CN114075385B - 医用管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种医用管材及其制备方法，先利用聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液制备混合溶液，而后利用所述混合溶液对芯线进行涂覆，以形成包裹所述芯线的医用管材，之后再从所述医用管材中抽除所述芯线。如此，制备的所述医用管材即可克服聚酰亚胺材料的质硬和水介质摩擦力大的缺点，又可克服聚氨酯前体材料耐老化性差的缺点，从而使得综合性能优异，改善了医用管材的使用性能，拓宽了应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种医用管材及其制备方法。
背景技术
聚酰亚胺(PI)是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，其具有优异的耐溶剂性、耐辐射性、尺寸稳定性、机械性能及生物相容性等特点，被称为“解决问题的能手”。聚酰亚胺特有的综合性能使其广泛应用于诸多领域，其中就包括生物医用领域，聚酰亚胺精密管材作为微创介入治疗用导管在临床上现已被大量使用。聚酰亚胺由于具有刚性结构，分子链排列紧密，相互作用较强，使其医用精密导管具有较好的机械强度。在介入治疗导入过程中具有耐推压性；通过材料类型的调控可同时保证其具有扭转传递性。但人体内的血管细微复杂，具有可操作性的同时还需拥有较好的亲水性，提高可润湿性，使其在导入的过程中可形成外表水膜，降低其对血管的损伤，提高人体的舒适感。
聚氨酯(PU)是由异氰酸酯和二羟基或多羟基的聚酯或者聚醚加聚反应制得的嵌段共聚物，较为常见的聚氨酯弹性性能一般介于塑料和橡胶之间，硬度高且富有弹性，具有良好的力学强度，耐油、耐臭氧、低温性能优异，同时还具有良好的生物相容性，湿表面摩擦系数低等特点使其在生物医疗领域也具有广泛的应用。但其耐老化性差，蓄热性较大，一定程度上影响了其综合使用性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种医用管材的制备方法，以改善医用管材的使用性能，拓宽应用范围。
为解决上述技术问题，本发明提供一种医用管材的制备方法，包括：
利用聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液制备混合溶液；
利用所述混合溶液对芯线进行涂覆，以形成包裹所述芯线的医用管材；
从所述医用管材中抽除所述芯线。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，利用所述混合溶液对所述芯线进行涂覆的方法包括：
利用所述混合溶液对所述芯线进行多层涂覆，其中，每完成一层涂覆，进行一次固化处理，而后再进行下一层涂覆。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，所述固化处理包括：在烧结炉中采用多温区程控升温的方法对所述医用管材进行加热。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，所述固化处理包括：在烧结炉中采用五温区程控升温的方法对所述医用管材进行加热；第一温区和第二温区的温度设定为50～150℃，第三温区、第四温区和第五温区的温度设定为100～250℃。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，所述聚酰亚胺前体溶液为封端的聚酰亚胺前体溶液。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，在利用所述聚氨酯前体溶液和所述聚氨酯前体溶液制备所述混合溶液之前，所述医用管材的制备方法还包括：
利用酸酐封端剂对所述聚酰亚胺前体溶液进行封端处理。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，所述酸酐封端剂包括邻苯二甲酸酐。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，所述聚氨酯前体溶液为封端的聚氨酯前体溶液。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，在利用所述聚氨酯前体溶液和所述聚氨酯前体溶液制备所述混合溶液之前，所述医用管材的制备方法还包括：
利用醇和/或酚封端剂对所述聚氨酯前体溶液进行封端处理。
可选的，在所述的医用管材的制备方法中，所述醇和/或酚封端剂包括苯酚。
本发明还提供一种医用管材，所述医用管材采用如上所述的医用管材的制备方法制备而成。
可选的，在所述的医用管材中，所述医用管材中聚酰亚胺和聚氨酯的质量比为5％～95％。
在本发明提供的医用管材及其制备方法中，先利用聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液制备混合溶液，而后利用所述混合溶液对芯线进行涂覆，以形成包裹所述芯线的医用管材，之后再从所述医用管材中抽除所述芯线。如此，制备的所述医用管材即可克服聚酰亚胺材料的质硬和水介质摩擦力大的缺点，又可克服聚氨酯前体材料耐老化性差的缺点，从而使得医用管材的综合性能优异，改善了医用管材的使用性能，拓宽了应用范围。
附图说明
图1为本发明实施例提供的医用管材的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的医用管材及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
本发明的核心思想在于，利用聚酰亚胺(PI)的尺寸稳定性及良好的热稳定性，改性聚氨酯(PU)基体，提高其耐老化性，延长使用寿命；利用聚氨酯的弹性及低湿表面摩擦性能，改性聚酰亚胺基体，提高其亲水性，改善人体适感，基体的转换可通过聚酰亚胺和聚氨酯选取的类型和配比进行调控，通过改性，以提升医用管材的综合使用性能。
基于上述思想，本实施例提供一种医用管材的制备方法，包括如下步骤：
S11，利用聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液制备混合溶液；
S12，利用所述混合溶液对芯线进行涂覆，以形成包裹所述芯线的医用管材；
S13，从所述医用管材中抽除所述芯线。
以下对各步骤进行详细描述。
步骤S11中，所述聚酰亚胺前体溶液可以为脂肪族的聚酰胺酸溶液、半芳香族的聚酰胺酸溶液或者芳香族的聚酰胺酸溶液，其质量百分比可为5％～30％，其粘度可为5～50Pa·s，其溶剂可为极性溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基乙酰胺、三氟乙酸、二甲基亚砜(DMSO)、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、六甲基磷酰胺、甲醇、乙醇、乙酸、异丙醇、吡啶、丙酮、正丁醇、苯胺等中的一种或多种。
所述聚氨酯前体溶液可为聚酯型和聚醚型，其质量百分比可为15％～75％，其粘度可为5～50Pa·s。
所述聚酰亚胺前体溶液和所述聚氨酯前体溶液的配置比例可以按照需要制备的医用管材中聚酰亚胺和聚氨酯的比例设定。比例医用材料中聚酰亚胺和聚氨酯的比例不同，医用材料的性能不同。医用材料中聚酰亚胺和聚氨酯的质量比可为5％～95％。
为了避免产生凝胶反应，较佳的，步骤S11中，所述聚酰亚胺前体溶液采用封端的聚酰亚胺前体溶液，和/或，所述聚氨酯前体溶液采用封端的聚氨酯前体溶液。本实施例中，为了使所述聚酰亚胺前体溶液和所述聚氨酯前体溶液具有较佳的相溶性，聚酰亚胺可利用酸酐封端剂来进行封端，所述酸酐封端剂例如可为邻苯二甲酸酐，聚氨酯可利用醇和/或酚封端剂来进行封端，所述醇和/或酚封端剂例如可为苯酚。故而，在步骤S11之前，本实施例提供的所述医用管材的制备方法还可包括：利用酸酐封端剂对所述聚酰亚胺前体溶液进行封端处理，和/或，利用醇和/或酚封端剂对所述聚氨酯前体溶液进行封端处理。
在另外一些实施例中，所述聚酰亚胺前体溶液和所述聚氨酯前体溶液也可采用本领域人员所知的其它封端剂来进行封端，封端剂的具体选择不构成对本申请的限制。
步骤S12中，所述芯线的材料可为金属、塑料、橡胶棒等。利用所述混合溶液对所述芯线进行涂覆的方法可包括：利用所述混合溶液对所述芯线进行多层涂覆，其中，每完成一层涂覆，进行一次固化处理，而后再进行下一层涂覆，从而以形成外径满足要求的医用管材。其中，较佳的，所述固化处理为：在烧结炉中采用多温区程控升温的方法对所述医用管材进行加热。且进一步较佳的，进行加热的各所述温区的温度根据制备的所述混合溶液中聚酰亚胺和聚氨酯的质量比而设定，随着聚酰亚胺和聚氨酯的质量比的增大，各温区温度可适当增大。在实际操作时，可将烧结炉设为五温区，1～2温区的温度可设定为50～150℃，主要为溶剂的挥发阶段；3～5温区的温度可设定为100～250℃，主要为医用管材的固化阶段。
步骤3中，抽除所述芯线的方法可采取本领域人员所熟知的任意方法，在此不再列举。
基于同一思想，本实施例还提供一种医用管材，所述医用管材采用本实施例提供的医用管材的制备方法制备而成。
其中，所述医用管材中聚酰亚胺和聚氨酯的质量比可为5％～95％。当利用聚酰亚胺的尺寸稳定性及良好的热稳定性来改性聚酰亚胺基体时，较佳的，聚酰亚胺和聚氨酯的质量比为5％～25％；当利用聚氨酯的弹性及低温表面摩擦性能来改性聚酰亚胺基体时，较佳的，聚酰亚胺和聚氨酯的质量比为75％～95％。
以下结合多个示例对本实施例提供的医用管材及其制备方法做进一步详细说明。
示例一
采用如下步骤配置混合溶液：
(a)聚酰亚胺前体溶液的制备：取一定量ODA(二氨基二苯醚)在氮气氛围加入至NMP中，搅拌溶解，等摩尔量PMDA(均苯四甲酸二酐)缓慢加入，室温反应2h，加入邻苯二甲酸酐封端，形成浓度为5％，粘度为5Pa·s的聚酰亚胺前体溶液；
(b)聚氨酯前体溶液的制备一定量干燥的PEA(苯乙胺)置于三口烧瓶，搅拌加热至50℃熔融，滴加TDI(甲苯二异氰酸酯)，升温至80℃反应3h，苯酚封端，TDI/PEA摩尔比为2：1，形成浓度为15％，粘度为5Pa·s的聚氨酯前体溶液；
(c)涂覆溶液的制备，将步骤(a)得到的聚酰亚胺前体溶液和步骤(b)所得聚氨酯前体溶液按质量比为5％混合得到混合溶液。
(d)医用管材的制备，将金属芯线，例如镀银铜丝，通过放线装置放线，放线张力根据芯线材料选取，金属芯线以一定速率进入清洗槽，速率可以为0.2～10m/min，清洗槽1为75％乙醇，清洗槽2为纯水，清洗结束经过吹干装置，去除芯线表面水分。干净的芯线进入涂覆区域进行第一次涂覆，涂覆槽内为步骤(c)得到的涂覆溶液。然后，经涂覆的芯线进入烧结炉进行溶剂挥发及涂覆溶液的固化，并且，聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液加热后得到聚酰亚胺和聚氨酯复合材料。烧结炉采用五温区程控升温，五个温区的温度分别设为50℃、100℃、150℃、200℃、250℃。一次涂覆后的芯线再次进入涂覆区域进行第二次涂覆，然后再进入烧结炉，以此往复，同时通过调整模具的尺寸和管材涂覆层数最终获得壁厚约为50μm的医用管材。利用监测系统，对管材的外径及表面凹凸等性能进行检验，合格管材通过收卷装置或切割装置成品，最终抽芯制得医用管材。
对比例一
与示例一的材料和工艺相同，不同点在于涂覆溶液为聚氨酯前体溶液。
对比例二
与示例一的材料和工艺相同，不同点在于涂覆溶液为聚酰亚胺前体溶液。
示例二：
与示例一的材料和工艺相同，不同点在于聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液的质量比为50％。
示例三：
与示例一的材料和工艺相同，不同点在于聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液的质量比为95％。
通过以上各示例所制备的医用管材性能见表1。
表1
从表1可知，聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液按不同配比混合所形成的混合液，在固化成型之后，呈现不同的性能。当聚酰亚胺前体溶液的比例相对较高时，例如当聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液的质量比为95％时，形成的医用管材虽具有较高的机械强度，但相对于纯聚酰亚胺材料，亲水性也得以一定程度的提高。当聚氨酯前体溶液的比例相对较高时，例如当聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液的质量比为5％时，形成的医用管材虽具有较高的亲水性，但相对于纯聚氨酯材料，机械强度也得以提高。因此，在实际应用时，可根据需求选择合适的聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液的配比来形成混合溶液，以提高医疗管材在特定使用场景下的使用性能。
综上所述，本发明提供的医用管材的制备方法，先利用聚酰亚胺前体溶液和聚氨酯前体溶液制备混合溶液，而后利用所述混合溶液对芯线进行涂覆，以形成包裹所述芯线的医用管材，之后再从所述医用管材中抽除所述芯线，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)微创介入治疗中，需要借助医用精密导管进行精准安全有效的传输，因而对管材的综合性能要求较高，本发明即是在现实应用的需求推动下，通过材料的复合改性，克服了聚酰亚胺材料的质硬、水介质摩擦力大的缺点，以及聚氨酯材料耐老化性差的缺点，制备综合性能优异的医用管材，改善了医用管材的使用性能，拓宽了应用范围；
(2)本发明采用一步成型方法制备混合溶液，原材料的制备以及工艺的实施都简单易行，可生产连续化，具有较高的现实价值。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (7)
1.一种医用管材的制备方法，其特征在于，包括：
利用酸酐封端剂对所述聚酰亚胺前体溶液进行封端处理；利用醇和/或酚封端剂对所述聚氨酯前体溶液进行封端处理；
利用封端的聚酰亚胺前体溶液和封端的聚氨酯前体溶液制备混合溶液；
利用所述混合溶液对芯线进行涂覆，以形成包裹所述芯线的医用管材；
从所述医用管材中抽除所述芯线。
2.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，利用所述混合溶液对所述芯线进行涂覆的方法包括：
利用所述混合溶液对所述芯线进行多层涂覆，其中，每完成一层涂覆，进行一次固化处理，而后再进行下一层涂覆。
3.如权利要求2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述固化处理包括：在烧结炉中采用多温区程控升温的方法对所述医用管材进行加热。
4.如权利要求3所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述固化处理包括：在烧结炉中采用五温区程控升温的方法对所述医用管材进行加热；第一温区和第二温区的温度设定为50～150℃，第三温区、第四温区和第五温区的温度设定为100～250℃。
5.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述酸酐封端剂为邻苯二甲酸酐，所述醇和/或酚封端剂为苯酚。
6.一种医用管材，其特征在于，所述医用管材采用如权利要求1～5任一项所述的医用管材的制备方法制备而成。
7.如权利要求6所述的医用管材，其特征在于，所述医用管材中聚酰亚胺和聚氨酯的质量比为5％～95％。
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