本文選題：鼻內(nèi)窺鏡 + 防霧��； 參考：《南方醫(yī)科大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：研究背景和目的玻璃、石英、塑料等透明材料在日常生活、工農(nóng)業(yè)及醫(yī)療方面有著廣泛的用途,如鏡子、各種醫(yī)用內(nèi)鏡鏡頭、汽車擋風(fēng)玻璃及農(nóng)用塑料薄膜,此類材料的應(yīng)用使我們的生活變得更加便利。但在濕度大或氣溫較低時(shí)這些材料表面容易水汽凝結(jié)而起霧影響其透光率或能見度,使其應(yīng)用受到較大影響。醫(yī)療上各種醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡頭手術(shù)時(shí)需反復(fù)擦試鏡頭來保證其清晰度而延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間,內(nèi)鏡防霧問題已越來越受到學(xué)者的關(guān)注。鼻內(nèi)窺鏡手術(shù)目前已在全國(guó)各級(jí)醫(yī)院廣泛開展,鼻內(nèi)鏡技術(shù)雖日益成熟,但鼻內(nèi)鏡手術(shù)并發(fā)癥尤其是嚴(yán)重并發(fā)癥仍時(shí)有發(fā)生,其原因之一是術(shù)腔出血,鏡面模糊,視野不清所致。臨床上大多使用醫(yī)用碘伏、醫(yī)用酒精、熱水或肥皂液來防霧,但這些材料存在防霧時(shí)間短、易燙傷鼻粘膜、刺激性大等缺點(diǎn),內(nèi)鏡防霧問題實(shí)際上仍然沒有得到很好地解決。工農(nóng)業(yè)上雖有不少防霧材料的報(bào)道,此類防霧材料大多僅要求其有較好的防霧性能,而對(duì)其毒性、氣味要求較低,但作為臨床應(yīng)用的防霧材料務(wù)必要求無毒、無味、刺激性小,因此工農(nóng)業(yè)報(bào)導(dǎo)的防霧材料并不適合于臨床應(yīng)用。迄今為止,國(guó)內(nèi)外有關(guān)鼻內(nèi)窺鏡防霧材料的研究報(bào)道很少,尋求無毒、生物相容性好的防霧劑是與臨床密切相關(guān)的研究課題。 目前防霧的途徑通常包括：第一：使材料表面親水,降低其表面能,因親水材料帶有大量親水基團(tuán),可以吸引水分子,霧滴在材料表面可迅速鋪展開形成一層水膜減少對(duì)光的漫反射而達(dá)到防霧目的。親水性防霧材料通常包括：小分子表面活性劑型防霧劑、有機(jī)高分子親水性防霧涂料、有機(jī)／無機(jī)雜化親水性防霧涂料、氧化物、光催化超親水表面、碳納米管材料。第二：與親水材料相反,使材料表面疏水,因疏水材料不能被水浸潤(rùn),霧滴在材料表面容易滾動(dòng),理論上可以達(dá)到防霧效果。由于超疏水材料在基礎(chǔ)領(lǐng)域及實(shí)際應(yīng)用中具有較大的潛能,超疏水引起了材料學(xué)者的廣泛興趣,通常制備方法包括：溶膠-凝膠法、相分離技術(shù)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、刻蝕法、靜電紡絲技術(shù)、碳納米管材料及超親水與超疏水相互轉(zhuǎn)化材料等,其中溶膠-凝膠法是最常用的方法。第三：使材料表面溫度高于露點(diǎn)溫度,因水汽不能在內(nèi)鏡表面凝結(jié)而達(dá)到防霧的目的。 超親水、超疏水材料理論上可用于鼻內(nèi)鏡防霧,但其在實(shí)際應(yīng)用中卻面臨以下一系列問題：超親水材料因霧滴在其表面易形成一層水膜而迅速鋪展開來減少光的漫反射而達(dá)到防霧的目的,而防霧劑型的液態(tài)親水材料與固體表面通�？课锢砦郊粗饕糠兜氯A力結(jié)合,因粘附力弱結(jié)合不牢固防霧劑容易從固體表面流失而影響其防霧性能。超疏水材料因其表面需要構(gòu)建粗糙的結(jié)構(gòu)才能達(dá)到疏水的狀態(tài),且疏水能力與材料表面的粗糙度呈正相關(guān),即材料表面越粗糙其疏水性能就越好,水滴在材料表面的接觸角達(dá)到180度的理想狀態(tài)時(shí)才能在材料表面自由滾動(dòng)。但這又帶來一個(gè)新的問題,即疏水性越好其表面粗糙度就越高,而粗糙度越高其透光率就越差,勢(shì)必會(huì)影響其在光學(xué)方面的應(yīng)用。 目的：采用表面活性劑、溶劑、分散劑等,通過正交設(shè)計(jì),研制一種無刺激性,防霧時(shí)間長(zhǎng)、鏡面清晰度高、經(jīng)濟(jì)安全、使用方便的親水型鼻內(nèi)鏡手術(shù)防霧劑；探討在防霧劑中添加一定質(zhì)量百分比的不同性質(zhì)納米粒子后防霧劑的表面能極性比、防霧劑與鼻內(nèi)鏡鏡面的粘附力及防霧時(shí)間的變化；同時(shí)制備超疏水材料,并對(duì)其防霧性能進(jìn)行初步探討。 方法： 一：親水型防霧劑制備：表面活性劑、溶劑、分散劑等按一定的配比混合,每種物質(zhì)重量百分比設(shè)有3個(gè)水平,本實(shí)驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì),共安排27次試驗(yàn),使用SPSS13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。依次將無水乙醇、丙二醇、月桂醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇400,余量為去離子水,按不同質(zhì)量比加入稱量瓶中混合,并置于50℃水浴箱15分鐘后即得27種不同濃度配比的無色透明、無刺激性鼻內(nèi)鏡防霧劑。對(duì)這27種配方防霧劑的防霧時(shí)間及其防霧性能進(jìn)行測(cè)試,通過對(duì)不同組分的均值分析得到防霧時(shí)間最長(zhǎng)的配比,隨后即按最佳配比配制防霧劑,并在同一測(cè)試環(huán)境下對(duì)同一受試者進(jìn)行鼻內(nèi)鏡防霧測(cè)試3次,取平均值作為其防霧時(shí)間。 二：納米粒子改性親水型鼻內(nèi)窺鏡防霧劑研制：分別取納米SiO20.05克和納米SiO2-KH5700.05克加入親水性鼻內(nèi)鏡防霧劑5m中,超聲分散30分鐘即得兩種不同的改性鼻內(nèi)鏡防霧劑。 三：納米粒子改性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)鼻內(nèi)窺鏡防霧劑研制：將0.05克納米氧化鋅加入5ml聚乙烯吡咯烷酮溶液中,0.025克自制納米二氧化鈦加入5ml聚乙烯吡咯烷酮溶液中,0.05克自制納米二氧化硅中空微球加入5ml聚乙烯吡咯烷酮溶液中,超聲分散30分鐘即得不同鼻內(nèi)窺鏡防霧劑。 四：對(duì)制備的不同防霧劑進(jìn)行表征,內(nèi)容包括：防霧時(shí)間(鼻內(nèi)鏡防霧測(cè)試)、透光率、接觸角、粘附功、透射電鏡及原子力顯微鏡觀察。 五：透明超疏水薄膜防霧性能研究：采用溶膠—凝膠法制備超疏水薄膜：酸溶膠制備：將8.36mL正硅酸乙酯(TEOS)加入到80mL無水乙醇中充分溶解,在磁力攪拌器攪拌下滴加36%的鹽酸4.8mL到上述溶液中,繼續(xù)攪拌19h。丙烯酸溶液制備：將3.0g純?nèi)苄员┧崛苡?0mL無水乙醇中,充分?jǐn)嚢柚镣耆芙狻A凝膠制備：將3.1mL正硅酸乙酯(TEOS)加入到80mL無水乙醇中充分溶解,再加入13.8mL去離子水,在磁力攪拌器攪拌下逐漸滴加4.7mL分析純氨水到上述溶液中,密封反應(yīng)1小時(shí)。將不同比例的酸溶膠、丙烯酸溶液及堿凝膠加入無水乙醇中,所制備溶液超聲振蕩1h,制得20種分散良好的溶膠。將清潔玻璃片浸入以上溶膠中,10s后用提拉涂膜機(jī)以3mm/s的速度提拉出,室溫下靜置15min,如此反復(fù)制備涂有3層及5層的膜。將所制基片放入馬弗爐中升溫2h至400℃,保溫0.5h后自然降溫,得到20種透明二氧化硅薄膜樣品。將涂膜后的玻璃片放入硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡3小時(shí),然后將樣品放入100℃烘箱干燥60min,得到透明二氧化硅薄膜。 疏水薄膜防霧測(cè)試：模擬一定溫差的情況下,測(cè)試具有疏水性能的8號(hào)、13號(hào)涂膜基片、空白基片及涂硅烷偶聯(lián)劑溶液基片在遇水汽時(shí)的防霧性能。在水浴鍋上搭建產(chǎn)生水汽裝置,將所制基片靜置于其上,疏水二氧化硅薄膜層向水面,基片離水面3cm,室溫為13℃,水浴溫度設(shè)置為60℃。經(jīng)過5min、10min、20min、30min后進(jìn)行對(duì)比,觀察其表面起霧情況。 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理(親水型防霧劑制備正交試驗(yàn))因素A：無水乙醇；因素B：丙二醇；因素C：月桂醇聚氧乙烯醚；因素D：十二烷基硫酸鈉；因素E：聚乙二醇400,每種物質(zhì)重量百分比設(shè)3個(gè)水平(a：1=3%、2=10%、3=20%；b：1=3%、2=10%、3=20%；c：1=3%、2=10%、3=20%；d：1=0.6%、2=2%、3=4%；e：1=0.6%、2=2%、3=4%)如要完全試驗(yàn),需行3×3×3x3×3=243次試驗(yàn)(Orthogonal),本實(shí)驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì),共安排27次試驗(yàn),使用SPSS13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,防霧性能測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 結(jié)果 一：親水型防霧劑制備：通過正交實(shí)驗(yàn),得到27種不同濃度配方的防霧劑,對(duì)這27種配方防霧劑防霧時(shí)間進(jìn)行測(cè)試,通過對(duì)不同組分的均值分析得到防霧時(shí)間最長(zhǎng)配比A3B2C3D3E3。表征不同配比防霧劑其透光率均接近100%；接觸角約為7.6度；掃描電鏡示防霧劑在鼻內(nèi)鏡鏡頭(藍(lán)寶石)表面形成一層平整膜；按最佳配比配制防霧劑并對(duì)同一受試者進(jìn)行測(cè)試,其平均防霧時(shí)間為15分鐘。表征醫(yī)用碘伏其透光率約80%；接觸角約為10度；掃描電鏡示醫(yī)用碘伏涂在鼻內(nèi)鏡鏡面后呈散在島狀分布,表面不規(guī)整,未能形成膜狀結(jié)構(gòu)。用鼻內(nèi)鏡對(duì)同一受試者在相同的環(huán)境下進(jìn)行碘伏及95%乙醇進(jìn)行防霧測(cè)試,其平均防霧時(shí)間分別為04'05"和38",所研制的防霧劑防霧效果明顯優(yōu)于醫(yī)用碘伏及95%乙醇。 二：防霧劑及其改性劑防霧性能：納米SiO2改性防霧劑鼻內(nèi)鏡防霧時(shí)間為18min；納米Si02-KH570改性防霧劑防霧時(shí)間為21min。透光率：在可見光范圍內(nèi)防霧劑的透光率約為100%；納米SiO2改性防霧劑透光率約為90%；納米SiO2-KH570改性防霧劑透光率約為97%。接觸角：水滴在防霧劑涂膜上的接觸角7.8度；水滴在納米SiO2改性防霧劑涂膜上的接觸角7.0；水滴在納米SiO2-KH570改性防霧劑涂膜上的接觸角6.7度。粘附功：水在藍(lán)寶石鏡面的接觸角為(56.159.958.0)平均值為58.0度；乙二醇在藍(lán)寶石鏡面的接觸角為(46.351.648.2)平均值為48.7度；藍(lán)寶石鏡面的表面能為52.36±m(xù)N/m,其中色散分量(Disp2.92±m(xù)N/m);極性分量(Polar49.44±m(xù)N/m);研制的鼻內(nèi)鏡防霧劑在藍(lán)寶石鏡面的粘附功為40.71mN/m,納米二氧化硅改性防霧劑在藍(lán)寶石鏡面的粘附功為49.73mN/m,納米二氧化硅-KH570改性防霧劑在藍(lán)寶石鏡面的粘附功為55.38mN/m。透射電鏡：Si02徑粒約100-200nm,呈球形,納米Si02在防霧劑中分散較差,團(tuán)聚明顯；改性納米SiO2-KH570在防霧劑中的分散性明顯提高,基本呈單個(gè)納米粒子分布。原子力顯微鏡：鼻內(nèi)鏡防霧劑在藍(lán)寶石鏡面形成一均勻的薄膜厚約192.30nm,膜表面較平整；納米Si02改性防霧劑形成的薄膜最厚處約200.09nm,膜表面較單純防霧劑表面粗糙,納米粒子粒徑范圍約100-200nm；納米Si02-KH570改性防霧劑形成的薄膜最厚處約332.38nm,膜表面較單純防霧劑表面粗糙。 三：PVP及其改性劑防霧性能：PVP鼻內(nèi)鏡防霧時(shí)間為10min；納米氧化鋅改性PVP鼻內(nèi)鏡防霧時(shí)間為15min；納米氧化鈦改性PVP鼻內(nèi)鏡防霧時(shí)間為16min；中空納米二氧化硅改性PVP鼻內(nèi)鏡防霧時(shí)間為17min。透光率：在可見光范圍內(nèi)PVP透光率約為100%；納米氧化鋅改性PVP透光率約為90%；納米氧化鈦改性PVP透光率約為85%；中空納米二氧化硅改性PVP透光率約為92%；碘伏透光率約為80%；納米二氧化鈦改性碘伏透光率約為70%。接觸角：水滴在PVP涂膜上的接觸角9.6度；水滴在納米氧化鋅改性PVP涂膜上的接觸角5.9；水滴在納米氧化鈦改性PVP涂膜上的接觸角4.8度；水滴在中空納米二氧化硅改性PVP涂膜上的接觸角6.1度。粘附功：PVP在藍(lán)寶石鏡面的粘附功為96.10mN/m；納米氧化鋅改性PVP在藍(lán)寶石鏡面的粘附功為101.02mN/m；納米氧化鈦改性PVP在藍(lán)寶石鏡面的粘附功為100.81mN/m；中空納米二氧化硅改性PVP在藍(lán)寶石鏡面的粘附功為102.92mN/m。透射電鏡：納米氧化鋅在PVP溶液中分散較好；制備的納米氧化鈦粒徑約120-160nm,在PVP溶液中分散較好；制備的中空納米二氧化硅粒徑約200nm,在PVP溶液中分散較好。原子力顯微鏡：聚乙烯吡咯烷酮鼻內(nèi)鏡防霧劑在藍(lán)寶石鏡面形成一均勻的薄膜,最厚處約78.30nm,膜表面較平整,納米氧化鋅改性PVP形成的薄膜最厚處約277.97nm,膜表面較單純防霧劑表面顯粗糙。納米氧化鈦改性PVP形成的薄膜最厚處約227.34nm,膜表面較單純聚乙烯吡咯烷酮表面粗糙。中空納米二氧化硅改性PVP形成的薄膜亦較粗糙,薄膜最厚處約34.64nm。 四：以玻璃為基底,采用溶膠凝膠法,以丙烯酸誘導(dǎo)正硅酸乙酯(TEOS)相分離并自組裝硅烷偶聯(lián)劑的方法制備的20種涂膜中具有疏水性質(zhì)的是8-13號(hào),疏水性能最好的是13號(hào),其掃描電鏡顯示薄膜表面的微觀結(jié)構(gòu)呈彈坑狀,水滴在此表面上的接觸角為153°,具有超疏水特性,防霧試驗(yàn)證明其具有一定的防霧性,在可見光區(qū)間內(nèi)其透光率約為60-80%。 結(jié)論：所制備的親水型鼻內(nèi)鏡防霧劑透明、無毒、無味,較臨床常用的碘伏、酒精的防霧時(shí)間長(zhǎng)；經(jīng)納米二氧化硅粒子改性后的親水型鼻內(nèi)鏡防霧劑進(jìn)一步延長(zhǎng)了防霧時(shí)間,增強(qiáng)了防霧性能；納米粒子改性聚乙烯毗咯烷酮鼻內(nèi)窺鏡防霧劑透明、無毒、無味,較碘伏、酒精的防霧時(shí)間明顯延長(zhǎng)；超疏水材料具有一定的防霧性能,但因其表面粗糙,透光率受影響,且材料表面很難達(dá)到接觸角180度的理想狀態(tài),應(yīng)用于臨床鼻內(nèi)鏡防霧尚需進(jìn)一步深入研究。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.08

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7 唐瑋;皮膚的納米生物摩擦學(xué)行為研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2010年

8 張景紅;人工影響天氣納米催化劑粉體的制備與成冰性能研究[D];吉林大學(xué);2010年

9 何典;一維納米功能材料的靜電紡絲制備及其性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

10 趙立華;納米尺度光波導(dǎo)及微結(jié)構(gòu)若干性質(zhì)研究[D];南開大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 齊俊杰;水溶性刺激響應(yīng)碳納米角的制備與表征[D];天津大學(xué);2010年

2 楊微;納米二氧化鈦的復(fù)合改性及其光催化性能的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2010年

3 杜潔;摻雜納米碳化硅薄膜的制備及光學(xué)特性研究[D];河北大學(xué);2008年

4 王艷明;鎳氫電池正極材料納米氫氧化鎳的合成新方法研究[D];天津大學(xué);2010年

5 李偉;聚合物/氫化鈦制備納米鱗片與復(fù)合涂膜防腐性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 張寶華;低維納米超結(jié)構(gòu)材料的可控合成及其性能的研究[D];廣西師范大學(xué);2011年

7 李嬌莉;退火方式對(duì)生物成像用紅色納米磷光材料性能的影響[D];東北師范大學(xué);2011年

8 朱元清;在球形聚合物刷反應(yīng)器中制備納米貴金屬及其催化活性研究[D];華東理工大學(xué);2012年

9 梁瑩;納米四氧化三鈷的制備及其與聚苯胺的電化學(xué)復(fù)合[D];東北大學(xué);2008年

10 姜晨光;微/納米生物復(fù)合纖維的電紡制備及其表征[D];北京服裝學(xué)院;2010年

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本文編號(hào)：1908429