CN112538271A - 一种可用作医疗导管的亲水性硅橡胶及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可用作医疗导管的亲水性硅橡胶及其制备方法与应用，亲水性硅橡胶是从含有腈基的聚硅氧烷出发，经由配方设计，通过紫外光照射后得到的，可应用于硅橡胶类医疗导管的制备。本发明制备的亲水性硅橡胶是通过紫外辐照交联的，不使用过渡金属催化剂，不存在金属离子残留。本发明制备的亲水性硅橡胶可以直接作为医疗导管进行使用，也可以作为基础配方，在添加其它辅助成分后进行使用，以满足各种医疗场所的特殊需求。

Description

一种可用作医疗导管的亲水性硅橡胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种可用作医疗导管的亲水性硅橡胶，属于高分子材料制备及应用领域。
背景技术
硅橡胶是一种以硅氧硅键为主链的弹性体材料，与普通的碳碳键为主链的弹性体不同，具有着独特的性能。硅橡胶可以在室温下长期使用，比如，在120℃条件下的使用寿命为10年。优良的耐高温、抗老化性能、抗凝血性、生物相容性及化学惰性使得硅橡胶制品可以长期埋置于人体内。从理论上讲，可以不用定期取出更换。硅橡胶的制备过程中不需要添加增塑剂，从而在使用过程中不存增塑剂的渗出问题，该特点决定了硅橡胶在医疗行业，特别是人体植入领域中的优势地位。
硅橡胶作为重要的医疗材料，在多年的临床试验中取得了较好的表现，得到了医学界的广泛认可，其制品有千百个品种、上万个系列。自20世纪60年代开始，国内外相继出现了很多硅橡胶作为人体植入材料和医疗制品的应用。典型制品包括如下种类：
(1)五官科制品，包括人工鼻梁、人工下巴、鼻孔支架等人造器官；
(2)消化系统制品，例如胃管、胃减压管、胃减容球等医疗器械；
(3)颅脑外科制品，如人工颅骨、脑室外引流管等；
(4)心外科制品，如胸腔引流管、胸腔隔离膜等器械；
(5)腹外科制品，如单腔导尿管；
(6)生殖系统制品等其他制品。
除上述作为医疗制品的应用之外，硅橡胶还可以作为药物缓蚀体系的载体，比如作为抗生素、镇静剂、安眠药、抗癌药等药物的包封胶囊，通过口服进行使用；也可以制成皮下埋置剂，通过皮下注射进行使用；也可以制成皮肤吸收型制剂通过透皮吸收进行使用等。
胃肠医疗是硅橡胶医疗导管的一个主要应用领域，典型产品包括：胃管、胃减容球、胃束带、肠梗阻导管、十二指肠管、双腔套管、胃造瘘管和三腔双囊止血导管等。但是，硅橡胶表面具有较强的疏水性，这使得硅橡胶与组织和细胞黏附性较差、摩擦力大，给病人带来极大不适和痛苦。通过表面改性或本体改性，能够提高医用硅橡胶材料的亲水性。典型的改性方法有表面接枝、等离子处理等方法。但表面改性的亲水涂层有易脱落的缺点，使用寿命较短。目前还需进一步研究。
发明内容
针对现有技术中尚无长效的亲水性硅橡胶类医疗导管的现状，本发明提供一种可用作医疗导管的亲水性硅橡胶及其制备方法与应用。本发明是基于改性聚硅氧烷制备亲水性硅橡胶，可应用于硅橡胶类医疗导管领域。本发明制备的亲水性硅橡胶是通过紫外辐照交联的，不使用过渡金属催化剂，不存在金属离子残留。本发明制备的亲水性硅橡胶可以直接作为医疗导管进行使用，也可以作为基础配方，在添加其它辅助成分后进行使用，以满足各种医疗场所的特殊需求。
发明概述
本发明提供一种基于改性聚硅氧烷制备的亲水性硅橡胶，是从含有腈基的聚硅氧烷出发，经由配方设计，通过紫外光照射后得到的，可用于硅橡胶类医疗导管领域。本发明制备的亲水性硅橡胶是通过紫外辐照交联的，不使用过渡金属催化剂，不存在金属离子残留。本发明制备的亲水性硅橡胶可以直接作为医疗导管进行使用，也可以作为基础配方，在添加其它辅助成分后进行使用，以满足各种医疗场所的特殊需求。
发明详述
本发明的技术方案如下：
一种亲水性硅橡胶的制备方法，包括步骤如下：
将含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶与补强剂、多巯基化合物和催化剂混合，紫外光照射交联固化，即得亲水性硅橡胶。
根据本发明，优选的，所述的含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶为侧链上含有腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶，进一步优选分子量为20000-40000的侧链上含有腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶。
根据本发明，优选的，所述的补强剂为白炭黑，进一步优选沉淀法白炭黑。
根据本发明，优选的，所述的多巯基化合物为分子中至少含有两个巯基的化合物，进一步优选四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯。
根据本发明，优选的，所述的催化剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)。
根据本发明，优选的，含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶与补强剂、多巯基化合物和催化剂的重量比为1000：300-400:30-50:1-2。
根据本发明，优选的，含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶与补强剂、多巯基化合物和催化剂混合均匀后，还进行抽真空脱除气泡，然后再紫光外照射交联固化。
根据本发明，优选的，紫外光照射交联固化时间为5-10分钟。
根据本发明，还提供上述方法制备得到的亲水性硅橡胶。
根据本发明，上述亲水性硅橡胶在人体植入材料和医疗制品中的应用，进一步优选，用于制备医疗导管。
根据本发明，上述的亲水性硅橡胶的使用方法，包括步骤如下：
将亲水性硅橡胶直接制备医疗导管进行使用；或者作为基础配方，添加其它辅助成分后进行使用，以满足各种医疗场所的特殊需求。
本发明未详尽说明的，均按现有技术。
本发明的原理及有益效果如下：
本发明选择侧链含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶，由于腈基的存在，改变了硅橡胶表面的亲水性能，从而获得了亲水性能良好的硅橡胶材料；由于腈基是化学键合于硅橡胶侧链上，有别于目前流行的对硅橡胶进行改性的方案，亲水性效果持久。本发明选择的甲基乙烯基硅橡胶生胶的分子量为20000-40000，流动性好，有利于各种复杂形状医疗导管的制备。本发明中使用了DMPA作为催化剂，有别于通常室温硫化硅橡胶所使用的的有机锡催化剂，不含重金属，生理安全性高。本发明采用了紫外光固化的工艺，能够避免常规高温交联时对导管相连部件的损伤，也可以避免常规的室温缩合法工艺的长耗时的缺点。本发明制备的硅橡胶的亲水性远远优于普通的硅橡胶的亲水性，取得了显著的效果。因此，具有显著的技术优越性。
本发明制备的亲水性硅橡胶可以直接作为医疗导管进行使用，也可以作为基础配方，在添加其它辅助成分后进行使用，能够满足各种医疗场所的特殊需求，应用前景广，市场前景好。
附图说明
图1为实施例2得到的亲水性硅橡胶的水接触角图片。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规市购原料或按照参考文献方法合成得到。
实施例中所述的份数比例为质量比例。
实施例1
将称量好的300份沉淀法白炭黑加入到1000份含腈基聚硅氧烷(数均分子量为23000)中，在搅拌下使其混合均匀。向其中加入50份四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯，搅拌5分钟；再加入1份DMPA，搅拌5分钟，混合均匀后倒入模具中流平；流平后，将模具放入干燥器中抽真空除气泡，抽放气3次；最后，在紫外光下照射10分钟使其固化交联。
实施例2
将称量好的300份沉淀法白炭黑加入到1000份含腈基聚硅氧烷(数均分子量为32000)中，在搅拌下使其混合均匀。向其中加入30份四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯，搅拌5分钟；再加入1.2份DMPA，搅拌5分钟，混合均匀后倒入模具中流平；流平后，将模具放入干燥器中抽真空除气泡，抽放气3次；最后，在紫外光下照射10分钟使其固化交联。
本实施例制备的亲水性硅橡胶的水接触角如图1所示，左边的水接触角为58.8°，右边的水接触角为54.5°。由图1可以看出，本发明制备的硅橡胶具有较好的亲水性。在用作医疗类导管时，能够提高硅橡胶与组织和细胞之间的黏附性，减小相对移动带来的摩擦力，避免疏水性硅橡胶给病人带来的不适和痛苦。
实施例3
将称量好的300份沉淀法白炭黑加入到1000份含腈基聚硅氧烷(数均分子量为42000)中，在搅拌下使其混合均匀。向其中加入50份四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯，搅拌5分钟；再加入1.5份DMPA，搅拌5分钟，混合均匀后倒入模具中流平；流平后，将模具放入干燥器中抽真空除气泡，抽放气3次；最后，在紫外光下照射10分钟使其固化交联。
试验例1
测试实施例1、2、3制备的亲水性硅橡胶的机械力学强度，结果如表1所示。
表1
样品序号 硬度(ShA) 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％) 撕裂强度(KN/m)
实施例1 40 2.09 133 10.60
实施例2 42 2.31 150 10.51
实施例3 43 2.62 156 12.38
由表1可知，本发明制备的硅橡胶具有较好的机械力学性能，该强度保证了其能够作为医疗类导管进行使用。

Claims (10)

1.一种亲水性硅橡胶的制备方法，包括步骤如下：
将含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶与补强剂、多巯基化合物和催化剂混合，紫外光照射交联固化，即得亲水性硅橡胶。
2.根据权利要求1所述的亲水性硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述的含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶为侧链上含有腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶；
优选为分子量是20000-40000的侧链上含有腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶。
3.根据权利要求1所述的亲水性硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述的补强剂为白炭黑，优选沉淀法白炭黑；
优选的，所述的多巯基化合物为分子中至少含有两个巯基的化合物，优选四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯。
4.根据权利要求1所述的亲水性硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。
5.根据权利要求1所述的亲水性硅橡胶的制备方法，其特征在于，含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶与补强剂、多巯基化合物和催化剂的重量比为1000：300-400:30-50:1-2。
6.根据权利要求1所述的亲水性硅橡胶的制备方法，其特征在于，含腈基的甲基乙烯基硅橡胶生胶与补强剂、多巯基化合物和催化剂混合均匀后，还进行抽真空脱除气泡，然后再紫光外照射交联固化。
7.根据权利要求1所述的亲水性硅橡胶的制备方法，其特征在于，紫外光照射交联固化时间为5-10分钟。
8.权利要求1所述制备方法得到的亲水性硅橡胶。
9.权利要求8所述的亲水性硅橡胶在人体植入材料和医疗制品中的应用，优选用于制备医疗导管。
10.权利要求8所述的亲水性硅橡胶的使用方法，包括步骤如下：
将亲水性硅橡胶直接制备医疗导管进行使用；或者作为基础配方，添加辅助成分后制备医疗制品进行使用。
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