一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法和装置

本发明涉及医用超声检测的，特别涉及一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法。

背景技术：

1、目前在医疗超声检测技术中，需要将超声耦合剂应用于被测部位，以确保超声探测的精度。超声耦合剂主要有两大功能，一是可以减少超声探头与皮肤之间空气，排除气体的干扰，增大与皮肤的接触面积，使超声检查的显像更加清晰，有利于得出准确的检查结果。二是可以减少超声检测探头与人体皮肤的摩擦阻力，达到润滑及保护探头的目的。然而超声耦合剂在使用过程中易失水变干，医生需要在超声检测中频繁地涂抹耦合剂，使得耦合剂的损耗量过大，成本增加。

2、本发明利用静电纺丝技术制备的透声软垫具有优异的透声性能和力学性能，有较好的柔性，可折叠弯曲，循环使用，同时具有优异的生物相容性和环境可降解性。特别的是，即使应用于伤口部位，也可进行有效抗菌并进行透声操作。同时使氨基酸的聚合、静电纺丝成型和交联于一台装置完成，工艺简单，节能高效。本发明的透声软垫是医用耦合剂的优异替代品。

3、申请号cn202111190846.2发明专利中涉及超声耦合剂领域，具体公开了一种医用超声耦合剂的制备方法。该专利中通过加入明胶、聚鞘糖等制备成一种囊心物质为杀菌消毒剂的微胶囊加入耦合剂中，得到医用耦合剂。该发明中制备超声耦合剂的过程复杂，原料繁多，并且在使用过程易使患者感到不适，需要擦拭清理，操作过于繁琐，限制了其在临床上的应用。

4、申请号cn202110977675.1发明专利涉及医用导声垫领域，具体公开了一种3d打印导声垫的方法，该专利中通过将聚乙烯醇、琼脂、甘油、防腐剂、超纯水等物质混合得到预制液，然后反复进行3d打印、固化制备导声垫。该发明中打印精度会受到打印机的限制，从而影响导声垫的性能。该导声垫不含抗菌成分，对有伤口的患者来说存在一定的感染风险，不能满足多样化的临床需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种制备具有抗菌功能透声软垫的方法及装置，运用静电纺丝技术制备的透声软垫可简易方便地用于临床医疗中的超声检测，静电纺丝装置工艺简单，节能高效。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案，包括以下步骤：

2、s1、将氨基酸悬浮于40ml的四氢呋喃中，氨基酸的浓度为0.06g/ml，温度为40℃，然后放入装有n2入口和橡胶隔片的烧瓶中；

3、s2、将浓度为0.15g/ml的三光气以1滴/秒的滴入速度溶解于四氢呋喃中，待悬浮液变清，瓶底无固体残留，将悬浮液冷却至室温，吹n2除去未反应的光气和hcl，并进行真空浓缩；

4、s3、将混合物加入过量的无水己烷和四氢呋喃再结晶三次，并在真空下干燥得到白色晶体，即氮羧基内酸酐(nca)；

5、s4、将nca单体聚合得到聚氨基酸，同时聚氨基酸可自动脱去保护基团；

6、s5、制备得到的聚氨基酸可自动溶于有机溶剂，溶于有机溶剂的聚氨基酸直接与溶于有机溶剂的明胶混合作为纺丝溶液1；

7、s6、将聚乙烯醇溶于去离子水，在油浴加热下搅拌溶解，得到透明溶液作为纺丝溶液2；

8、s7、将纺丝溶液1和纺丝溶液2转移至注射器中并选用纺丝针头，将高压电源正极连接针头，负极连接铝箔，铝箔用来接收纳米纤维，设置静电纺丝的参数进行静电纺丝操作，纺丝纤维经过紫外辐照后进行自交联，从而完成透声软垫的制备。

9、优选的，纺丝溶液1的浓度为10-20wt％，温度为20～40℃，时间为12～24h，转速为100～1500r/min。

10、优选的，纺丝溶液2的浓度为2-10wt％，温度为60～90℃，时间为24～48h，转速为100～1500r/min。

11、优选的，有机溶剂为三氟乙醇、甲醇、乙醇、甲苯、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷其中的一种。

12、优选的，静电纺丝过程的参数为，电压2-14kv，流速0.1-1.1ml/h，空气湿度40-60％。

13、优选的，聚氨基酸为聚赖氨酸、聚丙氨酸、聚精氨酸、聚甘氨酸、聚丝氨酸、聚蛋氨酸、聚谷氨酸、聚缬氨酸中的一种。

14、优选的，纺丝针头结构为同轴结构、并列结构、偏心结构其中的一种。

15、本发明与现有技术相比，其有益效果是：(1)制备的聚氨基酸可自动脱保护并溶于有机溶剂，然后直接与溶于有机溶剂的明胶混合得到纺丝溶液1，随后进入注射器进行静电纺丝，实现“流水线作业”，工艺简单，节能高效。(2)纺丝纤维经过紫外辐照后可自交联，从而完成透声软垫的制备，得到的透声软垫力学性能良好。(3)该透声软垫具有良好的抗菌活性、优异的生物相容性和环境可降解性，可有效用于伤口部位的超声检测，成本低并且可循环利用，是一种环境友好型的透声软垫材料。

技术特征：

1.一种具有抗菌功能透声软垫制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法，其特征在于，纺丝溶液1的浓度为10-20wt％，温度为20～40℃，时间为12～24h，转速为100～1500r/min。

3.如权利要求1所述的一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法，其特征在于，纺丝溶液2的浓度为2-10wt％，温度为60～90℃，时间为24～48h，转速为100～1500r/min。

4.如权利要求3所述的一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法，其特征在于，有机溶剂为三氟乙醇、甲醇、乙醇、甲苯、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷其中的一种。

5.如权利要求4所述的一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法，其特征在于，静电纺丝过程的参数为，电压2-14kv，流速0.1-1.1ml/h，空气湿度40-60％。

6.如权利要求1所述的一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法，其特征在于，聚氨基酸为聚赖氨酸、聚丙氨酸、聚精氨酸、聚甘氨酸、聚丝氨酸、聚蛋氨酸、聚谷氨酸、聚缬氨酸中的一种。

7.如权利要求1所述的一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法，其特征在于，纺丝针头结构为同轴结构、并列结构、偏心结构其中的一种。

技术总结
本发明公开了一种具有抗菌功能透声软垫的制备方法制备了透声软垫，该透声软垫成分包括明胶和具有抗菌功能的聚氨基酸材料以及聚乙烯醇。本发明具有一系列优势，如：(1)制备的聚氨基酸可自动脱保护并溶于有机溶剂，然后直接与溶于有机溶剂的明胶混合得到纺丝溶液1，随后进入注射器进行静电纺丝，实现“流水线作业”，工艺简单，节能高效。(2)纺丝纤维经过紫外辐照后可自交联，从而完成透声软垫的制备，得到的透声软垫力学性能良好。(3)该透声软垫具有良好的抗菌活性、优异的生物相容性和环境可降解性，可有效用于伤口部位的超声检测，成本低并且可循环利用，是一种环境友好型的透声软垫材料。

技术研发人员：宋文良,康丹丹,余灯广,曾令聪,李逸冲,周遵康,凌蔚
受保护的技术使用者：上海理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17