專利名稱：含Si-H基的表面的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理帶有Si-H基的基材或其表面以賦予它物理和/或生化表面改性性能的方法，其中該方法至少包括由將所述基材或其表面至少與聚合物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述聚合物含有 -至少三個能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進-步產(chǎn)生共價鍵而附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，和 -至少能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子或其部分，所述步驟在有效促進所述聚合物對所述基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述聚合物的分子量大于1000g/mol。
本發(fā)明尤其涉及處理帶有Si-H基的基材或其表面以賦予它物理和/或生化表面改性性能的方法，其中該方法至少包括由將所述基材或其表面至少與共聚物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述共聚物含有至少類型A的單體單元和至少類型B的單體單元，該類型A的單體單元至少包括能夠通過共價鍵附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，該類型B的單體單元至少包括能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子，所述步驟在有效促進所述共聚物對所述基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述共聚物的分子量大于1000g/mol。
在本發(fā)明范圍內(nèi)還包括一種聚合物，它含有 -至少三個能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而與帶有Si-H基的基材或所述表面附著的反應(yīng)性部位，和 -至少能夠賦予所述基材或其所述表面物理和/或生化改性性能的分子或其部分，所述聚合物的分子量大于1000g/mol。
所述聚合物可以有利地是共聚物。因此，根據(jù)另一個方面，本發(fā)明還涵蓋共聚物，它含有至少類型A的單體單元和至少類型B的單體單元，該類型A的單體單元至少包括能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而與帶有Si-H基的基材或所述表面附著的反應(yīng)性部位，該類型B的單體單元至少包括能夠賦予所述基材或其所述表面物理和/或生化改性性能的分子或其部分，所述共聚物的分子量大于1000g/mol。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明此外涉及處理帶有Si-H基的基材或其表面的組合物，其中它包含在液體介質(zhì)中的根據(jù)本發(fā)明的聚合物或共聚物。
本發(fā)明還涉及可通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的帶有Si-H基的基材，它已經(jīng)在它的表面上提供了改進的物理和/或生化性能。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及所述基材在下面所列的各種領(lǐng)域中的用途和根據(jù)本發(fā)明的共聚物的制備方法，其中使包含至少兩個反應(yīng)性部位的起始均聚物至少與以下物質(zhì)反應(yīng) -通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的反應(yīng)試劑，該共聚物含有能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而與帶有Si-H基的基材或其表面附著的反應(yīng)性部位，和/或 -通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的另一種反應(yīng)試劑，該共聚物能夠賦予所述基材或其表面改進的物理和/或生化性能。
出人意料地，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明所包括的聚合物和共聚物允許簡單的程序來處理在其表面上帶有Si-H基的任何基材。此外，它適合于溶解在待用的溶液中。
此外，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明所包括的聚合物和共聚物可以沉積在各種帶有Si-H基的基材上，并且更具體地說只要所述基材在其表面上含有足夠量的Si-H基。在所述帶有Si-H基的基材當中，可以列舉硅酮和氫封端的硅基材。
本文所使用的術(shù)語″單體″是指通常含有碳作為它的主要組分，具有較低分子量，并且具有簡單結(jié)構(gòu)的分子或化合物，該簡單結(jié)構(gòu)能夠通過與其本身或與其它相似的分子或化合物組合而會聚在聚合鏈中。
本文所使用的術(shù)語″單體單元″是指聚合物的結(jié)構(gòu)單元，它是從唯一的單體開始而形成的。
本文所使用的術(shù)語″共聚物″定義為由一種以上的單體組成的聚合物。
本文所使用的表述″統(tǒng)計共聚物″或″無規(guī)共聚物″可互換地定義為由多于一種單體組成的共聚物，并且其中，不同的單體單元無規(guī)分布在聚合鏈中。
本文所使用的表述″線性共聚物″定義為沒有支鏈的共聚物。
本文所使用的表述″嵌段共聚物″定義為其中一類單體彼此鄰接并且均聚物片段，并且不同均聚物片段連接在一起的共聚物。
術(shù)語″氫封端的硅基材″是指在其表面上帶有Si-H基的硅基材。
術(shù)語″改進的物理和/或生化性能″是指不同于待處理表面的原始性能的任何物理和/或生化性能。已經(jīng)被處理并且顯示″改進的物理和/或生化性能″的表面延伸到帶有反應(yīng)性基團的表面，該反應(yīng)性基團能夠與任何生物分子上的任何反應(yīng)性基團反應(yīng)以致生物分子變得經(jīng)由該聚合物與該表面共價連接。
本文所使用的術(shù)語″生物相容″是指可用于生物環(huán)境尤其是動物受試者(包括人)的能力。生物相容性可以經(jīng)由各種性能達到，這些性能取決于應(yīng)用范圍。例如，材料可以通過改進的蛋白質(zhì)排斥性，改進的粘附性能或引入使該材料與其在所述生物環(huán)境中的應(yīng)用相容的任何生物學(xué)性能，例如抗血栓形成性能而被賦予生物相容或可以顯示改進的生物相容性。
本文所使用的術(shù)語″生物分子″涵蓋已知在生物學(xué)體系中發(fā)現(xiàn)的任何分子并且包括氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核酸(包括DNA和RNA)、糖、多糖、生長因子和糖蛋白。生物分子包括天然產(chǎn)生的生物分子以及已經(jīng)使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)改性了的生物分子。
術(shù)語″有效條件″是指進行由一般參數(shù)，即pH值、溫度、溶劑、持續(xù)時間等限定的化學(xué)反應(yīng)的一般條件，它們屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的標準技能。
術(shù)語″足夠量的Si-H基″是指，當對給定基材進行本發(fā)明方法時，允許通過已知方法測量該表面已經(jīng)在給定的預(yù)定性能或性質(zhì)方面得到顯著改進的足夠量的Si-H基。
術(shù)語″能夠附著的反應(yīng)性部位″是指適合于與Si-H基產(chǎn)生共價鍵的化學(xué)官能團。
術(shù)語″能夠賦予所述改性性能″是指賦予所述給定性能的能力，所述性能可以按宏觀和/或微觀尺度通過已知方法測量。
為了簡化，在本發(fā)明框架中，術(shù)語″細胞毒素″(它用來確定基材的改性性能)應(yīng)該認為不但包括殺菌或抗菌性能，而且包括殺病毒、殺真菌性能或一般而言，任何生物活性物質(zhì)，它是任何期望被消除的活細胞的細胞毒素。此外，術(shù)語″防粘劑性能″涵蓋為蛋白質(zhì)、細菌、病毒、細胞等賦予排斥性的性能。


圖1和2舉例說明了本發(fā)明。
圖1代表用帶有正電荷并因此賦予殺菌性能的統(tǒng)計共聚物官能化硅酮基材的一般程序。
圖2代表用實施例1中合成的統(tǒng)計共聚物官能化硅酮基材的特定程序。
帶有Si-H基的基材 帶有Si-H基的基材的主要代表性類別是硅酮基材和氫封端的硅基材。
硅酮基材 在本發(fā)明框架中，技術(shù)上稱為聚有機硅氧烷或聚硅氧烷基材的所有類型的硅酮可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法處理，只要所述硅酮基材在其表面上含有足夠量的Si-H基。
事實上，歸因于硅酮的生產(chǎn)過程，它們總是自然地在它們的表面上帶有從所述生產(chǎn)過程殘留的Si-H基。如此后將揭露的那樣，歸因于使用顯示大于1000g/mol的分子量的聚合物的本發(fā)明方法，待處理的表面不必帶有大量Si-H基，這與在本領(lǐng)域中已知改性硅酮基材表面的方法相反。
硅酮限定寬類別的合成聚合物，它們含有其上通常經(jīng)由Si-C鍵而連接了有機側(cè)基的-Si-O-骨架。換句話說，硅酮的化學(xué)通式為 [R1R2SiO]n 其中R1和R2各自彼此獨立地選自H、(C1-C30)烷基、(C2-C30)炔基和芳基，其中后四種基團是未取代的或取代有一個或多個例如獨立地選自以下的基團鹵素原子、-OH、-NH2、-NH(C1-C30)烷基、-N(C1-C6)烷基(C1-C6)烷基、-O(C1-C6)烷基和鹵素取代的(C1-C6)烷基。
術(shù)語硅酮還涵蓋其中所述有機側(cè)基用來將兩個或更多個-Si-O-骨架連接在一起的聚合物。
通過改變-Si-O-鏈長度，可以合成具有各種性能和組成的有機側(cè)基和交聯(lián)性硅酮。
更尤其是針對本發(fā)明的硅酮是可固化硅酮，和例如下文揭露的兩種等級的彈性體和樹脂。換句話說，兩種等級的流體和乳液硅酮更優(yōu)選從本發(fā)明范圍排除。
硅酮彈性體或橡膠由帶有羥基、乙烯基或其它反應(yīng)性側(cè)鏈的線性聚合物制成。它們可以按各種方法交聯(lián)而產(chǎn)生高度彈性、或多或少開孔的結(jié)構(gòu)。
硅酮橡膠的成分是長鏈聚硅氧烷和各種填料例如熱解(煅制)氧化硅、白堊、石英、云母和高嶺土，它們給予彈性體良好的機械性能(彈性、吸收性、撕裂強度)。通過硫化或固化(其中使鏈交聯(lián)的方法)賦予橡膠柔韌性。不同的橡膠根據(jù)硫化類型(交聯(lián)劑、溫度)和所采用的基礎(chǔ)聚合物粘度分類并且廣泛地區(qū)分為室溫硫化和高溫硫化類型。那兩種彈性體涵蓋在本發(fā)明中所使用的硅酮或聚有機硅氧烷的意義內(nèi)。
硅酮橡膠的組分仍可能必須互相交聯(lián)(硫化或固化)。存在三種不同類型的交聯(lián)反應(yīng) ·過氧化物(-引發(fā)的)固化(其中聚合物含有乙烯基基團)。
·鉑催化的加成固化(其中聚合物含有乙烯基基團并且交聯(lián)劑含有Si-H基)。
·錫催化的縮合固化(在α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷和硅酸酯間) 它們都可以在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的處理方法之前進行并且一些可以與聚合物的任選的固化步驟同時地進行，從而賦予表面改進的性能，如此后所揭露的那樣。
除了必要的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件以外，加成固化和縮合固化還要求適合的催化劑。對于加成，需要鉑催化劑，并且對于縮合固化體系，需要錫催化劑。相反，過氧化物引發(fā)的固化不要求催化劑。
硅酮樹脂是高度支化的、3-D骨架聚合物，它們由無規(guī)順序的，主要是三官能化的單元構(gòu)成。作為一類產(chǎn)物，硅酮樹脂涵蓋具有多種多樣結(jié)構(gòu)的較低分子反應(yīng)性樹脂至高分子材料。然而，它們都是高度交聯(lián)的。
交聯(lián)一般在高溫下進行長時間，在此期間產(chǎn)生臨時性熱塑性相。硅酮樹脂和它們的低分子前體是硅酮磚石保護劑的基礎(chǔ)，例如用于建筑物正面的硅酮樹脂乳膠漆的粘結(jié)劑。
本發(fā)明方法優(yōu)選適用于的一類特定的硅酮由顯示以下化學(xué)通式的聚二甲基硅氧烷或PDMS構(gòu)成 -[SiO(CH3)2]n- 就本發(fā)明框架中更優(yōu)選針對的與橡膠類似的彈性固體或半固體而言，n更優(yōu)選在1和20000之間。
實際上，當n非常低時，所制造的聚合物可以是稀可澆注液體，它優(yōu)選從本發(fā)明框架中使用的PDMS的范圍中排除。
可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法處理的所有硅酮可以經(jīng)由常規(guī)方法制造。
根據(jù)本發(fā)明的方法有利地對可固化硅酮進行。實際上，經(jīng)處理的基材有利地保持持久或耐久形式；換句話說，經(jīng)處理的基材保持它們的表面。就是說，本發(fā)明方法優(yōu)選致力于基材，它們在處理之后保持基本上固定的表面，即排除非剛性經(jīng)處理基材。
然而，本發(fā)明方法可以對固化或未固化硅酮進行。實際上，根據(jù)本發(fā)明一個特定的實施方案，該方法可以對未固化的硅酮基材進行。在這種情況下，待處理的基材不一定呈剛性形式或不一定是固體，只要它提供確定的表面。因此，基材在處理之前可以包含在容器中以使它保持具有確定表面的形式。待處理的基材可以例如是或多或少可變形的糊劑。
這一實施方案可以具有特別的興趣來減少表面改性硅酮的制造中的步驟數(shù)目。實施方案的范圍在實施例3中進行了充分說明，其中改變一些條件來獲得固化、未固化或部分固化的準備通過本發(fā)明方法處理的硅酮基材。
在可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法處理的商品化硅酮基材當中，可以列舉以下i)由Dow Chemicals銷售的

184，它作為由液體組分(即基料和固化劑)組成的兩組份試劑盒提供，ii)得自Nusil的生物醫(yī)學(xué)等級硅酮

MED 4750。
還應(yīng)指出，所有形式的硅酮表面可以通過本發(fā)明方法處理。具體來說，硅酮表面可以取顆粒的形式，例如在膠體溶液上。
硅基材 可以根據(jù)本發(fā)明方法處理的硅基材是帶有Si-H基的那些。事實上，氫封端的硅表面是其天然氧化物(SiO2)薄膜例如通過浸漬到氟氫酸水溶液中而被除去并且氫原子留在其上的硅基材。該表面的所述制備方法是為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。
包含部分氫封端的硅表面的任何種類的復(fù)合材料也理解為適合于通過根據(jù)本發(fā)明的方法處理。
實施例11舉例說明了應(yīng)用于硅基材的根據(jù)本發(fā)明的方法。
改性的性能 考慮到帶有Si-H基的基材的物理和/或生化性能的寬范圍，根據(jù)本發(fā)明的方法允許它的表面改性。
換句話說，為了使帶有Si-H基的基材可用于更寬范圍的技術(shù)應(yīng)用，根據(jù)本發(fā)明的方法允許賦予所述基材或其表面以下所有當中的性能親水性性質(zhì)；改進的疏水性性質(zhì)，細胞毒素性能例如抗菌、殺菌性、殺病毒和/或殺真菌性能；細胞粘附性能；改進的生物相容性例如蛋白質(zhì)排斥性或粘附性能；導(dǎo)電性能和賦予所述表面能夠固定生物分子的反應(yīng)性能。
根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方案，處理方法主要致力于賦予帶有Si-H基的基材或其表面親水性性質(zhì)。在這種情況下，經(jīng)處理的基材可以應(yīng)用于光學(xué)制品的制造，尤其是硅酮基材的透鏡和氫封端硅基材的生物傳感器的制造。
根據(jù)本發(fā)明的第二個實施方案，處理方法主要致力于賦予帶有Si-H基的基材或其表面改進的親水性性質(zhì)。在這種情況下，經(jīng)處理的基材可以應(yīng)用于硅酮基材的構(gòu)造材料和氫封端硅基材的生物傳感器的制造。
根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方案，處理方法主要致力于賦予帶有Si-H基的基材或其表面抗菌性能。換句話說，所述方法阻止生物薄膜的形成和菌落的發(fā)育。
具體來說，當該方法致力于賦予硅酮基材殺菌性能時，它可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)(臨床醫(yī)院和個人護理)，以及家庭和工業(yè)(例如食品工業(yè))環(huán)境。
根據(jù)本發(fā)明第四個實施方案，處理方法主要致力于賦予帶有Si-H基的基材或其表面改進的生物相容性例如蛋白質(zhì)排斥性或粘附性能。在這種情況下，經(jīng)處理的基材可以應(yīng)用于硅酮基材的生物醫(yī)學(xué)植入物和氫封端硅基材的生物傳感器的制造。
根據(jù)本發(fā)明的第五個實施方案，處理方法主要致力于賦予帶有Si-H基的基材或其表面導(dǎo)電性能。在這種情況下，經(jīng)處理的基材可以應(yīng)用于硅酮基材的衛(wèi)生器材和氫封端硅基材的電子器件的制造。
根據(jù)本發(fā)明的第六個實施方案，處理方法主要致力于賦予帶有Si-H基的基材或其表面反應(yīng)性性能，該反應(yīng)性性能使所述表面能夠使生物分子固定。在這種情況下，經(jīng)處理的硅酮可以應(yīng)用于生物傳感器的制造、生物診斷、生物親合性和相關(guān)應(yīng)用或生物醫(yī)學(xué)材料例如固定模、分流器、導(dǎo)液管或硅酮基材的透鏡(例如提供有顯示例如抗血栓形成或抗污性能的涂層)和氫封端硅基材的生物傳感器的制造。
聚合物 根據(jù)本發(fā)明的聚合物可以是任何種類的聚合物和例如均聚物或共聚物。
能夠與帶有Si-H基的基材或其表面附著的反應(yīng)性部位優(yōu)選是烯烴基團，最優(yōu)選乙烯基，或乙炔基團。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，聚合物包含至少三個含烯烴基團，最優(yōu)選乙烯基，或乙炔基團的單體單元。所述烯烴或乙炔基團可以本征地存在于單體單元中或來自在獲得根據(jù)本發(fā)明的聚合物之前，期間或之后的官能化。
所述聚合物的分子量大于1000g/mol，優(yōu)選大于3000g/mol，更優(yōu)選大于5000g/mol。在一個優(yōu)選的實施方案中，取決于聚合物的性質(zhì)，所述分子量可以在10000和8000000g/mol之間，更優(yōu)選在20000和2000000g/mol之間，尤其是在30000和700000g/mol之間，例如在50000和500000g/mol之間。
聚合鏈骨架 根據(jù)本發(fā)明的聚合物和例如均聚物或共聚物可以包含選自以下的聚合鏈骨架聚乙烯，聚丙烯酰胺，聚丙烯酸酯，聚乙烯衍生物例如聚乙烯吡咯烷酮，聚苯乙烯，在苯基上任選被(C1-C4)烷基取代，多元醇例如聚乙烯醇或聚烯丙醇，聚乙烯基芐基，聚胺例如聚亞乙基亞胺或聚烯丙胺，聚甲基丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酰胺，聚醚例如聚乙二醇，聚酯例如聚(DL-丙交酯)，聚酰胺，聚氨酯，聚(乙烯-交替-琥珀酰亞胺)，多糖衍生物例如右旋糖苷、纖維素、羥乙基纖維素或甲基纖維素，聚脲，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩和本身含有季銨基的并且可以由以下通式表示的聚(二烯丙基二甲基銨)
所述各種聚合鏈骨架的一些在下文以流程P1-P7舉例說明。
均聚物 在本發(fā)明的其中聚合物是均聚物的實施方案中，每種單體帶有至少能夠通過共價鍵與基材表面附著的反應(yīng)性部位和至少能夠賦予該基材表面物理和/或生化性能的分子或其部分。它們在下文稱作″混合單體″。
一些單體在下文段落″共聚物″中進行了描述，它們是″混合單體″，它們可以聚合而形成根據(jù)本發(fā)明的均聚物。
所述均聚物通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法合成。
共聚物 根據(jù)本發(fā)明的共聚物含有至少類型A的單體和至少類型B的單體，如以下所述。所述共聚物可以適于作為″硅酮表面-性能改進劑共聚物″。
共聚物可以是任何類型的共聚物，即，尤其是嵌段共聚物或統(tǒng)計共聚物，但是有利地是統(tǒng)計共聚物。因此，以下描述更尤其致力于統(tǒng)計共聚物，以致除非另有說明，術(shù)語″共聚物″是指統(tǒng)計共聚物。
包含在統(tǒng)計共聚物中的兩種類型A和B的單體單元間的比例可以連續(xù)地調(diào)節(jié)來優(yōu)化基材或所述基材的表面的所需性能。
類型A和B的單體單元可商購或可通過現(xiàn)有的單體單元的簡單衍生獲得。
考慮到基材或其表面的所需性能，可以根據(jù)共聚物的所要求的效果改變共聚物的每種單體的選擇。
每種單體單元可以按非特異性順序沿著統(tǒng)計共聚物鏈分布并且類型A的單體單元占單體單元總量的百分率可以在0.1％-50％，優(yōu)選1％-10％之間，而類型B的單體占單體單元總量的百分率可以在50％-99.9％，優(yōu)選90％-99％之間。
共聚物可以含有類型A的各種單體單元，該單體單元具有不同類型的能夠通過共價鍵與硅酮基材或所述基材的表面附著的反應(yīng)性部位。
共聚物還可以含有類型B的各種單體單元，該單體單元能夠賦予硅酮聚合物表面各種性能。
因此，共聚物可以例如是AB類型或AA’B類型或ABB′類型的共聚物，其中A’是A類型的單體的變種，B’是B類型的單體的變種。
共聚物優(yōu)選是線性共聚物。但是根據(jù)本發(fā)明的另一方面，共聚物可以在進行根據(jù)本發(fā)明的處理方法之后交聯(lián)，以改進接枝層的穩(wěn)定性和耐用性。然而，明顯的是，交聯(lián)點的數(shù)目不能超過可能影響所要求的效果或嫁接親和力的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，共聚物的交聯(lián)與固化步驟同時地發(fā)生，如下文″處理方法″段落中揭露的那樣。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，類型A或類型B的任何單體可以含有改進在液體介質(zhì)內(nèi)的溶解性的化學(xué)基團。具體來說，根據(jù)下文詳述的一個最優(yōu)選的實施方案，出于用戶友好原因使用水溶性共聚物可能是有利的。在此具體情況下，A或B類型的任一或兩種單體可以包括親水基或水溶性鏈。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，類型A的單體單元的反應(yīng)性部位和/或類型B的單體單元的賦予各種性能的分子可以彼此獨立地形成為鏈骨架的一部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，類型A的單體單元的反應(yīng)性部位和/或類型B的單體單元的賦予各種性能的分子可以彼此獨立地經(jīng)由側(cè)向鏈與涉及的單體連接。
一方面形成類型B的單體單元的側(cè)向鏈并且另一方面形成類型A的單體的側(cè)向鏈的側(cè)向鏈可以具有各種結(jié)構(gòu)。
這兩種此前列舉的實施方案的組合也形成本發(fā)明的一部分。
類型B的單體 如上所述，類型B的單體單元的賦予各種性能的分子或其部分可以是側(cè)向鏈或主鏈的一部分。為了簡化，所述化學(xué)基團在本發(fā)明框架中稱作″性能改進劑基團″。
所述性能改進劑基團也涵蓋所述性能改進劑基團的前體。實際上，表面的官能化可以在賦予基材表面改性性能的最終生物分子的結(jié)合之前發(fā)生。在這種情況下，帶有反應(yīng)性官能團的生物分子與該前體反應(yīng)而形成共價連接基。例如，當前體是活化羧酸時，生物分子的反應(yīng)性官能團可以是親核基團，例如硫醇、醇或胺基。
一般地，所述前體形成用于肽合成的活性化基團，例如碳酰亞胺、酸酐、活化酯或疊氮化物。
在本發(fā)明的一個實施方案中，所述前體選自
類型B的含性能改進劑基團的單體的主鏈的實例 在賦予抗菌性能的類型B的單體當中，可以列舉以下聚(二烯丙基二甲基銨)...，在賦予親水性能的類型B的單體當中，可以列舉以下多糖衍生物、聚乙烯吡咯烷酮，在賦予防粘性能的類型B的單體當中，可以列舉以下聚乙烯吡咯烷酮，在賦予導(dǎo)電性能的類型B的單體當中，可以列舉以下聚苯胺和聚吡咯。
單體B的含性能改進劑基團的側(cè)向鏈的實例 類型B的單體單元的側(cè)向鏈根據(jù)其賦予硅酮基材或所述基材的表面所需性能的能力選擇。
大多數(shù)時間，一種化學(xué)基團對性能改進負責。換句話說，所述化學(xué)基團在共聚物內(nèi)的大量存在按宏觀和/或微觀尺度賦予硅酮基材預(yù)期的改性性能。
在可以形成為共聚物的一部分的側(cè)向鏈當中，可以列舉以下側(cè)向鏈 -賦予改進的親水性性能，即例如含有以下物質(zhì)的側(cè)向鏈單糖，分子量小于5000g/mol，更特別是小于1000g/mol的水溶性聚合物的兩性離子(甜菜堿和膽堿磷酸衍生物)結(jié)構(gòu)部分或聚合物鏈；聚氧化乙烯(PEO)；聚乙二醇(PEG)；氨基-封端的聚乙二醇(PEG-NH2)；聚丙二醇(PPG)；聚氧化丙烯(PPO)；聚丙二醇雙(2-氨基-丙基醚)(PPG-NH2)；多元醇，例如聚乙烯醇；多糖(例如右旋糖苷纖維素)和相關(guān)化合物；聚(乙烯基吡啶)；聚酸，例如聚(丙烯酸)；聚丙烯酰胺例如聚(N-異丙基丙烯酰胺)(polyNIPAM)和聚烯丙胺(PAM)， -賦予改進的疏水性能，即例如含有氟化基團，(C1-C10)烷基的側(cè)向鏈， -經(jīng)由蛋白質(zhì)排斥性賦予改進的生物相容性能，即例如含有聚乙二醇(PEG)、聚肌氨酸、聚乙烯吡咯烷酮的側(cè)向鏈， -賦予導(dǎo)電性能，即例如含有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩的側(cè)向鏈， -賦予改進的抗吸附性，即例如含有聚乙二醇(PEG)的側(cè)向鏈， -賦予抗菌素、殺菌、殺病毒性能的可以含有氨基青霉烷酸的側(cè)向鏈，該氨基青霉烷酸已知與細胞膜相互作用， -賦予殺菌性能的可以含有帶正電基團例如季銨基、季磷鎓基、胍鎓基，咪唑鎓基和锍(sulfunium)基的側(cè)向鏈， -賦予殺病毒性能的可以含有季銨基(特別是對于細菌病毒)、季磷鎓基和胍鎓基，咪唑鎓基和锍基的側(cè)向鏈， -賦予殺真菌性能的可以含有季銨基、季磷鎓基、胍鎓基，咪唑鎓基和锍基的側(cè)向鏈。
當選擇類型B的單體單元以便賦予所述共聚物一定的從介質(zhì)提取微生物而不殺死它們的能力時，僅此前列舉的具有不太高毒性的單體是適宜的。
因此，含有具有至少一個，優(yōu)選兩個，更優(yōu)選三個短烷基鏈，例如C1-C6，尤其是C1的季銨基的單體尤其有利于達到預(yù)期的細胞粘附。
三甲基銨基是更尤其優(yōu)選的。
由此可見，性能改進劑基團可以有利地選自單糖，分子量小于5000g/mol，更特別是小于1000g/mol的水溶性聚合物的兩性離子(甜菜堿和膽堿磷酸衍生物)結(jié)構(gòu)部分或聚合物鏈；聚氧化乙烯(PEO)；聚乙二醇(PEG)；氨基-封端的聚乙二醇(PEG-NH2)；聚丙二醇(PPG)；聚氧化丙烯(PPO)；聚丙二醇雙(2-氨基-丙基醚)(PPG-NH2)；多元醇，例如聚乙烯醇；多糖苷類(polysaccarides)(例如右旋糖苷纖維素)和相關(guān)化合物；聚(乙烯基吡啶)；聚酸，例如聚(丙烯酸)；聚丙烯酰胺例如聚(N-異丙基丙烯酰胺)(polyNIPAM)和聚烯丙胺(PAM)，氟化基團，(C1-C10)烷基，聚肌氨酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，氨基青霉烷酸，季銨基，季磷鎓基，胍鎓基，咪唑鎓基和锍基。
術(shù)語″氟化基團″是指至少含氟原子的(C1-C6)烷基。所述氟化基團還可以是全氟(C1-C6)烷基。
類型B的賦予細胞毒素性能的單體單元的側(cè)向鏈可以由以下通式表示
其中 □是指與單體B的連接 m是0或1， X2代表胺，酰胺，酯或酮官能團，低聚乙二醇，亞芳基，(C1-C6)烷基亞芳基，或可以被胺、酰胺或酮官能團中任一間斷的(C1-C8)亞烷基，和 X4+代表 -以下通式的三烷基銨
其中 R4、R5和R6獨立地代表(C1-C12)烷基、羥基(C1-C12)烷基或氟代(C1-C12)烷基， -以下通式的(C1-C4)烷基吡啶鎓基
其中R7代表(C1-C4)烷基， -以下通式的(C1-C4)烷基咪唑鎓基
其中R7如上所述， -以下通式的胍鎓基
-以下通式的三烷基磷鎓
其中R4、R5和R6例如上面所限定， 或者
代表含5-或6-元飽和環(huán)的單體單元，該飽和環(huán)含季銨。這一替代方案的實例用從以下通式的均聚物聚(二烯丙基二甲基銨)開始而制造的統(tǒng)計共聚物代表
類型A的單體 如上所述，類型A的單體單元的反應(yīng)性部位可以是側(cè)向鏈的一部分。
單體A的側(cè)向鏈 類型A的單體單元的側(cè)向鏈可以由以下通式表示
其中 □是指與單體A的連接， x是指0或6， Rx、Rx1、Rx2和Rx3獨立地指氫原子或(C1-C2)烷基，Rx1和Rx2可以形成5-或6-元環(huán)例如亞環(huán)己基，XA是指亞芳基，(C1-C8)亞烷基，(C1-C6)烷基亞芳基，其中所述基團可以被(C1-C4)烷基、鹵素原子、-OR1或-NR1R2基團中任一取代，和/或所述(C1-C8)亞烷基和/或(C1-C6)烷基亞芳基可以被胺、酰胺或酮官能團中任一間斷，所述基團XA任選地通過碳原子替換或通過取代含有至少一個此前列出的性能改進劑基團，和 R1和R2獨立地指(C1-C4)烷基或氫原子。
除非另有說明，本文所使用的術(shù)語″(C1-C6)烷基″是指含1-6個碳原子的直鏈或支化鏈烴基和它們的環(huán)狀衍生物。包括在這一術(shù)語范圍內(nèi)的是這些結(jié)構(gòu)部分如甲基、乙基、異丙基、正丁基、叔丁基、叔丁基甲基、環(huán)丙基、正丙基、戊基、環(huán)戊基、正己基、環(huán)己基、環(huán)己基甲基、2-乙基丁基等。
術(shù)語″鹵素″是指氟、氯、溴或碘原子。溴和氯是本發(fā)明框架中優(yōu)選的鹵素原子。
本文所使用的術(shù)語″亞芳基″是指選自亞苯基、亞聯(lián)苯基、亞萘基、亞二氫萘基、亞四氫萘基、亞茚基和亞茚滿基的二價基。
上面列舉的均聚物聚(二烯丙基二甲基銨)當以可商購的形式時在它的骨架上含有聚合步驟留下的一些乙烯基。因此，它能夠直接地與硅酮基材反應(yīng)，而不必任何在前的轉(zhuǎn)換。本征包含在商業(yè)產(chǎn)品中的所述乙烯基(即使少量地存在)足以使該共聚物能夠與硅酮基材附著并且提供所需性能。實施例3舉例說明了這種特別的共聚物應(yīng)用。所述共聚物在所述實施例3中稱作共聚物4。
類型A的單體單元的實例 類型A的單體單元在共聚物內(nèi)可以由以下通式(I)的化合物代表
其中 X′1代表-[O(CH2)p]q-基團，其中p在2-4之間變化，q在1-6之間變化，亞芳基，(C1-C6)亞烷基亞芳基或(C1-C8)亞烷基，任選地，所述亞烷基中的碳原子之一被氮原子(優(yōu)選是季銨)，季磷鎓，(C1-C4)烷基吡啶鎓，(C1-C4)烷基咪唑鎓或胍鎓基替代， R是氫原子或(C1-C4)亞烷基， Rx1、Rx2和Rx3獨立地指氫原子或(C1-C2)烷基，Rx1和Rx2可以形成5-或6-元環(huán)例如亞環(huán)己基，和 Y1是聚合鏈骨架的一部分并且可以有利地是任選被甲基取代的的乙烯，丙烯酰胺，乙烯亞胺，甲基丙烯酸甲酯或丙二醇。
類型B的單體單元的實例 類型B的單體單元在共聚物內(nèi)可以由以下通式(II)的化合物代表
其中R4、R5和R6獨立地代表(C1-C6)烷基、羥基(C1-C6)烷基或氟代(C1-C6)烷基， X’2代表(C1-C4)亞烷基、低聚乙二醇或亞芳基， Y2是聚合鏈骨架的一部分并且可以有利地是任選被甲基取代的的乙烯，丙烯酰胺，乙烯亞胺，甲基丙烯酸甲酯或丙二醇。
當單體包含季銨時，平衡離子X-3可以是鹵素、甲磺酸根、甲苯磺酸根、磺酸根、磷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫銨、硫酸根或硝酸根。
共聚物的優(yōu)選的實施方案 本發(fā)明更尤其涉及同時含有殺菌性和/或殺真菌物質(zhì)和乙烯基的統(tǒng)計共聚物，該物質(zhì)優(yōu)選是帶正電的基團，該乙烯基旨在與硅酮表面共價附著。
該帶正電的基團有利地是季銨基團、季磷鎓基團和/或胍鎓基團。
本發(fā)明還更尤其是涉及同時含有性能改進劑基團和乙烯基的統(tǒng)計共聚物，該性能改進劑基團賦予改進的親水性性能，優(yōu)選是多糖衍生物(例如羥乙基纖維素、甲基纖維素)，該乙烯基旨在與硅酮表面共價附著。
該共聚物經(jīng)由乙烯基與表面Si-H鍵的偶合而與該表面共價附著，而季銨基團和多糖衍生物(例如羥乙基纖維素、甲基纖維素)分別提供為細胞毒素或細胞粘附活性必要的正電荷和預(yù)期的親水性性質(zhì)。
包含上述通式(I)的單體單元和通式(II)的單體單元的所述特定統(tǒng)計共聚物的使用提供許多優(yōu)點。沉積方法實際上極其簡單用這種特定統(tǒng)計共聚物將硅酮表面改性包括在水中的一步反應(yīng)，接著干燥步驟。水實際上可以是液體介質(zhì)，只要統(tǒng)計共聚物包含足夠量的季銨基團，它們使所述共聚物可溶于水。這種特征是本發(fā)明優(yōu)于處理硅酮表面的已知方法的另一個優(yōu)點，所述已知的方法一般在有機溶劑中進行并且是環(huán)境不友好的。
共聚物合成 根據(jù)本發(fā)明的統(tǒng)計共聚物是通過使用為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的操作法使單體共聚合成的。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，起始聚合物是均聚物。
本發(fā)明進一步涉及根據(jù)本發(fā)明的表面-性能改進劑共聚物的制備方法，其中使包含至少兩個反應(yīng)性部位的起始均聚物至少與以下物質(zhì)反應(yīng) -通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的反應(yīng)試劑，該共聚物含有能夠通過共價鍵而與帶有Si-H基的基材或其表面附著的反應(yīng)性部位，和/或 -通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的另一種反應(yīng)試劑，該共聚物能夠賦予帶有Si-H基的基材或其表面改進的性能。
兩個反應(yīng)可以相同時間進行或依次，即按中立的順序在兩個步驟中進行。
可以存在于起始均聚物上的在下面方案P2-P7中舉例說明了的反應(yīng)性部位可以選自鹵素原子，活化羧酸例如酸酐，酰鹵例如酰氯，活化酯，例如N-羥基琥珀酰亞胺酯和醇，胺例如脂族或芳族胺。
這些起始均聚物是為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知或可商購的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施方案，根據(jù)本發(fā)明的制備方法按兩個步驟進行，第一個步驟僅產(chǎn)生一類單體單元，即類型A或類型B的單體單元并使起始單體單元的一部分未反應(yīng)，第二個步驟由在第一個步驟之后未反應(yīng)的單體單元產(chǎn)生另一類型的單體單元，而在前一個步驟中轉(zhuǎn)化的單體單元在該第二步驟期間保持不變化。
或者，根據(jù)本發(fā)明的統(tǒng)計共聚物可以經(jīng)由從兩種不同單體開始的聚合制造。所述替代方案在下面報道的方案P8中進行了舉例說明。
所述統(tǒng)計共聚物之一的合成在此后的實施例中進行了舉例說明。
此外，以下方案P1舉例說明了從均聚物開始獲得根據(jù)本發(fā)明的統(tǒng)計共聚物的一般程序，即包含類型A的單體單元和類型B的單體單元的統(tǒng)計共聚物，該類型A的單體單元含有乙烯基，該類型B的單體單元包含性能改進劑基團，尤其如上面所列。

方案P1 在所述方案P1中，Y1、X’1和R如上面所限定，X3代表上述反應(yīng)性部位，Z代表性能改進劑基團，尤其如上列，X1具有與X’1相同的意義。在一個實施方案中，Y1可以包含性能改進劑基團。
帶有含例如季銨鹽或多糖衍生物以及乙烯基結(jié)構(gòu)部分的側(cè)向鏈的統(tǒng)計共聚物從各種聚合物或單體開始的其它制備方法實例在下面方案P2-方案P8中給出。
方案P8和P9舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的共聚物從兩種相異單體開始的制造。

多元醇或聚烯丙胺 方案P2
方案P3
方案P4
方案P5
方案P6
方案P7
方案P8
方案P9 含統(tǒng)計共聚物的組合物 本發(fā)明還涉及含有效量統(tǒng)計共聚物的組合物。
任選存在于該組合物中的溶劑可以是可以溶解該共聚物的任何一種溶劑。在水溶性共聚物的優(yōu)選的實施方案中，該組合物可與水混容并且最優(yōu)選大部分地含有水作為溶劑。也可以使用其它溶劑例如二甲亞砜、二甲基甲酰胺、乙腈、N-甲基吡咯烷酮、2-甲氧基乙基醚、甲醇、異丙醇和乙醇。
統(tǒng)計共聚物在所述組合物中的濃度是在處理之后為硅酮基材或所述硅酮基材的表面提供所需性能的任何數(shù)量。這種濃度將根據(jù)分子結(jié)構(gòu)、所需性能和溶劑改變。通常，統(tǒng)計共聚物在組合物中的重量濃度在水的情況下可以在0.1和1％之間，在乙醇的情況下可以在0.1和1％之間。
處理方法 如上面已經(jīng)提及的那樣，可以對固化或未固化的硅酮進行處理方法。
本發(fā)明涉及處理硅酮基材或其表面以賦予它物理和/或生化表面改性性能，例如此前列舉的性能的方法，其特征在于該方法至少包括由將所述基材或其所述表面至少與共聚物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述共聚物含有至少類型A的單體單元和至少類型B的單體單元，該類型A的單體單元至少包括能夠通過共價鍵附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，該類型B的單體單元包括至少一個能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子，所述步驟在有效促進所述共聚物對所述硅酮基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述共聚物的分子量大于1000g/mol。
優(yōu)選地，該處理方法至少包括將該硅酮基材浸在其中溶解了該共聚物的液體介質(zhì)內(nèi)的步驟，接著蒸發(fā)所述液體介質(zhì)的步驟，任選地通過加熱。
為了進行根據(jù)本發(fā)明的處理表面的方法，也可以使用嵌段共聚物，條件是它們在所要求的單體單元的存在方面遵循上面描述的特性。
換句話說，在前段″統(tǒng)計共聚物″中類型A和類型B的單體單元中每一種的全部描述適用于根據(jù)本發(fā)明的處理方法所使用的任何共聚物。
使用上面更特別描述的統(tǒng)計共聚物浸漬硅酮基材的表面而賦予殺菌和/或殺真菌性能或細胞粘附性能的方法也形成本發(fā)明的一部分，該統(tǒng)計共聚物在單體A中包含烯烴基，更特別是乙烯基，或乙炔基并且在單體B中包含季銨基。
液體介質(zhì)有利地是水介質(zhì)。
由將該基材與根據(jù)本發(fā)明的聚合物或共聚物一起暴露構(gòu)成的步驟不要求使用催化劑，即使它可能任選地在接枝步驟期間使用。這一方面代表與本領(lǐng)域中已知用來改性表面的方法相比的另一個優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的方法在處理步驟之前可以包括由以下構(gòu)成的步驟通過使用例如i)以下已經(jīng)引用的參考文獻Chen H.，Zhang Z.，ChenY.，Brook M.A.，Sheardown H.，Biomaterials，2005，26，2391-2399中描述的程序或ii)在富Si-H的低聚物例如DC1107(Aldrich)的醇溶液中在70℃下在12小時期間培養(yǎng)硅酮基材來化學(xué)活化硅酮基材表面以產(chǎn)生Si-H基。
然而，尤其在PDMS的情況下，它不要求此種預(yù)處理，這是根據(jù)本發(fā)明的方法在簡單方面的另一個優(yōu)點。
根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，本發(fā)明涉及處理上述含Si-H基的基材的表面并且還包括固化步驟的方法。
固化步驟產(chǎn)生促進烯烴或乙炔基與表面Si-H基，以及它們自己之間的交聯(lián)的條件。
各種條件可以經(jīng)選擇實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的聚合物的此種固化。所述條件實際上可以是加熱(或干燥)或光化活化或它們的混合。
加熱可以在10-200℃，優(yōu)選25-150℃，最優(yōu)選70-120℃的溫度下進行。
所述加熱步驟可以有利地在1分鐘-24小時，例如60分鐘-12小時的期間進行。
光化活化可以通過任何已知的方法進行。
固化步驟還可以繼之以洗滌步驟以除去基材表面上的未共價附著的共聚物。例如，可以在若干水浴內(nèi)洗滌基材，例如在若干天期間。
表面改性的基材 本發(fā)明進一步涉及可通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的提供給定性能，例如此前列舉的性能的基材。
根據(jù)一個特定的實施方案，本發(fā)明涉及通過合適的化學(xué)處理可以賦予以下性能中至少一種的基材親水性性質(zhì)；改進的疏水性性質(zhì)，細胞毒素性能例如抗菌、殺菌性、殺病毒和/或殺真菌性能；細胞粘附性能；改進的生物相容性例如蛋白質(zhì)排斥性或粘附性能；導(dǎo)電性能和賦予所述表面能夠固定生物分子的反應(yīng)性能。
所述經(jīng)處理基材不請求特定的儲存條件來保持它們的改性性能。表面處理實際上有利地耐水及其它溶劑至某種限度并且應(yīng)顯示所述改性性能比通過本領(lǐng)域中此前已知的方法獲得的改性性能持續(xù)更久。
在上面揭露的優(yōu)選的實施方案的框架中，當獲得具有殺菌和/或殺真菌性能的硅酮基材時，每單位表面積的活性抗菌素部位的密度可以為1014-1016/cm2。
當硅酮基材可用來在沒有殺菌活性的情況下促進細胞粘附時，活性部位的密度必須根據(jù)所考慮的反應(yīng)性部位的化學(xué)性質(zhì)加以調(diào)節(jié)并且更尤其通過考慮它的細胞毒素能力加以調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員進行。
例如，當通過顯示三甲基銨基作為反應(yīng)性部位的基材促進細胞粘附時，每單位表面積的活性部位的密度一般等于或低于1014/cm2。
則應(yīng)將硅酮基材視為一種可用于進行離析細菌的分析的探針。這種工具例如是食品工業(yè)中所考慮的，其中總是避免它使生產(chǎn)線停止。
上面更特別描述的包括單體單元類型A中的烯烴基和單體單元類型B中的銨基的統(tǒng)計共聚物的沉積條件此后將在實施例中進行舉例說明并且然后相對大腸桿菌細菌試驗此種表面的相應(yīng)的抗菌活性。
取決于沉積的所述聚合物的質(zhì)量，沉積的層的厚度可以介于一和數(shù)十納米之間?？梢杂欣赝ㄟ^橢率測量術(shù)在硅晶片上尤其對于硅酮基材測量厚度。所得的層是對溶劑和機械摩擦非常穩(wěn)固的薄聚合物凝膠。
實施例中舉例說明的共聚物對大腸桿菌的良好細胞毒素性能的電荷密度(例如，通過熒光素衍生測量)有利地超過1015/cm2，更優(yōu)選超過1016/cm2并且通?？梢越橛?014和1016/cm2之間。
本發(fā)明更尤其涉及具有抗菌素性能的硅酮基材，其特征在于類型B的單體含有季銨并且每單位表面積的活性抗菌素部位的密度為1014-1016/cm2。
季銨基的密度可以例如通過熒光素衍生法測量。
已經(jīng)在實施例中證實和舉例說明，用舉例說明的共聚物處理的基材可以在10分鐘內(nèi)殺死全部所吸收的大腸桿菌細菌。
可以用根據(jù)上述方法的浸漬和固化步驟進一步再處理經(jīng)處理的基材。所述經(jīng)再處理的基材也屬于本發(fā)明的范圍。
經(jīng)處理的基材的應(yīng)用 本發(fā)明還涵蓋本發(fā)明上述表面改性的基材的用途，該表面改性基材可以通過上述方法獲得并在以下實施例中進行了舉例說明。
本發(fā)明硅酮基材對于去污目的的用途可能對許多工業(yè)領(lǐng)域是有意義的，例如健康、衛(wèi)生和農(nóng)業(yè)營養(yǎng)工業(yè)。實例是 -使用基材制備醫(yī)學(xué)應(yīng)用的容器，例如袋子、管子、尤其是一次性用品； -使用基材制備體內(nèi)或體內(nèi)器官治療的醫(yī)療設(shè)備，例如腎透析盒； -使用基材制備牙科或清潔牙齒的材料或設(shè)備； -使用基材制備可植入器件例如骨質(zhì)或脈管假體或透鏡(即導(dǎo)液管)； -使用基材為家庭流體，尤其是水和飲料(果汁、乳劑、酒等)或其它流體食品去污； -使用基材為工業(yè)流體，例如切削液、潤滑劑或石油流體例如輕油、氣油或煤油去污。
本發(fā)明進一步涉及本發(fā)明的硅酮基材作為從介質(zhì)離析細菌的工具的用途。
就表面改性的硅表面而言，它們的應(yīng)用可以從微電子器件的制造至生物傳感器的制造。
以下實施例將舉例說明本發(fā)明。
實施例 一般方法 全部化學(xué)品從Aldrich(St.Quentin Fallavier，F(xiàn)rance)購買。在Bruker Avance 300MHz上進行NMR實驗。使用Nicolet Magna 550獲得IR光譜。用得自Perkin Elmer的lambda 800光譜分析儀進行UV實驗。
實施例1賦予殺菌性能的統(tǒng)計共聚物的合成 方案1
共聚物3的合成 (參見方案1) 通過在室溫下攪拌30分鐘將起始材料，聚-(乙烯基芐基氯)1(2g，Mn＝55000，Ip＝1.82)溶于50mL干四氫呋喃。然后按10％化學(xué)計量比率添加3，4-丁烯胺(120μL，1.3mmol)并在回流下在50℃下攪拌該混合物24小時。將N，N-二甲基丁胺(8,2mL，57.5mmol)添加到在前的溶液中并在1h攪拌之后由于共聚物沉淀而將30mL乙醇添加到該溶液中。允許反應(yīng)在50℃下攪拌24h。此后濃縮該溶液并將所得的產(chǎn)物2溶于50mL乙醇。然后，將N，N-二甲基丁胺(8,2mL，57.5mmol)添加到這一乙醇溶液中以完成該氯基轉(zhuǎn)化成季銨。在50℃下攪拌24h之后，在二乙醚中沉淀共聚物3，在真空下干燥，溶于水并凍干(產(chǎn)率83％)。
1H NMR(300MHz，D2O)δ7.02和6.47(m；4H；CH＝CH)；4.16(M；2H；-Ar-CH2-N+)；2.70(m；8H；CH3-N+et-CH2-CH2-N+)，1.3-2(m；3H；-CH2-CH-Ar)；0.9-1.3(m；4H；-CH2-CH2-CH3)；0.74(m；3H；-CH2-CH3)；FTIR-ATR(鉆石)νO-H(水)＝3374cm-1；ν＝C-H＝3023cm-1；νCH2，CH3＝2990-2770cm-1；νC-C(芳基和丁烯)＝1631cm-1；δCH2，CH3＝1482-1380cm-1；δ＝C-H＝866-810cm-1；νAr-Cl(PVBC)完全消失＝1263cm-1；UV(水)λmax＝264nm(ε＝476M-1·cm-1)；λmax＝219nm(ε＝6828M-1·cm-1)；λmax＝187nm(ε＝54186M-1·cm-1)。
共聚物3接受各種溶劑如甲醇、乙醇、異丙醇和水的使用。
實施例2將共聚物3接枝在硅酮基材(

184)上以賦予殺菌性能。
2.1.硅酮材料(

184)的制備 提供

184硅酮彈性體(基料和固化劑)為由液體組分組成的兩組份試劑盒。通常按10∶1重量比混合基料和固化劑。劇烈攪拌該混合物大約5-10分鐘。在弱真空下除去混合物夾帶的空氣；這可能花費30-60分鐘，取決于在混合期間侵入的空氣的量。然后，在70℃下固化該混合物24小時。
2.2.將聚合物化學(xué)接枝到硅酮材料上 如下制備樣品將硅酮材料浸在2g/L的聚合物水溶液內(nèi)，接著在70℃下蒸發(fā)水一整夜。放在該樣品上方的聚合物溶液的量對應(yīng)于1cm的高度。然后，在若干水浴內(nèi)洗滌樣品3天以除去該表面上未共價附著的聚合物。
應(yīng)指出的是，在接枝步驟期間不必要添加鉑催化劑，因為鉑已經(jīng)包含在材料中并且它的催化量足以確保氫甲硅烷基化催化。
2.3.經(jīng)處理表面的表征 用該統(tǒng)計陽離子共聚物改性的表面的UV跡線(透射模式)顯示接枝聚合物的兩個特征頻帶、即以264nm為中心的頻帶(DO＝0.06)和以219nm為中心的頻帶(DO＝0.87)。該聚合物的第三個特征頻帶(187nm)由硅酮截止屏蔽。FTIR-ATR(金剛石)Vo-H(水)＝3374cm-1；VCH2，CH3＝2990-2770cm-1；VC＝C(芳基或丁烯)＝1631cm-1；δCH2，CH3＝1482-1380cm-1。
2.4.表面電荷密度的測定 通過基于熒光復(fù)合和UV-VIS光譜的比色法測量季銨基的表面密度，該方法由Tiller等人″designing surfaces that kill bacteriaon contact″，Proc.Natl.Acad.Sci.USA.，2001，98，p.5981-5985描述。將7×7mm2的樣品浸于熒光素鈉鹽的溶液(1％，在蒸餾水中)中保持10分鐘。由于它們的負電荷，熒光標識物與陽離子部位強烈地結(jié)合并且然后可以通過用蒸餾水徹底洗滌除去未反應(yīng)的分子。然后通過將改性樣品浸在小體積(2mL)一價鹽的溶液中(氯化十六烷基三甲基銨，C16H36N+Cl-，98％，F(xiàn)luka，0.5％，在蒸餾水中)交換該結(jié)合的熒光素分子，并超聲45min。在添加0.3mL PBS(pH值＝7.2)之后，在175和600nm之間測量所得的溶液的吸光率，并計算熒光素的濃度，對于與λmax＝501nm對應(yīng)的消光系數(shù)，取77000M-1.cm-1的值，在501nm獲得的吸光率通過從基線扣除進行校正。然后由這一濃度導(dǎo)出陽離子基團的密度測得的電荷是與能夠與熒光素形成離子絡(luò)合物的季銨基對應(yīng)的那些。
2.5.熒光納米顆粒在經(jīng)處理表面上的粘附 將羧酸酯改性聚苯乙烯的膠乳珠子的1/10稀釋液(Sigma，L3530，0.05μm，2.5％固體)的40μL小液滴沉積和鋪展在研究表面(1cm2)上。允許該珠子在該基材上沉降30分鐘。然后，通過用蒸餾水沖洗該基材沖洗掉該溶液中殘留的珠子。然后，使用63x水浸物鏡通過表熒光顯微鏡分析該表面。吸附的珠子看起來是紅色的。
2.6.細菌在經(jīng)處理表面上的粘附 將在蒸餾水(3.7×108UFC/mL)中的大腸桿菌(MG1655)懸浮液的40μL固著小液滴沉積和鋪展在研究表面(1cm2)上。允許該細菌在該基材上沉降30min。然后，通過用蒸餾水沖洗該基材沖洗掉該溶液中殘留的細菌。然后將濃度為3.34×10-4mmol/L的熒光標識物(

9，分子探針，L7012)的40μL小液滴沉積和鋪展在這些表面上保持15min。然后，使用裝備有用于光學(xué)觀察的63x和40x水浸物鏡的商業(yè)表熒光顯微鏡(DMR Leica)分析表面。吸附的細菌看起來是綠色點。用彩色CCD攝像機(Micropublisher，Qimaging)記錄圖像并用計算機成像系統(tǒng)分析。
2.7.殺菌效率的測定 將在蒸餾水(3.7×108UFC/mL)中的大腸桿菌懸浮液的40μL固著小液滴沉積和鋪展在研究表面(1cm2)上。允許該細菌在該基材上沉降10min。然后，通過用蒸餾水沖洗該基材沖洗掉該溶液中殘留的細菌，然后將40μL水的小液滴沉積和鋪展在該表面上保持35min。此后，從表面除去水，然后將兩種熒光標識物

9(分子探針，L7012，2×10-5mmol/L)和碘化丙啶(L7007，分子探針，1.2×10-4mmol/L)的水溶液的混合物的40μL小液滴沉積和鋪展在這些面上保持15分鐘。然后，使用63×水浸物鏡通過表熒光顯微鏡分析該表面。如果仍可用，則吸附的細菌看起來為綠色點，如果在與季銨基接觸之后它們的膜已經(jīng)被破壞，則看起來為紅色/橙色點。
還觀察到，殺菌性能保持大約一百天。
實施例3在賦予殺菌性能的各種共聚物和各種硅酮(

184)固化程度下對硅酮基材的對比沉積研究 3.1.由Sigma-Aldrich(Saint-Quentin Fallavier，F(xiàn)rance)銷售由以下通式表示的可商購聚合物(聚二甲基二烯丙基銨)
能夠與表面反應(yīng)，因為這種聚合物在其骨架上帶有從聚合步驟留下的一些烯烴基(通過IR-ATR，在1633cm-1的特征峰顯示烯烴基的存在)。
本發(fā)明實施例證實處理方法允許使用各種固化程度的硅酮基材。
此外，所述實施例還旨在證實，從與實施例2.1.中相同的硅酮材料開始，改變固化劑(含Si-H鍵)和基料之間的比例從1/10到1/1，導(dǎo)致電荷密度的提高(條目1 vs 2；條目4 vs 5，表1)。
本發(fā)明實施例還研究了采用固化和未固化PDMS材料的共聚物3的反應(yīng)性并且證實固化的彈性體顯示比未固化彈性體令人驚奇高的電荷密度(條目2、3和5、6)。然而，未固化材料的表面處理構(gòu)成為硅酮工業(yè)具有特別利益的程序并且顯然構(gòu)成生物材料，因為硅酮固化和表面處理可能在單個步驟中進行。使用熒光顯微術(shù)研究硅酮處理的表面的殺生物性能并且具有生活力的熒光標識物(

9和碘化丙啶)將活細菌染色為綠色點并將非活細菌染色為紅色點。所有經(jīng)處理表面在接觸30min之后顯示抗菌性能，如下文表2所示。
由聚合物4制備的表面的電荷密度與相同條件下用3獲得的那些相當。
3.2.結(jié)果 表1.不同接枝的PDMS表面(

184)的電荷密度


184硅酮彈性體作為兩組份試劑盒(基料和固化劑)提供。如指出的那樣按10∶1或1∶1重量比在托架中混合基料和固化劑并固化(C，70℃，24h)或部分固化(PC，100℃，5min)而獲得固體。表1中的所有反應(yīng)在水中進行。b通過熒光素滴定測定陽離子電荷的密度。
表2.不同接枝的PDMS表面的殺菌性能


184硅酮彈性體作為兩組份試劑盒(基料和固化劑)提供。如指出的那樣按10∶1或1∶1重量比在托架中混合基料和固化劑并完全固化(C，70℃，24h)或部分固化(PC，100℃，5min)而獲得固體。
″ND″是指沒有測定 實施例4將共聚物3接枝在硅酮基材(

MED 4750)上以賦予殺菌性能。
4.1.硅酮材料(

MED 4750)的制備

MED 4750硅酮彈性體(基料和固化劑)作為由固體組分組成的兩組份試劑盒提供。通常按1∶1重量比混合基料和固化劑。機械混合該兩種組分大約30分鐘。然后，將該混合物用于表面處理i)未固化或ii)固化(120℃，2小時)。
4.2.將聚合物4化學(xué)接枝到硅酮材料(

MED 4750)上 應(yīng)用相同程序并且與上面部分2.2中描述的那些相同的備注是有用的。
4.3.經(jīng)處理表面的表征 獲得用共聚物3改性的

MED 4750硅酮表面的相同特征UV跡線(透射模式)和FTIR-ATR光譜。
4.4.表面電荷密度的測定 應(yīng)用與部分2.2相同的程序。
4.5.結(jié)果 表3.不同接枝的PDMS表面(

MED 4750)在水中的電荷密度


MED 4750硅酮彈性體作為兩組份試劑盒(基料和固化劑)提供。如指出的那樣按1∶1重量比在托架中混合基料和固化劑并在表面處理之前使用，固化(C，120℃，2h)或未固化(NC)。表1中的所有反應(yīng)在水中進行。b通過熒光素滴定測定陽離子電荷的密度。
實施例5統(tǒng)計共聚物9的合成 方案2
5.1.共聚物9(方案2)的合成 單體(N-(丙烯酰氧基)琥珀酰亞胺)(7)的制備 將丙烯酰氯(3mL，36.9mmol)添加到N-羥基琥珀酰亞胺(4.25g，36.9mmol)和三乙胺(4.1g，5.65mL，1.1當量)在CHCl3(30mL，1.23M)中在0℃下的攪拌溶液中。允許溶液在0℃下攪拌3h，然后用鹽水(2×30mL)洗滌，然后在MgSO4上干燥，并從乙酸乙酯/己烷(1∶1)的溶液再結(jié)晶而獲得4.2g(24.25mmol)無色晶體，產(chǎn)率67％。
1HNMR(300MHz，DMSO)δ/ppm6.67(dd；1H；＝CH)；6.52(dd；1H；＝CH2)；6.34(dd；1H；＝CH2)；2.84(s；4H；CH2CH2). 聚[N-(丙烯酰氧基)琥珀酰亞胺](8)的合成 將N-(丙烯酰氧基)琥珀酰亞胺(1.3g，7.7mmol)和AIBN(126mg，0.1當量)在蒸餾甲苯中的混合物在80℃下加熱15h。之后，將該溶液冷卻至室溫。過濾形成的沉淀并用二乙醚洗滌。在真空中干燥提供為白色固體的聚(N-(丙烯酰氧基)琥珀酰亞胺)(0.8g，4.73mmol)(產(chǎn)率61％)。
1H NMR(300MHz，DMSO)δ/ppm2.80(s；4H；CH2CH2)；3.12(m；1H；COCHCH2)；2.06(m；2H；COCHCH2). 共聚物9的合成 將3，4-丁烯胺(22μL，236μmol)添加到400mg聚[N-(丙烯酰氧基)琥珀酰亞胺]在4mL DMF中在室溫下的攪拌溶液中。允許在室溫下攪拌該反應(yīng)2h。然后，逐滴將2mL NH4OH水溶液(30％，d＝0.892)添加到在前的溶液中。允許該溶液攪拌12h。然后，在水(50mL)中稀釋該溶液，滲析并凍干而獲得共聚丙烯酰胺(產(chǎn)率55％)。
1H NMR(300MHz，D2O)δ/ppm5.68(m；1H；＝CH)；5.00(m；2H；＝CH2)；3.12(m；2H；CONHCH2CH2)；2.48(m；2H；CONHCH2CH2)；2.11(m；12H；COCHCH2)；1.52(m；12H；COCHCH2). 實施例6由烯丙基溴改性的羥乙基纖維素的合成和表征 方案3
將160mg氫化鈉(4.10-3mol，在礦物油中的60％分散體，Aldrich)添加到羥乙基纖維素(0.3g，8.10-4mol，Mw＝250000，Aldrich)在10mL DMSO中的攪拌溶液中。之后，將6.6μL(8.10-5mol)烯丙基溴添加到該溶液中(99％，Aldrich)。在60℃下攪拌15h之后，形成凝膠。然后，在真空下干燥該凝膠，溶于水中并凍干。FTIR-ATR(金剛石)νO-H＝3393cm-1；νCH2，CH3＝3000-2800cm-1；νC-C(烯丙基)＝1598cm-1；δCH2，CH3＝1424cm-1。
實施例7由烯丙基溴改性的甲基纖維素(共聚物11)的合成和表征 方案4
在0℃下在1h期間使0.3g甲基纖維素(1.64mmol，粘度8000cPs(Mn～100000g/mol)，與環(huán)羥基連接的甲基的平均數(shù)1.5-1.9，Alfa

)溶解在80mL水中。然后，添加74mg(1.85mmol)氫氧化鈉NaOH。之后，將在2mL 1，4-二噁烷中的1.52mL(9.25mmol)烯丙基溴添加到該溶液中。在45℃下攪拌48h之后，滲析最終甲基纖維素溶液并凍干而獲得共聚物11。
FTIR-ATRνO-H＝3430cm-1；νCH-CH2-CH3＝2750-3000cm-1；νC＝C＝1658cm-1；νC-O-C＝1054cm-1；δCH，CH2＝1300-1500cm-1(強度通常受結(jié)晶度影響). NMR 1H(D2O)δ/ppm2.9-4.5(m，O-CH-和O-CH2和O-CH3和-CH2-CH＝CH2，227H)；5.10(m，-CH2-CH＝CH2，2H)；5.80(m，-CH2-CH＝CH2，1H). 實施例8由烯丙基溴改性的右旋糖苷(共聚物12)的合成和表征 將326mg(8.14mmol)氫氧化鈉NaOH添加到右旋糖苷(0.6g，3.7mmol，Mw＝2×106g/mol，得自Leuconostoc mesenteroides，Sigma-Aldrich的DEXTRAN)在20mL水中的攪拌溶液中。然后，將在1.85mL 1，4-二噁烷中的152.5μL(1.85mmol)烯丙基溴添加到該溶液中。在60℃下攪拌24h之后，滲析最終右旋糖苷溶液并凍干而獲得共聚物12。
FTIR-ATRνO-H＝3320cm-1；νCH-CH2＝2900cm-1；νC＝C＝1636cm-1；νC-O-C＝1000cm-1；δCH，CH2＝1200-1450cm-1. NMR 1H(D2O)δ/ppm3-3.9(m，O-CH-和O-CH2，83H)；3.97(m，-CH2-CH＝CH2，2H)；5.10(m，-CH2-CH＝CH2，2H)；5.76(m，-CH2-CH＝CH2，1H). 實施例9共聚物13的合成
按兩個步驟獲得共聚物13 9.1.N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-丙烯酰氧基琥珀酰亞胺(NAS)的共聚。
在裝備有磁性攪拌器和氬氣入口的三頸圓底燒瓶中進行聚合實驗。將1mL NVP(9.35mmol)和176mg NAS(1.04mmol)溶于21mL蒸餾DMF中(總單體濃度0.5M)。然后用氬氣吹掃溶液2小時。使用恒溫油浴將溫度提升到60℃，最后，將28.6mg引發(fā)劑(4，4′-偶氮雙(4-氰基戊酸))添加到該反應(yīng)混合物中。允許在氬氣氛下攪拌反應(yīng)物24小時。
9.2.3，4-丁烯胺在NAS結(jié)構(gòu)部分上的親核加成 在24小時攪拌之后，將192μL(2.08mmol)3，4-丁烯胺添加到前述溶液中。允許在60℃下在氬氣氛下攪拌反應(yīng)物24h。然后，蒸發(fā)溶劑并將所獲得的固體溶于水。最后滲析水溶液并凍干而獲得共聚物13。
FTIR-ATR；νOH(eau)＝3400cm-1；νN-H(酰胺)＝3270cm-1；ν-C-H，NH，CH2，CH3＝3150-2800cm-1；νC＝C，C＝O(酰胺)＝1640cm-1；δN-H(酰胺II forme trans)＝1550 et 1493cm-1. NMR 1H(D2O)δ/ppm1,15-2(m，-CH2-CH-CO-NH和-CH2-CH-N-CO和CH2-N-CO-CH2-CH2-，10H)；2-2,34(m，-CH2-CH-CO-NH和CO-NH-CH2-CH2和CH2-N-CO-CH2-，6H)；3-4(-CH2-CH-N-CO和-CO-NH-CH2-CH2-和-CH2-CH2-N-CO，8H)；4,91(m，-CH2-CH＝CH2，2H)；5,64(m，-CH2-CH＝CH2，1H). GPC(或SEC).通過尺寸排阻色譜(SEC)使用Waters Styragel HR5E柱、Waters 410差示折光計和Waters 486 UV檢測器測量分子量和分子量分布。采用所使用的柱，宣稱分離的分子量范圍是PS等同物的2×103-4×106。差示折光計的光波長是930nm。THF以1mL/min用作洗脫劑。對于共聚物13Mw＝12200g/mol，多分散度1.27。
實施例10不同共聚物在硅酮基材(

184和

MED4750)上的接枝以賦予親水性能 10.1.硅酮材料(

184)的制備。


184硅酮彈性體(基料和固化劑)作為由液體組分組成的兩組份試劑盒提供。通常按10∶1重量比混合基料和固化劑。劇烈攪拌該混合物大約5-10分鐘。在弱真空下除去混合物夾帶的空氣；這可能花費30-60分鐘，取決于在混合期間導(dǎo)入的空氣的量。然后，在70℃下固化該混合物24小時。
10.2.共聚物9、10、11、12和13到硅酮材料上的化學(xué)接枝 應(yīng)用相同程序并且與上面部分2.2中描述的那些相同的備注是有用的。
10.3.結(jié)果 接枝有共聚物9、10、11、12和13的硅酮表面與未經(jīng)處理的硅酮相比清楚地顯示親水性表面性能(參見表4)。
表4.不同接枝的PDMS表面(

MED 4750和

184)的水動態(tài)接觸角(AA前進角；AR后退角)
實施例11共聚物3在氫封端硅表面上的接枝 11.1.硅晶片的制備 在用10％HF溶液處理之前培養(yǎng)得自ACM(Villiers StFrederic，F(xiàn)rance)的Si晶片(100取向，P摻雜，電阻率1-20Ωcm，厚度280μm)30分鐘以在表面上產(chǎn)生Si-H。
11.2.共聚物3到硅晶片上的化學(xué)接枝 將Si晶片浸于含2mg/mL共聚物3與一滴H2PtCl6溶液(8wt％，在異丙醇中)的異丙醇中并在70℃培養(yǎng)一整夜。
11.3.表面電荷密度的測定 應(yīng)用與部分2.2相同的程序。
11.4.結(jié)果 接枝有共聚物3的硅晶片清楚地顯示高的陽離子電荷密度(參見表5)。
表5.接枝的硅表面的電荷密度
a在用10％HF溶液處理之前培養(yǎng)Si晶片以在表面上產(chǎn)生Si-H鍵。b通過熒光素滴定測定陽離子電荷的密度。c將Si晶片浸于含2mg/mL 3與Pt催化劑的異丙醇中。
實施例12細菌在硅酮表面上的附著的評價 表熒光顯微鏡 將1×1×0.1cm3的硅酮樣品浸于在LB生長培養(yǎng)基中的4mL大腸桿菌(MG 1655)懸浮液中。在37℃下48小時培養(yǎng)之后，在兩個無菌水浴(2×10min)中洗滌樣品。然后，用Syto

標記附著在該表面上的細菌并使用表熒光顯微鏡(水浸物鏡×40)觀察。為了進行細菌計算，記錄樣品表面的不同區(qū)的15個圖像。結(jié)果在表6中給出。
經(jīng)典試驗 將1×1×0.1cm3的硅酮樣品浸于在LB生長培養(yǎng)基中的4mL大腸桿菌(MG 1655)懸浮液中。在37℃下48小時培養(yǎng)之后，在兩個無菌水浴(2×10min)中洗滌樣品。然后，通過在1mL無菌蒸餾水中浸漬樣品1h接著渦旋攪動2min回收附著的細菌。
通過在LB-Agar上鋪板該懸浮液的十倍稀釋進行細菌計算。在37℃下培養(yǎng)24h之后，細菌的數(shù)目表示為CFU/cm2硅酮表面(表6)。
表6.硅酮表面上的大腸桿菌(MG1655)密度

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)
1.處理帶有Si-H基的基材或其表面以賦予它物理和/或生化表面改性性能的方法，其中該方法至少包括由將所述基材或其表面至少與聚合物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述聚合物含有
-至少三個能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，和
-至少能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子或其部分，所述步驟在有效促進所述聚合物對所述基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述聚合物的分子量大于1000g/mol。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該聚合物的分子量大于3000g/mol，優(yōu)選大于5000g/mol，或在10000和8000g/mol之間，更優(yōu)選在20000和2000000g/mol之間，尤其是在30000和700000g/mol之間，例如在50000和500000g/mol之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項的方法，其中能夠與該基材或其表面附著的反應(yīng)性部位是烯烴基，更特別是乙烯基，或乙炔基。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該聚合物包含至少三個含烯烴基，優(yōu)選乙烯基，或乙炔基的單體單元。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該改性性能選自親水性；改進的疏水性，細胞毒素性能例如抗菌、殺菌性、殺病毒和/或殺真菌性；細胞粘附性；改進的生物相容性例如蛋白質(zhì)排斥性或粘附性；導(dǎo)電性和賦予所述表面能夠固定生物分子的反應(yīng)性。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該方法至少包括由將所述基材或其表面至少與聚合物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述聚合物是共聚物，所述共聚物含有至少類型A的單體單元和至少類型B的單體單元，該類型A的單體單元至少包括能夠通過共價鍵附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，該類型B的單體單元至少包括能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子，所述步驟在有效促進所述共聚物對所述基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述共聚物的分子量大于1000g/mol。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中該共聚物是統(tǒng)計共聚物。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該聚合物或共聚物包含選自以下的聚合鏈骨架聚乙烯，聚丙烯酰胺，聚丙烯酸酯，聚乙烯衍生物例如聚乙烯吡咯烷酮，聚苯乙烯，在苯基上任選被(C1-C4)烷基取代，多元醇例如聚乙烯醇或聚烯丙醇，聚乙烯基芐基，聚胺例如聚亞乙基亞胺或聚烯丙胺，聚甲基丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酰胺，聚醚例如聚乙二醇，聚酯例如聚(DL-丙交酯)，聚酰胺，聚氨酯，聚(乙烯-交替-琥珀酰亞胺)，多糖衍生物例如右旋糖苷、纖維素、羥乙基纖維素或甲基纖維素，聚脲，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩和本身含有季銨基的聚(二烯丙基二甲基銨)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該聚合物或共聚物包含是甲基纖維素的聚合鏈骨架。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述物理和/或生化表面改性性能是由于性能改進劑基團存在于所述聚合物或共聚物內(nèi)而被賦予的，所述性能改進劑基團可以選自單糖，分子量小于5000g/mol，更特別是小于1000g/mol的水溶性聚合物的兩性離子結(jié)構(gòu)部分或聚合物鏈；聚氧化乙烯；聚乙二醇；氨基-封端的聚乙二醇；聚丙二醇；聚氧化丙烯；聚丙二醇雙(2-氨基-丙基醚)；多元醇，例如聚乙烯醇；多糖和相關(guān)化合物；聚(乙烯基吡啶)；聚酸，例如聚(丙烯酸)；聚丙烯酰胺例如聚(N-異丙基丙烯酰胺)和聚烯丙胺，氟化基團，(C1-C10)烷基，聚肌氨酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，氨基青霉烷酸，季銨基，季磷鎓基，胍鎓基，咪唑鎓基和锍基。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中它后面是固化步驟。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中液體介質(zhì)是水介質(zhì)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中帶有Si-H基的基材或其表面是硅酮基材或氫封端的硅基材。
14.聚合物，含有
-至少三個能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而與帶有Si-H基的基材或所述表面附著的反應(yīng)性部位，和
-至少能夠賦予所述基材或其所述表面物理和/或生化改性性能的分子或其部分，所述聚合物的分子量大于1000g/mol。
15.共聚物，它含有至少類型A的單體單元和至少類型B的單體單元，該類型A的單體單元至少包括能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而與帶有Si-H基的基材或所述表面附著的反應(yīng)性部位，該類型B的單體單元至少包括能夠賦予所述基材或其所述表面物理和/或生化改性性能的分子或其部分，所述共聚物的分子量大于1000g/mol。
16.處理帶有Si-H基的基材或其表面的組合物，其中它包含在液體介質(zhì)中的根據(jù)權(quán)利要求14或15的聚合物或共聚物。
17.通過根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項的方法獲得的帶有Si-H基的基材，它已經(jīng)在它的表面上提供了改進的物理和/或生化性能。
18.包括根據(jù)前述權(quán)利要求的基材的醫(yī)療器械，其中所述基材是硅酮基材。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的共聚物的制備方法，其中使包含至少兩個反應(yīng)性部位的起始均聚物至少與以下物質(zhì)反應(yīng)
-通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的反應(yīng)試劑，該共聚物含有能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而與帶有Si-H基的基材或其表面附著的反應(yīng)性部位，和/或
-通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的另一種反應(yīng)試劑，該共聚物能夠賦予所述基材或其表面改進的物理和/或生化性能。
權(quán)利要求
1.處理帶有Si-H基的基材或其表面以賦予它物理和/或生化表面改性性能的方法，其中該方法至少包括由將所述基材或其表面至少與聚合物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述聚合物含有
-至少三個能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，和
-至少能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子或其部分，所述步驟在有效促進所述聚合物對所述基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述聚合物的分子量大于1 000g/mol。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該聚合物的分子量大于3000g/mol，優(yōu)選大于5 000g/mol，或在10 000和8 000g/mol之間，更優(yōu)選在20 000和2 000 000g/mol之間，尤其是在30 000和700 000g/mol之間，例如在50 000和50 0000g/mol之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項的方法，其中能夠與該基材或其表面附著的反應(yīng)性部位是烯烴基，更特別是乙烯基，或乙炔基。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該聚合物包含至少三個含烯烴基，優(yōu)選乙烯基，或乙炔基的單體單元。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該改性性能選自親水性；改進的疏水性，細胞毒素性能例如抗菌、殺菌性、殺病毒和/或殺真菌性；細胞粘附性；改進的生物相容性例如蛋白質(zhì)排斥性或粘附性；導(dǎo)電性和賦予所述表面能夠固定生物分子的反應(yīng)性。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該方法至少包括由將所述基材或其表面至少與聚合物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述聚合物是共聚物，所述共聚物含有至少類型A的單體單元和至少類型B的單體單元，該類型A的單體單元至少包括能夠通過共價鍵附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，該類型B的單體單元至少包括能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子，所述步驟在有效促進所述共聚物對所述基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述共聚物的分子量大于1 000g/mol。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中該共聚物是統(tǒng)計共聚物。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該聚合物或共聚物包含選自以下的聚合鏈骨架聚乙烯，聚丙烯酰胺，聚丙烯酸酯，聚乙烯衍生物例如聚乙烯吡咯烷酮，聚苯乙烯，在苯基上任選被(C1-C4)烷基取代，多元醇例如聚乙烯醇或聚烯丙醇，聚乙烯基芐基，聚胺例如聚亞乙基亞胺或聚烯丙胺，聚甲基丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酰胺，聚醚例如聚乙二醇，聚酯例如聚(DL-丙交酯)，聚酰胺，聚氨酯，聚(乙烯-交替-琥珀酰亞胺)，多糖衍生物例如右旋糖苷、纖維素、羥乙基纖維素或甲基纖維素，聚脲，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩和本身含有季銨基的聚(二烯丙基二甲基銨)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中該聚合物或共聚物包含是甲基纖維素的聚合鏈骨架。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中所述物理和/或生化表面改性性能是由于性能改進劑基團存在于所述聚合物或共聚物內(nèi)而被賦予的，所述性能改進劑基團可以選自單糖，分子量小于5000g/mol，更特別是小于1 000g/mol的水溶性聚合物的兩性離子結(jié)構(gòu)部分或聚合物鏈；聚氧化乙烯；聚乙二醇；氨基-封端的聚乙二醇；聚丙二醇；聚氧化丙烯；聚丙二醇雙(2-氨基-丙基醚)；多元醇，例如聚乙烯醇；多糖和相關(guān)化合物；聚(乙烯基吡啶)；聚酸，例如聚(丙烯酸)；聚丙烯酰胺例如聚(N-異丙基丙烯酰胺)和聚烯丙胺，氟化基團，(C1-C10)烷基，聚肌氨酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，氨基青霉烷酸，季銨基，季磷鎓基，胍鎓基，咪唑鎓基和锍基。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中它后面是固化步驟。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中液體介質(zhì)是水介質(zhì)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法，其中帶有Si-H基的基材或其表面是硅酮基材或氫封端的硅基材。
14.聚合物，含有
-至少三個能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而附著帶有Si-H基的基材或所述表面的反應(yīng)性部位，和
-至少能夠賦予所述基材或其所述表面物理和/或生化改性性能的分子或其部分，所述聚合物的分子量大于1 000g/mol。
15.共聚物，它含有至少類型A的單體單元和至少類型B的單體單元，該類型A的單體單元至少包括能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而附著帶有Si-H基的基材或所述表面的反應(yīng)性部位，該類型B的單體單元至少包括能夠賦予所述基材或其所述表面物理和/或生化改性性能的分子或其部分，所述共聚物的分子量大于1 000g/mol。
16.處理帶有Si-H基的基材或其表面的組合物，其中它包含在液體介質(zhì)中的根據(jù)權(quán)利要求14或15的聚合物或共聚物。
17.通過根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項的方法獲得的帶有Si-H基的基材，它已經(jīng)在其表面上提供了改進的物理和/或生化性能。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的共聚物的制備方法，其中使包含至少兩個反應(yīng)性部位的起始均聚物至少與以下物質(zhì)反應(yīng)
-通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的反應(yīng)試劑，該共聚物含有能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而與帶有Si-H基的基材或其表面附著的反應(yīng)性部位，和/或
-通過與至少一個反應(yīng)性部位反應(yīng)產(chǎn)生共聚物的另一種反應(yīng)試劑，該共聚物能夠賦予所述基材或其表面改進的物理和/或生化性能。
全文摘要
本發(fā)明涉及處理帶有Si-H基的基材或其表面以賦予它物理和/或生化表面改性性能的方法，其中該方法至少包括由將所述基材或其表面至少與聚合物一起暴露在液體介質(zhì)內(nèi)構(gòu)成的步驟，所述聚合物含有至少三個能夠通過與Si-H基反應(yīng)并進一步產(chǎn)生共價鍵而附著所述基材或所述表面的反應(yīng)性部位，和至少能夠賦予所述基材或其所述表面所述改性性能的分子或其部分，所述步驟在有效促進所述聚合物對所述基材或其表面共價接枝的條件下進行并且所述聚合物的分子量大于1000g/mol。
文檔編號C08G77/12GK101605838SQ200780039444
公開日2009年12月16日 申請日期2007年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月3日
發(fā)明者V·塞梅泰, N·凱伯 申請人:國家科研中心, 居里研究所