CN114681757A - 一种抗菌静脉导管及静脉导管的抗菌方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌静脉导管及静脉导管的抗菌方法，包括内置管，内置管的一端连接有连接接头，内置管包括导管本体，导管本体内构造有用于输液的中心通道；导管本体的管壁设置有导电层和至少一组电极，导电层为筒状结构，各组电极分别位于导电层的内侧，各组电极分别包括相对设置于中心通道两侧的第一电极层和第二电极层；第一电极层和第二电极层分别与电源模块的两输出电极电连接，导电层与电源模块的其中一输出电极电连接，电源模块用于输出周期性改变电流方向的电流；本抗菌静脉导管，可以阻止导管表面生物膜形成，不仅可以有效抑制细菌在导管内外表面定植和生成，而且能够低成本的实现良好的抗菌效果，可以显著降低导管感染问题的发生。
Description
技术领域
本发明涉及深静脉导管技术领域，具体涉及一种抗菌静脉导管及静脉导管的抗菌方法。
背景技术
深静脉导管是一种血管内导管，在临床应用广泛，静脉导管对患者的疾病治疗起着重要作用，但在静脉导管的使用期间，有可能会因为外界或人体自身原因导致细菌附着在导管表面（内表面和/或外表面），导致患者出现发热、寒颤、甚至休克等感染症状，对患者的发病率和死亡率带来不良影响。
目前为减少静脉导管细菌定植，有两种主要措施：第一，做好无菌操作，减少外源性细菌侵入，这是医护人员接触静脉导管的行为准则；第二，目前市面上有米诺环素-利福平导管、洗必泰磺胺嘧啶银导管，这类导管利用抗菌物质来达到抗菌的作用，但在临床中发现，该类导管的抗菌效果存在局限，而且由于部分患者对这抗菌物质过敏，导致该类导管并未在临床中广泛使用，亟待开发一种抗菌效果好的深静脉导管，以满足临床需求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术静脉导管，在使用过程中，细菌容易在导管表面种植的问题，提供了一种静脉导管，可以有效抑制细菌在导管表面定植和生成，能够低成本的实现良好的抗菌效果，主要构思为：
一种抗菌静脉导管，包括内置管，所述内置管的一端连接有连接接头，所述内置管包括导管本体，所述导管本体内构造有用于输液的中心通道，且所述连接接头与所述中心通道相连通；
所述导管本体的管壁设置有导电层和至少一组电极，所述导电层为筒状结构，并沿导管本体的长度方向分布，各组电极分别位于所述导电层的内侧，各组电极分别包括相对设置于中心通道两侧的第一电极层和第二电极层，且第一电极层和第二电极层分别沿导管本体的长度方向分布；
所述第一电极层和第二电极层分别与电源模块的两输出电极电连接，所述导电层与所述电源模块的其中一输出电极电连接，所述电源模块用于输出周期性改变电流方向的电流。在本方案中，通过在导管本体的管壁设置导电层，并使得导电层与电源模块的其中一输出电极电连接，使得导电层可以带电，从而可以沿导管本体的径向方向产生电场，在实际使用过程中，电源模块可以输出周期性改变电流方向的电流，从而使得导电层可以在带正电和带负电两种状态之间周期性变化，从而可以在沿导管本体的径向方向产生会周期性变化的电场，从而可以不断改变本导管外表面外的电势，使得导管外不同趋电性的细菌来回游荡，这样细菌就不容易附着在导管的外表面，阻止导管外表面生物膜的形成，进而实现对本导管外表面抑菌的功能；在本方案中，通过在导电层内设置至少一组电极，各组电极分别包括相对设置于中心通道两侧的第一电极层和第二电极层，且第一电极层和第二电极层分别与电源模块的两输出电极电连接，使得第一电极层和第二电极层可以分别带正电和负电，从而使得第一电极层与第二电极层之间可以形成电场，且该电场横穿本导管的中心通道，在实际使用过程中，电源模块可以输出周期性改变电流方向的电流，从而使得第一电极层与第二电极层之间的电场方向会周期性的变化，使得中心通道内不同趋电性的细菌在第一电极层于第二电极层之间来回游荡，这样细菌就不容易附着在导管的内表面，阻止导管内表面生物膜的形成，进而实现对本导管内表面抑菌的功能；相对于现有技术，本静脉导管，可以阻止导管表面生物膜形成，不仅可以有效抑制细菌在导管内表面和外表面定植和生成，而且能够低成本的实现良好的抗菌效果，且不存在过敏的问题，适用于临床应用，可以显著降低导管感染问题的发生。此外，在静脉导管未使用的情况下，本血管中流入内置管内的血液容易静置在内置管中，而本静脉导管可以利用第一电极层与第二电极层之间形成的周期性变化的电场驱动该部分血液中趋电性的物质运动，避免该部分血液出现静置附着的情况，从而可以有效防止长时间未使用的静脉导管出现内置管被堵塞的问题。
优选的，所述第一电极层和第二电极层分别为弧形片状结构。使得第一电极层和第二电极层之间可以更好的形成电场，且该电场可以更好的覆盖导管本体的中心通道，从而有效防止细菌在本导管的内表面定植和生成。
为解决导电的问题，进一步的，所述导电层采用的是石墨烯层或金属层；
和/或，所述第一电极层采用的是石墨烯层或金属层；
和/或，所述第二电极层采用的是石墨烯层或金属层。
为使得导管本体具有柔性，进一步的，所述导管本体采用硅胶制成。
为便于连接接头
为解决内置管的成型问题，进一步的，还包括第一绝缘层，所述第一电极层和第二电极层分别设置于导管本体的外表面，所述第一绝缘层设置于所述导电层与第一电极层和第二电极层之间。第一绝缘层起到隔离、绝缘的作用，防止导电层与第一电极层或第二电极层电连接。
为防止内外电场之间相互干扰的问题，进一步的，所述导电层与第一电极层和第二电极层之间还设置有屏蔽层。使得第一电极层与第二电极层所形成的电场仅作用于屏蔽层的内侧，导电层所形成的电场仅作用于屏蔽层的外侧，从而使得两个电场互不干扰，有利于实现更好的抗菌效果。
为解决导管在血管里停留过久，导管内表面和/或导管外表面容易出现血小板聚集，导致出现血栓的问题，进一步的，所述导管本体的内表面设置有肝素涂层，和/或，所述导电层的外表面设置有肝素涂层。肝素涂层可以抑制血小板凝聚，从而可以起到抗血栓的作用。
为解决内置管的成型问题，优选的，所述第一电极层和第二电极层内嵌于导管本体的管壁内，所述导电层内嵌于导管本体的管壁内，且导电层与第一电极层和第二电极层之间有间距。使得防止导电层与第一电极层或第二电极层电连接。
为防止内外电场之间相互干扰的问题，进一步的，所述导电层与第一电极层和第二电极层之间还设置有屏蔽层，所述屏蔽层内嵌于导管本体的管壁内，且导电层与屏蔽层之间有间距，屏蔽层与第一电极层和第二电极层之间有间距。使得第一电极层与第二电极层所形成的电场仅作用于屏蔽层的内侧，导电层所形成的电场仅作用于屏蔽层的外侧，从而使得两个电场互不干扰，有利于实现更好的抗菌效果。
为解决导管在血管里停留过久，导管内表面和/或导管外表面容易出现血小板聚集，导致出现血栓的问题，进一步的，所述导管本体的内表面设置有肝素涂层，和/或，所述导管本体的外表面设置有肝素涂层。肝素涂层可以抑制血小板凝聚，从而可以起到抗血栓的作用。
为解决便于导通电流的问题，进一步的，还包括导电接口和导电插头，所述导电接口构造有两个导电极，所述第一电极层和第二电极层分别与两个所述导电极电连接，所述导电层与其中一个导电极电连接；
所述导电插头构造有两个导电头，所述电源模块的两个输出电极分别通过导线与两个所述导电头电连接；
所述导电插头构造为适配导电接口，且导电插头可插拔。当导电插头插入导电接口时，两个导电头分别与两个导电极电连接，以便导通电流；而使用完毕后，导电插头可以从导电接口中拔出，以便断开电源模块，有利于电源模块的重复使用，从而有利于进一步降低使用成本。
为解决电源模块可以周期性改变电流方向的问题，方案一中，所述电源模块包括纳米发电机，所述纳米发电机包括两个输出电极，所述第一电极层和第二电极层分别与两个所述输出电极电连接，所述导电层与其中一个输出电极电连接。在本方案中，通过在电源模块内设置纳米发电机，以便利用纳米发电机产生交流电，并供给内置管使用，达到抗菌的目的；此外，纳米发电机的原理简单、体积小巧，所发电能满足需求，而且纳米发电机是将机械能转化成电能，从而可以在临床中充分利用患者的活动来发电，不仅经济、环保，而且可以使得本导管的使用可以不受电源供应的限制，有利于实现导管长期使用的抑菌功能。
优选的，所述纳米发电机采用的是摩擦纳米发电机或压电纳米发电机。更便于利用患者的活动来产生抗菌所需的电能。
方案二中，所述电源模块包括电池和逆变器，所述电池与逆变器连接，所述逆变器包括两个输出电极，所述第一电极层和第二电极层分别与两个所述输出电极电连接，所述导电层与其中一个输出电极电连接，逆变器用于将直流电转化为交流电。在本方案中，电池用于储存和提供电能，而逆变器用于将电池所提供的直流电转化为交流电，以便达到周期性改变所输出电流方向的问题，从而可以满足抗菌的需求。
为便于使用，进一步的，还包括连接头和至少一根连接软管，所述内置管的一端连接于所述连接头，所述连接接头设置于连接软管的一端，连接软管的另一端连接于所述连接头，并与所述中心通道相连通。
进一步的，所述连接软管设置有止流夹。以便控制通/断。
为解决静脉导管的抗菌问题，提供了一种静脉导管的抗菌方法，包括如下步骤：
步骤1、将抗菌静脉导管中的内置管插入患者的血管内；
步骤2、将电源模块中的摩擦纳米发电机与内置管电连通；
步骤3、将摩擦纳米发电机的第一摩擦部和第二摩擦部分别设置于患者身上可相对摩擦的部位处，且第一摩擦部对应第二摩擦部。以便利用患者身体的动作或移动带动摩擦纳米发电机发电，并供给内置管，达到抗菌的目的。
与现有技术相比，使用本发明提供的一种抗菌静脉导管及静脉导管的抗菌方法，可以阻止导管表面生物膜形成，不仅可以有效抑制细菌在导管内表面和外表面定植和生成，而且能够低成本的实现良好的抗菌效果，且不存在过敏的问题，适用于临床应用，可以显著降低导管感染问题的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种抗菌静脉导管的结构示意图。
图2为图1中I处的局部放大示意图。
图3为图1中A-A处的剖视图。
图4为本发明实施例提供的一种抗菌静脉导管中，第一电极层与第二电极层之间产生的电场对内置管内表面抗菌时的示意图之一。
图5为本发明实施例提供的一种抗菌静脉导管中，第一电极层与第二电极层之间产生的电场对内置管内表面抗菌时的示意图之二。
图6为本发明实施例提供的一种抗菌静脉导管中，导电层周围的电场对内置管外表面抗菌时的示意图之一。
图7为本发明实施例提供的一种抗菌静脉导管中，导电层周围的电场对内置管外表面抗菌时的示意图之二。
图8为本发明实施例提供的另一种抗菌静脉导管中，内置管的横截面示意图。
图9为本发明实施例提供的一种抗菌静脉导管，在实际使用时的示意图。
图中标记说明
内置管100、导管本体101、中心通道102、导电层103、第一电极层104、第二电极层105、屏蔽层106、第一绝缘层107、第二绝缘层108、肝素涂层109
连接头200、导电接口201、导电极202
连接软管300
连接接头400
导电插头500、导线501、电源模块502
摩擦纳米发电机600、第一摩擦部601、第一金属电极602、第一材料层603、第二摩擦部604、第二金属电极605、第二材料层606。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
实施例1
请参阅图1-图3，本实施例中提供了一种抗菌静脉导管，包括用于插入患者血管内的内置管100，所述内置管100的一端连接有连接接头400，连接接头400通常留置在患者体外，以便连接输液器械；
在本实施例中，所述内置管100包括导管本体101，所述导管本体101内构造有一条用于输液的中心通道102，且连接接头400与所述中心通道102相连通，如图1所示，以便经由连接接头400和中心通道102将液体直接输入患者的血管内；
为便于使用，在本实施例中，本静脉导管还包括连接头200和至少一根连接软管300，如图1或图9所示，所述内置管100的一端连接于所述连接头200，所述连接接头400设置于连接软管300的一端，各连接软管300的另一端都连接于所述连接头200，并与所述中心通道102相连通，且连接软管300设置有止流夹，以便利用止流夹控制通/断；在具体实施时，连接软管300的数目可以是一根、两根或多根，且所述连接接头400可以采用医疗领域常用的接头，例如，锥形接头、肝素帽接头等，以便满足不同场合的需求。
本实施例所提供的静脉导管中，所述导管本体101的管壁设置有能导电的导电层103和至少一组电极，如图3所示，在本实施例中，所述导电层103可以优先采用筒状结构，并沿导管本体101的长度方向分布，以便罩住内侧的中心通道102；同时，导电层103的一端可以与电源模块502的其中一个输出电极电连接，而所述电源模块502主要用于输出周期性改变电流方向的电流（如交流电），使得导电层103可以带电，从而可以沿导管本体101的径向方向产生电场，如图6及图7所示，在实际使用过程中，由于电源模块502输出的是周期性改变电流方向的电流，从而使得导电层103可以在带正电和带负电两种状态之间周期性变化，从而可以在沿导管本体101的径向方向产生会周期性变化的电场，如图6及图7所示，从而可以不断改变本导管外表面外的电势，使得导管外不同趋电性的细菌来回游荡，例如，当导电层103带正电时，如图6所示，会吸引趋负电的细菌沿靠近本静脉导管的方向移动，同时会排斥趋正电的细菌沿远离本静脉导管的方向移动；而当导电层103变为带负电时，如图7所示，会吸引趋正电的细菌沿靠近本静脉导管的方向移动，同时会排斥趋负电的细菌沿远离本静脉导管的方向移动，由于导电层103的带电状态在周期的改变，从而使得静脉导管外表面处的细菌不会来回游荡，并非处于静止状态，这样细菌就不容易附着在静脉导管的外表面，从而可以阻止导管外表面生物膜的形成，进而实现对本导管外表面抑菌的功能；
在本实施例中，各组电极分别位于所述导电层103的内侧，即，各组电极更靠近导管本体101的内表面，如图3-图5所示，各组电极分别包括相对设置于中心通道102两侧的第一电极层104和第二电极层105，且第一电极层104和第二电极层105分别沿导管本体101的长度方向分布；在实施时，本静脉导管中可以设置一组电极（如图3所示）、两组电极或多组电极，当静脉导管中设置有两组及以上电极时，各组电极中的分别沿中心通道102的圆周方向分布即可，如图3-图5所示；在本实施例中，所述第一电极层104和第二电极层105分别与电源模块502的两个输出电极电连接，使得第一电极层104和第二电极层105可以分别带正电和负电，从而使得第一电极层104与第二电极层105之间可以形成非匀强电场，如图4及图5所示，且该电场横穿本静脉导管的中心通道102，在实际使用过程中，利用电源模块502输出周期性改变电流方向的电流，使得第一电极层104与第二电极层105之间的电场方向周期性的变化，如图4及图5所示，从而使得中心通道102内不同趋电性的细菌在第一电极层104于第二电极层105之间来回游荡，并处于中心通道102中部或靠近中部的位置处，这样细菌就不容易附着在本静脉导管的内表面，可以阻止导管内表面生物膜的形成，从而实现对本导管内表面抑菌的功能；在实际使用过程中，当本静脉导管的内置管100置入患者血管内后，通过导电层103、第一电极层104、第二电极层105以及电源模块502的配合，可以阻止导管表面生物膜形成，不仅可以有效抑制细菌在导管内表面和外表面定植和生成，而且能够低成本的实现良好的抗菌效果，相对于现有技术，无需采用额外的抗菌物质，因而不存在过敏的问题，适用于临床应用，可以显著降低导管感染问题的发生。
在本实施中，所述电源模块502优先提供的是微电流，不仅可以实现微电流抗菌，而且使得周期变化的电场在满足抗菌的情况下，不会影响导管正常使用功能，也不会影响导管内液体及导管外血液的性质等，非常的安全。
为获得非匀强电场，在本实施例中，所述第一电极层104和第二电极层105可以优先采用弧形片状结构，如图3所示，不仅可以适配中心通道102的形状，而且使得第一电极层104和第二电极层105之间可以更好的形成非匀强电场，且该电场可以覆盖导管本体101的中心通道102，从而有效防止细菌在本导管的内表面定植和生成。
在实施时，所述导电层103可以优先采用石墨烯层或金属层，可以理解，这里所述的金属层需要严格控制厚度或采用可以弹性完全的金属，以便不影响本静脉导管可弯曲的特性，后文不再赘述；同理，第一电极层104也可以优先采用石墨烯层或金属层，第二电极层105也可以优先采用石墨烯层或金属层。
在实施时，导管本体101可以采用现有静脉导管的材料制成，使得导管本体101具有柔性，作为举例，在本实施例中，所述导管本体101采用硅胶制成。
在实施时，内置管100具有多种结构，作为一种举例，在本实施例中，所述内置管100还包括第一绝缘层107，所述第一电极层104和第二电极层105分别设置于导管本体101的外表面，如图3所示，所述第一绝缘层107设置于所述导电层103与第一电极层104和第二电极层105之间，如图3所示，第一绝缘层107起到隔离、绝缘的作用，防止导电层103与第一电极层104或第二电极层105电连接，第一绝缘层107可以优先采用现有的柔性绝缘材料制成。
而为防止内电场与外电场之间相互干扰，在更进一步的方案中，所述内置管100还包括第二绝缘层108，所述导电层103与第一绝缘层107之间还设置有屏蔽层106，如图3所示，屏蔽层106起到屏蔽电场的作用，使得第一电极层104与第二电极层105所形成的电场仅作用于屏蔽层106的内侧，导电层103所形成的电场仅作用于屏蔽层106的外侧，从而使得两个电场互不干扰，有利于实现更好的抗菌效果；在实施时，屏蔽层106可以优先采用导电材料制成，如可以采用金属材料制成；同时，导电层103与所述屏蔽层106之间还设置有第二绝缘层108，如图3所示，防止导电层103与屏蔽层106之间电连接，在实施时，第二绝缘层108可以优先采用现有的柔性绝缘材料制成。
在更完善的方案中，所述导电层103的外表面还设置有第三绝缘层，所述第三绝缘层可以采用现有的柔性绝缘材料制成，也可以采用抗氧化膜，如图3所示。
在具体实施时，导电层103、第一电极层104以及第二电极层105可以分别通过导线501与所述电源模块502相连通，而为降低使用成本，在一种优选的实施方式中，还包括导电接口201和导电插头500，其中，所述导电接口201构造有两个导电极202，所述第一电极层104和第二电极层105分别与两个所述导电极202电连接，且所述导电层103与其中一个导电极202电连接，而所述导电接口201可以构造于所述内置管100，也可以构造于所述连接头200，如图所示；
相应地，所述导电插头500构造有两个导电头，所述电源模块502的两个输出电极分别通过导线501与两个所述导电头电连接，如图1、图2及图9所示；同时，所述导电插头500构造为适配导电接口201，使得导电插头500可以可插拔的连接导电接口201；具体而言，当导电插头500插入导电接口201时，两个导电头分别与两个导电极202电连接，以便导通电流；而使用完毕后，导电插头500可以从导电接口201中拔出，以便断开电源模块502，有利于电源模块502的重复使用，从而可以进一步降低使用成本。
为使得电源模块502可以产生周期性改变电流方向的电流，电源模块502具有多种实施方式，例如，在一种优选的实施方式中，电源模块502包括纳米发电机，所述纳米发电机包括两个输出电极，在实际使用时，所述第一电极层104和第二电极层105可以分别与两个所述输出电极电连接，所述导电层103与其中一个输出电极电连接；具体而言，通过在电源模块502内设置纳米发电机，以便利用纳米发电机产生交流电，并供给内置管100使用，达到抗菌的目的；此外，纳米发电机的原理简单、体积小巧，所发电能满足需求，而且纳米发电机是将机械能转化成电能，从而可以在临床中充分利用患者的活动来发电，不仅经济、环保，而且可以使得本导管的使用可以不受电源供应的限制，有利于实现导管长期使用的抑菌功能。
纳米发电机有三种常见的形式，在本实施例中，所述纳米发电机可以优先采用摩擦纳米发电机600或压电纳米发电机，更便于利用患者的活动来产生抗菌所需的电能；更详细地，摩擦纳米发电机600利用了两种对电子束缚能力不同的材料，相互接触时得失电子而在外电路产生电流的微型电机，在这个发电结构中，两种不同材料的介电薄膜面对面堆叠，它们各自的背表面镀有金属电极，这两层介电薄膜相互接触（相对运动），会在两个接触表面形成符号相反的表面电荷；当这两个表面由于外力作用而发生分离时，中间会形成一个小的空气间隙，并在两个电极之间形成感应电势差；如果两个电极通过负载连接在一起，电子会通过负载从一个电极流向另一个电极，形成一个反向的电势差来平衡静电场；当两个摩擦层中间的空气间隙闭合时，由摩擦电荷形成的电势差消失，电子会发生回流；不仅可以输出本静脉导管所需的交流电，而且具备存储电能的功能；例如，在一种实施方式中，摩擦纳米发电机600包括第一摩擦部601和第二摩擦部604，其中，所述第一摩擦部601包括第一金属电极602和设置于第一金属电极602上的第一材料层603，作为优选，所述第一材料层603可以采用尼龙层；所述第二摩擦部604包括第二金属电极605和设置于第二金属电极605上的第二材料层606，作为优选，所述第二材料层606可以采用聚四氟乙烯，第一金属电极602和第二金属电极605可以分别作为输出电极，以便通过导线501连通导电插头500，或直接连通导电层103、第一电极层104及第二电极层105；在实际使用时，所述第一摩擦部601和第二摩擦部604分别相对设置于患者身体上可以相对移动的部位，例如，第一摩擦部601可以设置于患者腋下手臂处的衣服，同时，将第二摩擦部604设置于腋下胸腔的侧面，并对应第一摩擦部601，如图9所示，当患者手臂移动时，如走路时，手臂相对于身体移动，从而使得第一摩擦部601与第二摩擦部604发生贴合、相对摩擦、分离等动作，从而可以有效产生静脉导管所需的交流电；为便于操作，第一摩擦部601和第二摩擦部604可以采用的粘贴的方式设置于患者身上，此外，摩擦纳米发电机600中的第一摩擦部601和第二摩擦部604还可以设置于对应患者裆部、对应患者膝关节、对应肘关节等位置处，以便利用患者的活动自然带动第一摩擦部601与第二摩擦部604发生摩擦而生电；此外，摩擦纳米发电机600中的第一摩擦部601和第二摩擦部604还可以设置于手套上，患者佩戴手套，当患者握拳时，也能带动第一摩擦部601与第二摩擦部604摩擦起电。
压电纳米发电机是利用特殊纳米材料（通常是氧化锌）的压电性能与半导体性能，把弯曲和压缩的机械能转变为电能的微型发电机；氧化锌具有半导体和压电的双效应，其中，肖特基势垒保证了氧化锌可以向外输出单向电流的能力，因为半导体与金属接触时，氧化锌的电子逸出功小于铂电极，电子从氧化锌流入探针（铂电极），氧化锌显示正电，形成了类似于PN结的形式，当外界电场方向从铂电极到氧化锌，内部电子可以流动，输出电流；而当氧化锌线弯曲时会产生两侧的电势，由于氧离子与锌离子相对移动，导致在压缩的地方显示负电，在拉伸的地方显示正电，因此，当采用压电纳米发电机时，所述压电纳米发电机可以优先设置于患者的鞋垫的位置处，患者走路的过程自然带动压电纳米发电机发电，也能满足本静脉导管的抗菌需求。
当采用电源模块502采用纳米发电机时，患者的身体只要可以活动，就可以利用纳米发电机自发电，这样可以不受电源供应的限制，实现静脉导管长期使用的抑菌功能；不仅使用时间久，安全性能好，而且对患者具有较好的经济性安全性，同时还可以鼓励患者加强锻炼与运动，更有利于患者康复。
在另一种实施方式中，电源模块502包括电池和逆变器，所述电池与逆变器连接，所述逆变器包括两个输出电极，所述第一电极层104和第二电极层105分别与两个所述输出电极电连接，所述导电层103与其中一个输出电极电连接，电池用于储存和提供电能，可以优先采用蓄电池、锂电池、干电池等；逆变器用于将直流电转化为交流电，以便达到周期性改变所输出电流方向的问题，从而可以满足抗菌的需求。
为实现更好的抗菌效果，应该合理控制本静脉导管中电流的大小，通过前期的试验发现，当电流介于5 uA -2000uA之间时，附着于静脉导管内表面或外表面的细菌的数量会相应的减少，尤其是当电流介于5 uA -200uA之间时，附着于静脉导管内表面或外表面的细菌的数量会明显减少，从而实现更好的抗菌效果。例如，当通过第一电极层104和第二电极层105的电流为150uA时，静脉导管内表面所附着的金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌以及铜绿假单胞菌等生物膜会显著减少，从而可以实现良好抗菌的效果。
实施例2
本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，静脉导管中内置管100的结构不同，具体而言，在本实施例中，导管本体101的管壁具有所设定的厚度，使得第一电极层104和第二电极层105可以内嵌于导管本体101的管壁内，如图8所示，此时，所述导电层103也内嵌于导管本体101的管壁内，且导电层103与第一电极层104和第二电极层105之间有间距，如图8所示，使得防止导电层103与第一电极层104或第二电极层105电连接。
同理，为防止内外电场与内电场之间相互干扰，在进一步的方案中，所述导电层103与第一电极层104和第二电极层105之间还设置有屏蔽层106，如图8所示，所述屏蔽层106可以直接内嵌于导管本体101的管壁内，且导电层103与屏蔽层106之间有间距，屏蔽层106与第一电极层104和第二电极层105之间有间距；屏蔽层106起到屏蔽电场的作用，使得第一电极层104与第二电极层105所形成的电场仅作用于屏蔽层106的内侧，导电层103所形成的电场仅作用于屏蔽层106的外侧，从而使得两个电场互不干扰，有利于实现更好的抗菌效果。
实施例3
在静脉导管的实际使用过程中，当静脉导管的内置管100在血管里停留过久，内置管100内部和内置管100表面外层还会容易出现血小板聚集，从而出现血栓，该类血栓的出现，会导致静脉导管功能障碍，不能正常输注药液，还容易导致内置管100与血管粘连，造成拔管困难，甚至引起血栓脱离从而造成肺栓塞等严重并发症，同时导管相关的血栓会成为细菌的宿主，会促进感染的发生，因此，发生导管相关血栓，对人体有较大危害；目前为减少导管相关血栓形成，临床主要是通过药液输注完毕后采用抗凝药液封管来减少内置管100内血小板凝聚，从而减少内置管100内血栓形成；但是内置管100外表面无法使用抗凝药物来干预血栓生成，临床常见的是内置管100进入血管内的部分很容易在内置管100外表面生成纤维蛋白鞘，从而进一步生成血栓，为解决这一技术问题，本实施例所提供的静脉导管，与实施例1或实施例2的主要区别在于，静脉导管中内置管100的内表面和/或外表面设置有肝素涂层109，肝素涂层109可以抑制血小板在内置管100的内表面和/或外表面凝聚，从而可以起到抗血栓的作用。
更详细地，对于实施例1中提供的静脉导管而言，可以在导管本体101的内表面设置有肝素涂层109，如图3所示，以便抑制血小板在内置管100的内表面聚集；同时，可以在所述导电层103的外表面或第三绝缘层的外表面设置肝素涂层109，以便抑制血小板在内置管100的外表面聚集，从而达到抗血栓的作用，此外，有利于内置管100的外表面更光滑，有利于减少内置管100对人体组织的影响，也避免导电层103受到血液药液的腐蚀。
对于实施例2中提供的静脉导管而言，可以在导管本体101的内表面设置有肝素涂层109，如图8所示，以便抑制血小板在内置管100的内表面聚集；同时，可以在导管本体101的外表面设置有肝素涂层109，以便抑制血小板在内置管100的外表面聚集，从而达到抗血栓的作用。
实施例4
根据上述实施例所提供的抗菌静脉导管，当抗菌静脉导管中的内置管100采用纳米发电机进行供电时，本实施例提供了一种该静脉导管的抗菌方法，包括如下步骤：
步骤1、将抗菌静脉导管中的内置管100插入患者的血管内；并将连接头200固定于患者的体表，防止抗菌静脉导管脱落。
步骤2、将电源模块502中的摩擦纳米发电机600与内置管100电连通；如图9所示，例如，可以将导电接口201与导电插头500插接在一起，达到电连通的目的。
步骤3、将摩擦纳米发电机600的第一摩擦部601和第二摩擦部604分别设置于患者身上可相对摩擦的部位处，且第一摩擦部601对应第二摩擦部604；在具体设置过程中，所述可相对摩擦的部位可以是患者的腋下、裆部、膝关节、肘关节等部位，也可以是手套、鞋子等部位，以便利用患者身体的动作或移动带动摩擦纳米发电机600发电，并供给周期性改变电流方向的电流内置管100，达到抗菌的目的。
为实现更好的抗菌效果，在步骤3中，可以通过合理的设置第一摩擦部601与第二摩擦部604的适配面积（即大小），来控制摩擦纳米发电机600的最大发电量，从而达到控制电流大小的目的，以便将电流控制于5 uA -2000uA之间，尤其可以将电流控制于5 uA -200uA之间，以便实现更好的抗菌效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗菌静脉导管，包括内置管，所述内置管的一端连接有连接接头，所述内置管包括导管本体，所述导管本体内构造有用于输液的中心通道，且所述连接接头与所述中心通道相连通，其特征在于，所述导管本体的管壁设置有导电层和至少一组电极，其中，
所述导电层为筒状结构，并沿导管本体的长度方向分布，各组电极分别位于所述导电层的内侧，各组电极分别包括相对设置于中心通道两侧的第一电极层和第二电极层，且第一电极层和第二电极层分别沿导管本体的长度方向分布；
所述第一电极层和第二电极层分别与电源模块的两输出电极电连接，所述导电层与所述电源模块的其中一输出电极电连接，所述电源模块用于输出周期性改变电流方向的电流。
2.根据权利要求1所述的抗菌静脉导管，其特征在于，所述导电层与第一电极层和第二电极层之间还设置有屏蔽层。
3.根据权利要求2所述的抗菌静脉导管，其特征在于，所述导电层采用的是石墨烯层或金属层；
和/或，所述第一电极层采用的是石墨烯层或金属层；
和/或，所述第二电极层采用的是石墨烯层或金属层；
和/或，所述导管本体采用硅胶制成。
4.根据权利要求2所述的抗菌静脉导管，其特征在于，所述内置管还包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一电极层和第二电极层分别设置于导管本体的外表面，所述第一绝缘层设置于所述屏蔽层与第一电极层和第二电极层之间，所述第二绝缘层设置于导电层与屏蔽层之间；
或，
所述第一电极层和第二电极层内嵌于导管本体的管壁内，所述导电层内嵌于导管本体的管壁内，所述屏蔽层内嵌于导管本体的管壁内，且导电层与屏蔽层之间有间距，屏蔽层与第一电极层和第二电极层之间有间距。
5.根据权利要求1所述的抗菌静脉导管，其特征在于，还包括连接头和至少一根连接软管，所述内置管的一端连接于所述连接头，所述连接接头设置于连接软管的一端，连接软管的另一端连接于所述连接头，并与所述中心通道相连通。
6.根据权利要求1-5任一所述的抗菌静脉导管，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层分别为弧形片状结构；
和/或，所述内置管的内表面和/或外表面设置有肝素涂层。
7.根据权利要求1-5任一所述的抗菌静脉导管，其特征在于，还包括导电接口和导电插头，所述导电接口构造有两个导电极，所述第一电极层和第二电极层分别与两个所述导电极电连接，所述导电层与其中一个导电极电连接；
所述导电插头构造有两个导电头，所述电源模块的两个输出电极分别通过导线与两个所述导电头电连接；
所述导电插头构造为适配导电接口，且导电插头可插拔。
8.根据权利要求1-5任一所述的抗菌静脉导管，其特征在于，所述电源模块包括纳米发电机，所述纳米发电机包括两个输出电极，所述第一电极层和第二电极层分别与两个所述输出电极电连接，所述导电层与其中一个输出电极电连接；
或，所述电源模块包括电池和逆变器，所述电池与逆变器连接，所述逆变器包括两个输出电极，所述第一电极层和第二电极层分别与两个所述输出电极电连接，所述导电层与其中一个输出电极电连接，逆变器用于将直流电转化为交流电。
9.根据权利要求8所述的抗菌静脉导管，其特征在于，所述纳米发电机采用的是摩擦纳米发电机或压电纳米发电机。
10.一种静脉导管的抗菌方法，包括权利要求9所述的抗菌静脉导管，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将抗菌静脉导管中的内置管插入患者的血管内；
步骤2、将电源模块中的摩擦纳米发电机与内置管电连通；
步骤3、将摩擦纳米发电机的第一摩擦部和第二摩擦部分别设置于患者身上可相对摩擦的部位处，且第一摩擦部对应第二摩擦部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220701 |