CN115120785A - 一种具有多糖涂层的医用导管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多糖涂层的医用导管及其制备方法，其解决了现有材料中含有有害成份、涂层牢固度差的技术问题，其设有基材和多糖涂层；所述基材为聚丙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯或聚乳酸之一种；所述多糖为透明质酸或其药学上可接受的盐、琼脂糖或其衍生物、硫酸软骨素或其衍生物、黄原胶或其衍生物中的一种或几种；所述基材被氧化处理后，带有羟基、羧基含氧基团；所述多糖涂层呈交联网络结构，其使用共价键固定在所述基材表面。本发明可用于医用导管的制备领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗器械领域，具体地说，涉及一种具有多糖涂层的医用导管及其制备方法。
背景技术
介入治疗是近几年迅猛发展起来的一种新兴技术，是目前继内科治疗、外科治疗之外的第三大临床应用的治疗手段，它标志着医疗领域的新篇章。随着生物技术和临床医学的飞速发展，各类介入医用导管使用量相当大，使用范围广泛，但植/介入医用导管多采用疏水性高分子材料，表面能低，使用过程中摩擦容易造成皮肤组织、腔道黏膜及血管壁损伤，长期或短期置入人体组织内，容易非特异性吸附蛋白质，黏附细菌，进而形成难以去除的生物膜，导致相关感染，增加医疗难度。因此，对植/介入医用导管所用高分子材料除了有必需的力学性能要求外，其表面的生物相容性及亲水性也尤为重要。
为提高医用导管表面的润滑性，传统的方法是在使用前涂覆硅油或石蜡油，但该方法润滑性能持久性差，而且在临床有污染伤口的风险。市面上存在物理涂覆涂层的方法，但存在基材选择局限性及涂层脱落的风险；此外，采用热固化或紫外光固化的方法制备涂层，涂层牢固度得到保障，但制备过程繁琐，对生产设备要求高，不利于大批量生产。
市面上化学方法修饰润滑涂层中，多采用亲水性大分子聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮等，由于大分子亲水基团、柔性链段等特性，可以有效提高基材表面亲水性，由于聚合过程中小分子单体或引发剂残留，降低了其细胞及血液相容性。
多糖作为一种生物大分子，生物相容性好，易获得、易修饰，同时带有多种亲水基团，可在体液环境下，与周围水分子形成水合层，从而提高表面润滑性，减少蛋白吸附、细菌黏附，在临床上降低感染风险。
公开号为CN103418033A的中国发明专利申请提供了一种医用导管亲水性涂层液及其制备、使用方法，由下述重量百分比的原料组成：亲水聚合物1-10％，多糖类聚合物0.1-5％，羟丙基-β-环糊精2-4％，甜菜红1-3％，羟丙基甲基纤维素2-4％、丝素蛋白1-3％、泊洛沙姆0.2-1％、ε-多聚赖氨酸0.5-1，余量为水。
上述材料主要存在以下问题：(1)采用聚乙二醇等亲水聚合物，有文献报道，聚乙二醇聚合物末端羟基，可以在体内被乙醇脱氢酶氧化，生成醛类与蛋白质反应，有害健康；(2)亲水性聚合物与多糖类聚合物溶液中都不含活性基团，与基材间无法共价键固定，涂层牢固度差。
发明内容
本发明就是为了解决现有材料中含有有害成份、涂层牢固度差的技术问题，提供一种具有优异的抗污性能、同时润滑性提高的具有多糖涂层的医用导管及其制备方法。
为此，本发明提供一种具有多糖涂层的医用导管，其设有基材和多糖涂层；所述基材为聚丙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯或聚乳酸之一种；所述多糖为透明质酸或其药学上可接受的盐、琼脂糖或其衍生物、硫酸软骨素或其衍生物、黄原胶或其衍生物中的一种或几种；所述基材被氧化处理后，带有羟基、羧基含氧基团；所述多糖涂层呈交联网络结构，其使用共价键固定在所述基材表面。
本发明同时提供一种具有多糖涂层的医用导管的制备方法，其包括如下步骤：(1)将医用导管进行活化处理，获得氧化表面；(2)将所述步骤(1)得到的医用导管浸渍到硅烷偶联剂溶液中，形成功能化表面，取出后用去离子水超声清洗并干燥；(3)配制反应多糖溶液，所述多糖溶液由多糖、交联剂、无机盐、混合溶剂组成；(4)将所述步骤(2)得到的医用导管浸渍到所述步骤(3)得到的多糖溶液中，反应后，取出医用导管，用去离子水超声清洗，得到具有多糖涂层的医用导管。
优选的，所述步骤(1)中，活化处理为氧等离子体处理、Ar等离子体/臭氧处理、烧碱溶液处理、“食人鱼”溶液处理中的任意一种。食人鱼”溶液是本领域的常用溶液，其是将过氧化氢(30％，AR)加入到浓硫酸中，体积比3:7，制得。
优选的，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷其中一种或多种。
优选的，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂溶液浓度为0.2g/mL～0.5g/mL，活化基底在30℃～60℃条件下，浸泡在硅烷偶联剂溶液中2h～6h。
优选的，所述步骤(2)中，所述多糖浓度为0.25mol/L～1.75mol/L；所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种，所述交联剂浓度为0.04mol/L～0.45mol/L；所述无机盐为磷酸氢钾、磷酸氢钠、氯化钠、氯化钾中的一种或几种，其浓度为5g/L～10g/L。上述浓度均为相应成分在多糖溶液中的浓度。
优选的，所述步骤(4)中，反应温度为室温，反应时间为12h～48h。
本发明具有以下有益效果：
通过本发明提供的方法制得的医用导管，表面抗污涂层由共价键固定多糖交联网络，使用过程中，交联网络可抵抗摩擦的剪切作用，提高涂层性能稳定性和持久性，首先对医用导管表面预处理，使表面带有反应“锚点”，再采用“一锅法”使多糖大分子与“锚点”处含氧官能团反应并交联，形成交联网络涂层，多糖带有大量亲水基团，可与体液环境中水分子形成水合层，可提高涂层润滑性，可避免使用过程中损伤组织黏膜。表面亲水性明显提升，相较于粗糙的疏水表面，可明显减少蛋白的非特异性吸附，同时表面电位呈负电，在体液环境中，可与细胞壁带负电的革兰氏阴性菌静电排斥，减少细菌黏附，避免感染。因此，本发明制备的医用导管具有良好的持久抗污性能，提高了医用导管应用的生物安全性，在医疗器械领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
对硅橡胶医用导管氧等离子体处理，90W下5分钟，得到氧化基材，带有羟基、羧基等含氧基团；将氧化基材浸没在浓度为0.2g/mL的γ-巯丙基三甲氧基硅烷溶液中40℃条件下4h，取出用去离子水超声清洗，干燥；配制含透明质酸或其药学上可接受的盐浓度为0.25mol/L的溶液，交联剂N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.04mol/L，将修饰后的基材加入到多糖溶液，“一锅法”室温搅拌反应24h；最后从多糖溶液中取出，用去离子水超声清洗，得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。“一锅法”，即将全组分多糖溶液与基材在同一体系中反应，不同于其他方法中提及的物理涂覆、固化等形式。
实施例2
对聚丙烯医用导管氧等离子体处理，90W下5分钟，得到氧化基材，带有羟基、羧基等含氧基团；将氧化基材浸没在浓度为0.25g/mL的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶液中40℃条件下6h，取出用去离子水超声清洗，干燥；配制含黄原胶浓度为0.5mol/L的溶液，交联剂N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.3mol/L，将修饰后的基材加入到多糖溶液，“一锅法”室温搅拌反应24h；最后从多糖溶液中取出，用去离子水超声清洗，得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
实施例3
对聚氯乙烯医用导管氧等离子体处理，90W下5分钟，得到氧化基材，带有羟基、羧基等含氧基团；将氧化基材浸没在浓度为0.2g/mL的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中60℃条件下4h，取出用去离子水超声清洗，干燥；配制含硫酸软骨素浓度为0.75mol/L的溶液，交联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.1mol/L，将修饰后的基材加入到多糖溶液，“一锅法”室温搅拌反应24h；最后从多糖溶液中取出，用去离子水超声清洗，得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
实施例4
对聚乳酸医用导管氧等离子体处理，90W下5分钟，得到氧化基材，带有羟基、羧基等含氧基团；将氧化基材浸没在浓度为0.5g/mL的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中50℃条件下5h，取出用去离子水超声清洗，干燥；配制含琼脂糖浓度为1.75mol/L的溶液，交联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.45mol/L，将修饰后的基材加入到多糖溶液，“一锅法”室温搅拌反应48h；最后从多糖溶液中取出，用去离子水超声清洗，得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
实施例5
对硅橡胶医用导管氧等离子体处理，90W下5分钟，得到氧化基材，带有羟基、羧基等含氧基团；将氧化基材浸没在浓度为0.2g/mL的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中40℃条件下4h，取出用去离子水超声清洗，干燥；配制含硫酸软骨素浓度为1.5mol/L的溶液，交联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.4mol/L，将修饰后的基材加入到多糖溶液，“一锅法”室温搅拌反应24h；最后从多糖溶液中取出，用去离子水超声清洗，得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
制备好的试样进行表面水接触角测试，表面抗蛋白吸附及抗细菌黏附性能测试。
性能测试：对于本实施例中所制备的医用导管进行水接触角测试。水接触角从由108°降低至42°，表面电位-26.3±3.3mV，可减少75％蛋白吸附，表面细菌黏附量较未改性减少96％，模拟体液浸泡10天，受剪切力作用下，仍然保持较好抗污稳定性。
对比例
公开号为CN103418033A的中国发明专利申请提供了一种医用导管亲水性涂层液及其制备、使用方法，本专利提出的方法与其相比，具有以下优点，其一，涂层液不含合成亲水聚合物，不会与体内蛋白反应，生物多糖溶液生物安全性更高；其二，本方法将多糖采用共价键固定到基材表面，牢固度更好，性能稳定性更好。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。
Claims (7)
1.一种具有多糖涂层的医用导管，其特征是，其设有基材和多糖涂层；所述基材为聚丙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯或聚乳酸之一种；所述多糖涂层中的多糖为透明质酸或其药学上可接受的盐、琼脂糖或其衍生物、硫酸软骨素或其衍生物、黄原胶或其衍生物中的一种或几种；所述基材被氧化处理后，带有羟基、羧基含氧基团；所述多糖涂层呈交联网络结构，其使用共价键固定在所述基材表面。
2.如权利要求1所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)将医用导管进行活化处理，获得氧化表面；
(2)将所述步骤(1)得到的医用导管浸渍到硅烷偶联剂溶液中，形成功能化表面，取出后用去离子水超声清洗并干燥；
(3)配制反应多糖溶液，所述多糖溶液由多糖、交联剂、无机盐、溶剂水组成；
(4)将所述步骤(2)得到的医用导管浸渍到所述步骤(3)得到的多糖溶液中，反应后，取出医用导管，用去离子水超声清洗，得到具有多糖涂层的医用导管。
3.根据权利要求2所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，活化处理为氧等离子体处理、Ar等离子体/臭氧处理、烧碱溶液处理、“食人鱼”溶液处理中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷其中一种或多种。
5.根据权利要求4所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂溶液浓度为0.2g/mL～0.5g/mL，活化基底在30℃～60℃条件下，浸泡在硅烷偶联剂溶液中2h～6h。
6.根据权利要求2所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述多糖浓度为0.25mol/L～1.75mol/L；所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种，所述交联剂浓度为0.04mol/L～0.45mol/L；所述无机盐为磷酸氢钾、磷酸氢钠、氯化钠、氯化钾中的一种或几种，其浓度为5g/L～10g/L。
7.根据权利要求3所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，反应温度为室温，反应时间为12h～48h。
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