CN107616826A - 一种低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，涉及医疗器械领域，包括以下步骤：将穿刺针毛坯清洗后吹干；利用化学超声刻蚀法对穿刺针针头表面结构化处理，使针头表面具有微结构；将经过化学超声刻蚀法处理后的穿刺针毛坯清洗干净后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤；将穿刺针毛坯浸入到预先配制好的氟硅烷低表面能溶液中，室温下浸泡100min后取出，用乙醇冲洗后放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，即可得到所述超疏水穿刺针，本发明具有成本低，生产周期短，简单方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法。
背景技术
医疗器械领域中的输液、取样和穿刺是临床医疗中不可缺少的重要治疗手段，其中穿刺针针头扮演各种各样的角色，但是注射穿刺过程中给患者，特别是婴幼儿患者，带来的不安情绪和疼痛是患者畏惧和回避治疗的重要因素之一。随着人们生活水平的提高，人类对“舒适”医疗的要求不断提高，但是普通的穿刺针针头在刺入过程中的剧烈疼痛使人深感痛苦。调查显示，发达国家有20％的未成年人与8.1％的成年人都对注射器治疗产生厌恶和恐惧。现有研究表明穿刺疼痛主要来源于三个方面：(1)穿刺初期表皮组织破裂引起的疼痛；(2)穿刺过程中对皮下神经组织的“刺激”疼痛；(3)穿刺过程针头与皮下组织摩擦引起的牵扯疼痛。
目前，国内外许多科研机构和企业开展了无痛穿刺相关理论和技术研究，降低皮肤与穿刺针针头之间阻力，从而降低穿刺针针头对皮肤组织的刺激，最终达到减轻疼痛或无痛的目的。例如：(1)减小穿刺针的直径，以33G胰岛素微针为代表，针头外径为0.2μm，这种注射针通过降低皮肤破损面积和对皮下组织的刺激，几乎可以达到无痛的效果。但是直径小的穿刺针存在较高的制造成本、容易弯曲断裂、针尖易堵塞和注射剂量小等方面缺点；(2)刺入针表面经过机械微加工，得到具有结构规则点阵、环形阵列或螺纹结构表面，然而加工成本高、效率低；(3)穿刺针在刺入过程中伴有横向振动，这类方法对皮肤损伤较大。
超疏水表面是通过构建微结构和降低表面能来实现的，在水与表面接触时，微结构中困有空气阻止了水浸入基底间隙，使得液体能够以较小的角度在超疏水表面滚动。由于超疏水表面具有以上诸多优势，其在自清洁、减阻、抗菌等领域展现出极大的优势和应用前景。本发明公开了低阻力医用超疏水穿刺针，可减少穿刺过程中穿刺阻力，从而减少穿刺针对皮下组织的黏着及引起的牵引疼痛，此外，超疏水穿刺针还可一定程度上减少储存过程空气中颗粒和细菌带来的污染。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，具有成本低，生产周期短，简单快捷的优点。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，采用化学超声刻蚀的方式在穿刺针毛坯表面制备微结构，再通过氟硅烷低表面能溶液修饰即可得到所述超疏水穿刺针。
优选地，所述穿刺针毛坯的型号为4.5号、5号、6号或7号。
优选地，所述微结构尺寸大小为50-100μm。
优选地，所述超疏水穿刺针对水的静态接触角大于150°。
优选地，所述超疏水穿刺针的穿刺阻力小于穿刺针毛坯的穿刺阻力。
优选地，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将穿刺针毛坯清洗后，使用吹风机吹干；
(2)利用化学超声刻蚀法对穿刺针针头表面结构化处理，使针头表面具有微结构；
(3)将经过化学超声刻蚀法处理后的穿刺针毛坯清洗干净后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤；
(4)将穿刺针毛坯浸入到预先配制好的氟硅烷低表面能溶液中，室温下浸泡100min后取出，用乙醇冲洗后放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，即可得到所述超疏水穿刺针。
优选地，所述步骤(1)中的具体操作为：依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，然后使用吹风机吹干。
优选地，所述步骤(2)中的具体操作为：在常温下，将清洗后的穿刺针毛坯浸泡在浓度60wt％的氢氟酸溶液中超声刻蚀1-8min，超声刻蚀的频率为20-40KHz，功率范围为100-150W。
优选地，所述步骤(3)中的具体操作为：依次使用丙酮、酒精和去离子水对经过步骤(2)处理后的穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，再放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为20min。
优选地，所述步骤(4)中的具体操作为：将经过步骤(3)处理后的穿刺针毛坯浸入到预先配制的10-2-10-3mol/L的C16H19F17O3Si低表面能溶液中100min后取出，用乙醇冲清洗后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤固化，烘烤固化的温度为135℃，时间为2h，最终获得所述超疏水穿刺针。
(三)有益效果
本发明提供了一种低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明是以普通的穿刺针毛坯作为加工对象，采用化学超声刻蚀的方式在穿刺针毛坯表面制备微结构，工艺流程简单易操作，加工成本低，生产周期短，适用于大范围大规模生产。
(2)本发明制备的低阻力医用超疏水穿刺针具有优异超疏水性能，水很容易在穿刺针针头表面滑落。由于超疏水表面具有潜在的自清洁、抗菌等性能，可一定程度上减少储存过程空气中颗粒和细菌带来的污染。
(3)本发明制备的低阻力医用超疏水穿刺针由于微结构的存在，针壁与皮肤组织的接触面积减少，从而导致摩擦力减小，减少穿刺针对皮下组织的黏着及引起的牵引疼痛。
附图说明
图1为低阻力医用超疏水穿刺针形貌扫描电镜照片；
图2为低阻力医用超疏水穿刺针静态接触角照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
穿刺针毛坯型号为4.5号，制备方法如下:
(1)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，然后使用吹风机吹干；
(2)在常温下，将清洗后的穿刺针毛坯浸泡在浓度60wt％的氢氟酸溶液中超声刻蚀5min，超声刻蚀的频率为30KHz，功率为120W，实现针头试样表面结构化；
(3)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，再放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为20min；
(4)将穿刺针毛坯浸入到预先配制的10-2-10-3mol/L的C16H19F17O3Si低表面能溶液中100min后取出，用乙醇冲清洗后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤固化，烘烤固化的温度为135℃，时间为2h，最终获得超疏水穿刺针。
实施例2：
穿刺针毛坯型号为5号，制备方法如下:
(1)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，然后使用吹风机吹干；
(2)在常温下，将清洗后的穿刺针毛坯浸泡在浓度60wt％的氢氟酸溶液中超声刻蚀2min，超声刻蚀的频率为20KHz，功率为100W，实现针头试样表面结构化；
(3)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，再放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为20min；
(4)将穿刺针毛坯浸入到预先配制的10-2-10-3mol/L的C16H19F17O3Si低表面能溶液中100min后取出，用乙醇冲清洗后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤固化，烘烤固化的温度为135℃，时间为2h，最终获得超疏水穿刺针。
实施例3：
穿刺针毛坯型号为6号，制备方法如下:
(1)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，然后使用吹风机吹干；
(2)在常温下，将清洗后的穿刺针毛坯浸泡在浓度60wt％的氢氟酸溶液中超声刻蚀1min，超声刻蚀的频率为40KHz，功率为150W，实现针头试样表面结构化；
(3)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，再放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为20min；
(4)将穿刺针毛坯浸入到预先配制的10-2-10-3mol/L的C16H19F17O3Si低表面能溶液中100min后取出，用乙醇冲清洗后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤固化，烘烤固化的温度为135℃，时间为2h，最终获得超疏水穿刺针。
实施例4：
穿刺针毛坯型号为7号，制备方法如下:
(1)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，然后使用吹风机吹干；
(2)在常温下，将清洗后的穿刺针毛坯的浸泡在浓度60wt％的氢氟酸溶液中超声刻蚀8min，超声刻蚀的频率为40KHz，功率为100W，实现针头试样表面结构化；
(3)依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，再放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为20min；
(4)将穿刺针毛坯浸入到预先配制的10-2-10-3mol/L的C16H19F17O3Si低表面能溶液中100min后取出，用乙醇冲清洗后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤固化，烘烤固化的温度为135℃，时间为2h，最终获得超疏水穿刺针针头。
实施例5-12：
穿刺针毛坯型号为7号，实施例5-12步骤(2)中超声刻蚀时间依次为7、6、5、4、3、2、1、0min，其他步骤与实施例4相同。
分别对实施例4-12得到的超疏水穿刺针表面进行水滴的静态接触角测量，在不同的5个位置测量了静态接触角，样品表面接触角均大于150°，并对超疏水穿刺针表面进行穿刺阻力测试，每个样品测量3次取平均值。
表1为穿刺阻力测试对比表：
表1
综上所述：本发明实施例所制备的低阻力穿刺针的穿刺阻力小于穿刺针毛坯的穿刺阻力。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (10)
1.一种低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，采用化学超声刻蚀的方式在穿刺针毛坯表面制备微结构，再通过氟硅烷低表面能溶液修饰即可得到所述超疏水穿刺针。
2.如权利要求1所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述穿刺针毛坯的型号为4.5号、5号、6号或7号。
3.如权利要求1所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述微结构尺寸大小为50-100μm。
4.如权利要求1所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述超疏水穿刺针对水的静态接触角大于150°。
5.如权利要求1所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述超疏水穿刺针的穿刺阻力小于穿刺针毛坯的穿刺阻力。
6.如权利要求1所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将穿刺针毛坯清洗后，使用吹风机吹干；
(2)利用化学超声刻蚀法对穿刺针针头表面结构化处理，使针头表面具有微结构；
(3)将经过化学超声刻蚀法处理后的穿刺针毛坯清洗干净后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤；
(4)将穿刺针毛坯浸入到预先配制好的氟硅烷低表面能溶液中，室温下浸泡100min后取出，用乙醇冲洗后放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，即可得到所述超疏水穿刺针。
7.如权利要求6所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的具体操作为：依次使用丙酮、酒精和去离子水对穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，然后使用吹风机吹干。
8.如权利要求6所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的具体操作为：在常温下，将清洗后的穿刺针毛坯浸泡在浓度60wt％的氢氟酸溶液中超声刻蚀1-8min，超声刻蚀的频率为20-40KHz，功率范围为100-150W。
9.如权利要求6所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的具体操作为：依次使用丙酮、酒精和去离子水对经过步骤(2)处理后的穿刺针毛坯进行超声清洗，每次超声清洗时间为5-10min，再放入到恒温恒湿电热干燥箱内烘烤，烘烤温度为80℃，烘烤时间为20min。
10.如权利要求6所述的低阻力医用超疏水穿刺针的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的具体操作为：将经过步骤(3)处理后的穿刺针毛坯浸入到预先配制的10-2-10-3mol/L的C16H19F17O3Si低表面能溶液中100min后取出，用乙醇冲清洗后，放入恒温恒湿电热干燥箱内烘烤固化，烘烤固化的温度为135℃，时间为2h，最终获得所述超疏水穿刺针。
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