硝酸銀溶液協(xié)同改性中心靜脈導(dǎo)管覆涂材料的應(yīng)用性能測(cè)試

王志軍 孫玲玲 欒旭輝 陳珊珊 張娜 孫圣

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)中心靜脈導(dǎo)管材料抗菌性能和生物相容性較差的問題，提出一種新型醫(yī)用載銀中心靜脈導(dǎo)管改性，并對(duì)其綜合性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在聚多巴胺中心靜脈導(dǎo)管表面的納米銀顆粒成功負(fù)載。硝酸銀濃度為0.01 mol/L制備的載銀中心靜脈導(dǎo)管材料（0.01 Ag-DH/CVC）在較低載銀含量的條件下表現(xiàn)出良好的抑菌性能和生物相容性，不會(huì)對(duì)細(xì)胞活性和細(xì)胞的形態(tài)產(chǎn)生影響。制備的載銀中心靜脈導(dǎo)管用于臨床護(hù)理應(yīng)用，在穿刺成功率和并發(fā)癥發(fā)生率方面均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PICC導(dǎo)管，表現(xiàn)出良好的醫(yī)用性能。

關(guān)鍵詞：

中心靜脈導(dǎo)管；抗菌性能；載銀涂層；聚多巴胺；醫(yī)用性能

中圖分類號(hào)：R318.08；TQ460.34

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2024）03-0082-04

Application performance test of silver nitrate solution synergistically modified central venous catheter coating material

WANG Zhijun1，SUN Lingling1，LUAN Xuhui1，CHEN Shanshan1，Zhang Na1，SUN Sheng2

（

1.Beijing Rehabilitation Hospital affiliated to Capital Medical University，Beijing 100144，China;

2.Capital Medical University，Beijing 100069，China

）

Abstract：In order to solve the problem of poor antibacterial performance and biocompatibility of traditional central venous catheter materials，a new type of medical silver-loaded central venous catheter modification was proposed，and its comprehensive performance was studied.The results showed that silver nanoparticles were successfully loaded onto the surface of the polydopamine central venous catheter.The silver loaded central venous catheter material （0.01Ag-DH/CVC） prepared with a silver nitrate concentration of 0.01 mol/L exhibited good antibacterial performance and biocompatibility under low silver content conditions，without affecting cell activity and morphology.The prepared silver loaded central venous catheter used for clinical nursing applications was significantly superior to traditional PICC catheters in terms of puncture success rate and complication incidence，demonstrating good medical performance.

Key words：central venous catheter;antibacterial performance;silver loaded coating;polydopamine;medical nuring performance

由于中心靜脈導(dǎo)管使用環(huán)境的特異性，進(jìn)入人體血管后，快速形成蛋白層吸附細(xì)菌，并形成生物膜，影響傷口的恢復(fù)。提升中心靜脈導(dǎo)管抗菌性和生物相容性是目前較為重要的研究課題。如以納米銀為主要原料制備了載銀醫(yī)用抗菌材料［1-2］。通過在多孔鈦表面沉積納米銀，構(gòu)建載銀涂層提升材料的抗菌性能［3］。對(duì)近年來醫(yī)用導(dǎo)管相關(guān)感染的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并提出在生物醫(yī)用導(dǎo)管上構(gòu)建抗菌表面以防止植/介入類導(dǎo)管相關(guān)感染［4］。但目前關(guān)于提升中心靜脈導(dǎo)管材料的研究較少，基于此，試驗(yàn)以文獻(xiàn)［5］的方法為參考，通過聚多巴胺和納米銀顆粒對(duì)中心靜脈導(dǎo)管材料協(xié)同改性，提升靜脈中心導(dǎo)管的綜合性能，尤其是醫(yī)學(xué)護(hù)理應(yīng)用效果。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

主要材料：無水乙醇（AR潤洋新材料科技）；中心靜脈導(dǎo)管（標(biāo)準(zhǔn)級(jí)庫克醫(yī)療科技）；Tris-HCl 緩沖溶液（AR 躍騰生物技術(shù) ）；多巴胺鹽酸鹽（AR前衍化學(xué)科技）；硝酸銀（AR 雄大化工 ）；WST-1 試劑（AR滬震實(shí)業(yè)）。

主要設(shè)備：YCW-130A型恒溫振蕩器（捷呈實(shí)驗(yàn)儀器）；BK-180J型超聲波清洗機(jī)（恒泰清洗設(shè)備）；KJG型電熱烘箱（皖蘇干燥設(shè)備）；Nexsa型 X 射線光電子能譜儀（瑟奇科技）；SU3600型掃描電鏡（維翰光電科技）；RTS2型顯微共焦拉曼光譜儀（卓立漢光儀器）。

1.2 載銀中心靜脈導(dǎo)管的制備

（1）依次使用無水乙醇和去離子水對(duì)中心靜脈導(dǎo)管（CVC）進(jìn)行超聲清洗處理，超聲時(shí)間為10 min；

（2）將一定量多巴胺鹽酸鹽粉末溶于10 mmol/L，pH值為8.5的Tris-HCl 緩沖溶液中，配置成質(zhì)量濃度為2 mg/mL的多巴胺鹽酸鹽溶液；

（3）將經(jīng)過超聲清洗的CVC放入多巴胺鹽酸鹽溶液振蕩改性，振蕩時(shí)間為1 d。在超聲機(jī)的作用下進(jìn)行清洗，然后在電熱烘箱的作用下烘干，烘干溫度為60 ℃，得到多巴胺改性中心靜脈導(dǎo)管（DH/CVC）；

（4）將烘干后改性中心靜脈導(dǎo)管分別放入濃度為1、0.1和0.01 mol/L的硝酸銀溶液中，常溫震蕩4 h進(jìn)行載銀處理；

（5）超聲清洗后電熱烘干，得到載銀中心靜脈導(dǎo)管，根據(jù)硝酸銀濃度的不同，分別記為1 Ag-DH/CVC，0.1 Ag-DH/CVC和0.01 Ag-DH/CVC。

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 X射線光電子能譜（XPS）分析

通過光電子能譜儀進(jìn)行XPS分析［6-7］。

1.3.2 拉曼光譜分析

通過顯微共焦拉曼光譜儀對(duì)載銀中心靜脈導(dǎo)管材料的拉曼光譜進(jìn)行分析。

1.3.3 抑菌性能測(cè)試

（1）在裝有 50 mL Luria-Bertani（LB）培養(yǎng)液的錐形瓶中放入50 μL凍存的金黃色葡萄球菌菌液，37 ℃振蕩活化處理1 d；

（2）將載銀中心靜脈導(dǎo)管材料裁剪為6 mm的圓片狀，完全浸泡在酒精中進(jìn)行消毒，浸泡時(shí)間為60 min；

（3）在瓊脂板表面均勻涂覆300 μL菌液，然后放入經(jīng)過消毒的載銀中心靜脈導(dǎo)管材料，置于培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度和時(shí)間分別為37 ℃和24 h，對(duì)抑菌圈直徑進(jìn)行測(cè)試。

1.3.4 細(xì)胞相容性測(cè)試

將中心靜脈導(dǎo)管材料裁剪為6 mm×6 mm×1 mm的片狀，然后浸泡在醫(yī)用酒精中進(jìn)行消毒處理，消毒時(shí)間為60 min。消毒完成后自然晾干，放入24孔板中。將吹打均勻的含量為1×104個(gè)/mL的MC3T3-E1 細(xì)胞懸液接種至24孔板中，與導(dǎo)管材料共同培養(yǎng)至指定時(shí)間，吸棄原本培養(yǎng)基。

細(xì)胞活性分析，放入0.3 mL含10%WST-1試劑的培養(yǎng)基孵育3 h，之后通過搖床振蕩5 min使溶液充分混合，通過酶標(biāo)儀測(cè)量 450 nm 波長下的吸光度（OD）值，表征細(xì)胞活性。

2 結(jié)果與討論

2.1 形貌及結(jié)構(gòu)分析

通過XPS對(duì)中心靜脈導(dǎo)管的聚多巴胺覆涂情況和載銀效果進(jìn)行分析，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，未經(jīng)過處理的中心靜脈導(dǎo)管的XPS曲線上存在明顯的氟元素特征峰，這就說明中心靜脈導(dǎo)管是由含氟聚合物制作而成。經(jīng)過聚多巴胺覆涂后，中心靜脈導(dǎo)管的氟元素特征峰消失，出現(xiàn)新的氮元素特征峰，且碳元素和氧元素的特征峰明顯增強(qiáng)。這就說明經(jīng)過聚多巴胺改性后，在中心靜脈導(dǎo)管上成功覆涂了一層均勻的聚多巴胺膜，且該膜的厚度已經(jīng)超過了XPS對(duì)有機(jī)物基底檢測(cè)深度的7.5 nm［8-9］。在Ag-DH/CVC的XPS曲線上，除聚多巴胺的特征峰外，還可觀察到明顯的銀元素特征峰，這就說明銀元素成功負(fù)載在覆涂有聚多巴胺的中心導(dǎo)管上，即成功制備出載銀中心靜脈導(dǎo)管［10-12］。

2.2 拉曼光譜分析

通過拉曼光譜對(duì)聚多巴胺膜與納米銀顆粒的鰲合作用進(jìn)行分析，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，聚多巴胺中心靜脈導(dǎo)管在1 330 cm-1和1 595 cm-1處存在較弱的苯環(huán)伸縮和變形振動(dòng)峰。載銀后，這2個(gè)特征峰得到明顯增強(qiáng)，且隨載銀量的增加，該峰強(qiáng)度增加的也較為明顯。以上變化證明了聚多巴胺中的醌基和酚羥基與聚多巴胺膜生物原位還原得到的納米銀顆粒間存在較強(qiáng)的金屬鰲合作用［15］。這就避免了載銀膜層在生理環(huán)境下釋放銀離子時(shí)，納米銀出現(xiàn)脫落［16-17］。

2.3 抑菌性能分析

通過對(duì)載銀中心靜脈導(dǎo)管抑菌圈的測(cè)定，表征材料的抑菌性能，結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨載銀中心靜脈導(dǎo)管材料中載銀量的增加，材料抑菌圈直徑也逐漸增加，表現(xiàn)出良好的抑菌性能。此時(shí)需要特別注意的為0.01Ag-DH/CVC材料的抑菌圈雖然低于1Ag-DH/CVC和0.1Ag-DH/CVC材料，但抑菌圈直徑仍舊超過15 mm；且本試驗(yàn)選擇的菌液濃度遠(yuǎn)高于實(shí)際體內(nèi)環(huán)境的細(xì)菌濃度［18］。故0.01Ag-DH/CVC材料抑菌效果良好，可滿足中心靜脈導(dǎo)管使用要求。綜上，本試驗(yàn)制備的載銀中心導(dǎo)管可以在較低載銀含量的條件下表現(xiàn)出良好的抗菌性能。

2.4 生物相容性分析

將載銀中心靜脈導(dǎo)管材料與MC3T3-E1細(xì)胞共同培養(yǎng)，通過對(duì)450 nm處的吸光度（OD）值進(jìn)行測(cè)試，確定細(xì)胞活性，進(jìn)而表征材料的生物相容性。測(cè)試結(jié)果見圖4。

由圖4可觀察到，培養(yǎng)時(shí)間為1 d時(shí)，3組樣品的OD值并沒有明顯差異，隨培養(yǎng)時(shí)間的增加，細(xì)胞活性開始出現(xiàn)明顯的差異。當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間增加至7 d后，細(xì)胞活性開始出現(xiàn)較明顯的差異。其中1Ag-DH/CVC和0.1Ag-DH/CVC材料的OD值并沒有明顯差異，而0.01Ag-DH/CVC材料的OD值明顯高于其余2種材料，約為0.8 mm， 這就證明了1Ag-DH/CVC和0.1Ag-DH/CVC材料存在一定的細(xì)胞毒性，0.01Ag-DH/CVC材料具備較好的細(xì)胞相容性。

2.5 臨床應(yīng)用比較

2.5.1 一般資料

選擇2022年1月至2023年1月在本院接受PICC 治療的患者80例，隨機(jī)分為試驗(yàn)組和對(duì)照組。所有患者均滿足相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)，且不具備其他基礎(chǔ)疾病，患者及家屬知情且簽署同意書。

2.5.2 測(cè)試方法

術(shù)前對(duì)患者進(jìn)行常規(guī)檢查確定患者基線資料一致，且無異常。試驗(yàn)組導(dǎo)管為本試驗(yàn)制備的載銀中心靜脈導(dǎo)管，對(duì)照組選擇常用PICC導(dǎo)管，其余試驗(yàn)材料均一致。2組置管后均采取相同的PICC置管護(hù)理包括置管周圍護(hù)理、操作后護(hù)理及PICC管的護(hù)理。

2.5.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

通過穿刺成功率和護(hù)理并發(fā)癥發(fā)生率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.5.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用 SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，以P＜0．05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.5.5 試驗(yàn)結(jié)果

（1）穿刺成功率，穿刺成功率測(cè)試結(jié)果見表1。

由表1可知，試驗(yàn)組穿刺1針成功率和總成功率均明顯高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P<0.05。

（2）護(hù)理并發(fā)癥發(fā)生率，對(duì)患者護(hù)理并發(fā)癥發(fā)生率進(jìn)行比較，結(jié)果見表2。

由表2可知，本試驗(yàn)制備的載銀中心導(dǎo)管置入后，并發(fā)癥發(fā)生率僅為5%，明顯低于傳統(tǒng)PICC導(dǎo)管，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P<0.05。

3 結(jié)語

（1）XPS結(jié)果表明，經(jīng)過聚多巴胺和硝酸銀溶液協(xié)同改性后，在中心靜脈導(dǎo)管上成功覆涂了一層均勻的載銀聚多巴胺膜，即成功制備出載銀中心靜脈導(dǎo)管;

（2）微觀形貌結(jié)果表明，硝酸銀的濃度會(huì)對(duì)材料表面負(fù)載的納米銀離子數(shù)量產(chǎn)生影響，但并不會(huì)對(duì)納米銀離子的粒徑產(chǎn)生影響;

（3）拉曼光譜結(jié)果表明，聚多巴胺與納米銀顆粒間存在較強(qiáng)的金屬鰲合作用，避免了載銀膜層在生理環(huán)境下釋放銀離子時(shí)出現(xiàn)納米銀顆粒脫落的情況;

（4）試驗(yàn)制備的3種載銀量中心靜脈導(dǎo)管均表現(xiàn)出良好的抑菌性能，可以持續(xù)有效的對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生抑制作用;

（5）載銀中心靜脈導(dǎo)管載銀量較多的情況下，會(huì)對(duì)細(xì)胞的活性和細(xì)胞的形態(tài)產(chǎn)生影響，存在一定的細(xì)胞毒性，故適合的載銀中心靜脈導(dǎo)管材料為0.01Ag-DH/CVC材料;

（6）將制備的載銀中心靜脈導(dǎo)管用于臨床護(hù)理中，其穿刺成功率和并發(fā)癥發(fā)生率方面均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PICC導(dǎo)管，表現(xiàn)出良好的醫(yī)用性能。

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收稿日期：2023-11-23；修回日期：2024-02-22

作者簡(jiǎn)介：王志軍（1990-），

女，本科，主管護(hù)師，主要從事老年臨床護(hù)理及置管護(hù)理研究；E-mail：

1056279320@qq.com。

基金項(xiàng)目：北京市科技攻關(guān)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)： BJXD2022GJ573）。

引文格式：

王志軍，孫玲玲，欒旭輝，等.硝酸銀溶液協(xié)同改性中心靜脈導(dǎo)管覆涂材料的應(yīng)用性能測(cè)試［J］.粘接，2024，51（3）：82-85.