CN112138217A - 一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法 - Google Patents
一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112138217A CN112138217A CN202010850085.8A CN202010850085A CN112138217A CN 112138217 A CN112138217 A CN 112138217A CN 202010850085 A CN202010850085 A CN 202010850085A CN 112138217 A CN112138217 A CN 112138217A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper
- coating
- medical catheter
- infection
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002924 anti-infective effect Effects 0.000 title claims abstract description 100
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 98
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 86
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 48
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000008204 material by function Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 66
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 22
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- RQFQJYYMBWVMQG-IXDPLRRUSA-N chitotriose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](N)[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H]1O[C@H]1[C@H](N)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)N)[C@@H](CO)O1 RQFQJYYMBWVMQG-IXDPLRRUSA-N 0.000 claims description 13
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims description 11
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 claims description 7
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- -1 copper amino acid Chemical class 0.000 claims description 6
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 4
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 4
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 2
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims description 2
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JJKSAEHNIHMQKQ-UHFFFAOYSA-N copper;quinoline Chemical compound [Cu].N1=CC=CC2=CC=CC=C21 JJKSAEHNIHMQKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- LITQZINTSYBKIU-UHFFFAOYSA-F tetracopper;hexahydroxide;sulfate Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O LITQZINTSYBKIU-UHFFFAOYSA-F 0.000 claims description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims 1
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 claims 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 abstract description 4
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 abstract description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 abstract description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 abstract description 2
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 abstract description 2
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 abstract description 2
- 210000001635 urinary tract Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 22
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 5
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 5
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 3
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000022 bacteriostatic agent Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 238000002464 physical blending Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical group CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N Chlorhexidine Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1NC(N)=NC(N)=NCCCCCCN=C(N)N=C(N)NC1=CC=C(Cl)C=C1 GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 206010011409 Cross infection Diseases 0.000 description 1
- 206010029803 Nosocomial infection Diseases 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CSBHIHQQSASAFO-UHFFFAOYSA-N [Cd].[Sn] Chemical compound [Cd].[Sn] CSBHIHQQSASAFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000037358 bacterial metabolism Effects 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- JQXXHWHPUNPDRT-YOPQJBRCSA-N chembl1332716 Chemical compound O([C@](C1=O)(C)O\C=C/[C@@H]([C@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)[C@H](O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)/C=C\C=C(C)/C(=O)NC=2C(O)=C3C(O)=C4C)C)OC)C4=C1C3=C(O)C=2\C=N\N1CCN(C)CC1 JQXXHWHPUNPDRT-YOPQJBRCSA-N 0.000 description 1
- 229960003260 chlorhexidine Drugs 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229960001225 rifampicin Drugs 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229960001296 zinc oxide Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
- A61L29/08—Materials for coatings
- A61L29/085—Macromolecular materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
- A61L29/08—Materials for coatings
- A61L29/10—Inorganic materials
- A61L29/106—Inorganic materials other than carbon
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
- A61L29/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
- A61L29/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/0009—Making of catheters or other medical or surgical tubes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/0043—Catheters; Hollow probes characterised by structural features
- A61M25/0045—Catheters; Hollow probes characterised by structural features multi-layered, e.g. coated
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/60—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a special physical form
- A61L2300/606—Coatings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M25/00—Catheters; Hollow probes
- A61M25/0043—Catheters; Hollow probes characterised by structural features
- A61M2025/0056—Catheters; Hollow probes characterised by structural features provided with an antibacterial agent, e.g. by coating, residing in the polymer matrix or releasing an agent out of a reservoir
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及医疗器械领域，具体为一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法，用于治疗尿路、气管、血管等腔体狭窄的导尿管、气道导管、血路导管等医疗器械，具有可控、持久抗感染的特征。将含铜材料和在某种条件下可以产生活性氧(ROS)的物质通过一定的方式固定/分散在医用导管表面的聚合物涂层中，从而可实现医用导管的抗感染功能。这种具有可控、持久抗感染功能的医用导管植入体内后可以通过光照的方式调控导管的抗感染功能，抑制因感染引发的并发症的发生。抗感染涂层中的功能化材料是通过化学动力和光动力的途径起作用的，作用过程中功能材料起催化作用，基本未消耗，所以可以表现出持久抗感染的功能。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体为一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法，用于治疗尿路、气管、血管等腔体狭窄的导尿管、气道导管、血路导管等医疗器械，具有可控、持久抗感染的特征。
背景技术
目前，大量临床数据显示医用导管植入后引发感染问题是医用导管亟需解决的问题。抗菌医用导管的研究较多，主要解决途径是通过加入银离子、纳米银、纳米氧化锌、利福平、洗必泰等抗菌材料或药物来实现医用导管的抗感染性能。大量研究表明，纳米银具有优异的杀灭细菌的能力，被应用于现有医用导管的涂层中。如：已公开的中国发明专利CN106139360 A，公开了一种带有梯度浓度纳米银涂层的抗感染导管，涂层设计为内层的第一抑菌层和外层的第二抑菌层。其中，位于外层的第二抑菌层中的抑菌剂的剂量低，表现出良好的组织相容性；位于内层的第一抑菌层会持续释放抑菌剂，起到持久抑菌作用。还有将其他抗菌成分的材料制备于医用导管表面。如：已授权公开的中国发明专利CN 104771789 B，公开了一种带有聚胍涂层的抗感染导管，克服了现有医用导管的感染问题。但目前已有的抗感染涂层都是利用涂层中掺杂活性成分，使用中活性成分不断扩散、释放来杀菌周围细菌的，一旦功能性成分释放完全，导管将失去抗感染功能。因此，目前的抗菌涂层只能做到短期内赋予医用导管抗感染功能的特点。
已有研究证实，铜是一种具有抗菌特性的材料，二价铜离子之所以具有杀菌作用，是因为细菌在有氧条件下的代谢过程中会产生活性氧(ROS)和过氧化氢(H2O2)，二价铜离子会相继发生一系列反应，生成具有强氧化性的羟基自由基，起到杀菌作用。但通过细菌代谢作用产生的ROS十分有限，因此本发明提出将一种具有长效杀菌作用的铜化合物与光触媒材料配合使用，同时发挥化学动力和光动力的作用，实现1+1大于2的杀菌效果。当带有铜离子和光触媒材料的涂层制备于医用导管表面时，植入人体后可通过光照辐射来产生ROS，从而加速涂层的抗感染进程，从而实现医用导管具有高效、持久抗感染的特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法，在医用导管表面制备一种可控、持久抗感染涂层，涂层的抗感染行为是利用光动力和化学动力原理协同作用来实现的，在医用导管表面引入具有可控、持久抗感染功能的涂层，实现可控、持久抗感染的性能，解决现有医用导管容易引发植入性细菌感染等问题。
本发明技术方案如下：
一种具有可控、持久抗感染医用导管，在医用导管表面制备具有抗感染功能的涂层，该涂层中的功能物质是含铜材料和可以产生活性氧(ROS)的物质。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管，具有抗感染功能的涂层中，含铜材料和可以产生活性氧物质通过物理共混的形式分散在涂层材料中，或者通过化学键合或静电作用结合在涂层材料表面，含铜材料和可以产生活性氧的物质均与涂层材料具有相容性。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管，具有抗感染功能的涂层中，含铜材料的摩尔百分比在1‰～50％的范围内，可以产生活性氧物质的摩尔百分比在1‰～50％的范围内，其余为具有吸水性的聚合物涂层材料，该材料为上述两种功能材料以外的全部组分。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管，含铜材料为二价铜盐和载铜聚合物中的一种或两种，载铜聚合物为二价铜离子化学键合到聚合物小分子上，含铜材料在涂层中以金属-聚合物链段形式均匀分布，或以金属无机盐的形式均匀分布在涂层中，此时，含铜无机盐的尺寸在100nm～10μm范围。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管，二价铜离子可以化学键合的聚合物小分子为壳寡糖、海藻酸盐、氨基酸、淀粉、环糊精、纤维素、胶原、小分子蛋白质、多元醇、胺类、聚酯类之一种或两种以上，二价铜盐来自碱式硫酸铜、氯化铜、氢氧化铜、乙酸铜、氨基酸铜、喹啉铜之一种或两种以上。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管，可以产生活性氧的物质为红外光光触媒材料，红外光光触媒材料为钙钛矿、二硫化钼、硫化镉、锡化镉之一种或两种以上，但不限于上述材料。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备含铜材料的溶液；
步骤二：将可以产生活性氧材料加入到含铜材料的溶液中，制备含有含铜材料和可以产生活性氧材料的涂层溶液；
步骤三：采用喷涂或浸涂设备将具有抗感染功能的涂层溶液制备于医用导管表面。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，步骤一中，含铜材料为载铜聚合物时，采用化学接枝法制备含铜材料的溶液，包括以下步骤：
(1)配制质量体积浓度为1～200mg/mL的铜盐水溶液；
(2)配制质量体积浓度为5～1000mg/mL的小分子聚合物基质溶液，溶剂为有机溶剂，其种类根据所采用的聚合物基质的特性决定；
(3)将铜盐水溶液加入小分子聚合物基质溶液中，铜盐水溶液与小分子聚合物基质溶液的质量比例为1∶1～1∶10，充分搅拌、反应1～24小时，得含铜材料的溶液。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，步骤二中，可以产生活性氧材料与含铜材料的摩尔比为1∶10～10∶1，通过机械搅拌或磁力搅拌1～10小时，使可以产生活性氧材料均匀地悬混在含铜材料的溶液中，形成具有抗感染的涂层溶液。
所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，步骤三中，医用导管表面涂覆具有抗感染功能的涂层溶液干燥后，形成具有光动力和化学动力的抗感染涂层，其厚度100nm～30μm。
本发明的设计思想：
在研究铜离子和亚铜化合物的抗菌、抗病毒过程中发现，二价铜离子之所以具有杀菌作用，是因为细菌在有氧条件下的代谢过程中会产生活性氧(ROS，如：超氧阴离子自由基O2·-)和过氧化氢(H2O2)，二价铜离子会相继发生一系列反应，生成具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，起到杀菌作用，反应式如下：
Cu2++O2·-＝Cu++O2 (1)
Cu++H2O2＝Cu2++OH-+·OH (2)
H2O2+O2·-＝O2+OH-+·OH (3)
但细菌有氧代谢产生的活性氧十分有限，即使在涂层中加入含铜材料，抗感染效果也会十分有限。因而，本发明设计一种含有铜离子和可以生成ROS的化合物(具有光触媒特性的材料)的涂层材料，活性氧的生成量可以通过光的辐照来实现，将这种涂层制备在医用导管表面，通过施加光照来实现可控、持久抗感染的作用。
本发明的特点及有益效果在于：
1.本发明所述的可控、持久抗感染的医用导管，是将含有铜离子化合物和可以生成ROS的化合物配合使用，并复配到涂层材料中，通过光的辐照来实现可控、持久抗感染的作用。
2.本发明所述的可控、持久杀灭细菌，是利用铜离子和可以生成活性氧的光触媒粉体在医用导管表面持续存在，在光照条件下持续生成具有强氧化性的活性自由基，从而杀灭细菌及去除细菌生物膜。此外，在反应中并不消耗铜离子和光触媒粉体，因此可以实现长效抗感染的作用。
3.本发明所述的这种可控、持久抗感染的医用导管，可以通过光的辐照来启动并加速材料的抗菌活性，可以大幅提高抗感染效果，减小因医用导管引起的院内感染的全球公共问题。
附图说明
图1导管表面抗感染涂层及作用示意图。
图2抗感染涂层的抗菌评价结果。
具体实施方式
在具体实施过程中，图1展示了本发明的总体思想。本发明将含铜材料和在某种条件下可以产生活性氧ROS的物质(具有光触媒特性的材料)，通过一定的方式固定/分散在医用导管表面的聚合物涂层载体中，从而可实现医用导管的抗感染功能。具有抗感染功能的涂层中，含铜材料的摩尔百分比在1‰～50％(优选为2％～10％)的范围内，可以产生活性氧物质的摩尔百分比在1‰～50％(优选为2％～10％)的范围内，其余为具有吸水性的聚合物涂层材料，该材料为上述两种功能材料以外的全部组分。含铜材料为二价铜盐和载铜聚合物中的一种或两种，载铜聚合物为二价铜离子化学键合到聚合物小分子上，含铜材料在涂层中以金属-聚合物链段形式均匀分布，或以金属无机盐的形式均匀分布在涂层中，此时，含铜无机盐的尺寸在100nm～10μm(优选为100nm～1μm)范围。
其中，功能化材料在医用导管上的固定方式包括化学接枝、物理共混、静电作用等。这种具有可控、持久抗感染功能的医用导管植入体内后可以通过红外光照的方式调控导管的抗感染功能，抑制因感染引发的并发症的发生。抗感染涂层中的功能化材料是通过化学动力和光动力的途径起作用的，作用过程中功能材料起催化作用，基本未消耗，所以可以表现出持久抗感染的功能。
下面，通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。
实施例1：
首先，制备含铜材料的溶液：
(1)配制质量体积浓度为10mg/mL的硫酸铜水溶液；
(2)将小分子壳寡糖聚合物溶解在浓度为1wt％的醋酸水溶液中，配制质量体积浓度为50mg/mL的小分子壳寡糖聚合物基质溶液；
(3)将硫酸铜水溶液加入小分子壳寡糖聚合物基质溶液中，硫酸铜水溶液与小分子壳寡糖聚合物基质溶液的质量比例为1∶2，充分搅拌、反应12小时，得含铜材料的溶液。
其次，制备可以在某种条件下产生活性氧的材料原液：
将二硫化钼以与硫酸铜摩尔比1∶1的比例加入到含铜材料的溶液中，机械搅拌或磁力搅拌2小时，使二硫化钼均匀地悬混在含铜材料的溶液中，形成具有抗感染的涂层溶液。
最后，抗感染涂层的制备：
采用喷涂或浸涂设备将具有抗感染的涂层溶液制备于医用导管表面，干燥后即得到具有可控、持久抗感染功能的医用导管。记为光动力+化学动力抗感染涂层，其厚度为10μm。
本实施例具有抗感染功能的涂层中，含铜材料的摩尔百分比为10％，可以产生活性氧物质的摩尔百分比为10％，其余为具有吸水性的壳寡糖基聚合物涂层材料。
对比例1：
1.制备含铜材料的溶液：
(1)配制质量体积浓度为10mg/mL的硫酸铜水溶液；
(2)将小分子壳寡糖聚合物溶解在浓度为1wt％的醋酸水溶液中，配制质量体积浓度为50mg/mL的小分子壳寡糖聚合物基质溶液；
(3)将硫酸铜水溶液加入小分子壳寡糖聚合物基质溶液中，充分搅拌、反应12小时，得含铜材料的溶液。
2.抗感染涂层的制备：
采用喷涂或浸涂设备将含铜材料的涂层溶液制备于医用导管表面，干燥后即得到医用导管。记为化学动力抗感染涂层，其厚度为10μm。
对比例2：
1.制备可以在某种条件下产生活性氧的材料原液：
(1)将小分子壳寡糖聚合物溶解在浓度为1wt％的醋酸水溶液中，配制质量体积浓度为50mg/mL的小分子壳寡糖聚合物基质溶液；
(2)将二硫化钼加入小分子壳寡糖聚合物基质溶液中，二硫化钼的质量比为5％，机械搅拌或磁力搅拌2小时，使二硫化钼均匀地悬混在的聚合物溶液中，形成产生活性氧的材料涂层溶液。
2.抗感染涂层的制备：
采用喷涂或浸涂设备将产生活性氧的材料涂层溶液制备于医用导管表面，干燥后即得到医用导管。记为光动力抗感染涂层，其厚度为10μm。
将实施例1、对比例1和对比例2所制备的医用导管在红外线光照条件下进行抗菌实验评价，并以未经涂层处理的医用导管作为对照组，抗菌实验结果见图2。由图2可以看出，光动力+化学动力抗感染涂层对细菌的杀灭能力远高于化学动力抗感染涂层和光动力抗感染涂层。以上结果表明，本发明公开的技术表现出突出的抗感染功能，具有明显的有益效果。
实施例2：
首先，制备含铜材料的溶液：
(1)配制质量体积浓度为100mg/mL的氯化铜水溶液；
(2)将小分子海藻酸钠聚合物溶解在浓度为1wt％的醋酸水溶液中，配制质量体积浓度为100mg/mL的小分子海藻酸钠聚合物基质溶液；
(3)将氯化铜水溶液加入小分子海藻酸钠聚合物基质溶液中，氯化铜水溶液与小分子海藻酸钠聚合物基质溶液的质量比例为1∶2，充分搅拌、反应12小时，得含铜材料的溶液。
其次，制备可以在某种条件下产生活性氧的材料原液：
将钙钛矿以与氯化铜摩尔比4∶1的比例加入到含铜材料的溶液中，机械搅拌或磁力搅拌2小时，使钙钛矿均匀地悬混在含铜材料的溶液中，形成具有抗感染的涂层溶液。
最后，抗感染涂层的制备：
采用喷涂或浸涂设备将具有抗感染的涂层溶液制备于医用导管表面，干燥后即得到具有可控、持久抗感染功能的医用导管。记为光动力+化学动力抗感染涂层，其厚度为20μm。
本实施例具有抗感染功能的涂层中，含铜材料的摩尔百分比为5％，可以产生活性氧物质的摩尔百分比为20％，其余为具有吸水性的海藻酸钠交联聚合物涂层材料。
将实施例2所制备的医用导管在红外线光照条件下进行抗菌实验评价，并以未经涂层处理的医用导管作为对照组，抗菌实验结果可以看出，光动力+化学动力抗感染涂层对细菌的杀灭能力远高于化学动力抗感染涂层和光动力抗感染涂层。
实施例3：
首先，制备含铜材料的溶液：
(1)配制质量体积浓度为20mg/mL的醋酸铜水溶液；
(2)将小分子环糊精聚合物溶解在浓度为1wt％的醋酸水溶液中，配制质量体积浓度为20mg/mL的小分子环糊精聚合物基质溶液；
(3)将醋酸铜水溶液加入小分子环糊精聚合物基质溶液中，醋酸铜水溶液与小分子环糊精聚合物基质溶液的质量比例为1∶4，充分搅拌、反应12小时，得含铜材料的溶液。
其次，制备可以在某种条件下产生活性氧的材料原液：
将硫化镉以与醋酸铜摩尔比1:10的比例加入到含铜材料的溶液中，机械搅拌或磁力搅拌2小时，使硫化镉均匀地悬混在含铜材料的溶液中，形成具有抗感染的涂层溶液。
最后，抗感染涂层的制备：
采用喷涂或浸涂设备将具有抗感染的涂层溶液制备于医用导管表面，干燥后即得到具有可控、持久抗感染功能的医用导管。记为光动力+化学动力抗感染涂层，其厚度为2μm。
本实施例具有抗感染功能的涂层中，含铜材料的摩尔百分比为4％，可以产生活性氧物质的摩尔百分比为40％，其余为具有吸水性的环糊精交联聚合物涂层材料。
将实施例3所制备的医用导管在红外线光照条件下进行抗菌实验评价，并以未经涂层处理的医用导管作为对照组，抗菌实验结果可以看出，光动力+化学动力抗感染涂层对细菌的杀灭能力远高于化学动力抗感染涂层和光动力抗感染涂层。
Claims (10)
1.一种具有可控、持久抗感染医用导管，其特征在于，在医用导管表面制备具有抗感染功能的涂层，该涂层中的功能物质是含铜材料和可以产生活性氧(ROS)的物质。
2.按照权利要求1所述的具有可控、持久抗感染医用导管，其特征在于，具有抗感染功能的涂层中，含铜材料和可以产生活性氧物质通过物理共混的形式分散在涂层材料中，或者通过化学键合或静电作用结合在涂层材料表面，含铜材料和可以产生活性氧的物质均与涂层材料具有相容性。
3.按照权利要求1所述的具有可控、持久抗感染医用导管，其特征在于，具有抗感染功能的涂层中，含铜材料的摩尔百分比在1‰～50％的范围内，可以产生活性氧物质的摩尔百分比在1‰～50％的范围内，其余为具有吸水性的聚合物涂层材料，该材料为上述两种功能材料以外的全部组分。
4.按照权利要求1或2或3所述的具有可控、持久抗感染医用导管，其特征在于，含铜材料为二价铜盐和载铜聚合物中的一种或两种，载铜聚合物为二价铜离子化学键合到聚合物小分子上，含铜材料在涂层中以金属-聚合物链段形式均匀分布，或以金属无机盐的形式均匀分布在涂层中，此时，含铜无机盐的尺寸在100nm～10μm范围。
5.按照权利要求4所述的具有可控、持久抗感染医用导管，其特征在于，二价铜离子可以化学键合的聚合物小分子为壳寡糖、海藻酸盐、氨基酸、淀粉、环糊精、纤维素、胶原、小分子蛋白质、多元醇、胺类、聚酯类之一种或两种以上，二价铜盐来自碱式硫酸铜、氯化铜、氢氧化铜、乙酸铜、氨基酸铜、喹啉铜之一种或两种以上。
6.按照权利要求1或2或3所述的具有可控、持久抗感染医用导管，其特征在于，可以产生活性氧的物质为红外光光触媒材料，红外光光触媒材料为钙钛矿、二硫化钼、硫化镉、锡化镉之一种或两种以上，但不限于上述材料。
7.一种权利要求1所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：制备含铜材料的溶液；
步骤二：将可以产生活性氧材料加入到含铜材料的溶液中，制备含有含铜材料和可以产生活性氧材料的涂层溶液；
步骤三：采用喷涂或浸涂设备将具有抗感染功能的涂层溶液制备于医用导管表面。
8.按照权利要求7所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，其特征在于，步骤一中，含铜材料为载铜聚合物时，采用化学接枝法制备含铜材料的溶液，包括以下步骤：
(1)配制质量体积浓度为1～200mg/mL的铜盐水溶液；
(2)配制质量体积浓度为5～1000mg/mL的小分子聚合物基质溶液，溶剂为有机溶剂，其种类根据所采用的聚合物基质的特性决定；
(3)将铜盐水溶液加入小分子聚合物基质溶液中，铜盐水溶液与小分子聚合物基质溶液的质量比例为1：1～1：10，充分搅拌、反应1～24小时，得含铜材料的溶液。
9.按照权利要求7所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，其特征在于，步骤二中，可以产生活性氧材料与含铜材料的摩尔比为1：10～10：1，通过机械搅拌或磁力搅拌1～10小时，使可以产生活性氧材料均匀地悬混在含铜材料的溶液中，形成具有抗感染的涂层溶液。
10.按照权利要求7所述的具有可控、持久抗感染医用导管的制备方法，其特征在于，步骤三中，医用导管表面涂覆具有抗感染功能的涂层溶液干燥后，形成具有光动力和化学动力的抗感染涂层，其厚度100nm～30μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010850085.8A CN112138217A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010850085.8A CN112138217A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112138217A true CN112138217A (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=73888343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010850085.8A Pending CN112138217A (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112138217A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1159741A (zh) * | 1994-10-05 | 1997-09-17 | 东陶机器株式会社 | 抗菌性固态物及其制造方法以及其利用方法 |
| CN1164198A (zh) * | 1994-11-16 | 1997-11-05 | 东陶机器株式会社 | 光催化剂功能材料及其制造方法 |
| CA2463442A1 (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-17 | Martha Karen Newell Rogers | Methods for regulating co-stimulatory molecule expression with reactive oxygen |
| CN104225672A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-12-24 | 西南交通大学 | 一种具有可控一氧化氮催化释放的铜离子与多酚配位物的螯合物材料的制备方法 |
| CN108379669A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-10 | 中国科学院金属研究所 | 具有含铜涂层的医用导管及其制备方法 |
-
2020
- 2020-08-21 CN CN202010850085.8A patent/CN112138217A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1159741A (zh) * | 1994-10-05 | 1997-09-17 | 东陶机器株式会社 | 抗菌性固态物及其制造方法以及其利用方法 |
| CN1164198A (zh) * | 1994-11-16 | 1997-11-05 | 东陶机器株式会社 | 光催化剂功能材料及其制造方法 |
| CA2463442A1 (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-17 | Martha Karen Newell Rogers | Methods for regulating co-stimulatory molecule expression with reactive oxygen |
| CN104225672A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-12-24 | 西南交通大学 | 一种具有可控一氧化氮催化释放的铜离子与多酚配位物的螯合物材料的制备方法 |
| CN108379669A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-08-10 | 中国科学院金属研究所 | 具有含铜涂层的医用导管及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LIRONG WAND 等: ""Anticoagulation and antibacterial functional coating on vascular implant interventional medical catheter"", 《JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112080940B (zh) | 一种具有持久抗菌、抗病毒特性的织物及其制备方法 | |
| Singh et al. | Recent advances in a polydopamine-mediated antimicrobial adhesion system | |
| Hou et al. | Tailoring the surface and composition of nanozymes for enhanced bacterial binding and antibacterial activity | |
| Wo et al. | Recent advances in thromboresistant and antimicrobial polymers for biomedical applications: just say yes to nitric oxide (NO) | |
| JP5064350B2 (ja) | 抗菌性高分子表面の生成方法 | |
| US20140134321A1 (en) | Nitric oxide-releasing coatings | |
| Kim et al. | Preparation and characterization of the antibacterial Cu nanoparticle formed on the surface of SiO2 nanoparticles | |
| US8414547B2 (en) | Modulating agents for antimicrobial coatings | |
| WO2016023494A1 (zh) | 一种构建一氧化氮催化型粘附涂层的方法 | |
| CN101411898B (zh) | 一种有机/无机复合抗菌导尿管及其制备方法 | |
| JP3806061B2 (ja) | 金属修飾アパタイト含有膜の形成方法、これに用いられるコーティング液、および金属修飾アパタイト含有膜で被覆された部位を有する電子機器 | |
| Zhang et al. | NO released via both a Cu-MOF-based donor and surface-catalyzed generation enhances anticoagulation and antibacterial surface effects | |
| Wang et al. | Anticoagulation and antibacterial functional coating on vascular implant interventional medical catheter | |
| CN101428157B (zh) | 一种具有抗细菌粘附和光诱导杀菌性能的医用气管导管制备方法 | |
| US9723843B2 (en) | Family of silver (I) periodate compounds having broad microbial properties | |
| EP2968686A1 (en) | Polymeric coatings having antimicrobial properties | |
| CN119234826A (zh) | 一种负载铜粒子的二硫化钼纳米花复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN112138217A (zh) | 一种具有可控、持久抗感染医用导管及其制备方法 | |
| CN111956617A (zh) | 一种具有长效抗肿瘤特性的靶向微球及其制备方法 | |
| AU2015280400A1 (en) | Antimicrobial compositions utilizing silver and oxygen, process for making, and method of using the same | |
| CN112121234A (zh) | 一种具有可控、持久抗感染骨科内植入物及其制备方法 | |
| Chen et al. | Naturally occurring compound as antibacterial agent to yield a Janus cotton fabric with durable antibacterial functionality and skin-friendly characteristics | |
| JP3903167B2 (ja) | 活性酸素発生材料 | |
| CN102151339B (zh) | 一种载银多层膜涂层胆道支架的制备方法 | |
| CN116570766A (zh) | Ag-TiO2 -OTS疏水涂层的制备方法及其作为抗菌种植体的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201229 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |