CN109851831A

CN109851831A - 医用管材及其制备方法

Info

Publication number: CN109851831A
Application number: CN201811614127.7A
Authority: CN
Inventors: 秦明林; 李兆敏; 何光彬; 孙权权; 阙亦云
Original assignee: Maitong Medical Technology (jiaxing) Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Maitong Intelligent Manufacturing Technology Group Co ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2019-06-07
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: WO2020134691A1; CN109851831B

Abstract

本发明涉及一种医用管材及其制备方法，所述制备方法包括：提供管材，所述管材的材料为低比率硬链段的热塑性弹性体；对所述管材进行等离子体处理；将经过等离子体处理过的所述管材，在含有涂层材料的溶液中进行至少两次浸涂和提拉，其中，所述涂层材料选自N‑乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、肝素以及磷酸胆碱中的一种或多种组合，同时所述含有涂层材料的溶液包括有机溶剂、光引发剂和所述涂层材料；每次浸涂和提拉管材后，对所述管材进行紫外光固化处理。如此一来，涂层材料可以牢固地与管材表面相粘结，从而在保留医用管材优异的力学性能的同时，提高了医用管材的生物相容性。

Description

医用管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种医用管材及其制备方法。

背景技术

在医疗领域，管材的使用非常广泛，比如医用导管、血管造影导管、泌尿导管、导管鞘和导管尖端等。医用管材一般采用热塑性弹性体材料制造。热塑性弹性体是一类热塑性多嵌段共聚物，由硬链段和柔性软链段构成。由于热塑性弹性体具有良好的生物降解性、形状记忆性和生物相容性，因此，在生物医学领域有着广泛的应用。然而，这类管材进入人体后，其生物学性能的好坏主要是由人体组织、体液等与材料表面的相互作用来决定的。

但是，目前低比率硬链段的热塑性弹性体的生物学性能和力学性能仍存在一定的缺陷。由这些材料制备的医用管材与体液的相互作用主要发生在材料的表面，因此，有必要对这类管材表面进行改性，提高其力学性能和生物相容性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用管材及其制备方法，通过增加涂层材料与管材本体之间的粘接强度，改善医用管材的生物相容性，并且也不会对管材本体自身的力学性能产生任何影响，以确保医用管材具有较好的力学性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种医用管材的制备方法，该制备方法包括：

提供一管材，所述管材的材料为低比率硬链段的热塑性弹性体；

对所述管材进行等离子体处理；

将经过等离子体处理过的所述管材，在含有涂层材料的溶液中进行至少两次浸涂和提拉，其中，所述涂层材料选自N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、肝素以及磷酸胆碱中的一种或多种组合，同时所述含有涂层材料的溶液包括有机溶剂、光引发剂和所述涂层材料；

每次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光固化处理。

优选地，所述对管材进行等离子体处理的步骤包括：

将所述管材置于一等离子体处理腔中；

在所述等离子体处理腔中通入指定气体，并保持所述等离子体处理腔中的压力为恒定值；

在所述等离子体处理腔中，执行射频放电工艺，以对所述管材进行等离子体处理。

优选地，，所述执行射频放电工艺的参数包括：放电气压为10～90Pa，放电时间为1～15min，放电功率为100～300W，以及气体流量为10～50ml/min中的一种或多种的组合。

优选地，在所述等离子体处理腔中通入指定气体，并保持所述等离子体处理腔中的压力为恒定值的步骤前，所述制备方法还包括：

多次使用所述指定气体冲洗所述等离子体处理腔。

优选地，所述指定气体为氮气、氧气、氨气或氩气。

优选地，对所述管材进行等离子体处理前，还对所述管材进行表面除杂质处理，所述对所述管材进行表面除杂质处理的步骤包括：

依次使用有机溶液和去离子水清洗所述管材；

在指定条件下将清洗后的所述管材烘干至恒重。

优选地，所述指定条件包括：烘干温度为70～90℃，以及烘干时间为12～24h中的一种或两种的组合。

优选地，每次浸涂所述管材的时间为1～10s，每次提拉所述管材的速度为10～500mm/min。

优选地，所述每次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光固化处理的步骤包括：第一次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光照的时间为2～10s，第二次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光照的时间为100～200s。

优选地，所述有机溶剂选自乙醇、丙二醇、丙酮、甘油以及聚四氢呋喃醚二醇中的一种或多种的组合；所述光引发剂选自：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮；2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；以及2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种或多种的组合；

所述N-乙烯基吡咯烷酮为聚乙烯吡咯烷酮。

为实现上述目的，本发明还提供了一种医用管材，其采用上述任一项所述的医用管材的制备方法制备而成。

在本发明提供的医用管材及其制备方法中，通过对医用管材的管材进行等离子体处理，可在管材的表面引入活性官能团，进而再将等离子体处理后的管材进行浸涂、提拉和紫外光固化处理，使得涂层材料在紫外光的照射下产生自由基，进而在光引发剂引发下，自由基与等离子体处理后的富含羟基、羧基等活性官能团在紫外光固化条件下发生聚合反应，使得涂层材料牢固地粘结在管材表面上，从而提高医用管材的生物相容性，进而更好的满足微创伤医疗器械精密管材在临床上的使用要求。并且，本发明的制备方法适合于对含有低硬链段的热塑性弹性体进行表面改性处理，从而改善这些管材的生物相容性，同时还可确保这些管材具有较好的力学性能。

此外，本发明对管材进行等离子体处理，一方面可以确保管材固有的力学性能不会受到影响，另一方面也便于涂层材料与等离子体处理后的管材表面发生接枝聚合、刻蚀、交联等多种反应，从而使涂层材料与管材之间更好的粘接，更有效地提高涂层材料与管材之间的粘接强度，另外，等离子体处理工艺也便于连续化生产，生产效率高。

附图说明

图1是本发明实施例的医用管材的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例的对管材进行等离子体处理的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合具体的实施例对本发明提出的医用管材及其制备方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如在本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。另外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

首先如背景技术所述，目前由低比率硬链段的热塑性弹性体材料制造的医用管材，其生物学性能和力学性能不是很理想。为此，本发明提出了一种医用管材及其制备方法，旨在增强涂层材料与管材表面之间的粘接强度，来改善医用管材的生物相容性，与此同时，还致力于确保医用管材具有优异的力学性能，如韧性、柔软性等。

如图1所示，本发明的医用管材的制备方法包括如下步骤：

步骤1：提供一管材，所述管材的材料为低比率硬链段的热塑性弹性体；这类，低比率硬链段的热塑性弹性体具体为Pebax(聚醚嵌段聚酰胺)，例如Pebax 2533、Pebax 3533、Pebax 4533、Pebax 5533等，这些材料均具有低比率的硬链段，低硬段比率的Pebax的邵氏硬度一般比较低；

步骤2：对所述管材进行等离子体处理；

步骤3：将经过等离子体处理过的所述管材，在含有涂层材料的溶液中进行至少两次浸涂和提拉，其中，所述涂层材料选自N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、肝素以及磷酸胆碱中的一种或多种组合，同时所述含有涂层材料的溶液包括有机溶剂、光引发剂和所述涂层材料；

步骤4：每次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光固化处理。

在经过上述步骤后，便可以获得表面含有涂层材料的医用管材。其中，在涂覆涂层材料之前，本发明首先对管材的表面进行等离子体处理，从而在管材的表面引入羟基、羧基等活性官能团，致使管材的表面具有较好的粘接性，从而改善其对涂层材料的附着力，之后，通过浸涂、提拉和紫外光固化将涂层材料设置在等离子体处理后的管材上，使得涂层材料在紫外光的照射下产生自由基，并经光引发剂引发，自由基与管材表面上的活性官能团发生聚合反应，使得涂层材料牢固地粘结在管材表面上，既不容易掉落，又能够均匀地覆盖在管材表面，从而可以改善医用管材的生物相容性。

此外，采用等离子体对管材进行表面改性处理，便于连续化生产医用管材，提高管材的生产效率，降低生产成本。除此之外，经过等离子体处理后的管材，其表面可以产生多种极性基团(如羟基、羧基等)，有助于与涂层材料发生接枝聚合、刻蚀、交联等多种反应，从而有效的增强管材与涂层材料的粘接强度，从而较好的改善了管材的生物相容性。总之，经过等离子体处理后的管材，其表面的粘接性更好，而且也不会降低管材原有的力学性能，确保了管材具有较优异的力学性能。

进一步地，本发明的一些实施例中，低比率硬链段的热塑性弹性体选自聚醚嵌段酰胺、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物以及热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)中的一种或多种的组合。

进一步地，本发明的一些实施例中，所述N-乙烯基吡咯烷酮进一步为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

进一步地，本发明的一些实施例中，所述有机溶剂选自乙醇、丙二醇、丙酮、甘油以及聚四氢呋喃醚二醇中的一种或多种的组合。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述光引发剂选自：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮；2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；以及2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种或多种的组合。

更进一步地，步骤2之前，所述制备方法还可以包括：对管材进行表面除杂质处理，可以去除管材上附着的油污等杂质，从而确保后续等离子处理的效果。更进一步地，所述对管材进行表面除杂质处理的步骤可以包括：依次使用有机溶液和去离子水清洗管材。

可以在真空烘箱中，在指定条件下将清洗后的管材烘干至恒重，也可以是通过其他方式进行烘干。这里，管材可以是从成型的高分子管材上截取一部分，但截取的长度不作具体限定，可以是10～20cm，然后，依次经过有机溶液和去离子水清洗后，放置真空烘箱内干燥，且烘干的温度可以是70～90℃，烘干的时间可以为12～24h。有机溶液可以为乙醇溶液以及丙酮溶液等的一种或多种的组合。有机溶液的质量百分比可以为50％～100％，例如，可以为75％的乙醇溶液。

进一步地，请参图2，本发明的一些实施例中，对管材进行等离子体处理的步骤优选包括：

步骤21：将管材置于一等离子体处理腔中；

步骤22：在所述等离子体处理腔中通入指定气体，并保持所述等离子体处理腔中的压力为恒定值；

步骤23：在所述等离子体处理腔中，执行射频放电工艺，以对所述管材进行等离子体处理。

本发明的一些实施例中，在步骤22之前，所述制备方法还可以包括：多次使用所述指定气体冲洗所述等离子体处理腔。具体来说，通入指定气体之前，先将等离子体处理腔中的气压抽至3～4Pa，之后，通入氮气、氧气、氨气及氩气等指定气体中的一种，之后，再将气体抽出，按此方式重复3～4次后，便完成等离子体处理腔的清洗；这里，为了确保清洗的质量，所以将管材放入腔体之后再对腔体实施清洗。

完成等离子体处理腔的清洗后，便可向等离子体处理腔中通入氮气、氧气、氨气及氩气等指定气体中的一种，这里优选采用清洗时使用的气体，并使等离子体处理腔内的压力维持在一恒定值。然后，在所述等离子体处理腔中，执行射频放电工艺，执行射频放电工艺的参数优选包括：放电气压为10～90Pa，放电时间为1～15min，放电功率为100～300W，以及气体流量为10～50ml/min中的一种或多组的组合。进而对管材进行等离子体处理后，便可取出试样并密封保存。

进一步地，本发明的一些实施例中，优选两次浸涂和提拉所述管材，每次提拉管材的速度选择在10～500mm/min之间，例如可选30mm/min，60mm/min，或100mm/min，且每次浸涂管材的时间优选为1～10s；此处，通过两次浸涂和提拉，可以确保涂层材料在管材表面覆盖均匀，且厚度满足要求，不会太厚，也不会太薄。此外，在第一次浸涂和提拉管材后，对所述管材进行紫外光照的时间优选为2～10s，而在第二次浸涂和提拉管材后，对所述管材进行紫外光照的时间优选为100～200s。

进一步地，在含有涂层材料的溶液中，有机溶剂的含量具体为90～96％，涂层材料的含量为0～10％。

接下去结合具体的制备过程，对本发明的医用管材的制备方式作进一步的说明，以更突显本发明的特征和优点。

在一种实施例中，制备医用管材的步骤包括：

首先，从PEBAX医疗管材上截取一段长度15cm的管材，并依次用质量百分比为75％的乙醇和去离子水清洗管材；

然后，在真空烘箱中，在80℃的烘干温度下，将长度15cm的管材烘干至恒重；

之后，将经过清洗并烘干后的管材放置于等离子体处理腔中：首先将腔体体内的气压抽至3～4Pa，通入氮气，再抽真空，连续用氮气冲洗腔体3～4次后，再次向等离子体处理腔中通入氮气，并保持离子体处理腔中压力恒定；

接着，打开射频电源，对管材进行等离子体处理，其中放电气压设定为10-90Pa，放电时间为1-15min，以及放电功率为100-300W；

等离子体处理完毕后，取出试样并密封保存，并将处理后的管材进行性能测试；若性能测试满足要求，便可对等离子体处理的管材进行两次浸涂和提拉。

具体的，将管材在涂层材料溶液中浸涂两次，每次浸涂时间为2s，每次提拉速度为30mm/min，或者，每次提拉速度还可以替换为60mm/min或100mm/min，浸涂、提拉的速度不同，涂层厚度也会不同，一般的，提拉速度越快，涂层越厚。其中，涂层材料溶液包括有机溶剂、1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，且其中第一次紫外光照的时间为20s，第二次紫外光照的时间为100s，最终，经过两次紫外光照可在管材上形成一层牢固的涂层薄膜。

进一步的，本发明实施例还提供一种采用上述制备方式制备而成的医用管材，该医用管材为低硬链段的热塑性弹性体管材，其生物相容性可得到显著的改善，生物学性能如表1所示。

表1.不同提拉速度下聚醚嵌段酰胺(Pebax 3533)管材的生物学性能

从表中可以看出，随着提拉速度增大，管材的溶血率和细胞殖率也随之增大，尤其当提拉速度为30mm/min、40mm/min或50mm/min时，溶血率可以达到0％，且当提拉速度为40mm/min或50mm/min时，细胞增殖率还可以达到100％，因此，本发明的医用管材的生物学性能得到了显著的改善。

综上，根据本发明实施例提供的技术效果，本发明通过对医用高分子管材的管材进行等离子体处理，可在管材的表面引入活性官能团，进而再将等离子体处理后的管材进行浸涂、提拉和紫外光固化处理，使得涂层材料在紫外光的照射下产生自由基，进而在光引发剂引发下，自由基与等离子体处理后的富含羟基、羧基等活性官能团在紫外光固化条件下发生聚合反应，使得涂层材料牢固地粘结在管材表面上，从而提高医用管材的生物相容性，可以更好的满足微创伤医疗器械精密管材在临床上的使用要求。

并且，本发明对管材进行等离子体处理，一方面可以确保管材固有的力学性能不会受到影响，另一方面也便于涂层材料与等离子体处理后的管材表面发生接枝聚合、刻蚀、交联等多种反应，从而使涂层材料与管材之间更好的粘接，更有效地提高涂层材料与管材之间的粘接强度，另外，等离子体处理工艺也便于连续化生产，生产效率高。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种医用管材的制备方法，其特征在于，包括：

对所述管材进行等离子体处理；

2.根据权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述对管材进行等离子体处理的步骤包括：

将所述管材置于一等离子体处理腔中；

3.根据权利要求2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述执行射频放电工艺的参数包括：放电气压为10～90Pa，放电时间为1～15min，放电功率为100～300W，以及气体流量为10～50ml/min中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，在所述等离子体处理腔中通入指定气体，并保持所述等离子体处理腔中的压力为恒定值的步骤前，所述制备方法还包括：

多次使用所述指定气体冲洗所述等离子体处理腔。

5.根据权利要求2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述指定气体为氮气、氧气、氨气或氩气。

6.根据权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，对所述管材进行等离子体处理前，还对所述管材进行表面除杂质处理，所述对所述管材进行表面除杂质处理的步骤包括：

依次使用有机溶液和去离子水清洗所述管材；

在指定条件下将清洗后的所述管材烘干至恒重。

7.根据权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，每次浸涂所述管材的时间为1～10s，每次提拉所述管材的速度为10～500mm/min。

8.根据权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述每次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光固化处理的步骤包括：第一次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光照的时间为2～10s，第二次浸涂和提拉所述管材后，对所述管材进行紫外光照的时间为100～200s。

9.根据权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、丙二醇、丙酮、甘油以及聚四氢呋喃醚二醇中的一种或多种的组合；所述光引发剂选自：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮；2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；以及2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种或多种的组合；

所述N-乙烯基吡咯烷酮为聚乙烯吡咯烷酮。

10.一种医用管材，其特征在于，采用根据权利要求1-9中任一项所述的医用管材的制备方法制备而成。