JP6961973B2 - 複合体、練習キット、及び複合体の製造方法 - Google Patents
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Description
重合体Aは、複合体に外力を加えて2つ以上のハイドロゲル体に分離したときに、接着界面に現れる重量平均分子量8000以上のポリマーである。なお、接着界面は、接着時に2つ以上のハイドロゲル体が接する界面であり、2つ以上のハイドロゲル体を該界面で分離したときの破断面を表すこともある。重合体Aは、主に接着界面に存在し、接着界面の摩擦性、付着性、帯電性、接触角、表面張力、及び形状変化等に影響する。
ハイドロゲル体は、特に限定はなく、適宜選択されるが、例えば、水、ポリマー、及び鉱物を含む。ポリマー、及び鉱物は、複合化して三次元網目構造が形成され、この三次元網目構造の中に水が包含される。また、ハイドロゲル体は、有機溶媒、好ましくは、水溶性有機溶媒を含有してもよい。また、ハイドロゲル体は、水、ポリマー、鉱物、及び水溶性有機溶媒以外のその他の成分を含有してもよい。以下、ハイドロゲルの各成分について説明する。
水としては、純水、又は超純水としての、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、又は蒸留水等が例示される。保湿性付与、抗菌性付与、導電性付与、或いは硬度調整等の目的で、水には、有機溶媒等の成分が溶解乃至分散されていてもよい。
ポリマーとしては、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、又はエポキシ基等を有するポリマーが例示される。ポリマーは、ホモポリマー(単独重合体)であってもよいし、ヘテロポリマー(共重合体)であってもよいし、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよいし、塩の形態であってもよいが、ホモポリマーであることが好ましい。
鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、水膨潤性層状粘土鉱物等が例示される。水膨潤性とは、層状粘土鉱物の層間に水分子が挿入され、水中に分散される性質を示す。水膨潤性層状粘土鉱物は、単位格子を結晶内に持つ二次元円盤状の結晶が積み重なった構造を有し、水膨潤性層状粘土鉱物を水中で分散させると、各単一層状態の円盤状の結晶に分離する。
ハイドロゲル体は、保湿性を高めるため、有機溶媒を含有してもよい。
ハイドロゲル体に用いられるその他の成分としては、特に限定されないが、防腐剤、着色剤、香料、酸化防止剤、安定化剤、表面処理剤、重合開始剤、粘度調整剤、接着性付与剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、及び分散剤等が例示される。
ハイドロゲル体は、ハイドロゲル形成用液体によって形成されてもよい。ハイドロゲル形成用液体は、ハイドロゲル体の成分として、上記の水、鉱物、有機溶媒、及びその他の成分を含み、ハイドロゲル体におけるポリマーを生成するための成分として、モノマー、及び重合開始剤を含有してもよい。
ハイドロゲル形成用液体に用いられるモノマーは、不飽和炭素−炭素結合を1つ以上有する化合物であることが好ましく、単官能モノマー、多官能モノマー等が例示される。多官能モノマーとしては、2官能モノマー、3官能モノマー、3官能以上のモノマー等が例示される。モノマーは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ハイドロゲル形成用液体は、重合開始剤を用いて硬化させてもよい。この場合、重合開始剤は、ハイドロゲル形成用液体中に添加して使用される。重合開始剤としては、光重合開始剤が例示される。
ハイドロゲル体の製造方法は、目的に応じて適宜選択されるが、ハイドロゲル形成用液体を、平板等に一定の厚さでコートして硬化させる方法や、適切な加工方法で型を製作し、型にハイドロゲル形成用液体を注入し硬化させる方法(以下、「型による造型」と表す)、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニットを用いて、ハイドロゲル形成用液体を吐出したあと、可視光または紫外光を照射することでハイドロゲル形成用液体を硬化させながら積層する方法(以下、「マテリアルジェット造型」と表す)等がある。
型としては、あらかじめ所望の形状の内部空洞が形成されているものが用いられる。型は、単独で用いても、中子とセットで用いてもよい。ハイドロゲル形成用液体は、型へ注入された状態で、硬化される。これにより、硬化物として、型に応じた形状のハイドロゲル体が得られる。型は、1回限り使用する使い捨てでもよいし、再利用可能であってもよい。再利用可能な型としては、複数のパーツを組み合わせて用いられ、ハイドロゲル体を取り出すときに複数のパーツに分解されるものが例示される。型は、金属や樹脂を切削加工して、或いは3次元プリンターと呼ばれる造形装置を用いて製造されてもよい。
マテリアルジェット造型において、上記のハイドロゲル形成用液体はモデル材として、造形装置に搭載される。また、必要に応じて、任意のモデル材は、造形装置に搭載される。以下、本実施形態の製造方法において好適に用いられる造形装置として、UV硬化性のモデル材、及びサポート材を搭載した一般的なマテリアルジェット方式の造形装置について説明する。以下の造形装置により、二以上のハイドロゲル体の少なくとも一つを形成することができる。また、造形装置は、形成したハイドロゲル体の表面に、重合体を含む液体をすることができる。
複合体は、2以上のハイドロゲル体が分離可能に接着され形成される。2以上のハイドロゲル体を接着する方法としては、2つのハイドロゲル体間に、重合体Aを含む任意の物質を介在させる方法や、ハイドロゲル体を造形した後、ハイドロゲル体の表面の少なくとも一部にハイドロゲル形成用液体を接触させて硬化させる方法、重合体Aを含む任意の物質が介在した状態で2つのハイドロゲル形成用液体を同時に硬化させる方法等が例示される。
・ハイドロゲル体(第一のハイドロゲル体の一例)の表面の少なくとも一部に重合体Aを含む液体を付着させた後、液体が付着した表面に別のハイドロゲル体(第二のハイドロゲル体の一例)を接触させる方法
・ハイドロゲル体の表面の少なくとも一部に重合体Aを含む液体を付着させた後、液体が付着した表面に別のハイドロゲル体を形成するためのハイドロゲル形成用液体を接触させ、ハイドロゲル形成用液体を硬化する方法
・重合体Aと2つ以上のハイドロゲル体を配置する方法
・重合体Aと2つ以上のハイドロゲル形成用液体をそれぞれ吐出して液膜を形成し、硬化する方法
・ハイドロゲル体、又は複合体の内部に重合体A、又は重合体Aを含む混合物を注入する方法
・ハイドロゲル体、又は複合体の内部に重合体Aの前駆体、又は重量体Aの前駆体を含む混合物をシリンジ等で注入して、内部で重量体Aを生成する方法
・一方のハイドロゲル体に重合体Aの前駆体a1、他方のハイドロゲル体に重合体Aの前駆体a2を入れ、一方のハイドロゲル体と他方ハイドロゲル体とを接着させたときに、前駆体a1と前駆体a2が反応させることで重量体Aを生成する方法
重合体Aがメタノールに可溶である場合、複合体の接着界面に存在する重合体Aは、複合体を接着界面で剥離したときの破断面から、メタノールによって抽出することができる。以下、特に指定がない場合、破断面抽出物は、破断面から、メタノールにより抽出されたものを表す。
複合体の用途は、特に限定されないが、生体組織モデル、及び臓器モデル等が例示される。生体組織モデル、及び臓器モデルは、血管モデル内包構造体であってもよい。これらは、例えば、内視鏡操作、カテーテル挿管等の手技練習を目的とした練習キットの一部として、好適に用いられる。
本実施形態において、血管モデル内包構造体は、血管を模した円筒状の中空管(以下、『血管モデル』と表す)を内包する複合体を示す。本実施形態の血管モデル内包複合体において、ハイドロゲル体で形成される中空形状の血管モデルの少なくとも一部は、重合体Aを介して、ハイドロゲル体で形成される生体組織モデルに覆われている。或いは、本実施形態の血管モデル内包複合体において、ハイドロゲル体で形成される生体組織モデルの少なくとも一部は、重合体Aを介して、ハイドロゲル体で形成される中空形状の血管モデルに覆われていてもよい。また、血管モデルの中空管内部に血液を模した媒質を流してもよい。これにより、血管モデル内包構造体の触感、及び質感を、実際の臓器に近づけることができる。また、これにより、血管モデルを切開した際に、中空管内に流れる媒質を、あたかも血液が流出するように、血管モデルの外に流出させることができる。また、血管モデルを生体組織モデルで覆うことで取り扱い性や保存性を向上させることができる。
生体組織モデルは、血管モデルを覆うハイドロゲル体、又は複合体である。生体組織モデルは、血管モデルを固定化しカテーテル挿管等を行う際の取り扱い性を向上させ、血管モデルの保存性を向上させ、カテーテル挿管等を行う際の触感を実際の血管に近づける。実際の生体組織と組成、及び触感が近いハイドロゲルを用いて生体組織モデルを形成することで、よりリアルな生体組織モデル、および臓器モデルが得られる。
本実施形態のハイドロゲル体、又は複合体には、取り扱い性を向上させるため、カバーとして光を透過する透過性の硬質体が取り付けられることが好ましい。これを取り付けることにより、以下の3つの機能を向上させることが出来る。
(1)ハイドロゲル体、又は複合体の形状を維持し、手技練習等に際しての取り扱い性が向上する。
(2)ハイドロゲル体、又は複合体の保存性、耐乾燥性、及び防腐性を向上する。
(3)ハイドロゲル体、又は複合体の外観性を改善する。
上記の臓器モデルは、手技練習用臓器モデルとして利用できる。手技練習用臓器モデルとしては、特に制限はないが、脳、心臓、食道、胃、膀胱、小腸、大腸、肝臓、腎臓、膵臓、脾臓、又は子宮等の人体の任意の部位を再現したものが例示される。
上記の血管モデル内包構造体、及び手技練習用臓器モデルは、内視鏡挿入トレーニング、カテーテル挿管手技トレーニング、又は手術前のシミュレーションに好適に用いられる。
(ポリビニルアルコール溶液1の作製方法)
ジメチルスルホキシド45部、及びイオン精製水135部の混合液を90℃に加温し、この混合液にPVA117(クラレ株式会社製、ポリビニルアルコール、けん化度98.0〜99.0mol%、重合度1700)20部を入れて90℃を保ちながら3時間撹拌させ、ポリビニルアルコール溶液1を得た。
ポリビニルアルコール溶液1を大きさ100mm×100mm、厚さ8mmの内部形状を有する直方体型1に入れ25℃まで冷却し、直方体形状のポリビニルアルコールゲルを得た。メタノール250gが入った内寸120mm×120mm×50mmの容器にゲルを入れ2時間放置した。ゲルを取り出し、容器内のメタノールを捨てた後、容器に250gのイオン精製水を入れて、再度ゲルを入れて2時間放置した。これにより、ポリビニルアルコールゲル内のジメチルスルホキシドがメタノール、更に水に置換されたハイドロゲル体1が得られた。得られた直方体形状のハイドロゲル体1を容器から取り出した。同様の方法で、同じ組成の直方体形状のハイドロゲル体2も得た。
内寸173mm×173mm×400mmの容器に、酢酸ビニル(ポリマー)(50質量%酢酸エチル溶液、平均分子量42000、昭和化学製)9000gを入れ、吊るした状態のハイドロゲル体1を容器内の溶液に浸漬させた。続いて、吊るした状態のハイドロゲル体1を引き上げて、乾燥させることで表面の被膜から、酢酸ビニル(ポリマー)の溶媒である酢酸エチルを除去し、被膜ハイドロゲル体1を得た。
複合体を接着面に対し垂直方向に引っ張り、接着面でハイドロゲル体を剥離させ、上記実施形態に記載の方法により、破断面をメタノールで洗浄し、抽出液を減圧除去して抽出物を得た。得られた抽出物を、GPC(Gel permeation chromatography)により測定し、重量平均分子量8000以上に検出物が現れるか評価した。
○:検出される
×:検出されない
複合体1を、メッツェンバウム(MZS−1、アズワン製)を用いて剥離させて、剥離が開始するまでの固さ(引張強度)と剥離が開始してから(剥離している最中)の固さ、を腎臓線維皮膜と類似するかという視点で5段階評価した。
▲▲:腎臓線維皮膜と比較すると、明らかに剥離しにくい。
▲:腎臓線維皮膜と比較すると、やや剥離しにくい。
○:腎臓線維皮膜とほぼ同等。
▼:腎臓線維皮膜と比較すると、やや剥離しやすい。
▼▼:腎臓線維皮膜と比較すると、明らかに剥離しやすい。
複合体1を剥離させたあと、各ハイドロゲル体の破断面を密着させ界面に対し垂直方向に1.2kg(0.12N/cm2)の圧縮加重を1分間かけた。その後、再度界面を剥離させ、剥離している最中の固さを腎臓線維皮膜と類似するかという視点で評価した。
▲▲:腎臓線維皮膜と比較すると、明らかに剥離しにくい。
▲:腎臓線維皮膜と比較すると、やや剥離しにくい。
○:腎臓線維皮膜とほぼ同等。
▼:腎臓線維皮膜と比較すると、やや剥離しやすい。
複合体1の硬さが、腎臓と類似するかという視点で評価した。
▲▲:腎臓と比較すると、明らかに硬い。
○:腎臓の硬さとほぼ同等。
(複合体2の作製方法)
ハイドロゲル体1に、ハイドロゲル体2を重ね合わせ、ハイドロゲル体1とハイドロゲル体2の接触面に対して垂直方向に1.2kg(0.12N/cm2)の圧縮加重をかけて1時間保管後、得られたゲルを冷凍庫(GS−1356HC、ヤマト科学株式会社製)を用い−18℃で1時間冷却した。得られたゲル接着物におけるハイドロゲル体1とハイドロゲル体2の界面に、酢酸ビニル(ポリマー)(50wt%酢酸エチル溶液、平均分子量42000、昭和化学製)1.0gを、マイクロシリンジ(MS−UNFX00、アズワン製)で注入し、常温で30分間保管して、複合体2を得た。複合体2について、実施例1と同様の評価を行った。
(ハイドロゲル形成用液体1の調製)
まず、高純水を撹拌させながら、層状粘土鉱物としてラポナイトXLGを少しずつ添加し、撹拌して分散液を作製した。次に、ラポナイトXLGの分散剤としてエチドロン酸(東京化成工業株式会社製)を添加した。
ハイドロゲル形成用液体1の構成成分は以下の通りである。
高純水70.2質量%、層状粘土鉱物として[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na− 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)6質量%、硬化性材料としてアクリロイルモルホリン(KJケミカルズ株式会社製)22質量%、有機架橋剤としてN,N’−メチレンビスアクリルアミド(東京化成工業株式会社製)0.2質量%、ラポナイトXLGの分散剤としてエチドロン酸(東京化成工業株式会社製)0.3質量%、重合促進剤としてN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(東京化成工業株式会社製)を4質量%、界面活性剤としてLS106(花王株式会社)を0.3質量%含む。
イオン精製水98質量部にペルオキソ二硫酸カリウム(東京化成工業株式会社製)2質量部を添加し、十分に溶解させて、2質量%ペルオキソ二硫酸カリウム水溶液を得た。100質量部のハイドロゲル形成用液体1を撹拌しているところに、ペルオキソ二硫酸カリウム水溶液(2質量%水溶液)を12質量部添加し、10秒撹拌したあと、混合液を、大きさ100mm×100mm、厚さ8mmの内部形状を有する直方体型1に入れ、上から塩化ビニリデンフィルム(ニュークレラップ、株式会社クレハ製)で密閉し25℃下、12時間保管すると液体は硬化した。硬化したハイドロゲル体3を取り出して得た。同様の方法で同じ組成のハイドロゲル体4を得た。
内寸173mm×173mm×400mmの容器に、酢酸ビニル(ポリマー)(50質量%酢酸エチル溶液、平均分子量42000、昭和化学製)9000gを入れ、吊るした状態のハイドロゲル体3を容器内の溶液に浸漬させた。続いて、吊るした状態のハイドロゲル体3を引き上げて、乾燥させることで表面の被膜から、酢酸ビニル(ポリマー)の溶媒である酢酸エチルを除去し、被膜ハイドロゲル体3を得た。
(塗工液1の作製)
メチルエチルケトン(和光純薬化学株式会社製)45質量部、トルエン(和光純薬化学株式会社製)45質量部の混合溶媒に、VINNOL E15/A48(分子量:22000、塩化ビニル:ヒドロキシプロピルアクリレート=83.5:16.5[質量%]、巴化学工業株式会社製)10質量部を撹拌しながら少量ずつ入れ、25℃で2時間撹拌した。得られた溶液を、ろ紙(No.5C、アドバンテック製)で濾過し、減圧脱気をして、無色透明な塗工液1を得た。
複合体3の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)を、塗工液1に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体4を得た。複合体4について、実施例1と同様の評価を行った。
(塗工液2の作製)
メチルエチルケトン(和光純薬化学株式会社製)45質量部、トルエン(和光純薬化学株式社製)45質量部の混合溶媒に、ソルバインTA5R(分子量:18000、塩化ビニル:酢酸ビニル:ビニルアルコール=88:1:11[質量%]、日信化学工業株式会社製)10質量部を撹拌しながら少量ずつ入れ、25℃で2時間撹拌した。得られた溶液を、ろ紙(No.5C、アドバンテック製)で濾過し、減圧脱気をして、淡黄色透明な塗工液2を得た。
複合体3の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)を、塗工液2に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体5を得た。複合体5について、実施例1と同様の評価を行った。
(塗工液3の作製)
メタノール(和光純薬化学株式会社製)90部に、JMR−8M(分子量:8000、けん化度68(mol%)、日本酢ビポバール株式会社製)10質量部を撹拌しながら少量ずつ入れ、25℃で2時間撹拌した。得られた溶液を、ろ紙(No.5C、アドバンテック製)で濾過し、減圧脱気をして、無色透明な塗工液3を得た。
複合体3の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)を、塗工液3に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体6を得た。複合体6について、実施例1と同様の評価を行った。
(塗工液4の作製)
塗工液3の作製方法における、JMR−8MをJMR−150L (分子量:120000、けん化度22(mol%)、日本酢ビポバール株式会社製)に変更する以外は、塗工液3と同様の作製方法で無色透明な塗工液4を得た。
複合体3の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)を、塗工液4に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体7を得た。複合体7について、実施例1と同様の評価を行った。
(塗工液5の作製方法)
塗工液3の作製方法における、JMR−8MをJMR−8L(分子量:14000、けん化度1.5(mol%)、日本酢ビポバール株式会社製)に変更する以外は、塗工液3と同様の作製方法で無色透明な塗工液5を得た。
複合体3の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)を、塗工液5に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体8を得た。複合体8について、実施例1と同様の評価を行った。
(塗工液6の作製方法)
塗工液3の作製方法における、JMR−8MをJMR−10L(分子量:18000、けん化度37(mol%)、日本酢ビポバール株式会社製)に変更する以外は、塗工液3と同様の作製方法で無色透明な塗工液6を得た。
複合体3の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)を、塗工液6に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体9を得た。複合体9について、実施例1と同様の評価を行った。
(複合体10の作製方法)
複合体3の作製方法において、ハイドロゲル体3をハイドロゲル体1、酢酸ビニル(ポリマー)を塗工液6、ハイドロゲル体4をハイドロゲル体2に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体10を得た。複合体10について、実施例1と同様の評価を行った。
(ハイドロゲル体5)
70gのハイドロゲル形成用液体1を撹拌したところに、2質量%ペルオキソ二硫酸カリウム8.4gを入れ、10秒撹拌した。図2の(A)は実施例11で用いられる型の斜視図である。図2の(B)は、型により得られるハイドロゲル体の斜視図である。上記撹拌して得られた液を内寸105mm×105mm、厚さ13mmの型51に入れ、更に外寸100mm×100mm、厚さ8mmの中子52を組み合わせて密閉した。密閉後、25℃12時間保管したところ液体は硬化した。硬化したハイドロゲル体5を取り出することにより、ハイドロゲル体5を得た。
複合体3の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)を塗工液6、ハイドロゲル体4をハイドロゲル体5に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体11を得た。複合体11について、実施例1と同様の評価を行った。
(ハイドロゲル体6)
10gのハイドロゲル形成用液体1を撹拌したところに、2質量%ペルオキソ二硫酸カリウム1.22gを入れ、10秒撹拌した。図3の(A)は実施例12で用いる型の斜視図である。図3の(B)は、ゲルの斜視図である。上記撹拌して得られた液を、型61に入れ、中子62を配置して密封した。密封後、25℃12時間保管したところ液体は硬化して、内径5mm外径7.5mm、長さ100mmの筒状のゲルが得られた。硬化したハイドロゲル体6を取り出すことで、ハイドロゲル体6を得た。
900gのハイドロゲル形成用液体1を撹拌したところに、2質量%ペルオキソ二硫酸カリウム108gを入れ、15秒撹拌した。図4の(A)は実施例12で用いる型の斜視図である。図4の(B)は、ゲルの斜視図である。得られた液を内寸100mm立方の容器71に入れ、更に外径7.5mm長さ100mmの円柱形の中子72を入れて密閉し、25℃12時間保管したところ液体は硬化した。硬化したゲルを取り出し、ハイドロゲル体7を得た。
複合体3の作製方法において、ハイドロゲル体3をハイドロゲル体6、酢酸ビニル(ポリマー)を塗工液6、ハイドロゲル体4をハイドロゲル体7に置き換える以外は、複合体3の作製方法と同様の方法で、複合体12を得た。図5は、実施例12で得られる複合体12の斜視図である。複合体12について、実施例1と同様の評価を行った。
(複合体13の作製方法)
内寸173mm×173mm×400mmの容器に、塗工液6を9000g入れ、ハイドロゲル体6に外径5mm長さ100mmの円筒形の中子を入れたものを吊るして容器内の溶液に浸漬させた後引き上げたあと、乾燥させることで被膜ハイドロゲル体6´を得た。乾燥により、被膜ハイドロゲル体6´の表面の被膜から、JMR−10Lの溶媒であるメタノールを除去した。
−ハイドロゲル形成用液体2の調製−
まず、純水を撹拌させながら、層状粘土鉱物としてラポナイトXLGを少しずつ添加し、撹拌して分散液を作製した。次に、ラポナイトXLGの分散剤としてエチドロン酸(東京化成工業株式会社製)を添加した。
ハイドロゲル形成用液体2の構成成分は以下の通りである。
高純水60質量%、層状粘土鉱物として[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na− 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)6質量%、乾燥防止剤としてグリセリン(阪本薬品工業株式会社製)10.2質量%、硬化性材料としてアクリロイルモルホリン(KJケミカルズ株式会社製)22質量%、有機架橋剤としてN,N’−メチレンビスアクリルアミド(東京化成工業株式会社製)0.2質量%、ラポナイトXLGの分散剤としてエチドロン酸(東京化成工業株式会社製)0.3質量%、光重合開始剤としてIrgacure184(BASF社製)(4質量%メタノール溶液)0.6質量%、重合促進剤としてN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(東京化成工業株式会社製)を0.4質量%、界面活性剤としてLS106(花王株式会社)を0.3質量%含む。
<積層造形>
ハイドロゲル形成用液体2および塗工液6を、造形装置のそれぞれインクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、GEN4)2個に充填し、吐出した。吐出されたハイドロゲル形成用液体2に、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射してハイドロゲル形成用液体2を硬化させ、モデル部及びサポート部を形成した。
(複合体15の作製方法)
図8は、実施例15で製造される複合体15の斜視図である。複合体14の作製方法において、造形物を図8に示すように、ハイドロゲル形成用液体2と塗工液6とを同じパスで吐出し、吐出後ハイドロゲル形成用液体2を硬化させる以外は複合体14の作製方法と同様に複合体15を作製した。複合体15は、積層方向に塗工液6の界面を有し、そのサイズは10mm×10mm、厚さ50mmである。複合体15について、実施例1と同様の評価を行った。
(複合体101の作製方法)
ハイドロゲル体1に、ハイドロゲル体2を重ね合わせ、ハイドロゲル体1とハイドロゲル体2の接触面に対して垂直方向に1.2kg(0.12N/cm2)の圧縮加重をかけて1時間保管後、得られたゲルを冷凍庫(GS−1356HC、ヤマト科学株式会社製)を用い−18℃で1時間冷却して、複合体101を得た。複合体101について、実施例1と同様の評価を行った。
(複合体102の作製方法)
ハイドロゲル体3に、ハイドロゲル体4を重ね合わせ、ハイドロゲル体3とハイドロゲル体4の接触面に対して垂直方向に1.2kg(0.12N/cm2)の圧縮加重をかけて1時間保管して、複合体102を得た。複合体101について、実施例1と同様の評価を行った。
(複合体103の作製方法)
実施例1における複合体1の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)の代わりに酢酸ビニル(モノマー)を用いる以外は、複合体1の作製方法と同様の方法で、複合体103を得た。複合体101について、実施例1と同様の評価を行った。
(複合体104の作製方法)
実施例1における複合体1の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)の代わりに酢酸エチルを用いる以外は、複合体1の作製方法と同様の方法で、複合体104を得た。
(複合体105の作製方法)
実施例1における複合体1の作製方法において、酢酸ビニル(ポリマー)の代わりに10質量%ポリビニルアルコール(PVA117、クラレ株式会社製、分子量75000、けん化度、98.5(mol%))を用いる以外は、複合体1の作製方法と同様の方法で、複合体105を得た。
2 サポート材
10 モデル部
20 サポート部
30 造形装置
31 ヘッドユニット
32 ヘッドユニット
33 紫外線照射機
34 ローラ
35 キャリッジ
36 基板
37 ステージ
100 三次元モデル
Claims (11)
- 2以上のハイドロゲル体が剥離可能に接着されており、接着界面で剥離したときの破断面に重量平均分子量8000以上の重合体を有する複合体であって、
前記2以上のハイドロゲル体が鉱物を有し、
前記重合体は、けん化度90mоl%以下のポリビニルアルコールであることを特徴とする複合体。 - 前記重合体は、メタノールに可溶である請求項1に記載の複合体。
- 前記重合体は、水酸基、及び水酸基よりも疎水性を有する水酸基以外の置換基を有し、
前記水酸基と、前記水酸基以外の置換基との、比率が、1.0:99.0〜90.0:10.0の範囲にある
請求項1又は2に記載の複合体。 - 前記2以上のハイドロゲル体における第一のハイドロゲル体の少なくとも一部は、前記2以上のハイドロゲル体における第二のハイドロゲル体に覆われている
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の複合体。 - 前記2以上のハイドロゲル体における第一のハイドロゲル体、及び第二のハイドロゲル体の少なくとも一つは、中空形状を有している
請求項1に記載の複合体。 - 前記第一のハイドロゲル体は、血管モデルであり、
前記第二のハイドロゲル体は、生体組織モデルである
請求項5に記載の複合体。 - 光を透過する透過性の被覆部材で覆われている請求項6に記載の複合体。
- 請求項5に記載の複合体と、
前記ハイドロゲル体における中空に挿入可能な内視鏡、又は、カテーテルと、
を有する練習キット。 - 鉱物を含有する第一のハイドロゲル体の表面に、重量平均分子量8000以上かつけん化度90mоl%以下のポリビニルアルコールの重合体を含む液体を付着させる工程と、
前記第一のハイドロゲル体における前記液体が付着した表面に、鉱物を含有する、第二のハイドロゲル体、又は前記第二のハイドロゲル体を形成するための液体を接触させて、前記第一のハイドロゲル体、及び前記第二のハイドロゲル体が剥離可能に接着された複合体を形成する工程と、
を含むことを特徴とする複合体の製造方法。 - 水、モノマー及び鉱物を含有する硬化性の液体を吐出して、液膜を形成する工程と、
前記液膜を硬化して、層を形成する工程と、を繰り返し、前記層を積層させることにより、前記第一のハイドロゲル体、及び前記第二のハイドロゲル体の少なくとも一つを形成する
請求項9に記載の複合体の製造方法。 - 前記第一のハイドロゲル体の表面に、重量平均分子量8000以上の重合体を含む液体を付着させる工程において、前記重量平均分子量8000以上の重合体を含む液体を前記第一のハイドロゲル体の表面に吐出する
請求項9又は10に記載の複合体の製造方法。
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