抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種抗菌醫(yī)用導(dǎo)管及其制備方法，抗菌醫(yī)用導(dǎo)管組分含有銀系無(wú)機(jī)抗菌材料和醫(yī)用高分子材料，其特征是：所述銀系無(wú)機(jī)抗菌材料主要包含磷酸鋯載銀；磷酸鋯載銀與醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為：磷酸鋯載銀0.01%-10%；醫(yī)用高分子材料90%-99.99%；磷酸鋯載銀中銀元素的重量百分比含量為1-20%；磷酸鋯載銀具有理想的體積平均粒徑、粒度特征參數(shù)及比表面積；使本發(fā)明之抗菌醫(yī)用導(dǎo)管符合高安全性、廣泛的抗菌菌譜、高抗菌、抗菌組分緩釋、抗菌效果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、臨床使用安全、方便等特點(diǎn)適用于各類醫(yī)用導(dǎo)管需求。
【專利說(shuō)明】抗菌醫(yī)用導(dǎo)管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，尤其涉及一種含銀系無(wú)機(jī)抗材料的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管。
【背景技術(shù)】
[0002]抗菌的概念、技術(shù)及產(chǎn)品已在日常生活中廣泛應(yīng)用；對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用而言，抗菌醫(yī)療器材和產(chǎn)品更是極為重要不可或缺。其中，醫(yī)用導(dǎo)管早已是醫(yī)療行為的必需品，通常需要植入人體進(jìn)行創(chuàng)傷性診療，例如在血管內(nèi)留置導(dǎo)管、中心靜脈置管、于泌尿道治療中使用導(dǎo)尿管、氣管插管，都是在一般醫(yī)療作業(yè)必要且頻繁進(jìn)行的醫(yī)療行為。除上述傳統(tǒng)醫(yī)用導(dǎo)管外，隨著醫(yī)療技術(shù)快速進(jìn)展，多管腔及復(fù)合管路型式的導(dǎo)管也陸續(xù)產(chǎn)生，且置留于體內(nèi)的時(shí)間相對(duì)增長(zhǎng)，亦已成為了現(xiàn)今進(jìn)行血流監(jiān)測(cè)、輸液、血液透析、給藥以及靜脈營(yíng)養(yǎng)支持等醫(yī)療行為的重要工具，顯示了醫(yī)用導(dǎo)管的運(yùn)用和需求劇烈增加。
[0003]然而，使用醫(yī)用導(dǎo)管的使用總是伴隨著感染的風(fēng)險(xiǎn)，例如，導(dǎo)管相關(guān)血流感染(catheter-related bloodstream infections),是多種部位院內(nèi)感染中最常見(jiàn)的感染種類，醫(yī)用導(dǎo)管已經(jīng)成為并發(fā)導(dǎo)管相關(guān)性院內(nèi)感染的重要因素，尤其是免疫缺陷或糖尿病患者、嬰幼兒、老年人等更易發(fā)生導(dǎo)管相關(guān)感染。 [0004]舉例而言，尿路感染約占院內(nèi)感染的40%，是最常見(jiàn)的院內(nèi)感染之一而其中與導(dǎo)管相關(guān)的感染約占50%左右。在導(dǎo)尿管的使用過(guò)程中，通常一次簡(jiǎn)單導(dǎo)尿后菌尿癥的發(fā)生率約為1%_5%，反復(fù)多次導(dǎo)尿時(shí)，菌尿癥的發(fā)生率約達(dá)50%，而若導(dǎo)尿時(shí)間超過(guò)14天，尿路感染發(fā)生率高達(dá)90%-100%。又如，住院病人中約有30%-50%需要接受經(jīng)靜脈補(bǔ)液或其他相關(guān)治療，靜脈導(dǎo)管置管后導(dǎo)致血液系統(tǒng)感染是最主要和常見(jiàn)的并發(fā)癥。另外也有報(bào)導(dǎo)指出，血管內(nèi)導(dǎo)管相關(guān)感染是危重患者病情惡化與死亡的主要原因之一。在美國(guó)，每年在治療中要消耗近500萬(wàn)根中心靜脈導(dǎo)管(CVC)，與導(dǎo)管相關(guān)的感染超過(guò)80萬(wàn)例，由此產(chǎn)生的額外抗感染等治療費(fèi)用高達(dá)數(shù)百億美元。還如，氣管插管是搶救急慢性呼吸衰竭的重要措施和手段，氣管插管后，因氣管、支氣管與外環(huán)境的直接接觸，失去了鼻道和口咽的防御作用，并在氣管插管表面往往會(huì)形成細(xì)菌生物被膜(biofilm)，也易發(fā)生院內(nèi)感染。
[0005]由此可見(jiàn)，具有抗菌或抗病原體的醫(yī)用導(dǎo)管可幫助減少上述感染風(fēng)險(xiǎn)，因此，提升醫(yī)用導(dǎo)管的抗菌性，避免病原體經(jīng)由導(dǎo)管直接或間接造成感染，并且提供各種能長(zhǎng)時(shí)間維持抗菌性能的醫(yī)用導(dǎo)管，是急迫需要解決的問(wèn)題。
[0006]鑒于上述情況，目前的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管主要有以下幾種，但各具其使用限制及尚未克服的缺陷，說(shuō)明如下:
[0007]1、涂層型抗菌醫(yī)用導(dǎo)管:醫(yī)用導(dǎo)管表面鍍有抗菌劑或者依靠黏膠劑將抗菌劑涂覆在一用導(dǎo)管表面。主要制備方法是將抗菌材料分散到硅油或其他材料中，再鍍膜或者涂覆到醫(yī)用導(dǎo)管表面。這種導(dǎo)管的缺陷是涂層容易脫落，抗菌物質(zhì)緩釋性差，抗菌效果不能持久，而且涂層的脫落是潛在的危險(xiǎn)因素，安全性較低。
[0008]2、浸潰滲透型抗菌醫(yī)用導(dǎo)管:將醫(yī)用導(dǎo)管浸潰于季銨鹽、抗生素或其他抗菌劑，使抗菌物質(zhì)滲入醫(yī)用導(dǎo)管。這種導(dǎo)管的缺陷是抗菌物質(zhì)釋放不均勻，前期釋放量大，抗菌效果持續(xù)時(shí)間短，僅7天左右，且同樣存在安全隱患。
[0009]3、摻入抗菌劑至醫(yī)用導(dǎo)管:采用蒙脫土等多孔材料作為負(fù)載材料吸附有機(jī)抗菌劑，再將該負(fù)載材料加入到硅橡膠中制成醫(yī)用導(dǎo)管。該種抗菌導(dǎo)管的抗菌菌譜較窄，抗菌物質(zhì)釋放過(guò)快，抗菌效果持續(xù)性較差，保存期限較短。另外，其抗菌劑耐溫性差，只能應(yīng)用于硅橡膠抗菌導(dǎo)管，局限性大。
[0010]顯見(jiàn)，上述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的安全性較低、抗菌持續(xù)時(shí)間較短(時(shí)效性短)、抗菌菌譜較窄、保存期限較短、材質(zhì)方面限制較大、抗菌劑本身存在剝落或釋放不均勻或是釋放過(guò)快的風(fēng)險(xiǎn)和弊端。
[0011]關(guān)于抗菌的議題仍是本【技術(shù)領(lǐng)域】極為關(guān)注的焦點(diǎn)。除了上述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管外，已知銀、銅、鋅等金屬離子具有抗菌性能，并廣泛用于抗菌用途。其中，銀的抗菌效果主要依靠銀離子和細(xì)菌中的的-SH基團(tuán)結(jié)合殺死細(xì)菌，對(duì)細(xì)菌不會(huì)產(chǎn)生耐藥性；而銀離子作為消毒劑和抗菌劑時(shí)，通常以硝酸銀的形態(tài)存在，但是以硝酸銀溶液形式使用，既不方便，其用途也受限；另外，銀離子暴露在熱和光中時(shí)是不穩(wěn)定的，容易會(huì)還原成金屬銀，引起變色及長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面的問(wèn)題，因此，人們轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)含金屬離子的固體抗菌劑。
[0012]現(xiàn)今已發(fā)展出的固體抗菌劑技術(shù)主要利用無(wú)機(jī)載體來(lái)負(fù)載金屬離子，這類的無(wú)機(jī)載體材料包含離子交換型載體的沸石材料、蒙脫石；以及非離子交換型載體的氧化硅、氧化鋅等。結(jié)合銀系抗菌劑和無(wú)機(jī)載體所制備而得的銀系無(wú)機(jī)抗菌材料的性能表現(xiàn)仍有其限制，例如，沸石材料、蒙脫石等粘土礦物本身的骨架結(jié)構(gòu)的耐酸性差，在酸性溶液中容易使銀離子溶出，因此導(dǎo)致抗菌效果沒(méi)有持續(xù)性；又如沸石系材料對(duì)于銀的負(fù)載量較低，因此如要達(dá)到足量的銀提供有效的抗菌效果，則必須提銀系無(wú)機(jī)抗菌材料的添加量，勢(shì)必影響醫(yī)用導(dǎo)管制品的機(jī)械性能，難以滿足載抗菌靜脈插管所要求的柔軟性與潤(rùn)滑性。
[0013]此外，屬于離子交換型載體磷酸鋯材料近年也成為了無(wú)機(jī)載體的研發(fā)對(duì)象。通常來(lái)說(shuō)，磷酸鋯之所以適用于載體的理由在于其層狀結(jié)構(gòu)特征，有利于吸納負(fù)載抗菌金屬離子，且其具有耐熱性、耐化學(xué)品性、低熱膨脹性等優(yōu)良特征。當(dāng)磷酸鋯作為離子交換型載體時(shí)，主要有兩種微觀形貌，一種為等邊長(zhǎng)的六面體，另一種為近似圓片狀，而采用磷酸鋯負(fù)載銀作為抗菌劑即是利用磷酸鋯的空隙結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整銀離子交換工藝，可以得到磷酸鋯載銀材料，具有高載銀量。一般而言，高載銀量的磷酸鋯載銀材料所制得的抗菌粉的負(fù)載銀元素重量百分比大于12%，此狀態(tài)下，磷酸鋯載銀材料所制得的抗菌粉具有廣譜抗菌性和優(yōu)異的殺菌性能，其抗菌效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他無(wú)機(jī)抗菌劑，同時(shí)具有緩釋性好、安全性好、加工適應(yīng)性好、耐變色性能好等有機(jī)抗菌劑所無(wú)法比擬的特點(diǎn)。
[0014]然而，當(dāng)應(yīng)用銀系無(wú)機(jī)抗菌材料至醫(yī)用導(dǎo)管時(shí)，則必須考慮以下問(wèn)題:
[0015]1、低添加量要求:如同上述高載銀量產(chǎn)生的抗菌效果與醫(yī)用導(dǎo)管制品的機(jī)械性能存有的矛盾情況。因此，因應(yīng)抗菌靜脈插管的潤(rùn)滑性和柔軟性的要求，銀系無(wú)機(jī)抗菌材料的添加量必須降低，才能避免對(duì)抗菌靜脈插管的潤(rùn)滑性、柔軟性產(chǎn)生過(guò)大的影響，以滿足抗菌靜脈插管的機(jī)械性能要求。
[0016]2、高抗菌性能的要求:如前所述，由于銀系無(wú)機(jī)抗菌材料，在抗菌醫(yī)用導(dǎo)管中，只能以極低的量加入，而高抗菌性能對(duì)于醫(yī)用導(dǎo)管而言是非常重要的基礎(chǔ)要求，因此，采用的銀系無(wú)機(jī)抗菌材料必須具有極高抗菌性能以克服低添加量的問(wèn)題。[0017]3、極高的安全性能:抗菌醫(yī)用導(dǎo)管用于人體植入，在銀系無(wú)機(jī)抗菌材料或抗菌粉方面，要求其原料純度也非常高，并不可像一般導(dǎo)管產(chǎn)品，大量采用塑料分散劑進(jìn)行加工。
[0018]4、理想的粉體粒度分布:由于銀系無(wú)機(jī)抗菌材料多半使用其超細(xì)粉體，為了降低對(duì)抗菌醫(yī)用導(dǎo)管柔軟度的影響，需要銀系無(wú)機(jī)抗菌粉具有超細(xì)的粒度和粒度窄分布才能降低對(duì)抗菌醫(yī)用導(dǎo)管基本性能的沖擊。
[0019]綜上所述，如何提供一高抗菌性、安全性并兼顧實(shí)用性能的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，成為了目前首要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]針對(duì)以上所述的使用安全性高、抗菌菌譜廣、抗菌效果好、抗菌組分緩釋、抗菌效果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、臨床使用安全、方便等對(duì)于醫(yī)用導(dǎo)管的需求，以及現(xiàn)有技術(shù)水平急迫需要克服的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種符合上述需求醫(yī)用導(dǎo)管。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所提出的醫(yī)用導(dǎo)管能在有限的磷酸鋯載銀材料添加量下達(dá)成高抗菌性且兼?zhèn)渖鲜隼硐胄阅?，從而可減少更換醫(yī)用導(dǎo)管次數(shù)，臨床使用安全、方便，有效降低因使用醫(yī)用導(dǎo)管產(chǎn)生的導(dǎo)管相關(guān)性院內(nèi)感染，顯著降低抗感染等相關(guān)醫(yī)療費(fèi)用，節(jié)約醫(yī)療資源。
[0022]此外，本發(fā)明的技術(shù)方案結(jié)合了銀系抗菌組分和磷酸鋯無(wú)機(jī)載體，制備得出粒度分布特征優(yōu)異的磷酸鋯載銀抗菌材料，將此磷酸鋯載銀抗菌材料摻入醫(yī)用導(dǎo)管材料中，可使醫(yī)用導(dǎo)管具有高抗菌性、緩釋、安全等特點(diǎn)。
[0023]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)施:提供一種抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其組分含有銀系無(wú)機(jī)抗菌材料和醫(yī)用高分子材料，其特征是:所述銀系無(wú)機(jī)抗菌材料主要包含磷酸鋯載銀；所述磷酸鋯載銀與所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為:磷酸鋯載銀0.01%-10% ;醫(yī)用高分子材`料90%-99.99% ;所述磷酸鋯載銀中銀元素的重量百分比含量為1-20% ;所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為0.3-10 u m ;所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為d(0.1)=0.3-2 V- m ；d(0.5)=0.3-5 u m ；d(0.9)=0.3-10 u m ;所述磷酸錯(cuò)載銀的比表面積為l_20m2/g。
[0024]根據(jù)前述的本發(fā)明抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀的重量百分比與所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為:磷酸鋯載銀0.1%-8% ;醫(yī)用高分子材料92%-99.9%。根據(jù)前述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀的重量百分比與所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為:磷酸鋯載銀0.5%-5% ;醫(yī)用高分子材料95%-99.5%。
[0025]根據(jù)前述的本發(fā)明抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀中銀元素的重量百分比含量為2_15%。根據(jù)前述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀中銀元素的重量百分比含量為4-10%。
[0026]根據(jù)前述的本發(fā)明抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為0.4-5 ym。根據(jù)前述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為0.5-3 ym。
[0027]根據(jù)前述的本發(fā)明抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為d(0.1)=0.3-1.5 u m ；d(0.5)=0.4-3 u m ；d(0.9)=0.5-8 u m。根據(jù)前述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為 d (0.1) =0.4-1 um ；d(0.5) =0.5-2 um；d(0.9) =0.6-5 u m。
[0028]根據(jù)前述的本發(fā)明抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀的比表面積為1.5_15m2/g。根據(jù)前述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述磷酸鋯載銀的比表面積為2-10m2/g。[0029]根據(jù)所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述醫(yī)用高分子材料可選自醫(yī)用塑料或醫(yī)用硅橡膠。其中，所述醫(yī)用塑料可選自聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE);所述醫(yī)用硅橡膠可選自二甲基硅橡膠、甲基乙基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠或氟硅橡膠。
[0030]根據(jù)所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管可進(jìn)一步含有選自硫酸鋇、碳酸鈣、鈦白粉和色粉或或是它們的組合之填料。
[0031]根據(jù)前述本發(fā)明之目的和技術(shù)方案，本發(fā)明同時(shí)提出一種制備抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的方法，
[0032]所述方法是先行制備磷酸鋯載銀之后，再將所述磷酸鋯載銀與醫(yī)用高分子材料制成所述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是包含以下步驟:
[0033](1)提供一晶相單一的磷酸鋯；
[0034](2)以烷胺類化合物對(duì)所述磷酸鋯進(jìn)行預(yù)插層，將所述烷胺類化合物插入所述晶相單一的磷酸鋯，取得層間距增加的插層磷酸鋯產(chǎn)物；
[0035](3)對(duì)所述插層磷酸鋯產(chǎn)物與銀離子進(jìn)行交換，從而得到磷酸鋯載銀；以及
[0036](4)將所述磷酸鋯載銀與所述醫(yī)用高分子材料制備所述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管；
[0037]其中，根據(jù)所述方法制備得的所述磷酸鋯載銀具有銀元素的重量百分比含量為1-20% ;所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為0.3-10 u m ;所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為d(0.1)=0.3-2 V- m ；d(0.5)=0.3-5 u m ；d(0.9)=0.3-10 u m ;所述磷酸錯(cuò)載銀的比表面積為l-20m2/g ;所述方法使所述磷酸鋯載銀在所述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的重量百分比例為0.01%-10% ；以及，所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為90%-99.99%。
[0038]根據(jù)所述的制備抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的方法，其特征是，所述烷胺類化合物組分是選自正丁胺、正丙胺和它們的組合。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1現(xiàn)有磷酸鋯載銀產(chǎn)品之粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
[0040]圖2根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1所得的磷酸鋯載銀的粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
[0041]圖3根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2所得的磷酸鋯載銀的粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
[0042]圖4根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3所得的磷酸鋯載銀的粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
[0043]圖5根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4所得的磷酸鋯載銀的粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
[0044]圖6根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5所得的磷酸鋯載銀的粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
[0045]圖7根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6所得的磷酸鋯載銀的粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
[0046]圖8根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7所得的磷酸鋯載銀的粉體粒度分布特征數(shù)據(jù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]首先說(shuō)明，本發(fā)明采用的試劑、溶劑的來(lái)源沒(méi)有任何限制，任何商用的試劑、溶劑皆可作為原料，級(jí)別亦無(wú)特定限制。實(shí)驗(yàn)或?qū)嵤├兴玫降脑噭?、材料，除特別注明外，均來(lái)自于普通市場(chǎng)渠道。此外，如本文中無(wú)特別注明，以下使用關(guān)于“含量”和“比例”時(shí)所采用的百分比例％都是指重量百分比組成。
[0048]本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)“抗菌”是一種廣義的防范微生物的衛(wèi)生概念，其實(shí)質(zhì)上泛指用于防止或減低存在于體外病源性微生物如細(xì)菌、霉菌、病毒等生物侵入體內(nèi)導(dǎo)致活體感染風(fēng)險(xiǎn)的衛(wèi)生概念，因此，本發(fā)明所提及的抗菌機(jī)理、相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品均涵蓋于此廣義的范疇內(nèi)。本發(fā)明之“抗菌”特別著重于醫(yī)療過(guò)程中由醫(yī)用導(dǎo)管器材所引發(fā)的可能感染問(wèn)題，相關(guān)概念與技術(shù)已是本【技術(shù)領(lǐng)域】人員所熟知，故不再重復(fù)說(shuō)明。
[0049]以往在有機(jī)抗菌劑領(lǐng)域里，常適合于塑料和橡膠加工的抗菌劑主要有酚類化合物、有機(jī)金屬化合物、取代芳烴化合物、雜環(huán)化合物、胺類化合物等。具有代表性的種類包含:BCM(2-苯并咪唑氨基甲酸酯)、TBZ(2-(4-噻唑基)苯丙噻唑)、DC0IT(4，5- 二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮)、三氯生(三氯羥基二苯醚)、8_羥基喹啉銅、OBPA (10,10'-氧代雙吩主呃呲)、IPBC (3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯)、OPP (2-羥基聯(lián)苯)等。然而，這些有機(jī)抗菌劑應(yīng)用于直接進(jìn)入人體使用的醫(yī)用導(dǎo)管中使終具有安全性隱患，例如:上述的、BCM、DC0IT8-羥基喹啉銅具有皮膚刺激性；0BPA含砷，不能用作醫(yī)用導(dǎo)管抗菌劑。
[0050]另一方面，由于醫(yī)用導(dǎo)管制造時(shí)采用塑料加工，是不可或缺的工序，其中，更需要經(jīng)過(guò)高溫工藝處理，而有機(jī)抗菌劑通常不耐熱。因此，本發(fā)明采用熱穩(wěn)定性能良好的抗菌無(wú)機(jī)材料作為滿足塑料加工要求的耐熱型抗菌材料，并提出一種符合高度的生物安全性、性能穩(wěn)定的理想醫(yī)用導(dǎo)管。
[0051]然而，抗菌無(wú)機(jī)材料的活性組分多半為金屬離子，例如:砷離子(As2+)、銻離子(Sb2+)、鎘離子(Cd2+)、硒離子(Se2+)、汞離子(Hg2+)、鋅離子(Zn2+)、銅離子(Cu2+)、銀離子(Ag+)等，但其中砷、銻、鎘、硒、汞等離子所引發(fā)的巨大毒性已直接排除這些類別的無(wú)機(jī)材料使用于人體插管材料的醫(yī)療器械領(lǐng)域。針對(duì)其馀的鋅離子、銅離子、銀離子，經(jīng)實(shí)證考察，其于對(duì)于人的毒性強(qiáng)度排序?yàn)?鋅離子 > 銅離子 > 銀離子；而對(duì)感染源的細(xì)菌而言，其殺滅能力強(qiáng)度排序則為銀離子 > 銅離子 > 鋅離子。因此選用對(duì)人毒性低且安全，對(duì)細(xì)菌毒性卻高的的“銀離子”作為主要抗菌活性組分。
[0052]關(guān)于以銀離子為活 性組分的抗菌劑，主要包括:“銀化合物”、“納米銀”和“載體銀”，各具特點(diǎn)與待克服的缺陷。具體說(shuō)明如下。
[0053]銀化合物主要包含氯化銀、有機(jī)銀等，而銀化合物在塑膠加工過(guò)程中，銀離子容易還原成銀單質(zhì)，導(dǎo)致抗菌活性下降和塑膠材料變色，十分不利于制備醫(yī)用導(dǎo)管材料。
[0054]納米銀是以銀單顆粒為活性組分的抗菌劑，其粒徑在l_50nm左右，在水中能以單分散狀態(tài)存在，但是，在塑料加工中，由于塑料加工設(shè)備無(wú)法將IOOnm以下的粒子分散，所以工業(yè)上無(wú)法解決納米銀的分散問(wèn)題，阻礙了相關(guān)技術(shù)的進(jìn)展。
[0055]載體銀則是以銀為活性組分，依靠載體結(jié)構(gòu)負(fù)載銀元素作為抗菌劑，而載體包括二氧化鈦、沸石、玻璃、磷酸鋯等。其中，二氧化鈦載銀材料和沸石載銀材料發(fā)展最早。二氧化鈦載銀技術(shù)是以二氧化鈦顆粒作為基體，依靠納米技術(shù)將銀材料沉積到二氧化鈦表面的技術(shù)，這種技術(shù)生產(chǎn)的載體銀，其變色性能差，抗菌性能也較差。沸石載銀材料依靠沸石的空隙結(jié)構(gòu)負(fù)載銀離子，其空隙較大，銀離子的溶出速度較快，銀離子很容易大量游離到載體表面，造成離子銀被還原成單質(zhì)銀，導(dǎo)致抗菌性能降低和變色。玻璃載銀是依靠玻璃的晶格缺陷負(fù)載銀元素的材料，該材料其載銀量低，一般都在3%以下，導(dǎo)致其抗菌性能、耐變色性能較差。
[0056]另一方面，關(guān)于無(wú)機(jī)抗菌劑材料，其抗菌機(jī)理主要可分為兩大類:依靠光催化或依靠金屬離子本身活性達(dá)到抗菌性能，但光催化方式需要光源才能達(dá)到效果，使用上有其限制，又在醫(yī)用導(dǎo)管的實(shí)際使用上，顯然無(wú)法滿足這項(xiàng)光照需求，故光催化抗菌材料不適合用于醫(yī)用導(dǎo)管材料。
[0057]針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明采用了磷酸鋯載銀，其空隙顯著小于沸石載體，在銀離子釋放速度上控制性好、釋放均勻、抗菌菌譜和活性較好、耐變色性能好、不需依賴光源、負(fù)載銀量的能力好，是比較理想的無(wú)機(jī)抗菌材料。
[0058]因此，本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題與需求所提出的技術(shù)方案是采用銀離子作為抗菌活性組分，并結(jié)合無(wú)機(jī)材料磷酸鋯，得出抗菌性能優(yōu)異的銀系無(wú)機(jī)抗菌材料(磷酸鋯載銀)，并將所述銀系無(wú)機(jī)抗菌材料與多種醫(yī)用高分子材料搭配使用，制出抗菌性能較傳統(tǒng)醫(yī)用導(dǎo)管更理想的醫(yī)用導(dǎo)管，為抗菌醫(yī)用導(dǎo)管【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)缺陷和需求與提出具體的解決方案。
[0059]以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所提出的技術(shù)方案，并對(duì)應(yīng)舉出實(shí)驗(yàn)例與實(shí)施例，以充分說(shuō)明本發(fā)明之抗菌醫(yī)用導(dǎo)管所能達(dá)成的優(yōu)異效果。
[0060]首先說(shuō)明，本發(fā)明所提出的醫(yī)用導(dǎo)管，其組分含有銀系無(wú)機(jī)抗菌材料和醫(yī)用高分子材料，作為人體插管的醫(yī)用導(dǎo)管。其中，銀系無(wú)機(jī)抗菌材料主要包含磷酸鋯載銀。此處所謂的“磷酸鋯載銀”是指以磷酸鋯為基礎(chǔ)材料，以任何形式例如離子交換或吸附等方式，負(fù)載“銀”的成份所制得的材料。其中，磷酸鋯的種類與形貌基本上不加以限制；根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，磷酸鋯較優(yōu)選的種類是具有三維層狀結(jié)構(gòu)或孔隙結(jié)構(gòu)的磷酸鋯，具有較好的吸附銀離子性能。
[0061]而上述“銀”的成份的種類包含銀元素、銀離子或含銀的鹽類，只要能實(shí)際具有抗菌性的含銀組分，均適用于本發(fā)明；而根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，以銀離子較為理想，可簡(jiǎn)易利用離子交換方法負(fù) 載至磷酸鋯上，具有方便操作的特點(diǎn)。
[0062]本發(fā)明所述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管所采用的醫(yī)用高分子材料泛指所有慣用于制備導(dǎo)管的天然材料來(lái)源或人工制造的塑料、纖維、樹(shù)脂、橡膠、硅膠及其他彈性體。舉例而言，目前在醫(yī)療行業(yè)最常用的高分子材料是纖維和塑膠樹(shù)脂，其中PVC和PP塑膠原料較為普遍，其他材料包含:聚碳酸酯(PO、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，(ABS)、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)塑膠原料等。
[0063]具體而言，因?yàn)榭咕t(yī)用導(dǎo)管的性能用途與使用對(duì)象，所述醫(yī)用高分子材料較優(yōu)選是選自醫(yī)用塑料或醫(yī)用硅橡膠較為理想。其中，醫(yī)用塑料選自聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE);所述醫(yī)用硅橡膠可選自二甲基硅橡膠、甲基乙基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠或氟硅橡膠。此外，本發(fā)明所述之抗菌醫(yī)用導(dǎo)管可進(jìn)一步使用硫酸鋇、碳酸鈣、鈦白粉和色粉或是選自前述的硫酸鋇、碳酸鈣、鈦白粉和色粉相互組合所構(gòu)成之填料，以進(jìn)一步依不同種類抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的制品(例如中心導(dǎo)管、導(dǎo)尿管、氣管插管)的需求調(diào)整其制品性能。
[0064]關(guān)于前述磷酸鋯載銀與所述醫(yī)用高分子材料，兩者于整體抗菌醫(yī)用導(dǎo)管中的重量百分比例為磷酸鋯載銀占醫(yī)用導(dǎo)管整體導(dǎo)管重量的0.01%-10%，且對(duì)應(yīng)的醫(yī)用高分子材料占醫(yī)用導(dǎo)管整體導(dǎo)管重量的90%-99.99% ;優(yōu)選的比例為，占醫(yī)用導(dǎo)管整體導(dǎo)管重量的0.1%_8%，且對(duì)應(yīng)的醫(yī)用高分子材料占醫(yī)用導(dǎo)管整體導(dǎo)管重量的92%-99.9% ;更優(yōu)選的比例為磷酸鋯載銀占醫(yī)用導(dǎo)管整體導(dǎo)管重量的0.5%-5%且對(duì)應(yīng)的醫(yī)用高分子材料占醫(yī)用導(dǎo)管整體導(dǎo)管重量的95%-99.5%。
[0065]基于上述本發(fā)明之磷酸鋯載銀，針對(duì)銀的含量，由于前文已述及本發(fā)明不對(duì)“銀”的成份的種類加以限制，因此銀元素、銀離子或含銀的鹽類，只要能實(shí)際具有抗菌性的含銀組分，均適用于本發(fā)明。實(shí)際上，依照高抗菌性能的要求與導(dǎo)管機(jī)械性能之間的技術(shù)矛盾，銀系無(wú)機(jī)抗菌劑在抗菌醫(yī)用導(dǎo)管中，只能以極低的量加入，這就要求采用的銀系無(wú)機(jī)抗菌劑具有極高抗菌性能。因此，因應(yīng)上述要求，本發(fā)明提供的解決方案是提供一種的磷酸鋯載銀，具有理想的銀元素的重量百分比含量(下稱為“載銀量”)，本發(fā)明磷酸鋯載銀的載銀量為1-20% ;優(yōu)選2-15% ;更優(yōu)選4-10%。
[0066]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)之磷酸鋯載銀對(duì)于抗菌性能帶來(lái)的效果，首先說(shuō)明現(xiàn)有市售常用的抗菌劑的抗菌性能概況。
[0067]首先，關(guān)于醫(yī)用導(dǎo)管的抗菌性能評(píng)估，由于臨床上由醫(yī)用導(dǎo)管造成細(xì)菌感染的主要菌種為大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和綠膿桿菌(銅綠假單胞菌)等，因此以下根據(jù)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和綠膿桿菌這四個(gè)基本菌種，對(duì)磷酸鋯載銀的抗菌性能進(jìn)行驗(yàn)證。
[0068]另外，用以對(duì)照的是現(xiàn)有的常用有機(jī)抗菌劑，其中，TBZ對(duì)真菌和酵母菌的效果較好，對(duì)細(xì)菌的效果較差；三氯生(Triclosan)對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎桿菌和白色念珠菌的最低抑菌濃度(MIC)非常小，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌在lppm(ii g/ml)以下，但對(duì)綠膿桿菌，其最低抑菌濃度大于lOOOppm，幾乎沒(méi)有抗菌效果，抗菌菌譜狹窄；IPBC和OPP對(duì)真菌效果很好，但對(duì)細(xì)菌很差，如大腸桿菌的MIC值為lOOOppm，金黃色葡萄球菌為200ppm。由此可見(jiàn)前述現(xiàn)常用有機(jī)抗菌劑抗菌菌譜較窄,不能滿足臨床所篩選的細(xì)菌范圍，很難滿足抗菌導(dǎo)管廣譜抗菌的要求。
[0069]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)之磷酸鋯載銀的于不同載銀量條件下對(duì)于其抗菌性能帶來(lái)的效果，以下述實(shí)驗(yàn)例I說(shuō)明。
[0070]實(shí)驗(yàn)例1:本發(fā)明磷酸鋯載銀的抗菌性能
[0071]為檢驗(yàn)磷酸鋯載`銀于不同載銀量情況下的抗菌性能，分別針對(duì)載銀量為3.0%、
6.0%、9.0%的磷酸鋯載銀進(jìn)行了最低抑菌濃度測(cè)試(MIC)。測(cè)試方法為GB15979-2002《消毒技術(shù)規(guī)范》2.1.8.3最低抑菌濃度測(cè)試試驗(yàn)(瓊脂稀釋法)，測(cè)試菌種為大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和綠膿桿菌。三種不同載銀量的載銀磷酸鋯抗菌粉的最低抑菌濃度測(cè)試結(jié)果如表1所示，其數(shù)值愈小表示對(duì)該菌種的抗菌能力越好。
[0072]針對(duì)無(wú)機(jī)抗菌劑的抗菌性能，目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):無(wú)機(jī)抗菌劑對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌的MIC測(cè)試要求為800ppm (即800 u g/ml)。因此從表1的所呈現(xiàn)的測(cè)試結(jié)果可知，三種載銀量(3.0%、6.0%、9.0%)的抗菌性能均遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可獲得十分理想的抗菌性能。
[0073]其中，載銀量為6.0 %的磷酸鋯載銀的抗菌表現(xiàn)特別突出，載銀量為6.0 %的磷酸鋯載銀的MIC明顯優(yōu)于載銀量為3.0%的磷酸鋯載銀，且載銀量為6.0%的磷酸鋯載銀的MIC與載銀量為9%的磷酸鋯載銀的MIC相差不大。
[0074]值得注意的是，載銀量為6.0%的磷酸鋯載銀除了對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、綠膿桿菌均有良好的抗菌性能外，載銀量為6.0%的磷酸鋯載銀對(duì)各測(cè)試菌種的MIC值接近，顯示其具有良好的廣譜抗菌性能和優(yōu)秀的殺菌性能。因此，本發(fā)明載銀量為
6.0%磷酸鋯載銀屬于較理想的實(shí)施條件。
[0075]表1、本發(fā)明所述不同載銀量之磷酸鋯載銀抗菌性能測(cè)試結(jié)果[0076]
【權(quán)利要求】
1.一種抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其組分含有銀系無(wú)機(jī)抗菌材料和醫(yī)用高分子材料，其特征是:所述銀系無(wú)機(jī)抗菌材料主要包含磷酸鋯載銀；所述磷酸鋯載銀與所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為:磷酸鋯載銀0.01%-10% ;醫(yī)用高分子材料90%-99.99% ;所述磷酸鋯載銀中銀元素的重量百分比含量為1-20% ;所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為0.3-10 u m ;所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為 d(0.1)=0.3-2um ；d(0.5)=0.3-5um ；d(0.9)=0.3-lOiim ;所述磷酸鋯載銀的比表面積為l_20m2/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀的重量百分比與所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為:磷酸鋯載銀0.1%_8%;醫(yī)用高分子材料92%-99.9%o
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀的重量百分比與所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為:磷酸鋯載銀0.5%-5%;醫(yī)用高分子材料95%-99.5%o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀中銀元素的重量百分比含量為2-15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀中銀元素的重量百分比含量為4_10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為 0.4-5u m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6 所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為 0.5-3u m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為 d (0.1) =0.3-1.5 u m ；d (0.5) =0.4-3 u m ；d (0.9) =0.5-8 u m。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為 d (0.1) =0.4-1 u m ；d (0.5) =0.5-2 u m ；d (0.9) =0.6-5 u m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀的比表面積為1.5_15m2/g0
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述磷酸鋯載銀的比表面積為2-10m2/g。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述醫(yī)用高分子材料可選自醫(yī)用塑料或醫(yī)用硅橡膠。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述醫(yī)用塑料可選自聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE);所述醫(yī)用硅橡膠可選自二甲基硅橡膠、甲基乙基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠或氟硅橡膠。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是，所述的抗菌醫(yī)用導(dǎo)管可進(jìn)一步含有選自硫酸鋇、碳酸鈣、鈦白粉和色粉或是它們的組合之填料。
15.一種制備抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的方法，所述方法是先行制備磷酸鋯載銀之后，再將所述磷酸鋯載銀與醫(yī)用高分子材料制成所述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管，其特征是包含以下步驟: (1)提供一晶相單一的磷酸鋯； (2)以烷胺類化合物對(duì)所述磷酸鋯進(jìn)行預(yù)插層，將所述烷胺類化合物插入所述晶相單一的磷酸鋯，取得層間距增加的插層磷酸鋯產(chǎn)物； (3)對(duì)所述插層磷酸鋯產(chǎn)物與銀離子進(jìn)行交換，從而得到磷酸鋯載銀；以及 (4)將所述磷酸鋯載銀與所述醫(yī)用高分子材料制備所述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管； 其中，根據(jù)所述方法制備得的所述磷酸鋯載銀具有銀元素的重量百分比含量為1-20% ;所述磷酸鋯載銀的體積平均粒徑為0.3-10 u m ;所述磷酸鋯載銀之粒度特征參數(shù)為d(0.1)=0.3-2 V- m ；d(0.5)=0.3-5 u m ；d(0.9)=0.3-10 u m ;所述磷酸錯(cuò)載銀的比表面積為l-20m2/g ;所述方法使所述磷酸鋯載銀在所述抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的重量百分比例為0.01%-10% ；以及所述醫(yī)用高分子材料的重量百分比例為90%-99.99%。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制備抗菌醫(yī)用導(dǎo)管的方法，其特征是，所述烷胺類化合物組分是選自正丁胺、正丙胺和它們`的組合。
【文檔編號(hào)】A61L29/16GK103751854SQ201410024761
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】瞿介明, 陶志清, 顧海斌, 崔麗麗 申請(qǐng)人:瞿介明, 上海潤(rùn)河納米材料科技有限公司