[发明专利]包含氧化铋的硅橡胶组合物及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及适用于制造超声成像或治疗设备用声透镜(acoustic lens) 的新型填充硅氧烷组合物。

背景技术

与典型值约1.5MRayl的人体组织的声阻抗相比，典型有机硅树脂 的声阻抗较低，约为1MRayl。为医学成像用超声探头中声透镜的目的， 超声设备中包含硅树脂的声透镜部件与病人组织之间声阻抗的不匹配 导致超声探头与人体之间超声传输效率的降低。加入较高密度的无机填 料能提高用作透镜材料的硅树脂的声阻抗并使之接近于人体组织的声 阻抗。在努力提高适用于制造超声探头中声透镜的硅树脂的声阻抗中， 已采用过很多无机填料，如热解法二氧化硅、石英、TiO₂和Al₂O₃。由 于这些金属氧化物的密度较低(约2.2～约4.2g/cm³)，需要高填料含量 (20～40vol％)才能获得1.5MRayl或更高的声阻抗。高填料含量会使填 充硅氧烷组合物的性能不良，例如，高粘度、加工性差和高声衰减。最 近，Yamashita及其合作者报告了几种包含高密度填料的填充硅氧烷组 合物的配方，所述高密度填料如重金属和亚微观尺寸的颗粒重金属氧化 物。Yamashita所公开的填充硅氧烷组合物具有约1.5MRayls的声阻抗 值，而且据报告，包含纳米颗粒铂金属和氧化镱。尽管在适用于制造超 声探头中声透镜的材料领域内有了新进展，但进一步的改进仍是需要的 且公开于本文。

发明内容

在一个实施方案中，本发明提供包含有机硅树脂和纳米颗粒单斜α -相氧化铋的填充硅氧烷组合物。

在另一个实施方案中，本发明提供包含有机硅树脂和纳米颗粒氧化 铒的填充硅氧烷组合物。

在又一个实施方案中，本发明提供包含有机硅树脂、纳米颗粒单斜 α-相氧化铋和纳米颗粒氧化铒的填充硅氧烷组合物，其中，纳米颗粒氧 化铋的平均颗粒尺寸为约10nm～约200nm，以及占该组合物总体积的 约0.1vol％～约10vol％，而且其中，纳米颗粒氧化铒占组合物总体积 的约0.1vol％～约7vol％。

在还有一个实施方案中，本发明提供包含基材、压电换能器和声透 镜的超声探头，所述声透镜包含填充硅氧烷组合物，后者包含有机硅树 脂和纳米颗粒单斜α-相氧化铋。

在另一个实施方案中，本发明提供包含基材、压电换能器和声透镜 的超声探头，所述声透镜包含填充硅氧烷组合物，后者包含有机硅树脂 和纳米颗粒氧化铒。

在另一个实施方案中，本发明提供包含第一曲面和第二表面的声透 镜，其中该声透镜包含填充硅氧烷组合物，后者包含有机硅树脂和纳米 颗粒单斜α-相氧化铋。

在另一个实施方案中，本发明提供超声诊断设备，它包含(a)超声探 头，该探头包含(i)基材，(ii)压电换能器和(iii)声透镜，该声透镜包含填 充硅氧烷组合物，后者包含有机硅树脂和纳米颗粒α-相氧化铋；(b)信 号处理单元；和(c)图像显示器。

具体实施方式

如上所述，在一个实施方案中，本发明提供适用于制造医学成像和 治疗用声透镜的填充硅氧烷组合物。该填充硅氧烷组合物包含有机硅树 脂和纳米颗粒无机填料。纳米颗粒无机填料选自下列一组：纳米颗粒单 斜α-相氧化铋、纳米颗粒氧化铒及它们的组合。如本文所公开，一种或 两种纳米颗粒无机填料的存在使填充硅氧烷组合物在固化和未固化态 都具有出色的特性。

所谓纳米颗粒，是指其平均颗粒尺寸约10nm～约1μm的金属氧 化物。在一个实施方案中，选自纳米颗粒单斜α-相氧化铋、纳米颗粒氧 化铒及它们组合的纳米颗粒金属氧化物的平均颗粒尺寸在约10nm～约 1μm范围内。在另一个实施方案中，选自纳米颗粒单斜α-相氧化铋、 纳米颗粒氧化铒及它们组合的纳米颗粒金属氧化物的平均颗粒尺寸在 约10nm～约500nm范围内，在另一个实施方案中，约10nm～约200 nm，以及在另一个实施方案中，约10nm～约100nm。

在一个实施方案中，纳米颗粒金属氧化物包含平均颗粒尺寸约10 nm～约1μm的纳米颗粒单斜α-相氧化铋，在另一个实施方案中，约 10nm～约500nm，在另一个实施方案中，约10nm～约200nm，以及 在另一个实施方案中，约10nm～约100nm。