介入导丝表面亲水超滑涂层的制备及性能研究

发布时间：2020-10-23 10:17

　　 介入导丝是介入治疗手术成功的关键,使用量非常大,使用范围也很广泛。而润滑性是介入导丝重要的性能之一,高润滑性的表面可以有效避免血液中血浆蛋白和血小板的粘附,减轻对血细胞以及血管壁的损伤,降低对血液层流动的干扰,同时可以抑制凝血反应的发生。但是用于介入导丝的外层高分子材料大都是疏水性的,限制了其应用。从聚氨酯的疏水特性和结构特征出发,结合前人的工作经验和进口超滑涂料、涂层的特点,本论文在介入导丝的聚氨酯表面设计了双层(底层和面层)亲水涂层体系。将底层设计成与基材类似的结构,具有浓密的交联网络,因此底层作为中间连接层既可以与底材牢固结合又可以为面层提供键合交联点。将面层设计为具有互穿网络结构的水凝胶涂层,能达到亲水润滑的目的。设计底层涂料和面层涂料中含有类似的组分,因此固化后两层通过化学键和分子间作用力牢牢结合成一个完整的涂层。本论文采用高效、低成本的紫外固化技术。底层由聚氨酯丙烯酸酯(PUA)和活性稀释剂(PEG200DA)在光引发剂Irgacure2959的引发下固化得到。本论文设计并合成出PUA,并用FT-IR、DSC、TGA对其进行了表征。通过涂层光固化速率、附着力测试、耐水性测试、耐化学溶剂性测试和涂膜的拉伸性能测试、凝胶率测试确定了底层涂料配方,其中PUA:PEG200DA=4:1,Irgacure2959为涂层质量的5%,涂料的浓度为10 wt%。之后对底层进行了FT-IR、DSC、DMA的表征。面层由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)在光引发剂Irgacure2959的引发下固化得到。本论文合成出PEG4000DA,并用1H NMR和FT-IR验证其结构。通过涂层的外观评价、摩擦力和牢固度测试,确定面层涂料配方,其中PEG200DA:PVPK90=35:65,Irgacure2959为涂层质量的2%,涂料的浓度为6.5 wt%。通过涂层的摩擦力和牢固度测试,确定底层和面层固化时间为底层40 s,面层160 s。亲水改性后导丝表面的摩擦系数(0.0075)较无涂层时的摩擦系数(0.375)下降98%。具有优异的润滑性。最后对该亲水涂层进行了外观、结构、接触角、吸水率、PVPK90的析出以及微粒测试。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH77;TB306
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 介入医疗器械
        1.1.1 介入治疗
        1.1.2 介入导丝
    1.2 聚氨酯材料的特征
        1.2.1 疏水特性
        1.2.2 结构特征
    1.3 亲水超滑涂层
        1.3.1 亲水超滑涂层的定义
        1.3.2 亲水超滑涂层的由来
        1.3.3 亲水涂层常用的聚合物
        1.3.4 亲水超滑涂层的制备方法
    1.4 紫外固化技术
        1.4.1 紫外固化技术的优点
        1.4.2 紫外光引发剂
        1.4.3 紫外聚合单体
    1.5 立题依据及意义
    1.6 课题研究内容及目的
        1.6.1 整体规划
        1.6.2 底层实验内容及目的
        1.6.3 面层实验内容及目的
2 底层制备与表征
    2.1 PUA的合成及过程控制方法
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 合成步骤
        2.1.3 过程控制方法
    2.2 PUA合成工艺的确定
        2.2.1 第一步反应温度、时间的确定
        2.2.2 第二步反应温度、时间的确定
    2.3 PUA结构表征与结果分析
        2.3.1 PUA的红外表征
        2.3.2 PUA的DSC表征
        2.3.3 PUA的TGA表征
    2.4 底层涂料和涂膜的制备
        2.4.1 底层涂料的制备
        2.4.2 涂膜的制备
    2.5 底层涂料配方的确定
        2.5.1 光引发剂含量的确定
        2.5.2 PEG200DA含量的确定
    2.6 固化膜的表征分析
        2.6.1 固化膜的红外表征
        2.6.2 固化膜的DMA表征
        2.6.3 固化膜的TGA表征
    2.7 本章小结
3 面层制备与表征
    3.1 实验原料与仪器
    3.2 PEG4000DA的合成
        3.2.1 合成原料
        3.2.2 合成方法
        3.2.3 表征分析
    3.3 面层涂料配方和涂层工艺的确定
        3.3.1 面层涂料的配制
        3.3.2 涂层的制备
        3.3.3 涂料配方筛选方法
        3.3.4 聚乙二醇二丙烯酸酯分子量对涂层性能的影响
        3.3.5 聚乙烯吡咯烷酮分子量对涂层润滑性和牢固度的影响
        3.3.6 单体配比对涂层润滑性和牢固度的影响
        3.3.7 浓度对涂层润滑性和牢固度的影响
        3.3.8 固化时间对涂层润滑性和牢固度的影响
    3.4 本章小结
4 亲水涂层的性能表征与测试
    4.1 亲水涂层的外观表征
    4.2 亲水涂层的结构分析
    4.3 亲水涂层的接触角测试
    4.4 亲水涂层的附着量和吸水率测试
    4.5 亲水涂层的PVPK90析出测试
    4.6 亲水涂层的微粒测试
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

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本文编号：2852902