用于制造和分布半硬质声耦合制品的方法以及用于超声成像的包装物技术

公开了用于制造和包装可用于超声诊断和治疗系统和技术的半硬质声耦合介质的可成规模的、有成本效益的、和快速的生产的方法。在一些方面中，方法包括：通过将在脱氧水中包括单体和嵌段共聚物的储备溶液以及包括共价交联剂和催化剂的待发溶液添加在一起而形成阶段溶液；通过将所述阶段溶液与包括单体活化剂的第一网络活化剂溶液和包括嵌段共聚物活化剂的第二网络活化剂溶液混合而形成凝胶

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造和分布半硬质声耦合制品的方法以及用于超声成像的包装物
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本专利文件要求2019年3月6日提交的题为“METHODS FOR MANUFACTURING AND DISTRIBUTING SEMI
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RIGID ACOUSTIC COUPLING ARTICLES AND PACKAGING FOR ULTRASOUND IMAGING”的美国临时专利申请No.62/814,835的优先权和权益。将前述专利申请的全部内容通过引用引入作为本专利文件的公开内容的一部分。


[0003]本专利文件涉及用于可用于超声成像的声耦合介质的方法、设备和制品。

技术介绍

[0004]声成像是采用声波穿过介质以提供可视图像的性质的成像模式(方式)。高频声成像已在各种各样的生物医学领域中被用作成像模式数十年来察看动物和人的内部结构和功能。用在生物医学成像中的高频声波可以不同的频率例如在1和20MHz之间、或者甚至更高的频率工作，并且经常被称为超声波。使用常规的超声成像技术，一些因素(包括不足的空间分辨率和组织分化)可导致不尽如人意的图像品质，这可限制其用于许多临床适应症或应用。

技术实现思路

[0005]公开了用于制造和包装半硬质(半刚性)声耦合介质(SACM)的方法，所述半硬质声耦合介质可体现为半硬质水凝胶界面垫(贴片)，其提供用于超声诊断和治疗技术的声耦合介质。
[0006]在一些方面中，制造声耦合材料的方法包括：(a)通过将在脱氧水中包括单体和聚合物的储备溶液(原液)以及包括共价交联剂和催化剂的待发溶液(准备好的溶液，primed solution)添加在一起而形成阶段溶液(staged solution)；(b)通过将所述阶段溶液与包括单体活化剂的第一网络活化剂溶液和包括聚合物活化剂的第二网络活化剂溶液混合而形成凝胶
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溶胶；(c)将所述凝胶
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溶胶分配到模具中；和(d)在所述模具中使所述凝胶
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溶胶固化以产生半硬质声耦合剂，其中所述方法在惰性气氛下实施。
[0007]在一些方面中，制造水凝胶的方法包括：(a)将在脱氧水中包括1
°
网络组分和2
°
网络组分的第一溶液加热以降低所述溶液的粘度；(b)将所述第一溶液冷却至约23℃并且添加包括1
°
网络交联剂和催化剂的第二溶液以形成第三溶液；(c)任选地，在将所述第二溶液添加到所述第一溶液之前将光引发剂添加到所述第二溶液；和(d)将所述第三溶液冷却至约15℃并且将冷却的1
°
网络活化剂溶液和冷却的2
°
网络活化剂溶液同时添加到所述第三溶液，其中在添加所述冷却的1
°
网络活化剂溶液和冷却的2
°
网络活化剂溶液时，所述1
°
网络组分和所述2
°
网络组分聚合以形成凝胶
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溶胶；和(e)将所述凝胶
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溶胶分配到模具中以形成所述水凝胶，其中步骤(a)
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(e)各自在惰性气氛下实施。
[0008]在一些方面中，制造包括海藻酸钠嵌段共聚物(P(SA))和二甲基丙烯酰胺单体(DMAm)的水凝胶的方法包括：(a)制备在脱氧水中包括海藻酸钠(SA)的溶液和制备在脱氧水中包括二甲基丙烯酰胺(DMA)的溶液；(b)将所述包括SA的溶液过滤以除去聚集的SA和收集所述包括SA的溶液的滤液；(c)将所述包括DMA的溶液添加到所述包括SA的溶液的滤液以形成储备溶液；(d)将所述储备溶液与包括N
’
,N
’
,N,N
‑
四甲基乙二胺(TMED)和N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的溶液混合以形成阶段溶液；(e)向所述阶段溶液同时添加包括硫酸钙(CA)的溶液和包括过硫酸铵(APS)的溶液，其中DMA和SA聚合以形成凝胶
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溶胶；(f)将聚合的DMA和SA的凝胶
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溶胶分配到模具中；(g)将所述模具置于烘箱(炉)中以使所述凝胶
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溶胶固化，和任选地用光照射所述凝胶
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溶液以加快固化以形成所述水凝胶；(h)将所述水凝胶在惰性气氛下密封；和(g)将所述水凝胶打包(装箱)到用于装运的运载工具(vehicle)中。
[0009]在一些方面中，声耦合制品包括：半硬质声耦合介质(SACM)，其是能操作的以与接收体适形(贴合)将在所述SACM内的声信号传播到所述接收体或者从所述接收体传播；和结合(couple)至所述SACM的外部层的包装容器，所述包装容器包括模具壳，在所述模具壳中所述SACM在其中产生以使其形状的至少一部分由所述模具壳限定。
[0010]本专利文件中描述的主题可以提供以下特征的一个或多个的特定方式实施。
附图说明
[0011]图1A和1B显示说明呈现出缺乏对患者的皮肤的适形性(贴合性)的声耦合剂的图解。
[0012]图2显示说明常规的声耦合剂的图解，所述常规的声耦合剂可由在耦合介质的界面和患者的皮肤之间产生刚性间隙的聚合物构成。
[0013]图3显示描绘用于制备储备溶液的方法的实例实施方式的图解，所述储备溶液用于制造根据本技术的半硬质声耦合介质(SACM)。
[0014]图4显示描绘由可溶性的多糖形成聚集体的示例性图解。
[0015]图5显示描绘用于制造根据本技术的SACM的方法的实例实施方式的简图。
[0016]图6和7分别显示对于在所制造的SACM的实例实施方式中的二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇，PETG)托盘的润滑表层和滑动特征的图解和图像。
[0017]图8显示描绘用于制造根据本技术的SACM的系统的实例实施方式的示意图解。
[0018]图9显示描绘用于分配凝胶溶液以形成根据本技术的SACM的系统的实例实施方式的示意图解。
[0019]图10显示描绘用于使凝胶溶液胶凝、凝结(setting)、和灌注(potting)以形成根据本技术的SACM的系统的实例实施方式的示意图解。
[0020]图11显示描绘用于将根据本技术的SACM后固化的系统特征的实例实施方式的示意图解。
[0021]图12显示描绘根据本技术的用于将SACM打包在用于装运的纸板盒中的系统特征的实例实施方式的示意图解。
[0022]图13显示用于制造根据本技术的SACM的方法的实例实施方式的流程图。
[0023]图14显示描绘根据本技术的使用图8
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12中描述的实例系统和处理步骤制造SACM
的示例性工艺的流程图解。
[0024]图15显示在用于评价耦合剂的声学和机械性质的实例实施中使用的包括根据本技术的实例SACM的实例声耦合剂的图像。
[0025]图16显示实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制造声耦合材料的方法，所述方法包括：(a)通过将在脱氧水中包括单体和聚合物的储备溶液以及包括共价交联剂和催化剂的待发溶液添加在一起而形成阶段溶液；(b)通过将所述阶段溶液与包括单体活化剂的第一网络活化剂溶液和包括聚合物活化剂的第二网络活化剂溶液混合而形成凝胶
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溶胶；(c)将所述凝胶
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溶胶分配到模具中；和(d)在所述模具中使所述凝胶
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溶胶固化以产生半硬质声耦合剂，其中所述方法在惰性气氛下实施。2.如权利要求1所述的方法，其中将所述待发溶液添加到在约23℃的所述储备溶液。3.如权利要求1所述的方法，其中将所述第一网络活化剂溶液和所述第二网络活化剂溶液添加到在约15℃的所述阶段溶液。4.如权利要求1所述的方法，其中所述模具包括塑料或金属。5.如权利要求4所述的方法，其中塑料模具包括热成型塑料、注塑塑料、流延塑料、或机加工塑料。6.如权利要求1所述的方法，其中所述模具包括如下的一种或多种：二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、非晶聚对苯二甲酸乙二醇酯(APET)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、交联聚乙烯(XLPE)、或热塑性聚氨酯(TPU)。7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在步骤(d)之前，将所述凝胶
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溶胶加热以加快胶凝过程。8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：用光照射所述凝胶
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溶胶。9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：通过施加辐射而将所述凝胶
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溶胶灭菌。10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述半硬质声耦合剂在惰性气氛下密封以防止氧气吸附。11.如权利要求1所述的方法，其中所述固化包括额外的后固化步骤以加快所述半硬质声耦合剂的固化、减少所述半硬质声耦合剂中的残余单体的量、和/或将所述半硬质声耦合剂灭菌。12.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述半硬质声耦合剂打包到用于装运的运载工具中。13.如权利要求1所述的方法，其中所述储备溶液在制备之后稳定至少30分钟。14.如权利要求1所述的方法，其中所述半硬质声耦合剂能小规模地、大规模地、或者能小规模地和大规模地制造。15.如权利要求1所述的方法，其中所述单体包括丙烯酰胺。16.如权利要求15所述的方法，其中所述丙烯酰胺为二甲基丙烯酰胺(DMA)。17.如权利要求1所述的方法，其中所述共聚物包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括海藻酸盐。18.如权利要求17所述的方法，其中所述海藻酸盐为海藻酸钠(SA)。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述共价交联剂包括丙烯酰胺。20.如权利要求19所述的方法，其中所述丙烯酰胺为N
’
,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺(MBA)。21.如权利要求1所述的方法，其中所述催化剂为四甲基乙二胺(TMED)。22.如权利要求1所述的方法，其中所述单体活化剂为过硫酸铵(APS)。23.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合物活化剂包括嵌段共聚物活化剂，所述嵌段共聚物活化剂包括硫酸钙(CA)。24.制造水凝胶的方法，所述方法包括：(a)将在脱氧水中包括1
°
网络组分和2
°
网络组分的第一溶液加热以降低所述溶液的粘度；(b)将所述第一溶液冷却至约23℃，并且添加包括1
°
网络交联剂和催化剂的第二溶液以形成第三溶液；(c)任选地，在将所述第二溶液添加到所述第一溶液之前将光引发剂添加到所述第二溶液；和(d)将所述第三溶液冷却至约15℃，并且将冷却的1
°
网络活化剂溶液和冷却的2
°
网络活化剂溶液同时添加到所述第三溶液，其中在添加所述冷却的1
°
网络活化剂溶液和冷却的2
°
网络活化剂溶液时，所述1
°
网络组分和所述2
°
网络组分聚合以形成凝胶
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溶胶；和(e)将所述凝胶
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溶胶分配到模具中以形成所述水凝胶，其中步骤(a)
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(e)各自在惰性气氛下实施。25.如权利要求24所述的方法，其中将包括1
°
网络活化剂的溶液和包括2
°
网络活化剂的溶液添加到在约15℃的在步骤(c)中的阶段溶液。26.如权利要求24所述的方法，其中将步骤(e)中的所述凝胶
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溶胶分配到二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)托盘中。27.如权利要求24所述的方法，进一步包括：将所述水凝胶置于烘箱中和/或用光照射以加快固化过程。28.如权利要求24所述的方法，进一步包括：将所述水凝胶在惰性气氛下密封以防止氧气吸附。29.如权利要求24所述的方法，进一步包括：将所述水凝胶打包到用于装运的运载工具中。30.如权利要求24所述的方法，其中所述1
°
网络组分包括丙烯酰胺。31.如权利要求30所述的方法，其中所述丙烯酰胺为二甲基丙烯酰胺(DMA)。32.如权利要求24所述的方法，其中所述2
°
网络组分包括海藻酸盐。33.如权利要求32所述的方法，其中所述海藻酸盐为海藻酸钠(SA)。34.如权利要求24所述的方法，其中所述1
°
网络交联剂包括丙烯酰胺。35.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z斯泰布勒，A韦格纳，
申请(专利权)人：决策科学医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：