本发明属于医用材料领域，尤其涉及一种抗菌抗蛋白吸附医用导管材料及其制备方法。
背景技术：
：气管插管引发的感染在发达国家中约占医院感染的10%~15%，位居医院感染的前列。在中国每年约使用查过1000万套的气管插管，其中感染率为10~20%，并且超过1%的感染者导致死亡。每年用于投入治疗气管插管引发感染的费用约为3.5亿~4.5亿元。另外，临床上气管插管需要或长期或短期与机体组织接触，气管插管表面如果吸附大量蛋白类组织，会进一步导致局部的感染加重，尤其不利于局部伤口的愈合。现有的其它医用材料，如中心静脉导管、PICC管、管内套管、脑室引流管、三腔两囊管、胸腔闭式引流管等也存在同样的问题。因此，制备出具有抗感染和抗蛋白吸附功能的气管插管等医用材料是亟需解决的重要课题。为了赋予气管插管等医用材料表面抗感染和抗蛋白吸附的性能，需要有针对性地在气管插管等医用材料表面构建抗菌层和抗蛋白吸附层，目前常见的方式是采用物理涂覆的方式在气管插管表面涂覆抗菌和抗蛋白吸附层，但是采用这种方式制得的气管插管等医用材料的抗菌和抗蛋白吸附层易脱落，从而导致气管插管的抗菌效果不持久。技术实现要素：有鉴于现有气管插管等医用材料存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种抗菌抗蛋白吸附医用材料及其制备方法和抗菌抗蛋白吸附气管插管，本发明提供的抗菌抗蛋白吸附医用材料具有持久的抗菌和抗蛋白吸附效果。本发明提供的抗菌抗蛋白吸附医用材料，包括医用材料、包覆在医用材料表面的聚溴代烷基化合物层和通过化学反应键合在所述聚溴代烷基化合物层表面的端氨基润滑剂。优化的是，所述医用材料是负载抗菌物质的医用材料。优化的是，所述医用材料为医用硅胶制成的医用器材，包括但不限于气管插管、中心静脉导管、气管内套管、脑室引流管、三腔两囊管、胸腔闭式引流管、腹腔引流管、深静脉置管、伤口引流管、膀胱引流管、导尿管。优化的是，所述聚溴代烷基化合物层是将负载抗菌物质的医用材料置入溴代烷基化合物和Tris-Hcl缓冲溶液（三羟甲基氨基甲烷和盐酸的水溶液）中进行聚合反应，在负载抗菌物质的医用材料表面形成聚溴代烷基化合物层。所述溴代烷基化合物优选为溴代己烷、溴代十六烷。优化的是，所述端氨基润滑剂的数均分子量优选为300~30000，更为优选为1000~10000，最为优选为3000~6000。进一步优化的是，所述端氨基润滑剂包括但不限于端氨基聚乙二醇和/或端氨基聚乙烯吡咯烷酮。本发明提供了一种抗菌抗蛋白吸附医用材料的制备方法，包括：（1）将医用材料浸渍在含溴代烷基化合物的溶液中，溴代烷基化合物在医用材料表面进行聚合反应，得到表面包覆聚溴代烷基化合物的医用材料基体；（2）将医用材料基体和端氨基润滑剂在反应溶剂中汇总反应，制成抗菌抗蛋白吸附医用材料。步骤（1）中，所述医用材料为负载抗菌物质的医用材料，是将医用硅胶制成的医用材料在抗菌物质溶液中浸泡制成。所述抗菌物质包括但不限于三氯生、利福平、司氟沙星、甲氧苄啶中的一种或多种。所述抗菌物质溶液的溶剂优选为氯仿和/或二氯甲烷。所述抗菌物质溶液的浓度优选为0.1~5wt%，更为优选为0.5~4wt%，最为优选为2~2.4wt%。所述医用硅胶材料在抗菌物质溶液中的浸泡时间为20min~5h，更优选为0.5~3h。所述医用硅胶材料在抗菌物质溶液中浸泡完成后进行干燥，干燥方式优选为室温条件下风干。所述含溴代烷基化合物的溶液由溴代烷基化合物和缓冲溶液配制而成，所述缓冲溶液优选为三羟甲基氨基甲烷和盐酸的水溶液。所述溴代烷基化合物的溶液中溴代烷基化合物浓度优选为0.05~4g/mL，更优选为1~3g/mL，最优选为1.5~2g/mL；所述含溴代烷基化合物的溶液的pH值为7~12；更为优选为7~9，最优选为8.5。所述溴代烷基化合物在医用材料表面进行聚合反应温度为20~60℃，更为优选为30~50℃，聚合反应的时间为10~30h，更为优选为15~25h。步骤（2）中，所述端氨基润滑剂为端氨基聚乙烯吡咯烷酮和/或端氨基聚乙二醇。所述反应溶剂优选为乙醇，端氨基润滑剂和溶剂的质量比为（0.5~20）：100，优选为（5~15）：1000。所述医用材料基体和端氨基润滑剂在反应溶剂中反应温度为20~60℃，优选为30~50℃，反应时间为8~10h，优选为9~10h。本发明还提供一种上述方法制备的抗菌抗蛋白吸附医用气管插管，其所用医用材料为医用硅胶制成的气管插管。本发明提供的抗菌抗蛋白吸附医用材料由医用材料基体和端氨基润滑剂在溶液剂中反应制成，其结构具体包括医用材料、包覆在所述负载抗菌物质的医用材料表面的聚溴代烷基化合物层和通过化学反应键合在所述聚溴代烷基化合物层表面的端氨基润滑剂。本发明提供的抗菌抗蛋白吸附医用材料在医用材料表面包覆了聚溴代烷基化合物层，使医用材料具有抗菌性能。在医用材料负载抗菌物质的情况下，还可以有效减缓抗菌物质的释放速度，而从延长抗菌物质释放时间，进而增强医用材料的抗菌持久性。同时，本发明提供的抗菌抗蛋白吸附医用材料表面的润滑剂是通过化学键固定在材料表面的，润滑剂不易脱落，从而医用材料的润滑性和抗菌性大幅度提高。实验结果表明，本发明制备的产品具有良好抗菌性能和抗蛋白吸附性能，且抗菌和抗蛋白吸附性能稳定、持久。具体实施方式下面给出本发明的实施例，以清楚、完整地描述本发明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1：制备抗菌抗蛋白吸附气管插管A）、将硅橡胶制成的气管插管在2wt%三氯生的氯仿溶液中浸渍0.5h，使气管插管发生溶胀，同时三氯生迁移到气管插管内部，然后室温下将溶剂挥发至干，得到负载三氯生的气管插管；B）、配置浓度为0.01mol/L的Tris-Hcl缓冲溶液（缓冲溶液是三羟甲基氨基甲烷和盐酸的水溶液），然后将溴代烷基化合物溶入Tris-Hcl缓冲溶液中，配置浓度为1.5mol/L的溴代烷基化合物溶液，控制溶液PH值为8.5；将所述步骤A）中得到的负载三氯生的气管插管与制得的溴代烷基化合物溶液混合，控制反应温度为35℃，搅拌反应25h后取出、清洗，得到表面包覆有聚溴代烷基化合物层的气管插管；C）、将上述步骤B）得到的表面包覆聚溴代烷基化合物层的气管插管与5wt%端氨基聚乙二醇的乙醇溶液（所述端氨基聚乙二醇具有式（）结构、数均分子量为3000）混合，在40℃下进行反应9小时，得到表面负载聚乙二醇的抗菌抗蛋白吸附气管插管。实施例2：制备抗菌抗蛋白导尿管A）配置浓度为0.01mol/L的Tris-Hcl缓冲溶液（缓冲溶液是三羟甲基氨基甲烷和盐酸的水溶液），然后将溴代烷基化合物溶入Tris-Hcl缓冲溶液中，配置浓度为1.5mol/L的溴代烷基化合物溶液，控制溶液PH值为8.5；将硅橡胶制成的导尿管与制得的溴代烷基化合物溶液混合，控制反应温度为35℃，搅拌反应25h后取出、清洗，得到表面包覆有聚溴代烷基化合物层的导尿管；B）将上述步骤B）得到的表面包覆聚溴代烷基化合物层的气管插管与5wt%端氨基聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液（所述端氨基聚乙烯吡咯烷酮具有式（）结构、数均分子量为5000）混合，在40℃下进行反应9小时，得到表面负载聚乙二醇的抗菌抗蛋白吸附导尿管。实施例3：制备抗菌抗蛋白吸附胸、腹腔引流管A）、将硅橡胶制成的腹腔引流管在含1wt%三氯生、0.2wt%利福平和1wt%司氟沙星的氯仿溶液中浸渍1h，使气管插管发生溶胀，同时三氯生迁移到腹腔引流管内部，然后室温下将溶剂挥发至干，得到负载三氯生的气管插管；B）、配置浓度为0.01mol/L的Tris-Hcl缓冲溶液（缓冲溶液是三羟甲基氨基甲烷和盐酸的水溶液），然后将溴代烷基化合物溶入Tris-Hcl缓冲溶液中，配置浓度为1.5mol/L的溴代烷基化合物溶液，控制溶液PH值为8.5；将所述步骤A）中得到的负载三氯生的气管插管与制得的溴代烷基化合物溶液混合，控制反应温度为35℃，搅拌反应25h后取出、清洗，得到表面包覆有聚溴代烷基化合物层的腹腔引流管；C）、将上述步骤B）得到的表面包覆聚溴代烷基化合物层的气管插管与5wt%端氨基聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液（所述端氨基聚乙烯吡咯烷酮具有式（）结构、数均分子量为3000）混合，在40℃下进行反应9小时，得到表面负载聚乙二醇的抗菌抗蛋白吸附腹腔引流管。实施例4：制备抗菌抗蛋白吸附脑室引流管A）、将硅橡胶制成的脑室引流管在1.5wt%三氯生、0.1wt%利福平和0.8wt%司氟沙星的氯仿溶液中浸渍1h，使气管插管发生溶胀，同时三氯生迁移到气管插管内部，然后室温下将溶剂挥发至干，得到负载三氯生的脑室引流管；B）、配置浓度为0.01mol/L的Tris-Hcl缓冲溶液（缓冲溶液是三羟甲基氨基甲烷和盐酸的水溶液），然后将溴代烷基化合物溶入Tris-Hcl缓冲溶液中，配置浓度为1.5mol/L的溴代烷基化合物溶液，控制溶液PH值为8.5；将所述步骤A）中得到的负载三氯生的气管插管与制得的溴代烷基化合物溶液混合，控制反应温度为35℃，搅拌反应25h后取出、清洗，得到表面包覆有聚溴代烷基化合物层的脑室引流管；C）、将上述步骤B）得到的表面包覆聚溴代烷基化合物层的气管插管与10wt%端氨基聚乙二醇的乙醇溶液（所述端氨基聚乙二醇具有式（）结构、数均分子量为6000）混合，在40℃下进行反应9小时，得到表面负载聚乙二醇的抗菌抗蛋白吸附脑室引流管。实施例5：性能测试1）抗菌性测试：将实施例1~4制得的医用插管水洗30次，在含有细菌浓度为107Cells/mL的LB营养液中培养36h后，采用扫描电子显微镜拍摄膜表面细菌数量。为确保实验真实、可靠，减少实验偶然误差，须3次重复实验的平均值来得出数据，测试结果计算：杀菌率=（对照组平均菌落数-试验组平均菌落数）/对照组平均菌落数×100%，其中，对照组为未进行抗菌处理的聚氨酯气管插管（厂家：山东威高集团医用高分子制品股份有限公司；商品名：一次性使用气管插管）。结果如表1所示，表1为气管插管的抑菌测试结果。表1气管插管的抑菌测试结果实施例1实施例2实施例3实施例4大肠杆菌（%）97.295.397.596.6金黄色葡萄球菌（%）98.196.998.399.3通过表1可以看出本发明提供的气管插管对大肠杆菌的杀菌率为97.2%，对金黄色葡萄球菌的杀菌率为99.4%，说明本发明的气管插管具有良好、持久的抗菌性能。2）抗蛋白吸附测试本发明采用表面等离子体共振法（SPR）对实施例1~4中的抗菌抗蛋白吸附层的抗蛋白吸附性能进行测试，实验用仪器为BIOCORE3000，芯片为BIAcore传感芯片，以溶菌酶为吸附对象进行测试，实验温度25℃，分析吸附曲线，并计算得到蛋白吸附量为0.54ng/mm2。这一结果说明本发明的气管插管表面具有良好的抗蛋白吸附性能。3）润滑性测试本发明采用MXD-01摩擦系数仪对实施例1~4和市售气管插管（厂家：山东威高集团医用高分子制品股份有限公司；商品名：一次性使用气管插管）进行摩擦系数的测试：将经30次水洗后的抗菌抗蛋白吸附医用材料入水浸泡30s，然后固定在凹槽板上，向储水槽注入水直至试样完全浸泡其中。将200g的标准滑块轻放入于试样上方，由传感器连接杆拖动滑块以100mm/min的速度运动，测出动摩擦系数。结果表明，本发明提供的抗菌抗蛋白吸附医用材料的摩擦系数最小仅有0.09，从而证明本发明提供的抗菌抗蛋白吸附医用材料具有良好的润滑性能。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3