CN110075364A - 一种介入导管用的亲水涂层溶液及其制备方法与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种介入导管用的亲水涂层溶液，包括如下重量份的组分：亲水化合物1‑5份、丙烯酸酯类化合物0.1‑1.5份、表面活性剂0.05‑0.2份、光引发剂0.02‑0.15份、柠檬酸酯增塑剂0.05‑0.5份、有机溶剂65‑90份，去离子水5‑30份。本发明还公开了上述介入导管用的亲水涂层溶液的制备方法和使用方法。本发明的介入导管用的亲水涂层溶液，其能够赋予介入导管优异的亲水性、润滑性和耐磨性；其在介入导管表面形成的涂层的牢固度和稳定性显著提高；其制备方法具有工艺简单，操作方便，利于产业化生产的优点。

Description

一种介入导管用的亲水涂层溶液及其制备方法与使用方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种介入导管用的亲水涂层溶液及其制备方法与使用方法。

背景技术

血管内介入诊疗技术广泛应用于临床血管造影、血管成形术、血管内血栓或异物的清除等方面，同传统医疗技术相比，不仅操作方便，而且由于介入诊疗技术的创伤低，能够减轻病人的痛苦，治疗风险较小，治疗费用也相对较低，因此介入诊疗技术在医学领域得到了广泛的推广和运用。

血管内介入诊疗技术是借助于介入导管通过血管管腔到达体内较远的病变部位，如冠状动脉等血管部位，再注入诊疗剂或置入器械，以达到对体内较远部位实现诊断和微创治疗的目的。介入导管是血管内介入诊疗技术的主要器械之一，其种类可以有造影介入导管、药物输送介入导管、血管成形术介入导管等，这些介入导管一般具有优良的可操作性和安全性，需要优异的血液相容性、抗扭结性和机械性能，无有害物渗出，良好的可加工性，以及与X射线不透明剂具有良好的相容性。

此外，润滑性是血管内介入导管十分重要的性能之一。当导管在进入、退出血管以及在血管中运动时，高润滑性可以抑制血液中的大分子如血浆蛋白、血小板等在材料表面的粘附，减少对血管壁和血细胞的损伤，减轻对血液层流的扰动，可避免凝血反应的发生，还可减轻对病人造成的痛苦。因此，对介入导管进行表面润滑处理是十分必要的。

同时，对导管表面进行改性处理，使其高度疏水或高度亲水都可以达到降低摩擦系数、提高润滑作用的效果。若要获得高疏水涂层可以向表面涂覆硅油、蓖麻油类等高疏水物质，但这种处理方法效果较差且牢固度不佳。高亲水涂层同以往的疏水涂层相比具有更佳的润滑性和牢固度，遇水后可以迅速吸水降低表面摩擦系数。涂覆亲水涂层是改善介入导管润滑性的有效手段。

由于介入导管要在人体内运动以及停留一定时间，因此涂覆在介入导管上的亲水涂层溶液，除了赋予介入导管优越的亲水性、润滑性之外，还需注重保持其润滑性能的牢固度和稳定性，介入导管上的涂层要在经受反复摩擦后仍不脱落，并维持良好的综合性能，尤其是在应用在导丝、球囊导管、导引导管等介入器械上。在介入导管与亲水涂层溶液发生化学反应而固化的涂层体系中，根据是否参与反应，亲水化合物又可以分为反应型和非反应型，例如聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)为非反应型，丙烯酸、马来酸酐类的共聚物等为反应型。

早期的亲水涂层体系在固化时大多没有采用化学反应，例如美国专利US4589873、US4835003、US4875287、US5331027、US5509899、US5620738和US6042876均公开了含有PVP的亲水润滑涂层，这类涂层的特点是，顶层涂覆有PVP，但PVP所在涂层或其底部涂层都没有引入交联结构，PVP在吸水膨胀后容易脱落，会使整个涂层体系失去亲水润滑的效果。

现有技术中，存在亲水涂层对介入导管缺少足够的附着力，导致涂层的耐磨性不足的问题，因此需要构建新的涂层溶液体系以实现介入导管满足亲水性、润滑性和耐磨性的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种介入导管用的亲水涂层溶液，其能够赋予介入导管优异的亲水性、润滑性和耐磨性；其在介入导管表面形成的涂层的牢固度和稳定性显著提高。

本发明的目的之二在于提供本发明目的之一的亲水涂层溶液的制备方法，该制备方法具有工艺简单，操作方便，利于产业化生产的优点。

本发明的目的之三在于提供本发明目的之一的亲水涂层溶液的使用方法，该方法显著提升了亲水涂层溶液形成的涂层与介入导管连接的牢固度，使得介入导管具有优异的亲水性、润滑性和耐磨性。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，包括如下重量份的组分：

亲水化合物1-5份、丙烯酸酯类化合物0.1-1.5份、表面活性剂0.05-0.2份、光引发剂0.02-0.15份、柠檬酸酯增塑剂0.05-0.5份、有机溶剂65-90份，去离子水5-30份。

进一步地，所述亲水化合物为具有亲水基团的单体或聚合物，所述亲水化合物的平均分子量为10000-1500000；所述丙烯酸酯类化合物为两端至少含有一个C＝C双键的单体和/或低聚物；所述表面活性剂为具有润湿、流平和消泡性能的聚合物。

进一步地，所述亲水化合物选自聚乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯醇、或聚丙烯酸丙烯酰胺共聚物中的一种或多种。

进一步地，所述柠檬酸酯增塑剂为柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种；所述丙烯酸酯类化合物为丙烯酸酯的单体和/或低聚物。

进一步地，所述丙烯酸酯类化合物选自二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、二丙烯酸二丙二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯中的一种或多种。

进一步地，表面活性剂选自端基聚醚改性聚硅氧烷、有机硅改性聚合物或氟碳化合物，聚二甲基硅氧烷或聚醚改性硅、氟改性醇酸共聚物、丙烯酸共聚物中的一种或多种。

进一步地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种。

进一步地，所述有机溶剂为乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基亚砜、醋酸丁酯、二氯甲烷、三氯甲烷、丁酮、四氢呋喃中的一种或多种。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

本发明的目的之一所述的介入导管用的亲水涂层溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在容器中加入有机溶剂、去离子水和亲水化合物，室温搅拌至亲水化合物完全溶解；再加入丙烯酸酯类化合物、表面活性剂和柠檬酸酯增塑剂，搅拌30-60min；然后加入光引发剂，搅拌至溶液呈澄清状态，即得。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

本发明的目的之一所述的介入导管用的亲水涂层溶液的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

涂覆涂层的步骤：将亲水涂层溶液以浸涂、喷涂或刷涂的方式涂覆在介入导管的表面；

紫外光固化的步骤：将经过所述涂覆涂层的步骤的介入导管置于辐射照度为5-100mW/cm2的紫外光下，固化100-300s，得到表面固化有亲水涂层溶液的介入导管。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明通过在亲水涂层溶液中加入表面活性剂改良导管表面状况，从而在介入导管表面形成均匀的附着涂层，利用化学键连接形交联结构，将亲水化合物嵌入到交联结构的网络中，添加柠檬酸酯增塑剂使得亲水涂层溶液形成的涂层更有柔韧性。由于亲水涂层溶液固化形成的涂层与介入导管通过交联结构连接，使得两者连接的牢固度显著升高，有效解决了涂层在介入导管表面牢固度不足的问题；同时，由于涂层中的亲水化合物是嵌入交联结构的网格中，使得不能与介入导管发生反应的亲水化合物能够被牢固地附着在介入导管的表面，从而使得介入导管具有优异的亲水性、润滑性和耐摩擦性能。

2.本发明的亲水涂层溶液涂在介入导管的表面上，可使介入导管所受的摩擦力降低90％以上。在反复摩擦作用后亲水涂层溶液形成的涂层仍旧保留完整，介入导管所受的摩擦力增加幅度不超过3g。

3.本发明的亲水涂层溶液为水溶剂混溶体系，能够有效避免有机溶剂对介入导管的腐蚀，较为环保，且能够有效降低人体的不适感。

4.本发明的亲水涂层溶液在使用的过程中使用紫外光进行固化，紫外光固化时各组份形成交联结构，同时与介入导管表面牢固附着，使介入导管表面的涂层具有优异的亲水润滑性和耐磨性。同时，由于紫外光固化的时间短，不会对介入导管造成损伤，因此，适用范围较广。本发明的亲水涂层溶液可为介入导管提供牢固的亲水和润滑性能，尤其适用于血管内介入诊疗技术领域，还可用于的医疗器械包括球囊导管、导引导管、血栓抽吸导管、外周中心静脉导管、造影导管、扩张管和撕开鞘等。

5.本发明的亲水涂层溶液中添加了柠檬酸酯增塑剂，能够增加涂层的柔韧性，能够有效避免由于涂层的脆性导致的介入导管的耐摩擦性能不足的问题，有效提高介入导管的耐摩擦性能。

6.本发明的亲水涂层溶液在使用的过程中只对介入导管的表面进行一次涂覆，相对于现在技术中，需要在介入导管表面先涂覆底层，再涂覆表层的双层涂覆工艺，更加简单，使用更加便利。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

一种介入导管用的亲水涂层溶液，包括如下重量份的组分：

亲水化合物1-5份、丙烯酸酯类化合物0.1-1.5份、表面活性剂0.05-0.2份、光引发剂0.02-0.15份、柠檬酸酯增塑剂0.05-0.5份、有机溶剂65-90份，去离子水5-30份。

作为进一步的实施方式，亲水化合物为具有亲水基团的单体或聚合物，亲水化合物的平均分子量为10000-1500000；丙烯酸酯类化合物为两端至少含有一个C＝C双键的单体和/或低聚物；表面活性剂为具有润湿、流平和消泡性能的聚合物。

作为进一步的实施方式，亲水化合物选自聚乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯醇、或聚丙烯酸丙烯酰胺共聚物中的一种或多种。

作为进一步的实施方式，柠檬酸酯增塑剂为柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种；丙烯酸酯类化合物为丙烯酸酯的单体和/或低聚物。

作为进一步的实施方式，丙烯酸酯类化合物选自二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、二丙烯酸二丙二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯中的一种或多种。

作为进一步的实施方式，表面活性剂选自端基聚醚改性聚硅氧烷、有机硅改性聚合物或氟碳化合物，聚二甲基硅氧烷或聚醚改性硅、氟改性醇酸共聚物、丙烯酸共聚物中的一种或多种。

作为进一步的实施方式，光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种。

作为进一步的实施方式，有机溶剂为乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基亚砜、醋酸丁酯、二氯甲烷、三氯甲烷、丁酮、四氢呋喃中的一种或多种。

上述介入导管用的亲水涂层溶液的制备方法，包括以下步骤：

在容器中加入有机溶剂、去离子水和亲水化合物，室温搅拌至亲水化合物完全溶解；再加入丙烯酸酯类化合物、表面活性剂和柠檬酸酯增塑剂，搅拌30-60min；然后加入光引发剂，搅拌至溶液呈澄清状态，即得。

上述介入导管用的亲水涂层溶液的使用方法，包括以下步骤：

涂覆涂层的步骤：将亲水涂层溶液以浸涂、喷涂或刷涂的方式涂覆在介入导管的表面；

紫外光固化的步骤：将经过涂覆涂层的步骤的介入导管置于辐射照度为5-100mW/cm2的紫外光下，固化100-300s，得到表面固化有亲水涂层溶液的介入导管。

实施例1：

一种介入导管用的亲水涂层溶液，取分子量为50万道尔顿的聚乙烯基吡咯烷酮2.5g，无水乙醇85g，去离子水12.3g置于容器内，室温下搅拌，至聚乙烯基吡咯烷酮完全溶解。添加二丙烯酸乙二醇酯和聚乙二醇二丙烯酸酯混合物0.5g，端基聚醚改性聚硅氧烷0.05g，乙酰柠檬酸三丁酯0.1g，继续搅拌30min，然后加入1-羟基环己基苯基甲酮0.05g，搅拌至透明澄清状态，即得。

上述介入导管用的亲水涂层溶液的使用方法，包括以下步骤：

涂覆涂层的步骤：将亲水涂层溶液以浸涂的方式涂覆在介入导管的表面；

紫外光固化的步骤：将经过涂覆涂层的步骤的介入导管置于辐射照度为100mW/cm2的紫外光下，固化180s，得到表面固化有亲水涂层溶液的介入导管。

实施例2：

一种介入导管用的亲水涂层溶液，取分子量为50万道尔顿的聚乙烯基吡咯烷酮3g，异丙醇80g，去离子水15.92g置于容器内，室温下搅拌，至聚乙烯基吡咯烷酮完全溶解。添加丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、二丙烯酸乙二醇酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物0.9g，聚二甲基硅氧烷0.1g，乙酰柠檬酸三丁酯0.1g，继续搅拌60min，然后加入1-羟基环己基苯基甲酮和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物0.08g，搅拌至透明澄清状态，即得。

上述介入导管用的亲水涂层溶液的使用方法，包括以下步骤：

涂覆涂层的步骤：将亲水涂层溶液以刷涂的方式涂覆在介入导管的表面；

紫外光固化的步骤：将经过涂覆涂层的步骤的介入导管置于辐射照度为5mW/cm2的紫外光下，固化200s，得到表面固化有亲水涂层溶液的介入导管。

实施例3：

一种介入导管用的亲水涂层溶液，取分子量为100万道尔顿的聚乙烯基吡咯烷酮和分子量为30万道尔顿的聚氧化乙烯的混合物3g，无水乙醇85g，去离子水11.02g置于容器内，室温下搅拌，至聚乙烯基吡咯烷酮和聚氧化乙烯完全溶解。添加丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物0.8g，氟改性醇酸共聚物0.1g，柠檬酸三丁酯0.15g，继续搅拌60min，然后加入1-羟基环己基苯基甲酮和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物0.08g，搅拌至透明澄清状态，即得。

上述介入导管用的亲水涂层溶液的使用方法，包括以下步骤：

涂覆涂层的步骤：将亲水涂层溶液以喷涂的方式涂覆在介入导管的表面；

紫外光固化的步骤：将经过涂覆涂层的步骤的介入导管置于辐射照度为50mW/cm2的紫外光下，固化240s，得到表面固化有亲水涂层溶液的介入导管。

验证实施例：

通过以下试验来进一步阐述本发明的介入导管用的亲水涂层溶液的有益效果，试验结果见表1。

1、润滑性测试：取一根长度不低于30cm介入导管，平均裁切为两段，一段涂覆本发明的亲水涂层溶液，另一段不涂覆。先将没有涂覆亲水涂层溶液的介入导管的一端垂直固定在拉伸机的上部夹具上，另一端伸入固定在拉伸机下部的夹持工装内，工装内装有去离子水，介入导管的另一端夹持在橡胶夹块内，并施加300g夹持力。一定速度下，垂直拉伸导管，利用拉伸机连接力学传感器记录导管拉伸过程中的摩擦力。用同样的方法测试涂覆有亲水涂层溶液的介入导管，两者摩擦力数值的差异反映了介入导管的亲水润滑性。记录两部分摩擦力数值，得到摩擦力减小值，记为f-r，f-r越大，说明润滑性越好。

2、耐磨性测试：将涂覆有亲水涂层溶液的介入导管装载至上述润滑性测试的设备上，通过程序控制使滑块在固定移动距离和速度下垂直往复运动50次，记录起始和终止时的摩擦力数值，该摩擦力数值的差异反映了介入导管上的涂层的磨损脱落程度和介入导管的耐磨性。将终止时摩擦力增大的数值记为f-i，f-i值越小，说明耐磨性越好。

表1为实施例1-3和空白对照的性能检测结果表

从表1可以看出，本发明的介入导管用的亲水涂层溶液涂覆在介入导管的表面，可以有效提高介入导管的润滑性和耐磨性。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，包括如下重量份的组分：

亲水化合物1-5份、丙烯酸酯类化合物0.1-1.5份、表面活性剂0.05-0.2份、光引发剂0.02-0.15份、柠檬酸酯增塑剂0.05-0.5份、有机溶剂65-90份，去离子水5-30份。

2.根据权利要求1所述的介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，所述亲水化合物为具有亲水基团的单体或聚合物，所述亲水化合物的平均分子量为10000-1500000；所述丙烯酸酯类化合物为两端至少含有一个C＝C双键的单体和/或低聚物；所述表面活性剂为具有润湿、流平和消泡性能的聚合物。

3.根据权利要求1所述的介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，所述亲水化合物选自聚乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯醇、或聚丙烯酸丙烯酰胺共聚物中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，所述柠檬酸酯增塑剂为柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种；所述丙烯酸酯类化合物为丙烯酸酯的单体和/或低聚物。

5.根据权利要求1所述的介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物选自二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、二丙烯酸二丙二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，表面活性剂选自端基聚醚改性聚硅氧烷、有机硅改性聚合物或氟碳化合物，聚二甲基硅氧烷或聚醚改性硅、氟改性醇酸共聚物、丙烯酸共聚物中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的介入导管用的亲水涂层溶液，其特征在于，所述有机溶剂为乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基亚砜、醋酸丁酯、二氯甲烷、三氯甲烷、丁酮、四氢呋喃中的一种或多种。

9.权利要求1-8任一项所述的介入导管用的亲水涂层溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在容器中加入有机溶剂、去离子水和亲水化合物，室温搅拌至亲水化合物完全溶解；再加入丙烯酸酯类化合物、表面活性剂和柠檬酸酯增塑剂，搅拌30-60min；然后加入光引发剂，搅拌至溶液呈澄清状态，即得。

10.权利要求1-8任一项所述的介入导管用的亲水涂层溶液的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

涂覆涂层的步骤：将亲水涂层溶液以浸涂、喷涂或刷涂的方式涂覆在介入导管的表面；

紫外光固化的步骤：将经过所述涂覆涂层的步骤的介入导管置于辐射照度为5-100mW/cm²的紫外光下，固化100-300s，得到表面固化有亲水涂层溶液的介入导管。