一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模及其制备方法与流程

本发明涉及仿组织体模，具体涉及一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模及其制备方法。

背景技术：

1、高强度聚焦超声(hifu)是近年来兴起的一种无创性、适用于治疗人体病变组织的新技术，其能够通过聚焦性超声波使人体组织内部快速震荡并发热，最终使聚焦区域变性失活，而hifu在组织中形成的聚焦性能的形态和大小取决于生物组织本身的生物学特性，因此，建立一种能够模拟生物组织生物学特性的仿组织体模用于评价hifu聚焦性能，能够更为准确地确定hifu能够造成多大体积的失活，并指导hifu治疗人体病变组织技术的改进与发展。目前大多采用琼脂和无机盐离子模拟人体组织导电性能，但该材料保存条件较差，且琼脂基仿组织体模在高温(75℃以上)环境中会变软，并最终破碎或融化，并不适用于某些具有特殊要求和功率的hifu测试。

2、现有技术公开了一种评价hifu聚焦性能的仿组织体模的建立，以牛肝为温敏变色成分的仿组织体模，能够模拟人体软组织的声学特性和热学特性，并在hifu声波聚焦区域产生可见变色。但该体模材料不透明，无法直观有效地指示hifu焦斑面积与焦斑位置。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的体模材料无法指示hifu聚焦性能的焦斑面积与位置的缺陷，从而提供一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模及其制备方法。

2、一方面，本发明提供一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模的制备方法，包括如下步骤，s1，将丙烯酰胺、n,n'-甲叉双丙烯酰胺、蛋清和无机缓冲液混合得到混合液；s2，向步骤s1得到的混合液中加入引发剂，定型，得到仿组织体模。

3、在其中一些实施例中，所述步骤s1还包括将丙烯酰胺、n,n'-甲叉双丙烯酰胺形成预混液的步骤。

4、在其中一些实施例中，所述蛋清为新鲜蛋清。

5、在其中一些实施例中，所述引发剂包括过硫酸铵和四甲基乙二胺，

6、可选的，所述过硫酸铵和四甲基乙二胺的体积比为(0.3～1):(0.2-0.6)，

7、可选的，过硫酸铵的质量浓度为8～12％。

8、在其中一些实施例中，所述无机缓冲液包括tris-硼酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷缓冲液、3-吗啉丙磺酸缓冲液中的至少一种。

9、在其中一些实施例中，所述丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的预混液中丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的质量比为(29～38):1。

10、在其中一些实施例中，所述丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的预混液、蛋清与无机缓冲液的体积比为(20～30):(25～40):(8～15)。

11、在其中一些实施例中，所述引发剂与混合液的体积比为(0.6～1.6)：(78～100)。

12、在其中一些实施例中，所述步骤s1中混合液还包括去离子水。

13、在其中一些实施例中，所述步骤s1中，在搅拌的条件下，将丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺预混液、蛋清、无机缓冲液混合，搅拌的转速为100～300rpm，搅拌时间20～40min。

14、在其中一些实施例中，仿组织体模制备方法中的定型的步骤包括将加入引发剂的混合液倒入模具中，静置，其中，静置时间为至少1h，优选的，静置的时间为1.5h、2h、3h、5h或24h。

15、在其中一些实施例中，仿组织体模制备方法还包括对定型的仿组织体模清洗的步骤，

16、可选的，对定型的仿组织体模清洗的步骤包括采用去离子水浸泡，干燥，

17、可选的，浸泡的时间为12～24h，

18、可选的，干燥时间为10～16h，

19、可选的，对定型的仿组织体模清洗的步骤至少重复三次。

20、在其中一些实施例中，对仿组织体模清洗时，采用卡松溶液对仿组织体模润湿，

21、可选的，所述卡松溶液的质量浓度为40～60μg/ml。

22、另一方面，本发明提供一种由上述制备方法制得的应用于高强度聚焦超声的仿组织体模，能够经hifu处理后产生清晰的焦斑。

23、本发明技术方案，具有如下优点：

24、1.本发明提供一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模的制备方法，包括如下步骤，s1，将丙烯酰胺、n,n'-甲叉双丙烯酰胺、蛋清和无机缓冲液混合得到混合液；s2，向步骤s1得到的混合液中加入引发剂，定型，得到仿组织体模。本发明采用丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺为凝胶基材，借助引发剂合成聚丙烯酰胺作为水凝胶支架，并以蛋清为显色剂，形成无色或淡黄色透明的体模，该体模在hifu超声消融处理后，能够清晰的看到位于体模内部受热产生的白斑，该白斑产生温度与人体组织变性失活温度接近，白斑形状与hifu超声消融人体组织产生失活焦斑形状接近。

25、本发明提供的仿组织体模不仅能够在不切开体模的前提下观测消融的全过程，还能够指示hifu超声聚焦的角度和焦距以及可能出现的焦斑偏移现象，且该白斑可保留，便于后续精确测量，更好的检验超声聚焦效果。

26、2.本发明提供一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模的制备方法，所述引发剂包括过硫酸铵和四甲基乙二胺。本发明利用过硫酸铵和四甲基乙二胺混合时产生大量自由基，促进丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺发生聚合形成稳定的凝胶网络。

27、3.本发明提供一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模的制备方法，所述丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的预混液、蛋清与无机缓冲液的体积比为(20～30):(25～40):(10～15)。本发明通过限定仿组织体模中各原料的体积量，能够显著提高体模生成白斑的速率和失活焦斑的显眼程度。

28、4.本发明提供一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模的制备方法，工艺简单，对设备要求低，可以即用即配。

技术特征：

1.一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1还包括将丙烯酰胺、n,n'-甲叉双丙烯酰胺形成预混液的步骤；和/或，

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无机缓冲液包括tris-硼酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、双(2-羟乙基)氨基(三羟甲基)甲烷缓冲液、3-吗啉丙磺酸缓冲液中的至少一种；和/或，

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的预混液中丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的质量比为(29～38):1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的预混液、蛋清与无机缓冲液的体积比为(20～30):(25～40):(8～15)；和/或，

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂与混合液的体积比为(0.6～1.6)：(78～100)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，在搅拌的条件下，将所述丙烯酰胺与n,n'-甲叉双丙烯酰胺的预混液、蛋清、无机缓冲液混合，搅拌的转速为100～300rpm，搅拌时间20～40min；和/或，

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，还包括对定型的仿组织体模清洗的步骤，

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，对仿组织体模清洗时，采用卡松溶液对仿组织体模润湿，

10.一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模，其特征在于，所述仿组织体模由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。

技术总结本发明涉及仿组织体模技术领域，具体涉及一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模及其制备方法与应用。本发明提供一种应用于高强度聚焦超声的仿组织体模的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，S1，将丙烯酰胺、N,N'‑甲叉双丙烯酰胺、蛋清和无机缓冲液混合得到混合液；S2，向步骤S1得到的混合液中加入引发剂，定型，得到仿组织体模。本发明采用丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺为凝胶基材，借助引发剂合成聚丙烯酰胺作为水凝胶支架，并以蛋清为显色剂，形成无色或淡黄色透明的体模，该体模在HIFU超声消融处理后，能够清晰的看到位于体模内部受热产生的白斑。技术研发人员：钟穗斌,靳遥,高杰,李彦庆,李昕受保护的技术使用者：上海瑛泰璞润医疗器械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9