本技术介绍了一种医用导管水凝胶涂层的制备技术,该技术能够提供有效的润滑效果、持久的抗菌性能以及抗血栓形成的能力。该方法涉及将乙烯基单体、乙烯基改性单体、交联剂和光引发剂混合,以形成水凝胶预聚溶液。
背景技术
医用导管是现代医学不可或缺的一部分,大大提高了治疗和缓解疾病的质量。然而,大多数导管(如聚氯乙烯、聚氨酯和橡胶)是由疏水性聚合物材料制成的,这可能会导致与人体组织发生不适当的摩擦。因此,导管的外表面必须得到充分润滑,以避免组织摩擦。此外,插入体内的导管可以吸附血浆和蛋白质,进一步促进血小板、白细胞和红细胞附着的吸附,不可避免地导致炎症。因此,迫切需要导管具有出色的抗菌和防污性能。
水凝胶具有高亲水性和柔软性(杨氏模量≈30kPa),被广泛用于医用导管涂层,由于其具有良好的保水性和润湿性,被赋予一定的水化润滑作用,添加润滑聚合物也可以提高其润滑性能。有研究表明木糖醇这种天然产物能抑制各种细菌的生长并防止生物膜形成,并被证明是设计多功能伤口敷料水凝胶的有效组成部分。
然而,极低的摩擦力通常需要水凝胶具有高度的水合性,这反过来又会对机械性能(例如韧性和强度)产生负面影响,从而削弱耐磨性,选用两性离子磺基甜菜碱调节凝胶的溶胀性能,形成的3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐(pSB)网络通过强大的分子间和分子内静电相互作用“锁定”整个水凝胶,从而限制凝胶的溶胀。
同时,水凝胶具有三维网络结构,能够提供足够的容量容纳各种抗菌分子,包括抗生素、抗菌化合物、无机抗菌剂等,因此水凝胶涂料已成为潜在的有效抗菌涂料。头孢呋辛钠这种β-内酰胺类抗生素可与细菌合成细胞壁所需的青霉素结合蛋白酶(PenicillinBinding Protein,PBP)结合,当药物与该酶结合后,PBP酶便失去活性,从而使细菌细胞壁合成受阻,导致细菌细胞壁缺损、水分内渗、细胞肿胀等,进而达到灭菌的作用。由于人体的真核细胞没有细胞壁,因而不会受药物影响。此类抗生素具有杀菌活性强、毒性低、适应症广及临床疗效好的优点。
由于医用导管存被广泛需求,人们需要探索更简化的生产程序来降低成本。另外,水凝胶涂层的体内生物相容性和实际临床效果始终需要严格验证,医用导管相关性感染的临床研究需要大量的数据支持,实验周期较长,所以进行临床研究相对困难。即便如此,水凝胶涂层仍被认为是降低医疗导管相关性感染的候选之一。
实现思路