本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，更具體地，涉及一種心血管專用超聲仿組織體模及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、光聲成像技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種非入侵式和非電離式的新型生物醫(yī)學(xué)成像方法。光聲成像的基本原理是：當(dāng)脈沖激光照射到生物組織中時(shí)，組織的光吸收域?qū)a(chǎn)生超聲信號，我們稱這種由光激發(fā)產(chǎn)生的超聲信號為光聲信號。生物組織產(chǎn)生的光聲信號攜帶了組織的光吸收特征信息，通過探測光聲信號能重建出組織中的光吸收分布圖像。光聲成像結(jié)合了純光學(xué)組織成像中高選擇特性和純超聲組織成像中深穿透特性的優(yōu)點(diǎn)，可得到高分辨率和高對比度的組織圖像，從原理上避開了光散射的影響，突破了高分辨率光學(xué)成像深度“軟極限”(～1mm)，可實(shí)現(xiàn)50mm的深層活體內(nèi)組織成像。

2、超聲仿組織體模與生物組織的超聲特性相似，主要用于超聲產(chǎn)品的矯正、檢驗(yàn)以及體外學(xué)習(xí)訓(xùn)練。心血管專用超聲仿組織體模包括與心臟組織的超聲特性相似的心臟體模以及位于體模內(nèi)的血流通道，利用泵使仿血液流體在血流通道內(nèi)流動可以模仿心臟內(nèi)的血液流動。然而，現(xiàn)有心臟體模材料僅能模擬純超聲成像，不適用于光聲成像技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種心血管專用超聲仿組織體模及其制備方法，能適用于光聲/超聲兩種成像模式。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種心血管專用超聲仿組織體模，包括心臟體模和仿血液流體；

4、所述心臟體模的原料包括以下質(zhì)量百分比的各組分：

5、5wt.％～35wt.％的聚乙烯醇、2wt.％～5wt.％的第一交聯(lián)劑、10wt.％～12wt.％的水溶性有機(jī)溶劑、1wt.％～3wt.％的引發(fā)劑、5wt.％～7wt.％的第二交聯(lián)劑和余量水；

6、所述第一交聯(lián)劑包括羥甲基纖維素鈉、葡萄糖、硼酸、己二酸中的一種或兩種以上；

7、所述第二交聯(lián)劑為酰胺類化合物；

8、所述仿血液流體包括以下質(zhì)量百分比的各組分：

9、20wt.％～40wt.％的聚乙烯吡咯烷酮和余量溶劑。

10、本發(fā)明還公開了一種上述心血管專用超聲仿組織體模的制備方法，包括以下過程：

11、將聚乙烯醇用水進(jìn)行溶解，并加熱，得到聚乙烯醇水凝膠；

12、將第一交聯(lián)劑加入所述聚乙烯醇水凝膠中進(jìn)行混合，得到第一交聯(lián)產(chǎn)物；

13、將第二交聯(lián)劑和引發(fā)劑加入所述第一交聯(lián)產(chǎn)物中進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，得到第二交聯(lián)產(chǎn)物；

14、對所述第二交聯(lián)產(chǎn)物進(jìn)行超聲波均質(zhì)，得到均質(zhì)共聚物溶液；

15、將水溶性有機(jī)溶劑加入所述均質(zhì)共聚物溶液中進(jìn)行混合，得到冷凍液，將冷凍液灌入模具里進(jìn)行冷凍，冷凍完成后再進(jìn)行解凍，循環(huán)冷凍和解凍，制得心臟體模；

16、將聚乙烯吡咯烷酮溶解于溶劑中，得到仿血液流體。

17、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，將具有如下有益效果：

18、本發(fā)明實(shí)施例首先通過第一交聯(lián)劑可以增強(qiáng)聚乙烯醇的強(qiáng)度，第一交聯(lián)劑還為增稠劑、分散劑和穩(wěn)定劑，能夠增強(qiáng)聚乙烯醇的濃稠度、強(qiáng)度、分散性和穩(wěn)定性，減少離子態(tài)的聚乙烯醇，提高聚乙烯醇的分散均勻性，便于后期獲得均質(zhì)的多孔三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；然后通過第二交聯(lián)劑與聚乙烯醇和第一交聯(lián)劑進(jìn)行化學(xué)接枝共聚，形成三維網(wǎng)狀共聚結(jié)構(gòu)，酰胺類化合物能夠通過化學(xué)接枝增強(qiáng)共聚物的結(jié)晶度、透明度和機(jī)械強(qiáng)度等；通過在冷凍液中增加水溶性有機(jī)溶劑，水溶性有機(jī)溶劑即能溶于水，又能與較低醇解度的聚乙烯醇等未參與三維網(wǎng)狀共聚結(jié)構(gòu)的有機(jī)雜質(zhì)具有良好的相容性與結(jié)合性，能在冷凍-解凍循環(huán)中被水置換出，進(jìn)一步提高體模的透光度，同時(shí)也進(jìn)一步提高體模的均質(zhì)性。本發(fā)明通過第二交聯(lián)劑的化學(xué)接枝以及水溶性有機(jī)溶劑在冷凍-解凍循環(huán)過程中脫除有機(jī)雜質(zhì)的聯(lián)合作用，能夠獲得高透光度的體模，從而能夠應(yīng)用光聲/超聲雙模態(tài)成像技術(shù)。

19、本發(fā)明實(shí)施例的聚乙烯吡咯烷酮溶液為非牛頓流體，聚乙烯吡咯烷酮可以對超聲波反射形成超聲信號，且聚乙烯吡咯烷溶液不會發(fā)生沉淀，同時(shí)，聚乙烯吡咯烷酮還具有透光性，能同時(shí)應(yīng)用于光聲和超聲檢測。

技術(shù)特征：

1.一種心血管專用超聲仿組織體模，其特征在于，包括心臟體模和仿血液流體；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心血管專用超聲仿組織體模，其特征在于，包括以下a～h中至少一個(gè)技術(shù)特征：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的心血管專用超聲仿組織體模，其特征在于，所述第一消泡劑包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚中的一種或兩種以上；

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的心血管專用超聲仿組織體模，其特征在于，所述心臟體模的結(jié)構(gòu)包括心臟模體和位于所述心臟模體內(nèi)部的單根血管模型、冠脈血管模型結(jié)構(gòu)、二尖瓣模型結(jié)構(gòu)、三尖瓣模型結(jié)構(gòu)、單心房心室模型結(jié)構(gòu)、雙心房心室模型結(jié)構(gòu)中的一種或兩種以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的心血管專用超聲仿組織體模，其特征在于，所述冠脈血管模型結(jié)構(gòu)包括主血管和從所述主血管上引出的分支血管；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的心血管專用超聲仿組織體模，其特征在于，還包括泵血裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心血管專用超聲仿組織體模，其特征在于，所述心臟體模的聲學(xué)阻抗為1.5mrayls～1.6mrayls；

8.一種如權(quán)利要求1～7中任意一項(xiàng)所述的心血管專用超聲仿組織體模的制備方法，其特征在于，包括以下過程：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的心血管專用超聲仿組織體模的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)的過程為：用波長為350nm～400nm、功率為30w～50w的紫外光照射激發(fā)所述引發(fā)劑；

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的心血管專用超聲仿組織體模的制備方法，其特征在于，在所述超聲波均質(zhì)過程中，在所述第二交聯(lián)產(chǎn)物中還加入ph緩沖液，所述ph緩沖液的ph值范圍為6.5～8.0。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種心血管專用超聲仿組織體模及其制備方法，包括心臟體模和仿血液流體；所述心臟體模的原料包括以下質(zhì)量百分比的各組分：5wt.％～35wt.％的聚乙烯醇、2wt.％～5wt.％的第一交聯(lián)劑、10wt.％～12wt.％的水溶性有機(jī)溶劑、1wt.％～3wt.％的引發(fā)劑、5wt.％～7wt.％的第二交聯(lián)劑和余量水；所述第一交聯(lián)劑包括羥甲基纖維素鈉、葡萄糖、硼酸、己二酸中的一種或兩種以上；所述第二交聯(lián)劑為酰胺類化合物；所述仿血液流體包括以下質(zhì)量百分比的各組分：20wt.％～40wt.％的聚乙烯吡咯烷酮和余量溶劑。本發(fā)明能同時(shí)適用于光聲/超聲兩種成像模式。

技術(shù)研發(fā)人員：周欣歡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳心寰科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17