CN115819671A - 含有nvp结构的共聚物及其在介入导管用润滑涂层中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有NVP结构的共聚物，其特征在于由两种单体共聚而成，单体之一为NVP，另一种单体为结构中同时含有儿茶酚和双键结构的取代烯烃。还公开了其在作为介入导管用润滑涂层中的应用，以及相应的介入导管用润滑涂层混合物和介入导管。本发明提供的含有NVP结构的共聚物，与水或者血液、组织液等中的水接触时，会迅速吸水产生润滑特性，使导管表面的摩擦力降低到原来的1/10甚至更低，从而产生润滑效果，而且在持续摩擦中，可以耐受反复多次的摩擦而保持低摩擦力，与不含有儿茶酚结构的但含有NVP结构的聚乙烯吡咯烷酮比，可以耐受的摩擦次数提高了5倍甚至以上，表现出更好的牢固程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有NVP结构的共聚物及其在作为介入导管用润滑涂层中的应用，属于医疗器械技术领域。
背景技术
介入治疗是基于人体原有腔道如血管、气管、食道、尿道等，通过导丝、导管等建立入路通道，之后针对局部病变开展的治疗方法，使用的具体方法治疗方案包括消融、扩张、栓塞甚至切除等。在介入治疗器械中，导丝往往是金属丝，由不锈钢、镍钛合金等材料制成，而导管往往较多地采用各类尼龙、聚烯烃、聚氨酯等材质制成。导丝或导管在进入腔道时，会与腔道壁产生摩擦，有可能导致腔道壁的损伤甚至导致痉挛等一系列反应，往往不利于治疗。因此，这一类介入器械往往都需要具有较低的摩擦系数以减少摩擦。除了对导管材料本身的优化，尽可能采用具有较低摩擦系数的材料以外，采用涂层技术提供润滑性能，降低导管与腔道壁的摩擦系数是其中最主要的一种手段。
现在常用的涂层物质包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，即乙烯基吡咯烷酮(NVP)聚合而成的聚合物、聚丙烯酸及其共聚物、聚丙烯酰胺、海藻酸钠、透明质酸、聚乙二醇等，其中实际再用的以PVP居多，可以明显降低导管与腔道壁的摩擦系数。然而，其不耐反复使用，在多次使用的情形下，摩擦系数会迅速降低。因此，寻找一种既有良好的润滑作用，又能长期反复使用的涂层物质成为当前的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一类基于乙烯基吡咯烷酮(NVP)单体的共聚物，该类共聚物具有亲水性，可以溶于水和醇类溶剂。将该类共聚物及其他助剂溶于醇类溶剂中得到涂层溶液，之后涂敷在导管表面并经固化和干燥形成涂层表面，与水接触时迅速吸水产生良好的润滑性和耐磨性，起到润滑作用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种含有NVP结构的共聚物，其特征在于由两种单体共聚而成，单体之一为NVP，另一种单体为结构中同时含有儿茶酚和双键结构的取代烯烃。
优选的，其结构如通式(Ⅰ)所示：
其中R为烷基、酯基或酰胺基；
m/(m+n)>0.5；
共聚物的分子量介于1000～200万之间。
优选的，所述共聚物的分子量在5万～150万。
优选的，所述共聚物的分子量在60万～150万。
优选的，m/(m+n)>0.8。
优选的，所述R为亚甲基、乙酰酯基或乙酰胺基。
本发明还公开了上述的含有NVP结构的共聚物在介入导管用润滑涂层中的应用。
本发明还公开了一种介入导管用润滑涂层，其特征在于包括上述的含有NVP结构的共聚物，以及溶剂。
优选的，含有NVP结构的共聚物的质量-体积浓度是1-20％。
优选的，所述溶剂为水，或者水和醇类溶剂组成的混合物。
优选的，还包括流平剂、稳定剂，流平剂、稳定剂的质量浓度总和不超过1％。
本发明还公开了上述的含有NVP结构的共聚物的制备方法，其特征在于其步骤为将NVP单体溶解在溶剂中，再加入结构中同时含有儿茶酚和双键结构的取代烯烃，搅拌均匀后加入引发剂，进行共聚反应，经纯化后得到共聚物。
可用的溶剂包括但不限于水，醇类溶剂如甲醇、乙醇、异丙醇等，酮类溶剂如丙酮、丁酮等均可作为溶剂使用，可以根据不同的单体组成体系根据溶解度、反应温度等具体条件选择；可用的反应温度介于40-100℃之间，反应时间一般需要几小时到几十小时，比较优化的时间是2-24小时，更为优化的时间是6-12小时。
纯化可以采用常规的纯化方法，例如透析或沉淀洗涤的方法，以除去残留的小分子。
本发明还公开了一种介入导管，其表面设有涂层，该涂层是含有NVP的共聚物的溶液涂布在导管表面并干燥去除溶剂以后得到的，涂层的厚度约1-50μm，优选的厚度是5-20μm，干燥中需要加热，加热的温度高于室温但不超过60℃，优选的温度是50±5℃，在该温度下溶剂逐渐挥发去除，在导管表面形成涂层，并需要在保存过程中避免与水接触。
本发明提供的含有NVP结构的共聚物，以及基于该系列共聚物形成的涂层溶液，在导管表面形成涂层，该涂层与水或者血液、组织液等中的水接触时，会迅速吸水产生润滑特性，使导管表面的摩擦力降低到原来的1/10甚至更低，从而产生润滑效果，而且在持续摩擦中，可以耐受反复多次的摩擦而保持低摩擦力，与不含有儿茶酚结构的但含有NVP结构的聚乙烯吡咯烷酮比，可以耐受的摩擦系数提高了5倍甚至以上，表现出更好的牢固程度。含有儿茶酚结构的单体的引入是的这种低摩擦力状态可以保持得更久，显示出更好的牢固程度。对介入治疗过程中降低摩擦、减少人体腔道因为摩擦带来的损伤以及改善治疗过程中的病人和医护人员的体验具有显著的有意效果。
本发明通过NVP与不同单体的共聚组合获得共聚物，除了利用PVP亲水的特性带来润滑性能以外，共聚单体的引入带来的与基材附着力的增强可以获得更好的亲水涂层的耐磨性和牢固性，用于介入导管可以获得润滑涂层，本发明同时还提供了基于这些共聚物的涂层的制备和应用方法。
附图说明
图1为含有NVP结构的共聚物的结构通式。
图2为同时含有儿茶酚和双键结构的单体的结构示意图。
图3为典型的同时含有儿茶酚和双键结构的单体的结构式，其中方框部分是图2中R的具体体现，(a)为4-烯丙基儿茶酚，(b)为3,4-二羟基苯乙基丙烯酸酯，(c)为多巴胺甲基丙烯酰胺。
图4为干燥涂层的摩擦力测试结果。
图5为实施例1中的涂层吸水后测得的摩擦力结果。
图6为实施例2中的涂层吸水后测得的摩擦力结果。
图7为对比例1中的涂层吸水后测得的摩擦力结果。
具体实施方法：
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但实施例的描述不对本发明的保护范围产生任何限制。
图1为本发明的含有NVP结构的共聚物的结构通式，图2为其中一个单体同时含有儿茶酚和双键结构的取代烯烃的结构示意图，几个典型的单体如图3所示，各单体结构式上的方框就是不同结构的R。
实施例1：11.1g(0.1mol)市售的NVP单体，纯度>99％，溶解在20mL纯水中，加入4-烯丙基儿茶酚1.5g(0.01mol)，搅拌溶解均匀，加入0.1mL浓度30％的过氧化氢，逐渐升温到50±5℃反应4小时，体系逐渐变得粘稠。将上述体系装入截留分子量3500的透析袋中用纯水透析24小时，期间多次换水以去除残留的小分子，完成后冻干得到白色固体。成品总分子量约80万，其中NVP占比约90％。
将上述白色固体聚合物按5％的浓度溶解在95％的乙醇溶液中，加入0.2％的TegoFlow 370流平剂、0.05％浓度的抗氧剂1010，搅拌溶解均匀。将尼龙导管浸入该溶液中1分钟，取出晾干至无明显可见表面溶剂后悬挂在50±5℃的烘箱中保温1小时，得到涂布了亲水溶液涂层的导管。该导管上无明显肉眼可见涂层，干燥状态下检查摩擦力，与无涂层导管类似，无显著差别。在摩擦力测试仪负重1Kg测得摩擦力约150gf，如图4所示。
将上述涂布了涂层的导管浸入水中30秒，取出测定摩擦力，发现摩擦力已经降低到0.3gf，表现出明显的润滑特性。利用摩擦力测试仪往复摩擦反复测试，观察到后期导管表面的摩擦力逐渐有所上升，但在此之前，导管表现出显著的低摩擦、高润滑特性，且能够支持往复循环达40次以后仍可以保持低于5gf的摩擦力(图5)。
实施例2：与实施例1类似，但采用的第二种单体是3,4-二羟基苯乙基丙烯酸酯，用量为1g(5mmol)，聚合后得到类似的实施例1的白色固体粉末，分子量约100万，其中NVP占比约95％。按3％的浓度溶解在85％浓度的异丙醇中，形成溶液，涂敷在导管上，吸水后测量摩擦力在循环往复摩擦40次后仍可以低于1gf，(如图6所示)。
实施例3：与实施例1类似，但采用的第二种单体是多巴胺甲基丙烯酰胺，用量为1g(5mmol)，聚合后得到类似的实施例1的白色固体粉末，分子量约80万，NVP占比约95％。可溶于乙醇-水混合溶剂，配制成4％浓度的溶液涂敷在导管上，干燥后得到涂层，吸水后负重1Kg摩擦力低于2gf。
对比例1：作为对比例，使用市售的分子量130万的PVP，按5％浓度溶解在90％浓度的异丙醇溶液中，加入0.2％的Tego Flow 370流平剂、0.05％浓度的抗氧剂1010，搅拌溶解均匀，涂敷在导管上，吸收后测量摩擦力在初期摩擦力低于2gf，但经过6次循环，摩擦力已经上升到约100gf，约20次循环后，摩擦力已经恢复到约150gf。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种含有NVP结构的共聚物，其特征在于由两种单体共聚而成，单体之一为NVP，另一种单体为结构中同时含有儿茶酚和双键结构的取代烯烃。
2.根据权利要求1所述的含有NVP结构的共聚物，其特征在于其结构如通式（Ⅰ）所示：
其中R为烷基、酯基或酰胺基；
m/（m+n）>0.5；
共聚物的分子量介于1000~200万之间。
3.根据权利要求2所述的含有NVP结构的共聚物，其特征在于所述共聚物的分子量在5万~150万。
4.根据权利要求2所述的含有NVP结构的共聚物，其特征在于所述共聚物的分子量在60万~150万。
5.根据权利要求2所述的含有NVP结构的共聚物，其特征在于m/（m+n）>0.8。
6.根据权利要求1所述的含有NVP结构的共聚物，其特征在于所述R为亚甲基、乙酰酯基或乙酰胺基。
7.权利要求1-6中任一项所述的含有NVP结构的共聚物在介入导管用润滑涂层中的应用。
8.一种介入导管用润滑涂层混合物，其特征在于包括权利要求1-6中任一项所述的含有NVP结构的共聚物，以及溶剂。
9.根据权利要求8所述的介入导管用润滑涂层混合物，其特征在于含有NVP结构的共聚物的质量-体积浓度是1-20%。
10.根据权利要求8所述的介入导管用润滑涂层混合物，其特征在于所述溶剂为水，或者水和醇类溶剂组成的混合物。
11.根据权利要求8所述的介入导管用润滑涂层混合物，其特征在于还包括流平剂、稳定剂，流平剂、稳定剂的质量浓度总和不超过1%。
12.一种介入导管，其特征在于其表面设有涂层，所述涂层为权利要求8-11中任一项所述的介入导管用润滑涂层混合物。
13.根据权利要求12所述的介入导管，其特征在于其表面涂层系涂抹介入导管用润滑涂层混合物后干燥去除溶剂而成。
14.根据权利要求13所述的介入导管，其特征在于涂层的厚度为1-50μm。
15.根据权利要求13所述的介入导管，其特征在于涂层的厚度为5-20μm。
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