CN103333357A - 一种高亲水性医用pvc导管表面的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，以重量百分比计，包括如下步骤：1)超声清洗、2)、紫外光照射、3）嫁接反应、4）清洗。本发明方法简单，成本低，易实现工业化生产，制备的导管表面提高了涂层的稳定性，高亲水性，延长了聚合物涂层的使用寿命，扩大了涂层的应用范围。

Description

一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法

技术领域

本发明属于医用聚合物导管的领域，具体涉及了一种用于制备医用导管、导丝、心脏阀和血液透析膜等高端医用聚合物导管表面制备稳定的高亲水性涂层的方法。

背景技术

在国内市场，具有高亲水性，高润滑性的生物导管几乎依赖进口，并且相关产品的专利较少。目前，国内的市场主要由亲水性和润滑性相关产品市场主要由美国BostonScientific、日本ASAHI（朝日）、意大利英泰克公司、瑞士GRIP等公司占有。相关产品的价格昂贵，市场需求量极大大。因此，研究具有自主知识产权的高端医用导管导管，不仅会带来显著的经济效益，同时有利于提高国民的健康水平，带来巨大的社会效益。

PVC是聚氯乙烯的简称，其实是一种乙烯基的聚合物质，其导管是一种非结晶性导管。PVC具有强度和模量较高、柔软、回弹性好、透明及价格便宜等诸多优点，用于制作输液器、血袋、导尿管、肠道营养管、腹膜透析袋、血液透析管路以及各种医用导管等一次性医用输液器械。PVC导管由于具有抗化学腐蚀、耐磨、易生产、输血输液器具及各种医用软管、透析附件、外科手套、呼吸面具及膜式氧合器等一次性医疗用品，给治疗护理带来诸多方便，并能防止交叉感染。PVC导管作为医用制品时，不仅需要符合导管学要求，还需符合生物学要求。目前，医用PVC导管存在亲水性差、易吸附药物和黏附细菌等生物相容性问题，与血液长期接触时的血液相容性问题，都限制了其应用和发展。为此国内外开展了大量关于医用PVC导管的改性研究，主要包括共聚改性，PVC导管或制品(如膜和管材等)的表面改性等。

目前，导管表面改性的方法对导管在研究和工业应用都具有重大的意义。各种处理方法都是起改善表面极性、降低接触角、提高表面能的作用，同时现有导管表面改性的方法各有优缺点。从传统改性的方法上，主要有化学腐蚀法，等离子体、高能辐射接枝法，共混法，涂覆法等。其中，化学腐蚀发对膜本身破坏性较大。等离子体改性法的重复性差和稳定性差。高辐射接枝改性对设备要求高，同时对膜本身也有一定的破坏力。涂覆法操作简单，成本低，容易实现工业化。一般的表面涂覆是将膜浸渍到甘油或乙醇与水的混合剂中，来提高膜的亲水性，但这仅仅是物理吸附，易脱落，仅具有暂时的亲水性。基于PVC导管自身的惰性特点，本工艺利用嫁接技术，通过富含亲水性基团的改性单体，获得满足亲水性要求的涂层导管。该涂层导管采用化学键的方法连接，能够保持良好的稳定性。

目前，表面紫外光改性应用最多的是对聚合物表面亲水性的改善，即选用亲水性物质直接接枝到聚合物表面上。通用的PE、PP、PET等薄膜表面不易涂覆、粘接，抗静电性和印染性差，需要进行表面改性。若采用电晕放电处理成本很高；采用氩等离子体处理，亲水性效果的稳定性受处理时间影响，而利用紫外光接枝克强极性亲水基方便的引入聚合物表面，并使聚合物表面保持持久的亲水性呢过。丙烯酰胺在商品化聚氯乙烯片材上的快速有效接枝，时间短，接枝样片的接触角就显著下降，改善了亲水性。总之，利用UV光辐照对聚合物改性具有广阔应用前景，但其反应机理不太成熟。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，该方法可工业化、成本低等特点，制备的导管表面提高了涂层的稳定性，高亲水性，延长了聚合物涂层的使用寿命，扩大了涂层的应用范围。

本发明技术方案是通过以下方式实现的：一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，以重量百分比计，包括如下步骤：1)超声清洗、2)、紫外光照射、3）嫁接反应、4）清洗；其特征在于:

1)：超声清洗：取医用PVC导管，超声清洗获得具有良好附着性能的表面，干燥后待用；

2)：紫外光照射:将PVC导管放在石英瓶中，通入氮气以除去氧气，紧密封口，将其放置在紫外灯下照射进行反应；

所述的紫外光照射为100W～500W、照射时间为4～12小时。

3）：嫁接反应：在三口瓶中配置丙烯酰胺水溶液，再在油浴锅中，磁力搅拌下，依次将PVC导管、催化剂硝酸铈铵加入油浴锅中，通氮气进行嫁接反应，嫁接反应后的PVC导管用去离子水仔细清洗，除去表面的未反应单体和共聚物；所述的丙烯酰胺水溶液的丙烯酰胺含量为5%～10%；油浴锅的反应温度为50℃～70℃、反应时间为8h～12h。

所述的硝酸铈铵的浓度为0.1～0.4g/mol。

所述的用热水清洗除去反应后的医用PVC导管表面的共聚物，所需的温度60℃～70℃。

4）、清洗：将PVC导管在热水中清洗12h，每1小时更换一次热水，清洗后在60℃真空干燥器中干燥24h即为具有高亲水性医用的PVC导管。

有益效果：本发明，采用了紫外照射对PVC表面改性，不易脱落，使用的时间较长，且涂层的厚度均匀，稳定性好，同时制备工艺简单，易于操作，价格低廉，实现工业化。扩大了涂层的应用范围，例如介入导管、介入装置涂层等。该专利方法简单，成本低，易实现工业化生产，制备的导管表面提高了涂层的稳定性，高亲水性，延长了聚合物涂层的使用寿命，扩大了涂层的应用范围。

具体实施方式

本发明的技术方案具体来说可以采用如下步骤：

1、医用PVC导管表面清洗分别用蒸馏水超声，乙醇清洗，真空干燥后待用；

2、医用PVC导管，通过紫外光照，进行预处理。以获得充分的表面活性位为处理程度的依据。

3、在水溶液环境中，进行表面嫁接反应。

4、PVC导管加入反应溶液中，在搅拌的条件下反应。其中，反应温度50～70℃，反应时间为8～12小时。

5、反应后的医用PVC导管，在蒸馏水中洗涤12h，在乙醇中超声清洗1h，真空干燥至恒重后保存使用。

最后清洗过程中，在蒸馏水中洗涤温度为60～70℃，每1小时更换一次热水。

实施例1：

以丙烯酰胺为单体，高亲水性医用PVC导管表面的制备，以紫外光（100W）作预处理：

清洁医用PVC导管表面，获得具有良好附着性能的洁净表面，待用。把PVC管放在石英瓶中，通入氮气以除去氧气，在紧密封口，将其放置在100W紫外灯下照射进行反应，时间为4小时,待用。

在三口瓶中配置5%丙烯酰胺水溶液，在70℃油浴锅中，磁力搅拌下，依次将PVC导管、催化剂硝酸铈铵0.4M加入反应体系中，通氮气保护，反应8h。

嫁接反应后的PVC导管用去离子水仔细清洗，除去表面的未反应单体和共聚物。在热水60℃中清洗12h，每1小时更换一次热水。清洗后的PVC导管在60℃真空干燥器中干燥24h。.

制备的医用PVC导管，表面亲水性明显提高，水接触角低于60°。具有良好的血液相容性，基本无血小板粘附。

实施例2：

以丙烯酰胺为单体，高亲水性医用PVC导管表面的制备，以紫外光（300W）作预处理，清洁医用PVC导管表面，获得具有良好附着性能的洁净表面，待用。把PVC管放在石英瓶中，通入氮气以除去氧气，在紧密封口，将其放置在300W紫外灯下照射进行反应，时间为8小时,待用。

在三口瓶中配置5%丙烯酰胺水溶液，在70℃油浴锅中，磁力搅拌下，依次将PVC导管、硝酸铈铵0.4g/mol加入反应体系中，通氮气保护，反应8h。

嫁接反应后的PVC导管用去离子水仔细清洗，除去表面的未反应单体和共聚物。在热水60℃中清洗12h，每1小时更换一次热水。清洗后的PVC导管在60℃真空干燥器中干燥24h。.

制备的医用PVC导管，表面亲水性明显提高，水接触角低于65°。具有良好的血液相容性，基本无血小板粘附。

实施例3：

以丙烯酰胺为单体，高亲水性医用PVC导管表面的制备，以紫外光（500W）作预处理，

清洁医用PVC导管表面，获得具有良好附着性能的洁净表面，待用。把PVC管放在石英瓶中，通入氮气以除去氧气，在紧密封口，将其放置在500W紫外灯下照射进行反应，时间为8小时,待用。

在三口瓶中配置10%丙烯酰胺水溶液，在70℃油浴锅中，磁力搅拌下，依次将PVC导管、催化剂硝酸铈铵0.4g/mol加入反应体系中，通氮气保护，反应12h。

嫁接反应后的PVC导管用去离子水仔细清洗，除去表面的未反应单体和共聚物。在热水60℃中清洗12h，每1小时更换一次热水。清洗后的PVC导管在60℃真空干燥器中干燥24h.

制备的医用PVC导管，表面亲水性明显提高，水接触角低于58°。具有良好的血液相容性，基本无血小板粘附。

本发明原理：紫外光引发接枝聚合反应的首要条件是产生表面自由基。根据表面自由基产生方式的不同可以分为含光敏基团的聚合物分解、自由基链转移、羰基化合物的光还原、过氧化物的分解等。气相接枝中，将接枝物置于密封的容器中，通过加热、真空、氮气鼓泡等方式，当受UV光辐照时，在聚合物表面发生光接枝反应。气相接枝是指聚合物与接枝单体、光引发剂溶液置于一密闭的容器中，通入惰性气体排氧后，加热到溶剂的沸点使溶液蒸发，处于气态的光敏剂分子在紫外光照射下产生表面自由基，引发接枝反应。但是利用UV光辐照对聚合物改性具有广阔应用前景，但其反应机理不太成熟。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，以重量百分比计，包括如下步骤：1)超声清洗、2)、紫外光照射、3）嫁接反应、4）清洗。本发明，方法简单，成本低，易实现工业化生产，制备的导管表面提高了涂层的稳定性，高亲水性，延长了聚合物涂层的使用寿命，扩大了涂层的应用范围。

Claims (5)

1.一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，以重量百分比计，包括如下步骤：1)超声清洗、2)、紫外光照射、3）嫁接反应、4）清洗；其特征在于:

1)、超声清洗：取医用PVC导管，超声清洗获得具有良好附着性能的表面，干燥后待用；

2)、紫外光照射：将PVC导管放在石英瓶中，通入氮气以除去氧气，紧密封口，将其放置在紫外灯下照射；

3）、嫁接反应：在三口瓶中配置丙烯酰胺水溶液，再在油浴锅中，磁力搅拌下，依次将PVC导管、催化剂硝酸铈铵加入油浴锅中，通氮气进行嫁接反应，嫁接反应后PVC导管表面形成丙烯酰胺附着胶,并用去离子水仔细清洗，除去表面的未反应的丙烯酰胺单体和共聚物；

4）、清洗：将PVC导管在热水中清洗12h，每1小时更换一次热水，清洗后在60℃真空干燥器中干燥24h即为具有高亲水性医用的PVC导管。

2.根据权利要求1所述的一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中紫外光照射为100W～500W、照射时间为4～12小时。

3.根据权利要求1所述的一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，其特征在于：所述的步骤3）中的丙烯酰胺水溶液的丙烯酰胺含量为5%～10%；油浴锅的反应温度为50℃～70℃、反应时间为8h～12h。

4.根据权利1要求所述的一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，其特征在于：所述的步骤3）中的硝酸铈铵的浓度为0.1～0.4g/mol。

5.根据权利1要求所述的一种高亲水性医用PVC导管表面的制备方法，其特征在于：所述的步骤3）中用热水清洗除去反应后的医用PVC导管表面的共聚物，所需的温度为60℃～70℃。