专利名称：一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高撕裂强度硅胶导尿管球囊及其制备方法，属于医疗器械制备技术领域。
背景技术：
硅胶球囊导尿管以其性能柔软、组织相容性好、无需外固定、方便护理、能够避免或降低尿道粘膜损伤和尿道感染等优点，作为一种体内长期植入物被广泛应用于临床。然而导尿管植入体内后，随着留置时间的延长，导尿管球囊易发生破裂，造成导管脱落，需重新更换导管，这样既增加了患者经济负担又加重了病患痛苦。目前国内企业或科研院所还没有能有效解决这一问题的方法，而欧美发达国家少数生产商研发出了高应变、高弹性的硅胶球囊材料，但技术严格保密，原材料从不对外出售。因此，开发生物相容性好、撕裂强度高、弹性好的球囊材料及其制备工艺，打破国外垄断，是医用硅胶导尿管行业发展亟待解决的关键问题。
纤维素晶须(cellulose nanowhiskers, CNW)是源于天然纤维素的一种类针状纳米晶体，可再生、生物相容性好、可提供较高的机械强度。近年来，在纳米增强复合材料中被作为补强体来使用，如用于增强聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚氧乙烯、天然乳胶等，都取得良好的性能改善。上述实例中大多是将纤维素晶须分散于液态溶剂再与聚合物基体复合，而将纤维素晶须进行表面改性以粉末形式直接与硅胶复合提高其抗撕裂强度并应用于医疗器械在国内外还鲜有报道。发明内容
本发明的目的在于提供了一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊及其制备方法，具有提高硅胶球囊抗撕裂强度、高弹性的特点，且工艺简单、环保，产品安全、无毒。
为达到上述目的，本发明的技术方案是
一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊，采用硅烷偶联剂KH550对纤维素晶须进行改性得到改性纤维素晶须粉末，将改性纤维素晶须与硅胶混炼均匀，再经硫化模压成型，制得高撕裂强度的硅胶导尿管球囊。
—种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊的制备方法，包括如下步骤1)制备改性纤维素晶须将纤维素晶须置于硅烷偶联剂KH550溶液中反应，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分和硅胶胶料B组分混合，同时加入所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末和交联剂，混炼均匀；3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料进行模压硫化后转入特定模具中模压成型，得到高撕裂强度的硅胶导尿管球囊。
所述的步骤具体为1)制备改性纤维素晶须将直径为2(T40nm，长为30(T500nm 的纤维素晶须置于硅烷偶联剂KH550溶液中，室温反应15min，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分和硅胶胶料B组分混合，加入所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末和交联剂，混炼均匀，时间为 7 10min，辊距为2 4mm ；3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料置于平板硫化仪中进行硫化，温度为13(Tl50°C，时间l(Tl5min，压强l(Tl5MPa ;随后转入模具模压成型，温度为17(Tl80°C，时间l(Tl5min，压强17 19MPa，得到高撕裂强度的硅胶导尿管球囊。
所述的纤维素晶须与硅烷偶联剂KH550溶液的固液比为1:10 ;硅胶胶料A组分与硅胶胶料B组分重量比为1:1 ;混炼胶总量与改性纤维素晶须粉末与交联剂的重量比为 100 0. 3 L O 0. 2 O. 5。
所述的纤维素晶须采用各种植物、动物以及细菌的纤维素晶须中的一种；所述的硅烷偶联剂KH550溶液的浓度为10%。
所述的纤维素晶须采用棉纤维素晶须(供应商上海晶纯实业有限公司)、被囊动物纤维素晶须(供应商上海晶纯实业有限公司)、葡糖醋杆菌纤维素晶须(供应商上海晶纯实业有限公司)中的一种；所述的硅胶胶料A组分采用型号为HCRA 4130的硅胶胶料(浙江优特格尔医疗用品有限公司供应)，所述的硅胶胶料B组分采用含钼金催化剂的型号为 HCRB 4130的硅胶胶料(浙江优特格尔医疗用品有限公司供应)；所述的交联剂采用过氧化二异丙苯。
所述的硅胶胶料B中含钼金催化剂的量为硅胶胶料B总量的O. 29Π). 7%。
本发明的有益效果是通过使用本发明得到的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊及其制备方法，具有以下优点(I)采用硅烷偶联剂KH550对纤维素晶须进行改性得到改性纤维素晶须粉末；利用改性纤维素晶须粉末提高医用硅胶导尿管球囊的抗撕裂强度，避免或减少其使用过程中的破裂问题。与现有采用纤维素晶须悬液增强聚合物的实例相比较， 改性后纤维素晶须既保持其原有的高力学强度，又提高了其与硅胶高分子的界面相容性； 此外，改性纤维素晶须形态为超细粉末，可直接与硅胶基体混合，避免使用有机溶剂悬浮； 且工艺简单、环保，产品安全、无毒。(2)选择性使用和合理搭配改性纤维素晶须和交联剂 DCP的用量，优化工艺配方，发挥二者协同作用，可制得高撕裂强度、高弹性的硅胶导尿管球囊。
具体实施方式
实施例I
本实施例的一种高撕裂强度硅胶导尿管球囊及其制备方法，包括如下步骤1)制备改性纤维素晶须将源于棉纤维的2. Og直径为2(T40nm，长为30(T500nm的纤维素晶须置于20mL浓度为10%的硅烷偶联剂KH550溶液中，室温反应15min，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分即型号为 HCRA 4130的硅胶胶料和硅胶胶料B组分即含O. 2%钼金催化剂的型号为HCRA 4130的硅胶胶料按I: I比例混合，混炼胶总量为100g，同时加入O. 3g所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末，并加入O. 5g交联剂过氧化二异丙苯(DCP)混炼均匀，置于开炼机混炼7min，辊筒的辊距设定为3mm ；3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料置于平板硫化仪中进行硫化，设定硫化温度为130°C，压强lOMPa，模压硫化IOmin ;随后将硫化胶转入模具模压成型，温度为170°C，压强18MPa，时间15min，得到高撕裂强度硅胶导尿管球囊A。
通过使用本实施例得到的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊及其制备方法，具有以下优点(I)采用硅烷偶联剂KH550对纤维素晶须进行改性得到改性纤维素晶须粉末；利用改性纤维素晶须粉末提高医用硅胶导尿管球囊的抗撕裂强度，避免或减少其使用过程中的破裂问题。与现有采用纤维素晶须悬液增强聚合物的实例相比较，改性后纤维素晶须既保持其原有的高力学强度，又提高了其与硅胶高分子的界面相容性；此外，改性纤维素晶须形态为超细粉末，可直接与硅胶基体混合，避免使用有机溶剂悬浮；且工艺简单、环保，产品安全、无毒。(2)选择性使用和合理搭配改性纤维素晶须和交联剂DCP的用量，优化工艺配方，发挥二者协同作用，可制得高撕裂强度、高弹性的硅胶导尿管球囊。
实施例2
本实施例的一种高撕裂强度硅胶导尿管球囊及其制备方法，包括如下步骤1)制备改性纤维素晶须将源于被囊动物纤维素的2. Og直径为2(T40nm，长为30(Tl000nm的纤维素晶须置于20ml浓度为10%的硅烷偶联剂KH550溶液中，室温反应15min，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分即型号为HCRA 4130的硅胶胶料和硅胶胶料B组分即含O. 7%钼金催化剂的型号为HCRA 4130的硅胶胶料按1:1比例混合，混炼胶总量为100g，同时加入O. 5g所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末，并加入O. 3g交联剂过氧化二异丙苯(DCP)混炼均匀，置于开炼机混炼8min，辊筒的辊距设定为4mm ；3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料置于平板硫化仪中进行硫化，设定硫化温度为140°C，压强13MPa，模压硫化15min ;随后将硫化胶转入模具模压成型，温度为175°C，压强17MPa，时间13min，得到高撕裂强度硅胶导尿管球囊B。
通过使用本实施例得到的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊及其制备方法，具有以下优点(I)采用硅烷偶联剂KH550对纤维素晶须进行改性得到改性纤维素晶须粉末；利用改性纤维素晶须粉末提高医用硅胶导尿管球囊的抗撕裂强度，避免或减少其使用过程中的破裂问题。与现有采用纤维素晶须悬液增强聚合物的实例相比较，改性后纤维素晶须既保持其原有的高力学强度，又提高了其与硅胶高分子的界面相容性；此外，改性纤维素晶须形态为超细粉末，可直接与硅胶基体混合，避免使用有机溶剂悬浮；且工艺简单、环保，产品安全、无毒。(2)选择性使用和合理搭配改性纤维素晶须和交联剂DCP的用量，优化工艺配方，发挥二者协同作用，可制得高撕裂强度、高弹性的硅胶导尿管球囊。
实施例3
本实施例的一种高撕裂强度硅胶导尿管球囊及其制备方法，包括如下步骤1)制备改性纤维素晶须将源于葡糖醋杆菌纤维素的2. Og直径为l(T20nm，长为10(T500nm的纤维素晶须置于20ml浓度为10%的硅烷偶联剂KH550溶液中，室温反应15min，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分即型号为HCRA 4130的硅胶胶料和硅胶胶料B组分即含O. 45%钼金催化剂的型号为HCRA 4130的硅胶胶料按1:1比例混合，混炼胶总量为100g，同时加入I. Og所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末，并加入O. 2g交联剂过氧化二异丙苯(DCP)混炼均匀，置于开炼机混炼lOmin，辊筒的辊距设定为2mm ;3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料置于平板硫化仪中进行硫化，设定硫化温度为150°C，压强15MPa，模压硫化13min ;随后将硫化胶转入模具模压成型，温度为180°C，压强19MPa，时间lOmin，得到高撕裂强度硅胶导尿管球囊C。5
通过使用本实施例得到的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊及其制备方法，具有以下优点(I)采用硅烷偶联剂KH550对纤维素晶须进行改性得到改性纤维素晶须粉末；利用改性纤维素晶须粉末提高医用硅胶导尿管球囊的抗撕裂强度，避免或减少其使用过程中的破裂问题。与现有采用纤维素晶须悬液增强聚合物的实例相比较，改性后纤维素晶须既保持其原有的高力学强度，又提高了其与硅胶高分子的界面相容性；此外，改性纤维素晶须形态为超细粉末，可直接与硅胶基体混合，避免使用有机溶剂悬浮；且工艺简单、环保，产品安全、无毒。(2)选择性使用和合理搭配改性纤维素晶须和交联剂DCP的用量，优化工艺配方，发挥二者协同作用，可制得高撕裂强度、高弹性的硅胶导尿管球囊。
对比实施例I
I)制备改性纤维素晶须将源于棉纤维的2. Og直径为2(T40nm，长为30(T500nm 的纤维素晶须置于20ml浓度为10%的硅烷偶联剂KH550溶液中，室温反应15min，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分即型号为HCRA 4130的硅胶胶料和硅胶胶料B组分即含钼金催化剂的型号为HCRA 4130 的硅胶胶料按1:1比例混合，混炼胶总量为100g，同时加入O. 3g所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末混炼均匀，置于开炼机混炼7min，辊筒的辊距设定为3mm ;3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料置于平板硫化仪中进行硫化，设定硫化温度为130°C， 压强lOMPa，模压硫化IOmin ;随后将硫化胶转入模具模压成型，温度为170°C，压强18MPa， 时间15min,得到娃胶导尿管球囊D。
对比实施例2
I)硅胶的混炼将硅胶胶料A组分即型号为HCRA 4130的硅胶胶料和硅胶胶料B 组分即含钼金催化剂的型号为HCRA 4130的硅胶胶料按I: I比例混合，混炼胶总量为100g， 置于开炼机混炼7min ;3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料置于平板硫化仪中进行硫化，设定硫化温度为140°C，压强13MPa，模压硫化15min ;随后将硫化胶转入模具模压成型，温度为175°C，压强19MPa，时间13min，得到硅胶导尿管球囊E。
通过实施例1、2、3和对比实施例1、2得到的硅胶导尿管球囊进行抗撕裂性能、永久变形率、断裂伸长率等相关性能测试结果见表I。从表I可以看出，采用本发明的制备方法，所得到的硅胶导尿管球囊都具有较好的抗撕裂和回弹性能。尤为明显的是，相对于未添加改性纤维素晶须的硅胶导尿管球囊E来说，添加了改性纤维素晶须的硅胶导尿管球囊A、 B、C、D具有更加优良的力学性能。相对于未添加交联剂的硅胶导尿管球囊D来说，添加了交联剂的硅胶导尿管球囊A、B、C具有更加优异的综合力学性能。综上说明本发明是一种设计合理有效、操作简便、可实现工业化生产、成本低的高撕裂强度硅胶导尿管球囊的制备方法。
表I
权利要求
1.一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊，其特征在于采用硅烷偶联剂KH550对纤维素晶须进行改性得到改性纤维素晶须粉末，将改性纤维素晶须与硅胶的混炼均匀，再经硫化模压成型，制得高撕裂强度的硅胶导尿管球囊。
2.一种如权利要求I所述的高撕裂强度的硅胶导尿管球囊的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)制备改性纤维素晶须将纤维素晶须置于硅烷偶联剂KH550溶液中反应，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分和硅胶胶料B组分混合，同时加入所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末和交联剂，混炼均匀；3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料进行模压硫化后转入特定模具中模压成型，得到高撕裂强度的硅胶导尿管球囊。
3.根据权利要求2所述的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊的制备方法，其特征在于所述的步骤具体为1)制备改性纤维素晶须将直径为2(T40 nm，长为30(T500 nm的纤维素晶须置于硅烷偶联剂KH550溶液中，室温反应15min，经离心洗涤，喷雾干燥后得改性纤维素晶须粉末；2)改性纤维素晶须与硅胶的混炼将硅胶胶料A组分和硅胶胶料B组分混合，加入所述步骤I)制备的改性纤维素晶须粉末和交联剂，混炼均匀，时间为7 10 min，辊距为2 4 mm ;3)硅胶球囊的制备将所述步骤2)中混炼均匀的胶料置于平板硫化仪中进行硫化，温度为130 150 °C，时间10 15 min，压强10 15 MPa ;随后转入模具模压成型，温度为17(Tl80 °C，时间1(T15 min，压强17 19 MPa，得到高撕裂强度的硅胶导尿管球囊。
4.根据权利要求2或3所述的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊的制备方法，其特征在于所述的纤维素晶须与娃烧偶联剂KH550溶液的固液比为1:10 ;娃胶胶料A组分与娃胶胶料B组分重量比为1:1 ;混炼胶总量与改性纤维素晶须粉末与交联剂的重量比为100 .O.3 I. O 0. 2 O. 5。
5.根据权利要求4所述的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊的制备方法，其特征在于所述的纤维素晶须采用各种植物、动物以及细菌的纤维素晶须中的一种；所述的硅烷偶联剂KH550溶液的浓度为10%。
6.根据权利要求5所述的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊的制备方法，其特征在于所述的纤维素晶须采用棉纤维素晶须、被囊动物纤维素晶须、葡糖醋杆菌纤维素晶须中的一种；所述的硅胶胶料A组分采用型号为HCRA 4130的硅胶胶料，所述的硅胶胶料B组分采用含钼金催化剂的型号为HCRA 4130的硅胶胶料；所述的交联剂采用过氧化二异丙苯。
7.根据权利要求6所述的一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊的制备方法，其特征在于所述的硅胶胶料B中含钼金催化剂的量为硅胶胶料B总量的O. 29ΓΟ. 7%。
全文摘要
本发明公开了一种高撕裂强度的硅胶导尿管球囊及其制备方法，采用硅烷偶联剂KH550对纤维素晶须进行改性得到改性纤维素晶须粉末，将改性纤维素晶须与硅胶的混炼均匀，再经硫化模压成型，制得高撕裂强度的硅胶导尿管球囊。本发明具有提高硅胶球囊抗撕裂强度、高弹性的特点，且工艺简单、环保，产品安全、无毒。
文档编号C08J3/24GK102936413SQ201210428198
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者刘伯福 申请人:浙江优特格尔医疗用品有限公司