一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法

摘要

本发明具体涉及一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，属于医疗器械材料领域，包括以下步骤：1）将含氟硅氧烷与含氨基硅烷偶联剂在良溶剂中进行接枝得到氟化氨基硅烷偶联剂；2）制备环氧端基聚硅氧烷，与氟化氨基硅烷偶联剂进行接枝，得到氟化聚硅氧烷；3）浸涂医用吸痰管内壁，进行固化烘干。本发明使用PDMS与含氟硅氧烷对医用吸痰管进行改性，得到具有超疏水性、湿滑性、自清洁性的吸痰管；解决了吸痰管操作中痰液粘稠导致的堵管、吸痰困难、清洁难度大等问题。

权利要求

1.一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管制备方法，其特征在于，制备步骤为：（1）氟化氨基偶联剂的制备：在温度为60 65℃条件下将含氨基硅烷偶联剂加入良溶剂~中，之后加入含氟三甲氧基硅烷，反应50 80min，制备得到氟化氨基偶联剂；

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（2）氟化聚硅氧烷的制备：以六甲基环三硅氧烷为单体、正丁基锂为引发剂、二甲基一氢硅氯烷为封端剂利用活性阴离子聚合技术合成了其中一个端基为氢的聚硅氧烷PDMS‑H，在催化剂作用下，烯丙基缩水甘油醚与PDMS‑H发生硅氢加成反应，得到环氧端基聚硅氧烷PDMS‑E，在温度为60℃条件下将PDMS‑E按照摩尔比为1:1加入到步骤（1）制备的氟化氨基偶联剂中，反应15min；

（3）浸涂导管：将氟化聚硅氧烷溶液流通过医用吸痰管内壁，来回循环数次，排净溶液后烘干5 8个小时。

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2.根据权利要求1所述的一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管制备方法，其特征在于，步骤（1）中含氨基硅烷偶联剂和良溶剂的质量比为1:1.5 2.5。

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3.根据权利要求1所述的一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管制备方法，其特征在于，步骤（1）中含氟三甲氧基硅烷与含氨基硅烷偶联剂质量比为1:8 12。

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4.根据权利要求1所述的一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管制备方法，其特征在于，步骤（1）中的含氨基硅烷偶联剂为KH792；其良溶剂为无水乙醇。

5.根据权利要求1所述的一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管制备方法，其特征在于，步骤（3）中，将氟化聚硅氧烷溶液流通过医用吸痰管内壁，来回循环7 10次，烘干温度~为 110 130℃。

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6.由权利要求1‑5任一项所述的一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管制备方法制备得到的产品，其特征在于，具有超疏水自清洁能力，所述吸痰管的接触角为162°169°，去~离子水浸泡24h后水接触角不发生变化。

说明书

一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械材料领域，尤其涉及一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法。

背景技术

[0002] 吸痰术指经口腔，鼻腔，人工气道（气管切开术）将呼吸道的分泌物吸出，以保持呼吸道通畅，预防吸入性肺炎，肺不张，窒息等并发症的一种方法，是临床上最常见的一种护理操作，也是一种治疗的手段。进行吸痰主要的目的在于，通过吸引器的负压作用清除痰液，促进痰液的排出，同时清除气道内的异物和分泌物，如气道内的病原菌等，从而改善呼吸道的通气状态、提高病人的氧合指数、改善缺氧，加快和促进病原菌的清除。除此之外，吸痰操作也可以吸出深部的痰液留取痰液标本进行化验，提高阳性率。吸痰操作适应于昏迷病人、痰液特别多有窒息可能的情况、需气管内给药，注入造影剂或稀释痰液的病人。

[0003] 在进行吸痰操作时每次吸痰时间不超过十五秒，以免病人缺氧。而在临床实际操作中，若患者痰液粘稠不易吸出时，可以滴入湿化液并增加吸痰负压，但所造成的肺塌陷、气道损伤也越严重。另外可以在吸痰前注入生理盐水，目的是稀释黏稠的痰液，增加痰量的排除。但部分研究结果表明，吸痰前注入生理盐水并未增加痰液量，反而使氧合降低，需要在吸痰操作前后短时给患者吸入高浓度的氧。除此之外，在吸痰过程中，用吸痰管吸出一次痰以后，要吸入一定的盐水冲洗，避免痰液过于粘稠堵塞，这些操作大大增加了医护人员的工作强度。

[0004] 现有技术中，已有报道具有清洁能力的吸痰器装置。中国专利文献CN114366860A（202111505439.6）通过吸痰器、吸痰管以及导痰机构的分离式设置，在使用时能够对其中的各个结构进行快速的拆卸和更换，进而在使用时能够方便对一次性结构部位进行快速的更换，并对可循环使用的结构部位进行快速的拆解清洗。但是，该方法的清洁方式为更换配件，在操作过程中需要结构拆卸、组装，同样增加了医护人员的工作量，也增加了对配件的消耗。中文专利文献CN213589286U（202022284609.X）研究了一种一次性快速检查及清洗吸痰管路的器械，包括容纳生理盐水的囊体、刺穿囊体的刺穿结构；通过将吸痰管设置到囊窝中，后借用吸痰管本身的下压力或者护理人员手部按压穿刺结构，使穿刺结构刺穿囊窝，囊体内的液体则会在负压作用下通过吸痰管进入吸痰管路，到达检测吸痰管路通畅性的目的。但生理盐水囊体需要护理人员及时更换和手动操作，且无法达到快速清理堵管的效果。

发明内容

[0005] 为了解决吸痰操作中痰液粘稠导致的堵管、吸痰困难、清洁难度大等问题，本发明提供一种基于超疏水改性具有自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法。本发明根据聚硅氧烷（PDMS）具有良好的疏水性和粘附性等优点，将环氧端基聚硅氧烷与含氟固化剂混合制备交联的PDMS网络结构涂层。

[0006] 本发明的目的之一是提供一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，其采用的技术方案如下：

[0007] 一种超疏水自清洁吸痰管，其特征在于，所述吸痰管涂层溶液由聚硅氧烷结合硅烷偶联剂和含氟硅氧烷制得，将导管内壁流通该溶液，之后在一定温度条件下进行烘干；所述吸痰管的水接触角为162°169°，在去离子水中浸泡24h后接触角不发生变化。~

[0008] 优选的，所述硅烷偶联剂为含氨基硅烷偶联剂，所述含氟硅氧烷为含氟三甲氧基硅烷，二者在良溶剂中，在温度60 65℃条件下进行接枝反应。~

[0009] 进一步优选的，所述聚硅氧烷为通过改变端基为环氧端基的聚硅氧烷（PDMS‑E），包括以下步骤：

[0010] （1）以六甲基环三硅氧烷（D3）为单体、正丁基锂（C4H9Li）为引发剂、苯为溶剂、四氢呋喃（THF）为促进剂、二甲基一氢硅氯烷（C2H7ClSi）为封端剂，用活性阴离子聚合技术合成PDMS‑H；

[0011] 反应方程式为：

[0012]

[0013]  （2）在催化剂异丙醇‑Pt作用下，烯丙基缩水甘油醚（AGE）与PDMS‑H 发生硅氢加成反应，得到环氧端基的聚硅氧烷（PDMS‑E）；

[0014] 反应方程式为：

[0015] 。

[0016] 优选的，所述涂层是由含氟三甲氧基硅烷和含氨基硅烷偶联剂在良溶剂中，在温度60 65℃条件下进行接枝反应，之后在温度为60℃条件下与PDMS‑E进行接枝反应。~

[0017] 进一步优选的，含氨基硅烷偶联剂与良溶剂的质量比为1:1.5 2.5，含氟三甲氧基~硅烷和含氨基硅烷偶联剂的质量比1:8 12。
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[0018] 进一步优选的，含氨基硅烷偶联剂为KH792，良溶剂为无水乙醇，反应方程式为：

[0019]

[0020] 。

[0021] 本发明具有以下技术效果：

[0022] 1、本发明所选的疏水性物质为PDMS，具有良好的润滑性，无毒无害，无刺激性，是一种理想的医用疏水性基质；

[0023] 2、本发明所用的含氟三甲氧基硅烷同样具有非常好的疏水疏油性能，给与涂层更强的湿滑性和自清洁性能；

[0024] 3、利用PDMS与硅烷偶联剂的化学接枝反应对各成分进行混合，可以得到更加牢固的涂层，更不易磨损和剥离。

附图说明

[0025] 图1为导管样品浸泡去离子水前和浸泡去离子水24h后的水接触角大小，a、c、e、g分别为实施例1、实施例2、对比例1、对比例3浸泡去离子水前的接触角，b、d、f、h分别为实施例1、实施例2、对比例1、对比例3浸泡去离子水24h后的接触角。

[0026] 图2为实施例1、2、3和对比例1、2、3吸痰管样品吸取粘度为25g/L、30g/L、35g/L模拟痰液的时间变化。

具体实施方式

[0027] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

[0028] 本发明实施例所用试剂除非特别说明，均为普通市售产品。

[0029] 本发明中超疏水吸痰管的制备方法，包括以下步骤：

[0030] （1）氟化氨基偶联剂的制备：在温度为60 65℃条件下将含氨基硅烷偶联剂加入良~溶剂中，二者的质量比为1:1.5 2.5，之后按照含氟三甲氧基硅烷与含氨基硅烷偶联剂质量~
比为1:8 12加入含氟三甲氧基硅烷，反应50 80min；
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[0031] （2）氟化聚硅氧烷的制备：以六甲基环三硅氧烷（D3）为单体、正丁基锂为引发剂、二甲基一氢硅氯烷为封端剂利用活性阴离子聚合技术合成端基为氢的聚硅氧烷（PDMS‑H），在催化剂作用下，烯丙基缩水甘油醚（AGE）与PDMS‑H发生硅氢加成反应，得到环氧端基聚硅氧烷（PDMS‑E），在温度为60℃条件下将PDMS‑E按照摩尔比为1:1加入到制备好的氟化氨基偶联剂中，反应15min；

[0032] （3）浸涂导管：将氟化聚硅氧烷溶液流通过医用吸痰管内壁，来回循环7 10次，排~净溶液后在110 130℃下烘干5 8个小时。
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[0033] 实施例1

[0034] 一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，包括以下步骤：

[0035] （1）在温度为60℃条件下将KH792加入无水乙醇中，二者的质量比为1:1.5，之后按照含氟三甲氧基硅烷与KH792质量比为1:8加入含氟三甲氧基硅烷，搅拌均匀，静置反应50min；

[0036] （2）以六甲基环三硅氧烷（D3）为单体、正丁基锂为引发剂、二甲基一氢硅氯烷为封端剂利用活性阴离子聚合技术合成端基为氢的聚硅氧烷（PDMS‑H），在氯铂酸催化作用下，烯丙基缩水甘油醚（AGE）与PDMS‑H发生硅氢加成反应，得到环氧端基聚硅氧烷（PDMS‑E），在温度为60℃条件下将PDMS‑E按照摩尔比为1:1加入到制备好的氟化氨基偶联剂中，反应15min；

[0037] （3）浸涂导管：将氟化聚硅氧烷溶液来回流通过医用吸痰管内壁，来回循环7次，排净溶液后在110℃下烘干5个小时；

[0038] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为165°，水浸泡24h后水接触角为165°，湿滑性优良。

[0039] 实施例2

[0040] 一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，包括以下步骤：

[0041] 其他同实施例1，不同之处在于步骤（1）改变温度为65℃，质量比为1:2.5，含氟三甲氧基硅烷与含氨基硅烷偶联剂质量比为1:12，反应80min；

[0042] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为169°，水浸泡24h后水接触角为169°，湿滑性优良。

[0043] 实施例3

[0044] 一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，包括以下步骤：

[0045] 其他同实施例1，不同之处在于步骤（1）改变温度为62℃，质量比为1:2，含氟三甲氧基硅烷与含氨基硅烷偶联剂质量比为1:10，反应60min；

[0046] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为162°，水浸泡24h后水接触角为162°，湿滑性优良。

[0047] 实施例4

[0048] 一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，包括以下步骤：

[0049] 其他同实施例1，不同之处在于步骤（3）循环10次，排净溶液后在130℃下烘干8个小时；

[0050] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为166°，水浸泡24h后水接触角为166°，湿滑性优良。

[0051] 实施例5

[0052] 一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，包括以下步骤：

[0053] 其他同实施例1，不同之处在于步骤（3）循环8次，排净溶液后在120℃下烘干7个小时；

[0054] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为167°，水浸泡24h后水接触角为167°，湿滑性优良。

[0055] 对比例1

[0056] 一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，包括以下步骤：

[0057] 其他同实施例1，不同之处在于步骤（1）质量比为1:1，含氟三甲氧基硅烷与含氨基硅烷偶联剂质量比为1:5；

[0058] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为162°，水浸泡24h后水接触角为141°，湿滑性良好。

[0059] 对比例2

[0060] 一种具有超疏水自清洁功能的医用吸痰管及其制备方法，包括以下步骤：

[0061] 其他同实施例1，不同之处在于步骤（2）温度为40℃；

[0062] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为157°，水浸泡24h后水接触角为122°，湿滑性一般。

[0063] 对比例3

[0064] 将含氨基硅烷偶联剂、含氟三甲氧基硅烷和PDMS混合溶液来回流通过医用吸痰管内壁，来回循环10次，排净溶液后在150℃下烘干10个小时；

[0065] 该方法制备的医用吸痰管水接触角为147°，水浸泡24h后水接触角为116°，湿滑性一般。

[0066] 测试方法及步骤：

[0067] 1、接触角测试：将各样品（实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3）进行水接触角测试，统计结果；再将各样品浸泡于去离子水中24h后，吹干管壁进行水接触角测试；

[0068] 2、湿滑性测试：使用37℃，200mL的25g/L、30g/L、35g/L的明胶溶液模拟不同粘稠度的痰液，将各样品（实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3）在同一角度下抽取200mL明胶溶液，抽取负压为300 mmHg，统计抽取开始到结束的时间。

[0069] 测试结果表明，利用氟化PDMS改性的吸痰管更具有湿滑性，抽取浓稠液体更加快速便捷。