[发明专利]一种用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物仿生技术领域，具体涉及一种用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体及制备方法。

背景技术

高强度超声聚焦是一种无创性、适形的热“切除”治疗肿瘤的新技术，其机制主要是通过超声波聚焦后产生高热，对准患处靶区进行肿瘤细胞杀灭。但是这一高热同时也伴随着对正常组织的烫伤等安全风险，因此临床应用进行治疗时，为了保证治疗的有效性和安全性，必须对HIFU(High Intensity Focused Ultrasound，高强度聚焦超声)治疗头的聚焦性能进行评价。然而，由于治疗中是作用于活体的组织，因此迄今为止很难用非标准化的生物组织对HIFU治疗头的聚焦性能进行评价，以及对不同治疗头的聚焦性能进行比较。

现有大多进行超声聚焦治疗的治疗中聚焦焦斑的大小研究更多的是基于离体组织上进行，但是离体的组织毕竟失去了活体的温敏、活性等条件，评估的结果上并不准确；而且在评估的过程中需要对超声聚焦的焦点进行实时的监控与观察，便于制定超声聚焦治疗的治疗方案与计量，传统意义上对由于离体组织不具备可视化以及不能多次重复利用的功能，因此在大量数据数据输出的平台上，不能高效进行数据统计与观察。

发明内容

本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种各项热学性、声学性等生物性能能替代活体组织用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体及制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体，包括P(NIPA-CO-AA)凝胶体，以及位于所述P(NIPA-CO-AA)凝胶体内的里脊肉；所述里脊肉表面包覆有蜡层。

本发明的用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体中，P(NIPA-CO-AA)凝胶体的声学特性应、热学特性与人体软组织的声学特性相近，是能形成与人体有着高度相似的仿生体型，同时其水凝胶的密度与声速都与人体有着极度的相似性；并结合与肌瘤组织有着十分接近声学性能的里脊肉作为肌瘤模拟体，能有效观察到肌瘤体的能量变化的同时能观察到水凝胶的能量变化，从而实现仿生评估；而且凝胶体本身为透明，可以实时观察到超声聚焦焦点大小形态以及位置的载体，同时这种载体要求能多次、重复使用，可视化程度高。

本发明进一步还提出一种上述用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体的制备方法，包括如下步骤：

按NIPA与待制备的仿生水凝胶组合体的重量体积比为30～40g：400cm³获取NIPA单体并制成NIPA溶液；

按Bis:NIPA为1:10～20的比例向所述NIPA溶液加入Bis，以及按照AAm：NIPA为1:3～4的比例向所述NIPA溶液加入AAm，搅拌均匀溶解形成单体混合液；

按APS：NIPA为0.02～0.027：1的比例取APS制成APS溶液，以及按偏重亚硫酸钠：NIPA为0.015～0.02：1取偏重亚硫酸钠制成偏重亚硫酸钠溶液；按照NIPA：TEMED为200～267g：1ml的比例取TEMED制成TEMED溶液；

将所述TEMED溶液、APS溶液和偏重亚硫酸钠溶液加入单体混合液中，搅拌均匀形成凝胶原液；

将按所需肌瘤模拟体切削的里脊肉表面进行蜡层包覆处理，然后置于盐水中浸泡；

将浸泡后的里脊肉置入凝胶原液中，并进行固定，然后静置30s以上，使凝胶原液凝固即得用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体。

采用本发明的上述制备方法，制备获得的仿生水凝胶组合体其声学和热学的生理参数上与活体相仿，并且在制备步骤中通过多种因素的控制，进一步保证其更加接近生理条件，综合密度为1.058g/cm³与人体肝脏组织的平均密度1.050g/cm³接近，可以直接用作模拟人体软组织，从而实现可视化的热消融疗效评估。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例用于热消融疗效评估的仿生水凝胶组合体的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。