[发明专利]一种抗菌型医疗器械及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗菌型医疗器械，所述医疗器械的表面依次设置有杀菌型水凝胶层与抗细菌粘附型水凝胶层；形成杀菌型水凝胶层的原料包括具有杀菌性能物质的丙烯酸酯类单体与第一丙烯酸酯类交联剂；形成抗细菌粘附型水凝胶层的原料包括单体与第二丙烯酸酯类交联剂。与现有技术相比，本发明提供的抗菌型医疗器械，杀菌组分在内层水凝胶，可避免其对血液和细胞的不良影响，获得优异的生物相容性，外层设置有抗细菌粘附水凝胶层，两层水凝胶层利于抑制细菌粘附在医疗器械表面，并且水凝胶可避免聚合物刷中亲水链的迁移和重排而导致疏水重建问题，从而使抗细菌粘附性能持久；同时水凝胶可吸收水分量较大，可赋予抗菌型医疗器械良好的自润滑性能。

技术领域

本发明属医疗器械技术领域，尤其涉及一种抗菌型医疗器械及其制备方法。

背景技术

医用导管在排液、灌流、投药、采血、传输血液、通过感应元件检测生物体状况、辅助导入其它医疗器具等方面作为通路被广泛应用，是介入类医疗器械的重要组成部分。但是当医用导管介入人体后，细菌易在导管表面粘附，接着在导管表面增殖形成生物膜，进而会发生医疗感染事故，严重者导致患者死亡。在美国每年大约有150,000例患者发生导管相关的血流感染，增加了12～25％的死亡风险和$30,000到$50,000/人的治疗成本，以及延长住院治疗时间；据统计，在美国每年导尿管的使用量超过3000万，其中感染率可高达10％～30％，5万人可导致死亡，治疗成本超过3.5亿美元。

目前广泛使用的介入血管内导管和导尿管已成为两大常见易造成导管相关感染事故的医疗器械。细菌经导管入口处侵入是产生细菌感染最主要的原因。静脉穿刺毛细管促使体表细菌向体内渗入，范德华力和静电作用使细菌吸附在导管外壁上。随后沿着周围的纤维蛋白鞘蔓延入血，引起感染。因此，抗感染是介入类及其他医疗器械所面临一个重要问题，然而现有抗菌类医疗器械还远远达不到理想要求。

细菌生物膜的生长周期一般分为五个阶段：最初的定植阶段、不可逆粘附阶段、结构分化阶段、发展成熟阶段和解聚再定植阶段。为了赋予医用导管表面抗菌性能，需要依据细菌感染发生机制，有针对性地进行医用导管抗菌表面的构建。目前其主要策略为以下三种：

(1)构建抗细菌粘附表面，抑制细菌的初始粘附

微生物粘附是生物医用材料感染的第一步。通过深入研究细菌与生物材料表面的相互作用，从而理解微生物粘附、感染机理，最终设计有效的预防措施。

生物材料表面的化学组成、临界表面张力、界面能、表面亲疏水性、表面电荷等对微生物粘附和生物膜形成均有影响。一般情况下，细菌表面能小于菌液表面能，导致细菌易粘附在具有低表面能的疏水材料表面。针对解决医用导管抗细菌粘附问题，通过表面固定亲水性抗污涂层(聚乙二醇、内盐类物质、聚乙烯吡咯烷酮等)提高疏水材料表面能方法等实现医用导管抗细菌粘附，从而具备抗菌性能。Roger S Smith等在经外周静脉穿刺中心静脉导管表面通过氧化-还原聚合反应接枝磺酸内盐，结果表明磺酸内盐改性导管能有效地降低多种细菌在材料表面的粘附，同时具有优异的抗凝血性能。其抗菌机制是由于亲水性内盐类聚合物通过离子键与水分子发生水化作用，形成致密的水化层，此水化层可抑制蛋白、细菌、人体细胞等在经外周静脉穿刺中心静脉导管表面的粘附和生物膜的形成。

然而，细菌粘附受诸多因素影响，任何材料也不能达到100％的抑制细菌粘附，一旦少数细菌附着于医用导管表面，抗细菌粘附体系很难再阻止细菌的增殖。

(2)医用导管表面/本体负载杀菌剂，杀死表面粘附细菌