CN114163925A - 一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材 - Google Patents

一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，属于材料表面改性技术领域。本发明的修饰方法可在不改变基材本身的本体和表面性质的前提下，通过在基材表面原位产生催化剂实现在各种材料表面制备亲水性的水凝胶润滑涂层，具有基材通用性，适用于表面工程和生物医疗领域。本发明的方法反应条件温和，在室温或者低温即可实现水凝胶润滑涂层的修饰，且能通过控制反应时间实现涂层厚度可控。

Description

一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水 凝胶润滑涂层的通用器材
技术领域
本发明涉及材料表面改性技术领域，尤其涉及一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材。
背景技术
随着科学技术的不断发展，医用器械也不断进步。医用器械由于直接与人体接触，因此其必须具有很好的生物相容性以及表面低摩擦性能。目前，常用的医用器械如导尿管、胃管、注射器、导丝、导管和支架等一般都是由惰性疏水材料如聚氨酯、天然橡胶、聚氯乙烯、硅橡胶或乳胶组成的，这些疏水材料的表面极性和表面能低，导致其与人体的组织或器官兼容性差，使用过程中由于界面较大的摩擦力给病人带来很大的痛苦，易引发创伤感染，同时也不易操作。基于此，在这些材料和器械表面修饰亲水性聚合物润滑涂层是降低摩擦力的有效途径。
目前，针对材料和器械表面润滑改性这一需求，医疗器械领域常用的技术手段为表面修饰亲水性高分子涂层，即通过光聚合方式在材料和器械表面固化单层或多层亲水性高分子涂层。如专利CN104857571A、CN104448375A和US4373009公开了在材料外表面修饰亲水聚合物涂层的方法。尽管所述方法修饰的亲水涂层具有很好的润滑性和生物相容性，但其所形成的润滑涂层基本以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为主，材料种类单一，而且修饰方法仅仅适用于硅胶和PVC等材料；此外，考虑到不同基材与PVP涂层的界面结合问题，往往需要对过渡层材料进行特定设计与优化，即不具备基材修饰普适性；再者，传统的成型方法对制备和涂覆工艺要求较为严格，涂层厚度精确可调控性较差。
水凝胶作为三维交联的亲水聚合物材料，其表面具有优异的水润滑特性，受到了生物医疗领域的广泛关注。近期，现有技术(YanYu,HyunwooYuk,German A.Parada,You Wu,Xinyue Liu,Christoph S.Nabzdyk,Kamal Youcef-Toumi,Jianfeng Zang,Xuanhe Zhao,Multifunctional“hydrogel skins”on diverse polymers with arbitrary shapes,Advanced Materials,31(7):1807101,2019)公开了一种通过光引发技术在PVC导管表面修饰水凝胶涂层的方法，并以此制备了水润滑导尿管器械，取得了预期的效果；但该修饰方法只适用于能被有机溶剂(如丙酮)发涨的聚合物基材，不具备基材修饰通用性。
中国专利CN108117662A公开了一种将铁粉等金属催化剂加入到基材前驱体粉末中，经过热固或热压成型后制备得到含有铁催化剂的复合基材，再将其浸入到水凝胶单体溶液中，于室温条件下在铁基复合材料表面制备亲水润滑涂层的方法；尽管该方法具有一定先进性，但金属催化剂的掺杂改变了本体材料的固有特性，使其在表面工程和医疗器械领域的推广应用受限。综上，现有方法所制备的水凝胶润滑涂层的通用性未被解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法及修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，能够实现水凝胶润滑涂层的基材修饰通用性，且不改变基材本身性质。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：
将盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液与基材进行第一复合，得到沉积有多酚黏附涂层的基材；所述基材为通用器材；
将所述沉积有多酚黏附涂层的基材与多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液进行第二复合，得到沉积有复合黏附涂层的基材；
将所述沉积有复合黏附涂层的基材进行紫外辐照后，将所得基材与水凝胶单体溶液进行第三复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根。
优选的，所述多巴胺类似物包括单宁酸或茶多酚；所述茶多酚包括表儿茶酚没食子酸、没食子酸或表没食子儿茶素。
优选的，所述通用基材包括天然材料或人工合成材料；所述天然材料包括植物茎、植物杆、植物叶、骨头、皮肤或毛发，所述人工合成材料包括无机金属材料、无机非金属材料或有机材料。
优选的，所述盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液的浓度为0.05～10mg/mL，所述第一复合的温度为5～40℃，时间为6～48h。
优选的，所述多羧基酸分子为柠檬酸和/或草酸；所述多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液中，多羧基酸分子的质量浓度为0.5～50mg/mL，Fe3+的质量浓度为0.5～50mg/mL；所述第二复合的温度为5～40℃，时间为1～48h。
优选的，所述紫外辐照的辐照强度为5～50mW/cm2，辐照时间为10s～30min。
优选的，所述水凝胶单体溶液包括以下质量百分含量的组分：单体0.5～25％，引发剂0.05～3％，交联剂0.01～1％，余量为水。
优选的，所述单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸聚氧乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸酯、丙烯酸壳聚糖酯、丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸海藻酸钠酯、甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱中的一种或多种；所述引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
优选的，所述原位聚合的温度为-10～30℃，时间为0.5～30min。
本发明提供了上述技术方案所述方法制备得到的修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，包括通用器材和修饰于所述通用器材表面的水凝胶润滑涂层；所述水凝胶润滑涂层包括依次层叠于通用器材表面的多酚-多羧基酸分子-Fe3+复合黏附涂层和水凝胶涂层。
本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：将盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液与基材进行第一复合，得到沉积有多酚黏附涂层的基材；所述基材为通用器材；将所述沉积有多酚黏附涂层的基材与多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液进行第二复合，得到沉积有复合黏附涂层的基材；将所述沉积有复合黏附涂层的基材进行紫外辐照后，将所得基材与水凝胶单体溶液进行第三复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根。本发明首先利用盐酸多巴胺或多巴胺类似物发生氧化自聚合，在基材表面沉积含邻苯二酚黏性键合基团的多酚黏附涂层，增强与基材结合力；然后利用多酚黏附涂层中酚羟基与Fe3+竞争络合配位，形成多酚-多羧基酸分子/Fe3+复合黏附涂层，再通过紫外辐照，在多羧基酸分子加速催化的条件下，将复合黏附涂层中Fe3+原位还原为Fe2+，赋予黏附涂层表面原位催化引发聚合活性，使得紫外辐照产生的Fe2+与水凝胶单体溶液中的过硫酸根发生氧化还原反应，进而产生硫酸根自由基，在固液界面引发单体发生自由基交联聚合反应，在黏附涂层表面原位生长水凝胶涂层，而远离基材表面的单体溶液不发生聚合，避免对基材自身特性的影响。因此，本发明的修饰方法可在不改变基材本身的本体和表面性质的前提下，通过在基材表面原位产生催化剂实现在各种材料表面制备亲水性的水凝胶润滑涂层，具有基材通用性，适用于表面工程和生物医疗领域。
本发明的方法反应条件温和，在室温或者低温即可实现水凝胶润滑涂层的修饰，且能通过控制反应时间实现涂层厚度可控；而现有光聚合方法，光聚合时间(1小时)会产生大量热能，引发本体溶液后聚合，润滑涂层厚度不可控。
附图说明
图1为实施例1中钛片表面生长聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层前后的光学照片；
图2为实施例1中不同时刻钛片表面生长聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层的断面显微镜照片；
图3为实施例2中在不同基材表面形成的水凝胶润滑涂层的厚度数据图；
图4为实施例3中不同医疗器械表面修饰水凝胶润滑涂层前后的光学照片；
图5为实施例3中PVC导尿管和乳胶导尿管表面生长聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层前后的摩擦曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：
将盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液与基材进行第一复合，得到沉积有多酚黏附涂层的基材；所述基材为通用器材；
将所述沉积有多酚黏附涂层的基材与多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液进行第二复合，得到沉积有复合黏附涂层的基材；
将所述沉积有复合黏附涂层的基材进行紫外辐照后，将所得基材与水凝胶单体溶液进行第三复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液与基材进行第一复合，得到沉积有多酚黏附涂层的基材。
在本发明中，所述基材为通用器材；所述通用基材优选包括天然材料或人工合成材料；所述天然材料优选包括植物茎、植物杆、植物叶、骨头、皮肤或毛发，所述人工合成材料优选包括无机金属材料、无机非金属材料或有机材料；所述无机金属材料优选为钛片、铝片或金片；所述无机非金属材料优选为硅片、玻璃或陶瓷；所述有机材料优选为聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、尼龙或聚酰亚胺。
在本发明中，所述通用基材的种类优选包括导尿管、引流管、喉管、***式胃管、胶囊式胃镜、胆道支架、人工关节或血管导丝。
本发明对所述通用器材的来源没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品或熟知渠道获取的对应器材均可。
在本发明中，所述多巴胺类似物优选包括单宁酸或茶多酚；所述茶多酚包括表儿茶酚没食子酸、没食子酸或表没食子儿茶素，结构如下所示：
Figure BDA0003393909370000051
Figure BDA0003393909370000061
在本发明中，所述盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液所用缓冲液优选为tris缓冲液，所述盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液的浓度优选为0.05～10mg/mL，更优选为1.5～2mg/mL。本发明对所述盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液的用量没有特殊的限定，能够完全浸没基材即可。
本发明对所述第一复合的方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能够实现缓冲液与基材的充分接触即可；在本发明的实施例中，所述第一复合的方式为浸泡。
在本发明中，所述第一复合的温度优选为5～40℃，时间优选为6～48h，更优选为10～24h。在所述第一复合过程中，盐酸多巴胺或多巴胺类似物发生氧化自聚合，在基材表面沉积含邻苯二酚黏性键合基团的多酚黏附涂层。
完成所述第一复合后，本发明无需处理，直接进行后续步骤。
在本发明中，所述多酚黏附涂层的厚度优选为5nm～30nm，更优选为15～20nm。
得到沉积有多酚黏附涂层的基材后，本发明将所述沉积有多酚黏附涂层的基材与多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液进行第二复合，得到沉积有复合黏附涂层的基材。在本发明中，所述多羧基酸分子优选为柠檬酸和/或草酸；当所述多羧基酸分子优选为柠檬酸和草酸时，本发明对柠檬酸和草酸的配比没有特殊的限定，任意配比均可。
在本发明中，所述多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液中，多羧基酸分子的质量浓度优选为0.5～50mg/mL，更优选为25～30mg/mL，Fe3+的质量浓度优选为0.5～50mg/mL，更优选为10.5～21mg/mL；本发明对所述Fe3+所对应的铁盐种类没有特殊的限定，本领域熟知的水溶性铁盐均可；在本发明的实施例中，具体为FeCl3、Fe(NO3)3或Fe2(SO4)3。
本发明对所述多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液的配制过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程得到上述浓度范围的多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液即可。
本发明对所述多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液的用量没有特殊的限定，能够完全浸没基材即可。本发明对所述第二复合的方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能够实现多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液与沉积有多酚黏附涂层的基材的充分接触即可；在本发明的实施例中，所述第二复合的方式为浸泡。
在本发明中，所述第二复合的温度优选为5～40℃，时间优选为1～48h，更优选为3～24h。在所述第二复合过程中，多酚黏附涂层中酚羟基与多羧基酸分子-Fe3+中Fe3+竞争络合配位，形成多酚-多羧基酸分子/Fe3+复合黏附涂层。
完成所述第二复合后，本发明优选无需后处理，直接进行后续步骤。
得到沉积有复合黏附涂层的基材后，本发明将所述沉积有复合黏附涂层的基材进行紫外辐照后，将所得基材与水凝胶单体溶液进行第三复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材。在本发明中，所述紫外辐照优选通过紫外灯实现；所述紫外辐照的辐照强度优选为5～50mW/cm2，更优选为15～30mW/cm2，辐照时间优选为10s～30min，更优选为2～5min。
在所述紫外辐照过程中，在多羧基酸分子加速催化的条件下，复合黏附涂层中Fe3+原位还原为Fe2+，赋予黏附涂层表面原位催化引发聚合活性。
在本发明中，所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根；所述水凝胶单体溶液优选包括以下质量百分含量的组分：单体0.5～25％，引发剂0.05～3％，交联剂0.01～1％，余量为水。
在本发明中，所述单体的质量百分含量优选为12～15％；所述引发剂的质量百分含量优选为0.05～0.06％；所述交联剂的质量百分含量优选为0.14％。
在本发明中，所述单体优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸聚氧乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸磺酸酯、丙烯酸壳聚糖酯、丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸海藻酸钠酯、甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱中的一种或多种；当所述单体为上述中两种以上时，本发明对不同种类单体的配比没有特殊的限定，任意配比均可。本发明对所述单体的来源和具体分子量没有特殊的限定，根据实际需求按照熟知的制备过程制备或定制即可。
在本发明中，所述引发剂优选为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述交联剂优选为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。当所述引发剂为上述中两种时，本发明对不同种类引发剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可；当所述交联剂为上述中两种时，本发明对不同种类交联剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可。
本发明对所述水凝胶单体溶液的配制过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程配制得到上述含量范围的水凝胶单体溶液即可。
本发明对所述水凝胶单体溶液的用量没有特殊的限定，能够完全浸没基材即可。本发明对所述第三复合的方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能够实现水凝胶单体溶液与基材的充分接触即可；在本发明的实施例中，所述第三复合的方式为浸泡。
在本发明中，所述原位聚合的温度优选为-10～30℃，更优选为25℃，时间优选为0.5～30min，更优选为5～20min。在所述原位聚合过程中，紫外辐照产生的Fe2+催化剂与水凝胶单体溶液中的过硫酸根发生氧化还原反应，进而产生硫酸根自由基，在固液界面引发单体发生自由基交联聚合反应，在器材表面原位生长出水凝胶润滑涂层，而远离基材的单体溶液不发生聚合，避免对基材自身特性的影响。
本发明提供了上述技术方案所述方法制备得到的修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，包括通用器材和修饰于所述通用器材表面的水凝胶润滑涂层；所述水凝胶润滑涂层包括依次层叠于通用器材表面的多酚-多羧基酸分子-Fe3+复合黏附涂层和水凝胶涂层。
在本发明中，所述水凝胶润滑涂层的厚度优选为100～500μm。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
配制2mg/mL的多巴胺盐酸盐的Tris缓冲溶液10mL，将钛片(5.5cm*3.0cm)置于缓冲溶液中浸泡24h，温度为20℃，形成聚多巴胺多酚涂层，厚度为20nm；
将修饰有聚多巴胺多酚涂层的钛片浸泡在三氯化铁(21mg/mL)和柠檬酸(25mg/mL)的混合水溶液中浸泡3h，温度为20℃，在钛片表面形成聚多巴胺-柠檬酸-Fe3+涂层；
将修饰有聚多巴胺-柠檬酸-Fe3+涂层的钛片放在紫外灯下在15mW/cm2辐照2min，使涂层中的Fe3+还原成Fe2+；将所得钛片浸泡在水凝胶单体溶液中(4.26g丙烯酰胺，1.08g丙烯酸，0.05gN,N’-亚甲基双丙烯酰胺，0.02g过硫酸钾，30mL去离子水)在室温下进行表面催化引发自由基聚合，反应时间为5min，在钛片表面原位生长出聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层。
实施例2
在多种基材表面生长聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层：松枝、骨头、头发；钛片、铝片、金片；硅片、玻璃、陶瓷；聚乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、尼龙或聚酰亚胺；
配制2mg/mL的多巴胺盐酸盐的Tris缓冲溶液100mL，将不同基材置于上述缓冲溶液中浸泡24h，温度为20℃，形成聚多巴胺多酚涂层，厚度为20nm；
将修饰有聚多巴胺多酚涂层的基材浸泡在三氯化铁(10.5mg/mL)和柠檬酸(25mg/mL)的混合溶液中浸泡3h，温度为20℃，在基材表面形成聚多巴胺-柠檬酸-Fe3+涂层；
将修饰有聚多巴胺-柠檬酸-Fe3+涂层的基材放在紫外灯下，在15mW/cm2辐照5min，使涂层中的Fe3+还原成Fe2+；将处理后的不同基材浸泡在水凝胶的单体溶液中(12.78g丙烯酰胺，3.24g丙烯酸，0.15g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，0.06g过硫酸钾，90mL去离子水)在室温下进行表面催化引发自由基聚合，反应时间为3min，在不同基材表面生长出聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层。
实施例3
在多种生物医疗器械表面生长聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层：PVC导尿管、乳胶导尿管、喉管、胆道支架、钛合金人工髋关节球头、胃管、引流管、吸引头；
配制备1.5mg/mL的多巴胺盐酸盐的Tris缓冲溶液200mL，将不同型号医疗器械置于上述缓冲溶液中浸泡10h，温度为25℃，形成聚多巴胺多酚涂层，厚度为15nm；
将修饰有聚多巴胺多酚涂层的不同器械浸泡在三氯化铁(21mg/mL)和柠檬酸(25mg/mL)的混合溶液中浸泡3h，温度为25℃，在不同器械表面形成聚多巴胺-柠檬酸-Fe3+涂层；
将修饰有聚多巴胺-柠檬酸-Fe3+涂层的不同器械放在紫外灯下，在30mW/cm2辐照5min，使涂层中的Fe3+还原成Fe2+；将处理后的不同器械浸泡在水凝胶的单体溶液中(25.56g丙烯酰胺，6.48g丙烯酸，0.30g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，0.12g过硫酸钾，180mL去离子水)在室温下进行表面催化引发自由基聚合，反应时间为5min，在不同器械表面修饰聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层。
表征及性能测试
1)图1为实施例1中钛片表面生长聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层前后的光学照片，由图1可以看出，修饰水凝胶润滑涂层后钛片表面颜色变深，出现了溶胀型凝胶小颗粒形态，表明成功在钛片表面生长出聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层，水凝胶润滑涂层厚度为300μm。
图2为实施例1中在5min聚合反应时间内，通过光学显微镜原位观察到5个不同时刻点(30s、1min、2min、3min和5min)钛片表面的聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层形态图；由图2可以看出，水凝胶润滑涂层厚度随着反应时间的延长逐渐增加，表明本发明的修饰方法具有高度的化学可控性。
2)通过奥林巴斯光学显微镜测量实施例2中在不同基材表面形成的水凝胶润滑涂层的厚度，所得结果见图3；由图3可知，头发表面水凝胶润滑涂层厚度较薄(＞40μm)，其余基材表面水凝胶润滑涂层厚度均在100～200μm。
3)图4为实施例3中不同医疗器械表面修饰水凝胶润滑涂层前后的光学照片；图4中a～h，左侧均为未修饰水凝胶润滑涂层前空白医疗器械的照片，右侧均为局部修饰有聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层的改性医疗器械照片，由图4可以看出，在不同器械表面，水凝胶润滑涂层较为均匀。
4)以实施例3中空白PVC导尿管、空白乳胶导尿管、修饰有聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层(PAA-PAM)的PVC导尿管和修饰有聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层的乳胶导尿管分别作为待测试样，对医疗器械表面的聚(丙烯酸-丙烯酰胺)水凝胶润滑涂层的润滑性能进行测试，方法为：利用传统的摩擦试验机(CSM,Switzerland)评估器械外表面的润滑性能。其中，润滑剂为水，法相加载为0.2N，摩擦测试对偶为PDMS橡胶球(半径6mm)，测试方式为往复模式(滑动距离为5mm)，滑动频率为1Hz，测试循环为300次，所得结果见图5。
如图5所示，采用本发明方法在PVC导尿管和乳胶导尿管表面修饰水凝胶润滑涂层后，器械表面的摩擦系数均显著降低，且摩擦系数在300个测试循环内均较为稳定，说明器械表面形成的水凝胶润滑涂层与器械表面具有较好的结合力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在通用器材表面修饰水凝胶润滑涂层的方法，包括以下步骤：
将盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液与基材进行第一复合，得到沉积有多酚黏附涂层的基材；所述基材为通用器材；
将所述沉积有多酚黏附涂层的基材与多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液进行第二复合，得到沉积有复合黏附涂层的基材；
将所述沉积有复合黏附涂层的基材进行紫外辐照后，将所得基材与水凝胶单体溶液进行第三复合，进行原位聚合，得到修饰有水凝胶润滑涂层的基材；所述水凝胶单体溶液含有过硫酸根。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多巴胺类似物包括单宁酸或茶多酚；所述茶多酚包括表儿茶酚没食子酸、没食子酸或表没食子儿茶素。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通用基材包括天然材料或人工合成材料；所述天然材料包括植物茎、植物杆、植物叶、骨头、皮肤或毛发，所述人工合成材料包括无机金属材料、无机非金属材料或有机材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐酸多巴胺或多巴胺类似物的缓冲液的浓度为0.05～10mg/mL，所述第一复合的温度为5～40℃，时间为6～48h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多羧基酸分子为柠檬酸和/或草酸；所述多羧基酸分子-Fe3+混合水溶液中，多羧基酸分子的质量浓度为0.5～50mg/mL，Fe3+的质量浓度为0.5～50mg/mL；所述第二复合的温度为5～40℃，时间为1～48h。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述紫外辐照的辐照强度为5～50mW/cm2，辐照时间为10s～30min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水凝胶单体溶液包括以下质量百分含量的组分：单体0.5～25％，引发剂0.05～3％，交联剂0.01～1％，余量为水。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸聚氧乙烯酯、N-异丙基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸酯、丙烯酸壳聚糖酯、丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸壳聚糖酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸海藻酸钠酯、甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱中的一种或多种；所述引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原位聚合的温度为-10～30℃，时间为0.5～30min。
10.权利要求1～9任一项所述方法制备得到的修饰有水凝胶润滑涂层的通用器材，包括通用器材和修饰于所述通用器材表面的水凝胶润滑涂层；所述水凝胶润滑涂层包括依次层叠于通用器材表面的多酚-多羧基酸分子-Fe3+复合黏附涂层和水凝胶涂层。
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