抗感染导尿管新型纳米复合材料的研制

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1、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

2、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

3、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)*基金项目中山大学化学与化学工程学院第四届创新化学实验与研究基金项目(项目批准号:03014)资助第一作者罗凯(1984年)，男，中山大学化学与化学工程学院00基地

4、班通讯联系人祝方明副教授E-mail:ceszfm@zsu.edu.cn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·S86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

5、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

6、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NEXUS670FT-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。1.3.2X射线衍射用日本RIGAKUD/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：CuKα辐射（λ

7、=0.154nm），管电压35kV，管电流25mA，扫描速度1。/min。1.3.3热重分析（TG）NETZSCHTG209型热分析仪，氮气气氛下，升温速率10K/min,温度范围23～430℃.1.3.4DMA材料性能测试DMA2980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2.1IR表征2.1.1红外光谱表征药物的插入图2