一种基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法
阅读说明：本技术 一种基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法 (Method for manufacturing ureteral stent anti-crusting coating based on anionic resin ) 是由 向彬 谭骏毅 舒杰 张艳 刘庄 吴俊� 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法,该方法是将抗结壳的有效成分阴离子树脂制成涂层溶液以溶液浸渍、喷涂或辊轮涂镀的方式在涂层基底形成涂层,经干燥固化后以共价键的形式结合于作为涂层基底的输尿管支架上。本发明的方案通过在输尿管支架表面涂镀一层基于阴离子树脂的稳定涂层,实现减少结壳数量,减轻支架拔除困难的目的。该涂层方法成本较低,工艺简易,适合大规模生产,主要成分生物相容性较好,有临床应用价值。(The invention discloses a method for preparing an anti-incrustation coating of a ureteral stent based on anionic resin, which is characterized in that the anionic resin which is an anti-incrustation effective component is prepared into a coating solution to form a coating on a coating substrate in a solution dipping, spraying or roller coating mode, and the coating is combined on the ureteral stent which is taken as the coating substrate in a covalent bond mode after drying and curing. According to the scheme of the invention, the stable coating based on the anionic resin is coated on the surface of the ureteral stent, so that the aims of reducing the crusting quantity and relieving the difficulty in stent removal are fulfilled. The coating method has the advantages of low cost, simple process, suitability for large-scale production, good biocompatibility of the main components and high clinical application value.)
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法。
背景技术
输尿管支架是一种用于尿石症的辅助治疗的医疗器械，用途是减轻输尿管良性或恶性的梗阻，促进输尿管的恢复及治疗尿外渗。输尿管支架常使用高分子或金属制成，植入病人体内后，上端起始并固定于肾盂，沿输尿管延伸至膀胱中，起到了扩张输尿管的作用。输尿管支架在留置体内期间，常由于与尿液长期接触，而在表面产生大量尿盐沉积(结壳)和尿道结石的情况。输尿管支架表面的结壳会显著增加拔除过程中的阻力，降低拔除术的成功率，同时加大了病人输尿管/尿道在术后的感染风险。
为减少输尿管支架表面在留置过程中产生的结壳数量，在输尿管表面涂镀功能性涂层是最常见的策略。一些器械商在输尿管表面涂镀亲水性水凝胶涂层，如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚丙烯酰胺(PAM)等，声称可减少尿盐以及微生物在支架表面的粘附，但实际上水凝胶涂层在离子强度极高和成分剧烈变动的尿液环境中，容易迅速发生腐蚀和剥落。受损的水凝胶涂层由于表面不平整，反而更有利于微生物和尿盐的积累，促进了结壳的产生。
预防输尿管支架结壳的另一种策略，是将苯酚类抗生素(如三氯生等)或缓冲物质(磷酸盐缓冲对等)负载于涂层之中，使其在使用过程中缓慢释放，起到杀灭尿液中微生物、阻止尿盐沉积的作用。然而一方面抗生素的滥用可能加剧了耐抗生素金黄色葡萄球菌(MRSA)等耐药菌在医院环境中的流行，另一方面盐浓度极高、pH波动较大的尿液环境使得这类缓释/缓冲类涂层的有效物质释放速率完全不可控，以至于在长期留置的后期阶段这类输尿管支架涂层逐渐失去原本的效用。
此外，有器械商在输尿管支架表面形成一层类金刚石的惰性涂层，这类涂层可大幅减少尿液中亲水物质、矿物盐和微生物等因共价键或分子间作用力结合至支架表面，该涂层的耐腐蚀性能较好，可长期留置在尿液中不发生变化，且生物相容性良好。但该技术缺点在于成本过高，加工机器昂贵，工艺复杂，难以做到普及。
发明内容
有鉴于此，本发明所解决的技术问题在于提供了一种基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法，通过在输尿管支架表面涂镀一层基于阴离子树脂的稳定涂层，实现减少结壳数量，减轻支架拔除困难的目的。该涂层方法成本较低，工艺简易，适合大规模生产，主要成分生物相容性较好，有临床应用价值。
为此，本发明公开如下技术方案：
一种基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法，包括如下步骤：
(1)将阴离子树脂放入纯水中，以磁力搅拌子剧烈搅拌使之分散形成分散液；
(2)往分散液中加入活化剂，继续搅拌形成活化乳液；
(3)后将水性聚氨酯涂料缓慢加入活化乳液中，剧烈搅拌使之充分混合形成涂层溶液；
(4)取作为涂层基底的输尿管支架，将涂层溶液以溶液浸渍、喷涂或辊轮涂镀的方式在涂层基底形成涂层，而后经干燥固化在涂层基底表面形成抗结壳涂层；作为抗结壳涂层抗结壳主要有效成分的阴离子聚合物以共价键的形式结合于作为涂层基底的输尿管支架上。
优选地，所述阴离子树脂为含有磺酸侧链基团的以碳碳键为主链的树脂。
更优地，所述阴离子树脂为聚乙烯磺酸盐树脂。
优选地，所述阴离子树脂的分子量在120K-2500K之间，其Lewis酸的功能基经过去质子化的处理而成为钠盐、钾盐等，该成分不溶于水。
优选地，所述阴离子树脂的主链构象为无规构象。
优选地，所述抗结壳涂层厚度在0.1–0.5mm之间
优选地，所述活化剂为氮丙啶活化剂。
优选地，步骤(4)以溶液浸渍的方式在涂层基底形成涂层，具体为：将聚醚型热塑性聚氨酯的输尿管支架，缓慢浸入涂层溶液中，完全浸没后静置30s，后以1cm/s速率缓慢撤出液面。
作为本发明的一个优选实施方案，本发明的基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法包括如下步骤：
(1)取4.0g分子量为200K的无规聚乙烯磺酸钠高聚物，放入12mL纯水中，以磁力搅拌子剧烈搅拌使之分散形成分散液；
(2)往分散液中加入0.6g氮丙啶活化剂，继续搅拌20min形成活化乳液；
(3)后将20g水性聚氨酯涂料缓慢加入活化乳液中，缓慢加入含有聚乙烯磺酸钠高聚物的活化乳液中，剧烈搅拌30min使之充分混合
(4)取聚醚型热塑性聚氨酯的输尿管支架，缓慢浸入涂料溶液中，完全浸没后静置30s，后以1cm/s速率缓慢撤出液面；使浸渍后的输尿管支架置入65℃烘箱中干燥2.5h，即可得到带抗结壳涂层的输尿管支架成品。
对于可得到带抗结壳涂层的输尿管支架成品，可以通过在输尿管支架表面的涂层可通过1％甲酚红溶液染色，或光电子能谱试验验证阴离子树脂是否成功接枝。
相比于现有技术，本发明所公开发的方案至少包含如下有益效果：
1.作为涂层的抗结壳主要有效成分的阴离子高聚物在尿液中稳定性较好，相比一般的亲水涂层(聚乙烯吡咯烷酮等)在尿液环境中不易发生腐蚀或脱落；
2.作为涂层的抗结壳主要有效成分的阴离子聚合物由于包含较多Lewis酸基团，可起到一定的局部缓冲作用，可减少尿液剧烈pH变化带来的尿盐沉积；
3.作为涂层的抗结壳主要有效成分的阴离子聚合物在体外试验中明确可减少草酸钙等尿盐在基材表面的沉积；
4.阴离子高聚物(如聚乙烯磺酸钙等)有使用于人体作为降低血钾的药物的应用历史。该类高聚物多数不参与人体代谢过程，不引起热源、免疫反应，生物相容性良好；
5.该涂镀技术原材料成本较低，工艺简易，适合大规模生产和推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实施方法，通常按照常规方式进行操作。
本发明公开一种基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法，包括如下步骤：
(1)将阴离子树脂放入纯水中，以磁力搅拌子剧烈搅拌使之分散形成分散液；
(2)往分散液中加入活化剂，继续搅拌形成活化乳液；
(3)后将水性聚氨酯涂料缓慢加入活化乳液中，剧烈搅拌使之充分混合形成涂层溶液；
(4)取作为涂层基底的输尿管支架，将涂层溶液以溶液浸渍、喷涂或辊轮涂镀的方式在涂层基底形成涂层，而后经干燥固化在涂层基底表面形成抗结壳涂层；作为抗结壳涂层抗结壳主要有效成分的阴离子聚合物以共价键的形式结合于作为涂层基底的输尿管支架上。
其中，作为优选方案所述阴离子树脂为含有磺酸侧链基团的以碳碳键为主链的树脂。更优地，所述阴离子树脂为聚乙烯磺酸盐树脂。
另外，所述阴离子树脂的分子量在120K-2500K之间，其Lewis酸的功能基经过去质子化的处理而成为钠盐、钾盐等，该成分不溶于水。所述阴离子树脂的主链构象为无规构象。为了达到尽快能好的抗结壳效果所述抗结壳涂层厚度在0.1–0.5mm之间
作为本发明的一个优选实施方案，本发明的基于阴离子树脂的输尿管支架抗结壳涂层的制造方法包括如下步骤：
(1)取4.0g分子量为200K的无规聚乙烯磺酸钠高聚物，放入12mL纯水中，以磁力搅拌子剧烈搅拌使之分散形成分散液；
(2)往分散液中加入0.6g氮丙啶活化剂，继续搅拌20min形成活化乳液；
(3)后将20g水性聚氨酯涂料缓慢加入活化乳液中，缓慢加入含有聚乙烯磺酸钠高聚物的活化乳液中，剧烈搅拌30min使之充分混合
(4)取聚醚型热塑性聚氨酯的输尿管支架，缓慢浸入涂料溶液中，完全浸没后静置30s，后以1cm/s速率缓慢撤出液面；使浸渍后的输尿管支架置入65℃烘箱中干燥2.5h，即可得到带抗结壳涂层的输尿管支架成品。
对于可得到带抗结壳涂层的输尿管支架成品，可以通过在输尿管支架表面的涂层可通过1％甲酚红溶液染色，或光电子能谱试验验证阴离子树脂是否成功接枝。
相比于现有技术，本发明所公开发的方案至少包含如下有益效果：
1.作为涂层的抗结壳主要有效成分的阴离子高聚物在尿液中稳定性较好，相比一般的亲水涂层(聚乙烯吡咯烷酮等)在尿液环境中不易发生腐蚀或脱落；
2.作为涂层的抗结壳主要有效成分的阴离子聚合物由于包含较多Lewis酸基团，可起到一定的局部缓冲作用，可减少尿液剧烈pH变化带来的尿盐沉积；
3.作为涂层的抗结壳主要有效成分的阴离子聚合物在体外试验中明确可减少草酸钙等尿盐在基材表面的沉积；
4.阴离子高聚物(如聚乙烯磺酸钙等)有使用于人体作为降低血钾的药物的应用历史。该类高聚物多数不参与人体代谢过程，不引起热源、免疫反应，生物相容性良好；
5.该涂镀技术原材料成本较低，工艺简易，适合大规模生产和推广。
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：取4.0g分子量为200K的无规聚乙烯磺酸钠高聚物，放入12mL纯水中，以磁力搅拌子剧烈搅拌使之分散。往分散液中加入0.6g氮丙啶活化剂(DSMTMCX-100交联剂)，继续搅拌20min。后将20g水性聚氨酯涂料(DSMTMNEOREZ-R9621)缓慢加入含有聚乙烯磺酸钠高聚物的乳液中，剧烈搅拌30min使之充分混合。取一支规格为6Fr的聚醚型热塑性聚氨酯的输尿管支架，缓慢浸入涂料溶液中，完全浸没后静置30s，后以1cm/s速率缓慢撤出液面。使浸渍后的输尿管支架置入65℃烘箱中干燥2.5h，即可得到带抗结壳涂层的输尿管支架成品。
实施例2：输尿管支架表面的涂层可通过1％甲酚红溶液染色，或光电子能谱试验验证阴离子树脂是否成功接枝。从检测结果来看，采用实施例1中方案值得的输尿管支架成品均能实现成功接枝。而且临床使用效果也极佳。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
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