CN117715760A - 可吸收可光聚合制剂中的包含链转移剂的组合物及方法 - Google Patents

可吸收可光聚合制剂中的包含链转移剂的组合物及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117715760A
CN117715760A CN202280049609.0A CN202280049609A CN117715760A CN 117715760 A CN117715760 A CN 117715760A CN 202280049609 A CN202280049609 A CN 202280049609A CN 117715760 A CN117715760 A CN 117715760A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
poly
groups
optionally
present disclosure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280049609.0A
Other languages
English (en)
Inventor
迈克尔·亚伦·沃恩
马修·墨菲·史丹佛
哈菲兹·布萨里
德布拉·廷德尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Poly Med Inc
Original Assignee
Poly Med Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Poly Med Inc filed Critical Poly Med Inc
Publication of CN117715760A publication Critical patent/CN117715760A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/105—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0037—Production of three-dimensional images
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/0275—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with dithiol or polysulfide compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

提供了可用于增材打印、特别是增材打印技术(诸如立体光刻(SLA))的化合物和组合物，其中使一种或多种可光固化化合物，诸如具有多个烯属不饱和基团的化合物和具有多个硫醇基团的化合物的组合物光聚合，任选地，可聚合组合物包含两种或更多种彼此是反应性的可热固化化合物，并且任选地，所述可聚合组合物包含一种或多种链转移剂，并且任选地，经历热聚合，以形成固体形式的制造的制品。

Description

可吸收可光聚合制剂中的包含链转移剂的组合物及方法
通过引用任何在先申请并入
与本申请一起提交的在申请数据表中标明外国或国内优先权要求的任何和所有申请均据此通过引用并入。
技术领域
本公开总体涉及可固化组合物(诸如包含链转移剂的可光固化和可热固化的组合物)的制备和用途及其降解产物，该可固化组合物用于通过增材制造工艺来制备制品，例如，生物可吸收植入物。
背景技术
立体光刻(SLA)为用于制备三维(3-D)物体的相对成熟的增材打印技术。在立体光刻方法中，使用光(诸如紫外(UV)光或可见光)来以高准确度和高精度将液体材料光聚合成所设计的结构，诸如三维制品。通过UV光或可见光，例如，在切片式CAD(计算机辅助设计)模型的指导下，使薄的连续层光聚合。
SLA通常使用可以称为树脂或油墨制剂的液体可光聚合组合物。通过SLA生产的制品的宏观性质和降解特性部分地取决于聚合物化学和加工技术。
在具有烯属不饱和官能团的可吸收大分子单体的SLA聚合之后，可吸收聚合物链段可以通过水解降解或酶促降解而降解，从反应的烯属不饱和基团留下不可吸收的聚合物(即，主链)。对于可植入活体之内或之上的此类制剂，期望不可吸收的聚合物是水溶性的并且具有低于大约20,000Da的分子量，使得这些降解产物可以通过肾脏排泄。目前已知，烯属不饱和聚酯，作为经自由基聚合且随后降解的降解产物，诸如聚合物主链，具有远大于20,000Da的分子量。这可以是光聚合方法中的情况，该光聚合方法以低量的光引发剂浓度使用生物相容可植入树脂来降低来自光引发剂化合物的毒性。
本公开提供了化合物和组合物，其可用于光化光反应性3-D打印工艺，包括但不限于立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)方法，用于制作具有降解产物的经3-D光打印的制品，特别是适合植入式制品诸如医疗装置的经3-D光打印的制品。为此目的，所公开的化合物和组合物比目前已知的化合物和组合物更有优势。
背景技术部分中讨论的所有主题不一定是现有技术，并且不应仅仅因为其在背景技术部分中的讨论而被假定为现有技术。沿着这些思路，对在背景技术部分中讨论的或与此类主题相关联的现有技术中的问题的任何认识不应被视为现有技术，除非明确声明为现有技术。相反，背景技术部分中对任何主题的讨论均应被视为发明人解决特定问题的方法的一部分，其本身也可以具有创造性。
发明内容
简单来说，在一个方面，本公开提供了可用于减少由固化工艺(诸如光固化工艺或诸如与光固化工艺结合使用的热固化工艺)产生的降解产物的化合物和组合物。固化工艺可用于制造制品，诸如医疗装置和涂层。示例性固化工艺为立体光刻(SLA)，其为增材制造工艺，其中使含有一种或多种光反应性化合物(包括例如，光反应性大分子单体)的根据本公开的可固化组合物在形成制造的制品的过程期间光聚合(光固化)。另一示例性工艺为涂层工艺，其中将本公开的化合物和/或组合物放置在表面上，并随后使其通过暴露于热而固化(热固化)和/或通过暴露于光化辐射而固化(即，光聚合或光固化)，以在表面上提供涂层。这些固化的产物，即，通过使如本文所公开的组合物固化而形成的产物，在本文中通常可以称为制品、涂层、薄膜、材料等。因此，当通过制备制品来举例说明本公开时，应当理解，同样可以制备涂层或其他材料。在一个方面，制品、涂层等是可生物降解的。
在一个方面，本公开提供了通过固化工艺形成的可生物降解聚合物材料。该材料可以用于生产具有有限寿命的制品，使得在某时间段之后，由可生物降解材料形成的制品不再存在。举例来说，该材料可以为装置(诸如医疗装置)上的涂层，其中涂层在某时间段之后降解。在另一示例中，该材料可以用于制备医疗装置，例如，用于组织修复的网格，使得在一段时间之后，制品的一部分存在或制品不存在并且组织修复完成。作为另一示例，医疗装置可以为组织粘合剂或密封剂，其中本公开的可聚合组合物可以施用至需要粘合剂或密封剂的组织，并且然后将该组合物暴露于足以引起组合物在组织上的光聚合的光化辐射。
根据本公开，在一个方面，立体光刻可以用于使用例如本文所公开的化合物和组合物来制备此类材料和制品。本公开解决了对与活的实体接触的热固化和光固化的材料(诸如SLA生产的制品)的担忧，包括对所生产的制品的安全性和功效，特别是对其生物相容性和细胞毒性的担忧。
在一个方面，本公开提供了聚合物组合物的制备和用途，该聚合物组合物例如包含一种或多种链转移剂和/或一种或多种添加剂。聚合物组合物可以包含可光聚合聚合物或由其制成，该可光聚合聚合物包括均聚物、共聚物、嵌段共聚物、无规共聚物、无规嵌段共聚物或其组合。聚合物组合物可以包含可热固化聚合物或由其制成，该可热固化聚合物包括均聚物、共聚物、嵌段共聚物、无规共聚物、无规嵌段共聚物或其组合。在一个方面，聚合物组合物为双重网络，因为两种化学上有区别的聚合物以掺和物存在于组合物中，其中任选地，双重网络聚合物组合物在固化之后可以表征为固体。在一个方面，聚合物组合物为单一网络，因为单一聚合物存在于组合物中，其中任选地，单一网络聚合物组合物在固化之后可以表征为固体。在一个方面，单一网络包括交联的聚合物。在一个方面，双重网络包括交联的聚合物。本文所公开的聚合物组合物可以用于例如通过增材制造工艺来制备生物可吸收植入物。对术语聚合物的使用可以指单一化学或物理类型的聚合物，其旨在是许多单独的聚合物分子的组合物。在一些情况下，术语聚合物可以指单独的聚合物分子。本领域的技术人员可以从本公开中辨别该术语所写的意图和逻辑含义。
在一个方面，本公开提供了一种组合物，其包含：(1)具有多个可光聚合基团的化合物，其在本文中称为聚hv；和/或(2)彼此热反应(可热固化)从而形成聚合物的两种化合物的混合物，其中两种化合物在本文中可以称为聚Δ1和聚Δ2或统称为聚Δ(即，聚Δ是指聚Δ1和聚Δ2的混合物)。在一个方面，组合物另外包含光引发剂。在一方面，组合物包含一种或多种链转移剂。在一个方面，组合物另外包含一种或多种添加剂。在一个方面，组合物另外包含稳定剂。在一个方面，本公开提供了一种固化的且任选地交联的组合物，其由包含光引发剂、任选地一种或多种链转移剂、任选地一种或多种添加剂、聚hν和/或聚Δ的组合物的光聚合产生，其中此固化的(例如，交联的)组合物据称可以具有单一网络，该单一网络是指由聚hv与其自身反应或聚Δ与其自身反应而形成的网络。在一个方面，本公开提供了一种双重网络组合物，其由包含光引发剂、任选地一种或多种链转移剂、任选地一种或多种添加剂、聚hv和/或聚Δ的组合物产生，其中聚hv的光聚合，以及聚Δ1与聚Δ2的热聚合，其中聚hv和聚Δ中的每一者均形成独立的网络，其中的一者或两者任选地为交联的网络。两个独立的网络共同形成互相贯穿的双重网络。双重网络因此通过以下形成：使具有热反应性组分(聚Δ1和聚Δ2)和至少一种光反应性组分(聚hv)两者、光引发剂和一种或多种链转移剂以及任选地一种或多种添加剂的组合物热固化和光固化。在一个方面，光固化先于热固化。在一个方面，热固化先于光固化。在一个方面，光固化和热固化同时发生。
在一个方面，本公开提供了一种组合物，其包含：1)具有多个可光聚合硫醇基团的化合物，其在本文中称为聚SH；和2)具有多个可光聚合烯属不饱和基团的化合物，其在本文中称为聚EU，其中聚SH和聚EU彼此之间具有光反应性。在一个方面，组合物另外包含光引发剂。在一个方面，组合物另外包含一种或多种链转移剂。在一个方面，组合物另外包含一种或多种添加剂。在一个方面，组合物另外包含稳定剂。在一个方面，本公开提供了一种单一网络聚合物组合物，其由包含光引发剂、一种或多种链转移剂、一种或多种添加剂、聚SH和聚EU的组合物的光固化(光聚合)产生。在一个方面，本公开提供了一种交联的单一网络组合物，其由包含光引发剂、一种或多种链转移剂、聚SH和聚EU的组合物的光固化(光聚合)产生。在另一方面，本公开提供了一种交联的单一网络组合物，其由包含光引发剂、一种或多种链转移剂、一种或多种添加剂、稳定剂、聚SH和聚EU的组合物的光固化(光聚合)产生。示例性EU基团为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和降冰片烯基，其中聚EU是指包含多个EU基团，任选地两个EU基团或三个EU基团或四个EU基团的化合物。
在一个方面，本文公开了用于固化工艺(诸如3-D打印)以及用于制作和使用所得固化的制品的方法和组合物。举例来说，本公开提供了一种用于光聚合打印制品的方法，该方法包括：a)将包含如本文所公开的聚EU大分子单体和聚SH的可光聚合组合物暴露于合适波长的光一段时间；任选地与一种或多种其他组分组合，诸如至少一种光引发剂组分和/或至少一种包含悬浮在组合物中的光反射材料的光反射材料组分，和/或一种或多种链转移剂，和/或至少一种稳定剂，和/或一种或多种添加剂；以及形成包含可光聚合组合物的聚合产物的打印的制品。在另一方面，本公开提供了一种用于光聚合打印制品的方法，该方法包括：a)将包含聚hv、聚Δ1和聚Δ2的可光聚合组合物暴露于合适波长的光一段时间；以及b)使聚Δ1与聚Δ2热聚合；任选地与一种或多种其他组分组合，诸如至少一种光引发剂组分和/或至少一种包含悬浮在组合物中的光反射材料的光反射材料组分，和/或至少一种稳定剂，和/或一种或多种链转移剂，和/或一种或多种添加剂；以及形成包含可光聚合组合物的聚合产物的打印的制品。
在一个方面，本文公开了用于光聚合工艺(诸如包括涂层工艺的成膜工艺)以及用于制作和使用此类光聚合材料的方法和组合物。举例来说，本公开提供了一种用于制品的光聚合涂层的方法，该方法包括：a)将本公开的可光聚合组合物施加至表面；b)将包含如本文所公开的聚EU和聚SH的可光聚合组合物暴露于合适波长的光一段时间；任选地与一种或多种其他组分组合，诸如至少一种光引发剂组分和/或至少一种包含悬浮在组合物中的光反射材料的光反射材料组分，和/或至少一种稳定剂，和/或一种或多种链转移剂，和/或一种或多种添加剂；以及形成包含可光聚合组合物的聚合产物的固体涂层。
在其他方面，本公开提供了大分子单体(其也可以称为预聚物)的聚合产物，其中该大分子单体已经通过例如本文所公开的一种或多种方法聚合。此外，本公开提供了一种可以称为聚合物制品的制品，其由如本文所公开的可光聚合化合物或组合物任选地通过如本文所公开的一种或多种方法而生产。光聚合的大分子单体或制品可以为无毒制品。此外，制品可以包含可生物降解的光聚合的大分子单体，任选地与无毒量的光引发剂掺和。任选地，制品可以包含可生物降解的光聚合的大分子单体，任选地与无毒量的稳定剂和/或一种或多种链转移剂和/或一种或多种添加剂掺和。任选地，制品可以包含可生物降解的光聚合的大分子单体，任选地与无毒量的UV反射材料掺和。在一个方面，聚合物制品在生理条件下是全部或部分可生物降解的。然而，在替代方面，聚合物制品在生理条件下不是可生物降解的。
此外，本公开提供了一种在本文中也称为大分子单体的可光聚合化合物，其包含多轴中央核心(CC)和从中央核心延伸的式(A)-(B)或(B)-(A)的2至4个臂，其中臂中的至少一个包含光反应性官能团(Q)，并且(A)为选自三亚甲基碳酸酯(本文也称为T或TMC)和ε-己内酯(本文也称为己内酯或C或CAP)的单体的聚合产物，而(B)为选自乙交酯、丙交酯和对二氧环己酮的单体的聚合产物。大分子单体可以为如本文所公开的组合物和方法中的可光聚合大分子单体组分，并且可以使其光聚合以提供制品。其他大分子单体可以包括衍生自以下种类的聚合物或以下类别的聚合物的共聚物的组合的可光聚合化合物：聚酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚羟基链烷酸酯(polyhydroxyalkanoate)、聚氨酯、多肽、聚醚、聚硫醚、聚酰胺和天然衍生的聚合物。描述了天然衍生的聚合物的一些示例，但不限于以下：壳聚糖、透明质酸、果胶和纤维素。聚酯的一些示例可以包括但不限于衍生自丙交酯、乙交酯、己内酯和对二氧环己酮的均聚物和共聚物。聚碳酸酯和聚碳酸酯的酯的一些示例可以包括但不限于聚三亚甲基碳酸酯、聚(三亚甲基碳酸酯-共-己内酯)、聚(三亚甲基碳酸酯-共-己内酯-共-乙交酯)和聚(三亚甲基碳酸酯-共-己内酯-共-丙交酯)。
任选地，本公开的任何组合物在其固化之前可以含有有效量的至少一种光引发剂，即，当组合物暴露于辐射时有效实现可光聚合化合物的聚合的量的光引发剂，该辐射是从发出适合激活光引发剂的所选择的波长的光的光源发射的。
在一个方面，本公开提供了一种3D打印的方法，也称为增材打印，例如，立体光刻，该方法包括：提供如本文所公开的可聚合组合物，其具有可光聚合化合物和至少一种光引发剂以及任选地一种或多种链转移剂、一种或多种添加剂；以及将该组合物暴露于有效激活光引发剂的光，以便使可聚合组合物中的可光聚合化合物光聚合。在一个方面，组合物选择性地暴露于光，使得组合物的所选择的部分而非全部经历光聚合。在一个方面，可光聚合化合物为包含一种或多种聚hv化合物，例如本文表示为聚EU和聚SH的两种可光聚合化合物的混合物。在一个方面，一种或多种可光聚合化合物与一种或多种热反应性化合物，例如本文表示为聚Δ1和聚Δ2的两种热反应性化合物掺和。在一个方面，可聚合组合物进一步包含其他组分，包括但不限于一种或多种稳定剂、一种或多种光引发剂、悬浮在组合物中的一种或多种光反射材料、一种或多种链转移剂、一种或多种添加剂和一种或多种染料。
以下为本公开的一些示例性实施例：
1)一种组合物，其包含具有多个烯属不饱和基团(EU)的第一有机化合物(聚EU)、任选地具有多个硫醇基团(SH)的第二有机化合物(聚SH)、光引发剂和(即，至少一种)链转移剂。
2)根据实施例1所述的组合物，其中第一有机化合物、任选的第二有机化合物、光引发剂或链转移剂中的至少一者是生物可吸收的。
3)根据实施例1所述的组合物，其中链转移剂按链转移剂官能团(例如，硫醇)与烯属不饱和基团的0.03至0.80的摩尔比存在。
4)根据实施例1所述的组合物，其包含生物衍生的染料、颜料或UV吸收剂。
5)根据实施例4所述的组合物，其中染料、颜料或UV吸收剂为选自以下的生物衍生的分子：类胡萝卜素、类黄酮、黄酮、醌、卟啉、二酮和β花青素。
6)根据实施例4所述的组合物，其中染料、颜料或UV吸收剂为β-胡萝卜素。
7)根据实施例1所述的组合物，其具有X：Y的SH与EU当量比，其中X的范围为25至75，并且Y的范围为75至25，并且X和Y的总和为100。
8)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH是水溶性的。
9)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH是生物可吸收的。
10)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH为大分子单体。
11)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
12)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH具有小于500g/mol的分子量。
13)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU是水溶性的。
14)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU是生物可吸收的。
15)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU的EU为丙烯酸酯。
16)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU的EU为甲基丙烯酸酯。
17)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU的EU为降冰片烯基。
18)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU为大分子单体。
19)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
20)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个羰基基团，其中任选地聚EU具有多个羰基基团，或者其中任选地聚SH和聚EU各自具有多个羰基基团。
21)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个酯基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团，或者其中任选地聚SH和聚EU各自具有多个酯基团。
22)根据实施例1所述的组合物，其中至少一个聚EU和聚SH进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者。
23)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团两者。
24)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚EU具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者。
25)根据实施例1所述的组合物，其中聚SH的多个SH选自2、3和4。
26)根据实施例1所述的组合物，其中聚EU的多个EU选自2、3和4。
27)根据实施例1所述的组合物，其不含具有低于110℃的沸点的挥发性材料。
28)根据实施例1所述的组合物，其是无水的。
29)根据实施例1所述的组合物，其在约18℃至约22℃的室温下为流体。
30)一种组合物，其包含根据实施例1至29中任一项所述的组合物的光化学固化的反应产物，该组合物当降解时产生具有小于20,000道尔顿的分子量的降解产物(或聚合物主链)。
31)根据实施例30所述的组合物，其是生物可吸收的。
32)根据实施例30所述的组合物，其在50℃下为固体。
33)一种增材制造工艺，其包括：
a.提供含有根据实施例1至29中任一项所述的第一组合物的液槽；
b.将来自光源的光化辐射引导至液槽中的第一组合物中，其中光化辐射有效诱导该组合物的组分的聚合，以便形成第二组合物；以及
c.形成包含第二组合物的固体制品。
34)一种组合物，其包含具有多个可光聚合基团(hν)的第一有机化合物(聚hv)、光引发剂、具有多个反应性基团Δ1的第二有机化合物(聚Δ1)和具有多个反应性基团Δ2的第三有机化合物(聚Δ2)，其中Δ1在接触并暴露于大于50℃的温度时与Δ2反应，以及任选地链转移剂。
35)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv是生物可吸收的。
36)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv为大分子单体。
37)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
38)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv具有小于500g/mol的分子量。
39)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv是水溶性的。
40)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv为选自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚EU。
41)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv的hv为降冰片烯基。
42)根据实施例34所述的组合物，其中Δ1为亲核体，并且Δ2为亲电体。
43)根据实施例34所述的组合物，其中Δ1选自羟基和氨基。
44)根据实施例34所述的组合物，其中Δ2选自环氧化物和异氰酸酯。
45)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个羰基基团，其中任选地聚hν具有多个羰基基团，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个羰基基团。
46)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个酯基团，其中任选地聚hv具有多个酯基团，或者其中任选地聚hv以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团。
47)根据实施例34所述的组合物，其中至少一个聚hv、聚Δ1和聚Δ2进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团，其中任选地聚hν具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者，或者其中任选地聚hv以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者。
48)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚hv具有多个酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团和多个尿烷基团两者。
49)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚hv具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚hv以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者。
50)根据实施例34所述的组合物，其中聚hv的多个hv选自2、3和4。
51)根据实施例34所述的组合物，其中聚Δ1的多个Δ1选自2、3和4。
52)根据实施例34所述的组合物，其中聚Δ2的多个Δ2选自2、3和4。
53)根据实施例34所述的组合物，其不含具有低于110℃的沸点的挥发性材料。
54)根据实施例34所述的组合物，其是无水的。
55)根据实施例34所述的组合物，其在约18℃至约22℃的温度下为流体。
56)一种组合物，其包含根据实施例34至55中任一项所述的组合物的光化学固化的反应产物和热固化的反应产物，该组合物当降解时产生具有小于20,000道尔顿的分子量的降解产物(或聚合物主链)。
57)根据实施例56所述的组合物，其是生物可吸收的。
58)根据实施例56所述的组合物，其在50℃下为固体。
59)一种增材制造工艺，其包括：
a.提供含有根据实施例34至55中任一项所述的第一组合物的液槽；
b.将来自光源的光化辐射引导至液槽中的第一组合物中，其中光化辐射有效诱导第一组合物的组分的聚合，以便形成包含光化学固化的组合物的第二组合物；以及
c.将热能施加至包含光化学固化的组合物的第二组合物，以便形成包含光化学固化的组合物和热固化的组合物的第三组合物。
60)根据实施例1所述的组合物，其包含第二有机化合物并且由实施例2至29中的任一项进一步描述。
61)根据实施例1所述的组合物，其包含第二有机化合物并且由实施例2至29中的任两项或更多项进一步描述。
62)根据实施例34所述的组合物，其包含链转移剂并且由实施例35至55中的任一项进一步描述。
63)根据实施例34所述的组合物，其包含链转移剂并且由实施例35至55中的任两项或更多任进一步描述。
本公开的上述和附加特征以及获得它们的方式将变得显而易见，并且通过参考以下更详细的描述将最好地理解本公开。本文所公开的所有参考文献均特此通过引用以其整体并入，如同每一者单独并入一样。
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍某些构思，这些构思将在下面的具体实施方式中进一步详细描述。除非另有明确声明，否则本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。
在以下说明中阐述了一个或多个实施例的细节。结合一个示例性实施例所展示或者描述的特征可以与其他实施例的特征组合。因此，本文所描述的各种实施例中的任一个可以组合以提供进一步的实施例。如果需要，可以修改实施例的各方面，以采用如本文所标识的各种专利、申请和出版物的构思来提供又进一步的实施例。其他特征、目的及优点将从说明书、附图及权利要求中显而易见。
本公开的上述和附加特征以及获得它们的方式将变得显而易见，并且通过参考以下更详细的描述将最好地理解本公开。本文所公开的所有参考文献均特此通过引用以其整体并入，如同每一者单独并入一样。
附图说明
本公开的示例性特征、其本质和各种优点将从附图和以下对各个实施例的详细描述中变得显而易见。参考附图描述非限制性且非穷举的实施例，其中除非另有指定，否则在各个视图中相同的标记或附图标记指代相同的部分。附图中元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。举例来说，选择、放大和定位各种元件的形状以提高绘图易读性。已选择所绘制的元件的特定形状以便于在附图中辨识。下文参考附图描述一个或多个实施例，在附图中：
图1示出了本公开的所选择的固化的组合物的降解曲线。
图2示出了本公开的所选择的固化的组合物的水溶胀曲线。
图3示出了含有和不含有链转移剂的所选择的固化的组合物的质量损失曲线。
图4示出了跨树脂制剂(A至D)以及阳性(+)和阴性(-)对照通过MTS测定确定的平均细胞活力和标准偏差(n＝3)。
具体实施方式
通过参考以下对本公开的优选实施例及包括在本文中的实例的详细描述可以更容易地理解本公开。在阅读本具体实施方式时，且除非另有说明，否则本文所使用的所有技术及科学术语均具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。除非上下文另外清楚地指示，否则单数术语“一”、“一个/种”和“所述”包含复数指示物。类似地，词语“或”旨在包括“和”，除非上下文另外清楚地指示。术语“包含”意指“包括”。缩写“例如(e.g.)”源自拉丁语“exempli gratia”，并且在本文中用于指示非限制性示例。因此，缩写“例如”与术语“举例来说”同义。
在一个方面，本公开提供了在约室温，即，约18℃至约23℃的温度下为液体并且可以经历固化的组合物。固化工艺可以包括光固化，其在本文中也称为光聚合，并且根据组合物，还可以包括热固化，其在本文中也称为热聚合。当组合物暴露于所选择的能量的光化辐射持续所选择的时间段时，出现光固化，以引起组合物的光化学(本文中也称为光反应性或可光聚合等)组分之间的反应，以及组合物中组分的平均分子量的增加。热固化为当将组合物加热至高于室温至合适的温度持续合适的时间长度时实现，以引起组合物的热反应性(本文中也称为热反应性或可热聚合等)组分之间的反应，以及组合物中组分的平均分子量的增加的对应工艺。当反应物包括具有三个或更多个光反应性或热反应性化学基团的化合物时，则固化工艺将提供具有交联的组分的组合物。如本文所用，固化是指光固化，任选地热固化，如果组合物具有热反应性组分的话。
本公开的组合物包含光反应性组分。任选地，组合物还可以包含热反应性组分。当组合物包含热反应性组分和光化学反应性组分两者时，所得固化的组合物在本文中可以称为具有双重网络或双网络：由光化学反应性化合物形成的第一网络和由热反应性化合物形成的第二网络。当组合物具有光化学反应性组分但不具有热反应性组分时，所得固化的组合物在本文中可以称为具有单一网络。
如下文进一步详细解释的，本公开的组合物可以包含具有至少两个光化学反应性官能团(表示为“hv”基团)的一种或多种化合物，并且可以任选地包含具有至少两个热反应性官能团(表示为“Δ”基团)的两种或更多种化合物。反应性官能团将结合至有机主链，即，由包括碳和氢在内的原子构成的主链。作为简单示例，如果Δ基团为羟基，则热反应性化合物可以为乙二醇，即，HO-CH2-CH2-OH，其中主链为-CH2-CH2-。
当聚合物分子(化合物)的主链包括重复化学单元时，聚合物分子(化合物)在本文中可以称为大分子单体。举例来说，少量的乙二醇(称为引发剂)与大量的羟基酸或等同物(例如，乳酸或丙交酯)之间的反应将产生具有从乙二醇引发剂的任一端延伸的两个聚丙交酯(重复丙交酯单元)并且在聚丙交酯链的两个末端中的每一个处还具有羟基基团的聚合物分子(化合物)。此聚合物分子在本文中可以称为大分子单体或化合物。在一个方面，本公开的组合物包含作为光化学反应性组分的大分子单体和/或作为热反应性组分的大分子单体。
具有两个或更多个羟基基团的化合物为本公开的示例性热反应性化合物。此类含羟基的化合物与具有互补官能团(诸如环氧化物或异氰酸酯基团)的化合物热反应。因此，本公开的组合物可以具有含有两个或更多个羟基基团的第一化合物和含有与羟基基团热反应的两个或更多个官能团的第二化合物。在一个方面，羟基基团为亲核基团的示例，并且环氧化物为亲电基团的示例。因此，在一个方面，本公开的热反应性组合物可以描述为包含具有两个或更多个亲核基团的化合物和具有两个或更多个亲电基团的化合物。
除了是可用于如本文所公开的可热固化组合物的化合物之外，含羟基的化合物也是用于制备光反应性化合物的可用起始材料。举例来说，如本文所公开，羟基基团可以转化为含硫醇的基团。此外，羟基基团可以转化为具有烯属不饱和部分的基团。因此，如本文所公开的含羟基的化合物的主链也可以作为本文所公开的组合物中的光化学反应性化合物的主链或主链的一部分存在。应当理解，当本公开提供具有两个或更多个羟基基团的化合物时，本公开同时提供该含羟基的化合物的主链任选地存在于本公开的光化学反应性化合物中。
聚Δ化合物
在一个方面，本公开提供了包含在本文中表示为聚Δ1和聚Δ2的两种聚Δ化合物的组合物。化合物聚Δ1具有多个(因此称为“聚”)Δ1基团，其中Δ1基团与Δ2基团热反应。化合物聚Δ2具有多个Δ2基团，其中Δ2基团与Δ1基团热反应。聚Δ1和聚Δ2中的每一者为有机化合物。术语“热反应性”意指必须向包含聚Δ1和聚Δ2的组合物施加热以使Δ1和Δ2彼此反应。在室温，即，约22℃下，且在不存在催化剂的情况下，Δ1和Δ2彼此不发生任何明显程度的反应。在一个实施例中，本公开的组合物不包含提高热反应的速率的催化剂。反应后，Δ1和Δ2即形成一个或多个共价键，使得聚Δ1和聚Δ2成为聚合物网络，任选地交联的聚合物网络的一部分。
在一个方面，多羟基化合物(也称为多元醇)为聚Δ化合物。举例来说，可以使用具有亚烷基基团的脂肪族多元醇作为聚Δ。示例性亚烷基基团包括亚乙基、亚丙基(支链或直链)、亚丁基(支链或直链)、亚己基(支链、直链或环状)和亚辛基(支链、直链或环状)。当期望交联时可以使用的具有多于两个羟基基团的示例性多元醇包括三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、1，2，4-丁三醇和2，3，4-戊三醇。
在一个方面，芳族二醇可以用为聚Δ。示例包括邻苯二酚、间苯二酚、氢醌及其反应产物，例如间苯二酚和碳酸亚乙酯的反应产物中的反应产物。其他合适的芳族二醇包括双酚A和4，4′-二羟基联苯。
在一个方面，聚醚二醇可以用为聚Δ化合物。聚醚二醇会将聚氧化烯链段，换句话说，聚醚链段引入至固化的组合物中。聚醚二醇可以包含氧化烯基团的均聚物，或两种不同氧化烯基团的共聚物。共聚物可以为无规或嵌段共聚物，例如，二嵌段共聚物或三嵌段共聚物。示例性氧化烯部分包括氧化乙烯、氧化丙烯、氧化三亚甲基和氧化四亚甲基。
在一个方面，聚碳酸酯二醇可以用为聚Δ。示例包括三亚甲基碳酸酯、聚(六亚甲基碳酸酯)二醇、聚(碳酸亚乙酯)二醇、聚(碳酸亚丙酯)二醇和聚(碳酸亚丁酯)二醇。
示例性聚Δ大分子单体可以具有多轴中央核心(CC)和2至4个具有重复单元的臂。此类聚Δ大分子单体在本文中可以称为多轴大分子单体。在一个实施例中，臂中的至少两个以亲核基团例如羟基基团或胺基团封端。在一个方面，重复单元全部相同，即，臂为均聚物。在一个方面，重复单元并不完全相同，即，臂为共聚物。共聚物可以为无规或嵌段共聚物。举例来说，且如下文进一步讨论的，臂可以具有从中央核心延伸的式(A)-(B)或(B)-(A)。臂可以是可生物降解的或不可生物降解的。
在一个方面，臂包括酯基团，并且臂可以称为聚酯。为了形成酯基团，臂可以全部或部分由羟基酸或等同物制备。示例性羟基酸及等同物包括乙醇酸(及其等同物，乙交酯)、乳酸(及其等同物，丙交酯)、ε-己内酯(C)和对二氧环己酮。在一个方面，臂全部由相同单体形成，使得多轴大分子单体具有均聚物臂。在一个方面，臂可以包括碳酸酯基团。为了形成碳酸酯基团，臂可以全部或部分由三亚甲基碳酸酯(本文也表示为“T”)制备。
在一个方面，聚Δ化合物可以为多轴大分子单体，其具有中央核心和从中央核心延伸的多个(例如，2至4个)共聚物臂，每个臂以热反应性基团，例如，羟基基团结尾(即，封端)。化合物可以由式CC-[臂Δ]n表示，其中CC表示中央核心，并且n选自2至18，或2至14，或2至8，或2至6，或2-4的范围内的数字。每个臂通过选自两个基团的单体的聚合形成，该两个基团表示为基团A和基团B。因此，更具体地，在本公开的化合物中，CC-[臂Δ]n可以写为CC-[(A)p-(B)q-OH]n或CC-[(B)q-(A)p-OH]n，其中(A)p-(B)q和(B)q-(A)p中的每一者表示臂。任选地，可以示出臂的末端官能团，其中示例性末端官能团为羟基。在该式中，A表示包括且任选地仅选自三亚甲基碳酸酯(T或TMC)和己内酯(C或CAP)的一种或多种单体的聚合产物，并且p表示已聚合以形成聚合产物A的单体的数目，其中p选自1至40，或1至30，或1至20，或1至10。在该式中，B表示包括且任选地仅选自乙交酯(G或GLY)、丙交酯(L或LAC)和对二氧环己酮(D或DOX)的一种或多种单体的聚合产物，并且q表示已聚合以形成聚合产物B的单体的数目，其中q选自1至40，或1至30，或1至20，或1至10。
举例来说，当式CC-[臂Δ]n的化合物由三官能中央核心形成并且在添加B之前A添加至CC时，则式CC-[臂Δ]n的化合物可以写为CC-[(A)p-(B)q-OH]3。在此示例中，如果A通过两个T和一个C的聚合形成，则p将为三并且A在每个臂内将独立地选自TTT、TTC、TCT、TCC、CCC、CCT、CTC和CTT。继续此示例，如果B提供一个G的聚合形成，则q将为一并且B将为G。在此示例中，每个臂将具有选自TTTG、TTCG、TCTG、TCCG、CCCG、CCTG、CTCG和CTTG的化学式。此示例性化合物可写为CC-[臂Δ]3，其中每个臂独立地选自TTTG-OH、TTCG-OH、TCTG-OH、TCCG-OH、CCCG-OH、CCTG-OH、CTCG-OH和CTTG-OH，或者替代性地作为CC-[(T，T，C)-(G)-OH]3或者CC-[(T，T,C)3-(G)1-OH]3。
在一个方面，本公开提供了一种包含化合物的组合物，该化合物具有双官能中央核心和从该中央核心延伸的2个臂，每个臂以羟基基团封端。在一个实施例中，本公开提供了一种包含化合物的组合物，该化合物包含三官能中央核心和从该中央核心延伸的2或3个臂，每个臂以羟基基团封端。在一个实施例中，本公开提供了一种包含化合物的组合物，该化合物包含四官能中央核心和从该中央核心延伸的2或3或4个臂，每个臂以羟基基团封端。化合物中的每个臂可以为均聚物或共聚物，并且当为共聚物时，可以为无规共聚物或嵌段共聚物，例如，由式(A)-(B)或(B)-(A)表示的嵌段共聚物。当化合物通过使中央核心与组A的单体进行反应，接着使该反应产物与选自组B的一种或多种单体进行反应来制备时，则化合物将具有式CC-[(A)-(B)-OH]。然而，当化合物通过使中央核心与组B的单体进行反应，接着使该反应产物与选自组A的一种或多种单体进行反应来制备时，则化合物将具有式CC-[(B)-(A)-OH]。
在一方面，大分子单体将具有小于250,000Da，或小于200,000Da，或小于150,000Da，或小于100,000Da，或小于50,000Da，或小于25,000Da，或小于20,000Da，或小于15,000Da，或小于10,000Da，或小于9,000Da，或小于8,000Da，或小于7,000Da，或小于6,000Da，或小于5,000Da，或小于1,000Da的分子量。
在一方面，组合物中存在的多轴大分子单体均含有相同的中央核心。举例来说，组合物的所有大分子单体组分均由三羟甲基丙烷或季戊四醇制备。然而，在一个方面，本公开的组合物含有多轴大分子单体组分的混合物，例如，大分子单体组分中的一些是三轴的，由例如三羟甲基丙烷制成，并且相同组合物的其他大分子单体组分是四轴的，由例如季戊四醇制成。
在一方面，本公开的多轴大分子单体具有相对短的臂，例如，1至10个单体残基/臂。如本文所用，单体残基是指单体的聚合产物，即，在单体己并入聚合物中并因此在该聚合物中提供单体残基之后该单体所具有的结构。在一个实施例中，当本公开的化合物用于增材打印时，这些化合物应当处于流体状态：化合物本身为流体或者化合物溶解在溶剂和/或稀释剂中以提供流体组合物。如果臂太长，则含有化合物的组合物通常会太粘而无法用于增材打印诸如SLA，除非该组合物含有大量溶剂或稀释剂来稀释该化合物，在这种情况下，增材打印工艺可能需要使用不期望地大量的溶剂。有利地，当臂相对短时，化合物本身在增材打印工艺的施用温度下可以为流体。在一方面，施用温度为室温，即，约18℃至约23℃，并且组合物在该温度下为液体。
在任选的方面，本公开的化合物和含有此类化合物的组合物可以通过表征多轴大分子单体的区域(也称为嵌段)A的以下特征中的一个或多个来描述：具有嵌段A，其包含由三亚甲基碳酸酯(TMC或T)形成的残基，即，其为TMC的聚合产物或残基；具有嵌段A，其包含由己内酯(CAP或C)形成的残基；具有嵌段A，其包含由TMC和CAP两者形成的残基；嵌段A中的至少90％的残基为由TMC或CAP形成的残基；化合物包含由TMC形成的1至45或2至45个残基；化合物包含由TMC形成的1至15或2至15个残基；化合物包含由TMC形成的1至10或2至10个残基；区域A具有102至2500g/mol的分子量；区域A具有102至1000g/mol的分子量；区域A具有102至900g/mol的分子量；每个区域A包含2至45个单体残基；每个区域A包含2至15个单体残基；每个区域A包含2至10个单体残基。
在任选的方面，本公开的化合物和含有此类化合物的组合物可以通过表征多轴大分子单体的嵌段(也称为区域)B的以下特征中的一个或多个来描述：每个嵌段B包含1至45或2至45个单体残基；每个嵌段B包含1至15或2至15个单体残基；每个嵌段B包含1至10或2至10个单体残基。
在一个方面，聚胺为聚Δ化合物。举例来说，可以使用具有亚烷基基团的脂肪族聚胺作为聚Δ。示例性亚烷基基团包括亚乙基、亚丙基(支链或直链)、亚丁基(支链或直链)、亚己基(支链、直链或环状)和亚辛基(支链、直链或环状)。具有多于两个胺基团的示例性聚胺包括聚丙烯亚胺四胺(也称为Dab-Am-4)和三亚乙基四胺。Huntsman Company销售许多合适的具有多于两个胺基团的聚胺，例如聚醚三胺(Huntsman产品XTJ-566)、ST-404聚醚胺(Huntsman产品(XTJ-586)和/>T-403聚醚胺。
在一个方面，芳族二胺可以用为聚Δ。示例包括1，2-二氨基苯、1，3-二氨基苯、1，4-二氨基苯、甲苯二胺(例如，1，2-二氨基-3-甲基苯、1，2-二氨基-4-甲基苯、1，3-二氨基-2-甲基苯、1，3-二氨基-4-甲基苯、1，4-二氨基-2-甲基苯、1，4-二氨基-3-甲基苯)、经烷基取代的甲苯二胺(例如，3，5-二乙基甲苯-2，4-二胺和3，5-二乙基甲苯-2，6-二胺)和对苯二甲胺。
在一个方面，聚醚二胺可以用为聚Δ化合物。当使聚醚二胺与含二异氰酸酯的聚Δ反应时，结果将为聚醚脲部分。聚醚二胺可以包含氧化烯基团的均聚物，或两种不同氧化烯基团的共聚物。共聚物可以为无规或嵌段共聚物，例如，二嵌段共聚物或三嵌段共聚物。示例性氧化烯部分包括氧化乙烯、氧化丙烯、氧化三亚甲基和氧化四亚甲基。
在一个方面，聚异氰酸酯为聚Δ化合物。示例性聚异氰酸酯化合物为脂肪族聚异氰酸酯，诸如但不限于四亚甲基二异氰酸酯、1-赖氨酸二异氰酸酯、赖氨酸乙酯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯和环己烷双-(亚甲基异氰酸酯)。另一示例性聚异氰酸酯化合物为芳族聚异氰酸酯，诸如但不限于4，4′-二异氰酸酯二苯甲烷(MDI)、2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1，5-萘二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。
在一个方面，聚异氰酸酯聚Δ为具有多个异氰酸酯基团的大分子单体。此类大分子单体在本文中可以称为聚异氰酸酯大分子单体。聚异氰酸酯大分子单体可以由对应的多羟基化大分子单体通过多羟基化大分子单体与二异氰酸酯例如六亚甲基二异氰酸酯进行反应来制备。
示例性聚异氰酸酯大分子单体为包含二异氰酸酯以及二胺和二醇(例如，聚醚二胺或聚醚二醇)中的一者或两者或由其组成的反应物的反应产物。此类聚异氰酸酯大分子单体具有与另外的聚胺和/或多羟基化合物反应的末端异氰酸酯基团。举例来说，二异氰酸酯可以用于通过以下来形成大分子单体：与二胺或二醇进行反应，以提供具有末端异氰酸酯基团的聚Δ化合物(例如，聚Δ2化合物)。然后，可以使此聚Δ2聚异氰酸酯大分子单体与另外的二胺或二醇(聚Δ1化合物)进行热反应以形成本公开的组合物中的热固化的聚合物。
在一个方面，本公开提供了一种聚异氰酸酯大分子单体，其为聚异氰酸酯(例如，二异氰酸酯)和多元醇(例如，二醇，诸如聚醚二醇)的反应产物。任选地，可以使用以下中的任何一项或多项来进一步描述此聚异氰酸酯大分子单体及其制备：多元醇为二醇并且聚异氰酸酯为二异氰酸酯；二醇可以为包含至少一种类型的氧化烯序列的聚醚二醇，该至少一种类型的氧化烯序列选自由氧化乙烯、氧化丙烯、氧化三亚甲基和氧化四亚甲基序列组成的组；多元醇可以为具有亚烷基基团的脂肪族多元醇，其中示例性亚烷基基团包括亚乙基、亚丙基(支链或直链)、亚丁基(支链或直链)、亚己基(支链、直链或环状)和亚辛基(支链、直链或环状)。当期望交联时可以使用的具有多于两个羟基基团的示例性多元醇包括三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、1，2，4-丁三醇和2，3，4-戊三醇。多元醇可以为芳族二醇，其中示例包括邻苯二酚、间苯二酚、氢醌及其反应产物，例如，间苯二酚和碳酸亚乙酯的反应产物。其他合适的芳族二醇包括双酚A和4，4′-二羟基联苯。
在一个方面，作为聚异氰酸酯(例如，二异氰酸酯)和多元醇(例如，二醇，诸如聚醚二醇)的反应产物的聚异氰酸酯大分子单体提供可以与聚Δ1化合物诸如聚胺反应的聚Δ2化合物。反应产物可以根据其结构组分而不是根据形成反应产物的反应物来描述。在一个方面，聚合物链为聚脲，具有由脂肪族基团(由脂肪族二胺贡献)和聚合物嵌段(由大分子单体贡献)交替分开的多个脲基团。换句话说，该结构可以通过重复的-[脲-脂肪族-脲-聚合物嵌段]-单元来描述。聚合物嵌段为聚氨酯，具有由脂肪族基团(由二异氰酸酯提供)和聚醚基团交替分开的多个尿烷(也称为氨基甲酸酯)基团。换句话说，聚合物嵌段的结构可以通过重复的-[尿烷-脂肪族-尿烷-聚醚]-单元来描述。聚醚链段可以任选地选自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化三亚甲基和氧化四亚甲基，并且在一个实施例中，聚合物链含有这些聚醚链段中的多于一个，例如，聚合物含有氧化乙烯、氧化丙烯和氧化四亚甲基基团，其中任选地氧化乙烯和氧化丙烯排列为嵌段共聚物排列结构(例如，氧化乙烯嵌段-氧化丙烯嵌段-氧化乙烯嵌段)。聚合物嵌段也可以称为聚醚聚氨酯，并且聚合物本身可以称为聚醚尿烷脲。
当组合物包含聚异氰酸酯作为聚Δ化合物，例如，作为聚Δ2时，组合物还将包含与聚异氰酸酯反应的化合物，即，聚Δ1化合物，诸如多羟基化合物，其中聚异氰酸酯与多羟基化合物进行反应产生尿烷基团。异氰酸酯反应性基团的另一示例为胺基团，使得当组合物含有聚异氰酸酯作为聚Δ2时，该组合物还可以包含聚胺化合物作为聚Δ1，其中聚异氰酸酯与聚胺进行反应产生脲基团。
在一个方面，聚Δ化合物为聚环氧化物。示例性聚环氧化物包括但不限于二环氧化物、三环氧化物和四环氧化物。在一个方面，聚Δ2为二环氧化物。示例性聚环氧化物包括：二环氧丁烷(也称为丁烷二环氧化物、丁二烯二环氧化物或1，2∶3，4-二环氧丁烷)；1，2，7，8-二环氧辛烷；1，4-丁二醇二缩水甘油醚；聚甘油聚缩水甘油醚；乙二醇二缩水甘油醚；分子量为约500至约6,000的聚乙二醇二缩水甘油醚；和分子量为约500至约6,000的聚丙二醇二缩水甘油醚。
本公开提供了聚Δ化合物，其中Δ为羟基。此类化合物可以转化为聚Δ化合物，其中Δ为环氧基，以提供本公开的聚环氧化物化合物。举例来说，可以使多羟基化合物与过量当量的表氯醇进行反应，接着用碱诸如氢氧化钠处理，以将羟基基团转化为环氧基基团。
在一方面，Δ1为亲核基团。在一个实施例中，聚Δ1具有多个羟基(-OH)基团。在一个实施例中，聚Δ1具有多个胺基团(-NH2)。在一实施例中，聚Δ1不与其自身反应。在一实施例中，聚Δ1上存在的唯一反应性基团为Δ1基团，并且所有Δ1基团均是相同的，例如，它们均为羟基基团。在一实施例中，聚Δ1具有两个Δ1基团。在一实施例中，聚Δ1具有三个Δ1基团。在一实施例中，聚Δ1具有四个Δ1基团。在一实施例中，聚Δ1具有多于四个Δ1基团。在所有其他因素相同的情况下，作为聚Δ1的一部分存在的Δ1基团越多，自包含聚Δ1的组合物发生的交联就越多。
在一个方面，Δ2为亲电基团。在一个实施例中，聚Δ2具有多个环氧化物(-CH(O)CH-)基团。在一个实施例中，聚Δ2具有多个异氰酸酯(-N＝C＝O)基团。在一实施例中，聚Δ2不与其自身反应。在一实施例中，聚Δ2上存在的唯一反应性基团为Δ2基团，并且所有Δ2基团均是相同的，例如，它们均为异氰酸酯基团。在一实施例中，聚Δ2具有两个Δ2基团。在一实施例中，聚Δ2具有三个Δ2基团。在一实施例中，聚Δ2具有四个Δ2基团。在一实施例中，聚Δ2具有多于四个Δ2基团。在所有其他因素相同的情况下，作为聚Δ2的一部分存在的Δ2基团越多，自包含聚Δ2的组合物发生的交联就越多。
在一个方面，聚Δ1为多羟基化合物，而聚Δ2为聚环氧化物。
在一个方面，聚Δ1为多羟基化合物，而聚Δ2为聚异氰酸酯。
在一个方面，聚Δ1为聚胺化合物，而聚Δ2为聚环氧化物。
在一个方面，聚Δ1为聚胺化合物，而聚Δ2为聚异氰酸酯。
在一个方面，聚Δ1为聚硫醇化合物，而聚Δ2为聚环氧化物。
在一个方面，聚Δ1为聚硫醇化合物，而聚Δ2为聚异氰酸酯。
在一方面，本公开的组合物包含光引发剂。在一个方面，组合物包含一种或多种添加剂。在一方面，组合物包含悬浮在组合物中的一种或多种光反射材料。在一方面，组合物包含一种或多种稳定剂。在一方面，组合物包含一种或多种链转移剂。
聚hv化合物
本公开的聚hv化合物含有多个可光聚合基团hν。示例性可光聚合基团为烯属不饱和基团，并且具有烯属不饱和基团的示例性聚hν化合物可以表示为聚EU。另一示例性可光聚合基团为硫醇基团，并且具有硫醇基团的示例性聚hν化合物可以表示为聚SH。
在一个方面，本公开提供了如本文所描述的多臂化合物，其中臂以hv基团封端，并且该hv基团是可光聚合的。在一个实施例中，示例性hν基团可以含有可光聚合的硫醇基团。在一个实施例中，示例性hν基团可以含有可光聚合的碳-碳双键，例如，臂可以含有诸如存在于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团中的乙烯基基团，各自具有可光聚合碳-碳双键。
含有可光聚合组分例如可光聚合硫醇或碳-碳双键的hν基团可以通过使末端羟基基团与合适的试剂进行反应而引入如本文所描述的多臂化合物中。将羟基基团转化为含硫醇的基团或含碳-碳双键的基团的方法通常是已知的，并且可以用于制备本公开的化合物，其中本文提供了示例。
虽然hv基团将含有光反应性基团，以及特别的允许含hv的大分子单体的聚合的光反应性基团，但是hv基团还可以含有附加原子，其影响光反应性基团(例如，如本文所展示的邻近碳-碳双键的羰基基团)的光反应性，并且/或者其被用来将光反应性基团引入至大分子单体，例如，可以使用琥珀酸酯来引入硫醇基团，如本文所展示。
举例来说，为了将羟基基团转化为含有可光聚合碳-碳双键的hν基团(聚EU)，可以使如本文所描述的具有末端羟基基团的多臂化合物与反应性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或降冰片烯基化合物(诸如甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、甲基-5-降冰片烯-2，3-二甲酸酐、5-降冰片烯-2，3-二甲酸酐、甲基丙烯酰氯或丙烯酰氯)进行反应。
举例来说，为了将羟基基团转化为含有可光聚合硫醇基团的hv基团(聚SH)，如本文所公开的具有末端羟基基团的多臂化合物可以经历酯化反应。一种进行酯化的方法是在碳二亚胺(例如，N，N′-二环己基碳二亚胺)和催化剂(例如，二甲基氨基吡啶)的存在下添加化学计量量的大分子单体和巯基羧基酸化合物。示例性巯基羧基酸包括但不限于以下化合物：3-巯基丙酸、硫代乳酸、硫代乙醇酸、巯基丁酸、巯基己酸、巯基苯甲酸、巯基十一烷酸、巯基辛酸和n-乙酰半胱氨酸。举例来说，可以使如本文所公开的具有末端羟基基团的多臂化合物与硫代乳酸进行反应，在这种情况下，所得基团Q具有附接至多臂化合物的末端氧的式-C(＝O)-CH2-SH。
形成硫醇官能化的大分子单体(聚SH)的另一示例性方法是首先修饰对应的羟基封端的大分子单体以形成末端羧酸基团。其中一个示例是使羟基封端的大分子单体与琥珀酸酐进行反应。通过末端羧酸基团，可以使大分子单体通过酯化反应与巯基醇进行反应或者与巯基胺进行反应以形成酰胺键。巯基醇的一些示例包括但不限于以下：巯基丙醇、巯基己醇、巯基辛醇和巯基十一醇。巯基胺的一些示例包括但不限于以下：半胱氨酸、谷胱甘肽、6-氨基-1-己硫醇盐酸盐、8-氨基-1-辛硫醇盐酸盐和16-氨基-1-十六烷硫醇盐酸盐。举例来说，可以使如本文所公开的具有末端羟基基团的多臂化合物与琥珀酸酐进行反应以形成中间体，然后使该中间体与半胱氨酸进行反应以引入末端硫醇基团，在这种情况下，聚SH化合物包含具有附接至多臂化合物的末端氧的式-C(＝O)CH2CH2C(＝O)NH-C(COOH)-CH2SH的部分。
形成硫醇官能化的大分子单体聚SH的又一方法是使具有末端羟基基团的大分子单体与具有侧(pendant)硫醇基团的内酯单体进行反应。这将在第三步骤开环聚合中出现。
在一个方面，聚SH化合物为称为硫聚物(thiomer)的大分子单体。在一些方面，硫醇化合物为包含至少两个游离硫醇基团的多臂聚(乙二醇)(PEG)或包含至少两个游离硫醇基团的多臂聚(环氧乙烷)。示例性硫聚物包括但不限于4臂-PEG2K-SH、4臂-PEGSK-SH、4臂-PEG10K-SH、4臂-PEG20K-SH、硫醇封端的4臂聚(环氧乙烷)、8臂-PEG10K-SH(六甘油核心)、8臂-PEG10K-SH(三季戊四醇核心)、8臂-PEG20K-SH(六甘油核心)、8臂-PEG20K-SH(三季戊四醇核心)和硫醇封端的8臂聚(环氧乙烷)。这些硫聚物可从Millipore Sigma(以前称为Sigma Aldrich)获得。
在一个方面，聚SH不为大分子单体，而为具有小于1000道尔顿的分子量的小分子。任选地，小分子聚SH可以是水溶性的。此类聚SH化合物的示例包括二硫醇化合物、三硫醇化合物、四硫醇化合物等。示例性聚SH化合物包括但不限于：二硫苏糖醇(DTT)；1，2-乙二硫醇；1，3-丙二硫醇；1，4-丁二硫醇；1，5-戊二硫醇；1，6-己二硫醇；1，7-庚二硫醇；1，8-辛二硫醇；1，9-壬二硫醇；1，10-癸二硫醇；1，11-十一烷二硫醇；1，12-十二烷二硫醇；1，13-十三烷二硫醇；1，14-十四烷二硫醇；1，16-十六烷二硫醇；二硫代丁胺(DTBA)；四(乙二醇)二硫醇；六(乙二醇)二硫醇；2-巯基乙醚；2，2′-硫代二乙硫醇；2，2′-(亚乙基二氧基)二乙硫醇；丙烷-1，2，3-三硫醇；三羟甲基丙烷三(2-硫代乙醇酸酯)；三羟甲基丙烷三(3-硫代乙醇酸酯)；季戊四醇四硫醇；季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)；1，2-二噻烷-4，5-二醇；硫辛酸(α硫辛酸和β硫辛酸)；3H-1，2-二硫杂环戊烯；3-丙基-1，2-二硫戊环；3-乙酰基-1，2-二硫戊环；1，2-二硫戊环-4-甲酸；1，2-二硫戊环-3-戊醇；1，2，4-二噻唑烷；1，2-二噻烷；1，2-二硫杂环庚烷(1，2-dithiepane)；1，2-二硫杂环辛烷(1，2-dithiocane)；以及1，2-二硫杂环辛烷-3，8-二醇。
在一方面，本公开的组合物包含至少一种聚hν化合物。在一方面，组合物包含光引发剂。在一方面，组合物另外包含一种或多种添加剂。在一方面，组合物另外包含悬浮在组合物中的一种或多种光反射材料。在一方面，组合物另外包含一种或多种稳定剂。在一方面，组合物另外包含一种或多种链转移剂。
光引发剂
光引发剂是指当暴露于辐射时产生活性物种的有机(含碳)分子。在一个实施例中，光引发剂产生自由基反应性物种，与例如阳离子或阴离子反应性物种相反。光引发剂是众所周知的用于制备光聚合物的组分，其可用于光固化涂层、粘合剂和牙科修复剂。
I型光引发剂为单分子自由基生成剂；也就是说，在吸收UV可见光后，引发剂的结构内的特定键会经历均裂，以产生自由基。均裂为键合电子对均匀分裂为自由基产物。数种常见种类的I型光引发剂中的均裂的示例为：安息香醚、苄基缩酮、α-二烷氧基苯乙酮、α-羟基烷基苯酮和酰基氧化膦。示例性市售I型光引发剂(可得自例如BASF，BASF SE，Ludwigshafen，Germany)包括但不限于IrgacureTM 369、IrgacureTM 379、IrgacureTM 907、DarocurTM 1173、IrgacureTM 184、Irgacure TM2959、DarocurTM 4265、IrgacureTM 2022、IrgacureTM 500、IrgacureTM 819、IrgacureTM 819-DW、IrgacureTM 2100、LucirinTM TPO、LucirinTM TPO-L、IrgacureTM 651、DarocurTM BP、IrgacureTM 250、IrgacureTM 270、IrgacureTM 290、IrgacureTM 784、DarocurTM MBF、Ivocerin、hand IrgacureTM 754、苯基-2，4，6-三甲基苯甲酰次膦酸锂、苯基-2，4，6-三甲基苯甲酰次膦酸镁以及苯基-2，4，6-三甲基苯甲酰次膦酸钠
除了光引发剂之外，II型光引发剂还需要共引发剂(通常为醇或胺)、易于夺取氢的官能团。II型光引发剂对UV可见光的吸收在光引发剂中引起激发的电子态，其会从共引发剂夺取氢，并在此过程中割裂键合电子对。二苯甲酮、噻吨酮和二苯甲酮型光引发剂为最常见的II型光引发剂。一些常见的II型二光引发剂的其他示例包括核黄素、曙红Y、荧光素、玫瑰红和樟脑醌。一旦生成自由基，聚合机理即与任何自由基聚合过程类似。
任选地，本公开的组合物包含至少一种光引发剂组分，基于光反应性化合物的总重量，通常总浓度小于2重量％，或小于1.5重量％，或小于1重量％，或小于0.9重量％，或小于0.8重量％，或小于0.7重量％，或小于0.6重量％，或小于0.5重量％，或小于0.25重量％，或小于0.1重量％。
添加剂
本公开的组合物可以含有添加剂，诸如一种、两种或多种添加剂，该添加剂可以是或可以不是任选的。本文描述了示例性添加剂。如本文所用，“添加剂”是广义术语，并且添加剂包括但不限于：悬浮在组合物中的一种或多种光反射材料；一种或多种转移剂、一种或多种生物活性剂、一种或多种染料、一种或多种光引发剂、一种或多种稀释剂和/或一种或多种稳定剂。组合物可以含有一种或多种添加剂，以稳定一个或多个烯属不饱和基团和/或一种或多种链转移剂。添加剂可以改变此类制剂的物理和/或化学特性。添加剂单独或作为制剂的组分可以是可再吸收的(可生物降解的)或不可再吸收的(不可生物降解的)、官能化的或非官能化的、反应性的或非反应性的，并且可以充当或可以不充当链转移剂。添加剂可以是可生物降解的、生物衍生的(即，部分或全部天然存在并且衍生自植物或动物，而不是合成形成的)、生物惰性的(即，添加剂在与生物组织相互作用时不会引起响应)，并且可以按对哺乳动物或其他活的有机体无毒的浓度存在。添加剂的示例可以为稳定剂，包括但不限于生育酚、没食子酸月桂酯或磷酸。添加剂的示例可以为染料、颜料和/或光化吸收剂，包括但不限于D&C紫罗兰2号、β-胡萝卜素、番茄红素或核黄素。添加剂的示例可以为光化反射微粒(光反射材料)，包括但不限于无机或有机化合物、脂肪族或芳族聚合物，或其他结晶固体微粒。添加剂的示例可以为稀释剂或其他粘度改性剂，包括但不限于聚(乙二醇)二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯。添加剂的示例可以为I型光引发剂(包括但不限于酰基氧化膦)和/或II型光引发剂(诸如硫代呫吨酮、核黄素或樟脑醌)以及共引发剂(通常为醇或胺)。
在一个方面，着色剂诸如染料可以包含在本公开的组合物和对应的固化的产物中。添加染料可以达到将制剂定制为期望色彩的目的。在一个方面，染料为无毒的、生物相容的染料。基于组合物的总重量，此类染料可以按约2重量％或更少的浓度存在。参见，例如，PCT/US2016/059910，其针对染料的用途的教导并入本文。在一个实施例中，染料按约0.1至0.3重量％的浓度存在，该浓度是染料D&C紫罗兰当存在于可吸收缝合线产品中时FDA推荐的量。在一个实施例中，染料按小于0.5重量％的浓度存在。在一些情况下，如果该染料按太高的浓度存在，则该染料可能给本公开的光聚合的组合物带来毒性。
在一个方面，需要较高浓度的染料、颜料或UV吸收剂来减小雅可比方程所描述的光穿透深度(Dp)。对于这些较高的浓度，组合物可以包含生物衍生的染料、颜料或UV吸收剂。这些化合物从化学结构来看可以划分为类胡萝卜素、类黄酮、黄酮、醌、卟啉、二酮和β花青素。列出了生物衍生的染料、颜料和UV吸收剂的一些示例，但不限于β-胡萝卜素、叶绿素、番茄红素、花青素、槲皮素、芦丁、核黄素、姜黄和藏红花。本公开中的组合物可以包含至少一种生物衍生的染料、颜料或uv吸收剂，基于光反应性化合物的总重量，通常总浓度小于5重量％，或小于2重量％，或小于1重量％，或小于0.9重量％，或小于0.8重量％，或小于0.7重量％，或小于0.6重量％，或小于0.5重量％，或小于0.25重量％，或小于0.1重量％。在一个方面，具有生物衍生的染料、颜料或UV吸收剂的组合物是生物相容的。一方面，具有生物衍生的染料、颜料或UV吸收剂的组合物是生物可再吸收的。
在一个方面，包含光反射材料的光反射材料组分可以悬浮在组合物中，其中当与不含光反射材料的组合物的光剂量相比时，光反射材料组分会调节组合物的光剂量。用于任选包含在本公开的组合物中的合适的光反射材料提供于以下中：2019年4月5日提交的名称为Methods and Compositions for Photopolymerizable Additive Manufacturing的PCT申请号PCT/US2019/026114及其相关的美国和海外申请，其中的每一者以其整体并入本文。
合适的光反射材料包括反射UV光、可见光或两者的光反射材料。举例来说，光反射材料可以为或包括大小小于500微米，或大小小于30微米，或大小小于5微米，或大小小于1微米的微粒光反射材料。光反射材料可以成形为例如球体、立方体、圆锥体、长方体、圆柱体、棱锥体、棱柱体、多面体或不规则形状，或其混合。在一个方面，光反射材料具有光滑表面。
在一方面，光反射材料可以包括无机固体，包括但不限于二氧化钛、氧化锌、硫酸钡、磷酸三钙、磷酸二钙、磷酸一钙、二磷酸二钙、三磷酸钙、羟磷灰石、磷灰石和磷酸四钙。在一方面，光反射材料可以包含有机化合物，该有机化合物包括脂肪族聚合物和共聚物，包括但不限于聚酯、聚氨酯、聚醚、聚酸酐、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺和聚羟基链烷酸酯，或其组合。在一方面，光反射材料可以包含有机化合物，该有机化合物包括芳族聚合物和共聚物，包括但不限于聚酯、聚氨酯、聚醚、聚酸酐、聚酮、聚酰胺、聚碳酸酯和聚酰亚胺，或组合。在一方面，光反射材料可以包含有机化合物，该有机化合物包括天然衍生的聚合物和衍生物，包括但不限于环糊精、淀粉、透明质酸、脱乙酰透明质酸、壳聚糖、海藻糖、纤维二糖、麦芽三糖、麦芽六糖、壳六糖、琼脂糖、甲壳素50、直链淀粉、葡聚糖、肝素、木聚糖、果胶、半乳聚糖、糖胺聚糖、葡聚糖、胺化葡聚糖、纤维素、羟烷基纤维素、羧烷基纤维素、岩藻依聚糖、硫酸软骨素、硫酸多糖、粘多糖、明胶、玉米蛋白、胶原蛋白、海藻酸、琼脂、卡拉胶、瓜尔胶树胶、阿拉伯树胶、加蒂树胶、刺梧桐树胶、魔芋树胶、罗望子树胶、塔拉树胶、黄蓍树胶、刺槐豆胶、果胶和黄原胶。在一方面，光反射材料可以包含结晶有机化合物，该结晶有机化合物包括结晶脂肪族和芳族聚合物。在一方面，光反射材料可以包含结晶有机化合物，该结晶有机化合物包括天然衍生的结晶聚合物和衍生物。在一方面，光反射材料可以包含结晶氨基酸及其衍生物。在一方面，光反射材料可以包含结晶脂肪酸及其衍生物，包括但不限于棕榈酸、抗坏血酸棕榈酸酯、月桂酸、单月桂酸甘油酯、肉豆蔻酸助剂和癸酸。在一方面，光反射材料可以包含结晶肽。
在一个方面，本公开的组合物可以含有稀释剂。稀释剂可以是反应性的或非反应性的。反应性稀释剂当暴露于光(UV或可见光)时经历光聚合反应，而非反应性稀释剂对此类光暴露呈惰性。示例性反应性稀释剂为PEG二丙烯酸酯(PEG-DA或PEGDA)。
在一个方面，生物活性剂可以包含在本公开的组合物和对应的固化的产物中。此类生物活性剂的示例包括但不限于纤维化诱导剂、抗真菌剂、抗细菌剂和抗生素、抗炎剂、抗疤痕剂、免疫抑制剂、免疫刺激剂、防腐剂、麻醉剂、抗氧化剂、细胞/组织生长促进因子、抗肿瘤剂、抗癌剂和支持ECM整合的药剂。
纤维化诱导剂的示例包括但不限于：滑石粉、金属铍及其氧化物、铜、蚕丝、二氧化硅、结晶硅酸盐、滑石、石英粉和乙醇；细胞外基质的组分，其选自纤连蛋白、胶原蛋白、纤维蛋白或纤维蛋白原；聚合物，其选自由聚赖氨酸、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)、壳聚糖、N-羧丁基壳聚糖和RGD蛋白组成的组；氯乙烯或氯乙烯的聚合物；粘合剂，其选自由氰基丙烯酸酯和交联的聚乙二醇甲基化胶原蛋白组成的组；炎性细胞因子(例如，TGFβ、PDGF、VEGF、bFGF、TNFa、NGF、GM-CSF、IGF-a、IL-1、IL-1β、IL-8、IL-6和生长激素)；结缔组织生长因子(CTGF)；骨形态发生蛋白(BMP)(例如，BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6或BMP-7)；瘦素以及博莱霉素或其类似物或衍生物。任选地，该装置可以另外包含刺激细胞增殖的增殖剂。增殖剂的示例包括：地塞米松、异维甲酸(13-顺式视黄酸)、17-β-雌二醇、雌二醇、1α，25-二羟基维生素D3、己烯雌酚、环孢菌素A、L-NAME、全反式视黄酸(ATRA)及其类似物和衍生物。参见，例如，US 2006/0240063，其通过引用整体并入。抗真菌剂的示例包括但不限于多烯抗真菌剂、唑类抗真菌药物和棘白菌素。抗细菌剂和抗生素的示例包括但不限于红霉素、青霉素、头孢菌素、多西环素、庆大霉素、万古霉素、妥布霉素、克林霉素和丝裂霉素。抗炎剂的示例包括但不限于非甾体抗炎药物，诸如酮咯酸(ketorolac)、萘普生(naproxen)、双氯芬酸钠和氟比洛芬(flurbiprofen)。抗疤痕剂的示例包括但不限于细胞周期抑制剂(诸如紫杉烷)、免疫调节剂(诸如塞罗莫司(serolimus)或比奥利默斯(biolimus)(参见，例如，US 2005/0149158，其通过引用以其整体并入))。免疫抑制剂的示例包括但不限于糖皮质激素、烷基化剂、抗代谢物和作用于亲免素的药物(诸如环孢素和他克莫司(tacrolimus))。免疫刺激剂的示例包括但不限于白细胞介素、干扰素、细胞因子、toll样受体(TLR)激动剂、细胞因子受体激动剂、CD40激动剂、Fc受体激动剂、含有CpG的免疫刺激核酸、补体受体激动剂或佐剂。防腐剂的示例包括但不限于氯己定和替贝碘胺(tibezonium iodide)。麻醉剂的示例包括但不限于利多卡因(lidocaine)、甲哌卡因(mepivacaine)、吡咯卡因(pyrrocaine)、布比卡因(bupivacaine)、丙胺卡因(prilocaine)和依替卡因(etidocaine)。抗氧化剂的示例包括但不限于抗氧化维生素、类胡萝卜素和类黄酮。细胞生长促进因子的示例包括但不限于表皮生长因子、人血小板衍生的TGF-β、内皮细胞生长因子、胸腺细胞激活因子、血小板衍生的生长因子、纤维母细胞生长因子、纤连蛋白或层粘连蛋白。抗肿瘤剂/抗癌剂的示例包括但不限于紫杉醇、卡铂(carboplatin)、咪康唑(miconazole)、来氟米特(leflunomide)和环丙沙星(ciprofloxacin)。支持ECM整合的药剂的示例包括但不限于庆大霉素
本公开的组合物和对应的固化的制品可以含有生物活性剂的混合物以便获得期望的效果。因此，例如，抗细菌剂和抗炎剂可以组合在单个制品中以提供每种药剂的效力的组合。
可光聚合组合物的其他添加剂为反应性稀释剂、非反应性稀释剂、溶剂、稳定剂、触变材料、示踪材料和传导性材料。当存在时，稳定剂可以任选地选自由以下组成的组：生育酚、没食子酸、没食子酸酯、丁基化羟基茴香醚及其组合。通过添加适当的组分，本公开的光聚合的组合物(例如，制品或片)可以因染料的存在而着色，或者可以具有任何其他期望的属性，诸如具有制品的至少一部分，其是(但不限于)荧光的、辐射性的、反射的、柔性的、刚性的、柔韧的、易碎的或其组合。
在一个方面，使包含聚hv或聚Δ的本公开的组合物在不存在水(例如，水不是组合物中的稀释剂)的情况下聚合。具体地，在一个方面，形成单一网络或双重网络的组合物或者单一网络或双重网络本身具有小于2500ppm，或小于1000ppm，或小于500ppm的水的水分(水)含量。在一个方面，提供单一网络的本公开的可光固化组合物为无水组合物，因为它仅含有外来水。在一个方面，提供双重网络的本公开的可光固化和可热固化的组合物为无水组合物，因为它仅含有外来水。本公开的无水组合物不是例如水凝胶。
用烯属不饱和化合物和硫醇化合物两者来产生制剂的一项挑战是，在施加诸如光或热等刺激之前，它们在室温下混合时倾向于发生聚合。因此，这可能极大地限制这些制剂的应用，因为当它们的粘度恒定时工作时间可能很短。具体来说，对于使用液槽光聚合的增材制造，这些制剂存在粘度随时间变化的问题。在本公开中，概述了可以提供稳定性至少24小时的生物相容稳定剂，这对于解决液槽光聚合的工作时间应该是有用的。在一方面，一种或多种稳定剂化合物可以包含在本公开的组合物和对应的固化的产物中。
在一方面，包含聚(SH)或聚(EU)的组合物包含稳定剂。稳定剂可以包含在聚(SH)、聚(EU)或其组合中。在一个方面，稳定剂为附加组分。在另一方面，稳定剂以溶解在单体、稀释剂、溶剂或其组合中的附加形式被包含。在一个方面，稳定剂为抗氧化剂。在另一方面，稳定剂为酸。优选地，酸稳定剂具有介于1与5之间的pKa。在另一方面，稳定剂选自亚磷酸酯和膦酸酯化合物。在另一方面，稳定剂可以包括抗氧化剂、酸、亚磷酸酯、膦酸酯及其组合。抗氧化稳定剂的示例包括但不限于氢醌、单叔丁基氢醌(MTBHQ)、2，5-二叔丁基氢醌(DTBHQ)、对甲氧基苯酚、丁基化羟基甲苯(BHT)、丁基化羟基茴香醚(BHA)、2，6-二叔丁基对甲酚、2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基)苯酚(MBETBP)、对叔丁基邻苯二酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(Anox 330TM、Irganox 1330TM)、羟基甲苯丁醚、生育酚(所有异构体)、生育酚酯、连苯三酚、没食子酸月桂酯、没食子酸酯或其组合。酸稳定剂的示例可以包括但不限于膦酸、亚磷酸、草酸、琥珀酸、没食子酸、抗坏血酸、苯基膦酸或其组合。亚磷酸酯和膦酸酯稳定剂的示例可以包括但不限于亚磷酸三苯基酯、亚磷酸二苯异癸酯、亚磷酸二苯异辛酯或其组合。在一个方面，稳定剂可溶于聚(SH)和/或聚(EU)制剂。优选地，稳定剂以实现生物相容性的浓度添加。优选地，生物相容稳定剂包括生育酚、没食子酸、没食子酸酯、丁基化羟基茴香醚或其组合。在一个方面，稳定剂浓度小于100,000ppm，更优选小于50,000ppm，更优选小于15,000ppm，更优选小于15,000ppm，更优选小于5,000ppm，更优选小于3,000ppm，且甚至更高优选小于1,500ppm。
光聚合反应条件
如本文所描述的具有可光聚合基团的可光聚合化合物聚hν(包含聚EU和聚SH)以及包含此类化合物的本公开的组合物，任选地在光引发剂的存在下，且进一步任选地在其他组分的存在下，在充分暴露于适当波长的光时将经历聚合。如本领域中常规的，根据化合物和组合物中hν基团的特性和数量来选择适当的波长、暴露时间以及固化剂特性和量。光聚合有时称为辐射固化，在这种情况下光引发剂可以称为固化剂。
在一方面，本公开的组合物中的光引发剂组分包含I型光引发剂。在一方面，本公开的组合物中的光引发剂组分包含II型光引发剂。在一方面，I型和II型光引发剂的组合存在于本公开的光聚合组合物中。
在如本文所描述的任何可光聚合化合物和组合物中，hν可以为碳-碳双键，例如，乙烯基基团。示例性乙烯基基团为丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团。另一示例性碳-碳双键存在于降冰片烯基中。在另外的方面，具有一个或多个hν基团的可光聚合化合物当暴露于具有300至450nm，或300至425nm，或350至450nm，或350至425nm，或365至405nm，或450至550nm的波长的光时经历光聚合，作为示例。在一个实施例中，聚hν化合物和相关组合物当暴露于UV辐射时经历光聚合。
在如本文所描述的任何可光聚合化合物和组合物中，hν可以为硫醇基团。在另外的方面，具有一个或多个SH基团的可光聚合化合物聚SH当暴露于光化辐射(例如，具有300至450nm，或300至425nm，或350至450nm，或350至425nm，或365至405nm，或450至550nm的波长的光)时经历光聚合，作为示例。在一个实施例中，聚SH化合物和相关组合物当暴露于UV辐射时经历光聚合。在一个实施例中，聚SH化合物和相关组合物当暴露于可见辐射时经历光聚合。
在一个方面，本公开提供了一种组合物，其包含具有多个可光聚合硫醇基团的化合物和具有多个可光聚合烯属不饱和基团的化合物。硫醇基团和烯属不饱和基团在光引发剂存在下且在暴露于合适的光化辐射时可彼此反应。光化辐射可以替代性地称为光，并且组合物可以称为光反应性的。此反应可以称为光聚合或固化。
尽管不希望受任何特定理论的束缚，但目前应理解，在对具有烯属不饱和官能团的可吸收大分子单体进行聚合之后，可吸收聚合物链段可以通过水解或酶促降解而降解，从反应的烯属不饱和基团中留下不可吸收聚合物(即，主链)。对于可植入的此类制剂，不可吸收聚合物必须满足水溶性并且具有低于大约20,000至65,000Da的分子量的标准，以便由哺乳动物肾脏清除。当典型的烯属不饱和聚酯发生自由基聚合并随后降解时，主链分子量通常远大于20,000至65,000Da。生物相容可植入树脂的光聚合就是这种情况，其中必须使用低量的光引发剂来降低毒性。如本文所公开，降低烯属不饱和聚合物的分子量的方法是掺入至少一种链转移剂，其可以掺入聚合物主链中，封端烯属不饱和聚合物，并重新引发烯属不饱和基团。本公开提供了链转移剂与烯属不饱和基团的比率的具体范围，以便修改在3-D打印的聚合的制品的降解或再吸收期间产生的降解产物的分子量。进一步公开了用于包含至少一种链转移剂的组合物中的生物相容化学物种。
在一个方面，组合物(其包含含有烯属不饱和基团(EU)的化合物的光化学固化的反应产物、光引发剂和至少一种链转移剂)当降解时产生具有以下分子量的降解产物(或聚合物主链)：小于60,000道尔顿，更优选小于50,000道尔顿，甚至更优选小于30,000道尔顿，且甚至更优选小于20,000道尔顿。
在一方面，链转移剂包含具有官能反应性基团的化合物，该官能反应性基团包括但不限于一个或多个包含硫醇、二硫化物、氨基烷基硫醇、硫代碳酸酯、黄原酸酯、醇、卤素和/或磷的官能团。链转移剂的示例包括1-十二烷硫醇、辛基硫醇、2，2′-(亚乙基二氧基)二乙硫醇、1，6-己二硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、硫代乙酸、硫代乙醇酸、硫代乳酸、N-乙酰半胱氨酸、谷胱甘肽、Bal-introv2∶3-二巯基丙醇葡萄糖苷、硫代乙醇酸异辛酯、2-(十二烷基硫代羰基硫代硫基)-2-甲基丙酸(DDMAT)、2-(2-羧乙基硫烷基硫代羰基硫烷基)丙酸、1，8-二巯基-3，6-二氧杂辛烷(DMDO)、乙醇、异丙醇、苹果酸、乳酸、甲酸和次磷酸钠。
链转移剂可以按链转移剂官能团(例如硫醇)与烯属不饱和基团的小于0.80、小于0.75或介于0.75与0.05之间的摩尔比存在于可聚合组合物中。链转移剂可以按以下的链转移剂官能团与烯属不饱和基团的摩尔比存在于可聚合组合物中：介于约0.03摩尔链转移剂官能团至约0.80摩尔烯属不饱和基团之间；约0.03摩尔链转移剂官能团至约0.75摩尔烯属不饱和基团；约0.03摩尔链转移剂官能团至约0.5摩尔烯属不饱和基团；约0.03摩尔链转移剂官能团至约0.25摩尔烯属不饱和基团；约0.05摩尔链转移剂官能团至约0.80摩尔烯属不饱和基团；约0.05摩尔链转移剂官能团至约0.75摩尔烯属不饱和基团；约0.05摩尔链转移剂官能团至约0.50摩尔烯属不饱和基团；约0.05摩尔链转移剂官能团至约0.25摩尔烯属不饱和基团；或约0.05摩尔链转移剂官能团至约0.15摩尔烯属不饱和基团，以及其间的范围。
烯属不饱和大分子单体的示例公开于以下中：2019年4月5日提交的PCT申请号PCT/US2019/026098和2019年4月5日提交的PCT申请号PCT/US2019/026114以及它们的相关美国和海外申请，其中的每一者均通过引用以其整体并入本文。在一方面，烯属不饱和大分子单体是可吸收的。
举例来说，本文所公开的组合物包含可光聚合大分子单体组分，该可光聚合大分子单体组分包括能够光聚合的在生理条件下是可生物降解或可吸收或可再吸收的大分子单体(聚合物)。在一方面，可光聚合大分子单体组分包含具有烯属不饱和端基团的脂肪族或芳族大分子单体、聚合物和/或低聚物。举例来说，可光聚合大分子单体组分包含具有丙烯酸酯端基团的聚合物。在一方面，丙烯酸酯端基团可以为甲基丙烯酸酯端基团。在一方面，可光聚合大分子单体包含光反应性官能端基团，例如，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。在一方面，可光聚合大分子单体包含光反应性官能端基团，例如，硫醇基团。在一方面，可光聚合组合物可以包含具有光反应性端基团的一种或多种大分子单体，其中光反应性官能端基团例如可以为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、硫醇，或具有不同端基团的大分子单体的组合，例如，该大分子单体的一部分具有丙烯酸酯端基团且该大分子单体的另一部分具有硫醇端基团。
在一方面，大分子单体可以包括单官能、双官能、三官能、四官能或五官能可光固化大分子单体，并且在一些情况下，可以包括相对低分子量物种或相对高分子量物种。在一方面，大分子单体可以包含反应性基团，包括但不限于丙烯酸酯(包括甲基丙烯酸酯)的不饱和官能团、基于烯丙基和乙烯基的反应性基团以及硫醇反应性基团。本公开中设想了具有4、5、6、最多18个反应性位点的较高官能材料。单体材料通常将具有小于250道尔顿的分子量，而低聚物材料可以具有高达数万的分子量。
已在本文别处描述合适的光引发剂。为了使光引发剂成功地固化光反应性组合物，光引发剂的吸收带有必要与用于固化的光源的发射光谱重叠。任选地，本文所公开的可光聚合组合物包含至少一种光引发剂，其吸收在约10nm至约770nm，或约100nm至约770nm，或约200nm至约770nm的范围内的光波长，以及阐明的范围内的所有波长。在一方面，光引发剂组分包含吸收大于或等于300nm、高达约770nm的光波长的光引发剂。在一方面，光引发剂组分包含吸收大于或等于365nm、高达约770nm的光波长的光引发剂。在一方面，光引发剂组分包含吸收大于或等于375nm、高达约770nm的光波长的光引发剂。在一方面，光引发剂组分包含吸收大于或等于400nm、高达约770nm的光波长的光引发剂。本公开的光聚合条件将包括将光反应性组合物暴露于来自发射源的波长光谱，该发射源可以且确实提供适合于组合物的光聚合的期望的波长光谱。波长的选择将取决于光引发剂的特性。市售光引发剂的供应商指出该特定光引发剂的适当波长。
根据本公开，可以使用产生自由基的光引发剂来实现聚合物固化。这些光引发剂可以用于固化含硫醇化合物和烯属不饱和化合物(诸如本文所公开的)的混合物。存在两种类型的产生自由基的光引发剂，指定为I型和II型光引发剂，其可以根据本公开来使用并且其在本文其他地方得到描述。
本文所公开的可光聚合组合物是通过以下制成的：将期望组分组合，通常进行搅拌以获得均匀的组合物。期望组分可以使用均化器来混合。举例来说，如本文所公开的组合物可以通过组合成分诸如上面确认的那些来制备。任选地，期望组分可以包括分散剂，以有助于悬浮。可以任选地在混合之前加热所列出的组分。可以任选地将所列出的组分放置于真空下以去除气泡。
在一方面，本公开提供了一种组合物，其包含具有多个硫醇基团(SH)的第一有机化合物(聚SH)、具有多个烯属不饱和基团(EU)的第二有机化合物(聚EU)和光引发剂。组合物中聚SH和聚EU的相对量可以按照X∶Y的SH与EU当量比来描述，其中X表示SH的当量，Y表示EU的当量，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的范围为25至75，并且Y的范围为75至25，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的范围为30至70，并且Y的范围为70至30，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的范围为40至60，并且Y的范围为60至40，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的范围为45至55，并且Y的范围为55至45，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的当量近似等于Y的当量。
热反应条件
如本文所讨论，本公开的组合物可以含有聚Δ1和聚Δ2，它们在暴露于升高的温度时彼此反应。具体的升高的温度以及在该具体的升高的温度下实现聚Δ1和聚Δ2之间的反应所需的时间将取决于Δ1和Δ2的具体特性。对于亲核体和亲电体之间的许多反应，约100℃的温度持续30分钟至5小时是足够的。
在一个方面，本公开提供了一种组合物，其包含具有多个可光聚合基团(hv)的第一有机化合物(聚hν)、光引发剂、具有多个反应性基团Δ1的第二有机化合物(聚Δ1)、以及具有多个反应性基团Δ2的第三有机化合物(聚Δ2)，其中Δ1在接触并暴露于大于约50℃的温度时与Δ2反应。组合物中聚Δ1和聚Δ2的相对量可以按照X∶Y的Δ1与Δ2当量比来描述，其中X表示Δ1的当量，Y表示Δ2的当量，并且X和Y的总和为100。在一个方面，x的范围为25至75，并且Y的范围为75至25，并且x和Y的总和为100。在一个方面，X的范围为30至70，并且Y的范围为70至30，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的范围为40至60，并且Y的范围为60至40，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的范围为45至55，并且Y的范围为55至45，并且X和Y的总和为100。在一个方面，X的当量近似等于Y的当量。
为了将组合物暴露于升高的温度，可以将组合物放置到烘箱中。替代性地，可以将加热灯引导至组合物，其中头灯提供会加热组合物的红外辐射。
增材制造
本文所公开的方法包括用于使用可固化组合物来制作制品、特别是无毒且可生物降解的制品的方法。举例来说，本文所公开的组合物可以用作3-D打印方法中的可固化油墨或树脂。举例来说，如本文所公开的可固化组合物可以在用于3-D打印的液槽聚合工艺中用为可固化油墨或树脂。示例性液槽聚合工艺包括立体光刻(SLA，也称为SL)、数字光处理(DLPTM；Texas Instrument)、日光聚合物打印(DPP)、碳数字光合成(Carbon DLSTM；Carbon，Inc.)和连续液体界面生产(CLIPTM；Carbon，Inc.)。使用本公开的可固化组合物来增材制造制品的其他合适的方法包括粘结剂喷射、材料喷射、材料挤出、计算机轴向光刻和2光子聚合打印。本公开提供了如本文所公开的可固化组合物在任何所提到的3D打印工艺中的用途。
因此，在一个方面，本公开提供了一种用于液槽聚合(例如制品的SLA打印)的方法，该方法包括将可光聚合组合物暴露于光一段时间，该可光聚合组合物包含至少一种如本文所公开的可光聚合组合物，该可光聚合组合物包含总浓度通常低于1.0重量％的至少一种光引发剂组分。本文所公开的任何可光聚合组合物可以使用在用于SLA打印制品的方法中。举例来说，除了聚Δ1和聚Δ2之外，该组合物还可以含有聚hν。作为另一示例，该组合物可以含有聚EU和聚SH。任选地，可光聚合组合物可以包含反应性稀释剂或非反应性稀释剂。反应性稀释剂为参与聚合反应的稀释剂，例如，反应性稀释剂与例如大分子单体聚合。本公开的可光聚合组合物可以包含稳定剂，例如，自由基稳定剂。
一种根据本公开的用于通过SLA来打印制品的方法可以包括二次固化步骤，该二次固化步骤包括用热能来固化打印的制品。二次固化步骤涉及将打印的制品的至少一部分暴露于热能，使得打印的制品的至少一部分经历第二热引发的聚合反应。举例来说，制品的部分或全部可以暴露于约100℃的温度约30分钟至5小时。二次固化步骤可以用于改变打印的制品的性质。
一种根据本公开的用于通过SLA来打印制品的方法可以包括打印的制品的预处理和/或后处理。举例来说，可以在打印之后，热固化步骤之前或之后漂洗打印的制品。
打印的制品为3D打印周期完成之后产生的制品。打印的制品可以为结构或结构的一部分。打印的制品可以呈薄膜的形式，诸如打印到表面上的涂层。如本文所用，术语打印用于意指使聚合物组合物与表面接触并使聚合物组合物进一步聚合。打印可以涉及使聚合物组合物与表面接触，然后将该表面暴露于UV光和/或可见光，使得聚合物组合物经历进一步聚合。聚合物组合物所接触的表面可以为包括聚合物组合物的聚合的层的任何表面。如先前所提及，打印的制品可以通过被暴露于升高的温度而经历第二固化步骤。
打印的制品可以含有或可以不含有可固化组合物的残余量的组分。举例来说，打印的制品可以含有稀释剂或光聚合的稀释剂，或光引发剂。在一方面，打印的制品或可固化组合物可以具有添加剂。如本文所公开，添加剂可以包括触变材料、着色剂、示踪材料或传导性材料。举例来说，添加剂可以为染料。打印的制品可以因染料的存在而着色，或者可以具有任何期望的属性，诸如具有制品的至少一部分，其是(但不限于)荧光的、辐射性的、反射的、柔性的、刚性的、柔韧的、易碎的或其组合。
在常见的液槽打印工艺中，将构建平台从树脂液槽的顶部向下降低层厚度。将光化辐射引导至组合物中，并且此光引起组合物的光聚合(光固化)。继续向下移动构建平台，并在前一层的项部构建附加层。完成之后，可以从液槽排出多余的树脂并收集打印的制品。可以对此打印的制品进行附加处理。举例来说，可以洗涤打印的制品以去除多余的树脂。作为另一示例，特别是在制品含有聚Δ1和聚Δ2的情况下，可以将打印的制品暴露于热能，以使得出现热固化。
一种通过液槽聚合形成制品的方法可以包括将光化辐射引导至可光聚合组合物的液槽，该可光聚合组合物包含能够经历聚合的单体或大分子单体，诸如具有能够经历光聚合反应以形成低聚物和/或聚合物(诸如本文所公开的聚hv化合物)的官能团的单体或大分子单体。
在一个方面，液槽聚合(例如使用SLA)为使用可光聚合组合物来打印制品，并按约10nm至约1mm的光波长将光化辐射引导至组合物的液槽。如本文所用，UV辐射具有约10至400nm的波长，而可见辐射具有390至770nm的波长，并且IR辐射具有770nm至1mm的波长。在一个方面，光化辐射由一种或多种波长和/或一种或多种辐射源组成。在一方面，可光聚合组合物可以包含光反射材料组分，该光反射材料组分与在相同的聚合条件下没有光反射材料组分的情况相比，使光聚合在更短的曝光时间内出现。任选地，如果可固化组合物含有热反应性组分聚Δ1和聚Δ2，则热固化工艺将在光聚合工艺之前、期间或之后进行。任选地，如果可固化组合物含有热反应性组分聚Δ1和聚Δ2，则热固化工艺将在光聚合工艺之后进行。
在一个方面，本公开提供了一种在适合于通过SLA进行打印的装置中使用液槽聚合(例如，SLA打印)来打印制品的方法。该方法包括提供含有如本文所公开的可固化组合物的液槽，该可固化组合物包含在约10nm至约770nm的光波长下进行吸收的至少一种光引发剂。在一方面，光引发剂在大于或等于300nm的光波长下进行吸收。在一方面，光引发剂在大于或等于365nm的光波长下进行吸收。在一方面，光引发剂在大于或等于375nm的光波长下进行吸收。在一方面，光引发剂在大于或等于400nm的光波长下进行吸收。可固化组合物中的光引发剂为包含光引发剂的至少一种光引发剂组分，该光引发剂为I型光引发剂、II型光引发剂、阳离子光引发剂或其组合。
在一个方面，本公开提供了一种通过液槽聚合来打印制品的方法，例如，在用于通过SLA进行打印的装置中使用SLA，其中该方法包括以小于150微米的深度使可光聚合组合物光聚合或固化。在一方面，本文所公开的方法包括以约5微米至约50微米的深度以及其间的所有深度使可光聚合组合物光聚合或固化。
在一个方面，本公开提供了一种通过液槽聚合来打印制品的方法，例如，在用于通过SLA进行打印的装置中使用SLA，其中该方法包括可光聚合组合物，该可光聚合组合物包含光反射材料组分，该光反射材料组分包含在生理条件下可吸收的光反射材料。在一方面，光反射材料组分包含对于生物有机体具有生物相容性的光反射材料。在一方面，光反射材料组分包含与可光聚合大分子单体、稀释剂、光反射材料或其组合中的至少一者聚合的光反射材料。
在一个方面，本公开提供了一种增材制造工艺，其包括：(a)提供含有如本文所公开的第一组合物的液槽，该第一组合物包含聚EU和聚SH；(b)将来自光源的光化辐射引导至液槽中的第一组合物中，其中光化辐射有效诱导组合物的组分的聚合，以便形成第二组合物；(c)形成包含第二组合物的固体制品。步骤(c)可以通过以下来完成：重复地将光化辐射引导至液槽中的第一组合物，特别是在构建平台移动时。第二组合物将为或包含聚EU和聚SH的光聚合产物。
在一个方面，本公开提供了一种增材制造工艺，其包括：(a)提供含有如本文所公开的第一组合物的液槽，该第一组合物含有聚hv、聚Δ1和聚Δ2；(b)将来自光源的光化辐射引导至液槽中的第一组合物中，其中光化辐射有效诱导第一组合物的可光固化组分的聚合，以便形成包含光化学固化的组合物的第二组合物；并(c)向包含光化学固化的组合物的第二组合物施加热能，以便形成包含光化学固化的组合物和热固化的组合物的第三组合物。第二组合物将为或包含聚hν的光聚合产物。第三组合物将为或包含聚hν的光聚合产物与聚Δ1和聚Δ2的热诱导的聚合产物的组合的双重网络。
在一个方面，本公开提供了一种通过2光子聚合打印来制造制品的方法，该方法包括使如本文所公开的可固化组合物固化以形成制品。在一个方面，本公开提供了一种通过计算机轴向光刻来制造制品的方法，该方法包括使如本文所公开的可固化组合物固化以形成制品。在一个方面，本公开提供了一种通过材料挤出来制造制品的方法，该方法包括使如本文所公开的可固化组合物固化以形成制品。在一个方面，本公开提供了一种通过材料喷射来制造制品的方法，该方法包括使如本文所公开的可固化组合物固化以形成制品。在一个方面，本公开提供了一种通过粘结剂喷射来制造制品的方法，该方法包括使如本文所公开的可固化组合物固化以形成制品。在一个方面，本公开提供了一种通过连续光界面生产(CLIP)来制造制品的方法，该方法包括使如本文所公开的可固化组合物固化以形成制品。在一个方面，本公开提供了一种通过液槽聚合来制造制品的方法，该方法包括使如本文所公开的可固化组合物固化以形成制品。
固化的组合物
本公开包括一种制品，在本文中另外称为印刷的制品或固体制品，其可以通过本文所公开的方法由本文所公开的组合物制成。在一方面，制品可以为医疗装置。在一方面，制品可以为医疗装置的一部分。在一方面，制品可以是多孔的。在一方面，制品在生理条件下可以是可生物降解的。在一方面，可生物降解制品可以具有约三天至约五年的降解时间。在一方面，制品可以不是可生物降解的。在一方面，制品的一部分可以是可生物降解的，并且第二部分可以是不可生物降解的或者具有与制品的第一部分或其余部分的降解时间不同的降解时间。
如别处所提及，在一个方面，固化的组合物不含有任何明显量的水。举例来说，在各方面，固化的组合物含有小于2500ppm的水，或小于1000ppm的水，或小于500ppm的水。
在一个方面，固化的组合物将在水中或当暴露于有水条件时降解。因此，在一个方面，固化的组合物可以是可生物降解的，当固化的组合物用来形成可生物降解可植入医疗装置时，这可能特别有用。在一个方面，固化的组合物在有水条件下降解以形成微粒材料，而不是例如形成溶胀材料，即，已吸收水并处于溶胀状态的材料。例如，当固化的组合物放置到包含pH 7.0至7.4的磷酸盐缓冲液的水的降解介质中或放置在磷酸盐缓冲盐水中时，固化的组合物将在降解介质中经历溶解。在溶解使得固化的组合物的总重量的大于50重量％，或大于60重量％，或大于70重量％，或大于80重量％，或大于90重量％已溶解在降解介质中之后，未溶解的材料即会具有特定的形态而不是溶胀形态。
在一个方面，本公开的固化的组合物在放置在水介质中时表现出理想地低的溶胀。当固化的组合物与水介质处于长时间接触时，溶胀可能是严重的问题。举例来说，当固化的组合物为可生物降解可植入医疗装置的组分或全部并且该装置植入患者中时，该装置可能经历降解(这是期望的)和溶胀(这可能是不期望的)两者。溶胀可能是植入物降解快结束时(即，在植入物的大部分已经降解之后)的特定问题。然而，溶胀的问题，特别是如在植入物的大部分已降解(即，大于50％的重量损失，或大于60％的重量损失，或大于70％的重量损失，或大于80％的重量损失，或大于90％的重量损失)之后可能观察到的晚期溶胀，可以通过使用本公开的可固化组合物来减轻。
以下是本公开的一些示例性实施例，其可以任选地包含一种或多种链转移剂和/或β-胡萝卜素化合物。
1)一种组合物，其包含具有多个硫醇基团(SH)的第一有机化合物(聚SH)、具有多个烯属不饱和基团(EU)的第二有机化合物(聚EU)和光引发剂。稳定剂可以任选地存在于组合物中，其中稳定剂可以任选地选自由以下组成的组：生育酚、没食子酸、没食子酸酯、丁基化羟基茴香醚及其组合。
2)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例3至27)所述的组合物，其中该组合物具有X：Y的SH与EU当量比，其中X的范围为25至75，并且Y的范围为75至25，并且X和Y的总和为100。
3)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2)所述的组合物，其中聚SH是水溶性的。
4)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2或3)所述的组合物，其中聚SH是生物可吸收的。
5)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2或3或4)所述的组合物，其中聚SH为大分子单体。
6)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2或3或4)所述的组合物，其中聚SH为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
7)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2或3或4)所述的组合物，其中聚SH具有小于500g/mol的分子量。
8)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至7中的任一项)所述的组合物，其中聚EU是水溶性的。
9)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至8中的任一项)所述的组合物，其中聚EU是生物可吸收的。
10)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至9)所述的组合物，其中聚EU的EU为丙烯酸酯。
11)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至9)所述的组合物，其中聚EU的EU为甲基丙烯酸酯。
12)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至9)所述的组合物，其中聚EU中的EU为降冰片烯基。
13)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至7)所述的组合物，其中聚EU为大分子单体。
14)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至7)所述的组合物，其中聚EU为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
15)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至14)所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个羰基基团，其中任选地聚EU具有多个羰基基团，或者其中任选地聚SH和聚EU各自具有多个羰基基团。
16)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至15)所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个酯基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团，或者其中任选地聚SH和聚EU各自具有多个酯基团。
17)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至15)所述的组合物，其中至少一个聚EU和聚SH进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者。
18)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至15)所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU两者均进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团两者。
19)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至15)所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚EU具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者。
20)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至19)所述的组合物，其中聚SH的多个SH选自2、3和4。
21)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至20)所述的组合物，其中聚EU的多个EU选自2、3和4。
22)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至21)所述的组合物，其不含具有低于110℃的沸点的挥发性材料。
23)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至22)所述的组合物，其是无水的。
24)根据如本文所公开的实施例1或实施例1的任何实施例(例如实施例2至23)所述的组合物，其在约18℃至约22℃的室温下为流体。
25)一种组合物，其包含根据实施例1至24中任一项所述的组合物的光化学固化的反应产物。
26)根据实施例25所述的组合物，其是生物可吸收的。
27)根据实施例25所述的组合物，其在50℃下为固体。
28)一种增材制造工艺，其包括：
a.提供含有根据实施例1至24中任一项所述的第一组合物的液槽；
b.将来自光源的光化辐射引导至液槽中的第一组合物中，其中光化辐射有效诱导该组合物的组分的聚合，以便形成第二组合物；以及
c.形成包含第二组合物的固体制品。
29)一种组合物，其包含具有多个可光聚合基团(hν)的第一有机化合物(聚hv)、光引发剂、具有多个反应性基团Δ1的第二有机化合物(聚Δ1)和具有多个反应性基团Δ2的第三有机化合物(聚Δ2)，其中Δ1在接触并暴露于大于50℃的温度时与Δ2反应。
30)根据实施例29或实施例29的任何实施例所述的组合物，其中聚hν是生物可吸收的。
31)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30)所述的组合物，其中聚hν为大分子单体。
32)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30或31)所述的组合物，其中聚hv为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
33)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30或31)所述的组合物，其中聚hv具有小于500g/mol的分子量。
34)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30或31)所述的组合物，其中聚hv是水溶性的。
35)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至34)所述的组合物，其中聚hv为选自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚EU。
36)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至34)所述的组合物，其中聚hν的hv为降冰片烯基。
37)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至36)所述的组合物，其中Δ1为亲核体并且Δ2为亲电体。
38)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至36)所述的组合物，其中Δ1选自羟基和氨基。
39)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至36)所述的组合物，其中Δ2选自环氧化物和异氰酸酯。
40)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至39)所述的组合物，其中聚hν、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个羰基基团，其中任选地聚hν具有多个羰基基团，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个羰基基团。
41)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至39)所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个酯基团，其中任选地聚hν具有多个酯基团，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团。
42)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至39)所述的组合物，其中至少一个聚hv、聚Δ1和聚Δ2进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团，其中任选地聚hν具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者，或者其中任选地聚hv以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者。
43)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至39)所述的组合物，其中聚hν、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚hv具有多个酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团和多个尿烷基团两者。
44)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至39)所述的组合物，其中聚hν、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚hv具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚hv以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者。
45)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至44)所述的组合物，其中聚hv的多个hv选自2、3和4。
46)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至44)所述的组合物，其中聚Δ1的多个Δ1选自2、3和4。
47)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至44)所述的组合物，其中聚Δ2的多个Δ2选自2、3和4。
48)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至47)所述的组合物，其不含具有低于110℃的沸点的挥发性材料。
49)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至47)所述的组合物，其是无水的。
50)根据实施例29或实施例29的任何实施例(例如实施例30至47)所述的组合物，其在约18℃至约22℃的温度下为流体。
51)一种组合物，其包含根据实施例29至50中任一项所述的组合物的光化学固化的反应产物和热固化的反应产物。
52)根据实施例51所述的组合物，其是生物可吸收的。
53)根据实施例51所述的组合物，其在50℃下为固体。
54)一种增材制造工艺，其包括：
a.提供含有根据实施例29至50中任一项所述的第一组合物的液槽；
b.将来自光源的光化辐射引导至液槽中的第一组合物中，其中光化辐射有效诱导第一组合物的组分的聚合，以便形成包含光化学固化的组合物的第二组合物；以及
c.将热能施加至包含光化学固化的组合物的第二组合物，以便形成包含光化学固化的组合物和热固化的组合物的第三组合物。
在本文中已广泛并且一般性地描述了本公开。落入一般公开内的较窄物种和亚属组中的每一者也形成本公开的一部分。这包括对本公开的一般描述，其条件或负面限制为从属中除去任何主题，无论所删除的材料是否在本文中具体叙述。
还应当理解，如本文和所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个/种”和“该/所述”包括复数引用，除非上下文另外明确指出，术语“X和/或Y”意指“X”或“Y”或者“X”和“Y”两者，并且名词前面的词“多个/种”表示该名词的复数形式和单数形式两者。此外，在按照马库什(Markush)组描述本公开的特征或方面的情况下，意图是并且本领域技术人员将认识到，本公开涵盖并且因此也按照马库什组的任何单独成员和成员的任何子组进行描述，并且申请人保留修改申请或权利要求的权利，以具体引用马库什组的任何单独成员或成员的任何子组。
提供以下实例是为了说明而非进行限制。化学品获自商业来源，例如，MilliporeSigma(美国密苏里州圣路易斯)。
实例
实例1
羟基封端前体聚合物
在一个方面，本公开提供了含有表示为聚hv、聚SH、聚EU、聚Δ1和聚Δ2的化合物中的至少一者的组合物。任选地，这些化合物中的每一者可以由具有代替hν或SH或EU或Δ1或Δ2基团的羟基基团的前体聚合物制成，其中任选地hv、SH、EU、Δ1或Δ2基团通过合适的连接基团结合至前体聚合物。本实例说明示例性含羟基前体聚合物的制备。
表1标识了独特地标记为3DP 1至3DP 16的16种前体聚合物，其通常可以描述为具有或包含根据本公开的通式CC-[臂-OH]的化合物。术语臂-OH是指以羟基基团(OH)封端的，即，具有羟基端基团的臂。
当前体聚合物包含含有式CC-[(A)-(B)]的化合物时，即，当臂由来自组A的单体(三亚甲基碳酸酯和ε-己内酯中的任何一者或多者)的接近(邻近)中央核心的残基，以及来自组B的单体(乙交酯、丙交酯和对二氧环己酮中的任何一者或多者)的远离(最远离)中央核心的残基形成时，此类前体聚合物可以通过以下来制备：使官能化的中央核心(本文中也称为引发剂)与来自组A的一种或多种单体进行反应，接着使该反应产物(本文中称为前体预聚物)与来自组B的一种或多种单体进行反应。结果为与一个或多个臂键合的中央核心，每个臂均是羟基封端的并且具有式-(A)-(B)-OH。此类前体聚合物的制备在下面的实例1A中进行说明，其中该中央核心为三官能的并且官能化的中央核心/引发剂由三羟甲基丙烷提供。
实例1A-三轴3DP-6前体聚合物的制备。
使用三羟甲基丙烷(0.6mol)作为引发剂以及辛酸亚锡(7.0x10-5mol)作为催化剂，使三亚甲基碳酸酯(1.4mol)和ε-己内酯(1.4mol)在130℃下共聚合72小时，以提供聚合物前体。将乙交酯(1.1mol)和另外的辛酸亚锡(2.1x10-4mol)与聚合物前体在160℃下合并3小时以提供在聚合物前体的端部上具有聚乙交酯接枝的前体聚合物。将由此获得的无定形液体前体聚合物除去挥发成份，并通过1H NMR光谱、流变测定(剪切速率为105s-1时粘度为17,300cP)、差示扫描热量测定(Tg＝-45℃)和凝胶渗透色谱(Mn＝1884Da，PDI＝1.80)进行表征。
当前体聚合物包含含有式CC-[(B)-(A)]的化合物时，即，当来自组B的单体(乙交酯、丙交酯和对二氧环己酮)的残基接近(邻近)中央核心，并且来自组A的单体(三亚甲基碳酸酯和己内酯)的残基远离(最远离)中央核心时，此类前体聚合物可以通过以下来制备：使官能化的中央核心与来自组B的一种或多种单体进行反应，接着使该反应产物与来自组A的一种或多种单体进行反应。结果为与一个或多个臂键合的中央核心，每个臂均是羟基封端的并且具有式-(B)-(A)-OH。此类前体聚合物的制备在下面的实例1B中进行说明，其中该中央核心为三官能的并且官能化的中央核心由三羟甲基丙烷提供。
实例1B-三轴3DP-4前体聚合物的制备。
在第一步骤中，用三羟甲基丙烷(0.6mol)作为引发剂以及辛酸亚锡(7x10-5mol)作为催化剂，使乙交酯(1.1mol)在160℃下聚合3小时，以提供聚合物前体。在第一步骤完成之后，通过添加更多的辛酸亚锡(2x10-4mol)并在130℃下反应72小时，使等摩尔量的三亚甲基碳酸酯(1.4mol)和ε-己内酯(1.4mol)的混合物共聚合至聚合物前体的端部。将所得无定形液体除去挥发成份，并通过1H NMR光谱、流变测定(剪切速率为105s-1时粘度为17,300cP)、差示扫描热量测定(Tg＝-45℃)和凝胶渗透色谱(Mn＝1909Da，PDI＝1.83)进行表征。
按照实例1A和1B中概述的程序，如表1中所描述合成另外的聚酯前体聚合物。以1，3-丙二醇作为双官能引发剂来合成所有线性样品，以三羟甲基丙烷来制备所有三官能预聚物，并以季戊四醇作为四官能引发剂来引发4臂嵌段共聚酯组合物。在表1中，M/I是指针对表1中标识的每种共聚酯用于制备的臂的单体(M)的总摩尔数除以引发剂(I)(也称为官能化的中央核心)的摩尔数。同样在表1中，M/C是指用于制备臂的单体(M)的总摩尔数除以用于制备表1中标识的每种共聚酯预聚物的催化剂(C)的总摩尔数。表1的每种前体聚合物均含有区域B，该区域B表征于标题为G/L/p-D的列中，该标题是乙交酯/丙交酯/对二氧环己酮链段的简写，并且该区域B可以接近中央核心(在这种情况下，区域B的位置被标识为在前体聚合物的中央)或者它远离中央核心(在这种情况下，区域B的位置被标识为在前体聚合物的端部，并且在这种情况下，区域B以羟基基团封端)。
表2中提供了通过凝胶渗透色谱(GPC)获得的针对如实例1中所展示制备的所选择的前体聚合物的所选择的分子量结果。在表2中，Mn是指数均分子量，Mw是指重均分子量，PDI是指多分散性(即Mw/Mn)，并且Da是指道尔顿。
表1：前体聚合物组合物
表2：3DP分子量(Mn和Mw)和多分散性指数(PDI)
实例2
本公开的甲基丙烯酸酯化的化合物的制备
式聚EU的示例性聚合物
表3标识了独特地标记为3DP 4m(m代表甲基丙烯酸酯，其为示例性烯属不饱和(EU)基团)至3DP 7m和3DP 9m至3DP 12m的8种EU官能化的前体聚合物，其通常可以描述为具有或包含根据本公开的通式CC-[臂-EU]的化合物。名称臂-EU是指以光反应性烯属不饱和基团(诸如丙烯酸酯(“a”)或甲基丙烯酸酯(“m”)基团)封端的臂。
表3的甲基丙烯酸酯化的聚合物由表1的对应的前体聚合物制备，也就是说，3DP4m由3DP 4制备，3DP 5m由3DP 5制备等。
3DP 6甲基丙烯酸酯化以形成3DP 6m
使3DP 6前体聚合物(0.131摩尔)与过量的甲基丙烯酸酐在3-叔-2-丁基-4-羟基茴香醚(6.724x10-4摩尔)的存在下在120℃进行反应24小时。使用旋转蒸发器从粗制聚合物中去除残余的甲基丙烯酸酐和甲基丙烯酸副产物。使用1H NMR光谱、流变测定(剪切速率为105s-1时粘度为16,400cP)、差示扫描热量测定(Tg＝-38℃)和凝胶渗透色谱(Mn＝2162Da，PDI＝1.75)来表征所得无定形液体聚合物。每种3DP制剂均按照上面概述的程序进行甲基丙烯酸酯化。组成和分子量结果概述于表3中，并且动态粘度报告于表4中。在表3中，对于3DP 5m，TMC柱中的40.15为TMC加上用于制作3DP 5m的1，3-丙二醇的总摩尔％。
表3：甲基丙烯酸酯化的3DP制剂的组成和分子量结果
表4：甲基丙烯酸酯化的3DP聚合物的动态粘度
/>
实例3
本公开的硫醇化的化合物的制备
式聚SH的示例性聚合物
在氮环境中向配备有机械搅拌器和添加漏斗的500mL 3颈圆底烧瓶装入3DP 6(51.3g；0.0665摩尔；参见表1)、硫代乳酸(17.243mL；20.623g；0.1943摩尔)和二氯甲烷(DCM)(200mL)。以200rpm搅拌反应容器的内容物并使用冰浴来冷却反应容器。单独地将N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)(44.5g，0.2157摩尔)溶解在200mL DCM中。然后使用添加漏斗历经30分钟的时段将含DCC的DCM溶液逐滴添加至反应容器。在DCC/DCM溶液的添加已经完成之后，去除冰浴。使用粉末漏斗将4-二甲基氨基吡啶(DMAP)(2.366g；0.0193摩尔)添加至反应容器。继续在氮环境中在室温下搅拌反应混合物72小时。随着DCM在反应期间蒸发，恢复其水平。在72小时之后，将反应混合物在抽吸下过滤。将滤液用2×100mL 0.25MHCl和1×100mL去离子(DI)水洗涤。将来自萃取物的有机相经激活的分子筛干燥18小时，之后在抽吸下将其过滤。在旋转蒸发器上在真空下去除溶剂以得到液体聚合物产物(3DP 6t，其中“t”指示硫醇化的)，在本文中也称为聚SH聚合物)。通过1H NMR光谱、流变测定(剪切速率为99s-1时粘度＝7690)和凝胶渗透色谱(Mn＝1952Da，PDI＝1.62)来表征无定形液体聚合物。下表概述了含n-乙酰半胱氨酸(NAC)、硫代乳酸(TLA)和硫代乙醇酸(TGA)的其他硫醇化的3DP化合物。这些中的每一者均是基于此示例性合成程序来合成的。
表5：硫醇化的3DP聚合物的性质
/>
实例4
本公开的硫醇化的化合物的制备
总体以式聚SH描述
可以用以羧酸基团替代羟基基团的部分来将具有羟基基团的聚合物封端。然后，可以根据用于键合的取代基的官能单元，经由酰胺键或酯键将羧酸基团以含硫醇部分取代。举例来说，可以使3DP前体聚合物的羟基端基团(参见，例如，表1)与琥珀酸酐进行反应，以形成琥珀酸酯化的中间体(3DP-SA)，该中间体继而可以与半胱氨酸中存在的胺基团进行反应，以提供具有提供本公开的示例性聚SH化合物的末端游离硫醇基团的产物(3DP 6-SA-Cys)。此方法由本实例说明。
第1部分-3DP 6-SA的形成：向250mL 3颈圆底烧瓶装入3DP 6(48.9g；0.0633摩尔，表1)。将系统放置于40℃的真空(<0.5托)下18小时以干燥预聚物。在18小时之后，用氮吹扫系统并将琥珀酸酐(19.0g；0.1900摩尔)添加至反应容器。将反应混合物以50rpm在120℃下搅拌24小时。将由此获得的聚合物冷却至室温并在旋转蒸发器上在室温下除去挥发成份18小时并进一步在110℃下除去挥发成份24小时，以去除残余的单体。使用1H NMR来确认所得透明无定形聚合物产物的结构。
第2部分-3DP 6-SA-Cys的形成：向100mL2颈烧瓶装入3DP 6-SA(10.1g；0.0093摩尔)、L-半胱氨酸(3.39g；0.0280摩尔)和二氯甲烷(DCM)(30mL)。在氮环境中以200rpm搅拌反应物。单独地将N′-二环己基碳二亚胺(DCC)(6.35g，0.0307摩尔)溶解在10mLDCM中。将冰浴放置于反应容器周围并逐滴添加DCC/DCM溶液。在DCC/DCM溶液的添加已经完成之后去除冰浴，并在氮环境中在室温下将反应物搅拌72小时。在72小时之后，将反应混合物用50mLDCM稀释并在抽吸下过滤。将滤液用2×50mL 0.25M HCl和1×50mL DI水洗涤。将来自萃取物的有机相经激活的分子筛干燥18小时，之后在抽吸下将其过滤。在真空下在旋转蒸发器上去除溶剂，以提供蜡状聚合物产物(3DP 6-SA-Cys)，其结构通过1H NMR光谱来确认。
实例5
由聚EU和聚SH形成的单一聚合物网络
将硫醇封端的3DP聚合物与甲基丙烯酸酯化的3DP聚合物按两种不同的比率进行混合。将TPO-L光引发剂以0.5％(w/w)的浓度添加至每种组合，并将制剂在Flacktek高速混合器上以2000rpm混合2分钟，接着以3000rpm混合3分钟。使制剂固化为具有0.75mm的厚度的薄膜。将薄膜切成75mm x 7.5mm x 0.75mm的试件，并在50℃下在pH 7.4磷酸盐缓冲液中将其加速降解。在图1中，示出了50：50和25：753DP 6t TLA/3DP 10m薄膜的降解曲线。图1中的信息示出了聚EU/聚SH单一聚合物网络的水溶胀效应。
实例6
本公开的异氰酸酯封端化合物的制备
式聚Δ的示例性聚合物
如实例1中所提及，羟基封端的聚合物可以为本公开的聚Δ化合物提供前体化合物。可以将羟基基团转化为热反应性基团，例如，如本实例所示的异氰酸酯基团，其展示了3DP 10的二异氰酸酯封端
向配备有机械搅拌器和添加漏斗的250mL 3颈圆底烧瓶装入3DP 10(76.7g；0.0996摩尔)。在40℃将3DP 10在减压干燥3天。在干燥之后，用干燥的氮吹扫烧瓶，并以220rpm开始搅动。向烧瓶装入15ml的无水甲苯和六亚甲基二异氰酸酯(HMDI；33.5ml；0.209摩尔)。将反应混合物温度升高至80℃持续2小时，并且然后使其恢复至室温。然后将聚合物混合物转移至1颈烧瓶并放置于旋转蒸发器上。在旋转蒸发器上在减压下去除残留的甲苯和HMDI。将由此获得的无定形液体聚合物通过H1 NMR光谱进行表征(聚合物-70.3重量％异氰酸酯-29.6重量％)。
实例7
由聚EU和聚Δ1+聚Δ2形成的双重聚合物网络
用光聚合的甲基丙烯酸酯聚合物网络和热固化的互相贯穿的聚合物网络来制备双重网络薄膜。将3DP 12m和3DP 6前体聚合物(示例性聚Δ1)以50：50或70：30的比率混合。将TPO-L光引发剂以相对于甲基丙烯酸酯化的聚合物的重量0.5％(w/w)的浓度添加至混合物。将六亚甲基二异氰酸酯(示例性聚Δ2)以前体聚合物中羟基基团的摩尔数(在3DP6的情况下为3：1 OH：聚合物，三轴聚合物)的45％添加至混合物。使用Flacktek高速混合器以2000rpm混合制剂2分钟，接着以3000rpm混合2分钟。然后在强度为30mW/cm2的UV光下将制剂固化10分钟，成为具有0.75mm厚度的薄膜。将光固化的薄膜在100℃下进一步热固化1小时。
将薄膜切成75mm x 7.5mm x 0.75mm的测试条，并在50℃下在pH 7.4磷酸盐缓冲液中将其加速降解。在研究期间，不同时间点分析了材料的质量损失、含水量和机械性质。结果如图2所示。在图2中，数据示出了尿烷和甲基丙烯酸酯化的聚酯双重网络的水溶胀行为。尿烷网络的添加使水溶胀增加到25％至30％质量损失。在25％至30％质量损失之后，50：503DP12m：3DP 6U和3DP6u两者显示溶胀大幅减小。
实例8
聚(SH)和聚(EU)材料的力学
为了评估交联的3DP聚合物共混物的性质，形成拉伸试件以进行机械测试。对于任何特定的聚合物共混物，将硫醇封端的3DP聚合物与一种或多种甲基丙烯酸酯化的3DP聚合物(3DPX M)以25：75和50：50的重量比进行混合，其中硫醇化的聚合物是使用硫代乳酸(3DPX TLA)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(3DPXNAC)或硫代乙醇酸(3DPX TGA)合成的，如实例3中所描述。除了甲基丙烯酸酯化的3DP聚合物之外，还研究了与稀释剂组分聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的相似的比率的精选共混物。以0.5％(w/w)添加光引发剂(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯(TPOL)，并将共混物在FlackTek高速混合器上以2000转/分钟(rpm)混合两分钟，接着以3000rpm混合三分钟。
将每种液体聚合物共混物倒入两块带有0.75mm间隔件的UV透明丙烯酸片材之间，并使其在100W UV Blak-Ray灯下固化10分钟。去除交联的薄膜并切成尺寸为0.75x7.5x75mm的拉伸试件。在MTS测试框架上对薄膜条进行机械测试，以评估其拉伸性质，每种测试的共混物至少使用四个薄膜条。拉伸试验的试验参数呈现在表6中。表7中报告了所研究的聚合物共混物及其对应的拉伸性质。
表6：测试参数
表7：聚(SH)和聚(EU)光聚合的拉伸力学
/>
实例9
聚(SH)和聚(EU)组合物的稳定性
第1部分-调研了含有和不含稳定剂的聚合物共混物的过早交联。将硫醇封端的光反应性化合物与甲基丙烯酸酯化的光反应性化合物以50∶50的比率混合。将预期的稳定化合物以不同的浓度分别添加至反应性混合物的等分试样。将每种制剂共混物在FlakTek高速混合器上以2000转/分钟(rpm)混合两分钟，接着以3000rpm混合三分钟。将每种共混物的等分试样转移至陪替氏培养皿并储存在室温(RT)或50℃下。通过共混物的固化来定性地评估聚合物共混物的稳定性，并将结果报告在表8中。
表8：甲基丙烯酸酯和硫醇封端的光反应性树脂的稳定性
*-TMPTM：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；TMPTT：三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)
第2部分-将硫醇封端的聚合物(3DP 19t TGA)与甲基丙烯酸酯化的聚合物(3DP20m)以50∶50重量比混合。将所选择的稳定剂分别添加至液体聚合物共混物的等分试样，并通过在24小时时进行流变测定(25℃，剪切速率为100s-1)来评估制剂的粘度，以产生对稳定性的定量测量。不含稳定剂的树脂的初始粘度为3920±20cP。表9中提供了在室温下储存24小时时稳定化的聚合物共混物的粘度。
表9：稳定化的3DP 19t TGA和3DP 20m共混物储存24小时后的粘度
实例10
与市售硫醇化合物混合的聚(EU)材料的力学
为了评估具有市售硫醇化合物的交联的3DP聚合物的性质，形成了拉伸试件以进行机械测试。将市售硫醇化合物三羟甲基丙烷三(2-巯基丙酸酯)(TMPTT)或1，6-己二硫醇(HDM)以0％mol、3％mol、5％mol和10％mol添加至甲基丙烯酸酯化的3DP聚合物(3DP 26m)。以0.5％(w/w)添加TPO-L，并将共混物在FlackTek高速混合器上以2000转/分钟(rpm)混合两分钟，接着以3000rpm混合三分钟。将每种共混物倒入两块带有0.75mm间隔件的UV透明丙烯酸片材之间，并使其在UV光源下固化10分钟。根据标准ASTMD638 V型狗骨试件，去除交联的薄膜并切成拉伸试件。狗骨试件具有3mm的宽度以及0.75mm的厚度。在MTS测试框架上对样品进行机械测试，以评估其拉伸性质。拉伸试验的试验参数呈现在表9中。表10中报告了所研究的聚合物共混物及其对应的拉伸性质。
表9：ASTM D638 V型测试参数
表10：与市售硫醇化合物混合的3DP 26m的拉伸力学
实例11
TMPTT作为链转移剂的用途
由甲基丙烯酸酯化的大分子单体(3DP20-M)以及作为链转移剂添加的三羟甲基丙烷三(2-巯基丙酸酯)(TMPTT)，以0、0.01、0.03、0.05、0.075和0.1的硫醇与甲基丙烯酸酯摩尔比，制备光反应性树脂混合物。表10提供了添加至3DP20-M树脂的TMPTT的量。将光引发剂TPO-L以0.5％(w/w)添加至树脂混合物。然后使用FlackTek高速混合器以2000rpm彻底混合树脂2分钟，并进一步以3000rpm混合3分钟。将在混合之后获得的每种树脂共混物夹在两个UV透明板之间，并使其在100W UV blak-ray灯下固化，以形成交联的薄膜。
表11：添加至3DP20-M以构成在研究中使用的不同硫醇与甲基丙烯酸酯摩尔比的TMPTT的量
使用冷冻研磨机来研磨交联的薄膜。将0.25g的经研磨的样品转移至20mL闪烁小瓶中。将2.5mL的DMSO和2.5mL的甲醇钠(NaMeOH)添加至小瓶，并在100℃放置于加热块上2小时。将样品冷却至室温并在25mL的二乙醚(DEE)中沉淀。使用离心来收集沉淀物，并且然后使其在真空下干燥过夜。将所得产物重新溶解在H2O中，冻干，并通过凝胶渗透色谱(GPC)进行表征。
表11中提供了通过GPC获得的分子量结果。在表11中，Mn是指数均分子量，Mw是指重均分子量，PDI是指多分散性(即Mw/Mn)，并且Da是指道尔顿。数据表明，添加TMPTT降低了来自光聚合的3DP20-M树脂的聚(甲基丙烯酸)链的分子量。这些变化归因于由硫醇基团在聚合期间的链转移行为引起的网络结构的变化。
表12：来自降解的光聚合的3DP20-M树脂的硫醇-聚(甲基丙烯酸)动力学链的GPC结果
实例12
用TMPTT来降解3DP20
使用上述方法来将TMPTT以0和0.4的硫醇与甲基丙烯酸酯摩尔比添加的3DP20-M制成交联的薄膜。通过CO2激光将薄膜切成75mm x 7.5mm x 0.75mm的条，并在50℃下在pH7.4磷酸盐缓冲液中将其加速降解。在图3中，示出了薄膜的降解曲线。如图3所展示，向3DP20-M添加TMPTT会提高其在加速降解下的降解速率。
实例12
为了评估树脂组合物的光聚合，制备了用于从液槽聚合的工作曲线外推树脂参数的制剂。对于八种制剂中的每一种，将甲基丙烯酸酯封端的聚酯碳酸酯大分子单体(3DP25-M)与类似地官能化的可吸收液体聚合物稀释剂以占3DP聚合物的10％(w/w)进行混合。在所有制剂中，按以下来添加链转移剂TMPTT：硫醇基团占液体共混物中甲基丙烯酸酯基团的总摩尔数的7.5摩尔％。还按以下向所有制剂添加光引发剂(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯(TPO-L)：占液体聚合物共混物的0.75重量％(光引发剂占官能团总摩尔数的0.85摩尔％)。然后以下面四种浓度中的一种使每种制剂接受β-胡萝卜素或D&C紫罗兰2号作为染料：按重量计占液体聚合物共混物的0.01％、0.1％、1.0％或2.5％。然后将所有制剂在FlackTek高速混合器上以每分钟3000转单独地混合三分钟。
将每种液体树脂共混物倾倒在载玻片上，并将其以已知强度(即，功率密度)(以mW/cm2为单位)和一定范围的暴露时间(以秒为单位)暴露于UV光，从而以一定范围的高度(即，固化深度)产生固化的树脂。使用光学3D测量系统来测量每个固化的样品的高度。对于每种制剂，将高度(以毫米为单位)与作为光强度和暴露时间的乘积的总能量剂量绘图。进行对数回归，以将数据拟合至模型，该模型用于外推以下树脂参数：渗透深度(DP)(以毫米为单位)、临界能量剂量(EC)(以mJ/cm2为单位)以及30微米的固化深度所需的固化时间(以秒为单位)(表12)。
表13：跨含有烯属不饱和基团和链转移剂的制剂内的一系列β-胡萝卜素含量根据工作曲线外推出的树脂参数：DP、EC和固化时间。
在另外的评估树脂的光聚合的研究中，相似地制备了制剂，用于跨一系列链转移剂和稳定剂含量根据工作曲线外推出树脂参数。对于三种制剂中的每一种，将甲基丙烯酸酯封端的聚酯碳酸酯大分子单体(3DP25-M)与官能化的稀释剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTM)以3DP聚合物的5％(w/w)进行混合。以液体共混物的零重量％或1重量％(硫醇基团占甲基丙烯酸酯基团总摩尔数的2.79摩尔％)使每种制剂均接受链转移剂TMPTT。还以链转移剂的零％或0.1％(w/w)使每种制剂接受稳定剂生育酚。在所有制剂中，以液体聚合物共混物的0.5％(w/w)(光引发剂占官能团总摩尔数的0.54摩尔％)添加TPO-L。还以液体共混物的0.025％(w/w)向每种制剂添加染料D&C紫罗兰2号。然后将所有制剂在FlackTek高速混合器上以每分钟3000转单独地混合三分钟。
每种液体树脂制剂均按之前的方式进行处理，以形成工作曲线并外推以下树脂参数：渗透深度(DP)(以毫米为单位)、临界能量剂量(EC)(以mJ/cm2为单位)以及30微米的固化深度所需的固化时间(以秒为单位)(表13)。
表14.跨含有烯属不饱和基团的制剂内的一系列稳定剂含量以及一系列链转移剂含量根据工作曲线外推出的树脂参数：DP、EC和固化时间。
实例14
为了评定固化的树脂的细胞相容性，制备了数种制剂，用于根据ISO 10993医疗装置的生物学评估-第5部分：体外细胞毒性的测试，通过活力测定来评估其可提取物种。对于四种制剂中的每一种，将甲基丙烯酸酯封端的聚酯碳酸酯大分子单体(3DP20-M或3DP25-M)与类似地官能化的可吸收液体聚合物稀释剂以占3DP聚合物的5％(w/w)进行混合。在所有制剂中，按以下来添加TMPTT：硫醇基团占液体共混物中甲基丙烯酸酯基团的总摩尔数的10摩尔％。还以链转移剂的0.1％(w/w)使一种制剂接受稳定剂生育酚。还以液体聚合物共混物的0.75或1重量％(分别为官能团总摩尔数的0.98或1.11摩尔％)将TPO-L添加至每种制剂。还以占液体聚合物共混物的0.01％(w/w)使每种制剂接受β-胡萝卜素作为染料。然后将所有制剂在高速混合器上以每分钟3000转单独地混合三分钟。所研究的制剂总结于表14中。
表15.针对树脂制剂的可浸出物种的细胞毒性而研究的该树脂制剂及其对应的添加剂含量。
通过UV光将每种制剂固化为薄膜，切割成单独的试件，并合并成样品，每个制剂组三个样品。从天然橡胶和高密度聚乙烯的片材类似地切割下对照试件，分别作为阳性(+)和阴性(-)对照，并合并成样品，每个对照组三个样品。所有样品均在70％异丙醇中冲洗进行消毒并用UV光进行处理。
为了提取固化的树脂制剂，使用含10％(v/v)马血清的Eagle最低基础培养基作为洗脱载体。将每个样品浸没在0.2g/ml的培养基中并在37摄氏度下孵育24小时。将每种提取物的等分试样在96孔平板上添加至细胞单层(小鼠纤维母细胞，NCTC L-929)并孵育24小时。将MTS活力测定(MTS(3-(4，5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺基苯基)-2H-四唑鎓))应用于每个测试孔，孵育1小时，并使用酶标仪针对吸光度进行测量。对于每个制剂和对照组，按测试孔的吸光度参考细胞培养物空白的吸光度来确定平均细胞活力。所有组的平均细胞活力如图4所示，其中“+”为阳性对照；“-”为阴性对照；“A”为含0％稳定剂和0.75％光引发剂的3DP20-M共混物；“B”为含0％稳定剂和0.75％光引发剂的3DP25-M共混物；“C”为含0.1％稳定剂和0.75％光引发剂的3DP25-M共混物；并且“D”为含0％稳定剂和1.0％光引发剂的3DP25-M共混物。从图4可以看出，所有制剂(A至D)均表现出高的细胞活力程度，其解释为几乎没有细胞毒性的潜在性。
本文所公开的所有参考文献，包括专利参考文献和非专利参考文献，均特此通过引用以其整体并入，如同每一文献单独并入一样。
应理解，本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而不意图是限制性的。还应理解，除非本文具体定义，否则本文所使用的术语将被赋予其相关领域已知的传统含义。
在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”及其变型的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，除非内容和上下文另外明确指出，否则单数形式“一”和“该/所述”包括复数指代物，即，一或多。还应注意，连词“和”和“或”通常在最广泛的意义上使用，以包括“和/或”，除非内容和上下文根据具体情况清楚地指出了包含性或排他性。因此，替代物(例如“或”)的使用应理解为意指替代物中的一者、两者或其任意组合。此外，“和”和“或”的组成当在本文中被表述为“和/或”时旨在涵盖包括所有相关联项目或构思的实施例以及包括少于所有相关联项目或构思的一个或多个其他替代性实施例。
除非上下文另有要求，否则贯穿整个说明书和所附的权利要求，词语“包含”及其同义词和变体(诸如“具有”和“包括”)以及其变型诸如(含有)应以一种开放式的、包含性的意义来进行解释，例如，“包括，但不限于”。术语“基本上由……组成”将权利要求的范围限制为指定材料或步骤，或限制为实质上不影响所要求保护的本公开的基本特性和新颖特性的材料或步骤。在发生冲突的情况下，应以本说明书(包括术语的解释)为准。另外，所有材料、方法和示例是说明性的并且不旨在进行限制。
本文档中使用的任何小标题仅用于加快读者的检阅，而不应被解释为以任何方式限制本公开或权利要求。因此，本文所提供的小标题和本公开的摘要仅为方便起见，并不解释实施例的范围或含义。
在本文提供了值范围的情况下，应当理解的是，介于所述范围的上限与下限之间的每个中间值(到下限的单位的十分之一，除非另外明确说明)以及所述范围中的任何其他所陈述或中间值均涵盖于本公开内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在该较小范围内，并且也为本公开所涵盖，以所指定范围内任何明确排除的限制为准。在所陈述的范围包含限值中的一个或两个限值的情况下，排除被包含在内的限值中的任一个或两个限值的范围也包含在本公开内。
举例来说，除非另有指示，否则本文所提供的任何浓度范围、百分比范围、比率范围或整数范围应理解为包括所述范围内的任何整数值，并且在适当时包括其分数(诸如整数的十分之一和百分之一)。另外，除非另有指示，否则本文所阐述的涉及任何物理特征(诸如聚合物亚单元、大小或厚度)的任何数字范围应理解为包括所阐述的范围内的任何整数。如本文所用，除非另有指示，否则术语“约”意指所指示的范围、值或结构的±20％。
本说明书中提到的和/或申请数据表中列出的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请以及非专利公开通过引用整体并入本文。出于描述和公开例如出版物中描述的材料和方法的目的，可以通过引用并入此类文档，该材料和方法可以与当前描述的公开内容结合使用。上述和全文所讨论的出版物仅仅是为了它们在本申请的提交日期之前的公开内容而提供。本文中的任何内容均不应解释为承认本发明人无权根据先前的公开而提前进行任何所引用的出版。
本文所引用或提及的所有专利、出版物、科学文章、网站和其他文档和材料均表明本公开所属领域技术人员的技术水平，并且每个此类所引用的文档和材料特此通过引用在相同程度上并入，如同其已通过引用以其整体单独地并入或在本文中以其整体进行阐述。申请人保留将来自任何此类专利、出版物、科学文章、网站、电子可用信息和其他所引用的材料或文档的任何和所有材料和信息实际并入到本说明书中的权利。
一般来说，在所附权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制于说明书和权利要求中公开的具体实施例，而应被解释为包括所有可能的实施例以及此类权利要求所享有的等同物的完整范围。因此，权利要求不受本公开的限制。
此外，本专利的书面描述部分包括所有权利要求。此外，所有权利要求，包括所有原始权利要求以及来自任何和所有优先权文档的所有权利要求，特此通过引用以其整体并入到说明书的书面描述部分中，并且申请人保留将任何和所有此类权利要求实际并入本申请的书面描述或任何其他部分中的权利。因此，举例来说，在任何情况下，如果声称权利要求的精确措辞未在专利的书面说明部分中用同样的话来阐述，则该专利均不得被解释为据称未提供权利要求的书面说明。
权利要求将根据法律来解释。然而，且尽管声称或认为解释任何权利要求或其部分是容易或困难的，但在任何情况下，在产生本专利的一个或多个申请的审查期间对权利要求或其任何部分的任何调整或修正均不得被解释为放弃对不构成现有技术的一部分的任何和所有等同物的任何权利。
其他限制性实施例在以下权利要求内。本专利不应被解释为限于本文具体和/或明确公开的具体示例或非限制性实施例或方法。在任何情况下，本专利均不得被解释为由专利商标局的任何审查员或任何其他官员或雇员所做出的任何声明进行限制，除非申请人以响应性书面形式明确且无条件或保留地明确采用此类声明。

Claims (59)

1.一种组合物，其包含：具有多个烯属不饱和基团(EU)的第一有机化合物(聚EU)；任选地具有多个硫醇基团(SH)的第二有机化合物(聚SH)、光引发剂和至少一种链转移剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一有机化合物、所述任选的第二有机化合物、所述光引发剂或所述链转移剂中的至少一者是生物可吸收的。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述链转移剂按链转移剂官能团(例如硫醇)与烯属不饱和基团的0.03至0.80的摩尔比存在。
4.根据权利要求1所述的组合物，其包含生物衍生的染料、颜料或UV吸收剂。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述染料、颜料或UV吸收剂为来自以下的生物衍生的分子：类胡萝卜素、类黄酮、黄酮、醌、卟啉、二酮和β花青素。
6.根据权利要求4所述的组合物，其中所述染料、颜料或UV吸收剂为β-胡萝卜素。
7.根据权利要求1所述的组合物，其具有X∶Y的SH与EU当量比，其中X的范围为25至75，并且Y的范围为75至25，并且X和Y的总和为100。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH是水溶性的。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH是生物可吸收的。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH为大分子单体。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH具有小于500g/mol的分子量。
13.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU是水溶性的。
14.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU是生物可吸收的。
15.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU的EU为丙烯酸酯。
16.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU的EU为甲基丙烯酸酯。
17.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU的EU为降冰片烯基。
18.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU为大分子单体。
19.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
20.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个羰基基团，其中任选地聚EU具有多个羰基基团，或者其中任选地聚SH和聚EU各自具有多个羰基基团。
21.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个酯基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团，或者其中任选地聚SH和聚EU各自具有多个酯基团。
22.根据权利要求1所述的组合物，其中至少一个聚EU和聚SH进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者。
23.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚EU具有多个酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团两者。
24.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH和聚EU中的至少一者进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚EU具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚SH和聚EU均进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者。
25.根据权利要求1所述的组合物，其中聚SH的所述多个SH选自2、3和4。
26.根据权利要求1所述的组合物，其中聚EU的所述多个EU选自2、3和4。
27.根据权利要求1所述的组合物，其不含具有低于110℃的沸点的挥发性材料。
28.根据权利要求1所述的组合物，其是无水的。
29.根据权利要求1所述的组合物，其在约18℃至约22℃的室温下为流体。
30.一种组合物，其包含根据权利要求1至29中任一项所述的组合物的光化学固化的反应产物，所述组合物当降解时产生具有小于20,000道尔顿的分子量的降解产物(或聚合物主链)。
31.根据权利要求30所述的组合物，其是生物可吸收的。
32.根据权利要求30所述的组合物，其在50℃下为固体。
33.一种增材制造工艺，其包括：
(a)提供含有根据权利要求1至29中任一项所述的第一组合物的液槽；
(b)将来自光源的光化辐射引导至所述液槽中的所述第一组合物中，其中所述光化辐射有效诱导所述组合物的组分的聚合，以便形成第二组合物；以及
(c)形成包含所述第二组合物的固体制品。
34.一种组合物，其包含：具有多个可光聚合基团(hv)的第一有机化合物(聚hν)，光引发剂，具有多个反应性基团Δ1的第二有机化合物(聚Δ1)和具有多个反应性基团Δ2的第三有机化合物(聚Δ2)，其中Δ1在接触并暴露于大于50℃的温度时与Δ2反应；以及任选地链转移剂。
35.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv是生物可吸收的。
36.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv为大分子单体。
37.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv为具有大于1,000g/mol的分子量的大分子单体。
38.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv具有小于500g/mol的分子量。
39.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hν是水溶性的。
40.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv为选自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚EU。
41.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hν的hv为降冰片烯基。
42.根据权利要求34所述的组合物，其中Δ1为亲核体，并且Δ2为亲电体。
43.根据权利要求34所述的组合物，其中Δ1选自羟基和氨基。
44.根据权利要求34所述的组合物，其中Δ2选自环氧化物和异氰酸酯。
45.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个羰基基团，其中任选地聚hv具有多个羰基基团，或者其中任选地聚hv以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个羰基基团。
46.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个酯基团，其中任选地聚hv具有多个酯基团，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团。
47.根据权利要求34所述的组合物，其中至少一个聚hν、聚Δ1和聚Δ2进一步具有多个酯基团和多个碳酸酯基团，其中任选地聚hv具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团和多个碳酸酯基团两者。
48.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚hv具有多个酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚hv以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个酯基团和多个尿烷基团两者。
49.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hν、聚Δ1和聚Δ2中的至少一者进一步具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团，其中任选地聚hν具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者，或者其中任选地聚hν以及聚Δ1和聚Δ2中的至少一者具有多个碳酸酯基团和多个尿烷基团两者。
50.根据权利要求34所述的组合物，其中聚hv的所述多个hv选自2、3和4。
51.根据权利要求34所述的组合物，其中聚Δ1的所述多个Δ1选自2、3和4。
52.根据权利要求34所述的组合物，其中聚Δ2的所述多个Δ2选自2、3和4。
53.根据权利要求34所述的组合物，其不含具有低于110℃的沸点的挥发性材料。
54.根据权利要求34所述的组合物，其是无水的。
55.根据权利要求34所述的组合物，其在约18℃至约22℃的温度下为流体。
56.一种组合物，其包含根据权利要求29至50中任一项所述的组合物的光化学固化的反应产物和热固化的反应产物，所述组合物当降解时产生具有小于20，000道尔顿的分子量的降解产物(或聚合物主链)。
57.根据权利要求56所述的组合物，其是生物可吸收的。
58.根据权利要求56所述的组合物，其在50℃下为固体。
59.一种增材制造工艺，其包括：
(a)提供含有根据权利要求34至55中任一项所述的第一组合物的液槽；
(b)将来自光源的光化辐射引导至所述液槽中的所述第一组合物中，其中所述光化辐射有效诱导所述第一组合物的组分的聚合，以便形成包含光化学固化的组合物的第二组合物；以及
(c)将热能施加至包含光化学固化的组合物的所述第二组合物，以便形成包含光化学固化的组合物和热固化的组合物的第三组合物。
CN202280049609.0A 2021-06-24 2022-06-23 可吸收可光聚合制剂中的包含链转移剂的组合物及方法 Pending CN117715760A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163214302P 2021-06-24 2021-06-24
US63/214,302 2021-06-24
PCT/US2022/034655 WO2022271904A1 (en) 2021-06-24 2022-06-23 Methods and compositions comprising chain transfer agents in absorbable photopolymerizable formulations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117715760A true CN117715760A (zh) 2024-03-15

Family

ID=84544805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280049609.0A Pending CN117715760A (zh) 2021-06-24 2022-06-23 可吸收可光聚合制剂中的包含链转移剂的组合物及方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4363225A1 (zh)
KR (1) KR20240026176A (zh)
CN (1) CN117715760A (zh)
CA (1) CA3223513A1 (zh)
WO (1) WO2022271904A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5900245A (en) * 1996-03-22 1999-05-04 Focal, Inc. Compliant tissue sealants
ES2436167T3 (es) * 2008-06-03 2013-12-27 Dsm Ip Assets B.V. Composiciones de ingredientes activos liposolubles que contienen goma ghatti.
WO2016154070A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 William Marsh Rice University Hypothermic 3d bioprinting of living tissues supported by perfusable vasculature
CN112166039B (zh) * 2018-04-06 2023-09-05 聚合-医药有限公司 用于光致聚合增材制造的方法和组合物
CA3097530A1 (en) * 2018-04-19 2019-10-24 Poly-Med, Inc. Macromers and compositions for photocuring processes
CN114502358A (zh) * 2019-10-09 2022-05-13 聚合-医药有限公司 可固化聚合物组合物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022271904A1 (en) 2022-12-29
CA3223513A1 (en) 2022-12-29
EP4363225A1 (en) 2024-05-08
KR20240026176A (ko) 2024-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mondschein et al. Polymer structure-property requirements for stereolithographic 3D printing of soft tissue engineering scaffolds
EP2155806B1 (en) Phosphazene hydrogels with chemical corss -link, preparation method thereof and use thereof
AU2006242487B2 (en) Hydrophilic/hydrophobic polymer networks based on poly(caprolactone fumarate), poly(ethylene glycol fumarate), and copolymers thereof
JP2010094513A (ja) 生体吸収性外科用組成物
US20210388232A1 (en) Curable Polymeric Compositions
AU2019237219A1 (en) 3D printing composition for biomaterials
Aldemir Dikici et al. Thiolene-and polycaprolactone methacrylate-based polymerized high internal phase emulsion (PolyHIPE) scaffolds for tissue engineering
Brossier et al. Photoprintable gelatin-graft-poly (trimethylene carbonate) by stereolithography for tissue engineering applications
Felipe-Mendes et al. Biomaterials obtained by photopolymerization: From UV to two photon
Merckle et al. Ring opening copolymerization of four-dimensional printed shape memory polyester photopolymers using digital light processing
Generalova et al. Photopolymerization in 3D printing of tissue-engineered constructs for regenerative medicine
Chen et al. Biodegradable Elastomers for Biomedical Applications
Petersen et al. Degradable, Photochemically printable poly (propylene fumarate)-based ABA triblock elastomers
CN112203828B (zh) 用于光固化过程的大分子单体和组合物
CN117715760A (zh) 可吸收可光聚合制剂中的包含链转移剂的组合物及方法
US20210380826A1 (en) Polyesters, polymer compositions, and methods of using thereof
TW201329106A (zh) 用於減少蛋白質吸附之由疏水性片段與親水性片段組成之共聚物
Rizzarelli et al. Analytical methods in resorbable polymer development and degradation tracking
Pierrard et al. Design of 3D-Photoprintable, Bio-, and Hemocompatible Nonisocyanate Polyurethane Elastomers for Biomedical Implants
Sinawehl et al. Photopolymers Based on Boronic Esters for the Enhanced Degradation of 3D-Printed Scaffolds
Houben Intelligent hydrogel design: towards more performing hydrogel processing
Monfared 3D bioprinting of nanocellulose based inks
Bao et al. Degradable polymer bone adhesives
Muralidharan Controlling Network Structure and Chemistry to Tune the Material Properties of Digital Light Projection Based 3d Printing Resins
Demirci et al. Bio-inspired polymer-polymer hybrids for medical applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination