一种具有亲水性的抗菌水凝胶涂层及其制备方法和应用

本发明涉及涂层制备，尤其是涉及一种具有亲水性的抗菌水凝胶涂层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、早在十四世纪人们就发现了体内的植入物会导致感染的发生，直到现在，植入体内的医疗器械和设备，比如导尿管，心脏起搏器以及膝和髋关节植入物等引起的细菌感染仍然严重影响着人类的健康问题，它不仅会对病人的生活质量产生不利的影响，还会耗费巨大的医疗费用。在临床医疗器械领域，医用导管是广泛用于各类外科手术、插管手术中的必备耗材，因此亟需解决在使用医用导管时细菌感染的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有亲水性的抗菌水凝胶涂层及其制备方法和应用，能够解决上述技术问题。

2、本发明提供一种具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤1：丙烯酸、4-丙烯酰氧基二苯甲酮、热引发剂、水、n,n,n',n'-四甲基二乙胺混合之后避光反应，得到具有光反应的聚合物溶液；

4、步骤2：将所述步骤1得到的聚合物溶液加入两性离子单体、交联剂和水混合，得到涂层液；

5、步骤3：基材用含有10wt％的4-丙烯酰氧基二苯甲酮有机溶剂处理5-10分钟，将所述步骤2得到的涂层液涂覆在基材表面，在紫外光照下固化，浸水除去未反应的物质，得到亲水水凝胶涂层；

6、步骤4：将步骤3得到的亲水水凝胶涂层浸入含0.4m 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺edc和0.1m n-羟基丁二酰亚胺nhs的2-(n-吗啡啉)乙磺酸mes溶液中，进行激活处理；

7、步骤5：将硫酸粘杆菌素加入所述步骤4中的mes溶液中，进行活化处理，得到具有亲水性的抗菌水凝胶涂层。

8、优选地，所述步骤1中反应条件为避光80℃反应4小时。

9、优选地，所述步骤1中热引发剂为过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。

10、优选地，所述步骤2中两性离子单体为3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸羧基甜菜碱、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱中的至少一种；所述步骤2中交联剂采用n,n-二甲基甲酰胺。

11、优选地，所述基材包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、天然橡胶、硅胶、乳胶、热塑性弹性体、聚醚醚酮和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的一种或多种。

12、优选地，所述步骤3中采用365nm的紫外光，其功率为60w，固化1-2小时。

13、优选地，所述步骤4中在4℃温度下激活0.5小时。

14、优选地，所述步骤5中的硫酸粘杆菌素的浓度为5mg/ml，在4℃温度下活化6小时。

15、本发明还提供一种上述制备方法制备所得到的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层。

16、本发明还提供一种上述具有亲水性的抗菌水凝胶涂层在医用导管上的应用。

17、本发明的有益效果：

18、与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

19、本发明采用亲水性水凝胶涂层进行导管表面润滑改性，可有效减小其与组织界面的摩擦力、降低手术操作难度和减小病人痛苦，通过化学接枝水凝胶，有利于提高水凝胶与高分子聚合物基材的附着力，提高涂层的稳定性，同时通过在涂层中复合抗菌剂在医用导管表面构建抗菌表面，以防止医用导管介入引起感染。本发明制备得到的亲水性的抗菌水凝胶涂层具有亲水性，水接触角为47±3°，水凝胶涂层在水下稳定，在180rmp的水流中稳定一个月以上；本发明制备得到的亲水性的抗菌水凝胶涂层具有明显的抗菌性能，抗菌水凝胶涂层在与菌液接触24h时，涂层具有100％的ecoli的抗菌率和100％的s.aureus抗菌率；本发明制备得到的亲水性的抗菌水凝胶涂层具有良好的生物相容性，涂层的溶血率为0.5％±0.1％，细胞存活率为102％±4％，对细胞没有毒性。

技术特征：

1.一种具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中反应条件为避光80℃反应4小时。

3.根据权利要求1所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中热引发剂为过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2中两性离子单体为3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸羧基甜菜碱、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱中的至少一种；所述步骤2中交联剂采用n,n-二甲基甲酰胺。

5.根据权利要求1所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述基材包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、天然橡胶、硅胶、乳胶、热塑性弹性体、聚醚醚酮和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3中采用365nm的紫外光，其功率为60w，固化1-2小时。

7.根据权利要求1所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤4中在4℃温度下激活0.5小时。

8.根据权利要求1所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤5中的硫酸粘杆菌素的浓度为5mg/ml，在4℃温度下活化6小时。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备所得到的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层。

10.根据权利要求9所述的具有亲水性的抗菌水凝胶涂层在医用导管上的应用。

技术总结
本发明涉及涂层制备技术领域，尤其是涉及一种具有亲水性的抗菌水凝胶涂层的制备方法，包括以下步骤：丙烯酸、4‑丙烯酰氧基二苯甲酮、热引发剂、水、N,N,N',N'‑四甲基二乙胺混合之后避光反应，得到具有光反应的聚合物溶液；聚合物溶液加入两性离子单体、交联剂和水混合，得到涂层液；基材用含有10wt％的4‑丙烯酰氧基二苯甲酮有机溶剂处理5‑10分钟，将得到的涂层液涂覆在基材表面，在紫外光照下固化，浸水除去未反应的物质，得到亲水水凝胶涂层；得到的亲水水凝胶涂层浸入含0.4M EDC和0.1M N‑羟基丁二酰亚胺NHS的2‑(N‑吗啡啉)乙磺酸MES溶液中，进行激活处理；将硫酸粘杆菌素加入上述MES溶液中，进行活化处理，得到具有亲水性的抗菌水凝胶涂层。

技术研发人员：吴旭,陈燕婷,姜涛,徐秀彬,许杰盛,王帅,文锦雄
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15