[發明專利]生物組織光學仿生材料的制備方法及用該材料制備的模型

無效

• 申請號: 200910237195.0
• 申請日: 2009-11-11
• 公開（公告）號: CN101724288A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 孫萍;楊潤秋;劉劍;丁嘉琪;張付強;謝風華
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C08L101/12
• 分類號: C08L101/12;C08J3/22;C08L51/08;C08K3/04;C08K3/22
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 王琦;王珍仙

技術領域

本發明涉及一種生物組織仿生材料的制備方法，具體涉及一種具有任意給定的光學常數的生物組織仿生材料的制備方法。

背景技術

研究用于癌癥早期診斷的近紅外光(600～1000nm)成像方法，是目前生物醫學光學中的重要課題，這是因為用近紅外光對生物組織進行成像具有無損、活體、實時的特點。要想用近紅外光成像，就要了解近紅外光與組織的相互作用規律，而這正是目前學術界研究的一個重要領域。只有在了解了光與組織相互作用的基本規律的基礎上，才能作進一步的成像研究。生物體本身是一個實時變化的生命體，任何外界環境的變化都會改變其原來的狀態，即使外界環境不變，其自身每時每刻也在不斷變化。理論研究的結果需要實驗來驗證，但是，這些變化的因素給實驗研究帶來復雜性。

生物組織與近紅外光相互作用時表現為弱吸收和高度前向散射，這一規律可以用兩個基本的，也是最重要的光學常數來描述，即吸收系數μ_a和散射系數μ_s。如果能夠制備出一種仿生模型，其具有與生物組織相近的光學性質，即相近的光學常數，并且性質穩定、形狀可塑性強，又可以重復使用，這將有助于在實驗中用來模擬生物組織，它將復雜問題簡化，有利于基礎理論研究的實驗驗證。

目前，光學仿生模型概括說來有兩種，一種是液體仿生模型，另一種是固體仿生模型。在制備液體仿生模型時，大多選擇脂肪乳劑(Intralipid)作為散射體，其中的水是基底，吸收體是墨水、血液、染料等。液體仿生模型制作靈活，可以實時制備和使用，直至今天依然被采用。但是，其缺點也十分顯著。首先，穩定性差，主要表現是易變質。其次，不能重復使用，這將影響實驗的重復性和可靠性。固體仿生模型是近年來發展起來的一種模擬生物組織光學性質的模型，它所具備的性能穩定、可重復使用等特點成為近年來關注的熱點。固體仿生模型的基體可以是樹脂、硅膠、凝膠，散射體是聚苯乙烯球、氧化鈦、氧化鋁、硅顆粒等，吸收體一般選用墨水、血液、染料等。它的制備工藝相對復雜，設備也相對昂貴。而且有關制備工藝在文獻上少有報道，基本屬于技術保密范疇。

因此，在癌癥診斷與治療的基礎研究中迫切需要一種工藝簡單、制備方便的固體生物組織仿生模型的制備方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種固體生物組織光學仿生材料的制備方法。該方法所用設備簡單，易于操作和控制。

本發明進一步的目的是提供一種用該方法得到的材料制備的固體生物組織光學仿生模型，該模型光學性質穩定，可以長期保存和反復使用。

為此，本發明提供一種生物組織光學仿生材料的制備方法，其中所述生物組織光學仿生材料具有0.1～10cm^-1范圍內的吸收系數和1～1000cm^-1范圍內的散射系數，所述方法包括：

A、提供基體樹脂，所述基體樹脂以1.0mm厚的薄板在600～1000nm的近紅外光區測量其透光率大于等于80％；

B、用所述基體樹脂和吸收劑混合制備吸收體，并確定式1中吸收常數K_a的值，其中μ_a表示所述吸收體的吸收系數，C_a表示所述吸收體中所述吸收劑的濃度，

μ_a＝K_a?C_a????[式1]；

C、以所述基體樹脂和給定的散射劑制備一系列散射體，并確定式2中的散射常數K_s的值，其中μ_s表示所述散射體的散射系數，C_s表示所述散射體中所述散射劑的濃度，

μ_s＝K_sC_s????[式2]；

D、根據所確定的K_a和K_s值，制備所述生物組織光學仿生材料。

根據本發明的實施方式，上述步驟B中所制備的吸收體的吸收系數μ_a≤1.2cm^-1；且步驟C中所制備的散射體的散射系數μ_s≤6cm^-1。

根據本發明的一種實施方式，所述基體樹脂可以為可固化樹脂，并優選固化時間在15～30分鐘的范圍內。所述可固化樹脂可為熱固性樹脂、UV固化樹脂、常溫固化樹脂等。優選采用常溫固化樹脂，其中以每克所述常溫固化樹脂中添加固化劑∶促進劑為3～5μL∶5～10μL的量加入固化劑和促進劑。