医用导管能够连通人体内外，广泛应用于临床治疗，但因医用导管使用时
属于入侵型操作，容易引起人体组织创伤，从而增加了患者感染的风险。为了
减少患者不良医疗体验，通过增加涂层的方式对医用导管表面的功性能进行处
理和修饰，成为导管制备技术的发展趋势。因此，对医用导管功能涂层的摩擦
性能和附着性能进行研究， 对医用导管的生产及临床应用具有重要意义。这其
中需要面临的一个重要挑战是： 对软涂层/软基体架构的功能涂层/导管系统的力
学性能表征。
本文以医用导尿管为研究对象，自主研发了适用于软涂层/软基体导管样品
摩擦性能测试的试验仪，模拟导管在人体内服役的条件，开展了一系列摩擦试
验，表征了导尿管表面涂层的润滑性能及附着性能；结合有限元模拟方法，对
人体内弯管环境中导尿管涂层的力学性能开展了研究，主要工作如下：
(1) 导尿管润滑涂层的摩擦性能研究。 测量了医用导尿管润滑涂层的厚度。
研制了围压式涂层摩擦性能测量装置，该实验装置能更为真实地模拟医用导管
的应用环境。使用该实验装置对不同基体、 不同直径的医用导尿管进行摩擦实
验，发现：表征医用导尿管润滑涂层的滑动摩擦系数不受导尿管几何尺寸、基
体材质、围压压强和滑动速率的影响。分析了不同基体导尿管拔出时的最大静
摩擦力，发现： 滑移速度越快， PVC 基体导尿管的最大静摩擦力越大。因此，
该实验装置可以合理表征医用导尿管表面润滑涂层的滑动摩擦系数。
(2) 医用导尿管涂层附着性能的研究。使用光学显微镜观察导尿管表面涂层
的形貌特征，观察拉伸导尿管时涂层表面的裂纹变化。 使用管状软基体涂层摩
擦性能测试装置，表征医用导尿管涂层的附着性能。进行多次摩擦实验，通过
滑动摩擦力的变化可监测涂层脱落情况，得到涂层滑动摩擦系数随实验次数的
变化规律：滑动摩擦系数变化率越小的导尿管，在光学显微镜下涂层脱落的面
积越小，证明其表面涂层的附着性能越好。通过对涂层的附着性能进行评估，
可为筛选附着性能可靠的润滑涂层提供依据。
(3) 医用导尿管在人体尿道组织中运动的力学模拟研究。建立导尿管摩擦实
验的有限元模型，模拟结果与实验数据基本吻合，说明该模型可用于导管摩擦
性能模拟； 在此基础上对医用导尿管在成年男性尿道弯曲模型中单一水平插
入、水平插入后扭转、扭转插入三种工况进行仿真模拟，对比分析了不同工况
下导尿管插入尿道推力的大小、尿道内表面的受力和导尿管外表面涂层的受力
情况。相关结果可以为医用导尿管的临床应用和生产提供参考。