阅读说明：本技术 一种医用管材及其制备方法 (Medical tube and preparation method thereof ) 是由 秦明林 李兆敏 刘敏 张新华 阙亦云 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种医用管材及其制备方法,所述医用管材的制备方法包括如下步骤：S1：获取医用管材；S2：将所述医用管材以及异氰酸酯溶液置于反应釜内,将二氧化碳充入所述反应釜,调节所述反应釜内的温度和压力,使所述反应釜内的二氧化碳处于超临界状态,反应后得到具有异氰酸酯基团的医用管材；S3：将步骤S2处理后的医用管材放入改性材料溶液中反应；得到涂层改性的医用管材。本发明通过超临界二氧化碳携带异氰酸酯的方法在医用管材表面引入活性官能团,使其能够与改性材料中的官能团发生化学反应,实现对医用管材的表面改性,提高医用管材的生物学性能。(The invention discloses a medical tube and a preparation method thereof, wherein the preparation method of the medical tube comprises the following steps: s1: obtaining a medical tube; s2: placing the medical tube and isocyanate solution in a reaction kettle, filling carbon dioxide into the reaction kettle, adjusting the temperature and pressure in the reaction kettle to enable the carbon dioxide in the reaction kettle to be in a supercritical state, and reacting to obtain the medical tube with isocyanate groups; s3: putting the medical tube processed in the step S2 into a modified material solution for reaction; obtaining the medical tubing with modified coating. According to the invention, the active functional group is introduced to the surface of the medical tube by a method of carrying isocyanate by supercritical carbon dioxide, so that the active functional group can be chemically reacted with the functional group in the modified material, the surface modification of the medical tube is realized, and the biological performance of the medical tube is improved.)

一种医用管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种医用管材及其制备方法。

背景技术

热塑性医用管材由于其具有良好的生物相容性，在生物医学领域有着广泛的应用，如小直径的医用导管、血管造影导管、泌尿导管、导管鞘和导管尖端等。医用导管进入人体后，其生物学性能的好坏主要是由人体组织、体液等与医用导管表面的相互作用来决定。同时，管材的润滑性又决定手术操作过程中的便利性。现有的热塑性医用管材的生物学性能和力学性能仍存在一定的缺陷，因此，可以通过对医用管材表面进行改性，提高其力学性能和生物相容性。

传统的处理方法比如等离子体、化学接枝、化学刻蚀虽然在医用管材的表面引入活性官能团，增强了管材与其他基体的界面粘结性能，但是这些方法往往导致对医用管材的机械强度的破坏，且生产成本高，工艺程序复杂。因此，寻求一种简单又有效的医用管材改性方法具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种医用管材及其制备方法，能够提升医用管材的生物学性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种医用管材的制备方法，包括如下步骤：S1：获取医用管材；S2：将所述医用管材以及异氰酸酯溶液置于反应釜内，将二氧化碳充入所述反应釜，调节所述反应釜内的温度和压力，使所述反应釜内的二氧化碳处于超临界状态，反应后得到具有异氰酸酯基团的医用管材；S3：将步骤S2处理后的医用管材放入改性材料溶液中反应，得到改性的医用管材。

优选地，所述步骤S2中，所述反应的时间为30-90分钟。

优选地，所述步骤S2中，调节所述反应釜内的温度至90-120℃，调节所述反应釜内的压力至8-14MPa，使所述反应釜内的二氧化碳处于超临界状态。

优选地，在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：对所述反应釜进行泄压，使用丙酮和去离子水清洗并干燥所述医用管材。

优选地，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。

优选地，所述步骤S3中的改性材料选自肝素、聚乙二醇、磷酸胆碱、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、磷酸胆碱、白蛋白中的至少一种。

优选地，所述改性材料为肝素，所述肝素溶液的浓度为20-40mg/mL。

优选地，所述步骤S3中，所述步骤S2处理后的医用管材与所述改性材料的反应温度为25-30℃，反应时间为8-24h。

优选地，所述医用管材的材料为聚醚嵌段酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、热塑性聚氨酯和聚四氟乙烯中的至少一种。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种医用管材，由上述的制备方法制取。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的医用管材及其制备方法，通过超临界二氧化碳携带异氰酸酯的方法在医用管材表面引入活性官能团，然后与改性材料发生化学反应，从而实现对医用管材的表面改性，提高医用管材的生物学性能。本发明提供的方法工艺简单、环境友好、无污染，可以进行连续性的规模化生产；在保留医用高分子管材高韧性及高柔软性优势的同时，又赋予了生物相容性和润滑性，能够满足微创伤介入医用管材的临床要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明提供的医用管材利用超临界二氧化碳携带异氰酸酯在管材表面引入活性官能团，然后与肝素、聚乙二醇(PEG)、磷酸胆碱、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)或白蛋白等改性材料发生反应，提高了医用管材的生物学性能。

当二氧化碳的温度超过31.26℃，压力超过72.9标准大气(atm)时，即进入超临界二氧化碳状态。超临界二氧化碳具有无毒环保、密度近于液体，粘度近于气体、扩散系数高、溶解渗透能力大等优点。使用超临界二氧化碳可以溶解多种物质，在药物提取、发泡、污水处理等领域具有重要用途。在对医用管材的表面进行改性时，使用超临界二氧化碳也具有很大优势。

本发明提供的医用管材的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取医用管材。

首先，将医用管材剪成预定长度的尺寸，所述预定长度可以根据实际需求设置。然后，使用乙醇溶液和去离子水清洗所述医用管材的表面，以除去杂质。所述乙醇溶液可以选择质量百分比浓度为75％的乙醇溶液。最后，将所述医用管材置于真空烘箱中烘干。真空烘箱的温度可以设置为90℃。

步骤S2：将所述医用管材以及异氰酸酯溶液置于反应釜内，将二氧化碳气体充入所述反应釜，调节所述反应釜内的温度和压力，使所述反应釜内的二氧化碳处于超临界状态，反应后得到具有异氰酸酯基团的医用管材。

将清洗并干燥过的医用管材以及丙酮溶解的异氰酸酯置于不锈钢高压反应釜内。在本发明的实施例中，可以调节反应釜内的温度至90-120℃。采用空压机将二氧化碳充入反应釜中，调节反应釜内的压力至8-14MPa，使反应釜内的二氧化碳处于超临界状态，反应30-90min后，立即泄压。使用丙酮清洗所述医用管材上未反应的异氰酸酯，然后使用去离子水清洗所述医用管材以去除杂质，最后使用氮气干燥所述医用管材。在本发明的实施例中，所述医用管材可以是聚醚嵌段酰胺(PEBA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)(如尼龙6(PA6)、尼龙12(PA12))以及热塑性聚氨酯(TPU)、聚四氟乙烯(PTFE)等材料中的至少一种，异氰酸酯可以是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等。

步骤S3：将步骤S2处理后的医用管材放入改性材料溶液中反应；得到改性的医用管材。

将具有异氰酸酯基团的医用管材加入改性材料溶液中，在25-30℃温度下反应8-24h。反应结束后，使用蒸馏水清洗并干燥后得到改性的医用管材。在本发明的实施例中，所述改性材料可以是选自肝素、聚乙二醇(PEG)、磷酸胆碱、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、磷酸胆碱和白蛋白中的至少一种。并且，改性材料的浓度不同，在与医用管材反应后，在医用管材表面上形成的涂层厚度也不同，通常改性材料的浓度越高，在医用管材表面上形成的涂层越厚。医用管材上的异氰酸酯活性官能团能够与所述改性材料中的官能团反应，从而实现对医用管材的表面改性，提高医用管材的生物学性能。

实施例1

将Pebax(聚醚嵌段聚酰胺)医用管材剪成长度15cm的尺寸。分别用质量百分比浓度为75％的乙醇和去离子水清洗医用管材的表面，以除去附着在管材表面的杂质。然后，将Pebax医用管材置于真空烘箱至恒重，真空烘箱的温度设定为90℃；将清洗并干燥过的医用管材以及丙酮溶解的异氰酸酯置于不锈钢高压反应釜内。调节所述反应釜内的温度至90℃。采用空气压缩机将二氧化碳充入所述反应釜中，并调节所述反应釜内的压力至10MPa，使所述反应釜内部的二氧化碳处于超临界状态。反应30分钟后，立即对所述反应釜泄压。使用丙酮清洗所述医用管材上未反应的异氰酸酯，然后使用去离子水清洗医用管材以去除杂质，最后使用氮气干燥后即获得具有异氰酸酯基团的医用管材。将具有异氰酸酯基团的医用管材浸泡在配置好的20mg/mL的肝素溶液中，在25-30℃的温度下下反应8-24h，然后水洗得到改性的Pebax医用管材。在本发明的实施例中，所述肝素溶液使用pH值为9.0的PBS(磷酸盐缓冲液)配制得到。

实施例2

本实施例与实施例1的产品结构和生产工艺相同，不同点在于肝素的浓度不同，本实施例中肝素溶液的浓度为30mg/mL。

实施例3

本实施例与实施例1的产品结构和生产工艺相同，不同点在于肝素的浓度不同本实施例中肝素溶液的浓度为40mg/mL。

本发明提供的医用管材优选为低硬链段的热塑性弹性体聚醚嵌段酰胺(Pebax3533)管材，其生物相容性得到显著的改善，生物学性能如表1所示。

表1.不同肝素浓度下聚醚嵌段酰胺(Pebax 3533)管材的生物学性能

其中，溶血率为是指管材进入人体后溶解到血液里的管材占整体管材的百分比。细胞增殖率为是指管材进入人体后人体新产生的细胞占原来人体细胞的百分比。管材进去人体后溶血率不能太高，溶血率较佳为0到0.1％，细胞增值率要能达到85％以上，这样才能作为医用管材使用。从表1可以看出，经过肝素溶液改性后的聚醚嵌段酰胺管材能够大幅降低溶血率及提升细胞增殖率，显著提高管材的生物学相容性，达到医用管材的要求。

综上所述，本发明提供的医用管材及其制备方法，具有如下优点：

(1)本发明通过超临界二氧化碳携带异氰酸酯的方法在医用管材表面引入活性官能团，能够与改性材料中的官能团发生化学反应，提高医用管材的生物学性能。

(2)本发明提供的制备方法工艺简单、环境友好、无污染，可以进行连续性的规模化生产。

(3)本发明在保留医用高分子管材高韧性及高柔软性优势的同时，又赋予了生物相容性和润滑性，能够满足微创伤介入医用管材的临床要求。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。