本發(fā)明屬于醫(yī)用材料，涉及一種防污顯影涂層材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中，醫(yī)用顯影涂層至關(guān)重要。隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)的不斷發(fā)展，對顯影涂層的要求日益提高。除了必須具備優(yōu)異的顯影功能外，還需要具有出色的防污性能，以抵御細(xì)菌和蛋白質(zhì)的粘附，防止感染并保持表面清潔透明，從而確保獲取清晰準(zhǔn)確的影像。

2、醫(yī)用防污顯影涂層的開發(fā)源于對傳統(tǒng)顯影涂層的改進(jìn)，傳統(tǒng)顯影涂層盡管能夠提供顯影功能，但其防污性能有限。隨著醫(yī)療器械使用的增加，科學(xué)家們迫切需要研究添加抗污材料，以提高防污性能。防污原理主要包括材料表面的親水性和疏水性。親水性表面可以形成較大的水接觸角，防止水分和雜質(zhì)滯留，而疏水性表面則能夠阻止有機(jī)物或油類的附著，減少生物分子的吸附。

3、近年來，醫(yī)用防污涂層的研究取得了顯著進(jìn)展。通過調(diào)整表面性質(zhì)，研發(fā)了出色的防污涂層。例如，引入超疏水高分子材料，使表面呈現(xiàn)超疏水效果，實(shí)現(xiàn)高效的自潔和防污。同時(shí)，通過仿生學(xué)設(shè)計(jì)特殊的表面結(jié)構(gòu)，如微納米凹凸和蜂窩狀，降低表面接觸面積，減少污染物的附著。此外，將生物活性分子嵌入涂層，形成“殺菌圈”，可以抑制微生物的繁殖，提高防污效果。

4、醫(yī)用防污顯影涂層的顯影性能對于醫(yī)學(xué)影像的清晰度和診斷準(zhǔn)確性具有至關(guān)重要的影響。這類涂層需要對x射線敏感，以確保在x射線照射下產(chǎn)生良好的顯影效果。顯影技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中被廣泛應(yīng)用，通過影像感光材料的顯影作用來生成清晰的影像。其中，x射線顯影是一種常用技術(shù)，依賴于x射線的吸收和散射，而顯影涂層在這一過程中起著關(guān)鍵作用，通過吸收和散射x射線來形成影像。

5、盡管如此，顯影劑和防污劑之間的相互影響可能會降低顯影效率。因此，如何有效結(jié)合顯影與防污功能仍是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題，需要進(jìn)一步解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種防污顯影涂層材料及其制備方法與應(yīng)用。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明提供一種防污顯影涂層材料，所述防污顯影涂層材料具有如下式i所示結(jié)構(gòu)：

4、

5、其中m＝1～40(例如1、2、3、5、8、10、13、15、18、20、22、25、28、30、32、34、36、38或40等)，n＝1～40(例如1、2、3、5、8、10、13、15、18、20、22、25、28、30、32、34、36、38或40等)，k＝1～4(例如1、2、3或4)，r1為氫或甲基，r2為單鍵、c1-c8(例如c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7或c8)的烷基或r4為c1-c5(例如c1、c2、c3、c4或c5)的烷基，r3為c1-c5(例如c1、c2、c3、c4或c5)的烷基或者-o-si-r5，r5為c1-c5(例如c1、c2、c3、c4或c5)的烷基；r為羥基或者波浪線代表基團(tuán)的連接位點(diǎn)。

6、在本發(fā)明中，所述的防污顯影涂層材料通過聚合反應(yīng)將磷酸膽堿、硅氧烷及顯影單體共價(jià)結(jié)合，使得得到的材料將防污與顯影結(jié)合，保證了材料的穩(wěn)定性，保證了防污和顯影性能的穩(wěn)定性，使得材料在防污性能和顯影效果上都有突出的表現(xiàn)，使得其在醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，為醫(yī)療設(shè)備的安全性和醫(yī)學(xué)影像的準(zhǔn)確性提供了有力支持。

7、在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，m:n＝1:1～4:1，例如1:1、2:1、3:1或4:1。

8、在本發(fā)明中m、n和k代表結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量，其中對于k個(gè)結(jié)構(gòu)單元中r可以相同也可以不同。

9、優(yōu)選地，所述防污顯影涂層材料為如下式ii-式iv所示結(jié)構(gòu)的化合物中的任意一種：

10、

11、

12、其中m、n、k和r的限定與式i中相同。

13、另一方面，本發(fā)明提供了一種如上所述的新型防污顯影涂層材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

14、(1)碘海醇水解物與丙烯酸-2-異氰基乙酯反應(yīng)，得到式ii所述顯影單體，反應(yīng)式如下：

15、

16、(2)2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿與式ii所述顯影單體以及式a所示硅氧烷化合物進(jìn)行反應(yīng)，得到式i所示防污顯影涂層材料，反應(yīng)式如下：

17、

18、其中r為羥基或者

19、優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)在催化劑存在下進(jìn)行；

20、優(yōu)選地，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、乙二胺、聚乙烯亞胺、三乙烯二胺或雙(2-二甲胺基乙基)醚中的任意一種或至少兩種的組合。

21、優(yōu)選地，所述碘海醇水解物與丙烯酸2-異氰基乙酯的摩爾比為1:1～1:4；例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4，

22、優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)的溫度為30-50℃(例如30℃、35℃、38℃、40℃、43℃、45℃、48℃或50℃)，反應(yīng)時(shí)間為24-48h(例如24h、28h、30h、33h、35h、38h、40h、42h、46h或48h)。

23、優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)的溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、異丙醇、甲醇、乙醚或乙酸乙酯中的任意一種或至少兩種的組合。

24、優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。

25、優(yōu)選地，步驟(2)所述硅氧烷化合物為甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲氧基)硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；

26、優(yōu)選地，步驟(2)所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿與硅氧烷化合物的摩爾比為1:1-8:1；例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1或8:1。

27、優(yōu)選地，步驟(2)所述硅氧烷修飾的改性磷酸膽堿聚合物與式ii所述顯影單體的摩爾比為2:1-8:1，例如2:1、2.3:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1或8:1。

28、優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)在4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸存在下進(jìn)行；

29、優(yōu)選地，步驟(2)所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿與4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸的摩爾比為1:1-5:1，例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1。

30、優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)在引發(fā)劑存在下進(jìn)行；

31、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈；

32、優(yōu)選地，所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿與引發(fā)劑的摩爾比為1:1-5:1，例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1。

33、優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)的溫度為60℃-70℃(例如60℃、63℃、65℃、68℃或70℃)，反應(yīng)的時(shí)間為16-64h(例如16h、18h、20h、24h、28h、30h、36h、40h、42h、48h、50h、55h、58h、60h或64h)。

34、優(yōu)選地，步驟(2)所述反應(yīng)結(jié)束后，還包括后處理步驟，所述后處理步驟為將得到的反應(yīng)液在乙醚中沉淀，過濾干燥。

35、另一方面，本發(fā)明提供了如上所述的新型防污顯影涂層材料在涂覆基底表面中的應(yīng)用。

36、優(yōu)選地，所述基底表面包括硅基表面、玻璃基底表面、金屬基底表面、高分子聚合物基底表面。

37、本發(fā)明防污顯影涂層材料可以應(yīng)用于多種基材表面，包括玻璃基底、金屬基底和各類塑料及高分子聚合物基底(硅橡膠、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等)。

38、本發(fā)明的防污顯影涂層材料具有普適性，通過硅氧鍵與基材表面的羥基結(jié)合，能夠與任意硅基基底實(shí)現(xiàn)共價(jià)結(jié)合，包括玻璃、硅膠片、大理石等各種硅基表面；與其他基材表面通過疏水作用或范德華力結(jié)合，廣泛適用于不同的臨床和實(shí)驗(yàn)室場景，滿足不同用戶的需求。

39、另一方面，本發(fā)明提供了一種防污顯影涂層，所述防污顯影涂層的制備原料包括如上所述的防污顯影涂層材料。

40、另一方面，本發(fā)明提供了如上所述的防污顯影涂層材料在醫(yī)療器械或醫(yī)用材料、光學(xué)透鏡或工業(yè)印刷中的應(yīng)用。

41、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

42、首先，本發(fā)明的防污顯影涂層材料已成功應(yīng)用于醫(yī)療器械，形成了具有卓越防污性能的涂層。與傳統(tǒng)顯影涂層相比，該材料在防污方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升。其獨(dú)特之處在于含有改性磷酸膽堿聚合物作為抗污劑成分，能夠有效抵御細(xì)菌和蛋白質(zhì)的附著，預(yù)防細(xì)菌感染和交叉感染。這一特性對于醫(yī)用安全至關(guān)重要，確保醫(yī)療設(shè)備在使用過程中保持衛(wèi)生和安全。該材料適用于各種醫(yī)療場景，尤其在手術(shù)室和醫(yī)用導(dǎo)管等高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中具有特殊的重要性。

43、此外，本發(fā)明的防污顯影涂層材料展現(xiàn)出卓越的顯影效果。與傳統(tǒng)方式相比，該涂層為不溶于水的彈性體形式，不會在人體代謝過程中流失，確保顯影效果的穩(wěn)定性和持久性，從而消除了顯影涂層可能引起的副作用，提高了醫(yī)用顯影涂層的安全性，這對患者的健康和醫(yī)療體驗(yàn)具有積極意義。

44、本發(fā)明的防污顯影涂層材料還具有廣泛的適用性，通過硅氧鍵與基材表面的羥基結(jié)合，它可以與包括玻璃、硅膠片、大理石等在內(nèi)的各種硅基表面實(shí)現(xiàn)共價(jià)結(jié)合。與其他基材表面則通過疏水作用或范德華力結(jié)合，使其廣泛適用于不同的臨床和實(shí)驗(yàn)室場景，滿足各種用戶的需求。相較于傳統(tǒng)涂層，其制備方法更加簡單，成本較低，為顯影涂層的大規(guī)模應(yīng)用提供了可行途徑。