CN102921049A - 抗菌医用导管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗菌医用导管，包括管体，所述管体的内外表面均涂覆有一层抗菌涂层，所述抗菌涂层的成分包括抗菌剂和作为抗菌剂载体的高聚物，其中抗菌剂的含量按质量比为抗菌涂层总质量的0.05%~10%。本发明还提供上述抗菌医用导管的制备方法，包括：医用导管表面处理步骤；配制载体溶液步骤；配制抗菌溶液步骤，将抗菌剂加入载体溶液，同时搅拌处理至分散均匀，配制成抗菌溶液；成膜步骤：将表面处理好的医用导管浸入抗菌溶液中再缓慢提起，使抗菌溶液沿医用导管的表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层；干燥步骤。本发明在医用导管的表面沉积一层含有抗菌成分的抗菌涂层，该抗菌涂层能够有效抑制细菌的生长，并在较长时间内发挥良好的抗菌能力。

Description

抗菌医用导管及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，更确切地说，本发明涉及一种抗菌医用导管及其制备方法。 

背景技术

随着经济发展和人民生活水平的日益提高，医疗水平也在日益改善。新型医疗器械的出现使传统的诊疗、诊断模式得到了大大改变，也使医疗水平和患者愈后体质及生理功能的康复得到大幅度的提高。其中医用导管发展迅速，已广泛用于各科疾病的诊断及治疗，或者实施一些辅助的医疗操作。使得一些操作复杂、并发症多、风险大的传统诊疗手段得到了根本的改进。 

根据国内外医用导管的临床应用经验，使用医疗导管的医疗过程中，有一重要问题需要考虑，现有即医用导管缺乏强效抗菌性能，在实际的临床应用中，在适宜的温度和湿度条件下，医用导管表面极易繁殖细菌，严重威胁患者康复，同时也易带来医疗事故和经济损失。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种抗菌医用导管，能有效抑制细菌的生长，并具有长效抗菌能力。 

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种抗菌医用导管的制备方法，以制备出能有效抑制细菌的生长，并具有长效抗菌能力的抗菌医用导管。 

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种抗菌医用导管，包括管体，所述管体的内外表面均涂覆有一层抗菌涂层，所述抗菌涂层的成分包括抗菌剂和作为抗菌剂载体的高聚物，其中抗菌剂的含量按质量比为抗菌涂层总质量的0.05%~10%。 

进一步地，所述高聚物为如下材料中的任意一种：聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚亚安酯；所述抗菌剂为如下抗菌剂中的任意一种：银或银离子、铜或铜离子、锌或锌离子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、壳聚糖、山梨酸、卤胺化合物、季铵盐。 

进一步地，所述抗菌涂层中还加有如下表面活性剂中的任意一种：聚丙乙烯、磷酸酯、硬脂酸、乙炔二醇。 

进一步地，所述管体由如下材料中的任意一种制成：聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乳胶、聚氨酯、硅橡胶、硅化乳胶复合材料。 

另一方面，本发明还提供上述抗菌医用导管的制备方法，包括如下步骤： 

医用导管表面处理步骤：将医用导管在表面处理液中浸渍15~40分钟后取出并用去离子水进行超声清洗，然后烘干待用；

配制载体溶液步骤：将高聚物母粒在无水乙醇中浸泡后用去离子水进行超声清洗，再烘干待用，取处理好的高聚物母粒和有机溶剂按照单位为克：毫升的质量体积比1：15~1：40完全溶解，获得载体溶液；

配制抗菌溶液步骤，将抗菌剂加入载体溶液，同时搅拌处理至分散均匀，配制成抗菌溶液，然后将制得的抗菌溶液置于真空箱中脱泡处理后静置备用；

成膜步骤：将表面处理好的医用导管浸入抗菌溶液中再缓慢提起，使抗菌溶液沿医用导管的表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层；

干燥步骤，将带有抗菌涂层的医用导管进行干燥处理，直至表面的抗菌涂层凝固，最后用大量蒸馏水清洗后密封保存，即获得抗菌医用导管。

进一步地，所述表面处理液为异丙醇或者通过如下方式配制而成的表面处理液：按照三氧化铬：蒸馏水为1：100~2：100且单位为克：毫升的质量体积比，称取三氧化铬完全溶解于相应量的蒸馏水中，再加入质量百分浓度为95~98%浓硫酸，所述浓硫酸的用量为二氧化铬使用量的8~10倍，在冰水中搅拌均匀获得表面处理液。 

进一步地，配制载体溶液步骤中，所述高聚物为如下材料中的任意一种：聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚亚安酯；使用的有机溶剂是四氢呋喃、三氯甲烷、乙腈、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。 

进一步地，配制抗菌溶液步骤中，所用抗菌剂为以Ag⁺、Cu²⁺或Zn²⁺为抗菌成分的无机金属抗菌剂，在抗菌剂加入载体溶液并完全溶解后，进一步加入还原剂并高速搅拌直至反应完全，所述还原剂与抗菌剂的质量比为1：2~1：100，所述还原剂为如下物质中的任意一种：次磷酸钠、乙二醇、硼氢化钠、柠檬酸钠、连二亚硫酸钠。 

进一步地，配制抗菌溶液步骤中，所用抗菌剂为如下抗菌剂中的任意一种：锐钛矿型二氧化钛粉末、ZnO、壳聚糖、山梨酸或季铵盐，将抗菌剂加入高聚物载体溶液中，高速搅拌至分散均匀，然后再加入适量表面活性剂，同时高速搅拌直至反应完全。 

进一步地，配制抗菌溶液步骤中，在将抗菌剂加入高聚物载体溶液中并高速搅拌至分散均匀后，再加入适量表面活性剂，同时高速剧烈搅拌直至反应完全，所述表面活性剂为如下物质中的任意一种：聚丙乙烯、磷酸酯、硬脂酸、乙炔二醇。 

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：本发明在医用导管的表面沉积一层含有抗菌成分的抗菌涂层，该抗菌涂层能够有效抑制细菌的生长，并在较长时间内发挥良好的抗菌能力。 

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。 

本发明提供一种抗菌医用导管，包括管体，所述管体的内外表面均涂覆有一层抗菌涂层，所述抗菌涂层的成分包括抗菌剂和作为抗菌剂载体的高聚物，其中抗菌剂的含量按质量比为抗菌涂层总质量的0.05%~10%。 

本发明抗菌医用导管可以适用于多种类型、不同材质的医用导管，例如：管体是由聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乳胶、聚氨酯、硅橡胶、硅化乳胶复合材料等材质之一制成的各种类型的医用导管。 

作为抗菌剂载体的所述高聚物也可以采用如下材料中的任意一种：聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚亚安酯。 

所述抗菌剂为如下抗菌剂中的任意一种：银或银离子、铜或铜离子、锌或锌离子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、壳聚糖、山梨酸、卤胺化合物、季铵盐。通过从而使材料具有抑菌或杀菌能力。 

为配合一些抗菌剂的使用，还可在所述抗菌涂层中加入如下表面活性剂中的任意一种：聚丙乙烯、磷酸酯、硬脂酸、乙炔二醇。 

另一方面，本发明还提供上述抗菌医用导管的制备方法，包括如下步骤： 

医用导管表面处理步骤：将医用导管在表面处理液中浸渍15~40分钟后取出并用去离子水进行超声清洗，然后烘干待用，本步骤是对医用导管进行改性处理，不仅可以延长医用导管本身的使用寿命，同时也使其在使用过程中更加安全可靠；

配制载体溶液步骤：将高聚物母粒在无水乙醇中浸泡后用去离子水进行超声清洗，再烘干待用，取处理好的高聚物母粒和有机溶剂按照单位为克：毫升的质量体积比1：15~1：40完全溶解，获得载体溶液，本步骤中，使用的有机溶剂是四氢呋喃、三氯甲烷、乙腈、二甲基甲酰胺（DMF）或N-甲基吡咯烷酮（NMP）；

配制抗菌溶液步骤，将抗菌剂加入载体溶液，同时搅拌处理至分散均匀，配制成抗菌溶液，由于搅拌过程中会产生气泡，因此通常还可将制备好的抗菌溶液在真空箱中进行脱泡后静置备用；

成膜步骤：将表面处理好的医用导管浸入抗菌溶液中再缓慢提起，使抗菌溶液沿医用导管的表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层；

干燥步骤，将带有抗菌涂层的医用导管进行干燥处理，通常采用的干燥方式为在室温下静置晾干或以加热至适当温度烘干，直至表面的抗菌涂层凝固，最后用大量蒸馏水清洗后密封保存，即获得抗菌医用导管。

在上述制备方法中，可以使用异丙醇作为对医用导管进行表面处理的表面处理液，也可以通过如下方式来配制表面处理液：按照三氧化铬：蒸馏水为1：100~2：100且单位为克：毫升的质量体积比，称取三氧化铬完全溶解于相应量的蒸馏水中，再加入质量百分浓度为95~98%浓硫酸，所述浓硫酸的用量为二氧化铬使用量的8~10倍，在冰水中搅拌均匀获得表面处理液。 

在配制抗菌溶液步骤中，当所用抗菌剂为以Ag⁺、Cu²⁺或Zn²⁺为抗菌成分的无机金属抗菌剂时，在抗菌剂加入载体溶液并完全溶解后，进一步加入还原剂并以800~1500转/分钟的速度高速搅拌直至反应完全，所述还原剂与抗菌剂的质量比为1：2~1:100，所述还原剂为如下物质中的任意一种：次磷酸钠、乙二醇、硼氢化钠、柠檬酸钠、连二亚硫酸钠。 

在配制抗菌溶液步骤中，当所用抗菌剂为二氧化钛，例如锐钛矿型二氧化钛，在将抗菌剂加入高聚物载体溶液中后，高速搅拌至分散均匀，然后再加入适量表面活性剂，同时高速剧烈搅拌直至反应完全。可加入的表面活性剂可以为如下任意一种：聚丙乙烯、磷酸酯、硬脂酸、乙炔二醇。 

下面将结合实施例进一步阐明上述医用导管涂层制备方法。 

实施例1--制备具有载银抗菌涂层的聚氨酯医用导管 

医用导管前处理步骤：将7g三氧化铬溶于500ml蒸馏水中，再加入65g质量百分浓度为98%的浓硫酸，在0℃冰水中搅拌均匀，将需要涂覆抗菌涂层的聚氨酯医用导管在配好的溶液中浸渍30min，加以适当速度搅拌，然后将处理好的聚氨酯医用导管在去离子水中超声清洗0.5小时，再在60℃温度下烘干待用。

配制载体溶液步骤：将聚氨酯母粒在无水乙醇中浸泡3小时，再进行去离子水超声清洗半小时，60℃摄氏度烘干待用；然后在室温下，取处理好的聚氨酯母粒5g溶解在100ml四氢呋喃中，并用磁力搅拌器以600rpm的转速搅拌至完全溶解，得到5%（w/v，单位为g/ml）聚氨酯载体溶液。 

配制抗菌溶液步骤：量取体积为聚氨酯载体溶液体积的2%的2mg/ml的硝酸银水溶液加入聚氨酯载体溶液中，继续在搅拌器下以800rpm的转速下高速搅拌60分钟至溶解完全，再按照还原剂与银盐的质量比为1：2迅速加入还原剂硼氢化钠，在搅拌器下以1000rpm的转速下高速搅拌2小时，直至反应完全，将制备好的抗菌溶液在真空箱中进行脱泡处理后静置待用。 

成膜步骤：将表面处理好的聚氨酯医用导管浸入制备好的抗菌溶液中，然后再缓慢提起，抗菌溶液在重力作用下沿医用导管表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层。 

干燥步骤，将带有抗菌涂层的聚氨酯医用导管在室温下静置晾干或以适当温度烘干，直至表面的抗菌涂层凝固，最后用大量蒸馏水清洗后密封保存，即获得抗菌聚氨酯医用导管。 

实施例 2--制备具有载银抗菌涂层的PVC医用导管 

医用导管前处理步骤：将8g三氧化铬溶于500ml蒸馏水中，再加入65g质量百分浓度为98%的浓硫酸，在0℃冰水中搅拌均匀，将PVC医用导管在配好的溶液中浸渍30min，加以适当速度搅拌，再把处理好的PVC医用导管在去离子水中超声清洗0.5小时，60℃烘干待用。

配制载体溶液步骤：将聚乙烯吡咯烷酮母粒在无水乙醇中浸泡3小时，再进行去离子水超声清洗半小时，60摄氏度烘干待用。室温下，取处理好的聚乙烯吡咯烷酮母粒5g溶解在150ml 氯仿（三氯甲烷）。用磁力搅拌器以500rpm的转速搅拌至完全溶解，得到3.3%（w/v，单位为g/ml）的聚氨酯载体溶液。 

配制抗菌溶液步骤：取体积为聚乙烯吡咯烷酮载体溶液体积的2%的2mg/ml的硝酸银水溶液加入聚乙烯吡咯烷酮载体溶液中，继续在搅拌器下以700rpm的转速下高速搅拌60分钟至溶解完全，再按照还原剂与银盐的质量比为1：5迅速加入还原剂硼氢化钠，在搅拌器下以900rpm的转速下高速搅拌2小时，直至反应完全，然后将制备好的抗菌溶液在真空箱中进行脱泡处理后静置待用。 

成膜步骤：将表面处理好的PVC医用导管浸入制备好的抗菌溶液中，然后再缓慢提起，抗菌溶液在重力作用下沿医用导管表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层。 

干燥步骤，将带有抗菌涂层的医用导管在室温下静置晾干或以适当温度烘干，直至表面的抗菌涂层凝固，最后用大量蒸馏水清洗后密封保存，即获得抗菌PVC医用导管。 

实施例 3--制备具有载氧化钛抗菌涂层的硅橡胶医用导管 

医用导管前处理步骤：将硅橡胶医用导管在异丙醇中浸泡2.5小时，在放入去离子水中超声清洗半小时，60℃烘干待用。

配制载体溶液步骤：将聚氧化乙烯母粒在无水乙醇中浸泡3小时，再进行去离子水超声清洗半小时，60摄氏度烘干待用。室温下，取处理好的聚氧化乙烯母粒9g溶解在180ml 乙腈中。用磁力搅拌器以600rpm的转速搅拌至完全溶解，得到5%（w/v，单位为g/ml）聚氧化乙烯载体溶液。 

配制抗菌溶液步骤：按2g/ml的量将锐钛矿二氧化钛粉末加入聚氧化乙烯载体溶液中，继续在搅拌器下以800rpm的转速下高速搅拌60分钟至分散均匀，加入1ml的0.4mmol/L的硬脂酸溶液，再用分散器以3500rpm的转速分散5分钟，然后将制备好的抗菌溶液在真空箱中进行脱泡处理后静置待用。 

成膜步骤：将表面处理好的硅橡胶医用导管浸入制备好的抗菌溶液中，然后再缓慢提起，抗菌溶液在重力作用下沿医用导管表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层。 

干燥步骤，将带有抗菌涂层的硅橡胶医用导管在室温下静置晾干或以适当温度烘干，直至表面的抗菌涂层凝固，最后用大量蒸馏水清洗后密封保存，即获得抗菌硅橡胶医用导管。 

实施例4--制备具有载壳聚糖抗菌涂层的PVC医用导管 

医用导管前处理步骤：将7g三氧化铬溶于500ml蒸馏水中，再加入65g质量百分浓度为95%的浓硫酸，在0℃冰水中搅拌均匀，将需要镀膜的PVC医用导管在配好的溶液中浸渍30min，以适当速度搅拌，再把处理好导管在去离子水中超声清洗40min，60℃烘干待用。

配制载体溶液步骤：将聚氨酯母粒在无水乙醇中浸泡4小时，再进行去离子水超声清洗40min，60摄氏度烘干待用，然后在室温下，取处理好的聚氨酯母粒10g溶解在150ml四氢呋喃中，并用搅拌器以400rpm的转速搅拌至完全溶解，得到6.7%（w/v，单位为g/ml）聚氨酯载体溶液。 

配制抗菌溶液步骤：按1g/ml的量将食品级壳聚糖粉加入聚氨酯载体溶液中，以800rpm的转速下高速搅拌60分钟至分散均匀。再用分散器以3000rpm的转速分散15分钟。将制备好的抗菌溶液在真空箱中进行脱泡处理后静置待用。 

成膜步骤：将表面处理好的PVC医用导管浸入制备好的抗菌溶液中，然后再缓慢提起，抗菌溶液在重力作用下沿医用导管表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层。 

干燥步骤，将带有抗菌涂层的医用导管在室温下静置晾干或以适当温度烘干，直至表面的抗菌涂层凝固，最后用大量蒸馏水清洗后密封保存，即获得抗菌PVC医用导管。 

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。 

Claims (10)

1. 一种抗菌医用导管，包括管体，其特征在于，所述管体的内外表面均涂覆有一层抗菌涂层，所述抗菌涂层的成分包括抗菌剂和作为抗菌剂载体的高聚物，其中抗菌剂的含量按质量比为抗菌涂层总质量的0.05%~10%。

2. 如权利要求1所述的抗菌医用导管，其特征在于，所述高聚物为如下材料中的任意一种：聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚亚安酯；所述抗菌剂为如下抗菌剂中的任意一种：银或银离子、铜或铜离子、锌或锌离子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、壳聚糖、山梨酸、卤胺化合物、季铵盐。

3. 如权利要求1所述的抗菌医用导管，其特征在于，所述抗菌涂层中还加有如下表面活性剂中的任意一种：聚丙乙烯、磷酸酯、硬脂酸、乙炔二醇。

4. 如权利要求1所述的抗菌医用导管，其特征在于，所述管体由如下材料中的任意一种制成：聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乳胶、聚氨酯、硅橡胶、硅化乳胶复合材料。

5. 一种如权利要求1所述的抗菌医用导管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

医用导管表面处理步骤：将医用导管在表面处理液中浸渍15~40分钟后取出并用去离子水进行超声清洗，然后烘干待用；

配制载体溶液步骤：将高聚物母粒在无水乙醇中浸泡后用去离子水进行超声清洗，再烘干待用，取处理好的高聚物母粒和有机溶剂按照单位为克：毫升的质量体积比1：15~1：40完全溶解，获得载体溶液；

配制抗菌溶液步骤，将抗菌剂加入载体溶液，同时搅拌处理至分散均匀，配制成抗菌溶液，然后将制得的抗菌溶液置于真空箱中脱泡处理后静置备用；

成膜步骤：将表面处理好的医用导管浸入抗菌溶液中再缓慢提起，使抗菌溶液沿医用导管的表面自然流动形成均匀光滑的抗菌涂层；

干燥步骤，将带有抗菌涂层的医用导管进行干燥处理，直至表面的抗菌涂层凝固，最后用大量蒸馏水清洗后密封保存，即获得抗菌医用导管。

6. 如权利要求5所述的抗菌医用导管的制备方法，其特征在于，所述表面处理液为异丙醇或者通过如下方式配制而成的表面处理液：按照三氧化铬：蒸馏水为1：100~2：100且单位为克：毫升的质量体积比，称取三氧化铬完全溶解于相应量的蒸馏水中，再加入质量百分浓度为95~98%浓硫酸，所述浓硫酸的用量为二氧化铬使用量的8~10倍，在冰水中搅拌均匀获得表面处理液。

7. 如权利要求5所述的抗菌医用导管的制备方法，其特征在于，配制载体溶液步骤中，所述高聚物为如下材料中的任意一种：聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚亚安酯；使用的有机溶剂是四氢呋喃、三氯甲烷、乙腈、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

8. 如权利要求5所述的抗菌医用导管的制备方法，其特征在于，配制抗菌溶液步骤中，所用抗菌剂为以Ag⁺、Cu²⁺或Zn²⁺为抗菌成分的无机金属抗菌剂，在抗菌剂加入载体溶液并完全溶解后，进一步加入还原剂并高速搅拌直至反应完全，所述还原剂与抗菌剂的质量比为1：2~1：100，所述还原剂为如下物质中的任意一种：次磷酸钠、乙二醇、硼氢化钠、柠檬酸钠、连二亚硫酸钠。

9. 如权利要求6所述的抗菌医用导管的制备方法，其特征在于，配制抗菌溶液步骤中，所用抗菌剂为如下抗菌剂中的任意一种：锐钛矿型二氧化钛粉末、ZnO、壳聚糖、山梨酸或季铵盐，将抗菌剂加入高聚物载体溶液中，高速搅拌至分散均匀。

10. 如权利要求9所述的抗菌医用导管的制备方法，其特征在于，配制抗菌溶液步骤中，在将抗菌剂加入高聚物载体溶液中并高速搅拌至分散均匀后，再加入适量表面活性剂，同时高速搅拌直至反应完全，所述表面活性剂为如下物质中的任意一种：聚丙乙烯、磷酸酯、硬脂酸、乙炔二醇。