JP2018189761A - Organ membrane model and organ model coated thereby - Google Patents

Organ membrane model and organ model coated thereby Download PDF

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真 八十島
浩之 河野
Hiroyuki Kono
浩之 河野
寿宣 柏崎
Toshinobu Kashiwazaki
寿宣 柏崎
晃平 濱地
Kohei Hamachi
晃平 濱地
伊藤 雅昭
Masaaki Ito
雅昭 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organ model whose flexibility and resilience are like those of a real organ and which three-dimensionally reproduces membrane tissue coating organ, muscle fiber, blood vessel and the like.SOLUTION: An organ membrane model 100 comprises: a multilayer membrane part 120 having multilayer construction of overlapped or laminated single layer membrane parts 110 formed of gelatinous raw materials and simulating monolayer of a membrane tissue; and a fiber part 130 formed of gelatinous raw materials and simulating a fiber tissue. The fiber part 130 can be formed in the combination of a main structure of a fiber tissue made of gelatinous raw materials as a backing for reproducing form of twist of multiple filaments like the fiber tissue, and a coating body made of gelatinous raw materials coating the surface of the main structure of the fiber tissue to give tensile strength like the fiber tissue.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、臓器膜モデルおよびそれで被膜した臓器モデルに関する。臓器膜モデルは膜組織と繊維構造が再現されたモデルであり、柔らかさも実際の臓器膜に近く、さらに、電気メス等の電子医療機器に対する反応も実際の臓器膜に近い臓器膜モデルに関する。   The present invention relates to an organ membrane model and an organ model coated with the organ membrane model. The organ membrane model is a model in which the membrane tissue and fiber structure are reproduced, and also relates to an organ membrane model in which the softness is close to that of an actual organ membrane and the response to an electronic medical device such as an electric knife is close to the actual organ membrane.

一般的に、手術トレーニングを行うツールとして臓器モデルが用いられている。臓器モデルは高分子素材等を用いて成型され、実際の臓器等の軟質部位を想定したモデルとなっている。臓器モデルは、粉末焼結積層造形法、光造形法、射出成形法、真空注型法、切削加工法などにより成形されたものが知られている。これらは幅広く医療の研究または教育用モデルなどに用いられている。   In general, an organ model is used as a tool for performing surgical training. The organ model is molded using a polymer material or the like, and is a model assuming a soft part such as an actual organ. The organ model is known to be formed by a powder sintering additive manufacturing method, an optical modeling method, an injection molding method, a vacuum casting method, a cutting method, or the like. These are widely used for medical research or educational models.

しかし、これらの成形手法で製作された臓器モデルは臓器の形などを参照する模型であり、硬いプラスチック成形品であることが多く、実際に生体組織のような物性とはなっていないことが多い。
実際のヒト臓器は膜組織に覆われており、この膜の中に血管や神経などの極めて重要な組織が配置されており、さらに膜中に筋繊維構造が存在している。実際の手技では患部におけるこれら血管や神経に注意を配りながら、出血させずに膜を剥離していく手技のトレーニングは重要である。
However, organ models produced by these molding methods are models that refer to the shape of the organ, etc., and are often hard plastic molded products, and in many cases do not actually have physical properties like biological tissues. .
An actual human organ is covered with a membrane tissue, in which extremely important tissues such as blood vessels and nerves are arranged, and a muscle fiber structure is present in the membrane. In an actual procedure, it is important to train a procedure to peel the membrane without bleeding while paying attention to these blood vessels and nerves in the affected area.

このように、臓器モデルとしては、解剖学的な臓器の形状面の模擬のみならず、膜組織、膜組織中に含まれる血管や神経、筋繊維構造が再現されていることが重要であるが、それらは複雑であるため、従来技術では、膜組織まで再現した臓器モデルは製作が難しいのが現状であった。そのため、一部のみを再現させた簡略モデルも多くみられ、膜組織や筋繊維は再現されておらず、動脈、静脈もいずれか一方しか再現されていないようなモデルも散見される。
実際の臓器は、膜組織で覆われており、膜組織中には筋繊維や血管が含まれており、臓器内部は体液を多く含んでおり、柔軟性と弾力性に富んだものである。これら膜組織と筋繊維の再現が手技のトレーニングにおいて重要である。
Thus, as an organ model, it is important not only to simulate the shape of an anatomical organ, but also to reproduce the membrane tissue, blood vessels, nerves, and muscle fiber structures contained in the membrane tissue. Because of their complexity, it is difficult to produce an organ model that reproduces even the membrane tissue in the prior art. For this reason, there are many simplified models in which only a part is reproduced, and there are some models in which membrane tissue and muscle fibers are not reproduced, and only one of arteries and veins is reproduced.
An actual organ is covered with a membrane tissue, and the membrane tissue contains muscle fibers and blood vessels. The inside of the organ contains a lot of body fluid, and is rich in flexibility and elasticity. The reproduction of these membrane tissues and muscle fibers is important in training the procedure.

従来技術において、臓器モデルの素材として、ゲル状素材、例えば、ウレタンゲル、シリコーンエラストマー、ポリビニルアルコールの水性ゲルが多用されている。
特許文献1(特開2015−125231号)に開示された臓器モデルは模擬腸管壁のトレーニングモデルであり、模擬粘膜層と模擬筋層が設けられている。しかし、模擬粘膜層および模擬筋層はともに平板状のシートを2枚貼り合わせたシンプルなものであり、筋繊維や血管などは再現されていないものである。
In the prior art, gel materials such as urethane gels, silicone elastomers, and polyvinyl alcohol aqueous gels are frequently used as organ model materials.
An organ model disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-125231) is a training model for a simulated intestinal tract wall, and is provided with a simulated mucosal layer and a simulated muscle layer. However, both the simulated mucosa layer and the simulated muscle layer are simple ones in which two flat sheets are bonded together, and muscle fibers and blood vessels are not reproduced.

特許文献2(特開2015−194708号)に開示された臓器モデルは、臓器の形状などをかたどったもので、臓器の膜組織や筋繊維などは再現されたものとはなっていないものである。   The organ model disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-194708) is a model of the shape of an organ and the like, and the organ tissue and muscle fibers are not reproduced. .

特許文献3(特開2015−069054号)に開示された臓器モデルは、カテーテル治療用シミュレータであり、シリコーンエラストマー、ポリビニルアルコールの水性ゲルにより疑似血管流路が再現されている。しかし、カテーテル治療用シミュレータであるので、比較的太い大動脈や大静脈が再現されており、臓器モデルとしての膜組織や筋組織までは再現されていないものである。   An organ model disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-069054) is a simulator for catheter treatment, and a pseudo blood vessel channel is reproduced by an aqueous gel of silicone elastomer and polyvinyl alcohol. However, since it is a simulator for catheter treatment, relatively thick aorta and vena cava are reproduced, and membrane tissue and muscle tissue as an organ model are not reproduced.

特許文献4(特開2014−106400号)に開示された臓器モデルも、カテーテル治療用シミュレータであり、ポリビニルアルコールの水性ゲルにより疑似的に冠動脈が再現されている。比較的太い冠動脈が再現されているが、臓器モデルとしての膜組織や筋繊維までは再現されていないものである。   The organ model disclosed in Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-106400) is also a catheter treatment simulator, in which a coronary artery is reproduced in a pseudo manner by an aqueous gel of polyvinyl alcohol. Relatively thick coronary arteries have been reproduced, but the membrane tissue and muscle fibers as organ models have not been reproduced.

特許文献5(特開2014−021174号)に開示された臓器モデルは、心臓など内部に空間を有している臓器モデルであり、光硬化性樹脂により内部が空洞である外殻体の型と内殻体の型からなるサポート樹脂型を作り、その型にウレタンゲル、シリコーンエラストマー、ポリビニルアルコールの水性ゲルを流し込んで内部に空間を持つ臓器モデルを形成するものであるが、組織自体は単層のもので臓器モデルとしての膜組織や筋繊維までは再現されていないものである。   The organ model disclosed in Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-021174) is an organ model having a space inside such as the heart, and has an outer shell type that is hollow inside by a photocurable resin. A support resin mold consisting of an inner shell mold is made, and an aqueous gel of urethane gel, silicone elastomer, and polyvinyl alcohol is poured into the mold to form an organ model with a space inside, but the tissue itself is a single layer. Even the membrane tissues and muscle fibers as organ models have not been reproduced.

特許文献6(特開2010−277003号)に開示された臓器モデルは、人体などの切開や切削縫合といった手術における手技練習に用いる塊状の臓器モデルであり、ポリビニルアルコールの水性ゲルにより疑似的に組織塊が再現されている。しかし、臓器モデルは塊状の外形をかたどったものであり、臓器モデルとしての膜組織や筋繊維までは再現されていないものである。   The organ model disclosed in Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-277003) is a massive organ model used for practicing a procedure in an operation such as incision or cutting suture of a human body, and is simulated by an aqueous gel of polyvinyl alcohol. A lump has been reproduced. However, the organ model has a solid outer shape, and the membrane model and muscle fibers as the organ model are not reproduced.

特許文献7(特開2010−197637号)に開示された臓器モデルも、人体などの切開や切削縫合といった手術における手技練習に用いる塊状の臓器モデルであり、ポリビニルアルコールの水性ゲルにより疑似的に組織塊が再現されているが、臓器モデルは塊状の外形をかたどったものであり、臓器モデルとしての膜組織や筋繊維までは再現されていないものである。   The organ model disclosed in Patent Document 7 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-197637) is also a massive organ model used for practicing a procedure in an operation such as incision or cutting suture of a human body, and is simulated by an aqueous gel of polyvinyl alcohol. Although a lump is reproduced, the organ model has a lump shape, and even the membrane tissue and muscle fibers as the organ model are not reproduced.

特開2015−125231号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-125231 特開2015−194708号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-194708 特開2015−069054号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-069054 特開2014−106400号公報JP 2014-106400 A 特開2014−021174号公報JP 2014-021174 A 特開2010−277003号公報JP 2010-277003 A 特開2010−197637号公報JP 2010-197637 A

しかし、上記従来技術における臓器モデルは主に臓器の形などを参照する模型であり、実際に生体組織のような物性とはなっていないことが多い。臓器の解剖学的な形状は再現されていても、手技で問題となる膜組織やその中にある血管・神経等は再現されていないか、再現されていてもごく一部が簡単に再現されているに過ぎないものであった。
実際のヒト臓器は膜組織に覆われており、この膜の中に血管や神経などの極めて重要な組織が配置されており、さらに膜中に筋繊維構造が存在している。実際の手技では患部におけるこれら血管や神経に注意を配りながら、出血させずに膜を剥離していく手技のトレーニングは重要である。
However, the organ model in the above-described prior art is a model that mainly refers to the shape of an organ and the like, and in many cases does not actually have physical properties like a living tissue. Even if the anatomical shape of the organ is reproduced, the membrane tissue that is a problem in the procedure and the blood vessels and nerves in it are not reproduced, or even if it is reproduced, only a part is easily reproduced It was just something.
An actual human organ is covered with a membrane tissue, in which extremely important tissues such as blood vessels and nerves are arranged, and a muscle fiber structure is present in the membrane. In an actual procedure, it is important to train a procedure to peel the membrane without bleeding while paying attention to these blood vessels and nerves in the affected area.

臓器モデルとしては、臓器の形状面の模擬のみならず、膜組織、膜組織中に含まれる血管や神経、筋繊維構造が再現されていることが重要である。しかし、それらは複雑であるため、現在、膜組織まで再現した臓器モデルは製作が難しいとされていた。
また、臓器モデルは、理想的には、電気メスのような医療機器を用いて実際の臓器に手技を施した際と同様の反応が再現されることが好ましい。特に、表面が膜で覆われた臓器の切開は、膜組織、その中にある筋繊維、血管、神経などを丁寧に扱いながら切開する必要があり、それらの実際の反応が近い形で再現されることが好ましい。
As an organ model, it is important not only to simulate the shape of the organ, but also to reproduce the membrane tissue, blood vessels, nerves, and muscle fiber structures contained in the membrane tissue. However, because they are complex, it has now been considered difficult to produce an organ model that reproduces even the membrane tissue.
Moreover, ideally, the organ model preferably reproduces the same reaction as when a procedure is performed on an actual organ using a medical device such as an electric knife. In particular, incision of an organ whose surface is covered with a membrane requires incision while carefully handling the membrane tissue, muscle fibers, blood vessels, nerves, etc. in it, and their actual reactions are reproduced in a close form. It is preferable.

そこで、本発明は、臓器膜モデルとして、柔軟性や弾力性が実際の臓器膜に近く、臓器を覆う膜組織、筋繊維、血管等まで立体的に再現し、電気メスなどの医療機器を用いた手技における反応も実際の反応に近い臓器膜モデルを提供することを目的とする。また、その臓器膜モデルで被覆した臓器モデルを提供することも目的とする。   Therefore, the present invention uses a medical device such as an electric scalpel as an organ membrane model that reproduces three-dimensionally from membrane tissue, muscle fibers, blood vessels, and the like that are close to the actual organ membrane and have flexibility and elasticity as an organ membrane model. The purpose of this study is to provide an organ membrane model that is similar to the actual reaction. Another object of the present invention is to provide an organ model covered with the organ membrane model.

上記目的を達成するため、本発明の臓器膜モデルは、繊維組織を含む膜組織を模擬した臓器膜モデルであって、ゲル状の素材で形成した前記膜組織の単層を模擬した単層膜パーツを重ね合わせまたは貼り合わせて多層構造とした多層膜パーツと、ゲル状の素材で形成した前記繊維組織を模擬した繊維パーツを備え、繊維パーツを多層膜パーツの層間に配置したことを特徴とする臓器膜モデルである。
上記構成において、繊維パーツが、繊維組織に近い複数の糸状体が絡み合った形状を再現するための基材となるゲル状の素材でできた繊維組織の主構造体と、繊維組織に近い引っ張り強度を出すために前記繊維組織の主構造体の表面をコーティングするゲル状の素材でできたコーティング体の組み合わせで形成されていることが好ましい。
上記構成により、臓器膜モデルが、多層膜パーツの層間に繊維パーツが再現された構造となり、実際の臓器膜に近い仕上がりのものとなり、医療トレーニングの際に必要とされる、患部における膜中の筋線維などの繊維組織、血管、神経などに注意を配りながら、膜を剥離する等の手技のシミュレーションが体験できる臓器膜モデルとなる。
In order to achieve the above object, an organ membrane model of the present invention is an organ membrane model that simulates a membrane tissue including a fiber tissue, and is a single-layer membrane that simulates a single layer of the membrane tissue formed of a gel material It is characterized by comprising multilayer film parts that have a multilayer structure by overlapping or bonding parts, and fiber parts that simulate the fiber structure formed of a gel material, and the fiber parts are arranged between the multilayer film parts. It is an organ membrane model.
In the above configuration, the main structure of the fiber structure made of a gel-like material used as a base material for reproducing the shape in which the fiber parts are intertwined with a plurality of filaments close to the fiber structure, and the tensile strength close to the fiber structure It is preferable that the surface of the main structure of the fiber structure is formed by a combination of coating bodies made of a gel-like material.
With the above configuration, the organ membrane model has a structure in which the fiber parts are reproduced between the layers of the multilayer membrane parts, and the finish is close to the actual organ membrane, which is necessary for medical training, in the membrane in the affected area. It becomes an organ membrane model that allows you to experience simulations of procedures such as peeling the membrane while paying attention to fiber tissues such as muscle fibers, blood vessels, and nerves.

具体的な素材例としては、繊維パーツの主構造体は、アルギン酸ナトリウムゲルとする。アルギン酸ナトリウムゲルを繊維状に形成するため、アルギン酸ナトリウム水溶液を塩化カルシウム水溶液中にシリンジから糸状に押し出して糸状体とし、その糸状体を繊維状に絡ませて繊維状のアルギン酸ゲルを形成する。
さらに、上記手法で形成した繊維パーツの主構造体である繊維状アルギン酸ゲルをポリビニルアルコール水溶液に浸漬した状態で、飽和ホウ酸等の架橋剤で架橋してポリビニルアルコールゲルを繊維状アルギン酸ゲルの表面に形成してゆきコーティング体でコーティングした構造とする。
As a specific material example, the main structure of the fiber part is a sodium alginate gel. In order to form a sodium alginate gel into a fibrous form, an aqueous sodium alginate solution is extruded into a thread form from a syringe into a calcium chloride aqueous solution to form a filamentous body, and the filamentous body is entangled into a fibrous form to form a fibrous alginate gel.
Furthermore, the fibrous alginic acid gel which is the main structure of the fiber part formed by the above method is immersed in an aqueous polyvinyl alcohol solution and crosslinked with a crosslinking agent such as saturated boric acid to make the polyvinyl alcohol gel the surface of the fibrous alginic acid gel. The structure is formed by coating with a coating body.

次に、本発明の臓器膜で被覆した臓器モデルとしては、臓器モデル鋳型に対して必要に応じて血管モデルや神経モデルを配置した状態でポリビニルアルコール等の臓器モデル用ゲル素材を流し込んで形成した臓器本体モデルに対して、上記した臓器膜モデルを用いて被覆した構造とする。
上記構造の臓器モデルは、実際の臓器に近いものとして再現した臓器本体モデルに対して、さらに実際の臓器膜に近い臓器膜モデルを再現して被覆せしめた構造となるので、より実際の臓器に近い臓器モデルとして再現される。
Next, the organ model coated with the organ membrane of the present invention was formed by pouring a gel material for an organ model such as polyvinyl alcohol in a state where a blood vessel model or a nerve model was placed on an organ model template as necessary. The organ body model is covered with the above organ membrane model.
The organ model with the above structure has a structure in which an organ membrane model that is similar to an actual organ membrane is reproduced and covered with an organ body model that is reproduced as being close to an actual organ. Reproduced as a close organ model.

次に、本発明にかかる臓器膜モデルを形成する方法としては、塩化カルシウム水溶液とポリビニルアルコール水溶液の混合水溶液に対して、アルギン酸ナトリウム水溶液をシリンジから糸状に押し出してアルギン酸ゲルの糸状体を作成しつつ、その糸状体を絡めて繊維状にしてゆき、繊維状アルギン酸ゲルよりなる繊維パーツの主構造体を形成する(第1の工程)。
さらに、繊維パーツの主構造体の周囲にあるポリビニルアルコールに対する架橋剤を添加し、繊維パーツの主構造体の周囲にまとわりついているポリビニルアルコールを架橋させて繊維パーツの主構造体の周囲にコーティング体を形成する(第2の工程)。
一方、ゲル状の素材で形成した膜組織の単層を模擬した単層膜パーツを作成しておき、それらを重ね合わせまたは貼り合わせる際に第1の工程および第2の工程を経て作成された繊維パーツを挟み込んで多層構造の多層膜パーツを形成する(第3の工程)。これで臓器膜モデルの完成である。
さらに、臓器モデル鋳型に対して必要に応じて血管モデルや神経モデルを配置した状態で、ポリビニルアルコール等の臓器モデル用ゲル素材を流し込んで臓器本体モデルを形成しておき、その臓器本体モデルを第3の工程を経て作成された臓器膜モデルで被覆すれば形成臓器膜モデルが作成できる(第4の工程)。
Next, as a method for forming an organ membrane model according to the present invention, a sodium alginate aqueous solution is extruded into a thread form from a syringe with respect to a mixed aqueous solution of a calcium chloride aqueous solution and a polyvinyl alcohol aqueous solution while creating a filament of an alginate gel. The filamentous body is entangled into a fiber to form a main structure of a fiber part made of a fibrous alginic acid gel (first step).
Furthermore, a cross-linking agent for polyvinyl alcohol around the main structure of the fiber part is added, and the polyvinyl alcohol clinging around the main structure of the fiber part is cross-linked to form a coating around the main structure of the fiber part. Is formed (second step).
On the other hand, a single-layer film part simulating a single layer of a film structure formed of a gel-like material was created, and was created through the first step and the second step when they were overlapped or bonded together A multilayer part having a multilayer structure is formed by sandwiching the fiber part (third step). This completes the organ membrane model.
In addition, an organ model gel is formed by pouring a gel material for an organ model such as polyvinyl alcohol in a state where a blood vessel model or a nerve model is arranged on the organ model template as necessary. A formed organ membrane model can be created by covering with the organ membrane model created through step 3 (fourth step).

本発明の臓器膜モデル100およびそれを適用した臓器モデル200の構成を簡単に示す図である。It is a figure which shows simply the structure of the organ membrane model 100 of this invention, and the organ model 200 to which it is applied. 本発明の実施例1にかかる臓器膜モデル100の構成を簡単に示す図である。It is a figure which shows simply the structure of the organ membrane model 100 concerning Example 1 of this invention. 3次元プリンターを用いて血管モデル210を製作する様子を簡単に示す図である。It is a figure which shows simply a mode that the blood vessel model 210 is produced using a three-dimensional printer. 臓器本体モデル200を形成する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the organ main body model 200 is formed. 臓器モデル鋳型300から完成した臓器モデル200を取り出す様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the completed organ model 200 is taken out from the organ model casting_mold | template 300. FIG. 実施例4にかかる臓器膜モデル100の製作例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a production example of an organ membrane model 100 according to Example 4; 実施例5にかかる繊維パーツ130をコーティング処理した試作例を示す図である。It is a figure which shows the prototype example which coated the fiber part 130 concerning Example 5. FIG. 実施例5にかかる臓器膜モデル100の上層の膜を剥離した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the film | membrane of the upper layer of the organ membrane model 100 concerning Example 5 was peeled.

以下、本発明の臓器膜モデル、および臓器膜モデルで被覆して形成した臓器モデルの実施例を説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, examples of the organ membrane model of the present invention and an organ model formed by covering with the organ membrane model will be described. The present invention is not limited to these examples.

図1は、本発明にかかる臓器膜モデル100およびそれを適用した臓器モデル200の構成を簡単に示す図である。
図1の例では臓器モデルの例として、腎臓の臓器モデルを示している。
図1(a)は臓器モデル200の外観を示す図である。臓器モデル200は臓器本体モデル220の表面が臓器膜モデル100により覆われている構造となっている。
図1(b)は、臓器膜モデル100およびそれを適用した臓器モデル200の縦断面図を示している。なお、図1(b)において腎臓の部位のうち、臓器本体モデル220、被膜である臓器膜モデル100のほか、血管モデル210である腎動脈モデル210−1、腎静脈モデル210−2が図示されているが、実際の腎臓本体の内部に存在するその他の皮質、髄質、腎杯、腎盂、尿管などの部位のモデルは図示が省略されており、一様な臓器本体モデル220として図示されている。
FIG. 1 is a diagram simply showing a configuration of an organ membrane model 100 according to the present invention and an organ model 200 to which the organ membrane model 100 is applied.
In the example of FIG. 1, a kidney organ model is shown as an example of an organ model.
FIG. 1A is a diagram showing the appearance of the organ model 200. The organ model 200 has a structure in which the surface of the organ body model 220 is covered with the organ membrane model 100.
FIG. 1B shows a longitudinal sectional view of an organ membrane model 100 and an organ model 200 to which the organ membrane model 100 is applied. In FIG. 1B, in addition to the organ body model 220 and the organ membrane model 100 that is the capsule, the renal artery model 210-1 and the renal vein model 210-2 that are the blood vessel model 210 are illustrated. However, other models of the cortex, medulla, kidney cup, renal pelvis, ureter, etc. existing inside the actual kidney body are not shown and are shown as a uniform organ body model 220. Yes.

以下、各構成要素を説明する。
[臓器膜モデル100]
臓器膜モデル100を詳しく後述する。
図1に示したように、臓器本体モデル200は、臓器膜モデル100により被膜されている。図1(b)に示すように、臓器膜モデル100の一部を取り出して説明する。
図2は、本発明の実施例1にかかる臓器膜モデル100の構成を簡単に示す図である。
図2(a)は、臓器膜モデル100の断片を取り出した構成例を簡単に示す図である。
図2(b)は、上層の単層膜パーツ110−1を下層の単層膜パーツ110−2から引き剥がした際に、間挿されている繊維パーツ130が繊維状に裂けて行く様子を簡単に示した図である。
Hereinafter, each component will be described.
[Organic membrane model 100]
The organ membrane model 100 will be described in detail later.
As shown in FIG. 1, the organ body model 200 is covered with an organ membrane model 100. As shown in FIG. 1B, a part of the organ membrane model 100 will be extracted and described.
FIG. 2 is a diagram simply showing the configuration of the organ membrane model 100 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram simply showing a configuration example in which a fragment of the organ membrane model 100 is extracted.
FIG. 2 (b) shows a state in which the interleaved fiber part 130 tears into a fibrous shape when the upper monolayer film part 110-1 is peeled off from the lower monolayer film part 110-2. It is the figure shown simply.

図2(a)に示すように、本発明の実施例1にかかる臓器膜モデル100は、複数枚の単層パーツ110、それを多層化して形成した多層膜パーツ120、繊維パーツ130を備えた多層構造となっている。つまり、多層膜パーツ120は、ゲル状の素材で形成した単層膜パーツ110を重ね合わせまたは貼り合わせて多層構造とした膜状組織を模擬したものである。なお、単層膜パーツ110同士の間には繊維パーツ130が間挿されている。
図2の構成例では、多層膜パーツ110が、2枚の単層膜パーツ110−1、110−2により構成された例となっている。多層膜パーツ110は2枚に限らず、3枚以上重ねた多層構造であっても良い。
As shown in FIG. 2A, the organ membrane model 100 according to Example 1 of the present invention includes a plurality of single-layer parts 110, a multilayer film part 120 formed by multilayering the parts, and a fiber part 130. It has a multilayer structure. That is, the multilayer film part 120 simulates a film-like structure having a multilayer structure in which the single-layer film parts 110 formed of a gel-like material are overlapped or bonded together. A fiber part 130 is inserted between the single-layer film parts 110.
In the configuration example of FIG. 2, the multilayer film part 110 is an example configured by two single-layer film parts 110-1 and 110-2. The multilayer film part 110 is not limited to two, and may be a multilayer structure in which three or more are stacked.

[単層膜パーツ110]
まず、単層膜パーツ110について述べる。
単層膜パーツ110は、膜組織の単層を模擬したものであり、その柔軟性や弾力性やエコー特性、さらには、電気メスなど医療電子機器による手技の反応が実際の臓器の膜組織と近い仕上がりになるゲル素材を選択しておけば、理想的な単層膜パーツ110が形成される。またそれらを重ねた多層膜パーツ120も理想的なものとなる。例えば、熱硬化性のポリビニルアルコールゲル素材を用いて形成する。
この構成例では、単層膜パーツ110は、平均重合度が300〜3500であり、ケン化度がそれぞれ異なる2種類のポリビニルアルコール水溶液をブレンドしたものをゲル化した混合型ポリビニルアルコールゲル素材で形成する。
[Single layer film part 110]
First, the single layer film part 110 will be described.
The single-layer membrane part 110 simulates a single layer of a membrane tissue, and its flexibility, elasticity, echo characteristics, and the response of a procedure by a medical electronic device such as an electric knife, If a gel material having a close finish is selected, an ideal single layer film part 110 is formed. In addition, the multilayer film part 120 in which they are stacked is also ideal. For example, it is formed using a thermosetting polyvinyl alcohol gel material.
In this configuration example, the monolayer film part 110 is formed of a mixed polyvinyl alcohol gel material obtained by gelling a blend of two types of polyvinyl alcohol aqueous solutions having an average degree of polymerization of 300 to 3500 and different saponification degrees. To do.

例えば、第1のケン化ポリビニルアルコール水溶液として、ケン化度97モル%から99モル%のケン化度のポリビニルアルコール水溶液を用い、第2のケン化ポリビニルアルコール水溶液として、ケン化度50%から80モル%、その一例として、ケン化度72.5モル%から74.5モル%程度のポリビニルアルコール水溶液を用いる。これら2種類のケン化ポリビニルアルコール水溶液を所定割合で混合して混合液全体のケン化度を50モル%以上90モル%未満に調合した部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液を用意し、凝析剤または架橋剤からなる硬化剤を投入して硬化して形成することができる。   For example, a polyvinyl alcohol aqueous solution having a saponification degree of 97 mol% to 99 mol% is used as the first saponified polyvinyl alcohol aqueous solution, and a saponification degree of 50% to 80 is used as the second saponified polyvinyl alcohol aqueous solution. As an example, an aqueous polyvinyl alcohol solution having a saponification degree of 72.5 mol% to 74.5 mol% is used. A partially saponified polyvinyl alcohol mixed aqueous solution prepared by mixing these two types of saponified polyvinyl alcohol aqueous solutions at a predetermined ratio to prepare a saponification degree of the whole mixed solution to 50 mol% or more and less than 90 mol%, It can be formed by introducing a curing agent comprising a crosslinking agent and curing.

上記したように、単層膜パーツ110を形成するゲル素材における平均重合度の範囲は300〜3500としたが、その下限は、素材が生体組織モデルとして成形できる成形可能性を考慮する必要がある。つまり、手術練習用の生体組織モデルを製作するには固まってしっかり成形できる程度に構造的強度が得られなければならない。そのためには分子の重合度がある程度大きくなければならず、平均重合度は300以上が好ましく、さらに1000以上であることが好ましい。一方、その上限は、素材が生体組織モデルとして弾力性を保持できることを考慮する必要がある。重合度が大きくなるほど硬く成形されるが、弾力性が失われるほど硬くなるのは好ましくない。そこで、適度な弾力性を付与する観点から分子の重合度はある程度抑える必要があり、平均重合度は3500以下とすることが好ましく、さらに2500以下であることが好ましい。   As described above, the range of the average degree of polymerization in the gel material forming the single-layer film part 110 is 300 to 3500, but the lower limit thereof needs to consider the moldability that the material can be molded as a biological tissue model. . In other words, in order to produce a biological tissue model for surgical practice, structural strength must be obtained to such an extent that it can be solidified and firmly molded. For this purpose, the degree of polymerization of the molecules must be large to some extent, and the average degree of polymerization is preferably 300 or more, more preferably 1000 or more. On the other hand, the upper limit needs to consider that the material can retain elasticity as a biological tissue model. As the degree of polymerization increases, the molding becomes harder. However, it is not preferable that the degree of polymerization becomes so hard that the elasticity is lost. Therefore, it is necessary to suppress the degree of polymerization of molecules to some extent from the viewpoint of imparting appropriate elasticity, and the average degree of polymerization is preferably 3500 or less, and more preferably 2500 or less.

第1のケン化ポリビニルアルコール水溶液は、2種類のケン化度のポリビニルアルコール水溶液のうち、ケン化度の高いポリビニルアルコール水溶液である。例えば、完全ケン化ポリビニルアルコール水溶液とする。一般には完全ケン化ポリビニルアルコールと市販されているものでもケン化度100モル%のものはなく、事実上、ケン化度97モル%から99モル%程度のものでも完全ケン化ポリビニルアルコールと呼ばれている。本発明でも、第1のケン化ポリビニルアルコール水溶液として、ケン化度97モル%から99モル%のケン化度のポリビニルアルコール水溶液を用いることができる。   The first saponified polyvinyl alcohol aqueous solution is a polyvinyl alcohol aqueous solution having a high saponification degree among the two types of polyvinyl alcohol aqueous solutions having the saponification degree. For example, a completely saponified polyvinyl alcohol aqueous solution is used. In general, there are no commercially available saponified polyvinyl alcohols with a saponification degree of 100 mol%. In fact, even those having a saponification degree of 97 mol% to 99 mol% are called fully saponified polyvinyl alcohol. ing. Also in the present invention, a polyvinyl alcohol aqueous solution having a saponification degree of 97 mol% to 99 mol% can be used as the first saponified polyvinyl alcohol aqueous solution.

一方、第2のケン化ポリビニルアルコール水溶液は、2種類のケン化度のポリビニルアルコール水溶液のうち、ケン化度の低いポリビニルアルコール水溶液である。例えば、ケン化度50%から80モル%のポリビニルアルコール水溶液を用いることができる。一例として、ケン化度72.5モル%から74.5モル%程度のポリビニルアルコール水溶液が好適である。   On the other hand, the second saponified polyvinyl alcohol aqueous solution is a polyvinyl alcohol aqueous solution having a low saponification degree among the two types of polyvinyl alcohol aqueous solutions having the saponification degree. For example, an aqueous polyvinyl alcohol solution having a saponification degree of 50% to 80 mol% can be used. As an example, an aqueous polyvinyl alcohol solution having a saponification degree of about 72.5 mol% to 74.5 mol% is suitable.

第1のケン化ポリビニルアルコール水溶液と第2のケン化ポリビニルアルコール水溶液のブレンド量であるが、上記したように、ブレンドして得る部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液中の平均重合度、平均ケン化度、ポリビニルアルコールの平均濃度が、それぞれ説明した範囲に収まるように配合する必要がある。   Although it is the blend amount of the 1st saponified polyvinyl alcohol aqueous solution and the 2nd saponified polyvinyl alcohol aqueous solution, as above-mentioned, the average polymerization degree in the partially saponified polyvinyl alcohol mixed aqueous solution obtained by blending, an average saponification degree In addition, it is necessary to blend so that the average concentration of polyvinyl alcohol falls within the range described above.

例えば、第1のケン化ポリビニルアルコール水溶液として、ケン化度97モル%から99モル%の完全ケン化度のポリビニルアルコール水溶液を用い、第2のケン化ポリビニルアルコール水溶液としてケン化度72.5モル%から74.5モル%の範囲のポリビニルアルコール水溶液を用いる場合、第1のケン化ポリビニルアルコール水溶液と、第2のケン化ポリビニルアルコール水溶液との混合比率を7:3から4:6の範囲として調合すれば、平均重合度が300〜3500であり、ケン化度が50モル%以上90モル%未満であり、含有されるポリビニルアルコールの濃度が1重量%から30重量%程度の部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液となる。   For example, as the first saponified polyvinyl alcohol aqueous solution, a polyvinyl alcohol aqueous solution having a saponification degree of 97 mol% to 99 mol% is used, and as the second saponified polyvinyl alcohol aqueous solution, the saponification degree is 72.5 mol. % To 74.5 mol% of the polyvinyl alcohol aqueous solution, the mixing ratio of the first saponified polyvinyl alcohol aqueous solution and the second saponified polyvinyl alcohol aqueous solution is in the range of 7: 3 to 4: 6. When blended, the partially saponified polyvinyl having an average degree of polymerization of 300 to 3500, a degree of saponification of 50 mol% or more and less than 90 mol%, and a concentration of contained polyvinyl alcohol of about 1 wt% to 30 wt%. It becomes an alcohol mixed aqueous solution.

発明者は、長年の研究により、単層膜パーツ110として、このような範囲の2種類のポリビニルアルコール水溶液をブレンドして、硬化剤を投入して硬化すれば、人体の臓器と近い柔軟性や弾力性やエコー特性、さらには、電気メスなど医療電子機器による手技の反応が実際の臓器と近い仕上がりになることを突き止めている。
ポリビニルアルコールのケン化度を一様とせずに2種類のケン化度の異なるポリビニルアルコールをブレンドする理由としては以下に示すものがある。
As a result of many years of research, the inventor has blended two types of polyvinyl alcohol aqueous solution in such a range as a single-layer film part 110, and then cured by introducing a curing agent. We have determined that the resilience and echo characteristics, as well as the response of procedures using medical electronic devices such as electric scalpels, are similar to those of actual organs.
Reasons for blending two types of polyvinyl alcohol having different saponification degrees without making the saponification degree of polyvinyl alcohol uniform are as follows.

第1の理由は、部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液の全体としてのケン化度を調整しやすくするためである。
製作しようとする生体組織モデルは、部位によって硬さなどが異なるため、製造過程において硬化させて再現する弾力性などは自在に調整できることが好ましい。ここで、成形物の弾力性を決める要因としては、ポリビニルアルコールの平均重合度、ポリビニルアルコールのケン化度、ポリビニルアルコール混合水溶液中のポリビニルアルコールの濃度、冷却処理および解凍加熱処理で減ずる水分量などの要因があるが、ポリビニルアルコールの平均重合度は原材料の調達時点で決まってしまうため変更が容易ではない。ここで、2種類のケン化度の異なるポリビニルアルコールをブレンドの配合を調整することは比較的容易である。そこで、2種類のケン化度の異なるポリビニルアルコールを用いることで部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液の全体としての平均ケン化度やポリビニルアルコールの濃度を調整するのである。
The first reason is to facilitate adjustment of the saponification degree as a whole of the partially saponified polyvinyl alcohol mixed aqueous solution.
Since the biological tissue model to be manufactured has different hardness depending on the part, it is preferable that the elasticity and the like to be hardened and reproduced in the manufacturing process can be freely adjusted. Here, factors that determine the elasticity of the molded product include the average degree of polymerization of polyvinyl alcohol, the degree of saponification of polyvinyl alcohol, the concentration of polyvinyl alcohol in the polyvinyl alcohol mixed aqueous solution, the amount of water reduced by cooling treatment and thawing heat treatment, etc. However, since the average degree of polymerization of polyvinyl alcohol is determined at the time of raw material procurement, it is not easy to change. Here, it is relatively easy to adjust the blend of two types of polyvinyl alcohol having different saponification degrees. Therefore, the average saponification degree and the concentration of polyvinyl alcohol as a whole of the partially saponified polyvinyl alcohol mixed aqueous solution are adjusted by using two kinds of polyvinyl alcohols having different saponification degrees.

第2の理由は、製作しようとする生体組織モデル内での生体組織としての弾力性バラツキの再現のためである。
製作しようとする生体組織モデルは、部位によって硬さなどが異なるが、同じ部位の中身であっても、生体ならではの弾力のバラツキがある。例えば、肝臓、膵臓、それらの膜組織も中身がまったくの一様という訳ではなく、比較的弾力の大きい分と比較的弾力の小さな部分が微妙に混在しているものと考えられる。ここで、2種類のケン化度の異なるポリビニルアルコールをブレンドの配合を調整したものを架橋剤や凝析剤で硬化させると、全体としては平均ケン化度の示す物性が現れるが、微小部分ごとには自然と微妙なバラツキが生じるような生体組織が再現できる。そこで、2種類のケン化度の異なるポリビニルアルコールを用いることで部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液の全体としての平均ケン化度は調整しつつも、ブレンドによるバラツキを確保するのである。
The second reason is to reproduce the elasticity variation as a living tissue in the living tissue model to be manufactured.
The tissue model to be manufactured varies in hardness depending on the part, but there is a variation in elasticity unique to the living body even if the contents are the same part. For example, the contents of the liver, pancreas, and their membrane tissues are not completely uniform, and it is considered that the portion with relatively large elasticity and the portion with relatively small elasticity are slightly mixed. Here, when two types of polyvinyl alcohols with different degrees of saponification are blended and cured with a crosslinking agent or coagulant, the physical properties indicated by the average degree of saponification appear as a whole. Can reproduce a biological tissue that naturally produces subtle variations. Therefore, by using two types of polyvinyl alcohols having different saponification degrees, the average saponification degree of the whole aqueous solution of partially saponified polyvinyl alcohol is adjusted, but dispersion due to blending is ensured.

次に、硬化剤について説明する。
硬化剤としては、凝析剤または架橋剤のいずれか一方を硬化剤として用いて硬化させても良いし、凝析剤と架橋剤の両方を硬化剤として投入して硬化させることも可能である。
凝析剤としては、クエン酸水素2カリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸亜鉛、(NH4)2SO4、Na2SO4,K2SO4,ZnSO4、CuSO4,FeSO4,MgSO4、Al2(SO4)3 、KAl(SO4)2、NH4NO3,KNO3,NaCl,KCl、Na2PO4,K2CrO4,H3BO3のいずれか、またはそれらの組み合わせである。
架橋剤としては、ホウ酸、ホスホン酸、リン酸、クロム酸、またはそれらの化合物のいずれか、またはそれらの組み合わせである。
硬化剤の濃度としては、2重量%から30重量%、または、20℃飽和濃度であることを特徴とする。その量は、具体的には、部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液を凝析または架橋させるのに十分な量を勘案して決定することとなる。
Next, the curing agent will be described.
As the curing agent, either a coagulant or a crosslinking agent may be used for curing, or both the coagulant and the crosslinking agent may be used as a curing agent for curing. .
As the coagulant, dipotassium hydrogen citrate, sodium nitrite, zinc nitrate, (NH4) 2SO4, Na2SO4, K2SO4, ZnSO4, CuSO4, FeSO4, MgSO4, Al2 (SO4) 3, KAl (SO4) 2, NH4NO3 Any of KNO3, NaCl, KCl, Na2PO4, K2CrO4, H3BO3, or a combination thereof.
The crosslinking agent is boric acid, phosphonic acid, phosphoric acid, chromic acid, or any of these compounds, or a combination thereof.
The concentration of the curing agent is 2 to 30% by weight, or 20 ° C. saturated concentration. Specifically, the amount is determined in consideration of an amount sufficient to coagulate or crosslink the partially saponified polyvinyl alcohol mixed aqueous solution.

次に、部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液に対するオプションとなる添加物について述べる。添加物の一つとして、金属ヒドロゾルを上げることができる。金属ヒドロゾルを添加することにより、成形物の構造的強度を向上し、微小部位ごとの多様性を再現すること可能となる。
金属ヒドロゾルとしては、微小粒子のシリカヒドロゾル、チタニナヒドロゾル、アルミナヒドロゾル、ジルコニアヒドロゾル等がある。上記で得られた部分ケン化ポリビニルアルコールの混合水溶液に対して3重量%から30重量%、より好ましくは、4重量%から10重量%の金属ヒドロゾルを含有せしめて調合することができる。
硬化剤として凝析剤のみを用いる構成では金属ヒドロゾルをゲル化させるアルカリ剤として兼用することができる。
Next, optional additives for the partially saponified polyvinyl alcohol mixed aqueous solution will be described. As one of the additives, a metal hydrosol can be raised. By adding the metal hydrosol, it is possible to improve the structural strength of the molded product and to reproduce the diversity of each minute part.
Examples of the metal hydrosol include a fine particle silica hydrosol, a titanina hydrosol, an alumina hydrosol, and a zirconia hydrosol. It can be prepared by containing 3 wt% to 30 wt%, more preferably 4 wt% to 10 wt% of the metal hydrosol with respect to the mixed aqueous solution of partially saponified polyvinyl alcohol obtained above.
In the configuration using only the coagulant as the curing agent, it can also be used as an alkali agent for gelling the metal hydrosol.

[多層膜パーツ120]
多層膜パーツ120は、単層膜パーツ110を複数枚重ねることにより多層化して形成されたものである。この多層膜パーツ120において、単層膜パーツ110と単層膜パーツ110の間に繊維パーツ130が間挿されている。
単層膜パーツ110同士の接着については、もともと単層膜パーツ110が多少の粘着性を備えている上、間に間挿されている繊維パーツ130にも粘着性が備えており、重ね合わせた単層膜パーツ110同士を圧着すれば、多層膜パーツ120として安定した構造となる。
[Multilayer film part 120]
The multilayer film part 120 is formed by multilayering by stacking a plurality of single-layer film parts 110. In the multilayer film part 120, the fiber part 130 is interposed between the single-layer film part 110 and the single-layer film part 110.
As for the adhesion between the single-layer film parts 110, the single-layer film part 110 originally has some adhesiveness, and the fiber part 130 interposed between them also has adhesiveness, so If the single-layer film parts 110 are pressure-bonded, the multilayer film part 120 has a stable structure.

[繊維パーツ130]
次に、繊維パーツ130について述べる。
繊維パーツ130は、ゲル状の素材で形成した筋繊維組織を模擬したものである。
臓器膜は、膜組織と筋組織が血管を挟んでつながっており、膜組織を引き剥がす内部の筋組織と膜組織の間で筋組織が裂けてゆき繊維状になる。本発明の臓器膜モデル100ではこの筋組織を模擬する繊維パーツ130を作成する。
繊維パーツ130は、繊維組織に近い構造となるよう複数の糸状体が絡み合った形状を再現するための基材となるゲル状の素材でできた繊維組織の主構造体を備えている。
[Fiber parts 130]
Next, the fiber part 130 will be described.
The fiber part 130 simulates a muscle fiber structure formed of a gel material.
In the organ membrane, the membrane tissue and the muscle tissue are connected with the blood vessel interposed therebetween, and the muscle tissue is split between the internal muscle tissue and the membrane tissue where the membrane tissue is peeled off, and becomes a fibrous form. In the organ membrane model 100 of the present invention, a fiber part 130 that simulates this muscle tissue is created.
The fiber part 130 includes a main structure of a fiber structure made of a gel-like material serving as a base material for reproducing a shape in which a plurality of filaments are intertwined so as to have a structure close to a fiber structure.

繊維パーツ130の主構造体の素材としては、繊維状の組織を模擬しやすい素材が好ましく、例えば、アルギン酸ナトリウム水溶液を塩化カルシウム水溶液中にシリンジで糸状に押し出して得られる糸状体を繊維状に絡ませて形成した繊維状アルギン酸ゲルがある。
さらに、繊維組織の主構造体の表面をコーティング体によってコーティングすることも可能である。つまり、複数の糸状体が絡み合った繊維組織の主構造体に対して、その表面をコーティングするようにコーティング体を設けることにより、実際の繊維組織に近い引っ張り強度を再現する。例えば、コーティング体の素材としては、ポリビニルアルコール水溶液を架橋剤で架橋して形成したポリビニルアルコールゲルがある。
The material of the main structure of the fiber part 130 is preferably a material that can easily simulate a fibrous structure. For example, a thread obtained by extruding a sodium alginate aqueous solution into a calcium chloride aqueous solution with a syringe is formed into fibers. There is a fibrous alginate gel formed.
Furthermore, the surface of the main structure of the fiber structure can be coated with a coating body. That is, the tensile strength close to that of an actual fiber structure is reproduced by providing a coating body so as to coat the surface of the main structure having a fiber structure in which a plurality of filaments are intertwined. For example, as a material of the coating body, there is a polyvinyl alcohol gel formed by crosslinking a polyvinyl alcohol aqueous solution with a crosslinking agent.

図2に示した例は、繊維パーツ130の主構造体131を繊維状のアルギン酸ゲルで形成し、その表面にポリビニルアルコール水溶液を架橋剤で架橋したポリビニルアルコールゲルによりコーティングしてコーティング体132を形成したものとなる。
図2(b)は、多層膜120において、単層膜パーツ110を引き剥がす様子を示す図である。単層膜パーツ110同士の間に間挿されている内部の繊維パーツ130が繊維状に裂けてゆく様子が分かる。
以上、臓器膜モデル100の構成例を説明した。
In the example shown in FIG. 2, the main structure 131 of the fiber part 130 is formed of a fibrous alginate gel, and the coating body 132 is formed by coating the surface with a polyvinyl alcohol gel obtained by crosslinking a polyvinyl alcohol aqueous solution with a crosslinking agent. Will be.
FIG. 2B is a diagram illustrating a state where the single-layer film part 110 is peeled off from the multilayer film 120. It can be seen that the internal fiber part 130 inserted between the single-layer film parts 110 is split into fibers.
The configuration example of the organ membrane model 100 has been described above.

[血管モデル210]
血管モデル210について述べる。
血管モデル210は、臓器に関する血管、特に動脈や静脈といった重要な血管を模擬している。臓器は活動に大量の血液を使用するため動脈や静脈が通っていることが多い。手技において動脈や静脈といった血管の取り扱いが重要である。トレーニングとして臓器に通っている動脈や静脈を再現しておくことは重要である。
[Vessel model 210]
The blood vessel model 210 will be described.
The blood vessel model 210 simulates blood vessels related to an organ, particularly important blood vessels such as arteries and veins. Since organs use a large amount of blood for activity, arteries and veins often pass. The handling of blood vessels such as arteries and veins is important in the procedure. It is important to reproduce the arteries and veins that go to the organ as training.

血管モデル210も人体の組織として柔軟性、弾力性などを備えている。そのため柔軟性や弾力性やエコー特性、さらには、電気メスなど医療電子機器による手技の反応が実際の血管と近い仕上がりになるゲル素材を選択しておけば、理想的な血管モデル210が形成される。例えば、ポリウレタンゲルなどで形成する。   The blood vessel model 210 also has flexibility and elasticity as a human tissue. Therefore, the ideal blood vessel model 210 can be formed if a gel material is selected that has flexibility, elasticity, echo characteristics, and the response of the procedure performed by a medical electronic device such as an electric knife close to that of an actual blood vessel. The For example, it is formed of polyurethane gel or the like.

血管モデル210は複雑な形状をしており、臓器本体モデル220と血管モデル210を同時に一体成型することは難しい。そこで、血管モデル210は臓器本体モデル220とは別にあらかじめ製作しておき、作成した血管モデル210を臓器本体モデル220用の鋳型に設置した後、臓器本体モデル220用のゲル素材を流し込み、熱を加えて一体化させることで成型することができる。
図3は3次元プリンターを用いて血管モデル210を製作する様子を簡単に示す図である。図3(a)に示すように、血管モデル210は3次元プリンターを用いてゲル素材で形成することができる。例えば、紫外線硬化素材を用いて立体を造形する。ここでは、紫外線硬化型のポリウレタンゲルを主成分とした材料を紫外線照射により立体造形できる3次元プリンターとする。このような3次元プリンターは市場において調達可能である。
この血管モデル210は、図3(b)に示すように、臓器膜モデル100が敷き詰められた臓器モデルの鋳型300に対して、所定位置に配置される。
The blood vessel model 210 has a complicated shape, and it is difficult to integrally mold the organ body model 220 and the blood vessel model 210 at the same time. Therefore, the blood vessel model 210 is manufactured in advance separately from the organ body model 220, and after the created blood vessel model 210 is placed on the mold for the organ body model 220, the gel material for the organ body model 220 is poured to heat it. In addition, it can be molded by integrating them.
FIG. 3 is a diagram simply showing how the blood vessel model 210 is manufactured using a three-dimensional printer. As shown in FIG. 3A, the blood vessel model 210 can be formed of a gel material using a three-dimensional printer. For example, a solid is formed using an ultraviolet curable material. Here, a material mainly composed of an ultraviolet curable polyurethane gel is a three-dimensional printer capable of three-dimensional modeling by ultraviolet irradiation. Such 3D printers can be procured in the market.
As shown in FIG. 3B, the blood vessel model 210 is arranged at a predetermined position with respect to the organ model template 300 on which the organ membrane model 100 is spread.

[臓器本体モデル220]
次に、臓器本体モデル220について述べる。
臓器本体モデル220は、腎臓本体を模擬したものであり、実際の臓器とその柔軟性や弾力性やエコー特性、さらには、電気メスなど医療電子機器による手技の反応が実際の臓器と近い仕上がりになるゲル素材を選択しておけば、理想的な臓器本体モデル220が形成される。例えば、熱硬化性のポリビニルアルコールゲル素材(PVAゲル素材)を用いて形成する。
[Organ body model 220]
Next, the organ body model 220 will be described.
The organ body model 220 is a model of the kidney body, and the actual organ and its flexibility, elasticity, echo characteristics, and the response of the procedure by a medical electronic device such as an electric knife are close to the actual organ. If the gel material to be selected is selected, an ideal organ body model 220 is formed. For example, a thermosetting polyvinyl alcohol gel material (PVA gel material) is used.

この構成例では、臓器本体モデル220は、平均重合度が300〜3500であり、ケン化度がそれぞれ異なる2種類のポリビニルアルコール水溶液をブレンドしたものをゲル化した混合型ポリビニルアルコールゲル素材で形成する。
例えば、第1のケン化ポリビニルアルコール水溶液として、ケン化度97モル%から99モル%のケン化度のポリビニルアルコール水溶液を用い、第2のケン化ポリビニルアルコール水溶液として、ケン化度50%から80モル%、その一例として、ケン化度72.5モル%から74.5モル%程度のポリビニルアルコール水溶液を用いる。これら2種類のケン化ポリビニルアルコール水溶液を所定割合で混合して混合液全体のケン化度を50モル%以上90モル%未満に調合した部分ケン化ポリビニルアルコール混合水溶液を用意し、凝析剤または架橋剤からなる硬化剤を投入して硬化して形成することができる。
なお、平均重合度の範囲が300〜3500であること、ケン化度97モル%から99モル%のケン化度の第1のポリビニルアルコール水溶液と、ケン化度50%から80モル%のケン化度の第2のポリビニルアルコール水溶液をブレンドして硬化させる点については、臓器膜モデル100の単層パーツ110の形成の手法と同様の点が多いので、ここでの説明は省略する。
図4は、臓器本体モデル200を形成する様子を示す図である。
図4(a)に示すように、臓器モデル鋳型300に対してゲル注入装置を介して上記した高分子ゲルを注入する。
その後、図4(b)に示すように、所定温度で所定時間にわたり加熱することにより、熱硬化させて臓器モデル200を完成させる。
図5に示すように、臓器モデル鋳型300から完成した臓器モデル200を取り出す。
In this configuration example, the organ body model 220 is formed of a mixed polyvinyl alcohol gel material obtained by gelling a mixture of two types of polyvinyl alcohol aqueous solutions having an average polymerization degree of 300 to 3500 and different saponification degrees. .
For example, a polyvinyl alcohol aqueous solution having a saponification degree of 97 mol% to 99 mol% is used as the first saponified polyvinyl alcohol aqueous solution, and a saponification degree of 50% to 80 is used as the second saponified polyvinyl alcohol aqueous solution. As an example, an aqueous polyvinyl alcohol solution having a saponification degree of 72.5 mol% to 74.5 mol% is used. A partially saponified polyvinyl alcohol mixed aqueous solution prepared by mixing these two types of saponified polyvinyl alcohol aqueous solutions at a predetermined ratio to prepare a saponification degree of the whole mixed solution to 50 mol% or more and less than 90 mol%, It can be formed by introducing a curing agent comprising a crosslinking agent and curing.
The average polymerization degree is in the range of 300 to 3500, the first polyvinyl alcohol aqueous solution having a saponification degree of 97 mol% to 99 mol% and a saponification degree of 50% to 80 mol%. Since there are many points similar to the method of forming the single-layer part 110 of the organ membrane model 100 with respect to the point of blending and curing the second aqueous polyvinyl alcohol solution of the degree, explanation here is omitted.
FIG. 4 is a diagram showing how the organ body model 200 is formed.
As shown in FIG. 4A, the above-described polymer gel is injected into the organ model template 300 via a gel injection device.
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the organ model 200 is completed by heating at a predetermined temperature for a predetermined time to be thermoset.
As shown in FIG. 5, the completed organ model 200 is taken out from the organ model template 300.

以上が臓器膜モデル100およびそれを包含する臓器モデル200の構成要素、およびそれらの製造方法の説明である。
次に、実際に臓器膜モデル100を以下に示すように試作した。
The above is the description of the components of the organ membrane model 100 and the organ model 200 including the organ membrane model 100 and the manufacturing method thereof.
Next, an organ membrane model 100 was actually made as shown below.

[単層膜モデル110の試作1]
組織膜を疑似して単層膜モデル110を仕上げるためには、破れない程度の引っ張り強度が必要である。PVA単体では強度が弱いので、2種類のゲルを組み合わせて強度の向上を試みた。
[Prototype 1 of single layer film model 110]
In order to simulate the tissue film and finish the single-layer film model 110, a tensile strength that does not break is necessary. Since the strength of PVA alone is weak, an attempt was made to improve the strength by combining two types of gels.

[使用した材料]
PVA−117水溶液(15wt%) 95.0g
ポリアクリル酸ナトリウム水溶液(5wt%) 5.0g
シリカゾル(スノーテックスZL) 2.6g
クエン酸三カリウム水溶液(1M) 12mL
水酸化ナトリウム水溶液(1M) 4.0mL
ホウ酸三ナトリウム水溶液(0.5M)
黄土色顔料 0.3g
[Materials used]
PVA-117 aqueous solution (15wt%) 95.0g
Sodium polyacrylate aqueous solution (5wt%) 5.0g
Silica sol (Snowtex ZL) 2.6g
Tripotassium citrate aqueous solution (1M) 12mL
Aqueous sodium hydroxide (1M) 4.0mL
Trisodium borate aqueous solution (0.5M)
Ocher pigment 0.3g

[製作方法]
15wt%PVA−117水溶液95gと5wt%ポリアクリル酸ナトリウム水溶液5.0gを混合し、80℃に加熱しながら撹拌した。この混合溶液を室温まで冷却し、シリカゾル2.6gを加えて撹拌後、撹拌しながら1Mのクエン酸三カリウム水溶液を12mL滴下した。その後、1M水酸化ナトリウム水溶液4.0mLを滴下して黄土色顔料を0.3g加えて撹拌、真空脱泡後、型に流し込み一晩冷凍した。冷蔵庫で解凍後、0.5Mホウ酸三ナトリウム水溶液に1分間浸漬した。
[Production method]
95 g of 15 wt% PVA-117 aqueous solution and 5.0 g of 5 wt% sodium polyacrylate aqueous solution were mixed and stirred while heating to 80 ° C. The mixed solution was cooled to room temperature, and 2.6 g of silica sol was added and stirred. Then, 12 mL of 1M tripotassium citrate aqueous solution was added dropwise with stirring. Thereafter, 4.0 mL of 1M aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise, 0.3 g of ocher pigment was added, stirred, vacuum degassed, poured into a mold, and frozen overnight. After thawing in a refrigerator, it was immersed in a 0.5M trisodium borate aqueous solution for 1 minute.

[結果]
強度は実際の臓器膜に比べて十分に出たようであるが、実際の臓器膜に比べて伸びにくく伸張性が小さくものであった。
[result]
The strength seemed to be sufficiently higher than that of the actual organ membrane, but it was harder to stretch than the actual organ membrane and the extensibility was small.

[単層膜モデル110の試作2]
実施例1に示した単層膜パーツ110の試作1では、実際の臓器膜に比べて伸びにくいものであったので、実際の臓器膜に近い伸長性を再現するため架橋度を抑える工夫を行う。実施例1の製作過程においてホウ酸三ナトリウム水溶液の処理をなくし、膜が伸びるよう変更する。
つまり、ホウ酸三ナトリウム水溶液で処理すると、架橋度が高まり引っ張っても伸びが小さい。水酸化ナトリウム水溶液およびホウ酸三ナトリウム水溶液の処理をなくし、架橋度を抑えて膜が伸びるよう変更した。
[Trial production of single layer film model 2]
In the trial production 1 of the single-layer membrane part 110 shown in Example 1, it was difficult to stretch as compared with the actual organ membrane, so that the degree of cross-linking is reduced in order to reproduce the extensibility close to the actual organ membrane. . In the manufacturing process of Example 1, the treatment with the trisodium borate aqueous solution is eliminated, and the film is changed to stretch.
That is, when treated with a trisodium borate aqueous solution, the degree of crosslinking increases and the elongation is small even when pulled. The treatment of the aqueous sodium hydroxide solution and the trisodium borate aqueous solution was eliminated, and the membrane was changed so that the film was stretched while suppressing the degree of crosslinking.

[使用した材料]
PVA−117水溶液(15wt%) 95.0g
ポリアクリル酸ナトリウム水溶液(5wt%) 5.0g
シリカゾル(スノーテックスZL) 2.6g
クエン酸三カリウム水溶液(1M) 12mL
水酸化ナトリウム水溶液(1M) 4.0mL
ホウ酸三ナトリウム水溶液(0.5M)
黄土色顔料 0.3g
[Materials used]
PVA-117 aqueous solution (15wt%) 95.0g
Sodium polyacrylate aqueous solution (5wt%) 5.0g
Silica sol (Snowtex ZL) 2.6g
Tripotassium citrate aqueous solution (1M) 12mL
Aqueous sodium hydroxide (1M) 4.0mL
Trisodium borate aqueous solution (0.5M)
Ocher pigment 0.3g

[製作方法]
PVA−117(15wt%)水溶液95gと5wt%ポリアクリル酸ナトリウム水溶液5.0gを混合し、80℃に加熱しながら撹拌した。この混合溶液を室温まで冷却し、シリカゾル2.6gを加えて撹拌後、撹拌しながら1Mのクエン酸三カリウム水溶液を12mL滴下した。その後、黄土色顔料を0.3g加えて撹拌、真空脱泡後、型に流し込み一晩冷凍した。冷蔵庫で解凍した。なお、解凍後に0.5Mホウ酸三ナトリウム水溶液への浸漬処理は行わない。
[Production method]
95 g of PVA-117 (15 wt%) aqueous solution and 5.0 g of 5 wt% sodium polyacrylate aqueous solution were mixed and stirred while heating to 80 ° C. The mixed solution was cooled to room temperature, and 2.6 g of silica sol was added and stirred. Then, 12 mL of 1M tripotassium citrate aqueous solution was added dropwise with stirring. Thereafter, 0.3 g of an ocher pigment was added, stirred, vacuum degassed, poured into a mold and frozen overnight. Thawed in the refrigerator. In addition, the immersion process to 0.5M trisodium borate aqueous solution is not performed after thawing.

[結果]
強度は実際の臓器膜に比べて十分に出ており、また、実際の臓器膜と近い伸張性が得られた。ホウ酸三ナトリウムでの処理を行っていないので電気メスでの切開性が良好であった。
[result]
The strength was sufficiently higher than that of the actual organ membrane, and the extensibility close to that of the actual organ membrane was obtained. Since the treatment with trisodium borate was not performed, the incision with an electric knife was good.

[多層膜モデル120の試作1]
[製作方法]
多層膜モデル120の試作1として、繊維パーツ130を間挿しない構成にて試作した。
実施例2で作成したPVA−117を主成分として製作した単層膜パーツ110を単純に圧着して多層化することにより多層膜モデル120を試作した。
[結果]
試作した多層膜モデル120の単層膜パーツ110同士を引き剥がしたところ、剥離した面の間には繊維状の組織が再現されなかった。
[Prototype 1 of multilayer film model 1]
[Production method]
As a trial production 1 of the multilayer film model 120, a trial production was performed with a configuration in which the fiber part 130 was not inserted.
A multilayer film model 120 was manufactured by simply press-bonding the single-layer film part 110 made of PVA-117 created in Example 2 as a main component and multilayering it.
[result]
When the single-layer film parts 110 of the prototype multilayer film model 120 were peeled apart, a fibrous structure was not reproduced between the peeled surfaces.

[繊維パーツ130の試作1、それを間挿した多層膜モデル120の試作2]
実施例4にかかる繊維パーツ130を試作する。アルギン酸ナトリウム水溶液を塩化カルシウム水溶液中にシリンジで糸状に押し出して得られる糸状体を繊維状に絡ませて形成した繊維状アルギン酸ゲルを得る。
[Prototype 1 of fiber part 130, prototype 2 of multilayer film model 120 interpolated therewith]
A fiber part 130 according to Example 4 is manufactured as a prototype. A fibrous alginic acid gel formed by entwining a filamentous body obtained by extruding a sodium alginate aqueous solution into a calcium chloride aqueous solution into a thread by a syringe is obtained.

(1)単層膜パーツ110
[使用した材料]
PVA−117(15wt%)水溶液 300g
シリカゾル(スノーテックスZL) 8g
クエン酸三カリウム水溶液(1M) 94mL
赤色顔料 0.3g
[製作方法]
PVA−117(15wt%)水溶液300gにシリカゾル8gを加えて撹拌後、撹拌しながらビュレットにて1Mのクエン酸三カリウム水溶液を94mL滴下した。その後、赤色顔料を0.3g加えて撹拌、真空脱泡後、型に流し込み一晩冷凍した。冷蔵庫で解凍した。なお、解凍後に0.5Mホウ酸三ナトリウム水溶液への浸漬処理は行わない。
(1) Single layer film part 110
[Materials used]
PVA-117 (15wt%) aqueous solution 300g
Silica sol (Snowtex ZL) 8g
94 mL of tripotassium citrate aqueous solution (1M)
Red pigment 0.3g
[Production method]
After adding 8 g of silica sol to 300 g of PVA-117 (15 wt%) aqueous solution and stirring, 94 mL of 1 M tripotassium citrate aqueous solution was added dropwise with a burette while stirring. Thereafter, 0.3 g of a red pigment was added, stirred, vacuum degassed, poured into a mold and frozen overnight. Thawed in the refrigerator. In addition, the immersion process to 0.5M trisodium borate aqueous solution is not performed after thawing.

(2)繊維パーツ130(主構造体のみ)
[使用した材料]
アルギン酸ナトリウム水溶液(1wt%)
塩化カルシウム水溶液(1M)
[製作方法]
シリンジに1wt%アルギン酸ナトリウム水溶液を入れて1Mの水酸化カルシウム水溶液中に押し出し、繊維状アルギン酸ゲルを作成した(使用した針の内径は0.6mm)。
(2) Fiber parts 130 (main structure only)
[Materials used]
Sodium alginate aqueous solution (1wt%)
Calcium chloride aqueous solution (1M)
[Production method]
A 1 wt% aqueous sodium alginate solution was placed in a syringe and extruded into a 1 M aqueous calcium hydroxide solution to prepare a fibrous alginate gel (the inner diameter of the needle used was 0.6 mm).

図6は、実施例4にかかる臓器膜モデル100の製作例を示す図である。
図6(a)は、繊維パーツ130の試作例である。繊維状アルギン酸ゲルにより作成した繊維パーツ130が繊維状に絡み合っている構造が再現できていることが分かる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a production example of the organ membrane model 100 according to the fourth embodiment.
FIG. 6A is a prototype example of the fiber part 130. It can be seen that the structure in which the fiber parts 130 made of the fibrous alginate gel are intertwined in a fibrous form can be reproduced.

(3)多層膜モデル120
[製作方法]
作成したPVA薄膜の単層膜パーツ110を2枚解凍し、接着剤として同じPVA素材を塗った(単層膜パーツ110の作成の過程で得たPVAの余りを用いた)。作成したアルギン酸繊維である繊維パーツ130をこの単層膜パーツ110の間に配置して多層化して多層膜パーツ120とし、上下から挟んで圧着させたまま一晩冷凍した。
(3) Multilayer film model 120
[Production method]
Two single layer film parts 110 of the prepared PVA thin film were thawed and applied with the same PVA material as an adhesive (the remainder of PVA obtained in the process of creating the single layer film part 110 was used). The produced fiber part 130, which is an alginate fiber, was placed between the single layer film parts 110 to be multilayered to form a multilayer film part 120, which was frozen overnight while being sandwiched from above and below.

[結果]
試作した実施例4にかかる多層膜モデル120の単層膜パーツ110同士を引き剥がしたところ、剥離した面の間の繊維パーツ130が繊維状に剥離した。一応、筋繊維組織が剥離する様子が再現できた。
しかし、アルギン酸ゲルの主構造体のみで形成された繊維パーツ130は引っ張ることにより破断しやすく切れてしまうこともあり得る。
図6(b)は、実施例4にかかる多層膜モデル120の単層膜パーツ110を引き剥がして剥離した状態を示す図である。アルギン酸ゲルのみで形成された繊維パーツ130は引っ張ることにより一部を残して他は破断して途切れてしまっている。
[result]
When the single-layer film parts 110 of the multilayer film model 120 according to the prototype Example 4 were peeled apart, the fiber parts 130 between the peeled surfaces were peeled into fibers. For the time being, the appearance of the muscle fiber tissue peeling off could be reproduced.
However, the fiber part 130 formed only with the main structure of the alginate gel may be easily broken and broken.
FIG. 6B is a diagram illustrating a state where the single-layer film part 110 of the multilayer film model 120 according to the fourth example is peeled off and peeled off. The fiber part 130 formed of only the alginate gel is pulled and the other part is broken and the others are broken and broken.

実施例4の結果から、アルギン酸ゲルは筋繊維状のものを模擬する上で適した素材であることは確認できたものの、アルギン酸ゲルの主構造体のみの繊維パーツ130は溶けて破断しやすくなるおそれがあることが分かった。他の弾力性に富んだゲル素材、例えばPVAを架橋してゲル化すると構造的強度を増大させることが可能である。例えば、単純に混合してゲル化して構造強度を向上させる方法として、アルギン酸ナトリウム/PVA−117混合溶液をゲル化させる方法があるが、作成した繊維パーツ130の幅が太くなってしまい(直径約1mm)、臓器膜モデル100の繊維パーツ130としては適用範囲が限られてしまうおそれがある。
そこで、実施例5では、主構造体であるアルギン酸ゲルの表面をコーティングするようにPVAゲルのコーティング体で被覆した構造を試作した。主構造体であるアルギン酸ゲルの表面をPVAゲルでコーティングすれば引っ張り強度が向上する。
Although it was confirmed from the results of Example 4 that the alginate gel is a suitable material for simulating muscle fibers, the fiber part 130 of only the main structure of the alginate gel melts and easily breaks. I found out there was a fear. It is possible to increase the structural strength by cross-linking and gelling other elastic gel materials such as PVA. For example, as a method of simply mixing and gelling to improve the structural strength, there is a method of gelling a sodium alginate / PVA-117 mixed solution, but the width of the produced fiber part 130 becomes thick (with a diameter of about 1 mm), there is a possibility that the applicable range of the fiber part 130 of the organ membrane model 100 is limited.
Therefore, in Example 5, a structure in which the surface of the main structure alginate gel was coated with a PVA gel coating was fabricated. If the surface of the main structure alginate gel is coated with PVA gel, the tensile strength is improved.

(1)単層膜パーツ110
単層膜パーツ110は実施例4で製作したものと同様のものを用いる。
(1) Single layer film part 110
The single layer film part 110 is the same as that manufactured in the fourth embodiment.

(2)繊維パーツ130(主構造体の表面をPVAでコーティングしたもの)
[使用した材料]
アルギン酸ナトリウム水溶液(1wt%)
塩化カルシウム水溶液(1M)とPVA−117(5w%)との混合溶液
飽和ホウ酸水溶液
(2) Fiber part 130 (the surface of the main structure coated with PVA)
[Materials used]
Sodium alginate aqueous solution (1wt%)
Mixed solution of calcium chloride aqueous solution (1M) and PVA-117 (5w%) Saturated boric acid aqueous solution

[製作方法]
塩化カルシウム水溶液とPVA−117との混合溶液(1M)を用意し、その溶液中に、シリンジから1wt%アルギン酸ナトリウム水溶液を押し出し(使用した針の内径は0.6mm)、繊維状アルギン酸ゲルを作成した。この状態で未架橋のPVAが繊維状アルギン酸ゲルの周りにまとわりついている。この形成された繊維状アルギン酸ゲルに対して飽和ホウ酸水溶液をかけて表面に含有されているPVA−117を架橋した。
[Production method]
Prepare a mixed solution (1M) of calcium chloride aqueous solution and PVA-117, and extrude a 1wt% sodium alginate aqueous solution from the syringe into the solution (the inner diameter of the used needle is 0.6mm) to create a fibrous alginate gel. did. In this state, uncrosslinked PVA is clinging around the fibrous alginate gel. PVA-117 contained on the surface was crosslinked by applying a saturated boric acid aqueous solution to the formed fibrous alginate gel.

[結果]
図7は、実施例5にかかる繊維パーツをコーティング処理した試作例を示す図である。
図7(a)は、未架橋のPVAが周りにまとわりついているアルギン酸ゲルの製作例である。この状態ではPVAが未架橋の状態である。
図7(b)は、未架橋のPVAが周りにまとわりついているアルギン酸ゲルに対して飽和ホウ酸水溶液をかけてPVA−117を架橋した状態を示す図である。
架橋反応により表面が少し泡立っている。
コーティング体でコーティングされたアルギン酸ゲルの径は0.7mmであった。PVA架橋体でコーティングされたアルギン酸ゲルを繊維状に絡めれば繊維パーツ130の構造が再現できる。
[result]
FIG. 7 is a diagram illustrating a prototype example in which the fiber part according to Example 5 is coated.
FIG. 7 (a) is an example of manufacturing an alginate gel in which uncrosslinked PVA is wrapped around. In this state, PVA is in an uncrosslinked state.
FIG. 7B is a view showing a state in which PVA-117 is crosslinked by applying a saturated boric acid aqueous solution to an alginate gel in which uncrosslinked PVA is wrapped around.
The surface is slightly foamed due to the crosslinking reaction.
The diameter of the alginate gel coated with the coating body was 0.7 mm. The structure of the fiber part 130 can be reproduced if the alginate gel coated with the crosslinked PVA is entangled in a fibrous form.

(3)多層膜モデル120
[製作方法]
解凍したPVA薄膜の単層膜パーツ110を型枠の中に配置し、接着剤として同じPVA−117を塗り、その単層膜パーツ110の上にPVA架橋体でコーティングされたアルギン酸ゲル繊維である繊維パーツ130を配置し、上から残りのPVA−117を流し込み、冷凍庫で一晩冷凍した。
(3) Multilayer film model 120
[Production method]
This is an alginate gel fiber in which a single layer film part 110 of a thawed PVA thin film is placed in a mold, and the same PVA-117 is applied as an adhesive, and the single layer film part 110 is coated with a PVA crosslinked body. The fiber part 130 was arrange | positioned, the remaining PVA-117 was poured from the top, and it frozen in the freezer overnight.

[結果]
PVAの単層膜パーツ110同士を剥がせば、繊維パーツ130が破断せず、繊維状に剥がれていった。
図8は、実施例5にかかる臓器膜モデル100の上層の膜を剥離した様子を示す図である。
図8に示すように、上層である単層膜パーツ110を引き剥がせば、間挿されている繊維パーツ130が破断せずに繊維状に剥がれて行く様子が分かる。
[result]
When the single-layer membrane parts 110 of PVA were peeled off, the fiber part 130 did not break and was peeled off into a fibrous form.
FIG. 8 is a diagram illustrating a state where the upper layer film of the organ membrane model 100 according to the fifth example is peeled off.
As shown in FIG. 8, when the single-layer film part 110 that is the upper layer is peeled off, it can be seen that the interleaved fiber part 130 is peeled off into a fibrous shape without breaking.

このように、臓器モデルとして、柔軟性や弾力性が実際の臓器に近く、臓器を覆う膜組織、筋繊維、血管等まで立体的に再現し、電気メスなどの医療機器を用いた手技における反応も実際の反応に近い臓器モデルを製作することができる。   In this way, as an organ model, flexibility and elasticity are close to those of an actual organ, and three-dimensional reproduction of membrane tissues, muscle fibers, blood vessels, etc. that cover the organ, and reactions in procedures using medical instruments such as an electric knife Can also produce an organ model close to the actual reaction.

以上、本発明の臓器膜モデルの構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。   As mentioned above, although preferred embodiment in the structural example of the organ membrane model of this invention was illustrated and demonstrated, it will be understood that various changes are possible without deviating from the technical scope of this invention. .

本発明の臓器膜モデルは、人体の臓器などに対する手技のトレーニング用モデルとして広く適用することができる。   The organ membrane model of the present invention can be widely applied as a training model for procedures for human organs and the like.

100 臓器膜モデル
110 単層膜パーツ
120 多層膜パーツ
130 繊維パーツ
200 臓器モデル
210 血管モデル
220 臓器本体モデル

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Organ membrane model 110 Monolayer membrane part 120 Multilayer membrane part 130 Textile part 200 Organ model 210 Blood vessel model 220 Organ body model

Claims (6)

繊維組織を含む膜組織を模擬した臓器膜モデルであって、
ゲル状の素材で形成した前記膜組織の単層を模擬した単層膜パーツを重ね合わせまたは貼り合わせて多層構造とした多層膜パーツと、
ゲル状の素材で形成した前記繊維組織を模擬した繊維パーツを備え、
前記繊維パーツを前記多層膜パーツの層間に配置したことを特徴とする臓器膜モデル。
An organ membrane model simulating membrane tissue including fiber tissue,
A multilayer film part having a multilayer structure in which a single-layer film part simulating a single layer of the film structure formed of a gel-like material is overlaid or bonded, and
Provided with fiber parts simulating the fiber structure formed of a gel-like material,
An organ membrane model, wherein the fiber parts are arranged between layers of the multilayer membrane parts.
前記繊維パーツが、前記繊維組織に近い複数の糸状体が絡み合った形状を再現するための基材となるゲル状の素材でできた繊維組織の主構造体と、前記繊維組織に近い引っ張り強度を出すために前記繊維組織の主構造体の表面をコーティングしたゲル状の素材でできたコーティング体との組み合わせで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の臓器膜モデル。   The fiber part has a main structure of a fiber structure made of a gel-like material serving as a base material for reproducing a shape in which a plurality of filaments close to the fiber structure are intertwined, and a tensile strength close to the fiber structure. 2. The organ membrane model according to claim 1, wherein the organ membrane model is formed in combination with a coating body made of a gel-like material coated on the surface of the main structure of the fibrous tissue. 前記繊維パーツの主構造体が、アルギン酸ナトリウム水溶液を塩化カルシウム水溶液中にシリンジで糸状に押し出して糸状体を、繊維状に絡ませて形成した繊維状アルギン酸ゲルであることを特徴とする請求項2に記載の臓器膜モデル。   The main structure of the fiber part is a fibrous alginic acid gel formed by extruding a sodium alginate aqueous solution into a calcium chloride aqueous solution with a syringe and threading the filamentous body into a fibrous shape. The organ membrane model described. 前記繊維パーツが、前記前記繊維パーツの主構造体である前記繊維状アルギン酸ゲルの表面を、ポリビニルアルコール水溶液を架橋剤で架橋して形成したポリビニルアルコールゲルからなるコーティング体でコーティングした構造とした請求項3に記載の臓器膜モデル。   The fiber part has a structure in which the surface of the fibrous alginic acid gel, which is the main structure of the fiber part, is coated with a coating made of polyvinyl alcohol gel formed by crosslinking a polyvinyl alcohol aqueous solution with a crosslinking agent. Item 5. The organ membrane model according to Item 3. 請求項1から4のいずれかに記載の臓器膜モデルと、
臓器モデル鋳型に対して必要に応じて血管モデルを配置した状態で臓器モデル用ゲル素材を流し込んで形成した臓器本体モデルを備え、
前記臓器膜モデルで前記臓器本体モデルを被覆して形成した、臓器膜モデルで被覆した臓器モデル。
An organ membrane model according to any one of claims 1 to 4,
With an organ body model formed by pouring a gel material for an organ model in a state where a blood vessel model is placed on an organ model template as necessary,
An organ model covered with an organ membrane model formed by covering the organ body model with the organ membrane model.
請求項1から4のいずれかに記載した臓器膜モデルを形成する方法であって、
塩化カルシウム水溶液とポリビニルアルコール水溶液の混合水溶液に対して、アルギン酸ナトリウム水溶液をシリンジから糸状に押し出して絡めて繊維状にした前記繊維状アルギン酸ゲルよりなる前記繊維パーツの主構造体を形成する第1の工程と、
前記ポリビニルアルコールに対する架橋剤を添加して前記繊維パーツの主構造体の周囲にまとわりついている前記ポリビニルアルコールを架橋させて前記繊維パーツの主構造体の周囲にコーティング体を形成する第2の工程と、
ゲル状の素材で形成した膜組織の単層を模擬した単層膜パーツを重ね合わせまたは貼り合わせる際に前記繊維パーツを挟み込んで多層構造の多層膜パーツを形成する第3の工程を備えた、臓器膜モデル形成方法。
A method for forming an organ membrane model according to any one of claims 1 to 4,
Forming the main structure of the fiber part comprising the fibrous alginate gel obtained by extruding a sodium alginate aqueous solution into a thread form from a syringe to a mixed aqueous solution of a calcium chloride aqueous solution and a polyvinyl alcohol aqueous solution, and entangled to form a fiber. Process,
A second step of adding a crosslinking agent to the polyvinyl alcohol to crosslink the polyvinyl alcohol around the main structure of the fiber part to form a coating around the main structure of the fiber part; ,
A third step of forming a multilayer film part having a multilayer structure by sandwiching the fiber parts when a single-layer film part simulating a single layer of a film structure formed of a gel-like material is stacked or bonded, Organ membrane model formation method.
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