趙竹，楊號杰，王國鋒，李菲，程杰，崔景強*

(1.河南駝人醫(yī)療器械集團有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453400；2.河南省醫(yī)用高分子材料技術(shù)與應(yīng)用重點實驗室，河南 新鄉(xiāng) 453400)

介入治療借助介入導(dǎo)管通過血管管腔到達體內(nèi)病變部位，是一種實現(xiàn)微創(chuàng)傷治療的新興技術(shù)[1]。確?？焖佟蚀_和安全的介入置管極為關(guān)鍵。目前介入置管的導(dǎo)入和位置確認主要依賴X射線透視和CT檢查等方法。其中X顯影導(dǎo)管因為顯影效果清晰，操作簡單等特點被廣泛應(yīng)用。近年來市場上對X光顯影導(dǎo)管的需求量居高不下，因此涌現(xiàn)出一大批研發(fā)團隊對顯影料進行開發(fā)和研究[2～4]。多組分共混是高分子材料常用的改性方法之一[5]。硫酸鋇常被作為填充劑賦予橡膠、塑料制品以X射線不透過性。BaSO4同基料結(jié)合時，添加比例低則達不到顯影效果[1]，添加比例高則易發(fā)生團聚，因此控制BaSO4比例尤其重要，混合料的高黏度也可能導(dǎo)致造粒機電機尼龍銷斷裂，因此要有適宜的工藝參數(shù)。高分子/無機粉體系復(fù)合體系中微觀相界面的設(shè)計[6]，偶聯(lián)劑的使用可以增加硫酸鋇同基料的黏接力，但是使用種類和添加量不同對產(chǎn)品細胞毒性以及生產(chǎn)工藝影響也不同。本文介紹了一種顯影疼痛治療導(dǎo)管的原材料配比優(yōu)化、工藝優(yōu)化及顯影效果評價。

1 實驗部分

1.1 原料

PEBAX 5533，武漢匯普化學(xué)新材料有限公司；藥用級硫酸鋇，青島紅蝶新材料有限公司；硅烷類粉體偶聯(lián)劑PN-701A，南京品寧偶聯(lián)劑有限公司；鋁酸酯偶聯(lián)劑NXH-821，南京軒浩新材料科技有限公司；鈦酸酯類粉體偶聯(lián)劑PN-8111，南京品寧偶聯(lián)劑有限公司，黑色色母粒E042，洛陽虹源色母粒有限公司。

1.2 儀器及設(shè)備

造粒機SASJ20，圣安塑料機械有限公司；鼓風(fēng)干燥箱 GZX-924，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；高混機SHR-10，張家港豐華機械有限公司；便攜式X光顯影儀BJI-2，上海博進電子儀表設(shè)備工貿(mào)有限公司；臺式投射光密度儀361T，愛色麗公司，擠出機25-15，海瑞嘉精密擠出機械有限公司。

1.3 性能測試

按照標準[7]對顯影疼痛導(dǎo)管顯影效果進行定量分析，推薦可接受準則中，許多應(yīng)用滿意的光密度差為0.10，對于較大的部件和人體較薄部位，0.05的光密度單位差可能是適宜的。

2 產(chǎn)品制備

2.1 硫酸鋇活化[3]

將硫酸鋇放入110～120 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥2 h后，趁熱加入85 ℃±5 ℃的高混機中，再加入偶聯(lián)劑，高速攪拌10 min后放出并緊密打包，備用。注意需對活化的硫酸鋇防潮保存。

2.2 原料預(yù)處理

將一定量的PEBAX5533及黑色色母粒置于鼓風(fēng)干燥箱中，在85 ℃±5 ℃環(huán)境下干燥24 h，除去可能含有的水分。

2.3 顯影母料制備

預(yù)處理后的原料與活化硫酸鋇以表1配方比例置于高混鍋中，充分攪拌15 min后，置于造粒機中擠出造粒。造粒機溫度及轉(zhuǎn)速設(shè)置見表2。

表1 顯影母料原材料配方

表2 造粒機參數(shù)表

2.4 疼痛治療導(dǎo)管的制備

在擠出機主料桶和輔料桶中分別加入干燥的pebax5533粒料和混有一定pebax5533比例的上述顯影母料，疼痛顯影導(dǎo)管的主機和輔機擠出參數(shù)見表3和表4。

表3 主機溫度

表4 輔機溫度

3 顯影效果評價

先用便攜式X光顯影儀BJI-2對疼痛導(dǎo)管進行初步顯影效果分析，結(jié)果顯示導(dǎo)管顯影效果均良好。后采用標準[7]中的9.5.1光密度測量（膠片）進行定量評價。數(shù)根導(dǎo)管并一起黏貼到厚約10 mm的鋁板上；用X射線成像系統(tǒng)對導(dǎo)管拍攝膠片（圖1），用臺式投射光密度計361T測量膠片中導(dǎo)管和附近背景的光密度值；計算導(dǎo)管和附近背景的光密度差值。測試結(jié)果見表5。

表5 不同配方擠出的導(dǎo)管光密度值

4 結(jié)果與討論

4.1 顯影母料配方優(yōu)化

李兆敏等[1]研究了5%～50%硫酸鋇含量的聚醚嵌段酰胺，當(dāng)硫酸鋇質(zhì)量分數(shù)為50%時，復(fù)合材料具有很好的顯影效果。本實驗配方初次選擇PEBAX和硫酸鋇的配比50%：50%和40%：60%，測試的光密度差為0.21和0.42，配比為40%：60%的顯影效果較好，因此確定基礎(chǔ)配方PEBAX和硫酸鋇的比例為40%：60%。

在此基礎(chǔ)上添加黑色色母粒和偶聯(lián)劑進行配方優(yōu)化。黑色色母粒賦予顯影線黑色外觀，偶聯(lián)劑改善粉體與高分子混合體系相界面設(shè)計。由于硫酸鋇為無機粉體，添加量多，與PEBAX共混不均勻，導(dǎo)致造粒過程中大量粉體沉積，易導(dǎo)致機器卡機。選擇偶聯(lián)劑對硫酸鋇表面活化處理，增加了硫酸鋇與PEBAX的黏結(jié)力，混合均勻，減少粉體沉積，使得造粒順暢，相同的工藝參數(shù)下，出料直徑變大，出料速度明顯增大。

試驗過程中分別選擇不同種類及含量的偶聯(lián)劑比較試驗效果，其中硅烷類偶聯(lián)劑PN-701A較鋁酸酯偶聯(lián)劑NXH-821、鈦酸酯類偶聯(lián)劑PN-8111與硫酸鋇的黏接力強，造粒更順暢，切粒速度依次是10.5 r/min，9.0 r/min，9.0 r/min.未添加偶聯(lián)劑的切料速度僅7 r/min。偶聯(lián)劑的添加還增強了顯影效果，比較添加1%和2%偶聯(lián)劑的顯影效果，三種偶聯(lián)劑都是在含量1%時效果更好。

分別對三個比例為1%的偶聯(lián)劑配方造粒擠管后做細胞毒性實驗[8]，添加偶聯(lián)劑PN-8111和NXH-821的細胞存活率明顯下降，細胞毒性增大，偶聯(lián)劑為PN-701A的細胞毒性無增加。

綜合考慮各配方對擠出工藝穩(wěn)定性，顯影效果，細胞毒性等的影響，配方4為最優(yōu)配方。

4.2 工藝優(yōu)化

添加硫酸鋇比例為60%，因粉體含量高，一次造粒易導(dǎo)致機器卡機，硫酸鋇分兩次添加造粒后有了明顯的改善。根據(jù)聚醚嵌段酰胺流變性能研究，溫度與共混體系的黏度及剪切應(yīng)力關(guān)系[1]。硫酸鋇的添加，增加了共混體系的黏度，對螺桿的剪切力變大，因此需提高溫度以降低對螺桿大的剪切力，優(yōu)化后的造粒工藝參數(shù)見表2。擠出機的主機和輔機螺桿轉(zhuǎn)速直接影響了顯影鋇線的粗細，進而影響顯影效果，需嚴格控制，優(yōu)化后的工藝參數(shù)見表3和表4。無論是顯影母料造粒還是疼痛導(dǎo)管產(chǎn)品擠出，都需要對所有的原材料在鼓風(fēng)干燥箱中85 ℃±5 ℃環(huán)境下烘干24h或者除濕干燥箱中烘干4 h以除去原材料的水分，避免氣泡和晶點的產(chǎn)生。

4.3 顯影效果評價

實驗初期采用攜式X光顯影儀BJI-2直接對顯影導(dǎo)管照射成像進行顯影定性評價。該種方法適合顯影效果差別大的樣品，操作簡單，直觀。但是針對顯影效果區(qū)別不太明顯的產(chǎn)品，難以評價對比。為進一步顯影定量分析，采用標準[7]中的9.5.1光密度測量（膠片）進行評價。用X射線成像系統(tǒng)以鋁板為背景對顯影疼痛導(dǎo)管拍攝膠片，用臺式投射光密度儀361T測試膠片中導(dǎo)管與附近鋁板的光密度值，并比較兩個光密度差大小。由于疼痛導(dǎo)管管徑細，顯影線更細，對于單個測試造成困難。最終采用10根管體并排黏接到鋁板上進行拍攝膠片，增大與光密度計的測試接觸面積，較少測量誤差。