[发明专利]一种双模量多功能自适应型涂层、其应用和一种医用介入类导管

说明书

本发明提供了一种双模量多功能自适应型涂层，包括交联结构的底层和线性高分子刷结构的外层；所述交联结构的底层的原料包括光引发型阴阳离子复合物和溶剂；所述光引发型阴阳离子复合物包括光引发型阳离子物质和阴离子物质；所述线性高分子刷结构的外层原料包括pH刺激响应型线性结构的外层单体或细菌酶刺激响应型外层单体。本发明提供的涂层包括具有交联结构的底层和刺激响应型高分子刷的外层。底层内部为交联网络结构、模量适中；外层为线性高分子刷结构，柔顺性大、自由度高、模量低。底层组成物质中含有光敏结构单元，可直接引发外层高分子刷的接枝，无需再添加光引发剂，避免了小分子光引发剂迁移、析出等问题。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，尤其是涉及一种双模量多功能自适应型涂层、其应用和一种医用介入类导管。

背景技术

随着导管诊疗技术的发展，医用导管在临床中的需求不断增加，每年使用量近千万例，全球产值超过50亿美元。然而医用导管在临床使用过程中，其相关并发症的发生率为4-6％，不仅造成患者经济负担加重，甚至导致死亡。常见的医用导管相关并发症，包括物理性血管/组织损伤、导管相关感染、导管相关血栓等。物理性血管/组织损伤主要由静脉穿刺和导管置入时直接剥离内皮细胞导致，同时血管内导管直接接触血管内皮，在人体呼吸和肢体运动时持续刺激血管内壁。导管相关血栓指导管外壁或导管内壁血凝块的形成，导管材质、生物相容性与血栓的发生密切相关。导管相关感染的细菌来源，主要有输液过程液体细菌污染、器械表面污染、皮肤细菌迁移和经血液传播的其他病灶处细菌。

考虑到导管相关并发症的发生机制，理想型的医用导管应该具有以下特征：(1)导管介入阶段，在保证穿刺成功率的前提下(高模量材料利于穿刺)，应具有润滑性表面，减少穿刺过程中的摩擦阻力，降低动态过程中的黏膜、血管损伤；并且表面涂层具有适中强度和模量，保证穿刺时不脱落。(2)导管服役阶段，导管表面模量尽可能低，使基底材料与血管内皮的柔性接触，降低静态过程中的物理性刺激；此外表面还应该具有生物相容性、血液相容性，有效抑制血栓的发生。(3)在发生细菌感染的特殊阶段，导管表面应该及时地、自主地切换到杀菌状态，防止相关感染的发生或扩大。

如此，可以总结出导管对表面涂层具体要求：从模量角度考虑，涂层在硬质基材材料(高模量便于穿刺)上要模量适中、穿刺时不脱落，在服役时涂层外层模量尽可能低，以实现生物组织的软接触；从性能方面考虑，介入时涂层保持润滑以降低动态摩擦力，正常服役时具有血液相容(抗凝血、抗血栓)，细菌感染时可自主激活杀菌功能。

然而，迄今为止几乎没有任何表面改性方法技术可以同时在模量和功能角度满足以上需求，并将其应用于医用导管表面涂层构建方面。现有的物理吸附涂层方法，简单便捷、基材适应性广，但涂层与基材以弱作用为主，强度差、易脱落；高分子刷改性方法，单体可选种类多、应用范围广、可构建低模量体系，然而接枝厚度为纳米级，性能受限，不耐磨损、剪切；本体水凝胶涂层，整体厚度大，胶体强度差，对复杂形状器械难匹配(Adv.Mater.2018,1807101；Adv.Healthcare Mater.2020,2001116)。因此，亟待开发新型涂层表面构建技术，以满足医用导管不同场景下、不同使用阶段的多元化功能需求。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种双模量多功能自适应型涂层，本发明提供的双模量多功能自适应型涂层具有动态润滑性和静态生物相容性，外层刺激响应型高分子刷，可感应细菌活动引发的微环境变化，通过其构象或性能的改变来实现对细菌感染的自防御功能。

本发明提供了一种双模量多功能自适应型涂层，包括交联结构的底层和线性高分子刷结构的外层；

所述交联结构的底层的原料包括光引发型阴阳离子复合物和溶剂；所述光引发型阴阳离子复合物包括光引发型阳离子物质和阴离子物质；

所述线性高分子刷结构的外层原料包括pH刺激响应型线性结构的外层单体或细菌酶刺激响应型外层单体。

优选的，所述光引发型阳离子物质具有式A结构：