專利名稱：納米材料人工氣管插管及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種醫(yī)療器械技術領域的裝置及其制備方法，具體是一種復 合抗菌潤滑功能的納米材料人工氣管插管及其制備方法。
背景技術：
生物醫(yī)用高分子材料，如人工氣管、導尿管、吸引管、氣管切開導管，在臨 床醫(yī)學上的應用越來越廣泛。然而，這些材料在給臨床治療帶來便捷的同時，仍 存在某些問題。人們發(fā)現(xiàn)無論是長期或是短期留置在人體內的生物材料，都常常 會引起各種細菌感染。
現(xiàn)有的人工氣管插管一般采用醫(yī)用級聚氯乙烯、醫(yī)用級聚乙烯或醫(yī)用級硅橡 膠等高分子材料制備。然而在人工氣管插管的使用當中，定植于呼吸機回路管道 內的細菌隨著噴射吸入氣流形成的氣溶膠或通過污染的冷凝水倒流進入氣管，氣
管插管等人工氣管損傷鼻咽部粘膜，影響吞咽及纖毛清除功能；而插管內壁及氣 囊周圍粘附大量細菌，極易與分泌物一起進入下呼吸道而引起呼吸機相關性肺炎 (venti-lation associated pneumonia, VAP) 。 VAP是機械通氣患者在通氣48 小時后出現(xiàn)的肺部感染，其患病率9%_24%，病死率33%-71%，是醫(yī)院獲得性 肺炎(hospital acquired pneumonia, HAP)中最常見和最危重的嚴重并發(fā)癥，其 發(fā)生是帶有病原體的分泌物吸入的結果。氣管相關型感染嚴重影響了病人的康 復，增加了病人的痛苦，甚至導致病人的死亡。
因此，人工氣管插管的抗感染問題很早就被人重視，其在使用前必須經過嚴 格的滅菌消毒。同時，在其植入過程中也輔以抗感染藥劑，以減少感染的可能。 但是這些措施只能部分降低感染的可能性，并不能解決其在使用中的所發(fā)生的氣 管相關型感染的問題。目前，抗生素藥物起到了一定的抗感染作用，但是由于呼 吸機相關性肺炎的險惡預后，臨床病原學診斷敏感性和特異性低下以及時間上的 滯后，還有抗生索耐藥性的同漸增長，都給預防及治療帶來了極大困難。另一方 面，盡管抗生素開發(fā)不斷有新藥問世， 一些高效、廣譜抗生素給重癥感染治療以 新的武器，然而重癥HAP病情變化復雜，危險因素甚多，而且病原菌大多為高度
4耐藥或多重耐藥菌株，經驗性治療常不能"擊中目標"或達到理想的"對號入座"。 隨著對氣管導管生物被膜的形成與呼吸機相關性肺炎關系的認識，人們期望
開發(fā)一種具有抗菌性能的氣管導管，以減少呼吸機相關性肺炎的發(fā)生。
經過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，公開號CN101134125A的發(fā)明專利申請，記載
了一種"抗菌潤滑氣管導管"，包括充氣管管體，充氣氣囊，充氣管管體包括
連接端和插入端，充氣氣囊套在充氣管管體的插入端的外表面，充氣氣囊的邊緣 與充氣管管體氣密連接，充氣管管體上還連接有給氣管，給氣管與充氣氣囊相通， 充氣管管體的插入端表面有機結合有抗菌層，抗菌層外表面有潤滑層，抗菌層為 納米銀涂層，潤滑層為聚乙烯吡咯烷酮涂層。由于該技術只針對斷口處表面進行 處理，而且抗菌成分單一，因而無法獲得滿意的抗菌效果，達到抑制和減少呼吸 機相關性肺炎發(fā)生率。
又經檢索發(fā)現(xiàn)，授權公告號為CN2538362Y的實用新型專利，記載了一種"新 型氣管插管"，由抗感染高分子材料制備而成，包括氣管插管連接頭，氣嘴，嵌 于氣管插管一側管壁內的充、放氣管，氣囊，插管側壁開口，并且氣管插管另一 側管壁嵌有一排液管，排液管一端在氣囊上方有一排液口，另一端可與注射器等 器械連接。然而，使用這種氣管時剌激性大，潤滑性差，且動物試驗表明，其抗 菌性能也有待進一步提高。
發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種納米材料人工氣管插管及其 制備方法，具有潤滑性、廣譜長效殺菌功能、可控緩釋藥物的抗菌潤滑人工氣管 插管，以降低因使用人工氣管引起的導管相關型感染的發(fā)生。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明涉及納米材料人工氣管插管包括呼吸器接頭、給氣管、充氣管、充 氣氣囊、排液管和潤滑涂層，其中充氣管在給氣管內，給氣管的輸出端與呼吸 器接頭相連接，給氣管的插入段為鍥形，給氣管的外壁設有充氣氣囊，充氣管上 對應設置充氣氣囊的位置上開有孔，排液管鑲嵌在給氣管的外壁上與充氣氣囊相 鄰，排液管靠近充氣氣囊的一端上設有排液口，排液管的另一端連接注射器，在 充氣氣囊和給氣管的外壁上設有潤滑涂層。
所述的潤滑涂層的厚度為0. lmm-lmm，該潤滑涂層為聚乙烯吡咯烷酮PVP或 PVP-醋酸乙烯酯類親水性聚合物。
5所述的給氣管和充氣氣囊由納米改性塑料制成，該納米改性塑料的組分及質 量百分比為基于100重量份的高分子材料，還含有0. 5-5重量份的納米無機抗
菌劑，0.5-5重量份的緩釋藥物，30-60重量份增塑劑，0.5-5重量份潤滑改性 劑，l-5重量份穩(wěn)定劑，5-30重量份沖擊改性劑。
所述的高分子材料是指醫(yī)用級聚氯乙烯、醫(yī)用級聚乙烯、醫(yī)用級硅橡膠或 醫(yī)用級聚四氟乙烯中的一種；
所述的納米無機抗菌劑是指納米銀系抗菌材料、納米鋅系抗菌材料、納米
銅系抗菌劑或納米氧化鈦中的一種或其組合；
所述的緩釋藥物是指喹諾酮類、頭孢菌素類、氨基苷類或糖肽中的兩種或 多種混合物。
所述的增塑劑是指二 (異壬基)環(huán)已胺-1， 2-乙二酸酯(DINCH)、鄰苯二 甲酸二異壬酯(DINP)、已二酸二辛酯(DEHA)或丁酰檸檬酸三正已酯(BTHC) 中的一種或多種混合物。
所述的潤滑劑是指硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、石蠟或聚乙 烯蠟中的一種或多種混合物。
所述的穩(wěn)定劑是指稀土穩(wěn)定劑或鈣鋅穩(wěn)定劑之一或其混合物。
所述的沖擊改性劑為氯化聚乙烯(CPE)、聚丙烯酸酯類(ACR)、甲基丙烯酸 -丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、乙烯 -乙酸烯酯共聚物(EVA)、乙丙橡膠(EPR)中的一種或多種混合物。 本發(fā)明涉及納米材料人工氣管插管的制備方法，包括以下步驟 第一步、將高分子材料、納米無機抗菌劑、緩釋藥物、檸檬酸酯、硬脂酸鈣、 稀土穩(wěn)定劑和聚醋酸乙烯酯置于潔凈的高速混合機中均勻混合，制成復合納米材 料；
所述的高分子材料為醫(yī)用級聚氯乙烯、醫(yī)用級聚乙烯、醫(yī)用級硅橡膠或醫(yī)用 級聚四氟乙烯中的一種；
所述的納米無機抗菌劑為納米銀系抗菌材料、納米鋅系抗菌材料、納米銅系 抗菌劑或納米氧化鈦中的一種或其組合；
所述的緩釋藥物是指喹諾酮類、頭孢菌素類、氨基苷類或糖肽中的兩種或 多種混合物。
第二步、將復合納米材料置于雙螺桿擠出機內，在160-20(TC溫度下擠出并用切粒機切粒，得到醫(yī)用抗菌性塑料；
第三步、采用醫(yī)用抗菌性塑料通過擠壓冷卻法制備出抗菌人工氣管；
所述的擠壓冷卻法是指利用雙螺桿擠出機，擠出模頭，將抗菌性母粒塑化 擠出后，在真空冷卻器中進行冷卻定型，然后經過對管材的牽引、切割及組裝， 制備出抗菌性人工氣管導管。
第四步、在抗菌人工氣管的給氣管插入端的外壁涂覆一層潤滑涂層，制成復 合納米材料的抗菌潤滑人工氣管插管。
本發(fā)明通過將含有納米材料的無機抗菌劑與醫(yī)用高分子聚合物有機結合，制 備出抗菌性醫(yī)用塑料，實現(xiàn)該人工氣管插管的抑菌功效，從而改善在機械通氣過 程中細菌的感染情況，減少呼吸機相關性肺炎的發(fā)生率和節(jié)約人力與物力的消 耗；通過在抗菌塑料中載入肺炎治療用藥物，實現(xiàn)在機械通氣治療過程中，在抑 菌的同時，達到可控緩慢釋放藥物的功效，起到治療的效果。載藥緩釋體植入體 內后，可直接作用于病患部位，達到用藥量少、局部濃度高、毒副作用小、作用 時間長及療效好的作用；本發(fā)明采用在原有普通人工氣管插管插口表面涂覆潤滑 涂層，起到潤滑的功效，減少插管時對管腔組織的損傷，減輕疼痛，防止并發(fā)癥 的發(fā)生。同時本發(fā)明所涉及的制備方法簡單可控，成本低廉，適合批量生產。
圖l為本發(fā)明結構示意圖。
其中l(wèi)呼吸器接頭、2給氣管、3充氣管、4充氣氣囊、5排液管、6潤滑涂層。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下 進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限 于下述的實施例。
實施例1:
如圖1所示，本實施例包括呼吸器接頭1、給氣管2、充氣管3、充氣氣
囊4、排液管5和潤滑涂層6，其中充氣管3在給氣管2內，給氣管2的輸出 端與呼吸器接頭1相連接，給氣管2的插入端為鍥形，給氣管2的外壁設有充氣 氣囊4，充氣管3上對應設置充氣氣囊4的位置上開有孔，排液管5鑲嵌在給氣 管2的外壁上與充氣氣囊4相鄰，排液管5靠近充氣氣囊4的一端上設有排液口 ，
7排液管5的另一端連接注射器，在充氣氣囊4和給氣管2的外壁上設有潤滑涂層 本實施例通過以下方式制備獲得-
第一步、將3000g醫(yī)用級聚乙烯(PE)、 60g納米銀系抗菌材料以及15g替 卡西林-克拉維酸復合制劑，在潔凈的高混機中充分均勻混合；
第二步、通過雙螺桿擠出機在160-20(TC溫度下擠出，用切粒機切粒，得到 醫(yī)用抗菌性塑料母粒。
第三步、通過雙螺桿擠出機，擠出模頭，將該抗菌性塑料母粒塑化擠出后， 在真空冷卻器中進行冷卻定型，然后經過對管材的牽引、切割及組裝，制備出抗 菌性人工氣管導管。
第四步、在該人工氣管插口的表面涂覆一層聚乙烯吡咯垸酮潤滑層，制備出 具有潤滑性、光譜長效抗菌的人工氣管插管。
實施例2:本實施例通過以下方式制備獲得如圖1所示的復合納米材料的抗 菌潤滑人工氣管插管
第一步、將3000g醫(yī)用級聚氯乙烯(PVC)， 15g納米銀系抗菌材料，15g納米 氧化鋅，60g哌拉西林/他唑巴坦復合制劑，1200gDINCH (巴斯夫，Hexamoll D頂CH)， 30g硬脂酸鈣，150g稀土穩(wěn)定劑，450g聚醋酸乙烯酯在潔凈的高速混 合機中充分均勻混合；
第二步、在160-18(TC溫度下用雙輥開煉機開煉成片，用切粒機切粒，得到 醫(yī)用抗菌性塑料母粒；
第三步、利用雙螺桿擠出機，擠出模頭，將該抗菌性塑料母粒塑化擠出后， 在真空冷卻器中進行冷卻定型，然后經過對管材的牽引、切割及組裝，制備出抗 菌性人工氣管導管。
第四步、在該人工氣管插口的表面涂覆一層聚乙烯吡咯烷酮潤滑層，制備出 具有潤滑性、光譜長效抗菌的人工氣管插管。
實施例3:本實施例通過以下方式制備獲得如圖1所示的復合納米材料的抗 菌潤滑人工氣管插管
第一步、將3000g醫(yī)用級聚氯乙烯(PVC)， 120g納米銀銅系抗菌材料，60g 納米氧化鈦，300g莫西沙星，1200g DINCH (巴斯夫，Hexamoll DINCH) ， 30g硬 脂酸鈣，150g稀土穩(wěn)定劑，450g聚醋酸乙烯酯在潔凈的高速混合機中充分均勻混
8第二步、在潔凈的高速混合機中充分均勻混合，在160-18(TC溫度下用雙輥 開煉機開煉成片，用切粒機切粒，得到醫(yī)用抗菌性塑料母粒；
第三步、將該母粒與25kg醫(yī)用級聚氯乙烯復配，混合，利用雙螺桿擠出機， 擠出模頭，將母粒塑化擠出后，在真空冷卻器中進行冷卻定型，然后經過對管材 的牽引、切割及組裝，制備出抗菌性人工氣管導管。
第四步、在該人工氣管插口的表面涂覆一層聚乙烯吡咯烷酮-醋酸乙烯酯潤 滑層，制備出具有潤滑性、光譜長效抗菌的人工氣管插管。
實施例4:本實施例通過以下方式制備獲得如圖1所示的復合納米材料的抗 菌潤滑人工氣管插管
第一步、將3000g醫(yī)用級聚氯乙烯(PVC)， 15g納米銀銅系抗菌劑，15g納米 銀系抗菌劑，30g納米氧化鋅，30g納米氧化鈦，15g美羅培南，700g檸檬酸酯，500g 環(huán)氧大豆油，30g硬脂酸鈣，150g稀土穩(wěn)定劑，450g聚醋酸乙烯酯在潔凈的高速 混合機中充分均勻混合；
第二步、在160-18(TC溫度下用雙輥開煉機開煉成片，用切粒機切粒，得到 醫(yī)用抗菌性塑料母粒；
第三步、該抗菌性塑料母粒，利用雙螺桿擠出機，擠出模頭，將母粒塑化擠 出后，在真空冷卻器中進行冷卻定型，然后經過對管材的牽引、切割及組裝，制 備出抗菌性人工氣管導管。
第四步、在該人工氣管插口的表面涂覆一層聚乙烯吡咯烷酮潤滑層，制備出 具有潤滑性、光譜長效抗菌的人工氣管插管。
權利要求
1、一種納米材料人工氣管插管，包括呼吸器接頭、給氣管、充氣管、充氣氣囊、排液管和潤滑涂層，其特征在于充氣管在給氣管內，給氣管的輸出端與呼吸器接頭相連接，給氣管的插入段為鍥形，給氣管的外壁設有充氣氣囊，充氣管上對應設置充氣氣囊的位置上開有孔，排液管鑲嵌在給氣管的外壁上與充氣氣囊相鄰，排液管靠近充氣氣囊的一端上設有排液口，排液管的另一端連接注射器，在充氣氣囊和給氣管的外壁上設有潤滑涂層；所述的給氣管和充氣氣囊由納米改性塑料制成，該納米改性塑料的組分及質量百分比為基于100重量份的高分子材料，還含有0.5-5重量份的納米無機抗菌劑，0.5-5重量份的緩釋藥物，30-60重量份增塑劑，0.5-5重量份潤滑改性劑，1-5重量份穩(wěn)定劑，5-30重量份沖擊改性劑。
2、 根據(jù)權利要求1所述的納米材料人工氣管插管，其特征是，所述的潤滑 涂層的厚度為0. lmm-lmm，該潤滑涂層為聚乙烯吡咯烷酮PVP或PVP-醋酸乙烯酯 類親水性聚合物。
3、 根據(jù)權利要求1所述的納米材料人工氣管插管，其特征是，所述的高分 子材料是指醫(yī)用級聚氯乙烯、醫(yī)用級聚乙烯、醫(yī)用級硅橡膠或醫(yī)用級聚四氟乙 烯中的一種。
4、 根據(jù)權利要求1所述的納米材料人工氣管插管，其特征是，所述的緩釋 藥物是指喹諾酮類、頭孢菌素類、氨基苷類或糖肽中的兩種或多種混合物。
5、 根據(jù)權利要求1所述的納米材料人工氣管插管，其特征是，所述的增塑劑是指二異壬基環(huán)已胺-1， 2-乙二酸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、己二酸二辛酯或丁酰檸檬酸三正己酯中的一種或多種混合物。
6、 根據(jù)權利要求1所述的納米材料人工氣管插管，其特征是，所述的沖擊 改性劑為氯化聚乙烯、聚丙烯酸酯類、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸烯酯共聚物、乙丙橡膠中的一種或多 種混合物。
7、 根據(jù)權利要求l所述的納米材料人工氣管插管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、將高分子材料、納米無機抗菌劑、緩釋藥物、檸檬酸酯、硬脂酸鈣、 稀土穩(wěn)定劑和聚醋酸乙烯酯置于潔凈的高速混合機中均勻混合，制成復合納米材 料；第二步、將復合納米材料置于雙螺桿擠出機內，在160-20(TC溫度下擠出并用切粒機切粒，得到醫(yī)用抗菌性塑料；第三步、采用醫(yī)用抗菌性塑料通過擠壓冷卻法制備出抗菌人工氣管； 第四步、在抗菌人工氣管的給氣管插入端的外壁涂覆一層潤滑涂層，制成復合納米材料的抗菌潤滑人工氣管。
8、 根據(jù)權利要求7所述的納米材料人工氣管插管的制備方法，其特征是， 所述的高分子材料為醫(yī)用級聚氯乙烯、醫(yī)用級聚乙烯、醫(yī)用級硅橡膠或醫(yī)用級聚 四氟乙烯中的一種。
9、 根據(jù)權利要求1所述的納米材料人工氣管插管的制備方法，其特征在于， 所述的納米無機抗菌劑為納米銀系抗菌材料、納米鋅系抗菌材料、納米銅系抗菌 劑或納米氧化鈦中的一種或其組合。
10、根據(jù)權利要求1所述的納米材料人工氣管插管的制備方法，其特征在于， 所述的擠壓冷卻法是指利用雙螺桿擠出機，擠出模頭，將抗菌性母粒塑化擠出 后，在真空冷卻器中進行冷卻定型，然后經過對管材的牽引、切割及組裝，制備 出抗菌性人工氣管插管。
全文摘要
一種醫(yī)療器械技術領域的納米材料人工氣管插管及其制備方法，包括呼吸器接頭、給氣管、充氣管、充氣氣囊、排液管和潤滑涂層，其中充氣管在給氣管內，給氣管的輸出端與呼吸器接頭相連接，給氣管的插入段為楔形，給氣管的外壁設有充氣氣囊，充氣管上對應設置充氣氣囊的位置上開有孔，排液管鑲嵌在給氣管的外壁上與充氣氣囊相鄰，排液管靠近充氣氣囊的一端上設有排液口，排液管的另一端連接注射器，在充氣氣囊和給氣管的外壁上設有潤滑涂層，所述的給氣管和充氣氣囊由納米改性塑料制成。本發(fā)明減少插管時對管腔組織的損傷，減輕疼痛，防止并發(fā)癥的發(fā)生，制造工藝簡單可控，成本低廉，適合批量生產。
文檔編號A61L29/16GK101579550SQ20091005329
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權日2009年6月18日
發(fā)明者何丹農, 永 倪, 洋 劉, 冰 張, 洪月蓉, 盛小海, 超 陳, 陳玉云 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司