一种医用超声探头抗菌隔离套及其制备方法与流程

1.本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种医用超声探头抗菌隔离套及其制备方法。


背景技术：

2.超声技术现已广泛应用于临床诊断和介入治疗，但超声探头在使用过程中存在医源性交叉感染风险，为致病病菌提供了传播通道。根据ws/t367
‑
2012《医疗机构消毒技术规范》规定，进入人体无菌组织、器官、腔隙，或接触人体破损皮肤、破损黏膜、组织的诊疗器械、器具和物品应进行灭菌；接触完整皮肤、完整黏膜的诊疗器械、器具和物品应进行消毒。根据不同诊疗方式及用途，对探头消毒方法及要求亦不同，超声探头必须一人一用一消毒。现阶段，超声探头常用的消毒方式有化学消毒法，物理消毒法，抑菌耦合剂和薄膜隔离法等。
3.化学消毒法是利用化学试剂对超声探头进行消毒，如酒精、戊二醛、酚类消毒剂、季铵盐化合物。把使用过的探头放进专用的消毒箱内进行化学试剂消毒和烘干（中国专利，cn204890686u，一种超声探头专用消毒箱），但此种方法耗时长，液体试剂可能渗入超声探头，对其内部的结构和元件造成损伤。
4.物理消毒法是把超声探头放入专用仪器中，利用紫外线（中国专利，cn2402329y，紫外线消毒超声探头存放盒），负氧离子（中国专利，cn112402651a，一种宽频超声探头消毒仪）等对探头进行消毒，但此种方法会导致探头前端的聚合物材料老化，缩短探头使用寿命。
5.也可利用抑菌耦合剂对超声探头进行消毒（中国专利cn109675067a，一种医用消毒超声耦合剂及其制备方法），此方法的消毒作用持续整个手术及检查过程，但抑菌耦合剂直接作用于人体部位，具有一定的刺激性，且不能保证抑菌耦合剂内的化学物质能杀死所有的致病微生物。
6.体内超声介入手术中探头会接触到患者黏膜及体液，故优先选用覆盖薄膜来隔绝细菌和病毒，避免患者间交叉感染（中国专利，cn210077694u，一次性医用超声探头保护套），达到无菌效果，更换也简单快速。超声探头和薄膜间间的空气气泡会减弱超声成像效果，故医用超声探头覆盖物要具有一定的弹力，能紧密贴合探头不产生空隙。有专利报道采用硅橡胶（中国专利，cn206777343u，超声探头保护套），弹性乳胶（中国专利，cn204293190u一种介入超声用探头隔离套）或塑料膜（中国专利，cn204410838u，超声探头无菌保护套）作为隔离膜。
7.专利cn 112552566 a公开了一种具有抑菌功能的一次性丁腈医疗手套及其制备方法，该专利申请所用壳聚糖改性后提高了对橡胶基体的溶解性（混溶性），使壳聚糖在使用过程中不易迁移流失（不溶于水），而保持抗菌性。但是该专利并不能同时兼顾超声传播和成像以及抗菌抑菌两个目标。
8.对于超声探头隔离膜或隔离护套，在一人一更换的模式下，可以有效抑制病例间
交叉感染。但是，对于同一病例不同部位之间的超声探测，频繁更换隔离膜或护套，既增加成本又耗费时间，影响超声探测诊断效率。而兼具隔离作用和杀菌效果的隔离护套，有望克服现有隔离护套所存在的问题。本发明技术正是在这一背景下提出的。


技术实现要素：

9.本发明提出了一种医用超声探头抗菌隔离套及其制备方法，以解决超声探头隔离套的抗菌问题和超声成像问题。
10.本发明选用橡胶胶乳来做基材，得到胶膜的形状可根据超声探头进行设计，且具有弹力，能紧密贴合探头排除空气气泡的干扰。本发明选用的抗菌剂是天然成分，对人体无毒、刺激性小且抗菌效果好，能均匀稳定地分散在基材胶乳中。
11.实现本发明的技术方案是：一种医用超声探头抗菌隔离套，包括以下重量份的原料（干态比例）：基体胶乳材料 100份、硫化剂 1
‑
5份，硫化促进剂 1
‑
10份，活化剂 1
‑
5份，防老剂 1
‑
5份，抗菌剂 1
‑
10份。
12.所述基体胶乳材料为橡胶胶乳（天然橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、丁苯橡胶胶乳中的一种或几种）；活化剂为纳米氧化锌（水的分散液）；所述防老剂为2246或防老剂264的一种或者两种；所述抗菌剂为壳聚糖、羧化壳聚糖、壳聚糖季铵盐或海藻酸钠的一种或几种。
13.所述硫化剂配成分散液使用，该分散液包括以下重量份的组分：硫化剂 100份、分散剂 5～15份、稳定剂 5～15份、去离子水 80～300份。
14.所述硫化促进剂配成分散液使用，该分散液包括以下重量份的组分：硫化剂促进剂 100份、分散剂 5～15份、稳定剂 5～15份、去离子水80～300份。
15.所述硫化剂为固体硫磺、二硫化四甲基秋兰姆、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰中的一种或几种；所述硫化促进剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌或福美双的一种或者几种。
16.所述稳定剂为酪素、月桂酸铵、平平加“o”、氢氧化钾或氢氧化钠中的一种或者几种；所述分散剂为十二烷基磺酸钠、月桂酸钠或硬脂酸钠中的一种或几种。
17.所述的医用超声探头抗菌隔离套的制备方法，步骤如下：（1）配制硫化剂分散液和硫化促进剂分散液；固含量均为20wt%
‑
60wt%；将硫化剂、分散剂、稳定剂、去离子水加入到玛瑙罐中进行球磨，得到硫化剂分散液；将硫化促进剂、分散剂、稳定剂、去离子水加入到玛瑙罐中进行球磨，得到硫化促进剂分散液；调整球磨机转速为300r/min，球磨36
‑
72h。
18.（2）将基体胶乳材料置于三口烧瓶中，氮气保护下缓慢升温至30
‑
60℃，搅拌80
‑
150r/min。依次加入硫化剂分散液、硫化促进剂分散液、活化剂分散液、防老剂，混合均匀，缓慢升温至60
‑
9050
‑
100℃，反应2
‑
6小时；将温度自然降温至室温，静置熟成两到五天。
19.（3）在预硫化胶乳中加入抗菌剂溶液，搅拌混合均匀，静置4h以上得到抗菌胶乳；将抗菌剂制成质量浓度为1%～10%的溶液，经过滤后得到无颗粒物残留的抗菌剂溶液，然后加入到预硫化胶乳中；抗菌剂溶液的配置方法如下：称取适量的抗菌剂于容器中，加入去离子水，配制成质量浓度为1%
‑
10%溶液，缓慢升温至40
‑
70℃，搅拌溶解，待其完全溶解后将溶液冷却至室
温，用滤纸过滤后得到抗菌剂溶液；所述配方干态比例为橡胶胶乳：硫化剂：硫化促进剂：活化剂：防老剂：抗菌剂=100：（1
‑
5）：（1
‑
10）：（1
‑
5）：（1
‑
5）：（1
‑
10）。
20.（4）清洗模具并烘干后，先将模具浸渍凝固剂溶液，烘干后浸渍抗菌胶乳，浸渍10秒后提出模具，经过80
‑
150℃，20
‑
60min的高温干燥；最后冷却，把固化的胶膜从模具上脱下，即得到抗菌隔离套。
21.所述步骤（4）中浸渍成型用凝固剂溶液为硝酸钙、氯化钙或硫酸钙溶液的一种或者几种；所述凝固剂溶液的溶剂为水、乙醇或丙酮的一种或者几种；凝固剂的质量浓度为5%
‑
15%。
22.本发明隔离套材料具有弹性，能完全贴合超声探头，不影响超声成像；具有抗菌性能，避免交叉感染。本发明以橡胶胶乳为基材，具有一定的弹力，能完美贴合探头，减少了隔离套与探头之间的运动位移。以不同探头形状的模具来制备不同形状的隔离套，能完全贴合探头，排除探头与隔离套间的空气，减少空气气泡对超声成像效果的干扰。
23.本发明采用水溶性壳聚糖、海藻酸钠等，以溶液形式与胶乳混合，成膜后均匀分布于胶膜内，通过与水介质接触在胶膜表面或向含水液相迁移（如超声耦合剂）产生抗菌效果，而且避免壳聚糖、海藻酸钠等在胶膜内形成大颗粒以免影响超声波传播和成像。本发明的胶膜需要兼顾超声成像和抗菌抑菌两个目标。
24.本发明的有益效果是：超声探头隔离套可预防不同病人的交叉感染，但不能避免同一病人不同部位的交叉感染。在一些超声检查中，探头会接触伤口或体内组织，为防止探头把细菌从体外带入体内，探头隔离套应具有抗菌性能来避免同一病人不同部位的交叉感染。本专利所采用的抗菌剂为天然抗菌剂，对人体无毒无刺激，即使少量迁移残留在人体内可自行吸收和排出。在探头隔离套中添加了天然抗菌剂，在体外超声诊断及介入超声治疗中可有效的防止交叉感染。
25.此外，本发明的抗菌隔离护套，采用了壳聚糖类抗菌剂，其声阻抗与橡胶材质及人体软组织接近，因此不影响超声波传播特性，不影响超声探头采集超声回波信号，不影响超声探测成像质量。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为将隔离套应用于超声探头上得到的超声图像：(a)无覆盖物的导管超声图像；(b)使用天然橡胶手套为覆盖物的导管超声图像；(c)使用对比例1隔离套的导管超声图像；(d)使用实施例3抗菌隔离套的导管超声图像；(e)使用实施例5抗菌隔离套的导管超声图像 ；图1（b）
‑
（e）中虚线左侧部分为无隔离套覆盖部分，虚线右侧部分为隔离套覆盖部分。
28.图2为隔离套的大肠杆菌的抗菌测试结果：(a)对比例2隔离套的大肠杆菌抑菌圈图；(b)实施例2抗菌隔离套的大肠杆菌抑菌圈图。
29.图3为隔离套的金黄色葡萄球菌的抗菌测试结果：(c)对比例2隔离套的金黄色葡萄球菌抑菌圈图；(d)实施例2抗菌隔离套的金黄色葡萄球菌抑菌圈图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例所用主要原料试剂信息实施例1一种医用超声探头的抗菌隔离套的制造方法，步骤如下：(1)制备硫化剂及硫化促进剂的固体分散液：取升华硫磺20g、酪素3g、十二烷基磺酸钠3g、氢氧化钾0.2g、去离子水60g进行球磨，球磨速度300r/min，球磨48h，得到固含量约为30.4%的硫化剂分散液。取二乙基二硫代氨基甲酸锌20g、酪素3g、十二烷基磺酸钠3g、去离子水60g进行球磨，球磨速度300r/min，球磨48h，得到固含量约为30.2%的硫化促进剂分散液。
[0032] (2)胶乳的预硫化：取40%固含量的天然胶乳120g置于三口烧瓶中，通氮气，升温至35℃，设置机械搅拌100r/min。按顺序依次加入硫化剂分散液1.6g，硫化促进剂分散液1.7g，纳米氧化锌分散液1.2g，防老剂2246 0.5g。投料完毕后，通氮气排出空气，缓慢升温至50℃。在50℃下反应6h后，冷却至室温，静置熟成72h。
[0033]
(3)抗菌胶乳的制备：将上述预硫化胶乳过筛，滤去粗粒及絮凝物。然后在搅拌下
缓慢加入48g 1wt%的海藻酸钠溶液，混合均匀，得到抗菌胶乳。
[0034]
(4)模具清洗烘干后，浸渍抗菌胶乳，使模具在胶乳中均匀慢速转动10s，使胶乳均匀覆盖在模具上，提起模具，置于烘箱中加热烘烤。经过80℃、60min的加热干燥，最后冷却脱模，得到探头抗菌隔离套。
[0035]
实施例2一种医用超声探头的抗菌隔离套的制造方法，步骤如下：(1)制备硫化剂及硫化促进剂的固体分散液：取升华硫磺20g、酪素1g、十二烷基磺酸钠1g、氢氧化钾0.2g、去离子水16g进行球磨，球磨速度300r/min，球磨48h，得到固含量约为58.1%的硫化剂分散液。取二乙基二硫代氨基甲酸锌20g、酪素1g、十二烷基磺酸钠1g、去离子水16g进行球磨，球磨速度300r/min,球磨48h，得到固含量约为57.9%的硫化促进剂分散液。
[0036]
(2)胶乳的预硫化：取固含量为40%的天然胶乳120g置于三口烧瓶中，通氮气，升温至35℃，设置机械搅拌100r/min。按顺序依次加入硫化剂分散液4.1g，硫化促进剂分散液8.3g，纳米氧化锌分散液6g，防老剂2246 2.4g。投料完毕后，通氮气排出空气，缓慢升温至100℃。在100℃下反应2h后，冷却至室温，静置熟成72h。
[0037]
(3)抗菌胶乳的制备：将上述预硫化胶乳过筛，滤去粗粒及絮凝物。然后在搅拌下缓慢加入48g质量含量为10%的海藻酸钠溶液，混合均匀，得到抗菌胶乳。
[0038]
(4)模具清洗烘干后，浸渍抗菌胶乳，使模具在胶乳中均匀慢速转动10s，使胶乳均匀覆盖在模具上，提起模具，置于烘箱中加热烘烤。经过150℃、20min的高温干燥，最后冷却脱模，得到探头抗菌隔离套。
[0039]
实施例3一种医用超声探头的抗菌隔离套的制造方法，步骤如下：(1) 按照实施例2中所述配方和工艺制备硫化剂分散液、硫化促进剂分散液备用；(2)胶乳的预硫化：取固含量为40%的天然胶乳120g置于三口烧瓶中，通氮气，升温至35℃，设置机械搅拌100r/min。按顺序依次加入硫化剂分散液3.0g，硫化促进剂分散液5.0g，纳米氧化锌分散液3.0g，防老剂2246 1.7g。投料完毕后，通氮气排出空气，缓慢升温至85℃。在85℃下反应3h后，冷却至室温，静置熟成72h。
[0040]
(3)抗菌胶乳的制备：将上述预硫化胶乳过筛，滤去粗粒及絮凝物。然后在搅拌下缓慢加入60g质量分数为3%的羧甲基壳聚糖溶液，混合均匀，得到抗菌胶乳。
[0041]
(4)模具清洗烘干后，浸渍抗菌胶乳，使模具在胶乳中均匀慢速转动10s，使胶乳均匀覆盖在模具上，提起模具，置于烘箱中加热烘烤。经过100℃、30min的高温干燥，最后冷却脱模，得到探头抗菌隔离套。
[0042]
实施例4一种医用超声探头的抗菌隔离套的制造方法，步骤如下：(1)制备硫化剂及硫化促进剂的固体分散液：取升华硫磺10g、二硫化四甲基秋兰姆10g、月桂酸钠2g、平平加“o
”ꢀ
2g、氢氧化钾0.2g、去离子水20g进行球磨，球磨速度300r/min，球磨48h，得到硫化剂分散液。取二乙基二硫代氨基甲酸锌20g、酪素2g、十二烷基磺酸钠2g、去离子水20g进行球磨，球磨速度300r/min,球磨48h，得到硫化促进剂分散液。
[0043]
(2)胶乳的预硫化：取固含量为45%的羧基丁腈胶乳120g置于三口烧瓶中，通氮气，
升温至50℃，设置机械搅拌100r/min。按顺序依次加入硫化剂分散液3.8g，硫化促进剂分散液4.8g，纳米氧化锌分散液1.5g，防老剂264 1.0g。投料完毕后，通氮气排除空气，缓慢升温至60℃。在60℃下反应6h后，冷却至室温，静置熟成三天。
[0044]
(3)抗菌胶乳的制备：将上述预硫化胶乳过筛，滤去粗粒及絮凝物。然后在不断搅拌下缓慢加入60g质量分数为8%的羧甲基壳聚糖溶液，混合均匀，得到抗菌胶乳。
[0045]
(4)模具清洗烘干后，浸渍抗菌胶乳，使模具在胶乳中均匀慢速转动，使胶乳均匀覆盖在模具上。经过100℃、40min的加热烘烤，最后冷却脱模，得到探头抗菌隔离套。
[0046]
实施例5一种医用超声探头的抗菌隔离套的制造方法，步骤如下：(1)按实施例4所述配方和工艺制备硫化剂分散液、硫化促进剂分散液备用；(2)胶乳的预硫化：取固含量为45%的羧基丁腈胶乳120g置于三口烧瓶中，通氮气，升温至30℃，机械搅拌100r/min。按顺序依次加入硫化剂分散液1.4g，硫化促进剂分散液1.6g，纳米氧化锌分散液1.5g，防老剂264 2.0g。投料完毕后，通氮气排出空气，缓慢升温至75℃。在75℃下反应3h后，冷却至室温，静置熟成48h。
[0047]
(3)抗菌胶乳的制备：将上述预硫化胶乳过筛，滤去粗粒及絮凝物。然后在搅拌下缓慢加入60g质量分数为8%的壳聚糖季铵盐的溶液，混合均匀，得到抗菌胶乳。
[0048]
(4)模具清洗烘干后，浸渍抗菌胶乳，使模具在胶乳中均匀慢速转动10s，使胶乳均匀覆盖在模具上，提起模具，置于烘箱中加热烘烤。经过150℃、20min的高温干燥，最后冷却脱模，得到探头抗菌隔离套。
[0049]
对比例对比例1重复实施例1的制备过程，区别仅在于，不添加抗菌剂海藻酸钠，其他步骤与实施例1相同。
[0050]
对比例2重复实施例1的制备过程，区别仅在于，不添加抗菌剂海藻酸钠溶液，硫化剂分散液中不添加二硫化四甲基秋兰姆，其他步骤与实施例1相同。
[0051]
对比例3重复实施例4的制备过程，区别仅在于，硫化剂分散液中不添加二硫化四甲基秋兰姆，其他步骤与实施例2相同。
[0052]
对比例4重复实施例5的制备过程，区别仅在于，硫化剂分散液中不添加壳聚糖季铵盐，其他步骤与实施例2相同。
[0053]
实验例实验例1 超声成像效果将抗菌隔离套胶膜进行超声实验，观察隔离套对手术导管的成像效果有无影响。将血管模型放置在水箱中进行，往水箱中注入水没过血管模型，水经过超声消泡处理来减少空气气泡对超声成像的干扰。用注射器向仿制血管中注入水，模拟人体血管中的血液和组织液，排除空气。为简化实验流程，本实验选用把抗菌隔离套胶膜铺在血管模型上进行超声实验，因为把隔离套套在超声探头上对血管模型进行超声成像测试与把隔离套胶膜在血
管模型上进行测试效果相同。这两种途径下超声波经过的物质及路程相同，超声波由超声探头发出经过隔离套（水）
→
水（隔离套）
→
血管模型，经过不同部位及组织的反射及散射后由探头接收回波并转化为超声图像。为观察隔离套对手术导管的超声成像有无影响，在同一图像中同时体现了无隔离套和有隔离套两种情况，在其右半部份覆盖胶膜，左半部分无覆盖物存在，在手术导管中放置金属块做为定位界限。金属块相比较于手术塑料导管，声阻抗更高，对超声波的反射能力和衰减能力更强，在超声图像中更亮，金属块下方的区域由于超声波的反射和衰减形成黑色声影区域。
[0054]
仪器：飞利浦epiq 5超声仪器，l12
‑
5探头温度：室温25℃手术导管：直径4mm聚乙烯导管调整超声仪器为浅表血管模式，调节超声探头的位置，使探头垂直血管模型皮肤表面，位于血管的正上方进行超声成像。
[0055]
将抗菌隔离套胶膜覆盖在人工血管模型上进行手术导管的超声图像观察，导管的超声成像效果越明显，越容易判断手术导管在体内的位置，进而提高医生的准确判断率和病人手术时的舒适度。图b
‑
e的虚线左侧部分为无隔离套覆盖部分，虚线右侧部分为有覆盖物部分。
[0056]
图1(a)为无覆盖物的超声图像，左右两部分导管明暗成像效果无差异。图1(b)是以医院常用的一次性天然橡胶手套作为覆盖物，与左半部分无覆盖物相比，右半部份导管成像效果明显减弱，说明现阶段以手套作为探头隔离套对超声图像有减弱作用。图1(c)为覆盖对比例1隔离套的超声图像，可明显看出左右两部分图像无明显差别。图1(d)为覆盖实施例3抗菌隔离套为覆盖物的超声图像，左右两部分图像无明显差别，右半部份成像与图1(b)的天然橡胶手套覆盖物相比导管的成像效果更明显。图1（e）为覆盖实施例5的超声图像，左右两边超声图像也无明显区别。
[0057]
实验例2 抗菌隔离套的抗菌实验为测试抗菌复合胶乳膜的抗菌效果，对胶乳膜进行了抑菌圈实验，具体步骤如下所述：
①
琼脂营养培养基的制备在玻璃瓶中称取酵母提取物5g，氯化钠10g，胰蛋白胨10g，琼脂15g，去离子水1000ml。玻璃瓶密封后置于高压反应锅中120℃蒸汽灭菌3h。趁热把培养液分装到灭菌后的培养皿中，使培养皿底部全部覆盖，自然降温待培养液凝固后，密封琼脂营养培养基，置于低温冰箱中保管。
[0058]
②
菌悬液的制备将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌用琼脂培养液稀释，制成105cfu/ml量级的菌液待用。
[0059]
①
处理培养皿用灭菌后的医用脱脂棉签将5μl大肠杆菌悬液或金黄色葡萄球菌悬液均匀涂抹在琼脂营养培养基上，室温下干燥2分钟。
[0060]
②
处理样品将实施例3抗菌隔离套胶膜和对比例1胶膜制成直径10mm的圆形试片，每个琼脂培
养皿中放三个样。每个圆形试片间距离超过25mm，圆形试片与培养皿壁间距离超过15mm。
[0061]
③
细菌的培养将培养皿放进37℃恒温培养箱中，培养24小时后取出，观察样品有无抑菌圈形成。
[0062]
图2为隔离套的大肠杆菌实验，实施例3的圆形样品具有明显的抑菌圈结构，说明抗菌隔离套对大肠杆菌具有灭菌效果。
[0063]
图3为隔离套的金黄色葡萄球菌实验，实施例3的圆形样品具有明显的抑菌圈结构，说明抗菌隔离套对金黄色葡萄球菌具有灭菌效果。
[0064]
图2（b）与图3（d）的抗菌实验中均出现了较大的抑菌圈，由此可说明本专利的医用超声探头隔离套对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有抗菌效果。
[0065]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。