一种超薄持久润滑聚氨酯涂层材料及涂层制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种超薄持久润滑聚氨酯涂层材料及涂层制备方法与应用，属于医用导管表面润滑涂层技术领域。本发明专利技术提供的聚氨酯涂层材料按重量份计，包括以下原料：含双键的聚氨酯：0.5

【技术实现步骤摘要】
一种超薄持久润滑聚氨酯涂层材料及涂层制备方法与应用


[0001]本专利技术属于医用导管表面润滑涂层及其制备
，具体涉及一种超薄持久润滑聚氨酯涂层材料及涂层制备方法与应用。

技术介绍

[0002]介入治疗是近几年迅猛发展起来的一项新兴技术，是继内科治疗、外科治疗之外的第三大临床应用的治疗手段，在医疗器械领域，介入治疗方式越来越受到人们的认可。
[0003]介入医疗器械，比较常用的有导尿管、球囊扩张导管、中心静脉导管、血管内造影导丝等，这些介入医用导管的使用量相当大，使用范围十分广泛。但介入医用导管多采用疏水性高分子材料，其表面能低，表面润光滑度不够，在插入或拔出体内时会有较大阻力，容易造成疼痛及机体损伤
[1]。
[0004]除了使用过程中的摩擦容易造成皮肤组织、腔道黏膜及血管壁损伤外，介入医用导管在长期或短期置入人体组织内时，还容易非特异性吸附蛋白质，黏附细菌，进而形成难以去除的生物膜，导致相关感染，增加医疗难度
[2]。因此，对介入医用导管而言，增加其表面生物相容性和亲水性，增加润滑性能，减少对组织的损伤，显得尤为重要。
[0005]为提高医用导管表面的润滑性，传统的方法是在使用前在医用导管表面涂覆润滑油(如硅油、石蜡油、凡士林等)，但这类方法存在润滑油易脱落或易粘附于尿道等组织器官中，无法起到稳定长时的润滑效果，因此该传统方法存在润滑性能持久性差的问题
[3]。
[0006]随后，科研人员采用物理涂覆改性的方法来试图增加表面润滑的持久性，物理涂敷改性技术即在材料表面直接涂覆亲水性且生物兼容性较好的高分子材料，利用分子间的作用力将具有润滑作用的分子附着在基体材料表面。常用的物理涂敷技术是改善材料表面性能最常用的方法，其具体技术包括喷涂、浸渍、真空沉积技术、热固化等技术。Vaterrodt等
[4]利用层层自组装的方法在硅橡胶管表面形成了有明显抗微生物功能的涂层，通过各种涂敷方式将高分子材料涂敷到导尿管表面，进而高分子材料在常温或加热的状态下交联成膜，与基底导管之间不产生化学反应，但不可避免的一个问题是表面改性涂层容易出现脱落的问题。
[0007]接着，研究人员尝试了化学改性的方法，传统化学改性方法采用通过偶联反应将亲水性高分子共价键合到基材表面，或是通过表面接枝反应将亲水性的单体接枝到基材表面。这类方法将所引入的化学分子链上的基团与导管表面上存在的化学结构进行反应，从而将亲水性分子链以化学键交联的方式接枝到导管材料表面。Wei等
[5]利用多巴胺和亲水单体，采用一步简单共沉积策略制备了多功能超低摩擦涂层导管，结果表明经过涂层后的导管具有超低摩擦性能和亲水性特性和防污性能，在纯水中的摩擦系数可低至0.003。然而，化学改性的方法存在成本较高，难以大规模应用，同时由于不同基材表面的性质存在差异，同一化学改性方法形成的涂层性能不稳定，尤其对于表面能较低的基材，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、硅橡胶、乳胶、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯等，涂液难以在表面形成牢固涂层。且化学改性方法需要进行多项安全性实验，以确保产品对人体无害。
[0008]另外一种表面涂层改性方法是紫外光引发接枝化学改性的方法，是通过紫外光照射引发材料表面进行单体聚合的接枝方式。紫外光接枝反应的特点是无需加热，反应过程简单，易于连续化生产，且紫外光设备成本低廉，工作寿命较长，仪器维护方便
[6]。
[0009]因此，如何在各种基材的医用导管表面形成稳定的润滑涂层，在实现润滑效果的同时，还能够很好保证润滑的持久稳定性，是介入治疗面临的一大难题。
[0010]聚氨酯材料具有稳定的物理性能、化学性能和生物安全性能，聚氨酯还具有较好的弹性与粘附性，以及涂层重涂性能强的特点，因此可用作医疗器械涂层的预涂层材料。研究人员结合具有固化时间短、设备简便、环境友好等特点的光固化技术，制备出了多种可进行光固化的聚氨酯涂层材料。然而，常规使用的光固化聚氨酯丙烯酸酯仅在端基连接两个可交联点，交联密度有限，所形成的涂层牢固度仍有待进一步提高。
[0011]专利文献CN 102947376 B公开了一种用于制备亲水性涂层的涂液配制品及在基材形成亲水性涂层的方法。该亲水性涂层包括一层由聚氨酯二丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮、小分子光引发剂构成的预涂层，该预涂层与外涂层的组合形成了稳定、牢固的亲水性涂层，然而由于该体系中聚氨酯二丙烯酸酯每个分子仅带两个不饱和双键基团，易出现交联密度不够，涂层牢固度低的问题。
[0012]专利文献CN 109954169 B公开了一种涂层，其包括可光固化聚氨酯和溶剂，其中可光固化聚氨酯的主链上含有叔胺基团，侧链具有不饱和双键基团和光敏基团单元，不饱和双键基团的摩尔百分含量大于3.1％，光敏基团的摩尔百分含量小于20.0％。该专利中采用的可光固化聚氨酯能够通过光固化的方式在基材表面形成预涂层，然后进一步形成亲水润滑涂层，可光固化聚氨酯分子上含有多个交联位点，可以形成牢固的聚合物膜，可以实现在不同基材表面形成牢固、稳定的复合亲水涂层。然而该专利研究发现，可光固化聚氨酯的用量对涂层的润滑性能和牢固度有着重要的影响，当可光固化聚氨酯的添加量为2.5％时初始摩擦力较低，循环超过15次之后摩擦力才有所增加，但当添加量过低时则多次循环后摩擦力呈现指数型增加，涂层牢固度不佳。因此无法实现在低添加量下实现长时润滑涂层的制备。
[0013]因此，如何提供一种适用于医用导管的超润滑表面涂层，使其不仅具备润滑性能好、润滑持久性能佳的效果，而且能够具备在较少添加量下，可以在医用导管表面形成超薄涂层，并用仍能具备长时持久的润滑效果，成为亟待解决的技术问题。
[0014]引用的参考文献如下：
[0015][1]曲祥军.医用导管表面的亲水改性[D].大连：大连理工大学，2011.
[0016][2]Francois P，Vaudaux P，Lew D P，et al.Physical and biological effects of a surface coating procedure on polyurethane catheters[J].Biomaterials，1996，17(7):667
‑
678.
[0017][3]王建.医用导尿管表面亲水润滑改性研究进展[J].中国医学装备，2022年11月第19卷第11期，1672
‑
8270(2022)11
‑
0214
‑
07.
[0018][4]Vaterrodt A,Thallinger B,Daumann K,et al.Antifouling and Antibacterial Multifunctional Polyzwitterion/Enzyme Coating on Silicone Catheter Material Prepared by Electrostatic Layerby
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超薄持久润滑聚氨酯涂层材料，其特征在于，按重量份数计，所述涂层材料包括以下原料组成：含双键的聚氨酯：0.5
‑
5份；聚乙烯吡咯烷酮：95
‑
98份；羧甲基纤维素、黄原胶和玻尿酸中的一种或多种：0.1
‑
1份；其中，所述含双键的聚氨酯的结构式如下式<Ⅰ>所示：所述R1选自IPDI、LDI、TDI、MDI、HMDI、HDI、XDI、TMXDI形成的基团中的任一种；所述R2为端羟基聚丁二烯基团；所述R3选自PEG、PPG、PTMG、PCL、PCDL形成的基团中的任一种；所述R4为DMPA或DMBA形成的基团；m、n均为大于1的整数，优选为3
‑
100的整数。2.根据权利要求1所述的超薄持久润滑聚氨酯涂层材料，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量范围为10000
‑
1500000Da，优选为100000
‑
1300000Da；更优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮包括PVP40、PVP10、PVP360、PVP
‑
K60、PVP
‑
K90中的至少一种。3.根据权利要求1所述的超薄持久润滑聚氨酯涂层材料，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯基团的数均分子量范围为1500
‑
5300Da。4.根据权利要求1所述的超薄持久润滑聚氨酯涂层材料，其特征在于，所述涂层材料还包括：聚丙烯酸、聚2
‑
甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和聚乙烯醇中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄仕林，贾云昆，漆辉刚，叶恒，谭遂丹，
申请(专利权)人：眉山尤博瑞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：