[发明专利]无污、抗菌、抗血栓形成的接出型接枝复合体

说明书

发明领域

本发明属于固定的无污(non-fouling)涂层领域，尤其是抵御生物材料的附着并且是通过接出型接枝(graft from)方法连接于基质表面的涂层。

相关申请的交叉参考

本申请要求享有如下优先权：U.S.S.N.61/120,285，标题为“Synthetic Anticoagulant and Antithromogenie Polymers”，于2008年12月5日由Zheng Zhang，William Shannan O′Shaughnessy，Michael Hencke，Trevor Squier和Christopher Loose提交；U.S.S.N.61/120,292，标题为“Presentation of Immobilized Molecules”，于2008年12月5日由William Shannan O′Shaughnessy，Victoria E.Wagner Sinha，Zheng Zhang，Michael Hencke，Trevor Squier和Christopher Loose提交；U.S.S.N.61/120,312标题为“Non-Fouling，Antithrombotic Graft Coatings”，于2008年12月5日由Trevor Squier，Zheng Zhang，William Shannan O′Shaughnessy，Michael Hencke，Michael Bouchard和Christopher Loose提交；以及U.S.S.N.61/231,346，标题为“Non-Fouling，Antithrombotic Graft Coatings”，于2009年8月5日由Trevor Squier，Zheng Zhang，William Shannan O′Shaughnessy，Michael Hencke，Michael Bouchard和Christopher Loose提交。

发明背景

已研究了许多不同的材料以使之抵御非特异性的蛋白质的吸附。可用于该目的的化学物质包括但不限于：聚醚(例如聚乙二醇)；多糖，如右旋糖苷；亲水聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮或甲基丙烯酸羟乙酯、肝素、分子内两性离子或混合的带电材料；以及氢键接受基团，如US专利7,276,286中描述的那些。这些材料在阻止蛋白质吸附中的能力在化学物质之间变化巨大。这些材料中，只有极少的材料能够抵抗污染到短期活体应用所需的程度。然而，这些适于短期应用的少数材料当长期用于复杂介质或在体内时，表现出显著的污染或者材料降解，使得它们不适于长期应用。此外，涂布了在体内抗降解材料的表面常常很敏感，耐污性随时间显著降低。

WO 2007/02493描述了采用原子转移自由基聚合反应(ATRP)，从在金基质上的自组装的单层或者从在玻璃基质上的甲硅烷基来接枝磺基甜菜碱(betaine)和羧基甜菜碱。对于许多用于活体的医疗装置而言，金和玻璃都不是适宜的基质。自组装的单层如基于硫醇的单层可能不稳定，因为硫醇基团不能与基质稳定地结合。

Wang等的U.S.专利6,358,557描述了基质表面的接枝聚合反应，但不是接枝高密度、高度无污的聚合物材料。热引发剂用于引发聚合反应，通常在高于85℃的温度下。这种温度通常不适合许多医疗装置，例如薄壁聚氨酯导管。此外，所述的“盐析”法通常不适合用于接枝聚合物，如两性离子聚合物。

Jian等的Colloids and Surfaces B：Biointerfaces28，1-9(2003)描述了节段的聚醚氨酯通过接枝磺基铵两性单体进行的表面修饰，但不是接上高密度无污材料。所得的材料不足以无污到可用于医疗装置的应用。

因而，本发明的一个目标是为各种基质如聚合物和金属氧化物提供无污聚合物涂层，使它们由于改善的分子结构而在血液蛋白存在下和/或在体内保持活性，并且使被固定的物质与耐蛋白质的化学物质能够共同作用而抵御非特异性蛋白质的吸附。

本发明的另一个目标是提供无污复合体(composition)，其含有高密度无污聚合材料和/或其中无污聚合材料的聚合物链间距离减少了污垢分子向无污涂层内的渗透。

本发明的又一个实施方案是提供涂覆生物材料构成的表面的接出型接枝方法，其中接枝从生物材料内部引发，以提供具有高密度和稳定性无污聚合物的材料。

发明概述