CN110170075A - 一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，该方法采用超声喷涂工艺将涂层涂覆在中心静脉导管表面，可以实现超滑抗菌单腔和多腔中心静脉导管的生产，并且通过超声喷涂可以使溶液冲至中心静脉导管表面，提高涂层的牢固度。本发明所述的制备方法不仅可以提高涂层表面的均匀度、易于工业化生产，还能减少浪费及空气污染，节约成本。

Description

一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法

技术领域

本发明涉及医用医疗领域，具体涉及一种超滑抗菌中心静脉导管用超声喷涂工艺制备的方法。

背景技术

中心静脉导管是一种常见的医疗器械，其通过穿刺技术***患者的静脉，经深静脉穿刺中心静脉置管在监测中心静脉压、维持血容量及全肠外营养等方面得到了广泛应用，但其在临床使用过程中易引起导管相关血流感染（CRBSI）这一并发症以及由于长期留置引起的血栓形成问题。

在普通中心静脉导管聚氨酯材质表面涂覆固化具有抗凝血抗感染作用的医用涂层，涂层后中心静脉导管在水溶液环境下瞬间获得超润滑表面，摩擦系数较未涂层样品大幅降低，阻止血细胞在管体表面黏附，抵抗血栓形成；同时抗菌物质持续释放以保证留置期间导管具有抵抗血流感染的性能，对常见革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌具有较大抑制作用。

目前，导管类涂层制备的方法很多，主要为浸涂法和喷涂法。浸涂法是将器械置于载体聚合物和药物的混合溶液中，药物和聚合物载体吸附在器械表面上；浸涂法制作工艺相对简单易行，过程也便于调节，但是，对于导管为多腔及导管内径较细的医疗器械，浸涂后极易堵管，造成导管堵塞或变形，给医疗器械造成极大的安全隐患，同时，使用浸涂方法制备涂层导管会造成表面涂层牢固度不高，造成原料的大量浪费及污染环境，因此该方法应用面不广。

喷涂方法是将涂层液雾化，喷涂于器械表面。喷涂法制备的涂层厚度均一，可以有效减少材料汇聚或凝结的现象，并且有利于涂层的再修饰。但传统的气体喷雾法，需要较大的气流和环境的控制，对材料的耗费也较大。超声喷涂利用高频声波将液体雾化形成微米级尺寸，动量较低，引入较小的气流后，可使喷出的液滴流向稳定，均匀的落在器械表面，因此该方法为大多数研究的对象。

超声喷涂可通过控制超声波频率来调节雾化液滴的粒径，但是还存在不足，对聚氨酯涂层，液滴落在器械表面过程中和滴落在器械表面均会发生碰撞重新团聚，这就造成涂层颗粒度较大，大的颗粒更加容易在器械表面脱落；聚氨酯涂层稀释倍数较多，需要通过多次喷涂，喷涂后造成管体表面不均匀现象，这种不均匀或聚集在临床使用过程中可能会造成血管堵塞，带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而提供的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，该工艺制备方法可在单腔、双腔、三腔和四腔管体上涂层，解决了制备的中心静脉导管涂层均匀，具有较强的亲水性，涂层牢固度和附着力好的特性，可在单腔、双腔、三腔和四腔管体上涂层。

本发明解决其技术问题所采取的技术措施是：

一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其制备步骤为：

第一步，制备的超滑抗菌超声喷涂溶液；

第二步，将制备的超声喷涂溶液通过注射器注满超声喷涂管路，对设置在超声喷头下方的中心静脉导管进行喷涂，在喷涂中心静脉导管的同时让中心静脉导管旋转；

第三步，喷涂完成后取出中心静脉导管，再对喷涂后的中心静脉导管进行干燥；

第四步，将干燥后的超滑抗菌中心静脉导管进行配包，灭菌。

进一步的，所述第一步骤中超声喷涂溶液超滑成分为医用级聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯亲水聚合物中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述第一步骤中超声喷涂溶液抗菌成分为磺胺嘧啶、氯己定、利福平、盐酸米诺环素中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述第一步骤中超声喷涂溶液所用试剂为甲醇、乙醇、二丙酮醇、异丙醇、二氯甲烷、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯、四氢呋喃中的一种或一种以上混合组成，支撑聚合物为溶解5%-12%聚氨酯。

进一步的，所述第一步骤超声喷涂溶液抗菌成分含量在0.1-1%，超滑成分含量在0.5%-2.0%，所述喷涂溶液粘度范围在0.5mpa«s-5mpa«s。

进一步的，所述第二步骤中心静脉导管的型号为单腔、双腔、三腔、四腔。

进一步的，所述第二步骤喷涂前，所用中心静脉导管的需要甲醇、乙醇、二丙酮醇、异丙醇、二氯甲烷、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯、四氢呋喃中的一种或一种以上混合进行擦拭。

进一步的，所述第二步骤中喷涂参数主要包括:超声频率为120KHz，超声喷涂溶液流量为0.1ml/min-1.2ml/min，超声功率为0.2w-3.2w，导管的旋转速度为300r/min-1200r/min，喷涂的速度为5mm/s-40mm/s，喷涂次数为1-4次，载气压力为2-8pa。

进一步的，所述第二步骤所用的气体选自空气、氮气、氧气、氢气和氦气中的一种或两种以上。

进一步的，所述第二步骤中喷涂行程与管体长度可不一致，喷涂行程可小于、等于或大于管体长度。

进一步的，所述第三步骤中，喷涂后管体的加热干燥温度在70-110℃，干燥时间为2h-10h。

与现有技术相比，本发明的一种超滑抗菌中心静脉导管用超声喷涂工艺制备的方法，通过合成喷涂溶液，喷涂溶液进入超声喷头进行超声喷涂，实现喷涂后管体表面均匀，牢固度及附着力强，具有较好的抗性能，能满足临床抗凝血、抗感染的需求，本发明还能喷涂制备管体结构复杂的双腔、三腔、四腔管体。

附图说明

图1为本发明超声喷涂设备示意图；

图2是本发明的实施例1、实施例2扫描电镜图放大100X；

图3是本发明的实施例1、实施例2扫描电镜图放大500X；

图4是本发明的实施例1、实施例2扫描电镜图放大2000X；

图5是未涂层中心静脉导管扫描电镜图，分别放大100X；

图6是未涂层中心静脉导管扫描电镜图，分别放大500X；

图7是未涂层中心静脉导管扫描电镜图，分别放大2000X；

图8是本发明的实施例1、实施例2抑菌测试图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步详细解释。

本发明的基本原理是，喷涂溶液通过进样针进入流道通过超声喷头雾化，可以获得一种单腔、双腔、三腔和四腔中心静脉导管涂层，该中心静脉导管涂层具有较强的亲水性、抗菌性，附着均匀一致、牢固及附着力好的特性。如图1所示，超声喷涂主要包括进样针1、流道2、超声信号接口3、腔体4、内部管路5、载气口6、喷嘴口7、旋转装置8，溶液通过进样针1与流道2在腔体4的外部连通后再通过内部管路5与喷嘴口7相通，载气口6也与喷嘴口7相通，载气口7的气体由内部管路5的外部从喷嘴口7喷出，超声信号接口3与腔体4相连接。喷嘴口7喷出雾化液体通过旋转装置8负载中心静脉导管9接收液体。

首先配制喷涂溶液，将磺胺嘧啶、氯己定、利福平、盐酸米诺环素中的一种或几种的混合物溶液适合的溶剂中，溶剂为甲醇、乙醇、二丙酮醇、异丙醇、二氯甲烷、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯、四氢呋喃中的一种或一种以上混合组成，加入适量的超滑组分，超滑成分为医用级聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯亲水聚合物中的一种或几种的混合物，使其充分完全溶解，最后加入为溶解5%-12%聚氨酯搅拌均匀。

其次，这种喷涂溶液通过流道2进入超声喷头内，经喷嘴雾化喷涂至中心静脉导管表面。

再次，喷涂完成后取出中心静脉导管，对喷涂后的中心静脉导管进行加热干燥；

最后，将干燥后的超滑抗菌中心静脉导管进行配包，灭菌。

实施例1：

第一步，喷涂溶液的配制：称取0.3g洗必泰，加入10ml氮甲基吡咯烷酮搅拌溶解，加入9ml四氢呋喃、30ml丙酮、10ml甲醇，加入0.3g聚乙烯吡咯烷酮搅拌至完全溶解，加入溶解质量分数为12%聚氨酯0.3g搅拌至澄清透明；

第二步，喷涂管体：将喷涂溶液通过注射器注满超声喷涂管路，喷涂前用异丙醇擦拭中心静脉导管，中心静脉导管置于旋转装置上于喷头下方，设置喷涂参数溶液流量为1.0ml/min，超声功率为1.9w,中心静脉导管的旋转速度为900r/min，喷涂的速度为32mm/s，喷涂次数为1次，载气压力为3pa；

第三步，喷涂完成后取出中心静脉导管，将喷涂后的中心静脉导管在温度90℃烘箱中干燥时间为6h；

第四步，将干燥后的超滑抗菌中心静脉导管进行配包，灭菌。

实施例2

第一步，喷涂溶液的配制：称取0.25g盐酸米诺环素，加入10ml氮甲基吡咯烷酮搅拌溶解，加入9ml二丙酮醇、30ml丙酮、10ml乙醇，6ml丁酮，加入0.4g聚乙烯吡咯烷酮搅拌至完全溶解，加入溶解质量分数为8%聚氨酯0.5g搅拌至澄清透明；

第二步，喷涂管体：将喷涂溶液通过注射器注满超声喷涂管路，喷涂前用异丙醇擦拭中心静脉导管，中心静脉导管置于旋转装置上于喷头下方，设置喷涂参数溶液流量为0.5ml/min，超声功率为1.2w,中心静脉导管的旋转速度为900r/min，喷涂的速度为10mm/s，喷涂次数为1次，载气压力为3pa；

第三步，喷涂完成后取出中心静脉导管，将喷涂后的中心静脉导管在温度90℃烘箱中干燥时间为6h；

第四步，将干燥后的超滑抗菌中心静脉导管进行配包，灭菌。

为了进一步了解管体的性能，对喷涂后的中心静脉导管性能检测。

1.外观形貌：

将喷涂后的中心静脉导管和未进行涂层的中心静脉导管随机剪取一段，扫面电子显微镜的铜板上，喷金处理，进行扫面电镜观察。从图2-图7中可以看出，通过实施例1和2喷涂的中心静脉导管表面均匀一致。

2.摩擦系数及牢固度测试：

依据GB 10006塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法，采用动摩擦系数测定仪（MXD-02 摩擦系数仪），将实施例1,2制备的中心静脉导管取2根，管体浸水后测试管体摩擦系数，测试25组观察管体表面情况，同时取2根未喷涂的管体进行对比测试，结果如表1，表2。

表1 喷涂后中心静脉导管摩擦系数测试结果：

0.024	0.024	0.024	0.024	0.024
					0.025	0.024	0.027	0.031	0.026
0.027	0.026	0.026	0.026	0.026
					0.027	0.027	0.027	0.026	0.028
0.027	0.026	0.026	0.027	0.027

表2未喷涂中心静脉导管摩擦系数测试结果：

0.245

0.262

0.248

0.252

0.263

通过表1可以看出，喷涂后中心静脉导管的动摩擦系数为0.024，较表2未喷涂摩擦系数降低90%；经过25次摩擦系数测试后，喷涂后中心静脉导管的摩擦系数变化不大，说明喷涂后的中心静脉导管具有较好润滑性和牢固度。

3.抑菌性能：

根据参考标准《GB 15979－2002 一次性使用卫生用品卫生标准》及《消毒技术规范2002版》，将实施例1,2制备的中心静脉导管进行抑菌性能检测，未喷涂管体作为空白对照，结果如表1和图8。

表3：抑菌环测试结果

通过表3和图8可以看出，未喷涂的中心静脉导管对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌没有抑菌效果，喷涂后中心静脉导管对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较好的抑菌效果。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，该工艺中采用超声喷涂使涂层液在中心静脉导管表面形成超滑抗菌涂层，其特征在于，其主要包括以下步骤：

第一步骤，制备的超声喷涂溶液；

第二步骤，将制备的超声喷涂溶液通过注射器注满超声喷涂管路，对设置在超声喷头的下方的中心静脉导管进行喷涂，在喷涂中心静脉导管的同时让中心静脉导管旋转；

第三步骤，喷涂完成后取下中心静脉导管，再对喷涂后的中心静脉导管进行干燥；

第四步骤，将干燥后的超滑抗菌中心静脉导管进行配包，灭菌。

2.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第一步骤中超声喷涂溶液超滑成分为医用级聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯亲水聚合物中的一种或几种的混合物。

3.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第一步骤中超声喷涂溶液抗菌成分为磺胺嘧啶、氯己定、利福平、盐酸米诺环素中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第一步骤中超声喷涂溶液所用试剂为甲醇、乙醇、二丙酮醇、异丙醇、二氯甲烷、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯、四氢呋喃中的一种或一种以上混合组成，支撑聚合物为溶解5%-12%聚氨酯。

5.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第一步骤中超声喷涂溶液抗菌成分含量在0.1-1%，超滑成分含量在0.5%-2.0%，所述喷涂溶液粘度范围在0.5mpa«s-5mpa«s。

6.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第二步骤中所用中心静脉导管的型号为单腔、双腔、三腔、四腔。

7.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第二步骤喷涂前，所用中心静脉导管的需要甲醇、乙醇、二丙酮醇、异丙醇、二氯甲烷、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、聚氧乙烯、四氢呋喃中的一种或一种以上混合进行擦拭。

8.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第二步骤中喷涂参数主要包括:超声频率为120KHz，超声喷涂溶液流量0.1ml/min-1.2ml/min，超声功率为0.2w-3.2w，导管的旋转速度为300r/min-1200r/min，喷涂的速度5mm/s-40mm/s，喷涂次数为1-4次，载气压力为2-8pa。

9.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第二步骤中所用的气体选自空气、氮气、氧气、氢气和氦气中的一种或两种以上。

10.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于，在所述第二步骤中喷涂行程与管体长度可不一致，喷涂行程可小于、等于或大于管体长度。

11.如权利要求1所述的一种超滑抗菌中心静脉导管涂层的工艺制备方法，其特征在于所述第三步骤中，喷涂后管体的加热干燥温度在70-110℃，干燥时间为2h-10h。