DE19818958A1

DE19818958A1 - Coating substrate for medical, biotechnical and hygiene purposes

Info

Publication number: DE19818958A1
Application number: DE1998118958
Authority: DE
Inventors: Christine Anders
Original assignee: Degussa GmbH; Degussa Huels AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-04

Abstract

Application of a hydrophilic coating, which is hemo-compatible and repels bacteria, to a substrate comprises allowing a long-chain compound (I) with 2 reactive groups to act on an activated surface of the substrate in the presence of a copolymer (II) with repeating units of monomer(s) (III) containing sulfate and/or sulfonate groups, monomer(s) (IV) containing carboxyl and/or carboxylate groups and optionally a hydrophilic monomer (V) under such conditions that the reactive groups of (I) react with reactive groups on the surface of the substrate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mit Kör perflüssigkeiten und Gewebe kompatiblen und bakterienabweisenden hy drophilen Beschichtung mit geringem Reibungswiderstand, die aus zwei ineinander verschlungenen Polymeren besteht, welche ein Interpene trating Network (IPN) bilden. Die Erfindung betrifft weiterhin mit der Beschichtung versehen Substrate (oder Erzeugnisse) sowie deren Verwendung.The invention relates to a method for producing a with Kör liquid and tissue compatible and bacteria-repellent hy drophilic coating with low frictional resistance consisting of two intertwined polymers, which is an interpene form trating network (IPN). The invention further relates to the coating provides substrates (or products) and their Use.

1. State of the art

Die Ansiedelung und Vermehrung von Bakterien auf Oberflächen ist ei ne in der Regel unerwünschte Erscheinung, die häufig mit nachteili gen Folgen verbunden ist. So können in der Trinkwasser- und Geträn ketechnik Bakterienpopulationen zu einer gesundheitsgefährdenden Qualitätsminderung führen. Bakterien auf oder in Verpackungen bewir ken häufig den Verderb von Lebensmitteln oder verursachen sogar Infektionen bei dem Verbraucher. In steril zu betreibenden biotech nischen Anlagen stellen systemfremde Bakterien ein erhebliches pro zeßtechnisches Risiko dar. Solche Bakterien können mit Rohstoffen 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 egg ne usually undesirable appearance, which is often disadvantageous against consequences. So in the drinking water and drink ketechnik bacterial populations become a health hazard Lead quality degradation. Cause bacteria on or in packaging often spoil or even spoil food Infections in the consumer. In sterile biotech Non-system bacteria make a significant pro technical risk. Such bacteria can with raw materials entered or in the case of poor sterilization in all System parts remain. Parts of the bacterial population can adheres to the normal fluid exchange during rinsing and remove 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 Sub stanzen gefüllt sind und für Bakterienpopulationen vorteilhafte Bedingungen aufweisen. Solche mikrobiellen Belegungen können in er heblichem 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 sub punch filled and beneficial for bacterial populations Have conditions. Such microbial coverings can be found in it considerable extent to block and / or corrosive destruction of 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 öffentlichen 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 aside from disposable tableware and one only inadequate cleaning of the reusable dishes takes place. The harmful Spread of bacteria in food-carrying hoses and Tubing is just as well known as the multiplication in storage containers as well in textiles in damp and warm surroundings, e.g. B. in bathrooms. Such Facilities are preferred habitats for bacteria, as well certain surfaces in areas with high public traffic, so 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 significantly reduces 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.

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.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 countercurrented by a glow discharge were pre-treated with oxygen and then grafted with acrylic acid becomes.

Weiterhin müssen Materialien für Geräte und Vorrichtungen, die mit Körperflüssigkeiten, wie Blut oder Lymphe, oder mit Gewebe in Kon takt kommen, verträglich für ihre fremde Umgebung sein. Insbesondere ist Blutverträglichkeit eine wichtige erwünschte Eigenschaft. Die Materialien müssen also möglichst ausgeprägte antithrombische oder hämophilen Eigenschaften haben, d. h. die Blutgerinnungszeit verlän gern.Furthermore, materials for devices and devices with Body fluids, such as blood or lymph, or with tissue in cones come tact, be compatible with their foreign environment. In particular Blood tolerance is an important desirable characteristic. The Materials must therefore have the most pronounced antithrombic or have hemophilic properties, d. H. the blood clotting time increases gladly.

Schließlich ist es oftmals erwünscht, daß Gegenstände zur Verwendung für diagnostische oder therapeutische medizinische Zwecke, die gegen Flächen und insbesondere gegen hydrophile Flachen bewegt werden, ei nen möglichst geringen Reibungswiderstand erfahren, also möglichst gut gleitfähig sein. Das gilt beispielsweise für Sonden und Kathe ter, die in Gefäße mit empfindlicher Oberfläche, z. B. in Venen, ein geführt werden.Finally, it is often desirable to have items for use for diagnostic or therapeutic medical purposes against Surfaces and especially against hydrophilic surfaces are moved, ei Experience the lowest possible frictional resistance, so if possible be easy to slide. This applies, for example, to probes and catheters ter that in vessels with a sensitive surface, for. B. in veins be performed.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Beschichtung von vorzugsweise aus Polymeren bestehenden Substraten (oder Erzeug nissen) zur Verfügung zu stellen, mit dem man auf deren Oberfläche eine dauerhaft bakterienabweisende, mit Körperflüssigkeiten und Ge webe gut verträgliche Beschichtung mit niedrigem Reibungswiderstand erzeugen kann.It is an object of the invention to provide a method for coating of substrates consisting preferably of polymers (or production nissen) with which you can use their surface a permanently bacteria-repellent, with body fluids and Ge weave well-tolerated coating with low friction resistance can generate.

2. Brief description of the invention

Es wurde gefunden, daß sich ein Substrat in diesem Sinne wirksam beschichten läßt, wenn man in Gegenwart eines Copolymers mit Repe tiereinheiten aus mindestens einem Sulfat- und/oder Sulfonatgruppen haltigen Monomer I, mindestens einem Carboxyl- und/oder Carboxylat gruppen-haltigen Monomer II und gegebenenfalls einem hydrophilen Monomer III auf eine aktivierte Oberfläche des Substrats eine lang kettige Verbindung IV mit zwei reaktiven Gruppen unter Bedingungen einwirken läßt unter denen die reaktiven Gruppen der langkettigen Verbindung IV mit reaktiven Gruppen auf der Oberfläche des Substrats reagieren.It has been found that a substrate is effective in this sense can be coated if in the presence of a copolymer with Repe animal units from at least one sulfate and / or sulfonate groups containing monomer I, at least one carboxyl and / or carboxylate group-containing monomer II and optionally a hydrophilic Monomer III on an activated surface of the substrate for a long time chain compound IV with two reactive groups under conditions among the reactive groups of the long chain Compound IV with reactive groups on the surface of the substrate react.

Die genannten Repetiereinheiten aus den Monomeren I und II können direkt aus diesen Monomeren entstanden sein. Alternativ können aber auch Derivate dieser Monomeren polymerisiert werden, die nach der Polymerisation in die genannten Repetiereinheiten umgewandelt wer den. Zum Beispiel können Schwefelsäure- und Sulfonsäuregruppen bzw. Carboxylgruppen durch Neutralisation nachträglich in Sulfat- und Sulfonatgruppen bzw. in Carboxylatgruppen umgewandelt werden. Sul fat-, Sulfonat-, Carboxyl- und Carboxylatgruppen sind Träger der er wähnten bioaktiven Eigenschaften, während der niedrige Reibungswi derstand in erster Linie auf eine hydrophile langkettige Verbindung IV, gegebenenfalls in Verbindung mit einem hydrophilen Monomer III, zurückgeführt wird.The repeating units mentioned from the monomers I and II can originated directly from these monomers. Alternatively, you can also derivatives of these monomers are polymerized, which after Polymerization in the repeating units mentioned who the. For example, sulfuric acid and sulfonic acid groups or Subsequent neutralization of carboxyl groups in sulfate and Sulfonate groups or be converted into carboxylate groups. Sul fat, sulfonate, carboxyl and carboxylate groups are carriers of the mentioned bioactive properties, while the low friction wi primarily focused on a hydrophilic long-chain compound IV, optionally in combination with a hydrophilic monomer III, is returned.

Die Erfinder nehmen an, daß bei dem Verfahren ein IPN dadurch ent steht, daß bei der Einwirkung der langkettigen Verbindung IV mit zwei reaktiven Gruppen in Gegenwart des Copolymers aus den langket tigen Molekülen auf der Oberfläche kovalent gebundene Schlingen ent stehen, die eine Haupt- oder eine Seitenkette des Copolymers ein schließen und dadurch auf der Oberfläche fixieren. Das Copolymer wird also durch das langkettige Molekül auf der Oberfläche "festge bunden". Die auf diese Weise geschaffene Anbindung ist prinzipiell verschieden von einer Bindung des Copolymers durch Adsorption (van der Waalssche Kräfte, Wasserstoffbrücken) oder durch heteropolare oder kovalente Bindungen. Die Fixierung von langkettigen Polymeren oder Copolymeren in Form eines IPN ist ein bekanntes Phänomen und z. B. in "IPNs around the World", Herausgeber S.C. Kim und L.H. Sper ling, John Wiley and Sons, New York, 1997, Seiten 1-26, beschrieben. Auf jeden Fall ist das wirksame Copolymer bedeutend fester auf der Oberfläche gebunden, als dies bei bloßer Adsorption der Fall sein könnte. Es läßt sich beispielsweise nicht mit Lösemitteln selektiv ablösen.The inventors assume that the process entails an IPN stands that with the action of the long-chain compound IV two reactive groups in the presence of the copolymer from the langket molecules on the surface covalently bound loops are a main or a side chain of the copolymer close and thereby fix it on the surface. The copolymer is thus "fixed" by the long chain molecule on the surface tie ". The connection created in this way is in principle different from binding the copolymer by adsorption (van the Waals forces, hydrogen bonds) or by heteropolar or covalent bonds. The fixation of long chain polymers or copolymers in the form of an IPN is a known phenomenon and e.g. B. in "IPNs around the World", publisher S.C. Kim and L.H. Lock Ling, John Wiley and Sons, New York, 1997, pages 1-26. In any case, the effective copolymer is significantly stronger on the Surface bound than would be the case with mere adsorption could. For example, it cannot be selected with solvents replace.

3. Monomers I containing sulfate and / or sulfonate groups

Die Monomeren I steuern die für die hämokompatiblen und bakterienab weisenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Copolymeren wesentli chen Sulfat- und/oder Sulfonatgruppen bei. Sie sind überwiegend be kannte Stoffe und gut zugänglich, radikalisch polymerisierbar und enthalten eine oder gegebenenfalls zwei ethylenische Doppelbindungen und eine oder mehrere Sulfat- und/oder Sulfonatgruppen mit einem Alkalimetallion, insbesondere einem Natriumion als Gegenion. Als Beispiele seien die Alkalisalze und insbesondere die Natriumsalze der Vinylsulfonsäure, 1-Buten-2-sulfonsäure, 2-, 3- oder 4-Vinylben zolsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, Vinyltoluol sulfonsäure, Carboxylvinylbenzolsulfonsäure, Allylschwefelsäure und 1-Buten-4-schwefelsäure genannt. Besonders bevorzugte, gut zugängli che und wirkungsvolle Monomere sind Natrium-2-, -3- oder -4-vinyl benzolsulfonat und Natriummethyllylsulfonat.The monomers I control those for the hemocompatible and bacteria pointing properties of the copolymers according to the invention Chen sulfate and / or sulfonate groups. They are mostly be known substances and easily accessible, radically polymerizable and contain one or possibly two ethylenic double bonds and one or more sulfate and / or sulfonate groups with one Alkali metal ion, especially a sodium ion as counter ion. As Examples are the alkali salts and especially the sodium salts vinyl sulfonic acid, 1-butene-2-sulfonic acid, 2-, 3- or 4-vinylbene benzenesulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, vinyl toluene sulfonic acid, carboxyl vinyl benzene sulfonic acid, allyl sulfuric acid and Called 1-butene-4-sulfuric acid. Particularly preferred, easily accessible Cheerful and effective monomers are sodium 2-, -3- or -4-vinyl benzenesulfonate and sodium methyllylsulfonate.

Andere geeignete, und zwar Sulfatgruppen-haltige Monomere I entspre chen der allgemeinen Formel
Other suitable, namely sulfate group-containing monomers I correspond to the general formula

in der
R¹ Wasserstoff oder den Methylrest,
R² einen zweiwertigen organischen Rest, vorzugsweise einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlen wasserstoffrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, oder eine C-C-Einfachbindung,
R³ -O- oder -NH-,
R⁴ Wasserstoff oder den Rest -SO₃-Na⁺ und
n 4 oder 5 bedeutet;
mit der Maßgabe, daß mindestens einer der Substituenten R⁴ ein Rest -SO₃-Na⁺ ist.in the
R ^{1 is} hydrogen or the methyl radical,
R ^{2 is} a divalent organic radical, preferably an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 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⁺ and
n represents 4 or 5;
with the proviso that at least one of the substituents R ^{4 is} a radical -SO ₃ -Na⁺.

In bevorzugten Sulfatgruppen-haltigen Monomeren Ia bedeutet
R¹ Wasserstoff,
R² einen Alkylenrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, einen Phe nylenrest oder eine C-C-Einfachbindung,
R³ -O- oder -NH-,
R⁴ Wasserstoff oder den Rest -SO₃-Na⁺ und steht
n für 4 oder 5.In preferred monomers containing sulfate groups, Ia 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⁺ and is
n for 4 or 5.

Die Monomeren Ia enthalten einen modifizierten Zuckerrest, vorzugs weise einen Pentose- oder Hexoserest. Die Zuckerreste enthalten wie derum mindestens einen der Reste -O-SO₃-Na⁺ ("O-Sulfat") oder -NH-SO₃-Na⁺ ("N-Sulfat"), bevorzugt benachbart zu dem Rest R². Sie weisen 1 bis 6, vorzugsweise 2 bis 5 dieser Reste auf. In einem Zuc kerrest können O-Sulfat- und N-Sulfatreste gleichzeitig vorliegen, wobei dann der N-Sulfatrest bevorzugt benachbart zum Rest R² posi tioniert ist. Alternativ kann der Zuckerrest aber auch ausschließ lich eine Art dieser Reste enthalten, z. B. nur O-Sulfatreste.The monomers Ia contain a modified sugar residue, preferably a pentose or hexose residue. The sugar residues in turn 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 have 1 to 6, preferably 2 to 5 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 R ² residue. Alternatively, the sugar residue may also contain only one type of these residues, e.g. B. only O-sulfate residues.

Die Herstellung der Monomeren (Ia) ist in der deutschen Patentanmel dung 198 01 040.0 (O.Z. 5281) im einzelnen beschrieben. Sie sei hier lediglich anhand eines Spezialfalles erläutert, der von D-Glucono- 1,5-lacton 1 ausgeht und zu einem Monomer I führt, das von einer Pentose, nämlich der D-Arabinose, abgeleitet ist. Die Reaktionen al ler Teilschritte sind an sich bekannt. Der Fachmann wird daher das Verfahren ohne weiteres nachvollziehen und auf andere geeignete Edukte übertragen können.The preparation of the monomers (Ia) is described in detail in German patent application 198 01 040.0 (OZ 5281). It will only be explained here on the basis of a special case which starts from D-glucono-1,5-lactone 1 and leads to a monomer I which is derived from a pentose, namely D-arabinose. The reactions of all sub-steps are known per se. The person skilled in the art will therefore easily understand the process and be able to transfer it to other suitable starting materials.

In einer ersten Stufe werden die Hydroxylgruppen des Lactons 1 durch Acetalisierung geschützt, z. B. mit Aceton in Methanol als Lösemit tel. Dabei wird das Lacton gespalten, und man erhält ein Isomerenge misch 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 ei ner zweiten Stufe reduziert, z. B. mit Lithiumaluminiumhydrid, wo durch die Carbonesterfunktion zur Carbinolfunktion wird. Man erhält wiederum ein Isomerengemisch, nämlich 3,4;5,6-Di-O-isopropyliden-D- sorbit 4 und 2,3;5,6-Di-O-isopropyliden-D-sorbit 5. In einer dritten Stufe wird dieses Isomerengemisch mit einem Oxidationsmittel wie Natriumperiodat, unter Spaltung der Kohlenstoffkette zu einem einheitlichen Produkt dem Arabinosealdehyd 2,3;4,5-Di-O-isopropyli denaldehydo-D-arabinose 6 oxidiert. In der anschließenden vierten Stufe wird eine Vinylfunktion eingeführt, z. B. durch eine Grignard- Reaktion mit 4-Vinylphenylmagnesiumchlorid. Man erhält ein teilge schütztes 4-Vinylphenylpentanpentaol, 2,3;4,5-Di-O-isopropyliden-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 are protected by acetalization, e.g. B. with acetone in methanol as a solvent. The lactone is cleaved and an 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 hydride, where the carboxylic ester function to carbinol function. An isomer mixture is again obtained, namely 3,4; 5,6-di-O-isopropylidene-D-sorbitol 4 and 2,3; 5,6-di-O-isopropylidene-D-sorbitol 5 . In a third stage, this mixture of isomers is oxidized with an oxidizing agent such as sodium periodate, splitting the carbon chain to form a uniform product, the arabinosealdehyde 2,3; 4,5-di-O-isopropylidaldehyde-D-arabinose 6 . In the subsequent fourth stage, a vinyl function is introduced, e.g. B. by a Grignard reaction with 4-vinylphenylmagnesium chloride. A partially protected 4-vinylphenylpentanpentaol, 2,3; 4,5-di-O-isopropylidene-1- (4-vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) -pentitol 7 is obtained , which is subsequently referred to briefly as arasty referred to as.

Diese Stufenfolge der Stufen 1 bis 4 wird durch das folgende Reak tionsschema veranschaulicht:
This sequence of stages from stages 1 to 4 is illustrated by the following reaction scheme:

Die Reaktionsfolge der Stufen 1 bis 3 (also bis zur Verbindung 6) wurde von H. Regeling at al. , Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1987, (106) 461 und D.Y. Jackson, Synth. Commun. 1988, (18) 337 beschrieben. Die Stufe 4 (zur Verbindung 7) wurde von G. Wulff et al., Macromol. Chem. Phys. 1996, (197) 1285 erstmalig veröffentlicht.The reaction sequence of stages 1 to 3 (i.e. up to compound 6 ) was described by H. Regeling at al. , Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1987, (106) 461 and DY Jackson, Synth. Commun. 1988, (18) 337. Level 4 (for compound 7 ) was developed by G. Wulff et al., Macromol. Chem. Phys. 1996, (197) 1285 published for the first time.

Zur Herstellung einer dem Arasty 7 entsprechenden Verbindung mit ei ner Aminogruppe in 1-Stellung kann man Arasty in einer fünften Stufe zum entsprechende Keton, (2,3;4,5-Di-O-isopropyliden-D-arabino)-(4- vinylphenyl)-keton 8, oxidieren. Dieses wird in einer sechsten Stufe reduktiv zum Amin 1-Amino-1-desoxy-2,3;4,5-di-O-isopropyliden-1-(4- vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 9 umgewandelt. Diese Reak tionsfolge 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 added in a fifth step to the corresponding ketone, (2,3; 4,5-di-O-isopropyliden-D-arabino) - (4- vinylphenyl) ketone 8 , oxidize. In a sixth stage, this reductively becomes amine 1-amino-1-deoxy-2,3; 4,5-di-O-isopropylidene-1- (4-vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) pentitol 9 transformed. This sequence of reactions is explained by the following formula:

In der fünften Stufe kann Arasty 7 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 sechsten Stufe erreicht man vorteilhaft mit Natriumcyanobor hydrid als Reduktionsmittel in Gegenwart von Ammoniumacetat in einem Lösemittel unter Wasserausschluß bei Raumtemperatur.In the fifth stage, Arasty 7 z. B. with the complex (?) Of oxalyl chloride and dimethyl sulfoxide at a temperature of <-50 ° C in an inert solvent. The reductive amination in the sixth stage is advantageously achieved with sodium cyanoborohydride as reducing agent in the presence of ammonium acetate in a solvent with the 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 sie benten Stufe entschützt (deacetalisiert) und in einer achten Stufe O- 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 einem 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-Amino-1-des oxy-1-(4-vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 11. Die Entschüt zung und die nachfolgende Sulfatierung werden durch das folgende Formelschema wiedergegeben:
Heparin contains unprotected hydroxyl groups and is O-sulfated and N-sulfated. The compounds 7 and 9 are therefore deprotected in a suitable stage (deacetalized) and O- and / or N-sulfated in an eighth stage, so that the polymer produced from them is as far as possible heparin analog. 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 an 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-1 -of oxy-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 mit tels eines Schwefeltrioxid-Pyridin-Komplexes. Wegen der vorweggenom menen Deacetalisierung kommt es bei der Sulfatierung nicht zu einem einheitlichen Produkt mit einer oder mehreren Sulfatgruppen in defi nierten Positionen. Es sollten jedoch die primären Hydroxylgruppen 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 Sulfatgruppe pro Molekül einge führt, da Heparin etwa 2,7 Sulfatgruppen pro Disaccharideinheit (entsprechend 1,35 Sulfatgruppen pro Molekül Monomer I) enthält. Durch Sulfatierung der entschützten Aminverbindung 11 erhält man gleichzeitig O-Sulfat- und N-Sulfatgruppen im Molekül, was im Hin blick auf die die angestrebte Heparinanalogie erwünscht ist.The two compounds 10 and 11 are sulfated, expediently using a sulfur trioxide-pyridine complex. Because of the anticipated deacetalization, sulfation does not result in a uniform product with one or more sulfate groups in defined positions. However, the primary hydroxyl groups and the amino groups should preferably be sulfated. The degree of sulfation can be regulated by choosing a suitable molar ratio of sulfur trioxide to hydroxyl or amino groups. On average, more than one sulfate group is advantageously introduced per molecule, since heparin contains about 2.7 sulfate groups per disaccharide unit (corresponding to 1.35 sulfate groups per molecule of monomer I). By sulfating the deprotected amine compound 11 , O-sulfate and N-sulfate groups are simultaneously obtained in the molecule, which is desirable in view of the desired heparin analogy.

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 wasserbindendes Mittel zuzusetzen, z. B. ein Molekularsieb. Aus demselben Grunde ist es empfehlenswert, nach Beendigung der Reaktion das Reaktionsgemisch zunächst durch Zusatz von Wasser und bald darauf einer Base, z. B. einer gesättigten Bariumhydroxidlösung, zu hydrolysieren, um den pH im alkalischen Bereich zu halten. Überschüssige Bariumionen können z. B. durch Einleiten von Kohlendioxid gefällt werden, gegebenenfalls nach vorsichtigem Einengen unter Entfernung von Lösemittel. Das Bariumcarbonat wird abfiltriert und das Filtrat über eine Ionenaus tauschersäule in der Na⁺-Form gegeben oder anderweitig mit dem Ionenaustauscher behandelt, um die Bariumionen gegen Natriumionen auszutauschen. Aus der weiter eingeengten Lösung kann man durch Gefriertrocknen die Produkte, O-sulfatiertes 1-Hydroxy-1-desoxy-1- (4-vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 12 bzw. N- und O-sulfa tiertes 1-Amino-1-desoxy-1-(4-vinylphenyl)-D-gluco(D-manno)-pentitol 13 jeweils in Form des Natriumsalzes als pulverförmige Feststoffe gewinnen. Beide Stoffe entsprechen der Formel Ia und sind für die vorliegende Erfindung geeignete Monomere I.The sulfation is advantageously carried out at room temperature in order to avoid premature polymerization. After a long time, e.g. B. up to 100 hours, the reaction is still complete. As a solvent you can e.g. B. excess pyridine or an ether such as tetrahydrofuran. Since the sulfate groups of the reaction products are acid labile, it is advisable to add a water-binding agent to the reactant solution before adding the sulfur trioxide-pyridine complex, e.g. B. a molecular sieve. For the same reason it is advisable, after the reaction has ended, to add the reaction mixture, first of all with water and soon thereafter with a base, e.g. B. a saturated barium hydroxide solution to hydrolyze to keep the pH in the alkaline range. Excess barium ions can e.g. B. be precipitated by introducing carbon dioxide, if necessary after careful concentration with removal of solvent. The barium carbonate is filtered off and the filtrate is passed over an ion exchange column in the Na⁺ form or otherwise treated with the ion exchanger in order to exchange the barium ions for sodium ions. The products, O-sulfated 1-hydroxy-1-deoxy-1- (4-vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) -pentitol 12 or N- and O-sulfa, can be freeze-dried from the further concentrated solution Extracted 1-amino-1-deoxy-1- (4-vinylphenyl) -D-gluco (D-manno) pentitol 13 in the form of the sodium salt as powdery solids. Both substances correspond to the formula Ia and are suitable monomers I for the present invention.

4. Carboxyl- and / or carboxylate group-containing monomers II

Die Monomere II sind radikalisch polymerisierbare ein- oder zweifach olefinisch ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Alkali salze, insbesondere die Natriumsalze. Sie liefern die für die hämo kompatiblen und bakterienabweisenden Eigenschaften der erfindungsge mäß verwendeten Copolymeren erforderlichen Carboxyl- und/oder Carb oxylatgruppen. Wie erwähnt, kann man auch von Monomeren mit deriva tisierten Carboxylgruppen ausgehen, die während oder nach der Poly merisation in Carboxyl- oder Carboxylatatgruppen umgewandelt werden. Solche Gruppen sind z. B. Carbonester- Carbonamid- oder Carbonsäu reanhydridgruppen. Auch kann man Carboxylgruppen ganz oder teilweise durch Neutralisieren in Garboxylatgruppen umwandeln. Beispiele für geeignete Monomere II sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, 4-Vinylbenzoesäure, Maleinsäure, Fumarsäure, 4-Vinylsalicylsäure, Itaconsäure, Vinylessigsäure, Zimtsäure, 2-Vinylbenzoesäure, Sorbin säure, Kaffeesäure, Methylmaleinsäure, Isocrotonsäure, Methylfumar säure und Dimethylfumarsäure sowie die Natriumsalze dieser Säuren.The monomers II are free-radically polymerizable once or twice olefinically unsaturated mono- or dicarboxylic acids or their alkali salts, especially the sodium salts. They deliver the hemo compatible and bacteria-repellent properties of the fiction carboxyl and / or carb required by the copolymers used oxylate groups. As mentioned, one can also deriva from monomers tized carboxyl groups that go out during or after the poly merization can be converted into carboxyl or carboxylate groups. Such groups are e.g. B. carbonic ester, carbonamide or carboxylic acid reanhydride groups. You can also partially or completely carboxyl groups convert to garboxylate groups by neutralizing. examples for suitable monomers II are acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, 4-vinylbenzoic acid, maleic acid, fumaric acid, 4-vinylsalicylic acid, Itaconic acid, vinyl acetic acid, cinnamic acid, 2-vinyl benzoic acid, sorbine acid, caffeic acid, methyl maleic acid, isocrotonic acid, methyl fumarate acid and dimethyl fumaric acid and the sodium salts of these acids.

5. Hydrophilic monomers III

Hydrophile Monomere III werden insbesondere dann mitverwendet, wenn durch sie eine bessere Verträglichkeit mit dem IPN-Netzwerk erreicht werden soll. Sie enthalten eine olefinische Doppelbindung, sind also ebenfalls radikalisch polymerisierbar, weisen in der Regel nur eine olefinische Doppelbindung und in jedem Fall mindestens eine hydro phile Gruppe auf. Die Monomeren III sollten keine Gruppen enthalten, die mit der Funktionalität der zur Anbindung des Copolymers auf der Oberfläche verwendeten langkettigen bifunktionellen Verbindung IV reaktiv sind.Hydrophilic monomers III are used in particular when through them better compatibility with the IPN network shall be. They contain an olefinic double bond, so they are also radically polymerizable, usually only have one olefinic double bond and in any case at least one hydro phile group on. The monomers III should not contain any groups which with the functionality of to bind the copolymer on the Surface used long chain bifunctional compound IV are reactive.

Die Monomere III sind beispielsweise Monoester eines Diols oder Ester eines einseitig veretherten oder veresterten Diols mit einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure, wie Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäure. Beispielsweise bringen bereits die Ester mit Ethy lenglykol, die eine 2-Hydroxyethylgruppe enthalten, eine verbesserte Verträglichkeit mit IPN-aufbauenden Polyethylenglykolen. Bevorzugt werden jedoch Ester von gegebenenfalls Hydroxy-, Alkoxy- oder Acyl oxy-terminierten Polyalkylenglykolen mit bis zu 48, vorteilhaft mit 4 bis 30 Alkylenoxy-Einheiten mit einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure. Solche Ester sind z. B. durch Umsetzung von Hydroxyal kyl(meth)acrylaten oder -maleinaten mit einem Alkylenoxid, insbeson dere mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, und gegebenenfalls an schließende Veretherung oder Veresterung der endständigen Hydroxyl gruppen erhältlich. Ein Beispiel für ein bevorzugtes hydrophiles Monomer III ist mit 40 mol Ethylenoxid hydroxalkyliertes 2-Hydroxy ethylmethacrylat (HEMA) mit endständiger Hydroxyl-, Methoxy- oder Acetylgruppe.The monomers III are, for example, monoesters of a diol or Ester of a unilaterally etherified or esterified diol with a olefinically unsaturated carboxylic acid, such as acrylic acid, methacrylic acid or maleic acid. For example, the esters already bring with ethyl lenglycol, which contain a 2-hydroxyethyl group, an improved Compatibility with IPN-building polyethylene glycols. Prefers However, esters of optionally hydroxy, alkoxy or acyl oxy-terminated polyalkylene glycols with up to 48, advantageously with 4 to 30 alkyleneoxy units with an olefinically unsaturated Carboxylic acid. Such esters are e.g. B. by reacting hydroxyal kyl (meth) acrylates or maleinates with an alkylene oxide, in particular with ethylene oxide and / or propylene oxide, and optionally closing etherification or esterification of the terminal hydroxyl groups available. An example of a preferred hydrophilic Monomer III is hydroxylated 2-hydroxy with 40 moles of ethylene oxide ethyl methacrylate (HEMA) with terminal hydroxyl, methoxy or Acetyl group.

6. Any other monomers

Die erfindungsgemäß verwendeten Copolymeren können ausschließlich Repetiereinheiten enthalten, die sich von den Monomeren I und II so wie gegebenenfalls III ableiten, oder weitere Repetiereinheiten auf weisen, die von anderen Vinylmonomeren stammen und die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Copolymere in erwünschter Weise modifizieren. Wenn solche weiteren Repetiereinheiten vorhanden sind, beträgt deren Anteil in der Regel bis zu 100 Molprozent, insbesondere bis zu 50 Molprozent, bezogen auf die Summe der Monomeren I bis III.The copolymers used according to the invention can only Repeating units contain, which differ from the monomers I and II derive as III, if necessary, or additional repeating units have, which come from other vinyl monomers and the properties modify the copolymers according to the invention in a desired manner. If such additional repeating units are present, it is Usually up to 100 mole percent, especially up to 50 Mol percent, based on the sum of the monomers I to III.

7. Preparation of the copolymers to be used according to the invention

Zur Herstellung der Copolymeren werden die Monomeren I und II sowie gegebenenfalls III in üblicher Weise, vorteilhaft in wäßrigem Medium, radikalisch polymerisiert. Hinsichtlich der Mengenverhält nisse der drei Monomeren besteht ein breiter Spielraum. Die Monome ren I und II werden zweckmäßig in einem solchen Mengenverhältnis an gewandt, daß das molare Verhältnis von Carboxylatgruppen zu Sulfat- und/oder Sulfonatgruppen 20 : 1 bis 1 : 20 beträgt. Bevorzugte Molver hältnisse dieser Gruppen liegen zwischen 5 : 1 und 1 : 5. Das Monomer III setzt man gegebenenfalls zweckmäßig in Mengen von 10 bis 100 Mol-%, vorteilhaft von 10 bis 50 Mol% ein, bezogen auf die Monomeren I und II.To prepare the copolymers, the monomers I and II and optionally III in the usual manner, advantageously in aqueous Medium, radically polymerized. With regard to the quantity ratio There is a wide range of options for the three monomers. The monomes ren I and II are appropriate in such a ratio that the molar ratio of carboxylate groups to sulfate and / or sulfonate groups is 20: 1 to 1:20. Preferred molver Ratios of these groups are between 5: 1 and 1: 5. The monomer III is optionally used in amounts of 10 to 100 Mol%, advantageously from 10 to 50 mol%, based on the monomers I and II.

Als Initiatoren verwendet man vorteilhaft die bekannten für wäßrige Systeme brauchbaren Peroxide, z. B. Persulfate, wie Kaliumperoxydi sulfat, oder Azoisobutyronitril. Die Initiatoren werden zweckmäßig in Mengen von 0,01 bis 1 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Monome ren I bis III. Man kann alle Monomeren auf einmal vorlegen oder bei spielsweise zuerst die Monomeren I und II anpolymerisieren und das Monomer III, gegebenenfalls mit weiterem Initiator, später zufügen. Die Polymerisation läuft im Temperaturbereich von 40 bis 100°C zügig ab. Das Reaktionsgemisch ist, je nach Feststoffgehalt und Molge wicht, eine mehr oder minder viskose, klare Lösung mit einem Fest stoffgehalt, der im allgemeinen bei 20 bis 40 Gew.-% liegt und die ohne weitere Maßnahmen zur Herstellung des Beschichtungsmittels für die aktivierten Oberflächen verwendet werden kann.The known initiators used advantageously for aqueous Systems of useful peroxides, e.g. B. persulfates, such as potassium peroxydi sulfate, or azoisobutyronitrile. The initiators become useful used in amounts of 0.01 to 1 wt .-%, based on the monomers ren I to III. You can submit all monomers at once or at for example, first polymerize the monomers I and II and that Add monomer III, optionally with additional initiator, later. The polymerization runs quickly in the temperature range from 40 to 100 ° C from. The reaction mixture is, depending on the solids content and molge important, a more or less viscous, clear solution with a solid substance content, which is generally 20 to 40 wt .-% and without further measures for the production of the coating agent for the activated surfaces can be used.

8. Long chain molecules IV with two reactive groups

Diese Moleküle bilden die Schlingen, die das Copolymer auf die Ober fläche binden. Die Moleküle müssen dazu langkettig sein, d. h. die beiden reaktiven Gruppen sollten durch mindestens 12, vorteilhaft durch mindestens 50 Kettenatome getrennt sein, damit sich hinrei chend große Schlingen ausbilden können, die ein IPN ermöglichen. Besonders gut geeignete langkettige Verbindungen IV leiten sich von Polyalkylenglykolen, insbesondere von Polyethylen- und/oder -propy lenglykolen mit Molgewichten von 300 bis 6000 ab, die hydrophil sind und zur Hydrophilität der Beschichtung beitragen. Die reaktiven Gruppen sind vorzugsweise endständige olefinische Doppelbindungen, und die Reaktion mit reaktiven Gruppen ist dann eine Pfropfreaktion. Polyalkylenglykole mit endständigen Gruppen mit olefinischer Doppel bindung lassen sich durch Vinylierung der Polyalkylenglkole oder durch Veresterung mit Acrylsäure oder Methacrylsäure herstellen. Alternativ können die langkettigen Verbindungen IV z. B. endständige Isocyanatgruppen tragen, die mit Amino- oder Hydroxylgruppen auf der Oberfläche des Polymersubstrats reagieren.These molecules form the loops that the copolymer attaches to the upper tie area. To do this, the molecules must be long-chain, i. H. the Both reactive groups should be advantageous by at least 12 be separated by at least 50 chain atoms, can form large loops that enable IPN. Long-chain compounds IV which are particularly suitable are derived from Polyalkylene glycols, especially from polyethylene and / or propy long glycols with molecular weights from 300 to 6000, which are hydrophilic and contribute to the hydrophilicity of the coating. The reactive Groups are preferably terminal olefinic double bonds, and the reaction with reactive groups is then a graft reaction. Polyalkylene glycols with terminal groups with olefinic double can be bonded by vinylation of the polyalkylene glycols or by esterification with acrylic acid or methacrylic acid. Alternatively, the long chain compounds IV z. B. terminal Wear isocyanate groups with amino or hydroxyl groups on the React surface of the polymer substrate.

9. Activated surfaces

Als Substratmaterialien eignen sich insbesondere alle polymeren Kunststoffe, wie Polyurethane, Polyamide, Polyester und -ether, Polyether- und -esterblockamide, Polystyrol , Polyvinylchlorid, Poly carbonate, Polyorganosiloxane, Polyolefine, Polysulfone, Polyiso pren, Polychloropren, Polytetrafluorethylen, Polyacrylate, Polymeth acrylate, entsprechende Copolymere und Blends sowie natürliche und synthetische Kautschuke. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch auf Oberflächen von lackierten oder anderweitig polymerbe schichteten Metall-, Glas- oder Holzkörpern anwenden. Die Polymeren können dadurch aktiviert sein, daß sie Monomere mit reaktionsfähigen Gruppen, wie Hydroxyl-, Aminogruppen oder photosensitive Gruppen, einpolymerisiert enthalten.All polymers are particularly suitable as substrate materials Plastics, such as polyurethanes, polyamides, polyesters and ethers, Polyether and ester block amides, polystyrene, polyvinyl chloride, poly carbonates, polyorganosiloxanes, polyolefins, polysulfones, polyiso pren, polychloroprene, polytetrafluoroethylene, polyacrylates, polymeth acrylates, corresponding copolymers and blends as well as natural and synthetic rubbers. The method according to the invention can be also on surfaces of painted or otherwise polymerbe use layered metal, glass or wooden bodies. The polymers can be activated by the fact that they contain monomers with reactive Groups such as hydroxyl, amino or photosensitive groups, polymerized included.

Aktivierte Oberflächen können aber auch durch eine aktivierende Behandlung der Polymeroberfläche, wie im einzelnen noch beschrieben wird, geschaffen werden. Auf diese Weise lassen sich auch Standard polymere, die ursprünglich keine reaktionsfähigen Gruppen tragen, für das erfindungsgemäße Verfahren nutzen. Die reaktionsfähigen Gruppen sind in diesem Fall z. B. Hydroxyl- oder Aminogruppen oder Radikale bildende Gruppen, wie Peroxygruppen, die auf dem Substrat erzeugt werden. Alternativ kann man man die Oberfläche mit einem Makroinitiator mit Radikale bildenden Gruppen in Seitenketten behan deln und dadurch aktivieren.Activated surfaces can also be activated Treatment of the polymer surface as described in more detail will be created. In this way you can also standard polymers that originally do not have reactive groups, use for the inventive method. The responsive In this case, groups are e.g. B. hydroxyl or amino groups or Radical forming groups, such as peroxy groups, on the substrate be generated. Alternatively, you can use a surface Macro initiator with radical-forming groups in side chains deln and thereby activate.

Die folgenden aktivierenden Behandlungen von Substratoberflächen seien beispielhaft aufgeführt:
The following activating treatments of substrate surfaces are given as examples:

9.1 The activation of standard polymers without UV radiation-sensitive groups can advantageously be carried out by UV radiation, e.g. 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. However, 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. One works for example in a vacuum of 10 -4 to 10 -1 bar or using an inert gas such as helium, nitrogen or argon, with an oxygen content of 0.02 to 20 per mille.
9.2 According to the invention, the activation can also be carried out by a high frequency quenz or microwave plasma (Hexagon, Technics Plasma, 85551 Kirchheim, Germany) in air, ammonia, nitrogen or argon Atmosphere can be achieved. The exposure times are generally mean 30 seconds to 30 minutes, preferably 2 to 10 minutes. The energy input for laboratory devices is between 100 and 500 W, preferably between 200 and 300 W.
9.3 Corona devices (SOFTAL, Ham castle) for activation. The exposure times are in in this case usually 1 second to 10 minutes, preferably 1 up to 60 seconds.
9.4 Activation by electron or gamma rays (e.g. from a cobalt 60 source) enables short exposure times that generally 0.1 to 60 seconds.
9.5 Flaming surfaces also leads to their action crossing. Suitable devices, especially devices with a barrier Flame front, can be easily built or for example sourced from ARCOTEC, 71 297 Mönsheim, Germany. she can be operated with hydrocarbons or hydrogen as fuel gas be. In any case, harmful overheating of the sub strats can be avoided by intimate contact with a chilled th metal surface on the sub facing away from the flame side strat surface is easily reached. Activation by flam Mung is accordingly on relatively thin, flat sub strate limited. The exposure times are generally to 0.1 seconds to 1 minute, preferably 0.5 to 2 seconds, all of which are non-luminous flames and the distances of the substrate surfaces from the outer flame front 0.2 to 5 cm, preferably 0.5 to 2 cm.
9.6 Furthermore, the substrate surfaces can also be Activate treatment 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.
9.7 Finally, during the manufacture of the substrate po polymeric monomers with UV-sensitive groups be settled. As such, z. B. furyl or cinnamoylderi vate, the z. B. can be applied in amounts of 3 to 10 mol%. Suitable monomers of this type are cinnamoyl ethyl acrylate and methacrylate.

In manchen Fällen, z. B. bei hochhydrophoben Polymeren, kann es emp fehlenswert sein, die Substratoberflächen durch eine Kombination aus zwei oder mehr der genannten Methoden zu aktivieren. Bevorzugte Aktivierungsmethoden sind die unter 9.1 und 9.2 beschriebenen.In some cases, e.g. B. with highly hydrophobic polymers, it can emp be wrong, the substrate surfaces by a combination of to activate two or more of the methods mentioned. Preferred Activation methods are those described under 9.1 and 9.2.

9.8 Activation can also be achieved by treatment with a Makroini tiator can be effected. Suitable macroinitiators are included in Sei form chains photolytically or thermally activatable radicals de groups, for example peroxide, hydroperoxide, perester or Azo groups or ketones. They are synthesized, for example, by polymer-analogous reaction of carboxyl-containing polymers with Peroxyalcohols or with hydrogen peroxide and then with Carboxylic acid chlorides. Another synthesis starts from hydroxyl groups containing polymers, which are reacted with hydrazine and then are oxidized to the azo compound. Are particularly suitable as polymers those that are made from monomers, on the one hand contain functional groups that connect to or Conversion into a photolytically or thermally activatable, radical le forming group and which on the other hand homo- or copolymerizable, homo- or co-condensable or homo- or coad are applicable. Preferred polymers are those by polymerization or Copolymerization of available polymers or copolymers with carbon fabric frame. If comonomers are used, the copoly block copolymers or copolymers with statistical or old ones sequence of the monomers.

Zu den geeigneten polymerisierbaren Monomeren zählen solche mit Hydroxylgruppen, wie Hydroxyalkyl(meth)acrylate, z. B. Hydroxyethyl methacrylat oder 4-Hydroxybutylacrylat, 4-Hydroxystyrol oder 4-Vi nylresorcin. Weiterhin geeignet sind Monomere mit Carboxylgruppen, wie (Meth)acrylsäure, Maleinsäure und 4-Vinylbenzoesäure; mit Epoxy- Gruppen, wie Glycidyl(meth)acrylat; oder mit Anhydridgruppen, wie Maleinsäureanhydrid. Suitable polymerizable monomers include those with Hydroxyl groups, such as hydroxyalkyl (meth) acrylates, e.g. B. Hydroxyethyl methacrylate or 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxystyrene or 4-Vi nylresorcinol. Also suitable are monomers with carboxyl groups, such as (meth) acrylic acid, maleic acid and 4-vinylbenzoic acid; with epoxy Groups such as glycidyl (meth) acrylate; or with anhydride groups, such as Maleic anhydride.

Geeignete Comonomere sind z. B. Vinylether, wie Vinylmethylether und Vinylbutylether; Vinylketone, wie Vinylethylketon; Olefine und Diole fine, wie 1-Buten, 1-Hexen, 1,3-Butadien, Isopren und Chloropren; Acryl- und Methacrylamid; Vinylaromaten, wie Styrol, Vinyltoluol und 1,4-Divinylbenzol; und Vinylsiloxane. Diese Monomere können sogar in überwiegender Menge vorhanden sein, z. B. bis zu 90 Mol-% ausmachen.Suitable comonomers are e.g. B. vinyl ethers such as vinyl methyl ether and Vinyl butyl ether; Vinyl ketones such as vinyl ethyl ketone; Olefins and diols fine, such as 1-butene, 1-hexene, 1,3-butadiene, isoprene and chloroprene; Acrylic and methacrylamide; Vinyl aromatics such as styrene, vinyl toluene and 1,4-divinylbenzene; and vinyl siloxanes. These monomers can even be found in predominant amount be present, e.g. B. make up up to 90 mol%.

Eine gut geeignete Klasse von Makroinitiatoren basiert auf Copolyme ren aus C₃-C₄₀-α-Olefinen und Maleinsäureanhydrid oder (Meth)acryl säureestern bzw. säuregruppenhaltigen Comonomeren, die z. B. von Akzo Nobel Chemicals GmbH, D-52301-Düren, erhältlich sind. Bevorzugt wer den Copolymere aus C₁₂-C₁₄-, C₁₆-C₁₈- und C₂₀-C₂₂-α-Olefinen. Die Copolymeren werden mit einem Alkylhydroperoxid, z. B. mit tert.-Per oxybutanol, umgesetzt, wodurch aus den funktionellen Gruppen an der Polymerkette Perestergruppen entstehen. Die Umsetzung erfolgt bei einer Temperatur unterhalb der jeweiligen Zerfallstemperatur der Peroxygruppen, in der Regel bei einer Temperatur <35°C, zweckmäßig in einem inerten Lösemittel und in Gegenwart eines tertiären Amins, wie Triethylamin.A very suitable class of macroinitiators is based on copolymers of C ₃ -C ₄₀ -α-olefins and maleic anhydride or (meth) acrylic acid esters or comonomers containing acid groups, the z. B. from Akzo Nobel Chemicals GmbH, D-52301-Düren. Preferred who the copolymers of C ₁₂ -C ₁₄ -, C ₁₆ -C ₁₈ - and C ₂₀ -C ₂₂ -α-olefins. The copolymers are treated with an alkyl hydroperoxide, e.g. B. with tert-per oxybutanol, which results in the formation of functional groups on the polymer chain perester groups. The reaction takes place at a temperature below the respective decomposition temperature of the peroxy groups, generally at a temperature <35 ° C., advantageously in an inert solvent and in the presence of a tertiary amine such as triethylamine.

Zur aktivierenden Behandlung der Substratoberflächen wird der Makroinitiator in einem organischen Lösemittel gelöst. Geeignete Lösemittel sind z. B. Alkohole, wie Methanol, Ethanol , Propanol und Isopropanol; Ether, wie Diethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan; Ester, wie Ethylacetat; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und Cyclohexanon; Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Cyclohexan, Testbenzin, Benzol, Toluol der Xylol; Carbonsäuren, wie Ameisensäure und Essigsäure; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, Trichlormethan und Tetrachlormethan; oder stark polare Lösemittel wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und Dimethylsulfoxid. Selbst verständlich kann man auch homogene Gemische aus zwei oder mehr der genannten Lösemittel einsetzen. Das Lösemittel sollte nach der Behandlung des Substrats möglichst rasch verdampfen, sein Siedepunkt bei Atmosphärendruck sollte daher nicht wesentlich höher sein als 120°C. Das Lösemittel sollte ferner das Substrat anquellen, um ein Eindringen des Makroinitiators in die (oder eine "Legierung" mit der) Struktur des Substrats zu ermöglichen, was zu einer verstärkten Haftung der danach aufgepfropften Polymerschicht führt. Ein günsti ges Lösemittel für eine gegebenen Kombination von Makroinitiator und polymerem Substrat läßt sich durch orientierende Versuche unschwer ermitteln.For the activating treatment of the substrate surfaces, the Macro initiator dissolved in an organic solvent. Suitable Solvents are e.g. B. alcohols, such as methanol, ethanol, propanol and Isopropanol; Ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; Esters such as ethyl acetate; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and Cyclohexanone; Hydrocarbons, such as pentane, hexane, cyclohexane, White spirit, benzene, toluene or xylene; Carboxylic acids such as formic acid and acetic acid; halogenated hydrocarbons, such as dichloromethane, Trichloromethane and carbon tetrachloride; or strongly polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide and dimethyl sulfoxide. Yourself understandable you can also homogeneous mixtures of two or more of the Use the solvent mentioned. The solvent should be after Vaporize treatment of the substrate as quickly as possible, its boiling point at atmospheric pressure should therefore not be significantly higher than 120 ° C. The solvent should also swell to a substrate Penetration of the macro initiator into (or an "alloy" with der) structure of the substrate, resulting in an enhanced Adhesion of the polymer layer grafted on thereafter leads. A cheap total solvent for a given combination of macroinitiator and polymeric substrate can be easily by orienting experiments determine.

Die Konzentration des Makroinitiators in der Lösung beträgt zweckmä ßig 0,5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-%. Die letztge nannten Konzentrationen haben sich in der Praxis besonders bewährt und ergeben im allgemeinen in einem Durchgang zusammenhängende, das Substrat vollständig bedeckende Schichten aus dem Makroinitiator mit Schichtdicken im nm-Bereich. Das Substrat wird mit der Lösung z. B. durch Tauchen, Streichen oder Besprühen behandelt und anschließend getrocknet, je nach Lösemittel und thermischer Empfindlichkeit des Makroinitiators bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur mit oder ohne Vakuum.The concentration of the macroinitiator in the solution is expedient 0.5 to 60% by weight, in particular 1 to 10% by weight. The last mentioned concentrations have proven particularly useful in practice and generally result in a single pass, the Layers completely covering the substrate from the macroinitiator Layer thicknesses in the nm range. The substrate is z. B. treated by dipping, brushing or spraying and then dried, depending on the solvent and thermal sensitivity of the Macro initiators at room temperature or slightly elevated temperature with or without vacuum.

Besonders dichte und gut haftende Beschichtungen erhält man, wenn man der Lösung des Makroinitiators ein einfach oder vorteilhaft ein mehrfach olefinisch ungesättigtes, vernetzendes Monomer zusetzt, beispielsweise in der 0,1- bis 1-fachen Gewichtsmenge, bezogen auf den Makroinitiator. Hierfür eignen sich die zuvor genannten Monome re.Particularly dense and well-adhering coatings are obtained when one the solution of the macro initiator a simple or advantageous adding polyolefinically unsaturated, crosslinking monomer, for example in 0.1 to 1 times the amount by weight, based on the macro initiator. The monomers mentioned above are suitable for this re.

10. Coating the substrate with the surface activated

Das Substrat wird erfindungsgemäß beschichtet, indem man auf seine aktivierte Oberfläche in Gegenwart des Copolymers mit den wirkungs bestimmenden Gruppen die langkettige Verbindung IV unter Bedingungen einwirken läßt, unter denen ihre reaktiven Gruppen mit reaktiven Gruppen auf der Oberfläche des Substrats reagieren. Die langkettige Verbindung wird dadurch auf die Oberfläche des Substrats unter Aus bildung einer Schlinge fixiert, und die Schlingen binden das Copoly mer fest, indem sie mit ihm (und der Substratoberfläche) ein IPN bilden. Natürlich können unter diesen Bedingungen reaktive Gruppen der langkettigen Verbindung, z. B. olefinische Doppelbindungen, auch untereinander statt mit zwei reaktiven Gruppen der Substratoberflä che. So entstehen Schlingen aus mehr als nur einem Molekül der lang kettigen bifunktionellen Verbindung, und natürlich auch Homopolyme risate, die nicht zum IPN beitragen. Daß aber hinreichend viele IPN- bildende und das Copolymer festbindende Schlingen entstehen, zeigt die Haftfestigkeit der Beschichtung auf dem Substrat.The substrate is coated according to the invention by looking at its activated surface in the presence of the copolymer with the effects groups determining the long chain compound IV under conditions lets act, among which their reactive groups with reactive Groups on the surface of the substrate react. The long chain Connection is thereby made to the surface of the substrate under formation of a loop is fixed, and the loops bind the copoly by placing an IPN with it (and the substrate surface) form. Of course, reactive groups can occur under these conditions the long chain connection, e.g. B. olefinic double bonds, too with each other instead of with two reactive groups of the substrate surface che. In this way, loops are created from more than just one long molecule chain bifunctional compound, and of course homopolyme risks that do not contribute to the IPN. But that enough IPN forming loops and binding the copolymer, shows the adhesive strength of the coating on the substrate.

In der Praxis geht man z. B. so vor, daß man zunächst die wäßrige Lösung des Copolymers mit der bifunktionellen langkettigen Verbin dung IV, versetzt die letztere durch Scherkrafteinwirkung homogen verteilt und so das Beschichtungsmittel erhält, das in üblicher Wei se auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht wird, z. B. durch Spritzen, Tauchen, Streichen, Rakeln oder Spin-Coating. Der weitere Ablauf hängt von der Art der Fixierungsreaktion sowie davon ab, auf welche Weise die Substratoberfläche aktiviert wurde.In practice you go z. B. so that you first the aqueous Solution of the copolymer with the bifunctional long chain connector dung IV, the latter homogeneously offset by the action of shear distributed and thus receives the coating agent, which in the usual Wei se is applied to the surface of the substrate, e.g. B. by Spraying, dipping, painting, knife coating or spin coating. The other Sequence depends on the type of fixation reaction as well as on which way the substrate surface was activated.

Wenn die Reaktion der reaktionsfähigen Gruppen der langkettigen Ver bindung IV mit reaktionsfähigen Gruppen auf der Polymeroberfläche eine Additions- oder Kondensationsreaktion ist, genügt es, das beschichtete Polymersubstrat einige Zeit auf einer Temperatur zu halten, bei der die betreffende Reaktion abläuft.If the reaction of the reactive groups of the long chain Ver bond IV with reactive groups on the polymer surface is an addition or condensation reaction, it is sufficient that coated polymer substrate at a temperature for some time hold at which the relevant reaction takes place.

Wenn die Fixierung durch eine radikalisch initiierte Reaktion er folgt und die Substrate nach einer der unter 9.1 bis 9.6 beschriebe nen Methoden vorbehandelt wurden, werden die aktivierten Oberflächen nach der Vorbehandlung und vor der Beschichtung zweckmäßig zunächst 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5 Minuten der Einwirkung von Sauerstoff, z. B. in Form von Luft, ausgesetzt. Nach 9.7 oder 9.8 aktivierte Oberflächen bedürfen keiner Sauerstoffeinwirkung vor der Beschichtung.If the fixation is caused by a radical initiation he follows and the substrates according to one of the described under 9.1 to 9.6 If the methods have been pretreated, the activated surfaces After pretreatment and before coating, it is advisable to do so first 1 to 20 minutes, preferably 1 to 5 minutes of exposure to Oxygen, e.g. B. exposed in the form of air. After 9.7 or 9.8 activated surfaces do not require any exposure to oxygen before Coating.

Nach dem Verdampfen des Lösemittels aus dem aufgebrachten Beschich tungsmittel oder auch schon während des Verdampfens werden durch Bestrahlung, zweckmäßig durch Strahlen im kurzwelligen Segment des sichtbaren Bereiches oder im langwelligen Segment des UV-Bereiches der elektromagnetischen Strahlung, Bedingungen geschaffen, unter de nen die reaktiven Gruppen der langkettigen Verbindung IV mit reakti ven Gruppen auf der Oberfläche des Substrats reagieren. Gut geeignet sind Strahlen des erwähnten UV-Excimers der Wellenlängen 250 bis 500 nm, vorzugsweise von 290 bis 320 nm. Auch Quecksilberdampflampen sind geeignet, sofern sie erhebliche Strahlungsanteile in den genannten Bereichen emittieren. Die Expositionszeiten betragen im allgemeinen 10 Sekunden bis 30 Minuten, vorzugsweise 1 bis 15 Minuten. Alternativ kann man die Substrate in das gegebenenfalls mit Wasser verdünnte Beschichtungsmittel eintauchen und im getauchten Zustand bestrahlen.After evaporation of the solvent from the applied coating agents or even during evaporation Irradiation, expediently by radiation in the short-wave segment of the visible range or in the long-wave segment of the UV range of electromagnetic radiation, conditions created under de NEN the reactive groups of the long-chain compound IV with reactive groups react on the surface of the substrate. Well suited are rays of the above-mentioned UV excimer of wavelengths 250 to 500 nm, preferably from 290 to 320 nm. Also mercury vapor lamps are suitable as long as they have significant radiation components in the emit areas mentioned. The exposure times are in generally 10 seconds to 30 minutes, preferably 1 to 15 minutes. Alternatively, the substrates can be mixed with water if necessary Immerse the diluted coating agent and when immersed irradiate.

Wenn die Substratoberfläche durch Behandlung mit einem Makroinitia tor gemäß 9.8 aktiviert wurde, kann die langkettige Verbindung IV unter denselben Bedingungen photoinitiiert gepfropft werden, wie sie zuvor beschrieben wurden. Alternativ ist auch eine thermisch ini tiierte Pfropfung möglich. Dazu wird das beschichtete Substrat unter Ausschluß von Luftsauerstoff einige Zeit, je nach Makroinitiator z. B. 10 bis 360 Minuten, auf 30 bis 100°C, insbesondere auf 50 bis 90°C erhitzt, wodurch die Pfropfreaktion ausgelöst und durchgeführt wird. Alternativ kann man das mit dem Makroinitiator behandelte Sub strat auch in die gegebenenfalls mit Wasser verdünnte Beschichtungs lösung eintauchen und im getauchten Zustand bestrahlen oder auf die genannten Temperaturen erhitzen.If the substrate surface is treated with a macroinitia gate has been activated according to 9.8, the long-chain compound IV grafted under the same conditions as they are have been previously described. Alternatively, a thermal ini tied grafting possible. For this, the coated substrate is under Exclusion of atmospheric oxygen for some time, depending on the macro initiator e.g. B. 10 to 360 minutes, to 30 to 100 ° C, in particular to 50 to Heated 90 ° C, which triggered and carried out the grafting reaction becomes. Alternatively, the sub treated with the macro initiator strat also in the possibly diluted with water coating Immerse the solution and irradiate it in the immersed state or on the heat temperatures.

Bisweilen ist es zweckmäßig die beschriebenen Arbeitsschritte ein schließlich der Aktivierung zu wiederholen, um mittels einer solchen Mehrschichttechnik eine hermetisch geschlossene und/oder dickere Be schichtung sicherzustellen.Sometimes it is useful to follow the steps described finally to repeat the activation, by means of such Multi-layer technology a hermetically sealed and / or thicker loading ensure stratification.

Falls erforderlich kann man die IPN-Beschichtung von Katalysator- oder Initiatorresten und/oder niedermolekularen Bestandteilen be freien, in dem man sie mit einem Lösemittel extrahiert, vorteilhaft mit Wasser.If necessary, the IPN coating of catalyst or initiator residues and / or low molecular weight components free by extracting them with a solvent, advantageous with water.

11. Use of the coated substrates

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die genaue Einstellung von optimalen Molverhältnissen der funktionellen Gruppen, die zur Inhibierung der Bakterienadhäsion und/oder -ausbreitung führen. Weiterhin ergibt die Mitverwendung eines Monomers III in Verbindung mit einer hydrophilen langkettigen Verbindung IV einen gegebenenfalls zusätzlich erwünschten niedrigen Reibungswiderstand, d. h. optimale Gleiteigenschaften insbesondere auf hydrophilen Flächen. Gegenstände mit erfindungsgemäß beschichteter Oberfläche eignen sich zur Verwendung im medizinischen oder biotechnischen oder im Hygienebereich. Solche Gegenstände sind z. B. Folien, Schläuche, Rohrleitungen, Telefonhörer, Türgriffe, Toilettensitze, Handgriffe und Gurte in öffentlichen Verkehrsmittel, Implantate, Herzklappen, Katheter, Stents, Drainagen, Wundverbände oder Blutbeutbeutel.The method according to the invention allows the precise setting of optimal molar ratios of the functional groups used for Inhibit bacterial adhesion and / or spread. Furthermore, the use of a monomer III in combination with a hydrophilic long chain compound IV optionally additionally desired low frictional resistance, d. H. optimal sliding properties especially on hydrophilic Surfaces. Objects with a surface coated according to the invention are suitable for use in medical or biotechnical or in the hygiene area. Such items are e.g. B. foils, tubes, Pipelines, telephone receivers, door handles, toilet seats, handles and belts in public transport, implants, heart valves, Catheters, stents, drainages, wound dressings or blood bags.

Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden die fol genden Beispiele gegeben, die jedoch nicht deren Anwendungsbereich begrenzen sollen.To further explain the present invention, the fol given examples, but not their scope should limit.

example 1

Eine 100 µm dicke Folie aus einem Polyetheresterblockamid (PEBAX® 5533, ATOCHEM S.A.) wird 1 min in eine 1-gewichtsprozentige Lösung von KOH in Propanol getaucht und getrocknet und anschließend durch 5-minütiges Bestrahlen mit einem UV-Excimerstrahler (172 nm) akti viert. Nach 5-minütiger Lagerung an der Luft wird diese Folie in ei ne 5-gewichtsprozentige wäßrige Lösung eines Terpolymers aus Natriumstyrolsulfonat, Maleinsäure und Polyethylenglykol(1000)mono methylether-monomethacrylat (40 : 40 : 20 mol%) und von monomerem Poly ethylenglykol(1000)dimethacrylat im Gewichtsverhältnis 5 : 2 getaucht. Die Fixierung der Beschichtung auf dem aktivierten Polymersubstrat erfolgt, indem die Lösung mit dem Substrat 6h auf 60°C erhitzt wird.A 100 µm thick film made of a polyetherester block amide (PEBAX® 5533, ATOCHEM S.A.) is 1 min in a 1 weight percent solution of KOH dipped in propanol and dried and then through 5 minutes irradiation with a UV excimer lamp (172 nm) acti fourth. After 5 minutes of storage in the air, this film is in egg ne 5 weight percent aqueous solution of a terpolymer Sodium styrene sulfonate, maleic acid and polyethylene glycol (1000) mono methyl ether monomethacrylate (40: 40: 20 mol%) and of monomeric poly ethylene glycol (1000) dimethacrylate dipped in a weight ratio of 5: 2. The fixation of the coating on the activated polymer substrate takes place by heating the solution with the substrate to 60 ° C. for 6 hours.

Die beschichtete Folie wird auf Wirkung untersucht, wie in der deut schen Patentanmeldung 197 20 370.1 (O.Z. 5192) als Bestimmung der primären Bakterienadhäsion unter statischen Bedingungen beschrieben. Die Untersuchung ergab für den Stamm Klebsiella pneumoniae eine 80%ige Reduktion gegenüber der unbeschichteten Folie.The coated film is examined for effect, as in the German cal patent application 197 20 370.1 (O.Z. 5192) as the determination of primary bacterial adhesion under static conditions. The investigation revealed one for the strain Klebsiella pneumoniae 80% reduction compared to the uncoated film.

Example 2

Eine 100 µm starke Folie aus Polyamid 12 (Hüls AG, VESTAMID®L2101F) wird 5 min bei 1 mbar mit einem UV-Excimerstrahler (172 nm) be strahlt und dadurch aktiviert. Nach 5-minütiger Lagerung an der Luft wird diese Folie in eine 1-gewichtsprozentige wäßrige Lösung eines Terpolymers aus Natriumstyrolsulfonat, Maleinsäure und Polyethylen glykol(1000)monomethylether-monomethacrylat (45 : 45 : 10 mol%) und von Polyethylenglykol(1000)dimethacrylat im Gewichtsverhältnis 5 : 2 ge taucht und im getauchten Zustand 5 min mit einem UV-Excimerstrahler (308 nm) bestrahlt. A 100 µm thick film made of polyamide 12 (Hüls AG, VESTAMID®L2101F) is 5 min at 1 mbar with a UV excimer lamp (172 nm) shines and thereby activated. After 5 minutes in the air this film is in a 1 weight percent aqueous solution of a Terpolymers from sodium styrene sulfonate, maleic acid and polyethylene glycol (1000) monomethyl ether monomethacrylate (45: 45: 10 mol%) and of Polyethylene glycol (1000) dimethacrylate in a weight ratio of 5: 2 ge dives and in the immersed state for 5 min with a UV excimer lamp (308 nm) irradiated.

Die Prüfung auf bakterienabweisende Eigenschaften wie in Beispiel 1 ergab eine Reduktion von 50%.The test for bacteria-repellent properties as in Example 1 resulted in a 50% reduction.

Claims

1. A process for the hemocompatible, bacteria-repellent and hydrophilic coating of a substrate, characterized in that in the presence of a copolymer with repeating units from at least one sulfate and / or sulfonate group-containing monomer I, at least one carboxyl and / or carboxylate group-containing Monomer II and optionally a hydrophilic monomer III can act on an activated surface of the substrate with a long-chain compound IV with two reactive groups under conditions under which the reactive groups of the long-chain compound react with reactive groups on the surface of the substrate.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sul fat and / or sulfonate group-containing monomer I an alkali salt, ins especially the sodium salt of vinyl sulfonic acid or 2-, 3- or 4-vinylbenzenesulfonic acid (styrenesulfonic acid).

3. The method according to claim 1, characterized in that the monomer I is a sulfate group-containing monomer of the general formula
is in the
R ^{1 is} hydrogen or the methyl radical,
R ^{2 is} a divalent organic radical, preferably an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 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⁺ and
n represents 4 or 5;
with the proviso that at least one of the substituents R ^{4 is} a radical -SO ₃ -Na⁺.

4. The method according to claim 3, characterized in that in the formula Ia
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⁺ and means and
n stands for 4 or 5.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized records that the monomers II alkali salts and especially sodium salts free-radically polymerizable one or two times olefinic are unsaturated mono- or dicarboxylic acids.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized records that the monomers I and / or II contain groups which after polymerization in sulfate or sulfonate groups or carb oxyl or carboxylate groups are converted.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized records that the monomers III monoesters of a diol or ester egg nes etherified or esterified diol with an olefi are unsaturated carboxylic acid.

8. The method according to claim 7, characterized in that the Monomers III esters of an optionally hydroxyl, alkoxy or Acyloxy-terminated polyalkylene glycol with 4 to 48 alkyleneoxy a units with an olefinically unsaturated carboxylic acid.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized records that the reactive groups of the long-chain compounds IV are separated by at least 12 chain atoms.

10. The method according to claim 9, characterized in that the long chain compounds IV polyalkylene glycols with a molecular weight from 300 to 6000 and terminal groups with olefinic double are binding.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized records that the activation of the substrate surface by UV radiation tion in the wavelength range from 100 to 400 nm or by high frequency Enz- or microwave plasma takes place.

12. The method according to claim 11, characterized in that with UV radiation in the wavelength range from 125 to 310 nm works.

13. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized records that the activation of the substrate surface by treatment with a macro initiator.

14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized records that the conditions for the reaction of the reactive Groups of the long chain compound IV with the reactive groups of activated surface by electromagnetic radiation with Wel len lengths of 250 to 500 nm creates.

15. The method according to claim 14, characterized in that with UV radiation in the wavelength range from 290 to 320 nm works.

16. The method according to claim 13, characterized in that the Conditions for the reaction of the reactive groups of the long chain Compound IV with the reactive groups of the activated surface created by heating.

17. Use of objects with a surface that according to ei a method has been coated according to one of claims 1 to 16, in the medical, biotechnical or hygiene sector.