CN110121320B - 具有持久润滑性的亲水性聚合物涂层 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型亲水性聚合物和乳胶聚合物共混涂料配制物及其组合物，以及它们在各种器具(如，预防和医用器具)上形成具有持久润滑性的亲水性和柔性涂层的应用。

Description

具有持久润滑性的亲水性聚合物涂层

关于联邦基金资助的研发声明

本发明由美国国家健康研究所Eunice Kennedy Shiver国家儿童健康和人类发展中心资助完成，项目编号：R43HD089856-01A1。政府对本发明享有一定权利。

优先权要求和相关专利申请

本申请要求2016年10月14日提交的美国临时专利申请(序列号62/408,625)的优先权，并通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及聚合物制剂及其在各种产品的表面涂层中的应用。更具体地，本发明涉及一种新型亲水性聚合物和乳胶聚合物共混涂料配制物及其组合物，以及它们在各种器具(如，预防和医用器具)上形成具有持久润滑性的亲水性和柔性涂层的应用。

发明背景

天然或合成乳胶由于其柔软的弹性和较高的机械应力和耐热性，具有良好的物理和流变性能。因为这些优良的特性，乳胶被广泛地应用于各种消费品和医用器具中(例如避孕套)。然而，由于其疏水性，乳胶与血液不相容，当与生物制品接触时，会不可逆地吸附蛋白质和血小板。此外，乳胶制作的医疗器具和组织的界面之间可能会产生高摩擦力和磨削力，导致使用者产生不适、感染风险增加、组织损伤和疼痛。

根据世界卫生组织的报告，缺乏充分的润滑仍然是恰当和持续使用避孕套的主要障碍。包装中避孕套所含的最少润滑量通常不足以在整个性交过程中保持避孕套的润滑性。因此，伴侣要么(1)不使用避孕套，增加意外怀孕和性传播感染(STIs)的风险，要么(2)使用润滑性不良的避孕套，导致粘膜微创伤、疼痛和伴侣间满意度降低。当润滑性不足时，性交过程中穿透力的急剧增加可能会引起这种微创伤和疼痛。据报道，一般健康阴道润滑需要0.5kg的穿透力，而一般的绝经期后或不良阴道润滑需要三倍的穿透力，即1.5kg。为避孕套提供更好润滑性能的产品和润滑方法的的需求也很大，尤其是对更年期和绝经后阴道干燥的老年女性。

硅酮润滑剂是目前最常用的润滑剂，并且在包装前，制造过程中被用于男用和女用避孕套。尽管如此，避孕套消费者对避孕套润滑性的满意度仍然很低。麻烦的是，这些未得到满足的需求加剧了社会的羞耻感和对避孕套不舒适的负面看法，并会降低性交时的快感，这将对正确和持续使用避孕套产生不利影响。

人们已经探讨了多种通过化学或物理的方法来改良天然或合成乳胶，使其具有亲水性和润滑性，但取得的成果都很有限。目前，与聚合反应相容的不同类型的亲水性单体非常有限。涉及将亲水涂层应用到乳胶基材表面的表面改性方法已被证实是具有挑战性的，例如，涂层和乳胶之间的持续分层。

因此，目前迫切需要开发新型耐用、柔韧、无毒和低成本的亲水涂层和应用方法，与天然和合成乳胶基材表面和医用器具相容，特别是避孕套。

发明内容

本发明部分基于一种新型亲水性聚合物和乳胶聚合物共混涂料配制物及其组合物的意外发现，其适用于各种装置(例如，避孕套和其他预防或医用器具)以形成具有持久润滑性的亲水性和柔性涂层。

本发明的一个关键特征是，当它与水或水溶液接触时，亲水涂层变得光滑，具有持久的润滑性，使得与组织或其它界面接触时摩擦力降低。当其表面与水接触时，这种薄的亲水涂层能够持续保持其润滑性，而不会影响涂覆装置的机械和物理性能。

一方面，本发明总体上涉及一种水性组合物，包括:亲水性聚合物；乳胶聚合物微粒的悬浮液；和可选的，一种或多种硫化剂或促进剂。所述亲水聚合物的平均分子量约在1kDa至10，000kDa的范围内，并且以约2w/v％至10w/v％的浓度存在于组合物中。所述乳胶聚合物微粒以约20w/v％至60w/v％的浓度存在于组合物中。所述亲水性聚合物与乳胶聚合物微粒的重量比约为1∶1至10∶1。

另一方面，本发明总体上涉及一种组合物，其通过混合:浓度在约1w/v％至20w/v％范围内的第一亲水聚合物水溶液；和浓度在约20w/v％至65w/v％范围内的第二乳胶聚合物微粒水性悬浮液。所述亲水性聚合物的平均分子量约在1kDa至1，000kDa的范围内。所述第一水溶液与所述第二水性悬浮液的体积比约为1∶1至1∶3。

在另一方面，本发明总体上涉及一种固化材料，其通过将本文公开的组合物加热足够长的时间而形成，以形成交联亲水聚合物和乳胶聚合物的互穿聚合物网络。该方法导致在热固化过程中亲水聚合物在乳胶表面产生物理包埋。互穿聚合物网络可以增强和改善所得聚合物基质的性能。该固化过程还可以包括但不限于使用化学试剂形成聚合物网络。

在另一方面，本发明总体上涉及一种乳胶避孕套。乳胶避孕套包括:由选自天然或合成橡胶乳胶的弹性材料制成的护套，所述护套具有外表面和内表面；和多层涂层，其包括设置并粘附于护套外表面的至少一部分上的第一层或基层，以及设置并粘附于第一层或基层的至少一部分上的第二层或顶层。第一层或基层是固化乳胶聚合物。第二层或顶层是乳胶聚合物和亲水性聚合物的固化混合物，所述亲水性聚合物平均分子量约为1kDa至1，000kDa，其中，亲水性聚合物与乳胶聚合物的重量比约为10∶1至1∶10。

在另一方面，本发明总体上涉及一种包装避孕套产品，包括本文公开的一种或多种乳胶避孕套。

在另一方面，本发明总体上涉及一种避孕套的制造方法。该方法包括:提供选自天然或合成橡胶乳胶的弹性材料护套，所述护套具有外表面和内表面；将乳胶聚合物的水性悬浮液的第一层沉积到护套外表面的至少一部分上；将乳胶聚合物在高温下固化足够长的时间，以形成固化乳胶聚合物的第一层或基层；将含有亲水聚合物和乳胶聚合物悬浮液的组合物的第二层沉积到第一层或基层的至少一部分上；以及将所述亲水聚合物和乳胶聚合物的第二层在高温下固化足够长的时间，以形成第二层或顶层。所述亲水聚合物的平均分子量约在1kDa至1，000kDa的范围内，并且以约2w/v％至10w/v％的浓度存在于组合物中。所述乳胶聚合物微粒以约20w/v％至65w/v％的浓度存在于组合物中。所述亲水聚合物与乳胶聚合物微粒的重量比为约1∶1至10∶1。

在另一方面，本发明总体上涉及一种通过本文公开的方法制造的避孕套。

附图说明

图1.用浸涂法在避孕套上进行涂抹。将玻璃芯模浸入乳胶桶中，形成第一层或基层，该层通过加热固化。然后再次浸入亲水性和乳胶聚合物共混物桶中，之后加热固化到基层上，形成涂覆避孕套。

图2.在GMP条件下，为适应乳胶避孕套上亲水性和乳胶聚合物混合涂层的应用，对其标准浸涂设备进行了修改和固定。(左)自动设备上的一个浸涂夹具示意图；(右)亲水性和乳胶聚合物共混配制物在容器中制备。

图3.根据ISO 4074，使用数字测微仪测量的涂有亲水性和乳胶聚合物共混物的避孕套与标准润滑避孕套相比，具有相似的厚度。(右)亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套在空气冲击试验中能承受至少18L和1kPa的空气。

图4.使用男性手淫器进行摩擦研究的插入装置。(右)亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆避孕套的涂层在水中的耐久性研究，与Lifestyles、杜蕾斯和Trojan生产的润滑避孕套相比。亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套显示出持续的低摩擦力，插入次数甚至高达500(蓝色)，而所有市场上销售的硅酮润滑避孕套甚至插入不到100次就破裂了。

图5.用0.5毫升水基个人润滑剂、0.5毫升硅酮基个人润滑剂、0.5毫升水，对亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆避孕套(绿色)和无润滑避孕套(灰色)进行涂层耐久性研究。

图6.10微米分辨率的扫描电子显微镜(SEM)图像(左)，原子力显微镜(AFM)图像(右)；(A)未涂覆的乳胶表面，(B)亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的乳胶表面。

图7.带有婴儿爽身粉的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套的实例，卷着的(左)和贴箔包装的(右)。

定义

除非另有说明，或文中暗示，下列术语和短语包括以下提供的含义。提供这些定义是为了便于描述具体的实施例，而非限定所要求保护的发明，因为本发明的范围仅由权利要求限定。此外，除非上下文另有说明，单数词语应包括复数，复数词语应包括单数。因此，如本文和权利要求中所使用的，单数形式包括复数指代物，反之亦然，除非上下文另有明确指示。

除了在操作实施例中，或者另有指示，在此使用的表示成分的量或反应条件的所有数字都应该理解为，在所有情况下被“约”修饰。当与一个值结合使用时，词语“大约”可以表示所指值的±5％。例如，约100表示95至105。

如本文所用，术语“乳胶”是指天然或合成乳胶，包括硫化或非硫化乳胶。术语“乳胶聚合物”是指形成乳胶的聚合物。通常，乳胶基质是疏水性的。在一些实施例中，乳胶是生物相容的，只要使用者在接触乳胶时没有不良反应或过敏反应。合成乳胶可以包括合成橡胶材料，包括但不限于腈、氢化腈、乙烯-丙烯、碳氟化合物、氯丁二烯、硅氧烷、氟硅氧烷、聚丙烯酸酯、乙烯丙烯酸酯、丙烯酸聚合物、苯乙烯丁二烯、丙烯腈丁二烯、聚乙酸乙烯酯或聚氨酯橡胶。

如本文所用，术语“亲水性聚合物”是指显示亲水性，即对水具有强亲和力的均聚物或共聚物。亲水聚合物的非限制性实例包括聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)、聚(乙二醇)(PEG)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、聚(2-恶唑啉)、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚(2-乙基丙烯酸)、聚(丙烯酸)、聚(磺丙基丙烯酸)钾盐、聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰氯)、聚(2-丙基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(2-羟丙基甲基丙烯酸酯)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚(氧杂降冰片二烯)，聚电解质及其共聚物。

如本文所用，术语“亲水乳胶共混物”或“亲水和乳胶聚合物共混物”是指由溶解在水溶液中的亲水聚合物和乳胶组成的均匀混合的粘性溶液混合物。

如本文所用，术语“非细胞毒性”是指与哺乳动物细胞的生物相容性。

如本文所用，术语“生物相容的”是指对植入物或涂层没有产生不良的急性、慢性或不断增长的生物反应，并与通常伴随外科手术或将外来物体植入活体的轻微、短暂的炎症不同。

如本文所用，术语“粘性”是指液体材料，例如，粘度为几百厘泊至几百万厘泊的溶液。例如，粘度的测量范围可以从大约10²cP到10⁷cP。

本发明的详细描述

本发明提供了一种新型亲水性聚合物和乳胶聚合物共混涂料配制物及其组合物。这些组合物适合用作各种装置如避孕套和其他预防或医用器具上的亲水涂层，以形成具有持久润滑性的亲水和柔性涂层。当与水或水溶液接触时，亲水涂层变得持久润滑。当其表面与水接触时，这种薄的亲水涂层能够持续保持其润滑性，而不会影响涂覆装置的机械和物理性能。因此，当与组织或其它界面接触时，可降低摩擦力。乳胶避孕套上持久光滑的亲水涂层可以减少避孕套使用过程中的破裂、疼痛、不适和粘膜微创伤。其他可受益于这种涂层的装置包括，例如预防性和生物医学乳胶基器具的固体、非柔性和柔性表面。

亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物包括含水环境中的两种主要成分:亲水性聚合物(例如，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)或聚乙烯醇(PVA)，以及天然或合成乳胶悬浮液(例如，具有与待涂覆基材相似的组成)。这两种组分以预先设定的比例存在并混合，以生成充分混合的粘性溶液(液体悬浮液)。一般的涂层应用中，如乳胶避孕套，通过浸涂的方式将薄且均匀的乳胶涂料配制物涂覆到乳胶避孕套的表面上(在基层形成之后，或者直接在乳胶避孕套上)，随后立即放置于高温中以蒸发溶剂并形成固化涂层。

如本文首次公开的，本发明的亲水涂层提供:(1)减少乳胶和组织界面之间的摩擦，(2)减少装置破裂和乳胶长期暴露于皮肤和组织有关的感染的风险，(3)通过赋予表面防污损性来改善乳胶的生物相容性，以及(4)提高乳胶装置的用户满意度、舒适性和安全性。

一方面，本发明总体上涉及一种水性组合物，包括:亲水性聚合物；乳胶聚合物微粒的悬浮液；和可选的，一种或多种硫化剂或促进剂。所述亲水聚合物的平均分子量约在1kDa至10，000kDa的范围内，并且以约2w/v％至10w/v％的浓度存在于组合物中。所述乳胶聚合物微粒以约20w/v％至60w/v％的浓度存在于组合物中。所述亲水聚合物与乳胶聚合物微粒的重量比为约1∶1至10∶1。

可使用任何合适的亲水聚合物。在某些实施例中，所述亲水性聚合物包括一种或多种选自乙烯基吡咯烷酮、乙二醇和/或乙烯醇的均聚物或共聚物。在某些实施例中，所述亲水性聚合物包括第二亲水性聚合物。

在某些实施方案中，所述亲水性聚合物包括聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)，聚(乙二醇)(PEG)和聚(乙烯醇)(PVA)中的一种。在某些实施例中，所述亲水性聚合物包括PVP。

所述亲水聚合物可具有任何合适的分子量，例如，平均分子量约为1kDa至约10，000kDa(比如，约1kDa至约5，000kDa、约1kDa至约1，000kDa、约1kDa至约500kDa、约1kDa至约100kDa、约1kDa至约50kDa、约1kDa至约10kDa、约5kDa至约10，000kDa、约10kDa至约10，000kDa、约50kDa至约10，000kDa、约100kDa至约10，000kDa、约500kDa至约10，000kDa、约1，000kDa至约10，000kDa、约5,000kDa到大约10,000kDa、约10kDa至约5，000kDa、约50kDa至约1，000kDa、约100kDa至约500kDa)。

在某些实施例中，所述亲水聚合物的平均分子量的范围约为1kDa至1，000kDa(例如，约1kDa至约50kDa、约50kDa至约500kDa、约500kDa至约1，000kDa)。

在某些实施例中，所述亲水聚合物的平均分子量的范围约为1kDa至1，00kDa(例如，约1kDa至约10kDa、约10kDa至约50kDa、约50kDa至约1，00kDa)。

所述亲水性聚合物可以在水性组合物中以任何合适的浓度存在于组合物中，例如，约2w/v％至约10w/v％(例如，约2w/v％至约9w/v％、约2w/v％至约8w/v％、约2w/v％至约7w/v％、约2w/v％至约6w/v％、约2w/v％至约5w/v％、约3w/v％至约10w/v％、约4w/v％至约10w/v％、约5w/v％至约10w/v％、约6w/v％至约10w/v％、约3w/v％至约8w/v％、约4w/v％至约9w/v％)。

在某些实施例中，所述亲水聚合物以约2w/v％至7w/v％的浓度存在于组合物中(例如，约2w/v％至约3.5w/v％、约3.5w/v％至约5w/v％、约5w/v％至约7w/v％)。

所述乳胶聚合物微粒可以是天然乳胶或合成乳胶。所述合成橡胶乳胶可以由如腈、丁二烯、苯乙烯-丁二烯、氯丁二烯、异丁烯或它们的共聚物合成。

所述乳胶聚合物微粒可以在水性组合物中以任何合适的浓度存在于组合物中，例如，约20w/v％至约65w/v％(例如，约30w/v％至约65w/v％、约40w/v％至约65w/v％、约50w/v％至约65w/v％、约20w/v％至约50w/v％、约20w/v％至约40w/v％、约20w/v％至约30w/v％)。

在某些实施例中，所述乳胶聚合物微粒以约35w/v％至55w/v％的浓度存在于组合物中(例如，约35w/v％至约40w/v％、约40w/v％至约45w/v％、约45w/v％至约50w/v％、约50w/v％至约55w/v％)。

水性组合物中亲水性聚合物与乳胶聚合物微粒的重量比可以是任何合适的值，例如，在约1∶1至约1∶3的范围内(比如，约1∶1至约1∶2.5、约1∶1至约1∶2、约1∶1至约1∶1.5、约1∶1.5至约1∶3、约1∶2至约1∶3、约1∶2.5至约1∶3)。

所述水性组合物优选是混合良好且稳定的悬浮液。

所述水性组合物优选为粘性水性组合物，例如，粘度范围为约10cP至约1010cP(例如，约10cP至约10²cP、约10cP至约10⁴cP、约10cP至约10⁶cP、约10cP至约10⁸cP、约10²cP至约10¹⁰cP、约10⁴cP至约10¹⁰cP、约10⁶cP至约10¹⁰cP、约10⁸cP至约10¹⁰cP、约10²cP至约10⁶cP、约10⁴cP至约10⁸cP)。

本文公开的组合物还可包括影响组合物化学和/或物理性质的添加剂，例如硫化剂和/或促进剂。可以使用任何合适的硫化剂(例如，二异丙基黄原酸多硫化物、硫或氨)。可以使用任何合适的促进剂(例如，N-二乙基二硫代氨基甲酸锌、N-二丁基二硫代氨基甲酸锌，或氨)。

本文公开的组合物可进一步包括抗微生物剂、抗真菌剂、抗病毒剂、维生素、色素和抗生素中的一种或多种。

另一方面，本发明总体上涉及一种组合物，其通过混合:浓度在约1w/v％至20w/v％范围内的第一亲水聚合物水溶液；和浓度在约20w/v％至65w/v％范围内的第二乳胶聚合物微粒水性悬浮液。所述亲水性聚合物的平均分子量约在1kDa至1，000kDa的范围内。所述第一水溶液与所述第二水性悬浮液的体积比约为1∶1至1∶3。

在某些实施例中，亲水性聚合物在组合物中的浓度为约2w/v％至约7w/v％，(例如，约2w/v％至约3.5w/v％、约3.5w/v％至约5w/v％、约5w/v％至约7w/v％)且乳胶聚合物微粒的浓度为约20w/v％至约65w/v％(例如，约30w/v％至约65w/v％、约40w/v％至约65w/v％、约50w/v％至约65w/v％，约20w/v％至约50w/v％、约20w/v％至约40w/v％、约20w/v％至约30w/v％)。

在某些实施例中，所述组合物包括一种或多种硫化剂。在某些实施例中，所述组合物包括一种或多种促进剂。

在某些实施例中，一种或多种硫化剂或一种或多种促进剂存在于第一亲水性聚合物的水溶液中。

在某些实施例中，一种或多种硫化剂或一种或多种促进剂存在于第二乳胶聚合物微粒的水性悬浮液中。

在某些实施例中，所述硫化剂选自:二异丙基黄原酸多硫化物、硫和氨。

在某些实施例中，所述促进剂选自:N-二乙基二硫代氨基甲酸锌、N-二丁基二硫代氨基甲酸锌和氨。

在某些实施例中，一种或多种抗微生物剂、抗真菌剂、抗病毒剂、维生素、色素或抗生素可以存在于第一亲水聚合物水溶液中。

在某些实施例中，一种或多种抗微生物剂、抗真菌剂、抗病毒剂、维生素、色素或抗生素可以存在于第二乳胶聚合物微粒水性悬浮液中。

在另一方面，本发明总体上涉及一种固化材料，其通过将本文公开的组合物加热足够长的时间而形成，以形成交联亲水聚合物和乳胶聚合物的互穿聚合物网络。

在某些实施例中，所述材料是一种形成产品表面的涂层。在某些实施例中，所述材料是一种形成产品部分表面的涂层。在某些实施例中，所述材料是一种形成产品完整表面的涂层。

所述固化材料可以与任何合适的产品一起使用，例如，避孕套、性玩具、手术装置、医用植入物或手套。

在某些实施例中，所述固化材料比未固化的涂覆材料毒性更小。

在另一方面，本发明总体上涉及一种乳胶避孕套。所述乳胶避孕套包括:由选自天然或合成橡胶乳胶的弹性材料制成的护套，所述护套具有外表面和内表面；和多层涂层，其包括设置并粘附于护套外表面的至少一部分上的第一层或基层，以及设置并粘附于第一层或基层的至少一部分上的第二层或顶层。第一层或基层是固化乳胶聚合物。第二层或顶层是乳胶聚合物和亲水性聚合物的固化混合物，所述亲水性聚合物平均分子量约为1kDa至1，000kDa，其中，亲水性聚合物与乳胶聚合物的重量比约为10∶1至1∶10。

在某些实施例中，所述多层涂层包括设置并粘附于第二层上的第三层或顶层，其中第三层或顶层是乳胶聚合物和亲水性聚合物的固化混合物，所述亲水性聚合物平均分子量约为1kDa至1，000kDa，其中所述亲水聚合物与乳胶聚合物的重量比为约1∶1至约10∶1。

在某些实施例中，所述多层涂层包括设置并粘附于第三层上的另一层或顶层，其中另一层或顶层是乳胶聚合物和亲水性聚合物的固化混合物，所述亲水性聚合物平均分子量约为1kDa至1，000kDa，其中所述亲水聚合物与乳胶聚合物的重量比为约1∶1至约10∶1。

在某些实施例中，第一层基本上覆盖所述乳胶避孕套的整个外表面，第二层基本上覆盖整个第一层表面，并且，如果存在，第三层基本上覆盖整个第二层表面，依此类推。

在某些实施例中，所述弹性体材料选自天然或合成橡胶乳胶。在某些实施例中，所述合成橡胶乳胶由腈、丁二烯、苯乙烯-丁二烯、氯丁二烯、异丁烯或其共聚物合成。

在某些实施例中，所述亲水聚合物与乳胶聚合物的重量比为约1∶1至约10∶1，(例如，约1∶1至约7∶1、约1∶1至约5∶1、约1∶1至约3∶1、约3∶1至约10∶1、约5∶1至约10∶1、约7∶1至约10∶1)。

在某些实施例中，所述亲水聚合物与乳胶聚合物的重量比为约1∶1至约5∶1，(例如，约1∶1至约3∶1、约1∶1至约3∶1、约5∶1至约5∶1、约3∶1至约5∶1)。

在某些实施例中，所述亲水性聚合物包括聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)、聚(乙二醇)(PEG)和聚(乙烯醇)(PVA)中的一种。在某些实施例中，所述亲水性聚合物包括PVP。

在某些实施例中，所述亲水性聚合物包括第二亲水性聚合物。

在某些实施例中，所述乳胶避孕套进一步包括涂覆到顶层的硅基或水基润滑剂。

在某些实施例中，所述乳胶避孕套进一步包括涂覆到顶层的粉末或隔离剂涂层，所述粉末或隔离剂涂层选自玉米淀粉、婴儿爽身粉或滑石粉。

在某些实施例中，当所述乳胶避孕套与湿气或水接触时，顶层变得光滑，具有持久的润滑性。

在另一方面，本发明总体上涉及一种包装避孕套产品，包括本文公开的一种或多种乳胶避孕套。

在另一方面，本发明总体上涉及一种避孕套的制造方法。该方法包括:提供选自天然或合成橡胶乳胶的弹性材料护套，所述护套具有外表面和内表面；将乳胶聚合物的水性悬浮液的第一层沉积到护套外表面的至少一部分上；将乳胶聚合物在高温下固化足够长的时间，以形成固化乳胶聚合物的第一层或基层；将含有亲水聚合物和乳胶聚合物悬浮液的组合物的第二层沉积到第一层或基层的至少一部分上；以及将所述亲水聚合物和乳胶聚合物的第二层在高温下固化足够长的时间，以形成第二层或顶层。所述亲水聚合物的平均分子量约在1kDa至1，000kDa的范围内，并且以约2w/v％至10w/v％的浓度存在于组合物中。所述乳胶聚合物微粒以约20w/v％至65w/v％的浓度存在于组合物中。所述亲水性聚合物与乳胶聚合物微粒的重量比约为1∶1至10∶1。

在某些实施例中，该方法还包括:将含有亲水聚合物和乳胶聚合物悬浮液的组合物的第三层或顶层沉积到第二层的至少一部分上；以及将所述亲水聚合物和乳胶聚合物的第三层在高温下固化足够长的时间，以形成第三层或顶层。

在某些实施例中，第一层基本上覆盖所述乳胶避孕套的整个外表面，第二层基本上覆盖整个第一层表面，并且，如果存在，第三层基本上覆盖整个第二层表面，依此类推。

在某些实施例中，所述乳胶聚合物的固化在约25℃至约70℃的温度下进行,(例如，约35℃至约70℃、约40℃至约70℃、约50℃至约70℃、约60℃至约70℃、约25℃至约60℃、约25℃至约50℃、约25℃至约40℃、约30℃至约60℃)，持续约为5至60分钟(例如,约5至45分钟、约5至30分钟、约5至15分钟、约5至10分钟、约10至30分钟、约15至30分钟、约20至30分钟、约10至25分钟、约10至20分钟)。

在某些实施例中，所述亲水聚合物和乳胶聚合物悬浮液的固化在约25℃至约70℃的温度下进行(例如，约35℃至约70℃、约40℃至约70℃、约50℃至约70℃、约60℃至约70℃、约25℃至约60℃、约25℃至约50℃、约25℃至约40℃、约30℃至约60℃)，持续约为5至60分钟(例如,约5至45分钟、约5至30分钟、约5至15分钟、约5至10分钟、约10至30分钟、约15至30分钟、约20至30分钟、约10至25分钟、约10至20分钟)。

在某些实施例中，固化后，在基层仍处于高温(即，高于25℃)时，立即将后续涂层(如，第二或第三层)涂覆到基层上。在其它实施例中，在涂覆后续涂层之前，基层完全冷却至室温(即25℃)。

在某些实施例中，第一层或基层的厚度范围约为0.01mm至1.0mm(例如，约0.02mm至约1.0mm、约0.05mm至约1.0mm、约0.1mm至约1.0mm、约0.2mm至约1.0mm、约0.4mm至约1.0mm、约0.6mm至约1.0mm、约0.01mm至约0.8mm约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约0.2mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.08mm、约0.01mm至约0.05mm、约0.05mm至约0.1mm)。

在某些实施例中，第一或基层的厚度约小于1.0mm(例如，约小于0.8mm、约小于0.5mm、约小于0.4mm、约小于0.2mm、约小于0.1mm、约小于0.05mm)。

在某些实施例中，第二层、或第三层(如果存在)、或顶层的厚度范围约为0.01mm至1.0mm(例如，约0.02mm至约1.0mm、约0.05mm至约1.0mm、约0.1mm至约1.0mm、约0.2mm至约1.0mm、约0.4mm至约1.0mm、约0.6mm至约1.0mm、约0.01mm至约0.8mm约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约0.2mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.08mm、约0.01mm至约0.05mm、约0.05mm至约0.1mm)。

在某些实施例中，第二层、或第三层(如果存在)、或顶层的厚度约小于1.0mm(例如，约小于0.8mm、约小于0.5mm、约小于0.4mm、约小于0.2mm、约小于0.1mm、约小于0.05mm)。

如本文所讨论的，在某些优选的实施例中，涂层施用方法包括在乳胶基层上涂上一层亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物，所述乳胶基层被施加到乳胶产品的表面上。在一些实施例中，亲水涂层的依序施用方法和固化过程可以重复多次。例如，在乳胶基底上施加亲水性和乳胶聚合物涂层，随后可再施加一层亲水性和乳胶聚合物。在另一个实施例中，后续的亲水性和乳胶聚合物涂层被施加到作为第一层或基层的亲水性和乳胶聚合物涂料共混物上。在一些实施例中，可以根据要实现的所需特性来施加多个涂层。示例性涂覆策略|方案列于表1中。

表1.不同涂覆工艺实施例中的涂层顺序

在另一方面，本发明总体上涉及一种通过本文公开的方法制造的避孕套。

如本文所公开的，可添加合适的添加剂以帮助实现或增强本发明的组合物或产品中的一种或多种所需的性能。

在某些实施例中，亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物以及涂覆产品包括一种或多种抗微生物剂，如抗真菌剂、抗菌剂和阻止微生物生长的金属纳米颗粒和/或微粒。抗真菌剂的实例包括但不限于两性霉素B、乳酸、山梨酸、克霉唑、环吡酮、石炭酸品红益康唑、恩康唑、氟康唑、灰黄霉素、Halogropin、Introconazole、酮康唑、咪康唑、磺胺米隆、萘替芬、制霉菌素、奥昔康唑、噻苯咪唑、硫康唑、托萘酯、十一碳烯酸、特比萘芬和磺胺嘧啶银盐。此外，抗生素和其他抗微生物剂可选自杆菌肽；头孢菌素(如头孢唑啉、头孢羟氨苄、头孢菌素、头孢氨苄、头孢他啶、头孢曲松、头孢唑肟和美罗培南)；环丝氨酸；磷霉素、青霉素类(如氮卓西林、阿莫西林、氨苄西林、阿洛西林、苄星青霉素G、巴氨西林、羧苄西林、环己西林、氯唑西林、双氯西林、美洛西林、甲氧西林、苯唑西林、萘西林、青霉素G、青霉素V、哌拉西林和替卡西林)；万古霉素；瑞斯托菌素；粘菌素；新生霉素；多粘菌素(如粘菌素、大肠粘菌素和多粘菌素B)；氨基糖甙类(如新霉素、阿米卡星、卡那霉素、庆大霉素、奈替米星、帕龙霉素、链霉素、大观霉素和妥布霉素)、四环素类(如去甲金霉素、多西环素、米诺环素、甲烯土霉素和土霉素)；碳青霉烯类(如亚胺培南)；单内酰胺(如氨曲南)；克林霉素；氯霉素；环己酰亚胺；褐霉酸钠；洁霉素；利福平；嘌呤霉素；其他链霉素；大环内酯类(如红霉素和竹桃霉素)；氟喹诺酮类；放线菌素；乙胺丁醇；5-氟胞嘧啶；灰黄霉素；利福霉素；磺胺类药物(如磺胺胞嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺甲噻二唑、磺胺甲基硫代二嗪和磺胺吡啶)；和甲氧苄氨嘧啶。其他抗菌剂包括但不限于含铋化合物(如铝酸铋、次柠檬酸铋、次没食子酸铋和次水杨酸铋)；硝基呋喃类(如硝基呋喃酮，硝基呋喃妥因和呋喃唑酮)；甲硝唑；替硝唑；尼莫唑；锌、铜或银基化合物、颗粒(微米或纳米)和苯甲酸。

在某些实施例中，亲水性和乳胶聚合物共混涂料配制物和涂覆产品包括一种或多种抗病毒剂、抗逆转录病毒剂或任何防止病毒传播的化合物。抗病毒剂的实例可包括但不限于金刚烷抗病毒剂、抗病毒增助剂、抗病毒药物组合、抗病毒干扰素、趋化因子受体拮抗剂、整合酶链转移抑制剂、杂类抗病毒剂、神经氨酸酶抑制剂、非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTIs)、非结构蛋白NS5A抑制剂、核苷逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂和嘌呤核苷。其他药剂和药物还可以包括阿巴卡韦、阿昔洛韦(Aciclovir)、阿昔洛韦(Acyclovir)、阿德福韦、金刚烷胺、安普威、扩增子、阿比朵尔、阿塔扎那韦、立普妥、巴拉韦、西多福韦、可比韦、度鲁特韦、达鲁纳韦、地拉韦啶、地达诺新、正二十二醇、依度尿苷、依法韦仑、恩曲他滨、恩夫韦地、恩替卡韦、Ecoliever、法昔洛韦、福米韦生、膦沙那韦、膦甲酸钠、磷乙酸钠、融合抑制剂、更昔洛韦、伊巴他滨、异丙酯肌苷、碘苷、咪喹莫特、茚地那韦、肌苷、嵌入酶抑制剂、III型干扰素、II型干扰素、I型干扰素、干扰素、拉米夫定、洛匹那韦、洛韦胺、马拉韦罗、吗啉脒胍、甲吲噻腙、奈非那韦、奈韦拉平、Nexavir、硝唑尼特、核苷类似物、Novir、奥司他韦(达菲)、聚乙二醇化干扰素、喷昔洛韦、帕拉米韦、普拉康纳利、足叶草毒素、蛋白酶抑制剂(药理学)、雷特格韦、逆转录酶抑制剂、利巴韦林、金刚烷乙胺、利托那韦、间二氮苯、沙奎那韦、索非布韦、司他夫定、增效剂(抗逆转录病毒)、特拉匹韦、替诺福韦、替诺福韦酯、替拉那韦、曲氟尿苷、拉米夫定、曲金刚胺、特鲁瓦达、伐昔洛韦(维德思)、缬更昔洛韦、维立韦、阿糖腺苷、盐酸塔利韦林、扎西他滨、扎那米韦(瑞乐沙)、齐多夫定。

在某些实施例中，亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物和涂覆产品包括一种或多种维生素，例如维生素A、C、D、E、K和B，以及硫胺素(B1)、核黄素(B2)、烟酸(B3)、泛酸(B5)、吡哆醇(B6)、生物素(B7)、叶酸(B9)和钴胺素(B12)。

在某些实施例中，亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物和涂覆产品包括一种或多种颜料或着色剂，例如，C.I.颜料红48∶2/永久胭脂红、C.I.颜料蓝15∶2/铜酞菁蓝、C.I.颜料绿7/多氯酞菁铜绿、C.I.颜料黄74/偶氮黄。

在某些实施例中，亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物和涂覆产品包括适用于避孕套产品的其它添加剂，例如增塑剂、促进剂、稳定剂、抗凝血剂、防腐剂或其它化合物中的一种或多种，可以加入到天然或合成乳胶溶液中，以帮助或加速硫化过程或改善其机械性质。在一些实施例中，这些添加剂可以包括但不限于氨、蛋白质、亚硝胺、氯化锌、氧化锌、硬脂酸、抗降解剂、增塑剂、硫、过氧化物、乙酸、柠檬酸、甲酸、金属氧化物、月桂酸钾、乙酰氧基硅烷、聚氨酯交联剂、聚氯丁二烯、乙烯硫脲或其它等效促进剂、催化剂或固化剂。在另一个实施例中，这些添加剂或化合物中的不只一种可以加入乳胶溶液中。

以下实施例旨在说明本发明的实践，并且不以任何方式进行限制。

实例

亲水性和乳胶聚合物共混物配制物和涂覆避孕套

通过探索不同的(1)亲水性聚合物在水中的浓度(例如，20w/v％至0.5w/v％)来研究亲水性和乳胶聚合物共混物配制物；(2)亲水性聚合物(如PEG、PVP和PVA)；(3)溶液中乳胶聚合物固体含量的浓度(例如40-60w/v％)；(4)溶液比例，将溶解的亲水性聚合物和乳胶聚合物悬浮液在水中混合，生成亲水性和乳胶聚合物混合物；和(5)亲水性和乳胶聚合物混合物的粘度及其对避孕套涂层应用的均匀性和厚度的影响。

使用混合良好的溶液，两种组分均匀分布在整个溶液中。使用不同配制物在载玻片上涂覆乳胶基材(在60℃下加热以消除紫外线照射)，并检查以满足以下要求:(1)用手指和水来回摩擦样品20次后，表面触摸光滑；(2)在仪器上拉伸时，保持天然橡胶的弹性和柔韧性且不断裂；和(3)亲水性和乳胶聚合物共混物涂层在摩擦和拉伸后不会分层、剥离或破裂。

某些优选的亲水性和乳胶聚合物共混物配制物被检测出具有溶解在水中的约5％w/v的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，该PVP与约40w/v％的乳胶溶液混合。使用浸涂方法，可重复将充分混合的亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物施加到乳胶避孕套上，并在约60℃下加热固化到乳胶°表面上，时间约15分钟。这种样品可使涂层薄而柔韧，具有与乳胶相似的机械和物理性能，并且对乳胶基材具有良好的粘附性(例如，无开裂、分层、剥离)。

表2.使用PEG、PVP、和PVA制备乳胶共混涂料配制物

将未润滑的乳胶避孕套展开，用水冲洗，并拍干以除去包装中的淀粉粉末。将乳胶避孕套条(2x 6cm)从乳胶避孕套上截出来，并安装在载玻片上。将新购买的液体乳胶(天然橡胶)在水中与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)或聚乙烯醇(PVA)的储备溶液混合，制备出5mL乳胶共混涂料配制物。根据表2，每一种亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物都是通过首先将亲水性聚合物以不同的水/储备溶液比溶解在水中来制备的，以总重量/储备溶液体积测量。然后将该溶液与乳胶悬浮液以不同的乳胶-亲水聚合物溶液比混合，如表2所示。将每种溶液的薄且均匀的层置于乳胶带上，该乳胶带随即被放置于约60℃的烘箱中干燥约15分钟。将样品从烘箱中取出并冷却至室温，之后进行涂层评估。

每一种亲水性和乳胶聚合物共混物涂料配制物和各自的涂层乳胶样品通过与水接触和不与水接触和接触干燥皮肤来评估，评估根据以下参数进行:(A)混合时获得充分混合的粘性溶液的可行性；(B)在没有水的情况下拉伸时，保持与无润滑、无涂层乳胶避孕套相似的柔性性能的能力；(C)湿润时光滑；以及(D)润湿时在大约20次摩擦后保持润滑的能力。

与未涂覆的乳胶避孕套条相比，使用以下级别进一步主观评估参数(C)中的湿滑性和润滑度:(1)与普通乳胶差不多，(2)滑，和(3)非常滑。

表3-5分别总结了当用PEG、PVP和PVA制备时，乳胶共混涂料配制物及其在乳胶带上得到的涂层的评估。从表3中PEG配制物的结果可看出，与常规的未涂覆避孕套相比，没有一种PEG配制物表现出改善的湿滑性，参数(C)。

从表4中PVP配制物的结果可看出，范围为约10.0至约12.5w/v％，比例为约1：1,2：1和1：2，与约为5.0w/v％，比例约为1：1的PVP配制物均被证明具有(A)混合时获得充分混合的粘性溶液的可行性；(B)在没有水的情况下拉伸时，保持与无润滑、无涂层乳胶避孕套相似的柔性性能的能力；(C)与常规未涂覆避孕套相比，润湿时非常滑或滑且润滑，并根据以下评级系统:(1)与普通乳胶差不多，(2)滑，和(3)非常滑；和(D)润湿时在大约20次摩擦后保持润滑的能力。

从表5中PVA配制物的结果可看出，约5.0w/v％且比例约为1：5的PVA配制物被证明具有(A)混合时获得充分混合的粘性溶液的可行性；(B)在没有水的情况下拉伸时，保持与无润滑、无涂层乳胶避孕套相似的柔性性能的能力；(C)与常规未涂覆避孕套相比，润湿时非常滑或滑且润滑；和(D)润湿时在大约20次摩擦后保持润滑的能力。

因此，从表3-5可看出，优选的涂层来自亲水性和乳胶聚合物共混涂料配制物，该配制物由约10w/v％至约12w/v％的PVP和比例约为1：1或1：2的液体乳胶溶液在水中混合制备。优选的亲水性和乳胶聚合物共混配制物最终具有约2w/v％至约8w/v％的PVP浓度，如表5所示。

确定合适的亲水性聚合物，以及优化配制物制备的浓度范围和方法以开发最终溶液，对于开发一种具有持久的水润滑表面的、稳固的、柔性的且弹性固化的基材涂层至关重要。PVP是特别选择的，因为即使在高达20w/v％的高浓度下，PEG和PVA都不能在乳胶表面提供所需的润滑性能，在水中用手指摩擦达20次后，它们的润滑性不会持续。已知PVA聚合物是刚性的，这反过来降低了乳胶基质的柔韧性，从而抑制了其拉伸和弹性力。当不同比例的PVP与液体乳胶悬浮液在水中混合时，由于最终固化基材中的PVP不足，最终溶液中PVP的低浓度(如<2w/v％)将导致涂层润滑性能的耐久性有限。然而，相对于液体乳胶，最终溶液中PVP的较高浓度(如>8w/v％)干扰了乳胶固化形成耐用柔性基材的能力，同时抑制其与PVP形成互穿网络。导致固化的基材易碎，当弯曲和拉伸时容易破裂。类似的观察结果还见于溶液中含有低浓度乳胶(如>20w/v％)的溶液。最终配制物中较高浓度的乳胶(如>30w/v％)也抑制了溶液中PVP的润滑性，这是因为溶液中乳胶的存在且浓度较高，这掩盖了互穿网络中的PVP。。

表3.乳胶共混涂料配制物和PEG制成的涂层的评估

表4.亲水性和乳胶聚合物共混涂料配制物和PVP制成的涂层的评估

表5.亲水性和乳胶聚合物共混涂料配制物和PVA制成的涂层的评估

根据表6中列出的参数分析亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套的物理性和润滑性。结果显示:(1)亲水性和乳胶聚合物共混物配制物具有可重复的伸缩性(例如，在升和千分之一毫升度量上)，可在乳胶基材上进行更快速的浸涂，(2)亲水性和乳胶聚合物共混物涂层可提高与乳胶的热粘合性(拉伸时没有出现剥离、开裂或分层现象)，而不会损坏材料(拉伸测试)，(3)亲水性和乳胶聚合物共混物涂层在有(无)水拉伸时显现出更好的机械性能和柔韧性，(4)通过与男性手淫器的摩擦研究，亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套在水中具有持久的润滑耐久性。亲水性和乳胶聚合物共混物涂层通过接触水和水溶液变得光滑、薄且均匀(用数字千分尺/SEM和AFM测量)、无细胞毒性和柔性。与商用润滑剂和标准润滑避孕套相比，亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套还可持续保持较低的摩擦力。

表6.亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套的测试参数

大规模GMP生产亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆避孕套的涂覆工艺

研究了以下内容:(1)亲水性和乳胶聚合物共混配制物的大规模生产(例如，毫升度量)，(2)根据GMP标准调整浸涂工艺和设备以进行涂覆，(3)乳胶避孕套浸涂工艺的自动化，(4)各种浸涂速度范围及其对涂层厚度和涂覆均匀性的影响，以及(5)通过不同的单次和批次，以不同的速度在避孕套上涂覆涂层的再现性和均匀性。

制剂样品以500mL的规模制备用于实验室评估，和在GMP标准下以2至3L的规模制备，在3个不同批次之间是可重复且一致的。图2示出了对浸涂设备进行的微小调整，以将手动浸涂亲水性和乳胶聚合物共混物涂层施加工艺(图1)转变为自动过程。用这种装置制备的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套在单次和批次之间是一致的。总之，这些结果证明了亲水性和乳胶聚合物共混配制物的伸缩性在大规模制造中是可行的。

优选的浸涂速度范围被确定用于形成第一基层和第二亲水性和乳胶聚合物共混层，以生成均匀且薄的涂层。基于表6中的参数，生产并分析了小批量的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套，范围为每批2-26个。

如图1所示，将18mm的玻璃芯模放入乳胶溶液中，用约0.1mL/min至约0.4mL/min的浸涂速度形成第一基涂层。从桶中取出后，即刻将玻璃芯模托在溶液上，以使多余材料滴落约5秒，同时观察芯模上均匀的乳胶溶液层。如果发现不均匀的层，则重复浸涂。样品在约60℃的烘箱中固化约10分钟，然后立即以约0.2mL/min至约1.0mL/min的浸涂速度与亲水性和乳胶聚合物共混配制物浸入到第二个桶中。同样地，一旦移除玻璃芯模，将多余的材料滴掉5秒，同时检查乳胶表面的均匀涂层。在约60℃下加热固化样品约15分钟后，将样品冷却至室温，用铝箔盖住，并包装在气密袋中以供进一步评测。表7总结了试验次数和所测试的浸涂速度的详细信息。

表7.不同浸渍速度的批试结果

^*研究根据ISO 4074规定的要求和标准进行

研究按照n＝3进行，从批次中随机抽取；显示的测量值是平均值

^W水中手淫器中插入20次后呈现的涂层

对所有样品进行目视检查，以确定单次和批次之间的均匀性，确保表面涂层均匀。样品用水润湿并用手指摩擦以检验涂层的润滑性能。涂层耐久性同样通过用约1.0mL的水，将每批随机抽取的3个样品插入男性手淫器20次来测试，以确保涂层保留在表面上。

根据ISO 4074，使用数字千分尺对每批选定的3个样品(即主体、储液器尖端、基底)进行厚度测量。将三个样品送到Akron橡胶开发实验室(Akron,OH)进行空气冲击测试，以确保避孕套能如ISO所要求的，在1千帕时保存至少18升的空气。结果总结在表7中。

研究表明，基层优选的浸涂速度约为0.3mL/min至0.4mL/min，第二层或顶层优选的浸涂速度约为0.6mL/min至1.0mL/min。以这些速度范围制备的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套满足表7中的参数，并用于以下表征研究。

通过使用男性手淫器的摩擦研究，与市售润滑剂和个人润滑产品相比，亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套显示出更好的耐久性和更持久的润滑性。根据ISO 10993，使用上皮和成纤维细胞系评估了亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套的细胞毒性，显示与未涂覆的乳胶样品相比，涂覆的乳胶样品的细胞毒性达到最小。

根据ISO 4074，在Akron橡胶开发实验室(Akron,OH)对亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套进行机械测试。为了测试漏洞，用300mL的水填充亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套，系紧开口，并用手在彩色吸水纸上轻轻滚动避孕套，以此进行漏水测试。空气冲击试验是通过在1千帕下用至少18L的空气填充避孕套来进行的(图3)。尺寸分析是通过使用直尺测量避孕套的长度来进行的，而避孕套的厚度是在避孕套的开口处、中部和尖端处使用标准数字千分尺来测量的(图3)。为了确保涂层不会削弱乳胶的性能，用从避孕套上截取的条带进行拉伸测试，并以500mm/min的速度拉伸。市售润滑避孕套在本研究中作为对照组。

使用约0.3mL/min至约0.4mL/min(基层)和约0.6mL/min至约1.0mL/min(第二层或顶层)的浸涂速度制备的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套满足ISO气冲和漏水测试的要求(表7)。亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套的拉伸测试显示，与Trojan、杜蕾斯和Lifestyles标准润滑避孕套的类似的结果相比，亲水性和乳胶聚合物共混物涂层并未削弱乳胶材料。尺寸分析数据表明避孕套的长度和厚度与市售避孕套相当(图3)。

为了在GMP制造中实现亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆避孕套的均匀厚度，可以同时将玻璃芯模浸入并旋转到玻璃桶中，然后立即取出并翻转玻璃芯模，在玻璃芯模上形成均匀的乳胶溶液层。

亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆避孕套的润滑性

对润滑亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套表面所需的最小水量以及水基润滑剂(KY液体)的效果进行了研究。对于完全展开的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套(标准长度为16mm；直径为4mm)，需要至少0.50mL的水来润滑整个涂覆避孕套的表面。较少量的水(例如0.25mL)仅能润湿避孕套的部分表面，而>0.50mL的水(例如0.75mL和1.0mL)没有增加任何额外的润滑性能或增强涂层的滑爽性。使用KY液体和KY胶进行重复研究，以了解这些水基个人润滑剂的粘度是否影响亲水性和乳胶聚合物共混涂层的润滑性能。

需注意的是，由于KY液体的粘度高于水，因此需要约1.0mL的KY液体来润湿整个涂层表面，这使得其在避孕套表面均匀分布更具难度。通过触摸比较约含0.5mLKY液体的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套与约含0.5mLKY液体的未润滑的避孕套之间的滑爽性，发现经过10-15次摩擦后，两者具有相似的滑爽性和润滑性。含KY液体的非润滑避孕套的滑爽性在摩擦15次后开始磨损，导致摩擦力更大，而含KY液体的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套即使摩擦40-50次也保持着相似的滑爽性。我们推断KY液体的水性能像水一样激活HGCoat_2，因为用水或KY液体润滑的避孕套的滑动性没有差异。除了分析硅酮基个人润滑剂的效果外，还利用男性手淫器进行了进一步的摩擦研究和测试，如下所述。

为了比较亲水性和乳胶聚合物共混物涂层与市售个人润滑剂和润滑避孕套的润滑耐久性，使用男性手淫器(Fleshlight)作为插入装置。避孕套被放置于连在推拉弹簧秤的玻璃芯模上，每插入10次记录一下摩擦力(图4)。所有研究都是该装置中插入500次，每插入50次后加入0.5mL水。避孕套破裂后，研究终止。

亲水性和乳胶聚合物共混涂层的润滑性能和涂层耐久性与标准杜蕾斯、Lifestyles和Trojan的硅酮润滑避孕套进行了比较。作为对照组，由于乳胶和装置界面之间的高摩擦力(图5；灰色三角形(1)，含有约0.5mL水的未润滑避孕套在约插入10次内破裂)。如图4所示,三个硅酮润滑避孕套(紫色、红色、橙色)都表现出摩擦力增加，并且在插入100次前破裂。相比之下，HGCoat_2避孕套(蓝色)即使插入多达500次，也能始终保持低摩擦力。这些结果表明，与市售硅酮润滑避孕套相比，亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套提供了更持久的避孕套润滑性。

接下来，对亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套(绿色)和非润滑性避孕套(灰色)的性能进行了比较研究，这些避孕套含有约0.5mL的硅酮润滑剂(Astroglide)、水基润滑剂(KY液体)和水。含有硅酮润滑剂的非润滑避孕套(图5；标记为“硅酮润滑避孕套”)在插入120次后破裂，而含有水基润滑剂的非润滑避孕套在插入170次后也破裂(图5；标记为“水基润滑避孕套”)。可推断，水的加入稀释了避孕套表面的润滑剂，当接触体液时，生理条件下的个人润滑剂也是如此。正如预期的那样，在每50次插入后，没有重新润湿样品的情况下重复研究时，测量到了更高的摩擦力。相反，亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套(图5；标有“水基润滑HG涂层避孕套；绿盒)，用0.5mL的KY液体润滑的可以保持低摩擦力，类似于用水润滑的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套(图5；标有“HG涂层避孕套”的标签；绿色)。两者都显示出更好的性能以及提供更持久避孕套润滑性的能力。当每插入50次后，在不重新润湿亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套的情况下重复这项研究时，它的性能与硅酮润滑避孕套相当。此外，注意到向亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套中添加硅酮润滑剂，会使之产生与市售硅酮润滑避孕套和个人硅酮润滑剂补充的非润滑避孕套相似的润滑性能。

如图6所示，观察到未涂覆的乳胶样品的SEM图像(图6A)呈现出光滑的表面，而乳胶上的HGCoat_2涂层会使表面稍微粗糙(图6B)。在样品成像干燥和进水时，通过AFM图像证实了这一观察。当通过SEM对一个避孕套的不同部分和不同避孕套之间的表面进行成像时，甚至可看到涂层，这表明亲水性和乳胶聚合物共混涂层的一致性和再现性。用水摩擦亲水性和乳胶聚合物共混物涂层样品数次后，涂层仍保留在表面上。

这些结果表明，当存在少量水或水溶液时，亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套与市售个人润滑剂相比，提供了耐久和持久的避孕套润滑性。

亲水性和乳胶聚合物共混涂层是不具有细胞毒性的

为了确定亲水性和乳胶聚合物共混涂层是否含有细胞毒性可浸出物，按照ISO10993-5((Microchem实验室；Round Rock,TX)使用成纤维细胞系(L细胞，L-929；ATTCCCL-1)进行标准了细胞毒性测定。简要地说，细胞系在24孔盘中培养。除了亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的和未涂覆的乳胶测试样品(n＝4)之外，还提供了阳性和阴性对照，所有这些样品都通过高压灭菌法灭菌。所有样品直接暴露在37℃下，并与细胞单层接触24小时。孵育后，取出测试样品，然后将培养基的等分试样放入培养容器中，再培养24小时。对细胞进行分析，以评估单层细胞的形态变化、细胞裂解或破坏，并按0-4级进行分级，无细胞毒性(0；阴性对照)至严重细胞毒性(4；阳性对照)。

乳胶因其疏水性和污染表面特性而具有细胞毒性，因此未涂覆的乳胶对照品和阳性对照品的等级均为4，与严重的细胞毒性相关。亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的样品被评分为2，与对照组相比细胞毒性较低，这意味着与未涂覆的乳胶相比，亲水性和乳胶聚合物共混物涂层降低了表面的细胞毒性。

卷着的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆避孕套的包装策略

在标准的GMP生产过程中，避孕套通常会被轻微撒上粉末(以保证乳胶在包装时不会粘在一起)，卷起，然后用大约0.5mL的硅酮润滑剂包装，最后将最终产品密封在气密箔片中。具有和不具有润滑剂和粉末或除尘剂的各种包装策略来确保包装亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套在这些条件下是相容的。

向表面添加不同的粉末或除尘剂(例如玉米淀粉、婴儿爽身粉/滑石粉)或个人润滑剂(例如硅酮或水基产品)后，从玻璃芯模中卷出样品。调查了六个包装样品，包括(1)无润滑剂/粉末(对照)；(2)0.5mL(标准)硅酮润滑剂；(3)0.5毫升水基润滑剂；(4)水；(5)玉米淀粉表面；和(6)婴儿爽身粉表面。同时探讨了避孕套的内部和/或外部润滑和涂抹粉末或除尘剂。所有测试样品(n＝3)都用箔包裹，并在室温下包装在气密袋中。图7示出了含有婴儿爽身粉的卷起的和包装的避孕套的例子。7天后，展开避孕套分析样品，并通过目视检查确认了展开后润滑剂/粉末或除尘剂停留在避孕套表面。样品用0.5mL水润湿，并用手指摩擦，以确定润滑剂、粉末或除尘剂是否改变了涂层的润滑性能。

如所预期的，无润滑剂或粉末(对照品)包装的避孕套很难打开，因为乳胶粘在了一起。用粉末包装的样品，包括在内外用玉米淀粉和婴儿爽身粉的避孕套，很容易展开，亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的表面遇水很滑。用水或水基润滑剂包装的样品在避孕套展开时出现粘性表面，这表明这些润滑剂与避孕套包装不相容。这一观察结果与目前避孕套包装标准一致，因为包装时通常避免使用可能会促进细菌生长的水基润滑剂。

由于润滑剂的滑溜性质，硅润滑的亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的避孕套很难卷起包装。展开样品后，硅酮润滑剂存在于表面上，可被目测。然而，当用水润湿亲水性和乳胶聚合物共混物涂覆的表面时，观察到亲水性和乳胶聚合物共混物涂层的润滑性能略有下降。疏水性硅酮润滑剂似乎阻止了水和水基润滑剂与避孕套表面接触。在用干净的手指擦掉避孕套上的硅油润滑剂以模拟性交过程中磨损的硅酮润滑剂之后，涂层被充分润滑，并且遇水润滑，这是包装的一个可行选择。此外，我们还研究了在加入硅酮润滑剂之前，在表面上用粉末包装亲水性和乳胶聚合物混合涂层避孕套，与标准包装工艺相似，使之产生相似的结果。

申请人在此的公开内容已通过参照附图在优选实施例中描述，其中相同的数字表示相同或相似的元件。贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言的出现可以但不一定都指同一实施例。

在一个或多个实施例中，申请人公开的所述特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。在本文的描述中，列举了许多具体细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，申请人的组合物和/或方法可以在缺少一个或多个具体细节的情况下，或用其他方法、部件、材料等来实施。在其他情况下，公知的结构、材料或操作没有被详细示出或描述，以避免模糊本公开的诸方面。

在本说明书和所附权利要求中，单数形式“一个”、“该”和“所述”包括复数引用，除非上下文另有明确说明。

除非另外定义，否则这里使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然与本文所述的方法和材料相似或等同的任何方法和材料也可用于实践或测试，但这里仅描述了优选的方法和材料。除了所公开的特定顺序之外，本文所述的方法可以逻辑上可能的任何顺序来操作。

通过引用并入

本公开中，参考和引用了其他文件，例如专利、专利申请、专利出版物、期刊、书籍、论文、网络内容。处于所有目的,本文所述所有文件在此通过提述方式全部纳入本文。任何材料或其某部分，也就是通过引用并入本文的，但与本文明确阐述的现有定义、陈述或其他公开材料相冲突的，仅在该并入的材料和本公开材料之间不发生冲突的情况下并入。在发生冲突的情况下，从有利于本申请的角度来解决冲突，将该有利于本申请的公开作为优选实施方式。

等同物

代表性实施例旨在帮助说明本发明，并非限制本发明的范围，也不应将其解释为限制本发明的范围。实际上，除了在此示出的和描述的之外，本文档的全部内容，包括文档中包含的例子和对科学和专利文献的引用，使得本发明的各种修改及其多种进一步的实施例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。这些实施例包含重要的附加信息、范例和指导，这些信息、范例和指导可适用于本发明的各种实施例及其等同物的实践。

Claims (7)

1.一种乳胶避孕套，其特征在于，包括:

弹性材料制成的护套，选自天然或合成橡胶乳胶，所述护套具有外表面和内表面；和

多层涂层，其包括设置并粘附于护套外表面的至少一部分上的第一层或基层，设置并粘附于第一层或基层的至少一部分上的第二层，以及设置并粘附于所述第二层上的第三层或顶层；

其中

第一层或基层是一种固化乳胶聚合物；

第二层是乳胶聚合物和亲水性聚合物的固化混合物，所述亲水性聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)和聚乙烯醇(PVA)中的一种，所述亲水性聚合物平均分子量为1kDa至1，000kDa，其中，所述亲水性聚合物与所述乳胶聚合物的重量比为10∶1至1∶10；和

所述第三层或顶层是乳胶聚合物和平均分子量为1kDa至1，000kDa的亲水聚合物的固化混合物，其中所述亲水聚合物与乳胶聚合物的重量比为1∶1至10∶1。

2.根据权利要求1所述的乳胶避孕套，其中所述多层涂层包括设置并粘附于所述第三层上的另一层或顶层，其中所述另一层或顶层是乳胶聚合物和平均分子量为1kDa至1，000kDa的亲水聚合物的固化混合物，其中所述亲水聚合物与所述乳胶聚合物的重量比为1∶1至10∶1。

3.根据权利要求1或2所述的乳胶避孕套，其中，所述外表面、所述第一层、所述第二层或所述第三层的至少一部分，分别基本上是所述外表面、所述第一层、所述第二层或所述第三层的全部。

4.根据权利要求1或2所述的乳胶避孕套，其中，所述弹性材料选自天然或合成橡胶乳胶，所述合成橡胶乳胶由异戊二烯、腈、丁二烯、苯乙烯-丁二烯、氯丁二烯、异丁烯或其共聚物合成。

5.根据权利要求1或2所述的乳胶避孕套，其中所述亲水性聚合物包括第二亲水性聚合物。

6.根据权利要求1或2所述的乳胶避孕套，进一步包括

涂抹到顶层的硅基或水基润滑剂；和/或

涂抹到顶层的粉末或隔离剂涂层，所述粉末或隔离剂涂层选自玉米淀粉、婴儿爽身粉或滑石粉；

当与湿气或水接触时，顶层变得光滑，具有持久的润滑性。

7.一种包装避孕套产品，其特征在于，包括一个或多个权利要求1或2所述的乳胶避孕套，所述避孕套和润滑剂放在一起，或放在分开的隔间。

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