CN114316597B - 杜仲胶抗菌硅橡胶及其制备方法、医用抗菌导管和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种杜仲胶抗菌硅橡胶，由包括如下组分的原料制备而成：100重量份的硅橡胶、1～50重量份的杜仲胶、0.1～20重量份的纳米碳酸钙和1～12重量份的硫化剂；其中，纳米碳酸钙的平均粒径为1nm～100nm，可通过选择合适球磨参数制得粒径可控、大小均一的纳米碳酸钙，进一步地，将一定比例的杜仲胶、纳米碳酸钙与硅橡胶用密炼机共混，与硫化剂进行硫化，通过各原料及各步骤之间的配合协同，得到的杜仲胶抗菌硅橡胶具有优异且持久的抗菌性能，还具有明显提升的机械性能。进一步可应用于抗菌医疗器械，包括但不限于导尿管。

Description

杜仲胶抗菌硅橡胶及其制备方法、医用抗菌导管和应用

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，特别涉及杜仲胶抗菌硅橡胶及其制备方法、医用抗菌导管和应用，进一步涉及杜仲胶抗菌硅橡胶及其制备方法、导尿管和应用。

背景技术

导尿管是临床必不可少的医疗器械之一。有关数据显示，泌尿系统感染的问题日趋严重。据统计，美国每年导尿管相关性尿路感染患者占医院获得性感染的40％，在医院获得性感染里面排第二。因此，每年因导尿管而引发的泌尿系统感染不仅给患者本身带来巨大的痛苦，同时对卫生医疗机构也带来巨大压力。

专利文献CN2778285Y将导尿管从内至外覆盖一超滑层与抗菌层，抗菌层由纳米银层组成而超滑层则由亲水性高聚物组成，改导尿管具有摩擦力小、操作方便、对粘膜刺激轻，同时纳米银层抗菌层设计为无耐药性的抗菌层。该导尿管在制作工艺上偏复杂，成本偏高，同时，由于采用的是表层银离子涂抹，存在抗菌时长偏短的不足，特别是无法满足需求在体内长时间置留(如7天以上)的患者需求。

因此，有必要进一步开发具有抗菌性能优良持久的导尿管。

发明内容

基于此，本发明的目的包括提供一种抗菌性能优良持久的杜仲胶抗菌硅橡胶，所得抗菌材料可用于制备抗菌医疗器械，包括但不限于导尿管。

本发明的上述目的可通过如下的技术方案实现。

在本发明的第一方面，提供一种杜仲胶抗菌硅橡胶，由包括如下组分的原料制备而成：100重量份的硅橡胶、1～50重量份的杜仲胶、0.1～20重量份的纳米碳酸钙和1～12重量份的硫化剂；其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为1nm～100nm。

在本发明的一些实施方式中，所述硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶和腈硅橡胶中的一种或多种；及/或，

所述杜仲胶的分子量为120kDa～250kDa；及/或，

所述纳米碳酸钙来自纳米贝壳粉；及/或，

所述纳米碳酸钙的平均粒径为1nm～50nm；及/或，

所述纳米碳酸钙的粒径的多分散指数小于0.7；及/或，

所述硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基和2,4-二氯过氧化苯甲酰中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述杜仲胶的分子量为150kDa～180kDa；及/或，

以所述硅橡胶为100重量份计，所述纳米碳酸钙的用量为0.1～15重量份；及/或，

以所述硅橡胶为100重量份计，所述杜仲胶的用量为1～45重量份；及/或，

以所述硅橡胶为100重量份计，所述硫化剂的用量为1～8重量份；及/或，

所述纳米碳酸钙的粒径的多分散指数小于0.4；及/或，

所述纳米碳酸钙中所有颗粒的粒径均在1nm～50nm范围内。

在本发明的第二方面，提供本发明的第一方面所述杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：将所述硅橡胶、所述杜仲胶粉所述纳米贝壳和进行密炼共混，然后与所述硫化剂混合，进行硫化，制得所述杜仲胶抗菌硅橡胶。

在本发明的一些实施方式中，所述纳米碳酸钙由包括如下步骤的方法制备得到：将贝壳粉、磨球与水混合，湿法球磨，干燥，制得所述纳米碳酸钙；其中，

所述磨球为氧化锆珠或/和玛瑙珠；及/或，

所述玛瑙珠的直径为0.4cm～1.2cm；氧化锆珠的直径为0.05mm～0.15mm；及/或，

所述贝壳粉与所述磨球的重量份数比为1:(0.1～5)；及/或，

所述贝壳粉与水的重量比为1：(2～9)；及/或，

球磨转速为50rpm～800rpm，球磨时间为0.5h～5h。

在本发明的一些实施方式中，进行所述湿法球磨的步骤中，进行所述湿法球磨之前，将所述贝壳粉过筛，筛网目数为40～100目；及/或，

所述玛瑙珠的直径为0.5cm、0.7cm或1cm，所述氧化锆珠的直径为0.1mm；及/或，

所述贝壳粉来自牡蛎、九孔鲍和蛤蜊中的一种或多种贝壳；及/或，

所述贝壳粉中，碳酸钙的质量含量大于≥90％；及/或，

所述贝壳粉与所述磨球的重量份数比为1:(0.3～4)；及/或，

球磨转速为220～750rpm，球磨时间为0.5h～4.5h；及/或，

在所述进行湿法球磨，干燥的步骤之后，还进行过筛，筛网目数为150～400目，制得所述纳米碳酸钙。

在本发明的一些实施方式中，密炼温度为20℃～60℃，滚筒速比为1:(1～6)，共混时间为1h～8h；及/或，

硫化温度为100℃～300℃，硫化时间为5min～80min。

在本发明的一些实施方式中，密炼温度为22℃～45℃，滚筒速比为1:(1～5)，共混时间为1h～7h；及/或，

硫化温度为130℃～240℃，硫化时间为10min～50min。

在本发明的第三方面，提供本发明的第一方面所述杜仲胶抗菌硅橡胶，或者本发明的第二方面所述的制备方法制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶在抗菌医疗器械中的应用，进一步地，所述抗菌医疗器械为医用抗菌导管，所述医用抗菌导管包括导尿管、呼吸机导管、呼吸面罩导管和输液管。

在本发明的第四方面，提供一种医用抗菌导管，由包括杜仲胶抗菌硅橡胶的原料制备而成，所述仲胶抗菌硅橡胶选自本发明的第一方面所述杜仲胶抗菌硅橡胶，或者本发明的第二方面所述的制备方法制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶。

在本发明的一些实施方式中，所述医用抗菌导管为导尿管、呼吸机导管、呼吸面罩导管或输液管。

本发明提供的杜仲胶抗菌硅橡胶包含特定重量比例的硅橡胶、杜仲胶(天然高分子橡胶，本身具有一定的抗菌性)、1nm～100nm的纳米碳酸钙(可由纳米贝壳粉提供)以及硫化剂，抗菌活性好且稳定持久。

以贝壳粉作为碳酸钙的天然来源，通过选择合适球磨参数(磨球用量、磨球尺寸、球磨时间、水用量等)制得1nm～100nm的粒径可控、大小均一的纳米碳酸钙，突破了传统技术中难以通过球磨工艺获得100nm以下颗粒的瓶颈。进一步地，将一定比例的杜仲胶、纳米碳酸钙与硅橡胶用密炼机共混，硫化，通过各原料及各步骤之间的配合协同，得到的杜仲胶抗菌硅橡胶具有优异且持久的抗菌性能，还具有明显提升的机械性能。

本发明的制备方法所用的原料纯天然，无污染，不涉及有毒试剂，无论是纳米碳酸钙，还是杜仲胶，亦或是硅橡胶均绿色环保，易于降解，符合可持续发展。纳米碳酸钙主要由贝壳粉制备，杜仲胶的原料也可天然提取，制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶生物安全性高，抗菌活性稳定持久，易降解，绿色环保，且成本可控。原材料来源广泛，制作工艺简单，成本可控适合企业大批量生产。

将杜仲胶抗菌硅橡胶通过模具进行热压，可制成一定形状的抗菌制品，具有生物安全性高、抗菌持久、稳定、成本可控的特点，而且能达到国家医用硅橡胶材料的物理机械性能指标中所要求的参数，因此，可作为抗菌医疗器械应用于临床。前述抗菌医疗器械的形状可根据使用需求相应的进行模具设计，经模压成型而获得。抗菌医疗器械可以为管状，包括但不限于导尿管。

本发明的杜仲胶抗菌硅橡胶及其相关抗菌制品(如抗菌医疗器械，进一步如医用抗菌导管，更进一步如导尿管)具有广谱性抗菌的特点，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有较高的抑菌率，可达到90％以上，且普遍可达95％以上，其中，对革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)的抑菌率可达98％以上，进一步可高达99.9％，对革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)的抑菌率可达99％以上，进一步可高达99.9％。发明人还发现，通过一定比例的纳米碳酸钙与杜仲胶的改性，不仅仅显著提升了抗菌性能，还大大改善了抗菌制品的机械性能，如拉伸强度、撕拉强度、拉扯伸长率及其持久性等方面均有显著改善。发明人推测，这可能是由于纳米碳酸钙极细且均匀的纳米尺度特点，进一步与硅橡胶、杜仲胶经密炼共混、硫化而实现协同配合，从而呈现出意外地被显著改善的物理机械性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案、更完整地理解本申请及其有益效果，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例1中经湿法球磨制备得到的纳米碳酸钙的粒径检测结果，其中，横坐标轴为颗粒的直径尺寸(size，单位nm)，纵坐标轴为峰强度(intensity)，以百分比(percent)为单位，图中还标注了Z-平均值(Z-Average)，多分散指数(PI)，每个峰的平均强度(mean by intensity)，每个峰所占面积(area by intensity)；

图2为本发明的实施例2中制备得到的纳米碳酸钙的粒径检测结果；

图3为本发明的实施例3中制备得到的纳米碳酸钙的粒径检测结果；

图4为本发明的对比例7中制备得到的纳米碳酸钙的粒径检测结果。

具体实施方式

下面结合附图、实施方式和实施例，对本发明作进一步详细的说明。应理解，这些实施方式和实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，提供这些实施方式和实施例的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。还应理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式和实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下作各种改动或修改，得到的等价形式同样落于本申请的保护范围。此外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为充分地理解，应理解，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述实施方式和实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

术语

除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：

本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时，应当理解，在本申请中，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“A及/或B”包括A、B和A+B三种并列方案。又比如，“A，及/或，B，及/或，C，及/或，D”的技术方案，包括A、B、C、D中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案)，也包括A、B、C、D的任意的和所有的组合，也即包括A、B、C、D中任两项或任三项的组合，还包括A、B、C、D的四项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。

本发明中涉及“多个”、“多种”、“多次”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。

本文中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。

本文中，“合适的组合方式”、“合适的方式”、“任意合适的方式”等中所述“合适”，以能够实施本发明的技术方案、解决本发明的技术问题、实现本发明预期的技术效果为准。

本文中，“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本发明保护范围的限制。如果一个技术方案中出现多处“优选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“优选”各自独立。

本发明中，“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。

本发明中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。

本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。

本发明中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，可选的数值分布在上述数值区间内视为连续，且包括该数值范围的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，在本文中，相当于直接列举了每一个整数，比如t为选自1～10的整数，表示t为选自由1、2、3、4、5、6、7、8、9和10构成的整数组的任一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并这些范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是，所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。

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。除非和本申请的发明目的和/或技术方案相冲突，否则，本发明涉及的引用文献以全部内容、全部目的被引用。本发明中涉及引用文献时，相关技术特征、术语、名词、短语等在引用文献中的定义也一并被引用。本发明中涉及引用文献时，被引用的相关技术特征的举例、优选方式也可作为参考纳入本申请中，但以能够实施本发明为限。应当理解，当引用内容与本申请中的描述相冲突时，以本申请为准或者适应性地根据本申请的描述进行修正。

本发明的第一方面

在本发明的第一方面，提供一种杜仲胶抗菌硅橡胶，其包含特定重量比例的硅橡胶、杜仲胶(天然高分子橡胶，本身具有一定的抗菌性)、1nm～100nm的纳米碳酸钙(可由纳米贝壳粉提供)以及硫化剂，抗菌活性好且稳定持久。

在本发明的一些实施方式中，杜仲胶抗菌硅橡胶由包括如下组分的原料制备而成：100重量份的硅橡胶、1～50重量份的杜仲胶、0.1～20重量份的纳米碳酸钙和1～12重量份的硫化剂；其中，纳米碳酸钙的平均粒径为1nm～100nm。进一步地，由包括硅橡胶、杜仲胶、纳米碳酸钙的原料经密炼共混，然后与硫化剂进行硫化而制备得到。

硅橡胶有非常好的生物相容性、安全、无毒无味，稳定性好。已有的医用医疗器械(包括但不限于导尿管)中可用的硅橡胶均可用于实施本发明。

在本发明中的一些优选实施方式中，硅橡胶选自天然来源的硅橡胶。

在本发明的一些实施方式中，硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶、腈硅橡胶等中的一种或多种。

杜仲(Eucommia ulmoides Oliv)，又名木绵、思仙、思仲、丝棉皮、扯丝皮、川杜仲等，为杜仲科植物杜仲属的落叶乔木。杜仲临床用药已有2000多年的历史，主以树皮入药，其皮一般需生长15～20年，而叶的资源相对丰富，主要作用：补肝肾，强筋骨，安胎，抗衰老的功效。《神农本草经》将杜仲列为上品，主治腰膝酸痛，补中，益精气，坚筋骨，除阴下痒湿，小便余沥，久服可轻身耐老。明代李时珍在《本草纲目》中也记载了杜仲药名的由来和药效。杜仲胶(Eucommia Ulmoide Gum，EUG，国际上也称guttapercha或balata)，EUG的开发史可追溯到1840年代，广泛存在于杜仲的各个组织，其中成熟的果实含8％～10％；树干皮为6％～10％；树根皮为10％～12％；成熟干树叶为3％～5％。目前杜仲丝的提取主要是采用生物酶解杜仲植物组织，使天然长丝杜仲胶游离出来，再通过分离过滤浓缩酶解液同时获得杜仲药物成分，实现了杜仲胶提取的无化学药品的全酶解，保证了杜仲胶长丝的高聚合度。

在本发明的一些实施方式中，所述杜仲胶选自信阳市沐凡生物科技有限公司。

本发明使用的纳米碳酸钙可由纳米贝壳粉提供，且选自粒径可控且均一的纳米贝壳粉。所需的纳米贝壳粉可通过将贝壳粉的颗粒细化得到，具体地，可以通过湿法球磨工艺制备得到，可参照本发明的第二方面。

在本发明的一些实施方式中，贝壳粉原料来自牡蛎、九孔鲍、蛤蜊等中的一种或多种贝壳。

贝壳粉中的碳酸钙的质量含量通常≥90％以上。在本发明的一些实施方式中，碳酸钙的质量含量大于≥95％以上。

在本发明的一些实施例中，纳米碳酸钙的平均粒径为1nm～100nm，进一步可以为1nm～50nm。纳米碳酸钙的平均粒径的举例如1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、60nm、70nm、80nm、85nm、90nm、95nm等。在本发明的一些优选的实施方式中，纳米碳酸钙中所有颗粒的粒径均在50nm以下，进一步可以均在1nm～50nm范围内。

在本发明的一些实施例中，纳米碳酸钙的粒径的多分散指数(PI)在0.7以下，，进一步在0.6以下，更进一步在0.5以下，更进一步在0.4以下，更进一步在0.3以下，更进一步地，还可小于0.25。纳米碳酸钙的粒径的多分散指数的举例如0.7、0.66、0.65、0.6、0.55、0.5、0.4、0.3、0.29、0.28、0.27、0.26、0.25、0.24、0.23、0.22、0.21、0.2、0.18、0.16、0.15、0.14、0.12、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02等。

在本发明的一些实施方式中，纳米碳酸钙的平均粒径为1nm～100nm(进一步可以为1nm～50nm)，PI在0.3以下(进一步地可小于0.25)。平均粒径及PI均可选自本文中合适的示例。

在本发明的一些实施方式中，硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、2,4-二氯过氧化苯甲酰等中的一种或多种。

硅橡胶、杜仲胶、纳米碳酸钙以及硫化剂的含量应控制在合适的比例。如果比例调配太过则影响导尿管的物理机械性能，如果比例调配失衡则影响导尿管的抗菌性能。

在本发明的一些实施方式中，以硅橡胶为100重量份计，纳米碳酸钙的用量为0.1～20重量份，进一步可以为0.1～15重量份；纳米碳酸钙的重量份数举例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20等重量份。

在本发明的一些实施方式中，以硅橡胶为100重量份计，杜仲胶的用量为1～50重量份，进一步可以为1～45重量份；纳米碳酸钙的重量份数举例如1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50等重量份。

在本发明的一些实施方式中，硅橡胶、杜仲胶、纳米碳酸钙的重量份数比为100：(1～50)：(0.1～20)，进一步可以为100：(1～45)：(0.1～15)。纳米碳酸钙、杜仲胶的种类及重量份数均可选自本文中合适的示例。

在本发明的一些实施方式中，以硅橡胶为100重量份计，硫化剂的用量为1～12重量份，进一步可以为1～8重量份；硫化剂的重量份数举例如1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8等重量份。

在本发明的一些实施方式中，硅橡胶、杜仲胶、纳米碳酸钙、硫化剂的重量份数比为100：(1～50)：(0.1～20)：(1～12)，进一步可以为100：(1～45)：(0.1～15)：(1～8)。纳米碳酸钙、杜仲胶、硫化剂的种类及重量份数均可选自本文中合适的示例。

本发明的第二方面

在本发明的第二方面，提供一种杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，可制备本发明的第一方面所述杜仲胶抗菌硅橡胶。通过将一定比例的杜仲胶(天然高分子橡胶，本身具有一定的抗菌性)、纳米碳酸钙(可由经湿法球磨制备的纳米贝壳粉提供)与硅橡胶用密炼机共混，硫化，通过各原料及各步骤之间的配合协同，得到的杜仲胶抗菌硅橡胶具有优异且持久的抗菌性能。该抗菌性能具有广谱性特点，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有较高的抑菌率。

应当理解，本发明的第二方面中的任一个实施方式或实施例中，硅橡胶、杜仲胶、纳米碳酸钙、纳米贝壳粉的定义(包括优选和举例)各自独立地，或者相关联地，包括但不限于第一方面所描述。

本发明的制备方法所用的原料纯天然，无污染，不涉及有毒试剂，无论是纳米碳酸钙，还是杜仲胶，亦或是硅橡胶均绿色环保，易于降解，符合可持续发展。纳米碳酸钙主要由贝壳粉制备，杜仲胶的原料也可天然提取，制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶生物安全性高，抗菌活性稳定持久，易降解，绿色环保，且成本可控。原材料来源广泛，制作工艺简单，成本可控适合企业大批量生产。

在本发明的第二方面，提供本发明的第一方面所述杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：将所述硅橡胶、所述纳米碳酸钙和所述杜仲胶进行密炼共混，然后与所述硫化剂混合，进行硫化，制得所述杜仲胶抗菌硅橡胶；进一步地，密炼共混和硫化步骤的参数各自独立地优选如下：密炼温度为20℃～60℃，滚筒速比为1:(1～6)，共混时间为1h～8h；及/或，硫化温度为100℃～300℃，硫化时间为5min～80min。

在本发明的一些实施方式中，提供一种杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：

S100：提供纳米碳酸钙；

S200：将硅橡胶、纳米碳酸钙和杜仲胶进行密炼共混，制得密炼共混物；

S300：将密炼共混物与硫化剂混合，进行硫化，制得杜仲胶抗菌硅橡胶。

在其中的一些优选的实施方式中，杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法包括如下步骤：

S100：提供平均粒径1nm～100nm的纳米碳酸钙；

S200：将100重量份的硅橡胶、0.1～20重量份的纳米碳酸钙和1～50重量份的杜仲胶进行密炼共混，制得密炼共混物；

S300：按照硅橡胶：硫化剂的重量份数比100:(1～12)，将密炼共混物与硫化剂混合，进行硫化，制得杜仲胶抗菌硅橡胶。

步骤S100(制备纳米碳酸钙)

用于改性硅橡胶的纳米碳酸钙可以通过对贝壳粉原料进行湿法球磨制备得到。通过选择合适球磨参数(磨球用量、磨球尺寸、球磨时间、水用量等)可制得1nm～100nm的粒径可控、大小均一的纳米碳酸钙，突破了传统技术中难以通过球磨工艺获得100nm以下颗粒的瓶颈。

在本发明的一些实施方式中，纳米碳酸钙由包括如下步骤的方法制备得到：将贝壳粉、磨球与水混合，湿法球磨，干燥，制得的纳米贝壳粉即为本发明的纳米碳酸钙。进行湿法球磨时，控制贝壳粉、磨球及水为合适的比例，同时控制球磨的转速和时间，能够得到纳米尺度、粒径分布均匀的100nm以下的纳米碳酸钙，进而可用于本发明中硅橡胶的抗菌改性。

在本发明的一些实施方式中，磨球为氧化锆珠或/和玛瑙珠，能够提供降低贝壳粉原料的合适硬度。

在本发明的一些实施方式中，进行湿法球磨之前，先将贝壳粉过筛，控制湿法球磨时的原料粒径尺寸，以便在湿法球磨步骤更好地控制所得纳米碳酸钙的粒径及其分布，使得湿法球磨的工艺更稳定，而且可以在相对较短的时间内将原料球磨至细而均匀的纳米尺寸，有利于节约能耗。

在本发明的一些实施方式中，筛网目数为30～100目，进一步可以为40～100目，更进一步可以为50～100目，举例如40目、50目、60目、70目、80目、100目等，优选将原料粒径控制在0.3mm以下，举例如50目。筛网目数的选择与磨球尺寸、所需制备的纳米碳酸钙的粒径范围相匹配。

在本发明的一些实施方式中，其中玛瑙珠的直径为0.4cm～1.2cm，举例如1cm、0.7cm、0.5cm；氧化锆珠的直径为0.05mm～0.15mm，举例如0.1mm。磨球的尺寸可以为均一的，也可以采用的不同尺寸磨球的组合，可加快球磨效率，提高颗粒均一性。

在本发明的一些实施方式中，贝壳粉与磨球的重量比为1:(0.1～5)，进一步可以为1:(0.3～4))，举例如1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.6、1:1、1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:5等。

在本发明的一些实施方式中，采用水进行湿法球磨，加水量采用贝壳粉与水的重量比为1：(2～9)，进一步可以为1：(3～7.5)，举例如1:2、1:3、1:4、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:8、1:9等。

在本发明的一些实施方式中，球磨转速为50～800rpm，进一步可以为70～800rpm，更进一步可以为220～750rpm，举例如50rpm、60rpm、70rpm、80rpm、100rpm、120rpm、150rpm、200rpm、220rpm、250rpm、300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、650rpm、700rpm、750rpm等。

在本发明的一些实施方式中，球磨时间为0.5h～5h，进一步可以为0.5h～4.5h，更进一步可以为0.5h～4h，，举例如0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h等。球磨时间太长，导致制备周期变长，能耗增加，且加大设备损耗。

在本发明的一些实施方式中，球磨转速为50～800rpm，球磨时间为0.5h～5h。球磨转速及球磨时间均可选自本文中合适的示例。

步骤S100中，湿法球磨后，进行干燥，以得到干燥粉末并避免颗粒团聚为宜。在一些实施方式中，干燥温度50℃～65℃，举例如60℃。在一些实施例中，干燥温度为10h～15h，举例如12h。在一些实施例中，干燥温度为60℃，干燥时间为12h。

步骤S100中，干燥之后，还可进行过筛处理，筛除大颗粒。在一些实施例中，筛网目数为150～400目，进一步可以为150～400目，更进一步可以为150～350目，更进一步可以为200～350目或150～300目，更进一步可以为200～300目。在一些实施例中，筛网目数为150目、160目、170目、200目、230目、250目、270目等。优选允许1nm～100nm的贝壳粉通过筛网孔径，举例如200目。

步骤S200(将硅橡胶、杜仲胶、纳米碳酸钙密炼共混)

密炼共混的目的是通过设定合适的密炼温度、滚筒速比及密炼时间，将一定比例的纳米碳酸钙、杜仲胶与硅橡胶混合均匀，以便在硫化后实现更好的整体抗菌效果，避免较细的纳米碳酸钙、杜仲胶在硅橡胶中分布不均匀。

密炼共混在密炼机中进行，进一步可采用开合式密炼机。在一些实施方式中，密炼机的型号为KY-3220C-3L。

在本发明的一些实施方式中，密炼共混的温度为20℃～60℃，进一步可以为20℃～50℃，更进一步可以为22℃～45℃。密炼共混的温度举例如20℃、22℃、24℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃等。

在本发明的一些实施方式中，滚筒速比为1:(1～6)，进一步可以为1:(1～5.5)，更进一步可以为1:(1～5)。滚筒速比的举例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6等。

在本发明的一些实施方式中，密炼共混的时间为1h～8h，进一步可以为1h～7h。密炼时间的举例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h等。

在本发明的一些实施方式中，密炼温度为20℃～60℃，滚筒速比为1:(1～6)，共混时间为1h～8h，各参数相互配合，可实现更好的混合效果。密炼温度、滚筒速比及共混时间均可选自本文中合适的示例。

S300(硫化)

硫化的目的是通过与硫化剂之间的交联反应，使橡胶成分在杜仲胶、纳米碳酸钙(可通过纳米贝壳粉提供)掺杂的情况下，在硫化剂的作用下发生交联，经硫化后的橡胶成分形成三维网络结构，杜仲胶及纳米碳酸钙均匀分散于交联网络结构中，得到的硫化产物即为本发明的杜仲胶抗菌硅橡胶，其在具有长效持久且活性高的抗菌性能的同时，还意外地具有显著提升的机械性能。

在本发明的技术方案中，选择合适的硫化剂更有利于提供硅橡胶的机械性能。硫化剂的使用量、硫化温度、硫化时间也会对硅橡胶的交联效果产生影响。

在本发明的一些实施方式中，硫化温度为100℃～300℃，进一步可以为130℃～240℃。硫化温度的举例如100℃、105℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、220℃、240℃、250℃、260℃、280℃、300℃等。

在本发明的一些实施方式中，硫化时间为5min～80min，进一步可以为5min～60min，更进一步可以为10min～50min。硫化时间的举例如5min、6min、7min、8min、9min、10min、15min、20min、30min、40min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min等。

在本发明的一些实施方式中，硫化温度为100℃～300℃，硫化时间为5min～80min。硫化温度及硫化时间均可选自本文中合适的示例。

将一定比例的杜仲胶、纳米碳酸钙与硅橡胶用密炼机共混，硫化，通过各原料及各步骤之间的配合协同，得到的杜仲胶抗菌硅橡胶具有优异且持久的抗菌性能，还具有明显提升的机械性能。

本发明中，湿法球磨、密炼共混与硫化步骤的各特征允许以合适的方式进行组合。其中，密炼共混与硫化步骤之间具有一定的协同效应，通过原料及步骤参数的合理搭配，可实现更佳的抗菌性、机械性能的综合效果。

在本发明的一些实施方式中，密炼机共混的温度为20℃～60℃，进一步优选为22℃～45℃；滚筒速比为1:(1～6)，进一步优选为1:(1～5)；共混时间1h～8h，进一步优选为1h～7h；硫化温度100℃～300℃，进一步优选为130℃～240℃；硫化时间5min～80min，进一步优选为10min～50min。进一步地，硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量份数比为100：(0.1～20)：(1～50)，进一步优选为100：(0.1～15)：(1～45)；硅橡胶：硫化剂的重量份数比为100：(1～12)，进一步优选为100：(1～8)。各参数(密炼温度、滚筒速比、共混时间、硫化温度及硫化时间；各组分的种类及用量)还可选自本文的中其它示例。在本发明的一些实施例中，硅橡胶为二甲基硅橡胶，硫化剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷。在本发明的一些实施例中，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶，硫化剂为过氧化二异丙苯。在本发明的一些实施例中，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶，硫化剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷。在本发明的一些实施例中，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶，硫化剂为过氧化二叔丁基。

本发明的第三方面

在本发明的第三方面，提供本发明的第一方面所述杜仲胶抗菌硅橡胶，或者本发明的第二方面所述的制备方法制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶的应用，进一步地，在抗菌医疗器械中的应用，更进一步地，所述抗菌医疗器械包括但不限于医用抗菌导管，所述医用抗菌导管包括但不限于导尿管、呼吸机导管、呼吸面罩导管和输液管。

在本发明的一些实施例中，抗菌医疗器械为医用抗菌导管。

在本发明的一些实施例中，抗菌医疗器械为导尿管、呼吸机导管、呼吸面罩导管或输液管。

在本发明的一些实施例中，抗菌医疗器械为导尿管。

杜仲胶抗菌硅橡胶可用于制备抗菌医疗器械。制备方法包括但不限于热压成型。进行热压成型的方法为本领域技术人员所知悉。

在一些实施方式中，将杜仲胶抗菌硅橡胶通过模具进行热压，可制成一定形状的抗菌制品，具有生物安全性高、抗菌持久、稳定、成本可控的特点，而且能达到国家医用硅橡胶材料的物理机械性能指标中所要求的参数，因此，可作为抗菌医疗器械应用于临床。前述抗菌医疗器械的形状可根据使用需求相应的进行模具设计，经模压成型而获得。抗菌医疗器械可以为管状，包括但不限于导尿管。

在本发明的一些实施方式，可通过如下的步骤S400制备抗菌医疗器械。

步骤S400(热压成型)：对经硫化制得的杜仲胶抗菌硅橡胶进行热压塑型。可根据医疗器械产品的形状需求，选择相应的模具，制备得到具有所需形状的产品。在本发明的一些实施方式中，经热压成型得到抗菌管状物，可作为医用抗菌导管，进一步地，可以热压成型制备导尿管。

本发明的杜仲胶抗菌硅橡胶及其相关抗菌制品(如抗菌医疗器械，进一步如医用抗菌导管，更进一步如导尿管)具有广谱性抗菌的特点，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有较高的抑菌率，可达到90％以上，且普遍可达95％以上，其中，对革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)的抑菌率可达98％以上，进一步可高达99.9％，对革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)的抑菌率可达99％以上，进一步可高达99.9％。发明人还发现，通过一定比例的纳米碳酸钙与杜仲胶的改性，不仅仅显著提升了抗菌性能，还大大改善了抗菌制品的机械性能，如拉伸强度、撕拉强度、拉扯伸长率及其持久性等方面均有显著改善。发明人推测，这可能是由于纳米碳酸钙极细且均匀的纳米尺度特点，进一步与硅橡胶、杜仲胶经密炼共混、硫化而实现协同配合，从而呈现出意外地被显著改善的物理机械性能。

本发明的第四方面

在本发明的第四方面，提供一种医用抗菌导管，由包括杜仲胶抗菌硅橡胶的原料制备而成，所述仲胶抗菌硅橡胶选自本发明的第一方面所述杜仲胶抗菌硅橡胶，或者本发明的第二方面所述的制备方法制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶。

可根据本发明的第三方面所述制备医用抗菌导管。

具体实施例

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，优先参考本发明中给出的指引，还可以按照本领域的实验手册或常规条件，还可以按照制造厂商所建议的条件，或者参考本领域已知的实验方法。

下述的具体实施例中，涉及原料组分的量度参数，如无特别说明，可能存在称量精度范围内的细微偏差。涉及温度和时间参数，允许仪器测试精度或操作精度导致的可接受的偏差。

以下的实施例和对比例中：

贝壳粉：购自桂林兴丰食品有限公司生产许可证号：SC10145032401080，粒径为20μm～30μm。

杜仲胶：购自信阳市沐凡生物科技有限公司，规格型号为TPI4060，分子量160000Da～173000Da。

球磨机：厂商为湖南德科设备有限公司，型号为UBE-V2L，球磨罐体积为100mL。

开合式密炼机：厂商为东莞市开研机械科技有限公司，型号为KY-3220C-3L。

粒径：采用粒径仪测试。粒径仪为马尔文粒径仪，厂商为MALVERN PANALYTICALLIMITED，型号为ZSU3100。需要说明的是，马尔文粒径仪测定的是水合粒径。

以下各例中，氧化锆珠的粒径为0.1mm；玛瑙珠的粒径涉及1cm、0.7cm、0.5cm三种规格，详见各例。

实施例1

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的3倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：5：7)的重量比为1:0.2，球磨时间为0.5h；球磨转速为300rpm，得到纳米贝壳粉(也即纳米碳酸钙)；粒径通过粒径仪进行测试，可测得平均粒径、多分散指数等参数；进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将硅橡胶为二甲基硅橡胶与制得的纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，二甲基硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量比为100：0.5：5；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.2，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为28℃；滚筒速比为1:1.3；共混时间为1h；硫化温度为135℃；硫化时间为20min。

将杜仲胶抗菌硅橡胶置于预设形状的模具中，进行热压成型，制得与模具形状相对应的导尿管，此外，还采用相同的热压成型参数制备5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

实施例2

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的4倍，用球磨机湿法球磨，选用氧化锆珠，贝壳粉：氧化锆珠(0.1mm)的重量比为1：2，球磨时间为1.5h；球磨转速为380rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，甲基乙烯基硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量比为100：3：15；添加硫化剂过氧化二异丙苯，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.4，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为30℃；滚筒速比为1∶1.4；共混时间为1.5h；硫化温度为140℃；硫化时间为25min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

实施例3

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉质量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，甲基乙烯基硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量比为100：5：16；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

实施例4.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，硅橡胶、纳米碳酸钙、杜仲胶的重量份数比为100：5：40；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

实施例5.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，硅橡胶、纳米碳酸钙、杜仲胶的重量份数比为100：15：16；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

实施例6.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量比为100：5：16；硅橡胶：硫化剂的重量份数比为100:8；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

实施例7.

采用实施例3相同的方法制备纳米碳酸钙。

将甲基苯基乙烯基硅橡胶、腈硅橡胶(重量比为1：1.5)与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量比为100：5：16；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.2，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为35℃；滚筒速为1∶1.15；共混时间为3h；硫化温度为175℃；硫化时间为35min。

对比例1

将甲基苯基乙烯基硅橡胶和腈硅橡胶(重量比为1：2.4)用密炼机共混，添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.2，进行硫化，其中，密炼机共混的温度为35℃；滚筒速为1∶1.15；共混时间为3h；硫化温度为175℃；硫化时间为35min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

对比例2.

将甲基乙烯基硅橡胶与杜仲胶用密炼机共混，甲基乙烯基硅橡胶：杜仲胶的重量比为100：16；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

对比例3.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙用密炼机共混，甲基乙烯基硅橡胶：纳米碳酸钙的重量比为100：5；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

对比例4.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，硅橡胶、纳米碳酸钙、杜仲胶的重量份数比为100：5：50；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

对比例5.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，硅橡胶、纳米碳酸钙、杜仲胶的重量份数比为100：24：16；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.5，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

对比例6.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的5倍，用球磨机湿法球磨，选用玛瑙珠球磨，贝壳粉：玛瑙珠(三种直径玛瑙珠的重量比为1cm：0.7cm：0.5cm＝1：7：5)球磨的重量比为1：2.5，球磨时间为2h；球磨转速为400rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，甲基乙烯基硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量比为100：5：16；添加硫化剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，硅橡胶：硫化剂的重量份数比为100:15，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为32℃；滚筒速比为1:1.5；共混时间为2h；硫化温度为150℃；硫化时间为30min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

对比例7.

把贝壳粉，过筛，筛网目数为50目，加水，加水量为贝壳粉重量的14倍，用球磨机湿法球磨，选用氧化锆珠，贝壳粉：氧化锆珠(0.1mm)的重量比为1：5，球磨时间为3h；球磨转速为450rpm，得到纳米碳酸钙，进行粒径测试后，温度60℃干燥12h，过200目筛，待用。

将甲基乙烯基硅橡胶与纳米碳酸钙以及杜仲胶用密炼机共混，甲基乙烯基硅橡胶：纳米碳酸钙：杜仲胶的重量比为100：6：18；添加硫化剂过氧化二叔丁基，硅橡胶：硫化剂的重量比为100：1.6，进行硫化，得到杜仲胶抗菌硅橡胶。其中，密炼机共混的温度为34℃；滚筒速比为1:1.8；共混时间为2.5h；硫化温度为160℃；硫化时间为35min。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

采用与实施例1相同的方法进行热压成型，制备导尿管及5cm×5cm平板数块，待用于抗菌检测。

表1：各实施例与对比例的硅橡胶、纳米碳酸钙、杜仲胶、硫化剂的原料种类及用量。

测试例1：粒径测试

采用马尔文粒径仪粒(厂商MALVERN PANALYTICAL LIMITED、型号ZSU3100)，对经湿法球磨制备得到的、未经干燥的纳米碳酸钙的粒径及其分布进行测试。测试之后再进行干燥步骤。

测试例2：抗菌性检测

目前，评价硬质塑料表面抗菌性能均参考国家推荐标准GB/T 31402—2015《塑料表面抗菌性能试验方法》规定的方法，以金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌为指标菌。若杀菌率≧90％，判断该段时间内具有持续抗菌作用。

试验菌株：金黄色葡萄球菌ATCC6538，大肠埃希菌ATCC8739。

(1)高压蒸汽灭菌：准备试样12块5cm×5cm抗菌导尿管的平板(作为试样组)以及12块硅橡胶平板(作为空白组)放入高压蒸汽灭菌锅，于121±2℃灭菌15min或以上。

(2)用1/500NB稀释菌悬液，使细菌浓度在2.5×10⁵CFU/mL～10×10⁵CFU/mL之间，用作接种液，采用计数板方法测定细菌数量。

(3)式样接种：分别将5cm×5cm平板放于无菌的培养皿中，用移液管吸取0.4mL接种液，滴加到每个试样表面，将4cm×4cm薄膜盖于接种好的菌液上，并轻按薄膜使菌液向四周扩散，以确保菌液不是从薄膜边缘溢出，最后盖上培养皿。

(4)培养：在35±1℃、相对湿度不小于90％的条件下培养24±1h。

(5)将试验样本组、空白对照组放置37℃培养箱中，培育48h，观测结果。

(6)分别对菌种进行回收，计算回收率。

测试例3：机械性能测试

医疗用硅橡胶制品按照GB/T528-1998《硫化橡胶或热塑胶橡胶拉伸力应变能的测试》、GB/T529-1998《硫化橡胶撕裂强度的测定(直角型)》、GB/T531-1998《硫化橡胶邵尔A硬度实验方法》规定进行机械性能测试。

测试例4：抗菌稳定性测试

发明人在探索中发现，本发明中将抗菌剂掺入硅橡胶基体的改性方法，相对于对硅橡胶的进行表面抗菌改性，在抗菌持久性方面效果提升显著。

体外测试方法：制备后24周，将实施例1～7样品采用测试例2的抗菌性能测试方法进行复测，结果参见表6。

测试结果

测试例1的粒径测试结果如表2及图1～4所示；

图1为实施例1的纳米碳酸钙的粒径测试结果；

图2为实施例2的纳米碳酸钙的粒径测试结果；

图3为实施例3的纳米碳酸钙的粒径测试结果；

图4为对比例7的纳米碳酸钙的粒径测试结果。

比较实施例1～3和对比例7，可见，湿法球磨后，未经干燥前制得的纳米碳酸钙尺寸均一，平均粒径1nm～100nm。而如果球磨工艺参数不当，会导致纳米碳酸钙的粒径无法控制在100nm以下。经干燥、过筛后，纳米碳酸钙的粒径变化不大。通过粒径仪测得的湿态纳米碳酸钙的粒径基本可以反映干燥、过筛后纳米碳酸钙的粒径大小。

表2.纳米碳酸钙的粒径测试结果

测试例2的抗菌性能测试结果如表3所示。机械性能的测试结果如表4和标5所示。

从表3可知，实施例1～3添加了杜仲胶和纳米碳酸钙，制得的导尿管对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑菌率均能达到≥95％，可见都具有持续抗菌作用。而对比例1未添加杜仲胶及纳米碳酸钙，对比例2未添加纳米碳酸钙，抑菌率均不足40％，基本可认为不具有(抑)抗菌性。对比例7中纳米碳酸钙粒径大于150nm，抑菌性显著下降(不足30％)至基本无抗菌性。对比例3中未添加杜仲胶，抑菌性也下降到95％以下。

表3.各实施例与对比例的抑菌率

测试例3：对比表4和表5，实施例1～3添加了杜仲胶以及纳米碳酸钙，制得的抗菌导尿管的物理机械性能测试均都能达到医疗用硅橡胶制品按照GB/T528-1998《硫化橡胶或热塑胶橡胶拉伸力应变能的测试》规定的要求。此外，从各实施例与对比例相关数据可知，随着纳米碳酸钙加入量的增大，对硅橡胶的物理机械性能影响显著，再加之与杜仲胶(特殊的高分子材料)之间的协调增效作用，进一步提升了原有的机械性能。

本发明的“纳米碳酸钙-硅橡胶-杜仲胶”(杜仲胶抗菌硅橡胶)的物理机械性能符合国家医用硅橡胶所要求的标准。

表4.各实施例的物理机械性能测试

国标：医用硅橡胶材料的物理机械性能指标

表5.各对比例的物理机械性能测试

国标：医用硅橡胶材料的物理机械性能指标

对比例1未添加杜仲胶及纳米碳酸钙，对比例2未添加纳米碳酸钙，对比例5碳酸钙量较大，对比例3未添加杜仲胶，对比例4杜仲胶用量较大，对比例6硫化剂用量较大，对比例7中纳米碳酸钙的粒径较大，导致导尿管的机械性能存在不同方面及不同程度的降低。

测试例4的结果发现(参见表6)，本发明的杜仲胶抗菌硅橡胶实施例1～7具有较好的抗菌稳定性，能够在24周甚至更长的时间内提供优异的抑菌效果。

表6. 24周后各实施例的抑菌率测试

以上所述实施方式和实施例的各技术特征可以进行任意合适方式的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式和实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为在本说明书记载的范围中。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。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，得到的等价形式同样落于本申请的保护范围。还应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (12)

1. 一种杜仲胶抗菌硅橡胶，其特征在于，由包括如下组分的原料制备而成：100重量份的硅橡胶、1~30重量份的杜仲胶、0.1~20重量份的纳米碳酸钙和1~12重量份的硫化剂；其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为1 nm ~ 100 nm；

其中，所述纳米碳酸钙来自纳米贝壳粉；所述贝壳粉来自牡蛎、九孔鲍和蛤蜊中的一种或多种贝壳；所述贝壳粉中，碳酸钙的质量含量≥90%；

所述硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶和腈硅橡胶中的一种或多种；

所述杜仲胶的分子量为120 kDa ~ 250 kDa；

所述纳米碳酸钙的粒径的多分散指数小于0.7；

所述硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基和2,4-二氯过氧化苯甲酰中的一种或多种。

2. 根据权利要求1所述杜仲胶抗菌硅橡胶，其特征在于，所述纳米碳酸钙的平均粒径为1 nm ~ 50 nm。

3.根据权利要求1或2所述杜仲胶抗菌硅橡胶，其特征在于，

所述杜仲胶的分子量为150 kDa ~ 180 kDa；及/或，

以所述硅橡胶为100重量份计，所述纳米碳酸钙的用量为0.5~5重量份；及/或，

以所述硅橡胶为100重量份计，所述杜仲胶的用量为5~20重量份；及/或，

以所述硅橡胶为100重量份计，所述硫化剂的用量为1~8重量份；及/或，

所述纳米碳酸钙的粒径的多分散指数小于0.4；及/或，

所述纳米碳酸钙中所有颗粒的粒径均在1 nm ~ 50 nm范围内。

4.一种权利要求1~3中任一项所述杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述硅橡胶、所述杜仲胶和所述纳米碳酸钙进行密炼共混，然后与所述硫化剂混合，进行硫化，制得所述杜仲胶抗菌硅橡胶。

5.根据权利要求4所述杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述纳米碳酸钙由包括如下步骤的方法制备得到：将贝壳粉、磨球与水混合，湿法球磨，干燥，过筛，筛网目数为150~400目，制得所述纳米碳酸钙；其中，

进行所述湿法球磨之前，将所述贝壳粉过筛，筛网目数为40~100目；

所述磨球为氧化锆珠或/和玛瑙珠；所述玛瑙珠的直径为0.4 cm ~ 1.2 cm，所述氧化锆珠的直径为0.05 mm ~ 0.15 mm；所述贝壳粉与所述磨球的重量份数比为1:（0.1~5）；

所述贝壳粉与水的重量比为1：（2~9）；

球磨转速为50 rpm ~ 800 rpm，球磨时间为0.5 h ~ 5 h。

6.根据权利要求5所述杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，其特征在于，进行所述湿法球磨的步骤中，

所述玛瑙珠的直径为0.5 cm 、0.7 cm或1 cm，所述氧化锆珠的直径为0.1 mm；及/或，

所述贝壳粉与所述磨球的重量份数比为1:（0.3~4）；及/或，

球磨转速为220~750 rpm，球磨时间为0.5 h ~ 4.5 h。

7.根据权利要求4~6中任一项所述杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，其特征在于，

密炼温度为20℃~60℃，滚筒速比为1:（1~6），共混时间为1 h ~ 8 h；及/或，

硫化温度为100℃~300℃，硫化时间为5 min ~ 80 min。

8.根据权利要求4~6中任一项所述杜仲胶抗菌硅橡胶的制备方法，其特征在于，

密炼温度为22℃~45℃，滚筒速比为1:（1~5），共混时间为1 h ~ 7 h；及/或，

硫化温度为130℃~240℃，硫化时间为10 min ~ 50 min。

9.权利要求1~3中任一项所述杜仲胶抗菌硅橡胶，或者权利要求4~8中任一项所述的制备方法制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶在抗菌医疗器械中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述抗菌医疗器械为医用抗菌导管，所述医用抗菌导管包括导尿管、呼吸机导管、呼吸面罩导管和输液管。

11.一种医用抗菌导管，其特征在于，由包括杜仲胶抗菌硅橡胶的原料制备而成，所述杜仲胶抗菌硅橡胶选自权利要求1~3中任一项所述杜仲胶抗菌硅橡胶，或者选自权利要求5~8中任一项所述的制备方法制备得到的杜仲胶抗菌硅橡胶。

12.根据权利要求11所述医用抗菌导管，其特征在于，所述医用抗菌导管为导尿管、呼吸机导管、呼吸面罩导管或输液管。

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