[发明专利]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

说明书

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。

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。