[发明专利]一种基于N-羟乙基丙烯酰胺的抗菌/防雾涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于N‑羟乙基丙烯酰胺的抗菌/防雾涂层及其制备方法。首先通过自由基聚合合成N‑羟乙基丙烯酰胺、季铵盐和氟烷基甲基丙烯酸酯的无规共聚物，而后在二月桂酸二丁基锡催化下与六亚甲基二异氰酸酯三聚体热交联成膜。具有较强水合能力的N‑羟乙基丙烯酰胺和带正电荷的季铵盐分别赋予涂层抗细菌粘附和杀菌性能，实现协同抗菌，且二者均含有亲水性基团，可赋予涂层良好的防雾性能。氟烷基甲基丙烯酸酯的引入有利于提高涂层稳定性。所制备涂层耐水性良好、透明性高，可用于多种基材表面，且表现出良好的抗菌性能和防雾性能，在医疗器械领域具有实际应用价值。

技术领域

本发明属于高分子材料涂层领域，具体涉及一种基于N-羟乙基丙烯酰胺的抗菌/防雾涂层及其制备方法。

背景技术

由于细菌在医疗器械表面粘附所引起的医源性感染已经严重威胁到人类的生命健康与安全，因此赋予材料表面抗菌性能具有重大意义。目前常见的抗菌策略主要集中在杀死表面粘附的细菌，却忽略了死细菌/碎片积累所导致的持续污染问题。构建杀菌、“脱菌”综合型抗菌表面可显著提高抗菌效果，有效解决死细菌残留问题。此外，对于内窥镜镜头等透明材料而言，雾化也是使用过程中的另一问题。传统解决方法如采用加热防雾装置、使用防雾油或酒精灯擦拭镜头表面以及大网膜擦拭法存在操作繁琐、成本高、生物相容性差、对镜头损伤较大、适用范围有限等缺点，在镜头表面涂覆防雾涂层具有操作简便、成本低、适用范围广泛等特点而被广泛关注。

N-羟乙基丙烯酰胺是一种改性的丙烯酰胺类单体，其分子上同时存在酰胺基和羟基两个基团，能够与水分子发生强烈水合作用，可赋予涂层优良的防雾性能。此外，研究表明聚N-羟乙基丙烯酰胺具有优异的抗蛋白、细胞、细菌等粘附性能，且能够保持抗粘附效果高达三天(Zhao C,Patel K,Aichinger L M,et al.Antifouling and biodegradablepoly(N-hydroxyethyl acrylamide)(polyHEAA)-based nanogels.RSC Adv.,2013,3:19991-20000)。但此类单一的防污表面一旦有少量细菌粘附，便会迅速增殖形成顽固的生物膜，因此有必要综合抗细菌粘附与杀菌策略进行协同抗菌。

季铵盐因其良好的细胞膜渗透性、环境稳定性、无刺激性、低腐蚀性和较好的生物活性，已广泛应用于抗菌领域。

相较于亲水性和疏水性涂层，两亲性防雾涂层更易实现长效防雾效果。其中，亲水性组分负责将水分子吸入并通过氢键作用将其均匀铺展在涂层内部，疏水性组分用于调控涂层亲疏水性，提高其耐水稳定性，实现长效防雾。

本发明基于N-羟乙基丙烯酰胺的水合作用及季铵盐良好的杀菌性能，以及含氟甲基丙烯酸酯的疏水性，构建一种具有抗细菌粘附、杀菌与防雾功能的综合型表面，此类表面有望用于医疗内窥镜镜头上，解决其在使用过程中的细菌感染和雾化问题，相关内容到目前为止鲜有报道。

发明内容

基于医疗器械在使用过程中的细菌感染与雾化问题，本发明的目的在于提供一种基于N-羟乙基丙烯酰胺的抗菌/防雾涂层及其制备方法。本发明通过自由基聚合合成聚(N-羟乙基丙烯酰胺-co-季铵盐-co-氟烷基甲基丙烯酸酯)无规共聚物，在少量交联剂作用下热固化成膜。其中，N-羟乙基丙烯酰胺和季铵盐分别赋予涂层抗细菌粘附和杀菌性能，实现协同抗菌，且二者均含有亲水性基团，赋予涂层良好的防雾性能。疏水性氟烷基甲基丙烯酸酯的引入有利于提高涂层稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种基于N-羟乙基丙烯酰胺的抗菌/防雾涂层，其特征在于，各组分及其质量百分比如下：

聚(N-羟乙基丙烯酰胺-co-季铵盐-co-氟烷基甲基丙烯酸酯)：2～10％；

六亚甲基二异氰酸酯三聚体：0.1～1％；

二月桂酸二丁基锡：0.02～0.5％；

溶剂：余量。