[00306561]载银二氧化钛涂层医用聚乙烯气管插管导管的发明和相关实验研究

　　气管插管机械通气是危重患者常用的抢救方法，但容易导管留置引发的呼吸机相关性肺炎（VAP)，细菌多为耐药性强，抗菌药控制效果不理想。为了减少气管插管机械通气引起VAP的风险，我们开展了抗菌涂层气管插管导管的研发和相关测试实验研究。前期已经完成抗菌材料的选材、抗菌涂层制备工艺研究，本项目由涂层表征研究、涂层导管抗菌性能研究、生物相容性和安全性研究（包括口腔黏膜刺激试验、热原检查、溶血试验、急性全身毒性试验和体外细胞毒性试验）组成。 　　以医用聚乙烯气管插管导管为基材，以载银二氧化钛为抗菌剂，以TEOS为硅源，以KH570、MTES为有机相前驱体，通过溶胶-凝胶法制备TEOS/KH570/MTES/Ag-TiO2抗菌有机硅溶胶，将聚乙烯气管插管导管表面活化处理，通过浸渍涂布法制备TEOS/KH570/MTES/Ag-TiO2抗菌涂层气管插管导管。进而研究分析抗菌涂层的表征：进行了溶胶稳定性测试、涂层硬度和附着力测试、涂层红外光谱分析、涂层表面形貌分析、涂层透光性检测和ICP-MS测试，以确定载银二氧化钛抗菌涂层的成分配比；选取标准铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌作为实验观察菌株，通过浸渍菌液培养法检测涂层导管抗菌性能；通过口腔黏膜刺激试验、热原检查、溶血试验、急性全身毒性试验和体外细胞毒性试验，以明确其是否存在生物不良反应，确定抗菌涂层导管的生物相容性和生物安全性。 　　研究结果显示：TEOS/KH570/MTES/Ag-TiO2=15/6/1/≤1.0抗菌溶胶在聚乙烯气管插管导管表面附着力（0级）、表面硬度（5H）、溶胶稳定不沉淀，说明抗菌溶胶涂层与聚乙烯气管插管导管表面紧密附着，既保证了导管的柔韧性，又保证涂层在压折后不易断裂，而且溶胶涂层均匀稳定；涂层红外光谱分析显示TEOS/KH570/MTES/Ag-TiO2(15/6/1/1.0)抗菌溶胶交联结合稳定，保证涂层成分形成一体，不易掉落；涂层表面形貌分析显示涂层表面非常均匀平整，无小颗粒和相分离现象，涂层表面网络结构致密，稳定无分离，保证了涂层导管的光滑；涂层透光性检测显示平均透过率＞90%，且具有增透效果；ICP-MS测试，银离子析出几乎可以忽略不计，说明抗菌涂层管具有良好的抗菌性能和稳定性。抗菌试验显示载银二氧化钛抗菌涂层气管插管导管具有明确的抗菌作用，能杀灭铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌，在不同的抗菌剂浓度时杀菌强度不同。抗菌涂层气管插管导管涂层载银二氧化钛含量越高，则抗菌性能越强，达到1%浓度后，则处于饱和杀菌状态，可几乎完全杀灭所有细菌。口腔黏膜刺激试验x显示载银二氧化钛抗菌涂层气管插管导管浸提液对金黄地鼠口腔粘膜未出现刺激反应；热原检查显示涂层管浸提液3h内的最高升温分别为0℃，0℃，0.03℃，总升温为0.03℃；溶血试验显示涂层管的吸光度分别为：0.016、0.014、0.021，平均值为0.0170，计算得溶血率为0.7512%；急性全身毒性试验显示涂层管浸提液在整个试验过程均无动物死亡，且未见异常反应，体外细胞毒性试验细胞形态正常，贴壁生长良好，胞浆内有离散颗粒，无细胞溶解，评为无毒，判定分级为0级，相对细胞增殖率均大于100%。 　　通过研究发现：以TEOS/KH570/MTES/Ag-TiO2=15/6/1/≤1.0比例和1%浓度载银二氧化钛抗菌剂制备的抗菌涂层气管插管导管表征优良，抗菌性能优越，满意的生物相容性和安全性，可以作为预防VAP的临床前试验候选导管。 　　在此研究基础上，我们将进一步深入研究其抗菌机制，并继续研发相关抗菌医用材料如抗菌导尿管、抗菌纱布等。 　　项目发表相关论文五篇，一篇SCI，四篇一级杂志发表；申请获得省自然基金一项，省卫生科技项目一项；获得国家发明专利2项，培养博士1名，硕士2名。 　　论文五篇： 　　1.Preparationofsilicon-modifiedantimicrobialpolyethyleneendotrachealtubes.JournalofBiomedicalMaterialsResearch：PartB-AppliedBiomaterials.2015，10：91-98.(IF2.881)。 　　2.载银二氧化钛抗菌涂层气管插管导管的抗菌性能研究.中华危重病急救医学，2014，26（5）：343-346。 　　3.急诊科C、D类COPD急性发作患者细菌分布及耐药性分析.中华急诊医学杂志，2013，22（6）：393-396。 　　4.载银二氧化钛抗菌涂层气管导管的体外细胞毒性试验.中国中西医结合急救杂志，2015，23（2）：147-150。 　　5.载银二氧化钛抗菌涂层气管导管的口腔黏膜刺激试验，中华危重病急救医学，2014，26(12)：920-922。 　　科研项目2项： 　　1.省自然，二氧化钛对金黄色葡萄球菌抗菌作用机制和靶点的研究（LY14H15004）。 　　2.省医药卫生科技：载银二氧化钛抗菌涂层气管导管的抗真菌性能及二氧化钛抗真菌的作用靶点和机制研究（2015KYB22）。 　　国家发明专利2项： 　　1.一种高效抗菌性气管插管导管的制备方法.2014.2，中国，专利号：ZL201110361576.7。 　　2.一种具有安全高效抗菌性能的医用气管导管.2015.9，中国，专利号：ZL201410160736.5。