專利名稱：一種水體系抗菌表面涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到醫(yī)用器材領(lǐng)域，具體指一種用于聚合物基材的水體系抗菌表面涂層及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，介入治療導(dǎo)管被廣泛地應(yīng)用到臨床治療中。許多需要短期或長期與人體組織接觸的器械，如導(dǎo)管、導(dǎo)絲等在插入或拔出時會跟與之接觸的組織發(fā)生摩擦，由此可能造成對組織的損傷進(jìn)而引發(fā)炎癥等不良反應(yīng)。因此，為降低手術(shù)風(fēng)險，減輕病人痛苦，臨床常采用潤滑劑如硅油、石蠟油、凡士林等涂覆在導(dǎo)管表面。然而涂覆在器械表面的潤滑劑難以持久，潤滑性不佳，而且不利于手術(shù)操作。為改進(jìn)潤滑劑的這些弊端，人們陸續(xù)開發(fā)出了各種親水表面涂層，使導(dǎo)管表面在干態(tài)不潤滑，吸水后形成親水性表面涂層，從而大大降低了導(dǎo)管表面的摩擦系數(shù)，減輕了對人體組織的損傷，并為介入治療手術(shù)操作帶來極大方便。但是，介入導(dǎo)管的使用有可能產(chǎn)生創(chuàng)口細(xì)菌感染，繼而引起一系列的炎癥反應(yīng)，甚至危及患者生命。因此，人們希望介入導(dǎo)管可以同時具有抗菌和殺菌的功能。
利用親水涂層以改進(jìn)醫(yī)療器械的潤滑性的許多方法，已為人們所熟悉。如歐洲專利EP0093093B2、歐洲專利申請?zhí)朎P0389623、EP0454293與EP0379156,美國專利US4119094、US4792914、US5041100，另外還有 PCT 出版號為 W090/05162 和 W091/19756 中公開的技術(shù)。專利CN1442458A在有機(jī)溶劑體系聚合合成了一種可固化的親水聚合物，將聚合物涂覆到器械表面，經(jīng)兩步固化形成親水潤滑膜。
授權(quán)公告號為CN101455861A公開了一種《在醫(yī)用導(dǎo)管高分子材料表面制備潤滑性涂層的方法》，其采用親水性聚合物單體在溶劑中引發(fā)聚合得到親水性預(yù)聚體，再將這種親水性預(yù)聚體溶液吸附到預(yù)處理過的具有活性的高分子材料表面，然后在紫外等條件下，激發(fā)預(yù)聚體與高分子材料接枝反應(yīng)，最終得到親水潤滑的涂層。
公布號為CN102166377A的中國專利申請公開了一種《醫(yī)用導(dǎo)管潤滑親水涂層的組合物、制備方法與使用方法》，其將親水性聚合物溶解于有機(jī)溶劑，將溶液涂覆到聚合物基材上，干燥后形成親水性表面涂層。
授權(quán)公告號為CN1233426C公開了一種《醫(yī)用潤滑液、其使用方法以及醫(yī)用潤滑導(dǎo)管》，其同樣將親水性聚合物溶解于有機(jī)溶劑，將聚合物溶液涂覆到聚合物基材上，干燥形成親水潤滑膜，所不同的是該專利采用了兩層涂層法。
上述這些方法均可以得到親水表面涂層。但是，不可忽視的是，這些方法都使用了有機(jī)溶劑體系，這些有機(jī)溶劑的揮發(fā)不但帶來生產(chǎn)隱患，而且污染環(huán)境，傷害到工人的健康。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種環(huán)境友好且具有殺菌抗菌作用的水體系抗菌表面涂層。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種環(huán)境友好且具有殺菌抗菌作用的水體系抗菌表面涂層的制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:該水體系抗菌表面涂層，其特征在于包括附著在醫(yī)用器械基體表面上的底層涂層和附著在所述底層涂層上的表面涂層；
其中，所述底層涂層的重量組成如下:
水性粘合劑20 50份水性表面活性劑0.05 0.3份 水性增稠劑I 5份去離子水10-50份
所述表層涂層的重量組成如下:
水溶性大分了5-10份水性表面活性劑0.05-0.3份 水性粘合劑1~5份去離子水40 80份水溶性抗菌劑O 05 0.3份
所述的水性表面活性劑選自磷酸三鈉、六偏磷酸鈉、烷基酚聚乙烯醚、烷基聚氧乙稀釀、聚氧乙稀燒基酷、十_■燒基硫酸納、十_■燒基橫酸納或硫酸月桂酷；
所述的水性增稠劑選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維絲、羥丙基纖維素或聚丙烯酸；
所述的水溶性大分子選自聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇；
所述的水溶性抗菌劑選自季銨鹽、季銨鹽衍生物或納米銀。；
所述的季銨鹽衍生物優(yōu)選3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨或有機(jī)硅季銨鹽。
較好的，所述的水性粘合劑可以選自水性醇酸樹脂、水性聚酯樹脂、水性丙烯酸樹月旨、水性聚氨酯樹脂、水性 酚醛樹脂、水性環(huán)氧樹脂及上述各種樹脂改性的水性樹脂中的一種或多種。
上述水體系抗菌表面涂層的制備方法，其特征在于包括下述步驟:
I)將待處理醫(yī)用器械基體放入乙醇或者丙酮中在40 50KHz下超聲清洗5^10min,除去所述待處理醫(yī)用器械基體表面的污垢，干燥；
2)按配比稱重所述底層涂層的各組分并混合均勻，得到底層涂層混合液；采用浸涂、噴涂或者涂刷的方式將所述底層涂層混合液均勻涂覆在清洗好的醫(yī)用器械基體上，在6(T90°C下烘烤3 10min即形成所述的底層涂層；所述底層涂層的厚度為Γ5微米；
3)按配比稱重好所述表層涂層中各組分并混合均勻，得到表層混合液；采用浸涂、噴涂或者涂刷的方式將所述的表層混合液均勻涂覆在所述的底層涂層上，在6(T90°C下烘烤IOlOmin后即形成所述的表層涂層，所述表層涂層的厚度為5(Γ65微米。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:
1、由于使用了水性涂料系統(tǒng)，對于涂層制作的環(huán)境要求降低，可在較高濕度的環(huán)境下操作；
2、由于使用了水性涂料系統(tǒng)，制備步驟得到了極大的簡化，涂層烘干后的耐水性較好，長時間放置也不會影響潤滑性及涂層的粘附性；
3、由于使用了水性涂料系統(tǒng)，本發(fā)明的技術(shù)路線解決了現(xiàn)在有技術(shù)帶來的有機(jī)溶劑揮發(fā)(VOC)的問題，使得生產(chǎn)場所的環(huán)境得到改善，安全隱患降低，同時免除有機(jī)溶劑對工人身體的傷害，保護(hù)了環(huán)境；
4、水性涂料體系利于添加各種水溶性的抗菌劑和殺菌劑，可賦于涂層抗菌殺菌的功能。涂料干燥成膜后的抗菌性符合GB/T20944.1-2007標(biāo)準(zhǔn)要求。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
底層涂層配制:稱量水性聚氨酯樹脂(帝斯曼公司生產(chǎn)，固含量40%，) 20g，十二烷基硫酸鈉0.1g,羧甲基纖維素lg，去離子水20g，混勻，靜置24小時脫泡后，得到底層涂層混合液。
表層涂層配制:稱量聚乙烯吡咯烷酮5g，水性聚氨酯樹脂5g(固含量40%)，十二烷基硫酸鈉0.lg，有機(jī)硅季銨鹽(廣州市諾康化工生產(chǎn)，型號HM98)0.3g，去離子水40g，混勻，靜置24小時脫泡，得到表層涂層混合液待用。
將PVC導(dǎo)管浸入到乙醇中，在40KHz下超聲清洗lOmin，除去表面的污垢，干燥；然后浸入配制好的底層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在70°C烘烤6min至干透；采用掃描電鏡檢測到底層涂層的厚度為3微米。然后再放入表層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在60°C烘烤30min ;得到表層涂層的厚度為60微米。得到親水潤滑并抗菌的PVC導(dǎo)管。
采用趙成如等《超滑導(dǎo)尿管表面涂層性能研究》中的方法測試PVC導(dǎo)管表面的摩擦力為18N，涂層后的親水潤滑的PVC導(dǎo)管的摩擦力為0.5N。同樣方法測得的市售福瑞達(dá)的PVC親水潤滑導(dǎo)尿管的摩擦力為1.SN。涂料干燥成膜后的抗菌性用瓊脂擴(kuò)散法測定，符合GB/T20944.1-2007的標(biāo)準(zhǔn)，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑制率都達(dá)到100%。
實(shí)施例2
底層涂層配制:稱量水性聚丙烯酸樹脂(帝斯曼公司生產(chǎn)，固含量40%) 20g，磷酸三鈉0.15，羧甲基纖維素1.5g，去離子水30g，混勻，靜置24小時脫泡后即得到所述的底層涂層混合液。
表層涂層配制:稱量聚乙烯吡咯烷酮6g，聚丙烯酸樹脂(帝斯曼公司生產(chǎn)，固含量40%) 2g，磷酸三鈉0.15，去離子水50g，3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨(美國道康寧DC-5700) 0.15g，混勻，靜置24小時脫泡后即得到所述的表層涂層混合液。
將乳膠導(dǎo)管浸入到乙醇中，在45KHz下超聲清洗7min，除去表面的污垢，干燥；然后浸入制備好的底層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在60°C烘烤IOmin至干透；采用掃描電鏡檢測到底層涂層的厚度為I微米。然后再放入制備好的表層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在60°C烘烤30min ;得到表層涂層的厚度為52微米。至此已經(jīng)制備得到親水潤滑的抗菌乳膠導(dǎo)管。
實(shí)施例3
底層涂層配制:稱量水性雙酚A型環(huán)氧樹脂(帝斯曼公司生產(chǎn)，固含量40%)20g，聚氧乙烯烷基酯0.15g，羧甲基纖維素1.5g，去離子水30g，混勻，靜置24小時脫泡即得到底層涂層混合液；
表層涂層配制:稱量聚乙烯吡咯烷酮6g，水性聚氨酯樹脂(帝斯曼公司生產(chǎn)，固含量40%)lg，水性聚丙烯酸樹脂(帝斯曼公司生產(chǎn)，固含量40%)lg，聚氧乙烯烷基酯0.15g，去離子水50g，納米銀(北京潔爾爽生產(chǎn)，型號SCJ-951) 0.05g，混勻，靜置24小時脫泡后即得到表層涂層混合液。
將硅膠導(dǎo)管浸入到乙醇中，在50KHz下超聲清洗5min，除去表面的污垢，干燥；然后浸入底層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在90°C烘烤3min至干透，掃描電鏡測得底層涂層的厚度為5微米。然后再放入表層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在90°C烘烤IOmin ；得到表層涂層的厚度為55微米。得到親水潤滑并抗菌的硅膠導(dǎo)管。
實(shí)施例4
底層涂層配制:稱量水性醇酸樹脂30g(固含量40%)，六偏磷酸鈉0.06g,甲基纖維素3g，去離子水30g，混勻，靜置24小時脫泡后即得到底層涂層混合液；
表層涂層配制:稱量聚丙烯酰胺7g，水性醇酸樹脂3g(固含量40%)，烷基酚聚乙烯醚0.05g，去離子水60g，十二烷基二甲基芐基溴化銨(新潔爾滅)0.10g，混勻，靜置24小時脫泡后即得到表層涂層混合液。
將尼龍導(dǎo)管浸入到乙醇中，在50KHz下超聲清洗5min，除去表面的污垢，干燥；然后浸入底層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在80°C烘烤5min至干透，掃描電鏡測得底層涂層的厚度為5微米。然后再放入表層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在80°C烘烤15min ；得到表層涂層的厚度為55微米。得到親水潤滑的尼龍導(dǎo)管。
實(shí)施例5
底層涂層配制:稱量水性聚酯樹脂40g(固含量40%)，烷基聚氧乙烯醚0.20g，聚丙烯酸4g,去離子水30g,混勻,靜置24小時脫泡后待用；
表層涂層配制:稱量聚丙烯酰胺8.6g，水性酚醛樹脂IOg (固含量40%)，十二烷基磺酸鈉0.2g，3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨(美國道康寧DC-5700)0.2g，去離子水70g，混勻，靜置24小時脫泡，待用。
將橡膠導(dǎo)管浸入到乙醇中，在50KHz下超聲清洗5min，除去表面的污垢，干燥；然后浸入底層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在90°C烘烤5min至干透，掃描電鏡測得底層涂層的厚度為5微米。然后再放入表層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在90°C烘烤20min ；得到表層涂層的厚度為55微米。得到親水潤滑的橡膠導(dǎo)管。
實(shí)施例6
底層涂層配制:稱量水性酚醛樹脂50g(固含量40%)，硫酸月桂酯鈉0.30g，羥丙基纖維素5g，去離子水30g，混勻，靜置24小時脫泡后得到底層涂層混合液；
表層涂層配制 :稱量聚乙二醇10g，水性聚酯樹脂7.5g (固含量40%)，硫酸月桂酯鈉0.3g，去離子水80g，有機(jī)硅季銨鹽(廣州市諾康化工廠生產(chǎn)，型號HM98)0.25g混勻，靜置24小時脫泡即得到表層涂層混合液。
將聚氨酯導(dǎo)管浸入到乙醇中，在50KHz下超聲清洗5min，除去表面的污垢，干燥；然后浸入底層涂層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在70°C烘烤5min至干透，掃描電鏡測得底層涂層的厚度為5微米。然后再放入表層混合液中浸泡10秒鐘，取出后在70°C烘烤20min ；得到表層涂層的厚度為55微米。得到親水潤滑的聚氨酯導(dǎo)管。
上述實(shí)施例2至6所制備的親水潤滑導(dǎo)管的摩擦力均在0.5N左右，抗菌性均符合GB/T20944.1-2007的標(biāo)準(zhǔn)，對金黃色葡`萄球菌和大腸桿菌的抑制率都達(dá)到100%。
權(quán)利要求
1.一種水體系抗菌表面涂層，其特征在于包括附著在醫(yī)用器械基體表面上的底層涂層和附著在所述底層涂層上的表層涂層； 其中，所述底層涂層的重量組成如下:水性粘合劑20 50份水性表面活性劑0.05 0.3份 水性增稠劑I 5份去離子水10~50份 所述表層涂層的重量組成如下:水溶性大分子5~10份水性表面活性劑0.05 0.3份 水性粘合劑1~5份去聞子水40~80份水溶性抗菌劑0.05 0.3份 所述的水性表面活性劑選自磷酸三鈉、六偏磷酸鈉、烷基酚聚乙烯醚、烷基聚氧乙烯釀、聚氧乙稀燒基酷、十二燒基硫酸納、十~二燒基橫酸納或硫酸月桂酷； 所述的水性增稠劑選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維絲、羥丙基纖維素或聚丙烯酸； 所述的水溶性大分子選自聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇； 所述的水溶性抗菌劑選自季銨鹽、季銨鹽衍生物或納米銀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體系抗菌表面涂層，其特征在于所述的水性粘合劑選自水性醇酸樹脂、水性聚酯樹脂、水性丙烯酸樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性酚醛樹脂、水性環(huán)氧樹脂及上述各種樹脂改性的水性樹脂中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體系抗菌表面涂層，其特征在于所述的季銨鹽衍生物為3-(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨或有機(jī)硅季銨鹽。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的水體系抗菌表面涂層的制備方法，其特征在于包括下述步驟: 1)將待處理醫(yī)用器械基體放入乙醇或者丙酮中在40 50KHz下超聲清洗3 lOmin，除去所述待處理醫(yī)用器械基體表面的污垢，干燥； 2)按配比稱重所述底層涂層的各組分并混合均勻，得到底層涂層混合液；采用浸涂、噴涂或者涂刷的方式將所述底層涂層混合液均勻涂覆在清洗好的醫(yī)用器械基體上，在6(T90°C下烘烤IOlOmin即形成所述的底層涂層；所述底層涂層的厚度為5微米； 3)按配比稱重好所述表層涂層中各組分并混合均勻，得到表層混合液；采用浸涂、噴涂或者涂刷的方式將所述的表層混合液均勻涂覆在所述的底層涂層上，在6(T90°C下烘烤IOlOmin后即形成所述的表層涂層，所述表層涂層的厚度為5(Γ65微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種水體系抗菌表面涂層及其制備方法，其特征在于包括附著在醫(yī)用器械基體表面上的底層涂層和附著在所述底層涂層上的表層涂層；其中，所述底層涂層的重量組成如下所述表層涂層的重量組成如下與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明環(huán)境友好、能夠有效降低表面摩擦阻力且抗菌效果好。
文檔編號A61L29/14GK103143067SQ201310055350
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者鐘祥, 孫永富, 盛穎, 鐘寧, 張明飛 申請人:寧波保稅區(qū)安杰脈德醫(yī)療器械有限公司