CN109675123A - 一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件 - Google Patents

一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件 Download PDF

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CN109675123A CN201910092570.0A CN201910092570A CN109675123A CN 109675123 A CN109675123 A CN 109675123A CN 201910092570 A CN201910092570 A CN 201910092570A CN 109675123 A CN109675123 A CN 109675123A
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Abstract

本发明公开了一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件，其技术方案要点包括保护膜和喷剂，所述保护膜为聚丙烯薄膜，所述喷剂为聚乙烯醇水凝胶，所述聚乙烯醇水凝胶包括如下重量份数组成：明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇、2‑(丁‑2‑烯酰氨基)乙酸、去离子水、过硫酸铵、N‑羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和多巴胺，本发明中经铬酸处理的PP薄膜表面与聚乙烯醇水凝胶的粘合性提高；所制得的聚乙烯醇水凝胶具有温敏性，在温度低于成胶温度的环境下为流动性较好的液态，与人体接触后迅速固化；通过硅烷偶联剂和二氧化硅对聚乙烯醇进行改性，再通过2‑(丁‑2‑烯酰氨基)乙酸与改型聚乙烯醇反应，提高水凝胶的力学强度。

Description

一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件
技术领域
本发明涉及医疗用品领域，更具体的说是涉及一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件。
背景技术
消化道异物在临床上较为常见，近年来随着内镜技术的发展，上消化道异物内镜治疗取得了很好的疗效，其方法简便易行，成功率高，禁忌证和并发症少，是治疗上消化道异物的首选方法。
但仍存在一部分的异物进行外科手术才能取出，例如，一些形状不规则、面积大、沉重、有尖锐外表的异物，该异物取出过程中，易损伤贲门、食道及咽喉部黏膜，甚至造成严重的裂伤，穿孔或使异物进入纵隔。
目前发现一种新的手术方法，一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件，可通过胃镜和活检钳等工具，将保护膜放置于病人的胃部，再将异物夹取置于保护膜上，对保护膜和异物同时喷裹喷剂，喷剂固化成胶后，异物被包裹在保护膜和喷剂中，后续再夹取异物的过程中，不容易划伤食道及咽喉部的部位。
聚乙烯醇水凝胶具有可生物降解和生物相容性好等优点，而被广泛应用于农林、医药和环保等多个领域，但聚乙烯醇水凝胶同大多数水凝胶一样，存在固有的机械强度差、易破裂的缺点，限制了其实际应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件，该喷剂固化后形成的水凝胶机械强度高，包裹异物效果好。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件，包括保护膜和喷剂，其特征在于：所述保护膜为聚丙烯薄膜，所述喷剂为聚乙烯醇水凝胶，所述聚乙烯醇水凝胶包括如下重量份数组成：
明胶5～10份；
海藻酸钠5～10份；
改性聚乙烯醇5～15份；
2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸2～5份；
去离子水50～150份；
过硫酸铵1～2份；
N-羟基琥珀酰亚胺0.5～1.5份；
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐0.5～1.5份；
多巴胺0.5～1份。
所述改性聚乙烯醇包括如下重量份数组成：
二氧化硅6～8份；
聚乙烯醇10～18份；
去离子水80～100份；
苯酚2～4份；
硅烷偶联剂KH-570 2～4份。
所述聚丙烯醇薄膜为经过铬酸处理的薄膜。
所述聚乙烯醇水凝胶具体制备步骤如下：
(1)按上述重量份称取的明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇放入反应釜中，加入的一半重量份的去离子水，调整浴温至25～60℃，启动搅拌机，搅拌30-40min,使明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇溶解，混合均匀，得到混合液A；
(2)将2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸溶解于另一半重量份的去离子水中，接着加入碱，制备得到2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液；
(3)将步骤(2)制备的2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液和过硫酸铵加入到混合液A中，将该混合液在50-70℃下加热2-4小时，得混合液B；
(4)将混合液B用酸液调节溶液pH至3.5～6.0，向混合液中加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，氮气保护下搅拌5～15min，然后加入多巴胺，25～60℃水浴加热，氮气保护下，继续搅拌反应1～2h，即得聚乙烯醇水凝胶。
所述步骤(4)中调节混合液B所用的酸液为盐酸、醋酸、柠檬酸中的一种或多种。
所用的海藻酸钠粘均分子量为1.8×105～3.0×105g/moL。
所述改性聚乙烯醇具体制备步骤如下：
步骤(a)称取二氧化硅、聚乙烯醇混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中加入去离子水和苯酚混合置于水浴锅中加热振荡，得到自制分散液，备用；
步骤(b)将硅烷偶联剂KH-570滴加至上述自制分散液中，待滴加完成后搅拌混合，烘干，得改性聚乙烯醇。
步骤(a)中所述的研磨时间为5～7min。
步骤(a)中所述的加热震荡温度为75～95℃，加热振荡时间为1～3h。
步骤(b)中所述控制滴加时间为16～24min。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例一：
所述保护膜为聚丙烯薄膜，所述喷剂为聚乙烯醇水凝胶，所述聚乙烯醇水凝胶包括如下重量份数组成：
明胶5～10份；
海藻酸钠5～10份；
改性聚乙烯醇5～15份；
2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸2～5份；
去离子水50～150份；
过硫酸铵1～2份；
羟基琥珀酰亚胺0.5～1.5份；
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐0.5～1.5份；
多巴胺0.5～1份。
所述改性聚乙烯醇包括如下重量份数组成：
二氧化硅6～8份；
聚乙烯醇10～18份；
去离子水80～100份；
苯酚2～4份；
硅烷偶联剂KH-570 2～4份。
所述聚丙烯醇薄膜为经过铬酸处理的薄膜。
所述聚乙烯醇水凝胶具体制备步骤如下：
(1)按上述重量份称取的明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇放入反应釜中，加入的一半重量份的去离子水，调整浴温至25～60℃，启动搅拌机，搅拌 30-40min,使明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇溶解，混合均匀，得到混合液A；
(2)将2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸溶解于另一半重量份的去离子水中，接着加入碱，制备得到2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液；
(3)将步骤(2)制备的2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液和过硫酸铵加入到混合液A中，将该混合液在50-70℃下加热2-4小时，得混合液B；
(4)将混合液B用酸液调节溶液pH至3.5～6.0，向混合液中加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，氮气保护下搅拌5～15min，然后加入多巴胺，25～60℃水浴加热，氮气保护下，继续搅拌反应1～2h，即得聚乙烯醇水凝胶。
所述步骤(4)中调节混合液B所用的酸液为盐酸、醋酸、柠檬酸中的一种或多种。
所用的海藻酸钠粘均分子量为1.8×105～3.0×105g/moL。
所述改性聚乙烯醇具体制备步骤如下：
(a)称取二氧化硅、聚乙烯醇混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中加入去离子水和苯酚混合置于水浴锅中加热振荡，得到自制分散液，备用；
(b)将硅烷偶联剂KH-570滴加至上述自制分散液中，待滴加完成后搅拌混合，烘干，得改性聚乙烯醇。
步骤(a)中所述的研磨时间为5～7min。
步骤(a)中所述的加热震荡温度为75～95℃，加热振荡时间为1～3h。
步骤(b)中所述控制滴加时间为16～24min。
对比例一：
所述保护膜为聚丙烯薄膜，所述喷剂为聚乙烯醇水凝胶，所述聚乙烯醇水凝胶包括如下重量份数组成：
明胶5～10份；
海藻酸钠5～10份；
改性聚乙烯醇5～15份；
去离子水50～150份；
过硫酸铵1～2份；
羟基琥珀酰亚胺0.5～1.5份；
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐0.5～1.5份；
多巴胺0.5～1份。
所述改性聚乙烯醇包括如下重量份数组成：
二氧化硅6～8份；
聚乙烯醇10～18份；
去离子水80～100份；
苯酚2～4份；
硅烷偶联剂KH-570 2～4份。
所述聚丙烯醇薄膜为经过铬酸处理的薄膜。
所述聚乙烯醇水凝胶具体制备步骤如下：
(1)按上述重量份称取的明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇放入反应釜中，加入的一半重量份的去离子水，调整浴温至25～60℃，启动搅拌机，搅拌 30-40min,使明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇溶解，混合均匀，得到混合液A；
(2)将过硫酸铵加入到混合液A中，将该混合液在50-70℃下加热2-4小时，得混合液B；
(3)将混合液B用酸液调节溶液pH至3.5～6.0，向混合液中加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，氮气保护下搅拌5～15min，然后加入多巴胺，25～60℃水浴加热，氮气保护下，继续搅拌反应1～2h，即得聚乙烯醇水凝胶。
所述步骤(3)中调节混合液B所用的酸液为盐酸、醋酸、柠檬酸中的一种或多种。
所用的海藻酸钠粘均分子量为1.8×105～3.0×105g/moL。
所述改性聚乙烯醇具体制备步骤如下：
(a)称取二氧化硅、聚乙烯醇混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中加入去离子水和苯酚混合置于水浴锅中加热振荡，得到自制分散液，备用；
(b)将硅烷偶联剂KH-570滴加至上述自制分散液中，待滴加完成后搅拌混合，烘干，得改性聚乙烯醇。
步骤(a)中所述的研磨时间为5～7min。
步骤(a)中所述的加热震荡温度为75～95℃，加热振荡时间为1～3h。
步骤(b)中所述控制滴加时间为16～24min。
对比例二：
所述保护膜为聚丙烯薄膜，所述喷剂为聚乙烯醇水凝胶，所述聚乙烯醇水凝胶包括如下重量份数组成：
明胶5～10份；
海藻酸钠5～10份；
聚乙烯醇5～15份；
2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸2～5份；
去离子水50～150份；
过硫酸铵1～2份；
羟基琥珀酰亚胺0.5～1.5份；
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐0.5～1.5份；
多巴胺0.5～1份。
所述聚丙烯醇薄膜为经过铬酸处理的薄膜。
所述聚乙烯醇水凝胶具体制备步骤如下：
(1)按上述重量份称取的明胶、海藻酸钠、聚乙烯醇放入反应釜中，加入的一半重量份的去离子水，调整浴温至25～60℃，启动搅拌机，搅拌30-40min, 使明胶、海藻酸钠、聚乙烯醇溶解，混合均匀，得到混合液A；
(2)将2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸溶解于另一半重量份的去离子水中，接着加入碱，制备得到2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液；
(3)将步骤(2)制备的2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液和过硫酸铵加入到混合液A中，将该混合液在50-70℃下加热2-4小时，得混合液B；
(4)将混合液B用酸液调节溶液pH至3.5～6.0，向混合液中加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，氮气保护下搅拌5～15min，然后加入多巴胺，25～60℃水浴加热，氮气保护下，继续搅拌反应1～2h，即得聚乙烯醇水凝胶。
所述步骤(4)中调节混合液B所用的酸液为盐酸、醋酸、柠檬酸中的一种或多种。
所用的海藻酸钠粘均分子量为1.8×105～3.0×105g/moL。
对比例三：
所述保护膜为聚丙烯薄膜，所述喷剂为聚乙烯醇水凝胶，所述聚乙烯醇水凝胶包括如下重量份数组成：
明胶5～10份；
海藻酸钠5～10份；
聚乙烯醇5～15份；
去离子水50～150份；
过硫酸铵1～2份；
羟基琥珀酰亚胺0.5～1.5份；
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐0.5～1.5份；
多巴胺0.5～1份。
所述聚丙烯醇薄膜为经过铬酸处理的薄膜。
所述聚乙烯醇水凝胶具体制备步骤如下：
(1)按上述重量份称取的明胶、海藻酸钠、聚乙烯醇放入反应釜中，加入的一半重量份的去离子水，调整浴温至25～60℃，启动搅拌机，搅拌30-40min, 使明胶、海藻酸钠、聚乙烯醇溶解，混合均匀，得到混合液A；
(2)将过硫酸铵加入到混合液A中，将该混合液在50-70℃下加热2-4小时，得混合液B；
(3)将混合液B用酸液调节溶液pH至3.5～6.0，向混合液中加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，氮气保护下搅拌5～15min，然后加入多巴胺，25～60℃水浴加热，氮气保护下，继续搅拌反应1～2h，即得聚乙烯醇水凝胶。
所述步骤(3)中调节混合液B所用的酸液为盐酸、醋酸、柠檬酸中的一种或多种。
所用的海藻酸钠粘均分子量为1.8×105～3.0×105g/moL。
(1)固化温度实验
将实施例一、对比例一、对比例二、对比例三中的样品在液体状态下分别量取1.0ml铺于10ml锥形瓶底部，瓶口用封口膜密封，将其放入水浴槽中，插入数显温度计(温度计下端完全浸没在待测液体中)。保持水浴持续缓慢升温(速率：0.2℃/min)，手动微微倾斜锥形瓶，以凝胶不流动时的温度定义为固化温度。
固化温度℃
实施例一 37.6
对比例一 37.1
对比例二 36.5
对比例三 38.4
(2)模拟手术实验
用1mol/L的盐酸配置pH为0.9～1.8的溶液A，溶液A通过移液管穿过食道，进入仿真胃部，并润湿仿真胃部的内壁，本实验中异物选用为尖锐的铁片，通过仿真食道，将铁片置于仿真胃部中，通过胃镜和活检钳，使得聚丙烯薄膜位于仿真胃部底部，且铁片夹取置于聚丙烯薄膜上方，再通过喷剂瓶将聚乙烯醇水凝胶喷至铁片表面，通过胃镜观察铁片被包裹的状态，记录聚乙烯醇水凝胶的固化时间，观察到水凝胶固化后，再通过手术工具将整个混合物取出，观察从仿真食道取出后，铁片是否穿出聚乙烯醇水凝胶。
(3)力学性能能实验：
在微机控制电子万能试验机上以30mm/min进行拉伸测试，实施例一、对比例一、对比例二、对比例三固化后的样品分别至少测试3次，结果取平均值。
水凝胶拉伸强度为凝胶最大拉伸应力与样品截面面积的比值；
水凝胶断裂伸长率为断裂时样品形变长度与其初始长度的比值；
水凝胶弹性模量根据拉伸应力-应变曲线初始阶段(应变范围0～10％)数据线性拟合得到
表一：
测试项目 实施例一 对比例一 对比例二 对比例三
拉伸强度(Mpa) 4.75 4.52 3.28 2.53
断裂伸长率(％) 349 245 156 108
弹性模量(mpa) 3.85 3.60 3.1 2.45
固化时间(s) 13.4 18.3 17.5 20.6
包裹状态 异物未穿出 异物未穿出 异物未穿出 异物未穿出
本发明中经铬酸处理后的PP薄膜表面出现树根状的空穴，粗糙度提高，薄膜表面的润湿性和粘合性均大大提高，聚乙烯醇水凝胶基体渗入到薄膜表面的空穴内，增强了粘结效果；本发明所制得的聚乙烯醇水凝胶具有温敏性，在温度低于成胶温度的环境下为流动性较好的液态，与人体接触后迅速固化。
与现有技术相比，本发明的创新点在于：
(1)通过硅烷偶联剂对聚乙烯醇进行改性，使硅烷偶联剂的硅酯基与水发生水解反应后形成硅醇基，硅醇基与二氧化硅和聚乙烯醇的表面羟基反应，再通过干燥脱水形成部分共价键，通过硅烷偶联剂可使2种性能差异很大的材料界面偶联起来，从而提高改性材料的性能，同时通过苯酚进入聚乙烯醇颗粒层内部，并在内部发生聚合反应，改善材料层间距，使颗粒对形成的水凝胶内部有效的填充，从而提高水凝胶的力学强度；
(2)采用2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸作为与改性聚乙烯醇形成协同氢键作用的高分子链，2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸的烷基链能形成疏水微区从而促进改性聚乙烯醇在较短时间内形成结晶，提高凝胶的力学性能，且加快了凝胶固化的速度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件，包括保护膜和喷剂，其特征在于：所述保护膜为聚丙烯薄膜，所述喷剂为聚乙烯醇水凝胶，所述聚乙烯醇水凝胶包括如下重量份数组成：
明胶5～10份；
海藻酸钠5～10份；
改性聚乙烯醇5～15份；
2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸2～5份；
去离子水50～150份；
过硫酸铵1～2份；
N-羟基琥珀酰亚胺0.5～1.5份；
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐0.5～1.5份；
多巴胺0.5～1份。
2.权利要求1所述的一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件，特征在于：所述改性聚乙烯醇包括如下重量份数组成：
二氧化硅6～8份；
聚乙烯醇10～18份；
去离子水80～100份；
苯酚2～4份；
硅烷偶联剂KH-570 2～4份。
3.根据权利要求1所述的一种基于保护膜和包裹喷剂技术的消化道尖锐物品取出套件，特征在于：所述聚丙烯醇薄膜为经过铬酸处理的薄膜。
4.根据权利要求1所述的喷剂的制备的方法，特征在于：所述聚乙烯醇水凝胶具体制备步骤如下：
(1)按上述重量份称取的明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇放入反应釜中，加入的一半重量份的去离子水，调整浴温至25～60℃，启动搅拌机，搅拌30-40min,使明胶、海藻酸钠、改性聚乙烯醇溶解，混合均匀，得到混合液A；
(2)将2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸溶解于另一半重量份的去离子水中，接着加入碱，制备得到2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液；
(3)将步骤(2)制备的2-(丁-2-烯酰氨基)乙酸碱溶液和过硫酸铵加入到混合液A中，将该混合液在50-70℃下加热2-4小时，得混合液B；
(4)将混合液B用酸液调节溶液pH至3.5～6.0，向混合液中加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，氮气保护下搅拌5～15min，然后加入多巴胺，25～60℃水浴加热，氮气保护下，继续搅拌反应1～2h，即得聚乙烯醇水凝胶。
5.根据权利要求4所述的喷剂的制备的方法，其特征在于：所述步骤(4)中调节混合液B所用的酸液为盐酸、醋酸、柠檬酸中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的喷剂的制备的方法，特征在于：所用的海藻酸钠粘均分子量为1.8×105～3.0×105g/moL。
7.权利要求2所述的喷剂的制备的方法，特征在于：所述改性聚乙烯醇具体制备步骤如下：
(a)称取二氧化硅、聚乙烯醇混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末，向过筛粉末中加入去离子水和苯酚混合置于水浴锅中加热振荡，得到自制分散液，备用；
(b)将硅烷偶联剂KH-570滴加至上述自制分散液中，待滴加完成后搅拌混合，烘干，得改性聚乙烯醇。
8.根据权利要求7所述的喷剂的制备的方法，其特征在于：步骤(a)中所述的研磨时间为5～7min。
9.根据权利要求7所述的喷剂的制备的方法，其特征在于：步骤(a)中所述的加热震荡温度为75～95℃，加热振荡时间为1～3h。
10.根据权利要求7所述的喷剂的制备的方法，其特征在于：步骤(b)中所述控制滴加时间为16～24min。
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