[发明专利]表面连接的交联的抗微生物和/或抗生物污垢的聚合物网络的合成与微结构/纳米结构形成

摘要

本发明涉及包含共价连接的抗微生物和/或抗生物污垢聚合物的交联网络的底物。所述抗微生物和/或抗生物污垢聚合物的交联网络发挥高效的对抗病原体(例如细菌和真菌)作用。抗微生物和抗生物污垢的交联聚合物网络都优选地比简单表面固定的聚合物单层更好地对抗机械损伤。所述交联网络的抗微生物和/或抗生物污垢聚合物优选地通过开环易位聚合(ROMP)获得，并具有优选地超过30,000或甚至100,000g mol‑1的分子量。抗微生物和/或抗生物污垢聚合物的交联网络优选地与底物表面共价连接，所述底物是例如植入物、医疗器械、医疗设备或(支撑组织的)生物材料等。本发明还涉及本文所定义的抗微生物和/或抗生物污垢聚合物的交联网络的用途，例如用于涂覆底物表面的用途以及其方法。

主权项

用于制备底物的方法，所述底物包含共价连接到底物表面的抗微生物和/或抗生物污垢聚合物的交联网络，所述方法包括以下步骤：a)任选地预处理底物表面以包含氧化物或氢氧化物基团，所述的底物表面选自无机表面或有机表面；b)任选地通过将反应性的硅烷化合物共价连接到步骤a)所得到的预处理表面，从而使预处理表面官能化；c)将光敏交联剂共价连接到步骤b)所得的底物的预处理表面；d)将步骤c)所得的底物表面用包含一种或多种抗微生物或抗生物污垢聚合物和多官能团交联剂的混合物涂层，所述抗微生物或抗生物污垢聚合物具有大于30,000g mol‑1的分子量并且包含作为重复单元的用于抗微生物活性的式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)和/或(Ie)中任意式的结构、或用于抗生物污垢活性的式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)和/或(IIe)中任意式的结构:其中(i)式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)和/或(Ie)选自：其中A是O；R选自(CH2)pN+(R6)3；其中：R6是选自H或者是独立的不带电的疏水或亲水基团，其中所述亲水基团选自铵离子、单‑或二‑烷基取代的氨基基团、或者选自包含铵离子基团的C1‑C12烷基，并且其中所述疏水基团选自直链、支链、环状、被取代的、未被取代的、饱和的、部分饱和和/或不饱和的C1‑C12烷基；且p是选自1至10范围内的整数；R1是亲水基团，带有正电荷，其选自铵离子、单‑或二‑烷基取代的氨基基团、或者选自包含铵离子基团的C1‑C12烷基；R2是疏水基团，其选自直链、支链、环状、被取代的、未被取代的、饱和的、部分饱和和/或不饱和的C1‑C12烷基；X是选自CH2、CH2CH2、O、S、N‑R3、P‑R3或C＝C(R4R5)中任一；其中R3、R4和/或R5各自独立地选自H或者疏水或亲水基团；n是选自10至2500范围内的整数；m是选自0至20范围内的整数；且其中每个以其脱保护形式的式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)和/或(Ie)中任一式的重复单元的全部正和负电荷的净电荷>0；(ii)式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)和/或(IIe)选自：其中A是O；W选自任何下述基团：(CH2)qN+(R11R12R13)或(CH2)qO‑PO2‑‑(CH2)rN+(R14R15R16)，其中R11、R12各自独立地是不带电的疏水或亲水基团，其中所述疏水基团和亲水基团如上文所定义，且R13是选自任何下述基团：(CH2)rCO2‑、(CH2)rSO3‑、(CH2)r‑O‑SO3‑、(CH2)r‑O‑PO3‑、(CH2)rPO3‑，R14、R15、R16各自独立地是H或疏水或亲水基团，其中所述疏水基团和亲水基团如上文所定义，q、r是整数，其各自独立地选自1至10；X是选自任何下述基团：CH2；CH2CH2；O；S；N‑R9；N‑R10；N‑W；P‑R9；P‑R10；P‑W；N+(R9R9)；N+(R9R10)；N+(R9W)；N+(R10W)；N+(R10R10)；N+(WW)；C＝CH2；C＝C(R9R9)；C＝C(R9R10)、C＝C(R9W)；C＝C(R10W)、C＝C(R10R10)、C＝C(WW)，其中：R9各自独立地选自疏水或亲水基团，其中所述疏水基团和亲水基团如上文所定义，R10各自独立地选自任何下述基团：(CH2)rCO2‑、(CH2)rSO3‑、(CH2)r‑O‑SO3‑、(CH2)r‑O‑PO3‑、(CH2)rPO3‑；且r是选自1至10的整数；Y是选自W或任何亲水或疏水基团，其中所述疏水基团和亲水基团如上文所定义，Z是选自W或任何亲水或疏水基团，其中所述疏水基团和亲水基团如上文所定义，n是选自10到2500的整数；m是选自0至20的整数；且其中每个以其脱保护形式的式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)和/或(IIe)的任一式的重复单元的全部正电荷和负电荷的净电荷为0。e)对用步骤d)的混合物涂层的底物表面照射，从而形成抗微生物或抗生物污垢聚合物的交联网络和同时将交联网络的抗微生物或抗生物污垢聚合物共价连接到光敏交联剂的光敏基团；f)任选地重复步骤d)和e)至少一次；g)任选地通过水解或热处理脱保护和/或进行洗涤步骤，对步骤e)所得到的抗微生物或抗生物污垢聚合物的共价连接的和交联的网络进行照射后处理。