CN103482599B - 一种纳米碳溶胶及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米碳溶胶及其应用，一种纳米碳溶胶，其特征在于纳米碳溶胶碳粒径范围为1-500nm，通过向由以石墨电极为阳极电解水而得到的纳米碳溶胶中加入占溶胶总重量0.08-0.12％、分子量为6500道尔顿的木质素磺酸钠而得到，溶胶中碳的含量为0.6wt％；所述的纳米碳溶胶的应用于石化、医药、环保、防毒防护、催化剂。医药类例如药物添加剂，外伤覆的胶片；石化上的应用为是要炼化过程做可以做，分散剂环保类即用于水处理做絮凝剂和杀菌剂，防毒防护中可以做防毒过滤材料，也可做化学催化剂；该纳米碳溶胶具有消炎作用，该纳米碳溶胶医疗导管具有优异的机械强度、良好的滑动表面低摩擦性和抗血栓，且具有优异的生物降解性。

Description

一种纳米碳溶胶及其应用

技术领域

本发明属于医疗应用和医疗用品的技术领域，具体涉及一种纳米碳溶胶及其应用。

背景技术

临床医疗中，需要在呼吸道、气管、消化道、尿道、血管或其它腹腔或组织中使用医疗管路，如管内窥镜、导引鞘管和其它插入的各种导管或医疗用品，其必须具有相当的平滑度，从而在插入时能够不损坏人体组织，并且避免由摩擦引起的膜损坏或炎症反应，并提高可操作性。同时还要求这些导管有较高的机械强度，防止在进行医疗操作时导管破裂。而现有技术中的医疗导管往往是摩擦性和机械强度不能满足要求，易引起炎症造成了对患者的伤害，且在血管中使用的医疗导管容易在表面形成血栓，严重危急患者的生命安全。

另一方面，由于这些医疗导管附着环境的原因，其通常是由塑料制成的一次性产品，使用后形成的废物需要进行审慎的如焚烧法处置，并需要防止病毒或细菌感染。然而，这样的一次性行为导致废物量的增加，且通过焚化处理导致了二氧化碳量的增加。因此迫切需要这些医疗导管具有生物降解性，以减少对环境的污染。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种纳米碳溶胶及其应用，该纳米碳溶胶具有消炎作用，该纳米碳溶胶医疗导管具有优异的机械强度、良好的滑动表面低摩擦性和抗血栓，且具有优异的生物降解性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种纳米碳溶胶，其特征在于纳米碳溶胶碳粒径范围为1-500nm。

所述的纳米碳溶胶的应用，用于药物的载体。

所述的纳米碳溶胶的应用，用于石化、医药、环保、防毒防护、催化剂。医药类例如，药物添加剂，外伤覆的胶片；石化上的应用为是要炼化过程做可以做，分散剂环保类即用于水处理做絮凝剂和杀菌剂，防毒防护中可以做防毒过滤材料，也可做化学催化剂。

一种具有消炎作用的纳米碳溶胶，通过向由以石墨电极为阳极电解水而得到的纳米碳溶胶中加入占溶胶总重量0.08-0.12％、分子量为6500道尔顿的木质素磺酸钠而得到，溶胶中碳的含量为0.6wt％。

另外，本发明的目的是提供一种纳米碳溶胶医疗导管，包含由复合材料制成的层，该复合材料包括树脂、纳米碳溶胶、可聚合离子液体和溶胶材料；

所述纳米碳溶胶随机均匀分布在包括所述树脂的基体上，该纳米碳溶胶为碳六元环，是由碳网平面形成的三维中空结构，纵横比为20～30，尺寸为1～500nm，其重量为该复合材料总重量的50～55％；

所述基体为热塑性材料或热交联性材料，可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯共聚物、聚氯乙烯聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、SEBS树脂、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯皂化物、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯或其组合或其两两组合；

所述树脂为可生物降解的脂肪族聚酯树脂，该可生物降解的脂肪族聚酯树脂和纳米碳溶胶均照射过电离辐射，电离辐射的剂量为40～80kGy；

所述可聚合离子液体具有包括咪唑骨架阳离子的结构，所述溶胶材料包含金属盐或金属醇盐、金属颗粒、有机高分子微粒或陶瓷微粒。

优选的是，所述导管是由该复合材料制成的层所构成的单层管或包括多层所述复合材料制成的层的多层管。

在上述任一方案中优选的是，所述由复合材料制成的层可涂覆在导管的外表面和/或内表面上。

在上述任一方案中优选的是，所述由复合材料制成的层表面为粗糙表面，该表面上具有微小凹凸，凹凸的尺寸直径为50～100nm。

在上述任一方案中优选的是，所述纳米碳溶胶为具有石墨层的富勒烯C₆₀纤维体，结构形状为管状或球状。

在上述任一方案中优选的是，可对该纳米碳溶胶表面进行脱脂处理、水洗处理、紫外线照射处理、电晕放电处理、等离子处理、火焰处理或离子注入处理，以提高其润湿性以及与树脂的粘合性。

在上述任一方案中优选的是，所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂选自聚丁烯琥珀酸酯、甲聚丁二酸丁二醇酯碳酸酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯的聚乳酸共聚物、甲聚丁二酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物或其组合。

在上述任一方案中优选的是，所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂中可加入交联促进剂，该促进剂选自三芳基氰尿酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、琥珀酸二芳基，二芳基丙二酸二乙酯、碳酸二芳基酯、甲草酸二芳基酯，富马酸二烯丙酯、二烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯，二烯丙基间苯二甲酸酯、对苯二甲酸二芳基酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三芳基氰尿酸三烯丙酯或其组合，重量为所述复合材料总重量的5％～10％；所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂中还可加入抗氧化剂、软化剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、光稳定剂、紫外线吸收剂或其组合。

在上述任一方案中优选的是，所述可聚合离子液体的化学式为

溶胶材料选自聚氯乙烯、甲二醇、甲基丙烯酸酯、氟乙烯、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、多元醇、对苯二甲酸、芳香族双醚酐、芳香族四羧酸酐，芳香族二胺、间苯二酚或其组合；

金属盐和/或金属醇盐选自钠，铜，钙，锶，钡，锌，铝或其无机化合物或其组合；金属微粒选自不锈钢、碳化钨、铝、镍、铬、铁、钛、钼、锰、铜、钴、钽或其合金；

有机高分子微粒选自聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、甲酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚碳酸酯树脂，聚缩醛树脂、改性聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、聚酰亚胺树脂、聚芳酯树脂或其组合；

陶瓷微粒选自氧化铜、二氧化硅、二氧化锡、二氧化钛、氧化钇、氧化锌、碳化硅、氧化镁、氧化锆或其组合。

本发明的有益技术效果是：

本发明制成的纳米碳溶胶具有消炎作用，使用时可起到消除患者炎症的效果。纳米碳溶胶随机分布在树脂基体中，由纳米碳溶胶承担补强效果，提高了管的机械强度；复合材料层的整个表面上具有微小的凹凸，并具有粗糙的表面，该表面具有的微细凹凸具备良好的滑动性质，降低了导管的摩擦。通过使用可生物降解的脂肪族聚酯树脂以及合适的纳米碳溶胶尺寸和形状结构使得该导管具有优良的生物降解性，大大提高了使用后的后续处理效果，减少了对环境的污染。离子液体在纳米碳溶胶聚集时可以使纳米碳溶胶具有高密度而不损害纳米碳溶胶的分子结构，使得该复合材料层本具有防粘性、高机械强度、低摩擦性以及抗血栓和脂肪性。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面将详细描述按照本发明的具有消炎作用的纳米碳溶胶及其制成的纳米碳溶胶医疗导管的优选实施例。

一种纳米碳溶胶，其特征在于纳米碳溶胶碳粒径范围为1-500nm。

所述的纳米碳溶胶的应用，用于药物的载体。

所述的纳米碳溶胶的应用，用于石化、医药、环保、防毒防护、催化剂。医药类例如，药物添加剂，外伤覆的胶片；石化上的应用为是要炼化过程做可以做，分散剂环保类即用于水处理做絮凝剂和杀菌剂，防毒防护中可以做防毒过滤材料，也可做化学催化剂。

一、制备方法

一种纳米碳溶胶，通过向由以石墨电极为阳极电解水而得到的纳米碳溶胶中加入占溶胶总重量0.08-0.12％、分子量为6500道尔顿的木质素磺酸钠而得到，溶胶中碳的含量为0.6wt％。

本发明的纳米碳溶胶医疗导管根据各组分的固有特性以及应用特点制成。其步骤如下：

a）将符合条件的纳米碳溶胶表面进行脱脂处理或水洗处理，以提高其润湿性以及与树脂的粘合性；

b）将符合条件的可生物降解的脂肪族聚酯树脂和步骤a）中的纳米碳溶胶分别在室温下、真空中用γ射线或X射线以40～80kGy的剂量照射电离辐射2～5小时，提高其机械强度并杀菌。

c）将上述可生物降解的脂肪族聚酯树脂和纳米碳溶胶以及复合条件的基体、可聚合离子液体和溶胶材料按照重量比1：3～3.7：1：0.5：0.5在反应槽中混合，以150～200r/min的转速将其搅拌均匀；

d）将纯度为99％、厚度为5cm的石墨正电极和镍板负电极排列放入装有步骤c）混合液的反应槽中，每组电极间采用并联，正、负电极之间用绝缘带孔板或绝缘带孔网隔开，然后向电极中通入高频交流脉冲电流进行反应，电流的频率控制在30～50KHz，电压控制在10～12V，电流密度控制在1～2A/cm²，控制温度在50℃，每隔5小时以150～200r/min的转速搅拌一次，5天后结束反应，槽中溶液即为复合材料的纳米碳溶胶溶胶；

e）将上述溶胶在900～1100℃烧结至可挤压状态，然后在挤压成型机中挤出成型为该导管。

也可根据需要在步骤d）中搅拌时加入适量的加入交联促进剂、抗氧化剂、软化剂、增塑剂等。

也可根据需要将步骤d）中形成的溶胶直接采用喷涂法或浸渍法等方式涂布在医疗导管的内表面和/或外表面上。

二、实施例

实施例1

通过上述制备方法制得的纳米碳溶胶医疗导管包含由复合材料制成的层，该层表面为粗糙表面，该表面上具有微小凹凸，凹凸的尺寸直径为50nm该复合材料包括可生物降解的脂肪族聚酯树脂、纳米碳溶胶、可聚合离子液体和溶胶材料；

所述纳米碳溶胶随机均匀分布在包括所述树脂的基体上，该纳米碳溶胶为碳六元环，是由碳网平面形成的三维中空结构，纵横比为20，尺寸为10nm，其重量为该复合材料总重量的50％；

所述基体为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯共聚物、聚氯乙烯聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酰胺和聚酰亚胺的组合；

可生物降解的脂肪族聚酯树脂为聚丁烯琥珀酸酯、甲聚丁二酸丁二醇酯碳酸酯共聚物和甲聚丁二酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物的组合；

可生物降解的脂肪族聚酯树脂中可加入交联促进剂，该促进剂为二烯丙基间苯二甲酸酯、对苯二甲酸二芳基酯、季戊四醇三丙烯酸酯的组合，重量为所述复合材料总重量的5％；所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂中还可加入抗氧化剂和软化剂；

所述可聚合离子液体的化学式为

溶胶材料选自聚氯乙烯和甲二醇的组合；

溶胶材料还包括陶瓷微粒，其为氧化铜、二氧化硅、二氧化锡的组合。

实施例1主要指标

实施例1的指标表明：该纳米碳溶胶医疗导管在消炎、破断强度、可降解度和抗血栓性方面都取到了非常理想的效果，这些组分情况均是最优组合，作用效果明显优于现有技术中的其它同类产品。

实施例2

通过上述制备方法制得的纳米碳溶胶医疗导管包含由复合材料制成的层，该层表面为粗糙表面，该表面上具有微小凹凸，凹凸的尺寸直径为80nm该复合材料包括可生物降解的脂肪族聚酯树脂、纳米碳溶胶、可聚合离子液体和溶胶材料；

所述纳米碳溶胶随机均匀分布在包括所述树脂的基体上，该纳米碳溶胶为碳六元环，是由碳网平面形成的三维中空结构，纵横比为25，尺寸为130nm，其重量为该复合材料总重量的52％；

所述基体为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯共聚物、聚偏二氯乙烯的组合；

可生物降解的脂肪族聚酯树脂为聚丁烯琥珀酸酯；

可生物降解的脂肪族聚酯树脂中可加入交联促进剂，该促进剂为三芳基氰尿酸酯，重量为所述复合材料总重量的8％；所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂中还可加入润滑剂、着色剂、光稳定剂；

所述可聚合离子液体的化学式为

溶胶材料选自甲基丙烯酸酯、氟乙烯、偏二氯乙烯的组合；

溶胶材料还包括钠，铜，钙，锶、钡或其组合的金属盐；

实施例2主要指标

实施例2的指标表明：该纳米碳溶胶医疗导管在消炎、破断强度、可降解度和抗血栓性方面都取到了非常理想的效果，这些组分情况均是最优组合，作用效果明显优于现有技术中的其它同类产品。

实施例3

通过上述制备方法制得的纳米碳溶胶医疗导管包含由复合材料制成的层，该层表面为粗糙表面，该表面上具有微小凹凸，凹凸的尺寸直径为100nm该复合材料包括可生物降解的脂肪族聚酯树脂、纳米碳溶胶、可聚合离子液体和溶胶材料；

所述纳米碳溶胶随机均匀分布在包括所述树脂的基体上，该纳米碳溶胶为具有石墨层的球状富勒烯C₆₀纤维体，纵横比为30，尺寸为500nm，其重量为该复合材料总重量的55％；

所述基体为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯皂化物、有机硅树脂、环氧树脂的组合；

可生物降解的脂肪族聚酯树脂为聚丁烯琥珀酸酯和甲聚丁二酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物的组合；

可生物降解的脂肪族聚酯树脂中可加入交联促进剂，该促进剂为邻苯二甲酸二烯丙基酯，二烯丙基间苯二甲酸酯、对苯二甲酸二芳基酯、季戊四醇三丙烯酸酯和三芳基氰尿酸三烯丙酯的组合，重量为所述复合材料总重量的10％；所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂中还可加入抗氧化剂、光稳定剂和紫外线吸收剂；

所述可聚合离子液体的化学式为

溶胶材料选自对苯二甲酸和芳香族双醚酐的组合；

溶胶材料还包括有机高分子微粒，其为选自聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂的组合。

实施例3主要指标

实施例3的指标表明：该纳米碳溶胶医疗导管在消炎、破断强度、可降解度和抗血栓性方面都取到了非常理想的效果，这些组分情况均是最优组合，作用效果明显优于现有技术中的其它同类产品。

在此说明的是实施例中涉及的数值范围均是经过多次实验所得，每一个点都可以实现，不局限在端点或者终点，篇幅所限，在此不进行一一列举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种纳米碳溶胶医疗导管，其特征在于：该导管包含由复合材料制成的层，该复合材料包括树脂、具有消炎作用的纳米碳溶胶、可聚合离子液体和溶胶材料；所述纳米碳溶胶随机均匀分布在包括所述树脂的基体上，该纳米碳溶胶为碳六元环，是由碳网平面形成的三维中空结构，纵横比为20～30，尺寸为1～500nm，其重量为该复合材料总重量的50～55％；

所述具有消炎作用的纳米碳溶胶：是通过向由以石墨电极为阳极电解水而得到的纳米碳溶胶中加入占溶胶总重量0.08-0.12％、分子量为6500道尔顿的木质素磺酸钠而得到，溶胶中碳的含量为0.6wt％，纳米碳溶胶碳粒径范围为1-500nm；

所述基体为热塑性材料或热交联性材料，可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯共聚物、聚氯乙烯聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、SEBS树脂、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯皂化物、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯或其组合或其两两组合；

所述树脂为可生物降解的脂肪族聚酯树脂，该可生物降解的脂肪族聚酯树脂和纳米碳溶胶均照射过电离辐射，电离辐射的剂量为40～80kGy；

所述可聚合离子液体具有包括咪唑骨架阳离子的结构，所述溶胶材料包含金属盐或金属醇盐、金属颗粒、有机高分子微粒或陶瓷微粒。

2.根据权利要求1所述的纳米碳溶胶医疗导管，其特征在于：所述导管是由该复合材料制成的层所构成的单层管或包括多层所述复合材料制成的层的多层管；所述由复合材料制成的层可涂覆在导管的外表面和/或内表面上；所述由复合材料制成的层表面为粗糙表面，该表面上具有微小凹凸，凹凸的尺寸直径为50～100nm。

3.根据权利要求2所述的纳米碳溶胶医疗导管，其特征在于：所述纳米碳溶胶为具有石墨层的富勒烯C₆₀纤维体，结构形状为管状或球状。

4.根据权利要求3所述的纳米碳溶胶医疗导管，其特征在于：可对该纳米碳溶胶表面进行脱脂处理、水洗处理、紫外线照射处理、电晕放电处理、等离子处理、火焰处理或离子注入处理，以提高其润湿性以及与树脂的粘合性。

5.根据权利要求4所述的纳米碳溶胶医疗导管，其特征在于：所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂中可加入交联促进剂，该促进剂选自三芳基氰尿酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、琥珀酸二芳基，二芳基丙二酸二乙酯、碳酸二芳基酯、甲草酸二芳基酯，富马酸二烯丙酯、二烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯，二烯丙基间苯二甲酸酯、对苯二甲酸二芳基酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三芳基氰尿酸三烯丙酯或其组合，重量为所述复合材料总重量的5％～10％；所述可生物降解的脂肪族聚酯树脂中还可加入抗氧化剂、软化剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、光稳定剂、紫外线吸收剂或其组合。

6.根据权利要求5所述的纳米碳溶胶医疗导管，其特征在于：所述可聚合离子液体的化学式为

溶胶材料选自聚氯乙烯、甲二醇、甲基丙烯酸酯、氟乙烯、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、多元醇、对苯二甲酸、芳香族双醚酐、芳香族四羧酸酐，芳香族二胺、间苯二酚或其组合；

金属盐和/或金属醇盐选自钠，铜，钙，锶，钡，锌，铝或其无机化合物或其组合；金属微粒选自不锈钢、碳化钨、铝、镍、铬、铁、钛、钼、锰、铜、钴、钽或其合金；

有机高分子微粒选自聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、甲酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚碳酸酯树脂，聚缩醛树脂、改性聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、聚酰亚胺树脂、聚芳酯树脂或其组合；

陶瓷微粒选自氧化铜、二氧化硅、二氧化锡、二氧化钛、氧化钇、氧化锌、碳化硅、氧化镁、氧化锆或其组合。