CN110692095A - 干燥组织模型和用于干燥组织模型的溶剂浸渍方法 - Google Patents

Abstract

一种干燥生物组织模型，包括干燥水凝胶，其是水凝胶组合物的干燥产物，其中当可以浸渍干燥水凝胶的溶剂被用作第二溶剂，并且用第二溶剂浸渍干燥水凝胶以形成浸渍水凝胶时，浸渍水凝胶满足至少以下之一：浸渍水凝胶的剪切弹性模量为0.9×10²到2.1×10²kPa；浸渍水凝胶的粘度为4.8到17.6kPa；以及浸渍水凝胶在0.5应变下的第二杨氏模量与水凝胶组合物在0.5应变下的第一杨氏模量的比例为0.39到0.69。

Description

干燥组织模型和用于干燥组织模型的溶剂浸渍方法

技术领域

本发明涉及使用水凝胶组合物制备的干燥组织模型，用作组织模型的成型材料，并且涉及用于干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法。

背景技术

PTL1公开了聚(乙烯醇)水凝胶组合物，作为水凝胶组合物的示例，用作组织模型的成型材料。

引用列表

专利文献

PTL1：JP-A-2007-316434

发明内容

技术问题

PTL1示出的聚(乙烯醇)水凝胶在常温下具有水分含量随时间降低的性质。众所周知，当聚乙烯醇水凝胶的水分含量降低时，聚乙烯醇水凝胶变干，从而失去弹性或粘度等物理和机械性质。因此，在使用PTL1的聚乙烯醇水凝胶的生物组织模型中，随着聚乙烯醇水凝胶的水分含量增加，生物组织模型制成后的使用时间缩短。

此外，用于防止聚乙烯醇水凝胶的水分含量降低以延长生物组织的使用时间的方法包括，例如，将生物组织模型以密封状态存储在冰箱等阴凉处。然而，在将器官模型或生物模型制造为生物组织模型的情况下，生物组织模型的尺寸较大，难以以密封状态存储在阴凉处。

如上所述，在使用PTL1的聚乙烯醇水凝胶制备的生物组织模型中，存在难以改善使用便利性的问题。

此外，在PTL1的生物组织模型是干燥的的情况下，由于没有恢复聚乙烯醇水凝胶的物理性质的特定手段，在实践中难以重复利用生物组织模型。因此，在使用PTL1的聚乙烯醇水凝胶制备的生物组织模型中，在生物组织模型是干燥的的情况下，必须丢弃生物组织模型，因而存在的一个问题是制备新生物组织模型需要时间和成本。

本发明旨在解决上述问题，本发明的目标是提供一种干燥生物组织模型，通过该干燥生物组织模型，可以改善生物组织模型的使用便利性，并减少制造新生物组织模型的时间和成本。

另外，本发明的另一个目标是提供一种用于上述干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法，通过该方法，可以改善生物组织模型的使用便利性，并且减少制造新生物组织模型的时间和成本。

解决方案

本发明的干燥生物组织模型是一种干燥生物组织模型，包括干燥水凝胶，其是水凝胶组合物的干燥产物，所述水凝胶组合物包括具有三维网络结构的聚乙烯醇树脂，以及第一溶剂，其被限制在三维网络结构的网络部分中，以失去流动性，其中当可以浸渍干燥水凝胶的溶剂被用作第二溶剂，并且用第二溶剂浸渍干燥水凝胶以形成浸渍水凝胶时，浸渍水凝胶的剪切弹性模量为0.9×10²到2.1×10²kPa。

另外，本发明涉及干燥生物组织模型包括干燥水凝胶，其是水凝胶组合物的干燥产物，所述水凝胶组合物包括具有三维网络结构的聚乙烯醇树脂，以及第一溶剂，其被限制在三维网络结构的网络部分中，以失去流动性，其中当可以浸渍干燥水凝胶的溶剂被用作第二溶剂，并且用第二溶剂浸渍干燥水凝胶以形成浸渍水凝胶时，浸渍水凝胶的粘度为4.8到17.6kPa。

此外，本发明涉及干燥生物组织模型包括干燥水凝胶，其是水凝胶组合物的干燥产物，所述水凝胶组合物包括具有三维网络结构的聚乙烯醇树脂，以及第一溶剂，其被限制在三维网络结构的网络部分中，以失去流动性，其中当可以浸渍干燥水凝胶的溶剂被用作第二溶剂，并且用第二溶剂浸渍干燥水凝胶以形成浸渍水凝胶时，浸渍水凝胶在0.5应变下的第二杨氏模量与水凝胶组合物在0.5应变下的第一杨氏模量的比率为0.39到0.69。

此外，本发明涉及用于干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法，所述方法包括在预定温度下将干燥生物组织模型浸入第二溶剂中，使得生物组织模型可以用第二溶剂浸渍的步骤。

发明的效果

根据本发明，生物组织模型可以是干燥的并且可以被存储。另外，通过将干燥生物组织模型浸入溶剂中，可以再制造包括具有期望的物理性质的浸渍水凝胶的生物组织模型。

因此，根据本发明，可以提供一种干燥生物组织模型，通过该干燥生物组织模型，可以改善生物组织模型的使用便利性，并且减少制造新生物组织模型的时间和成本。

此外，根据本发明，可以提供一种用于干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法，通过该方法，可以改善生物组织模型的使用便利性，并且减少制造新生物组织模型时间和成本。

附图说明

图1是表示构成本发明的水凝胶组合物的聚乙烯醇的结构的化学式。

图2是表示本发明的水凝胶组合物的化学结构的示意图。

图3是表示本发明的水凝胶组合物的通过氢键实现的交联区域的一部分的示意图。

图4是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品的重量的经时变化的曲线图。

图5是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品相对于水凝胶组合物的样品的重量比的经时变化的曲线图。

图6是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品中溶剂蒸发的重量的经时变化的曲线图。

图7是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品中每小时溶剂蒸发的重量的经时变化的曲线图。

图8是表示根据本发明的示例4的浸渍水凝胶的样品相对于水凝胶组合物的样品的重量比的经时变化的曲线图。

图9是表示根据本发明的示例4的浸渍水凝胶的样品的每小时重量的经时变化的曲线图。

图10是表示根据本发明的水凝胶组合物和浸渍水凝胶的应力-应变曲线的曲线图。

图11是表示根据本发明的示例6的浸渍水凝胶的温度与动态粘弹性的关系的图表。

图12是表示根据本发明的示例6的浸渍水凝胶的动态粘弹性的相关性的图表。

图13是表示根据本发明的示例7的浸渍水凝胶的重复再制造中杨氏模量的平均值的图表。

具体实施方式

【聚乙烯醇1的化学结构】

下面将描述构成本发明的水凝胶组合物的聚乙烯醇1的化学结构。

图1是表示构成本发明的水凝胶组合物的聚乙烯醇1的结构的化学式。顺便提及，图1化学式中的m和n代表变量，表示1或大于1的整数。

如图1所示，聚乙烯醇1是由线性基本骨架2和官能团3组成的聚合物化合物的合成树脂。聚乙烯醇1的基本骨架2由m个用化学式-CH₂-CH-表示的第一碳氢化合物骨架部分2a，以及n个用与第一碳氢化合物骨架部分2a相同的化学式-CH₂-CH-表示的第二碳氢化合物骨架部分2b组成。在聚乙烯醇1中，第一碳氢化合物骨架部分2a和第二碳氢化合物骨架部分2b通过碳原子之间的共价键彼此线性随机键合。官能团3具有m个疏水性乙酸酯基团4(-COOCH₃)，其中一个与一个第一碳氢化合物骨架部分2a连接；以及n个亲水性羟基5(-OH)，其中一个与一个第二碳氢化合物骨架部分2b连接。

【制备聚乙烯醇1的方法】

接下来将描述制备作为工业产品的聚乙烯醇1的方法的示例。

聚乙烯醇1通过包括以下步骤的过程制备，合成和纯化来自乙烯和乙酸的乙酸乙烯酯单体，聚合乙酸乙烯酯单体以制备聚合体，即聚乙酸乙烯酯，并通过羟基5皂化聚乙酸乙烯酯以替换聚乙酸乙烯酯的部分乙酸酯基团4。

(合成步骤)

首先描述合成和纯化乙酸乙烯酯单体的步骤。

如以下化学反应式(1)所示，使用乙烯、乙酸和氧作为起始原料，通过氧化脱氢反应合成乙酸乙烯酯单体。该合成方法也被称为乙烯法。

CH₂＝CH₂+CH₃COOH+1/2O₂

→CH₂＝CHOCHCO₃+H₂O…(1)

在乙酸乙烯酯的合成中，使用气相法，在负载型催化剂的存在下对乙烯气体、乙酸气体和氧气进行氧化脱氢反应。氧化脱氢反应通常在固定床催化反应器中进行，也可以在流化床催化反应器中进行。使用在反应器内部设置的催化剂填充管中填充有负载型催化剂的多管反应器，作为固定床催化反应器。反应器被设计使用具有高导热率的材料，以防止氧化脱氢反应产生的热量减少负载型催化剂的活性。例如，反应器可以由不锈钢制成。

此外，用作负载型催化剂的，例如，一种催化剂，其中金属钯作为主要催化剂负载在载体上，并且乙酸钾作为辅助催化剂用作反应促进剂负载在载体上。例如，使用氧化铝、二氧化硅、活性炭或二氧化钛等多孔材料，作为负载主催化剂和辅助催化剂的载体。在金属钯的情况下，可以将负载在载体上的主催化剂的量设定为，例如，0.1到1.0wt％。另外，在乙酸钾的情况下，可以将负载在载体上的辅助催化剂的量设定为，例如，0.5到5.0wt％。此外，负载型催化剂可以是一种催化剂，其中金、铜或镉等金属作为辅助助催化剂进一步负载在载体上。

在反应器中，制备包含乙酸乙烯酯单体的混合气体。包含乙酸乙烯酯单体的混合气体在热交换器中冷却，在分离器中分离为包含乙酸乙烯酯单体的液相组分和包含二氧化碳等副产物的气相组分。将包含乙酸乙烯酯单体的液相组分在蒸馏塔中分馏，以纯化乙酸乙烯酯单体。

(聚合步骤)

接下来将描述制备聚合体，即聚乙酸乙烯酯的聚合步骤。

通过将合成过程中纯化的乙酸乙烯酯单体溶解在甲醇溶剂中，并在乙酸乙烯酯的甲醇溶液中进行溶液聚合，制备聚合体，即聚乙酸乙烯酯。通过自由基聚合反应进行溶液聚合，制备具有期望的聚合度的聚合物，即聚乙酸乙烯酯。

自由基聚合反应是通过化学反应物质进行的聚合反应之一，其中具有高活性的中性自由基物质被用作生长物质，自由基物质经受加成反应为乙烯基化合物的双键，从而使乙烯基化合物经受加成反应。通过向甲醇溶液添加少量自由基聚合引发剂进行自由基聚合反应，该自由基聚合引发剂通过响应热或光分解，引起自由基聚合反应，并被控制以制备具有期望的聚合度的聚乙酸乙烯酯。

顺便提及，聚合度是决定聚乙烯醇1的物理性质的参数之一，其细节将在后面描述。

自由基聚合反应的温度条件也根据聚乙酸乙烯酯的期望的聚合度、自由基聚合引发剂的种类等发生变化，因此没有限定；然而，自由基聚合反应可以在-30℃到150℃的温度范围内进行。例如，自由基聚合反应可以在0℃到100℃的温度范围内进行。另外，自由基聚合反应通常在常压下进行，也可以在压力下进行。此外，对于自由基聚合反应，首先通过加热进行自由基聚合反应，然后通过光进行自由基聚合反应，从而可以控制自由基聚合反应以制备具有期望的聚合度的聚乙酸乙烯酯。

使用偶氮二异丁腈或偶氮二异丁酸酯等偶氮化合物、过硫酸钾等无机过氧化物或过氧化苯甲酰等有机过氧化物，作为自由基聚合引发剂。过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈是适合乙酸乙烯酯的溶液聚合的自由基聚合引发剂。顺便提及，可以制备自由基聚合引发剂，从而通过组合使用两种或更多种类的自由基聚合引发剂，控制自由基聚合反应的反应速率，并且可以制备具有期望的聚合度的聚乙酸乙烯酯。

此外，可以将有机酸添加到甲醇溶液中，控制制备聚乙酸乙烯酯的自由基聚合反应以期望的反应速率进行，因此可以防止乙酸乙烯酯水解。例如，使用酒石酸、柠檬酸、乙酸等，作为有机酸。

此外，可以将链转移剂添加到甲醇溶液中，以将聚乙酸乙烯酯的聚合度调整为期望的聚合度。例如，使用2-巯基乙醇、乙醛等作为链转移剂。

顺便提及，在自由基聚合反应之前，将上述乙酸乙烯酯、甲醇溶液、自由基聚合引发剂、有机酸和链转移剂进行脱氧处理，以避免自由基聚合反应中的氧抑制。

上述聚合过程中使用的聚合装置可包括，例如，通过混合乙酸乙烯酯、甲醇溶液和自由基聚合引发剂来制备混合液的混合槽，以及用光或热自由基聚合混合溶液中的乙酸乙烯酯的反应槽。顺便提及，聚合装置不限于具有上述构造的装置，应当理解，也可以使用具有除上述构造之外的任何构造的聚合装置，一般只要可以将乙烯基化合物单体进行自由基聚合反应以制备乙烯基化合物聚合物即可。

(皂化步骤)

接下来将描述用羟基5替换聚乙酸乙烯酯的部分乙酸酯基团4的皂化步骤。

皂化是一种将酸或碱加入具有酯键的化合物中，以水解化合物成盐和醇的化学反应。在皂化过程中，通过向甲醇溶剂中的聚合物，即聚乙酸乙烯酯中加入氢氧化钠等碱，聚乙酸乙烯酯的部分乙酸酯基团4被羟基5替换，从而制备具有期望的皂化度的聚乙烯醇1。通过皂化制备的聚乙烯醇1在甲醇溶剂中沉淀，并与乙酸钠等杂质聚集。

顺便提及，皂化度是与上述聚合度一同确定聚乙烯醇1的物理性质的参数之一，稍后将与聚合度一同进行详细描述。

进行皂化的温度条件也根据聚乙烯醇1的期望的皂化度和进行皂化的时间发生变化，因此不受限制；皂化可以在30到60℃的温度范围内进行。例如，皂化可以在35到60℃、40到60℃或40到42℃的温度范围内进行。此外，进行皂化的时间也根据聚乙烯醇1的期望的皂化度和进行皂化的温度条件发生变化，因此不受限制；皂化可以在，例如，在2到20小时的范围内进行。

添加到皂化中的碱不限于氢氧化钠。例如，添加到皂化中的碱可以是，例如，氢氧化钾和氢氧化锂等碱金属的氢氧化物，或氢氧化四乙基铵等季铵的氢氧化物。此外，皂化反应也可以，例如，通过添加盐酸或硫酸等酸代替碱，来进行。此外，在皂化完成后，可以对添加的碱或酸进行中和反应。

根据需要粉碎聚乙烯醇1的沉淀，然后通过离心分离等固液分离处理从甲醇溶剂分离。从甲醇溶剂中分离出来的聚乙烯醇1的沉淀物用离子交换水或蒸馏水等纯净水洗涤，从而在水中分离聚乙烯醇1的沉淀物中包含的乙酸钠等杂质。通过再次进行离心分离等固液分离处理，将聚乙烯醇1的沉淀物从水分离，然后纯化，从而产生结晶性聚乙烯醇1。结晶聚乙烯醇1被干燥以除去水分，从而获得聚乙烯醇1的干燥产物。

聚乙烯醇1的沉淀物可以用乙醇等醇，代替纯净水洗涤。另外，洗涤的温度条件也根据乙酸钠残渣的期望的上限发生变化，因此不受限制；洗涤可以在30到60℃的温度范围内进行。例如，洗涤可以在35到55℃或40到42℃的温度范围内进行。此外，洗涤时间也根据乙酸钠残留物的期望的上限发生变化，因此不受限制；洗涤时间可以被设置为1到10个小时。此外，洗涤次数可以仅为一次，或者可以根据需要为一次或多次。另外，洗涤时可以进行搅拌，也可以不搅拌。

上述皂化过程中使用的皂化装置可以被配置为，例如，包括制备通过混合聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液和氢氧化钠获得的混合液体的混合器，以及皂化混合液体中的聚乙酸乙烯酯的皂化反应器。顺便提及，皂化装置不限于具有上述构造的装置。例如，显而易见的是，皂化装置可以根据需要被配置为包括离心分离器等的固体-液体分离器或脱水机、粉碎机、搅拌器、洗涤器、干燥器等，这些装置通常用于皂化具有酯键的聚合物化合物。

(其他过程)

顺便提及，在作为工业产品的聚乙烯醇1的制备中，纯化和回收通过固液分离处理或洗涤处理分离的甲醇溶剂或乙酸钠、然后重新使用甲醇溶剂或乙酸钠的回收过程，与上述合成过程、聚合过程和皂化过程分开进行。例如，可以通过从乙酸钠和甲醇的混合液蒸馏以纯化甲醇，还可以作为甲醇气体回收。冷却回收的甲醇气体，然后在聚合过程中重新用作甲醇溶剂。此外，乙酸钠与盐酸或硫酸等强酸反应，制备的乙酸被蒸馏，因此可以作为乙酸气体回收。乙酸气体在乙酸乙烯酯的合成过程中被重新用作起始原料。

(制备聚乙烯醇1的方法的修改示例)

上文已经描述了用于制备作为工业产品的聚乙烯醇1的方法的示例，聚乙烯醇1可以通过与上述不同的合成过程、聚合过程和皂化过程来制备。

例如，在合成工艺中，乙酸乙烯酯可以通过气相法合成，其中乙炔气和乙酸气用作起始原料，并在活性炭上的乙酸锌负载催化剂下反应，等等。

此外，聚乙烯醇1也可以通过使用市售的乙酸乙烯酯作为起始原料来制备，无需进行乙酸乙烯酯的合成工艺。顺便提及，在使用市售乙酸乙烯酯的情况下，由于乙酸乙烯酯包含聚合抑制剂等杂质，如吩噻嗪或氢醌单甲醚，因此在自由基聚合反应之前，通过蒸馏和纯化乙烯基进行除去杂质的蒸馏和纯化处理。

此外，聚合过程中的聚合方法不仅限于溶液聚合，还可以使用本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等聚合方法。另外，溶液聚合中的溶剂不仅限于甲醇，还可以是乙醇、丁醇、异丙醇、正丙醇等醇类，丙酮和甲乙酮等酮，甲苯，苯等。此外，在聚合过程中，乙酸乙烯酯、自由基聚合引发剂、有机酸和链转移剂可以一次全部或连续添加，或者可以根据聚合的过程进度依次添加。

此外，在皂化过程中，氢氧化钠可以一次全部或连续添加，或者可以根据皂化的过程进度依次添加。

【聚乙烯醇1的工业使用】

根据需要对通过上述制备方法纯化的聚乙烯醇1的干燥产物进行粉碎处理，并且用作粒状或粉状工业产品。

聚乙烯醇1被用作制造生物组织模型的成型材料，还被用作人造关节、化妆品原料和药物添加剂等生物相容材料的原料。

聚乙烯醇1还可以用于除上述用途之外的各种用途。例如，聚乙烯醇1还被用作合成纤维的维尼纶的原料、用于平板显示器光学膜的偏光膜的原料以及缩醛树脂的原料。除此之外，聚乙烯醇1还被用作纤维加工剂、纸加工用涂布剂、纸加工用粘合剂、粘合剂、液体胶、用于玩具或科教用材料的粘液、氯乙烯的聚合稳定剂、无机物质的粘合剂等。

【水凝胶组合物10的化学结构】

接下来将使用图2描述本发明的水凝胶组合物10的化学结构。

图2为表示本发明的水凝胶组合物10的化学结构的示意图。顺便提及，本发明的水凝胶组合物10包括聚乙烯醇1的树脂，也被称为聚乙烯醇水凝胶。另外，聚乙烯醇水凝胶也被简称为PVA-H。

凝胶组合物是一种组合物，其中在链状聚合物化合物中包含的特定原子或原子基团中，聚合物化合物部分键合，以形成三维网络结构，并且具有低分子量溶剂，其被限制在三维网络结构内，以失去流动性。在本发明中，网络结构内具有水作为溶剂的凝胶组合物，或网络结构内具有水和可混溶于水的有机溶剂的混合溶剂作为溶剂的凝胶组合物，被称为“水凝胶组合物”。

如图2所示，水凝胶组合物10的网络结构具有聚合物链12和交联区域14，该聚合物链12是具有在聚合物化合物中线性键合的碳原子的碳链部分，该交联区域14是第一和第二聚合物链12a和12b之间的键区。顺便提及，尽管未在图2中示出，但是第二聚合物链12b在偏斜位置处与第一聚合物链12a相邻，并在交联区域14中空间键合。换言之，水凝胶组合物10的三维网络结构是通过交联区域14键合第一聚合物链12a和第二聚合物链12b配置的。

此外，如图2所示，水凝胶组合物10包括低分子量溶剂18，低分子量溶剂18被限制在由聚合物链12和交联区域14构成的三维网络结构的网络部分16中，以失去流动性。尽管在附图中未示出，但是由于溶剂18的分子受到分子间力引起的来自聚合物链12的强吸引力，因此溶剂18的分子的自由度在三维网络结构附近变得最低。即，溶剂18的分子约束力在三维网络结构附近变得最大。此外，随着溶剂18的分子与三维网络结构分离，溶剂18的分子自由度增加，同时溶剂18的分子约束力降低。

在本发明的水凝胶组合物10中，低分子量溶剂18不受限制，例如，可以使用水和可混溶于水的有机溶剂的混合溶剂、水或盐水。

作为优选用于本发明的溶剂18的水，例如，提及了离子交换水、超滤水、反渗透水或蒸馏水、超纯水等纯水，但是该水不限于此。

另外，作为可混溶于水的有机溶剂，尽管没有特别限定，例如，可以使用甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇等碳原子数为1到4的烷基醇，二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺等酰胺，酮或丙酮、甲乙酮和双丙酮醇等酮醇，四氢呋喃和二恶烷等醚，乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1,2,6-己三醇、硫代乙二醇、己二醇和甘油等多元醇，聚乙二醇和聚丙二醇等聚亚烷基二醇，乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、三乙二醇单甲基醚和三乙二醇单乙基醚等多元醇的低级醇醚，单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺等链烷醇胺，N-甲基-2-吡咯烷酮，2-吡咯烷酮，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮，二甲亚砜等。可以根据提供保湿性、提供抗菌性、提供抗真菌性、提供导电性以及调整粘度或弹性的目的来选择上述有机溶剂。另外，作为上述有机溶剂，可以单独使用任意一种有机溶剂，也可以使用两种以上。

作为优选用于本发明的有机溶剂，例如，提及了丙酮、二甲基甲酰胺、甘油、二甲亚砜等。在本发明中最优选使用的有机溶剂是能够为水凝胶组合物10提供适当弹性的二甲亚砜。此外，二甲基甲酰胺也被缩写为DMF。

【水凝胶组合物10的交联区域14的键合方面】

接下来将描述本发明的水凝胶组合物10的交联区域14的键合方面。在下文中，为了描述交联区域14的键合方面，为方便起见，将给出描述，并将凝胶组合物的类型大致分类为化学凝胶和物理凝胶。

(化学凝胶)

化学凝胶是通过共价键交联聚合物化合物获得的，也被称为强键合凝胶或化学交联凝胶。化学凝胶的特征在于，由于交联键的强度较强，并不存在由于热能引起的聚合物化合物的分子运动导致交联键断裂的情况，因此凝胶组合物的三维网络结构不会被热能改变。

(化学交联)

化学凝胶中的交联，即，化学交联可以通过，例如，但不限于，混合戊二醛等交联剂以进行反应，从而键合聚合物化合物的方法来进行。此外，除了上述方法之外，还可以进行化学交联，例如通过包括伽马射线等辐射的光的照射键合聚合物化合物的方法。另外，化学交联也可以通过改变温度和pH值以键合聚合物化合物来改变部分聚合物化合物的方法来进行。

(物理凝胶)

物理凝胶是通过非共价键，即离子键或氢键，交联聚合物化合物而获得的，也被称为弱键合凝胶或物理交联凝胶。物理凝胶的特征在于，由于交联键的强度较弱，并由于热能引起的聚合物化合物的分子运动导致交联键断裂，因此凝胶组合物的三维网络结构被热能破坏。

(物理交联)

物理凝胶中的交联，即，物理交联可以，例如，但不限于，通过在-20℃或更低的低温下冻结来进行。优选地，通过在-40到-20℃的低温下冻结进行物理交联。在通过冻结进行的物理交联中，通过调整冻结温度、冻结时间和冻结次数，可以改变水凝胶组合物10的弹性和粘度等物理性质。

顺便提及，可以通过反复冻融方法进行物理交联。在反复冻融方法中，通过调整冻结温度、解冻温度、冻结时间、解冻时间以及冻结解冻的重复次数，可以改变水凝胶组合物10的弹性和粘度等物理性质。

顺便提及，上述化学凝胶和物理凝胶的分类是为了便于描述化学交联和物理交联而进行的，无意将水凝胶组合物10分类为化学凝胶和物理凝胶中的任何一种凝胶。

(水凝胶组合物10的交联区域14)

在本发明中，水凝胶组合物10的交联区域14可以被配置为仅具有通过羟基5的氢键的物理交联结构，而不具有化学交联结构。

图3是表示本发明的水凝胶组合物10的通过氢键实现的交联区域14的一部分的示意图。基本骨架2是图3中的聚乙烯醇1的线型烷基链，对应于图2的水凝胶组合物10中的聚合物链12。此外，如图3所示，在本发明中，水凝胶组合物10的交联区域14通过羟基5的氢键物理交联，其中羟基5为聚乙烯醇1的官能团3。

即，在水凝胶组合物10中，聚乙烯醇1的树脂具有三维网络结构。另外，水凝胶组合物10具有限制在在聚乙烯醇1的树脂的三维网络结构内以失去流动性的低分子量溶剂18。

【水凝胶组合物10的物理性质】

水凝胶组合物10，根据聚乙烯醇1的聚合度和皂化度的差异、水凝胶组合物10包含的溶剂18的含量等，提供各种物理性质。因此，通过使用水凝胶组合物10，可以制备各种生物组织模型。在此将描述确定水凝胶组合物10的物理性质的一些参数，即聚乙烯醇1的聚合度和皂化度和水凝胶组合物10中的溶剂18的含量。

顺便提及，“水凝胶组合物10中的溶剂18的含量”对应于本申请中的“溶剂含量”，并且在以下描述中，被称为“水凝胶组合物10中的溶剂含量”，或被简称为“溶剂含量”。

(聚乙烯醇1的聚合度)

聚乙烯醇1的聚合度对应于聚乙烯醇1的基本骨架2的长度；随着聚合度的增加，聚乙烯醇1的基本骨架2延长，并且聚乙烯醇1的分子量增加。聚乙烯醇1的聚合度取决于聚合过程中聚乙酸乙烯酯的聚合度。例如，利用凝胶渗透色谱法等液相色谱法通过测定分子量来计算聚乙烯醇1的聚合度。

此外，在使用图1所示的变量m和变量n的情况下，聚乙烯醇1的聚合度(DP)通过以下数学式(2)计算。

DP＝m+n…(2)

A随着聚乙烯醇1的聚合度增加，水凝胶组合物10的粘度、膜强度和耐水性等物理性质提高。另外，随着聚乙烯醇1的聚合度增加，在低温下，水凝胶组合物10的粘度稳定性等物理性质降低。此外，随着聚乙烯醇1的聚合度增加，聚乙烯醇1的分子量和分子间力增加，因此聚乙烯醇1的水溶性降低，粘度增加。

(聚乙烯醇1的皂化度)

聚乙烯醇1的皂化度对应于聚乙烯醇1的官能团3中的羟基5的比率(RH)，并且随着皂化度的增加，聚乙烯醇1的羟基5的量增加。聚乙烯醇1的皂化度取决于在皂化过程中聚乙烯醇1中置换乙酸酯基团4的羟基5的量。例如，通过使用氢氧化钠定量聚乙烯醇1的乙酸酯基团4的量，来计算聚乙烯醇1的皂化度。具体地，通过将乙酸酯基团4的定量量转化为摩尔百分比单位，即，mol％单位，通过以下数学公式(3)，将皂化度(DS)计算为mol％单位的数值，作为聚乙烯醇1的官能团3中乙酸酯基团4的比率(RA)。

DS＝RH＝1-RA…(3)

此外，在使用图1所示的变量m和变量n的情况下，聚乙烯醇1的皂化度(DS)通过以下数学式(4)计算为mol％单位的数值。

DS＝{n/(m+n)}×100…(4)

随着聚乙烯醇1的皂化度的增加，水凝胶组合物10的粘度、膜强度和耐水性等物理性质提高。另外，随着聚乙烯醇1的皂化度的增加，在低温下，水凝胶组合物10的粘度稳定性等物理性质降低。此外，随着聚乙烯醇1的皂化度的增加，聚乙烯醇1容易结晶，因此聚乙烯醇1的水溶性降低、粘度增加。

(水凝胶组合物10的溶剂含量)

水凝胶组合物10的溶剂含量以wt％为单位计算溶剂18的重量与水凝胶组合物10的重量的比率。随着溶剂含量增加，水凝胶组合物10的润湿性增加，但是弹性降低，因此降低了固体性质和形状保持性质。

【人体软组织模型】

接下来将描述本发明的使用水凝胶组合物10的生物组织模型。

通过使用水凝胶组合物10，可以将本发明的生物组织模型制造为人体软组织模型，具体具有类似于实际人体软组织的粘度、弹性和保水性等物理性质。

顺便提及，在以下描述中，除非另行说明，“人体软组织”是指除活体的骨骼、牙齿或软骨等硬组织之外的生物组织。人体软组织不受限制，例如，包括血管化组织、口腔粘膜等口腔软组织，鼻粘膜等鼻腔软组织，听觉粘膜等听觉软组织，脑内组织，心脏，肝脏，胰脏，脾脏，肾脏，膀胱，肺，胃，小肠，大肠，子宫，食道等，皮肤组织，肌肉组织，眼球组织等。另外，“身体硬组织”是指骨头、牙齿或软骨等活体硬组织。

(聚乙烯醇1的皂化度和聚合度)

在制造人体软组织模型作为本发明的生物组织模型的情况下，使用皂化度为85到98mol％的聚乙烯醇1。在聚乙烯醇1的皂化度小于85mol％的情况下，通过聚乙烯醇1的树脂的膜强度的降低，人体软组织模型的弹性比实际人体软组织的弹性降低的更多。另外，在聚乙烯醇1的聚合度大于98mol％的情况下，通过聚乙烯醇1的树脂的粘度的增加，人体软组织模型的粘度比实际人体软组织的粘度增加的更多。此外，通过水凝胶组合物10的粘度的增加，人体软组织模型的固定表面摩擦系数比实体人体软组织的固定表面摩擦系数增加的更多。因此，在聚乙烯醇1的皂化度小于85mol％或大于98mol％的情况下，人体软组织模型的触感等感觉降低。

此外，在制造人体软组织模型的情况下，使用聚合度为1000到2000的聚乙烯醇1。在聚乙烯醇1的聚合度小于1000的情况下，通过水凝胶组合物10的膜强度的降低，人体软组织模型的弹性比实际人体软组织模型的弹性降低的更多。另外，在聚乙烯醇1的聚合度大于2000的情况下，通过水凝胶组合物10的粘度的增加，人体软组织模型的粘度比实际人体软组织模型的粘度增加的更多。此外，通过水凝胶组合物10的粘度的增加，人体软组织模型的固定表面摩擦系数比实体人体软组织的固定表面摩擦系数增加的更多。因此，在聚乙烯醇1的聚合度小于1000或大于2000的情况下，人体软组织模型的触感等感觉降低。

此外，在制造人体软组织模型的情况下，聚乙烯醇树脂可以通过只使用一种具有皂化度为85到98mol％且聚合度为1000到2000的聚乙烯醇1制备。另外，也可以通过使用两种或更多种类的具有不同皂化度和聚合度的聚乙烯醇1制备具有皂化度平均值为85到98mol％且聚合度平均值为1000到2000的聚乙烯醇树脂。顺便提及，在本申请中，术语“平均皂化度”对应于在只使用一种聚乙烯醇1的情况下的“皂化度”和使用两种或更多种类的聚乙烯醇1的情况下的“皂化度平均值”。此外，在本申请中，术语“平均聚合度”对应于在只使用一种聚乙烯醇1的情况下的“聚合度”和使用两种或更多种类的聚乙烯醇1的情况下的“聚合度平均值”。

本发明优选的水凝胶组合物10包括两种至少皂化度不同的聚乙烯醇1形成的聚乙烯醇树脂，具有85到98mol％的平均皂化度和1000到2000的平均聚合度。上述两种聚乙烯醇1包括第一聚乙烯醇和至少皂化度与第一聚乙烯醇不同的第二聚乙烯醇。顺便提及，第二聚乙烯醇的聚合度和第一聚乙烯醇的聚合度可以相同也可以彼此不同。

粘度和强度增加与皂化度增加的比率小于聚乙烯醇1的水凝胶组合物10中粘度和强度增加与聚合度增加的比率。因此，通过调整皂化度，可以高度精确地将水凝胶组合物10的粘度和强度调整到期望的粘度和期望的强度。

在本发明优选的水凝胶组合物10中，通过使用两种聚乙烯醇1来调整平均皂化度，可以轻松并且高度精确地将水凝胶组合物10的粘度和强度调整为期望的粘度和期望的强度。因此，在本发明中，通过使用上述两种聚乙烯醇1，与只使用一种聚乙烯醇1的情况相比，可以轻松提供具有类似于实际人体软组织的物理性质的水凝胶组合物10。

在通过使用两种聚乙烯醇1提供本发明的水凝胶组合物10的情况下，优选地，使用具有皂化度为97mol％或以上且聚合度为500到3000的聚乙烯醇1，作为第一聚乙烯醇。使用具有皂化度为99mol％或以上且聚合度为500到2000的聚乙烯醇1，作为更优选的第一聚乙烯醇。

第一聚乙烯醇可以通过上述制备聚乙烯醇1的方法来制备。另外，作为第一聚乙烯醇，可以使用可商购的工业产品。作为完全皂化的工业产品，具有皂化度为97mol％或以上且聚合度为500到3000的第一聚乙烯醇是可商购的。例如，第一聚乙烯醇作为工业产品是可商购的，例如日本酸与聚乙烯醇株式会社的JF-05、JF-10、JF-17、JF-20、V、VO和VC-10(商品名)。此外，第一聚乙烯醇作为工业产品是可商购的，例如，可乐丽有限公司的PVA-105、PVA-110、PVA-117、PVA-117H、PVA-120和PVA-124(商品名)。在上述示例中，具有皂化度为99mol％或以上且聚合度为500到2000的聚乙烯醇1对应于工业产品，例如日本酸与聚乙烯醇株式会社的JF-20、V、VO和VC-10，和可乐丽有限公司的PVA-117H(商品名)。

另外，在通过使用两种聚乙烯醇1提供本发明的水凝胶组合物10的情况下，优选地，使用具有皂化度为70到90mol％或以上且聚合度为500到3000的聚乙烯醇1，作为第二聚乙烯醇。使用具有皂化度为86到90mol％或以上且聚合度为500到2000的聚乙烯醇1，作为更优选的第二聚乙烯醇。

第二聚乙烯醇可以通过上述制备聚乙烯醇1的方法来制备。另外，作为第二聚乙烯醇，可以使用可商购的工业产品。作为部分皂化的工业产品，具有皂化度为70到90mol％或以上且聚合度为500到3000的第二聚乙烯醇是可商购的。例如，第二聚乙烯醇作为工业产品是可商购的，例如日本酸与聚乙烯醇株式会社的JP-05、JP-10、JP-15、JP-20、JP-24，VP-18和VP-20(商品名)。此外，第二聚乙烯醇作为工业产品是可商购的，例如，可乐丽有限公司的PVA-205、PVA-210、PVA-217、PVA-220和PVA-224(商品名)。在上述示例中，具有皂化度为86到90mol％或以上且聚合度为500到2000的聚乙烯醇1对应于工业产品，例如日本酸与聚乙烯醇株式会社的JP-5、JP-10、JP-15、JP-20、VP-18和VP-20，和可乐丽有限公司的PVA-205、PVA-210、PVA-217和PVA-220(商品名)。

顺便提及，也可以使用粉末状或颗粒状干燥产物的任何干燥产物作为第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇。然而，在考虑干燥产物的溶解度和纯化度的情况下，第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇优选为粉末状干燥产物。

(第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇的重量比)

此外，调整聚乙烯醇树脂中的第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇的重量比，使得聚乙烯醇树脂的平均皂化度变为85到98mol％，且平均聚合度变为1000到2000。例如，在将人体软组织模型制造为生物组织模型的情况下，调整第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇的重量比，使得第一聚乙烯醇的重量比为99到70重量份，并且第二聚乙烯醇的重量比为1到30重量份。

在聚乙烯醇树脂中第二聚乙烯醇的重量比小于1重量份的情况下，通过水凝胶组合物10的弹性的增加，人体软组织模型的弹性比实际人体软组织的弹性增加的更多。此外，通过水凝胶组合物10的弹性的增加，人体软组织模型的表面的法向力比实际人体软组织的表面的法向力增加的更多。

此外，在聚乙烯醇树脂中第二聚乙烯醇的重量比小于1重量份的情况下，通过水凝胶组合物10的粘度的降低，人体软组织模型的粘度比实际人体软组织的粘度降低的更多。此外，通过水凝胶组合物10的粘度的降低，人体软组织模型的固定表面摩擦系数小于实际人体软组织的固定表面摩擦系数。

相反，在聚乙烯醇树脂中第二聚乙烯醇的重量比大于30重量份的情况下，通过水凝胶组合物10的弹性的降低，人体软组织模型的弹性比实际人体软组织的弹性降低的更多。此外，通过水凝胶组合物10的弹性的降低，人体软组织模型的表面的法向力比实际人体软组织的表面的法向力降低的更多。

此外，在聚乙烯醇树脂中第二聚乙烯醇的重量比大于30重量份的情况下，通过水凝胶组合物10的粘度的增加，人体软组织模型的粘度比实际人体软组织的粘度增加的更多。此外，通过水凝胶组合物10的粘度的增加，人体软组织模型的固定表面摩擦系数比实体人体软组织的固定表面摩擦系数增加的更多。

因此，在聚乙烯醇树脂中第二聚乙烯醇的重量比小于1重量份或大于30重量份的情况下，人体软组织模型的触感等感觉降低。

具体地，在制造包括口腔软组织、鼻软组织、听觉软组织或眼球组织等湿粘膜的人体软组织模型作为人体软组织模型的情况下，为表达湿粘膜特有的润湿性等特性，需要确保人体软组织模型的触感等感觉。因此，在制造包括湿粘膜的人体软组织模型等的情况下，为了降低人体软组织模型中的粘度，聚乙烯醇树脂中第二聚乙烯醇的重量比的上限可以被设定为小于30重量份。例如，在制造包括湿粘膜的人体软组织模型等的情况下，例如，第一聚乙烯醇的重量比可以被设定为99到80重量份，第二聚乙烯醇的重量比可以设定为1到20重量份。

(水凝胶组合物10的溶剂含量)

在生物组织模型中，调整水凝胶组合物10的溶剂含量，从而可以维持类似于实际生物组织的弹性等物理性质，并提供类似于实际生物组织的溶胀性质、固体性质和形状保持性质。例如，水凝胶组合物10的溶剂含量可以被设定为，例如，70到95wt％。在制造人体软组织模型作为生物组织模型的情况下，水凝胶组合物10的优选溶剂含量为70到90wt％，水凝胶组合物10的进一步优选溶剂含量为70到80wt％。

(人体软组织模型的具体示例)

下文中的聚乙烯醇树脂的平均皂化度和平均聚合度、第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇的重量比以及水凝胶组合物10中的溶剂含量为具体示例，对于制造人体软组织模型是优选的。

例如，在人体软组织为血管的情况下，聚乙烯醇树脂的优选平均皂化度为85到98mol％。另外，聚乙烯醇树脂的优选平均聚合度为1000到2000。此外，聚乙烯醇树脂中的第一聚乙烯醇的优选重量比为99到70重量份，聚乙烯醇树脂中的第二聚乙烯醇的优选重量比为1到30重量份。此外，水凝胶组合物10中的优选溶剂含量为70到95wt％。

例如，在人体软组织为口腔软组织的情况下，聚乙烯醇树脂的优选平均皂化度为90到95mol％。另外，聚乙烯醇树脂的优选平均聚合度为1000到2000。此外，聚乙烯醇树脂中的第一聚乙烯醇的优选重量比为99到70重量份，聚乙烯醇树脂中的第二聚乙烯醇的优选重量比为1到30重量份。此外，水凝胶组合物10中的优选溶剂含量为70到95wt％。

例如，在人体软组织为鼻软组织的情况下，聚乙烯醇树脂的优选平均皂化度为90到98mol％。另外，聚乙烯醇树脂的优选平均聚合度为1000到2000。此外，聚乙烯醇树脂中的第一聚乙烯醇的优选重量比为99到80重量份，聚乙烯醇树脂中的第二聚乙烯醇的优选重量比为1到20重量份。此外，水凝胶组合物10中的优选溶剂含量为70到95wt％。

例如，在人体软组织为听觉软组织的情况下，聚乙烯醇树脂的优选平均皂化度为90到98mol％。另外，聚乙烯醇树脂的优选平均聚合度为1000到2000。此外，聚乙烯醇树脂中的第一聚乙烯醇的优选重量比为99到80重量份，聚乙烯醇树脂中的第二聚乙烯醇的优选重量比为1到20重量份。此外，水凝胶组合物10中的优选溶剂含量为70到95wt％。

例如，在人体软组织为胃、肠、肝等内脏组织的情况下，聚乙烯醇树脂的优选平均皂化度为85到98mol％。另外，聚乙烯醇树脂的优选平均聚合度为1000到2000。此外，聚乙烯醇树脂中的第一聚乙烯醇的优选重量比为99到70重量份，聚乙烯醇树脂中的第二聚乙烯醇的优选重量比为1到30重量份。此外，水凝胶组合物10中的优选溶剂含量为70到95wt％。

例如，在身体软组织为真皮组织的情况下，聚乙烯醇树脂的优选平均皂化度为95到98mol％。另外，聚乙烯醇树脂的优选平均聚合度为1000到2000。此外，聚乙烯醇树脂中的第一聚乙烯醇的优选重量比为99到80重量份，聚乙烯醇树脂中的第二聚乙烯醇的优选重量比为1到20重量份。此外，水凝胶组合物10中的优选溶剂含量为70到95wt％。

如上所述，根据本发明的水凝胶组合物10，可以提供能使粘度或弹性等物理性质类似于实际生物组织的生物组织模型。具体地，在通过使用本发明的水凝胶组合物10制造人体软组织模型作为生物组织模型的情况下，可以提供适合人体软组织分离或切口手术实践等的生物组织模型。

【水凝胶组合物10的添加剂】

(胶凝剂)

顺便提及，在本发明的水凝胶组合物10中，可以根据需要添加少量胶凝剂，作为通过氢键进行物理交联的助剂。胶凝剂不受限制，例如使用四硼酸钠等硼酸盐。另外，添加到水凝胶组合物10中胶凝剂的量没有限制，例如可以设定为5wt％或以下。

(抗菌剂)

此外，可以根据需要向本发明的水凝胶组合物10添加少量用于提供保存稳定性的抗菌剂。抗菌剂不受限制，例如添加脱氢乙酸酯、山梨酸酯、苯甲酸酯、五氯苯酚钠、2-吡啶硫醇-1-氧化物钠、2,4-二甲基-6-乙酰氧基-间-二恶烷、1,2-苯并噻唑啉-3-酮等。添加到水凝胶组合物10中抗菌剂的量没有限制，例如可以设定为1wt％或以下。

(染料或颜料等着色剂)

此外，可以根据需要向本发明的水凝胶组合物10添加少量着色剂，以复制实际生物组织的颜色。添加到水凝胶组合物10中着色剂的量没有限制，例如可以设为1wt％或以下。着色剂不受限制，例如使用染料、颜料等。

(染料)

使用黑色染料、品红色染料、青色染料和黄色染料，作为染料。下文列出并举例说明了可用于本发明的水凝胶组合物10的黑色染料、品红色染料、青色染料和黄色染料的具体示例，但并不限于以下染料。

例如，使用三井化学株式会社制造的MS BLACK VPC、保土谷化学株式会社制造的AIZEN SOT BLACK-1和AIZEN SOT BLACK-5、日本化药有限公司制造的KAYASET BLACK A-N、大和化成株式会社制造的DAIWA BLACK MSC、三菱化学株式会社制造的HSB-202、BASF日本有限公司制造的NEPTUNE BLACK X60和NEOPEN BLACK X58、田冈化学工业株式会社制造的Oleosol Fast BLACK RL、中央合成化学有限公司制造的Chuo BLACK80和Chuo BLACK80-15等，作为黑色染料。

例如，使用三井化学株式会社制造的MS Magenta VP、MS Magenta HM-1450和MSMagenta Hso-147，保土谷化学株式会社制造的AIZEN SOT Red-1、AIZEN SOT Red-2、AIZENSOT Red-3、AIZEN SOT Pink-1和SPIRON Red GEHSPECIAL，日本化药有限公司制造的KAYASET Red B、KAYASET Red 130和KAYASET Red 802，大和化成株式会社制造的PHLOXIN、ROSE BENGAL和ACID Red，三菱化学株式会社制造的HSR-31和DIARESIN Red K，BASF日本有限公司制造的Oil Red，中央合成化学有限公司制造的Oil Pink 330等，作为品红色染料。

例如，使用三井化学株式会社制造的MS Cyan HM-1238、MS Cyan HSo-16、CyanHso-144和MS Cyan VPG，保土谷化学株式会社制造的AIZEN SOT Blue-4，日本化药有限公司制造的KAYASET Blue Fr、KAYASET Blue N、KAYASET Blue 814、Turq.Blue GL-5 200和Light Blue BGL-5 200，大和化成株式会社制造的DAIWA Blue 7000和Oleosol Fast BlueGL，三菱化学株式会社制造的DIARESIN Blue P，BASF日本有限公司制造的SUDAN Blue670、NEOPEN Blue 808和ZAPON Blue 806等，作为青色染料。

例如，使用三井化学株式会社制造的MS Yellow HSm-41、Yellow KX-7和YellowEX-27，保土谷化学株式会社制造的AIZEN SOT Yellow-1、AIZEN SOT YelloW-3和AIZENSOT Yellow-6，日本化药有限公司制造的KAYASET Yellow SF-G、KAYASET Yellow 2G、KAYASET Yellow A-G和KAYASET Yellow E-G，大和化成株式会社制造的DAIWA Yellow330HB，三菱化学株式会社制造的HSY-68，BASF日本有限公司制造的SUDAN Yellow 146和NEOPEN Yellow 075，中央合成化学有限公司制造的Oil Yellow 129等，作为黄色染料。

(颜料)

此外，可以使用有机颜料或无机颜料作为颜料。例如，可以使用偶氮湖色等偶氮颜料、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料和螯合偶氮颜料，作为有机颜料或无机颜料。另外，可以使用花青颜料、苝系颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二恶嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮系颜料和喹酞酮颜料等多环颜料，作为有机颜料或无机颜料。此外，可以使用红色或品红色颜料、蓝色或青色颜料、绿色颜料、黄色颜料和黑色颜料等彩色颜料，作为有机颜料或无机颜料。下文列出并举例说明了可以在本发明的水凝胶组合物10中使用的以颜色指数描述的颜料编号的具体示例，但并不旨在限于以下颜料。

例如，使用Pigment Red 3、Pigment Red 5、Pigment Red 19、Pigment Red 22、Pigment Red 31、Pigment Red 38、Pigment Red 43、Pigment Red 48:1、Pigment Red 48:2、Pigment Red 48:3、Pigment Red 48:4、Pigment Red 48:5、Pigment Red 49:1、PigmentRed 53:1、Pigment Red 57:1、Pigment Red 57:2、Pigment Red 58:4、Pigment Red 63:1、Pigment Red 81、Pigment Red 81:1、Pigment Red 81:2、Pigment Red 81:3、Pigment Red81:4、Pigment Red 88、Pigment Red 104、Pigment Red 108、Pigment Red 112、PigmentRed 122、Pigment Red 123、Pigment Red 144、Pigment Red 146、Pigment Red 149、Pigment Red 166、Pigment Red 168、Pigment Red 169、Pigment Red 170、Pigment Red177、Pigment Red 178、Pigment Red 179、Pigment Red 184、Pigment Red 185、PigmentRed 208、Pigment Red 216、Pigment Red 226、Pigment Red 257、Pigment Violet 3、Pigment Violet 19、Pigment Violet 23、Pigment Violet 29、Pigment Violet 30、Pigment Violet 37、Pigment Violet 50、Pigment Violet 88、Pigment Orange 13、Pigment Orange 16、Pigment Orange 20和Pigment Orange 36等，作为红色或品红色颜料。

例如，使用Pigment Blue 1、Pigment Blue 15、Pigment Blue 15:1、PigmentBlue 15:2、Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6、Pigment Blue16、Pigment Blue 17-1、Pigment Blue 22、Pigment Blue 27、Pigment Blue 28、PigmentBlue 29、Pigment Blue 36和Pigment Blue 60等，作为蓝色或青色颜料。

例如，使用Pigment Green 7、Pigment Green 26、Pigment Green 36和PigmentGreen 50等，作为绿色颜料。

例如，使用Pigment Yellow 1、Pigment Yellow 3、Pigment Yellow 12、PigmentYellow 13、Pigment Yellow 14、Pigment Yellow 17、Pigment Yellow 34、PigmentYellow 35、Pigment Yellow 37、Pigment Yellow 55、Pigment Yellow 74、PigmentYellow 81、Pigment Yellow 83、Pigment Yellow 93、Pigment Yellow 94、PigmentYellow 95、Pigment Yellow 97、Pigment Yellow 108、Pigment Yellow 109、PigmentYellow 110、Pigment Yellow 137、Pigment Yellow 138、Pigment Yellow 139、PigmentYellow 153、Pigment Yellow 154、Pigment Yellow 155、Pigment Yellow 157、PigmentYellow 166、Pigment Yellow 167、Pigment Yellow 168、Pigment Yellow 180、PigmentYellow 185和Pigment Yellow 193等，作为黄色颜料。

例如，使用Pigment Black 7、Pigment Black 26和Pigment Black 28等，作为黑色颜料。

另外，可以使用可商购的工业产品作为颜料。下文列举并举例说明了可商购获得的颜料的具体示例，但是既不旨在限于上述颜料，也不限于由以下制造商制造的工业产品。

作为工业产品的颜料的示例包括Chromo优质黄2080(Chromo Fine Yellow2080)、Chromo优质黄5900(Chromo Fine Yellow 5900)、Chromo优质黄5930(Chromo FineYellow 5930)、Chromo优质黄AF-1300(Chromo Fine Yellow AF-1300)、Chromo优质黄2700L(Chromo Fine Yellow 2700L)、Chromo优质橙3700L(Chromo Fine Orange 3700L)、Chromo优质橙6730(Chromo Fine Orange 6730)、Chromo优质猩红6750(Chromo FineScarlet 6750)、Chromo优质品红6880(Chromo Fine Magenta 6880)、Chromo优质品红6886(Chromo Fine Magenta 6886)、Chromo优质品红6891N(Chromo Fine Magenta 6891N)、Chromo优质品红6790(Chromo Fine Magenta 6790)、Chromo优质品红6887(Chromo FineMagenta 6887)、Chromo优质紫RE(Chromo Fine Violet RE)、Chromo优质红6820(ChromoFine Red 6820)、Chromo优质红6820(Chromo Fine Red 6820)、Chromo优质红6830(ChromoFine Red 6830)、Chromo优质蓝HS-3(Chromo Fine Blue HS-3)、Chromo优质蓝5187(Chromo Fine Blue 5187)、Chromo优质蓝5108(Chromo Fine Blue 5108)、Chromo优质蓝5197(Chromo Fine Blue 5197)、Chromo优质蓝5085N(Chromo Fine Blue 5085N)、Chromo优质蓝SR-5020(Chromo Fine Blue SR-5020)、Chromo优质蓝5026(Chromo Fine Blue5026)、Chromo优质蓝5050(Chromo Fine Blue 5050)、Chromo优质蓝4920(Chromo FineBlue 4920)、Chromo优质蓝4927(Chromo Fine Blue 4927)、Chromo优质蓝4937(ChromoFine Blue 4937)、Chromo优质蓝4824(Chromo Fine Blue 4824)、Chromo优质蓝4933GN-EP(Chromo Fine Blue 4933GN-EP)、Chromo优质蓝4940(Chromo Fine Blue 4940)、Chromo优质蓝4973(Chromo Fine Blue 4973)、Chromo优质蓝5205(Chromo Fine Blue 5205)、Chromo优质蓝5208(Chromo Fine Blue 5208)、Chromo优质蓝5214(Chromo Fine Blue5214)、Chromo优质蓝5221(Chromo Fine Blue 5221)、Chromo优质蓝5000P(Chromo FineBlue 5000P)、Chromo优质绿2GN(Chromo Fine Green 2GN)、Chromo优质绿2GO(ChromoFine Green 2GO)、Chromo优质绿2G-550D(Chromo Fine Green 2G-550D)、Chromo优质绿5310(Chromo Fine Green 5310)、Chromo优质绿5370(Chromo Fine Green 5370)、Chromo优质绿6830(Chromo Fine Green 6830)、Chromo优质黑A-1103(Chromo Fine Black A-1103)、Seika坚劳黄10GH(Seika Fast Yellow 10GH)、Seika坚劳黄A-3(Seika FastYellow A-3)、Seika坚劳黄2035(Seika Fast Yellow 2035)、Seika坚劳黄2054(SeikaFast Yellow 2054)、Seika坚劳黄2200(Seika Fast Yellow 2200)、Seika坚劳黄2270(Seika Fast Yellow 2270)、Seika坚劳黄2300(Seika Fast Yellow 2300)、Seika坚劳黄2400(B)(Seika Fast Yellow 2400(B))、Seika坚劳黄2500(Seika Fast Yellow 2500)、Seika坚劳黄2600(Seika Fast Yellow 2600)、Seika坚劳黄ZAY-260(Seika Fast YellowZAY-260)、Seika坚劳黄2700(B)(Seika Fast Yellow 2700(B))、Seika坚劳黄2700(SeikaFast Yellow 2770)、Seika坚劳红8040(Seika Fast Red 8040)、Seika坚劳红C405(F)(Seika Fast Red C405(F))、Seika坚劳红CA120(Seika Fast Red CA120)、Seika坚劳红LR-116(Seika Fast Red LR-116)、Seika坚劳红1531B(Seika Fast Red 1531B)、Seika坚劳红8060R(Seika Fast Red 8060R)、Seika坚劳红1547(Seika Fast Red 1547)、Seika坚劳红ZAW-262(Seika Fast Red ZAW-262)、Seika坚劳红1537B(Seika Fast Red 1537B)、Seika坚劳红GY(Seika Fast Red GY)、Seika坚劳红4R-4016(Seika Fast Red 4R-4016)、Seika坚劳红3820(Seika Fast Red 3820)、Seika坚劳红3891(Seika Fast Red 3891)、Seika坚劳红ZA-215(Seika Fast Red ZA-215)、Seika坚劳洋红6B1476T-7(Seika FastCarmine 6B1476T-7)、Seika坚劳洋红1483LT(Seika Fast Carmine 1483LT)、Seika坚劳洋红3840(Seika Fast Carmine 3840)、Seika坚劳洋红3870(Seika Fast Carmine 3870)、Seika坚劳紫10B-430(Seika Fast Bordeaux 10B-430)、Seika浅玫瑰R40(Seika LightRose R40)、Seika浅紫B800(Seika Light Violet B800)、Seika浅紫7805(Seika LightViolet 7805)、Seika坚劳栗460N(Seika Fast Maroon 460N)、Seika坚劳橙900(SeikaFast Orange 900)、Seika坚劳橙2900(Seika Fast Orange 2900)、Seika浅蓝C718(SeikaLight Blue C718)、Seika浅蓝A612(Seika Light Blue A612)、花青蓝4933M(CyanineBlue 4933M)、花青蓝4933GN-EP(Cyanine Blue 4933GN-EP)、花青蓝4940(Cyanine Blue4940)和花青蓝4973(Cyanine Blue 4973)(商品名，均可从大日精化工业株式会社商购)。

此外，作为工业产品的颜料的示例包括KET Yellow 401、KET Yellow 402、KETYellow 403、KET Yellow 404、KET Yellow 405、KET Yellow 406、KET Yellow 416、KETYellow 424、KET Orange 501、KET Red 301、KET Red 302、KET Red 303、KET Red 304、KETRed 305、KET Red 306、KET Red 307、KET Red 308、KET Red 309、KET Red 310、KET Red336、KET Red 337、KET Red 338、KET Red 346、KET Blue 101、KET Blue 102、KET Blue103、KET Blue 104、KET Blue 105、KET Blue 106、KET Blue 111、KET Blue 118、KET Blue124和KET Green 201(商品名，均可从DIC株式会社商购)。

此外，作为工业产品的颜料的示例包括Colortex Yellow 301、Colortex Yellow314、Colortex Yellow 315、Colortex Yellow 316、Colortex Yellow P-624、ColortexYellow U10GN、Colortex Yellow U3GN、Colortex Yellow UNN、Colortex Yellow UA-414、Colortex Yellow U263、Finecol Yellow T-13、Finecol Yellow T-05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red 101、Colortex Red 103、Colortex Red 115、Colortex Red 116、Colortex Red D3B、Colortex Red P-625、Colortex Red 102、Colortex Red H-1024、Colortex Red 105C、Colortex Red UFN、Colortex Red UCN、Colortex Red UBN、Colortex Red U3BN、Colortex Red URN、Colortex Red UGN、ColortexRed UG276、Colortex Red U456、Colortex Red U457、Colortex Red 105C、Colortex RedUSN、Colortex Maroon 601、Colortex Brown B610N、Colortex Violet 600、Pigment Red122、Colortex Blue 516、Colortex Blue 517、Colortex Blue 518、Colortex Blue 519、Colortex Blue A818、Colortex Blue P-908、Colortex Blue 510、Colortex Green 402、Colortex Green 403、Colortex Black 702和Colortex Black U905(商品名，均可从山阳色素株式会社商购)。

此外，作为工业产品的颜料的示例包括LIONOL YELLOW 1405G、LIONOL BLUEFG7330、LIONOL BLUE FG7350、LIONOL BLUE FG7400G、LIONOL BLUE FG7405G、LIONOL BLUEES和LIONOL BLUE ESP-S(商品名，均可从东洋油墨集团商购)。

此外，作为工业产品的颜料的示例包括碳黑#2600(Carbon Black#2600)、碳黑#2400(Carbon Black#2400)、碳黑#2350(Carbon Black#2350)、碳黑#2200(Carbon Black#2200)、碳黑#1000(Carbon Black#1000)、碳黑#990(Carbon Black#990)、碳黑#980(CarbonBlack#980)、碳黑#970(Carbon Black#970)、碳黑#960(Carbon Black#960)、碳黑#950(Carbon Black#950)、碳黑#850(Carbon Black#850)、碳黑MCF88(Carbon Black MCF88)、碳黑#750(Carbon Black#750)、碳黑#650(Carbon Black#650)、碳黑MA600(Carbon BlackMA600)、碳黑MA7(Carbon Black MA7)、碳黑MA8(Carbon Black MA8)、碳黑MA11(CarbonBlack MA11)、碳黑MA100(Carbon Black MA100)、碳黑MA100R(Carbon Black MA100R)、碳黑MA77(Carbon Black MA77)、碳黑#52(Carbon Black#52)、碳黑#50(Carbon Black#50)、碳黑#47(Carbon Black#47)、碳黑#45(Carbon Black#45)、碳黑#45L(Carbon Black#45L)、碳黑#40(Carbon Black#40)、碳黑#33(Carbon Black#33)、碳黑#32(Carbon Black#32)、碳黑#30(Carbon Black#30)、碳黑#25(Carbon Black#25)、碳黑#20(Carbon Black#20)、碳黑#10(Carbon Black#10)、碳黑#5(Carbon Black#5)和碳黑#44(Carbon Black#44)(商品名，均可从三菱化学株式会社商购)。

(水溶胀性层状粘土矿物)

此外，在制造，例如，心脏等器官模型作为生物组织模型的情况下，为了使得器官模型的弹性等物理性质类似于实际器官的物理性质，可以根据需要将水溶胀性层状粘土矿物添加到本发明的水凝胶组合物10中。水溶胀性层状粘土矿物可以分散在溶剂18中，是具有层状结构的粘土矿物。添加到水凝胶组合物10中的水溶胀性层状粘土矿物的量不受限制，例如，可以设为1到5wt％。作为水溶胀性层状粘土矿物不受限制，例如，可以使用水溶胀性锂蒙脱石、水溶胀性蒙脱石和水溶胀性皂石等水溶胀性蒙脱石，以及水溶胀性合成云母等水溶胀性云母。另外，水溶胀性蒙脱石和水溶胀性云母可以形成为粘土矿物层之间包含钠离子的粘土矿物。

顺便提及，作为水溶胀性层状粘土矿物，可以只使用一种水溶胀性层状粘土矿物，或者可以使用两种或更多种类的水溶胀性层状粘土矿物。另外，水溶胀性层状粘土矿物可以用作两种或更多种类的水溶胀性层状粘土矿物的合成产物。此外，作为水溶胀性层状粘土矿物，可以使用可商购的工业产品。作为工业产品的水溶胀性层状粘土矿物不受限制，例如，可以使用由片仓农业合作株式会社制造的合成锂蒙脱石SWN、氟化锂蒙脱石SWF等。

当水溶胀性层状粘土矿物被添加到本发明的水凝胶组合物10中时，可以使器官模型的弹性等物理性质，即机械强度，类似于实际器官的机械强度。换言之，当将水溶胀性层状粘土矿物被添加到本发明的水凝胶组合物10中时，可以使器官模型的触感等感觉类似于实际器官的触感等感觉。因此，当水溶胀性层状粘土矿物被添加到本发明的水凝胶组合物10中时，例如，可以使利用手术刀等切割时的触感类似于实际器官的触感，因此可以提供适合手术实践的器官模型。

【制备水凝胶组合物10的方法】

接下来将详细描述用于制备本发明的水凝胶组合物10的方法的示例。

本发明的水凝胶组合物10可以通过以下方法制备，包括：在第一溶剂中混合具有皂化度为97％或以上且聚合度为500到2000的第一聚乙烯醇与具有皂化度为86到90％且聚合度为50到2000的第二聚乙烯醇的步骤；在第一温度下加热混合了第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇的第一溶剂，以制备在第一溶剂中溶解了第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇的溶液的步骤；以及通过在第二温度下冻结溶剂使溶液凝胶化，成为聚乙烯醇水凝胶，该聚乙烯醇水凝胶包含聚乙烯醇树脂和第一溶剂，聚乙烯醇树脂具有多个聚合物链以及使多个聚合物链彼此键合的交联区域的三维网络结构，第一溶剂被限制在三维网络结构的网络部分中以失去流动性的步骤。

顺便提及，在以下描述中，上述“第一溶剂”对应于“溶剂18”或“混合溶剂”。此外，在以下描述中，上述“第一温度”对应于“加热温度”。此外，上述“第二温度”对应于“冻结温度”。

(聚乙烯醇1与溶剂18的混合物的混合)

例如，可以通过混合99到70重量份的第一聚乙烯醇粉末和1到30重量份的第二聚乙烯醇粉末，来制备构成聚乙烯醇树脂的聚乙烯醇1的混合物。将聚乙烯醇1的混合物添加到溶剂18中。为了获得水凝胶组合物10的优选物理性质，可以将添加到溶剂18中的聚乙烯醇1的混合物的量设定为任意的量。例如，可以将15重量份的聚乙烯醇1的混合物添加到85重量份的溶剂18中，或者可以将17重量份的聚乙烯醇1的混合物添加到83重量份的溶剂18中。此外，聚乙烯醇树脂可以只由一种第一聚乙烯醇粉末配置。在下面的描述中，“聚乙烯醇1的混合物”还包括只由一种第一聚乙烯醇粉末形成的组合物。

例如，使用水和二甲亚砜的混合溶剂为混合溶剂作为用于制备本发明的水凝胶组合物10的溶剂18，该混合溶剂具有优异的聚乙烯醇1的溶解性，并且不会在低温下冻结。顺便提及，在以下描述中，二甲亚砜被缩写为DMSO。

此外，混合溶剂中DMSO与水的重量比不受限制，例如，可以设定为1到10。在本发明的水凝胶组合物10的制备中，DMSO与水的优选重量比为1到5。在本发明的水凝胶组合物10的制备中，DMSO与水的最优选重量比为4。

(聚乙烯醇1的溶液的制备)

加热添加有聚乙烯醇1的混合物的溶剂18，在用搅拌器搅拌的同时将聚乙烯醇1的混合物溶解在溶剂18中，从而制备聚乙烯醇的溶液。溶剂18的加热温度可以被设定为，例如，60到120℃。此外，在考虑聚乙烯醇1的溶解度等的情况下，溶剂18的优选加热温度为100到120℃。顺便提及，在考虑溶剂18中水的沸点等的情况下，溶剂18的最优选加热温度为100℃。

顺便提及，聚乙烯醇1的混合物在溶剂18中的溶解可以在打开状态下或在密封状态下进行，但是考虑到防止杂质混合，优选在密封状态下进行。此外，可以通过混合将第一聚乙烯醇溶解在溶剂18中获得的溶液和将第二聚乙烯醇溶解在溶剂18中获得的溶液来制备聚乙烯醇1的溶液。

(聚乙烯醇1溶液的凝胶化)

聚乙烯醇1的溶液通过冻结而凝胶化成为聚乙烯醇水凝胶。凝胶化溶液的冻结温度可以设定为，例如，-20℃或更低。此外，在考虑粘度和弹性等物理性质的情况下，水凝胶组合物10的优选冻结温度为-40到-20℃或以下，最优选的冻结温度为-30℃。

【制备干燥生物组织模型的方法】

接下来将详细描述用于制备本发明的干燥生物组织模型的方法的示例。

本发明的干燥生物组织模型可以通过，例如，通过包含以下步骤的方法制备：将聚乙烯醇1的溶液注入生物组织模型用模具中，使得被注入模具聚乙烯醇1的溶液凝胶化，从而制备生物组织模型；从模具中取出制备的生物组织模型，然后干燥该生物组织模型。

在下面的描述中，将考虑制备血管化组织或口腔软组织等身体软组织模型作为生物组织模型的情况。

(生物组织模型用模具)

例如，可以通过切割加工、立体光刻、使用3D打印机等建模设备进行成型加工来制备生物组织模型用模具。用于生物组织模型用模具的材料没有特别限定，只要是能够将水凝胶组合物10制备为生物组织的形状的材料即可，例如，可以使用有机硅树脂、石英玻璃、金属、石膏、蜡或合成树脂等材料。例如，在铜、不锈钢、镍钛或氧化铝等金属作为用于生物组织用模具的材料的情况下，可以改善冻结处理时的热传导，降低冻结时间。

(将聚乙烯醇1的溶液注入生物组织模型用模具中)

在制备干燥生物组织模型的方法中，聚乙烯醇1的溶液被注入生物组织模型用模具中。例如，聚乙烯醇1的溶液在150到160kg/cm²的加压条件下被注入生物组织模型用模具中。通过将注入时的加压条件设定为150到160kg/cm²，可以减少在聚乙烯醇1的注射液中产生的气泡，均质化聚乙烯醇1的注射液。

顺便提及，用于制备聚乙烯醇1的溶液的方法包括的内容与用于制备上述水凝胶组合物10的方法中的“聚乙烯醇1与溶剂18的混合物的混合”和“聚乙烯醇1的溶液的制备”的所述内容相同，因此将省略其描述。

(注入生物组织模型用模具的聚乙烯醇1的溶液的凝胶化)

接下来，将注入了生物组织模型用模具的聚乙烯醇1的溶液进行冻结处理，使得生物组织模型用模具内部的聚乙烯醇1的溶液凝胶化为聚乙烯醇水凝胶。使聚乙烯醇1的溶液凝胶化的冻结温度可以被设定为，例如，-20℃或更低。此外，在考虑生物组织模型(水凝胶组合物10)的粘度和弹性等物理性质的情况下，生物组织模型用模具的优选冻结处理温度为-40到-20℃或以下，最优选的冻结温度为-30℃。此外，生物组织模型用模具的优选冻结处理时间为24小时或以上，最优选的冻结处理时间为24小时。此外，还考虑到水凝胶组合物10的物理性质，生物组织模型用模具的冻结处理的次数可以是多次。

(制备的生物组织模型的干燥)

从模具中取出制造的生物组织模型并进行干燥处理，从而完成干燥生物组织模型。干燥处理可以通过培养箱等干燥装置来进行，或者可以通过自然干燥来进行。在通过干燥装置进行干燥处理的情况下，例如在40℃的温度下进行干燥处理，持续72小时或以上。

在本发明用于制备干燥生物组织模型的方法中，在从模具中取出生物组织模型之前，可以进行水置换处理，其中水凝胶组合物10包含的二甲亚砜乙醇被水替换。例如，在水凝胶组合物10的水置换处理中，首先，将已经完成冷冻处理的生物组织模型用模具浸入足量的乙醇中120分钟，从而进行水凝胶组合物10中二甲亚砜被替换为乙醇的处理。接下来，将生物组织模型用模具浸入足量的水中24小时，从而进行将水凝胶组合物10中乙醇替换为水的处理。

顺便提及，可以通过除上述方法以外的方法来制备干燥生物组织模型。例如，也可以通过除上述将聚乙烯醇1的溶液注入生物组织模型用模具中处理之外的处理来制备干燥生物组织模型。也可以通过使用喷墨式材料喷射建模设备的3D打印机等建模设备，将聚乙烯醇1的溶液在生物组织模型用模具上压缩成型来制备干燥生物组织模型。此外，还可以通过将聚乙烯醇1的溶液施加到生物组织模型用模具上来制备干燥生物组织模型。

此外，生物软组织模型用模具可以部分包括骨骼、牙齿、软骨等身体硬组织模型。骨骼、牙齿、软骨等身体硬组织模型可以由，例如，石膏、木材、纸、金属或丙烯酸树脂等合成树脂来制造。

例如，可以将锯末和聚乙烯醇添加到丙烯酸树脂中来制造骨骼模型。在骨骼模型中，可以根据所用丙烯酸树脂的量来复制骨骼的硬度，并且可以根据木屑的粒径来复制骨骼的触感。此外，在骨骼模型中，通过添加聚乙烯醇，可以复制活体内的骨骼与身体软组织之间的紧密接触状态。

此外，可以将身体软组织模型制造为口腔模型、鼻腔模型、耳腔模型、眼睛模型、头部模型、胸腔模型或腹腔模型等活体模型的一部分。

例如，在制造口腔模型作为活体模型的情况下，可以通过将聚乙烯醇1的溶液注入到包括上述骨骼模型的口腔模型用模具中来制造口腔模型，使聚乙烯醇1的溶液凝胶化，然后取出除身体硬组织模型之外的模具。此外，还可以通过使用3D打印机等建模设备，将聚乙烯醇1的溶液在上述骨骼模型上压缩成型，并且使聚乙烯醇1的溶液凝胶化，成为水凝胶组合物10。

在上述口腔模型中，可以使骨骼模型与口腔黏膜等口腔组织模型之间的紧密接触状态类似于活体内的骨骼与口腔组织之间的紧密接触状态。此外，在上述口腔模型中，可以通过外科手术刀等外科手术切割工具将身体软组织模型与身体硬组织模型均匀分离。因此，在上述口腔模型中，能够复制类似于活体内的口腔粘膜的分离手术的感觉。

示例

本发明将通过以下示例详细描述，但本发明不限于这些示例。

【示例1】(水凝胶组合物的样品的制备)

只有第一聚乙烯醇的粉末可用作构成聚乙烯醇树脂的聚乙烯醇的粉末。使用日本酸与聚乙烯醇株式会社制造的工业产品，商品名：J-POVAL V，其被制备为具有皂化度为99.0mol％或以上且聚合度为1700，作为第一聚乙烯醇的粉末。

15重量份的上述聚乙烯醇与85重量份的二甲亚砜和水的混合溶剂混合。将获得的混合物在100℃的温度条件下搅拌2小时，以将聚乙烯醇混合物溶解在混合溶剂中，从而制备聚乙烯醇溶液。使用东丽精细化学有限公司制造的工业产品作为二甲亚砜和水的混合溶剂，其中二甲亚砜与水的重量比被制备为4。

在热中性环境下，将制备的聚乙烯醇溶液冷却到40℃。之后，将聚乙烯醇溶液注入模具中，并将注入了聚乙烯醇溶液的模具在-30℃的温度条件下冷却24小时，由此制备水凝胶组合物的样品。使用长边长度为50mm、短边长度为8mm、厚度为1mm的矩形不锈钢模具作为模具。

示例1中所述的二甲亚砜和水的混合溶剂是第一溶剂的示例。

【示例2】

(水凝胶组合物的拉伸应力的测量)

测量通过示例1中所述的方法制备的水凝胶组合物的样品的拉伸应力。在测量水凝胶组合物的样品的拉伸应力时，使用岛津制作所制造的EZ-S型小型台式试验机作为单轴拉伸试验机。将单轴拉伸试验机的夹具固定在水凝胶组合物的样品的长边的两端，以固定水凝胶组合物的样品，使得夹具之间的初始距离为40mm。

接下来，将固定的水凝胶组合物的样品以20mm/min的速度在两个方向上拉动，直到水凝胶组合物的样品的应变为100％，然后将水凝胶组合物的样品的应变恢复为0％。即，将固定的水凝胶组合物的样品在两个方向上拉动，直到夹具之间的距离是初始距离的二倍，然后将夹具之间的距离恢复到初始距离。在示例2中，将固定的水凝胶组合物的样品拉动至间距80mm，然后将间距恢复为40mm。

在示例2中，考虑到水凝胶组合物的样品的磁滞，将上述操作循环重复三次，并且每0.05秒测量第三循环中的水凝胶组合物的样品的应变和水凝胶组合物的样品的拉伸应力。

下方表1示出了相对于25％、50％、75％和100％应变的水凝胶组合物的样品的拉伸应力值。在表1中，应变ΔL/L由水凝胶组合物的样品的延伸L与夹具之间的初始距离L的比率来表示。即，表1中的“0.25”、“0.5”、“0.75”和“1”的应变值分别对应于25％、50％、75％和100％应变。此外，拉伸应力由千帕斯卡(kPa)单位表示，通过与25％、50％、75％和100％的应变最接近的应变的测量值对应的拉伸应力的测量值计算。基于表1，例如，水凝胶组合物可以被配置，使得相对于0.25到0.5应变下的拉伸应力变为64.0到146.0kPa。

【表1】

应变(ΔL/L)	0.25	0.50	0.75	1.00
					应力(kPa)	64.0	146.0	274.1	447.5

此外，由拉伸试验的结果计算出表示水凝胶组合物的样品的拉伸弹性的指数的杨氏模量。如下文的图10所示，在水凝胶组合物的样品中，当应变值大于0.6时，应变与拉伸应力之间的非线性变得显著。因此，对于水凝胶组合物的样品，将杨氏模量计算为在保持杨氏模量的线性的50％应变下的杨氏模量。水凝胶组合物的样品在50％应变下的杨氏模量为292(kPa)。

示例2中描述的在50％应变下的水凝胶组合物的杨氏模量对应于“第一杨氏模量”。另外，示例2中描述的水凝胶组合物的拉伸应力对应于“第一应力”或“水凝胶组合物的应力”。

【示例3】

(干燥水凝胶的样品的制备)

通过示例1中所述的方法制备水凝胶组合物的四个样品。将制备的水凝胶组合物的四个样品置于培养箱中。将水凝胶组合物的样品中包含的二甲亚砜和水的混合溶剂在培养箱内蒸发168小时。培养箱的内部温度保持在40℃。

通过蒸发二甲亚砜和水的混合溶剂获得水凝胶组合物的干燥产物，其为来自水凝胶组合物的第一溶剂的示例，被称为“干燥水凝胶”。

(干燥水凝胶的样品的重量测量)

测量制备的四个样品的重量。在将水凝胶组合物的样品放入培养箱中的0小时、1小时、2小时、4小时、8小时、24小时、48小时、72小时、120小时和168小时后进行重量测量。

图4是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品的重量的经时变化的曲线图。图4中的曲线图的横轴表示将样品放入培养箱后经过的时间，单位为小时(h)。图4中的曲线图的纵轴表示样品的重量，单位为克(g)。

如图4所示，在将水凝胶组合物的样品放入培养箱中72小时后，样品的重量几乎恒定。具体地，在将样品的重量表示为平均值标准偏差的情况下，72小时后样品的重量为0.108±0.006(g)。120小时后样品的重量为0.104±0.005(g)。此外，168小时后样品的重量为0.099±0.005(g)。

图5是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品相对于水凝胶组合物的样品的重量比的经时变化的曲线图。图5中的曲线图的横轴表示将样品放入培养箱后经过的时间，单位为小时(h)。图5中的曲线图的纵轴表示水凝胶组合物的样品的重量被视为1时的情况下的样品的重量比。即，通过将干燥水凝胶的样品的重量除以水凝胶组合物的样品的重量来计算干燥水凝胶的样品的重量比。

如图5所示，在将水凝胶组合物的样品放入培养箱中72小时后，样品的重量比几乎恒定。具体地，在将样品的重量比表示为平均值标准偏差的情况下，72小时后样品的重量比为0.201±0.004。120小时后样品的重量比变为0.192±0.002。此外，168小时后样品的重量比为0.184±0.003。

考虑到水凝胶组合物的样品中的二甲亚砜和水的混合溶剂的重量比，上述重量比的下限被认为是0.15。因此，图5的结果示出了，用于干燥生物组织模型中的干燥水凝胶与水凝胶组合物的重量比可以被优选地设定为0.15到0.21。

图6是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品中溶剂蒸发的重量的经时变化的曲线图。图6中的曲线图的横轴表示将样品放入培养箱后经过的时间，单位为小时(h)。图6中的曲线图的纵轴表示水凝胶组合物的样品的溶剂蒸发的重量，单位为克(g)。顺便提及，通过从水凝胶组合物的样品的重量中减去干燥水凝胶的重量来计算溶剂蒸发的重量。

如图6所示，在将水凝胶组合物的样品放入培养箱中72小时后，溶剂蒸发的重量几乎恒定。具体地，在将溶剂蒸发的重量表示为平均值标准偏差的情况下，72小时后溶剂蒸发的重量为0.427±0.013(g)。120小时后溶剂蒸发的重量为0.431±0.014(g)。此外，168小时后溶剂蒸发的重量为0.436±0.014(g)。

图7是表示根据本发明的示例3的干燥水凝胶的样品中每小时溶剂蒸发的重量的经时变化的曲线图。图7中的曲线图的横轴表示将样品放入培养箱后经过的时间，单位为小时(h)。图7中的曲线图的纵轴表示每小时溶剂蒸发的重量，单位为克/小时(g/h)。顺便提及，通过将溶剂蒸发的重量的差值除以小时的差值来计算每小时溶剂蒸发的重量。

如图7所示，在将水凝胶组合物的样品放入培养箱中72小时后，每小时溶剂蒸发的重量几乎为0。具体地，在将每小时溶剂蒸发的重量表示为平均值标准偏差的情况下，72小时后每小时溶剂蒸发的重量变为0.173×10^-2±0.430×10^-3(g/h)。120小时后每小时溶剂蒸发的重量为0.938×10^-6±0.333×10^-6(g/h)。此外，168小时后每小时溶剂蒸发的重量为0.990×10^-6±0.598×10^-7(g/h)。

如图4到7所示，在将干燥水凝胶在40℃的温度下干燥的情况下，72小时后溶剂蒸发的重量饱和。因此，示出了可以通过在40℃的温度下干燥72小时来制备干燥生物组织模型。

【示例4】

(浸渍水凝胶的样品的制备)

将示例3中制备的干燥水凝胶的四个样品浸入设定为25℃、30℃、35℃和40℃的水中，持续3小时。水的温度保持恒定在25℃、30℃、35℃和40℃。

可以浸渍干燥水凝胶的溶剂对应于“第二溶剂”，并且示例4中的水是第二溶剂的示例。另外，在某些情况下，浸渍干燥水凝胶的第二溶剂的温度被称为“第三温度”。此外，通过将干燥水凝胶用第二溶剂浸渍而制备的产物被称为“浸渍水凝胶”。

(浸渍水凝胶的样品的重量测量)

测量四个样品的重量。从样品开始浸入0小时、1小时、2小时和3小时后进行重量测量。

图8是表示根据本发明的示例4的浸渍水凝胶的样品相对于水凝胶组合物的样品的重量比的经时变化的曲线图。图8中的曲线图的横轴表示从样品开始浸入的经过时间，单位为小时(h)。图8中的曲线图的纵轴表示水凝胶组合物的样品的重量被视为1时的情况下的样品的重量比。即，通过将浸渍水凝胶的样品的重量除以水凝胶组合物的样品的重量，计算出浸渍水凝胶的样品的重量比。在图8中，在浸入设定为25℃的水中的情况下的样品的重量比的变化，用黑色正方形印迹和实线的曲线表示。另外，在图8中，在浸入设定为30℃的水中的情况下的样品的重量比的变化，用白色正方形印迹和点划线的曲线表示。此外，在图8中，在浸入设定为35℃的水中的情况下的样品的重量比的变化，用黑色圆形印迹和虚线的曲线表示。此外，在图8中，在浸入设定为40℃的水中的情况下的样品的重量比的变化，用白色圆形印迹和双点划线的曲线表示。

如图8所示，在水温为25℃的情况下，3小时后样品的重量比为0.657。此外，在水温为30℃的情况下，3小时后样品的重量比为0.587。此外，在水温为35℃的情况下，3小时后样品的重量比为0.785。此外，在水温为40℃的情况下，3小时后样品的重量比为0.752。根据上述结果，可以认为通过浸渍在第二溶剂中，可以将浸渍水凝胶与水凝胶组合物的重量比优选地调整为0.55到0.80。

图9是表示根据本发明的示例4的浸渍水凝胶的样品的每小时重量的经时变化的曲线图。图9中的曲线图的横轴表示从样品开始浸入的经过时间，单位为小时(h)。图9中的曲线图的纵轴表示每小时溶剂浸渍的重量，单位为克/小时(g/h)。顺便提及，每小时溶剂浸渍的重量通过将溶剂浸渍重量的差值除以小时的差值来计算。在图9中，浸入设定为25℃的水中的情况下的每小时溶剂浸渍的重量的变化，用黑色正方形印迹和实线的曲线表示。另外，在图9中，浸入设定为30℃的水中的情况下的每小时溶剂浸渍的重量的变化，用白色正方形印迹和点划线的曲线表示。此外，在图9中，浸入设定为35℃的水中的情况下的每小时溶剂浸渍的重量的变化，用黑色圆形印迹和虚线的曲线表示。此外，在图9中，浸入设定为40℃的水中的情况下的每小时溶剂浸渍的重量的变化，用白色圆形印迹和双点划线的曲线表示。

如图9所示，从样品开始浸入3小时后，在所有温度下每小时溶剂浸渍的重量几乎为0。具体地，在将样品浸入设定为25℃的水中的情况下，3小时后每小时溶剂浸渍重量变为0.015(g/h)。另外，在将样品浸入设定为30℃的水中的情况下，3小时后每小时溶剂浸渍重量变为0.001(g/h)。此外，在将样品浸入设定35℃的水中的情况下，3小时后每小时溶剂浸渍重量变为0.010(g/h)。此外，在将样品浸入设定为40℃的水中的情况下，3小时后每小时溶剂浸渍重量变为0.008(g/h)。

如图8所示，示出了通过浸渍在第二溶剂中，可以制备浸渍水凝胶，使得浸渍水凝胶与水凝胶组合物的重量比变为0.55到0.80，并且示出了浸渍水凝胶可以通过浸渍在第二溶剂中，被配置为具有期望的重量。即，在示例4中，示出了通过将干燥生物组织模型浸入溶剂中，可以再制造包括具有期望的重量的浸渍水凝胶的生物组织模型。

另外，在图9的曲线图中，示出了将干燥水凝胶浸入设定为25℃到40℃的第二溶剂中的情况，3小时后溶剂浸渍的重量达到饱和。因此，在示例4中，示出了通过在设定为25℃到40℃的第二溶剂中浸渍3小时或以上的简单方法，可以从干燥生物组织模型制造具有期望的重量的生物组织模型。

【示例5】

(浸渍水凝胶的拉伸应力的测量)

测量在示例4中获得的浸渍水凝胶的样品的拉伸应力。在测量水凝胶组合物的样品的拉伸应力时，类似于上述示例2，使用岛津制作所制造的EZ-S型小型台式试验机。将单轴拉伸试验机的夹具固定在浸渍水凝胶的样品的长边的两端，以固定浸渍水凝胶的样品。

接下来，将固定的浸渍水凝胶的样品以20mm/min的速度在两个方向上拉动，直到浸渍水凝胶的样品的应变为100％，然后将浸渍水凝胶的样品的应变恢复为0％。即，将固定的浸渍水凝胶的样品在两个方向上拉动，直到夹具之间的距离是初始距离的二倍，然后将夹具之间的距离恢复到初始距离。

在示例5中，类似于上述示例2，考虑到浸渍水凝胶的样品的磁滞，将上述操作循环重复三次，并且每0.05秒测量第三循环中的浸渍水凝胶的样品的应变和浸渍水凝胶的样品的拉伸应力。

图10是表示根据本发明的水凝胶组合物和浸渍水凝胶的应力-应变曲线的曲线图。图10中的曲线图的横轴表示应变，下限为0，上限为1。图10中的曲线图的纵轴表示样品的张应力，单位为千帕斯卡(kPa)。在图10中，作为控制值的曲线，水凝胶组合物的样品的应力-应变曲线用实线表示。此外，在图10中，将浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的样品的应力-应变曲线，用点划线表示。此外，在图10中，将浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的样品的应力-应变曲线，用两点锁线表示。此外，在图10中，将浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的样品的应力-应变曲线，用虚线表示。此外，在图10中，将浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的样品的应力-应变曲线，用点线表示。如图10所示，在水凝胶组合物和浸渍水凝胶的样品中，当应变值大于0.6时，应变与拉伸应力之间的非线性变得显著。

下方表2示出了相对于25％、50％、75％和100％应变的浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的样品的拉伸应力值。

【表2】

应变(ΔL/L)	0.25	0.50	0.75	1.00
					应力(kPa)	64.0	146.0	274.1	447.5

下方表3示出了相对于25％、50％、75％和100％应变的浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的样品的拉伸应力值。

【表3】

应变(ΔL/L)	0.25	0.50	0.75	1.00
					应力(kPa)	46.7	95.8	163.6	291.6

下方表4示出了相对于25％、50％、75％和100％应变的浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的样品的拉伸应力值。

【表4】

应变(ΔL/L)	0.25	0.50	0.75	1.00
					应力(kPa)	32.4	67.6	118.8	213.2

下方表5示出了相对于25％、50％、75％和100％应变的浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的样品的拉伸应力值。

【表5】

应变(ΔL/L)	0.25	0.50	0.75	1.00
					应力(kPa)	27.1	57.2	101.7	188.5

在表2到5中，应变ΔL/L由水凝胶组合物的样品的延伸L与夹具之间的初始距离L的比率来表示。即，表2到5中的“0.25”、“0.5”、“0.75”和“1”的应变值分别对应于25％、50％、75％和100％应变。此外，在表2到5中，拉伸应力由千帕斯卡(kPa)单位表示，使用与25％、50％、75％和100％应变最接近的应变的测量值对应的拉伸应力的测量值来计算。

此外，由拉伸试验的结果计算出表示浸渍水凝胶的样品的拉伸弹性的指数的杨氏模量。如上所述，在水凝胶组合物和浸渍水凝胶的样品中，当应变值大于0.6时，应变和拉伸应力之间的非线性变得显著。因此，对于浸渍水凝胶的样品，将杨氏模量计算为在保持杨氏模量的线性的50％应变下的杨氏模量。

浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的样品在50％应变下的杨氏模量为200(kPa)。浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的样品在50％应变下的杨氏模量为192(kPa)。浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的样品在50％应变下的杨氏模量为136(kPa)。浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的样品在50％应变下的杨氏模量为115(kPa)。

顺便提及，在50％应变下的浸渍水凝胶的杨氏模量对应于“第二杨氏模量”。

通过使用上述浸渍水凝胶的第二杨氏模量计算示例2中所述的水凝胶组合物的第二杨氏模量与第一杨氏模量的比率，然后确定干燥生物组织模型中的干燥水凝胶的性质的指数。通过将第二杨氏模量除以第一杨氏模量计算该比率。

浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的第二杨氏模量与第一杨氏模量的比率为0.69。浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的第二杨氏模量与第一杨氏模量的比率为0.66。浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的第二杨氏模量与第一杨氏模量的比率为0.47。浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的第二杨氏模量与第一杨氏模量的比率为0.39。

因此，可以使用干燥水凝胶配置干燥生物组织模型，其中浸渍水凝胶在0.5应变下的第二杨氏模量与水凝胶组合物在0.5应变下的第一杨氏模量的比率为0.39到0.69。即，在示例5中，示出了干燥生物组织模型可以被配置，从而获得具有期望的应力的生物组织模型，并且可以通过浸入溶剂再制造包括具有期望的应力的浸渍水凝胶的生物组织模型。

【示例6】

(浸渍水凝胶的剪切弹性和粘度的测量)

测量浸渍水凝胶的样品的动态粘弹性，即剪切弹性模量和粘度。通过示例1中所述的方法，使用尺寸约8mm×8mm、厚度约1mm的方形模具，来制备水凝胶组合物的四个测试片。制备的水凝胶组合物的四个试验片通过示例3中所述的方法干燥，以制备干燥水凝胶的四个试验片。通过示例4中所述的方法，将制备的干燥水凝胶的四个试验片分别浸入设定为25℃、30℃、35C和40℃的水中，以制备浸渍水凝胶的四个试验片。浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的尺寸为7.4mm×7.4mm、厚度为0.87mm。浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的尺寸为7.5mm×7.5mm、厚度为0.87mm。浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的尺寸为7.8mm×7.8mm、厚度为0.92mm。浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的尺寸为为8.0mm×8.0mm、厚度为0.94mm。

在测量制备的试验片的剪切弹性模量和粘度时，使用由精工盈司电子科技有限公司制造的DMS6100型动态粘弹性设备。将制备的试验片固定在动态粘弹性设备上，试验片的温度以2℃/min的升温速率从室温升高，然后通过施加频率为1Hz并且振幅为10^0.5μm的微小正弦振动来使试验片振动。在试验片的振动下，通过自动取样与试验片的温度一同测量用于剪切弹性模量的指数的储能弹性模量和用于粘度指数的损耗弹性模量。测量储能弹性模量和损耗弹性模量。在示例6中，当时试验片的温度最接近24℃时，储能弹性模量被视为剪切弹性模量的指数值。同样，当试验片温度最接近24℃时，损耗弹性模量被视为粘度的指数值。即，根据储能弹性模量和损耗弹性模量的测量值，分别计算出剪切弹性模量和粘度的指数值。

如上所述，通常通过向特定方向施加正弦振动，利用动态粘弹性设备测量剪切弹性模量和粘度。同时，在动态粘弹性设备中，为了避免由振动引起试验片的应变变得太大，在某些情况下，将施加到试验片的振动的方向修改为垂直于通常方向的方向。因此，由于存在当试验片在不同方向上振动时，在动态粘弹性设备中测量储能弹性模量和损失弹性模量的情况，因此需要校正剪切弹性模量和粘度的指数值，并计算作为剪切弹性模量G’和粘度G”的实际数值的数值。

通过将剪切弹性模量和粘度的指数值除以形状因数系数来计算剪切弹性模量G’和粘度G”。在测量剪切弹性模量和粘度的情况下，形状因数系数取决于垂直于振动施加方向的方向上的样品的横截面积S(mm²)和垂直于振动施加方向的方向上的样品的长度L(mm)，并由以下公式定义。

α＝(2×S)/(1000×L)…(5)

在示例6中制备的试验片的情况下，横截面积S对应于试验片的面积，长度L对应于试验片的厚度。即，在浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的试验片中，横截面积S为7.4×7.4mm²，长度L为0.87mm。在浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的试验片中，横截面积S为7.5×7.5mm²，长度L为0.87mm。在浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的试验片中，横截面积S为7.8×7.8mm²，长度L为0.92mm。在浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的试验片中，横截面积S为8.0×8.0mm²，长度L为0.94mm。

因此，浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的形状因数系数被计算为0.125。此外，浸渍在设定30℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的形状因数系数被计算为0.129。此外，浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的形状因数系数被计算为0.132。此外，浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的试验片的形状因数系数被计算为0.137。

图11是表示根据本发明的示例6的浸渍水凝胶的温度与动态粘弹性的关系的图表。图11中的曲线图的横轴表示温度，单位为摄氏度(℃)。图11中的曲线图的纵轴表示剪切弹性模量G’的模量，单位为千帕斯卡(kPa)。图11中的曲线图的纵轴表示粘度G”，单位为千帕斯卡(kPa)。在图11中，浸渍在设定为25℃、30℃、35℃和40℃的水中的浸渍水凝胶的每一个试验片的剪切弹性模量G’的模量，分别用黑色菱形印记表示。

通过动态粘弹性设备测量的浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量的指数值为2.5×10⁴(Pa)。此外，浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量的指数值为2.7×10⁴(Pa)。此外，浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量的指数值为2.0×10⁴(Pa)。此外，浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量的指数值为1.2×10⁴(Pa)。

当通过将上述剪切弹性模量的指数值除以形状因数系数来计算剪切弹性模量G’的值时，浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量G’变为2.0×10²(kPa)。此外，浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量G’变为2.1×10²(kPa)。此外，浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量G’变为1.5×10²(kPa)。此外，浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的剪切弹性模量G’变为0.9×10²(kPa)。

因此，可以通过使用干燥水凝胶来配置干燥生物组织模型，其中浸渍水凝胶的剪切弹性模量G’变为0.9×10²到2.1×10²(kPa)。即，在示例6中，示出了干燥生物组织模型可以被配置，从而获得具有期望的剪切弹性G’的生物组织模型，并且通过浸渍在溶剂中，可以再制造包括具有期望的剪切弹性G’的浸渍水凝胶的生物组织模型。

此外，如图11所示，关于浸渍水凝胶的剪切弹性模量G’，在30到40℃的温度范围内，相对于用于浸渍的水温的上升，剪切弹性模量G’的降低率是恒定的。因此，示出了在进行浸入的同时，通过将第二溶剂的温度调整为30到40℃之间，可以轻松再制造包括具有不同的剪切弹性G’的浸渍水凝胶的生物组织模型。此外，示出了即使在生物组织模型干燥的情况下，在进行浸入的同时，通过将第二溶剂的温度调节在30到40℃之间，可以以重复使用的方式再制造具有期望的剪切弹性G’的生物组织模型。

在图11中，浸渍在设定为25℃、30℃、35℃和40℃的水中的浸渍水凝胶的每一个样品的粘度G”，分别用黑色正方形印记表示。

通过动态粘弹性设备测量的浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的粘度的指数值为2.2×10³(Pa)。此外，浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的粘度的指数值为2.1×10³(Pa)。此外，浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的粘度的指数值为1.4×10³(Pa)。此外，浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的粘度的指数值为0.66×10³(Pa)。

通过将上述粘度的指数值除以形状因数系数而计算粘度G”的值时，浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的粘度G”变为17.6(kPa)。此外，浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的粘度G”变为16.3(kPa)。此外，浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的粘度G”变为10.6(kPa)。此外，浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的粘度G”变为4.8(kPa)。

因此，可以通过使用干燥水凝胶配置干燥生物组织模型，其中浸渍水凝胶的粘度G”为4.8到17.6(kPa)。即，在示例6中，示出了干燥生物组织模型可以被配置，从而获得具有期望的粘度G”的生物组织模型，并且通过浸渍在溶剂中，可以再制造包括具有期望的粘度G”的浸渍水凝胶的生物组织模型。

此外，如图11所示，关于浸渍水凝胶的粘度G”，在30到40℃的温度范围内，相对于用于浸渍的水温的上升，粘度G”的降低率是恒定的。因此，示出了在进行浸入的同时，通过将第二溶剂的温度调整为30到40℃之间，可以轻松再制造包括具有不同的粘度G”的浸渍水凝胶的生物组织模型。此外，示出了即使在生物组织模型是干燥的的情况下，在进行浸入的同时，通过将第二溶剂的温度调节在30到40℃之间，可以以重复使用的方式再制造具有期望的粘度G”的生物组织模型。

图12是表示根据本发明的示例6的浸渍水凝胶的动态粘弹性的相关性的图表。图12中的曲线图的横轴表示剪切弹性模量G’，单位为千帕斯卡(kPa)。图12中的曲线图的纵轴表示粘度G”，单位为千帕斯卡(kPa)。在图12中，浸渍在设定为25℃的水中的浸渍水凝胶的样品的剪切弹性模量G’和粘度G”用垂直条纹菱形印迹表示。另外，在图12中，浸渍在设定为30℃的水中的浸渍水凝胶的样品的剪切弹性模量G’和粘度G”用格纹菱形印迹表示。此外，在图12中，浸渍在设定为35℃的水中的浸渍水凝胶的样品的剪切弹性模量G’和粘度G”用白色菱形印迹表示。另外，在图12中，浸渍在设定为40℃的水中的浸渍水凝胶的样品的剪切弹性模量G’和粘度G”用黑色菱形印迹表示。

如图12所示，在水凝胶被浸渍的水温为30到40℃的范围内，剪切弹性模量G’和粘度G”具有线性关系。因此，在示例6中，示出了通过将第二溶剂的温度适当地设置在30到40℃的温度范围内，干燥生物组织模型可以被配置，使得轻松获得具有期望的剪切弹性G’和期望的粘度G”的生物组织模型。此外，示出了即使在生物组织模型干燥的情况下，在进行浸入的同时，通过将第二溶剂的温度调节在30到40℃之间，可以以重复使用的方式再制造具有期望的剪切弹性G’和期望的粘度G”的生物组织模型。

【示例7】

(将水凝胶组合物反复干燥和浸入后，浸渍水凝胶的杨氏模量的测量)

通过示例1中所述的方法制备水凝胶组合物的两个样品。将样品之一置于培养箱中，并将水凝胶组合物的样品中所含的二甲亚砜和水的混合溶剂在培养箱内蒸发5小时，从而制备干燥水凝胶的样品。培养箱的内部温度保持在40℃。将制备的干燥水凝胶的样品浸入设定为35℃的水中，持续3小时以制备浸渍水凝胶的样品。使用加热器，保持水温恒定在35℃。在示例7中，将上述循环重复三次，三次制备浸渍水凝胶的样品，作为水凝胶组合物的再制造产物。

将另一个样品浸入纯水中24小时，以制备水凝胶组合物的样品，其中水凝胶组合物包含的二甲亚砜(DMSO)被水替换。

类似于上述示例2和示例5，使用由岛津制作所制造的EZ-S型小型台式测试机，测量上述制备样品的拉伸应力。此外，类似于上述示例2和示例5，根据50％应变下的拉伸应力的测量结果计算出样品的拉伸弹性的指数的杨氏模量。顺便提及，根据对应于最接近50％应变的测量值的拉伸应力的测量值计算出50％应变下的拉伸应力。

水凝胶组合物的样品的杨氏模量为18.3(kPa)。同时，在第一循环中再制造的浸渍水凝胶的样品的杨氏模量为15.3(kPa)。此外，在第二循环中再制造的浸渍水凝胶的样品的杨氏模量为26.8(kPa)。此外，在第三循环中再制造的浸渍水凝胶的样品的杨氏模量为25.3(kPa)。另外，在被表示为平均值标准偏差的情况下，浸渍水凝胶的样品的杨氏模量的平均值为22.4±6.3(kPa)。

图13是表示根据本发明的示例7的浸渍水凝胶的重复再制造中杨氏模量的平均值的图表。水凝胶组合物的样品的杨氏模量在图13的图表的左侧条形图中示出。水凝胶组合物的样品的杨氏模量的平均值和标准偏差在图13的图表右侧具有误差条的条形图中示出。图13中的曲线图的纵轴表示杨氏模量，单位为千帕斯卡(kPa)。

如图13中所示，当与水凝胶组合物的样品相比时，浸渍水凝胶的样品倾向于硬化，但是其间的杨氏模量之差约为4.1(kPa)，因此这被认为是在允许的范围内，可以用作生物组织模型。因此，根据本发明的干燥生物组织模型，即使在将模型浸入水中然后再次干燥的情况下，也可以通过再次浸入水中来恢复模型，使其具有允许范围内的杨氏模量，因此干燥生物组织模型可以重复使用。根据以上描述，在本发明中，可以提供一种干燥生物组织模型，通过该干燥生物组织模型，可以改善生物组织模型的使用便利性，并且减少制造新生物组织模型的时间和成本。

顺便提及，在上述示例中，干燥水凝胶浸入的第二溶剂是水，但不限于此。例如，作为第二溶剂，还可以使用水和可混溶于水的有机溶剂的混合溶剂、水或盐水。

参考符号列表

1 聚乙烯醇

2 基本骨架

2a 第一碳氢化合物骨架部分

2b 第二碳氢化合物骨架部分

3 官能团

4 乙酸酯基团

5 羟基

10 水凝胶组合物

12 聚合物链

12a 第一聚合物链

12b 第二聚合物链

14 交联区域

16 网络部分

18 溶剂

Claims (30)

1.一种干燥生物组织模型，包括：

干燥水凝胶，其是水凝胶组合物的干燥产物，所述水凝胶组合物包括：

具有三维网络结构的聚乙烯醇树脂，以及

第一溶剂，其被限制在所述三维网络结构的网络部分中，以失去流动性，

其中，当可以浸渍干燥氢的溶剂被用作第二溶剂，并且用所述第二溶剂浸渍所述干燥水凝胶以形成浸渍水凝胶时，所述浸渍水凝胶的剪切弹性模量为0.9×10²到2.1×10²kPa。

2.根据权利要求1所述的干燥生物组织模型，其中，在所述第二溶剂的温度为30到40℃的范围内，

相对于所述第二溶剂温度的增加，所述剪切弹性模量的降低率是恒定的。

3.根据权利要求1或2所述的干燥生物组织模型，其中，所述浸渍水凝胶的粘度为4.8到17.6kPa。

4.根据权利要求3所述的干燥生物组织模型，其中，在所述第二溶剂的温度为30到40℃的范围内，

相对于所述第二溶剂温度的增加，所述粘度的降低率是恒定的。

5.根据权利要求3或4所述的干燥生物组织模型，其中，在所述第二溶剂的温度为30到40℃的范围内，

所述剪切弹性模量与所述粘度具有线性关系。

6.一种干燥生物组织模型，包括：

干燥水凝胶，其是水凝胶组合物的干燥产物，所述水凝胶组合物包括：

具有三维网络结构的聚乙烯醇树脂，以及

第一溶剂，其被限制在所述三维网络结构的网络部分中，以失去流动性，

其中，当可以浸渍干燥水凝胶的溶剂被用作第二溶剂，并且用所述第二溶剂浸渍所述干燥水凝胶以形成浸渍水凝胶时，所述浸渍水凝胶的粘度为4.8到17.6kPa。

7.根据权利要求6所述的干燥生物组织模型，其中，在所述第二溶剂的温度为30到40℃的范围内，

相对于所述第二溶剂温度的增加，所述粘度的降低率是恒定的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述浸渍水凝胶在0.5应变下的第二杨氏模量与所述水凝胶组合物在0.5应变下的第一杨氏模量的比率为0.39到0.69。

9.一种干燥生物组织模型，包括：

干燥水凝胶，其是水凝胶组合物的干燥产物，所述水凝胶组合物包括：

具有三维网络结构的聚乙烯醇树脂，以及

第一溶剂，其被限制在所述三维网络结构的网络部分中，以失去流动性，

其中当可以浸渍干燥水凝胶的溶剂被用作第二溶剂，并且用所述第二溶剂浸渍所述干燥水凝胶以形成浸渍水凝胶时，所述浸渍水凝胶在0.5应变下的第二杨氏模量与所述水凝胶组合物在0.5应变下的第一杨氏模量的比率为0.39到0.69。

10.根据权利要求8或9所述的干燥生物组织模型，其中，所述水凝胶组合物在0.25到0.5应变下的应力为64.0到146.0kPa。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述干燥水凝胶与所述水凝胶组合物的重量比为0.15到0.21。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述浸渍水凝胶与所述水凝胶组合物的重量比为0.55到0.80。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述第二溶剂是水。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述第一溶剂的含量为70到95wt％。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述第一溶剂是水和可混溶于水的有机溶剂的混合溶剂。

16.根据权利要求15所述的干燥生物组织模型，其中，所述有机溶剂是二甲亚砜。

17.根据权利要求16所述的干燥生物组织模型，其中，所述混合溶剂中所述二甲亚砜与水的重量比为1到10。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述聚乙烯醇树脂由皂化度为97mol％或以上且聚合度为500到2000的第一聚乙烯醇和皂化度为86到90mol％且聚合度为500到2000的第二聚乙烯醇形成。

19.根据权利要求18所述的干燥生物组织模型，其中，所述聚乙烯醇树脂中所述第一聚乙烯醇的重量比为99到70重量份，以及

所述聚乙烯醇树脂中所述第二聚乙烯醇的重量比为1到30重量份。

20.根据权利要求1至17中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述聚乙烯醇树脂由皂化度为99mol％或以上且聚合度为1700的第一聚乙烯醇和皂化度为86到90mol％且聚合度为1800的第二聚乙烯醇形成。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述聚乙烯醇树脂的平均皂化度为85到98mol％，以及

所述聚乙烯醇树脂的平均聚合度为1000到2000。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述三维网络结构具有多个聚合物链，以及使多个聚合物链彼此键合的交联区域，并且

所述交联区域具有物理交联结构。

23.根据权利要求22所述的干燥生物组织模型，其中，所述交联区域具有氢键交联结构。

24.根据权利要求22或23所述的干燥生物组织模型，其中，所述交联区域仅具有物理交联结构，不具有化学交联结构。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的干燥生物组织模型，其中，所述生物组织是身体软组织。

26.根据权利要求25所述的干燥生物组织模型，其中，所述身体软组织是血管化组织。

27.根据权利要求1至26中任一项所述的用于干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法，所述方法包括：

在预定温度下将所述干燥生物组织模型浸入第二溶剂中，使得所述干燥生物组织模型可以用所述第二溶剂浸渍的步骤。

28.根据权利要求27所述的用于干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法，其中，所述第二溶剂的温度为25到40℃。

29.根据权利要求27或28所述的干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法，其中，浸入所述第二溶剂的时间为3小时或以上。

30.根据权利要求27至29中任一项所述的用于干燥生物组织模型的溶剂浸渍方法，其中，所述第二溶剂是水。

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