一种长效抗菌硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长效抗菌硅橡胶及其制备方法，所述硅橡胶表面键合有致密的交联网状聚咪唑层，所述交联网状聚咪唑层的厚度为1

【技术实现步骤摘要】
一种长效抗菌硅橡胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及医用硅橡胶材料领域，尤其是涉及一种长效抗菌硅橡胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅橡胶具有优异的生物安全性和化学惰性，现已广泛应用在植入或者介入治疗的医疗器械中，如导尿管、引流管、呼吸导管、宫颈封堵器、伤口敷料等领域。然而，作为外源性人工材料，硅橡胶植入/介入时表面易发生细菌粘附和增殖现象，且随植入时间的增长，也越易发生细菌黏附和感染，甚至表面形成生物膜，最终需更换植入材料，给医护工作者和患者造成巨大的负担。据统计，每年因使用硅橡胶而引起的细菌感染占院内感染总数的40％，且硅橡胶的细菌感染率还在逐年增加。因此，赋予硅橡胶表面抗菌性能至关重要，尤其是对于需长期植入或留置体内的硅橡胶材料，不仅需要其表面具有抗菌性能，更需要其表面具有优异的长效抗菌性能。
[0003]目前研究和开发抗菌硅橡胶主要有以下两种方式：
[0004]1)表面添加抗生素或抗菌大分子：将抗生素或者有机抗菌剂通过本体添加或者表面涂覆的方式与硅橡胶结合。如中国专利CN 201558397U“载缓释阿米卡星硅橡胶”中，将载有阿米卡星的聚乳酸-聚羟基乙酸涂覆到硅橡胶表面，通过缓释阿米卡星来获得抗菌效果。然而，抗生素与硅橡胶基底结合力弱，无法缓释，导致植入初期抗生素“暴释”，后期抗菌性能大幅下降，不能长效抗菌，且大量使用抗生素的会导致细菌产生耐药性，导致抗生素失效。如CN 104712815A通过硅烷偶联剂活化硅橡胶后，将纤维素、壳聚糖、硫酸软骨素、抗菌聚氨基酸或多肽接枝到硅橡胶表面，获得表面含有机大分子刷的抗菌硅橡胶。但由于上述有机大分子在硅胶表面以分子刷的形式存在，且分子间无化学键键合，更重要的是上述有机大分子在生理环境下及易降解，如聚赖氨酸、聚谷氨酸等在生理条件下，胰蛋白酶作用下快速降解(The Biochemical journal 1964,91(3),431-6.)，降解后无法保证长效抗菌。
[0005]2)本体或表面添加抗菌金属离子或纳米粒子：将无机载银、铜或锌类抗菌剂与硅橡胶复合，通过释放抗菌金属离子(Ag
+
、Cu
2+
或Zn
2+
)或者其纳米粒子与硅橡胶表面细菌作用而实现抗菌。如中国专利CN 105238057A将抗菌金属离子与白炭黑负载后再与硅胶基体复合制备抗菌硅橡胶。如中国专利申请CN2778285Y“抗菌硅橡胶”中，将纳米银包覆在硅橡胶表层，制备抗菌硅橡胶。然而，抗菌金属离子或者纳米颗粒的不断析出和累积，破坏周围组织的微环境平衡，干扰周围细胞的正常生长，产生细胞毒性，生物相容性差。鉴于此，监管机构曾多次发布公告(如国食药监械2006年第146号公告、食药监办械2012年第105号公告、食药监总局2015年第225号公告等)规范纳米银及银离子在医疗器械中的应用。
[0006]由此可见，现有的技术方案均无法兼顾材料的长效抗菌性能和生物相容性，无法满足硅橡胶长期植入时所需的抗菌性能。。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种长效抗菌硅橡胶。本专利技术所提供的抗菌硅橡胶及其制备方法解决了现有抗菌硅橡胶难以兼顾生物相容性和长效抗菌性的问题，具有较好的应用前景。
[0008]本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种如上所述长效抗菌硅橡胶的制备方法。
[0009]为解决上述第一个技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：
[0010]一种长效抗菌硅橡胶，所述硅橡胶表面键合有致密的交联网状聚咪唑层，所述交联网状聚咪唑层的厚度为1-30μm。
[0011]优选地，所述聚咪唑为乙烯基咪唑盐或烯丙基咪唑盐与多元乙烯基或烯丙基化合物的交联共聚物，所述乙烯基咪唑盐或烯丙基咪唑盐具有如下结构：
[0012]乙烯基咪唑盐：
[0013]烯丙基咪唑盐：
[0014]其中，式中R为以下所示结构中的任意一种：
[0015]CH3、CH2CH3、CH2(CH2)2CH3、CH2(CH2)4CH3、CH2(CH2)6CH3；
[0016]X-为以下所示结构中的任意一种：
[0017]Cl-Br-BF
4-NO
3-PF
6-CH3SO
4-。
[0018]优选地，所述多元乙烯基或烯丙基化合物为N,N-亚甲基二丙烯酰胺、1,6-已二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
[0019]为解决上述第二个技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：
[0020]一种长效抗菌硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：
[0021]S1、将硅橡胶浸泡在含5％-20％乙烯基硅烷类偶联剂或甲基丙烯酰氧基硅烷类偶联剂中的一种或多种复合的醇溶液中反应2-24小时(反应温度为30-60℃，3cm2硅橡胶加1mL反应溶液)，反应结束后超声洗涤，获得改性硅橡胶；
[0022]S2、配置含咪唑盐、引发剂和多元乙烯基或烯丙基化合物的混合水溶液，咪唑盐在混合水溶液中的浓度0.2-2g/mL，引发剂的质量为咪唑盐质量的0.01％-2％，多元乙烯基或烯丙基化合物为咪唑盐摩尔分数的1％-10％；
[0023]S3、将S1中的改性硅橡胶浸泡在S2中的混合水溶液中，并在一定的引发条件下反应0.5-12小时；反应结束后取出硅橡胶，常规后处理，获得长效抗菌硅橡胶。
[0024]优选地，步骤S1中，步骤S1中，所述乙烯基硅烷类偶联剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述甲基丙烯酰氧基硅烷类偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0025]优选地，S2中所述咪唑盐为乙烯基咪唑盐、烯丙基咪唑盐中的一种或两种；所述乙
烯基咪唑盐或烯丙基咪唑盐的结构如下所示：
[0026]乙烯基咪唑盐：
[0027]烯丙基咪唑盐：
[0028]其中，式中R为以下所示结构中的任意一种：
[0029]CH3、CH2CH3、CH2(CH2)2CH3、CH2(CH2)4CH3、CH2(CH2)6CH3；
[0030]X-为以下所示结构中的任意一种：
[0031]Cl-Br-BF
4-NO
3-PF
6-CH3SO
4-。
[0032]优选地，步骤S2中，所述多元乙烯基或烯丙基化合物为N,N-亚甲基二丙烯酰胺、1,6-已二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
[0033]更优选地，所述聚乙二醇二丙烯酸酯中聚乙二醇链段的分子量为100-1000。
[0034]优选地，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长效抗菌硅橡胶，其特征在于：所述硅橡胶表面键合有致密的交联网状聚咪唑层，所述交联网状聚咪唑层的厚度为1-30μm。2.根据权利要求1所述的长效抗菌硅橡胶，其特征在于：所述聚咪唑层为乙烯基咪唑盐或烯丙基咪唑盐与多元乙烯基或烯丙基化合物的交联共聚物，所述乙烯基咪唑盐或烯丙基咪唑盐具有如下结构：乙烯基咪唑盐：烯丙基咪唑盐：其中，式中R为以下所示结构中的任意一种：CH3、CH2CH3、CH2(CH2)2CH3、CH2(CH2)4CH3、CH2(CH2)6CH3；X-为以下所示结构中的任意一种：Cl
- Br
- BF4- NO3- PF6- CH3SO
4-；所述多元乙烯基或烯丙基化合物为N,N-亚甲基二丙烯酰胺、1,6-已二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种；优选地，所述聚乙二醇二丙烯酸酯中聚乙二醇链段的分子量为100-1000。3.一种如权利要求2所述的长效抗菌硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、将硅橡胶浸泡在含5％-20％乙烯基硅烷类偶联剂或甲基丙烯酰氧基硅烷类偶联剂中的一种或多种复合的醇溶液中反应2-24小时，反应温度为30-60℃，3cm2硅橡胶加1mL反应溶液，反应结束后超声洗涤，获得改性硅橡胶；S2、配置含咪唑盐、引发剂和多元乙烯基或烯丙基化合物的混合水溶液，咪唑盐在混合水溶液中的浓度0.2-2g/mL，引发剂的质量为咪唑盐质量的0.01％-2％，多元乙烯基或烯丙基化合物为咪唑盐摩尔分数的1％-10％；S3、将S1中的改性硅橡胶浸泡在S2中的混合水溶液中，并在一定的引发条件下反应0.5-12小时；反应结束后取出硅橡胶，常规后处理，获得长效抗菌硅橡胶。4.根据权利要求3所述的长效抗菌硅橡胶的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述乙烯基硅烷类偶联剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述甲基丙烯酰氧基硅烷类偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基甲基二甲氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：林香云，牛之猛，肖启波，蔡衫，
申请(专利权)人：苏州度博迈医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：