本發(fā)明涉及一種生物體器官模型用水性凝膠組合物及生物體器官模型。

背景技術(shù)：

以往，外科醫(yī)生的手術(shù)培訓(xùn)中使用與實(shí)物的生物體器官相似的生物體器官模型。例如，專利文獻(xiàn)1的[權(quán)利要求1]中公開(kāi)有“一種器官模型用成形材料，其特征在于，含有由平均聚合度為300～3500、皂化度為90摩爾％以上的聚乙烯醇構(gòu)成的水性凝膠及二氧化硅粒子”。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-277003號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

切開(kāi)肝臟時(shí)主要使用皮氏鉗(Pean forceps)及超聲刀。皮氏鉗為前端部沒(méi)有鉤的鉗子，是將組織壓破后切離的手術(shù)器具。超聲刀是將超聲波的振動(dòng)傳遞至手術(shù)刀的刀尖上，并同時(shí)進(jìn)行組織的蛋白質(zhì)的凝固(止血)及切離的器械。

本發(fā)明人對(duì)專利文獻(xiàn)1中記載的器官模型進(jìn)行了詳細(xì)研究，其結(jié)果明確了如下內(nèi)容，使用皮氏鉗壓破組織的觸感及使用超聲刀使組織凝固并切離的觸感(以下，也將這些統(tǒng)稱為“切開(kāi)觸感”)與實(shí)物的生物體臟器即肝臟的切開(kāi)觸感不同。

本發(fā)明是鑒于以上的觀點(diǎn)而完成的，其目的在于，提供一種制成生物體器官模型時(shí)可獲得與實(shí)物的生物體器官類似的切開(kāi)觸感的生物體器官模型用水性凝膠組合物及生物體器官模型。

用于解決課題的手段

本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的進(jìn)行了深入研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將水性凝膠組合物中的特定的物性設(shè)定在特定的范圍內(nèi)，切開(kāi)觸感與實(shí)物的生物體器官類似，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明提供以下(1)～(7)。

(1)一種生物體器官模型用水性凝膠組合物，其通過(guò)多重積分穿刺法(multiple integration bite method)測(cè)定的脆度及柔軟度分別在1.10～1.70及2.94～4.90MPa(30,000～50,000gw/cm²)的范圍內(nèi)。

(2)根據(jù)上述(1)所述的生物體器官模型用水性凝膠組合物，其具有2種以上的凝膠彼此發(fā)生了相分離的相分離結(jié)構(gòu)。

(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的生物體器官模型用水性凝膠組合物，其含有聚乙烯醇及明膠，上述聚乙烯醇與上述明膠的質(zhì)量比為90/10～60/40。

(4)根據(jù)上述(1)至(3)中任一項(xiàng)所述的生物體器官模型用水性凝膠組合物，其用于肝臟模型。

(5)根據(jù)上述(1)至(4)中任一項(xiàng)所述的生物體器官模型用水性凝膠組合物，其用于手術(shù)技術(shù)練習(xí)用生物體器官模型。

(6)一種生物體器官模型，其使用了上述(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的生物體器官模型用水性凝膠組合物。

(7)根據(jù)上述(6)所述的生物體器官模型，其用于手術(shù)技術(shù)練習(xí)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種制成生物體器官模型時(shí)可獲得與實(shí)物的生物體器官類似的切開(kāi)觸感的生物體器官模型用水性凝膠組合物及生物體器官模型。

附圖說(shuō)明

圖1是TENSIPRESSER的動(dòng)作說(shuō)明圖。

圖2是表示基于多重積分穿刺法的測(cè)定中所使用的參數(shù)的列表。

圖3是表示使用TENSIPRESSER測(cè)定的壓縮應(yīng)力的一例的曲線圖。

具體實(shí)施方式

[生物體器官模型用水性凝膠組合物]

本發(fā)明的生物體器官模型用水性凝膠組合物(以下，也簡(jiǎn)稱為“本發(fā)明的水性凝膠組合物”)為通過(guò)多重積分穿刺法測(cè)定的脆度及柔軟度分別在1.10～1.70及2.94～4.90MPa(30,000～50,000gw/cm²)的范圍內(nèi)的生物體器官模型用水性凝膠組合物。

本發(fā)明的水性凝膠組合物通過(guò)滿足上述物性(脆度及柔軟度)，用于生物體器官模型(尤其人的肝臟模型)時(shí)，可獲得與實(shí)物的生物體器官(尤其人的肝臟)類似的切開(kāi)觸感。

以下，首先對(duì)本發(fā)明中特有的上述物性進(jìn)行說(shuō)明。

[通過(guò)多重積分穿刺法測(cè)定的物性]

本發(fā)明中，用于生物體器官模型的水性凝膠組合物的物性通過(guò)使用了Taketomo Electric Inc.制造的TENSIPRESSER(商品名：My Boy 2system)的多重積分穿刺法進(jìn)行測(cè)定。簡(jiǎn)而言之，多重積分穿刺法為對(duì)定形的柱塞微小地上下擺動(dòng)并慢慢地壓入時(shí)的試樣的壓縮應(yīng)力進(jìn)行測(cè)定的方法。

圖1是TENSIPRESSER的動(dòng)作說(shuō)明圖，圖2是表示基于多重積分穿刺法的測(cè)定中所使用的參數(shù)的列表。

TENSIPRESSER(商品名：My Boy 2system)具備可沿垂線方向移動(dòng)的試樣臺(tái)、及固定配置于與試樣臺(tái)上表面對(duì)置的位置的柱塞。

使上表面搭載有試樣(縱3cm×橫3cm×厚度：7mm)的試樣臺(tái)向圓筒形(外徑：5.5mm，內(nèi)徑：5.0mm)的柱塞以2mm/sec的速度(Bite Speed，穿刺速度)靠近0.30mm之后，以2mm/sec的速度(Second Speed，第二速度)遠(yuǎn)離0.25mm，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行上述操作，使柱塞每次向試樣壓入0.05mm(Add Value，增加值)。測(cè)定此時(shí)的壓縮應(yīng)力。

圖3是表示使用TENSIPRESSER測(cè)定的壓縮應(yīng)力的一例的曲線圖，橫軸表示柱塞的壓入距離，縱軸表示壓縮應(yīng)力。

如圖3所示，所測(cè)定的壓縮應(yīng)力根據(jù)柱塞的壓入距離(圖3中以“L”表示)而變高，但試樣為具有脆性的材料時(shí)，試樣在中途被破壞，在該破壞時(shí)間點(diǎn)壓縮應(yīng)力急劇下降。即，出現(xiàn)曲線圖的切線的斜率轉(zhuǎn)為減小的點(diǎn)。將該點(diǎn)(圖3中以“A”表示)處的壓縮應(yīng)力的值設(shè)為柔軟度(Tenderness)。

并且，將上述點(diǎn)A處的相對(duì)于柱塞的壓入距離L的試樣的厚度(試樣厚度/距離L)設(shè)為脆度(Brittleness)。

例如，試樣為不具有脆性的如橡膠那樣的彈性材料時(shí)，試樣不會(huì)在中途被破壞，因此不會(huì)出現(xiàn)壓縮應(yīng)力急劇下降的點(diǎn)A，能夠使柱塞壓入與試樣的厚度相應(yīng)的量。即，由于距離L變成與試樣厚度相同，脆度(Brittleness)成為1/1＝1。

相對(duì)于此，例如，試樣具有脆性、在距離L的一半的時(shí)間點(diǎn)試樣被破壞時(shí)，點(diǎn)A處的脆度(Brittleness)成為1/0.5＝2。

肝臟的組織由直徑：約1mm及高度：約1mm的棱柱或圓柱形狀的稱為肝小葉的結(jié)構(gòu)單元聚集而構(gòu)成。因此，肝臟中具有特有的脆度，且存在基于該脆度的獨(dú)特的切開(kāi)觸感。

這種情況下，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)上述的方法測(cè)定的脆度(Brittleness)在1.10～1.70的范圍內(nèi)、且柔軟度(Tenderness)在2.94～4.90MPa(30,000～50,000gw/cm²)的范圍內(nèi)時(shí)，其生物體器官模型中再現(xiàn)實(shí)物的生物體器官(尤其肝臟)中特有的脆度，可獲得與實(shí)際的切開(kāi)觸感類似的切開(kāi)觸感。

尤其，從使用皮氏鉗壓破組織的觸感與實(shí)物的類似性進(jìn)一步提高的理由考慮，優(yōu)選脆度為1.12～1.55且柔軟度為3.73～4.81MPa(38,000～49,000gw/cm²)，更優(yōu)選脆度為1.17～1.40且柔軟度為4.12～4.61MPa(42,000～47,000gw/cm²)。

另外，使用上述TENSIPRESSER(商品名：My Boy 2system)及后述的作為Windows(注冊(cè)商標(biāo))程序的多重積分穿刺測(cè)定分析2(Ver.2.02)測(cè)定的柔軟度(Tenderness)的單位為“gw/cm²”。在此，本發(fā)明中，在測(cè)定后從單位“gw/cm²”換算成單位“MPa”，并將換算后的數(shù)值的小數(shù)點(diǎn)第3位四舍五入。

具體而言，例如，作為柔軟度(Tenderness)，測(cè)出“49,000(gw/cm²)”的數(shù)值時(shí)，通過(guò)公式“(49000/1000)×0.0980665”換算成“4.8052585(MPa)”，并將小數(shù)點(diǎn)第3位四舍五入得到“4.81(MPa)”。

[相分離結(jié)構(gòu)]

如上所述，實(shí)物的生物體器官、尤其肝臟的組織是約1mm左右的稱為肝小葉的結(jié)構(gòu)單元的聚集體。

因此，從模仿與實(shí)物類似的觸感的觀點(diǎn)考慮，本發(fā)明的水性凝膠組合物中，優(yōu)選具有2種以上的凝膠彼此發(fā)生了相分離的結(jié)構(gòu)(相分離結(jié)構(gòu))，更優(yōu)選凝膠形成海島結(jié)構(gòu)而發(fā)生了相分離，進(jìn)一步優(yōu)選直徑為0.1～10mm的凝膠(島)分散于其他的凝膠(海)而發(fā)生了相分離。

另外，相分離結(jié)構(gòu)的確認(rèn)通過(guò)目測(cè)及光學(xué)顯微鏡觀察來(lái)進(jìn)行。

[水性凝膠組合物的優(yōu)選方式]

本發(fā)明的水性凝膠組合物只要滿足上述的物性(脆度及柔軟度)，則并無(wú)特別限定，作為其優(yōu)選方式，例如可舉出含有聚乙烯醇及明膠的水性凝膠組合物。

另外，以下以該優(yōu)選方式為例進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)然本發(fā)明的水性凝膠組合物并不限定于此。

＜聚乙烯醇＞

聚乙烯醇(以下，為方便起見(jiàn)有時(shí)標(biāo)記為“PVA”)通常通過(guò)對(duì)乙酸乙烯酯單體聚合而成的聚乙酸乙烯酯進(jìn)行皂化而得到。

作為本發(fā)明所使用的聚乙烯醇，并無(wú)特別限定，可適當(dāng)使用以往公知的聚乙烯醇。

例如，聚乙烯醇的通過(guò)粘度法求出的平均聚合度(粘度平均聚合度)并無(wú)特別限定，但從所得到的生物體器官模型中的機(jī)械強(qiáng)度及與人的器官類似的適度的彈性等觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選300～3500，更優(yōu)選500～3000，進(jìn)一步優(yōu)選1000～2500，尤其優(yōu)選1200～2000。

并且，聚乙烯醇的皂化度并無(wú)特別限定，但從所得到的生物體器官模型的機(jī)械強(qiáng)度及彈性模量的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選90摩爾％以上，更優(yōu)選95摩爾％以上，進(jìn)一步優(yōu)選98摩爾％以上。另外，聚乙烯醇的皂化度的上限值并無(wú)限定，越高越優(yōu)選，尤其優(yōu)選完全皂化的聚乙烯醇。

聚乙烯醇可以單獨(dú)使用1種，也可以同時(shí)使用2種以上。

聚乙烯醇的濃度相對(duì)于本發(fā)明的水性凝膠組合物的總質(zhì)量例如可舉出4～20質(zhì)量％，優(yōu)選5～20質(zhì)量％，更優(yōu)選5～15質(zhì)量％。

＜明膠＞

明膠通常通過(guò)對(duì)膠原蛋白進(jìn)行加熱并進(jìn)行提取而得到。另外，膠原蛋白的來(lái)源并無(wú)特別限定，可以來(lái)源于魚、牛、豬、山羊、基因重組等的任一種。

作為本發(fā)明中所使用的明膠，并無(wú)特別限定，可以適當(dāng)使用以往公知的明膠，具體而言，例如可舉出在從膠原蛋白的衍生過(guò)程中伴隨基于石灰等的處理的堿處理明膠；伴隨基于鹽酸等的處理的酸處理明膠；伴隨水解酶等的處理的氧處理明膠；利用具有可與明膠分子中所包含的官能團(tuán)(例如，氨基、亞氨基、羥基、羧基)反應(yīng)的基團(tuán)的試劑進(jìn)行處理的改性明膠(例如，鄰苯二甲?；髂z、琥珀酸化明膠、偏苯三酸化明膠)等，這些可以單獨(dú)使用1種，也可以同時(shí)使用2種以上。

明膠的濃度相對(duì)于本發(fā)明的水性凝膠組合物的總質(zhì)量，優(yōu)選0.1～8.0質(zhì)量％，更優(yōu)選0.3～5.0質(zhì)量％。

＜聚乙烯醇與明膠的質(zhì)量比＞

在本發(fā)明的水性凝膠組合物含有聚乙烯醇和明膠的情況下，其質(zhì)量比(聚乙烯醇/明膠)例如可舉出95/5～60/40，優(yōu)選90/10～60/40，更優(yōu)選85/15～65/35，進(jìn)一步優(yōu)選80/20～70/30。

若上述質(zhì)量比在該范圍內(nèi)，則以蛋白質(zhì)為主成分的明膠成為適量，關(guān)于使用超聲刀凝固組織的蛋白質(zhì)并切離的觸感，與實(shí)物的類似性進(jìn)一步提高。

＜水性凝膠組合物的制造方法等＞

本發(fā)明的水性凝膠組合物例如可以通過(guò)將含有上述聚乙烯醇及明膠的水溶液(以下，也稱為“PVA/明膠水溶液”)在-10℃以下的溫度下冷卻之后進(jìn)行解凍來(lái)制造。PVA/明膠水溶液通過(guò)上述冷卻而凍結(jié)，此時(shí)進(jìn)行凝膠化。

冷卻溫度優(yōu)選-15～-35℃，更優(yōu)選-20～-30℃。冷卻時(shí)間優(yōu)選1～10小時(shí)，更優(yōu)選3～8小時(shí)。

解凍可以通過(guò)放置在室溫中進(jìn)行自然解凍，也可以通過(guò)加熱進(jìn)行解凍。解凍溫度并無(wú)特別限定，通常為室溫～40℃左右。

對(duì)于已解凍的水性凝膠組合物，從將組織均勻化的觀點(diǎn)考慮，根據(jù)需要，例如可以在干燥室內(nèi)進(jìn)行加熱。加熱溫度例如為80℃以下，優(yōu)選35～75℃，更優(yōu)選40～70℃。另外，加熱后自然冷卻至室溫為止即可。

從防止表面層的干燥的觀點(diǎn)考慮，成為本發(fā)明的水性凝膠組合物的PVA/明膠水溶液中，可以添加多糖類，作為多糖類，例如可優(yōu)選舉出殼聚糖及其衍生物。

進(jìn)一步，在本發(fā)明的目的范圍內(nèi)，可適量添加例如顏料、染料等著色劑；香料、抗氧化劑、防霉劑、抗菌劑等添加劑等。

本發(fā)明的水性凝膠組合物及PVA/明膠水溶液中的含水率并無(wú)特別限定，例如可優(yōu)選舉出70～95質(zhì)量％，更優(yōu)選75～93質(zhì)量％。

[生物體器官模型]

本發(fā)明的生物體器官模型通過(guò)使用上述本發(fā)明的水性凝膠組合物而得到，例如，其一部分或全部由本發(fā)明的水性凝膠組合物構(gòu)成。

例如，可以在制造本發(fā)明的水性凝膠組合物的同時(shí)制造本發(fā)明的生物體器官模型。此時(shí)，向具有與器官的形態(tài)對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面形狀的成形模具內(nèi)，注入上述PVA/明膠水溶液，對(duì)該成形模具內(nèi)的PVA/明膠水溶液進(jìn)行冷卻及解凍，由此能夠制造本發(fā)明的生物體器官模型。另外，關(guān)于冷卻及解凍等的條件，可以采用作為水性凝膠組合物的制造方法中的條件所記載的條件。

另外，作為本發(fā)明的生物體器官模型，也可以優(yōu)選舉出具有由本發(fā)明的水性凝膠組合物構(gòu)成的表面層的方式，從實(shí)現(xiàn)輕量化并且近似于實(shí)際的臟器的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選內(nèi)部為空腔。

此時(shí)，作為本發(fā)明的生物體器官模型的制造方法，例如可舉出：通過(guò)在內(nèi)部為空腔的球囊(balloon)的表面形成由本發(fā)明的水性凝膠組合物構(gòu)成的表面層來(lái)進(jìn)行制造的方法；通過(guò)使薄片狀的本發(fā)明的水性凝膠組合物彎曲而成為筒狀、并將該薄片的端部彼此粘接來(lái)進(jìn)行制造的方法等。

另外，將內(nèi)部設(shè)為空腔時(shí)，根據(jù)需要可以填充液體或凝膠。

此外，從更進(jìn)一步近似于實(shí)物的生物體臟器的觀點(diǎn)考慮，本發(fā)明的生物體器官模型可以在內(nèi)部具有與器官對(duì)應(yīng)的形狀的基體上形成有由本發(fā)明的水性凝膠組合物構(gòu)成的表面層。

在本發(fā)明的生物體器官模型的表面、內(nèi)部及內(nèi)表面，為了更近似于實(shí)物的生物體器官，也可以根據(jù)需要使用本發(fā)明的水性凝膠組合物形成當(dāng)作皺襞、皺紋、血管等的管道或表面薄膜等。

另外，以上記載中，主要以模擬人的肝臟的肝臟模型為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此，作為其他的生物體器官，例如可舉出腦、心臟、食道、胃、膀胱、小腸、大腸、腎臟、胰臟、脾臟、子宮等。

使用本發(fā)明的水性凝膠組合物而得到的本發(fā)明的生物體器官模型由于可獲得與實(shí)物的生物體器官類似的切開(kāi)觸感，因此適用于手術(shù)技術(shù)練習(xí)用生物體器官模型。

實(shí)施例

以下，舉出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。

＜實(shí)施例1＞

(肝臟模型的制造)

首先，在水中添加粘度平均聚合度為1700、皂化度為約99.3摩爾％以上的聚乙烯醇(KURARAY CO.,LTD.制造，商品名：KURARAY POVAL PVA-117H)及明膠(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制)，以使聚乙烯醇的濃度成為7質(zhì)量％、明膠的濃度成為3質(zhì)量％，從而制備PVA/明膠水溶液。

將所制備的PVA/明膠水溶液升溫至85℃并攪拌3小時(shí)之后，自然冷卻至約60℃。接著，以接近人的肝臟的顏色為目的，添加食用色素紅(KYORITSU FOODS CO.INC.制)0.15g及食用色素綠(KYORITSU FOODS CO.INC.制)0.015g，進(jìn)行攪拌以使其成為均勻的組成并著色。將已著色的PVA/明膠水溶液500mL放入1L容積的燒杯中。

制作具有與人的肝臟的形態(tài)對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面形狀的石膏制的成形模具(上下分割的成形模具)，將脫模劑涂布到其內(nèi)表面之后，進(jìn)行合模，密封接合面，預(yù)先在冷凍室(室溫：-20℃)對(duì)成形模具進(jìn)行冷卻，從設(shè)置在成形模具上表面的注入孔注入上述已著色的PVA/明膠水溶液(液溫：60℃)。

接著，將注入有PVA/明膠水溶液的成形模具放入冷凍室(室溫：-20℃)內(nèi)，冷卻5小時(shí)之后，從冷凍室取出，放置在室溫中直至成為室溫為止。

接著，將放置在室溫中的成形模具放入干燥器內(nèi)，加熱至60℃為止，在該溫度下保持1小時(shí)之后，從干燥器取出，進(jìn)行自然冷卻。然后，將成形模具開(kāi)模，取出肝臟模型(生物體器官模型)，從而得到肝臟模型。

(相分離結(jié)構(gòu))

對(duì)所得到的肝臟模型，通過(guò)目測(cè)及利用光學(xué)顯微鏡的觀察，確認(rèn)相分離結(jié)構(gòu)。當(dāng)確認(rèn)到直徑為0.1～10mm的明膠分散于PVA而發(fā)生了相分離時(shí)將“A”記載于下述第1表中，當(dāng)確認(rèn)到直徑大于10mm的明膠分散于PVA而發(fā)生了相分離時(shí)將“B”記載于下述第1表中，當(dāng)未確認(rèn)到相分離結(jié)構(gòu)時(shí)將“C”記載于下述第1表中。

(基于多重積分穿刺法的物性測(cè)定)

從得到的肝臟模型切出試樣(縱3cm×橫3cm×厚度：7mm)，使用Taketomo Electric Inc.制造的TENSIPRESSER(商品名：My Boy 2system)及作為Windows(注冊(cè)商標(biāo))程序的多重積分穿刺測(cè)定分析2(Ver.2.02)，通過(guò)上述的多重積分穿刺法測(cè)定了脆度(Brittleness)及柔軟度(Tenderness)。將結(jié)果示于下述第1表中。

(切開(kāi)觸感的評(píng)價(jià))

由一位外科醫(yī)生對(duì)所得到的肝臟模型的切開(kāi)觸感進(jìn)行了評(píng)價(jià)。具體而言，從與實(shí)物的生物體器官(人的肝臟)的類似性的觀點(diǎn)考慮，分別對(duì)使用皮氏鉗(FRIGZ MEDICO JAPAN CO.,LTD.制造的14.5cm皮氏止血鉗)壓破組織的觸感、及使用超聲刀(Johnson&Johnson K.K.制造的超聲刀II)凝固并切離組織的觸感，以下述A～D的4個(gè)階段進(jìn)行了評(píng)價(jià)。若為A或B，則切開(kāi)觸感與實(shí)物的生物體器官(肝臟)類似，可評(píng)價(jià)為適用于手術(shù)技術(shù)練習(xí)。

A：非常相似

B：相似

C：稍微不同

D：不同

＜實(shí)施例2＞

除了將聚乙烯醇的濃度設(shè)為9.5質(zhì)量％，將明膠的濃度設(shè)為0.5質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜實(shí)施例3＞

除了使用粘度平均聚合度為1000、皂化度為約98～99摩爾％的聚乙烯醇(KURARAY CO.,LTD.制造，商品名：KURARAY POVAL PVA-110)作為聚乙烯醇以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜實(shí)施例4＞

除了將聚乙烯醇的濃度設(shè)為8.0質(zhì)量％、將明膠的濃度設(shè)為2.0質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜實(shí)施例5＞

除了將聚乙烯醇的濃度設(shè)為9.0質(zhì)量％、將明膠的濃度設(shè)為1.0質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜實(shí)施例6＞

除了將聚乙烯醇的濃度設(shè)為6.0質(zhì)量％、將明膠的濃度設(shè)為4.0質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜實(shí)施例7＞

除了將聚乙烯醇的濃度設(shè)為5.5質(zhì)量％、將明膠的濃度設(shè)為4.5質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜比較例1＞

除了未添加明膠以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜比較例2＞

首先，在水中添加粘度平均聚合度為1700、皂化度為約98～99摩爾％以上的聚乙烯醇(KURARAY CO.,LTD.制造，商品名：KURARAY POVAL PVA-117)以使其濃度成為10質(zhì)量％，從而制備PVA水溶液。將所制備的PVA水溶液升溫至85℃并攪拌3小時(shí)之后，自然冷卻至常溫。將自然冷卻的PVA水溶液500mL放入1L容積的燒杯中。

接著，將膠體二氧化硅(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造，商品名：SNOWTEX XP，二氧化硅的粒徑：約5nm，二氧化硅的含量：5質(zhì)量％)15mL添加到上述燒杯內(nèi)，將燒杯內(nèi)的內(nèi)裝物攪拌成均勻的組成。然后，添加接近于人的肝臟顏色的紅褐色且半透明的丙烯酸系廣告顏料(Delta公司制造，商品名：Delta Serum Court)0.5mL，攪拌成均勻的組成，并進(jìn)行著色。

制作具有與人的肝臟的形態(tài)對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面形狀的石膏制的成形模具(上下分割的成形模具)，將脫模劑涂布到其內(nèi)表面之后，進(jìn)行合模，密封接合面，從設(shè)置在成形模具的上表面的注入孔注入上述已著色的PVA水溶液(液溫：20℃)。

接著，將注入有PVA水溶液的成形模具放入冷凍室(室溫：-20℃)內(nèi)，冷卻5小時(shí)之后，從冷凍室取出，放置在室溫中直至成為室溫為止。

接著，將放置在室溫中的成形模具放入干燥器內(nèi)，加熱至60℃為止，在該溫度下保持10分鐘之后，從干燥器取出，進(jìn)行自然冷卻。然后，將成形模具開(kāi)模，取出肝臟模型(生物體器官模型)，從而得到肝臟模型。

以與實(shí)施例1同樣的方式，對(duì)所得到的肝臟模型進(jìn)行了評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。另外，比較例2的肝臟模型的方式相當(dāng)于專利文獻(xiàn)1中所記載的方式。

＜比較例3＞

除了將聚乙烯醇的濃度設(shè)為9.7質(zhì)量％、將明膠的濃度設(shè)為0.3質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜比較例4＞

除了將聚乙烯醇的濃度設(shè)為5質(zhì)量％、將明膠的濃度設(shè)為5質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

＜比較例5＞

除了未添加明膠、使用粘度平均聚合度為500且皂化度為約87～89摩爾％的聚乙烯醇(KURARAY CO.,LTD.制造，商品名：KURARAY POVAL PVA-205)作為聚乙烯醇、以及將聚乙烯醇的濃度設(shè)為10質(zhì)量％以外，以與實(shí)施例1同樣的方式，進(jìn)行了肝臟模型的制造及評(píng)價(jià)。將結(jié)果示于下述第1表中。

[表1]

第1表

從上述第1表所示的結(jié)果中明顯可知，對(duì)于脆度在1.10～1.70的范圍內(nèi)且柔軟度在2.94～4.90MPa(30,000～50,000gw/cm²)的范圍內(nèi)的實(shí)施例1～7的肝臟模型而言，切開(kāi)觸感與實(shí)物的肝臟類似，適于手術(shù)技術(shù)練習(xí)。

尤其，可知脆度在1.17～1.40的范圍內(nèi)且柔軟度在4.12～4.61MPa(42,000～47,000gw/cm²)的范圍內(nèi)的實(shí)施例1、實(shí)施例4、實(shí)施例5及實(shí)施例6與脆度和柔軟度的至少任一者在該范圍外的實(shí)施例2、實(shí)施例3及實(shí)施例7相比，使用皮氏鉗壓破組織的觸感更與實(shí)物類似。

并且，可知質(zhì)量比(PVA/明膠)在90/10～60/40的范圍內(nèi)的實(shí)施例1及實(shí)施例3～6與上述質(zhì)量比在該范圍外的實(shí)施例2及實(shí)施例7相比，使用超聲刀凝固并切離組織的蛋白質(zhì)的觸感更與實(shí)物類似。

另外，對(duì)于實(shí)施例1～7的肝臟模型，據(jù)外科醫(yī)生判斷的結(jié)果，得到了“該肝臟模型的形態(tài)與人的肝臟的形態(tài)近似”的評(píng)價(jià)。

并且，對(duì)于實(shí)施例1～7的肝臟模型，也能夠使用皮氏鉗及超聲刀以外的通常的手術(shù)器具，具體而言，能夠使用科赫爾鉗(Kocher forceps)、手術(shù)刀、激光手術(shù)刀進(jìn)行處理。

相對(duì)于此，脆度及柔軟度分別在1.10～1.70及2.94～4.90MPa(30,000～50,000gw/cm²)的范圍外的比較例1～5的切開(kāi)觸感與實(shí)物的類似性較差。