一種醫用抗菌高分子複合材料及其製備方法與應用與流程
2023-10-16 22:42:39 2
本發明涉及醫用高分子材料技術領域，具體是一種醫用抗菌高分子複合材料及其製備方法與應用。
背景技術：
對於醫療導管，臨床治療過程中，使用導管的患者，一般同時服用抗生素來抵禦感染；但是，長期使用抗生素，細菌會產生抗藥性，抗生素的效力會降低甚至失效，病人感染的同時，也很難再通過抗生素進行治療；因此，使用帶有抗菌功能的導管在臨床上具有很大的優勢；但是現有技術中無法在使共聚物既要保持塑料材料基本性能還要達到規定的衛生安全性能的同時，滿足抗菌塑料成品無毒、無異味、對環境無害的要求；抗菌劑應用於塑料製品可以通過將抗菌劑直接與塑料混合，分散在塑料中製成抗菌塑料，這種直接添加法工藝簡單，但抗菌劑在塑料中分散較差，抗菌效果不好，抗菌劑利用不充分，使用成本增加；而將抗菌劑和聚合物共混物混煉造粒，更有利於抗菌劑的分散和抗菌作用的發揮；在製作精密導管時一般採用與醫用抗菌高分子複合材料共擠出技術，目前市面上的導管管體由基質材料製成，基質可以由任何聚合物材料製成，親水聚合物共擠出粘附於其上，但是由於基體材料種類較多，所以需要各種不同種類的共擠醫用抗菌高分子材料，目前此類抗菌高分子複合共擠材料基本被國外控制，且價格高昂；基於上述原因，迫切需要探究和研發自主開發的醫用抗菌高分子複合材料，以填補市場空白。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種醫用抗菌高分子複合材料及其製備方法，以解決現有抗菌醫用高分子導管表層材料依賴進口、成本高昂的技術問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種醫用抗菌高分子複合材料，包括以下重量百分比的組分：
所述醫用抗菌母粒的製作配方及方法如下：選用市售抗菌劑與聚醚型tpu共混擠出，其中抗菌劑佔醫用抗菌母粒重量百分比為5-10％，加入相容劑採用熔融擠出的方式，製備得到適合擠出體系的醫用抗菌母粒；其中，市售抗菌劑選用美國麥可班、瑞士山寧泰、日本潔爾美客、美國奧麒、日本東亞合成公司產品中適用於軟質塑膠的一種或幾種；聚醚型tpu為路博潤公司的聚醚型tpu。
作為本發明進一步的方案：所述相容劑結構類似於可樂麗的tu5265；採用醫用聚醚型tpu與食品醫療級sebs，用溶液接枝法製成嵌段結構，成為體系的相容劑；食品醫療級sebs優選牌號如yh506，kraton1645，1641中的一種；醫用聚醚型tpu優選路博潤公司的聚醚型tpu，牌號如eg-100a-b20、eg-80a-b20中的一種。
作為本發明再進一步的方案：所述分散劑採用食品醫療級的ebs與醫用矽油混合製成。
作為本發明再進一步的方案：所述無機填料為醫療級硫酸鋇或醫療級次碳酸鉍中的一種。
作為本發明再進一步的方案：所述醫用抗菌高分子複合材料的製備方法，包括以下步驟：
1)按配方稱取各原料；
2)將醫用抗菌母粒、食品醫療級sebs、聚醚型tpu、相容劑進行混料處理，製得第一混合物料；
3)將無機填料和分散劑進行高速攪拌，經混料處理後製得第二混合物料；
4)將步驟2)中製備的第一混合物料加入主進料口，將步驟3)中製備的第二混合物料加入側進料口中進行熔融擠出處理，得到醫用抗菌高分子複合材料。
作為本發明再進一步的方案：所述熔融擠出處理是採用雙螺杆擠出機擠出，所述雙螺杆擠出機內部溫度為185-220℃，雙螺杆擠出機模頭及口模溫度為190-210℃，停留時間≤8s。
作為本發明再進一步的方案：所述醫用抗菌母粒的製備方法包括以下步驟：選用抗菌劑與聚醚型tpu共混擠出，抗菌劑佔醫用抗菌母粒的重量百分比為5-10％，抗菌劑與聚醚型tpu加入相容劑後採用熔融擠出的方法製備得到醫用抗菌母粒。
作為本發明再進一步的方案：所述醫用抗菌母粒由抗菌劑與聚醚型tpu加入相容劑經混料處理後進行熔融擠出，熔融擠出工藝條件為：雙螺杆擠出溫度範圍為160-200℃，模頭溫度控制在170-200℃之間，抽真空處理，停留時間≤15s，且相容劑分散均勻。
作為本發明再進一步的方案：所述醫用抗菌高分子複合材料應用在醫療抗菌導管、醫療器材包覆方面。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提供一種新型醫用抗菌高分子複合材料，其可以與聚氨酯，橡膠，乙烯，丙烯等多種親水共聚物高強度粘合共擠出，同時具有良好的抗菌效果；通過使用抗菌母粒賦予高分子複合材料具有優良的抗菌效果；通過使用自製醫療級分散劑，使得無機填料充分分散在基體中，通過使用醫用無機填料體，使複合材料在擠出時具有更優異的尺寸穩定性，並有良好的顯影效果；通過使用食品醫療級sebs作為基體材料，使得複合材料的柔軟性能和擠出性能得到大大提升；通過聚醚型tpu及相容劑的相互作用，實現熱高分子複合材料與基體材料共擠時相互粘結性能顯著提高；正是由於該醫用抗菌複合材料具有該優異性能，其可以廣泛用於醫療導管，醫療器械等產品中，避免了目前市面上絕大部分醫療導管，醫療器械配件原材料均為進口醫用抗菌高分子複合材料，大幅降低了醫療導管、醫療器材等產品的生產成本，緩解了目前國內嚴峻的醫療價格高昂的弊端，提升了市場競爭力。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例中，一種醫用抗菌高分子複合材料，包括以下重量百分比的組分：
其中，食品醫療級sebs和聚醚型tpu為基體樹脂，起到擠出載體的作用；所述分散劑採用食品醫療級的ebs與醫用矽油混合製成，其與醫療級無機填料，如硫酸鋇，在高速攪拌機中進行共混處理，然後與複合材料配合使用，醫用抗菌母粒分散於抗菌高分子複合材料中，用於提升複合材料的相容性以及賦予複合材料優良的抗菌效果。
以所述抗菌母粒總重量為100％計，本發明中醫用抗菌母粒包括如下重量百分數的組分：
其中，抗菌劑選用美國麥可班、瑞士山寧泰、日本潔爾美客、美國奧麒、日本東亞合成中的至少一種。
醫用抗菌母粒的製備方法如下：
按照上述配方稱取的各組分，將各原料經混料處理後進行熔融擠出；所述熔融擠出的工藝條件為：所述雙螺杆擠出機內部溫度為185-220℃，雙螺杆擠出機模頭及口模溫度為190-210℃，停留時間不超過8s。
所述無機填料選用經過分散處理的無機填料，該分散處理是指：在無機填料中加入自製的分散劑，攪拌混合均勻，其中，無機填料與分散劑的用量比值為100-200：1。兩者混合方式採用高速攪拌機處理15-30min，可以提高醫用抗菌母粒的擠出穩定性。
所述醫用抗菌高分子複合材料的製備方法，包括以下步驟：
1)按配方稱取各原料；
2)將醫用抗菌母粒、食品醫療級sebs、聚醚型tpu、相容劑進行混料處理，製得第一混合物料；
3)將無機填料和分散劑進行高速攪拌，經混料處理後製得第二混合物料；
4)將步驟2)中製備的第一混合物料加入主進料口，將步驟3)中製備的第二混合物料加入側進料口中進行熔融擠出處理，得到醫用抗菌高分子複合材料。
現以醫用抗菌高分子複合材料和製備方法為例，對本發明進行進一步詳細說明。
實施例1-7以及對比例醫用抗菌高分子複合材料的組分及含量如表1所示：
表1實施例1-7以及對比例中各原料的組分及含量
實施例1-7製備的醫用抗菌高分子複合材料與對比例的性能對比如表2所示：
表2實施例1-7製備的醫用抗菌高分子複合材料與對比例的性能對比
由表1-2可以看出，本發明的醫用抗菌高分子複合材料相對於現有技術，通過使用自製醫療級分散劑，使得無機填料充分分散在基體中，通過使用醫用無機填料體，使複合材料在擠出時具有更優異的尺寸穩定性，並有良好的顯影效果；通過使用食品醫療級sebs作為基體材料，使得複合材料的柔軟性能和擠出性能得到大大提升；通過聚醚型tpu及相容劑的相互作用，實現熱高分子複合材料與基體材料共擠時相互粘結性能顯著提高。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。