一种抗菌润滑水凝胶涂层及其制备方法和应用

本申请涉及高分子表面改性，尤其涉及一种抗菌润滑水凝胶涂层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、侵入性医疗器械在现代医疗实践中的地位愈发凸显，是因为其可以改善治疗效果以及挽救生命。目前大部分侵入性医疗器械采用高分子材料制备，比如医用导管，材质通常为聚氯乙烯(polyvinyl chloride，pvc)、聚氨酯(polyurethane，pu)、硅橡胶等。这些高分子材料表面的物理性能以及化学性质对侵入式医用器械至关重要。导管作为最常用的医疗器械之一，在实际使用过程中存在感染的风险。同时，这些材料表面通常为疏水性，当与组织发生摩擦时容易造成组织损伤，进而引发炎症，导致置管并发症的发生。

2、为降低置管并发症的发生，侵入式医疗器械表面需要具有亲水润滑特性。目前，表面亲水涂层的构筑方法主要有物理吸附和化学接枝。物理吸附方法简单且易于实施，但存在涂层不稳定容易从医用器械表面脱落的问题；而化学接枝通过与表面形成共价键将涂层稳定的锚定于医疗器械表面，但通常制备工艺较复杂，且制备的涂层性能较为单一，面对复杂的体内环境无法应对。相关技术提供了一种亲水润滑涂层，通过光固化在导管表面附着一层树脂涂层，此层涂层溶液含有聚酯、活性稀释剂、光引发剂、润湿剂，经过长时间搅拌与避光保存得到；再采用交联大分子添加表面活性剂与光引发剂，在其表面形成亲水润滑层。制备过程分步进行，且添加多种与所需性能无关的成分，所制备的涂层性能单一，面对复杂的体内环境无法应对。

3、因此，一种制备步骤简单且牢固键接于多种医疗基材表面，达到多功能改性以降低介入术后并发症的发生成为了亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种抗菌润滑水凝胶涂层及其制备方法和应用，该抗菌润滑水凝胶涂层可以降低材料表面的水接触角，提高材料表面的润滑性，同时具备较高的生物相容性以及稳定性，并赋予了材料表面优异的抗菌性能。

2、为了实现上述目的，本申请实施例的技术方案是：

3、本申请的第一方面提供一种抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

4、使基材浸于含有疏水性光引发剂的醇溶液中进行处理，得到吸收疏水性光引发剂的基材；

5、使壳聚糖溶于醋酸水溶液中，形成第一混合液；

6、使水凝胶单体、抗菌剂、引发剂和交联剂共溶于水中，形成第二混合液；

7、使所述第一混合液和所述第二混合液混匀后，形成第三混合液；

8、使所述吸收疏水性光引发剂的基材置于所述第三混合液中进行光照反应，得到抗菌润滑水凝胶涂层。

9、结合第一方面优选地，所述疏水性光引发剂包括二苯甲酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、1-羟基环已基苯基甲酮、安息香双甲醚中的至少一种。

10、结合第一方面优选地，所述使基材浸于含有疏水性光引发剂的醇溶液中进行处理时，所述醇溶液与所述疏水性光引发剂的质量比为20：1-3。

11、结合第一方面优选地，所述第一混合液包括如下质量百分含量的组分：所述壳聚糖0.2％-2％、所述醋酸1.4％-2.8％，余量为水。

12、结合第一方面优选地，所述第二混合液包括如下质量百分含量的组分：所述水凝胶单体10％-20％、所述抗菌剂0.1％-2％、所述引发剂0.15％-0.5％、所述交联剂0.1％-1％、余量为水。

13、结合第一方面优选地，所述水凝胶单体包括丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种；和/或，所述抗菌剂包括含有fe3+、ag+、cu2+、zn2+、co2+和ni2+金属盐中的至少一种；和/或，所述引发剂包括2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；和/或，所述交联剂包括n，n′-亚甲基双丙烯酰胺和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。

14、结合第一方面优选地，所述使所述第一混合液和所述第二混合液混匀时，所述第一混合液与所述第二混合液的质量比为1：1-5。

15、结合第一方面优选地，所述使所述吸收疏水性光引发剂的基材置于所述第三混合液中进行光照反应时，采用紫外光进行光照反应，所述紫外光的波长为200-400nm，光照时长为5-90min。

16、本申请的第二方面提供第一方面所述方法制备的抗菌润滑水凝胶涂层。

17、本申请的第三方面提供一种第二方面所述抗菌润滑水凝胶涂层用于制备抗菌润滑高分子材料的应用。

18、与现有技术相比，本申请实施例的优点或者有益效果至少包括：

19、本申请制备方法简单且易于操作；采用共价接枝能够将抗菌润滑高分子锚定到任意形状的高分子材料表面，实现共形修饰；避免了高温反应产生的基材变形；并赋予基材良好的生物相容性、亲水性、摩擦性能以及抗菌性能功能，有效地降低介入术后并发症的发生。

技术特征：

1.一种抗菌润滑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所述的抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述疏水性光引发剂包括二苯甲酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、1-羟基环已基苯基甲酮、安息香双甲醚中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述使基材浸于含有疏水性光引发剂的醇溶液中进行处理时，所述醇溶液与所述疏水性光引发剂的质量比为20：1-3。

4.根据权利要求1所述的抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述第一混合液包括如下质量百分含量的组分：所述壳聚糖0.2％-2％、所述醋酸1.4％-2.8％、余量为水。

5.根据权利要求1所述的抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述第二混合液包括如下质量百分含量的组分：所述水凝胶单体10％-20％、所述抗菌剂0.1％-2％、所述引发剂0.15％-0.5％、所述交联剂0.1％-1％、余量为水。

6.根据权利要求1所述的抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述水凝胶单体包括丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种；

7.根据权利要求1所述的抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述使所述第一混合液和所述第二混合液混匀时，所述第一混合液与所述第二混合液的质量比为1：1-5。

8.根据权利要求1所述的抗菌润滑水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述使所述吸收疏水性光引发剂的基材置于所述第三混合液中进行光照反应时，采用紫外光进行光照反应，所述紫外光的波长为200-400nm，光照时长为5-90min。

9.一种根据权利要求1-8任一所述方法制备的抗菌润滑水凝胶涂层。

10.一种根据权利要求9所述的抗菌润滑水凝胶涂层用于制备抗菌润滑高分子材料中的应用。

技术总结
本申请公开了一种抗菌润滑水凝胶涂层及其制备方法和应用，其中，方法包括以下步骤：使基材浸于含疏水性光引发剂的醇溶液中进行处理，得到吸收疏水性光引发剂的基材；使壳聚糖溶于醋酸水溶液中，形成第一混合液；使水凝胶单体、抗菌剂、引发剂和交联剂共溶于水中，形成第二混合液；使所述第一混合液和所述第二混合液混匀后，形成第三混合液；使所述吸收疏水性光引发剂的基材置于所述第三混合液中进行光照反应，得到抗菌润滑水凝胶涂层。本申请所制备的抗菌润滑水凝胶涂层能够避免高温反应所导致的基材形变，同时，也赋予了基材良好的生物相容性、亲水性、湿摩擦性能及抗菌性能，有效地提高高分子材料及其器械的临床安全性。

技术研发人员：徐家壮,魏雨晴,赵柏松,洪瑞,王志国,李忠明
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17