尚磊 上海康德莱医疗器械股份有限公司 （上海 201803）

医用导丝亲水涂层的制备

尚磊 上海康德莱医疗器械股份有限公司 （上海 201803）

通过紫外光接枝的方法对导丝进行表面亲水改性，通过测定水接触角、附着性、吸水率和摩擦力等来表征涂层的润滑性、吸水性和耐水持久性。实验结果表明，改性后导丝润滑性大大提高，而且固化速度快，涂层牢固，具有良好的润滑持久性。

导丝 聚乙烯吡咯烷酮 亲水涂层

在介入治疗中，导丝应具备良好的生物相容性，而亲水涂层润滑性可以有效提高导丝表面生物相容性[1～5]。本文以利用紫外光接枝固化方法对医用导丝进行亲水改性，并对性能进行表征。

1.实验材料与方法

1.1 材料与仪器

导丝、底层溶液、面层溶液、75%医用酒精、蒸馏水；XP504DR分析天平；PS-100T超声波清洗机；紫外线固化机；SL200C2全自动接触角仪；752紫外可见分光光度计；紫葳科试验机。

1.2 实验方法

将导丝放入酒精中超声20min后干燥待用；将导丝浸到底层溶液3s后以20mm/min提拉后固化60s；底层固化完毕后再浸面层溶液3s后以20mm/min速度提拉后固化100s。

1.3 导丝水接触角测试

1.3.1 改性前水接触角测试

通过液滴法测量导丝表面接触角，通过水接触角对导丝表面亲水性进行表征[6～7]。

1.3.2 改性后水接触角测试

将改性后导丝浸泡于蒸馏水中，用接触角测量仪分别测量浸泡不同时间后导丝表面接触角变化情况。

1.4 导丝涂层附着性测试

1.4.1 制备PVP标准吸收曲线

图1. PVP标准吸收曲线

将干燥后的PVP和蒸馏水配置成浓度为1g/l的标准溶液，在标准溶液的基础上将其稀释成浓度为0.001g/l～1g/l的对照溶液；在PVP最大吸收波长221nm处通过紫外分光光度计进行测定并绘制PVP标准吸收曲线[8～9]，如图1所示。

1.4.2 导丝涂层附着量测试

用电子天平对导丝称重m1，改性后再称重m2，其中m2-m1为涂层附着量。将已知涂层附着量的导丝浸泡在容量瓶中，并每30min取浸泡液测试PVP紫外吸光度并将溶液倒回，绘制PVP吸光度变化曲线。

1.5 吸水率的测定

将改性前、后导丝干燥并称重，将改性后导丝在蒸馏水中分别浸泡1min，30min，60min，90min，120min，150min，180min，取出用滤纸吸去表面的水滴进行称重。

图2. 改性前样品摩擦力曲线

图3. 不同浸泡时间下的PVP浓度变化曲线

图4. 不同样品的接触角

吸水率（P）公式：

式中：m1-改性前重量（g）；m2-改性后重量（g）；m3-改性后吸水后重量（g）。

1.6 表面摩擦力的测定

通过紫葳科试验机对导丝进行摩擦力测试，设定提拉速度300mm/min，垂直加持力4N，记录100m m行程内的摩擦力值，改性前导丝摩擦力测试值见图2。

2.实验结果与讨论

2.1 亲水涂层附着性

2.1.1 亲水涂层附着量

分别测试改性前和改性后样品重量，测试结果见表1。

结果表明，在既定浸涂固化工艺下，涂层附着量约为0.001g。

2.1.2 亲水涂层附着性

测试改性后导丝浸泡不同时间后浸出液的紫外吸光度，并绘制浸出液中PVP浓度变化曲线，如图3所示。

由图3可知，改性后导丝浸泡初期涂层脱落相对较多，随着浸泡时间变长，浓度变化趋于平稳，浸泡90min后涂层基本不再脱落，这是由于涂层遇水后涂层会溶胀，溶胀过程会有微量PVP溶解，剩余涂层与导丝表面结合牢固起到润滑作用。

2.2 接触角测试

2.2.1 改性前后接触角变化

对改性前和改性后样品进行接触角测试，测试结果见图4。

由图4（a）可知改性前样品表面水接触角132°，说明普通聚氨酯表面是疏水的；图4（b）可以看出改性后的表面水接触角为58°，由改性前的疏水性变为亲水性，可以得知改性后的聚氨酯表面由疏水性变为亲水性，表面润滑性得到很大提高。

2.2.2 浸泡不同时间接触角的变化

测量改性后导丝浸泡不同时间后接触角变化，表面接触角变化如图5所示。

表1. 亲水涂层附着量对照表

在浸泡60min时接触角变大明显，随着浸泡时间越久接触交变大趋势缓慢并趋于稳定，浸泡8小时候样品接触角仍远小于未改性前样品的接触角值，表明改性后样品具有良好的亲水性。

图5. 不同浸泡时间下的接触角变化曲线

图6. 不同浸泡时间下的吸水率变化曲线

2.3 吸水率

将改性前和改性后的样品称重并分别将改性后样品浸泡不同时间后分别用滤纸擦去表面水分后称重，并根据公式（1）计算出吸水率，不同浸泡时间样品吸水率曲线如图6所示。

由图6可知，随着浸泡时间变长，改性后样品吸水率逐渐增大并趋于稳定，这是因为PVP极易吸水在样品表面形成一层水凝胶，能有效改善表面润滑性；随着浸泡时间越长，吸附在聚氨酯样品上的PVP吸水饱和，吸水率不再变化。

图7. 改性后样品摩擦力曲线

2.4 摩擦系数

将改性前聚氨酯胚材和改性后聚氨酯胚材分别于室温下放入蒸馏水中浸泡10s，在4N加持力下进行摩擦力测试，改性后摩擦力测试曲线见图7。

由图2和图7可知，改性前和改性后样品平均摩擦力分别为0.543N和0.043N，改性后样品表面摩擦力约为改性前样品摩擦力的7.9%，可知涂层包覆牢固均匀，有效改善了样品表面的亲水润滑性。

3.结论

既定浸涂固化工艺下，涂层附着量约为0.001g，改性后导丝表面为亲水性，摩擦力大大下降，涂层包覆均匀并且附着性好。紫外光接枝制备亲水涂层具有时间短，生产效率便捷高效的特点，具有广阔的应用前景及实际意义。

[1] 雷姗. 医用金属表面亲水涂层的制备及其相关性能研究[D]. 湘潭大学, 2015.

[2] 曲祥军. 医用导管表面的亲水改性[D]. 大连理工大学, 2011.

[3] 刘艳, 李真, 李昕跃. 医用导管亲水涂层的制备[J]. 应用化工, 2013,42(1):182-185.

[4] 赵兵, 刘晓红, 袁婷. 介入导丝表面亲水润滑处理研究进展[J]. 中国医疗器械杂志, 2015,39(1):44-47.

[5] 张鹏飞. 介入导管用聚氨酯材料的表面改性及润滑性能研究[D]. 广东工业大学, 2014.

[6] 李义涛, 汤诚, 张凌飞, 等. 亲水涂层树脂的合成及性能研究[J]. 广东化工, 2014,41(13):49-50.

[7] 赵雷. 新型亲水涂层冠脉支架的制备及相关研究[D]. 吉林大学, 2010.

[8] 王聘. 医用导管表面亲水润滑改性[D]. 大连工业大学, 2014.

[9] 王聘, 刘俊龙, 刘华龙. PVC导尿管表面亲水润滑涂层的制备及性能研究[J]. 中国医疗器械信息, 2014,20(6):51-54.

1006-6586(2016)07-0028-03

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