CN117159813A - 一种具有亲水涂层的医用导管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种具有亲水涂层的聚氨酯导管的制备方法，将聚氨酯导管浸入到聚谷氨酸、聚乙烯醇和去离子水的亲水处理液中，然后以一定速度提拉出来；真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。相对于现有技术，本发明的聚氨酯医用导管牢固性更好。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种具有亲水涂层的医用导管及其制备方法。
背景技术
目前在全球市场上有近百万种医疗器械，在眼科、骨科及心血管治疗等领域对现代医学具有极不平凡的意义。其中，医用导管可以作为连接人体内外的通路，因而得到了广泛应用，用途包括给药、排流、输送血液、辅助其他医疗器械导入等方面。仅在2007年，全球医疗器械使用量就接近每年10亿，而医用导管则占据了医疗器械使用总数量的约四成，并且这个数字还在不断上涨。
医用导管管材一般为高分子材料，具有柔软、耐用、便宜易得等优势，例如硅橡胶、聚氨酯及聚氯乙烯等。常见的医用导管有：静脉留置针套管、呼吸机插管及中心静脉导管等。由于用于生物医用导管的高分子材料会与人体组织密切接触，因此要求其本身具备良好的生物相容性。但这些高分子材料本身疏水性较强，因此容易粘附细菌。且这些材料自身不具备杀菌抗污功能，容易导致导管表面摩擦系数大、表面病原细菌定植等问题，使其组织润滑、抗感染及生物相容性能受到了很大的影响，从而导致粘膜损伤、导管相关感染等一系列问题，甚至导致治疗失败。
聚氨酯医用导管是一种嵌段结构的热塑性弹性体，其结构主体上分为软段、硬段。其中，软段一般为较长的链段，如低聚合度的聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚己内酯等，这些链段相对具有一定的柔性；硬段为较短的二异氰酸酯类与扩链剂，相对具有一定的刚性。通过选择不同的硬、软段材料及组成比例，可以得到满足不同性能要求的聚氨酯材料。因此，聚氨酯在医用导管、粘合剂、心血管支架等方面被广泛使用传统的聚氨酯材料表面疏水，在***人体组织时会产生较大的阻力，不仅会加剧患者的疼痛感，同时会对组织造成一定的伤害；并且传统的聚氨酯不具备抗菌功能，而疏水的表面又极易粘附细菌。此外，现有聚氨酯医用导管表面摩擦系数大，涂层牢固性差。
因此，迫切需要针对现有技术的上述缺陷，提供一种牢固性更好的具有亲水涂层的医用导管及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种牢固性更好的具有亲水涂层的医用导管及其制备方法。
为实现发明目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种具有亲水涂层的聚氨酯导管的制备方法，包括以下步骤：
将聚谷氨酸、聚乙烯醇和去离子水混合均匀，搅拌反应，再超声振荡，得到透明均匀的溶液1；
将聚醚改性硅油、三乙醇胺和去离子水混合均匀，得到透明均匀的溶液2；
将溶液1缓慢加入到溶液2中，然后向混合溶液中加入六偏磷酸钠，超声振荡，得到亲水处理液；
将聚氨酯导管浸入亲水处理液中，然后以一定速度提拉出来；真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。
根据本发明所述的制备方法，其中，聚谷氨酸、聚乙烯醇和去离子水的比例为(0.5-2.5)g：(7-10)g：20mL。
有利地，聚谷氨酸、聚乙烯醇和去离子水的比例为(1-2)g：(8-9)g：20mL。
根据本发明所述的制备方法，其中，聚谷氨酸的平均分子量Mn＝5000-10000；所述聚乙烯醇选自聚乙烯醇PVA 1799。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述搅拌反应的条件为：反应温度为60-90℃；反应时间为2-8h。
有利地，所述搅拌反应的条件为：反应温度为70-80℃；反应时间为4-6h。
根据本发明所述的制备方法，其中，聚醚改性硅油、三乙醇胺和去离子水的比例为(5-8)g：(2-5)g：100mL。
有利地，聚醚改性硅油、三乙醇胺和去离子水的比例为(6-7)g：(3-4)g：100mL。
根据本发明所述的制备方法，其中，溶液1与溶液2的体积比为(2-6)：2。
有利地，溶液1与溶液2的体积比为(3-5)：2。
根据本发明所述的制备方法，其中，六偏磷酸钠的用量为基于混合溶液重量0.1-0.4wt％。
有利地，六偏磷酸钠的用量为基于混合溶液重量0.2-0.3wt％。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述浸入亲水处理液的处理时间为60-180s。
有利地，所述浸入亲水处理液的处理时间为90-120s。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述提拉的速度为2-10cm/min。
有利地，所述提拉的速度为5-6cm/min。
另一方面，本发明还提供了一种具有亲水涂层的聚氨酯导管，根据本发明所述的制备方法得到。
本发明通过特定的制备方法对聚氨酯医用导管进行改性，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。相对于现有技术，本发明的聚氨酯医用导管牢固性更好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
应理解，本发明的具体实施方式仅用于阐释本发明的精神和原则，而不用于限制本发明的范围。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。
在本发明中，如无其它说明，所有份数均为重量份；所有百分比均为重量百分比。
实施例1
按照1g：9g：20mL的比例，将聚谷氨酸(Mn＝5000-10000)、聚乙烯醇PVA 1799和去离子水混合均匀，在80℃下搅拌反应4h，再超声振荡20min，得到透明均匀的溶液1。
按照6g：3g：100mL的比例，将聚醚改性硅油H-204、三乙醇胺和去离子水混合均匀，得到透明均匀的溶液2。
在45℃下，将2倍体积的溶液1缓慢加入到1倍体积的溶液2中，然后加入基于混合溶液重量0.2％的六偏磷酸钠，超声振荡20min，得到亲水处理液。
将聚氨酯导管浸入亲水处理液中90s，然后以5cm/min的速度提拉出来。室温晾干后，进一步真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。
通过少量样品的红外光谱可知，相对于改性前的聚氨酯导管，具有亲水涂层的聚氨酯导管O-H的伸缩振动峰从3262cm-1上移到3405cm-1处，表明接枝的聚醚硅氧烷破坏了聚氨酯分子内的部分氢键作用，使得O-H伸缩振动频率向高波数移动；在1095cm-1处存在着C-OH的对称伸缩缝；在1038cm-1处检测到水溶性硅油中醚的特征吸收峰，说明聚醚硅氧烷接枝到了聚氨酯导管上，也提供了较强的亲水端，聚醚链段中的氧原子易与水形成氢键作用，也加强了涂层的亲水性。
实施例2
按照2g：8g：20mL的比例，将聚谷氨酸(Mn＝5000-10000)、聚乙烯醇PVA 1799和去离子水混合均匀，在70℃下搅拌反应6h，再超声振荡30min，得到透明均匀的溶液1。
按照7g：4g：100mL的比例，将聚醚改性硅油H-204、三乙醇胺和去离子水混合均匀，得到透明均匀的溶液2。
在55℃下，将2倍体积的溶液1缓慢加入到1倍体积的溶液2中，然后加入基于混合溶液重量0.3％的六偏磷酸钠，超声振荡30min，得到亲水处理液。
将聚氨酯导管浸入亲水处理液中120s，然后以6cm/min的速度提拉出来。室温晾干后，进一步真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。
比较例1
按照10g：20mL的比例，将聚乙烯醇PVA 1799和去离子水混合均匀，在80℃下搅拌反应4h，再超声振荡20min，得到透明均匀的溶液1。
按照6g：3g：100mL的比例，将聚醚改性硅油H-204、三乙醇胺和去离子水混合均匀，得到透明均匀的溶液2。
在45℃下，将2倍体积的溶液1缓慢加入到1倍体积的溶液2中，然后加入基于混合溶液重量0.2％的六偏磷酸钠，超声振荡20min，得到亲水处理液。
将聚氨酯导管浸入亲水处理液中90s，然后以5cm/min的速度提拉出来。室温晾干后，进一步真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。
比较例2
按照1g：9g：20mL的比例，将聚谷氨酸(Mn＝5000-10000)、聚乙烯醇PVA 1799和去离子水混合均匀，在80℃下搅拌反应4h，再超声振荡20min，得到透明均匀的溶液1。
按照9g：100mL的比例，将聚醚改性硅油H-204和去离子水混合均匀，得到透明均匀的溶液2。
在45℃下，将2倍体积的溶液1缓慢加入到1倍体积的溶液2中，然后加入基于混合溶液重量0.2％的六偏磷酸钠，超声振荡20min，得到亲水处理液。
将聚氨酯导管浸入亲水处理液中90s，然后以5cm/min的速度提拉出来。室温晾干后，进一步真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。
比较例3
按照1g：9g：20mL的比例，将聚谷氨酸(Mn＝5000-10000)、聚乙烯醇PVA 1799和去离子水混合均匀，在80℃下搅拌反应4h，再超声振荡20min，得到透明均匀的溶液1。
按照6g：3g：100mL的比例，将聚醚改性硅油H-204、三乙醇胺和去离子水混合均匀，得到透明均匀的溶液2。
在45℃下，将2倍体积的溶液1缓慢加入到1倍体积的溶液2中，超声振荡20min，得到亲水处理液。
将聚氨酯导管浸入亲水处理液中90s，然后以5cm/min的速度提拉出来。室温晾干后，进一步真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。
亲水性能和牢固性能测试
使用德国DataPhysics公司的OCA200接触角测量仪测量聚氨酯导管的接触角，用以评价亲水性能。接触角越小，亲水性能越好。
聚氨酯导管的摩擦系数参照YY/T 1536-2017非血管内导管导丝滑动性能测试标准进行。测量条件为：水浴温度37℃；管体浸泡时间60s；夹持力为3N；提拉速度为3.33mm/s；测试长度50mm；循环次数30次。以最后5次摩擦系数平均值与前5次摩擦系数平均值的相对比值作为评价亲水涂层的牢固性能。比值越小，牢固性能越好。
亲水性能和牢固性能测试均使用未改性的聚氨酯导管作为对照组。
结果如表1所示。
表1
| 接触角 | 相对比值 | |
| 对照组 | 87.4 | 1.05 |
| 实施例1 | 2.9 | 0.91 |
| 实施例2 | 5.1 | 0.93 |
| 比较例1 | 12.5 | 1.02 |
| 比较例2 | 20.6 | 0.97 |
| 比较例3 | 17.8 | 1.04 |
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有亲水涂层的聚氨酯导管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚谷氨酸、聚乙烯醇和去离子水混合均匀，搅拌反应，再超声振荡，得到透明均匀的溶液1；
将聚醚改性硅油、三乙醇胺和去离子水混合均匀，得到透明均匀的溶液2；
将溶液1缓慢加入到溶液2中，然后向混合溶液中加入六偏磷酸钠，超声振荡，得到亲水处理液；
将聚氨酯导管浸入亲水处理液中，然后以一定速度提拉出来；真空干燥，得到具有亲水涂层的聚氨酯导管。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，聚谷氨酸、聚乙烯醇和去离子水的比例为(0.5-2.5)g：(7-10)g：20mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，聚谷氨酸的平均分子量Mn＝5000-10000；所述聚乙烯醇选自聚乙烯醇PVA 1799。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述搅拌反应的条件为：反应温度为60-90℃；反应时间为2-8h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，聚醚改性硅油、三乙醇胺和去离子水的比例为(5-8)g：(2-5)g：100mL。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，溶液1与溶液2的体积比为(2-6)：2。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，六偏磷酸钠的用量为基于混合溶液重量0.1-0.4wt％。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述浸入亲水处理液的处理时间为60-180s。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述提拉的速度为2-10cm/min。
10.一种具有亲水涂层的聚氨酯导管，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述的制备方法得到。
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