CN107805373A - 一种医疗用的聚乳酸复合材料及其制备的一次性注射器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医疗用的聚乳酸复合材料及其制备的一次性注射器。具体的为一种医用可降解复合材料，其含有聚乳酸（PLA)、增韧剂和抗氧剂，其中每100重量份聚乳酸（PLA)含有增韧剂10‑50份、抗氧剂0‑1份。本发明全部共混组分均为医用级无毒产品，其合成单体及相应的聚合物对人体完全无毒，可在堆肥条件下4‑6个月内自动降解为水和二氧化碳，共混树脂中不含小分子增塑剂，不会发生该类化合物析出、污染药液和进入人体的危险。其可作为一次性使用可降解注射器的专用料，该材料在抗菌、降解方面性明显优于纯聚乳酸原料，其可用于制备一次性使用可降解注射器。本发明配方合理、性能稳定、不污染环境，可在净化车间大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种共混改性的医用可降解注射器用聚乳酸复合材料，以及制备的注射器。
背景技术
我国的医用高分子材料制品发展起步较晚，20世纪70年代才开发一次性输液器、注射器和塑料血袋等产品，目前一次性注射器基材普遍采用聚丙烯等材料，这类注射器废弃后不能自行降解，污染环境，危害人们的身体健康。通常的集中焚烧销毁法，不但不能实现资源循环再利用，而且会加重环境污染。受利益驱使，废弃的注射器被不法分子非法再利用，会产生交叉感染等医疗隐患。所以开发可完全生物降解的一次性医疗输注器械刻不容缓。
聚乳酸的熔点较高（175°C)，其物理性质介于PET(聚对苯二甲酸类塑料）和PA-6(尼龙塑料）之间，结晶度大、透明度极好，有良好的抗溶剂性、防潮、耐油脂、透气性，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性。聚乳酸（PLA)具有优良的生物相容性、生物可降解性，聚乳酸还具有较好的加工性能，能适用于传统的挤出、注塑、吹塑等加工方法，聚乳酸材料性能和加工性能存在不足，主要是较脆，而且现有的聚乳酸材料在杀菌方面有很大的改进空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种配方合理、性能稳定，杀菌性能好，降解速度快，可在净化车间大批量生产的一次性使用注射器用医用可降解复合材料，以及制备的注射器。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种医用可降解复合材料，其特征是：含有聚乳酸（PLA)、增韧剂和抗氧剂，其中每100重量份聚乳酸（PLA)含有增韧剂10-50份、抗氧剂0-1份。
本发明所述增韧剂为热塑性弹性体，可以是热塑性聚氨酯（TPU)或苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS或SBS)。
所述的抗氧剂选自酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂
进一步的，所述的抗氧剂包含抗氧剂1010和抗氧剂168。
进一步的，所述的可降解复合材料中含有锌元素，以复合材料的重量为基准，锌元素含量为50ppm-10000ppm。优选的，锌元素含量为100-5000ppm，更为优选的，锌元素含量为500-1600ppm。其中的一个实施例中，锌元素含量为100ppm，另外的一个实施例中，锌元素含量为200ppm，另外的一个实施例中，锌元素含量为300ppm。其次，锌元素含量还可以为500ppm、800ppm、1000ppm、1500ppm。
所述的锌元素由含锌的化合物提供，可选的有氧化锌、硫化锌、硫酸锌、碳酸锌、氯化锌、铬酸锌、磷酸锌、硼酸锌等。
锌元素具有良好的抗菌性和防霉性。锌元素的加入可以使得该复合材料具有优异的抗菌效果，但不仅如此，我们惊奇的发现，锌元素的加入还可以改善材料的降解性能，可以减少约1/4的降解时间，这对于减少废弃物的堆积是十分有利的。
另外，本发明还提供一种医用一次性注射器，由上述的降解材料制备得到。
对于降解材料制备得到注射器的方法不做限制，可选择本领域通用的方法，如注射成型、挤出成型等，优选注射成型。
本发明的有益效果：
本发明选用合适比例的聚乳酸（PLA)、增韧剂，并添加合适含量的锌元素制备得到可降解复合材料。增韧剂热塑性性弹性体（TPU或SEBS或SBS)，利用其银纹-剪切带增韧机理，提高材料的韧性。抗氧剂能够防止加工过程中热氧老化，从而保证复合材料的性能。锌元素的加入可以改善复合材料的抗菌性，并意外的发现可以改善降解性能。该复合材料加工过程简单，实用性强，可应用于制造一次性可降解注射器。
本发明是以聚乳酸（PLA)为主体材料的医用可降解复合材料，该复合材料的主要特点是：全部共混组分均为医用级无毒产品，其合成单体及相应的聚合物对人体完全无毒，可在堆肥条件下4-6个月内自动降解为水和二氧化碳，共混树脂中不含小分子增塑剂，不会发生该类化合物析出、污染药液和进入人体的危险。其可作为一次性使用可降解注射器的专用料，用于制备一次性使用可降解注射器。一次性使用注射器自行销毁速度快，解决废塑料的公害问题，使一次性使用注射器真正达到一次性使用的目的。该材料在抗菌、降解方面性明显优于纯聚乳酸原料。本发明配方合理、性能稳定、不污染环境，是可在净化车间大批量生产，适用于做一次性使用可降解注射器的专用料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
本发明一种医用可降解复合材料，一种医用可降解复合材料，其特征是：含有聚乳酸（PLA)、增韧剂和抗氧剂，其中每100重量份聚乳酸（PLA)含有增韧剂10-50份、抗氧剂0-1份。
本发明所述增韧剂为热塑性弹性体，可以是热塑性聚氨酯（TPU)或苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS或SBS)。
所述的抗氧剂选自酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂
进一步的，所述的抗氧剂包含抗氧剂1010和抗氧剂168。
进一步的，所述的可降解复合材料中含有锌元素，以复合材料的重量为基准，锌元素含量为50ppm-10000ppm。优选的，锌元素含量为100-5000ppm，更为优选的，锌元素含量为300-2000ppm。其中的一个实施例中，锌元素含量为100ppm，另外的一个实施例中，锌元素含量为200ppm，另外的一个实施例中，锌元素含量为300ppm。其次，锌元素含量还可以为500ppm、800ppm、1000ppm、1500ppm。
所述的锌元素由含锌的化合物提供，可选的有氧化锌、硫化锌、硫酸锌、碳酸锌、氯化锌、铬酸锌、磷酸锌、硼酸锌等。
本发明各实施例配方各种原料混合均匀，然后在双螺杆挤出造粒机中造粒，将上述预混料输送到双螺杆挤出机中，得到复合材料，并测试相应性能指标。然后在十万级净化车间内的注塑机上进行注塑成型，得到制品。所得制品色泽均匀，外观良好。
实施例1：
按比例称取聚乳酸100份、SEBS 10份、抗氧剂0.5份，加入氧化锌，使得锌元素含量为300ppm，使用高速搅拌器共混5min，将混合物料加入双螺杆挤出造粒机中造粒，冷却，切粒，对得到的材料进行测试其力学性能、抗菌性能和降解性能。
实施例2：
按比例称取聚乳酸100份、SEBS 20份、抗氧剂0.5份，加入硫化锌，使得锌元素含量为500ppm，使用高速搅拌器共混5min，将混合物料加入双螺杆挤出造粒机中造粒，冷却，切粒，对得到的材料进行测试其力学性能、抗菌性能和降解性能。
实施例3：
按比例称取聚乳酸100份、SEBS 30份、抗氧剂0.5份，加入氯化锌，使得锌元素含量为800ppm，使用高速搅拌器共混5min，将混合物料加入双螺杆挤出造粒机中造粒，冷却，切粒，对得到的材料进行测试其力学性能、抗菌性能和降解性能。
实施例4：
按比例称取聚乳酸100份、SEBS 40份、抗氧剂0.5份，加入铬酸锌，使得锌元素含量为1000ppm，使用高速搅拌器共混5min，将混合物料加入双螺杆挤出造粒机中造粒，冷却，切粒，对得到的材料进行测试其力学性能、抗菌性能和降解性能。
实施例5：
按比例称取聚乳酸100份、SEBS 50份、抗氧剂0.5份，加入硼酸酯，使得锌元素含量为1500ppm，使用高速搅拌器共混5min，将混合物料加入双螺杆挤出造粒机中造粒，冷却，切粒，对得到的材料进行测试其力学性能、抗菌性能和降解性能。
对比例1：
按比例称取聚乳酸100份、SEBS 20份、抗氧剂0.5份，使用高速搅拌器共混5min，将混合物料加入双螺杆挤出造粒机中造粒，冷却，切粒，对得到的材料进行测试其力学性能、抗菌性能和降解性能。
测试的结果见表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | |
| 断裂伸长率/% | 106 | 165 | 196 | 222 | 270 | 165 |
| 拉伸强度/MPa | 41 | 36 | 29 | 25 | 22 | 36 |
| 抗菌性能 | 87% | 90% | 93% | 94% | 97% | 40% |
| 降解性能*/天 | 77 | 71 | 68 | 65 | 62 | 87 |
*其中的时间为降解一半重量的时间。
可见，锌元素的添加有效改善了聚乳酸复合材料的抗菌性能。不仅如此，锌元素的加入同时改善了材料的降解性能，降解时间约缩短了1/4左右。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，但这些改进和修饰也落入本发明权利要求请求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种医用可降解复合材料，其特征是：含有聚乳酸（PLA)、增韧剂和抗氧剂，其中每100重量份聚乳酸（PLA)含有增韧剂10-50份、抗氧剂0-1份。
2.根据权利要求1所述的复合材料，所述的增韧剂为热塑性弹性体。
3.根据权利要求1所述的复合材料，所述的增韧剂可以是热塑性聚氨酯（TPU)或苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS或SBS)。
4.根据权利要求1所述的复合材料，所述的抗氧剂选自酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
5.根据权利要求1所述的复合材料，所述的抗氧剂包含抗氧剂1010和抗氧剂168。
6.根据权利要求1所述的复合材料，所述的可降解复合材料中含有锌元素。
7.根据权利要求1所述的复合材料，以复合材料的重量为基准，所述的锌元素含量为50ppm-10000ppm，优选为100-5000ppm，更优选为500-1600ppm。
8.根据权利要求5-7任一项所述的复合材料，所述的锌元素由含锌的化合物提供。
9.根据权利要求8所述的复合材料，所述的含锌化合物可选的氧化锌、硫化锌、硫酸锌、碳酸锌、氯化锌、铬酸锌、磷酸锌、硼酸锌等。
10.一种医用一次性注射器，由权利要求1-9任一项所述的复合材料制备得到。
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