CN115916274A - 防污可植入材料及制作方法 - Google Patents

Abstract

公开了防污可植入材料和制作防污可植入材料的方法。防污可植入材料包括聚合物加固层、包含保护性聚合物膜的中间层，和包含离子聚合物的外层。防污可植入材料可以具有与身体组织特性相容的化学和/或物理特性。防污可植入材料可以用于可植入医疗设备，诸如人工心脏瓣膜和血管移植物等等。

Description

防污可植入材料及制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月22日提交的美国专利申请63/055,293的权益，其全部内容通过引用并入用于所有目的。

技术领域

本公开涉及防污可植入材料和制作防污可植入材料的方法。

背景技术

用动物源性心包组织建造的可植入假体(诸如人工心脏瓣膜、血管移植物)的一个主要方面是与耗时的组织处理技术有关的挑战。此外，动物来源的组织可以具有高度可变的厚度、柔软度和机械性能中的一个或多个。这种可变性可能导致极低的产量，和/或在制造期间的额外的昂贵和冗长的质量检查点。

心包是环绕心脏的机械性强的双层膜。心包组织由非常紧凑的纤维状胶原蛋白层和薄的弹性纤维组成，它们彼此之间都是通过化学键相互连接的。心包的纤维化性质使其具有令人难以置信的强度，并且胶原蛋白的柔软和亲水结构创造了适合于细胞增殖的环境。

心包组织的缺点促使对于包含其积极特性，同时克服消极影响的材料的寻找，例如，合成材料。合成小叶材料(SLM)的问题是宿主免疫反应导致SLM的纤维化，从而显著限制了小叶的性能和寿命。SLM的表面理化特性在调节纤维化反应中起着重要作用。

发明内容

本公开涉及防污可植入材料，以及包含防污可植入材料的可植入医疗设备。还公开了制作防污可植入材料的方法。

在一些实例中，防污可植入材料包括(i)加固层，其包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，加固层具有第一表面和相对表面；(ii)中间层，其包括附接到第一表面的至少一部分的保护膜，保护膜包括保护性聚合物；和(iii)外层，其包括接枝到中间层的暴露表面的离子聚合物。

在前述或下列任何实例中，聚合丝可以(i)随机定向，(ii)单向对齐，(iii)形成交织网，(iv)形成片层内网，(v)形成针织材料，或(vi)加捻成纱线，然后按照(i)-(v)中的任何一个所描述的排列。在前述或下列任何实例中，丝状聚合物可以包括天然或合成聚合物。在一个实例中，丝状聚合物是生物稳定的。在另一个实例中，丝状聚合物是可生物降解的。在前述或下列任何实例中，聚合丝可以包括核心和围绕核心的壳，其中核心包含丝状聚合物，并且壳包含壳聚合物。壳聚合物可以是可生物降解的聚合物或生物稳定的聚合物。在上述任何实例中，聚合丝可以具有在0.001μm至2000μm的范围内的平均直径。在一些实例中，聚合丝是具有在0.001μm至50μm的范围内的平均直径的纳米丝或微丝。在前述或下列任何实例中，加固层可以具有在25-500μm的范围内的厚度，在50-800N的范围内的爆裂强度，在50-800N的范围内的抗张强度，或其任意组合。

中间层包括附接到加固层第一表面的至少一部分的保护膜，保护膜包含保护性聚合物。保护性聚合物可以是生物稳定的聚合物或可生物降解的聚合物。在前述或下列任何实例中，中间层可以进一步包含附接到加固层的相对表面的至少一部分的第二保护膜，第二保护膜包括保护性聚合物。在前述或下列任何实例中，中间层可以具有(i)在0.1-100μm的范围内的平均厚度，(ii)在10A-80A的范围内的硬度计肖氏硬度，(iii)在1-50N/mm²的范围内的弯曲模量，(iv)在10-60N/mm²的范围内的干极限抗张强度，(v)在5-40N/mm²的范围内的湿极限抗张强度，或(vi)(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)的任意组合。

外层包括接枝到中间层的暴露表面的离子聚合物。离子聚合物可以是阴离子聚合物、阳离子聚合物或两性离子聚合物。在一些实例中，离子聚合物是聚两性电解质或聚甜菜碱。在前述或下列任何实例中，外层可以具有在0.001-25μm的范围内的平均厚度。

制作防污可植入材料的方法的实例包括在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层，加固层包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，并且保护膜包含保护性聚合物；以及通过将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面上来形成外层。在一些实例中，中间层进一步包括在加固层的相对表面的至少一部分上的第二保护膜，第二保护膜包括保护性聚合物。

在前述或下列任何实例中，方法进一步可以包括形成加固层。在前述或下列任何实例中，方法还可以包括形成多个聚合丝。在一些实例中，形成聚合丝包括形成包含丝状聚合物的核心和围绕核心的壳，壳包含壳聚合物。

在前述或下列任何实例中，形成包括保护膜的中间层可以包括将保护膜附接到加固层的第一表面的至少一部分。在一些实例中，形成包括保护膜的中间层进一步包括形成保护膜。保护膜可以被形成，然后附接到加固层。可选地，保护膜可以在加固层的表面上原位形成。

在前述或下列任何实例中，将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面上可以包括用包含离子聚合物的溶液涂覆暴露表面以形成涂覆了离子聚合物的材料；并且干燥涂覆了离子聚合物的材料以提供防污可植入材料。在一些实例中，离子聚合物是两性离子聚合物。

前述和其他目的、特征和优点将从下列详细描述中变得更加明显，该详细描述参照附图进行。

附图说明

专利或申请文件至少含有一张以彩色进行的附图。本专利或专利申请出版物的有彩色附图的副本将由专利局应要求提供，并支付必要的费用。

图1是显示可植入材料的一个实例的示意图。

图2A-2F显示了聚合丝的几种加固层布置：图2A是显示随机定向的丝的示意图；图2B是显示单向对齐的丝的示意图；图2C是显示包含丝的片层内网的示意图；图2D是显示包含丝的交织网的示意图。图2E是包含丝的针织材料的显微镜图像；图2F是由包含多个聚合丝的纱线纤维针织的材料的扫描电子显微镜图像。

图3是显示聚合丝的一个实例的示意图，该聚合丝包括核心纤维和围绕核心纤维的壳。

图4A和4B是包括具有聚(乳酸)核心和聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯(PCU)壳的编织纤维的加固层的显微镜图像(图4A)，和包括夹在两个热塑性PCU保护膜之间的加固层的合成小叶材料的显微镜图像(图4B)。

图5A和5B是由包括具有聚(对苯二甲酸亚乙酯)(PET)核心纤维和水解PET壳的丝的纱线针织的加固层的显微镜图像(图5A)，和通过浸涂加固层形成的包括加固层与热塑性PCU保护膜的合成小叶材料的显微镜图像(图5B)。

图6是由包含PET丝的纱线针织的加固层的显微镜图像。

图7A和7B是比较PET布(SLM-1)和固定心包组织(平均组织)的爆裂强度(图7A)和抗张强度(图7B)的图表。

图8A和8B是针织加固层的显微镜图像，该加固层包括具有聚(对苯二甲酸亚乙酯)(PET)核心和水解PET壳的丝(上半部分)以及覆盖部分加固层的热塑性PCU保护膜(下半部分)(图8A，30倍放大倍率)；图8B显示了图8A的PCU覆盖的加固层(右半部分)，以及覆盖有两层PCU保护膜的加固层(左半部分)(100倍放大倍率)。

图9A–9C是下列情况的加固层的扫描电子显微镜(SEM)图像：用127μm热塑性PCU薄膜完全覆盖针织加固层，针织加固层包括具有PET核心纤维和水解PET壳的丝(图9A，103倍放大倍率)；未涂覆的加固层(左侧)，其部分涂覆有127μm热塑性PCU薄膜(右侧)(图9B，100倍放大倍率)；以及用127μm热塑性PCU薄膜部分覆盖加固层，在覆盖上存在缺陷(图9C，75倍放大倍率)。

图10是钙化和清洁外植的PET-PCU合成小叶材料样品在体内钙化兔研究之后的X射线图像。

图11A–11C是包括PET核心-壳丝和热塑性PCU保护膜的合成小叶材料(SLM)的能量色散X射线光谱(EDS)/SEM分层图像(图11A)、碳图像(图11B)和氧图像(图11C)。

图12A–12D是包括PET核心-壳丝和涂覆有2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱的热塑性PCU保护膜的SLM的EDS/SEM分层图像(图12A)、碳图像(图12B)、氧图像(图12C)和磷图像(图12D)。

图13显示了包括PET核心-壳丝以及有和没有包含2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱的涂层的热塑性PCU保护膜的SLM的FTIR光谱。

图14是根据一个实例的示例性经导管人工心脏瓣膜的透视图。

图15是根据一个实例的示例性外科人工心脏瓣膜的透视图。

具体实施方式

本公开涉及防污可植入材料和制作防污可植入材料的方法的实例。在一些实例中，防污可植入材料包括加固层、包括保护膜的中间层和包括接枝到中间层的离子聚合物的外层。公开的防污可植入材料的一些实例可用于可植入医疗设备，诸如人工心脏瓣膜和/或血管移植物。与不包括外层的类似可植入材料相比，该防污可植入材料可以表现出减少的纤维化、均裂和/或免疫原性反应。

I.定义和缩写

提供下列术语和缩写的解释是为了更好地描述本公开，并在本公开的实践中指导本领域普通技术人员。如本文中使用的，“包括(comprising)”意味着“包含(including)”并且单数形式“一个(a)”或“一种(an)”或“该(the)”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。术语“或(or)”指的是所陈述的可选元素的单个元素或两个或多个元素的组合，除非上下文另有明确说明。

除非另有解释，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。尽管在本公开的实践或测试中可以使用与本文中描述的那些方法和材料相似或相当的方法和材料，但合适的方法和材料在下面描述。材料、方法和实例只是说明性的并且不意欲是限制性的。从下列详细描述和权利要求书中可以看出本公开的其他特征。

除非另有指出，否则数值范围的公开应理解为指的是范围内的每个离散点，包含端点。除非另有说明，否则如说明书或权利要求中使用的表示组分的数量、分子量、百分比、温度、时间等的所有数字均应理解为由术语“约(about)”修饰。因此，除非另有隐含或明确地说明，或者除非上下文被本领域普通技术人员正确理解为具有更明确的结构，否则所阐明的数值参数是近似值，其可以取决于所寻求的期望的性质和/或在如本领域普通技术人员已知的标准测试条件/方法下的检测极限。当直接和明确地将实例与所讨论的现有技术区分开来时，除非陈述了单词“约(about)”，否则实例数字不是近似值。

尽管本文中阐明了各种部件、参数、操作条件等的替代方案，但这并不意味着那些替代方案必须是等效的和/或性能同样好。除非另有说明，否则也不意味着替代方案按优选的顺序列出。

化学中常用术语的定义可以在Richard J.Lewis,Sr.(ed.)，Hawley’s CondensedChemical Dictionary，由John Wiley&Sons,Inc.出版，2016(ISBN 978-1-118-13515-0)中找到。

为了促进本公开的各种实例的审查，提供了下列具体术语的解释：

可生物降解的：如本文中使用的，术语可生物降解的意味着能够在体内被分解或破坏。

生物稳定的：如本文中使用的，术语生物稳定的意味着在体内保持化学稳定性。

共聚物：由两种或多种不同单体的聚合形成的聚合物。

高弹体：如由IUPAC定义的，高弹体是表现橡胶样弹性的聚合物。可以用施加力来拉伸并在释放时恢复其原始形状的聚合物。

丝：线状结构，纤维。除非另有规定，否则本文中使用的术语“微丝”指的是具有1μm至100μm的平均直径的丝。术语“纳米丝”指的是具有小于1μm的平均直径的丝。

水凝胶：聚合链的交联三维网络，其能够在其三维网络中吸收和保留分子(例如，水、极性溶剂、非极性溶剂、液体形式的药物等)。形成水凝胶的聚合链在其聚合结构中包括一个或多个亲水官能团，诸如氨基(NH₂)、羟基(OH)、酰胺(-CONH-、-CONH₂)、硫酸根(-SO₃H)或其任意组合，并且可以是基于天然聚合或合成聚合的网络。

水解：通过与水反应而分解。大分子(例如聚合物)的水解可以是部分的或完全的。例如，纤维素可以水解形成较小的多糖和/或葡萄糖。

膜：合成或天然材料的薄而柔韧的片。如这里使用的，术语保护膜指的是至少在一段时间内抑制底层材料的生物降解的膜。

网：由丝或纱线的网络制成的松散质地的针织、编织或打结材料。

单体：可以反应并结合形成聚合物的分子或化合物，通常含有碳。

MPC：2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱

PCU：聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯或聚碳酸酯-聚氨酯

PET：聚(对苯二甲酸亚乙酯)

PGS：聚(癸二酸甘油酯)

PGSU：聚(癸二酸甘油酯)/热塑性聚氨酯

聚两性电解质：在聚合物内的不同单体上具有阴离子和阳离子基团的聚合物。

聚甜菜碱：包括甜菜碱单体的聚合物。甜菜碱单体包括阴离子和阳离子基团两者。

聚合物：经由化学反应(例如聚合)形成的重复结构单元(例如单体)的分子。

保护性聚合物：如本文中使用的，术语保护性聚合物指的是在至少一段时间内抑制底层材料的生物降解的聚合物。

SLM：合成小叶材料

受试者：经受治疗、观察或实验的动物(人类或非人类)。

热塑性：指的是能够多次被加热和软化的塑料。

TPU：热塑性聚氨酯

UPy：脲基嘧啶酮

纱线：由多个纤维或丝组成的连续的、通常被合叠的股。

两性离子：具有单独的带正电荷和带负电荷基团的分子或离子。

II.防污可植入材料

术语“污垢”指的是在植入材料的至少一部分表面上的非特异性蛋白质吸收。这些蛋白质可导致细胞反应，包括细胞附着、伤口愈合、炎症、包封或这些反应的任意组合。“防污”材料减少或消除至少一些非特异性蛋白质吸收。防污材料的一些实例表现出选择性的蛋白质吸收，例如，促进细胞附着而不触发炎症、免疫反应、包封或成纤维细胞增殖的至少一种的蛋白质。防污材料的一些实例表现出减少的血管翳形成和减少的钙化中的至少一种。在一些实例中，防污材料在肌内植入后至少90天内没有表现出钙化，如X射线或电感等离子体质谱分析所证明的那样。

公开了防污可植入材料的实例。在一些实例中，如图1所示，防污可植入材料100包括包含多个聚合丝112的加固层110，加固层具有第一表面114和相对表面116。在图1的实例中，聚合丝112被编织以形成布。包括保护膜120的中间层被设置在第一表面114的至少一部分上方或附接于第一表面114的至少一部分。在某些实例中，中间层进一步包括设置在相对表面116的至少一部分上方或附接于相对表面116的至少一部分的第二保护膜122。防污可植入材料100进一步包括外层，该外层包含接枝到保护膜120的暴露表面上的离子聚合物130。离子聚合物也可以被接枝到第二保护膜122的暴露表面(图1的视图中未示出)。

加固层110包括包含丝状聚合物的多个聚合丝112。聚合丝112可以以几种不同的方式排列以形成加固层110。在如图1和图2A所示的一种布置中，聚合丝被随机定向以形成包含缠结丝的加固层。在另一种布置(图2B)中，聚合丝单向对齐。在又一种布置(图2C)中，聚合丝形成包含多个片层的片层内网，其中每个片层中的聚合丝具有共同延伸方向，并且相邻片层中的聚合丝在不同延伸方向上定向。在仍然另一种布置(图2D)中，聚合丝形成交织网，该交织网包括具有第一共同延伸方向的第一多个聚合丝与具有第二共同延伸方向的第二多个聚合丝交织，第二共同延伸方向正交于第一共同延伸方向。在另一种布置(图2E)中，聚合丝被针织以形成针织材料。在一些实例中，聚合丝被加捻成包含多个聚合丝的纱线纤维113(见图2F)。纱线纤维随后可以(i)随机定向以形成包含随机定向的、缠结的纱线纤维的材料，(ii)单向对齐，(iii)编织以形成交织网，(iv)对齐以形成包括多个片层的片层内网，或(v)针织以形成针织材料(图2F)。

在前述任何实例中，丝状聚合物可以包括生物稳定的聚合物或可生物降解的聚合物。聚合物可以是合成聚合物或天然聚合物。在一些实例中，丝状聚合物包括聚氨酯、聚醚酮、聚对(苯二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷、芳香族聚烯烃、脂肪族聚烯烃、聚酰胺、甘油-酯聚合物、聚羧酸、聚砜、多糖、多胺、聚氨基酸、多肽或其任意组合。合适的聚氨酯包括聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯和聚碳酸酯聚氨酯。术语聚醚聚氨酯、聚醚-氨基甲酸乙酯和基于聚醚的聚氨酯可互换使用。同样地，术语聚碳酸酯聚氨酯、聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯和基于聚碳酸酯的聚氨酯可互换使用。示例性聚酰胺包括尼龙。示例性聚羧酸包括聚乳酸和聚(乳酸-共-乙醇酸)。合适的多糖包括但不限于几丁质、纤维素、透明质酸、软骨素和软骨素-4-硫酸盐。合适的多肽包括但不限于蚕丝和明胶。在某些实例中，丝状聚合物包括聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚(癸二酸甘油酯)、聚乙烯、聚丙烯、壳聚糖、纤维素、胶原蛋白、蚕丝(silk)、纤维蛋白、明胶及其组合。在一个实例中，丝状聚合物是可生物降解的聚合物，例如聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、多糖(例如壳聚糖、纤维素)、聚氨基酸、多肽(例如，蚕丝、明胶)、聚(癸二酸甘油酯)或其组合。在另一个实例中，丝是生物稳定的聚合物，例如聚氨酯、聚酯、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚碳酸酯、聚硅氧烷、芳香族聚烯烃、脂肪族聚烯烃或其组合。在独立实施中，丝状聚合物包括生物稳定的聚合物和可生物降解的聚合物的组合，例如蚕丝和聚酯的组合。

在一些实例中，如图3所示，聚合丝112包括包含丝状聚合物的核心116和围绕核心的壳118，其中壳包含壳聚合物。壳可以是无纺布材料。在一个实例中，壳聚合物具有与丝状聚合物不同的化学组成。在另一个实例中，壳聚合物具有与丝状聚合物相同的化学组成。壳可以机械地或化学地附接于核心。

在前述任何实例中，壳聚合物可以包括聚氨酯(例如聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯或聚碳酸酯聚氨酯)、聚醚酮、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷、芳香族聚烯烃、脂肪族聚烯烃、聚酰胺(例如尼龙)、甘油-酯聚合物、聚羧酸(例如聚乳酸、聚(乳酸-共-乙醇酸))、聚砜、多糖(例如透明质酸、软骨素、软骨素-4-硫酸盐、壳聚糖、纤维素、糖胺聚糖)、多胺、聚氨基酸、多肽或其任意组合。在一个实例中，壳聚合物是生物稳定的，例如水解聚(对苯二甲酸亚乙酯)或聚氨酯(例如聚碳酸酯聚氨酯)。在另一个实例中，壳聚合物是可生物降解的，例如，聚乳酸、聚(乳酸-共-乙醇酸)、多糖、多肽、壳聚糖、纤维素、聚(癸二酸甘油酯)、聚(木糖醇癸二酸酯)或其组合。在一个实例中，核心是热塑性聚氨酯，并且壳是聚(癸二酸甘油酯)。在另一个实例中，核心是聚(对苯二甲酸亚乙酯)，并且壳是水解的聚(对苯二甲酸亚乙酯)。在前述任何实例中，壳可以具有在200至800μm的范围内的平均厚度，诸如200-250μm。

在前述任何实例中，聚合丝可以具有在0.001μm至2000μm的范围内的平均直径。在一些实例中，聚合丝是微丝或纳米丝。在某些实例中，聚合丝具有在0.001至50μm的范围内的平均直径。

如图1所示，包括保护膜120的中间层被设置在加固层110的第一表面114的至少一部分上方或附接于加固层110的第一表面114的至少一部分，该保护膜包含保护性聚合物。在一些实例中，中间层进一步包括第二保护膜122，其被设置在加固层110的相对表面115的至少一部分上方或附接于加固层110的相对表面115的至少一部分，该第二保护膜包含保护性聚合物。保护膜和第二保护膜的保护性聚合物可以具有相同的化学组成或不同的化学组成。“至少一部分”意味着的第一表面、相对表面或第一表面和相对表面两者的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％，诸如从10-100％、20-100％、30-100％、40-100％、50-100％、60-100％、70-100％、80-100％、90-100％或甚至95-100％。在一些实例中，包括保护膜120的中间层被设置在整个第一表面114上方或附接于整个第一表面114。在某些实例中，中间层进一步包括第二保护膜122，其中第二保护膜被设置在整个相对表面115上方或附接于整个相对表面115。在前述任何实例中，中间层可以具有在10-250μm的范围内的平均厚度，诸如25-200μm、25-100μm、25-75μm或25-50μm。在一些实例中，中间层密封加固层中的孔隙和/或聚合丝或包括聚合丝的纱线中的孔隙。中间层还可以为防污可植入材料提供均匀的外表面，诸如当用肉眼或在低放大倍率(例如5-10倍)观察时明显没有不规则或粗糙的表面。

在前述任何实例中，保护性聚合物可以包括可生物降解的聚合物或生物稳定的聚合物。聚合物可以是合成聚合物或天然聚合物。在一些实例中，聚合物是形成水凝胶的天然或合成聚合物。合适的生物稳定的合成聚合物包括但不限于聚乙烯(PE)(包括低密度PE(LDPE)-分子量小于50000g/mol，高密度PE(HDPE)-分子量2x 10⁵至3x 10⁶g/mol，以及超高分子量PE(UHMWPE)-分子量3-7.5x 10⁶g/mol)、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚醚、聚碳酸酯聚氨酯、聚硅氧烷聚氨酯、聚醚聚氨酯高弹体、聚酯聚氨酯高弹体、硅酮、聚碳酸酯、聚砜、聚醚醚酮、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚酯及其组合。合适的可生物降解的合成聚合物包括但不限于：聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、亲水聚酯聚氨酯、亲水聚脲、聚(酰胺-烯胺)、聚酸酐、聚(酯酰胺)、聚(乙二醇)、聚(癸二酸甘油酯)、聚(癸二酸木糖醇酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚(丁酸羟酯)、聚(ε-己内酯)、聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)、聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)(聚(HEMA))、基于脲基嘧啶酮的聚合物、聚(乙烯醇)-透明质酸、透明质酸胺及其组合。合适的形成水凝胶的聚合物包括但不限于蛋白质(例如胶原蛋白、明胶)、多糖(例如壳聚糖、纤维素、淀粉、海藻酸、琼脂糖)、亲水聚氨酯、聚(环氧乙烷)(PEO)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酸酯、多肽、聚(癸二酸甘油酯)、聚(癸二酸木糖醇酯)及其组合。在一些实例中，保护性聚合物包括热塑性聚氨酯、聚(癸二酸甘油酯)或其组合。在某些实例中，热塑性聚氨酯包括聚碳酸酯聚氨酯或聚醚聚氨酯。在独立的实例中，保护性聚合物包括聚(乙二醇)二丙烯酸酯。在另一个独立的实例中，保护性聚合物包括聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)。在仍另一个独立的实例中，保护性聚合物包括基于脲基嘧啶酮的聚合物。

在前述任何实例中，防污可植入材料100进一步可以包括外层，该外层包含接枝到包括保护膜120的中间层的暴露表面的离子聚合物130(图1)。包含离子聚合物的外层也可以被接枝到第二保护膜122(在图1的视图中未显示)的暴露表面。接枝到第二保护膜122的暴露表面的离子聚合物可以与接枝到保护膜120的暴露表面的离子聚合物130相同或不同。在前述任何实例中，外层可以具有在0.001μm至25μm的范围内的平均厚度。在一些实例中，外层可以具有0.1-2.5链/nm²的聚合物接枝密度。

在前述任何实例中，离子聚合物可以是阴离子聚合物、阳离子聚合物或两性离子聚合物。在前述任何实例中，离子聚合物可以具有5至500个离子单位的链长。在一些实例中，离子聚合物是两性离子聚合物。两性离子聚合物可以是聚两性电解质或聚甜菜碱。在一些实例中，两性离子聚合物包括聚(磷酸胆碱)、聚(磺基甜菜碱)、聚(羧基甜菜碱)、两性离子多糖、用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酸季铵化的二乙基乙醇胺，或其任意组合。在某些实例中，两性离子聚合物包括但不限于包含2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱(MPC)部分、磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)部分、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯(CBMA)部分或其任意组合的聚合物。

在下面的示例性两性离子单体式中，m和n是整数。在一些实例中，m是1并且n是1。

在某些实例中，离子聚合物是共聚物，例如，MPC、SMBA或CBMA和至少一种其他单体的共聚物。示例性离子聚合物包括但不限于：聚(MPC-共-2-乙基己基甲基丙烯酸酯-共-N,N-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯)、聚(MPC-共-对-硝基苯氧羰基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯)、聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)-MPC共聚物、聚乙烯吡咯烷酮-MPC共聚物及其组合。

在一些实例中，接枝的离子聚合物在保护膜的暴露表面上形成聚合物刷。在聚合物刷中，聚合物的一个端附接于在表面，然而另一端是自由的。当防污可植入材料被植入受试者体内时，聚合物刷构象或构造可以提供蛋白质吸附阻力和/或细胞粘附阻力。

在一些实例中，当防污可植入材料被植入受试者体内时，离子聚合物减少纤维化、溶血性和/或免疫原性反应。离子聚合物涂层改性了防污可植入材料表面，并且可通过减少纤维化来减少组织反应。某些两性离子基团，诸如磷酰胆碱，由于其与细胞膜的磷脂结构的亲和性，可以防止生物反应。磷脂组装的表面抑制了许多生物反应，并且当聚合物与富含血小板的血浆接触时，具有很好的抗血栓形成反应。在缺乏离子聚合物的情况下，蛋白质可以在材料与体液(诸如血液或血浆)接触的几秒钟内吸附在表面上。然而，例如，通过放射免疫测定法和免疫胶体标记技术确定的来自人类血浆的含MPC的聚合物上的蛋白质吸附表明，吸附的蛋白质量相当少，并且随着MPC部分数量的增加而降低。

在一个实例中，防污可植入材料包括由包含可生物降解的聚(乳酸)(PLA)核心纤维和热塑性聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯(PCU)壳的聚合物丝制成的编织网状加固层。加固层被夹在两个保护膜PCU之间。外层包括接枝到PCU保护膜的表面的两性离子聚合物，例如含MPC的聚合物。

在另一个实例中，防污可植入材料包括由聚(对苯二甲酸亚乙酯)PET纱线制成的针织布加固层，PET纱线包括加捻在一起的PET纤维。PET纱线表面被水解以提供核心-壳结构。中间层包括附接于针织PET布的暴露表面的PCU保护膜。在独立的实例中，中间层包括两层PCU保护膜。外层包括接枝到中间层的暴露表面的两性离子聚合物，例如含MPC的聚合物。

在又一个实例中，防污可植入材料包括由PET纱线制成的针织布加固层，PET纱线包括加捻在一起的PET纤维。将包括具有30A–75A的肖氏硬度和40–50μm的厚度的芳香族PCU保护膜的中间层施加到加固层的整个外表面。中间层包括两层PCU保护膜，每层具有20-25μm的厚度。外层包括接枝到中间层的包含2-MPC的两性离子聚合物。

在仍然另一个实例中，防污可植入材料包括由PET纱线制成的针织布加固层，PET纱线包括加捻在一起的PET纤维。PET纱线表面被水解以提供核心-壳结构。中间层包括附接于加固层的暴露表面的基于聚醚的水凝胶热塑性聚氨酯保护膜。外层包括接枝到中间层的暴露表面的两性离子聚合物，例如含MPC的聚合物。

在另一个实例中，防污可植入材料包括包含静电纺丝芳香族聚碳酸酯聚氨酯丝的加固层，以提供具有小孔径和大孔径两者的多孔结构。在一些实例中，孔径具有0.1-50μm的平均直径。在某些实例中，小孔可以具有0.1-10μm的平均直径和/或大孔可以具有10-50μm的平均直径。中间层包括具有5,000–1,000,000g/mol(例如31,000g/mol)的重均分子量的聚(癸二酸甘油酯)保护膜。外层包括接枝到中间层的包含2-MPC的两性离子聚合物。

在又一个实例中，防污可植入材料包括包含静电纺丝的丝的加固层，丝包括两种共纺聚合物：脂肪族、亲水性基于聚醚的聚氨酯水凝胶和生物稳定的芳香族聚碳酸酯聚氨酯。中间层包括基于PEG的水凝胶保护膜。外层包括接枝到中间层的包括2-MPC的两性离子聚合物。

有利地，所公开的防污可植入材料的一些实例具有与身体组织特性相容的化学和/或物理特性。例如，在某些实例中，防污可植入材料具有与心包组织和/或血管组织相容的特性。在前述任何实例中，加固层可以具有在50-1000N的范围内的爆裂强度(根据ASTMD3787-01测量)，诸如在500-800N的范围内的爆裂强度。在前述任何实例中，加固层可以具有在20-800N的范围内的抗张强度(湿或干，根据ASTM D412测量)，诸如在50-300N的范围内。在前述任何实例中，中间层可以具有(i)在10A–80A的范围内的硬度计肖氏硬度(ASTMD785)，(ii)在1–50N/mm²的范围内的弯曲模量(ASTM D790)，(iii)在10–60N/mm²的范围内的干极限抗张强度(ASTM D412)，(iv)在5–40N/mm²的范围内的湿极限抗张强度(ASTM D412)，(v)在25-500％的范围内的干极限伸长率(ASTM D412)，(vi)在25-500％的范围内的湿极限伸长率(ASTM D412)，或(vii)其任意组合。在前述任何实例中，防污可植入材料可以具有在50–1000N的范围内的爆裂强度，诸如在500–800N的范围内。

不受任何理论的约束，认为肖氏硬度在所述范围内的材料允许由其制造的小叶的自然接合。尽管小叶的一些实例中的接合可以通过包括形状设置或热设置的方法改善。

在前述任何实例中，丝状聚合物(包括核心纤维聚合物和/或壳聚合物)、保护性聚合物或两者可以是可生物降解的。在某些实例中，当防污可植入材料被植入体内时，可生物降解材料可以允许组织再生。在一些实例中，丝状聚合物(包括核心纤维聚合物和/或壳聚合物)、保护性聚合物或两者可以是生物稳定的。在前述任何实例中，防污可植入材料可以包括生物稳定的和可生物降解的聚合物的组合。仅作为一个非限制性实例，丝状聚合物可以是生物稳定的，而保护性聚合物是可生物降解的。

在前述任何实例中，防污可植入材料可用于形成可植入医疗设备或可植入医疗设备的部件。在一些实例中，可植入医疗设备包括人工心脏瓣膜，其中防污可植入材料可用于形成人工瓣膜的假体小叶或人工瓣膜的其它软部件，诸如用于人工瓣膜的金属部件的密封裙或覆盖物。在某些实例中，可植入医疗设备是可手术植入的人工心脏瓣膜，用于替换任何天然心脏瓣膜(主动脉瓣、二尖瓣、三尖瓣和肺动脉瓣)。在其它实例中，可植入医疗设备是经导管人工心脏瓣膜，用于替换任何天然心脏瓣膜。其中公开的防污可植入材料的实例可有用的涉及人工心脏瓣膜的示例性专利和出版物包括US 7,993,394；US 8,252,051；US 8,454,685；US8,568,475；US 9,393,110；US 9,636,223；US 9,662,204；US 9,974,650；US 9,974,652；US10,195,025；US 10,226,334；US 10,363,130；US 10,413,407；US 10,426,611；US 10,433,958；US 10,433,959；US 2018/0028310；US 2019/0167422A1和WO 2018/222799，其中每个均通过引用以其全部并入本文用于所有目的。

在其他实例中，可植入医疗设备可以包括用于在心脏内的位置处接收人工心脏瓣膜的对接设备，诸如在美国专利公布号2019/0000615和2017/0231756以及美国专利10,463,479中公开的，这些专利通过引用以其全部并入本文用于所有目的。本文中公开的防污材料可以被并入其中期望防污特性的此类对接设备中。例如，防污材料可用于形成对接设备的内层和/或外层。

在其他实例中，可植入医疗设备可包括用于修复天然心脏瓣膜(主动脉瓣、二尖瓣、三尖瓣或肺动脉瓣中的任何一个)的瓣膜修复设备。修复设备可以包括，例如，完整的或部分的瓣膜成形术环；小叶夹持设备，诸如美国专利公布号2016/0331523和美国专利10,524,913中公开的；或小叶增大设备，诸如美国专利公布号2015/0230919中公开的，所有这些专利的全部公开内容都通过引用并入本文用于所有目的。本文中公开的防污材料可以被并入其中期望防污特性的此类瓣膜修复设备中。例如，防污材料可用于形成修复设备的外层或覆盖物，诸如瓣膜成形术环的管状覆盖物。

在其它实例中，可植入医疗设备可以是心血管贴片或血管移植物。

图14显示了根据一个实例的经导管人工心脏瓣膜10，其被配置为经由如本领域已知的导管被植入。图示的人工瓣膜适合于被植入天然主动脉瓣环，尽管其他实例适合于替代其他天然心脏瓣膜(例如，肺动脉瓣、二尖瓣和三尖瓣)。人工瓣膜也可以适合于被植入体内的其他管状器官或通道。人工瓣膜10可以具有四个主要部件：支架或框架12、瓣膜结构14、内裙16和瓣周外密封构件或外裙18。假体瓣膜10可以具有流入端部15、中间部17和流出端部19。内裙16可以布置在框架12的内表面上和/或耦接于框架12的内表面，而外裙18可以布置在框架12的外表面上和/或耦接于框架12的外表面。

瓣膜结构14可以包括三个小叶40，共同形成小叶结构，其可以布置成在三尖瓣布置中塌陷，尽管在其它实例中可以有或多或少的小叶数量(例如，一个或多个小叶40)。小叶40可以在其相邻侧彼此固定，以形成小叶结构14的连合22。瓣膜结构14的下边缘可以具有起伏的弯曲扇形形状，并且可以通过缝合线(未显示)固定到内裙16。小叶40可以由本文中公开的防污可植入材料形成。在一些实例中，可以期望形成如本文中公开的防污可植入材料的内裙16和/或外裙18。

框架12可以用多个圆周间隔的槽形成，或者用适合于将瓣膜结构14的连合22安装到框架上的连合窗口20形成。如本领域已知的，框架12可以由各种合适的塑性可膨胀材料(例如，不锈钢等)或自膨胀材料(例如镍钛合金(NiTi)，诸如镍钛合金)中的任何一种制成。在一些实例中，当由塑性可膨胀材料建造时，框架12(以及因此人工瓣膜10)可以在输送导管上压接成径向塌陷的配置，然后通过可充气气球或等效的膨胀机构在患者内部膨胀。当由自膨胀材料建造时，框架12(以及因此人工瓣膜10)可以压接成径向塌陷的配置，并通过插入到鞘或输送导管的等效机构来限制在塌陷的配置中。一旦进入体内，人工瓣膜可以从输送鞘推进，这允许人工瓣膜膨胀至其功能尺寸。

可用于形成框架12的合适的塑性可膨胀材料包括但不限于不锈钢；生物相容性高强度合金(例如钴-铬或镍-钴-铬合金)；聚合物；或其组合。在具体实例中，框架12由镍-钴-铬-钼合金制成，诸如

合金(SPS Technologies,Jenkintown,Pennsylvania)，其相当于UNS R30035合金(由ASTM F562-02覆盖)。

合金/UNS R30035合金包括按重量计35％镍、35％钴、20％铬和10％钼。有关人工瓣膜10及其各种部件的额外详细信息在WIPO专利申请公布号WO 2018/222799中描述，该申请通过引用并入本文用于所有目的。

图15显示了根据一个实例的示例性人工心脏瓣膜50的透视图。如本领域已知的，人工心脏瓣膜50可以被植入心内直视手术中。心脏瓣膜50包括多个(通常三个)挠性小叶54，其部分由起伏的线状物(wireform)56、支撑带58和缝纫环66支撑。线状物56限定了小叶54的支撑框架。线状物56可以由适当弹性的金属形成，诸如Co-Cr-Ni合金(例如

合金)，而支撑带或支架可以是金属的、塑料的或两者的组合。线状物56限定了小叶54被固定于其上的交替连合62和尖头64的起伏外围。每个连合62位于两个朝向流入方向弯曲的弧形尖头34的中间。如图所示的线状物56、支撑带58和缝纫环66通常覆盖有聚酯织物68，以促进组装并减少植入之后的直接血液暴露。小叶54可以由本文所公开的防污可植入材料形成。在一些实例中，聚酯织物68可以用本文所公开的防污可植入材料代替。

III.制作防污可植入材料的方法

在一些实例中，制作本文所公开的防污可植入材料的方法在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层，加固层包括多个包含丝状聚合物的聚合丝，并且保护膜包含保护性聚合物。方法可以进一步包括通过将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面来形成外层。在前述任何实例中，中间层可以进一步包括在加固层的相对表面的至少一部分上接枝第二保护膜，第二保护膜包括保护性聚合物。

在前述任何实例中，方法可以进一步包括形成加固层。在一个实例中，形成加固层包括喷射纺丝、电纺丝或熔融纺丝多个聚合丝，以形成包含随机定向的、缠结的丝的材料。在独立的实例中，形成加固层包括使多个聚合丝单向对齐。在另一个独立的实例中，形成加固层包括编织多个聚合丝以形成交织网，该交织网包括具有第一共同延伸方向的第一多个丝与具有第二共同延伸方向的第二多个丝交织，第二共同延伸方向正交于第一共同延伸方向。在又一个独立的实例中，形成加固层包括将多个聚合丝对齐，以形成包括多个片层的片层内网，其中每个片层中的丝具有共同的延伸方向，并且相邻片层中的丝在不同的延伸方向上定向。在又一个独立的实例中，形成加固层包括针织多个聚合丝以形成针织材料。在仍然另一个独立的实例中，形成加固层包括将多个聚合丝加捻以形成纱线纤维，随后(i)随机定向纱线纤维用于形成包括随机定向的、缠结的纱线纤维的材料，(ii)使纱线纤维单向对齐，(iii)编织纱线纤维以形成交织网，(iv)使纱线纤维对齐以形成包括多个片层的片层内网，或(v)针织纱线纤维以形成针织材料。在仍然另一个独立的实例中，形成加固层包括通过三维打印将多个聚合丝打印成图案。图案可以是任何期望的图案，例如，单层对齐的聚合丝、片层内网等。

在前述任何实例中，方法可以进一步包括形成多个包含丝状聚合物的聚合丝。形成聚合丝的合适方法包括但不限于喷射纺丝、静电纺丝、熔融纺丝、三维打印、挤出或熔喷工艺。

在一些实例中，聚合丝包括包含丝状聚合物的核心和围绕核心的壳，壳包括壳聚合物。在一个实例中，通过喷射纺丝(例如，使用高速旋转喷嘴)、静电纺丝、共挤压或三维打印，在单个步骤中形成核心和壳。在一些实例中，丝状聚合物和壳聚合物是以溶液、熔融物、两部分组合物(例如环氧树脂)或悬浮液提供的。在某些实例中，核心是如上所述形成的，然后用壳聚合物涂覆以形成壳。例如，壳可以通过将核心纤维浸入熔融的壳聚合物中，并允许壳聚合物在核心纤维周围冷却而形成。在另一个实例中，壳是在基于溶剂的工艺中通过将核心纤维浸入包含聚合物的溶液中并且允许溶剂蒸发，从而将壳聚合物沉积到核心纤维上形成的。在另一个独立的实例中，核心是如上所述形成的，然后将核心的表面水解以形成壳。

在前述任何实例中，形成中间层可以进一步包括形成保护膜。在一个实例中，保护膜是通过熔融或挤压保护性聚合物来形成薄膜而形成的。在独立的实例中，保护性聚合物可以被压缩成型以形成薄膜。在另一个独立的实例中，保护性聚合物被溶解在溶剂中以形成包含保护性聚合物的溶液；然后从溶液形成薄膜。取决于保护性聚合物，合适的溶剂可以包括甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、丙酮、乙腈、2-丁酮、氯仿、三氯甲烷、二甲氧基乙烷、三氟乙醇、二甘醇二甲醚、二乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙二醇、甘油、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸、四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃、二甲基乙酰胺(DMAc或DMA)、二噁烷、庚烷、二氢左旋葡糖酮(Cyrene^TM溶剂，Sigma-Aldrich)、聚乙二醇(MW400)、基于水的缓冲剂(例如3-(N-吗啉代)丙磺酸(MOPS)、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)和磷酸盐缓冲盐水(PBS)缓冲液)，及其混合物。混合的溶剂可以包括以1:2v/v至1:20v/v的比例组合的水和有机溶剂。在一个实例中，保护性聚合物包括热塑性聚氨酯，并且该聚合物被溶解在包含二甲基乙酰胺、四氢呋喃或其组合的溶液中。

在前述任何实例中，包括保护膜的中间层可以通过任何合适的方法附接于第一表面的至少一部分或设置在第一表面的至少一部分上方。合适的方法包括但不限于热附接、机械附接、超声波附接、激光附接、化学附接、基于溶剂的附接和三维打印。在一些实例中，中间层进一步包括第二保护膜，其同样地附接于加固层的相对表面的至少一部分或设置在加固层的至少一部分上方。

在一些实例中，包括保护膜的中间层通过热压保护膜至加固层表面(例如，在第一表面的至少一部分上方，以及任选地，在相对表面的至少一部分上方)，在表面上成型保护膜，或将保护性聚合物挤压到表面上而热附接。热压是在有效地使保护膜粘附于加固层表面而不使丝状聚合物或保护性聚合物结晶的温度和时间下进行的。在一个实例中，在190-200℃的范围内的温度和0.7-0.8N/mm²的压力下，将热塑性芳香族聚氨酯保护膜粘附于PET加固层上15秒。

在一些实例中，包括保护膜的中间层机械地附接于加固层表面。机械附接可以包括在没有增加热的情况下将保护膜压到表面上。可选地，可以通过改变保护膜的表面形态来增强机械附接。保护膜的表面改性可以通过包括但不限于激光烧蚀、离子铣削和溅射蚀刻等工艺进行。

在独立的实例中，包括保护膜的中间层超声地附接于加固层表面。在另一个实例中，使用激光使包括保护膜的中间层附接于加固层表面。

在一些实例中，包括保护膜的中间层化学地附接于加固层表面。在此类实例中，保护性聚合物包括能够与加固层表面上的官能团，例如丝状聚合物上的官能团反应的官能团，或者在核心-壳丝的情况下与壳聚合物上的官能团反应的官能团。化学附接可以通过加固层表面和保护性聚合物的水解或氧化来进行，由此丝状聚合物或壳聚合物的化学官能团与保护性聚合物的官能团反应。在一些实例中，使用乙酸和/或氢氧化钠进行水解。氧化可以用过氧化氢进行。在另一个实例中，紫外线、等离子体或电晕处理技术用于改变表面化学并且使中间层化学地附接于加固层表面。

在一些实例中，包括保护膜的中间层在加固层表面上原位形成。例如，加固层可以用包含保护性聚合物的溶液涂覆。涂覆可以通过任何合适的方法(包括但不限于浸涂、喷涂或旋涂)进行。调节溶液粘度，以便溶解的保护性聚合物随着溶剂蒸发而缓慢移动。在一些实例中，溶剂被蒸发以形成保护膜。在一些实例中，保护性聚合物可以用紫外线辐射固化。

在一些实例中，保护膜是通过反应性浸涂工艺原位形成的。作为一个非限制性实例，加固层可以连续浸入聚(乙二醇)(PEG)甲醚丙烯酸酯(例如，平均Mn 480)的化学反应性浸渍溶液中，然后浸入聚(乙烯亚胺)(PEI)(例如，在H₂O中10-50％(w/v))。两种聚合物通过迈克尔加成反应相互反应。反应性浸渍溶液可以以浓度范围2-70％(w/v)在不同溶剂中制备。合适的溶剂包括例如甲苯、乙醇和1-庚醇等。

在一些实例中，在原位形成包括保护膜的中间层包括通过三维打印工艺在加固层表面上打印保护膜。在某些实例中，形成中间层包括形成包含保护性聚合物的两层保护膜。第一层密封加固层丝或纱线纤维中的孔隙，第二层在防污可植入材料上提供均匀涂覆的表面。

在前述任何实例中，通过将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面上来形成外层可以包括使暴露表面与包括离子聚合物的溶液接触以形成涂覆了离子聚合物的材料，并且干燥涂覆了离子聚合物的材料。在一些实例中，将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面上包括将离子聚合物溶液喷涂到暴露表面上。喷涂可以包括等离子喷涂或热喷涂工艺。在独立的实例中，可以将可植入材料浸入离子聚合物溶液中，从而用离子聚合物浸涂可植入材料。在另一个独立的实例中，离子聚合物可以通过物理或化学气相沉积被气相沉积到中间层的暴露表面上。如果中间层包括第二保护膜，则离子聚合物也可以接枝到第二保护膜的暴露表面上。接枝到第二保护膜上的离子聚合物可以与保护膜上的离子聚合物相同或不同。在一些实例中，离子聚合物是如前面所讨论的两性离子聚合物。

离子聚合物可以化学地或机械地接枝到保护膜。在一些实例中，离子聚合物包括包含官能团的侧链，该官能团可以与保护性聚合物分子上的官能团反应，从而使离子聚合物化学接枝或键合到保护膜上。合适的官能团包括但不限于阴离子基团、阳离子基团、氢键基团、光反应基团或烷氧基硅烷基团。例如，离子聚合物可以包括终止于羧酸(-COOH)基团的侧链，其能够与在保护性聚合物上的官能团(例如羧酸、羟基或胺基团等等)反应，从而使离子聚合物化学键合到保护膜上。在一些实例中，保护膜(诸如包含聚氨酯的保护膜)用稀酸或等离子体处理以在保护膜表面上产生额外的羧酸基团，用于与离子聚合物反应。使离子聚合物化学接枝到保护膜包括在有效促进离子聚合物官能团和保护性聚合物官能团之间化学反应的条件下使保护膜与离子聚合物接触。有效条件可以包括有效促进化学反应的温度和/或接触时间。使保护膜与离子聚合物接触可以包括用包含离子聚合物的溶液喷涂保护膜，使包含离子聚合物的溶液气相沉积到保护膜上，使保护膜浸入包含离子聚合物的溶液中，或任何其他合适的方法。反应之后，可以洗涤防污可植入材料以除去任何未结合的离子聚合物和/或反应的副产物。

在一些实例中，离子聚合物包含可以插入在保护膜的分子之间的侧链，从而机械地将离子聚合物接枝到保护膜上。例如，离子聚合物可以包括包含疏水基团(例如脂肪族基团)的侧链。离子聚合物通过溶胀保护膜来机械地接枝到保护膜上以在保护性聚合物分子之间提供空间。保护膜可以通过与合适的溶剂接触或浸入合适的溶剂而被溶胀。例如，一些聚氨酯在与乙醇接触时溶胀。溶胀的保护膜与离子聚合物接触，由此至少一些离子聚合物侧链插入到保护性聚合物分子之间的空间中。使溶胀的保护膜与离子聚合物接触可以包括用包含离子聚合物的溶液喷涂保护膜，将包含离子聚合物的溶液气相沉积到保护膜上，将保护膜浸入包含离子聚合物的溶液中，或任何其他合适的方法。然后使防污可植入材料干燥。当防污可植入材料干燥时，保护性聚合物分子之间的空间关闭并捕获离子聚合物侧链，从而使离子聚合物机械地接枝到保护膜上。

在前述或下列任何实例中，方法可以进一步包括从可植入材料形成多个小叶并将小叶耦接到人工心脏瓣膜的框架。

在一个实例中，制作防污可植入材料的方法包括提供包括包含聚(乳酸)的聚合丝的交织网的加固层。将加固层在包含聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯(PCU)的溶液中浸涂，从而形成浸涂的包括包含聚(乳酸)核心纤维和PCU壳的聚合丝的交织网的加固层。浸涂的加固层具有第一表面和相对表面。包含PCU的保护膜热附接于第一表面的至少一部分。任选地，包含PCU的第二保护膜热附接于相对表面的至少一部分。两性离子聚合物化学地或机械地接枝到保护膜的暴露表面上或保护膜和第二保护膜的暴露表面上。在某些实例中，两性离子聚合物包括2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱。

在另一个实例中，制作防污可植入材料的方法包括提供包含由纱线形成的针织材料的加固层，该纱线包括多个包含聚(对苯二甲酸亚乙酯)(PET)的聚合丝。纱线的表面被水解以在包含PET的聚合丝上形成水解的PET壳。包含PCU或聚(癸二酸甘油酯)(PGS)的保护膜附接于加固层的第一表面的至少一部分。在一些实例中，保护膜通过以下方式附接：(i)将保护膜热附接于第一表面的至少一部分，(ii)在包含PCU或PGS的溶液中浸涂加固层，或(iii)通过三维打印将保护膜沉积到第一表面的至少一部分上。在某些实例中，保护膜被热附接于第一表面的部分，并且方法进一步包括将第二保护膜热附接于加固层的相对表面的至少一部分。两性离子聚合物被化学地或机械地接枝到保护膜的暴露表面上或保护膜和第二保护膜的暴露表面上。在某些实例中，两性离子聚合物包括2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱。

在又一个实例中，制作防污可植入材料的方法包括提供由聚(对苯二甲酸亚乙酯)PET纱线制成的针织布加固层，该纱线包括加捻在一起的PET纤维。PET纱线表面被水解以提供核心-壳结构。包括PCU保护膜的中间层附接于针织PET布的暴露表面，例如，通过在包含PCU的溶液中浸涂加固层。在独立的实例中，将两层PCU保护膜施加到加固层。两性离子聚合物，例如MPC，可以接枝到PCU保护膜的暴露表面上。

在仍然另一个实例中，制作防污可植入材料的方法包括提供由包含加捻在一起的PET纤维的PET纱线制成的针织布加固层。将包含具有30A–75A的肖氏硬度和40–50μm的厚度的芳香族PCU保护膜的中间层施加到加固层的整个外表面。中间层包括两层PCU保护膜，每层具有20-25μm的厚度，其热附接于加固层。选择温度和时间来熔融PCU材料并促进附接。通过将两性离子聚合物溶解在乙醇中并将可植入材料浸入聚合物溶液中来将包括包含聚(2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱)的两性离子聚合物的外层接枝到中间层上。

在另一个实例中，制作防污可植入材料的方法包括提供由包含加捻在一起的PET纤维的PET纱线制成的针织布加固层。PET纱线表面被水解以提供核心-壳结构。包含基于聚醚的水凝胶热塑性聚氨酯的保护膜附接于加固层的暴露表面。两性离子聚合物，例如MPC，可以接枝到保护膜的暴露表面上。

在仍然另一个实例中，制作防污可植入材料的方法包括通过静电纺丝包含芳香族聚碳酸酯聚氨酯的丝形成加固层。包含聚(癸二酸甘油酯)(重均分子量31,000g/mol)保护膜的中间层热附接于加固层的暴露表面以包封加固层并形成可植入材料。将可植入材料浸涂在包含聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱)的溶液中，以在中间层的表面上形成包含聚合物刷的外层。

在又一个实例中，制造防污可植入材料的方法包括通过同时静电纺丝两种聚氨酯——脂肪族、亲水性基于聚醚的聚氨酯和生物稳定的芳香族聚碳酸酯聚氨酯——形成加固层。通过在磷酸盐缓冲盐水(pH7.4)中包含PEGDA(聚(乙二醇)二丙烯酸酯，10kDa)和2-羟基-4’-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮(光引发剂)的预聚物溶液中浸涂加固层，并在紫外光下进行聚合来形成包括基于PEG的水凝胶保护膜的中间层。

IV.公开技术的额外实施例

鉴于所公开主题的上面描述的实施，本申请公开了下面列举的额外实施例。应当注意的是，孤立地实施例的一个特征或组合该实施例的不止一个特征组合，以及任选地与一个或多个进一步实施例的一个或多个特征组合是也落入本申请的公开内容中的进一步实施例。

实施例1.防污可植入材料，其包括：加固层，其包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，加固层具有第一表面和相对表面；中间层，其包括附接于第一表面的至少一部分的保护膜，保护膜包含保护性聚合物；以及外层，其包括接枝到中间层的暴露表面的离子聚合物。

实施例2.本文中任何实施例，特别是实施例1的防污可植入材料，其中加固层的聚合丝：随机定向以形成包含缠结的聚合物丝的材料；或单向对齐；或形成交织网，该交织网包括具有第一共同延伸方向的第一多个聚合丝与具有第二共同延伸方向的第二多个聚合丝交织，该第二共同延伸方向正交于第一共同延伸方向；或形成包括多个片层的片层内网，其中每个片层中的聚合丝具有共同的延伸方向，并且相邻片层中的聚合丝在不同的延伸方向上定向；或被针织以形成针织材料；或被加捻成包括多个聚合丝的纱线纤维，其中纱线纤维随后(i)随机定向以形成包含随机定向的、缠结的纱线纤维的材料，(ii)单向对齐，(iii)编织以形成交织网，(iv)对齐以形成包括多个片层的片层内网，或(v)针织以形成针织材料。

实施例3.本文中任何实施例，特别是实施例1或实施例2的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括聚氨酯、聚醚酮、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷、芳香族聚烯烃、脂肪族聚烯烃、聚酰胺、甘油-酯聚合物、聚羧酸、聚砜、多糖、多胺、聚氨基酸、多肽或其任意组合。

实施例4.本文中任何实施例，特别是实施例1-3中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括合成聚合物。

实施例5.本文中任何实施例，特别是实施例1-4中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括生物稳定的聚合物或可生物降解的聚合物。

实施例6.本文中任何实施例，特别是实施例5的防污可植入材料，其中：生物稳定的聚合物包括聚氨酯、聚酯、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚碳酸酯、聚硅氧烷、芳香族聚烯烃或脂肪族聚烯烃；或可生物降解的聚合物包括聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、多糖、聚氨基酸、多肽或聚(癸二酸甘油酯)。

实施例7.本文中任何实施例，特别是实施例1-6中任一项的防污可植入材料，其中聚合丝包括核心和围绕核心的壳，其中核心包含丝状聚合物，壳包含壳聚合物。

实施例8.本文中任何实施例，特别是实施例7的防污可植入材料，其中壳聚合物具有与丝状聚合物不同的化学组成。

实施例9.本文中任何实施例，特别是实施例7或实施例8的防污可植入材料，其中壳聚合物包括可生物降解的聚合物或生物稳定的聚合物。

实施例10.本文中任何实施例，特别是实施例9的防污可植入材料，其中：可生物降解的聚合物包括聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、多糖、聚氨基酸、多肽或聚(癸二酸甘油酯)；或生物稳定的聚合物包括水解的聚(对苯二甲酸亚乙酯)或聚氨酯。

实施例11.本文中任何实施例，特别是实施例1-10中任一项的防污可植入材料，其中聚合丝具有在0.001μm至2000μm的范围内的平均直径。

实施例12.本文中任何实施例，特别是实施例11的防污可植入材料，其中：聚合丝是具有在0.001μm至50μm的范围内的平均直径的纳米丝或微丝；以及至少一些聚合丝化学地、热地或机械地彼此融合。

实施例13.本文中任何实施例，特别是实施例1-12中任一项的防污可植入材料，其中加固层具有：(i)在25μm至500μm的范围内的厚度；或(ii)在50-800N的范围内的爆裂强度；或(iii)在50-800N的范围内的抗张强度；或(iv)(i)、(ii)和(iii)的任意组合。

实施例14.本文中任何实施例，特别是实施例1-13中任一项的防污可植入材料，其中保护性聚合物包括生物稳定的或可生物降解的聚合物。

实施例15.本文中任何实施例，特别是实施例14的防污可植入材料，其中保护性聚合物包括：生物稳定的合成聚合物，其选自聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚醚、聚碳酸酯聚氨酯、聚硅氧烷聚氨酯、聚醚聚氨酯高弹体、聚酯聚氨酯高弹体、硅酮、聚碳酸酯、聚砜、聚醚醚酮、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚酯或其任意组合；或可生物降解的合成聚合物，其选自聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、亲水聚酯聚氨酯、亲水聚脲、聚(酰胺-烯胺)、聚酐、聚(酯-酰胺)、聚(乙交酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚(丁酸羟酯)、聚(ε-己内酯)、聚(乙烯醇)-透明质酸、透明质酸胺、基于脲基嘧啶酮的聚合物，或其任意组合；或形成水凝胶的聚合物，其选自蛋白质、多糖、亲水聚氨酯、聚(环氧乙烷)、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚丙烯酸酯、多肽、聚(癸二酸甘油酯)、聚(癸二酸木糖醇酯)，或其任意组合。

实施例16.本文中任何实施例，特别是实施例1-15中任一项的防污可植入材料，其中中间层进一步包括附接于加固层的相对表面的至少一部分的第二保护膜，第二保护膜包含保护性聚合物，其中第二保护膜的保护性聚合物可以具有与附接于加固层的第一表面上的保护膜的保护性聚合物相同或不同的化学组成。

实施例17.本文中任何实施例，特别是实施例14-16中任一项的防污可植入材料，其中中间层具有：(i)在0.1μm至100μm的范围内的平均厚度；或(ii)在10A至80A的范围内的硬度计肖氏硬度；或(iii)在1N/mm²至50N/mm²的范围内的弯曲模量；或(iv)在10N/mm²至60N/mm²的范围内的干极限抗张强度；或(v)在5N/mm²至40N/mm²的范围内的湿极限抗张强度；或(vi)(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)的任意组合。

实施例18.本文中任何实施例，特别是实施例1-17中任一项的防污可植入材料，其中离子聚合物是阴离子聚合物、阳离子聚合物或两性离子聚合物。

实施例19.本文中任何实施例，特别是实施例18的防污可植入材料，其中离子聚合物是聚两性电解质或聚甜菜碱。

实施例20.本文中任何实施例，特别是实施例18或实施例19的防污可植入材料，其中离子聚合物包括聚(磷酸胆碱)、聚(磺基甜菜碱)、聚(羧基甜菜碱)、两性离子多糖、用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酸季铵化的二乙基乙醇胺，或其任意组合。

实施例21.本文中任何实施例，特别是实施例20的防污可植入材料，其中聚(磷酸胆碱)包括2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱(MPC)部分。

实施例22.本文中任何实施例，特别是实施例18-21中任一项的防污可植入材料，其中离子聚合物包括：聚(MPC)；或聚(MPC-共-2-乙基己基甲基丙烯酸酯-共-N,N-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯)；或聚(MPC-共-对-硝基苯氧羰基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯)；或聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)-MPC共聚物；或聚乙烯吡咯烷酮-MPC共聚物；或其任意组合。

实施例23.本文中任何实施例，特别是实施例1-22中任一项的防污可植入材料，其中外层具有在0.001μm至25μm的范围内的平均厚度。

实施例24.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括聚(乳酸)并且中间层包括聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯。

实施例25.本文中任何实施例，特别是实施例24的防污可植入材料，其中加固层的聚合丝加固层形成交织网。

实施例26.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括聚(对苯二甲酸亚乙酯)并且中间层包括聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯。

实施例27.本文中任何实施例，特别是实施例26的防污可植入材料，其中聚合纤维被针织以形成针织材料。

实施例28.本文中任何实施例，特别是实施例26或实施例27的防污可植入材料，其中聚合丝包括核心和围绕核心的壳，其中核心包括丝状聚合物并且壳包括包含水解的聚(对苯二甲酸亚乙酯)的壳聚合物。

实施例29.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括聚(对苯二甲酸亚乙酯)并且中间层包括基于聚醚的水凝胶热塑性聚氨酯。

实施例30.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括聚碳酸酯-聚氨酯并且中间层包括聚(癸二酸甘油酯)。

实施例31.本文中任何实施例，特别是实施例30的防污可植入材料，其中中间层进一步包括热塑性聚氨酯。

实施例32.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括基于脂肪族聚醚的聚氨酯水凝胶和芳香族聚碳酸酯聚氨酯，并且中间层包括聚(乙二醇)二丙烯酸酯。

实施例33.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括聚(对苯二甲酸亚乙酯)并且中间层包括聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)。

实施例34.本文中任何实施例，特别是实施例33的防污可植入材料，其中聚合纤维被针织以形成针织材料。

实施例35.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括蚕丝。

实施例36.本文中任何实施例，特别是实施例36的防污可植入材料，其中聚合丝包括核心和围绕核心的壳，其中核心包括蚕丝，并且壳包括包含芳香族聚碳酸酯聚氨酯或脂肪族聚醚聚氨酯的壳聚合物。

实施例37.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括蚕丝和聚酯，并且中间层包括基于脲基嘧啶酮的聚合物。

实施例38.本文中任何实施例，特别是实施例37的防污可植入材料，其中基于脲基嘧啶酮的聚合物包括

其中，a、b和c独立地是大于或等于1的整数。

实施例39.本文中任何实施例，特别是实施例37或实施例38的防污可植入材料，其中聚合纤维被编织以形成针织材料。

实施例40.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括明胶，并且中间层包括聚碳酸酯聚氨酯和聚醚聚氨酯。

实施例41.本文中任何实施例，特别是实施例40的防污可植入材料，其中明胶是交联的。

实施例42.本文中任何实施例，特别是实施例40或实施例41的防污可植入材料，其中加固层和中间层具有0.2mm至0.6mm的平均组合厚度。

实施例43.本文中任何实施例，特别是实施例1-23中任一项的防污可植入材料，其中丝状聚合物包括聚碳酸酯聚氨酯和聚醚聚氨酯，并且中间层包括聚(癸二酸甘油酯)和热塑性聚氨酯。

实施例44.本文中任何实施例，特别是实施例43的防污可植入材料，其中加固层具有0.1μm至45μm的平均孔径。

实施例45.本文中任何实施例，特别是实施例43或实施例44的防污可植入材料，其中加固层和中间层具有0.2mm至0.6mm的平均组合厚度。

实施例46.本文中任何实施例，特别是实施例24-46中任一项的防污可植入材料，其中离子聚合物包括2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱。

实施例47.可植入医疗设备，其包括本文中任何实施例，特别是实施例1-46中任一项的防污可植入材料。

实施例48.本文中任何实施例，特别是实施例47的可植入医疗设备，其中可植入医疗设备包括人工心脏瓣膜、血管移植物、瓣膜成形术环、心血管贴片或接合夹。

实施例49.本文中任何实施例，特别是实施例47的可植入医疗设备，其中可植入医疗设备包括人工心脏瓣膜，其包括由防污可植入材料形成的多个小叶、密封裙、金属部件的覆盖物或其任意组合。

实施例50.人工心脏瓣膜，其包括防污可植入材料，防污材料包括：加固层，其包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，加固层具有第一表面和相对表面；中间层，其包括附接于第一表面的至少一部分的保护膜，保护膜包括保护性聚合物；以及外层，其包括接枝到中间层的暴露表面的离子聚合物。

实施例51.本文中任何实施例，特别是实施例50的人工心脏瓣膜，其中人工心脏瓣膜包括由防污可植入材料形成的多个小叶、密封裙、金属部件的覆盖物，或其任意组合。

实施例52.瓣膜修复设备，其包括防污可植入材料，防污材料包括：加固层，其包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，加固层具有第一表面和相对表面；中间层，其包括附接于第一表面的至少一部分的保护膜，保护膜包含保护性聚合物；以及外层，其包含接枝到中间层的暴露表面的离子聚合物。

实施例53.本文中任何实施例，特别是实施例52的瓣膜修复设备，其中瓣膜修复设备包括瓣膜成形术环、小叶夹持设备或小叶增大设备。

实施例54.本文中任何实施例，特别是实施例52或实施例53的瓣膜修复设备，其中瓣膜修复设备包括包含防污可植入材料的外层或覆盖物。

实施例55.包括防污可植入材料的心血管贴片或血管移植物，防污材料包括：加固层，其包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，加固层具有第一表面和相对表面；中间层，其包括附接于第一表面的至少一部分的保护膜，保护膜包括保护性聚合物；以及外层，其包括接枝到中间层的暴露表面的离子聚合物。

实施例56.用于在心脏内的位置处接收人工心脏瓣膜的对接设备，对接设备包括防污可植入材料，防污材料包括：加固层，其包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，加固层具有第一表面和相对表面；中间层，其包括附接于第一表面的至少一部分的保护膜，保护膜包含保护性聚合物；以及外层，其包含接枝到中间层的暴露表面的离子聚合物。

实施例57.制作防污可植入材料的方法，其包括：在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层，加固层包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，并且保护膜包含保护性聚合物；以及通过将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面来形成外层。

实施例58.本文中任何实施例，特别是实施例57的方法，其中中间层进一步包括在加固层的相对表面的至少一部分上的第二保护膜，第二保护膜包含保护性聚合物。

实施例59.本文中任何实施例，特别是实施例57或实施例58的方法，进一步包括通过以下方式形成加固层：喷射纺丝、静电纺丝或熔融纺丝多个聚合丝以形成包括随机定向的、缠结的丝的材料；或使多个聚合丝单向对齐；或编织多个聚合丝以形成交织网，该交织网包括具有第一共同延伸方向的第一多个丝与具有第二共同延伸方向的第二多个丝交织，第二共同延伸方向正交于第一共同延伸方向；或使多个聚合丝对齐以形成包括多个片层的片层内网，其中每个片层中的丝具有共同的延伸方向，并且相邻片层中的丝在不同的延伸方向上定向；或针织多个聚合丝以形成针织材料；或将多个聚合丝加捻以形成纱线纤维，并且随后(i)随机定向纱线纤维用于形成包括随机定向的、缠结的纱线纤维的材料，(ii)使纱线纤维单向对齐，(iii)编织纱线纤维以形成交织网，(iv)使纱线纤维对齐以形成包括多个片层的片层内网，或(v)针织纱线纤维以形成针织材料；或通过三维打印将多个聚合丝打印成图案。

实施例60.本文中任何实施例，特别是实施例57-59中任一项的方法，进一步包括通过喷射纺丝、静电纺丝、熔融纺丝、三维打印、挤压或熔喷工艺来形成包含丝状聚合物的多个聚合丝。

实施例61.本文中任何实施例，特别是实施例57-60中任一项的方法，其中聚合丝包括包含丝状聚合物的核心和围绕核心的壳，壳包含壳聚合物，方法进一步包括：通过喷射纺丝、静电纺丝、共挤压或三维打印在单个步骤中形成核心和壳；或形成核心，然后用壳聚合物涂覆核心以形成壳；或形成核心，并水解核心的表面以形成壳。

实施例62.本文中任何实施例，特别是实施例57-61中任一项的方法，进一步包括通过以下方式形成保护膜：熔融或挤压保护性聚合物以形成薄膜；或将保护性聚合物溶解在溶剂中以形成包含保护性聚合物的溶液，并从溶液形成薄膜；或压缩成型保护性聚合物以形成薄膜。

实施例63.本文中任何实施例，特别是实施例57-62中任一项的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括：将保护膜热附接于第一表面的至少一部分；或将保护膜机械地附接于第一表面的至少一部分；或将保护膜超声地附接于第一表面的至少一部分；或使用激光将保护膜附接于第一表面的至少一部分；或通过加固层和保护性聚合物的水解或氧化将保护膜化学地附接于第一表面的至少一部分，由此丝状聚合物或壳聚合物的化学官能团与保护性聚合物的官能团反应；或用包含保护性聚合物和溶剂的溶液涂覆加固层，并除去溶剂以形成保护膜；或通过反应性浸涂工艺从包含保护性聚合物的溶液形成保护膜；或用包含保护性聚合物的溶液涂覆加固层，并通过紫外线照射固化保护性聚合物；或通过三维打印工艺将保护膜打印到第一表面的至少一部分上。

实施例64.本文中任何实施例，特别是实施例57-63中任一项的方法，其中将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面上包括：用包含离子聚合物的溶液涂覆暴露表面，以形成涂覆了离子聚合物的材料；并且干燥涂覆了离子聚合物的材料。

实施例65.本文中任何实施例，特别是实施例57-64中任一项的方法，其中离子聚合物是两性离子聚合物。

实施例66.本文中任何实施例，特别是实施例57-65中任一项的方法，其中离子聚合物包括聚(磷酸胆碱)、聚(磺基甜菜碱)、聚(羧基甜菜碱)、两性离子多糖、用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酸季铵化的二乙基乙醇胺，或其任意组合。

实施例67.本文中任何实施例，特别是实施例66的方法，其中聚(磷酸胆碱)包括2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱(MPC)部分。

实施例68.本文中任何实施例，特别是实施例66或实施例67的方法，其中离子聚合物包括：聚(MPC-共-2-乙基己基甲基丙烯酸酯-共-N,N-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯)；或聚(MPC-共-对硝基苯氧羰基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯)；或聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)-MPC共聚物；或聚乙烯吡咯烷酮-MPC共聚物；或其任意组合。

实施例69.本文中任何实施例，特别是实施例57-60或62-68中任一项的方法，其中形成加固层包括熔融纺丝聚(乳酸)以形成多个聚合纤维，并且编织多个聚合丝以形成交织网。

实施例70.本文中任何实施例，特别是实施例69的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括用包含聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯和溶剂的溶液涂覆加固层，并除去溶剂以形成保护膜。

实施例71.本文中任何实施例，特别是实施例57-68中任一项的方法，其中形成加固层包括熔融纺丝聚(对苯二甲酸亚乙酯)(PET)以形成多个聚合纤维，将多个聚合纤维加捻在一起以形成纱线纤维，针织纱线纤维以形成针织材料，以及水解聚合纤维的表面以在包含PET的核心上形成包含水解的PET的壳。

实施例72.本文中任何实施例，特别是实施例71的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括将保护膜热附接于第一表面的至少一部分，其中保护膜包括芳香族聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯、脂肪族聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯或其组合。

实施例73.本文中任何实施例，特别是实施例72的方法，其中热附接包括在180℃至200℃的温度和0.7-0.8N/mm²的压力下将保护膜压到加固层的第一表面，持续10秒至20秒的时间。

实施例74.本文中任何实施例，特别是实施例72或实施例73的方法，其中保护膜具有25μm至130μm的厚度。

实施例75.本文中任何实施例，特别是实施例71的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括将保护膜热附接于第一表面的至少一部分，其中保护膜包括基于聚醚的水凝胶热塑性聚氨酯。

实施例76.本文中任何实施例，特别是实施例75的方法，其中热附接包括在190℃至200℃的温度和0.5-0.7N/mm²的压力下将保护膜压到加固层的第一表面，持续10秒至20秒的时间。

实施例77.本文中任何实施例，特别是实施例71的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括用包含保护性聚合物和溶剂的溶液涂覆加固层，并除去溶剂以形成保护膜，其中保护性聚合物包括聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)，并且涂覆包括喷涂。

实施例78.本文中任何实施例，特别是实施例57-60或62-68中任一项的方法，其中形成加固层包括静电纺丝芳香族聚碳酸酯聚氨酯以形成多个聚合纤维。

实施例79.本文中任何实施例，特别是实施例78的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括通过将聚(癸二酸甘油酯)和热塑性聚氨酯溶解在溶剂中以形成溶液，将该溶液施加到加固层的第一表面，并除去溶剂来化学地附接保护膜。

实施例80.本文中任何实施例，特别是实施例57-60或62-68中任一项的方法，其中形成加固层包括同时静电纺丝脂肪族、基于亲水聚醚的聚氨酯和芳香族聚碳酸酯聚氨酯。

实施例81.本文中任何实施例，特别是实施例80的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括用包含保护性聚合物的溶液涂覆加固层，并通过紫外线照射固化保护性聚合物，其中保护性聚合物包括聚(乙二醇)二丙烯酸酯。

实施例82.本文中任何实施例，特别是实施例57-60或62-68中任一项的方法，其中形成加固层包括针织包含蚕丝的纱线纤维以形成针织材料。

实施例83.本文中任何实施例，特别是实施例82的方法，进一步包括通过压缩成型保护性聚合物以形成薄膜来形成保护膜，其中保护性聚合物包括芳香族聚碳酸酯聚氨酯或脂肪族聚醚聚氨酯。

实施例84.本文中任何实施例，特别是实施例57-60或62-68中的任何一项的方法，其中形成加固层包括针织包含蚕丝和聚酯的纱线纤维以形成针织材料。

实施例85.本文中任何实施例，特别是实施例84的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括用包含保护性聚合物和溶剂的溶液涂覆加固层，并除去溶剂，其中保护性聚合物包括脲基嘧啶酮聚合物。

实施例86.本文中任何实施例，特别是实施例85的方法，其中脲基嘧啶酮聚合物包括

其中，a、b和c独立地是大于或等于1的整数。

实施例87.本文中任何实施例，特别是实施例84-86中任一项的方法，其中加固层和中间层具有0.2mm至0.6mm的组合平均厚度。

实施例88.本文中任何实施例，特别是实施例57-60或62-68中任一项的方法，其中形成加固层包括静电纺丝明胶以形成多个聚合纤维。

实施例89.本文中任何实施例，特别是实施例88的方法，进一步包括交联所述明胶。

实施例90.本文中任何实施例，特别是实施例88或实施例89的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括用包含保护性聚合物和溶剂的溶液涂覆加固层，并除去溶剂，其中保护性聚合物包括聚碳酸酯聚氨酯和聚醚聚氨酯。

实施例91.本文中任何实施例，特别是实施例57-60或62-68中任一项的方法，其中形成加固层包括静电纺丝聚碳酸酯聚氨酯和聚醚聚氨酯以形成多个聚合纤维。

实施例92.本文中任何实施例，特别是实施例91的方法，其中在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层进一步包括用包含保护性聚合物和溶剂的溶液涂覆加固层，并除去溶剂，其中保护性聚合物包括聚(癸二酸甘油酯)和热塑性聚氨酯。

实施例93.本文中任何实施例，特别是实施例91或实施例92的方法，其中加固层和中间层具有0.2mm至0.6mm的组合平均厚度。

实施例94.本文中任何实施例，特别是实施例57-93中任一项的方法，其中将离子聚合物接枝到中间层的暴露表面上包括：用包含聚(2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱)的溶液涂覆暴露表面，以形成涂覆了离子聚合物的材料；并且干燥涂覆了离子聚合物的材料。

实施例95.本文中任何实施例，特别是实施例57-94中任一项的方法，进一步包括从防污可植入材料中形成多个小叶，并使小叶与人工心脏瓣膜的框架耦接。

V.实验实施例

实施例1

可生物降解的PLA-PCU合成小叶材料

可生物降解的聚(乳酸)(PLA)纤维是通过熔融纺丝工艺创建的。获得的PLA纤维被编织成网状物。该网状物在聚碳酸酯-氨基甲酸乙酯(PCU)的溶液中被浸涂，以提供具有核心-壳结构的加固层。通过热压将干燥的加固层夹在两个薄层的PCU之间，以形成合成小叶材料(SLM)。图4A和4B分别是加固层和SLM的图像。

实施例2

生物稳定的PET-PCU合成小叶材料

生物稳定的聚(对苯二甲酸亚乙酯)纤维是通过熔融纺丝创建的，并加捻在一起以形成纱线。纱线被针织成PET布(图5A)。对PET布进行水解以对PET纤维表面进行化学改性，并提供具有核心-壳技术的加固层。水解是通过将PET布在50℃的2.5M NaOH溶液中浸没360分钟而形成的。随后将水解的布浸入1N乙酸中来用质子取代钠离子。水解是通过傅里叶变换红外光谱-衰减全反射(FTIR-ATR)证实的。在不希望被特定的操作理论所束缚的情况下，表面水解改善了保护膜对PET布的附接。在应用保护膜之前，加固层在50℃下干燥过夜。将加固层浸涂在PCU的溶液中来形成SLM(图5B)。

用18-丝PET平拉经编优质纱线(33dtex/18丝)制备了针织PET布(图6)。将布经编和擦洗(scour)，其中结构为40±5Wales/英寸(16±2Wales/cm)，90±10course/英寸(35±4course/cm)。爆裂强度(基于ASTM D3887-96针织织物的公差标准规范，和ASTM D3787-01纺织品爆裂强度的标准测试方法--恒定横移速率(CRT)球爆裂测试)被确定为356N(80lbf)。相比之下，30个样品的心包组织的爆裂强度在450-700N(100-160lbf)之间变化(图7A)。PET布和心包组织的抗张强度相似(图7B)。如上所述，PET布表面被水解，并且所得的加固层在45℃的烘箱中干燥过夜。

SLM是通过将一层或两层PCU保护膜附接到干燥的加固层以形成中间层而制成的。PCU膜是芳香族和脂肪族热塑性聚氨酯(TPU)薄膜，其具有在25-127μm(0.001”–0.005”)的范围内的厚度和75A的肖氏硬度。在380°F(190℃)下在100-120psi(0.7-0.8N/mm²)下进行热压15秒，以将中间层附接于加固层。可选地，共挤压工艺用于使用模具挤压机在175-215℃(350-420°F)下包封PET纺织品骨架，然后使用模压机来控制薄膜的最终厚度。

图8A和8B是干燥的加固层以及包含PET/水解PET加固层和TPU保护膜的SLM的显微镜图像。图9A–9C是TPU薄膜完全覆盖加固层(9A，103X)、未涂覆加固层(9B的左半部分)、和用缺陷TPU薄膜部分覆盖加固层(9C的右半部分)的扫描电子显微镜(SEM)图像。对SLM的爆裂强度进行了评估(ASTM D3887-96，ASTM D3787-01)。结果如表1所示。

表1

瓣膜的长期机械性能：如上所述制造合成小叶材料，并进行了超过2亿次循环或3亿次循环的加速磨损测试，其中通过结果符合ISO 5840-1。

SLM材料在兔肌内模型中在体内钙化：根据先前发表的方法将SLM样品肌内植入兔子中(Wright et al.,Comp Med.2009,59(3):266)。肌内兔模型已被证明是抗钙化治疗的快速和积极的区分装置(differentiator)。每只兔从每个样品组接收一个圆盘，并且圆盘的位置是随机的。

所有兔都需要在植入和监测期间存活。圆盘在植入之后60天取出。将来自两只兔的圆盘与周围肌肉一起外植，用于组织学评估。如图10所示，通过X射线成像对圆盘的其余部分进行钙分析，并通过使用ICP-OES的元素分析进行定量。

瓣膜体内钙化抗性评估：青少年/幼年绵羊模型在心脏瓣膜假体钙化过程的研究中是敏感的，如The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 2006,(132)1:89–98中报道的。将二尖瓣和主动脉位置的瓣膜植入小于12个月大并且体重在29至63kg之间的绵羊体内，持续3-6个月(moths)以评估瓣膜钙化。外植之后，通过X射线成像确定小叶上的钙存在。然后将小叶的横截面送出去用于组织学评估。小叶的其余部分通过使用ICP-OES的元素分析进行钙定量。

实施例3

PET/基于聚醚的水凝胶聚氨酯合成小叶材料

制备并表征了包含基于聚醚的水凝胶热塑性聚氨酯(HTPRU)保护膜的SLM。在385°F(196℃)的温度下在90psi(0.6N/m²)下将薄膜施加到实施例2的加固层上。薄膜性能如表2所示，其中在干燥材料上测量了TPU厚度、SLM强度和熔融温度。

表2

TPU厚度	硬度计	SLM强度	熔融温度	吸水率	SEM分析
						76μm	85A	40–50MPa	193℃	30–35％	1-层完全包封
76μm	85A	50–60MPa	193℃	15–20％	1-层完全包封
						76μm	100A	10–15MPa	188℃	50–60％	1-层完全包封
76μm	85A	50–60MPa	193℃	50–60％	1-层完全包封

实施例4

具有两性离子聚合物涂层的合成小叶材料

SLM可以涂覆有两性离子聚合物以增强表面化学。如实施例2所述的涂覆PCU的SLM用包含2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱(MPC)的聚合物涂覆。两性离子磷酰胆碱侧链表现出对非特异性蛋白质吸附、细胞粘附和/或血液凝固优异的抵抗力。评估了两种MPC聚合物，

CM5206和

AC 01(NOF America,White Plains,NY)。在

CM5206中，R’是疏水基团、阴离子基团、阳离子基团、氢键基团、光反应基团或烷氧基硅烷基团；并且m和n是整数。在

AC 01中，m和n是整数。

制备了在乙醇中包含2–3wt％

CM5206的MPC溶液(例如，10mL中0.257g)。通过将SLM浸入MPC溶液中一分钟来将MPC机械地附接于SLM。乙醇使TPU保护膜的暴露表面溶胀，允许MPC分子插入TPU聚合物链之间，在乙醇蒸发和TPU溶胀消失时提供机械附接。将涂覆MPC的SLM在室温或50℃下干燥一小时。进行FTIR-ATR测试以确认SLM上MPC涂层的存在。进行能量色散X射线光谱(EDS)/SEM分析以确认SLM的MPC覆盖。图11A–11C是MPC涂层之前SLM的分层图像(11A)、碳图像(11B)和氧图像(11C)。图12A–12D是涂覆MPC的SLM的分层图像(12A)、碳图像(12B)、氧图像(12C)和磷图像(12D)。

使用FTIR-ATR的表面分析被用来确认MPC涂层和表面化学。只有具有MPC涂层的TPU观察到在1240、1080和970cm^-1处的透射吸收峰。在1725cm^–1附近观察到的TPU-MPC的吸收对应于MPC单元中的羰基。图13显示了未涂覆的SLM和涂覆MPC的SLM的光谱。在1704cm^-1和1728cm^-1处出现结合和非结合的氨基甲酸乙酯谱带，在1639cm^-1处由于酰胺I引起的相对较弱的谱带在963cm^-1处由于出现HC＝CH的反式-1,4加成而引起的强谱带。还观察到磷酸胆碱(PO₄、N-H、C＝O键)和季铵的吸收谱带。通过额外的1156cm^-1峰的存在确认了MPC涂层。

制备了在水中包含5wt％

AC 01的另一种MPC溶液并且与10mL的乙醇混合，用于处理SLM，如上文对于

CM5206详细描述的。简而言之，用稀乙酸或等离子体处理SLM，以在TPU保护膜上产生额外的羧酸基团。通过将SLM浸入MPC溶液中一分钟来将MPC化学地附接于SLM。将涂覆MPC的SLM在室温或在50℃下干燥一小时。

涂覆MPC的SLM通过抗张试验(ASTM412)和应力松弛(ASTM D6048)进行表征。通过使样品经受1MPa的负载来测量应力松弛。随着时间的氧化生物稳定性和吸水率是SLM性能的重要度量。将SLM材料在50℃暴露于30％H₂O₂之后，在60℃下在盐溶液中老化一个月。从老化溶液中取出SLM小叶，并使用高精度数码显微镜进行小叶的尺寸分析。进行了球爆裂测试(ASTM3787)。通过动态机械分析进行蠕变/疲劳测试。使用来自Perkin Elmer(Waltham,MA)的DSC 4000系统，通过差示扫描量热法以5℃/min的速度从30℃至200℃评估PET加固层的T_g。

长期机械性能评估：如上所述制造合成小叶材料，并进行了超过+3亿次循环的加速磨损测试(AWT)，其中通过结果符合ISO 5840-1。

在经由肌肉内植入90天的兔钙化评估中通过X射线或感应等离子体质谱(ICP-MS)分析显示没有Ca+存在。

瓣膜尺寸为21-25mm的幼年绵羊(3-6个月)中的钙化评估显示没有如通过X射线或电感等离子体质谱(ICP-MS)分析评估的钙化。

实施例5

PCU-PGS合成小叶材料

使用静电纺丝工艺用芳香族聚碳酸酯聚氨酯(PCU)(Carbothane^TM AC-4075A,Lubrizol Advanced Materials,Inc.,Cleveland,Ohio)丝形成加固层。将包含聚(癸二酸甘油酯)(PGS，重均分子量300,000g/mol)和热塑性聚氨酯(TPU)保护膜的中间层化学地附接于加固层的表面。为了制造TPU-PGS薄膜(TPU，诸如Pellethane 80A或Carbothane 75A)，将颗粒溶解在有机溶剂(氯仿(CF)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(v/v＝6：4)、四氢呋喃(THF)、DMAc、丙酮1,1,1,3,3,3-六氟异丙醇(HFIP)或2,2,2-三氟乙醇(TFE)和乙酸的二元溶剂)中的一种或混合物中，以取得3-10％(w/v)溶液。PGS颗粒也溶解在CF、DMF、DMAC和/或丙酮中。然后将两种溶液结合以提供在不同聚合物比例(6:6、6:4和6:2)下的TPU/PGS。PCU的浓度保持在3-10％(w/v)。

使用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR-ATR)的形态表征用于确定表面化学和形态，以确保薄膜均匀性。从SEM图像中分析了纤维直径和直径分布。从三个SEM图像中测量了至少50个纤维，以计算平均几何信息。测定了电纺PCU支架的平均孔径和孔径分布。

在经由肌肉内植入90天的兔钙化评估中通过X射线或感应等离子体质谱(ICP-MS)分析显示没有Ca+存在。

实施例6

聚氨酯-PEG-MPC合成小叶材料

通过两种聚氨酯的同时静电纺丝形成加固层，两种聚氨酯包括脂肪族、亲水性基于聚醚的聚氨酯(Tecophilic^TM HP-60D-20,Lubrizol Advanced Materials,Inc.,Cleveland,Ohio)水凝胶和生物稳定的芳香族聚碳酸酯聚氨酯(PCU)(Carbothane^TM 4075A,Lubrizol Advanced Materials,Inc.)。通过在磷酸盐缓冲盐水(PBS，pH＝7.4)中包含PEGDA(聚(乙二醇)二丙烯酸酯，10kDa，10wt％)和0.5wt％的2-羟基-4’-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮(光引发剂)的预聚物溶液中浸涂加固层，并且随后在紫外光(以367nm为中心，6mW/cm²)下聚合9分钟来形成包括基于PEG的水凝胶保护膜的中间层。将可植入材料在包含以2％v/v溶解在乙醇中的两性离子聚合物聚(2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱)(

PC,NOF America,White Plains,NY)的溶液中浸涂，从而在表面上形成包含两性离子聚合物的外层。

实施例7

PET-聚(HEMA)-MPC合成小叶材料

如实施例2中通过经编PET布，形成加固层。将包含聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)(聚(HEMA))(MW 300,000–1,000,000)的中间层溶解在DMF中，并通过在加固层上喷涂来施加到PET布上。将可植入材料在包含以2％v/v溶解在乙醇中的两性离子聚合物聚(2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱)(

PC,NOF America,White Plains,NY)的溶液中浸涂，从而在表面上形成包含两性离子聚合物的外层。

实施例8

蚕丝-聚醚聚氨酯合成小叶材料

加固层由经编或纬编的纯蚕丝制成，然后通过压缩成型工艺包封在芳香族聚碳酸酯聚氨酯或脂肪族聚醚聚氨酯中。将布进行经编和擦洗，其中结构为40±5Wales/英寸(16±2Wales/cm)，90±10course/英寸(35±4course/cm)。爆裂强度(基于ASTM D3887-96针织织物公差的标准规范，和ASTM D3787-01纺织品爆裂强度的标准测试方法--恒定横移速率(CRT)球爆裂测试)被确定为356N(80lbf)。相比之下，30个样品的心包组织的爆裂强度在450-700N(100-160lbf)之间变化(图7A)。基于蚕丝的SLM的抗张强度高于心包组织。在氧化老化下进行最终薄膜的生物稳定性评估，表明蚕丝会在植入的至少2-3年内保持其强度。

实施例9

UPy聚合物-蚕丝-聚酯合成小叶材料

使用第3类溶剂，由2-氨基-5-(2-羟乙基)-6-甲基-4(3H)-嘧啶酮(pyrimidinone)、己烷二异氰酸酯、己二醇和氢化聚丁二醇(Mn＝2000)合成了UPy(脲基嘧啶酮)技术聚合物(防污涂层)。在聚合物制造之后，残留溶剂低于5000ppm。所得聚合物具有0.6-10MPa之间的低模数。THF中的GPC对Pst-标准：Mn＝44kDa，Mw＝72kDa。通过FT-IR确认聚合物身份。如先前介绍中所示的机械测试(狗骨形试样的速度为50mm/min)，薄膜由THF中的8-10w％溶液流延而成，在大气条件下干燥至少14天(从模具中取出2天之后)，未使用真空。

通过由THF溶液进行溶剂流延，然后进行大气干燥，将UPy聚合物包封入蚕丝和聚酯(PET)经编和纬编布中。获得的材料厚度在0.2-0.6mm之间变化。

在经由肌肉内植入90天的兔钙化评估中通过X射线成像或感应等离子体质谱(ICP-MS)分析显示没有Ca+存在。

实施例10

明胶-聚碳酸酯聚醚聚氨酯合成小叶材料

然后由电纺明胶制成并且由EDC/NHS和/或京尼平(genipin)交联的明胶进一步交联的加固层从具有聚碳酸酯和聚醚聚氨酯的THF溶液中浸涂，以达到0.2至0.6mm的最终厚度。进行ASTM D3787-01爆裂强度的标准测试法，揭示了可接受的刚度和UTS值。

实施例11

聚碳酸酯聚醚聚氨酯-PGS-PGSU合成小叶材料

在高和低密度下加固层由电纺聚碳酸酯和聚醚聚氨酯(Carbothane AC和PC 75A)制成，孔径在0.1至45微米之间。PGS和PGSU(TPU与PGS)聚合物被用作防污涂层，并且通过从甲苯中喷涂来施加，直到达到0.2-0.6mm之间的厚度范围。

静电纺丝参数如下：施加的电压为18kV，流速保持在0.5mL/h，从针到收集器的距离为20cm。环境条件下的温度和湿度分别为大约25℃和30％。平坦的铝箔被用作收集器来收集所有的电纺纤维。

在经由肌肉内植入90天的兔钙化评估中通过X射线或感应等离子体质谱(ICP-MS)分析显示没有Ca+存在。

鉴于本公开原理可以应用于其中的许多可能的实例，应该认识到的是所说明的实例只是优选的实例，并且不应该被视为限制其范围。相反，范围由所附权利要求书限定。因此，我们要求保护在这些权利要求的范围和精神的所有内容。

Claims (25)

1.一种防污可植入材料，其包括：

加固层，其包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，所述加固层具有第一表面和相对表面；

中间层，其包括附接于所述第一表面的至少一部分的保护膜，所述保护膜包括保护性聚合物，任选地其中所述中间层进一步包括附接于所述加固层的相对表面的至少一部分的第二保护膜，所述第二保护膜包括第二保护性聚合物，其中所述第二保护膜的第二保护性聚合物可以具有与所述保护性聚合物相同或不同的化学组成；以及

外层，其包括接枝到所述中间层的暴露表面上的离子聚合物。

2.根据权利要求1所述的防污可植入材料，其中所述加固层的聚合丝：

随机定向以形成包含缠结的聚合物丝的材料；或

单向对齐；或

形成交织网，其包括具有第一共同延伸方向的第一多个聚合丝与具有第二共同延伸方向的第二多个聚合丝交织，所述第二共同延伸方向正交于所述第一共同延伸方向；或

形成片层内网，其包括多个片层，其中每个片层中的聚合丝具有共同延伸方向，并且相邻片层中的聚合丝在不同延伸方向上定向；或

针织以形成针织材料；或

加捻成包含多个聚合丝的纱线纤维，其中所述纱线纤维随后(i)随机定向以形成包含随机定向的、缠结的纱线纤维的材料，(ii)单向对齐，(iii)编织以形成交织网，(iv)对齐以形成包含多个片层的片层内网，或(v)针织以形成针织材料。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的防污可植入材料，其中所述丝状聚合物包括聚氨酯、聚醚酮、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷、芳香族聚烯烃、脂肪族聚烯烃、聚酰胺、甘油-酯聚合物、聚羧酸、聚砜、多糖、多胺、聚氨基酸、多肽或其任意组合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的防污可植入材料，其中：

所述丝状聚合物是生物稳定的聚合物，其包括聚氨酯、聚酯、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚碳酸酯、聚硅氧烷、芳香族聚烯烃或脂肪族聚烯烃；或

所述丝状聚合物是可生物降解的聚合物，其包括聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、多糖、聚氨基酸、多肽或聚(癸二酸甘油酯)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的防污可植入材料，其中所述聚合丝包括核心和围绕所述核心的壳，其中所述核心包含所述丝状聚合物，并且所述壳包含壳聚合物。

6.根据权利要求5所述的防污可植入材料，其中：

所述壳聚合物是可生物降解的聚合物，其包括聚(乳酸)、聚(乳酸-共-乙醇酸)、多糖、聚氨基酸、多肽或聚(癸二酸甘油酯)；或

所述壳聚合物是生物稳定的聚合物，其包括水解聚(对苯二甲酸亚乙酯)或聚氨酯。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的防污可植入材料，其中所述聚合丝具有在0.001μm至2000μm的范围内的平均直径。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的防污可植入材料，其中所述加固层具有：

(i)在25μm至500μm的范围内的厚度；或

(ii)在50-800N的范围内的爆裂强度；或

(iii)在50-800N的范围内的抗张强度；或

(iv)(i)、(ii)、和(iii)的任意组合。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的防污可植入材料，其中所述保护性聚合物包括：

生物稳定的合成聚合物，其选自聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚醚、聚碳酸酯聚氨酯、聚硅氧烷聚氨酯、聚醚聚氨酯高弹体、聚酯聚氨酯高弹体、硅酮、聚碳酸酯、聚砜、聚醚醚酮、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚酯或其任意组合；或

可生物降解的合成聚合物，其选自聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、亲水聚酯聚氨酯、亲水聚脲、聚(酰胺-烯胺)、聚酐、聚(酯酰胺)、聚(乙交酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚(丁酸羟酯)、聚(ε-己内酯)、聚(乙烯醇)-透明质酸、透明质酸胺、基于脲基嘧啶酮的聚合物，或其任意组合；或

形成水凝胶的聚合物，其选自蛋白质、多糖、亲水聚氨酯、聚(环氧乙烷)、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚丙烯酸酯、多肽、聚(癸二酸甘油酯)、聚(癸二酸木糖醇酯)或其任意组合。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的防污可植入材料，其中所述中间层具有：

(i)在0.1μm至100μm的范围内的平均厚度；或

(ii)在10A至80A的范围内的硬度计肖氏硬度；或

(iii)在1N/mm²至50N/mm²的范围内的弯曲模量；或

(iv)在10N/mm²至60N/mm²的范围内的干极限抗张强度；或

(v)在5N/mm²至40N/mm²的范围内的湿极限抗张强度；或

(vi)(i)、(ii)、(iii)、(iv)、和(v)的任意组合。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的防污可植入材料，其中所述离子聚合物是阴离子聚合物、阳离子聚合物或两性离子聚合物。

12.根据权利要求11所述的防污可植入材料，其中所述离子聚合物包括聚(磷酸胆碱)、聚(磺基甜菜碱)、聚(羧基甜菜碱)、两性离子多糖、用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酸季铵化的二乙基乙醇胺，或其任意组合。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的防污可植入材料，其中所述离子聚合物包括：

聚(2-甲基丙烯酰基氧乙基磷酰胆碱)(MPC)；或

聚(MPC-共-2-乙基己基甲基丙烯酸酯-共-N,N-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯)；或

聚(MPC-共-对硝基苯氧羰基聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯)；或

聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)-MPC共聚物；或

聚乙烯吡咯烷酮-MPC共聚物；或

其任意组合。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的防污可植入材料，其中所述外层具有在0.001μm至25μm的范围内的平均厚度。

15.一种可植入医疗设备，其包括根据权利要求1-14中任一项所述的防污可植入材料。

16.根据权利要求15所述的可植入医疗设备，其中所述可植入医疗设备包括人工心脏瓣膜、血管移植物、瓣膜成形术环、心血管贴片或接合夹。

17.根据权利要求15所述的可植入医疗设备，其中所述可植入医疗设备包括人工心脏瓣膜，所述人工心脏瓣膜包括由所述防污可植入材料形成的多个小叶、密封裙、金属部件的覆盖物，或其任意组合。

18.一种制作防污可植入材料的方法，其包括：

在加固层的第一表面的至少一部分上形成包括保护膜的中间层，所述加固层包括包含丝状聚合物的多个聚合丝，并且所述保护膜包含保护性聚合物；和

通过将离子聚合物接枝到所述中间层的暴露表面上来形成外层。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括通过以下方式形成所述加固层：

喷射纺丝、静电纺丝或熔融纺丝所述多个聚合丝，以形成包含随机定向的、缠结的丝的材料；或

使所述多个聚合丝单向对齐；或

编织所述多个聚合丝以形成交织网，所述交织网包括具有第一共同延伸方向的第一多个丝与具有第二共同延伸方向的第二多个丝交织，所述第二共同延伸方向正交于所述第一共同延伸方向；或

使所述多个聚合丝对齐以形成包含多个片层的片层内网，其中每个片层中的丝具有共同延伸方向，并且相邻片层中的丝在不同延伸方向上定向；或

针织所述多个聚合丝以形成针织材料；或

加捻所述多个聚合丝以形成纱线纤维，并且随后(i)使所述纱线纤维随机定向用于形成包含随机定向的、缠结的纱线纤维的材料，(ii)使所述纱线纤维单向对齐，(iii)编织所述纱线纤维以形成交织网，(iv)使所述纱线纤维对齐以形成包含多个片层的片层内网，或(v)针织所述纱线纤维以形成针织材料；或

通过三维打印将所述多个聚合丝打印成图案。

20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，进一步包括通过喷射纺丝、静电纺丝、熔融纺丝、三维打印、挤压或熔喷工艺来形成所述包含丝状聚合物的多个聚合丝。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的方法，其中所述聚合丝包括包含所述丝状聚合物的核心和围绕所述核心的壳，所述壳包含壳聚合物，所述方法进一步包括：

通过喷射纺丝、静电纺丝、共挤压或三维打印在单个步骤中形成所述核心和壳；或

形成所述核心，并且用所述壳聚合物涂覆所述核心以形成所述壳；或

形成所述核心，并且水解所述核心的表面以形成壳。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的方法，其中在所述加固层的第一表面的至少一部分上形成所述包括保护膜的中间层进一步包括：

将所述保护膜热附接于所述第一表面的至少一部分；或

将所述保护膜机械地附接于所述第一表面的至少一部分；或

将所述保护膜超声地附接于所述第一表面的至少一部分；或

使用激光将所述保护膜附接于所述第一表面的至少一部分；或

通过所述加固层和保护性聚合物的水解或氧化来将所述保护膜化学地附接于所述第一表面的至少一部分，由此所述丝状聚合物或壳聚合物的化学官能团与所述保护性聚合物的官能团反应；或

用包含所述保护性聚合物和溶剂的溶液涂覆所述加固层，并除去所述溶剂以形成所述保护膜；或

通过反应性浸涂工艺从包含所述保护性聚合物的溶液形成所述保护膜；或

用包含所述保护性聚合物的溶液涂覆所述加固层，并通过紫外线照射使所述保护性聚合物固化；或

通过三维打印工艺将所述保护膜打印到所述第一表面的至少一部分上。

23.根据权利要求18-22中任一项所述的方法，其中将所述离子聚合物接枝到所述中间层的暴露表面上包括：

用包含所述离子聚合物的溶液涂覆所述暴露表面以形成涂覆了离子聚合物的材料；和

干燥所述涂覆了离子聚合物的材料。

24.根据权利要求18-23中任一项所述的方法，其中所述离子聚合物包括聚(磷酸胆碱)、聚(磺基甜菜碱)、聚(羧基甜菜碱)、两性离子多糖、用2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酸季铵化的二乙基乙醇胺，或其任意组合。

25.根据权利要求18-24中任一项所述的方法，进一步包括从所述防污可植入材料形成多个小叶，并且将所述小叶与人工心脏瓣膜的框架耦接。

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