CN114712568A - 一种表面改性硅橡胶胃管及其制备方法 - Google Patents

一种表面改性硅橡胶胃管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型表面改性硅橡胶胃管，使用马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇通过紫外线照射接枝技术对其表面进行处理。此外，还公开了上述新型表面改性硅橡胶胃管的制备方法。该新型表面改性硅橡胶胃管与现有技术相比具有更好的亲水性和抗菌性。

Description

一种表面改性硅橡胶胃管及其制备方法
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种表面改性硅橡胶胃管及其制备方法。
背景技术
医用硅橡胶因其优异的生理惰性、理化稳定性、血液相容性、组织相容性、抗凝血性能，已被广泛应用于临床，如胃管中，已经成为目前应用最广、价值最大的一种医用高分子材料之一。
硅橡胶的分子链构型为螺旋型，分子链外侧是非极性基团，极性较差，导致硅橡胶表面惰性强，具有很强的疏水性。作为介入材料，与人体组织相接触后，硅橡胶材料与组织的亲和力差，容易与组织摩擦形成损伤。硅橡胶要满足作为优良生物医用材料的要求，就需要提高其亲水性，以提髙其对基体的亲和能力。
而且这些硅橡胶制备的植入或介入材料在与人体组织相接触的过程中，细菌可能会通过各种渠道入侵，从而引发感染，尤其是在医院的特殊环境中，细菌感染存在更大的危险性。因此，对于硅橡胶抗菌改性的研究就具有重大的意义。
中国专利申请公开CN1250382A公开了一种用薄的粘合层涂覆的医疗装置，所述粘结层为丙烯酸酯类、环氧类、乙缩醛类、乙烯共聚物、乙烯基聚合物、含羟基、胺、羧基、酰胺或其它活泼基团的聚合物以及它们的共聚物的涂层。可以涂覆外层，在水中长时间浸泡后，该外层仍能粘结在基体上。粘合层可以含有交联剂如脲树脂、蜜胺、异氰酸酯和酚醛树脂。优选的聚合物包括乙烯基吡咯烷酮－乙酸乙烯酯、苯乙烯丙烯酸酯类聚合物、乙烯丙烯酸共聚物、带羧基功能基的丙烯酸酯类聚合物、带羟基功能基的丙烯酸酯类聚合物和丙烯酸酯类分散体聚合物。
中国专利申请公开CN106178136A公开了一种医用亲水抗菌涂层，所述医用亲水抗菌涂层主要包括支撑性聚合物、亲水性聚合物、抗菌剂和交联剂；支撑性聚合物为含有2个或2个以上羧基官能团的聚醚酰亚胺；亲水性聚合物为含有亲水基团的天然高分子化合物、合成高分子化合物中的其中一种或以上两者的共混物或共聚物；抗菌剂为无机抗菌剂、有机抗菌剂或天然抗菌剂中的其中一种或两种以上的混合。为了预防植入或者介入相关感染，在植入物或者介入物表面涂覆抗菌涂层，其中加载抗菌剂，有效增加APTT凝血时间，有效提高抗凝血性能，防止血栓产生；此外，该涂层还具有非常好的润滑效果。
但现有技术仍然存在着涂层亲水性不佳尤其是长时间浸泡后亲水性迅速降低以及抗菌性能不佳的技术缺陷。
因此，迫切需要提供一种亲水性更好尤其是长时间浸泡后仍然维持较好的亲水性同时抗菌性能更好的表面改性硅橡胶胃管及其制备方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明目的是提供一种表面改性硅橡胶胃管及其制备方法。
为了实现上述目的，一方面，本发明所采取的技术方案如下：一种表面改性硅橡胶胃管，所述硅橡胶胃管使用马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇通过紫外光照射接枝技术对表面进行处理；所述紫外光照射条件为：氮气气氛，距离紫外高压汞灯15cm 处进行紫外光照射，功率为1kW，主波长为254nm，接枝反应时间为20-60min。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，所述马来酰化壳寡糖由壳寡糖与马来酸酐接枝得到。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，所述马来酰化壳寡糖的接枝率为10-15wt%。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，所述壳寡糖的数均分子量Mn=2000，脱乙酰度=90%。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，所述丙烯酰化聚乙二醇选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，聚乙二醇甲醚丙烯酸酯的数均分子量Mn=480。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇的重量比为(3-5):2。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇在接枝液中的浓度为15-25wt%。
根据本发明所述的硅橡胶胃管，其中，所述硅橡胶胃管预先经过KH-792处理。
另一方面，本发明还提供了一种制备根据本发明所述硅橡胶胃管的方法， 将硅橡胶胃管置于马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇的接枝液中，通过紫外光照射接枝技术对表面进行处理。
与现有技术相比，根据本发明所述的硅橡胶胃管不仅亲水性更好尤其是长时间浸泡后仍然维持较好的亲水性，同时抗菌性能更好。
具体实施方式
必须指出的是，除非上下文另外明确规定，否则如本说明书及所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该/所述”既可包括一个指代物，又可包括多个指代物(即两个以上，包括两个)。
除非另外指明，否则本发明中的数值范围为大约的，并且因此可以包括在所述范围外的值。所述数值范围可在本发明表述为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表述这样的范围时，另一个方面包括从所述一个特定值和/或至另一个特定值。相似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解，所述特定值形成另一个方面。还应当理解，数值范围中每一个的端点在与另一个端点的关系中均是重要的并独立于另一个端点。
在说明书和最后的权利要求书中提及组合物或制品中特定元素或组分的重量份是指组合物或制品中该元素或组分与任何其它元素或组分之间以重量份表述的重量关系。
在本发明中，除非具体指出有相反含义，或基于上下文的语境或所属技术领域内惯用方式的暗示，否则本发明中提及的溶液均为水溶液；当水溶液的溶质为液体时，所有分数以及百分比均按体积计，且组分的体积百分比基于包含该组分的组合物或产品的总体积；当水溶液的溶质为固体时，所有分数以及百分比均按重量计，且组分的重量百分比基于包含该组分的组合物或产品的总重量。
本发明中提及的“包含”、“包括”、“具有”以及类似术语并不意欲排除任何可选组分、步骤或程序的存在，而无论是否具体公开任何可选组分、步骤或程序。为了避免任何疑问，除非存在相反陈述，否则通过使用术语“包含”要求的所有方法可以包括一个或多个额外步骤、设备零件或组成部分以及/或物质。相比之下，术语“由……组成”排除未具体叙述或列举的任何组分、步骤或程序。除非另外说明，否则术语“或”是指单独以及以任何组合形式列举的成员。
此外，本发明中任何所参考的专利文献或非专利文献的内容都以其全文引用的方式并入本发明，尤其关于所属领域中公开的定义(在并未与本发明具体提供的任何定义不一致的情况下)和常识。
在本发明中，除非另外指明，否则份数均为重量份，温度均以℃表示或处于环境温度下，并且压力为大气压或接近大气压。室温表示20-30℃。存在反应条件(例如组分浓度、所需的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其它反应范围)以及可用于优化通过所述方法得到的产物纯度和收率的条件的多种变型形式和组合。将只需要合理的常规实验来优化此类方法条件。
合成例
在搅拌条件下，将10g壳寡糖（Mn=2000，脱乙酰度=90%，购自上海麦克林生化科技有限公司）均匀溶解于适量水中，调节pH=10.0；加入8g马来酸酐，60℃反应8h。反应结束后，调节pH=7.0，将溶液装入透析袋，在无水乙醇中透析48h，每隔16h更换1次无水乙醇。3000rpm下离心15min，真空干燥，得到产物马来酰化壳寡糖。马来酰化壳寡糖的接枝率为12.6%。接枝率=(马来酰化壳寡糖重量-壳寡糖重量)/壳寡糖重量×100%。
在红外光谱图上，相对于改性前的壳寡糖，3420cm-1和2930cm-1的伸缩振动特征峰强度降低，1635cm-1、1558cm-1、1240cm-1和1078cm-1对应于马来酰化改性基团的官能团吸收峰。
实施例1
基体材料采用硅橡胶胃管，切割成长度10mm的小段。使用无水乙醇和去离子水各清洗3次，真空干燥备用。
配制5wt%的KH-792（N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷）的甲醇-水（体积比为3:1）溶液，调节pH=10.0，静置12h。将基体材料置于KH-792溶液中浸泡10min，真空干燥1h，得到KH-792处理的基体材料。
按照重量比2:1，将合成例的马来酰化壳寡糖和聚乙二醇甲醚丙烯酸酯（CAS：32171-39-4，Mn=480；购自西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司）共同加入去离子水中，配制20wt%的溶液；再加入1wt%的安息香，避光条件下搅拌均匀，得到接枝液。
将KH-792处理的基体材料浸没于接枝液中，在室温下，氮气气氛中，置于距离紫外高压汞灯（1kW，主波长为254nm）15cm 处进行紫外光照射，引发接枝反应30min。反应完毕，置于乙醇-水（体积比为1:1）溶液中清洗，真空干燥，得到产品。
比较例1
将合成例的马来酰化壳寡糖加入去离子水中，配制20wt%的溶液；再加入1wt%的安息香，避光条件下搅拌均匀，得到接枝液；其余条件同实施例1。
比较例2
将聚乙二醇甲醚丙烯酸酯加入去离子水中，配制20wt%的溶液；再加入1wt%的安息香，避光条件下搅拌均匀，得到接枝液；其余条件同实施例1。
亲水性能和抗菌性能测试
亲水性能在LSA100接触角测量仪上进行测定。采用静液滴法在样品表面滴一滴水，然后采用三点法测定角度，每组测量3次，取平均值，即为接触角的大小，根据接触角值来分析材料表面的亲水性的好坏。此外，将样品浸泡于去离子水中10d，每24h更换1次去离子水，再次测定接触角。
抗菌性能按照国家标准GB/T 31402-2015进行测试。选取大肠杆菌（ATCC 25922）和金黄色葡萄球菌（ATCC 25923）作为试验用菌种。标准株ATCC 25922和ATCC 25923置于肉汤培养基中培养1d，二者菌液初始浓度分别为5.5×105cfu·mL-1和10.6×105cfu·mL-1。试样接种菌液后，用杀菌后的聚乙烯薄膜覆盖，置于37℃和相对湿度95%条件下培养24h，进行菌落计数。对照组采用未改性的基体材料；试验组为实施例或比较例的产品。最后计算抗菌率R=(A-B)/A×100%。其中，A为对照组菌落数，B为试验组菌落数。
结果参见表1。
表1
接触角（°） 10d接触角（°） 抗菌率（%）
实施例1 26.7 41.5 96.8
比较例1 40.3 67.0 89.3
比较例2 29.1 53.2 76.4
对照组 104.2 102.8 ——
由表1可以看出，与比较例1-2相比，本发明实施例1的产品具有更好的亲水性，而且在去离子水中浸泡10d后仍然具有较好的亲水性；而且具有更好的抗菌性。
此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明的技术方案作出各种改动、替换、删减、修正或调整，这些等价技术方案同样落于本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种表面改性硅橡胶胃管，其特征在于，所述硅橡胶胃管使用马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇通过紫外光照射接枝技术对表面进行处理；所述紫外光照射条件为：氮气气氛，距离紫外高压汞灯15cm 处进行紫外光照射，功率为1kW，主波长为254nm，接枝反应时间为20-60min。
2.根据权利要求1所述的硅橡胶胃管，其特征在于，所述马来酰化壳寡糖由壳寡糖与马来酸酐接枝得到。
3.根据权利要求2所述的硅橡胶胃管，其特征在于，所述马来酰化壳寡糖的接枝率为10-15wt%。
4.根据权利要求2所述的硅橡胶胃管，其特征在于，所述壳寡糖的数均分子量Mn=2000，脱乙酰度=90%。
5.根据权利要求1所述的硅橡胶胃管，其特征在于，所述丙烯酰化聚乙二醇选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯。
6.根据权利要求5所述的硅橡胶胃管，其特征在于，聚乙二醇甲醚丙烯酸酯的数均分子量Mn=480。
7.根据权利要求1所述的硅橡胶胃管，其特征在于，马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇的重量比为(3-5):2。
8.根据权利要求1所述的硅橡胶胃管，其特征在于，马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇在接枝液中的浓度为15-25wt%。
9.根据权利要求1所述的硅橡胶胃管，其特征在于，所述硅橡胶胃管预先经过KH-792处理。
10.一种制备根据权利要求1-9任一项所述硅橡胶胃管的方法，其特征在于，
将预先经过KH-792处理的硅橡胶胃管置于马来酰化壳寡糖与丙烯酰化聚乙二醇的接枝液中，通过紫外光照射接枝技术对表面进行处理。
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