Скользящее покрытие для медицинских устройств с малым количеством микрочастиц

Скользящее покрытие для медицинских устройств с малым количеством микрочастиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка подана как международная патентная заявка по РСТ 18 января 2013 года от лица SurModics, Inc, национальной корпорации США, как заявителя для указания во всех странах за исключением США, и гражданина США David Ε. Babcock как заявителя для указания только в США, и заявляет приоритет патентной заявки США с серийным номером 61/587929, поданной 18 января 2012 года, и предварительной заявки на патент США с серийным номером 61/587944, поданной 18 января 2012 года; содержание которых включено в данный документ посредством ссылки.

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к покрытиям медицинских устройств. Более конкретно, настоящее изобретение относится к скользящим покрытиям медицинских устройств с образованием малого количества микрочастиц, а также медицинским устройствам и способам, относящимся к таковым.

Предпосылки изобретения

Медицинские устройства включают, среди прочего, такие, которые имплантируют на длительный срок, устройства, которые имплантируют на время, и такие, которые вообще не имплантируют. Многие типы медицинских устройств можно улучшить путем уменьшения трения между устройством и средой, которая окружает медицинское устройство, в частности, при введении устройства. Классическим примером вышеописанного являются катетеры, которые вводят, по меньшей мере на время, в тело субъекта. Уменьшение трения может привести к повышению удобства пациента, легкости проведения процедуры для медицинского работника, снижению вероятности инфицирования, а также, помимо других преимуществ, к уменьшению разрыва тканей. Одним из подходов для уменьшение трения между медицинским устройством и средой, окружающей медицинское устройство, является нанесение скользящего покрытия на медицинское устройство.

Краткое описание изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения включают скользящие покрытия для медицинских устройств. В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает покрытие для медицинского устройства, включающее первый слой, который включает поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы, и

первое поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы. Покрытие также может включать второй слой, расположенный на первом слое, содержащий поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы, второе поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, и полимер, содержащий полиакриламид, причем полимер дериватизирован с помощью по меньшей мере одной фотореакционноспособной группы.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает медицинское устройство, которое содержит подложку, первый слой, расположенный на подложке, причем первый слой содержит поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы, и первое поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы. Медицинское устройство также может включать второй слой, расположенный на первом слое, содержащий поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы, второе поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, и полимер, содержащий полиакриламид, причем полимер дериватизирован с помощью по меньшей мере одной фотореакционноспособной группы.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает способ изготовления медицинского устройства, включающий нанесение первого раствора для нанесения покрытия на подложку с образованием первого слоя, причем первый раствор для нанесения покрытия содержит поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы, первое поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, и первый растворитель. Способ также может включать нанесение второго раствора для нанесения покрытия на первый слой с образованием второго слоя, причем второй раствор для нанесения покрытия содержит поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы, второе поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, полимер, содержащий полиакриламид, причем полимер дериватизирован с помощью по меньшей мере одной фотореакционноспособной группы, и второй растворитель.

Приведенное выше краткое описание настоящего изобретения не предназначено для описания каждого рассмотренного варианта осуществления настоящего изобретения. Эту задачу выполняют фигуры и подробное описание, приведенные ниже.

Краткое описание графических материалов

Настоящее изобретение можно более полно понять при помощи следующих графических материалов, в которых показано следующее.

ФИГ. 1 представляет собой схематическое изображение покрытия согласно варианту осуществления, представленному в данном документе.

ФИГ. 2 представляет собой схематическое изображение устройства согласно варианту осуществления, представленному в данном документе.

ФИГ. 3 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

ФИГ. 4 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

ФИГ. 5 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

ФИГ. 6 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

ФИГ. 7 представляет собой график, на котором показано количество микрочастиц, измеренное для разных покрытий.

ФИГ. 8 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

ФИГ. 9 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием, в зависимости от скорости погружения, применяемой для нанесения покрытия погружением.

ФИГ. 10 представляет собой график, на котором показано измеренное количество микрочастиц в зависимости от скорости погружения, применяемой для нанесения покрытия погружением.

ФИГ. 11 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

ФИГ. 12 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

ФИГ. 13 представляет собой график, на котором показана средняя сила трения, измеренная в тесте с вертикальным сжатием в ходе нескольких циклов испытания.

Несмотря на то, что настоящее изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, его характерные особенности отражены примерами и графическими материалами и будут описаны подробно. Следует иметь в виду, однако, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными вариантами осуществления. Наоборот, намерение заключается в охвате модификаций, эквивалентных и альтернативных вариантов, входящих в сущность и объем настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Как описано выше, одним из подходов для уменьшения трения между медицинским устройством и средой, окружающей медицинское устройство, является нанесение скользящего покрытия на медицинское устройство. Однако многие скользящие покрытия являются относительно неэффективными в уменьшении трения между устройством и средой, окружающей устройство (такой как, в качестве одного примера, сосудистое русло). Кроме того, у многих скользящих покрытий отсутствует достаточная стойкость, что ведет к быстрому увеличению трения в ходе применения. Наконец, из многих скользящих покрытий после воздействия на водные среды (например, в организме пациента) выделяются микрочастицы вещества, что может быть нежелательным.

Варианты осуществления, приведенные в данном документе, включают скользящие покрытия с высокой степенью скольжения и относительно стойкие. Кроме того, варианты осуществления, приведенные в данном документе, включают скользящие покрытия, которые характеризуются относительно низким или пониженным выделением микрочастиц вещества. На ФИГ. 1 можно увидеть схематическое изображение в поперечном разрезе покрытия на подложке согласно варианту осуществления, приведенному в данном документе. Покрытие может включать первый слой 102 и второй слой 104. Второй слой 104 может располагаться на первом слое 102. Первый слой 102 может располагаться на подложке 106. Иллюстративные материалы для подложки более подробно описаны ниже. В некоторых вариантах осуществления первый слой 102 располагается непосредственно на подложке 106. В других вариантах осуществления другие компоненты могут располагаться между первым слоем 102 и подложкой 106. Толщина первого слоя 102 и второго слоя 104 вместе может составлять от приблизительно 100 нм до приблизительно 3000 нм в сухом состоянии. В некоторых вариантах осуществления толщина может составлять от приблизительно 1800 нм до приблизительно 2200 нм в сухом состоянии. В некоторых вариантах осуществления толщина может составлять приблизительно 2000 нм. В некоторых вариантах осуществления толщина может составлять приблизительно 1000 нм. Однако следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления толщина может составлять от приблизительно 200 нм до приблизительно 400 нм. В некоторых вариантах осуществления толщина может составлять приблизительно 300 нм.

В некоторых вариантах осуществления первый слой может включать поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы (или Photo-PVP), и первое поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы. Способы получения photo-PVP описаны в патенте США №5414075, включенном в данный документ посредством ссылки. Иллюстративные поперечно-сшивающие средства, содержащие по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, более подробно описаны ниже. В некоторых вариантах осуществления компоненты могут быть равномерно перемешаны в пределах первого слоя.

В некоторых вариантах осуществления соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, в первом слое и первого поперечно-сшивающего средства, содержащего по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 30:1 (вес/вес). В некоторых вариантах осуществления соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, в первом слое и первого поперечно-сшивающего средства, содержащего по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, составляет от приблизительно 8:1 до приблизительно 20:1 (вес/вес). В некоторых вариантах осуществления соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, в первом слое и первого поперечно-сшивающего средства, содержащего по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, составляет от приблизительно 8:1 до приблизительно 16:1 (вес/вес). В некоторых вариантах осуществления соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, в первом слое и первого поперечно-сшивающего средства, содержащего по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, составляет приблизительно 13:1 (вес/вес). В некоторых вариантах осуществления все компоненты первого слоя дериватизированы с помощью фотореакционноспособных групп.

В некоторых вариантах осуществления первый слой может также включать недериватизированный поливинилпирролидон (PVP). ΡVP может иметь разный молекулярный вес. В некоторых вариантах осуществления, соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, в первом слое и недериватизированного поливинилпирролидона в первом слое, а также первого поперечно-сшивающего средства, содержащего по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, составляет от приблизительно 13:0.1:1 до 13:8:1 (вес/вес/вес). В некоторых вариантах осуществления, соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, в первом слое и недериватизированного поливинилпирролидона в первом слое, а также первого поперечно-сшивающего средства, содержащего по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, составляет приблизительно 13:5:1 (вес/вес/вес). В некоторых вариантах осуществления соотношение недериватизированного поливинилпирролидона в первом слое и первого поперечно-сшивающего средства, содержащего по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, составляет от приблизительно 0,1:1 до 8:1 (вес/вес).

В некоторых вариантах осуществления второй слой может включать поливинилпирролидон, дериватизированный с помощью фотореакционноспособной группы, второе поперечно-сшивающее средство, содержащее по меньшей мере две фотореакционноспособные группы, и полимер, содержащий полиакриламид, причем полимер дериватизирован с помощью по меньшей мере одной фотореакционноспособной группы. Второе поперечно-сшивающее средство может быть таким же, как первое поперечно-сшивающее средство, или отличаться от него. В некоторых вариантах осуществления полимер, содержащий полиакриламид, также может включать акриламид-2-метилпропансульфонатные группы (AMPS) и сегменты на основе полиэтиленгликоля. В конкретном варианте осуществления полимер, содержащий полиакриламид, может представлять собой Ν-ацетилированный поли[акриламид-со-натрий-2-акриламидо-2-метилпропансульфонат-со-N-(3-(4-бензоилбензамидо)пропил)метакриламид]-со-метоксиполи(этиленгликоль)монометакрилат. Полимеры, содержащие полиакриламид, согласно вариантам осуществления, приведенным в данном документе, описаны в патентах США №№4979959; 5263992 и 5512329, содержание всех из которых включено в данный документ во всей своей полноте посредством ссылки. В некоторых вариантах осуществления все компоненты второго слоя дериватизированы с помощью фотореакционноспособных групп. В некоторых вариантах осуществления компоненты могут быть равномерно перемешаны в пределах второго слоя.

В некоторых вариантах осуществления PVP (недериватизированный PVP) может быть добавлен в верхний слой покрытия.

В некоторых вариантах осуществления соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, во втором слое и полимера, содержащего полиакриламид, во втором слое составляет от приблизительно 10:1 до 1:10 (вес/вес). В некоторых вариантах осуществления соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, во втором слое и полимера, содержащего полиакриламид, во втором слое составляет от приблизительно 3:1 до 1:3 (вес/вес). В некоторых вариантах осуществления соотношение поливинилпирролидона, дериватизированного с помощью фотореакционноспособной группы, во втором слое и полимера, содержащего полиакриламид, во втором слое составляет от приблизительно 2:1 до 1:2 (вес/вес).

Покрытие может характеризоваться скользящей способностью. Следует понимать, что скользящую способность можно наблюдать как относительно слабое трение. В некоторых вариантах осуществления покрытие может стать скользящим после воздействия воды. Покрытие может характеризоваться скользящей способностью от 0 до 50 грамм-сила при смачивании, как измеряют с помощью теста с вертикальным сжатием, такого как описанный ниже. Покрытие может характеризоваться скользящей способностью от 0 до 40 грамм-сила при смачивании, как измеряют с помощью теста с вертикальным сжатием, такого как описанный ниже. В других вариантах осуществления покрытие может характеризоваться скользящей способностью от 0 до 30 грамм-сила при смачивании, как измеряют с помощью теста с вертикальным сжатием, такого как описанный ниже. В некоторых вариантах осуществления покрытие может характеризоваться скользящей способностью менее приблизительно 20 грамм-сила при смачивании. В некоторых вариантах осуществления покрытие может характеризоваться скользящей способностью менее приблизительно 15 грамм-сила при смачивании.

В различных вариантах осуществления скользящая способность покрытия может быть долговременного характера. Например, скользящая способность может сохраняться в течение длительного периода времени. Например, в некоторых вариантах осуществления скользящая способность может поддерживаться в течение множества циклов испытания трения. В некоторых вариантах осуществления покрытие может характеризоваться скользящей способностью от 0 до 30 грамм-сила при смачивании для по меньшей мере 10 последовательных циклов испытания. В некоторых вариантах осуществления, например, таких, где проводят по меньшей мере 15 циклов испытания трения, измеряемая скользящая способность будет увеличиваться не более чем на 30% между средним значением циклов 1-5 и средним значением циклов 10-15 испытания.

Покрытие может характеризоваться выделением относительно малого количества микрочастиц при воздействии на водную среду. Например, в водной среде в покрытии будет образовываться менее 70000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 50000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 30000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 25000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 20000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 15000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 10000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 8000 частиц размером более 10 микрон. В некоторых вариантах осуществления в водной среде в покрытии будет образовываться менее 6000 частиц размером более 10 микрон. Следует понимать, что согласно различным вариантам осуществления, приведенным в данном документе, присутствует и такое свойство, как скользящая способность, и выделение малого количества микрочастиц.

Фотореакционноспособные группы

Используемые в данном документе словосочетания "латентная фотореакционноспособная группа" и "фотореакционноспособная группа" применяются взаимозаменяемо и относятся к химическому фрагменту, который является достаточно стабильным, чтобы оставаться в неактивном состоянии (т.е. основном состоянии) при обычных условиях хранения, но который может подвергаться трансформации из неактивного состояния в активированное состояние при воздействии соответствующего источника энергии. Если не указано иное, упоминания фотореакционноспособных групп в данном документе будут также включать продукты реакции фотореакционноспособных групп. Фотореакционноспособные группы отвечают на определенные применяемые внешние стимулы тем, что происходит образование активных фрагментов, что приводит в результате к ковалентному связыванию со смежной химической структурой. Например, в одном варианте осуществления фотореакционноспособная группа может быть активированной и может отщеплять атом водорода от алкильной группы. Ковалентная связь затем может образовываться между соединением с фотореакционноспособной группой и соединением со связью С-Н. Подходящие фотореакционноспособные группы описаны в патенте США №5002582, раскрытие которого включено в данный документ посредством ссылки.

Могут быть выбраны фотореакционноспособные группы, чувствительные к различным дозам актиничного излучения. Как правило, выбирают группы, которые могут быть фотоактивируемыми посредством либо ультрафиолетового излучения, либо излучения в видимой части спектра. Подходящие фотореакционноспособные группы включают, например, азиды, диазо, диазирины, кетоны и хиноны.

Фотореакционноспособные группы образуют активные фрагменты, такие как свободные радикалы, включающие, например, нитрены, карбены и кетоны в возбужденном состоянии, при поглощении электромагнитной энергии.

В некоторых вариантах осуществления фотореакционноспособная группа представляет собой арилкетон, такой как ацетофенон, бензофенон, антрон и антроноподобные гетероциклы (т.е. гетероциклические аналоги антрона, например такие, которые содержат Ν, О или S в положении 10 атома) или их замещенные (например, замещенные в кольце) производные. Примеры арилкетонов включают гетероциклические производные антрона, включая акридон, ксантон и тиоксантон, а также их замещенные в кольце производные. Другие подходящие фотореакционноспособные группы включают хинон, такой как, например, антрахинон.

Функциональные группы таких арилкетонов могут проходить ряд циклов активация/инактивация/реактивация. Например, бензофенон способен к фотохимическому возбуждению с начальным образованием возбужденного синглетного состояния, которое подвергается интеркомбинационной конверсии в триплетное состояние. Возбужденное триплетное состояние может встраиваться в связи углерод-водород отщеплением атома водорода (от полимерного покрывающего слоя, например), образуя таким образом радикальную пару. Последующая рекомбинация радикальной пары приводит к образованию новой углерод-углеродной связи. Если реакционная связь (например, углерод/водород) недоступна для связывания, индуцированное ультрафиолетовым светом возбуждение бензофеноновой группы является обратимым, и молекула возвращается на энергетический уровень основного состояния при удалении источника энергии. Фотореакционноспособные арилкетоны, такие как бензофенон и ацетофенон, могут подвергаться множественной реактивации в воде и могут, таким образом, обеспечить увеличение эффективности покрытия.

Азиды составляют еще один класс фотореакционноспособных групп и включают арилазиды (C₆R₅N₃), такие как фенилазид и 4-фтор-3-нитрофенилазид, ацилазиды , такие как бензоилазид и п-метилбензоилазид, азидоформиаты , такие как этилазидоформиат и фенилазидоформиат, сульфонилазиды , такие как бензолсульфонилазид, и фосфорилазиды (RO)₂PON₃, такие как дифенилфосфорилазид и диэтилфосфорилазид.

Диазосоединения составляют еще один класс фотореакционноспособных групп и включают диазоалканы , такие как диазометан и дифенилдиазометан, диазокетоны , такие как диазоацетофенон и 1-трифторметил-1-диазо-2-пентанон, диазоацетаты , такие как трет-бутилдиазоацетат и фенилдиазоацетат, и бета-кето-альфа-диазоацетаты , такие как трет-бутил-альфа-диазоацетоацетат.

Другие фотореакционноспособные группы включают диазирины , такие как 3-трифторметил-3-фенилдиазирин, и кетены , такие как кетен и дифенилкетен.

В определенных вариантах осуществления фотореакционноспособные группы представляют собой арилкетоны, такие как бензофенон.

Поперечно-сшивающие средства

Поперечно-сшивающие средства, применяемые согласно вариантам осуществления, приведенным в данном документе, могут включать такие, которые содержат по меньшей мере две фотореакционноспособные группы. Иллюстративные поперечно-сшивающие средства описаны в публикации заявки на патент США №2011/0245367, содержание которой включено в данный документ во всей своей полноте посредством ссылки.

В некоторых вариантах осуществления первое и/или второе поперечно-сшивающее средство может иметь молекулярный вес менее приблизительно 1500 кДа. В некоторых вариантах осуществления поперечно-сшивающее средство может иметь молекулярный вес менее приблизительно 1200, 1100, 1000, 900, 800, 700, 600, 500 или 400.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно из первого и второго поперечно-сшивающих средств включает сшивающее средство, имеющее формулу Photo¹-LG-Photo , где Photo¹ и Photo² независимо представляют собой по меньшей мере одну фотореакционноспособную группу, a LG представляет собой сшивающую группу, содержащую по меньшей мере один атом кремния или по меньшей мере один атом фосфора, при этом присутствует ковалентная связь между по меньшей мере одной фотореакционноспособной группой и сшивающей группой, где ковалентная связь между по меньшей мере одной фотореакционноспособной группой и сшивающей группой прервана по меньшей мере одним гетероатомом.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно из первого и второго поперечно-сшивающих средств включает сшивающее средство, имеющее формулу, выбранную из следующих:

(а)

где R1, R2, R8 и R9 представляют собой любой заместитель; R3, R4, R6 и R7 представляют собой алкил, арил или их комбинацию; R5 представляет собой любой заместитель; а каждый из X независимо представляет собой О, N, Se, S, или алкил, или их комбинацию;

(b)

где R1 и R5 представляют собой любой заместитель; R2 и R4 могут представлять собой любой заместитель, кроме ОН; R3 может представлять собой алкил, арил или их комбинацию; а X независимо представляет собой О, N, Se, S, алкилен или их комбинацию;

(с)

где R1, R2, R4 и R5 представляют собой любой заместитель; R3 представляет собой любой заместитель; R6 и R7 представляют собой алкил, арил или их комбинацию; а каждый X может независимо представлять собой О, N. Se, S, алкилен или их комбинацию; и

(d)

В конкретном варианте осуществления поперечно-сшивающее средство может представлять собой бис(4-бензоилфенил)фосфат.

В некоторых вариантах осуществления фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство может быть ионным и может обладать хорошей растворимостью в водной композиции, такой как композиция первого и/или второго покрытия. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно ионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство применяют для образования покрытия. В некоторых случаях ионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство может сшивать полимеры в пределах второго слоя покрытия, что также может увеличивать стойкость покрытия.

Можно использовать любое подходящее ионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство. В некоторых вариантах осуществления ионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство представляет собой соединение формулы I, Χ₁--Υ--Χ₂, где Υ представляет собой радикал, содержащий по меньшей мере одну кислотную группу, основную группу или соль с кислотной группой или основной группой. Каждый из Χ₁ и Х₂ независимо представляет собой радикал, содержащий латентную фотореакционноспособную группу. Фотореакционноспособные группы могут быть такими, как описанные в данном документе. Промежуточные блоки также могут составлять часть Χ₁ или Х₂ наряду с латентной фотореакционноспособной группой. В некоторых вариантах осуществления латентная фотореакционноспособная группа включает арилкетон или хинон.

Радикал Υ в формуле I обеспечивает необходимую растворимость в воде ионного фотоактивируемого поперечно-сшивающего средства. Растворимость в воде (при комнатной температуре и оптимальном pH) составляет по меньшей мере приблизительно 0,05 мг/мл. В некоторых вариантах осуществления растворимость составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мг/мл или от приблизительно 1 до приблизительно 5 мг/мл.

В некоторых вариантах осуществления формулы I Υ представляет собой радикал, содержащий по меньшей мере одну кислотную группу или соль с таковой. Такое фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство может быть анионным в зависимости от pH композиции для покрытия. Подходящие кислотные группы включают, например, сульфоновые кислоты, карбоновые кислоты, фосфоновые кислоты и т.п. Подходящие соли с такими группами включают, например, такие соли, как сульфонат, карбоксилат и фосфат. В некоторых вариантах осуществления ионное поперечно-сшивающее средство включает сульфоновую кислоту или сульфонатную группу. Подходящие противоионы включают щелочные, щелочноземельные металлы, аммоний, протонированные амины и т.п.

Например, соединение формулы I может содержать радикал Υ, который содержит сульфоновую кислоту или сульфонатную группу; Χ₁ и Х₂ могут содержать фотореакционноспособные группы, такие как арилкетоны. Такие соединения включают 4,5-бис(4-бензоилфенилметиленокси)бензол-1,3-дисульфоновую кислоту или соль; 2,5-бис(4-бензоилфенилметиленокси)бензол-1,4-дисульфоновую кислоту или соль; 2,5-бис(4-бензоилметиленокси)бензол-1-сульфоновую кислоту или соль; N,N-бис[2-(4-бензоилбензилокси)этил]-2-аминоэтансульфоновую кислоту или соль и т.п. См. патент США №6278018. Противоионом соли может быть, например, аммоний или щелочной металл, такой как натрий, калий или литий.

В других вариантах осуществления формулы I Υ может представлять собой радикал, который содержит основную группу или соль с таковой. Такие радикалы Υ могут включать, например, аммониевую, фосфониевую или сульфониевую группу. Группа может быть нейтральной или положительно заряженной в зависимости от pH композиции для покрытия. В некоторых вариантах осуществления радикал Υ включает аммонийную группу. Подходящие противоионы включают, например, карбоксилаты, галогениды, сульфат и фосфат. Например, соединения формулы I могут иметь радикал Υ, который содержит аммонийную группу; Χ₁ и Х₂ могут содержать фотореакционноспособные группы, которые включают арилкетоны. Такие фотоактивируемые поперечно-сшивающие средства включают соль этиленбис(4-бензоилбензилдиметиламмония); соль гексаметиленбис(4-бензоилбензилдиметиламмония); соль 1,4-бис(4-бензоилбензил)-1,4-диметилпиперазиндия), соль бис(4-бензоилбензил)гексаметилентетраминдия, соль бис [2-(4-бензоилбензилдиметиламмонио)этил] -4-бензоилбензилметиламмония; соль 4,4-бис(4-бензоилбензил)морфолина; соль этиленбис[(2-(4-бензоилбензилдиметиламмонио)этил)-4-бензоилбензилметиламмония] и соль 1,1,4,4-тетракис(4-бензоилбензил)пиперазиндия. См. патент США №5714360. Противоион представляет собой, как правило, карбоксилат-ион или галогенид. В одном варианте осуществления галогенид представляет собой бромид.

В других вариантах осуществления ионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство может представлять собой соединение, имеющее формулу

где X¹ включает первую фотореакционноспособную группу; X² включает вторую фотореакционноспособную группу; Υ включает центральную молекулу; Ζ включает по меньшей мере одну заряженную группу; D¹ включает первый разлагаемый линкер; и D² включает второй разлагаемый линкер. Дополнительные иллюстративные разлагаемые ионные фотоактивируемые поперечно-сшивающие средства описаны в публикации заявки на патент США US 2011/0144373 (Swan et al., "Water Soluble Degradable Crosslinker"), раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки.

В некоторых аспектах может быть использовано неионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство. В одном варианте осуществления неионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство имеет формулу XR₁R₂R₃R₄, где X представляет собой химический остов, и R₁, R₂, R₃ и R₄ представляют собой радикалы, которые включают латентную фотореакционноспособную группу. Иллюстративные неионные поперечно-сшивающие средства описаны, например, в патентах США №№5414075 и 5637460 (Swan et al., "Restrained Multifunctional Reagent for Surface Modification"). В химическом отношении первая и вторая фотореакционноспособные группы и соответствующие промежуточные звенья могут быть одинаковыми или различными.

В других вариантах осуществления неионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство может быть представлено формулой

где PG¹ и PG² независимо включают одну или несколько фотореакционноспособных групп, например, арилкетоновую фотореакционноспособную группу, включая без ограничений арилкетоны, такие как ацетофенон, бензофенон, антрахинон, антрон, антроноподобные гетероциклы, их замещенные производные или их комбинацию; LE¹ и LE² независимо представляют собой поперечно-сшивающие элементы, включая, например, сегменты, которые включают мочевину, карбамат или их комбинацию; и X представляет собой центральную молекулу, которая может быть либо полимерной, либо неполимерной, включая без ограничений углеводород, в том числе углеводород, который является линейным, разветвленным, циклическим или их комбинацией; ароматической, неароматической или их комбинацией; моноциклической, полициклической, карбоциклической, гетероциклической или их комбинацией; представлять собой бензол или его производное или представлять собой их комбинацию. Другие неионные поперечно-сшивающие средства описаны, например, в заявке на патент США с номером 13/316030, поданной 9 декабря 2011 г. (Публикация с номером US 2012/0149934) (Kurdyumov, "Photocrosslinker"), раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки.

Следующие варианты осуществления неионных фотоактивируемых поперечно-сшивающих средств могут включать, например, те, которые описаны в предварительной заявке на патент США 61/494724, поданной 8 июня 2011 г. (в настоящий момент заявка на патент США №13/490994) (Swan et al., "Photo-Vinyl Primers/Crosslinkers"), раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки. Иллюстративные поперечно-сшивающие средства могут включать неионные фотоактивируемые поперечно-сшивающие средства, имеющие общую формулу R¹-X-R², где R¹ представляет собой радикал, содержащий винильную группу, X представляет собой радикал, содержащий от приблизительно одного до приблизительно двадцати атомов углерода, и R представляет собой радикал, содержащий фотореакционноспособную группу.

Некоторые подходящие поперечно-сшивающие средства представляют собой средства, образованные из смеси молекулы химического остова (таких как пентаэритритол) и избытка производного фотореакционноспособной группы (такого как 4-бромметилбензофенон). Иллюстративным продуктом является тетракис(4-бензоилбензиловый простой эфир) пентаэритритол(тетракис(4-бензоилфенилметоксиметил)метана). См. патенты США №№5414075 и 5637460.

Для образования покрытия может быть использовано одно фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство или любая комбинация фотоактивируемых поперечно-сшивающих средств. В некоторых вариантах осуществления может быть использовано по меньшей мере одно неионное поперечно-сшивающее средство, такое как тетракис(4-бензоилбензиловый простой эфир) пентаэритритола, с по меньшей мере одним ионным поперечно-сшивающим средством. Например, может быть использовано по меньшей мере одно неионное фотоактивируемое поперечно-сшивающее средство по меньшей мере с одним катионным фотоактивируемым поперечно-сшивающим средством, таким как соль этиленбис(4-бензоилбензилдиметиламмония), или по меньшей мере одним анионным фотоактивируемым поперечно-сшивающим средством, таким как 4,5-бис(4-бензоил-фенилметиленокси)бензол-1,3-дисульфоновая кислота или соль. В другом примере по меньшей мере одно неионное поперечно-сшивающее сред