(57)【要約】  簡便に生体管模型が得られる生体管模型の製造方法、および、上記方法によって得られた生体管模型を用いた生体臓器模型の製造方法を提供する。上記生体管模型の製造方法は、生体管の形態に対応した形状を有する雄型の表面に、水溶性ポリマーおよび水を含有する前駆体組成物を接触させて、水溶性ポリマーおよび水を含有するゲル皮膜によって上記雄型の表面を被覆する工程と、上記ゲル皮膜から上記雄型を離型させて、上記ゲル皮膜からなる中空の生体管模型を得る工程と、を備える。
2017010299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体管の形態に対応した形状を有する雄型の表面に、水溶性ポリマーおよび水を含有する前駆体組成物を接触させて、水溶性ポリマーおよび水を含有するゲル皮膜によって前記雄型の表面を被覆する工程と、
前記ゲル皮膜から前記雄型を離型させて、前記ゲル皮膜からなる中空の生体管模型を得る工程と、を備える生体管模型の製造方法。
【請求項２】
前記ゲル皮膜によって前記雄型の表面を被覆する工程が、予め冷却した前記雄型を前記前駆体組成物に浸漬することによって、前記雄型の表面に前記ゲル皮膜を析出させる工程である、請求項１に記載の生体管模型の製造方法。
【請求項３】
前記雄型の材質が、柔軟性を有する材質である、請求項１または２に記載の生体管模型の製造方法。
【請求項４】
前記生体管模型が血管模型である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体管模型の製造方法。
【請求項５】
更に、前記中空の生体管模型の中に模擬体液を注入する工程を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体管模型の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体管模型の製造方法によって得られた生体管模型を、生体臓器の形態に対応した内面形状を有する雌型の内部空間に配置する工程と、
前記内部空間に、水溶性ポリマーおよび水を含有する前駆体組成物に注入し、水溶性ポリマーおよび水を含有するゲル体を生成させる工程と、
前記ゲル体から前記雌型を離型させて、前記生体管模型の一部または全部を内包した前記ゲル体からなる生体臓器模型を得る工程と、を備える生体臓器模型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体管模型の製造方法および生体臓器模型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外科医の手術トレーニングには、実物の生体臓器に似せた生体臓器模型が使用されている。例えば、特許文献１の［請求項１］には、「平均重合度が３００〜３５００であり、ケン化度が９０モル％以上であるポリビニルアルコールからなる水性ゲルおよびシリカ粒子を含有することを特徴とする臓器モデル用成形材料」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７７００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、肝臓などの生体臓器に似せた生体臓器模型だけでなく、血管などの生体管に似せた生体管模型についても、開発が望まれている。
例えば、実際の肝臓の内部には、肝静脈、肝動脈、門脈、胆管などの生体管が張り巡らされている。このため、生体管を模した生体管模型を内包した生体臓器模型を用いれば、より実用的であり、とりわけ、患者固有の生体管を模した生体管模型を用いれば、非常に精緻な手術トレーニングおよび手術前カンファレンス等が可能となる。【０００５】
そこで、本発明は、簡便に生体管模型が得られる生体管模型の製造方法、および、上記方法によって得られた生体管模型を用いた生体臓器模型の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、以下の構成により上記目的が達成されることを見出した。すなわち、本発明は、以下の［１］〜［６］を提供する。
［１］生体管の形態に対応した形状を有する雄型の表面に、水溶性ポリマーおよび水を含有する前駆体組成物を接触させて、水溶性ポリマーおよび水を含有するゲル皮膜によって上記雄型の表面を被覆する工程と、上記ゲル皮膜から上記雄型を離型させて、上記ゲル皮膜からなる中空の生体管模型を得る工程と、を備える生体管模型の製造方法。
［２］上記ゲル皮膜によって上記雄型の表面を被覆する工程が、予め冷却した上記雄型を上記前駆体組成物に浸漬することによって、上記雄型の表面に上記ゲル皮膜を析出させる工程である、上記［１］に記載の生体管模型の製造方法。
［３］上記雄型の材質が、柔軟性を有する材質である、上記［１］または［２］に記載の生体管模型の製造方法。
［４］上記生体管模型が血管模型である、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の生体管模型の製造方法。
［５］更に、上記中空の生体管模型の中に模擬体液を注入する工程を備える、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の生体管模型の製造方法。
［６］上記［１］〜［５］のいずれかに記載の生体管模型の製造方法によって得られた生体管模型を、生体臓器の形態に対応した内面形状を有する雌型の内部空間に配置する工程と、上記内部空間に、水溶性ポリマーおよび水を含有する前駆体組成物に注入し、水溶性ポリマーおよび水を含有するゲル体を生成させる工程と、上記ゲル体から上記雌型を離型させて、上記生体管模型の一部または全部を内包した上記ゲル体からなる生体臓器模型を得る工程と、を備える生体臓器模型の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡便に生体管模型が得られる生体管模型の製造方法、および、上記方法によって得られた生体管模型を用いた生体臓器模型の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の生体管模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図であり、雄型および前駆体組成物を準備した状態を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の生体管模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図であり、雄型に前駆体組成物を接触させた状態を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の生体管模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図であり、ゲル皮膜によって雄型の表面を被覆した状態を示す。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の生体管模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図であり、ゲル皮膜から雄型を離型させた状態を示す。
【図２】図２は、模擬体液が注入された生体管模型の好適態様の一例を示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の生体臓器模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図であり、生体管模型を雌型の内部空間に配置した状態を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の生体臓器模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図であり、雌型の内部空間に前駆体組成物を注入した状態を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の生体臓器模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図であり、ゲル体から雌型を離型させた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１０】
［生体管模型の製造方法］
本発明の生体管模型の製造方法は、生体管の形態に対応した形状を有する雄型の表面に、水溶性ポリマーおよび水を含有する前駆体組成物を接触させて、水溶性ポリマーおよび水を含有するゲル皮膜によって上記雄型の表面を被覆する工程と、上記ゲル皮膜から上記雄型を離型させて、上記ゲル皮膜からなる中空の生体管模型を得る工程と、を備える生体管模型の製造方法である。
こうして、雄型の表面にゲル皮膜を形成した後に離型するだけで、この雄型の形状が転写されたゲル皮膜からなる中空の生体管模型が簡便に得られる。
【００１１】
〔生体管模型の製造方法の好適態様〕
以下、図１Ａ〜図１Ｄおよび図２に基づいて、本発明の生体管模型の製造方法の好適態様を、概略的に説明する。
図１Ａ〜図１Ｄは、本発明の生体管模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図である。図１Ａは、雄型および前駆体組成物を準備した状態を示し、図１Ｂは、雄型に前駆体組成物を接触させた状態を示し、図１Ｃは、ゲル皮膜によって雄型の表面を被覆した状態を示し、図１Ｄは、ゲル皮膜から雄型を離型させた状態を示す。
【００１２】
まず、図１Ａに示すように、雄型１１を準備する。
雄型１１は、生体管を模した生体管模型を得るための鋳型（中子）である。ここで、生体管としては、生体における管構造を有する器官であれば特に限定されず、静脈、動脈、門脈などの血管のほか、例えば、胆管、尿管などが挙げられる。なお、図１Ａには、一例として、樹枝状の肝静脈の形態に対応した形状を有する雄型１１を示している。
雄型１１の材質としては、特に限定されないが、後述する理由から、例えば軟質のゴム状ポリマー物質などの柔軟性を有する材質であることが好ましい。
また、雄型１１の製造方法は、特に限定されないが、実物に即した形状が得られることから、３Ｄ（三次元）プリンタを用いて製造することが好ましい。なお、３Ｄプリンタには、血管などの生体管の３Ｄデータが使用されるが、このとき、患者固有のデータを（適宜加工したうえで）用いることによって、より精緻な生体管模型が得られる。
【００１３】
また、図１Ａに示すように、前駆体組成物２１も準備する。
前駆体組成物２１は、少なくとも、水溶性ポリマーおよび水を含有する。水溶性ポリマーとしては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が挙げられる。
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、一般的には、酢酸ビニルモノマーが重合したポリ酢酸ビニルをケン化して得られる。
本発明に用いるポリビニルアルコールとしては、特に限定されず、従来公知のポリビニルアルコールを適宜使用できる。
例えば、ポリビニルアルコールの粘度法により求められる平均重合度（粘度平均重合度）は、３００〜３５００が好ましく、５００〜３０００がより好ましく、１０００〜２５００が更に好ましい。
また、ポリビニルアルコールのケン化度は、９０モル％以上が好ましく、９５モル％以上がより好ましく、９８モル％以上が更に好ましい。なお、ケン化度の上限には限定がなく、高ければ高いほど好ましく、完全ケン化のポリビニルアルコールが特に好ましい。
ポリビニルアルコールは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーの濃度は、前駆体組成物２１の全体の質量に対して、例えば、４〜２０質量％が挙げられ、５〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。
なお、前駆体組成物２１は、そのほか、必要に応じて、任意の添加剤を含んでいてもよい。
【００１４】
次いで、図１Ｂに示すように、雄型１１の表面に前駆体組成物２１を接触させる。なお、図１Ｂには、一例として、容器に入れた前駆体組成物２１に雄型１１を浸漬する態様を示しているが、これに限定されず、前駆体組成物２１を、例えば、刷毛、スプレー等の器具を用いて、雄型１１の表面に塗布してもよい。
【００１５】
次に、図１Ｃに示すように、雄型１１の表面をゲル皮膜２２によって被覆する。ゲル皮膜２２は、前駆体組成物２１がゲル化した皮膜である。このため、ゲル皮膜２２は、前駆体組成物２１と同様に、少なくとも水溶性ポリマーおよび水を含有する。
【００１６】
図１Ａ〜図１Ｃに基づいて説明した工程においては、予め冷却した雄型１１を前駆体組成物２１に浸漬することによって、雄型１１の表面にゲル皮膜２２を析出させる態様が好ましい。
より具体的には、例えば、まず、予め雄型１１を例えば−１０℃以下程度に冷却しておき、かつ、前駆体組成物２１として、上述したように、ポリビニルアルコールおよび水を含有するＰＶＡ水溶液を準備する（図１Ａ参照）。次いで、冷却しておいた雄型１１をＰＶＡ水溶液である前駆体組成物２１に、１０〜６０秒間程度浸漬させる（図１Ｂ参照）。すると、雄型１１の表面付近の前駆体組成物２１は、冷却されて凍結し、ゲル化する。その後、雄型１１を前駆体組成物２１から引き上げて、解凍することによって、雄型１１の表面にゲル皮膜２２が形成される（図１Ｃ参照）。
このように、予め冷却した雄型１１を前駆体組成物２１に浸漬してゲル皮膜２２を析出させる態様であれば、ゲル皮膜２２を雄型１１の表面上において均一にかつ短時間で形成できるため、好ましい。
特に、雄型１１が樹枝状などの複雑な形状を有する場合に、刷毛塗り等を用いて前駆体組成物２１を塗布すると塗り残し等が発生しやすいが、浸漬であれば、雄型１１の表面上に、塗り残し等が発生しにくく、均一かつ短時間に塗布できる。
そして、実質的に、冷却した雄型１１を浸漬して引き上げるだけでゲル皮膜２２が形成されるため、加熱処理等の煩雑な処理を伴うことなく簡便に、ゲル皮膜２２を、均一な膜厚で短時間に形成できる。
【００１７】
なお、上記態様に限定されることはなく、例えば、前駆体組成物２１として、ポリビニルアルコールおよび水のほかに、更に、ホウ酸イオンを含有する水溶液を使用してもよい。この場合、雄型１１を予め冷却することなく、この水溶液を雄型１１の表面に接触させた後、加熱等の効果処理等を施すことによって、ゲル皮膜２２が形成される。
【００１８】
次に、図１Ｄに示すように、ゲル皮膜２２から雄型１１を離型（脱離）させて、ゲル皮膜２２からなる中空の生体管模型３１を得る。ここでは、肝静脈の形態に対応した形状を有する雄型１１を用いたので、生体管模型３１として、肝静脈を模した血管模型が得られる。
【００１９】
雄型１１を離型させる方法は特に限定されないが、例えば、図１Ｃに示すように、雄型１１の表面上にゲル皮膜２２が閉じていない貫通孔３３を形成しておき、図１Ｄに示すように、貫通孔３３から雄型１１を引き抜く方法が挙げられる。この方法であれば、簡便に、雄型１１をゲル皮膜２２から脱離させることができる。
このとき、雄型１１は、柔軟性を有する軟質材料からなることが好ましい。柔軟性を有する雄型１１を用いれば、ゲル皮膜２２から引き抜く際に、ゲル皮膜２２の形状に沿って変形しやすく、ゲル皮膜２２を傷付けにくくなる。
なお、「柔軟性を有する」とは、押す、曲げる、ひねる等の外力を加えた際に、破壊または破損することなく変形することを意味する。
【００２０】
図２は、模擬体液が注入された生体管模型の好適態様の一例を示す断面図である。
中空の生体管模型３１（図１Ｄ参照）は、そのまま使用してもよいが、図２に示すように、生体管模型３１の中に体液を模した模擬体液３２を例えば貫通孔３３から注入してもよい。これにより、生体管模型３１は、より実物に即した模型となる。模擬体液３２としては、例えば、血液を模した模擬血液などが挙げられる。
【００２１】
生体管模型３１は、例えば、後述するように、雌型を用いて形成される生体臓器模型に内包される。このとき、液体である模擬体液３２が注入された状態の生体管模型３１は、雌型の内部空間に配置する際のハンドリング性が劣る可能性があるため、一例として、図示しないクリップ等によって貫通孔３３が密閉され、適宜、形状が整えられた後、冷却固化した状態で使用される。
なお、模擬体液３２が注入されていない中空状態の生体管模型３１を、冷却固化して使用してもよい。
【００２２】
［生体臓器模型の製造方法］
次に、本発明の生体臓器模型の製造方法について説明する。
本発明の生体臓器模型の製造方法は、本発明の生体管模型の製造方法によって得られた生体管模型を、生体臓器の形態に対応した内面形状を有する雌型の内部空間に配置する工程と、上記内部空間に、水溶性ポリマーおよび水を含有する前駆体組成物に注入し、水溶性ポリマーおよび水を含有するゲル体を生成させる工程と、上記ゲル体から上記雌型を離型させて、上記生体管模型の一部または全部を内包した上記ゲル体からなる生体臓器模型を得る工程と、を備える生体臓器模型の製造方法である。
このようにして得られた生体臓器模型は、生体管模型を内包しているため、より実物に即した手術トレーニング等が可能となる。
【００２３】
〔生体臓器模型の製造方法の好適態様〕
以下、図３Ａ〜図３Ｃに基づいて、本発明の生体臓器模型の製造方法の好適態様を、概略的に説明する。
図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の生体臓器模型の製造方法の好適態様の一例を示す断面図である。図３Ａは、生体管模型を雌型の内部空間に配置した状態を示し、図３Ｂは、雌型の内部空間に前駆体組成物を注入した状態を示し、図３Ｃは、ゲル体から雌型を離型させた状態を示す。
【００２４】
まず、図３Ａに示すように、雌型５１が形成する内部空間５２に生体管模型３１を配置する。雌型５１は、肝臓などの生体臓器を模した生体臓器模型を得るための鋳型であり、例えば硬質材料からなる。雌型５１についても、雄型１１と同様の理由から、３Ｄ（三次元）プリンタを用いて製造することが好ましい。
ここでは、一例として、肝臓の形態に対応した内面形状を有する雌型５１を示している。すなわち、雌型５１の内面形状によって、肝臓の形態に模した内部空間５２が形成されている。なお、雌型５１には、前駆体組成物４１（図３Ｂ参照）を内部空間５２に注入するための注入孔５３が貫通形成されている。
生体管模型３１は、一例として、上述したように冷却固化された状態で、内部空間５２に配置される。
【００２５】
次に、図３Ｂに示すように、前駆体組成物４１を注入孔５３から注入して内部空間５２を充填し、内部空間５２の形状が反映されたゲル体４２（図３Ｃ参照）を生成させる。
【００２６】
ここで、前駆体組成物４１としては、上述した前駆体組成物２１と同じ組成物（水溶性ポリマーとしてＰＶＡを含有する水溶液）を好適に使用できる。
前駆体組成物４１は、ゼラチンを含有することが好ましい。これにより、得られるゲル体４２においては、２種以上のゲルが相分離した構造が形成され、実物の生体臓器（特に肝臓）における特有の脆さが再現される。ゼラチンの濃度は、前駆体組成物４１の全体の質量に対して、０．１〜８．０質量％が好ましく、０．３〜５．０質量％がより好ましい。
更に、前駆体組成物４１は、塩化ナトリウム等の電解質を含有することが好ましい。これにより、ゲル体４２は、一定の電気伝導率を有するため、高周波電気メスを用いて組織のタンパク質を凝固させながら切離する感触に関して、実物との類似性が高くなる。電解質の濃度は、前駆体組成物４１の全体の質量に対して、０．１５〜２．００質量％が好ましく、０．１５〜１．９０質量％がより好ましい。
前駆体組成物４１は、そのほか、必要に応じて、任意の添加剤を含んでいてもよい。
【００２７】
ゲル体４２は、前駆体組成物４１がゲル化したゲル体である。このため、ゲル体４２は、前駆体組成物４１と同様に、少なくとも水溶性ポリマーおよび水を含有する。
ゲル体４２を生成させる方法としては特に限定されないが、例えば、前駆体組成物４１として、水溶性ポリマーであるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）および水を含有するＰＶＡ水溶液を使用し、この前駆体組成物４１が注入された状態の雌型５１を、例えば−１０℃以下程度下で、１〜１０時間程度冷却し、その後、解凍することによって、ゲル体４２が得られる。ＰＶＡ水溶液は、上記冷却によって凍結するが、このとき、ゲル化する。
【００２８】
次に、図３Ｃに示すように、ゲル体４２から雌型５１を離型させる。雌型５１は一例として分割できるように構成されており、雌型５１を型開きすることによって、生体管模型３１を内包したゲル体４２からなる生体臓器模型６１を取り出すことができる。
なお、上記解凍後においては、生体管模型３１に注入されている模擬体液３２も液化している場合があるが、その場合にも、生体管模型３１の貫通孔３３（図２等参照）がゲル体４２によって覆われていれば、模擬体液３２が生体臓器模型６１から漏出することが防止される。
【００２９】
なお、生体臓器模型６１の表面などには、より実物の生体臓器に近似させるため、必要に応じて、襞、皺、血管などに見立てた表面薄膜などを形成してもよい。
【００３０】
このようにして得られた生体臓器模型６１は、生体管を模した生体管模型３１を内包しているため、手術の手技練習用の生体臓器模型としてより実用的である。このとき、生体管模型３１として、患者固有の生体管を模した生体管模型を用いれば、非常に精緻な手術トレーニングおよび手術前カンファレンス等が可能となる。
【００３１】
なお、以上の記載においては、主として、ヒトの肝臓に似せた肝臓模型を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、その他の生体臓器としては、例えば、脳、心臓、食道、胃、膀胱、小腸、大腸、腎臓、膵臓、脾臓、子宮などが挙げられる。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。【００３３】
（雄型の作製）
３Ｄプリンタ（ストラタシス社製、商品名：Ｏｂｊｅｔ２６０ Ｃｏｎｎｅｘ）を用いて、肝臓血管（肝静脈、肝動脈および門脈）の形態に対応した形状を有する雄型を作製した。３Ｄプリンタにおいて使用する肝臓血管の３Ｄデータは、３次元画像解析システム（富士フイルム社製、商品名：ボリュームアナライザー ＳＹＮＡＰＳＥ ＶＩＮＣＥＮＴ）から取得したある個人の３Ｄデータをコンピュータ上において加工して用いた。データ加工には３Ｄグラフィックソフト（イーフロンティア社製、商品名：Ｓｈａｄｅ ３Ｄ）を用いた。雄型の材質となる３Ｄプリンタのインクとしては、ラバーライクなＴａｎｇｏＰｌｕｓ（ストラタシス社製）を用いた。【００３４】
（血管模型の作製）
作製した雄型を、ドライアイスによって冷却したメタノールに浸漬して冷却した。次いで、冷却した雄型を、速やかに、粘度平均重合度が１７００であり、ケン化度が約９９．３モル％以上であるポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名：クラレポバールＰＶＡ−１１７Ｈ）１３質量％水溶液（前駆体組成物）中に３０秒間浸漬し、雄型の表面にポリビニルアルコールゲル（ゲル皮膜）を析出させた。なお、析出したゲル皮膜を更に結晶化させ固化させるため、ゲル皮膜によって被覆された雄型を、前駆体組成物から引き上げた後、更に、ドライアイスによって冷却したメタノールに１０分間浸漬した。その後、ゲル皮膜によって被覆された雄型を、室温（２５℃）に放置し、ゲル皮膜が軟らかく伸縮自在になったところで、ラバーライクな雄型を引き抜き、ゲル皮膜からなる中空の血管模型を得た。
このようにして、肝静脈、肝動脈および門脈を模した血管模型を作製した。【００３５】
（模擬血液入り血管模型の作製）
まず、水１Ｌに、食用色素 赤（共立食品社製）０．６０ｇおよび食用色素 緑（共立食品社製）０．０６ｇを添加して、模擬血液を作製した。次いで、この模擬血液を、先に作製した中空の血管模型の貫通孔から注入し、模擬血液入り血管模型を得た。
なお、作製した模擬血液入り血管模型については、模擬血液を注入した後、貫通孔をクリップによって密閉し、メタノール中において形状を整えた後、このメタノールにドライアイスを浸漬して、氷冷固化した。【００３６】
（胆管模型の作製）
血管模型と同様にして、胆管模型を作製した。胆管模型も血管模型と同様にして氷冷固化した。【００３７】
（雌型の作製）
ヒトの肝臓の形態に対応した内面形状を有する雌型を、３Ｄプリンタ（ストラタシス社製、商品名：Ｏｂｊｅｔ２６０ Ｃｏｎｎｅｘ）を用いて作製した。３Ｄプリンタにおいて使用する３Ｄデータは、３次元画像解析システム（富士フイルム社製、商品名：ボリュームアナライザー ＳＹＮＡＰＳＥ ＶＩＮＣＥＮＴ）から取得したある個人の３Ｄデータをコンピュータ上において加工して用いた。データ加工には３Ｄグラフィックソフト（イーフロンティア社製、商品名：Ｓｈａｄｅ ３Ｄ）を用いた。このとき、より具体的には、肝実質の表面部分のデータを用い、肝実質全体を覆い、更に肝実質表面よりも最低１ｃｍの肉厚になるような長方形データを作成し、この長方形データから、肝実質データをブーリアン演算によりくり抜いた。雌型には、注液用の直径１ｃｍの注入孔を開け、更に、固化したゲル体を取り外せるように３個に分割した。雌型の材質となる３Ｄプリンタのインクとしては、ＶｅｒｏＣｌｅａｒ（ストラタシス社製）を用いた。【００３８】
（肝臓模型の作製）
まず、粘度平均重合度が１７００であり、ケン化度が約９９．３モル％以上であるポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名：クラレポバールＰＶＡ−１１７Ｈ）を濃度が７質量％、ゼラチン（和光純薬工業社製）を濃度が３質量％、電解質としての塩化ナトリウム（和光純薬工業社製）を濃度が０．５質量％、および、防腐剤として安息香酸ナトリウムを濃度が０．１質量％となるように、水に添加して、ＰＶＡ／ゼラチン水溶液（前駆体組成物）２Ｌを調製した。
調製したＰＶＡ／ゼラチン水溶液を、８５℃に加温しながら３時間攪拌した後、約６０℃まで放冷した。次いで、ヒトの肝臓の色に近づける目的で、食用色素 赤（共立食品社製）０．６０ｇおよび食用色素 緑（共立食品社製）０．０６ｇを添加し、均一な組成となるように攪拌して着色した。
雌型の内面に離型剤を塗布した後、型合わせをし、接合面を密閉した。このとき、先に作製し氷冷固化した血管模型および胆管模型を、雌型の内部空間に配置した。この雌型に設けられた注入孔から、上記着色したＰＶＡ／ゼラチン水溶液を適量（約１．５ｋｇ）注入した。
次に、ＰＶＡ／ゼラチン水溶液を注入した雌型を、冷凍室（室温：−２０℃）内に入れ、５時間冷却した後、冷凍室から取り出し、室温となるまで室温下に放置した。
次に、室温下に放置した雌型を、乾燥器内に入れ、６０℃となるまで加熱し、同温度下に１時間保持した後、乾燥器から取り出し、放冷した。その後、雌型を型開きし、上記着色したＰＶＡ／ゼラチン水溶液がゲル化したゲル体を取り出した。こうして、血管模型および胆管模型を内包したゲル体からなる肝臓模型を得た。
【符号の説明】
【００３９】
１１：雄型
２１：前駆体組成物
２２：ゲル皮膜
３１：生体管模型
３２：模擬体液
３３：貫通孔
４１：前駆体組成物
４２：ゲル体
５１：雌型
５２：内部空間
５３：注入孔
６１：生体臓器模型
【図１Ａ】
2017010299.tif 000003
【図１Ｂ】
2017010299.tif 000004
【図１Ｃ】
2017010299.tif 000005
【図１Ｄ】
2017010299.tif 000006
【図２】
2017010299.tif 000007
【図３Ａ】
2017010299.tif 000008
【図３Ｂ】
2017010299.tif 000009
【図３Ｃ】
2017010299.tif 000010
【国際調査報告】
2017010299.tif 000011
2017010299.tif 000012