CN110325593B - 树脂组合物及生物模型 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能高填充油且几乎没有油渗出(析出)、更软质的树脂材料。另外，提供具有更接近内脏器官的软质性、力学物理性能和接近内脏器官的触感且易于操作的生物模型。本发明是一种树脂组合物，其含有：100质量份的成分(A)MFR(在温度230℃、负荷2.16kg条件下测定)为1g/10分钟以下的氢化嵌段共聚物；大于1000质量份且2000质量份以下的成分(B)油；以及10质量份以上且120质量份以下的成分(C)比表面积为0.01～30m2/g的聚烯烃系树脂。

Description

树脂组合物及生物模型
技术领域
本发明的第一发明涉及在氢化嵌段共聚物中高填充油的树脂组合物。本发明的第二发明涉及用于生物模型即内脏器官模型、血管模型、皮肤模型等生物模型且具有与内脏器官、血管、皮肤等类似的软质性、各种物理性能的树脂组合物及使用了该树脂组合物的生物模型。例如，涉及能在提高人体等的切开、切开缝合等手术技术等医生、技术人员的训练等领域中使用的热塑性树脂组合物、以及使用了该树脂组合物的生物模型。在本说明书中，生物模型是包含内脏器官模型、血管模型及皮肤模型的概念。
背景技术
氢化嵌段共聚物被广泛用作热塑性弹性体材料，为了使原材料价格下降而更经济，或者为了形成更加软质的弹性体，以添加有油的树脂组合物的形式使用(专利文献1)。可是，如果添加过于大量的油，则具有发生油的渗出(析出)的问题。
即使在由外科医生进行的手术中使用手术刀等手术用切除工具对心脏等内脏器官手术，由于手术切开时的深度过深会造成致命伤，因此需要慎重且熟练的技术，说其技术能力直接关系到外科手术的成败也不为过。以前，人体内部器官的手术练习，因为不能使用生物体，所以一般使用猪等动物的内部器官。但是，要求动物的内部器官的新鲜度。另外，当进行技术练习的人受伤时，伤口有可能会被动物的内部器官所含的病原菌等感染，并且，手术用切除工具的卫生管理、使用完的内部器官的废弃需要很大的成本。虽然也考虑使用魔芋代替生物内部器官进行手术练习，但是魔芋的切开感、触感与人体的切开感、触感有很大的不同，所以不能说适合手术练习。因此，考虑使用与生物的内脏器官类似的内脏器官模型等生物模型来代替生物内部器官(专利文献2～5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-268193号公报；
专利文献2：日本特开2008-241988号公报；
专利文献3：日本特开2007-316434号公报；
专利文献4：日本特开2010-178809号公报；
专利文献5：国际公开第2010/095519号小册子。
发明内容
发明所要解决的课题
作为内脏器官模型，提出了一种由例如硅酮(silicone)、聚氨酯弹性体、苯乙烯弹性体等软质树脂材料、所谓的干系材料构成的模型(参照专利文件2)。然而，根据以往的技术得到的这些材料的切开感、触感与人体的切开感、触感有很大的不同，因此不能说适合手术练习。这些材料存在以下问题：当软质性接近生物的内脏器官时，其力学强度大幅度降低，耐久性降低，例如，容易从手术刀切开的剖面裂开。
此外，在以往的苯乙烯系弹性体中，当增加油的配合量以使软质性接近内脏器官时，在保存过程中会发生油析出的问题。硅酮、聚氨酯弹性体具有后固化性，存在固化需要花费时间、生产性低这样的问题。此外，在由内模、外模构成的模具中铸塑而制成内脏器官模型的情况下，在取出内模时需要施加切口，但是再粘合该切口时，这些后固化性树脂有难以再粘合的问题。如果使用特定的粘合剂虽然有可能粘合，但是，粘合剂与内脏器官模型材料相比较硬，因此存在粘合后的手感不同的问题。上述这些软质树脂，即使软质性接近内脏器官，但在拉伸伸长率过大这点与实际的内脏器官有很大不同。实际的内脏器官虽是软质的组织，但有拉伸伸长率低的特点，而传统的软质树脂不能再现这一特点。
作为人体的替代品，提出了使用生物软组织的模型的方案，该生物软组织的模型是通过将溶解了一种或两种聚乙烯醇的溶液注入到生物软组织的铸模中，然后通过冷却而凝胶化，从铸模取出得到的水性凝胶组合物从而得到的(例如参照专利文献3)。这些作为含有相当量的水分的湿系材料众所周知。
但是，由于这种生物软组织的模型在其制造阶段，在多数情况下需要两种聚乙烯醇作为原料，因此，其成分的调整很麻烦。另外，作为溶剂，需要毒性强的二甲基亚砜，因此，存在需要进行用于除去二甲基亚砜的乙醇置换和水置换的复杂操作的问题。由于聚乙烯醇系的材料需要保持规定的水分含量，因此需要在保存过程中对湿度、含水量进行管理，并且需要用于防止腐烂、霉菌等的产生的应对方法，例如需要冰箱保存，长期保存很困难，在许多情况下使用期限为几周左右。
因此，近年来，希望开发出具有与人体内部器官近似的软质性、伸长率、触感等且力学强度、耐久性优异、能够适合用于人体内部器官的手术练习、使用不含水分的所谓的干系材料制作的生物模型。
另一方面，提出了在具有内腔部的管的前述内腔部配置的病变模型(专利文献4)、以及训练用生物模型(专利文献5)，该生物模型的特征在于，形成在具有内腔部的管状体的中途狭窄或闭塞的形状，具备模拟在管状组织中产生的病变部的疑似病变部件，前述疑似病变部件的至少一部分由可塑性变形的材料构成，用于进行扩张的扩张训练。然而，对于使用材料而言，仅进行了通常的描述，没有关于其特性例如MFR、析出的描述。
此外，在本发明所涉及领域中，需要针对面向医疗用模拟装置的皮肤模型、血管模型的材料。这样的模型适合用于例如医学生、护士的注射、输液、输血的操作、导管的操作实习。因此，优选的是，特别是在皮肤的情况下，触感、手术刀切开的感觉接近实际的人体皮肤，在血管的情况下，触感、针刺时的感觉接近实际的人体血管。
本发明是鉴于上述现有技术而完成的，其涉及用于比以往更高填充油的配合方法。即，本发明的目的在于，提供一种能够高填充油且能够抑制析出的更软质的树脂组合物。
此外，在作为医疗模型的应用中的课题在于，提供具有例如与人的内部器官等同样的弹性(软质性)、伸长率小、具有与人的内部器官等近似的切开感、触感的树脂组合物以及使用该树脂组合物的生物模型。
用于解决课题的技术方案
解决以上课题的技术方案如下所述。
[1]一种树脂组合物，其含有：100质量份的成分(A)，该成分(A)是MFR(温度230℃、负荷2.16kg)为1g/10分钟以下的氢化嵌段共聚物；大于1000质量份且2000质量份以下的成分(B)，该成分(B)是油；以及，10质量份以上且120质量份以下的成分(C)，该成分(C)是比表面积为0.01～30m2/g的聚烯烃系树脂。
[2]如[1]所述的树脂组合物，其中，相对于成分(A)氢化嵌段共聚物100质量份，进一步含有1～400质量份的成分(D)无机填料。
[3]如[2]所述的树脂组合物，其中，成分(D)无机填料为碳酸钙。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的树脂组合物，其中，相对于成分(A)氢化嵌段共聚物100质量份，还含有10～80质量份的成分(E)非相容性纤维填料。
[5]如[4]所述的树脂组合物，其中，成分(E)非相容性纤维填料为聚乙烯醇纤维填料。
[6]使用了[2]～[5]中任一项所述的树脂组合物的生物模型。
[7]如[6]所述的生物模型，其为内脏器官模型、皮肤模型或血管模型。
发明效果
根据本发明，能够提供能够将油高填充并且能够抑制析出的更软质的树脂组合物。另外，能够提供具有与人的内部器官、血管或者皮肤等同样的弹性(软质性)、伸长率小、具有与人的内部器官等近似的切开感、触感的生物模型用树脂组合物和使用了其的生物模型。
具体实施方式
以下对本发明的一个实施方式详细地说明。本发明并不限定于以下的实施方式，在不妨碍本发明的效果的范围内能够适当加以改变来实施。
[树脂组合物]
本实施方式所涉及的树脂组合物，首先涉及用于比现有技术更高地填充油的配合方法。也就是说，其目的在于提供能高填充油、无析出且更软质的材料，以及适合多种用途的经济的树脂组合物。该树脂组合物含有成分(A)氢化嵌段共聚物、成分(B)油以及成分(C)聚烯烃系树脂。
<成分(A)MFR(在温度230℃、负荷2.16kg的条件下测定)为1g/10分钟以下的氢化嵌段共聚物>
氢化嵌段共聚物优选含有一种以上的由源自芳香族乙烯基的嵌段聚合单元(X)和源自共轭二烯的嵌段聚合单元(Y)构成的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物的氢化物(加氢物或氢化物)。
具有这种构成的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物的形式由例如X(YX)n或(XY)n(n是1以上的整数)表示。其中，优选X(YX)n的形式，特别优选X-Y-X的形式。作为X-Y-X的形式，优选从由聚苯乙烯-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组成的组中选出的一种以上的共聚物。
在这样的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物中，作为硬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，以形成拟交联(pseudocrosslinking)(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)是软段，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。其中，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、2,3-二甲基丁二烯及它们的组合等。其中，优选从由丁二烯、异戊二烯、丁二烯和异戊二烯的组合(丁二烯-异戊二烯共聚)组成的组中选出的一种以上的共轭二烯。其中也能够将一种以上的共轭二烯组合使用。由丁二烯-异戊二烯共聚单元构成的共轭二烯嵌段聚合单元(Y)可以是丁二烯和异戊二烯的无规共聚单元、嵌段共聚单元和递变共聚单元中的任何一个。
在如上所述的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物中，优选芳香族乙烯基嵌段聚合单元(X)的含量为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通过红外线分光、NMR分光法等常规方法测定。
如上所述的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物能够通过各种方法制备。作为制造方法，可举出：(1)将正丁基锂等烷基锂化合物作为引发剂，依次使芳香族乙烯基、共轭二烯聚合的方法；(2)使芳香族乙烯基聚合、然后使共轭二烯聚合，并将其通过偶联剂进行偶联的方法；(3)以锂化合物为引发剂，依次聚合共轭二烯、芳香族乙烯基的方法等。
氢化嵌段共聚物是通过公知的方法将如上所述的芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物氢化而成的物质(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-碳双键的整体量设为100摩尔％时的值。所谓“氢化率为90摩尔％以上”，是表示碳-碳双键的90摩尔％以上被氢化。作为这样的氢化嵌段共聚物，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，可举出SEPTON(可乐丽株式会社制造)、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。
成分(A)的氢化嵌段共聚物的熔体流动速率(MFR(温度230℃、负荷2.16kg))为1g/10分钟以下，优选为小于0.1g/10分钟。MFR(温度230℃、负荷2.16kg)是指根据JIS K7210并且在温度230℃、负荷2.16kg的条件下测定的MFR。如果MFR高于此值，则在添加油时变得容易渗出、或力学强度降低。氢化率通过核磁共振光谱分析(NMR)等公知的方法来测定。
在本实施方式中，作为成分(A)MFR(在温度230℃、负荷2.16kg的条件下测定)为1g/10分钟以下的氢化嵌段共聚物，优选SEEPS。以下，在本说明书中，有时将“(A)MFR(在温度230℃、负荷2.16kg的条件下测定)为1g/10分钟以下的氢化嵌段共聚物”简称为“(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物”。从混炼前的油吸收操作的观点出发，(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物的形状优选为粉末或无定形(碎屑)状。
<成分(B)油>
作为成分(B)油，最优选例举石蜡系工艺油、环烷系工艺油、芳香族系工艺油和液体石蜡等矿物油系油、硅油、蓖麻油、亚麻籽油、烯烃系蜡、矿物系蜡等。其中，优选石蜡系和/或环烷系工艺油。作为工艺油，可例举出Diana工艺油系列(出光兴产株式会社制)、JOMO工艺P(日本能源公司制)等。另外，也能够使用邻苯二甲酸系、偏苯三甲酸系、均苯四甲酸系、己二酸系或柠檬酸系的各种酯系增塑剂。它们可以单独使用，也可以使用多个。作为成分(B)的油用于更软质性的调整、制作更加软质的树脂组合物。进而，例如用于软化树脂组合物，制造具有更接近实际内脏器官的软质性、物理性能的生物模型。在上述中也能够组合使用一种以上的油。从操作性的观点出发，优选预先使(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物吸收作为成分(B)的油。为此，成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物的形状，优选为容易吸收油的上述粉末或无定形(碎屑)状。
对作为成分(B)的油的使用量而言，相对于成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物100质量份，为大于1000质量份且2000质量份以下，更优选1600质量份以下，进一步优选1400质量份以下。油的使用量在上述范围内根据实际上作为模型的内脏器官的部位、病变进行调整。当作为成分(B)的油的使用量相对于成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物100质量份为1000质量份以下时，有软质性不足的情况，当大于2000质量份时，则不能吸留油，不能形成复合物(compound)。通过使油成为1600质量份以下，能够更加抑制在成型后油随时间析出。
<成分(C)比表面积为0.1～30m2/g的范围的聚烯烃系树脂>
成分(C)比表面积为0.1～30m2/g的范围的聚烯烃系树脂，对抑制油填充时的析出有效。还能够用于调整树脂组合物的伸长率和应力。聚烯烃系树脂的比表面积为0.01～30m2/g的范围，上述比表面积根据JIS Z8830：2013进行测定。在比表面积小于上述范围的情况下，对于得到的具有本实施方式的组成范围的树脂组合物而言，可能导致油的析出变得剧烈。比表面积比上述范围大的聚烯烃系树脂很难在工业上制造。以下，在本说明书中，有时将“成分(C)比表面积为0.1～30m2/g的范围内的聚烯烃系树脂”简称为“(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂”。作为聚烯烃系树脂，可例举出聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂。聚烯烃系树脂能够使用从这些中选出的一种以上。优选使用聚乙烯系树脂，作为聚乙烯系树脂，最优选使用聚乙烯系纤维。作为聚乙烯系树脂，可以是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)中的任意一个，也可以组合这些中的一种以上来使用。聚乙烯系树脂的密度优选为0.88～0.97g/cm3的范围，MFR是任意的，但优选在190℃、负荷2.16kg的条件下为0.01～150g/10分钟的范围。另外，MFR的测定方法如上所述。
相对于成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物100质量份，(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂的含量为10质量份以上且120质量份以下，优选为80质量份以下。
聚烯烃系树脂的形状任意，可以是纤维状，也可以是粉末状。聚烯烃纤维或粉末可预先通过电子束等适当交联。在本说明书中，纤维(繊維)和纤维(ファイバー，fiber)是相同的意思。本纤维是包含线圈状、其他任意形状的概念。在为纤维的情况下，直径优选为0.1μm～30μm，长度优选为1μm～20mm，特别优选为100μm～10mm。长度相对于直径的比值至少为5以上。在为粉末的情况下，其平均直径优选为0.1μm～30μm的范围。聚烯烃系纤维、特别是聚乙烯纤维，例如能以三井化学株式会社制的KEMIBESTO的形式获得。
令人惊讶的是，通过配合成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂，油的渗出(析出)被加以抑制。因此，通过配合成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂，能够在抑制析出的同时以上述高含量配合作为成分(B)的油。在以上述高含量配合上述作为成分(B)的油的条件下，在不配合(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂的情况下，得到的树脂组合物的析出剧烈，不实用。
由上述成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、成分(B)油和成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂组成的树脂组合物，因为几乎无析出、非常软质，因此，作为具有各种物理性质的软质树脂的基本成分很有用。通过以该组成为基础，进一步配合其他树脂、填充物、纤维等，从而防止硬度过度升高而充分软质，能适当改变拉伸强度、拉伸伸长率等，从而满足目的物理性能。
由成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、成分(B)油及成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂组成的树脂组合物，没有油的渗出(析出)，能够作为软质弹性体适宜地用于各种用途。例如，能够适用于文具、体育用品、工具、汽车内饰的把手材料、电线包覆材料、包装类、制振材料和杂货类等。另外，能够适合用作机器人的表皮材料、医疗用的生物模型部件即内脏器官模型部件、医疗技术练习用的内脏器官模型部件、或者血管模型部件、皮肤模型部件。
<成分(D)无机填料>
在树脂组合物中，能够含有作为成分(D)的无机填料。通过含有成分(D)无机填料，能够提高树脂组合物的触感、调整拉伸率、应力和吸油性能。作为成分(D)的无机填料，可以例举碳酸钙、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、碳黑等。其中，优选含有从由碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、滑石、粘土组成的组中选出的一种以上，更优选包含碳酸钙。
对碳酸钙的比表面积而言，从分散性的观点出发，优选为0.05m2/g以上且50m2/g以下的范围。对于通常的树脂而言，如果填充无机填料，则硬度会上升，力学物性会降低，但是，即使在本实施方式的树脂组合物中配合碳酸钙，也能抑制硬度的上升，增加50％的模量和断裂点强度，更加接近内脏器官的力学物性。另外，通过添加碳酸钙，能够具有类似内脏器官的触感。这里所说的类似内脏器官的触感，能够用最大静摩擦力或静摩擦系数表示。
对于作为成分(D)的无机填料的使用量而言，相对于成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物100质量份，优选为1质量份以上且400质量份以下。在作为成分(D)无机填料配合碳酸钙的情况下，相对于成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物100质量份，优选1～200质量份，更优选10～150质量份。通过将碳酸钙的配合量设定为200质量份以下，油的配合组成在上述范围内的任意情况下，都能够更加抑制析出。
<成分(E)非相容性纤维填料>
树脂组合物中能够包含作为成分(E)的非相容性纤维填料。“成分(E)非相容性纤维填料”是指，相对于由成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物及(B)油构成的树脂组合物的主要成分不相容的填料。通过含有成分(E)非相容性纤维填料，能够调整树脂组合物的力学物性、特别是应力。具体来说，能够使硬度不过度上升，增大断裂强度，提高线撕裂强度，减少拉伸伸长率，从而使力学性能更加接近内脏器官。
作为成分(E)非相容性纤维填料，例如，能够举出在其分子结构内含有烃以外的杂原子例如氧、氮的有机或无机纤维。作为无机纤维，能够例举出尼龙系纤维、聚乙烯醇系纤维、纤维素系纤维、碳纤维、碳纳米纤维、金属纤维等。作为成分(E)非相容性纤维填料，优选使用聚乙烯醇纤维填料。需要说明的是，在成分(E)非相容性纤维填料的概念中，不包含上述(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂。
相对于(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物100质量份，成分(E)非相容性纤维填料的含量优选为10～80质量份。通过设为该范围，能够充分获得对上述力学物性的效果，并且能够防止应力的降低、对成型加工性的不良影响。
在使用(E)非相容性纤维填料的情况下，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、结晶熔点时，可以预先通过电子束等使有机纤维状填料交联。
另外，在本说明书中，纤维(繊維)和纤维(ファイバー，fiber)是相同的意思。“纤维填料”是包含线圈状、其他任意形状的概念。纤维状填料的直径优选为0.001μm～50μm，长度优选为10μm～1mm，特别优选为1μm～100μm。长度与直径的比值优选至少为5以上。
含有成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、成分(B)油及成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂且根据需要配合的成分(D)无机填料和/或(E)非溶性纤维填料的树脂组合物，与由成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、成分(B)油及成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂构成的树脂组合物一样，能够作为软质弹性体适宜地用于各种用途。例如，适合用于文具、体育用品、工具、汽车内饰的把手材料、电线包覆材料、包装类、制振材料、杂货类等。另外，还能够适合用作机器人的表皮材料，特别适合用作医疗用生物模型、医疗技术练习用的生物模型部件。
在本实施方式涉及的上述树脂组合物中，根据需要，能够配合使用其他树脂、弹性体、橡胶、增塑剂、填充剂、稳定剂、抗老化剂、耐光性提高剂、紫外线吸收剂、软化剂、润滑剂、加工助剂、着色剂、抗静电剂、防雾剂、防粘连剂、结晶成核剂、发泡剂等。在制造树脂组合物时，能够使用公知的适当的混合方法。例如，能够通过单轴、双轴螺杆挤出机、班伯里混合机(banbury mixer)、plastomill混合机、共捏合机、加热辊等进行熔融混炼。在进行熔融混炼之前，可以预先用亨舍尔混合机、带式搅拌机、高速混合机(Super Mixer)、转鼓混合机(tumbler)等均匀混合各原料。对熔融混炼的温度没有特别的限制，一般是100～300℃，优选是150～250℃。
(树脂组合物)
以上的由成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、成分(B)油及成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂构成的树脂组合物的E硬度优选为1～50。E硬度也能够设为1～20的范围或1～5的范围。本树脂组合物的拉伸弹性模量优选为0.02～0.6MPa，也能够设为0.02～0.5MPa。本发明的树脂组合物的50％模量(拉伸试验中的伸长率为50％的时刻的应力)优选为0.005～0.3MPa，也能够设为0.005～0.1MPa、0.01～0.1MPa。断裂点伸长率优选为100％以上且500％以下，断裂点强度优选为0.01MPa以上。
(生物模型用树脂组合物)
针对生物模型用树脂组合物进行说明。本实施方式的树脂组合物，除了上述软质性和力学性能之外，优选接近生物内脏器官、皮肤、或者血管的物理性能。当在生物模型中使用树脂组合物时，在不妨碍目的的范围内，可以使用例如颜料、染料等着色剂、香料、抗氧化剂、抗菌剂等添加剂。为了使生物模型近似于人体内脏器官、血管、皮肤，优选用着色剂着色出与它们近似的颜色。
对上述树脂组合物而言，没有油、添加物的渗出(析出)，易于成型加工且软质，具有与生物的内脏器官、血管或皮肤近似的手感和实用的力学强度、耐撕裂性，因此，适合作为生物模型用的热塑性树脂组合物。如上所述，为了使以上示出的本组成的热塑性树脂组合物具有与生物器官、血管或皮肤相近的软质性和力学物性，例如优选具有如下的软质性和力学物性。
作为生物模型用时的树脂组合物的E硬度优选为3～50。树脂组合物的拉伸弹性模量优选为0.05～1MPa。树脂组合物的50％模量(在拉伸试验中的伸长率为50％的时刻的应力)优选为0.01～0.5MPa，更优选为0.03～0.3MPa。尤其是内脏器官组织为软质但伸长率小，因此，断裂伸长率优选为30％以上且300％以下，最优选30％以上且200％以下，断裂点强度优选为0.1MPa以上。作为生物模型用树脂组成物的耐久性的标准的线撕裂强度，优选1N以上，更优选1.5N以上。树脂组合物的线撕裂伸长率优选10mm以上。
以下，对于将树脂组合物用于医疗用生物模型、医疗技术练习用生物模型时的重要的触感进行说明。对于树脂组合物而言，除了上述软质性和力学物性以外，优选近似生物内脏器官的触感。其中，从近似于生物器官的触感的观点出发，能够参考以外科为专业的医生、从事生物模型制造的专家的意见进行判断，但触感的数值化优选用最大静摩擦力或者静摩擦系数来表现。优选负荷为10g时的最大静摩擦力为80gf以上、静摩擦系数为8以上。在此，静摩擦系数用最大静摩擦力/重量来表示。通过满足本条件，能接近例如湿润感等生物内脏器官的触感。为了赋予该触感，优选的是，相对于(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物，配合10～150质量份的作为成分(D)无机填料的碳酸钙。
以上，作为全部满足生物模型用的优选条件的优选配合组成，相对于成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物100质量份，成分(B)油为大于1000质量份且1600质量份以下，成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂为10质量份以上且80质量份以下，而且，作为成分(D)的无机填料，碳酸钙为10质量份以上且150质量份以下。
进而，通过进一步满足以下条件，能够满足作为生物模型最优选的软质且拉伸伸长率小、线撕裂强度高的特征，具体而言能够满足拉伸伸长率为200％以下的条件。以10质量份以上且80质量份以下的范围含有：作为成分(E)的(E)非相容性纤维填料、特别优选聚乙烯醇纤维填料。
作为上述各种用途的树脂组合物的成型法，能够使用各种各样的铸塑成型、真空成型、注射成型、吹塑成型、挤出成型等公知的成型法。另外，出于改善力学物性、改善耐热性的目的，树脂组合物通过在熔融混炼时添加交联剂并对通常的树脂组合物进行动态交联的公知方法，能够进行动态交联处理(动态硫化处理)。另外，也能够根据公知的方法使其发泡来使用。发泡特别是对制成极其软质的材料有用。
根据本实施方式的树脂组合物，能够提供前所未有的高填充油的树脂组合物，从而根据用途能设计并再现各种各样的物理性能。特别是能够提供以往没有的无析出、更软质的树脂组合物。另外，能提供具有更接近生物内脏器官、皮肤和血管的软质性和触感、具有高力学强度、耐久性优异、易于操作的树脂组合物。
[生物模型]
本实施方式所涉及的生物模型是将上述树脂组合物作为医疗用或医疗技术练习用的生物模型应用，并使用上述树脂组合物。作为生物模型，能够列举出内脏模型、皮肤模型、血管模型。
(器官模型)
内脏器官模型因为使用上述树脂组合物，因此，具有与人的内部器官同样的弹性(软质性)，伸长率小，有近似于人体内部器官的切开感、触感，能够适用于使用手术用手术刀等手术用切除工具的技术练习、剪切(clipping)等技术练习。
以下，对使用上述树脂组合物的医疗用生物模型、医疗技术练习用的生物模型进行说明。作为生物模型中通常的内脏器官模型，优选心脏、肝脏、胰脏。心脏、肝脏、胰脏的内脏器官模型被用于手术训练。心脏、肝脏、胰脏的内脏器官模型存在进行模拟手术时难以保持切开端、缝合状态的问题。也就是说，存在发生以下现象的问题：从由手术刀切开的端部开始在使用中因机械应力而进一步撕裂的现象；因缝合的线的张力而撕裂的现象。以往的材料因为线撕裂强度、伸长率不充分而容易发生上述现象。本实施方式的树脂组合物由于显示出与生物的内脏器官、特别是与人的内脏器官同等水平的充分的线撕裂强度、伸长率，因此，优选作为心脏、肝脏、胰脏的内脏器官模型用。内脏模型能够使用3D数据并通过上述公知的成型方法来制造。例如，内脏器官模型用的内脏器官3D数据能从以下网站购买并下载。
http://www.3dscanstore.com/
http://3dprint.nih.gov/
http://3-d-craft.com/press/2607
http://www.model-wave.com/
作为医疗技术练习用的生物模型，例如可举出医生或医学生在练习内窥镜下止血术的技术时使用的手术练习用溃疡模型。具体而言，是用于在上部消化器、下部消化器模型的对象部位组入或贴附以在内窥镜下练习止血操作的技术练习用溃疡模型。此外，还可以例举医生或医学生在练习与内窥镜剥离术有关的技术时使用的练习用模型。具体而言，是用于在上部消化器、下部消化器模型的对象部位组入或贴附以在内视镜下反复练习癌等病变粘膜、粘膜下层的剥离操作的技术练习用模型。
本实施方式的树脂组合物能够通过公知的成型方法成型为生物模型。能够采用例如挤出成型、铸塑成型、注射成型、真空成型、吹塑成型等各种成型方法来匹配目的内脏器官模型。以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这些是本发明的示例，也能够采用上述以外的各种各样的构成。
(皮肤模型)
作为医疗用的皮肤模型，例如，能够例举出特别面向研修医生、护士的人体模拟装置的皮肤等。作为医疗技术练习用的皮肤模型，能够例举出注射、点滴练习用的手臂模型的皮肤、腹腔镜手术、头部手术模拟装置的皮肤等。
(血管模型)
作为医疗用的血管模型，例如，能够例举出特别面向研修医生、护士的人体模拟装置的血管等。作为医疗技术练习用的血管模型，例如，能够例举出注射、点滴练习用的手臂模型的血管、导管练习用的模拟装置的血管等。
根据本实施方式的生物模型，能够制成具有更接近生物器官、皮肤、血管的软质性和触感、具有高力学强度、耐久性优异、易于操作的生物模型。
实施例
以下，为了理解本发明给出了实施例，但是本发明不限于本实施例。除非特别说明，否则在23±2℃、湿度50±5％的环境下实施。
(1)材料
<成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物>
·SEEPS(SEPTON-J3341，可乐丽株式会社制造)、MFR(温度230℃、负荷2.16kg)为0.0g/10分钟(0.0g/10分钟是指不流动)、苯乙烯含量为40质量％、氢化率为90摩尔％以上。
<比较成分(A)>
·SEPS(SEPTON2007，可乐丽株式会社制造)、MFR(温度230℃、负荷2.16kg)为2.4g/10分钟、苯乙烯含量为30质量％、树脂形状：碎屑状。
<成分(B)油>
石蜡油(出光兴产株式会社制，PW-90)
<成分(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂>
聚乙烯系纤维(三井化学株式会社制造，KEMIBESTO FDSS-2，纤维长度0.6mm)，比表面积7m2/g。
<比较成分(C)>
市售的颗粒状聚乙烯系树脂(日本聚乙烯株式会社制造，Novatec HD、HJ590N)，颗粒为直径3mm、长度3mm的圆柱状。比表面积充分小于0.01m2/g。
<成分(D)无机填料>
碳酸钙(日东粉化工业株式会社制NS#100)，比表面积为1m2/g。
<成分(E)非相容性纤维填料>
·维纶纤维(可乐丽株式会社制造，维纶纤维RM182(纤维长4mm))
(2)混炼方法
成分(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物(SEPTONJ-3341等)由厂家供给无定形粉末。混炼的几天前，对于氢化嵌段共聚物，预先滴入规定量的油并使之充分浸透。需要说明的是，此处浸透的油量包含在表1记载的配合量中。使用Bravender Plasti-corder(布拉本德(Bravender)公司制造，PL2000型)，在投入所有原料后，在180℃、转速50次/分钟的条件下混炼6分钟，制得样品。
(3)试验片制作方法
样品片的制作如下。
用于评价物理性能的试样，使用热压法(180℃、时间5分钟、压力50kg/cm2)成型的各种厚度(1.0mm、5.0mm)的片。
(4)E硬度
将5.0mm厚的片重叠，基于JIS K7215塑料硬度计硬度试验法，在23±1℃的条件下求出E型的硬度计硬度。该硬度为瞬间值。
(5)拉伸试验(拉伸弹性模量、50％模量、拉伸断裂伸长率、拉伸断裂点强度)
根据JIS K6251，将1.0mm厚度的片切成2号1/2号型测试片形状，使用岛津制作所制作的AGS-100D型拉伸试验机，在23±1℃的条件下，以拉伸速度100mm/分钟进行测定。拉伸弹性模量为初始拉伸弹性模量。
(6)线撕裂试验(线撕裂强度、线撕裂伸长率)
在长35mm、宽25mm、厚1.0mm的薄片中，在纵向5mm、横向12.5mm的位置穿过Mani-Eyed缝合针(外科4圆针)、手术用线(复丝线3号)，用100mm/min的速度拉伸该线，测定截至片断裂为止的强度和伸长率。
(7)触感(触感官能测试)
请以外科为专业的医生、从事生物模型制造的4人观察触感，根据以下的评价标准进行评判(以每人0～2分评价)。4人合计4分以上为合格，6分以上为优秀触感。
[评价标准]
2分：与生物内脏器官十分相似。
1分：与生物内脏器官在某种程度上近似。
0点：不像生物内脏器官。
(8)触感评价
触感评价中使用了厚度为1.0mm的片。使用Trinity Lab公司制造的Tribomaster(トライボマスター)型TL201TsT、聚氨酯树脂制的附有触觉接触器的指模型，在温度23℃、湿度50％的环境下，以负荷10g、速度10mm/秒、数据读取速度1毫秒、测量长度30mm的条件进行测定，测定摩擦力相对于时间的关系，求出最大静摩擦力、静摩擦系数。
(实施例1～4)
使用(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、(B)油及(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂，以表1所示的组成进行混炼，得到热塑性树脂组合物并进行各物理性能的评价。各成分的添加量为质量份。物理性能的测定结果如表2所示。
(实施例5～7)
使用(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、(B)油及(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂，还使用(D)比表面积为1m2/g的碳酸钙及(E)聚乙烯醇(维纶)纤维填料(RM182，4mm)，以表1所示的组成进行混炼，得到热塑性树脂组合物并进行各物理性能的评价。物理性能的测定结果如表2所示。
(实施例8)
使用(A)满足特定条件的氢化嵌段共聚物、(B)油及(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂，还使用(D)比表面积为1m2/g的碳酸钙，以表1所示的组成进行混炼，得到热塑性树脂组合物并进行各物理性能的评价。物理性能的测定结果如表2所示。
(比较例1)
作为氢化嵌段共聚物，使用MFR(温度230℃、负荷2.16kg)为2.4g/10分钟的SEPS(SEPTON2007，可乐丽株式会社制造)，除此以外，在与实施例1相同的条件下，以表1所示的配比进行混炼，得到了热塑性树脂组合物。得到的树脂组合物析出剧烈，没有进行物理性能的评价。
(比较例2)
不使用(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂进行混炼，除此以外，在与实施例1相同的条件下得到了热塑性树脂组合物。得到的树脂组合物析出剧烈，没有进行物理性能的评价。
(比较例3)
使用由市售的颗粒供给的聚乙烯树脂(日本聚乙烯株式会社制造，Novatec HD、HJ590N)，来代替(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂进行混炼，除此以外，在与实施例1相同的条件下得到了热塑性树脂组合物。得到的树脂组合物析出剧烈，没有进行物理性能的评价。
(比较例4、5)
不使用(C)满足特定条件的聚烯烃系树脂，而使用碳酸钙或聚乙烯醇纤维填料(RM182-4mm)进行混炼，除此以外，在与实施例8、实施例5相同的条件下得到了热塑性树脂组合物。得到的树脂组合物析出激烈，没有进行物理性能的评价。
(比较例6)
将用于现行心脏模型的后固化型聚氨酯树脂(聚氨酯)的物理性能测定值示于表2。
(参考例1～4)
使用新鲜的猪心脏作为训练用生物内脏器官，按表1所示部位测定上述物理性能。在表1中，“右心肌/纤维垂直”是指沿着与肌纤维垂直的方向对猪心脏的右室心肌进行测定。所谓“右心肌/纤维平行”，是指沿着与肌纤维平行的方向对猪心脏的右室心肌进行测定。所谓“主动脉/垂直”，是指沿着垂直于主动脉的方向对猪心脏的主动脉进行测定。所谓“主动脉/环切”，是指沿着环切方向对猪心脏的主动脉进行测定。结果如表2所示。
表1
Figure BDA0002172394180000181
表2
Figure BDA0002172394180000191
由实施例1～4的结果可知，以本发明的范围包含(A)特定的氢化嵌段共聚物、(B)油及(C)特定的聚烯烃系树脂的树脂组合物无析出且呈现出规定的软质性、拉伸伸长率及拉伸断裂强度。相对于此，比较例1～5中得到的树脂组合物的油析出严重，很明显没有得到预想组成的树脂组合物。因此没有进行物理性能的测定。
进而，对于配合了成分(D)无机填料、(E)非相容性纤维填料的实施例5、实施例6以及实施例7而言，除了软质性和力学强度、伸长率小以外，触感评价(静摩擦系数)也满足作为生物模型的优选条件。

Claims (7)

1.一种树脂组合物，其中，含有：
100质量份的成分(A)，该成分(A)是MFR在温度230℃、负荷2.16kg的条件下为1g/10分钟以下的氢化嵌段共聚物，该氢化嵌段共聚物是芳香族乙烯基-共轭二烯嵌段共聚物的氢化物；
大于1000质量份且1600质量份以下的成分(B)，该成分(B)是油；以及
10质量份以上且120质量份以下的成分(C)，该成分(C)是比表面积为0.1～30m2/g的聚烯烃系树脂。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，相对于成分(A)氢化嵌段共聚物100质量份，进一步含有1～400质量份的成分(D)无机填料。
3.根据权利要求2所述的树脂组合物，其中，成分(D)无机填料为碳酸钙。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的树脂组合物，其中，相对于成分(A)氢化嵌段共聚物100质量份，还含有10～80质量份的成分(E)非相容性纤维填料。
5.根据权利要求4所述的树脂组合物，其中，成分(E)非相容性纤维填料为聚乙烯醇纤维填料。
6.一种生物模型，其使用了权利要求2～5中任一项所述的树脂组合物。
7.根据权利要求6所述的生物模型，其为内脏器官模型、皮肤模型或血管模型。
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