CN103233352A - 一种磁性纱线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁性纱线及其制备方法，特别是以一种手术线为芯线，以医用聚氨酯为皮层，芯线外表面吸附纳米磁性氧化铁粉体层的高磁性纱线及其制备方法，属于功能纱线类。本发明的磁性纱线制备方法以手术线为芯线，芯线外表面吸附有磁性纳米氧化铁粉体层，磁性纳米氧化铁粉体层的厚度为50nm-300nm，磁性纳米氧化铁粉体的粒径20nm-50nm，磁性纳米氧化铁粉体层外包覆有皮层，皮层的厚度为10nm-50nm。本发明的目的在于提供一种适用于固定于生物微器件上具有高磁性强度、生物惰性，又满足机械强度要求的磁性纱线，来编制磁性线网。
Description
技术领域
本发明涉及磁性纱线及其制备方法，特别是以一种手术线为芯线，以医用聚氨酯为皮层，芯线外表面吸附纳米磁性氧化铁粉体层的高磁性纱线及其制备方法，属于功能纱线类。
背景技术
手术线是目前外科手术缝合中广泛使用的较安全的生物材料之一，随着外科手术的发展，介入治疗及微器件的置入人体也是一种较通用的手术治疗方式，如置入输尿管支架管，血管支架等，一部分置入人体内的微器件是永久置入，一部分是短时间置入，对于短时间置入的微器件将面临两次手术创面，或两次使用内窥镜系统对病人造成较大的痛苦，如何避免较大的手术创面及使用内窥镜系统，采用更柔软、直径更小的导管在非直视的条件下可靠捕获并牵拉出置入的微器件，减小病人的痛苦，是医生与病人共同期望的。如何实现有效、可靠地捕获是一个重要的技术难题，对于输尿管支架管，血管支架类置入器件是在液态介质中，液态介质（尿液或血液）为导管的移动提供了润滑作用，便于柔软的导管通过管道到达置入位置，但用于取出微器件的柔软导管与微器件的可靠连接是实现可靠地捕获的前提。由于是人体管道组织内部，不能使用坚硬的抓钩来抓取置入的器件。为了形成可靠的连接，在置入的微器件上固定磁性的线网，磁性的线网线漂浮于液态介质（尿液或血液）中，柔软导管前端也附上磁体，通过磁力作用可实现捕获。制备高磁性强度、具有生物惰性，又满足较高机械强度要求的磁性纱线就成为关键。目前关于磁性纤维及其纱线的制备研究较多，但都是采用磁性粉体与聚合物混合造粒，再熔融纺丝，主要制备具有磁性的功能保健品，而不需要研究他的生物惰性及磁性强度的大小，尚无可适用于固定于生物微器件上具有高磁性强度、生物惰性，又满足机械强度要求的磁性纱线，来编制磁性线网。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于固定于生物微器件上具有高磁性强度、生物惰性，又满足机械强度要求、制备方法简单的磁性纱线及其制备方法。
为实现上述目的：本发明的技术解决方案是：
一种磁性纱线，所述磁性纱线由芯线、磁性纳米氧化铁粉体层、皮层构成。磁性纱线以手术线为芯线，芯线外表面吸附有磁性纳米氧化铁粉体层，磁性纳米氧化铁粉体层的厚度为50nm-300nm，磁性纳米氧化铁粉体的粒径20nm-50nm，磁性纳米氧化铁粉体层外包覆有皮层，皮层的厚度为10nm-50nm。
所述芯线为涤纶编织手术线或丙纶编织手术线或尼龙编织手术线中的一种。
所述皮层为医用聚氨酯。
磁性纱线的制备，制备按以下步骤：
a 磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
选取粒径20nm-50nm的磁性纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为1/10-3/10，超声分散30-60min后加入分散剂，搅拌5-10min，再超声分散10-15min，分散剂与纳米氧化铁粉体的质量比1/100-6/100，再加入偶联剂，搅拌5-10min，再超声分散10-15min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比1/1000-5/1000。
所述分散剂为十二烷基硫酸钠或三乙基己基磷酸中的一种。
所述偶联剂为KH- 570或KH- 560或KH- 550中的一种。
b芯线的处理
将选取的芯线在蒸馏水中超声清洗20-30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压20-100V, 电流1.5A-3.5A，时间10-60s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层
将经步骤b处理过的芯线浸入配制好的磁性纳米氧化铁粉体分散液中震荡5-10min后，静置30-60min后，取出芯线，室温干燥10-24小时，在120-160℃双棍热压1-3次，在芯线外表面形成50nm-300nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层。
d芯线外表面磁性纳米氧化铁粉体层的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层的芯线浸入浓度为1wt%-3wt%的聚氨酯溶液中提拉1-3次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层外表面形成10-50nm厚聚氨酯的皮层。
由于采用了以上技术方案，本发明芯线采用低温等离子体处理提高了手术线表面对磁性纳米氧化铁粉体层的吸附，超声分散的方法及分散剂、偶联剂加入提高了磁性纳米氧化铁粉体分散液的稳定性与在芯线上的吸附量；以提拉成膜的方法制备医用聚氨酯的皮层，方便皮层厚度的控制，加固了磁性纳米氧化铁粉体层，同时获得生物惰性。本发明提供的磁性纱线，其特点是：高磁性强度、具有生物惰性，可直接用于生物体内，又有高机械强度，完全可以用于编制需要固定于输尿管支架管、血管支架类置入器件上的磁性线网，便于柔软导管前端上磁体通过磁力作用实现捕获，以牵出置入的输尿管支架管、血管支架类微器件；芯线提供了高的机械强度，吸附的磁性纳米氧化铁粉体提供了高的磁性强度，皮层的聚氨酯包覆了芯线吸附的磁性纳米氧化铁粉体，防止了磁性纳米氧化铁粉体的脱落及与人体机体组织的直接接触而可能产生的组织相容性问题，同时皮层的聚氨酯和芯线具有很好的生物惰性，不会产生组织相容性问题。
附图说明
图1为本发明磁性纱线的横截面结构示意图
图1中1为芯线；2为纳米氧化铁粉体层；3为皮层。
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阐述。
一种磁性纱线，所述磁性纱线由芯线1、磁性纳米氧化铁粉体层2、皮层3构成。磁性纱线以手术线为芯线1，芯线1外表面吸附有磁性纳米氧化铁粉体层2，磁性纳米氧化铁粉体层2的厚度为50nm-300nm，磁性纳米氧化铁粉体的粒径20nm-50nm，磁性纳米氧化铁粉体层2外包覆有皮层3，皮层3的厚度为10nm-50nm。
所述芯线1为涤纶编织手术线或丙纶编织手术线或尼龙编织手术线中的一种。
所述皮层3为医用聚氨酯。
磁性纱线的的制备，制备按以下步骤：
a 磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
选取粒径10nm-50nm的磁性纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为1/10-3/10，超声分散30-60min后加入分散剂，搅拌5-10min，再超声分散10-15min，分散剂与纳米氧化铁粉体的质量比1/100-6/100，再加入偶联剂，搅拌5-10min，再超声分散10-15min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比1/1000-5/1000。
所述分散剂为十二烷基硫酸钠或三乙基己基磷酸中的一种。
所述偶联剂为KH- 570或KH- 560或KH- 550中的一种。
b芯线1的处理
将选取的芯线1在蒸馏水中超声清洗20-30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压20-100V, 电流1.5A-3.5A，时间10-60s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层2
将经步骤b处理过的芯线1浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡5-10min后，静置30-60min后，取出芯线1，室温干燥10-24小时，在120-160℃双棍热压1-3次，在芯线1外表面形成50nm-300nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层2。
d芯线1外表面磁性纳米氧化铁粉体层2的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层2的芯线1浸入浓度为1wt%-3wt%的聚氨酯溶液中提拉1-3次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层2外表面形成10-50nm厚聚氨酯的皮层3。
以上技术方案a磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制中，磁性纳米氧化铁粉体混合于酒精在密封的条件下搅拌与超声分散，在于抑制溶剂酒精的挥发，保证磁性纳米氧化铁粉体分散液质量比的稳定。
芯线经低温等离子体处理过后就浸入磁性纳米氧化铁粉体分散液中，吸附磁性纳米氧化铁粉体，不可长时间放置后再使用。
磁性纳米氧化铁粉体分散液不是稳定的溶液，制备后就用于处理过的芯线的磁性纳米氧化铁粉体的吸附，不可长时间放置后再使用，如已经放置了一段时间，需要再次超声分散后，才可以使用。
用于双辊热压的双棍是非铁磁性的具有低弹性层的皮辊。
芯线吸附的磁性纳米氧化铁粉体层的厚度可以通过增大分散液中磁性纳米氧化铁粉体的质量比来调整，也可以对吸附磁性纳米氧化铁粉体的芯线经热压后再多次在磁性纳米氧化铁粉体分散液中吸附磁性纳米氧化铁粉体来调整。
提拉的聚氨酯皮层厚度，可以通过调整聚氨酯溶液的浓度来调整，也可以采用多次提拉的方法来调整皮层厚度，另一方面，提拉速度也可以调整皮层的厚度，提拉速度慢，形成的皮层就厚，提拉速度快，形成的皮层就薄。
具体实施例
实施例一：
a磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
将纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为1/10，超声分散30min后加入分散剂十二烷基硫酸钠，搅拌5min，再超声分散10min，十二烷基硫酸钠与纳米氧化铁粉体的质量比1/100，再加入偶联剂KH-570，搅拌5min，再超声分散10min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比1/1000。
b芯线（1）的处理
以涤纶编织手术线为芯线（1）在蒸馏水中超声清洗20min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压20V, 电流3.5A，时间10s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层（2）
将经步骤b处理过的涤纶手术线浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡5min后，静置60min后，取出涤纶编织手术线，室温干燥24小时，在120℃双棍热压2次，在涤纶编织手术线外表面形成50nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层（2）。
d芯线（1）外表面磁性纳米氧化铁粉体层（2）的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层（2）的涤纶编织手术线浸入浓度为1wt%-3wt%的聚氨酯溶液中提拉1-3次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层（2）外表面形成10-50nm厚聚氨酯的皮层（3）。
实施例二：
a磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
将纳米氧化铁粉体（1）加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为2/10，超声分散45min后加入分散剂十二烷基硫酸钠，搅拌8min，再超声分散13min，十二烷基硫酸钠与纳米氧化铁粉体的质量比4/100，再加入偶联剂KH-570，搅拌7min，再超声分散12min，偶联剂与纳米氧化铁粉体（2）的质量比3/1000。
b 芯线（1）的处理
以涤纶编织手术线为芯线（1）在蒸馏水中超声清洗30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压50V, 电流2.5A，时间20s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层（2）
将经步骤b处理过的涤纶编织手术线浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡7min后，静置45min后，取出涤纶编织手术线，室温干燥18小时，在140℃双棍热压3次，在涤纶编织手术线外表面形成150nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层（2）。
d芯线（1）外表面磁性纳米氧化铁粉体层（2）的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层（2）的涤纶编织手术线浸入浓度为2wt%的聚氨酯溶液中提拉2次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层（2）外表面形成30nm厚聚氨酯的皮层（3）。
实施例三：
a磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
将纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为3/10，超声分散60min后加入分散剂三乙基己基磷酸，搅拌10min，再超声分散15min，三乙基己基磷酸与纳米氧化铁粉体的质量比6/100，再加入偶联剂KH-570，搅拌10min，再超声分散15min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比5/1000。
b 芯线（1）的处理
以丙纶编织手术线为芯线（1）在蒸馏水中超声清洗30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压100V, 电流1.5A，时间10s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层（2）
将经步骤b处理过的丙纶编织手术线浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡10min后，静置60min后，取出丙纶编织手术线，室温干燥24小时，在160℃双棍热压3次，在丙纶编织手术线外表面形成300nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层（2）。
d芯线（1）外表面磁性纳米氧化铁粉体层（2）的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层（2）的丙纶编织手术线浸入浓度为3wt%的聚氨酯溶液中提拉1次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层（2）外表面形成30nm厚聚氨酯的皮层（3）。
实施例四：
a磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
将纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为2/10，超声分散60min后加入分散剂十二烷基硫酸钠，搅拌10min，再超声分散10min，十二烷基硫酸钠与纳米氧化铁粉体的质量比2/100，再加入偶联剂KH-570，搅拌9min，再超声分散15min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比2/1000。
b 芯线（1）的处理
以丙纶编织手术线为芯线（1）在蒸馏水中超声清洗30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压50V, 电流2.5A，时间30s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层（2）
将经步骤b处理过的丙纶编织手术线浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡8min后，静置40min后，取出丙纶编织手术线，室温干燥24小时，在150℃双棍热压1次后，再浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡5min后，静置30min后，取出丙纶编织手术线，室温干燥24小时，在150℃双棍热压1次后，在丙纶编织手术线外表面形成300nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层（2）。
d芯线（1）外表面磁性纳米氧化铁粉体层（2）的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层（2）的丙纶编织手术线浸入浓度为3wt%的聚氨酯溶液中提拉3次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层（2）外表面形成50nm厚聚氨酯的皮层（3）。
实施例五：
a磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
将纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为1/10，超声分散50min后加入分散剂三乙基己基磷酸，搅拌10min，再超声分散15min，三乙基己基磷酸与纳米氧化铁粉体的质量比3/100，再加入偶联剂KH-560，搅拌8min，再超声分散15min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比3/1000。
b 芯线（1）的处理
以尼龙编织手术线为芯线（1）在蒸馏水中超声清洗30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压80V, 电流2A，时间20s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层（2）
将经步骤b处理过的尼龙编织手术线浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡10min后，静置60min后，取出尼龙编织手术线，室温干燥24小时，在160℃双棍热压2次，在尼龙编织手术线外表面形成80nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层（2），
d芯线（1）外表面磁性纳米氧化铁粉体层（2）的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层（2）的尼龙编织手术线浸入浓度为1wt%的聚氨酯溶液中提拉1次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层（2）外表面形成10nm厚聚氨酯的皮层（3）。
实施例六：
a磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
将纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为3/10，超声分散60min后加入分散剂三乙基己基磷酸，搅拌10min，再超声分散12min，三乙基己基磷酸与纳米氧化铁粉体的质量比4/100，再加入偶联剂KH- 550，搅拌10min，再超声分散15min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比3/1000。
b 芯线（1）的处理
以尼龙编织手术线为芯线（1）在蒸馏水中超声清洗30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压100V, 电流1.5A，时间15s。
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层（2）
将经步骤b处理过的尼龙编织手术线浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡10min后，静置60min后，取出尼龙编织手术线，室温干燥24小时，在140℃双棍热压2次，在尼龙编织手术线外表面形成300nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层（2）。
d芯线（1）外表面磁性纳米氧化铁粉体层（2）的加固处理
将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层（2）的尼龙编织手术线浸入浓度为3wt%的聚氨酯溶液中提拉1次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层（2）外表面形成40nm厚聚氨酯的皮层（3）。
Claims (2)
1.一种磁性纱线，其特征在于：所述磁性纱线由芯线（1），磁性纳米氧化铁粉体层（2），皮层（3）构成，芯线（1）外表面吸附有磁性纳米氧化铁粉体层（2），磁性纳米氧化铁粉体层（2）的厚度为50nm-300nm，磁性纳米氧化铁粉体的粒径20nm-50nm，磁性纳米氧化铁粉体层（2）外包覆皮层（3），皮层（3）的厚度为10nm-50nm，
所述芯线（1）为涤纶编织手术线或丙纶编织手术线或尼龙编织手术线中的一种；
所述皮层（3）为医用聚氨酯。
2.一种磁性纱线的制备方法，其特征在于：磁性纱线的制备方法按以下步骤：
a 磁性纳米氧化铁粉体分散液的配制
选取粒径20nm-50nm的磁性纳米氧化铁粉体加入酒精中，纳米氧化铁粉体与酒精的质量比为1/10-3/10，超声分散30min-60min后加入分散剂，搅拌5min-10min，再超声分散10min-15min，分散剂与纳米氧化铁粉体的质量比1/100-6/100，再加入偶联剂，搅拌5min-10min，再超声分散10min-15min，偶联剂与纳米氧化铁粉体的质量比1/1000-5/1000；
所述分散剂为十二烷基硫酸钠或三乙基己基磷酸中的一种；
所述偶联剂为KH- 570或KH- 560或KH- 550中的一种；
b芯线（1）的处理
将选取的芯线（1）在蒸馏水中超声清洗20-30min后，干燥后，经低温等离子体处理，低温等离子体处理的电压20V-100V, 电流1.5A-3.5A，时间10s-60s；
c吸附磁性纳米氧化铁粉体层（2）
将经步骤b处理过的芯线（1）浸入配制好的纳米氧化铁粉体分散液中震荡5-10min后，静置30-60min后，取出芯线（1），室温干燥10-24小时，在120-160℃双棍热压1-3次，在芯线（1）外表面形成50nm-300nm厚的磁性纳米氧化铁粉体层（2）；
d磁性纳米氧化铁粉体层（2）的加固处理将经步骤c获取的外表面具有磁性纳米氧化铁粉体层（2）的芯线（1）浸入浓度为1wt%-3wt%的聚氨酯溶液中提拉1-3次，室温干燥，在磁性纳米氧化铁粉体层（2）外表面形成10-50nm厚聚氨酯的皮层（3）。
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