CN114099790B - 一种医用导管的润滑涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种医用导管的润滑涂层及其制备方法，该润滑涂层包括底层涂层和面层涂层，所述面层与底层通过化学键与分子间作用力连接；底层和面层均通过浸涂、干燥、紫外光固化的工艺得到；所述底层涂层包含光敏树脂、大分子单体、光引发剂及溶剂；所述的面层涂层包含润滑树脂、光敏树脂、大分子单体、光引发剂及溶剂。本发明制备的润滑涂层采用低毒溶剂、光敏树脂和大分子单体进行交联固化，具有良好的生物安全性，适合医用导管应用；所述大分子单体采用一步法合成，涂层液配制及涂层工艺简单，易于大批量生产；润滑涂层遇水后摩擦力低，30次反复摩擦其摩擦系数变化不超过10%。

Description

一种医用导管的润滑涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种医用导管的润滑涂层及其制备方法。

背景技术

植/介入医用导管在临床已有广泛的应用，然而产品在医学临床实践中，医用导管表面亲水性差、表面粗糙，该类医用导管进入人体使用时会带来一系列反应，如凝血性能、细菌吸附性能及摩擦带来的腔道黏膜及血管壁损伤，增加医护人员工作量。因此，医用导管所用材料除了必须的力学性能外，其表面生物相容性是十分重要的。对医用材料表面做润滑性处理，可以使导管进入体内和体液或血液接触时变得相当润滑，最大限度的减轻病人痛苦，同时有效的减少细菌和蛋白质的粘附，是提高材料表面生物相容性的主要途径。

传统的润滑方法是在医用导管表面涂覆一次硅油或石蜡油，但该方法润滑性能不持久，仍会损伤接触部位；市面上有采用涂覆一层润滑涂层的方式来实现表面润滑的效果，但该方法适用基材有限且涂层脱落的风险较大；此外，采用热固化的方法制备润滑涂层，得到的涂层具有较好的润滑效果，但涂层耗费时间较长，不利于大批量的生产。

紫外固化是由紫外光引发的化学反应，属于化学方法，与传统热固化方法相比，该技术具有固化速率快、成品质量高、能耗低、环境友好等优势，是目前研究及应用的重要方向。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种医用导管的润滑涂层及其制备方法。本发明提供的方法使涂层与医用导管表面结合牢固，润滑性能好，且制备方法简单、环保、效率高，易于批量生产，对操作人员危害小。

一种用于医用导管的润滑涂层，包括底层涂层和面层涂层，所述面层与底层通过化学键与分子间作用力连接；底层和面层均通过浸涂、干燥、紫外光固化的工艺得到；

所述的底层涂层包含以下质量百分比的组分：光敏树脂1%-10%，大分子单体1%-10%、光引发剂0.1%-1%，溶剂70%-95%；

所述的面层涂层包含以下质量百分比的组分：润滑树脂5%-10%，光敏树脂1%-5%，大分子单体1%-5%、光引发剂0.1%-0.6%，溶剂70%-90%。

进一步，所述大分子单体由多异氰酸酯、含羟基的不饱和单体及阻聚剂通过加成聚合反应而成；所述多异氰酸酯中的NCO与不饱和单体中的OH之间的摩尔比为1：1.5，所述阻聚剂占多异氰酸酯与含羟基的不饱和单体总质量的0.15%，所述大分子单体的重均分子量为5000-10000。

进一步，所述的多异氰酸酯为2 ,4-甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基-1 ,6-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯中的一种或任意两种；

所述的含羟基的不饱和单体为（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸羟丁酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或任意两种；

所述阻聚剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

进一步，所述的光敏树脂选用聚酯、丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或任意两种。

进一步，所述的光敏树脂选用聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或任意两种。

进一步，所述的光引发剂选用2-羟基-4 '-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基苯基)-2吗啉基-1-丙酮]、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、苯基双(2,4 ,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或任意两种。

进一步，所述的溶剂选用甲醇、乙醇、水、丙醇、异丙醇中的一种或两种。

进一步，所述的润滑树脂选用聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、壳聚糖、聚氧化乙烯中的一种或任意两种。

上述医用导管润滑涂层的制备方法如下：

第一步，制备大分子单体

将多异氰酸酯加入三口烧瓶中，通氮气，在40-80℃下机械搅拌，将含羟基的不饱和单体与阻聚剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚采用恒压滴液漏斗缓慢加入三口烧瓶中，保温反应2-4h，得到大分子单体。

第二步，制备底层涂层液

将光敏树脂、大分子单体和溶剂在室温下搅拌2～4h，然后加入光引发剂避光继续搅拌0.5-1.5h，得到底层涂层液。

第三步，制备面层涂层液

将光敏树脂、大分子单体和溶剂在室温下三口烧瓶搅拌1～2h，,然后加入润滑树脂搅拌2-3h，最后加入光引发剂避光搅拌0.5-1.5h，得到面层涂层液。

第四步，制备润滑涂层

将医用导管采用无水乙醇清洗后晾干，在底层涂层液浸涂20-60s，以0.5-2cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置2-20min,在150-600mw/cm²的紫外光下固化60-300s；在面层涂层液浸涂30-80s，以0.2-1.5cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置5-30min,在150-600mw/cm²的紫外光下固化50-360s，底层和面层均采用旋转的方式进行固化，旋转速度为5-20r/min。

进一步，第一步制备大分子单体的方法为：

将多异氰酸酯加入三口烧瓶中，通氮气，将含羟基的不饱和单体与阻聚剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚采用恒压滴液漏斗缓慢加入三口烧瓶中并进行机械搅拌，首先在40-50℃下保温反应1-2h，得到中间体，再升温至70-80℃下保温反应2-4h，得到大分子单体。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明采用一步法合成大分子单体，合成过程不需要催化剂，避免引入锡类物质，由于未引入小分子单体，光固化后可大大降低涂层的毒性，该体系更适合在医用导管使用。

（2）本发明中涂层液采用醇类、水等做溶剂，常温固化后再紫外光固化，该工艺简单、环保、效率高，易于批量生产，对操作人员危害小。

（3）本发明采用底层和面层双层涂层技术，底层涂层液可适用不同基材，如尼龙、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯等基材，面层涂层液润滑效果好。

（4）本发明的涂层牢固性高，涂层后的摩擦系数较低，30次反复摩擦其摩擦系数变化不超过10%。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为大分子单体1合成路线图。

附图2为大分子单体2合成路线图。

附图3为大分子单体3合成路线图。

附图4为大分子单体1¹H-NMR谱图。

附图5为大分子单体2¹H-NMR谱图。

附图6为大分子单体3¹H-NMR谱图。

附图7为实施例制得的医用导管摩擦系数测试曲线图。

具体实施方式

实施例1

（1）制备大分子单体：取一只500ml三口烧瓶，向其中加入111.15g异氟尔酮二异氰酸酯，采用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中滴加156g甲基丙烯酸羟乙酯（含0.27g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚），45℃恒温反应1.5h，再升温到75℃继续反应2h得到大分子单体1。其合成路线图见附图1，核磁谱图见附图4。

（2）制备底层涂层液：将聚氨酯丙烯酸酯树脂7 g，大分子单体10g溶于42.5g无水乙醇和40g去离子水的混合溶剂中，磁力搅拌3h，再加入0.8g2-羟基-4 '-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，避光磁力搅拌1h，得到底层涂层液。

（3）制备面层涂层液:将聚氨酯丙烯酸酯树脂5 g，大分子单体5g溶于39.5g无水乙醇和40g去离子水的混合溶剂中，磁力搅拌1h，加入10g聚乙烯基吡咯烷酮，磁力搅拌2h，再加入0.5g 2-羟基-4 '-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，避光磁力搅拌1.5h，得到底层涂层液。

（4）制备润滑涂层：球囊扩张导管采用无水乙醇清洗后晾干，在底层涂层液浸30s，以1cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置5min,在300mw/cm²的紫外光下固化150s；在面层涂层液浸50s，以0.8cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置10min,在400mw/cm²的紫外光下固化100s。底层和面层均采用旋转的方式进行固化，旋转速度为6r/min。

实施例2

（1）制备大分子单体：取一只500ml三口烧瓶，向其中加入84g六亚甲基-1 ,6-二异氰酸酯，采用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中滴加174g丙烯酸羟乙酯（含0.38g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚），75℃恒温反应4h，得到大分子单体2，其合成路线图见附图2，核磁谱图见附图5。

（2）制备底层涂层液：聚氨酯丙烯酸酯树脂5g，环氧树脂3g，大分子单体7g溶于45g无水乙醇和40g异丙醇的混合溶剂中，磁力搅拌2.5h，再加入0.75g 2-羟基-2-甲基苯丙酮，避光磁力搅拌1.5h，得到底层涂层液。

（3）制备面层涂层液:将聚氨酯丙烯酸酯树脂1g，环氧树脂1g，大分子单体3g溶于50g无水乙醇和38g异丙醇的混合溶剂中，磁力搅拌1.5h，加入4g聚乙烯基吡咯烷酮，聚丙烯酸3g，磁力搅拌2.5h，再加入0.25g 2-羟基-2-甲基苯丙酮，避光磁力搅拌1h，得到底层涂层液。

（4）制备润滑涂层：麻醉导管采用无水乙醇清洗后晾干，在底层涂层液浸25s，以1.5cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置10min,在150mw/cm²的紫外光下固化300s；在面层涂层液浸60s，以1.2cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置15min,在500mw/cm²的紫外光下固化120s。底层和面层均采用旋转的方式进行固化，旋转速度为10r/min。

实施例3

（1）制备大分子单体：取一只500ml三口烧瓶，向其中加入50g二苯基甲烷二异氰酸酯，采用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中滴加178.8g季戊四醇三丙烯酸酯（含0.34g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚），75℃继续反应3h得到大分子单体3，其合成路线图见附图3，核磁谱图见附图6。

（2）制备底层涂层液：将聚酯树脂2g，聚氨酯丙烯酸酯树脂3 g，大分子单体5g溶于50g异丙醇和40g甲醇的混合溶剂中，磁力搅拌2.5h，再加入0.5g 1-羟基环己基苯基甲酮，避光磁力搅拌0.5h，得到底层涂层液。

（3）制备面层涂层液:将聚氨酯丙烯酸酯树脂1 g，丙烯酸酯树脂1 g，大分子单体4g溶于40g异丙醇和46g甲醇的混合溶剂中，磁力搅拌1.5h，加入8g聚乙烯基吡咯烷酮，磁力搅拌2.5h，再加入0.3g 1-羟基环己基苯基甲酮，避光磁力搅拌1h，得到底层涂层液。

（4）制备润滑涂层：吸痰管采用无水乙醇清洗后晾干，在底层涂层液浸60s，以2cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置15min,在600mw/cm²的紫外光下固化80s；在面层涂层液浸65s，以0.6cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置10min,在200mw/cm²的紫外光下固化300s。底层和面层均采用旋转的方式进行固化，旋转速度为15r/min。

大分子单体分子量测试：

使用凝胶渗透色谱仪（型号为：e2695，厂家为：waters上海科技有限公司）测试大分子单体1、大分子单体2、大分子单体3的分子量，其中大分子单体1、大分子单体2、大分子单体3分子量测试结果见附表1。

表1

摩擦系数测试：

使用全自动摩擦力测试仪（型号为：FW-01，厂家为：江苏百赛飞生物科技有限公司）测试实施例1、实施例2、实施例3制得的医用导管摩擦系数，测试原始数据见附表2，摩擦系数测试曲线图见附图7。

测试结果表明，实施例1、实施例2、实施例3制得的涂层牢固性高，涂层后的摩擦系数较低，30次反复摩擦其摩擦系数变化不超过10%。

表2

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 (9)

1.一种医用导管的润滑涂层，包括底层涂层和面层涂层，其特征在于，所述面层与底层通过化学键和分子间作用力连接；底层和面层均依次通过浸涂、干燥和紫外光固化工艺制得；

所述底层涂层包含以下质量百分比的组分：光敏树脂1%-10%，大分子单体1%-10%、光引发剂0.1%-1%和溶剂70%-95%；

所述的面层涂层包含以下质量百分比的组分：润滑树脂5%-10%，光敏树脂1%-5%，大分子单体1%-5%、光引发剂0.1%-0.6%和溶剂70%-90%；

所述大分子单体由多异氰酸酯、含羟基的不饱和单体及阻聚剂通过加成聚合反应制成；所述多异氰酸酯中的NCO与不饱和单体中的OH之间的摩尔比为1：1.5，所述阻聚剂占多异氰酸酯与含羟基的不饱和单体总质量的0.15%，所述大分子单体的重均分子量为5000-10000。

2.根据权利要求1所述的医用导管的润滑涂层，其特征在于，所述的多异氰酸酯为2 ,4-甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基-1 ,6-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯中的一种或任意两种；

所述的含羟基的不饱和单体为（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸羟丁酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或任意两种；

所述阻聚剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

3.根据权利要求1所述的医用导管的润滑涂层，其特征在于，所述光敏树脂选用聚酯、丙烯酸酯和环氧树脂中的任一种或任意两种。

4.根据权利要求1所述的医用导管的润滑涂层，其特征在于，所述光敏树脂选用聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯和环氧树脂中的任一种或任意两种。

5.根据权利要求1所述的医用导管的润滑涂层，其特征在于，所述光引发剂选用2-羟基-4 '-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基苯基)-2吗啉基-1-丙酮]、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、苯基双(2,4 ,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的任一种或任意两种。

6.根据权利要求1所述的医用导管的润滑涂层，其特征在于，所述溶剂选用甲醇、乙醇、水、丙醇和异丙醇中的任一种或任意两种。

7.根据权利要求1所述的医用导管的润滑涂层，其特征在于，所述润滑树脂选用聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、壳聚糖和聚氧化乙烯中的任一种或任意两种。

8.一种用于权利要求1至7中任一所述的医用导管的润滑涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，制备大分子单体

将多异氰酸酯加入三口烧瓶中，通氮气，在40-80℃下机械搅拌，将含羟基的不饱和单体与阻聚剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚采用恒压滴液漏斗缓慢加入三口烧瓶中，保温反应时间2-4h，得到大分子单体；

第二步，制备底层涂层液

将光敏树脂、大分子单体和溶剂在室温下三口烧瓶搅拌2～4h，然后加入光引发剂避光继续搅拌0.5-1.5h，得到底层涂层液；

第三步，制备面层涂层液

将光敏树脂、大分子单体和溶剂在室温下，搅拌1～2h，,然后加入润滑树脂搅拌2-3h，最后加入光引发剂避光搅拌0.5-1.5h，得到面层涂层液；

第四步，制备润滑涂层

将医用导管采用无水乙醇清洗后晾干，在底层涂层液中浸涂20-60s，以0.5-2cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置2-20min,在150-600mw/cm²的紫外光下固化60-300s；

然后将浸涂有底层涂层的医用导管在面层涂层液浸涂30-80s，以0.2-1.5cm/s的速度提拉完成浸涂，室温静置5-30min,在150-600mw/cm²的紫外光下固化50-360s，底层和面层均采用旋转的方式进行固化，旋转速度为5-20r/min。

9.根据权利要求8所述的医用导管润滑涂层的制备方法，其特征在于，第一步制备大分子单体的方法为：

将多异氰酸酯加入三口烧瓶中，通氮气，将含羟基的不饱和单体与阻聚剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚采用恒压滴液漏斗缓慢加入三口烧瓶中并进行机械搅拌，首先在40-50℃下保温反应1-2h，得到中间体，再升温至70-80℃下保温反应2-4h，得到大分子单体。

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