一种高效抗菌性气管插管导管的制备方法

摘要

本发明涉及医疗领域，具体得说，是一种载银纳米二氧化钛(TiO2)表面改性医用聚乙烯气管插管导管技术。本发明采用辐照接枝反应对医用聚乙烯插管进行表面改性，通过基材表面活化、载银纳米TiO2疏水抗菌涂液制备、基材表面抗菌改性等步骤实现，本发明尽可能减少气管插管导管留置并发症，延长导管留置时间，适合临床使用，并发症少，为生产自主知识产权的气管插管导管奠定基础，有利于纳米基础研究转化为临床技术，提高生产力，可以为病人的成功抢救争取时间，同时还可以减少经济负担。

权利要求

1.一种载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管的制备方法，其特征在于，采用辐照接枝反应对医用聚乙烯插管进行表面改性，具体步骤如下：（1）基材表面活化

将聚乙烯管用乙醇洗涤，去除导管表面杂质，晾干后，采用等离子体或UV辐照手段进行表面活化处理；

（2）载银纳米TiO2疏水抗菌涂液制备

取自制的载银纳米TiO2抗菌剂加入到一定量的去离子水和异丙醇混合液中，并滴加HCl调节pH值，在机械搅拌作用下，加入硅烷单体以及酯类单体，用偶氮二异丁腈引发制得载银纳米TiO2疏水抗菌涂液；

（3）基材表面抗菌改性

对基材表面进行疏水抗菌改性前处理，取表面活化后的基材加入到载银纳米TiO2疏水抗菌涂液中，同时UV光照射一定时间，最后多次用去离子水清洗表面抗菌改性后的基材，烘干，即可制得载银纳米TiO2表面改性聚乙烯气管插管导管。

2.根据权利要求1所述的载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的硅烷单体是KH550或KH570或乙烯基三乙氧基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的酯类单体是丙烯酸六氟丁酯或甲基丙烯酸酯。

4.根据权利要求1所述的载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管的制备方法，其特征在于，所述的骤（3）中采用UV引发双键聚合或羟基缩合以及配位络合方法对基材表面进行抗菌改性前处理。

说明书

一种高效抗菌性气管插管导管的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗领域，具体得说，是一种载银纳米二氧化钛(TiO2)表面改性医用聚乙烯气管插管导管技术。

背景技术

[0002] 气管插管是将一特制的气管内导管经声门置入气管的技术，是建立通畅气道的简捷有效方法。除全身麻醉病人外，许多危重病人的抢救过程中，为了有效进行机械通气，清除气管内痰液或血液，防止呕吐窒息，解除呼吸道梗阻，往往须要进行气管插管。气管插管所建立的人工气道，成为病人身上最重要的一条“生命线”。临床急救中需紧急气管插管的危重病患者主要有：

[0003] 1.自主呼吸停止者；

[0004] 2.不能满足机体的通气和氧供而需机械通气者；

[0005] 3.不能自主清除上呼吸道分泌物、胃内容物返流或出血随时有误吸者；

[0006] 4.存在有上呼吸道损伤、狭窄、阻塞、气管食管瘘等影响正常通气者；

[0007] 5.急性呼吸衰竭者；

[0008] 6.中枢或周围性呼吸衰竭者。

[0009] 患者一旦实施了气管插管，气管导管留置时间一般为：经口插管一般不超过72小时；经鼻插管不超过1周。而有些患者，心肺功能较差，呼吸道分泌物多，可能采取颈部气管切开插管，以便留置的时间可以更长。虽然气管插管一开始解决了通气困难、方便吸出气道内的痰液血液等异物，但是，由于目前临床使用的气管插管导管主要由医用聚乙烯塑料制成，导管对气道分泌物有粘附性，插管后气道粘膜发生压迫、摩擦、刺激等，非常容易引起插管并发症，导致导管留置失败而不得不拔管。留置气管插管导管最常见的并发症如下：

[0010] 1.感染 气管插管进行机械通气48h后往往引起呼吸机相关性肺炎，而呼吸机相关性肺炎也成为机械通气过程中最常见且最严重的并发症，发病率、病死率高，治疗效果[1]差，医疗资源消耗大，目前采取的预防措施并没有很好的减少呼吸机相关性肺炎的发生 。
呼吸机相关性肺炎常见的病原菌是大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯[2]
菌、白色假丝酵母菌等 ，这些病原菌特别是铜绿假单胞菌极容易粘附在气管插管导管表面，并分泌多糖基质、纤维蛋白、脂蛋白等使细菌相互粘连聚集，在气管插管留置几小时后就可在表面形成生物被膜，抗生素难以渗透进生物被膜，导致细菌多重耐药的发生，并随之[3]
定植在患者的气道，成为院内感染最棘手的细菌 。

[0011] 2.痰痂阻塞医用聚乙烯塑料气管插管导管的对液体粘附性高，痰液血液等气道分泌物极容易附着到导管表面，而且危重症患者或使用镇静麻醉药物患者存在排痰障碍，粘附导管表面的气道分泌物结成痰痂。而痰痂一旦形成就很难去除，使导管内径变细，通气阻力明显增加，影响呼吸道通畅，反而加重CO2储留、SpO2下降。而且痰痂也成为细菌生长的保护层，形成感染源，增加呼吸机相关性肺炎的发生率。虽然积极的人工气道护理，如充分湿化、保温、气道抽吸等可以部分减少痰栓和痰痂，但使气道粘膜损伤加重，痰痂形成依然[4]不可避免 。

[0012] 3.气道损伤气管插管后，导管与气道粘膜发生压迫、摩擦、刺激等容易出现气道水肿、出血、炎症，甚至气道腐蚀等，且导管在体内易变软而发生扭折使通气不畅，影响了治疗疗效。医用聚乙烯是高分子材料，长期与生物体接触时，生物体可发生炎症、致癌、血栓等不良生物反应，对人体的长期健康不利。

[0013] 这些并发症在气管插管患者中不可避免，直接影响气管插管的留置时间，一旦发生，医务人员不得不采取拔管处理，重新进行气管插管或气管切开放置气管套管，增加了医疗经济负担、治疗风险和病人身心折磨。因此，减少气管插管留置过程中的感染、痰痂阻塞和损伤等因素，就能延长导管留置时间，为危重症患者的成功救治赢得宝贵时间，同时减轻医疗经济负担、治疗风险和病人身心折磨。而且减少气管插管患者的并发症发生是关系疾病转归的重要因素，也是危重病急救医学的重大课题之一。气管插管留置时间与并发症发生密切相关，为减少和延迟气管插管并发症的发生，国外从事危重医学研究人员开始将目光聚焦到气管插管的改进上。聚乙烯作为五大通用塑料品种之一，以此制成的气管插管导管外形功能合理，但导管留置过程中感染、痰痂阻塞、气道损伤的不良生物反应发生率极[5]高，因此不少学者对其表面改性进行了研究。Pacheco-Fowler V 等使用双氯苯双胍己烷复合物对体外模型进行的试验结果表明，带有抗生素的气管插管导管较普通气管插管导管[6]
的感染发生明显降低，但存在增加细菌耐药性等风险而未在临床推广使用。Raad II 等使用银化合物涂层气管插管试验结果发现可以减少呼吸机相关性肺炎的风险，但不能改变导管表面对气道分泌物的粘附性，易导致气管插管的痰栓阻塞。

[0014] 参考文献：

[0015] 1.严蕊娜，黄相增.呼吸机相关性肺炎预防策略[J].中华实用诊断与治疗杂志，2011，25(2)：105-107.

[0016] 2.梁英英，钱小毛.重症监护病房呼吸机相关性肺炎的危险因素分析[J].中华医院感染学杂志，2010，20(6)：799-800.

[0017] 3.刘娟娟，宋毅斐，刘健.生物被膜在临床感染性疾病中的研究进展[J].中华医院感染学杂志，2010，20(4)：598-600.

[0018] 4.刘淑红，李丽.气管插管内吸引和气管切开套管内吸引的深度[J].国外医学护理分册，2002，21(12)：568.

[0019] 5.Pacheco-Fowler V；Gaonkar T；Wyer PC，et al.Antiseptic impregnated endotracheal tubes for the prevention of bacterial colonization[J].J Hosp Infect.2004Jun；57(2)：170-174.

[0020] 6.Raad II，Mohamed JA，Reitzel RA，et al.The prevention of biofilm colonization by multidrug-resistant pahogens that cause ventilator-associated pneumonia with antimicrobial-coated endotracheal tubes[J].Biomaterials.2011Apr；32(11)：2689-2694.

[0021] 7.杨丽娜，周光强，高建峰等.纳米二氧化钛的制备及应用的研究进展[J].化工中间体，2011，3：17-21.

[0022] 8.张莹，彭兵，柴立元等.载银纳米二氧化钛的分散及对PVC清漆的改性[J].涂料工业，2011，41(1)：24-28.

发明内容

[0023] 本发明正是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种能够减少气管插管留置过程中的感染、痰痂阻塞和损伤的风险，又能减少聚乙烯不良生物反应，适合人体使用的载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管的制备方法。

[0024] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0025] 一种载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管的制备方法，采用辐照接枝反应对医用聚乙烯插管进行表面改性，具体步骤如下：

[0026] (1)基材表面活化

[0027] 将聚乙烯管用乙醇洗涤，去除导管表面杂质，晾干后，采用等离子体或UV辐照等手段进行表面活化处理；

[0028] (2)载银纳米TiO2疏水抗菌涂液制备

[0029] 取自制的载银纳米TiO2抗菌剂加入到一定量的去离子水和异丙醇混合液中，并滴加HCl调节pH值，在机械搅拌作用下，加入硅烷单体以及酯类单体，用偶氮二异丁腈引发制得载银纳米TiO2疏水抗菌涂液；

[0030] (3)基材表面抗菌改性

[0031] 对基材表面进行疏水抗菌改性前处理，取表面活化后的基材加入到载银纳米TiO2疏水抗菌涂液中，同时UV光照射一定时间，最后多次用去离子水清洗表面抗菌改性后的基材，烘干，即可制得载银纳米TiO2表面改性聚乙烯气管插管导管。

[0032] 本发明步骤(2)中的载银纳米TiO2、硅烷单体是KH550或KH570或乙烯基三乙氧基硅氧烷。

[0033] 本发明步骤(2)中的酯类单体是丙烯酸六氟丁酯或甲基丙烯酸酯。

[0034] 本发明步骤(3)中采用UV引发双键聚合或羟基缩合以及配位络合方法对基材表面进行疏水抗菌改性前处理。

[0035] 本发明技术方案的有益效果如下：

[0036] 目前临床使用的聚乙烯塑料气管插管导管国外生成商具有垄断地位，国内尚没有自主专利的生产企业。我们发明研制的载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管，借助现代纳米技术，对目前的气管插管导管进行表面改性，突破传统的导管构造工艺，发明研制了载银纳米TiO2表面改性医用聚乙烯气管插管导管，使得导管表面具有抗菌性，避免产生聚乙烯不良生物反应，从而减少感染、痰栓阻塞和损伤的机会，尽可能减少气管插管导管留置并发症，延长导管留置时间，适合临床使用，并发症少，为生产自主知识产权的气管插管导管奠定基础，有利于纳米基础研究转化为临床技术，提高生产力，可以为病人的成功抢救争取时间，同时还可以减少经济负担。

具体实施方式

[0037] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步具体说明：

[0038] 采用辐照接枝反应对医用聚乙烯插管进行表面改性，增强表面抗菌特性，避免产生聚乙烯不良生物反应。

[0039] (1)基材表面活化