CN113144378B - 一种带卡夫的医疗导管 - Google Patents

一种带卡夫的医疗导管 Download PDF

Info

Publication number
CN113144378B
CN113144378B CN202110553402.4A CN202110553402A CN113144378B CN 113144378 B CN113144378 B CN 113144378B CN 202110553402 A CN202110553402 A CN 202110553402A CN 113144378 B CN113144378 B CN 113144378B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cuff
catheter
polyurethane
collector
membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110553402.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113144378A (zh
Inventor
欧阳兆飞
周容涛
栾世方
殷敬华
牟倡骏
宋万学
张帅
于亚楠
宋旭红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Weihong Medical Technology Co ltd
Original Assignee
Weigao Holding Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weigao Holding Co ltd filed Critical Weigao Holding Co ltd
Priority to CN202110553402.4A priority Critical patent/CN113144378B/zh
Publication of CN113144378A publication Critical patent/CN113144378A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113144378B publication Critical patent/CN113144378B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/0017—Catheters; Hollow probes specially adapted for long-term hygiene care, e.g. urethral or indwelling catheters to prevent infections
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/08—Materials for coatings
    • A61L29/085—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
    • A61L29/148—Materials at least partially resorbable by the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/0021—Catheters; Hollow probes characterised by the form of the tubing
    • A61M25/0023—Catheters; Hollow probes characterised by the form of the tubing by the form of the lumen, e.g. cross-section, variable diameter
    • A61M25/0026—Multi-lumen catheters with stationary elements
    • A61M25/0028—Multi-lumen catheters with stationary elements characterized by features relating to at least one lumen located at the proximal part of the catheter, e.g. alterations in lumen shape or valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/0043—Catheters; Hollow probes characterised by structural features
    • A61M25/005—Catheters; Hollow probes characterised by structural features with embedded materials for reinforcement, e.g. wires, coils, braids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/0043—Catheters; Hollow probes characterised by structural features
    • A61M2025/006—Catheters; Hollow probes characterised by structural features having a special surface topography or special surface properties, e.g. roughened or knurled surface

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明提供了一种带卡夫的医疗导管，包括：导管本体；所述导管本体的外表面设置有卡夫；所述卡夫的外表面的边缘与导管本体的外表面通过高分子膜连接。与现有技术相比，电纺丝工艺简单有效，其制备的高分子纤维多孔膜，一方面可在卡夫与导管本体间形成平滑过渡的曲面，减少导管植入和移动时对组织和血管的摩擦与损伤；另一方面可促进皮下组织纤维粘连细胞贴附多孔膜生长，促进伤口愈合，预防导管感染。

Description

一种带卡夫的医疗导管
技术领域
本发明专利属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种带卡夫的医疗导管。
背景技术
医疗器械在医疗技术领域起到的作用越来越大，克服了很多传统医学上无法解决的问题，比如使用医疗导管进行介入性治疗。为加强植入导管的生物相容性，以及提升导管植入后的伤口愈合的效果，常给导管施加一个卡夫，通过细胞组织攀附卡夫生长，固定导管。为了加强导管的固定效果，通常也设置双卡夫，甚至多卡夫。
带卡夫的常用的植/介入导管类医疗器械的代表性产品有中心静脉导管、腹膜透析导管。
中心静脉导管植入体内部分为主体管，该主体管为具有外表面的管状体，内部结构可以为单腔、双腔、三腔或四腔等。一般在所述管状体的外表面上形成毂，该毂通过连接主体管和外延管，使进入外延管的药物等液体通过毂进入主体管的各腔，再由各腔进入人体。专利号为WO2013171708A1的专利与专利号为WO2000023137A1公开了带卡夫的植入体内的中心静脉导管。
腹膜透析管是由导管、铅线和卡夫组成，导管的插入端设有侧孔，腹膜透析管具有单和双卡夫(包含深和浅卡夫)等结构，比如公开号为CN 209332849U的中国专利公开了一种带卡夫的腹膜透析导管，其植入皮下隧道的示意图如图1所示。
然而，带卡夫的导管在置入人体治疗时，卡夫与导管会形成“台阶”，即卡夫高出导管部分形成的“阶梯”，导致产生不光滑的问题，会给医生植入导管或者移动导管时带来极大不便利，同时也会对体内组织或血管产生摩擦和损坏；此外，该“台阶”相对与纤维粘连细胞来说过于“高”，往往不利于皮肤组织的皮下隧道的纤维粘连细胞的攀附和生长，不利于该处伤口的愈合，甚至会阻碍伤口愈合，最终有可能会导致感染发生。
静电纺丝是一种简单有效的制备高分子薄膜的方法。通过在材料表面构建三维网状结构的高分子纳/微米纤维膜，不仅可以在一定程度上消除材料表面的凹凸不平结构，而且其特殊的三维网状微纳结构可赋予人体组织细胞良好的贴附性能。专利号为CN204971704U、CN 108728913 A、CN101664346A和CN103561682A公开了通用的高分子的静电纺丝在材料表面构建三维多孔纳米纤维膜的装置和方法；然而，其所得到纳米纤维的模量和硬度往往单一确定，不利于得到表面弹性可控的纤维膜，从而有时造成表面纤维膜硬度过大，刺激甚至损伤组织。
此外，由于带卡夫导管植入人体的护理时间可达2周或者更长，这不仅要求所制备的高分子纤维膜无毒无害，更期望卡夫导管上的高分子纤维膜具备优异的可调控的降解性能。
因此，理想的高分子膜需要满足：在植入治疗的护理时间的前期，纤维膜保持完整三维微纳网状结构，以利于纤维粘连细胞的攀附生长；在植入治疗的护理时间的中期，纤维膜保持部分降解开裂，露出卡夫与导管间的“台阶”，利于纤维粘连细胞进入卡夫的“台阶”继续攀附生长；而在植入治疗的护理时间后期，纤维膜完全降解，纤维粘连细胞完成在卡夫上的贴附生长，卡夫与皮肤组织融为一体。此外，在高分子膜植入人体时，要求膜具备优异的强度、合适的硬度，可以满足在卡夫上的贴附性能牢固，且纤维膜表面不擦伤组织或血管。
聚氨酯具有软硬段的微相分离结构，通过调节聚氨酯软段与硬段的含量以及结构组成，可以调控聚氨酯的硬度、力学模量和降解性能；满足其用于静电纺丝制备高分子多孔纤维膜，应用于连接卡夫与导管表面，实现弹性和降解性能的可以调控。
发明专利内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种平滑过渡的带卡夫的医疗导管。
本发明提供了一种带卡夫的医疗导管，包括：
导管本体；
所述导管本体的外表面设置有卡夫；
所述卡夫的外表面的边缘与导管本体的外表面通过高分子膜连接。
优选的，所述高分子膜远离导管本体的表面与导管本体外表面形成的角度为5°～45°。
优选的，所述高分子膜远离导管本体的表面与导管本体外表面形成的角度为10°～30°。
优选的，所述高分子膜的厚度大于等于20μm。
优选的，所述卡夫的外表面设置有高分子膜。
优选的，所述卡夫的数量为1或2；所述卡夫的宽度为2～200mm；所述卡夫的厚度为0.5～100mm。
优选的，所述高分子膜为具有三维网状多孔结构的高分子纤维多孔膜；
所述高分子纤维多孔膜为静电纺丝制备的高分子纤维多孔膜。
优选的，所述高分子纤维多孔膜是通过静电纺丝装置，调控静电纺丝工艺制备而成的；
所述静电纺丝装置包含注射器、收集器、高压电源、辅助电极和接丝挡板；
所述辅助电极为两个对称分布的电极板用于在注射器的喷丝头与收集器之间施加辅助电场；两个电极板以注射器的喷丝头垂直于收集器平面的轴线为轴对称分布，并平行于注射器的喷丝头方向；所述辅助电极的工作电压为注射器的喷丝头喷丝工作电压的1/3到4/5之间；
所述收集器为固定于芯轴上的带卡夫的导管；
所述接丝挡板设置在收集器与注射器的喷丝头之间，且带有通道，通过所述接丝挡板的定向移动、定向选择收集器的位置接收丝。
优选的，所述收集器的旋转速率为50～4000rpm；所述接丝挡板的位置离接丝器芯轴的轴心的距离为1～10cm。
优选的，所述高分子膜为聚氨酯膜；
所述聚氨酯膜的聚氨酯包括硬段结构与软段结构；所述硬段结构由不含苯环的脂肪族和/或脂环族类的二异氰酸酯单体制备得到；所述软段结构由生物可降解无毒的聚酯和/或聚醚制备而成；
所述聚氨酯的软段结构摩尔含量范围在40％到80％之间。
本发明提供了一种带卡夫的医疗导管，包括：导管本体；所述导管本体的外表面设置有卡夫；所述卡夫的外表面的边缘与导管本体的外表面通过高分子膜连接；所述高分子膜为聚氨酯纤维多孔膜；所述聚氨酯纤维多孔膜是利用自主设计的静电纺丝装置，通过调控静电纺丝工艺制备而成；所述聚氨酯膜的聚氨酯硬段由脂肪族和/或脂环族类的二异氰酸酯单体制备而成；所述聚氨酯膜的聚氨酯软段为由生物可降解无毒的聚酯和/或聚醚制备得到，且软段结构的含量在40％～80％之间。与现有技术相比，本发明的优势为：电纺丝工艺简单有效，其制备的高分子纤维多孔膜，一方面可在卡夫与导管本体间形成平滑过渡的曲面，减少导管植入和移动时对组织和血管的摩擦与损伤；另一方面可促进皮下组织纤维粘连细胞贴附多孔膜生长，促进伤口愈合，预防导管感染。
附图说明
图1为带卡夫的腹膜透析导管植入皮下隧道的示意图；
图2为本发明提供的带卡夫的医疗导管的结构示意图；
图3为本发明提供的带卡夫的中心静脉导管的俯视图；
图4为本发明提供的带卡夫的中心静脉导管的侧视图；
图5为本发明提供的沿图3中的线3-3方向的中心静脉导管的剖视图；
图6为本发明提供的带卡夫的腹膜透析导管的结构示意图；
图7为本发明提供的静电纺丝工艺示意图(喷丝头对准卡夫正表面)，该电纺丝工艺标记为A，其中1为芯轴，2为带卡夫的导管，3为卡夫，4为固定导管与芯轴的连接件，5和6为接丝挡板，7和8为辅助电极，9为注射器。其中接丝挡板可以自由移动，以调节遮挡部位；
图8为本发明提供的静电纺丝工艺示意图(喷丝头对准卡夫外表面右边缘“台阶”)，该电纺丝工艺标记为B；
图9为本发明提供的静电纺丝工艺示意图(喷丝头对准卡夫外表面左边缘“台阶”)，该电纺丝工艺标记为C；
图10为本发明提供的通过调控静电纺丝工艺，得到的卡夫与导管表面的纤维排布示意图；
其中，ABC工艺表示：首先按照A(见图7)的工艺，即对准卡夫正表面纺丝一定时间得到一定厚度的纤维膜；其次，按照B(见图8)的工艺，即对准卡夫右边缘与导管表面的间隙处，纺丝一定时间得到一定厚度的纤维膜；最后，按照C(见图9)的工艺，即对准卡夫左边缘与导管表面的间隙处，纺丝一定时间得到一定厚度的纤维膜；
同理，BCA工艺表示：首先，按照B的工艺，即对准卡夫右边缘与导管表面纺丝一定时间得到一定厚度的纤维膜；其次，按照C的工艺，即对准卡夫左边缘与导管表面的间隙处，纺丝一定时间得到一定厚度的纤维膜；最后，按照A的工艺，即正对准卡夫表面，纺丝一定时间得到一定厚度的纤维膜。
图11为本发明提供的在聚氨酯医用导管的卡夫结构上进行电纺丝聚氨酯纤维膜的实物图；
图12为本发明提供的在聚氨酯医用导管的卡夫结构上进行电纺丝聚氨酯纳米纤维膜的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合本发明专利实施例的附图，对本发明专利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专利一部分实施例，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。
本发明提供了一种带卡夫的医疗导管，包括：
导管本体；
所述导管本体的外表面设置有卡夫；所述卡夫的外表面的边缘与导管本体的外表面通过高分子膜连接。
参见图2，图2为本发明提供的带卡夫的医疗导管的结构示意图。
本发明提供的带卡夫的医疗导管包括导管本体；所述导管本体可为聚氨酯、硅胶或聚氯乙烯导管；根据不同的医疗用途，所述导管本体可具有不同的构造，在本发明中所述导管本体优选为中心静脉导管或腹膜透析导管。
当所述导管本体为中心静脉导管时，所述导管本体可为单腔、双腔、三腔或四腔导管，参见图3～图5，图3为带卡夫的中心静脉导管的俯视图；图4为带卡夫的中心静脉导管的侧视图；图5为沿图3中的线3-3方向的中心静脉导管的剖视图。中心静脉导管包含细长的管状体，其为导管主体管，依赖于导管的功能(如双内腔或三内腔血液透析导管)，主体管可包含多个液体管道(内腔)。如图5所示，主体管包含由隔膜分隔的两个内腔，以允许流体沿一个轴向通过一个内腔流出和允许流体沿相反的轴向通过另一个内腔回流。两内腔可具有提供通过内腔的所需双向流体流动特性的任何合适的横截面形状和尺寸。所述中心静脉导管可用于例如在其中从身体除去毒素的血液透析过程期间处理血液。所述中心静脉导管可用于对身体同时抽出和引入流体。一个内腔可实施血液的抽出和另一个内腔可将处理的血液引入身体。在例示的血液透析过程期间，将中心静脉导管插入身体和通过主体管的动脉内腔抽出血液。将此血液提供到透析或清洁血液以除去废物和过量水的血液透析单元。通过主体管的静脉内腔将透析的血液返回到患者。中心静脉导管的主体管在其远端具有远侧末端，远侧末端可以被开孔和缩尖。在本发明中，所述导管本体为中心静脉导管时，其优选还包含在导管本体的近端外表面上设置的的毂。可以采用任何合适的方式如在近端将毂注塑到导管本体的主体管上，而将毂连接到管状体主体管上。导管本体的外延管通过毂与导管本体的主体管相连通，使延伸的外延管在中心静脉导管的后端固定到毂。在本发明中，还可以在与固定到毂上的延伸管端部相对的外延管的远端上分别提供适配器接头，如锁紧套口适配器。每个延伸管经由通过毂延伸的相关联流体通路与主体管的内腔之一流体连通。
当所述导管本体为腹膜透析导管时，参见图6，图6为带卡夫的腹膜透析导管的结构示意图；腹膜透析导管包含细长的管状体。该管为采用聚氨酯、聚氯乙烯或硅胶等材料制成的可具有任何合适的尺寸的导管。依赖于导管的功能，可包含多个液体管道(内腔)，可以为双腔、三腔或四腔等，即所述导管本体可为单腔导管、双腔导管、三腔导管或四腔导管。腹膜透析导管可用于腹膜透析，其将腹膜作为半渗透膜，利用重力作用将配制好的透析液经导管主体灌入患者的腹膜腔；因而，在腹膜两侧存在溶质的浓度梯度差，高浓度一侧的溶质向低浓度一侧移动(弥散作用)；水分则从低渗一侧向高渗一侧移动(渗透作用)。通过腹腔透析液不断地更换，以达到清除体内代谢产物、毒性物质及纠正水、电解质平衡紊乱的目的。腹膜透析管，一般由导管、铅线和卡夫套(cuff，或绦纶套)组成，导管的插入端设有侧孔。如图6所示，腹膜透析导管通过埋入皮下隧道，灌入患者的腹膜腔的导管末端设有侧孔，腹膜透析液通过侧孔与患者体液进行交换。
所述导管本体的外表面设置有卡夫，即组织内生长套箍；在本发明中，所述卡夫设置于导管本体的远端的外表面；所述卡夫优选聚氨酯卡夫或涤纶聚酯卡夫；所述卡夫的数量优选为1或2，即为单卡夫或双卡夫；当为双卡夫时，所述卡夫优选分别为深卡夫和浅卡夫，深卡夫即导管植入时位于腹直肌部位的卡夫，而浅卡夫为导管植入时位于皮下组织的卡夫；所述卡夫的厚度优选为0.5～100mm；所述卡夫的宽度为2～200mm，更优选为10～20mm。
所述卡夫的外表面的边缘与导管本体的外表面通过高分子膜连接，通过高分子膜消除了卡夫与导管形成的“台阶”，使两者之间的高度能够平缓过渡。在本发明中，所述高分子膜远离导管本体的表面与导管本体外表面形成的角度优选为5°～45°，更优选为5°～40°，再优选为5°～30°，最优选为10°～30°；所述高分子膜的厚度优选大于等于20μm；所述高分子膜优选为具有三维网状多孔结构的高分子纤维多孔膜，从而可促进皮下组织的纤维粘连细胞的生长，促进伤口愈合，预防导管感染；所述高分子纤维多孔膜的孔隙优选为0.05～50μm；所述高分子膜中优选还可添加抗菌和/或抗凝血成分，从而赋予医疗导管抗感染、抗血栓功效。
本发明提供的所述高分子纤维多孔膜优选通过静电纺丝制备；更优选是通过静电纺丝装置，调控电纺丝工艺制备而成的。所述自主设计的静电纺丝装置优选包含注射器、收集器、高压电源、辅助电极和接丝挡板，如图7、8和9所示，其中1为芯轴，2为带卡夫的导管，3为卡夫，4为固定导管与芯轴的连接件，5和6为接丝挡板，7和8为辅助电极，9为注射器。其中接丝挡板可以自由移动，以调节遮挡部位。
所述静电纺丝的注射器的喷丝头工作电压优选为5～50kV；注射器溶液流量优选为0.1～10ml/h；喷丝头到收集器的接收距离为10～30cm。
所述电纺丝装置的收集器为固定于芯轴上的带卡夫的导管；所述收集器的带卡夫的导管通过芯轴的旋转接收电纺丝；所述收集器的旋转速率优选为50～4000rotation perminute(rpm)；更优选的，所述收集器的旋转速率为500～2000rpm；再优选的，所述收集器的旋转速率为800～1000rpm。带卡夫的导管固定于芯轴上的固定方式如下：首先制造一定大小的芯轴，如图7、8和9所示，将带卡夫的导管套在芯轴上，并用胶粘剂或者金属套箍等连接件固定住导管与芯轴。
所述辅助电极优选为两个对称分布的电极板用于在注射器的喷丝头与收集器之间施加辅助电场；两个电极板优选以注射器的喷丝头垂直于收集器平面的轴向为轴对称分布，并平行于注射器的喷丝头方向。在本发明中所述辅助电极的具体施加方法是：通过在平行于喷丝头方向，以喷丝头垂直于收集器平面的轴线为轴对称的两边各设置一个电极；所述两个电极为对称放置；所述辅助电极的工作电压优选为注射器的喷丝头喷丝工作电压的1/3到4/5之间；更优选的，所述辅助电极的工作电压为注射器的喷丝头喷丝工作电压的1/3到2/3之间；再优选的，所述辅助电极的工作电压为注射器的喷丝头喷丝工作电压的1/2。
按照本发明，所述辅助电极的两个电极片之间的距离优选为2～25cm；更优选的，所述两个电极板之间的距离为5～15cm；所述辅助电极的长度不大于喷丝头到收集器的距离。
所述接丝挡板设置在收集器与注射器的喷丝头之间，且带有通道，其作用是阻挡电纺丝到达收集器，通过所述接丝挡板的定向移动、定向选择接收器的位置接收丝；所述接丝挡板的位置离收集器芯轴的轴心的距离优选为1～10cm；更优选的，所述接丝挡板的位置离收集器芯轴的轴心的距离为2～5cm；再优选的，所述接丝挡板的位置离收集器芯轴的轴心的距离为3cm。
所述静电纺丝的工艺流程可以通过调节接丝挡板通道的位置，阻挡接丝部位和遮挡部分的接丝时间来变换接丝的部位和厚度。
在本发明中，所述静电纺丝的工艺流程具体为：如图10所示，首先利用接丝挡板挡住收集器，通过通道只露出卡夫右边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫右边缘与导管外表面之间的部分，以消除右“台阶”，该工艺方法对应为如图8所描述的示意图(标记为工艺B)；之后，调节接丝挡板，挡住收集器，通过通道只露出卡夫外表面；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，以在卡夫表面形成平滑过渡的薄膜，该工艺方法对应为如图7所描述的示意图(标记为工艺A)；最后，利用接丝挡板挡住收集器，通过通道只露出卡夫左边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫左边缘与导管外表面之间的部分，以消除左“台阶”，该工艺方法对应为如图9所描述的示意图(标记为工艺C)。本工艺流程的电纺丝装置经历了如图8-图7-图9的过程，对应的工艺流程为BAC，如图10的标记为BAC工艺所示。按照图10的BAC工艺所示得到的在带卡夫的导管上纳米纤维的示意图可看出，纳米纤维首先在卡夫的右边缘的“台阶”处进行沉积，之后再在卡夫的外表面进行沉积，最后再在卡夫的左边缘的“台阶”处进行沉积。该工艺理论上可以保证纳米纤维在卡夫右边缘的“台阶”较卡夫左边缘处“台阶”沉积的更密实。其纤维沉积的效果可用20、24、28、30或33G的注射器针头对其进行实验验证，理论上，20、24、28、30或33G的注射器针头可以插入左“台阶”，而不能插入右“台阶”。
在本发明中，所述静电纺丝的工艺流程还可具体为：如图10所示，首先利用接丝挡板挡住接收器，只露出卡夫左边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫左边缘与导管外表面之间的部分，以消除左“台阶”，该工艺方法对应为如图9所描述的示意图(标记为工艺C)；之后，调节接丝挡板，挡住接收器，只露出卡夫外表面；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，以在卡夫外表面形成平滑过渡的薄膜该工艺方法对应为如图7所描述的示意图(标记为工艺A)；最后，利用接丝挡板挡住收集器，通过通道只露出卡夫右边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫右边缘与导管外表面之间的部分，以消除右“台阶”该工艺方法对应为如图8所描述的示意图(标记为工艺B)。本工艺流程的电纺丝装置经历了如图9-图7-图8的过程，对应的工艺流程为CAB，如图10的标记为CAB工艺所示。按照图10的CAB工艺所示得到的在带卡夫的导管上纳米纤维的示意图可看出，纳米纤维首先在卡夫的左边缘的“台阶”处进行沉积，之后再在卡夫的外表面进行沉积，最后再在卡夫的右边缘的“台阶”处进行沉积。该工艺理论上可以保证纳米纤维在卡夫左边缘的“台阶”较卡夫右边缘处“台阶”沉积的更密实。其纤维沉积的效果可用20、24、28、30或33G的注射器针头对其进行实验验证，理论上，20、24、28、30或33G的注射器针头可以插入右“台阶”，而不能插入左“台阶”。
在本发明中，所述静电纺丝的工艺流程还可具体为：如图10所示，首先利用接丝挡板挡住收集器，通过通道只露出卡夫左或者右边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫边缘与导管外表面之间的部分，以消除卡夫的左或右边“台阶”，该工艺方法对应为如图9或8所描述的示意图(标记为工艺C或B)；之后，调节接丝挡板，挡住收集器，通过通道只露出卡夫表面；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，以在卡夫与卡夫边缘和导管外表面形成平滑过渡的薄膜，该工艺方法对应为如图7所描述的示意图(标记为工艺A)。本工艺流程的电纺丝装置经历了如图9-图8-图7或如图8-图9-图7的过程，对应的工艺流程为CBA或BCA，如图10的标记为CBA或BCA工艺所示。按照图10的CBA或BCA工艺所示得到的在带卡夫的导管上纳米纤维的示意图可看出，纳米纤维首先在卡夫的左或右边缘的“台阶”处进行沉积，之后再在卡夫的右或左边缘的“台阶”处进行沉积，最后再在卡夫的外表面进行沉积。该工艺理论上可以保证纳米纤维在卡夫左右边缘的“台阶”纺丝的沉积密实程度和性能一致。其纤维沉积的效果可用20、24、28、30或33G的注射器针头对其进行实验验证，理论上，20、24、28、30或33G的注射器针头插入左右“台阶”的效果类似。
所述按照如图10的ABC或者BCA等工艺纺丝的纳米纤维效果示意图中按照某一具体A、B或C工艺的纺丝的时间可以为4到48小时不等，具体时间根据纺丝纤维膜的厚度进行调节。纺丝工艺的顺序也可以按照BCABCABCA，或CBACBACBA，或者BCACBABCA等工艺循环进行，直到得到覆盖卡夫与导管外表面所有“台阶”，形成表面足够光滑、无凹凸不平结构的厚度大于20μm的薄膜为止。
所述高分子膜为高分子纤维多孔膜。优选的，所述高分子纤维多孔膜优选为高弹性可吸收降解的高分子纤维膜。
所述高分子纤维膜优选为静电纺丝高分子纤维膜，即由高分子原料静电纺丝形成高分子纤维膜；所述高分子原料可为生物相容性良好的天然高分子和/或合成高分子；所述天然高分子优选为多肽、蛋白质、纤维素与甲壳素等中的一种或多种；所述合成高分子优选为聚氨酯、聚己内酯、聚乳酸、聚乙二醇及其共聚物中的一种或多种。
所述高分子膜可以添加抗菌和/或抗凝血成分，赋予导管器械抗感染、抗血栓功效。
由于带卡夫导管植入人体的护理时间可达2周或者更长，这不仅要求所制备的高分子纤维膜无毒无害，更期望卡夫导管上的高分子纤维膜具备优异的可调控的降解性能。
因此，理想的高分子膜需要满足：在植入治疗的护理时间的前期，纤维膜保持完整三维微纳网状结构，以利于纤维粘连细胞的攀附生长；在植入治疗的护理时间的中期，纤维膜保持部分降解开裂，露出卡夫与导管间的“台阶”，利于纤维粘连细胞进入卡夫的“台阶”继续攀附生长；而在植入治疗的护理时间后期，纤维膜完全降解，纤维粘连细胞完成在卡夫上的贴附生长，卡夫与皮肤组织融为一体。此外，在高分子膜植入人体时，要求膜具备优异的强度、合适的硬度，可以满足在卡夫上的贴附性能牢固，且纤维膜表面不擦伤组织或血管。
聚氨酯具有软硬段的微相分离结构，通过调节聚氨酯软段与硬段的含量以及结构组成，可以调控聚氨酯的硬度、力学模量和降解性能；满足其用于静电纺丝制备高分子多孔纤维膜，应用于连接卡夫与导管表面，实现弹性和降解性能的可以调控。因此，本发明提供的所述高分子膜为聚氨酯膜。优选的，所述聚氨酯膜是聚氨酯纤维多孔膜。
本发明所述的聚氨酯纤维多孔膜为通过静电纺丝工艺制备而成。优选的，所述聚氨酯纤维多孔膜为通过静电纺丝装置和调控静电纺丝工艺制备而成；所述静电纺丝装置同上所述，在此不再赘述。
在本发明中形成聚氨酯膜的聚氨酯优选包括硬段结构与软段结构；所述硬段结构优选由不含苯环的脂肪族和/或脂环族类的二异氰酸酯单体制备得到；所述软段结构优选由生物可降解无毒的聚酯和/或聚醚制备而成。不含苯环的脂肪族和/或脂环族类的二异氰酸酯单体制备得到聚氨酯硬段可以保证聚氨酯降解产物不含苯环类物质，比如MDI析出。所降解的脂肪族碳链化合物对人体无害。生物可降解无毒的聚酯和/或聚醚制备而成的软段也可保证其降解无细胞毒性。
形成聚氨酯膜的聚氨酯的硬段结构中的异氰酸酯单体原料优选为脂肪族(脂环族)二异氰酸酯；其包含但不限于二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、四亚甲基二异氰酸酯(BDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等中的一种或多种。
所述聚氨酯膜的聚氨酯的软段结构优选为聚己内酯、聚乳酸、聚乙二醇、聚乙交酯的高聚物或者它们的多聚物；其扩链剂优选为二胺或二醇类扩链剂，比如丁二醇(BDO)、乙二胺等。
通过调节聚氨酯软段与硬段的含量以及结构组成，尤其是软硬段含量，可以调控聚氨酯的硬度、力学模量和降解性能；当软硬段组成一定时，软段含量愈高，其硬度愈低，力学模量愈低，弹性或柔韧性愈好，降解性愈快。反之，当软段含量愈低，其硬度愈高，力学模量愈高，弹性或柔韧性愈差，降解性愈慢。选择适宜的软硬段含量聚氨酯，可以达到硬度、力学模量、弹性、降解性能的平衡，降低的刺伤或损害组织和血管的风险，促进纤维粘连细胞在卡夫上的愈合。
本发明提供的不同软段含量的聚氨酯的合成方法如下：该方法采用两步法即预聚体法进行合成，通过调节聚酯或聚醚加入的量来控制软段含量。首先将无水的异氰酸酯加入三口烧瓶中，在70到90度温度条件加入聚酯或聚醚(分子量为200～10000)，保持温度搅拌反应2～4小时，得到端基为-NCO的预聚体，用电位滴定仪测定其NCO含量；按照摩尔比1比1.00-1.10的扩链比进行扩链，将适量的BDO或者乙二胺等二元醇或二元胺类加入到预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80～120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12～24小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。将该聚氨酯制备成标准样条，按照ASTM D638标准进行拉伸性能测试，得到拉伸强度和断裂伸长率；用邵氏硬度计测试得到硬度。
优选的，以硬段(LDI-BDO)，软段PCL的生物可吸收降解的聚氨酯为进行计算分析，具体见实施例。优选的，所述60％软段含量的可吸收降解的聚氨酯的代表性的合成方法如下：该方法采用两步法即预聚体法进行合成。首先将31.65克的无水LDI加入三口烧瓶中，在80度温度条件加入60克PCL(分子量为1000)，保持温度搅拌反应2～4小时，得到LDI-PCL的预聚体，测定其NCO含量在11.48％左右，说明反应正常。按照1:1.03的扩链比，将8.35克BDO加入LDI-PCL的预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80-120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。
本发明提供的聚氨酯纳米纤维多孔膜的制备方法如下：
S1)配置一定质量浓度的聚氨酯纺丝溶液：将聚氨酯溶解于有机溶剂(质量浓度：聚氨酯/有机溶剂＝10：1～1：10)，该有机溶剂可以为二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、六氟异丙醇、正己烷、四氢呋喃、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺的一种或多种混合物；
S2)静电纺丝装置设定：施加注射器的喷丝工作电压值为10～50kV，两个辅助电极的辅助电压各为5～40kV，两个辅助电极的中间距离为5～20cm。纺丝液的流量为0.1～10ml/h，接收距离为10～30cm，所述旋转接收圆管的旋转速度为300～3000rpm。采用铝箔接收聚氨酯纤维膜，纺丝时间大于12小时。
纺丝后，将纺丝好的电纺丝膜从铝箔揭开，用测厚仪测试电纺丝薄膜的厚度。将电纺丝的聚氨酯多孔纤维膜浸泡于PH＝7.6的PBS缓冲溶液中，常温放置，依次观察设定天数的聚氨酯膜的降解率，即失重情况。
优选的，制备40％到80％软段含量的聚氨酯，将该聚氨酯制备成标准样条，按照ASTM D638标准进行拉伸性能测试，得到拉伸强度和断裂伸长率；用邵氏硬度计测试得到硬度。之后，将聚氨酯配成10％的四氢呋喃纺丝溶液进行电纺丝，得到的电纺丝薄膜浸泡于PH＝7.6的PBS缓冲溶液中，常温放置，依次观察7天和14天聚氨酯膜的降解率，即失重情况。其代表性数据如下：
Figure BDA0003076210320000131
鉴于此，所述高分子纤维膜为聚氨酯纤维膜；所述聚氨酯纤维膜的聚氨酯的软段结构摩尔含量在40％到80％之间；优选的，所述聚氨酯纤维膜的聚氨酯的软段结构摩尔含量在50％到70％之间。
鉴于60％软段含量的聚氨酯相比较70％软段含量聚氨酯具备更优的机械性能，电纺丝膜更不易脱落；相比50％软段含量的聚氨酯具备更低的硬度，较不易擦伤组织或血管；此外，60％软段含量聚氨酯具备较好的生物降解性能；更优选的，所述聚氨酯纤维膜的聚氨酯结构的软段含量为60％。
在本发明中为赋予高分子纤维膜一些功能，所述高分子纤维膜中也可添加助剂或填料；所述助剂优选为凝血因子和/或抗生素等；所述填料优选为纳米银和/或纳米氧化锌等；所述高分子纳米纤维膜通过添加抗菌和/或抗凝血成分，赋予导管器械抗感染、抗血栓功效。
在本发明中，所述在带卡夫导管上构建聚氨酯多孔纤维膜的方法如下：
S1)将带卡夫(卡夫宽度为1cm)的导管本体定长定型后，套入芯轴，芯轴与导管内径配合，并用粘合剂等连接紧密。将该芯轴放置于静电纺丝装置上；
S2)制备一定软段含量的聚氨酯热塑性弹性体；
S3)配置一定质量浓度的聚氨酯纺丝溶液：将聚氨酯溶解于有机溶剂(质量浓度：聚氨酯/有机溶剂＝10：1～1：10)，该有机溶剂可以为二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、六氟异丙醇、正己烷、四氢呋喃、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺的一种或多种混合物；
S4)采用本发明所述的自主设计的静电纺丝装置进行纺丝，参数设定：施加注射器的喷丝工作电压值为10～50kV，两个辅助电极的辅助电压各为5-40kV，两个辅助电极的中间距离为5～20cm。纺丝液的流量为0.1～10ml/h，接收距离为10～30cm，所述旋转接收圆管的旋转速度为50～5000rpm。接丝挡板到接收器芯轴轴心的距离为1～10cm。
S5)所述静电纺丝的工艺流程可以通过调节接丝挡板的遮挡部位，选择需要露出的接收器的部位，以及调节接丝时间等来进行电纺丝。
优选的，为了首先添补“台阶”，增加纤维的附着力，按照工艺流程为图10的BCA工艺，其纤维的分布图如图10的中间图片所示。
优选的，具体工艺流程按照BCABCABCA进行：即第一步，利用接丝挡板挡住收集器，通过通道只露出卡夫右边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫右边缘与导管外表面之间的部分，纺丝时间约12小时，纤维膜部分填充于右“台阶”处；第二步，利用接丝挡板挡住收集器，通过通道只露出卡夫左边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫左边缘与导管外表面之间的部分，纺丝时间约12小时，纤维膜部分填充于左“台阶”处；第三步，调节接丝挡板，挡住收集器，通过通道只露出卡夫表面；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，纺丝时间约12小时，在卡夫与卡夫边缘和导管外表面形成平滑过渡的薄膜。根据纺丝膜的厚度与表面粗糙度，适当调节纺丝时间以及两个接丝挡板的位置，调节露出收集器的部位的宽度，依次按照所述第一步、第二步、第三步依次按顺序进行。
经过一定时间，带卡夫的导管被覆盖一层聚氨酯纤维膜。待卡夫与导管的“台阶”完全被纤维膜包裹后，停止喷丝。取下喷有聚氨酯薄膜的带卡夫导管，将其置于氮气气流中，将纤维膜和样品的残余溶剂等纯化，即可得到带卡夫的医疗导管。
本发明所述电纺丝代表性的实物图如图11所示，所述电纺丝的纳米纤维形貌代表图，如图12的SEM图片显示，纳米纤维的直径在50～500nm范围内，纳米纤维膜的孔径大小在50～5000nm之间。
本发明利用高分子膜，特别是弹性、降解性能可调控的聚氨酯纤维多孔膜，来连接卡夫与导管本体的外表面；一方面可在卡夫与导管本体间形成平滑过渡的曲线，减少导管植入和移动时对组织和血管的摩擦与损伤；另一方面高分子纤维膜为纳米或微米三维网状多孔结构，可促进皮下组织的纤维粘连细胞的生长，促进伤口愈合，预防导管感染。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明专利提供的一种带卡夫的医疗导管进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1：软段含量不小于50％的可降解的热塑性聚氨酯弹性体的合成
本实施例涉及一种热塑性聚氨酯弹性体，其包含软段和硬段，其中软段摩尔含量不小于50％；且其可降解且降解无细胞毒性。为此，其软硬段组成需要精确调控：软段可以为聚己内酯、聚乳酸、聚乙二醇、聚乙交酯的高聚物或者它们的多聚物。上述所述软段聚合物降解无细胞毒副作用。扩链剂为二胺或二醇类扩链剂，比如丁二醇(BDO)、乙二胺等。硬段中的异氰酸酯单体原料为脂肪族(脂环族)二异氰酸酯。其包含但不限于二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、四亚甲基二异氰酸酯(BDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等。由于硬段不含有苯环结构，降解产物为脂肪族化合物，可对人体无细胞毒副作用。其代表性的合成工艺如下：
硬段选择LDI/BDO结构，其中选择LDI作为二异氰酸酯单体，BDO作为扩链剂；软段选择聚己内酯二元醇(PCL，分子量1000)。要达到软段含量不小于50％，即PCL占总质量的50％，按照1:1.03进行扩链，则合成的预聚体的NCO含量需要小于11.48％。典型地，合成软段含量为50％的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法如下：首先将38.74克的无水LDI加入三口烧瓶中，在80度温度条件加入50克PCL(分子量为1000)，保持温度搅拌反应2-4小时，得到LDI-PCL的预聚体，测定其NCO含量在11.48％左右，说明反应正常。按照1:1.03的扩链比，将11.26克BDO加入LDI-PCL的预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80～120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。
实施例2：软段含量分别为40％、50％、60％、70％和80％的可降解的热塑性聚氨酯弹性体的合成以及其硬度、模量等性能比较
硬段选择LDI/BDO结构，其中选择LDI作为二异氰酸酯单体，BDO作为扩链剂；软段选择聚己内酯二元醇(PCL，分子量1000)。要达到软段含量为40％，即PCL占总质量的40％，按照1:1.03进行扩链，则合成的预聚体的NCO含量为15.91％。典型地，合成软段含量为40％的热塑性聚氨酯弹性体的制备方法如下：首先将45.83克的无水LDI加入三口烧瓶中，在80度温度条件加入40克PCL(分子量为1000)，保持温度搅拌反应2-4小时，得到LDI-PCL的预聚体，测定其NCO含量在15.91％左右，说明反应正常。按照1:1.03的扩链比，将14.16克BDO加入LDI-PCL的预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80～120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。
同理，50％软段含量的聚氨酯的合成方法如下：首先将38.74克的无水LDI加入三口烧瓶中，在80度温度条件加入50克PCL(分子量为1000)，保持温度搅拌反应2-4小时，得到LDI-PCL的预聚体，测定其NCO含量在11.48％左右，说明反应正常。按照1:1.03的扩链比，将11.26克BDO加入LDI-PCL的预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80-120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。
同理，60％软段含量的聚氨酯的合成方法如下：首先将31.65克的无水LDI加入三口烧瓶中，在80度温度条件加入60克PCL(分子量为1000)，保持温度搅拌反应2-4小时，得到LDI-PCL的预聚体，测定其NCO含量在9.16％左右，说明反应正常。按照1:1.03的扩链比，将8.35克BDO加入LDI-PCL的预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80-120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。
同理，70％软段含量的聚氨酯的合成方法如下：首先将24.56克的无水LDI加入三口烧瓶中，在80度温度条件加入70克PCL(分子量为1000)，保持温度搅拌反应2-4小时，得到LDI-PCL的预聚体，测定其NCO含量在6.09％左右，说明反应正常。按照1:1.03的扩链比，将5.44克BDO加入LDI-PCL的预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80-120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。
同理，80％软段含量的聚氨酯的合成方法如下：首先将17.47克的无水LDI加入三口烧瓶中，在80度温度条件加入80克PCL(分子量为1000)，保持温度搅拌反应2-4小时，得到LDI-PCL的预聚体，测定其NCO含量在3.21％左右，说明反应正常。按照1:1.03的扩链比，将2.53克BDO加入LDI-PCL的预聚体中，高速搅拌均匀后，倒入模具中。将模具放入80-120度的烘箱中放置。经过进一步固化和熟化后，12小时后取出，获得所需的聚氨酯热塑性弹性体固体样品。红外光谱检测样品的-NCO含量为0，说明反应完全。
将该聚氨酯制备成标准样条，按照ASTM D638标准进行拉伸性能测试，得到拉伸强度和断裂伸长率；用邵氏硬度计测试得到硬度，如下表所示。
Figure BDA0003076210320000171
Figure BDA0003076210320000181
实施例3：软段含量分别为40％、50％、60％、70％和80％的可降解的热塑性聚氨酯弹性体的纺丝性能研究
采用所合成的40％、50％、60％、70％和80％的软段含量的聚氨酯进行静电纺丝得到聚氨酯纳米纤维的工艺如下：
首先，配置纺丝液体：将实施例2制备的聚氨酯热塑性弹性体(40％、50％、60％、70％和80％的软段含量的聚氨酯)分别溶解在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，配制成质量浓度为10％的纺丝液体。
其次，将溶解好的聚氨酯纺丝溶液放入静电纺丝设备的注射装置中；静电纺丝装置设定：施加注射器的喷丝工作电压值为20kV，两个辅助电极的辅助电压各为10kV，两个辅助电极的中间距离为10cm。纺丝液的流量为0.2ml/h，接收距离为15cm，所述旋转接收圆管的旋转速度为500rpm。采用铝箔接收聚氨酯纤维膜，纺丝时间大于12小时。
纺丝结果表明：40％软段含量的聚氨酯纤维膜成丝性能差，得到的纤维膜容易分层，不易得到完整的具有一定厚度的纤维膜。这是因为其软段含量少，亲水性的PCL的链段在聚氨酯嵌段共聚物中的占有量少，导致成丝效果不佳。而80％软段含量的聚氨酯纤维膜成丝性能一般，电纺丝纤维容易成团，纺丝纤维不均匀，且纤维之间容易有小颗粒的水珠，且得到的完整的具有一定厚度的纤维膜的机械性能极差，膜容易断裂。这是因为其软段含量很高，亲水性的PCL的链段在聚氨酯嵌段共聚物中的占有量大，纺丝纤维膜的机械性能主要由PCL主要决定。整体来说，50％、60％、70％软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜成丝性能良好，可以得到一定厚度(至少100μm)含一定机械性能的完整聚氨酯薄膜。
实施例4：在带卡夫的导管上静电纺丝聚氨酯纤维膜及其降解性能
本实施例涉及一种带卡夫的双腔导管，双腔导管的材质为热塑性聚氨酯弹性体。所述带卡夫的导管，卡夫材质为涤纶聚酯，卡夫的宽度为1厘米。
在该带卡夫的聚氨酯导管静电纺丝聚氨酯纳米纤维的工艺如下：
首先，将带卡夫(卡夫宽度为1cm)的导管本体定长定型后，套入芯轴，芯轴与导管内径配合，并用粘合剂等连接紧密。将该芯轴放置于静电纺丝装置上；
其次，按照实施例2的方法制备50％、60％和70％软段含量的聚氨酯热塑性弹性体；
之后，配置一定质量浓度的聚氨酯纺丝溶液：将聚氨酯溶解于有机溶剂(质量浓度：聚氨酯/N,N-二甲基甲酰胺＝10％)。
然后，采用静电纺丝装置进行纺丝，静电纺丝装置设定：施加注射器的喷丝工作电压值为20kV，两个辅助电极的辅助电压各为10kV，两个辅助电极的中间距离为10cm。纺丝液的流量为0.2ml/h，接收距离为15cm，所述旋转接收圆管的旋转速度为800rpm。接丝挡板到接收器芯轴轴心的距离为2cm。
静电纺丝的工艺流程可以通过调节接丝挡板的遮挡部位，选择需要露出的接收器的部位，以及调节接丝时间等来进行电纺丝。
电纺丝的工艺流程为：为了首先添补“台阶”，增加纤维的附着力，按照工艺流程为图10的BCA工艺，其纤维的分布图如图10的中间图片所示。
具体工艺流程按照BCABCABCA进行：即第一步，利用接丝挡板挡住接收器，只露出卡夫右边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫右边缘与导管外表面之间的部分，纺丝时间约12小时，纤维膜部分填充于右“台阶”处；第二步，利用接丝挡板挡住接收器，只露出卡夫左边缘与导管外表面之间的部分；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫左边缘与导管外表面之间的部分，纺丝时间约12小时，纤维膜部分填充于左“台阶”处；第三步，调节接丝挡板，挡住接收器，只露出卡夫表面；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，纺丝时间约12小时，在卡夫与卡夫边缘和导管外表面形成平滑过渡的薄膜。根据纺丝膜的厚度与表面粗糙度，适当调节纺丝时间以及两个接丝挡板的位置，调节露出接收器的部位的宽度，依次按照所述第一步、第二步、第三步依次按顺序再进行两次。
之后，带卡夫的导管被覆盖一层聚氨酯纤维膜。卡夫与导管的“台阶”完全被纤维膜包裹后，停止喷丝。取下喷有聚氨酯薄膜的带卡夫导管，将其置于氮气气流中，将纤维膜和样品的残余溶剂等纯化，即可得到带卡夫的医疗导管。
电纺丝成膜性能比较：50％、60％和70％软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜在卡夫上的负载效果可知，总的来说，三者都可以紧密的负载在卡夫上，消除卡夫的“台阶”，相比较而言，50％的聚氨酯电纺丝纤维膜负载最紧密，70％软段负载较松，但是也不易脱落。60％的聚氨酯介于中间，表面光滑且负载紧密。
电纺丝膜的生物降解性能比较：将负载在卡夫上的50％、60％和70％软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜浸泡于PH＝7.6的PBS缓冲溶液中，常温放置，观察膜的降解失重情况。其结果如下：
软段含量 7天降解率(失重率) 14天降解率(失重率)
50％ 10.2％ 54.6％
60％ 44.3％ 88.2％
70％ 80.6％ 90.7％
结果表明，浸泡7天后，70％软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜的失重率达到80.6％；60％软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜的失重率达到44.3％；50％的软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜失重率都只达到10.2％。浸泡14天后，60％与70％软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜的失重率都达到90.7％；50％软段含量的聚氨酯电纺丝纤维膜失重率达到54.6％。
由于带卡夫导管植入人体的护理时间一般为2周甚至更长，要求卡夫以及导管上的纤维膜具备优异的降解性能：即在植入人体的一周内，纤维膜几乎保持完整，纤维膜的三维网状结构利于纤维粘连细胞的攀附生长；一周后，在纤维粘连细胞完成在纤维膜的攀附生长和增殖后，需要纤维膜降解开裂，露出“台阶”，利于纤维粘连细胞进入卡夫的“台阶”继续攀附生长；在护理结束期结束的2周后，纤维膜几乎完全降解。根据降解性能分析可知，相比较50％与70％的软段含量聚氨酯，60％软段含量的聚氨酯较满足用于卡夫于导管表面上的降解性能要求。
此外，在纤维膜植入人体时，要求纤维膜具备优异的强度、合适的硬度。综合评估性能表明，60％软段含量的实施例的聚氨酯具备最合适的生物降解性能。相比较70％软段含量聚氨酯具备更优的机械性能(力学模量)，不易脱落；相比50％软段含量的聚氨酯具备更低的硬度，较不易刺伤组织。因此，60％软段含量的实施例的聚氨酯最适宜用作电纺丝消除卡夫的“台阶”，并用于植入皮下组织治疗。
所述60％软段含量的实施例的聚氨酯的电纺丝实物图如图11所示；所述电纺丝的纳米纤维形貌如图12的SEM图片显示，纳米纤维的直径在50～500nm范围内，纳米纤维膜的孔径大小在50～5000nm之间。
实施例5：调控电纺丝工艺流程在带卡夫的导管上制备聚氨酯纤维膜
在本实施例中，选择如图10所示的BAC、CAB、CBA或BCA等工艺流程构建聚氨酯纤维膜并对其性能进行了比较。
具体过程如下：
首先，将带卡夫(卡夫宽度为1cm)的导管本体定长定型后，套入芯轴，芯轴与导管内径配合，并用粘合剂连接紧密。将该芯轴放置于静电纺丝装置上；
其次，配置10％的上述实施例2制备的软段含量为60％的LDI-PCL-BDO结构的聚氨酯/四氢呋喃溶液；
采用自主设计的静电纺丝装置进行纺丝，静电纺丝装置设定：施加注射器的喷丝工作电压值为18kV，两个辅助电极的辅助电压各为9kV，两个辅助电极的中间距离为8cm。纺丝液的流量为0.3ml/h，接收距离为12cm，所述旋转接收圆管的旋转速度为1000rpm。接丝挡板到接收器芯轴轴心的距离为1.5cm。
采用不同的工艺流程进行电纺丝以及电纺丝性能比较：
1)采用如图10所示的BAC工艺进行电纺丝及其性能比较
所述静电纺丝的工艺流程为：如图10所示，首先利用接丝挡板挡住接收器，只露出卡夫右边缘与导管外表面之间的部分，露出部分的空间宽度为1.0cm；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫右边缘与导管外表面之间的部分，以消除右“台阶”，该工艺方法对应为如图8所描述的示意图(标记为工艺B)，持续电纺丝24小时后停止；之后，调节接丝挡板，挡住接收器，只露出卡夫外表面，露出部分的空间宽度为1.5cm；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，以在卡夫表面形成平滑过渡的薄膜，该工艺方法对应为如图7所描述的示意图(标记为工艺A)，持续电纺丝24小时后停止；最后，利用接丝挡板挡住接收器，只露出卡夫左边缘与导管外表面之间的部分，露出部分的空间宽度为1.0cm；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫左边缘与导管外表面之间的部分，以消除左“台阶”，该工艺方法对应为如图9所描述的示意图(标记为工艺C)，持续电纺丝24小时后停止。
本工艺流程的电纺丝装置经历了如图8-图7-图9的过程，对应的工艺流程为BAC，如图10的标记为BAC工艺所示。按照图10的BAC工艺所示得到的在带卡夫的导管上纳米纤维的示意图可看出，纳米纤维首先在卡夫的右边缘的“台阶”处进行沉积，之后再在卡夫的外表面进行沉积，最后再在卡夫的左边缘的“台阶”处进行沉积。该工艺理论上可以保证纳米纤维在卡夫右边缘的“台阶”较卡夫左边缘处“台阶”沉积的更密实。其纤维沉积的效果可用20、24、28、30或33G的注射器针头对其进行实验验证。实验证明，将28G的注射器针头可以插入左“台阶”，而不能插入右“台阶”。说明左“台阶”的底部位置有少量间隙，空间未能填充匀实，该部分贴合性能较差。
2)采用如图10所示的CAB工艺进行电纺丝及其性能比较
所述静电纺丝的工艺流程为：如图10所示，首先利用接丝挡板挡住收集器，只露出卡夫左边缘与导管外表面之间的部分,露出部分的空间宽度为1.0cm；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫左边缘与导管外表面之间的部分，以消除左“台阶”，该工艺方法对应为如图9所描述的示意图(标记为工艺C),持续电纺丝24小时后停止；之后，调节接丝挡板，挡住收集器，只露出卡夫外表面，露出部分的空间宽度为1.5cm；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，以在卡夫外表面形成平滑过渡的薄膜该工艺方法对应为如图7所描述的示意图(标记为工艺A),持续电纺丝24小时后停止；最后，利用接丝挡板挡住收集器，只露出卡夫右边缘与导管外表面之间的部分,露出部分的空间宽度为1.0cm；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫右边缘与导管外表面之间的部分，以消除右“台阶”，该工艺方法对应为如图8所描述的示意图(标记为工艺B),持续电纺丝24小时后停止。
本工艺流程的电纺丝装置经历了如图9-图7-图8的过程，对应的工艺流程为CAB，如图10的标记为CAB工艺所示。按照图10的CAB工艺所示得到的在带卡夫的导管上纳米纤维的示意图可看出，纳米纤维首先在卡夫的左边缘的“台阶”处进行沉积，之后再在卡夫的外表面进行沉积，最后再在卡夫的右边缘的“台阶”处进行沉积。该工艺理论上可以保证纳米纤维在卡夫左边缘的“台阶”较卡夫右边缘处“台阶”沉积的更密实。其纤维沉积的效果可用20、24、28、30或33G的注射器针头对其进行实验验证。实验证明，将28G的注射器针头可以插入右“台阶”，而不能插入左“台阶”。说明右“台阶”的底部位置有少量间隙，空间未能填充匀实，该部分贴合性能较差。
3)采用如图10所示的CBA或BCA工艺进行电纺丝及其性能比较
所述静电纺丝的工艺流程为：如图10所示，首先利用接丝挡板挡住收集器，只露出卡夫左或者右边缘与导管外表面之间的部分,露出部分的空间宽度为1.0cm；静电纺丝纳米纤维膜到卡夫边缘与导管外表面之间的部分，以消除卡夫的左或右边“台阶”，该工艺方法对应为如图9或8所描述的示意图(标记为工艺C或B)，分别持续电纺丝24小时后停止；之后，调节接丝挡板，挡住收集器，只露出卡夫表面，露出部分的空间宽度为1.5cm；将喷丝头对准卡夫表面，静电纺丝纳米纤维膜到卡夫表面，以在卡夫与卡夫边缘和导管外表面形成平滑过渡的薄膜，该工艺方法对应为如图7所描述的示意图(标记为工艺A)，持续电纺丝24小时后停止。
本工艺流程的电纺丝装置经历了如图9-图8-图7或如图8-图9-图7的过程，对应的工艺流程为CBA或BCA，如图10的标记为CBA或BCA工艺所示。按照图10的CBA或BCA工艺所示得到的在带卡夫的导管上纳米纤维的示意图可看出，纳米纤维首先在卡夫的左或右边缘的“台阶”处进行沉积，之后再在卡夫的右或左边缘的“台阶”处进行沉积，最后再在卡夫的外表面进行沉积。该工艺理论上可以保证纳米纤维在卡夫左右边缘的“台阶”纺丝的沉积密实程度和性能一致。其纤维沉积的效果可用20、24、28、30或33G的注射器针头对其进行实验验证。实验证明，20、24、28、30或33G的注射器针头插入左或右“台阶”的效果类似。即20、24、28、30G的注射器都不能插入左或右“台阶”；33G的注射器针头都可插入左或右“台阶”。说明左、右“台阶”的底部位置有极其小的间隙，但两者空间填充状态类似，较匀实。肉眼观察：且卡夫表面的纤维与边缘处纤维平滑过渡，曲面明显。

Claims (6)

1.一种带卡夫的医疗导管，其特征在于，包括：
导管本体；
所述导管本体的外表面设置有卡夫；
所述卡夫的外表面的边缘与导管本体的外表面通过高分子膜连接；
所述高分子膜远离导管本体的表面与导管本体外表面形成的角度为5°~45°；
所述高分子膜的厚度大于等于20 μm；
所述高分子膜为具有三维网状多孔结构的高分子纤维多孔膜；
所述高分子纤维多孔膜为静电纺丝制备的高分子纤维多孔膜；
所述高分子膜为聚氨酯膜；
所述聚氨酯膜的聚氨酯包括硬段结构与软段结构；所述硬段结构由不含苯环的脂肪族和/或脂环族类的二异氰酸酯单体制备得到；所述软段结构由生物可降解无毒的聚酯和/或聚醚制备而成；
所述聚氨酯的软段结构摩尔含量范围在40%到80%之间。
2.根据权利要求1所述的医疗导管，其特征在于，所述高分子膜远离导管本体的表面与导管本体外表面形成的角度为10°~30°。
3.根据权利要求1所述的医疗导管，其特征在于，所述卡夫的外表面设置有高分子膜。
4.根据权利要求1所述的医疗导管，其特征在于，所述卡夫的数量为1或2；所述卡夫的宽度为2~200 mm；所述卡夫的厚度为0.5~100 mm。
5.根据权利要求1所述的医疗导管，其特征在于，所述高分子纤维多孔膜是通过静电纺丝装置，调控静电纺丝工艺制备而成的；
所述静电纺丝装置包含注射器、收集器、高压电源、辅助电极和接丝挡板；
所述辅助电极为两个对称分布的电极板用于在注射器的喷丝头与收集器之间施加辅助电场；两个电极板以注射器的喷丝头垂直于收集器平面的轴线为轴对称分布，并平行于注射器的喷丝头方向；所述辅助电极的工作电压为注射器的喷丝头喷丝工作电压的1/3到4/5之间；
所述收集器为固定于芯轴上的带卡夫的导管；
所述接丝挡板设置在收集器与注射器的喷丝头之间，且带有通道，通过所述接丝挡板的定向移动、定向选择收集器的位置接收丝。
6.根据权利要求5所述的医疗导管，其特征在于，所述收集器的旋转速率为50~4000rpm；所述接丝挡板的位置离接丝器芯轴的轴心的距离为1~10 cm。
CN202110553402.4A 2021-05-20 2021-05-20 一种带卡夫的医疗导管 Active CN113144378B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110553402.4A CN113144378B (zh) 2021-05-20 2021-05-20 一种带卡夫的医疗导管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110553402.4A CN113144378B (zh) 2021-05-20 2021-05-20 一种带卡夫的医疗导管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113144378A CN113144378A (zh) 2021-07-23
CN113144378B true CN113144378B (zh) 2022-12-16

Family

ID=76876798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110553402.4A Active CN113144378B (zh) 2021-05-20 2021-05-20 一种带卡夫的医疗导管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113144378B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115192861B (zh) * 2022-09-16 2022-12-16 山东百多安医疗器械股份有限公司 一种具有响应性的导管皮下隧道固定装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09290023A (ja) * 1996-04-26 1997-11-11 Sekisui Chem Co Ltd 気管切開カテーテル
CN105709326A (zh) * 2016-01-18 2016-06-29 江苏大学附属医院 一种防漏尿且防堵塞的导尿管
CN209221280U (zh) * 2017-12-30 2019-08-09 南京医科大学第一附属医院 用于血液透析带卡夫导管局部防移动、防扭转固定装置
CN209332849U (zh) * 2018-08-28 2019-09-03 宁波市鄞州区第二医院(宁波市泌尿肾病医院) 一种新型腹膜透析导管

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8100863B2 (en) * 2005-03-04 2012-01-24 C. R. Bard, Inc. Catheter assembly, catheter systems including same, and method of manufacture
US8434487B2 (en) * 2006-06-22 2013-05-07 Covidien Lp Endotracheal cuff and technique for using the same
CN101301496B (zh) * 2007-05-08 2011-07-20 中国科学院化学研究所 放射性核素标记的可生物降解及吸收的高分子超细纤维膜及其制法和用途
CN101391113B (zh) * 2008-11-07 2012-09-19 四川大学 聚氨酯医用复合膜及制备方法
CN101664346A (zh) * 2009-09-02 2010-03-10 南通大学 静电纺丝制备的人工神经移植物及其制备方法和专用装置
CN102145202B (zh) * 2010-02-05 2012-12-26 微创医疗器械(上海)有限公司 一种医用导丝
CN104117100B (zh) * 2014-07-02 2017-01-25 吴桂艳 血液引流净化装置
CN104739473A (zh) * 2015-03-12 2015-07-01 东华大学 一种纳米纤维纱线神经导管及其制备方法
CN210472770U (zh) * 2019-01-28 2020-05-08 江苏迪沃生物制品有限公司 一种输卵管造影和通液导管

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09290023A (ja) * 1996-04-26 1997-11-11 Sekisui Chem Co Ltd 気管切開カテーテル
CN105709326A (zh) * 2016-01-18 2016-06-29 江苏大学附属医院 一种防漏尿且防堵塞的导尿管
CN209221280U (zh) * 2017-12-30 2019-08-09 南京医科大学第一附属医院 用于血液透析带卡夫导管局部防移动、防扭转固定装置
CN209332849U (zh) * 2018-08-28 2019-09-03 宁波市鄞州区第二医院(宁波市泌尿肾病医院) 一种新型腹膜透析导管

Also Published As

Publication number Publication date
CN113144378A (zh) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI465263B (zh) 醫用敷料及使用該敷料之負壓治療裝置
CN103800097B (zh) 一种组织修复用纤维膜及其制造方法和应用
US5376117A (en) Breast prostheses
CN106729980B (zh) 一种用于外周神经修复的仿生神经移植物及其制备方法
US10363041B2 (en) Implantable nerve guidance conduits having polymer fiber guidance channel
CN102688076B (zh) 一种神经导管及其制备方法
CN103920194B (zh) 一种多层神经导管及其制备方法
JP2016519222A (ja) コア−シース繊維ならびにそれを作製するための方法およびそれを使用するための方法
DE102006042732B3 (de) Künstliches arterio-venöses permeables Hohlfaserkapillarsystem
WO1993021902A1 (en) Biocompatible, therapeutic, implantable device
US20120283828A1 (en) Non-woven fabric for medical use and process for the preparation thereof
CN106967206B (zh) 亲水润滑医用聚氨酯材料及其制备方法和应用
CN109943976A (zh) 一种多功能静电纺丝纤维敷料及其制备方法
CN113144378B (zh) 一种带卡夫的医疗导管
US11612399B2 (en) Implantable nerve guidance conduits having polymer fiber guidance channel
CN104248777A (zh) 组织修复支架、其制备方法和用途
US20070198053A1 (en) Cuff member
CN105457092A (zh) 一种弹性模量可调聚氨酯组合物及其在医用植入材料中的应用
CN105919694A (zh) 一种复层电纺膜及其用途
CN110167486A (zh) 用于保持生物部分的可植入设备
DE102009037134A1 (de) Tubuläres Implantat zum Ersatz von natürlichen Blutgefäßen
US20200276379A1 (en) Tissue cuff
CN113398313B (zh) 一种作用创面的多层结构复合敷料及其制备方法
CN115558078A (zh) 一种可降解聚氨酯及其用途
CN102908658B (zh) 柔顺性良好的静电纺丝高分子防粘连纤维膜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231010

Address after: No. 1-9 Weigao Road, Chucun Town, Torch High tech Industrial Development Zone, Weihai City, Shandong Province, 264200

Patentee after: Weihai Weigao Import and Export Co.,Ltd.

Address before: No.18 Xingshan Road, torch hi tech Industrial Development Zone, Weihai City, Shandong Province

Patentee before: WEIGAO HOLDING CO.,LTD.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240325

Address after: No. 1-34 Weigao West Road, Torch High tech Industrial Development Zone, Weihai City, Shandong Province, 264200

Patentee after: Shandong Weihong Medical Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: No. 1-9 Weigao Road, Chucun Town, Torch High tech Industrial Development Zone, Weihai City, Shandong Province, 264200

Patentee before: Weihai Weigao Import and Export Co.,Ltd.

Country or region before: China