水凝胶组合物、生物组织模型、及生物组织模型的制造方法技术

提供适宜地维持生物组织模型的粘性、并且能够削减制造生物组织模型的时间及费用的水凝胶组合物、生物组织模型、及生物组织模型的制造方法。本发明专利技术的水凝胶组合物为构成生物组织模型的水凝胶组合物，包含聚乙烯醇和具有假塑性的化合物。生物组织模型包含所述水凝胶组合物。生物组织模型的制造方法包含：生成包含聚乙烯醇和具有假塑性的化合物的溶液的工序；和将所述溶液以0.01～300sec

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水凝胶组合物、生物组织模型、及生物组织模型的制造方法
本专利技术涉及作为生物组织模型的成型材料等使用的水凝胶组合物、使用该水凝胶组合物的生物组织模型、及使用该水凝胶组合物的生物组织模型的制造方法。
技术介绍
专利文献1公开了一种生物组织模型，其以聚乙烯醇水凝胶组合物为成型材料。如专利文献1所例示的生物组织模型可如下制造：使用分配器等装置向生物组织模型的铸模吐出聚乙烯醇溶液，使经注射成型或压接成型的聚乙烯醇溶液凝胶化，从而制造。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-316434号公报非专利文献非专利文献1:Kosukegawa，H.，Mamada，K.，Kuroki，K.，Liu，L.，Inoue，K.Hayase，T.andOhta，M.，MesurementsofDynamicViscoelasticityofPoly(vinylalcohol)HydrogelfortheDevelopmentofBloodVesselBiomodeling，JournalofFluidScienceandTechnology，、Vol.3，No.4(2008)，pp.533-543
技术实现思路
专利技术要解决的课题在生物组织模型的制造中，为了使水凝胶组合物的粘性及弹性与实际的生物组织的粘性及弹性相同，有时会使用高浓度的聚乙烯醇溶液。聚乙烯醇溶液的粘度随着聚乙烯醇浓度的提高而增大。因此，在将高浓度的聚乙烯醇溶液用于生物组织模型的制造时，吐出聚乙烯醇溶液就需要较多的能量。另外，若聚乙烯醇溶液浓度高、聚乙烯醇溶液的粘度增大，则分配器的喷嘴部或针部发生堵塞的可能性就增高。喷嘴部或针部发生堵塞时，无法使来自分配器的聚乙烯醇溶液的吐出量维持恒定。因此，在将高浓度的聚乙烯醇溶液用于生物组织模型的制造时，用于使分配器的吐出量维持恒定的维护的时间及费用增加。因此，在使用高浓度的聚乙烯醇溶液制造生物组织模型时，存在用于制作生物组织模型的时间及费用可能增加的问题。本专利技术是解决上述问题的专利技术，目的在于，提供适宜地维持生物组织模型的粘性、并且能够削减制造生物组织模型的时间及费用的水凝胶组合物、生物组织模型、及生物组织模型的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的水凝胶组合物为构成生物组织模型的水凝胶组合物，包含聚乙烯醇和具有假塑性的化合物。另外，本专利技术的生物组织模型包含上述水凝胶组合物。另外，本专利技术的生物组织模型的制造方法包含：生成包含聚乙烯醇和具有假塑性的化合物的溶液的工序；将上述溶液以0.01～300sec-1的剪切速率吐出到上述生物组织模型的铸模中的工序。专利技术的效果根据本专利技术，通过使用聚乙烯醇和具有假塑性的化合物，可以提供能够适宜地维持生物组织模型的粘性、并且削减制造生物组织模型的时间及费用的水凝胶组合物、生物组织模型、及生物组织模型的制造方法。附图说明图1为示出构成本专利技术的水凝胶组合物的聚乙烯醇的结构的化学式。图2为示出本专利技术的水凝胶组合物的化学结构的概要图。图3为示出本专利技术的水凝胶组合物的经氢键连接的交联区域的一部分的概要图。图4为示出本专利技术的实施例2的聚乙烯醇溶液的试样1～5的、剪切速率与动态粘度的关系的图。图5为示出本专利技术的实施例2的聚乙烯醇溶液的试样1及6～9的、剪切速率与动态粘度的关系的图。图6为示出本专利技术的实施例4的含有黄原胶的水凝胶组合物的试样的、黄原胶的浓度与相对于0.5的应变的杨氏模量的关系的图。具体实施方式[聚乙烯醇]对构成本专利技术的水凝胶组合物的聚乙烯醇1进行说明。(聚乙烯醇的化学结构)图1为示出构成本专利技术的水凝胶组合物的聚乙烯醇1的结构的化学式。需要说明的是，图1的化学式中的m及n为表示1以上的整数的变量。如图1所示，聚乙烯醇1为包含直链型的基本骨架2和官能团3的高分子化合物的合成树脂。聚乙烯醇1的基本骨架2由以化学式-CH2-CH-表示的m个第1碳氢骨架部2a、和与第1碳氢骨架部2a相同的化学式-CH2-CH-表示的n个第2烃骨架部2b构成。在聚乙烯醇1中，第1碳氢骨架部2a与第2烃骨架部2b通过碳原子间的共价键直链状无规地键合。官能团3具有m个疏水性的乙酸基4(-COOCH3)和n个亲水性的羟基5(-OH)，所述乙酸基4在每1个第1碳氢骨架部2a上连接1个，所述羟基5在每1个第2烃骨架部2b上连接1个。(聚乙烯醇的制造方法)作为工业制品的聚乙烯醇1可通过包含合成工序、聚合工序和皂化工序的工序来制造。合成工序为由乙烯及乙酸生成单体即乙酸乙烯酯的工序。聚合工序为由单体即乙酸乙烯酯生成聚合物即聚乙酸乙烯酯的工序。皂化工序为将聚乙酸乙烯酯的乙酸基4的一部分置换为羟基5的工序。将上述工序所制造的聚乙烯醇1的沉淀物从水中分离、纯化，制造结晶性的聚乙烯醇1。对于结晶性的聚乙烯醇1，通过干燥而除去水分，成为聚乙烯醇1的干燥物。聚乙烯醇1的干燥物可根据需要进行粉碎加工，以颗粒状或粉末状的工业制品形式使用。(聚乙烯醇的工业用途)聚乙烯醇1除了可作为制作生物组织模型的成型材料使用之外，还可作为人工关节等生物适合性材料的原料、化妆品原料及药品添加剂来使用。除此以外，聚乙烯醇1还可以用于广泛的用途。例如，聚乙烯醇1还可作为合成纤维即维尼纶的原料、平板显示器用光学膜即偏振片膜的原料、及缩醛树脂的原料使用。此外，聚乙烯醇1还可作为纤维加工剂、纸加工用的涂布剂、纸加工用的粘结剂、粘接剂、液体浆糊、玩具或理科教学材料等中使用的软泥、氯乙烯的聚合稳定剂、无机物的粘结剂等使用。[水凝胶组合物]然后，使用图2对本专利技术的水凝胶组合物10的化学结构进行说明。(水凝胶组合物的化学结构)图2为示出本专利技术的水凝胶组合物10的化学结构的概要图。需要说明的是，本专利技术的水凝胶组合物10包含聚乙烯醇1的树脂，也称为聚乙烯醇水凝胶。另外，聚乙烯醇水凝胶有时也简称为PVA-H。凝胶组合物是指如下的组合物：在包含于链状的高分子化合物的特定的原子或原子团处，高分子化合物彼此部分键合而构成三维网格结构，在三维网格结构的内部含有失去了流动性而被束缚的低分子溶剂。在本专利技术中，将在网格结构的内部含有水作为溶剂的凝胶组合物、或在网格结构的内部含有水与对水有混溶性的有机溶剂的混合溶剂作为溶剂的凝胶组合物称为“水凝胶组合物”。如图2所示，水凝胶组合物10的网格结构具有高分子链12和交联区域14，所述高分子链12为在高分子化合物中直链状键合的碳链部分；所述交联区域14为第1高分子链12a与第2高分子链12b之间的键合区域。需要说明的是，虽然图2中未能示出，但是第2高分子链12b与第1高分子链12a在扭转的位置邻接，通过交联区域14而在空间上键合。换言之，水凝胶组合物10的三维网格结构通过将第1高分子链12a和第2高分子链12b键合的交联区域14构成。(水凝胶组合物的溶剂)<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水凝胶组合物，其为构成生物组织模型的水凝胶组合物，包含：/n聚乙烯醇、和/n具有假塑性的化合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170821 JP 2017-1583161.一种水凝胶组合物，其为构成生物组织模型的水凝胶组合物，包含：
聚乙烯醇、和
具有假塑性的化合物。


2.根据权利要求1所述的水凝胶组合物，其中，所述具有假塑性的化合物选自由黄原胶、超黄原胶、瓜尔胶、文莱胶、定优胶、罗望子胶、刺槐豆胶、鼠李聚糖胶、角叉菜胶、普鲁兰多糖、可得然胶、羟乙基纤维素、羟丙乙基纤维素、甲基纤维素、丙烯酸类、以及其盐及衍生物、以及它们的组合所组成的组。


3.根据权利要求1或2所述的水凝胶组合物，其中，所述水凝胶组合物中的所述聚乙烯醇的含量为13～20重量百分比，
所述水凝胶组合物中的所述具有假塑性的化合物的含量大于0重量百分比且为0.5重量百分比以下。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的水凝胶组合物，其中，所述水凝胶组合物的相对于0.5的应变的杨氏模量为1.35～700kPa。

【专利技术属性】
技术研发人员：太田信，清水康智，高桥廉，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP