CN114681681A - 一种医用导管用材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子化合物技术领域，更具体的涉及一种医用导管用材料及其制备方法和应用。一种医用导管用材料，制备原料以医用导管用材料总质量为基准，包括80‑95％主料和补充至余量的助剂；增强了医用导管的耐磨性能和润滑性能，在用于人体的时候，避免了对人体的二次伤害，减轻患者的痛苦；经本发明制备的医用导管制备工艺简单，制备原料安全对人体无毒无害，适合大规模生产，具有极高的经济价值和使用价值。

Description

一种医用导管用材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子化合物技术领域，更具体的涉及一种医用导管用材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着医疗器械的发展，高分子材料在医疗器械中的应用越来越广泛，从而也对高分子材料的性能包括力学性能、抗菌性能、形容性、润滑性等提出了新的要求。
申请号为201810942044.4的中国发明专利公开了一种抗感染医用导管的制备方法，在公开专利中通过对制备原料的限定，实现了医用导管的抗感染性能，但是，医用导管在使用的过程中可能面临插入人体内部，可能会对人体造成二次伤害，增加病人的病痛折磨。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种医用导管用材料，制备原料以医用导管用材料总质量为基准，包括80-95％主料和补充至余量的助剂；
所述的主料选自聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述的主料选自聚氯乙烯和/或聚氨酯。
在一些优选的实施方式中，所述的主料为聚氯乙烯和聚氨酯。
作为优选的，所述的聚氯乙烯为聚氯乙烯粉。
作为优选的，所述的聚氯乙烯粉的K值为55-73。
进一步优选的，所述的聚氯乙烯的K值为65-68。
所述的聚氯乙烯，型号P815910，购于上海麦克林试剂官网。
作为优选的，所述的聚氨酯为聚氨酯粉末；优选的，所述的聚氨酯粉末的纯度＞99.9％。
所述的聚氨酯粉末，牌号1195A，购于德国巴斯夫公司。
在一些优选的实施方式中，所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为10：90～90：10。
在一些优选的实施方式中，所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为20：80～80：20。
在一些优选的实施方式中，所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为30：70。
在实验过程中申请人经过大量创造性实验探究发现，聚氯乙烯和聚氨酯的添加量对制备得到的材料的机械性能具有较大的影响，申请人经过探究发现，在聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为20：80～80：20的范围内，尤其在聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为30：70时，可以保证制备得到的医用导管材料在作为注射导管使用时，具有极高的抗冲击性能，申请人推测出现这种现象的原因是因为：随着聚氨酯加入体系中，聚氯乙烯中存在的α-H键会破坏聚氨酯分子中存在的氢键，进而会与聚氨酯体系中的羰基形成新的氢键，提升其相容性，进而保证了聚氨酯链段中的软段与聚氯乙烯链段发生新的结合，形成稳定的网络结构，进而提升了体系中存在的羰基和C-Cl之间偶极-偶极相互作用，当面对外界外力冲击的时候，体系中存在的强相互作用的化学键断裂消耗了大量的外力，避免了外界冲击力对材料本身的破坏，提升了其抗冲击性能。
在一些优选的实施方式中，所述的助剂至少包括抗菌剂、抗氧剂和稳定剂。
在一些优选的实施方式中，所述的抗菌剂为复合抗菌剂。
作为优选的，所述的复合抗菌剂的制备原料包括纳米银和纳米氧化锌。
所述的复合抗菌剂，型号LF-1083，购于佛山市蓝峰助剂有限公司。
在一些优选的实施方式中，所述的抗氧剂可选择的为抗氧剂1024、抗氧剂1010、抗氧剂618、抗氧剂1098、抗氧剂4426、抗氧剂1076；优选的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
抗氧剂1010
抗氧剂1010，化学名为：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，结构式为：
Figure BDA0003152136430000031
CAS：6683-19-8。
在一些优选的实施方式中，所述的稳定剂为有机锡稳定剂。
作为优选的，所述的有机锡稳定剂为不含硫有机锡稳定剂；优选的，所述的不含硫有机锡稳定剂为机锡羧酸盐稳定剂。
机锡羧酸盐稳定剂，牌号DABCO T12，购于上海晔兴实业有限公司。
在一些优选的实施方式中，所述的抗氧剂和稳定剂的重量比为1：(0.8-1.5)。
在一些优选的实施方式中，所述的抗氧剂和稳定剂的重量比为1：1.2。
在实验过程中申请人发现，在本体系中选择的抗氧剂和稳定剂之间存在相互作用力，当抗氧剂和稳定剂的重量比不同时，会严重影响医用导管材料的性能，在抗氧剂和稳定剂的重量比为1：1.2时，可以保证体系的稳定性，出现这种情况的原因申请人推测可能的原因是：本申请中使用的抗氧剂1010表面存在活性羟基，在与有机羧酸盐稳定剂混合过程中，会造成其发挥本身的抗氧化，稳定功能之外，还会因为两者之间存在的共轭效应影响体系中电子云密度的分配，当加入的抗氧剂过多，会导致因为电子云密度的偏移影响抗氧剂和稳定剂的作用效果，使抗氧剂和稳定剂的作用受到抑制，影响体系的稳定性。
在一些优选的实施方式中，所述的助剂还包括含苯环酯基化合物、填料、硬脂酸盐化合物。
在一些优选的实施方式中，所述的含苯环酯基化合物为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二壬酯中的至少一种。
优选的，所述的含苯环酯基化合物为邻苯二甲酸二壬酯。
在一些优选的实施方式中，所述的填料选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米二氧化硅、硅藻土、膨润土、滑石粉中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述的填料为纳米二氧化硅和重质碳酸钙。
在一些优选的实施方式中，所述的纳米二氧化硅为球形纳米二氧化硅。
在一些优选的实施方式中，所述的球形纳米二氧化硅的平均粒径为200-2000nm。
球形纳米二氧化硅，购于雅都玛商贸(上海)有限公司。
在一些优选的实施方式中，所述的球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙的重量比为1：(0.5-2)。
在一些优选的实施方式中，所述的球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙的重量比为1：1.5。
在实验过程中申请人发现，在本体系中加入球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙会影响制备得到的医用导管材料的硬度，因而影响其表面光滑度，在填料选择球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙，并且保证其重量比为1：1：(0.5-2)时，可以保证材料加工的可能性和表面的光滑度，申请人推测出现这种现象的原因是因为：随着球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙加入体系中，可以在为体系中提供活性羟基，与混合的聚氨酯和聚氯乙烯形成氢键，对聚氨酯、聚氯乙烯起到补强的作用，提高共混的性能，同时，球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙的颗粒会在聚氨酯和聚氯乙烯形成的网络结构中掺杂，填充至聚氨酯和聚氯乙烯形成的分子链间隙中，增强了球形纳米二氧化硅、重质碳酸钙和聚氨酯、聚氯乙烯的接触面，进而提升了医用导管材料的强度，进而提升了其光滑性能。
在一些优选的实施方式中，所述的填料的重量为主料总重量的1-5％。
申请人发现，在本体系中填料的加入量和球形纳米二氧化硅、重质碳酸钙的加入比例对制备得到材料的硬度和体系的流动性产生较大影响，当加入的填料为主料总重量的1-5％时，可以在保证材料具有较好的抗冲击性能的前提下，还具有适宜的硬度。
在一些优选的实施方式中，所述的硬脂酸盐化合物可以为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镉、硬脂酸锂中的任意一种。
在一些优选的实施方式中，助剂包括抗菌剂、抗氧剂、稳定剂、含苯环酯基化合物、填料、硬脂酸盐化合物。
在一些优选的实施方式中，所述的助剂中物质按重量百分比计，包括：抗菌剂0.1-1％、抗氧剂0.1-0.8％、稳定剂0.1-1％、含苯环酯基化合物1-5％、填料0.5-5％、硬脂酸盐化合物补充余量％。
本发明的第二方面提供了一种医用导管用材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将主料和助剂按比例加入到高速混合机中，待物料达到设定温度20-50分钟后，高速混合10-30分钟，再经低速搅拌冷却得到预混料；
(2)将上述预混料输送到造粒机中，设定挤出机沿加料口至口模方向温度为120-200℃，口模温度为150-190℃；
(3)将共混物经口模挤出、切粒、冷却后得到。
本发明的第三方面提供了一种医用导管用材料的应用，用于输尿导管、前列腺导管、注射导管。
有益效果：经本发明制备得到的医用导管材料具有以下优点：
1.增强了医用导管的耐磨性能和润滑性能，在用于人体的时候，避免了对人体的二次伤害，减轻患者的痛苦；
2.经本发明制备的医用导管具有较好的抗菌性能，作为医用材料使用时可以增强使用部位的抗菌性能，提升了其作为医用材料使用的安全性；
3.经本发明制备的医用导管制备工艺简单，制备原料安全对人体无毒无害，适合大规模生产，具有极高的经济价值和使用价值。
具体实施方式
通过以下实施例对本申请的技术方案作进一步说明，另外，没有特别说明本申请中提到的原料均为市售。
实施例
实施例1
一种医用导管用材料，制备原料按重量百分比计，包括：主料90％、助剂10％。
所述的主料为聚氯乙烯和聚氨酯；
所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为30：70；
所述的聚氯乙烯为聚氯乙烯粉，K值为65-68，型号P815910，购于上海麦克林试剂官网；所述的聚氨酯为聚氨酯粉末，纯度＞99.9％，牌号1195A，购于德国巴斯夫公司。
所述的助剂按重量百分比计，包括：抗菌剂0.5％、抗氧剂0.6％、稳定剂0.72％、含苯环酯基化合物3％、填料3.6％、硬脂酸盐化合物1.58％。
所述的抗菌剂为复合抗菌剂，所述的复合抗菌剂的制备原料包括纳米银和纳米氧化锌，型号LF-1083，购于佛山市蓝峰助剂有限公司。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，CAS：6683-19-8。
所述的稳定剂为不含硫有机锡稳定剂，所述的不含硫有机锡稳定剂为机锡羧酸盐稳定剂，牌号DABCO T12，购于上海晔兴实业有限公司。
所述的含苯环酯基化合物为邻苯二甲酸二壬酯。
所述的填料为球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙，其重量比为1：1.5。
所述的球形纳米二氧化硅的平均粒径为200-2000nm，购于雅都玛商贸(上海)有限公司。
所述的硬脂酸盐化合物为硬脂酸锌。
一种医用导管材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将主料和助剂按比例加入到高速混合机中，待物料达到设定温度30分钟后，1500r/min混合20分钟，再经330r/min搅拌冷却得到预混料；
(2)将上述预混料输送到造粒机中，设定挤出机沿加料口至口模方向温度为150℃，口模温度为170℃；
(3)将共混物经口模挤出、切粒、冷却后得到。
实施例2
一种医用导管用材料，制备原料按重量百分比计，包括：主料90％、助剂10％。
所述的主料为聚氯乙烯和聚氨酯；
所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为90：10；
所述的聚氯乙烯为聚氯乙烯粉，K值为65-68，型号P815910，购于上海麦克林试剂官网；所述的聚氨酯为聚氨酯粉末，纯度＞99.9％，牌号1195A，购于德国巴斯夫公司。
所述的助剂按重量百分比计，包括：抗菌剂0.5％、抗氧剂0.6％、稳定剂0.72％、含苯环酯基化合物3％、填料3.6％、硬脂酸盐化合物1.58％。
所述的抗菌剂为复合抗菌剂，所述的复合抗菌剂的制备原料包括纳米银和纳米氧化锌，型号LF-1083，购于佛山市蓝峰助剂有限公司。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，CAS：6683-19-8。
所述的稳定剂为不含硫有机锡稳定剂，所述的不含硫有机锡稳定剂为机锡羧酸盐稳定剂，牌号DABCO T12，购于上海晔兴实业有限公司。
所述的含苯环酯基化合物为邻苯二甲酸二壬酯。
所述的填料为球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙，其重量比为1：1.5。
所述的球形纳米二氧化硅的平均粒径为200-2000nm，购于雅都玛商贸(上海)有限公司。
所述的硬脂酸盐化合物为硬脂酸锌。
一种医用导管材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将主料和助剂按比例加入到高速混合机中，待物料达到设定温度30分钟后，1500r/min混合20分钟，再经330r/min搅拌冷却得到预混料；
(2)将上述预混料输送到造粒机中，设定挤出机沿加料口至口模方向温度为150℃，口模温度为170℃；
(3)将共混物经口模挤出、切粒、冷却后得到。
实施例3
一种医用导管用材料，制备原料按重量百分比计，包括：主料90％、助剂10％。
所述的主料为聚氯乙烯和聚氨酯；
所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为90：10；
所述的聚氯乙烯为聚氯乙烯粉，K值为65-68，型号P815910，购于上海麦克林试剂官网；所述的聚氨酯为聚氨酯粉末，纯度＞99.9％，牌号1195A，购于德国巴斯夫公司。
所述的助剂按重量百分比计，包括：抗菌剂0.5％、抗氧剂0.6％、稳定剂0.72％、含苯环酯基化合物3％、填料3.6％、硬脂酸盐化合物1.58％。
所述的抗菌剂为复合抗菌剂，所述的复合抗菌剂的制备原料包括纳米银和纳米氧化锌，型号LF-1083，购于佛山市蓝峰助剂有限公司。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，CAS：6683-19-8。
所述的稳定剂为不含硫有机锡稳定剂，所述的不含硫有机锡稳定剂为机锡羧酸盐稳定剂，牌号DABCO T12，购于上海晔兴实业有限公司。
所述的含苯环酯基化合物为邻苯二甲酸二壬酯。
所述的填料为球形纳米二氧化硅，所述的球形纳米二氧化硅的平均粒径为200-2000nm，购于雅都玛商贸(上海)有限公司。
所述的硬脂酸盐化合物为硬脂酸锌。
一种医用导管材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将主料和助剂按比例加入到高速混合机中，待物料达到设定温度30分钟后，1500r/min混合20分钟，再经330r/min搅拌冷却得到预混料；
(2)将上述预混料输送到造粒机中，设定挤出机沿加料口至口模方向温度为150℃，口模温度为170℃；
(3)将共混物经口模挤出、切粒、冷却后得到。
实施例4
一种医用导管用材料，制备原料按重量百分比计，包括：主料90％、助剂10％。
所述的主料为聚氯乙烯和聚氨酯；
所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为30：70；
所述的聚氯乙烯为聚氯乙烯粉，K值为72-71，型号P815909，购于上海麦克林试剂官网；所述的聚氨酯为聚氨酯粉末，纯度＞99.9％，牌号1195A，购于德国巴斯夫公司。
所述的助剂按重量百分比计，包括：抗菌剂0.5％、抗氧剂0.6％、稳定剂0.72％、含苯环酯基化合物3％、填料3.6％、硬脂酸盐化合物1.58％。
所述的抗菌剂为复合抗菌剂，所述的复合抗菌剂的制备原料包括纳米银和纳米氧化锌，型号LF-1083，购于佛山市蓝峰助剂有限公司。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，CAS：6683-19-8。
所述的稳定剂为不含硫有机锡稳定剂，所述的不含硫有机锡稳定剂为机锡羧酸盐稳定剂，牌号DABCO T12，购于上海晔兴实业有限公司。
所述的含苯环酯基化合物为邻苯二甲酸二壬酯。
所述的填料为球形纳米二氧化硅和重质碳酸钙，其重量比为1：1.5。
所述的球形纳米二氧化硅的平均粒径为200-2000nm，购于雅都玛商贸(上海)有限公司。
所述的硬脂酸盐化合物为硬脂酸锌。
一种医用导管材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将主料和助剂按比例加入到高速混合机中，待物料达到设定温度30分钟后，1500r/min混合20分钟，再经330r/min搅拌冷却得到预混料；
(2)将上述预混料输送到造粒机中，设定挤出机沿加料口至口模方向温度为150℃，口模温度为170℃；
(3)将共混物经口模挤出、切粒、冷却后得到。
实施例5
一种医用导管用材料，制备原料按重量百分比计，包括：主料90％、助剂10％。
所述的主料为聚氯乙烯和聚氨酯；
所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为30：70；
所述的聚氯乙烯为聚氯乙烯粉，K值为65-68，型号P815910，购于上海麦克林试剂官网；所述的聚氨酯为聚氨酯粉末，纯度＞99.9％，牌号1195A，购于德国巴斯夫公司。
所述的助剂按重量百分比计，包括：抗菌剂0.5％、抗氧剂0.6％、稳定剂0.72％、含苯环酯基化合物3％、填料3.6％、硬脂酸盐化合物1.58％。
所述的抗菌剂为复合抗菌剂，所述的复合抗菌剂的制备原料包括纳米银和纳米氧化锌，型号LF-1083，购于佛山市蓝峰助剂有限公司。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，CAS：6683-19-8。
所述的稳定剂为不含硫有机锡稳定剂，所述的不含硫有机锡稳定剂为机锡羧酸盐稳定剂，牌号DABCO T12，购于上海晔兴实业有限公司。
所述的含苯环酯基化合物为邻苯二甲酸二壬酯。
所述的填料为重质碳酸钙；
所述的硬脂酸盐化合物为硬脂酸锌。
一种医用导管材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将主料和助剂按比例加入到高速混合机中，待物料达到设定温度30分钟后，1500r/min混合20分钟，再经330r/min搅拌冷却得到预混料；
(2)将上述预混料输送到造粒机中，设定挤出机沿加料口至口模方向温度为150℃，口模温度为170℃；
(3)将共混物经口模挤出、切粒、冷却后得到。
性能测试
1.将实施例1-5制备得到的医用导管用材料用于抗冲击性能测试，测试方法参照GB/T 1043-93；
2.将实施例1-5制备得到的医用导管用材料用于拉伸性能测试，测试方法参照GB/T1040-92；
将上述测试结果记录于下表。
实验 抗冲击性能/(KJ/m<sup>2</sup>) 拉伸性能/MPa
实施例1 69.8 62.1
实施例2 52.3 53.2
实施例3 47.1 50.3
实施例4 40.2 45.6
实施例5 45.3 53.4

Claims (10)

1.一种医用导管用材料，其特征在于，制备原料以医用导管用材料总质量为基准，包括80-95％主料和补充至余量的助剂；
所述的主料选自聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的医用导管用材料，其特征在于，所述的主料选自聚氯乙烯和/或聚氨酯。
3.根据权利要求1或2所述的医用导管用材料，其特征在于，所述的聚氯乙烯和聚氨酯的重量比为10：90～90：10。
4.根据权利要求1所述的医用导管用材料，其特征在于，所述的助剂至少包括抗菌剂、抗氧剂和稳定剂。
5.根据权利要求4所述的医用导管用材料，其特征在于，所述的抗氧剂和稳定剂的重量比为1：(0.8-1.5)。
6.根据权利要求1或4所述的医用导管用材料，其特征在于，所述的助剂还包括含苯环酯基化合物、填料、硬脂酸盐化合物。
7.根据权利要求6所述的医用导管用材料，其特征在于，所述的填料选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米二氧化硅、硅藻土、膨润土、滑石粉中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的医用导管用材料，其特征在于，所述的填料的重量为主料总重量的1-5％。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的医用导管用材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将主料和助剂按比例加入到高速混合机中，待物料达到设定温度20-50分钟后，高速混合10-30分钟，再经低速搅拌冷却得到预混料；
(2)将上述预混料输送到造粒机中，设定挤出机沿加料口至口模方向温度为120-200℃，口模温度为150-190℃；
(3)将共混物经口模挤出、切粒、冷却后得到。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述的医用导管用材料的应用，其特征在于，用于输尿导管、前列腺导管、注射导管。
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