抗感染导尿管新型纳米复合材料的研制.doc

抗感染导尿管新型纳米复合材料的研制 罗凯 祝方明* 中山大学化学与化学工程学院，广州，510275 摘要 本论文采用聚合物改性蒙脱土插层复合方法研制出硅橡胶/蒙脱土负载抗菌药物纳米复合材料，研究了不同药物的改性效果，并用广角X射线衍射和红外光谱对其微观结果及缓释效果进行分析和表征，证实该材料具有控制药物缓释的作用，达到了长期抗感染的目的，同时还提高了此材料的物理机械性能，提高了导尿管用材料的性价比和附加值。 关键词 抗感染；硅橡胶；蒙脱土；纳米复合材料 医用导尿管是医院临床运用非常广泛的医疗用具，但留置导尿引起的导管相关感染是临床非常棘手的问题。目前临床处理的措施一般有：1、及时更换导管，但使用周期短；2、预防冲洗，效果差；3、应用抗生素，效果不佳而且对人体有副作用。随着医用新材料的发展，从根本上解决导尿管自身的缺陷，是控制导尿管相关感染的研究方向。 聚合物/蒙脱土层状硅酸盐纳米复合材料是近10年来迅速发展起来的新型交叉科学，由于聚合物纳米复合材料具有常规聚合物复合材料所没有的结构、形态以及较常规聚合物复合材料更优异的物理力学性能、耐热性能等，显示出重要的科学意义和应用前景。 我们通过聚合物改性蒙脱土插层复合方法研制出硅橡胶/蒙脱土负载抗菌药物纳米复合材料，具有控制药物缓释的作用，从而达到长期抗感染的目的，提高了导尿管用材料的性价比和附加值，同时还可以提高此材料的物理机械性能。 蒙脱土是一种具有天然一维纳米级薄层结构的矿物[1]，由两层Si-O四面体中间夹一层Al-O八面体组成的层状硅酸盐晶体，层间有可交换的阳离子Na+,K+,Ca2+,Mg2+等，利用蒙脱土的阳离子交换性能将插层剂或聚合物单体插入到蒙脱土片层间，使其以单层或数层（纳米级尺寸）分散于聚合物基体中，形成纳米复合材料。 1、实验部分 1.1原料及试剂 蒙脱土（MT） 化学纯 上海试剂四厂 十六烷基三甲基溴化铵（CTAB） 分析纯 上海伯奥生物科技有限公司 乙醇 分析纯 硝酸咪糠唑(MKZ) 端羟基二甲基硅氧烷（硅橡胶生胶） 室温硫化107型，室温粘度8630mPa·S 正硅酸乙酯，有机锡 1.2 样品制备 1.2.1蒙脱土的有机化改性[2] 将一定量的MT按质量比5：3与CTAB混合，加入一定量去离子水（约5克蒙脱土/95克水）在80℃油浴下高速搅拌8h后室温过滤，然后用去离子水重复洗涤降低Br－浓度，并用0.1mol/lAgNO3检验滤液至无白色沉淀为止。所得产品在60℃下真空干燥至恒重，研磨后得到改性MT(MMT)。 1.2.2 抗菌药物的插层改性 取一定量的MMT与等质量的硝酸咪糠唑混合，加入乙醇配成质量分数20％的乙醇溶液，室温下搅拌4～5h，过滤并用乙醇反复洗涤4～5次，60℃下真空干燥后研磨成粉末。 1.2.3 抗菌药物的释放 称取一定质量硝酸咪糠唑改性MMT，平均分成三份后用滤纸包裹，悬浮在5％生理盐水中，浸泡24h，48h，72h取出，真空干燥后研磨成粉末。 1.2.4 硅橡胶/药物改性MMT复合材料的制备[3] 1.2.4.1 溶液法制备硅橡胶/药物改性MMT复合材料 称取一定质量药物改性MMT分散在氯仿中（约1g蒙脱土/10ml氯仿）,加入一定重量的硅橡胶生胶混合均匀，搅拌数小时后挥发溶剂，加入1.25phr正硅酸乙酯和0.3phr有机锡（相对于100份硅橡胶），搅拌均匀，真空抽气泡，再慢慢倒入模具中，室温放置24h. 1.2.4.2 熔融法制备硅橡胶/药物改性MMT复合材料 一定质量的药物改性MMT与硅橡胶直接混合均匀，在90℃下搅拌5h，冷却至室温后加入1.25phr正硅酸乙酯和0.3phr有机锡（相对于100份硅橡胶），搅拌均匀，真空抽气泡，再慢慢倒入模具中，室温放置24h. 1.3 测试与表征 1.3.1红外光谱 用NEXUS 670 FT-IR红外光谱仪扫描样品，表征样品是否锚定。另外，通过比较相应位置吸收峰的强弱，判断所含抗菌药物的多少。 1.3.2 X射线衍射 用日本RIGAKU D/max– IIIA型X射线衍射仪对蒙脱土及复合材料进行连续记谱扫描，测量插层前后蒙脱土层间距的变化。测试条件： Cu Kα辐射（λ=0.154 nm），管电压 35kV，管电流 25mA，扫描速度 1。/min。 1.3.3 热重分析（TG） NETZSCH TG 209型热分析仪，氮气气氛下，升温速率10K/min,温度范围23～430℃. 1.3.4 DMA材料性能测试 DMA 2980型动态力学测试仪，试样1×1cm，升温速率5K/min,温度范围-140～60，频率10/1Hz. 2、结果与讨论