202113. lajstromszámú szabadalom • Eljárás testszövet ekvivalens műanyag kompozíció előállítására
HU 202113B 1 A találmány tárgya olyan testszövet ekvivalens polimer kompozíció előállítása, melynek elemi összetétele és sűrűsége igen jól közelíti az emberi test lágyszövetét. Ezért ionizáló sugárzással szemben a lágyszövettel ekvivalens módon viselkedik. A kutatás, á sugárvédelmi gyakorlat, a radioterápia és diganosztika területén az emberi testet szövetekvivalens anyagú ún. fantomokkal szimulálják. A lágyszövet főbb elemei: O. C. H. N. Az ionizáló sugárzás és az alkalmazott szövetutánzó/helyettesítő anyag kölcsönhatása annak elemi összetételétől és sűrűségétől függ. Az ekvivalencia foka tehát a szövethelyettesítő anyag elemi összetételének és sűrűségének függvénye. Annál jobb, minél pontosabban reprezentálja a szövet elemi összetételét és sűrűségét. Ilyen anyagok előállítására igen kevés irodalmi utalás található. A gyakorlatban bizonyos sugárqualitás és sugárenergia esetében olyan anyagokkal helyettesítik a szöveteket, (l.sz.irod.hivatk.: Radiation Protection Dosimetry Vol.12 No2 pp 125- 128(1985) Nuclear Technology Publishing) melyek annak elemeit nem is, vagy csak részben tartalmazzák, de a kölcsönhatás végeredménye bizonyos szűk energia és qualitás tartományban ekvivalens a szimulálni kívánt szövetével. Tehát a felhasználás csak igen szűk tartományra korlátozódik. A szövetutánzó anyagok egy részénél valamilyen mesterséges makromolekuláris anyag - termoplasztikus polimer - az ún. mátrix, és ebben a mátrixban vannak eloszlatva a szükséges adalékanyagok. Ilyen mátrix anyag pl. a polietilén, poliformaldehid, polisztirol. (1 .sz.irod.hivatk.). Feldolgozást javító adalékanyagként paraffinviaszt diszpergálnak a rendszerbe, pl. az ún. MIX-D elnevezésű anyagkeverékben, amely polietilén, paraffinviasz és szervetlen sók keveréke, (MgO, TÍO2). Testszövet ekvivalens kompozíciók összehasonlító adata az l.sz. irodalmi utalás szerint. Anyag Sűrűség H N (tömeg%) (tömee%) Nemzetközileg elfogadott ’’etalon” összetétel 1 10,1 2,6 Polisztirol 1,029 7.74-Poliformaldehid 1,425 6,71-A fenti termoplasztikus polimer bázisú kompozícióknál alapvető nehézségként jelentkezik az a tény, hogy a polimer mátrix eleve rendelkezik egy olyan elemösszetétellel, amely nem modifikálható adalékanyagokkal a szükséges mértékben. A másik nehézség az előállítás során jelentkező inhomogenitás, nevezetesen légbuborékok, zsugorodásból eredő repedések és zárványok. Az inhomogenitás elsődleges forrása a kiindulási anyagok magas ömledékviszkozitása és nagymértékű zsugorodása a kihűlést követően. A szövetekvivalens anyagok másik csoportját a nem polimer bázisú, nagymennyiségű vizet tartalmazó géles kompozíciók képezik. (1 .sz. irodalmi hivatkozás). Ezeknél viszont sérülékenység, nehézkes kezelhetőség, ugyanakkor az idővel bekövetkező tulajdonság változások jelentenek komoly felhasználhatósági korlátokat. 2 A fenti hátrányok kiküszöbölése, valamint az adott alkalmazási követelményeknek leginkább megfelelő szövetekvivalens anyag viszonylag egyszerű kialakításának igénye vezetett a találmányunk szerinti felismeréshez, miszerint epoxigyanta bázisú kompozíciók segítségével létrehozhatók optimális szövetekvivalens anyagok. Eljárásunk szerint dián-bisz(glicidüéter) bázisú epoxigyantát, alifás amin típusú térhálósítót, valamint a szakember számára szokatlanul nagy tömegszázalékban alkalmazva alifás monoepoxi vegyületet homogenizálunk. A szükséges térhálósűrűség kialakulása után olyan transzparens, megfelelő szüárdságú kompozíciót kapunk, amely nem tartalmaz semmiféle szemmel látható inhomogenitást. A transzparens jelleg előnyös a felhasználás szempontjából. Az eddig ismert szövetanalóg kompozíciók esetében ez a transzparencia nem volt elérhető. (l.sz.irodalmi hivatkozás.) A fenti kompozíció térhálósodás utáni mechanikai szilárdsági értékeire jellemző, hogy a műanyagiparban szokásos forgácsolási műveletekkel minden további nélkül megmunkálhatok. Eljárásunkkal készített szövetanalóg kompozíciókban elértük, hogy ezek hidrogén, nitrogén, szén+oxigén tömegszázalékos összetétele százalékos nagyságrendben megegyezik a lágyszövet elemi összetételével. A fentiek mellett az előállított szövetekvivalens anyag sűrűsége az emberi lágyszövetével egyenlő. További jelentősége a találmánynak, hogy az anyag gyártása nem igényel komoly gépi beruházást (prések, extruderek, fröccs-sa j toló berendezések). A találmány szerinti kompozíció előállítását az alábbi példán keresztül részletesen ismertetjük: 1. példa Szobahőmérsékleten, nagy fajlagos felületet biztosító edényben (cm-s nagyságrendű rétegvastagság) 100 tömegrész dihidroxi-difenilpropánbisz(glicidiléter)-t /epoxi ekvivalens 190, viszkozitása 25 °C-on 15,6 Pás/ elegyítünk 40 tömegrész normál-butü-glicidiléterrel. A szemmel láthatóan homogén elkeveredés után az elegyhez 4 tömegrész por formájú karbamidot adunk, majd ezt is keverés közben molekuláris méretekig diszpergáljuk. Ezután 60 tömegrész polietilén port (tömeg szerinti mól tömege 150.000, átlagos szemcseméretű 15 mikron) adagolunk a keverékbe és ezt egyenletesen elkeverjük. Végül 14 tömegrész trietüén-tetramint (viszkozitás 25 °C-on 3,5 Pás, amins/Am 1060 mgKOH/g, sűrűség 0.97 g/cnr) elegyítünk a fenti keverékkel. A homogén elkeverés után 15 percen keresztül 25807-32260 Pa-on vákuumozást hajtunk végre a kompozíción a bekevert levegő eltávolítása érdekében. Az így légtelenített keveréket az előre elkészített formaüregbe öntve hagjyuk térhálósodni. A térhálósodás után kapott szüárd kompozíció elemi hidrogén tartalma 9,9 tömcg% és elemi nitrogén tartalma 3,27 tömeg%, sűrűsége pedig 1,00 p/cm3. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
