一种医用涂层及其制备方法和应用

本发明涉及医用材料，特别涉及一种医用涂层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、植介入医用导管是很多临床手术应用中不可缺少的医疗物品，在人体治疗中发挥着重要作用。目前传统的导管表面改性手段存在着一些难以克服的问题，因此探究一些新型有效的表面改性手段成为了解决问题的方法。当在临床医疗中使用心血管介入术时，由于摩擦力的作用，导管会对血管产生机械刺激和剪切力，直接作用于血管壁和内皮细胞上。这种刺激和剪切力可以破坏血管内皮层的完整性，导致内皮细胞损伤和炎症反应的发生。同时，血管壁受到摩擦力的作用，可能会出现机械性损伤，如血管破裂、撕裂或剥离。血管损伤会诱发机体的炎症反应，引起血小板聚集、血管收缩、血栓形成等生理过程的激活。血小板聚集和血栓形成可能会导致血管堵塞，影响血液的正常流动，进一步加重组织缺血和坏死的风险。

2、在表面科学中，有利用带相反电荷的聚合电解质通过交替沉积形成多层膜制备自组装薄膜的方法，即逐层沉积技术(lbl)。通过lbl可以利用静电相互作用、氢键相互作用、共价键相互作用等制备纳米级涂层。但目前改性导管的聚合物涂层对粘附力考虑不足，存在剥离或分层等现象；其次，改性导管的聚合物涂层厚度较大，多为微米级别，从导管表面脱落之后会对血管产生阻塞，引起严重不良事件，如心肌栓塞、栓塞性中风、组织坏死和死亡等。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种医用涂层及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

3、本发明的第一个方面，提供了一种医用涂层，包括交替层叠的改性阴离子聚合物水凝胶层和改性阳离子聚合物水凝胶层，所述改性阴离子聚合物水凝胶层包括接枝邻苯二酚基团的阴离子聚合物；所述改性正电荷聚合物层包括接枝邻苯二酚基团的阳离子聚合物。

4、本发明中，通过邻苯二酚基团接枝聚合物可显著增强聚合物的水溶性，提高其润滑性且不增加其生物毒性；而通过交替层叠改性阴离子聚合物水凝胶层和改性阳离子聚合物水凝胶层，使得改性阴离子聚合物水凝胶层和改性阳离子聚合物水凝胶层之间通过层间吸附、静电吸附、席夫碱及氢键作用进行结合，提高涂层层间吸附力及粘附性，从而降低涂层的厚度，并使得涂层与导管之间具有强黏附性。

5、在本发明的一些实施方式中，所述医用涂层的厚度为20nm～500nm；优选为100nm～400nm。

6、在本发明的一些实施方式中，所述医用涂层中交替层叠的总层数为2～30层；例如4层、5层、10层、12层、15层、16层、20层、25层等。

7、在本发明的一些实施方式中，所述接枝邻苯二酚基团的阴离子聚合物的接枝率为1％～100％，如2％～50％、3％～30％、4％～20％等。

8、在本发明的一些实施方式中，所述接枝邻苯二酚基团的阳离子聚合物的接枝率为1％～100％，如2％～50％、3％～30％、4％～20％等。

9、在本发明的一些实施方式中，所述阴离子聚合物包括透明质酸、氧化透明质酸、海藻酸钠、琼脂、聚赖氨酸、聚谷氨酸、聚丙烯酰胺、聚磺酸乙烯、聚天冬氨酸、聚醚磷酸酯的至少一种。

10、在本发明的一些实施方式中，所述阳离子聚合物包括壳聚糖、聚乙烯亚胺、聚季铵盐、聚丙烯酰胺胺、聚苯乙烯磺酸盐、聚磺酸乙烯、聚十六烷基三甲基氯化铵、聚乙烯胺的至少一种。

11、本发明的第二个方面，提供了一种所述的医用涂层的制备方法，包括以下步骤：

12、s1：分别向阴离子聚合物溶液、阳离子聚合物溶液加入含邻苯二酚基团的化合物进行反应，冷冻干燥制得改性阴离子聚合物、改性阳离子聚合物；

13、s2：在基板上依次交替沉积改性阴离子聚合物水凝胶层和阳离子聚合物水凝胶层，制得所述的医用涂层。

14、在本发明的一些实施方式中，s1中当所述阴离子聚合物溶液为氧化透明质酸溶液时，通过席夫碱反应将含邻苯二酚基团的化合物接枝至氧化透明质酸，制得改性氧化透明质酸；优选地，所述接枝在缓冲液中进行；优选地，所述缓冲液的ph为4～5.5；优选地，当所述阴离子聚合物溶液为透明质酸溶液时，采用高碘酸钠将透明质酸氧化为氧化透明质酸。

15、在本发明的一些实施方式中，s1中当所述阳离子聚合物溶液为壳聚糖溶液时，还包括在接枝反应后，将接枝产物在碳二亚胺盐酸盐溶液中进行搅拌浸泡，再冷冻干燥；优选地，所述碳二亚胺盐酸盐溶液的溶剂为水、无水乙醇的至少一种；优选地，所述碳二亚胺盐酸盐溶液的ph为4～5.5；优选地，所述搅拌浸泡的时间为2h～20h。

16、在本发明的一些实施方式中，s2中还包括对基材进行清洗；优选地，将基材在丙酮、无水乙醇、超纯水、纯水的至少一种中依次进行清洗；优选地，所述清洗为超声清洗。

17、在本发明的一些实施方式中，s2中还包括在沉积后进行水洗、干燥步骤。

18、在本发明的一些实施方式中，所述交替沉积包括将基板交替浸泡在任意先后改性阴离子聚合物溶液或改性阳离子聚合物溶液对应沉积改性阴离子聚合物层或改性阳离子聚合物层；优选地，重复上述沉积步骤获得所述医用涂层；优选地，所述交替沉积中，沉积改性阴离子聚合物层和改性阳离子聚合物层的前后顺序无限制，但须为交替沉积。

19、在本发明的一些实施方式中，所述交替沉积包括将基板浸泡在改性阴离子聚合物溶液沉积改性阴离子聚合物层后，浸洗，再转移至改性阳离子聚合物溶液浸泡沉积改性阳离子聚合物层，浸洗；优选地，重复上述沉积步骤获得所述医用涂层。

20、在本发明的一些实施方式中，所述含邻苯二酚基团的化合物包括3,4-二羟苯丙酸、3,4-二羟苯丙氨酸、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素的至少一种。

21、在本发明的一些实施方式中，所述改性阴离子聚合物溶液的浓度为0.1mg/ml～10mg/ml。

22、在本发明的一些实施方式中，所述改性阳离子聚合物溶液的浓度为0.1mg/ml～10mg/ml。

23、在本发明的一些实施方式中，所述浸泡的时间为1min～60min；优选为1min～30min。

24、本发明的第三个方面，提出了一种医用介入器械，包括所述医用涂层。

25、在本发明的一些实施方式中，所述医用介入器械包括医用导管、医用植入支架、医用内固定器件的任意一种。

26、本发明的有益效果是：

27、1.本发明医用涂层具备润滑作用，具体为能够有效的降低导管表面摩擦，提高患者插管时的舒适度，降低因为摩擦导致患者血管内皮破损的可能性，减少造成患者二次伤害的可能。

28、2.本发明医用涂层具备防脱落作用，经邻苯二酚基团改性的聚合物涂层具备较好的黏附性，大大降低了涂层脱落的风险，且涂层原料都是生物相容性好的壳聚糖和透明质酸容易被人体吸收分解。

29、3.本发明医用涂层具备稳定作用，经逐层沉积技术制备的涂层厚度为纳米级，即使脱落也会大大减少堵塞血管的风险。

30、4.本发明医用涂层基于天然大分子改性，纳米级涂层具有超强的黏附性、亲水润滑性、低损伤性、安全可靠、较好生物相容性、血液相容性(溶血实验效果好)、防细菌、蛋白黏附等优异复合功能。

31、5.本发明医用涂层制备方法中，通过层层吸附，静电自组装、席夫碱及氢键的作用原理，巧妙地将带负电的改性阴离子聚合物层与带正电的改性阳离子聚合物层相结合，不仅可以更容易在导管表面制备涂层，同时兼具润滑的效果。