一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：（1）高分子医疗产品表面氧等离子体处理；（2）偶联剂分子表面接枝；（3）润滑涂层溶液的配置；（4）润滑涂层在高分子医疗产品表面的化学交联。本发明专利技术制备的界面粘结亲水润滑涂层生物相容性良好，亲水性及润滑性优异，同时与高分子医疗产品表面界面结合牢固，可广泛用于高分子医疗产品比如呼吸道、消化道、直肠等的医用导管润滑，有效保护腔道内壁，降低患者在使用过程中的不适感或疼痛感。

【技术实现步骤摘要】
一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法
本专利技术涉及医用高分子材料表面功能化的
，具体涉及一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法。
技术介绍
高分子医疗产品比如医用导管、引流管、插管等的组成材料多为疏水性高分子，导致高分子医疗产品外壁与人体组织或腔道粘膜间摩擦阻力较大，插入过程中容易引起组织粘膜损伤，导致炎症、溃疡等并发症（ParadaGA,etal.NatureCommunications2016,7:12028；YuY,etal.AdvancedMaterials2018,1807101）。为改善高分子医疗产品的润滑性，通常选择在其表面涂覆润滑物质（ShajiS,etal.JournalofMaterialsProcessingTechnology2003,141:51-59），但润滑物质与高分子医疗产品表面粘结力小，导致其易于从高分子医疗产品表面脱落，丧失润滑效果。此外，也有一些方法在医用高分子材料表面上接枝刷状聚合物涂层，通过亲水端与水结合形成水合层进行润滑（Kreer,etal.SoftMatter2016,10.1039.C5SM02919H），但该涂层同样存在耐久性低和与基底界面结合性差等问题。高分子水凝胶是由化学或物理交联的亲水性高分子构成的三维网络组成。在水环境下，能够吸水溶胀而不发生溶解。因此，高分子水凝胶具有质地柔软、亲水性优良、生物相容性良好等优点，能够满足亲水涂层的基本需求（WangZ,etal.ActaBiomaterialia2018,70:98-109）。水凝胶本身的高吸水性有利于其形成良好的水合润滑层，提高润滑效果。此外，通过调节水凝胶的组成，使其具备C=C、-OH等官能团，能够使水凝胶涂层与高分子基体表面共价键结合，形成良好结合强度的稳定涂层。因此，利用水凝胶在医用高分子材料形成润滑涂层具有极有前景。中国专利技术专利（公布号CN101279109A）通过共聚方法获得了丙烯酸封端的乙二醇-乳酸嵌段共聚物，之后通过光引发或自由基交联法在钛合金表面合成了水凝胶涂层，进一步通过原位聚合在表面制备了聚吡咯/乙二醇-乳酸嵌段共聚物/HA介质层。介质层性能稳定，能够有效减少关节假体表面摩擦损耗，同时促进植入假体被组织快速接受。中国专利技术专利（公布号CN108117662A）将加入了金属催化剂的复合基体材料浸入到水凝胶单体溶液中聚合，在表面生长获得了水凝胶润滑膜。水凝胶涂层使材料表面由疏水转化为亲水，同时摩擦系数明显降低，可达0.06-0.07，可承受近百个往复循环测试，呈现优异的抗剪切性。中国专利技术专利（公布号CN107929819A）在金属表面首先制备聚合物弹性预涂层，之后通过浸涂、固化干燥在表面形成了亲水交联层。通过改变亲水聚合物和交联剂的比例调整了交联层的润滑度和粘合力。上述各种方法制备的具有良好亲水性和润滑性的表面涂层，但是有的方法存在润滑物质与高分子材料表面粘结力小，润滑物质易于从高分子材料表面脱落而丧失润滑效果的问题；有的方法存在制备工艺流程复杂，原料种类繁多且使用大量有机溶剂，后期难以完全清除的不足，有机溶剂在涂层中的残留将会成为潜在隐患，对人体产生神经刺激或麻痹等负面作用的问题。因此，在医用高分子材料表面构建粘结牢固、生物相容性好、无毒无害的亲水润滑涂层成为了亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法。本专利技术用水作为溶剂，通过等离子体处理、紫外交联在疏水性的高分子高分子医疗产品外壁形成均匀的强界面粘结亲水润滑涂层，工艺流程简单，避免了使用毒性引发剂等有害物质。此外，本专利技术制备的强界面粘结亲水润滑涂层具有优良的亲水润滑性能及与高分子高分子医疗产品界面粘结强度高的特点，可能够满足长期体内使用需求，减少频繁插拔高分子医疗产品比如医用导管对患者带来的不适或痛苦。本专利技术用于实现上述目的的技术方案如下：一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法，包括以下步骤：（1）将高分子医疗产品依次用丙酮、乙醇、水超声清洗吹干，并进行氧等离子体处理，引入羟基、羧基活性基团；（2）将经步骤（1）处理后的高分子医疗产品浸于硅烷偶联剂溶液中，使高分子医疗产品表面发生缩合反应，接枝偶联剂分子；（3）以端基改性接枝丙烯酸酯基团的泊洛沙姆及丙烯酸为单体，将单体及对生物体无毒害作用并能使单体交联的光引发剂在4℃下于去离子水中均匀搅拌混合，得到透明的润滑涂层溶液；（4）在步骤（2）接枝偶联剂分子的高分子医疗产品表面涂覆一层步骤（3）所得的润滑涂层溶液后，置于365nm紫外光下化学交联，使高分子医疗产品表面的润滑涂层溶液凝胶化且与高分子医疗产品表面的偶联剂分子形成化学键，即在高分子医疗产品表面得到强界面粘结亲水润滑涂层。所述高分子医疗产品的材料为硅胶、聚二甲基硅氧烷、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯中的一种。所述的硅烷偶联剂为KH-792、KH-602、KH-570、KH-540或A-187中至少一种。所述的泊洛沙姆型号为F68、F127或P123中至少一种。所述步骤（2）中，硅烷偶联剂溶液的组份为：硅烷偶联剂1-5wt%、去离子水3-10wt%、其余为乙醇。所述步骤（2）中，硅烷偶联剂溶液混合均匀后，用醋酸调节溶液pH至3.5-5.5范围内，进行水解反应。所述步骤（2）中，高分子医疗产品在硅烷偶联剂溶液中浸泡时间为1-6小时。所述步骤（3）中，润滑涂层溶液的组份为：泊洛沙姆5-25wt%、丙烯酸5-20wt%、光引发剂0.01-0.5wt%、其余为去离子水。所述步骤（4）中，紫外光下化学交联时间为10-60min。所述光引发剂为I2959。本专利技术的有益效果是：1、高分子医疗产品表面处理过程以及润滑涂层溶液的配制过程中仅采用丙酮、乙醇和水作为溶剂，润滑涂层溶液中单体和光引发剂均选取对生物体无毒害的物质，避免了使用有机溶剂及后期残留引起的细胞活性降低、代谢紊乱等毒副作用和不良反应。本专利技术制备的强界面粘结亲水润滑涂层无生物毒性。2、本专利技术制备的强界面粘结亲水润滑涂层具有优良的亲水性及润滑性。本专利技术制备的强界面粘结亲水润滑涂层的存在显著提高了高分子医疗产品表面的亲水性，其水接触角最高可降低至0°。同时，本专利技术制备的强界面粘结亲水润滑涂层能使表面湿摩擦系数降低90%以上，表面润滑性能优异。高亲水性及润滑性有助于高分子医疗产品在腔道内的滑动，能有效减轻病患的不适感。3、本专利技术制备的强界面粘结亲水润滑涂层力学性能优良，与基体材料即高分子医疗产品表面通过C=C双键缩合反应形成共价键连接，界面粘结力高，不易脱落。同时，涂层具有优异的弹性模量及耐磨损性能，利于高分子医疗产品在生物体内的长期稳定使用。附图说明图1为实施例1的扫描电子显微镜图。图2为对比例1和实施例1-5的水接触角测试结果示意图。图3为对比例1和实施例1-5的湿摩擦系数测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将高分子医疗产品依次用丙酮、乙醇、水超声清洗吹干，并进行氧等离子体处理，引入羟基、羧基活性基团；/n（2）将经步骤（1）处理后的高分子医疗产品浸于硅烷偶联剂溶液中，使高分子医疗产品表面发生缩合反应，接枝偶联剂分子；/n（3）以端基改性接枝丙烯酸酯基团的泊洛沙姆及丙烯酸为单体，将单体及对生物体无毒害作用并能使单体交联的光引发剂在4℃下于去离子水中均匀搅拌混合，得到透明的润滑涂层溶液；/n（4）在步骤（2）接枝偶联剂分子的高分子医疗产品表面涂覆一层步骤（3）所得的润滑涂层溶液后，置于365nm紫外光下化学交联，使高分子医疗产品表面的润滑涂层溶液凝胶化且与高分子医疗产品表面的偶联剂分子形成化学键，即在高分子医疗产品表面得到强界面粘结亲水润滑涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将高分子医疗产品依次用丙酮、乙醇、水超声清洗吹干，并进行氧等离子体处理，引入羟基、羧基活性基团；
（2）将经步骤（1）处理后的高分子医疗产品浸于硅烷偶联剂溶液中，使高分子医疗产品表面发生缩合反应，接枝偶联剂分子；
（3）以端基改性接枝丙烯酸酯基团的泊洛沙姆及丙烯酸为单体，将单体及对生物体无毒害作用并能使单体交联的光引发剂在4℃下于去离子水中均匀搅拌混合，得到透明的润滑涂层溶液；
（4）在步骤（2）接枝偶联剂分子的高分子医疗产品表面涂覆一层步骤（3）所得的润滑涂层溶液后，置于365nm紫外光下化学交联，使高分子医疗产品表面的润滑涂层溶液凝胶化且与高分子医疗产品表面的偶联剂分子形成化学键，即在高分子医疗产品表面得到强界面粘结亲水润滑涂层。


2.根据权利要求1所述的高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述高分子医疗产品的材料为硅胶、聚二甲基硅氧烷、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚氯乙烯中的一种。


3.根据权利要求1所述的高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑涂层的制备方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为KH-792、KH-602、KH-570、KH-540或A-187中至少一种。


4.根据权利要求1所述的高分子医疗产品表面强界面粘结亲水润滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵柏松，徐家壮，李妍蒲，宋兴荣，李忠明，
申请(专利权)人：广州市妇女儿童医疗中心，四川大学，
类型：发明
国别省市：广东;44