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DE19720370A1 - Bioactive coating of surfaces - Google Patents

Bioactive coating of surfaces

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Publication number
DE19720370A1
DE19720370A1 DE19720370A DE19720370A DE19720370A1 DE 19720370 A1 DE19720370 A1 DE 19720370A1 DE 19720370 A DE19720370 A DE 19720370A DE 19720370 A DE19720370 A DE 19720370A DE 19720370 A1 DE19720370 A1 DE 19720370A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
groups
acid
carboxyl
radical
monomers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19720370A
Other languages
German (de)
Inventor
Christine Dr Anders
Guenter Dr Lorenz
Hartwig Prof Dr Hoecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Huels AG
Chemische Werke Huels AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huels AG, Chemische Werke Huels AG filed Critical Huels AG
Priority to DE19720370A priority Critical patent/DE19720370A1/en
Priority to EP97121167A priority patent/EP0852952A2/en
Priority to JP9360710A priority patent/JPH10231373A/en
Priority to CA002226133A priority patent/CA2226133A1/en
Priority to NO980019A priority patent/NO980019L/en
Publication of DE19720370A1 publication Critical patent/DE19720370A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L33/00Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
    • A61L33/0076Chemical modification of the substrate
    • A61L33/0088Chemical modification of the substrate by grafting of a monomer onto the substrate

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bioaktiven Beschichtung der Oberfläche von Substraten, vorzugsweise von Kunststoff- (oder Polymer)substraten durch Pfropfpolymerisation. Eine wichtige Eigen­ schaft der erfindungsgemäß aufgebrachten Beschichtungen ist ihre gute Verträglichkeit im Kontakt mit Körperflüssigkeiten und Gewebe. Je nach Funktionalität der Beschichtungsmonomeren bzw. nach dem Molverhältnis bestimmter funktioneller Gruppen in der Beschichtung werden die Oberflächen darüber hinaus bakterienabweisend und zell­ proliferationshemmend oder bakterienabweisend und zellprolifera­ tionsfördernd. Die Erfindung betrifft weiterhin Gegenstände mit derart beschichteten Oberflächen sowie die Verwendung dieser Gegen­ stände für medizinische oder biotechnische Zwecke.The invention relates to a method for bioactive coating the surface of substrates, preferably plastic (or Polymer) substrates by graft polymerization. An important property The coating applied according to the invention is theirs good tolerance in contact with body fluids and tissue. Depending on the functionality of the coating monomers or the Molar ratio of certain functional groups in the coating the surfaces are also bacteria-repellent and cell anti-proliferative or bacterial and cell proliferative promotional. The invention further relates to objects with surfaces coated in this way and the use of these counterparts stands for medical or biotechnical purposes.

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.The settlement and multiplication of bacteria on surfaces is a usually undesirable phenomenon, which often has night effects consequences. So in the drinking water and Beverage technology bacterial populations become a health hazard lead to a reduction in quality. Bacteria on or in packaging genes often cause or spoil food even infections in the consumer. To be operated in sterile condition Biotechnical plants raise foreign bacteria ches process engineering risk. Such bacteria can with raw substances are entered or in the event of poor sterilization in remain in all parts of the system. Parts of the bacterial population can adhere to normal fluid exchange during adhesion Remove rinsing and cleaning and multiply in the system.

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.There are also bacterial settlements in water treatment plants (e.g. for desalination through membranes) or in containers knows that with dissolved or liquid undiluted organic Substances are filled and beneficial for bacterial populations  Have conditions. Such microbial coverings can be found in considerable extent for blocking and / or corrosive destruction the system.

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.Protection against bacterial adhesion and -Distribution in nutrition, care, especially in the Geriatric care, and in medicine too. For mass catering or - There are considerable risks when it comes to serving Avoiding waste of disposable tableware and one the reusable dishes are not cleaned properly. The harmful spread of bacteria in food-carrying Hoses and pipes are just as well known as the propagation in Storage containers and in textiles in damp and warm surroundings, e.g. B. in bathrooms. Such facilities are preferred habitats for bacteria, as well as certain surfaces in areas with high public traffic, e.g. B. in public transport, Hospitals, telephone booths, schools and especially in public toilets.

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.In elderly and nursing care, the often reduced require Defenses of those affected take careful measures against infection nen, especially in intensive care units and in home care 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.The use of medical objects requires special care and devices for medical examinations, treatments and a grabbed, especially if such devices or objects with living tissue or body fluids. in the In the case of long-term or permanent contacts, for example with Implan acts, catheters, stents, heart valves and pacemakers, can bacterial contamination pose a life-threatening risk for the patient.

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. Elliott lackartige Beschichtungen mit quaternären Ammonium­ salzen als antimikrobiell wirkenden Komponenten. Es ist bekannt, daß diese Salze von Wasser, wäßrigen oder anderen polaren Medien sowie von Körperflüssigkeiten aus dem Beschichtungsmaterial heraus­ gelöst werden und ihre Wirkung somit nur von kurzer Dauer ist. Dies gilt gleichermaßen für die Einarbeitung von Silbersalzen in Beschichtungen, so beschrieben in WO 92/18098.Settlement has already been attempted in many different ways and prevent the spread of bacteria on surfaces. In J. Microbiol. Chemoth. 31 (1993), 261-271 describe S.E. Tebbs and T.S.J. Elliott lacquer-like coatings with quaternary ammonium salt as antimicrobial components. It is known,  that these salts of water, aqueous or other polar media as well as body fluids from the coating material can be solved and their effect is therefore short-lived. This applies equally to the incorporation of silver salts in Coatings as described 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.T. Ouchi and Y. Ohya describe in Progr. Polym. Sci. 20: 211, 1995 ff., the immobilization of bactericidal agents on polymer surfaces through covalent bonding or ionic interactions. In such cases, the germicidal effects are often opposite the pure active ingredient is significantly reduced. Heteropolar bonds often prove to be insufficiently stable. In addition leads the germ killing usually leads to undesirable deposits on the Surfaces that mask the further bactericidal effect and that Form the basis for subsequent bacterial colonization.

W. Kohnen et al. berichten in ZBl. Bakt. Suppl. 26, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart-Jena-New York, 1994, Seiten 408 bis 410, daß die Adhäsion von Staphylococcus epidermidis auf einem Polyurethanfilm vermindert wird, wenn der Film durch eine Glimmentladung in Gegen­ wart von Sauerstoff vorbehandelt und dann mit Acrylsäure gepfropft wird.W. Kohnen et al. report in ZBl. Bakt. Suppl. 26, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart-Jena-New York, 1994, pages 408 to 410 that the Adhesion of Staphylococcus epidermidis on a polyurethane film is diminished if the film is counter-glow were pre-treated with oxygen and then grafted with acrylic acid becomes.

Wie erwähnt, ist es wichtig, daß bei Verwendung medizinischer Ge­ genstände und Geräte bei medizinischen Untersuchungen, Behandlungen und Eingriffen eine Bakterienkontamination dieser Gegenstände und Geräte verhindert wird. Bei manchen dieser Gegenstände und Geräte, die mittel- oder langfristig mit lebendem Gewebe oder Körperflüs­ sigkeiten in Kontakt kommen, ist zudem eine Haftung und Ausbreitung von körpereigenen Zellen ausgesprochen unerwünscht. So sind Zellbe­ siedelungen bei mittelfristig intrakorporal applizierten Kathetern ebenso schädlich wie bei langfristig implantierten Stents oder Herzklappen.As mentioned, it is important that when using medical Ge objects and devices for medical examinations, treatments and interventions bacterial contamination of these objects and Devices is prevented. With some of these items and devices, the medium or long term with living tissue or body fluids coming into contact is also a liability and spread extremely undesirable from the body's own cells. So are Zellbe Settlements of catheters applied intracorporeally in the medium term just as harmful as with long-term implanted stents or Heart valves.

Weiterhin kann die Transparenz von Intraokularlinsen infolge von Zellbesiedelung nach der Implantation kontinuierlich abnehmen. Eine Reihe von Verfahren zielt darauf ab, eine Zellbesiedelung, bei­ spielsweise durch die Einarbeitung bestimmter Metalle oder Metall­ salze in die Halterung der Intraokularlinse zu vermeiden, wobei die Wirkung jedoch meist unvollständig und nicht nachhaltig ist. Auch in WO 94/16648 wird ein Verfahren beschrieben, durch das die Proli­ feration von Zellen auf der Oberfläche von implantierten Okularlin­ sen aus Polymermaterial verhindert werden soll.Furthermore, the transparency of intraocular lenses due to Cellular population continuously decrease after implantation. A A series of procedures aims at cell colonization for example by incorporating certain metals or metal  to avoid salts in the holder of the intraocular lens, taking the However, the effect is usually incomplete and unsustainable. Also WO 94/16648 describes a method by which the Proli feration of cells on the surface of implanted eyepiece should be prevented from polymer material.

Gemäß EP 0 431 213 sollen Polymere mit zellabweisenden Eigenschaf­ ten ausgestattet werden, indem ihre Oberfläche mit starken Mineral­ säuren hydrophiliert wird. Die nachträgliche chemische Modifikation von Polymeroberflächen ist jedoch meist nicht gleichmäßig. Es blei­ ben in der Regel nicht oder nicht ausreichend behandelte Stellen zurück, die Ausgangspunkte für eine Zellbesiedelung bilden. Weiter­ hin sind die zellabweisenden Eigenschaften der so behandelten Ober­ flächen häufig nicht dauerhaft.According to EP 0 431 213, polymers with cell-repellent properties can be endowed with strong mineral acids is hydrophilized. The subsequent chemical modification of polymer surfaces, however, is usually not uniform. It remains usually not or insufficiently treated areas back, which are the starting points for cell colonization. Next the cell-repellent properties of the upper treated in this way areas are often not permanent.

Andererseits sind für bestimmte Verwendungen Gegenstände mit Ober­ flächen erwünscht, die bakterienabweisend sind, aber die Besiede­ lung mit Zellen fördern. Das gilt z. B. für eine Reihe von Geräten für medizinische Untersuchungen. Behandlungen und Eingriffe und ebenso für manche Prothesen, die in das Gewebe einwachsen sollen, in das sie implantiert wurden. Solche Geräte und Prothesen, z. B. künstliche Hüftgelenke oder Zähne, bestehen häufig aus polymerum­ mantelten Materialien, wie Titan.On the other hand, for certain uses, items with upper areas that are bacteria-repellent, but the colonies are desirable Promote cells. That applies e.g. B. for a number of devices for medical examinations. Treatments and interventions and also for some prostheses that should grow into the tissue, into which they were implanted. Such devices and prostheses, e.g. B. Artificial hip joints or teeth often consist of polymer encased materials such as titanium.

Schließlich müssen Materialien für Geräte und Vorrichtungen, die mit Körperflüssigkeiten, wie Blut oder Lymphe, oder mit Gewebe in Kontakt kommen, verträglich für ihre fremde Umgebung sein. Insbe­ sondere ist Blutverträglichkeit eine wichtige erwünschte Eigen­ schaft. Die Materialien müssen also möglichst ausgeprägte anti­ thrombische Eigenschaften haben.Finally, materials for equipment and devices that with body fluids, such as blood or lymph, or with tissue in Come in contact, be compatible with their foreign environment. In particular In particular, blood tolerance is an important characteristic shaft. The materials must therefore be pronounced anti have thrombic properties.

Es gibt also verschiedene, einander teilweise ausschließende Anfor­ derungen an die bioaktiven Eigenschaften der Oberfläche von Polyme­ ren, die für medizinische Verwendungen bestimmt sind. Sie sollen stets bakterienabweisend und verträglich mit Körperflüssigkeiten und Gewebe sein, aber wahlweise zellproliferationshemmend oder -fördernd wirken.So there are different, partially mutually exclusive requirements changes to the bioactive properties of the surface of Polyme that are intended for medical use. You should always bacteria-repellent and compatible with body fluids and tissue, but either cell proliferation-inhibiting or - have a positive effect.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein verbesser­ tes Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen zu entwickeln, mit dem die Oberflächen bioaktiv, nämlich bakterienabweisend und ver­ träglich für Körperflüssigkeiten und Gewebe sowie wahlweise zell­ proliferationshemmend oder -fördernd beschichtet werden können, oh­ ne daß die mechanischen Eigenschaften der behandelten Materialien dadurch verändert werden oder sonstige erhebliche Nachteile eintre­ ten.The object of the present invention was to improve it to develop a method for coating surfaces with the surfaces are bioactive, namely bacteria-repellent and ver inert for body fluids and tissues as well as optionally cell can be coated to inhibit or promote proliferation, oh ne that the mechanical properties of the treated materials be changed or other significant disadvantages occur ten.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß sich die Oberfläche von Substraten, insbesondere von polymeren Substraten, vorteilhaft bioaktiv beschichten läßt, wenn man mindestens ein Monomer der all­ gemeinen Formel
It has surprisingly been found that the surface of substrates, in particular polymeric substrates, can advantageously be bioactive coated if at least one monomer of the general formula is used

Formel I: R-(A)a
Formula I: R- (A) a

in der
R einen ein- oder zweifach olefinisch ungesättigten orga­ nischen Rest, beispielsweise einen Kohlenwasserstoff­ 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 eine ganze Zahl von 1 bis 6 steht,
strahleninduziert auf einer aktivierten Substratoberfläche pfropf­ polymerisiert, mit der Maßgabe, daß ein Monomer I, in dem A die Carboxylgruppe -COOH oder ein Salz oder einen Ester der Carboxyl­ gruppe bedeutet, entweder mindestens einen weiteren Rest A mit ei­ ner anderen der für A genannten Bedeutungen enthält oder zusammen mit mindestens einem weiteren Monomeren I verwendet wird, in dem A eine andere der für A genannten Bedeutungen hat.
in the
R denotes a mono- or di-olefinically unsaturated organic radical, for example a hydrocarbon radical, with the valence a,
A is a carboxyl group -COOH, sulfuric acid group -OSO 2 OH, sulfonic acid group -SO 3 H, phosphoric acid group -OPO (OH) 2 phosphonic acid group -PO (OH) 2 phosphoric acid group -OP (OH) 2 , phenolic hydroxyl group or a salt or an ester of one of the designated groups, and
a represents an integer from 1 to 6,
radiation-induced graft-polymerized on an activated substrate surface, with the proviso that a monomer I in which A is the carboxyl group -COOH or a salt or an ester of the carboxyl group either has at least one further radical A with another of the meanings mentioned for A. contains or is used together with at least one further monomer I in which A has another of the meanings mentioned for A.

Unter den Salzen der für A genannten Gruppen werden die Alkalisal­ ze und insbesondere die Natriumsalze bevorzugt. Among the salts of the groups mentioned for A are the alkali ze and particularly preferred the sodium salts.  

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.The common characteristic of the monomers of formula I is that they 1 or 2 olefinic double bonds and at least one acidic one Group or a specific derivative, namely a salt or a Have esters, an acidic group.

Durch Plasma-induzierte Pfropfpolymerisation von funktionellen Mono­ meren erzeugte Beschichtungen auf verschiedenen Substraten sind z. B. aus B. Lassen et al., Clinical Materials 11 (1992), 99-103, be­ kannt und auf Biokompatibilität untersucht worden. Eine aktivieren­ de Vorbehandlung wird nicht erwähnt. Zudem ist Plasma kein optima­ ler Polymerisationsinitiator. H. Yasuda spricht dementsprechend in J. Polym. Sci.: Macromolecular Review, Vol. 16 (1981), 199-293, von der undefinierten und nicht kontrollierbaren Chemie der Plasma-Po­ lymerisation. Dies mag für manche Zwecke akzeptabel sein, ist je­ doch für medizinische und biotechnische Anwendungen problematisch, weil es gerade hier auf reproduzierbare Beschichtungen von gleich­ bleibend hoher Qualität besonders ankommt.By plasma-induced graft polymerization of functional mono are produced coatings on various substrates e.g. B. B. Lassen et al., 1992, Clinical Materials 11, 99-103, be known and examined for biocompatibility. Activate one de No pretreatment is mentioned. In addition, plasma is not optimal Polymerization initiator. H. Yasuda speaks accordingly in J. Polym. Sci .: Macromolecular Review, Vol. 16 (1981), 199-293, by the undefined and uncontrollable chemistry of the plasma Po lymerisation. This may be acceptable for some purposes, but it is but problematic for medical and biotechnical applications, because right here on reproducible coatings of the same consistently high quality is particularly important.

Überraschenderweise sind die bakterienabweisenden Eigenschaften der erfindungsgemäß mit einem carboxyl-, carboxylat- oder carbonester­ gruppenhaltigen Monomeren I zusammen mit einem anderen Monomeren I beschichteten Oberflächen deutlich stärker ausgeprägt als dies bei der Modifizierung mit Acrylsäure nach W. Kohnen et al., loc. cit., unter vergleichbaren Bedingungen der Fall ist.Surprisingly, the bacteria-repellent properties of the according to the invention with a carboxyl, carboxylate or carbonic ester group-containing monomers I together with another monomer I coated surfaces much more pronounced than this the modification with acrylic acid according to W. Kohnen et al., loc. cit., is the case under comparable conditions.

Die erfindungsgemäß beschichteten Oberflächen zeigen eine bemer­ kenswerte Kombination vorteilhafter Eigenschaften und daher eine hervorragende physiologische Verträglichkeit. Sie sind insbesondere gut blutverträglich und vermindern die Adhäsion und Vermehrung von Bakterien in einem hohen Maße auch über längere Zeit. Von dieser Wirkung betroffene Bakterien sind u. a. Staphylococcus aureus, Sta­ phylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, Klebsiella pneumo­ niae, Pseudomonas aeroginosa und Escherichia coli. Gleichzeitig wird meistens auch die Proliferation von Zellen inhibiert, bei­ spielsweise von Fibroblasten und Endothelzellen, wie menschlichen Nabelschnurzellen. Die besonderen Bedingungen, unter denen eine Beschichtung bakterienabweisend, aber zellproliferationsfördernd sind, werden später erläutert. Die Oberflächen der erfindungsgemäß beschichteten Substrate sind frei von migrationsfähigen und/oder extrahierbaren Monomer- und Oligomeranteilen. Unerwünschte Neben­ wirkungen durch freigesetzte körperfremde Stoffe oder durch abgetö­ tete Bakterien werden von vornherein vermieden.The surfaces coated according to the invention show a dimer noteworthy combination of advantageous properties and therefore a excellent physiological tolerance. You are special well tolerated by the blood and reduce the adhesion and increase of Bacteria to a high degree even over a long period. Of this Bacteria affected may include a. Staphylococcus aureus, Sta phylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, Klebsiella pneumo niae, Pseudomonas aeroginosa and Escherichia coli. At the same time the proliferation of cells is usually inhibited, at for example of fibroblasts and endothelial cells, such as human Umbilical cord cells. The special conditions under which one Coating that repels bacteria, but promotes cell proliferation  are explained later. The surfaces of the invention coated substrates are free of migration and / or extractable monomer and oligomer fractions. Unwanted side effects through released foreign substances or through killed killed bacteria are avoided from the outset.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Substratoberflächen zunächst, wie in der Folge näher beschrieben, aktiviert und an­ schließend unter Einwirkung von UV-Licht durch schonende Pfropfpo­ lymerisation oder -copolymerisation beschichtet.In the method according to the invention, the substrate surfaces first, as described in more detail below, activated and on closing under the influence of UV light through gentle grafting lymerization or copolymerization coated.

1. Die Monomeren1. The monomers

Bei der Pfropf(co)polymerisation setzt man z. B. als Monomer I vor­ teilhaft eine Mischung von Monomeren der allgemeinen Formeln II oder III
In the graft (co) polymerization, z. B. as monomer I before a mixture of monomers of general formulas II or III

Formel II : (CnH2n-q-x)(COOR1)x
Formula II: (C n H 2n-qx ) (COOR 1 ) x

Formel III: (CnH2n-q-x)(SO3R1)x
Formula III: (C n H 2n-qx ) (SO 3 R 1 ) x

ein. In den Formeln, die in der allgemeinen Formel I eingeschlossen sind, steht
a. The formulas that are included in the general formula I state

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; und
n each independently for an integer from 2 to 6 inclusive;
x each independently for 1 or 2;
q each independently for 0 or 2; and

bedeutet der Rest R1 jeweils unabhängig -H, ein Äquivalent ei­ nes Metallions, insbesondere ein Alkalimetallion, einen Rest eines aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Alkohols, vorzugsweise eines Alkanols mit 1 bis 6, insbesonde­ re mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eines Cycloalkanols mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, eines Arylalkanols mit 7 bis 10 Koh­ lenstoffatomen oder eines Alkanols mit Sauerstoff- und/oder Stickstoffatomen in der Kette und bis zu 12 Kohlenstoffatomen,
wie -(CH2-CH2-O)d-H, -(CH2-CH(CH3)-O)d-H, -(CH2-CH2-CH2-O)d-H
oder -(CH2)d-NH2-e(R2)e, wobei R2 für -CH3 oder -C2H5, d für 1, 2, 3 oder 4 und e für 0, 1 oder 2 steht.
the radical R 1 each independently denotes -H, one equivalent of a metal ion, in particular an alkali metal ion, a radical of an aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic alcohol, preferably an alkanol with 1 to 6, in particular re with 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkanol with 5 up to 12 carbon atoms, an arylalkanol with 7 to 10 carbon atoms or an alkanol with oxygen and / or nitrogen atoms in the chain and up to 12 carbon atoms,
such as - (CH 2 -CH 2 -O) d -H, - (CH 2 -CH (CH 3 ) -O) d -H, - (CH 2 -CH 2 -CH 2 -O) d -H
or - (CH 2 ) d -NH 2-e (R 2 ) e , where R 2 is -CH 3 or -C 2 H 5 , d is 1, 2, 3 or 4 and e is 0, 1 or 2 .

Den gegebenen Definitionen entsprechend bedeutet der Rest (CnH2n-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).According to the given definitions, the radical (C n H 2n-qx ) each independently means a straight-chain or branched monovalent alkenyl radical (q = 0, x = 1) or alkadienyl radical (q = 2, x = 1) or a divalent alkenylene radical (q = 0, x = 2) or alkadiene radical (q = 2, x = 2).

Anstelle von zwei Monomeren II und III kann man auch nur ein Mono­ mer (II + III) einsetzen, das die Gruppen -COOR1 und -SO3R1 in dem­ selben Molekül enthält.Instead of two monomers II and III, it is also possible to use only one monomer (II + III) which contains the groups -COOR 1 and -SO 3 R 1 in the same molecule.

Auch vom Benzol abgeleitete Monomere der allgemeinen Formel
Also monomers of the general formula derived from benzene

Formel IV: (C6H6-b-c-d)BbR3 c(OH)d
Formula IV: (C 6 H 6-bcd ) B b R 3 c (OH) d

können eingesetzt werden, worin
B jeweils unabhängig einen ein- oder zweiwertigen geradketti­ gen oder verzweigten Rest der Formeln (CnH2n-1-q-x)(COOR1)x oder (CnH2n-1-q-x)(SO3R1)x bedeutet, wobei R1, n, q und x wie zuvor definiert sind;
R3 jeweils unabhängig C1-4-Alkyl, -NH2, -COOH, -SO3H, -OSO3H, -OPO(OH)2, -PO(OH)2, -OP(OH)2, -OPO(O⁻)OCH2-CH2-N⁺(CH3)3, -PO(O⁻)O-CH2-CH2-N⁺(CH3)3, -OP(O⁻)OCH2-CH2-N⁺(CH3)3 oder gegebenenfalls ein Salz, insbesondere ein Alkalisalz, oder einen Ester der genannten Gruppen bedeutet:
can be used in which
B each independently denotes a mono- or divalent straight-chain or branched radical of the formulas (C n H 2n-1-qx ) (COOR 1 ) x or (C n H 2n-1-qx ) (SO 3 R 1 ) x , wherein R 1 , n , q and x are as previously defined;
R 3 each independently C 1-4 alkyl, -NH 2 , -COOH, -SO 3 H, -OSO 3 H, -OPO (OH) 2 , -PO (OH) 2 , -OP (OH) 2 , - OPO (O⁻) OCH 2 -CH 2 -N⁺ (CH 3 ) 3 , -PO (O⁻) O-CH 2 -CH 2 -N⁺ (CH 3 ) 3 , -OP (O⁻) OCH 2 - CH 2 -N⁺ (CH 3 ) 3 or optionally a salt, in particular an alkali salt, or an ester of the groups mentioned means:

b für 1, 2, oder 3 steht;
c für 0, 1, 2, oder 3 steht; und
d für 0, 1, 2, oder 3 steht;
b represents 1, 2 or 3;
c represents 0, 1, 2, or 3; and
d represents 0, 1, 2, or 3;

mit der Maßgabe, daß b + c + d ≦ 6, vorteilhaft ≦ 4 ist. with the proviso that b + c + d ≦ 6, advantageously ≦ 4.

Natürlich können auch beliebige Mischungen von Monomeren der allge­ meinen Formeln II, III und IV für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden.Of course, any mixtures of monomers of the general my formulas II, III and IV for the process according to the invention be used.

Andere geeignete Monomere sind der Formel I entsprechende neutrale oder saure Schwefelsäureester und Salze der letzteren; Sulfonsäuren, deren Salze und Ester; Phosphonsäuren, deren neutrale oder saure Salze, neutrale oder saure Ester sowie Salze der letzteren; Phos­ phorsäureester, deren neutrale oder saure Salze, neutrale oder sau­ re Ester sowie Salze der letzteren; und Phosphorigsäuren, deren neutrale oder saure Salze, neutrale oder saure Ester sowie Salze der letzteren. Auch diese Monomeren können im Gemisch untereinander und/oder mit den Monomeren der allgemeinen Formeln II, III und IV für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden.Other suitable monomers are those corresponding to formula I which are neutral or acidic sulfuric acid esters and salts of the latter; Sulfonic acids, their salts and esters; Phosphonic acids, their neutral or acidic Salts, neutral or acidic esters and salts of the latter; Phos phosphoric acid esters, their neutral or acidic salts, neutral or acidic re esters and salts of the latter; and phosphorous acids, their neutral or acidic salts, neutral or acidic esters and salts the latter. These monomers can also be mixed with one another and / or with the monomers of the general formulas II, III and IV can be used for the method according to the invention.

Schließlich seien noch 1 bis 3-wertige (oder -basische) Phenole so­ wie deren Salze, die der Formel I entsprechen, als geeignete Mono­ mere erwähnt. Auch sie werden gegebenenfalls im Gemisch untereinan­ der und/oder mit den zuvor erwähnten Monomeren eingesetzt.Finally, 1 to 3-valent (or basic) phenols as their salts, which correspond to the formula I, as suitable mono mere mentioned. If necessary, they are also mixed together of and / or used with the aforementioned monomers.

Für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich eine Kombination aus Monomeren I bis IV bewährt, die zu Beschichtungen führt, welche ei­ nerseits Carboxyl- und/oder Carboxylatgruppen und andererseits Sul­ fonsäure- und/oder Sulfonatgruppen aufweisen. Es gibt unter dem Aspekt der Verträglichkeit hinsichtlich der genannten Gruppen drei mögliche Zweierkombinationen, nämlich Carboxyl - und Sulfonsäure­ gruppen, Carboxyl- und Sulfonatgruppen sowie Carboxylat- und Sulfo­ natgruppen, weiterhin zwei Dreierkombinationen, nämlich Carboxyl-, Carboxylat- und Sulfonatgruppen sowie Carboxyl-, Sulfosäure- und Sulfonatgruppen. Alle diese Kombinationen charakterisieren brauch­ bare Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Natürlich ist es auch möglich, Monomere einzusetzen, deren funktionelle Grup­ pen nach der Pfropfpolymerisation verändert werden. So kann man z. B. den Acrylamid-Baustein nachträglich durch Hydrolyse in saurem Medium in den Acrylsäure-Baustein umwandeln. Weiterhin kann man Carboxyl- und Sulfonsäuregruppen durch Neutralisieren (z. B. in Phosphatpuffern) sowie Carbonester- und Sulfosäureestergruppen durch Hydrolyse in Carboxylat- bzw. Sulfonatgruppen überführen. A combination of has been found for the method according to the invention Proven monomers I to IV, which leads to coatings which egg on the one hand carboxyl and / or carboxylate groups and on the other hand sul have fonic acid and / or sulfonate groups. There is under the Aspect of compatibility with regard to the three groups mentioned possible combinations of two, namely carboxylic and sulfonic acid groups, carboxyl and sulfonate groups as well as carboxylate and sulfo natgruppen, further two combinations of three, namely carboxyl, Carboxylate and sulfonate groups as well as carboxyl, sulfonic acid and Sulfonate groups. Characterize all these combinations bare embodiments of the method according to the invention. Naturally it is also possible to use monomers whose functional group pen can be changed after the graft polymerization. So you can e.g. B. the acrylamide building block by hydrolysis in acid Convert the medium into the acrylic acid building block. Furthermore you can Carboxyl and sulfonic acid groups by neutralizing (e.g. in Phosphate buffers) and carbonic ester and sulfonic acid ester groups converted into carboxylate or sulfonate groups by hydrolysis.  

In der genannten Kombination kann das molare Verhältnis von Carb­ oxyl- und/oder Carboxylatgruppen zu Sulfonsäure- und/oder Sulfonat­ gruppen in der Beschichtung in weiten Grenzen schwanken. Besonders ausgeprägte zellproliferationsinhibierende Eigenschaften werden er­ zielt, wenn das genannte Verhältnis 0,2 bis 3, vorteilhaft 0,4 bis 3 und insbesondere 0,4 bis 2 beträgt. Die beschichteten Oberflächen zeigen in bemerkenswerter Weise bakterienabweisende, aber zellpro­ liferationsfördernde Eigenschaften, wenn das besagte molare Ver­ hältnis 2 bis 10, vorteilhaft 3 bis 10 und insbesondere 3 bis 5 be­ trägt. Zellproliferationsfördernd im Sinne der Erfindung ist eine Beschichtung dann, wenn die Haftung und Vermehrung von Säugetier­ zellen durch die Beschichtung im Vergleich zu der unbeschichteten Oberfläche verbessert oder jedenfalls weniger stark beeinträchtigt wird als die Haftung und Vermehrung von Bakterien.In the combination mentioned, the molar ratio of carb oxyl and / or carboxylate groups to sulfonic acid and / or sulfonate groups in the coating fluctuate within wide limits. Especially pronounced cell proliferation-inhibiting properties he will aims if the said ratio is 0.2 to 3, advantageously 0.4 to 3 and in particular 0.4 to 2. The coated surfaces remarkably show bacteria-repellent but cell-pro liferative properties when said molar ver Ratio 2 to 10, advantageously 3 to 10 and in particular 3 to 5 be wearing. Cell proliferation in the sense of the invention is one Coating when the adhesion and multiplication of mammals cells through the coating compared to the uncoated Surface improved or at least less affected is called the adhesion and multiplication of bacteria.

Von den geeigneten Monomeren der allgemeinen Formeln I bis IV, die eine oder mehrere gleiche oder verschiedene Reste A im Molekül ent­ halten, seien beispielsweise 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,
Diethylenglykolmethacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, 4-Vinylsali­ cylsäure, Itaconsäure, Vinylessigsäure, Zimtsäure, 4-Vinylbenzoe­ säure, 2-Vinylbenzoesäure, Sorbinsäure, Kaffeesäure, Maleinsäure, Methylmaleinsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, Fumarsäure, Dime­ thylfumarsäure, Methylfumarsäure, Dihydroxymaleinsäure, Allylessig­ säure;
Natriumallylsulfat, Natriumallylsulfonat, Natriummethallylsulfat Natriummethallylsulfonat, Natriumvinylsulfonat, Vinylsulfonsäu­ re-2-hydroxyethylester, 4-Vinylbenzolsulfonsäure, Natriumstyrolsulfo­ nat, Natriumvinyltoluolsulfonat;
Buten-(2)-diol-(1,4)-diphosphat, Buten-(2)-diol-(1,4)-diphosphonat, die Dinatriumsalze der beiden Phosphate bzw. Phosphonate, Diallyl­ phosphit;
2-Vinylphenol, 2-Allylhydrochinon, 4-Vinylresorcin, m-Hydroxysty­ rol, o-Hydroxystyrol, p-Hydroxystyrol, Carboxyl-vinylbenzolsulfon­ säure.
Examples of suitable monomers of the general formulas I to IV which contain one or more identical or different radicals A in the molecule are:
Acrylic acid, sodium acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2- (2'-hydroxyethoxy) ethyl acrylate, 2-hydroxy-1-methylethyl acrylate, 2-N, N-dimethylaminoethyl acrylate, methacrylic acid, sodium methacrylate, n-propyl 2-hydroxyethyl methacrylate, 2- (2'-hydroxyethoxy) ethyl methacrylate, 2-hydroxy-1-methyl ethyl methacrylate, 2-N, N-dimethylaminoethyl methacrylate,
Diethylenglykolmethacrylat, triethylene glycol, 4-Vinylsali cylsäure acid itaconic acid, vinyl acetic acid, cinnamic acid, 4-Vinylbenzoe, 2-vinylbenzoic acid, thylfumarsäure sorbic acid, caffeic acid, maleic acid, methylmaleic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, fumaric acid, dime, methylfumaric acid, dihydroxymaleic acid Allylessig;
Sodium allyl sulfate, sodium allyl sulfonate, sodium methallyl sulfate, sodium methallyl sulfonate, sodium vinyl sulfonate, vinyl sulfonic acid re-2-hydroxyethyl ester, 4-vinylbenzenesulfonic acid, sodium styrene sulfonate, sodium vinyl toluene sulfonate;
Butene (2) diol (1,4) diphosphate, butene (2) diol (1,4) diphosphonate, the disodium salts of the two phosphates or phosphonates, diallyl phosphite;
2-vinylphenol, 2-allylhydroquinone, 4-vinylresorcinol, m-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, carboxyl-vinylbenzenesulfonic acid.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man als Monomer I eine Mischung aus Monomeren der allge­ meinen Formeln V und VI
In a further embodiment of the process according to the invention, the monomer I used is a mixture of monomers of the general formulas V and VI

In den Formeln I und II bedeuten
R1 Wasserstoff oder den Methylrest,
R2 einen zweiwertigen organischen Rest, vorzugsweise einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Koh­ lenwasserstoffrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, oder eine C-C-Einfachbindung,
R3 -O- oder -NH-,
R4 Wasserstoff oder den Rest -SO3⁻Na⁺,
R5 Wasserstoff, den Methylrest oder den Rest -R2-COO⁻Na⁺,
R6 Wasserstoff oder Na und
n 4 oder 5;
mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Substituenten R4 ein Rest -SO3⁻Na⁺ ist.
In formulas I and II mean
R 1 is hydrogen or the methyl radical,
R 2 is a divalent organic radical, preferably an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical with up to 10 carbon atoms, or a CC single bond,
R 3 -O- or -NH-,
R 4 is hydrogen or the radical -SO 3⁻ Na⁺,
R 5 is hydrogen, the methyl radical or the radical -R 2 -COO⁻Na⁺,
R 6 is hydrogen or Na and
n 4 or 5;
with the proviso that at least one of the substituents R 4 is a radical -SO 3⁻ Na⁺.

In bevorzugten Monomeren V und VI bedeutet
R1 Wasserstoff,
R2 einen Alkylenrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, einen Phenylenrest oder eine C-C-Einfachbindung,
R3 -O- oder -NH-,
R4 Wasserstoff oder den Rest -SO3⁻Na⁺,
R5 Wasserstoff oder den Rest -R2-COO⁻Na⁺
R6 Wasserstoff oder Na und steht
n für 4.
In preferred monomers V and VI means
R 1 is hydrogen,
R 2 is an alkylene radical with 1 to 4 carbon atoms, a phenylene radical or a CC single bond,
R 3 -O- or -NH-,
R 4 is hydrogen or the radical -SO 3⁻ Na⁺,
R 5 is hydrogen or the radical -R 2 -COO⁻Na⁺
R 6 is hydrogen or Na and is
n for 4.

Die Monomeren V enthalten modifizierte Zuckerreste, vorzugsweise von Pentosen und insbesondere von Arabinose. Die Zuckerreste ent­ halten mindestens einen der Reste -O-SO3⁻Na⁺ (O-Sulfat) oder -NH-SO3⁻Na⁺ (N-Sulfat), bevorzugt benachbart zu dem Rest R2. Sie weisen vorzugsweise 1 bis 4 dieser Reste auf. In einem Zuckerrest können O-Sulfat- und N-Sulfatreste gleichzeitig vorliegen, wobei dann der N-Sulfatrest bevorzugt benachbart zum Rest R2 positioniert ist. Alternativ kann der Zuckerrest aber auch ausschließlich eine Art dieser Reste enthalten, z. B. nur O-Sulfatreste. Jede der ge­ nannten Spezies (nur O-Sulfat enthaltende sowie N-Sulfat-haltige Reste) ist für sich allein oder zusammen mit der anderen Spezies als Monomer V geeignet. Das Mischungsverhältnis beträgt also 0 : 100 bis 100 : 0.The monomers V contain modified sugar residues, preferably from pentoses and in particular from arabinose. The sugar residues contain at least one of the residues -O-SO 3⁻ Na⁺ (O-sulfate) or -NH-SO 3⁻ Na⁺ (N-sulfate), preferably adjacent to the residue R 2 . They preferably have 1 to 4 of these residues. O-sulfate and N-sulfate residues can be present simultaneously in a sugar residue, in which case the N-sulfate residue is preferably positioned adjacent to the residue R 2 . Alternatively, the sugar residue can also contain only one type of these residues, e.g. B. only O-sulfate residues. Each of the named species (only O-sulfate-containing and N-sulfate-containing radicals) is suitable alone or together with the other species as monomer V. The mixing ratio is therefore 0: 100 to 100: 0.

Das Mengenverhältnis, in dem die Monomeren V und VI eingesetzt wer­ den kann, in weiten Grenzen schwanken. So kann das Molverhältnis der N-Sulfat- und/oder O-Sulfatgruppen des Monomers V zu den Carb­ oxyl- und/oder Carboxylatgruppen des Monomers VI bespielsweise 1 : 100 bis 100 : 1 betragen. Bevorzugte Molverhältnisse liegen zwi­ schen 1 : 20 und 20 : 1.The ratio in which the monomers V and VI are used that can fluctuate within wide limits. So can the molar ratio the N-sulfate and / or O-sulfate groups of the monomer V to the carb Oxyl and / or carboxylate groups of the monomer VI, for example 1: 100 to 100: 1. Preferred molar ratios are between 1: 20 and 20: 1.

Die Herstellung der Monomeren V ist in der deutschen Patentanmel­ dung . . . (O.Z. 5195) im einzelnen beschrieben. Sie sei hier anhand eines Spezialfalles erläutert, der von D-Glu­ cono-1,5-lacton 1 ausgeht und zu einem Monomer V führt, das von einer Pentose, nämlich der D-Arabinose, abgeleitet ist. Der Fachmann wird jedoch das Verfahren ohne weiteres auf andere geeignete Edukte übertragen können.The preparation of the monomers V is in the German patent application dung. . . (O.Z. 5195) described in detail. she be explained here using a special case, that of D-Glu cono-1,5-lactone 1 starts and leads to a monomer V, which from a Pentose, namely the D-arabinose, is derived. The specialist will however, the process is readily applicable to other suitable starting materials can transmit.

In einer ersten Stufe werden die Hydroxylgruppen des Lactons 1 durch Acetalisierung geschützt, z. B. mit Aceton in Methanol als Lösemittel. Dabei wird das Lacton gespalten, und man erhält ein Isomerengemisch aus Methyl-3,4;5,6-di-O-isopropyliden-D-gluconat 2 und Methyl-2,3;5,6-di-O-isopropyliden-D-gluconat 3. Dieses Gemisch wird in einer zweiten Stufe reduziert, z. B. mit Lithiumaluminiumhy­ drid, wodurch die Carbonesterfunktion zur Carbinolfunktion wird. Man erhält wiederum ein Isomerengemisch, nämlich 3,4;5,6-Di-O-iso­ propyliden-D-sorbit 4 und 2,3;5,6-Di-O-isopropyliden-D-sorbit 5. In einer dritten Stufe wird dieses Isomerengemisch mit einem Oxida­ tionsmittel, wie Natriumperiodat, unter Spaltung der Kohlenstoff­ kette zu einem einheitlichen Produkt, dem Arabinosealdehyd 2,3;4,5-Di-O-iso­ propylidenaldehydo-D-arabinose 6 oxidiert. In der anschlie­ ßenden vierten Stufe wird eine Vinylfunktion eingeführt, z. B. durch eine Grignard-Reaktion mit 4-Vinylphenylmagnesiumchlorid. Man er­ hält ein teilgeschütztes 4-Vinylphenylpentanpentaol, 2,3;4,5-Di-O-iso­ propyliden-1-(4-vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 7, das in der Folge kurz als Arasty bezeichnet wird.In a first stage, the hydroxyl groups of lactone 1 protected by acetalization, e.g. B. with acetone in methanol as Solvents. The lactone is split and you get one Isomer mixture of methyl 3,4; 5,6-di-O-isopropylidene-D-gluconate 2 and methyl 2,3; 5,6-di-O-isopropylidene-D-gluconate 3. This mixture is reduced in a second stage, e.g. B. with lithium aluminum hy drid, whereby the carboxylic ester function becomes the carbinol function. An isomer mixture is again obtained, namely 3,4; 5,6-di-O-iso propylidene-D-sorbitol 4 and 2,3; 5,6-di-O-isopropylidene-D-sorbitol 5. In  A third stage is this mixture of isomers with an oxide tion agents, such as sodium periodate, with cleavage of the carbon chain to a single product, the arabinosealdehyde 2,3; 4,5-di-O-iso propylidene aldehyde-D-arabinose 6 oxidized. In the subsequent the fourth stage, a vinyl function is introduced, e.g. B. by a Grignard reaction with 4-vinylphenylmagnesium chloride. Man he holds a partially protected 4-vinylphenylpentanpentaol, 2,3; 4,5-di-O-iso propylidene-1- (4-vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) pentitol 7, which in subsequently referred to as Arasty.

Diese Stufenfolge 1 bis 4 wird durch das folgende Reaktionsschema veranschaulicht:
This sequence of steps 1 to 4 is illustrated by the following reaction scheme:

Diese Reaktionsfolge ist von H. Regeling et al., Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1987 (106), 461; D.Y. Jackson, Synth. Commun. 1988 (18), 337; und G. Wulff et al., Macromol. Chem. Phys. 1996 (197), 1285 näher beschrieben worden.This sequence of reactions is described by H. Regeling et al., Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1987 (106), 461; D.Y. Jackson, Synth. Commun. 1988 (18), 337; and G. Wulff et al., Macromol. Chem. Phys. 1996 (197), 1285 closer have been described.

Zur Herstellung einer dem Arasty 7 entsprechenden Verbindung mit einer Aminogruppe in 1-Stellung kann man Arasty in einer ersten Stufe zum entsprechende Keton, (2,3;4,5-Di-O-isopropyliden-D-arabi­ no)-(4-vinylphenyl)-keton 8, oxidieren. Dieses wird in einer zweiten Stufe reduktiv zum Amin 1-Amino-1-desoxy-2,3;4,5-di-O-isopropyli­ den-1-(4-vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 9 umgewandelt. Diese Reaktionsfolge wird durch das folgende Formelschema erläutert:
To prepare a compound corresponding to Arasty 7 with an amino group in the 1-position, Arasty can be converted in a first step to the corresponding ketone, (2,3; 4,5-di-O-isopropylidene-D-arabi no) - (4- vinylphenyl) ketone 8, oxidize. In a second stage, this reductively becomes the amine 1-amino-1-deoxy-2,3; 4,5-di-O-isopropylidene-1- (4-vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) pentitol 9 converted. This sequence of reactions is illustrated by the following formula:

In der ersten Stufe kann Arasty Z z. B. mit dem Komplex (?) aus Oxa­ lylchlorid und Dimethylsulfoxid bei einer Temperatur von < -50°C in einem inerten Lösemittel oxidiert werden. Die reduktive Aminierung in der zweiten Stufe erreicht man vorteilhaft mit Natriumcyanobor­ hydrid als Reduktionsmittel in Gegenwart von Ammoniumacetat in ei­ nem Lösemittel unter Wasserausschluß bei Raumtemperatur.In the first stage, Arasty Z z. B. with the complex (?) Of oxa lyl chloride and dimethyl sulfoxide at a temperature of <-50 ° C in be oxidized with an inert solvent. The reductive amination the second stage is advantageously achieved with sodium cyanobor hydride as a reducing agent in the presence of ammonium acetate in egg solvent with exclusion of water at room temperature.

Heparin enthält ungeschützte Hydroxylgruppen und ist O-sulfatiert und N-sulfatiert. Die Verbindungen 7 und 9 werden daher in einer ersten Stufe entschützt (deacetalisiert) und in einer zweiten Stufe und/oder N-sulfatiert, damit das aus ihnen hergestellte Polymer möglichst weitgehend heparinanalog ist. Die Entschützung gelingt in saurem Medium, in dem Ketale nicht beständig sind. Man erhitzt die geschützten Verbindungen z. B. mit verdünnter Mineralsäure oder ei­ nem sauren Ionenaustauscher und erhält aus 7 1-Hydroxy-1-desoxy-1-(4-vi­ nylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 10 und aus 9 das 1-Ami­ no-1-desoxy-1-(4-vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 11. Die Ent­ schützung und die nachfolgende Sulfatierung werden durch das fol­ gende Formelschema wiedergegeben:
Heparin contains unprotected hydroxyl groups and is O-sulfated and N-sulfated. The compounds 7 and 9 are therefore deprotected (deacetalized) in a first stage and / or N-sulfated in a second stage, so that the polymer produced from them is as heparin-analogous as possible. Deprotection is achieved in an acidic medium in which ketals are not stable. The protected compounds are heated, for. B. with dilute mineral acid or egg nem acidic ion exchanger and obtained from 7 1-hydroxy-1-deoxy-1- (4-vi nylphenyl) -D-gluco (D-manno) pentitol 10 and from 9 the 1-amino no -1-deoxy-1- (4-vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) -pentitol 11. The deprotection and the subsequent sulfation are represented by the following formula:

Die beiden Verbindungen 10 und 11 werden sulfatiert, zweckmäßig mittels eines Schwefeltrioxid-Pyridin-Komplexes. Wegen der vorweg­ genommenen Deacetalisierung kommt es bei der Sulfatierung nicht zu einem einheitlichen Produkt mit einer oder mehreren Sulfatgruppen in definierten Positionen. Es sollten jedoch die primären Hydroxyl­ gruppen und die Aminogruppen bevorzugt sulfatiert werden. Durch Wahl eines geeigneten Molverhältnisses von Schwefeltrioxid zu Hydroxyl- bzw. Aminogruppen kann der Sulfatierungsgrad geregelt werden. Vorteilhaft wird durchschnittlich mehr als eine Sulfatgrup­ pe pro Molekül eingeführt, da Heparin etwa 2,7 Sulfatgruppen pro Disaccharideinheit (entsprechend 1,35 Sulfatgruppen pro Molekül Monomer I) enthält. Durch Sulfatierung der entschützten Aminverbin­ dung 11 erhält man gleichzeitig O-Sulfat- und N-Sulfatgruppen im Molekül, was im Hinblick auf die die angestrebte Heparinanalogie erwünscht ist. The two compounds 10 and 11 are sulfated, appropriately using a sulfur trioxide-pyridine complex. Because of the advance Deacetalization does not occur during sulfation a single product with one or more sulfate groups in defined positions. However, it should be the primary hydroxyl groups and the amino groups are preferably sulfated. By Selection of a suitable molar ratio of sulfur trioxide to The degree of sulfation can be regulated by hydroxyl or amino groups will. On average, more than one sulfate group is advantageous pe introduced per molecule, because heparin about 2.7 sulfate groups per Disaccharide unit (corresponding to 1.35 sulfate groups per molecule Monomer I) contains. By sulfating the deprotected amine compound manure 11, O-sulfate and N-sulfate groups are obtained simultaneously in the Molecule what in terms of the targeted heparin analogy is desired.  

Die Sulfatierung wird vorteilhaft bei Raumtemperatur durchgeführt, um eine vorzeitige Polymerisation zu vermeiden. Nach längerer Zeit, z. B. bis zu 100 Stunden, ist die Reaktion trotzdem vollständig. Als Lösemittel kann man z. B. überschüssiges Pyridin oder einen Ether, wie Tetrahydrofuran, verwenden. Da die Sulfatgruppen der Reaktions­ produkte säurelabil sind, empfiehlt es sich, der Eduktlösung vor dem Zusatz des Schwefeltrioxid-Pyridin-Komplexes ein wasserbinden­ des Mittel zuzusetzen, z. B. ein Molekularsieb. Aus demselben Grunde ist es empfehlenswert, nach Beendigung der Reaktion das Reaktions­ gemisch zunächst durch Zusatz von Wasser und bald darauf einer Ba­ se (die den pH im alkalischen Bereich hält) zu hydrolysieren. Eine geeignete Base ist z. B. eine gesättigte Bariumhydroxidlösung, die zugleich Sulfationen ausfällt. Überschüssige Bariumionen können z. B. durch Einleiten von Kohlendioxid gefällt werden, gegebenen­ falls nach vorsichtigem Einengen unter Entfernung von Lösemittel. Das Bariumcarbonat wird abfiltriert und das Filtrat über eine Ionenaustauschersäule in der Na⁺-Form gegeben oder anderweitig mit dem Ionenaustauscher behandelt, um die Bariumionen gegen Natriumio­ nen auszutauschen. Aus der weiter eingeengten Lösung kann man durch Gefriertrocknen die Produkte, O-sulfatiertes 1-Hydroxy-1-desoxy-1-(4-vi­ nylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 12 bzw. N- und O-sulfa­ tiertes 1-Amino-1-desoxy-1-(4vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 13 jeweils in Form des Natriumsalzes als pulverförmige Feststoffe gewinnen. Beide Stoffe entsprechen der Formel V und sind für die vorliegende Erfindung geeignete Monomere.The sulfation is advantageously carried out at room temperature, to avoid premature polymerization. After a long time, e.g. B. up to 100 hours, the reaction is still complete. As Solvents can be used e.g. B. excess pyridine or an ether, such as tetrahydrofuran. Because the sulfate groups of the reaction products are acid-labile, it is advisable to precede the educt solution the addition of the sulfur trioxide-pyridine complex to bind water add the agent, e.g. B. a molecular sieve. For the same reason it is recommended to stop the reaction after the reaction mix first by adding water and soon afterwards a ba hydrolysis (which keeps the pH in the alkaline range). A suitable base is e.g. B. a saturated barium hydroxide solution, the sulfate ions also fail. Excess barium ions can e.g. B. be precipitated by introducing carbon dioxide if after careful concentration with removal of solvent. The barium carbonate is filtered off and the filtrate through a Given ion exchange column in the Na⁺ form or otherwise with treated the ion exchanger to the barium ions against sodium ion exchange. From the further narrowed solution you can go through Freeze-dry the products, O-sulfated 1-hydroxy-1-deoxy-1- (4-vi nylphenyl) -D-gluco (D-manno) -pentitol 12 or N- and O-sulfa tated 1-amino-1-deoxy-1- (4vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) pentitol 13 each in the form of the sodium salt as powdery solids win. Both substances correspond to the formula V and are for the present invention suitable monomers.

Bei den Monomeren VI handelt es sich um bekannte und gut zugängli­ che Stoffe, die die für die heparinanaloge Wirkung erforderlichen Carboxyl- oder Carboxylatgruppen beisteuern. Geeignete Monomere VI haben eine olefinische Doppelbindung und eine oder zwei Carboxyl- bzw. Carboxylatfunktionen oder Funktionen, die in Carboxyl- bzw. Carboxylatfunktionen umgewandelt werden können, wie Carbonester-, Carbonamid- oder Carbonsäureanhydridgruppen. Als Gegenionen zur Carboxylatfunktion dienen Natriumionen. Beispiele für geeignete Monomere II sind die Säuren (Meth)acrylsäure, Crotonsäure, 4-Vinyl­ benzoesäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Vinylessigsäure, Zimtsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, Methylmaleinsäure, Dime­ thylfumarsäure, Methylfumarsäure, Dihydroxymaleinsäure, Allylessig­ säure sowie deren Natriumsalze.The monomers VI are known and easily accessible substances that are necessary for the heparin-analogous effect Contribute carboxyl or carboxylate groups. Suitable monomers VI have an olefinic double bond and one or two carboxyl or Carboxylate functions or functions that are in carboxyl or Carboxylate functions can be converted, such as carboxylic ester, Carbonamide or carboxylic anhydride groups. As counterions to Sodium ions serve carboxylate function. Examples of suitable ones Monomers II are the acids (meth) acrylic acid, crotonic acid, 4-vinyl benzoic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, vinyl acetic acid, Cinnamic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, methyl maleic acid, dime thyl fumaric acid, methyl fumaric acid, dihydroxymaleic acid, allyl vinegar  acid and its sodium salts.

2. Weitere gegebenenfalls mitverwendbare Monomere2. Other monomers which may also be used

Neben den beschriebenen Monomeren I bis V mit den aufgeführten blutverträglich machenden und bakterienabweisend bzw. zellprolife­ rationsinhibierend wirkenden Gruppen kann man auch andere Monomere mitverwenden, die insoweit neutral oder allenfalls schwach wirksam sind. Dazu gehören z. B. Vinylether, wie Vinylmethylether und Vinyl­ butylether; Vinylketone, wie Vinylethylketon; Olefine und Diolefi­ ne, wie 1-Buten, 1-Hexen, 1,3-Butadien, Isopren und Chloropren; Acryl- und Methacrylamid; Vinylaromaten, wie Styrol, Vinyltoluol und Divinylbenzol; und Vinylsiloxane. Diese Monomeren können sogar in überwiegender Menge vorhanden sein, z. B. bis zu 90 mol% ausma­ chen.In addition to the described monomers I to V with the listed blood-tolerant and bacteria-repellent or cell proliferation ration-inhibiting groups can also other monomers also use that are neutral or at most weakly effective are. These include e.g. B. vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl butyl ether; Vinyl ketones such as vinyl ethyl ketone; Olefins and diolefi ne, such as 1-butene, 1-hexene, 1,3-butadiene, isoprene and chloroprene; Acrylic and methacrylamide; Vinyl aromatics such as styrene, vinyl toluene and divinylbenzene; and vinyl siloxanes. These monomers can even be present in predominant quantities, e.g. B. up to 90 mol% chen.

3. Die Substratmaterialien3. The substrate materials

Als Substratmaterialien eignen sich vor allem alle polymeren Kunst­ stoffe, wie Polyurethane, Polyamide, Polyester und -ether, Poly­ etherblockamide, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polycarbonate, Polyorganosiloxane, Polyolefine, Polysulfone, Polyisopren, Poly-Chlo­ ropren, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyacrylate, Polymeth­ acrylate, entsprechende Copolymere und Blends sowie natürliche und synthetische Kautschuke, mit oder ohne strahlungssensitive Gruppen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch auf Oberflächen von lackierten oder anderweitig mit Kunststoff beschichteten Metall-, Glas- oder Holzkörpern anwenden.All polymeric art are particularly suitable as substrate materials substances such as polyurethanes, polyamides, polyesters and ethers, poly ether block amides, polystyrene, polyvinyl chloride, polycarbonates, Polyorganosiloxanes, polyolefins, polysulfones, polyisoprene, poly-chloro roprene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylates, polymeth acrylates, corresponding copolymers and blends as well as natural and synthetic rubbers, with or without radiation-sensitive groups. The method according to the invention can also be used on surfaces of lacquered or otherwise coated with plastic, Use glass or wooden bodies.

3. Die Aktivierung der Substratoberflächen3. The activation of the substrate surfaces

Die Oberflächen der Substrate können erfindungsgemäß nach einer Reihe von Methoden aktiviert werden. Zweckmäßig werden sie zuvor in bekannter Weise mittels eines Lösemittels von Ölen, Fetten oder an­ deren Verunreinigungen befreit.The surfaces of the substrates can be according to the invention Set of methods to be activated. They are expedient in known manner by means of a solvent of oils, fats or their impurities freed.

3.1 Die Aktivierung von Standardpolymeren ohne UV-strahlungssen­ sitive Gruppen kann vorteilhaft 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 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 Sauer­ stoffdrücke 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 Sauerstoffgehalt von 0,02 bis 20 Promille.3.1 The activation of standard polymers without UV-radiation-sensitive groups can advantageously by UV radiation, for. B. in the wavelength range from 100 to 400 nm, preferably from 125 to 310 nm. A suitable radiation source is e.g. B. a UV excimer Ge advises HERAEUS Noblelight, Hanau, Germany. But mercury vapor lamps are also suitable for substrate activation, provided that they emit significant amounts of radiation in the areas mentioned. The exposure time is generally 0.1 seconds to 20 minutes, preferably 1 second to 10 minutes. It has been shown that the presence of oxygen is advantageous. The preferred oxygen pressures are between 2 × 10⁻ 5 and 2 × 10⁻ 2 bar. For example, one works in a vacuum of 4 to 10⁻ 10⁻ 1 bar or using an inert gas such as helium, nitrogen or argon, with an oxygen content of from 0.02 to 20 parts per thousand.

3.2 Die Aktivierung kann erfindungsgemäß auch durch ein Hochfre­ quenz- oder Mikrowellenplasma (Hexagon, Fa. Technics Plasma, 85 551 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.3.2 According to the invention, the activation can also be carried out by a high frequency quenz or microwave plasma (Hexagon, Technics Plasma, 85 551 Kirchheim, Germany) in air, nitrogen or argon atmosphere can be achieved. The exposure times are generally 30 Seconds to 30 minutes, preferably 2 to 10 minutes. The Ener The entry for laboratory devices is between 100 and 500 W, preferably between 200 and 300 W.

3.3 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.3.3 Furthermore, corona devices (SOFTAL Ham castle, Germany) for activation. The exposure times in this case are usually 1 second to 10 minutes, preferably 1 to 60 seconds.

3.4 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.3.4 Activation by electron or gamma rays (e.g. from a cobalt 60 source) enables short exposure times generally 0.1 to 60 seconds.

3.5 Beflammungen von Oberflächen führen ebenfalls zu deren Akti­ vierung. Geeignete Geräte, insbesondere solche mit einer Barriere-Flam­ menfront, 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 beschränkt. Die Expositionszeiten belaufen sich im allge­ meinen auf 0,1 Sekunde bis 1 Minute, vorzugsweise 0,5 bis 2 Sekun­ den, wobei es sich ausnahmslos um nicht leuchtende Flammen handelt und die Abstände der Substratoberflächen zur äußeren Flammenfront 0,2 bis 5 cm, vorzugsweise 0,5 bis 2 cm betragen.3.5 Flaming surfaces also leads to their action crossing. Suitable devices, especially those with a barrier flame menfront, can be easily built or for example sourced from ARCOTEC, 71297 Mönsheim, Germany. You can use hydrocarbons or hydrogen as the fuel gas operate. In any case, harmful overheating of the Substrate can be avoided, which is due to intimate contact with a ge cooled metal surface on the side facing away from the flame side  Substrate surface is easily reached. Activation by Flame is accordingly relatively thin, flat Limited substrates. The exposure times are generally mean 0.1 seconds to 1 minute, preferably 0.5 to 2 seconds the, which is, without exception, non-glowing flames and the distances of the substrate surfaces from the outer flame front 0.2 to 5 cm, preferably 0.5 to 2 cm.

3.6 Weiterhin lassen sich die Substratoberflächen auch durch Be­ handlung 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 behandeln. Als starke Basen eignen sich besonders Alkalimetallhydroxide in Wasser oder einem organischen Lösemittel. So kann man z. B. verdünnte Natronlauge 1 bis 60 Minuten bei 20 bis 80°C auf die Substrate ein­ wirken lassen. Alternativ können beispielsweise Polyamide aktiviert werden, indem man 2%iges KOH in Tetrahydrofuran 1 Minute bis 30 Minuten auf die Oberfläche einwirken läßt.3.6 Furthermore, the substrate surfaces can also be activate action with strong acids or strong bases. Of the suitable strong acids are sulfuric acid, nitric acid and Called hydrochloric acid. You can e.g. B. Polyamides 5 seconds to 1 minute treat with concentrated sulfuric acid at room temperature. As strong bases are particularly suitable for alkali metal hydroxides in water or an organic solvent. So you can z. B. diluted Sodium hydroxide solution on the substrates at 20 to 80 ° C for 1 to 60 minutes let it work. Alternatively, for example, polyamides can be activated by mixing 2% KOH in tetrahydrofuran for 1 minute to 30 Minutes on the surface.

3.7 Schließlich können schon bei der Herstellung der Substratpo­ lymeren Monomere mit UV-strahlungssensitiven Gruppen einpolymeri­ siert werden. Als solche eignen sich z. B. Furyl- oder Cinnamoylde­ rivate, die z. B. in Mengen von 3 bis 10 mol% angewandt werden kön­ nen. Gut geeignete Monomere dieser Art sind Cinnamoylethylacrylat und -methacrylat.3.7 Finally, already in the manufacture of the substrate po polymeric monomers with UV-sensitive groups be settled. As such, z. B. furyl or cinnamoylde derivatives, e.g. B. can be applied in amounts of 3 to 10 mol% nen. Suitable monomers of this type are cinnamoyl ethyl acrylate and methacrylate.

In manchen Fällen, z. B. bei hochhydrophoben Polymeren, kann es empfehlenswert sein, die Substratoberflächen durch eine Kombination aus zwei oder mehr der genannten Methoden zu aktivieren. Bevorzugte Aktivierungsmethoden sind die unter 3.1 und 3.2 genannten.In some cases, e.g. B. with highly hydrophobic polymers, it can be advisable to combine the substrate surfaces by a combination to activate from two or more of the methods mentioned. Preferred Activation methods are those mentioned under 3.1 and 3.2.

4. Die Beschichtung durch Pfropf(co)polymerisation4. The coating by graft (co) polymerization

Wenn die Substrate nach einer der unter 3.1 bis 3.6 beschriebenen Methoden vorbehandelt wurden, werden die aktivierten Oberflächen zweckmäßig 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5 Minuten der Ein­ wirkung von Sauerstoff, z. B. in Form von Luft, ausgesetzt. If the substrates according to one of the described in 3.1 to 3.6 Methods that have been pretreated are the activated surfaces expediently 1 to 20 minutes, preferably 1 to 5 minutes of on effect of oxygen, e.g. B. exposed in the form of air.  

Anschließend werden die (gegebenenfalls auch gemäß 3.7) aktivierten Oberflächen nach bekannten Methoden, wie Tauchen, Sprühen oder Streichen, mit Lösungen des oder der erfindungsgemäß zu verwenden­ den Vinylmonomeren beschichtet. Als Lösemittel haben sich Wasser und Wasser-Ethanol-Gemische bewährt, doch sind auch andere Lösemit­ tel verwendbar, sofern sie ein ausreichendes Lösevermögen für die Monomeren aufweisen und die Substratoberflächen gut benetzen. Je nach Löslichkeit der Monomeren und gewünschter Schichtdicke der fertigen Beschichtung können die Konzentrationen der Monomeren in der Lösung 0,1 bis 50 Gewichtsprozent betragen. Lösungen mit Mono­ merengehalten von 3 bis 10 Gew.-%, beispielsweise mit etwa 5 Gew.-%, haben sich in der Praxis bewährt und ergeben im allgemeinen in einem Durchgang zusammenhängende, die Substratoberfläche be­ deckende Beschichtungen mit Schichtdicken, die mehr als 0,1 µm betra­ gen können.Then the activated ones (if necessary also according to 3.7) Surfaces according to known methods, such as dipping, spraying or Brush to use with solutions according to the invention coated the vinyl monomers. Water has become a solvent and water-ethanol mixtures are tried and tested, but other solvents are also can be used provided that they have sufficient solvent power for the Have monomers and wet the substrate surfaces well. Each according to the solubility of the monomers and the desired layer thickness finished coating can the concentrations of the monomers in the solution be 0.1 to 50 percent by weight. Solutions with mono content of 3 to 10% by weight, for example about 5% by weight, have proven themselves in practice and generally result connected in one pass, the substrate surface be opaque coatings with layer thicknesses of more than 0.1 µm can.

Nach dem Verdampfen des Lösemittels oder auch schon während des Verdampfens wird die Polymerisation oder Copolymerisation der auf die aktivierten Oberflächen aufgebrachten Monomeren zweckmäßig durch Strahlen im kurzwelligen Segment des sichtbaren Bereiches oder im langwelligen Segment des UV-Bereiches der elektromagneti­ schen Strahlung bewirkt. Gut geeignet ist z. B. die Strahlung eines UV-Excimers der Wellenlängen 250 bis 500 nm, vorzugsweise von 290 bis 320 nm. Auch hier sind Quecksilberdampflampen geeignet, sofern sie erhebliche Strahlungsanteile in den genannten Bereichen emit­ tieren. Die Expositionszeiten betragen im allgemeinen 10 Sekunden bis 30 Minuten, vorzugsweise 2 bis 15 Minuten.After evaporation of the solvent or even during the Evaporation is the polymerization or copolymerization of the the activated surfaces applied monomers expedient by rays in the short-wave segment of the visible range or in the long-wave segment of the UV range of the electromagnetic radiation. Z. B. the radiation of a UV excimers of wavelengths from 250 to 500 nm, preferably from 290 up to 320 nm. Mercury vapor lamps are also suitable here, provided that they emit considerable amounts of radiation in the areas mentioned animals. The exposure times are generally 10 seconds to 30 minutes, preferably 2 to 15 minutes.

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 sicherzustellen. Alternativ ist es auch möglich, das aktivierte Substrat, gegebenenfalls nach der beschriebenen Sau­ erstoffbehandlung, in die Lösung des oder der erfindungsgemäß zu verwendenden Vinylmonomeren 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 längeren Kontaktzei­ ten von Substrat und Lösung die gewünschte Schichtdicke erreicht wird.Sometimes it is useful to follow the steps described and finally to repeat the activation in order to use a sol Chen multilayer technology a hermetically sealed and / or ensure thicker coating. Alternatively, it is also possible the activated substrate, optionally after the sow described erstoffverarbeitung, in the solution of the or according to the invention immersed using vinyl monomers and in the immersed state to irradiate. Orientation tests make it easy determine at what radiation times with a given Radiation source and at which, possibly longer contact time  the desired layer thickness is reached becomes.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur bakterienabweisenden und zell­ proliferationsinhibierenden Beschichtung der Oberfläche von Sub­ straten und insbesondere von polymeren Kunststoffen gestattet die genaue Einstellung von Molverhältnissen verschiedener funktioneller Gruppen, die zur Inhibierung der Bakterienadhäsion und/oder -aus­ breitung sowie der Zellproliferation optimal sind. Darüber hinaus bietet das Verfahren den Vorteil, daß bei Wahl entsprechender Akti­ vierungsmethoden bereits bewährte Kunststoffe unter Beibehaltung ihrer mechanischen Eigenschaften und ihrer Form zusätzlich bakte­ rienabweisend und zellproliferationsinhibierend modifizierbar sind. Im allgemeinen sind keine weiteren Vor- oder Nachbehandlungen erforderlich. Hochhydrophobe Kunststoffe bedürfen gegebenenfalls einer hydrophilierenden Vorbehandlung, z. B. durch chemisches Ätzen mit Säuren oder Basen oder durch Plasma-Behandlung, um eine ausrei­ chende Benetzbarkeit durch die Monomerenlösung zu erreichen. Die hochhydrophoben Kunststoffe werden dann gleichzeitig hydrophiliert und im Sinne der vorliegenden Erfindung aktiviert.The method according to the invention for bacteria-repellent and cell proliferation-inhibiting coating of the surface of Sub strate and in particular of polymer plastics allows precise adjustment of molar ratios of different functional Groups used to inhibit bacterial adhesion and / or out spread and cell proliferation are optimal. Furthermore the method offers the advantage that when choosing appropriate Akti methods already proven plastics while maintaining their mechanical properties and their shape rejectable and modifiable to inhibit cell proliferation. In general there are no further pre- or post-treatments required. Highly hydrophobic plastics may be required a hydrophilizing pretreatment, e.g. B. by chemical etching with acids or bases or by plasma treatment to get one To achieve wettability through the monomer solution. The highly hydrophobic plastics are then simultaneously hydrophilized and activated in the sense of the present invention.

Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden die fol­ genden Beispiele gegeben. Die darin verwendeten Monomeren sind stellvertretend für eine Vielzahl anderer unter die allgemeinen Formeln I bis IV fallenden Verbindungen.To further explain the present invention, the fol given examples. The monomers used therein are representative of a variety of others among the general Formulas I to IV falling compounds.

BeispieleExamples Die verwendeten MonomerenThe monomers used

Von den in der Tabelle 1 aufgeführten Monomeren wurden jeweils 5 Gew.-% wäßrige Lösungen unter sterilen Bedingungen hergestellt. Of the monomers listed in Table 1 were in each case 5 wt .-% aqueous solutions prepared under sterile conditions.  

Eingesetzte Monomere - 5 Gew.-% LösungMonomers used - 5% by weight solution

Eingesetzte Monomere - 5 Gew.-% LösungMonomers used - 5% by weight solution

Die zu beschichtenden SubstrateThe substrates to be coated

Die Untersuchungen zu den Auswirkungen der erfindungsgemäßen Beschichtungen auf bakterienabweisendes Verhalten wurden an Folien aus den in Tabelle 2 aufgeführten Kunststoffen durchgeführt, die jeweils Stärken von 0,1 mm und eine für die Bestimmung relevante Oberfläche von 4 cm2 besaßen. Sie wurden sowohl durch Lösen der Pulver in Lösemitteln, anschließendes Gießen in Petrischalen und Trocknen, als auch durch Kalandrieren, Extrudieren, Pressen oder Rakeln hergestellt. In einigen Fällen standen Folien vom Hersteller zur Verfügung. The investigations into the effects of the coatings according to the invention on bacteria-repellent behavior were carried out on films made of the plastics listed in Table 2, each having a thickness of 0.1 mm and a surface area of 4 cm 2 relevant for the determination. They were produced by dissolving the powders in solvents, then pouring them into petri dishes and drying, and also by calendering, extruding, pressing or knife coating. In some cases, films were available from the manufacturer.

Eingesetzte FolienFoils used

Eingesetzte FolienFoils used

Eingesetzte Folien (Fortsetzung)Foils used (continued)

Eingesetzte Folien (Fortsetzung)Foils used (continued)

Die Aktivierung der SubstratoberflächenThe activation of the substrate surfaces

Die Folien wurden zunächst aktiviert, wahlweise nach den Tabelle 3 angegebenen Verfahren und Bedingungen. The foils were first activated, optionally according to Table 3 specified procedures and conditions.  

AktivierungsbedingungenActivation conditions

AktivierungsbedingungenActivation conditions

Beschichtung der Substratoberflächen durch Pfropf(co)polymerisationCoating of the substrate surfaces by graft (co) polymerization

Nach der Aktivierung werden die Folien, Gießkörper oder anderen Substratkörper sowie im Falle technischer Fertigung die Extrudate oder Spritzguß-Körper mit den Lösungen S1 bis S16 beschichtet, und zwar nach den in Tabelle 4 angegebenen Verfahren.After activation, the foils, castings or others Substrate body and in the case of technical production, the extrudates or injection molded body coated with solutions S1 to S16, and according to the procedures given in Table 4.

BeschichtungsverfahrenCoating process

BeschichtungsverfahrenCoating process

Während des Tauchens oder nach dem Tauchen, Besprühen oder Bestreichen wird mit Strahlen im Bereich von 250-500 nm, vorzugsweise 290-320 nm bestrahlt.During diving or after diving, spraying or Is coated with rays in the range of 250-500 nm,  preferably irradiated 290-320 nm.

Bestimmung der bakterienabweisenden EigenschaftenDetermination of the bacteria-repellent properties

Die Prüfung auf Adhäsion von Bakterien kann mit verschiedenen Stäm­ men vorgenommen werden. Hierzu eignen sich besonders die in Tabelle 5 aufgeführten Bakterien, da sie in klinischen Isolaten von infi­ zierten Kathetern häufig vorkommen.Testing for bacterial adhesion can be done with different strains men can be made. The ones in the table are particularly suitable for this 5 bacteria listed, since they are in clinical isolates of infi decorated catheters are common.

Bakterienstämme zur Messung der primären AdhäsionStrains of bacteria to measure primary adhesion

Bakterienstämme zur Messung der primären AdhäsionStrains of bacteria to measure primary adhesion

Das Verfahren zur Bestimmung der primären Adhäsion (also unabhängig von späterer Vermehrung) dieser Bakterienstämme wird beispielhaft für Klebsiella pneumoniae in der Folge beschrieben. Die primäre Ad­ häsion der anderen Stämme (B1 bis B3) wurde analog bestimmt.The method for determining the primary adhesion (i.e. independent of later multiplication) of these bacterial strains is exemplary for Klebsiella pneumoniae described below. The primary ad The adhesion of the other strains (B1 to B3) was determined analogously.

Bestimmung der primären Bakterienadhäsion unter statischen BedingungenDetermination of the primary bacterial adhesion under static conditions

Eine Über-Nacht-Kultur des Bakterienstammes Klebsiella pneumoniae in Hefeextrakt-Pepton-Glukose-Nährmedium (1% + 1% + 1%) wird abzen­ trifugiert und in Phosphat-gepufferter Saline (= PBS; 0,05 m KH2PO4, pH 7,2 + 0,9% NaCl) wieder aufgenommen. Man verdünnt mit PBS-Puf­ fer auf ein Zellkonzentration von 108 Zellen/ml. Die suspendierten Bakterien werden mit dem zu untersuchenden Folienstück für 3 h in Berührung gebracht. Dazu werden doppelseitig beschichtete kreisför­ mige Folienstücke mit einem Durchmesser von 1,6 cm (= 4,02 cm2) auf eine Präpariernadel gesteckt und mit der Zellsuspension geschüt­ telt. Einseitig beschichtete Folien werden in Form einer runden, ebenen Scheibe von 4,5 cm Durchmesser und mit einer Stützmembran aus 2-3 cm dickem Weich-PVC in eine Membranfilterapparatur einge­ spannt. Auf die nach oben zeigende Seite mit der zu prüfenden Beschichtung wird die Zellsuspension aufgegeben und 3 h geschüttelt. Die Membranfilterapparatur muß dicht sein, d. h. es darf keine Zell­ suspension durch undichte Zellen ausfließen.An overnight culture of the bacterial strain Klebsiella pneumoniae in yeast extract-peptone-glucose culture medium (1% + 1% + 1%) is centrifuged off and in phosphate-buffered saline (= PBS; 0.05 m KH 2 PO 4 , pH 7.2 + 0.9% NaCl) resumed. It is diluted with PBS buffer to a cell concentration of 108 cells / ml. The suspended bacteria are brought into contact with the piece of film to be examined for 3 hours. For this purpose, double-sided coated circular pieces of film with a diameter of 1.6 cm (= 4.02 cm 2 ) are placed on a dissecting needle and shaken with the cell suspension. Films coated on one side are clamped in a membrane filter apparatus in the form of a round, flat disc of 4.5 cm in diameter and with a support membrane made of 2-3 cm thick soft PVC. The cell suspension is applied to the upward-facing side with the coating to be tested and shaken for 3 hours. The membrane filter apparatus must be leak-tight, ie no cell suspension may leak through leaky cells.

Nach Ablauf der Kontaktzeit wird die Bakteriensuspension mit einer Wasserstrahlpumpe abgesaugt und die Folienstücke werden zum Waschen mit 20 ml steriler PBS-Lösung in einem 100 ml Becherglas 2 min geschüttelt. Das Folienstück wird nochmals in sterile PBS-Lö­ sung eingetaucht und dann in 10 ml erhitztem TRIS/EDTA (0,1M Tris­ hydroxyethylaminomethan, 4 mM Ethylendiamintetraessigsäure, mit HCl auf pH 7,8 eingestellt) für 2 min im siedenden Wasserbad extra­ hiert.After the contact time has elapsed, the bacterial suspension is treated with a Aspirated water jet pump and the pieces of film become Wash with 20 ml sterile PBS solution in a 100 ml beaker Shaken for 2 minutes. The piece of film is again in sterile PBS solution solution and then immersed in 10 ml of heated TRIS / EDTA (0.1M Tris hydroxyethylaminomethane, 4 mM ethylenediaminetetraacetic acid, with HCl adjusted to pH 7.8) for 2 min in a boiling water bath here.

Mit der Extraktionslösung werden kleine Eppendorf-Cups befüllt und sofort bis zur Biolumineszenz-Bestimmung des extrahierten Adenosin­ triphosphats (ATP) bei -20°C eingefroren. Die Bestimmung wird wie folgt ausgeführt: In ein transparentes Röhrchen aus Polycarbonat wird 100 µl Reagentienmix (Biolumineszenz-Test CLS II, Fa. BOEHRINGER MANNHEIM GmbH) gegeben, und über einen Zeitraum von 10 sec wer­ den in einem Lichtimpuls-Meßgerät LUMAT LB9501 (Laboratorien Prof. Berthold GmbH, 75323 Bad Wildbad, Deutschland) die Lichtimpulse in­ tegriert. Dann wird eine 100 µl Probe zugegeben und erneut gemes­ sen. Die relativen Lichteinheiten (RLU) werden durch Subtraktion der Lichtimpulse im Reagentienmix von der Anzahl der gemessenen Lichtimpulse im kompletten Ansatz erhalten. Dieser Wert steht in Relation zu der Anzahl der an der Folie adhärierten Bakterien. Der Umrechnungsfaktor zwischen dem RLU-Wert und der Bakterienzahl wird bestimmt, indem ein Aliquot von 0,1 ml der Bakteriensuspension mit 108 Zellen/ml in 10 ml heißem TRIS/EDTA extrahiert und dann der ATP-Gehalt bestimmt wird.Small Eppendorf cups are filled with the extraction solution and frozen immediately at -20 ° C until the bioluminescence determination of the extracted adenosine triphosphate (ATP). The determination is carried out as follows: 100 .mu.l of reagent mix (bioluminescence test CLS II, from BOEHRINGER MANNHEIM GmbH) is placed in a transparent tube made of polycarbonate, and over a period of 10 sec. In a light pulse measuring device LUMAT LB9501 (laboratories Prof. Berthold GmbH, 75323 Bad Wildbad, Germany) integrated the light impulses. Then a 100 µl sample is added and measured again. The relative light units (RLU) are obtained by subtracting the light pulses in the reagent mix from the number of measured light pulses in the complete batch. This value is related to the number of bacteria adhering to the film. The conversion factor between the RLU value and the number of bacteria is determined by extracting an aliquot of 0.1 ml of the bacterial suspension with 10 8 cells / ml in 10 ml of hot TRIS / EDTA and then determining the ATP content.

Für Klebsiella pneumoniae ergibt sich eine Wert von 1,74.104 RLU = 1.107 Zellen im ATP-Extraktionsansatz. Bei einem gemessenen Wert von 4,7.104 RLU von 4 cm3 Folie waren pro cm2 Folienoberfläche
For Klebsiella pneumoniae there is a value of 1.74.10 4 RLU = 1.10 7 cells in the ATP extraction batch. With a measured value of 4.7.10 4 RLU of 4 cm 3 film were per cm 2 film surface

primär adhäriert.adheres primarily.

ErgebnisseResults

In den folgenden Tabellen 6a und 6b sind die verschiedenen Bedin­ gungen und die Ergebnisse von insgesamt 27 Versuchen und Ver­ gleichsversuchen ohne vorherige Aktivierung (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26) zusammengestellt. In the following tables 6a and 6b are the different conditions conditions and the results of a total of 27 experiments and ver try to equalize without prior activation (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26).  

Die Tabellen 6a und 6b verdeutlichen, daß nach dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren Beschichtungen erhalten werden, die zu einer erhebli­ chen Reduzierung der Bakterienadhäsion führen. Die Minderungen lie­ gen deutlich über 50% im Vergleich zu den unbeschichteten Substra­ ten. Weiterhin lassen die Vergleichsbeispiele (Versuche 3, 4 und 15) erkennen, daß durch Aktivierung der Substratoberflächen mit UV-Excimer-Strahlen der Wellenlänge 172 nm (A1) oder Plasmabehandlung (A2, A3) überraschenderweise höhere Inhibierungen der Bakterienad­ häsion (≧ 90%) erreicht werden als mit anderen Aktivierungsmitteln, wie Elektronenstrahlen (A7, Versuch 13) oder NaOH-Lösungen (A8, Versuch 17).Tables 6a and 6b illustrate that according to the invention ß process coatings are obtained that lead to a considerable lead to a reduction in bacterial adhesion. The reductions lay well over 50% compared to the uncoated substrates Furthermore, the comparative examples (Experiments 3, 4 and 15) recognize that by activating the substrate surfaces with UV excimer rays with a wavelength of 172 nm (A1) or plasma treatment (A2, A3) surprisingly, higher inhibitions of the bacterial ad adhesion (≧ 90%) can be achieved than with other activating agents, such as electron beams (A7, experiment 13) or NaOH solutions (A8, Experiment 17).

Die in den Tabellen wiedergegebenen Ergebnisse zeigen weiter, daß man mit einem einzigen Monomer erfolgreich arbeiten kann (S7, Ver­ such 25), daß aber auch Copolymerisate aus zwei Monomeren, nämlich aus Natriumstyrolsulfonat und Acrylsäure (S1 + S2; Versuch 15), Natriumstyrolsulfonat und Maleinsäure (S1 + S4; Versuch 17), Natriumvinylsulfonat und Kaffeesäure (S6 + S10; Versuch 21) so­ wie Acrylsäure und Natriumvinylsulfonat (S2 + S6; Versuch 27) Beschichtungen mit guten bakterienabweisenden Eigenschaften ergeben.The results shown in the tables further show that one can work successfully with a single monomer (S7, Ver such 25), but also copolymers of two monomers, namely from sodium styrene sulfonate and acrylic acid (S1 + S2; experiment 15), Sodium styrene sulfonate and maleic acid (S1 + S4; experiment 17), Sodium vinyl sulfonate and caffeic acid (S6 + S10; experiment 21) see above such as acrylic acid and sodium vinyl sulfonate (S2 + S6; experiment 27) Coatings with good bacteria-repellent properties result.

Claims (22)

1. Verfahren zur bioaktiven Beschichtung der Oberfläche von Sub­ straten, dadurch gekennzeichnet, daß man 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 eine ganze Zahl von 1 bis 6 steht,
strahleninduziert auf einer aktivierten Substratoberfläche pfropf­ polymerisiert, mit der Maßgabe, daß ein Monomer I, in dem A eine Carboxylgruppe -COOH oder ein Salz oder einen Ester der Carboxyl­ gruppe bedeutet, entweder mindestens einen weiteren Rest A mit ei­ ner anderen der für A genannten Bedeutungen enthält oder zusammen mit mindestens einem weiteren Monomeren I verwendet wird, in dem A eine andere der für A genannten Bedeutungen hat.
1. A method for bioactive coating of the surface of sub strates, characterized in that at least one monomer of the general formula
Formula I: R- (A) a
in which R denotes a mono- or di-olefinically unsaturated organic radical with the valence a,
A is a carboxyl group -COOH, sulfuric acid group -OSO 2 OH, sulfonic acid group -SO 3 H, phosphoric acid group -OPO (OH) 2 phosphonic acid group -PO (OH) 2 phosphoric acid group -OP (OH) 2 , phenolic hydroxyl group or a salt or an ester of one of the designated groups and
a represents an integer from 1 to 6,
radiation-induced graft-polymerized on an activated substrate surface, with the proviso that a monomer I in which A is a carboxyl group -COOH or a salt or an ester of the carboxyl group either has at least one further radical A with another of the meanings mentioned for A. contains or is used together with at least one further monomer I in which A has another of the meanings mentioned for A.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man man als Monomer I eine Mischung von Monomeren der allgemeinen Formeln II oder III
Formel II: (CnH2n-q-x)(COOR1)x
Formel III: (CnH2n-q-x)(SO3R1)x
verwendet, wobei
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
der Rest R1 jeweils unabhängig -H, ein Äquivalent eines Me­ tallions oder einen Rest eines aliphatischen, cycloaliphati­ schen oder araliphatischen Alkohols bedeutet.
2. The method according to claim 1, characterized in that one as a monomer I is a mixture of monomers of the general formulas II or III
Formula II: (C n H 2n-qx ) (COOR 1 ) x
Formula III: (C n H 2n-qx ) (SO 3 R 1 ) x
used, where
n each independently for an integer from 2 to 6 inclusive;
x each independently for 1 or 2;
q each independently represents 0 or 2 and
the radical R 1 each independently represents -H, an equivalent of a metal ion or a radical of an aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic alcohol.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man man als Monomer I ein von Benzol abgeleitetes Monomer der allgemeinen Formel
Formel IV: (C6H6-b-c-d)BbR3 c(OH)d
verwendet, in der
B jeweils unabhängig einen ein- oder zweiwertigen geradketti­ gen oder verzweigten Rest der Formeln (CnH2n-1-q-x)(COOR1)x oder (CnH2n-1-q-x)(SO3R1)x bedeutet, wobei R1, n, q und x wie in Anspruch 2 definiert sind;
R3 jeweils unabhängig C1-4-Alkyl, -NH2, -COOH, -SO3H, -OSO3H, -OPO(OH)2 -PO(OH)2, -OP(OH)2, -OPO(O⁻)OCH2-CH2-N⁺(CH3)3, -PO(O⁻)O-CH2-CH2-N⁺(CH3)3, -OP(O⁻)OCH2-CH2-N⁺(CH3)3 oder gegebenenfalls ein Salz 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 ist.
3. The method according to claim 1, characterized in that one as monomer I is a benzene-derived monomer of the general formula
Formula IV: (C 6 H 6-bcd ) B b R 3 c (OH) d
used in the
B each independently denotes a mono- or divalent straight-chain or branched radical of the formulas (C n H 2n-1-qx ) (COOR 1 ) x or (C n H 2n-1-qx ) (SO 3 R 1 ) x , wherein R 1 , n , q and x are as defined in claim 2;
R 3 each independently is C 1-4 alkyl, -NH 2 , -COOH, -SO 3 H, -OSO 3 H, -OPO (OH) 2 -PO (OH) 2 , -OP (OH) 2 , -OPO (O⁻) OCH 2 -CH 2 -N⁺ (CH 3 ) 3 , -PO (O⁻) O-CH 2 -CH 2 -N⁺ (CH 3 ) 3 , -OP (O⁻) OCH 2 -CH 2 -N⁺ (CH 3 ) 3 or optionally a salt or an ester of the groups mentioned means:
b represents 1, 2 or 3;
c represents 0, 1, 2, or 3; and
d represents 0, 1, 2, or 3;
with the proviso that b + c + d ≦ 6.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Monomer I eine Mischung aus Monomeren der allgemeinen Formeln V und VI
verwendet, in denen
R1 Wasserstoff oder den Methylrest,
R2 einen zweiwertigen organischen Rest oder eine C-C-Einfach­ bindung
R3 -O- oder -NH-,
R4 Wasserstoff oder den Rest -SO3⁻Na⁺
R5 Wasserstoff, den Methylrest oder dem Rest -R2-COOR6,
R6 Wasserstoff oder Na und
n 4 oder 5 bedeuten;
mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Substituenten R4 ein Rest -SO3⁻Na⁺ ist.
4. The method according to claim 1, characterized in that the monomer I is a mixture of monomers of the general formulas V and VI
used in which
R 1 is hydrogen or the methyl radical,
R 2 is a divalent organic radical or a CC single bond
R 3 -O- or -NH-,
R 4 is hydrogen or the radical -SO 3⁻ Na⁺
R 5 is hydrogen, the methyl radical or the radical -R 2 -COOR 6 ,
R 6 is hydrogen or Na and
n is 4 or 5;
with the proviso that at least one of the substituents R 4 is a radical -SO 3⁻ Na⁺.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Monomeren II und III so gewählt werden, daß die gepfropfte Polymer­ schicht (iii) Carboxyl- und Sulfonsäuregruppen, (iv) Carboxyl- und Sulfonatgruppen, (v) Carboxylat- und Sulfonatgruppen, (vi) Carb­ oxyl-, Carboxylat- und Sulfonatgruppen oder Carboxyl-, Sulfosäure- und Sulfonatgruppen enthält.5. The method according to claim 2, characterized in that the Monomers II and III are chosen so that the grafted polymer layer (iii) carboxyl and sulfonic acid groups, (iv) carboxyl and Sulfonate groups, (v) carboxylate and sulfonate groups, (vi) carb oxyl, carboxylate and sulfonate groups or carboxyl, sulfonic acid and Contains sulfonate groups. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mo­ lare Verhältnis von Carboxyl- und/oder Carboxylatgruppen zu Sulfon­ säure und/oder Sulfonatgruppen 0,2 bis 3 beträgt.6. The method according to claim 5, characterized in that the mo lare ratio of carboxyl and / or carboxylate groups to sulfone acid and / or sulfonate groups is 0.2 to 3. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mo­ lare Verhältnis von Carboxyl- und/oder Carboxylatgruppen zu Sulfon­ säure und/oder Sulfonatgruppen 0,4 bis 3 beträgt.7. The method according to claim 5, characterized in that the mo lare ratio of carboxyl and / or carboxylate groups to sulfone acid and / or sulfonate groups is 0.4 to 3. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mo­ lare Verhältnis von Carboxyl- und/oder Carboxylatgruppen zu Sulfon­ säure und/oder Sulfonatgruppen 0,4 bis 2 beträgt.8. The method according to claim 5, characterized in that the mo lare ratio of carboxyl and / or carboxylate groups to sulfone acid and / or sulfonate groups is 0.4 to 2. 9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mo­ lare Verhältnis von Carboxyl- und/oder Carboxylatgruppen zu Sulfon­ säure und/oder Sulfonatgruppen 2 bis 10 beträgt.9. The method according to claim 5, characterized in that the mo lare ratio of carboxyl and / or carboxylate groups to sulfone acid and / or sulfonate groups is 2 to 10. 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mo­ lare Verhältnis von Carboxyl- und/oder Carboxylatgruppen zu Sulfon­ säure und/oder Sulfonatgruppen 3 bis 10 beträgt. 10. The method according to claim 5, characterized in that the mo lare ratio of carboxyl and / or carboxylate groups to sulfone acid and / or sulfonate groups is 3 to 10.   11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mo­ lare Verhältnis von Carboxyl- und/oder Carboxylatgruppen zu Sulfon­ säure und/oder Sulfonatgruppen 3 bis 5 beträgt.11. The method according to claim 5, characterized in that the mo lare ratio of carboxyl and / or carboxylate groups to sulfone acid and / or sulfonate groups is 3 to 5. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Monomer I bzw. die Monomeren I so gewählt werden, daß die gepfropf­ te Polymerschicht Phosphorsäuregruppen oder Phosphonsäuregruppen oder deren Salze oder Ester enthält.12. The method according to claim 1, characterized in that the Monomer I or the monomers I are chosen so that the grafted te polymer layer phosphoric acid groups or phosphonic acid groups or their salts or esters. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aktivierung der Substratoberflächen durch in das Substratpolymer einpolymerisierte Monomere mit einer UV-strahlungssensitiven Gruppe, durch UV-Strahlung, Plasmabehand­ lung, Coronabehandlung, Elektronenstrahlbehandlung, Beflammen und bzw. oder Behandlung mit einer starken Säure oder starken Base er­ folgt.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized characterizes that the activation of the substrate surfaces by monomers copolymerized into the substrate polymer with a UV radiation sensitive group, by UV radiation, plasma treatment treatment, corona treatment, electron beam treatment, flame treatment and or or treatment with a strong acid or strong base follows. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aktivierung der Substratoberfläche durch UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 100 bis 400 nm bei einer Expo­ sitionszeit von 0,1 Sekunden bis 20 Minuten erfolgt.14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized records that the activation of the substrate surface by UV radiation in the wavelength range from 100 to 400 nm at an Expo sition time from 0.1 seconds to 20 minutes. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aktivierung der Substratoberfläche durch UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 125 bis 310 nm bei einer Expo­ sitionszeit von von 1 Sekunde bis 10 Minuten erfolgt.15. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized records that the activation of the substrate surface by UV radiation in the wavelength range from 125 to 310 nm at an Expo sition time from 1 second to 10 minutes. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aktivierung der Substratoberfläche durch Hochfre­ quenz- oder Mikrowellenplasma bei einer Expositionszeit von 30 Se­ kunden bis 30 Minuten erfolgt.16. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized records that the activation of the substrate surface by Hochfre quenz or microwave plasma with an exposure time of 30 Se customers up to 30 minutes. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die aktivierten Oberflächen vor der Beschichtung 1 bis 20 Minuten der Einwirkung von Sauerstoff aussetzt.17. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized records that the activated surfaces before coating Exposed to oxygen for 1 to 20 minutes. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sauerstoff 1 bis 5 Minuten einwirken läßt. 18. The method according to claim 17, characterized in that one let the oxygen act for 1 to 5 minutes.   19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Polymerisation der Monomeren durch Strahlen im Bereich von 250 bis 500 nm bewirkt.19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized records that the polymerization of the monomers by radiation effected in the range of 250 to 500 nm. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Polymerisation der Monomeren durch UV-Strah­ len im Bereich von 290 bis 320 nm bewirkt.20. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in records that the polymerization of the monomers by UV radiation len in the range from 290 to 320 nm. 21. Verwendung von Substraten mit gemäß den Ansprüchen 1 bis 20 be­ schichteten Oberflächen gemäß den Ansprüche 1 bis 18 zur Herstel­ lung von medizintechnischen oder biotechnischen Artikeln, Lagerbe­ hältern oder Verpackungen.21. Use of substrates with be according to claims 1 to 20 layered surfaces according to claims 1 to 18 for the manufacture treatment of medical or biotechnical articles, storage containers or packaging. 22. Verwendung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Artikel Katheter, Schläuche oder Rohrleitungen sind.22. Use according to claim 21, characterized in that the Articles are catheters, tubing or tubing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6733847B2 (en) * 2000-02-08 2004-05-11 Ciba Specialty Chemicals Corporation Process for the production of strongly adherent surface-coatings by plasma-activated grafting

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