超聲耦合液和容器制造技術

本發明專利技術涉及一種用于超聲裝置、優選高強度聚焦超聲（HIFU）的耦合液。所述耦合液包含至少一種親水性聚合物的液體水溶液和至少一種醇，所述至少一種親水性聚合物具有30,000至70,000之間的平均分子量，所述至少一種醇具有1至7個碳原子的碳鏈。本發明專利技術還公開了一種用于超聲耦合液的容器（10），所述容器具有薄壁。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種根據權利要求1所述的用于超聲成像或治療的耦合液，以及涉及一種根據權利要求7所述的填充了耦合液的容器。
技術介紹
已知超聲用于成像目的。但超聲也可用于治療目的，或者通過機械作用破壞結石， 或者通過熱效應在組織中產生損害。在這兩種情況中，在超聲換能器和患者皮膚之間耦合液的使用是有利的。耦合液確保超聲波從超聲換能器適當傳輸至皮膚。耦合液可直接施用至皮膚，由此在皮膚和超聲換能器之間形成橋聯層。這種直接應用大多用于成像換能器。或者，耦合液可被包含于在超聲換能器上附接的氣球狀覆蓋構件中。這種構造大多用于高強度聚焦超聲(HIFU)換能器，其中耦合液另外用作冷卻換能器和皮膚兩者的冷卻液。耦合液有利地通過另外的冷卻裝置，如熱交換器來持續循環。已知的耦合液大多數為水基水凝膠。已知的膠凝劑大多數為聚合物，例如聚氨酯、 多元醇等。耦合液的一個主要問題在于，當使用高超聲能時(例如在HIFU治療中)，氣泡通過空穴作用而在液體中形成。當使用另外的超聲成像監測治療和/或定位超聲波的聚焦點時，這種氣泡可能導致問題。日本專利申請292343公開了一種用于超聲成像的耦合產品，其由含有水凝膠 (如聚乙烯吡咯烷酮)的多孔材料(如聚氨酯)的基質形成。US 5，078，149描述了一種超聲耦合產品，其具有含聚合物凝膠的容器。所述容器可附接至超聲探針的尖端以用作耦合構件。所述聚合物與所述容器一體地交聯。這種耦合產品具有的缺點在于它們不可泵送，因而不能為超聲換能器或皮膚提供任何冷卻。 US 6，432，069公開了一種水性耦合液，其包含親水性聚合物，優選聚乙烯吡咯烷酮。聚合物以10至50g/L之間的量存在。由于幾乎無氣泡因為空穴作用而形成，因此所述液體特別地進行優化以用于高能超聲應用(如HIFU治療沖。此外，由于所述液體的粘度低于2 · 10_4Pa-s，因此其易于泵送，因而也可用作冷卻液。為此目的，所述耦合液被持續泵送通過覆蓋超聲換能器的覆蓋構件。然而，在耦合液和覆蓋構件和/或患者皮膚之間的邊界處，由于不同的材料折射率，一定量的超聲波被反射。此外，由于所用聚合物中的一些具有有機性質，可能發生細菌和藻類生長，由此使得液體的滅菌成為必要。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是克服已知耦合液的缺點，尤其是提供一種超聲耦合液，其產生超聲波的更少反射，且無細菌或藻類生長的傾向。該問題使用根據權利要求1所述的耦合液得以解決。本專利技術的超聲耦合液包含-至少一種親水性聚合物的液體水溶液，所述至少一種親水性聚合物具有30，000 至75，000之間的平均分子量-至少一種醇,所述至少一種醇具有I至7個碳原子的碳鏈如本文所理解的“親水性聚合物”意指一種聚合物，其具有對水的足夠親和力以在其中溶解或與其形成凝膠。親水性聚合物的合適的例子為丙烯酸類聚合物、聚(乙烯醇)、 纖維素衍生物、明膠、樹膠(例如瓜爾膠或瓊脂)、聚環氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮或它們的混合物。優選地，所述耦合液包含單個親水性聚合物。以低濃度(如10至50g/L之間)存在的平均分子量在30，000至70，000之間范圍內的聚合物允許產生具有相對較低的粘度(優選在20° C下I · 10_4Pa-s至2 · 10_4Pa · s之間)的水凝膠。這種粘度允許水凝膠易于被泵送，并因此易于用在具有冷卻裝置的液體回路中。此外，所述耦合液包含至少一種醇，所述至少一種醇具有I至7個碳原子的碳鏈。 所述碳鏈可為支鏈的或非支鏈的。優選地，所述醇選自乙醇、丁醇、丙醇、異丙醇、戊醇、己醇、庚醇或它們的混合物。更優選地，所述至少一種醇為伯醇。出乎意料地發現，將醇加入包含親水性聚合物的耦合液顯著降低了在耦合液和皮膚和/或覆蓋超聲換能器的覆蓋構件之間的界面處的超聲波的反射。此外，耦合液和皮膚和/或覆蓋構件之間折射率的降低將超聲波的焦點更深地移動至身體內。另外的效果是細菌和/或藻類生長通過醇得以阻止。另一個另外的效果是冷卻劑的凝固點通過加入醇而得以降低。盡管已知冷卻流體的低溫局限于0° C，但根據本專利技術的冷卻劑可 被冷卻至小于 0° C，從而產生可能更好的效率。例如，加入5. 5%乙醇將凝固點降低至-2° C。所述至少一種醇優選以所述耦合液的總重量的3重量％至45重量％的濃度、優選 5至20%的濃度存在。當醇濃度在此范圍內時，超聲波反射的量得以降低。最優選地，所述至少一種醇以所述耦合液的總重量的5重量％的濃度存在。據發現該濃度為耦合液用于高能超聲、尤其是HIFU治療的最佳濃度。所述至少一種醇優選選自乙醇、丙醇、異丙醇和/或芐醇。這些醇具有良好的抗菌和抗真菌性質。因此，所述耦合液無需在包裝或使用之前滅菌。所述親水性聚合物優選為聚乙烯吡咯烷酮或包含聚乙烯吡咯烷酮。聚乙烯吡咯烷酮具有與水大約相同的聲學和吸收特性，由此允許使用不同濃度的聚乙烯吡咯烷酮而僅具有溶液總體特性的微小變化。耦合液的這些低衰減和/或聲學吸收特性確保超聲波的主要部分有效地向皮膚傳輸，而不是被稱合液吸收。在本專利技術中所用的聚乙烯吡咯烷酮最優選具有58，000的平均分子量，例如可以以商標Plasdone K-29/32 (美國，ISC公司(ISC Corp.，USA))得到的聚乙烯吡咯烷酮。最優選地，所述親水性聚合物以耦合液的1%至5%重量/體積之間的量存在。這允許獲得粘度足夠低以使凝膠可泵送的水凝膠。根據本專利技術的耦合液的粘度優選為在20° C 下 I · 10 4Pa .s 至 2 · 10 4Pa · s 之間，更優選為在 20。C 下1. 2 · 10 4Pa .s 至1. 6 · 10 4Pa · s 之間。本專利技術的另一目的是提供一種用于耦合液的容器，其易于整合在超聲裝置的冷卻系統中，并可免于細菌和真菌生長。該問題由權利要求7所述的容器解決。根據本專利技術的容器具有限定腔體的高熱導率的外壁，所述腔體填充了包含防腐劑的超聲耦合液。所述超聲耦合液優選為根據本專利技術的耦合液。如本文所理解，“高熱導率”為每m2壁表面超過1000W/K的熱導率。這允許從容器至冷卻系統的良好熱傳遞，由此允許冷卻劑中有效的溫度降低。所述壁優選具有超過30N/mm2的拉伸強度。這避免了在處理、儲存和/或運輸過程中容器壁的破裂。具有薄壁的容器不可通過熱量進行滅菌，因為所述壁不能承受由所裝入的液體的膨脹所導致的內壓變化，因此易于爆裂。由于加熱時壁材料的軟化，薄壁容器也可能更易于變形。除了熱量之外的滅菌方法，如Y暴露或環氧乙烷(ETO)氣體也易于改性容器壁的材料或改性耦合液本身的材料。耦合液中防腐劑的存在消除了滅菌步驟，因為細菌或真菌的生長將被阻止。這允許在非滅菌條件下制造耦合液容器，由此非常顯著地降低了制造成本。為了易于使用超聲裝置，尤其在HIFU治療領域，重要的是耦合液可易于被引入液體冷卻循環。通過提供根據本專利技術的具有高熱導率的壁的容器，有可能將所述容器置于冷卻裝置上或冷卻裝置中，例如置于兩個冷卻板之間或置于冷卻浴中。因此壁的高熱導率允許容器內的耦合液與冷卻裝置之間有效的熱傳遞。因此，無需從容器移出耦合液并將其填充至冷卻系統中。只要保持或改進聲學性質，在填充于根據本專利技術的容器中的耦合液中所包含的防腐劑可為阻止微生物(尤其是細菌和真菌)的生長的任何合適的防腐劑。優選地，包含于所述耦合液中的防腐劑為醇本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·布若卡多，T·拜舒，
申請(專利權)人：泰拉克利昂公司，
類型：
國別省市：