CN103282073B - 泌尿装置 - Google Patents

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Abstract

一种泌尿装置(800,810,830,850,860,870,900,910,920)包含：泌尿阀(802,803,812,861,901)，位于病人的膀胱中；和阀支撑杆(801,813,863,902)，位于病人的尿道中。阀具有用于防止来自膀胱的液流的正常关闭结构和用于经过阀的流体流的打开结构。阀可响应在预设时间期间施加的预设流体压力而自动地从关闭结构移动到打开结构。在一种情况下，阀具有多个阀瓣，在阀瓣之间具有接合的区域。在正常关闭结构中，阀瓣在接合的区域咬合，并且在打开结构中，阀瓣在接合区域分离以用于经过阀的流体流。

Description

泌尿装置
介绍
前列腺癌是在西方世界中最常见的男性噁性肿瘤。在美国，每年有大约180,000个新的诊断病例。每年，患有确定的疾病的40,000人死于前列腺癌。
男性的应激性尿失禁(SUI)的主要原因是针对癌症的根除性前列腺切除术。Catalona WJ、Carvalhal GF、Mager DE、Smith DS.发表的“1870例连续性根除耻骨后前列腺切除术中的效能、自制和并发症率（Potency,continence and complication ratesin1,870consecutive radical retropubic prostatectomies.）”J Urol.1999Aug;162(2):433-8中报告称，根除性前列腺切除术后1年的SUI的发生率是20%。
Lee WR、Schultheiss TE、Hanlon AL、Hanks GE.发表的“临床局部前列腺癌的外束放射治疗后的尿失禁（Urinary incontinence following external-beamradiotherapy for clinically localized prostate cancer）”，Urology.1996Jul;48(l):95-9中报告称，前列腺癌的辅助性放射治疗也能够影响SUI的治疗。
需要这样一种泌尿装置，该泌尿装置将会通过有效地提供消除对尿袋的需要并且还方便正常的社交活动的病人控制的装置来提高病人的生活质量。
发明内容
根据本发明，提供一种泌尿装置，包括：位于病人的膀胱中的泌尿阀，和位于病人的尿道中的阀支撑杆。阀具有用于防止来自膀胱的液流的正常关闭结构和用于经过阀的流体流的打开结构。响应在预设时间内施加的预设流体压力，阀可从关闭结构自动地移动到打开结构。
在一个实施方案中，阀支撑杆包含用于至少部分地延伸穿过尿道的通常管状支撑件，阀位于该支撑件的一端。
在一种情况下，该装置包含膀胱保持器，用于使阀定位在膀胱中。
膀胱保持器可包含从支撑杆沿径向向外延伸的喇叭状部分。
膀胱保持器可具有与支撑件的材料相同的材料。
在一个实施方案中，膀胱保持器、支撑件和阀被整体铸造。
该装置可包含用于膀胱保持器的加固设备。膀胱保持器加固设备可具有形状记忆材料，诸如镍钛记忆合金。
在一个实施方案中，该装置包含尿道保持器，用于防止该装置移动。
在一种情况下，尿道保持器包含金属拉环。
在一个实施方案中，尿道保持器包含压缩材料的球茎状区域。
根据本发明，提供一种包含泌尿阀的泌尿装置，该阀包含多个阀瓣，阀具有位于阀瓣之间的接合的区域，阀具有正常关闭结构和打开结构，在正常关闭结构中，阀瓣在接合的区域咬合，并且在打开结构中，阀瓣在接合区域分离，以用于经过阀的流体流，阀可响应施加的泌尿压力自动地从关闭结构移动到打开结构。
在一个实施例中，阀具有粘弹性聚合物泡沫材料。
在一种情况下，阀瓣响应施加的泌尿压力在关闭结构和打开结构之间移动时外翻。
响应在预设时间期间施加的预设压力，阀可适和于打开。响应在至少5秒期间施加的至少750mm H2O的压力，阀可适和于打开。
在一个实施方案中，响应将会通过用户咳嗽产生的在短时间期间施加的尖峰压力，阀适和于保持关闭。尖峰压力可以是在小于0.5秒的时间段期间施加的900mm H2O。
在一个实施方案中，阀在流体流经阀时保持打开，而没有用户施加泌尿压力的要求。当经过阀的液流基本上停止时，阀可返回到关闭结构。
在一种情况下，阀在从关闭结构移动到打开结构时外翻。阀可在从打开结构返回到关闭结构时恢复原状。
在一个实施方案中，阀包含至少三个阀瓣。例如可以存在六个阀瓣。
阀可包含主体，主体具有限定铰链的区域，围绕该铰链，阀主体的一部分可在关闭结构和打开结构之间移动。
在一个实施方案中，阀包含加固设备。铰链区域可至少部分地被限定为与加固设备相邻。
在一个实施方案中，泌尿装置包含用于阀的支撑件。支撑件可以是通常的圆柱形。在一种情况下，支撑件具有与阀的材料相同的材料。在一个实施方案中，阀和支撑件被整体铸造。
泌尿装置可包含第一保持器，用于使该装置定位在膀胱中。第一保持器可包含从支撑件沿径向向外延伸的喇叭状部分。第一保持器可具有与支撑件的材料相同的材料。
在一种情况下，第一保持器、支撑件和阀被整体铸造。
泌尿装置可包含用于第一保持器的加固设备。保持器加固设备可具有形状记忆材料，诸如镍钛记忆合金。
在一个实施方案中，泌尿装置可包含第二保持器，用于防止该装置的近端移动。第二保持器可包含金属拉环。第二保持器可包含压缩材料的球茎状区域。
在一个实施方案中，泌尿装置包括抗菌涂层。
在一种情况下，该装置包含支撑件，阀被安装到该支撑件上。支撑件可适应于安装在泌尿道中。支撑件可包括通常管状的构件。管状构件可包含导管。
在一个实施方案中，泌尿装置包含用于把支撑件和阀锚定在原位的锚定器。
在一些情况下，该装置包含阀的壳体，壳体具有位于阀的一侧的入口和位于阀的相反侧的出口。入口可适应于安装到导管上，诸如Foley导管。出口可适应于安装到排泄袋上。
在一种情况下，泌尿装置包含套环，用于在壳体中支撑该阀。阀可包含阀体，而套环布置为咬合阀体以控制阀从打开结构移动到关闭结构和/或从关闭结构移动到打开结构的压力。
本发明还提供一种引流管系统，该系统包含阀，阀具有：
正常关闭结构，在正常关闭结构中，阀关闭；和
打开结构，在打开结构中，阀打开以用于经过阀的液流；
阀可自动地从关闭结构移动到打开结构以便冲刷导管。
阀可以是单向阀。阀可响应预限定的屈服压力从关闭位置移动到打开位置。阀可具有生物相容性粘弹性泡沫材料。
在一种情况下，导管包含导尿管。
根据本发明，提供一种泌尿装置，该装置包含泌尿阀，该泌尿阀具有：
正常关闭结构，在正常关闭结构中，阀关闭；和
打开结构，在打开结构中，阀打开以用于经过阀的液流；
阀可响应施加的泌尿压力从关闭结构移动到打开结构。
在一个实施方案中，该装置包含支撑件，阀被安装到该支撑件上。
在一种情况下，支撑件适应于安装在泌尿道中。
支撑件可包含通常管状的构件。管状构件可包含导管。
在一个实施方案中，该装置包含用于把支撑件和阀锚定在原位的锚定器。
在一个方面，阀响应施加的泌尿压力在关闭结构和打开结构之间移动时外翻。在泌尿压力减小到预设压力时，阀从打开结构返回到关闭结构。
在另一方面，该装置包含用于阀的壳体，壳体具有位于阀的一侧的入口和位于阀的相反侧的出口。入口可适应于安装到导管上，诸如Foley导管。出口可适应于安装到排泄袋上。
在一个实施方案中，该装置包含套环，用于在壳体中支撑该阀。阀可包含阀体，并且套环布置为咬合阀体以控制阀从打开结构移动到关闭结构和/或从关闭结构移动到打开结构的压力。
在一个实施例中，阀适应于响应在预设时间期间施加的预设压力而打开。阀可适应于响应将会通过用户咳嗽产生的在短时间期间施加的尖峰压力而保持关闭。
本发明还提供包含阀的引流管系统，该阀具有：
正常关闭结构，在正常关闭结构中，阀关闭；和
打开结构，在打开结构中，阀打开以用于经过阀的液流；
阀自动从关闭结构移动到打开结构，以冲刷导管。
在一个实施方案中，阀是单向阀。阀可响应预定的屈服压力从关闭位置移动到打开位置。阀可具有生物相容性粘弹性泡沫材料。
在一个实施方案中，阀包含聚合物阀体，其具有外支撑边缘、至少三个阀瓣、和在支撑边缘和阀瓣间延伸的主体区域。
本发明还提供放置在身体内腔中的腔阀，其包含至少四个阀瓣，该阀具有正常关闭结构，阀瓣在关闭结构中咬合，并具有打开结构，阀瓣在打开结构中打开。可以至少有五个阀瓣。可以有六个阀瓣。
阀可以包含聚合材料阀体。阀可以包含外支撑区域。阀还可以具有在支撑区域和阀瓣间延伸的主体区域。
在一种情况下，主体区域通常是外支撑边缘和阀瓣的接合区域间的凹面。
在一种情况下，阀瓣具有接合区域，而阀体在接合区域处补强。阀体可以在接合区域处增厚。
接合区域可以沿轴向延伸至少1mm。接合区域可以向深度方向延伸1mm-5mm。
在一个实施方案中，阀体的支撑边缘被补强。阀的支撑边缘可以增厚。在一个实施方案中，阀包含三个阀瓣。在另一个实施方案中，阀包含六个阀瓣。
在一个实施方案中，聚合材料对胃液稳定至少3个月，至少4个月，至少5个月，至少6个月，至少7个月，至少8个月，至少9个月，至少10个月，至少11个月，或至少一年。
在一种情况下，在平衡下，聚合材料吸收少于约5wt%，少于约10wt%，少于约15wt%，少于约20wt%，少于约25wt%，或少于约30wt%的水。
在一种情况下，阀体的聚合材料具有50%-3000%或200%-1200%的%伸长率。
在一种情况下，阀体的聚合材料的抗张强度为约0.01-5MPa，或约0.1-1.0MPa，或约0.25-0.5MPa。
在一个实施方案中，聚合材料的杨氏模量为约0.01-0.6MPax，或约0.1-约0.5MPa。
在一个实施方案中，阀体的聚合材料的密度为0.1g/cm3-1.5g/cm3，或0.3-1.2g/cm3，或0.8-0.9g/cm3，或0.5-0.6g/cm3。
在一个实施方案中，阀体的支撑区域的近端和阀瓣的远端间的距离小于50mm，或小于40mm，或小于30mm，或小于25mm，或小于20mm，或小于15mm。
在一种情况下，阀体的聚合材料是弹性材料。
在另一种情况下，阀体的聚合材料是粘弹性材料。
在一个实施方案中，阀体的聚合材料包含泡沫。阀体的聚合材料可以包含开孔泡沫。
在一个实施方案中，阀体的聚合材料包含聚氨酯泡沫。
在一个实施方案中，阀从支撑区域的近端到阀瓣的远端的长度小于50mm，小于40mm，小于30mm。阀的长度可以与阀的支撑区域的外径近似相同。阀的长度可以约为23mm。
附图简述
通过下面仅作为示例给出的本发明的描述，将会更清楚地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的泌尿阀的等距视图(从上方)；
图2是图1的阀的等距视图(从下方)；
图3是阀的仰视图；
图4是阀的俯视图；
图5和6是阀的等距、局部剖视图；
图7和8是阀的剖视图；
图9是在施加力F1的情况下处于正常关闭结构的阀的剖视图；
图10是响应力F1处于打开结构的阀的剖视图；
图11是在打开以便流动之后返回到关闭结构的阀的剖视图；
图12是在施加力F2的情况下处于正常关闭结构的阀的剖视图；
图13是响应力F2处于打开结构的阀的剖视图；
图14是在打开之后返回到关闭结构的阀的剖视图；
图15是处于正常关闭结构的阀的等距视图(从上方)；
图16是响应力F1朝着打开结构移动的阀的等距视图；
图17是允许流动的处于完全打开结构的阀的等距视图；
图18是处于正常关闭结构的阀的等距视图(从下方)；
图19是响应力F2处于部分打开结构的阀的等距视图；
图20是响应力F2处于完全打开结构的阀的等距视图；
图21是根据本发明的另一个阀的等距视图；
图22是处于关闭结构的阀的剖视图；
图23是响应泌尿压力F1处于打开结构的阀的剖视图；
图24是图21的阀的正视图；
图25是在阀处于关闭结构的情况下的图21的装置的俯视图；
图26是在阀处于打开结构的情况下的类似于图25的俯视图；
图27是根据本发明的外部泌尿阀装置的等距视图；
图28是图27的装置的另一个等距视图；
图29是在省略阀的情况下图27和28的装置的等距、局部剖视图；
图30是图27和28的装置的分解图；
图31-33是表示与处于不同结构的阀一起使用的图27-30的装置的正面、局部剖视图；
图34是表示当阀处于图31-33的结构时施加的压力的随着时间的压力的曲线图；
图35和36是表示阀的外翻和流体流动的图29-34的装置的剖视图；
图37-39是表示当暴露于快速压力尖峰时使用中的阀的操作的使用中的图29-33以及图35-36的装置的正面、局部剖视图；
图40是表示当阀处于图37-39的结构时施加的压力的随着时间的压力的曲线图；
图41是表示阀安装装置的剖视图；
图42是用于安装阀的套环的等距视图；
图43是图42的套环的剖视图；
图44是安装到导管的图27-33的装置的等距视图；
图45是表示使用中的男性版本装置和导管的剖视图；
图46是图45的细节的放大图；
图47是使用中的女性版本的装置和导管的剖视图；
图48是图47的细节的放大图；
图49是表示使用的修改的男性版本的装置和导管的剖视图；
图50是图49的细节的放大图；
图51是表示使用的修改的女性版本的装置和导管的剖视图；
图52是图51的装置的细节的放大图；
图53是在先的切口引流管的示图；
图54是图53的细节A的放大剖视图；
图55是图53的细节B的放大剖视图；
图56是位于原位的根据本发明的引流管的示图，该导管具有处于关闭结构的阀；
图57是图56的细节B的剖视图；
图58是在阀处于打开结构的情况下，图56的导管和阀的示图；
图59是图58的细节A的放大剖视图；
图60是图58的细节B的放大剖视图；
图61是装置使用加速细菌培养试验结壳所花费的时间的曲线图；
图62是表示另一个女性版本的装置的剖视图；
图63是图62的装置的细节的放大图；
图64是使用中的内部泌尿阀装置的剖视图；
图65是图64的细节的放大图；
图66是使用中的另一个内部泌尿阀装置的剖视图；
图67是图66的细节的放大图；
图68是根据本发明的另一个阀装置的透视图；
图69是图68的阀装置的剖视图；
图70是在膀胱颈中位于原位的图68和69的阀装置的剖视图；
图71-73是表示根据本发明的阀装置的传送和部署的示图；
图74是部署在膀胱颈中的本发明的另一个阀装置的剖视图；
图75是位于响应压力打开的图74的装置的近端的阀的打开的剖视图；
图76是根据本发明的另一个阀装置的透视图；
图77是图76的装置的剖视图；
图78是根据本发明的另一个阀装置的透视图；
图79是图78的装置的剖视图；
图80是锚定在膀胱颈中的图78和79的装置的剖视图；
图81是根据本发明的另一个阀装置的透视图；
图82是图81的装置的剖视图；
图83是使用中的图81和82的装置的剖视图；
图84是使用中的根据本发明的另一各阀装置的剖视图；
图85是根据本发明的另一个泌尿装置的透视图；
图86是图85的装置的剖视图；
图87是图85和86的装置的剖视图；
图88是图87的细节的放大图；
图89是根据本发明的另一个泌尿装置的透视图；
图90是根据本发明的另一个泌尿装置的透视图；
图91是图90的装置的剖视图；
图92是图91的装置的剖视图；
图93是图92的细节的放大图；
图94是表示通过本发明的泌尿装置的流动特性的曲线图；
图95是在加速膀胱填充模拟期间的本发明的泌尿装置的压力分布的曲线图；
图96是使用本发明的泌尿装置的压差对照的曲线图；
图97是具有散布在均聚物软链段之间的尿素和尿烷键的现有技术聚合物的示图；
图98是具有散布在三嵌段共聚物软链段之间的尿素和尿烷键的根据本发明的聚氨酯/尿素泡沫的示图；
图99是具有不同形式的基于硅氧烷和聚环氧丙烷的三嵌段共聚物的示图；
图100是均聚物(VF130309)和三嵌段共聚物(VF230209A)软链段的比较机械性质的曲线图；
图101是均聚物(VF190309)和三嵌段共聚物(VF090309A)软链段的比较机械性质的曲线图；
图102是表示在模拟的胃液中的加速老化期间的三嵌段共聚物软链段与均聚物软链段的机械性能的曲线图；
图103描述了如在实施例10中所使用的胃屈服压力测试设备；
图104和图105描述本发明的由粘弹性泡沫制备的阀的加速稳定性的结果。
详细描述
参照附图并且最初参照附图中的图1至20，举例说明了能够响应施加的泌尿压力自动打开的泌尿阀1。
阀1包含聚合物阀体，该聚合物阀体具有外支撑区域，该支撑区域具有边沿2；至少三个阀瓣3、4、5；和主体区域6，在支撑边沿2和阀瓣3、4、5之间延伸。阀瓣3、4、5向内延伸并分别结束于端面7、8、9。每个阀瓣3、4、5具有支柱a、b，支柱a、b相对于彼此按照120°的夹角延伸。当阀处于正常关闭结构时，相邻的支柱对3a；4a；4b；5b；5a；3b接合以封闭阀瓣之间的空隙。
阀的第一结构是正常关闭结构，在正常关闭结构中，阀瓣3、4、5接合以关闭阀。第二结构是允许流体流动的打开结构，在打开结构中，阀瓣3、4、5被打开，以使阀瓣支柱对3a；4a；4b；5b；5a；3b响应力F1被打开并分隔开，以允许流经该阀。阀还能够响应外力F2被打开，例如，如果穿过诸如导管的医疗器械，可能会施加外力F2。
在图11至20中举例说明了阀1的各种结构。在第一或正常关闭结构(图9、15)中，阀瓣3、4、5接合。
当将泌尿压力F1施加于阀体时，该力最初推挤阀瓣3、4、5以使它们彼此挤压，并且如果压力大于设定值，则阀体将会内翻。在图16中解释了内翻的开始。当阀响应力F1完全打开时，阀主体(和阀瓣3、4、5)向下延伸，如图10和17中所示。这允许液流穿过该阀。当液流停止时，阀主体将会通过响应聚合材料返回到正常关闭结构的偏压的外翻而返回到原始结构，并且阀瓣如图11和15中所示延伸。
当将力F2施加于阀瓣3、4、5时，阀瓣支柱对3a；4a；4b；5b；5a；3b打开以允许诸如医疗器械的目标经过(图13、20)。图19表示响应力F2的部分打开结构。当收回器械时，去除力F2并且阀瓣3、4、5在阀体的聚合材料的固有偏压下返回到关闭位置(图13)。
阀瓣3、4、5在接合的区域中被补强。在这种情况下，通过在这个区域中的聚合材料的局部增厚来实现这一点。类似地，支撑边沿2通过聚合物材料的局部增厚而被补强。
阀瓣3、4、5的接合的区域具有轴向长度，该轴向长度典型地为1至5mm。这确保当阀处于正常关闭结构时，在很大的界面区域上的阀瓣的正接合。在接合的区域的阀瓣的厚度典型地在0.1mm和10mm之间。
通过改变阀的材料的性质(诸如，密度)，能够调整阀以适应变化的屈服压力。阀通过在处于压力下时可控地内翻来实现这一点。
本发明的阀1在完全打开之后，返回到它的原始工作位置。在不损坏工作阀的情况下实现这一点。
当阀通过施加的泌尿压力和流体流而被打开时，阀瓣打开。阀的外表面具有更大的抗形变性，因此，沿该方向打开主体所需的力更高。
影响阀的功能的重要特性是彼此碰撞的阀瓣支柱。通过改变阀瓣3、4、5的几何形状和长度，能够使阀1在不同的压力下沿一个方向打开。沿相反方向打开稍微不那么依赖于阀瓣的几何形状，而是更加依赖于制造该装置的材料的弹性和密度。另外，总直径和阀瓣打开的直径影响沿两个方向的打开力。
阀可具有任何合适的生物相容性聚合材料。它可具有允许阀如上所述操作的性质的生物相容性聚合材料。
用于生产所述阀的材料具有50%-3000%的%伸长率。该材料还具有0.01-5Mpa的抗拉强度。另外，该材料可以具有抗菌作用，以便当在活体内时防止定殖。另外，该材料可以是弹性的或粘弹性的，并且可选地可以是开孔泡沫。该材料的密度应该在0.1g/cm3至1.5g/cm3之间。
阀可以具有任何期望数量的阀瓣，例如，图21至26中说明的阀30具有六个阀瓣251。这些阀瓣251定向为垂直于液流的方向，以另外允许阀孔径的更大的扩张性。
阀30类似于以上描述的阀，并包含聚合物阀体，该聚合物阀体具有近侧的外支撑区域，该支撑区域具有边沿32；六个阀瓣33；和主体区域36，其在支撑边沿32和阀瓣33之间延伸。阀瓣33延伸并结束于远端面33。每个阀瓣具有支柱，支柱相对于彼此按照60°的夹角延伸。当阀处于正常关闭结构时，相邻的支柱对会接合以封闭阀瓣33之间的空隙。
阀30的第一结构是正常关闭结构，在正常关闭结构中，阀瓣33接合以关闭阀。第二结构是允许流体流动的打开结构，在打开结构中，阀瓣33被打开，以使阀瓣支柱对响应力F1被打开并分隔开，以允许流经阀30。阀还能够响应外力F2被打开，例如，如果诸如导管的医疗器械在阀中穿过时，施加外力F2。
在图21至26中说明了阀30的各种结构。在第一或正常关闭结构(图21)中，阀瓣33接合。
当泌尿压力F1施加于阀体时，该力最初推挤阀瓣33，以使它们彼此挤压(图22)，并且如果压力大于设定值，则阀体将会内翻，如图23中所示。当阀响应力F1完全打开时，阀主体(和阀瓣33)向下延伸，如图23中所示。这允许液流穿过该阀。当液流停止时，阀主体将会通过响应聚合材料返回到正常关闭结构的偏压外翻而返回到原始结构，并且阀瓣如图21中所示延伸。
图26表示响应力F2的部分打开结构。当器械被收回时，力F2被去除并且阀瓣33在阀体的聚合物材料的固有偏压下返回到关闭位置。
阀瓣33在接合的区域中被补强。在这种情况下，通过在所述区域中的聚合材料的局部增厚来实现这一点。类似地，支撑边沿32通过聚合材料的局部增厚而被补强。
阀瓣33的接合区域具有轴向长度，该轴向长度典型地为1-5mm。这确保当阀处于正常关闭结构时，在很大的界面区域上的阀瓣的正接合。在接合的区域的阀瓣的厚度典型地为0.1mm-10mm。
阀30需要不同的力以沿不同方向打开。通过改变阀的材料的性质(诸如，密度)，可以调整阀以适应变化的屈服压力。阀30通过置于压力下时可控地内翻来实现这一点。本发明的阀30在完全打开之后返回到它的原始工作位置。在不损坏工作阀的情况下实现这一点。
影响阀30的操作的一个重要特性是彼此碰撞的阀瓣支柱。通过改变阀瓣33的几何形状和长度，能够使阀30在不同的压力沿一个方向打开。沿相反方向打开稍微不那么依赖于阀瓣的几何形状，而是更加依赖于制造该装置的材料的弹性和密度。另外，总直径和阀瓣打开的直径影响沿两个方向的打开力。
阀可以是任何合适的生物相容性聚合材料。它可以是有着允许阀如上所述操作的性质的生物相容性聚合材料。
用于生产这种阀的材料具有50%-3000%的%伸长率。该材料还具有0.01-5Mpa的抗拉强度。另外，该材料能够具有抗菌作用，以便当在活体内时防止定殖。另外，该材料能够是弹性的或粘弹性的，并且能够可选地是开孔泡沫。该材料的密度应该在0.1g/cm3至1.5g/cm3之间。
参照附图中的图27至58，说明了根据本发明的各种泌尿阀装置。该装置包含阀600，阀600可以是上述类型。该阀具有正常关闭结构，在该结构中，阀被关闭；和打开结构，在该结构中，阀被打开以便液流经过该阀。阀可响应施加的泌尿压力从关闭结构移动到打开结构。在一些情况下，阀600响应施加的泌尿压力在关闭结构和打开结构之间移动时外翻。在泌尿压力减小到当前压力时，阀600从打开结构返回到关闭结构。该装置可适应于用于男性或女性解剖结构。在一些情况下，阀被安装到支撑件上。支撑件可适应于安装在泌尿道中，在这种情况下，可存在用于把阀锚定在原位的锚定器。阀可位于身体外部，并且可被安装在具有入口和出口的壳体中。入口可适应于安装到导管上，诸如Foley导管。出口可适应于安装到排泄装置上，诸如袋等。
本发明提供一种可用于治疗例如作为根除性前列腺切除术的结果而具有压力性尿失禁的病人的泌尿阀装置。该阀将会基于由病人通过膀胱的肌肉施加的压力而打开。
在一个实施方案中，该装置用于连接到导管，诸如Foley导管。具有这种结构的装置不应与尿道直接接触。
该装置的自制机械装置是单向阀，该单向阀保持无泄漏系统，直至施加预限定的液压。一旦已达到“突破压力”，导管的管腔打开以自由排泄。管腔将会保持打开，直至流体流已停止，在此之后，阀将会重置它自己(这可能在排尿停止之后花费大约15秒)。
该阀被设计为当预设压力施加于它时打开。如果较高压力未维持较长时间段，则阀能够在所述较高压力下保持关闭。例如，通过在5秒期间施加750mmH2O的压力，阀能够被打开，但在短时间的900mmH2O的压力期间应该保持关闭。以这种方法，阀与咳嗽/紧张相关压力尖峰隔离。
图27和28表示外部泌尿阀组件壳体，该壳体具有用于在近端连接到Foley导管的接头602，和用于在远端连接到排泄袋的接头601。该壳体包含近端部分604和远端部分603，近端部分604和远端部分603可分离以便插入阀600。
图29是在没有位于适当位置的阀的情况下的阀壳体的剖视图。能够看见近端盖603和远端盖604。说明了用于安装阀600的区域609。存在延伸环610，延伸环610伸出到邻近的阀的管腔中。
图30是阀壳体和阀600的分解图，表示远端盖602上的延伸环610如何定位在阀600的管腔中。
图31至33表示在流体压力的影响下的阀600的操作。参照图31，当尿道流体压力开始升高时，阀600开始轻微变形。在预定压力，阀600将会完全外翻，由此提供用于使流体经过的引导路径。(图32)在预定时间段之后，外翻的阀600将会把它自己再调整到它的原始位置。(图33)在图34中以图形方式对此进行说明。
图35和36表示阀外翻和流体流动。
图37至39表示当阀600暴露于快速压力尖峰时的阀600的操作。(图38)由于咳嗽或打喷嚏，可能暂时变形，但除非保持压力，否则将会恢复到它的原始结构。(图39)在这种情况下，阀600将会需要在高压保持预定的较长时间以打开阀600。在图40中以图形方式对此进行说明。
参照图41至43，可使用单独的套环部件650控制阀600的安装，套环部件650具有突出部分651，突出部分651延伸到阀体的边沿中以控制阀600从打开结构移动到关闭结构和/或从关闭结构移动到打开结构的压力。通过调整突出部分651的长度X，能够改变所述压力。例如，短长度可允许阀自由移动，而较长长度将会控制关闭结构和打开结构之间的移动。以所述方法，通过合适地调整突出部分651长度，单个阀可用于许多不同应用。
图44至48表示连接到诸如Foley导管620的导尿管的泌尿阀的使用的实施方案。
图49至52是表示替代装置的类似于图44至48的示图，在该装置中，阀装置被包含在导尿管的近端壳体中。
本发明的泌尿阀装置在特定实施方案中由聚合粘弹性材料制成。这种材料的使用解决了与常规装置相关的许多问题。在在先工艺中，泌尿装置由金属和相对较硬的材料制成。当这些在先工艺装置置于与软组织接触时，这些在先工艺装置能够导致组织重构，由此组织能够被腐蚀或纤维化并且变硬。另外，使用硬质材料与软组织接触能够导致刺激并且随后导致病人的不适。
本发明的泌尿装置具有使用聚合粘弹性材料实现的特征。粘弹性聚合物材料形成阀，阀通常关闭，但能够在暴露于压力时外翻。阀外翻的机制与材料在压力下变形的能力相关。粘弹性材料在压力下的变形还能够受到施加压力的持续时间影响。
使用的材料可以如下所述。该材料还可以如我们的US2011-0152395A中所述，该专利的全部内容在此并入作为参考。
在此描述的各种泌尿阀可由合适的聚合粘弹性材料制成，诸如以下材料部分的实施例5中所述。
测试以上由所述材料制造的图28/29中所示的类型的阀的打开压力和流量。获得下面的结果。
上表中的结果说明，以0.95–1.07g/ml的密度制造的许多阀具有所要求的规格内的打开压力，但当阀关闭时没有泄漏。经过阀的流量也值得注意，因为这能够在合理的时间范围内实现膀胱清空。
本发明还涉及提供管道的装置(诸如，导管)的改进，细菌能够通过该管道进入内部解剖结构。特别地，本发明涉及泌尿引流管。然而，以下描述的技术还可以涉及长期和短期排泄装置，诸如耻骨弓上导管、经皮内窥镜胃造口术(PEG)管和可提供细菌能够经其进入内部解剖结构的管道的其它装置。
在留置导管和装置的情况下，已知身体外面的细菌迅速地沿尿道传播，导致泌尿道感染和生物膜形成。
泌尿装置内的奇异变形杆菌(Proteus Miribellis)的增殖导致盐和矿物从尿液沉淀，引起装置管腔的最终结壳，导致堵塞。虽然已进行使用抗菌涂层防止这种影响的许多尝试，但未发现长期解决方案，并且导尿管将会在3-4周时间段内变得堵塞。
Foley导尿管在过去60年保持不变。广为接受的是，100%的留置Foley导管将会在4周时间范围内变得结壳并堵塞。大量的商业努力集中于增加这些装置的寿命，因为长期用户需要专门护理以频繁地改变这些装置，这很昂贵。
存在极大数量的教导用于引流管的各种抗菌涂层和插入件的使用的在先工艺的公开。US4603152描述用于导管插管等的抗菌涂层。US7601361描述耐用的抗菌涂层。US4932948描述用于男性导尿管的抗菌插入件。US5782808描述抗菌管材连接器。
现有技术的一个问题在于，多数的抗菌剂仅最低限度地有助于防止细菌的增殖和随后由这些细菌导致的排泄装置的结壳。另外，许多使用中的抗菌剂能够导致细菌对使用中的抗菌剂产生抵抗力。
已实施了许多工作以利用抗菌涂层涂覆留置导管，以便努力防止生物膜形成。这些涂层或者无效，或者没有维持抗菌效果的足够耐用性。
参照图53至55，说明了用于从膀胱501排泄尿液的传统泌尿引流管500。导管包含管502，管502具有入口503和出口504，尿液通过入口503和出口504被排泄。导管500具有用于使导管在膀胱中保持在原位的球茎状头505。传统的所述类型的导管通常被称为Foley导管。在使用中，尿液从导管出口504滴落到收集袋中。该导管具有很大的缺点，能够发生在入口503附近以及在导管管腔中的细菌定殖和结壳，分别如图54和55中所示。
在本发明中，引流管550具有用于控制经过导管的流量的阀551。图56和57表示当阀551处于关闭结构时的导管550。阀551允许膀胱充满至导管入口503的水平之上。在阀551关闭的同时，导管管腔中的尿液的积聚可能开始细菌生物膜形成和结壳的过程，如图57中所示。
参照图58至60，当阀551自发地打开时，产生经过导管的加压尿液流，直至膀胱501中的尿液的高度下落至低于导管入口503的水平。这种加压流的定期应用产生足够的力以防止细菌生物膜积聚在导管入口以及积聚在导管管腔中，分别如图59和图60中所示。
在本发明中，单向阀被包含在导管中，尤其是被包含在导尿管中。该阀被设计为不泄漏，而是在预定的屈服压力下打开并且在膀胱清空之后返回到它的关闭位置。所述预定的屈服压力可对应于由病人通过有意识的紧张或由于正常移动而产生的腹力。已知单独的站或坐的力产生很大的腹压。在这种情况下，阀被设计为放置在导管和尿液收集袋之间的管线内。阀方便膀胱的循环充满和清空，因此方便导管管腔的定期冲刷。膀胱的清空可由于移动所导致，可以是有意识的或无意识的。
本发明教导一种与传统地用于实现抗菌效果的方案完全不同的方案。在本发明中，物理和机械装置用于实现抗菌效果，因此避免对可能地细胞毒性的涂层的需要。另外，这种方案代表耐用而持久的效果，而非利用抗菌化合物所看见的短暂效果。
加速微生物测试(图61)已证明，与开放式Foley导管相比，把在此所述的生物相容性泡沫材料的三尖瓣阀包含在Foley导管中，将“结壳的时间”延长几乎4倍。与安装有可手工地在打开结构和关闭结构之间移动的球阀的导管相比，本发明的阀也表现得显著更好。根据商品名称FlipFlow可获得一种搜索在先工艺阀。
本发明提供一种用于控制尿失禁的阀。阀在特定膀胱压力下打开，在一种情况下，当膀胱充满时(或者在所要求的体积)，阀在没有任何手工操纵的情况下打开。膀胱将会随后清空到连接的排泄袋中，并且阀将会返回到关闭位置。这具有容易使用的益处。使用阀提供间歇而非连续的排泄已被显示为可减少导管堵塞。最有可能遭受导管堵塞的那些用户是具有其它共存病状的用户，所述共存病状中的许多病状导致灵活性或移动性。
该阀帮助不能使用传统导管阀但将会仍然通过间歇排泄而非连续排泄在很大程度上受益于保持“正常”膀胱功能的病人。
在体外，执行插入有导管的膀胱的实验室模型的研究以调查与“Flip-flo”(BardInc的商标)阀和连续排泄模型相比较的本发明的阀的堵塞的时间。膀胱模型由Striker等人在Stickler,D.J.、Morris,N.S.和Winters,C.(1999).“研究尿道导管上的生物膜的形成和生理机能的简单物理模型（Simple physical model to study formation andphysiology of biofilms on urethral catheters.）”Methods in Enzymology,310:494中描述。
与连续排泄模型相比较，本发明的阀表现出显著增加的堵塞时间的长度(110.4vs.22.9小时，p值0.001)。在正常排泄“Flip-flo”阀和由自动注射泵辅助的“Flip-flo”阀之间不存在显著差异(40.0vs.45.1小时，p值0.425)。与自动Flip-flo的45.1小时相比，对于本发明的阀，平均堵塞时间是110.4小时。这个结果非常显著(p值0.004)。
膀胱模型由通过水套保持在37℃下的玻璃腔（膀胱）构成。用高压灭菌法对每个模型灭菌，而后将尺寸为14ch的基于乳胶的Romed导管穿过模型基部上的一段硅胶管（尿道）插入到膀胱腔中。通过用10ml去离子水膨胀气球，在膀胱的出口确保导管在适当的位置上。如果适当的话，那么导管的末端或者与本发明的阀连接，或者与Flip-flo阀连接，或者保持开放以连续排泄。Flip-flo阀和连续排泄模型随后与排泄带以常规方式连接，只是本发明的阀和自动Flip-flo阀保持排泄进覆盖的塑料烧杯中（以允许由于从注射泵施加的压力而开放的体系）。将无菌的尿液泵入腔中，以使在流过排泄管道收集袋/烧杯之前，残留体积收集在导管眼孔之下。
用和不用自动注射泵，Flip-flo阀与常规Foley导管连接，并在12小时的周期内每四个小时间歇式地打开，而后全都切换到连续排泄过夜，直到发生阻塞。在常规使用中，Flip-flo阀在白天期间会用于间歇排泄，而在夜晚会连续排泄。在测试中使用该体制，以尽可能完全地重复常规使用。
依据本发明的装有阀的导管提供给病人大量益处：首先，没必要整天连续佩戴不雅的排泄带，其次，其还有助于保留一些膀胱肌肉张力，因为膀胱周期性地充满和排空，如“正常”膀胱的情况。另外，尿液穿过导管的周期性充满取代了一些开发的生物膜，所述生物膜最终导致导管堵塞，因而增加了导管的寿命。Vysera阀提供额外的益处，如增加大量潜在用户，包括灵敏和移动困难的那些，并通过允许在整夜以及在白天期间发生的间歇式排泄，增加导管的寿命。
图62-65说明了要保留的留置阀装置600中的泌尿阀，使用气球630或膀胱中的其他锚定器。阀600可以安装在管状支撑件635上。可以具有悬挂系绳631用于在外部覆盖阀600。
图66和67说明了位于尿道中的自保留结构635中的泌尿阀600。其可以用粘合剂或通过锚定或缝合技术固定在适当位置上。
身体的自制机制在于尿道中。尿道关闭机制由外括约肌和膀胱颈（或内括约肌）构成。当收缩时，其导致约40mm长的尿道封闭。
在关闭或堵塞的尿道中，任何由于应变而上升的腹压作用于膀胱外侧以及膀胱颈上。在常规自制病人中，由于该压力相等，但是作用相反，在储存阶段期间（当膀胱充满时），没有泄露发生。
排泄或排尿阶段开始于关闭尿道的内力的松弛，尤其是外括约肌松弛和膀胱颈开放。这之后是逼尿肌收缩，在膀胱中产生流体压力，导致尿液流动。重要的是，膀胱中的流体压力不影响膀胱颈或外括约肌的开放[Paul Abrams,“尿动力学（Urodynamics）”,第三版,Springer,第13页]。
在排尿期间，当尿道和膀胱颈完全打开时，腹压的施加仅影响膀胱壁，而不影响尿道或膀胱颈。在未受阻的排尿期间，施加腹压的仅有作用是增加膀胱内的流体压力，从而增加流速，这是被广泛承认的[Paul Abrams,“尿动力学（Urodynamics）”,第三版,Springer,84-85页]。
如果尿道被部分阻塞，腹压的施加将影响膀胱颈的密封以及膀胱外侧的增压。在该情况下，净作用是对抗膀胱内的流体压力，从而防止流动。
已经开发了许多技术用于处理尿道内故障，其通常聚焦于改善尿道内的密封。其实例为将胶原注射用与膀胱颈中，以增强内括约肌机制。
US6063119和US5989288描述了通过在上尿道和膀胱颈区域放置假体，使内括约肌机制的关闭扩张。该装置的作用是在常规解剖力压缩膀胱颈和尿道的外侧时，密封尿道以防止泄露。
相反，在本发明中，泌尿阀位于膀胱中，不受尿道中的压力影响。实际上，阀不需要任何解剖力来保持密封，其对抗膀胱中的尿液的压力。当腹部静压作用在膀胱的外侧上时，阀提供与尿液的流体压力相当的反压。当在储存阶段期间发生咳嗽时，通过阀产生的反压上升以匹配缘于咳嗽的快速和短暂的高压脉冲。当病人选择排尿时，长时间的相对低压的施加导致源于阀的反压缓慢降低，最终消失，产生水流。
在本发明中，假体位于膀胱内侧。假体具有阀，其位于管状导管的末端，固定导管在适当的位置，并横穿膀胱颈和外括约肌。管状导管可以是柔软或有弹力的，或可以是柔软并具有补强区域，其用于抗崩塌。导管部分可以允许尿穿过其中心流动。
管状导管还可以具有波状外形区域或位于沿着其外表面的区域，以有助于保留其在尿道中。所述波状外形区域可以是球根状结构的形式，这样设计以位于男性解剖学中的膜性尿道中，防止近端迁移。可选的，可以通过喇叭口状结构提供曲线，以符合女性尿道，防止近端迁移。
阀还具有圆周的喇叭口状区域，该区域是波状外形的，以紧贴膀胱壁。该区域提供密封方式，以使尿液不会围绕阀的外侧流动，而是直接穿过阀。另外，该喇叭口状区域可以用镍钛合金线或聚合纤维补强，以改善对远端迁移的抗性。而且，喇叭口状区域可以是气球。
在原位，当阀关闭时，假体防止尿液流动。当膀胱中的尿液长时间超过预定的流体压力（典型范围为690-900mmH2O持续10sec）时，阀打开。由于长时间是必要条件，当暴露在较短持续时间的压力下时，阀不会打开，甚至显著更高的压力不会打开阀。例如，打喷嚏或咳嗽可以在膀胱外侧周围施加足够的压力，以在膀胱中产生1200-1600mmH2O的流体压力，但是由于其仅仅保持0.5-1秒，或甚至反复循环，阀将保持关闭。
导管，如果是柔软的，不会以任何方式扩大尿道。然而，用弹性材料制作导管是期望的，以使尿道在内括约肌和外括约肌处都保持打开。这从而意味着自制完全依赖于膀胱内的阀。在内和外括约肌的区域的导管是柔性的情况下，从而正常的解剖力不会导致尿道关闭，将阀置于导管中，在类似于膀胱中的阀的流体压力下打开。
参考图68-70，说明了依据本发明的另一个阀装置800。阀800包含空心杆801和具有狭缝803的头部802，在狭缝中形成阀瓣。当狭缝803响应施加的压力而打开时，尿液穿过头部802流进流道804中，流道804延伸穿过杆801。杆801还具有球根状部分805，以有助于定位和保持装置在膀胱颈806中的原位。
图71-73说明了具有头部811的阀装置810的递送和展开，所述头部811具有阀812和杆部分813。递送系统包含导管820，其进入到膀胱颈中。阀装置810以可伸缩结构保持在导管820中（图71）。装置810从导管的远端821展开（图72）。在展开期间，阀装置810膨胀以展开结构，导管820收回以展开装置的近端（图73）。
图74和75说明了在膀胱颈中展开的阀装置810的操作。近端的阀812响应压力而打开。
图76和77说明了类似于图71-75的装置的阀装置830。在该情况下，在装置的末梢尖端具有片831，以确保装置紧密位于原位。片831典型地锚定在管道上，以防止近端迁移到膀胱中。
参考图78-80，说明了依据本发明的另一个阀装置850，其在所述情况下具有锚定片851，用于在膀胱颈中锚定装置。在所述情况下，阀部分852位于尿道中。
参考图81-83，说明了依据本发明的另一个阀装置860。装置860包含阀部分861、头部862、和杆部分863。杆部分863具有柔性可压缩泡沫结构864，锚定在膜性尿道中。
参考图84，说明了依据本发明的另一个阀装置870。阀装置870具有杆端口871，其具有可变形泡沫球872。球872作为阀，具有正常关闭结构。预定压力的施加导致阀打开。
参考图85-86，说明了依据本发明的另一个阀装置900。在所示情况下，装置用于男性。装置900在管状杆902的一端包含阀901。装置具有膀胱保持器，包含喇叭口状区域903，对于9mm的阀直径，喇叭口状区域903的典型直径为40mm。该装置还具有第二保持器，在所示情况下，具有球根状区域904，用于保持装置在尿道中的位置。
阀901在所述情况下是聚合粘弹性泡沫材料，为参考图1-20的上述类型。
在所述情况下，阀瓣在装置的顶部，阀具有坚硬工具，具有垂直补强特征905，其确定了支点或铰链区域，在其周围，阀瓣可以从如图85-88所示的正常关闭结构移动到打开位置。阀具有阀瓣间的接合区域，并具有正常关闭结构，在其中，阀瓣在接合区域咬合，以及打开结构，在其中，阀瓣在接合区域分离，以使流体流过阀。响应施加的泌尿压力，阀可以自动从关闭结构移动到打开结构。在所述情况下，阀瓣在响应用户病人施加的泌尿压力而在关闭结构和打开结构之间移动时外翻。响应预定时间期间施加的预定压力，阀适合于打开。例如，响应至少5秒钟的施加的至少750mmH2O的压力，阀可以适合于打开。然而，响应如通过用户咳嗽产生的短时间的施加的尖峰压力，阀保持关闭。当流体经由阀流过而无需用户连续施加泌尿压力时，阀保持打开。穿过阀的流动足以保持阀打开。当穿过阀的流动基本停止时，阀回到关闭结构。在所述情况下，阀在从关闭结构移动到打开结构时外翻，而在从打开结构移动到关闭结构时返回。
在所述情况下，阀和装置的其他元件全部是聚合粘弹性泡沫结构。例如，对于最优化的制造和成本，装置可以整体铸造。
本发明的各种泌尿装置可以包含适合的抗菌剂，如抗微生物涂层。
参考图89，说明了类似于图85-88的装置的另一个泌尿装置910，同样的零件用相同的参考数字指定。在所述情况下，保留的喇叭口903被补强，例如通过筛网911，其例如可以是诸如镍钛合金的形状记忆材料。
参考图90-93，说明了依据本发明的另一个泌尿装置920，其类似于图85-88的装置，相同的零件用相同的参考数字指定。在所述情况下，装置是女性使用的，保持工具包含管道片921，用于防止近端迁移。
测试结果
使用本发明的泌尿装置进行各种测试。以下内容特别涉及如图90所示和上述女性泌尿装置。由以下实施例5中所述的聚合泡沫材料制造该装置。阀是9mm阀。
参考图93，说明了穿过本发明的泌尿装置的流动特征。可见，当压力非常低时，穿过阀的流动保持不变。该特征确保膀胱的排空可以完全而无需保持恒定的泌尿或腹部压力。
参考图95，说明了在模拟膀胱压力斜坡期间，本发明的泌尿装置的压力曲线。可见，直到在阀上出现特定压力时，阀才能打开。而且，压力连续下降，甚至在阀由于打开而其实降压之后。这从而说明了图94的类似点，因为对于保持阀打开而言，高压的恒定施加是不需要的。
参考图96，说明了使用本发明的泌尿装置的压差对照。在该说明中，第一峰显示阀由于施加高压而正常打开。在该情况下，打开阀需要的压力的量级表示持续很久的施加或压力梯度或堵鼻鼓气法。第二组峰说明了在阀上施加高压尖峰，以模拟咳嗽。在咳嗽的情况下，阀不会打开。
以下部分描述了一组适于制造本发明的装置和阀的生物材料。
该材料还可以是如在我们的US2011-0152395A中所述的那些，其全部内容在此并入作为参考。
由于氢键的动力学增强效果，聚醚作为聚氨酯泡沫中的软链段的使用已知会产生软弹性和粘弹性材料。相反地，使用非氢键疏水软链段得到较硬的、弹性较差的材料。将如图85中所示的所述疏水和亲水均聚物软链段通过氨基甲酸酯/脲键混合，这在本领域内是已知的可以达到适于特定应用的机械性能。
酸催化的水解降解发生在聚氨酯材料中的氨基甲酸酯键。该氨基甲酸酯/脲键因而是聚氨酯材料中的“弱连接”。由此得出的结论是，聚氨酯材料的固有亲水性将影响通过吸水调节的水解速率。因此，该材料不适用于胃部环境（即，高酸性水性环境）。
因此，在某些实施方案中，本发明提供多嵌段共聚物，其是生物模拟的，并且在胃部环境中是水解稳定的。所述多嵌段共聚物具有通式I：
其中
每个代表附着到氨基甲酸酯或脲键的点；
每个X和Y独立地是由一个或多个聚醚、聚酯、聚碳酸酯、或氟代聚合物形成的聚合物或共聚物链；
每个R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地选自一个或多个R、OR、-CO2R、氟代烃、聚醚、聚酯或氟代聚合物。
每个R独立地为氢；任选取代的C1-20脂族烃基；或选自苯基、8-10元双环芳基、4-8元单环饱和或部分不饱和杂环（具有1-2个独立地选自氮、氧、或硫的杂原子）、或5-6元单环或8-10元双环杂芳基（具有1-4个独立地选自氮、氧、或硫的杂原子）的任选取代的基团；
每个m、n和p独立地为2-100；和
每个L1和L2独立地是二价C1-20烃链，其中烃链的1-4个亚甲基单元任选并独立地被-O-、-S-、-N(R)-、-C(O)-、-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-SO2-、-SO2N(R)-、-N(R)SO2-、-OC(O)-、-C(O)O-、或二价亚环烷基、亚芳基、亚杂环基、或亚杂芳基代替，条件是L1和L2都不包含脲或氨基甲酸酯结构。
2.定义：
本发明的化合物包括基本上如上所述的那些，并通过在此公开的类、亚类、和种进一步说明。如在此所用的，除非另外指明，应当使用以下定义。为了本发明的目的，化学元素与化学物理手册，75th Ed，CAS版，元素周期表中的一致。另外，有机化学的通常原则在"有机化学（Organic Chemistry）",Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999,和"March的高等有机化学（March's Advanced Organic Chemistry）",5th Ed.,Ed.:Smith,M.B.和March,J.,John Wiley&Sons,New York:2001中进行了描述，其全部内容在此并入作为参考。
如在此所述，本发明的化合物可以任选用一个或多个取代基取代，如通常在上面所示的，或通过本发明的特别类、亚类、和种所示例。要认可的是，短语“任选取代的”与短语“取代或未取代”可以互换。通常，术语“取代的”，无论是否用术语“任选”加为前缀，指给定结构中的氢被特定的取代基代替。除非另外指明，任选取代的基团可以具有在基团的每个可取代位置上的取代基，并且当在任何给定结构中多于一个位置可以被多于一个选自特定基团的取代基取代时，在每个位置上的取代基可以或者相同或者不同。通过本发明预期的取代基的组合优选是导致形成稳定或化学可行的化合物的那些。术语“稳定”，如在此所用的，指当处于使其产生、检测、和优选其回收、纯化、以及用于一个或多个在此公开的目的的条件时，基本上不会变化的化合物。在某些实施方案中，稳定的化合物或化学可行的化合物是在保持在40℃或更低的温度下、无水或其他化学相关条件时，在至少一周内基本上不会变化的化合物。
术语“脂族的”或“脂族基团”，如在此所用的，表示可以是直链（即，非支化）、支化、或环状（包括环和、桥连、和螺环多环）的烃类结构，并可以完全饱和或可以含有一个或多个不饱和单元，但是其不是芳香族的。除非另外说明，脂族基团含有1-20个碳原子。在某些实施方案中，脂族基团含有1-10个碳原子。在其他实施方案中，脂族基团含有1-8个碳原子。还在其他实施方案中，脂族基团含有1-6个碳原子，和仍旧在其他实施方案中，脂族基团含有1-4个碳原子。适合的脂族基团包括，但不限于，直链或支化的烷基、烯基、和炔基，及其混杂物，如（环烷基）烷基、（环烯基）烷基或（环烷基）烯基。
术语“低级烷基”指C1-4直链或支化烷基。示例性低级烷基为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、和叔丁基。
术语“低级卤代烷基”指C1-4直链或支化烷基，其被一个或多个卤素原子取代。
术语“杂原子”表示一个或多个氧、硫、氮、磷、或硅（包括，氮、硫、磷、或硅的任何氧化形式；任何碱性氮的季铵化形式或者；杂环的可取代氮，例如N（如在3,4-二氢-2H-吡咯基中）、NH（如在吡咯烷基中）或NR+（如在N-取代吡咯烷基））。
术语“不饱和的”，如在此使用的，表示具有一个或多个不饱和单元的结构。
如在此使用的，术语“二价C1-8[或C1-6]饱和或不饱和的、直链或支化的烃链”，指二价亚烷基、亚烯基、和亚炔基链，其如在此限定的为直链或支化的。
术语“亚烷基”指二价烷基。“亚烷基链”是聚亚甲基基团，即-(CH2)n-，其中n是正整数，优选1-6,1-4,1-3,1-2，或2-3。取代的亚烷基链是聚亚甲基，其中一个或多个亚甲基的氢原子被取代基取代。适合的取代基包括以下所述的用于取代的脂族基团的那些。
术语“亚烯基”指二价烯基。取代的亚烯基链是含有至少一个双键的聚亚甲基，其中一个或多个氢原子被取代基取代。适合的取代基包括以下所述的用于取代的脂族基团的那些。
术语“卤素”表示F、CI、Br、或I。
术语“芳基”单独使用或作为如在“芳烷基”、“芳烷氧基”、或“芳基氧代烷基”的更大结构的一部分，指单环或双环系统，具有总共5-14的环元素，其中在系统中的至少一个环是芳香族的，并且其中在系统中的每个环含有3-4个环元素。术语“芳基”可以与术语“芳环”互换使用。
如在此所述的，本发明的化合物可以含有“任选取代的”结构。通常，术语“取代的”，无论是否用术语“任选”加为前缀，表示指定结构的一个或多个氢被适合的取代基代替。除非另外指明，“任选取代的”基团可以具有在基团的每个可取代位置上的适合的取代基，并且当在任何给定结构中多于一个位置可以被多于一个选自特定基团的取代基取代时，在每个位置上的取代基可以或者相同或者不同。通过本发明预期的取代基的组合优选是导致形成稳定或化学可行的化合物的那些。术语“稳定”，如在此所用的，指当处于使其产生、检测、和在特定实施方案中，其回收、纯化、以及用于一个或多个在此公开的目的的条件时，基本上不会变化的化合物。
在“任选取代的”基团的可取代碳原子上的适合的单价取代基独立地为卤素；-(CH2)0-4R0；-(CH2)0-4R0；-O-(CH2)0-4C(O)OR0；-(CH2)0-4CH(OR0)2；-(CH2)0-4SR0；-(CH2)0-4Ph，其可以是用R0取代的；-(CH2)0-4O(CH2)0-1Ph，其可以用R0取代；-CH=CHPh，其可以用R0取代；-NO2；-CN；-N3；-(CH2)0-4N(R0)2；-(CH2)0-4N(R0)C(O)R0；-N(R0)C(S)R0；-(CH2)0-4N(R0)C(O)NR0 2；-N(R0)C(S)NR0 2；-(CH2)0-4N(R0)C(O)OR0；-N(R0)N(R0)C(O)R0；-N(R0)N(R0)C(O)NR0 2；-N(R0)N(R0)C(O)OR0；-(CH2)0-4C(O)R0；-C(S)R0；-(CH2)0-4C(O)OR0；-(CH2)0-4C(O)SR0；-(CH2)0-4C(O)OSiR0 3；-(CH2)0-4OC(O)R0；-OC(O)(CH2)0-4SR-；SC(S)SR0；-(CH2)0-4SC(O)R0；-(CH2)0-4C(O)NR0 2；-C(S)NR0 2；-C(S)SR0；-SC(S)SR0；-(CH2)0-4OC(O)NR0 2；-C(O)N(OR0)R0；-C(O)C(O)R0；-C(O)CH2C(O)R0；-C(OR0)R0；-(CH2)0-4SSR0；-(CH2)0-4S(O)2R0；-(CH2)0-4S(O)2OR0；-(CH2)0-4OS(O)2R0；-S(O)2NR0 2；-(CH2)0-4S(O)R0；-N(R0)S(O)2NR0 2；-N(R0)S(O)2R0；-N(OR0)R0；-C(NH)NR0 2；-P(O)2R0；-P(O)R0 2；-OP(O)R0 2；-OP(O)(OR0)2；SiR0 3；-(C1-4直链或支化的亚烷基)O-N(R0)2；或-(C1-4直链或支化的亚烷基)C(O)O-N(R0)2，其中每个R0可以是如下所定义被取代，并且独立地为氢、C1-6脂族、-CH2Ph、-O(CH2)0-1Ph，或者5-6元饱和的、部分不饱和的、或芳香环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫，或者，尽管具有上述定义，但是两个R0的独立出现，与其间隔原子一起，形成3-12元饱和的、部分不饱和的、或芳香单或双环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫，其可以是如下所定义被取代的。
R0上的适合的单价取代基(或通过采取两个独立出现的R0形成的环)，独立地是氢、-(CH2)0-2R●、-(卤代R●)、-(CH2)0-2OH、-(CH2)0-2OR●、-(CH2)0-2CH(OR●)2、-O(卤代R●)、-CN、-N3、-(CH2)0-2C(O)R●、-(CH2)0-2C(O)OH、-(CH2)0-2C(O)OR●、-(CH2)0-2SR●、-(CH2)0-2SH、-(CH2)0-2NH2、-(CH2)0-2NHR●、-(CH2)0-2NR● 2、-NO2、-SiR● 3、-OSiR● 3、-C(O)SR●、-(C1-4直链或支化的亚烷基)C(O)OR●、或-SSR●，其中，每个R●是未取代的，或者在加有前缀“卤代”的地方，其为仅用一个或多个卤素取代，并且其独立地选自C1-4脂族、-CH2Ph、-O(CH2)0-1Ph，或者5-6元饱和的、部分不饱和的、或芳香环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫。在R0的饱和碳原子上的适合的二价取代基包括=O和=S。
在“任选取代的”基团的饱和碳原子上的适合的二价取代基包括如下：=O、=S、=NNR*2、=NNHC(O)R*、=NNHC(O)OR*、=NNHS(O)2R*、=NR*、=NOR*、-O(C(R*2))2-3O-或-S(C(R*2))2-3S-，其中每个独立出现的R*选自氢；可以如下确定的取代的C1-6脂族基；或者未取代的5-6元饱和的、部分不饱和的、或芳香环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫。与“任选取代的”基团的邻近的可取代碳键合的适合的二价取代基包括：-O(C(R*2))2-3O-，其中每个独立出现的R*选自氢；可以如下确定的取代的C1-6脂族基；或者未取代的5-6元饱和的、部分不饱和的、或芳香环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫。
在脂族基团R*上的适合的取代基包括卤素、-R●、-(卤代R●)、-OH、-OR●、-O(卤代R●)、-CN、-C(O)OH、-C(O)OR●、-NH2、-NHR●、-NR● 2、或-NO2，其中每个R●是未取代的，或者在加有前缀“卤代”的地方，其为仅用一个或多个卤素取代，并且其独立地选自C1-4脂族、-CH2Ph、-O(CH2)0-1Ph，或者5-6元饱和的、部分不饱和的、或芳香环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫。
“任选取代的”基团的可取代氮上的适合的取代基包括： 其中每个独立地为氢；可以如下确定的取代的C1-6脂族基；未取代的-OPh；或者未取代的5-6元饱和的、部分不饱和的、或芳香环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫；或者，尽管有上述定义，两个独立出现的与其间隔原子合在一起形成未取代的3-12元饱和的、部分不饱和的、或芳香单环或双环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫。
在脂族基团上的适合的取代基独立地为卤素、-R●、-(卤代R●)、-OH、-OR●、-O(卤代R●)、-CN、-C(O)OH、-C(O)OR●、-NH2、-NHR●、-NR● 2、或-NO2，其中每个R●是未取代的，或者在加有前缀“卤代”的地方，其为仅用一个或多个卤素取代，并且其独立地为C1-4脂族基、-CH2Ph、-O(CH2)0-1Ph，或者5-6元饱和的、部分不饱和的、或芳香环，其具有0-4个杂原子，独立地选自氮、氧或硫。
3.示例性实施方案的描述
A.多嵌段共聚物
通常如上所述，本发明的一个实施方案提供通式I的三嵌段共聚物：
其中，在氨基甲酸酯和/或脲键之间（即，在用表示的键），共聚物是化学间隔的（键合的），其中每个X、Y、m、n、p、L1、L2、R1、R2、R3、R4、R5、和R6如在此所定义和所述。
通常如上所定义，通式I的每个X和Y基团独立地为由一个或多个聚醚、聚酯、聚碳酸酯、和氟代聚合物形成的聚合物或共聚物链。
由X和/或Y代表的聚合物或共聚物链的实例包括：聚环氧乙烷、聚二氟甲基环氧乙烷、聚三氟甲基环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚二氟甲基环氧丙烷、聚环氧丙烷、聚三氟甲基环氧丙烷、聚环氧丁烷、聚四亚甲基醚二醇、聚四氢呋喃、聚甲醛、聚醚酮、聚醚醚酮和其共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷和更高烷基的硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基二氟乙基硅氧烷、聚甲基三氟乙基硅氧烷、聚苯基二氟乙基硅氧烷、聚苯基三氟乙基硅氧烷及其共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚（对苯二甲酸乙二醇酯离聚物）（PETI）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚萘二甲酸亚甲基酯（PTN）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘二甲酸丁二醇酯（PBN）、聚碳酸酯。
在特定实施方案中，本发明提供用于聚氨酯/脲泡沫的预成型软链段。
在某些实施方案中，X是聚醚，Y是聚醚。更特别的，在一个情况下，X和Y都是聚丙二醇。
在特定实施方案中，m和p各自独立地为2-50，n为2-20。在某些实施方案中，m和p各自独立地为2-30，而n是2-20。
通常如上所定义，每个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地选自一个或多个R、OR、-CO2R、氟代烃、聚醚、聚酯或氟代聚合物。在某些实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是-CO2R。在某些实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是-CO2R，其中每个R独立地为未取代的C1-6烷基。示例性的所述基团包括甲酸或乙酸，以及甲基丙烯酸和其他丙烯酸。
在特定实施方案中，每个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地为R。在某些实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是任选取代的C1-6脂族基团。在特定实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是任选取代的C1-6烷基。在其他实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是任选取代基团，其选自苯基；8-10元双环芳香基；4-8元单环饱和或部分不饱和杂环，具有1-2个杂原子，独立地选自氮、氧、或硫；或5-6元单环或8-10元双环杂芳基，具有1-4个杂原子，独立地选自氮、氧、或硫。示例性的所述R1、R2、R3、R4、R5、和R6基团包括甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、异丁基、环丁基、苯基、吡啶基、吗啉基、吡咯烷基、咪唑基、和环己基。
在特定实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地为-OR。在某些实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是-OR，其中R是任选取代的C1-6脂族基团。在特定实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是-OR，其中R是C1-6烷基。在其他实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是-OR，其中R是任选取代基团，其选自苯基；8-10元双环芳香基；4-8元单环饱和或部分不饱和杂环，具有1-2个杂原子，独立地选自氮、氧、或硫；或5-6元单环或8-10元双环杂芳基，具有1-4个杂原子，独立地选自氮、氧、或硫。示例性的所述R1、R2、R3、R4、R5、和R6基团包括氧甲基、氧乙基、氧丙基、氧异丙基、氧环丙基、氧丁基、氧异丁基、氧环丁基、氧苯基、氧吡啶基、氧吗啉基、氧吡咯烷基、氧咪唑基、和氧环己基。
在特定实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地为R，其中每个R是用一个或多个卤素取代的C1-6脂族基团。在某些实施方案中，每个R是用一个、两个、或三个卤素取代的C1-6脂族基团。在其他实施方案中，每个R是全氟代C1-6脂族基团。由R1、R2、R3、R4、R5、和R6代表的氟代烃的实例包括单、二、三、或全氟代甲基、乙基、丙基、丁基、或苯基。在某些实施方案中，每个R1、R2、R3、R4、R5、和R6是三氟甲基、三氟乙基、或三氟丙基。
在特定实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地为聚醚。由R1、R2、R3、R4、R5、和R6代表的聚醚的实例包括聚乙二醇、聚二氟甲基乙二醇、聚三氟甲基乙二醇、聚丙二醇、聚二氟甲基丙二醇、聚丙二醇、聚三氟甲基丙二醇、聚丁二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚四氢呋喃、聚甲醛、聚醚酮、聚醚醚酮及其共聚物。
在特定实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地为聚酯。由R1、R2、R3、R4、R5、和R6代表的聚酯的实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚（对苯二甲酸乙二醇酯离聚物）（PETI）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚萘二甲酸亚甲基酯（PTN）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘二甲酸丁二醇酯（PBN）、聚碳酸酯。
在特定实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地为氟代聚合物。由R1、R2、R3、R4、R5、和R6代表的氟代聚合物的实例包括聚四氟乙烯、聚甲基二氟乙基硅氧烷、聚甲基三氟乙基硅氧烷、聚苯基二氟乙基硅氧烷。
在某些实施方案中，一个或多个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地为氢、羟基、羧酸，如甲酸或乙酸，以及甲基丙烯酸和其他丙烯酸。烷基或芳烃如甲基、乙基、丙基、丁基、苯基和其醚。氟代烃如单、二、三、或全氟代甲基、乙基、丙基、丁基、苯基。聚醚如聚乙二醇、聚二氟甲基乙二醇、聚三氟甲基乙二醇、聚丙二醇、聚二氟甲基丙二醇、聚丙二醇、聚三氟甲基丙二醇、聚丁二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚四氢呋喃、聚甲醛、聚醚酮、聚醚醚酮及其共聚物。聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚（对苯二甲酸乙二醇酯离聚物）（PETI）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚萘二甲酸亚甲基酯（PTN）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘二甲酸丁二醇酯（PBN）、聚碳酸酯，和氟代聚合物，如聚四氟乙烯、聚甲基二氟乙基硅氧烷、聚甲基三氟乙基硅氧烷、聚苯基二氟乙基硅氧烷。
在某些实施方案中，m和p为2-50，n为2-20。在特定实施方案中，m和p为2-30，而n是2-20。
通常如上所定义，每个L1和L2独立地为二价C1-20烃链，其中烃链的1-4个亚甲基单元任选并独立地被-O-、-S-、-N(R)-,-C(O)-、-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-SO2-、-SO2N(R)-、-N(R)SO2-、-OC(O)-、-C(O)O-取代；或者二价亚环烷基、亚芳基、杂环烯基、或杂亚芳基，条件是L1和L2都不包含脲或氨基甲酸酯结构。在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-20烯链。在特定实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-10烯链。在特定实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-6烯链。在特定实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-4烯链。示例性的所述L1和L2基团包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基或更高级的二价烷烃。
在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-20烯链，其中链的一个亚甲基单元被-O-代替。在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-10烯链，其中链的一个亚甲基单元被-O-代替。在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-6烯链，其中链的一个亚甲基单元被-O-代替。在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-4烯链，其中链的一个亚甲基单元被-O-代替。示例性的所述L1和L2基团包括-OCH2-、-OCH2CH2-、-OCH2CH2CH2-、-OCH2CH2CH2CH2-、或更高级的二价亚烷基醚。。
在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-20烯链，其中链的至少一个亚甲基单元被-O-代替，以及链的至少一个亚甲基单元被二价亚芳基代替。在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-10烯链，其中链的至少一个亚甲基单元被-O-代替，以及链的至少一个亚甲基单元被二价亚芳基代替。在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-6烯链，其中链的至少一个亚甲基单元被-O-代替，以及链的至少一个亚甲基单元被二价亚芳基代替。在某些实施方案中，每个L1和L2独立地为二价C1-4烯链，其中链的至少一个亚甲基单元被-O-代替，以及链的至少一个亚甲基单元被二价亚芳基代替。示例性的所述L1和L2基团包括-OCH2-亚苯基-、-OCH2CH2-亚苯基-、-OCH2CH2-亚苯基-CH2-、-OCH2CH2CH2CH2-亚苯基-、等。
本领域内的普通技术人员可以理解，由二异氰酸酯与羟基反应得到聚氨酯。类似的，由二异氰酸酯与胺反应得到聚脲。每个所述反应描述如下。
因而，提供的通式I的化合物可以用适合形成氨基甲酸酯和/或脲键的端基官能化是真正明确的。在特定实施方案中，本发明提供通式II的化合物：
其中：
每个Rx和Ry独立地为-OH、-NH2、保护的羟基或保护的胺；
每个X和Y独立地为由一个或多个聚醚、聚酯、聚碳酸酯、和氟代聚合物形成的聚合物或共聚物链；
每个R1、R2、R3、R4、R5、和R6独立地选自一个或多个R、OR、-CO2R、氟代烃、聚醚、聚酯或氟代聚合物；
每个R独立地为氢；任选取代的C1-20脂族；任选取代的基团，其选自苯基；8-10元双环芳香基；4-8元单环饱和或部分不饱和杂环，具有1-2个杂原子，独立地选自氮、氧、或硫；或5-6元单环或8-10元双环杂芳基，具有1-4个杂原子，独立地选自氮、氧、或硫；
每个m、n、和p独立地为2-100；和
每个L1和L2独立地为二价C1-20烃链，其中烃链的1-4个亚甲基单元任选并独立地被-O-、-S-、-N(R)-,-C(O)-、-C(O)N(R)-、-N(R)C(O)-、-SO2-、-SO2N(R)-、-N(R)SO2-、-OC(O)-、-C(O)O-取代；或者二价亚环烷基、亚芳基、杂环烯基、或杂亚芳基，条件是L1和L2都不包含脲或氨基甲酸酯结构。
在某些实施方案中，每个X、Y、m、n、p、L1、L2、R1、R2、R3、R4、R5、和R6如在此所定义和所述。
通常如上所定义，每个Rx和Ry独立地为-OH、-NH2、保护的羟基或保护的胺。在某些实施方案中，Rx和Ry都是-OH。在其他实施方案中，Rx和Ry都是-NH2。在某些实施方案中，Rx和Ry之一是-OH，而另一个是-NH2。
在某些实施方案中，每个Rx和Ry独立地为保护的羟基或保护的胺。所述保护的羟基和保护的胺基基团是本领域内的技术人员熟知的，并且包括T.W.Greene和P.G.M.Wuts发表的“有机合成中的保护基团（Protecting Groups in Organic Synthesis）”，3rd edition,John Wiley&Sons,1999中详细描述的那些，其全部内容在此并入作为参考。示例性保护胺包括氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸9-芴基甲酯(Fmoc)、氨基甲酸9-(2-磺基)芴基甲酯、9-(2,7-二溴)芴基甲酯、氨基甲酸2,7-二叔丁基-[9-(10,10-二氧代-10,10,10,10-四氢噻吨基)]甲酯(DBD-Tmoc)、氨基甲酸4-甲氧基苯甲酰甲酯(Phenoc)、氨基甲酸2,2,2-三氯乙酯(Troc)、氨基甲酸2-三甲基硅烷基乙酯(Teoc)、氨基甲酸2-苯基乙酯(hZ)、氨基甲酸1-(1-金刚烷基)-1-甲基乙酯(Adpoc)、氨基甲酸1,1-二甲基-2-卤代乙酯、氨基甲酸1,1-二甲基-2,2-二溴乙酯(DB-t-BOC)、氨基甲酸1,1-二甲基-2,2,2-三氯乙酯(TCBOC)、氨基甲酸1-甲基-1-(4-二苯基)乙酯(Bpoc)、氨基甲酸1-(3,5-二叔丁基苯基)-1-甲基乙酯(t-Bumeoc)、氨基甲酸2-(2'-和4'-吡啶基)乙酯(Pyoc)、氨基甲酸2-(N,N-二环己基甲酰胺)乙酯、氨基甲酸叔丁酯(BOC)、氨基甲酸1-金刚烷酯(Adoc)、氨基甲酸乙烯酯(Voc)、氨基甲酸烯丙酯(Alloc)、氨基甲酸1-异丙基烯丙酯(Ipaoc)、氨基甲酸肉桂酯(Coc)、氨基甲酸4-硝基肉桂酯(Noc)、氨基甲酸8-喹啉酯、氨基甲酸N-羟基哌啶酯、烷基二硫代氨基甲酸酯、氨基甲酸苄酯(Cbz)、氨基甲酸对甲氧基苄酯(Moz)、氨基甲酸对硝基苄酯、氨基甲酸对溴苄酯、氨基甲酸对氯苄酯、氨基甲酸2,4-二氯苄酯、氨基甲酸4-甲基亚磺酰苄酯(Msz)、氨基甲酸9-蒽基甲酯、氨基甲酸二苯基甲酯、氨基甲酸2-甲基硫代乙酯、氨基甲酸2-甲磺酰基乙酯、氨基甲酸2-(对甲苯磺酰基)乙酯、氨基甲酸[2-(1,3-二噻喃基)]甲酯(Dmoc)、氨基甲酸4-甲基噻吩酯(Mtpc)、氨基甲酸2,4-二甲基噻吩酯(Bmpc)、氨基甲酸2-膦基乙酯(Peoc)、氨基甲酸2-三苯基膦基异丙酯(Ppoc)、氨基甲酸1,1-二甲基-2-氰基乙酯、氨基甲酸间氯对丙烯酰氧基苄酯、氨基甲酸对二氢硼基苄酯、氨基甲酸5-苯并异噁唑甲酯、氨基甲酸2-(三氟甲基)-6-chromonyl甲酯(Tcroc)、间硝基苯基氨基甲酸酯、氨基甲酸3,5-二甲氧基苄酯、氨基甲酸邻硝基苄酯、氨基甲酸3,4-二甲氧基-6-硝基苄酯、氨基甲酸苯基(邻硝基苯基)甲酯、吩噻嗪基-(10)-羰基衍生物、N'-对甲苯磺酰胺羰基衍生物、N'-苯胺硫羰基衍生物、氨基甲酸叔戊酯、S-苄基硫代氨基甲酸酯、氨基甲酸对氰基苄酯、氨基甲酸环丁酯、氨基甲酸环己酯、氨基甲酸环戊酯、氨基甲酸环丙基甲酯、氨基甲酸对癸氧基苄酯、氨基甲酸2,2-二甲氧羰基乙烯酯、氨基甲酸o-(N,N-二甲基甲酰胺)苄酯、氨基甲酸1,1-二甲基-3-(N,N-二乙基甲酰胺)丙酯、氨基甲酸1,1-二甲基丙炔酯、氨基甲酸二(2-吡啶基)甲酯、氨基甲酸2-呋喃甲酯、氨基甲酸2-碘乙酯、氨基甲酸异茨烷基酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸异烟醇酯、氨基甲酸p-(p'-甲氧基苯基偶氮)苄酯、氨基甲酸1-甲基环丁酯、氨基甲酸1-甲基环己酯、氨基甲酸1-甲基-1-环丙基甲酯、氨基甲酸1-甲基-1-(3,5-二甲氧基苯基)乙酯、氨基甲酸1-甲基-1-(p-苯偶氮苯基)乙酯、氨基甲酸1-甲基-1-苯基乙酯、氨基甲酸1-甲基-1-(4-吡啶基)乙酯、氨基甲酸苯酯、氨基甲酸p-(苯基偶氮)苄酯、氨基甲酸2,4,6-三叔丁基苯酯、氨基甲酸4-(三甲铵)苄酯、氨基甲酸2,4,6-三甲基苄酯、甲酰胺、乙酰胺、氯乙酰胺、三氯乙酰胺、三氟乙酰胺、苯基乙酰胺、3-苯基丙酰胺、吡啶酰胺、3-吡啶甲酰胺、N-苯甲酰苯基丙胺酰衍生物、苯甲酰胺、对苯基苯甲酰胺、邻硝基苯基乙酰胺、邻硝基苯氧基乙酰胺、乙酰乙酰胺、(N'-二硫苯甲氧羰基胺基)乙酰胺、3-(p-羟基苯基)丙酰胺、3-(o-硝基苯基)丙酰胺、2-甲基-2-(o-硝基苯氧基)丙酰胺、2-甲基-2-(o-苯偶氮苯基)丙酰胺、4-氯丁酰胺、3-甲基-3-硝基丁酰胺、邻硝基肉桂酰氨、N-乙烯胺基蛋氨酸衍生物、邻硝基苯甲酰胺、o-(苯甲酰氧基甲基)苯甲酰胺、4,5-二苯基-3-噁唑啉-2-酮、N-邻苯二甲酰亚胺、N-二噻丁二酰亚胺(Dts)、N-2,3-二苯基马来酰亚胺、N-2,5-二甲基吡咯、N-1,1,4,4-四甲基二硅烷基四氢吡咯加成物(STABASE)、5-取代的1,3-二甲基-1,3,5-三氮杂环己烷-2-酮、5-取代的1,3-二苄基-1,3,5-三氮杂环己烷-2-酮、1-取代3,5-二硝基-4-吡啶酮、N-甲胺、N-烯丙胺、N-[2-(三甲基硅烷基)乙氧基]甲胺(SEM)、N-3-乙烯胺基丙胺、N-(1-异丙基-4-硝基-2-氧代-3-pyroolin-3-基)胺、季铵盐、N-苄胺、N-二(4-甲氧基苯基)甲胺、N-5-二苯并环庚胺、N-三苯基甲胺(Tr)、N-[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]胺(MMTr)、N-9-苯基氨基芴(PhF)、N-2,7-二氯-9-芴基亚甲基胺、N-二茂铁基甲胺(Fcm)、N-2-吡啶甲胺N'-氧化物、N-1,1-二甲基硫代亚甲基胺、N-苯亚甲基胺、N-对甲氧基苯亚甲基胺、N-二苯基亚甲基胺、N-[(2-吡啶基)间三甲苯]亚甲基胺、N-(N',N'-二甲基氨基亚甲基)胺、N,N'-异亚丙基二胺、N-对硝基亚苯基胺、N-亚水杨基胺、N-5-氯代亚水杨基胺、N-(5-氯-2-羟基苯基)苯基亚甲基胺、N-环己烯基胺、N-(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)胺、N-硼烷衍生物、N-二苯基硼酸衍生物、N-[苯基(五羰基铬-或钨)羰基]胺、N-铜螯合物、N-锌螯合物、N-硝铵、N-亚硝胺、胺N-氧化物、二苯基磷酰胺(Dpp)、二甲基硫代磷酰胺(Mpt)、二苯基硫代磷酰胺(Ppt)、二烷基氨基磷酸酯、二苄基氨基磷酸酯、二苯基氨基磷酸酯、苯亚磺酰胺、邻硝基苯亚磺酰胺(Nps)、2,4-二硝基苯亚磺酰胺、五氯苯亚磺酰胺、2-硝基-4-甲氧基苯亚磺酰胺、三苯甲基亚磺酰胺、3-硝基吡啶亚磺酰胺(Npys)、对甲苯亚磺酰亚胺(Ts)、苯磺酰胺、2,3,6,-三甲基-4-甲氧基苯磺酰胺(Mtr)、2,4,6-三甲氧基苯磺酰胺(Mtb)、2,6-二甲基-4-甲氧基苯磺酰胺(Pme)、2,3,5,6-四甲基-4-甲氧基苯磺酰胺(Mte)、4-甲氧基苯磺酰胺(Mbs)、2,4,6-三甲基苯磺酰胺(Mts)、2,6-二甲氧基-4-甲基苯磺酰胺(iMds)、2,2,5,7,8-五甲基苯并二氢吡喃-6-磺酰胺(Pmc)、甲磺酰胺(Ms)、β-三甲基硅烷乙磺酰胺(SES)、9-蒽磺酰胺、4-(4',8'-二甲氧基萘甲基)苯磺酰胺(DNMBS)、苯甲磺酰胺、三氟甲基磺酰胺、和苯甲酰甲基磺酰胺。
示例性羟基保护基包括甲基、甲氧甲基(MOM)、甲硫甲基(MTM)、叔丁基硫甲基、(苯基二甲基硅烷)甲氧甲基(SMOM)、苯甲氧甲基(BOM)、对甲氧基苯甲氧甲基(PMBM)、(4-甲氧基苯氧基)甲基(p-AOM)、愈创木酚甲基(GUM)、叔丁氧甲基、4-戊烯基氧甲基(POM)、硅氧甲基、2-甲氧基乙氧基甲基(MEM)、2,2,2-三氯乙氧基甲基、双(2-氯乙氧基)甲基、2-(三甲基硅烷)乙氧基甲基(SEMOR)、四氢吡喃基(THP)、3-溴四氢吡喃基、四氢硫代吡喃基、1-甲氧基环己基、4-甲氧基四氢吡喃基(MTHP)、4-甲氧基四氢硫代吡喃基、4-甲氧基四氢硫代吡喃基S,S-二氧化物、1-[(2-氯-4-甲基)苯基]-4-甲氧基哌啶-4-基(CTMP)、1,4-二噁烷-2-基、四氢呋喃基、四氢硫代呋喃基、2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-7,8,8-三甲基-4,7-甲烷基苯并呋喃-2-基、1-乙氧基乙基、1-(2-氯乙氧基)乙基、1-甲基-1-甲氧基乙基、1-甲基-1-苯甲氧乙基、1-甲基-1-苯甲氧-2-氟乙基、2,2,2-三氯乙基、2-三甲基硅烷乙基、2-(苯基硒代)乙基、叔丁基、烯丙基、对氯苯基、对甲氧苯基、2,4-二硝基苯基、苄基、对甲氧苄基、3,4-二甲氧基苄基、邻硝基苄基、对硝基苄基、对卤代苄基、2,6-二氯苄基、对氰基苄基、对苯基苄基、2-甲基吡啶基、4-甲基吡啶基、3-甲基-2-甲基吡啶基N-氧化物、二苯甲基、p,p'-二硝基二苯甲基、5-dibenzosuberyl、三苯甲基、α-萘基二苯甲基、对甲氧基苯基二苯甲基、二(对甲氧苯基)苯甲基、三(对甲氧苯基)甲基、4-(4'-溴代苯甲酰甲氧苯基)二苯甲基、4,4',4"-三(4,5-二氯苯二甲酰亚胺苯基)甲基、4,4',4"-三(氧代戊酰氧苯基)甲基、4,4',4"-三(苯甲酰氧苯基)甲基、3-(咪唑-1-基)双(4',4"-二甲氧苯基)甲基、1,1-双(4-甲氧基苯基)-1'-芘基甲基、9-蒽基、9-(9-苯基)呫吨基、9-(9-苯基-10-氧代)蒽基、1,3-苯并二噻戊烷-2-基、苯并异噻唑S,S-二氧化物、三甲基硅烷基(TMS)、三乙基硅烷基(TES)、三异丙基硅烷基(TIPS)、二甲基异丙基硅烷基(IPDMS)、二乙基异丙基硅烷基(DEIPS)、二甲基叔己基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基(TBDMS)、叔丁基二苯基硅烷基(TBDPS)、三苯甲基硅烷基、三对二甲苯基硅烷基、三苯基硅烷基、二苯基甲基硅烷基(DPMS)、叔丁基甲氧基苯基硅烷基(TBMPS)、甲酸酯、苯甲酰甲酸酯、乙酸酯、氯乙酸酯、二氯乙酸酯、三氯乙酸酯、三氟乙酸酯、甲氧基乙酸酯、三苯基甲氧基乙酸酯、苯氧基乙酸酯、对氯苯氧基乙酸酯、3-苯基丙酸酯、4-氧代戊酸酯(乙酰丙酸酯)、4,4-(亚乙基二硫代)戊酸酯(乙酰丙酰基二硫代乙缩醛)、新戊酸酯、金刚烷酸酯、巴豆酸酯、4-甲氧基巴豆酸酯、苯甲酸酯、对苯基苯甲酸酯、2,4,6-三甲基苯甲酸酯(mesitoate)、碳酸烷基甲酯、碳酸9-芴基甲酯(Fmoc)、碳酸烷基乙酯、碳酸烷基2,2,2-三氯乙酯(Troc)、碳酸2-(三甲基硅烷)乙酯(TMSEC)、碳酸2-(苯磺酰基)乙酯(Psec)、碳酸2-(三苯基膦)乙酯(Peoc)、碳酸烷基异丁酯、碳酸烷基乙烯酯、碳酸烷基烯丙酯、碳酸烷基对硝基苯酯、碳酸烷基苄酯、碳酸烷基对甲氧基苄酯、碳酸烷基3,4-二甲氧基苄酯、碳酸烷基邻硝基苄酯、碳酸烷基对硝基苄酯、硫代碳酸烷基S-苄酯、碳酸4-乙氧基-1-萘酯、二硫代碳酸甲酯、2-碘苯甲酸酯、4-叠氮丁酸酯、4-硝基-甲基戊酸酯、o-(二溴甲基)苯甲酸酯、2-甲酰基苯磺酸酯、2-(甲基硫代甲氧基)乙基、4-(甲基硫代甲氧基)丁酸酯、2-(甲基硫代甲氧基甲基)苯甲酸酯、2,6-二氯-4-甲基苯氧基乙酸酯、2,6-二氯-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯氧基乙酸酯、2,4-双(1,1-二甲基异丙基)苯氧基乙酸酯、氯代二苯基乙酸酯、异丁酸酯、琥珀酸单酯、(E)-2-甲基-2-丁酸酯、o-(甲氧羰基)苯甲酸酯、α-萘酸酯、硝酸酯、烷基N,N,N',N'-四甲基二氨基磷酸酯、烷基N-苯基氨基甲酸酯、硼酸酯、二甲基硫膦基、烷基2,4-二硝基苯亚磺酸酯、硫酸酯、甲磺酸酯、苄基磺酸酯、和甲苯磺酸酯(Ts)。为了保护1,2-或1,3-二醇，保护基团包括亚甲基乙缩醛、亚乙基乙缩醛、1-亚叔丁基缩酮、1-亚苯乙基缩酮、(4-甲氧基苯基)亚乙基乙缩醛、2,2,2-三氯亚乙基乙缩醛、缩丙酮、亚环戊基缩酮、亚环己基缩酮、亚环庚基缩酮、亚苯基乙缩醛、对甲氧基亚苯基乙缩醛、2,4-二甲氧基亚苯基缩酮、3,4-二甲氧基亚苯基乙缩醛、2-硝基亚苯基乙缩醛、甲氧基亚甲基乙缩醛、乙氧基亚甲基乙缩醛、二甲氧基亚乙基原酸酯、1-甲氧基亚乙基原酸酯、1-乙氧基亚乙基原酸酯、1,2-二甲氧基亚乙基原酸酯、α-甲氧基亚苯基原酸酯、1-(N,N-二甲氨基)亚乙基衍生物、α-(N,N'-二甲氨基)亚苯甲基衍生物、2-氧杂亚环戊基原酸酯、二叔丁基亚硅烷基(DTBS)、1,3-(1,1,3,3-四异丙基二亚硅氧烷基)衍生物(TIPDS)、四叔丁氧基二硅氧烷-1,3-二亚基衍生物(TBDS)、环碳酸酯、环硼酸酯、硼酸乙酯和硼酸苯酯。
本领域内的普通技术人员会认可，羟基和氨基保护基团的选择可以使所述基团同时去除（例如，当两个保护基团是对酸易分解和对碱易分解的）。可选的，所述基团可以以分步形式去除（例如，当一个保护剂首先通过一组去除条件去除，而另一个保护剂通过不同组的去除条件随后去除）。本领域内的普通技术人员容易理解所述方法。
在特定实施方案中，本发明提供通式Il-a、II-b、II-c、和Il-d的任一化合物：
其中，每个X、Y、m、n、p、L1、L2、R1、R2、R3、R4、R5、和R6如在此所定义和所述。
以下列出示例性的本发明的三嵌段共聚物：
其中每个m、n、和p如在此所定义和所述。
在某些实施方案中，本发明提供聚合物泡沫，包含：
（a）一个或多个通式I的三嵌段共聚物：
其中，每个X、Y、m、n、p、L1、L2、R1、R2、R3、R4、R5、和R6如所定义和所述；和
（b）其中共聚物在氨基甲酸酯和/或脲键之间具有化学间隔（键合）（即，由指定的键）。
本发明还提供如上所定义的通式I的预成型软链段。在某些实施方案中，本发明提供聚氨酯/脲泡沫，其包含通式I的软链段三嵌段共聚物。
在某些实施方案中，本发明提供粘弹性生物稳定型水发泡泡沫，包含：
（a）一个或多个通式I的三嵌段共聚物：
其中，每个X、Y、m、n、p、L1、L2、R1、R2、R3、R4、R5、和R6如所定义和所述；和
（b）其中共聚物在氨基甲酸酯和/或脲键之间具有化学间隔（键合）（即，由指定的键）。
令人惊奇地发现，包含本发明的三嵌段共聚物的聚氨酯和/或聚脲对胃液稳定。所述使用本发明的三嵌段共聚物制备的聚氨酯和聚脲是粘弹性并对胃液稳定的。在某些实施方案中，提供的粘弹性材料是泡沫。
在特定实施方案中，提供的生物稳定型泡沫对胃液稳定。在某些实施方案中，提供的生物稳定型泡沫在至少一年内对胃液稳定。在某些实施方案中，提供的生物稳定型泡沫在至少3个月、至少4个月、至少5个月、至少6个月、至少7个月、至少8个月、至少9个月、至少10个月、至少11个月、或至少一年内对胃液稳定。测定提供的生物稳定型泡沫的稳定性的方法是本领域内已知的，利用模拟胃液，包括在以下范例中详细描述的那些。
在某些实施方案中，提供的粘弹性泡沫，包含本发明的三嵌段共聚物，特征在于在平衡时吸收小于约30wt%的水。在特定实施方案中，提供的粘弹性泡沫在平衡时吸收小于约5wt%、小于约10wt%、小于约15wt%、小于约20wt%、小于约25wt%、或小于约30wt%的水。本领域内的普通技术人员认可，该化学稳定性（即，在胃液中，从而在非常低的pH下）和疏水性（即，小于约30wt%的吸水率）是显著不同于在例如隐形眼镜的制造中使用的已知硅氧烷聚合物的特征。例如，在隐形眼镜的制造中使用的硅氧烷聚合物需要50-120%的吸水率。
如上所述，本发明提供粘弹性泡沫，其包含本发明的三嵌段共聚物。令人惊奇地发现，提供的泡沫具有高伸长率能力和在拉伸后非常慢地回复的能力。实际上，发现提供的粘弹性泡沫具有约200-1200%的伸长率能力。在某些实施方案中，提供的粘弹性泡沫具有约500%的伸长率能力。
在某些实施方案中，提供的粘弹性泡沫具有约0.1-约1.0MPa的抗张强度。在特定实施方案中，提供的粘弹性泡沫具有约0.25-约0.5MPa的抗张强度。
在某些实施方案中，提供的粘弹性泡沫具有约0.1-约0.6MPa的杨氏模量。在特定实施方案中，提供的粘弹性泡沫具有约0.1-约0.5MPa的杨氏模量。
本领域内的普通技术人员认可，依据提供的泡沫的特别应用所需的物理特征，可以制备各种密度的泡沫。例如，具有较薄的壁的阀需要比具有较厚的壁的阀密度更高的泡沫，以使每个阀具有类似的物理性质（例如，抗张强度等）。因此，在特定实施方案中，提供的粘弹性泡沫的密度为0.1-1.5g/cm3。在特定实施方案中，提供的粘弹性泡沫的密度为0.3-1.2g/cm3。在特定实施方案中，提供的粘弹性泡沫的密度为0.8-0.9g/cm3。在某些实施方案中，提供的粘弹性泡沫的密度为0.5-0.6g/cm3。
在特定实施方案中，本发明提供聚醚-硅氧烷和聚醚-氟代硅氧烷聚氨酯材料，其具有大大降低的弱连接数，如图98和图99所示。这可以通过在聚氨酯反应前形成软链段达到。在以下实例中，使用基于聚二甲基硅氧烷和聚丙二醇的三嵌段共聚物，但是要认可的是，其他三嵌段共聚物，如由聚硅氧烷和聚乙二醇、聚二氟甲基乙二醇、聚三氟甲基乙二醇、聚丙二醇、聚二氟甲基丙二醇、聚丙二醇、聚三氟甲基丙二醇、聚丁二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚四氢呋喃、聚甲醛、聚醚酮、聚醚醚酮及其共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷和更高级的烷基硅氧烷、聚甲基三氟乙基硅氧烷、聚苯基二氟乙基硅氧烷、聚苯基三氟乙基硅氧烷及其共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚（对苯二甲酸乙二醇酯离聚物）（PETI）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚萘二甲酸亚甲基酯（PTN）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘二甲酸丁二醇酯（PBN）和聚碳酸酯形成的那些是可以使用的。
参考图98，由聚硅氧烷和聚丙二醇生产ABA、ABC和BAB形式的共聚物，其使用比氨基甲酸酯/脲更稳定的键进行共价连接。调整该均聚物的分子量和化学特征，以达到具有亲水性/疏水性的适合的平衡的预软链段。不期望受任何特定理论的限制，可以相信，通过使用非氨基甲酸酯键合的三嵌段共聚物代替成分聚合物作为软链段，得到的材料的机械特征和水解稳定性基本上被改善。
在某些实施方案中，本发明提供包含本发明的共聚物的泡沫。该泡沫提供超越固体弹性体的优势，尤其对于胃肠装置应用。所述优势包括强化胃部环境中的生物稳定型、可压缩性、粘弹性和高的“表面积/体积比”。本发明的泡沫配方可以模仿天然胃肠组织的机械特征。
由异质试剂制备生物稳定型水发泡泡沫。
在先工艺描述了通过聚合物链彼此顺序反应制备，得到高分子量固体材料。在所有情况下，在工艺中描述的聚合前体通过氨基甲酸酯/脲键键合在一起，如图97所示。然而，每个氨基甲酸酯/脲键都是可能的降解位置。
在本发明中，我们已经制备了生物稳定型聚氨酯/脲泡沫，通过使用图98中所示的共聚物前体，其具有大大减少的“弱连接”。
聚氨酯反应在历史上已经在单相中实施，这是由于其容易加工。然而，我们通过将物理异质的反应前体组合在一起形成稳定的两相分散体（“油包水”）制成新颖的材料，其而后反应形成泡沫。
实施例
在两个特定实施例中，X和Y全都是被称为聚丙二醇（PPO）的聚醚。其以各种比例分别将聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚三氟丙基甲基硅氧烷配制进共聚物中，如以下通式所述：
配方含有大量其他组分，包括：
支化剂——DEOA
使用二乙醇胺作为支化剂，尽管其有时被称为交联剂。DEOA的分子量为105.14g/mol。DEOA的作用影响最终聚合物的柔软度和弹性。
凝胶催化剂——新十二酸铋（BICAT）
提供产自Shepherd的BiCat8108M作为新十二酸铋。其分子量为722.75g/mol。使用该催化剂促进异氰酸酯和羟基或氨基官能团间完全反应。
发泡催化剂——DABCO33-lv
DABCO是普通发泡催化剂，用于NCO与H2O间的反应。其分子量为112.17g/mol。该催化剂与H2O组合，具有操纵泡沫升起特性的作用。
实施例1
基于三嵌段共聚物预软链段的脂族键合氟代硅氧烷的合成：
这是一个两步过程。在第一步中，硅醇端基聚三氟丙基甲基硅氧烷转化成其二氢化物衍生物。在下一步中，该二氢化物衍生物与烯丙基端基聚丙二醇反应。
合成过程如下：
步骤1：
向一个配有机械搅拌的四颈可分离烧瓶中添加40g硅醇端基聚三氟丙基甲基硅氧烷（FMS-9922from Gelest Inc.），将其与50ml甲苯混合，连续充入氮气。在约20分钟内，向反应混合物中缓慢添加7.57g二甲基氯硅烷（DMCS，源自Sigma Aldrich），保持混合物的温度恒定在30℃。随着每次添加二甲基氯硅烷，混合物变得浑浊，但是在短时间内澄清。一旦完成二甲基氯硅烷的添加，就将混合物加热到90℃保持3小时。而后用过量的水洗涤反应若干次，以降低混合物的酸性。得到的混合物通过硅胶干燥，过滤，在65℃下真空过夜以去掉溶剂和痕量的水。而后得到澄清流体，在红外光谱（IR）中，在2130cm-1处具有非常强的Si-H键，其证明了反应。GPC分析显示分子量为1200g/mol。
步骤2：
在配有机械搅拌的四颈可分离烧瓶中，向90ml试剂级甲苯中添加46.67g烯丙基端基聚丙二醇（MW=700g/mol,Jiangsu GPRO Group Co.），而后加热至回流。而后，将40g氢化物封端的FMS-9922溶解在50ml试剂级甲苯中，升温至约90℃。而后向反应混合物中加入2滴六氯铂（IV）酸（0.01M H2PtCl6，源自Sigma）在异丙醇（源自Merck）中的溶液。在该催化剂溶液添加后，混合物回流1小时，蒸馏出溶剂，以得到最终产物。反应后，进行H-NMR，凝胶渗透色谱（GPC）确证最终分子量为2700g/mol。
表1.得到的聚合物的嵌段比
反应产物的化学计量比：
聚合物嵌段 PO F-SiO PO
m n p
比例 11 9.7 11
实施例2
基于三嵌段共聚物预软链段的脂族键合二甲基硅氧烷的合成：
在配有机械搅拌的可分离烧瓶中，向130ml试剂级甲苯中添加64g烯丙基端基聚丙二醇（MW=700g/mol,Jiangsu GPRO Group Co.），而后将两者混合并加热至回流。而后，将40g氢化物封端的聚二甲基硅氧烷（Silmer H Di10，源自Siltech Corp.）溶解在50ml试剂级甲苯中，升温至约90℃。向反应混合物中加入2滴六氯铂（IV）酸（0.01M H2PtCl6，源自Sigma）在异丙醇（源自Merck）中的溶液。在该催化剂溶液添加后，混合物回流1小时，蒸馏出溶剂，以得到最终产物。反应后，进行H-NMR，凝胶渗透色谱（GPC）确证最终分子量为2300g/mol。
表2.聚合物的嵌段比
反应产物的化学计量比：
聚合物嵌段 PO SiO PO
m n p
比例 11 11 11
实施例3
基于三嵌段共聚物预软链段的脂族键合硅氧烷的合成：
向配有机械搅拌的100ml可分离烧瓶中，添加15g羟基端基聚二甲基硅氧烷（DMS-S14,源自Gelest Inc.）与5.36g二氯对二甲苯（源自Sigma）以及0.0089g乙酰丙酮铜（II）（Cu(Acac)2，源自Sigma）。反应混合物在110℃下回流5hr。此时，滴加19.77g羟基端基聚丙二醇（源自Sigma），而后将反应混合物再回流15hr。反应过程后，进行1H-NMR，通过凝胶渗透色谱（GPC）测定最终分子量为3000g/mol。
H-NMR分析：用于1H-NMR分析的溶剂为CDCl3。
芳香H=7.25-7.45ppm,-CH2=4.5-4.6ppm,-CH3(PPO)=1-1.4ppm,-CH2(PPO)=3.2-3.8ppm,-OH(PPO)=3.8-4ppm,-CH3(硅醇)=0.5-0.8ppm。
表3.得到的聚合物的嵌段比
反应产物的化学计量比：
聚合物嵌段 PO SiO PO
m n p
比例 14 15.5 14
实施例4
基于三嵌段共聚物预软链段的芳香族键合氟代硅氧烷的合成：
向配有机械搅拌的100ml可分离烧瓶中，添加15g羟基端基聚三氟甲基硅氧烷（FMS-9922,源自Gelest Inc.）与5.9g二氯对二甲苯（源自Sigma）以及0.0098g乙酰丙酮铜（II）（Cu(Acac)2，源自Sigma）。反应混合物在110℃下回流5hr。此时，向反应混合物中滴加21.75g羟基端基聚丙二醇（源自Sigma）。将反应混合物再回流15hr。反应过程后，进行1H-NMR，并通过凝胶渗透色谱（GPC）测定分子量为3100g/mol。
1 H-NMR分析：用于 1H-NMR分析的溶剂为CDCl3。
芳香1H=7.25-7.45ppm,-CH2=4.5-4.6ppm,-CH3(PPO)=1-1.4ppm,-CH2(PPO)=3.2-3.8ppm,-OH(PPO)=3.8-4ppm,-CH3(硅醇)=0.5-0.8ppm。
表4.聚合物的嵌段比
反应产物的化学计量比：
聚合物嵌段 PO FSiO PO
m n p
比例 14 9.2 14
实施例5
水发泡泡沫的制备：
制备的预软链段可以描述为具有聚合物嵌段比，其由字母m、n和o分别在数字上代表成分PO/SiO/PO。在实施例1和2中制备的三嵌段共聚物具有特定的m、n、o比，将其配进表7所示的聚氨酯/脲泡沫中。
制备泡沫的方法为两步过程。以下描述了表7中的第一产物的制备方法。相同的程序用于制备表8中描述的其他泡沫。
步骤1）首先在塑料平底容器中，用0.041g DABCO LV-33(Airproducts)、0.120g新十二酸铋（Bicat8108M，源自Shepherd chemicals）、0.467g二乙醇胺（DEOA,源自Sigma）、7.91g合成的嵌段共聚物、0.200g水和0.1g表面活性剂（Niax L-618，源自Airproducts）制成混合物。而后手动彻底搅拌30秒，直到得到均一混合物。
步骤2）向上述混合物中，添加15g二异氰酸酯预聚物（PPT95A Airproducts）。而后通过机械搅拌彻底混合约5秒。而后将材料模塑并在70℃下固化2.5小时，并在50℃下后固化另外3小时。
表5.泡沫的配方细节
配方识别 聚合物嵌段（PO/SiO/PO）比m:n:p DABCO BICAT DEOA H2O
VF230209A 11:11:11 0.0325 0.015 0.40 1.0
VF090309B 11:9:11 0.0325 0.015 0.40 1.0
实施例6
由三嵌段共聚物预软链段和单独的均聚物配制的水发泡泡沫的对比实施例：
实施例5的聚氨酯/脲聚合物泡沫与由化学计量等当量的均聚物软链段制成的泡沫对比。具有图100显示的基于软链段（VF130309和VF190309）的均聚物的泡沫制备如下（VF130309）：
步骤1）首先用0.041g DABCO LV-33(Airproducts)、0.120g新十二酸铋(Bicat8108M，源自Shepherd chemicals)、0.467g二乙醇胺(DEOA,源自Sigma)、3.056g聚二甲基硅氧烷二醇(DMS-sl4Gelest Inc.)、1.633g聚丙二醇(Mw=700g/mol)、0.200g水和0.1g表面活性剂(Niax L-618，产自Airproducts)制成混合物。将其添加到塑料平底容器中，手动彻底搅拌30sec，知道得到均一混合物。
步骤2）向上述混合物中，添加15g二异氰酸酯预聚物（PPT95A Airproducts）。而后通过机械搅拌彻底混合5秒。而后将材料模塑并在70℃下固化2.5小时，并在55℃下后固化另外3小时。
将本实施例中的泡沫制成哑铃状，用于拉伸测试。图100和101说明了对比材料间的机械行为的不同，表明三嵌段共聚物预软链段的有利的模数降低。
实施例7
三嵌段共聚物软链段对均聚物软链段的对比稳定性
以与实施例4中使用的材料相同的方式制备拉伸测试样品，对其进行模拟胃液中的加速老化（依照美国药典，“USP”）。用预合成的三嵌段共聚物软链段制成的材料相比于图90中所示的氨基甲酸酯/脲键合均聚物等价物，呈现出在胃液中基本上改善的机械稳定性。这促进了该材料在消化和更特别是胃部环境中长时间的使用。
实施例8
水发泡泡沫的制备
还用各种PO/EO/SiO聚合物嵌段比制成了若干水发泡聚氨酯/脲泡沫。使用上述制备泡沫的方法。
表6.结合含有共聚物预软链段的水发泡配方
表6中描述的配方的结果见表7。
表7.表5的泡沫的机械测试结果
实施例9
应用实施例
历史上还没有用特定设计的材料制成的在胃肠系统中使用的装置。在胃部腐蚀环境中应用的现成材料具有有限的生物稳定性，通常在短时间后丧失其官能性。
本发明的泡沫可以用于生产我们的US2007-0198048A中描述的类型的阀，其全部内容在此并入作为参考。阀具有打开位置和关闭位置。阀具有近端和远端。当吞咽（液体或固体）动作拉伸孔周长100%-3000%时，阀材料可以从近端方向打开。打开的孔任选在延长的时间周期期间非弹性地关闭，从而模拟了身体的自然反应。关闭需要的持续时间可以是2-15sec。当气体、液体或固体超过25cmH2O-60cmH2O的预定力时，材料会从远端拉伸100%-300%。在某些实施方案中，在平衡时，材料吸收小于其自身质量15%的水。在某些实施方案中，在平衡时，材料损失（泄露）小于其自身质量3%的水或醇。在某些实施方案中，当在pH1.2的模拟胃液中浸泡30天后，材料损失小于10%的拉伸强度。在某些实施方案中，当在pH1.2的模拟胃液中浸泡30天后，阀材料损失小于25%的其%伸长率。
实施例10
阀功能测试
健康的下食道括约肌（LES）保持关闭，直到个体通过吞咽诱导肌肉松弛，从而使食物沿前进方向穿过。另外，当个体打嗝或呕吐时，在胃部产生足够的倒退方向的压力，以克服阀。当置于身体中时，抗反流阀必须能够有此功能，从而实施简单的功能测试以评价性能。
已经报道，胃底折叠术后的病人具有22-45mmHg的屈服压力，大多数胃部屈服压力高于40mmHg的病人经历打嗝问题。参见“屈服压力、贲门解剖和胃-食管反流（Yieldpressure,anatomy of the cardia and gastro-oesophageal reflux）”Ismail,J.Bancewicz,J.Barow British Journal of Surgery.Vol:82,1995,943-947页。因此，为了促进打嗝但防止反流，40mmHg（550mmH2O）的绝对上限GYP值是合理的。还报道了具有明显食道炎的病人全部具有15mmHg以下的胃部屈服压力值，从而，选择性地靶向超过15mmHg的最小胃部屈服压力值是好理由。参见相同的文献。适合的最小胃部屈服压力值为15mmHg+25%误差幅度，从而得到最小有效阀屈服压力值18.75mmHg或155mmH2O。
测试设备由如图103所示的1m高的垂直管以及设计为容纳要测试的阀的外壳构成，其中管与蠕动泵连接。
将要测试的阀置于37℃的水浴中30分钟，使其温度平衡。一旦阀的温度达到平衡，就将其安装到外壳中，使得阀的远端关闭端朝向测试设备的内侧。而后将泵开启至800ml/min的速率，开始填充垂直管。升起的水柱表示迫使阀最初闭合的压力。随着柱内的压力上升，阀达到其翻转点，允许水流过。而后记录被称为屈服压力的该点，并重复测试四次。
实施例11
材料加速老化的基本原理
模拟临床条件
正常病人的下食道可以周期性地处于胃部的酸性内容物中，而不会有任何不利的副作用。然而，由于处于胃部内容物的增加，具有胃炎食道反流疾病的病人经历下食道黏膜的损坏。在临床上，通常使用专用pH测量设备测量下食道对酸性胃部内容物的暴露。典型的程序包含在24小时周期中测量pH。由六个临床参考中得到的在病理反流疾病病人中的酸暴露水平概述于表8中。参见DeMeester TR、Johnson LF、Joseph GJ等人发表的“健康和疾病中的胃食管反流的模式（Patterns of Gastroesophageal Reflux in Health andDisease）”Ann.Surg.Oct1976459-469；Pandolfmo JE、Richter JE、Ours T等人的“使用无线系统的非固定食道pH监控（Ambulatory Esophageal pH Monitoring Using a WirelessSystem）”Am.J.Gastro2003;98:4；Mahmood Z,McMahon BP,Arfin Q等人的“用于胃食管反流疾病的内窥镜胃形成术的结果：一年追踪（Results of endoscopic gastroplasty forgastroesophageal reflux disease:a one year prospective follow-up）”Gut2003;52:34-9；Park PO、Kjellin T、Appeyard MN等人“用于GERD治疗的内窥镜胃形成术缝合术的结果：多中心试验（Results of endoscopic gastroplasty suturing for treatment ofGERD:a multicentre trial）”Gastrointest endosc2001;53:AB115；Filipi CJ、LehmanGA、Rothstein RI等人“用于GERD治疗的经鼻进路弹性内窥镜缝合术：多中心试验（Transoral flexible endoscopic suturing for treatment of GERD:a multicentertrial）”Gastro intest endosc2001;53416-22；和Arts J、Slootmaekers S、Sifrim D等人的“在GERD病人对PPI治疗的难治愈性中内窥镜贲门缝合术（折叠术）（Endoluminalgastroplication(Endocinch)in GERD patient's refractory to PPI therapy）”Gastroenterology2002;122:A47。
表8.反流疾病病人的酸暴露概述
调查人 病人数 详细说明 %24h＜pH4
DeMeester 54 组合反流者 13.5
Pandolfino 41 Gerd 6.5
Mahmood 21 Gerd 11.11
Park 142 Gerd 8.5
Filipi 64 Gerd 9.6
Arts 20 Gerd 17
平均值 11.035
关键临床参数
考虑到下食道暴露在酸性pH下，暴露时间平均为1%的测量周期，加速老化方法可以容易地设想。测试材料对胃液内容物（或者USP模拟胃液——参考USP药典）的恒定暴露在老化速率上表现出几乎十倍的增长。因此，模拟下食道对胃部内容物的一年的暴露需要的时间通过等式1描述。
等式1
临床原理
在37℃下，在USP模拟胃液中浸泡40.27天的测试样品将对下食道暴露于GERD病人的情况中的酸性胃部内容物中一年进行评价。
模拟暴露 试剂时间
1年 40.28天
2年 80.56天
3年 120.84天
由本发明的粘弹性泡沫制备的阀的加速稳定性结果在图104和105中描述。
尽管我们已描述了本发明的许多实施例，但明显的是，我们的基本实施例可被修改以提供使用本发明的化合物和方法的其它实施方案。因此，要认可的是，本发明的范围应该由所附权利要求定义，而非由作为实施例表示的特定实施方案定义。
在此详细描述并表示了本发明的各种特征。除了在其它实施方案中描述的特征之外和/或作为在其它实施方案中描述的特征的替换，可使用参照一个实施方案描述的合适的特征。
本发明不限于在前文描述的实施方案，这些实施方案可在细节上改变。

Claims (12)

1.一种泌尿装置，其包含：
泌尿阀，位于病人的膀胱中；和
阀支撑杆，位于病人的尿道中，所述阀支撑杆包含用于至少部分地延伸穿过尿道的通常管状的支撑件，阀位于该支撑件的膀胱端，以及
膀胱保持器，用于使阀定位在膀胱中，所述膀胱保持器包含从支撑杆沿径向向外延伸的喇叭状部分，
所述阀具有粘弹性聚合物泡沫材料，所述阀包含多个阀瓣，阀具有位于阀瓣之间的接合的区域，阀瓣在正常关闭结构中在接合的区域咬合，并且阀瓣在用于经过阀的流体流的打开结构中在接合区域分离，
阀具有用于防止来自膀胱的液流的正常关闭结构和用于经过阀的流体流的打开结构，阀可响应在预设时间内施加的预设流体压力，而自动地从关闭结构移动到打开结构。
2.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，所述膀胱保持器具有与支撑件的材料相同的材料，在一种情况下所述膀胱保持器、支撑件和阀被一体地模制成型。
3.如权利要求1所述的泌尿装置，其包含用于膀胱保持器的加固设备，所述膀胱保持器加固设备具有形状记忆材料。
4.如权利要求1所述的泌尿装置，其包含尿道保持器，用于防止该泌尿装置移动。
5.如权利要求4所述的泌尿装置，其中，所述尿道保持器包含金属拉环，所述尿道保持器包含压缩材料的球茎状区域。
6.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，所述阀瓣响应流体压力在关闭结构和打开结构之间移动时外翻。
7.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，所述阀在流体流经阀时保持打开，而无需用户施加泌尿压力。
8.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，当经过阀的液流基本上停止时，阀返回到关闭结构。
9.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，所述阀在从关闭结构移动到打开结构时外翻，在一种情况下所述阀在从打开结构返回到关闭结构时恢复原状。
10.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，所述阀包含至少三个阀瓣。
11.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，所述阀包含主体，主体具有限定铰链的区域，围绕该铰链，阀主体的一部分可在关闭结构和打开结构之间移动，所述阀包含加固设备，在一种情况下所述铰链区域至少部分地被限定为与加固设备相邻。
12.如权利要求1所述的泌尿装置，其中，所述泌尿装置包含抗菌涂层。
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