一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层及其制备方法技术

本发明专利技术属于医用高分子材料表面修饰技术领域，具体涉及一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层及其制备方法。本发明专利技术在医疗器械表面接枝由多糖共聚物网络和聚两性离子共聚物网络互相贯穿而成的双网络水凝胶亲水涂层，涂层与医疗器械表面通过共价键结合。由于所制备的亲水涂层为双网络结构，显著地增强了亲水涂层自身的强度和韧性，提高了耐摩擦和磨损的性能，而且涂层中的两性离子组分具有极高的亲水性和抗蛋白质吸附能力，使涂层抗蛋白质的非特异性黏附性能好。同时由于所制备的亲水涂层与医疗器械表面以共价键结合，结合强度高，使用过程中不会发生剥离、脱落等问题。此外，所制备的水凝胶涂层没有致敏、细胞毒、排异反应等效应。反应等效应。

【技术实现步骤摘要】
一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于医用高分子材料表面修饰
，具体涉及一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着介入医学的发展，植入式医疗器械已广泛应用于临床治疗中。植入式医疗器械(如导管、电极、电子设备等)的性能在植入过程中以及植入后，对于手术过程、操作者和患者具有十分重要的影响。医用导管在插入气道、血管、腹腔、消化道等部位的过程中，导管外壁与组织之间的摩擦力较大，导致操作困难，甚至导致组织出现粘膜损伤、溃疡、炎症、水肿等并发症。长期植入时，蛋白质、生物大分子等物质在器械表面吸附和沉积，常诱导炎症、增生、狭窄、粘连等问题，给患者造成损伤和痛苦。蛋白质等生物大分子在表面沉积的主要原因是蛋白质分子与器械表面存在疏水作用、静电作用、氢键等作用，器械表面吸附的蛋白质等又会促进其它小分子和细胞的沉积，从而形成严重的生物污损。因此，在器械表面构建亲水涂层，隔离器械与组织器官，使器械表面润滑，降低摩擦，同时减少蛋白质等生物分子的吸附与沉积，是亟待解决的关键技术。
[0003]目前临床上广泛使用的润滑剂为术前将硅油、凡士林等润滑剂涂敷在导管表面，降低导管与组织之间的摩擦力。但由于润滑剂本身为液体或半固体，在导管表面不稳定，摩擦过程中易流动、脱落，导致润滑层变薄，部分润滑剂残留在腔道内，甚至导致腔道局部阻塞，引发并发症。为此，专利技术专利CN110665070B将泊洛沙姆胶束与透明质酸或透明质酸钠复合，涂覆在医用导管表面，形成亲水涂层，水接触角降低至20
°
，最小湿摩擦系数为0.0632。涂层通过与高分子导管之间的疏水相互作用吸附在表面，但该技术仍存在涂层与导管表面的结合力不够牢固的问题。为了使亲水润滑层与表面牢固结合，专利技术专利CN110885665B将含有儿茶酚组分和多氨基组分的化合物作为基层吸附在医疗器械表面，再在其上制备含多巴胺成分的两性离子聚合物，制备得到了稳定的超亲水涂层。但由于大多数医用导管或医疗器械表面为惰性材料，难以与亲水高分子形成化学键，亲水涂层与高分子基底之间的结合力较弱，单网络结构的亲水涂层自身的机械性能较差，导致涂层不耐摩擦或刮擦，在应用过程中存在破损和脱落的风险。而利用化学反应将亲水高分子链接枝固定在医疗器械表面，可以使高分子亲水涂层牢固地结合在器械表面。比如。专利技术专利申请CN113908345A先在器械表面光引发底层涂料，再涂覆面层涂料并通过光引发实现聚合，经水溶胀后得到超滑亲水涂层，该涂层界面结合较牢固，不易脱落，但由于涂层滋生强度较差，经反复摩擦时易破坏，不利于在较复杂情形下的应用(如中心静脉导管等)，在体内长期植入时，可能存在蛋白非特异性吸附的问题。专利技术专利CN111097072B利用硅烷偶联剂修饰高分子器械表面，获得反应性官能团，再于此基础上化学粘接亲水润滑涂层，制备得到粘结牢固的亲水润滑涂层，从而降低摩擦系数，降低摩擦力，防止摩擦导致的损伤。润滑层与器械结合力强，不易脱落。但该涂层自身机械强度较差，经溶胀后机械性能进一步严重降低，与组织摩擦时易破
坏，润滑性能下降，可能存在蛋白质非特异性吸附的问题。
[0004]同时，在器械表面构建超亲水涂层，利用其形成的水合层阻断蛋白质等生物分子的沉积，是抗生物污损的主要思路之一。两性离子聚合物的重复单元带有等量正、负电荷，总体呈电中性，蛋白质在聚两性离子表面的吸附率极低，将两性离子修饰在器械表面，形成超亲水涂层，具有非常强的抗生物污损作用。比如，专利技术专利申请CN114652900A在医用导管表面接枝聚醋酸乙烯酯层，再制备由亲水单体和两性离子单体共聚的水凝胶层，得到抗蛋白吸附的亲水涂层，水接触角为20
°
，相对蛋白吸附率为20％，但接枝的亲水高分子层强度较弱，不耐摩擦。专利技术专利CN107236143B合成了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与甲基丙烯酸磺酸甜菜碱嵌段共聚物，将其紫外光交联固化在KH570修饰的聚氨酯表面，形成阳离子
‑
两性离子共聚物涂层，所制备的涂层平均能够抵抗50％
‑
70％的牛血清蛋白粘附，且具有抗菌作用。但该聚两性离子单网络在溶液或体液中易过度溶胀，导致强度大幅度降低，受到摩擦时易被划伤或磨损，导致润滑性能和抗污损性能降低。
[0005]综上所述可见，采用现有方法制备的亲水涂层可赋予器械表面良好的润滑性能，降低摩擦，但涂层抗生物污损能力弱，且涂层与基底之间的结合强度较低，在反复摩擦时存在磨损、磨蚀、脱落的风险；同时多数涂层不含交联结构，或者交联网络脆弱，吸水或吸收体液后膨胀，变得更加脆弱，致使使用过程中与组织接触或摩擦时，易磨损或破坏，进而丧失润滑性能。可见，在医疗器械表面制备具有高强度韧性、界面牢固结合，且能抑制非特异性蛋白质吸附的亲水涂层，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种接枝于医疗器械表面的亲水润滑涂层的制备方法，所制得的涂层结合牢固、强度韧性高，润滑、抗蛋白质的非特异性黏附性能好，可有效解决涂层抗生物污损能力弱，且涂层与基底之间的结合强度较低，在反复摩擦时存在磨损、磨蚀、脱落的风险的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0008]本专利技术一方面提供了一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1、对医疗器械表面进行清洗，干燥后通过等离子体处理活化器械表面，引入活性基团；
[0010]S2、将步骤S1处理后的器械浸泡在硅烷偶联剂酸性溶液中，使硅烷偶联剂与器械表面的官能团发生反应而接枝在器械表面；
[0011]S3、先将丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团修饰的多糖与丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物，以及光引发剂一起制成涂层前体溶液；然后将涂层前体溶液涂覆在步骤S2处理后的器械表面；
[0012]S4、将步骤S3制备的含涂层溶液的医疗器械置于蓝光、紫外光、X射线或电子束下辐射，使引发剂和溶液中的高分子产生自由基，并与器械表面的官能团发生反应，同时使多糖与单体之间发生自由基聚合和交联，进而在器械表面形成交联网络(形成多糖
‑
甲基丙烯酸或多糖
‑
丙烯酸共聚物网络，并且使医疗器械表面的硅烷偶联剂官能团与多糖分子链上悬挂的双键反应生成共价键)，经干燥脱水后在器械表面制得脱水凝胶涂层；
[0013]S5、先将两性离子单体、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯和光引发剂溶解在水中配成溶液；然后将步骤S4制备的含脱水凝胶涂层的器械浸泡在该溶液中，使凝胶涂层溶胀，吸收单体、交联剂、引发剂溶液；
[0014]S6、将步骤S5处理后的器械置于蓝光、紫外光、X射线或电子束下辐射，引发自由基，使溶液中的单体、交联剂发生自由基聚合和交联，在步骤S4形成的网络中形成新的网络(两性离子、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯共聚物网络)，从而在医疗器械本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对医疗器械表面进行清洗，干燥后通过等离子体处理活化器械表面，引入活性基团；S2、将步骤S1处理后的器械浸泡在硅烷偶联剂酸性溶液中，使硅烷偶联剂与器械表面的官能团发生反应而接枝在器械表面；S3、先将丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团修饰的多糖与丙烯酸、甲基丙烯酸或其衍生物，以及光引发剂一起制成涂层前体溶液；然后将涂层前体溶液涂覆在步骤S2处理后的器械表面；S4、将步骤S3制备的含涂层溶液的医疗器械置于蓝光、紫外光、X射线或电子束下辐射，使引发剂和溶液中的高分子产生自由基，并与器械表面的官能团发生反应，同时使多糖与单体之间发生自由基聚合和交联，进而在器械表面形成交联网络，经干燥脱水后在器械表面制得脱水凝胶涂层；S5、先将两性离子单体、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯和光引发剂溶解在水中配成溶液；然后将步骤S4制备的含脱水凝胶涂层的器械浸泡在该溶液中，使凝胶涂层溶胀，吸收单体、交联剂、引发剂溶液；S6、将步骤S5处理后的器械置于蓝光、紫外光、X射线或电子束下辐射，引发自由基，使溶液中的单体、交联剂发生自由基聚合和交联，在步骤S4形成的网络中形成新的网络，从而在医疗器械表面制备得到抗污损耐磨亲水润滑涂层。2.根据权利要求1所述的一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述两性离子单体包括3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯、3
‑
[N,N
‑
二甲基
‑
[2
‑
(2
‑
甲基丙
‑2‑
烯酰氧基)乙基]铵]丙烷
‑1‑
磺酸内盐、2
‑
(甲基丙烯酰氧基)乙基
‑2‑
(三甲基氨基)乙基磷酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种接枝于医疗器械表面的抗污损耐磨亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，步骤S5所述溶液的组成为：两性离子单体0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：付俊，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：