一种超声显影材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种超声显影复合材料及其制备方法与应用，所述复合材料主要由包含热塑性聚合物、无机粉体、分散剂和抗氧剂的组分制成，其中，所述无机粉体的声阻抗值为热塑性聚合物的声阻抗值的3倍以上，这样，具有高声阻抗的无机粉体可以显著提高所述复合材料的超声显影效果；所述制备方法如下进行：先利用分散剂对无机粉体进行表面改性，然后将热塑性聚合物、抗氧剂以及步骤1得到的改性的无机粉体混合，然后进行熔融共混，得到所述复合材料。所述超声显影复合材料具有非常有益的超声显影效果，可以用于制造具有超声显影增强效果的各类医用介入导管或植入器件，实现超声影像引导定位和位置判定。

Ultrasonic developing material, preparation method and application thereof

The invention discloses an ultrasound composite material and preparation method and application thereof, wherein the composite material is mainly composed of a thermoplastic polymer, inorganic powder, dispersant and antioxidant components made of the acoustic impedance of the inorganic powder values for the acoustic impedance of thermoplastic polymer value 3 times, so, the inorganic powder has high impedance can significantly improve the effect of ultrasound imaging of the composite material; the preparation method is as follows: first use of dispersants on the inorganic powder surface modification and thermoplastic polymer, antioxidant and step 1 modified by inorganic powder mixed, then melt blending, obtaining the composite material. The imaging effect is very beneficial to the development of composite materials with ultrasonic, can be used to manufacture with ultrasound imaging enhancement of medical interventional catheter or implantable devices, guide the orientation and position determination to achieve ultrasound imaging.

【技术实现步骤摘要】
一种超声显影材料及其制备方法与应用
本专利技术属于医用材料领域，尤其涉及超声显影材料领域，具体地，涉及一种超声显影材料及其制备方法与应用。
技术介绍
介入置管操作是临床治疗中非常常见的一类操作，导管位置的确认至关重要。近年来，超声引导导管介入操作在临床上的应用逐渐被重视和扩大。相较于传统的X射线导管位置确认方法，超声影像定位具有快速、无创、无辐射等优点，能够提供实时成像，操作简单并且能够实现床旁操作。此外，超声引导的导管介入操作能够大大降低导管位置偏移的风险，减少并发症的发生率进而有效提高手术的成功率。但是，由于现有医用介入导管材料的声阻抗值与人体软组织的声阻抗值(1.52×106kg/m2s)接近，使得现有介入导管在人体内的超声图像模糊不清。因此，研究者采用了不同的方法来增强介入导管的超声反射系数进而提高介入导管在人体中超声图像的清晰度。专利CN104667411A公开了一种超声显影导管，管体的管壁内置高分子材料纤维丝，高分子材料纤维丝之间相互重叠交叉形成网状的编织网层，使管体与编织网层之间形成密度不一的超声显影区。该方法虽然能够增强导管管壁的反射及散射信号，但导管制备工艺较复杂，且编织网层能够增强管壁反射及散射的信号有限，还需在纤维交叉点引入微气泡来进一步增强导管超声回波信号，气泡引入需要控制加工过程，增加了加工工艺难度。专利US2012/0283763A1通过在介入装置表面涂覆超声涂层来增强介入器械的超声显影效果。该超声涂层中含有聚合物颗粒，能够增加涂层表面的粗糙度，进而增强材料表面的声波散射和反射的能力，提高超声显影效果。专利US2010/0239505A1公开了一种超声涂层，该涂层含有中空的聚合物球，中空球中包含异丁烷气体，借助气体增大涂层与周围介质声阻抗的差异，改善超声显像效果。通过涂覆涂层的方法来提高介入导管的超声显影效果，存在涂层在介入过程中脱落的风险。此外，增加导管表面的粗糙度会增加导管穿刺及拔管的阻力，粗糙的表面也增加了血栓粘附的风险。综上，由于现有的增加导管材料超声显影效果的方法多需要复杂的加工技术，成本较高，且存在涂层脱落的风险。因此，亟需以合理的成本、简单的加工工艺来制备具有良好超声显影效果的材料，满足医用介入导管和植入器件的制造和使用需求。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，发现在常用医用聚合物基材中加入具有高声阻抗(声阻抗大于基材)的无机粉体能得到具有优良超声显影效果的医用材料，该材料可以应用于制造具有超声显影增强效果的介入导管和植入器件，从而完成本专利技术。本专利技术的一方面在于提供一种超声显影复合材料，具体体现在以下方面：(1)一种超声显影复合材料，其中，所述复合材料主要由包含热塑性聚合物、无机粉体、分散剂和抗氧剂的组分制成，其中，所述无机粉体的声阻抗值为热塑性聚合物的声阻抗值的3倍以上。(2)根据上述(1)所述的复合材料，其中，所述热塑性聚合物选自医用聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚氨酯和聚醚醚酮等；优选地，所述热塑性聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚硅氧烷和聚氨酯中的一种或几种；更优选地，所述热塑性聚合物为聚丙烯，例如无规共聚聚丙烯。(3)根据上述(1)或(2)所述的复合材料，其中，所述无机粉体的声阻抗值为热塑性聚合物的声阻抗值的4倍以上；优选地，所述无机粉体选自金属、金属氧化物和无机非金属化合物中的一种或几种，其中：所述金属包括银和钨，所述的金属氧化物包括三氧化二铝、二氧化钛、氧化铁、氧化锌和氧化锆，所述的无机非金属化合物包括二氧化硅和碳化硅；更优选地，所述无机粉体选自三氧化二铝、二氧化钛和二氧化硅中的一种或几种，例如三氧化二铝、二氧化硅。(4)根据上述(1)至(3)之一所述的复合材料，其中，所述无机粉体的粒径为100nm～500μm，优选为5～200μm，更优选为60～150μm；和/或基于100重量份的热塑性聚合物，无机粉体的用量为5～50重量份，优选为5～30重量份，更优选为5～20重量份。(5)根据上述(1)至(4)之一所述的复合材料，其中，所述分散剂为高分子表面活性剂，优选地，所述分散剂选自聚醚类、聚乙烯醇类、聚丙烯酸盐类中的一种或几种，更优选地，所述分散剂选自聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯酸钠中的一种或几种，例如聚乙二醇、聚环氧乙烷；和/或基于100重量份的无机粉体，分散剂的用量为0.5～15重量份，优选为1～10重量份，更优选为1～5重量份，例如1～1.5重量份。本专利技术第二方面提供了一种第一方面所述复合材料的制备方法，具体体现在以下方面：(6)上述(1)至(5)之一所述复合材料的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：步骤1、利用分散剂对无机粉体进行表面改性；步骤2、将热塑性聚合物、抗氧剂以及步骤1得到的改性的无机粉体混合，然后进行熔融共混；步骤3、出料，然后冷却，得到所述超声显影复合材料。(7)根据山水果湖(6)所述的方法，其中，在步骤1中，所述改性包括干法改性和湿法改性；和/或在步骤2中，所述熔融共混如下进行：在高于所述热塑性聚合物的软化温度5～20℃的温度下进行5～30min，优选地，在高于所述热塑性聚合物的软化温度10～20℃的温度下进行10～20min，更优选地，在高于所述热塑性聚合物的软化温度20℃的温度下进行15min。(8)根据上述(6)或(7)所述的方法，其中，步骤1所述改性为干法改性，优选地，步骤1包括以下子步骤：步骤1’、将无机粉体与分散剂混合，并进行预搅拌；步骤2’、继续进行搅拌，同时进行加热处理，使分散剂包裹于无机粉体的表面；步骤3’、冷却，然后粉碎，得到改性的无机粉体；优选地：在步骤2’中，所述加热处理如下进行：在高于分散剂的熔点5～20℃下进行2～20min，优选地，在高于分散剂的熔点5～10℃下进行5～15min，更优选地，在高于分散剂的熔点5℃下进行10min。(9)根据上述(6)或(7)所述的方法，其中，步骤1所述改性为湿法改性，优选地，步骤1包括以下子步骤：步骤1”、将无机粉体和分散剂分别加入水中，分别得到悬浮液和溶液；步骤2”、将得到的溶液滴加至悬浮液中，搅拌；步骤3”、离心，取沉降物，然后依次进行干燥、冷却和粉碎，得到改性的无机粉体；优选地：在步骤1”中，所述无机粉体与水的重量比为1:(3～15)，优选为1:(2～10)，更优选为1:(5～10)；和/或在步骤1”中，所述分散剂与水的重量比为1:(50～500)，优选为1:(100～500)，更优选为1:(150～500)；和/或在步骤2”中，所述搅拌进行1～10min，优选进行3～7min，更优选进行5min；和/或在步骤3”中，所述离心如下进行：于1000～4000rpm的转速下进行2～10min，优选地，于2000～4000rpm的转速下进行5～10min，更优选地，于2000～3500rpm的转速下进行8～10min；和/或在步骤3”中，所述干燥于60℃～120℃下进行，优选于80℃下进行。本专利技术第三方面提供一种第一方面所述复合材料或第二方面制得的复合材料的应用，用于制造具有超声显影增强效果的医用介入导管或植入器件。附图说明图1示出实施例6～8以及对比例1的复合材料得到的样条的超声图像；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声显影复合材料，其特征在于，所述复合材料主要由包含热塑性聚合物、无机粉体、分散剂和抗氧剂的组分制成，其中，所述无机粉体的声阻抗值为热塑性聚合物的声阻抗值的3倍以上。

【技术特征摘要】
1.一种超声显影复合材料，其特征在于，所述复合材料主要由包含热塑性聚合物、无机粉体、分散剂和抗氧剂的组分制成，其中，所述无机粉体的声阻抗值为热塑性聚合物的声阻抗值的3倍以上。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述热塑性聚合物选自医用聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚氨酯和聚醚醚酮等；优选地，所述热塑性聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚硅氧烷和聚氨酯中的一种或几种；更优选地，所述热塑性聚合物为聚丙烯，例如无规共聚聚丙烯。3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述无机粉体的声阻抗值为热塑性聚合物的声阻抗值的4倍以上；优选地，所述无机粉体选自金属、金属氧化物和无机非金属化合物中的一种或几种，其中：所述金属包括银和钨，所述的金属氧化物包括三氧化二铝、二氧化钛、氧化铁、氧化锌和氧化锆，所述的无机非金属化合物包括二氧化硅和碳化硅；更优选地，所述无机粉体选自三氧化二铝、二氧化钛和二氧化硅中的一种或几种，例如三氧化二铝、二氧化硅。4.根据权利要求1至3之一所述的复合材料，其特征在于，所述无机粉体的粒径为100nm～500μm，优选为5～200μm，更优选为60～150μm；和/或基于100重量份的热塑性聚合物，无机粉体的用量为5～50重量份，优选为5～30重量份，更优选为5～20重量份。5.根据权利要求1至4之一所述的复合材料，其特征在于，所述分散剂为高分子表面活性剂，优选地，所述分散剂选自聚醚类、聚乙烯醇类、聚丙烯酸盐类中的一种或几种，更优选地，所述分散剂选自聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯酸钠中的一种或几种，例如聚乙二醇、聚环氧乙烷；和/或基于100重量份的无机粉体，分散剂的用量为0.5～15重量份，优选为1～10重量份，更优选为1～5重量份，例如1～1.5重量份。6.权利要求1至5之一所述复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、利用分散剂对无机粉体进行表面改性；步骤2、将热塑性聚合物、抗氧剂以及步骤1得到的改性的无机粉体混合，然后进行熔融共混；步骤3、出料，然后冷却，得到所述超声显影复合材料。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓农，陈婧泠，张国强，练睿，闫圣涛，王浩，石淑先，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11