用于人工氣管的玻璃碳及其制成的人工氣管的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于人工氣管的玻璃碳及其制成的人工氣管，用于人工氣管的玻璃碳包括以下重量份計的原料：聚丙烯腈40~100份、聚硅氧烷30~40份、醋酸纖維素80~100份、聚氯乙烯20~30份、磷酸三鈣10~20份、氧化鉀90~100份、二氧化鈦20~70份、聚二甲基硅氧烷60~90份。制備方法：聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成型；在無氧介質中進行碳化處理，然后升溫至2000~3000℃反應1~2h。本發明的玻璃碳生物穩定性較好，彈性模量為22~24GPa，疲勞強度為93~100MPa，抗壓強度為680~700MPa，耐生物老化性能強。
【專利說明】
用于人工氣管的玻璃碳及其制成的人工氣管
技術領域
[0001] 本發明涉及生物醫藥材料領域，尤其涉及一種用于人工氣管的玻璃碳及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 玻璃碳(GC)是一種新型的碳材料.玻璃碳，具有氣密性和導電性好、熱脹系數小、 質地堅硬和易于拋光成鏡面、化學惰性、具有較高的氫超電位等特點，因此適用于做電化學 和電分析用的工作電極材料。因其端口形貌和結構特征類似玻璃而被稱做玻璃碳，是1962 年由英國的Davison和日本Yamada幾乎同時發明了的。由于玻璃碳具有密度小、耐高溫、抗 滲透等特性，使其在化學工業、冶金工業、電子工業、生物工程等諸多領域有廣泛的用途。
[0003] 玻璃碳具有氣密性和導電性好、熱脹系數小、質地堅硬和易于拋光成鏡面、化學惰 性、具有較高的氫超電位等特點，因此適用于做電化學和電分析用的工作電極材料。電極的 形式有棒狀、圓盤、旋轉圓盤、旋轉環盤電極等。玻璃碳電極適用的電位范圍較寬，既可以在 負電位區研究無機物，也可以研究多在正電位區發生的有機物的氧化還原反應。用它作基 體，還可以制備汞膜玻碳電極和化學修飾電極。電極在使用前要進行表面拋光、化學處理和 電化學處理。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有技術的不足，提供一種用于人工氣管的玻璃碳及其制備方法，玻 璃碳耐生物老化性能強。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案： 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計的原料:聚丙烯腈40~100份、聚硅氧烷30 ~40份、醋酸纖維素80~100份、聚氯乙烯20~30份、磷酸三鈣10~20份、氧化鉀90~100份、 二氧化鈦20~70份、聚二甲基硅氧烷60~90份。
[0006] 作為對本發明的進一步改進，用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計的原料： 聚丙烯腈70份、聚硅氧烷35份、醋酸纖維素90份、聚氯乙烯25份、磷酸三鈣15份、氧化鉀95 份、二氧化鈦50份、聚二甲基硅氧烷70份。
[0007] 作為對本發明的進一步改進，二氧化鈦的粒徑為40~150μπι。
[0008] 作為對本發明的進一步改進，聚丙烯腈的分子量為10000~20000。
[0009] 本發明還提供了一種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法。
[0010] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型；在無氧介質中進行碳化處理，然后升溫至2000~3000°C反應1~2h，碳化處理時間為20 ~50min〇
[0011] -種人工氣管，其采用上述玻璃碳制成。
[0012] 有益效果:現有技術的玻璃碳由于生物環境的腐蝕造成其中金屬離子向周圍組織 擴散，本發明的玻璃碳可以作為人工氣管應用，不易腐蝕擴散，是因為經碳化處理后的玻璃 碳生物穩定性較好，彈性模量為22~24GPa，疲勞強度為93~IOOMPa，抗壓強度為680~ 700MPa，耐生物老化性能強。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0014] 實施例1 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計的原料:聚丙烯腈70份、聚硅氧烷35份、醋 酸纖維素90份、聚氯乙烯25份、磷酸三鈣15份、氧化鉀95份、二氧化鈦50份、聚二甲基硅氧烷 70份。
[0015] 二氧化鈦的粒徑為100μπι。
[0016]聚丙稀腈的分子量為15000。
[0017] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質中進行碳化處理，然后升溫至2500°C反應1.5h。
[0018] 碳化處理時間為40min。
[0019] 實施例2 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計的原料:聚丙烯腈40份、聚硅氧烷30份、醋 酸纖維素80份、聚氯乙烯20份、磷酸三鈣10份、氧化鉀90份、二氧化鈦20份、聚二甲基硅氧烷 60份。
[0020] 二氧化鈦的粒徑為40μηι。
[0021] 聚丙稀腈的分子量為10000。
[0022] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質中進行碳化處理，然后升溫至2000°C反應lh。
[0023] 碳化處理時間為20min。
[0024] 實施例3 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計的原料:聚丙烯腈100份、聚硅氧烷40份、醋 酸纖維素100份、聚氯乙烯30份、磷酸三鈣20份、氧化鉀100份、二氧化鈦70份、聚二甲基硅氧 烷90份。
[0025] 二氧化鈦的粒徑為150μηι。
[0026]聚丙稀腈的分子量為20000。
[0027] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質中進行碳化處理，然后升溫至3000 °C反應2h。
[0028] 碳化處理時間為50min。
[0029] 實施例4 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計的原料:聚丙烯腈90份、聚硅氧烷33份、醋 酸纖維素85份、聚氯乙烯22份、磷酸三鈣12份、氧化鉀93份、二氧化鈦30份、聚二甲基硅氧烷 70份。
[0030] 二氧化鈦的粒徑為60μηι。
[0031]聚丙稀腈的分子量為12000。
[0032] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質中進行碳化處理，然后升溫至2200°C反應1.2h。
[0033] 碳化處理時間為25min。
[0034] 實施例5 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計的原料:聚丙烯腈80份、聚硅氧烷38份、醋 酸纖維素97份、聚氯乙烯28份、磷酸三鈣18份、氧化鉀98份、二氧化鈦60份、聚二甲基硅氧烷 80份。
[0035] 二氧化鈦的粒徑為130μηι。
[0036] 聚丙稀臆的分子量為18000。
[0037] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質中進行碳化處理，然后升溫至2800°C反應1.8h。
[0038] 碳化處理時間為40min。
[0039] 對比例1 與實施例1相同，不同在于:省略在無氧介質中進行碳化處理的步驟。
[0040] 性能測試 測定實施例和對比例的產品性能，結果見表1。
[0041] 表1
結論:經碳化處理后的玻璃碳生物穩定性較好，不會像現有技術的玻璃碳由于生物環 境的腐蝕造成其中金屬離子向周圍組織擴散，本發明的玻璃碳彈性模量為22~24GPa，疲勞 強度為93~IOOMPa，抗壓強度為680~700MPa，耐生物老化性能強。
【主權項】
1. 用于人工氣管的玻璃碳，其特征在于，由以下重量份計的原料:聚丙烯腈40~100份、 聚硅氧烷30~40份、醋酸纖維素80~100份、聚氯乙烯20~30份、磷酸三鈣10~20份、氧化鉀 90~100份、二氧化鈦20~70份、聚二甲基硅氧烷60~90份； 二氧化鈦的粒徑為40~150μπι;聚丙烯腈的分子量為10000~20000。2. -種人工氣管，其特征在于，其采用權利要求1所述的玻璃碳制成。
【文檔編號】A61L27/08GK105859293SQ201610312354
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年11月10日
【發明人】不公告發明人
【申請人】吳杰