抗感染抗凝血中心静脉导管的制备与性能分析

抗感染抗凝血中心静脉导管的制备与性能分析

赵宗煌

佛山特种医用导管有限责任公司广东佛山528000

摘要：本论文主要研究了以聚氨酯为材料的抗感染抗凝血中心静脉导管的制备，并分析了其具体性能及市场前景，证实了该项聚氨酯中心静脉导管的使用价值，也为其他医院提供一些参考意见。

关键词：抗感染抗凝血中心；静脉导管；制备；性能

前言：

自20世纪40年代以来，中心静脉置管术因其便捷、安全的特性被应用于心脏术后患者临床中[1]。其可检测患者中心静脉压，维持患者血容量，采集血液标本。但中心静脉导管在临床应用中常会出现感染等问题，严重影响中心静脉导管的功能发挥。故本文以制备抗感染抗凝血中心静脉导管为出发点，开展如下探究。

一、抗感染抗凝血中心静脉导管的制备

（一）原料

PU中心静脉导管（自产），98%NVP（stabilized，ACROSORGAICS）；引发剂（Irgacure907，Ciba公司出产）；光敏二苯甲酮（BP；中国医药集团上海化学试剂公司）；无水乙醇（广州化学试剂厂）；95%乙醇(同无水乙醇)；碘（天津东丽区天大化学试剂厂）；正庚烷（广东汕头市西陇化工厂）。

（二）接枝反应

将PU溶于THF中，流延成膜，厚度约为0.2mm。将其剪成长方形的样条浸泡于乙醇与去离子水1:1的融合中，浸泡三小时，去除膜表面污垢后以去离子水冲洗，放入真空干燥箱内称重。准备好NVP甲醇溶液，将干燥的PU膜浸泡其中。多次充氮气，排除空气后塞进橡胶塞。于室温下放置在紫外线10cm外光处引发反应后将PU膜去除，以大量水冲洗并于65℃内浸泡24h，去除未参加反应的单体和媳妇在PU膜表面的均聚物，于37℃真空干燥到恒重。

（三）络合反应

准备好0.01g/ml碘的95%乙醇溶液备好，将接枝完成的PU膜(内含NVP)置入其中，并调整温度至60℃，反应4h后去除于室温下晾干。去除溶剂后将PU膜止于正庚烷中浸泡24h去除游离碘，并真空干燥。

（四）表征与测试

①红外全反射光谱对试样进行分析，仪器选用美国Nicolet公司生产的傅立叶变换红外线光谱仪。②去THF试剂，将PU（与碘络合反应）膜剪碎后溶解至其中。以THF为空白样品，以紫外可见分光光度计测定溶液中表征络合物。

二、抗感染抗凝血中心静脉导管的性能分析

（一）光接枝反应

光引发剂能吸收光化学辐射并断裂生成初级自由基，引发单体聚合反应。光敏剂吸收光的能量后转移给另一个分子，使之形成初级自由基，在这种能量转移机制中，光敏剂不消耗或结构不改变。在三种引发体系的条件下进行PU膜与NVP光接枝反应，测定接枝反应的接枝密度，其中引发剂为Irgacure907，光敏剂为二苯甲酮（BP）。

单纯引入引发剂的体系中，其课直接吸收光能量形成初级自由基，后促使其余单体NVP聚合，聚合反应后可生成大量PVP*。但无光敏剂不可将吸收的紫外线能量转移到PU膜上形成PU*，故光接枝反应缺少PU*预支链。故仅有少部分成功接枝到PU膜上，大部分粘附与PU表面[2]。

当单纯引入光敏剂的情况下，其在接受能源后迅速将其转移到PU膜上，增加中心静脉导管PU膜的PU*。但此种，也有NVP在光照下形成结合断链PVP*，分子接枝到PU膜上，但数量极少。故单纯引入光敏剂接枝密度低，效果不理想。

同时引发光敏剂和引发剂的情况下，效果最佳。引发剂可促进大量初级自由基与NVP聚合，生成长链PVP*。而光敏剂的存在可实现紫外光能量向本体材料转移，使中心静脉导管材料上生成大量PU*，故NVP转化为长链PVP接枝到PU表面，其接枝密度大，活性最高，好于单纯引发剂引发或单纯光敏剂引发。

（二）PU膜表面接枝PVP的峰值变化

本次对PU表面接枝NVP前后结构进行比较，以FTIR为表面反射光谱。本次中心静脉导管的主要材料为聚氨酯，其在红外线谱照射下，于1200-1050cm-1处有两个完全振动吸收峰。于1550-1530cm-1区域有有二聚乙烯基吡络烷酮含有-CON-基团的大分子。经红外谱图照射可见其在1673cm-1处有强反射峰，在1270cm-1处有C-N键伸缩振动峰。将基材PU膜和紫外光接枝后的PU膜进行比较，此次对比借助FTIR图谱进行。可见紫外光接枝后的PU在1290cm-1和1660cm-1处出现了两个较强的吸收峰。故可知在PU膜上已接枝上PVP链会使峰值稍有位移，这可能是由于PVP接枝在PU膜表面致分子链基团和空间结构相互影响导致。

（三）抗菌性能

中心静脉导管洗脱后15d内，样品对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较强抑菌性。洗脱半月后培养皿内几乎没有细菌生长。但铜绿假单胞菌于9d内抑菌效果显著，但在12-15d内抑菌性明显减弱，但此间依旧可见明显抑菌性。故可知，洗脱15d内抑菌率试验经紫外接枝处理后具有符合结构的中心静脉导管具有较强的抑菌性，且15d内抑菌性能几乎不变。

（四）抗凝血性能

中心静脉导管在配置过程中含有大量硫酸钡颗粒（可作为显影接枝），经显微镜观察为白色细小颗粒。而血小板在电镜下表现为椭圆形羊毛。未处理的培养皿在放大3000倍的条件下表面有大量血小板粘附，并聚集在一起。而紫外接枝处理后样品表面几乎观察不到血小板粘附，中心静脉导管可有效抑制血小板粘附，故增加了其自身的抗凝血功能。

三、市场前景分析

（一）中心静脉导管全球市场发展现状

当下，全球中心静脉导管销售额已经由2003年的4.2亿美元上升到2010年的5.9亿美元，年复合增长率为5.3%[3]。美国作为全球最大的中心静脉导管市场，2010年销售额为近3亿美元，占全球的一半。当前，美国箭牌和巴德等为中心静脉导管的主要制造厂商。引起产品性能高，质量好而闻名世界。但我国中心静脉导管销售额与美国具有较大差距，产品性能也相对落后。故未来发展阶段，我国中心静脉导管行业将朝着优化产品性能，提升销售额的目标前进。

（二）市场规模预测

中心静脉导管行业作为医疗器械行业的重要组成部分，其关系到医疗水平和国计民生。故中心静脉导管市场监管力度较大，需求量较高。而在国家产业政策大力支持下，中心静脉导管行业的技能和产量不断加大。据不完全估计，未来五年内中心静脉导管市场将保持20%的年增长率，2020年中心静脉导管产业利润将高达10亿人民币。但当下已暴露出中心静脉导管的弊端，故未来将以改良型中心静脉导管市场准入及盈利为主。

总结：

综上所述，本次抗感染抗凝血中心静脉导管以Irgacuer907引发剂和二苯甲酮光敏剂作为引发体系，利用紫外光辐照将PVP接枝到PU表面。后利用PVP与碘发生络合反应，提升原有中心静脉导管的抗感染和抗凝血功能。原有中心静脉导管使用性能不佳，而本次制备的中心静脉导管性能优越，市场前景广阔，故建议同行也可尝试制备，基于本次制备基础上进行改良创新，观其实用价值。

参考文献：

[1]孙元元,崔景强,杨洋,等.抗感染抗凝血中心静脉导管的制备及性能[J].材料保护,2014，12(s1):56-58.

[2]杨钧,程芮,公静,等.抗感染中心静脉导管在减少导管相关性感染和细菌定植中的临床随机对照研究[J].中华临床感染病杂志,2011,04(3):139-143.

[3]张长春,贾晓君,张淑敏,等.中心静脉导管相关性血流感染的病原菌分布与耐药性分析[J].中华医院感染学杂志,2015,13(12):2709-2711.