本發(fā)明提供一種抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料及其制備方法和應(yīng)用，涉及醫(yī)用膜材料制備。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的醫(yī)用薄膜材料，如聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)和熱塑性聚氨酯(tpu)，因其防水和防液體滲透的特性在醫(yī)療領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而，這些材料在實(shí)際使用中也存在諸多缺陷。主要問題包括：透氣性差：pe和pvc薄膜透氣性不足，導(dǎo)致包覆的傷口區(qū)域無法正常排汗，出現(xiàn)瘙癢、濕熱等不適，影響傷口愈合。tpu薄膜雖然具有一定透氣性，但仍不足以完全解決這個(gè)問題。不可生物降解：pe、pvc和tpu薄膜不具備生物降解性，導(dǎo)致醫(yī)院每天產(chǎn)生大量不可降解的醫(yī)療廢棄物，對(duì)環(huán)境造成巨大壓力。缺乏抗菌性：這些傳統(tǒng)薄膜材料不具備抗菌作用，增加了傷口再次感染的風(fēng)險(xiǎn)。

2、專利cn116041941a、cn113337047b、cn112409777a、cn110330712b等都是采用pe、pvc、tpu作為主體材料，基本上也不具備可生物降解性。此外研究者們還提出了一些新型的醫(yī)用薄膜材料，這些材料不僅具有防水、防液體滲透的優(yōu)點(diǎn)，還具備良好的透氣性、生物降解性和抗菌性能。水性聚氨酯分散體(puds)：這種材料因其環(huán)境友好、生物降解和抗菌性能而備受關(guān)注。通過調(diào)整聚酯和多異氰酸酯的結(jié)構(gòu)，可以調(diào)控其降解速度和機(jī)械性能，使其適用于醫(yī)療應(yīng)用。熱塑性淀粉(tps)復(fù)合材料：tps與其他生物降解聚合物(如聚己內(nèi)酯)共混，能夠提供良好的機(jī)械性能和生物降解性。這種材料可以在自然環(huán)境中分解，減少環(huán)境污染。生物基tpu：采用生物基聚酯(如琥珀酸和1,3-丙二醇)制備的tpu不僅具備傳統(tǒng)tpu的優(yōu)異機(jī)械性能，還具有生物降解性，有望成為pvc的可持續(xù)替代品?？咕鷗pu復(fù)合材料：通過將抗菌劑(如納米銀)加入tpu基體，可以顯著提高材料的抗菌性能，減少細(xì)菌在傷口上的感染風(fēng)險(xiǎn)。這種復(fù)合材料在醫(yī)療設(shè)備和傷口敷料中有廣泛應(yīng)用前景?？咕繉樱涸趥鹘y(tǒng)材料表面添加抗菌涂層(如多聚賴氨酸涂層)，能夠有效抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，增強(qiáng)材料的抗菌性能。但這些解決方案仍然面臨一些挑戰(zhàn)和問題，需要進(jìn)一步的研發(fā)和優(yōu)化。生物降解性材料在機(jī)械性能方面與傳統(tǒng)材料相比仍存在差距，濕度和溫度變化下的穩(wěn)定性是一個(gè)重要問題。在抗菌tpu復(fù)合材料中，抗菌劑如納米銀的釋放速率和持久性需要優(yōu)化?？咕繉拥哪途眯院透街σ彩切枰鉀Q的問題。涂層在使用過程中可能磨損或脫落，影響其抗菌效果。長(zhǎng)期使用抗菌劑可能帶來的潛在毒性和耐藥性問題也是需要關(guān)注的。此外上述新材料的生產(chǎn)工藝和成本控制也是限制其應(yīng)用的重要因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料及其制備方法和應(yīng)用，具體方案如下：

2、一種抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，包括plcl顆粒、聚乳酸顆粒、聚羥基脂肪酸酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑、抗菌劑。

3、優(yōu)選地，所述各組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括：plcl顆粒80～100份、聚乳酸顆粒10～20份、聚羥基脂肪酸酯1～5份、增塑劑1～3份、潤(rùn)滑劑1～3份、抗菌劑0.5～1份。

4、優(yōu)選地，所述增塑劑包括檸檬酸三正丁酯、乙酰檸檬酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或二種以上。

5、優(yōu)選地，所述plcl顆粒的融指為5～40g/190℃，2.16kg*10min；聚乳酸顆粒的融指為5～40g/190℃，2.16kg*10min。

6、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述plcl顆粒融指為5～20g/160℃，2.16kg*10min；聚乳酸顆粒融指為5～20g/190℃，2.16kg*10min。

7、優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑包括硬脂酸、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟、石蠟、硅酮粉中的一種或二種以上。

8、優(yōu)選地，所述抗菌劑為胍類化合物。

9、優(yōu)選地，所述胍類化合物包括多孔聚胍、聚醚胍、聚丙烯酰胺胍、聚羧酸胍中的一種或二種以上，更優(yōu)選聚六亞甲基雙胍。

10、優(yōu)選地，所述plcl顆粒的制備方法包括：反應(yīng)釜中加入丙交酯、ε-己內(nèi)酯單體、催化劑和引發(fā)劑，混勻后通入氮?dú)?，加熱反?yīng)；反應(yīng)完成后進(jìn)行真空脫揮，所得產(chǎn)物進(jìn)行熔融擠出、切粒烘干，得到plcl顆粒。

11、優(yōu)選地，所述丙交酯與ε-己內(nèi)酯單體的質(zhì)量比為(4:1)～(9:1)；進(jìn)一步優(yōu)選為4:1。

12、優(yōu)選地，所述催化劑添加量為丙交酯和ε-己內(nèi)酯總質(zhì)量的0.001～0.5wt％，引發(fā)劑添加量為丙交酯和ε-己內(nèi)酯總質(zhì)量的0.01～0.7wt％。

13、優(yōu)選地，所述催化劑為結(jié)構(gòu)式ⅰ或結(jié)構(gòu)式ⅱ所示的雙金屬鋁烷基配合物：

14、

15、其中，r1選自氫、c1～c12直鏈、支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的烷基中的一種；r2選自c1～c6直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)的烷基、c1～c6直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)的烷氧基中的一種。所述雙金屬鋁烷基配合物催化劑包括但不限于下列式(i)～(vi)所示結(jié)構(gòu)中的一種：

16、

17、

18、

19、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑包括苯甲醇、1,4-丁二醇、乙二醇、丙三醇、新戊二醇、2-氨基乙醇、三乙醇胺、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇中的一種或二種以上。

20、本發(fā)明還提供上述抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料的制備方法，包括：將配方中各組分進(jìn)行預(yù)混合得到混合物料，混合物料通過流延方式擠出成膜；其中料筒溫度為155～165℃；濾網(wǎng)溫度為175～180℃；彎頭溫度為175～180℃；連接溫度為178～185℃；模頭溫度為185～190℃。

21、本發(fā)明還提供上述抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料在制備醫(yī)用材料中的應(yīng)用。

22、本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

23、1、本發(fā)明采用的是雙金屬鋁烷基配合物作為催化劑，它能夠有效的調(diào)控了丙交酯和ε-己內(nèi)酯在共聚中二者之間存在的競(jìng)聚率差異，實(shí)現(xiàn)兩者的無規(guī)共聚，采用該催化劑制備得到的plcl顆粒透明性良好，同時(shí)具有極高的柔韌性，斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)500％以上，本身也可以直接作為薄膜使用。

24、2、本發(fā)明制成的醫(yī)用級(jí)薄膜具有柔軟、皮膚友好、彈性高、透明性好、防水透氣性強(qiáng)等特點(diǎn)，另外還具有良好的可生物降解性，綠色環(huán)保，不會(huì)造成環(huán)境壓力。

25、3、本發(fā)明添加的聚羥基脂肪酸酯屬于生物可降解聚合物，本身雖無抗菌性，但是它可以影響材料的整體結(jié)晶度和微觀結(jié)構(gòu)，能夠與聚六亞甲基雙胍產(chǎn)生協(xié)同作用，進(jìn)一步的增強(qiáng)其抗菌消毒的效果，持續(xù)抑菌能力優(yōu)異，防止再次被感染的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在醫(yī)療保護(hù)中很受歡迎，如傷口敷料和手術(shù)。

技術(shù)特征：

1.一種抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：包括plcl顆粒、聚乳酸顆粒、聚羥基脂肪酸酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑、抗菌劑；各組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)為：plcl顆粒80～100份、聚乳酸顆粒10～20份、聚羥基脂肪酸酯1～5份、增塑劑1～3份、潤(rùn)滑劑1～3份、抗菌劑0.5～1份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：所述增塑劑包括檸檬酸三正丁酯、乙酰檸檬酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或二種以上；所述潤(rùn)滑劑包括硬脂酸、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟、石蠟、硅酮粉中的一種或二種以上；所述抗菌劑為胍類化合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：所述胍類化合物包括多孔聚胍、聚醚胍、聚丙烯酰胺胍、聚羧酸胍中的一種或二種以上，更優(yōu)選聚六亞甲基雙胍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：所述plcl顆粒的融指為5～40g/190℃，2.16kg*10min；聚乳酸顆粒的融指為5～40g/190℃，2.16kg*10min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：所述plcl顆粒的制備方法包括：反應(yīng)釜中加入丙交酯、ε-己內(nèi)酯單體、催化劑和引發(fā)劑，混勻后通入氮?dú)猓訜岱磻?yīng)；反應(yīng)完成后進(jìn)行真空脫揮，所得產(chǎn)物進(jìn)行熔融擠出、切粒烘干，得到plcl顆粒。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：所述丙交酯與ε-己內(nèi)酯單體的質(zhì)量比為(4:1)～(9:1)；所述催化劑添加量為丙交酯和ε-己內(nèi)酯總質(zhì)量的0.001～0.5wt％，引發(fā)劑添加量為丙交酯和ε-己內(nèi)酯總質(zhì)量的0.01～0.7wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：所述催化劑為結(jié)構(gòu)式ⅰ或結(jié)構(gòu)式ⅱ所示的雙金屬鋁烷基配合物：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料，其特征在于：所述引發(fā)劑包括苯甲醇、1,4-丁二醇、乙二醇、丙三醇、新戊二醇、2-氨基乙醇、三乙醇胺、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇中的一種或二種以上。

9.一種權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料的制備方法，其特征在于：包括：將配方中各組分進(jìn)行預(yù)混合得到混合物料，混合物料通過流延方式擠出成膜；其中料筒溫度為155～165℃；濾網(wǎng)溫度為175～180℃；彎頭溫度為175～180℃；連接溫度為178～185℃；模頭溫度為185～190℃。

10.一種權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料在制備醫(yī)用材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種抗菌透氣且可生物降解醫(yī)用薄膜材料及其制備方法和應(yīng)用，涉及醫(yī)用膜材料制備技術(shù)領(lǐng)域。薄膜材料包括PLCL顆粒、聚乳酸顆粒、聚羥基脂肪酸酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑、抗菌劑；各組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)為：PLCL顆粒80～100份、聚乳酸顆粒10～20份、聚羥基脂肪酸酯1～5份、增塑劑1～3份、潤(rùn)滑劑1～3份、抗菌劑0.5～1份。本發(fā)明制成的醫(yī)用級(jí)薄膜具有柔軟、皮膚友好、彈性高、透明性好、防水透氣性強(qiáng)、抑菌效果好等特點(diǎn)，另外還具有良好的可生物降解性，綠色環(huán)保，不會(huì)造成環(huán)境壓力。

技術(shù)研發(fā)人員：周行貴,陳銳,楊義滸,彭昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳光華偉業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10