一種導尿管用的抗菌水凝膠涂層材料制備及應用護理

摘 要：為提高導尿管的臨床應用效果，制備了一種含銀離子的水凝膠涂層，并研究這種涂層材料的性能和臨床護理效果。結果表明，該水凝膠涂層材料6 h失水率不超過20%，在短時間內有著較好的保水性；材料50次循環摩擦的平均摩擦系數為0.121 6，對比不含涂層的聚氯乙烯導尿管降低88%，潤滑性良好；制備的水凝膠涂層材料有著良好的抗菌性能和生物相容性。另外，在臨床護理應用中，使用含水凝膠涂層聚氯乙烯導尿管的ICU患者尿路感染發生率降低，疼痛現象良好，均優于對照組。

關鍵詞：海藻酸鈉；銀離子；涂層；摩擦系數；抗菌性能

中圖分類號：TQ325.3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-5922（2025）03-0097-04

Preparation and application nursing of antibacterial hydrogelcoating material for urinary catheter

ZHAO Mengdi，ZHOU Ying * ，NI Fangfang，ZHANG Yingbei

（Shanghai Jing’an District Central Hospital，Shanghai 200040，China）

Abstract：In order to improve the clinical application effect of urinary catheters，a hydrogel coating containing sil?ver ions was prepared，and the performance and clinical care effect of this coating material were studied. The resultsshowed that the water loss rate of the hydrogel coating material was not more than 20% in 6 h，and it had good waterretention in a short time. The average friction coefficient of the material for 50 cycles of friction was 0.121 6，whichwas 88% lower than that of the uncoated PVC catheter，and the lubricity was good. The prepared hydrogel coatingmaterials had good antimicrobial properties and biocompatibility. In addition，in clinical nursing applications，ICUpatients with hydrogel-coated PVC catheters had a lower incidence of urinary tract infection and better pain，all ofwhich were better than those in the control group.

Key words：sodium alginate；silver ions；coating；friction coefficient；antibacterial performance

對于病情危重需要入住ICU的患者來說，各種留置管道是必不可少的。各種留置管道的舒適性、抗菌性等急需得到提升。其中，導尿管作為最常用的一種醫療器械，通常材料表面摩擦系數大，且不具備抗菌性能 [1-3] 。因此，提高導尿管材料的臨床應用效果刻不容緩。對此，通過熱固化的方式，研制了一種擁有無菌親水潤滑特點的硅膠導尿管 [4] 。針對一種含碘涂層的PVP導尿管進行前處理方法比較，并測試其抗菌性能 [5] 。使用聚氨酯熱固化涂層技術進行親水硅膠導尿管的制備 [6] 。結合以上學者的研究思路，為減少導尿管感染問題，減輕患者經濟負擔，試驗通過聚乙烯醇、海藻酸鈉和硝酸銀等材料，制備一種擁有潤滑抗菌特點的導尿管涂層材料。并對該涂層材料的性能和臨床應用效果進行研究。

1 試驗部分

1.1 材料與設備

主要材料：聚乙烯醇（AR，匯德化工）；聚氯乙烯導尿管（醫用級，鑫達醫療）；海藻酸鈉（AR，然糠生物）；硝酸銀（AR，雄大化工）；縮合劑（AR，匯海醫藥化工，EDC）；偶聯劑（工業純，鴻瑞化工，KH-570）。

主要設備：LR-NM-342型摩擦磨損試驗儀（立人儀器）；DF-101S 型磁力攪拌器（赫名儀器）；HZ-1007型萬能材料試驗機（力顯儀器）。

1.2 試驗方法

1.2.1 溶液的配制

納米銀溶液：稱量一定量的聚乙烯吡咯烷酮以及硝酸銀，混合攪拌 [7-8] 。然后加入適量的硼氫化鈉溶液，繼續混合攪拌，即可獲得納米銀溶液，備用。

偶聯劑溶液：按照體積比2∶2∶3，分別量取適量的無水乙醇、偶聯劑和水。將這些材料混合，并在常溫環境中繼續放置12 h，備用。

水凝膠溶液：在恒溫95 ℃條件下，將適量的聚乙烯醇（12%）溶解2 h。再將溫度降低到65 ℃，并向聚乙烯醇中添加0.5%海藻酸鈉、1%聚乙烯吡咯烷酮，再加入適量水溶性碳二亞胺型縮合劑。將這些材料攪拌混合后，再用離心機進行消泡20 min，獲得水凝膠溶液，備用。

1.2.2 導尿管涂層的制備

（1）將醫用級的聚乙烯醇導尿管制成試驗所需尺寸。然后，通過無水乙醇以及去離子水，進行超聲清洗3次。再進行干燥；

（2）將聚乙烯醇導尿管用等離子體儀處理3 min，然后浸沒到偶聯劑溶液中，保持1 h，取出后烘干；

（3）將聚乙烯醇導尿管浸沒到配制好的水凝膠溶液中，再慢慢拉出導尿管，放入納米銀溶液中保持3min；

（4）取出聚乙烯醇導尿管，轉移到恒溫-20 ℃的環境中進行冷凍處理12 h。待導尿管表面融化后，即可獲得潤滑抗菌型導尿管涂層。

1.3 性能測試

1.3.1 失水率

在溶脹平衡的條件下，將導尿管水凝膠制成直徑為2 cm的圓形試樣，在室溫環境中放置84 h。期間，每隔一定時間通過電子天平對試樣重量進行測定，計算涂層失水率。

1.3.2 摩擦系數

使用摩擦磨損試驗儀對涂層材料進行測試，并結合相關軟件對測試數據進行處理，分析涂層材料的摩擦系數。

1.3.3 抗菌性能

先準備好LB液體培養基，將儲藏的大腸桿菌孵育，然后在恒溫振蕩條件下培養一定時間，將大腸桿菌菌液濃度控制在10 8 cells/mL左右 [9-10] 。然后，將聚乙烯醇導尿管材料切割成一定長度，放到24孔板中。之后，向24孔板的每個小孔中分別添加3 mL的LB液體培養基以及1%的大腸桿菌菌懸液。然后，將24孔板放置到恒溫37 ℃環境中繼續培養14 d。再分別吸取每個小孔中的菌液100 μL，進行稀釋10 -3 倍處理。

再涂布到固體培養基上，繼續培養1 d。觀察并測定細菌菌落數情況。

1.3.4 生物相容性

使用CCCK-8法對導尿管涂層材料的生物相容性進行測試 [11-12] 。

2 結果與分析

2.1 涂層失水率

圖1為含有銀離子的聚乙烯醇導尿管涂層失水率變化情況。

由圖1可知，當測試時間在0～48 h時，隨著測試時間的增加，導尿管涂層材料的失水率不斷增大。而當測試時間超過48 h時，導尿管涂層材料的失水率變化逐漸變得平緩。當測試時間為6 h時，涂層材料的失水率基本低于20%。這說明，在短時間內，這種涂層材料的失水率較小，有著較好的保水性。在涂層材料中，含有聚乙烯醇和海藻酸鈉，這些物質會通過物理交聯和化學交聯相結合的方式，在材料內部構建出均勻的幫互穿網絡 [13-14] 。這種含有銀離子的聚乙烯醇導尿管涂層在短時間內有著較好的保水性。

2.2 涂層摩擦系數

通過摩擦磨損試驗儀對含有銀離子的潤滑抗菌型涂層材料進行50次循環摩擦，并測試涂層材料的平均摩擦系數。具體數據情況見圖2。

由圖2可知，對于未經過涂層改性的純聚氯乙烯導尿管，其 50 次循環摩擦平均摩擦系數較高，為1.038 2。而含有銀離子的潤滑抗菌型涂層材料的50次循環摩擦平均摩擦系數則顯著降低，僅為0.121 6，降幅達到88%。這種變化說明，試驗制備的涂層材料可以大幅度增強聚氯乙烯導尿管表面的潤滑性。綜上，制備的涂層材料潤滑性較好。

2.3 涂層抗菌性能

各材料的大腸桿菌抗菌性能數據檢測結果見表1。

由表1可知，對于未經過涂層改性的普通聚氯乙烯導尿管材料，在培養1 d時固體培養基上就已有較多的大腸桿菌菌落。當培養3 d時，大腸桿菌菌落數出現大幅度增加的變化。并且，當培養時間超過3 d時，大腸桿菌菌落數基本保持在一個較高的數值。這表明，未經過涂層改性的普通聚氯乙烯導尿管材料基本沒有抗菌性。而對于經過涂層改性的氯乙烯導尿管材料，在培養14 d內，固體培養基上基本沒有大腸桿菌菌落。這些試驗結果表明，含有涂層的聚氯乙烯導尿管有著良好的抗菌性能。

因此，在涂層材料中，海藻酸鈉能夠絡合銀離子，從而可以對帶負電荷的細菌細胞進行吸附，進而使細菌的細胞膜結構被破壞，以及細菌的酶活性失活 [15-17] 。

所以，涂層材料有一定的抗菌性能。綜上，經過涂層改性的聚氯乙烯導尿管在培養14 d時基本沒有大腸桿菌菌落，抑菌率能達到99%，材料抗菌效果較好。

2.4 涂層生物相容性

各材料的細胞活性情況見圖3。

由圖3可知，對于未經過涂層改性的普通聚氯乙烯導尿管材料，其細胞活性超過120%。對于經過潤滑抗菌涂層改性的聚氯乙烯導尿管材料，其細胞活性雖有所降低，但也在95%以上。這就說明，各材料的細胞相容性均良好。

2.5 應用效果觀察試驗

2.5.1 應用對象

在2022年1月到2023年6月時間內，選取我院收治的需要留置尿管的ICU患者74例。然后，進行隨機盲選分成2個組，觀察組和對照組。各組需要留置尿管的ICU患者例數均為37例。并且，各組患者在性別、年齡、疾病類型等方面均無差異。納入標準：①患者的臨床數據真實且完整；②關于本試驗研究患者和家屬知曉且同意。排除標準：①患者在住院前已有泌尿系統感染現象；②患者有其他嚴重疾病或生命體征異常現象；③患者精神狀態不正常或有溝通障礙；④患者尿道畸形 [18-20] 。

2.5.2 應用方法

當對各組患者進行插管時，整個過程均遵循無菌原則，并且插管的動作輕柔。對照組使用普通不含涂層的聚氯乙烯導尿管，觀察組使用含銀離子水凝膠涂層的聚氯乙烯導尿管。各組均進行傳統會陰擦洗、預防尿路感染宣教等操作。

2.5.3 觀察評定

尿路感染：對各組患者的尿液細菌進行培養，當尿液細菌的定量培養結果超過1×10 5 mL，則表示為尿路感染。

疼痛評定：根據VAS疼痛評分對需要留置尿管的ICU患者進行疼痛評定。其中，0分評定為Ⅰ度，代表無疼痛；1～3分評定為Ⅱ度，代表有些許疼痛，但無明顯不適；4～6分評定為Ⅲ度，代表出現明顯疼痛，但能忍受；7～10分評定為Ⅳ度，代表極為疼痛且不能忍受。

2.5.4 應用效果分析各數據均使用SPSS相關統計軟件進行處理，最后獲得表2、表3。

由表2可知，當留置尿管第1、3、7 d時，使用含涂層的聚氯乙烯導尿管的觀察組患者尿路感染發生率均明顯低于對照組，且“P＜0.05”。

由表3可知，在留置尿管疼痛現象方面，使用含涂層的聚氯乙烯導尿管的觀察組患者疼痛情況明顯比對照組好。可以看到，觀察組的患者疼痛現象較少，并且疼痛情況都是能夠忍受的，且“P＜0.01”。由此可見，這種潤滑抗菌型導尿管涂層可以有降低患者尿路感染發生率的臨床效果，且疼痛感少，舒適性強。因此，這種潤滑抗菌型導尿管涂層在醫用導尿管涂層領域值得推廣應用。

3 結語

（1）該涂層材料在 6 h 內的失水率基本低于20%，保水性良好；

（2）含有銀離子的潤滑抗菌型涂層材料的50次循環摩擦平均摩擦系數僅為0.1216，降低幅度達到88%，潤滑性較好；

（3）這種涂層材料14 d抑菌率能達到99%，抗菌性能和生物相容性均良好；

（4）在臨床應用中，使用含有涂層的聚氯乙烯導尿管患者尿路感染發生率明顯下降，且疼痛情況較少，優于對照組。因此，這種涂層材料潤滑抗菌性能良好，值得臨床推廣應用。

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（責任編輯：蘇 幔）