一种超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管及其制备方法，该导管的管体材料为端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯与热塑性聚氨酯弹性体的熔融混合材料，导管的外表面涂覆可与导管产生共价键连接的亲水涂层，该亲水涂层包括可与导管外表面接枝的底层涂层，以及与底层涂层形成半互穿交联网络结构的顶层涂层。本发明利用了超支化聚酯具有大量端基的特点，结合导管与涂层的化学键接枝技术以及亲水聚合物与涂层的半互穿网络构建技术，有效地将导管与涂层紧密结合，可获得具有优异润滑性和耐磨性的聚氨酯医用介入导管，该导管适合应用于血管内介入诊疗领域。
【专利说明】
一种超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 血管内介入诊疗技术广泛应用于临床血管造影、血管成形术、血管内血栓或异物 的清除等方面，同传统医疗技术相比，不仅操作方便，而且由于介入治疗的创伤低，能够减 轻病人的痛苦，治疗风险较小，治疗费用也相对较低，因此这项技术在医学领域得到了广泛 的推广和运用。血管内介入诊疗技术是借助于介入导管通过血管管腔到达体内较远的病变 部位，如冠状动脉等血管部位，再注入诊疗剂或置入器械，以达到对体内较远部位实现诊断 和微创治疗的目的。
[0003] 血管内介入导管是血管内介入技术的主要器械之一，其种类可以有造影介入导 管、药物输送介入导管、血管成形术介入导管等，这些介入导管应具有优良的可操作性和安 全性，一般需要优异的血液相容性、一定的血液软化性、无有害物渗出、优异的抗扭结性、 优良的机械性能、良好的可加工性、与X射线不透明剂具有良好的相容性等性能。聚乙烯 (PE)、聚氯乙烯（PVC)和尼龙是最早用于制作介入导管的材料。已有大量证据表明它们血 液相容性较差，且不够柔软。加入50%的邻苯二甲酸酯类增塑剂可以得到较软的PVC材料， 但这些易渗透的添加剂对人体健康有潜在的威胁。硅橡胶具有较好的血液相容性也被用于 制作介入导管。聚四氟乙烯（PTFE)被用于制造外周介入导管和导管鞘，也可用作某些介入 导管的润滑内管层。但是从操作性方面来看，PTFE导管的弹性较差，抗扭结性差且较硬，而 硅橡胶又太软，机械强度较差。
[0004] 聚氨酯弹性体通常具有嵌段结构，其软段和硬段微相分离结构可以提供优良的血 液相容性和机械性能。同PTFE、PVC、PE等相比，由聚氨酯制造的介入导管具有足够的刚性， 有利于进入体内，进一步受到人体体温的作用，聚氨酯中软段结构软化以及聚氨酯吸水，导 管变得柔软，从而大大减小对血管壁的机械损伤，避免由此引发的凝血反应和并发症。聚氨 酯弹性体材料还具有优良的拉伸性能和抗扭结性能。与X射线不透明剂相容性好，高添加 量下仍保证良好的机械性能。热塑性的聚氨酯弹性体能够热塑挤出成型，易于加工成各种 规格的导管。
[0005] 润滑性也是血管内介入导管十分重要的性能之一。当导管在进入、退出血管以及 在血管中运动时，高润滑性可以抑制血液中的大分子如血浆蛋白、血小板等在材料表面的 粘附，减少对血管壁和血细胞的损伤，减轻对血液层流的扰动，可避免凝血反应的发生。因 此，对聚氨酯医用介入导管进行表面润滑处理是十分必要的。涂覆亲水润滑涂层是改善介 入导管润滑性的有效手段。利用含有大量吡咯烷酮基团、氧化乙烯基团、羧基、酰胺基的聚 合物在血液中表现的高亲水性，将其作为涂层的成膜物可以达到高效润滑的目的，此类聚 合物包括聚乙烯基吡咯烷酮（PVP)、聚氧化乙烯（PEO)、丙烯酰胺类共聚物、丙烯酸类共聚 物和马来酸酐类共聚物等。
[0006] 美国专利 US 4589873、US 4835003、US 4875287、US 5331027、US 5509899、US 5620738和US 6042876均公开了含有PVP的亲水润滑涂层，这类涂层的特点是，顶层均涂覆 有PVP，但PVP所在涂层或其底部涂层都没有引入交联结构，PVP在吸水膨胀后容易脱落，会 使整个涂层体系失去亲水润滑的效果。
[0007] 美国专利 US 8287890 B2、US 6299980 BUUS 5776611、US 5179174、US 5160790 和US 4666437均公开了以异氰酸酯交联剂为底部涂层、顶层涂覆PVP或PEO等亲水高分子 的涂层体系，这类涂层的特点是，顶层涂层中除了含有亲水高分子外，还加入了可以与底层 异氰酸酯交联剂发生交联反应的多元醇或多元胺，因此起到了固定亲水高分子的作用。但 异氰酸酯交联剂均为有毒化合物，常用于其他工业领域的涂料配方中，在医疗领域的实际 应用中并不十分适合。另外，此类涂层均为有机溶剂体系，且溶剂极性较强，在涂覆以聚氨 酯为基材的导管等器械时会腐蚀导管，致使导管表面出现缺陷，因此既不适用于聚氨酯导 管，同时也不环保。
[0008] 美国专利 US 8039524 B2、US 7696259 B2、US7534495 B2、US 7052131 B2、US 8378011 B2、US 8512795 B2和US 8513320 B2均公开了以双键化合物和PVP等亲水高分子 的紫外光固化体系涂层。这类涂层的特点是，以双键化合物为丙烯酸类单体，在溶剂的溶解 作用下与亲水高分子、光引发剂等混合后进行涂覆，通过紫外光固化得到双键的交联结构， 可以起到固定亲水高分子的作用。但通常丙烯酸类单体的自由基固化反应由于分子间的位 阻、扩散效应，反应程度在后期受到抑制，均存在反应不完全的现象，残留的丙烯酸类单体 将成为健康的安全隐患。此外，与传统固化方式相比，紫外光固化对器械的涂覆工艺和涂装 设备要求较高。所采用的有机溶剂体系同样对聚氨酯导管具有不利的影响，对环境也存在 一定危害。
[0009] 氮丙啶基团与羧基的反应也可以被用来构建含有亲水高分子的交联体系涂层。此 类涂层中除含有氮丙啶交联剂外，还含有水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯、聚丙烯酸-丙烯酰 胺或PVP等聚合物。由于多数氮丙啶衍生物易溶于水，因此配合水溶性的聚合物就可以组 成水体系的涂层配方，避免了有机溶剂的不利影响。
[0010] 美国专利US 7008979 B2公开了以PVP、水性聚氨酯、氮丙啶交联剂CX-100、硅溶 胶组成的涂层配方，并以水、异丙醇和N-甲基吡咯烷酮作溶剂。但此体系为单层涂层，当 PVP吸水膨胀后，整体涂层容易从基材脱落。此外，体系仍使用强极性的N-甲基吡咯烷酮作 溶剂，不适合涂覆于聚氨酯基材。
[0011] 美国专利US 6673453 B2公开了底层为自制的水性聚丙烯酸酯和氮丙啶交联剂 CX-100组成的水体系涂层配方，当底层固化后，再涂覆透明质酸作顶层涂层。同样，此体系 中顶层的透明质酸吸水后容易从基材脱落。
[0012] 美国专利US 6558798 B2公开了含氮丙啶交联剂的双涂层体系，将水性聚氨酯与 氮丙啶交联剂CX100混合后涂覆于器械表面，待底层涂层半干后，涂覆反应型的亲水高分 子丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，顶层固化后最终形成聚氨酯、交联剂、亲水高分子三者的化学 交联结构。但是，丙烯酸-丙烯酰胺共聚物等高分子通常是以丙烯酸为原料共聚获得，丙 烯酸为具有腐蚀性和毒性的化合物，即使少量残留也会对人体产生危害，同时此类聚合物 均含有刺激性气味，即为其中残留的单体化合物所致。并且，反应型高分子作为涂层外表 面，必然会残留反应性的活性基团，易使材料的物理性质和机械性能的稳定性下降，长期 存放后还会影响材料表面的形貌，以及吸附其他物质，降低材料的综合性能。美国专利US 6468649 Bl公开的技术与US 6558798 B2类似，所使用的主要原料也是水性聚氨酯、氮丙啶 交联剂CXlOO和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，当然也存在与其类似的缺陷。
[0013] 对于聚氨酯介入导管上的涂层，由于其在人体内要进行运动以及停留一定时间， 因此除了满足高亲水润滑性能，还需注重润滑性能的牢固和稳定，涂层的亲水部分和涂层 整体部分都要在经受反复摩擦后不脱落，并维持良好的综合性能。目前来看，基本公开的技 术都是专注于对涂层进行改进，例如采用交联结构改性等，而均没有将导管基材和涂层有 效的结合在一起，涂层和导管之间缺少化学键连接，处于各自独立的体系，涂层的牢固性仍 不理想。因此，需要从导管和涂层两个方面进行改进，从而获得性能优异的、改进的亲水润 滑聚氨酯医用介入导管，以及制备该亲水润滑聚氨酯导管的方法。
[0014] 超支化聚酯（Hyperbranched Polyester)是一类有别于传统线型聚酯的、具有 典型超支化聚合物结构特征（即类球形的分子形状、高度支化分子结构、大量端基官能团 等）的新型聚酯聚合物，是超支化聚合物发展过程中孕育出来的一类品种繁多、应用性强 的产物，也是超支化聚合物家族中最主要的成员之一。与传统线性聚酯相比，超支化聚酯 仍然以酯键作为链结构的主要构成单元，因此合成上与传统线性聚酯有很多相似之处。但 高度支化结构又使得超支化聚酯具备了许多传统线性聚酯所不具有的性能，如高分量条件 下的低粘度特性、通过大量的端基修饰可获得特殊性能等。此类聚合物的详细特性、合成 方法及应用可参考文献[1~3] ([1]罗运军，夏敏，王兴元.超支化聚酯.北京：化学 工业出版社，2009. [2]王兴元，罗运军，夏敏等.超支化聚合物在树脂改性中的应用研 究进展.高分子材料科学与工程，2009, 25 (3) :158-161. [3]王兴元，罗运军，夏敏.超 支化聚合物在紫外光固化涂料中的应用研究进展.化工新型材料，2008, 36(3) : 15-17.)。 在涂料领域中超支化聚酯通过端基的乙烯基功能改性，也获得了较好的应用效果，如文 献[4]和[5] ([4]王兴元，罗运军，夏敏等.端丙烯酸酯基超支化聚酯/聚氨酯丙烯酸 酯体系的紫外光固化行为及性能.高分子材料科学与工程，2010, 26(2) :77-79. [5]王兴 元，罗运军，李晓萌等.超支化聚酯的改性及紫外光固化涂层性能研究.高校化学工程学 报，2010, 24(6) : 1079-1083.)中所示。可以看到，超支化聚酯独特的性质使其在传统领域 的应用中展现了突出而显著的效果。尤其是将其端基数量多的特点加以利用，必将会在更 多应用领域有所突破。
[0015] 而目前将超支化聚酯应用于亲水润滑的聚氨酯医用介入导管方面的研究还未见 报道。为了解决聚氨酯介入导管中基材和涂层有效结合的问题，以及进一步拓展超支化聚 酯在新领域中的应用，通过超支化聚酯对聚氨酯导管进行改性，同时结合其他的技术改进， 将为获得高性能的亲水润滑聚氨酯医用介入导管开辟崭新的技术途径。
【发明内容】
[0016] 针对现有技术的不足，本发明提供一种超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管及其 制备方法。目的是赋予聚氨酯医用介入导管优异的亲水润滑性和耐磨性。
[0017] 本发明创造性地利用了导管与涂层的化学键接枝技术以及亲水聚合物与涂层的 半互穿网络构建技术，有效地将导管和涂层相结合，获得既满足高润滑性又具有良好耐磨 性的聚氨酯医用介入导管。分别通过对导管和涂层的改进，使涂层通过共价键连接至导管 表面，从而使涂层在提供亲水润滑功能的同时还能够与聚氨酯导管紧密地结合，其中涂层 分为顶层和底层两部分，顶层与底层通过半互穿网络结构可以有效地固定顶层的亲水聚合 物，同时底层涂层还起到了桥接导管和顶层涂层的作用。
[0018] 进一步简述就是，通过合成端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯，并将其与热 塑性聚氨酯弹性体熔融混合挤出成管，充分利用超支化聚合物端基数量多的特点，使超支 化聚酯改性后的导管表面带有羧基。再在此导管上涂覆亲水涂层，其中由多官能度氮丙啶 衍生物作为交联剂，氮丙啶基团通过共价键连接导管表面上的羧基，同时还连接了底层涂 层和顶层涂层中聚氨酯上的羧基，从而使导管表面接枝具有交联网络结构的聚氨酯涂层， 顶层中的亲水聚合物由于嵌入在交联结构中，形成了半互穿网络结构（Semi-IPN)，因此亲 水聚合物、交联聚氨酯涂层、导管三者牢固地结合为一个整体，从而在保持高亲水性的同时 大大提高了耐磨性。
[0019] 上述目的可以由以下详细的技术方案实现：
[0020] -种超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管，其特征在于，介入导管的管体材料为 端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯与热塑性聚氨酯弹性体的熔融混合材料，介入导管 的外表面涂覆可与导管产生共价键结合的亲水涂层。
[0021] 所述的熔融混合材料中，端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯是以三羟甲基丙 烷作为单体形成中心核分子结构，以二羟甲基丙酸作为聚合单体形成超支化的分子结构， 以棕榈酸和马来酸酐作为封端剂形成端基分子结构，熔融混合材料中端基含羧基和棕榈酸 酯基的超支化聚酯与热塑性聚氨酯弹性体的质量之比为1: (4~19)。
[0022] 所述的亲水涂层包括与聚氨酯导管外表面产生共价键连接的底层涂层，以及与底 层涂层形成半互穿交联网络结构的顶层涂层。
[0023] 所述的底层涂层是由底层涂料固化后所得到，底层涂料包括水性聚氨酯、三羟甲 基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯、去离子水、润湿剂和硅烷偶联剂，其中，三羟甲 基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的质量为水性聚氨酯质量的5 %，去离子水的质 量与水性聚氨酯的质量之比为20: 1，润湿剂和硅烷偶联剂的质量分别为水性聚氨酯质量的 0· 1%〇
[0024] 所述的顶层涂层是由顶层涂料固化后所得到，顶层涂料包括水性聚氨酯、聚乙烯 基吡咯烷酮、去离子水、润湿剂和硅烷偶联剂，其中，聚乙烯基吡咯烷酮的质量与水性聚氨 酯的质量之比为（5~1) : 1，去离子水的质量与水性聚氨酯的质量之比为30:1，润湿剂和硅 烷偶联剂的质量分别为水性聚氨酯乳液质量的0. 1%。
[0025] 所述的润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶联剂为N-氨乙基-γ -氨丙基 三甲氧基硅烷。
[0026] -种所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管的制备方法，其特征在于，包括 如下步骤：
[0027] (1)端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯的制备：将三羟甲基丙烷加入反应器 中，升温至140°C，分三步加入二羟甲基丙酸，首先加入a克的二羟甲基丙酸，混合均匀后加 入对甲苯磺酸，减压搅拌反应至无气泡产生后，加入b克的二羟甲基丙酸，混合均匀后减压 搅拌反应至无气泡产生，加入c克的二羟甲基丙酸，混合均匀后减压搅拌反应至无气泡产 生，加入棕榈酸，混合均匀后减压搅拌反应至无气泡产生，降温至80°C，加入N，N-二甲基 甲酰胺，待固体中间产物溶解后，加入马来酸酐，反应12小时后降至室温，产物倒入装有丙 酮的容器中沉淀，收集沉淀物，再用丙酮洗涤3次，放入真空干燥烘箱中于80°C下干燥24 小时，最终得到端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯，将产物粉碎成粉末状后保存待用， 其中，所述减压搅拌反应时的真空度为〇. lkPa，三羟甲基丙烷的质量为a/3克，a:b:c = 1:2:4,对甲苯磺酸的质量为二羟甲基丙酸总质量的0. 1%，棕榈酸与三羟甲基丙烷的摩尔 数之比为12:1，马来酸酐与三羟甲基丙烷的摩尔数之比为60:1，N，N-二甲基甲酰胺的质量 与其他所有原料的总质量之比为4:1，沉淀时所用丙酮的质量与N, N-二甲基甲酰胺的质量 之比为2:1，每次洗涤时所用丙酮的质量与N，N-二甲基甲酰胺的质量之比为2:1 ;
[0028] (2)底层涂料的制备：将水性聚氨酯、三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）] 丙酸酯、去离子水、润湿剂和硅烷偶联剂加入至容器中，在室温下搅拌30分钟，得到底层涂 料，所述底层涂料中三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的质量为水性聚氨 酯质量的5%，去离子水的质量与水性聚氨酯的质量之比为20:1，润湿剂和硅烷偶联剂的 质量分别为水性聚氨酯质量的〇. 1% ;
[0029] (3)顶层涂料的制备：将水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去离子水、润湿剂和硅 烷偶联剂加入至容器中，在室温下搅拌30分钟，得到顶层涂料，所述顶层涂料中聚乙烯基 吡咯烷酮的质量与水性聚氨酯的质量之比为（5~1) : 1，去离子水的质量与水性聚氨酯的 质量之比为30:1，润湿剂和硅烷偶联剂的质量分别为水性聚氨酯质量的0. 1% ;
[0030] (4)超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管的制备：将端基含羧基和棕榈酸酯基的 超支化聚酯与热塑性聚氨酯弹性体按1: (4~19)重量比例混合后，通过螺杆挤出机熔融混 合后挤出成型，得到管壁含羧基的聚氨酯导管，将底层涂料涂覆至聚氨酯导管后，于60°C下 固化2小时，再将顶层涂料涂覆至已涂有底层涂料的聚氨酯导管上，于60°C下固化6小时， 得到超支化聚酯改性的聚氨酯医用介入导管。
[0031] 步骤（2)和步骤（3)中所述的润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶联剂为 N-氛乙基-γ -氛丙基二甲氧基硅烷。
[0032] 本发明的有益效果是：
[0033] (1)本发明创造性地利用了聚氨酯导管与亲水涂层间的化学键接枝以及亲水聚合 物与涂层间形成半互穿网络结构的技术，有效地将导管和涂层相结合，所得到的聚氨酯医 用介入导管具有高润滑性和耐磨性。在水浸润下与不涂覆亲水涂层的聚氨酯导管相比，本 发明的导管所受摩擦力可降低80%以上。在反复摩擦作用后亲水聚合物保留较为完整，导 管所受摩擦力增加幅度不超过4%。
[0034] (2)本发明为了使导管与涂层更好的结合，创造性地提出了将含有羧基的超支化 聚酯与热塑性聚氨酯弹性体熔融混合得到表面含有活性基团的聚氨酯导管，通过超支化聚 酯的改性使导管具有了连接涂层的功能性。所合成的含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯具 有大量的羧基端基，可提供活性基团，而端基中大量的棕榈酸酯基团则使该产物具有蜡状 固体的性质，从而方便于产物的粉碎、保存和熔融混合加工。因此这种新型的含羧基和棕榈 酸酯基超支化聚酯充分满足了本发明技术方法中所需要的功能，起到了较好的应用效果， 也为超支化聚合物在医用介入导管方面的应用拓展开辟了新的路线。
[0035] (3)本发明所提供的亲水涂层为水溶液体系，所用原料都具有水溶性，避免了有机 溶剂对聚氨酯底材的腐蚀和溶解等不利影响，且更为环保。
[0036] (4)与其他公开技术中氮丙啶交联剂和亲水聚合物配合的方法不同，本发明在涂 层顶层所采用的是非反应性的亲水聚合物，即聚乙烯基吡咯烷酮，而未采用聚丙烯酸或丙 烯酸-丙烯酰胺共聚物，避免了丙烯酸单体残留对健康安全的隐患以及残留的活性基团对 涂层物理性能的不利影响，此外，本发明中氮丙啶交联剂还参与了导管表面的接枝反应，起 到了桥联涂层与导管的作用。而与其他公开技术中使用聚乙烯基吡咯烷酮的方法不同，本 发明采用双层涂层体系，上下两层可以形成交联结构，在顶层中由于高分子链的缠结作用 使得聚乙烯基吡咯烷酮被牢固地锁定，从而形成了半互穿网络结构，解决了其他公开技术 中聚乙烯基吡咯烷酮易脱落、耐磨性差的问题。因此与现有技术相比，本发明所提供的亲水 涂层及其制备方法更具有先进性和创造性，且更能满足本发明中聚氨酯导管所需的性能。
[0037] (5)本发明所提供的聚氨酯医用介入导管适用范围广，尤其适合用于血管内介入 诊疗技术领域。当在制造导管时，除了采用本发明所提供的技术外，另外掺杂其他物质，如 钨粉、硫酸钡等无机化合物，可赋予导管额外的功能性，以及按照不同形状和规格对导管进 行加工，使其在应用时更加满足实际需要。例如适合用于的医疗器械有导丝、球囊导管、血 栓抽吸导管、中心静脉导管、外周静脉导管、造影导管、扩张管和撕开鞘等。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明的含羧基和棕榈酸酯基超支化聚酯的理想结构式。
[0039] 图2为本发明的含羧基和棕榈酸酯基超支化聚酯的红外光谱图。
[0040] 图3为本发明的含羧基和棕榈酸酯基超支化聚酯的核磁共振氢谱。
【具体实施方式】
[0041] 下面通过具体的实施例子对本发明进行详细说明。
[0042] 实施例1
[0043] 含羧基和棕榈酸酯基超支化聚酯的制备：
[0044] 将IOg的三羟甲基丙烷加入反应器中，升温至140°C，分三步加入二羟甲基丙酸， 首先加入30g的二羟甲基丙酸，混合均匀后加入0. 21g的对甲苯磺酸，减压搅拌反应至无 气泡产生后，加入60g的二羟甲基丙酸，混合均匀后减压搅拌反应至无气泡产生，加入120g 的二羟甲基丙酸，混合均匀后减压搅拌反应至无气泡产生，加入229. 3g的棕榈酸，混合均 匀后减压搅拌反应至无气泡产生，其中所述减压搅拌反应时的真空度为〇. lkPa，降温至 80°C，加入3553g的N，N-二甲基甲酰胺，待固体中间产物溶解后，加入438. 8g的马来酸酐， 反应12小时后降至室温，产物倒入装有7106g丙酮的容器中沉淀，收集沉淀物，再分别用 7106g的丙酮洗涤3次，放入真空干燥烘箱中于80°C下干燥24小时，最终得到端基含羧基 和棕榈酸酯基的超支化聚酯，将产物粉碎成粉末状后保存待用。
[0045] 产物的理想结构式如图1所示，其结构通过红外光谱和核磁共振氢谱表征，结果 分别如图2和图3所示，从图中可以看到马来酸酯基中的双键和羧基的特征峰，以及棕榈酸 酯基中的亚甲基特征峰，各特征均符合预期产物的结构。
[0046] 实施例2
[0047] 亲水涂层底层涂料（B-Coating)的制备：
[0048] 将水性聚氨酯、三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯、去离子水、润 湿剂和硅烷偶联剂加入至容器中，在室温下搅拌30分钟，得到底层涂料，所述底层涂料中 三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的质量为水性聚氨酯质量的5%，去离子 水的质量与水性聚氨酯的质量之比为20: 1，润湿剂和硅烷偶联剂的质量分别为水性聚氨酯 质量的0. 1%。
[0049] 亲水涂层顶层涂料（T-Coating)的制备：
[0050] 将水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去离子水、润湿剂和硅烷偶联剂加入至容器 中，在室温下搅拌30分钟，得到顶层涂料，所述顶层涂料中聚乙烯基吡咯烷酮的质量与水 性聚氨酯的质量之比记为F-a，去离子水的质量与水性聚氨酯的质量之比为30:1，润湿剂 和硅烷偶联剂的质量分别为水性聚氨酯质量的0. 1% ;
[0051] 所述的水性聚氨酯为路博润公司（The Lubrizol Corporation)的脂肪族水性聚 氨酯（Sancure 777型号），所述的润湿剂为赢创工业公司（Evonik Industries)的聚醚改 性聚硅氧烷（Tego Wet 260型号），所述的硅烷偶联剂为N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅 烷，所述的聚乙烯基吡咯烷酮为医用级Κ90型号。
[0052] 亲水涂层涂料（Coating)由底层涂料（B-Coating)和顶层涂料（T-Coating)组 成，分别存放待用，其组合成的涂料代号、组成和用量如表1所示。
[0053] 表1亲水涂层涂料的组成和用量
[0055] 实施例3~12
[0056] 超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管的制备：
[0057] 将端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯与热塑性聚氨酯弹性体按一定的重量 比例混合，超支化聚酯与聚氨酯弹性体的质量之比记为F_b，通过螺杆挤出机熔融混合后挤 出成型，得到管壁含羧基的聚氨酯导管，使用亲水涂层涂料（Coating)对导管进行处理，将 底层涂料涂覆至聚氨酯导管后，于60°C下固化2小时，再将顶层涂料涂覆至已涂有底层涂 料的聚氨酯导管上，于60°C下固化6小时，得到超支化聚酯改性的聚氨酯医用介入导管。
[0058] 所述的热塑性聚氨酯弹性体为路博润公司（The Lubrizol Corporation)的热塑 性聚氨酯（Pellethane2363-65D 型号）。
[0059] 各实施例均采用相同的制备方法，区别是制备各超支化聚酯改性聚氨酯医用介入 导管所使用的材料和用量不同，其具体配方和性能如表2所示。
[0060] 对本发明获得的聚氨酯导管进行润滑性和耐磨性测试。
[0061] 润滑性测试方法如下：将长度为20cm的聚氨酯导管一半长度涂覆亲水涂层，而另 一半长度不涂亲水涂层，导管一端垂直固定在拉伸机的下部夹具上，在导管表面夹持一个 自制滑块，该滑块可旋拧在导管上并给予导管固定的压力，滑块内部夹层可承载一定体积 的去离子水，可对导管实施连续地浸润，用拉伸机中连接有力学传感器的上部夹具夹持滑 块，滑块从导管下部按照固定速度拉至导管上部，则传感器的受力变化体现了导管在两种 表面受到的摩擦力，摩擦力数值的差异反映了导管的亲水润滑性。记录两部分表面中心位 置所对应的摩擦力数值，则可得到亲水表面摩擦力减小的幅度，记为fp-r，fp-r值越大，说 明润滑性越好。
[0062] 耐磨性测试方法如下：将涂覆有亲水涂层的聚氨酯导管装载至润滑性测试方法中 所述的设备上，通过程序控制使滑块在固定移动距离和速度下垂直往复运动100次，记录 起始和终止时的摩擦力数值，该摩擦力数值的差异反映了涂层磨损脱落的程度和导管的耐 磨性。将终止时摩擦力增大的幅度记为fp-i，fp-i值越小，说明耐磨性越好。
[0063] 从各实施例中的结果可以看出，本发明的聚氨酯导管在水润湿下比无亲水涂层导 管所受摩擦力低80%以上，在反复摩擦作用后导管所受摩擦力增加幅度均不超过4%，说 明导管具有优异的亲水润滑性和耐磨性。
[0064] 表2超支化聚酯改性聚氨酯导管的组成和用量
【主权项】
1. 一种超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管，其特征在于，介入导管的管体材料为端 基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯与热塑性聚氨酯弹性体的熔融混合材料，介入导管的 外表面涂覆可与导管产生共价键结合的亲水涂层。2. 根据权利要求1所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管，其特征在于，所述的 熔融混合材料中，端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯是以三羟甲基丙烷作为单体形成 中心核分子结构，以二羟甲基丙酸作为聚合单体形成超支化的分子结构，以棕榈酸和马来 酸酐作为封端剂形成端基分子结构，熔融混合材料中端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚 酯与热塑性聚氨酯弹性体的质量之比为1: (4~19)。3. 根据权利要求1所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管，其特征在于，所述的 亲水涂层包括与聚氨酯导管外表面产生共价键连接的底层涂层，以及与底层涂层形成半互 穿交联网络结构的顶层涂层。4. 根据权利要求3所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管，其特征在于，所述 的底层涂层是由底层涂料固化后所得到，底层涂料包括水性聚氨酯、三羟甲基丙烷-三 [3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯、去离子水、润湿剂和硅烷偶联剂，其中，三羟甲基丙烷-三 [3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的质量为水性聚氨酯质量的5%，去离子水的质量与水性聚 氨酯的质量之比为20:1，润湿剂和硅烷偶联剂的质量分别为水性聚氨酯质量的0. 1%。5. 根据权利要求3所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管，其特征在于，所述的 顶层涂层是由顶层涂料固化后所得到，顶层涂料包括水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去离 子水、润湿剂和硅烷偶联剂，其中，聚乙烯基吡咯烷酮的质量与水性聚氨酯的质量之比为 (5~1) : 1，去离子水的质量与水性聚氨酯的质量之比为30:1，润湿剂和硅烷偶联剂的质量 分别为水性聚氨酯乳液质量的〇. 1%。6. 根据权利要求4和权利要求5所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管，其特征 在于，所述的润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶联剂为N-氨乙基-γ -氨丙基三甲 氧基硅烷。7. -种根据权利要求1所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管的制备方法，其特 征在于，包括如下步骤： (1)端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯的制备：将三羟甲基丙烷加入反应器中， 升温至140°C，分三步加入二羟甲基丙酸，首先加入a克的二羟甲基丙酸，混合均匀后加入 对甲苯磺酸，减压搅拌反应至无气泡产生后，加入b克的二羟甲基丙酸，混合均匀后减压搅 拌反应至无气泡产生，加入c克的二羟甲基丙酸，混合均匀后减压搅拌反应至无气泡产生， 加入棕榈酸，混合均匀后减压搅拌反应至无气泡产生，降温至80°C，加入N，N-二甲基甲酰 胺，待固体中间产物溶解后，加入马来酸酐，反应12小时后降至室温，产物倒入装有丙酮的 容器中沉淀，收集沉淀物，再用丙酮洗涤3次，放入真空干燥烘箱中于80°C下干燥24小时， 最终得到端基含羧基和棕榈酸酯基的超支化聚酯，将产物粉碎成粉末状后保存待用，其中， 所述减压搅拌反应时的真空度为〇. lkPa，三羟甲基丙烷的质量为a/3克，a:b:c = 1:2:4， 对甲苯磺酸的质量为二羟甲基丙酸总质量的〇. 1%，棕榈酸与三羟甲基丙烷的摩尔数之比 为12:1，马来酸酐与三羟甲基丙烷的摩尔数之比为60:1，N，N-二甲基甲酰胺的质量与其他 所有原料的总质量之比为4:1，沉淀时所用丙酮的质量与N，N-二甲基甲酰胺的质量之比为 2:1，每次洗涤时所用丙酮的质量与N，N-二甲基甲酰胺的质量之比为2:1 ; (2) 底层涂料的制备：将水性聚氨酯、三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸 酯、去离子水、润湿剂和硅烷偶联剂加入至容器中，在室温下搅拌30分钟，得到底层涂料， 所述底层涂料中三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的质量为水性聚氨酯质 量的5%，去离子水的质量与水性聚氨酯的质量之比为20:1，润湿剂和硅烷偶联剂的质量 分别为水性聚氨酯质量的〇. 1% ; (3) 顶层涂料的制备：将水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去离子水、润湿剂和硅烷偶 联剂加入至容器中，在室温下搅拌30分钟，得到顶层涂料，所述顶层涂料中聚乙烯基吡咯 烷酮的质量与水性聚氨酯的质量之比为（5~1) : 1，去离子水的质量与水性聚氨酯的质量 之比为30:1，润湿剂和硅烷偶联剂的质量分别为水性聚氨酯质量的0. 1% ; (4) 超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管的制备：将端基含羧基和棕榈酸酯基的超支 化聚酯与热塑性聚氨酯弹性体按1: (4~19)重量比例混合后，通过螺杆挤出机熔融混合后 挤出成型，得到管壁含羧基的聚氨酯导管，将底层涂料涂覆至聚氨酯导管后，于60°C下固化 2小时，再将顶层涂料涂覆至已涂有底层涂料的聚氨酯导管上，于60°C下固化6小时，得到 超支化聚酯改性的聚氨酯医用介入导管。8.根据权利要求6所述的超支化聚酯改性聚氨酯医用介入导管的制备方法，其特征在 于，步骤（2)和步骤（3)中所述的润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶联剂为N-氨 乙基-γ -氨丙基三甲氧基硅烷。
【文档编号】A61L29/06GK105983137SQ201510073930
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】王兴元, 戴华英
【申请人】北京迪玛克医药科技有限公司