含亲水聚合物的涂层体系及双层涂层体系、亲水涂层和应用的制作方法

本发明涉及医用亲水涂层，特别涉及一种含亲水聚合物的涂层体系、含亲水聚合物的双层涂层体系、亲水涂层和应用。

背景技术：

1、在医疗器械领域，介入治疗方式越来越受到人们的认可。对于许多介入医疗器械，如导尿管、球囊扩张导管、中心静脉导管、血管内造影导丝等，由于表面光滑度不够，在插入或拔出体内时会有较大阻力，造成疼痛及计提损伤。其中，医用导管(或导丝)主要通过人体自然孔道或穿刺的微小创口导入人体，需要短期或长期与人体组织接触。导管(或导丝)在插入或拔出时会与直接接触的组织发生摩擦，导致病人经常伴有灼烧和疼痛感，且易造成组织损伤和黏连，导致容易出现并发症。

2、临床上经常采用润滑油(如石蜡油、硅油及凡士林等)涂覆在导管或导丝表面以减少上述问题；然而，在临床使用中，硅油不能稳定地附着在导管或导丝表面，润滑效果差，难以持久，而且插入或拔出体内时依旧对组织造成伤害。因此，相关研究人员致力于开发在医用导管、导丝表面能够形成稳定亲水润滑层的方法，并希望达到如下的多重效果：1、减轻患者的不适感，并避免插入过程中造成黏膜和组织细胞损伤；2、减少生物污染，如减少蛋白质、细胞、细菌以及微生物等在基体表面发生吸附积聚；3、抗凝血，并减少对血流环境的影响；4、提高器械生物相容性，如提高血液相容性；5、赋予医疗器械良好的通过性，提高手术安全性；6、丰富对多种不同基材的适用性，如使亲水涂层适用于尼龙、pebax(嵌段聚醚酰胺树脂产品)、pu(聚氨酯)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pvc(聚氯乙烯)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、peek(聚醚醚酮)、pdms(聚二甲基硅氧烷)、pe(聚乙烯)、pp(聚丙烯)、ptfe(聚四氟乙烯)等基材。概括来说，需要亲水涂层具备润滑性、抗生物污染、良好附着力、生物相容性和可靠性等性能。

3、目前，市面上能够满足亲水润滑层的综合性能要求的产品比较少，而且配方比较复杂。因此，仍有必要进一步开发具有临床应用价值的亲水润滑层。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的包括提供一种含亲水聚合物的涂层体系及其双层涂层体系，这两种体系均可应用于医疗器械的塑料基材表面，形成的亲水涂层可作为亲水润滑层为医疗器械提供较低的摩擦力、较好的润滑性及较高的附着牢固度，可以为可植入医疗器械产品的开发提供重要技术支持。

2、本发明的上述目的可通过如下的技术方案实现。

3、在本发明的第一方面，提供一种含亲水聚合物的涂层体系，以干重为100重量份计，包括如下组分：45～90重量份的反应性亲水聚合物poly1、9.9～50重量份的反应性单体rm1、0.1～5重量份的引发剂in1和溶剂so1；

4、所述反应性亲水聚合物poly1具有式(1)所示的通式结构；

5、

6、所述反应性单体rm1能够发生分子间交联；

7、所述引发剂in1为norrish i型引发剂或自由基光引发剂；

8、所述溶剂so1在所述的涂层体系中的质量百分含量≥50％；

9、式(1)中，

10、m为选自9～100的整数；

11、n为选自1～40的整数；

12、每个r1独立地为亲水基团；

13、每个a1独立地为h或c1-19烷基；

14、每个a2独立地为c1-18亚烷基；

15、每个l11独立地为-o-或-nh-；

16、l为二价连接基，每个l独立地为含有杂原子的连接基，所述杂原子选自o、s、n和p中的一种或多种；

17、每个b2独立地为c1-18亚烷基；

18、每个l13独立地为-o-或nh；

19、每个b1独立地为h或c1-19烷基；

20、“*”表示与端基连接的位点。

21、在本发明的第二方面，提供一种含亲水聚合物的双层涂层体系，包括顶涂体系和底涂体系；所述顶涂体系可以选自本发明的第一方面所述含亲水聚合物的涂层体系。

22、在一些实施方式中，以干重为100重量份计，所述底涂体系包括如下组分：45～90重量份的反应性亲水聚合物poly2、9.9～50重量份的反应性单体rm2、0.1～5重量份的引发剂in2和溶剂so2；

23、所述反应性亲水聚合物poly2具有式(4)所示的通式结构

24、

25、所述反应性单体rm2能够发生分子间交联，所述反应性单体rm2具有聚合物链和以共价方式连接于所述聚合物链的多个反应性基团f2；

26、所述引发剂in2为norrish i型引发剂或自由基光引发剂；

27、所述溶剂so2在所述底涂体系中的质量百分含量≥50％；

28、式(4)中，

29、每个x独立地为-o-或-nh-或-n(ch3)-；

30、每个z独立地为c1-18亚烷基；

31、l21和l22各自独立地选自：不存在、-c(＝o)-和*-c(＝o)nh-；其中的*指向x；

32、b21和b22各自独立地为c1-18亚烷基；

33、l31和l32各自独立地为-o-或-nh-；

34、b11和b12各自独立地为h、甲基、乙基或c3-6烷基；

35、k为选自1～220的整数。

36、在本发明的第三方面，提供一种亲水涂层，可根据本发明的第一方面所述含亲水聚合物的涂层体系制备而成，或根据本发明的第二方面所述含亲水聚合物的双层涂层体系制备而成。该亲水涂层可作为亲水润滑层。

37、在本发明的第四方面，提供本发明的第一方面所述含亲水聚合物的涂层体系，或本发明的第二方面所述含亲水聚合物的双层涂层体系在制备医疗器械的亲水润滑层中的应用，或者，本发明的第三方面所述亲水涂层作为医疗器械的亲水润滑层的应用。

38、在一些实施方式中，所述亲水涂层层叠于可植入医疗器械的塑料基材表面。

39、本发明的第一方面提供的含亲水聚合物的涂层体系是一种能够制备亲水涂层的、配方简单的涂层体系，可作为双层涂层体系的顶涂体系使用，也可单独使用来制备亲水涂层。其中的反应性亲水聚合物poly1中具有大量的碳碳双键，形成致密的交联网络，反应性单体rm1具有聚合及交联能力，可进一步提供物理互穿的或者化学二级交联的更加致密的交联网络，使得所形成的涂层能够与底涂层或基材之间形成大量的化学键连接，在提供高润滑性和低摩擦力的同时，还提供高附着性。当制备双层结构的亲水涂层时，该涂层体系中的反应性成分(包括但不限于poly1)还能够与底涂层中的反应性基团(包括但不限于碳碳双键)之间发生化学偶联甚至交联，从而赋予双层亲水涂层优异的附着牢固度。

40、利用本发明的第二方面提供的双层涂层体系，可以包括本发明第一方面中含亲水聚合物的涂层体系以及任意合适的底涂体系，从而制备得到具有双层结构的双层亲水涂层，进而可用作双层亲水润滑层，其中，第一方面的涂层体系可形成亲水润滑层的顶涂层，底涂体系可形成亲水润滑层的底涂层，该双层亲水涂层可同时实现高润滑性、低摩擦力和高附着牢固度。进一步地，所使用的底涂体系中可以包括反应性亲水聚合物poly2和反应性单体rm2，这两种组分均具有聚合及交联能力，从而可以进一步提高亲水润滑层的润滑性，降低摩擦力，增强亲水润滑层的附着牢固度。包含反应性亲水聚合物poly2的底涂体系可形成具有交联网络的底涂层，进一步涂覆含有反应性亲水聚合物poly1后，poly1在形成聚合物网络的同时，也能够与底涂体系形成的底涂层之间形成化学键连接，从而更精细地改善亲水涂层的结合牢固度的可调可控性。

41、前述含亲水聚合物涂层体系及前述含亲水聚合物的双层涂层体系制成的亲水涂层均可用作医疗器械的亲水润滑层，包括但不限于可植入医疗器械表面的亲水润滑层，润滑性好、摩擦力低、牢固度高。当用于可植入医疗器械表面的亲水润滑层时，可解决或显著缓解现有的可植入医疗器械在移出时容易与机体组织发生摩擦，导致病人常伴有灼烧和疼痛感，且容易造成组织损伤和黏连，导致易出现并发症的问题。

42、本发明含亲水聚合物的涂层体系及双层涂层体系均可适用于不同的基材，进一步地，对塑料基材可提供较优的粘附力。