CN115120785A - 一种具有多糖涂层的医用导管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多糖涂层的医用导管及其制备方法,其解决了现有材料中含有有害成份、涂层牢固度差的技术问题,其设有基材和多糖涂层;所述基材为聚丙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯或聚乳酸之一种;所述多糖为透明质酸或其药学上可接受的盐、琼脂糖或其衍生物、硫酸软骨素或其衍生物、黄原胶或其衍生物中的一种或几种;所述基材被氧化处理后,带有羟基、羧基含氧基团;所述多糖涂层呈交联网络结构,其使用共价键固定在所述基材表面。本发明可用于医用导管的制备领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗器械领域,具体地说,涉及一种具有多糖涂层的医用导管及其制备方法。
背景技术
介入治疗是近几年迅猛发展起来的一种新兴技术,是目前继内科治疗、外科治疗之外的第三大临床应用的治疗手段,它标志着医疗领域的新篇章。随着生物技术和临床医学的飞速发展,各类介入医用导管使用量相当大,使用范围广泛,但植/介入医用导管多采用疏水性高分子材料,表面能低,使用过程中摩擦容易造成皮肤组织、腔道黏膜及血管壁损伤,长期或短期置入人体组织内,容易非特异性吸附蛋白质,黏附细菌,进而形成难以去除的生物膜,导致相关感染,增加医疗难度。因此,对植/介入医用导管所用高分子材料除了有必需的力学性能要求外,其表面的生物相容性及亲水性也尤为重要。
为提高医用导管表面的润滑性,传统的方法是在使用前涂覆硅油或石蜡油,但该方法润滑性能持久性差,而且在临床有污染伤口的风险。市面上存在物理涂覆涂层的方法,但存在基材选择局限性及涂层脱落的风险;此外,采用热固化或紫外光固化的方法制备涂层,涂层牢固度得到保障,但制备过程繁琐,对生产设备要求高,不利于大批量生产。
市面上化学方法修饰润滑涂层中,多采用亲水性大分子聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮等,由于大分子亲水基团、柔性链段等特性,可以有效提高基材表面亲水性,由于聚合过程中小分子单体或引发剂残留,降低了其细胞及血液相容性。
多糖作为一种生物大分子,生物相容性好,易获得、易修饰,同时带有多种亲水基团,可在体液环境下,与周围水分子形成水合层,从而提高表面润滑性,减少蛋白吸附、细菌黏附,在临床上降低感染风险。
公开号为CN103418033A的中国发明专利申请提供了一种医用导管亲水性涂层液及其制备、使用方法,由下述重量百分比的原料组成:亲水聚合物1-10%,多糖类聚合物0.1-5%,羟丙基-β-环糊精2-4%,甜菜红1-3%,羟丙基甲基纤维素2-4%、丝素蛋白1-3%、泊洛沙姆0.2-1%、ε-多聚赖氨酸0.5-1,余量为水。
上述材料主要存在以下问题:(1)采用聚乙二醇等亲水聚合物,有文献报道,聚乙二醇聚合物末端羟基,可以在体内被乙醇脱氢酶氧化,生成醛类与蛋白质反应,有害健康;(2)亲水性聚合物与多糖类聚合物溶液中都不含活性基团,与基材间无法共价键固定,涂层牢固度差。
发明内容
本发明就是为了解决现有材料中含有有害成份、涂层牢固度差的技术问题,提供一种具有优异的抗污性能、同时润滑性提高的具有多糖涂层的医用导管及其制备方法。
为此,本发明提供一种具有多糖涂层的医用导管,其设有基材和多糖涂层;所述基材为聚丙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯或聚乳酸之一种;所述多糖为透明质酸或其药学上可接受的盐、琼脂糖或其衍生物、硫酸软骨素或其衍生物、黄原胶或其衍生物中的一种或几种;所述基材被氧化处理后,带有羟基、羧基含氧基团;所述多糖涂层呈交联网络结构,其使用共价键固定在所述基材表面。
本发明同时提供一种具有多糖涂层的医用导管的制备方法,其包括如下步骤:(1)将医用导管进行活化处理,获得氧化表面;(2)将所述步骤(1)得到的医用导管浸渍到硅烷偶联剂溶液中,形成功能化表面,取出后用去离子水超声清洗并干燥;(3)配制反应多糖溶液,所述多糖溶液由多糖、交联剂、无机盐、混合溶剂组成;(4)将所述步骤(2)得到的医用导管浸渍到所述步骤(3)得到的多糖溶液中,反应后,取出医用导管,用去离子水超声清洗,得到具有多糖涂层的医用导管。
优选的,所述步骤(1)中,活化处理为氧等离子体处理、Ar等离子体/臭氧处理、烧碱溶液处理、“食人鱼”溶液处理中的任意一种。食人鱼”溶液是本领域的常用溶液,其是将过氧化氢(30%,AR)加入到浓硫酸中,体积比3:7,制得。
优选的,所述步骤(2)中,硅烷偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷其中一种或多种。
优选的,所述步骤(2)中,硅烷偶联剂溶液浓度为0.2g/mL~0.5g/mL,活化基底在30℃~60℃条件下,浸泡在硅烷偶联剂溶液中2h~6h。
优选的,所述步骤(2)中,所述多糖浓度为0.25mol/L~1.75mol/L;所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种,所述交联剂浓度为0.04mol/L~0.45mol/L;所述无机盐为磷酸氢钾、磷酸氢钠、氯化钠、氯化钾中的一种或几种,其浓度为5g/L~10g/L。上述浓度均为相应成分在多糖溶液中的浓度。
优选的,所述步骤(4)中,反应温度为室温,反应时间为12h~48h。
本发明具有以下有益效果:
通过本发明提供的方法制得的医用导管,表面抗污涂层由共价键固定多糖交联网络,使用过程中,交联网络可抵抗摩擦的剪切作用,提高涂层性能稳定性和持久性,首先对医用导管表面预处理,使表面带有反应“锚点”,再采用“一锅法”使多糖大分子与“锚点”处含氧官能团反应并交联,形成交联网络涂层,多糖带有大量亲水基团,可与体液环境中水分子形成水合层,可提高涂层润滑性,可避免使用过程中损伤组织黏膜。表面亲水性明显提升,相较于粗糙的疏水表面,可明显减少蛋白的非特异性吸附,同时表面电位呈负电,在体液环境中,可与细胞壁带负电的革兰氏阴性菌静电排斥,减少细菌黏附,避免感染。因此,本发明制备的医用导管具有良好的持久抗污性能,提高了医用导管应用的生物安全性,在医疗器械领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
对硅橡胶医用导管氧等离子体处理,90W下5分钟,得到氧化基材,带有羟基、羧基等含氧基团;将氧化基材浸没在浓度为0.2g/mL的γ-巯丙基三甲氧基硅烷溶液中40℃条件下4h,取出用去离子水超声清洗,干燥;配制含透明质酸或其药学上可接受的盐浓度为0.25mol/L的溶液,交联剂N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.04mol/L,将修饰后的基材加入到多糖溶液,“一锅法”室温搅拌反应24h;最后从多糖溶液中取出,用去离子水超声清洗,得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。“一锅法”,即将全组分多糖溶液与基材在同一体系中反应,不同于其他方法中提及的物理涂覆、固化等形式。
实施例2
对聚丙烯医用导管氧等离子体处理,90W下5分钟,得到氧化基材,带有羟基、羧基等含氧基团;将氧化基材浸没在浓度为0.25g/mL的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶液中40℃条件下6h,取出用去离子水超声清洗,干燥;配制含黄原胶浓度为0.5mol/L的溶液,交联剂N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.3mol/L,将修饰后的基材加入到多糖溶液,“一锅法”室温搅拌反应24h;最后从多糖溶液中取出,用去离子水超声清洗,得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
实施例3
对聚氯乙烯医用导管氧等离子体处理,90W下5分钟,得到氧化基材,带有羟基、羧基等含氧基团;将氧化基材浸没在浓度为0.2g/mL的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中60℃条件下4h,取出用去离子水超声清洗,干燥;配制含硫酸软骨素浓度为0.75mol/L的溶液,交联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.1mol/L,将修饰后的基材加入到多糖溶液,“一锅法”室温搅拌反应24h;最后从多糖溶液中取出,用去离子水超声清洗,得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
实施例4
对聚乳酸医用导管氧等离子体处理,90W下5分钟,得到氧化基材,带有羟基、羧基等含氧基团;将氧化基材浸没在浓度为0.5g/mL的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中50℃条件下5h,取出用去离子水超声清洗,干燥;配制含琼脂糖浓度为1.75mol/L的溶液,交联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.45mol/L,将修饰后的基材加入到多糖溶液,“一锅法”室温搅拌反应48h;最后从多糖溶液中取出,用去离子水超声清洗,得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
实施例5
对硅橡胶医用导管氧等离子体处理,90W下5分钟,得到氧化基材,带有羟基、羧基等含氧基团;将氧化基材浸没在浓度为0.2g/mL的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中40℃条件下4h,取出用去离子水超声清洗,干燥;配制含硫酸软骨素浓度为1.5mol/L的溶液,交联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺浓度为0.4mol/L,将修饰后的基材加入到多糖溶液,“一锅法”室温搅拌反应24h;最后从多糖溶液中取出,用去离子水超声清洗,得到具有抗污性能的多糖涂层的医用导管。
制备好的试样进行表面水接触角测试,表面抗蛋白吸附及抗细菌黏附性能测试。
性能测试:对于本实施例中所制备的医用导管进行水接触角测试。水接触角从由108°降低至42°,表面电位-26.3±3.3mV,可减少75%蛋白吸附,表面细菌黏附量较未改性减少96%,模拟体液浸泡10天,受剪切力作用下,仍然保持较好抗污稳定性。
对比例
公开号为CN103418033A的中国发明专利申请提供了一种医用导管亲水性涂层液及其制备、使用方法,本专利提出的方法与其相比,具有以下优点,其一,涂层液不含合成亲水聚合物,不会与体内蛋白反应,生物多糖溶液生物安全性更高;其二,本方法将多糖采用共价键固定到基材表面,牢固度更好,性能稳定性更好。
惟以上所述者,仅为本发明的具体实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,故其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改,皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。
Claims (7)
1.一种具有多糖涂层的医用导管,其特征是,其设有基材和多糖涂层;所述基材为聚丙烯、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯或聚乳酸之一种;所述多糖涂层中的多糖为透明质酸或其药学上可接受的盐、琼脂糖或其衍生物、硫酸软骨素或其衍生物、黄原胶或其衍生物中的一种或几种;所述基材被氧化处理后,带有羟基、羧基含氧基团;所述多糖涂层呈交联网络结构,其使用共价键固定在所述基材表面。
2.如权利要求1所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法,其特征是,包括如下步骤:
(1)将医用导管进行活化处理,获得氧化表面;
(2)将所述步骤(1)得到的医用导管浸渍到硅烷偶联剂溶液中,形成功能化表面,取出后用去离子水超声清洗并干燥;
(3)配制反应多糖溶液,所述多糖溶液由多糖、交联剂、无机盐、溶剂水组成;
(4)将所述步骤(2)得到的医用导管浸渍到所述步骤(3)得到的多糖溶液中,反应后,取出医用导管,用去离子水超声清洗,得到具有多糖涂层的医用导管。
3.根据权利要求2所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,活化处理为氧等离子体处理、Ar等离子体/臭氧处理、烧碱溶液处理、“食人鱼”溶液处理中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,硅烷偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷其中一种或多种。
5.根据权利要求4所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,硅烷偶联剂溶液浓度为0.2g/mL~0.5g/mL,活化基底在30℃~60℃条件下,浸泡在硅烷偶联剂溶液中2h~6h。
6.根据权利要求2所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述多糖浓度为0.25mol/L~1.75mol/L;所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种,所述交联剂浓度为0.04mol/L~0.45mol/L;所述无机盐为磷酸氢钾、磷酸氢钠、氯化钠、氯化钾中的一种或几种,其浓度为5g/L~10g/L。
7.根据权利要求3所述的具有多糖涂层的医用导管的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,反应温度为室温,反应时间为12h~48h。
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