CN101934101A - 一种用于医疗器械表面的亲水涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于医疗器械表面的亲水涂层及其制备方法，该亲水涂层包括粘合层和亲水层，所述粘合层和所述亲水层形成半互穿网络结构，所述粘合层是将亲水聚氨酯与交联剂进行交联后获得的交联聚氨酯，所述亲水层为润湿性的亲水高分子聚合物。该方法包括制备亲水聚氨酯，将亲水聚氨酯与交联剂反应得到交联聚氨酯，将交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，再将润湿性的亲水高分子聚合物溶于去离子水制成的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层的上面获得用于医疗器械表面的亲水涂层。该亲水涂层不仅能改善医用器械材料表面与人体组织接触时产生的复杂物理化学作用，有效地减少***过程中产生摩擦和对组织粘膜造成损伤，而且该亲水涂层价格低廉。

Description

一种用于医疗器械表面的亲水涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种亲水涂层，特别是涉及一种用于医疗器械表面的亲水涂层，以及该亲水涂层的制备方法。

背景技术

现代医学在对病人的诊疗过程中，要求对病人身体造成的伤害最小，提倡“无创”或“少创”诊疗法。介入技术是由体外通过各种导管伸入体内，对病人的患部进行观察、诊断、治疗。因此它充分体现了“无创”、“少创”诊疗法的精神，极大地推动了临床医学的发展。介入人体的导管必须具有良好的生物相容性，由于高分子材料具有无毒、无抗原性等优良性能，故被大量应用到介入治疗领域。医用高分子材料表面与人体组织接触时，会产生复杂的物理化学作用，此时材料表面的组成与形态起着关键作用。介入诊疗中使用的各种导管除需要有良好的血液相容性和组织相容性外，还必须具有润滑的表面以减少***过程中产生摩擦、对组织粘膜造成损伤、增加病人的痛苦。润滑表面不仅可以减少蛋白质的吸附，血小板的黏附，还能抗细菌黏附，避免伤口的感染和各种并发症的发生。

聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)等是制备医用导管的常用高分子材料，但这些材料的疏水性却往往影响其在介入医学方面的应用。因此，只有通过对这些材料表面进行化学修饰才能满足其临床使用的要求。亲水涂层对医疗器械进行润滑处理的方法，改善医用器械材料表面与人体组织接触时，产生的复杂物理化学作用，有效地减少***过程中产生摩擦、对组织粘膜造成损伤、从而减轻病人的痛苦。

目前，国内生产的用于医用材料的亲水涂层产品很少，该产品多为国外垄断。常用于医用材料的亲水涂层材料多采用聚氨酯，例如，丹麦的科洛普拉斯特公司的国际公布号为WO2006/037321的专利公开了一种具有润湿的亲水涂层的医疗器材，其包括包含亲水聚合物的涂层组合物和含有水和一种或多种润滑剂的润湿剂。其中所述的亲水聚合物是选自WXTANE T5410\Tecophilic HP93A100、具有500-2000的分子量的Tecogel、HydroMed D640和Hydroslip的聚氨酯，但是上述的几种聚氨酯材料为专利产品，价格高昂，因此导致由其制备的亲水涂层的价格居高不下，不适于国内市场的普通消费者使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于医疗器械表面的亲水涂层及其制备方法。该亲水涂层不仅能改善医用器械材料表面与人体组织接触时产生的复杂物理化学作用，有效地减少***过程中产生摩擦和对组织粘膜造成损伤从而减轻病人的痛苦，而且价格低廉。

本发明的目的是研制一种用于与人体直接接触的医疗器械表面的具有良好润滑性的亲水涂层，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于医疗器械表面的亲水涂层，包括粘合层和亲水层，所述粘合层和所述亲水层形成半互穿网络结构，所述粘合层是将亲水聚氨酯与交联剂进行交联后获得的交联聚氨酯涂层，所述亲水层为润湿性的亲水高分子聚合物。

所述的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比在0.5-2之间，-COOH基团的质量分数在3-10％之间。

所述的交联剂为多异氰酸酯、氮丙啶化合物、环氧基交联剂、硅氧烷交联剂、多碳二亚胺交联剂，优选为氮丙啶化合物，所述氮丙啶类化合物选自SAC-1、SAC-10、SAC-100、UN 125F、UN 7、季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯、二甲亚胺、2，2-二甲基氮丙啶、1-(2-氯乙基)-2-苯基氮丙啶、N，N′-1，6-己二基双(1-氮丙啶酰胺)、氮丙啶二硫酮、聚氮丙啶-甲基环氧乙烷中的一种或两种组合。

所述交联剂占所述交联聚氨酯总质量的1-10％。

所述的润湿性的亲水高分子聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺、聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、羧甲基壳聚糖或羟乙基纤维素。

本发明的另一个目的是提供一种制备用于器械表面的亲水涂层的方法，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种制备用于医疗器械表面的亲水涂层的方法，包括以下步骤：

1)制备亲水聚氨酯，具体步骤如下：在搅拌下加入多异氰酸酯和聚酯/聚醚多元醇，在40-150℃左右反应1-24h，降温至20-60℃，加入小分子扩链剂，进行扩链反应1-24h，再加入亲水扩链剂，进行扩链反应1-24h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至40℃以下，加入TEA(三乙胺)中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在1-50％左右，最后，在3000～8000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液；

2)将步骤1)制备的亲水聚氨酯乳液与交联剂进行交联反应得到交联聚氨酯，所述交联剂的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的1-10％；

3)将润湿性的亲水高分子聚合物溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH＞7.0，优选pH值在8-9之间；在所述溶液中所述润湿性的亲水高分子聚合物的质量百分比浓度在1％-30％之间；

4)将步骤2)获得的所述交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，干燥固化，形成交联聚氨酯涂层，所述交联聚氨酯涂层为粘合层；然后再将步骤3)获得的所述溶液涂覆到所述交联聚氨酯涂层上，进行干燥固化使得润湿性的亲水高分子聚合物粘附到所述交联聚氨酯层的表面，粘附到所述粘合表面的润湿性的亲水高分子聚合物层为润滑层，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

步骤2)中所述的将所述亲水聚氨酯与所述交联剂进行交联反应是采用内交联方法进行的，通过所述的内交联方法将多官能度的所述交联剂与所述亲水聚氨酯结构中的羧基发生化学反应，以形成所述的半互穿网络结构的粘合层，所述亲水层涂覆于粘合层之上，形成半互穿网络结构的润滑层，从而所述粘合层和所述亲水层共同形成半互穿网络结构。本发明采用半互穿网络对医用导管材料聚氨酯进行修饰，获得PU/PVP的共混材料，可使导管材料的亲水性和润滑性有所提高。

所述的多异氰酸酯为异氰酸甲酯(methylisocyanate)、异氰酸苯酯(phenyl isocyanate)、异氰酸丁酯(butylisocyanate)、烯丙基异氰酸酯(allyl isocyanate)、异氰酸乙酯(Ethyl isocyanate)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二亚甲基苯二异氰酸酯(XDI)中的一种；

所述的聚酯/聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚(PTMG)、聚醚二元醇(PPG)、聚乙烯醇(PVA)、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚己二酸一缩二乙二醇酯中的一种；

所述的小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，6己二醇(HDO)、1，4-丁二醇(BDO)、聚四氢呋喃二元醇、1，4-环己二醇、聚乙二醇、季戊四醇、新戊二醇中的一种；

所述的亲水扩链剂为聚碳酸1，2-丙二酯(PPC)、二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、苯胺基丙酸、己二酸、豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸中的一种；

所述的交联剂为多异氰酸酯、氮丙啶化合物、环氧基交联剂、硅氧烷交联剂、多碳二亚胺交联剂中的一种，优选为氮丙啶化合物，所述氮丙啶类化合物选自SAC-1、SAC-10、SAC-100、UN 125F、UN 7、季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯、二甲亚胺、2，2-二甲基氮丙啶、1-(2-氯乙基)-2-苯基氮丙啶、N，N′-1，6-己二基双(1-氮丙啶酰胺)、氮丙啶二硫酮、聚氮丙啶-甲基环氧乙烷中的一种或两种组合；

所述的润湿性的亲水高分子聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺、聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、羧甲基壳聚糖、羟乙基纤维素。

所述小分子扩链剂的量占所述多异氰酸酯质量的15～30％；所述亲水扩链剂的量占所述多异氰酸酯质量的15～30％。

所述多异氰酸酯和所述聚酯/聚醚多元醇的质量比为1∶0.5～1∶2。

步骤4)中所述的将所述交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面和将所述含有润湿性的亲水高分子聚合物的溶液涂覆到所述交联聚氨酯涂层上均是采用浸涂法或将所述医疗器械穿过浸有所述交联聚氨酯的海绵来实现的，所述的浸涂法即包括将基体浸入液体中并稍后由液体中取出该基体的步骤，该步骤可以进行多次、多层涂覆。

所述亲水聚氨酯乳液、所述交联剂和所述润湿性的亲水高分子聚合物在使用之前保持分离，现配现用，使用时按照步骤2)到4)所述的顺序操作。

所述亲水聚氨酯乳液、所述交联聚氨酯、所述含有润湿性的亲水高分子聚合物的溶液均为澄清液体，并具有一定的粘度，所述粘度的范围在20-300mPa·s之间，优选在100-250mPa·s之间。

本发明的方法中所述的干燥固化是在升温条件下进行干燥，干燥时间在1小时至48小时，根据不同基体对温度的耐受能力，本发明的干燥温度在40℃至90℃之间，该温度范围尤其保护某些高分子材料基体所具有的特殊的化学性质与使用时所需达到的物理性能。

同现有技术相比本发明的亲水涂层及其制备方法具有以下优点：

1、本发明采用具有半互穿网络的亲水涂层对医疗器械表面进行修饰，可提高医疗器械表面的亲水性和润滑性。现有技术中，如果在PU/PVP共混体系中，PVP含量较高，则很可能引起PVP的析出，甚至脱落。但是本发明很好地将润湿性的亲水高分子聚合物的质量百分比浓度控制在1％-30％之间，解决了PVP的析出和脱落的问题。而且本发明的半互穿网络结构也可使亲水涂层具有更优异的力学强度、涂层机械性能、耐水性、耐溶剂性和热稳定性等性能。

2、本发明严格控制了所述的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比，并且控制-COOH基团的质量分数在3-10％之间，使得采用本发明的方法制备的聚氨酯具有更优异的力学强度、涂层机械性能、耐水性、耐溶剂性和热稳定性等性能。

3、本发明的亲水涂层适用范围广，其适用于大多数的聚合物材料表面的亲水性修饰，其中包括聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚酯、硅橡胶等单一组分的高分子材料或他们的各种改性产物或复合材料；另外也适用于不同形状、规格的医疗器械如各类医用导丝，球囊导管，血栓抽吸导管，泪道导管，中心静脉导管，外周静脉导管，造影导管，扩张管，撕开鞘，导尿管，引流管，导引导管，等各类血管内导管及尿道或人体其它腔道内导管。吸痰管；硅胶胃管；三腔双囊止血胃管；气管插管；气管导管；消融导管等。尤其适用于在操作过程中需要进行***，并最终需要退出人体的一类医疗器材。

4、应用本发明的方法制备的亲水涂层处于干态时不表现出润滑性能，不对器械操作等产生影响，具有良好的硬度(国标GB/T 1732-93《漆膜耐冲击测定法》)、柔韧性(国标GB/T 1731-93《漆膜柔韧性测定法》)、耐冲击性(国标GB/T 1732-93《漆膜耐冲击测定法》)、附着性(国标GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》)；在与水接触后，吸水形成水凝胶，具有良好的润滑性和良好的耐久性。

附图说明

图1为本发明的半互穿网络结构的示意图。

图2为医用尼龙管材表面涂覆亲水涂层区域和未涂覆的空白对照区域在水溶液中通过橡胶管路的滑动性能对比图，其中，样品1、样品2、样品3为3件相同样品，进行3次平行样测试。

其中1：亲水聚氨酯；2：润滑性亲水高分子聚合物，所述的亲水聚氨酯为半互穿网络结构的支撑部分。

具体实施方式

实施例1

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚己二酸丁二醇酯，所述IPDI和所述聚己二酸丁二醇酯的质量比为1∶1，在60℃左右反应2h，降温至50℃，加入1，4-丁二醇，进行扩链反应1h，再加入聚碳酸1，2-丙二醇，进行扩链反应1h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至25℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在10％，最后，在3000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与2，2-二甲基氮丙啶进行交联反应得到交联聚氨酯，所述2，2-二甲基氮丙啶的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的1％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在40℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将润湿性的聚乙烯基吡咯烷酮溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为7.5；在所述溶液中所述聚乙烯基吡咯烷酮的质量百分比浓度在5％；将获得的含有聚乙烯基吡咯烷酮的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在40℃下进行干燥固化使得聚乙烯基吡咯烷酮粘附到所述交联聚氨酯涂层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比为0.5，-COOH基团的质量分数为3％。

实施例2

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚醚二元醇(PPG)，所述TDI和所述PPG的质量比为1∶1.1，在80℃左右反应4h，降温至40℃，加入1，6己二醇(HDO)，进行扩链反应3h，再加入二羟甲基丁酸(DMBA)，进行扩链反应5h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至35℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在20％，最后，在5000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与二甲亚胺进行交联反应得到交联聚氨酯，所述二甲亚胺的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的3％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在50℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为8.0；在所述溶液中所述聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺的质量百分比浓度在15％；将获得的含有聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在50℃下进行干燥固化使得聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺粘附到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比为1.0，-COOH基团的质量分数在5％。

实施例3

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚二元醇(PPG)，所述IPDI和PPG的质量比为1∶1，在90℃左右反应2h，降温至50℃，加入1，4-丁二醇，进行扩链反应5h，再加入二羟甲基丙酸，进行扩链反应10h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至35℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在10％，最后，在8000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与氮丙啶二硫酮进行交联反应得到交联聚氨酯，所述氮丙啶二硫酮的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的5％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在70℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将PVA溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为8.5；在所述溶液中所述PVA的质量百分比浓度在30％；将获得的含有PVA的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在70℃下进行干燥固化使得PVA粘合到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比在0.8-1.5之间，-COOH基团的质量分数为7％。

实施例4

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入异氰酸甲酯和聚四氢呋喃醚，所述异氰酸甲酯和所述聚四氢呋喃醚的质量比为1∶0.5，在70℃左右反应5h，降温至40℃，加入乙二醇，进行扩链反应3h，再加入苯胺基丙酸，进行扩链反应4h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至30℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在15％，最后，在4000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯进行交联反应得到交联聚氨酯，所述季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的7％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在80℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将PEO溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为9；在所述溶液中所述PEO的质量百分比浓度在20％；将获得的含有PEO的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在80℃下进行干燥固化使得PEO粘合到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比为1.2，-COOH基团的质量分数为6％。

实施例5

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入异氰酸苯酯和聚乙烯醇，所述异氰酸苯酯和所述聚乙烯醇的质量比为1∶2，在150℃左右反应1h，降温至60℃，加入丙二醇，进行扩链反应1h，再加入己二酸，进行扩链反应1h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至35℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在1％，最后，在5000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与多异氰酸酯进行交联反应得到交联聚氨酯，所述多异氰酸酯的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的10％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在90℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将羟甲基壳聚糖溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为10；在所述溶液中所述羟甲基壳聚糖的质量百分比浓度在25％；将获得的含有羟甲基壳聚糖的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在90℃下进行干燥固化使得羟甲基壳聚糖粘合到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比在0.5～2之间，-COOH基团的质量分数在3～10％之间。

实施例6

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入异氰酸丁酯和聚己二酸丙二醇酯，所述异氰酸丁酯和所述聚己二酸丙二醇酯的质量比为1∶1.5，在100℃左右反应1h，降温至50℃，加入聚四氢呋喃二元醇，进行扩链反应2h，再加入豆油脂肪酸，进行扩链反应3h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至38℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在50％，最后，在6000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与环氧基交联剂进行交联反应得到交联聚氨酯，所述环氧基交联剂的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的8％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在75℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将羟乙基纤维素溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为11；在所述溶液中所述羟乙基纤维素的质量百分比浓度在1％；将获得的含有羟乙基纤维素的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在70℃下进行干燥固化使得羟乙基纤维素粘合到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比在0.5～2之间，-COOH基团的质量分数在3～10％之间。

实施例7

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入异氰酸乙酯和聚己二酸乙二醇酯，所述异氰酸乙酯和所述聚己二酸乙二醇酯的质量比为1∶1.2，在40℃左右反应24h，降温至30℃，加入1，4-环己二醇，进行扩链反应24h，再加入蓖麻油脂肪酸，进行扩链反应24h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至15℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在20％，最后，在4500r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与硅氧烷交联剂进行交联反应得到交联聚氨酯，所述硅氧烷交联剂的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的7％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在65℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为9.5；在所述溶液中所述聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯的质量百分比浓度在20％；将获得的含有聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在70℃下进行干燥固化使得聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯粘附到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比在0.5～2之间，-COOH基团的质量分数在3～10％之间。

实施例8

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入烯丙基异氰酸酯和聚己二酸二乙二醇酯，所述烯丙基异氰酸酯和所述聚己二酸二乙二醇酯的质量比为1∶0.9，在55℃左右反应15h，降温至40℃，加入聚乙二醇，进行扩链反应17h，再加入1，2-丙二酯，进行扩链反应17h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至30℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在40％，最后，在7500r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与多碳二亚胺交联剂进行交联反应得到交联聚氨酯，所述多碳二亚胺交联剂的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的6％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在55℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将聚乙烯基吡咯烷酮溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为8.5；在所述溶液中所述聚乙烯基吡咯烷酮的质量百分比浓度在10％；将获得的含有聚乙烯基吡咯烷酮的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在55℃下进行干燥固化使得聚乙烯基吡咯烷酮粘附到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比在0.5～2之间，-COOH基团的质量分数在3～10％之间。

实施例9

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入六亚甲基二异氰酸酯和聚己二酸新戊二醇酯，所述六亚甲基二异氰酸酯和所述聚己二酸新戊二醇酯的质量比为1∶1，在65℃左右反应10h，降温至50℃，加入季戊四醇，进行扩链反应10h，再加入二羟甲基丁酸，进行扩链反应10h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至30℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在25％，最后，在4000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与1-(2-氯乙基)-2-苯基氮丙啶进行交联反应得到交联聚氨酯，所述1-(2-氯乙基)-2-苯基氮丙啶的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的3％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在60℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将聚乙烯基吡咯烷酮溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为9.0；在所述溶液中所述聚乙烯基吡咯烷酮的质量百分比浓度在8％；将获得的含有聚乙烯基吡咯烷酮的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在60℃下进行干燥固化使得聚乙烯基吡咯烷酮粘附到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比为0.8，-COOH基团的质量分数在10％。

实施例10

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入二苯基甲烷二异氰酸酯和聚己二酸一缩二乙二醇酯，所述二苯基甲烷二异氰酸酯和所述聚己二酸一缩二乙二醇酯的质量比为1∶1.3，在75℃左右反应2h，降温至55℃，加入新戊二醇，进行扩链反应2h，再加入二羟甲基丙酸，进行扩链反应2h，得到聚氨酯预聚体，新戊二醇和二羟甲基丙酸占二苯基甲烷二异氰酸酯质量的15％，将所述聚氨酯预聚体降温至30℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在10％，最后，在3000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与N，N′-1，6-己二基双(1-氮丙啶酰胺)进行交联反应得到交联聚氨酯，所述N，N′-1，6-己二基双(1-氮丙啶酰胺)的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的5％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在60℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为8.3；在所述溶液中所述聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺的质量百分比浓度在30％；将获得的含有聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在60℃下进行干燥固化使得聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺粘附到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比为1，-COOH基团的质量分数在7％。

实施例11

制备亲水聚氨酯：在搅拌下加入异氟尔酮二异氰酸酯和聚醚二元醇，所述异氟尔酮二异氰酸酯和聚醚二元醇的质量比为1∶0.7，在70℃左右反应3h，降温至55℃，加入1，4-丁二醇，进行扩链反应3h，再加入二羟甲基丁酸，进行扩链反应4h，得到聚氨酯预聚体，1，4-丁二醇和二羟甲基丁酸占异氟尔酮二异氰酸酯质量的30％，将所述聚氨酯预聚体降温至25℃，加入TEA中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在15％，最后，在4000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液。将上述制备的亲水聚氨酯乳液与聚氮丙啶-甲基环氧乙烷进行交联反应得到交联聚氨酯，所述聚氮丙啶-甲基环氧乙烷的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的7％；获得的交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，在45℃干燥固化，形成交联聚氨酯涂层。将聚乙烯基吡咯烷酮溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH为9.0；在所述溶液中所述聚乙烯基吡咯烷酮的质量百分比浓度在10％；将获得的含有聚乙烯基吡咯烷酮的溶液涂覆到上述交联聚氨酯涂层上，在45℃下进行干燥固化使得聚乙烯基吡咯烷酮粘附到所述交联聚氨酯层的表面，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

采用上述方法得到的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比为1.5，-COOH基团的质量分数在9％。

上述部分实施例中获得的亲水涂层的部分性能测试数据如下表1：

表1涂层的基本性能数据

将粘合层：亲水聚氨酯-3％交联剂、亲水聚氨酯-5％交联剂、亲水聚氨酯-7％交联剂和纯亲水聚氨酯涂层分别溶于丙酮溶液，可以发现，粘合层均不溶解，而纯亲水聚氨酯可溶解于溶剂中。将各粘合层和纯亲水聚氨酯的涂层置于烘箱中，加热至80℃发现，粘合层均不熔融，而纯亲水聚氨酯发生熔融，***发粘。将粘合层在去离子水中浸泡24h后，表面没有发白、泛起、脱落、溶解等现象，耐水性较高。以上测试均说明交联聚氨酯涂层具有不溶不熔的特点。而且本发明的亲水涂层的润滑性好，如图2所示，将医用尼龙管材表面一半长度涂覆亲水涂层，一半长度留作空白对照，然后使其在水中通过固定直径的橡胶管路进行对比测试，测得的结果表明涂覆有本发明所述亲水涂层的医用尼龙管材表面的摩擦力大大低于空白对照段。因此，本发明的亲水涂层在与水接触后，具有良好的润滑性和良好的耐久性。

上述的实施例只是为了更好的解释本发明，其不应该理解为对本发明的限制。本领域的技术人员根据本发明所采用的等同变换或等同替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于医疗器械表面的亲水涂层，包括粘合层和亲水层，其特征在于，所述粘合层和所述亲水层形成半互穿网络结构，所述粘合层是将亲水聚氨酯与交联剂进行交联后获得的交联聚氨酯涂层，所述亲水层为润湿性的亲水高分子聚合物。

2.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述的亲水聚氨酯中-NCO基团与-OH基团的摩尔比在0.5-2之间，-COOH基团的质量分数在3-10％之间。

3.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述的交联剂为多异氰酸酯、氮丙啶化合物、环氧基交联剂、硅氧烷交联剂、多碳二亚胺交联剂中的一种，所述交联剂占所述交联聚氨酯的总质量的1-10％。

4.根据权利要求1所述的亲水涂层，其特征在于，所述的润湿性的亲水高分子聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺、聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯、聚环氧乙烷、羧甲基壳聚糖或羟乙基纤维素。

5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的用于医疗器械表面的亲水涂层的方法，包括以下步骤：

1)制备亲水聚氨酯，具体步骤如下：在搅拌下加入多异氰酸酯和聚酯/聚醚多元醇，在40-150℃左右反应1-24h，降温至20-60℃，加入小分子扩链剂，进行扩链反应1-24h，再加入亲水扩链剂，进行扩链反应1-24h，得到聚氨酯预聚体，将所述聚氨酯预聚体降温至40℃以下，加入三乙胺中和反应中残余的羧基，然后，再加入去离子水，所述去离子水的加入量为使得反应体系中的固体含量控制在1-50％左右，最后，在3000～8000r/min高速搅拌下得到亲水聚氨酯乳液；

2)将步骤1)制备的所述亲水聚氨酯乳液与交联剂进行交联反应得到交联聚氨酯，所述交联剂的浓度为所述亲水聚氨酯总质量的1-10％；

3)将润湿性的亲水高分子聚合物溶于去离子水制成溶液，调节所述溶液的pH＞7.0；在所述溶液中所述润湿性的亲水高分子聚合物的质量百分比浓度在1％-30％之间；

4)将步骤2)获得的所述交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面后，干燥固化，形成交联聚氨酯涂层，所述交联聚氨酯涂层为粘合层；然后再将步骤3)获得的所述溶液涂覆到所述交联聚氨酯涂层上，进行干燥固化使得润湿性的亲水高分子聚合物粘附到所述交联聚氨酯层的表面，粘附到所述粘合表面的润湿性的亲水高分子聚合物层为润滑层，即获得本发明的用于医疗器械表面的亲水涂层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的将所述亲水聚氨酯与所述交联剂进行交联反应是采用内交联方法进行的，通过所述的内交联方法将多官能度的所述交联剂与所述亲水聚氨酯结构中的羧基发生化学反应，以形成半互穿网络结构的所述粘合层，所述亲水层涂覆于所述粘合层之上，形成半互穿网络结构的润滑层，从而所述粘合层和所述亲水层共同形成所述半互穿网络结构。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的多异氰酸酯为异氰酸甲酯、异氰酸苯酯、异氰酸丁酯、烯丙基异氰酸酯、异氰酸乙酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二亚甲基苯二异氰酸酯中的一种；

所述的聚酯/聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚、聚醚二元醇、聚乙烯醇、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚己二酸一缩二乙二醇酯中的一种；

所述的小分子扩链剂为乙二醇、丙二醇、1，6己二醇、1，4-丁二醇、聚四氢呋喃二元醇、1，4-环己二醇、聚乙二醇、季戊四醇、新戊二醇中的一种；

所述的亲水扩链剂为聚碳酸1，2-丙二酯、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、苯胺基丙酸、己二酸、豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸中的一种；

所述的交联剂为氮丙啶化合物，所述氮丙啶类化合物选自SAC-1、SAC-10、SAC-100、UN 125F、UN 7、季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯、二甲亚胺、2，2-二甲基氮丙啶、1-(2-氯乙基)-2-苯基氮丙啶、N，N′-1，6-己二基双(1-氮丙啶酰胺)、氮丙啶二硫酮、聚氮丙啶-甲基环氧乙烷中的一种或两种的组合；

所述的润湿性的亲水高分子聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮共聚丙烯酞胺、聚乙烯基吡咯烷酮共聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯、聚环氧乙烷、羧甲基壳聚糖、羟乙基纤维素。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述的将所述交联聚氨酯涂覆到医疗器械的表面和将所述含有润湿性的亲水高分子聚合物的溶液涂覆到所述交联聚氨酯涂层上均是采用浸涂法或将所述医疗器械穿过浸有所述交联聚氨酯的海绵来实现的，所述的浸涂法即包括将基体浸入液体中并稍后由液体中取出该基体的步骤，该步骤可以进行多次、多层涂覆。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述亲水聚氨酯乳液、所述交联剂和所述润湿性的亲水高分子聚合物在使用之前保持分离，现配现用，使用时按照步骤2)到4)所述的顺序操作。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述亲水聚氨酯乳液、所述交联聚氨酯、所述含有润湿性的亲水高分子聚合物的溶液均为澄清液体，并具有一定的粘度，所述粘度的范围在20-300mPa·s之间。

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