DE102022128813A1 - Anti-adhesive polymer coatings for short-term implants - Google Patents
Anti-adhesive polymer coatings for short-term implants Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022128813A1 DE102022128813A1 DE102022128813.7A DE102022128813A DE102022128813A1 DE 102022128813 A1 DE102022128813 A1 DE 102022128813A1 DE 102022128813 A DE102022128813 A DE 102022128813A DE 102022128813 A1 DE102022128813 A1 DE 102022128813A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alkyl
- polymer
- alkenyl
- halogen
- alkynyl
- 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
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 title claims description 21
- 239000002998 adhesive polymer Substances 0.000 title description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 229
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 130
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 80
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 78
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 68
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 46
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 46
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 46
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 29
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 27
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 17
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 16
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 8
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical group CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 14
- 229920001480 hydrophilic copolymer Polymers 0.000 abstract description 3
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 28
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 26
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- -1 Titanlegierungen Chemical compound 0.000 description 19
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 17
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 15
- 210000001074 muscle attachment cell Anatomy 0.000 description 14
- 229910006069 SO3H Inorganic materials 0.000 description 12
- 125000006193 alkinyl group Chemical group 0.000 description 12
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 12
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 12
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 10
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 7
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 7
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 101100519431 Homo sapiens PDZD2 gene Proteins 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 102100025646 PDZ domain-containing protein 2 Human genes 0.000 description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 6
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 6
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- ZTWTYVWXUKTLCP-UHFFFAOYSA-N vinylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)C=C ZTWTYVWXUKTLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 5
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 5
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 5
- DZFGVGDQHQHOKZ-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylsulfanylcarbothioylsulfanyl-2-methylpropanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCSC(=S)SC(C)(C)C(O)=O DZFGVGDQHQHOKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012712 reversible addition−fragmentation chain-transfer polymerization Methods 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010560 atom transfer radical polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 3
- 150000008366 benzophenones Chemical class 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 125000005022 dithioester group Chemical group 0.000 description 3
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 3
- 239000012989 trithiocarbonate Substances 0.000 description 3
- 239000012991 xanthate Substances 0.000 description 3
- UKOGBBSRQCYUQV-UHFFFAOYSA-N 2-ethylsulfanylcarbothioylsulfanyl-2-methylpropanoic acid Chemical compound CCSC(=S)SC(C)(C)C(O)=O UKOGBBSRQCYUQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017090 AlO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012988 Dithioester Substances 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 2
- LBSPZZSGTIBOFG-UHFFFAOYSA-N bis[2-(4,5-dihydro-1h-imidazol-2-yl)propan-2-yl]diazene;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.N=1CCNC=1C(C)(C)N=NC(C)(C)C1=NCCN1 LBSPZZSGTIBOFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 2
- 229920001688 coating polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNHDAKUGFHSZEV-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane;hydrate Chemical compound O.C1COCCO1 RNHDAKUGFHSZEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 229910015711 MoOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000028389 Nerve injury Diseases 0.000 description 1
- 229910005855 NiOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- MTHLBYMFGWSRME-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co].[Mo] Chemical compound [Cr].[Co].[Mo] MTHLBYMFGWSRME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012925 biological evaluation Methods 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N ethoxymethanedithioic acid Chemical compound CCOC(S)=S ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004705 ethylthio group Chemical group C(C)S* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N isobutyronitrile Chemical group CC(C)C#N LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxyethyl)prop-2-enamide Chemical group OCCNC(=O)C=C UUORTJUPDJJXST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPGRTXQKFZCLJS-UHFFFAOYSA-N n-(2-hydroxypropyl)prop-2-enamide Chemical group CC(O)CNC(=O)C=C IPGRTXQKFZCLJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJMGRWMGCRBVGD-UHFFFAOYSA-N n-(4-benzoylphenyl)prop-2-enamide Chemical group C1=CC(NC(=O)C=C)=CC=C1C(=O)C1=CC=CC=C1 OJMGRWMGCRBVGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000008764 nerve damage Effects 0.000 description 1
- 231100001083 no cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000278 osteoconductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 150000003461 sulfonyl halides Chemical class 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- HIZCIEIDIFGZSS-UHFFFAOYSA-L trithiocarbonate Chemical compound [S-]C([S-])=S HIZCIEIDIFGZSS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/28—Materials for coating prostheses
- A61L27/34—Macromolecular materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L27/52—Hydrogels or hydrocolloids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/38—Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/12—Hydrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D143/02—Homopolymers or copolymers of monomers containing phosphorus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
- A61L2400/02—Treatment of implants to prevent calcification or mineralisation in vivo
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2438/00—Living radical polymerisation
- C08F2438/03—Use of a di- or tri-thiocarbonylthio compound, e.g. di- or tri-thioester, di- or tri-thiocarbamate, or a xanthate as chain transfer agent, e.g . Reversible Addition Fragmentation chain Transfer [RAFT] or Macromolecular Design via Interchange of Xanthates [MADIX]
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft hydrophile (Co-)Polymere mit chemisch reaktiv (kovalent) gebundenen Ankergruppen und/oder Vernetzermolekülen, welche eine Anknüpfung an das zugrundeliegende Substrat bzw. eine Verknüpfung dieser Polymere zu Netzwerken erlauben. Die Erfindung betrifft ferner Hydrogele und Beschichtungen, insbesondere Implantatbeschichtungen, die die erfindungsgemäßen Polymere umfassen, sowie medizinische Vorrichtungen, wie Implantate, die mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung überzogen sind.The present invention relates to hydrophilic (co)polymers with chemically reactive (covalently) bound anchor groups and/or crosslinking molecules, which allow attachment to the underlying substrate or linking of these polymers to form networks. The invention further relates to hydrogels and coatings, in particular implant coatings, which comprise the polymers according to the invention, as well as medical devices, such as implants, which are coated with a coating according to the invention.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft hydrophile (Co-)Polymere mit chemisch reaktiv (kovalent) gebundenen Ankergruppen und/oder Vernetzermolekülen, welche eine Anknüpfung an das zugrundeliegende Substrat bzw. eine Verknüpfung dieser Polymere zu Netzwerken erlauben. Die Beschichtung von Kurzzeitimplantaten mit solchen wasserquellbaren Polymernetzwerken (Hydrogelen) verhindert eine Adhäsion von Zellen und Gewebe auf der Oberfläche (Antifouling), ohne dass eine Zytotoxizität von ihr ausgeht, und erzielt gleichzeitig eine intrinsische antibakterielle Wirkung, ohne dass eine Beigabe zusätzlicher Antibiotika oder Bakterizide notwendig ist. Da das umliegende Gewebe nicht an einem antiadhäsiv beschichteten Implantat haften kann, wird dieses nicht bei der Entfernung des Implantates geschädigt. Außerdem wird durch die intrinsische antibakterielle Wirkung von bestimmten Beschichtungen einer häufig im Zuge einer Implantation vorkommenden Infektion vorgebeugt.The present invention relates to hydrophilic (co)polymers with chemically reactive (covalent) bound anchor groups and/or crosslinking molecules, which allow attachment to the underlying substrate or linking of these polymers to form networks. Coating short-term implants with such water-swellable polymer networks (hydrogels) prevents adhesion of cells and tissue to the surface (antifouling) without causing cytotoxicity, and at the same time achieves an intrinsic antibacterial effect without the need to add additional antibiotics or bactericides. Since the surrounding tissue cannot adhere to an anti-adhesive coated implant, it is not damaged when the implant is removed. In addition, the intrinsic antibacterial effect of certain coatings prevents an infection that often occurs during implantation.
Die beschriebenen Beschichtungen können als Modifikationen für handelsübliche, medizinisch zugelassene Implantate dem Zweck dienen, die Wiederentnahme des Kurzzeitimplantats nach abgeschlossener Tragedauer zu vereinfachen und Komplikationen während der Implantation und Tragezeit zu prävenieren.The described coatings can serve as modifications for commercially available, medically approved implants for the purpose of simplifying the removal of the short-term implant after the end of the wearing period and preventing complications during implantation and wearing time.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Moderne Implantate in Unfallchirurgie und Orthopädie, welche dem Patienten mit einer Tragedauer von maximal 12 Monaten implantiert werden (Kurzzeitimplantate), finden weitläufig Anwendung, um eine temporäre Stützfunktion des Knochenapparates zu erzielen, beispielsweise nach einem akuten Unfall. Sie bestehen häufig aus Titan und müssen bei Komplikationen, spätestens aber nach beendeter Tragedauer entfernt werden.Modern implants in trauma surgery and orthopedics, which are implanted in the patient for a maximum of 12 months (short-term implants), are widely used to provide temporary support for the bone structure, for example after an acute accident. They are often made of titanium and must be removed in the event of complications, but at the latest after the end of the period of use.
Die Anforderungen an derartige Kurzzeitimplantate sind konträr zu denen für Langzeitimplantate, welche mehrere Jahre bis Jahrzehnte im Körper des Patienten verbleiben (beispielsweise Hüft- oder Knieimplantate). Bei Langzeitimplantaten ist eine vollständige Integration des Implantates in das körpereigene Gewebe erwünscht, um eine permanente und stabile Stützfunktion zu erreichen. Im Gegensatz dazu ist es für Kurzzeitimplantate erstrebenswert, dass sich die Implantate nicht mit dem umliegenden Gewebe verbinden, um Rupturen bei der Entfernung vorzubeugen. Gründe für die Notwendigkeit einer Implantatentfernung können Adhärenzen von umliegendem Gewebe an der Oberfläche sein. Dabei bilden Titanimplantate häufiger als beispielsweise Stahlimplantate solche Adhärenzen aus. Die Adhärenz von Sehnen an eine Implantatplatte, insbesondere an einer Titanoberfläche, kann zu Bewegungseinschränkungen bis hin zur Versteifung von Gelenken, beispielsweise im Bereich der Hand und des Handgelenkes führen.The requirements for such short-term implants are contrary to those for long-term implants, which remain in the patient's body for several years or even decades (e.g. hip or knee implants). With long-term implants, complete integration of the implant into the body's own tissue is desired in order to achieve a permanent and stable support function. In contrast, for short-term implants it is desirable that the implants do not bond with the surrounding tissue in order to prevent ruptures during removal. Reasons for the need to remove an implant can be adhesions of surrounding tissue to the surface. Titanium implants form such adhesions more frequently than steel implants, for example. The adhesion of tendons to an implant plate, especially to a titanium surface, can lead to restricted movement and even stiffening of joints, for example in the hand and wrist area.
Sollten Nerven an der Oberfläche der Platte adhärieren, wie es zum Beispiel bei der Plattenosteosynthese des Humerusschaftes geschehen kann, wird hierdurch die operative Entfernung der Platte deutlich erschwert und das Risiko eines bleibenden Nervenschadens signifikant erhöht. Solche vermeidbaren Komplikationen sind für den Patienten häufig mit stärkeren Schmerzen, verlängerten Heilungsprozessen und einer erhöhten psychischen Belastung verbunden. Zusätzlich geht grundlegend mit einer jeden Implantation ein gesteigertes Infektionsrisiko einher. Im Falle einer Infektion sind meist eine Antibiotikagabe und/oder ein Implantatwechsel mit einem verlängerten Krankenhausaufenthalt die Folge, wodurch die physische und psychische Belastung für den Patienten sowie die Kosten für das Gesundheitssystem steigen und gleichzeitig die Kapazitäten in medizinischen Institutionen beansprucht werden. Eine antiadhäsive Beschichtung könnte sowohl die Komplikationen nach der Implantation reduzieren als auch die Risiken bei der Implantatentfernung minimieren.If nerves adhere to the surface of the plate, as can happen, for example, during plate osteosynthesis of the humeral shaft, this makes surgical removal of the plate much more difficult and significantly increases the risk of permanent nerve damage. Such avoidable complications are often associated with greater pain, prolonged healing processes and increased psychological stress for the patient. In addition, every implantation is fundamentally associated with an increased risk of infection. In the event of an infection, the result is usually the administration of antibiotics and/or an implant replacement with a longer hospital stay, which increases the physical and psychological stress for the patient and the costs for the health system, while at the same time straining the capacities of medical institutions. An anti-adhesive coating could both reduce complications after implantation and minimize the risks of implant removal.
Für antiadhäsive Beschichtungen von Kurzzeitimplantaten sind zum jetzigen Zeitpunkt keine relevanten, patentierten Systeme bekannt. Im Gegensatz zu Oberflächenmodifikationen von Kurzzeitimplantaten sind bereits einige Beschichtungen für Langzeitimplantate zur Verbesserung derer Eigenschaften bekannt. Dokumentierte Beschichtungen bestehen z.B. aus (click-funktionalisierten) Polymeren [1-3] oder Hydroxylapatit und anderen Calciumverbindungen. [4,5] Diese wirken zumeist osteokonduktiv, um eine gute Integration des Implantates in das umliegende Gewebe zu ermöglichen. Das bedeutet, dass diese Beschichtungstypen nicht antiadhäsiv wirken, sondern, im Gegenteil, die Zelladhäsion an das Implantat fördern.At present, no relevant patented systems are known for anti-adhesive coatings of short-term implants. In contrast to surface modifications of short-term implants, some coatings for long-term implants to improve their properties are already known. Documented coatings consist, for example, of (click-functionalized) polymers [1-3] or hydroxyapatite and other calcium compounds. [4,5] These usually have an osteoconductive effect in order to enable good integration of the implant into the surrounding tissue. This means that these types of coating do not have an anti-adhesive effect, but, on the contrary, promote cell adhesion to the implant.
Weitere Methoden der Implantatbeschichtungen erfordern spezielle Prozesse, wie Plasmabehandlungen, Laserabscheidungsverfahren, oder Anodisierungen, welche wiederum ein aufwändigeres Equipment benötigen und damit auch erhöhte Kosten in Verbindung stehen. Außerdem sind solche Methoden nicht oder nur bedingt für komplexere Geometrien geeignet.Other methods of implant coating require special processes, such as plasma treatments, laser deposition processes, or anodization, which in turn require more complex equipment and thus also entail increased costs. In addition, such methods are not or only partially suitable for more complex geometries.
Darüber hinaus gibt es bereits Veröffentlichungen zu Implantatmodifikationen, welche eine antibakterielle Wirkung hervorrufen. Der Großteil dieser Beschichtungen basiert auf antibiotika-, bakterizid-, silber- oder kupferhaltigen Überzügen. [5,6] Dabei werden häufig Antibiotika über einen begrenzten Zeitraum vom Implantat an das umliegende Gewebe abgegeben, um einer Infektion vorzubeugen. Diese Antibiotikaabgabe wiederum kann durchaus zu Resistenzen oder allergischen Reaktionen führen. Metallionenbasierte Bakterizide hingegen können zu einer lokalen Toxizität führen.In addition, there are already publications on implant modifications that produce an antibacterial effect. The majority of these coatings are based on antibiotic, bactericidal, silver or copper-containing coatings. [5,6] In this case, antibiotics are often released from the implant to the surrounding tissue over a limited period of time in order to prevent infection. This release of antibiotics can in turn lead to resistance or allergic reactions. Metal ion-based bactericides, on the other hand, can lead to local toxicity.
Neben Metallimplantaten werden bioresorbierbare Implantate als vielversprechende Kurzzeitimplantate gehandelt, da diese keine Entfernung nach Beendigung der Tragedauer erfordern. Allerdings weisen zersetzbare Implantate unterschiedliche physikalischen Eigenschaften zu Metallen auf, wie eine geringere Duktilität und Zugfestigkeit. Insbesondere bieten diese Implantate nicht über ihre gesamte Implementierungsdauer hinweg eine gleichbleibend starke Stabilisierung des Knochenapparates, sondern büßen im Rahmen des Zersetzungsprozesses an Stabilität ein. [7,8] Für entsprechende klinische Fragestellungen, bei denen eine konstante Robustheit des Implantates erforderlich ist, sind aus diesem Grund bioresorbierbare Implantate nur bedingt geeignet. Auch die Abbauprodukte des bioresorbierbaren Implantats, die lokal in hohen Konzentrationen vorliegen können, dürfen nicht zytotoxisch sein, da sie ansonsten zu unerwünschten Reaktionen führen könnten. Der Körper muss in der Lage sein, diese Produkte zu verstoffwechseln bzw. abzubauen. [8]In addition to metal implants, bioresorbable implants are considered promising short-term implants, as they do not require removal after the period of wear has ended. However, degradable implants have different physical properties to metals, such as lower ductility and tensile strength. In particular, these implants do not offer consistently strong stabilization of the bone structure over their entire implementation period, but lose stability during the decomposition process. [7,8] For this reason, bioresorbable implants are only suitable to a limited extent for corresponding clinical questions in which constant robustness of the implant is required. The degradation products of the bioresorbable implant, which can be present locally in high concentrations, must also not be cytotoxic, as they could otherwise lead to undesirable reactions. The body must be able to metabolize or degrade these products. [8]
Entsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, neuartige und vorteilhafte Polymerbeschichtung bereitzustellen, die unter anderem den Einsatz von Implantaten als Kurzeitimplantate erlauben.Accordingly, the object of the present invention is to provide novel and advantageous polymer coatings which, among other things, allow the use of implants as short-term implants.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Bereitstellung eines erfindungsgemäßen (Co-)Polymers gelöst.The underlying problem is solved by providing a (co)polymer according to the invention.
Die hier beschriebenen und dem Hydrogel zugrundeliegenden Polymerketten der vorliegenden Erfindung bestehen aus hydrophilen Hauptmonomeren, und Vernetzermonomeren, teilweise mit antibakteriell wirksamen Strukturmotiven, und/oder dedizierten Ankergruppen für das entsprechende Implantatsubstrat. Durch die gezielte Wahl dieser modular kombinierbaren Monomere ist es möglich, gleichzeitig biokompatible, antiadhäsive und antibakterielle Polymernetzwerke herzustellen.The polymer chains of the present invention described here and on which the hydrogel is based consist of hydrophilic main monomers and crosslinking monomers, some with antibacterial structural motifs, and/or dedicated anchor groups for the corresponding implant substrate. By carefully selecting these modularly combinable monomers, it is possible to produce biocompatible, antiadhesive and antibacterial polymer networks at the same time.
Für diese Erfindung ist die Verknüpfung der Polymerketten mit benzophenonderivatbasierten Vernetzermonomeren durch Bestrahlung mit UV-Licht ein besonderer Vorteil. Durch eine solche photochemisch aktivierte Netzwerkbildung können extrem dünne (im Sub-Mikrometerbereich), gleichmäßige und kovalent angebundene Beschichtungen der Implantatoberfläche erhalten werden. Auch bei komplexeren Implantatgeometrien kann eine solche lichtinduzierte Vernetzung der Polymerbeschichtung durchgeführt werden. Zusätzlich erlaubt der UV-Bestrahlungsschritt eine simultane Sterilisation des Implantats. Durch die Einführung eines antibakteriellen Strukturmotivs (bspw. eine quartäre Ammoniumgruppe, welche durch die ionische Struktur einen antibakteriellen Effekt aufweist) in die Polymerketten für die Beschichtungen kann das Infektionsrisiko während der Operation für den Patienten reduziert werden, um eine Beeinträchtigung der Wundheilung und Geweberegeneration zu verhindern. Dafür entfallen in der hier beschriebenen Erfindung bakterizide Wirkstoffe, die dem Implantat zusätzlich beigefügt werden müssen, da die antibakterielle Wirkung alleine durch die intrinsische Beschaffenheit des antiadhäsiven Hydrogels gewährleistet wird. Eine ungewünschte freie Migration solcher nichtgebundenen Wirkstoffe in das umliegende Milieu (Gewebe, Knochen, Organe etc.) wird somit vermieden.For this invention, the linking of the polymer chains with benzophenone derivative-based crosslinking monomers by irradiation with UV light is a particular advantage. Such photochemically activated network formation can produce extremely thin (in the sub-micrometer range), uniform and covalently bonded coatings on the implant surface. Such light-induced crosslinking of the polymer coating can also be carried out with more complex implant geometries. In addition, the UV irradiation step allows simultaneous sterilization of the implant. By introducing an antibacterial structural motif (e.g. a quaternary ammonium group, which has an antibacterial effect due to its ionic structure) into the polymer chains for the coatings, the risk of infection for the patient during surgery can be reduced in order to prevent impairment of wound healing and tissue regeneration. In the invention described here, bactericidal active ingredients that must be added to the implant are not required, since the antibacterial effect is ensured solely by the intrinsic nature of the antiadhesive hydrogel. An undesirable free migration of such unbound active substances into the surrounding environment (tissue, bones, organs, etc.) is thus avoided.
Zusätzlich ist die Polymernetzwerkbeschichtung im trockenen Zustand äußerst hart und mechanisch stabil und quillt erst nach der Implantation im Körper zum weichen, antiadhäsiven und antibakteriellen Hydrogel. Außerdem bedarf die hier dargestellte Erfindung keiner technisch aufwändigen Prozesse und besteht lediglich aus dem Inkubieren des Implantatsubstrats (Einschichtsystem) und/oder der Applikation einer Polymerlösung auf das Implantat (Sandwichaufbau) sowie der nach Trocknung erfolgenden Bestrahlung mit einer UV-Lampe.In addition, the polymer network coating is extremely hard and mechanically stable when dry and only swells into a soft, anti-adhesive and antibacterial hydrogel after implantation in the body. In addition, the invention presented here does not require any technically complex processes and only consists of incubating the implant substrate (single-layer system) and/or applying a polymer solution to the implant (sandwich structure) and irradiating it with a UV lamp after drying.
Dies sind weitreichende Neuerungen in der Beschichtungsentwicklung von Implantaten.These are far-reaching innovations in the coating development of implants.
Basierend auf den vorgehend genannten überraschenden Erkenntnissen wurde die vorliegende Erfindung realisiert, welche wie folgt zusammengefasst werden kann:
- 1. Polymer aufweisend eine Struktur der allgemeinen Formel (I)
- 2. Polymer gemäß Ausführungsform 1, wobei R1, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- 3. Polymer gemäß Ausführungsform 1, wobei R1, für jede Wiederholungseinheit,
- 4. Polymer gemäß Ausführungsform 1, wobei R1, für jede Wiederholungseinheit,
- 5. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei A1 -H ist.
- 6. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei A1 -CH3 ist.
- 7. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei R2, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- 8. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei R2, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- 9. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei R2, für jede Wiederholungseinheit,
- 10. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei R2, für jede Wiederholungseinheit,
- 11. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei R2, für jede Wiederholungseinheit,
- 12. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei R2, für jede Wiederholungseinheit,
- 13. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 12, wobei A2-H ist.
- 14. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 12, wobei A2-CH3 ist.
- 15. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 14, wobei R3, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- 16. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 14, wobei R3, für jede Wiederholungseinheit,
- 17. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 14, wobei R3, für jede Wiederholungseinheit,
- 18. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 14, wobei R3, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- 19. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 18, wobei A3 -H ist.
- 20. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 18, wobei A3 -CH3 ist.
- 21. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 20, wobei R4, für jede Wiederholungseinheit,
- 22. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 20, wobei R4, für jede Wiederholungseinheit,
- 23. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 20, wobei R4, für jede Wiederholungseinheit,
- 24. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 23, wobei A4 -H ist.
- 25. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 23, wobei A4 -CH3 ist.
- 26. Polymer gemäß Ausführungsform 1, wobei
R1, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- 27. Polymer gemäß Ausführungsform 26, wobei A1 -H ist, A2 -H ist, A3 -H ist, und A4 -H ist.
- 28. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 27, wobei Z ein Fragment A eines Kettenübertragungsreagenzes und Y ein Fragment B des Kettenübertragungsreagenzes ist.
- 29. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 28, wobei das Kettenübertragungsreagenz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dithioester, Trithiocarbonate, Xanthate und Carbamate.
- 30. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 27, wobei Y
- 31. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 27, wobei Y und Z jeweils eine Endgruppe ist.
- 32. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 31, wobei x[2] >0 bis <1 ist.
- 33. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 32, wobei x[3] >0 bis <1 ist.
- 34. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 33, wobei x[4] >0 bis <1 ist.
- 35. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 31, wobei x[2] 0 ist und x[3] >0 bis <1 ist; und optional x[4] >0 bis <1 ist.
- 36. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 31, wobei x[2] >0 bis <1 ist und x[3] 0 ist; und optional x[4] >0 bis <1 ist.
- 37. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 31, wobei x[2] >0 bis <1 ist und x[3] >0 bis <1 ist; und optional x[4] >0 bis <1 ist.
- 38. Polymer gemäß Ausführungsform 1, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- 39. Polymer gemäß Ausführungsform 1, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- 40. Polymer gemäß Ausführungsform 1, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- 41. Polymer gemäß Ausführungsform 1, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- 42. Hydrogel, umfassend ein vernetztes Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 41.
- 43. Beschichtung, umfassend mindestens eine Schicht, die ein Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 41 umfasst.
- 44. Beschichtung gemäß Ausführungsform 43, umfassend eine erste Schicht, die ein Polymer gemäß Ausführungsform 35 umfasst, und eine zweite Schicht, die ein Polymer gemäß Ausführungsform 36 umfasst.
- 45. Beschichtung gemäß Ausführungsform 44, wobei die erste und zweite Schichtmiteinander kreuzvernetzt sind.
- 46. Beschichtung gemäß Ausführungsform 43, die eine Schicht umfasst, die ein Polymer gemäß Ausführungsform 37 umfasst.
- 47. Metallhaltiges Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil seiner Oberfläche mit einer Beschichtung überzogen ist, welche mindestens eine Schicht umfasst, die ein Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 41 umfasst.
- 48. Substrat gemäß Ausführungsform 47, wobei die Beschichtung eine Beschichtung gemäß einer der Ausführungsformen 43 bis 46 ist.
- 49. Substrat gemäß Ausführungsform 47 oder 48, wobei das Substrat aus einem Metall besteht.
- 50. Substrat gemäß einer der Ausführungsformen 47 bis 49, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan, Titanlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zink, Zinklegierungen, Zinn, Zinnlegierungen, Zirkonium, Zirkoniumlegierungen, Tantal, Tantallegierungen, Kobalt, Kobaltlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen, Molybdän, Molybdänlegierungen, Niob, Nioblegierungen, Chrom, Chromlegierungen, Eisen, Eisenlegierungen, rostfreier Stahl, und Metalloxiden davon.
- 51. Substrat gemäß einer der Ausführungsformen 47 bis 51, wobei das Metall ein Metalloxid umfasst.
- 52. Substrat gemäß Ausführungsform 51, wobei das Metalloxid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus TiO2, AlO2, ZnO, ZrO2, ITO, IZO, NiOx, NiCoOx, MoOx Fe2O3, und Nb2O5.
- 53. Substrat gemäß einer der Ausführungsformen 51 bis 54, wobei das Substrat Titan, Titanoxid, oder eine Titanlegierung umfasst oder daraus besteht.
- 54. Substrat gemäß Ausführungsform 53, wobei die Titanlegierung Ti6Al4V oder Ti6AL4V ELI ist.
- 55. Substrat gemäß Ausführungsform 53, wobei das Titanoxid TiO2 ist.
- 56. Vorrichtung, umfassend ein Substrat gemäß einer der Ausführungsformen 47 bis 55.
- 57. Vorrichtung gemäß Ausführungsform 56, wobei das Substrat mindestens einen Teil der Oberfläche der Vorrichtung bildet.
- 58. Vorrichtung gemäß Ausführungsform 56 oder 57, wobei die Vorrichtung eine medizinische Vorrichtung ist.
- 59. Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 56 bis 58, wobei die Vorrichtung ein Implantat ist.
- 60. Verwendung einer Vorrichtung gemäß Ausführungsform 59 als Kurzzeitimplantat.
- 61. Verfahren zur Beschichtung eines Substrats, umfassend die Schritte
- (a) Bereitstellen eines metallhaltigen Substrates, und
- (b) In-Kontakt-Bringen des Substrates mit einer Lösung des Polymers gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 41;
- (c) gegebenenfalls Trocknen des Substrates; und
- (d) gegebenenfalls UV-Bestrahlung.
- 62. Verfahren zur Beschichtung einer Vorrichtung, umfassend die Schritte
- (a) Bereitstellen einer Vorrichtung, umfassend ein metallhaltiges Substrat, und
- (b) In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung des Polymers gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 41;
- (c) gegebenenfalls Trocknen des Substrates; und
- (d) gegebenenfalls UV-Bestrahlung.
- 63. Verfahren gemäß Ausführungsform 61 oder 62, wobei Schritt (b) ein erstes In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung des Polymers gemäß Ausführungsform 39, gefolgt von einem zweiten In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung des Polymers gemäß Ausführungsform 40 umfasst (Zwei-Schicht-System).
- 64. Verfahren gemäß Ausführungsform 61 oder 62, wobei Schritt (b) das In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung des Polymers gemäß Ausführungsform 41 umfasst (Einschichtsystem).
- 65. Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 61 bis 64, wobei das In-Kontakt-Bringen das Besprühen oder Begießen mit oder Eintauchen in der/die Lösung umfasst.
- 66. Verwendung des Polymers gemäß einer der Ausführungsform 1 bis 41 als antiadhäsive Beschichtung, vorzugsweise als antiadhäsive Beschichtung auf einer medizinischen Vorrichtung, ferner bevorzugt als antiadhäsive Beschichtung auf einem Implantat.
- 67. Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 41 zur Verwendung in einem Verfahren zu Behandlung einer Knochenfraktur in einem Patienten, das Verfahren umfassend
- a) Bereitstellen eines Implantats, umfassend ein Substrat, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teil seiner Oberfläche mit einer Beschichtung überzogen ist, welche mindestens eine Schicht umfasst, die ein Polymer gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 45 umfasst; und
- b) Einsetzen des Implantats an einer Knochenreparaturstelle oder im Bereich der Knochenfraktur im Patienten.
- 68. Polymer zur Verwendung gemäß Ausführungsform 67, wobei das Implantat das Implantat der Ausführungsform 59 ist.
- 69. Monomer aufweisend eine Struktur der allgemeinen Formel (II)
- 70. Monomer aufweisend eine Struktur der allgemeinen Formel (IIa)
- 71. Monomer gemäß Ausführungsform 70, wobei n1 1 bis 10 ist.
- 72. Monomer gemäß Ausführungsform 70, wobei n1 1 bis 5 ist.
- 73. Monomer gemäß Ausführungsform 70, wobei n1 1 bis 3 ist.
- 74. Monomer gemäß Ausführungsform 70, wobei n1 3 ist.
- 75. Monomer gemäß einer der Ausführungsformen 70 bis 74, wobei n2 1 bis 10 ist.
- 76. Monomer gemäß einer der Ausführungsformen 70 bis 74, wobei n2 1 bis 5 ist.
- 77. Monomer gemäß einer der Ausführungsformen 70 bis 74, wobei n2 1 bis 3 ist.
- 78. Monomer gemäß einer der Ausführungsformen 70 bis 74, wobei n2 1 ist.
- 79. Monomer gemäß einer der Ausführungsformen 69 bis 78, wobei (Rx)0-4 (Rx)0 ist.
- 80. Monomer gemäß einer der Ausführungsformen 69 bis 79, wobei (Ry)0-4 (Ry)0 ist.
- 81. Monomer gemäß Ausführungsform 70, welches folgende Struktur aufweist.
- 82. Verwendung eines Monomers gemäß einer der Ausführungsformen 69 bis 81 als Photovernetzer.
- 1. Polymer having a structure of the general formula (I)
- 2. Polymer according to embodiment 1, wherein R 1 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
- 3. Polymer according to embodiment 1, wherein R 1 , for each repeating unit,
- 4. Polymer according to embodiment 1, wherein R 1 , for each repeating unit,
- 5. Polymer according to any one of embodiments 1 to 4, wherein A 1 is -H.
- 6. Polymer according to any one of embodiments 1 to 4, wherein A 1 is -CH 3 .
- 7. Polymer according to any one of embodiments 1 to 6, wherein R 2 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
- 8. Polymer according to any one of embodiments 1 to 6, wherein R 2 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
- 9. Polymer according to any one of embodiments 1 to 6, wherein R 2 , for each repeating unit,
- 10. Polymer according to any one of embodiments 1 to 6, wherein R 2 , for each repeating unit,
- 11. Polymer according to any one of embodiments 1 to 6, wherein R 2 , for each repeating unit,
- 12. Polymer according to any one of embodiments 1 to 6, wherein R 2 , for each repeating unit,
- 13. Polymer according to any one of embodiments 1 to 12, wherein A 2 is -H.
- 14. Polymer according to any one of embodiments 1 to 12, wherein A 2 is -CH 3 .
- 15. Polymer according to any one of embodiments 1 to 14, wherein R 3 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
- 16. Polymer according to any one of embodiments 1 to 14, wherein R 3 , for each repeating unit,
- 17. Polymer according to any one of embodiments 1 to 14, wherein R 3 , for each repeating unit,
- 18. Polymer according to any one of embodiments 1 to 14, wherein R 3 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
- 19. Polymer according to any one of embodiments 1 to 18, wherein A 3 is -H.
- 20. Polymer according to any one of embodiments 1 to 18, wherein A 3 is -CH 3 .
- 21. Polymer according to any one of embodiments 1 to 20, wherein R 4 , for each repeating unit,
- 22. Polymer according to any one of embodiments 1 to 20, wherein R 4 , for each repeating unit,
- 23. Polymer according to any one of embodiments 1 to 20, wherein R 4 , for each repeating unit,
- 24. Polymer according to any one of embodiments 1 to 23, wherein A 4 is -H.
- 25. Polymer according to any one of embodiments 1 to 23, wherein A 4 is -CH 3 .
- 26. Polymer according to embodiment 1, wherein R 1 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
- 27. The polymer of embodiment 26, wherein A 1 is -H, A 2 is -H, A 3 is -H, and A 4 is -H.
- 28. Polymer according to any one of embodiments 1 to 27, wherein Z is a fragment A of a chain transfer reagent and Y is a fragment B of the chain transfer reagent.
- 29. Polymer according to any one of embodiments 1 to 28, wherein the chain transfer agent is selected from the group consisting of dithioesters, trithiocarbonates, xanthates and carbamates.
- 30. Polymer according to any one of embodiments 1 to 27, wherein Y
- 31. Polymer according to any one of embodiments 1 to 27, wherein Y and Z are each an end group.
- 32. Polymer according to any one of embodiments 1 to 31, wherein x [2] is >0 to <1.
- 33. Polymer according to any one of embodiments 1 to 32, wherein x [3] is >0 to <1.
- 34. Polymer according to any one of embodiments 1 to 33, wherein x [4] is >0 to <1.
- 35. Polymer according to any one of embodiments 1 to 31, wherein x [2] is 0 and x [3] is >0 to <1; and optionally x [4] is >0 to <1.
- 36. Polymer according to any one of embodiments 1 to 31, wherein x [2] is >0 to <1 and x [3] is 0; and optionally x [4] is >0 to <1.
- 37. Polymer according to any one of embodiments 1 to 31, wherein x [2] is >0 to <1 and x [3] is >0 to <1; and optionally x [4] is >0 to <1.
- 38. Polymer according to embodiment 1, selected from the group consisting of
- 39. Polymer according to embodiment 1, selected from the group consisting of
- 40. Polymer according to embodiment 1, selected from the group consisting of
- 41. Polymer according to embodiment 1, selected from the group consisting of
- 42. A hydrogel comprising a cross-linked polymer according to any one of embodiments 1 to 41.
- 43. Coating comprising at least one layer comprising a polymer according to any one of embodiments 1 to 41.
- 44. Coating according to embodiment 43, comprising a first layer comprising a polymer according to embodiment 35 and a second layer comprising a polymer according to embodiment 36.
- 45. Coating according to embodiment 44, wherein the first and second layers are cross-linked to each other.
- 46. A coating according to embodiment 43, comprising a layer comprising a polymer according to embodiment 37.
- 47. A metal-containing substrate, characterized in that at least part of its surface is covered with a coating comprising at least one layer comprising a polymer according to any one of embodiments 1 to 41.
- 48. Substrate according to embodiment 47, wherein the coating is a coating according to any one of embodiments 43 to 46.
- 49. The substrate of embodiment 47 or 48, wherein the substrate is made of a metal.
- 50. Substrate according to any one of embodiments 47 to 49, wherein the metal is selected from the group consisting of titanium, titanium alloys, aluminum, aluminum alloys, zinc, zinc alloys, tin, tin alloys, zirconium, zirconium alloys, tantalum, tantalum alloys, cobalt, cobalt alloys, nickel, nickel alloys, copper, copper alloys, magnesium, magnesium alloys, Molybdenum, molybdenum alloys, niobium, niobium alloys, chromium, chromium alloys, iron, iron alloys, stainless steel, and metal oxides thereof.
- 51. The substrate of any of embodiments 47 to 51, wherein the metal comprises a metal oxide.
- 52. The substrate of embodiment 51, wherein the metal oxide is selected from the group consisting of TiO 2 , AlO 2 , ZnO, ZrO 2 , ITO, IZO, NiO x , NiCoO x , MoO x Fe 2 O 3 , and Nb 2 O 5 .
- 53. Substrate according to any one of embodiments 51 to 54, wherein the substrate comprises or consists of titanium, titanium oxide, or a titanium alloy.
- 54. The substrate of embodiment 53, wherein the titanium alloy is Ti6Al4V or Ti6AL4V ELI.
- 55. The substrate of embodiment 53, wherein the titanium oxide is TiO 2 .
- 56. A device comprising a substrate according to any one of embodiments 47 to 55.
- 57. The device of embodiment 56, wherein the substrate forms at least a portion of the surface of the device.
- 58. The device of embodiment 56 or 57, wherein the device is a medical device.
- 59. Device according to any one of embodiments 56 to 58, wherein the device is an implant.
- 60. Use of a device according to embodiment 59 as a short-term implant.
- 61. A method for coating a substrate, comprising the steps
- (a) providing a metal-containing substrate, and
- (b) contacting the substrate with a solution of the polymer according to any one of embodiments 1 to 41;
- (c) optionally drying the substrate; and
- (d) where appropriate, UV irradiation.
- 62. A method for coating a device, comprising the steps
- (a) providing a device comprising a metal-containing substrate, and
- (b) contacting the device or substrate with a solution of the polymer according to any one of embodiments 1 to 41;
- (c) optionally drying the substrate; and
- (d) where appropriate, UV irradiation.
- 63. The method according to embodiment 61 or 62, wherein step (b) comprises a first contacting of the device or the substrate with a solution of the polymer according to embodiment 39, followed by a second contacting of the device or the substrate with a solution of the polymer according to embodiment 40 (two-layer system).
- 64. The method according to embodiment 61 or 62, wherein step (b) comprises contacting the device or the substrate with a solution of the polymer according to embodiment 41 (single layer system).
- 65. The method of any of embodiments 61 to 64, wherein contacting comprises spraying or pouring with or immersing in the solution.
- 66. Use of the polymer according to any one of embodiments 1 to 41 as an anti-adhesive coating, preferably as an anti-adhesive coating on a medical device, further preferably as an anti-adhesive coating on an implant.
- 67. Polymer according to any one of embodiments 1 to 41 for use in a method for treating a bone fracture in a patient, the method comprising
- a) providing an implant comprising a substrate characterized in that at least part of its surface is covered with a coating comprising at least one layer comprising a polymer according to any of embodiments 1 to 45; and
- b) Inserting the implant at a bone repair site or in the area of the bone fracture in the patient.
- 68. A polymer for use according to embodiment 67, wherein the implant is the implant of embodiment 59.
- 69. Monomer having a structure of the general formula (II)
- 70. Monomer having a structure of the general formula (IIa)
- 71. The monomer of embodiment 70, wherein n 1 is 1 to 10.
- 72. The monomer of embodiment 70, wherein n 1 is 1 to 5.
- 73. The monomer of embodiment 70, wherein n 1 is 1 to 3.
- 74. The monomer of embodiment 70, wherein n 1 is 3.
- 75. A monomer according to any one of embodiments 70 to 74, wherein n 2 is 1 to 10.
- 76. A monomer according to any one of embodiments 70 to 74, wherein n 2 is 1 to 5.
- 77. A monomer according to any one of embodiments 70 to 74, wherein n 2 is 1 to 3.
- 78. The monomer of any of embodiments 70 to 74, wherein n 2 is 1.
- 79. The monomer of any one of embodiments 69 to 78, wherein (R x ) 0-4 (R x ) 0 .
- 80. The monomer of any of embodiments 69 to 79, wherein (R y ) 0-4 (R y ) 0 .
- 81. A monomer according to embodiment 70, which has the following structure.
- 82. Use of a monomer according to any one of embodiments 69 to 81 as a photocrosslinker.
Beschreibung der AbbildungenDescription of the images
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Wie bereits oben erwähnt, stellt die vorliegende Erfindunghydrophile (Co-)Polymere mit chemisch reaktiv (kovalent) gebundenen Ankergruppen und/oder Vernetzermolekülen bereit, welche eine Anknüpfung an das zugrundeliegende Substrat bzw. eine Verknüpfung dieser Polymere zu Netzwerken erlauben. Die Beschichtung von Kurzeitimplantaten mit solchen wasserquellbaren Polymernetzwerken (Hydrogelen) verhindert eine Adhäsion von Zellen und Gewebe auf der Oberfläche (Antifouling), ohne dass eine Zytotoxizität von ihr ausgeht, und erzielt gleichzeitig gegebenenfalls eine intrinsische antibakterielle Wirkung, ohne dass eine Beigabe zusätzlicher Antibiotika oder Bakterizide notwendig ist. Da das umliegende Gewebe nicht an einem antiadhäsiv beschichteten Implantat haften kann, wird dieses nicht bei der Entfernung des Implantates geschädigt. Außerdem wird durch die gegebenenfalls intrinsische antibakterielle Wirkung der Beschichtung einer möglichen im Zuge einer Implantation vorkommenden Infektion vorgebeugt.As already mentioned above, the present invention provides hydrophilic (co)polymers with chemically reactive (covalent) bound anchor groups and/or crosslinking molecules, which allow attachment to the underlying substrate or linking of these polymers to form networks. Coating short-term implants with such water-swellable polymer networks (hydrogels) prevents adhesion of cells and tissue to the surface (antifouling) without causing cytotoxicity and at the same time achieves an intrinsic antibacterial effect without the need to add additional antibiotics or bactericides. Since the surrounding tissue cannot adhere to an anti-adhesive coated implant, it is not damaged when the implant is removed. In addition, the intrinsic antibacterial effect of the coating prevents any infection that may occur during implantation.
Die hier beschriebenen und dem Hydrogel zugrundeliegenden Polymerketten bestehen aus hydrophilen Hauptmonomeren, und Vernetzermonomeren, teilweise mit antibakteriell wirksamen Strukturmotiven, und/oder dedizierten Ankergruppen für das entsprechende Implantatsubstrat. Durch die gezielte Wahl dieser modular kombinierbaren Monomere ist es möglich, gleichzeitig biokompatible, antiadhäsive und antibakterielle Polymernetzwerke herzustellen.The polymer chains described here and on which the hydrogel is based consist of hydrophilic main monomers and crosslinking monomers, some with antibacterial structural motifs, and/or dedicated anchor groups for the corresponding implant substrate. By carefully selecting these modularly combinable monomers, it is possible to produce biocompatible, antiadhesive and antibacterial polymer networks at the same time.
Bei der Darstellung der erfindungsgemäßen (Co-)Polymeren ist von einer zufälligen Verteilung der Wiederholungseinheiten aus den verwendeten Monomeren auszugehen. Die bei einer normalen Polymerkette angegebene Anzahl von Wiederholungseinheiten „n“ ist in diesem Fall nur bedingt anwendbar, da die Wiederholungseinheiten innerhalb der Polymerkette nicht einer regelmäßigen Abfolge wiederholt folgen. Aus diesem Grund wurde auf die Angabe einer Wiederholungseinheit „n“ in den nachfolgenden Formeln, insbesondere der allgemeinen Formel (I), verzichtet. Im vorliegenden Fall wäre es deshalb auch möglich in den nachfolgenden Formeln Wiederholungseinheiten zu definieren, die im Bereich von n = 2 - 100.000, wie beispielsweise von 50-10.000, liegen können. Mit den eckigen Klammern ist dennoch eine wiederholende Abfolge der in Frage kommenden Wiederholungseinheiten entsprechend der üblichen Polymerkettendarstellung nach dem Stand der Technik angedeutet. Es könnte daher die Angabe „n“ an den eckigen Klammern in den nachfolgenden Formeln angegeben werden, auf die jedoch aus den vorher genannten Gründen verzichtet wurde. Die Darstellung der Copolymerzusammensetzung aus unterschiedlichen Monomeren mit " / " ist entsprechend der Empfehlung nach IUPAC gewählt.When presenting the (co)polymers according to the invention, a random distribution of the repeat units from the monomers used is to be assumed. The number of repeat units "n" specified for a normal polymer chain is only partially applicable in this case, since the repeat units within the polymer chain do not repeat in a regular sequence. For this reason, the specification of a repeat unit "n" in the following formulas, in particular the general formula (I), has been omitted. In the present case, it would therefore also be possible to define repeat units in the following formulas that can be in the range of n = 2 - 100,000, such as 50-10,000. The square brackets nevertheless indicate a repeating sequence of the repeat units in question in accordance with the usual polymer chain representation according to the state of the art. The specification "n" could therefore be specified in the square brackets in the following formulas, but this was omitted for the reasons mentioned above. The representation of the copolymer composition of different monomers with " / " is chosen according to the IUPAC recommendation.
Erfindungsgemäß wird in einem ersten Aspekt ein (Co-)Polymer der allgemeinen Strukturformel (I) mit einer zufälligen Verteilung der Wiederholungseinheiten bereitgestellt:
Die zufällige Verteilung der Wiederholungseinheiten ist mit den Zusammensetzungen (Stoffmengenanteilen) x angegeben, wobei x mit x[1], x[2], x[3] und x[4] eine molekulare Struktur einer Anzahl von Wiederholungseinheiten darstellt und die Summe der Stoffmengenanteile x der Wiederholungseinheiten mit x[1], x[2],x[3] und x[4] = 1 beträgt.The random distribution of the repeating units is given by the compositions (molar fractions) x, where x with x [1] , x [2] , x [3] and x [4] represents a molecular structure of a number of repeating units and the sum of the mole fractions x of the repeating units with x [1] , x [2] , x [3] and x [4] = 1.
A1/R1, A2/R2, A3/R3 und A4/R4 entsprechen den Wiederholungseinheiten aus Hauptmonomer, Ankermonomer, Crosslinkermonomer bzw. Comonomer. Die jeweiligen durch A1/R1, A2/R2, A3/R3 und A4/R4 definierten Monomertypen können im erfindungsgemäßen Polymer identisch sein. Jedoch kann ein erfindungsgemäßes Polymer auch Kombinationen verschiedener Wiederholungseinheiten desselben Monomertyps umfassen. Entsprechend können sich die jeweiligen Wiederholungseinheiten desselben Monomertyps im Rest R unterscheiden. Beispielsweise kann ein erfindungsgemäßes Polymer unterschiedliche Wiederholungseinheiten des durch A1/R1 definierte Hauptmonomers umfassen, welche sich, z.B., im Rest R1 unterscheiden.A 1 /R 1 , A 2 /R 2 , A 3 /R 3 and A 4 /R 4 correspond to the repeat units of main monomer, anchor monomer, crosslinker monomer and comonomer respectively. The respective monomer types defined by A 1 /R 1 , A 2 /R 2 , A 3 /R 3 and A 4 /R 4 can be identical in the polymer according to the invention. However, a polymer according to the invention can also comprise combinations of different repeat units of the same monomer type. Accordingly, the respective repeat units of the same monomer type can differ in the radical R. For example, a polymer according to the invention can comprise different repeat units of the main monomer defined by A 1 /R 1 , which differ, for example, in the radical R 1 .
Insbesondere wird ein Polymer bereitgestellt, welches eine Struktur der allgemeinen Formel (I) aufweist
A1 -H oder -CH3 ist;
A2 -H oder -CH3 ist;
A3 -H oder -CH3 ist;
A4 -H oder -CH3 ist;
R1, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Rx, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
Ry, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist;
R3, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
R4, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Y ein Fragment A eines Kettenübertragungsreagenzes oder eine Endgruppe ist; und
Z ein Fragment B des Kettenübertragungsreagenzes oder eine Endgruppe ist.In particular, a polymer is provided which has a structure of the general formula (I)
A 1 is -H or -CH 3 ;
A 2 is -H or -CH 3 ;
A 3 is -H or -CH 3 ;
A 4 is -H or -CH 3 ;
R 1 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
R x , each independently, is -OH, halogen (Br, CI, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
R y is , each independently, -OH, halogen (Br, Cl, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano;
R 3 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
R 4 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
Y is a fragment A of a chain transfer reagent or an end group; and
Z is a fragment B of the chain transfer reagent or an end group.
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R1, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist R1, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist R1, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A1-H.In some embodiments, A 1 is -H.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A1-CH3.In some embodiments, A 1 is -CH 3 .
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist R1, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist R1, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R2, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Rx, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
Ry, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. - CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, - OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist.According to some embodiments, R 2 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
R x , each independently, is -OH, halogen (Br, CI, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
R y is , each independently, -OH, halogen (Br, Cl, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R2, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R2, für jede Wiederholungseinheit,
Rx, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
Ry, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist.According to some embodiments, R 2 , for each repeating unit,
R x , each independently, is -OH, halogen (Br, CI, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
R y is , each independently, -OH, halogen (Br, Cl, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R2, für jede Wiederholungseinheit,
wobei n1 und n2 jeweils unabhängig voneinander 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 oder 20 ist;
Rx, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
Ry, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. - CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, - OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist.According to some embodiments, R 2 , for each repeating unit,
wherein n 1 and n 2 are each independently 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20;
R x , each independently, is -OH, halogen (Br, CI, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
R y is , each independently, -OH, halogen (Br, CI, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, - OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R2, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A2 -H.In some embodiments, A 2 is -H.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A2 -CH3.In some embodiments, A 2 is -CH 3 .
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R2, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Rx, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
Ry, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, CI, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
A2 ist -H.According to some embodiments, R 2 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
R x , each independently, is -OH, halogen (Br, CI, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
R y , each independently, is -OH, halogen (Br, CI, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
A 2 is -H.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist (Rx)0-4 (Rx)0.In some embodiments, (R x ) 0-4 (R x ) 0 .
Gemäß einiger Ausführungsformen ist (Ry)0-4 (Ry)0.According to some embodiments, (R y ) 0-4 (R y ) 0 .
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R2, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A3 -H.In some embodiments, A 3 is -H.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A3 -CH3.In some embodiments, A 3 is -CH 3 .
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit, ,
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R3, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R4, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R4, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist R4, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A4 -H.In some embodiments, A is 4 -H.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A4 -CH3.In some embodiments, A 4 is -CH 3 .
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R4, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R4, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R4, für jede Wiederholungseinheit,
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R1, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist R1, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
ist R4, für jede Wiederholungseinheit, unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
R 4 , for each repeating unit, is independently selected from the group consisting of
Gemäß einiger Ausführungsformen ist A1 -H, A2 -H, A3 -H, und A4 -H.In some embodiments, A 1 is -H, A 2 is -H, A 3 is -H, and A 4 is -H.
Z ein Fragment A eines Kettenübertragungsreagenzes und Y ein Fragment B des Kettenübertragungsreagenzes.Z is a fragment A of a chain transfer reagent and Y is a fragment B of the chain transfer reagent.
Geeignete Kettenübertragungsreagenzien für die Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) Polymerisation sind dem Fachmann gut bekannt, und sind in der Regel den Klassen der Dithioester, Trithiocarbonate, Xanthate und Carbamate zu entnehmen.Suitable chain transfer reagents for reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization are well known to those skilled in the art and are generally from the classes of dithioesters, trithiocarbonates, xanthates and carbamates.
Im Falle einer Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) Reaktion entsprechen die endständigen Variablen Y und Z des Polymers den üblicherweise vorkommenden Endgruppen, vorzugsweise -CI und -Br, bzw. organische Fragmente aus der ATRP-Initiatorkomponente, welche üblicherweise aus Organohalogeniden, wie beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff, halogenierten Estern, halogenierten Alkylbenzolen und Sulfonylhalogeniden, bestehen.In the case of an atom transfer radical polymerization (ATRP) reaction, the terminal variables Y and Z of the polymer correspond to the commonly occurring end groups, preferably -Cl and -Br, or organic fragments from the ATRP initiator component, which usually consist of organohalides such as carbon tetrachloride, halogenated esters, halogenated alkylbenzenes and sulfonyl halides.
Im Falle der Freien Radikalischen (FR) Polymerisation entsprechen die endständigen Variablen Y und Z des Polymers den üblicherweise vorkommenden gesättigten oder ungesättigten organischen Endgruppen oder abstrahierten Wasserstoffatomen, die durch Übertragungs-, Disproportionierungs- oder Kombinationsreaktionen entstehen, sowie Initiatorfragmenten, wie z.B. der Isobutyronitrilrest von Azobis(isobutyronitril) (AIBN).In the case of free radical (FR) polymerization, the terminal variables Y and Z of the polymer correspond to the commonly occurring saturated or unsaturated organic end groups or abstracted hydrogen atoms formed by transfer, disproportionation or combination reactions, as well as initiator fragments, such as the isobutyronitrile residue of azobis(isobutyronitrile) (AIBN).
Nicht-einschränkende Beispiele von Kettenübertragungsreagenzien, welche ebenfalls in den Ausführungsbeispielen eingesetzt wurden, sind
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist Y
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist n8 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 18 19 oder 20.According to some preferred embodiments, n 8 is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 18 19 or 20.
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist n8 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15.According to some preferred embodiments, n 8 is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15.
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist n8 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11.According to some preferred embodiments, n 8 is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11.
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist n8 1.According to some particularly preferred embodiments, n 8 is 1.
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist n8 11.According to some particularly preferred embodiments, n is 8 11.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist Y und Z jeweils eine Endgruppe.According to some embodiments, Y and Z are each an end group.
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist x[2] >0 bis <1.According to some preferred embodiments, x [2] is >0 to <1.
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist x[3] >0 bis <1.According to some preferred embodiments, x [3] is >0 to <1.
Gemäß einiger bevorzugter Ausführungsformen ist x[4] >0 bis <1.According to some preferred embodiments, x [4] is >0 to <1.
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist x[2] 0 und x[3] >0 bis <1; und optional ist x[4] >0 bis <1. In diesen Ausführungsformen kann das Polymer vorteilhafterweise als Ankerpolymer in einem Zwei-Schicht-Systeme Anwendung finden.According to some particularly preferred embodiments, x [2] is 0 and x [3] >0 to <1; and optionally x [4] is >0 to <1. In these embodiments, the polymer can advantageously be used as an anchor polymer in a two-layer system.
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist x[2] >0 bis <1 und x[3] 0; und optional ist x[4] >0 bis <1. In diesen Ausführungsformen kann das Polymer vorteilhafterweise als antiadhäsives Polymer in einem Zwei-Schicht-Systeme Anwendung finden.According to some particularly preferred embodiments, x [2] is >0 to <1 and x [3] is 0; and optionally x [4] is >0 to <1. In these embodiments, the polymer can advantageously be used as an anti-adhesive polymer in a two-layer system.
Gemäß einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen ist x[2] >0 bis <1 und x[3] >0 bis <1; und optional ist x[4] >0 bis <1. In diesen Ausführungsformen kann das Polymer vorteilhafterweise sowohl als Ankerpolymer als auch als antiadhäsives Polymer in einem Einschichtsystem Anwendung finden.According to some particularly preferred embodiments, x [2] is >0 to <1 and x [3] is >0 to <1; and optionally x [4] is >0 to <1. In these embodiments, the polymer can advantageously be used both as an anchor polymer and as an anti-adhesive polymer in a single-layer system.
Beispielhafte Polymere gemäß der Erfindung sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1
n = 2 bis 100.000. Die Abkürzung -ran- steht für die zufällige (englisch: random) Abfolge der Wiederholungseinheiten im Copolymer. Molmassen (FR): 50 - 500 kg/mol. Molmassen (RAFT): 2 - 40 kg/mol. Bei allen spezifischen Polymerstrukturen entspricht die im Index geschriebene Zahl dem molaren Verhältnis des Feed-ins. Beispiel: Poly(HEAm98-ran-BPAm2) bedeutet, dass 98 mol% HEAm und 2 mol% BPAm als Stoffmengenverhältnis zu Beginn der Polymerisation verwendet wurden.n = 2 to 100,000. The abbreviation -ran- stands for the random sequence of repeat units in the copolymer. Molar masses (FR): 50 - 500 kg/mol. Molar masses (RAFT): 2 - 40 kg/mol. For all specific polymer structures, the number written in the index corresponds to the molar ratio of the feed-in. Example: Poly(HEAm 98 -ran-BPAm 2 ) means that 98 mol% HEAm and 2 mol% BPAm were used as the molar ratio at the beginning of the polymerization.
Besonders bevorzugte Polymere gemäß der Erfindung sind:
Ein besonders bevorzugtes Ankerpolymer gemäß der Erfindung ist:
Basierend auf den vorhergehend beschriebenen Polymeren der Erfindung stellt die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt ein Hydrogel bereit, welches ein vernetztes Polymer gemäß der Erfindung umfasst.Based on the previously described polymers of the invention, the present invention provides in a further aspect a hydrogel comprising a cross-linked polymer according to the invention.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Beschichtung bereit, welche mindestens eine Schicht umfasst, die ein Polymer gemäß der Erfindung umfasst.In a further aspect, the present invention provides a coating comprising at least one layer comprising a polymer according to the invention.
Eine Beschichtung gemäß der Erfindung kann verschiedene Anwendungsformen annehmen, die von der Art der Herstellung und der Polymerzusammensetzung abhängen. Beispielhafte Anwendungsformen schließen Einschicht- und Zweischicht-(Sandwich)-Systeme ein.A coating according to the invention can take various forms depending on the method of manufacture and the polymer composition. Exemplary forms of application include single-layer and two-layer (sandwich) systems.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst die Beschichtung eine Schicht, die ein Polymer der allgemeinen Formel (I) mit x[2] >0 bis <1, x[3] >0 bis <1; und optional x[4] >0 bis <1 umfasst.According to some embodiments, the coating comprises a layer comprising a polymer of the general formula (I) with x [2] >0 to <1, x [3] >0 to <1; and optionally x [4] >0 to <1.
Gemäß einiger weitere Ausführungsformen umfasst die Beschichtung eine erste Schicht, die ein Polymer der allgemeinen Formel (I) mit X[2] 0, x[3] >0 bis <1; und optional x[4] >0 bis <1 umfasst, und eine zweite Schicht, die ein Polymer der allgemeinen Formel (I) mit X[2] >0 bis <1, x[3] = 0; und optional x[4] >0 bis <1 umfasst. In diesen Ausführungsformen können die erste und zweite Schichte in vorteilhafterweise miteinander kreuzvernetzt sein.According to some further embodiments, the coating comprises a first layer comprising a polymer of the general formula (I) with X [2] 0, x [3] >0 to <1; and optionally x [4] >0 to <1, and a second layer comprising a polymer of the general formula (I) with X [2] >0 to <1, x [3] = 0; and optionally x [4] >0 to <1. In these embodiments, the first and second layers can advantageously be cross-linked with one another.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegend Erfindung ein metallhaltiges Substrat bereit, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teil seiner Oberfläche mit einer Beschichtung überzogen ist, welche mindestens eine Schicht umfasst, die ein Polymer gemäß der Erfindung umfasst.In a further aspect, the present invention provides a metal-containing substrate characterized in that at least a part of its surface is coated with a coating comprising at least one layer comprising a polymer according to the invention.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist mindestens ein Teil der Oberfläche des metallhaltigen Substrats mit einer Beschichtung gemäß der Erfindung überzogen.According to some embodiments, at least a portion of the surface of the metal-containing substrate is coated with a coating according to the invention.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist die vollständige Oberfläche des metallhaltigen Substrats mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung überzogen.According to some embodiments, the entire surface of the metal-containing substrate is coated with a coating according to the invention.
Gemäß einiger Ausführungsformen besteht das Substrat aus einem Metall.According to some embodiments, the substrate is made of a metal.
Gemäß einiger Ausführungsformen besteht das Substrat aus einem Metall, das in Implantaten Verwendung findet.According to some embodiments, the substrate is made of a metal that is used in implants.
Beispielhafte Metalle, die als Substrat gemäß der Erfindung dienen können, schließen Titan, Titanlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zink, Zinklegierungen, Zinn, Zinnlegierungen, Zirkonium, Zirkoniumlegierungen, Tantal, Tantallegierungen, Kobalt, Kobaltlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen, Molybdän, Molybdänlegierungen, Niob, Nioblegierungen, Chrom, Chromlegierungen, Eisen, Eisenlegierungen, rostfreier Stahl, und Metalloxide davon ein.Exemplary metals that can serve as a substrate according to the invention include titanium, titanium alloys, aluminum, aluminum alloys, zinc, zinc alloys, tin, tin alloys, zirconium, zirconium alloys, tantalum, tantalum alloys, cobalt, cobalt alloys, nickel, nickel alloys, copper, copper alloys, magnesium, magnesium alloys, molybdenum, molybdenum alloys, niobium, niobium alloys, chromium, chromium alloys, iron, iron alloys, stainless steel, and metal oxides thereof.
Beispielhafte, jedoch nicht einschränkende, Metalle, die üblicherweise Verwendung in Implantaten finden, sind Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierungen, z.B. implavit® CoCrMo, unlegiertes Titan (Reintitan), Titan-Aluminium-Vanadium-Legierungen wie TiAl6V4 oder Ti6AL4V ELI, Titan-Aluminium-Niob-Legierungen wie TiAl6Nb7, und rostfreier Stahl.Examples of metals that are commonly used in implants, but are not limiting, are cobalt-chromium-molybdenum alloys, e.g. implavit ® CoCrMo, unalloyed titanium (pure titanium), titanium-aluminum-vanadium alloys such as TiAl6V4 or Ti6AL4V ELI, titanium-aluminum-niobium alloys such as TiAl6Nb7, and stainless steel.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst das Metall ein Metalloxid, vorzugsweise auf seiner Oberfläche.According to some embodiments, the metal comprises a metal oxide, preferably on its surface.
Nicht-einschränkende Beispiele für Metalloxide schließen TiO2, AlO2, ZnO, ZrO2, ITO, IZO, NiOx, NiCoOx, MoOx Fe2O3, oder Nb2O5 ein.Non-limiting examples of metal oxides include TiO 2 , AlO 2 , ZnO, ZrO 2 , ITO, IZO, NiO x , NiCoO x , MoO x Fe 2 O 3 , or Nb 2 O 5 .
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst das Metall Titanoxid, beispielswiese TiO2.According to some embodiments, the metal comprises titanium oxide, for example TiO 2 .
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst oder besteht das Substrat aus Titan, Titanoxid oder einer Titanlegierung. Beispielhafte Titanlegierung sind oben beschrieben.According to some embodiments, the substrate comprises or consists of titanium, titanium oxide, or a titanium alloy. Exemplary titanium alloys are described above.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegend Erfindung eine Vorrichtung bereit, die ein erfindungsgemäßes Substrat umfasst.In a further aspect, the present invention provides a device comprising a substrate according to the invention.
Gemäß einiger Ausführungsformen bildet das Substrat mindestens einen Teil der Oberfläche der Vorrichtung.According to some embodiments, the substrate forms at least a portion of the surface of the device.
Gemäß einiger Ausführungsformen bildet das Substrat die vollständige Oberfläche der Vorrichtung.According to some embodiments, the substrate forms the entire surface of the device.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist die Vorrichtung eine medizinische Vorrichtung, wie beispielswiese ein Implantat.According to some embodiments, the device is a medical device, such as an implant.
Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung in einem besonderen Aspekt ein Implantat bereit, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teil seiner metallhaltigen Oberfläche mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung überzogen ist. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den zuvor beschriebenen.Accordingly, in a particular aspect, the present invention provides an implant which is characterized in that at least part of its metal-containing surface is coated with a coating according to the invention. Further embodiments emerge from those described above.
Wie oben bereits erwähnt verhindert eine Beschichtung von, beispielsweise, Implantaten mit den erfindungsgemäßen Polymernetzwerken unter anderem eine Adhäsion von Zellen und Gewebe auf der Oberfläche des Implantats. Somit eignen sich Implantate, die eine erfindungsgemäße Beschichtung aufweisen, besonders als Kurzzeitimplantate. Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Implantats als Kurzzeitimplantat bereit.As already mentioned above, a coating of, for example, implants with the polymer networks according to the invention prevents, among other things, adhesion of cells and tissue to the surface of the implant. Implants which have a coating according to the invention are therefore particularly suitable as short-term implants. Accordingly, in a further aspect, the present invention provides the use of an implant according to the invention as a short-term implant.
In weiteren Aspekten stellt die vorliegende Erfindung Verfahren zur Beschichtung von Substraten und Vorrichtungen (wie beispielsweise von medizinischen Vorrichtungen, wie ein Implantat) bereit.In further aspects, the present invention provides methods for coating substrates and devices (such as medical devices such as an implant).
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung eines Substrats bereit, umfassend die Schritte
- (a) Bereitstellen eines metallhaltigen Substrates, und
- (b) In-Kontakt-Bringen des Substrates mit einer Lösung eines Polymers gemäß der Erfindung;
- (c) gegebenenfalls Trocknen des Substrates; und
- (d) gegebenenfalls UV-Bestrahlung.
- (a) providing a metal-containing substrate, and
- (b) contacting the substrate with a solution of a polymer according to the invention;
- (c) optionally drying the substrate; and
- (d) where appropriate, UV irradiation.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beschichtung einer Vorrichtung, wie beispielsweise einer medizinischen Vorrichtung, bereit, umfassend die Schritte
- (a) Bereitstellen einer Vorrichtung, umfassend ein metallhaltiges Substrat, und
- (b) In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung eines Polymers gemäß der Erfindung;
- (c) gegebenenfalls Trocknen des Substrates; und
- (d) gegebenenfalls UV-Bestrahlung.
- (a) providing a device comprising a metal-containing substrate, and
- (b) contacting the device or substrate with a solution of a polymer according to the invention;
- (c) optionally drying the substrate; and
- (d) where appropriate, UV irradiation.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst Schritt (b) ein erstes In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung eines Polymer der allgemeinen Formel (I) mit X[2] 0, x[3] >0 bis <1; und optional x[4] >0 bis <1, gefolgt von einem zweiten In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung eines Polymer der allgemeinen Formel (I) mit X[2] >0 bis <1, x[3] = 0; und optional x[4] >0 bis <1 (Zwei-Schicht-System). Nach dem ersten In-Kontakt-Bringen und dem zweiten In-Kontakt-Bringen kann jeweils ein Trocknungsschritt erfolgen.According to some embodiments, step (b) comprises a first contacting of the device or the substrate with a solution of a polymer of the general formula (I) with X [2] 0, x [3] >0 to <1; and optionally x [4] >0 to <1, followed by a second contacting of the device or the substrate with a solution of a polymer of the general formula (I) with X [2] >0 to <1, x [3] = 0; and optionally x [4] >0 to <1 (two-layer system). After the first contacting and the second contacting, a drying step can be carried out in each case.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst Schritt (b) das In-Kontakt-Bringen der Vorrichtung bzw. des Substrates mit einer Lösung eines Polymers der allgemeinen Formel (I) mit X[2] >0 bis <1, x[3] >0 bis <1; und optional x[4] >0 bis <1 (Einschichtsystem).According to some embodiments, step (b) comprises contacting the device or substrate with a solution of a polymer of the general formula (I) with X [2] >0 to <1, x [3] >0 to <1; and optionally x [4] >0 to <1 (single layer system).
Das In-Kontakt-Bringen kann durch jedes dem Fachmann zum Aufbringen von Polymerlösungen auf Oberflächen bekannten Verfahren erfolgen, wie beispielsweise durch das Besprühen oder Begießen mit oder Eintauchen in der/die Lösung/en.The contacting can be carried out by any method known to those skilled in the art for applying polymer solutions to surfaces, such as by spraying or pouring with or immersing in the solution(s).
Am Ende der Prozedur kann ein „Waschschritt“ erfolgen, um nicht anhaftende Polymerreste und/oder niedermolekulare Verbindungen zu entfernen.At the end of the procedure, a “washing step” can be performed to remove non-adhering polymer residues and/or low molecular weight compounds.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegend Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Polymers als antiadhäsive Beschichtung, vorzugsweise als antiadhäsive Beschichtung auf einer medizinischen Vorrichtung, ferner bevorzugt als antiadhäsive Beschichtung auf einem Implantat, bereit.In a further aspect, the present invention provides the use of a polymer according to the invention as an anti-adhesive coating, preferably as an anti-adhesive coating on a medical device, further preferably as an anti-adhesive coating on an implant.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegend Erfindung ein erfindungsgemäßes Polymer zur Verwendung in einem Verfahren zu Behandlung einer Knochenfraktur in einem Patienten bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst
- a) Bereitstellen eines Implantats, umfassend ein Substrat, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teil seiner Oberfläche mit einerBeschichtung überzogen ist, welche mindestens eine Schicht umfasst, die ein erfindungsgemäßes Polymer umfasst; und
- b) Einsetzen des Implantats an einer Knochenreparaturstelle oder im Bereich der Knochenfraktur im Patienten.
- a) providing an implant comprising a substrate characterized in that at least part of its surface is covered with a coating comprising at least one layer comprising a polymer according to the invention; and
- b) Inserting the implant at a bone repair site or in the area of the bone fracture in the patient.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist die Beschichtung eine erfindungsgemäße Beschichtung.According to some embodiments, the coating is a coating according to the invention.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist das Implantat ein erfindungsgemäßes Implantat.According to some embodiments, the implant is an implant according to the invention.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Monomer bereit, welches eine Struktur der allgemeinen Formel (II) aufweist
Rx, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, Cl, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
Ry, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, Cl, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist.In a further aspect, the present invention provides a monomer having a structure of the general formula (II)
R x , each independently, is -OH, halogen (Br, Cl, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
R y is , each independently, -OH, halogen (Br, Cl, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano.
Gemäß einiger Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung ein Monomer bereit, welches eine Struktur der allgemeinen Formel (Ila) aufweist
Rx, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, Cl, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist; und
Ry, jeweils unabhängig voneinander, -OH, Halogen (Br, Cl, I, oder F), Halogen-C1-4 Alkyl (z.B. -CF3, -CCL3, -CBr3, -Cl3), -NH2, -C1-4 Alkyl, -C2-4 Alkenyl, -C2-4 Alkinyl, -OC1-4 Alkyl, -OC2-4 Alkenyl, -OC2-4 Alkinyl -NO2, -SH, -SO2H, -SO3H, -NCS, -SCN, -COOH oder Cyano ist.According to some embodiments, the present invention provides a monomer having a structure of the general formula (Ila)
R x , each independently, is -OH, halogen (Br, Cl, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano; and
R y is , each independently, -OH, halogen (Br, Cl, I, or F), halogen-C 1-4 alkyl (e.g. -CF 3 , -CCL 3 , -CBr 3 , -Cl 3 ), -NH 2 , -C 1-4 alkyl, -C 2-4 alkenyl, -C 2-4 alkynyl, -OC 1-4 alkyl, -OC 2-4 alkenyl, -OC 2-4 alkynyl -NO 2 , -SH, -SO 2 H, -SO 3 H, -NCS, -SCN, -COOH or cyano.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n1 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10.According to some embodiments, n 1 is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n1 1, 2, 3, 4 oder 5.According to some embodiments, n 1 is 1, 2, 3, 4, or 5.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n1 1, 2 oder 3.According to some embodiments, n 1 is 1, 2, or 3.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n1 3.According to some embodiments, n 1 is 3.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n2 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10.According to some embodiments, n 2 is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n2 1, 2, 3, 4 oder 5.According to some embodiments, n 2 is 1, 2, 3, 4, or 5.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n2 1, 2 oder 3.According to some embodiments, n 2 is 1, 2, or 3.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist n2 1.According to some embodiments, n 2 is 1.
Gemäß einiger Ausführungsformen weißt das Monomer der Formel (Ila) folgende Struktur auf
Monomere der Formel (II) oder (IIa) sind multifunktional, d.h. sie fungieren als Monomer, Photovernetzer und weisen ferner eine antibakterielle Wirkung auf.Monomers of formula (II) or (IIa) are multifunctional, i.e. they function as monomers, photocrosslinkers and also have an antibacterial effect.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Monomers der Formel (II) oder (Ila) als Photovernetzer bereit.In a further aspect, the present invention provides the use of a monomer of formula (II) or (IIa) as a photocrosslinker.
Nachdem diese Erfindung allgemein beschrieben wurde, kann ein weiteres Verständnis unter Bezugnahme auf die nachfolgenden spezifischen Ausführungsbeispiele erhalten werden, welche nur zur Veranschaulichung dient und nicht einschränkend gewertet werden soll, sofern nichts anderweitig angegeben wird.Having generally described this invention, a further understanding can be obtained by reference to the following specific embodiments which are given by way of illustration only and are not to be taken as limiting unless otherwise specified.
AusführungsbeispieleExamples of implementation
1. Synthese der Polymere1. Synthesis of polymers
Die dem Hydrogel zugrundeliegenden Polymerketten werden aus Kombinationen von zwei bis vier der entsprechenden Monomere via freier radikalischer Polymerisation oder „reversible additionfragmentation chain transfer polymerization“ (RAFT-Polymerisation) unter Zugabe von Radikalinitiatoren und etwaigen Kettenübertragungsreagenzien (im Falle der RAFT-Polymerisation) hergestellt. Die in den vorliegenden Ausführungsbeispielen synthetisierten Polymer sind in der obigen Tabelle 1 aufgeführt, und wurden mit den Bezeichnungen P1-P19 und AP1 bis AP5 abgekürzt.
Generische Polymerstruktur: a) hydrophiles Hauptmonomer (R1), b) Benzophenonderivat als Vernetzermonomer (R2), c) Ankermonomer für Titanoberflächen (R3) und d) Comonomer (R4), sowie e) Kettenübertragungsreagenz (Z und Y) bzw. Endgruppen (Z und Y).Generic polymer structure: a) hydrophilic main monomer (R 1 ), b) benzophenone derivative as crosslinking monomer (R 2 ), c) anchor monomer for titanium surfaces (R 3 ) and d) comonomer (R 4 ), as well as e) chain transfer reagent (Z and Y) or end groups (Z and Y).
1.1 Wiederholungseinheiten und Reagenzien1.1 Repeating units and reagents
a) Hydrophiles Hauptmonomer:a) Main hydrophilic monomer:
Die synthetisierten Polymere bestehen aus mindestens einem der o.g. Hauptmonomere oder aus deren Kombinationen in veränderlichen Verhältnissen mit Anteilen von 20-99.5 mol%.The synthesized polymers consist of at least one of the above-mentioned main monomers or of their combinations in variable ratios with proportions of 20-99.5 mol%.
b) Benzophenonderivat als Vernetzermonomer:b) Benzophenone derivative as crosslinking monomer:
Die synthetisierten Polymere beinhalten eines der o.g. benzophenonbasierten Vernetzermonomere in einem Anteil von 0.5-10 mol%. Durch das Vernetzermonomer mit quaternärer Ammoniumgruppe kann eine intrinsische antibakterielle Wirkung der Beschichtung hervorgerufen werden.The synthesized polymers contain one of the above-mentioned benzophenone-based crosslinking monomers in a proportion of 0.5-10 mol%. The crosslinking monomer with quaternary ammonium group can induce an intrinsic antibacterial effect of the coating.
c) Ankermonomer für Titanoberflächen:c) Anchor monomer for titanium surfaces:
Die Polymerbeschichtung enthält das Ankermonomer Vinylphosphonsäure (VPA) mit einem Anteil von 1-50 mol% in der Ankerpolymerschicht (Sandwichaufbau) oder im Beschichtungspolymer (Einschichtsystem).The polymer coating contains the anchor monomer vinylphosphonic acid (VPA) with a proportion of 1-50 mol% in the anchor polymer layer (sandwich structure) or in the coating polymer (single-layer system).
d) Comonomer:d) Comonomer:
Die synthetisierten Polymere beinhalten eines der o.g. Comonomere in einem Anteil von 0.5-10 mol%.The synthesized polymers contain one of the above-mentioned comonomers in a proportion of 0.5-10 mol%.
e) Kettenübertragungsreagenz (Z und Y)e) Chain transfer reagent (Z and Y)
Die in der hier beschriebenen Ausführungsbeispielen synthetisierten Polymere beinhalten das Kettenübertragungsreagenz 2-{[(Dodecylthio)carbothioyl]-thio}-2-methylpropansäure (DMP) oder 2 {[(Ethylthio)carbothioyl]-thio}-2-methylpropansäure (EMP) mit einem Anteil von 0-2 mol% (0 mol% = freie radikalische Polymerisation, >0 mol% = RAFT-Polymerisation).The polymers synthesized in the embodiments described here contain the chain transfer reagent 2-{[(dodecylthio)carbothioyl]-thio}-2-methylpropanoic acid (DMP) or 2{[(ethylthio)carbothioyl]-thio}-2-methylpropanoic acid (EMP) in a proportion of 0-2 mol% (0 mol% = free radical polymerization, >0 mol% = RAFT polymerization).
f) Radikalinitiator:f) Radical initiator:
Der Anteil des Intitiators Azobisisobutyronitril (AIBN) oder 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propan]dihydrochlorid (AIPC) beträgt 0.1-5 mol%.The proportion of the initiator azobisisobutyronitrile (AIBN) or 2,2'-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride (AIPC) is 0.1-5 mol%.
1.2 Synthesevorschrift für Coplyomere1.2 Synthesis procedure for copolymers
Für die Synthesen der Polymere P1 bis P19 sowie AP1 bis AP5 wurden in einem 10 ml Schlenkkolben jeweils die entsprechenden Monomere, der Initiator und gegebenenfalls das Kettenübertragungsreagenz (engl. „chain transfer agent“, CTA) in Methanol (2-5 ml, gilt für P1-P17 und AP2-AP4) oder einem Wasser/1,4-Dioxan-Gemisch (V/V = 3:7, 2-5 ml, gilt für P18, P19, AP1 und AP5) gelöst. Die spezifischen Edukte und deren Mengen können der Tabelle 2 entnommen werden. Die Reaktionsmischung wurde durch Spülen mit Argon (30 min) entgast. Die Reaktionsgefäße wurden in ein vorgeheiztes Ölbad (65 °C) oder einen vorgeheizten Aluminiumblock (65 °C) für 16 bis 24 Stunden platziert. Die Reaktion wurde durch Kühlen mit flüssigem Stickstoff und Exposition des Gemisches mit Sauerstoff beendet. Die Polymere wurden mindestens zweimal in eisgekühltem Ethylacetat (200 ml) gefällt, daraufhin abfiltriert bzw. abzentrifugiert und über Nacht im Vakuum getrocknet.For the synthesis of polymers P1 to P19 and AP1 to AP5, the corresponding monomers, the initiator and, if necessary, the chain transfer agent (CTA) were dissolved in methanol (2-5 ml, applies to P1-P17 and AP2-AP4) or a water/1,4-dioxane mixture (V/V = 3:7, 2-5 ml, applies to P18, P19, AP1 and AP5) in a 10 ml Schlenk flask. The specific reactants and their amounts can be found in Table 2. The reaction mixture was degassed by flushing with argon (30 min). The reaction vessels were placed in a preheated oil bath (65 °C) or a preheated aluminum block (65 °C) for 16 to 24 hours. The reaction was stopped by cooling with liquid. nitrogen and exposure of the mixture to oxygen. The polymers were precipitated at least twice in ice-cold ethyl acetate (200 ml), then filtered or centrifuged and dried overnight in vacuo.
Im Falle der Polymere P1, P2, P8 und P9 wurde das isolierte Polymer in Wasser (2.5 ml) aufgenommen und unter Zugabe von Trifluoressigsäure (0.5 ml) entschützt. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt und danach in eisgekühltem Tetrahydrofuran (200 ml) ausgefällt. Der Niederschlag wurde abfiltriert und mit dem kationischen Anionenaustauscherharz Lewatit MP62 für 24 Stunden gerührt. Der Anionenaustauscher wurde danach abfiltriert und das Filtrat mittels Lyophilisation getrocknet. Tabelle 2
Mit CTA = chaint transfer agent (Kettenübertragungsreagenz), HEAm = N-(2-Hydroxyethyl)acrylamid, HPAm = N-(2-Hydroxypropyl)acrylamid, BPAm = N-(4-Benzoylphenyl)acrylamid, BPQAAm = [(4-Benzoylphenyl)methyl]dimethyl[3-(prop-2-enamido)-propyl]ammoniumbromid, VPA = Vinylphosphonsäure, APAm-Boc = N-tert-Butyloxycarbonyl-(N'-3-aminopropyl)acrylamid, AEAm-Boc= N-tert-Butyloxycarbonyl-(N'-3-aminoethyl)acrylamid, DMP = 2-{[(Dodecylthio)carbothioyl]-thio}-2-methylpropansäure, EMP = 2-{[(Ethylthio)carbothioyl]-thio}-2-methylpropansäure, AIBN = Azobis(isobutyronitril), AIPC = 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propan]dihydrochlorid. Tabelle 3
2. Beschichtungsverfahren2. Coating process
Für das Beschichtungsverfahren werden zwei unterschiedliche Strategien angewendet, welche mit Polymeren unterschiedlicher Kombination der oben genannten Monomerspezies durchgeführt werden können.
- 1. Sandwichaufbau: Das Titansubstrat wird in einer Lösung des Ankerpolymers inkubiert, welches aus Hauptmonomer und Ankermonomer besteht. In einem zweiten Schritt wird eine Lösung des Beschichtungspolymers bestehend aus Hauptmonomer und Vernetzermonomer durch ein einfaches Verfahren (Beispiel: Sprühen oder Eintauchen) aufgetragen und eingetrocknet. Die Vernetzung der trockenen Polymerschichten wird durch Bestrahlung mit UV-Licht induziert und simultan das Implantat sterilisiert.
- 2. Einschichtsystem: Das Titansubstrat wird in einer Lösung des Polymers inkubiert, welches aus Hauptmonomer, Ankermonomer und Vernetzermonomer besteht, und anschließend getrocknet. Die Vernetzung der trockenen Polymerschicht wird durch Bestrahlung mit UV-Licht induziert und simultan das Implantat sterilisiert.
- 1. Sandwich structure: The titanium substrate is incubated in a solution of the anchor polymer, which consists of the main monomer and anchor monomer. In a second step, a solution of the coating polymer consisting of the main monomer and crosslinking monomer is applied and dried using a simple process (e.g. spraying or dipping). The crosslinking of the dry polymer layers is induced by irradiation with UV light and the implant is simultaneously sterilized.
- 2. Single-layer system: The titanium substrate is incubated in a solution of the polymer, which consists of the main monomer, anchor monomer and crosslinker monomer, and then dried. The crosslinking of the dry polymer layer is induced by irradiation with UV light and the implant is simultaneously sterilized.
Beschichtungsprozedur: Die Titanscheiben für Zelladhäsionstests wurden über Nacht in einer wässrigen Hellmanexlösung (1-3%) gerührt. Anschließend wurden die Scheiben mit reichlich Wasser und Ethanol gespült und im Stickstoffstrom getrocknet. Die getrockneten Titansubstrate wurden mit einem Coronaentlader behandelt und unverzüglich in Wasser getaucht. Danach wurden sie über Nacht in wässrigen Lösungen des Einschichtpolymers (P18, P19) oder des Ankerpolymers (1-10 mg·ml-1) inkubiert. Die Scheiben wurden nach Abspülen mit Wasser und Ethanol im Vakuumofen (10 mbar, 40°C) getrocknet.
- 1. Für den Sandwichaufbau wurden Stammlösungen der Polymere P1 bis P17 in einer Wasser/Ethanol-Mischung (70:30 V/V) mit einer Konzentration von 25 mg·ml-1 hergestellt. Auf die Substrate wurden dann 200 µl der zu testenden Polymerlösung gegeben und diese im Vakuumofen (10 mbar, 40°C) eingedampft. Daraufhin wurden die Scheiben für eine Stunde mit UV-Licht einer Wellenlänge von 254 nm bestrahlt. Die beschichteten Substrate wurden durch Inkubation in Wasser für mehrere Stunden gewaschen und abschließend im Vakuumofen (10 mbar, 40°C) getrocknet.
- 2. Für das Einschischtsystem (Polymere P18 und P19) wurden die Scheiben für eine Stunde mit UV-Licht einer Wellenlänge von 254 nm bestrahlt, die beschichteten Substrate durch Inkubation in Wasser für mehrere Stunden gewaschen und abschließend im Vakuumofen (10 mbar, 40°C) getrocknet.
- 3. Zelladhäsions- und Bakterientests
- 1. For the sandwich structure, stock solutions of the polymers P1 to P17 were prepared in a water/ethanol mixture (70:30 V/V) with a concentration of 25 mg·ml -1 . 200 µl of the polymer solution to be tested were then added to the substrates and evaporated in a vacuum oven (10 mbar, 40°C). The discs were then irradiated with UV light with a wavelength of 254 nm for one hour. The coated substrates were washed by incubating in water for several hours and then dried in a vacuum oven (10 mbar, 40°C).
- 2. For the single-layer system (polymers P18 and P19), the discs were irradiated with UV light of a wavelength of 254 nm for one hour, the coated substrates were washed by incubation in water for several hours and finally dried in a vacuum oven (10 mbar, 40°C).
- 3. Cell adhesion and bacterial tests
Vor den Zell- und Bakterientests wurde die Zytotoxizität der Polymere analog zur
In einem ersten Zellversuch wurden primäre Fibroblasten bzw. Tenozyten auf mit Polymer teilbeschichteten Zellkulturplatten ausgesät.
Anschließend wurde das Polymer wie zuvor beschrieben auf Titanscheiben aufgebracht und die Adhäsion der Zellen untersucht.
Das Bakterium, das hauptsächlich für die Infektionen im Bereich der Knochenosteosynthese verantwortlich ist, ist der Staphylococcus aureus. Daher wurde dieser Bakterienstamm in Medium verdünnt auf den Polymerschichten aufgebracht und nach 24 h das Medium in unterschiedlichen Verdünnungen auf Agarplatten ausgesät und die CFU (colonyforming units) detektiert. In der Kontrolle, die mit einem nicht antibakteriell wirkenden Polymer auf einer Platte inkubiert wurde, sieht man eine hohe Anzahl von CFUs (
Bewertung von o bis +++++ (o = höheres Zell-/Bakterienwachstum bzw. höhere Zytotoxizität und +++++ = geringeres Zell-/Bakterienwachstum bzw. geringere Zytotoxizität).Rating from o to +++++ (o = higher cell/bacterial growth or higher cytotoxicity and +++++ = lower cell/bacterial growth or lower cytotoxicity).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Beschichtungen eine Adhäsion von Fibroblasten (Hauptzelltyp des menschlichen Bindegewebes) und Tenozyten (charakteristische Zelle der menschlichen Sehne) erfolgreich verhindern konnten, ohne zytotoxisch auf diese zu wirken. Außerdem konnte eine antibakterielle Wirkung spezieller Polymerstrukturen nachgewiesen werden.In summary, the coatings were able to successfully prevent adhesion of fibroblasts (the main cell type of human connective tissue) and tenocytes (characteristic cell of the human tendon) without having a cytotoxic effect on them. In addition, an antibacterial effect of special polymer structures was demonstrated.
Referenzencredentials
-
[1] C. A. Jeffrey, A medical implant and a method of coating a medical implant,
WO2018107243 A1 WO2018107243 A1 -
[2] A. P. Shete, A. A. Nisal, A. K. Lele, A process for coating a biomedical implant with a biocompatible polymer and a biomedical implant therefrom,
WO2018173074 A1 WO2018173074 A1 -
[3] Y. Lee, S. A. Kang, T. H. Choi, J. U. Park, S. A. Kim, et al., Method for coating implant using heat,
WO2020231073 A1 WO2020231073 A1 -
[4] H.-E. Kim, S.-M. Lee, J. Kim, S. M. Chung, Method for manufacturing hydroxyapatite-coated zirconia implant by means of dip coating using hydroxyapatite sol,
WO2020204254 A1 WO2020204254 A1 -
[5] H. D. Link, Verfahren zum Herstellen einer Implantatbeschichtung und entsprechendes Implantat,
WO2012163950 WO2012163950 -
[6] H.-G. Neumann, C. Prinz, Antibacterial and osteoinductive implant coating, method of producing such coating, and implant coated with same,
EP2617439 B1 EP2617439 B1 -
[7]
E. Wintermantel, S.-W. Ha, Springer, Medizintechnik - Life Science Engeneering, 2008, DOI: 10.1007/978-3-540-74925-7 E. Wintermantel, S.-W. Ha, Springer, Medical Technology - Life Science Engineering, 2008, DOI: 10.1007/978-3-540-74925-7 -
[8]
N. G. Grün, N. Donohue, P. Holweg, A.-M. Weinberg, J. Miner. Stoffwechs. Muskuloskelet. Erkrank., (25), 82-89, Resorbierbare Implantate in der Unfallchirurgie, 2018, DOI: 10.1007/s41970-018-0041-6 NG Grün, N. Donohue, P. Holweg, A.-M. Weinberg, J. Miner. Metabolic. Musculoskeletal. Diseases, (25), 82-89, Resorbable implants in trauma surgery, 2018, DOI: 10.1007/s41970-018-0041-6
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2018107243 A1 [0153]WO 2018107243 A1 [0153]
- WO 2018173074 A1 [0153]WO 2018173074 A1 [0153]
- WO 2020231073 A1 [0153]WO 2020231073 A1 [0153]
- WO 2020204254 A1 [0153]WO 2020204254 A1 [0153]
- WO 2012163950 [0153]WO 2012163950 [0153]
- EP 2617439 B1 [0153]EP 2617439 B1 [0153]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN ISO 10993-5 [0148]ISO 10993-5 [0148]
- E. Wintermantel, S.-W. Ha, Springer, Medizintechnik - Life Science Engeneering, 2008, DOI: 10.1007/978-3-540-74925-7 [0153]E. Wintermantel, S.-W. Ha, Springer, Medical Technology - Life Science Engineering, 2008, DOI: 10.1007/978-3-540-74925-7 [0153]
- N. G. Grün, N. Donohue, P. Holweg, A.-M. Weinberg, J. Miner. Stoffwechs. Muskuloskelet. Erkrank., (25), 82-89, Resorbierbare Implantate in der Unfallchirurgie, 2018, DOI: 10.1007/s41970-018-0041-6 [0153]N. G. Grün, N. Donohue, P. Holweg, A.-M. Weinberg, J. Miner. Metabolic. Musculoskeletal. Diseases, (25), 82-89, Resorbable implants in trauma surgery, 2018, DOI: 10.1007/s41970-018-0041-6 [0153]
Claims (31)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022128813.7A DE102022128813A1 (en) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | Anti-adhesive polymer coatings for short-term implants |
PCT/EP2023/080274 WO2024094645A1 (en) | 2022-10-31 | 2023-10-30 | Nonstick polymer coatings for short-term implants |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022128813.7A DE102022128813A1 (en) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | Anti-adhesive polymer coatings for short-term implants |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022128813A1 true DE102022128813A1 (en) | 2024-05-02 |
Family
ID=88689884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022128813.7A Pending DE102022128813A1 (en) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | Anti-adhesive polymer coatings for short-term implants |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022128813A1 (en) |
WO (1) | WO2024094645A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012163950A1 (en) | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Deru Gmbh | Method for producing an implant coating, and corresponding implant |
WO2018107243A1 (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Field Orthopaedics Pty Ltd | A medical implant and a method of coating a medical implant |
WO2018173074A1 (en) | 2017-03-23 | 2018-09-27 | Council Of Scientific & Industrial Research | A process for coating a biomedical implant with a biocompatible polymer and a biomedical implant therefrom |
EP2617439B1 (en) | 2012-01-23 | 2019-02-27 | DOT GmbH | Antibacterial and osteoinductive implant coating, method for producing such a coating and implant coated with the same |
WO2020204254A1 (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 서울대학교 산학협력단 | Method for manufacturing hydroxyapatite-coated zirconia implant by means of dip coating using hydroxyapatite sol |
WO2020231073A1 (en) | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 서울대학교 산학협력단 | Method for coating implant using heat |
-
2022
- 2022-10-31 DE DE102022128813.7A patent/DE102022128813A1/en active Pending
-
2023
- 2023-10-30 WO PCT/EP2023/080274 patent/WO2024094645A1/en unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012163950A1 (en) | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Deru Gmbh | Method for producing an implant coating, and corresponding implant |
EP2617439B1 (en) | 2012-01-23 | 2019-02-27 | DOT GmbH | Antibacterial and osteoinductive implant coating, method for producing such a coating and implant coated with the same |
WO2018107243A1 (en) | 2016-12-16 | 2018-06-21 | Field Orthopaedics Pty Ltd | A medical implant and a method of coating a medical implant |
WO2018173074A1 (en) | 2017-03-23 | 2018-09-27 | Council Of Scientific & Industrial Research | A process for coating a biomedical implant with a biocompatible polymer and a biomedical implant therefrom |
WO2020204254A1 (en) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 서울대학교 산학협력단 | Method for manufacturing hydroxyapatite-coated zirconia implant by means of dip coating using hydroxyapatite sol |
WO2020231073A1 (en) | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 서울대학교 산학협력단 | Method for coating implant using heat |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
DIN ISO 10993-5 |
E. Wintermantel, S.-W. Ha, Springer, Medizintechnik - Life Science Engeneering, 2008, DOI: 10.1007/978-3-540-74925-7 |
J. Mater. Chem. B, 2019, 7, S. 3520--3527 |
JP 2021123712 A |
N. G. Grün, N. Donohue, P. Holweg, A.-M. Weinberg, J. Miner. Stoffwechs. Muskuloskelet. Erkrank., (25), 82-89, Resorbierbare Implantate in der Unfallchirurgie, 2018, DOI: 10.1007/s41970-018-0041-6 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024094645A1 (en) | 2024-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69737909T3 (en) | POLYMERIZABLE BIODEGRADABLE POLYMERS WITH CARBONATE OR DIOXANONE BINDINGS | |
DE60025328T2 (en) | METHOD FOR THE PRODUCTION OF MULTIPLE NETWORKED HYALURONIC ACID DERIVATIVES | |
DE60112950T2 (en) | Dental implants with antibacterial properties | |
EP1886702B1 (en) | Implant made of a biocorrodible metal substance with a coating of an organo-silicon compound | |
DE69721388T2 (en) | Composite material containing oxidized cellulose to reduce postoperative adhesions | |
EP1841471B1 (en) | Antimicrobial medical product, method for the production thereof and use thereof | |
EP2072068B1 (en) | Implant with a base body of a biocorrodible alloy | |
EP1967217B1 (en) | Antimicrobial medical product, method for manufacture and application thereof | |
EP2085101A2 (en) | Implant with a base body made of a biocorrodible alloy | |
EP1635886A1 (en) | Biocidal medical product containing branched amphiphilic macromolecules and metal nanoparticles, method for the production thereof and its use | |
DE102006038236A1 (en) | Biodegradable stent with an active coating | |
DE102005044360A1 (en) | Medicinal technical-product, useful as e.g. temporary or durable implant and as biocides, comprises anti-microbial equipment from a complex material from metal-nanoparticle and macromolecules | |
DE212012000057U1 (en) | Antimicrobial blend and antimicrobial coverage to aid wound healing | |
WO2019034207A2 (en) | Method for producing a biocompatible layer on an implant surface | |
EP1928477B1 (en) | Antimicrobial medical product method for production and use thereof | |
EP2415489B1 (en) | Polylactide-coated implant composed of a biocorrodible magnesium alloy | |
DE202007019314U1 (en) | Textile vascular prosthesis with coating | |
DE102012104530A1 (en) | Use of a biocompatible composition | |
DE102022128813A1 (en) | Anti-adhesive polymer coatings for short-term implants | |
EP3153186B1 (en) | Method for producing an antibacterial coating composition for implants | |
EP2185208B1 (en) | Breast implant having antibacterial effect | |
DE19903385A1 (en) | Agent for the prevention of in-stent restenosis and post-operative inflammation | |
DE102008040572A1 (en) | Implant with coating | |
DE102021108936B4 (en) | Antibacterial implant coating composition, method of coating an implant and antibacterial coated implant | |
DE102010036039A1 (en) | Coating for medical implants and coated medical implants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C08F0220560000 Ipc: C08F0220580000 |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) |