CN108641341A - 一种抗菌型医用材料及其制备方法和抗菌型医疗器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗菌型医用材料及其制备方法和抗菌型医疗器械。所述抗菌型医用材料的制备方法包括以下步骤：S1配置蛋白溶液、聚氨酯溶液、银盐溶液；S2制备蛋白‑聚氨酯；S3将蛋白‑聚氨酯、抗菌碳材料、抗氧剂、润滑剂在高速混合机混合得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，得到所述抗菌型医用材料。本发明所述抗菌型医用材料，具备良好的生物相容性，成型性优异，抗菌效果明显，抗菌时效长，解决了现有技术中抗菌材料有毒的问题，具有作为医疗器械材料应用的潜力。

Description

一种抗菌型医用材料及其制备方法和抗菌型医疗器械

技术领域

本发明属于卫生材料技术领域，具体涉及一种抗菌型医用材料及其制备方法和抗菌型医疗器械。

背景技术

院内感染是当前各个医院普遍存在的问题，也是一直以来困扰着医学界的难题，严重威胁着人类的健康安全。医院是病人集中的场所，其环境中漂浮着各种各样的病源微生物，为各种传染或者传染性疾病的传播提供了有利的外部条件，促进院内感染的发生。

目前病人遭受院内感染的病例主要有以下几种：1、肺部感染：常发生于一些严重影响病人防御机制的慢性疾病或者需要进行器官切开术、安置器官插管等病人中；2、尿路感染：目前尿路感染的现象十分普遍，其发生率一直居高不下，在我国尿路感染的发生率约占医院感染的20.8～31.7％；3、伤口性感染：常发生于一些需要做外科手术或发生外伤事故的病人中；4、病毒性肝炎；5、皮肤感染。

临床发现，住院患者中凡需使用气管插管、体内留置导管、化疗、服用免疫抑制剂、及多次手术或手术时间延长的病人等都容易发生局部或全身性细菌感染。90％的微生物源于皮肤感染。由此可见，导致院内感染的原因很多，其中由于各种医用器械、人工生物材料等带来的医源性感染，成为院内感染的重要途径。

引起院内感染的致病菌有很多种如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、埃希大肠杆菌、铜绿色假单胞菌、表皮葡萄球菌、链球菌、红色沙雷菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、洛菲不动杆菌等。医用材料很难做到完全无菌，如果有一种材料能兼具各方面的医用功能，又具有一定的抑菌活性，就有希望减少或减轻院内感染的发生。

发明内容

现有技术中的医用材料通常不具备细菌免疫功能，易于细菌粘附和繁殖，成为周围组织感染源，给病人带来巨大的精神和经济压力。因此，赋予医用材料抗菌活性是解决这一难题的唯一有效途径，然而当前抗菌材料在抑制细菌的同时往往对细胞/组织表现出某种程度的毒性，存在“抗菌有毒”问题，严重制约了抗菌医用材料的使用。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种抗菌型医用材料的制备方法。

本发明所述抗菌型医用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1配置蛋白溶液、聚氨酯溶液、银盐溶液；

S2在搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，反应；然后加入银盐溶液，继续反应；反应结束后，向反应液中加入水，有固体析出，静置，收集底部沉淀；将底部沉淀水洗，干燥，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯、抗菌碳材料、抗氧剂、润滑剂在高速混合机混合得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，得到所述抗菌型医用材料。

具体地，所述抗菌型医用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将蛋白、聚氨酯、银盐分别分散于有机溶剂中，得到浓度0.02～0.04g/mL的蛋白溶液、0.07～0.08g/mL的聚氨酯溶液、0.001～0.003g/mL的银盐溶液；

S2在搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，蛋白溶液和聚氨酯溶液的重量比为1：(1～4)，于50～70℃反应3～5小时；然后加入银盐溶液，蛋白溶液和银盐溶液的重量比为1：(0.1～0.5)，继续于50～70℃反应4～10小时；反应结束后，向反应液中加入反应液体积2～3倍的水，有固体析出，静置30～60分钟，收集底部沉淀；将底部沉淀水洗，干燥，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯100～130重量份、抗菌碳材料5～30重量份、抗氧剂0.1～1重量份、润滑剂1～5重量份在高速混合机混合得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，得到所述抗菌型医用材料。

聚氨酯是一种由软硬链段交替镶嵌组成的高分子聚合物，但是聚氨酯单独使用时存在凝血、钙化、感染的问题，因此发明人尝试将聚氨酯和生物相容性好的蛋白结合，同时赋予其银的广谱的抗菌活性，在保证力学性能优异的同时，具有良好的生物相容性和广谱抗菌性。

在抗菌型医用材料的制备过程中，所述有机溶剂可以为四氢呋喃、DMSO、DMA、DMF等。发明人最终选择DMF作为反应溶剂，蛋白和聚氨酯的结合更加稳定，整个材料的性能更加良好。

在本发明的一些技术方案中，所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：将10～15g碳源和2～5g质量分数4～10％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.1～0.2MPa，氩气和氢气的流量比为(1～2)：1；将管式炉以10～20℃/分钟的升温速度加热至500～600℃，并于500～600℃保温6～10小时；然后继续以10～20℃/分钟的升温速度加热至800～900℃，保温12～16小时，其中最后5～6小时停止通入氢气；随炉冷却至30～40℃；取出产物，产物经球磨机研磨20～30分钟后，用2～10mol/L的盐酸回流处理6～10小时，离心，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，干燥，得到所述抗菌碳材料。

在本发明的一些技术方案中，所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：将10～15g碳源和2～5g质量分数4～10％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.1～0.2MPa，氩气和氢气的流量比为(1～2)：1；将管式炉以10～20℃/分钟的升温速度加热至500～600℃，并于500～600℃保温6～10小时；然后继续以10～20℃/分钟的升温速度加热至800～900℃，保温12～16小时，其中最后5～6小时停止通入氢气；随炉冷却至30～40℃；取出产物，产物经球磨机研磨20～30分钟后，用2～10mol/L的盐酸回流处理6～10小时，离心，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，干燥，得到固体A；将0.1～1g固体A、0.2～0.5g 2-巯基乙胺、100～150mL二氯甲烷和10～12mL三乙胺混合均匀，然后加入2～3g1,3-二环己基碳二亚胺，加热至50～60℃，反应12～24小时；反应结束后，离心，取沉淀；将沉淀用无水乙醇清洗，干燥，得到所述抗菌碳材料。

在常规的碳材料添加的过程中，碳材料和基体树脂以及填料相互之间容易形成团聚，使得部分活性基团被包裹起来，不利于其与聚氨酯之间的结合，进而使得结合稳定性比较差。本发明中采用碳源热解铁还原制备得到的抗菌碳，并在其表面引入活性基团，增加抗菌炭和基体树脂之间的相容性，使得其形成良好结合。

在抗菌碳材料的制备过程中，所述碳源为淀粉、果胶、纤维素、聚丙烯酸树脂中的一种或几种的组合。

所述蛋白为红茶菌蛋白或者改性红茶菌蛋白。

所述改性红茶菌蛋白的制备过程为：将红茶菌蛋白以1：(40～70)(g/mL)分散于体积分数70～85％的乙醇中，得到分散液；利用60Coγ射线对分散液进行辐照处理，辐照剂量5～25KGy，辐照时间10～20s；向辐照后的分散液中加入改性剂，使得改性剂的质量分数达到5～25％；以100～300转/分钟搅拌1～2小时，干燥，得到所述改性红茶菌蛋白。

所述改性剂为丙三醇、油酸、二氯甲烷中的一种或一种的组合。优选地，所述改性剂为油酸和丙三醇的混合物，其中油酸和丙三醇的重量比为1：(4～5)。

在蛋白改性的过程中，改性剂能够渗入到蛋白质的网状结构中，与蛋白质分子形成氢键，从而增加蛋白子链之间的分离程度，这种作用可以使得蛋白链在压力作用下更容易移动，增加了其柔韧性。

所述红茶菌蛋白采用以下方法得到：将红茶在60～80℃的水浸泡10～30分钟，红茶和浸泡用水的重量比是1：(5～20)，过滤，得到红茶浸泡液；向红茶浸泡液加入红茶浸泡液重量0.006～0.03倍的白砂糖，混匀后自然放凉至20～40℃，按照2～5％(V/V)的接种量加入红茶菌，于30～37℃培养4～10天；取培养后的红茶菌液，过滤，采用1～2mol/L的盐酸调节滤液的pH至4～5，于4～10℃离心，收集上清液；将上清液减压浓缩8～10倍，得到浓缩液；向浓缩液中加入浓缩液2～3倍体积的丙酮，再加入浓缩液重量0.01～0.05％的食盐和浓缩液重量0.01～0.05％的醋酸锌，混匀后静置30～50分钟，离心，收集沉淀；将沉淀真空干燥，得到所述红茶菌蛋白。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种抗菌型医用材料。

本发明所述抗菌型医用材料，采用上述任一种抗菌型医用材料的制备方法加工而成。

本发明所述抗菌型医用材料，具备良好的生物相容性，成型性优异，抗菌效果明显，抗菌时效长，解决了现有技术中抗菌材料有毒的问题，具有作为医疗器械材料应用的潜力。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种抗菌医疗器械。

所述抗菌医疗器械采用上述抗菌型医用材料按常规工艺加工而成；

所述抗菌医疗器械包括一次性引流袋管、一次性冲洗器、一次性使用脑科引流袋、负压引流器、一次性使用抽液器、一次性吸痰器；负压引流器包括持续增压型负压引流器和可调高负压引流器。

一次性引流袋管，涵盖胸腔、腹腔等各种手术要求，由导管固定装置、引流管、引流袋组成，具有引流、固定、冲洗、给药和堵塞时实现非手术更换等功能。该引流管引流干净彻底，冲洗方便，固定牢靠，对减少炎症发生、放置积液具有显著效果。

一次性冲吸器，包括冲吸管、手柄、吸液管和冲液管。所述一次性冲吸器供手术中冲洗吸引使用。使用所述一次性冲吸器冲吸自如，可保持创面清洗，有利于血管吻合，提高手术质量；而且该冲洗器具有自净功能，可始终保持通畅，并有大口径吸引头，能方便将血块、碎骨渣以及手术中脱落的肌肉和脂肪组织吸出，不会造成堵塞。

一次性使用脑科引流袋，由空气过滤器、颅内调节瓶、引流软管、阻断器、积液袋、流量调节开关、脑室导管、导引钢针、圆锥接头组成。适用于对人体脑脊液、脑出血导致颅内压增高疾病需进行颅外引流的患者。

负压引流器，由引流贮液装置、排液口、瓶塞、引流连接管、调节器、接头等组成。供负压引流用。

一次性吸痰器由储液瓶、瓶盖、吸痰管、负压管、真空控制接头组成。

临床上进行外科手术时，需要将人体组织间或者体腔中积聚的脓、血、液体导引至体外，防止术后感染与影响伤口愈合。本发明所述医疗器械，可用于导尿，伤口、胃肠道、胆肠道等创口手术的术后积液等，解决了现有技术中导流管不具备抗菌功能或者抗菌效果不持久，容易导致术后感染，延缓伤口愈合的问题。

具体实施方式

实施例中原料介绍：

实施例中聚氨酯，具体采用苏州市浩磊塑化有限公司提供的热塑性聚氨酯，牌号为DP1485A。

实施例中硝酸银，由湖北远成赛创科技有限公司提供。

实施例中抗氧剂，具体采用青岛杰得佳新材料科技有限公司提供的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8。

实施例中润滑剂，具体采用湖南长沙恒昌化工有限公司提供的N,N'-乙撑双硬脂酰胺，CAS号：110-30-5。

实施例中马铃薯淀粉，上海多比实业有限公司提供，食品级。

实施例中硝酸铁，广州市葵邦化工有限公司提供。

实施例中球磨介质，具体采用氧化锆球，直径3mm。

实施例中红茶，为松溪县百佳茶厂提供的武夷山红茶，茶品种正山小种。

实施例中白砂糖，东莞市金仙峰实业有限公司提供，粒度0.03mm。

实施例中红茶菌(Tea fungus or kombuch)，惠州市百家创新技术有限公司提供。

实施例中食盐，广州巨兰化工科技有限公司提供，80目，食品级。

实施例中醋酸锌，广州市崇骏化工有限公司提供。

实施例中2-巯基乙胺，CAS号：758-08-7，购自上海越林化学有限公司。

实施例中三乙胺，CAS号：121-44-8，购自北京天宇康宏化工科技有限公司。

实施例中1,3-二环己基碳二亚胺，CAS号：538-75-0，购自苏州昊帆生物科技有限公司。

实施例中丙三醇，南通润丰石油化工有限公司提供，食品级。

实施例中油酸，CAS号：112-80-1，上海创赛科技有限公司提供。

抗菌型医用材料物理性能的测试方法如下：

制备薄膜：将抗菌医用材料溶于四氢呋喃中，得到抗菌医用材料质量分数5％的溶液，用移液管移取10mL溶液置于成膜器中，使用纱布盖住成膜器的顶部，待四氢呋喃挥发完全后，得到厚度0.2mm的薄膜。

热性能测试：将薄膜裁剪成尺寸1cm×1cm的正方形试样，用TG热重分析仪(德国耐驰提供，型号TG209F1)对试样进行扫描，扫描温度范围设定为25～600℃，升温速度10℃/分钟，氩气流速50mL/min，记录试样开始降解的温度。

力学性能测试：参考GB/T 13022-1991进行，使用电子万能试验机(深圳市锦宏机电设备有限公司提供，型号HTS-LLY9100)对试样的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量进行测试，加载速度5mm/min。

水稳定性测试：称取薄膜，按照浴比1：100(g：mL)放入去离子水中，在37℃恒温振荡24小时，然后取出，将其烘干称重，计算溶失率。溶失率的计算公式如下：溶失率＝(溶失前质量-溶失后质量)/溶失前质量×100％。

实施例1

一种抗菌型医用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将红茶菌蛋白、聚氨酯、硝酸银分别分散于DMF中，得到浓度0.04g/mL的蛋白溶液、0.07g/mL的聚氨酯溶液、0.001g/mL的硝酸银溶液；

S2在300转/分钟的搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，蛋白溶液和聚氨酯溶液的重量比为1：4，于60℃反应3小时；然后加入硝酸银溶液，蛋白溶液和硝酸银溶液的重量比为1：0.1，继续于60℃反应5小时；反应结束后，向反应液中加入反应液体积3倍的水，有固体析出，静置60分钟，收集底部沉淀；将底部沉淀用底部沉淀重量200倍的水洗涤后，于100℃干燥4小时，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯130重量份、抗菌碳材料25重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂3重量份在高速混合机内，以500转/分钟混合20分钟，得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，挤出机从喂料口到模头的温度依次为150℃、170℃、180℃、190℃、190℃、195℃，主机转速40Hz，得到所述抗菌型医用材料。

所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：15g马铃薯淀粉和3g质量分数5％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.15MPa，氩气和氢气的流量比为2：1；将管式炉以10℃/分钟的升温速度加热至600℃，并于600℃保温8小时，使得硝酸铁分解被还原为金属铁；然后继续以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，保温15小时，其中最后6小时停止通气；随炉冷却至40℃；取出产物，产物经球磨机研磨后，球磨机转速400转/分钟，产物和球磨介质的重量比为1：1，用5mol/L的盐酸回流处理10小时，以3000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，于50℃、真空度0.06MPa的条件下干燥24小时，得到所述抗菌碳材料。

所述红茶菌蛋白采用以下方法得到：将红茶在70℃的水浸泡30分钟，红茶和浸泡用水的重量比是1：10，采用200目滤布过滤，得到红茶浸泡液；向红茶浸泡液加入红茶浸泡液重量0.009倍的白砂糖，混匀后自然放凉至40℃，按照2％(V/V)的接种量加入红茶菌，于30℃培养7天；取培养后的红茶菌液，使用200目滤布过滤，采用1mol/L的盐酸调节滤液的pH至4，于10℃以7000转/分钟离心30分钟，收集上清液；将上清液减压浓缩于50℃、真空度0.07MPa的条件下浓缩8倍，得到浓缩液；向浓缩液中加入浓缩液2倍体积的丙酮，再加入浓缩液重量0.05％的食盐和浓缩液重量0.05％的醋酸锌，混匀后静置50分钟，以4000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀于40℃、真空度0.07MPa的条件下干燥48小时，得到所述红茶菌蛋白。

实施例1的抗菌型医用材料的溶失率为4.1％，开始降解温度为300℃，弹性模量为27.13MPa，断裂伸长率为583.49％，拉伸强度为12.79MPa。

实施例2

一种抗菌型医用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将红茶菌蛋白、聚氨酯、硝酸银分别分散于DMF中，得到浓度0.04g/mL的蛋白溶液、0.07g/mL的聚氨酯溶液、0.001g/mL的硝酸银溶液；

S2在300转/分钟的搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，蛋白溶液和聚氨酯溶液的重量比为1：4，于60℃反应3小时；然后加入硝酸银溶液，蛋白溶液和硝酸银溶液的重量比为1：0.1，继续于60℃反应5小时；反应结束后，向反应液中加入反应液体积3倍的水，有固体析出，静置60分钟，收集底部沉淀；将底部沉淀用底部沉淀重量200倍的水洗涤后，于100℃干燥4小时，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯130重量份、抗菌碳材料25重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂3重量份在高速混合机内，以500转/分钟混合20分钟，得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，挤出机从喂料口到模头的温度依次为150℃、170℃、180℃、190℃、190℃、195℃，主机转速40Hz，得到所述抗菌型医用材料。

所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：15g马铃薯淀粉和3g质量分数5％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.15MPa，氩气和氢气的流量比为2：1；将管式炉以10℃/分钟的升温速度加热至600℃，并于600℃保温8小时，使得硝酸铁分解被还原为金属铁；然后继续以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，保温15小时，其中最后6小时停止通气；随炉冷却至40℃；取出产物，产物经球磨机研磨后，球磨机转速400转/分钟，产物和球磨介质的重量比为1：1，用5mol/L的盐酸回流处理10小时，以3000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，于50℃、真空度0.06MPa的条件下干燥24小时，得到固体A；将0.1g固体A、0.2g 2-巯基乙胺、100mL二氯甲烷和10mL三乙胺混合均匀，然后加入2g 1,3-二环己基碳二亚胺，以2℃/分钟加热至60℃，反应24小时；反应结束后，以5000转/分钟离心20分钟，取沉淀；将沉淀用沉淀重量80倍的无水乙醇清洗，于60℃干燥10小时，得到所述抗菌碳材料。

所述红茶菌蛋白采用以下方法得到：将红茶在70℃的水浸泡30分钟，红茶和浸泡用水的重量比是1：10，采用200目滤布过滤，得到红茶浸泡液；向红茶浸泡液加入红茶浸泡液重量0.009倍的白砂糖，混匀后自然放凉至40℃，按照2％(V/V)的接种量加入红茶菌，于30℃培养7天；取培养后的红茶菌液，使用200目滤布过滤，采用1mol/L的盐酸调节滤液的pH至4，于10℃以7000转/分钟离心30分钟，收集上清液；将上清液减压浓缩于50℃、真空度0.07MPa的条件下浓缩8倍，得到浓缩液；向浓缩液中加入浓缩液2倍体积的丙酮，再加入浓缩液重量0.05％的食盐和浓缩液重量0.05％的醋酸锌，混匀后静置50分钟，以4000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀于40℃、真空度0.07MPa的条件下干燥48小时，得到所述红茶菌蛋白。

实施例2的抗菌型医用材料的溶失率为2.3％，开始降解温度为304℃，弹性模量为31.72MPa，断裂伸长率为608.57％，拉伸强度为14.15MPa。

实施例3

一种抗菌型医用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将改性红茶菌蛋白、聚氨酯、硝酸银分别分散于DMF中，得到浓度0.04g/mL的蛋白溶液、0.07g/mL的聚氨酯溶液、0.001g/mL的硝酸银溶液；

S2在300转/分钟的搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，蛋白溶液和聚氨酯溶液的重量比为1：4，于60℃反应3小时；然后加入硝酸银溶液，蛋白溶液和硝酸银溶液的重量比为1：0.1，继续于60℃反应5小时；反应结束后，向反应液中加入反应液体积3倍的水，有固体析出，静置60分钟，收集底部沉淀；将底部沉淀用底部沉淀重量200倍的水洗涤后，于100℃干燥4小时，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯130重量份、抗菌碳材料25重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂3重量份在高速混合机内，以500转/分钟混合20分钟，得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，挤出机从喂料口到模头的温度依次为150℃、170℃、180℃、190℃、190℃、195℃，主机转速40Hz，得到所述抗菌型医用材料。

所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：15g马铃薯淀粉和3g质量分数5％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.15MPa，氩气和氢气的流量比为2：1；将管式炉以10℃/分钟的升温速度加热至600℃，并于600℃保温8小时，使得硝酸铁分解被还原为金属铁；然后继续以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，保温15小时，其中最后6小时停止通气；随炉冷却至40℃；取出产物，产物经球磨机研磨后，球磨机转速400转/分钟，产物和球磨介质的重量比为1：1，用5mol/L的盐酸回流处理10小时，以3000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，于50℃、真空度0.06MPa的条件下干燥24小时，得到固体A；将0.1g固体A、0.2g 2-巯基乙胺、100mL二氯甲烷和10mL三乙胺混合均匀，然后加入2g 1,3-二环己基碳二亚胺，以2℃/分钟加热至60℃，反应24小时；反应结束后，以5000转/分钟离心20分钟，取沉淀；将沉淀用沉淀重量80倍的无水乙醇清洗，于60℃干燥10小时，得到所述抗菌碳材料。

所述改性红茶菌蛋白的制备过程为：将红茶菌蛋白以1：70(g/mL)分散于体积分数80％的乙醇中，得到分散液；利用⁶⁰Coγ射线对分散液进行辐照处理，辐照剂量25KGy，辐照时间10s；向辐照后的分散液中加入丙三醇，使得丙三醇的质量分数达到10％；以300转/分钟搅拌2小时，真空冷冻干燥，得到所述改性红茶菌蛋白；其中真空冷冻干燥的工艺条件为：预冻温度-25℃，预冻时间2小时，升华温度15℃，解析温度30℃，真空度0.096MPa，真空冷冻干燥时间30小时。

所述红茶菌蛋白采用以下方法得到：将红茶在70℃的水浸泡30分钟，红茶和浸泡用水的重量比是1：10，采用200目滤布过滤，得到红茶浸泡液；向红茶浸泡液加入红茶浸泡液重量0.009倍的白砂糖，混匀后自然放凉至40℃，按照2％(V/V)的接种量加入红茶菌，于30℃培养7天；取培养后的红茶菌液，使用200目滤布过滤，采用1mol/L的盐酸调节滤液的pH至4，于10℃以7000转/分钟离心30分钟，收集上清液；将上清液减压浓缩于50℃、真空度0.07MPa的条件下浓缩8倍，得到浓缩液；向浓缩液中加入浓缩液2倍体积的丙酮，再加入浓缩液重量0.05％的食盐和浓缩液重量0.05％的醋酸锌，混匀后静置50分钟，以4000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀于40℃、真空度0.07MPa的条件下干燥48小时，得到所述红茶菌蛋白。

实施例3的抗菌型医用材料的溶失率为0，开始降解温度为307℃，弹性模量为37.05MPa，断裂伸长率为632.70％，拉伸强度为14.54MPa。

实施例4

一种抗菌型医用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将改性红茶菌蛋白、聚氨酯、硝酸银分别分散于DMF中，得到浓度0.04g/mL的蛋白溶液、0.07g/mL的聚氨酯溶液、0.001g/mL的硝酸银溶液；

S2在300转/分钟的搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，蛋白溶液和聚氨酯溶液的重量比为1：4，于60℃反应3小时；然后加入硝酸银溶液，蛋白溶液和硝酸银溶液的重量比为1：0.1，继续于60℃反应5小时；反应结束后，向反应液中加入反应液体积3倍的水，有固体析出，静置60分钟，收集底部沉淀；将底部沉淀用底部沉淀重量200倍的水洗涤后，于100℃干燥4小时，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯130重量份、抗菌碳材料25重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂3重量份在高速混合机内，以500转/分钟混合20分钟，得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，挤出机从喂料口到模头的温度依次为150℃、170℃、180℃、190℃、190℃、195℃，主机转速40Hz，得到所述抗菌型医用材料。

所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：15g马铃薯淀粉和3g质量分数5％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.15MPa，氩气和氢气的流量比为2：1；将管式炉以10℃/分钟的升温速度加热至600℃，并于600℃保温8小时，使得硝酸铁分解被还原为金属铁；然后继续以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，保温15小时，其中最后6小时停止通气；随炉冷却至40℃；取出产物，产物经球磨机研磨后，球磨机转速400转/分钟，产物和球磨介质的重量比为1：1，用5mol/L的盐酸回流处理10小时，以3000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，于50℃、真空度0.06MPa的条件下干燥24小时，得到固体A；将0.1g固体A、0.2g 2-巯基乙胺、100mL二氯甲烷和10mL三乙胺混合均匀，然后加入2g 1,3-二环己基碳二亚胺，以2℃/分钟加热至60℃，反应24小时；反应结束后，以5000转/分钟离心20分钟，取沉淀；将沉淀用沉淀重量80倍的无水乙醇清洗，于60℃干燥10小时，得到所述抗菌碳材料。

所述改性红茶菌蛋白的制备过程为：将红茶菌蛋白以1：70(g/mL)分散于体积分数80％的乙醇中，得到分散液；利用⁶⁰Coγ射线对分散液进行辐照处理，辐照剂量25KGy，辐照时间10s；向辐照后的分散液中加入油酸，使得油酸的质量分数达到10％；以300转/分钟搅拌2小时，真空冷冻干燥，得到所述改性红茶菌蛋白；其中真空冷冻干燥的工艺条件为：预冻温度-25℃，预冻时间2小时，升华温度15℃，解析温度30℃，真空度0.096MPa，真空冷冻干燥时间30小时。

所述红茶菌蛋白采用以下方法得到：将红茶在70℃的水浸泡30分钟，红茶和浸泡用水的重量比是1：10，采用200目滤布过滤，得到红茶浸泡液；向红茶浸泡液加入红茶浸泡液重量0.009倍的白砂糖，混匀后自然放凉至40℃，按照2％(V/V)的接种量加入红茶菌，于30℃培养7天；取培养后的红茶菌液，使用200目滤布过滤，采用1mol/L的盐酸调节滤液的pH至4，于10℃以7000转/分钟离心30分钟，收集上清液；将上清液减压浓缩于50℃、真空度0.07MPa的条件下浓缩8倍，得到浓缩液；向浓缩液中加入浓缩液2倍体积的丙酮，再加入浓缩液重量0.05％的食盐和浓缩液重量0.05％的醋酸锌，混匀后静置50分钟，以4000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀于40℃、真空度0.07MPa的条件下干燥48小时，得到所述红茶菌蛋白。

实施例4的抗菌型医用材料的溶失率为0，开始降解温度为305℃，弹性模量为36.59MPa，断裂伸长率为629.35％，拉伸强度为14.29MPa。

实施例5

一种抗菌型医用材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将改性红茶菌蛋白、聚氨酯、硝酸银分别分散于DMF中，得到浓度0.04g/mL的蛋白溶液、0.07g/mL的聚氨酯溶液、0.001g/mL的硝酸银溶液；

S2在300转/分钟的搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，蛋白溶液和聚氨酯溶液的重量比为1：4，于60℃反应3小时；然后加入硝酸银溶液，蛋白溶液和硝酸银溶液的重量比为1：0.1，继续于60℃反应5小时；反应结束后，向反应液中加入反应液体积3倍的水，有固体析出，静置60分钟，收集底部沉淀；将底部沉淀用底部沉淀重量200倍的水洗涤后，于100℃干燥4小时，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯130重量份、抗菌碳材料25重量份、抗氧剂1重量份、润滑剂3重量份在高速混合机内，以500转/分钟混合20分钟，得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，挤出机从喂料口到模头的温度依次为150℃、170℃、180℃、190℃、190℃、195℃，主机转速40Hz，得到所述抗菌型医用材料。

所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：15g马铃薯淀粉和3g质量分数5％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.15MPa，氩气和氢气的流量比为2：1；将管式炉以10℃/分钟的升温速度加热至600℃，并于600℃保温8小时，使得硝酸铁分解被还原为金属铁；然后继续以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，保温15小时，其中最后6小时停止通气；随炉冷却至40℃；取出产物，产物经球磨机研磨后，球磨机转速400转/分钟，产物和球磨介质的重量比为1：1，用5mol/L的盐酸回流处理10小时，以3000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，于50℃、真空度0.06MPa的条件下干燥24小时，得到固体A；将0.1g固体A、0.2g 2-巯基乙胺、100mL二氯甲烷和10mL三乙胺混合均匀，然后加入2g 1,3-二环己基碳二亚胺，以2℃/分钟加热至60℃，反应24小时；反应结束后，以5000转/分钟离心20分钟，取沉淀；将沉淀用沉淀重量80倍的无水乙醇清洗，于60℃干燥10小时，得到所述抗菌碳材料。

所述改性红茶菌蛋白的制备过程为：将红茶菌蛋白以1：70(g/mL)分散于体积分数80％的乙醇中，得到分散液；利用⁶⁰Coγ射线对分散液进行辐照处理，辐照剂量25KGy，辐照时间10s；向辐照后的分散液中加入油酸和丙三醇，使得油酸的质量分数达到2％，丙三醇的质量分数达到8％；以300转/分钟搅拌2小时，真空冷冻干燥，得到所述改性红茶菌蛋白；其中真空冷冻干燥的工艺条件为：预冻温度-25℃，预冻时间2小时，升华温度15℃，解析温度30℃，真空度0.096MPa，真空冷冻干燥时间30小时。

所述红茶菌蛋白采用以下方法得到：将红茶在70℃的水浸泡30分钟，红茶和浸泡用水的重量比是1：10，采用200目滤布过滤，得到红茶浸泡液；向红茶浸泡液加入红茶浸泡液重量0.009倍的白砂糖，混匀后自然放凉至40℃，按照2％(V/V)的接种量加入红茶菌，于30℃培养7天；取培养后的红茶菌液，使用200目滤布过滤，采用1mol/L的盐酸调节滤液的pH至4，于10℃以7000转/分钟离心30分钟，收集上清液；将上清液减压浓缩于50℃、真空度0.07MPa的条件下浓缩8倍，得到浓缩液；向浓缩液中加入浓缩液2倍体积的丙酮，再加入浓缩液重量0.05％的食盐和浓缩液重量0.05％的醋酸锌，混匀后静置50分钟，以4000转/分钟离心20分钟，收集沉淀；将沉淀于40℃、真空度0.07MPa的条件下干燥48小时，得到所述红茶菌蛋白。

实施例5的抗菌型医用材料的溶失率为0，开始降解温度为308℃，弹性模量为38.62MPa，断裂伸长率为635.14％，拉伸强度为15.60MPa。

测试例1

对实施例1～5抗菌型医用材料的抑菌性能进行测试。测试按照标准QBT2591-2003进行，采用抑菌环定性测试法。

菌种选择医院最常见的大肠杆菌，金黄色葡萄球菌以及绿脓杆。具体测试步骤如下：

(1)准备试样：使用打孔器将薄膜制成直径5mm的圆片，同时制备1mg/mL的AgNO₃纸片样作为阳性对照，以普通PU膜(苏州市嘉华聚氨酯制品有限公司提供)作为阴性对照，紫外照射30分钟灭菌后备用。

(2)准备灭菌试剂：培养基采用牛肉膏蛋白胨培养基，将培养基、PBS、蒸馏水、PE管、枪头、平板放入灭菌锅内于103.4kPa、121℃灭菌30分钟备用。

(3)菌种活化菌种：将接种环在酒精灯上灭菌，待冷却后从菌种试管斜面中取供试菌种，于平皿的营养琼脂培养基上划线，放入37℃的电热培养箱中倒置，培养24小时待菌落长出后备用。

(4)制备液体菌悬液：将接种环在酒精灯上灭菌，稍待冷却后从活化菌种的平皿中挑一个生长良好的单菌落，置于100ml液体培养基中进行接种，在37℃℃，以180转/分钟恒温振荡培养16小时，得到菌悬液。

(5)均匀涂布法制备含菌平板：使用移液枪取适量液体菌悬液稀释至菌种含量5×10⁵cfu/ml～5×10⁶cfu/ml，取50μl菌悬液接种于含固体培养基的无菌平板中，然后使用无菌涂布棒使菌液均匀地接种于平皿的培养基表面。

(6)放置受试材料膜片：使用无菌镊子将准备好的圆片试样平贴于接种了细菌的含菌平板培养基上，轻压使其贴紧，每组样品之间相距20mm。盖好平皿后，放置2分钟左右，待其充分贴紧后将平皿倒置，于37℃恒温培养箱中倒置培养，18小时后，菌落长出后取出观察。使用游标卡尺准确测量试样产生的环直径的大小(包括贴片在内)，从3个方向划线取平均值。

每组实验重复3次。

抗菌性能测试结果显示，本发明所述抗菌型医用材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌的抑菌作用明显，抑菌环直径均大于7mm，具有良好的抗菌性能。

测试例2

采用MTT法对实施例1～5抗菌型医用材料的细胞毒性进行评价。

细胞毒性测试结果显示，实施例1～2的细胞毒性评级为1级，实施例3～5的细胞毒性评级为0级。这说明本发明所述抗菌型医用材料具有良好的生物相容性，符合生物安全性要求。

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所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1配置蛋白溶液、聚氨酯溶液、银盐溶液；

S2在搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，反应；然后加入银盐溶液，继续反应；反应结束后，向反应液中加入水，有固体析出，静置，收集底部沉淀；将底部沉淀水洗，干燥，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯、抗菌碳材料、抗氧剂、润滑剂在高速混合机混合得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，得到所述抗菌型医用材料。

2.根据权利要求1所述的抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1将蛋白、聚氨酯、银盐分别分散于有机溶剂中，得到浓度0.02～0.04g/mL的蛋白溶液、0.07～0.08g/mL的聚氨酯溶液、0.001～0.003g/mL的银盐溶液；

S2在搅拌条件下，将蛋白溶液加入聚氨酯溶液中，蛋白溶液和聚氨酯溶液的重量比为1：(1～4)，于50～70℃反应3～5小时；然后加入银盐溶液，蛋白溶液和银盐溶液的重量比为1：(0.1～0.5)，继续于50～70℃反应4～10小时；反应结束后，向反应液中加入反应液体积2～3倍的水，有固体析出，静置30～60分钟，收集底部沉淀；将底部沉淀水洗，干燥，得到蛋白-聚氨酯；

S3将蛋白-聚氨酯100～130重量份、抗菌碳材料5～30重量份、抗氧剂0.1～1重量份、润滑剂1～5重量份在高速混合机混合得到混合料；然后将混合料加入挤出机料斗内，挤出造粒，得到所述抗菌型医用材料。

3.根据权利要求2所述的抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：将10～15g碳源和2～5g质量分数4～10％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.1～0.2MPa，氩气和氢气的流量比为(1～2)：1；将管式炉以10～20℃/分钟的升温速度加热至500～600℃，并于500～600℃保温6～10小时；然后继续以10～20℃/分钟的升温速度加热至800～900℃，保温12～16小时，其中最后5～6小时停止通气；随炉冷却至30～40℃；取出产物，产物经球磨机研磨20～30分钟后，用2～10mol/L的盐酸回流处理6～10小时，离心，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，干燥，得到所述抗菌碳材料。

4.根据权利要求2所述的抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，所述抗菌碳材料采用以下方法制备得到：将10～15g碳源和2～5g质量分数4～10％的硝酸铁水溶液混合均匀，倒入耐热容器后，置于管式炉中；管式炉内气体氛围为氩气和氢气的混合气体，压力0.1～0.2MPa，氩气和氢气的流量比为(1～2)：1；将管式炉以10～20℃/分钟的升温速度加热至500～600℃，并于500～600℃保温6～10小时；然后继续以10～20℃/分钟的升温速度加热至800～900℃，保温12～16小时，其中最后5～6小时停止通气；随炉冷却至30～40℃；取出产物，产物经球磨机研磨20～30分钟后，用2～10mol/L的盐酸回流处理6～10小时，离心，收集沉淀；将沉淀水洗至洗液呈中性，干燥，得到固体A；将0.1～1g固体A、0.2～0.5g 2-巯基乙胺、100～150mL二氯甲烷和10～12mL三乙胺混合均匀，然后加入2～3g 1,3-二环己基碳二亚胺，加热至50～60℃，反应12～24小时；反应结束后，离心，取沉淀；将沉淀用无水乙醇清洗，干燥，得到所述抗菌碳材料。

5.根据权利要求3或4所述的抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，所述蛋白为红茶菌蛋白或者改性红茶菌蛋白。

6.根据权利要求5所述的抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，所述改性红茶菌蛋白的制备过程为：将红茶菌蛋白以1：(40～70)(g/mL)分散于体积分数70～85％的乙醇中，得到分散液；利用60Coγ射线对分散液进行辐照处理，辐照剂量5～25KGy，辐照时间10～20s；向辐照后的分散液中加入改性剂，使得改性剂的质量分数达到5～25％；以100～300转/分钟搅拌1～2小时，干燥，得到所述改性红茶菌蛋白。

7.根据权利要求6所述的抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，所述改性剂为丙三醇、油酸、二氯甲烷中的一种或几种的组合。

8.根据权利要求2所述的抗菌型医用材料的制备方法，其特征在于，所述红茶菌蛋白采用以下方法得到：将红茶在60～80℃的水浸泡10～30分钟，红茶和浸泡用水的重量比是1：(5～20)，过滤，得到红茶浸泡液；向红茶浸泡液加入红茶浸泡液重量0.006～0.03倍的白砂糖，混匀后自然放凉至20～40℃，按照2～5％(V/V)的接种量加入红茶菌，于30～37℃培养4～10天；取培养后的红茶菌液，过滤，采用1～2mol/L的盐酸调节滤液的pH至4～5，于4～10℃离心，收集上清液；将上清液减压浓缩8～10倍，得到浓缩液；向浓缩液中加入浓缩液2～3倍体积的丙酮，再加入浓缩液重量0.01～0.05％的食盐和浓缩液重量0.01～0.05％的醋酸锌，混匀后静置30～50分钟，离心，收集沉淀；将沉淀真空干燥，得到所述红茶菌蛋白。

9.一种抗菌型医用材料，其特征在于，采用权利要求1～8中任一种所述的抗菌型医用材料的制备方法加工而成。

10.一种抗菌医疗器械，其特征在于，所述抗菌医疗器械采用如权利要求9所述的抗菌型医用材料按常规工艺加工而成；

所述抗菌医疗器械包括一次性引流袋管、一次性冲洗器、一次性使用脑科引流袋、负压引流器、一次性使用抽液器、一次性吸痰器；负压引流器包括持续增压型负压引流器和可调高负压引流器。