DE19723132A1 - Polymere mit bakteriophoben Eigenschaften - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von bestimmten wasserunlösli­ chen Polymeren als bakteriophobe Materialien. Die Erfindung betrifft weiterhin neue als bakteriophobe Materialien verwendbare Polymere sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Schließlich betrifft die Erfindung Erzeugnisse, die unter Verwendung der bakteriophoben Mate­ rialien hergestellt werden.

Bei allen medizinischen Untersuchungen, Behandlungen und Eingriffen, bei denen Gegenstände, Geräte oder Hilfsmittel in direktem Kontakt mit lebendem Gewebe und/oder Körperflüssigkeiten kommen, können bak­ terielle Kontaminationen zu erheblichen Schwierigkeiten bis hin zur Gefährdung der Patienten führen. Dies trifft bei kurzen Kontakten ebenso zu wie bei mittelfristigen oder dauerhaften Applikationen von Implantaten, Kathetern, Prothesen und anderen medizintechnischen An­ wendungen. So ist aus P.A. Goldmann, G.B. Pier, Clin. Microbiol. Rev. 6, (1993), 176 ff. bekannt, daß durch Infektionen bei operati­ ven Eingriffen erhebliche und kostenintensive Komplikationen auftre­ ten. Aus gleichen Gründen sind Katheter nach Applikationszeiten von 2 bis 6 Tagen auszutauschen.

Auch im Bereich der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind Besie­ delungen und Ausbreitungen von Bakterien auf Oberflächen von Rohr­ leitungen, Behältern oder Verpackungen im hohen Maße unerwünscht. Es bilden sich häufig Schleimschichten, die Mikrobenpopulationen extrem ansteigen lassen, die Wasser-, Getränke- und Lebensmittelqualitäten nachhaltig beeinträchtigen und sogar zum Verderben der Ware sowie zur gesundheitlichen Schädigung der Verbraucher führen können.

Aus allen Lebensbereichen, in denen Hygiene von Bedeutung ist, sind Bakterien fernzuhalten. Davon betroffen sind Textilien für den direkten Körperkontakt, insbesondere für den Intimbereich und für die Kranken- und Altenpflege. Außerdem sind Bakterien fernzuhalten von Möbel- und Geräteoberflächen in Pflegestationen, insbesondere im Bereich der Intensivpflege und der Kleinstkinder-Pflege, in Kranken­ häusern, insbesondere in Räumen für medizinische Eingriffe und in Isolierstationen für kritische Infektionsfälle sowie in Toiletten.

Gegenwärtig werden Geräte, Oberflächen von Möbeln und Textilien ge­ gen Bakterien im Bedarfsfall oder auch vorsorglich mit Chemikalien oder deren Lösungen sowie Mischungen behandelt, die als Desinfek­ tionsmittel mehr oder weniger breit und massiv antimikrobiell wir­ ken. Solche chemischen Mittel wirken unspezifisch, sind häufig selbst toxisch oder reizend oder bilden gesundheitlich bedenkliche Abbauprodukte. Häufig zeigen sich auch Unverträglichkeiten bei ent­ sprechend sensibilisierten Personen.

Eine weitere Vorgehensweise gegen oberflächige Bakterienausbreitun­ gen stellt die Einarbeitung antimikrobiell wirkender Substanzen in Oberflächenschichten dar, so z. B. Silbersalze gemäß WO 92/18098. Auch die Einarbeitung von quaternären Ammoniumsalzen in lackartigen Coatings ist aus WO 94/13748 bekannt.

Derartige Komposite erweisen sich jedoch als wenig beständig gegen­ über wäßrigen Lösungen oder Körperflüssigkeiten. Es kommt zu Auslau­ gungen, wodurch die Konzentrationen der antimikrobiellen Wirkstoffe mit der Applikationsdauer reduziert und die Wirkung herabgesetzt wird. Darüber hinaus gelangen im Falle der medizinischen Anwendung derartiger Formulierungen Wirkstoffanteile in den physiologischen Kreislauf, was aufgrund toxikologischer Bedenklichkeiten und poten­ tieller Nebenwirkungen in hohem Maße unerwünscht ist.

Aus einem anderen technischen Gebiet sind aus US-PS 5 278 200 Poly­ mere bekannt, die Carboxylat- und Sulfonatgruppen in einem dem natürlichen Heparin vergleichbaren Verhältnis enthalten. Diese Poly­ mere weisen antikoagulierende Eigenschaften gegenüber Thrombozyten im Blut auf.

Darüber hinaus wird in vielfältiger Weise versucht, antimikrobiell wirkende Substanzen auf polymeren und/oder funktionalisierten Ober­ flächen, vorzugsweise durch kovalente Bindungen zu immobilisieren (T. Ouchi, Y. Ohya, Prog. Polym. Sci., 20 (1995). 211 ff.). Hierbei führt die chemische Bindung an ein Substrat zu einer Herabsetzung der bakteriziden Wirkung gegenüber den freien Wirkstoffen. Bei medi­ zinischen Anwendungen zeigen derartige Oberflächen oft Unverträg­ lichkeiten zum physiologischen System.

Zusätzlich bleiben die abgetöteten Bakterien auf antimikrobiell wir­ kenden Oberflächen zurück und bauen organische Schichten auf, die schließlich die bakteriziden Wirkungen gänzlich maskieren. Die Be­ deckung der Oberfläche mit abgetöteten Bakterien stellt für den wei­ teren mikrobiellen Befall einen besonders vorteilhaften Nährboden dar (A. Kanazawa, T. Ikeda, T. Endo, J. Polym. Sci. A Polym. Chem., 31, (1993). 1467 ff.).

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Ober­ flächen von Polymeren auf physiologisch verträgliche Weise weitge­ hend von Bakterien frei zu halten, ohne daß die abgetöteten Bakte­ rien auf der Oberfläche zurückbleiben.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung von wasserunlöslichen Polymeren A gemäß den Anspruch 1, erhältlich durch radikalische Polymerisation von

• (a) mindestens einem Monomer der allgemeinen Formel
  Formel I: R-(A)_a
  in der
  R einen aliphatisch ungesättigten organischen 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 einer der genannten Gruppen bezeichnet, und
  a für 1, 2 oder 3 steht;
  mit der Maßgabe, daß wenn das Monomer der Formel I eine Carboxylgruppe -COOH oder einer Carboxylatgruppe aufweist, entweder dieses Monomer mindestens einen weiteren Rest A mit einer anderen der für A genannten Bedeutungen enthält oder mindestens ein weiteres Monomer der Formel I, in dem A eine andere der für A genannten Bedeutungen hat, mitverwendet wird; und
• (b) mindestens einem anderen aliphatisch ungesättigten Monomer,

als bakteriophobes Material.

Unter einem aliphatisch ungesättigten Rest R soll hier und in der Folge ein C-C-Doppel- und/oder -Dreifachbindungen, vorzugsweise ein oder zwei olefinische Doppelbindungen enthaltender Rest verstanden werden. Der organische Rest R kann Kohlenwasserstoffstruktur besit­ zen oder außer Kohlenstoff und Wasserstoff weitere Atome enthalten, z. B. Sauerstoff-, Stickstoffund/oder Siliciumatome.

Durch die obige einschränkende Maßgabe-Bedingung werden die wenig wirksamen Copolymere ausgeschlossen, die lediglich eine Carboxyl- oder Carboxylatgruppe enthalten.

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

Das gemeinsame Kennzeichen der Monomeren der Formel I ist, daß sie 1 oder 2 olefinische Doppelbindungen sowie mindestens eine saure Grup­ pe oder ein Salz einer sauren Gruppe aufweisen, wobei wie gesagt die Carboxyl- und die Carboxylatgruppe nicht allein auftreten können.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polymeren A werden kaum von Bak­ terien befallen; die Adhäsion von Bakterien wird somit hervorragend unterdrückt. Neben dieser bakteriophoben Wirkung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polymeren sind diese auch bakteriostatisch, d. h. die Zellteilung der wenigen auf der Oberfläche der Polymeren adhärierten Bakterien wird stark vermindert. Dies bedeutet, daß die bakteriopho­ be Wirkung der erfindungsgemäßen Polymeren nicht durch das Wachstum von bereits adhärierten Bakterien maskiert werden kann.

Die Reduzierung der Adsorption und der Vermehrung von Bakterien betrifft beispielsweise folgende Arten von grampositiven und gramne­ gativen Stämmen:
Staphylococcus epidermidis
Streptococcus pyogenes
Staphylococcus aureus
Klebsiella pneumoniae
Pseudomonas aeruginosa
Escherichia coli und
Enterobacter faecium.

Die erfindungsgemäßen Polymeren sind ausgezeichnet physiologisch verträglich, da keine antimikrobiellen Wirkstoffe eingesetzt werden und somit auch nicht in den Körper gelangen können. Die erfindungs­ gemäßen Polymeren eignen sich somit hervorragend zur Herstellung von kurz- und mittelfristigen Implantaten wie beispielsweise Kathetern oder Drainagen, auf denen Bakterienwachstum während der Applika­ tionszeit in hohem Maße unerwünscht ist.

Neue bakteriophobe Polymere

Eine anderer Gegenstand der Erfindung sind neue wasserunlösliche, bakteriophobe Polymere B gemäß den Ansprüchen 2 bis 6, erhältlich durch radikalische Copolymerisation von

• (c) einem oder mehreren Carboxylgruppen- und/oder Carboxylatgrup­ pen-haltigen, aliphatisch ungesättigten Monomeren oder den ent­ sprechend funktionalisierten Derivaten der Monomeren als Kompo­ nente I mit
• (d) einem oder mehreren Sulfonsäuregruppen- und/oder Sulfonatgrup­ pen-haltigen, aliphatisch ungesättigten Monomeren oder den ent­ sprechend funktionalisierten Derivaten der Monomeren als Kompo­ nente II und
• (b) einer Komponente III, die ein weiteres aliphatisch ungesättig­ tes Monomer oder mehrere weitere aliphatisch ungesättigte Mono­ mere enthält,

wobei gegebenenfalls die entsprechend funktionalisierten Derivate nach der Copolymerisation zumindest an der Oberfläche in Carboxyl- oder Carboxylatgruppen bzw. Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppen über­ führt werden.

Des weiteren ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymere B ge­ mäß den Ansprüchen 7 bis 12, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

• (c) eine oder mehrere Carboxylgruppen- und/oder Carboxylatgruppen-hal­ tige, aliphatisch ungesättigte Monomere oder entsprechend funktionalisierten Derivate der Monomeren als Komponente I mit
• (d) ein oder mehrere Sulfonsäuregruppen- und/oder Sulfonatgruppen-hal­ tige, aliphatisch ungesättigte Monomere oder entsprechend funktionalisierte Derivate der Monomere als Komponente II und
• (b) eine Komponente III, die ein weiteres aliphatisch ungesättigtes Monomer oder mehrere weitere aliphatisch ungesättigte Monomere enthält,

radikalisch copolymerisiert, wobei die entsprechend funktionalisier­ ten Derivate nach der Copolymerisation zumindest an der Oberfläche Carbonsäure- oder Carboxylat- bzw. Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppen überführt werden.

Die neuen Polymere B sind eine Teilmenge der zuvor beschriebenen Polymere A, die gemäß den Anspruch 1 als bakteriophobe Materialien verwendet werden. Die Angaben über die Eigenschaften der Polymeren A gelten daher auch für die Polymere B.

Funktionalisierte Derivate der genannten Gruppen sind insbesondere Ester-, Amid- und Nitrilgruppen. Sie werden gegebenenfalls zumindest an der Oberfläche (und nur auf diese kommt es für die bakteriophobe und bakteriostatische Wirkung an) nachträglich in Carboxyl- oder Carboxylatgruppen bzw. Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppen umgewan­ delt, beispielsweise durch saure oder basische Verseifung.

Bevorzugte Polymere B enthalten Carboxylat- und Sulfonatgruppen. So­ weit diese Gruppen nicht durch Wahl entsprechender Monomerer einge­ bracht werden, kann man sie nachträglich zumindest an der Oberfläche durch Neutralisation von Carboxylgruppen bzw. Sulfonsäuregruppen mit der Lösung einer Base, wie Natronlauge, oder durch basische Versei­ fung von Estergruppen erzeugen.

Für die erfindungsgemäßen Polymere B kann auch ein sowohl Carboxy­ lat- als auch Sulfonatgruppen-haltiges aliphatisch ungesättigtes Monomer oder können mehrere sowohl Carboxylat- als auch Sulfonat­ gruppen-haltige aliphatisch ungesättigte Monomere oder entsprechend funktionalisierte Derivate dieser Monomeren eingesetzt werden. Sol­ che bifunktionellen Monomere fungieren gleichzeitig als Komponenten I und II.

Zweckmäßig beträgt für die erfindungsgemäßen Polymeren B die Summe der Anteile der Komponente I und der Komponente II 0.5 bis 30 Mol-% des Polymeren.

Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der im erfindungsgemäßen Polymer B enthaltenen Carboxyl- bzw. Carboxylatgruppen zu Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen 0.5 bis 10, besonders bevorzugt 0.5 bis 5.

Monomere für die bakteriophoben Polymeren A und B

Als Komponenten I und II für die Herstellung der erfindungsgemäßen Polymeren B eignen sich z. B. Monomere der allgemeinen Formeln II und III,

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

die unter die Formel I fallen und bevorzugte Monomere für die Her­ stellung der Polymere B sind. In den Formeln II und III stehen
n jeweils unabhängig für eine ganze Zahl von 2 bis ein­ schließlich 6;
q jeweils unabhängig für 0 oder 2,
x jeweils unabhängig für 1 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.

Soweit die Gruppen (COOR¹)_x und (SO₃R¹)_x Estergruppen sind, werden sie nach der Polymerisation durch Verseifung in Carboxyl- oder Carboxylatgruppen bzw. Sulfosäure- oder Sulfonatgruppen umgewan­ delt.

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 geradkettigen oder verzweigten zweiwertigen Alke­ nylenrest (q = 0, x = 2) oder Alkadienylenrest (q = 2, x = 2).

Anstelle von zwei Monomeren der Formeln II und III kann man wiede­ rum auch nur ein bifunktionelles Monomer (II + III) einsetzen, das die Gruppen COOR¹ und SO₃R¹ in demselben Molekül enthält.

Als Spezialfall von Monomeren, die sich als Komponente I eignen, seien die folgenden, unter die Formel II fallenden Monomere der Formel IV genannt:

Formel IV: (C_nH_2n-q-x) (COOR²)_x genannt, in der

R² = -(CH₂-CH₂-O)_d-H, -(CH₂-CH(CH₃)-O)_d-H, -(CH₂-CH₂-CH₂-O)_d-H oder (CH₂)_d-NH_2-e(R³)_e bedeuten, wobei R³ = -CH₃ oder -C₂H₅ bedeutet,
d = 0, 1, 2, 3 oder 4 und
e = 0, 1 oder 2 bedeutet,
n = 2, 3, 4, 5 oder 6,
q = 0 oder 2,
x = 1 oder 2
bedeuten.

Die Carbonestergruppen werden nach der Polymerisation verseift und liegen dann als ionische Carboxylatgruppen vor. Die aliphatisch ungesättigten Monomeren können sowohl geradkettig als auch ver­ zweigt sein.

Als Spezialfall von Monomeren, die sich als Komponente II eignen, seien die folgenden, unter die Formel III fallenden Monomere der allgemeinen Formel V genannt:

Formel V: (C_nH_2n-q-x) (SO₃R²)_x,

in der R², n, q und x die angegebenen Bedeutung haben.

Die Sulfonestergruppen werden nach der Polymerisation verseift und liegen dann als ionische Sulfonatgruppen vor. Die aliphatisch unge­ sättigten Monomeren können sowohl geradkettig als auch verzweigt sein.

Auch vom Benzol abgeleitete Monomerkomponenten der allgemeinen For­ mel VI

Formel VI: (C₆H_6-a-b-c)A_aB_b(OH)_c

eignen sich als Komponenten I und II für das Polymer B, wobei
A 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;
B 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;
a für 1, 2 oder 3 steht;
b für 0, 1, 2 oder 3 steht; und
c für 0, 1, 2 oder 3 steht;
mit der Maßgabe, daß a + b + c ≦ 6, vorteilhaft ≦ 4 ist.

Je nach der Bedeutung von A sind die Monomeren der Formel VI als Komponente I oder als Komponente II geeignet.

Als Spezialfall von Monomeren, die unter die allgemeine Formel VI fallen und sich als Komponente I eignen, seien die folgenden Mono­ meren der allgemeinen Formel VII genannt:

Formel VII: (C₆H_6-a-b-c)C_aD_b(OH)_c, in der bedeuten

C = (C_nH_2n-q-x-1)(COOR²)_x, wobei
R² = -(CH₂-CH₂-O)_d-H, -(CH₂-CH(CH₃)-O)_d-H, -(CH₂-CH₂-CH₂-O)_d-H oder -(CH₂)_d-NH_2-e(R³)_e bedeutet, wobei R³ = -CH₃ oder -C₂H₅ bedeu­ tet,
n = 2, 3, 4, 5 oder 6.
q = 0 oder 2,
x = 1 oder 2,
d = 0, 1, 2, 3 oder 4 und
e = 0, 1 oder 2 bedeuten;
D = -COOH, -SO₃H, -NH₂, -N⁺(CH₃)₃, -O-PO₃H-, -OSO₃H, oder -O-PO_2⁻-CH₂-CH₂-N⁺(CH₃)₃,
a = 1, 2 oder 3,
b = 0, 1, 2 oder 3 und
c = 0, 1, 2 oder 3;
mit der Maßgabe, daß a + b + c ≦ 6, vorteilhaft ≦ 4 ist.

Als Spezialfall von Monomeren, die unter die allgemeine Formel VI fallen und sich sich als Komponente II eignen, seien die folgenden, Monomeren der allgemeinen Formel VIII genannt:

Formel VIII: (C₆H_6-a-b-c)E_aD_b(OH)_c, in der bedeuten

E = (C_nH_2n-q-x-1)(SO₃R²)_y, wobei
R² = -(CH₂-CH₂-O)_d-H, -(CH₂-CH(CH₃)-O)_d-H, -(CH₂-CH₂-CH₂-O)_d-H oder -(CH₂)_d-NH_2-e(R³)_e wobei R³ = -CH₃ oder -C₂H₅ bedeutet,
n = 2, 3, 4, 5 oder 6,
q = 0 oder 2,
x = 1 oder 2,
d = 0, 1, 2, 3 oder 4 und
e = 0, 1 oder 2 bedeuten;
D = -COOH, -SO₃H, -NH₂, -N⁺(CH₃)₃, -O-PO₃H-, -OSO₃H, -O-PO_2⁻-CH₂-CH₂-N⁺(CH₃)₃
a = 1, 2 oder 3,
b = 0, 1, 2 oder 3 und
c = 0, 1, 2 oder 3;
mit der Maßgabe, daß a + b + c ≦ 6, vorteilhaft ≦ 4 ist.

Auch in den beiden letztgenannten Spezialfällen werden Estergruppen nach der Polymerisation verseift und liegen dann als ionische Carb­ oxylat- bzw. Sulfatgruppen vor.

Von den für die Herstellung der Beschichtungspolymeren geeigneten Monomeren der allgemeinen Formeln I bis VIII, die einen oder mehre­ re gleiche oder verschiedene, aktuelle oder potentielle (d. h. nach Verseifung aktuelle) Reste A im Molekül enthalten, seien beispiels­ weise genannt:

Acrylsäure, Natriumacrylat, Isobutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-(2'-Hydroxyethoxy)ethylacrylat, 2-Hydroxy-1-me­ thylethylacrylat, 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.

Weitere Monomere

Als Komponente III bzw. als weiteres aliphatisch ungesättigtes Mono­ mer (ii) eignen sich für die Polymeren B wie auch für die zuvor er­ wähnten Polymeren A vorzugsweise Monomere, die keine ionischen Grup­ pen tragen. Die Komponente III trägt überwiegend dazu bei, daß die Polymeren A und B wasserunlöslich sind. Durch orientierende Versuche läßt sich unschwer ermitteln, welche Monomere in welcher Menge als Komponente III eingesetzt werden können, damit die Polymeren A und B wasserunlöslich sind. Als wasserunlöslich werden sie angesehen, wenn sie sich im Kontakt mit wäßrigen Medien bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der aus ihnen hergestellten bzw. der mit ihnen beschichte­ ten Erzeugnisse auch nach Monaten nicht sichtbar verändern. Zu den im Prinzip als Komponente III (Polymer B) bzw. als aliphatisch unge­ sättigtes Monomer (ii) (Polymer A) geeigneten Monomeren gehören bei­ spielsweise Vinylverbindungen, z. B. Vinylketone, wie Vinylethylketon und Vinyl-n-butylketon; Vinylester, wie Vinylacetat und propionat, Allylverbindungen; (Meth)acrylverbindungen, wie (Meth)acrylsäure ester, z. B. Methylacrylat, Methacrylmethacrylat, n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat; ferner Acrylnitril und Acrylamid; Olefine und Diene, wie 1-Buten, 1-Hexen, 1,3-Butadien. Isopren und Chloropren; ungesattigte Halogenkohlenwasserstoffe, wie Vinylchlorid und Vinyli­ denchlorid; Vinylsiloxane, wie Tris(trimethylsiloxy)methactyloylsi­ lan und Tris(trimethylsiloxy)acryloylpropylsilan; bzw. deren ent­ sprechend funktionalisierte Derivate. Wenn und soweit Carbonester-, Nitril- und Carbonamidgruppen nicht nachträglich hydrolysiert wer­ den, gelten die entsprechenden Monomeren als solche der Komponente III bzw. (ii).

Herstellung der bakteriophoben Polymeren

Die erfindungsgemäßen bzw. erfindungsgemäß zu verwendenden Polyme­ ren können beispielsweise mit Hilfe der Emulsionspolymerisation nach dem Stand der Technik hergestellt werden. (Hans-Georg Elias, Makromoleküle, Hüthig & Wepf Verlag, Heidelberg, 1981, S. 603 ff.).

Weiterhin können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymeren die Komponenten I. II und III auch in Lösung oder in Substanz nach den bekannten Verfahren copolymerisiert werden. (Hans-Georg Elias, Makromoleküle, Hüthig & Wepf Verlag, Heidelberg, 1981, S. 602 ff.).

Zur Copolymerisation der Komponenten I, II und III in Lösung können beispielsweise, je nach eingesetzten Monomeren, folgende Lösemittel eingesetzt werden: Wasser, Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Butanon und Cyclohexanon; Ether, wie Diethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, n- und iso-Propanol, n- und iso-Butanol und Cyclohexanol; stark polare Lösemittel, wie Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid; Kohlenwas­ serstoffe, wie Heptan, Cyclohexan, Benzol und Toluol; Halogenkoh­ lenwasserstoffe, wie Dichlormethan und Trichlormethan; Ester, wie Ethylacetat, Propylacetat und Amylacetat; sowie Nitrile, wie Aceto­ nitril.

Als Polymerisationsinitiatoren lassen sich u. a. Azonitrile, Alkyl­ peroxide, Acylperoxide, Hydroperoxide, Peroxoketone, Perester und Peroxocarbonate, Peroxodisulfat, Persulfat sowie alle üblichen Pho­ toinitiatoren verwenden. Die Polymerisationsinitiierung kann ther­ misch oder durch elektromagnetische Strahlung, wie z. B. UV-Licht oder gamma-Strahlung erfolgen.

Werden zur Herstellung der bakteriophoben Polymeren aus Monomeren der Formeln II bis VI keine Carboxyl- bzw. Carboxylatgruppen und/oder Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen-haltigen Monomere einge­ setzt, sondern deren funktionalisierte Derivate, z. B. ein Carbon­ säureester anstelle einer Carbonsäure, so müssen die funktionali­ sierten Derivate nach der Polymerisation in Carboxyl- bzw. Carboxy­ latgruppen und/oder Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen überführt werden. Dies kann im Falle der Ester mittels sauer oder basisch ka­ talysierter Verseifung erfolgen. Die Derivatisierung von polymeren Materialien kann nach allgemein bekannten Verfahren (Hans Beyer, Lehrbuch der organischen Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1988, S. 260 ff.) vorgenommen werden.

Verwendung der Polymeren

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwen­ dung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren gemäß den Ansprüchen 13 bis 33 als bakteriophobe Materialien, d. h. zur Her­ stellung von Erzeugnissen mit bakteriophober Oberfläche. Dazu gehö­ ren Erzeugnisse, die aus diesen Polymeren bestehen, und Erzeugnisse aus Kunststoff, Keramik oder Metall, die mit den Polymeren beschichtet sind. Zur Beschichtung eignen sich die bekannten Ver­ fahren, wie Tauchen, Spritzen, Streichen, Rakeln und Spin-Coating. Die Beschichtung mit den Polymeren nach der Erfindung macht es mög­ lich, bekannte und bewährte Materialien und Herstellverfahren wei­ terzuverwenden. Dies ist insbesondere dann interessant, wenn die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe von hoher Bedeutung sind oder die Fertigungsanlagen nach den bestehenden Herstellverfahren hohe Investitionen erfordern.

Weiterhin ist eine Fixierung der Polymeren durch Primerschichten oder Zwischenschichten aus bifunktionellen Verbindungen auf gegebe­ nenfalls aktivierten Standardpolymeren möglich. Derartige Standard­ polymere sind beispielsweise PVC, Polystyrol, Polyurethane, Poly­ acrylate, Polymethacrylate, Polyester, Polyether, Polyetherblock­ amide, Polyamide, Polycarbonate, Polyolefine, Silicone und Polyte­ trafluorethylen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisse mit bakteriophober Oberfläche sind insbesondere zur Verwendung auf den Gebieten der Nahrungs- und Genußmitteltechnik, Wassertechnik, Biotechnik, der Hygienevorsorge und insbesondere der Medizintechnik bestimmt. Bei­ spielsweise lassen sich die hier beschriebenen Polymeren verwenden zur Herstellung von Erzeugnissen, wie Textilien, Möbel und Geräten, Rohre und Schläuche, Fußböden, Wand- und Deckenflächen, Lagerbehäl­ ter, Verpackungen, Fensterrahmen, Telefonhörer, Toilettensitze, Türgriffe, Griffe und Haltegurte in öffentlichen Verkehrsmitteln und von medizintechnischen Artikeln mit bakteriophober Oberfläche, die aus den Polymeren bestehen oder eine Beschichtung mit diesen Polymeren auf Kunststoffen, Keramiken oder Metall als Substrat auf­ weisen. Medizintechnische Artikel sind beispielsweise Implantate oder Hilfsmittel, wie Drainagen, Führungsdrähte, Kanülen, Intraoku­ larlinsen. Kontaktlinsen, Stents, Gefäßprothesen, Gelenkprothesen, Knochenersatzmaterialien, Bandprothesen, Zahnprothesen für die pla­ stische Chirurgie, Blutbeutel, Dialysemembranen, Nahtmaterialien, Verbandstoffen. Vliesprodukte und Operationsbestecke. Eine bevorzug­ te Verwendung der Materialien nach der Erfindung ist die zur Herstel­ lung von Kathetern.

Erfindungsgemäße Erzeugnisse

Schließlich sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Erzeug­ nisse gemäß den Ansprüchen 34 bis 38 mit einer bakteriophoben Ober­ fläche, die unter Verwendung der wasserunlöslichen. bakteriophoben Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 hergestellt wurden, wie sie zuvor beschrieben wurden, insbesondere die genannten medizintechni­ schen Erzeugnisse und vorzugsweise Katheter.

Testverfahren zur Bakterienadhäsion Messung der Bakterienadhäsion über Szintillation

Die durch Copolymerisation erhaltenen Proben des jeweiligen erfin­ dungsgemäßen Polymers werden in einem geeigneten Lösemittel 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 eingetaucht, die aus Phosphat-gepuffer­ ter Saline (PBS), 0.4 g/l Rinderserumalbumin (BSA) 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 die entsprechende Bakteriensuspension gegeben, die durch den Einbau von 3H-Thymidin radioaktiv markiert worden ist. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne werden die überschüs­ sigen Bakterien entfernt, die Membranen 3 mal mit jeweils 3 ml ei­ ner PBS-BSA-Lösung abgespült und zur Bestimmung der Anzahl adhä­ rierter Bakterien in eine Probenkammer mit 20 ml Szintillationslö­ sung gelegt. Der Prozentsatz an adhärierten Bakterien wird über das Verhältnis der von der Probe ausgehenden zur Anzahl der von den Bakterien ursprünglich eingebrachten Radioaktivität bestimmt. Als Referenzprobe dient eine auf die gleiche Weise vorbereitete Folie, die durch Polymerisation der Komponente III des jeweiligen erfin­ dungsgemäßen Polymers erhalten wird. Die Hemmung der Bakterienadhä­ sion wird als prozentualer Quotient der Bakterienadhäsion der Refe­ renzfolie zu der des erfindungsgemäßen Polymeren bestimmt.

Messung der Bakterienadhäsion beschichteter Standardfolien über ATP (statisch)

Nach einer Adsorption von Mikrobenzellen an Folien aus dem jeweili­ gen erfindungsgemäßen Polymer werden die nichtadhärierten Bakterien mit steriler PBS-Pufferlösung weggespült. Aus den an der Folie adhärierenden Bakterien wird der Bakterieninhaltsstoff Adenosintri­ phosphat (ATP) extrahiert und mit einer handelsüblichen Testkombi­ nation im bioluminometrischen Test bestimmt. Die Anzahl der gemes­ senen Lichtimpulse ist proportional zur Zahl an adhärierenden Bak­ terien. Da der ATP-Gehalt der verschiedenen Bakterienstämme unter­ schiedlich ist, werden in jedem Fall mehrere Standardfolien einge­ setzt. Als Referenzprobe dient eine auf die gleiche Weise vorberei­ tete Folie, die durch Polymerisation der Komponente III des jewei­ ligen erfindungsgemäßen Polymers erhalten wird. Die Hemmung der Bakterienadhäsion wird als prozentualer Quotient der Bakterienadhä­ sion der Referenzfolie zu der des erfindungsgemäßen Polymeren be­ stimmt.

Messung der Bakterienadhäsion beschichteter Standardfolien über ATP (dynamisch)

Die Bakterien werden mit der zu prüfenden Folie aus dem jeweiligen erfindungsgemäßen Polymer in einen Hefeextrakt-Pepton-Glucose-Nähr­ lösung gegeben und 24 Stunden bei 37°C geschüttelt. Im Anschluß wird das Kunststoffstück mit Leitungswasser gespült, in einen fri­ schen Kolben Nährlösung übertragen und für weitere 24 Stunden bei 37°C geschüttelt. Daraufhin wird der letzte Vorgang noch einmal wiederholt, das Folienstück wird mit Leitungswasser gespült und in sterile PBS getaucht. Aus den an der Folie adhärierenden Bakterien wird der Zellinhaltsstoff Adenosintriphosphat (ATP) extrahiert und mit einer handelsüblichen Testkombination im bioluminometrischen Test bestimmt. Dieser Wert ist proportional zu den adhärierten Bak­ terien. Als Referenzprobe dient eine auf die gleiche Weise vorbe­ reitete Folie, die durch Polymerisation der Komponente III des je­ weiligen erfindungsgemäßen Polymers erhalten wird. Die Hemmung der Bakterienadhäsion wird als prozentualer Quotient der Bakterienadhä­ sion der Referenzfolie zu der des erfindungsgemäßen Polymeren be­ stimmt.

Die in den nachfolgenden Beispielen aufgeführten Meßergebnisse zei­ gen, daß die Adhäsion von Bakterien an erfindungsgemäßen Polymeren unabhängig von Bakterienstamm und Meßmethode 95 bis 99% beträgt, also nahezu vollständig ist. Diese Wirkung wird auch nicht durch abgestorbene Mikroorganismen maskiert.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, nicht aber ihren Umfang begrenzen.

Beispiele Herstellung von Proben der erfindungsgemäßen Polymeren Beispiel 1

In einer Stickstoffatmosphäre werden 218.2 g Methacrylsäuremethyl­ ester, 12.1 g Methacrylsäure und 14.8 g Natriumstyrolsulfonat in 500 ml Dimethylsulfoxid gelöst. Die Lösung wird unter Rühren auf 70°C erhitzt. Anschließend werden 2.3 g Azobisisobutyronitril gelöst in 30 ml Dimethylsulfoxid innerhalb von 2 Minuten zugetropft. Die Polymerisation wird über einen Zeitraum von 16 Stunden bei 70°C ge­ führt. Im Anschluß wird das entstandene Produkt in einem vierfachen Überschuß Eiswasser gefällt, daraufhin 24 Stunden im Soxhlet mit Wasser extrahiert und bei 50°C im Vakuum getrocknet.

Eine anschließende Analyse der Zusammensetzung über 1H-NMR ergibt:
Methacrylsäure: 14 Mol-%
Natriumstyrolsulfonat: 11 Mol-%
Methacrylsäuremethylester: 75 Mol-%
Aus diesen Werten ergibt sich ein Verhältnis der Carboxylatgruppen zu Sulfonatgruppen von 1.27.

Beispiel 2

In einer Stickstoffatmosphäre werden 216.3 g Methacrylsäuremethyl­ ester, 13.8 g Acrylsäure und 9.9 g Natriumstyrolsulfonat in 500 ml Dimethylsulfoxid gelöst. Die Lösung wird unter Rühren auf 70°C er­ hitzt. Anschließend werden 2 g Azobisisobutyronitril gelöst in 30 ml Dimethylsulfoxid innerhalb von 2 Minuten zugetropft. Die Polyme­ risation wird über einen Zeitraum von 16 Stunden bei 70°C geführt. Im Anschluß wird das entstandene Produkt in einem vierfachen Über­ schuß Eiswasser gefällt, daraufhin 24 Stunden im Soxhlet mit Wasser extrahiert und bei 50°C im Vakuum getrocknet.

Eine anschließende Analyse der Zusammensetzung über 1H-NMR ergibt:
Acrylsäure: 10 Mol-%
Natriumstyrolsulfonat: 9 Mol-%
Methacrylsäuremethylester: 81 Mol-%
Aus diesen Werten ergibt sich ein Verhältnis der Carboxylatgruppen zu Sulfonatgruppen von 1.11.

Beispiel 3

In einer Stickstoffatmosphäre werden 235 g Styrol, 6.1 g Methacryl­ säure und 14.8 g Natriumstyrolsulfonat in 500 ml Dimethylsulfoxid gelöst. Die Lösung wird unter Rühren auf 70°C erhitzt. Anschließend werden 2.3 g Azobisisobutyronitril gelöst in 30 ml Dimethylsulfoxid innerhalb von 2 Minuten zugetropft. Die Polymerisation wird über einen Zeitraum von 16 Stunden bei 70°C geführt. Im Anschluß wird das entstandene Produkt in einem vierfachen Überschuß Eiswasser ge­ fällt, daraufhin 24 Stunden im Soxhlet mit Wasser extrahiert und bei 50°C im Vakuum getrocknet.

Eine anschließende Analyse der Zusammensetzung über 1H-NMR ergibt:
Methacrylsäure: 15 Mol-%
Natriumstyrolsulfonat: 7 Mol-%
Styrol: 78 Mol-%
Aus diesen Werten ergibt sich ein Verhältnis der Carboxylatgruppen zu Sulfonatgruppen von 2.14.

Beispiel 4

In einer Stickstoffatmosphäre werden 220 g Styrol, 15.6 g Acrylsäu­ re und 14.8 g Natriumstyrolsulfonat in 500 ml Dimethylsulfoxid ge­ löst. Die Lösung wird unter Rühren auf 70°C erhitzt. Anschließend werden 2.3 g Azobisisobutyronitril gelöst in 30 ml Dimethylsulfoxid innerhalb von 2 Minuten zugetropft. Die Polymerisation wird über einen Zeitraum von 16 Stunden bei 70°C geführt. Im Anschluß wird das entstandene Produkt in einem vierfachen Überschuß Eiswasser ge­ fällt, daraufhin 24 Stunden im Soxhlet mit Wasser extrahiert und bei 50°C im Vakuum getrocknet.

Eine anschließende Analyse der Zusammensetzung über 1H-NMR ergibt:
Acrylsäure: 19 Mol-%
Natriumstyrolsulfonat: 5 Mol-%
Styrol: 76 Mol-%
Aus diesen Werten ergibt sich ein Verhältnis der Carboxylatgruppen zu Sulfonatgruppen von 3.8.

Beispiel 5

In einer Stickstoffatmosphäre werden 310.6 g n-Butylmethacrylat, 12.1 g Methacrylsäure und 14.8 g Natriumstyrolsulfonat in 500 ml Dimethylsulfoxid gelöst. Die Lösung wird unter Rühren auf 70°C er­ hitzt. Anschließend werden 2.3 g Azobisisobutyronitril gelöst in 30 ml Dimethylsulfoxid innerhalb von 2 Minuten zugetropft. Die Polyme­ risation wird über einen Zeitraum von 16 Stunden bei 70°C geführt. Im Anschluß wird das entstandene Produkt in einem vierfachen Über­ schuß Eiswasser gefällt, daraufhin 24 Stunden im Soxhlet mit Wasser extrahiert und bei 50°C im Vakuum getrocknet.

Eine anschließende Analyse der Zusammensetzung über 1H-NMR ergibt:
Methacrylsäure: 14 Mol-%
Natriumstyrolsulfonat: 9 Mol-%
n-Butylmethacrylat: 77 Mol-%
Aus diesen Werten ergibt sich ein Verhältnis der Carboxylatgruppen zu Sulfonatgruppen von 1.6.

Beispiel 6

In einer Stickstoffatmosphäre werden 310.6 g n-Butylmethacrylat, 10.4 g Acrylsäure und 14.8 g Natriumstyrolsulfonat in 500 ml Dime­ thylsulfoxid gelöst. Die Lösung wird unter Rühren auf 70°C erhitzt. Anschließend werden 2.3 g Azobisisobutyronitril gelöst in 30 ml Dimethylsulfoxid innerhalb von 2 Minuten zugetropft. Die Polymeri­ sation wird über einen Zeitraum von 16 Stunden bei 70°C geführt. Im Anschluß wird das entstandene Produkt in einem vierfachen Überschuß Eiswasser gefällt, daraufhin 24 Stunden im Soxhlet mit Wasser ex­ trahiert und bei 50°C im Vakuum getrocknet.

Eine anschließende Analyse der Zusammensetzung über 1H-NMR ergibt:
Acrylsäure: 8 Mol-%
Natriumstyrolsulfonat: 11 Mol-%
n-Butylmethacrylat: 81 Mol-%
Aus diesen Werten ergibt sich ein Verhältnis der Carboxylatgruppen zu Sulfonatgruppen von 0.7.

Herstellung der Membranen aus den erfindungsgemäßen Polymeren Beispiel 7

Es wird eine 5%ige Dimethylsulfoxidlösung eines erfindungsgemäßen Polymeren hergestellt. Die Lösung wird in eine Petrischale gegos­ sen, und der Probe wird das Lösemittel bei 80°C unter vermindertem Druck entzogen. Anschließend wird die Membran in Stücke von jeweils 0.5 cm² (für die Szintillationsmessung) bzw. von jeweils 2 cm² (für die ATP-Messungen) zerkleinert und 24 Stunden mit Wasser extra­ hiert. Vor den folgenden biologischen Untersuchungen werden die Membranstücke in einer Michaelis-Pufferlösung (pH = 7.33) drei mal jeweils drei Stunden gewaschen und bis zur weiteren Untersuchung bei -4°C aufbewahrt.

Die Adhäsion der Bakterienstämme Staphylococcus epidermidis, Strep­ tococcus pyogenes und Staphylococcus aureus wurde an Polymerproben, erhalten nach den Beispielen 1 bis 6, untersucht. Die Messung der Bakterienadhäsion an diesen Proben durch das Szintillationsverfah­ ren und die statische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsions­ hemmungen von über 95%, die dynamische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsionshemmungen von über 93%.

Herstellung der Polymerbeschichtungen durch Tauchen Beispiel 8

Es wird eine 5%ige Methylethylketonlösung eines erfindungsgemäßen Polymeren hergestellt. In diese Lösung wird eine 10 cm × 8 cm × 0.04 cm große Polyamidfolie für 10 Sekunden getaucht. Die Folie wird entnommen und 10 Stunden bei 50°C unter vermindertem Druck getrocknet. Anschließend wird die beschichtete Folie in Stücke von jeweils 0.5 cm² (für die Szintillationsmessung) bzw. von jeweils 2 cm² (für die ATP-Messungen) zerkleinert und 24 Stunden mit Wasser extrahiert. Vor den folgenden biologischen Untersuchungen werden die Membranstücke in einer Michaelis-Pufferlösung (pH = 7.33) drei mal jeweils drei Stunden gewaschen und bis zur weiteren Untersu­ chung bei -4°C aufbewahrt.

Die Adhäsion der Bakterienstämme Staphylococcus epidermidis, Strep­ tococcus pyogenes und Staphylococcus aureus wurde an Polymerproben, erhalten nach den Beispielen 1 bis 6, untersucht. Die Messung der Bakterienadhäsion an diesen Proben durch das Szintillationsverfah­ ren und die statische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsions­ hemmungen von über 99%, die dynamische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsionshemmungen von über 96%.

Beispiel 9

Es wird eine 5%ige Acetonlösung eines erfindungsgemäßen Polymeren hergestellt. In diese Lösung wird eine 10 cm × 8 cm × 0.03 cm große Polyethylenfolie, deren Oberfläche zuvor durch 3minütige Bestrah­ lung mit der 172 nm Strahlung eines Excimerstrahlers aktivierte wurde, für 15 Sekunden getaucht. Die Folie wird entnommen und 10 Stunden bei 50°C unter vermindertem Druck getrocknet. Anschließend wird die beschichtete Folie in Stücke von jeweils 0.5 cm² (für die Szintillationsmessung) bzw. von jeweils 2 cm² (für die ATP-Messun­ gen) zerkleinert und 24 Stunden mit Wasser extrahiert. Vor den fol­ genden biologischen Untersuchungen werden die Membranstücke in ei­ ner Michaelis-Pufferlösung (pH = 7.33) drei mal jeweils drei Stun­ den gewaschen und bis zur weiteren Untersuchung bei -4°C aufbe­ wahrt.

Die Adhäsion der Bakterienstämme Staphylococcus epidermidis, Strep­ tococcus pyogenes und Staphylococcus aureus wurde an Polymerproben, erhalten nach den Beispielen 1 bis 6, untersucht. Die Messung der Bakterienadhäsion an diesen Proben durch das Szintillationsverfah­ ren und die statische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsions­ hemmungen von über 98%, die dynamische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsionshemmungen von über 96%.

Beispiel 10

Es wird eine 5%ige Acetonlösung eines erfindungsgemäßen Polymeren hergestellt. In diese Lösung wird eine 10 cm × 8 cm × 0.04 cm große Polyetherblockamidfolie für 10 Sekunden getaucht. Die Folie wird entnommen und 10 Stunden bei 50°C unter vermindertem Druck getrock­ net. Anschließend wird die beschichtete Folie in Stücke von jeweils 0.5 cm² (für die Szintillationsmessung) bzw. von jeweils 2 cm² (für die ATP-Messungen) zerkleinert und 24 Stunden mit Wasser extra­ hiert. Vor den folgenden biologischen Untersuchungen werden die Membranstücke in einer Michaelis-Pufferlösung (pH = 7.33) drei mal jeweils drei Stunden gewaschen und bis zur weiteren Untersuchung bei -4°C aufbewahrt.

Die Adhäsion der Bakterienstämme Staphylococcus epidermidis, Strep­ tococcus pyogenes und Staphylococcus aureus wurde an Polymerproben, erhalten nach den Beispielen 1 bis 6, untersucht. Die Messung der Bakterienadhäsion an diesen Proben durch das Szintillationsverfah­ ren und die statische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsions­ hemmungen von über 98%. die dynamische Bestimmung des ATP ergab Bakterienadhäsionshemmungen von über 95%.

Claims (35)

1. Verwendung von wasserunlöslichen Polymeren A, erhältlich durch radikalische Polymerisation von

• (a) mindestens einem Monomer der allgemeinen Formel
  Formel I: R-(A)_a
  in der R einen aliphatisch ungesättigten organischen 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 ei­ ner der genannten Gruppen bezeichnet, und
  a für 1, 2 oder 3 steht;
  mit der Maßgabe, daß wenn das Monomer der Formel I eine Carboxylgruppe -COOH oder einer Carboxylatgruppe aufweist, entweder dieses Monomer mindestens einen weiteren Rest A mit einer anderen der für A genannten Bedeutungen enthält oder mindestens ein weiteres Monomer der Formel I, in dem A eine andere der für A genannten Bedeutungen hat, mitverwen­ det wird; und
• (b) mindestens einem anderen aliphatisch ungesättigten Monomer,

als bakteriophobes Material.

2. Wasserunlösliche, bakteriophobe Polymere, erhältlich durch radikalische Copolymerisation von
einem oder mehreren Carboxylgruppen- und/oder Carboxylatgruppen-hal­ tigen, aliphatisch ungesättigten Monomeren oder den entspre­ chend funktionalisierten Derivaten der Monomeren als Komponente I mit
einem oder mehreren Sulfonsäuregruppen und/oder Sulfonatgruppen-hal­ tigen, aliphatisch ungesattigten Monomeren oder den entspre­ chend funktionalisierten Derivaten der Monomeren als Komponente II und
einer Komponente III, die ein weiteres aliphatisch ungesättigtes Monomer oder mehrere weitere aliphatisch ungesättigte Monomere enthält,
wobei die entsprechend funktionalisierten Derivate nach der Copoly­ merisation zumindest an der Oberfläche in Carboxyl- oder Carboxy­ latgruppen bzw. Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppen überführt werden.

3. Polymere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompo­ nente I ein bifunktionelles, Carboxylat- und Sulfonatgruppen-halti­ ges, aliphatisch ungesättigtes Monomer als Komponente (I + II) ver­ wendet wird.

4. Polymere nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Anteile von Komponente I und Komponente II 0.5 bis 30 Mol-% des Polymeren beträgt.

5. Polymere nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der im Polymer enthaltenen Carboxyl- bzw. Carb­ oxylatgruppen zu Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen 0.5 bis 10 be­ trägt.

6. Polymere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ hältnis der im Polymer enthaltenen Carboxyl- bzw. Carboxylatgruppen zu Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen 0.5 bis 5 beträgt.

7. Verfahren zur Herstellung der wasserunlöslichen. bakteriophoben Polymeren B gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man
ein oder mehrere Carboxylgruppen- und/oder Carboxylatgruppen-hal­ tige, aliphatisch ungesättigte Monomere oder entsprechend funktionalisierten Derivate der Monomeren als Komponente I mit
ein oder mehrere Sulfonsäuregruppen- und/oder Sulfonatgruppen-hal­ tige, aliphatisch ungesättigte Monomere oder entsprechend funktionalisierte Derivate der Monomere als Komponente II und
eine Komponente III, die ein aliphatisch ungesättigtes Monomer oder mehrere aliphatisch ungesättigte Monomere enthält,
radikalisch copolymerisiert, wobei die entsprechend funktionali­ sierten Derivate nach der Copolymerisation zumindest an der Ober­ fläche in Carboxyl- oder Carboxylat- bzw. Sulfonsäure- oder Sulfo­ natgruppen überführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als ein bifunktionelles Carboxylat- und Sulfonatgruppen-haltiges, alipha­ tisch ungesättigtes Monomer als Komponente (I + II) verwendet wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Anteile von Komponente I und Komponente II 0.5 bis 30 Mol-% des Polymeren beträgt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der im Polymer enthaltenen Carboxyl- bzw. Carb­ oxylatgruppen zu Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen 0.5 bis 10 beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der im Polymer enthaltenen Carboxyl- bzw. Carboxylat­ gruppen zu Sulfonsäure- bzw. Sulfonatgruppen 0.5 bis 5 beträgt.

12. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Erzeugnissen mit bakteriophober Oberfläche.

13. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Textilien mit bakte­ riophober Oberfläche.

14. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Möbeln und Geräten mit bakteriophober Oberfläche.

15. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Fußböden, Wand- und Deckenflächen mit bakteriophober Oberfläche.

16. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthaltenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen mit bakteriophober Oberfläche.

17. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben, Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Lagerbehältern mit bakteriophober Oberfläche.

18. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Verpackungen mit bakteriophober Oberfläche.

19. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben, Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Fensterrahmen mit bakteriophober Oberfläche.

20. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von medizintechnischen Artikeln mit bakteriophober Oberfläche.

21. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Erzeugnissen mit ei­ ner bakteriophoben Beschichtung aus dem Polymer.

22. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Textilien mit bakte­ riophober Beschichtung aus dem Polymer.

23. Verwendung der wasserunlöslichen. bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Möbeln und Geräten mit bakteriophober Beschichtung aus dem Polymer.

24. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben Polymeren ge­ mäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Fußböden, Wand- und Deckenflächen mit bakteriophober Beschichtung aus dem Polymer.

25. Verwendung der wasserunlöslichen. bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthaltenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Rohren mit bakteriophober Beschichtung aus dem Polymer.

26. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthaltenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Lagerbehältern mit bakteriophober Beschichtung aus dem Polymer.

27. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthaltenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Verpackungen mit bakteriophober Beschich­ tung aus dem Polymer.

28. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthaltenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Fensterrahmen mit bakteriophober Beschichtung aus dem Polymer.

29. Verwendung der wasserunlöslichen, bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthaltenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von medizintechnischen Artikeln aus Kunst­ stoffen, Keramiken oder Metallen mit bakteriophober Beschichtung aus dem Polymer.

30. Verwendung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der hergestellte medizintechnische Artikel ein Katheter ist.

31. Erzeugnisse mit einer bakteriophoben Oberfläche aus wasserun­ löslichen, bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthal­ tenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6.

32. Erzeugnisse nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugnisse Textilien, Möbel und Geräte, Fußböden, Wand- und Decken­ flächen, Rohre, Lagerbehälter, Verpackungen, Fensterrahmen und medi­ zintechnische Artikel sind.

33. Erzeugnisse mit einer bakteriophoben Beschichtung aus wasserun­ löslichen, bakteriophoben, Carboxylat- und Sulfonatgruppen enthal­ tenden Polymeren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6.

34. Erzeugnisse nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugnisse Textilien, Möbel und Geräte, Fußböden, Wand- und Deckenflächen, Rohre, Lagerbehälter, Verpackungen, Fensterrahmen und medizintechnische Artikel aus Kunststoffen, Keramiken oder Metallen sind.

35. Erzeugnisse nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugnisse Katheter sind.