自支撑型不污聚合物、其组合物和有关单体
阅读：694发布：2020-11-03
专利汇可以提供自支撑型不污聚合物、其组合物和有关单体专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且自 支撑 型不污 聚合物 和聚合物组合物，用于制备所述聚合物和聚合物组合物的 单体 和大分子单体，由所述聚合物和聚合物组合物制备的物体，和制备和使用所述聚合物和聚合物组合物的方法。，下面是自支撑型不污聚合物、其组合物和有关单体专利的具体信息内容。
要求保护的排它财产或特权的本发明实施方式定义如下：
1.具有选自下述的式的单体：
其中
R1选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，或CN；
R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，环烷基，氟烷基和不存在；
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合的官能团；
L是C或Si或不存在；
L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合或不存在；
L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
A1是N；
B1是C，S，SO，PO或PO2-；
B2是C或SO；
C1是PO4；和
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐，或不存在。
2.具有选自下述的式的单体：
其中
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合的官能团；
L是C或Si或不存在；
L1，L2，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
A1是N；
B1是C，S，SO，PO或PO2-；
B2是C或SO；
C1是PO4；和
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在。
3.具有选自下述的式的单体：
其中
R1和R6选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN，环烷基，氟烷基，和不存在；
R4，R5，R7和R8独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合的官能团；
L0和L4是C或Si或不存在；
L1，L2，L3，L5和L6独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
A1是N；
B1是C，S，SO，PO或PO2-；
B2是C或SO；
C1是PO4；和
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在。
4.具有选自下述的式的大分子单体：
其中
R1选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN；
R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基和不存在；
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
L是C或Si或不存在；
L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
A1是N；
B1是C，S，SO，PO或PO2-；
B2是C或SO；
C1是PO4；
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在；和
j是1至约1000的整数。
5.具有选自下述的式的大分子单体：
其中
R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基和不存在；
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
L是C或Si或不存在；
L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
A1是N；
-
B1是C，S，SO，PO或PO2；
B2是C或SO；
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐或不存在；和
j是1至约1000的整数。
6.具有选自下述的式的大分子单体：
其中
R1和R6选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN，环烷基，氟烷基，和不存在；
R4，R5，R7和R8独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
L0和L4是C或Si或不存在；
L1，L2，L3，L5和L6独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
A1是N；
B1是C，S，SO，PO或PO2-；
B2是C或SO；
C1是PO4；
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在；和
j和k是独立选自1至约1000的整数。
7.具有下式的单体：
或其盐，
其中
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
Ra选自氢和C1-C6烷基；
Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6；和
Y选自CO2-，SO3-或PO42-。
8.具有下式的单体：
或其盐，
其中
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
Ra，Rb和Rc独立地选自氢和C1-C6烷基；
Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6；
Xd是-(CH2)r-，其中r是1至6；和
Y选自CO2-，SO3-或PO42-。
9.具有下式的单体：
或其盐，
其中
R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
10.权利要求1-9中任一项的单体，其中R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，保护的NCO，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在。
11.权利要求1-9中任一项的单体，其中R2和R3选自-N＝C＝O和-N＝C＝S。
12.权利要求1-9中任一项的单体，其中R2和R3是选自CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)-S-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-和CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-的Michael受体。
13.权利要求1-9中任一项的单体，其中R2和R3选自
其中
m和n独立地选自1至3；
R4和R5独立地选自氢，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
L1独立地选自-(CH2)x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
L2是-(CH2)x，其中x是1至20的整数；
A1是N；
B2是C或SO；和
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐，或不存在。
14.具有下式的单体：
或其盐，
其中
Xa选自-O(C＝O)(CH2)n-，其中n是1至6，-O(CH2)m-，其中m是1至6或是不存在；
Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
Xb是-(CH2)n-，其中n是1至6。
15.具有下式的单体：
或其盐，
其中
Xa选自-O(C＝O)(CH2)n-，其中n是1至6，或-NH(C＝O)(CH2)m-，其中m是1至6；
Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；和
Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
16.具有下式的单体：
或其盐，
其中
Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
17.具有下式的单体：
或其盐，
其中
Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
18.通过聚合权利要求1-17中任一项的单体而制备的聚合物。
19.通过将权利要求1-17中任一项的单体与第二单体聚合而制备的聚合物。
20.具有下式的聚合物：
其中
K1，K2，K3和K4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
R2和R3独立地选自H，F，Cl，Br，I，OH，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-NH-，或不存在；
n是5至约10,000的整数；
j是1至约1000的整数；
M1和M2独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；和
Z和X独立地选自两性离子基团。
21.权利要求20的聚合物，其中Z和X独立地选自
其中
R1和R8选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，CN；
R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，或不存在；
L是C或Si或不存在；
L1，L3，L4和L5独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
A1是N；
B1是C，S，SO，PO或PO2-；
B2是C或SO；
C1是PO4；和
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3，ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在。
22.具有选自下述的式的聚合物：
其中
R1和R5选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，CN；
R2，R3，R4和R6独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，或不存在；
L0和L5独立地是C或Si或不存在；
L1，L2，L3，L4，L6和L7独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
M1和M2独立地选自-O-(CH2)n-，-S-(CH2)n-，-C(＝O)-(CH2)n-，-C(＝S)-(CH2)n-，-C(＝NH)-(CH2)n-和-NH-(CH2)n-，其中n是1至20的整数；-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
B1是C，S，SO，P或PO；
B2是C或SO；
A1是N，S或P；
M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在；
其中m与n的比率选自0.8至1.2；和
其中m和n独立地是1至约10,000的整数。
23.权利要求18-22中任一项的聚合物，其在纤维蛋白原结合测试中具有小于30ng/cm2的纤维蛋白原结合水平(于37℃将聚合物表面与0.15M磷酸缓冲盐水中pH 7.4的1.0mg/mL纤维蛋白原溶液温育90分钟)。
24.权利要求18-22中任一项的聚合物，其具有大于0.5MPa的拉伸或压缩强度。
25.权利要求18-22中任一项的聚合物，其在纤维蛋白原结合测试中具有小于30ng/cm2的纤维蛋白原结合水平(于37℃将聚合物表面与0.15M磷酸缓冲盐水中pH 7.4的1.0mg/mL纤维蛋白原溶液温育90分钟)并且拉伸或压缩强度大于0.5MPa。
26.权利要求18-22中任一项的聚合物，其中所述聚合物是交联的。
27.一种复合物，包含权利要求18-22中任一项的聚合物和第二聚合物。
28.权利要求27的复合物，其中所述第二聚合物选自聚酯，聚碳酸酯，聚氨酯，聚脲，聚硫化物，聚砜，聚酰亚胺，聚环氧化物，芳族聚酯，纤维素物质，氟聚合物，聚丙烯酸，聚酰胺，聚酐，聚醚，乙烯基聚合物，酚类，弹性体，和其它加聚物。
29.权利要求27的复合物，还包含强度添加剂。
30.权利要求27的复合物，还包含选自纤维，粘土，纳米管和其它无机物的强度添加剂。
31.通过选自注塑、吹塑、挤塑、压延成形、流动铸造、压塑、不相关性模塑和3D打印的方法形成物体的权利要求18-22中任一项的聚合物。
32.用于基底的表面包衣，包含权利要求18-22中任一项的聚合物。
33.权利要求32的表面包衣，其中所述基底是消费品。
34.权利要求32的表面包衣，其中所述基底是航海用品。
35.权利要求32的表面包衣，其中所述基底是选自航海容器外壳、航海结构、桥、螺旋桨、换热器、潜望镜、传感器、渔网、电缆、管道/管线、集装箱、膜和油栅的航海用品。
36.权利要求32的表面包衣，其中所述基底是生物医药产品。
37.权利要求32的表面包衣，其中所述基底是生物医药产品，其选自导管、耳引流管、喂饲管、青光眼引流管、脑积水分流器、人工角膜、神经引导管、组织粘合剂、X射线导向装置、人工关节、人工心脏瓣膜、人工血管、起搏器、左心室辅助装置(LVAD)、动脉移植物、血管移植物、支架、血管内支架、心脏瓣膜、关节替换物、血管假体、皮肤修复装置、耳蜗替换物、接触镜片、人工韧带和肌腱、牙植入物、和用于再生组织工程的组织骨架。
38.权利要求32的表面包衣，其中所述基底是递送媒介物，其选自药物递送媒介物，基因递送媒介物，RNA递送媒介物，蛋白质递送媒介物。
39.与生物分子偶联的权利要求18-22中任一项的聚合物。
40.权利要求39的聚合物，其中所述生物分子是治疗剂，核酸(例如基因或DNA或RNA)，蛋白质(例如抗体或其功能片段)，脂质，肽或分子量小于约800的小分子。
41.与细胞或微生物偶联的权利要求18-22中任一项的聚合物。
42.与纳米粒子偶联的权利要求18-22中任一项的聚合物。
43.权利要求42的聚合物，其中所述纳米粒子是脂质体或胶束。
44.权利要求42的聚合物，其中所述纳米粒子是量子点。
45.权利要求42的聚合物，其中所述纳米粒子是铁氧化物，二氧化硅或金纳米粒子。
46.包含权利要求18-22中任一项的聚合物的散装物质，其中所述散装物质通过选自注塑、吹塑、挤塑、压延成形、流动铸造、压塑、不相关性模塑和3D打印的方法形成物体。
47.用于基底的表面包衣，其包含散装物质，所述散装物质包含权利要求18-22中任一项的聚合物。
48.权利要求47的表面包衣，其中所述基底是消费品。
49.权利要求47的表面包衣，其中所述基底是航海用品。
50.权利要求47的表面包衣，其中所述基底是航海用品，其选自航海容器外壳、航海结构、桥、螺旋桨、换热器、潜望镜、传感器、渔网、电缆、管道/管线、集装箱、膜和油栅。
自支撑型不污聚合物、其组合物和有关单体
[0001] 与有关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2015年6月2日提交的U.S.申请号62/169,822的益处，通过援引将其全部并入本文。
[0003] 政府许可权陈述
[0004] 本发明在政府支持下进行：由the Office of Naval Research授予的N00014-15-1-2277和N00014-14-1-0090以及the National Science Foundation授予的DMR 1307375。
政府在本发明中具有某些权利。
政府在本发明中具有某些权利。
[0005] 发明背景
[0006] 具有优异不污特性聚合物材料是已知的。具有强机械特性的聚合物材料也是已知的。然而，同时具有优异不污特性和强机械特性的聚合物材料则并非已知的。具有优异不污特性得到聚合物材料一般具有弱机械特性，而高强度聚合物材料则一般受高蛋白质吸附影响。
[0007] 尽管具有优异不污特性的聚合物材料的开发和高强度机械特性的聚合物材料的开发，仍需要同时具有优异不污特性和高机械强度的聚合物材料。本发明寻求实现该需要并且提供进一步的有关优势。发明概要
[0008] 本发明提供聚合物材料，其兼具优异的不污特性和高机械强度。聚合物材料制备自单体和大分子单体的聚合物和散装物质，其将有利的不污特性和高强度特性赋予聚合物和散装物质。
[0009] 在一个方面，本发明提供用于制备本发明聚合物和散装物质的单体。
[0010] 在一种实施方式中，本发明提供具有选自下述的式的单体：
[0011]
[0012] 其中
[0013] R1选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基或CN；
[0014] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
[0015] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合的官能团；
[0016] L是C或Si或不存在；
[0017] L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0018] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0019] A1是N；
[0020] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0021] B2是C或SO；
[0022] C1是PO4；和
[0024] 在又一实施方式中，本发明提供具有选自下述的式的单体：
[0025]
[0026] 其中
[0027] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合的官能团；
[0028] L是C或Si或不存在；
[0029] L1，L2，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0030] A1是N；
[0031] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0032] B2是C或SO；
[0033] C1是PO4；和
[0034] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐，或不存在。
[0035] 在进一步的实施方式中，本发明提供具有选自下述的式的单体：
[0036]
[0037] 其中
[0038] R1和R6选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN，环烷基，氟烷基，和不存在；
[0039] R4，R5，R7和R8独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
[0040] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合的官能团；
[0041] L0和L4是C或Si或不存在；
[0042] L1，L2，L3，L5和L6独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0043] A1是N；
[0044] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0045] B2是C或SO；
[0046] C1是PO4；和
[0047] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在。
[0048] 对于各上述实施方式，R2和R3可以进一步选自适于自由基聚合的官能团。所述官能团是本领域技术人员已知的并且包括例如烯式部分，比如乙烯基部分，尤其包括乙烯基酯和乙烯基酰胺。
[0049] 在某些实施方式中，本发明提供用于制备本发明聚合物和散装物质的大分子单体。
[0050] 在一种实施方式中，本发明提供具有选自下述的式的大分子单体：
[0051]
[0052] 其中
[0053] R1选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN；
[0054] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
[0055] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
[0056] L是C或Si或不存在；
[0057] L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0058] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0059] A1是N；
[0060] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0061] B2是C或SO；
[0062] C1是PO4；
[0063] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在；和
[0064] j是1至约1000的整数。
[0065] 在又一实施方式中，本发明提供具有选自下述的式的大分子单体：
[0066]
[0067] 其中
[0068] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基和不存在；
[0069] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
[0070] L是C或Si或不存在；
[0071] L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0072] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0073] A1是N；
[0074] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0075] B2是C或SO；
[0076] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在；和
[0077] j是1至约1000的整数。
[0078] 在进一步的实施方式中，本发明提供具有选自下述的式的大分子单体：
[0079]
[0080] 其中
[0081] R1和R6选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN，环烷基，氟烷基，和不存在；
[0082] R4，R5，R7和R8独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
[0083] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
[0084] L0和L4是C或Si或不存在；
[0085] L1，L2，L3，L5和L6独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0086] A1是N；
[0087] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0088] B2是C或SO；
[0089] C1是PO4；
[0090] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐，或不存在；
[0091] j和k是独立选自1至约1000的整数。
[0092] 在其它实施方式中，本发明提供用于制备本发明聚合物和散装物质的单体。
[0093] 在一种实施方式中，本发明提供具有下式的单体：
[0094]
[0095] 或其盐，
[0096] 其中
[0097] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
[0098] Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
[0099] Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
[0100] Ra选自氢和C1-C6烷基；
[0101] Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6；和
[0102] Y选自CO2-，SO3-或PO42-。
[0103] 在又一实施方式中，本发明提供具有下式的单体：
[0104]
[0105] 或其盐，
[0106] 其中
[0107] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
[0108] Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
[0109] Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
[0110] Ra，Rb和Rc独立地选自氢和C1-C6烷基；
[0111] Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6；
[0112] Xd是-(CH2)r-，其中r是1至6；和
[0113] Y选自CO2-，SO3-或PO42-。
[0114] 在进一步的实施方式中，本发明提供具有下式的单体：
[0115]
[0116] 或其盐，
[0117] 其中
[0118] R2和R3独立地选自适于通过加成、缩合或开环聚合或自由基聚合的官能团；
[0119] Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
[0120] Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
[0121] Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
[0122] Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
[0123] 在本发明单体和大分子单体的某些实施方式中，R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，保护的NCO，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-,CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在。
[0124] 在某些实施方式中，R2和R3选自-N＝C＝O和-N＝C＝S。在其它实施方式中，R2和R3是Michael受体，比如CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-,CH2＝CH-C(＝O)-S-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-和CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-。在进一步的实施方式中，R2和R3是开环聚合部分或开环复分解聚合部分，比如
[0125]
[0126] 其中
[0127] m和n独立地选自1至3。
[0128] R4和R5独立地选自氢，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，和不存在；
[0129] L1独立地选自-(CH2)x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0130] L2是-(CH2)x，其中x是1至20的整数；
[0131] A1是N；
[0132] B2是C或SO；和
[0133] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐，或不存在。
[0134] 在某些实施方式中，单体是稳定化单体，其将有利的强度特性赋予本发明的聚合物和散装物质。
[0135] 在这些实施方式的某些当中，单体是CN-取代的单体，其将CN基团赋予聚合物骨架。在该实施方式中，单体具有下式：
[0136]
[0137] 或其盐，
[0138] 其中
[0139] Xa选自-O(C＝O)(CH2)n-，其中n是1至6；-O(CH2)m-，其中m是1至6；或是不存在；
[0140] Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
[0141] Xb是-(CH2)n-，其中n是1至6。
[0142] 在这些实施方式的某些当中，单体是CN-取代的单体，其将CN基团赋予聚合物侧链。在该实施方式中，单体具有下式：
[0143]
[0144] 或其盐，
[0145] 其中
[0146] Xa选自-O(C＝O)(CH2)n-，其中n是1至6；或-NH(C＝O)(CH2)m-，其中m是1至6；
[0147] Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
[0148] Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；和
[0149] Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
[0150] 在某些实施方式中，单体是稳定化单体，其将有利的强度特性赋予本发明的聚合物和散装物质。
[0151] 在这些实施方式的某些当中，稳定化单体是含酰胺或二酰胺的单体，其将酰胺或二酰胺基团赋予聚合物侧链。在一种实施方式中，含二酰胺的单体具有下式：
[0152]
[0153] 或其盐，
[0154] 其中
[0155] Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
[0156] Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
[0157] Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
[0158] Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
[0159] 在这些实施方式的某些当中，稳定化单体是含尿素的单体，其将尿素基团赋予聚合物侧链。在一种实施方式中，含尿素的单体具有下式：
[0160]
[0161] 或其盐，
[0162] 其中
[0163] Xa选自-(CH2)n-，其中n是0至6；
[0164] Xb是-(CH2)p-，其中p是1至6；
[0165] Ra和Rb独立地选自氢和C1-C6烷基；和
[0166] Xc是-(CH2)q-，其中q是1至6。
[0167] 本发明的又一方面中，提供聚合物和包含聚合物的散装物质。
[0168] 在某些实施方式中，聚合物或散装物质制备如下：如本文描述聚合本发明的单体或大分子单体。
[0169] 在其它实施方式中，聚合物或散装物质制备如下：如本文描述将本发明单体或大分子单体与第二单体(例如不包括两性离子基团或两性离子前体基团的单体)聚合。
[0170] 在某些实施方式中，聚合物具有下式：
[0171]
[0172] 其中
[0173] K1，K2，K3和K4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0174] R2和R3独立地选自H，F，Cl，Br，I，OH，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-NH-，或不存在；
[0175] n是5至约10,000的整数；
[0176] j是1至约1000的整数；
[0177] M1和M2独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；和
[0178] Z和X独立地选自两性离子基团。
[0179] 在这些实施方式的某些实施方式当中，Z和X独立地选自
[0180]
[0181] 其中
[0182] R1和R8选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，CN；
[0183] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，或不存在；
[0184] L是C或Si或不存在；
[0185] L1，L3，L4和L5独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0186] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0187] A1是N；
[0188] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0189] B2是C或SO；
[0190] C1是PO4；和
[0191] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3，ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在。
[0192] 在某些实施方式中，聚合物具有选自下述的式：
[0193]
[0194] 其中
[0195] R1和R5选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，CN；
[0196] R2，R3，R4和R6独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基，氟烷基，或不存在；
[0197] L0和L5独立地是C或Si或不存在；
[0198] L1，L2，L3，L4，L6和L7独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0199] M1和M2独立地选自-O-(CH2)n-，-S-(CH2)n-，-C(＝O)-(CH2)n-，-C(＝S)-(CH2)n-，-C(＝NH)-(CH2)n-和-NH-(CH2)n-，其中n是1至20的整数；-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0200] B1是C，S，SO，P或PO；
[0201] B2是C或SO；
[0202] A1是N，S或P；
[0203] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐，水杨酸盐，或不存在；
[0204] 其中m与n的比率选自0.8至1.2；和
[0205] 其中m和n独立地是1至约10,000的整数。
[0206] 在某些实施方式中，本发明的聚合物和散装物质在纤维蛋白原结合测试中具有小于30ng/cm2的纤维蛋白原结合水平(于37℃将聚合物表面与0.15M磷酸缓冲盐水中pH 7.4的1.0mg/mL纤维蛋白原溶液温育90分钟)。
[0207] 在某些实施方式中，本发明的聚合物和散装物质具有大于0.5MPa的拉伸或压缩强度。
[0208] 在某些实施方式中，本发明的聚合物和散装物质具有在纤维蛋白原结合测试中小于30ng/cm2的纤维蛋白原结合水平(于37℃将聚合物表面与0.15M磷酸缓冲盐水中pH 7.4的1.0mg/mL纤维蛋白原溶液温育90分钟)和大于0.5MPa的拉伸或压缩强度。
[0209] 在某些实施方式中，本发明的聚合物和散装物质是交联的。
[0210] 在又一方面，本发明提供包括本发明聚合物和散装物质的复合物。
[0211] 在一种实施方式中，复合物包含本发明的聚合物和第二聚合物。适宜的第二聚合物包括聚酯，聚碳酸酯，聚氨酯，聚脲，聚硫化物，聚砜，聚酰亚胺，聚环氧化物，芳族聚酯，纤维素物质，氟聚合物，聚丙烯酸，聚酰胺，聚酐，聚醚，乙烯基聚合物，酚类，弹性体，和其它加聚物。
[0213] 在某些实施方式中，本发明的聚合物或散装物质通过选自注塑，吹塑，挤塑，压延成形，流动铸造，压塑，不相关性(prevarication)模塑和3D打印的方法形成物体。
[0214] 在又一方面，本发明提供用于基底的表面包衣，其包括本发明的聚合物或散装物质。在某些实施方式中，基底是消费品。在其它实施方式中，基底是航海用品。代表性的航海用品包括航海容器外壳，航海结构，桥，螺旋桨，换热器，潜望镜，传感器，渔网，电缆，管道/管线，容器，膜，和油栅。在进一步的实施方式中，基底是生物医药产品。代表性的生物医药产品包括导管，耳引流管，喂饲管，青光眼引流管，脑积水分流器，人工角膜，神经引导管，组织粘合剂，X射线导向装置，人工关节，人工心脏瓣膜，人工血管，起搏器，左心室辅助装置(LVAD)，动脉移植物，血管的移植物，支架，血管内支架，心脏瓣膜，关节替换物，血管假体，皮肤修复装置，耳蜗替换物，接触镜片，人工韧带和肌腱，牙植入物，和用于再生组织工程的组织骨架。在某些其它实施方式中，基底是递送媒介物，选自药物递送媒介物，基因递送媒介物，RNA递送媒介物，蛋白质递送媒介物。
[0215] 在又一方面，本发明提供缀合物聚合物和散装物质，其中所述聚合物或散装物质偶联(例如共价地)至生物分子。代表性的生物分子包括治疗剂，核酸(例如基因或DNA或RNA)，蛋白质(例如抗体或其功能片段)，脂质，肽，或分子量小于约800的小分子。
[0216] 在某些实施方式中，聚合物或散装物质偶联(例如共价地)至细胞或微生物。
[0219] 本发明的前述方面和许多随之而来的优势将变得更容易认识到，因通过参照下文详述以及附图其变得更佳地理解。
[0221] 图2比较在用组织培养物水解之后本发明的自支撑不污聚合物(PTCBEE-1.0)与聚苯乙烯(TCPS)和聚羧基内铵盐(PCB)水凝胶的ELISA试验数据。
[0222] 图3说明本发明的自支撑不污聚合物(PTCBEE-1.0)在水解之后的压缩试验数据。
[0223] 图4说明代表性的本发明原位交联聚合物(PTCBIBE-2.0)在水解之后的接触角度量。
[0224] 图5说明PTCBIBE-2.0在水解之前和在水解之后的IR谱图。
[0225] 图6说明PTCBIBE-2.0在水解之后的ELISA试验数据。
[0226] 图7说明PTCBIBE-2.0在水解之后的BAEC粘附试验数据。
[0227] 图8说明PTCBIBE-2.0在水解之后的拉伸试验数据。
[0228] 发明详述
[0229] 本发明提供聚合物材料，其兼具优异的不污特性和高机械强度。在某些方面，本发明提供自支撑型不污的两性离子和混合电荷散装聚合物材料，其具有大于或等于约50重量％的两性离子和/或两性离子前体含量和具有小于约30ng/cm2的纤维蛋白原结合水平和大于约0.5MPa的拉伸/压缩强度。
[0230] 本发明聚合物通过聚合单体制备。在某些实施方式中，聚合或共聚中所用的各单体(或共聚单体)包括两性离子基团(或潜在的两性离子基团，本文也提为两性离子前体)。在这些实施方式中，产品聚合物具有100重量％的两性离子和/或两性离子前体含量。应认识到，在某些情况下聚合过程包括引发剂和最终聚合物产品将包括除了衍生自单体的重复单元之外的组分。在这些情况下，产品聚合物将具有小于100重量％的两性离子和/或两性离子前体含量，尽管仅使用两性离子和/或两性离子前体单体。从而，在某些实施方式中，重量％是指衍生自聚合所用单体的重复单元的重量％。在其它实施方式中，聚合或共聚所用的单体中仅部分包括两性离子基团(或潜在两性离子基团)。在这些实施方式中，产品聚合物具有小于100重量％的两性离子和/或两性离子前体含量。在50重量％的聚合或共聚中所用单体(或共聚单体)包括两性离子基团(或潜在两性离子基团)的情况下，产品聚合物具有
50重量％的两性离子和/或两性离子前体含量。本发明聚合物是实质上不污的(例如小于约
30ng/cm2的纤维蛋白原结合水平)，原因是其两性离子或两性离子前体含量为至少约50重量％。
50重量％的两性离子和/或两性离子前体含量。本发明聚合物是实质上不污的(例如小于约
30ng/cm2的纤维蛋白原结合水平)，原因是其两性离子或两性离子前体含量为至少约50重量％。
[0231] 在某些实施方式中，本发明的聚合物和材料具有的两性离子和/或两性离子前体含量为大于或等于约50重量％，大于或等于约60重量％，大于或等于约70重量％，大于或等于约80重量％，或大于或等于90重量％，和在某些实施方式中为约100重量％。
[0232] 如本文所用，术语"混合电荷"是指本发明的单体对、聚合物和材料携带实质上相等数量的带正电和负电的基团(和/或潜在带正电或潜在带负电基团)，其衍生自多于一种单体(例如正电荷的第一单体和负电荷的第二单体)。混合电荷的单体、前体、聚合物和材料被视为两性离子基团。由于它们实质上相等数量的带正电基团和带负电基团，本发明的混合电荷聚合物和材料是实质上电中性的并且与其两性离子对应物一样是不污的。
[0233] 在一个方面，本公开提供不污的两性离子/混合电荷散装物质，其具有在纤维蛋白原结合测试中小于约30ng/cm2的纤维蛋白原吸附，其中于37摄氏度将物质与1.0mg/ml纤维蛋白原溶液(0.15M磷酸缓冲盐水，pH 7.4)温育90分钟，和具有大于约0.5MPa的拉伸/压缩强度。
[0234] 在某些实施方式中，本公开的聚合物和材料具有小于约20ng/cm2，小于约10ng/cm2，小于约5ng/cm2，或小于约0.3ng/cm2的纤维蛋白原吸附，并且其中拉伸/压缩强度大于约0.75MPa，大于约1MPa，大于约2MPa，或大于约5MPa。在这些实施方式的某些当中，本公开的聚合物和材料具有的两性离子或两性离子前体含量为大于或等于约50重量％，大于或等于约60重量％，大于或等于约70重量％，大于或等于约80重量％，或大于或等于90重量％，和在某些实施方式中为约100重量％。
[0235] 在某些方面，本发明的不污的两性离子/混合电荷散装物质是自支撑、不污的聚合物。
[0236] 如本文所用，可互换使用的术语"自支撑"和"独立的"是指物体(也即聚合物组合物)不需要基底或表面就能够保持其形状。在某些实施方式中，本发明的自支撑聚合物连接、粘附或者偶联至表面或其它物体。然而，自支撑聚合物并不需要表面或其它物体的存在来保持聚合物的结构完整性。
[0237] 在某些实施方式中，本发明聚合物包括共聚物，其包括嵌段共聚物、随机共聚物等(例如交替聚合物、均聚物、星形聚合物、支化和高支化聚合物)。
[0238] 在某些实施方式中，本公开的共聚物除了本发明的不污聚合物之外还包括聚酯，聚碳酸酯，聚氨酯，聚脲，聚硫化物，聚砜，聚酰亚胺，聚环氧化物，芳族聚酯，纤维素物质，氟聚合物，聚丙烯酸，聚酰胺，聚酐，聚醚，乙烯基聚合物，酚类，弹性体和其它加聚物。
[0239] 如本文所用，术语"共聚物"是指两种或更多种不同单体聚合得到的聚合物。在共聚物中，各结构单元的数量和性质能够分开地控制。结构单元能够排列为完全随机、交替随机、规律交替、规律嵌段、或随机嵌段的构型，除非另有明确指定。完全随机的构型能够是例如：x-x-y-z-x-y-y-z-y-z-z-z…或y-z-x-y-z-y-z-x-x…。交替随机构型能够是：x-y-x-z-y-x-y-z-y-x-z…，而规律交替构型能够是：x-y-z-x-y-z-x-y-z…。规律嵌段构型具有下述一般构型：…x-x-x-y-y-y-z-z-z-x-x-x…，而随机嵌段构型具有下述一般构型：…x-x-x-z-z-x-x-y-y-y-y-z-z-z-x-x-z-z-z-…。
[0240] 如本文所用，术语"嵌段共聚物"是指两种或更多种共价联接的聚合物片段形成的聚合物。
[0241] 在某些实施方式中，自支撑、不污的聚合物是交联聚合物。如本文所用，术语"交联"是指连接大分子的两个部分的结构单元。在某些优选的实施方式中，交联包含下述或由下述组成或衍生自下述：二甲基丙烯酸乙二醇酯交联剂(EGDMA)。
[0242] 在某些实施方式中，所述自支撑、不污的聚合物和单体包含两性离子和/或混合电荷的重复单元，如前文描述。如本文所用，"混合电荷"是指聚合物，其包含实质上相等比例的正电荷或潜在正电荷和负电荷或潜在负电荷。所述聚合物描述于例如PCT申请No.PCT/US2007/075409，通过援引将其全部并入本文。
[0243] 在某些实施方式中，两性离子重复单元选自羧基内铵盐(CB)，磺基内铵盐(SB)，磷酸内铵盐(PHB)和其它两性离子的化合物比如磷酰胆碱(PC)以及它们的保护(潜在的)形式。
[0244] 一般地，两性离子重复单元包含阳离子中心和阴离子中心。除了两性离子部分之外，不污的部分还能够是丙烯酰胺，噁唑啉，乙烯基吡咯烷酮，PEG或多糖。在某些实施方式中，两性离子部分中的阳离子中心选自季铵、叔铵和仲铵，咪唑鎓，三唑鎓，吡啶鎓，吗啉鎓和其它阳离子单体或其组合。阴离子部分能够选自亲水和/或疏水阴离子，其混合物，或其修饰的亲水和/或疏水阴离子。
[0245] 在某些实施方式中，本公开的自支撑、不污的聚合物包含增加聚合物抗压和/或抗拉强度的交联部分。所述交联部分能够是亲水或疏水的。
[0246] 在某些进一步的实施方式中，本公开的自支撑、不污的聚合物用材料加固以增加其抗压和/或抗拉强度。所述物质能够包括例如纤维，丝绸，尼龙，聚合物网眼，弹簧，粘土和纳米管。
[0247] 本公开的自支撑不污聚合物能够通过自由基、活残基(living radical)或缩合/加成聚合反应制备。
[0248] 因为本公开的自支撑不污聚合物不需要支持表面，它们能够容易地和有效地浇铸，挤出，模塑，吹塑，压延成形，流动铸造，压塑，不相关性模塑，3d打印或者根据形成聚合物物体和设备的工业标准方法形成。
[0249] 所述物体、装置和组分能够不受限制地包括可植入生物传感器；伤口护理装置、包括胶水和密封剂；心血管装置比如导管，支架，人工血管，人工瓣膜，LVADs，或植入型心率控制装置；胃肠病学装置比如喂饲管，消化道夹片，胃肠套管，或胃气球；OB/Gyn装置，比如可植入的计生装置或阴道悬带；肾病学装置比如吻合连接器或皮下端口；神经外科学装置比如神经引导管，脑脊髓流体引流管或分流器，皮肤病学装置比如皮肤修复装置；眼科装置比如接触镜片，人工镜片，人工角膜，或眼内分流器；矫形装置比如人工关节，肌腱，或韧带，口部和颌面部外科装置比如用于植入用途的人工软骨；牙植入物；手术填料；耳鼻喉科学装置比如支架，耳蜗植入物，管，分流器或摊开器；肝脏病学装置比如支架或分流器；塑料/重建/美学装置比如乳腺植入物，可注射填料，组织骨架或其它结构植入物；肺装置比如控制COPD的瓣膜或人工肺；放射学装置比如辐射不透性或声音不透性标记物；或泌尿学装置比如导管或人工尿道。材料还可以用作可注射或可植入的医学装置，其用于递送药物或生物材料比如细胞组分比如基因，蛋白质或其它生物学分子，或者细胞比如干细胞，T-细胞，B-细胞或胰岛细胞。
[0250] 本公开也提供治疗的和诊断装置，其包含本发明的自支撑不污聚合物。这些不受限制地包括颗粒，所述颗粒包含本发明的自支撑、不污聚合物，其用于但不限于递送药物、基因、RNAs和蛋白质和诊断学的颗粒。
[0251] 本公开也提供航海装置，其包含本发明的自支撑不污聚合物。所述航海装置包括例如航海容器外壳，航海结构，桥，螺旋桨，潜望镜，传感器，油栅，渔网，电缆，管道/管线，集装箱或平板。
[0252] 本公开也提供膜，其包含本发明的自支撑不污聚合物，用于分离、纯化、过滤或脱盐。
[0253] 代表性的自支撑两性离子聚合物和共聚物
[0254] 在一种实施方式中，本发明提供自支撑、两性离子共聚物，其制备自两性离子单体和稳定化单体，所述稳定化单体包括能够产生偶极子-偶极子相互作用或成氢键的部分。自支撑型两性离子共聚物包括两性离子的和稳定化的重复单元。在该实施方式中，稳定化基团能够是聚合物骨架的一部分。
[0255] 在又一实施方式中，本发明提供自支撑、两性离子聚合物，其制备自两性离子单体，所述单体包括能够产生偶极子-偶极子相互作用或成氢键的稳定化部分。自支撑两性离子聚合物包括重复单元，所述重复单元包括两性离子的和稳定化的基团。在该实施方式中，稳定化基团能够是偶联至聚合物骨架的侧挂基团的一部分。
[0256] 根据这些实施方式的代表性的共聚物和聚合物包括根据下式的共聚物/均聚物：
[0257]
[0258] 其中m和独立地是1至约10,000的整数。在这些聚合物中，氰基部分是稳定化部分。
[0259] 用于缩合/加成聚合的两性离子单体
[0260] 在又一方面，本公开提供用于经由缩聚/加聚合成自支撑、不污的两性离子和混合电荷聚合物的单体。基于所述单体的聚合物能够是线性或交联的聚合物。含有这些聚合物(均聚物、共聚物或复合物)的材料能够制成自支撑装置、物体或颗粒，其兼具不污性和高强度。所述聚合物能够是自支撑的并且不需要将其接枝至表面或从表面接枝。所述聚合物进一步用于广泛的生物医药/生物技术，消费品，工程/航海和治疗/诊断学应用。在某些实施方式中，本发明聚合物还能够用作表面包衣。
[0261] 本公开提供可聚合的两性离子单体，其用于例如合成大分子二醇和大分子二胺。所述单体又用于经由缩聚/加聚合成不污的两性离子聚合物。
[0262] 在某些实施方式中，两性离子单体包含两性离子部分，其选自羧基内铵盐(CB)，磺基内铵盐(SB)，磷酸内铵盐(PHB)和磷酰胆碱(PC)。
[0263] 在某些实施方式中，本公开的单体用于通过缩合/加成反应制备聚合物，其选自聚酯，聚碳酸酯，聚氨酯，聚脲，聚硫化物，聚砜，聚酰亚胺，聚环氧化物，聚酰胺，聚酐，聚醚。
[0264] 在某些实施方式中，本发明的两性离子单体包含选自包含季铵、叔铵和仲铵，咪唑鎓，三唑鎓，吡啶鎓和吗啉鎓的组的阳离子中心。
[0265] 在某些实施方式中，本发明单体是具有第一和第二官能团的双官能单体，其允许单体通过第一和第二基团的例如缩聚和加聚反应方法结合成聚合物，所述方法分别使用适宜的缩合和加成共聚单体。在这些方法中，第一和第二官能团可以是相同或不同的，并且充当单体结合成缩聚物或加聚物的点。对于缩聚，第一和第二官能团与适宜的缩合共聚单体形成共价键。对于加聚，第一和第二官能团与适宜的加成共聚单体形成共价键。本发明单体的第一和第二官能团的性质并非关键。适宜的第一和第二官能团包括本领域已知的那些(例如Michael加成基团，点击(click)化学基团，用于开环聚合的内酯)。具有第一和第二官能团的代表性单体描述如下。对于具有第一和第二官能团的本发明单体，第一和第二官能团在这些单体的化学结构中定义为R2和R3。
[0266] 在单体、大分子单体和聚合物的下文描述中，术语"不存在"是指实施方式，其中指定的取代基或指定的基团在实施方式中不存在(也即没有(在取代基或基团不存在的情况下))。因此，如本文所用术语"不存在"在指定的取代基或指定的基团的上下文中意指在"不存在"实施方式中指定的取代基或指定的基团不存在。
[0267] 在某些实施方式中，本发明的可聚合的两性离子单体具有下述各式之一：
[0268]
[0269] 其中
[0270] R1选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，CN；
[0271] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0272] R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，保护的NCO，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-,CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在；
[0273] L是C或Si或不存在；
[0274] L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0275] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0276] A1是N；
[0277] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0278] B2是C或SO；
[0279] C1是PO4；和
[0280] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在。
[0281] 在进一步的实施方式中，本发明的两性离子单体具有下述各式之一：
[0282]
[0283] 其中
[0284] R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-,CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在；
[0285] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基基团(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0286] L是C或Si或不存在；
[0287] L1，L2，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0288] A1是N；
[0289] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0290] B2是C或SO；
[0291] C1是PO4；和
[0292] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在。
[0293] 在进一步的实施方式中，本发明的两性离子单体具有下述各式之一：
[0294]
[0295] 其中
[0296] R1和R6选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0297] R4，R5，R7和R8独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0298] R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在；
[0299] L0和L4是C或Si或不存在；
[0300] L1，L2，L3，L5和L6独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0301] A1是N；
[0302] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0303] B2是C或SO；
[0304] C1是PO4；和
[0305] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐，或不存在。
[0306] 大分子单体
[0307] 本公开还提供具有下述各式之一的大分子单体：
[0308]
[0309] 其中
[0310] R1选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN；
[0311] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0312] R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-,CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在；
[0313] L是C或Si或不存在；
[0314] L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0315] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0316] A1是N；
[0317] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0318] B2是C或SO；
[0319] C1是PO4；
[0320] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在；和
[0321] j是1至约1000的整数。
[0322] 在进一步的实施方式中，本发明两性离子单体具有下述各式之一：
[0323]
[0324] 其中
[0325] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0326] R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-,CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在；
[0327] L是C或Si或不存在；
[0328] L1，L3和L4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0329] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0330] A1是N；
[0331] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0332] B2是C或SO；
[0333] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在；和j是1至约1000的整数。
[0334] 在又一实施方式中，本公开的可聚合的两性离子单体具有下述各式之一：
[0335]
[0336] 其中
[0337] R1和R6选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，C6-C12芳基，CN，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0338] R4，R5，R7和R8独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0339] R2和R3独立地选自F，Cl，Br，I，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯，ε-己内酯，CH2＝CH-C(＝O)-O-,CH2＝CH-C(＝O)-NH-，CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，OH，叠氮化物，炔，或不存在；
[0340] L0和L4是C或Si或不存在；
[0341] L1，L2，L3，L5和L6独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0342] A1是N；
[0343] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0344] B2是C或SO；
[0345] C1是PO4；
[0346] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在；和
[0347] j和k是独立选自1至约1000的整数。
[0348] 稳定化单体
[0349] 如上文所述，稳定化单体包括能够产生成氢键相互作用的部分和/或能够产生偶极子-偶极子相互作用的部分。
[0350] 在某些实施方式中，稳定化单体包含能够产生成氢键相互作用的部分。在某些实施方式中，能够产生成氢键相互作用的部分选自酰胺基团(-(NH)-(C＝O)-)，多个酰胺基团((-(NH)-(C＝O)-)n(n＝1-5))，乌拉坦基团(-(NH)-(C＝O)-O-)，多个乌拉坦基团((-(NH)-(C＝O)-O-)n(n＝1-5))，尿素基团(-(NH)-(C＝O)-(NH)-)，多个尿素基团((-(NH)-(C＝O)-(NH)-)n(n＝1-5))。
[0351] 在其它实施方式中，稳定化单体包含能够产生偶极子-偶极子相互作用的部分。在某些实施方式中，能够产生偶极子-偶极子相互作用的部分是氰基(CN)。
[0352] 能够产生偶极子-偶极子和成氢键相互作用的部分能够定位在自支撑聚合物本身的骨架上或侧挂在聚合物骨架上。
[0353] 代表性的单体包括下述单体：
[0354]
[0355] 自支撑型不污聚合物
[0356] 在又一方面，本公开提供自支撑型不污聚合物。在某些实施方式中，这些聚合物具2
有在纤维蛋白原结合测试中小于30ng/cm的纤维蛋白原结合，其中于37℃将表面与1.0mg/mL纤维蛋白原溶液(0.15M磷酸缓冲盐水，pH 7.4)温育90分钟，和大于0.5MPa的拉伸或压缩强度。
有在纤维蛋白原结合测试中小于30ng/cm的纤维蛋白原结合，其中于37℃将表面与1.0mg/mL纤维蛋白原溶液(0.15M磷酸缓冲盐水，pH 7.4)温育90分钟，和大于0.5MPa的拉伸或压缩强度。
[0357] 在某些实施方式中，聚合物具有下式：
[0358]
[0359] 具有n个重复单元-M1-(K1-Z-K2)j-M2-M1-(K3-X-K4)j-M2-，其包括j个重复单元-K1-Z-K2-和j个重复单元-K3-X-K4-。K1，K2，K3和K4是如前文在单体情况下对L所定义的连接体，并且是通过单体间的聚合反应形成的产品官能团。
[0360] 在上述式中，
[0361] K1，K2，K3和K4独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0362] R2和R3独立地选自H，F，Cl，Br，I，OH，SH，保护的硫醇，NH2，-NH-(仲胺)，N＝C＝O，N＝C＝S，COOH，COSH，C(＝S)SH，OCOOH，OCOSH，OC(＝S)OH，SC(＝O)SH，SC(＝S)SH，N(C＝O)NH2，N(C＝NH)NH2，N(C＝S)NH2，δ-戊内酯部分，ε-己内酯部分，CH2＝CH-C(＝O)-O-，CH2＝CH-C(＝O)-NH-,CH2＝CH-C(＝O)-S-，CN，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-O-，CH2＝CH(CH3)-C(＝O)-NH-，或不存在；
[0363] n是5至约10,000的整数；
[0364] j是1至约1000的整数；
[0365] M1和M2独立地选自-O-(CH2)n-，-S-(CH2)n-，-C(＝O)-(CH2)n-，-C(＝S)-(CH2)n-，-C(＝NH)-(CH2)n-和-NH-(CH2)n-，其中n是1至20的整数；-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；和
[0366] Z和X独立地选自两性离子基团。
[0367] 在某些实施方式中，两性离子基团独立地选自下述各式：
[0368]
[0369]
[0370] 其中
[0371] R1和R8选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，CN；
[0372] R4，R5，R6和R7独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基(例如，异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如，全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0373] L是C或Si或不存在；
[0374] L1，L3，L4和L5独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0375] L2独立地选自-(CH2)x-或-(CH(CN))x-，其中x是1至20的整数；
[0376] A1是N；
[0377] B1是C，S，SO，PO或PO2-；
[0378] B2是C或SO；
[0379] C1是PO4；和
[0380] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐或不存在。
[0381] 在某些进一步的实施方式中，本公开的聚合物具有下式：
[0382]
[0383] 其中
[0384] R1和R5选自氢，氟，三氟甲基，C1-C20烷基，和C6-C12芳基，CN；
[0385] R2，R3，R4和R6独立地选自氢，C1-C20烷基，C6-C12芳基，环烷基(例如异冰片基，环己基，环戊基)，氟烷基(例如全氟丁基，全氟乙基)，或不存在；
[0386] L0和L5是C或Si或不存在；
[0387] L1，L2，L3，L4，L6和L7独立地选自-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0388] M1和M2独立地选自-O-(CH2)n-，-S-(CH2)n-，-C(＝O)-(CH2)n-，-C(＝S)-(CH2)n-，-C(＝NH)-(CH2)n-和-NH-(CH2)n-，其中n是1至20的整数；-(CH2)x-，-(CH(CN))x-，-C(＝O)NH(CH2)x-，-C(＝O)O(CH2)x-，-C(＝O)OC(＝O)O(CH2)x-，-(CH2)x-O-(CH2)x-和-(CH2)x-S-S-(CH2)x-，其中各具体值的x是独立选自0至20的整数，其组合，或不存在；
[0389] B1是C，S，SO，P或PO；
[0390] B2是C或SO；
[0391] A1是N，S，P；
[0392] M选自Cl，Br，I，SO4，NO3ClO4，BF4，PF6，N(SO2CF3)2，SO3CF3，RCOO(R是C1-C20烷基)，乳酸盐，苯甲酸盐和水杨酸盐，或不存在；
[0393] 其中m与n的比率选自0.8至1.2；和
[0394] 其中m和n独立地是1至约10,000的整数。
[0395] 代表性的自支撑型两性离子聚合物和共聚物
[0396] 在一种实施方式中，本发明提供自支撑型两性离子共聚物，其制备自两性离子单体和稳定化单体，所述稳定化单体包括能够产生偶极子-偶极子相互作用或成氢键的部分。自支撑型两性离子共聚物包括两性离子的和稳定化的重复单元。在该实施方式中，稳定化基团能够是聚合物骨架的一部分。
[0397] 在又一实施方式中，本发明提供自支撑型两性离子聚合物，其制备自两性离子单体，所述单体包括能够产生偶极子-偶极子相互作用或成氢键的稳定化部分。自支撑型两性离子聚合物包括重复单元，所述重复单元包括两性离子的和稳定化的基团。在该实施方式中，稳定化基团能够是偶联至聚合物骨架的侧挂基团的一部分。
[0398] 根据这些实施方式的代表性的共聚物和聚合物包括根据下述各式的共聚物/均聚物：
[0399]
[0400] 其中m和独立地是1至约10,000的整数。在这些聚合物中，氰基部分是稳定化部分。
[0401] 代表性的原位水解的稳健的两性离子材料
[0402] 在又一方面，本公开提供交联的两性离子前体材料(在表面水解处理之后)，其具有在纤维蛋白原结合测试中小于30ng/cm2的纤维蛋白原结合，其中于37℃将表面与1.0mg/mL纤维蛋白原溶液(0.15M磷酸缓冲盐水，pH 7.4)温育90分钟，和具有大于0.5MPa的拉伸或压缩强度。在某些实施方式中，交联的两性离子前体材料包含两性离子型内铵盐前体。
[0403] 在某些实施方式中，所述两性离子前体或两性离子内铵盐前体包含(a)聚合物骨架；(b)多个阳离子中心，各阳离子中心通过第一连接体共价地偶联至聚合物骨架；(c)与各阳离子中心结合的平衡离子；和(d)通过第二连接体共价偶联至各阳离子中心的可水解的基团，其中所述可水解的基团可水解为阴离子中心，提供两性离子聚合物，其具有通过第二连接体共价偶联至阳离子中心的阴离子中心。
[0404] 在某些进一步的实施方式中，两性离子内铵盐前体具有下式：
[0405] P-(L1-N+(Ra)(Rb)-L2-A(＝O)-ORc)n(X)n，其中P是聚合物骨架，具有n个侧挂基团L1-N+(Ra)(Rb)-L2-A(＝O)-ORC)；N+是阳离子中心；Ra和Rb独立地选自氢，烷基和芳基；A(＝O)-ORC是可水解的基团，其中A选自C，S，SO，P或PO，并且Rc是卤代，烷基，环状，芳基，酰基或甲硅烷基，其可以用一个或多个取代基进一步取代；L1是将阳离子中心共价偶联至聚合物骨架的连接体；L2是将阳离子中心共价偶联至可水解基团的连接体；X"是与阳离子中心结合的平衡离子；和n是约10至约10,000的整数。
[0406] 在某些实施方式中，聚合物骨架选自丙烯酸盐/酯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸盐/酯和有机硅。
[0407] 在某些实施方式中，阳离子中心选自叔铵，叔咪唑鎓、三唑鎓、吡啶鎓、吗啉鎓或至仲铵、咪唑鎓、三唑鎓、吡啶鎓、吗啉鎓和其它阳离子单体或其组合。
[0408] 在某些实施方式中，交联剂是亲水交联剂。在某些其它实施方式中，交联剂是疏水交联剂。在某些实施方式中，交联剂是两性离子的。
[0409] 交联剂的量能够调节为按总单体重量计0.01至100重量％。
[0410] 在某些实施方式中，交联剂是二甲基丙烯酸乙二醇酯交联剂(EGDMA)。
[0411] 聚羧基内铵盐(PCB)类似物酯聚合物(具有叔胺而不是季胺，命名为PTCBE)通过羧基内铵盐(CB)类似物酯(TCBE)单体与不同的酯基团比如乙基和异冰片基制备(本文分别提为"PTCBEE"和"PTCBIBE")。为了制备PTCBE，将0.5～2重量％(相对TCBE单体)二甲基丙烯酸乙二醇酯交联剂(EGDMA)和0.1～2重量％(相对TCBE单体)偶氮二异丁腈(AIBN)与TCBE单体混合。
[0412] 交联的两性离子前体材料能够用来制备任意数量的制品和装置。例如，交联的两性离子前体材料能够铸造成盘、管状模型或任何其它定制模型。热聚合在对流炉中于50℃至150℃的温度进行2小时至5天的时间。
[0414] 稳健的自支撑型交联的两性离子前体材料的形状能够经由注塑，吹塑，挤塑，压延成形，流动铸造，压塑，不相关性模塑和3D打印构建。
[0415] 代表性的原位水解的稳健的两性离子聚合物材料的效能特征显示和描述于图1-3。
[0416] 在50℃，将PTCBIBE-2.0(2wt％交联剂，相对单体)交联散装聚合物的表面用1M NaOH水溶液浸泡简单水解。用接触角测角仪来监测PTCBIBE-2.0散装聚合物的表面水解度。在异冰片基酯被水解的情况下，表面从疏水缓慢转为超亲水，这指出具有叔胺的CB类似物成功形成。静态接触角随浸泡时间降低并且在约110小时之后变为低于10度，这指出完全表面水解，如图4所示。
[0417] 非水解的和水解的PTCBIBE-2.0的红外谱图(ATR-FTIR)示于图5。于1639和1390cm-1能够鉴定出两个新峰，其归属于COO-基团的存在，这指出酯水解和形成PCB类似物基团。另外，于3393cm-1出现增强的宽肩部，其代表水化增加导致的水信号，其是由亲水的两性离子聚合物形成所引起的。
[0418] 叔PCB类似物(其中PCB的季胺用叔胺替换)实现在生理学条件(比如pH 7.4)下的强两性离子状态。由叔PCB类似物制备的聚合物刷引起对血清或血浆的小于5±2.1ng/cm2蛋白质吸附，其经由表面等离子体共振(SPR)测得。叔胺和羧酸基团的pKa分别是8.7和2.6。在pH 7.4(PBS溶液)，叔胺倾向于质子化而羧酸倾向于脱质子化。此外，叔胺和羧酸基团足够接近以致影响各自的质子化和脱质子化，这称为增效效果，结果形成防污的两性离子结构。此处，经由酶联免疫吸附测试(ELISA)的纤维蛋白原吸附被用来测试PTCBIBE-2.0交联散装聚合物的水解表面的防污能力。组织培养物聚苯乙烯(TCPS)用作阳性对照。典型PCB不污水凝胶(制备自单体2-羧基-N,N-二甲基-N-(2'-(甲基丙烯酰基氧基)乙基)乙铵内盐和交联剂N,N'-亚甲基二(丙烯酰胺)的聚合)用作阴性对照。图6中的结果显示，具有110小时最佳浸泡时间的PTCBIBE-2.0散装聚合物显示与纤维蛋白原吸附小于30ng/cm2的PCB水凝胶相似的不污行为。
[0419] 在材料表面上的低细胞粘附在设计各种类型的生物医药装置中发挥重要作用。图7显示牛主动脉内皮细胞(BAEC)在PTCBIBE-2.0(在水解110小时之后)，PCB水凝胶(阴性对照)和TCPS(阳性对照)上的粘附行为。对所粘附的BAEC的定量统计通过MTT测试获得。在BAEC接种48小时之后，对PCB水凝胶和PTCBIBE-2.0(在水解之后)两者观察到仅很少的细胞粘附，而BAEC粘附在TCPS表面上。PTCBIBE-2.0表面与TCPS相比抑制超过95％的BAEC粘附。
BAEC粘附测试显示，PCB水凝胶和PTCBIBE-2.0(在水解之后)均具有相同优异的细胞抗粘附特性，这是由于其两性离子基团的超亲水性，其也符合纤维蛋白原吸附测试的结果。
BAEC粘附测试显示，PCB水凝胶和PTCBIBE-2.0(在水解之后)均具有相同优异的细胞抗粘附特性，这是由于其两性离子基团的超亲水性，其也符合纤维蛋白原吸附测试的结果。
[0420] PTCBIBE-2.0散装聚合物在水解过程之后的机械特性通过拉伸测试检查。如图8所示，在水解之后的机械特性稍稍降低且并未观察到显著差异。由于PTCBIBE的异冰片基酯基团稳定和优化水解时间的控制，仅最外侧聚合物层水解为超亲水的而并未牺牲其整体机械特性。拉伸测试成功证实PTCBIBE-2.0的双重特性(不污和高强度)。
[0421] PTCBE交联散装聚合物的制备描述于实施例29。
[0422] 测量聚合物机械特性(压缩和拉伸测试)和不污特性(ELISA测试)的方法分别描述于实施例30和31。
[0423] 本发明并不局限于所描述的具体实施方式，其当然可以变化。还应理解本文所用的术语是仅出于描述具体实施方式的意图，并非意在限制。
[0424] 如本文所用，单数形式"一"、"一个"和"一种"包括复数指示语，除非上下文清楚地另有所指。如此，该陈述期望充当使用针对权利要求要素的排它术语比如"仅仅"、"仅"等或使用"负"限制的在先基础。
[0425] 如本文所用，术语"一个"实体或"一种"实体是指一个或多个所述实体。例如，聚合物是指一个或多个聚合物。如此，术语"一"、"一个"、"一个或多个"和"至少一个"能够互换使用。类似地，术语"包含"、"包括"和"具有"能够互换使用。此外，如本文所用，术语"约"和"实质上"是指偏离术语目的小于5％和优选小于2％的变化。
[0426] 本文讨论的公开仅提供用于其在本申请提交日之前的公开。本文的内容并不能解释为承认本发明不能由于在先发明而享受对所述公开的优先。此外，提供的公开日可以不同于可能需要独立地确认的真实公开日。
[0427] 除非另有定义，本文所用的全部技术和科学术语具有本发明所属领域普通技术人员一般理解的相同含义。尽管与本文描述的那些相似或相同的任何方法和材料还能够用于实践或尝试本发明，描述的是优选方法和材料。本文提及的全部公开通过援引并入本文以公开和描述所引用的公开中有关的方法和/或材料。
[0429] 应认识到，本发明为了清楚而描述于分开实施方式上下文中的某些特征，还可以在单个实施方式中组合提供。相反地，本发明为了简洁而描述于单个实施方式上下文中的各种特征，还可以分开地或以任何适宜亚组合提供。实施方式的全部组合都被本发明具体涵盖并且在本文中公开，正如全部每一种组合都被单独和明确地公开。此外，全部亚组合也被本发明具体涵盖并且在本文中公开，正如全部每一种亚组合都被单独和明确地公开。
[0430] 出于举例说明而非限制本发明的意图提供下述实施例。实施例
[0431] 实施例1
[0432] 代表性的二酰胺两性离子单体
[0433] 在该实施例中，描述代表性二酰胺两性离子单体的制备。合成如下所示：
[0434]
[0435] 将甘氨酸1(1.0当量)溶于含有NaOH(1.2当量)的水。在完全溶解之后，滴加丙烯酰氯(1.2当量)和搅拌反应3小时。在反应完成之后，将溶液pH调节至2，其中化合物2以72％收率沉淀出来。
[0436] 向搅拌的化合物1(1当量)的THF溶液加入二异丙基碳二亚胺(1.5当量)和羟基苯并三唑(1.5当量)。将反应保持在0℃。在15分钟之后，加入N,N-二甲基乙二胺(1当量)。搅拌反应过夜。在反应完成之后，将反应内容物通过柱色谱法纯化，提供化合物3，58％收率。1H NMR(300MHz，DMSO-d6)δ8.36(s，1H)，7.90(s，1H)，6.82-6.62(m，1H)，6.32(ddd，J＝17.1，10.1，1.3Hz，1H)，5.62(dt，J＝10.1，1.7Hz，1H)，3.77(d，J＝5.8Hz，2H)，3.53-3.38(t，2H)，
2.45(t，J＝6.7Hz，2H)，2.32-2.20(m，6H)。
2.45(t，J＝6.7Hz，2H)，2.32-2.20(m，6H)。
[0437] 向搅拌的化合物3(1当量)的乙腈溶液，加入溴乙酸乙酯(3当量)。反应在60℃加热24小时。在反应完成之后，将反应内容物通过柱色谱法纯化，提供乙基酯保护的化合物。保护的酯用IRN-78水解、随后蒸发溶剂，提供化合物4，54％收率。1H NMR(300MHz，甲醇-d4)δ
6.45-6.20(m，2H)，5.74(dd，J＝9.8，2.2Hz，1H)，4.47(s，2H)，4.34(q，J＝7.2Hz，2H)，3.95(d，J＝9.9Hz，2H)，3.81-3.69(m，4H)，3.38(m，6H)。
6.45-6.20(m，2H)，5.74(dd，J＝9.8，2.2Hz，1H)，4.47(s，2H)，4.34(q，J＝7.2Hz，2H)，3.95(d，J＝9.9Hz，2H)，3.81-3.69(m，4H)，3.38(m，6H)。
[0438] 实施例2
[0439] 代表性的氰基-取代的两性离子单体
[0440] 在该实施例中，描述代表性的高强度氰基-取代的两性离子单体的制备。羧基内铵盐单体CB-CN-1和CB-CN-2的合成如下所示。
[0441] 单体的合成基于示于下图的N,N-二甲基氨基甲基-丙烯腈中间体。
[0442]
[0443] 一旦获得N,N-二甲基氰基丙烯酸酯，如下文所示制备CB-CN单体。
[0444]
[0445] 实施例3
[0446] 代表性的氰基-取代的两性离子单体
[0447] 在该实施例中，描述从(氰基甲基)膦酸酯制备代表性的侧链中具有氰基的氰基-取代的两性离子单体(氰基-取代的羧基内铵盐单体，CN-CB)。
[0448]
[0449] 从上述中间体，能够制备各种羧基内铵盐间隔物长度的CN-CBs。
[0450]
[0451] 实施例4
[0452] 代表性的二异氰酸酯两性离子单体
[0453] 在该实施例中，描述从两性离子二元醇制备代表性的二异氰酸酯两性离子单体(羧基内铵盐和磺基内铵盐单体)。合成如下文方案1a和1b所示。
[0454]
[0455] 实施例5
[0456] 代表性的二异氰酸酯两性离子单体
[0457] 在该实施例中，描述从二胺制备代表性的二异氰酸酯两性离子单体(羧基内铵盐和磺基内铵盐单体)。合成示于如下方案2a和2b。
[0458]
[0459] 通过与羧基内铵盐二异氰酸酯相同的合成路线获得基于磺基内铵盐的二异氰酸酯。
[0460] 合成描述如下。
[0461]
[0463]
[0464] 将化合物2的二氯甲烷溶液加入搅拌的碳酸氢钠水溶液。两相混合物在冰浴中冷却，在搅拌下一批加入三光气。在反应完成之后，收集有机层，水层用二氯甲烷萃取。经合并的有机层用Na2SO4干燥，过滤，浓缩和通过柱色谱法纯化，提供二-异氰酸酯3。
[0465]
[0466] 将N-甲基-二乙醇胺1溶于乙腈，向其加入溴乙酸叔丁酯。在反应完成之后，在真空下浓缩反应混合物。结晶残余混合物，提供希望的化合物4。
[0467]
[0468] 将化合物4的二氯甲烷溶液加入搅拌的碳酸氢钠水溶液。两相混合物在冰浴中冷却，在搅拌下一批加入三光气。在反应完成之后，收集有机层，水层用二氯甲烷萃取。经合并的有机层用Na2SO4干燥，过滤，浓缩和通过柱色谱法纯化，提供二-异氰酸酯5。
[0469]
[0470] 在0℃将溶于二氯甲烷的CbzOSu滴加至搅拌的二亚乙基三胺的DCM溶液。让反应混合物温热至室温和搅拌15小时。反应混合物然后用水洗涤。水层用二氯甲烷再萃取。经合并的有机洗涤物用硫酸钠干燥，然后过滤，提供化合物7。
[0471]
[0472] 在0℃，将溴乙酸叔丁酯的二氯甲烷溶液滴加至7的二氯甲烷和二异丙基乙胺溶液，持续30分钟时间段。让反应混合物温热至室温和搅拌过夜。反应混合物然后用1M HCl、水和盐水洗涤。浓缩有机层，余留残余物，将其进一步通过柱色谱法纯化，提供化合物8。
[0473]
[0474] 将化合物8溶于乙腈，加入碘甲烷。在60℃加热反应内容物48小时。搅拌反应内容物直至原料完全消耗。将反应混合物在真空中浓缩至干，不加进一步纯化地用于后续步骤。
[0475]
[0476] 将化合物9分散在MeOH中，加入10％Pd/C。于50psi氢化过夜。在硅藻土上过滤反应内容物，浓缩，提供化合物10，不加进一步纯化地用于后续步骤。
[0477]
[0478] 将化合物10的二氯甲烷溶液加入搅拌的碳酸氢钠水溶液。两相混合物在冰浴中冷却，在搅拌下一批加入三光气。在反应完成之后，收集有机层，水层用二氯甲烷萃取。经合并的有机层用Na2SO4干燥，过滤，浓缩，通过柱色谱法纯化，提供二-异氰酸酯11。
[0479]
[0480] 向搅拌的7的乙腈溶液加入溴乙酸钠。搅拌反应混合物过夜，产品通过结晶纯化。
[0481]
[0482] 将化合物12溶于乙腈，加入碘甲烷。在60℃加热反应内容物48小时。搅拌反应内容物直至原料完全消耗。反应混合物在真空中浓缩至干，不加进一步纯化地用于后续步骤。
[0483]
[0484] 将化合物13分散在MeOH中，加入10％Pd/C。将三乙基硅烷滴加至反应混合物。在反应完成之后，在硅藻土上过滤反应内容物，浓缩，提供化合物14，不加进一步纯化地用于后续步骤。
[0485]
[0486] 将化合物14的二氯甲烷溶液加入搅拌的碳酸氢钠水溶液。两相混合物在冰浴中冷却，在搅拌下一批加入三光气。在反应完成之后，收集有机层，水层用二氯甲烷萃取。经合并的有机层用Na2SO4干燥，过滤，浓缩，纯化，提供二异氰酸酯15。
[0487] 实施例6
[0488] 代表性的二异氰酸酯两性离子单体
[0489] 在该实施例中，描述从二元醇制备代表性的二异氰酸酯两性离子单体(磷酸内铵盐和磷酸胆碱单体)。合成示于下述方案3和4。
[0490]
[0491] 化合物16，19和21还能够用保护的醇合成，在合成终点裂除保护基团。二醇21还能够转化为相应二异氰酸酯，其使用对从16制备二异氰酸酯17所描述的标准程序。
[0492]
[0493] 在-20℃将化合物18溶于THF和滴加至搅拌的乙二醇和TEA溶液。在该温度搅拌反应内容物过夜。滤出沉淀，真空浓缩滤液，提供化合物16。
[0494]
[0495] 向搅拌的化合物18的乙腈溶液加入N-甲基-二乙醇胺。将反应温度逐渐增加至60℃。在反应完成之后，真空浓缩反应混合物，产品通过结晶纯化。
[0496]
[0497] 在-20℃向搅拌的MeOH、TEA和THF溶液加入化合物18。在反应完成之后，滤出沉淀的白色固体，真空浓缩溶液，纯化所得混合物，提供化合物20。
[0498]
[0499] 向搅拌的化合物20的乙腈溶液加入N-甲基-二乙醇胺。反应温度逐渐增加至60℃。在反应完成之后，真空浓缩反应混合物，产品通过结晶纯化。
[0500]
[0501] 将化合物16的二氯甲烷溶液加入搅拌的碳酸氢钠水溶液。两相混合物在冰浴中冷却，在搅拌下一批加入三光气。在反应完成之后，收集有机层，水层用二氯甲烷萃取。经合并的有机层用Na2SO4干燥，过滤，浓缩，通过柱色谱法纯化，提供二异氰酸酯17。
[0502] 其它代表性的两性离子的二异氰酸酯单体包括：
[0503]
[0504] 实施例7
[0505] 代表性的二醇两性离子单体
[0506] 在该实施例中，描述代表性的二醇两性离子单体的制备。合成示于方案5。
[0507]
[0508] 能够如上文所述制备的代表性两性离子二元醇包括下述：
[0509]
[0510] 实施例8
[0511] 代表性的两性离子大分子单体
[0512] 在该实施例中，描述从两性离子前体制备代表性的两性离子大分子单体(大分子二醇和大分子二胺)。
[0513] 两性离子前体如下所示制备。
[0514]
[0515] N-叔丁氧基羰基-N-甲基-乙醇胺(2)。将N-甲基-乙醇胺溶于1N氢氧化钠，将溶液冷却至0℃。将二碳酸二叔丁酯加入混合物，搅拌反应，让其温热至室温过夜。产品然后用乙酸乙酯萃取，经合并的有机相在无水硫酸钠上干燥。在减压除去乙酸乙酯之后，获得无色的纯产品。
[0516] N-叔丁氧基羰基-N-甲基-2-氨基乙基-甲基丙烯酸酯(3)。将N-叔丁氧基羰基-N-甲基-乙醇胺和三乙胺溶于无水二氯甲烷，将溶液冷却至0℃。滴加甲基丙烯酰氯，在室温下搅拌溶液。在0℃通过缓慢加入冰水猝灭反应，然后用二氯甲烷稀释。分离各溶剂相，有机相用H2O和盐水洗涤。在硫酸钠上干燥之后，减压除去溶剂，将粗制混合物通过硅胶色谱法纯化。获得纯产品，是黄色油状物。
[0517] N-甲基-2-氨基乙基-甲基丙烯酸酯(4)。将N-叔丁氧基羰基-N-甲基-2-氨基乙基-甲基丙烯酸酯溶于无水二氯甲烷。加入三氟乙酸，在室温下搅拌反应混合物。减压除去溶剂，将粗制残余物通过硅胶色谱法纯化。获得纯产品，是浅黄色油状物。
[0518] 2-((2-乙氧基-2-氧代乙基)(甲基)氨基)乙基甲基丙烯酸酯(5)(R是乙基)。将N-甲基-氨基乙基-甲基丙烯酸酯和三乙胺溶于无水乙腈。滴加溴乙酸乙酯，在60℃搅拌混合物。将反应冷却至室温，减压除去溶剂。将粗制残余物溶于乙酸乙酯，有机相用H2O洗涤。在硫酸钠上干燥和蒸发溶剂之后，将粗制混合物通过硅胶色谱法纯化。获得纯产品，是浅褐色油状物。
[0519] 2-((2-(叔丁氧基)-2-氧代乙基)(甲基)氨基)乙基甲基丙烯酸酯(6)(R是叔丁基)。将N-甲基-氨基乙基-甲基丙烯酸酯和三乙胺溶于无水乙腈。滴加溴乙酸叔丁酯，在60℃搅拌混合物。将反应冷却至室温，减压除去溶剂。将粗制残余物溶于乙酸乙酯，有机相用H2O洗涤。在硫酸钠上干燥和蒸发溶剂之后，将粗制混合物通过硅胶色谱法纯化。获得纯产品，是浅黄色油状物。
[0520] 合成两性离子的大分子二醇或大分子二胺
[0521] 两性离子的大分子二醇或大分子二胺能够通过分步聚合、自由基链增长聚合、或活性自由基聚合来合成。实施例是如下：
[0522] 大分子二醇通过可逆的加成裂解链转移聚合(RAFT)来制备；
[0523] 大分子二醇通过在链转移剂存在下的自由基聚合来制备；和
[0524] 大分子二醇或大分子二胺通过原子转移自由基聚合(ATRP)来制备。
[0525] 实施例9
[0526] 代表性的两性离子聚氨酯
[0527] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚氨酯的制备。合成示于下述方案6。
[0528]
[0529] 向搅拌的二异氰酸酯3的无水乙腈溶液加入化合物2。反应内容物在60℃在惰性氮气存在下加热。在聚合之后，叔丁基保护基团脱保护用TFA/DCM进行，随后用IRN-78中和，提供希望的聚氨酯。
[0530] 该实施例显示用保护的羧基内铵盐(CB)合成两性离子聚氨酯(PU)。该方法可直接用于合成保护的或未保护的CB，SB，PB和PC。
[0531] 实施例10
[0532] 代表性的混合带电单体
[0533] 在该实施例中，描述代表性的混合电荷单体的制备。可聚合的混合带电单体或混合带电单体的前体用于经由缩聚/加聚合成不污的两性离子聚合物。
[0534] 混合带电的缩聚物能够制备如下：将阳离子单体2-异氰酸基-N-(2-异氰酸基乙基)-N,N-二甲基乙铵溴化物与可水解的疏水单体5-羟基-3-(2-羟基乙基)戊酸乙酯共聚。使用缩聚(方案7)。合成代表性的混合电荷聚氨酯示于方案7。
[0535]
[0536] 方案7.合成代表性的混合电荷聚氨酯。
[0537] 实施例11
[0538] 代表性的两性离子聚合物，通过缩聚反应
[0539] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物(线性羧基内铵盐)的制备。两性离子聚合物通过潜在的两性离子二胺与潜在的两性离子二酯的缩聚反应制备。
[0540]
[0541] 将二胺和二酯的溶液混合物加热至140-190℃。在完成(4-8小时)后，粗制产品用TFA处理，提供两性离子线型聚合物。
[0542] 单体A和B能够如下文描述合成：
[0543]
[0544] 单体A：在室温向胺1(10mmol)的THF/MeOH溶液(1:1，200mL)加入K2CO3(20mmol)。然后将溴化合物(10mmol)加入悬浮液，搅拌混合物2h。加入H2O，混合物用EtOAc萃取，用盐水洗涤，用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，提供粗制仲胺，其不加纯化地用于后续步骤。向该粗制仲胺(10mmol)的THF溶液加入溴乙酸叔丁酯(11mmol)。搅拌混合物4小时，在真空下除去溶剂。残余物用快速柱(MeOH：CH2Cl2 1：10)纯化，提供单体A(70％，2步)。
[0545] 1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.44(s，9H)，2.44(t，J＝7.9Hz，4H)，2.96((t，J＝7.9Hz，4H)，3.28(s，2H)，3.65(s，6H)。
[0546]
[0547] 单体B：在室温向二亚乙基三胺(10mmol)的THF(100mL)溶液加入Boc酸酐(20mmol)和DMAP(1mmol)。将混合物搅拌4小时，倾倒入H2O(50mL)。水层用EtOAc(3X)萃取，经合并的有机用盐水洗涤，用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，提供粗制仲胺，其不加纯化地用于后续步骤。向粗制仲胺(10mmol)的THF溶液加入溴乙酸叔丁酯(11mmol)。搅拌混合物4小时，在真空下除去溶剂。残余物用快速柱(MeOH：CH2Cl2 1：10)纯化，提供完全保护的前体。Boc保护基团然后用TFA/CH2Cl2在室温脱保护2小时。混合物用含水NaOH中和，用CH2Cl2萃取，用盐水洗涤，用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，提供所希望的粗制单体，其用快速柱(MeOH：CH2Cl2 1：5)纯化，提供单体B(62％，2步)。
[0548] 1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.44(s，9H)，2.51(t，J＝6.2Hz，4H)，2.96(m，4H)，3.28(s，2H)。
[0549] 实施例12
[0550] 代表性的可降解两性离子聚合物，通过缩聚反应
[0551] 在该实施例中，描述代表性的可降解两性离子聚合物(聚合物骨架中包括酯键的线性羧基内铵盐)的制备。两性离子聚合物通过潜在的两性离子二醇胺与潜在的两性离子二酯的缩聚反应制备。
[0552]
[0553] 单体A和B能够如下文描述合成：
[0554]
[0555] 单体A：在室温向胺1(10mmol)的THF/MeOH(1:1，200mL)溶液加入K2CO3(20mmol)。然后将溴化合物(10mmol)加入悬浮液，搅拌混合物2h。加入H2O，混合物用EtOAc萃取，用盐水洗涤，用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，提供粗制仲胺，其不加纯化地用于后续步骤。向该粗制仲胺(10mmol)的THF溶液加入溴乙酸叔丁酯(11mmol)。搅拌混合物4小时，在真空下除去溶剂。残余物用快速柱(MeOH：CH2Cl2 1：10)纯化，提供单体A(70％，2步)。
[0556] 1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.44(s，9H)，2.44(t，J＝7.9Hz，4H)，2.96((t，J＝7.9Hz，4H)，3.28(s，2H)，3.65(s，6H)。
[0557]
[0558] 单体B：在室温向二亚乙基三胺(10mmol)的THF(100mL)溶液加入Boc酸酐(20mmol)和DMAP(1mmol)。搅拌混合物4小时，倾入H2O(50mL)。水层用EtOAc(3X)萃取，经合并的有机相用盐水洗涤，用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，提供粗制仲胺，其不加纯化地用于后续步骤。向粗制仲胺(10mmol)的THF溶液加入溴乙酸叔丁酯(11mmol)。搅拌混合物4小时，在真空下除去溶剂。残余物用快速柱(MeOH：CH2Cl21：10)纯化，提供完全保护的前体。然后在室温用TFA/CH2Cl2使Boc保护基团脱保护2小时。混合物用含水NaOH中和，用CH2Cl2萃取，用盐水洗涤，和用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，提供所希望的粗制单体，其用快速柱(MeOH：CH2Cl2 1：5)纯化，提供单体B(62％，2步)。
[0559] 1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.44(s，9H)，2.51(t，J＝6.2Hz，4H)，2.96(m，4H)，3.28(s，2H)。
[0560] 单体A如实施例11的描述合成。
[0561] 在转酯基化催化剂存在下，将二醇和二酯溶液混合物加热至140-190℃。在完成(4-8小时)后，粗制产品用TFA处理，提供两性离子的线型聚合物，分子量约26,000，如GPC所确定。
[0562] 实施例13
[0563] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：含酯骨架
[0564] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括酯键的羧基内铵盐。两性离子聚合物通过在丙烯酸酯与胺之间的Michael加成制备。
[0565]
[0566] 在上述方案中，将2-氨基乙基丙烯酸酯加至THF/三乙胺，然后加入溴乙酸叔丁酯以形成仲胺羧基内铵盐-丙烯酸叔丁酯，提供单体(a)，其在有利于各胺与丙烯酸酯Michael加成而非丙烯酸自由基聚合形成聚(酯CB-tBu)的条件下反应(b)，随后用碘甲烷处理以甲基化所得叔胺(c)，用TFA水解叔丁基酯，用IRN-78碱性离子交换树脂中和。
[0567] 实施例14
[0568] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：含酰胺骨架
[0569] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括酰胺键的羧基内铵盐。两性离子聚合物通过在丙烯酰胺与胺之间的Michael加成制备。
[0570] 由于聚合物骨架中的酰胺，该线性CB聚合物仅是最低生物可降解的。聚合物适用于希望长期聚合物稳定性的应用。
[0571]
[0572] 在上述方案中，将氨基乙基甲基丙烯酰胺加至3-溴丙酸叔丁酯/THF以形成2°胺CB丙烯酰胺-tBu(a)，将其在酸性条件下用TFA脱保护，提供单体(b)，将其置于催化溶液(例如pH＝9，用三乙胺或碳酸盐调节)以引发Michael-类型加成聚合，让该反应在室温下进行多至1周(c)，加入碘甲烷以使得叔胺甲基化(d)。聚合物通过透析或尺寸分级而纯化。
[0573] 实施例15
[0574] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：含硫醚和酯的骨架
[0575] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括硫醚和酯键的羧基内铵盐。两性离子聚合物通过烯烃-硫醇点击加成制备。
[0576] 合成聚(硫化物羧基内铵盐)(PSCB)的示意性描述如下所示。必须始终注意不要氧化硫醇基团以避免二硫化物形成。在部分I中，形成tBu-保护的含有叔胺的丙烯酸酯单体。在部分II中，产生三苯甲基保护的、溴乙酰胺硫醇组分。最终，这两种化合物在乙腈中于70℃反应，产生三苯甲基-保护的单体，其用来产生PSCB。随后，将该单体脱保护并一锅聚合以最小化二硫化物在脱保护之后形成的机会。为了使硫醇脱保护，用搅拌子将三乙基硅烷和TFA以1:2体积比加入溶于脱气DCM的经保护的单体。反应用针通气，快速搅拌15分钟直至颜色变化指出脱保护完成。三乙基硅烷充当捕获剂以预防硫醇的再保护。溶液再次脱气，通过加入TEA(或其它碱性催化剂)或己基胺/膦(或其它亲核催化剂)引发聚合。搅拌聚合反应48小时，观察颜色或粘度变化。最终，产品通过重复沉淀和透析纯化。
[0577]
[0578] 实施例16
[0579] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：含二硫化物和酰胺的骨架
[0580] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括二硫化物和酰胺键的线性羧基内铵盐。线型聚合物通过两性离子二胺与两性离子二丙烯酸酯的Michael加成形成。
[0581]
[0582] 实施例17
[0583] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：二丙烯酸酯和仲二胺
[0584] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括酯键的线性羧基内铵盐。线型聚合物通过潜在两性离子二胺与两性离子二丙烯酸酯的Michael加成形成。
[0585]
[0586] 在上述方案中，两性离子二丙烯酸酯在三乙胺/水混合物中用乙二胺二乙酸处理6天。
[0587] 将保护的叔胺两性离子二丙烯酸酯(0.25g，0.00076mol)与乙二胺二乙酸(0.1g，0.000568mol)在甲醇(8mL)/水(1mL)混合物中于三甲胺(2mL)存在下混合6天。溶液变为褐色。通过旋蒸除去溶剂。聚合物通过在THF中沉淀而纯化。脱保护反应在二氯甲烷中用三氟乙酸进行，随后用IRN-78碱性离子交换树脂中和。最终的聚合物通过在四氢呋喃(THF)中沉淀纯化。
[0588] 实施例18
[0589] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：二丙烯酸酯和仲二胺
[0590] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括酯键的线性羧基内铵盐。线型聚合物通过潜在两性离子仲二胺与两性离子二丙烯酸酯的Michael加成形成。
[0591]
[0592] 在上述方案中，两性离子二丙烯酸酯用乙二胺二乙酸在三乙胺/水混合物中处理6天。
[0593] 在典型反应中，在圆底烧瓶中加入0.47g(0.0015mol)两性离子二丙烯酸酯和0.205g(0.011mol)乙二胺二乙酸。然后将10g水加至烧瓶，随后加入0.35g三乙基胺(3x摩尔过量)。溶液变得透明且变为褐色。让溶液在室温下搅拌6天。用旋蒸方法浓缩溶液。最终的聚合物通过在充当非溶剂的四氢呋喃(THF)中沉淀聚合物而纯化。在MALDI分析中，发现聚合物具有1000-3000Da的分子量。
[0594] 实施例19
[0595] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：二丙烯酸酯和仲二胺
[0596] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括酯键的线性羧基内铵盐。线型聚合物通过潜在两性离子仲二胺与两性离子二丙烯酸酯的Michael加成形成。
[0597] 合成该聚合物的典型实例牵涉在两性离子二丙烯酸酯与二(仲胺)之间的Michael加成反应。如果在该反应中使用过量二丙烯酸酯，则最终的聚合物将在两端都具有丙烯酸酯并且可用作可降解的交联剂。
[0598]
[0599] 在上述方案中，两性离子二丙烯酸酯用乙二胺二乙酸在甲醇/水混合物中在三乙基胺碱存在下处理6天。用冻干方法从聚合物除去溶剂。最终的聚合物通过用充当非溶剂的四氢呋喃(THF)纯化。
[0600] 实施例20
[0601] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：二丙烯酸酯和氨基酸
[0602] 在该实施例中，描述代表性的线性两性离子聚合物的制备。线型聚合物通过氨基酸(例如甘氨酸)与二丙烯酸酯的Michael加成形成。
[0603]
[0604] 在上述方案中，二丙烯酸酯用甘氨酸(氨基酸)在甲醇/水混合物中处理，提供线型聚合物。
[0605] 在典型反应中，将5g甘氨酸(0.066mol)用22g四甘醇二丙烯酸酯(0.066mol)在20g(0.199mol)三甲胺存在下于20g水中处理。让反应在室温下于三乙胺碱存在下进行6天。用冻干方法从聚合物除去溶剂。最终的聚合物通过在充当非溶剂的四氢呋喃(THF)中沉淀而纯化。所得聚合物的分子量是约2500，如MALDI所测。
[0606] 实施例21
[0607] 代表性的两性离子聚合物，通过Michael加成：二丙烯酸酯和氨基酸
[0608] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物的制备，其是聚合物骨架中包括酯键的线性羧基内铵盐。线型聚合物通过氨基酸(例如甘氨酸)与两性离子二丙烯酸酯的Michael加成形成。
[0609]
[0610] 在上述方案中，两性离子二丙烯酸酯用甘氨酸(氨基酸)在甲醇/水混合物中于三乙胺碱存在下处理6天。用冻干方法从聚合物除去溶剂。最终的聚合物通过用四氢呋喃(THF)充当非溶剂纯化。
[0611] 实施例22
[0612] 代表性的两性离子聚合物，通过开环复分解聚合
[0613] 在该实施例中，描述通过开环复分解聚合(ROMP)制备代表性的两性离子聚合物。两性离子单体(3-环戊烯-1-羧酸)和两性离子聚合物经由开环复分解的合成如下所示。
[0614]
[0615]
[0616] 参照上述方案，用氯甲酸异丁酯将3-环戊烯-1-羧酸1与N,N-二甲基乙醇胺偶联，提供化合物2。将化合物2与溴乙酸乙酯反应，提供乙基保护的两性离子单体3。
[0617] 合成ROMP单体：向搅拌的环戊-3-烯羧酸(1.0当量)的50ml THF溶液加入NMM(1.0当量)。将溶液冷却至0℃。在10分钟之后，加入氯甲酸异丁酯(1.1当量)。在搅拌15分钟之后，加入N,N'-二甲基乙二胺(1.1当量)和NMM(1.1当量)。让反应搅拌2小时，反应内容物通过快速色谱法纯化，提供希望的化合物2，84％收率。化合物2(1.0当量)然后处理入10ml乙腈，加入溴乙酸乙酯(1.1当量)。反应在55℃搅拌2小时，提供粗制产品，然后将其通过快速色谱法纯化，提供希望的化合物，67％收率。
[0618] 1H NMR(500MHz，氘氧化物)δ5.69(m，2H)，4.35(s，2H)，4.29(q，J＝7.2Hz，2H)，3.76(m，2H)，3.69(m，2H)，3.33(s，6H)，3.07(m，1H)，2.67-2.60(m，2H)，2.46(m，2H)，1.28(t，J＝7.1Hz，3H)。
[0619] 通过开环复分解聚合合成两性离子聚合物
[0620] 向搅拌的钌催化剂的含水HCl溶液加入两性离子ROMP单体4，反应在45℃进行。在完成后，聚合反应用三甘醇甲基乙烯醚终止。
[0621] 实施例23
[0622] 代表性的两性离子聚合物，通过开环聚合
[0623] 在该实施例中，描述通过开环聚合制备代表性的两性离子聚合物。合成两性离子单体，单体开环聚合产生线性两性离子聚合物，如下所示。
[0624]
[0625] 合成内酯单体：向哌啶-4-酮(10mmol)的THF(20mL)溶液加入溴乙酸叔丁酯(11mmol)，搅拌混合物4小时。将混合物倾至H2O和用EtOAc(3X)萃取。经合并的有机相用盐水洗涤，用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，提供粗制胺酮，其不加纯化地用于后续步骤。在0℃向粗制胺酮(1mmol)的CH2Cl2悬浮液加入间-CPBA(2mmol)。在室温搅拌混合物8小时。加入含水Na2S2O3，混合物用CH2Cl2萃取，用盐水洗涤，用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，残余物用快速柱(MeOH：CH2Cl21:4)纯化，提供希望的内酯(40％，3步)。
[0626] 1H NMR(400MHz，CDCl3)δ1.47(s，9H)，2.52(t，J＝7.9Hz，2H)，2.94t，J＝7.9Hz，2H)，3.26(s，2H)，3.80(m，2H)，4.25(m，2H)。
[0627]
[0628] 使内酯开环，随后用TFA/DCM处理和IRN-78树脂中和，提供线性两性离子聚合物。
[0629] 实施例24
[0630] 代表性的两性离子聚合物，通过开环聚合
[0631] 在该实施例中，描述通过开环聚合制备代表性的两性离子聚合物。线性支化的两性离子聚合物(聚羧基内铵盐)的合成如下所示。
[0632]
[0633] 参照上述方案，制备聚(甲基氮丙啶)(PMEI)，然后溶于无水DMF(0.05:1)。将溴乙酸叔丁酯以三倍摩尔过量加入叔胺。反应在60℃进行过夜。产品通过再溶解入新DMF而沉淀入醚三次。将聚(羧基内铵盐叔丁基酯)溶于最少的三氟乙酸(TFA)。脱保护反应3小时。通过在醚中沉淀获得聚合物产品，溶于水，通过透析3天进一步纯化。然后冻干溶液，提供纯的白色固体。
[0634] 实施例25
[0635] 代表性的两性离子聚合物：线性聚羧基内铵盐
[0636] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物即线性聚羧基内铵盐的制备，如下所示。
[0637]
[0638] 参照上述方案，将DL-丝氨酸在过量亚硫酰氯存在下用乙醇酯化。随后的还原胺化用甲醛和三乙酰氧基硼氢化钠(STAB-H)的混合物实现，提供N,N-二甲基化的丝氨酸酯(a)。羟基的溴化通过将单体与亚硫酰溴反应而完成(b)。聚合物通过在水和甲醇的溶液中回流形成，乙基酯的水解产生线性羧基内铵盐(c)。聚合物的二甲胺端用过量碘甲烷在50℃甲基化封端(d)。
[0639] 实施例26
[0640] 代表性的两性离子聚合物：双交替电荷线性聚羧基内铵盐
[0641] 在该实施例中，描述代表性的两性离子聚合物即双交替电荷线性聚羧基内铵盐的制备，如下所示。
[0642]
[0643] 参照上述方案，将1.52g的2,3-二溴丁二酸(0.0055mol)和0.645g的四甲基乙二胺(0.0055mol)溶于10mL水和10mL 2-丙醇的混合物。溶液在110℃回流1天。通过在THF中沉淀获得聚合物，通过重复沉淀纯化。
[0644] 实施例27
[0645] 代表性的两性离子聚合物：基于脯氨酸的线型聚合物，通过缩聚
[0646] 在该实施例中，描述通过缩聚制备代表性的两性离子聚合物即基于脯氨酸的线型聚合物，如下所示。
[0647]
[0648] 在上述方案中，在140℃在真空下用辛酸亚锡催化剂将乙酸叔丁酯保护的羟基脯氨酸聚合。叔丁基脱保护通过三氟乙酸进行，获得基于脯氨酸的线性两性离子聚合物。
[0649] 在140℃、在辛酸亚锡催化剂存在下、在真空下，使叔胺保护的羟基脯氨酸进行缩聚反应。反应进行6小时。最终的聚合物是褐色、粘性、高度粘稠的物质，其可溶于有机溶剂比如氯仿和二氯甲烷。氘化氯仿中的质子NMR用来确认叔丁基的存在。叔基团如下脱保护：在室温下在二氯甲烷中将聚合物用三氟乙酸处理。最终的基于脯氨酸的两性离子聚合物通过MALDI-ToF分析具有约2000的分子量。
[0650] 实施例28
[0651] 代表性的端基后修饰
[0652] 在该实施例中，描述各种聚合物形成后的修饰。形成后的修饰包括转化为一-甲基丙烯酸酯，转化为可交联的聚合物(二甲基丙烯酸酯)，为了结合至蛋白质而修饰，为了表面包衣而修饰。
[0653] 甲基丙烯酸酯
[0654]
[0655] 交联剂
[0656]
[0657] 蛋白质结合
[0658]
[0659] X＝-SH，-NH2。
[0660] 表面包衣
[0661]
[0662] X＝-SH，-NH2，硅烷，(二羟基苯基胺)DOPA，醛，-COOH，环氧基。
[0663] 实施例29
[0664] 制备PTCBE交联的散装聚合物
[0665] 用片状模具和管状模具将含有TCBE单体，0.5、1.0、1.5或2.0重量％(相对TCBE单体重量)交联剂EGDMA和1重量％(相对TCBE单体重量)引发剂AIBN的反应混合物热聚合。反应混合物中的氧通过氮气鼓泡60分钟除去。应注意在该系统中并未使用溶剂。采用不同交联剂的PTCBE散装聚合物编码为PTCBE-x，其中x代表交联剂相对TCBE单体重量的wt％。对于片状模具，在用聚四氟乙烯(PTFE)间隔物分开0.5mm厚的两个玻璃显微镜载玻片之间聚合溶液：于50℃进行3天、随后在80℃再进行3小时。对于管状模具，将溶液投入内径5mm的管中。在37℃、在10mM磷酸缓冲盐水(PBS)缓冲溶液(pH 7.4)中彻底浸泡所获得的PTCBE散装聚合物样品直至平衡，随后测试机械特性。对于生物学特性的测试，将平衡样品在UV 254nm下灭菌45分钟。
[0666] 实施例30
[0667] 测量机械特性的方法：压缩和拉伸测试
[0668] 进行压缩和拉伸测试以记录PTCBE样品的机械行为。用拉伸-压缩测试仪(配有10kN负载单元的Instron 5543A机械测试仪(Instron Corp.，Norwood，MA))来实施测试。对于压缩测试，从管状模具制备圆柱样品，其分别具有5mm和4mm的直径和高度。将圆柱样品以
1mm/min速率压缩至破损，并从初始的10％应变计算压缩模量。各PTCBE样品通过测试5个样本获得平均数据。记录折断压缩应力，折断压缩应变和压缩模量。对于拉伸测试，将从片状模具制备的样品切割为矩形件，尺度为20mm*2mm*0.5mm。十字头速度设定为10mm/min，各PTCBE样品通过测试5个样本获得平均数据。记录折断拉伸应力、折断拉伸应变和自动杨氏模量。
1mm/min速率压缩至破损，并从初始的10％应变计算压缩模量。各PTCBE样品通过测试5个样本获得平均数据。记录折断压缩应力，折断压缩应变和压缩模量。对于拉伸测试，将从片状模具制备的样品切割为矩形件，尺度为20mm*2mm*0.5mm。十字头速度设定为10mm/min，各PTCBE样品通过测试5个样本获得平均数据。记录折断拉伸应力、折断拉伸应变和自动杨氏模量。
[0669] 实施例31
[0670] 测量不污特性的方法：ELISA测试
[0671] 为了测量纤维蛋白原(Fg)吸附，首先将全部盘状样品(直径5mm，切割自片状模具制成的样品)，其具有相同表面积、包括阳性对照(组织培养物聚苯乙烯(TCPS))和阴性对照(常规防污性聚羧基内铵盐(PCB)水凝胶)，与含有1mg/ml Fg和1ug/ml辣根过氧化物酶(HRP)缀合的抗纤维蛋白原的1ml PBS溶液温育1.5小时。取出全部样品，随后用纯PBS缓冲剂洗涤5次。最终，将全部样品转移至新的24-孔板。对于辣根过氧化物酶(HRP)缀合的抗-纤维蛋白原1-1000ng/mL的浓度范围以两倍系列稀释确定标准曲线。然后将1ml的1mg/ml邻-苯二胺(OPD)0.1M柠檬酸磷酸pH 5.0缓冲剂(含有0.03％过氧化氢)分别加入样品和辣根过氧化物酶(HRP)缀合的抗-纤维蛋白原的孔中。在温育15分钟之后，通过加入等体积2M H2SO4停止反应。于492nm的吸光度值通过读板器记录。各样品平均5个样本以比较。
[0672] 虽然示例性实施方式已有说明和描述，应认识到能够进行各种变化而不背离本发明的主旨和范围。
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