一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法与流程

本发明涉及医疗器械领域，具体是一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法。

背景技术：

由留置导尿管引起的泌尿系统感染称之为导尿管相关性尿路感染（cauti)，而在院内感染中cauti发生率较高，院内感染又是近些年医院非常关注的问题，所以，如何有效的预防cauti引起医院及众多临床工作者的广泛关注。

cauti是留置导尿过程中最常见、最严重的并发症。在美国卫生保健相关感染体系中，导尿管相关性尿路感染高达34%;在中国，泌尿系统感染高居院内感染中第2位，导尿管留置是发生菌尿的主要条件，尿路感染为医院内感染中严重的一种，在尿路感染患者中，约75%〜80%的感染与尿管留置有关。文献数据显示，院内感染中尿路感染的发生率约为40%，居于第2位。其中约70%〜95%以上的尿路感染与留置导尿管有关。

留置导尿管大于3天，菌尿感染率几乎达100%，2%〜4%的患者可发生菌血症和败血症，一旦发生，其病死率高达13%〜30%。由此导致了患者住院天数延长，医疗成本及患者经济负担增加等问题，并威胁生命安全，因此亟待解决因留置导尿管引起感染的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法，本发明所用的技术方案为：

一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法，制备方法步骤如下：

1）纳米氧化铝模板aao的制备：将抛光的铝箔置于0.3m草酸溶液中，在2-6℃的温度下以50v的电压阳极氧化4小时；将氧化后的铝箔放入60℃的6wt％磷酸和1.8wt％铬酸的混合液中去除其表面的氧化物，再将其置于0.3m草酸溶液中，在2-6℃的温度下以50v的电压阳极氧化3分钟后，放入35℃的5wt％磷酸溶液中浸泡10分钟，得到所述纳米氧化铝模板aao；

2）将步骤1）中所得纳米氧化铝模板aao在200℃真空环境下放置1小时，随后将一块聚氯乙烯pvc放置在纳米氧化铝模板aao的表面，375℃下恒温30分钟后缓慢降温至室温，之后放入氯化亚铜的酸性溶液中去除所述纳米氧化铝模板aao，得到仿生蝉翼的纳米结构；

3）将0.1ml氧化锌纳米片溶液滴在步骤2）中所得仿生蝉翼的纳米结构侧表面，在烘箱中以60℃的温度进行烘干，得到所述具有双重仿生抗菌结构的导尿管。

所述导尿管基底为蝉翼状仿生结构，上层为柳絮状氧化锌纳米片。

步骤3）中所述氧化锌纳米片溶液的制备方法为：

取80mm氨水、50mm六水合硝酸锌溶液和25mm六亚甲基四胺溶液放入500ml烧杯中，充分混合10min后用铝箔封住烧杯，65℃下水浴加热15分钟；

在上述加热后的混合液中加入0.14g柠檬酸钠和0.1g羟丙基甲基纤维素，在85℃下保温8小时后冷却至室温，得到所述氧化锌纳米片溶液。

本发明的有益效果在于：

1、蝉翼状的纳米柱结构可以通过直接的物理手段杀死一些细菌，具体来说，当细菌接触这种纳米结构时，粘附的细菌必须对纳米结构的表面产生反应，从而损坏细胞膜，最终导致细菌死亡；

2、氧化锌作为一种纳米抗菌材料，是fda认证的用于体内应用的纳米材料，可以弥补蝉翼仿生抗菌结构的固有缺陷；

3、蝉翼仿生结构提供了导尿管使用过程中局部、长期的抗菌效果；氧化锌的应用则提供了更大范围的、短期迅速的抗菌效果。两者结合大大减少了导尿管实际应用过程中的感染问题；

4、制备工艺简单安全，无需添加有机溶剂，操作方法简单，对设备要求不高，适用于大规模生产及工业化。

附图说明

图1为本发明所述纳米氧化铝模板表面改性过程示意图；

图2为本发明所述氧化锌纳米片的抗菌性能示意图；

图3为本发明实施例中大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的培养结果示意图；

图4为本发明所述氧化锌纳米片的抗菌原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例：参见图1-4。

一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法，制备方法步骤如下：

1）纳米氧化铝模板aao的制备：将抛光的铝箔置于0.3m草酸溶液中，在2-6℃的温度下以50v的电压阳极氧化4小时；将氧化后的铝箔放入60℃的6wt％磷酸和1.8wt％铬酸的混合液中去除其表面的氧化物，再将其置于0.3m草酸溶液中，在2-6℃的温度下以50v的电压阳极氧化3分钟后，放入35℃的5wt％磷酸溶液中浸泡10分钟，得到所述纳米氧化铝模板aao；

2）将步骤1）中所得纳米氧化铝模板aao在200℃真空环境下放置1小时，随后将一块聚氯乙烯pvc放置在纳米氧化铝模板aao的表面，375℃下恒温30分钟后缓慢降温至室温，之后放入氯化亚铜的酸性溶液中去除所述纳米氧化铝模板aao，得到仿生蝉翼的纳米结构；

3）将0.1ml氧化锌纳米片溶液滴在步骤2）中所得仿生蝉翼的纳米结构侧表面，在烘箱中以60℃的温度进行烘干，得到所述具有双重仿生抗菌结构的导尿管。

将改性前后的样品分别置于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中（大肠杆菌和金黄色葡萄球菌），培养数小时后，通过电子显微镜观察其表面细菌状态。结果如图3所示，可以明显见到改性后的导尿管表面能够更好的杀灭细菌。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法，其特征在于，制备方法步骤如下：

1）纳米氧化铝模板aao的制备：将抛光的铝箔置于0.3m草酸溶液中，在2-6℃的温度下以50v的电压阳极氧化4小时；将氧化后的铝箔放入60℃的6wt％磷酸和1.8wt％铬酸的混合液中去除其表面的氧化物，再将其置于0.3m草酸溶液中，在2-6℃的温度下以50v的电压阳极氧化3分钟后，放入35℃的5wt％磷酸溶液中浸泡10分钟，得到所述纳米氧化铝模板aao；

2）将步骤1）中所得纳米氧化铝模板aao在200℃真空环境下放置1小时，随后将一块聚氯乙烯pvc放置在纳米氧化铝模板aao的表面，375℃下恒温30分钟后缓慢降温至室温，之后放入氯化亚铜的酸性溶液中去除所述纳米氧化铝模板aao，得到仿生蝉翼的纳米结构；

3）将0.1ml氧化锌纳米片溶液滴在步骤2）中所得仿生蝉翼的纳米结构侧表面，在烘箱中以60℃的温度进行烘干，得到所述具有双重仿生抗菌结构的导尿管。

2.根据权利要求1中所述的一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法，其特征在于，所述导尿管基底为蝉翼状仿生结构，上层为柳絮状氧化锌纳米片。

3.根据权利要求1中所述的一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法，其特征在于，步骤3）中所述氧化锌纳米片溶液的制备方法为：

取80mm氨水、50mm六水合硝酸锌溶液和25mm六亚甲基四胺溶液放入500ml烧杯中，充分混合10min后用铝箔封住烧杯，65℃下水浴加热15分钟；

在上述加热后的混合液中加入0.14g柠檬酸钠和0.1g羟丙基甲基纤维素，在85℃下保温8小时后冷却至室温，得到所述氧化锌纳米片溶液。

技术总结
本发明公开了一种具有双重仿生抗菌结构的导尿管的制备方法，首先制备纳米氧化铝模板AAO，再利用所得纳米氧化铝模板AAO进行加工处理后得到仿生蝉翼的纳米结构，最后在所得仿生蝉翼的纳米结构侧表面涂上一层具有抗菌作用的氧化锌纳米片溶液，烘干后制得所述具有双重仿生抗菌结构的导尿管。本发明方法简单安全，无需添加有机溶剂，制得的导尿管具有长期有效的杀菌和抑菌能力，减少了导尿管实际使用过程中的感染风险，导尿管制备方法简单，设备要求不高，适用于大规模生产及工业化。

技术研发人员：曹飞;叶敬;谢维昌
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2020.06.12
技术公布日：2020.10.16