本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种具备电响应特性的复合多功能涂层及其制备与应用。
背景技术：
1、输尿管支架在泌尿外科手术中发挥着至关重要的作用，它们是精巧设计的柔软中空导管，通常采用疏水性材料如聚氨酯和有机硅制造而成。这些支架的主要功能是在手术后为患者提供稳固的支撑结构，保障尿液的顺畅流通。然而，长期植入的支架常遭遇尿盐沉积引起的结壳问题，以及由细菌引发的感染，这些问题不仅阻碍尿液的正常流动，还可能引发严重的医疗并发症，如肾盂肾炎、败血症和内毒素性休克。因此，开发能够有效预防结壳和感染的新技术显得尤为关键。
2、目前，为了应对输尿管支架的结壳和感染问题，普遍的策略是在支架表面施加抗菌功能涂层，包括金属离子、抗菌肽、抗生素等，以抑制细菌生长，减少感染风险。然而，这些方法主要针对细菌感染，对于由患者代谢异常引起的结壳问题效果有限。此外，抗菌剂的广泛使用可能导致细菌耐药性的增加，这不仅削弱了治疗效果，也对患者的长期健康构成潜在威胁。
3、除此之外，现有涂层技术还存在的局限性是：它们往往缺乏动态响应体内环境变化的能力，在持续的尿液流动和压力变化等机械力作用下，静态涂层可能无法提供持续的防污和抗菌效果。因此，开发一种能够动态适应体内环境变化、具有长期稳定性和高效抗结壳及抗菌性能的输尿管支架涂层，成为了一个迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
1、为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种具备电响应特性的智能型复合多功能涂层的制备方法。
2、本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的一种具备电响应特性的智能型复合多功能涂层。
3、本发明所述涂层不仅克服了传统涂层在长期有效性、稳定性以及抗菌性方面的不足，还引入了新的机制来增强支架的功能。
4、本发明的再一目的在于提供上述一种具备电响应特性的智能型复合多功能涂层的应用。
5、本发明目的通过以下技术方案实现：
6、一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)将两性离子聚合物、预处理的压电纳米颗粒和硅烷偶联剂加入水中并分散混合均匀，得到基液；
8、(2)在搅拌状态下，调节基液的ph至3～5；
9、(3)向步骤(2)所得的基液中加入光引发剂，混合均匀后，进行紫外光照射初步聚合，得到涂层液；
10、(4)采用浸渍提拉法将涂层液均匀涂覆在预处理的植入性支架表面，然后进行紫外光照射固化，再密封在饱和湿度的环境中进行热固化，得到涂层结构稳定的植入性支架；
11、(5)对步骤(4)所得的植入性支架进行极化处理，得到具有取向性压电性能的涂层支架。
12、优选的，步骤(1)所述基液中，两性离子聚合物的浓度为1～2mol/l；预处理的压电纳米颗粒的浓度为5～10g/l；硅烷偶联剂的浓度为0.05～0.15mol/l。
13、更优选的，步骤(1)所述基液中，两性离子聚合物的浓度为1～2mol/l；预处理的压电纳米颗粒的浓度为5～10g/l；硅烷偶联剂的浓度为0.05～0.10mol/l。
14、优选的，步骤(1)所述两性离子聚合物为甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、羧酸甜菜碱丙烯酸甲酯和氧化三甲胺衍生物中的至少一种。
15、所述氧化三甲胺衍生物的结构式为
16、优选的，步骤(1)所述预处理的压电纳米颗粒为预处理的钛酸钡、预处理的氧化锌、预处理的黑色钛酸钡、预处理的钛酸锶钡和预处理的铌酸钾钠中的至少一种；所述预处理为等氧离子体处理，氧等离子体处理的真空度≤0.3mbar，功率为200～500w，处理次数为1～2次，每次处理时间5～30min。
17、优选的，步骤(1)所述硅烷偶联剂为3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯、3-氨丙基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
18、优选的，步骤(1)所述分散混合均匀的方法为超声分散、搅拌分散和涡旋仪分散中的至少一种。
19、优选的，步骤(2)所述调节基液的ph的调节剂为乙酸溶液和盐酸溶液中的至少一种，所述乙酸浓度为0.1～0.5mol/l；所述盐酸溶液的浓度为0.05～0.15mmol/l。
20、优选的，步骤(3)所述光引发剂为irgacure2959、二苯甲酮和偶氮二异丁腈中的至少一种。
21、优选的，步骤(3)所述光引发剂在步骤(2)所得基液中的质量浓度为0.1～1％。
22、优选的，步骤(3)所述混合均匀的方式为超声混合和搅拌混合中的至少一种；所述超声的时间为5～20min。
23、优选的，步骤(3)所述紫外光照射初步聚合的紫外光波长为300～400nm，照射强度为5～10w，照射时间为0.5～5min，光源与分散液距离3～5cm。
24、更优选的，步骤(3)所述紫外光照射初步聚合的紫外光波长为300～400nm，照射强度为5～10w，照射时间为1～3min，光源与分散液距离3～5cm。
25、最优选的，步骤(3)所述紫外光照射初步聚合的紫外光波长为365nm，照射强度为5w，照射时间为1～3min，光源与分散液距离3cm。
26、优选的，步骤(3)所述涂层液的粘度范围在500～2000mpa·s，测试温度为25℃。
27、优选的，步骤(4)所述预处理的植入性支架，其预处理的方法为氧等离子体处理，氧等离子体处理的真空度≤0.3mbar，功率为200～500w，处理次数为1～2次，每次处理时间5～15min。
28、优选的，步骤(4)所述浸渍提拉法中，浸渍提拉速度为5～30mm/s，浸渍时间为5s～3min。
29、更优选的，步骤(4)所述浸渍提拉法中，浸渍提拉速度为5mm/s，浸渍时间为5smin。
30、优选的，步骤(4)所述预处理的植入性支架的材料为硅胶或聚氨酯；所述预处理的植入性支架为输尿管支架。
31、优选的，步骤(4)所述紫外光照射固化的紫外光波长为300～400nm，照射强度为30～50w，照射时间10～60min，光源距离5～10cm。
32、更优选的，步骤(4)所述紫外光照射固化的紫外光波长为300～400nm，照射强度为30～40w，照射时间10～30min，光源距离5～10cm。
33、最优选的，步骤(4)所述紫外光照射固化的紫外光波长为365nm，照射强度为30～40w，照射时间10～30min，光源距离5cm。
34、优选的，步骤(4)所述热固化温度为50～90℃，时间为12～24h。
35、更优选的，步骤(4)所述热固化温度为65～90℃，时间为12～24h。
36、最优选的，步骤(4)所述热固化温度为65℃，时间为12～24h。
37、优选的，步骤(5)所述极化处理的条件为极化电压为0.2～1.0kv，极化温度为20～40℃，时间为5～10min。
38、更优选的，步骤(5)所述极化处理的条件为极化电压为0.2～1.0kv，极化温度为20～30℃，时间为5～10min。
39、最优选的，步骤(5)所述极化处理的条件为极化电压为0.2～1.0kv，极化温度为20～30℃，时间为5min。
40、上述制备方法制得的一种具备电响应特性的复合多功能涂层。
41、上述一种具备电响应特性的复合多功能涂层非疾病诊断和治疗目的的应用。
42、本发明的多功能涂层技术，引入了两性离子聚合物。该技术利用两性离子聚合物携带的正负离子基团，通过静电诱导的高效机制，吸附尿液中的水分子，于涂层表面形成一层密集的强氢键水膜。这层水膜不仅构成了一道坚固的物理和能量屏障，有效抵御尿盐的沉积与细菌的粘附，同时也为涂层带来了优异的润滑特性。本发明同时又引入了压电纳米颗粒，并通过极化处理激活其压电性能。这使得涂层在尿液环境受到机械振动或尿流压力变化下能够产生有取向性的微电场，进一步促进水分子在涂层表面的有序排列，增强了两性离子的水合能力，还可以通过微电流来杀菌。这种协同效应显著提升了涂层的抗结壳性能、抗细菌粘附性能和润滑性的多重功能，最终制备出一种具有抗结壳、抗细菌粘附、杀菌和优异润滑性能的多功能涂层支架。在涂层的制备过程中，采用了紫外光引发的自由基聚合技术，结合浸渍提拉镀膜工艺，精确地在植入性支架基底上构建涂层。随后，通过紫外光的进一步聚合作用和精确控制的热固化过程，确保涂层以共价键的形式与支架基底牢固结合，提供了卓越的稳定性和耐久性；涂层中的硅烷偶联剂与经过氧等离子体处理的聚合物支架及压电纳米颗粒表面的羟基反应，形成稳定的硅氧键，显著增强了涂层与基底的结合强度。此外，硅烷偶联剂的缩合反应和两性离子间的静电相互作用，促进了涂层内部交联网络的形成，进一步增强了涂层的整体性能。
43、与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
44、(1)本发明的涂层不仅具备了传统功能，还能通过压电效应主动调控涂层表面的物理化学性质，显著提高了抗结壳效果，增强了涂层的稳定性和耐用性。该技术的应用不仅限于输尿管支架，还具有推广至其他植入性医疗器械的潜力。
45、(2)通过结合压电纳米技术和两性离子聚合物，本发明为医疗器械领域提供了一种创新的解决方案，极大地提升了植入性支架的功能性，为患者带来了更加安全、有效的治疗选择。
1.一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述基液中，两性离子聚合物的浓度为1～2mol/l；预处理的压电纳米颗粒的浓度为5～10g/l；硅烷偶联剂的浓度为0.05～0.15mol/l；
3.根据权利要求1所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述极化处理的条件为极化电压为0.2～1.0kv，极化温度为20～40℃，时间为5～10min。
4.根据权利要求1所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述紫外光照射初步聚合的紫外光波长为300～400nm，照射强度为5～10w，照射时间为0.5～5min，光源与分散液距离3～5cm；
5.根据权利要求1所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述浸渍提拉法中，浸渍提拉速度为5～30mm/s，浸渍时间为5s～3min；
6.根据权利要求1所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述调节基液的ph的调节剂为乙酸溶液和盐酸溶液中的至少一种，所述乙酸浓度为0.1～0.5mol/l；所述盐酸溶液的浓度为0.05～0.15mmol/l。
7.根据权利要求1所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述光引发剂为irgacure2959、二苯甲酮和偶氮二异丁腈中的至少一种；
8.根据权利要求1所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理的压电纳米颗粒中，所述预处理为等氧离子体处理，氧等离子体处理的真空度≤0.3mbar，功率为200～500w，处理次数为1～2次，每次处理时间5～30min；
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制得的一种具备电响应特性的复合多功能涂层。
10.权利要求9所述一种具备电响应特性的复合多功能涂层非疾病诊断和治疗目的的应用。
