鼻内镜防雾材料研制及防雾机理探讨

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1、鼻内镜防雾材料研制及防雾机理探讨DevelopmentAntifoggingAgentofNasalEndoscopeandtoExploreitsMechanism课题来源：新型纳米防雾光学材料的研发，国家高技术研究发展计划(863计划)专题(项目批准号：2007AA021907)学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院万良财谢民强耳鼻咽喉科学委托培养博士研究生第二临床医学院2013年3月31日广州博士学位论文鼻内镜防雾剂研制及其防雾机理探讨博士研究生：万良财指导教师：谢民强教授摘要研究

2、背景和目的玻璃、石英、塑料等透明材料在日常生活、la,Jk及医疗方面有着广泛的用途，如镜子、各种医用内镜镜头、汽车挡风玻璃及农用塑料薄膜，此类材料的应用使我们的生活变得更加便利。但在湿度大或气温较低时这些材料表面容易水汽凝结而起雾影响其透光率或能见度，使其应用受到较大影响。医疗上各种医用内窥镜镜头手术时需反复擦试镜头来保证其清晰度而延长了手术时间，内镜防雾问题已越来越受到学者的关注。鼻内窥镜手术目前已在全国各级医院广泛开展，鼻内镜技术虽日益成熟，但鼻内镜手术并发症尤其是严重并发症仍时有发生，其原因之

3、一是术腔出血，镜面模糊，视野不清所致。临床上大多使用医用碘伏、医用酒精、热水或肥皂液来防雾，但这些材料存在防雾时间短、易烫伤鼻粘膜、刺激性大等缺点，内镜防雾问题实际上仍然没有得到很好地解决。工农业上虽有不少防雾材料的报道，此类防雾材料大多仅要求其有较好的防雾性能，而对其毒性、气味要求较低，但作为临床应用的防雾材料务必要求无毒、无味、刺激性小，因此工农业报导的防雾材料并不适合于临床应用。迄今为止，国内外有关鼻内窥镜防雾材料的研究报道很少，寻求无毒、生物相容性好的防雾剂是与临床密切相关的研究课题。目前防

4、雾的途径通常包括：第一：使材料表面亲水，降低其表面能，因亲水材料带有大量亲水基团，可以吸引水分子，雾滴在材料表面可迅速铺展开形成一层水膜减少对光的漫反射而达到防雾目的。亲水性防雾材料通常包括：小摘要分子表面活性剂型防雾剂、有机高分子亲水性防雾涂料、有机／无机杂化亲水性防雾涂料、氧化物、光催化超亲水表面、碳纳米管材料。第二：与亲水材料相反，使材料表面疏水，因疏水材料不能被水浸润，雾滴在材料表面容易滚动，理论上可以达到防雾效果。由于超疏水材料在基础领域及实际应用中具有较大的潜能，超疏水引起了材料学者的广

5、泛兴趣，通常制备方法包括：溶胶．凝胶法、相分离技术、化学气相沉积法(CVD)、刻蚀法、静电纺丝技术、碳纳米管材料及超亲水与超疏水相互转化材料等，其中溶胶一凝胶法是最常用的方法。第三：使材料表面温度高于露点温度，因水汽不能在内镜表面凝结而达到防雾的目的。超亲水、超疏水材料理论上可用于鼻内镜防雾，但其在实际应用中却面临以下一系列问题：超亲水材料因雾滴在其表面易形成一层水膜而迅速铺展开来减少光的漫反射而达到防雾的目的，而防雾剂型的液态亲水材料与固体表面通常靠物理吸附即主要靠范德华力结合，因粘附力弱结合不牢

6、固防雾剂容易从固体表面流失而影响其防雾性能。超疏水材料因其表面需要构建粗糙的结构才能达到疏水的状态，且疏水能力与材料表面的粗糙度呈正相关，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触角达N180度的理想状态时才能在材料表面自由滚动。但这又带来一个新的问题，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，势必会影响其在光学方面的应用。目的：采用表面活性剂、溶剂、分散剂等，通过正交设计，研制一种无刺激性，防雾时间长、镜面清晰度高、经济安全、使用方便的亲水型鼻内镜手术防雾剂；探讨在防

7、雾剂中添加一定质量百分比的不同性质纳米粒子后防雾剂的表面能极性比、防雾剂与鼻内镜镜面的粘附力及防雾时间的变化；同时制备超疏水材料，并对其防雾性能进行初步探讨。方：法：一：亲水型防雾剂制备：表面活性剂、溶剂、分散剂等按一定的配比混合，每种物质重量百分比设有3个水平，本实验采用正交设计，共安排27次试验，使用SPSSl3．0进行数据分析。依次将无水乙醇、丙二醇、月桂醇聚氧乙烯醚、博士学位论文十二烷基硫酸钠、聚乙二醇400，余量为去离子水，按不同质量比加入称量瓶中混合，并置于50。C水浴箱15分钟后即得2

8、7种不同浓度配比的无色透明、无刺激性鼻内镜防雾剂。对这27种配方防雾剂的防雾时间及其防雾性能进行测试，通过对不同组分的均值分析得到防雾时间最长的配比，随后即按最佳配比配制防雾剂，并在同一测试环境下对同一受试者进行鼻内镜防雾测试3次，取平均值作为其防雾时间。二：纳米粒子改性亲水型鼻内窥镜防雾剂研制：分别取纳米Si020．05克和纳米Si02．KH570O．05克加入亲水性鼻内镜防雾剂5m中，超声分散30分钟即得两种不同的改性鼻内镜防雾剂。三：纳米粒子改性聚乙烯吡咯烷酮(