一種超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管及其制備方法，該導(dǎo)管的管體材料為端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體的熔融混合材料，導(dǎo)管的外表面涂覆可與導(dǎo)管產(chǎn)生共價(jià)鍵連接的親水涂層，該親水涂層包括可與導(dǎo)管外表面接枝的底層涂層，以及與底層涂層形成半互穿交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的頂層涂層。本發(fā)明利用了超支化聚酯具有大量端基的特點(diǎn)，結(jié)合導(dǎo)管與涂層的化學(xué)鍵接枝技術(shù)以及親水聚合物與涂層的半互穿網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，有效地將導(dǎo)管與涂層緊密結(jié)合，可獲得具有優(yōu)異潤滑性和耐磨性的聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，該導(dǎo)管適合應(yīng)用于血管內(nèi)介入診療領(lǐng)域。
【專利說明】
一種超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 血管內(nèi)介入診療技術(shù)廣泛應(yīng)用于臨床血管造影、血管成形術(shù)、血管內(nèi)血栓或異物 的清除等方面，同傳統(tǒng)醫(yī)療技術(shù)相比，不僅操作方便，而且由于介入治療的創(chuàng)傷低，能夠減 輕病人的痛苦，治療風(fēng)險(xiǎn)較小，治療費(fèi)用也相對(duì)較低，因此這項(xiàng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛 的推廣和運(yùn)用。血管內(nèi)介入診療技術(shù)是借助于介入導(dǎo)管通過血管管腔到達(dá)體內(nèi)較遠(yuǎn)的病變 部位，如冠狀動(dòng)脈等血管部位，再注入診療劑或置入器械，以達(dá)到對(duì)體內(nèi)較遠(yuǎn)部位實(shí)現(xiàn)診斷 和微創(chuàng)治療的目的。
[0003] 血管內(nèi)介入導(dǎo)管是血管內(nèi)介入技術(shù)的主要器械之一，其種類可以有造影介入導(dǎo) 管、藥物輸送介入導(dǎo)管、血管成形術(shù)介入導(dǎo)管等，這些介入導(dǎo)管應(yīng)具有優(yōu)良的可操作性和安 全性，一般需要優(yōu)異的血液相容性、一定的血液軟化性、無有害物滲出、優(yōu)異的抗扭結(jié)性、 優(yōu)良的機(jī)械性能、良好的可加工性、與X射線不透明劑具有良好的相容性等性能。聚乙烯 (PE)、聚氯乙烯（PVC)和尼龍是最早用于制作介入導(dǎo)管的材料。已有大量證據(jù)表明它們血 液相容性較差，且不夠柔軟。加入50%的鄰苯二甲酸酯類增塑劑可以得到較軟的PVC材料， 但這些易滲透的添加劑對(duì)人體健康有潛在的威脅。硅橡膠具有較好的血液相容性也被用于 制作介入導(dǎo)管。聚四氟乙烯（PTFE)被用于制造外周介入導(dǎo)管和導(dǎo)管鞘，也可用作某些介入 導(dǎo)管的潤滑內(nèi)管層。但是從操作性方面來看，PTFE導(dǎo)管的彈性較差，抗扭結(jié)性差且較硬，而 硅橡膠又太軟，機(jī)械強(qiáng)度較差。
[0004] 聚氨酯彈性體通常具有嵌段結(jié)構(gòu)，其軟段和硬段微相分離結(jié)構(gòu)可以提供優(yōu)良的血 液相容性和機(jī)械性能。同PTFE、PVC、PE等相比，由聚氨酯制造的介入導(dǎo)管具有足夠的剛性， 有利于進(jìn)入體內(nèi)，進(jìn)一步受到人體體溫的作用，聚氨酯中軟段結(jié)構(gòu)軟化以及聚氨酯吸水，導(dǎo) 管變得柔軟，從而大大減小對(duì)血管壁的機(jī)械損傷，避免由此引發(fā)的凝血反應(yīng)和并發(fā)癥。聚氨 酯彈性體材料還具有優(yōu)良的拉伸性能和抗扭結(jié)性能。與X射線不透明劑相容性好，高添加 量下仍保證良好的機(jī)械性能。熱塑性的聚氨酯彈性體能夠熱塑擠出成型，易于加工成各種 規(guī)格的導(dǎo)管。
[0005] 潤滑性也是血管內(nèi)介入導(dǎo)管十分重要的性能之一。當(dāng)導(dǎo)管在進(jìn)入、退出血管以及 在血管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，高潤滑性可以抑制血液中的大分子如血漿蛋白、血小板等在材料表面的 粘附，減少對(duì)血管壁和血細(xì)胞的損傷，減輕對(duì)血液層流的擾動(dòng)，可避免凝血反應(yīng)的發(fā)生。因 此，對(duì)聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管進(jìn)行表面潤滑處理是十分必要的。涂覆親水潤滑涂層是改善介 入導(dǎo)管潤滑性的有效手段。利用含有大量吡咯烷酮基團(tuán)、氧化乙烯基團(tuán)、羧基、酰胺基的聚 合物在血液中表現(xiàn)的高親水性，將其作為涂層的成膜物可以達(dá)到高效潤滑的目的，此類聚 合物包括聚乙烯基吡咯烷酮（PVP)、聚氧化乙烯（PEO)、丙烯酰胺類共聚物、丙烯酸類共聚 物和馬來酸酐類共聚物等。
[0006] 美國專利 US 4589873、US 4835003、US 4875287、US 5331027、US 5509899、US 5620738和US 6042876均公開了含有PVP的親水潤滑涂層，這類涂層的特點(diǎn)是，頂層均涂覆 有PVP，但PVP所在涂層或其底部涂層都沒有引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)，PVP在吸水膨脹后容易脫落，會(huì) 使整個(gè)涂層體系失去親水潤滑的效果。
[0007] 美國專利 US 8287890 B2、US 6299980 BUUS 5776611、US 5179174、US 5160790 和US 4666437均公開了以異氰酸酯交聯(lián)劑為底部涂層、頂層涂覆PVP或PEO等親水高分子 的涂層體系，這類涂層的特點(diǎn)是，頂層涂層中除了含有親水高分子外，還加入了可以與底層 異氰酸酯交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的多元醇或多元胺，因此起到了固定親水高分子的作用。但 異氰酸酯交聯(lián)劑均為有毒化合物，常用于其他工業(yè)領(lǐng)域的涂料配方中，在醫(yī)療領(lǐng)域的實(shí)際 應(yīng)用中并不十分適合。另外，此類涂層均為有機(jī)溶劑體系，且溶劑極性較強(qiáng)，在涂覆以聚氨 酯為基材的導(dǎo)管等器械時(shí)會(huì)腐蝕導(dǎo)管，致使導(dǎo)管表面出現(xiàn)缺陷，因此既不適用于聚氨酯導(dǎo) 管，同時(shí)也不環(huán)保。
[0008] 美國專利 US 8039524 B2、US 7696259 B2、US7534495 B2、US 7052131 B2、US 8378011 B2、US 8512795 B2和US 8513320 B2均公開了以雙鍵化合物和PVP等親水高分子 的紫外光固化體系涂層。這類涂層的特點(diǎn)是，以雙鍵化合物為丙烯酸類單體，在溶劑的溶解 作用下與親水高分子、光引發(fā)劑等混合后進(jìn)行涂覆，通過紫外光固化得到雙鍵的交聯(lián)結(jié)構(gòu)， 可以起到固定親水高分子的作用。但通常丙烯酸類單體的自由基固化反應(yīng)由于分子間的位 阻、擴(kuò)散效應(yīng)，反應(yīng)程度在后期受到抑制，均存在反應(yīng)不完全的現(xiàn)象，殘留的丙烯酸類單體 將成為健康的安全隱患。此外，與傳統(tǒng)固化方式相比，紫外光固化對(duì)器械的涂覆工藝和涂裝 設(shè)備要求較高。所采用的有機(jī)溶劑體系同樣對(duì)聚氨酯導(dǎo)管具有不利的影響，對(duì)環(huán)境也存在 一定危害。
[0009] 氮丙啶基團(tuán)與羧基的反應(yīng)也可以被用來構(gòu)建含有親水高分子的交聯(lián)體系涂層。此 類涂層中除含有氮丙啶交聯(lián)劑外，還含有水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯、聚丙烯酸-丙烯酰 胺或PVP等聚合物。由于多數(shù)氮丙啶衍生物易溶于水，因此配合水溶性的聚合物就可以組 成水體系的涂層配方，避免了有機(jī)溶劑的不利影響。
[0010] 美國專利US 7008979 B2公開了以PVP、水性聚氨酯、氮丙啶交聯(lián)劑CX-100、硅溶 膠組成的涂層配方，并以水、異丙醇和N-甲基吡咯烷酮作溶劑。但此體系為單層涂層，當(dāng) PVP吸水膨脹后，整體涂層容易從基材脫落。此外，體系仍使用強(qiáng)極性的N-甲基吡咯烷酮作 溶劑，不適合涂覆于聚氨酯基材。
[0011] 美國專利US 6673453 B2公開了底層為自制的水性聚丙烯酸酯和氮丙啶交聯(lián)劑 CX-100組成的水體系涂層配方，當(dāng)?shù)讓庸袒?，再涂覆透明質(zhì)酸作頂層涂層。同樣，此體系 中頂層的透明質(zhì)酸吸水后容易從基材脫落。
[0012] 美國專利US 6558798 B2公開了含氮丙啶交聯(lián)劑的雙涂層體系，將水性聚氨酯與 氮丙啶交聯(lián)劑CX100混合后涂覆于器械表面，待底層涂層半干后，涂覆反應(yīng)型的親水高分 子丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，頂層固化后最終形成聚氨酯、交聯(lián)劑、親水高分子三者的化學(xué) 交聯(lián)結(jié)構(gòu)。但是，丙烯酸-丙烯酰胺共聚物等高分子通常是以丙烯酸為原料共聚獲得，丙 烯酸為具有腐蝕性和毒性的化合物，即使少量殘留也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，同時(shí)此類聚合物 均含有刺激性氣味，即為其中殘留的單體化合物所致。并且，反應(yīng)型高分子作為涂層外表 面，必然會(huì)殘留反應(yīng)性的活性基團(tuán)，易使材料的物理性質(zhì)和機(jī)械性能的穩(wěn)定性下降，長期 存放后還會(huì)影響材料表面的形貌，以及吸附其他物質(zhì)，降低材料的綜合性能。美國專利US 6468649 Bl公開的技術(shù)與US 6558798 B2類似，所使用的主要原料也是水性聚氨酯、氮丙啶 交聯(lián)劑CXlOO和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，當(dāng)然也存在與其類似的缺陷。
[0013] 對(duì)于聚氨酯介入導(dǎo)管上的涂層，由于其在人體內(nèi)要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)以及停留一定時(shí)間， 因此除了滿足高親水潤滑性能，還需注重潤滑性能的牢固和穩(wěn)定，涂層的親水部分和涂層 整體部分都要在經(jīng)受反復(fù)摩擦后不脫落，并維持良好的綜合性能。目前來看，基本公開的技 術(shù)都是專注于對(duì)涂層進(jìn)行改進(jìn)，例如采用交聯(lián)結(jié)構(gòu)改性等，而均沒有將導(dǎo)管基材和涂層有 效的結(jié)合在一起，涂層和導(dǎo)管之間缺少化學(xué)鍵連接，處于各自獨(dú)立的體系，涂層的牢固性仍 不理想。因此，需要從導(dǎo)管和涂層兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，從而獲得性能優(yōu)異的、改進(jìn)的親水潤 滑聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，以及制備該親水潤滑聚氨酯導(dǎo)管的方法。
[0014] 超支化聚酯（Hyperbranched Polyester)是一類有別于傳統(tǒng)線型聚酯的、具有 典型超支化聚合物結(jié)構(gòu)特征（即類球形的分子形狀、高度支化分子結(jié)構(gòu)、大量端基官能團(tuán) 等）的新型聚酯聚合物，是超支化聚合物發(fā)展過程中孕育出來的一類品種繁多、應(yīng)用性強(qiáng) 的產(chǎn)物，也是超支化聚合物家族中最主要的成員之一。與傳統(tǒng)線性聚酯相比，超支化聚酯 仍然以酯鍵作為鏈結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成單元，因此合成上與傳統(tǒng)線性聚酯有很多相似之處。但 高度支化結(jié)構(gòu)又使得超支化聚酯具備了許多傳統(tǒng)線性聚酯所不具有的性能，如高分量條件 下的低粘度特性、通過大量的端基修飾可獲得特殊性能等。此類聚合物的詳細(xì)特性、合成 方法及應(yīng)用可參考文獻(xiàn)[1~3] ([1]羅運(yùn)軍，夏敏，王興元.超支化聚酯.北京：化學(xué) 工業(yè)出版社，2009. [2]王興元，羅運(yùn)軍，夏敏等.超支化聚合物在樹脂改性中的應(yīng)用研 究進(jìn)展.高分子材料科學(xué)與工程，2009, 25 (3) :158-161. [3]王興元，羅運(yùn)軍，夏敏.超 支化聚合物在紫外光固化涂料中的應(yīng)用研究進(jìn)展.化工新型材料，2008, 36(3) : 15-17.)。 在涂料領(lǐng)域中超支化聚酯通過端基的乙烯基功能改性，也獲得了較好的應(yīng)用效果，如文 獻(xiàn)[4]和[5] ([4]王興元，羅運(yùn)軍，夏敏等.端丙烯酸酯基超支化聚酯/聚氨酯丙烯酸 酯體系的紫外光固化行為及性能.高分子材料科學(xué)與工程，2010, 26(2) :77-79. [5]王興 元，羅運(yùn)軍，李曉萌等.超支化聚酯的改性及紫外光固化涂層性能研究.高校化學(xué)工程學(xué) 報(bào)，2010, 24(6) : 1079-1083.)中所示?？梢钥吹?，超支化聚酯獨(dú)特的性質(zhì)使其在傳統(tǒng)領(lǐng)域 的應(yīng)用中展現(xiàn)了突出而顯著的效果。尤其是將其端基數(shù)量多的特點(diǎn)加以利用，必將會(huì)在更 多應(yīng)用領(lǐng)域有所突破。
[0015] 而目前將超支化聚酯應(yīng)用于親水潤滑的聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管方面的研究還未見 報(bào)道。為了解決聚氨酯介入導(dǎo)管中基材和涂層有效結(jié)合的問題，以及進(jìn)一步拓展超支化聚 酯在新領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過超支化聚酯對(duì)聚氨酯導(dǎo)管進(jìn)行改性，同時(shí)結(jié)合其他的技術(shù)改進(jìn)， 將為獲得高性能的親水潤滑聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管開辟嶄新的技術(shù)途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管及其 制備方法。目的是賦予聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管優(yōu)異的親水潤滑性和耐磨性。
[0017] 本發(fā)明創(chuàng)造性地利用了導(dǎo)管與涂層的化學(xué)鍵接枝技術(shù)以及親水聚合物與涂層的 半互穿網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)，有效地將導(dǎo)管和涂層相結(jié)合，獲得既滿足高潤滑性又具有良好耐磨 性的聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管。分別通過對(duì)導(dǎo)管和涂層的改進(jìn)，使涂層通過共價(jià)鍵連接至導(dǎo)管 表面，從而使涂層在提供親水潤滑功能的同時(shí)還能夠與聚氨酯導(dǎo)管緊密地結(jié)合，其中涂層 分為頂層和底層兩部分，頂層與底層通過半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有效地固定頂層的親水聚合 物，同時(shí)底層涂層還起到了橋接導(dǎo)管和頂層涂層的作用。
[0018] 進(jìn)一步簡述就是，通過合成端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯，并將其與熱 塑性聚氨酯彈性體熔融混合擠出成管，充分利用超支化聚合物端基數(shù)量多的特點(diǎn)，使超支 化聚酯改性后的導(dǎo)管表面帶有羧基。再在此導(dǎo)管上涂覆親水涂層，其中由多官能度氮丙啶 衍生物作為交聯(lián)劑，氮丙啶基團(tuán)通過共價(jià)鍵連接導(dǎo)管表面上的羧基，同時(shí)還連接了底層涂 層和頂層涂層中聚氨酯上的羧基，從而使導(dǎo)管表面接枝具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚氨酯涂層， 頂層中的親水聚合物由于嵌入在交聯(lián)結(jié)構(gòu)中，形成了半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（Semi-IPN)，因此親 水聚合物、交聯(lián)聚氨酯涂層、導(dǎo)管三者牢固地結(jié)合為一個(gè)整體，從而在保持高親水性的同時(shí) 大大提高了耐磨性。
[0019] 上述目的可以由以下詳細(xì)的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0020] -種超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，其特征在于，介入導(dǎo)管的管體材料為 端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體的熔融混合材料，介入導(dǎo)管 的外表面涂覆可與導(dǎo)管產(chǎn)生共價(jià)鍵結(jié)合的親水涂層。
[0021] 所述的熔融混合材料中，端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯是以三羥甲基丙 烷作為單體形成中心核分子結(jié)構(gòu)，以二羥甲基丙酸作為聚合單體形成超支化的分子結(jié)構(gòu)， 以棕櫚酸和馬來酸酐作為封端劑形成端基分子結(jié)構(gòu)，熔融混合材料中端基含羧基和棕櫚酸 酯基的超支化聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體的質(zhì)量之比為1: (4~19)。
[0022] 所述的親水涂層包括與聚氨酯導(dǎo)管外表面產(chǎn)生共價(jià)鍵連接的底層涂層，以及與底 層涂層形成半互穿交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的頂層涂層。
[0023] 所述的底層涂層是由底層涂料固化后所得到，底層涂料包括水性聚氨酯、三羥甲 基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯、去離子水、潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑，其中，三羥甲 基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的質(zhì)量為水性聚氨酯質(zhì)量的5 %，去離子水的質(zhì) 量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為20: 1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分別為水性聚氨酯質(zhì)量的 0· 1%〇
[0024] 所述的頂層涂層是由頂層涂料固化后所得到，頂層涂料包括水性聚氨酯、聚乙烯 基吡咯烷酮、去離子水、潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑，其中，聚乙烯基吡咯烷酮的質(zhì)量與水性聚氨 酯的質(zhì)量之比為（5~1) : 1，去離子水的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為30:1，潤濕劑和硅 烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分別為水性聚氨酯乳液質(zhì)量的0. 1%。
[0025] 所述的潤濕劑為聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶聯(lián)劑為N-氨乙基-γ -氨丙基 三甲氧基硅烷。
[0026] -種所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟：
[0027] (1)端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯的制備：將三羥甲基丙烷加入反應(yīng)器 中，升溫至140°C，分三步加入二羥甲基丙酸，首先加入a克的二羥甲基丙酸，混合均勻后加 入對(duì)甲苯磺酸，減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生后，加入b克的二羥甲基丙酸，混合均勻后減壓 攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，加入c克的二羥甲基丙酸，混合均勻后減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn) 生，加入棕櫚酸，混合均勻后減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，降溫至80°C，加入N，N-二甲基 甲酰胺，待固體中間產(chǎn)物溶解后，加入馬來酸酐，反應(yīng)12小時(shí)后降至室溫，產(chǎn)物倒入裝有丙 酮的容器中沉淀，收集沉淀物，再用丙酮洗滌3次，放入真空干燥烘箱中于80°C下干燥24 小時(shí)，最終得到端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯，將產(chǎn)物粉碎成粉末狀后保存待用， 其中，所述減壓攪拌反應(yīng)時(shí)的真空度為〇. lkPa，三羥甲基丙烷的質(zhì)量為a/3克，a:b:c = 1:2:4,對(duì)甲苯磺酸的質(zhì)量為二羥甲基丙酸總質(zhì)量的0. 1%，棕櫚酸與三羥甲基丙烷的摩爾 數(shù)之比為12:1，馬來酸酐與三羥甲基丙烷的摩爾數(shù)之比為60:1，N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量 與其他所有原料的總質(zhì)量之比為4:1，沉淀時(shí)所用丙酮的質(zhì)量與N, N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量 之比為2:1，每次洗滌時(shí)所用丙酮的質(zhì)量與N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量之比為2:1 ;
[0028] (2)底層涂料的制備：將水性聚氨酯、三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）] 丙酸酯、去離子水、潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑加入至容器中，在室溫下攪拌30分鐘，得到底層涂 料，所述底層涂料中三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的質(zhì)量為水性聚氨 酯質(zhì)量的5%，去離子水的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為20:1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的 質(zhì)量分別為水性聚氨酯質(zhì)量的〇. 1% ;
[0029] (3)頂層涂料的制備：將水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去離子水、潤濕劑和硅 烷偶聯(lián)劑加入至容器中，在室溫下攪拌30分鐘，得到頂層涂料，所述頂層涂料中聚乙烯基 吡咯烷酮的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為（5~1) : 1，去離子水的質(zhì)量與水性聚氨酯的 質(zhì)量之比為30:1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分別為水性聚氨酯質(zhì)量的0. 1% ;
[0030] (4)超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管的制備：將端基含羧基和棕櫚酸酯基的 超支化聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體按1: (4~19)重量比例混合后，通過螺桿擠出機(jī)熔融混 合后擠出成型，得到管壁含羧基的聚氨酯導(dǎo)管，將底層涂料涂覆至聚氨酯導(dǎo)管后，于60°C下 固化2小時(shí)，再將頂層涂料涂覆至已涂有底層涂料的聚氨酯導(dǎo)管上，于60°C下固化6小時(shí)， 得到超支化聚酯改性的聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管。
[0031] 步驟（2)和步驟（3)中所述的潤濕劑為聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶聯(lián)劑為 N-氛乙基-γ -氛丙基二甲氧基硅烷。
[0032] 本發(fā)明的有益效果是：
[0033] (1)本發(fā)明創(chuàng)造性地利用了聚氨酯導(dǎo)管與親水涂層間的化學(xué)鍵接枝以及親水聚合 物與涂層間形成半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的技術(shù)，有效地將導(dǎo)管和涂層相結(jié)合，所得到的聚氨酯醫(yī) 用介入導(dǎo)管具有高潤滑性和耐磨性。在水浸潤下與不涂覆親水涂層的聚氨酯導(dǎo)管相比，本 發(fā)明的導(dǎo)管所受摩擦力可降低80%以上。在反復(fù)摩擦作用后親水聚合物保留較為完整，導(dǎo) 管所受摩擦力增加幅度不超過4%。
[0034] (2)本發(fā)明為了使導(dǎo)管與涂層更好的結(jié)合，創(chuàng)造性地提出了將含有羧基的超支化 聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體熔融混合得到表面含有活性基團(tuán)的聚氨酯導(dǎo)管，通過超支化聚 酯的改性使導(dǎo)管具有了連接涂層的功能性。所合成的含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯具 有大量的羧基端基，可提供活性基團(tuán)，而端基中大量的棕櫚酸酯基團(tuán)則使該產(chǎn)物具有蠟狀 固體的性質(zhì)，從而方便于產(chǎn)物的粉碎、保存和熔融混合加工。因此這種新型的含羧基和棕櫚 酸酯基超支化聚酯充分滿足了本發(fā)明技術(shù)方法中所需要的功能，起到了較好的應(yīng)用效果， 也為超支化聚合物在醫(yī)用介入導(dǎo)管方面的應(yīng)用拓展開辟了新的路線。
[0035] (3)本發(fā)明所提供的親水涂層為水溶液體系，所用原料都具有水溶性，避免了有機(jī) 溶劑對(duì)聚氨酯底材的腐蝕和溶解等不利影響，且更為環(huán)保。
[0036] (4)與其他公開技術(shù)中氮丙啶交聯(lián)劑和親水聚合物配合的方法不同，本發(fā)明在涂 層頂層所采用的是非反應(yīng)性的親水聚合物，即聚乙烯基吡咯烷酮，而未采用聚丙烯酸或丙 烯酸-丙烯酰胺共聚物，避免了丙烯酸單體殘留對(duì)健康安全的隱患以及殘留的活性基團(tuán)對(duì) 涂層物理性能的不利影響，此外，本發(fā)明中氮丙啶交聯(lián)劑還參與了導(dǎo)管表面的接枝反應(yīng)，起 到了橋聯(lián)涂層與導(dǎo)管的作用。而與其他公開技術(shù)中使用聚乙烯基吡咯烷酮的方法不同，本 發(fā)明采用雙層涂層體系，上下兩層可以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在頂層中由于高分子鏈的纏結(jié)作用 使得聚乙烯基吡咯烷酮被牢固地鎖定，從而形成了半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決了其他公開技術(shù) 中聚乙烯基吡咯烷酮易脫落、耐磨性差的問題。因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的親水 涂層及其制備方法更具有先進(jìn)性和創(chuàng)造性，且更能滿足本發(fā)明中聚氨酯導(dǎo)管所需的性能。
[0037] (5)本發(fā)明所提供的聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管適用范圍廣，尤其適合用于血管內(nèi)介入 診療技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)在制造導(dǎo)管時(shí)，除了采用本發(fā)明所提供的技術(shù)外，另外摻雜其他物質(zhì)，如 鎢粉、硫酸鋇等無機(jī)化合物，可賦予導(dǎo)管額外的功能性，以及按照不同形狀和規(guī)格對(duì)導(dǎo)管進(jìn) 行加工，使其在應(yīng)用時(shí)更加滿足實(shí)際需要。例如適合用于的醫(yī)療器械有導(dǎo)絲、球囊導(dǎo)管、血 栓抽吸導(dǎo)管、中心靜脈導(dǎo)管、外周靜脈導(dǎo)管、造影導(dǎo)管、擴(kuò)張管和撕開鞘等。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發(fā)明的含羧基和棕櫚酸酯基超支化聚酯的理想結(jié)構(gòu)式。
[0039] 圖2為本發(fā)明的含羧基和棕櫚酸酯基超支化聚酯的紅外光譜圖。
[0040] 圖3為本發(fā)明的含羧基和棕櫚酸酯基超支化聚酯的核磁共振氫譜。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面通過具體的實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0042] 實(shí)施例1
[0043] 含羧基和棕櫚酸酯基超支化聚酯的制備：
[0044] 將IOg的三羥甲基丙烷加入反應(yīng)器中，升溫至140°C，分三步加入二羥甲基丙酸， 首先加入30g的二羥甲基丙酸，混合均勻后加入0. 21g的對(duì)甲苯磺酸，減壓攪拌反應(yīng)至無 氣泡產(chǎn)生后，加入60g的二羥甲基丙酸，混合均勻后減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，加入120g 的二羥甲基丙酸，混合均勻后減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，加入229. 3g的棕櫚酸，混合均 勻后減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，其中所述減壓攪拌反應(yīng)時(shí)的真空度為〇. lkPa，降溫至 80°C，加入3553g的N，N-二甲基甲酰胺，待固體中間產(chǎn)物溶解后，加入438. 8g的馬來酸酐， 反應(yīng)12小時(shí)后降至室溫，產(chǎn)物倒入裝有7106g丙酮的容器中沉淀，收集沉淀物，再分別用 7106g的丙酮洗滌3次，放入真空干燥烘箱中于80°C下干燥24小時(shí)，最終得到端基含羧基 和棕櫚酸酯基的超支化聚酯，將產(chǎn)物粉碎成粉末狀后保存待用。
[0045] 產(chǎn)物的理想結(jié)構(gòu)式如圖1所示，其結(jié)構(gòu)通過紅外光譜和核磁共振氫譜表征，結(jié)果 分別如圖2和圖3所示，從圖中可以看到馬來酸酯基中的雙鍵和羧基的特征峰，以及棕櫚酸 酯基中的亞甲基特征峰，各特征均符合預(yù)期產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] 親水涂層底層涂料（B-Coating)的制備：
[0048] 將水性聚氨酯、三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯、去離子水、潤 濕劑和硅烷偶聯(lián)劑加入至容器中，在室溫下攪拌30分鐘，得到底層涂料，所述底層涂料中 三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的質(zhì)量為水性聚氨酯質(zhì)量的5%，去離子 水的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為20: 1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分別為水性聚氨酯 質(zhì)量的0. 1%。
[0049] 親水涂層頂層涂料（T-Coating)的制備：
[0050] 將水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去離子水、潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑加入至容器 中，在室溫下攪拌30分鐘，得到頂層涂料，所述頂層涂料中聚乙烯基吡咯烷酮的質(zhì)量與水 性聚氨酯的質(zhì)量之比記為F-a，去離子水的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為30:1，潤濕劑 和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分別為水性聚氨酯質(zhì)量的0. 1% ;
[0051] 所述的水性聚氨酯為路博潤公司（The Lubrizol Corporation)的脂肪族水性聚 氨酯（Sancure 777型號(hào)），所述的潤濕劑為贏創(chuàng)工業(yè)公司（Evonik Industries)的聚醚改 性聚硅氧烷（Tego Wet 260型號(hào)），所述的硅烷偶聯(lián)劑為N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅 烷，所述的聚乙烯基吡咯烷酮為醫(yī)用級(jí)Κ90型號(hào)。
[0052] 親水涂層涂料（Coating)由底層涂料（B-Coating)和頂層涂料（T-Coating)組 成，分別存放待用，其組合成的涂料代號(hào)、組成和用量如表1所示。
[0053] 表1親水涂層涂料的組成和用量
[0055] 實(shí)施例3~12
[0056] 超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管的制備：
[0057] 將端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體按一定的重量 比例混合，超支化聚酯與聚氨酯彈性體的質(zhì)量之比記為F_b，通過螺桿擠出機(jī)熔融混合后擠 出成型，得到管壁含羧基的聚氨酯導(dǎo)管，使用親水涂層涂料（Coating)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行處理，將 底層涂料涂覆至聚氨酯導(dǎo)管后，于60°C下固化2小時(shí)，再將頂層涂料涂覆至已涂有底層涂 料的聚氨酯導(dǎo)管上，于60°C下固化6小時(shí)，得到超支化聚酯改性的聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管。
[0058] 所述的熱塑性聚氨酯彈性體為路博潤公司（The Lubrizol Corporation)的熱塑 性聚氨酯（Pellethane2363-65D 型號(hào)）。
[0059] 各實(shí)施例均采用相同的制備方法，區(qū)別是制備各超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入 導(dǎo)管所使用的材料和用量不同，其具體配方和性能如表2所示。
[0060] 對(duì)本發(fā)明獲得的聚氨酯導(dǎo)管進(jìn)行潤滑性和耐磨性測(cè)試。
[0061] 潤滑性測(cè)試方法如下：將長度為20cm的聚氨酯導(dǎo)管一半長度涂覆親水涂層，而另 一半長度不涂親水涂層，導(dǎo)管一端垂直固定在拉伸機(jī)的下部夾具上，在導(dǎo)管表面夾持一個(gè) 自制滑塊，該滑塊可旋擰在導(dǎo)管上并給予導(dǎo)管固定的壓力，滑塊內(nèi)部夾層可承載一定體積 的去離子水，可對(duì)導(dǎo)管實(shí)施連續(xù)地浸潤，用拉伸機(jī)中連接有力學(xué)傳感器的上部夾具夾持滑 塊，滑塊從導(dǎo)管下部按照固定速度拉至導(dǎo)管上部，則傳感器的受力變化體現(xiàn)了導(dǎo)管在兩種 表面受到的摩擦力，摩擦力數(shù)值的差異反映了導(dǎo)管的親水潤滑性。記錄兩部分表面中心位 置所對(duì)應(yīng)的摩擦力數(shù)值，則可得到親水表面摩擦力減小的幅度，記為fp-r，fp-r值越大，說 明潤滑性越好。
[0062] 耐磨性測(cè)試方法如下：將涂覆有親水涂層的聚氨酯導(dǎo)管裝載至潤滑性測(cè)試方法中 所述的設(shè)備上，通過程序控制使滑塊在固定移動(dòng)距離和速度下垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)100次，記錄 起始和終止時(shí)的摩擦力數(shù)值，該摩擦力數(shù)值的差異反映了涂層磨損脫落的程度和導(dǎo)管的耐 磨性。將終止時(shí)摩擦力增大的幅度記為fp-i，fp-i值越小，說明耐磨性越好。
[0063] 從各實(shí)施例中的結(jié)果可以看出，本發(fā)明的聚氨酯導(dǎo)管在水潤濕下比無親水涂層導(dǎo) 管所受摩擦力低80%以上，在反復(fù)摩擦作用后導(dǎo)管所受摩擦力增加幅度均不超過4%，說 明導(dǎo)管具有優(yōu)異的親水潤滑性和耐磨性。
[0064] 表2超支化聚酯改性聚氨酯導(dǎo)管的組成和用量
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，其特征在于，介入導(dǎo)管的管體材料為端 基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體的熔融混合材料，介入導(dǎo)管的 外表面涂覆可與導(dǎo)管產(chǎn)生共價(jià)鍵結(jié)合的親水涂層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，其特征在于，所述的 熔融混合材料中，端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯是以三羥甲基丙烷作為單體形成 中心核分子結(jié)構(gòu)，以二羥甲基丙酸作為聚合單體形成超支化的分子結(jié)構(gòu)，以棕櫚酸和馬來 酸酐作為封端劑形成端基分子結(jié)構(gòu)，熔融混合材料中端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚 酯與熱塑性聚氨酯彈性體的質(zhì)量之比為1: (4~19)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，其特征在于，所述的 親水涂層包括與聚氨酯導(dǎo)管外表面產(chǎn)生共價(jià)鍵連接的底層涂層，以及與底層涂層形成半互 穿交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的頂層涂層。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，其特征在于，所述 的底層涂層是由底層涂料固化后所得到，底層涂料包括水性聚氨酯、三羥甲基丙烷-三 [3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯、去離子水、潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑，其中，三羥甲基丙烷-三 [3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的質(zhì)量為水性聚氨酯質(zhì)量的5%，去離子水的質(zhì)量與水性聚 氨酯的質(zhì)量之比為20:1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分別為水性聚氨酯質(zhì)量的0. 1%。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，其特征在于，所述的 頂層涂層是由頂層涂料固化后所得到，頂層涂料包括水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去離 子水、潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑，其中，聚乙烯基吡咯烷酮的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為 (5~1) : 1，去離子水的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為30:1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量 分別為水性聚氨酯乳液質(zhì)量的〇. 1%。6. 根據(jù)權(quán)利要求4和權(quán)利要求5所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管，其特征 在于，所述的潤濕劑為聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶聯(lián)劑為N-氨乙基-γ -氨丙基三甲 氧基硅烷。7. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管的制備方法，其特 征在于，包括如下步驟： (1)端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯的制備：將三羥甲基丙烷加入反應(yīng)器中， 升溫至140°C，分三步加入二羥甲基丙酸，首先加入a克的二羥甲基丙酸，混合均勻后加入 對(duì)甲苯磺酸，減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生后，加入b克的二羥甲基丙酸，混合均勻后減壓攪 拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，加入c克的二羥甲基丙酸，混合均勻后減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生， 加入棕櫚酸，混合均勻后減壓攪拌反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生，降溫至80°C，加入N，N-二甲基甲酰 胺，待固體中間產(chǎn)物溶解后，加入馬來酸酐，反應(yīng)12小時(shí)后降至室溫，產(chǎn)物倒入裝有丙酮的 容器中沉淀，收集沉淀物，再用丙酮洗滌3次，放入真空干燥烘箱中于80°C下干燥24小時(shí)， 最終得到端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支化聚酯，將產(chǎn)物粉碎成粉末狀后保存待用，其中， 所述減壓攪拌反應(yīng)時(shí)的真空度為〇. lkPa，三羥甲基丙烷的質(zhì)量為a/3克，a:b:c = 1:2:4， 對(duì)甲苯磺酸的質(zhì)量為二羥甲基丙酸總質(zhì)量的〇. 1%，棕櫚酸與三羥甲基丙烷的摩爾數(shù)之比 為12:1，馬來酸酐與三羥甲基丙烷的摩爾數(shù)之比為60:1，N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量與其他 所有原料的總質(zhì)量之比為4:1，沉淀時(shí)所用丙酮的質(zhì)量與N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量之比為 2:1，每次洗滌時(shí)所用丙酮的質(zhì)量與N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量之比為2:1 ; (2) 底層涂料的制備：將水性聚氨酯、三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸 酯、去離子水、潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑加入至容器中，在室溫下攪拌30分鐘，得到底層涂料， 所述底層涂料中三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基氮丙啶基）]丙酸酯的質(zhì)量為水性聚氨酯質(zhì) 量的5%，去離子水的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為20:1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量 分別為水性聚氨酯質(zhì)量的〇. 1% ; (3) 頂層涂料的制備：將水性聚氨酯、聚乙烯基吡咯烷酮、去離子水、潤濕劑和硅烷偶 聯(lián)劑加入至容器中，在室溫下攪拌30分鐘，得到頂層涂料，所述頂層涂料中聚乙烯基吡咯 烷酮的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量之比為（5~1) : 1，去離子水的質(zhì)量與水性聚氨酯的質(zhì)量 之比為30:1，潤濕劑和硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分別為水性聚氨酯質(zhì)量的0. 1% ; (4) 超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管的制備：將端基含羧基和棕櫚酸酯基的超支 化聚酯與熱塑性聚氨酯彈性體按1: (4~19)重量比例混合后，通過螺桿擠出機(jī)熔融混合后 擠出成型，得到管壁含羧基的聚氨酯導(dǎo)管，將底層涂料涂覆至聚氨酯導(dǎo)管后，于60°C下固化 2小時(shí)，再將頂層涂料涂覆至已涂有底層涂料的聚氨酯導(dǎo)管上，于60°C下固化6小時(shí)，得到 超支化聚酯改性的聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超支化聚酯改性聚氨酯醫(yī)用介入導(dǎo)管的制備方法，其特征在 于，步驟（2)和步驟（3)中所述的潤濕劑為聚醚改性聚硅氧烷，所述的硅烷偶聯(lián)劑為N-氨 乙基-γ -氨丙基三甲氧基硅烷。
【文檔編號(hào)】A61L29/06GK105983137SQ201510073930
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日
【發(fā)明人】王興元, 戴華英
【申請(qǐng)人】北京迪瑪克醫(yī)藥科技有限公司