(57)【要約】【課題】血管や疾患部等の内部構造を忠実に再現でき、かつ臓器の触感及び切れ味が所望の臓器に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能な手技練習用臓器モデルの提供。【解決手段】水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルを含む手技練習用臓器モデルである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルを含むことを特徴とする手技練習用臓器モデル。
【請求項２】
色及び硬度のいずれかが異なる内包物が目的の位置に配置されている請求項１に記載の手技練習用臓器モデル。
【請求項３】
保湿性皮膜を有する請求項１から２のいずれかに記載の手技練習用臓器モデル。
【請求項４】
水溶性有機媒体を含有する請求項１から３のいずれかに記載の手技練習用臓器モデル。
【請求項５】
前記水溶性有機媒体が、多価アルコールである請求項４に記載の手技練習用臓器モデル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科手術等の手術シミュレーション用として好適な手技練習用臓器モデルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外科手術等の手技練習用にはシリコーン、ウレタンエラストマー、スチレンエラストマー等で製造された臓器モデルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。患者の述後の回復の良否及びＱＯＬ向上のためにも、外科医と補助スタッフの手技レベルを一定水準以上に向上することが求められている。そのためにも、より人間の臓器に触感や、超音波メス、電気メス等の手術デバイスの使用感の類似した臓器モデルを提供することが求められている。しかし、現在普及している擬似モデルは触感や内部構造が実物とは程遠いものである。
このため、より実物に近い臓器を用いて練習する必要があり、ウェットラボと呼ばれるミニブタを用いた動物実験による手術トレーニングが行われている。しかし、前記ウェットラボの場合もミニブタでは人間の臓器とは異なる部位もあった。また、練習のために適切な疾患を持ったミニブタを提供することは困難であった。更に、ミニブタを生育、鮮度を維持管理できる環境は非常に高価であり、練習のために何度もウェットラボを開催することは現実的に困難であった。
したがって、外科医の手技能力を向上するために形状だけでなく触感、切れ味等の質感についても忠実に再現した臓器モデルが必須であった。
【０００３】
一方、実際の手術に際して患者本人の臓器を忠実に再現された臓器モデルがあれば、術前に手術計画を立案する際に実際にこれを切ったり、縫合したりするシミュレーションが可能になり、難易度の高い腫瘍摘出手術などの成功率を向上することが可能となる。
また、質感を再現することを目的とした臓器モデルとしては、ポリビニルアルコールを主体とする材料が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この提案の材料を用いて製造された臓器モデルは、実物の臓器に比較して比較的硬く、また、血管や腫瘍部分等の内部構造（内包物）を忠実に再現することができていなかった。
【０００４】
したがって、血管や疾患部等の内部構造を忠実に再現でき、かつ臓器の触感及び切れ味が所望の臓器に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能な手技練習用臓器モデルの提供が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、血管や疾患部等の内部構造を忠実に再現でき、かつ臓器の触感及び切れ味が所望の臓器に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能な手技練習用臓器モデル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】
前記課題を解決するための手段としての本発明の手技練習用臓器モデルは、水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、血管や疾患部等の内部構造を忠実に再現でき、かつ臓器の触感及び切れ味が所望の臓器に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能な手技練習用臓器モデルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、肝臓の臓器モデルの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（手技練習用臓器モデル）
本発明の手技練習用臓器モデルは、水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルを含み、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
【００１０】
前記手技練習用臓器モデルは、機械的強度を保持し、弾力を臓器と同等にするために、水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とを含むことが必要であり、
水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とを含むゲル用組成液を用いることにより作製することができる。
前記手技練習用臓器モデルは、水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルを含むことが必要である。この場合、前記水溶性有機ポリマーと前記水膨潤性層状粘土鉱物との含有比率を変更することによって、適切な硬さ、粘弾性、色等の臓器情報を忠実に再現することが可能となる。即ち、水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造の中に、水が包含されている有機−無機複合ハイドロゲルを含むことにより、機械的強度を保持し、弾力を臓器と同等にすることができる。また、前記有機−無機複合ハイドロゲルは、前記構成を有することにより、伸張性が向上する。更に、臓器と同等の触感が得られ、手術用メス等による切れ味が所望の臓器と極めて近くなる。
【００１１】
［ゲル用組成液］
前記ゲル用組成液は、水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とを含み、水を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
【００１２】
＜水溶性有機ポリマー＞
前記水溶性有機ポリマーとしては、例えば、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する有機ポリマーが挙げられる。前記水溶性有機ポリマーは、水系のゲルの強度を保つために有利な構成成分である。
前記有機ポリマーは、水溶性を示す限りにおいて、ホモポリマー（単独重合体）であってもよいし、ヘテロポリマー（共重合体）であってもよく、また、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよく、また塩の形態であってもよい。
本発明において、前記水溶性有機ポリマーの水溶性は、例えば、３０℃の水１００ｇに該水溶性有機ポリマーを１ｇ混合して撹拌したとき、その９０質量％以上が溶解するものを意味する。
前記水溶性有機ポリマーを重合させて得るための重合性モノマーとしては、例えば、例えば、アクリルアミド、Ｎ−置換アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジ置換アクリルアミド誘導体、Ｎ−置換メタクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジ置換メタクリルアミド誘導体、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記重合性モノマーの具体的としては、例えば、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドなどが挙げられる。
前記重合性モノマーの含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゲル用組成液全量に対して、０．５質量％〜２０質量％が好ましい。
【００１３】
＜水膨潤性層状粘土鉱物＞
前記水膨潤性層状粘土鉱物とは、水中で一次結晶のレベルで均一に分散可能な層状粘土鉱物であり、例えば、水膨潤性スメクタイト、水膨潤性雲母などが挙げられる。より具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが挙げられる。
前記水膨潤性層状粘土鉱物としては、上記例示したものを、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよく、また、適宜合成したものであってもよいし、市販品であってもよい。
前記市販品としては、例えば、合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）、ＳＷＮ（Ｃｏｏｐ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｌｔｄ．製）、フッ素化ヘクトライト  ＳＷＦ（Ｃｏｏｐ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｌｔｄ．製）などが挙げられる。
前記水膨潤性層状粘土鉱物の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゲル用組成液全量に対して、１質量％〜４０質量％が好ましい。
【００１４】
＜水＞
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。
前記水には、保湿性付与、抗菌性付与、導電性付与、硬度調整などの目的に応じて有機溶媒等のその他の成分を溶解ないし分散させてもよい。
【００１５】
本発明の手技練習用臓器モデルは、水を含有することから、乾燥して力学特性が変化したり、カビ等の繁殖が進行し、不衛生になることが懸念される場合には、適宜乾燥防止機能を付与することが好ましい。
【００１６】
前記乾燥防止機能を付与する第一の手段としては、形成した臓器モデルの外周に保湿性皮膜を設けることができる。前記保湿性皮膜の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、臓器モデルを高保湿多糖体（Ｔｒｅｍｏｉｓｔ−ＴＰ、マツモト交商株式会社製）０．０１質量％水溶液に４０℃で３０分間含浸し、乾燥することで薄膜を形成する方法、オイル等の不揮発成分を臓器モデル表面に塗布する方法、臓器モデルを後述する沸点の高い水溶性有機媒体中に浸漬する方法などが挙げられる。
【００１７】
前記乾燥防止機能を付与する第二の手段としては、前記ゲル用組成液に沸点の高い水溶性有機媒体を含有させる方法である。
前記沸点の高い水溶性有機媒体としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトンアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；エチレングリコール、プリピレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルコールエーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、保湿性の点から、多価アルコールが好ましく、グリセリンがより好ましい。
前記沸点の高い水溶性有機媒体の含有量は、前記ゲル用組成液における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５質量％〜６０質量％が好ましい。
【００１８】
＜その他の成分＞
前記ゲル用組成液には、本発明の目的を阻害しない範囲で、例えば、防腐剤、着色剤、香料、酸化防止剤等のその他の成分を含有することができる。
前記防腐剤としては、例えば、デヒドロ酢酸塩、ソルビン酸塩、安息香酸塩、ぺンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、２，４−ジメチル−６−アセトキシ−ｍ−ジオキサン、１，２−ベンズチアゾリン−３−オンなどが挙げられる。
前記着色剤を用いることにより、臓器モデルを人体の臓器に近似した色に着色することができる。
【００１９】
前記手技練習用臓器モデルには、色及び硬度のいずれかが異なる内包物（内部構造）が目的の位置に配置されていることが好ましい。これにより、手術前に手術用メスを入れる位置を確認するモデルとしても用いることができる。
前記内包物としては、例えば、血管、管、疾患部等の模倣物；空洞、襞（ひだ）などが挙げられる。
前記硬度の調整は、例えば、前記ゲル用組成液中に含まれる水膨潤性層状粘土鉱物の含有量を変化させることにより行うことができる。
前記色の調整は、例えば、前記ゲル用組成液に着色剤を添加することにより行うことができる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば染料、顔料が挙げられる。
【００２０】
前記染料としては、以下に説明するようなものが挙げられる。
ブラック染料としては、例えば、ＭＳ  ＢＬＡＣＫ  ＶＰＣ（三井化学株式会社製）、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  ＢＬＡＣＫ−１、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  ＢＬＡＣＫ−５（保土谷化学株式会社製）、ＲＥＳＯＲＩＮ  ＢＬＡＣＫ  ＧＳＮ  ２００％、ＲＥＳＯＬＩＮ  ＢＬＡＣＫ  ＢＳ（バイエルジャパン社製）、ＫＡＹＡＳＥＴ  ＢＬＡＣＫ  Ａ−Ｎ（日本化薬株式会社製）、ＤＡＩＷＡ  ＢＬＡＣＫ  ＭＳＣ（ダイワ化成株式会社製）、ＨＳＢ−２０２（三菱化成株式会社製）、ＮＥＰＴＵＮＥ  ＢＬＡＣＫ  Ｘ６０、ＮＥＯＰＥＮ  ＢＬＡＣＫ  Ｘ５８（ＢＡＳＦジャパン社製）、Ｏｌｅｏｓｏｌ  Ｆａｓｔ  ＢＬＡＣＫ  ＲＬ（田岡化学工業株式会社製）、Ｃｈｕｏ  ＢＬＡＣＫ８０、Ｃｈｕｏ  ＢＬＡＣＫ８０−１５（中央合成化学株式会社製）などが挙げられる。
【００２１】
マゼンタ染料としては、例えば、ＭＳ  Ｍａｇｅｎｔａ  ＶＰ、ＭＳ  Ｍａｇｅｎｔａ  ＨＭ−１４５０、ＭＳ  Ｍａｇｅｎｔａ  Ｈｓｏ−１４７（三井化学株式会社製）、ＡＩＺＥＮＳＯＴ  Ｒｅｄ−１、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  Ｒｅｄ−２、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  Ｒｅｄ−３、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  Ｐｉｎｋ−１、ＳＰＩＲＯＮ  Ｒｅｄ  ＧＥＨＳＰＥＣＩＡＬ（保土谷化学株式会社製）、ＲＥＳＯＬＩＮ  Ｒｅｄ  ＦＢ  ２００％、ＭＡＣＲＯＬＥＸ  Ｒｅｄ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｒ、ＭＡＣＲＯＬＥＸ  ＲＯＴ  ５Ｂ（バイエルジャパン社製）、ＫＡＹＡＳＥＴ  ＲｅｄＢ、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｒｅｄ  １３０、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｒｅｄ  ８０２（日本化薬株式会社製）、ＰＨＬＯＸＩＮ，ＲＯＳＥ  ＢＥＮＧＡＬ、ＡＣＩＤ  Ｒｅｄ（ダイワ化成株式会社製）、ＨＳＲ−３１、ＤＩＡＲＥＳＩＮ  ＲｅｄＫ（三菱化成株式会社製）、Ｏｉｌ  Ｒｅｄ（ＢＡＳＦジャパン社製）、Ｏｉｌ  Ｐｉｎｋ３３０（中央合成化学株式会社製）などが挙げられる。
【００２２】
シアン染料としては、例えば、ＭＳ  Ｃｙａｎ  ＨＭ−１２３８、ＭＳ  Ｃｙａｎ  ＨＳｏ−１６、Ｃｙａｎ  Ｈｓｏ−１４４、ＭＳ  Ｃｙａｎ  ＶＰＧ（三井化学株式会社製）、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  Ｂｌｕｅ−４（保土谷化学株式会社製）、ＲＥＳＯＬＩＮ  ＢＲ．Ｂｌｕｅ  ＢＧＬＮ  ２００％、ＭＡＣＲＯＬＥＸ  Ｂｌｕｅ  ＲＲ、ＣＥＲＥＳ  ＢｌｕｅＧＮ、ＳＩＲＩＵＳ  ＳＵＰＲＡＴＵＲＱ．Ｂｌｕｅ  Ｚ−ＢＧＬ、ＳＩＲＩＵＳ  ＳＵＰＲＡ  ＴＵＲＱ．Ｂｌｕｅ  ＦＢ−ＬＬ３３０％（バイエルジャパン社製）、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｂｌｕｅ  Ｆｒ、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｂｌｕｅ  Ｎ、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｂｌｕｅ  ８１４、Ｔｕｒｑ．Ｂｌｕｅ  ＧＬ−５  ２００、ＬｉｇｈｔＢｌｕｅ  ＢＧＬ−５  ２００（日本化薬株式会社製）、ＤＡＩＷＡ  Ｂｌｕｅ  ７０００、Ｏｌｅｏｓｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｂｌｕｅ  ＧＬ（ダイワ化成株式会社製）、ＤＩＡＲＥＳＩＮＢｌｕｅ  Ｐ（三菱化成株式会社製）、ＳＵＤＡＮ  Ｂｌｕｅ  ６７０、ＮＥＯＰＥＮ  Ｂｌｕｅ８０８、ＺＡＰＯＮ  Ｂｌｕｅ  ８０６（ＢＡＳＦジャパン社製）などが挙げられる。
【００２３】
イエロー染料としては、例えば、ＭＳ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＨＳｍ−４１、Ｙｅｌｌｏｗ  ＫＸ−７、Ｙｅｌｌｏｗ  ＥＸ−２７（三井化学株式会社製）、ＡＩＺＥＮＳＯＴ  Ｙｅｌｌｏｗ−１、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  ＹｅｌｌｏＷ−３、ＡＩＺＥＮ  ＳＯＴ  Ｙｅｌｌｏｗ−６（保土谷化学株式会社製）、ＭＡＣＲＯＬＥＸ  Ｙｅｌｌｏｗ  ６Ｇ、ＭＡＣＲＯＬＥＸ  ＦＬＵＯＲ、Ｙｅｌｌｏｗ  １０ＧＮ（バイエルジャパン社製）、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＳＦ−Ｇ、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｙｅｌｌｏｗ２Ｇ、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ａ−Ｇ、ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｅ−Ｇ（日本化薬株式会社製）、ＤＡＩＷＡ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３３０ＨＢ（ダイワ化成株式会社製）、ＨＳＹ−６８（三菱化成株式会社製）、ＳＵＤＡＮ  Ｙｅｌｌｏｗ  １４６、ＮＥＯＰＥＮ  Ｙｅｌｌｏｗ  ０７５（ＢＡＳＦジャパン社製）、Ｏｉｌ  Ｙｅｌｌｏｗ  １２９（中央合成化学株式会社製）などが挙げられる。
【００２４】
前記顔料としては、各種の有機及び無機顔料を使用することができ、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料及びキレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、アントセキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料などが挙げられる。前記顔料としては、具体的には、カラーインデックスに記載される下記の番号の有機又は無機顔料が使用できる。
【００２５】
赤又はマゼンタ顔料としては、例えば、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ３、５、１９、２２、３１、３８、４３、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、４８：５、４９：１、５３：１、５７：１、５７：２、５８：４、６３：１、８１、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、８８、１０４、１０８、１１２、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１６６、１６８、１６９、１７０、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、２０８、２１６、２２６、２５７、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３、１９、２３、２９、３０、３７、５０、８８、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ  １３、１６、２０、３６などが挙げられる。
【００２６】
青又はシアン顔料としては、例えば、ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、１７−１、２２、２７、２８、２９、３６、６０などが挙げられる。
緑顔料としては、例えば、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ７、２６、３６、５０などが挙げられる。
黄顔料としては、例えば、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １、３、１２、１３、１４、１７、３４、３５、３７、５５、７４、８１、８３、９３、９４、９５、９７、１０８、１０９、１１０、１３７、１３８、１３９、１５３、１５４、１５５、１５７、１６６、１６７、１６８、１８０、１８５、１９３などが挙げられる。
黒顔料としては、例えば、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ  ７、２８、２６などが挙げられる。
【００２７】
前記顔料としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、クロモファインイエロー２０８０、５９００、５９３０、ＡＦ−１３００、２７００Ｌ、クロモファインオレンジ３７００Ｌ、６７３０、クロモファインスカーレット６７５０、クロモファインマゼンタ６８８０、６８８６、６８９１Ｎ、６７９０、６８８７、クロモファインバイオレット  ＲＥ、クロモファインレッド６８２０、６８３０、クロモファインブルーＨＳ−３、５１８７、５１０８、５１９７、５０８５Ｎ、ＳＲ−５０２０、５０２６、５０５０、４９２０、４９２７、４９３７、４８２４、４９３３ＧＮ−ＥＰ、４９４０、４９７３、５２０５、５２０８、５２１４、５２２１、５０００Ｐ、クロモファイングリーン２ＧＮ、２ＧＯ、２Ｇ−５５０Ｄ、５３１０、５３７０、６８３０、クロモファインブラックＡ−１１０３、セイカファストエロー１０ＧＨ、Ａ−３、２０３５、２０５４、２２００、２２７０、２３００、２４００（Ｂ）、２５００、２６００、ＺＡＹ−２６０、２７００（Ｂ）、２７７０、セイカファストレッド８０４０、Ｃ４０５（Ｆ）、ＣＡ１２０、ＬＲ−１１６、１５３１Ｂ、８０６０Ｒ、１５４７、ＺＡＷ−２６２、１５３７Ｂ、ＧＹ、４Ｒ−４０１６、３８２０、３８９１、ＺＡ−２１５、セイカファストカーミン６Ｂ１４７６Ｔ−７、１４８３ＬＴ、３８４０、３８７０、セイカファストボルドー１０Ｂ−４３０、セイカライトローズＲ４０、セイカライトバイオレットＢ８００、７８０５、セイカファストマルーン４６０Ｎ、セイカファストオレンジ９００、２９００、セイカライトブルーＣ７１８、Ａ６１２、シアニンブルー４９３３Ｍ、４９３３ＧＮ−ＥＰ、４９４０、４９７３（以上、大日精化工業株式会社製）；ＫＥＴ  Ｙｅｌｌｏｗ  ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４１６、４２４、ＫＥＴ  Ｏｒａｎｇｅ  ５０１、ＫＥＴ  Ｒｅｄ  ３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９、３１０、３３６、３３７、３３８、３４６、ＫＥＴ  Ｂｌｕｅ  １０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１１１、１１８、１２４、ＫＥＴ  Ｇｒｅｅｎ  ２０１（以上、ＤＩＣ株式会社製）；Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３０１、３１４、３１５、３１６、Ｐ−６２４、３１４、Ｕ１０ＧＮ、Ｕ３ＧＮ、ＵＮＮ、ＵＡ−４１４、Ｕ２６３、Ｆｉｎｅｃｏｌ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｔ−１３、Ｔ−０５、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ１７０５、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｏｒａｎｇｅ  ２０２、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｒｅｄ１０１、１０３、１１５、１１６、Ｄ３Ｂ、Ｐ−６２５、１０２、Ｈ−１０２４、１０５Ｃ、ＵＦＮ、ＵＣＮ、ＵＢＮ、Ｕ３ＢＮ、ＵＲＮ、ＵＧＮ、ＵＧ２７６、Ｕ４５６、Ｕ４５７、１０５Ｃ、ＵＳＮ、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｍａｒｏｏｎ６０１、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  ＢｒｏｗｎＢ６１０Ｎ、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｖｉｏｌｅｔ６００、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １２２、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｂｌｕｅ５１６、５１７、５１８、５１９、Ａ８１８、Ｐ−９０８、５１０、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｇｒｅｅｎ４０２、４０３、Ｃｏｌｏｒｔｅｘ  Ｂｌａｃｋ  ７０２、Ｕ９０５（以上、山陽色素株式会社製）；Ｌｉｏｎｏｌ  Ｙｅｌｌｏｗ  １４０５Ｇ、Ｌｉｏｎｏｌ  Ｂｌｕｅ  ＦＧ７３３０、ＦＧ７３５０、ＦＧ７４００Ｇ、ＦＧ７４０５Ｇ、ＥＳ、ＥＳＰ−Ｓ（以上、東洋インキ製造株式会社製）；Ｔｏｎｅｒ  Ｍａｇｅｎｔａ  Ｅ０２、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ＲｕｂｉｎＦ６Ｂ、Ｔｏｎｅｒ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＨＧ、Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＧＧ−０２、Ｈｏｓｔａｐｅａｍ  ＢｌｕｅＢ２Ｇ（以上、ヘキストインダストリ社製）；カーボンブラック＃２６００、＃２４００、＃２３５０、＃２２００、＃１０００、＃９９０、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃８５０、ＭＣＦ８８、＃７５０、＃６５０、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ１００Ｒ、ＭＡ７７、＃５２、＃５０、＃４７、＃４５、＃４５Ｌ、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２５、＃２０、＃１０、＃５、＃４４、ＣＦ９（以上、三菱化学株式会社製）などが挙げられる。
前記着色剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゲル用組成液全量に対して、０．１質量％〜５質量％が好ましい。
【００２８】
＜手技練習用臓器モデルの製造方法＞
本発明の手技練習用臓器モデルの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、一般的に臓器モデルは複雑な形状を再現する必要があり、更に複数の性質の異なる部位が混在する必要があるため、以下に示すような製造方法が好ましい。
例えば、適切な加工方法で型を製作し、型にゲル用組成液を注入し硬化させる方法である。また、血管等の内包物は別途成形しておき、型の所定位置に配置することができる。
前記型、及び前記血管等の内包物としては、金属や樹脂を切削加工、光造形、又は３次元プリンターなどで製造することが好ましい。
また、３次元プリンターと呼ばれる造形装置を用いて、ハイドロゲル前駆体液と、必要に応じて支持体液とを積層する方法を採用することも可能である。
より具体的には、インクジェット方式を用いたマテリアルジェット造形装置によりゲル前駆体吐出して成形することが精度よく形状を成形する点から好ましい。
【００２９】
本発明の手技練習用臓器モデルは、特に制限はなく、人体内のあらゆる内臓部位を再現することが可能であるが、例えば、脳、心臓、食道、胃、膀胱、小腸、大腸、肝臓、腎臓、膵臓、脾臓、子宮などが挙げられる。
【００３０】
また、本発明の手技練習用臓器モデルは、血管や疾患部等の内部構造を忠実に再現でき、かつ臓器の触感及び切れ味が所望の臓器に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能であるので、例えば、医師、大学の医学部、病院などにおいて、医師、研修医、医学生などの手技練習用の臓器モデル、製造された手術用メスを出荷する前に、その切れ味を検査するための手術用メスの切れ味検査用の臓器モデル、手術を行う前に手術用メスの切れ味を確認するための臓器モデルなどとして好適である。
【００３１】
ここで、図１に示す手技練習用臓器モデルとしての肝臓モデルを用いて説明する。
肝臓は、上腹部の右側で肋骨の下にある人体最大の臓器であり、成人では重さが１．２ｋｇ〜１．５ｋｇである。食べ物から摂取した栄養素を体が利用できる形にしたり、貯蔵・供給する「代謝」、有害物質を無毒化する「解毒」や、脂肪等の分解・吸収を助ける胆汁の分泌等の重要な働きをしている。
図１に示すように、肝臓１０は、胆嚢１１と下大静脈１２を結ぶ主分割面（カントリー線；図示せず）によって左葉１３と右葉１４に分割される。
この肝臓の一部を切り取る手術が肝切除術である。肝切除術の適応となる病気としては、肝臓がん（原発性肝がん）が大部分であり、その他に転移性肝がん、肝良性腫瘍、肝外傷などが対象となる。
肝切除術は、切り方によって部分切除、亜区域切除、区域切除、葉切除、拡大葉切除、３区域切除などの種類がある。これらの部分は肝臓に印が付いているわけではなく、手術に際しては、その部分を栄養する門脈や肝動脈を縛ったり、血管に色素を注入したりして色の変化によって境目を見極めている。そして、電気メス、ハーモニックスカルペル（超音波振動手術器具）、ＣＵＳＡ（超音波外科用吸引装置）、マイクロターゼ（マイクロ波手術器）など、様々な機械を使って肝臓を切除している。
その際の手術シミュレーション用として、血管や疾患部等の内包物を忠実に再現でき、かつ臓器の触感及び切れ味が所望の臓器に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能である本発明の手技練習用臓器モデルを好適に用いることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
＜ゲル用組成液の調製＞
以下、減圧脱気を１０分間実施したイオン交換水を、純水と記載する。
まず、開始剤液として、純水９８質量部に対してペルオキソ二硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）２質量部を溶解させた水溶液を準備した。
次に、純水１９５質量部を攪拌させながら、水膨潤性層状粘土鉱物として［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］Ｎａ−０．６６の組成を有する合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）８質量部を少しずつ添加し、攪拌して分散液を作製した。
次に、前記分散液に重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）を２０質量部添加した。
次に、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）を０．２質量部添加し、混合した。
次に、得られた混合液を氷浴で冷却しながらテトラメチルエチレンジアミン（和光純薬工業株式会社製）を０．１質量部添加した。
次に、前記開始剤液を５部質量添加して攪拌混合した後、減圧脱気を１０分間実施し、均質なゲル用組成液を得た。
【００３４】
＜ゲル造形物の成形＞
得られたゲル用組成液を、以下に示す型に流し込み、２５℃環境下で２０時間静置し、型から取り出すことで目的のゲル造形物である肝臓モデルを得た。
【００３５】
＜＜型の作製＞＞
インクジェット光造形装置としてのキーエンス社製アジリスタを用い、肝臓の３次元モデルデータを適用して加工した型を製作した。
【００３６】
＜評価＞
得られた肝臓の外形を再現した肝臓モデルは、５名の熟練した外科医師へのヒアリングを実施した結果、弾力、手術用メスによる切れ味ともに実物を再現できているという評価結果を５名の外科医師全員から得られた。
【００３７】
（実施例２）
実施例１に記載の方法で肝臓モデルを造形する際に、血管についてインクジェット光造形装置を用いて造形し、血管が判別可能な着色を行った。この血管を前記型の一部に固定化した後に、実施例１と同じゲル組成液を流し入れ、最後に型からゲル造形物を取り出す際に血管を臓器モデル内に内包する形で残した。以上により、血管が内包された肝臓モデルを作製した。
【００３８】
＜評価＞
得られた肝臓モデルは、透明な実臓器中に血管の位置が正確に再現されているため、手術前に手術用メスを入れる位置を確認するモデルとしても利用可能である視認性を有しているという評価結果を５名の外科医師全員から得られた。
【００３９】
（実施例３）
実施例２の血管について、実施例１と同様にして血管専用の型を製作した。
実施例１のゲル組成液の製造において、着色剤としてＭＳ  Ｍａｇｅｎｔａ  ＶＰ（三井化学株式会社製）２質量部を更に添加し、合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）を８質量部から１８質量部に変更した以外は、実施例１と同様にしてゲル組成液を調製し、これを前記血管専用の型に流し込み、より硬度の高いハイドロゲルを形成することにより、着色した血管モデルを形成した。
得られた血管モデルを実施例２と同様にして臓器モデルの型の一部に固定した後に、実施例１と同様のゲル組成液を流し込み、ゲル化後臓器モデルを取り出した。
【００４０】
＜評価＞
得られた肝臓モデルは、更に血管を縫合可能であるという評価結果を５名の外科医師全員から得られた。
【００４１】
（実施例４）
実施例１と同様にして臓器モデルを造形した後、得られた臓器モデルをグリセリン１０質量％水溶液に１分間浸漬し、臓器モデル表面に保湿性皮膜を形成した。
【００４２】
＜評価＞
実施例４で製作した臓器モデルは、気温２５℃、湿度５０％ＲＨ環境下に１日間放置した後の蒸発による重量減少量は７％であり、一般環境下において乾燥による臓器モデルの質感の変化が見られないことを確認した。
【００４３】
（実施例５）
実施例１のゲル組成液の製造において、純水の代わりに、純水にグリセリンを１０質量％溶解させた水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、臓器モデルを製作した。
【００４４】
＜評価＞
実施例５で製作した臓器モデルは、気温２５℃、湿度５０％ＲＨ環境下に１日間放置した後の蒸発による重量減少量は３．４％であり、一般環境下において乾燥による臓器モデルの質感の変化が見られないことを確認した。
【００４５】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  水溶性有機ポリマーと、水に分散可能な水膨潤性層状粘土鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルを含むことを特徴とする手技練習用臓器モデルである。
＜２＞  前記水溶性有機ポリマーが、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、及びエポキシ基から選択されるいずれかの基を有する前記＜１＞に記載の手技練習用臓器モデルである。
＜３＞  色及び硬度のいずれかが異なる内包物が目的の位置に配置されている前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の手技練習用臓器モデルである。
＜４＞  保湿性皮膜を有する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の手技練習用臓器モデルである。
＜５＞  水溶性有機媒体を含有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の手技練習用臓器モデルである。
＜６＞  前記水溶性有機媒体が、多価アルコールである前記＜５＞に記載の手技練習用臓器モデルである。
【符号の説明】
【００４６】
１０      肝臓
１１      胆嚢
１２      下大動脈
１３      左葉
１４      右葉
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２００８−２４１９８８号公報
【特許文献２】特許第４９９３５１９号公報
【図１】
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