一种储液抗菌材料及其制备方法以及储液抗菌杯与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种储液抗菌材料及其制备方法以及储液抗菌杯。

背景技术：

目前，针对患者肾脏功能的检查，一般需采集24小时内尿液。检查项目也由最初的尿素氮、肌酐等粗放型检测项目，进阶到24小时尿微量蛋白、24小时尿酸、24小时电解质等更精细的检测项目。但目前针对24小时尿检测项目所使用的容器却无统一规定，常由患者自备。因此，容器的质量和清洁程度等成为检测质量的头号大敌。且为了减少防腐剂对检验结果的影响，已取消了防腐剂的使用。这更增加了尿液保存的难度。

临床上现在使用的大容量尿杯五花八门，有的直接留存至尿壶中，或留存至敞口计量杯中，或分次从尿壶倒至大容量饮料瓶中。现有尿杯主要存在以下缺陷：

1、因留存时间长，若不加入防腐剂，必定会造成标本长菌等缺点，严重影响实验结果，延误病情，并可造成患者检测时限的延长和经济损失。

2、计量不方便且不准确。目前临床上使用的计量工具多为白色搪瓷量杯。需计量时，要将留存的所有小便(少则数百毫升，多则一两千毫升)倒入白色搪瓷量杯中。因该量杯不透明，刻度线在杯内，计量非常不便且极易造成计量的不准确。

3、合格率低，据统计，2016年24小时尿液标本的不合格率高达5.27％。究其不合格的因素依次为：尿量错误、尿液混浊、标签错误等。针对尿液混浊这一问题，对此类标本做过细菌培养，有细菌生长的占32.34％。

此外，与尿液具有同样的储存问题还有胸水、腹水等引流液、血液以及渗出液。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种储液抗菌材料及其制备方法以及储液抗菌杯，以解决现有储液器皿体液保存不易及长菌、留取不便、计量不准确的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种储液抗菌材料的制备方法，包括：

(1)将沸石以1：(8-12)g/ml的固液比加至浓度为(18-22)wt％的nh4cl溶液中，在50-80℃下浸煮5-6h，澄清，去上清液，再加入等体积的nh4cl溶液在95-105℃下浸煮1-2h，抽滤后用蒸馏水洗涤滤渣，将滤渣于100-110℃干燥，制得nh⁴⁺型沸石；

(2)将nh⁴⁺型沸石以1：(90-110)g/ml的固液比加至含有cu²⁺和zn²⁺的混合溶液中，在20-80℃下恒温反应2-12h，抽滤后用去离子水洗涤，直至无cu²⁺滤出，制得沸石抗菌剂；

(3)将沸石抗菌剂、聚丙烯和接枝聚丙烯按照(2-6):(1-3):(0.5-1.5)的重量比在150-250℃下混熔，在挤出机中挤出样条，冷却后切粒，制得抗菌母粒；

(4)将抗菌母粒加入聚丙烯中混合后成型，制得储液抗菌材料。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，在步骤(2)中，混合溶液中cu²⁺和zn²⁺的摩尔比为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，在步骤(2)中，混合溶液是由浓度分别为0.01-0.08mol/l的cuso4溶液和znso4溶液混合而成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，在步骤(4)中，抗菌母粒占聚丙烯的1-3wt％。

上述的制备方法制备得到的储液抗菌材料。

采用上述的储液抗菌材料的制得的储液抗菌杯。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述包括杯体、设置在杯体外侧壁的杯把以及设置在杯体顶部的杯盖；

杯体具有储存尿液的内腔，杯体的顶部设有进液口，进液口的开口面积为杯体顶面面积的1/4-1/2，杯体与杯把相对的侧壁的顶部设有导液嘴，导液嘴向远离杯体的方向凸出，导液嘴的顶部为出液口，出液口处设有与其配合的遮挡盖，遮挡盖靠近杯体的侧边与杯体连接；杯盖与进液孔配合并且杯盖的边缘与杯体连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述导液嘴在杯体的外侧限定出一导液槽，导液槽的截面呈v字形，导液槽顶部为出液口。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述遮挡盖呈扇形并且遮挡盖的面积大于出液口的开口面积，遮挡盖的弧形边与杯体连接，杯体具有与弧形边形状配合的凹面。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述储液抗菌杯还包括设置在杯体顶部的开关组件，开关组件包括分别设置在杯体外侧和内侧的滑块和固定扣，滑块与杯体滑动连接，固定扣与滑块连接，杯盖具有与固定扣配合凸起。

本发明具有以下有益效果：

本发明的制备方法将抗菌剂先制成母粒然后再加入至塑料中挤压成型。本发明的制备方法先将抗菌剂和塑料基材制成高浓度的抗菌母粒(浓度一般为抗菌制品中抗菌剂浓度的25-50倍)，再将抗菌母粒和塑料混熔后于塑料注射成型机上注射成型来制备抗菌塑料。由于在制备母粒过程中抗菌剂和基材经过了双螺杆机的剪切和捏合，再通过成型过程的分散，就使得抗菌剂在最终产品中分散均匀，其分散性较直接添加抗菌剂的方法要好，可以避免直接添加法带来的抗菌剂分散性差的问题，而且还优化了抗菌塑料制品的生产工艺，进一步提高了产品的抗菌性。

由于塑料注射成型过程中温度通常在200℃左右，因此要求添加的抗菌剂具有一定的热稳定性能。基于此，本发明选取具有良好的热稳定性的无机系抗菌剂，将其塑料中的添加剂。无机系抗菌剂一般是利用ag⁺、cu²⁺、zn²⁺等金属离子的抗菌性能，通过物理吸附、离子交换等方法将抗菌离子固定在具有一定的吸附或离子交换性能的载体中而制得。本发明以沸石为抗菌载体，其属于骨架状铝硅酸盐，热稳定性能好，其四面体中的si⁴⁺部分被al³⁺取代后造成结构中电荷不平衡，剩余电荷则由骨干外的碱金属离子(如na+等)或碱土金属离子(如ca²⁺等)来平衡，这些离子易与水溶液中的其它阳离子发生离子交换反应。

本发明选取cu²⁺和zn²⁺作为抗菌剂，通过离子交换被吸附在沸石上。避免了ag⁺在混炼制备抗菌塑料过程中容易与塑料中的硫结合而变色、影响产品的外观和抗菌性能以及成本高的问题。本发明制得储液抗菌材料为半透明材料，能够清楚地看到尿液在杯体内的液面。

本发明应用广泛，可用于尿液、胸水、腹水、血液以及渗出液的储存。

本发明除了对尿杯材质进行抗菌性优化以外，还从尿杯结构上进行改进。具体地，本发明在杯体上分别设置进液口和出液口，避免了现有杯体进液口和出液口为一个口子的敞口结构，大大减少了杯体内尿液与外界环境接触的机会；并且分别在进液口和出液口设置与之配合的杯盖和遮挡盖，防止杂物进入。为进一步减少尿液与外界环境接触，本发明将进液口的开口大小设计为占杯体顶面面积1/4-1/2的大小，同时不会影响患者使用。再者，本发明通过导液嘴，方便倒取，避免了撒漏。

此外，为提高储液抗菌杯的密封性，本发明在进液口和出液口的边缘设置密封圈，该密封圈有抗菌塑料制成，能够进一步提高储液抗菌杯的抗菌效果。

附图说明

图1为本发明的储液抗菌杯结构示意图；

图2为本发明的储液抗菌杯在俯视状态下的结构示意图；

图3为本发明的储液抗菌杯的局部结构示意图；

图4为本发明的储液抗菌杯的局部剖视图。

图中：100-储液抗菌杯；110-杯体；111-进液口；112-导液嘴；113-出液口；114-导液槽；115-遮挡盖；116-滑块；117-固定扣；118-滑槽；120-杯把；130-杯盖；131-凸起；140-刻度线。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

请参照图1和图2，本发明的储液抗菌杯100包括杯体110、设置在杯体110外侧壁的杯把120以及设置在杯体110顶部的杯盖130，以及设置在杯体110外壁的刻度线140。

杯体110具有储存尿液的内腔，杯体110的顶部设有进液口111，进液口111的开口面积为杯体110顶面面积的1/4-1/2。优选为1/3，1/2。杯体110与杯把120相对的侧壁的顶部设有导液嘴112，导液嘴112向远离杯体110的方向凸出。导液嘴112的顶部为出液口113，出液口113处设有与其配合的遮挡盖115。导液嘴112在杯体110的外侧限定出一导液槽114，导液槽114的截面呈v字形，导液槽114顶部为出液口113，相应的，出液口113的形状大致呈v字形。遮挡盖115靠近杯体110的侧边与杯体110连接。请参照图3，遮挡盖115呈扇形并且遮挡盖115的面积大于出液口113的开口面积，遮挡盖115的弧形边与杯体110连接，杯体110具有与弧形边形状配合的凹面。

杯盖130与进液孔配合并且杯盖130的边缘与杯体110连接。

优选地，进液口111和出液口113的边缘分别设有密封圈(图未示)，密封圈的材质为抗菌塑料。

优选地，杯体110的材质为抗菌塑料。优选地，杯体110的材质为透明或半透明塑料。

请参照图4，储液抗菌杯100还包括设置在杯体110顶部的开关组件，开关组件包括分别设置在杯体110外侧和内侧的滑块116和固定扣117，滑块116与杯体110滑动连接。杯体110具有与滑块116相配合的滑槽118。固定扣117与滑块116连接，杯盖130具有与固定扣117配合的凸起131。通过开关组件将杯盖130与杯体110固定连接，增加杯盖130与杯体110之间的密封性，同时也避免杯体110内尿液外洒。

本发明实施例采用的原料说明：

沸石：产地为新疆，原样经破碎、细磨后，根据相关物化性能测试方法[7]，测试其颗粒平均直径为0.8μm，对nh4⁺阳离子交换容量为97.97mmol/100g，吸水比59.5％，比表面积为19.1m²/g，孔径为

nh4cl：分析纯，成都五环高欣化学试剂厂；

cuso4·5h2o：分析纯，重庆东方试剂厂；

znso4·7h2o：分析纯，天津晶鑫化学试剂厂；

聚丙烯(pp)：熔体流动速率25.6g/10min，南京金陵塑胶化工有限公司。

实施例1

本发明实施例的储液抗菌材料的制备方法，包括：

(1)将沸石以1：8g/ml的固液比加至浓度为18wt％的nh4cl溶液中，在50℃下浸煮6h，澄清，去上清液，再加入等体积的nh4cl溶液在95℃下浸煮1h，抽滤后用蒸馏水洗涤滤渣，将滤渣于100℃干燥，制得nh⁴⁺型沸石；

(2)将nh⁴⁺型沸石以1：90g/ml的固液比加至含有cu²⁺和zn²⁺的混合溶液中，在20℃下恒温反应12h，抽滤后用去离子水洗涤，直至无cu²⁺滤出，制得沸石抗菌剂；

(3)将沸石抗菌剂、聚丙烯和接枝聚丙烯按照2:1:0.5的重量比在150-250℃下混熔，在挤出机中挤出样条，冷却后切粒，制得抗菌母粒；

(4)将抗菌母粒加入聚丙烯中混合后成型，制得储液抗菌材料。

优选地，在步骤(2)中，混合溶液中cu²⁺和zn²⁺的摩尔比为0.8：1。

优选地，在步骤(2)中，混合溶液是由浓度分别为0.01mol/l的cuso4溶液和znso4溶液混合而成。

优选地，在步骤(4)中，抗菌母粒占聚丙烯的1wt％。

实施例2

本发明实施例的储液抗菌材料的制备方法，包括：

(1)将沸石以1：12g/ml的固液比加至浓度为22wt％的nh4cl溶液中，在80℃下浸煮5h，澄清，去上清液，再加入等体积的nh4cl溶液在100℃下浸煮2h，抽滤后用蒸馏水洗涤滤渣，将滤渣于110℃干燥，制得nh⁴⁺型沸石；

(2)将nh⁴⁺型沸石以1：110g/ml的固液比加至含有cu²⁺和zn²⁺的混合溶液中，在80℃下恒温反应2h，抽滤后用去离子水洗涤，直至无cu²⁺滤出，制得沸石抗菌剂；

(3)将沸石抗菌剂、聚丙烯和接枝聚丙烯按照2:1.2:0.7的重量比在150-250℃下混熔，在挤出机中挤出样条，冷却后切粒，制得抗菌母粒；

(4)将抗菌母粒加入聚丙烯中混合后成型，制得储液抗菌材料。

优选地，在步骤(2)中，混合溶液中cu²⁺和zn²⁺的摩尔比为1.2：1。

优选地，在步骤(2)中，混合溶液是由浓度分别为0.05mol/l的cuso4溶液和znso4溶液混合而成。

优选地，在步骤(4)中，抗菌母粒占聚丙烯的2wt％。

实施例3

本发明实施例的储液抗菌材料的制备方法，包括：

(1)将沸石以1：10g/ml的固液比加至浓度为20wt％的nh4cl溶液中，在60℃下浸煮8h，澄清，去上清液，再加入等体积的nh4cl溶液在105℃下浸煮1.5h，抽滤后用蒸馏水洗涤滤渣，将滤渣于105℃干燥，制得nh⁴⁺型沸石；

(2)将nh⁴⁺型沸石以1：100g/ml的固液比加至含有cu²⁺和zn²⁺的混合溶液中，在60℃下恒温反应4h，抽滤后用去离子水洗涤，直至无cu²⁺滤出，制得沸石抗菌剂；

(3)将沸石抗菌剂、聚丙烯和接枝聚丙烯按照5:3:1.5的重量比在200℃下混熔，在挤出机中挤出样条，冷却后切粒，制得抗菌母粒；

(4)将抗菌母粒加入聚丙烯中混合后成型，制得储液抗菌材料。

优选地，在步骤(2)中，混合溶液中cu²⁺和zn²⁺的摩尔比为1：1。

优选地，在步骤(2)中，混合溶液是由浓度分别为0.08mol/l的cuso4溶液和znso4溶液混合而成。

优选地，在步骤(4)中，抗菌母粒占聚丙烯的3wt％。

试验例

将上述实施例的储尿抗菌塑料的拉伸强度按gb/t1040-1992测试，冲击强度按gb/t1843-1996测试。抗菌性能参照qb/t2591-2003中所规定的方法来测试，采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为检验菌种[8]。性能测试结果如下：

制备各型沸石基抗菌剂的适宜条件为交换温度60℃、交换时间8h、交换液浓度0.08mol/l，在制备抗菌剂过程中，沸石的结构没有大的变化；

在pp中加入量为1-3％的抗菌母粒对pp的力学性能影响较小；

抗菌塑料的抗菌性能随着抗菌母粒(抗菌剂)添加量的增加而提高，当抗菌母粒添加量为3％时，即抗菌剂添加量为1.5％时，pp抗菌塑料抗菌性能最好；

当抗菌剂添加量相同时，pp抗菌塑料对大肠杆菌的抑菌率都要强于金黄色葡萄球菌。cu²⁺-zn²⁺复合沸石基抗菌剂中存在cu²⁺和zn²⁺协同抗菌效应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。