CN108795003A - 一种可生物降解医用材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗材料技术领域，具体涉及一种可生物降解医用材料的制备方法。所述的一种可生物降解医用材料的组成为：质量份数计的100‑120份的改性聚乳酸、60‑80份的聚碳酸纤维、4‑8份的增强剂、1‑2份的润滑剂、2‑5份的增韧剂、2‑3份的分散剂、1‑2份抗氧化剂；本发明提出一种可生物降解医用材料的制备方法，该医用材料性能优良，强度高、耐腐蚀、能够自身可降解，不会对环境造成危害，同时其制备方法简单，适于大规模生产和应用。

Description

一种可生物降解医用材料的制备方法

技术领域

本发明属于医疗材料技术领域，具体涉及一种可生物降解医用材料的制备方法。

背景技术

随着我国经济的发展，我国的医疗卫生事业也取得了非常大的成就，但在此过程中也出现了很多环境问题，比如医疗废弃物的处理方式。大量的医疗用的注射器、吊瓶、输液管等用过后都是进行焚烧或者再利用的处理方式，但是这些处理方式给环境造成严重的二次污染。然而，本发明能够很好的解决这样的问题，本发明制备的医用材料能够在自然环境下降解，不会对环境造成二次污染。

在专利号CN106192064A中，公开了一种医用材料，采用丝素纤维作为医用材料的表面，其具有优异的生物相容性，可用于伤口处理、组织包扎，同时利用合成纤维作为支撑材料，克服了丝素纤维力学强度差的缺陷，通过胶黏剂将丝素纤维与支撑纤维结合，成为稳定的整体，同时胶黏剂成膜后还具有阻隔作用，一方面防止丝素纤维被污染，另外防止组织液、血液等渗透。本发明的医用材料VOC小于0.5g/L；附着力为1级；24小时杀菌率(大肠杆菌)为99％以上；耐磨达1万次以上；断裂强度超过60MPa。该发明制备的医用材料不能够降解，其使用后会对环境造成巨大的污染。

在专利号CN104403226A中，公开了一种除臭医用材料及其制备方法，除臭医用材料包括以下组分：PVC，PET，丙氧基化十二醇，1,2,4-三羧酸-2-磷酰基丁烷，异丙醇，碳酸氢钠，硅酸钠，硫酸铵，滑石粉，氯菊酯，硫酸铁，柠檬酸，聚碳酸酯，抗氧剂，环氧氯丙烷，过硫酸铵。制备方法为将各组分于混合机中进行搅拌混合，然后于双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到除臭医用材料。本发明提供的除臭医用材料具有良好的物理性能以及除臭性能，其中拉伸强度达到了38MPa以上，断裂伸长率达到了51％以上，同时通过除臭试验可以看出，本发明提供的材料可以很好的去除医疗垃圾的臭味，可以广泛应用于医疗卫生领域。该发明制备的医用材料不能够降解，其使用后会对环境造成巨大的污染，另外其强度相对较低。

在专利号CN106519494A中，公开了一种纳米PVC医用材料及其制备方法，原料为：PVC、纳米氧化铁、纳米碳化硅、亚磷酸酯、硬脂酸、ACR-201、硬脂酸丁酯、氧化聚乙烯蜡、酞菁蓝和银系抗菌母粒；拉伸强度3.6-4.0MPa，伸长率200-220％；撕裂强度100-120MPa，耐磨性高、耐热和弹性优良；原料资源丰富，邵氏硬度60-80；可以在各种极端环境下广泛使用，耐寒性-50℃不破裂，可以广泛生产并不断代替现有医用材料。该发明制备的医用材料不能够降解，其使用后会对环境造成巨大的污染，另外其强度相对较低。

发明内容

为了达到背景技术中的目的，本发明提出一种可生物降解医用材料的制备方法，该医用材料性能优良，强度高、耐腐蚀、能够自身可降解，不会对环境造成危害，同时其制备方法简单，适于大规模生产和应用。

本发明通过如下的技术方案实现的

一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的一种可生物降解医用材料的组成为：质量份数计的100-120份的改性聚乳酸、60-80份的聚碳酸纤维、4-8份的增强剂、1-2份的润滑剂、2-5份的增韧剂、2-3份的分散剂、1-2份抗氧化剂。

进一步，所述的可生物降解医用材料的制备方法为，将100-120份的改性聚乳酸、60-80份的聚碳酸纤维、4-8份的增强剂、1-2份的润滑剂、2-5份的增韧剂、2-3份的分散剂、1-2份抗氧化剂，加入混料机中，控制混料机的温度在40-60℃，进行低速混合15分钟后，将混料机调节到高速混料，混料20分钟后将物料放入冷混机中进行冷混合，在冷混合机中进行冷混合15分钟后，将混合好的物料放入装料槽中；将混合好的复合料加入双螺杆挤造粒挤出机中进行热熔融挤出造粒，控制造粒机的模具出口的大小和切刀的转速来进行控制粒子的大小，得到的粒子就是可以生物降解的医用原材料，然后将该原材料加入注塑机中或者吹膜机中进行热注塑或者吹膜就可以得到各种不同的应用材料，如输液管、吊瓶、塑料注射器等医用材料。其连续造粒或者注塑加工条件如下表：

进一步，所述的改性聚乳酸的制备方法为，将重量份数为100-120份的聚乳酸加入的混料机中，再加入2-8份的聚乙烯醇、1-2份的偶联剂、3-5份的润滑剂、1-2份的分散剂，进行混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行熔融改性，控制改性温度在120-140℃，得到的物质就是改性聚乳酸。

进一步，所述的增强剂为，将60-80份的PMMA、20-30份的聚苯乙烯、20-30份的聚胺脂、1-2份的润滑剂、2-3份的分散剂加入混料机中进行混合，混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，控制改性温度在120-180℃，得到的粒子就是增强剂。

进一步，所述的润滑剂为，将2-5份的PE-蜡、3-5份的聚乙烯蜡、4-8份的山梨酸钾、5-10份的硬脂酸钙加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。

进一步，所述的分散剂为，将10-20份的AC-316、4-6份的G60加入反应釜中，在60-80℃条件下，进行混合均匀后冷却后，粉碎得到的粉末。

进一步，所述的增韧剂为，将10-20份的ABS、4-8份的BS、3-5份的聚丙烯酸丁酯加入反应釜中进行混合均匀后得到的物质。

进一步，所述的抗氧化剂为，将10-20份的紫外光吸收剂、5-10份的聚苯酚乙烯、1-2份的聚三苯酚加入反应釜中混合均匀后制备得到的物质。

有益效益

1、本发明通过利用改性聚乳酸和聚碳酸纤维做基体材料，其本身在自然环境下就可以发生降解，因此利用其制备的医用材料能够在自然环境下发生降解，不用在使用进行焚烧或者填埋等处理方式，造成对环境的二次污染；

2、本发明通过在原材料中加入增强剂和增韧剂，然后通过熔融塑化成型的改性工业，很好的达到了将这两种特性和基体料结合起来，使所制备的医用材料能够具有强度高韧性强的特性；

3、本发明制备的原材料是通过熔融改性法进行改性制备的，其制备过程中不使用任何有机溶剂，其是非常环保的产品，且其是通过连续挤出的方式进行制备的，因此其制备速度非常快，制备工业相对简单。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合实验数据，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

实施例1

一种可生物降解医用材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将重量份数为120份的聚乳酸加入的混料机中，再加入5份的聚乙烯醇、1份的偶联剂、4份的润滑剂、1份的分散剂，进行混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行熔融改性，控制改性温度在120℃，得到的物质就是改性聚乳酸。

(2)将65份的PMMA、25份的聚苯乙烯、25份的聚胺脂、1份的润滑剂、2-3份的分散剂加入混料机中进行混合，混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，控制改性温度在130℃，得到的粒子就是增强剂。

(3)将120份的改性聚乳酸、65份的聚碳酸纤维、5份的增强剂、1.5份的润滑剂、3份的增韧剂、2.5份的分散剂、1.5份抗氧化剂，加入混料机中，控制混料机的温度在45℃，进行低速混合15分钟后，将混料机调节到高速混料，混料20分钟后将物料放入冷混机中进行冷混合，在冷混合机中进行冷混合15分钟后，将混合好的物料放入装料槽中；将混合好的复合料加入双螺杆挤造粒挤出机中进行热熔融挤出造粒，控制造粒机的模具出口的大小和切刀的转速来进行控制粒子的大小，得到的粒子就是可以生物降解的医用原材料，然后将该原材料加入注塑机中或者吹膜机中进行热注塑或者吹膜就可以得到各种不同的应用材料，如输液管、吊瓶、塑料注射器等医用材料。其连续造粒或者注塑加工条件如下表：

作为优选，所述的润滑剂为，将4份的PE-蜡、4份的聚乙烯蜡、5份的山梨酸钾、8份的硬脂酸钙加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的分散剂为，将15份的AC-316、5份的G60加入反应釜中，在65℃条件下，进行混合均匀后冷却后，粉碎得到的粉末。

作为优选，所述的增韧剂为，将15份的ABS、5份的BS、4份的聚丙烯酸丁酯加入反应釜中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的抗氧化剂为，将15份的紫外光吸收剂、8份的聚苯酚乙烯、1.5份的聚三苯酚加入反应釜中混合均匀后制备得到的物质。

实施例2

一种可生物降解医用材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将重量份数为120份的聚乳酸加入的混料机中，再加入6份的聚乙烯醇、1.5份的偶联剂、4份的润滑剂、1.5份的分散剂，进行混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行熔融改性，控制改性温度在125℃，得到的物质就是改性聚乳酸。

(2)将70份的PMMA、28份的聚苯乙烯、22份的聚胺脂、1份的润滑剂、2.5份的分散剂加入混料机中进行混合，混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，控制改性温度在125℃，得到的粒子就是增强剂。

(3)将120份的改性聚乳酸、70份的聚碳酸纤维、6份的增强剂、1份的润滑剂、3份的增韧剂、2.5份的分散剂、1份抗氧化剂，加入混料机中，控制混料机的温度在50℃，进行低速混合15分钟后，将混料机调节到高速混料，混料20分钟后将物料放入冷混机中进行冷混合，在冷混合机中进行冷混合15分钟后，将混合好的物料放入装料槽中；将混合好的复合料加入双螺杆挤造粒挤出机中进行热熔融挤出造粒，控制造粒机的模具出口的大小和切刀的转速来进行控制粒子的大小，得到的粒子就是可以生物降解的医用原材料，然后将该原材料加入注塑机中或者吹膜机中进行热注塑或者吹膜就可以得到各种不同的应用材料，如输液管、吊瓶、塑料注射器等医用材料。其连续造粒或者注塑加工条件如下表：

作为优选，所述的润滑剂为，将4份的PE-蜡、3.5份的聚乙烯蜡、6份的山梨酸钾、5-10份的硬脂酸钙加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的分散剂为，将12份的AC-316、4.5份的G60加入反应釜中，在60℃条件下，进行混合均匀后冷却后，粉碎得到的粉末。

作为优选，所述的增韧剂为，将18份的ABS、6份的BS、3份的聚丙烯酸丁酯加入反应釜中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的抗氧化剂为，将18份的紫外光吸收剂、6份的聚苯酚乙烯、1份的聚三苯酚加入反应釜中混合均匀后制备得到的物质。

实施例3

一种可生物降解医用材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将重量份数为120份的聚乳酸加入的混料机中，再加入6份的聚乙烯醇、1份的偶联剂、3份的润滑剂、2份的分散剂，进行混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行熔融改性，控制改性温度在120℃，得到的物质就是改性聚乳酸。

(2)将65份的PMMA、23份的聚苯乙烯、25份的聚胺脂、1份的润滑剂、2.5份的分散剂加入混料机中进行混合，混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，控制改性温度在140℃，得到的粒子就是增强剂。

(3)将100份的改性聚乳酸、65份的聚碳酸纤维、5份的增强剂、1份的润滑剂、4份的增韧剂、2份的分散剂、1份抗氧化剂，加入混料机中，控制混料机的温度在40℃，进行低速混合15分钟后，将混料机调节到高速混料，混料20分钟后将物料放入冷混机中进行冷混合，在冷混合机中进行冷混合15分钟后，将混合好的物料放入装料槽中；将混合好的复合料加入双螺杆挤造粒挤出机中进行热熔融挤出造粒，控制造粒机的模具出口的大小和切刀的转速来进行控制粒子的大小，得到的粒子就是可以生物降解的医用原材料，然后将该原材料加入注塑机中或者吹膜机中进行热注塑或者吹膜就可以得到各种不同的应用材料，如输液管、吊瓶、塑料注射器等医用材料。其连续造粒或者注塑加工条件如下表：

作为优选，所述的润滑剂为，将4份的PE-蜡、5份的聚乙烯蜡、7份的山梨酸钾、6份的硬脂酸钙加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的分散剂为，将18份的AC-316、4份的G60加入反应釜中，在68℃条件下，进行混合均匀后冷却后，粉碎得到的粉末。

作为优选，所述的增韧剂为，将18份的ABS、4份的BS、5份的聚丙烯酸丁酯加入反应釜中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的抗氧化剂为，将15份的紫外光吸收剂、5份的聚苯酚乙烯、2份的聚三苯酚加入反应釜中混合均匀后制备得到的物质。

实施例4

一种可生物降解医用材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将重量份数为110份的聚乳酸加入的混料机中，再加入7份的聚乙烯醇、1.2份的偶联剂、3.5份的润滑剂、1.5份的分散剂，进行混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行熔融改性，控制改性温度在130℃，得到的物质就是改性聚乳酸。

(2)将75份的PMMA、22份的聚苯乙烯、28份的聚胺脂、1.2份的润滑剂、2.5份的分散剂加入混料机中进行混合，混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，控制改性温度在125℃，得到的粒子就是增强剂。

(3)将120份的改性聚乳酸、75份的聚碳酸纤维、4.5份的增强剂、1.2份的润滑剂、3份的增韧剂、2.5份的分散剂、1.2份抗氧化剂，加入混料机中，控制混料机的温度在45℃，进行低速混合15分钟后，将混料机调节到高速混料，混料20分钟后将物料放入冷混机中进行冷混合，在冷混合机中进行冷混合15分钟后，将混合好的物料放入装料槽中；将混合好的复合料加入双螺杆挤造粒挤出机中进行热熔融挤出造粒，控制造粒机的模具出口的大小和切刀的转速来进行控制粒子的大小，得到的粒子就是可以生物降解的医用原材料，然后将该原材料加入注塑机中或者吹膜机中进行热注塑或者吹膜就可以得到各种不同的应用材料，如输液管、吊瓶、塑料注射器等医用材料。其连续造粒或者注塑加工条件如下表：

作为优选，所述的润滑剂为，将4份的PE-蜡、3.5份的聚乙烯蜡、4.5份的山梨酸钾、5-10份的硬脂酸钙加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的分散剂为，将12份的AC-316、5.5份的G60加入反应釜中，在65℃条件下，进行混合均匀后冷却后，粉碎得到的粉末。

作为优选，所述的增韧剂为，将14份的ABS、6份的BS、3份的聚丙烯酸丁酯加入反应釜中进行混合均匀后得到的物质。

作为优选，所述的抗氧化剂为，将12份的紫外光吸收剂、8份的聚苯酚乙烯、1.2份的聚三苯酚加入反应釜中混合均匀后制备得到的物质。

实验分析：

1、力学性能测试

将实施例1-4制备的医用材料和对照组做的医用材料，根据国家标准GB/T8804.1-88和GB/T8805-88的要求和规定测试其拉伸强度和弯曲弹性模量及抗压强度进行测试，其测试结果如下表所示:

由上表可知，本发明制备的医用材料其拉伸强度和断裂伸长率都比对照组1-3制备的医用材料要高出很多，此检测项目说明本发明制备的原材料其强度高，韧性好，是非常优良的材料，可以很好的达到医用材料的要求。

2、降解测试

将实施例1-4制备的医用材料和对照组做的医用材料进行降解性能测试。将实施例1-4制备的医用材料和对照组做的医用材料，分别称取其质量为M1，平行试验为5-6组，然后标记后放置在自然环境下，观察其2年后将剩余的质量进行称量，其质量为M2，然后计算其降解率，即降解率＝(M1-M2)/M1*100％,其结果如下表所示。

由上表可知，本发明制备的医用材料能够在自然环境下发生降解，可以减少废弃医用材料对环境的污染等问题的发生。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的。

Claims (8)

1.一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的一种可生物降解医用材料的组成为：质量份数计的100-120份的改性聚乳酸、60-80份的聚碳酸纤维、4-8份的增强剂、1-2份的润滑剂、2-5份的增韧剂、2-3份的分散剂、1-2份抗氧化剂。

2.根据权利要求1所述的一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的可生物降解医用材料的制备方法为，将100-120份的改性聚乳酸、60-80份的聚碳酸纤维、4-8份的增强剂、1-2份的润滑剂、2-5份的增韧剂、2-3份的分散剂、1-2份抗氧化剂，加入混料机中，控制混料机的温度在40-60℃，进行低速混合15分钟后，将混料机调节到高速混料，混料20分钟后将物料放入冷混机中进行冷混合，在冷混合机中进行冷混合15分钟后，将混合好的物料放入装料槽中；将混合好的复合料加入双螺杆挤造粒挤出机中进行热熔融挤出造粒，控制造粒机的模具出口的大小和切刀的转速来进行控制粒子的大小，得到的粒子就是可以生物降解的医用原材料，然后将该原材料加入注塑机中或者吹膜机中进行热注塑或者吹膜就可以得到各种不同的应用材料，如输液管、吊瓶、塑料注射器等医用材料,其连续造粒或者注塑加工条件如下表：

3.根据权利要求1所述的一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的改性聚乳酸的制备方法为，将重量份数为100-120份的聚乳酸加入的混料机中，再加入2-8份的聚乙烯醇、1-2份的偶联剂、3-5份的润滑剂、1-2份的分散剂，进行混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行熔融改性，控制改性温度在120-140℃，得到的物质就是改性聚乳酸。

4.根据权利要求1所述的一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的增强剂为，将60-80份的PMMA、20-30份的聚苯乙烯、20-30份的聚胺脂、1-2份的润滑剂、2-3份的分散剂加入混料机中进行混合，混合均匀后加入双螺杆造粒机中进行造粒挤出，控制改性温度在120-180℃，得到的粒子就是增强剂。

5.根据权利要求1所述的一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的润滑剂为，将2-5份的PE-蜡、3-5份的聚乙烯蜡、4-8份的山梨酸钾、5-10份的硬脂酸钙加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。

6.根据权利要求1所述的一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为，将10-20份的AC-316、4-6份的G60加入反应釜中，在60-80℃条件下，进行混合均匀后冷却后，粉碎得到的粉末。

7.根据权利要求1所述的一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的增韧剂为，将10-20份的ABS、4-8份的BS、3-5份的聚丙烯酸丁酯加入反应釜中进行混合均匀后得到的物质。

8.根据权利要求1所述的一种可生物降解医用材料的制备方法，其特征在于，所述的抗氧化剂为，将10-20份的紫外光吸收剂、5-10份的聚苯酚乙烯、1-2份的聚三苯酚加入反应釜中混合均匀后制备得到的物质。