本發(fā)明涉及一種改善介入器械表面的涂層方法，屬于醫(yī)療器械制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

經(jīng)皮穿刺術(shù)(percutaneouspuncturetechnique)是介入放射學(xué)的基礎(chǔ)，其目的是建立通道，包括血管與非血管通道，極大多數(shù)介入技術(shù)必須通過這種通道來完成診斷與治療過程，使輸送器械達(dá)到病變靶向部位，達(dá)到精準(zhǔn)治療的目的。

在人體內(nèi)建立血管與非血管通道，通常采用高分子管材通過經(jīng)皮穿刺，沿導(dǎo)絲輸送到人體靶向部位，器械、藥物、植入物再通過高分子管材內(nèi)部送達(dá)病變部位，因此在高分子管材外層涂覆親水材料，增加管材的順滑因子，降低管材通過時對人體管壁的損傷，改性后親水潤滑的表面可以提高介入導(dǎo)管的抗細(xì)菌粘附能力，防止介入診療引起敗血癥或靜脈炎等并發(fā)癥，間接提高了介入導(dǎo)管的抗感染性能。導(dǎo)管涂覆親水涂層，形成超滑表面，其配方與工藝是從事高分子醫(yī)療器械的科研人員重點(diǎn)研究的項目，所采用的材料多是具有良好的生物相容性和血液相容性。

聚乙烯醇(pva)是聚醋酸乙烯醋的水解產(chǎn)物為白色粉末，可溶于水。醫(yī)藥級聚乙烯醇是一種極安全的高分子有機(jī)物，對人體無毒，無副作用，具有良好的生物相容性和抗凝血性，在醫(yī)療中用于眼科的水性凝膠、傷口敷料、人工關(guān)節(jié)、皮膚修復(fù)等有廣泛的應(yīng)用。

聚氨酯材料親水性能好，在干燥和吸水的情況下都是柔軟的，因?yàn)槠涮厥獾幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)、具有良好的生物相容性和血液相容性、優(yōu)異的物理機(jī)械性能、加之穩(wěn)定性好，無致畸變作用，無過敏反應(yīng)；毒性實(shí)驗(yàn)符合醫(yī)用要求；優(yōu)良的韌性和彈性，加工性能好，使聚氨酯材料在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用得到進(jìn)一步的發(fā)展。至今已經(jīng)歷了50多年的歷史，其產(chǎn)品包括人工心臟輔助裝置、醫(yī)療導(dǎo)管和人造血管、聚氨酯敷料、聚氨酯醫(yī)用薄膜制品、人造皮、假肢、聚氨酯繃帶、人工腎、人工肺、人工肝臟等。

醫(yī)療級的聚乙烯吡咯烷酮(pvp)具有優(yōu)良的生物相容性，對人體皮膚、粘膜、眼等不形成任何刺激，是國際倡導(dǎo)的藥用敷料之一，可用做片劑、膠囊、潤滑劑和包衣成膜劑，pvp具有解毒、止血、提高溶解濃度、防止腹膜粘連、促進(jìn)血液循環(huán)等作用，用于隱形眼睛增加其親水性和潤滑性。

我們研究發(fā)現(xiàn)特定濃度的液體聚氨酯與聚乙烯吡咯烷酮制成的頂層溶液能夠使高分子介入器械的表面具有優(yōu)異的親水性和生物相容性。但是由于聚氨酯采用揮發(fā)性有機(jī)溶劑溶解，如直接涂覆在高分子材質(zhì)的醫(yī)療器材表面，會造成表面損傷，且在頂層溶液快速固化后，其部分溶劑會被高分子介入器械吸收，造成溶劑殘留，影響器材的生物性能，嚴(yán)重的會溶解介入器械表面使之變形，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能避免頂層溶劑殘留的改善介入器械表面的涂層方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種改善介入器械表面的涂層方法，在介入器械表面涂覆底層溶液，進(jìn)行第一次固化處理后，再涂覆頂層溶液，進(jìn)行第二次固化處理；

其中所述底層溶液的配方如下：

水100毫升；

聚乙烯醇5～15克(優(yōu)選8～12克，更優(yōu)選10克)；

所述底層溶液的制法是：每100毫升去離子水加入5～15克聚乙烯醇(pva)，加熱溫度為70℃～80℃，勻速攪拌，聚乙烯醇完全溶解后，在攪拌中使溶液降至室溫。

所述頂層溶液具有優(yōu)異的組織相容性，配方如下：

液體聚氨酯溶液100毫升；

聚乙烯吡咯烷酮5～20克(優(yōu)選8～15克，更優(yōu)選10克)；

吐溫800.2～2毫升(優(yōu)選0.5～1毫升，更優(yōu)選0.5毫升)；

其中液體聚氨酯溶液的配方為：

二氧六環(huán)100毫升；

聚氨酯8～10克；

吐溫800.2～2毫升(優(yōu)選0.5～1毫升，更優(yōu)選0.5毫升)。

所述頂層溶液的制法是：

(1)將8～10克聚氨酯加入到100毫升二氧六環(huán)溶劑中，加入0.2～2毫升吐溫80，攪拌溶解，得到液體聚氨酯溶液；

(2)取步驟(1)得到的液體聚氨酯溶液100毫升，加入5～20克聚乙烯吡咯烷酮，再加入0.2～2毫升吐溫80，室溫勻速攪拌至聚乙烯吡咯烷酮溶解。

本發(fā)明采用底層溶液作為醫(yī)用高分子介入器械表面的防護(hù)層，因聚乙烯醇(pva)中含有大量的親水性基團(tuán)羥基,在外部的干濕變化中,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的對水親合作用，紅外光固化使聚乙烯醇(pva)溶液在介入器械表面形成保護(hù)膜，緊密包覆器械，有利于高分子介入器械揮發(fā)水分子。而且聚乙烯醇(pva)難溶于有機(jī)溶劑，有效避免了頂層溶液中有機(jī)溶劑在介入器械中的殘留，同時避免了對高分子材質(zhì)的醫(yī)用介入器械表層的損傷。

所述固化處理的方法為紅外光固化或紫外光固化，優(yōu)選紅外光固化，最優(yōu)選用中紅外光固化。本發(fā)明固化方法的時間短，其中紫外光固化對環(huán)境要求更為嚴(yán)格。紅外光譜波長范圍0.75～830μm，頻率波數(shù)范圍13330～12cm^-1，分為三個區(qū)域：近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外。醫(yī)療介入器械多為高分子材料，追求接近人體皮膚組織，研究表明，近紅外穿入人體組織5～15毫米，遠(yuǎn)紅外穿透組織深度小于2毫米，根據(jù)普朗克的公式e＝hν其中e是能量，ν是頻率，h是普朗克常數(shù)ν·λ＝c所以e＝hc/λ明顯波長λ越小，e越大。說明近紅外產(chǎn)生熱能高，遠(yuǎn)紅外產(chǎn)生熱能低。我們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，采用中紅外光固化，既可以避免近紅外光的高熱能對高分子介入器械表面的軟化，也可以避免遠(yuǎn)紅外光的穿透深度小的問題，因此本發(fā)明優(yōu)選采用中紅外光固化。

中紅外光固化方法為：用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射涂覆底層溶液或頂層溶液后的介入器械，固化時間為1～8分鐘。固化時間的長短取決于固化光源的數(shù)量和功率，例如當(dāng)采用一枚300w功率的中紅外燈時，固化時間為1分鐘，而采用一枚50w功率的中紅外燈時，固化時間為8分鐘，同時使用多枚50w功率的中紅外燈時，固化時間將相應(yīng)縮短。

所述涂覆的方法包括但不限于浸涂法、噴涂法、超聲波噴涂法等。具體情況需要根據(jù)器械的大小及形狀而定。對于常規(guī)高分子醫(yī)療器械，可以使用浸涂法，即：將介入器械浸入底層溶液中，使其表面涂覆底層溶液后，將醫(yī)療器械從底層溶液中提出，采用紅外光進(jìn)行第一次固化處理，時間為1～8分鐘；再將固化處理后的介入器械浸入頂層溶液，使其表面涂覆底層溶液后，將醫(yī)療器械從頂層溶液中提出，采用紅外光進(jìn)行第二次固化處理，時間為1～8分鐘。浸入和提出的操作宜緩慢、穩(wěn)定、勻速。每次將介入器械浸入溶液后，可以浸泡一定時間(例如0.5～30分鐘)，也可以無需浸泡直接提出。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種可以直接涂覆在介入器械表面的材料，在所述表面上改善所述介入器械的性能和生物相容性。

一種改善介入器械表面的親水涂層組合物，分為底層溶液和頂層溶液；

其中所述底層溶液的配方如下：

水100毫升；

聚乙烯醇5～15克(優(yōu)選8～12克，更優(yōu)選10克)；

其中所述頂層溶液的配方如下：

液體聚氨酯溶液100毫升；

聚乙烯吡咯烷酮5～20克(優(yōu)選8～15克，更優(yōu)選10克)；

吐溫800.5毫升(優(yōu)選0.5～1毫升，最優(yōu)選0.5毫升)；

其中液體聚氨酯溶液的配方為：

二氧六環(huán)100毫升；

聚氨酯8～10克(優(yōu)選10克)；

吐溫800.5毫升(優(yōu)選0.5～1毫升，更優(yōu)選0.5毫升)

上述各種原料的用量可以根據(jù)實(shí)際的使用需要，同時等比例擴(kuò)大或縮小。

本發(fā)明的第三個目的是提供用本發(fā)明所述的新型涂層方法制備得到的醫(yī)用介入器械。該介入器械表面具有優(yōu)異的生物相容性和血液相容性，高分子材質(zhì)的介入器械基體中不含頂層溶液中的有機(jī)溶劑殘留，表面光潔順滑。涂層沾水后具有良好的潤滑性，且附著力強(qiáng)。

本發(fā)明適用于大多數(shù)的聚合物材料表面的親水性修飾，其中包括聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚酯、硅橡膠等單一組分的高分子材料或它們的各種改性產(chǎn)物或復(fù)合材料制品。

本發(fā)明適用于大多數(shù)不同形狀、規(guī)格的醫(yī)療器械，包括但不限于導(dǎo)管、血栓抽吸管、擴(kuò)張管、造影導(dǎo)管、內(nèi)窺鏡檢查裝置、血管形成術(shù)氣囊、引流管、動靜脈分離器、胃管、尿道插管、腹腔鏡檢查裝置或植入物，尤其適用于在手術(shù)操作過程中需要進(jìn)行插入、并最終退出人體的醫(yī)療器械。

本發(fā)明采取用聚乙烯醇(底層溶液)膜材保護(hù)介入器械表面，利用其不溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，在其上涂覆液體聚氨酯與聚乙烯吡咯烷酮(pvp)混合溶液(頂層溶液)，最后用紅外光照射揮發(fā)掉頂層溶液中的有機(jī)溶劑，使之達(dá)到安全使用標(biāo)準(zhǔn)，完成對介入器械的表面改性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：涂層溶液配方簡單，易實(shí)現(xiàn)，工藝簡單，安全可靠；既能為介入器械提供具有優(yōu)異生物相容性和親水性的涂層，又避免了制備過程中有機(jī)溶劑對高分子介入器械表面的損傷和有機(jī)溶劑殘留。以本方法制備的介入器械能順利通過人體血管和非血管通道等部位，降低器械對管壁的損傷，實(shí)現(xiàn)良好的靶向輸送。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，并非對本發(fā)明的限制。凡依照本公開內(nèi)容所進(jìn)行的本領(lǐng)域等同替換或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一、材料

1.底層溶液：100毫升去離子水中加入10克聚乙烯醇，加熱溫度為70℃～80℃，勻速攪拌，聚乙烯醇完全溶解后，在攪拌中使溶液降至室溫。

2.頂層溶液：將10克聚氨酯加入到100毫升二氧六環(huán)溶劑中，加入0.5毫升吐溫80，攪拌溶解，得到液體聚氨酯溶液；取得到的液體聚氨酯溶液100毫升，加入10克聚乙烯吡咯烷酮，再加入0.5毫升吐溫80，室溫勻速攪拌至聚乙烯吡咯烷酮溶解。

二、方法

1.將介入器械(導(dǎo)管)緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入底層溶液中，使其表面涂覆底層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從底層溶液中提出，進(jìn)行第一次固化處理，采用3枚功率為50w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械5分鐘；

2.將固化處理后的介入器械緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入頂層溶液，使其表面涂覆頂層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從頂層溶液中提出，進(jìn)行第二次固化處理，采用3枚功率為50w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械5分鐘。

三、結(jié)果

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，介入器械具有優(yōu)異生物相容性和親水性，涂層沾水后具有良好的潤滑性，且附著力強(qiáng)，介入器械表面順滑無損傷，器械無頂層溶液中有機(jī)溶劑殘留。

實(shí)施例2

一、材料

1.底層溶液：100毫升去離子水中加入5克聚乙烯醇，加熱溫度為70℃～80℃，勻速攪拌，聚乙烯醇完全溶解后，在攪拌中使溶液降至室溫。

2.頂層溶液：將8克聚氨酯加入到100毫升二氧六環(huán)溶劑中，加入0.2毫升吐溫80，攪拌溶解，得到液體聚氨酯溶液；取得到的液體聚氨酯溶液100毫升，加入5克聚乙烯吡咯烷酮，再加入0.5毫升吐溫80，室溫勻速攪拌至聚乙烯吡咯烷酮溶解。

二、方法

1.將介入器械(血栓抽吸管)緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入底層溶液中，使其表面涂覆底層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從底層溶液中提出，進(jìn)行第一次固化處理，采用4枚功率為50w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械3分鐘；

2.將固化處理后的介入器械緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入頂層溶液，使其表面涂覆頂層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從頂層溶液中提出，進(jìn)行第二次固化處理，采用4枚功率為50w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械3分鐘。

三、結(jié)果

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，介入器械具有優(yōu)異生物相容性和親水性，涂層沾水后具有良好的潤滑性，且附著力強(qiáng)，介入器械表面順滑無損傷，器械無頂層溶液中有機(jī)溶劑殘留。

實(shí)施例3

一、材料

1.底層溶液：100毫升去離子水中加入15克聚乙烯醇，加熱溫度為70℃～80℃，勻速攪拌，聚乙烯醇完全溶解后，在攪拌中使溶液降至室溫。

2.頂層溶液：將9克聚氨酯加入到100毫升二氧六環(huán)溶劑中，加入2毫升吐溫80，攪拌溶解，得到液體聚氨酯溶液；取得到的液體聚氨酯溶液100毫升，加入20克聚乙烯吡咯烷酮，再加入0.5毫升吐溫80，室溫勻速攪拌至聚乙烯吡咯烷酮溶解。

二、方法

1.將介入器械(引流管)緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入底層溶液中，使其表面涂覆底層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從底層溶液中提出，進(jìn)行第一次固化處理，采用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械6分鐘；

2.將固化處理后的介入器械緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入頂層溶液，使其表面涂覆頂層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從頂層溶液中提出，進(jìn)行第二次固化處理，采用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械6分鐘。

三、結(jié)果

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，介入器械具有優(yōu)異生物相容性和親水性，涂層沾水后具有良好的潤滑性，且附著力強(qiáng)，介入器械表面順滑無損傷，器械無頂層溶液中有機(jī)溶劑殘留。

實(shí)施例4

一、材料

1.底層溶液：100毫升去離子水中加入8克聚乙烯醇，加熱溫度為70℃～80℃，勻速攪拌，聚乙烯醇完全溶解后，在攪拌中使溶液降至室溫。

2.頂層溶液：將9克聚氨酯加入到100毫升二氧六環(huán)溶劑中，加入1毫升吐溫80，攪拌溶解，得到液體聚氨酯溶液；取得到的液體聚氨酯溶液100毫升，加入8克聚乙烯吡咯烷酮，再加入0.2毫升吐溫80，室溫勻速攪拌至聚乙烯吡咯烷酮溶解。

二、方法

1.將介入器械(胃管)緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入底層溶液中，使其表面涂覆底層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從底層溶液中提出，進(jìn)行第一次固化處理，采用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械7分鐘；

2.將固化處理后的介入器械緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入頂層溶液，使其表面涂覆頂層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從頂層溶液中提出，進(jìn)行第二次固化處理，采用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械7分鐘。

三、結(jié)果

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，介入器械具有優(yōu)異生物相容性和親水性，涂層沾水后具有良好的潤滑性，且附著力強(qiáng)，介入器械表面順滑無損傷，器械無頂層溶液中有機(jī)溶劑殘留。

實(shí)施例5

一、材料

1.底層溶液：100毫升去離子水中加入12克聚乙烯醇，加熱溫度為70℃～80℃，勻速攪拌，聚乙烯醇完全溶解后，在攪拌中使溶液降至室溫。

2.頂層溶液：將10克聚氨酯加入到100毫升二氧六環(huán)溶劑中，加入1.5毫升吐溫80，攪拌溶解，得到液體聚氨酯溶液；取得到的液體聚氨酯溶液100毫升，加入15克聚乙烯吡咯烷酮，再加入2毫升吐溫80，室溫勻速攪拌至聚乙烯吡咯烷酮溶解。

二、方法

1.將介入器械(尿道插管)緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入底層溶液中，使其表面涂覆底層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從底層溶液中提出，進(jìn)行第一次固化處理，采用1枚功率為50w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械8分鐘；

2.將固化處理后的介入器械緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入頂層溶液，使其表面涂覆頂層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從頂層溶液中提出，進(jìn)行第二次固化處理，采用1枚功率為50w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械8分鐘。

三、結(jié)果

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，介入器械具有優(yōu)異生物相容性和親水性，涂層沾水后具有良好的潤滑性，且附著力強(qiáng)，介入器械表面順滑無損傷，器械無頂層溶液中有機(jī)溶劑殘留。

實(shí)施例6

一、材料

1.底層溶液：100毫升去離子水中加入9克聚乙烯醇，加熱溫度為70℃～80℃，勻速攪拌，聚乙烯醇完全溶解后，在攪拌中使溶液降至室溫。

2.頂層溶液：將10克聚氨酯加入到100毫升二氧六環(huán)溶劑中，加入0.5毫升吐溫80，攪拌溶解，得到液體聚氨酯溶液；取得到的液體聚氨酯溶液100毫升，加入12克聚乙烯吡咯烷酮，再加入1毫升吐溫80，室溫勻速攪拌至聚乙烯吡咯烷酮溶解。

二、方法

1.將介入器械(血栓抽吸管)緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入底層溶液中，使其表面涂覆底層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從底層溶液中提出，進(jìn)行第一次固化處理，采用1枚功率為300w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械1分鐘；

2.將固化處理后的介入器械緩慢、穩(wěn)定、勻速浸入頂層溶液，使其表面涂覆頂層溶液后，以同等運(yùn)行方式將介入器械從頂層溶液中提出，進(jìn)行第二次固化處理，采用1枚功率為300w的中紅外燈作為固化光源，用連續(xù)波長2.5～15.4μm、頻率4000～650cm^-1的紅外光波照射介入器械1分鐘。

三、結(jié)果

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，介入器械具有優(yōu)異生物相容性和親水性，涂層沾水后具有良好的潤滑性，且附著力強(qiáng)，介入器械表面順滑無損傷，器械無頂層溶液中有機(jī)溶劑殘留。