CN1767798A - 带涂层的医疗设备 - Google Patents
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Abstract
所公开的是医疗设备，其表面至少部分地带有一种通过溶胶－凝胶法提供的涂层。通过施加这种涂层，可以防止医疗设备被含碘药剂污损。所述溶胶－凝胶涂层可以在80℃或更低的固化温度下固化。所述医疗设备可以例如包括诊断系统的台面。
Description
本发明涉及至少带有涂层的医疗设备。
医疗设备，例如诊断系统的台面，经常暴露于化学物质如含碘药剂。所述化学物质常常引起设备表面的污损，从而损坏其外观。
在日本专利申请JP 01-259845中记述了一种用于容纳患者的医疗台的涂覆台面。所述台面上涂覆了一层尿烷膜，以不产生X射线传输特性和虚像、防滑以及保持美丽的外观。还进一步记述了所述膜对用于医疗的几乎所有化学品都具有良好的释放性。不过，据发现它对含碘药剂的耐性很差。据发现，洒出的碘，例如从含碘造影溶液中洒出的碘，能渗入尿烷膜，产生不可除去的碘污损。从而膜的外观严重变差。本发明的一个目的就是提供能远为更好地防例如碘污损并仍保持上述其它有利特性的医疗设备。
为此，本发明提供医疗设备，其表面至少部分地带有一种通过溶胶-凝胶法提供的涂层。
应当注意，溶胶-凝胶涂层(或漆膜)本身是本领域已知的。在PCT专利申请WO 98/13434中，向个人护理用品，特别是电动剃须刀，提供了一种含有水解缩合的有机硅烷化合物的网的涂层。该涂层被施加在剃须刀上以防其被个人护理组合物如化妆品、洗液、洗发水以及其他皮肤护理用品特别是在如剃前液和剃后液等胡子水所损坏，这些个人护理组合物对于其它涂层是侵蚀性的。不过，没有公开将这种涂层的有利性能用于医疗设备来防止碘污损。
有利地，溶胶-凝胶法中至少包括将有机硅烷化合物和水混合在一起的步骤。
优选地，溶胶-凝胶法中至少包括将有机硅烷化合物与二氧化硅颗粒混合在一起的步骤。
已知根据本发明的涂层材料是通过溶胶-凝胶法获得的材料，或者如果它们借助于有机聚合物结合，则为混合物或复合材料，杂聚硅氧烷、有机改性陶瓷(ormocers)或有机改性硅酸盐(ormosils)。不过，这些原料不应被理解为是由直链构成的硅氧烷或由所述硅氧烷衍生来的硅酮橡胶或其它低交联密度的无机聚合物。优选地，涂层由一种水解缩合的有机硅烷溶胶-凝胶组合物制成。当有机硅烷化合物中含有硅烷醇基-Si-OH，或当使用水可以由所述化合物形成硅烷醇基，且两个硅烷醇基可以反应在去掉水的同时形成一个Si-O-Si键时，则有机硅烷化合物或其中包含的取代基被认为是可水解缩合的。当这些反应已经(部分地)发生时，化合物被(部分地)水解缩合。如果有机硅烷化合物含有三个或更多可水解缩合的取代基，则可以通过水解缩合形成网。如果上述取代基连接在一个硅原子上，则所述硅原子充当交联。有关溶胶-凝胶的这些和其它信息在本领域中是已知的，例如由B.M.Novak在Adv.Mat.，5(6)，1993，第422页或H.Schmidt在J.Non-Cryst.Sol.73，1985，第681页和J.Non-Cryst.Sol.121，1990，第428页中所述的内容可知。
适合的可水解缩合有机硅烷化合物是符合通式SiXpYqZr的那些化合物，其中X是选自例如卤素、羟基、烷氧基、酰氧基或氨基的可水解缩合取代基，Y是可聚合取代基R-A，其中R亚烷基或芳基亚烷基，其可能被氧原子或硫原子间断，或是NH基，而取代基A选自例如卤素、氨基、酰胺、醛、烷基羰基、羧基、硫基、氰基、烷氧基、烷氧羰基、磺酸、磷酸、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧或乙烯基，Z是一种不能水解缩合且不可聚合的取代基，其选自例如烷基和芳基，其中p等于2、3或4，q等于0、1或2，r等于0或1，p+q大于2且p+q+r＝4。当然，X、Y或Z每次出现时都可以从上述基团中重新进行选择。优选地由上述有机硅烷化合物的混合物来制备涂层。
在处理所述有机硅烷化合物的一种适合方法中，加入接近化学计量量的水，使得可水解缩合的取代基被水解，从而形成-Si-OH基，它在除去水的同时缩合形成Si-O-Si键。必要时，所述处理步骤可以在溶剂中进行，且优选将酸如盐酸或碱如苛性钠用作催化剂。可聚合取代基通过自由基聚合或缩聚所发生的聚合反应以本领域技术人员已知的方式进行。
涂层可例如这样获得：即通过在室温下部分地水解缩合有机硅烷化合物从而形成溶胶，随后通过例如旋涂将该溶胶施加在基板上，之后通过在高温下将涂层固化完成水解缩合，从而形成网。
在一个优选实施方案中，有机硅烷化合物包括四乙氧基硅(TEOS)。
由含有四个可水解缩合取代基的有机硅烷化合物如四乙基原硅酸酯制备的涂层，能显示良好的耐含碘组合物能力。为获得高交联密度而涂层不显示裂纹，还优选地使用环氧丙氧丙基三甲氧基硅(GLYMO)作为有机硅烷化合物。
为进一步避免裂纹扩展，尤其是在涂层的厚度大于约500nm时，所述有机硅烷化合物优选地包括甲基三甲氧基硅(MTMS)。
在一种优选的涂层材料中，有机硅烷化合物的至少一个取代基是不可水解缩合的。根据通式SiXpYqZr，这意味着p选在2.0-4.0的范围之内。由于其对润肤剂的耐性，p优选地在3.0-3.5的范围之内。适合的有机硅烷化合物包括例如烷基三烷氧基硅如甲基三甲氧基硅、甲基三乙氧基硅、乙基三甲氧基硅、乙基三乙氧基硅、四乙氧基硅。苯基三甲氧基硅和环氧硅烷衍生物如环氧丙氧丙基三甲氧基硅也是适合的。这些有机硅烷化合物可以单独使用或混合使用，形成厚度至少为10微米的涂层，并且，如果希望的话，在所述涂层中可以加入染料、颜料或其它填料如二氧化硅颗粒、分散体或煤烟。
优选地，有机硅烷化合物包含有机可聚合取代基。有机可聚合取代基的使用使得可以达到高交联密度而涂层不显示裂纹，由此可以获得非常好的对润肤剂的耐性。根据通式SiXpYqZr，在这种情况下，q等于1或2。优选地，q等于1。适合的有机硅烷化合物是环氧化物如3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅(GLYMO)(借助于它可以在硅原子之间获得聚醚链)，(甲基)丙烯酸酯如甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅，或乙烯基硅烷如乙烯基三甲氧基硅。
涂层中还可以包含具有所有可得颜色的无机或有机颜料、光催化颜料和染料，包括涂覆和非涂覆的铝颜料和(光)干涉和随视角而变的多色颜料。
涂层可以是光滑的也可以具有无光外表。如果优选无光泽的涂层，则可以在组合物中加入本领域已知的消光剂。
优选地，涂层在80℃或更低的固化温度下固化。
优选使用可以在80℃或更低的固化温度下固化的溶胶-凝胶，特别是当施加在医疗设备的台面上时。人们注意到，现有技术涂层的固化温度为130℃或更高，超过了上述台面80℃的极限温度，在其之上会产生机械(载荷)强度的损失。根据本发明的溶胶-凝胶组合物的固化温度为80℃或更低。应当强调指出，只要UV固化是在80℃或更低的温度进行，可UV固化的溶胶-凝胶组合物也在此限定之内。不过，对于本领域技术人员而言，虽然根据本发明的溶胶-凝胶可以在80℃固化，但如果需要的话，显然它也可以在更高的温度下固化。
可以在大约80℃或更低温度固化从而不会对基板比如医疗或诊断系统的台面的机械强度产生负面影响的溶胶-凝胶例如可以由四乙氧基硅、环氧丙氧丙基三甲氧基硅和硅石分散体的混合物制成。事实证明这些涂层能够耐1wt.％的碘在70wt.％的乙醇中的溶液至少3个小时。自然不必说，涂层应当满足医疗设备的其它正常要求如生物相容性、耐X射线、消毒剂和洗净剂的能力等等。
在本发明的一个优选实施方案中，在制造涂层的溶胶-凝胶工艺中添加了酸，该酸选自丙二酸、二甲基丙二酸和衣康酸。
通过在溶胶-凝胶工艺中加入选自上述中的酸，可以获得无裂纹和污损的溶胶-凝胶层。
本发明特别涉及至少部分地即在会接触含碘药剂的部位带有所述溶胶-凝胶组合物的涂层的医疗设备。本发明尤其可用于很容易接触含碘溶液如造影溶液、医用洗涤液、消毒剂等等的诊断系统的台面。
据发现，如上文所述的溶胶-凝胶混合物涂层此外还具有很高的耐机械、化学和热能力。
通过以下非限制性实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
制备一种用于光滑的耐碘涂层的组合物，该组合物包括：
28.4g 软化水
2.8g 衣康酸(亚甲基琥珀酸)(Merck出品)
9.0g 乙醇
29.3g 四乙氧基硅(TEOS)
20.4g 环氧丙氧丙基三甲氧基硅(GLYMO)
72.8g 硅石分散体(LudoxTMA；Aldrich出品)
1.1g 润湿剂(Tegowet280；Tego Chemie出品)
将14.2g软化水放入烧杯，加入9.1g LudoxTMA，搅拌混合物2小时或直到形成一种无阻塞颗粒的细微分散体。密闭烧杯，把此预混合物放在一边备用。
在另一个烧杯中加入14.2g软化水、9.0g乙醇和2.8g衣康酸并搅拌直到酸被完全溶解。
搅拌下加入29.3g TEOS，随后再加入20.4g GLYMO，搅拌混合物45分钟。
45分钟之后在搅拌条件下慢慢加入前述预混合物，并维持搅拌5分钟。其后，在搅拌条件下慢慢加入1.1g Tegowet 280并维持搅拌5分钟。5分钟之后将盛有混合物的烧杯密闭，非常缓慢地搅拌或干脆放在一边至少24小时以使水解反应完成，之后混合物就随时可用于通过喷涂、浸渍、分散或用于湿组合物的任何其它涂覆方法来施涂。
该混合物的罐储期为至少3天。
实施例2
制备一种用于无光泽的耐碘涂层的组合物，其包括：
28.4g 软化水
g 衣康酸(亚甲基琥珀酸)(Merck出品)
g 乙醇
29.3g 四乙氧基硅(TEOS)
20.4g 环氧丙氧丙基三甲氧基硅(GLYMO)
72.8g 硅石分散体(LudoxTMA；Aldrich出品)
3.0g 消光剂(SyloidED30；Grace出品)
1.1g 润湿剂(Tegowet 280；Tego Chemie出品)
根据实施例1制备该组合物，在搅拌条件下向LudoxTMA/软化水混合物中慢慢逐步加入Syloid ED 30(总计3.0g)并维持搅拌2小时或直到形成不含阻塞颗粒的细微分散体。
实施例3
表面接触测试
步骤：
将不含木纤维的织物渗浸入70wt.％的碘在乙醇中的溶液，并将其放在一个用于测试的涂有各种涂层(参见表)的表面上。通过将一个底部带小孔(直径约1-2mm)的塑料烧杯倒扣在织物上，将浸透的织物与外界空气大体隔开。
通过肉眼观察，确定不发生变色的最长接触时间(以小时计)。要被归为充分防碘污，要求至少24h的接触时间。
对于不同涂层类型的结果：
表
| 条目 | 涂层类型 | 接触时间小时 |
| 1 | 双组分聚氨酯溶液基，在80℃固化，DualuxTM/VM01，Akzo Nobel(Sassenheim，NL)出品 | ＜1 |
| 2 | 双组分聚氨酯水基，在80℃固化，FormulationM-400，Neoresins(Waalwijk，NL)出品 | ＜1 |
| 3 | 双组分环氧化物，在80℃固化，Sigma CM/CM，Sigma Coatings(Uithoorn，NL)出品 | ＜1 |
| 4 | 特殊目的环氧聚硅氧烷混合物，防涂写涂层，在20℃固化，PSX 700/Amercoat 4093，Ameron Int.(Geldermalsen，NL)出品 | ＜1 |
| 5 | 溶胶-凝胶混合物，硅石型，在80℃固化，MP-100，SDC Coatings(GB)出品 | ＞3 |
| 6 | 溶胶-凝胶混合物，硅石型，在20℃UV固化，Desolite 4D5-15，DSM Desotech(USA)出品 | ＞3 |
| 7 | 溶胶-凝胶混合物，硅石型，在80℃固化(实施例1的组合物) | ＞3 |
| 8 | 溶胶-凝胶混合物，硅石型，在80℃固化(实施例2的组合物) | ＞3 |
Claims (7)
1.医疗设备，其表面至少部分地带有通过溶胶-凝胶法提供的涂层。
2.权利要求1的医疗设备，特征在于所述溶胶-凝胶法至少包括将有机硅烷化合物和水混合在一起的步骤。
3.权利要求1的医疗设备，特征在于所述溶胶-凝胶法至少包括将有机硅烷化合物与二氧化硅颗粒混合在一起的步骤。
4.权利要求2或3的医疗设备，特征在于所述有机硅烷化合物包括四乙氧基硅(TEOS)。
5.权利要求1的医疗设备，特征在于所述涂层可以在约80℃或更低的固化温度下固化。
6.权利要求1的医疗设备，特征在于在制造涂层的溶胶-凝胶工艺中添加有酸，所述酸选自丙二酸、二甲基丙二酸和衣康酸。
7.权利要求1-5中任一项的医疗设备，其中所述医疗设备是诊断系统的台面。
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