优异的触感。
[评价标准]
○：2分、与活体器官十分近似。
△：1分、在某种程度上与活体器官近似。
×：0分、与活体器官不近似。
(9)触感评价
在触感评价中使用了厚1.0mm的片材。
使用株式会社Trinity Lab公司制Tribomaster(トライボマスター)类型：TL201Ts、带有手指模型触觉接触子，在负荷10g、速度10mm/秒、数据收录速度1毫秒、测定长度30mm下测定，测定摩擦力相对于时间的关系，求出了最大静摩擦力、静摩擦系数。
(10)粘接性试验
1.端面粘接试验，将边长25mm、厚5mm的片材2张以5mm×25mm的端面粘接，进行2张片材的拉伸试验。
2.剪切强度试验，将边长25mm、厚5mm的片材2张以10mm×25mm的面重叠并粘接，进行2张片材的拉伸试验。
3.T型剥离试验，将边长25mm、厚5mm的片材2张以20mm×25mm的面重叠并粘接，对2张片材的5mm的未粘接部分进行T型剥离试验。
在上述1、2、3的试验中，使用了在粘接面涂布甲苯、用手贴合并在23℃下放置了一夜的试验片。
实施例1～10
使用满足本发明的条件的氢化嵌段共聚物SEEPS(SEPTON4055，可乐丽公司制造)，以表1中所示的组成进行混炼，得到热塑性树脂组合物，进行了各项物性的评价。将热塑性树脂组合物的组成示于表1中。将物性测定结果示于表2中。
实施例11
使用满足本发明的条件的氢化嵌段共聚物SEEPS(SEPTON4033，可乐丽公司制造)，以表1中所示的组成进行混炼，得到热塑性树脂组合物，进行了各项物性的评价。将热塑性树脂组合物的组成示于表1中。将物性测定结果示于表2中。
实施例12～15
使用满足本发明的条件的氢化嵌段共聚物SEEPS(SEPTON-J3341，可乐丽公司制造)，以表1中所示的组成进行混炼，得到热塑性树脂组合物，进行了各项物性的评价。将热塑性树脂组合物的组成示于表1中。将物性测定结果示于表2、3中。
参考例1～4
使用作为训练用活体器官的新鲜的猪的心脏，在表3中所示的每个部位，沿着表3中所示的方向进行了上述物性测定。右心肌/纤维垂直是指沿着与肌纤维垂直的方向对猪的心脏的右室心肌进行了物性测定。右心肌/纤维平行是指沿着与肌纤维平行的方向对猪的心脏的右室心肌进行了物性测定。大动脉/垂直是指沿着与大动脉垂直的方向对猪的心脏的大动脉进行了物性测定。大动脉/圆形切片是指沿着圆形切片方向对猪的心脏的大动脉进行了物性测定。将结果示于表3中。
比较例1～2
除了将不满足本发明的条件的氢化嵌段共聚物即SEPS(SEPTON2007可乐丽公司制造)用作了比较成分(A)以外，在与实施例1和实施例7相同的组成、相同的条件下进行了混炼。由于以粒料供给SEPTON2007，因此事先使其吸收油困难，暂时在热甲苯中溶解后，将甲苯溶液慢慢地投入迅速地搅拌的大量过剩的甲醇中，使其在甲醇中析出，制成无定形的聚合物粒子(粒状)，制成了容易吸收油的形状。向其中加入油，放置了一周，但没有将油完全地吸收。因此，采用上述(2)混炼方法将树脂成分和未吸收的油混炼。就得到的树脂组合物而言，油的外渗(渗出)剧烈，不适合实用，由于正确的配合组成不详，因此未进行物性的测定。
比较例3
将现有的心脏的模型中使用的后固化型聚氨酯树脂(聚氨酯)的物性测定值示于表3中。
[表1]
表1的单位为质量份。
[表2]
[表3]
由表2、3中所示的结果可知，满足本发明的成分、组成的各实施例中得到的器官模型用热塑性树脂组合物都是具有接近器官的软质性(E硬度、拉伸模量、50％模量)和触感、具有高力学强度(线撕裂强度、线撕裂伸长)、耐久性优异、处理容易的器官模型用的热塑性树脂组合物。比较例3的树脂的力学强度(线撕裂强度、线撕裂伸长)低，在耐久性上存在问题。
进而，关于作为成分(C)的交叉共聚物的配合，满足本发明规定的最优选的范围的实施例7、实施例10和实施例12除了软质性和力学强度以外，触感评价(触感官能测试和静摩擦系数)也满足了优选的条件。
进而，关于作为成分(E-1)的无机填料的配合，满足本发明规定的最优选的范围的实施例9除了软质性和力学强度以外，触感评价也满足了优选的条件。
进而，关于作为成分(E-2)的有机纤维状填料的配合，满足本发明规定的最优选的范围的实施例13和实施例15除了软质性和力学强度以外，触感评价也满足了优选的条件。
实施例16、片材的粘接性试验
将片材的粘接性试验结果示于表4中。片材使用了实施例11的树脂组合物片材。本发明的树脂组合物片材即使只将甲苯溶剂涂布于粘接面来贴合也能够显示出实用上充分的粘接力。相对于此，比较例的后固化型聚氨酯树脂(聚氨酯)采用这样的方法不能使其粘接。
[表4]
实施例16 ①端面粘接试验 ②剪切强度试验 ③T型剥离试验
实施例11的树脂片材 18N 材破：在粘接面以外断裂 5N
比较例3的聚氨酯 未粘接 未粘接 未粘接
表4的材破是指材料破坏。
基于从上述网址下载的器官(心脏)3D数据制成注塑成型模具，使用实施例12的树脂组合物采用注塑成型将包含上大静脉、下大静脉、肺动脉的右心房、右心室器官模型成型。从静脉到心房、心室、肺动脉形成切口来将内模取出。取出时，可将内模取出，而切口端不会因应力而进一步开裂。通过进一步在切口面涂布甲苯使其密合，从而再粘接，能够制成右心房、右心室器官模型。
因此，本实施例的器官模型用热塑性树脂组合物能够适合在使用了手术用切除用具的手技练习、剪取等手技练习用组合物中使用。本实施例的器官模型用热塑性树脂组合物也适于可在某种程度上反复使用的训练用的器官模型用热塑性树脂组合物。

Claims (9)

1.一种器官模型用树脂组合物，其含有100质量份的MFR为1g/10min以下的氢化嵌段共聚物作为成分(A)，以及含有100质量份以上且1000质量份以下的油作为成分(B)，所述MFR在温度230℃、负荷2.16kg下测定。
2.根据权利要求1所述的器官模型用树脂组合物，其中，
还含有10质量份以上且200质量份以下的交叉共聚物作为成分(C)。
3.根据权利要求1或2所述的器官模型用树脂组合物，其中，
还含有聚丙烯树脂作为成分(D)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的器官模型用树脂组合物，其中，
还含有成分(E-1)无机填料作为成分(E)。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的器官模型用树脂组合物，其中，
还含有成分(E-2)有机纤维状填料作为成分(E)。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的器官模型用树脂组合物，其中，
器官模型用树脂组合物为热塑性树脂组合物。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的器官模型用树脂组合物，其中，
所述器官模型用树脂组合物为心脏模型用、肝脏模型用或胰脏模型用的树脂组合物。
8.一种器官模型用树脂组合物，其相对于100质量份的作为成分(A)的氢化嵌段共聚物，含有100质量份以上且1000质量份以下的作为成分(B)的油，还含有选自以下的成分(C)、(E-1)、(E-2)中的单个或多个成分：
10质量份以上且50质量份以下的作为成分(C)的交叉共聚物
10质量份以上且100质量份以下的作为成分(E-1)的无机填料
10质量份以上且30质量份以下的作为成分(E-2)的有机纤维状填料。
9.一种器官模型，其使用了权利要求1～8中任一项所述的器官模型用树脂组合物。
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