一种外科手术用抗菌弹性体的制备方法与流程

本发明属于材料科学领域，尤其是涉及一种具有本体抗菌特性的外科手术用抗菌弹性体的制备方法，具体地说，涉及的是一种利用金属微粉或金属盐复合的原位聚合反应，制备具有本体抗菌特性的外科手术用抗菌弹性体的方法。

背景技术：

随着医学的进步，各种外科手术朝向微创、集成方向发展。例如各种肛肠手术、腹腔镜技术大大减轻了患者的痛苦、缩短了处置时间、提高了就医效率。在进行上述外科手术，尤其是腹腔手术的过程中，需要用到起到扩张和支撑作用的弹性体。

目前医用弹性体在使用时需要进行严格的消毒，在其使用过程中难免对进行扩张和支撑的部位或伤口产生刺激，不利于术后的恢复和愈合。

如果能够用简便、高效的方法赋予传统弹性体抗菌性能，将会极大地提高其应用范围，并减轻相关并发症，促进患者术后愈合。人们对于如何简便高效的制备具有本体抗菌性能的弹性体进行了大量探索。经对现有技术文献的检索发现，一般的方法是，将缓释型的抗菌药物或者成分加入到聚合物材料中，rotemshemesh等在《polymersadvancedtechnologies》(<聚合物先进技术>)于2015年第26期，110页上报道了一种有机物修饰的蒙脱土和有机香荆芥酚复合物，并将其作为复合物与低密度聚乙烯复合，从而达到缓释其中有效抗菌成分的目的。该缓释抗菌药物的方式，一方面其抗菌性会随着时间下降；另一方面，其制备方法相对复杂，限制了该方法的实际应用。同时，抗菌药物导致的抗药性也使得其在实际应用中受到限制。而如果能够利用银、铜金属或金属离子的广谱抗菌性，改善其容易团聚和不稳定的弊端，通过稳定、分散的方式制备复合型的聚合物，将会是一项非常有实际应用价值的研究工作。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种将具有抗菌性能的金属微粉或金属离子通过在聚合物单体或引发剂中进行分散，并随后进行原位聚合的方法，制备具有本体抗菌性能的弹性体。该弹性体制备方法简单，不增加高成本原料，具有良好的本体抗菌性能，从而有望应用于外科手术支撑等领域。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种外科手术用抗菌弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一步：选取合适的聚合物单体或者前驱物，对其进行预处理；

第二步：将金属或金属盐配置成浓度为0.1mol/l～1mol/l的前躯体金属盐溶液或金属微粉悬浊液，加热搅拌；

第三步：将配置好的前驱体金属盐溶液或金属微粉悬浊液和相应聚合引发剂进行混合，并缓慢滴入第一步预处理后的聚合物单体或者前驱物中；

第四步：混合均匀后，将混合物置于合适的聚合条件下进行聚合及还原反应就得到所需要聚合体抗菌弹性体。

进一步地，第一步所述的聚合物单体包括为聚氨酯、聚乙烯、聚乳酸、甲苯二异氰酸酯或丙烯酸丁酯，所述的前驱物包括尼龙、硅橡胶、苯乙烯嵌段共聚物。

进一步地，第一步所述的预处理是用氨水或盐酸进行ph值调节或用硝酸处理进行官能团接枝处理。

进一步地，第二步所述的金属或金属盐为铜或银单体，或者铜或银的硝酸盐或氯化物。

进一步地，第二步配置前躯体金属盐溶液或金属微粉悬浊液采用的溶剂为水、乙醇、甘油或其混合物；

加热搅拌的温度为40℃-60℃。

进一步地，第三步所述的引发剂为聚合物聚合引发剂，包括为盐酸盐、硫酸盐、碳酸盐或六亚甲基二异氰酸酯。

进一步地，第三步所述的聚合物单体或者前驱物与金属或金属盐，引发剂的质量比为(10:1到40:1)。

进一步地，第四步所述的聚合条件是指在室温下陈化24h-48h后，然后于50℃-100℃(优选60℃-90℃)的原位聚合1-8h。维持聚合反应所需温度可以在水浴或其他恒温条件下进行。

银、铜金属或金属离子的广谱抗菌性，但是容易团聚、不稳定，在50℃-100℃下，可以与聚合物单体进行络合或缠结，从而极大地改善其团聚及不稳定的问题，进而更好的发挥抗菌作用。

与现有技术相比，本发明采用具有本体抗菌特性的银、铜等金属单质或离子为功能成分，通过将其与聚合物前驱体或引发剂混合，利用原位聚合的方法，创造了一种简单、高效、制备外科手术用抗菌弹性体的方法。所制备的材料具备本体抗菌特性，用于外科手术具有对患者刺激小、副作用小、伤口易愈合等优势，在外科手术领域具有较大优势。本发明具有易操作、无耐药性以及衰减周期等优势，且工艺简单，可控性好。合成的外科手术用抗菌弹性体具有显著优势。

附图说明

图1是原位聚合法合成的银-聚合物复合弹性体的扫描电镜图；

图2是原位聚合法制备的银-聚合物复合弹性体中银元素的元素分布图；

图3是银-聚合物复合弹性体对于atcc33277厌氧菌48h的抑菌测试图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

第一步：选用甲苯二异氰酸酯作为单体，对其滴加丙酮，进行浓度调节，调整其粘度；

第二步：以水为溶剂配置前躯体硝酸银溶液，浓度为0.1mol/l，加热60℃搅拌；

第三步：将配置好的硝酸银溶液和甲苯二异氰酸酯进行混合，并缓慢滴入硫酸铵；银与甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的质量比为(1:100:10)。

第四步：混合均匀后，将混合物置于室温陈化24h后，60℃光照条件下进行聚合得到聚氨酯抗菌弹性体。

图1是利用原位聚合法合成的抗菌银-聚氨酯弹性体的扫描电镜图。从图中可以看出制备得到的抗菌聚合物中，银离子分布均匀。

图2是利用原位聚合法合成的抗菌银-聚氨酯弹性体的元素分布图。从图中可以进一步确认其中银离子分布均匀。

图3是利用原位聚合法合成的抗菌银-聚氨酯弹性体的对于atcc33277厌氧菌48h血平板培养后抗菌实验结果。从图中可以看出改抗菌弹性体对于atcc33277厌氧菌有明显的抑制效果。

实施例2

第一步：选用丙烯酸丁酯作为单体，对其滴加乙醇调节浓度，调整其粘度；

第二步：以乙醇为溶剂配置前躯体硝酸铜溶液，浓度为0.2mol/l，加热40℃搅拌；

第三步：将配置好的硝酸铜溶液和丙烯酸丁酯进行混合，并缓慢滴入过硫酸铵引发剂；cu与丙烯酸丁酯、过硫酸铵的质量比为(1:200:20)；

第四步：混合均匀后，将混合物室温24h陈化后，置于60℃加热条件下进行聚合8h得到聚氨酯抗菌弹性体；

实施例3

第一步：选用丙烯酸丁酯作为单体，对其滴加丙酮调节浓度，进而调整其粘度；

第二步：以甘油为溶剂配置前躯体硫酸铜溶液，浓度为0.15mol/l，加热60℃搅拌；

第三步：将配置好的硫酸铜溶液和丙烯酸丁酯进行混合，并缓慢滴入碳酸氢钠引发剂；cu与丙烯酸丁酯、碳酸氢钠的质量比为(1:200:20)

第四步：混合均匀后，将混合物室温48h陈化后，置于80℃加热条件下进行聚合1h得到聚氨酯抗菌弹性体。