CN114870186B - 一种具有抗菌涂层的气管内插管 - Google Patents

一种具有抗菌涂层的气管内插管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有抗菌涂层的气管内插管，气管内插管为硅橡胶材质，其表面具有抗菌涂层，抗菌涂层由抗菌溶胶采用浸渍提拉法涂布并固化得到；其中，抗菌溶胶包含纳米二氧化钛银交换体和单鼠李糖脂。本发明特定的纳米二氧化钛银交换体和单鼠李糖脂在改善硅橡胶材质的气管内插管的力学性能和抗菌性能起到了关键作用。

Description

一种具有抗菌涂层的气管内插管
技术领域
本发明属于医用导管技术领域；涉及一种具有抗菌涂层的气管内插管。
背景技术
气管插管术是常用的重要抢救技术，它能够及时排出气管内分泌物和异物，防止呕吐窒息，保持呼吸畅通，解除呼吸道梗阻，避免患者出现缺氧和二氧化碳滞留。气管内插管产品是一种在临床抢救、急救和重症监护过程中常见的医疗器械。患者通过其与外部过滤器气管插管的成功率直接关系着抢救能否成功，是呼吸道管理中应用最有效、最快捷的手段之一。
临床上使用的气管内插管主要是无抗菌涂层的一次性塑料导管和金属导管，前者使用更为广泛。塑料导管包括医用PVC塑料和硅橡胶两类。硅橡胶具有很好的生物相容性，耐高温，耐生物老化，在医疗导管方面应用越来越广泛。
但无论是医用PVC塑料插管，还是硅橡胶插管，在无抗菌涂层的前提下，插管后气道粘膜容易发生压迫、摩擦、刺激等损伤，进而引起插管并发症，特别是继发感染，导致导管留置失败，更严重者不得不拔管。而消化***急危重病患者进行气管插管机械通气的侵入性治疗，不仅破坏了患者的自我保护屏障，而且插管又为微生物大量繁殖提供了条件，同时产生细菌生物被膜，引发呼吸机相关性肺炎。
中国专利申请CN104771789A公开了一种抗菌医用导管，该医用导管表面涂布有聚胍涂层且为导气管或导尿管。该医用导管是将医用导管置于120-180℃下进行热处理20-60min，进一步用功率为20-100瓦特的等离子体处理3-8min，接着将处理好的医用导管浸渍到质量百分数为25-75％聚胍水溶液中，浸渍5-15min后提拉1-5次，最后将浸渍后的医用导管放入60-80℃的烘箱中8-16h即可。该发明制备的抗菌医用导管制备容易，成本低廉，抗菌性能好，具有长效性和稳定性，环境友好，易于大批量生产。
中国专利申请CN206228728U公开了一种超滑抗菌气管插管，它包括气管插管本体，所述的气管插管设置有充气腔管，所述的充气腔管前部设置有球囊，所述的充气腔管和球囊外侧设置有抗菌涂层，所述的抗菌涂层外端连接有超滑涂层，充气腔管后端设置有供氧接头，充气腔管后部通过延长管连接有充气接头，该气管插管具有超润滑、降低病人痛苦、大大降低感染率、使用效果佳的优点。
中国专利申请CN106310478A公开了一种超亲水抗菌气管插管，包括气管插管***段和与气管插管***段连通的接入管，所述气管插管***段表面涂覆有超亲水抗菌涂层，所述超亲水抗菌涂层包括具有亲水基团的高分子聚合物或单体、纳米银离子或者甲壳素和固体含量为5％-25％的涂料溶液组成。其具有良好的亲水性能和抗菌性，同时无毒无害，降低了插管难度，减轻了患者痛苦，避免了患者细菌感染。
上述气管插管的抗菌涂层容易脱落，稳定性不好。为了解决上述问题，中国专利申请CN103948973A公开了一种具有安全高效抗菌性能的医用气管导管，以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)、甲基三乙氧基硅烷（MTES）为有机相前驱体，以无机纳米银为抗菌剂，经溶胶凝胶方法，再以气管插管导管为基材，进行表面抗菌涂层，制备而成有机硅载银抗菌涂层气管插管导管。有机硅载银抗菌涂层气管插管导管可以减少气管导管留置过程中的相关感染并发症，能减轻患者的病情，延长导管留置时间。
然而，上述有机硅载银抗菌涂层在PVC塑料插管上效果较好，但对于硅橡胶效果不佳。与PVC塑料不同，硅橡胶结构较为松散，且有部分孔隙，与有机硅载银抗菌涂层的力学性能不好，同时在硅橡胶插管上产生的抗菌性能也不佳。
因此，迫切需要提供一种力学性能和抗菌性能更好的具有抗菌涂层的硅橡胶气管内插管。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明目的是提供一种具有抗菌涂层的气管内插管。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：一种具有抗菌涂层的气管内插管，所述气管内插管为硅橡胶材质，其表面具有抗菌涂层，所述抗菌涂层由抗菌溶胶采用浸渍提拉法涂布并固化得到；其中，所述抗菌溶胶包含纳米二氧化钛银交换体和单鼠李糖脂。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述浸渍提拉法的提拉速度为20-80mm/min。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述固化温度为80-95℃，固化时间为10-60min。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述纳米二氧化钛银交换体的含量为0.8-1.2wt%，基于所述抗菌溶胶的重量计算。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述纳米二氧化钛银交换体的Ag含量为2.5-3.5wt%，平均粒径为20-40nm。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述单鼠李糖脂的含量为0.8-1.2wt%，基于所述抗菌溶胶的重量计算。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述抗菌溶胶由正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水、醋酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、单鼠李糖脂和纳米二氧化钛银交换体溶胶化得到。
根据本发明所述的气管内插管，其中，正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水、醋酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、单鼠李糖脂和纳米二氧化钛银交换体的重量比为(120-140)：(750-800)：(4-6)：(1-3)：(40-60)：(8-12)：(8-12)。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述抗菌溶胶的制备方法如下：
将正硅酸乙酯（TEOS）、适量无水乙醇、去离子水和醋酸混合搅拌；再向其中加入溶解于适量无水乙醇的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和单鼠李糖脂，继续搅拌；最后向其中加入分散于适量无水乙醇的纳米二氧化钛银交换体，继续搅拌，然后进行陈化，得到抗菌溶胶。
根据本发明所述的气管内插管，其中，所述气管内插管经以下方法表面处理：置于4-6wt%的氢氧化钾乙醇溶液中，加热至40-50℃，保温反应1-5h。
不希望局限于任何理论，本发明特定的纳米二氧化钛银交换体和单鼠李糖脂在改善硅橡胶材质的气管内插管的力学性能和抗菌性能起到了关键作用。
具体实施方式
必须指出的是，除非上下文另外明确规定，否则如本说明书及所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该/所述”既可包括一个指代物，又可包括多个指代物(即两个以上，包括两个)。
除非另外指明，否则本发明中的数值范围为大约的，并且因此可以包括在所述范围外的值。所述数值范围可在本发明表述为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表述这样的范围时，另一个方面包括从所述一个特定值和/或至另一个特定值。相似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解，所述特定值形成另一个方面。还应当理解，数值范围中每一个的端点在与另一个端点的关系中均是重要的并独立于另一个端点。
在说明书和最后的权利要求书中提及组合物或制品中特定元素或组分的重量份是指组合物或制品中该元素或组分与任何其它元素或组分之间以重量份表述的重量关系。
在本发明中，除非具体指出有相反含义，或基于上下文的语境或所属技术领域内惯用方式的暗示，否则本发明中提及的溶液均为水溶液；当水溶液的溶质为液体时，所有分数以及百分比均按体积计，且组分的体积百分比基于包含该组分的组合物或产品的总体积；当水溶液的溶质为固体时，所有分数以及百分比均按重量计，且组分的重量百分比基于包含该组分的组合物或产品的总重量。
本发明中提及的“包含”、“包括”、“具有”以及类似术语并不意欲排除任何可选组分、步骤或程序的存在，而无论是否具体公开任何可选组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非存在相反陈述，否则通过使用术语“包含”要求的所有方法可以包括一个或多个额外步骤、设备零件或组成部分以及/或物质。相比之下，术语“由……组成”排除未具体叙述或列举的任何组分、步骤或程序。除非另外说明，否则术语“或”是指单独以及以任何组合形式列举的成员。
此外，本发明中任何所参考的专利文献或非专利文献的内容都以其全文引用的方式并入本发明，尤其关于所属领域中公开的定义(在并未与本发明具体提供的任何定义不一致的情况下)和常识。
在本发明中，除非另外指明，否则份数均为重量份，温度均以℃表示或处于环境温度下，并且压力为大气压或接近大气压。室温表示20-30℃。存在反应条件(例如组分浓度、所需的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其它反应范围)以及可用于优化通过所述方法得到的产物纯度和收率的条件的多种变型形式和组合。将只需要合理的常规实验来优化此类方法条件。
在本发明中，硅橡胶插管为医用硅橡胶材质，购自东莞市瑞祥精密硅胶制品有限公司；单鼠李糖脂购自四川三森生物科技有限公司，商品型号为R95Md；纳米二氧化钛银交换体购自浙江杭州恒纳新材料有限公司，商品型号为HN-T108，产品技术指标为Ag含量为3wt%，平均粒径为30nm。
实施例1
将硅橡胶插管置于5wt%的氢氧化钾乙醇溶液中，加热至45℃，保温反应2h。取出硅橡胶插管，使用无水乙醇冲洗3次，再置于无水乙醇中超声30min，得到经表面处理的硅橡胶插管。
将正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水和醋酸混合搅拌1h；其中，正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水和醋酸的重量份分别为130份、593份、5份、2份。再向其中加入溶解于180份无水乙醇的50份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和10份单鼠李糖脂，继续搅拌2h；最后向其中加入分散于20份无水乙醇的10份纳米二氧化钛银交换体，继续搅拌3h，然后进行陈化；陈化时间为24h，得到抗菌溶胶。
采用浸渍提拉法，将抗菌溶胶涂布于经表面处理的硅橡胶插管表面，提拉速度为50mm/min；再在90℃下干燥固化30min，得到具有抗菌涂层的硅橡胶插管。
比较例1
将硅橡胶插管置于5wt%的氢氧化钾乙醇溶液中，加热至45℃，保温反应2h。取出硅橡胶插管，使用无水乙醇冲洗3次，再置于无水乙醇中超声30min，得到经表面处理的硅橡胶插管。
将正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水和醋酸混合搅拌1h；其中，正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水和醋酸的重量份分别为130份、593份、5份、2份。再向其中加入溶解于180份无水乙醇的50份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和10份甲基三乙氧基硅烷，继续搅拌2h；最后向其中加入分散于20份无水乙醇的10份纳米二氧化钛银交换体，继续搅拌3h，然后进行陈化；陈化时间为24h，得到抗菌溶胶。
采用浸渍提拉法，将抗菌溶胶涂布于经表面处理的硅橡胶插管表面，提拉速度为50mm/min；再在90℃下干燥固化30min，得到具有抗菌涂层的硅橡胶插管。
比较例2
将硅橡胶插管置于5wt%的氢氧化钾乙醇溶液中，加热至45℃，保温反应2h。取出硅橡胶插管，使用无水乙醇冲洗3次，再置于无水乙醇中超声30min，得到经表面处理的硅橡胶插管。
将正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水和醋酸混合搅拌1h；其中，正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水和醋酸的重量份分别为130份、603份、5份、2份。再向其中加入溶解于180份无水乙醇的50份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌2h；最后向其中加入分散于20份无水乙醇的10份纳米二氧化钛银交换体，继续搅拌3h，然后进行陈化；陈化时间为24h，得到抗菌溶胶。
采用浸渍提拉法，将抗菌溶胶涂布于经表面处理的硅橡胶插管表面，提拉速度为50mm/min；再在90℃下干燥固化30min，得到具有抗菌涂层的硅橡胶插管。
抗菌性能和耐洗涤测试
选用金黄色葡萄球菌ATCC 29213（广州微生物研究所）和大肠埃希菌ATCC 25912（广州微生物研究所）作为试验菌种，按照中国专利申请CN103948973A实施例1记载的抗菌性能测试方法，以未经处理的硅橡胶插管作为空白对照组，评价实施例1和比较例1-2的杀菌率。
另一方面，按照中国专利申请CN103948973A实施例1记载的涂层力学性能测试方法，评价实施例1和比较例1-2的涂层力学性能。
结果参见表1。
表1
ATCC 29213 ATCC 25912 硬度 附着力
实施例1 98.7% 99.4% 5H 0级
比较例1 69.3% 74.5% 4H 3级
比较例2 76.4% 52.9% 3H 2级
此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明的技术方案作出各种改动、替换、删减、修正或调整，这些等价技术方案同样落于本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种具有抗菌涂层的气管内插管，所述气管内插管为硅橡胶材质，其表面具有抗菌涂层，所述抗菌涂层由抗菌溶胶采用浸渍提拉法涂布并固化得到；其特征在于，所述抗菌溶胶包含纳米二氧化钛银交换体和单鼠李糖脂；所述抗菌溶胶的制备方法如下：将正硅酸乙酯（TEOS）、适量无水乙醇、去离子水和醋酸混合搅拌；再向其中加入溶解于适量无水乙醇的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和单鼠李糖脂，继续搅拌；最后向其中加入分散于适量无水乙醇的纳米二氧化钛银交换体，继续搅拌，然后进行陈化，得到抗菌溶胶；其中，正硅酸乙酯（TEOS）、无水乙醇、去离子水、醋酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、单鼠李糖脂和纳米二氧化钛银交换体的重量比为(120-140)：(750-800)：(4-6)：(1-3)：(40-60)：(8-12)：(8-12)。
2.根据权利要求1所述的气管内插管，其特征在于，所述浸渍提拉法的提拉速度为20-80mm/min。
3.根据权利要求1所述的气管内插管，其特征在于，固化温度为80-95℃，固化时间为10-60min。
4.根据权利要求1所述的气管内插管，其特征在于，所述纳米二氧化钛银交换体的含量为0.8-1.2wt%，基于所述抗菌溶胶的重量计算。
5.根据权利要求4所述的气管内插管，其特征在于，所述纳米二氧化钛银交换体的Ag含量为2.5-3.5wt%，平均粒径为20-40nm。
6.根据权利要求1所述的气管内插管，其特征在于，所述单鼠李糖脂的含量为0.8-1.2wt%，基于所述抗菌溶胶的重量计算。
7.根据权利要求1所述的气管内插管，其特征在于，所述气管内插管经以下方法表面处理：置于4-6wt%的氢氧化钾乙醇溶液中，加热至40-50℃，保温反应1-5h。
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