本发明涉及医疗器械技术领域，且特别涉及一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料及其制备方法。
背景技术：
目前，对肿瘤患者的治疗方法包括手术治疗、化学治疗、放射治疗、激素治疗、免疫治疗和基因治疗等。而手术治疗、放射治疗、化学治疗是当下的主要手段。其中的放射治疗(简称放疗)方法是利用高能粒子或射线(如x射线或α，β，γ射线)来杀伤或杀死肿瘤细胞达到治疗目的的一种局部治疗方法，大约70％的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗。由于超高压治疗机的使用、辅助工具的改进和经验的积累，约有40％的癌症可以用放疗根治。因此，放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。
在肿瘤的精确放射治疗过程中，对患者体位的固定可减少其在放疗过程中的不自主移动，同时对其体位固定的可复现性可确保射线束多次实施的照射范围与计划靶区尽量一致，放疗体位固定系统的应用提高了两者的重复性，确保了对靶区的精确射线剂量，减少了对患者正常组织不必要的损伤。现有技术主要利用定位体架、定位膜、真空垫或定位垫等给患者定位，防止病人的不自主移动，以解决精确放疗过程中患者体位的固定问题。
真空垫是一种较新的定位技术，但存在漏气和塑形不准确等问题。定位膜是利用特殊的热塑性高分子材料制成，该材料本身具有一定的可变形性，所以在定位膜定位下的病人头部或身体还是会产生一定移动和变位。同时，以上定位技术都存在操作麻烦和费时等问题。近年来，由于聚氨酯发泡材料使用原料较少，发泡和固化过程用时较短，便于操作，固化后不再变形等优点而被应用于人体定位垫材料。但是，聚氨酯发泡胶一般为黑白料两种，在使用过程中需要将两种原料混匀后倒入特定的模具，使其在模具中发泡固化最终制成人体定位垫。但在一般的聚氨酯发泡胶发泡固化过程中又存在发泡速度不易控制，发出的泡尺寸大小不均匀(影响固化后定位垫的强度)和发泡过程中有刺激性气味等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，该材料启发时间短，固化时间短，既留给了医生和患者充足的配合操作的时间，又缩短了患者在定位垫上停留的时间，不易变形，质量轻。
本发明的另一目的在于提供上述用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料的制备方法，该方法操作简单，可控性强。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，按重量份数计，制备用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料的原料包括：聚氨酯发泡原料800～1200份，表面活性剂2～6份，发泡剂0.1～10份，催化剂0.5～10份。
优选地，聚氨酯发泡原料900～1100份，表面活性剂3～5份，发泡剂2～8份，催化剂2～8份。
本发明提出上述用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料的制备方法，包括：将原料混合、搅拌后，倒入模具中固化成型。
本发明的有益效果是：
本发明通过采用聚氨酯发泡原料、催化剂、发泡剂以及表面活性剂作为原料，聚氨酯发泡原料作为发泡的主要材料，表面活性剂用于使发泡后材料的炮孔均匀，使材料能够均匀地承载各种复合，催化剂用于控制调节聚氨酯发泡材料的发泡速度，发泡剂用于聚氨酯发泡原料的发泡。通过调节各原料之间的用量，使聚氨酯发泡材料的启发时间控制在40～100s，发泡固化时间控制在100～240s，既留给了医生和患者充足的配合操作的时间，又大大缩短了患者在定位垫上停留的时间，使整个过程可控性大大增强，并且制成的人体发泡定位垫不易变形、质量轻。进一步地，在原料中加入香料，使得发泡材料在发泡操作和固化过程中气味芬芳，能够调节患者的情绪和心情。其制备过程工艺简单，得到的产品性能优越且是环境友好型产品。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供的一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，按重量份数计，制备用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料的主要原料包括：聚氨酯发泡原料800～1200份，表面活性剂2～6份，发泡剂0.1～10份，催化剂0.5～10份，优选地，聚氨酯发泡原料900～1100份，表面活性剂3～5份，发泡剂2～8份，催化剂2～8份。
聚氨酯发泡原料作为发泡的主要材料，在本发明实施例中，聚氨酯发泡原料为复合体系，包括聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)。优选地，聚醚包括聚醚多元醇和聚酯多元醇中的任意一种或两种。当聚醚为聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物时，发泡的效果更佳，发泡后的材料结构更佳均匀、稳定。为了进一步地提高发泡材料的性能，聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯的重量比为1:0.8～1.5。其中，聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯的重量比可以为1:0.9、1:1、1:1.2、1:1.3、1:1.4。
本发明提供的聚氨酯发泡材料主要用于肿瘤放疗人体发泡定位垫，需要具有一定的强度和承载能力。表面活性剂主要用于使发完泡后的材料的泡孔均匀，能够均匀地承载各种载荷。在本发明实施例中，表面活性剂包括司盘-80、吐温-60、硅油以及聚乙二醇-200中的任意一种或至少两种。
发泡剂使聚氨酯发泡原料成孔，对发泡原料进行适当的发泡可以显著的提高发泡材料的性能。本发明实施例中采用的发泡剂为物理发泡剂，具有发泡倍数高、泡沫稳定性好、泌水量低等优点。具体的，发泡剂包括水、正戊烷、异戊烷、氯甲烷和氯乙烷中的一种或至少两种。
通过发明人的研究以及与医生和患者的多次沟通，得知在医院的实际应用中，对用于肿瘤放疗定位垫提出发泡和固化的时间要求。时间过长则影响患者的舒适度，时间过短不利于医生和患者的配合操作。因此需要添加适当的催化剂，控制调节聚氨酯发泡剂的发泡速度，来满足实际的应用需求。在本发明实施例中，催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙烯二胺、四甲基丙二胺、四甲基乙二胺、四甲基丁二胺、醋酸钾、辛酸钾、油酸钾和甲醇钠中的任意一种或至少两种。
在发泡固化前，需要将原料进行混合搅拌。但是由于原料的粘度，会影响搅拌效果，使得原料发泡不均匀，影响发泡材料的性能。因此在本发明较佳实施例中，原料还包括稀释剂50～200份，用于降低原料的粘度，使其易于混合搅拌均匀。优选地，稀释剂包括乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、二甲亚砜、石油醚、正己烷、二甲基甲酰胺和二甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种。
由于制备聚氨酯发泡材料的原料为各种化学试剂，因此在发泡过程中会产生有刺激性气体，影响操作医生和患者健康以及心情。在本发明的较优实施例中，原料还包括香精0.5～10份，用于调节材料的气味，使得发泡过程中产生的气体气味芬芳，同时还具有调节患者情绪和心情的作用。优选地，香精包括薄荷油、茶油、柠檬油、薰衣草油、桂花油、桉树油、香草醛、香茅醇和丁香酚中的任意一种或至少两种。
通过将聚氨酯发泡原料、表面活性剂、发泡剂、催化剂、稀释剂以及香料混合，在启发和发泡过程中具有协同增效作用，使得聚氨酯发泡原料发泡后形成的结构较为均匀稳定，不易变形，且质量轻。聚氨酯发泡原料、表面活性剂、发泡剂、催化剂、稀释剂以及香料的配比使得聚氨酯发泡材料的启发时间控制在40～100s，发泡固化时间控制在100～240s，既留给了医生和患者充足的配合操作的时间，又大大缩短了患者在定位垫上停留的时间，使整个过程可控性大大增强。同时在发泡操作和固化过程中气味芬芳，能够调节患者的情绪和心情。
进一步地，在本发明较优实施例中，按重量百分比计，当原料包括：聚氨酯发泡原料900～1100份，表面活性剂3～5份，香精2～8份，发泡剂2～8份，催化剂2～8份，稀释剂100～150份时，制得的聚氨酯发泡材料的各方面性能较优，可以较好的应用于肿瘤放疗定位方面。
本发明还提供了上述用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料的制备方法，包括：按配比称取原料，将原料置于容器中混合，经高速搅拌均匀后，倒入模具中，在5～50℃的条件下固化2～30min，成型后即可使用。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，主要通过以下步骤制备而成：
按重量百分比计，取聚氨酯发泡剂原料900份，司盘-802份，桂花油0.5份，水0.1份，二月桂酸二丁基锡5份，乙醇50份。
将上述原料置于容器中混合，在5℃的条件下搅拌10秒，倒入模具中发泡。100s启发，240s发泡结束并固化，固化后不变形，并有桂花香味。
实施例2
本实施例提供了一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，主要通过以下步骤制备而成：
取聚氨酯发泡剂原料1000份，吐温-603份，茶油3份，正戊烷10份，三乙烯二胺5份，异丙醇100份。
将上述原料置于容器中混合，在10℃环境中搅拌10秒，倒入模具中发泡，80s启发，200s发泡结束并固化，固化后不变形，并有茶油香味。
实施例3
本实施例提供了一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，主要通过以下步骤制备而成：
取聚氨酯发泡剂原料1000份，硅油4份，香草醛6份，氯甲烷6份，四甲基丁二胺8份，二甲基甲酰胺150份。
将上述原料置于容器中混合，在25℃环境中搅拌10秒，倒入模具中发泡，60s启发，150s发泡结束并固化，固化后不变形，并有香草醛的特殊香味。
实施例4
本实施例提供了一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，主要通过以下步骤制备而成：
取聚氨酯发泡剂原料1100份，聚乙二醇5份，丁香酚8份，氯乙烷8份，辛酸亚锡10份，二甲基吡咯烷酮200份。
将上述原料置于容器中混合，在40℃环境中搅拌10秒，倒入模具中发泡，50s启发，120s发泡结束并固化，固化后不变形，并有特殊香味。
实施例5
本实施例提供了一种用于肿瘤放疗人体发泡定位垫的聚氨酯发泡材料，主要通过以下步骤制备而成：
取聚氨酯发泡剂原料1000份，硅油和聚乙二醇-200的混合物6份，香茅醇10份，异戊烷和水的混合物10份，醋酸钾8份，乙酸乙酯150份。
将上述原料置于容器中混合，在50℃环境中搅拌10秒，倒入模具中发泡，40s启发，100s发泡结束并固化，固化后不变形，并有香茅醇的特殊香味。
对比例1
本对比例提供了一种聚氨酯发泡材料，主要通过以下步骤制备而成：
取聚氨酯发泡剂原料1000份，司盘-802份，正戊烷10份。
将上述原料置于容器中混合，在25℃环境中搅拌10秒，倒入模具中发泡，30s启发，80s发泡结束并固化。
对比例2
本对比例提供了一种聚氨酯发泡材料，主要通过以下步骤制备而成：
取聚氨酯发泡剂原料1000份，吐温-606份，氯甲烷和氯乙烷的混合物10份。
将上述原料置于容器中混合，在5℃环境中搅拌5秒，倒入模具中发泡，25s启发，70s发泡结束并固化。
由实施例1～5和对比例1～2可知，实施例1～5提供的原料配比制得的发泡材料的启发时间和固化时间较为合适，而对比例1和2的启发和固化时间较短，不易控制，不利于医生和患者的操作。
选取实施例1～5和对比例1～2制得的发泡材料，进行机械强度和弹性检测。测试结果显示实施例1～5制得的发泡材料的机械强度较好，不易变形，质量轻。对比例1～2制得的发泡材料由于制备过程中原料的混合不均匀，并且发泡时间不稳定，因此发泡的结构不稳定，影响了机械强度和弹性。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。