DE112020003114T5

DE112020003114T5 - Harzzusammensetzung und modell für läsionierte tubuläre gewebe

Info

Publication number: DE112020003114T5
Application number: DE112020003114.4T
Authority: DE
Inventors: Akira Miyama; Mutsumi Matsumoto
Original assignee: Denka Co Ltd
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2022-05-19
Also published as: WO2020262104A1; JP7482867B2; JPWO2020262104A1

Abstract

Eine Harzzusammensetzung wird zur Verfügung gestellt, die für ein Modell für läsionierte tubuläre Gewebe eingesetzt werden kann, das physikalische Eigenschaften aufweist, die denjenigen eines Läsionsteils eines tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ähnlich sind. Die Harzzusammensetzung enthält 100 Massenteile eines hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A) und 100 bis 5900 Massenteile eines anorganischen Füllstoffs als Komponente (B).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung und ein Modell für läsionierte tubuläre Gewebe, bei dem diese Harzzusammensetzung eingesetzt ist.
Technischer Hintergrund
Künstliche tubuläre Gewebe, wie Blutgefäße, Lymphgefäße, Gallengänge, Ureter usw. werden nicht nur bei der In-vivo-Implantation verwendet, sondern auch in verschiedenen Bereichen, wie z. B. als medizinische Simulatoren usw. für die technische Einübung bei chirurgischen Behandlungen usw. In Patentdokument 1 wird ein künstliches Blutgefäß vorgeschlagen, das als faserverstärktes Harz ein Blockcopolymer usw. enthält, das aus einem Polymerblock mit Styrol als Hauptbestandteil und einem Polymerblock mit einer konjugierten Dienverbindung als Hauptbestandteil besteht. In Patentdokument 2 wird eine Harzzusammensetzung zur Verwendung für tubuläre Gewebe vorgeschlagen, die ein hydriertes Blockcopolymer mit einer vorgegebenen MFR (Schmelze-Massefließrate), ein Öl und ein auf Polyolefin basierendes Harz mit einer vorgegebenen spezifischen Oberfläche jeweils in einer vorgegebenen Menge enthält.
Dokumente zum Stand der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2014-186281 A
Patentdokument 2: WO 2018/151320 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Zu lösende Aufgabe der Erfindung
Künstliche tubuläre Gewebe werden als medizinische Simulatoren für die technische Einübung verwendet und erfordern daher physikalische Eigenschaften, die denjenigen eines tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ähnlich sind. Aber in der Innenseite eines realen tubulären Gewebes kann durch eine Läsion ein Verkalkungsteil gebildet werden, so dass die physikalischen Eigenschaften des Läsionsteils evtl. verändert werden. Zur Verbesserung der Technik des Operateurs angesichts derartigen Läsionsteile wird es verlangt, einen medizinischen Simulator für die technische Einübung zu entwickeln, der die physikalischen Eigenschaften eines tubulären Gewebes mit einem daran gebildeten Verkalkungsteil aufweist.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf, eine Harzzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die für ein Modell für läsionierte tubuläre Gewebe verwendet werden kann, dessen physikalische Eigenschaften denjenigen des Läsionsteils eines tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ähnlich sind.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Nach fortgesetzter Untersuchung haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass die physikalischen Eigenschaften, die denjenigen des Läsionsteils eines tubulären Gewebes ähnlich sind, dadurch erzielt werden, dass ein hydriertes Blockcopolymer einen anorganischen Füllstoff enthält. Somit wurde die vorliegende Erfindung vollendet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf folgendes:

[1] Harzzusammensetzung, enthaltend 100 Massenteile eines hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A) und 100 bis 5900 Massenteile eines anorganischen Füllstoffs als Komponente (B).
[2] Harzzusammensetzung nach [1], bei der das hydrierte Blockcopolymer als Komponente (A) eine MFR, gemessen bei einer Temperatur von 230°C und einer Belastung von 2,16 kg, von 0,01 g/10 min oder mehr und 1 g/10 min oder weniger aufweist.
[3] Harzzusammensetzung nach [1] oder [2], bei der 400 bis 5000 Massenteile des anorganischen Füllstoffs als Komponente (B), bezogen auf 100 Massenteile des hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A), enthalten sind.
[4] Harzzusammensetzung nach einem von [1] bis [3], bei der der anorganische Füllstoff als Komponente (B) Calciumcarbonat enthält.
[5] Harzzusammensetzung nach einem von [1] bis [4], ferner enthaltend 3 bis 1500 Massenteile eines Öls als Komponente (C).
[6] Harzzusammensetzung nach [5], bei der das Öl als Komponente (C) eine kinematische Viskosität von 0,1 bis 1000 m²/s bei 37,8°C oder 40°C aufweist.
[7] Harzzusammensetzung nach einem von [1] bis [6], für ein Modell für läsionierte tubuläre Gewebe.
[8] Modell für läsionierte tubuläre Gewebe, in dem eine Harzzusammensetzung nach einem von [1] bis [7] eingesetzt ist.

Vorteile der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Harzzusammensetzung zur Verfügung gestellt werden, die für ein Modell für läsionierte tubuläre Gewebe verwendet werden kann, dessen physikalische Eigenschaften denjenigen des Läsionsteils eines tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ähnlich sind.
Figurenliste

[1] Abbildungen zur Darstellung eines Strukturbeispiels eines erfindungsgemäßen Modells für läsionierte tubuläre Gewebe; (a) ein Schnitt einer Fläche, die zur Längsrichtung des Modells für läsionierte tubuläre Gewebe rechtwinkelig ist, und (b) ein Schnitt längs der Linie A-A gemäß der 1 (a).
[2] Abbildungen zur Darstellung eines weiteren Strukturbeispiels eines erfindungsgemäßen Modells für läsionierte tubuläre Gewebe; (a) ein Schnitt einer Fläche, die zur Längsrichtung des Modells für läsionierte tubuläre Gewebe rechtwinkelig ist, und (b) ein Schnitt längs der Linie B-B gemäß der 2 (a).

Ausführungsform der Erfindung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die vorliegende Erfindung wird jedoch nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs, in dem die Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, mit geeigneten Modifikationen ausgeführt werden.
[Erste Ausführungsform]
Die Harzzusammensetzung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält 100 Massenteile eines hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A) und 100 bis 5900 Massenteile eines anorganischen Füllstoffs als Komponente (B). Dadurch kann ein Modell für läsionierte tubuläre Gewebe gebildet werden, dessen physikalische Eigenschaften denjenigen des Läsionsteils eines tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ähnlich sind.
Hydriertes Blockcopolymer als Komponente (A):

Es ist vorteilhaft, dass das hydrierte Blockcopolymer als Komponente (A) ein oder mehrere hydrierte Produkte (Hydrierungsprodukte oder Hydride) eines Blockcopolymers von aromatischem Vinyl und konjugiertem Dien enthält, das aus Blockpolymereinheiten (X), abgeleitet von aromatischem Vinyl, und Blockpolymereinheiten (Y), abgeleitet von konjugiertem Dien, besteht.

Die Form des derart ausgebildeten Blockcopolymers von aromatischem Vinyl und konjugiertem Dien wird z. B. mit X(YX)_n oder (XY)_n bezeichnet, wobei n eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist. Von diesen ist das Blockcopolymer mit der Form X(YX)_n, insbesondere mit der Form X-Y-X, vorteilhaft. Als das Blockcopolymer mit der Form X-Y-X sind ein oder mehrere Copolymere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol-Blockcopolymeren, Polystyrol-Polyisopren-Polystyrol-Blockcopolymeren und Polystyrol-Polyisopren-butadien-Polystyrol-Blockcopolymeren, vorteilhaft.
Bei diesen Blockcopolymeren von aromatischem Vinyl und konjugiertem Dien sind die aromatischen Vinyl-Blockeinheiten (X), die harte Segmente darstellen, als Vernetzungspunkte für die konjugierte Dienkautschuk-Blockeinheit (Y) vorhanden und bilden eine Pseudo-Vernetzung (Domäne). Die zwischen diesen aromatischen Vinyl-Blockeinheiten (X) vorhandene konjugierte Dienkautschuk-Blockeinheit (Y) ist ein weiches Segment und weist eine Gummielastizität auf.
Als aromatisches Vinyl zur Bildung der aromatischen Vinyl-Blockpolymereinheit (X) sind Styrol, α-Methylstyrol, 3-Methylstyrol, p-Methylstyrol, 4-Propylstyrol, 4-Dodecylstyrol, 4-Cyclohexylstyrol, 2-Ethyl-4-Benzylstyrol, 4-(Phenylbutyl)styrol, 1-Vinylnaphthalin, 2-Vinylnaphthalin usw. anzuführen. Von diesen ist Styrol vorteilhaft.
Als konjugiertes Dien zur Bildung der konjugierten Dien-Blockpolymereinheit (Y) sind Butadien, Isopren, Pentadien, 2,3-Dimethylbutadien und Kombinationen von diesen usw. anzuführen. Von diesen sind ein oder mehrere konjugierte Diene, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butadien, Isopren und Kombinationen von Butadien und Isopren (Butadien-Isopren-Copolymeren), vorteilhaft. Von diesen können ein oder mehrere konjugierte Diene in Kombination eingesetzt werden. Die konjugierte Dien-Blockpolymereinheit (Y) aus der Butadien-Isopren-Copolymereinheit kann eine Random-Copolymereinheit, Block-Copolymereinheit oder Gradienten-Copolymereinheit von Butadien und Isopren sein.
Bei dem obengenannten Blockcopolymer von aromatischem Vinyl und konjugiertem Dien ist der Gehalt an den aromatischen Vinyl-Blockpolymereinheiten (X) bevorzugt 5 Massen% oder mehr und 50 Massen% oder weniger, ferner bevorzugt 20 Massen% oder mehr und 40 Massen% oder weniger. Der Gehalt an den aromatischen Vinyleinheiten kann durch ein übliches Verfahren, wie Infrarotspektroskopie, NMR-Spektroskopie usw. gemessen werden.
Das obengenannte Blockcopolymer von aromatischem Vinyl und konjugiertem Dien kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. Als Herstellungsverfahren können folgende Verfahren angeführt werden: (1) ein Verfahren zur Stufenwachstumspolymerisation eines aromatischen Vinyls und anschließend eines konjugierten Diens unter Verwendung einer Alkyllithiumverbindung, wie n-Butyllithium usw. als Initiator; (2) ein Verfahren zur Polymerisation eines aromatischen Vinyls und anschließend eines konjugierten Diens und einer nachfolgenden Kupplung von diesen mittels eines Kupplungsmittels; (3) ein Verfahren zur Stufenwachstumspolymerisation eines konjugierten Diens und anschließend eines aromatischen Vinyls unter Verwendung einer Lithiumverbindung als Initiator.
Beim hydrierten Blockcopolymer handelt es sich um ein durch ein bekanntes Verfahren hydriertes Produkt (Hydrierungsprodukt oder Hydrid) des obengenannten Blockcopolymers von aromatischem Vinyl und konjugiertem Dien, wobei der Hydrierungsgrad bevorzugt 90 Mol% oder mehr ist. Der Hydrierungsgrad bezeichnet einen Wert, bezogen auf 100 Mol% der Gesamtmenge der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in der konjugierten Dien-Blockpolymereinheit (Y). Der „Hydrierungsgrad von 90 Mol% oder mehr“ bedeutet, dass 90 Mol% oder mehr der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen hydriert sind. Als Beispiele dieses hydrierten Copolymers sind Polystyrol-Poly(ethylen/propylen)-Block (SEP), Polystyrol-Poly(ethylen/propylen)-Block-Polystyrol (SEPS), Polystyrol-Poly(ethylen/butylen)-Block-Polystyrol (SEBS), Polystyrol-Poly(ethylen-Ethylen/Propylen)-Block-Polystyrol (SEEPS) usw. anzuführen. Konkreter sind SEPTON (von der Fa. KURARAY Co., Ltd.), Kraton (von der Fa. Shell Chemicals Ltd.), Kraton G (von der Fa. Shell Chemicals Ltd.), Tuftec (von der Fa. Asahi Kasei Corp.) (alle sind Handelsnamen) usw. anzuführen. Diese können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden. Vor allem ist es vorteilhaft, dass als Komponente (C) SEEPS enthalten ist.
Die Schmelze-Massefließrate (MFR bei einer Temperatur von 230°C und einer Belastung von 2,16 kg) des hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A) ist bevorzugt 0,01 g/10 min oder mehr und 1 g/10 min oder weniger, ferner bevorzugt 0,05 g/10 min oder mehr und weniger als 0,1 g /10 min. Die MFR bei einer Temperatur von 230°C und einer Belastung von 2,16 kg entspricht einer MFR, gemessen unter Bedingungen mit einer Temperatur von 230°C und einer Belastung von 2,16 kg nach JIS K7210. Durch Einstellung der MFR auf 0,01 g/10 min oder mehr reduziert sich die Wahrscheinlichkeit, dass bei der Umformung Formungsfehler entstehen, und durch Einstellung der MFR auf 1 g/10 min oder weniger reduziert sich die Wahrscheinlichkeit, dass bei der Zugabe eines Öls ein Ausbluten (Durchschlagen des Öls) auftritt bzw. die mechanische Festigkeit abnimmt. Der Hydrierungsgrad wird durch ein bekanntes Verfahren, wie Kernspinresonanzspektroskopische Analyse (NMR) usw. gemessen. In Hinsicht auf die Ölabsorptionsarbeit vor dem Kneten ist es vorteilhaft, dass sich das hydrierte Blockcopolymer als Komponente (A) in Pulverform oder amorpher Form (Krümelform) befindet.
Anorganischer Füllstoff als Komponente (B):
Beispiele des anorganischen Füllstoffs als Komponente (B) sind Calciumcarbonat, Talk, Ton, Calciumsilikat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Glimmer, Bariumsulfat, Titanoxid, Aluminiumhydroxid, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Ruß usw. Unter diesen sind ein oder mehrere Stoffe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Talk und Ton, vorteilhaft. Calciumcarbonat ist noch vorteilhafter.
Gehalt:
Es ist vorteilhaft, dass die Harzzusammensetzung als bevorzugte Zusammensetzung 100 Massenteile des hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A) und 100 Massenteile oder mehr und 5900 Massenteile oder weniger, ferner bevorzugt 400 Massenteile oder mehr und 5000 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 500 Massenteile oder mehr und 4000 Massenteile oder weniger, des anorganischen Füllstoffs als Komponente (B) enthält. Durch diese Zusammensetzung können künstliche tubuläre Gewebe mit physikalischen Eigenschaften, die denjenigen des Läsionsteils eines tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ähnlich sind, einfacher realisiert werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Öl als Komponente (C) enthalten sein.
Öl als Komponente (C):
Beispiele des Öls als Komponente (C), die am vorteilhaftesten sind, sind auf Mineralöl basierende Öle, wie auf Paraffin basierende Prozessöle, auf Naphthen basierende Prozessöle, aromatische Prozessöle, flüssiges Paraffin usw., Silikonöle, Rizinusöl, Leinöle, Olefinwachs, Mineralwachs usw. Von diesen sind auf Paraffin- und/oder Naphthen basierende Prozessöle bevorzugt. Als Prozessöle werden Diana Process Oil Series (von der Fa. Idemitsu Kosan Co. Ltd.), JOMO Process P (von der Fa. Japan Energy Corp.) usw. angeführt. Des Weiteren können verschiedene auf Ester basierende Weichmacher auf Basis von Phthalsäure, Trimellitsäure, Pyromellitsäure, Adipinsäure oder Zitronensäure eingesetzt werden. Diese Weichmacher können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.
In Hinsicht auf die Arbeitseffizienz ist es vorteilhaft, dass das Öl als Komponente (C) im hydrierten Blockcopolymer als Komponente (A) vorabsorbiert wird. Dafür ist es vorteilhaft, dass sich das hydrierte Blockcopolymer als Komponente (A) in der genannten Pulverform oder amorphen Form (Krümelform) befindet, damit das Öl leicht absorbiert werden kann.
Das Öl als Komponente (C) weist bevorzugt bei 37,8°C oder 40°C eine kinematische Viskosität von 0,1 bis 1000 m²/s, ferner bevorzugt 0,1 bis 500 m²/s, besonders bevorzugt 0,1 bis 100 m²/s, auf. Durch Einstellung der kinematischen Viskosität auf den genannten Bereich kann eine Harzzusammensetzung zur Lieferung eines biologischen Modells mit einer Flexibilität und physikalischen Eigenschaften erzielt werden, die denjenigen des menschlichen Blutgefäßes und/oder der menschlichen Haut ähnlich sind. Die kinematische Viskosität kann durch Messung bei einer Prüftemperatur von 37,8°C oder 40°C mittels eines Canon-Fenske-Viskosimeters nach JIS K 2283:2000 „5. Messverfahren für kinematische Viskosität“ erhalten werden.
Gehalt:
Es ist vorteilhaft, dass die Harzzusammensetzung als bevorzugte Zusammensetzung 3 Massenteile oder mehr und 1500 Massenteile oder weniger, ferner bevorzugt 5 Massenteile oder mehr und 1200 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 8 Massenteile oder mehr und 500 Massenteile oder weniger, des Öls als Komponente (C), bezogen auf 100 Massenteile des hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A), enthält.
Schmiermittel:
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Schmiermittel enthalten sein. Als Schmiermittel können ionische Tenside, nichtionische Tenside, Schmiermittel auf Kohlenwasserstoff-Basis, Fettsäure-Basis, aliphatischer Amid-Basis, Metallseife-Basis, Ester-Basis usw. angeführt werden.
Als ionisches Tensid kann ein anionisches, kationisches oder amphoteres Tensid eingesetzt werden. Als Beispiele des anionischen Tensids können Fettsäure-Natriumsalze, Monoalkylsulfate, Alkylpolyoxyethylensulfate, Alkylbenzolsulfonate, Monoalkylphosphate usw. angeführt werden. Als handelsübliches Produkt kann das Produkt der Fa. KAO Corp. mit dem Handelsnamen „Electrostripper PC“ usw. angeführt werden.
Als Beispiele des kationischen Tensids können Alkyltrimethylammoniumsalze, Dialkyldimethylammoniumsalze, Alkylbenzyldimethylammoniumsalze usw. angeführt werden.
Als Beispiele des amphoteren Tensids können Alkyldimethylaminoxide, Alkylcarboxybetaine usw. angeführt werden.
Als Beispiele des nichtionischen Tensids können Polyoxyethylenalkylether, Fettsäuresorbitanester, Alkylpolyglucoside, Fettsäurediethanolamide, Alkylmonoglycerylether usw. angeführt werden. Als handelsübliches Produkt kann das Produkt der Fa. KAO Corp. mit dem Handelsnamen „Electrostripper EA“ usw. angeführt werden.
Als Beispiele des Schmiermittels auf Kohlenwasserstoff-Basis können Paraffinwachs, synthetisches Polyethylenwachs, Octylalkohol usw. angeführt werden. Als Beispiele des Schmiermittels auf Fettsäure-Basis können Stearinsäure, Stearylalkohol usw. angeführt werden.
Als Beispiele des Schmiermittels auf aliphatischer Amid-Basis können Fettsäureamide, wie Stearinsäureamid, Oleinsäureamid, Erukasäureamid usw.; Alkylenfettsäureamide, wie Methylenbisstearinsäureamid, Ethylenbisstearinsäureamid usw. angeführt werden. Als Beispiele des Schmiermittels auf Metallseife-Basis können Metallstearate usw. angeführt werden.
Als Beispiele des Schmiermittels auf Ester-Basis können Fettsäureester von Alkoholen, Stearinsäuremonoglycerid, Stearylstearat, gehärtete Öle usw. angeführt werden.
Ein oder mehrere Schmiermittel, ausgewählt aus den obengenannten Schmiermitteln, können eingesetzt werden. Vor allem ist es bevorzugt, dass ein oder mehrere Schmiermittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den ionischen und nichtionischen Tensiden, ferner bevorzugt ein oder mehrere Schmiermittel, ausgewählt aus den nichtionischen Tensiden, enthalten sind, da damit die Harzzusammensetzung die Flexibilität und physikalischen Eigenschaften aufweist, die denjenigen des menschlichen Blutgefäßes und/oder der menschlichen Haut noch mehr ähnlich sind.
Gehalt:
Es ist bevorzugt, dass die Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 0,1 Massenteil oder mehr und 150 Massenteile oder weniger, ferner bevorzugt 0,1 Massenteil oder mehr und 100 Massenteile oder weniger, besonders bevorzugt 0,1 Massenteil oder mehr und 50 Massenteile oder weniger des Schmiermittels, bezogen auf 100 Massenteile des hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A), enthält.
Additive usw.:
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Harzzusammensetzung gegebenenfalls Kautschuke, Weichmacher, Stabilisatoren, Alterungsschutzmittel, Lichtbeständigkeitsverbesserer, UV-Absorber, Enthärtungsmittel, Schmiermittel, Verarbeitungshilfsmittel, Färbungsmittel, Antistatika, Beschlagschutzmittel, Antiblockmittel, Kristallkeimbildner, Schaumbildner usw. enthalten.
Die Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann gegebenenfalls weitere Harze oder Elastomere enthalten. Die weiteren Harze oder Elastomere unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Zum Beispiel können Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymer, EthylenVinylacetat-Copolymer (EVA) usw., thermoplastische Elastomere auf Styrol-Basis, wie Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Isopren-Copolymer, Styrol-Butadien-Isopren-Copolymer, Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol-Copolymer (SEBS), Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Copolymer (SEPS) usw., Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS-Harz), Acrylnitril-Styrol-Copolymer (AS-Harz), Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid usw., und Faserfüllstoffe angeführt werden. Wenn die weiteren Harze oder Elastomere enthalten sind, ist es vorteilhaft, dass ihr Gehalt 0,01 Massenteil oder mehr und 500 Massenteile oder weniger, bezogen auf 100 Massenteile des hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A), beträgt.
In Hinsicht auf die Herstellungskosten und das Gleichgewicht der physikalischen Eigenschaften ist es vorteilhaft, dass die Harzzusammensetzung thermoplastisch ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die A-Härte der Harzzusammensetzung durch das herzustellende Modell für läsionierte tubuläre Gewebe nicht besonders beschränkt, aber ist bevorzugt 1 bis 100, ferner bevorzugt 1 bis 80, besonders bevorzugt 1 bis 60. Zum Beispiel ist die A-Härte der Harzzusammensetzung beim Herstellen eines Modells einer läsionierten Koronararterie bevorzugt 10 bis 100, ferner bevorzugt 40 bis 100, besonders bevorzugt 60 bis 100, am meisten bevorzugt 80 bis 100. Die A-Härte des Harzes kann entsprechend dem Durometer-Härte-Prüfverfahren nach JIS K6253-1997 gemessen werden.
[Herstellungsverfahren]
Das Verfahren zur Herstellung der Harzzusammensetzung unterliegt keiner besonderen Beschränkung, so dass ein bekanntes geeignetes Mischverfahren verwendet werden kann. Beispielsweise kann das Schmelzkneten mittels eines Einschnecken- bzw. Doppelschneckenextruders, Banbury-Mischers, Plastomills, Co-Kneters, einer Heizwalze usw. erfolgen. Auch vor dem Schmelzkneten können die einzelnen Rohmaterialien mit einem Henschelmischer, Bandschneckenmischer, Supermischer, einer Drehtrommel usw. gleichmäßig gemischt werden. Die Schmelzknettemperatur unterliegt keiner besonderen Beschränkung und liegt im Allgemeinen bei 50 bis 300°C, bevorzugt bei 70 bis 250°C.
[Modell für läsionierte tubuläre Gewebe]
Das Modell für läsionierte tubuläre Gewebe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass an der Innenseite eines künstlichen tubulären Gewebes ein aus der obengenannten Harzzusammensetzung geformter simulierter Läsionsteil angeordnet ist.
Künstliches tubuläres Gewebe:
Es ist vorteilhaft, dass das künstliche tubuläre Gewebe eine hohle, schmale Struktur aufweist.
Der Innendurchmesser des künstlichen tubulären Gewebes wird durch die Art des herzustellenden tubulären Gewebes nicht besonders beschränkt, aber ist bevorzugt 0,1 mm bis 30 mm, ferner bevorzugt 0,5 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt 1 mm bis 10 mm.
Der Außendurchmesser des künstlichen tubulären Gewebes wird abhängig von der Art des herzustellenden tubulären Gewebes entsprechend der Größe des Innendurchmessers geeignet bestimmt und unterliegt keiner besonderen Beschränkung, aber ist bevorzugt 0,3 mm bis 35 mm, ferner bevorzugt 0,7 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt 1,2 mm bis 12 mm.
Die Dicke des künstlichen tubulären Gewebes wird entsprechend der Beziehung zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser geeignet bestimmt und unterliegt keiner besonderen Beschränkung, aber ist bevorzugt 0,1 mm bis 3 mm, ferner bevorzugt 0,3 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt 0,5 mm bis 1 mm.
Simulierter Läsionsteil:
Der simulierte Läsionsteil kann eine Struktur aufweisen, bei der ein nach innen der Tube schüsselförmig anschwellender Vorsprung derart gebildet ist, dass ein Lumen 4 eines künstlichen tubulären Gewebes 2 verengt oder verschlossen wird (siehe den simulierten Läsionsteil 3A in 1). Beziehungsweise kann der simulierte Läsionsteil an der Innenseite des künstlichen tubulären Gewebes 2 rohrförmig gebildet sein, wobei ferner an den Öffnungsenden des simulierten Läsionsteils jeweils eine nach innen verengte konische Schrägfläche 5 gebildet sein kann (siehe den simulierten Läsionsteil 3B in 2). Der Innendurchmesser des simulierten Läsionsteils mit der rohrförmigen Struktur wird durch die Art des herzustellenden tubulären Gewebes nicht besonders beschränkt, aber ist bevorzugt 0,1 mm bis 3 mm, ferner bevorzugt 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt 0,3 mm bis 1 mm.
Der Außendurchmesser des simulierten Läsionsteils 3B wird abhängig von der Art des herzustellenden tubulären Gewebes entsprechend der Größe des Innendurchmessers des simulierten Läsionsteils 3B geeignet bestimmt und unterliegt keiner besonderen Beschränkung, aber ist bevorzugt 0,2 mm bis 32 mm, ferner bevorzugt 0,6 mm bis 22 mm, besonders bevorzugt 1,1 mm bis 12 mm.
Die Dicke der Schicht des simulierten Läsionsteils 3B wird entsprechend der Beziehung zwischen seinem Innendurchmesser und Außendurchmesser geeignet eingestellt. Durch tatsächliche Einstellung auf eine dem Verengungsgrad der verengten Stelle angemessene Dicke kann eine solche Dicke erhalten werden, bei der angemessene Übungen sicher ausgeführt werden können, wobei Übungen in der Durchbohrung sicher ausgeführt werden können und damit die Verbesserung der Technik des Operateurs präzise erzielt werden kann.
Hierbei ist es vorteilhaft, dass der Außendurchmesser des simulierten Läsionsteils 3B größer als der Innendurchmesser des künstlichen tubulären Gewebes gebildet ist. Durch diese Struktur ist der simulierte Läsionsteil 3B in einem am künstlichen tubulären Gewebe komprimierten Zustand angeordnet und damit im künstlichen tubulären Gewebe fixiert, so dass z. B. bei Übungen in der Technik zur Stent-Expansion oder in der Technik zum Abtragen des Verkalkungsteils die Verschiebung des simulierten Läsionsteils 3B unterdrückt wird. Die Fixierung kann auch mittels eines Klebers oder durch Heißschmelzen usw. erfolgen.
[Verfahren zur Herstellung des simulierten Läsionsteils]
Das Verfahren zur Herstellung des simulierten Läsionsteils unterliegt keiner besonderen Beschränkung, und der simulierte Läsionsteil kann daher durch ein bekanntes Formgebungsverfahren hergestellt werden. Verschiedene Formgebungsverfahren, wie z. B. Strangpressen, Gießen, Spritzgießen, Vakuumformen usw. können entsprechend dem Zielmodell des tubulären Gewebes verwendet werden.
Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert, aber die Auslegung der vorliegenden Erfindung wird durch diese Ausführungsbeispiele nicht begrenzt.
[Herstellung einer Harzzusammensetzung für künstliche Blutgefäße]
Im Folgenden werden die Materialien angegeben, die zur Herstellung einer Harzzusammensetzung für künstliche Blutgefäße eingesetzt wurden. Die nachstehende Schmelze-Massefließrate (MFR) entspricht einem Wert bei einer Temperatur von 230°C und einer Belastung von 2,16 kg.
[Materialien]
Hydriertes Blockcopolymer:

„SEPTON 4055“ von der Fa. KURARAY Co., Ltd.

„Diana Process Oil PW 90“ von der Fa. Idemitsu Kosan Co. Ltd.

[Herstellung einer Harzzusammensetzung für einen simulierten Läsionsteil]
Im Folgenden werden die Materialien angegeben, die zur Herstellung eines simulierten Läsionsteils zur Anordnung an der Innenumfangsfläche des künstlichen Blutgefäßes eingesetzt wurden.
[Materialien]
Hydriertes Blockcopolymer als Komponente (A):

A: SEEPS, „SEPTON-4055“ von der Fa. KURARAY Co., Ltd.; MFR: 1 g/10 min, Styrolgehalt: 30 Massen% Anorganischer Füllstoff als Komponente (B):
B: Calciumcarbonat, „NS#100“ von der Fa. Nitto Funka Kogyo K.K. Öl als Komponente (C):
C: Auf Paraffin basierendes Öl, „PW-90“ von der Fa. Idemitsu Kosan Co., Ltd.; Kinematische Viskosität bei 40°C: 90,5 mm²/s

[Ausführungsbeispiele 1 - 3, Vergleichsbeispiele 1 und 2]
Das hydrierte Blockcopolymer (A) und der anorganische Füllstoff (B) wurden mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung unter Verwendung eines Brabender-Plasticorders (Typ PL 2000 von der Fa. Brabender GmbH) 6 Minuten lang bei 200 bis 230°C mit einer Drehgeschwindigkeit von 50 Umdrehungen/min geknetet, wodurch eine Harzzusammensetzung erhalten wurde. Das hydrierte Blockcopolymer (A) wurde in Form eines amorphen Pulvers vom Hersteller geliefert.
[Ausführungsbeispiele 4 - 6]
Das hydrierte Blockcopolymer (A), der anorganische Füllstoff (B) und das Öl (C) wurden mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung unter Verwendung eines Brabender-Plasticorders (Typ PL 2000 von der Fa. Brabender GmbH) 6 Minuten lang bei 200 bis 230°C mit einer Drehgeschwindigkeit von 50 Umdrehungen/min geknetet, wodurch eine Harzzusammensetzung erhalten wurde. Das hydrierte Blockcopolymer (A) wurde in Form eines amorphen Pulvers vom Hersteller geliefert. Einige Tage vor dem Kneten wurde das Öl (C) in einer vorgegebenen Menge auf das hydrierte Blockcopolymer (A) getropft, um es darin hinreichend einsickern zu lassen. Die Menge des eingesickerten Öls (C) ist in der obengenannten Einsatzmenge eingeschlossen.
[Vergleichsbeispiele 3 - 5]
Eine Harzzusammensetzung wurde durch dasselbe Verfahren wie in dem Ausführungsbeispiel 1 erhalten, mit Ausnahme davon, dass anstatt des hydrierten Blockcopolymers (A) folgende Harze eingesetzt wurden.

Vergleichsbeispiel 1: Polyethylen (PE), „Sumikathene C215“ von der Fa. Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Vergleichsbeispiel 2: Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer-Kunstharz (ABS), „GR-2000“ von der Fa. Denka Co., Ltd.
Vergleichsbeispiel 3: Polycarbonat (PC), „Eupilon ML200“ von der Fa. Mitsubishi Engineering Plastics Corp.

[Messung und Beurteilung]
Durch Strangpressen der Harzzusammensetzung für künstliche Blutgefäße wurde ein künstliches Blutgefäß mit einem Außendurchmesser von 8 mm, einem Innendurchmesser von 4 mm und einer Wanddicke von 2 mm hergestellt.
Durch Strangpressen der Harzzusammensetzungen gemäß den Ausführungsbeispielen 1 - 6 und Vergleichsbeispielen 1 - 3 wurde jeweils ein simulierter Läsionsteil mit einer rohrförmigen Struktur mit einem Außendurchmesser von 4,2 mm, einem Innendurchmesser von 1 mm, einer Wanddicke von 1,6 mm und einer Länge von 10 mm hergestellt.
Der Außendurchmesser, Innendurchmesser und die Dicke wurden mittels eines Opto-Digital-Mikroskops DSX500 von der Fa. OLYMPUS Corp. gemessen. An der Innenseite des erhaltenen künstlichen Blutgefäßes wurde der simulierte Läsionsteil angeordnet, wodurch ein Modell eines läsionierten tubulären Gewebes gebildet wurde.
Die unter Verwendung der Harzzusammensetzungen gemäß den Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Modelle für läsionierte tubuläre Gewebe wurden hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften gemessen und wie folgt beurteilt.
Härte:
Ein Prüfstück mit einer Größe von 50 mm × 50 mm und einer Dicke von 10 mm wurde hergestellt und dann wurde die Durometer-Härte des Typs A entsprechend dem Durometer-Härte-Prüfverfahren nach JIS K6253-1997 unter Innenraumumgebungsbedingungen mit einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % ermittelt. Diese Härte stellt einen Momentanwert dar. Dieser Wert wurde aufgrund folgender Kriterien beurteilt.

○: 60 oder mehr und 100 oder weniger
Δ: 10 oder mehr und weniger als 60
×: weniger als 10

Tastgefühl:
Das Modell für läsionierte tubuläre Gewebe wurde von Beschäftigten im Gesundheitswesen abgetastet, wodurch das Tastgefühl beurteilt wurde.

○: Dem realen verkalkten Läsionsteil ähnlich.
Δ: Dem realen verkalkten Läsionsteil einigermaßen ähnlich.
×: Dem realen verkalkten Läsionsteil nicht ähnlich.

Nutzbarkeit bei dem Abtragungsversuch des Verkalkungsteils:

Am Modell für läsionierte tubuläre Gewebe wurde der simulierte Läsionsteil mittels eines Gefäßbohrers abgetragen. Das Tastgefühl beim Abtragen und der abgetragene Zustand wurden einer Sichtprüfung durch einen Arzt unterzogen.
- ○: Identisch mit dem Abtragen des realen verkalkten Läsionsteils.
- Δ: Das Tastgefühl unterscheidet sich von demjenigen beim Abtragen des realen verkalkten Läsionsteils.
- ×: Das Tastgefühl unterscheidet sich sehr von demjenigen beim Abtragen des realen verkalkten Läsionsteils.

Nutzbarkeit bei dem Stent-Expansionsversuch:
Das Modell für läsionierte tubuläre Gewebe, dessen Verkalkungsteil abgetragen wurde, wurde mit einem Ballonkatheter expandiert, dann ein Stent durch Stentplatzierung eingebettet und die Verstärkung der expandierten Stelle durchgeführt. Der durch den Stent expandierte Grad wurde einer Sichtprüfung unterzogen.

○: Die Stent-Expansion und das Halten des Lumens konnten reproduziert werden, genauso wie beim realen verkalkten Läsionsteil.
Δ: Das Lumen wurde nicht ausreichend expandiert, bzw. das Harz des simulierten Läsionsteils ist teilweise aus dem Netz des Stents gequollen.
×: Der Stent wurde nicht expandiert, das Lumen wurde durch Einfressen des Stents nicht expandiert, bzw. der Stent konnte nach der Stent-Expansion nicht gehalten werden und ist geschrumpft (die Expansion konnte nicht aufrechterhalten werden).

(Gesamtbeurteilung)
Aufgrund der obengenannten Beurteilungen wurde die Gesamtbeurteilung nach folgenden Kriterien durchgeführt.

○: Als Modell für läsionierte tubuläre Gewebe nutzbar.
Δ: Als Modell für läsionierte tubuläre Gewebe einigermaßen nutzbar.
×: Als Modell für läsionierte tubuläre Gewebe nicht nutzbar.

[Tabelle 1]

	Ausführungsbeispiel								Vergleichsbeispiel
	1	2	3	4	5	6	7	8	1	2	3	4	5
Hydriertes Blockcopolymer	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
PE											100
ABS												100
PC													100
Anorganischer Füllstoff	100	3000	5000	100	3000	5000	3000	3000	50	6000
Öl				300	300	3000	10	1000

[Tabelle 2]

	Ausführungsbeispiel								Vergleichsbeispiel
	1	2	3	4	5	6	7	8	1	2	3	4	5
Härte	△	◯	◯	△	◯	◯	◯	△	×	◯	◯	◯	◯
	10	71	87	42	69	82	70	59	1	95	62	76	92
Tastgefühl	△	◯	◯	△	◯	◯	◯	△	×	◯	◯	◯	◯
Abtragungsversuch des Verkalkungsteils	△	◯	△	△	◯	△	◯	△	×	◯	×	×	×
Stent-Expansionsversuch	△	◯	◯	△	◯	◯	◯	△	×	×	△	×	×
Gesamtbeurteilung	△	◯	◯	△	◯	◯	◯	△	×	×	×	×	×

Wie in Tabelle 1 gezeigt, stellte sich heraus, dass die Modelle für läsionierte tubuläre Gewebe gemäß den Ausführungsbeispielen die physikalischen Eigenschaften, die denjenigen des Läsionsteils des tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ahnlich sind, aufwiesen und daher als Trainingsmodelle für die Technik zum Abtasten des Verkalkungsteils, für die Übung in der Technik zur Handhabung von Kathetern, für die Übung in der Technik zur Stent-Expansion und für die Übung in der Technik zum Abtragen des Verkalkungsteils nutzbar waren. Dagegen wiesen die Modelle für läsionierte tubuläre Gewebe gemäß den Vergleichsbeispielen keine physikalischen Eigenschaften auf, die denjenigen des Läsionsteils des tubulären Gewebes von Tieren, einschließlich Menschen, ähnlich sind, bzw. sie eigneten sich nicht als Trainingsmodelle.
Bezugszeichenliste

1: Modell für läsionierte tubuläre Gewebe
2: künstliches tubuläres Gewebe
3A, 3B: simulierter Läsionsteil
4: Lumen
5: Schrägfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014186281 A [0002]
WO 2018/151320 A1 [0002]

Claims

Harzzusammensetzung, enthaltend 100 Massenteile eines hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A) und 100 bis 5900 Massenteile eines anorganischen Füllstoffs als Komponente (B).
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das hydrierte Blockcopolymer als Komponente (A) eine MFR, gemessen bei einer Temperatur von 230°C und einer Belastung von 2,16 kg, von 0,01 g/10 min oder mehr und 1 g/10 min oder weniger aufweist.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, bei der 400 bis 5000 Massenteile des anorganischen Füllstoffs als Komponente (B), bezogen auf 100 Massenteile des hydrierten Blockcopolymers als Komponente (A), enthalten sind.
Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der anorganische Füllstoff als Komponente (B) Calciumcarbonat enthält.
Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner enthaltend 3 bis 1500 Massenteile eines Öls als Komponente (C).
Harzzusammensetzung nach Anspruch 5, bei der das Öl als Komponente (C) eine kinematische Viskosität von 0,1 bis 1000 m²/s bei 37,8°C oder 40°C aufweist.
Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, für ein Modell für läsionierte tubuläre Gewebe.
Modell für läsionierte tubuläre Gewebe, in dem eine Harzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingesetzt ist.