CN111282120B - 一种糖尿病人急用雾化器 - Google Patents
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Abstract
一种糖尿病人急用雾化器，包括一根连接管，连接管一端连接到气源，气源提供氧气，连接管另一端与喷雾器连接进口连接，喷雾器中设置有喷雾喷头，喷雾器还包括连接出口，连接出口与呼吸面罩连接，呼吸面罩由聚丙烯(PP)或者医用级聚氯乙烯(PVC)制成，呼吸面罩与连接出口连接部上部设置有丙酮检测敏感膜，丙酮检测敏感膜由丙酮敏感聚合物和相容性聚合物构成，使得当病人呼出的气体中丙酮含量高时，丙酮检测敏感膜极速地从透明状转变为半透明或不透明状态，达到对病人生理状态快速检测的目的。
Description
技术领域：
本发明涉及医疗器械领域，特别的，涉及一种糖尿病人急用雾化器。
背景技术
糖尿病是一个在世界范围的一种普遍性疾病，是由糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等物质造成的一系列代谢紊乱综合征。从医学角度上看，糖尿病是由胰岛素绝对或相对缺乏导致复杂的代谢紊乱，在缺乏胰岛素的情形下，血液中的丙酮成为人体的直接能量来源，并能通过尿液和呼吸系统等渠道排出体外。呼吸气中丙酮浓度在某种程度上反映了糖尿病患者的代谢情况。因此，在临床中，快速有效地检测病人呼吸气体中丙酮的含量具有十分重要的意义。
目前，主要采用气相色谱与质谱仪、火焰电离测量仪器等对糖尿病患者的呼吸气丙酮含量进行测量，但这些测量设备制作成本高、设计复杂、体积大重量大，不方便携带使用。此外，这些测量设备需要熟练的专业操作人员，并且样品的采集、运输、储存和分离非常复杂耗时，且测量结果并不准确，因此这些测量设备不适用于实验室外的测量与应用，例如糖尿病的日常监测和预诊断。
在药物的递送过程中，很多粉末类的药物需要通过喷雾的方法喷至患处，采用喷雾方法，使用更加方便，这时就会用到喷雾器，喷雾器是利用空吸作用将药水或其他液体变成雾水状，使其可均匀喷射出来，主要由压缩空气的装置和细管及喷嘴等组成。
呼吸面罩为帮助病人呼吸时候配合氧气等设备使用，原料为医用中的专用PVC(聚氯乙烯)材料，PVC材料是一种非结晶性材料，具有不易燃性、高强度性、耐气候变化性以及优良的几何稳定性。
对于现有的针对糖尿病人治疗的喷雾设备，其仅仅能进行治疗目的，但对于糖尿病人来说，在一些胰岛素严重失衡的情况下，某些药物会产生严重的副作用，因此，部分药物是无法在一些情况下使用的，这就需要在用药前，先对病人的丙酮水平进行检查，确定身体状态，再判断是否用药，目前的方法都是通过常规的气相色谱或质谱仪进行检查，这不仅费时费力，还需要大量的时间，浪费了最宝贵的抢救时间，因此，开发一种能除了能快速对糖尿病人呼出气的丙酮含量进行检测的喷雾器和呼吸面罩是十分必要的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的之一在于提供一种糖尿病人急用雾化器，包括一根连接管，连接管一端连接到气源，气源提供氧气，连接管另一端与喷雾器连接进口连接，喷雾器中设置有喷雾喷头，喷雾器还包括连接出口，连接出口与呼吸面罩连接，其特征在，所述呼吸面罩与所述连接出口相连的连接部上部设置有丙酮检测敏感膜，所述丙酮检测敏感膜包括丙酮敏感聚合物和相容性聚合物，使得当病人呼出的气体中丙酮含量高时，丙酮检测敏感膜极速地从透明状转变为半透明或不透明状态。
聚合物或聚合物混合物的透明性与聚合物的组成息息相关，聚合物的分子与分子间有相互作用力，使之聚集在一起，一般为卷曲状聚集，聚合物聚集体尺寸的大小决定它的透明性，聚集体尺寸比光线波长大，则聚合物本身不透明，反之，聚集体的尺寸比光线波长小，则透明。
对于聚合物混合物而言，由于大多数聚合物之间很难做到完全互溶，折光指数也不同，会在相互界面发生折射，影响聚合物的透光性，随着聚合物形态、分子结构、相互组成比例发生变化，相互界面的面积也越强烈，制品的透光性也变得越差。
本发明通过将能与丙酮发生反应的聚合物A与能与A发生较好相容性的聚合物B形成聚合物共混物，当病人呼出的气体含有较多的丙酮时，聚合物A与丙酮发生反应，继而使得聚合物混合物的共混状态发生改变，使得聚合物混合物从透明的状态变成半透明或不透明状态。
基于上述理解，医疗人员可以简单的根据丙酮检测敏感膜的状态快速判断病人的状态，由此给病人的用药和治疗提供依据。
作为优选的，所述丙酮敏感聚合物是聚乙烯亚胺，所述相容性聚合物是聚丙烯酸；
聚乙烯亚胺中的伯胺、叔胺都可以与酮中的羰基发生亲核加成反应：
丙酮分子中含有一个σ键和一个π键的双键，由于碳原子与氧原子之间吸附力电子能力的强弱导致整个双键都表现为极性键，其中碳原子的吸引电子能力较氧原子的吸引电子能力弱，因此丙酮分子中的σ键和π键共用电子对偏向氧原子，导致氧原子带负电性，碳原子带正电性。此外，PEI胺基官能团的氮原子中存在着孤对电子，在反应过程中，亲核试剂也就是PEI中的带负电荷的部分(即亲核部分)进攻丙酮的碳氧双键中带部分正电荷的碳原子，并与之成键，并生成加成产物，这个过程就是亲核加成反应。亲核加成反应中对丙酮的吸附作用力要远远大于普通的物理吸附，因此提高了传感器对于丙酮的响应。
由此，PEI与丙酮发生化学反应，进而使得聚乙烯亚胺与丙烯酸的共混状态发生改变，使得聚合物膜的透明状态发生改变。
优选的，聚乙烯亚胺的质量份为35-60份，聚丙烯酸的质量分数为20-50份；
有研究证实，普通人呼气的丙酮含量约为0.3-0.9ppm，而糖尿病患者超过1.8ppm，超过2-6倍，而对于急诊的特殊糖尿病人，其丙酮含量更高，因此，通过实验，将聚合物共混物中的聚乙烯亚胺的质量份选择35-60份，聚丙烯酸为20-50份，这样，对于有用药限制的病人来说，可以快速对身体状态进行检测。实验证实，在这个配比范围内，对于有用药限制的糖尿病人来说，可以在半分钟内清楚的看到薄膜的透明状态发生变化。
优选的，所述丙酮检测敏感膜还包括相容剂；
优选的，相容剂的质量份数为15-35份；
优选的，相容剂包括聚苯甲醚、富马酸酐、共单体、引发剂和稳定剂；
优选的，所述相容剂中，聚苯甲醚的质量分数为15-20份；
优选的，所述相容剂中，马来酸苷的质量分数
优选的，所述相容剂中，共单体的质量份数为1-5份；
优选的，所述相容剂中，引发剂的质量分数为1-5份；
优选的，所述相容剂中，稳定剂的质量分数为1-5份；
加入相容剂可以提高聚乙烯亚胺和丙烯酸的相容性。
优选的，所述共单体是苯乙烯，所述引发剂为苯过氧化二异丙苯，所述稳定剂是氧化锌。
优选的，所述所述丙酮检测敏感膜的大小与呼吸面罩中病人的鼻子相对应，所述丙酮检测敏感膜位于呼吸面罩内部。
优选的，所述丙酮检测敏感膜的厚度为100-500微米，优选的，为150-400微米，更优选的，为250-350微米。
优选的，聚乙烯亚胺的分子量为10000-15000；
优选的，聚乙烯亚胺为支链型聚乙烯亚胺；
优选的，聚丙烯酸的分子量为18000-25000。
具体实施方案：
具体的糖尿病人急用雾化器的制备方法如下：
(1)制备相容剂
1)按重量份数配比为聚苯甲醚15份、富马酸酐2份、苯乙烯1份、苯过氧化二异丙苯1份和氧化锌1份称取相容剂中各组分；
2)将所述组分中的富马酸酐溶于苯乙烯当中，再与聚苯醚、苯过氧化二异丙苯和氧化锌置于高混机中搅拌；搅拌时间为5分钟；
3)将步骤2)中得到的混合物置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒；优选的，工艺条件为：一区温度230～240℃，二区温度260～270℃，三区温度260～280℃，筒停留时间为2-3分钟，熔体压力10～20MPa，得到相容剂。
(2)按配方体系称取丙酮敏感聚合物、相容性聚合物、相容剂，将所述组分置于高速搅拌机中搅拌制备得到聚合物共混物；
(3)将步骤(2)得到的聚合物共混物溶于有机溶剂中，形成浆料；
(4)将步骤(3)得到的浆料涂覆到呼吸面罩的相应位置处,在负压、温度为50℃条件下干燥；
(5)得到雾化器。
所述雾化器的结构为包括一根连接管，连接管一端连接到气源，气源提供氧气，连接管另一端与喷雾器连接进口连接，喷雾器中设置有喷雾喷头，喷雾器还包括连接出口，连接出口与呼吸面罩连接，其特征在，所述呼吸面罩与所述连接出口相连的连接部上部设置有丙酮检测敏感膜。
Claims (6)
1.一种糖尿病人急用雾化器，包括一根连接管，连接管一端连接到气源，气源提供氧气，连接管另一端与喷雾器连接进口连接，喷雾器中设置有喷雾喷头，喷雾器还包括连接出口，连接出口与呼吸面罩连接，其特征在，所述呼吸面罩与所述连接出口相连的连接部上部设置有丙酮检测敏感膜，所述丙酮检测敏感膜包括丙酮敏感聚合物和相容性聚合物，使得当病人呼出的气体中丙酮含量高时，丙酮检测敏感膜极速地从透明状转变为半透明或不透明状态；
所述丙酮敏感聚合物是聚乙烯亚胺，所述相容性聚合物是聚丙烯酸；所述聚乙烯亚胺的质量份为45-60份，聚丙烯酸的质量分数为10-15份；
所述丙酮检测敏感膜还包括相容剂；所述相容剂的质量份数为5-10份；所述相容剂中，聚苯甲醚的质量分数为15-20份，富马酸苷的质量分数2-3份，共单体的质量份数为1-5份；引发剂的质量分数为1-5份，稳定剂的质量分数为1-5份；
所述共单体是苯乙烯，所述引发剂为苯过氧化二异丙苯，所述稳定剂是氧化锌。
2.如权利要求1所述的一种糖尿病人急用雾化器，其特征在于，所述丙酮检测敏感膜的大小与呼吸面罩中病人的鼻子相对应，所述丙酮检测敏感膜位于呼吸面罩内部。
3.如权利要求1所述的一种糖尿病人急用雾化器，所述丙酮检测敏感膜的厚度为100-500微米。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的糖尿病人急用雾化器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)制备相容剂；(2)按配方体系称取丙酮敏感聚合物、相容性聚合物、相容剂，将组分置于高速搅拌机中搅拌制备得到聚合物共混物；(3)将步骤(2)得到的聚合物共混物溶于有机溶剂中，形成浆料；(4)将步骤(3)得到的浆料涂覆到呼吸面罩的相应位置处；(5)连接喷雾装置得到雾化器。
5.如权利要求4所述的制备方法，步骤(1)中所述制备相容剂的方法包括：1)按重量份数配比称取相容剂中各组分；2)将所述组分中的马来酸酐溶于共单体当中，再与聚苯醚、引发剂和稳定剂置于高混机中搅拌。
6.如权利要求5所述的制备方法，所述有机溶剂是乙醇、甲醇中的一种，涂覆完成后进行干燥。
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