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纳米抗感染硅橡胶导尿管材料的研究

邱玉超  
【摘要】: 本课题旨在合成一种纳米抗感染硅橡胶导尿管材料,该材料物理热力学性能优良,具有良好的抗菌性能,并能持续20多天的抗菌效果。 采用无机蒙脱土(MMT)为原料,通过季铵盐有机改性,将具有亲水性的MMT改性成疏水性良好,并具有较大层间距的有机蒙脱土(OMMT)。同时对机械搅拌和超声波插层技术进行了初步的研究与探索,以获得具有不同层间距的有机改性钠基蒙脱土。XRD分析显示,全超声技术插层的OMMT层间距为2.51nm,而全机械插层的OMMT只有2.27nm。利用超声波技术,对钠基蒙脱土插层不同季铵盐进行有机改性。XRD分析表明,插层剂的烷基链越长,插层效果不一定越好。偏光显微镜观察可知,发现经过有机改性后,颗粒分散比较均匀。 以自备的OMMT为载体,用丁胺卡那和Bardac~(?) 2280对其进行二次插层改性。通过正交实验设计,优化实验工艺得出合成Amikacin/OMMT的最优组合为反应温度60℃,投药比例(m_(丁胺卡那):m_(有机土))为1:4,反应时间3h,PH值为7.0;而Bardac~(?)2280/OMMT为反应温度50℃,投药比例(m_(Bardac~(?)2280):m_(有机土))为1:1,反应时间4h,PH值为4.0。XRD分析可知,经过药物二次插层后,衍射角减小,层间距增大,Bardac~(?)2280/OMMT比Amikacin/OMMT更明显;通过偏光显微镜可以看到,经过二次插层后,粒径减小了,其中Bardac~(?)2280/OMMT比Amikacin/OMMT更显著,分散更加均匀;抑菌环实验表明,Bardac~(?)2280/OMMT对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌均有效,且效果明显;而Amikacin/OMMT只对前两者有效。 利用插层复合法制备的纳米硅橡胶复合材料,在制备丁胺卡那—蒙脱土复合材料和Bardac~(?)2280—蒙脱土复合材料的基础上,用双辊混炼机分别制备了丁胺卡那—蒙脱土复合材料/硅橡胶片和Bardac~(?)2280—蒙脱土复合材料/硅橡胶片,并对制备的抗菌导管材料进行相关热学、力学性能和抗菌性能分析。DSC分析显示,粉体的加入,有利于硅橡胶在低温结晶,使得硅橡胶可以在更低的温度下使用;对于丁胺卡那—蒙脱土复合材料来说,7.5phr是最佳的比例,过量则使其结晶温度向高温移动;对于Bardac~(?)2280—蒙脱土复合材料来说,随着粉体含量的提高,结晶温度则一直往低温移动,但是考虑到力学性能因素,7.5phr含量较佳。力学性能测试表明,随着粉体的加入,胶料的各种力学性能增强,Bardac~(?)2280比丁胺卡那显著。偏光显微镜进行的表面分析表明:Bardac~(?)2280—蒙脱土复合材料比丁胺卡那—蒙脱土复合材料在硅橡胶载体中分散性更好,前者的相容性更好。药物缓释实验和抗菌性能实验分析表明:丁胺卡那—蒙脱土复合材料/硅橡胶具有较长的药物释放效果,但是Bardac~(?)2280—蒙脱土复合材料/硅橡胶性能更加优异,可以做理想的抗感染导尿管材料。


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