生物活性涂层的利记博彩app
【专利说明】生物活性涂层 发明领域
[0001] 本技术领域设及抗微生物和抗血栓形成聚合物;含有其的化合物、涂层和材料；由 其制备或涂有其的制品；W及制备其的方法。
[0002] 背景 近年来，抗微生物材料已经广泛地用作各种表面的涂层，特别是那些用于医学应用的 表面。运些涂层减少了基于感染的并发症的可能性。抗污材料还已用于涂覆运些表面并减 少与设备相关的并发症的可能性。 巧00引发明概述 本文所描述的聚合物材料可W涂覆在各种制品上并可增强抗微生物性质并减少血小 板粘附。运些聚合物材料可用于制备或涂覆各种医用装置。本发明的实施方案包括包含与 相同的聚合物骨架连接的抗微生物和抗血栓形成部分的聚合物或包含具有抗微生物部分 的聚合物和具有抗血栓形成部分的聚合物的聚合物共混物。
[0004]本发明解决的任务是，提供了包含抗微生物成分和抗血栓形成成分两者的聚合 物，其中意外地发现，各个成分在其功能性方面不是相互排他的，籍此获得增强的抗微生物 活性。也已发现，本文所描述的聚合物和聚合物共混物与目前在用的聚合物相比意外地具 有优异的抗微生物活性，特别是在抗革兰氏阴性菌方面（例如绿脈杆菌（Pseudomonas aeruginosa))。
[000引可能发现，无致血栓性成分通常具有不增强蛋白/血小板结合或激活血小板的性 能，也就是说，其对于防止凝块形成可视为消极现象;然而抗血栓形成成分，例如肝素和其 他多糖(包括氨基葡聚糖），可视为积极现象，在防止凝块形成中起特定的作用。
[0006] 更具体而言，本发明提供了如随附权利要求W及在本说明书中进一步描述的其他 方面两者中所给出的化合物、聚合物涂层、医用装置、制备该聚合物的方法和聚合物共混 物。
[0007] 在一个方面，本发明提供了一种化合物，其包含聚合物、抗血栓形成剂和抗微生物 剂，其中抗血栓形成剂和抗微生物剂共价地连接到聚合物。在某些优选的情况中，所述聚合 物可包含聚合的乙締基型基团、締丙基型基团、甲基丙締酸醋基团、丙締酸醋基团或其组 合。所述聚合物还可包括共聚物。
[0008] 抗血栓形成剂和抗微生物剂的任一个或两者可为侧基。侧基包括连接到聚合物骨 架链的基团。运类连接可通过将部分(moieties)(适合的物类例如单体、低聚物等)直接或 分阶段(例如起初由适当的物类形成一种聚合物，该聚合物自身可为共聚物，随后连接侧接 的官能团）共聚W产生具有侧基的较长链聚合物结构来实现。在根据本发明的一个化合物 中，抗血栓形成剂和抗微生物剂可各自被各自共价连接到具有连接基团的聚合物。在某些 实施方案中，所述连接基团包括聚氧乙締基团、胺基团、酸基团或其组合。
[0009] 在本发明涵盖的某些化合物中，所述抗血栓形成剂可包括多糖、氨基葡聚糖、华法 令、水赔素、肝素基团、透明质酸基团或其组合。在为肝素基团的情况下，所述抗血栓形成剂 可适当地包括肝素衍生物、肝素胺、肝素盐、硫酸肝素、硫酸类肝素、甲基丙締酸肝素、甲基 丙締酸肝素季锭盐络合物、肝素甲基丙締酸盐或聚（乙二醇）甲基丙締酸肝素。
[0010] 在某些实施方案中，所述抗微生物剂可包括脈基团或季锭盐。优选的脈基团可包 括脈衍生物(guanide derivative)、脈衍生物(guanidine derivative)、双脈基团、双脈衍 生物、聚氨基丙基双脈基团、聚(六亚甲基双脈)基团、聚(六亚甲基双脈)衍生物基团、双氯 苯双脈己烷基团或双氯苯双脈己烧衍生物基团。
[0011] 在本发明的化合物、聚合物和方法中，聚合物上抗血栓形成剂部分的数目与抗微 生物剂部分的数目的比率(即，其摩尔比）可通常为约1:3至约1:25，或约1:6至约1:20。
[0012] 本发明的化合物还可包含共价连接到聚合物的润滑剂基团和/或抗污基团。润滑 基团和抗污或不污基团为在环境中分别具有润滑剂或抗污或不污效果的基团，在该环境中 本发明与时间相关部署。因此，润滑基团包括在相关环境中与不含运类基团或部分的相应 化合物或涂层相比较时减小了本发明的化合物或涂层的摩擦系数的基团或部分。W相应的 方式，抗污或不污基团减少或防止生物和/或化学物质搁置并粘附在表面。本发明还延伸到 包含本发明的化合物的聚合物涂层。运类聚合物涂层可包含与润滑剂和/或抗污或不污化 合物共混的本发明的化合物。
[0013] 在本发明优选的实施方案中，所述聚合物涂层可包含润滑剂，所述润滑剂包括N-乙締基化咯烧酬基团和/或甘油甲基丙締酸醋基团。在进一步优选的实施方案中，所述聚合 物涂层可包括包含W下物质中的一种或多种的抗污化合物：甲基丙締酷氧基乙基憐酸胆 碱、憐酸2-((2-(甲基丙締酷氧基）乙基)二甲基锭基）乙醋2-甲氧基乙醋、憐酸2-((2-(甲基 丙締酷氧基）乙基)二甲基锭基)丙醋2-甲氧基乙醋或其组合。
[0014] 本发明延伸到采用了运类化合物或涂层的医用装置，且具体而言衍生到具有根据 本发明的涂层的医用装置。运类医用装置可包括但不限于人造血管、屯、脏支架、静脉支架、 动脉支架、肾脏支架、输尿管支架、瓣膜、屯、瓣膜小叶、分流器、屯、脏装置、起搏器、经皮导管、 透析口或化疗口。所述化合物和涂层通常被施用到在使用时暴露于生物环境(例如体液、组 织等)的装置表面。
[0015] 本发明还延伸到制备聚合物的方法，所述方法包括使抗微生物剂和抗血栓形成剂 的混合物聚合，其中所述抗微生物剂包含具有共价连接的抗微生物化合物和第一可聚合基 团的第一骨架前体，且所述抗血栓形成剂包含具有共价连接的抗血栓形成化合物和第二可 聚合基团的第二骨架前体。在适当的情况下，所述方法进一步包括往混合物中加入自由基 引发剂。
[0016] 在某些优选的方法中，第一可聚合基团和/或第二可聚合基团包括可聚合的乙締 基型基团、締丙基型基团、甲基丙締酸醋基团、丙締酸醋基团或其组合。
[0017] 在某些优选的方法中，所述抗微生物剂化合物包括脈基团、脈衍生物、双脈基团、 双脈衍生物、聚氨基丙基双脈基团、聚氨基丙基双脈衍生物、聚(六亚甲基双脈)基团、聚(六 亚甲基双脈)衍生物基团、聚六亚甲基脈基团、聚六亚甲基脈衍生物、双氯苯双脈己烷基团、 双氯苯双脈己烧衍生物基团、或季锭盐。
[0018] 本发明还提供了聚合物共混物，所述聚合物共混物包括与抗血栓形成聚合物共混 的抗微生物聚合物，其中所述抗微生物聚合物包含第一骨架、共价连接到第一骨架的第一 连接基团和共价连接到第一连接基团的抗微生物基团，且其中所述抗血栓形成聚合物包含 第二骨架、共价连接到第二骨架的第二连接基团和共价连接到第二连接基团的抗血栓形成 基团。
[0019] 本发明的方法还可包括使润滑剂基团和/或抗污基团与另一骨架前体反应，所述 另一骨架前体可为第=骨架前体，包含连接基团和第=可聚合基团W形成添加剂，在聚合 之前将该添加剂与所述混合物混合。
[0020] 在所述聚合物共混物中，第一骨架和/或第二骨架可优选地包含聚合的乙締基型 基团、締丙基型基团、甲基丙締酸醋基团、丙締酸醋基团或其组合。
[0021 ]运里在权利要求书和说明书中在表述"抗血栓形成剂"、"抗微生物剂"、"治疗剂"、 "润滑剂"、"抗污功能剂"等中所用的术语"剂"不仅仅延伸至化合物本身(包括但不限于单 体和聚合物），还延伸到化合物具有相关性质的相应活性部分，例如基团(radicals)和基团 (groups)D
[0022] 附图简述 图1为一系列光学显微镜照片，示出了在未涂布的聚氨醋;涂有90%聚六亚甲基双脈聚 合物：10%肝素聚合物的聚氨醋；W及涂有75%聚六亚甲基双脈聚合物:25%肝素聚合物的聚 氨醋上的血小板粘附。
[0023] 图2图示了与包含组合聚合物涂层、抗微生物聚合物涂层或者无涂层的导管相关 的溶液的浊度。
[0024] 图3为一系列光学显微镜照片，示出了在未涂布的聚氨醋W及涂有两种聚合物中 的一种的聚氨醋上的血小板粘附。
[002引图4图示了当用绿脈杆菌(Pseudomonas aeruginosa)挑战时，与不包含涂层、包含 抗微生物聚合物涂层、或包含含有肝素的组合涂层的导管相关的溶液的浊度。
[0026] 图5图示了当用粪肠球菌化nterococcus faecalis)挑战时，与不包含涂层、包含 抗微生物聚合物涂层、或包含含有肝素的组合涂层的导管相关的溶液的浊度。
[0027] 图6图示了当用大肠杆菌化scherichia coli)挑战时，与不包含涂层、包含抗微生 物聚合物涂层、或包含含有肝素的组合涂层的导管相关的溶液的浊度。
[002引图7图示了当用金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)挑战时，与不包含涂 层、包含抗微生物聚合物涂层、或包含含有肝素的组合涂层的导管相关的溶液的浊度。
[0029] 图8图示了当用金黄色葡萄球菌(Sta地ylococcus aures)挑战时，与不包含涂层、 包含抗微生物聚合物涂层、或包含含有肝素的组合涂层的导管相关的溶液的浊度。
[0030] 图9图示了当用绿脈杆菌(Pseudomonas aeruginosa)挑战时，与不包含涂层、包含 抗微生物聚合物涂层、或包含含有肝素的组合涂层的导管相关的溶液的浊度。
[0031] 图10图示了涂有抗微生物聚合物、组合聚合物或共混聚合物的表面的血小板粘 附。
[0032] 图11为示出了未涂布的聚氨醋的血小板粘附的光学显微图。
[0033] 图12为示出了涂有组合聚合物的聚氨醋的血小板粘附的光学显微图。
[0034] 图13为组合聚合物随时间的表面肝素活性图。
[0035] 详述 聚合^通过有时被称作单体的较小单元的重复构成的分子。聚合物通常通过特定的 化学流程制备，该特定的化学流程使得单体W化学方式相互反应W形成分子链，该分子链 在长度上可W从短分子到非常长的分子。聚合物可组装成更大的材料，例如，许多聚合物可 连接在一起形成水凝胶。聚合物可交联或可不交联。交联为将一个聚合物链与另一聚合物 链连接的共价键。
[0036] 抗血栓形成和抗微生物基团可为侧基，该侧基独立地选择并连接到聚合物骨架。 可将各种侧基独立地连接到聚合物骨架，使得聚合物包含聚合物骨架和多个侧基。此外，其 他侧基可连接到聚合物，或者聚合物可不含除了抗血栓形成和/或抗微生物基团之外的侧 基。聚合物组合物通常具有可笼统地通过平均性质表征的分子量分布。聚合物或聚合物骨 架的重量可例如从最小100道尔顿、或最小1，〇〇〇道尔顿高至最大例如1，〇〇〇,〇〇〇道尔顿或 10，000，000道尔顿。因此，聚合物或聚合物骨架的示例性分子量范围可能为100至10，000， 000道尔顿，或1，000至1，000，000道尔顿。高度交联的聚合物可能不容易通过分子量来表 征，但是该聚合物则可通过聚合物中的聚合物链和交联度来表征。可为侧基的抗血栓形成 或抗微生物基团的量可自由地变化，例如从包括侧基的总化合物的约0.1%至约99% w/w。在 进一步的实施方案中，抗血栓形成侧基相对于聚合物总重量的浓度（即重量比例）可为至少 1%，或至少1.5%，其可不超过8%，，或不超过20%。因此，抗血栓形成基团的浓度范围包括例如 约1%至约20%，或约1.5%至约8%。在进一步的实施方案中，抗微生物侧基相对于聚合物总重 量的浓度(重量比例)可为至少2%，或至少6%，且可不超过7%、8%或10%。因此抗微生物基团的 浓度范围包括例如约2%至约10%，或约6%至约7%或8%。本领域普通技术人员将知晓，其他范 围也被本公开所考虑并在本公开的范围内。技术人员将立刻理解，在明确陈述限值范围内 的所有值和范围被纳入考虑中。为了实现运些范围，例如可使单体化合物由浓缩状态聚合， 或者与各种其他单体混合来聚合。或者，可选择充当聚合物骨架的聚合物并用抗血栓形成/ 抗微生物侧基W及其他侧基进行轻度或重度修饰。
[0037] 图1表示在放大400倍下获得的未涂布聚氨醋（图1A)、涂有聚合物(90% PHMB-聚合 物（其中TOMB表示聚六亚甲基双脈）和10%肝素聚合物）的聚氨醋（图1B) W及涂有聚合物 (75% PHMB-聚合物和25%肝素聚合物）的聚氨醋（图1C)在暴露于1 X IO5血小板AU富血小 板血浆(platelet rich plasma,PRP)之后血小板粘附的一系列S个光学显微镜照片（显微 照片）。显然组合涂层各自减小了血小板粘附。
[0038] 图2图示了涂有抗微生物聚合物或组合聚合物(抗微生物聚合物+肝素)并用绿脈 杆菌(Pseudomonas aeruginosa)挑战的血液透析导管的生物膜介导的浊度。具体而言，图2 示出了与涂有组合聚合物(组合聚合物33,表示为A，和组合聚合物46,表示为B)、抗微生物 聚合物(表示为C)和未涂布(D)的底材相关的溶液的浊度， (A) 涂有低肝素组合聚合物的双腔14化聚氨醋透析导管 (B) 涂有高肝素组合聚合物的双腔14化聚氨醋透析导管 (C) 涂有抗微生物聚合物的双腔14化聚氨醋透析导管 (D) 未涂布的双腔14化聚氨醋透析导管。
[0039] 底材用细菌源处理正确量的时间使得细菌粘附在表面，随后漂洗。随后将处理过 的底材置于溶液中并让细菌繁殖。在设定的时间周期后，测定溶液的光学密度(0D)。较高的 光学密度表明在溶液中存在更多的细菌并因此在底材上存在更多的细菌。由图2可看出，组 合聚合物针对绿脈杆菌(P. aeriginosa)相对于未涂布的底材和仅涂有抗微生物聚合物的 底材两者在抗微生物性质方面提供了明显改进。
[0040] 图3为如图2中所测试的未涂布的聚氨醋（图3A)、涂有组合聚合物33的聚氨醋（图 3B)和涂有组合聚合物44的聚氨醋（图3C)在暴露于I X IO5血小板AU PRP之后血小板粘附 的一系列S个光学显微镜照片(400倍显微照片）。发现组合涂层减少了血小板粘附。
[0041] 实施例1描述了抗血栓形成单体的合成。一般而言，将带有连接基团（聚（乙二醇）） 的包含可聚合物基团（例如甲基丙締酸醋）的单体(例如聚（乙二醇）甲基丙締酸醋）活化且 随后与通常为活性形式(例如盐）的所需抗血栓形成基团混合。随后将单体纯化。采用类似 于实施例1中方法的方法来产生实施例4-6、39和43中的抗微生物单体。
[0042] 实施例2描述了络合(如果需要)抗血栓形成单体的方法W保护官能团或使得更易 于溶解该单体。单体/聚合物可如实施例3所述脱络合。
[0043] 实施例7描述了合成组合聚合物的方法。一般而言，将抗血栓形成单体或抗微生物 单体与一种或多种共聚单体混合、脱气并加热到反应溫度。随后加入聚合引发剂，随后抗血 栓形成单体或抗微生物单体消失。让反应进行确定量的时间，且随后巧灭。随后纯化得到的 聚合物。采用类似于实施例7中方法的方法产生实施例8-14、40和44中的组合聚合物。
[0044] 实施例15描述了合成抗微生物聚合物的方法。一般而言，将抗微生物单体与一种 或多种共聚单体混合、脱气并加热到反应溫度。随后加入聚合引发剂。让反应进行到所需粘 度并随后巧灭。随后纯化得到的聚合物。采用类似于实施例15中方法的方法产生实施例16 中的抗微生物聚合物。
[004引实施例17描述了合成抗血栓形成聚合物的方法。一般而言，将抗血栓形成单体与 一种或多种共聚单体混合、脱气并加热到反应溫度。随后加入聚合引发剂。让反应进行到所 需粘度并随后巧灭。纯化得到的聚合物。采用类似于实施例17中方法的方法产生实施例18-20中的抗血栓形成聚合物。
[0046] 实施例21-27描述了使用热固化、UV固化和浸涂用聚合物涂料涂布底材的可能方 法。
[0047] 实施例28描述了测试涂好底材的抗微生物性质