一种抗菌亲水呼吸机管道及呼吸机制造技术

本发明专利技术公开一种抗菌亲水呼吸机管道及呼吸机，涉及呼吸机技术领域。本发明专利技术公开的抗菌亲水呼吸机管道是由抗菌亲水硅胶材料制得的，该硅胶材料的制备方法为：通过聚乙烯吡咯烷酮和负离子添加剂对医用硅橡胶进行表面改性；将大豆蛋白采用均苯四甲酸二酐和聚乙二醇进行酰化处理；然后将改性的医用硅橡胶、酰化大豆蛋白溶液和复合抗菌材料在引发剂的作用反应制得的，并将该抗菌亲水呼吸机管道应用于呼吸机中。本发明专利技术公开的抗菌亲水呼吸机管道，主要用于呼吸机中，该呼吸机管道具有优异的亲水性、抑菌和生物相容性，可抗凝水、抗蛋白粘附性、抗细胞黏附性和极低的细胞毒性，并且具有良好的力学性能、柔软性和热稳定性，安全无毒，可循环使用。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌亲水呼吸机管道及呼吸机
本专利技术属于呼吸机
，尤其涉及一种抗菌亲水呼吸机管道及呼吸机。
技术介绍
在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。病人在使用呼吸机时，吸气和呼气均要通过呼吸机管道，病人呼出的气体中含有一定量的水蒸汽，呼出的气体中的水蒸气遇到温度低于病人体温的呼吸机管道时会形成冷凝水。冷凝水沿着呼吸机管道(特别是靠近气管插管这一段管道)流入气管插管进入病人肺部。冷凝水流入肺部，异物的刺激会导致病人呛咳，易损伤肺部和呼吸道黏膜，且剧烈的咳嗽加剧病人的痛苦。冷凝水流过呼吸机管道、气管插管时，易携带管道内璧的细菌，进入肺部形成细菌种植，导致病人肺部感染。另外，在呼吸机使用较长时间后，呼吸机管道内容易滋生细菌，不及时清除也会影响病人的健康。目前主要采用在送气管路中放置加热导丝以减少冷凝水的产生，或在呼吸回路置入集水杯促进冷凝水引流等方法来降低冷凝水带来的医疗风险。放置加热导丝难以精准调控温度，且更换操作麻烦；集水杯内的冷凝水是细菌繁殖的重要场所，易增加呼吸机管内细菌的繁殖，导致病人肺部感染。现在国内外也通过改变基材自身物理结构或对基材改性提高管材自身的保温隔热性能，或是在材料表面涂覆超亲水防雾涂层，抑制水蒸汽在表面凝结，以期从根本杜绝呼吸管路冷凝水形成。另外，通过在呼吸机管道内置入抑菌涂层或者在管道材料表层涂覆抑菌层，来降低管道内细菌的滋生，减少病人对病菌的吸入，减少感染发生率，但是现有的抑菌层有一个缺陷，就是抑菌层与基体材料的结合力问题，结合力太差，抑菌层易脱落，被使用者吸入气管容易引发健康危机。中国专利技术专利CN109180985A公开了一种利用微米级中空介孔SiO2微球与PDMS共混交联改性的抗凝水医用硅胶材料，其是采用新型微米级反应型中空介孔SiO2微球作为交联剂，与聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行共混，得到多孔微球掺杂的硅橡胶基材。介孔中空SiO2微球不但可以起到保温隔热作用，还可在其中负载小分子抑菌剂，其介孔壳层使抑菌剂在基材中缓慢释放，起到管道抑菌作用，并在硅橡胶表面涂覆SiO2纳米粒子，提高基材的亲水性，抑制水滴在表面生成。但该抗凝水医用硅胶材料的亲水性相对PDMS的亲水性有所提高，而一般患者使用呼吸机的时间最少要维持6-8h以上，该专利技术在使用2h以上伴有少量冷凝水出现，随着时间的延长仍会使呼吸机管道产生大量冷凝水，亲水性能一般；经研究表明，介孔二氧化硅纳米粒的粒径和用量影响了生物相容性，因此，该申请的生物相容性一般，该材料是人体内时间太长，会在人体内发生生物副反应，表现为细胞毒性；采用旋涂法或浸泡提拉法涂覆一层纳米粒子，其结合力有待考察，该专利技术长期使用后，涂层易脱落，被使用吸入身体内，对身体产生危害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗菌亲水呼吸机管道，主要用于呼吸机中，该呼吸机管道具有优异的亲水性、抑菌和生物相容性，可抗凝水、抗蛋白粘附性、抗细胞黏附性和极低的细胞毒性，并且具有良好的力学性能、柔软性和热稳定性，安全无毒，可循环使用。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抗菌亲水呼吸机管道，所述呼吸机管道是由抗菌亲水硅胶材料制备而成，所述抗菌亲水硅胶材料是由以下重量份数的原料制成：医用硅橡胶100份、负离子添加剂4-9份、聚乙烯吡咯烷酮2-4份、复合抗菌材料5-10份、酰化大豆蛋白5-7份和过氧化氢二异丙苯1.2-2.8份。所述亲水硅胶材料的制备方法具体包括以下步骤：(1)改性医用硅橡胶：将医用硅橡胶加入到无水甲醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和负离子添加剂，在60℃下搅拌1.5-2h，过滤，然后用无水乙醇清洗，于80℃下真空干燥1-2h，制得改性医用硅橡胶。(2)酰化大豆蛋白：将浓度为8.5wt％的大豆蛋白水溶液加入到2mol/L的NaOH溶液中，调节PH值至12，然后加入均苯四甲酸二酐，于50℃下搅拌2h，再加入醋酸调节PH至6-7，加入聚乙二醇，于常温下搅拌1-2h，用去离子水清洗后，烘干，制得酰化大豆蛋白。所述大豆蛋白、均苯四甲酸二酐与聚乙二醇的质量比为1：(0.8-1.5)：(1.3-2.1)。(3)将改性医用硅橡胶加入到酰化大豆蛋白溶液与异丙醇的混合溶液中，搅拌均匀，然后加入过氧化氢二异丙苯和复合抗菌材料，于70℃搅拌3h，过滤，用去离子水清洗后，于100℃干燥2h，制得抗菌亲水硅胶材料。进一步的，所述负离子添加剂为电气石、奇冰石、蛋白石、奇才石、海鸥石、蛭石中的一种或几种的混合物，所述负离子添加剂的颗粒粒径不超过100目。进一步的，所述复合抗菌材料的制备方法为：将二氧化钛粉末和正硅酸乙酯在60℃下搅拌30min，制得混合物；将聚乳酸粉末和聚乙二醇加入到无水乙醇中混合均匀，然后加入季铵化硅烷BFS和所述混合物，于80-90℃下搅拌2-3h，制得所述复合抗菌材料。进一步的，所述聚乙二醇与所述聚乳酸粉末的质量比为(0.34-0.56):1，所述季铵化硅烷BFS与所述聚乳酸粉末的质量比为(0.06-0.09):1，所述二氧化钛粉末与所述聚乳酸粉末的质量比为(0.005-0.01)：1，所述二氧化钛粉末与所述正硅酸乙酯的质量比为1：(0.04-0.08)。进一步的，所述步骤(3)的酰化大豆蛋白溶液中所述酰化大豆蛋白的质量分数为80％。进一步的，所述步骤(1)中，所述医用硅橡胶与所述甲醇的质量比为1：(3-5)。进一步的，所述步骤(3)中，所述酰化大豆蛋白溶液与异丙醇以质量比为1：(2-4)制成混合溶液。使用上述抗菌亲水硅胶材料制得的抗菌亲水呼吸机管道可应用到呼吸机上。本专利技术取得了以下有益效果：1、本专利技术采用聚乙烯吡咯烷酮和负离子添加剂对医用硅橡胶进行改性，使改性后医用硅橡胶可被酰化大豆蛋白和复合抗菌材料进行亲水化和抑菌化的表面处理，从而使硅胶材料具有优异的亲水性和抑菌性，使呼吸机管道可抗冷凝水，防止细菌滋生。2、本专利技术的酰化大豆蛋白是采用均苯四甲酸二酐对大豆蛋白进行酰化改性，并和聚醚多元醇反应制得的，通过酰化改性引入了羧基基团，与聚醚多元醇反应引入了含氧基团的醚键和羟基，大大提高了酰化大豆蛋白内部电荷密度和亲水能力，提高了与医用硅橡胶的结合力；在过氧化氢二异丙苯引发剂的作用下，酰化大豆蛋白分子链与活化的医用硅橡胶交联反应，使获得的硅胶材料亲水性大大提高，使呼吸机管道不易产生冷凝水。3、本专利技术使用的大豆蛋白是植物性蛋白质，经过酰化改性化接枝到医用硅橡胶表面，增大了本专利技术的生物相容性，从而提高了硅胶材料的抗蛋白粘附性和抗细胞黏附性，改性后的硅胶材料细胞毒性等级为0级，可直接作用于人体体内和体外。大豆蛋白属于环保材料，可生物降解，其作用于医用硅橡胶中，提高了医用硅橡胶的生物降解性，减少环境污染物，节能环保。4、本专利技术的医用硅橡胶采用聚乙烯吡咯烷酮对其进行表面活性处理，并加入负离子添加剂进行改性。负离子添加剂的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌亲水呼吸机管道，其特征在于，所述呼吸机管道是由抗菌亲水硅胶材料制得的，所述抗菌亲水硅胶材料是由以下重量份数的原料制成：医用硅橡胶100份、负离子添加剂4-9份、聚乙烯吡咯烷酮2-4份、复合抗菌材料5-10份、酰化大豆蛋白5-7份和过氧化氢二异丙苯1.2-2.8份；/n所述抗菌亲水硅胶材料的制备方法具体包括以下步骤：/n(1)改性医用硅橡胶：将医用硅橡胶加入到无水甲醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和负离子添加剂，在60℃下搅拌1.5-2h，过滤，然后用无水乙醇清洗，于80℃下真空干燥1-2h，制得改性医用硅橡胶；/n(2)酰化大豆蛋白：将浓度为8.5wt％的大豆蛋白水溶液加入到2mol/L的NaOH溶液中，调节PH值至12，然后加入均苯四甲酸二酐，于50℃下搅拌2h，再加入醋酸调节PH至6-7，加入聚乙二醇，于常温下搅拌1-2h，用去离子水清洗后，烘干，制得酰化大豆蛋白；所述大豆蛋白、均苯四甲酸二酐与聚乙二醇的质量比为1：(0.8-1.5)：(1.3-2.1)；/n(3)将改性医用硅橡胶加入到酰化大豆蛋白溶液与异丙醇的混合溶液中，搅拌均匀，然后加入过氧化氢二异丙苯和复合抗菌材料，于70℃搅拌3h，过滤，用去离子水清洗后，于100℃干燥2h，制得抗菌亲水硅胶材料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌亲水呼吸机管道，其特征在于，所述呼吸机管道是由抗菌亲水硅胶材料制得的，所述抗菌亲水硅胶材料是由以下重量份数的原料制成：医用硅橡胶100份、负离子添加剂4-9份、聚乙烯吡咯烷酮2-4份、复合抗菌材料5-10份、酰化大豆蛋白5-7份和过氧化氢二异丙苯1.2-2.8份；
所述抗菌亲水硅胶材料的制备方法具体包括以下步骤：
(1)改性医用硅橡胶：将医用硅橡胶加入到无水甲醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和负离子添加剂，在60℃下搅拌1.5-2h，过滤，然后用无水乙醇清洗，于80℃下真空干燥1-2h，制得改性医用硅橡胶；
(2)酰化大豆蛋白：将浓度为8.5wt％的大豆蛋白水溶液加入到2mol/L的NaOH溶液中，调节PH值至12，然后加入均苯四甲酸二酐，于50℃下搅拌2h，再加入醋酸调节PH至6-7，加入聚乙二醇，于常温下搅拌1-2h，用去离子水清洗后，烘干，制得酰化大豆蛋白；所述大豆蛋白、均苯四甲酸二酐与聚乙二醇的质量比为1：(0.8-1.5)：(1.3-2.1)；
(3)将改性医用硅橡胶加入到酰化大豆蛋白溶液与异丙醇的混合溶液中，搅拌均匀，然后加入过氧化氢二异丙苯和复合抗菌材料，于70℃搅拌3h，过滤，用去离子水清洗后，于100℃干燥2h，制得抗菌亲水硅胶材料。


2.根据权利要求1所述的抗菌亲水呼吸机管道，其特征在于，所述负离子添加剂为电气石、奇冰石、蛋白石、奇才石、海鸥石、蛭石中的一种或几种的混合物，所述负...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲，周磊，吴超民，唐聪能，袁再鑫，粟锦平，
申请(专利权)人：湖南万脉医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43