本发明属于医学多层薄膜材料领域，尤其属于包裹在植入体内医疗器械外起到保护隔离作用的复合材料。
背景技术：
有源植入式医疗器械包括心脏起搏器、心脏复律除颤器、神经刺激仪、脊髓电刺激器、心脏再同步治疗除颤器、心脏再同步治疗起搏器等。有源植入式医疗器械由钛合金材料制成。
在植入过程中，一部分患者可能会出现并发症。较为常见的并发症为局部感染，多因植入后埋藏囊腔积血、炎症感染或脓肿形成。
一方面，金属材料在积液的浸泡下，产生腐蚀作用，使感染恶化，导致植入手术失败，另一方面，细胞液、血液等渗入器件内，污染电路元件，影响植入器械的正常工作，危及病人的生命安全。
常见解决方法，在金属表面进行处理增加涂敷层，阻隔金属与人体组织的接触，达到抑制感染的作用。涂层制备方法，首先进行表面处理，利用机械法(车削、喷砂、激光处理)、化学处理(酸、碱刻蚀)、热处理、或离子刻蚀使得表面更容易和改性性物质结合；然后将处理好的钛及钛合金表面浸泡在含药物的溶液中，使得药物或者含有药物的载体接枝到材料表面。该方法也可以在金属表面涂敷抑菌材料进一步提高抗感染效果。但是，该方法存在议定问题，有源植入器械来，材料结构较多，结构较为复杂、形状不规则，包括电子单元。普通物理、化学表面处理方法会破坏器械重要结构单元和核心功能。采用相对温和处理方法，制备方法复杂，条件要求苛刻，使得工艺成本高，大规模的工业生产困难。
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多层复合膜，以其制成袋子、封套、护套等产品，包覆在植入医疗器械装置外，防止植入设备与人体组织直接接触，减少对人体刺激，降低感染发生几率。同时防止植入器械的污染与腐蚀，减少因植入器械不稳定而给患者带来的风险和痛苦。
技术实现要素：
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为解决上述技术问题，本发明首先提供一种聚氨酯复合膜，依次包括聚氨酯层，支撑层、抗菌粘结层。
其中，聚氨酯层、支撑层、抗菌粘结层可以通过粘接、涂布、支化交联的方法相互连接。
其中，抗菌粘粘结层为聚多巴胺层。
其中，支撑层选自聚丙烯基膜、聚氨酯基膜中的一种。
进一步，聚氨酯层与支撑层通过聚多巴胺层粘结。
进一步，聚氨酯层还包含多巴胺改性聚氨酯层。
进一步，聚氨酯层包含聚多巴胺结构。
其次，本发明其次提供一种聚氨酯复合膜制备方法，具体内容包括：
1)聚多巴胺层与支撑层复合
配制多巴胺缓冲溶液；将支撑层浸没于多巴胺缓冲溶液中，制备两面附着聚多巴胺的复合膜a。
2)聚氨酯层复合
将聚氨酯乳液均匀分布在复合膜a一个表面上，得到所需的聚氨酯复合膜。
进一步，步骤1)中多巴胺缓冲溶液制备方法，首先配置浓度为：8-12mmol/l的tris-hcl缓冲液，调节ph为8.0-8.6，加入多巴胺，浓度为0.5-1.6mg/ml。
进一步，步骤1)中支撑层浸没于多巴胺缓冲溶液中，常温下浸泡4h取出，用去离子水清洗，40-60℃烘箱中烘干。
进一步，步骤2)聚氨酯乳液采用涂布方法，浸涂时间为10-30s，重复浸涂操作2-4次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温干燥后，40-60℃烘干，得到所需的聚氨酯复合膜。
进一步，聚氨酯乳液为聚氨酯乳液、或多巴胺改性聚氨酯乳液、或聚氨酯乳液和多巴胺改性聚氨酯乳液共同使用。
进一步，步骤2)首先在复合膜a一个表面上涂布多巴胺改性聚氨酯乳液，再在多巴胺改性聚氨酯层上涂布聚氨酯乳液。进一步提高复合膜阻隔效果，延长使用寿命。
进一步，步骤2)选择复合膜a一个表面，先将多巴胺改性聚氨酯乳液均匀地涂覆于表面，浸涂时间为10-30s，重复浸涂操作2-4次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温干燥后，40-60℃烘干，得到所需的聚氨酯复合膜。聚氨酯乳液为多巴胺改性聚氨酯。
进一步，聚氨酯乳液制备方法，包括如下步骤：
将二异氰酸酯、二元醇按比例加入到反应器中，并加入适量溶剂，其中二异氰酸酯与二元醇的摩尔比为(1.2-1.5):1，反应温度为60-80℃，反应2-4h。加入扩链剂，扩链剂与二元醇摩尔比为(0.2-0.5):1，反应3-4h，加入中和剂，搅拌0.5小时，加入三乙胺、多巴胺，其中，多巴胺与二异氰酸酯摩尔比为(0.2-1):1，三乙胺与多巴胺摩尔比为1:(1-1.2)。搅拌2-4小时，减压脱气处理，得到多巴胺改性聚氨酯乳液。
进一步，溶剂选自四氢呋喃、二甲基亚砜和丙酮中的一种。
进一步，聚合物二元醇为分子量为600-2000的聚乙二醇、聚已内酯二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的一种或几种。
进一步，所述的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、赖氨酸二异氰酸酯(ldi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)中的一种或几种。
进一步，扩链剂选自：1，4-丁二醇(bdo)、1，6-己二醇、2,2-二羟甲基丙酸(dmpa)、2,2-二羟甲基丁酸(dmba)、二乙基乙二醇(deg)、异佛尔酮二胺(ipda)、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、三甘醇、新戊二醇(npg)、山梨醇、二乙氨基乙醇(deae)、n，n-二羟基(二异丙基)苯胺(hpa)中的一种。
本发明其次提供一种聚氨酯复合膜在植入医疗器械包裹材料中的应用，具体方法为：利用上述聚氨酯复合膜包裹医疗器械，其中，内表面聚氨酯层与医疗器械表面接触，外表面为粘结层。植入体内后外表面的粘结层与人体组织接触。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、利用聚氨酯复合膜能够有效保护植入医疗器械，聚氨酯层阻隔人体体液渗入，防止植入医疗器械被体内物质腐蚀，延长使用寿命，降低因仪器失灵为患者带来的风险。
2、与涂层、镀膜工艺相比，反应条件更加温和，操作更加简单，方便，适合于大规模的生产，成本优势明显。采用高分子薄膜材料更有利于改性加工改善器件整体性能。
3、通过一步法在支撑层上形成两层聚多巴胺层，减少了操作步骤。与人体接触一侧起到粘合、抗菌作用，有效阻止液体流出的同时减少感染风险。另一侧多巴胺层直接作为粘合层，黏附其他功能层，提高功能层之间结合度，同时减少工序，提高生产效率。
4、通过聚氨酯层树脂改性，在分子内部增加多巴胺类似结构，提高聚氨酯层内聚力，进一步提高聚氨酯层平整、致密程度，提高聚氨酯层阻隔效果，同时也能够提高聚氨酯与其他层的结合程度。
附图说明
图1为本发明医用聚氨酯复合膜结构示意图。
图中，1为聚氨酯层，2为支撑层，3为粘结层。
具体实施方式：
实施例1
支撑膜与多巴胺制备复合膜a：配制8mmol/l的tris-hcl缓冲液，使用0.1mol/l的盐酸调节缓冲溶液的ph至8，然后将多巴胺单体溶解在tris-hcl缓冲溶液中，得到初始浓度1.2mg/ml多巴胺缓冲溶液；将聚氨酯支撑膜浸泡在多巴胺缓冲溶液中，浸泡4h取出，用去离子水清洗，50℃烘箱中烘干。得到多巴胺复合聚氨酯复合膜a。
实施例2
水性聚氨酯乳液的制备：称取60.00g聚乙二醇(分子量2000)于反应器中，向反应器中加入6.96g六亚甲基二异氰酸酯和300ml四氢呋喃溶剂，在氮气保护下机械搅拌，70℃下反应30min。加入1.5g二羟甲基丙酸，80℃下反应24h。加入1.2g三乙胺，温度为35℃，搅拌速度为1000rpm，0.5h。将反应物加入高纯去离子水中，高速搅拌乳化0.5h，搅拌速度为3000rpm，减压条件下，将反应产物浓缩到固含量为20％。得到水性聚氨酯乳液1。
实施例3
改性水性聚氨酯乳液制备：称取60.00g聚乙二醇(分子量2000)于反应器中，向反应器中加入6.96g六亚甲基二异氰酸酯和300ml四氢呋喃溶剂，在氮气保护下机械搅拌，70℃下反应30min。加入1.5g二羟甲基丙酸，80℃下反应24h。加入1.2g三乙胺，温度为35℃，搅拌速度为1000rpm，0.5h。加入2.08g三乙胺，搅拌速度1000rpm，加入3.79g盐酸多巴胺，继续搅拌2小时。将反应物加入高纯去离子水中，高速搅拌乳化0.5h，搅拌速度为3000rpm，减压条件下，将反应产物浓缩到固含量为20％。得到改性水性聚氨酯乳液2。
实施例4
改性水性聚氨酯乳液制备：称取20.00g聚丙二醇(分子量600)于反应器中，向反应器中加入9.78g异佛尔酮二异氰酸酯和300ml四氢呋喃溶剂，在氮气保护下机械搅拌，70℃下反应30min。加入1.63g二羟甲基丁酸，80℃下反应24h。加入1.15g三乙胺，温度为35℃，搅拌速度为1000rpm，0.5h。加入0.89g三乙胺，搅拌速度1000rpm，加入1.67g盐酸多巴胺，继续搅拌2小时。将反应物加入高纯去离子水中，高速搅拌乳化0.5h，搅拌速度为3000rpm，减压条件下，将反应产物浓缩到固含量为20％。得到改性水性聚氨酯乳液3。
实施例5
改性水性聚氨酯乳液制备：称取30.00g聚己内酯(分子量1000)于反应器中，向反应器中加入10.40g二环己基甲烷二异氰酸酯和300ml四氢呋喃溶剂，在氮气保护下机械搅拌，70℃下反应30min。加入1.34g二羟甲基丙酸，80℃下反应24h。加入1.01g三乙胺，温度为35℃，搅拌速度为1000rpm，0.5h。加入三乙胺1.78g，搅拌速度1000rpm，加入3.04g盐酸多巴胺，继续搅拌2小时。将反应物加入高纯去离子水中，高速搅拌乳化0.5h，搅拌速度为3000rpm，减压条件下，将反应产物浓缩到固含量为20％。得到改性水性聚氨酯乳液4。
实施例6
将水性聚氨酯乳液1均匀地涂覆于表面多巴胺复合聚氨酯复合膜a一个表面，浸涂时间为10s，重复浸涂操作4次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温干燥后，60℃烘干，得到聚氨酯复合膜1。
实施例7
将水性聚氨酯乳液2均匀地涂覆于表面多巴胺复合聚氨酯复合膜a一个表面，浸涂时间为20s，重复浸涂操作2次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温放置30s；在涂布水性聚氨酯乳液2的表面上涂布水性聚氨酯乳液1，浸涂时间为30s，重复浸涂操作4次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温干燥后，60℃烘干，得到所需的聚氨酯复合膜2。
实施例8
将水性聚氨酯乳液3均匀地涂覆于表面多巴胺复合聚氨酯复合膜a一个表面，浸涂时间为30s，重复浸涂操作3次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温放置30s；在涂布水性聚氨酯乳液3的表面上涂布水性聚氨酯乳液1，浸涂时间为20s，重复浸涂操作3次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温干燥后，40-60℃烘干，得到所需的聚氨酯复合膜3。
实施例9
将水性聚氨酯乳液4均匀地涂覆于表面多巴胺复合聚氨酯复合膜a一个表面，浸涂时间为30s，重复浸涂操作3次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温放置30s；在涂布水性聚氨酯乳液4的表面上涂布水性聚氨酯乳液1，浸涂时间为30s，重复浸涂操作4次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温干燥后，50℃烘干，得到所需的聚氨酯复合膜4。
实施例10
将水性聚氨酯乳液3均匀地涂覆于表面多巴胺复合聚氨酯复合膜a一个表面，浸涂时间为30s，重复浸涂操作3次，每次间隔时间20s；涂布完成后室温干燥后，60℃烘干，得到所需的聚氨酯复合膜5。
1.一种医用聚氨酯复合膜，其特征在于：依次包括聚氨酯层、支撑层、抗菌粘结层；
其中，聚氨酯层、支撑层、抗菌粘结层可以通过粘接、涂布、支化交联的方法相互连接；
其中，抗菌粘粘结层为聚多巴胺层。
2.如权利要求1所述的医用聚氨酯复合膜，其特征在于所述的支撑层选自聚丙烯基膜、聚氨酯基膜中的一种。
3.如权利要求1所述的医用聚氨酯复合膜，其特征在于所述的聚氨酯层与支撑层通过聚多巴胺层粘结。
4.如权利要求1所述的医用聚氨酯复合膜，其特征在于所述的聚氨酯层包含多巴胺改性聚氨酯层。
5.如权利要求1所述的医用聚氨酯复合膜，其特征在于所述的聚氨酯层包含聚多巴胺结构。
6.一种医用聚氨酯复合膜制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)聚多巴胺层与支撑层复合
配制多巴胺缓冲溶液；将支撑层浸没于多巴胺缓冲溶液中，制备两面附着聚多巴胺的复合膜a；
2)聚氨酯层复合
将聚氨酯乳液均匀分布在复合膜a一个表面上，得到所需的聚氨酯复合膜。
7.如权利要求5所述的医用聚氨酯复合膜制备方法，其特征在于所述的步骤2)首先在复合膜a一个表面上涂布多巴胺改性聚氨酯乳液，再在多巴胺改性聚氨酯层上涂布聚氨酯乳液。
8.如权利要求6所述的医用聚氨酯复合膜制备方法，其特征在于所述的多巴胺改性聚氨酯乳液制备包括如下步骤：
将二异氰酸酯、二元醇按比例加入到反应器中，并加入适量溶剂，其中二异氰酸酯与二元醇的摩尔比为(1.2-1.5):1，反应温度为60-80℃，反应2-4h；加入扩链剂，扩链剂与二元醇摩尔比为(0.2-0.5):1，反应3-4h，加入中和剂，搅拌0.5小时，加入三乙胺、多巴胺，搅拌2-4小时，减压脱气处理，得到多巴胺改性聚氨酯乳液；
其中，多巴胺与二异氰酸酯摩尔比为(0.2-1):1，三乙胺与多巴胺摩尔比为1:(1-1.2)。
9.如权利要求1-5所述的医用聚氨酯复合膜在植入医疗器械包裹材料中的应用。
技术总结