一种带标记介入式医用导管及其制备方法与流程

本发明属于医疗器械领域，更具体地，涉及一种可标记介入式医用导管及其制备方法。

背景技术：

介入式医用导管是介入医疗领域的重要器械。精密医用导管本身可以构成独立的介入医疗器械，也可以作为介入医疗器械的组成部件，如球囊扩张导管、中心静脉导管、微型漂浮导管、套针外周导管、消融导管、介入式传感测量导管等。

介入式精密医用导管具有尺寸微小，结构精密等特点，且需要具有光滑平整表面和良好的生物相容性。其中部分导管需要形成可清晰辨识的标记进行位置或计量的判断，或形成标识说明等各种文字符号信息。

目前导管主要采用油墨印刷或喷码工艺，此类工艺会在在成品中引入油墨，且产生的标记附着力不牢固，易在制品表面形成凹凸不平的结构，这些都给介入式导管带来了管控困难的生物相容性风险。此外，油墨喷印精度不高，形成的图形轮廓不清晰，难以形成微小标记，加之其附着力不牢固，标记表面不平整，都严重影响了精密导管打标效果。

随着微创医疗的发展，导管微型化的需求越来越大，而在微型结构上形成颜色清晰，轮廓分辨率高，且不引入额外生物相容性风险的标记越来越难。因此，如何设计一种带有不影响管材生物相容性、附着牢固、能清晰辨识的标记的精密医疗导管尤为重要。目前对于介入式的医用导管没有合适的标记方法，介入式医用导管的管身通常采用表面油墨做标记，导致生物相容性风险，同时精度和分辨率有限；如果采用表面凸凹做标记，导致不易观察、辨识度不高的技术问题，同时由于表面不光滑，产生刮伤的风险，且易滋生细菌，造成感染等问题。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种带标记的介入式医用导管及其制备方法，其目的在于通过紧密结合的激光打标的标记层和生物相容性的接触层，由此解决带标记的介入式医用导管存在表面凸凹或者油墨脱落导致的不易辨识或者生物相容性风险的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种带标记介入式医用导管，包括紧密结合的标记层和接触层；所述标记层，位于导管介入非接触面，具备光敏性，用于形成光敏标记的图案；所述接触层，位于导管介入接触面，具有透光性，为生物相容性聚合材料层。

优选地，所述标记层为白色，所述图案为黑色；所述接触层透光率60％或以上，优选80％或以上。

优选地，所述带标记介入式医用导管，其带标记介入式医用导管内径0.03mm至4.7mm、外径0.3mm至5mm、长度0.03m至3m。

优选地，所述标记层与接触层的厚度比在1:20至20:1之间，优选1:10至10:1之间。

优选地，所述带标记介入式医用导管，其标记层的图案，优选为环形刻线。

优选地，所述带标记介入式医用导管，其环形刻线之间间距为给定长度；优选方案所述刻线具有用于标记不同间隔长度的不同类型图案。

优选地，所述带标记介入式医用导管，其标记层，包括质量分数0.25％至10％的光敏剂，优选包括质量分数1％至4％的光敏剂；所述光敏剂为纳米二氧化钛颗粒或二氧化锡颗粒；所述纳米二氧化钛颗粒，其粒径优选0.14um至0.23um；所述纳米二氧化锡颗粒，其粒径优选0.02um至0.1um。

优选地，所述标记层，包括质量分数10％至60％的造影剂，优选质量分数在20％至40％之间，所述造影剂优选为硫酸钡和/或氧化铋。

优选地，所述标记层和接触层基材相同，所述基材优选为：聚乙烯、聚氨酯、和/或尼龙。

按照本发明的另一个方面，提供了所述的带标记介入式医用导管的制备方法，包括以下步骤：

(1)新鲜制备标记层材料：将光敏剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，获得新鲜制备的标记层材料；

(2)将步骤(1)中获得的标记层材料和所述接触层生物相容性聚合材料基材，同时挤出成型，形成嵌套的预制标记层和接触层；

(3)步骤(2)中获得的标记层和接触层固化，获得待标记的预制导管；

(4)将步骤(3)中获得的预制导管，通过激光进行光敏标记，获得本发明提供的带标记的介入式医用导管。

优选地，所述制备方法，其步骤(1)所述将光敏剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，具体为：

(1-1)将基材、以及预破碎且湿润光敏剂按配方计量后加入高速混合机，使得均匀黏附在聚合物基材上；

(1-2)将步骤(1-1)中获得的基材、光敏剂混合物搅拌冷却至解除混合料颗粒间的相互粘连。

优选地，所述制备方法，其步骤(1)还包括将造影剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中。

优选地，所述制备方法，其接触层生物相容性聚合材料基材与所述标记层生物相容性聚合材料基材相同。

优选地，所述制备方法，其步骤(4)采用短波长冷光源激光；优选采用功率为10mw至5000mw的短波长激光器，激光波长范围在200nm至400nm，频率设置在10至100hz，优选20hz，打标速度在200mm/s至500mm/s。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明创造性地采用双层结构导管，标记层进行光敏打标，接触层透光，从而可以形成清晰观察的标记层标记，在实现标记的同时，表面保持无损光滑，无需使用油墨，保持了原医用材料本身良好的生物相容性，避免导管表面凸凹和油墨脱落风险，尤其是对于血液、大脑的介入式医用导管，具有良好的使用体验和医学安全性。

(2)本发明提供的医用导管，通过对标记层光敏剂成分、粒径、质量分数、接触层材料透明度、打标方法及参数的配合选择，制作精细、分辨率高、可辨识度强的导管标记层标记，提高了可辨识度。标记颜色鲜明，轮廓分明，且附着牢固。

(3)本发明提供的医用导管的制备方法，采用激光打标精细度高，本发明可以在尺寸微小的精密医用导管上形成图案精密，轮廓清晰，样式复杂的标记。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例3的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1为医用导管，2为接触层，3为标记层，4为图案。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的带标记介入式医用导管，包括紧密结合的标记层和接触层，所述标记层位于导管介入非接触面，优选为白色，具备光敏性，具有光敏标记的图案，所述图案优选为黑色；所述接触层位于导管介入接触面，透明，不具备光敏性，透光率在60％以上，优选透光率在80％以上，为生物相容性聚合材料层。所述导管内径0.03mm至4.7mm、外径0.3mm至5mm、长度0.03m至3m；所述标记层与接触层的厚度比例在1:20至20:1，优选1:10至10:1之间。

所述标记层的图案，优选为环形刻线；所述环形刻线之间间距为给定长度；优选方案所述刻线具有用于标记不同间隔长度的不同类型图案。

所述标记层，包括质量分数0.25％至10％、优选1％至4％的光敏剂，所述光敏剂优选为纳米二氧化钛颗粒或纳米二氧化锡颗粒。所述标记层为形成对比度高、容易辨识的图案，优选原色为白色且能在短波长激光照射下变色为黑色的光敏剂，同时要求生物安全性。因此从三氧化钼、三氧化钨、二氧化钛、二氧化锡、五氧化二钒、五氧化二铌中，优选纳米二氧化钛颗粒，其粒径优选0.14um至0.23um；二氧化锡颗粒，其粒径优选0.02um至0.1um。综合考量打标的清晰度、分辨率、生物相容性以及避免起霜现象(光敏剂迁移至型材表面，产生粉化)，选择在上述质量分数范围内的特定粒径光敏剂。所述标记层优选包括10％至60％的造影剂，优选造影剂质量分数在20％至40％之间，所述造影剂优选为硫酸钡、和/或氧化铋。

优选所述标记层和接触层，具有相同基材，所述基材为生物相容性聚合材料；所述基材优选为：聚乙烯、聚氨酯、和/或尼龙。所述标记层和接触层采用相同基材，成型时能产生良好的匹配度和很高的粘合强度。且由于光敏添加剂含量微弱，接触层与光敏层的热膨胀系数基本一致，在使用温度较高时不会产生内应力，防止层间脱落，对于介入式的医用导管具有良好的安全性保障。

所述导管可以为单腔管、多腔管、球囊扩张管、编织管等各种结构，或端部连接其他功能性结构的样式，亦可将上述导管材料与所述标记层和接触层复合形成多层复合的介入式医用导管；所述精密导管可在内外壁增加涂层提高内外壁光滑度，增加患者使用舒适度或易于内部导丝、器械穿引。

理想的介入式医用导管标记，应可维持导管表面的光滑性、弹性、韧性、机械强度和生物相容性，不因标记而使得上述性能出现缺陷，例如表面凸凹不平、易折、扭结、油墨脱落等问题，而导致增加患者痛苦或者医疗风险；同时理想的介入式医用导管标记，还应清晰、对比度高，容易辨识。因此本发明创造性的采用双层导管，透明的生物相容性接触层维持导管接触面光滑，标记层通过二氧化钛光敏剂形成白底黑色标记，与接触层采用同种基材以实现双层紧密结合，从而保证良好可辨识度和机械性能，形成理想的带标记的介入式医用导管。

本发明提供的带标记的介入式医用导管的制备方法，包括以下步骤：

(1)新鲜制备标记层材料：将光敏剂、造影剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，获得新鲜制备的标记层材料；

优选的所述将光敏剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，具体为：

(1-1)将基材、以及预破碎且湿润光敏剂按配方计量后加入高速混合机，使得均匀黏附在聚合物基材上；

(1-2)将步骤(1-1)中获得的基材、光敏剂混合物搅拌冷却至解除混合料颗粒间的相互粘连。

所述将造影剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，具体为：

(1-1)将基材、造影剂、以及预破碎且湿润光敏剂按配方计量后加入高速混合机，使得均匀黏附在聚合物基材上；

(1-2)将步骤(1-1)中获得的基材、光敏剂混合物搅拌冷却至解除混合料颗粒间的相互粘连。

(2)将步骤(1)中获得的标记层材料和接触层生物相容性聚合材料基材，同时挤出成型，形成嵌套的预制标记层和接触层；优选，所述接触层生物相容性聚合材料基材与所述标记层生物相容性聚合材料基材相同。

具体为：

将步骤(1-2)中获得的冷却后的混合物经双螺杆挤出机熔融塑化、混炼、研磨等步骤，然后经模头挤出切粒成为制品。

(3)步骤(2)中获得的标记层和接触层固化，获得待标记的预制导管；

(4)将步骤(3)中获得的预制导管，通过激光进行光敏标记，获得本发明提供的带标记的介入式医用导管。

优选地，采用短波长冷光源激光按照如下步骤进行光敏标记：

具体为：

采用功率为10mw至5000mw的短波长激光器，激光波长范围在200nm至400nm；频率设置在10至100hz，优选20hz；打标速度在200mm/s至500mm/s，打标时间根据所打标记形状和路径决定。

所述接触层由生物相容性高分子材料构成，不含任何光敏添加剂。所述光敏层含光敏添加剂，会在所述打标激光照射下产生特定颜色变化，不存在标记脱落风险，且不会影响导管外壁的生物相容性。优先采用本色和变色后颜色对比差异大的光敏剂，在管身形成可识别度高的鲜艳的标记。所述光敏添加剂包括二氧化钛、二氧化锡等。其中所述打标激光优选特定短波长的冷光源。

以下为实施例：

实施例1

一种带标记介入式医用导管，导管结构为单腔管，包括一层紧密结合的标记层和接触层，所述标记层为白色，具备光敏性，具有光敏标记的图案，所述图案为黑色；所述接触层透明，不具备光敏性，透光率90％，为生物相容性聚合材料层。所述导管内径0.8mm、外径1mm、长度1m；所述标记层与接触层的厚度比例为1:2.5。

所述标记层的图案，如图1所示，用于计量导管介入位置和深度。

所述标记层，包括质量分数4％的光敏剂，所述光敏剂为纳米二氧化钛颗粒。所述纳米二氧化钛颗粒，其粒径为0.2um。所述标记层还包括20％的造影剂，所述造影剂为硫酸钡。

本实施例提供的带标记的介入式医用导管的制备方法，包括以下步骤：

(1)新鲜制备标记层材料：将光敏剂、造影剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，获得新鲜制备的标记层材料；

所述光敏剂采用无机光致变色材料二氧化钛，其质量分数控制在4％，保证管身白色，色度达到潘通色卡white，通过短波长紫外线照射时，生成的黑色标记。用lab模式进行色差计算，二氧化钛质量分数在4％时可保证色差大小能达到1.0以上，保证标记色差较大，便于识别；所述造影剂主要起造影功能，且含量不能影响基材所起物理功能性作用。

具体为：

(1-1)将基材、硫酸钡、以及预破碎且湿润光敏剂按配方计量后加入高速混合机，使得均匀黏附在聚合物基材上；

(1-2)将步骤(1-1)中获得的基材、光敏剂混合物搅拌冷却至解除混合料颗粒间的相互粘连。

(2)将步骤(1)中获得的标记层材料和接触层生物相容性聚合材料基材，同时挤出成型，形成嵌套的预制标记层和接触层；具体为：

将步骤(1-2)中冷却获得的混合物在50℃热空气中干燥30分钟，保证基材湿度在0.1％以下，通过螺杆转速为在10r·min^-1的挤出设备，采用高速注射，注射压力在1000bar，在挤出模具中将聚合物挤出成型，挤出温度控制在250℃。通过牵引速度在10m·min^-1的牵引机牵引，经过冷却水箱冷却，常温下吹干、切割后得到成品。

(3)步骤(2)中获得的标记层和接触层固化，获得待标记的预制导管；

(4)将步骤(3)中获得的预制导管，通过激光进行光敏标记，获得本发明提供的带标记的介入式医用导管。

采用短波长冷光源激光按照如下步骤进行光敏标记：

采用功率为8w的短波长激光器，激光波长范围在300nm，频率设置在20hz，打标速度300mm/s。

实施例2

一种带标记介入式医用导管，为5腔管，包括紧密结合的标记层和接触层，所述标记层为白色，具备光敏性，具有光敏标记的图案，所述图案为黑色；所述接触层透明，不具备光敏性，透光率80％，为生物相容性聚合材料层。所述5腔管中单个腔体内径分别为0.3mm、0.5mm、1.0mm、1.4mm、1.6mm、整个多腔管外径3.6mm、长度2m；所述标记层与接触层的厚度比例为1:10。

所述标记层的图案，根据使用需求设计。

所述标记层，包括质量分数0.25％的光敏剂，所述光敏剂为纳米二氧化锡颗粒。所述纳米二氧化锡颗粒，其粒径为0.5um。所述标记层还包括40％的造影剂，所述造影剂为氧化铋。

本实施例提供的带标记的介入式医用导管的制备方法，包括以下步骤：

(1)新鲜制备标记层材料：将光敏剂、造影剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，获得新鲜制备的标记层材料；

所述光敏剂使用质量分数0.25％的纳米二氧化锡，保证薄壁多腔管表面空区为潘通色white色，标记区形成色差在0.5左右，人眼能识别的范围；所述基材采用pvc。

具体为：

(1-1)将基材、氯氧铋、以及预破碎且湿润二氧化锡按配方计量后加入高速混合机，使得均匀黏附在聚合物基材上；

(1-2)将步骤(1-1)中获得的基材、光敏剂混合物搅拌冷却至解除混合料颗粒间的相互粘连。

(2)将步骤(1)中获得的标记层材料和接触层生物相容性聚合材料基材，同时挤出成型，形成嵌套的预制标记层和接触层；具体为：

将步骤(1-2)中获得的冷却后的混合物在80℃下干燥1小时，将原料送入挤出机，挤出温度185℃，后通过熔体泵加热注射入设计好的非对称性口模，模具温度40℃，注射压力1500bar，保压压力在1000bar，后经过真空调校及冷却、牵引成型，并通过收卷、切割形成最后制品。

(3)步骤(2)中获得的标记层和接触层固化，获得待标记的预制导管；

(4)将步骤(3)中获得的预制导管，通过激光进行光敏标记，获得本发明提供的带标记的介入式医用导管。

采用短波长冷光源激光按照如下步骤进行光敏标记：

采用功率为3w的短波长激光器，激光波长范围在200nm，频率设置在50hz，打标速度200mm/s。

实施例3

一种带标记介入式医用导管，为单腔管，包括紧密结合的标记层和接触层，所述标记层为白色，具备光敏性，具有光敏标记的图案，所述图案为黑色；所述接触层透明，不具备光敏性，透光率95％，为生物相容性聚合材料层。所述导管内径1.8mm、外径4.0mm、长度0.25m；所述标记层与接触层的厚度比例为10:1。

所述标记层的图案为条形码，如图2所示，用于记录导管的批号，便于追踪导管的尺寸类型、生产、检测等各个流程信息。

所述标记层，包括质量分数10％的光敏剂，所述光敏剂为纳米二氧化钛颗粒。所述纳米二氧化钛颗粒，其粒径为0.14um。所述标记层还包括40％造影剂，所述造影剂为硫酸钡。

本实施例提供的带标记的介入式医用导管的制备方法，包括以下步骤：

(1)新鲜制备标记层材料：将光敏剂、造影剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，获得新鲜制备的标记层材料；

所述光敏剂为粒径0.14um的医用级二氧化钛，质量分数在10％；所述造影剂为质量分数在40％的硫酸钡；所述基材为医用pp聚丙烯。

具体为：

(1-1)将基材、硫酸钡、以及预破碎且湿润光敏剂按配方计量后加入高速混合机，使得均匀黏附在聚合物基材上；

(1-2)将步骤(1-1)中获得的基材、光敏剂混合物搅拌冷却至解除混合料颗粒间的相互粘连。

(2)将步骤(1)中获得的标记层材料和接触层生物相容性聚合材料基材，同时挤出成型，形成嵌套的预制标记层和接触层；具体为：

将步骤(1-2)中获得的冷却后的混合物通过熔融温度控制在260℃，螺杆转速为在50r·min^-1的挤出设备，采用高速注射，注射压力在1800bar，在50℃模具中将聚合物挤出成型，通过牵引速度在2m·min^-1的牵引机牵引，经过冷却水箱冷却，常温下吹干、切割后得到成品。

(3)步骤(2)中获得的标记层和接触层固化，获得待标记的预制导管；

(4)将步骤(3)中获得的预制导管，通过激光进行光敏标记，获得本发明提供的带标记的介入式医用导管。

采用短波长冷光源激光按照如下步骤进行光敏标记：

采用功率为5000mw的短波长激光器，激光波长范围在400nm，频率设置在20hz，打标速度500mm/s。

实施例4

一种带标记介入式医用导管，为球囊导管，包括紧密结合的标记层和接触层，所述标记层为白色，具备光敏性，具有光敏标记的图案，所述图案为黑色；所述接触层透明，不具备光敏性，透光率95％，为生物相容性聚合材料层。所述导管内为双腔管，导线内腔内径0.4mm，膨胀内腔为半月牙形，外径2.5mm、长度3m；所述标记层与接触层的厚度比例为1:6。

所述标记层的图案为点状标记，用于导管定位。

所述标记层，包括质量分数4％的光敏剂，所述光敏剂纳米二氧化锡颗粒。所述纳米二氧化锡颗粒，其粒径为0.1um。所述标记层还包括15％的造影剂，所述造影剂为氧化铋。

本实施例提供的带标记的介入式医用导管的制备方法，包括以下步骤：

(1)新鲜制备标记层材料：将光敏剂、造影剂均匀分散于标记层生物相容性聚合材料基材中，获得新鲜制备的标记层材料；

所述光敏剂为粒径0.1um的二氧化锡颗粒，质量分数在4％；所述造影剂为质量分数15％的氯氧铋；所述双腔导管基材为聚十二内酰胺，所述球囊使用聚合物为聚对苯二甲酸乙二酯。

具体为：

(1-1)将基材、氯氧铋、以及预破碎且湿润光敏剂按配方计量后加入高速混合机，使得均匀黏附在聚合物基材上；

(1-2)将步骤(1-1)中获得的基材、光敏剂混合物搅拌冷却至解除混合料颗粒间的相互粘连。

(2-1)将步骤(1)中获得的标记层材料和接触层生物相容性聚合材料基材，同时挤出形成双腔管，形成嵌套的预制标记层和接触层；具体为：

将步骤(1-2)中获得的冷却后的混合物在干燥后，送入挤出机，挤出温度185℃，后通过熔体泵加热注射入设计好的非对称性口模，模具温度50℃，注射压力1500bar，保压压力在1000bar，后经过真空调校及冷却、牵引成型，并通过收卷、切割形成最后制品。

(2-2)将干燥好的聚对苯二甲酸乙二醇酯放入挤出机中，通过牵引机和挤出螺杆的协调得到要求直径和厚度的球囊管坯，截取一段管坯后将其置于模具中加热、注气、吹囊膨胀后经冷却成型，后将球囊与(2-1)中制备的双腔管粘结形成最终制品。

(3)步骤(2)中获得的标记层和接触层固化，获得待标记的预制导管；

(4)将步骤(3)中获得的预制导管，通过激光进行光敏标记，获得本发明提供的带标记的介入式医用导管。

采用短波长冷光源激光按照如下步骤进行光敏标记：

采用功率为25w的短波长激光器，激光波长范围在350nm，频率设置在20hz，打标速度450mm/s。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。