JP4189487B2 - 皮膚、粘膜等の生体モデル作製用組成物 - Google Patents
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Description
[1] 以下の成分(1)から成分(4)を含む生体モデル作製用組成物、
(1)(a)ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに(b)樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分を含む化合物、を含む組成物、
(2)ゼラチン、または寒天もしくはアガロース、
(3)アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分とする組成物、ならびに
(4)エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする組成物
[3] 成分(1)の(b)が白樺樹液である[1]または[2]に記載の組成物、
[4] 該粉体がセルロースパウダー、アズキ皮粉体、ビートパルプ粉体、白樺葉粉体、上新粉、コーンスターチおよび片栗粉からなる群から選択される[2]または[3]に記載の組成物、
[5] 成分(1)、成分(2)および成分(3)を容積比3:0.5〜2:0.5〜2で混合した混合物20gに、成分(4)が0.1から1g含まれる[1]から[4]のいずれかに記載の組成物、
[6] 生体モデルが、皮膚、粘膜、軟骨膜および骨膜からなる群から選択される[1]から[5]のいずれかに記載の組成物、
(1)(a)ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに(b)樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分を含む化合物、を含む組成物、
(2)ゼラチン、または寒天もしくはアガロース、
(3)アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分とする組成物、ならびに
(4)エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする組成物
[9] 成分(1)の(b)が白樺樹液である、[7]または[8]に記載の生体モデルの作製方法、
[10] 粉体がセルロースパウダー、アズキ皮粉体、ビートパルプ粉体、白樺葉粉体、上新粉、コーンスターチおよび片栗粉からなる群から選択される、[7]から[9]のいずれかに記載の生体モデルの作製方法、
[11] 成分(1)、成分(2)および成分(3)を容積比3:0.5〜2:0.5〜2で混合した混合物20gに、成分(4)を0.1から1g混合することを含む、[7]から[10]のいずれかに記載の生体モデルの作製方法、
[12] 生体モデルが、皮膚、粘膜、軟骨膜および骨膜からなる群から選択される、[7]から[11]のいずれかに記載の生体モデルの作製方法、
[14] シートに以下の成分(1)、(2)、(3)および(4)を混合したものを塗布し乾燥させ、さらに、その上に該成分(1)、(2)、(3)、および(4)を混合したもの10gにセルロース系粉体0.5gを混合したものを塗布し、乾燥させることを含む、軟骨膜モデルの作製方法、
(1)(a)ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに(b)樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分を含む化合物、を含む組成物、
(2)ゼラチン、または寒天もしくはアガロース、
(3)アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分とする組成物、ならびに
(4)エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする組成物
[15] [8]から[13]のいずれか記載の方法により作製された生体モデル、ならびに
[16] [14]に記載の方法により作製された軟骨膜モデル。
ット、鉗子等の手術器具の開発等にも用いることができる。
本発明の生体モデル作製用組成物は、下記(1)から(4)を含むポリマー組成物である。
(1)は成分(a)ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、また
はビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに(b)樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選
ばれる一種または二種以上を含む成分を含む化合物、を含む組成物である。
(2)ゼラチンまたは寒天もしくはアガロース
(3)アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分とする組成物、ならびに
(4)エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする組成物、
さらに、本発明の組成物は、セルロースを主成分とするセルロース系粉体またはデンプンを主成分とするデンプン系粉体を含んでいてもよい。さらに、染料や顔料等の着色剤を含んでいてもよく、着色剤としては限定されない。例えば、アクリル絵具が挙げられ、この場合、成分(4)が着色剤を兼ねることになる。アクリル絵具として、Delta Ceramcoat(登録商標)(Delta Technical Coating, Inc.社製)が挙げられる。
マーまたはコポリマー分子を含有する水性分散体をいう。
ンティー製、仕上げ剤)」、「ハルグロス(ハルエンタープライズ社製、仕上げ剤)」、「
クリヤポッジ(アメリカンハンディクラフト社製、仕上げ剤)」、「トップコートグロス(
株式会社ジャンティー製仕上げ剤)」、商品名「トランスファーコート(株式会社ジャンティー製、転写液)」、「ハルトランスファー(ハルエンクープライス社製、転写液)」、「
サンフィニッシェ((株)サンユー社製、仕上げ剤)」などが挙げられる。従って、本発明の素材にはこれらの市販品の1つまたは複数を含ませることができる。このうちモトポジが好適に用いられ、PLAID社のカタログのITEM#CS11222、CS11221、CS11220、CS11219、CS11218、CS11217、CS11213、CS11211、CS11201、CS11202、CS11203、CS11204、CS11205、CS11207、CS11301、CS11302、CS11303等のモトポジを用い得る。また、米国特許第3616005記載のラテックスエマルジョンも好適に用い得る。
ニルアセテートを主成分とし、ジブチルフタレート等の可塑剤または安定剤を含有するコポリマーを含む水性ラテックスを例示することができる。このような水性ラテックスとして、不揮発性成分を含み、ビニルアセテートを主成分とし、アクリレートを副成分として含有するコポリマーにさらにジブチルフタレートを混合したものが挙げられる。
ポリオールのグリシジルエーテル型、ポリアシッドのグリシジルエーテル型、ポリアミンのグリシジルアミン型、脂環式エポキシ等がある。本発明の組成物の作製に用いるエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂を25%以上含む組成物でもよく、例えば市販の二液型エポキシ樹脂接着剤やコーティング剤に含まれる主剤をそのまま用いればよい。例えば、限定されないが、EnviroTex Lite(登録商標) pour-on HIGH GLOSS FINISH(Enviromental Technology, Inc.)の主剤、Aristocoat(登録商標) Liquid Glass HIGH GROSS Coating (B.D.CLASSIC ENTERPRISE, INC.社製)の主剤、Rapid Araldite(登録商標)(Ciba社製)の主剤が挙げられる。
動物の皮膚、軟骨膜、粘膜、骨膜等の生体モデルの作製に用いることができる。それぞれのモデルにより、軟性、弾力性は異なっており、モデルに応じて組成を変えることができる。例えば、粉体を添加することにより軟性は小さくなる。上記粉体のうちセルロース系粉体を添加した場合は、粘膜モデルを作製することができ、デンプン系粉体を添加した場合は、皮膚モデルを作製することができる。また、実際の生体の色彩を再現するためには、上記成分(1)、(2)、(3)および(4)に適宜着色剤を混合すればよい。
の素材を含んでいてもよい。このような素材として、例えば鉛粉体等の金属粉体などが挙げられる。また、香料等を含んでいてもよい。
本発明の組成物は、上記の成分を一定の割合で混合することにより製造することができる。
(1)の成分(a)および(b)を含むポリマー組成物は、(a)および(b)にさらに水を混合して製造することができる。例えば、成分(a)、成分(b)および水の混合比は、作製しようとする生体モデルにより適宜決定でき、変えることができるが、例えば容積比で1〜4:1:1〜4であり、好ましくは1〜3:1:1〜3、さらに好ましくは2:1:2である。
揮発成分55%の、ポリビニルアセテートの水性ラテックスおよびジブチルフタレートの重量%が、それぞれ80〜95%および5〜20%、好ましくは85〜95%および5%〜15%、さらに好ましくは90〜95%および5〜10%含む組成物が例示できる。より具体的には、不揮発性分55%のポリビニルアセテートの水性ラテックス92.5重量%とジブチルフタレート7.5
重量%とを含む組成物が例示できる。
。この際の、容積比は、成分(1)が3に対して、ゼラチン溶液が0.5から2、好ましく
は0.75から1.25、特に好ましくは1である。また、寒天は市販の乾燥寒天を水に戻して用いればよい。また、アガロースも市販のものを用いればよい。寒天またはアガロースの混合比はゼラチンと同じでよい。
ばよい。
標)(Delta Technical Coating, Inc.社製)の場合、容積比で、上記の成分(1)および
(2)の混合物4に対して、0.5から2、好ましくは0.75から1.25、特に好ましくは1添
加する。
しくは0.5g添加すればよい。
好ましくは0.25から0.75g、さらに好ましくは0.4から0.6g、特に好ましくは0.5g添加すればよい。
本発明の生体モデルは、上記のようにして製造した生体モデル作製用組成物から製造することができる。上記組成物を、適当な大きさの容器に厚さ数mmになるように流し込み乾燥させればよい。この際、乾燥後の組成物は乾燥前に比べ収縮するため、所望の生体モデルの厚さより大きい厚さになるように、組成物を流し込む必要がある。組成物の成分や水分含量により異なるが、乾燥後に乾燥前の1/3から1/10、典型的には1/4から1/7、さらに
典型的には1/6に厚さが減じるため、例えば、厚さ1mmの粘膜モデルを作製する場合、組成物を厚さ、2から10mm、好ましくは4から7mm、さらに好ましくは6mmの厚さに流し込んで乾燥させる。乾燥後、必要に応じて別途作製した粘膜や皮膚以外の筋肉組織、骨組織、軟骨組織等の生体モデルに本発明のモデルを貼り付けることにより、実物に近い皮膚や粘膜等の表面組織を有する動物体モデルを作製することができる。この際、本発明の組成物で作製した膜を層状に重ねてもよい。この場合、動物体モデルに直接本発明の組成物を塗布してもよい。
うに加工シートとして、例えば、和紙ヒートシート(ORS製)、和風フィルム(コニシ株
式会社製)等がある。
〔実施例1〕 粘膜モデルの作製
成分(1)を、モトポジ(MOD PODGE GROSS、PLAID社製カタログ番号Item#CS11201)と白樺樹液と水を4:1:2の容積比または2:1:2の容積比で混合して作製した。それぞれ成分(1)4-1-2および成分(1)2-1-2とする。白樺樹液は、4月の白樺の若葉が芽吹く前に、幹に穴を空けその穴にパイプを取り付けて採取した。
に溶解し、50mlにメスアップしたゼラチン溶液を用いた。また、成分(3)として着色剤を兼ねてアクリル絵具を用いた。用いたアクリル絵具は、Delta Ceramcoat(登録商標)(Delta Technical Coating, Inc.社製、カタログ番号02129、色番号02469)であった。成分(4)のエポキシ樹脂としてEnviroTex Lite(登録商標) pour-on HIGH GLOSS FINISH(Enviromental Technology, Inc.)の主剤をそのまま用いた。さらに、セルロース系粉体とし
てビートパルプを乾燥し、粉末状に粉砕したものを用いた。
および成分(1)2-1-2のいずれかを示す。
成分(1):ゼラチン溶液(成分(2)):アクリル絵具(成分(3))を容積比3:1:1で混合したもの20gに対し、エポキシ樹脂(成分(4))0.5gを混合した。
B.(成分(1)2-1-2)
組成物A.10gに対し、ビートパルプ粉末を0.5g混合した。
C.(成分(1)4-1-2)
成分(1):ゼラチン溶液(成分(2)):アクリル絵具(成分(3))を容積比3:1:1で混合したもの20gに対し、エポキシ樹脂(成分(4))0.5gを混合した。
D.(成分(1)4-1-2)
組成物C.10gに対し、ビートパルプ粉末を0.5g混合した。
上記組成物A.50gに対して、実施例1で使用したエポキシ樹脂を1.25g混合した。さらに、該混合物に片栗粉、上新粉、コーンスターチ、白樺葉、アズキ皮またはビートパルプの粉体を0.5g混合し組成物を作製した。この際、各組成物の混合のし易さを評価した。実施例1と同様に、液体状の組成物0.5mlを紙製のプレート(230mm×305mm)中に滴下し、1
日風乾し、乾燥させ、膜状の生体モデルを作製した。この際、乾燥後の組成物の均一性、プレートからの剥がれやすさを評価した。乾燥後の膜モデルをピンセットで押し破って穴を空ける際の感触(ピンセット試験)、鉗子で引っ張ったときの感触(鉗子試験)およびパンチで穴を切り空けたときの感触(パンチ試験)を実際のヒト粘膜を用いた時の感触と比較した。比較検討は、手術経験の長い耳鼻科の医師が担当した。図1、2および3は、それぞれ試験に用いたパンチ、鉗子およびピンセットを示す。また、図4および5は、それぞれパンチ試験および鉗子試験の方法を示す。
片栗粉
ピンセット試験:実際の粘膜よりもやや弾力性が大きいが、大きな差はなく、粘膜モデルとしての使用には問題はなかった。
鉗子試験:引っ張ったときの伸びが実際の粘膜と近似していた。
パンチ試験:穴を開けたときの抵抗が実際の粘膜と近似していた。
ピンセット試験:ピンセットで穴を空けたときの膜の軟性が、実際の粘膜と近似していた。
鉗子試験:引っ張ったときの伸びが実際の粘膜と近似していた。
パンチ試験:穴を開けたときの抵抗が実際の粘膜と近似していた。
ピンセット試験:ピンセットで穴を空けたときの膜の軟性が、実際の粘膜と近似していた。
鉗子試験:引っ張ったときの伸びが実際の粘膜と近似していた。
パンチ試験:穴を開けたときの抵抗が実際の粘膜と近似していた。
ピンセット試験:実際の粘膜よりもやや弾力性が大きいが、大きな差はなく、粘膜モデルとしての使用には問題はなかった。
鉗子試験:引っ張ったときの伸びが実際の粘膜と近似していた。
パンチ試験:穴を開けたときの抵抗が実際の粘膜と近似していた。
ピンセット試験:実際の粘膜よりもやや弾力性が大きいが、大きな差はなく、粘膜モデルとしての使用には問題はなかった。
鉗子試験:引っ張ったときの伸びが実際の粘膜と近似していた。
パンチ試験:穴を開けたときの抵抗が実際の粘膜と近似していた。
ピンセット試験:実際の粘膜よりもやや弾力性が大きいが、大きな差はなく、粘膜モデルとしての使用には問題はなかった。
鉗子試験:引っ張ったときの伸びが実際の粘膜と近似していた。
パンチ試験:穴を開けたときの抵抗が実際の粘膜と近似していた。
上記組成物A.10gに対して、実施例1で使用したエポキシ樹脂を0.10g、0.20g、0.25g、0.30gまたは0.40g混合した。該混合物10gに片栗粉0.5gを混合し、組成物を作製した。実施例1と同様に、液体状の組成物0.5mlを紙製のプレート(230mm×305mm)中に滴下し、
1日風乾し、乾燥させ、膜状の生体モデルを作製した。エポキシ樹脂が0.1gの場合、ピンセット試験ではやや軟性に欠けた。また、0.4gの場合、軟性が粘膜より大きかった。この結果より、エポキシ樹脂の混合量は、成分(1):ゼラチン溶液:アクリル絵具を容積比3:1:1で混合したもの10gに対して0.2から0.4gが望ましいことが判明した。但し、0.1gおよび0.5gの場合も、粘膜モデルとして使用は可能であった。
Claims (16)
- 以下の成分(1)から成分(4)を含む生体モデル作製用組成物。
(1)(a)ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに(b)樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分を含む化合物、を含む組成物、
(2)ゼラチン、または寒天もしくはアガロース、
(3)アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分とする組成物、ならびに
(4)エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする組成物 - さらに、着色剤および/またはセルロースを主成分とする粉体もしくはデンプンを主成分とする粉体を含む請求項1記載の組成物。
- 成分(1)の(b)が白樺樹液である請求項1または2記載の組成物。
- 該粉体がセルロースパウダー、アズキ皮粉体、ビートパルプ粉体、白樺葉粉体、上新粉、コーンスターチおよび片栗粉からなる群から選択される請求項2または3記載の組成物。
- 成分(1)、成分(2)および成分(3)を容積比3:0.5〜2:0.5〜2で混合した混合物20gに、成分(4)が0.1から1g含まれる請求項1から4のいずれか1項に記載の組成物。
- 生体モデルが、皮膚、粘膜、軟骨膜および骨膜からなる群から選択される請求項1から5のいずれか1項に記載の組成物。
- 以下の成分(1)から成分(4)を含む組成物を混合し、膜状に成型し乾燥させることを含む生体モデルの作製方法。
(1)(a)ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに(b)樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる
一種または二種以上を含む成分を含む化合物、を含む組成物、
(2)ゼラチン、または寒天もしくはアガロース、
(3)アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分とする組成物、ならびに
(4)エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする組成物 - 前記組成物には、さらに、着色剤および/またはセルロースを主成分とする粉体もしくはデンプンを主成分とする粉体が含まれる請求項7記載の生体モデルの作製方法。
- 成分(1)の(b)が白樺樹液である、請求項7または8に記載の生体モデルの作製方法。
- 該粉体がセルロースパウダー、アズキ皮粉体、ビートパルプ粉体、白樺葉粉体、上新粉、コーンスターチおよび片栗粉からなる群から選択される、請求項8または9に記載の生体モデルの作製方法。
- 成分(1)、成分(2)および成分(3)を容積比3:0.5〜2:0.5〜2で混合した混合物20gに、成分(4)を0.1から1g混合することを含む、請求項7から10のいずれか1項に記載の生体モデルの作製方法。
- 生体モデルが、皮膚、粘膜、軟骨膜および骨膜からなる群から選択される、請求項7から11のいずれか1項に記載の生体モデルの作製方法。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の組成物を混合し、これを膜状に成型し、他の生体モデルと組み合わせることを含む、生体モデルの作製方法。
- シートに以下の成分(1)、(2)、(3)および(4)を混合したものを塗布し乾燥させ、さらに、その上に該成分(1)、(2)、(3)、および(4)を混合したもの10gにセルロース系粉体0.5gを混合したものを塗布し、乾燥させることを含む、軟骨膜モデルの作製方法。
(1)(a)ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに(b)樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分を含む化合物、を含む組成物、
(2)ゼラチン、または寒天もしくはアガロース、
(3)アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分とする組成物、ならびに
(4)エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とする組成物 - 請求項8から13のいずれか1項に記載の方法により作製された生体モデル。
- 請求項14に記載の方法により作製された軟骨膜モデル。
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