DE19700081A1

DE19700081A1 - Verfahren zur bakterienabweisenden Beschichtung von Oberflächen

Info

Publication number: DE19700081A1
Application number: DE1997100081
Authority: DE
Inventors: Britta Dr Mensing; Gerard Dr Helary; Marcel Prof Jozefowicz; Veronique Dr Migonney; Jean-Pierre Prof Vairon
Original assignee: Huels AG; Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Therapol Sa Levallois Perret Fr
Priority date: 1997-01-03
Filing date: 1997-01-03
Publication date: 1998-07-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflä chen, vorzugsweise von Polymersubstraten, mit Beschichtungspolyme ren, die aufgrund der Anwesenheit bestimmter funktioneller Gruppen bakterienabweisend und kovalent, also dauerhaft auf der Oberfläche fixiert sind. Die Erfindung betrifft weiterhin Gegenstände mit der art beschichteten Oberflächen sowie deren Verwendung für medizini sche oder biotechnische Zwecke.

Die Ansiedelung und Vermehrung von Bakterien auf Oberflächen ist eine in der Regel unerwünschte Erscheinung, die häufig mit nachtei ligen Folgen verbunden ist. So können in der Trinkwasser- und Getränketechnik Bakterienpopulationen zu einer gesundheitsgefähr denden Qualitätsminderung führen. Bakterien auf oder in Verpackun gen bewirken häufig den Verderb von Lebensmitteln oder verursachen sogar Infektionen bei dem Verbraucher. In steril zu betreibenden biotechnischen Anlagen stellen systemfremde Bakterien ein erhebli ches prozeßtechnisches Risiko dar. Solche Bakterien können mit Roh stoffen eingetragen werden oder bei mangelhafter Sterilisation in allen Anlageteilen zurückbleiben. Teile der Bakterienpopulation können sich durch Adhäsion dem normalen Flüssigkeitsaustausch beim Spülen und Reinigen entziehen und sich im System vermehren.

Weiterhin sind Bakterienansiedelungen in Wasseraufbereitungsanlagen (z. B. zur Entsalzung durch Membranen) oder auch in Behältern be kannt, die mit gelösten oder flüssigen unverdünnten organischen Substanzen gefüllt sind und für Bakterienpopulationen vorteilhafte Bedingungen aufweisen. Solche mikrobiellen Belegungen können in erheblichem Umfang zur Blockierung und/oder korrosiven Zerstörung der Anlage führen.

Besondere Bedeutung kommt dem Schutz vor Bakterienanhaftung und -ausbreitung in der Ernährung, der Pflege, hier insbesondere in der Altenpflege, und in der Medizin zu. Bei Massenbeköstigungen oder -ausschank existieren besonders dann erhebliche Risiken, wenn zur Vermeidung von Abfall von Einweggeschirr abgesehen wird und eine nur unzureichende Reinigung des Mehrweggeschirrs erfolgt. Die schädliche Ausbreitung von Bakterien in lebensmittelführenden Schläuchen und Rohren ist ebenso bekannt wie die Vermehrung in Lagerbehältern sowie in Textilien in feuchter und warmer Umgebung, z. B. in Bädern. Solche Einrichtungen sind bevorzugte Lebensräume für Bakterien, ebenso wie bestimmte Oberflächen in Bereichen mit hohem Publikumsverkehr, so z. B. in öffentlichen Verkehrsmitteln, Krankenhäusern, Telefonzellen, Schulen und insbesondere in öffent lichen Toiletten.

In der Alten- und Krankenpflege erfordern die häufig geminderten Abwehrkräfte der Betroffenen sorgfältige Maßnahmen gegen Infektio nen, insbesondere auf Intensivstationen und in der häuslichen Pfle ge.

Besondere Sorgfalt bedarf die Verwendung medizinischer Gegenstände und Geräte bei medizinischen Untersuchungen, Behandlungen und Ein griffen, vor allem dann, wenn derartige Geräte oder Gegenstände mit lebendem Gewebe oder mit Körperflüssigkeiten in Kontakt kommen. Im Falle von Langzeit- oder Dauerkontakten, beispielsweise bei Implan taten, Kathetern, Stents, Herzklappen und Herzschrittmachern, kön nen Bakterienkontaminationen zu einem lebensbedrohenden Risiko für den Patienten werden.

Es wurde bereits auf vielfältige Weise versucht, die Ansiedelung und Ausbreitung von Bakterien auf Oberflächen zu unterbinden. In J.Microbiol.Chemoth. 31 (1993), 261-271, beschreiben S.E.Tebbs und T.S.J.Elliot lackartige Beschichtungen mit quaternären Ammoniumsal zen als antimikrobiell wirkenden Komponenten. Es ist bekannt, daß diese Salze von Wasser, wäßrigen oder anderen polaren Medien sowie von Körperflüssigkeiten aus dem Beschichtungsmaterial herausgelöst werden und ihre Wirkung somit nur von kurzer Dauer ist. Dies gilt gleichermaßen für die Einarbeitung von Silbersalzen in Beschichtun gen, so beschrieben in WO 92/18098.

T. Ouchi und Y. Ohya beschreiben in Progr.Polym.Sci. 20 (1995), 211 ff., die Immobilisierung von bakteriziden Wirkstoffen auf Polymer oberflächen durch kovalente Bindung oder ionische Wechselwirkungen. Häufig sind in solchen Fällen die keimtötenden Wirkungen gegenüber dem reinen Wirkstoff deutlich reduziert. Heteropolare Bindungen er weisen sich oft als nicht hinreichend stabil. Darüber hinaus führt die Keimabtötung in der Regel zu unerwünschten Ablagerungen auf den Oberflächen, die die weitere bakterizide Wirkung maskieren und die Grundlage für eine nachfolgende Bakterienbesiedelung bilden.

W. Kohnen et al. berichten in ZBI. Bakt. Suppl. 26, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart-Jena-New York, 1994, Seiten 408 bis 410, daß die Adhäsion von Streptococcus epidermidis auf einem Polyurethanfilm vermindert wird, wenn der Film durch eine Glimmentladung in Gegen wart von Sauerstoff vorbehandelt und dann mit Acrylsäure gepfropft wird.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein verbesser tes Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen zu entwickeln, mit dem Oberflächen auf physiologisch verträgliche Weise von Bakterien, z. B. von Kokken, weitgehend frei gehalten werden, ohne daß die mechanischen Eigenschaften der behandelten Materialien dadurch ver ändert werden.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß sich bakterienabweisen de, kovalent fixierte Beschichtungen auf der Oberfläche von Sub straten, insbesondere von Polymersubstraten, vorteilhaft herstellen lassen, wenn man ein Beschichtungspolymer, das

(i) mindestens ein Monomer der allgemeinen Formel
Formel I: R-(A)_a,
in der R einen ein- oder zweifach olefinisch ungesättigten orga nischen Rest mit der Wertigkeit a bedeutet,
A eine Carboxylgruppe -COOH, Schwefelsäuregruppe -OSO₂OH, Sulfonsäuregruppe -SO₃H, Phosphorsäuregruppe -OPO(OH)₂, Phosphonsäuregruppe -PO(OH)₂, Phosphorigsäuregruppe -OP(OH)₂, phenolische Hydroxylgruppe oder ein Salz oder einen Ester einer der genannten Gruppen bezeichnet, und
a für 1, 2 oder 3 steht; und
(ii) mindestens ein UV-strahlungssensitives Monomer einpolymeri siert enthält,
strahleninduziert auf eine aktivierte Substratoberfläche auf pfropft.

Der organische Rest R kann Kohlenwasserstoffstruktur besitzen oder außer Kohlenstoff und Wasserstoff weitere Atome enthalten, z. B. Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder Siliciumatome.

Wenn das Beschichtungspolymer ein Monomer I mit einer Carboxylgrup pe -COOH oder einem Salz oder einem Ester der Carboxylgruppe ent hält, weist entweder dieses Monomer zweckmäßig mindestens einen weiteren Rest A mit einer anderen der für A genannten Bedeutungen auf oder enthält das Beschichtungspolymer zweckmäßig mindestens ein weiteres Monomer I, in dem A eine andere der für A genannten Bedeu tungen hat. Auf diese Weise wird die relativ schwach ausgeprägte bakterienabweisende Wirkung der Carboxylgruppe bzw. ihrer genannten Derivate verstärkt.

Unter den Salzen der für A genannten Gruppen werden die Alkalisal ze, insbesondere die Natriumsalze, bevorzugt.

Das gemeinsame Kennzeichen der Monomeren der Formel I ist, daß sie 1 oder 2 olefinische Doppelbindungen sowie mindestens eine saure Gruppe oder ein bestimmtes Derivat, nämlich ein Salz oder einen Ester, einer sauren Gruppe aufweisen.

Durch Plasma-induzierte Pfropfpolymerisation erzeugte Beschichtun gen auf verschiedenen Substraten sind z. B. aus B. Lassen et al. Clinical Materials 11 (1992), 99 bis 103, bekannt und auf Biokompa tibilität untersucht worden. Dabei wurden aber lediglich UV-strah lungssensitive Monomere gepfropft, und eine Pfropfung auf aktivier te Substratoberflächen wird nicht erwähnt. Zudem ist Plasma kein optimaler Polymerisationsinitiator. H.Yasuda spricht dementspre chend in J.Polym.Sci.: Macromolecular Review, Vol. 16 (1981), 199-293, von der undefinierten und nicht kontrollierbaren Chemie der Plasma-Polymerisation. Dies mag für manche Zwecke akzeptabel sein, ist jedoch für medizinische und biotechnische Anwendungen problema tisch, weil es gerade hier auf reproduzierbare Beschichtungen von gleichbleibend hoher Qualität besonders ankommt.

Die erfindungsgemäß modifizierten Oberflächen vermindern die Adhä sion von Bakterien in einem hohen Maße auch über längere Zeit. Zu den Bakterienstämmen, deren Adhäsion gemäß der Erfindung vermindert oder verhindert wird, zählen Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, Klebsiella pneumoniae, Pseudo monas aeroginosa und Escherichia coli. Die beschichteten Oberflä chen sind frei von migrationsfähigen und/oder extrahierbaren Mono mer- und Oligomeranteilen. Unerwünschte Nebenwirkungen durch frei gesetzte körperfremde Stoffe oder durch abgetötete Bakterien werden von vornherein vermieden. Die Oberflächen der aufgepfropften Beschichtungen weisen somit eine hervorragende physiologische Ver träglichkeit auf.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Substratoberflächen zunächst, wie in der Folge näher beschrieben, aktiviert, mit dem Beschichtungspolymeren beschichtet und, die Beschichtung wird an schließend unter Einwirkung von UV-Licht durch schonende Pfropfung des vorgebildeten Beschichtungspolymeren auf der Substratoberfläche kovalent, also dauerhaft fixiert.

1. Die Beschichtungspolymeren

Die Beschichtungspolymeren weisen mindestens ein einpolymerisiertes Monomer der allgemeinen Formel I auf, dessen funktionelle Gruppe A für die bakterienabweisenden Eigenschaften der polymeren Beschich tung verantwortlich ist. Zu diesen Monomeren I zählen Monomere der allgemeinen Formeln II und III,

Formel II: (C_nH_2n-q-x)(COOR¹)_x
Formel III: (C_nH_2n-q-x)(SO₃R¹)_x

die bevorzugte Monomere für die Herstellung der Beschichtungspoly meren sind. In den Formeln II und III stehen
n jeweils unabhängig für eine ganze Zahl von 2 bis ein schließlich 6;
x jeweils unabhängig für 1 oder 2;
q jeweils unabhängig für 0 oder 2; und
bedeutet der Rest R¹ jeweils unabhängig -H, ein Äquivalent ei nes Metallions, insbesondere ein Alkalimetallion, oder einen Rest eines aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphati schen Alkohols, vorzugsweise eines Alkanols mit 1 bis 6, ins besondere mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eines Cycloalkanols mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, eines Arylalkanols mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eines Alkanols mit Sauerstoff- und bzw. oder Stickstoffatomen in der Kette und bis zu 12 Kohlen stoffatomen, wie -(CH₂-CH₂-O)_d-H, -(CH₂-CH(CH₃)-O)_d-H, -(CH₂-CH₂-CH₂-O)_d-H oder (CH₂)_d-NH_2-e(R²)_e, wobei R² für -CH₃ oder -C₂H₅, d für 1, 2, 3 oder 4 und e für 0, 1 oder 2 steht.

Den gegebenen Definitionen entsprechend bedeutet der Rest (C_nH_2n-q-x) jeweils unabhängig einen geradkettigen oder verzweig ten einwertigen Alkenylrest (q = 0, x = 1) oder Alkadienylrest (q = 2, x = 1) oder einen zweiwertigen Alkenylenrest (q = 0, x = 2) oder Alkadie nylenrest (q = 2, x = 2).

Anstelle von 2 Monomeren II und III kann man auch nur ein Monomer (II + III) einsetzen, das die Gruppen COOR¹ und SO₃R¹ in demselben Molekül enthält.

Auch vom Benzol abgeleitete Monomerkomponenten der allgemeinen For mel V

Formel V: (C₆H_6-b-c-d)B_bR³ _c(OH)_d

fallen unter die Formel I und können vorteilhaft als Monomere in dem Beschichtungspolymer enthalten sein, wobei
B jeweils unabhängig einen ein- oder zweiwertigen geradketti gen oder verzweigten Rest der Formeln -(C_nH_2n-1-q-x)(COOR¹)_x oder -(C_nH_2n-1-q-x)(SO₃R¹)_x bedeu tet, wobei R¹, n, q, x und y wie zuvor definiert sind;
R³ jeweils unabhängig C_1-4-Alkyl, -NH₂, -COOH, -SO₃H, -OSO₃H, -OPO(OH)₂, -PO(OH)₂, -OP(OH)₂, -OPO(O⁻)OCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃, -PO(O⁻)OCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃, -OP(O⁻)OCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃ oder gegebe nenfalls ein Salz, insbesondere ein Alkalisalz, oder einen Ester der genannten Gruppen bedeutet;
b für 1, 2 oder 3 steht;
c für 0, 1, 2 oder 3 steht; und
d für 0, 1, 2 oder 3 steht;
mit der Maßgabe, daß b + c + d ≦ 6, vorteilhaft ≦ 4 ist.

Andere geeignete Monomere für die Herstellung der Beschichtungspo lymeren, die auf die aktivierte Substratoberfläche gepfropft wer den, sind der Formel I entsprechende neutrale oder saure Schwefel säureester und Salze der letzteren; Sulfonsäuren, deren Salze und Ester; Phosphonsäuren, deren neutrale oder saure Salze, neutrale oder saure Ester sowie Salze der letzteren; Phosphorsäureester, de ren neutrale oder saure Salze, neutrale oder saure Ester sowie Sal ze der letzteren; und Phosphorigsäure, deren neutrale oder saure Salze, neutrale oder saure Ester sowie Salze der letzteren.

Schließlich seien noch 1 bis 3-wertige (oder -basische) Phenole so wie deren Salze, die der Formel I entsprechen, als geeignete Mono mere erwähnt.

Natürlich können die Beschichtungspolymeren in jedem Fall (und nicht nur im zuvor erwähnten Fall der Carboxyl-, Carboxylat und Carbonestergruppen) verschiedene Reste A enthalten, was man durch entsprechende Auswahl der Monomeren erreicht.

Von den für die Herstellung der Beschichtungspolymeren geeigneten Monomeren der allgemeinen Formeln I bis IV, die einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Reste A im Molekül enthalten, seien bei spielsweise genannt:
Acrylsäure, Natriumacrylat, Isobutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-(2'-Hydroxyethoxy)ethylacrylat, 2-Hydroxy- 1-methylethylacrylat, 2-N,N-Dimethylaminoethylacrylat, Methacryl säure, Natriummethacrylat, n-Propylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmeth acrylat, 2-(2'-Hydroxyethoxy)ethylmethacrylat, 2-Hydroxy-1-methyl ethylmethacrylat, 2-N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat, Maleinsäure, Diethylenglykolmethacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Natriumal lylsulfat, Natriummethallysulfat, 2-Hydroxyethylallylsulfat, Vinyl sulfonsäure, Natriumvinylsulfonat, Vinylsulfonsäure-2-hydroxyethyl ester, Vinylbenzolsulfonsäure, Natriumvinyltoluylsulfonat, 4-Vinyl salicylsäure, Butadien-(1,3)-diol-(1,4)-diphosphat, Sorbinsäure, Coffeinsäure, 4- und 2-Vinylphenol, 2-Allylhydrochinon 4-Vinylre sorcin, Carboxyl-styrolsulfonsäure.

Neben den Monomeren der allgemeinen Formeln I bis V können auch weitere Monomere in dem Beschichtungspolymer enthalten sein, die nicht oder nicht nennenswert zu den bakterienabweisenden Eigen schaften der Beschichtung beitragen. Dazu gehören z. B. Vinylether, wie Vinylmethylether und Vinylbutylether; Vinylketone, wie Vinyl ethylketon; Olefine und Diolefine, wie 1-Buten, 1-Hexen, 1,3-Buta dien, Isopren und Chloropren; Vinylsiloxane und andere siliciumhal tige Vinylmonomere, wie Tris(trimethylsiloxy)methacryloylpropylsi lan und Tris(trimethylsiloxy)acryloylpropylsilan. Diese Monomeren können sogar in überwiegender Menge vorhanden sein, z. B. bis zu 90 Mol-% ausmachen.

Bevorzugte Beschichtungspolymere enthalten einpolymerisiert (a) Monomere mit Carbonsäure-, Carboxylat und/oder Carbonestergruppen sowie (b) Monomere mit Sulfonsäure-, Sulfonat- und/oder Sulfonsäu reestergruppen, wobei die molaren Anteile dieser Monomeren in den Beschichtungspolymeren zusammen vorteilhaft 5 bis 30%, insbesonde re 15 bis 20% betragen und das Molverhältnis der Monomeren (a) zu den Monomeren (b) < 10, insbesondere < 5 ist. Besonders bevorzugt werden Beschichtungspolymere, die (a) Carboxyl- und/oder Carboxy latgruppen und (b) Sulfonsäure- und/oder Sulfonatgruppen enthalten. Diese Gruppen bewirken, wenn sie in den genannten molaren Anteilen und den genannten Molverhältnissen vorliegen, eine sprunghafte Inhibierung der Bakterienadhäsion. Es gibt drei mögliche Zweierkom binationen aus den genannten Gruppen, nämlich Carboxyl- und Sulfon säuregruppen, Carboxyl- und Sulfonatgruppen sowie Carboxylat- und Sulfonatgruppen, weiterhin zwei mögliche Dreierkombinationen, näm lich Carboxyl-, Carboxylat- und Sulfonatgruppen sowie Carboxyl-, Sulfosäure- und Sulfonatgruppen. Alle diese Kombinationen charakte risieren vorteilhafte Beschichtungen im Sinne der Erfindung. Natür lich ist es auch möglich, im Beschichtungspolymer vorliegende Grup pen nachträglich in funktionelle Gruppen A umzuwandeln, z. B. Car bonamid-Gruppen (von Acrylamid stammend) durch Hydrolyse in saurem Medium in Carboxylgruppen. Weiterhin kann man Carboxylgruppen und Sulfonsäuregruppen durch Neutralisieren (z. B. in Phosphatpuffern) in Carboxylat- bzw. Sulfonatgruppen überführen.

Ein wesentlicher Bestandteil der Beschichtungspolymeren ist ein einpolymerisiertes Monomer mit UV-strahlungssensitiver Gruppe. Als solche eignen sich alle Monomeren, die nach dem Einpolymerisieren noch mindestens eine reaktionsfähige Doppelbindung aufweisen, die die Pfropfung des Beschichtungspolymeren auf die aktivierte Sub stratoberfläche ermöglicht. Als Beispiele seien vinylische Cinna moyl- oder Furylderivate und insbesondere Cinnamoylethylacrylat oder -methacrylat genannt. Das UV-strahlungssensitive Monomer wird vorteilhaft in Mengen von 1 bis 20 Mol-%, vorteilhaft von 3 bis 15 Mol-%, bezogen auf die gesamten Monomeren, eingesetzt. Bei der radikalisch initiierten Polymerisation bleibt die zum Benzolring α-ständige Doppelbindung als UV-strahlungssensitive Gruppe für die spätere Pfropfung erhalten.

Die Polymeren werden in üblicher Weise durch radikalisch initiierte Polymerisation hergestellt, vorteilhaft durch Lösungs- oder Emul sionspolymerisation. Geeignete Lösemittel sind z. B. Wasser; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, und Cyclohexanon; Ether, wie Diethyl ether, Tetrahydrofuran und Dioxan; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, n- und iso-Propanol, n- und iso-Butanol und Cyclohexanol; stark polare Lösemittel, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und Dime thylsulfoxid; Kohlenwasserstoffe, wie Heptan, Cyclohexan, Benzol und Toluol; Halogenkohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan und Tri chlormethan; Ester, wie Ethylacetat, Propylacetat und Amylacetat; sowie Nitrile, wie Acetonitril.

Geeignete Polymerisationsinitiatoren sind z. B. Azonitrile, Alkyl peroxide, Acylperoxide, Hydroperoxide, Peroxyketone, Peroxyester und Percarbonate sowie alle üblichen Photoinitiatoren. Die Polyme risation wird thermisch, z. B. durch Erhitzen auf 60 bis 100°C, oder durch Strahlung mit entsprechender Wellenlänge eingeleitet. Nach Beendigung der exothermen Polymerisationsreaktion wird das Polymer in üblicher Weise vom Lösemittel abgetrennt, beispielsweise durch Fällung mittels Wasser, sofern das Lösemittel wasserlöslich ist. Durch Extraktion mit einem geeigneten Lösemittel können monomere oder oligomere Bestandteile entfernt werden.

2. Die Substratmaterialien

Als Substratmaterialien eignen sich vor allem polymere Substrate, wie Polyurethane, Polyamide, Polyester und -ether, Polyetherblock amide, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polycarbonate, Polyorganosilo xane, Polyolefine, Polysulfone, Polyisopren, Polychloropren, Poly tetrafluorethylen (PTFE), entsprechende Copolymere und Blends sowie natürliche und synthetische Kautschuke, mit oder ohne strahlungs sensitive Gruppen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch auf Oberflächen von lackierten oder anderweitig mit Polymeren be schichteten Metall-, Glas- oder Holzkörpern anwenden.

3. Die Aktivierung der Substratoberflächen

Die Oberflächen von Substratpolymeren können erfindungsgemäß nach einer Reihe von Methoden aktiviert werden. Zweckmäßig werden sie zuvor in bekannter Weise mit einem Lösemittel von anhaftenden Ölen, Fetten und anderen Verunreinigungen befreit.

3.1 Bei der Herstellung der Substratpolymeren können Monomere mit UV-strahlungssensitiven Gruppen einpolymerisiert werden, ähn lich wie für die Beschichtungspolymeren beschrieben. Hierfür kommen dieselben Monomeren in Betracht, die auch in den Beschichtungspoly meren enthalten sein können. Diese Monomeren können z. B. in Mengen von 1 bis 20 Mol-%, vorteilhaft von 3 bis 15 Mol-% angewandt wer den. Solche strahlungssensitiv modifizierte Polymere können in üblicher Weise durch radikalisch initiierte Polymerisation in Lösung, Emulsion oder Suspension hergestellt werden.

3.2 Alternativ kann die Aktivierung von Standardpolymeren ohne UV-strahlungssensitive Gruppen durch UV-Strahlung, z. B. im Wellen längenbereich von 100 bis 400 nm, vorzugsweise von 125 bis 310 nm erfolgen. Eine geeignete Strahlenquelle ist z. B. ein UV-Excimer-Ge rät HERAEUS Noblelight, Hanau, Deutschland. Aber auch Quecksilber dampflampen eignen sich zur Substrataktivierung, sofern sie erheb liche Strahlungsanteile in den genannten Bereichen emittieren. Die Expositionszeit beträgt, je nach Strahlungsintensität und Wellen länge, im allgemeinen 0,1 Sekunden bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 Sekunde bis 10 Minuten. Es hat sich gezeigt, daß die Anwesenheit von Sauerstoff vorteilhaft ist. Die bevorzugten Sauerstoffdrücke liegen zwischen 2×10⁻⁵ und 2×10⁻² bar. Man arbeitet beispielsweise in einem Vakuum von 10⁻⁴ bis 10⁻¹ bar oder unter Verwendung eines Inertgases, wie Helium, Stickstoff oder Argon, mit einem Sauer stoffgehalt von 0,02 bis 20 Promille.

3.3 Die Aktivierung kann erfindungsgemäß auch durch ein Hochfre quenz- oder Mikrowellenplasma (Hexagon, Fa. Technics Plasma, 85551 Kirchheim, Deutschland) in Luft, Stickstoff- oder Argon-Atmosphäre erreicht werden. Die Expositionszeiten betragen im allgemeinen 30 Sekunden bis 30 Minuten, vorzugsweise 2 bis 10 Minuten. Der Ener gieeintrag liegt bei Laborgeräten zwischen 100 und 500 W, vorzugs weise zwischen 200 und 300 W.

3.4 Weiterhin lassen sich auch Korona-Geräte (Fa. SOFTAL, Ham burg, Deutschland) zur Aktivierung verwenden. Die Expositionszeiten betragen in diesem Falle in der Regel 1 Sekunde bis 10 Minuten, vorzugsweise 1 bis 60 Sekunden.

3.5 Die Aktivierung durch Elektronen- oder gamma-Strahlen (z. B. aus einer Kobalt-60-Quelle) ermöglicht kurze Expositionszeiten, die im allgemeinen 0,1 bis 60 Sekunden betragen.

3.6 Beflammungen von Oberflächen führen ebenfalls zu deren Akti vierung. Geeignete Geräte, insbesondere solche mit einer Barriere- Flammenfront, lassen sich auf einfache Weise bauen oder beispiels weise beziehen von der Fa. ARCOTEC, 71297 Mönsheim, Deutschland. Sie können mit Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoff als Brenngas betrieben werden. In jedem Fall muß eine schädliche Überhitzung des Substrats vermieden werden, was durch innigen Kontakt mit einer ge kühlten Metallfläche auf der von der Beflammungsseite abgewandten Substratoberfläche leicht erreicht wird. Die Aktivierung durch Beflammung ist dementsprechend auf verhältnismäßig dünne, flächige Substrate, wie Folien, beschränkt. Die Expositionszeiten belaufen sich im allgemeinen auf 0,1 Sekunde bis 1 Minute, vorzugsweise 0,5 bis 2 Sekunden, wobei es sich ausnahmslos um nicht leuchtende Flam men handelt und die Abstände der Substratoberflächen zur äußeren Flammenfront 0,2 bis 5 cm, vorzugsweise 0,5 bis 2 cm betragen.

3.7 Schließlich lassen sich die Substratoberflächen auch durch Behandlung mit starken Säuren oder starken Basen aktivieren. Von den geeigneten starken Säuren seien Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure genannt. Man kann z. B. Polyamide 5 Sekunden bis 1 Minute mit konzentrierter Schwefelsäure bei Raumtemperatur behan deln. Als starke Basen eignen sich besonders Alkalimetallhydroxide in Wasser oder einem organischen Lösemittel. So kann man z. B. ver dünnte Natronlauge 1 bis 60 Minuten bei 20 bis 80°C auf die Sub stratoberfläche einwirken lassen. Alternativ können beispielsweise Polyamide aktiviert werden, indem man 2%-iges KOH in Tetrahydrofu ran 1 Minute bis 30 Minuten auf die Oberfläche einwirken läßt.

3.8 In manchen Fällen, z. B. bei hochhydrophoben Polymeren, kann es empfehlenswert sein, die Substratoberflächen durch eine Kombina tion aus zwei oder mehr der genannten Methoden zu aktivieren. Ganz allgemein hat sich eine Substrataktivierung bewährt, bei der der Einbau UV-strahlungssensitiver Gruppen (3.1) mit einer UV-Bestrah lung (3.2) kombiniert wird. 4. Die Beschichtung durch Pfropfpolymerisation

Nach einer der unter 3.2 bis 3.8 beschriebenen aktivierenden Vorbe handlungen werden die Substrate mit den aktivierten Oberflächen zweckmäßig 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5 Minuten der Ein wirkung Sauerstoff, z. B. in Form von Luft, ausgesetzt. Alternativ kann man auf die aktivierten Oberflächen auch ähnlich lange ein Lösemittel, wie Tetrahydrofuran, einwirken lassen.

Anschließend werden die (gegebenenfalls auch gemäß 3.1) aktivierten Oberflächen nach bekannten Methoden, wie Tauchen, Sprühen oder Streichen, mit einer Lösung des erfindungsgemäß zu verwendenden Beschichtungspolymeren beschichtet. Als Lösemittel haben sich z. B. Ether, wie Tetrahydrofuran, und/oder stark polare Lösemittel, wie Dimethylsulfoxid, bewährt, doch sind auch andere Lösemittel ver wendbar, sofern sie ein ausreichendes Lösevermögen für die Monome ren aufweisen und die Substratoberflächen gut benetzen. Je nach Löslichkeit der Polymeren und gewünschter Schichtdicke der ge pfropften Beschichtung beträgt die Konzentrationen des Polymeren in der Lösung im allgemeinen 0,1 bis 50 Gewichtsprozent. Lösungen mit einem Gehalt an Beschichtungspolymer von 3 bis 15 Gew.-%, vorteil haft von etwa 10 Gew.-% haben sich in der Praxis bewährt und erge ben im allgemeinen in einem Durchgang zusammenhängende, die Sub stratoberfläche abdeckende Beschichtungen mit Schichtdicken, die mehr als 0,1 µm betragen können.

Nach dem Verdampfen des Lösemittels oder auch schon während des Verdampfens wird die Pfropfung des aufgebrachten Beschichtungspoly meren unter Ausbildung kovalenter Bindungen zur Substratoberfläche zweckmäßig durch Strahlen im kurzwelligen Segment des sichtbaren Bereiches oder im langwelligen Segment des UV-Bereiches der elek tromagnetischen Strahlung bewirkt. Gut geeignet ist z. B. die Strah lung eines UV-Excimers der Wellenlängen 250 bis 500 nm, vorzugswei se von 290 bis 320 nm. Auch hier haben sich Quecksilberdampflampen als geeignet erwiesen, sofern sie erhebliche Strahlungsanteile in den angegebenen Bereichen emittieren. Die Expositionszeiten betra gen im allgemeinen 10 Sekunden bis 30 Minuten, vorzugsweise 2 bis 15 Minuten.

Bisweilen ist es zweckmäßig, die beschriebenen Arbeitsschritte ein schließlich der Aktivierung zu wiederholen, um mittels einer sol chen Mehrschichttechnik eine hermetisch geschlossene und/oder dickere Beschichtung herzustellen. Weiterhin ist es möglich, das ober flächenaktivierte Substrat, gegebenenfalls nach der beschriebenen Sauerstoff- oder Lösemittelbehandlung, in die Lösung des erfin dungsgemäß zu verwendenden Beschichtungspolymeren einzutauchen und im getauchten Zustand zu bestrahlen. Durch orientierende Versuche läßt sich unschwer feststellen, bei welchen Bestrahlungszeiten mit einer gegebenen Strahlenquelle und bei welchen, gegebenenfalls län geren Kontaktzeiten von Substrat und Lösung die gewünschte Schicht dicke erreicht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur bakterienabweisenden Modifizie rung der Oberfläche von Substraten und insbesondere von Polymersub straten gestattet die genaue Einstellung von Molverhältnissen ver schiedener funktioneller Gruppen, die zur Inhibierung der Bakteri enadhäsion und/oder -ausbreitung optimal sind. Es ist ein besonde rer Vorteil des Verfahrens und der beschichteten Substrate nach der Erfindung, daß die letzteren zudem eine gute Blutverträglichkeit zeigen. Darüber hinaus bietet das Verfahren den Vorteil, daß be reits bewährte Polymere auf diese Weise unter Beibehaltung ihrer mechanischen Eigenschaften und ihrer Form zusätzlich bakterienab weisend einstellbar sind. Es sind keine weiteren Vor- oder Nachbe handlungen erforderlich, sofern eine problemfreie Benetzung und ei ne chemische Bindung an die Substratoberflächen möglich ist. Hoch hydrophobe Kunststoffe bedürfen gegebenenfalls einer hydrophilie renden Vorbehandlung, z. B. durch chemisches Ätzen mit Säuren oder Basen oder durch Plasma-Behandlung, um eine ausreichende Benetzbar keit durch die Lösung des Beschichtungspolymeren zu erreichen. Die hochhydrophoben Kunststoffe werden dann gleichzeitig hydrophiliert und im Sinne der vorliegenden Erfindung oberflächenaktiviert.

Nach den Verfahren der vorliegenden Erfindung beschichtete und da durch bakterienabweisend modifizierte Gegenstände eignen sich als bioverträgliche Materialien zur Verwendung im biotechnischen oder medizinischen Bereich, z. B. für Lager- oder Verpackungszwecke oder für Schläuche oder Rohrleitungen.

Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden die fol genden Beispiele gegeben, die die Erfindung weiter erläutern, nicht aber ihren Umfang begrenzen sollen, wie er in den Patentansprüchen dargelegt ist. Die in den Beispielen verwendeten Beschichtungspoly meren sind stellvertretend für eine Vielzahl anderer Polymerer mit Monomeren, die unter die Formeln I bis IV fallen.

Beispiele Messung der Bakterienadhäsion an Folien aus Beschichtungspolymeren über Szintillation

Diese Folien sind keine erfindungsgemäßen Produkte, sondern wurden zum Vergleich ihrer bakterienabweisenden Eigenschaften mit denen von bakterienabweisend beschichteten Substratfolien nach der Erfin dung hergestellt.

Proben der durch Copolymerisation erhaltenen Beschichtungspolymeren (nachfolgende Beispiele 1 bis 10) werden in einem geeigneten Löse mittel, wie Chloroform, gelöst. Nach Ausgießen in eine Petrischale und Verdampfung des Lösemittels werden die erhaltenen Polymerfolien über einen Zeitraum von einer Stunde in 1 ml einer Lösung einge taucht, die aus 0,4 g/l Rinderserumalbumin (BSA), gelöst in phos phatgepufferter physiologischer Kochsalzlösung (PBS), und 20 µg/ml gereinigtem humanen Fibronektin besteht. Anschließend werden die so mit Fibronektin beschichteten Proben unter kräftigem Rühren 1 Stun de lang bei 37°C in eine Suspension der jeweiligen Bakterien gege ben, die durch Einbau von ³H-Thymidin radioaktiv markiert sind. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne werden die überschüssigen Bakterien durch Waschen entfernt, die Polymerfolien 2 mal mit je weils 3 ml einer PBS-BSA-Lösung abgespült und zur Bestimmung der Anzahl adhärierender Bakterien in ein Schraubglas mit 20 ml Szin tillationslösung gelegt. Der Prozentsatz an adhärierenden Bakterien wird über das Verhältnis der in der Probe vorhandenen zu der von den Bakterien ursprünglich eingebrachten Radioaktivität bestimmt. Die Hemmung der Bakterienadhäsion wird prozentual zu der Bakterien adhäsion einer unbehandelten Folie als externem Standard bestimmt.

Messung der Bakterienadhäsion beschichteter Standardfolien über die ATP-Bestimmung (statisch)

Nach einer Adsorption der Bakterienzellen an eingetauchte Polymer folien werden die nicht adhärierenden Bakterien mit steriler PBS- Pufferlösung weggespült. Aus den adhärierenden Bakterien wird der Zellinhaltsstoff Adenosintriphosphat (ATP) in üblicher Weise extra hiert und mit einer handelsüblichen Testkombination im bioluminome trischen Test bestimmt. Die Anzahl der gemessenen Lichtimpulse ist proportional zur Zahl der adhärierenden Bakterien. Es werden in je dem Fall mehrere Folienstücke eingesetzt. Der mit der unbeschichte ten Standardfolie gemessene Wert wird gleich hundert Prozent ge setzt, und die Bakterienadhäsionswerte der bakterienabweisend be schichteten Folien werden als prozentuale Verminderung ausgedrückt.

Messung der Bakterienadhäsion beschichteter Standardfolien über die ATP-Bestimmung (dynamisch)

Die Bakterien werden mit dem zu prüfenden Folienstück in eine Hefe extrakt-Pepton-Glucose-Nährlösung gegeben und 24 Stunden bei 37°C geschüttelt. Im Anschluß daran wird das Folienstück mit Leitungs wasser gespült, in einen frischen Kolben mit Nährlösung übertragen und für weitere 24 Stunden bei 37°C geschüttelt. Dieser Zyklus wird noch einmal wiederholt, und das Folienstück wird mit Leitungswasser gespült. Aus den an der Folie adhärierenden Bakterien wird der Zellinhaltsstoff Adenosintriphospat (ATP) extrahiert und mit einer handelsüblichen Testkombination im bioluminometrischen Test be stimmt. Da für die dynamische Messung die gleichen Randbedingungen wie für die statische Messung gültig sind, werden die Bakterienad häsionswerte der beschichteten Folien als prozentuale Verminderung im Vergleich zu unbeschichteten Standardfolien ausgedrückt.

Herstellung der Polymeren Beispiel 1

Ein Monomerengemisch aus 65 Mol% Tris(trimethylsiloxy)methacrylo yloxypropylsilan (TTMPS), 10 mol% Cinnamoylethylmethacrylat (CEM), 13,7 mol% Methacrylsäure (MA) und 11.3 mol% Dimethyloctylammonium styrolsulfonat (DOASS) wird in THF als Lösemittel unter Schutzgas vorgelegt und auf 65°C erhitzt. Nach Erreichen dieser Temperatur werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril zugegeben. Nach einer Reak tionsdauer von 24 Stunden wird das Quaterpolymer durch Entfernen des Lösemittels am Rotationsverdampfer isoliert und anschließend mit Wasser gewaschen. Die NMR-Analyse des Produkts ergibt eine Zusammensetzung von

Das Verhältnis von COOH bzw. COO⁻ zu SO₃⁻ beträgt 1,2.

Beispiel 2

Ein Monomerengemisch aus 75 Mol% Tris(trimethylsiloxy)methacrylo yloxypropylsilan (TTMPS), 10 mol% Cinnamoylethylmethacrylat (CEM), 10 mol% Methacrylsäure (MA) und 5 mol% Dimethyloctylammoniumstyrol sulfonat (DOASS) wird in THF als Lösemittel unter Schutzgas vorge legt und auf 65°C erhitzt. Nach Erreichen dieser Temperatur werden 0.6 mol% Azobisisobutyronitril zugegeben. Nach einer Reaktionsdauer von 24 Stunden wird das Quaterpolymer durch Entfernen des Lösemit tels am Rotationsverdampfer isoliert und anschließend mit Wasser gewaschen. Die NMR-Analyse des Produkts ergibt eine Zusammensetzung von

Das Verhältnis von COOH bzw. COO⁻ zu SO₃⁻ beträgt 0,55.

Beispiel 3

55 mol% Methylmethacrylat, 35 mol% Methacrylsäure, 5 mol% Natrium styrolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid gelöst. Nach Erreichen der Reaktions temperatur von 70°C werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril, gelöst in Dimethylsulfoxid, zugetropft. Nach 18 Stunden Reaktionsdauer wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und anschließend im Soxh let mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Beispiel 4

65 mol% Methylmethacrylat, 18 mol% Methacrylsäure, 12 mol% Natrium styrolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid gelöst. Nach Erreichen der Reaktions temperatur von 75°C werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril, gelöst in Dimethylsulfoxid, zugetropft. Nach 16 Stunden Reaktionsdauer wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und anschließend im Soxh let mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Beispiel 5

80 mol% Methylmethacrylat, 10 mol% Acrylsäure, 5 mol% Natriumsty rolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid vorgelegt. Nach Erreichen der Reak tionstemperatur von 75°C werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril, ge löst in Dimethylsulfoxid. zugetropft. Nach 16 Stunden Reaktionsdau er wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und anschließend im Soxhlet mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Beispiel 6

87,5 mol% Methylmethacrylat, 5 mol% Maleinsäureanhydrid, 2,5 mol% Natriumstyrolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid vorgelegt. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur von 70°C werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril, gelöst in Dimethylsulfoxid, zugetropft. Nach 16 Stunden Reaktions dauer wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und anschließend im Soxhlet mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Beispiel 7

80 mol% Methylmethacrylat. 8 mol% Methacrylsäure, 7 mol% Natrium styrolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid vorgelegt. Nach Erreichen der Reak tionstemperatur von 70°C werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril, ge löst in Dimethylsulfoxid, zugetropft. Nach 16 Stunden Reaktionsdau er wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und anschließend im Soxhlet mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Beispiel 8

85 mol% Methylmethacrylat, 7,5 mol% Maleinsäureanhydrid, 2,5 mol% Natriumstyrolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid vorgelegt. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur von 70°C werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril, gelöst in Dimethylsulfoxid, zugetropft. Nach 18 Stunden Reaktions dauer wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und anschließend im Soxhlet mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Beispiel 9

55 mol% Methylmethacrylat, 35 mol% Methacrylsäure, 5 mol% Natrium styrolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid vorgelegt. Nach Erreichen der Reak tionstemperatur von 80°C werden 0,6 mol% Azobisisobutyronitril, ge löst in Dimethylsulfoxid. zugetropft. Nach 20 Stunden Reaktionsdau er wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und anschließend im Soxhlet mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Beispiel 10

65 mol% Methylmethacrylat. 18 mol% Methacrylsäure, 12 mol% Tri ethylammoniumstyrolsulfonat und 5 mol% Cinnamoylethylmethacrylat werden unter Schutzgas in Dimethylsulfoxid vorgelegt. Nach Errei chen der Reaktionstemperatur von 70°C werden 0,6 mol% Azobisisobu tyronitril, gelöst in Dimethylsulfoxid, zugetropft. Nach 16 Stunden Reaktionsdauer wird das Produkt mit Eiswasser ausgefällt und an schließend im Soxhlet mit Aceton und Wasser extrahiert. Die Trock nung erfolgt bei 50°C im Vakuum.

Das als strahlungssensitives Monomer verwendete Cinnamoylethylmeth acrylat wird ausgehend von 2-Hydroxyethylmethacrylat (3,8 mM) und Cinnamoylchlorid (3,8 mM) in 100 ml trockenem Ethylether bei Raum temperatur in Anwesenheit von 3,8 mM Pyridin erhalten.

Pfropfung der Beschichtungspolymeren auf Substratfolien

Für die Versuche werden cinnamoylgruppenhaltige Polymere einge setzt. Die Beschichtung der Substrate durch Pfropfung mit den Beschichtungspolymeren wurde mittels Photografting durchgeführt. Als Aktivierungsverfahren wurde UV-Bestrahlung mit einer Hg-Dampf lampe (100 W) gewählt, die Pfropfung wurde durch Bestrahlung mit derselben Lampe initiiert. Im einzelnen wurde so verfahren:

- Das Substrat wird 20 min bestrahlt und anschließend 15 min in THF getaucht
- Eine Lösung des Beschichtungspolymers (10 g/l) in THF/Dime thylsulfoxid (80/20) wird auf 2 Proben der Substratfolie auf gesprüht
- Die beiden Proben werden 10 min bestrahlt, wobei es zu einer Vernetzung und Pfropfung mittels der α-ständigen Doppelbindun gen kommt:

Die Photovernetzung mittels der strahlungssensitiven Gruppen kann IR-spektroskopisch beobachtet werden. Während das IR-Spektrum des bereits mit dem Beschichtungspolymer beschichteten, aber noch nicht UV-bestrahlten Substrats bei 1637 cm⁻¹ eine den C=C-Doppelbindungen zugeordnete Bande aufweist, ist diese Bande nach der UV-Bestrahlung nicht mehr registrierbar.

Die Ergebnisse der Prüfung auf bakterienabweisende Eigenschaften der beschichteten Substratfolien sind aus den folgenden 6 graphi schen Darstellungen ersichtlich. Die Szintillationswerte wurden mit nicht erfindungsgemäßen Folien aus Beschichtungspolymeren erhalten. Man erkennt, daß die bakterienabweisenden Eigenschaften der erfin dungsgemäß beschichteten Substratfolien denjenigen der Folien aus den Beschichtungspolymeren sehr ähnlich sind.

Figur 1

Reduktion der Adhäsion von Staphylococcus aureus auf erfindungsge mäß beschichteten Folien in Abhängigkeit von dem molaren COO⁻/SO₃⁻-Ver hältnis

Figur 2

Reduktion der Adhäsion von Staphylococcus epidermidis auf erfindungsgemäß beschichteten Folien in Abhängigkeit von dem molaren COO⁻/SO₃⁻-Verhältnis

Figur 3

Reduktion der Adhäsion von Staphylococcus pyogenes auf erfindungsgemäß beschichteten Folien in Abhängigkeit von dem molaren COO⁻/SO₃⁻-Verhältnis

Figur 4

Reduktion der Adhäsion von Klebsiella pneumoniae auf erfindungsgemäß beschichteten Folien in Abhängigkeit von dem molaren COO⁻-/SO₃⁻-Verhältnis

Figur 5

Reduktion der Adhäsion von Pseudomonas aeroginosa auf erfindungsgemäß beschichteten Folie in Abhängigkeit von dem molaren COO⁻/SO₃⁻-Verhältnis

Figur 6

Reduktion der Adhäsion von Escherichia coli auf erfindungsgemäß beschichteten Folien in Abhängigkeit von dem molaren COO⁻/SO₃⁻-Verhältnis

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von bakterienabweisenden, kovalent fixierten Beschichtungen auf der Oberfläche von Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Beschichtungspolymer, das

(i) mindestens ein Monomer der allgemeinen Formel I
Formel I: R-(A)_a,
in der R einen ein- oder zweifach olefinisch ungesättigten orga nischen Rest, vorzugsweise einen Kohlenwasserstoffrest, mit der Wertigkeit a bedeutet,
A eine Carboxylgruppe -COOH, Schwefelsäuregruppe -OSO₂OH, Sulfonsäuregruppe -SO₃H, Phosphorsäuregruppe -OPO(OH)₂, Phosphonsäuregruppe -PO(OH)₂, Phosphorigsäuregruppe -DP(OH)₂, phenolische Hydroxylgruppe oder ein Salz oder einen Ester einer der genannten Gruppen bezeichnet, und
a für 1, 2 oder 3 steht; und
(ii) mindestens ein Monomer mit einer UV-strahlungssensitiven Gruppe
einpolymerisiert enthält, strahleninduziert auf eine aktivierte Substratoberfläche pfropft.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungspolymere mindestens ein Monomer der allgemeinen For meln II oder III,
Formel II: (C_nH_2n-q-x)(COOR¹)_x
Formel III: (C_nH_2n-q-x)(SO₃R¹)_x
enthält, in denen
n jeweils unabhängig für eine ganze Zahl von 2 bis einschließ lich 6;
x jeweils unabhängig für 1 oder 2;
q jeweils unabhängig für 0 oder 2 steht; und
R¹ jeweils unabhängig -H, ein Äquivalent eines Metallions, insbesondere ein Alkalimetallion, einen Rest eines alipha tischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Alkohols, bedeutet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungspolymer mindestens ein von Benzol abgeleitetes Monomer der allgemeinen Formel IV
Formel IV: (C₆H_6-b-c-d)B_bR³ _c(OH)_d
enthält, worin
B jeweils unabhängig einen ein- oder zweiwertigen geradketti gen oder verzweigten Rest der Formeln -(C_nH_2n-1-q-x)(COOR¹)_x oder -(C_nH_2n-1-q-x)(SO₃R¹)_x bedeu tet, wobei R¹, n, q, x und y wie zuvor definiert sind;
R³ jeweils unabhängig C_1-4-Alkyl, -NH₂, -COOH, -SO₃H, -OSO₃H, -OPO(OH)₂, -PO(OH)₂, -OP(OH)₂, -OPO(O⁻)OCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃, -PO(O⁻)OCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃, -OP(O⁻)OCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃ oder gegebe nenfalls ein Salz, insbesondere ein Alkalisalz, oder einen Ester der genannten Gruppen bedeutet;
b für 1, 2, oder 3 steht;
c für 0, 1, 2, oder 3 steht; und
d für 0, 1, 2, oder 3 steht;
mit der Maßgabe, daß b + c + d ≦ 6, vorteilhaft ≦ 4 ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungspolymer mindestens ein Monomer enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus der Formel I entsprechenden neutra len oder sauren Schwefelsäureestern und Salzen der letzteren; Sul fonsäuren, deren Salzen und Estern; Phosphonsäuren, deren neutralen oder sauren Salzen, neutralen oder sauren Estern sowie Salzen der letzteren; Phosphorsäureestern, deren neutralen oder sauren Salzen, neutralen oder sauren Ester sowie Salzen der letzteren; und Phos phorigsäuren, deren neutralen oder saure Salzen, neutralen oder sauren Estern sowie Salzen der letzteren besteht. .

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß wenn das Beschichtungspolymer ein Monomer I bis IV mit einer Carboxylgruppe -COOH oder einem Salz oder einem Ester der Carboxylgruppe enthält, dieses Monomer mindestens einen weiteren Rest A mit einer anderen der für A genannten Bedeutungen aufweist oder das Beschichtungspolymer mindestens ein weiteres Monomer I bis IV enthält, in dem A eine andere der für A genannten Bedeutungen hat.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungspolymer (a) ein Monomer mit Carbonsäure-, Carboxylat und/oder Carbonestergruppen und (b) ein Monomer mit Sulfonsäure-, Sulfonat- und/oder Sulfonsäureestergruppen enthält, wobei die mola ren Anteile dieser Monomeren zusammen 5 bis 30% betragen und das Molverhältnis der Monomeren (a) zu den Monomeren (b) < 10 ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungspolymer Carboxyl- und Sulfonsäuregruppen, Carboxyl- und Sulfonatgruppen. Carboxylat- und Sulfonatgruppen oder Carb oxyl-, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Monomer mit UV-strahlungssensitiver Gruppe ein Cinnamoyl- oder Furylderivat ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Monomer mit UV-strahlungssensitiver Gruppe ein Cinnamoylethylacry lat oder -methacrylat ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Substratoberfläche durch ein einpolymerisiertes Monomer mit einer UV-strahlungssensitiven Gruppe aktiviert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Substratoberfläche durch UV-Strahlung aktiviert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Substratoberfläche durch ein einpolymerisiertes Monomer mit einer UV-strahlungssensitiven Gruppe und zusätzlich durch UV-Strahlung aktiviert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Substratoberfläche durch Hochfrequenz- oder Mikrowellenplasma aktiviert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13. dadurch gekenn zeichnet, daß die Pfropfung des Beschichtungspolymeren auf die Sub stratoberfläche durch UV-Strahlen induziert wird.

15. Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß er auf seiner Ober fläche eine bakterienabweisende Beschichtung aufweist, die durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 erzeugt wurde.

16. Verwendung eines Gegenstandes nach Anspruch 15 im medizini schen oder biotechnischen Bereich.

17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand für Lager- oder Verpackungszwecke verwendet wird.

18. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand für Schläuche oder Rohrleitungen verwendet wird.