[发明专利]复合纳米银－聚氨酯抗菌材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是在医用聚氨酯中原位合成纳米银颗粒以达到复合抗菌效用的一种新型医用材料，属于医用材料制造的技术领域。

背景技术

聚氨酯在临床有着极其广泛的用途，其最主要的使用方面就是聚氨酯导管。随着新的诊断技术和治疗方法的发展，聚氨酯导管的应用日益广泛，然而并发症，特别是由于细菌吸附而引发的感染经常限制了导管的使用。这是一个最困难也是最普遍的问题。据报道，美国住院病人应用中心静脉导管占50％以上，并且在门诊病人中的应用也日趋增多。近年来，尽管在中心静脉导管材料、种类及置管技术上不断取得进步，但中心静脉导管感染仍很常见。在美国，每年院内血液感染约超过20万例，而这些感染中大多数与血管内装置的使用有关，其中90％与中心静脉导管有关。导管相关性血流感染在ICU院内感染中位居第三。

聚氨酯具有优异的物理机械性能和良好的血液相容性，但是同样面临着引发感染这一棘手问题。对于如何达到抗菌作用，国内外的研究人员作了多种尝试，如：系统抗生素疗法、采用抗菌剂或者亲水性聚合物修饰等。但是抗生素很难穿透生物膜，难以在菌膜内部达到有效浓度。生物膜内的细菌对抗生素的抑菌作用不敏感，同在悬液中相比，需要50-100倍的普通剂量才能根除细菌。同时水溶性的抗菌剂的一大缺陷就是很容易被洗脱，抗菌作用时间短，无法有效抗菌。亲水性聚合物和导管表面的结合牢固程度是一个很大的问题，很容易脱落，并且只能在一定程度上减少细菌吸附，无杀菌作用，无法达到有效抗菌。

在聚氨酯中加入纳米金属抗菌材料可以解决抗菌的有效性和持久性问题。抗菌金属离子逐渐从纳米抗菌材料中所含的抗菌剂中溶出，缓释的Ag、Cu、Zn、Co、Ni、Fe、Al等金属离子破坏了细菌细胞的能量代谢作用，阻止了微生物的繁殖。此外，抗菌金属离子还能与生物体中的蛋白质、核酸中存在的巯基(-SH)、胺基(-NH)等官能团发生反应，或进入菌体细胞内同细胞的酶和DNA等反应，阻碍微生物体的生物化学合成过程及生理机能。在抗菌金属中，Ag杀菌毒性最强，但是细胞毒性最小，广谱高效抗菌而没有副作用。聚氨酯中的纳米银的作用：阻止细菌吸附；阻止吸附上的细菌增值；阻止生物膜的形成。

纳米银材料作为抗菌剂有更多的优点，由于其粒径小，表面积大，容易跟病原微生物发生密切接触，从而发挥其更大的生物效应，因而一般比同类常规无机抗菌材料有更强的抗菌活性。且能长久稳定释放银离子，能达到乃至数年的有效抗菌。并且纳米颗粒在聚氨酯材料中的加入不会改变反倒可以增强其原有的优良机械性，还可以增强它的生物耐受性。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种能够长效抗菌，无副作用，具有良好生物相容性的，可广泛使用在临床医疗器械或者涂层上的复合纳米银-聚氨酯抗菌材料及制备方法。

技术方案：本发明所述的复合纳米银-聚氨酯抗菌材料是在医用聚氨酯中原位合成纳米银颗粒以达到复合抗菌效用的一种新型医用材料。该材料为含有高度均匀分散的纳米银的聚氨酯复合材料，其中银颗粒的含量在复合材料中的重量比为0.01％～2.5％，纳米银表面裸露，直接和聚氨酯材料接触。

聚氨酯材料为聚酯系聚氨酯或聚醚系聚氨酯或芳香族异氰酸酯系聚氨酯或脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。纳米银的粒径为10-500nm。

本发明的复合纳米银-聚氨酯抗菌材料的制备方法采用如下步骤：

a.聚氨酯母粒的清洗：将聚氨酯母粒在乙醇溶液中浸泡，再进行双蒸水超声清洗、烘干待用，

b.室温下，把聚氨酯和有机溶剂按照质量体积比1∶20～1∶60溶解完全，

c.对上述溶液按照银盐和聚氨酯质量比1∶500～1∶2000加入银盐，高速搅拌30～60分钟至溶解完全，

d.按照还原剂与银盐质量比为1∶5～1∶10，迅速加入还原剂，高速搅拌1-2小时直至反应完全，

e.去除杂质，所得溶液经过过夜沉淀，获得液态纳米银-聚氨酯抗菌材料，装瓶密封或浇铸成膜保存。

液态纳米银-聚氨酯抗菌材料可浇铸成膜保存，采用洁净基底浇铸成膜，室温下待溶剂挥发完全，所得膜材用大量纯水清洗，再在40-70度纯水中超声1-4小时去除残留溶剂，40-70度烘干，所得即为纳米银-聚氨酯抗菌材料膜材。

其中，所述的银盐为硝酸银，所述的有机溶剂为四氢呋喃或N-N二甲基甲酰胺，所述的还原剂为柠檬酸钠或硼氢化钠。