CN104745272A - 一种医疗器械润滑剂系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医疗器械润滑剂系统及其应用方法。所述润滑剂系统包括粘度大于100厘沲的硅氧烷聚合物和在普通环境下能够促进硅氧烷聚合物快速固化的交联剂。该润滑剂系统还可包括羟基硅氧烷聚合物、硅氧烷偶联剂、催化剂和挥发性载体溶剂。所述润滑剂系统只需在医疗器械表面至少一次涂覆，即可快速形成固态的膜，所述膜具有优良的润滑性能和广泛的应用范围，其应用方法简单易行，易于实现和控制，特别适合快速自动化生产线，具有极高的经济价值。

Description

一种医疗器械润滑剂系统及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械润滑剂系统和利用本发明的润滑剂涂覆医疗器械的方法，用于降低医疗器械穿过或切割组织的力，从而减少使用时带来的疼痛。

背景技术

许多医疗器械，诸如注射针头、外科缝合针、手术刀、医用导管等，在使用时其穿刺力、切割力或摩擦力与病人的疼痛和/或不适程度直接相关。为了降低这些力，在医疗器械上面涂覆润滑剂一直是非常有效的办法。被广泛认同的润滑剂涂层材料是硅氧烷。但如何既能增加硅氧烷与医疗器械表面的结合力同时又能起到最大限度地降低与组织之间的摩擦力是一个永未停止的挑战。现有的技术中，采用聚二甲基硅氧烷，诸如道康宁的DC-360，作为降低摩擦力的润滑剂，由带有氨基官能团的硅氧烷，诸如道康宁的MDX-4159，交联到医疗器械的表面。这类润滑剂的主要缺点是固化时间非常长。根据道康宁的产品文献，在普通环境下，固化需要7-10天。人们尝试了不同的加速固化的配方和方法，如美国专利5911711采用加热的方法来加速第一涂层的固化，然后在第一涂层上面涂覆低粘度的聚二甲基硅氧烷来降低摩擦力。这种加热的方法虽然加快了固化的过程，仍然大大制约了生产过程。显然这样的润滑剂系统的外表面润滑剂涂层常常是液态的，绝大部分液态润滑剂会在首次使用时被抹去，如果应用于外科缝合针和手术刀等需要多次穿刺或切割组织的医疗器械，其后的润滑性能会显著地降低。即使应用于注射器针头，如果需要先从安培瓶中抽吸药液，绝大部分液态润滑剂也会在首次穿刺时被抹去，则注射时的组织穿刺力会大大增加。如应用到医用导管，内表面过多的液态硅氧烷也会与生物药或体液中的蛋白质反应。也有人采用多个涂层及长时间高温加热的方法来实现完全固化的润滑膜，如美国专利2013/0209664A1在医用缝合针上涂覆2至3个涂层，并且各个涂层常常要加热到200℃左右达数小时，其生产成本必然会增加。显然，医用导管及注射器针头的塑料针座都无法在这么高的温度下不产生变形。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种润滑剂系统及其应用方法，只需在医疗器械表面至少一次涂覆，在一般环境下即可快速形成固态的膜，并且该膜具有非常优良的润滑性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种医疗器械润滑剂，包括粘度大于100厘沲的硅氧烷聚合物和在普通环境下能够促进硅氧烷聚合物快速固化的交联剂。所述普通环境为医疗器械生产所必须的洁净环境，无需进一步限定任何洁净环境的参数。所述快速固化最快可以在5分钟内实现，也可以根据不同的需要和应用延长固化时间。

在本发明一个较佳实施例中，所述硅氧烷聚合物包括选自下式定义的化合物：

其中m+n是6～2000的整数，R^{(1/2/3/4/5/6)}的链长为1～20，R基为烷基、环烷基、芳基但不限于此，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶相同或不同。

在本发明一个较佳实施例中，所述硅氧烷聚合物是粘度为100厘沲～30000厘沲、分子量为6000～90000的聚硅氧烷。

在本发明一个较佳实施例中，所述硅氧烷聚合物进一步包括选自下式定义的羟基硅氧烷聚合物：

其中m+n是150～1000的整数，R^{(1/2/3/4/5/6/7/8)}为烷基、芳基、三氟丙基但不限于此，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷，R⁸相同或不同。

在本发明一个较佳实施例中，所述羟基硅氧烷聚合物的粘度为1000厘沲～8000厘沲，分子量为30000～60000。

在本发明一个较佳实施例中，所述硅氧烷聚合物进一步包括选自下式定义的硅氧烷偶联剂：

其中 0≦X﹤2的整数，R¹为乙烯基，末端带有氨基、环氧基、卤代基的烷基，但不限于此，R²为甲基、乙基但不限于此。

在本发明一个较佳实施例中，所述交联剂为选自下式定义的化合物：

其中0≦a≦2的整数，0≦b﹤4的整数，R¹为烷基、芳基、乙烯基，R²为氨基，R³为烷基、氢基、烯基、氨基、酰基、芳基、羰基。

在本发明一个较佳实施例中，还进一步包括催化剂，特别是有机锡催化剂。

在本发明一个较佳实施例中，还进一步包括挥发性载体溶剂，特别是氢氟醚或氟氯烃溶剂。

本发明一种医疗器械润滑剂的应用方法，包括在医疗器械表面涂覆一层及以上的润滑剂涂层，所述涂层包括前面任一所述组合物及其反应产物。

在本发明一个较佳实施例中，包括将所述润滑剂用浸渍、喷涂、涂刷、涂抹、射流的方法涂覆在医疗器械的表面。

在本发明一个较佳实施例中，进一步包括将所述润滑剂涂覆于表面材料为金属及高分子材料的医疗器械的表面。

本发明的有益效果是：所述润滑剂系统只需在医疗器械表面至少一次涂覆，在普通的环境下即可快速形成固态的膜，所述膜具有优良的润滑性能和广泛的应用范围，其应用方法简单易行，易于实现和控制，特别适合快速自动化生产线，具有极高的经济价值。

实施例

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

实施例1中阐述了采用双涂层结构的注射针头表面润滑剂的性能并与国际知名品牌的同款产品进行了比较。

采用国标GB18671-2009的测试方法来测试改变针头涂层材料后的润滑效果。测试用穿刺材料是厚度为0.35mm±0.05mm、邵尔（A）硬度为85±10的聚氨酯膜，此种膜具有模拟人体皮肤的功能。测试之前，聚氨酯膜需在22℃±2℃下放置24小时以上，并且在相同的温度下测试。

将一片连续长度的聚氨酯膜的一部分夹持于一个固定装置中，夹持过程中应避免聚氨酯膜受张力。测试用针头装于固定装置，其轴线与聚氨酯膜的表面垂直，针尖指向供穿刺的圆形区域的中心，移动速度为100毫米/分。每穿刺一次聚氨酯膜片，均选择以前没有使用过且没有穿刺过的区域。在符合国标的环境下连续穿刺4次并把测试所得峰值穿刺力作为润滑剂性能优劣的依据对润滑剂的相关性能进行比较。

本发明中所涉及的穿刺力测试值均采用不低于50个针头的同批次的测试值的平均值。

国际知名品牌的31G X 8mm笔式注射器针头作为对比样品1，测试方法均采用GB18671-2009，所得结果置于表2中。

独立地，根据表1的配方，制备本发明的针头表面润滑剂涂层作为样品2：

表1

样品2	重量%
		100cst α,ω二羟基聚二甲基硅氧烷（山东大易化工有限公司 OH501-100）	100
12500cst聚二甲基硅氧烷（道康宁 DC-360）	47.50
		1000cst α,ω二羟基聚二甲基硅氧烷（山东大易化工有限公司 OH501-1000）	47.50
交联剂（阿拉丁 T110596 /杭州硅宝化工有限公司）	3.28
		偶联剂（阿拉丁 A107148）	1.48
催化剂（Alfa B23612）	0.24

除去粘度100cstα,ω二羟基聚二甲基硅氧烷的其他物质按照一定顺序在已经除水等条件之后在隔湿条件下混合均匀，随后溶解在CFC类挥发性溶剂中，并以适当的方式混合均匀，CFC类挥发性溶剂占总质量的92%,作为A组分。

粘度100cst的α,ω二羟基聚二甲基硅氧烷在除水等条件之后溶解在CFC类挥发性溶剂中，以适当的方法混合均匀，聚二甲基硅氧烷占总重量的3%，作为B组分。

表1中所述的交联剂为硅酸乙酯与酮肟基硅烷的混合物，二者的摩尔比为1:1。

如上所述组装31G的针头。首先组装A组分，常温下15秒之后接着组装B组分。

采用符合GB18671-2009的方法测试组装有样品2针头的穿刺力，结果见表2。

表2

从表2的结果可以看到，样品2的连续4次穿刺力均小于样品1的穿刺力。相对于对比样品的归一化之后，样品2的穿刺力只相当于样品1（对比样）的84%，即使4次穿刺之后的润滑效果也好于对比样，相当于对比样的92%。

实施例2

实施例2采用单涂层结构，即在针头的表面只涂覆一层本发明的有机硅氧烷化合物。

独立地，根据表3的配方，制备本发明的针头表面润滑剂涂层作为样品3：

表3

样品3	重量%
		12500cst 聚二甲基硅氧烷（道康宁 DC-360）	48.00
1000cst α,ω二羟基聚二甲基硅氧烷（山东大易化工有限公司 OH501-1000）	48.00
		交联剂（阿拉丁 T110596 /杭州硅宝化工有限公司）	2.32
偶联剂（阿拉丁 A107148）	1.48
		催化剂（Alfa B23612）	0.20

表3中所述物质按照一定顺序在已经除水等条件之后隔湿条件下混合均匀，随后溶解在CFC类挥发性溶剂中，并以适当的方式混合均匀，CFC类挥发性溶剂占总质量的92%。

表3中的交联剂为硅酸乙酯与酮肟基硅烷的混合物，二者的摩尔比为3:1。

以实施例1的方式对样品3的润滑效果进行了穿刺力的测试，其中表4示出了相应的力。

表4

从表4的结果可以看到，样品3的连续4次穿刺力均小于样品1的穿刺力。相对于对比样品的归一化之后，样品3的穿刺力只相当于样品1（对比样）的81%，降低了19%，而4次穿刺之后的润滑效果也好于对比样，相当于对比样的87%，降低了13%。

实施例3

实施例3根据本发明，偶联剂单独作为底涂层对针头进行第一步浸涂，待溶剂挥发后进行其他部分的涂覆。

独立地，根据表5的配方，制备本发明的针头表面润滑剂涂层作为样品4。

表5

样品4	重量%
		偶联剂（阿拉丁 A107148）	100
12500cst 聚二甲基硅氧烷（道康宁 DC-360）	48.72
		1000cst α,ω二羟基聚二甲基硅氧烷（山东大易化工有限公司 OH501-1000）	48.72
交联剂（阿拉丁 T110596 /杭州硅宝化工有限公司）	2.35
		催化剂（Alfa B23612）	0.21

表5中的偶联剂经过处理后溶解在CFC类挥发性溶剂中，偶联剂占3%，作为组分C。

表5中其他成分按照一定顺序在隔湿条件下混合均匀，随后溶解在CFC类挥发性溶剂中，并以适当的方式混合均匀，CFC类挥发性溶剂占总质量的92%，作为组分D。

表5中的交联剂为硅酸乙酯与酮肟基硅烷的混合物，二者的摩尔比为3:1。

如上所述组装31G的针头。首先组装C组分，常温下15秒之后接着组装D组分。

以实施例1的方式对样品5的润滑效果进行了穿刺力的测试，其中表6示出了相应的力。

表6

从表6的结果可以看到，样品3的连续4次穿刺力均小于样品1的穿刺力。相对于对比样品的归一化之后，样品4的穿刺力只相当于样品1（对比样）的92%，而4次穿刺之后的润滑效果也好于对比样，相当于对比样的95%。

实施例4

实施例4根据本发明，对笔式注射器针头的非注射侧的针头涂覆润滑剂涂层，测试其穿透笔式注射器笔芯橡胶膜的穿刺力，并与国际知名品牌的同款产品（样品6）进行了比较。

独立地，根据表7的配方，制备本发明的针头表面润滑剂涂层作为样品5。

表7

样品5	重量%
		100cst 聚二甲基硅氧烷（道康宁 DC-360）	50.00
12500cst 聚二甲基硅氧烷（道康宁 DC-360）	18.00
		1000cst α,ω二羟基聚二甲基硅氧烷（山东大易化工有限公司 OH501-1000）	25.00
交联剂（阿拉丁 T110596 /杭州硅宝化工有限公司）	3.50
		偶联剂（阿拉丁 A107148）	3.10
催化剂（Alfa B23612）	0.40

表7中所述物质按照一定顺序在已经除水等条件之后隔湿条件下混合均匀，随后溶解在CFC类挥发性溶剂中，并以适当的方式混合均匀，CFC类挥发性溶剂占总质量的97%。

表7中所述的交联剂为硅酸乙酯与酮肟基硅烷的混合物，二者的摩尔比为2:1。

测试用穿刺材料为笔式注射器笔芯的橡胶膜，其它条件与实施例1相同，对样品5、样品6的润滑效果进行了穿刺力的测试，其中表8示出了相应的力。

表8

从表8的结果可以看到，样品5的连续4次穿刺力均小于样品6的穿刺力。相对于对比样品的归一化之后，样品5的穿刺力只相当于样品6（对比样）的79%，降低了21%，而4次穿刺之后的润滑效果也好于对比样，相当于对比样的89%，降低了11%。

如将以上实施例中作为交联剂之一的酮肟基硅烷直接与人的皮肤接触，可以引起皮肤过敏反应。但作为交联剂使用时，酮肟基硅烷会在常温下发生水解交联反应，释放出全部酮肟基物质并形成固态的三维结构的有机硅氧烷膜。所述酮肟基物质在常温下极易挥发，只留下无毒的有机硅氧烷。在以上实施例中，每个针头上面的酮肟基物质释放量为0～3微克，常温下挥发后检测不出残留量。

本发明的医疗器械润滑剂系统及其应用方法虽然只以注射针头的润滑作为实施例，当应用于外科缝合针、手术刀、医用导管等医用级金属和非金属材料上面时，其优良的润滑效果同样显著。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种医疗器械润滑剂，包括

粘度大于100厘沲的硅氧烷聚合物；

在普通环境下能够促进硅氧烷聚合物快速固化的交联剂。

2.根据权利要求1所述的医疗器械润滑剂，所述硅氧烷聚合物包括选自下式定义的化合物：

其中m+n是6～2000的整数，R^{(1/2/3/4/5/6)}的链长为1～20，R基为烷基、环烷基、芳基但不限于此，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶相同或不同。

3.根据权利要求2所述的医疗器械润滑剂，所述硅氧烷聚合物是粘度为100厘沲～30000厘沲、分子量为6000～90000的聚硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的医疗器械润滑剂，所述硅氧烷聚合物进一步包括选自下式定义的羟基硅氧烷聚合物：

其中m+n是150～1000的整数，R^{(1/2/3/4/5/6/7/8)}为烷基、芳基、三氟丙基但不限于此，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷，R⁸相同或不同。

5.根据权利要求4所述的医疗器械润滑剂，所述羟基硅氧烷聚合物的粘度为1000厘沲～8000厘沲，分子量为30000～60000。

6.根据权利要求1所述的医疗器械润滑剂，所述硅氧烷聚合物进一步包括选自下式定义的硅氧烷偶联剂：

其中 0≦X﹤2的整数，R¹为乙烯基，末端带有氨基、环氧基、卤代基的烷基，但不限于此，R²为甲基、乙基但不限于此。

7.根据权利要求1所述的医疗器械润滑剂，所述交联剂为选自下式定义的化合物：

其中0≦a≦2的整数，0≦b﹤4的整数， R¹为烷基、芳基、乙烯基，R²为氨基，R³为烷基、氢基、烯基、氨基、酰基、芳基、羰基。

8.根据权利要求1所述的医疗器械润滑剂，进一步包括催化剂，特别是有机锡催化剂。

9.根据权利要求1所述的医疗器械润滑剂，进一步包括挥发性载体溶剂，特别是氢氟醚或氟氯烃溶剂。

10.一种医疗器械润滑剂的应用方法，包括在医疗器械表面涂覆一层及以上的润滑剂涂层，所述涂层包括权利要求1-9中任一所述组合物及其反应产物。

11.根据权利要求10所述的医疗器械润滑剂的应用方法，包括将所述润滑剂用浸渍、喷涂、涂刷、涂抹、射流的方法涂覆在医疗器械的表面。

12.根据权利要求10所述的医疗器械润滑剂的应用方法，进一步包括将所述润滑剂涂覆于表面材料为金属及高分子材料的医疗器械的表面。