CN114031714B - 一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，属于材料表面改性技术领域。本发明通过结合邻苯二酚黏附化学和表面催化引发自由基聚合策略，在不改变基材本体和表面性质的前提下，室温下即可在基材和水凝胶单体溶液界面原位产生自由基，无需光照或加热等外界辅助条件，几乎可以在现有所有基材表面制备水凝胶亲水润滑涂层，特别适用于非透光性管道器械内表面的润滑修饰，具有材质通用性，适用于表面工程和生物医疗领域。

Description

一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水 凝胶润滑涂层的通用器材
技术领域
本发明涉及材料表面改性技术领域，尤其涉及一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材。
背景技术
人口老龄化对植介入医疗器械与材料提出了迫切需求。医用器材在植介入过程中通常会与人体组织表面直接接触，器材表面的生物相容性、力学模量以及润滑性能都会对患者的使用舒适性造成很大影响。为保证机械支撑强度，初次成型器材表面的模量通常较大，与人体软组织不匹配，植介入过程中因应力差容易产生组织损伤、压迫感和异物感；此外，初次成型器材表面通常是惰性的，为裸露的金属和聚合物，缺乏良好的润滑性能，植介入过程通常与器官组织表面产生很高的摩擦阻力，给患者带来极大的痛苦。因此，对医用器材表面进行改性意义重大。
目前，在器械表面修饰生物相容、力学模量兼容的软物质亲水聚合物涂层是改善植介入器械润滑性能和使用舒适性的最有效途径。水凝胶是一种含大量水分子的亲水性聚合物交联网络体，其含水量可以达到70％以上。水凝胶的高含水量能够使其表面拥有良好的水润滑性能，能够大大减小固体与接触表面的摩擦力；水凝胶的聚合物网络导致其柔软而有弹性，这与自然界中天然组织器官类似，例如生物组织中的肌肉、软骨和皮肤等，从而使得水凝胶与生物组织有良好的力学匹配性。同时，良好的生物相容性又赋予水凝胶作为医用材料的应用前景。这些特点赋予了水凝胶涂层在生物医疗器材、组织工程等领域的良好应用潜力。
目前，针对医疗器材表面润滑改性这一需求，常用的技术手段为：在器材表面光引发亲水聚合物涂层，如专利CN104857571A、CN104448375A和US4373009等。但上述方法基本以聚乙烯吡咯烷酮、硅胶、PVC等材料为主，不具备基底材料的普适性，而且制备工艺复杂。现有技术(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)报道了一种通过光引发技术在聚合物导管表面修饰水凝胶涂层的方法，但该修饰技术只适用于能被有机溶剂发涨的聚合物基材，如聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)或硅胶等，不具备基材修饰通用性。更为重要的是，迄今为止光聚合技术无法实现非透光性管道器械内表面的水润滑修饰，成为领域内卡脖子技术难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，在不改变基材本体和表面性质的前提下，可以在各种基材表面制备水凝胶亲水润滑层，具有材质通用性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：
将含有邻苯二酚基团的聚合物胶液沉积于基材表面，得到沉积有多酚涂层的基材；所述基材为通用器材；
将所述沉积有多酚涂层的基材与水凝胶单体溶液复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根和过渡金属离子。
优选的，所述通用器材的材质包括天然材料和人工合成材料，所述人工合成材料包括无机金属材料、无机非金属材料或有机聚合物。
优选的，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液中含有邻苯二酚基团的聚合物为聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物；所述聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物的制备方法包括以下步骤：
将多巴胺甲基丙烯酰胺、甲氧基乙基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈和有机溶剂混合，进行自由基聚合，得到聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物；所述多巴胺甲基丙烯酰胺和甲氧基乙基丙烯酸酯的质量比为(0.5～2.0):(1.0～15)；所述自由基聚合的温度为50～80℃，时间为6～18h。
优选的，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液所用溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种或多种，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液的质量浓度为1～50％。
优选的，所述水凝胶单体溶液包括以下质量百分含量的组分：单体5～60％，过渡金属离子0.01～5％，引发剂0.02～5％，交联剂0.01～1％，余量为水。
优选的，所述单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸聚氧乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸酯、丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸海藻酸钠酯、甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱中的一种或多种。
优选的，所述引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
优选的，所述过渡金属离子包括Fe3+、Ag+、Cu2+、Cu+、Ru3+、Mn2+、Co2+和Ni2+中的一种或几种。
优选的，所述原位聚合的温度为-10～40℃，时间为0.5～30min。
本发明提供了上述技术方案所述方法制备得到的修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，包括通用器材和修饰于所述通用器材表面的水凝胶润滑涂层；所述水凝胶润滑涂层包括依次层叠于通用器材表面的聚合物胶多酚涂层和水凝胶涂层。
本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：将含有邻苯二酚基团的聚合物胶液沉积于基材表面，得到沉积有多酚涂层的基材；所述基材为通用器材；将所述沉积有多酚涂层的基材与水凝胶单体溶液复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根和过渡金属离子。本发明利用含有邻苯二酚基团的聚合物胶液易粘附在各种基材表面的性能，同时利用含有邻苯二酚基团的多酚涂层与水凝胶单体溶液中的过渡金属离子配位机制，以及多酚涂层表面的邻苯二酚基团与过渡金属离子和过硫酸根发生芬顿反应原位产生自由基机制，在这两种机制的共同作用下在多酚涂层上产生高浓度的界面自由基，导致多酚涂层表面的水凝胶单体溶液中单体被引发聚合，在基材的多酚涂层表面原位生长出水凝胶涂层，而远离基材表面的单体溶液不发生聚合，避免对基材自身特性的影响。因此，本发明的方法在不改变基材本体和表面性质的前提下，室温或低温下即可在基材和水凝胶单体溶液界面原位产生自由基，无需光照或加热等外界辅助条件，能够在各种材料和器械表面生长水凝胶润滑层，特别适用于非透光性管道器械内表面的润滑修饰，具有材质通用性。
现有光引发方法中紫外等条件在使用中会产生大量热量，会引发本体溶液热聚，使得反应不可控；而本发明的制备工艺简单，反应条件温和，不需要紫外光引发和加热等条件，不会引发本体溶液聚合，所形成的水凝胶润滑涂层厚度可控。
现有方法通过将铁粉等金属催化剂加入到基材中作为活性位点原位生长水凝胶润滑层，但金属掺杂会改变基材的固有特性，而本发明的方法无需在基材中预先掺杂催化剂，不改变基材本体和表面性质。
附图说明
图1为实施例1中不同反应时间玻璃基材表面生长聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的光学显微镜照片；
图2为实施例1和实施例2在不同温度下玻璃表面生长聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的动力学曲线图；
图3为实施例3中在多种基材表面生长聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层前、后的摩擦系数比较图；
图4为实施例4中乳胶导尿管(a)及其内表面(b)的实物照片、乳胶导尿管内表面聚丙烯酰胺水凝胶涂层的光学显微镜照片(c)和扫描电子显微镜照片(d)。
具体实施方式
本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：
将含有邻苯二酚基团的聚合物胶液沉积于基材表面，得到沉积有多酚涂层的基材；所述基材为通用器材；
将所述沉积有多酚涂层的基材与水凝胶单体溶液复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根和过渡金属离子。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将含有邻苯二酚基团的聚合物胶液沉积于基材表面，得到沉积有多酚涂层的基材。在本发明中，所述基材为通用器材；所述通用器材的材质优选包括天然材料和人工合成材料；本发明对所述天然材料的种类没有特殊的限定，本领域熟知的生物医疗器材和组织工程领域的天然材料均可。
在本发明中，所述人工合成材料优选包括无机金属材料、无机非金属材料或有机聚合物；所述无机金属材料优选包括铝、钛、铜或铁；所述无机非金属材料优选包括玻璃或硅片；所述有机聚合物优选包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-乙酸乙酯共聚物、聚酰亚胺、尼龙、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或聚四氟乙烯。
本发明对所述通用器材的种类没有特殊的限定，生物医疗器材和组织工程领域的器材均可；在本发明中，所述通用器材的种类优选包括导尿管、引流管或植介入插管。
在本发明中，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液中含有邻苯二酚基团的聚合物优选为聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物；所述聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物的制备方法优选包括以下步骤：
将多巴胺甲基丙烯酰胺、甲氧基乙基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈和有机溶剂混合，进行自由基聚合，得到聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物。
在本发明中，所述多巴胺甲基丙烯酰胺和甲氧基乙基丙烯酸酯的质量比优选为(0.5～2.0):(1.0～15)，更优选为(0.5～1.7):(1.0～7.5)；所述偶氮二异丁腈的质量优选为所述多巴胺甲基丙烯酰胺和甲氧基乙基丙烯酸酯总质量的0.2～5％，更优选为2.2～3％。
在本发明中，所述有机溶剂优选为N,N’-二甲基甲酰胺；本发明对所述有机溶剂的用量没有特殊的限定，能够保证反应顺利进行即可。
本发明对所述多巴胺甲基丙烯酰胺、甲氧基乙基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈和有机溶剂混合的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程将物料混合均匀即可。
在本发明中，所述自由基聚合的温度优选为50～80℃，更优选为60～75℃；时间优选为6～18h，更优选为12h。
完成所述自由基聚合后，本发明优选将所得产物倒入甲醇-乙醚混合溶剂中，沉淀后，真空干燥，得到聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物。在本发明中，所述甲醇-乙醚混合溶剂中甲醇和乙醚的体积比优选为1:10～40；所述真空干燥的温度优选为40℃。本发明对所述沉淀的时间没有特殊的限定，能够保证物料充分沉淀即可。
在本发明中，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液所用溶剂优选包括甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种或多种；当所述溶剂为上述中的两种以上时，本发明对不同种类溶剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可。
在本发明中，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液的质量浓度优选为1～50％，更优选为5～10％。本发明对所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液的用量没有特殊的限定，能够充分沉积于基材表面即可。
本发明对所述沉积的方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程根据通用器材的具体结构调整，能够实现均匀沉积即可；在本发明的实施例中，所述沉积的方式为涂覆。本发明对所述沉积形成的多酚涂层的厚度没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可。
在所述沉积过程中，含邻苯二酚基团的聚合物胶粘附在基材表面，形成多酚涂层；所述多酚涂层在保证与基材良好键合的同时可作为水凝胶反应位点，便于后续形成水凝胶润滑涂层。
完成所述沉积后，本发明优选将所得基材在室温干燥，得到沉积有多酚涂层的基材；本发明对所述干燥的时间没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可；在本发明的实施例中，干燥时间具体为12h。
得到沉积有多酚涂层的基材后，本发明将所述沉积有多酚涂层的基材与水凝胶单体溶液复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材。
在本发明中，所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根和过渡金属离子；所述水凝胶单体溶液优选包括以下质量百分含量的组分：单体5～60％，过渡金属离子0.01～5％，引发剂0.02～5％，交联剂0.01～1％，余量为水。
在本发明中，所述单体的质量百分含量优选为17.6～20％，所述过渡金属离子的质量百分含量优选为0.08～0.1％，所述引发剂的质量百分含量优选为0.16～0.9％，所述交联剂的质量百分含量优选为0.08～0.125％。
在本发明中，所述单体优选包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸聚氧乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸磺酸酯、丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸海藻酸钠酯、甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱中的一种或多种；当所述单体为上述中两种以上时，本发明对不同种类单体的配比没有特殊的限定，任意配比均可。本发明对所述单体的来源和具体分子量没有特殊的限定，根据实际需求按照熟知的制备过程制备或定制即可。
在本发明中，所述过渡金属离子优选包括Fe3+、Ag+、Cu2+、Cu+、Ru3+、Mn2+、Co2+和Ni2+中的一种或几种；当所述过渡金属离子为上述中两种以上时，本发明对不同种类过渡金属离子的配比没有特殊的限定，任意配比均可。本发明对所述水凝胶单体溶液中过渡金属离子所对应的过渡金属盐种类没有特殊的限定，本领域熟知的上述过渡金属离子所对应的水溶性盐均可；在本发明的实施例中，具体为氯盐。
在本发明中，所述引发剂优选为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述交联剂优选为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯；当所述引发剂为上述中两种时，本发明对不同种类引发剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可；当所述交联剂为上述中两种时，本发明对不同种类交联剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可。
本发明对所述水凝胶单体溶液的配制过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程配制得到上述含量范围的水凝胶单体溶液即可。
本发明对所述水凝胶单体溶液的用量没有特殊的限定，保证水凝胶单体溶液与沉积有多酚涂层的基材完全接触即可。本发明对所述沉积有多酚涂层的基材与水凝胶单体溶液复合的方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程使得沉积有多酚涂层的基材与水凝胶单体溶液充分接触即可；本发明优选根据不同通用器材的结构调整复合的方式。
在本发明中，所述原位聚合的温度优选为-10～40℃，更优选为5～20℃，时间优选为0.5～30min，更优选为5～20min。
在所述原位聚合过程中，多酚涂层与水凝胶单体溶液中的过渡金属离子配位，多酚涂层表面的邻苯二酚基团与过渡金属离子和过硫酸根发生芬顿反应原位产生自由基，在配位和产生自由基这两种机制的共同作用下在多酚涂层上产生高浓度的界面自由基，导致多酚涂层表面的水凝胶单体溶液中单体被引发聚合，在基材表面原位生长出水凝胶润滑涂层，而远离基材表面的单体溶液不发生聚合，避免对基材自身特性的影响。
完成所述原位聚合后，本发明优选无需后处理，得到修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材。
本发明提供了上述技术方案所述方法制备得到的修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，包括通用器材和修饰于所述通用器材表面的水凝胶润滑涂层；所述水凝胶润滑涂层包括依次层叠于通用器材表面的聚合物胶多酚涂层和水凝胶涂层。在本发明中，所述水凝胶润滑涂层的厚度优选为100～500μm。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
在玻璃表面生长聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层：
将1.7g多巴胺甲基丙烯酰胺、7.5g甲氧基乙基丙烯酸酯和0.1g偶氮二异丁腈溶于20mLN，N’-二甲基甲酰胺中，65℃自由基聚合12h，将所得反应产物使用50mL甲醇与500mL乙醚混合溶剂进行沉淀，40℃真空干燥，得到聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物；
采用二氯甲烷溶解聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物，得到质量浓度为5％的聚合物胶液，涂覆于玻璃基材表面，室温干燥12h后，在玻璃基材表面形成多酚涂层；
将2.16g丙烯酰胺、0.06g三氯化铁、0.01gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺和20mg过硫酸钾溶于10mL去离子水中，配制得到水凝胶单体溶液；将沉积有多酚涂层的玻璃基材浸入水凝胶单体溶液中，在20℃进行原位聚合反应不同时间，形成聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层。
实施例2
与实施例1的区别仅在于：将沉积有多酚涂层的玻璃基材浸入水凝胶单体溶液中，在5℃进行原位聚合反应不同时间，形成水凝胶润滑涂层，其他同实施例1。
实施例3
与实施例1的区别仅在于：原位聚合时间为5min，所用基材分别为聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-乙酸乙酯共聚物、聚酰亚胺、尼龙、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯和聚四氟乙烯，其他同实施例1。
实施例4
在乳胶导尿管器械内表面生长聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层：
将2.2g多巴胺甲基丙烯酰胺单体、6.5g甲氧基乙基丙烯酸酯单体、0.20g偶氮二异丁腈溶于30mLN,N-二甲基甲酰胺中，60℃自由基聚合12h；将所得反应产物使用50mL甲醇与500mL乙醚混合溶剂进行沉淀，40℃真空干燥，得到聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物；
采用二氯甲烷溶解聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物，得到质量浓度为10％的聚合物胶液，采用蠕动泵微流控涂覆方式将聚合物胶液修饰于乳胶导尿管内表面，室温干燥12h后，在乳胶导尿管内表面形成多酚涂层；
将6.6g丙烯酰胺、0.06g三氯化铁、0.04g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和30mg过硫酸钾溶于25mL去离子水中，配制得到水凝胶单体溶液；采用蠕动泵微流控注液方式将水凝胶单体溶液循环注入内表面修饰有多酚涂层的乳胶导尿管腔体中，在20℃原位聚合反应3min，形成聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层。
表征及性能测试
1)对实施例1在不同反应时间所形成的水凝胶润滑涂层进行光学显微测试，并以未涂层的玻璃基材为对比(反应时间为0s)，所得结果见图1；图1为不同反应时间玻璃基材表面生长聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的光学显微镜照片；由图1可以看出，随着反应时间的延长，聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的厚度逐渐增加，反应时间为300s时，水凝胶润滑涂层厚度可达260μm。
2)在不同原位聚合时间范围内，对实施例1和实施例2所形成的聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的厚度进行测试，所得动力学曲线见图2；图2为实施例1和实施例2在不同温度下玻璃表面生长聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的动力学曲线图；如图2所示，在不同温度下聚丙烯酰胺凝胶的厚度均随着反应时间的延长而增加，表面水凝胶润滑涂层的厚度具有高度可控性；
由图2可知，当原位聚合反应温度由20℃降低为5℃时，聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层生长速率明显减慢；反应600s时，20℃下聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的厚度为340μm，而5℃下聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的厚度仅为220μm，表明低温会降低水凝胶润滑涂层的生长速率。
3)利用摩擦试验机(CSM，Switzerland)系统评估实施例3中不同基材表面所形成的聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层的润滑性能，并与未涂层的空白基材作为对比；测试条件为：润滑剂为水，法相加载为50mN，摩擦测试对偶为玻璃球(直径5mm)，测试方式为往复模式(滑动距离为2mm)，滑动频率为1Hz，测试循环为60次，所得结果见图3；如图3所示，与空白基材相比，采用本发明的方法在不同基材表面修饰水凝胶润滑涂层后，表面的摩擦系数均显著降低，说明本发明的方法在各种材质表面均能可控生长出聚丙烯酰胺水凝胶润滑涂层。
4)图4为乳胶导尿管(a)及其内表面(b)的实物照片、乳胶导尿管内表面聚丙烯酰胺水凝胶涂层的光学显微镜照片(c)和扫描电子显微镜照片(d)，由图4可以看出，乳胶导尿管内表面修饰的聚丙烯酰胺润滑涂层较为均匀，其厚度约为140μm，且涂层和乳胶导尿管基材界面清晰，无缝隙，结合紧密。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：
将含有邻苯二酚基团的聚合物胶液沉积于基材表面，得到沉积有多酚涂层的基材；所述基材为通用器材；
将所述沉积有多酚涂层的基材与水凝胶单体溶液复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根和过渡金属离子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通用器材的材质包括天然材料和人工合成材料，所述人工合成材料包括无机金属材料、无机非金属材料或有机聚合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液中含有邻苯二酚基团的聚合物为聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物；所述聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物的制备方法包括以下步骤：
将多巴胺甲基丙烯酰胺、甲氧基乙基丙烯酸酯、偶氮二异丁腈和有机溶剂混合，进行自由基聚合，得到聚(多巴胺甲基丙烯酰胺-甲氧基乙基丙烯酸酯)共聚物；所述多巴胺甲基丙烯酰胺和甲氧基乙基丙烯酸酯的质量比为(0.5～2.0):(1.0～15)；所述自由基聚合的温度为50～80℃，时间为6～18h。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液所用溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种或多种，所述含有邻苯二酚基团的聚合物胶液的质量浓度为1～50％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水凝胶单体溶液包括以下质量百分含量的组分：单体5～60％，过渡金属离子0.01～5％，引发剂0.02～5％，交联剂0.01～1％，余量为水。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸聚氧乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸酯、丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸海藻酸钠酯、甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
8.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述过渡金属离子包括Fe3+、Ag+、Cu2+、Cu+、Ru3+、Mn2+、Co2+和Ni2+中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原位聚合的温度为-10～40℃，时间为0.5～30min。
10.权利要求1～9任一项所述方法制备得到的修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，包括通用器材和修饰于所述通用器材表面的水凝胶润滑涂层；所述水凝胶润滑涂层包括依次层叠于通用器材表面的聚合物胶多酚涂层和水凝胶涂层。
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