兰州化物所仿生亲水润滑涂层研究取得进展

人口老龄化对植介入医疗器械提出了紧迫需求。在器械表面构筑亲水润滑涂层，可有效减小其与组织界面的摩擦力、降低手术操作难度、减小病人痛苦、延长器械使用寿命。水凝胶是一类具有典型湿滑特征的高分子材料，表面修饰水凝胶涂层可有效改变材料与器械表面的润滑特征。然而，现有的修饰方法普遍存在基材通用性差、涂层厚度不可控等问题。如何实现在通用材料和器械表面可控生长水凝胶润滑涂层，仍是该领域的科学难点。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室研究员周峰课题组提出了一种在通用材料和医疗器械表面生长水凝胶润滑涂层的新方法，即基于黏附性功能层（SIL）的紫外引发-表面催化引发自由基聚合方法（UV-SCIRP）[SIL@ UV-SCIRP]（图1）。

研究采用SIL@ UV-SCIRP方法制备得到的水凝胶涂层厚度和化学组分高度可调，可在室温下快速在金属、聚合物、无机物、生物有机体等各种基底表面生长出水凝胶涂层（图2）。该涂层与基材具有良好的界面结合强度，可有效改变基材表面固有的润湿和水润滑性能（图3）。该方法可在各种型号医疗器械外表面可控生长水凝胶润滑涂层。摩擦测试表明，修饰了水凝胶润滑涂层之后，两种型号导尿管表面的摩擦系数均大幅降低，并可承受300个循环的剪切测试（图4）。

相关研究成果以Universal Strategy for Growing Tenacious Hydrogel Coating from a Sticky Initiation Layer (SIL)为题，发表在Advanced Materials上，相关技术已申请国家发明专利。研究工作得到国家自然科学基金重点项目、中科院战略性先导科技专项（B类）培育项目、山东省自然科学基金重大基础研究项目以及兰州化物所“十四五”规划重点培育项目等的支持。

图1.SIL@UV-SCIRP方法生长水凝胶涂层的示意图

图2.利用SIL@UV-SCIRP方法在各种基底表面可控生长水凝胶涂层

图3.利用SIL@UV-SCIRP方法生长得到的水凝胶涂层与基材的结合力和润滑性能评价

图4.利用SIL@UV-SCIRP方法在各种医疗器械外表面生长水凝胶润滑涂层