導(dǎo)尿管球囊用硅橡膠材料的制備及其性能研究.pdf

1、硅橡膠具有耐高低溫、耐溶劑、柔軟性好、透氣性好、生理惰性、生物相容性好、與人體組織血液不粘連及消毒簡(jiǎn)便等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、電子電器、汽車、航空等各個(gè)行業(yè)，在醫(yī)療衛(wèi)生中的應(yīng)用和研究更受人關(guān)注。硅橡膠球囊導(dǎo)尿管是臨床普遍使用的一種外科輔助醫(yī)療器械，在外科導(dǎo)尿、止血、引流、灌藥和膀胱沖洗及顯影診療技術(shù)中起著重要作用。但由于硅橡膠分子鏈柔性大，分子鏈間相互作用力較弱，內(nèi)聚能密度低，難結(jié)晶，導(dǎo)致硅橡膠的抗撕裂性能和拉伸性能較差。硅橡膠

2、作為臨床導(dǎo)尿管用擴(kuò)張性球囊時(shí)，在置留導(dǎo)尿過(guò)程中易爆裂，且使用后回縮不良難以取出，增加病患痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此研發(fā)出撕裂強(qiáng)度高、回彈性好的硅橡膠材料及其制備工藝，是硅橡膠植入材料發(fā)展中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。這對(duì)提升我國(guó)醫(yī)療器械技術(shù)水平和促進(jìn)我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文以醫(yī)用甲基乙烯基硅橡膠(VMQ)為原料，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化二段硫化工藝，并探索了交聯(lián)劑過(guò)氧化苯甲酰(BPO)對(duì)VMQ結(jié)構(gòu)與性能的影響;詳細(xì)探究了纖維素納米

3、晶須(NCC)對(duì)VMQ的增強(qiáng)效果。運(yùn)用了模擬尿液浸泡硅橡膠，考察了尿液浸泡前后硅橡膠樣品的力學(xué)性能和形貌變化，分析材料臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用可能性，為制備高強(qiáng)度、高撕裂性能的醫(yī)用硅橡膠植入材料提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。具體研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)采用正交試驗(yàn)考察硫化時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)對(duì)其各力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，在160℃、5 min、12 MPa下制備的VMQ具有較高的綜合力學(xué)性能，200℃、6h為二段硫化的較優(yōu)工藝。此硫化工

4、藝下制備的硅橡膠的撕裂強(qiáng)度有20.15 KN/m，拉伸強(qiáng)度為9.31MPa，定伸變形率為8.68％，斷裂伸長(zhǎng)率為1465％，整體力學(xué)性能較優(yōu)。DMA測(cè)試表明二段硫化可以進(jìn)一步分解殘留于硅橡膠體內(nèi)的硫化劑，減少硅橡膠內(nèi)部?jī)?nèi)部界面不均勻的情況，完善了網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使硅橡膠玻璃化轉(zhuǎn)化溫度Tg的升高。優(yōu)化膠經(jīng)模擬尿液浸泡14 d后力學(xué)性能無(wú)大幅度下降，由未浸泡時(shí)的20.15 KN/m和9.01 MPa降至18.47 KN/m和8.61 MPa，

5、減損不大。FE-SEM結(jié)果也表明了尿液浸泡對(duì)硅橡膠表面有一定影響但對(duì)內(nèi)部影響不大。
　　(2)將交聯(lián)劑過(guò)氧化苯甲酰(BPO)添加到VMQ中以研究其含量對(duì)VMQ性能影響。結(jié)果表明BPO添加量0.1 phr制備的硅橡膠的撕裂強(qiáng)度有20.58 KN/m，拉伸強(qiáng)度為9.03MPa，定伸變形率為8.58％，斷裂伸長(zhǎng)率為1460％，整體力學(xué)性能較優(yōu)，為本實(shí)驗(yàn)的較優(yōu)交聯(lián)劑配方工藝。DMA實(shí)驗(yàn)表明BPO的適當(dāng)加入可增加硅橡膠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，限

6、制硅膠分子的鏈段自由運(yùn)動(dòng)，阻礙硅橡膠基體從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，硅橡膠的Tg升高。制備的VMQ經(jīng)人工模擬尿液浸泡14d后，平均撕裂強(qiáng)度為19.23 KN/m，拉伸強(qiáng)度為8.56MPa，與浸泡前分別降低了7.24％和5.87％，化學(xué)穩(wěn)定性較好。
　　(3)將纖維素納米晶須(NCC)添加到VMQ中，對(duì)NCC/VMQ復(fù)合材料的形貌和力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，研究其對(duì)硅橡膠的影響。結(jié)果表明，NCC的加入并未很好提高VMQ的力學(xué)強(qiáng)度，對(duì)其變形率的減小