[发明专利]一种在材料表面制备亲水润滑涂层的方法

说明书

本发明公开了一种在材料表面制备亲水润滑涂层的方法，将金属催化剂加入到聚合物材料、陶瓷材料或合金材料中，通过热固或者热压成型法制备得到含金属催化剂的复合材料；将复合材料浸入水凝胶单体溶液中聚合即得在表面原位生长出水凝胶润滑膜的复合材料。本发明修饰方法国际原创，反应条件温和，修饰速度快，几乎可对所有材料进行润湿及水润滑改性，特别是解决了医用低表面能聚合物材料表面水润滑改性难及被修饰基材多次循环利用问题，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及表界面化学改性领域，具体涉及一种在材料表面制备亲水润滑涂层的方法。

背景技术

随着医疗器械领域的发展，人工合成医用高分子聚合物材料、陶瓷及合金材料显示出了巨大的应用前景，成为未来生物材料的主要发展方向之一。按照使用需求的不同，医用高分子聚合物材料可分为两大类：第一类是植入型医用高分子材料，即高分子材料作为人工替代器官长期植入体内，例如人工血管、人工关节、人工骨骼等，使用的高分子材料主要有超高分子量聚乙烯、硅橡胶、含氟聚合物及合金类材料等；第二类是介入型医用高分子材料，即为实现某种医疗目的，高分子材料仅在体内停留短暂的时间，例如导尿管、胃镜导管等，使用的高分子材料主要有聚氯乙烯及硅橡胶等。将这些高分子材料用于人体，必须满足一定的理化性能指标，否则将产生严重的安全隐患。其中，对于植入型医用高分子材料而言，必须保证其与人体生物相容性、血液相容性及组织的相容性。而对于介入型医用高分子材料而言，除了满足相容性指标外，还要保证其表面具有低摩擦特性。例如，导尿管在人体内要进行运动以及停留一定时间，必须保证导管外壁优异的水润滑特性，以减小其与组织体之间的摩擦阻力，进而减轻病人的痛苦。

因此，为了提高医用类高分子材料及合金材料表面的生物相容性及水润滑性能，必须对这类材料表面进行亲水改性。而表面修饰亲水润滑涂层是改善植入、介入高分子材料及合金材料水润滑性能的最有效手段。例如，已有临床结果表明，经亲水润滑涂层处理的导管可以大大减轻尿道病人的痛苦；使用水润滑涂层修饰的胃镜导管可为医疗诊断操作带来方便。

关于医用高分子聚合物材料表面润湿性及润滑性能改性的专利很多，以医用导管表面水润滑改性报道最多。其中，最简单的方法为表面浸涂润滑液技术，即配置一定组分亲水性聚合物水溶液，导管使用前只需浸泡一下方可。该方法简单，但高分子聚合物链容易残留在体内，且润滑性能不稳定，影响安全。此外，就是表面涂层技术了，即通过表面涂覆技术在低表面能的导管外壁修饰一层亲水润滑涂层，经加热、干燥或紫外固化工艺成型。该方法制备工艺简单、适用基底种类多。其中，以表面等离子体处理辅助的涂覆技术报道最多，如美国专利US 8455094 B2和中国专利CN 102264403 A均采用此方法修饰亲水润滑涂层。但该方法存在很大缺点，如亲水涂层与疏水导管之间没有紧密的连接，涂层不牢固易被剪切掉。基于此，较常用导管润滑改性方法为双层涂覆技术，即导管外壁先涂覆低表面的底层涂料，表层为亲水性的润滑涂层，较单层技术相比，结合力提高，修饰的润滑涂层性能较好。例如公开的美国专利US 4835003、US 5331027、US 6042876、US6299980 B1、US 5160790中均采用双层涂覆技术。但是，双层涂覆时，涂料的润湿、均匀、流平等性能均存在很大问题，导致表面粗糙度较大，润滑性能不好，此外操作步骤比较繁琐。此外，文献【Nature， 425(6954):163-165，2003】和文献【Annual Review of Materials Science，26: 581-612，1996】报道指出表面接枝亲水性聚电解质刷可以有效地改善材料表面的润湿性和水润滑性能。但是表面接枝技术需要优先在材料表面化学接枝组装引发剂，操作步骤繁琐，且修饰成本较高，故应用受限。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种在材料表面制备亲水凝胶润滑涂层的方法。

本发明的目的是赋予材料表面优异的亲水性及低摩擦性能，解决了传统工程、医用类材料表面润湿性和水润滑改性难的问题，解决了材料表面连续润滑改性及被改性基材循环利用难的问题。