CN108752887B - 一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，属于医用材料技术领域。为了解决现有的降解性能差的问题，提供一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，包括可降解高分子材料：80～85；聚已内酯：11～13；聚已二酸丁二醇酯：2.0～5.0；苯乙烯‑co‑乙烯‑co‑丁烯‑co‑苯乙烯嵌段共聚物：1.0～2.0；润滑剂：3.0～10；L‑苏氨酸：0.5～0.8；丝氨酸：1.0～2.0；丝素蛋白纤维：2.0～4.0；纳米抗菌粒子：0.3～0.6；硬脂酸钛：0.5～0.6；可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯混合物。具有生物降解性能好和力学强度性能高且具有高抗菌性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，属于可降解医用材料技术领域。
背景技术
一次性阴道扩张器（扩阴器）自诞生以来，国内外制造商均采用聚苯乙烯或ABS 等不可降解的塑料制作，并延续至今，塑料制作的一次性阴道扩张器因其价格比金属阴道扩张器便宜、而且重量轻、便于携带、尤其是用来杜绝疾病交叉感染等优点而被广泛使用，但经过多年的临床实践证明，塑料制作的一次性阴道扩张器存在不少问题：例如有报道不法分子乘机非法回收和重复使用，反而给疾病交叉感染留下隐患，会导致阴道炎、宫颈炎、性病、乙肝、艾滋病等疾病的传播。但是，使用后的即毁式一次性阴道扩张器与非即毁式的一次性阴道扩张器一样，都需要通过专门机构回收和集中焚烧处理，众所周知聚苯乙烯、ABS等塑料在焚烧时会产生大量黑烟并释放氯化氢、二恶英等有毒和致癌物质，且一次性阴道扩张器的使用量是相当巨大的，而由于上述的这些缺陷存在，就会导致严重污染环境，威胁人类健康。因此，现有技术中为了解决这一问题，也有采用降解型的材料来代替聚乙烯等石油基塑料材料，使能够避免因使用后焚烧处理而污染环境，保护人类健康，而且还大大节约了能源。但迄今为止，国内外对于应用在阴道扩张器上的降解型材料还没有太多的研究，一般也仅仅是在材料的选择上进行调整如采用聚乳酸等降解型材料，而没有去考虑降解性能。
发明内容
本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，解决的问题是如何实现兼具降解性能高和力学强度高的性能。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下重量份的成分：
可降解高分子材料：80～85；聚已内酯：11～13；聚已二酸丁二醇酯：2.0～5.0；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.0～2.0；润滑剂：3.0～10；L-苏氨酸：0.5～0.8；丝氨酸：1.0～2.0；丝素蛋白纤维：2.0～4.0；纳米抗菌粒子：0.3～0.6；硬脂酸钛：0.5～0.6；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物。
本发明通过采用氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯具有很好的生物相容性和生物降解性，而聚已内酯、聚已二酸丁二醇酯和苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物的混合体系能够起到很好的增韧效应使加工成型后的扩阴器具有很好的柔韧强度，这样更有利于医生在使用时的操作效率，更重要的是L-苏氨酸、丝氨酸和丝素蛋白纤维的加工能够起到促进环境中微生物对基体材料可降解高分子材料的降解效率以达到高效率的降解，又由于该材料用于医用器件的材料，与人体接触，必须要考虑到使用过程中细菌的感染等情况，因此，本发明人经过研究发现通过在材料中加入纳米抗菌粒子和硬脂酸钛的共同协同作用能够起到高杀菌性能，避免使用过程中可能存在的细菌感染等影响。
在上述一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料中，作为优选，所述聚羟基丁酸戊酯：氨基酸改性聚乳酸的重量比为1：4～5。以氨基酸改性聚乳酸具有更好的生物相容性，使在经过一次性扩阴器使用后环境中的具有高微生物降解性，以促进实现完全降解的可能性，更有效的减少其对环境的污染。
在上述一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料中，作为优选，所述纳米抗菌粒子的粒径在10～15nm。采用纳米级能够更好的分散到基体材料内且具有更好的相容性，作为进一步的优选，所述纳米抗菌粒子为多孔二氧化钛。二氧化钛本身具有杀菌性能，结合采用多孔型材料具有较好的吸附性能，相当于具有更好的吸附能力，使表面的细菌能够被更有效的吸附在其表面，实现更有效的杀菌性能，最好使多孔二氧化钛的孔隙率达到55%以上。
在上述一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料中，作为优选，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。主要是起到润滑作用，使其在加工过程中更有利用加工成型和操作。
在上述一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料中，作为优选，所述可降解高分子材料：L-苏氨酸：丝氨酸的重量比为80：0.6：1.2。能够更有效的促进环境中的微生物对高分子聚合材料的降解能力。
在上述一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料中，作为优选，该复合材料还包括1.0～1.2的藻蓝蛋白粉末。具有氨基酸组成齐全，一般生物或微生物生长的必须氨基酸含量高，有利于促进环境中一次性扩阴器区域的具有降解这些高分子材料的生物群落的生物，促进可降解高分子材料的高效降解。作为进一步的优选，所述藻蓝蛋白粉末的粒径为100～150nm。
综上所述，本发明具有以下优点：本发明的一次性扩阴器的环保型可降解复合材料具有生物降解性能好和力学强度性能高的优点，且还具有较好的抗菌能力，实现有效避免细菌污染现象，提高该材料在一次性医疗器械中的应用。其生物降解率达到90%以上；材料的材质细腻并将制造成透明状，且使用时较滑，方便在实际中应用。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：80；聚已内酯：11；聚已二酸丁二醇酯： 5.0；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：2.0；润滑剂：3.0；L-苏氨酸：0.8；丝氨酸：2.0；丝素蛋白纤维：4.0；纳米抗菌粒子二氧化钛：0.3；硬脂酸钛：0.6；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：4。
该可降解型复合材料成型一次性扩阴器的方法可以采用本领域常规的方法加工而成即可，本实施例中具体制备方法如下：
根据上述配方中可成分的重量比例选取原料，将经过干燥后的原料加入到造粒机中进行造粒成型，再将造粒成型后的复合材料颗粒物投入到注塑成型机中进行注塑成型，使注塑成型的温度在160℃～175℃，挤出速度在180转/分，注塑时间为4～10秒，得到相应的一次性扩阴器的上扩张片和下扩张片，然后将它们进行组装成环保型可降解一次性扩阴器。
实施例2
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：85；聚已内酯：13；聚已二酸丁二醇酯： 3.0；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.5；润滑剂乙撑双硬脂酰胺：5.0；L-苏氨酸：0.5；丝氨酸：1.0；丝素蛋白纤维：2.0；纳米抗菌粒子多孔二氧化钛：0.6，所述多孔二氧化钛的粒径为10nm；硬脂酸钛：0.5；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：5。
本实施例的一次性扩阴器的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例3
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：82；聚已内酯：12；聚已二酸丁二醇酯： 2.0；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.0；润滑剂乙撑双硬脂酰胺：8.0；L-苏氨酸：0.6；丝氨酸：2.0；丝素蛋白纤维：3.0；纳米抗菌粒子多孔二氧化钛：0.4，所述多孔二氧化钛的粒径为15nm；硬脂酸钛：0.6；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：4.5。
本实施例的一次性扩阴器的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例4
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：81；聚已内酯：12；聚已二酸丁二醇酯： 3.5；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.5；润滑剂乙撑双硬脂酰胺：5.0；L-苏氨酸：0.6；丝氨酸：1.2；丝素蛋白纤维：2.5；纳米抗菌粒子多孔二氧化钛：0.4，且多孔二氧化钛的孔隙率达到55%以上；硬脂酸钛：0.55；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：4.2；藻蓝蛋白粉末：1.0，且其粒径为100nm。
本实施例的一次性扩阴器的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例5
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：84；聚已内酯：11；聚已二酸丁二醇酯： 3.2；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.6；润滑剂乙撑双硬脂酰胺：4.0；L-苏氨酸：0.7；丝氨酸：1.8；丝素蛋白纤维：3.0；纳米抗菌粒子多孔二氧化钛：0.5，且多孔二氧化钛的孔隙率达到60%以上；硬脂酸钛：0.6；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：4.6；藻蓝蛋白粉末：1.2，且其粒径为150nm。
本实施例的一次性扩阴器的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例6
可降解高分子材料：L-苏氨酸：丝氨酸的重量比为80：0.6：1.2。
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：80；聚已内酯：12；聚已二酸丁二醇酯： 3.4；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.8；润滑剂乙撑双硬脂酰胺：4.0；L-苏氨酸：0.6；丝氨酸：1.2；丝素蛋白纤维：3.2；纳米抗菌粒子多孔二氧化钛：0.5；硬脂酸钛：0.6；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：4.8；藻蓝蛋白粉末：1.1，且其粒径为120nm。
本实施例的一次性扩阴器的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
比较例1：
本实施例中为了说明L-苏氨酸、丝氨酸和丝素蛋白纤维对复合材料的对降解性能的影响，本比较例中省略L-苏氨酸和丝氨酸进行具体实施。
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：82；聚已内酯：12；聚已二酸丁二醇酯： 4.0；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.3；润滑剂乙撑双硬脂酰胺：5.0；丝素蛋白纤维：3.0；纳米抗菌粒子多孔二氧化钛：0.6，所述多孔二氧化钛的粒径为12nm；硬脂酸钛：0.5；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：4。
本实施例的一次性扩阴器的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
比较例2
本实施例中为了说明L-苏氨酸、丝氨酸和丝素蛋白纤维对复合材料的对降解性能的影响，本比较例中省略丝素蛋白纤维进行具体实施。
本实施例中的用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料包括以下成分的重量份：
可降解高分子材料：82；聚已内酯：12；聚已二酸丁二醇酯： 4.0；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.3；润滑剂乙撑双硬脂酰胺：5.0；L-苏氨酸：0.6；丝氨酸：1.2；纳米抗菌粒子多孔二氧化钛：0.6，所述多孔二氧化钛的粒径为12nm；硬脂酸钛：0.5；所述可降解高分子材料选自氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物，且氨基酸改性聚乳酸与聚羟基丁酸戊酯的质量比为1：4。
本实施例的一次性扩阴器的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
随机选取上述实施例和比较例得到的相应复合材料制成的一次扩阴器的性能进行相应的测试，具体测试结果如下表1所示：
表1：
从上述表1中可以看出，本发明的复合材料具有较好的韧性（拉伸强度和缺口冲击强度）和生物降解率，且从表1中的数据结果还可以看出，本发明中的L-苏氨酸、丝氨酸、丝素蛋白纤维对复合材料的生物降解性能具有较大的影响，且在藻蓝蛋白的添加对材料具有更好的降解效率的提高。且本发明实施例1得到的相应产品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较好的抑菌性能，抑菌率均能够达到95.1%以上。本发明实施例2-6得到的相应产品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较好的抑菌性能，抑菌率均能够达到96.8%以上。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (5)
1.一种用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下重量份的成分：
可降解高分子材料：80～85；聚已内酯：11～13；聚已二酸丁二醇酯：2 .0～5 .0；苯乙烯-co-乙烯-co-丁烯-co-苯乙烯嵌段共聚物：1.0～2.0；润滑剂：3.0～10；L-苏氨酸：0.5～0.8；丝氨酸：1.0～2 .0；丝素蛋白纤维：2.0～4.0；纳米抗菌粒子：0.3～0 .6；硬脂酸钛：0.5～0.6；藻蓝蛋白粉末：1.0～1.2；所述可降解高分子材料选为氨基酸改性聚乳酸和聚羟基丁酸戊酯的混合物；所述聚羟基丁酸戊酯：氨基酸改性聚乳酸的重量比为1：4～5，所述可降解高分子材料：L-苏氨酸：丝氨酸的重量比为80：0.6：1.2。
2.根据权利要求1所述用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，其特征在于，所述纳米抗菌粒子的粒径在10～15nm。
3.根据权利要求2所述用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，所述纳米抗菌粒子为多孔二氧化钛。
4.根据权利要求1或2所述用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
5.根据权利要求1所述用于一次性扩阴器的环保型可降解复合材料，其特征在于，所述藻蓝蛋白粉末的粒径为100～150nm。
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