JPH03103244A

JPH03103244A - 超音波伝達媒体

Info

Publication number: JPH03103244A
Application number: JP24021989A
Authority: JP
Inventors: Toru Kawashima; 徹川島
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1989-09-18
Publication date: 1991-04-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分舒）本発明は、超音波伝達媒体に関するものである。

詳しく述べると、透明性が高く、高含水率で音響特性に
優れ、かつ滅菌が容易で生体適合性の良好な超音波診断
装置用に好適な超音波伝達媒体に関するものである。

（従来の技術）開心術を的確に行なうためには術前に病変部の位置や形
状、それに隣接する正常な部分との関係等が詳細に診断
されることが望まれる。特に新生児等の重症例において
は、このことは手術結果を左右する重要な問題である。

超音波診断は、循環器領域における非侵襲的な検査方法
として近年著しく進歩普及し、これを用いた術前診断の
正確さは、最近の手術成績の向上に大いに役立っている
。

しかしながら、胸壁上からブロープを当てて肺や骨組織
を避けつつ術前の音波検査では心疾患や病変部について
十分な情報を得ることができない。

この限界を越えてさらに詳しく超音波診断を行なう方法
として開心術中の超音波検査が考えられる。

すなわち、胸骨正中切開後に心膜または心臓や血管を切
開する前にその外側よりプローブを直接当てて超音波検
査を行なえば、それぞれの内腔に関してより詳しい外科
的に有用な診断が得られる。

また、この術中超音波検査により行なった外科的処置が
的確であったかどうかを術中に確認することが可能で、
このことは再手術の防止や術後管理の上で重要なことで
ある。

一方、心臓や血管壁に直接プローブを当てて超音波検査
を行なう場合、心臓や血管は心１拍とともに画一的でな
い動きをしており、またプローブにより圧迫を受けると
不整脈や血圧の低下を生じやすい。したがって、変形で
きない接触面を有する従来型のブローブを拍動する心臓
等の表面に絶えず密着させ、安全に使用することは困難
で、実際には術中のリアルタイム超音波断層検査法の有
用性が十分に発揮されていないのが実状である。

すなわち、人体とプローブとの間に空気が存在すると、
空気と生体の音響インピーダンス（ρＸＣ，ρ：密度、
Ｃ：音速）が大きく異なるために超音波の伝達効率が著
しく低下して診断の支障となるのである。したがって、
この間心術中の超音波検査に用いるための適当な接触媒
体物質が必要であり、すなわち、心臓の表面に密着した
ままその動きを追従する柔かさと強度および生体適合性
と超音波特性に優れたゲル状弾性物質が必要がある。

従来、医療用器材として用いる材料としては、架橋した
ポリビニルアルコール系親水性高分子の網目の中にポリ
ビニルピロリドンが閉じ込められた構造を有する構造物
に４０％以上の水が含まれてなるヒドロゲルが知られて
おり、このヒドロゲルは、ポリビニルアルコール系親水
性高分子とポリビニルピロリドンとを混合し、しかる後
にポリビニルアルコール系親水性高分子のみを架橋不溶
化することにより得られる（特公昭５８−４４，６９９
号）。

しかしながら、このようなヒドロゲルは、濃硫酸等未反
応の架橋剤の処理の問題の他に、生体適合性が優れてい
るにもかかわらず、滅菌が困難であるという欠点があっ
た。すなわち、オートクレープ滅菌を行なう場合、耐熱
性が不充分であり、また、エチレンオキサイドガス滅菌
を行なう場合、該ヒドロゲルが多量の水を抱蔵している
ために、この水にエチレンオキサイドガスが吸収されて
残留したり、あるいはその一部がエチレングリコールに
変化して残留するので、これらの毒性のためにエチレオ
キ÷イドガス滅菌は不可能である。さらに放射線滅菌を
行なう場合、架橋が過度に進み、また材料中でのフリー
ラジカルの反応等により酸素、過酸化水素、水素等が発
生する等のために使用には耐えられなかった。さらに、
このようなヒドロゲルは、それ自身が不透明であるため
に診断部を目視できず、また超音波の減衰が大きく、特
に高周波数の超音波には使用できない。また、ゲル７＞
＜べと付くので、プロープの走査の支障となることがあ
る。

さらに、このような医療用器材に用いられ得る材料とし
て、５０〜９９重量％の水を含み、この量の水が含まれ
得る程度の架橋度でポリビニルアルコール同志およびポ
リビニルピロリドン同志およびポリビニルアルコールと
ポリビニルピロリドンを放射線照射により架橋してなる
水不溶性ヒドロゲルを提案されている（特開昭６３−２
９２，９４５号）。この水不溶性ヒドロゲルは、含水率
が高くかつ滅菌が容易で、しかも生体適合性においても
優れたものであり、さらに音響特性にも優れるものであ
るため、超音波伝達媒体等の医療用器材として有用であ
ったが、物理的強度が十分ではなく、衣服に触れると剥
れる、使用中に切れるといった問題が生じ、また取り出
した時の触感にヌルヌル感があり使川後に十分な手洗を
必要とするために改善が望まれるところであった。例え
ば、放射線の照射量を上げて架橋密度を高め、物理的強
度を増すことは可能であるが、このような方法ではヒド
ロゲルの弾性を低下させ、脆いものとしてしまい、また
反応時の気泡発生に影響があるため適当な方法とは言え
なかった。

（発明が解決しようとする課題）したがって、本発明の目的は、新規な超音波伝達媒体を
提供゛することにある。本発明の他の目的は、透明性が
高く、高含水率で音響特性に優れ、かつべとつきの無い
超音波伝達媒体を提供することにある。本発明のさらに
他の目的は、滅菌が容易で生体適合性の良好であるため
超音波診断装置用に好適な超音波伝達媒体を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段）これらの諸目的は、架橋されたエチレンオキサイド重合
体の含水物からなる超音波伝達媒体により達成される。

本発明はまた、含水率が８０〜９９重量％、好ましくは
９０〜９８重量％である架橋されたエチレンオキサイド
重合体からなる超音波伝達媒体である。本発明はさらに
、架橋は放射線架橋により行なわれてなる超音波伝達媒
体である。本発明は、また放射線の照射量が０．２５〜
２　．　　５　Ｍｒａｄ，好ましくは０．５〜１　．　
　５　Ｍｒａｄである超音波伝達媒体である。本発明は
さらに、エチレンオキサイド重合体の分子量が１００，
０００以上、好ましくは２００．０００〜８，０００，
０００である超音波伝達媒体である。

（作用）本発明による超音波伝達媒体は、架橋されたエチレンオ
キサイド重合体の含水物である。エチレンオキサイド重
合体の架橋には公知の方法が用いられる。例えば、多官
能イソシアネート化合物、多官能エポキシ化合物等を反
応させる方法、エチレンオキサイドの重合時に多官能単
量体を用いる方法、エチレンオキサイド重合体の水溶液
に放射線を照射する方法（米国特許第３，２６４．２０
２号）等によって架橋物が得られる。これらのうち、放
射線照射による方法は、架橋と同時に滅菌も行なえる点
で好ましい方法である。

本発明による超音波伝達媒体を放射線照射法により製造
するには、エチレンオキサイド重合体の水溶液を所定の
成形用型に入れたのち、放射線を照射することにより該
重合体を架橋して三次元化させ、その網目構造の中に８
０〜９９重量％、好ましくは９０〜９８重量％の水を含
ませることにより行なわれる。すなわち、含水率が８０
重量％未満では超音波の減衰が大きくなり、一方、９９
重量％を越えると超音波伝達媒体の機械的強度が劣って
しまうからである。また、前記水溶液中のエチレンオキ
サイド重合体の濃度は、１〜２０重量％、好ましくは２
〜１０重量％である。さらに、この水溶液中には、防腐
剤、安定剤を添加することもできる。得られる超音波伝
達媒体は、通常板状であり、その厚さは１〜５ｏＩＩＩ
Ｉｌ１好ましくは３〜３０ｍｏ＋である。

本発明で使用されるエチレンオキサイド重合体は、エチ
レンオキサイドの単独重合体または得られる重合体に悪
影響を及ぼさない程度のプロピレンオキサイド、テトラ
ヒドロフラン等の他の環状エーテルとエチレンオキサイ
ドとの共重合体である。その分子量は、１００，０００
以上であり、好ましくは２００，０００〜８，０００．
０００である。すなわち、分子量が１００，０００未満
では、得られる超音波伝達媒体の機械的強度が劣ってし
まい、一方、分子量がｓ，０００，０００を越えると、
得られる超音波伝達媒体が固くなり密着性が劣ってしま
うからである。

本発明において使用されるエチレンオキシド重合体には
、得られる超音波伝達媒体に悪影響を及ぼさない程度（
通常２０重量％以下）に他の水溶性重合体と該エチレン
オキサイド重合体に配合することもできる。このような
水溶性重合体としては、ヒドロキシエチルセルロース、
ヒドロキシプロビルセルロース、ポリビニルビロリドン
、ポリビニルアルコール、可溶性でんぷん、イソブチレ
ンー無水マレイン酸共重合体、ポリアクリル酸ナトリウ
ム等がある。

架橋の際に用いられる放射線としては、γ線、電子線等
があり、好ましくはγ線である。放射線の線量は０．　
　２５　〜２．　　５Ｍｒａｄ，好ましくは０．５〜１
　．　　５　Ｍｒａｄである。すなわち、照射線量が０
．２５Ｍｒａｄ未満では架橋度が不充分で、それ自身の
形状を保つことが困難であるからであり、一方、２　．
　　５　Ｍｒａｄを越えると固くなりすぎて可撓性が不
充分となり当接すべき部位の形状への密着性が低下して
しまうからである。この場合、エチレンオキサイド重合
体の水溶液を包材容器中に入れて放射線照射を行なえば
、使用時に該容器を開封するだけで滅萌された状態で使
用できる超音波伝達媒体が得られる。

なお、本明細書中に記載の含水率は、次式にょり求めた
。

このようにして得られる本発明の超音波伝達媒体は、超
音波診断装訴使用時に不快感のあった超音波ゲルの代り
に超音波マットまたはその応用として現在盛んに研究さ
れている同装置の術中診断に使用される材料等の超音波
伝達媒体として使用される。この場合、使用対象は、術
中用に限定されるものではなく、体の表面に置くことで
、プローブの圧迫による組織変形を取除くことができ、
正確な形態診断ができること、ならびに深い焦点を有す
る低い周波数で、体の比較的浅い部分を観察するときに
プローブと体表面の間に、所定の媒体を置き、体の浅い
部分に焦点を移動させ、これにより解像力の良い画像が
得られるために、広い範囲にわたる各種の診断を可能に
するのである。

（実施例）以下、実施例を上げて本発明をさらに詳細に説明する。

なお、下記実施例における「％」は、特にことわらない
眠り「重量％」である。

実施例１ポリエチレンオキサイド（分子量４，０００．０００）
６．０ｇをイオン交換水２ｏｏｍＩに添加し、室温で撹
袢溶解させた。この溶液をポリスチレン製ケースに空気
の入らないように充填し、１．Ｏ　Ｍｒａｄのγ線を照
射して厚さ５叩の超音波伝達媒体を作成した。得られた
媒体はゲル状でべと付きかなく、気泡を含まず無色透明
であった。含水率は９７．１％であり、２０℃における
密度は１．００６であった。

実施例２ポリエチレンオキサイド（分子！３００，０００）１０
．０ｇ，エデト酸ナトリウム０．１ｇ，防腐剤として塩
化ペンザルコニウム０．００８ｇをイオン交換水２００
ｍｌに溶解し実施例１と同様にγ線照射を行ったところ
、無色透明のゲル状でべとつきのない超音波伝達媒体が
得られた。含水率は９５．２％、密度は１．０１０であ
った。

実施例３〜１０第１表に示すような分子量のポリエレチンオキサイドを
用い、重合体濃度およびγ線照射量を変えて実施例１と
同様にγ線照射を行なって、無色透明のゲル状でべとつ
きのない超音波伝達媒体の製造を行った。

比較例１完全ケン化ポリビニルアルコール（ケン化度９９．４モ
ル％、平均重合度２，０００）２０．０ｇをイオン交換
水２　０　０　ｍｌに加え、加熱溶解し、室温まで冷却
後静置により泡を除きポリスチレン製ケースに充填し−
２０℃の冷蔵庫に置いて２４時間凍結させ、室温で２４
時間解凍を３サイクル繰り返した。出来たゲルは白色で
不透明であった。

以上のようにして得られた超音波伝達媒体を周波数１０
．０ＭＨｚの単プローブを用い基本音響特性を測定した
ところ第２表の結果が得られた。

比較ｒＩＩＩ１１はゲルが固く、音速が速くなっている
ため生体の音響インピーダンスとの間に差異を生じ診断
の妨げとなる多正反射が表われることを示唆している。

また、このようにして製造した超音波伝達媒体をウサギ
の青中に２４時間密封貼付したが、皮膚刺激はみられず
生体適合性は良好であった。

第ｌ表第２表ポリエチレンオキサイド分子置２００．０００２００．０００２００．０００３００．０００３００．０００９００，０００９００，０００４．０００．０００ γ線線量（Ｍｒａｄ）０．７５１．００１．０００．７５｛．０００．７５ｌ．０００．７５含水率（％〉９５．２９５．２９０．９９５．２９５．２９５．２９５．２９７．ｌ実施例　　　音速（ｍ／ｓｅｅ）１　　　　　１５１０２　　　　　１５３０３　　　　　１５２０４　　　　　１５２０５　　　　　１５３０６　　　　　１５２０７　　　　　１５２０８　　　　　１５２０９　　　　　１５２０１０　　　　　１５３０比較例１　　　１６８０減衰率（ｄＢ／ｃｍ）０．４００，　７００，　６５０，　７２０，　８７０．　７２０．　８００．　７１０．　７６０．　４６２．　５０（発明の効果）以上述べたように、本発明は、架橋されたエチレンオキ
サイド重合体の含水物からなる超音波伝達媒体であるか
ら、含水率が高く音響特性に優れており、しかも生体適
合性に優れているため、超音波診断の音響力ップラー等
の超音波伝達媒体として極めて優れた効果を発揮する。

また透明性が高いため診断を行っている部位を肉眼によ
って確認が行なえる。

さらに、該超音波伝達媒体を、エチレオキサイド重合体
水溶液に放射線照射することにより製造した場合、未反
応架橋剤が残ったり、未反応の単量体が残る問題が全く
なく、しかも架橋と滅薗とが同時に行えるので、作業王
程が簡略化できる利点がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）架橋されたエチレンオキサイド重合体の含水物か
らなる超音波伝達媒体。
（２）含水率が８０〜９９重量％である請求項１に記載
の超音波伝達媒体。
（３）架橋は放射線架橋により行なわれてなる請求項１
または２に記載の超音波伝達媒体。
（４）放射線の照射線量が０．２５〜２．５Ｍｒａｄで
ある請求項３に記載の超音波伝達媒体。
（５）エチレンオキサイド重合体の分子量が１００，０
００以上である請求項１ないし４のいずれか一つに記載
の超音波伝達媒体。