[發明專利]一種在通用器材表面修飾水凝膠潤滑涂層的方法及修飾有水凝膠潤滑涂層的通用器材

有效

• 申請號: 202111511558.2
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114031714B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 周峰;麻拴紅;張云雷;馬正峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所;煙臺中科先進材料與綠色化工產業技術研究院
• 主分類號: C08F220/28
• 分類號: C08F220/28;C08F220/60;C08F220/56;C08F222/38;A61L31/14;A61L31/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 申素霞

本發明提供了一種在通用器材表面修飾水凝膠潤滑涂層的方法及修飾有水凝膠潤滑涂層的通用器材，屬于材料表面改性技術領域。本發明通過結合鄰苯二酚黏附化學和表面催化引發自由基聚合策略，在不改變基材本體和表面性質的前提下，室溫下即可在基材和水凝膠單體溶液界面原位產生自由基，無需光照或加熱等外界輔助條件，幾乎可以在現有所有基材表面制備水凝膠親水潤滑涂層，特別適用于非透光性管道器械內表面的潤滑修飾，具有材質通用性，適用于表面工程和生物醫療領域。

技術領域

本發明涉及材料表面改性技術領域，尤其涉及一種在通用器材表面修飾水凝膠潤滑涂層的方法及修飾有水凝膠潤滑涂層的通用器材。

背景技術

人口老齡化對植介入醫療器械與材料提出了迫切需求。醫用器材在植介入過程中通常會與人體組織表面直接接觸，器材表面的生物相容性、力學模量以及潤滑性能都會對患者的使用舒適性造成很大影響。為保證機械支撐強度，初次成型器材表面的模量通常較大，與人體軟組織不匹配，植介入過程中因應力差容易產生組織損傷、壓迫感和異物感；此外，初次成型器材表面通常是惰性的，為裸露的金屬和聚合物，缺乏良好的潤滑性能，植介入過程通常與器官組織表面產生很高的摩擦阻力，給患者帶來極大的痛苦。因此，對醫用器材表面進行改性意義重大。

目前，在器械表面修飾生物相容、力學模量兼容的軟物質親水聚合物涂層是改善植介入器械潤滑性能和使用舒適性的最有效途徑。水凝膠是一種含大量水分子的親水性聚合物交聯網絡體，其含水量可以達到70％以上。水凝膠的高含水量能夠使其表面擁有良好的水潤滑性能，能夠大大減小固體與接觸表面的摩擦力；水凝膠的聚合物網絡導致其柔軟而有彈性，這與自然界中天然組織器官類似，例如生物組織中的肌肉、軟骨和皮膚等，從而使得水凝膠與生物組織有良好的力學匹配性。同時，良好的生物相容性又賦予水凝膠作為醫用材料的應用前景。這些特點賦予了水凝膠涂層在生物醫療器材、組織工程等領域的良好應用潛力。

目前，針對醫療器材表面潤滑改性這一需求，常用的技術手段為：在器材表面光引發親水聚合物涂層，如專利CN104857571A、CN104448375A和US4373009等。但上述方法基本以聚乙烯吡咯烷酮、硅膠、PVC等材料為主，不具備基底材料的普適性，而且制備工藝復雜。現有技術(Yan Yu,Hyunwoo Yuk,German A.Parada,You Wu,Xinyue Liu,ChristophS.Nabzdyk,Kamal Youcef-Toumi,Jianfeng Zang,Xuanhe Zhao,Multifunctional“hydrogel skins”on diverse polymers with arbitrary shapes,Advanced Materials,31(7):1807101,2019)報道了一種通過光引發技術在聚合物導管表面修飾水凝膠涂層的方法，但該修飾技術只適用于能被有機溶劑發漲的聚合物基材，如聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)或硅膠等，不具備基材修飾通用性。更為重要的是，迄今為止光聚合技術無法實現非透光性管道器械內表面的水潤滑修飾，成為領域內卡脖子技術難點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在通用器材表面修飾水凝膠潤滑涂層的方法及修飾有水凝膠潤滑涂層的通用器材，在不改變基材本體和表面性質的前提下，可以在各種基材表面制備水凝膠親水潤滑層，具有材質通用性。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種在通用器材表面修飾水凝膠潤滑涂層的方法，包括以下步驟：

將含有鄰苯二酚基團的聚合物膠液沉積于基材表面，得到沉積有多酚涂層的基材；所述基材為通用器材；

將所述沉積有多酚涂層的基材與水凝膠單體溶液復合，進行原位聚合，得到修飾有水凝膠潤滑涂層的基材；所述水凝膠單體溶液含有過硫酸根和過渡金屬離子。

優選的，所述通用器材的材質包括天然材料和人工合成材料，所述人工合成材料包括無機金屬材料、無機非金屬材料或有機聚合物。