CN110812663A - 一种中心静脉导管及其制造方法 - Google Patents

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钟颖
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Abstract

本发明属于医用器械技术领域，公开了一种中心静脉导管及其制造方法。所述中心静脉导管包括双层共挤成型的内层和外层，所述的内层为含有硫酸钡的聚氨酯层，所述的外层为透明聚氨酯层，所述内层上通过激光打标印刷有刻度标识；其制造方法为将内层和外层原材料分别投入到不同的螺杆挤出机中通过双层共挤挤出工艺制得双层结构的聚氨酯导管，然后将双层聚氨酯导管进行激光打标印刷制得中心静脉导管。所述静脉导管内外层结合强度高，能够有效防止硫酸钡的析出，具有更高的生物相容性和医学安全性，同时制得的标识更加精细清晰，易辨识，印刷时无需使用油墨，不仅减少了有毒物质对人体造成的危害，而且避免了导管表面凸起不平和油墨脱落风险。

Description

一种中心静脉导管及其制造方法
技术领域
本发明属于医用器械技术领域，具体涉及一种中心静脉导管及其制造方法。
背景技术
随着中心静脉导管作为一种常见的医疗器械，已被广泛应用到中心静脉压监测、血容量维持、全胃肠外营养、抢救药品及治疗药物注入等疾病诊断治疗中。由于它一般是通过穿刺技术插入患者的静脉，为了保证插入的准确性，在使用过程中常需要随时监测静脉导管的形状和位置。目前临床上的监测手段通常是在导管制造材料中加入一定量的显影剂，导管插入人体后，依靠外部辅助仪器来实时显示导管影像确定导管形状，而导管置入长度通常是依靠管体表面设置的刻度标识来进行判断。
纵观市面上现有的单层或者双层中心静脉导管，其刻度标识大多数采用油墨印刷制得，虽然工艺简单，但是分辨率较低，不易识别，加之附着力有限，存在油墨脱落的风险；同时在印刷油墨时，静脉导管表面还容易形成凸起，不仅大大降低导管本身的光滑度，不利于导管的顺利插入，而且使得血细胞更容易附着聚集在导管上，增加血栓发生的概率；此外，原料油墨中往往还含有少量的有毒物质，而在紧急治疗时，有些抢救药品和治疗药品注入时间较长，导管置入时间长达半个月之久，油墨中的有毒物质更是会对人体健康造成危害，从而严重影响导管的生物相容性。
因此，如何提供一种生物相容性高、安全可靠、标识清晰易辨别的中心静脉导管是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的是要提供一种生物相容性高、安全可靠、标识清晰易辨别的中心静脉导管及其制造方法。
本发明提供了一种中心静脉导管，包括双层共挤成型的内层和外层，所述的内层为含有硫酸钡的聚氨酯层，所述的外层为透明聚氨酯层，所述内层上通过激光打标印刷有刻度标识。
优选的，所述内层聚氨酯层中硫酸钡的质量分数为15％～25％(以内层总料量为基准)，更优选为20％。
优选的，所述的中心静脉导管的外径为2.0mm～2.5mm，内径为1.2mm～1.7mm，内层与外层的厚度比为1：1。
本发明还提供了如前文所述的中心静脉导管的制造方法，包括以下步骤：
S1、将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别加料进行双层共挤挤出，得到双层聚氨酯导管，其外层透明；
S2、将制得的双层聚氨酯导管进行激光打标印刷，使内层有刻度标识，制得中心静脉导管。
优选的，所述步骤S1中，在加料之前，优选将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别干燥处理。
更优选的，所述步骤S1中，烘干后聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料的含水量＜0.02％。
优选的，所述步骤S1中，将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别加入到外层和内层单螺杆挤出机进行双层共挤挤出；外层与内层单螺杆挤出机的温度为一区162～168℃、二区172～178℃、三区184～190℃、法兰187～193℃、机头187～193℃、模具187～193℃。
优选的，所述步骤S1中，在双层共挤挤出后，优选将制得的双层挤出管冷却、垂挂，得到双层聚氨酯导管。
更优选的，所述步骤S1中，冷却时采用水冷方式，优选冷却温度为0℃～10℃，垂挂时间为12～18d，垂挂温度为18℃～23℃，垂挂湿度为45％～65％。
优选的，所述步骤S2中激光打标印刷速度为550～650mm/s，激光功率100％，激光频率为15～25kHz。
与现有技术相比，本发明提供的中心静脉导管，以聚氨酯为基料，采用双层共挤挤出技术制造含有内层和外层的双层结构管体，其中，外层透明，内层管体中还含有显影剂硫酸钡，以便于在X射线照射下，能实时显示导管在人体内的影像，确保诊断治疗的顺利进行，而内外层基材相同，不仅结合强度更高，相容性更好，而且外层的透明聚氨酯层还能有效防止内层硫酸钡的析出，从而降低硫酸钡在血管内对人体损害，保证静脉导管的医学安全性。
本发明提供的中心静脉导管采用激光打标印刷标识，相对于油墨印刷，标识更加精细清晰，辨识度更高，同时印刷时无需使用油墨，大大减少了油墨中有毒物质对人体健康造成的危害，提高了导管本身的生物相容性，而由于本发明静脉导管外层为透明聚氨酯层，在印刷标识时，激光束会透过外层透明聚氨酯层直接印刷在含有硫酸钡的内层管体上，使得导管外表面保持无损光滑，从而避免导管外表面凸起不平和油墨脱落风险，减少导管上血细胞附着聚集，降低血栓发生概率，更加安全可靠；同时本发明激光打标时无需在内层和外层加入二氧化钛或者二氧化锡等任何光敏剂，在保证标识刻度清晰的同时，更加安全健康，同时也节约了生产成本。
此外，本发明提供的中心静脉导管采用双层共挤挤出工艺一体成型，使得导管内外层连接更加紧密，结合强度更高，使用寿命更长，生产更加快速连续，同时还可以根据实际使用需要，在保证产品各项性能的前提下，自由调整内外层的厚度，以适应不同的临床需求。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的中心静脉导管结构示意图；
图2为本发明制得的中心静脉导管与传统油墨印刷制得的中心静脉导管效果图；
图3为传统油墨印刷制得的中心静脉导管局部放大图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当说明的是，本发明中所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规市售产品。
本发明提供了一种中心静脉导管，包括双层共挤成型的内层和外层，所述的内层为含有硫酸钡的聚氨酯层，所述的外层为透明聚氨酯层，所述内层上通过激光打标印刷有刻度标识。
本发明提供的中心静脉导管内外层基材相同，具有更好的相容性和结合强度，而且外层的透明聚氨酯层还能有效防止内层硫酸钡的析出，从而降低硫酸钡在血管内对人体损害，保证静脉导管的医学安全性；而刻度标识采用激光打标印刷在含有硫酸钡的内层管体上，在保证刻度精细清晰、辨识度高的前提下，维持了导管外表面的无损光滑，避免了导管表面凸起不平和油墨脱落风险，同时也大大减少了油墨中有毒物质对人体健康造成的危害，更加安全可靠。
本发明激光打标时无需加入二氧化钛或者二氧化锡等任何光敏剂，既克服了现有技术中二氧化钛作为光敏剂使用，不仅易与血红蛋白产生相互作用造成二氧化钛吸附，引起血红蛋白表面结构和性质发生变化，而且随着时间延长，难溶颗粒物还会对肺部产生毒性，出现炎症细胞增生、肺泡上皮细胞损伤、肺重量增加等炎症症状，导致循环系统病变的风险；又避免了采用二氧化锡作为光敏剂对皮肤粘膜较强的刺激性及大量使用引起的化学性支气管炎、肺炎和肺水肿等病变，更加安全健康无毒副作用。
本发明实施例中心静脉导管中，所述内层聚氨酯层中硫酸钡的质量分数为15％-25％，更优选为20％，采用硫酸钡作为显影剂，性能稳定，耐受性好，安全无毒副作用。
本发明实施例中心静脉导管中，所述的中心静脉导管的外径为2.0mm～2.5mm，优选2.2mm，具体可为2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm或2.5mm；内径为1.2mm～1.7mm,优选1.4mm，具体可为1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm或1.7mm；内层与外层的厚度比为1：1。
本发明实施例还提供了一种如前文所述的中心静脉导管的制造方法，包括以下步骤：
S1、将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别加料进行双层共挤挤出，得到双层聚氨酯导管，其外层透明；
S2、将制得的双层聚氨酯导管进行激光打标印刷，使内层有刻度标识，制得中心静脉导管。
本发明实施例提供的制造方法中，所述步骤S1中，在加料之前，优选将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别干燥处理，烘干后聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料的含水量＜0.02％。
本发明实施例提供的制造方法中，所述步骤S1中，将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别加入到外层和内层单螺杆挤出机进行双层共挤挤出；外层与内层单螺杆挤出机的温度为一区162～168℃，优选为165℃，具体可为162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃或168℃；二区172～178℃，优选为175℃，具体可为172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃或178℃；三区184～190℃，优选为187℃，具体可为184℃、185℃、186℃、187℃、188℃、189℃或190℃；法兰187～193℃，优选为190℃，具体可为187℃、188℃、189℃、190℃、191℃、192℃或193℃；机头187～193℃，优选为190℃，具体可为187℃、188℃、189℃、190℃、191℃、192℃或193℃；模具187～193℃，优选为190℃，具体可为187℃、188℃、189℃、190℃、191℃、192℃或193℃。
本发明实施例提供的制造方法中，在双层共挤挤出后，优选将制得的双层挤出管冷却、垂挂，剪裁得到双层聚氨酯导管，冷却时采用水冷方式，冷却温度为0℃～10℃，具体可为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃。由于聚氨酯材料的特性导管挤出后管子较软，分子之间排序还未到最稳定状态，如果在短时间加工合格率会受到影响，为了保持管子形状不发生改变，本发明实施例提供的制造方法中，挤出后依靠管子重量作用对双层聚氨酯导管进行垂挂；一般地，垂挂时间为12～18d，优选15d，具体可为12d、13d、14d、15d、16d、17d或18d；垂挂温度为18℃～23℃，具体可为18℃、19℃、20℃、21℃、22℃或23℃；垂挂湿度为45％～65％，具体可为45％、48％、50％、52％、54％、56％、58％、60％、62％或65％。
激光标记的实现通常为：利用激光的辐射，塑料聚合物基体内产生局部高能量，这些能量被聚合物基体或者添加剂吸收，转化为热能，当热能达到一定数值时，就会引起聚合物内部的各种物理或者化学变化，例如发生炭化、发泡、变色反应等，最后得到与基体不一样的标记。
本发明实施例提供的制造方法中，所述步骤S2中激光打标时采用铭镭激光设备有限公司生产的型号为ML-MUV3X的激光打标机，所述激光功率100％(设备激光功率为3W，相当于调制最大功率)，激光打标印刷速度为550～650mm/s，优选600mm/s，具体可为550mm/s、560mm/s、570mm/s、580mm/s、590mm/s、600mm/s、610mm/s、620mm/s、630mm/s、640mm/s或650mm/s；，激光频率为15～25kHz，优选20KHz，具体可为15KHz、16KHz、17KHz、18KHz、19KHz、20KHz、21KHz、22KHz、23KHz、24KHz或25KHz。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
以下实施例中，所涉及的聚氨酯为美国路博润公司的TPU2095A-B20聚氨酯，激光打标机采用铭镭激光设备有限公司生产的型号为ML-MUV3X的激光打标机。
实施例1
一种中心静脉导管，包括双层共挤成型的内层和外层，所述的内层为包含质量分数为20％硫酸钡的聚氨酯层，所述的外层为透明聚氨酯层，所述内层上通过激光打标印刷有刻度标识，所述导管外径2.2mm，导管内径1.4mm，内层与外层的厚度比为1:1。
一种中心静脉导管的制造方法，包括以下步骤：
S1、将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别放入干燥箱中，进行烘干处理，控制烘干后聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料的含水量为0.01wt％；
S2、将上述烘干处理后的粒料分别加入到外层和内层单螺杆挤出机中，控制外层和内层单螺杆挤出机的温度为一区165℃、二区175℃、三区187℃、法兰190℃、机头190℃、模具190℃，进行双层共挤挤出，制得双层挤出管；
将制得的双层挤出管在5℃下进行水冷冷却，然后在18℃温度下，45％的湿度下垂挂15d，剪裁得双层聚氨酯导管；之后将双层聚氨酯导管放置在激光印刷机印刷区域，在频率为20kHz的100％调制功率的激光下，以600mm/s的打标速度印刷刻度标识，制得中心静脉导管。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于中心静脉导管为仅含有本发明实施例内层导管的单层结构，且印刷刻度标识时采用油墨印刷工艺，具体的油墨印刷工艺如下：
步骤一、将墨和稀释剂1：3混合均匀制得油墨；
步骤二、将上述混合好的油墨导入印刷机油盅内；
步骤三、启动印刷机，油盅在印版上来回滑动，将油墨涂在印版有刻度标识的地方；
步骤四、通过胶头移动与印版刻度标识的地方接触将刻度印在胶头上，在通过胶头移动将胶头上刻度标识移印在导管上。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于中心静脉导管为仅含有本发明实施例内层导管的单层结构，激光印刷采用的是紫外冷光源。
效果评价
表1本发明双层激光印刷和传统印刷制得的中心导管性能对比结果
Figure BDA0002314927760000081
表1中摩擦系数测试时采用FW-01型全自动摩擦系数测试仪，具体测试方法如下：
采用胶片模拟人体皮肤，37℃的水模拟人体血液温度，将待测管体卡在两个胶片之间，夹持力为2.9N，管体与夹具完全浸入37℃的水中，浸泡时间为10s，然后上下滑动，滑动速率为5mm/s，测试长度5cm，测试管体与胶片之间的相对摩擦系数，记录数据即可。
由表1可知，本发明提供的包含内外两层的中心静脉导管的表面光滑度，相对于对比例1制得的中心静脉导管的光滑度提升了21.1％，相对于对比例2制得的单层中心静脉导管的光滑度提升9.95％，从而更有利于减少导管上血细胞附着聚集，降低血栓发生的概率；此外，本发明提供的中心静脉导管还有效避免了油墨中有毒物质对人体健康造成的危害及油墨脱落风险，抑制了硫酸钡从导管表面析出，大大提高了导管本身的生物相容性和安全性。
图谱分析
由图1可知，本发明制得的中心静脉导管包括双层共挤成型的内层和外层，灰色圆环代表外层，白色圆环代表内层，白色圆环内有一黑色区域，代表激光打标的刻度标识。
由图2-3可知，本发明采用激光打标印刷制得的中心静脉导管相对于传统的油墨印刷制得的中心静脉导管，标识更加精细清晰，辨识度更高，同时导管外表面光滑无损，大大降低了导管外表面凸起不平和油墨脱落风险，从而更有利于减少导管上血细胞附着聚集，降低血栓发生概率，更加安全可靠。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种中心静脉导管，其特征在于：包括双层共挤成型的内层和外层，所述的内层为含有硫酸钡的聚氨酯层，所述的外层为透明聚氨酯层，所述内层上通过激光打标印刷有刻度标识。
2.如权利要求1所述的中心静脉导管，其特征在于：所述内层聚氨酯层中硫酸钡的质量分数为15％～25％。
3.如权利要求1所述的中心静脉导管，其特征在于：所述的中心静脉导管的外径为2.0mm～2.5mm，内径为1.2mm～1.7mm，内层与外层的厚度比为1：1。
4.如权利要求1-3任一项所述的中心静脉导管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别加料进行双层共挤挤出，得到双层聚氨酯导管，其外层透明；
S2、将制得的双层聚氨酯导管进行激光打标印刷，使内层有刻度标识，制得中心静脉导管。
5.如权利要求4所述的中心静脉导管的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，在加料之前还包括，将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别干燥处理。
6.如权利要求5所述的中心静脉导管的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，干燥后透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料的含水量＜0.02％。
7.如权利要求4所述的中心静脉导管的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中将透明聚氨酯外层粒料和含有硫酸钡的聚氨酯内层粒料分别加入到外层和内层单螺杆挤出机进行双层共挤挤出；外层与内层单螺杆挤出机的温度为一区162～168℃、二区172～178℃、三区184～190℃、法兰187～193℃、机头187～193℃、模具187～193℃。
8.如权利要求7所述的中心静脉导管的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，在双层共挤挤出后，将制得的双层挤出管冷却、垂挂，得到双层聚氨酯导管。
9.如权利要求8所述的中心静脉导管的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，冷却时采用水冷方式，优选冷却温度为0℃～10℃，垂挂时间为12～18d，垂挂温度为18℃～23℃，垂挂湿度为45％～65％。
10.如权利要求4所述的中心静脉导管的制造方法，其特征在于：所述步骤S2中激光打标印刷速度为550～650mm/s，激光功率100％，激光频率为15～25kHz。
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