可固化组合物及由其形成的抗生物膜涂层制造技术

本发明专利技术提供一种用于阻滞生物膜形成的可固化组合物。本发明专利技术还 涉及包含所述可固化组合物的涂层。所述可固化组合物包含：聚合物， 所述聚合物衍生自：具有长链脂族侧基的烯键式不饱和单元；具有聚(氧 化烯)侧基的烯键式不饱和单元；以及具有基底反应性侧基的烯键式不 饱和单元；以及交联剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可固化组合物及由其形成的抗生物膜涂层
技术介绍
生物膜是嵌入胞外聚合物(通常为多糖)和其它大分子的高度水 合基质内的微生物聚集体。生物膜可含有单个或多个微生物物种并且 容易附着至诸如医疗器械(包括导管)、土壤、管道、牙齿、粘膜和 热交换器之类的各种基底。在某些环境中，定殖的微生物既能够以生 物膜的(固着的)形式生长又能够以自由生活的(浮游的)形式生长，并且与生物膜相关的细胞可以1000-10,000:1的比例在数量上超过相同 种类的浮游细胞。尽管浮游细胞的生长可通过抗菌处理或灭菌处理来 控制，但生物膜本身可能难以控制处理，实际上提供了细胞的储藏所， 这可能会导致处理后定殖、感染和/或生物膜生长的复发。在许多不同的领域中，防止微生物定殖和根除与生物膜相关的微 生物是重要的，并且常常难以解决的问题。与对杀生物剂(例如，抗 生素)相对敏感的浮游生物不同，与生物膜相关的微生物常常对许多 抗菌剂具有极高的抗性。在一项研究中，与生物膜相关的细菌能够在 20倍于有效除去生长于浮游培养物中的相同种类细菌的浓度的抗生素 浓度下存活(Nickel， 1985)。已知当生物体与生物膜分离并且随后在 浮游培养基中生长时，它们会丧失许多与生物膜前体(progenitor)相 关的特征，尤其是它们对抗菌剂处理的抗性。在生物膜中，多糖包被 基质是一种保护性机制，其提供了抵抗宿主防御机制(例如抗体和吞 噬细胞)以及某些抗菌剂的屏障。生物膜的抗菌剂抗性的其它可能原 因包括微生物中许多微生^物处于休眠生长状态，显著改变了的基因 和蛋白表达谱(与浮游细胞比较而言)，以及耐药株(以随机方 式产生抗菌剂抗性的微生物亚群)的存在。尽管本项领域中已知许多组合物可用于处理基底以赋予它们对生物膜形成的抗性，但仍继续希望提供进一步改良的用于处理基底，特 别是聚合物表面、陶瓷、玻璃和石料的组合物，以便赋予它们进一步 的生物膜抗性，并且更容易清洗。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于阻滞生物膜形成或增强已形成的生物膜的 释放的可固化组合物。该可固化组合物包含a) 聚合物，其衍生自具有长链脂族侧基的烯键式不饱和单体单元；具有聚(氧化烯)侧基的烯键式不饱和单体单元；以及具有基底反 应性侧基的烯键式不饱和单体单元；以及b) 交联剂。在另一个实施例中，本专利技术包含含可固化组合物和溶剂的涂层组 合物，由此将该涂层组合物施加至基底以赋予基底抗生物膜涂层。在 另一个实施例中，本专利技术还提供了用本专利技术的涂层组合物涂布基底， 特别是硬质基底以提供给基底抗生物膜涂层的方法。多种涂布方法可 用于施加本专利技术的组合物，例如刷涂法、喷涂法、浸涂法、辊涂法、刮涂法等。基底上获得的涂层可在室温下或在40至300。C的高温下固 化。在一些实施例中，可在室温或高温下利用催化剂来实现固化。在此所用的术语(甲基)丙烯酰基包括丙烯酰基和甲基丙烯酰基/化合物两者，所述化合物包括丙烯酸和甲基丙烯酸的酯、硫酯和酰胺。 在至少一些实施例中，丙烯酸酯基团是优选的。烯键式不饱和表示化合物或组分具有可自由基聚合的OC基 团，例如乙烯基或(甲基)丙烯酰基团。本文通过端点详述的数值范围包括该范围内包容的所有数字(例 如，1到5包括1、 1.5、 2、 2.75、 3、 3.80、 4禾卩5)。如本说明书以及所附权利要求中所使用的，单数形式一种、 一个和该也包括复数指代，除非上下文另外清楚地指明。因 此，例如，包含该化合物的组合物这一表达方式包括两种或更多 种化合物的混合物。另外，术语或通常以和/或的意义使用， 除非上下文另外清楚地指明。除非另外指明，否则本说明书和权利要求中所用的所有表示成分 的量、特性(例如表面能、接触角)的量度等的数字在所有情况下均 应理解为被术语约所修饰。因此，除非有相反的指示，否则在说 明书和所附权利要求中列出的数字参数为近似值，该近似值的改变可 取决于通过本领域的技术人员利用本专利技术的教导内容而获得的所需特 性。在最低限度上，并且无意于将等同原则的应用受制于权利要求的 范围，每个数字参数应至少按照所报告的有效数字之数并且通过应用 普通的舍入技术来理解。虽然在本专利技术的广泛范围内设定的数字范围 和参数为近似值，但具体例子中设定的数值会尽可能准确地报告。然 而，任何数值都固有地含有一定的误差，并且这些误差是由它们各自 的试验测定中所存在的标准偏差必然引起的。附图说明图1示出使用甲基丙烯酸月桂酯作为具有烷基链的单体，在带涂 层的表面上保留的生物膜的数据。在该测试中所使用的细菌是嗜水气单月包菌(Aeromonas hydrophilia)。图2示出使用甲基丙烯酸月桂酯作为具有烷基链的单体，在带涂 层的表面上保留的生物膜的数据。在该测试中所使用的细菌是表皮葡 萄球菌(Staphylococcus epidermidis )。图3示出使用甲基丙烯酸硬脂基酯作为具有垸基链的单体，在带 涂层的表面上保留的生物膜的数据。在该测试中所使用的细菌是表皮 葡萄球菌。图4是使用甲基丙烯酸月桂酯作为具有烷基链的单体，在带涂层 的表面上保留的生物膜的数据。在这个测试中所使用的细菌是变形链球菌(Streptococcus mutans)。图5示出使用甲基丙烯酸硬脂基酯作为具有垸基链的单体，在带 涂层的表面上保留的生物膜的数据。在该测试中所使用的细菌是变形 链球菌。图6示出使用甲基丙烯酸异癸酯作为具有烷基链的单体，在带涂 层的表面上保留的生物膜的数据。在该测试中所使用的细菌是表皮葡 萄球菌。图7示出使用甲基丙烯酸正癸酯作为具有烷基链的单体，在带涂 层的表面上保留的生物膜的数据。在该测试中所使用的细菌是表皮葡 萄球菌。具体实施例方式本专利技术提供了一种可固化组合物，该可固化组合物包含a) 聚合物，其衍生自具有长链脂族侧基的烯键式不饱和单体 单元；具有聚(氧化烯)侧基的烯键式不饱和单体单元；以及具有基底反 应性侧基的烯键式不饱和单体单元；以及b) 交联剂。更具体地讲，本专利技术的第一组分聚合物包含10重量％至70重量％，优选15重量％至40重量％的具有长链脂 族侧基的烯键式不饱和单元；10重量％至80重量％，优选40重量％至75重量％的具有聚(氧化 烯)侧基的烯键式不饱和单元；1重量％至20重量％，优选5重量％至15重量％的具有[基底反应 性]侧基的烯键式不饱和单元；和0重量％至20重量％，，优选0重量％至10重量％的其它单体。选择基底反应性官能团以使得它们与所选择的基底表面的官 能团形成离子键或共价键。优选的是，选择基底反应性官能团以 使得与基底形成的键是不可水解的；即，在使用条件下基本上不会水解。这些限制将不排除硅烷官能团的使用，在使用硅垸官能团的情况 中与硅质基底表面形成的硅氧烷键被认为是不断地水解和重新形成。还选择具有与第一组分聚合物的基底反应性官能团侧基共反应 (即与之形成共价键)的官能团的交联剂。可选的其它单体缺少 反应性官能团并且将其加入用以改变第一组分聚合物的物理性质。具有长链脂族基团的单体具有如下通式R、Q-Rh(1)，其中R1是具有通式H2(X:(R)-的烯键式不饱和可聚合基团，其中R3 是H或d-Q烷基，优选RU是H或甲基。Q是有机连接基团，其可包括可以是饱和的或不饱和的直链、支 链或环状结构。优选地，每个二价Q基团本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化组合物，包含：　ａ）聚合物，其衍生自：具有长链脂族侧基的烯键式不饱和单体单元；具有聚（氧化烯）侧基的烯键式不饱和单体单元；和具有基底反应性侧基的烯键式不饱和单体单元；以及　ｂ）交联剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.26 US 11/535,2551.一种可固化组合物，包含a)聚合物，其衍生自具有长链脂族侧基的烯键式不饱和单体单元；具有聚(氧化烯)侧基的烯键式不饱和单体单元；和具有基底反应性侧基的烯键式不饱和单体单元；以及b)交联剂。2. 根据权利要求l所述的可固化组合物，所述聚合物在水中的溶 解度小于O.l重量％。3. 根据权利要求l所述的可固化组合物，其中所述烯键式不饱和 基团为(甲基)丙烯酰基。4. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中所述聚(氧化烯)侧 基为聚(氧乙烯)基团。5. 根据权利要求l所述的可固化组合物，其中所述基底反应性官 能团选自单磷酸根、膦酸根、膦酸、异羟肟酸、羧酸、异腈、甲硅烷 基、异氰酸根、胺、吡啶基或二硫基。6. 根据权利要求1所述的可固化组合物，所述聚合物包含10重量％至70重量％的具有长链脂族侧基的烯键式不饱和单元；10重量％至80重量％的具有聚(氧化烯)侧基的烯键式不饱和单元；1重量％至20重量％的具有基底反应性侧基的烯键式不饱和单 元；和0重量％至20重量％的其它单体。7. 根据权利要求l所述的可固化组合物，其中所述交联剂具有化学式R8(Z)m，其中RS可以是具有化合价m的聚合有机基团或非聚合有 机基团，Z是与所述聚合物的所述表面反应性官能团共反应的反应性官 能团。8. 根据权利要求7所述的组合物，其中所述交联剂的所述反应性 官能团和所述聚合物的所述基底反应性基团是相同的官能团。9. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中具有聚(氧化烯)侧 基的单体具有如下化学式<formula>formula see original document page 3</formula>其中，R1是烯键式不饱和可聚合基团，R2是(C「c4)烷基，rs是h或i^或芳基，或其组合， Q是二价连接基团，n至少为5， m可以为0， n + m至少为5，并且n:m的摩尔比至 少为2:1。10. 根据权利要求9所述的可固化组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿方萨斯·V·博西尔斯，杰里米·M·亚伍德，鲁道夫·J·达姆斯，约翰·J·小斯特夫科，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US