CN109701086A - 一种医用管材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

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：将左旋多巴进行自聚合反应，得到聚左旋多巴溶液；S2：将聚醚嵌段酰胺管材浸泡在阳离子聚电解质中，使聚醚嵌段酰胺管材表面引入正离子；S3：将步骤S2处理后的聚醚嵌段酰胺管材浸泡在步骤S1制成的聚左旋多巴溶液中，在聚醚嵌段酰胺管材表面附着形成聚左旋多巴涂层；S4：将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材置于改性材料溶液中反应，得到涂层改性的聚醚嵌段酰胺管材。本发明通过使用左旋多巴在聚醚嵌段酰胺管材表面形成聚左旋多巴涂层，然后通过接枝的方法对涂层进行改性，来提高医用管材的生物相容性、亲水性以及界面粘结性能。

Description

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

聚醚嵌段酰胺(Pebax)是热塑性弹性体(TPE)的一种，是由聚酰胺(PA)作为硬链段以及聚醚(PE)作为柔性软链段构成的一类热塑性多嵌段共聚物。聚醚嵌段酰胺(Pebax)具有良好的生物降解性，形状记忆性以及生物相容性，已经广泛应用在生物医学领域。然而聚醚嵌段酰胺(Pebax)的生物学性能以及与其他材料的粘结性能仍存在一定的不足，因此需要对聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材表面进行改性，提高其生物相容性、亲水性以及与其他材料的粘结性能。

传统的处理方法比如等离子体、化学接枝、化学刻蚀虽然在管材表面引入活性基团，增强了管材与其他基体的界面粘结性能，但是它们有不同的缺点，比如对管材本体的损伤，造成其力学性能下降，反应条件苛刻，对设备的要求较高，容易造成环境污染等。因此，寻求新的方法来制备管材具有重要的意义。

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，能够提升管材表面的生物相容性、亲水性以及界面粘结性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的医用管材的制备方法，包括如下步骤：S1：将左旋多巴进行自聚合反应，得到聚左旋多巴溶液；S2：将聚醚嵌段酰胺管材浸泡在阳离子聚电解质溶液中，使聚醚嵌段酰胺管材表面引入正离子；S3：将步骤S2处理后的聚醚嵌段酰胺管材浸泡在步骤S1制成的聚左旋多巴溶液中，在聚醚嵌段酰胺管材表面附着形成聚左旋多巴涂层；S4：将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材置于改性材料溶液中反应，得到涂层改性的聚醚嵌段酰胺管材。

优选地，所述步骤S1包括：将左旋多巴溶解在水中，得到左旋多巴溶液，调节溶液pH值至8.0-9.0，自聚合反应得到聚左旋多巴溶液。

优选地，在所述左旋多巴溶液中加入氢氧化钠、三(羟甲基)氨基甲烷或碳酸钠化合物中的至少一种，调节溶液pH值至8.0-9.0。

优选地，所述步骤S1中自聚合反应时间为16-24小时。

优选地，所述步骤S2中阳离子聚电解质的浓度为1.0-3.0mg/mL。

优选地，所述步骤S2中的阳离子聚电解质溶液中包含氯化钠，所述氯化钠的浓度为1.0-3.0mg/ml。

优选地，所述步骤S2中的阳离子聚电解质溶液为聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液或聚丙烯酸钠溶液。

优选地，所述步骤S2和步骤S3中的浸泡时间均为5-20min，浸泡完后再用水清洗以及氮气干燥。

优选地，所述步骤S2和步骤S3循环执行1-8次。

优选地，所述步骤S4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、磷酸胆碱和白蛋白中的至少一种。

优选地，所述步骤S4包括：将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材浸泡在改性材料溶液中，调节溶液pH值为8.5-9.0，反应8-24小时，然后水洗得到涂层改性的聚醚嵌段酰胺管材。

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S4中将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材分别放入不同浓度的改性材料溶液中，使聚左旋多巴涂层外部具有不同厚度的改性材料涂层。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种医用管材，由上述制备方法制取。

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，通过使用左旋多巴自聚在聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材表面引入羟基、氨基等活性官能团，然后与改性材料如肝素、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)、白蛋白等发生反应，提高聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材的生物相容性、亲水性以及界面粘结性能，并且可以进行规模化批量生产、满足不同产品的需求、简化生产工序、提高产能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明通过使用贻贝类分泌物左旋多巴在聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材表面形成涂层，然后通过接枝的方法对涂层进行改性，来提高介入医疗器械精密管材生物相容性、亲水性以及界面粘结性能。

贻贝是一种普遍存在于近海岸尤其是冷水海域的甲壳类动物，它们能够分泌超强粘附蛋白将自己牢固粘附在任何材料表面上，比如金属、玻璃、聚合物及矿物等。该粘附蛋白可以在潮湿的环境中迅速固化，与基体材料形成较强的相互作用，其中，左旋多巴是使贻贝粘性蛋白产生粘附行为的关键。

本发明提供的医用管材的制备方法，使用左旋多巴来提高医用管材的生物相容性、亲水性以及界面粘结性能，包括以下步骤：

步骤S1、左旋多巴的自聚合反应。

将预定量的左旋多巴溶解在预定量的水中，得到左旋多巴溶液，使用碱调节溶液pH值至8.0-9.0，在室温下自聚合反应16-24h得到聚左旋多巴溶液，碱可以为氢氧化钠、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)或碳酸钠等中的至少一种。

步骤S2、在管材表面引入正离子。

将清洗后的聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材浸泡在阳离子聚电解质溶液中5-20min，然后用水清洗以及氮气干燥。阳离子聚电解质溶液可以为聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)溶液或聚丙烯酸钠溶液。阳离子聚电解质溶液中可以包含氯化钠，所述氯化钠的浓度可以为1.0-3.0mg/ml。

步骤S3、管材表面附着聚左旋多巴涂层。

将步骤S2处理后的管材浸泡在步骤S1制成的聚左旋多巴溶液中5-20min，然后再用水清洗以及氮气干燥。

在该步骤中，由于聚左旋多巴有羧酸负离子，可以与管材表面的正离子发生结合，通过这种方式，聚左旋多巴可以有效地结合在管材表面。并且，由于静电吸附的作用,将聚左旋多巴吸附在管材的表面上,形成一层致密的涂层，从而在管材表面引入大量的活性官能团，如羟基、羧基、氨基。

步骤S4、管材表面聚左旋多巴涂层的改性。

将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材放入配制好的改性材料溶液中，使用磷酸盐缓冲液调节溶液pH值为8.5-9.0，改性材料选自肝素、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、白蛋白中的至少一种。改性材料可以为肝素，肝素溶液的浓度可以为20-40mg/mL。聚左旋多巴涂层上的活性官能团容易与上述改性材料所带的官能团反应，使聚左旋多巴涂层的外部具有一层改性材料涂层，提高管材的生物学性能。在室温下反应8-24h后，用蒸馏水清洗、干燥得到涂层改性的聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材。另外，由于聚左旋多巴涂层外部的改性材料涂层的厚度与改性材料溶液的浓度有关，可以将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材分别放入不同浓度的改性材料溶液中反应，得到具有不同改性材料涂层厚度的聚醚嵌段酰胺管材，满足不同产品的需求。

另外，上述步骤S2和S3可以循环执行，循环执行的次数不同，可以得到表面具有不同聚左旋多巴涂层厚度的聚醚嵌段酰胺(Pebax)管材，步骤S2和S3循环重复次数优选为1-8次。

实施例1将Pebax医疗管材剪成长度15cm的尺寸，分别用75％乙醇和去离子水清洗管材表面除杂，然后置于真空烘箱至恒重，温度设定为80℃。将左旋多巴溶解在水中，得到左旋多巴溶液，使用碱调节溶液pH值至8.0-9.0，在室温下自聚合反应16-24h得到聚左旋多巴溶液。碱可以为氢氧化钠、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)或碳酸钠等。将经过清洗的管材浸泡在浓度为1.0mg/mL的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)溶液中5min，然后用水清洗以及氮气干燥，再将管材浸泡在聚左旋多巴溶液中5min(pH＝8.0-9.0，质量体积浓度C＝1.0-3.0g/L)，然后再用水清洗以及在真空下干燥，如此循环重复上一操作步骤(1-8次)，得到不同聚左旋多巴涂层厚度的聚醚嵌段酰胺管材，然后将聚醚嵌段酰胺管材浸泡在配置好的20mg/mL的肝素溶液中(使用磷酸盐缓冲液调节pH＝9.0)，在室温下反应8-24h，然后水洗得到改性后的聚醚嵌段酰胺管材。

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。

本发明提供的制备方法，能够保证管材的精密度，从而可以进行规模化批量生产，满足不同产品的需求，同时能够提高管材的生物学相容性，并且可以简化生产工序、提高产能。该医用管材可以为低硬链段的热塑性弹性体，如聚醚嵌段酰胺(Pebax)3533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，经过改性材料肝素溶液浸泡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)通过层层涂覆聚左旋多巴的方法使管材表面具有聚左旋多巴涂层，该涂层具有大量的活性官能团，因此，容易与改性材料所带的官能团发生化学反应，使聚左旋多巴涂层的外部具有改性材料涂层，提高管材的生物学性能。

(2)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)涂层的厚度可控，有利于调控涂层与管材的粘结力，此外在保留医用高分子管材高韧性及高柔软性的特点上，又赋予了生物相容性和润滑性，能同时满足微创伤介入医疗器械精密管材在临床上的要求。

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。

Claims (14)

1.一种医用管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将左旋多巴进行自聚合反应，得到聚左旋多巴溶液；

S2：将聚醚嵌段酰胺管材浸泡在阳离子聚电解质溶液中，使聚醚嵌段酰胺管材表面引入正离子；

S3：将步骤S2处理后的聚醚嵌段酰胺管材浸泡在步骤S1制成的聚左旋多巴溶液中，在聚醚嵌段酰胺管材表面附着形成聚左旋多巴涂层；

S4：将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材置于改性材料溶液中反应，得到涂层改性的聚醚嵌段酰胺管材。

2.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：将左旋多巴溶解在水中，得到左旋多巴溶液，调节溶液pH值至8.0-9.0，自聚合反应得到聚左旋多巴溶液。

3.如权利要求2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，在所述左旋多巴溶液中加入氢氧化钠、三(羟甲基)氨基甲烷或碳酸钠化合物中的至少一种，调节溶液pH值至8.0-9.0。

4.如权利要求2所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中自聚合反应时间为16-24小时。

5.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中阳离子聚电解质溶液的浓度为1.0-3.0mg/mL。

6.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的阳离子聚电解质溶液中包含氯化钠，所述氯化钠的浓度为1.0-3.0mg/ml。

7.如权利要求1、5或6所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的阳离子聚电解质溶液为聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液或聚丙烯酸钠溶液。

8.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中的浸泡时间均为5-20min，浸泡完后再用水清洗以及氮气干燥。

9.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3循环执行1-8次。

10.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S4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、磷酸胆碱和白蛋白中的至少一种。

11.如权利要求10所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S4包括：将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材浸泡在改性材料溶液中，调节溶液pH值为8.5-9.0，反应8-24小时，然后水洗得到涂层改性的聚醚嵌段酰胺管材。

12.如权利要求10所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述改性材料为肝素，所述肝素溶液的浓度为20-40mg/mL。

13.如权利要求1所述的医用管材的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中将具有聚左旋多巴涂层的聚醚嵌段酰胺管材分别放入不同浓度的改性材料溶液中，使聚左旋多巴涂层外部具有不同厚度的改性材料涂层。

14.一种医用管材，其特征在于，由权利要求1-13任一项所述的医用管材的制备方法制取。