醫(yī)用導(dǎo)管及其表面形成抗菌親水涂層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用導(dǎo)管及其表面形成抗菌親水涂層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，醫(yī)用導(dǎo)管技術(shù)廣泛用于各科疾病的診斷及治療，并且隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，其應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大，主要產(chǎn)品有外科手術(shù)用中心靜脈導(dǎo)管及各種插管、治療及護(hù)理用各種監(jiān)護(hù)營(yíng)養(yǎng)注入及排污用管和診斷及介入治療用各種導(dǎo)管等。
[0003]理想的醫(yī)用導(dǎo)管材料應(yīng)該具有良好的親水性及生物相容性。然而，國(guó)內(nèi)目前的醫(yī)用導(dǎo)管材料多為疏水性材料，如PVC、聚氨酯、乳膠或硅橡膠等，它在給臨床治療帶來便捷的同時(shí)，也存在著一些問題。由于是疏水性材料，使用時(shí)摩擦力較大，病人常伴有灼燒和疼痛感，容易造成血管、腔道組織損傷及帶來并發(fā)癥。表面改性可以提高導(dǎo)管的物理機(jī)械性能和生物相容性。事實(shí)上，大多數(shù)的生物反應(yīng)發(fā)生在表面，醫(yī)用導(dǎo)管尤其是介入性和植入性導(dǎo)管表面的特性在臨床治療中有重要意義。醫(yī)用導(dǎo)管材料的表面親水性、抑菌性是其臨床應(yīng)用的重要指標(biāo)，它直接影響到導(dǎo)管的潤(rùn)滑性及生物相容性。而材料的親水性主要取決于材料的表面性能，因此對(duì)材料進(jìn)行表面改性，成為提高材料親水性、抑菌性的重要途徑，同時(shí)，對(duì)材料表面進(jìn)行親水、抗菌改性也是提高材料表面潤(rùn)滑性、抑菌性的主要方法。一種方法是對(duì)導(dǎo)管材料本身進(jìn)行改性，另一種方面是在材料表面形成親水性涂層，后者應(yīng)用較為廣泛。
[0004]傳統(tǒng)的親水性涂層為具有抗菌性，通常采用銀等金屬納米材料，然而，這些金屬元素在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用都存在潛在的生物毒性，在使用上受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，提供一種長(zhǎng)效性抗菌超滑的具有抗菌親水涂層的醫(yī)用導(dǎo)管，以及在該醫(yī)用導(dǎo)管表面形成抗菌親水涂層的方法。
[0006]—種醫(yī)用導(dǎo)管表面形成抗菌親水涂層的方法，其包括以下步驟:
[0007]將氧化石墨烯分散于水中，形成氧化石墨烯分散體，氧化石墨烯在水中的含量為5?20mg/mL;
[0008]在攪拌過程中將親水性聚合物和纖維素酯溶于有機(jī)溶劑中，形成親水高分子溶液，其中，親水性聚合物在親水高分子溶液中的質(zhì)量濃度為5?50mg/L，乙基纖維素在親水高分子溶液中的質(zhì)量濃度為1?1 Omg/L;
[0009]在攪拌過程中將親水高分子溶液加入到氧化石墨烯分散體中，氧化石墨烯分散體和親水高分子溶液的體積比為1:3?20，形成抗菌親水高分子溶液；
[0010]對(duì)待涂覆導(dǎo)管進(jìn)行表面處理后，浸入于偶聯(lián)劑溶液中，使導(dǎo)管表面浸涂有偶聯(lián)劑層；
[0011]將浸涂有偶聯(lián)劑層的導(dǎo)管浸漬于抗菌親水高分子溶液中，取出干燥固化后，制得具有抗菌親水涂層的醫(yī)用導(dǎo)管。
[0012]以及，一種醫(yī)用導(dǎo)管，其用于介入或植入人體，所述醫(yī)用導(dǎo)管至少在用于介入或植入的管體表面按照上述的方法形成有抗菌親水涂層。
[0013]上述醫(yī)用導(dǎo)管通過在表面形成有抗菌親水涂層，至少具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1)選用氧化石墨烯作為抗菌主要成分，可以克服細(xì)菌耐藥的產(chǎn)生及大量藥物不良反應(yīng)的出現(xiàn)的抗生素的危機(jī)。石墨烯等納米抗菌材料的殺菌能力主要源于其物理性破壞作用，細(xì)菌很難對(duì)其產(chǎn)生抗性；同時(shí)，石墨烯等納米抗菌材料具有作用效率高、用量少及易于修飾等特點(diǎn)，可有效降低其生物毒性，有望克服抗生素所遇到的危機(jī)；
[0015]2)選用親水聚合物作為親水涂層基材，例如PVP等，使導(dǎo)管表面具有超強(qiáng)潤(rùn)滑作用；
[0016]3)用偶聯(lián)劑對(duì)醫(yī)用導(dǎo)管表面進(jìn)行預(yù)處理，可提高導(dǎo)管表面與親水聚合物的結(jié)合強(qiáng)度；
[0017]4)本發(fā)明的醫(yī)用導(dǎo)管在使用時(shí)只需把涂覆抗菌親水涂層部分在無菌水中浸潤(rùn)，溶脹后的親水涂層即變得異常潤(rùn)滑，使用方便，具有廣闊的應(yīng)用前景；
[0018]5)在涂層形成方法中，用盡可能少品種的材料，并在室溫下制備，以降低材料所帶來的負(fù)面影響，該制備工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有抗菌親水涂層的醫(yī)用導(dǎo)管，用于介入或植入人體，所述醫(yī)用導(dǎo)管至少在用于介入或植入的管體表面形成有抗菌親水涂層。
[0021]醫(yī)用導(dǎo)管的管材可以是PU(聚氨酯材料)、PVC(聚氯乙烯)或硅膠或乳膠等?？咕H水涂層的形成方法詳述如下。
[0022]本實(shí)施例在醫(yī)用導(dǎo)管表面形成有抗菌親水涂層的方法包括如下步驟:
[0023]SO1:將氧化石墨烯分散于水中，形成氧化石墨烯分散體，氧化石墨烯在水中的含量為5?20mg/mL;
[0024]S02:在攪拌過程中將親水性聚合物和纖維素酯溶于有機(jī)溶劑中，形成親水高分子溶液，其中，親水性聚合物在親水高分子溶液中的質(zhì)量濃度為5?50mg/L，乙基纖維素在親水高分子溶液中的質(zhì)量濃度為1?1 Omg/L;
[0025]S03:在攪拌過程中將親水高分子溶液加入到氧化石墨烯分散體中，氧化石墨烯分散體和親水高分子溶液的體積比為1:3?20，形成抗菌親水高分子溶液；
[0026]S04:對(duì)待涂覆導(dǎo)管進(jìn)行表面處理后，浸入于偶聯(lián)劑溶液中，使導(dǎo)管表面浸涂有偶聯(lián)劑層；
[0027]S05:將浸涂有偶聯(lián)劑層的導(dǎo)管浸漬于抗菌親水高分子溶液中，取出干燥固化后，制得具有抗菌親水涂層的醫(yī)用導(dǎo)管。
[0028]在步驟S01中，石墨烯分散體的制備步驟具體如下:取氧化石墨烯，在攪拌的情況下慢慢加入到盛有蒸餾水容器中，氧化石墨烯在水中的含量為5?20mg/mL，超聲處理2?4小時(shí)，得到膠泥狀的氧化石墨烯分散體。當(dāng)然也可以直接用氧化石墨烯直接分散在蒸餾水中，制備氧化石墨烯分散體。更進(jìn)一步地，在此制備過程中，還添加有甲殼素、殼聚糖或其衍生物或聚賴氨酸等，其中甲殼素、殼聚糖或其衍生物或聚賴氨酸等與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1?50:1，而聚賴氨酸在氧化石墨烯分散體中的含量為2?20%，它們與氧化石墨烯形成石墨烯復(fù)合物。其中，殼聚糖具有可反應(yīng)的氨基和羥基，通過修飾可得到有用的殼聚糖衍生物;聚賴氨酸是一種天然防腐劑，具有抗菌譜廣、溶解性強(qiáng)、生物相容性好、熱穩(wěn)定性好及易于修飾等優(yōu)點(diǎn)。石墨烯復(fù)合物相比各單體性能明顯改善，在溶液中分散度及穩(wěn)定性良好，在發(fā)揮氧化石墨烯吸附破壞細(xì)胞膜的同時(shí)，促進(jìn)了復(fù)合物各單體與細(xì)胞內(nèi)容物的接觸效率，起到了協(xié)同殺菌作用。
[0029]在步驟S02中，親水性聚合物優(yōu)選為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種，更優(yōu)選為聚乙烯吡咯烷酮(PVP);纖維素酯類優(yōu)選為乙基纖維素。另外，親水高分子溶液中還添加有粘附性聚合物，所述粘附性聚合物包括聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂中的至少一種。粘附性聚合物可作為氧化石墨烯或其復(fù)合物抗菌材料的載體。本實(shí)施例以PVP為例，步驟S02具體如下:取無水乙醇和乙酸乙酯，其體積比為3:2，依次加入配置容器中，在15°C?30°C攪拌15分鐘，攪拌過程中緩慢加入PVP，PVP的質(zhì)量濃度為5?50mg/L，超聲處理2-4小時(shí)，直至完全溶解后，再在攪拌過程中再慢慢加入乙基纖維素。乙基纖維素的質(zhì)量濃度為1?10mg/L，繼續(xù)攪拌，直至完全溶解，制得親水高分子溶液。
[0030]步驟S03具體如下:取氧化石墨烯分散體，緩慢加入攪拌過的親水高分子溶液中，氧化石墨烯分散體與親水高分子溶液的體積比為1:3?20，超聲1?3小時(shí)，直至沒有可見團(tuán)粒，形成均勻抗菌親水高分子溶液。
[0031]步驟S04中，導(dǎo)管表面處理包括如下步驟:取導(dǎo)管，在乙醇溶液中超聲洗滌5?lOmin，再用蒸餾水超聲清洗10?20分鐘，去除導(dǎo)管表面雜質(zhì)，晾干后，將其置于UV輻射室內(nèi)紫外光燈下輻照30?90分鐘。導(dǎo)管經(jīng)過表面處理后，再浸入于偶聯(lián)劑溶液中。偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選為KH-792、KH1602、KH550中的至少一種。在導(dǎo)管表面浸涂偶聯(lián)劑層包括如下步驟:取甲醇、乙醇、蒸餾水和冰乙酸，其體積比為5?7: 1.5?2.5:0.5?3.5:0?0.3，在15°C?30°C攪拌，加入偶聯(lián)劑，攪拌均勻，制成偶聯(lián)劑溶液，偶聯(lián)劑的加入體積為甲醇、乙醇、蒸餾水和冰乙酸總體積的2%?5%;將經(jīng)表面處理過的導(dǎo)管，放入偶聯(lián)劑溶液中完全浸漬1-2小時(shí)，