JPH0720544B2 - Pvaヒドロゲルの製造法及びmriファントム - Google Patents
Pvaヒドロゲルの製造法及びmriファントムInfo
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- JPH0720544B2 JPH0720544B2 JP63327983A JP32798388A JPH0720544B2 JP H0720544 B2 JPH0720544 B2 JP H0720544B2 JP 63327983 A JP63327983 A JP 63327983A JP 32798388 A JP32798388 A JP 32798388A JP H0720544 B2 JPH0720544 B2 JP H0720544B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
- C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はポリビニルアルコール(以下PVAという)ヒド
ロゲルの製造法、プラスチック製容器に収容された当該
PVAヒドロゲルの製造法ならびにMRIファントムに関す
る。
ロゲルの製造法、プラスチック製容器に収容された当該
PVAヒドロゲルの製造法ならびにMRIファントムに関す
る。
<従来技術および問題点> PVA水溶液を冷凍処理してPVAヒドロゲルを得る方法は公
知である(特公昭47−12854号)。この方法は容器と収
容したPVA水溶液を−5℃以下に冷凍処理することを開
示するが、実際にはその第2欄14〜15行の記載から明ら
かなように、−15〜−50℃のような低温にしなければPV
Aヒドロゲルは得られない。しかも得られるゲルはかな
り軟弱である。また、PVA水溶液を凍結・脱水して高強
度のゲルを製造する方法(特開昭57−130543号)も公知
である。
知である(特公昭47−12854号)。この方法は容器と収
容したPVA水溶液を−5℃以下に冷凍処理することを開
示するが、実際にはその第2欄14〜15行の記載から明ら
かなように、−15〜−50℃のような低温にしなければPV
Aヒドロゲルは得られない。しかも得られるゲルはかな
り軟弱である。また、PVA水溶液を凍結・脱水して高強
度のゲルを製造する方法(特開昭57−130543号)も公知
である。
この方法ではPVA水溶液を容器に収容して、−6℃より
低い温度で凍結成型し、この成型体を融解させることな
く真空乾燥し、高強度のゲルを得る方法を開示するが、
その各実施例および公報第3頁右下欄の記載からも明ら
かなように、実際には−20〜−80℃のようなかなりの低
温で凍結した成型体を作りこれを真空乾燥する。
低い温度で凍結成型し、この成型体を融解させることな
く真空乾燥し、高強度のゲルを得る方法を開示するが、
その各実施例および公報第3頁右下欄の記載からも明ら
かなように、実際には−20〜−80℃のようなかなりの低
温で凍結した成型体を作りこれを真空乾燥する。
また一方、PVA水溶液を−10℃以下の温度に冷却・凍結
し、次にこれを解凍し、この凍結・解凍の累積凍結回数
を1〜8とすることにより得られるゲルを、MRI診断用
ファントムに使用することも公知である(特開昭61−24
7440号)。
し、次にこれを解凍し、この凍結・解凍の累積凍結回数
を1〜8とすることにより得られるゲルを、MRI診断用
ファントムに使用することも公知である(特開昭61−24
7440号)。
また、上記方法において挿入口を有するプラスチック容
器にPVA水溶液を収容して凍結・解凍操作を行ない資料
挿入口を有するファントムを得ることも又開示されてい
る(特開昭63−153056号)。
器にPVA水溶液を収容して凍結・解凍操作を行ない資料
挿入口を有するファントムを得ることも又開示されてい
る(特開昭63−153056号)。
これら公知の方法は、PVAゲルを得る有力な方法を開示
しており、またPVAゲルを用いるMRI診断用ファントムを
開示し、これら凍結操作を用いたPVAヒドロゲルは、他
の公知MRI診断用ファントムに比べ格別優れた特徴を有
することを開示しているが、実際には−10℃以下のよう
な低温での凍結操作が必要となるためPVA水溶液が凍結
時に膨張し、種々の問題を生じる。
しており、またPVAゲルを用いるMRI診断用ファントムを
開示し、これら凍結操作を用いたPVAヒドロゲルは、他
の公知MRI診断用ファントムに比べ格別優れた特徴を有
することを開示しているが、実際には−10℃以下のよう
な低温での凍結操作が必要となるためPVA水溶液が凍結
時に膨張し、種々の問題を生じる。
すなわち、プラスチック容器にPVA水溶液を収容して、
このような低温凍結を行なうと後記比較例に示すように
容器が破壊する。上記特開昭63−153056号に記載される
プラスチック容器を用いる場合に於ては実際には、プラ
スチック容器の上部にかなりの空間を残しておく必要が
あり、しかもその空間部分に生成するPVAゲルが不規則
に膨張してくるために上面及び内部に歪を生じ、寸法の
安定したゲルを得るためには、さらに改良が必要であ
る。特に後記比較例に示すようにMRI診断用ファントム
に用いるような精度が要求される用途にはなおさらのこ
とである。
このような低温凍結を行なうと後記比較例に示すように
容器が破壊する。上記特開昭63−153056号に記載される
プラスチック容器を用いる場合に於ては実際には、プラ
スチック容器の上部にかなりの空間を残しておく必要が
あり、しかもその空間部分に生成するPVAゲルが不規則
に膨張してくるために上面及び内部に歪を生じ、寸法の
安定したゲルを得るためには、さらに改良が必要であ
る。特に後記比較例に示すようにMRI診断用ファントム
に用いるような精度が要求される用途にはなおさらのこ
とである。
他方、後記比較例にも記すがPVA水溶液を−10℃以下の
ような低温にせず、例えば−5℃程度に冷却するとゼリ
ー状のゲルが生ずるが、これを常温にすると、水溶液に
もどってしまい、PVAゲルを得ることは出来ない。
ような低温にせず、例えば−5℃程度に冷却するとゼリ
ー状のゲルが生ずるが、これを常温にすると、水溶液に
もどってしまい、PVAゲルを得ることは出来ない。
<本発明の目的> 本発明の目的は、−10℃以下のような低温にすることに
よって生じるゲル生成時の膨張と形状の不安定性を回避
し、しかも有効にPVAヒドロゲルを得る方法を提供する
ものである。
よって生じるゲル生成時の膨張と形状の不安定性を回避
し、しかも有効にPVAヒドロゲルを得る方法を提供する
ものである。
また本発明の別の目的はプラスチック容器内で直接この
ヒドロゲルを製造し、そのまま製品等としての使用を可
能にする方法を提供するものである。
ヒドロゲルを製造し、そのまま製品等としての使用を可
能にする方法を提供するものである。
また本発明の更に他の目的はプラスチック容器内に密封
されたMRI診断用ファントムを提供するものである。
されたMRI診断用ファントムを提供するものである。
<課題を解決するための手段> 本発明はケン化度95モル%以上、平均重合度500以上の
ポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した水溶液を容
器に収容して、−9〜−3℃に冷却保持した後、これに
物理的刺激を与え、さらに−5〜+5℃に保持すること
を特徴とするPVAヒドロゲルの製造法に関する。
ポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した水溶液を容
器に収容して、−9〜−3℃に冷却保持した後、これに
物理的刺激を与え、さらに−5〜+5℃に保持すること
を特徴とするPVAヒドロゲルの製造法に関する。
また本発明は、ケン化度95モル%以上、平均重合度500
以上のポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した水溶
液をプラスチック製容器に収容して、−9〜−3℃に冷
却保持した後、これに物理的刺激を与え、さらに−5〜
+5℃に保持することを特徴とするプラスチック製容器
に収容されたPVAヒドロゲルの製造法に関する。
以上のポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した水溶
液をプラスチック製容器に収容して、−9〜−3℃に冷
却保持した後、これに物理的刺激を与え、さらに−5〜
+5℃に保持することを特徴とするプラスチック製容器
に収容されたPVAヒドロゲルの製造法に関する。
さらにまた本発明は、ケン化度95モル%以上、平均重合
度500以上のポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した
水溶液をプラスチック製容器に収容して、−9〜−3℃
に冷却保持した後、これに物理的刺激を与え、さらに−
5〜+5℃に保持することによって得られる、プラスチ
ック製容器に収容されたPVAヒドロゲルからなるMRIファ
ントムに関する。
度500以上のポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した
水溶液をプラスチック製容器に収容して、−9〜−3℃
に冷却保持した後、これに物理的刺激を与え、さらに−
5〜+5℃に保持することによって得られる、プラスチ
ック製容器に収容されたPVAヒドロゲルからなるMRIファ
ントムに関する。
次に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明で用いるPVAのケン化度は95モル%以上、好まし
くは98モル%以上のものである。ケン化度が低い場合は
ゲル化が充分に達せられない。また、本発明に用いるPV
Aの平均重合度は500以上、好ましくは1000〜1700のもの
を用いる。重合度が低すぎる場合はゲル化が充分に達成
されず、また重合度が大きすぎる場合には得られるゲル
の離水が激しくなる傾向にある。本発明においては、こ
のPVAを5wt%以上溶解した水溶液とする。
くは98モル%以上のものである。ケン化度が低い場合は
ゲル化が充分に達せられない。また、本発明に用いるPV
Aの平均重合度は500以上、好ましくは1000〜1700のもの
を用いる。重合度が低すぎる場合はゲル化が充分に達成
されず、また重合度が大きすぎる場合には得られるゲル
の離水が激しくなる傾向にある。本発明においては、こ
のPVAを5wt%以上溶解した水溶液とする。
水溶液にするには固体のPVAを水または温水中に添加し
て加熱撹拌して溶解することが一般的である。本発明に
於ては、水溶液の濃度が生成するヒドロゲルの含水率に
直接関連してくるので、所定の含水率を得る目的のため
には、この段階での水溶液の濃度を所定に定めるのが良
い。濃度が5wt%より低いとゲルが得られ難く、また濃
度が高いと水溶液の粘度が高くなりすぎて取扱いに困る
ことがある。一般的には6〜50wt%程度で用いられ、目
的とするヒドロゲルの含水率に合せて例えば7〜50wt%
程度で用いられる。
て加熱撹拌して溶解することが一般的である。本発明に
於ては、水溶液の濃度が生成するヒドロゲルの含水率に
直接関連してくるので、所定の含水率を得る目的のため
には、この段階での水溶液の濃度を所定に定めるのが良
い。濃度が5wt%より低いとゲルが得られ難く、また濃
度が高いと水溶液の粘度が高くなりすぎて取扱いに困る
ことがある。一般的には6〜50wt%程度で用いられ、目
的とするヒドロゲルの含水率に合せて例えば7〜50wt%
程度で用いられる。
本発明に於ては、この水溶液を所定形状の容器に収容す
る。容器の形状は任意であり、複雑な形状のものがあっ
ても、本願においては製造時にPVA水溶液の膨張が無く
容器破損の恐れがないため有効に採用できる。後記する
ようにMRI診断用ファントムに用いる場合は、たとえば
各種形状の装置検定用精密加工部品を容器中に入れてお
くこともできる。また容器の大きさも任意で、本願の場
合はゲル製造時にPVA水溶液の膨張がないので、大容量
のものも破損の懸念がなく採用される。例えば、小さい
ものは直径1cmから大きいものは人体の胴まわりに相当
するような径30cm程度またはそれ以上のものが用いられ
る。容器には蓋または栓付きの密封できる容器が好まし
く用いられる。
る。容器の形状は任意であり、複雑な形状のものがあっ
ても、本願においては製造時にPVA水溶液の膨張が無く
容器破損の恐れがないため有効に採用できる。後記する
ようにMRI診断用ファントムに用いる場合は、たとえば
各種形状の装置検定用精密加工部品を容器中に入れてお
くこともできる。また容器の大きさも任意で、本願の場
合はゲル製造時にPVA水溶液の膨張がないので、大容量
のものも破損の懸念がなく採用される。例えば、小さい
ものは直径1cmから大きいものは人体の胴まわりに相当
するような径30cm程度またはそれ以上のものが用いられ
る。容器には蓋または栓付きの密封できる容器が好まし
く用いられる。
本発明においては、使用する容器に収容されたゲルがえ
られるので、容器のまま使用する用途に好都合である。
られるので、容器のまま使用する用途に好都合である。
次に容器に収容されたPVA水溶液を−9〜−3℃に冷却
する。−9℃より低いと膨張が大となり後記比較例で示
すようにプラスチック、ガラス等の容器を用いる場合は
破損する恐れが生じる。また、−3℃より高い温度の場
合はゲルが生成し難い。本発明における冷却温度は好ま
しくは−7〜−5℃程度である。本願においては、PVA
水溶液が上記の温度範囲におさまる様あらかじめ温度を
設定した冷凍庫内にある時間、たとえば、1〜24時間容
器を放置する方法が好ましくとられる。
する。−9℃より低いと膨張が大となり後記比較例で示
すようにプラスチック、ガラス等の容器を用いる場合は
破損する恐れが生じる。また、−3℃より高い温度の場
合はゲルが生成し難い。本発明における冷却温度は好ま
しくは−7〜−5℃程度である。本願においては、PVA
水溶液が上記の温度範囲におさまる様あらかじめ温度を
設定した冷凍庫内にある時間、たとえば、1〜24時間容
器を放置する方法が好ましくとられる。
放置時間が短い場合にはゲル生成が難しくなる傾向にあ
り、また時間が長すぎることは、ゲル生成には何ら問題
は無いものの経済的に不利である。この段階では当該PV
A水溶液は粘度が上昇し、流動しにくい状態にあるもの
の一般に透明でありヒドロゲルは生成していない。した
がって、後記比較例に示すように、このまま常温にもど
すなどの操作を行なっても、冷却前と同じPVA水溶液と
なるのみで、ヒドロゲルを得ることは出来ない。
り、また時間が長すぎることは、ゲル生成には何ら問題
は無いものの経済的に不利である。この段階では当該PV
A水溶液は粘度が上昇し、流動しにくい状態にあるもの
の一般に透明でありヒドロゲルは生成していない。した
がって、後記比較例に示すように、このまま常温にもど
すなどの操作を行なっても、冷却前と同じPVA水溶液と
なるのみで、ヒドロゲルを得ることは出来ない。
本願発明では、上記温度で冷却保持されているPVA水溶
液に物理的刺激を付与するのが大きな特徴である。物理
的刺激とは、たとえば、振動音波、超音波の付与、圧力
変動、レーザ照射等の外部からの刺激でこの温度に保持
されたPVAの分子に何らかのエネルギーを与えるもので
あれば良い。
液に物理的刺激を付与するのが大きな特徴である。物理
的刺激とは、たとえば、振動音波、超音波の付与、圧力
変動、レーザ照射等の外部からの刺激でこの温度に保持
されたPVAの分子に何らかのエネルギーを与えるもので
あれば良い。
また、水、氷、PVA各種ゲル(たとえば、この発明の方
法で作ったもの又は−10℃以下の低温で公知の方法で製
造したもの)の少量の添加を採用することもできる。こ
れは、これらの物が冷却されたPVA水溶液の表面のPVA分
子に刺激を与え、ゲル化の核形成を促すためである。圧
力変動による場合は、上記の冷却されたPVA水溶液を減
圧または加圧することで目的を達成でき、たとえば10cm
Hg程度の圧力変動でもゲル化を開始させることができ
る。密閉容器にPVA水溶液を入れて冷却する場合には、
冷却後、栓をはずすことによっても圧力変化を生じさせ
ることが出来る。
法で作ったもの又は−10℃以下の低温で公知の方法で製
造したもの)の少量の添加を採用することもできる。こ
れは、これらの物が冷却されたPVA水溶液の表面のPVA分
子に刺激を与え、ゲル化の核形成を促すためである。圧
力変動による場合は、上記の冷却されたPVA水溶液を減
圧または加圧することで目的を達成でき、たとえば10cm
Hg程度の圧力変動でもゲル化を開始させることができ
る。密閉容器にPVA水溶液を入れて冷却する場合には、
冷却後、栓をはずすことによっても圧力変化を生じさせ
ることが出来る。
なお、これらの刺激はあくまでもゲル化開始の引き金で
あって、ゲル生成の間継続して刺激を与え続ける必要は
全く無い。ひとたびゲル化が開始されれば、生成したゲ
ルそのものが周辺のPVA水溶液を刺激し、連鎖反応的に
ゲル化が継続されるからである。例えば冷却したPVA水
溶液の表面に圧力変動を与えると、まず表面に白濁した
小さなゲルが生成され時間の経過と共にそれが周辺に伝
ぱんし、最終的に全体がヒドロゲルとなる。
あって、ゲル生成の間継続して刺激を与え続ける必要は
全く無い。ひとたびゲル化が開始されれば、生成したゲ
ルそのものが周辺のPVA水溶液を刺激し、連鎖反応的に
ゲル化が継続されるからである。例えば冷却したPVA水
溶液の表面に圧力変動を与えると、まず表面に白濁した
小さなゲルが生成され時間の経過と共にそれが周辺に伝
ぱんし、最終的に全体がヒドロゲルとなる。
なお、大容量のゲルを得ようとする場合には、複数の点
に刺激を与えれば全体がゲル化するまでの時間を短縮で
き経済的である。
に刺激を与えれば全体がゲル化するまでの時間を短縮で
き経済的である。
この様に物理的刺激を与えて得たゲルを、そのまま常温
に戻すだけでは、後記比較例に示す如く、水に溶解する
極めて軟弱なゲルが得られるにすぎない。
に戻すだけでは、後記比較例に示す如く、水に溶解する
極めて軟弱なゲルが得られるにすぎない。
本発明のもう1つの大きな特徴は、物理刺激を与えて得
たゲルを−5〜+5℃の比較的低温に長時間保持する点
にある。すなわちゲル化を完了させた後これを−5〜+
5℃、好ましくは−3〜0℃の温度にある時間保持する
ことにより、この操作を省略した場合に比べ、常温にお
いてはるかに優れた強度を持ち、水中膨潤性の無いPVA
ヒドロゲルを得ることができる。
たゲルを−5〜+5℃の比較的低温に長時間保持する点
にある。すなわちゲル化を完了させた後これを−5〜+
5℃、好ましくは−3〜0℃の温度にある時間保持する
ことにより、この操作を省略した場合に比べ、常温にお
いてはるかに優れた強度を持ち、水中膨潤性の無いPVA
ヒドロゲルを得ることができる。
上記温度での保持時間はたとえば3時間以上、好ましく
は10時間以上とすることによって顕著な効果を得ること
ができる。
は10時間以上とすることによって顕著な効果を得ること
ができる。
この様にして得られたPVAヒドロゲルは所定の含水率を
有しまた水中に浸漬しても溶解や膨潤することがなく、
また後記実施例に示す如く、放置によっても離水が極め
て少い。その他の物性についても後記実施例に示す如
く、公知の方法で得られたPVAヒドロゲルと何ら変ると
ころはなく、擬似生体物として、またMRI診断用ファン
トム、超音波診断用ファントム、または治療用物体とし
てそのまま利用することができる。
有しまた水中に浸漬しても溶解や膨潤することがなく、
また後記実施例に示す如く、放置によっても離水が極め
て少い。その他の物性についても後記実施例に示す如
く、公知の方法で得られたPVAヒドロゲルと何ら変ると
ころはなく、擬似生体物として、またMRI診断用ファン
トム、超音波診断用ファントム、または治療用物体とし
てそのまま利用することができる。
また本発明においては、前記した様に、ゲルの生成時に
膨張による体積変化がほとんど無く、当該PVA水溶液を
プラスチック容器に収容したままでヒドロゲルを作成し
ても容器破損の恐れが無いので、でき上ったヒドロゲル
を容器ごとそのまま製品とすることができる。
膨張による体積変化がほとんど無く、当該PVA水溶液を
プラスチック容器に収容したままでヒドロゲルを作成し
ても容器破損の恐れが無いので、でき上ったヒドロゲル
を容器ごとそのまま製品とすることができる。
従って、MRI診断用ファントムのような複雑な形状の容
器内に各種形状の装置検定用精密加工部品を設置し、し
かも出来上ったものに高い仕上り精度が要求される製品
でも前記した一連の操作を1回施すだけで完成でき極め
て有利である。
器内に各種形状の装置検定用精密加工部品を設置し、し
かも出来上ったものに高い仕上り精度が要求される製品
でも前記した一連の操作を1回施すだけで完成でき極め
て有利である。
なおここで言うプラスチック容器とは、アクリル樹脂、
ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリアミド、ポリスチレン、セルロイド、酢酸セルロー
ス、塩化ゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール樹
脂、ポリアルキレンオキシド、アルキド樹脂、フラン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリカーボネート、珪素樹脂などを指し、こ
れらから任意に選定することができる。
ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリアミド、ポリスチレン、セルロイド、酢酸セルロー
ス、塩化ゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール樹
脂、ポリアルキレンオキシド、アルキド樹脂、フラン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリカーボネート、珪素樹脂などを指し、こ
れらから任意に選定することができる。
また必要に応じてガラス製容器を使用することもでき
る。
る。
本発明においては、ポリビニルアルコール単一成分がゲ
ル素材(ゲル化成分)として用いられる。しかし、ポリ
ビニルアルコールのゲル化を阻害しない成分が共存する
ことは、本発明に差支えなく、その共存量としては、例
えばポリビニルアルコールの1/2量以下とすることがで
きる。
ル素材(ゲル化成分)として用いられる。しかし、ポリ
ビニルアルコールのゲル化を阻害しない成分が共存する
ことは、本発明に差支えなく、その共存量としては、例
えばポリビニルアルコールの1/2量以下とすることがで
きる。
上述の、ポリビニルアルコールのゲル化を阻害しない成
分としては、例えば、各種金属イオン(Mn2+,Ni2+,C
u2+,Fe2+,Fe3+)、グリセリン、メチルアルコール、エ
チルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン、
寒天、カラゲナン、グルコース、グラファイトなどが挙
げられ、これらを、そのまま、または水溶液あるいは懸
濁液としてあらかじめポリビニルアルコール水溶液へ添
加後、撹拌して均一に分散させ、しかる後、前述の冷却
及びその後の処理を施すことができる。次に実施例をあ
げて、本発明をさらに具体的に説明する。
分としては、例えば、各種金属イオン(Mn2+,Ni2+,C
u2+,Fe2+,Fe3+)、グリセリン、メチルアルコール、エ
チルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン、
寒天、カラゲナン、グルコース、グラファイトなどが挙
げられ、これらを、そのまま、または水溶液あるいは懸
濁液としてあらかじめポリビニルアルコール水溶液へ添
加後、撹拌して均一に分散させ、しかる後、前述の冷却
及びその後の処理を施すことができる。次に実施例をあ
げて、本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1 平均重合度1000、ケン化度99モル%のポリビニルアルコ
ールの12wt%水溶液を内径33mm、高さ100mmのネジ蓋付
きガラスピンに注入した後、−7℃の冷凍庫内に放置し
た。6時間経過後ネジ蓋部に76mmHgの圧力差による刺激
を加えたところ、内溶液は開口部付近から徐々に白濁を
開始し、ゲル化が始まったことが確認できた。ゲル化が
完全に終了(約2時間後)したことを目視にて確認後、
冷凍庫内の温度を−3℃に調整し、さらに16時間放置し
てから室温に戻し白色不透明な形状保持性とゴム状弾性
を有するゲルを得た。この一連の操作を通し、ガラスピ
ンには亀裂等の破損は一切認められなかった。
ールの12wt%水溶液を内径33mm、高さ100mmのネジ蓋付
きガラスピンに注入した後、−7℃の冷凍庫内に放置し
た。6時間経過後ネジ蓋部に76mmHgの圧力差による刺激
を加えたところ、内溶液は開口部付近から徐々に白濁を
開始し、ゲル化が始まったことが確認できた。ゲル化が
完全に終了(約2時間後)したことを目視にて確認後、
冷凍庫内の温度を−3℃に調整し、さらに16時間放置し
てから室温に戻し白色不透明な形状保持性とゴム状弾性
を有するゲルを得た。この一連の操作を通し、ガラスピ
ンには亀裂等の破損は一切認められなかった。
この試料を取出し濾紙に包んでみたが、紙面への付着は
認められなかった。次いでその10.0gを水中に浸漬した
ところ、その重量変化は以下の通りであり水中膨潤は認
められなかった。
認められなかった。次いでその10.0gを水中に浸漬した
ところ、その重量変化は以下の通りであり水中膨潤は認
められなかった。
比較例1 実施例1で使用したものと同じポリビニルアルコール水
溶液を実施例1で使用したものと同じガラスビンに注入
した後、これを−7℃の冷凍庫内に7日間放置したゲル
化は全く起こらなかった。またこれを室温に戻したとこ
ろ、ポリビニルアルコール水溶液は注入時と変わらない
透明性と流動性を有していた。
溶液を実施例1で使用したものと同じガラスビンに注入
した後、これを−7℃の冷凍庫内に7日間放置したゲル
化は全く起こらなかった。またこれを室温に戻したとこ
ろ、ポリビニルアルコール水溶液は注入時と変わらない
透明性と流動性を有していた。
比較例2 実施例1と同条件、同一操作で圧力差による刺激までを
行った後−3℃×16時間の処理をせず、そのまま室温に
戻すことによって半透明で極めて軟弱なゲルを得た。
行った後−3℃×16時間の処理をせず、そのまま室温に
戻すことによって半透明で極めて軟弱なゲルを得た。
この試料は強い粘着性を有しており、濾紙に包んでみた
ところ明らかな紙面への付着が認められた。また水中膨
潤を調べるべくその10.0gを水中に浸漬してみたが、24
時間後にはその一部が水中に溶出しており、重量測定に
耐える状態ではなかった。
ところ明らかな紙面への付着が認められた。また水中膨
潤を調べるべくその10.0gを水中に浸漬してみたが、24
時間後にはその一部が水中に溶出しており、重量測定に
耐える状態ではなかった。
実施例2 平均重合度1700、ケン化度97モル%のポリビニルアルコ
ールの14wt%水溶液を準備し、これを5.0mm厚のアクリ
ル樹脂でできた内径180mm、高さ150mmの円筒形容器10
(第1図)内へ上部開口11から充填した後、−8℃の冷
凍庫内に放置した。24時間経過後、開口に30mmHgの圧力
を加えゲル化を開始した。ゲル化は開口付近から発生し
徐々に拡散する型で全体に広がって行き、約10時間後に
終了した。冷凍庫内の温度を0℃に調整し、さらに24時
間放置した後、容器を取出して点検したが、容器には全
く破損が認められなかった。
ールの14wt%水溶液を準備し、これを5.0mm厚のアクリ
ル樹脂でできた内径180mm、高さ150mmの円筒形容器10
(第1図)内へ上部開口11から充填した後、−8℃の冷
凍庫内に放置した。24時間経過後、開口に30mmHgの圧力
を加えゲル化を開始した。ゲル化は開口付近から発生し
徐々に拡散する型で全体に広がって行き、約10時間後に
終了した。冷凍庫内の温度を0℃に調整し、さらに24時
間放置した後、容器を取出して点検したが、容器には全
く破損が認められなかった。
次いでこの試料の一部を取出し、弾性率を測定した。そ
の結果は表1に示す通りであり、公知の方法(特開昭61
−247440号)で得られた試料とほぼ同等の弾性率であっ
た 温度(℃) 25 35 45 弾性率(N/m2) 3.1×104 4.0×104 3.4×104 実施例3 実施例2で使用したものと同じアクリル樹脂製円筒容器
10内の底板12の上に第2図に示す精密加工部品20をアク
リル樹脂製ネジ(図示せず)にてネジ孔21を通して固定
した。精密加工部品20は下方支持板22と、上方支持板23
と、下方支持板22と上方支持板23との間に配列固定した
異なる直径の複数のアクリル樹脂製ピン24とからなり、
補強のため一端には固定ピン25を固定した。第3図に示
すように、アクリル樹脂製ピン24は6種類の異なる直径
のピン24a乃至24fからなり、その寸法及び配置等を表2
に示す。
の結果は表1に示す通りであり、公知の方法(特開昭61
−247440号)で得られた試料とほぼ同等の弾性率であっ
た 温度(℃) 25 35 45 弾性率(N/m2) 3.1×104 4.0×104 3.4×104 実施例3 実施例2で使用したものと同じアクリル樹脂製円筒容器
10内の底板12の上に第2図に示す精密加工部品20をアク
リル樹脂製ネジ(図示せず)にてネジ孔21を通して固定
した。精密加工部品20は下方支持板22と、上方支持板23
と、下方支持板22と上方支持板23との間に配列固定した
異なる直径の複数のアクリル樹脂製ピン24とからなり、
補強のため一端には固定ピン25を固定した。第3図に示
すように、アクリル樹脂製ピン24は6種類の異なる直径
のピン24a乃至24fからなり、その寸法及び配置等を表2
に示す。
容器10の上部開口11を通して、平均重合度1400、けん化
度98.5モル%のポリビニルアルコールの18wt%水溶液を
充填した後、−5℃の冷凍庫内に放置した。30時間経過
後開口11にスポイトを用いて数滴の水を注ぎゲル化を開
始した。10時間経過した時点で冷凍庫内の温度を−2℃
に調整し、さらに26時間放置してから取出した。この様
にして得られた精密加工部品20を埋込んだゲルを、容器
ごとX線CT装置及びMRI診断装置に適用し、水平方向画
像12枚を撮影して内部を調べた。その結果、何ら異常は
発見されず、内部の精密加工部品20は、取付け時と変ら
ない形状を保っていることがわかった。
度98.5モル%のポリビニルアルコールの18wt%水溶液を
充填した後、−5℃の冷凍庫内に放置した。30時間経過
後開口11にスポイトを用いて数滴の水を注ぎゲル化を開
始した。10時間経過した時点で冷凍庫内の温度を−2℃
に調整し、さらに26時間放置してから取出した。この様
にして得られた精密加工部品20を埋込んだゲルを、容器
ごとX線CT装置及びMRI診断装置に適用し、水平方向画
像12枚を撮影して内部を調べた。その結果、何ら異常は
発見されず、内部の精密加工部品20は、取付け時と変ら
ない形状を保っていることがわかった。
比較例3 実施例2で使用したポリビニルアルコール水溶液を、実
施例2で使用した容器10内に充填した後、これを−30℃
の冷凍庫に入れ、凍結・解凍によるゲル化(公知の方
法)を試みた。その結果、約15時間経過後に容器破損
(亀裂)が始まり、22時間経過後には底板12、蓋板13共
側板14からほぼ完全に分離し、側板14(円筒部)にも亀
裂が発生する等、大幅な破壊に成長し、製品として全く
使えない状態であった。
施例2で使用した容器10内に充填した後、これを−30℃
の冷凍庫に入れ、凍結・解凍によるゲル化(公知の方
法)を試みた。その結果、約15時間経過後に容器破損
(亀裂)が始まり、22時間経過後には底板12、蓋板13共
側板14からほぼ完全に分離し、側板14(円筒部)にも亀
裂が発生する等、大幅な破壊に成長し、製品として全く
使えない状態であった。
比較例4 比較例3の破壊を防止すべく充填量を90%に減らして実
験を試みた。その結果、破壊の程度は若干改善されたも
のの、底板12の約2/3周が側板14から分離し、蓋板13と
側板14(円筒部)との接着部にもほぼ半周にわたる亀裂
が発生するなど、製品として全く使えない状態であっ
た。
験を試みた。その結果、破壊の程度は若干改善されたも
のの、底板12の約2/3周が側板14から分離し、蓋板13と
側板14(円筒部)との接着部にもほぼ半周にわたる亀裂
が発生するなど、製品として全く使えない状態であっ
た。
比較例5 実施例2で使用した容器と概略同寸法、すなわち厚さ8m
m、内径180mm、高さ150mmのステンレス製容器を製作
し、底板に実施例3で使用したものと同じアクリル樹脂
製の精密加工部品20を、アクリル樹脂製ネジで取付けた
後、蓋板を側板にステンレス製ネジを使用して取付け
た。この容器の内部に、実施例3で用いたものと全く同
じポリビニルアルコール水溶液を充填した後、−30℃の
冷凍庫に入れ、凍結・解凍(公知の方法)によるゲル化
を行なった。こうして得られた、精密部品20を埋込んだ
ゲルを、ステンレス製ネジを外して取出した後、乾燥を
防止するため、あらかじめ用意しておいた厚さ5.0mm、
内径180mm、高さ150mmのアクリル樹脂製円筒容器に移し
替え、蓋板を取付けて密封した。これをX線CT装置及び
MRI診断装置に適用し、水平方向画像12枚を撮影して内
部を調べた所、精密加工部品20の破損が発見された。す
なわち、3mmφ、2mmφのピンは、その一部が破損し、1m
mφ以下の径のピンには、明らかな曲りが発生するな
ど、製品として全く使えない状態であった。
m、内径180mm、高さ150mmのステンレス製容器を製作
し、底板に実施例3で使用したものと同じアクリル樹脂
製の精密加工部品20を、アクリル樹脂製ネジで取付けた
後、蓋板を側板にステンレス製ネジを使用して取付け
た。この容器の内部に、実施例3で用いたものと全く同
じポリビニルアルコール水溶液を充填した後、−30℃の
冷凍庫に入れ、凍結・解凍(公知の方法)によるゲル化
を行なった。こうして得られた、精密部品20を埋込んだ
ゲルを、ステンレス製ネジを外して取出した後、乾燥を
防止するため、あらかじめ用意しておいた厚さ5.0mm、
内径180mm、高さ150mmのアクリル樹脂製円筒容器に移し
替え、蓋板を取付けて密封した。これをX線CT装置及び
MRI診断装置に適用し、水平方向画像12枚を撮影して内
部を調べた所、精密加工部品20の破損が発見された。す
なわち、3mmφ、2mmφのピンは、その一部が破損し、1m
mφ以下の径のピンには、明らかな曲りが発生するな
ど、製品として全く使えない状態であった。
実施例4 実施例3で得られた容器入りの試料(試料A)及び比較
例5で得られた容器入りの試料(試料B)を、0.5T及び
1.5Tの静磁場強度を持つ2台のMRI診断装置に適用し、
反復回復法(パルス繰返し時間Tr=3000ms,パルス遅れ
時間Td=50〜2000ms)によるT1値と、スピンエコー法
(Tr=2000ms,エコー時間Te=40ms)によるT2値を測定
した。
例5で得られた容器入りの試料(試料B)を、0.5T及び
1.5Tの静磁場強度を持つ2台のMRI診断装置に適用し、
反復回復法(パルス繰返し時間Tr=3000ms,パルス遅れ
時間Td=50〜2000ms)によるT1値と、スピンエコー法
(Tr=2000ms,エコー時間Te=40ms)によるT2値を測定
した。
測定は、おのおの4回づつ行い、その間の室内温度は23
〜24.5℃であった。
〜24.5℃であった。
測定結果を表3に示すが、本発明によって得られた試料
AのMRI物性(T1,T2)は、公知の方法(特開昭61−2474
40号)で得られた試料BのMRI物性と同等にすぐれてお
り、MRI情報(含水率,T1,T2)に関する生体等価モデル
としての要求を十分に満足するものであることが確認で
きた。
AのMRI物性(T1,T2)は、公知の方法(特開昭61−2474
40号)で得られた試料BのMRI物性と同等にすぐれてお
り、MRI情報(含水率,T1,T2)に関する生体等価モデル
としての要求を十分に満足するものであることが確認で
きた。
実施例5 本発明により得られる高含水ゲルの含水率は、65〜92%
にも及ぶため、長期保存に伴う離水性について検討し
た。
にも及ぶため、長期保存に伴う離水性について検討し
た。
平均重合度1000、けん化度98モル%のポリビニルアルコ
ールの20wt%水溶液を、縦30cm,横30cm,厚さ1.5cmの型
枠に注入し、−6℃の冷凍庫内に6時間放置した後、1M
Hzの超音波を照射してゲル化を開始した。そのままの温
度で8時間放置後、冷凍庫の温度を−2℃に調整し、さ
らに12時間放置することによって、平板状のヒドロゲル
を得た。このゲルを等分に切り分け、10cm×10cm×1.5c
m厚の試験片9つとし、おのおのの重量を測定した。次
いで、試験片を1つ1つサランラップで包み、開閉可能
な密封容器内に入れ、室温放置した。176日経過後、試
験片を取出し、表面ににじんだ水滴をティッシュペーパ
ーでていねいに拭き取り、再度重量を測定した。
ールの20wt%水溶液を、縦30cm,横30cm,厚さ1.5cmの型
枠に注入し、−6℃の冷凍庫内に6時間放置した後、1M
Hzの超音波を照射してゲル化を開始した。そのままの温
度で8時間放置後、冷凍庫の温度を−2℃に調整し、さ
らに12時間放置することによって、平板状のヒドロゲル
を得た。このゲルを等分に切り分け、10cm×10cm×1.5c
m厚の試験片9つとし、おのおのの重量を測定した。次
いで、試験片を1つ1つサランラップで包み、開閉可能
な密封容器内に入れ、室温放置した。176日経過後、試
験片を取出し、表面ににじんだ水滴をティッシュペーパ
ーでていねいに拭き取り、再度重量を測定した。
以上の結果を表4に示す。約半年間にわたる室温保存で
のゲルの離水は、平均でたかだか0.770wt%であり、実
用上全く問題無いレベルにあることが確認された。
のゲルの離水は、平均でたかだか0.770wt%であり、実
用上全く問題無いレベルにあることが確認された。
第1図は、本発明にて用いるアクリル樹脂製容器の斜視
図、第2図は、第1図の容器内に収納固定されるアクリ
ル樹脂製ピンを固定した精密加工部品を示す一部透視斜
視図、第3図は、第2図の線III−IIIに沿う断面図であ
る。 10……アクリル樹脂製容器、20……精密加工部品、24,2
4a〜24f……アクリル樹脂製ピン。
図、第2図は、第1図の容器内に収納固定されるアクリ
ル樹脂製ピンを固定した精密加工部品を示す一部透視斜
視図、第3図は、第2図の線III−IIIに沿う断面図であ
る。 10……アクリル樹脂製容器、20……精密加工部品、24,2
4a〜24f……アクリル樹脂製ピン。
Claims (3)
- 【請求項1】ケン化度95モル%以上、平均重合度500以
上のポリビニルアルコールを、5wt%以上溶解した水溶
液を容器に収容して、−9〜−3℃に冷却保持した後、
これに物理的刺激を与え、さらに−5〜+5℃に保持す
ることを特徴とするPVAヒドロゲルの製造法。 - 【請求項2】ケン化度95モル%以上、平均重合度500以
上のポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した水溶液
をプラスチック製容器に収容して、−9〜−3℃に冷却
保持した後、これに物理的刺激を与えさらに−5〜+5
℃に保持することを特徴とするプラスチック製容器に収
容されたPVAヒドロゲルの製造法。 - 【請求項3】ケン化度95モル%以上、平均重合度500以
上のポリビニルアルコールを5wt%以上溶解した水溶液
をプラスチック製容器に収容して、−9〜−3℃に冷却
保持した後、これに物理的刺激を与えさらに−5〜+5
℃に保持することによって得られる、プラスチック製容
器に収容されたPVAヒドロゲルからなるMRIファントム。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63327983A JPH0720544B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Pvaヒドロゲルの製造法及びmriファントム |
DE68924475T DE68924475T2 (de) | 1988-12-27 | 1989-12-27 | Verfahren zur Herstellung eines Polyvinylalkoholgels und Bildphantoms mittels magnetischer Resonanz. |
EP89123932A EP0376241B1 (en) | 1988-12-27 | 1989-12-27 | Method of preparing polyvinyl alcohol gel and MRI phantom |
CA002006644A CA2006644A1 (en) | 1988-12-27 | 1989-12-27 | Method of preparing polyvinyl alcohol gel and mri phantom |
US07/457,942 US5141973A (en) | 1988-12-27 | 1989-12-27 | Method of preparing polyvinyl alcohol gel |
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---|---|---|---|
JP63327983A JPH0720544B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Pvaヒドロゲルの製造法及びmriファントム |
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JPH0720544B2 true JPH0720544B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (5)
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EP (1) | EP0376241B1 (ja) |
JP (1) | JPH0720544B2 (ja) |
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CA2981061A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Cartiva, Inc. | Hydrogel implants with porous materials and methods |
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CN115403882B (zh) * | 2022-09-27 | 2023-09-12 | 中新巨成医学科技有限公司 | 一种发泡工艺成型的生物仿真材料及其制备方法和用途 |
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US4734097A (en) * | 1981-09-25 | 1988-03-29 | Nippon Oil Company, Ltd. | Medical material of polyvinyl alcohol and process of making |
JPS5930881A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Nippon Oil Co Ltd | 保冷用ゲルの製造法 |
DE3379588D1 (en) * | 1982-08-13 | 1989-05-18 | Nippon Oil Co Ltd | Process for the preparation of hydrogel and its use as a cooling medium |
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-
1988
- 1988-12-27 JP JP63327983A patent/JPH0720544B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-12-27 DE DE68924475T patent/DE68924475T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-27 US US07/457,942 patent/US5141973A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-27 EP EP89123932A patent/EP0376241B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-27 CA CA002006644A patent/CA2006644A1/en not_active Abandoned
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---|---|
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EP0376241B1 (en) | 1995-10-04 |
US5141973A (en) | 1992-08-25 |
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EP0376241A3 (en) | 1991-06-12 |
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