專利名稱：一種抗感染聚乙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備醫(yī)療器械的聚乙烯(PE)材料，特別是涉及一種添加抗感染劑等助劑制備而成的抗感染醫(yī)用聚乙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
高分子材料由于性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)多樣、適用性廣，因此由醫(yī)用高分子材料取代金屬等傳統(tǒng)材料制備各種醫(yī)療器械產(chǎn)品是國際醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展的一種趨勢，近年更是得到了飛速的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)1995年世界上消耗在醫(yī)療器械上的高分子材料的花費(fèi)超過120億美元，并且以7～12％的年均增長率遞增(S Ramakrishna，J Mayer，EWintermantel，et al，Biomedical applications of polymer-compositematerialsa review，Composites Science and Technology，2001，611189~1224)。
醫(yī)用高分子導(dǎo)管是一種在臨床上應(yīng)用廣泛的高分子醫(yī)療器械，國內(nèi)對醫(yī)用高分子導(dǎo)管的需求量很大，例如近年來我國年消耗氣管插管約300萬套；年消耗氣管切開插管約80萬套。2000年我國消耗導(dǎo)尿管超過700萬套；消耗中心靜脈插管60萬套。在醫(yī)用高分子導(dǎo)管廣泛使用的時(shí)候，與醫(yī)用高分子導(dǎo)管相關(guān)的醫(yī)院感染問題也引起人們的關(guān)注。由于高分子材料中不可避免地含有可以作為微生物營養(yǎng)材料的物質(zhì)，而且常用高分子材料表面適宜微生物的定殖，所以在高分子醫(yī)療器械使用過程中周圍微生物易于在其表面黏附，進(jìn)而定殖、繁衍。因此，一些介入人體的高分子醫(yī)療器械也往往成為微生物定殖繁衍場所，并可能成為了人體感染原因，這就是所謂的“高分子相關(guān)型感染”。介入導(dǎo)管(中心靜脈導(dǎo)管、氣管切開插管等)、呼吸機(jī)連接管道、引流管、導(dǎo)尿管、濕化器、霧化器等的廣泛應(yīng)用及其隨之而來的細(xì)菌污染，是院內(nèi)感染的重要原因，這類高分子導(dǎo)管相關(guān)型感染要占到醫(yī)院內(nèi)感染總數(shù)的30～45％。高分子導(dǎo)管相關(guān)型感染治療困難、費(fèi)用高、死亡率高。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)《院內(nèi)感染防治實(shí)用手冊》(第二版)(Prevention of hospital-acquired infections，A practical guide，2nd edition)中有關(guān)數(shù)據(jù)，在任何時(shí)候，全世界都有超過1,400萬人正在遭受院內(nèi)感染的痛苦。其中60％的感染與使用高分子醫(yī)療器械有關(guān)。因此高分子醫(yī)療器械的抗感染問題很早就被人們所重視，所有的醫(yī)療器械在使用前都要經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌消毒。在進(jìn)行醫(yī)療器械植入手術(shù)過程中醫(yī)護(hù)人員也要輔以相當(dāng)劑量的抗感染藥物以減少感染的可能。但是，這些措施只能部分降低病人感染的可能性，并不能解決醫(yī)療器械在使用中所發(fā)生的導(dǎo)管相關(guān)型感染的問題。目前，國外采用在高分子醫(yī)療器械表面涂飾抗感染劑或抗生素的方法解決醫(yī)用高分子導(dǎo)管相關(guān)型感染，起到了一定的作用(DE0057933，Coating reducing bacteria adhesion to polymer surface；EP590348，Catheter coated with lipodalbaheptide antibiotics for prevent of catheter-relatedinfections)。
聚乙烯(PE)材料作為五大通用塑料之一，廣泛用于制作各類醫(yī)療器械，如呼吸機(jī)連接管道、霧化器、呼吸面罩等。由于聚乙烯材料本身材質(zhì)光滑致密，無法將抗感染劑涂覆在材料表面，所以涂覆的方法不適用于聚乙烯來制作抗感染聚乙烯材料。
季君暉、葉鋼等在發(fā)明專利ZL01144892.X“抗感染高分子材料及其制備方法和應(yīng)用”中描述了一類用于制備高分子醫(yī)療器械的醫(yī)用抗感染高分子材料組合物的方法，該方法采用向高分子材料中添加抗感染劑的手段制備了整體具有抗感染功能的醫(yī)用抗感染高分子材料，解決了目前涂層型醫(yī)用抗感染高分子材料有效期短、易損性大、可靠性低，適用范圍窄等缺點(diǎn)。但此類抗感染材料惡化了高分子材料原有的透明性，制備的醫(yī)療器械無透明性，限制了此類抗感染材料的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種透明的抗感染醫(yī)用聚乙烯材料及其制備方法。
本發(fā)明選擇了不損傷聚乙烯材料透明性的適宜的有機(jī)、無機(jī)或有機(jī)/無機(jī)混合抗感染劑，將抗感染劑和其他助劑與醫(yī)用聚乙烯材料復(fù)配、共混后通過擠出、混的方法制備材料整體具有抗感染功能的醫(yī)用抗感染聚乙烯材料，在保持目前醫(yī)用抗感染聚乙烯材料基本特性的前提下，解決了目前醫(yī)用抗感染聚乙烯材料透明性差，使用范圍受限制的缺點(diǎn)。因此本發(fā)明中的醫(yī)用抗感染聚乙烯材料具有抗感染性能可靠，有效作用時(shí)間長，抗菌譜廣，材料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，外觀與普通醫(yī)用聚乙烯材料沒有明顯區(qū)別，適用于制備多種抗感染醫(yī)用聚乙烯醫(yī)療器械，例如呼吸機(jī)連接管道、霧化器、呼吸面罩等。用本發(fā)明制得的醫(yī)用抗感染聚乙烯材料制備高分子醫(yī)療器械的加工工藝與普通的醫(yī)用聚乙烯材料原料沒有區(qū)別，因此可以在原有工藝設(shè)備上制備相應(yīng)的抗感染高分子醫(yī)療器械。
本發(fā)明提供一類用于制備高分子醫(yī)療器械的醫(yī)用抗感染聚乙烯(PE)材料組合物，該組合物除含有普通的醫(yī)用聚乙烯外，基于100重量份的醫(yī)用聚乙烯材料，還含有0.001～10重量份的抗感染劑，優(yōu)選為0.05～5重量份；潤滑改性劑0～20重量份，優(yōu)選為0～5重量份；分散劑0～10重量份，優(yōu)選為0～3重量份；穩(wěn)定劑0～15重量份，優(yōu)選為0.01～5重量份。
上述的醫(yī)用聚乙烯指符合GB/T16886-1997《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》或FDA相應(yīng)要求的醫(yī)用聚乙烯材料，如大慶石化的1300J，齊魯石化的TN37、三井的3000B、Soltex公司的B53-35H-127、Dow公司的08050等醫(yī)用聚乙烯材料。
上述抗感染劑為符合GB/T16886《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》或FDA相應(yīng)要求的可抑制致病菌在材料表面生長或繁殖的物質(zhì)，而且該物質(zhì)對醫(yī)用聚乙烯的表觀性能沒有影響。最好為以玻璃為載體的以Ag+抗感染劑、粒徑為納米級的以磷酸鋯為載體的Ag+抗感染劑、3-羥基三氯二苯醚(三氯生)、洗必太等各種通過FDA或類似機(jī)構(gòu)認(rèn)證可用于食品或醫(yī)療器械的有機(jī)抗感染劑，以及它們中兩種或多種混合物。
上述抗感染劑具有較高的耐熱性能，能夠耐受200℃而不分解，不產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)，和聚乙烯材料復(fù)合后制備的抗感染高分子材料應(yīng)能夠符合GB/T16886《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》的相關(guān)要求，使用抗感染聚乙烯材料制備的物品可抑制致病菌在材料表面生長或繁殖。
上述潤滑改性劑為能夠提高高分子材料表面光滑度，減小其摩擦系數(shù)的物質(zhì)，最好為含硅氧烷的潤滑改性劑。
上述分散劑指可提高小分子物質(zhì)與高分子物質(zhì)間界面親和力，改善相容性，提高小分子物質(zhì)在高分子材料中分散的物質(zhì)，僅限于通過FDA或類似機(jī)構(gòu)認(rèn)證可用于食品或醫(yī)療用品中應(yīng)用的分散劑。最好為N，N’-二乙撐雙硬脂酰胺(EBS)等硬脂酸酰胺類或羥基硬脂酸等硬脂酸類分散劑等，以及它們中兩種或多種混合物。
上述穩(wěn)定劑僅限于通過FDA或類似機(jī)構(gòu)認(rèn)證可用于食品或醫(yī)療用品中的穩(wěn)定劑。如抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑DLTP等，或它們中兩種或多種混合物。穩(wěn)定劑的加入量不得超過FDA或類似機(jī)構(gòu)對該種穩(wěn)定劑的最大限制量。
本發(fā)明提供一種用于制備聚乙烯醫(yī)療器械的醫(yī)用抗感染聚乙烯材料組合物的制備方法，包括以下步驟(1)在符合GMP要求的潔凈環(huán)境中按重量份將100份醫(yī)用聚乙烯材料；0.001～10重量份的抗感染劑；0～20重量份的潤滑改性劑；0～10重量份的分散劑；0～15重量份的穩(wěn)定劑在潔凈容器中充分混合；
(2)在適當(dāng)溫度下通過擠出機(jī)擠出造粒，包裝，即制得本發(fā)明中所述的抗感染醫(yī)用聚乙烯材料。
本發(fā)明的方法中，基于100份重量份的醫(yī)用聚乙烯材料，所使用的抗感染劑最好為0.05～5重量份；潤滑改性劑最好為0～5重量份；分散劑最好為0～3重量份；穩(wěn)定劑最好為0.01～5重量份。
上述的醫(yī)用聚乙烯指符合GB/T16886-1997《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》或FDA相應(yīng)要求的醫(yī)用聚乙烯材料，如大慶石化的1300J，齊魯石化的TN37、三井的3000B、Soltex公司的B53-35H-127、Dow公司的08050等醫(yī)用聚乙烯材料。
上述抗感染劑為符合GB/T16886《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》或FDA相應(yīng)要求的可抑制致病菌在材料表面生長或繁殖的物質(zhì)，而且該物質(zhì)對醫(yī)用聚乙烯的表觀性能沒有影響。最好為以玻璃為載體的以Ag+抗感染劑、粒徑為納米級的以磷酸鋯為載體的Ag+抗感染劑、3-羥基三氯二苯醚(三氯生)、洗必太等各種通過FDA或類似機(jī)構(gòu)認(rèn)證可用于食品或醫(yī)療器械的有機(jī)抗感染劑，以及它們中兩種或多種混合物。
上述抗感染劑具有較高的耐熱性能，能夠耐受200℃而不分解，不產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)，和聚乙烯材料復(fù)合后制備的抗感染高分子材料應(yīng)能夠符合GB/T16886《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》的相關(guān)要求，使用抗感染聚乙烯材料制備的物品可抑制致病菌在材料表面生長或繁殖。
上述潤滑改性劑為能夠提高高分子材料表面光滑度，減小其摩擦系數(shù)的物質(zhì)，最好為含硅氧烷的潤滑改性劑。
上述分散劑指可提高小分子物質(zhì)與高分子物質(zhì)間界面親和力，改善相容性，提高小分子物質(zhì)在高分子材料中分散的物質(zhì)，僅限于通過FDA或類似機(jī)構(gòu)認(rèn)證可用于食品或醫(yī)療用品中應(yīng)用的分散劑。最好為N，N’-二乙撐雙硬脂酰胺(EBS)等硬脂酸酰胺類或羥基硬脂酸等硬脂酸類分散劑，以及它們中兩種或多種混合物。
上述穩(wěn)定劑僅限于通過FDA或類似機(jī)構(gòu)認(rèn)證可用于食品或醫(yī)療用品中的穩(wěn)定劑。如抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑DLTP等，或它們中兩種或多種混合物。穩(wěn)定劑的加入量不得超過FDA或類似機(jī)構(gòu)對該種穩(wěn)定劑的最大限制量。
本發(fā)明制得的醫(yī)用抗感染聚乙烯材料具有與普通醫(yī)用聚乙烯材料相似的力學(xué)性能加工性能和表觀性能。材料的毒理實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合GB/T16886-1997《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》對醫(yī)用高分子材料的要求。加工工藝良好，可以在普通的醫(yī)療器械生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行加工，不需要對設(shè)備和生產(chǎn)線作更改，使用本發(fā)明所得到的抗感染聚乙烯材料制備的高分子醫(yī)療器械對目前醫(yī)院內(nèi)引起感染的常見的金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、糞腸球菌、鳥鏈球菌、鏈球菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌、粘脂沙雷菌、紅色沙雷菌、陰溝桿菌、鮑曼不動(dòng)桿菌、埃希大腸桿菌、洛菲不動(dòng)桿菌、綠濃桿菌、嗜麥芽桿菌、枸椽酸桿菌、產(chǎn)鹼桿菌等致病革蘭陽性、陰性需氧菌及丙酸桿菌、雙歧桿菌、核梭形桿菌、黑色素類桿菌、消化球菌等厭氧菌有良好的抑制殺滅效果，其檢測效果示例表1、2、3所示，但本發(fā)明材料不受表中有關(guān)結(jié)果任何限制。
表1醫(yī)用抗感染聚乙烯材料對致病革蘭陽性菌最高殺菌濃度

注-示無菌生長 +示有菌生長顯著生長(下同)
表2醫(yī)用抗感染聚乙烯材料抗菌對致病革蘭陰性菌最高殺菌濃度


表3醫(yī)用抗感染聚乙烯材料對厭氧菌最高殺菌濃度

具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將2000克醫(yī)用級聚乙烯TN37，10克玻璃載銀抗感染劑，20克EBS，2克抗氧劑1010，4克抗氧劑DLTP在潔凈的5L高速混合機(jī)中充分混合均勻后，在φ25雙螺桿擠出機(jī)在160-200℃溫度下擠出，用切粒機(jī)造粒，包裝，得到本發(fā)明的醫(yī)用抗感染聚乙烯。該材料用于制作透明呼吸機(jī)連接管等醫(yī)療器械。該材料按照GB/T16886-1997《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》的要求進(jìn)行毒理檢測，所制備的呼吸機(jī)連接管同普通呼吸機(jī)連接管進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，測試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。
實(shí)施例2將10000克醫(yī)用級聚乙烯1300J，20克3-羥基三氯二苯醚，15克納米級磷酸鋯載銀抗感染劑，200克含硅潤滑母粒MB50-002，15克抗氧劑1076經(jīng)過在潔凈的20L高速混合機(jī)中充分混合均勻后，在φ35雙螺桿擠出機(jī)在170-210℃溫度下擠出，用切粒機(jī)造粒，包裝，得到本發(fā)明的醫(yī)用抗感染聚乙烯。該材料用于制作透明呼吸面罩。該材料按照GB/T16886-1997《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》的要求進(jìn)行毒理檢測，所制備的呼吸面罩同普通呼吸面罩進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，測試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。
實(shí)施例3將10000克醫(yī)用級聚乙烯1300J，0.07克粒徑為納米級的以磷酸鋯為載體的Ag+抗感染劑，0.03克洗必太，200克含硅潤滑母粒MB50-002，15克抗氧劑1076經(jīng)過在潔凈的20L高速混合機(jī)中充分混合均勻后，在φ35雙螺桿擠出機(jī)在170-210℃溫度下擠出，用切粒機(jī)造粒，包裝，得到本發(fā)明的醫(yī)用抗感染聚乙烯。該材料用于制作透明呼吸面罩。該材料按照GB/T16886-1997《醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)》的要求進(jìn)行毒理檢測，所制備的呼吸面罩同普通呼吸面罩進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，測試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。
表4醫(yī)用抗感染聚乙烯材料性能表

權(quán)利要求
1.一種抗感染聚乙烯材料，其特征是除含有普通的醫(yī)用聚乙烯外，基于100重量份的醫(yī)用聚乙烯，還含有抗感染劑0.001～10重量份、潤滑改性劑0～20重量份、分散劑0～10重量份和穩(wěn)定劑0～15重量份，所述的抗感染劑為以玻璃為載體的Ag+抗感染劑、粒徑為納米級的以磷酸鋯為載體的Ag+抗感染劑、3-羥基三氯二苯醚或洗必太中的一種或一種以上的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗感染聚乙烯材料，其特征是所述的潤滑改性劑為含硅氧烷的潤滑改性劑，所述的分散劑為硬脂酸酰胺類分散劑或硬脂酸類分散劑中的一種或一種以上的混合物，所述的穩(wěn)定劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076或抗氧劑DLTP中的一種或一種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗感染聚乙烯材料，其特征是所述的抗感染劑為0.05～5重量份，潤滑改性劑為0～5重量份，分散劑為0～3重量份，穩(wěn)定劑為0.01～5重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗感染聚乙烯材料的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)在符合GMP要求的潔凈環(huán)境中，將所述的物料在潔凈容器中充分混合；(2)在適當(dāng)溫度下通過擠出機(jī)擠出造粒，包裝，即制得所述的抗感染醫(yī)用聚乙烯材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗感染聚乙烯材料及其制備方法，它基于醫(yī)用聚乙烯混合料，還含有抗感染劑、潤滑改性劑、分散劑和穩(wěn)定劑?？垢腥緞橐圆Ａ檩d體的Ag
文檔編號A61L31/06GK1911994SQ20061005288
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者葉鋼, 季君暉, 張偉民, 嚴(yán)慶 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所, 海爾科化工程塑料國家工程研究中心股份有限公司