[发明专利]一种超声仿组织体模及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种超声仿组织体模及其制备方法和应用。该超声仿组织体模是将含有聚丙烯酰胺混合物、水、散射子和甘油的混合液经交联反应制得。本发明通过控制聚丙烯酰胺混合物的组分，以调节控制超声仿组织体模的弹性模量；通过加入甘油，以调节控制超声仿组织体模的粘性模量，因而实现了超声仿组织体模的弹性模量和粘性模量的可调性，为其在超声成像仪器的检验及校准中的应用提供了更多可能性。

技术领域

本发明涉及一种超声仿组织体模及其制备方法和应用，属于医用高分子材料技术领域。

背景技术

在进行超声粘弹性成像检测时，需要有一个检测样品作为测量人体组织粘弹性的替代物或参考标准，以方便超声弹性检测设备的检验和校准以及医师和技师的培训等，这种检测样品就是超声仿组织体模。

目前用于B型超声成像、多普勒超声成像仪器的仿组织体模的主要成分是明胶或琼脂。但是，采用明胶或者琼脂制得的超声仿组织体模，以及市场上常见的其它超声仿组织体模，大多数为标准弹性体模，很少考虑超声仿组织体模的粘性模量，不能同时调整控制弹性模量和粘性模量，因而在作为人体组织的替代物或用于设备校准时，存在一定的局限性。因此，非常有必要提供一种弹性模量和粘性模量均可控的超声仿组织体模。

发明内容

本发明提供一种超声仿组织体模及其制备方法和应用，通过改变原料中聚丙烯酰胺混合物的组分及甘油的含量，实现了调节超声仿组织体模的弹性模量和粘性模量的可调性。

本发明首先提供一种超声仿组织体模，该超声仿组织体模是将含有聚丙烯酰胺混合物、水、散射子和甘油的混合液经交联反应制得。

经过交联反应，混合液中的聚丙烯酰胺混合物交联形成三维立体网状结构，散射子则被包裹在网络结构中，因而得到分散有散射子的聚丙烯酰胺凝胶，即超声仿组织体模。

发明人研究发现，超声仿组织体模的弹性模量主要取决于聚丙烯酰胺混合物的组分构成。具体而言，聚丙烯酰胺混合物是两种以上不同分子量的聚丙烯酰胺的混合物，增大相对较高分子量的聚丙烯酰胺组分的质量比例，超声仿组织体模的弹性模量随之增大。反之，增大相对较低分子量的聚丙烯酰胺组分的质量比例，弹性模量随之降低。因此，可通过改变聚丙烯酰胺混合物的组分构成，以调节超声仿组织体模的弹性模量。同时，改变混合液中的甘油含量，超声仿组织体模的粘性模量也随之发生变化。因此，可通过调整聚丙烯酰胺混合物的组分构成以及甘油的加入量，以使超声仿组织体模的弹性模量和粘性模量同时达到仪器测试需求。基于上述发现，从而完成本发明。

本发明对于混合液中各组分的比例不做特别限定，比如聚丙烯酰胺混合物的浓度可根据现有技术确定，以能够交联形成聚丙烯酰胺凝胶为准。可以理解，聚丙烯酰胺混合物的浓度越高，聚丙烯酰胺混合物的平均分子量越高，超声仿组织体模的弹性越大。在本发明具体实施过程中，可控制混合液中聚丙烯酰胺混合物的浓度为3～16wt％，并同时控制聚丙烯酰胺混合物的组分构成，以精确获得所需的弹性模量。甘油的加入量可根据超声仿组织体模的实际需求确定，通常控制混合液中甘油的浓度为1～10wt％，以使得到的超声仿组织体模的粘性模量接近人体组织的实际情况。散射子的加入量也可根据超声仿组织体模的实际用途确定，通常控制混合液中散射子的浓度为1～10wt％，以使超声仿组织体模的声学参数接近人体组织的实际情况。

本发明所使用的聚丙烯酰胺混合物，是两种以上不同分子量的聚丙烯酰胺的混合物，通常情况下，聚丙烯酰胺混合物的平均分子量控制在500×10⁴～3800×10⁴。

在本发明具体实施过程中，聚丙烯酰胺混合物可以是由高、中、低三种不同分子量的聚丙烯酰胺混合而成，其中，

高分子量聚丙烯酰胺的分子量为3400×10⁴～4000×10⁴；

中分子量聚丙烯酰胺的分子量为1500×10⁴～2000×10⁴；