一种用于US/CT引导下行肿瘤穿刺或热消融训练的荷瘤组织模型及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于US/CT引导下行肿瘤穿刺或热消融训练的荷瘤组织模型，包括正常组织体模，以及包埋于其中的肿瘤体模；正常组织体模含有：丙烯酰胺凝胶、温敏油墨和氯化钠；肿瘤体模含有：丙烯酰胺凝胶、温敏油墨、氯化钠、US造影剂和CT造影剂；丙烯酰胺凝胶为丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺经过聚合交联反应后形成的凝胶。该荷瘤组织模型，可以对肿瘤的位置和大小进行准确定位和评估，进行US/CT引导下的肿瘤穿刺和热消融训练；还能够通过颜色变化的方式，简单、直观地显示热消融后凝固性坏死区域范围，从而有助于准确评估肿瘤热消融效果。还公开了荷瘤组织模型的制备方法，操作简单，成本低廉，反应高效，过程容易控制，绿色环保。绿色环保。绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种用于US/CT引导下行肿瘤穿刺或热消融训练的荷瘤组织模型及其制备方法


[0001]本专利技术属于医学领域，具体地说涉及介入治疗领域，涉及一种用于US/CT引导下行肿瘤穿刺或热消融训练的荷瘤组织模型及其制备方法。

技术介绍

[0002]影像学引导下的热消融治疗作为一种介入疗法，被广泛用于临床治疗人体各个部位的肿瘤，如肝脏、乳腺、甲状腺等。其基本操作是在影像学(如超声、CT等)的精确引导下，将消融针插入肿瘤内部并导致肿瘤组织局部产生大量的热量。主要原理是当温度达到60℃左右时，肿瘤细胞会立即发生凝固性坏死，从而达到杀伤肿瘤细胞的目的。
[0003]近些年来，影像学引导的热消融技术得到了迅猛的发展，是临床上公认的肿瘤局部治疗的有效手段之一，具有疗效好，创伤小，并发症少等优点。然而，热消融技术无论是对新型仪器设备，还是对临床医师的操作经验均具有明显的依赖性。因此，为了加快青年医生对热消融技术的了解与掌握，研发一种可用于热消融教学和训练的人工荷瘤组织模型显得尤为重要。
[0004]公开号为CN105427725A的专利技术基于卡拉胶制备了一种用于超声单模态图像融合评估肿瘤消融范围的仿体模型，该模型能够准确地评估肿瘤消融范围，可作为肿瘤消融技术的教学和训练模型。遗憾的是，因其在热消融后需要在短时间内吸出溶解胶及周围部分溶解的正常组织胶，并再灌注新的消融胶，才可形成消融后的仿体胶模型，操作过程过于复杂繁琐。公开号为CN105374266A、CN105590531A均描述了一种于模拟肿瘤超声造影的仿体模型，有利于使用超声造影扫查方法及超声引导下肿瘤穿刺活检及肿瘤消融治疗的练习。遗憾的是它们均未给出准确评估肿瘤消融范围的方法。综上所述，针对热消融训练的仿体模型制备技术不多，且均有优化和改进的空间。因此，提出一种新型的、可用于影像学引导下行肿瘤穿刺和热消融训练的荷瘤组织模型非常有必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种可用于US/CT引导下行肿瘤穿刺或热消融训练的荷瘤组织模型及其制备方法，能够简单、直观地显示热消融后凝固性坏死区域范围。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种用于US/CT引导下行肿瘤穿刺或热消融训练的荷瘤组织模型，其属于凝胶体模，具体的说是基于丙烯酰胺凝胶的体模；该荷瘤组织模型包括以下几部分：用于模拟肿瘤的肿瘤体模(肿瘤胶)，以及用于模拟周围正常组织的正常组织体模(正常组织胶)，所述肿瘤体模包埋于所述正常组织体模中；
[0008]所述正常组织体模含有：丙烯酰胺凝胶、温敏油墨和氯化钠；
[0009]所述肿瘤体模含有：丙烯酰胺凝胶、温敏油墨、氯化钠、US造影剂和CT造影剂。
[0010]上述的荷瘤组织模型，优选的，所述正常组织体模由丙烯酰胺凝胶、温敏油墨3
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7％v/v和氯化钠9mg/mL组成；所述肿瘤体模由丙烯酰胺凝胶、温敏油墨3
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7％v/v、氯化钠9mg/mL、US造影剂8
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32mg/mL和CT造影剂15
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45mg/mL组成。丙烯酰胺凝胶是构成荷瘤组织模型的主体部分，氯化钠赋予了荷瘤组织模型与人体组织相似的导电性，温敏油墨赋予了荷瘤组织模型温敏特性。
[0011]优选的，所述丙烯酰胺凝胶为质量比为19:1的丙烯酰胺与甲叉丙烯酰胺溶于水，并在聚合剂和催化剂作用下经过聚合交联反应后形成的具有网状立体结构的凝胶；在所述正常组织体模或肿瘤体模中，丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺的总浓度为50
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120mg/mL。在该质量比和浓度下，形成的丙烯酰胺凝胶具有与生物软组织相似的弹性和质地。更优选的，聚合剂为过硫酸铵(APS)，催化剂为TEMED(四甲基乙二胺)，其中甲叉双丙烯酰胺起着交联作用，甲叉双丙烯酰胺(交联剂)越多，则凝胶的孔隙越小。
[0012]优选的，所述温敏油墨为≥60℃变色(由无色变桃红色)的水溶性感温油墨，更优选为60℃变色的水溶性感温油墨。添加氯化钠9mg/mL以及60℃温敏油墨，可使丙烯酰胺凝胶拥有与人体软组织更相似的电学和热学特性。
[0013]相较于常规体膜采用的卡拉胶的低熔点(50
‑
70℃)，本专利技术的丙烯酰胺凝胶能够明显耐高温，能在120℃的高温下维持稳定，这在热疗领域中这无疑是一大优势；此外，卡拉胶模拟的热消融范围即其熔点范围(50
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70℃)，而本专利技术中的聚丙烯酰胺凝胶利用的是60℃温敏油墨，因此模拟的热消融的范围更加精准。
[0014]优选的，所述CT造影剂为碘海醇，可以增强肿瘤体模在CT成像上的CT值；所述US造影剂为车前子壳粉，可以提高肿瘤体模在US成像上的回声信号强度。
[0015]正常组织体模部分在US/CT成像下呈现为低回声和低密度，而肿瘤体模部分由于添加US/CT造影剂，在US/CT成像下呈现为高回声和高密度，因此，可以通过US诊断仪或CT成像仪准确评估和定位荷瘤组织模型中肿瘤的大小和位置。由于穿刺针或消融针的回声信号和CT值均高于荷瘤组织，因此可以通过US/CT成像清晰定位荷瘤组织模型中穿刺针或消融针的位置。同时，本荷瘤组织模型能够在消融温度达到60℃以上时发生明显的颜色改变，因此可用于评估热消融灶的范围。
[0016]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种荷瘤组织模型的制备方法，包括如下步骤：
[0017](1)制备肿瘤体模：将丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺粉末溶于水中，制备丙烯酰胺
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甲叉丙烯酰胺溶液，加入氯化钠、CT造影剂、感温油墨、US造影剂并搅拌均匀，然后加入聚合剂和催化剂得到混合液A，在该混合液A完全成胶之前导入模具中，形成肿瘤体模；
[0018](2)制备正常组织体模的混合液B：将丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺粉末溶于水中，制备丙烯酰胺
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甲叉丙烯酰胺溶液，加入氯化钠、感温油墨并搅拌均匀，然后加入聚合剂和催化剂得到混合液B；
[0019](3)在所述混合液B完全成胶之前，将所述步骤(1)得到的肿瘤体模包埋于其中，待所述混合液B完全成胶形成正常组织体模后，得到所述的荷瘤组织模型。
[0020]上述的制备方法，优选的，在所述混合液A中，含有：丙烯酰胺47.5
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114mg/mL、甲叉丙烯酰胺2.5
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6mg/mL、温敏油墨3
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7％v/v、氯化钠9mg/mL、聚合剂1
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2mg/mL、催化剂0.1
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0.2％v/v、US造影剂8
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32mg/mL、CT造影剂15
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45mg/mL和超纯水；
[0021]在所述混合液B中，含有：丙烯酰胺47.5
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114mg/mL、甲叉丙烯酰胺2.5
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6mg/mL、温敏油墨3
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7％v/v、氯化钠9mg本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于US/CT引导下行肿瘤穿刺或热消融训练的荷瘤组织模型，其特征在于，包括正常组织体模，以及包埋于所述正常组织体模中的肿瘤体模；所述正常组织体模含有：丙烯酰胺凝胶、温敏油墨和氯化钠；所述肿瘤体模含有：丙烯酰胺凝胶、温敏油墨、氯化钠、US造影剂和CT造影剂；所述丙烯酰胺凝胶为丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺经过聚合交联反应后形成的凝胶。2.根据权利要求1所述的荷瘤组织模型，其特征在于，所述正常组织体模由丙烯酰胺凝胶、温敏油墨3
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7％v/v和氯化钠9mg/mL组成；所述肿瘤体模由丙烯酰胺凝胶、温敏油墨3
‑
7％v/v、氯化钠9mg/mL、US造影剂8
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32mg/mL和CT造影剂15
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45mg/mL组成。3.根据权利要求1或2所述的荷瘤组织模型，其特征在于，所述丙烯酰胺凝胶为质量比为19:1的丙烯酰胺与甲叉丙烯酰胺溶于水，并在过硫酸铵和TEMED作用下经过聚合交联反应后形成的具有网状立体结构的凝胶；在所述正常组织体模或肿瘤体模中，丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺的总浓度为50
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120mg/mL。4.根据权利要求1或2所述的荷瘤组织模型，其特征在于，所述温敏油墨为≥60℃变色的水溶性感温油墨。5.根据权利要求1或2所述的荷瘤组织模型，其特征在于，所述CT造影剂为碘海醇，所述US造影剂为车前子壳粉。6.一种如权利要求1
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5中任一项所述的荷瘤组织模型的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备肿瘤体模：将丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺粉末溶于水中，制备丙烯酰胺
‑
甲叉丙烯酰胺溶液，加入氯化钠、CT造影剂、感温油墨、US造影剂并搅拌均匀，然后加入聚合剂和催化剂得到混合液A，在该混合液A完全成胶之前导入模具中，形成肿瘤体模；(2)制备正常组织体模的混合液B：将丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺粉末溶于水中，制备丙烯酰胺
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甲叉丙烯酰胺溶液，加入氯化钠、感温油墨并搅拌均匀，然后加入聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：周平，钟新宇，李家乐，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：