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CN111050816B - 固体有机抗菌材料 - Google Patents

固体有机抗菌材料 Download PDF

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CN111050816B CN201880058057.3A CN201880058057A CN111050816B CN 111050816 B CN111050816 B CN 111050816B CN 201880058057 A CN201880058057 A CN 201880058057A CN 111050816 B CN111050816 B CN 111050816B
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Abstract

一种固体有机材料，包括至少一种分散在聚合物基质中的甲基丙烯酸酯类型的两亲性嵌段共聚物，该嵌段共聚物的数均摩尔质量Mn至少为20000g/mol；制备所述固体有机材料的方法；所述固体有机材料的抗菌、抗微生物、抗病毒、抗炎和/或抗真菌用途；以及包含所述固体有机材料的医疗器械。

Description

固体有机抗菌材料
技术领域
本公开涉及甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物和固体有机材料，其制备方法，及其在抗菌、抗微生物、抗病毒、抗炎和/或抗真菌应用中的用途。
背景技术
微生物对抗生素的耐药性已成为公共卫生的挑战。实际上，某些抗生素(如甲氧西林或万古霉素)在抵抗细菌(如耐甲氧西林或耐万古霉素的金黄色葡萄球菌(分别为MRSA或VRSA))引起的感染方面已变得无效。因此，抗菌材料可能在抵抗细菌感染中发挥作用，尤其是在医院环境中，在那里感染是重症监护病房并发症的主要原因之一。
目前存在多种开发抗菌材料的方法：i)包含生物杀灭分子(例如，抗生素或基于银的分子)，但会从材料中释放出来，导致材料活性下降，在某些情况下会产生副作用和/或加剧了耐药性现象；ii)通过接枝或偶联对材料进行表面改性，这是一个漫长、昂贵的多步骤方法；iii)使用抗菌表面活性剂(含量约10wt％)来制备抗微生物膜。
多年来，抗微生物肽(AMP)一直是许多研究的主题，试图为现有抗生素提供替代品。与传统抗生素相比，由于主要作用于细菌膜的不同作用机制，AMP实际上具有不产生抗药性的优势(Michl et al.Polym.Chem.2014,19,5813)。但是，使用AMP的主要障碍是其成本和较小的生产量，肽是通过固相肽合成获得的(在合成肽的情况下)，或者是从各种天然来源中提取的(例如毒液)。为了克服这些问题，已经研究了各种合成共聚物以模仿AMP的抗微生物活性，同时易于合成，并且大规模生产。这些共聚物，称为“合成模拟抗菌肽”(SMAMP)，通常是两亲性共聚物，具有亲水性部分(通常带电)和疏水性部分，亲水性部分会与细菌的膜发生相互作用并附着在细菌的膜上，而疏水性部分会使细菌的膜不稳定或刺穿细菌的膜(Kuroda et al.Nanomed.Nanobiotechnology 2013,5,49；Takahashi etal.Macromol.Biosci.2013,13,1285)。尽管SMAMP的作用方式复制了AMP的作用方式，但是相比之下，SMAMP的合成要容易得多，因为是通过各种聚合技术特别是通过自由基聚合进行的，可以大规模生产。
此外，Lenoir et al.(Biomacromolecules,2006,7,2291)在2006年报道了聚(乙烯-共-丁烯)-b-聚甲基丙烯酸2-叔丁基氨基乙酯的分散体(PEB-b-PTBAEMA,Mn＝14000g/mol)二嵌段共聚物，以赋予低密度聚乙烯(LDPE)薄膜以抗微生物性能。该共聚物在LDPE中以10wt％的水平混合并显示出对大肠杆菌的活性(革兰阴性)。Zuo et al.(Journal ofApplied Polymer Science,2012,125,3537)从他们的角度报道了商用的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的开发，通过与至少10wt％的聚甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯(PTBAEMA,Mw≤10000g/mol)混合具有抗微生物性，表现出对金黄色葡萄球菌(革兰阳性)和大肠杆菌(革兰阴性)的活性。最后，Li et al.(European Polymer Journal,2014,51,120)表明，可以通过在超临界CO2中接枝并通过反应挤出聚(六亚甲基二胺-盐酸胍)链来制备抗菌聚丙烯(PP)。这种复杂的方法使得开发基于PP的材料成为可能，该材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有活性。
但是，所使用的共聚物通常具有较低的摩尔质量(<15000g/mol)以模仿天然抗微生物肽的结构。根据文献，较高的摩尔质量还将伴随共聚物的溶血特性的增加(Ganewattaet al.Polymer 2015,63,A1)。而且，观察抗微生物活性所必需的共聚物的量很高，大约为10wt％。此外，所报道的活性仅与不包含致病性菌株的模型细菌菌株(通常为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)有关，但致病性菌株是未来的关键健康挑战。最后，上述各种生产方法只能生产具有单一给定化学性质的有机抗菌材料(PEHB或PMMA或PP)。因此缺乏将抗微生物共聚物掺入具有不同化学性质的有机基质中的通用方法。结果，需要固体有机材料及其制备方法，以使其能够克服上述一些限制。
发明内容
本公开的目的是提供具有抗菌、抗微生物、抗病毒、抗炎和/或抗真菌特性的甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物和固体有机材料。
根据第一方面，通过包括至少一种甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物的固体有机材料实现了上述目的以及其他优点，该嵌段共聚物分散在聚合物基质中，该嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物的Mn小于或等于100000g/mol。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)在20000g/mol至70000g/mol之间。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)在21000g/mol至55000g/mol之间。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)在22000g/mol至40000g/mol之间。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物是二嵌段聚合物，即，包含两种类型的单体。
根据一个或多个实施方案，所述固体有机材料包括0.02wt％至10wt％的所述嵌段共聚物。根据一个或多个实施方案，所述固体有机材料包括小于10wt％的所述嵌段共聚物。根据一个或多个实施方案，所述固体有机材料包括0.1wt％至4wt％、6wt％或8wt％的所述嵌段共聚物。根据一个或多个实施方案，所述固体有机材料包括0.2wt％至2wt％的所述嵌段共聚物。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物具有至少一个亲水性部分(即，至少一种亲水性甲基丙烯酸嵌段)和至少一个疏水性部分(即，至少一种疏水性甲基丙烯酸嵌段)。
术语“亲水性”与能够(例如与极性溶剂，诸如水)形成氢键同义(表示相同的意思)。术语“疏水性”与不能(例如与极性溶剂，诸如水)形成氢键同义(表示相同的意思)。
根据一个或多个实施例，所述亲水性甲基丙烯酸嵌段包括至少一个叔胺基和/或季铵离子。
根据一个或多个实施例，亲水性甲基丙烯酸单体(即，亲水性甲基丙烯酸嵌段的亲水性重复单元)选自甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯(例如甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)乙酯)和甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯的季铵离子。根据一个或多个实施例，烷基官能团中的至少一个是取代的或未取代的烷基和/或包含1至8个碳原子(例如2至6个碳原子)。
术语“未取代”与未被一个或多个氢原子以外的原子取代同义(表示相同的意思)。
术语“取代”与被氢原子以外的至少一个其他单元取代同义(表示相同的意思)，例如被至少一个含烃取代基取代。根据一个或多个实施例，所述单元选自烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、烷基烯基、烯基烷基、烷基炔基、炔基烷基、烷基芳基、芳基烷基、烷基杂芳基、杂芳基烯基、烯基芳基、烯基杂芳基、芳基炔基、杂芳基炔基、炔基芳基和炔基杂芳基；所述单元包括1至20个碳原子(例如2至18个碳原子、3至16个碳原子、4至14个碳原子或5至12个碳原子)；所述单元可选地包括一个或多个杂原子(例如N、O、S、P、Si、Sn、Ge、As、F、Cl、Br和I)；和/或所述单元可选地包括一个或多个以下官能团：烷基、烯烃、炔烃、芳基、杂芳基、醇、酮、苯甲酰基、醛、碳酸酯、羧酸、羧酸酯、酯、醚氧化物、杂环、胺、酰胺、偶氮、重氮、重氮氨基、氮化物、仲亚胺、肼、腙、脒、氨基甲酸酯、胍，碳二亚胺、腈、异腈、酰亚胺、叠氮化物、二酰亚胺、硫醇、硫醚、硫代酮、氰酸酯、硝酸酯、亚硝酸酯、硝基、亚硝基、肟、吡啶基、硫醚、二硫化物、亚磺酰基、磺酰基、硫氰酸酯、异硫氰酸酯、硫酮、正膦、膦、单取代硼酸酯(boronate)、二取代硼酸酯(borinate)、硅烷和卤素；所述官能团包括0至20个碳原子(例如1至20个碳原子、2至18个碳原子、3至16个碳原子、4至14个碳原子或5至12个碳原子)。
根据一个或多个实施例，亲水性甲基丙烯酸单体选自甲基丙烯酸N,N-(二甲基氨基)乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸N,N-(二乙基氨基)乙酯(DEAEMA)和甲基丙烯酸N,N-(二乙基氨基)乙酯的季铵离子。
根据一个或多个实施例，疏水性甲基丙烯酸单体(即，疏水性甲基丙烯酸嵌段的疏水性重复单元)选自直链、支链、环状或环状及支链的甲基丙烯酸烷基酯，其具有例如1至20碳原子。根据一个或多个实施例，甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)。
根据一个或多个实施例，亲水性甲基丙烯酸嵌段和/或疏水性甲基丙烯酸嵌段还包括至少一种另外的重复单元，该单元例如选自苯乙烯(S)和丙烯腈(ACN)。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括选自PBMA、PMMA、PDMAEMA和PDEAEMA的至少一种嵌段。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括以下配方中的至少一种：PMMA-b-PDMAEMA、PMMA-b-PDEAEMA、PBMA-b-PDMAEMA、PBMA-b-PDEAEMA、P(MMA-Co-S)-b-PDMAEMA、P(MMA-Co-S)-b-PDEAEMA、P(BMA-Co-S)-b-PDMAEMA、P(BMA-Co-S)-b-PDEAEMA、P(MMA-Co-ACN)-b-PDMAEMA、P(MMA-Co-ACN)-b-PDEAEMA、P(BMA-Co-ACN)-b-PDMAEMA、P(BMA-Co-ACN)-b-PDEAEMA、PMMA-b-P(DMAEMA-Co-S)、PMMA-b-P(DEAEMA-Co-S)、PBMA-b-P(DMAEMA-Co-S)、PBMA-b-P(DEAEMA-Co-S)、PMMA-b-P(DMAEMA-Co-ACN)、PMMA-b-P(DEAEMA-Co-ACN)、PBMA-b-P(DMAEMA-Co-ACN)、PBMA-b-P(DEAEMA-Co-ACN)、P(MMA-Co-S)-b-P(DMAEMA-Co-S)、P(MMA-Co-S)-b-P(DEAEMA-Co-S)、P(BMA-Co-S)-b-P(DMAEMA-Co-S)、P(BMA-Co-S)-b-P(DEAEMA-Co-S)、P(MMA-Co-ACN)-b-P(DMAEMA-Co-ACN)、P(MMA-Co-ACN)-b-P(DEAEMA-Co-ACN)、P(BMA-Co-ACN)-b-P(DMAEMA-Co-ACN)、P(BMA-Co-ACN)-b-P(DEAEMA-Co-ACN)、P(MMA-Co-S)-b-P(DMAEMA-Co-ACN)、P(MMA-Co-S)-b-P(DEAEMA-Co-ACN)、P(BMA-Co-S)-b-P(DMAEMA-Co-ACN)、P(BMA-Co-S)-b-P(DEAEMA-Co-ACN)、P(MMA-Co-ACN)-b-P(DMAEMA-Co-S)、P(MMA-Co-ACN)-b-P(DEAEMA-Co-S)、P(BMA-Co-ACN)-b-P(DMAEMA-Co-S)和P(BMA-Co-ACN)-b-P(DEAEMA-Co-S)。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括以下配方之一：P(BMA-Co-S)-b-P(DMAEMA-Co-S)和P(BMA-Co-ACN)-b-P(DMAEMA-Co-ACN)。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括20mol％至80mol％的亲水性重复单元。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括50mol％至70mol％的亲水性重复单元。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括20mol％至80mol％的疏水性重复单元。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括30mol％至50mol％的疏水性重复单元。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括3wt％至20wt％的另外的重复单元。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括5wt％至10wt％的另外的重复单元。
根据一个或多个实施例，所述疏水性甲基丙烯酸嵌段具有在4000g/mol至30000g/mol之间的数均摩尔质量(Mn)。根据一个或多个实施例，所述疏水性甲基丙烯酸嵌段具有在6000g/mol至20000g/mol之间的数均摩尔质量(Mn)。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物具有在1至2.0之间的分散度(
Figure BDA0002402500560000062
)。根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物具有在1.30至1.50之间的分散度(
Figure BDA0002402500560000061
)。
根据一个或多个实施例，所述疏水性甲基丙烯酸嵌段具有在1.20至1.50之间的分散度(
Figure BDA0002402500560000063
)。根据一个或多个实施例，所述疏水性甲基丙烯酸嵌段具有在1.30至1.40之间的分散度(
Figure BDA0002402500560000064
)。
根据一个或多个实施例，聚合物基质包括选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚酯、聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸树脂、硅酮和热固性复合材料中的至少一种重复单元。聚酯的示例包括聚乳酸和聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
根据一个或多个实施例，聚合物基质包括选自聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)中的至少一种重复单元。
根据第二方面，通过用于制备固体有机材料(例如根据第一方面的固体有机材料)的方法，实现了上述目的以及其他优点，所述方法包括将至少一种甲基丙烯酸型两亲性嵌段共聚物分散在聚合物基质中，其中，该嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol。
根据一个或多个实施例，所述方法包括通过氮氧自由基介导的自由基聚合(nitroxide-mediated radical polymerization)来制备所述嵌段共聚物。
根据一个或多个实施例，自由基聚合在称为SG1的N-(2-甲基丙基)-N-(1-二乙基磷酰基-2,2-二甲基丙基)-N-氧基)氮氧自由基的存在下进行。
根据一个或多个实施例，自由基聚合在由阿科玛(Arkema)以BlocBuilder MA为名销售的(N-(2-甲基丙基)-N-(1-二乙基磷酰基-2,2-二甲基丙基)-O-(2-羧基丙-2-基)烷氧基胺的存在下进行。
根据一个或多个实施例，甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物的制备包括：亲水性单体或疏水性单体之一的聚合(可选地在另外的重复单元的存在下)，以分别形成第一亲水性嵌段或第一疏水性嵌段；然后通过疏水性单体或亲水性单体中另一者的聚合(可选地在另外的重复单元的存在下)使该第一嵌段延伸，以形成亲水-嵌段-疏水或疏水-嵌段-亲水两亲性嵌段共聚物。
根据一个或多个实施例，在聚合引发剂(形成共聚物的第一嵌段的BlocBuilderMA或大烷氧基胺)和游离氮氧自由基SG1的存在下，优选在惰性气氛下(例如在氮气或氩气下)，通过加热单体来进行聚合。
根据一个或多个实施例，聚合在80℃至130℃之间的温度下进行。根据一个或多个实施例，聚合在90℃的温度下进行。
根据一个或多个实施例，聚合进行4小时至15小时之间的时间。根据一个或多个实施例，聚合进行4小时至10小时之间的时间，例如5.5小时。
根据一个或多个实施例，进行聚合直至对于每个嵌段(亲水性的和疏水性的)获得30％至80％的转化率。根据一个或多个实施例，进行聚合直至对于每个嵌段(亲水性的和疏水性的)获得40％至60％的转化率，例如45％至50％的转化率。
根据一个或多个实施例，将甲基丙烯酸类型两亲性嵌段共聚物分散在聚合物基质中包括：制备包括溶剂(例如THF)和聚合物基质(例如PS或PMMA)的溶液；将所述嵌段共聚物(无论季铵化与否)添加至该溶液；以及蒸发溶剂以获得固体有机材料。
根据一个或多个实施例，所述嵌段共聚物包括至少一种包含至少一个叔胺基的亲水性甲基丙烯酸嵌段，所述方法包括叔胺的季铵化。根据一个或多个实施例，季铵化借助于甲基碘(MeI)进行。根据一个或多个实施例，叔胺的季铵化百分比为2.0mol％(相对于聚合物链)至100％。
根据第三方面，通过将如第一方面的任一实施例中要求保护的固体有机材料用于非治疗用途来实现上述目的以及其他优点，所述固体有机材料是抗菌和/或抗微生物和/或抗病毒和/或抗炎和/或抗真菌的。
根据第四方面，通过包括如第一方面的任一实施例中要求保护的固体有机材料的装置来实现前述目的以及其他优点。
根据一个或多个实施例，所述装置选自导管。
根据另一个方面，通过例如具有大于或等于20000g/mol的数均摩尔质量(Mn)的甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物例如用于抗菌和/或抗微生物和/或抗病毒和/或抗炎和/或抗真菌应用，来实现上述目的以及其他优点。根据一个或多个实施例，所述甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物包括形成固体有机材料的一部分的如上所定义的特征。还可以想到的是，所述甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物可以用作药物。
根据另一个方面，通过根据第一方面的任一实施例中的有机材料用作药物实现上述目的以及其他优点，例如用作抗菌药和/或抗病毒药和/或抗真菌药和/或抗炎药。
通过阅读由以下附图和所附权利要求所例示的描述，根据上述方面的实施例以及附加优点将变得更加清楚。
附图说明
图1至图4示出了说明根据本公开的实施例的固体材料的抗菌活性和溶血特性的图。
具体实施方式
在本公开的实施例的以下详细描述中，公开了许多具体细节以便提供对本公开的更深入的理解。然而，对于本领域技术人员而言明显易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实现本公开。在其他情况下，没有详细描述众所周知的特征，以避免使描述不必要地复杂化。
在下文中，术语“包括”与“包含”、“含有”同义(表示相同的意思)，是包括性的或开放的，并且不排除未描述或未示出的其他要素。此外，在本公开中，术语“大约”和“大概”与最多低于/超出相应值的10％同义(表示相同的意思)。
本公开涉及固体有机材料。该固体有机材料包括至少一种甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物，该嵌段共聚物分散在聚合物基质中，该嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol。
根据一个或多个实施例，该固体有机材料具有抗菌、抗微生物、抗病毒、抗炎和/或抗真菌的特性。
根据一个或多个实施例，获得了嵌段共聚物在聚合物基质中的改善的分散性，但是没有增加固体有机材料的毒性或降低抗菌、抗微生物、抗病毒、抗炎和/或抗真菌活性。
根据一个或多个实施例，该固体有机材料对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌和病原体具有显着活性。
根据一个或多个实施例，该固体有机材料不会随着时间的流逝而丧失其活性，并且在长期使用或劣化的情况下不必更换。
根据一个或多个实施例，该固体有机材料不将危害生物的化合物释放到环境中。
根据一个或多个实施例，该固体有机材料适合于防止分子的释放，并因此防止随着时间流逝的活性丧失、副作用的问题以及对患者和/或环境的污染。
根据一个或多个实施例，该固体有机材料不仅在材料的表面上是完全抗菌的，这在所述材料降解的情况下是重要的优点。
本公开还涉及一种制备固体有机材料(例如根据第一方面的固体有机材料)的方法，所述方法包括将至少一种甲基丙烯酸型两亲性嵌段共聚物分散在聚合物基质中，其中，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol。
根据一个或多个实施例，根据第二方面的方法是一种简单、多用途的方法，适用于多种聚合物基质(例如PS、PMMA、PVC、硅酮和热固性复合材料)，并且可以实现大规模生产，使得可以赋予传统的聚合物基质永久的抗菌和抗微生物特性，以抵抗各种细菌(革兰氏阳性(枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性(大肠杆菌))。此外，这些固体有机材料可以作为抗真菌、抗病毒和抗炎材料而受到关注。
根据一个或多个实施例，所述方法使得可以通过在常规聚合物基质(例如PS、PVC、PMMA)中简单分散一定量(优选少量(例如＜10wt％))的甲基丙烯酸类型两亲性嵌段共聚物来开发根据第一方面的固体有机材料，该共聚物可用作低重量百分比的添加剂。
根据一个或多个实施例，所述甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物能够在各种基质中自组织，从而确保其均匀地分散在固体有机材料中。
根据一个或多个实施例，该制备方法还具有防止分子释放并因此防止随着时间流逝的活性丧失、副作用的问题以及对患者和/或环境的污染的优点。
根据一个或多个实施例，该制备方法确保整个材料是抗菌的，这在材料降解的情况下是重要的优点。
本公开还涉及包括根据第一方面的固体有机材料的装置。实际上，根据本公开的固体有机材料适合用于开发抗菌和/或抗微生物装置，例如(静脉)导管，在长时间使用的情况下不再需要定期更换(大约每3周一次)。这些装置还可以作为抗真菌、抗病毒和抗炎材料提供优点。
本公开还涉及单独考虑的甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物。具体而言，本公开涉及例如用于抗病毒、抗炎和/或抗真菌应用的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol的甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物。
下面描述根据上述各方面的甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物、固体有机材料和制备方法的示例。
PBMA-b-PDMAEMA两亲性二嵌段共聚物的合成与表征
通过使用BlocBuilder MA烷氧基胺作为引发剂并添加共聚单体以控制摩尔质量和摩尔质量分布，利用氮氧自由基介导的自由基聚合(NMP)制备了一系列PBMA-b-PDMAEMA两亲性二嵌段共聚物。在这些示例中，使用了10mol％的苯乙烯(S)或丙烯腈(ACN)。该二嵌段共聚物具有以下结构：
Figure BDA0002402500560000111
其中n和m是每个嵌段的聚合度，R是苯乙烯或丙烯腈。在这些示例中，疏水性基团的百分比和两亲性二嵌段共聚物的摩尔质量是多种多样的。
(PBMA7000-b-PDMAEMA45800)(P8)的合成在此作为根据第二方面的制备方法的一个示例而提出。该合成适用于根据本发明的所有嵌段共聚物。将BMA(疏水性单体，50g，0.35mol)、苯乙烯(3.66g，0.035mol)、BlocBuilder MA(1.27g，3.33mmol)和SG1(N-(2-甲基丙基)-N-(1-二乙基磷酰基-2,2-二甲基丙基)-N-氧基)氮氧化物，100mg，0.33mmol)在氮气氛下加热到90℃。定期取样以监测转化率和摩尔质量。当转化率达到45％时(例如2小时)停止反应。采用1H NMR(Bruker光谱仪，300MHz，CDCl3)，通过比较单体(δ＝4.11ppm)和聚合物(δ＝3.91ppm)的酯官能团附近的-CH2-的峰来确定转化率。然后通过在冷的MeOH/H2O混合物(体积比为4/1)中沉淀来回收PBMA，并通过SEC/DMF(尺寸排阻色谱法PL120(PolymerLaboratories公司，英格兰)，以DMF作为洗脱剂)对PBMA进行分析，以获得数均摩尔质量(Mn)和分散度(
Figure BDA0002402500560000121
Mw/Mn)(Mn＝7000g/mol，
Figure BDA0002402500560000122
)。在真空下干燥24小时后，用PBMA引发亲水性单体(DMAEMA)的聚合以获得相应的PBMA-b-PDMAEMA二嵌段共聚物。为此，将PBMA(1g)、苯乙烯(662mg，6.36mmol)、DMAEMA(10g，63.6mmol)、1,4-二恶烷(5ml)和SG1(4mg，0.0125mmol)在氮气氛下加热至90℃。定期取样以通过1H NMR(Bruker光谱仪，CDCl3，400MHz)监测转化率，并通过SEC/DMF确定Mn值。当转化率接近50％时停止反应。然后通过在冷戊烷中沉淀分离最终的PBMA-b-PDMAEMA二嵌段共聚物。通过1H NMR和SEC/DMF分析获得的共聚物P8，得到具有FDMAEMA＝0.60(最终共聚物中DMAEMA的摩尔比)、Mn＝45800g/mol和
Figure BDA0002402500560000123
的组成。
两亲性PMMA-b-PDMAEMA二嵌段共聚物的合成与表征
通过使用BlocBuilder MA烷氧基胺作为引发剂并添加共聚单体以控制摩尔质量和摩尔质量分布，利用氮氧自由基介导的自由基聚合(NMP)，制备了一系列两亲性PMMA-b-PDMAEMA二嵌段共聚物。在这些示例中，使用了10mol％的苯乙烯(S)或丙烯腈(ACN)。该二嵌段共聚物具有以下结构：
Figure BDA0002402500560000131
其中n和m是每个嵌段的聚合度，R是苯乙烯或丙烯腈。
(PMMA9300-b-PDMAEMA40000)(P1)的合成在此作为根据第二方面的制备方法的一个示例而提出。该合成适用于根据本发明的所有嵌段共聚物。将MMA(甲基丙烯酸甲酯，50g，0.50mol)、苯乙烯(5.2g，0.05mol)、BlocBuilder MA(954mg，2.5mmol)和SG1(74mg，0.25mmol)在氮气氛下加热至90℃。定期取样以监测转化率和摩尔质量。当转化率达到45％时(例如2小时)停止反应。采用1H NMR(Bruker光谱仪，300MHz，CDCl3)，通过比较单体(δ＝4.11ppm)和聚合物(δ＝3.91ppm)的酯官能团附近的-CH3-的峰来确定转化率。然后，通过在冷的MeOH/H2O混合物(体积比为4/1)中沉淀来回收PMMA，并通过SEC/DMF分析PMMA以获得数均摩尔质量(Mn)和分散度(
Figure BDA0002402500560000133
)的值(Mn＝9300g/mol，
Figure BDA0002402500560000134
)。在真空下干燥24小时后，用PMMA引发DMAEMA的聚合以获得相应的PMMA-b-PDMAEMA二嵌段共聚物。为此，将PMMA(1g)、苯乙烯(662mg，6.37mmol)、DMAEMA(10g，63.6mmol)、1,4-二恶烷(5ml)和SG1(4mg，0.0125mmol)在氮气氛下加热至90℃。定期取样以通过1H NMR(Bruker光谱仪，CDCl3，400MHz)监测转化率，并通过SEC/DMF确定Mn值。当转化率接近50％时停止反应。然后通过在冷戊烷中沉淀分离最终的PMMA-b-PDMAEMA二嵌段共聚物。通过1H NMR和SEC/DMF分析获得的共聚物P1，得到具有FDMAEMA＝0.74、Mn＝40000g/mol和
Figure BDA0002402500560000132
的组成。
两亲性PMMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物的合成与表征
通过使用BlocBuilder MA烷氧基胺作为引发剂并添加共聚单体以控制摩尔质量和摩尔质量分布，利用氮氧自由基介导的自由基聚合(NMP)，制备了一系列两亲性PMMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物。在这些示例中，使用了10mol％的苯乙烯(S)或丙烯腈(ACN)。该二嵌段共聚物具有以下结构：
Figure BDA0002402500560000141
其中n和m是每个嵌段的聚合度，R是苯乙烯或丙烯腈。
(PMMA9300-b-PDEAEMA25500)(P2)的合成在此作为根据第二方面的制备方法的一个示例而提出。该合成适用于根据本发明的所有嵌段共聚物。将MMA(甲基丙烯酸甲酯，50g，0.50mol)、苯乙烯(5.2g，0.05mol)、BlocBuilder MA(954mg，2.5mmol)和SG1(74mg，0.25mmol)在氮气氛下加热至90℃。定期取样以监测转化率和摩尔质量。当转化率达到45％时(例如2小时)停止反应。采用1H NMR(Bruker光谱仪，300MHz，CDCl3)，通过比较单体(δ＝4.11ppm)和聚合物(δ＝3.91ppm)的酯官能团附近的-CH3-的峰来确定转化率。然后，通过在冷的MeOH/H2O混合物(体积比为4/1)中沉淀来回收PMMA，并通过SEC/DMF分析PMMA以获得数均摩尔质量(Mn)和分散度(
Figure BDA0002402500560000142
)的值(Mn＝9300g/mol，
Figure BDA0002402500560000143
)。在真空下干燥24小时后，用PMMA引发亲水性单体甲基丙烯酸2-(二乙氨基)乙酯(DEAEMA)的聚合，并获得相应的PMMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物。为此，将PMMA(1.3g)、苯乙烯(562mg，5.4mmol)、DEAEMA(10g，54mmol)、1,4-二恶烷(5ml)和SG1(3mg，0.01mmol)在氮气氛下加热至90℃。定期取样以通过1H NMR(Bruker光谱仪，CDCl3，400MHz)监测转化率，并通过SEC/DMF确定Mn值。当转化率接近50％时停止反应。然后通过在冷戊烷中沉淀分离最终的PMMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物。通过1H NMR和SEC/DMF分析获得的共聚物P2，得到具有FDMAEMA＝0.58、Mn＝25500g/mol和
Figure BDA0002402500560000144
的组成。
两亲性PBMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物的合成与表征
通过使用BlocBuilder MA烷氧基胺作为引发剂并添加共聚单体以控制摩尔质量和摩尔质量分布，利用氮氧自由基介导的自由基聚合(NMP)，制备了一系列两亲性PBMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物。在这些示例中，使用了10mol％的苯乙烯(S)或丙烯腈(ACN)。该二嵌段共聚物具有以下结构：
Figure BDA0002402500560000151
其中n和m表示每个嵌段的聚合度，R是苯乙烯或丙烯腈。在这些示例中，疏水性基团的百分比和两亲性二嵌段共聚物的摩尔质量是多种多样的。
(PBMA9300-b-PDEAEMA18000)(P4)的合成在此作为根据第二方面的制备方法的一个示例而提出。该合成适用于根据本发明的所有嵌段共聚物。将BMA(疏水性单体，50g，0.35mol)、苯乙烯(3.66g，0.035mol)、BlocBuilder MA(952g，2.49mmol)和SG1(73mg，0.25mmol)在氮气氛下加热至90℃。定期取样以监测转化率和摩尔质量。当转化率达到45％时(例如2小时)停止反应。采用1H NMR(Bruker光谱仪，300MHz，CDCl3)，通过比较单体(δ＝4.11ppm)和聚合物(δ＝3.91ppm)的酯官能团附近的-CH2-的峰来确定转化率。然后，通过在冷的MeOH/H2O混合物(体积比为4/1)中沉淀来回收PBMA，并通过SEC/DMF分析PBMA以获得数均摩尔质量(Mn)和分散度(
Figure BDA0002402500560000152
)的值(Mn＝9300g/mol，
Figure BDA0002402500560000153
)。在真空下干燥24小时后，用PBMA引发亲水性单体(DMAEMA)的聚合以获得相应的PBMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物。为此，将PMMA(1.5g)、苯乙烯(562mg，5.4mmol)、DEAEMA(10g，54mmol)、1,4-二恶烷(5ml)和SG1(4mg，0.0125mmol)在氮气氛下加热至90℃。定期取样以通过1H NMR(Bruker光谱仪，CDCl3，400MHz)监测转化率，并通过SEC/DMF确定Mn值。当转化率接近50％时停止反应。然后通过在冷戊烷中沉淀分离最终的PBMA-b-PDEAEMA二嵌段共聚物。通过1H NMR和SEC/DMF分析获得的共聚物P4，得到具有FDMAEMA＝0.31、Mn＝18000g/mol和
Figure BDA0002402500560000163
的组成。
嵌段共聚物的季铵化
二嵌段共聚物示例的季铵化是通过用甲基碘(MeI)修饰DMAEMA或DEAEMA的胺官能团来进行的。设定了不同的季铵化收率为目标，例如0％(即无季铵化)、2％和100％(即所有胺官能团都季铵化)。将二嵌段共聚物溶解在溶剂中(例如将1g共聚物溶解在10ml DMF中)，并将MeI加入到溶液中(例如在室温下缓慢加入)。搅拌24小时后，将季铵化的共聚物在超纯水(例如
Figure BDA0002402500560000162
水)上渗析3天，然后冻干，然后通过1H NMR进行分析。
表1：甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物P1至P18(每甲基丙烯酸单体具有10mol％的苯乙烯或丙烯腈)
Figure BDA0002402500560000161
Figure BDA0002402500560000171
Figure BDA0002402500560000181
甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物在溶液中的抗微生物活性
测试了共聚物P1至P18的抗微生物活性。使用了多种革兰氏阴性菌株：大肠杆菌(ATCC 8739)、铜绿假单胞菌(ATCC CRM-9027)和铜绿假单胞菌FQR(耐氟醌)(CIP 107398)。还使用了革兰氏阳性菌株：金黄色葡萄球菌(ATCC CRM-6538P)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSAUSA300)(ATCC BAA-1717USA300CA-MRSA)。通过确定最低抑菌浓度(MIC)来评估嵌段共聚物的抗微生物活性。如国家实验室临床标准委员会(NCCLS)所述(NCCLS，1997)，使用在细菌液体培养基中的成对抗微生物剂的连续稀释液确定MIC。简而言之，将在Luria-Bertani(LB)琼脂平板上培养的各种细菌菌株的单个菌落用于接种液体细菌培养基(LB或Mueller-Hinton(MH))。将试管在37℃搅拌(200转/分钟)下温育过夜。第二天，将细菌悬浮液(光密度OD>1.0)在3ml新鲜的MH或LB培养基中稀释1/100，并以200转/分钟的速度在37℃下温育，直到细菌达到对数生长期(OD约为0.6)。然后将细菌在MH或LB培养基中稀释，以达到大约105个/ml的细菌密度。然后将135μl细菌悬浮液添加到已经包含15μl连续稀释(按1:2稀释在蒸馏水中)的抗微生物剂的无菌聚丙烯微孔板(Greiner BioOne)的96孔中的每个孔中。将板在37℃下温育18至24小时，然后使用酶标仪测量OD600nm。MIC定义为抑制微生物可见生长的最低抗菌浓度(99％抑制)。结果列于表2和3(NS＝不溶)。
Figure BDA0002402500560000191
Figure BDA0002402500560000201
Figure BDA0002402500560000202
Figure BDA0002402500560000211
甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物在溶液中的溶血特性
在溶液中测试了共聚物P1至P17的溶血特性。具体而言，溶血活性是根据人红细胞中血红蛋白(获得自Divbioscience，NL)的损失来确定的。将人红细胞用磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)洗涤3次，并通过以800g离心5分钟进行浓缩。然后将人红细胞以8％的最终浓度重悬于PBS中。然后将135μl细菌悬浮液添加到包含15μl连续稀释(按1:2稀释在蒸馏水中)的抗微生物剂的无菌微孔板的96孔中的每个孔中。在37℃下1小时后，将微孔板以800g离心5分钟。然后小心收集100μl，转移到新的96孔微孔板中，并在405nm处测量OD。共聚物引起的溶血以溶血百分比表示，将0.1％(v:v)的Triton-X100用作阳性对照，给出100％溶血。结果列于表4中。
表2至表4：溶液中二嵌段共聚物的抗菌活性和溶血特性(HMC代表引起100％溶血的浓度，HC50代表引起50％溶血的浓度；hRBC和sRBC分别代表“人红细胞”和“羊血红细胞”)。
Figure BDA0002402500560000221
Figure BDA0002402500560000231
溶液中甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物示例的抗真菌活性
对两种菌株进行了抗真菌测试：黑曲霉和白色念珠菌。将黑曲霉接种在PDA琼脂皿上，并在35℃下温育直至形成孢子(72小时)。一旦形成孢子，就加入1ml的含有吐温20的0.85％盐水缓冲液以促进菌丝体的解离。一旦在无菌纱布上过滤，就对孢子计数并在PD培养基中稀释以达到接近5X10E4 CFU/ml的浓度。然后将孢子添加到在96孔培养皿中稀释的化合物中，并在35℃下温育48小时。将白色念珠菌接种在LB琼脂皿上，并在35℃下温育过夜。第二天，从培养皿中收集五个菌落，并添加到5ml盐水缓冲液中。读取600nm处的光密度(1个单位相当于107CFU/ml)后，将酵母在RPMI+MOPS培养基中稀释至103CFU/ml的浓度。然后将酵母在化合物浓度增加的情况下添加到96孔板中，并在35℃下温育48小时。通过在600nm处测量孔的吸光度来评估黑曲霉和白色念珠菌的MIC值，作为导致没有真菌生长的化合物的最低浓度。测试表明，化合物P14对真菌的MIC为40μM。
溶液中甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物的抗炎活性
在脂多糖(LPS)(从大肠杆菌中提取，终浓度为100ng/ml)刺激的人单核细胞(THP-1细胞)上测试了化合物的抗炎活性。将THP-1细胞以每孔104个细胞的比率接种在96孔板上。然后在存在或不存在浓度递增的化合物的情况下，用LPS(100ng/ml)处理细胞。温育6小时后，收集培养物上清液，然后测量TNF-α的浓度，TNF-α是指示炎症并被LPS诱导的细胞因子。抑制LPS作用的多粘菌素B被用作阳性对照。THP-1细胞的细胞活力也通过Alamar Blue测试来测量。目测确定引起TNF-α的产生或细胞活力50％抑制的抑制浓度50(IC 50)(表5)。通过将TNF-α的产生的IC50除以活力的IC50来确定安全系数。
结果列于表5中。
Figure BDA0002402500560000241
Figure BDA0002402500560000251
通过溶剂蒸发制备固体有机材料的方法
在制备的共聚物溶液中进行生物测定结束时，通过基于PS和PMMA的溶剂蒸发制备了各种固体有机材料，其中包含不同量的基于甲基丙烯酸丁酯(BMA)和甲基丙烯酸N,N-二甲基-氨基乙酯(DMAEMA)(无论是否季铵化)的共聚物，并进行了测试。
通过相同的溶剂蒸发方法制备基于PS和PMMA的聚合物基质。例如，在PS的情况下，制备了20wt％的PS在THF中的储备溶液。将226mg共聚物PX(即P1至P17)溶于5ml PS在THF中的20％溶液中，得到17wt％的共聚物/PS溶液。使用相同的程序，使用22.6mg共聚物和5mlPS 20％/THF溶液制备共聚物2wt％/PS溶液。然后用4.5ml PS20％/THF溶液稀释500μl共聚物2wt％/PS溶液，得到0.2wt％的共聚物/PS溶液。使用相同的方法制备0.02wt％的共聚物/PS溶液。在室温下搅拌1小时后，将150μl每种溶液倒入无菌聚丙烯微孔板(GreinerBioOne)的96个孔的每个孔中。将微孔板的一行指定用于每种不同浓度的共聚物，并将一行仅填充PS20％/THF溶液作为空白测试。在室温下蒸发THF两天后，然后测试所获得的共聚物/PS膜的溶血性以及对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抗微生物活性。
通过溶剂蒸发制备的一系列固体有机材料的抗微生物活性
测试了通过溶剂蒸发制备的含有二嵌段共聚物P5、P8和P12的固体有机材料的抗微生物活性。根据适应的ISO 22196程序评估了抗微生物活性。将包含二嵌段共聚物的聚合物基质(PS或PMMA)放入无菌的96孔聚丙烯微孔板(Greiner BioOne)中。细菌悬浮液的制备方法与MIC测试相同，不同的是将对数生长期(600nm处OD约为0.6)的细菌悬浮液在4℃下以6000转/分钟的速度离心10分钟。细菌沉淀用10ml磷酸盐缓冲的无菌盐溶液(PBS)洗涤并离心(6000转/分钟，10分钟，4℃)。最后将细菌在无菌PBS中稀释，以达到约105个/ml的细菌密度。将10μl的这些悬浮液(相当于1000个细菌)添加到聚合的共聚物表面。通过在不添加嵌段共聚物(PMMA或PS)的情况下，将10μl细菌悬浮液直接添加到对照聚合物的表面即可获得阴性对照。在室温下温育60分钟后，通过在表面添加90μl无菌PBS并反复上下吹打来收集细菌。然后将细菌在无菌PBS中进行系列稀释(稀释1至10)，然后将10μl细菌悬浮液铺在LB琼脂平板上。在37℃下温育过夜后，观察板并计数菌落。存活细菌的数量表示为观察到的菌落形成单位(CFU)数量的函数。实验一式三份，独立进行(n＝3)。对固体有机材料进行的抗微生物测定结果如图1至图3所示。
一系列固体有机材料的溶血特性
测试了包含二嵌段共聚物P5、P8和P12的固体有机材料的溶血特性。将10μl人红细胞悬浮液(在PBS中为8％)添加到含有固体有机材料(PS或PMMA和二嵌段共聚物)的微孔板的96个孔的每个孔中。在室温下温育60分钟后，添加90μl PBS，并将微孔板以800g离心5分钟。然后从孔中小心收集50μl，并将其转移到新的96孔微孔板中，并在405nm处测量OD。共聚物引起的溶血表示为溶血百分比，Triton-X100用作阳性对照。对固体有机材料进行的溶血测定结果如图1至图3所示。
如图1至图3所示，在大肠杆菌和枯草芽孢杆菌上进行的测试表明，所制备的固体有机材料具有高达2wt％的活性，没有任何溶血特性(在人红细胞，RBC上进行测试)。
尽管详细描述了本公开的前述实施例，但是应当理解，可以设想其他实施例。因此，例如，可以设想除PMMA或PS以外的聚合物基质用于获得根据第一方面的固体有机材料。为了获得根据第一方面的固体有机材料，可以设想除DMAEMA或DEAEMA以外的甲基丙烯酸酯；可以设想基于除MMA、BMA、S和/或ACN以外的化合物的共聚物来获得根据第一方面的固体有机材料。
通过挤出制备固体有机材料的方法
通过挤出制备了包含不同量的基于甲基丙烯酸丁酯(BMA)和甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)的共聚物(无论是否季铵化)的基于PS、PMMA和PC的各种固体有机材料(聚碳酸酯(TRINSEO的CALIBRE 201-15))。
用Thermo Scientific锥形双螺杆微型挤出机(Haake MiniLab II)进行共聚物P18在固体有机材料中的分散。螺丝的温度和旋转速度适用于每个基质，并在表6中列出。
表6
Figure BDA0002402500560000271
在挤出之前，将固体有机材料研磨成细粉，然后与0.5wt％/基质的共聚物P18混合。将5g的每种混合物以再循环模式(1至2分钟)手动进料到挤出机中。在再循环模式下2分钟后，将混合物挤出并以棒状回收。
使用Specac Hydraulic压力机制备了固体有机材料的薄膜。将通过挤出获得的混合物(棒)切成小块，然后压在两个覆盖有铝膜的金属盘之间。压力设定为1吨，并且温度与挤出中使用的温度相同。获得的膜的平均厚度为330μm。
通过挤压制备的一系列固体有机材料的抗微生物活性
测试了通过挤出制备的含有二嵌段共聚物P18的固体有机材料的抗微生物活性。根据适应的ISO 22196程序评估了抗微生物活性。将包含二嵌段共聚物的聚合物基质(PS、PMMA、聚碳酸酯)引入无菌的96孔聚丙烯微孔板(Greiner BioOne)。如对MIC测试那样制备细菌悬浮液，除了将对数生长期(600nm处OD约为0.6)的细菌悬浮液以6000转/分钟在4℃下离心10分钟。用10ml无菌磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)洗涤细菌沉淀，并离心(6000转/分钟，10分钟，4℃)。最后将细菌在无菌PBS中稀释，以达到约105个/ml的细菌密度。将10μl的这些悬浮液(相当于1000个细菌)添加到聚合的共聚物表面。通过将10μl的细菌悬浮液直接添加到不含膜的对照孔中(“无膜”样品，图4)，或在不含共聚物P18的挤出固体有机材料的膜上添加阴性对照(“无聚合物”样品，图4)。在室温下温育60分钟后，通过在表面添加90μl无菌PBS并反复上下吹打来收集细菌。然后将细菌在无菌PBS中进行系列稀释(稀释1至10)，然后将10μl细菌悬浮液铺在LB琼脂平板上。在37℃下温育过夜后，观察板并计数菌落。存活细菌的数量表示为观察到的菌落形成单位(CFU)数量的函数。实验一式三份，独立进行(n＝3)。对通过挤压制备的固体有机材料进行的抗微生物测定结果如图4所示。

Claims (18)

1.一种固体有机材料，所述固体有机材料包括至少一种甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物，所述嵌段共聚物分散在聚合物基质中，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol，其中，所述嵌段共聚物包括至少一种包含至少一个叔胺基和至少一个季铵离子的亲水性甲基丙烯酸嵌段，并且其中，所述亲水性甲基丙烯酸嵌段由选自甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯和甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯的季铵离子的亲水性重复单元构成。
2.根据权利要求1所述的固体有机材料，其中，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)小于或等于100000g/mol。
3.根据权利要求1所述的固体有机材料，所述固体有机材料包括0.02wt％至10wt％的所述嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的固体有机材料，其中，所述嵌段共聚物包括至少一种疏水性甲基丙烯酸嵌段。
5.根据权利要求4所述的固体有机材料，其中，所述疏水性甲基丙烯酸嵌段包括选自直链、支链、环状或环状及支链的甲基丙烯酸烷基酯的疏水性重复单元。
6.根据权利要求5所述的固体有机材料，其中，所述甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的固体有机材料，所述固体有机材料包括以下配方中的一种：PMMA-b-PDMAEMA、PMMA-b-PDEAEMA、PBMA-b-PDMAEMA、PBMA-b-PDEAEMA、P(MMA-Co-S)-b-PDMAEMA、P(MMA-Co-S)-b-PDEAEMA、P(BMA-Co-S)-b-PDMAEMA、P(BMA-Co-S)-b-PDEAEMA、P(MMA-Co-ACN)-b-PDMAEMA、P(MMA-Co-ACN)-b-PDEAEMA、P(BMA-Co-ACN)-b-PDMAEMA、P(BMA-Co-ACN)-b-PDEAEMA。
8.一种制备固体有机材料的方法，所述方法包括将至少一种甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物分散在聚合物基质中，其中，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol，其中，所述嵌段共聚物包括至少一种包含至少一个叔胺基和至少一个季铵离子的亲水性甲基丙烯酸嵌段，并且其中，所述亲水性甲基丙烯酸嵌段由选自甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯和甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯的季铵离子的亲水性重复单元构成。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法包括通过氮氧自由基介导的自由基聚合制备所述嵌段共聚物。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述嵌段共聚物包括至少一种包含至少一个叔胺基团的亲水性甲基丙烯酸嵌段，所述方法包括叔胺的季铵化。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的固体有机材料在非治疗性抗微生物和/或抗炎应用中的用途。
12.根据权利要求11所述的用途，用于非治疗性抗菌、抗病毒和/或抗真菌应用。
13.一种医疗器械，包括权利要求1至7中任一项所述的固体有机材料。
14.根据权利要求13所述的医疗器械，选自导管。
15.一种甲基丙烯酸类型的两亲性嵌段共聚物在制备用于治疗涉及炎症和/或微生物感染的疾病的药物中的用途，所述嵌段共聚物的数均摩尔质量(Mn)大于或等于20000g/mol，其中，所述嵌段共聚物包括至少一种包含至少一个叔胺基和至少一个季铵离子的亲水性甲基丙烯酸嵌段，并且其中，所述亲水性甲基丙烯酸嵌段由选自甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯和甲基丙烯酸N,N-(二烷基氨基)烷基酯的季铵离子的亲水性重复单元构成。
16.根据权利要求15所述的用途，其中，所述疾病涉及细菌、病毒和/或真菌的感染。
17.根据权利要求1至7中任一项所述的固体有机材料在制备用于治疗涉及炎症和/或微生物感染的疾病的药物中的用途。
18.根据权利要求17所述的用途，其中，所述疾病涉及细菌、病毒和/或真菌的感染。
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