CN114699563B - 一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于本发明属于医用材料技术领域，尤其涉及一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用，所述负载型聚醚型聚氨酯薄膜包括将聚醚型聚氨酯(PEUR)溶解于四氢呋喃溶剂后，再加入负载剂经超声混合后，浇筑于模具中以蒸发溶剂溶质自组成型的弹性体。本发明提供的负载型聚醚型聚氨酯薄膜，在制造过程中将药物与薄膜基液超声融合，使其负载薄膜表面后成塑形成管状由于负载剂具有亲水性，用于在医疗过程中液体溶剂中亲水性药物的缓慢释放，以替代现有技术中将导管取下、上药后再重新***导管，降低操作难度、医护人员的劳动量，同时还能减轻患者的痛苦。
Description
技术领域
本发明属于医用材料技术领域，尤其涉及一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用。
背景技术
聚醚型聚氨酯主要是针对聚氨酯材料中的多元醇定义，即制备聚氨酯的多元醇完全由聚醚型多元醇或者是在该体系中占有绝大部分。聚醚多元醇分子结构中，醚键内聚能低、并易旋转，故有它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好，耐水解性能优良，原料体系粘度低，易于异氰酸酯、助剂等组份互溶，加工性能优良。
医用导管分类角度，根据其使用功能大体可分为：输液导管、血透导管、血管造影导管、血管内介入治疗用导管、消化道导管、呼吸道导管、泌尿***导管、神将***导管、手术用引流管等等，然而现有的医用导管作用单一，只能用于引流、传导，在需要药物注入时需要将现有导管取出，将药物注射再重新***导管，操作过程繁琐、病人痛感明显。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜，包括将聚醚型聚氨酯(PEUR)溶解于四氢呋喃溶剂后，再加入负载剂经超声混合后，浇筑于模具中以蒸发溶剂溶质自组成型的弹性体。
进一步的，所述负载剂为曲安奈德、丝裂霉素、吉西他滨、吡柔吡星、卡介苗中的一种或多种。
本发明还提供一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜的制备方法，所述制备方法包括：
S1.将聚醚型聚氨酯PEUR溶解于四氢呋喃溶剂中，在室温条件下通过磁力搅拌4天使溶质完全溶解，以获得浓度为1g/20m l的均一透明溶液；
S2.向步骤S1中获得的透明溶液中加入所需剂量的的负载剂，通过超声30分钟其均匀分散在溶液中，获得负载剂-聚醚型聚氨酯混合溶液；
S3.将负载剂-聚醚型聚氨酯混合溶液倒入玻璃培养皿中，使其水平置于通风橱中，室温挥发1周，初步获得负载型聚醚型聚氨酯基膜材料；
S4.然后置于真空干燥箱中干燥2天，使材料中的四氢呋喃溶剂完全挥发，获得所需负载型聚醚型聚氨酯薄膜。
进一步的，所述的步骤S2中为了探究合适药物剂量，采取梯度设计，将步骤S1获得浓度为1g/20ml的透明溶液分成四组PEUR-0、PEUR-1、PEUR-2、PEUR-4；分别向于PEUR-0、PEUR-1、PEUR-2、PEUR-4组透明溶液中加入0、25、50、100mg的负载剂。
进一步的，步骤S3中玻璃培养皿直径为8-10mm,底面光滑平整。
进一步的，步骤S4中真空干燥箱内温度为40-50℃。
本发明还提供负载型聚醚型聚氨酯薄膜，在医疗用品领域导管制备中的应用。
综上所述，相对于现有技术，本发明提供一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用，所述负载型聚醚型聚氨酯薄膜包括将聚醚型聚氨酯(PEUR)溶解于四氢呋喃溶剂后，再加入负载剂经超声混合后，浇筑于模具中以蒸发溶剂溶质自组成型的弹性体。在制造过程中将药物与薄膜基液超声融合，使其负载薄膜表面后成塑形成管状由于负载剂具有亲水性，用于在医疗过程中液体溶剂中亲水性药物的缓慢释放，以替代现有技术中将导管取下、上药后再重新***导管，降低操作难度、医护人员的劳动量，同时还能减轻患者的痛苦。
附图说明
图1是本发明提供的一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜的制备方法流程图；
图2是本发明实施例3提供的负载型聚醚型聚氨酯薄膜在通过扫描电子显微镜下扫描到表面形貌图；
图3是本发明实施例3提供的负载型聚醚型聚氨酯薄膜通过X射线衍射(XRD)分析图谱；
图4是本发明实施例3提供的负载型聚醚型聚氨酯薄膜通过红外光谱(FTIR)分析图谱；
图5是本发明实施例3提供的负载型聚醚型聚氨酯薄膜通过使用激光共焦3D显微镜其观察四组TA/PEUR三维形貌；
图6本发明实施例3提供的负载型聚醚型聚氨酯薄膜其水接触角表面湿润性观察效果图；
图7本发明实施例3提供的负载型聚醚型聚氨酯薄膜其水接触角表面湿润性观察分析图；
图8本发明实施例3提供的对四组负载型聚醚型聚氨酯薄膜进行拉伸试验得到的其应力-应变测试曲线图；
图9本发明实施例3提供的对四组负载型聚醚型聚氨酯薄膜进行拉伸试验得到的杨氏模量测试图；
图10本发明实施例3提供的对四组负载型聚醚型聚氨酯薄膜进行拉伸试验得到的抗拉强度测试图；
图11本发明实施例3提供的对四组负载型聚醚型聚氨酯薄膜进行拉伸试验得到的得到的极限应变测试图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜、制备方法及其应用，所述负载型聚醚型聚氨酯薄膜包括将聚醚型聚氨酯(PEUR)溶解于四氢呋喃溶剂后，再加入负载剂经超声混合后，浇筑于模具中以蒸发溶剂溶质自组成型的弹性体。在制造过程中将药物与薄膜基液超声融合，使其负载薄膜表面后成塑形成管状由于负载剂具有亲水性，用于在医疗过程中液体溶剂中亲水性药物的缓慢释放，以替代现有技术中将导管取下、上药后再重新***导管，降低操作难度、医护人员的劳动量，同时还能减轻患者的痛苦。
实施例1
本发明提供一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜，包包括将聚醚型聚氨酯(PEUR)溶解于四氢呋喃溶剂后，再加入负载剂经超声混合后，浇筑于模具中以蒸发溶剂溶质自组成型的弹性体；在本实施例中聚醚型聚氨酯:thermoplastic polyurethane，Lubrizol Pellethane路博润2363-80A；四氢呋喃购：CAS号:109-99-9，T103266四氢呋喃,ACS,≥99.0％(GC),contains 250ppm BHT as inhibitor，购于阿拉丁生化科技有限公司(中国上海)。
进一步的，所述负载剂为曲安奈德、丝裂霉素、吉西他滨、吡柔吡星、卡介苗中的一种或多种。
在本实施例中负载剂为曲安奈德。
实施例2
本发明提供一种负载型聚醚型聚氨酯薄膜的制备方法，其中负载型聚醚型聚氨酯薄膜包括如实施例1中所述的弹性体，其制备方法包括：
S1.将聚醚型聚氨酯(PEUR)溶解于四氢呋喃溶剂中，在室温条件下通过磁力搅拌4天使溶质完全溶解，以获得浓度为1g/20ml的均一透明溶液，因为1g/20ml的浓度接近最大溶解度；
S2.向步骤S1中获得的透明溶液中加入所需剂量的负载剂(在本实施例中负载剂为曲安奈德TA)，通过超声30分钟使其均匀分散在溶液中，获得负载剂-聚醚型聚氨酯混合溶液；
S3.将负载剂-聚醚型聚氨酯混合溶液倒入玻璃培养皿中，使其水平置于通风橱中，室温挥发1周，初步获得负载型聚醚型聚氨酯基膜材料；进一步的，玻璃培养皿直径为8-10mm,底面光滑平整；
S4.将步骤S3中初步获得的负载型聚醚型聚氨酯基膜置于真空干燥箱中干燥2天，使材料中的四氢呋喃溶剂完全挥发，获得所需负载型聚醚型聚氨酯薄膜；进一步的，真空干燥箱内温度为40-50℃。
进一步的，在本实施例中为了探究合适药物剂量，采取梯度设计，将步骤S1中获得的浓度为1g/20ml的透明溶液分为四组PEUR-0、PEUR-1、PEUR-2、PEUR-4；分别向四组透明溶液中加入0、25、50、100mg的曲安奈德，分析观察曲安奈德的负载状况、并测设四组负载型聚醚型聚氨酯基膜材料的性能。
其具体分析观察负载状况的方法为：
1.通过扫描电子显微镜(SEM)；
在电子显微镜(SEM)扫描过程中考虑到材料不导电，在观察之前使用高分辨率镀膜仪(208HR，Cressingon，UK)在材料表面喷涂金。通过SEM(SUPRA 35,LEO,Germany)在10.7mm的工作距离下，施加20kv的工作电压，分别在1000倍和10000倍下观察膜的表面形貌，其表面形貌分别如图2所示。
2.成分分析X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)；
首先通过X射线衍射(XRD,D8 Advance,BRUKER,Germany)2θ角以0.5s/step的速率从5°向60°使用Cu kαradiation)分析材料的组成、结晶度。进一步利用红外(FTIR,Cary630,Agilent,Germany)分析材料4000–400cm-1吸收光谱范围内的化学基团。其X射线衍射分析图谱如图3所示，聚氨酯PEUR的特征峰对应于2θ为19.7°的宽峰，说明PEUR处于无定形的状态。其中2θ为9.8°、14.4°、17.5°、24.7°的尖锐峰分别对应于曲安奈德TA的特征峰，说明TA的结晶度较高，晶粒较大。PEUR-0、1、2、4中的TA特征峰信号不断增强，说明膜中TA的成分不断增加，符合预想。
通过FTIR分析图谱如图4所示，其中3398、1663、1613、1055cm-1为TA的典型伸缩振动峰。其中3398cm-1对应于氢键羟基的伸缩振动，1663cm-1对应于脂肪酯键上羰基的伸缩振动，1613cm-1对应于C＝C不饱和键的伸缩振动，1055cm-1对应于C-F的伸缩振动。峰强符合TA含量的变化情况。
3.表面粗糙度；
通过使用激光共焦3D显微镜(Olympus OLS4000,Olympus,Japan)测量材料表面的三维形貌，分析材料的表面粗糙度。在50倍率下获得材料的线粗糙度测量Ra和表面粗糙度测量Sa，每个样品单独测量三次。
其观察四组TA/PEUR三维形貌结果如图5所示其中Ra对应于线粗糙度，反应材料宏观层次的高低起伏情况。Sa对应于面粗糙度，反应材料的局部平均起伏情况。从结果上可以看到，TA的负载一定程度可以降低材料的粗糙度，光滑的表面不易于细胞黏附生长、同时可以改善实际舒适度。负载TA后的材料整体粗糙度相近。
4.静态水接触角；
将材料制成10*10mm2的正方形片，黏附在载玻片上，保持平整。滴2μL超纯水于材料表面，利用接触角测量仪(OCA 15PRO,DATAPHYSICS,Germany)分别于10s、30s、60s测量材料的静态水接触角。重复3次。
其水接触角表面湿润性观察分析图如图6、图7所示，随着TA的负载，膜的水接触角会减小，亲水性提高，表面的润湿性会有所提高，同样会改善材料的舒适度。
5.对四组负载型聚醚型聚氨酯薄膜进行拉伸试验
将材料制成5*25mm的长方形式样，实际工作标距长为10mm，两端加持在电子万能试验机(Instron 5848，Instron，America)，以15mm/min的速度运行。每组5个重复实验组，以获得拉伸强度、杨氏模量和极限应变。
其应力-应变测试曲线结果如图8；杨氏模量测试结果如图9；抗拉强度测试结果如图10；极限应变测试结果如图11；
整体来看，TA的负载会改善材料力学性能，抗拉强度、弹性模量、断裂伸长率均有所改善。但TA的含量增加到0.786mg/cm2的时候，PEUR-2的各项力学性能达到最高。抗拉强度由9.89MPa增加到14.24MPa，弹性模量由0.15MPa是PEUR-0的3倍，极限应变(即断裂伸长率)由611.87％提高到693.61％。
实施例3
如实施例1、2中所述的负载型聚醚型聚氨酯薄膜应用于制备医疗导管用品，将药物负载在导管中，由于上述TA/PEUR上负载的负载剂如药物曲安奈德(TA)在治疗过程中缓慢释放。具体的，当负载剂为曲安奈德(TA),可用于治疗皮肤病、口疡等中的消炎应用；当负载机为丝裂霉素、吉西他滨、吡柔吡星、卡介苗中的一种或多种时，可用于肿瘤治疗过程中DNA解聚、拮抗DNA的复制等，以替代现有技术中将导管取下、上药后再重新***导管，降低操作难度、医护人员的劳动量，同时还能减轻患者的痛苦。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种降低聚醚型聚氨酯薄膜表面粗糙度的方法，其特征在于，包括：
S1.将聚醚型聚氨酯PEUR溶解于四氢呋喃溶剂中，在室温条件下通过磁力搅拌4天使溶质完全溶解，以获得浓度为1g/20mL的均一透明溶液；
S2.向步骤S1中获得的透明溶液中加入所需剂量的曲安奈德，通过超声30分钟其均匀分散在溶液中，获得曲安奈德-聚醚型聚氨酯混合溶液；
S3.将曲安奈德-聚醚型聚氨酯混合溶液倒入玻璃培养皿中，使其水平置于通风橱中，室温挥发1周，初步获得聚醚型聚氨酯基膜材料；
S4.然后置于真空干燥箱中干燥2天，使材料中的四氢呋喃溶剂完全挥发，获得所需聚醚型聚氨酯薄膜，所述聚醚型聚氨酯薄膜用于制备医用导管；
所述的步骤S2中为了探究合适药物剂量，采取梯度设计，将步骤S1获得浓度为1g/20mL的透明溶液分成三组PEUR-1、PEUR-2和PEUR-4;分别向于PEUR-1、PEUR-2、PEUR-4组透明溶液中加入25、50、100mg的曲安奈德；
步骤S3中玻璃培养皿直径为8-10mm,底面光滑平整；
步骤S4中真空干燥箱内温度为40-50℃。
2.一种根据权利要求1所述降低聚醚型聚氨酯薄膜表面粗糙度的方法获得的表面粗糙度降低的聚醚型聚氨酯薄膜。
3.根据权利要求1所述的降低聚醚型聚氨酯薄膜表面粗糙度的方法所制得的聚醚型聚氨酯薄膜或如权利要求2所述的聚醚型聚氨酯薄膜在制备医用导管中的应用。
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