內部中,并在其中起殺生物劑的作 用。
[0067] 帶負電荷的抗衡離子位于正電荷2的附近,例如聚乙締基質外部,即聚合物材料3 的外部,直接在其表面上。
[0068] "錯"由季錠化合物1的控鏈4組成;運被認為是非極性的。控鏈與季氮共價鍵鏈。 由于其具有與聚乙締相同的性質,因此其可W與聚乙締的控鏈相互作用,即聚乙締和來自 季錠化合物1的控鏈相互吸引。運種相互作用不是共價鍵,其被認為是范德華力,比實際的 鍵更弱。
[0069] 優(yōu)選地,如上文所解釋的,按照本發(fā)明常被用作單體的季錠化合物1是自取向的。 盡管如此,為了支持該過程,在混合中或者甚至進一步加工中,可W借助靜電力或類似物來 輔助季錠化合物的取向。
[0070] 例如,圖3中所示的擠出機5可被用于在上文所討論的制造方法中混合季錠化合 物1到聚合物烙體中后擠出。運包括在殼體7中兩個同步的螺桿6,其中兩個螺桿6的軸形 成一個銳角。就本發(fā)明而言,實驗是采用如下的設備進行的,在該設備中螺桿長度為Ilcm 并且體積為7111以其中螺桿W每分鐘50次旋轉的方式旋轉。
[0071] 進行如下實驗,其中表2中所示的添加劑W聚乙締RTDowlex2388中2. 5%、5% 和10%的濃度被加工到聚乙締烙體中。復合條件包括在210°C下混合12分鐘。在該步驟 中觀察到季錠化合物部分分解。
[0072] 在一部分時間,觀察到強的紫色著色和胺味("腥味"),尤其是當添加劑包含多甲 基基團且W高濃度時??赡艿姆纸鈾C理是霍夫曼分解化Ofmanndecomposition)。結果可 W概括如下:
[0073]
[0074] 其中:
[007引 ++嚴重稱色
[0076] + 稱色
[0077] 0弱稱色
[0078] -幾乎沒有任何稱色
[0079] 通過選擇至多5%的季錠化合物濃度,保持其濃度低于形成不期望膠束的臨界膠 束濃度(CMC)。膠束是季錠化合物在聚乙締中的小的、球形聚集體。它們是如下建立的:季 錠化合物的帶電荷的"頭"在膠束內部,并且非極性的"尾"面向聚乙締中。膠束是不期望 的,因為季錠化合物不會由它們遷移到表面并且實際上流失。
[0080]圖4示出了來自上表的具有10%混雜添加劑C的聚乙締的邸X(能量分散型X射 線能譜)譜,并且圖5示出運種混合物的XPS狂射線光電子能譜法)譜。
[0081] 圖6示出了聚乙締的紅外譜;圖7示出了來自上表的具有10%混雜添加劑C的聚 乙締的紅外譜,并且圖8示出了運種添加劑本身的紅外譜。
[0082]分析具有10%添加劑的所有樣品。聚乙締、具有添加劑的聚乙締、單獨添加劑均是 類似的。運從化學觀點來看是可W理解的,因為不存在官能基團。由此可見,紅外光譜未提 供混合物的任何信息,因而不適合用于分析。在另一方面,例如從圖4和圖5中可W看出, X射線光譜非常適合用于分析。
[0083]此外,進行實驗來調查按照本發(fā)明制造的材料的抗微生物作用。在運個方面,當具 有抗微生物作用的化合物是具有至少兩個控基4、優(yōu)選地=個控基4的季錠化合物1時,可 W在化合物中證實特別好的作用。優(yōu)選地,細長的分子鏈或長鏈控基4是或者包含至少一 個C17烷基。
[0084]在實驗中,5重量%的季錠化合物1與95重量%的聚乙締顆粒混合,并且使用雙螺 桿混料機(例如圖3中所示)將混合物擠出。為了去除未被固定的季錠化合物1,用水提取 所產(chǎn)生的樣品。接下來,將材料樣品暴露于S.aureus細菌并分析它們的抗微生物作用。接 下來,使用巧光顯微鏡進行活/死細胞染色法。使用Kirby-Bauer瓊脂擴散試驗來測定從 樣品洗脫的剩余季錠化合物。
[0085]調查具有至多四個C18控鏈4作為錯接分子基團的季錠化合物1對聚乙締表面的 錯接強度。盡管對于在季錠化合物1上包含一個或兩個控鏈4的樣品來說可W觀察到抗微 生物物質的洗脫,但是具有=個或四個C18烷基鏈4的季錠化合物1在樣品周圍區(qū)域中沒 有展現(xiàn)出對S.aureus的生長抑制,運確認了季錠化合物1的運兩個基團良好地錯接在聚合 物材料3中。
[0086]對于運些良好錯接的樣品,然而使用巧光顯微鏡進行調查,W檢查細菌在樣品表 面上的染色,其中細菌中膜可滲透的DNA污點(syto9,綠色)是仍然活著的,膜不可滲透的 DNA污點(艦化丙晚,紅色)是死細菌。在運個方面,具有S個控鏈4的季錠化合物1被觀 察到具有優(yōu)異的微生物效果,因而是優(yōu)選的,而具有四個"錯"4的季錠化合物展現(xiàn)出低的運 種作用。
[0087]圖10示出了季錠化合物的另一個有利實施方式,在此處季錠化合物是W雙官能、 橋接的季錠化合物Ia的形式。兩個頭部分2經(jīng)由橋4a與錠基團鍵連在一起,其中橋4a是 純控鏈,例如在圖1Ia的經(jīng)驗式Cs化。BrzNS雙官能季錠化合物的例子中,或者是確實包含其 他原子,例如在圖Ub的經(jīng)驗式〔52&6成〇1482的例子中。
[0088] 除了官能基團(即帶電荷的頭部分2)的致密填充外,采用雙官能季錠化合物Ia 還可W獲得與聚合物的更好成鍵。當兩個頭部2或季錠化合物基團遷移到聚合物3的表面 時,它們包圍聚合物的鏈分子8,例如聚乙締鏈。W運種方式,它們被機械地錯接(纏結)在 聚合物中,并且無法再被洗脫。
[0089]可W通過例如如下步驟來合成雙官能季錠化合物Ia:
[0090] 為了制造名稱為十二烷基亞甲基-雙-(雙甲基辛基錠)-漠化物(dode巧Imethy lene-bis-(dimethyloctylammonium)-b;romide)C32H7?;?成游=642. 73)的圖Ila的物質, 向16. 4g(50mmol)的1,12-二漠十二燒中添加100血的甲醇和17. 3g(110mmol)的二甲基 辛基胺,并使溶液在回流下煮沸20小時。接下來,蒸除甲醇,并且將剩余的油溶解于IOOmL 水中。用IOOmL乙酸乙醋洗涂溶液,并且蒸除水。將剩余的殘余物溶解于IOOmL二氯甲燒 中,用無水硫酸鋼干燥,過濾,然后蒸除二氯甲燒。得到29. 97g(91%)量的淺黃色油狀物, 在靜置大約五天后最終固化。
[0091] 通過電噴霧離子化質譜可W證實結構;然而,還可W檢測到很少百分數(shù)含量的甲 基酸存在。為了避免運個問題,可W使用丙酬來替代甲醇作為溶劑。
[009引可W例如由聚(乙二醇)二甲苯橫酸醋C32Hs00i4S2(M= 722.86)牌G400)合成圖 1化的物質。用51g(0. 128mol)的陽G400填充具有50mL滴液漏斗、氮氣供應和溫度計的S 頸燒瓶。添加300mL的無水CHCI3,然后添加53. 5g(0. 28mol)的甲苯橫酷氯。使用冰浴將溶 液冷卻至大約2°C。在整個此時間段上提供緩慢供應的氮氣來保持水分排出(atbay)。接 下來,將45mL的無水化晚緩慢滴加到溶液中,同時避免溫度大于4°C。將溶液再保持冷卻2 個小時,然后可W將其溫熱到環(huán)境溫度,在該溫度下保持大約20個小時。接下來,將溶液倒 入200g冰和80血濃鹽酸的混合物中。振蕩后,進行相分離,并用無水硫酸鋼干燥CHCls相。 然后蒸除CHCI3,隨后得到81. 6g(90% )的PEG二甲苯橫酸醋油狀物(參見:化ganikum,第 23版,第662頁)。
[0093] 用37. 92g巧2. 5mmol)的陽G(400)二甲苯橫酸醋填充250血燒瓶。添加大約100血 丙酬,然后添加16. 5g(大約21. 6mL或104. 9mmol)的二甲基辛基胺。將混合物加熱回流 大約20個小時,其后蒸除丙酬,得到a,O-雙(二甲基辛基錠)PEG(400)二甲苯橫酸醋 侶2&抓〇1452,M= 1037. 46)褐色粘性油;電噴霧離子化質譜示出了圖1化中所示的結構 (產(chǎn)率100% )。油溶于丙酬、氯仿和水中,但不溶于乙酸乙醋。
[0094] 具體來說,調整表面張力是防止聚合物表面污染的另一種單獨的方法。合適的表 面張力應當防止細胞的粘連。也可W結合接下來的兩種方法。
[0095] 在一個方面,合適的表面張力可W使得生物材料的粘連更困難或者完全不可能, 在另一個方面,由于季錠化合物的殺生物性作用而防止了生物膜形成。盡管季錠化合物與 細胞的細胞壁或膜之間的強鍵連起初導致膜形成,但被季錠化合物殺死的細胞無法再粘附 到聚合物的表面,并且例如,可W被洗掉。因此無法在殺生物性表面上形成生物膜。
[0096] 為了減小細胞對聚合物管線表面的粘附,應當優(yōu)化其表面能。全氣控或娃酬特別 適合用于此目的。運兩類化合物的抗粘附性質是公知的,并且被用于許多應用中。將運些 試劑固定于用于管線的聚乙締表面時出現(xiàn)問題。為了結束此問題,提供具有"錯"的抗粘附 有效的化合物,其中錯應當將其固定于聚乙締中。錯是長控鏈,該長控鏈可W與聚乙締混溶 并且通過物理相互作用使該分子固定于聚合物中。也可W想到另一種變形,其中至少一個 抗粘附有效的添加劑被共價鍵連到來自季錠化合物物質組的化合物。
[0097]W圖解的方式,抗粘附有效的聚合物添加劑如下所示:
[009引(控鏈)-(全氣燒控)
[0099](控鏈)-(娃酬)-(控鏈)
[0100] 可W提供在一端或兩端具有錯的抗粘附有效的分子。運些共聚物與聚乙締復合。 由于娃酬或全氣鏈與聚乙締基質不相容,共聚物在表面偏析,在表面上它們發(fā)揮它們的抗 粘附作用,并且錯鏈將該分子固定于聚合物中。作為一