一种气雾型超声耦合剂及其制备方法与流程

本发明涉及超声耦合剂，更具体涉及一种气雾型超声耦合剂及其制备方法。

背景技术：

1、超声耦合剂是超声诊断和超声治疗过程中不可缺少的辅助材料，然而传统凝胶型超声耦合剂通常采用瓶装挤压方式进行使用，在实际临床应用过程中，需要医护人员手动挤出并涂覆于检查部位，不仅操作便利性较低，而且在多人连续检查过程中容易造成瓶口污染、交叉接触以及材料浪费等问题。因此，开发便于快速释放和精准施用的新型超声耦合剂成为该领域的重要发展方向。

2、针对上述问题，现有技术提出了气雾型超声耦合剂方案。例如，现有技术文献cn106039329a公开了一种气雾型医用超声耦合剂，其采用囊袋式气雾包装结构，将耦合剂储存在气雾罐内，通过推进剂压力实现喷出，并采用卡波姆、甘油、三乙醇胺等传统凝胶组分形成可喷射耦合剂体系。该技术方案解决了传统挤压式耦合剂使用不便的问题，实现了耦合剂的快速喷出和便捷应用。

3、上述气雾型超声耦合剂仍主要依赖传统单一高分子增稠体系提高黏度，而气雾喷射过程要求组合物具有较低流动阻力。当提高聚合物浓度以增强喷出后的驻留性能时，会导致体系黏度升高，喷射阻力增加，甚至出现喷嘴堵塞；而降低黏度以改善喷射性能时，又容易导致喷出后液膜流动、流挂以及无法保持连续耦合层的问题。因此，现有气雾型耦合剂难以同时满足喷射性能和喷后稳定驻留性能的要求。

4、此外，现有技术对于喷雾型超声耦合剂也进行了进一步研究。例如，us11311635b2公开了一种超声耦合喷雾组合物，其采用淀粉类增稠剂提高体系黏度，并通过控制喷雾液滴尺寸降低气溶胶形成倾向。该技术指出，喷雾体系需要在增稠性能和可喷射性能之间进行平衡，同时还需要解决淀粉体系可能产生沉淀的问题。

5、然而，上述技术仍存在一定不足。首先，淀粉类增稠体系主要依靠单一高分子链结构提供黏度调节能力，其对于喷射剪切过程中的快速黏度变化以及喷出后的结构恢复能力有限；其次，为改善体系稳定性，需要进一步加入油脂、乳化剂或淀粉降解酶等辅助组分，导致配方体系复杂化。此外，单纯依靠提高增稠剂含量控制液滴尺寸，容易造成体系流动性能下降，难以兼顾连续膜形成和声学耦合稳定性。

6、进一步地，现有技术还提出通过成膜方式改善耦合剂使用后的清理问题。例如，cn107854696b公开了一种结膜型医用超声耦合剂，通过聚合物体系使耦合剂在使用后形成可揭除膜层，从而减少传统耦合剂擦拭清理的不便。该技术能够改善使用后的清洁问题，但其重点在于形成可剥离膜层，并未针对气雾喷射过程中所需的剪切响应性能以及喷后快速恢复性能进行优化。

7、此外，现有技术中还存在利用海藻酸盐体系配合收敛剂实现快速凝胶化的方案，例如cn102451475b公开了一种超声耦合剂及配套收敛剂体系，通过海藻酸钠与二价金属离子作用实现快速固化，从而方便去除。然而，该技术需要额外喷涂收敛剂，属于外部触发固化方式，无法实现单一耦合剂体系自身在喷射过程中的动态黏度调节。

8、综上，现有超声耦合剂配方体系通常针对喷射便利性、抗菌性能、成膜性能或保湿性能中的单一方面进行优化，各功能组分之间缺少系统性的协同设计，尚未形成一种能够同时满足剪切变稀、快速结构恢复、低气泡连续成膜以及稳定声学耦合性能要求的复合功能配方体系。

9、因此，亟需开发一种新的气雾型超声耦合剂。

技术实现思路

1、本技术针对现有气雾型超声耦合剂存在的喷出性能与驻留性能难以兼顾、喷后易流挂、膜层连续性不足以及长期扫描过程中易失水的问题，并区别于传统单一增稠体系，本技术采用通过一种气雾型超声耦合剂及其制备方法，利用剪切变稀多糖、纤维素衍生物、保水聚合物以及层状硅酸盐纳米片组成的复合功能网络。其中，剪切变稀多糖提供柔性链缠结结构，实现高剪切条件下低黏度喷出；层状硅酸盐纳米片提供可逆物理交联结构，实现喷出后的快速结构恢复；纤维素衍生物调节有机-无机界面，提高膜层连续性；保水聚合物维持耦合膜长期湿润状态。上述组分并非简单叠加，而是在结构恢复速度、膜形成过程以及水分保持方面形成协同作用，使所得气雾型超声耦合剂同时具备易喷出、快速定型、连续成膜和稳定声学耦合性能，并提供如下技术方案：

2、一种气雾型超声耦合剂，原料包括基础组分和功能组分，所述功能组分包括剪切变稀多糖、纤维素衍生物、保水聚合物以及层状硅酸盐纳米片，所述基础组分包括水和声学调节剂；所述声学调节剂选自甘油、丙二醇、1,3-丙二醇、聚乙二醇中的一种或多种。

3、进一步地，所述剪切变稀多糖选自黄原胶、结冷胶、魔芋葡甘聚糖、瓜尔胶、改性瓜尔胶、海藻酸盐、卡拉胶中的一种或多种；

4、所述纤维素衍生物选自羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或多种；

5、所述保水聚合物选自透明质酸钠、透明质酸钾、羧甲基壳聚糖、聚谷氨酸盐、海藻糖聚合物、聚乙二醇衍生物中的一种或多种；

6、所述层状硅酸盐纳米片选自合成层状硅酸镁锂、层状硅酸镁铝中的一种或多种。

7、进一步地，所述剪切变稀多糖为黄原胶；所述纤维素衍生物包括羟乙基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素；所述保水聚合物为透明质酸钠；所述层状硅酸盐纳米片为层状硅酸镁锂。

8、进一步地，按质量份计，包括剪切变稀多糖0.05-0.40份、纤维素衍生物0.05-0.80份、保水聚合物0.005-0.20份、层状硅酸盐纳米片0.01-0.30份、保湿声学调节剂12-30份以及水100份。

9、进一步地，所述功能组分还包括润湿剂和消泡剂，所述润湿剂选自泊洛沙姆188、泊洛沙姆407、聚山梨酯、烷基糖苷、聚氧乙烯氢化蓖麻油中的一种或多种；所述消泡剂选自西甲硅油、聚二甲基硅氧烷乳液、二甲硅油、硅氧烷聚醚共聚物中的一种或多种；按质量份计，所述润湿剂0.01-0.3份，所述消泡剂0.005-0.15份。

10、进一步地，所述基础组分还包括ph调节剂、缓冲剂、螯合剂或防腐剂中的一种或多种；其中，所述ph调节剂为三乙醇胺；所述缓冲剂选自柠檬酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂、硼酸盐缓冲剂中的一种或多种，所述螯合剂包括依地酸二钠，所述防腐剂为苯氧乙醇、乙基己基甘油或山梨酸钾中的一种或多种，所述气雾型超声耦合剂组合物的ph为6.0-7.2。

11、一种制备气雾型超声耦合剂的方法，包括以下步骤：

12、s1，将层状硅酸盐纳米片在部分水中分散，得到分散液；

13、s2，将剪切变稀多糖、纤维素衍生物和保水聚合物进行混合，再与声学调节剂混合，得到聚合物湿料；

14、s3，将聚合物湿料与分散液混合后，再与剩余水混合得到气雾型超声耦合剂；

15、s4，将气雾型超声耦合剂通过囊袋隔离地存贮入气雾罐中，在气雾罐与囊袋之间充填推进剂。

16、进一步地，s3中聚合物湿料与分散液混合后进行熟化，所述熟化温度为20℃-45℃，熟化时间为1-24h。

17、进一步地，在熟化之后，与剩余水混合时加入润湿剂、消泡剂、ph调节剂、缓冲剂、螯合剂和防腐剂。

18、进一步地，得到气雾型超声耦合剂后进行脱泡，均质。

19、由于采用了以上技术方案，本发明的有益技术效果是：

20、1、本发明的气雾型超声耦合剂通过剪切变稀多糖、纤维素衍生物、保水聚合物与层状硅酸盐纳米片的协同配合，构建了可逆触变网络。该网络在气雾喷出的高剪切条件下黏度大幅下降，保证顺畅喷射；喷出后层状硅酸盐纳米片网络迅速重建以提供初始屈服应力，有效抑制流挂，同时多糖网络逐步恢复缠结，将离散液滴融合为均匀、连续的耦合膜，从而能够兼顾了良好的雾化喷射性和优异的驻留定型能力。

21、2、纤维素衍生物在有机多糖链与无机纳米片之间发挥桥接和骨架强化作用，显著提升网络的均一性和膜层连续性；保水聚合物将体系内自由水高效转化为结合水，大幅增强耦合膜的保水能力，使膜层在长时间超声扫描中仍保持湿润、柔软且连续，有效避免干裂和空气间隙的引入，保证了稳定、低衰减的声学传输性能，显著减少超声伪影，提高成像质量。

22、3、本发明提供的制备方法先将层状硅酸盐纳米片预分散形成均匀片层分散液，再将剪切变稀多糖、纤维素衍生物和保水聚合物用声学调节剂预润湿，然后将二者复合并进行特定条件的熟化。这一分步构建工艺确保了各组分均匀分散及互穿网络的充分形成，方法条件可控、步骤简单，所得产品批次稳定性优异，易于实现工业化生产。