CN115887786A - 一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：将PU颗粒与粒径为5‑1000nm、含量为PU颗粒0.05‑1wt％的SiO2纳米颗粒共混，挤出管材，冷却后，获得外径为2‑3mm、内径为1‑2mm的纳米复合植管；将PVDF颗粒溶于溶剂DMF中，将其在纳米复合植管内壁形成厚度为1‑10μm的涂层，获得聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材。本发明通过添加SiO2纳米颗粒填料制备纳米复合材料、优化加工条件、添加PVDF涂层等多种策略，实现对其刚度、柔性、耐弯折性、表面粘附性等综合性能的优化，达到可以无导丝辅助的一次进镜，从而缩短操作时间、减少二次应激损伤。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材及其制备方法。
背景技术
片剂、胶囊剂、药液等口服给药方式具有剂量准确、服用快捷、携带方便等特点，但其需要通过肠道吸收入血，再随血液循环系统进入各个组织器官以发挥疗效。而定点给药相比口服给药具有目标性强、见效快等优点。尤其对于肠道表面溃疡、肿瘤等疾病，对其进行定点给药更有突出优点。因此，近年来定点给药已经开始被广泛采用。
经内镜肠道植管(TET)术是一种对炎症性肠病的介入治疗内镜技术，具有快捷、方便等优点，可实现药物与粪菌移植的重复治疗。TET可经由上消化道、中消化道及下消化道。其中，结肠TET的设计理念是利用结肠镜辅助，在深部结肠植入导管，使用组织夹将其固定在结肠袋，随后由肛门处引出，在臀部固定尾端。TET的肠道固定位置可灵活选择，不仅能够实现多次治疗，还可达到灌肠给药治疗，避免灌肠管反复插入，造成出血、肠道损伤等多种并发症。
目前采用的结肠TET需要二次进镜，即：首先需要通过金属导丝辅助完成植管的导入，然后抽出导丝，进行二次进镜以完成植管的布置。二次进镜对患者的肠道刺激显著增加，尤其是炎症性肠病患者肠道敏感性普遍高于常人，反复进镜容易造成二次应激损伤。因此如果一次进镜完成，将大大缩短置管时间。
申请号为201921138204.6的中国实用新型专利公开了一种消化内科用直肠给药器。该专利虽然能通过出药管、连接管、滞留管实现一次进镜定点给药，但其使用的管材为现有管材，仍然存在由于管材机械性能和表面性能不够优异从而导致管材容易弯折，造成管道堵塞的缺点。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明研提供一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材及其制备方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，包括以下步骤：
S1、将重均分子量为1000-500000g/mol的PU颗粒与粒径为5-1000nm、含量为PU颗粒0.05-1wt％的SiO2纳米颗粒共混，在双螺杆挤出机中挤出管材，其加工温度为180-250℃、挤出速率为5-30cm/s，冷却后，获得外径为2-3mm、内径为1-2mm的纳米复合植管；
S2、将重均分子量为1000-500000g/mol的PVDF颗粒溶于溶剂DMF中，PVDF在DMF中的浓度为0.1-5g/L，将其通过溶液涂膜在纳米复合植管内壁形成厚度为1-10μm的涂层，成膜后，用乙醇清洗，去除剩余溶剂，获得聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材。
进一步地，步骤S1中，加工温度为200-220℃。
进一步地，步骤S1中，挤出速率为10-20cm/s。
进一步地，步骤S1中，冷却方式为水冷，通过加冰调节其温度为5-25℃。
进一步地，步骤S1中，纳米复合植管的壁厚为0.5mm。
提供一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材，其使用上述的制备方法制得。
本发明的有益效果为：
本发明针对现有PU TET的性能不足，通过添加SiO2纳米颗粒填料制备纳米复合材料、优化加工条件、添加PVDF涂层等多种策略，实现对其刚度、柔性、耐弯折性、表面粘附性等综合性能的优化，通过在给药管头端加入辅助环，通过活检钳夹持就可达到无导丝辅助的一次进镜，从而缩短操作时间、减少二次进镜导致的应激损伤。
附图说明
图1为纯PU(左)及PU/SiO2纳米颗粒/PVDF涂层复合管材(右)肠道TET图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将重均分子量为1000g/mol的PU颗粒与粒径为5nm、含量为PU颗粒0.05wt％的SiO2纳米颗粒共混，在双螺杆挤出机中挤出管材，其加工温度为180℃、挤出速率为5cm/s、水冷温度为5℃。冷却后，获得外径约为2mm、内径约为1mm、壁厚约为0.5mm的纳米复合植管；
(2)将重均分子量为1000g/mol的PVDF颗粒溶于溶剂DMF中，PVDF在DMF中的浓度为0.1g/L，将其通过溶液涂膜在纳米复合植管内壁形成厚度为1μm的涂层，成膜后，用乙醇清洗3次，去除剩余溶剂，获得聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材。
实施例2
一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将重均分子量为10000g/mol的PU颗粒与粒径为20nm、含量为PU颗粒0.2wt％的SiO2颗粒共混。在双螺杆挤出机中挤出管材，其加工温度为210℃、挤出速率为15cm/s、水冷温度为15℃。冷却后，获得外径约为2.5mm、内径约为1.5mm、壁厚约为0.5mm的纳米复合植管。
(2)将重均分子量为10000g/mol的PVDF颗粒溶于溶剂DMF中，PVDF在DMF中的浓度为0.5g/L，将其通过溶液涂膜在纳米复合植管内壁形成厚度为2μm的涂层。成膜后，用乙醇清洗3次，以去除剩余溶剂。获得聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材。
实施例3
一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将重均分子量为500000g/mol的PU颗粒与粒径为1000nm、含量为PU颗粒1wt％的SiO2纳米颗粒共混，在双螺杆挤出机中挤出管材，其加工温度为250℃、挤出速率为30cm/s、水冷温度为25℃，冷却后，获得外径约为3mm、内径约为2mm、壁厚约为0.5mm的纳米复合植管。
(2)将重均分子量为500000g/mol的PVDF颗粒溶于溶剂DMF中，PVDF在DMF中的浓度为5g/L，将其通过溶液涂膜在纳米复合植管内壁形成厚度为10μm的涂层，成膜后，用乙醇清洗3次，去除剩余溶剂，获得聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材。
对比例1
市售经内镜肠道植管(TET)。
对比例2
一种纳米复合植管，用实施例1的步骤(1)提供的方法制得，与实施例1获得聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材相比，不包括聚偏氟乙烯涂层。
对比例3
一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材，步骤(1)不添加SiO2纳米颗粒，直接将PU颗粒在双螺杆挤出机中挤出管材，其余步骤同实施例1。
为了评估本发明管材的具体技术效果，用本发明实施例及对比例中的管材进行性能测试，测试结果见下表。
| 组别 | 拉伸强度(MPa) | <![CDATA[冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>)]]> | 粘附性(N) |
| 实施例1 | 60 | 9.6 | 53 |
| 实施例2 | 65 | 9.8 | 56 |
| 实施例3 | 63 | 9.2 | 54 |
| 对比例1 | 26 | 5.2 | 32 |
| 对比例2 | 55 | 7.5 | 42 |
| 对比例3 | 52 | 8.2 | 46 |
本发明针对现有PU TET的性能不足，通过添加SiO2纳米颗粒填料制备纳米复合材料、优化加工条件、添加PVDF涂层等多种策略，实现对其刚度、柔性、耐弯折性、表面粘附性等综合性能的优化，并通过在给药管头端加入辅助环，通过活检钳夹持达到无导丝辅助的一次进镜，从而缩短操作时间、减少二次应激损伤。
相比于二次进镜，一次进镜对植管的机械性能和表面性能都有更高的要求。例如，植管需要具有适当的刚度、韧性，同时又不易弯折，以避免管道堵塞。此外，其内外表面的摩擦系数都需要足够低，既避免与肠道壁上的粘连，又与肠镜的摩擦力较小。
于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将重均分子量为1000-500000g/mol的PU颗粒与粒径为5-1000nm、含量为PU颗粒0.05-1wt％的SiO2纳米颗粒共混，在双螺杆挤出机中挤出管材，其加工温度为180-250℃、挤出速率为5-30cm/s，冷却后，获得外径为2-3mm、内径为1-2mm的纳米复合植管；
S2、将重均分子量为1000-500000g/mol的PVDF颗粒溶于溶剂DMF中，PVDF在DMF中的浓度为0.1-5g/L，将其通过溶液涂膜在纳米复合植管内壁形成厚度为1-10μm的涂层，成膜后，用乙醇清洗，去除剩余溶剂，获得聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材。
2.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述加工温度为200-220℃。
3.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述挤出速率为10-20cm/s。
4.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述冷却方式为水冷，通过加冰调节其温度为5-25℃。
5.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述纳米复合植管的壁厚为0.5mm。
6.一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的制备方法制得。
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