CN111249537B - 一种抗菌导尿管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌导尿管及其制备方法，属于医疗器械及其制备方法领域，所述抗菌导尿管包括导尿管1，所述导尿管1表面覆有抗菌涂层2，所述抗菌涂层2包含抗菌材料，所述抗菌材料包含具有抗菌性能的锌离子。制备方法依次包括以下步骤：制备抗菌材料；将抗菌材料分散在聚合物溶液中；将抗菌材料微粒溶液喷涂至导尿管1表面形成抗菌涂层2，干燥即得到抗菌导尿管。本发明利用了锌金属的抗菌能力，和凹凸棒石作为抗菌剂载体，能起到防止抗菌剂团聚、提高材料稳定性的能力。本发明的抗菌导尿管抗菌持久，细菌不易产生耐药性，同时具有良好的生物相容性。

Description

一种抗菌导尿管及其制备方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及一种抗菌导尿管及其制备方法。
背景技术
医院感染已经成为世界范围内导致患者死亡和发病的主要原因之一。而尿路感染在医院获得性感染中的比例很高，约为40%，是引起医院获得性感染的重要因素。其中，与留置导尿管相关的尿路感染约占80%，被称为导尿管相关性尿路感染(CAUTIs)。导尿管相关性尿路感染是全球范围内最常见的医院获得性感染。一旦发生导尿管相关性尿路感染，患者将存在发生一系列严重并发症的风险。这些并发症包括肾盂肾炎、菌血症、败血症、导管阻塞、结石形成、尿道狭窄、尿道炎、尿道周围脓肿、前列腺炎以及念珠菌和耐多药细菌的感染等。医用导管为细菌定植提供了有利场所。细菌会在其周围形成细菌生物膜，这也是导致导尿管相关性尿路感染的感染率居高不下的原因。细菌生物膜一旦形成，便可以抵御人体免疫反应,并阻碍抗生素、化学杀菌剂和消毒剂对细菌的抗菌作用。为了预防导尿管表面生物膜的形成，人们研究了很多新的技术，包括含银，药物或抗生素等导尿管，虽然这些导管能够在体外抗菌实验中表现出优良的抗菌性能，但也存在出现细菌耐药性、细胞毒性较高、不能稳定存在于尿液中等缺点，并不能有效降低导尿管相关性尿路感染的发生率。
因此，通过研发新型、高效、安全和无细菌耐药性的抗菌涂层，在临床防治导管相关性尿路感染中具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术的不足，提供一种抗菌导尿管及其制备方法，有助于降低导尿管相关性尿路感染的风险，减少患者痛苦。
为了完成上述目的，本发明一方面提供一种抗菌导尿管，包括导尿管1，其中，所述导尿管1表面覆有抗菌涂层2，所述抗菌涂层2包含抗菌材料，所述抗菌材料包含具有抗菌性能的锌离子。
锌作为主要无机金属类抗菌剂，具有抗菌谱广、低细胞毒性、抗菌效果持久和不易产生细菌耐药性等优点，受到了生物材料、医学等领域的广泛关注。
在本发明中，所述抗菌涂层2由聚合物溶液包裹抗菌材料所构成。
在本发明的一些实施方案中，所述导尿管1由硅胶或橡胶材料制成。在本发明的一些具体实施方案中，所述导尿管1为医用硅胶导管或其部分。
本发明的第二方面提供本发明第一方面所述抗菌导尿管的制备方法，包括如下步骤：
（1）用共沉淀法制备抗菌材料：
（1.1）将10mmol氯化锌溶解于100mL去离子水中形成第一溶液，并将40wt. %凹凸棒石加至所述第一溶液中，搅拌均匀，得到第二溶液；
凹凸棒石是一种含水富镁铝的硅酸盐矿物，其具有独特的一维纳米棒状晶体形态，永久表面负电荷以及大量规整孔道结构，同时存在丰富的表面硅羟基。这些特征赋予其较大比表面积，较高的孔隙率，优异的表面反应活性。因此，凹凸棒石作为抗菌剂的载体用于合成稳定的抗菌剂。其可以防止抗菌剂团聚，提高材料的稳定性等等。此外，其还具有绿色无毒、矿藏储量丰富等等优点，可以有效地降低抗菌材料的毒性，并大幅缩减抗菌剂的制备成本。锌与凹凸棒石两者的结合，能够防止金属锌团聚，使得抗菌效果最大化，并减少锌元素的生物毒性。
（1.2）将得到的所述第二溶液在超声细胞破碎仪中超声30min后，在100℃油浴下剧烈搅拌，逐滴加含有60mmol/L的六次甲基四胺溶液并继续搅拌反应12h；
（1.3）待步骤（1.2）反应结束后，将沉淀物进行多次离心并洗涤至pH中性，于烘箱中干燥；
（1.4）将步骤（1.3）干燥后得到的固体产物经研磨粉碎、过400目筛，备用，
（2）聚合物溶液的制备：
（2.1）用乙醇作溶剂，按质量体积比0.5%分散步骤（1）获得的抗菌材料，得到第三溶液；
（2.2）向所述第三溶液中依次加入体积比为5%的氢氧化铵，体积比为5%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，和体积比为7.5%的去离子水，密封搅拌，得到第四溶液，即为包含抗菌材料的聚合物溶液，
（3）导管1的预处理：
（3.1）将医用导管剪成2cm长，得到导管（1）；
（3.2）用质量体积比为0.5%的十二烷基硫酸钠洗涤所述导管（1）30min；
（3.3）再用去离子水和乙醛交替清洗所述导管（1），在真空干燥箱中烘干，
（4）将步骤（2）获得的所述第四溶液均匀喷涂于步骤（3）处理过的导管1表面形成所述抗菌涂层2，制得所述抗菌导尿管。
在本发明的一些实施方案中，步骤（3.1）中所述医用导管为硅胶导管或橡胶导管。
在本发明的一些实施方案中，步骤（1.3）中的所述干燥的温度为60℃。
在本发明的一些实施方案中，步骤（2.2）中所述密封搅拌的温度为60℃，时间为12h。
在本发明的一些实施方案中，步骤（3.3）中所述烘干的温度为60℃。
在本发明的一些实施方案中，步骤（4）中喷涂于所述导管（1）表面的所述第四溶液的量为1ml到3mL，例如1mL、2mL或3mL，再如1.5mL或2.5mL。
在本发明的一些实施方案中，步骤（3）进一步包括用氧气等离子体处理所述导管1，在所述导管1表面引入羟基的步骤。
在导管1表面引入羟基，能够与凹凸棒石的硅羟基形成硅氧硅键，这种牢固的化学键可以使抗菌材料稳定存在于导管表面，达到持久抗菌的目的。
本发明的有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用锌离子的抗菌能力，具有抗菌谱广、低细胞毒性、抗菌效果持久和不易产生细菌耐药性等优点。
本发明利用凹凸棒石作为抗菌剂载体，能起到防止抗菌剂团聚、提高材料稳定性的能力。
本发明中，导管1表面的羟基和凹凸棒石的硅羟基可以形成硅氧硅键。这种牢固的化学键可以使抗菌材料稳定存在于导管表面，达到抗菌持久的目的。
利用本发明的抗菌导尿管，细菌不易产生耐药性，同时具有良好的生物相容性。
附图说明
图1示出了本发明抗菌导尿管的横截面示意图。
图2示出了本发明抗菌导尿管的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例
以下例子在此用于示范本发明的优选实施方案。本领域内的技术人员会明白，下述例子中披露的技术代表发明人发现的可以用于实施本发明的技术，因此可以视为实施本发明的优选方案。但是本领域内的技术人员根据本说明书应该明白，这里所公开的特定实施例可以做很多修改，仍然能得到相同的或者类似的结果，而非背离本发明的精神或范围。
除非另有定义，所有在此使用的技术和科学的术语，和本发明所属领域内的技术人员所通常理解的意思相同，在此公开引用及他们引用的材料都将以引用的方式被并入。
那些本领域内的技术人员将意识到或者通过常规试验就能了解许多这里所描述的发明的特定实施方案的许多等同技术。这些等同将被包含在权利要求书中。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的仪器设备，如无特殊说明，均为实验室常规仪器设备；下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
实施例 1 抗菌导尿管
结合图1和图2，本实施例提供一种抗菌导尿管，其包括导尿管1，所述导尿管1表面覆有抗菌涂层2，该抗菌涂层2包含抗菌材料。其中，抗菌材料包含具有抗菌性能的锌离子。具体地，抗菌涂层2由聚合物溶液包裹抗菌材料所构成。导尿管1由硅胶材料制成。
实施例2 抗菌导尿管的制备方法1
本发明提供制备实施例1所述抗菌导尿管的一种制备方法：
（1）用共沉淀法制备抗菌材料：
将10mmol氯化锌溶解于100mL去离子水中，并将40wt. %凹凸棒石加至溶液中，搅拌均匀；将得到的溶液在超声细胞破碎仪中超声30min后，在100℃油浴下剧烈搅拌，逐滴加含有60mmol/L的六次甲基四胺溶液并继续搅拌反应12h；待反应结束后，将沉淀物进行多次离心并洗涤至pH中性，于烘箱中60℃干燥；得到的固体产物经研磨粉碎、过400目筛，备用。
（2）聚合物溶液的制备：
用乙醇作溶剂，按质量体积比（w/v）0.5%分散抗菌材料；依次加入体积比（v/v）为5%的氢氧化铵，体积比（v/v）为5%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，和体积比（v/v）为7.5%的去离子水，密封搅拌12h。
（3）导管的预处理：
将医用硅胶导管（16FR）剪成2cm长备用；用质量体积比（w/v）为0.5%的十二烷基硫酸钠洗涤导管30min；再用去离子水和乙醛交替清洗硅胶导管，在真空干燥箱中60℃烘干后，用氧气等离子体处理，在其表面引入羟基。
（4）用喷枪将聚合物溶液包裹的抗菌材料均匀喷涂1mL于2cm长医用导管表面，制得抗菌导尿管。
实施例3 抗菌导尿管的制备方法2
本发明提供制备实施例1所述抗菌导尿管的另一种制备方法：
（1）用共沉淀法制备抗菌材料：
将10mmol氯化锌溶解于100mL去离子水中，并将40wt. %凹凸棒石加至溶液中，搅拌均匀；将得到的溶液在超声细胞破碎仪中超声30min后，在100℃油浴下剧烈搅拌，逐滴加含有60mmol/L的六次甲基四胺溶液并继续搅拌反应12h；待反应结束后，将沉淀物进行多次离心并洗涤至pH中性，于烘箱中60℃干燥；得到的固体产物经研磨粉碎、过400目筛，备用。
（2）聚合物溶液的制备：
用乙醇作溶剂，按质量体积比（w/v）0.5%分散抗菌材料；依次加入体积比（v/v）为5%的氢氧化铵，体积比（v/v）为5%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，和体积比（v/v）为7.5%的去离子水，密封搅拌12h。
（3）导管的预处理：
将医用硅胶导管（16FR）剪成2cm长备用；用质量体积比（w/v）为0.5%的十二烷基硫酸钠洗涤导管30min；再用去离子水和乙醛交替清洗硅胶导管，在真空干燥箱中60℃烘干后，用氧气等离子体处理，在其表面引入羟基。
（4）用喷枪将聚合物溶液包裹的抗菌材料均匀喷涂2mL于2cm长医用导管表面，制得抗菌导尿管。
实施例4 抗菌导尿管的制备方法3
本发明提供制备实施例1所述抗菌导尿管的又一种制备方法：
（1）用共沉淀法制备抗菌材料：
将10mmol氯化锌溶解于100mL去离子水中，并将40wt. %凹凸棒石加至溶液中，搅拌均匀；将得到的溶液在超声细胞破碎仪中超声30min后，在100℃油浴下剧烈搅拌，逐滴加含有60mmol/L的六次甲基四胺溶液并继续搅拌反应12h；待反应结束后，将沉淀物进行多次离心并洗涤至pH中性，于烘箱中60℃干燥；得到的固体产物经研磨粉碎、过400目筛，备用。
（2）聚合物溶液的制备：
用乙醇作溶剂，按质量体积比（w/v）0.5%分散抗菌材料；依次加入体积比（v/v）为5%的氢氧化铵，体积比（v/v）为5%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，和体积比（v/v）为7.5%的去离子水，密封搅拌12h。
（3）导管的预处理：
将医用硅胶导管（16FR）剪成2cm长备用；用质量体积比（w/v）为0.5%的十二烷基硫酸钠洗涤导管30min；再用去离子水和乙醛交替清洗硅胶导管，在真空干燥箱中60℃烘干后，用氧气等离子体处理，在其表面引入羟基。
（4）用喷枪将聚合物溶液包裹的抗菌材料均匀喷涂3mL于2cm长医用导管表面，制得抗菌导尿管。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种抗菌导尿管的制备方法，其特征在于，所述导尿管(1)表面覆有抗菌涂层(2)，所述抗菌涂层(2)包含抗菌材料，所述抗菌材料包含具有抗菌性能的锌离子，所述制备方法包括如下步骤：
(1)用共沉淀法制备抗菌材料：
(1.1)将10mmol氯化锌溶解于100mL去离子水中形成第一溶液，并将40wt.％凹凸棒石加至所述第一溶液中，搅拌均匀，得到第二溶液；
(1.2)将得到的所述第二溶液在超声细胞破碎仪中超声30min后，在100℃油浴下剧烈搅拌，逐滴加含有60mmol/L的六次甲基四胺溶液并继续搅拌反应12h；
(1.3)待步骤(1.2)反应结束后，将沉淀物进行多次离心并洗涤至pH中性，于烘箱中干燥；
(1.4)将步骤(1.3)干燥后得到的固体产物经研磨粉碎、过400目筛，备用，
(2)聚合物溶液的制备：
(2.1)用乙醇作溶剂，按质量体积比0.5％分散步骤(1)获得的抗菌材料，得到第三溶液；
(2.2)向所述第三溶液中依次加入体积比为5％的氢氧化铵，体积比为5％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，和体积比为7.5％的去离子水，密封搅拌，得到第四溶液，即为包含抗菌材料的聚合物溶液，
(3)导管(1)的预处理：
(3.1)将医用导管剪成2cm长，得到导管(1)；
(3.2)用质量体积比为0.5％的十二烷基硫酸钠洗涤所述导管(1)30min；
(3.3)再用去离子水和乙醛交替清洗所述导管(1)，在真空干燥箱中烘干，
(4)将步骤(2)获得的所述第四溶液均匀喷涂于步骤(3)处理过的导管(1)表面形成所述抗菌涂层(2)，制得所述抗菌导尿管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3.1)中所述医用导管为硅胶导管或橡胶导管。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1.3)中的所述干燥的温度为60℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2.2)中所述密封搅拌的温度为60℃，时间为12h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3.3)中所述烘干的温度为60℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中喷涂于所述导管(1)表面的所述第四溶液的量为1ml到3mL。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，步骤(3)进一步包括用氧气等离子体处理所述导管(1)，在所述导管(1)表面引入羟基的步骤。
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