医用导管及其表面形成抗菌亲水涂层的方法_2

文档序号:9654500阅读:来源:国知局
取出在UV辐照15-60分钟,至干透,按此浸渍-辐照重复2-5次。可以理解的是,步骤S04可以预先在S01前进行,并不限于上述顺序。
[0032]步骤S05中,在将浸涂有偶联剂层的导管浸入于抗菌亲水高分子溶液中1-2小时后,取出进行UV辐照15-60分钟,至干透,按此浸渍-辐照重复2-5次,即在导管表面形成抗菌亲水涂层。
[0033]形成有上述抗菌亲水涂层的医用导管可以是介入性和植入性导管,例如但不限于,抗菌导尿管、抗菌中心静脉置管和抗菌气管插管等。该医用导管使用时,只需把涂覆抗菌亲水涂层部分在无菌水中浸润,溶胀后的亲水涂层即变得异常润滑,便于介入或植入于人体,使用方便,具有广阔的应用前景。医用导管在形成涂层前预先经过表面处理以及偶联剂预处理,更优选地,还具有粘附性聚合物等,提高导管表面与亲水聚合物的结合强度,使得抗菌亲水涂层稳定附着于导管表面,可延长抗菌效果。本发明实施例的医用导管使用安全性高、抗菌菌谱广、抗菌效果好,抗菌润滑效果持续时间长,可减少更换医用导管次数,临床使用安全、方便,减少了患者疼痛,有效降低因使用医用导管产生的相关性院内感染,显著降低抗感染等相关医疗费用,节约医疗资源。
[0034]另外,在导管表面涂覆偶联剂以及涂覆抗菌亲水涂层溶液时,采用浸渍加紫外光辐照形式,仅经过几十秒至数分钟的辐照,导管的水接触角就显著下降,由下述实施例可知,导管表面与水接触角可以103-116°降到38-66°,显著地有效改善导管亲水性能。由于紫外光对材料的穿透力差、能量比较低,故接枝聚合可严格地限定在材料的表面或亚表面进行,不会损坏材料的本体性能,容易控制接枝层的厚度和反应深度;而且,紫外辐射的光源及设备成本低,易于连续化操作。
[0035]在上述医用导管的亲水涂层中含有氧化石墨烯,利用氧化石墨烯具有长效、安全等特点,通过与亲水聚合物一同涂覆到导管表面,形成临床上应用最为广泛的长效型抗菌医用导管。石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体,是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本结构单元。它具有高电导、高热导、高硬度和高强度等奇特的物理、化学性质。但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点,限制了其广泛应用。随着现代科技的发展,碳元素这种人体内最重要的元素,尤其是石墨烯通过氧化得到的氧化石墨烯,尺寸在十纳米到几百纳米之间。氧化石墨烯的性能相对于石墨烯又有了进一步的提升。具体地,氧化石墨烯表面具有大量的含氧活性官能团,如羟基、羧基、羰基、环氧基等,使氧化石墨烯具有非常好的水分散性和生物相容性。氧化石墨烯有很强的吸附能力,可通过物理吸附进行修饰,也可以通过酰化、酯化等共价反应进行进一步的功能化修饰,得到理想的含有不同官能团和性质的功能化石墨烯,从而满足在生物医学领域不同的需求。
[0036]以下通过具体实施例说明本发明的医用导管及其表面抗菌亲水涂层的形成方法,并对其涂层的抗菌性进行测试。
[0037]实施例1
[0038]首先,对PU导管进行表面预处理。取导管,在乙醇溶液中超声洗涤10分钟,再用蒸馏水超声清洗10分钟,去除导尿管表面杂质,晾干后,将其置于UV辐射室内紫外光灯下辐照1小时。
[0039]其次,浸涂偶联剂:取甲醇68mL、乙醇20mL、蒸馏水10mL和冰乙酸2mL,依次加入烧杯中。在15°C?30°C搅拌15分钟,继续搅拌过程中加入4mL硅烷偶联剂KH-792,搅拌均匀,制成偶联剂溶液。将经表面处理过的导管,放入偶联剂溶液中完全浸渍2小时,取出用UV辐照30分钟,至干透。按此浸渍-辐照重复3次。
[0040]再次,涂覆抗菌亲水涂层。取0.2g氧化石墨,在搅拌的情况下慢慢加入到装有10mL蒸馏水的烧杯中,超声处理3小时,得到胶泥状的氧化石墨烯分散体。再取120mL无水乙醇和80mL乙酸乙酯加入烧杯中,在15°C?30°C搅拌15分钟,搅拌过程中加入4mg的PVP,超声处理完全溶解后,搅拌过程中再加入0.4mg乙基纤维素,继续搅拌,直至完全溶解,制得亲水高分子溶液。取已制备的亲水高分子溶液,缓慢加入搅拌过程的氧化石墨烯分散体中,搅拌均匀,再超声处理2小时,直至没有可见团粒的均匀抗菌亲水高分子溶液。
[0041]然后,将已浸涂偶联剂的导管放入所制备的抗菌亲水涂层溶液中完全浸渍2小时,取出用UV辐照30分钟,至干透。按此浸渍-辐照重复3次,最后一次取出后用去离子水最少洗涤2次,烘干,即制得抗菌超润滑导管。
[0042]经检测,所制备的抗菌超润滑PU导管表面水接触角由平均116°降到52°。
[0043]依照中华人民共和国卫生部《消毒技术规范》(第三版),一次性使用卫生用品卫生标准GB15979,采用抑菌环试验法,选择大肠杆菌,检测样品的抑菌性能。
[0044]干灭菌法对平皿灭菌后加入5ml已灭菌的营养琼脂基,用棉花棒蘸取107个/ml的大肠杆菌菌液涂覆凝固后的营养琼脂基上,再将4根抗菌导管测试样直立放于平皿四周,同时用未处理的导管做对照,放于平皿的正中央。平皿于37°C电热恒温培养24h,测量抑菌圈直径。抑菌环试验表明,本实施例的抗菌导管对大肠杆菌具有优异的抗菌抑菌能力,抑菌环直径最小为17_。
[0045]实施例2
[0046]首先,对PU导管进行表面预处理。处理方法同实施例1。
[0047]其次,浸涂偶联剂。处理方法同实施例1。
[0048]再次,涂覆抗菌亲水涂层。取0.2g氧化石墨烯,在搅拌的情况下慢慢加入到装有20mL含5%聚赖氨酸溶液的烧杯中,超声处理3小时,得到胶泥状的氧化石墨烯分散体。再取120mL无水乙醇和80mL乙酸乙酯加入烧杯中,在15°C?30°C搅拌15分钟,搅拌过程中加入4mg的PVP,超声处理完全溶解后,搅拌过程中再加入0.4mg乙基纤维素,继续搅拌,直至完全溶解,制得亲水高分子溶液。取已制备的亲水高分子溶液,缓慢加入搅拌过程的氧化石墨烯分散体中,搅拌均匀,再超声处理3小时,直至没有可见团粒的均匀抗菌亲水高分子溶液。最后将已浸涂偶联剂的导管放入所制备的抗菌亲水涂层溶液中完全浸渍2小时,取出用UV辐照30分钟,至干透。按此浸渍-辐照重复3次,最后一次取出后用去离子水最少洗涤2次,烘干。即制得抗菌超润滑PU导管。
[0049]经检测,本实施例制备的抗菌超润滑PU导管表面水接触角由平均116°降到55°。
[0050]依照中华人民共和国卫生部《消毒技术规范》(第三版),一次性使用卫生用品卫生标准GB15979,采用抑菌环试验法,选择大肠杆菌,检测样品的抑菌性能。
[0051 ] 干灭菌法对平皿灭菌后加入5ml已灭菌的营养琼脂基,用棉花棒蘸取107个/ml的大肠杆菌菌液涂覆凝固后的营养琼脂基上,再将4根抗菌导管测试样直立放于平皿四周,同时用未处理的导管做对照,放于平皿的正中央。平皿于37°C电热恒温培养24h,测量抑菌圈直径。抑菌环试验表明,本实施例的抗菌导管对大肠杆菌具有优异的抗菌抑菌能力,抑菌环直径最小为18_。
[0052]实施例3
[0053]首先,对PU导管进行表面预处理。处理方法同实施例1。
[0054]其次,浸涂偶联剂。取甲醇68mL、乙醇20mL、蒸馏水10mL和冰乙酸2mL,依次加入烧杯中。在15°C?30°C搅拌15分钟,继续搅拌过程中分别加入硅烷偶联剂KH-792和KH602各2mL,搅拌均匀,制成偶联剂溶液。将经表面处理过的导管,放入偶联剂溶液中完全浸渍2小时,取出用UV辐照30分钟,至干透。按此浸渍-辐照重复3次。
[0055]再次,涂覆抗菌亲水涂层。取0.2g氧化石墨烯,在搅拌的情况下慢慢加入到装有10mL含5%聚赖氨酸溶液的烧杯中,超声处理3小时,得到胶泥状的氧化石墨烯分散体。再取120mL无水乙醇和80mL乙酸乙酯加入烧杯中,在15°C?30°C搅拌15分钟,搅拌过程中加入4mg的PVP,超声处理完全溶解后,搅拌过程中再加入0.4mg乙基纤维素,继续搅拌,直至完全溶解,制得亲水高分子溶液。取已制备的亲水高分子溶液,缓慢加入搅拌过程的氧化石墨烯分散体中,搅拌均匀,再超声处理1.5小时左右,直至没有可见团粒的均匀抗菌亲水高分子溶液。最后将已浸涂偶联剂的导管放入所制备的抗菌亲水涂层溶液中完
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