CN109694566A - 一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用 - Google Patents

一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109694566A
CN109694566A CN201711007496.5A CN201711007496A CN109694566A CN 109694566 A CN109694566 A CN 109694566A CN 201711007496 A CN201711007496 A CN 201711007496A CN 109694566 A CN109694566 A CN 109694566A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane rubber
prosthetic material
viscous solution
ultrasonic puncture
ultrasonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711007496.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王玉国
林晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Aode L Medical Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Aode L Medical Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Aode L Medical Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Aode L Medical Technology Co Ltd
Priority to CN201711007496.5A priority Critical patent/CN109694566A/zh
Publication of CN109694566A publication Critical patent/CN109694566A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/02—Applications for biomedical use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用，所述聚氨酯橡胶假体材料模拟人体组织，主要成分为聚氨酯橡胶(urethane rubber),邵氏硬度(Shore A)为10到60A，并且其颜色可以通过加入不同的色粉进行调节；在制备超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料过程中，可加入不同尺寸的活性炭小球模拟人体组织中的肿瘤组织。本发明所述超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料与人体组织力学属性相近，与皮肤接近的弹性，透超声，可以多次超声穿刺使用；具有超声强回声特质的活性炭小球，在B型超成像中显示清晰的灰白图像，在超声影像学中很好地模拟了人体组织中的肿瘤组织。本发明所述超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料稳定性好，能够保存6～36个月；本发明所述聚氨酯橡胶假体材料在超声引导下实现穿刺练习，聚氨酯橡胶假体材料制备简单、成本低，可用于教学指导和练习操作。

Description

一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物医疗领域，涉及一种能够代替生物软组织的假体材料组织，具体为一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用。
背景技术
癌症，也叫恶性肿瘤，是由于细胞生长增殖的相关机制功能失常而引发的疾病，除了增殖失常，癌细胞还会局部侵入周围的正常组织甚至通过循环系统或淋巴系统扩散到人体其他组织，具有极大的危害性。诊断癌症的主要方法是细胞病理学检查，该检查首先需要通过穿刺获取目标可疑病变组织样本。在超声引导下的穿刺活检方法由于具有准确，快速，花费低，创伤小，并发症少，愈合较快等优点，目前被广泛应用于临床上提取可疑病变组织样本。
穿刺活检实际上是一个利用活检针刺入生物软组织并提取样本的过程。研究穿刺活检过程显然要从生物软组织及活检针两个方面入手。然而，不同生物软组织的力学性能差异巨大，性别、年龄、体质等因素也会对其力学性能造成影响，这种差异不仅会增加生物软组织力学性能研究的复杂程度，而且难免会干扰对穿刺过程中针尖行为的分析。另一方面，由于大多数生物软组织均为不透明体，这大大增加了穿刺过程的难度。所以，临床中实际上大多生物软组织的穿刺试验往往要借助超声成像(B超)、CT扫描等技术观察，从而提高穿刺活检的准确性，极大地降低对其他正常组织的误伤概率。
针对以上问题，就需要提供一种透超声的假体材料给医务工作者用于反复练习，从而进一步提高临床中医务工作者穿刺活检的成功率。采用可透超声的、透明的、力学性能较为稳定并接近生物软体组织的假体材料代替生物软组织作为穿刺活检的练习对象将是一种非常行之有效的方法。
目前常用的穿刺假体材料有透明质胶体、塑料溶胶、PVC(聚氯乙稀)、琼脂、水凝胶等，然而其中有些材料的力学属性与真实软体组织相差太大，作为穿刺假体硬度过硬；有些材料透超声性能不佳，严重影响了超声的影像质量；有些材料过于昂贵；有些材料制备工艺过于复杂；还有的材料无法实现多次穿刺。聚氨酯橡胶具有强度好、高弹性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐臭氧、耐辐射及良好的加工等优点，其软硬度也非常接近人体皮肤弹性，也易于固化与塑形，价格低廉，是一种非常理想的代替软体组织的假体材料。
发明内容
解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，获得一种与人体组织力学属性相近，与皮肤接近的弹性，透超声，能多次超声穿刺使用，长期稳定，价格低廉，制备快速简单，易于成型的假体材料，本发明提供了一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用。
技术方案：
一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，包含以下步骤：
(1)在室温10～40℃条件下，将聚氨酯橡胶A型与聚氨酯橡胶B型按体积比1:1～1:8混合，快速充分搅拌至形成均一粘稠溶液；
(2)向步骤(1)的粘稠溶液中加入色粉，继续搅拌至均一粘稠溶液；
(3)将步骤(2)的均一粘稠溶液缓慢倒入容器中，并将不同尺寸大小的活性炭小球轻轻放入粘稠溶液中，使其悬浮在粘稠溶液中；
(4)步骤(3)中的含有粘稠溶液的容器放入真空桶中进行真空(真空度为1～80毫米汞柱)脱泡30～200分钟，充分除去溶液中的气泡；
(5)步骤(4)中脱完气泡的含有粘稠溶液的容器放置在20～120℃的保温箱中进行固化1～8小时，形成固体聚氨酯橡胶假体材料,其邵氏硬度(Shore A)为10到60A。
(6)步骤(5)中固体聚氨酯橡胶假体材料用于超声穿刺练习，并且可以实现多次超声穿刺练习。
优选的，所述假体材料为聚氨酯橡胶，其原料从美国Smooth-On,Inc.公司购买，产品型号为 Series。
优选的，聚氨酯橡胶A型与聚氨酯橡胶B型按体积比1:1混合。
优选的，粘稠溶液中加入色粉用于调节最终获得的合适外观颜色的假体材料。
优选的，活性炭小球的直径尺寸为1厘米，作为模拟肿瘤组织悬浮在聚氨酯橡胶假体材料中。
优选的，粘稠溶液的容器放入真空桶中进行真空(真空度为20毫米汞柱)脱泡100分钟，充分除去溶液中的气泡。
优选的，形成的固体聚氨酯橡胶假体材料的邵氏硬度(Shore A)为10A。
任一所述方法制备获得的超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料。
所述的超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料在B型超声引导穿刺活检中的应用。
有益效果：(1)本发明所述超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料与人体组织力学属性相近，接近人体皮肤的弹性，透超声，可以承受多次超声穿刺使用；(2)本发明所述超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料稳定性好，能够保存6～36个月；(3)本发明所述方法采用工程学手段解决医学问题，进一步推动了工学与医学交叉学科的发展；(4)本发明所述聚氨酯橡胶假体材料在超声引导下实现穿刺练习，假体材料制备简单、成本低，可用于教学指导和练习操作。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，包含以下步骤：
(1)在室温10℃条件下，将聚氨酯橡胶A型与聚氨酯橡胶B型按体积比1:1混合，快速充分搅拌至形成均一粘稠溶液；
(2)向步骤(1)的粘稠溶液中加入色粉(罗丹明B)，继续搅拌至均一粘稠溶液；
(3)将步骤(2)的均一粘稠溶液缓慢倒入容器中，并将不同尺寸大小的活性炭小球(直径1厘米)轻轻放入粘稠溶液中，使其悬浮在粘稠溶液中；
(4)步骤(3)中的含有粘稠溶液的容器放入真空桶中进行真空(真空度为20毫米汞柱)脱泡30分钟，充分除去溶液中的气泡；
(5)步骤(4)中脱完气泡的含有粘稠溶液的容器放置在20℃的保温箱中进行固化8小时，形成固体聚氨酯橡胶假体材料,其邵氏硬度(Shore A)为10A。
(6)步骤(5)中固体聚氨酯橡胶假体材料用于超声穿刺练习，并且可以实现多次超声穿刺练习。
由上述方法制备获得的超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料。
所述假体材料能够应用于B型超声穿刺练习，且保存期延长至6个月。
实施例2
一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，包含以下步骤：
(1)在室温40℃条件下，将聚氨酯橡胶A型与聚氨酯橡胶B型按体积比1:6混合，快速充分搅拌至形成均一粘稠溶液；
(2)向步骤(1)的粘稠溶液中加入色粉(酞菁蓝)，继续搅拌至均一粘稠溶液；
(3)将步骤(2)的均一粘稠溶液缓慢倒入容器中，并将不同尺寸大小的活性炭小球(直径50毫米)轻轻放入粘稠溶液中，使其悬浮在粘稠溶液中；
(4)步骤(3)中的含有粘稠溶液的容器放入真空桶中进行真空(真空度为1毫米汞柱)脱泡200分钟，充分除去溶液中的气泡；
(5)步骤(4)中脱完气泡的含有粘稠溶液的容器放置在50℃的保温箱中进行固化1小时，形成固体聚氨酯橡胶假体材料,其邵氏硬度(Shore A)为40A。
(6)步骤(5)中固体聚氨酯橡胶假体材料用于超声穿刺练习，并且可以实现多次超声穿刺练习。由上述方法制备获得的超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料。
所述假体材料能够应用于B型超声穿刺练习，且保存期延长至24个月。
实施例3
一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，包含以下步骤：
(1)在室温30℃条件下，将聚氨酯橡胶A型与聚氨酯橡胶B型按体积比1:8混合，快速充分搅拌至形成均一粘稠溶液；
(2)向步骤(1)的粘稠溶液中加入色粉(钙黄绿素)，继续搅拌至均一粘稠溶液；
(3)将步骤(2)的均一粘稠溶液缓慢倒入容器中，并将不同尺寸大小的活性炭小球(直径为2厘米)轻轻放入粘稠溶液中，使其悬浮在粘稠溶液中；
(4)步骤(3)中的含有粘稠溶液的容器放入真空桶中进行真空(真空度为80毫米汞柱)脱泡60分钟，充分除去溶液中的气泡；
(5)步骤(4)中脱完气泡的含有粘稠溶液的容器放置在120℃的保温箱中进行固化4小时，形成固体聚氨酯橡胶假体材料,其邵氏硬度(Shore A)为60A。
(6)步骤(5)中固体聚氨酯橡胶假体材料用于超声穿刺练习，并且可以实现多次超声穿刺练习。由上述方法制备获得的超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料。
所述假体材料能够应用于B型超声穿刺练习，且保存期延长至36个月。

Claims (9)

1.一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)在室温10～40℃条件下，将聚氨酯橡胶A型与聚氨酯橡胶B型按体积比1:1～1:8混合，快速充分搅拌至形成均一粘稠溶液；
(2)向步骤(1)的粘稠溶液中加入色粉，继续搅拌至均一粘稠溶液；
(3)将步骤(2)的均一粘稠溶液缓慢倒入容器中，并将不同尺寸大小的活性炭小球轻轻放入粘稠溶液中，使其悬浮在粘稠溶液中；
(4)步骤(3)中的含有粘稠溶液的容器放入真空桶中进行真空(真空度为1～80毫米汞柱)脱泡30～200分钟，充分除去溶液中的气泡；
(5)步骤(4)中脱完气泡的含有粘稠溶液的容器放置在20～120℃的保温箱中进行固化1～8小时，形成固体聚氨酯橡胶假体材料,其邵氏硬度(Shore A)为10到60A。
(6)步骤(5)中固体聚氨酯橡胶假体材料用于超声穿刺练习，并且可以实现多次超声穿刺练习。
2.根据权利要求1所述的一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，其特征在于，所述假体材料为聚氨酯橡胶，其原料从美国Smooth-On,Inc.公司购买，产品型号为 Series。
3.根据权利要求1所述的一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，其特征在于，聚氨酯橡胶A型与聚氨酯橡胶B型按体积比1:1～1:8混合。
4.根据权利要求1所述的一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，其特征在于，粘稠溶液中加入不同颜色的色粉用于调节最终获得的假体材料的外观颜色。
5.根据权利要求1所述的一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，其特征在于，活性炭小球的直径尺寸为10毫米～2厘米，作为模拟肿瘤组织悬浮在聚氨酯橡胶假体材料中。
6.根据权利要求1所述的一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，其特征在于，粘稠溶液的容器放入真空桶中进行真空(真空度为1～80毫米汞柱)脱泡30～200分钟，充分除去溶液中的气泡。
7.根据权利要求1所述的一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料的制备方法，其特征在于，形成的固体聚氨酯橡胶假体材料的邵氏硬度(Shore A)为10到60A。
8.权利要求1～6任一所述方法制备获得的超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料。
9.权利要求7所述的超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料在B型超声引导穿刺活检中的应用。
CN201711007496.5A 2017-10-24 2017-10-24 一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用 Pending CN109694566A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711007496.5A CN109694566A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711007496.5A CN109694566A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109694566A true CN109694566A (zh) 2019-04-30

Family

ID=66229457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711007496.5A Pending CN109694566A (zh) 2017-10-24 2017-10-24 一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109694566A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111986547A (zh) * 2020-09-08 2020-11-24 四川大学华西医院 一种超声穿刺教学用仿体模型的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1915639A (zh) * 2005-08-19 2007-02-21 中国辐射防护研究院 仿真人体模型制作方法
CN106633926A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 南京大学 一种自修复超声穿刺用假体材料及其制备方法和应用
CN106781944A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 南京大学 一种pH调控的超声穿刺用实验模型及其制备方法
CN106823019A (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 南京大学 一种自修复超声穿刺用聚乙烯醇水凝胶仿生材料及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1915639A (zh) * 2005-08-19 2007-02-21 中国辐射防护研究院 仿真人体模型制作方法
CN106633926A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 南京大学 一种自修复超声穿刺用假体材料及其制备方法和应用
CN106781944A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 南京大学 一种pH调控的超声穿刺用实验模型及其制备方法
CN106823019A (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 南京大学 一种自修复超声穿刺用聚乙烯醇水凝胶仿生材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUCY HYDE ET AL.: ""Creation of abdominal palpation model prototype for training of medical students in detection and diagnosis of liver disease"", 《JOURNAL OF VISUAL COMMUNICATION IN MEDICINE》 *
SMOOTH-ON: ""VytaFlex系列产品介绍"", 《VYTAFLEX系列产品介绍》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111986547A (zh) * 2020-09-08 2020-11-24 四川大学华西医院 一种超声穿刺教学用仿体模型的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Feng et al. A longitudinal study of the mechanical properties of injured brain tissue in a mouse model
CN103224679B (zh) 壳聚糖聚丙烯酰胺水凝胶基底材料及其制备方法
CN106823019A (zh) 一种自修复超声穿刺用聚乙烯醇水凝胶仿生材料及其制备方法和应用
CN108164656A (zh) 一种水凝胶及其制备方法和应用
Li et al. Tissue mimicking materials in image-guided needle-based interventions: A review
CN103976803A (zh) 人大肠癌裸鼠皮下移植瘤模型建立的方法
CN112771151B (zh) 利用细胞培养用载体制备的类器官及利用其的药物毒性评价方法
CN109694566A (zh) 一种超声穿刺用聚氨酯橡胶假体材料制备方法与应用
CN206672493U (zh) 肝脏肿瘤超声引导下穿刺训练模型
CN105448169B (zh) 一种用于介入超声的活检模型
CN109581263B (zh) 一种通用的mri体模的制备方法
CN106781944A (zh) 一种pH调控的超声穿刺用实验模型及其制备方法
Gnatowski et al. Recent advances in 3D bioprinted tumor models for personalized medicine
CN111063245A (zh) 一种经皮肺穿刺模型及其制造方法
CN105807053B (zh) 一种肿瘤解离试剂在流式细胞检测中的应用
CN206672494U (zh) 用于超声或钼靶引导下乳房病灶活检的三维透明活检模型
CN109694578A (zh) 一种超声穿刺用有机硅胶假体材料制备方法与应用
CN105374266B (zh) 一种用于模拟肿瘤超声造影的仿体模型
CN209373900U (zh) 用于乳腺触诊的模拟训练装置
Guo et al. The effect of porosity and stiffness of glutaraldehyde cross-linked egg white scaffold simulating aged extracellular matrix on distribution and aggregation of ovarian cancer cells
Augenstein et al. A readily available, inexpensive, and reusable simulation model for teaching ultrasound-guided abscess identification and drainage
Semina et al. Three-dimensional model of biomatrix as a method of studying blood vessels and nerve growth in tissue engineering structures
KR101933214B1 (ko) 상처 형성 방법 및 이를 이용한 생체외 상처 치유 시험방법
Wang et al. Fabrication of SEBS block copolymer-based ultrasound phantom containing mimic tumors for ultrasound-guided needle biopsy training
CN109333881B (zh) 一种仿生大肠及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190430