具有含铜涂层的医用导管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有含铜涂层的医用导管。将不同浓度的载铜微球通过一定的方式梯度化地固定/分散在医用导管表面的聚合物载体中，从而可实现医用导管的生物功能化。其中，功能化载铜微球的固定方式包括化学接枝、物理共混、静电作用等。这种具有生物功能化含铜涂层的医用导管植入体内后可以起到减少血小板黏附，抗凝血，抗细菌增殖及抗纤维组织黏附的作用，从而避免医用导管植入后发生血栓、感染或导管与组织粘连等不良事件。

【技术实现步骤摘要】
具有含铜涂层的医用导管及其制备方法
本专利技术涉及植/介入导管类医疗器械领域，特别提供一种能够维持体内液体(体液、血液等)流通或保持外界对人体的营养供给、具有生物功能的含铜涂层医用导管。
技术介绍
医用导管常用于输液、肿瘤化疗、全肠外营养、尿液引流等领域。但外周中心静脉导管等中长期包埋于患者体内的导管，导管相关性感染、相关性血栓、静脉炎、管腔堵塞等均是较为常见的并发症。临床中，一旦发生感染和堵塞，需废弃该导管，进行重新插管，这对患者的身体造成极大负担。因此，减少导管置入后相关并发症的发生率受到广泛关注。在导管表面涂覆抗菌药物，包括抗生素、消毒剂和含金属制剂是一种抑制血管内导管相关感染的方式之一。Chaftari等将表面涂覆米诺环素/利福平的导管置入金黄色葡萄球菌相关血流感染病人的中心静脉导管中，患者致死率明显低于普通导管。Rouse等比较了银涂敷气管插管和无涂敷气管插管表面细菌生物膜形成情况，发现银涂敷导管的内、外表面较无涂敷导管病原菌定植率低。此外，利用物理机械方法处理的低安培电流碳涂敷导管也具有排斥微生物的功能，该种导管与抗生素联合使用，对于提高抗生素的抗菌活性也发挥了重要作用。Hazan等将表面机械处理后的Foley导尿管插入雄性兔子尿道中，保持尿无菌达9天，而对照插管组仅为2天。上述涂覆表面处理方式虽能有效改善导管表面的抗菌能力，但其作用时间短，当导管长期留置时，由于涂层与导管基体结合力较差，极易洗脱，进而失效。医用导管表面抗凝血处理也具有相同的技术弊端。常用的处理方法是将肝素通过涂覆或离子键合方式结合到导管表面，该方法虽可以有效抑制凝血发生，但由于肝素逐步溶于血液，其抗凝血性也逐渐丧失，只适用于短时抗凝血。为了解决上述问题，本申请提出一种具有多重生物功能的含铜涂层，其具有良好的抗感染、抗血栓、防粘连的同时，还能以稳定持久的结合方式存在于人体，从而长效发挥作用。铜是人体中必需的一种微量金属元素。研究证明，10-6M浓度的铜离子即可展示出强有力的杀菌功能，而当浓度达到10-4M时对人体正常组织细胞也并无影响，这就为铜离子提供了一个较大的适用浓度范围，在既保证其生物功能的同时，还具备最基本的生物安全性。此外，铜离子对凝血也具有一定的抑制作用。Johnson等研究表明，铜离子影响血小板中钙元素的运动，刺激凝血酶，影响铜过氧化物歧化酶的活力，降低血小板中血栓素和脂质过氧化物的产生，进而抑制血栓形成。因此，在医用导管表面制备含铜涂层，可持久发挥铜的生物效应，实现导管置入后抗感染、抗血栓、抗组织粘连等多重生物功能，从而降低医用导管临床并发症发生概率。本专利技术是针对医用导管，为解决其长期留置体内引发的感染、血栓等问题，提出在医用导管表面制备具有抗感染、抗血栓、抗纤维粘连等多重生物功能的含铜涂层，在保证导管现有安全性、功能性的前提下，减少医用导管留置后并发症发生概率。
技术实现思路
本专利技术的目的是在保证医用导管在置入后保持管腔畅通的基础上，在导管表面制备一种具有生物功能的含铜涂层，实现医用导管在置入后的抗凝血、抗细菌感染及防组织粘连等多重生物功能。本专利技术技术方案如下：一种具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：在医用导管表面涂覆有含铜聚合物涂层，该涂层中含有铜元素。作为优选的技术方案：所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于，医用导管包括中心静脉导管、外周中心静脉导管、介入导管、输液留置导管、胃管、食管、气管、导尿管、透析导管等等。所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：所述铜元素通过载铜微球添加，载铜微球为直径在50-500nm的可降解聚合物包衣微球。所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：载铜微球的微球基质材料为具有良好成膜性、生物相容性及可降解性的聚合物，如聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)、聚羟基烷基醇酯(PHAs)、PHB(聚-3-羧基丁酸酯)、聚乙交酯-丙交酯共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)、聚丙烯酸、纤维素、壳聚糖等之一种或多种，所载含铜物质为纳米级金属铜粉、无机铜离子、含铜有机物之一种或多种。所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：所述纳米级金属铜粉的尺寸在10-200nm的范围内，无机铜离子来自碱式硫酸铜、氧氯化铜、氢氧化铜之一种或多种，含铜有机物为乙酸铜、氨基酸铜、喹啉铜之一种或多种。所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：载铜微球中，基质材料与含铜物质的摩尔比在100:1-2:1的范围内。所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：所述铜元素浓度呈梯度化分布在涂层聚合物中；所述聚合物为壳聚糖及其衍生物、聚氨酯、环糊精、淀粉、纤维素、海藻酸钠、胶原、聚乳酸、聚乙二醇、聚碳酸酯等合成聚合物及天然聚合物。所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：所述含铜聚合物涂层厚度小于等于5μm。所述医用导管的制备方法，其特征在于：铜元素在骨科植入表面涂层聚合物中的分布方式为：以载铜微球的形式，通过分层制备法将载铜微球梯度分散在聚合物涂层中。所述医用导管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采用微乳液法制备载铜微球。步骤二：制备不同配比的载铜微球聚合物溶液，通过浸提或喷涂法逐层制备具有载铜微球的聚合物涂层。所述医用导管的制备方法，其特征在于，步骤二中采用微乳液法制备载铜微球包括以下步骤：(1)配制质量体积浓度为3-180mg/mL的铜盐水溶液；(2)配制质量体积浓度为8-900mg/mL的微球基质溶液，溶剂为体积比三氯甲烷：丙酮＝1:4—4:1；(3)配制质量体积浓度为1-200mg/mL的PVA水溶液；(4)将铜盐水溶液加入微球基质溶液中，搅拌均匀后将混合液加入PVA水溶液中；(5)采用机械搅拌或超声震荡的方法制备不同粒度的微球，其中，搅拌转数在500-5000rpm的范围内，搅拌时间为2.5-10h；超声功率在50-100W的范围内，超声时间为5-25min；(6)利用离心或旋转蒸发的方法收集反应制得的微球，其中：离心法所采取的转数为500-2000rpm，离心后去除上清液，将微球沉淀在蒸馏水中悬浮清洗，干燥；旋转蒸发法所采取的转速为10-50rpm，将沉降一定时间的溶液，去上清液，将下层反应液加入旋转蒸发仪中，发生温度为30-45℃，时间为30min-2h。本专利技术的设计思想：在医用导管表面制备具有生物功能的含铜涂层，涂层应均匀分布在导管的各个位置，以确保医用导管置入后，发挥抗凝血、抗感染、抗组织粘连等生物功能。将不同浓度的载铜微球，采用物理共混、化学接枝或静电吸附的方法在医用导管表面逐层制备含铜涂层，使涂层铜含量具有梯度化特点，涂层载体为医用级可降解高分子材料(含铜涂层示意图见附图2)。载铜微球制备时，微球壳体材料应为可生物降解，成膜性良好并具有良好生物相容性的高分子材料。涂层制备过程中，通过调节微球中含铜量或涂层所含微球的量，构建梯度化含铜涂层。涂层制备过程中，对医用导管结构应不造成破坏，从而实现医用导管的畅通，以及抗凝血、抗感染、抗组织粘连等生物功能。本专利技术的特点及有益效果在于：1.本专利技术提供的一种具有生物功能的含铜涂层医用导管，使导管具有抗凝血、抗感染、抗组织粘连等多重生物功能。2.本专利技术涉及的具有生物功能的含铜涂层，可替代目前医用导管所采用的抗生素药物涂层。含铜涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：在医用导管表面涂覆有含铜聚合物涂层，该涂层中含有铜元素。

【技术特征摘要】
1.一种具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：在医用导管表面涂覆有含铜聚合物涂层，该涂层中含有铜元素。2.按照权利要求1所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于，医用导管为中心静脉导管、外周中心静脉导管、介入导管、输液留置导管、胃管、食管、气管、导尿管、透析导管之一种或多种。3.按照权利要求1所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：所述铜元素通过载铜微球添加，载铜微球为直径在50-500nm的可降解聚合物包衣微球。4.按照权利要求3所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：载铜微球的微球基质材料为聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)、聚羟基烷基醇酯(PHAs)、PHB(聚-3-羧基丁酸酯)、聚乙交酯-丙交酯共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)、聚丙烯酸、纤维素、壳聚糖之一种或多种，所载含铜物质为纳米级金属铜粉、无机铜离子、含铜有机物之一种或多种，纳米级金属铜粉的尺寸在10-200nm的范围内，无机铜离子来自碱式硫酸铜、氧氯化铜、氢氧化铜之一种或多种，含铜有机物为乙酸铜、氨基酸铜、喹啉铜之一种或多种。5.按照权利要求3所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：载铜微球中，基质材料与含铜物质的摩尔比在100:1-2:1的范围内。6.按照权利要求1所述具有含铜涂层的医用导管，其特征在于：所述铜元素浓度呈梯度化分布在涂层聚合物中，所述聚合物为壳聚糖及其衍生物、聚氨酯、环糊精、淀粉、纤维素、海藻酸钠、胶原、聚乳酸、聚乙二醇、聚碳酸酯之一种或多种。7.按照权利要求1所述具有含铜涂层的医用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈姗姗，杨柯，张炳春，赵静，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21