MÉTODO PARA TRATAR SUPERFICIES CON COPOLÍMEROS.

Método para tratar por lo menos una superficie de un sustrato que contiene átomos de hidrógeno lábiles para conferirle propiedades citotóxicas o propiedades de adhesión celular,

caracterizado porque comprende por lo menos una etapa que consiste en exponer, dentro de un medio líquido, dicho sustrato o una superficie del mismo a por lo menos un copolímero, conteniendo dicho copolímero por lo menos una unidad monomérica de tipo A que incluye por lo menos un sitio reactivo para la unión a dicho sustrato o a dicha superficie mediante enlaces covalentes, y por lo menos una unidad monomérica de tipo B que incluye por lo menos una molécula antimicrobiana, antivírica y/o antifúngica o de adhesión celular, llevándose a cabo dicha etapa para promover el injerto covalente de dicho copolímero en dicho sustrato o una superficie del mismo

La presente invención se refiere a un método para tratar por lo menos una superficie de un sustrato, y más particularmente para conferirle propiedades de adhesión celular o propiedades citotóxicas tales como propiedades antibióticas, bactericidas, viricidas y/o fungicidas. También se refiere a un copolímero estadístico útil 5 para llevar a cabo este tratamiento, y a su procedimiento de preparación.

Por razones obvias relacionadas con una vida sana, existe la necesidad de materiales capaces de exterminar microorganismos nocivos. Tales materiales se podrían usar para revestir superficies de objetos para proporcionarles propiedades antibióticas, bactericidas, viricidas y/o fungicidas permanentes, para hacerlos 10 antisépticos y de este modo hacerlos incapaces de transmitir infecciones bacterianas o fúngicas.

Es bien sabido que las moléculas cargadas en disolución son capaces de exterminar bacterias. Sin embargo, se ha observado más recientemente que las cargas unidas a superficies pueden exterminar bacterias con el contacto. Todas llevan cargas catiónicas, positivas, como amonio cuaternario (Thome et al., Surface and Coating 15 technology 174-175, 584-587, 2003) o fosfonio (Kanazawa et al., J. Polymer Sci. Part A: Polym. Chem. 32, 1467-1472, 1993; Popa et al., Reactive and Functional Polymers 55, 151-158, 2003). Por ejemplo, el documento WO 98/04296 proporciona superficies de sustratos con propiedades antibióticas, bactericidas, fungicidas o viricidas permanentes uniéndoles moléculas antibióticas mediante enlaces covalentes vía uno o más “espaciadores”. Dicho “espaciador” comprende una cabeza que se puede injertar en el sustrato, una cadena alquílica y una función 20 terminal exterior que injerta la molécula bioactiva. Sin embargo, dicho procedimiento no es fácil de implementar, en particular en tanto que se requieren dos etapas, la primera para injertar el espaciador en el sustrato, y la segunda para injertar la molécula bioactiva a la función terminal de dicho espaciador.

También está bien establecido que el injerto de polímeros de peso molecular elevado que poseen grupos 25 catiónicos puede ser útil para conferir propiedades citotóxicas a superficies sólidas.

Tales tratamientos, que todavía no se han industrializado, son prometedores debido a que podrían proporcionar un enfoque para el control de la proliferación de bacterias. Contrariamente a moléculas citotóxicas clásicas, el tratamiento es permanente, las superficies son reutilizables, y no se liberan moléculas al entorno. 30 También representan una alternativa interesante frente a cepas bacterianas que se han hecho resistentes a antibióticos. En la mayoría de los casos, el polímero está hecho de monómeros vinílicos que contienen grupos amino primarios, secundarios o terciarios que se convierten más tarde en grupos amonio cuaternario.

Hasta ahora se han desarrollado dos enfoques diferentes: 35

en el primer caso, se injertan químicamente polímeros preformados sobre la superficie. Por ejemplo, el documento WO 02/085542 describe un método para unir covalentemente a una superficie, por ejemplo una placa de vidrio, una polivinilpiridina N-alquilada, a fin de hacer bactericida a la superficie. Sin embargo, el método descrito comprende por lo menos tres etapas de preparación para formar la capa inmovilizada sobre 40 la superficie, y enormes cantidades de moléculas reactivas con respecto a las injertadas.

En el segundo caso, la cadena polimérica se hace crecer directamente desde la superficie usando polimerización radicálica de transferencia de átomos. El polímero neutro unido se convierte entonces en un polielectrolito mediante una reacción de alquilación in situ. Este método se describe, por ejemplo, en Lee et al. 45 “Permanent, non leaching, antibacterial surfaces”, Biomacromolecules 5, 877-882, 2004.

Sin embargo, estos métodos presentan inconvenientes que son obstáculos importantes frente a la industrialización del procedimiento. De hecho, requieren una química elaborada que implica varias etapas en disolventes orgánicos volátiles tales como nitrometano. 50

Además, desde el documento DE 19952222, se conocen copolímeros de acriloilaminoalquilo que presentan propiedades antimicrobianas.

Por lo tanto, todavía existe la necesidad de encontrar métodos más simples y más eficientes para tratar 55 superficies y conferirles propiedades antimicrobianas, antivíricas y/o antifúngicas.

Además, existe la necesidad de encontrar métodos para crear propiedades de adhesión celular apropiadas para un sustrato dado a fin de extraer microorganismos de un medio sin exterminarlos, para fines analíticos. 60

Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para tratar por lo menos una superficie de un sustrato que contiene hidrógeno lábil para conferirle propiedades citotóxicas o propiedades de adhesión celular, caracterizado porque comprende por lo menos una etapa que consiste en exponer, en un medio líquido, a dicho sustrato o una superficie del mismo a por lo menos un copolímero, conteniendo dicho copolímero 65 por lo menos una unidad monomérica de tipo A que incluye por lo menos un sitio reactivo para la unión a dicho

sustrato o a dicha superficie mediante enlaces covalentes, y por lo menos una unidad monomérica de tipo B que incluye por lo menos una molécula antimicrobiana, antivírica y/o antifúngica o de adhesión celular, llevándose a cabo dicha etapa para promover el injerto covalente de dicho polímero a dicho sustrato o una superficie del mismo.

Según una forma de realización adicional del método de la invención, dicho método implica una etapa 5 consecutiva de secado tras la etapa que consiste en tratar dentro de un medio líquido dicho sustrato o superficie del mismo con por lo menos un copolímero estadístico.

Según otro aspecto de la invención, se proporciona un copolímero estadístico citotóxico o de adhesión celular que contiene por lo menos una unidad monomérica de tipo A y por lo menos una unidad monomérica de tipo 10 B, caracterizado porque la unidad monomérica de tipo A contiene por lo menos un sitio reactivo para la unión a un sustrato o una superficie que contiene átomos de hidrógeno lábiles mediante enlaces covalentes, y porque la unidad monomérica de tipo B contiene por lo menos una molécula antimicrobiana, antivírica y/o antifúngica o de adhesión celular.

15

Según otro aspecto de la invención, la presente invención se refiere a un procedimiento de preparación del copolímero estadístico citotóxico o de adhesión celular según la invención, caracterizado porque se hace reaccionar un polímero que comprende por lo menos dos sitios reactivos con por lo menos :

- un reactivo que, haciéndolo reaccionar con por lo menos un sitio reactivo, da lugar a un copolímero que 20 contiene por lo menos un sitio reactivo capaz de unirse a un sustrato o una superficie que contiene átomos de hidrógeno lábiles mediante enlaces covalentes, y/u

- otro reactivo que, haciéndolo reaccionar con por lo menos un sitio reactivo, da lugar a un copolímero antimicrobiano, antivírico y/o antifúngico o de adhesión celular. 25

Según un aspecto adicional de la invención, también se proporciona una composición que comprende una cantidad eficaz de un copolímero estadístico citotóxico o de adhesión celular según la presente invención.

Finalmente, la presente invención se refiere además a un sustrato que, por lo menos sobre su superficie, 30 ha sido provisto con propiedades antibióticas, bactericidas, viricidas y/o fungicidas o propiedades de adhesión celular obtenibles mediante un método según la presente invención, y a sus usos.

Por lo tanto, la presente invención se refiere a un sustrato tratado con moléculas antibióticas, bactericidas, viricidas y/o fungicidas o de adhesión celular, por lo menos sobre una de sus superficies, obtenible 35 mediante un método según la presente invención.

Inesperadamente,...

1. Método para tratar por lo menos una superficie de un sustrato que contiene átomos de hidrógeno lábiles para conferirle propiedades citotóxicas o propiedades de adhesión celular, caracterizado porque comprende por lo menos una etapa que consiste en exponer, dentro de un medio líquido, dicho sustrato o una superficie del 5 mismo a por lo menos un copolímero, conteniendo dicho copolímero por lo menos una unidad monomérica de tipo A que incluye por lo menos un sitio reactivo para la unión a dicho sustrato o a dicha superficie mediante enlaces covalentes, y por lo menos una unidad monomérica de tipo B que incluye por lo menos una molécula antimicrobiana, antivírica y/o antifúngica o de adhesión celular, llevándose a cabo dicha etapa para promover el injerto covalente de dicho copolímero en dicho sustrato o una superficie del mismo. 10

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el copolímero es un copolímero estadístico.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad monomérica de tipo B contiene por lo menos un grupo amonio cuaternario, un grupo fosfonio cuaternario, un grupo guanidinio o un ácido 15 aminopenicilánico.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el copolímero comprende una cadena principal de cadena polimérica seleccionada de entre polietileno, poliacrilamida, poliestireno, polialcohol vinílico, polialilamina, polialcohol alílico, polivinilbencilo, poliamina, polimetacrilato, poliéter, 20 poli(etileno-alt-succinimida) y poli(dialildimetilamonio).

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la molécula antimicrobiana, antivírica y/o antifúngica o de adhesión celular está incluida en el monómero de tipo B bajo la siguiente fórmula: 25

en la que

30

□ significa el enlace al monómero B

m es 0 ó 1,

X2 representa una función amina, una amida, un éster o una cetona, un oligoetilenglicol, un grupo arileno, un alquil 35 (C1-C6)-arileno, o un alquileno (C1-C8) que puede estar interrumpido por cualquiera de una función amina, una amida o una cetona, y

X4+ representa:

40

- un trialquilamonio de fórmula

en la que R4, R5 y R6 representan independientemente un grupo alquilo (C1-C12), hidroxialquilo (C1-C12), o 45 fluoroalquilo (C1-C12),

- un trialquilfosfonio de fórmula

en la que R4, R5 y R6 son tales como se define anteriormente,

- un grupo alquil (C1-C4)piridinio de fórmula: 5

en la que R7 representa un alquilo (C1-C4),

10

- un grupo alquil (C1-C4)imidazolio de fórmula:

en la que R7 es como se describe anteriormente, 15

- un grupo guanidinio de fórmula

20

representando alternativamente dicha fórmula

una unidad monomérica que contiene un anillo saturado de 5 ó 6 miembros que contiene un amonio cuaternario. 25

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el sitio reactivo para la unión de dicho copolímero a un sustrato está incluido en el monómero de tipo A bajo la siguiente fórmula:

30

en la que

□ significa el enlace al monómero A

m es 0 ó 1, 5

X1 representa una función amina, una amida, un éster o una cetona, un oligoetilenglicol, un grupo arileno, un grupo alquil (C1-C6)-arileno, o un grupo alquileno (C1-C8) que puede estar interrumpido por cualquiera de una función amina, una amida o una cetona, estando uno de los átomos de carbono en el alquileno (C1-C8) opcionalmente sustituido por un grupo amonio cuaternario, fosfonio cuaternario, alquil (C1-C4)piridinio, alquil (C1-C4)imidazolio o un 10 guanidinio,

por lo menos uno de R1, R2 y R3 es capaz de reaccionar con un grupo hidroxilo, un tiol o una amina, y el otro uno o dos radicales seleccionados de entre R1, R2 y R3 puede representar independientemente un alcoxi (C1-C4), o cualquiera del grupo R1, R2 y R3 es un grupo que muestra un carácter de grupo saliente, 15

representando alternativamente la fórmula

20

una parte de unidad monomérica que contiene un anillo saturado de 5 ó 6 miembros que contiene un amonio cuaternario.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la unidad monomérica de tipo B está representada por el compuesto de fórmula (II) 25

en la que

30

R4, R5 y R6 representan independientemente un alquilo (C1-C6), un hidroxialquilo (C1-C6) o un fluoroalquilo (C1-C6),

X'2 representa un grupo alquileno (C1-C4), un oligoetilenglicol o un arileno;

Y2 es una parte de la cadena principal de cadena polimérica, y es un etileno opcionalmente sustituido con un grupo 35 metilo, una acrilamida, una etilenimina, un metacrilato de metilo o un propilenglicol.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la unidad monomérica de tipo A está representada por el compuesto de fórmula (I)

40

en la que

por lo menos uno de R1, R2 y R3 es capaz de reaccionar con un grupo hidroxilo, un tiol o una amina, 5

X'1 representa un grupo arileno, un grupo alquil (C1-C6)arileno, o un grupo alquileno (C1-C8), estando uno de los átomos de carbono en el grupo alquileno sustituido por un átomo de nitrógeno, por un amonio cuaternario, por un alquilpiridinio, por un alquilimidazolio, o por un grupo guanidinio,

10

Y1 es una parte de la cadena principal de cadena polimérica, y es un etileno opcionalmente sustituido con un grupo metilo, una acrilamida, una etilenimina, un grupo metacrilato de metilo o un propilenglicol.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la unidad monomérica de tipo A contiene por lo menos un grupo trialcoxisilano. 15

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque por lo menos uno del grupo R1, R2 y R3 que muestra un carácter de grupo saliente representa un átomo de halógeno, un grupo hidroxilo, un grupo halogenoalquilo (C1-C10), o un grupo alcoxi (C1-C10).

20

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el porcentaje de unidad monomérica de tipo A de la cantidad total de unidades monoméricas está comprendido entre 1% y 50%, mientras que el porcentaje de monómero de tipo B de la cantidad total de unidades monoméricas está comprendido entre 50% y 99%.

25

12. Método según la reivindicación 11, caracterizado porque el copolímero estadístico soluble en agua muestra un peso molecular comprendido entre 103 y 106 g/mol.

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la etapa que consiste en tratar en un medio líquido dicho sustrato o dicha superficie con por lo menos un copolímero estadístico es 30 seguida de una etapa de secado.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el medio líquido es un medio acuoso.

35

15. Copolímero estadístico citotóxico o de adhesión celular que contiene por lo menos una unidad monomérica de tipo A y por lo menos una unidad monomérica de tipo B, caracterizado porque la unidad monomérica de tipo A contiene por lo menos un sitio reactivo para la unión a un sustrato o a una superficie que contiene átomos de hidrógeno lábiles mediante enlaces covalentes, y porque la unidad monomérica de tipo B contiene por lo menos una molécula antimicrobiana, antivírica y/o antifúngica o de adhesión celular. 40

16. Copolímero estadístico citotóxico o de adhesión celular según la reivindicación 15, caracterizado porque el monómero de tipo A contiene un grupo silano.

17. Copolímero estadístico citotóxico o de adhesión celular según la reivindicación 15 ó 16, caracterizado 45 porque el copolímero es tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 11.

18. Composición para tratar por lo menos una superficie de un sustrato que contiene átomos de hidrógeno lábiles, caracterizada porque comprende un copolímero estadístico citotóxico según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17. 50

19. Sustrato tratado con moléculas antibióticas, bactericidas, viricidas y/o fungicidas o de adhesión celular, por lo menos en una de sus superficies, que se puede obtener mediante un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

55

20. Sustrato según la reivindicación 19, caracterizado porque es vidrio, metales y óxidos metálicos, plásticos, madera, papel, cuero, textiles o tejidos sintéticos.

21. Sustrato según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque la densidad de sitio antibiótico activo 5 por unidad de área comprendida entre 1014 y 1016 por cm2.

22. Uso de un sustrato según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, con fines de descontaminación de recipientes para uso médico, de aparato médico para el tratamiento ex vivo o in vivo de órganos, de materiales o equipo de odontología o para limpiar dientes, de dispositivos implantables y de fluidos domésticos o industriales. 10

23. Uso de un sustrato según la reivindicación 19 ó 20, como una herramienta para aislar bacterias de un medio.

24. Procedimiento de preparación de un copolímero estadístico citotóxico según cualquiera de las 15 reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque se hace reaccionar un polímero de partida que comprende por lo menos dos sitios reactivos con por lo menos:

- un reactivo que, haciéndolo reaccionar con por lo menos un sitio reactivo, da lugar a un copolímero que contiene por lo menos un sitio reactivo para la unión a un sustrato o una superficie que contiene átomos de 20 hidrógeno lábiles mediante enlaces covalentes, y/u

- otro reactivo que, haciéndolo reaccionar con por lo menos un sitio reactivo, da lugar a un copolímero antimicrobiano, antivírico y/o antifúngico o de adhesión celular.

25

25. Procedimiento de preparación según la reivindicación 24, caracterizado porque los sitios reactivos del polímero de partida se seleccionan de entre átomos de halógeno, ácidos carboxílicos activados, ésteres y aminas activados.

26. Procedimiento de preparación según la reivindicación 24 ó 25, caracterizado porque el polímero de 30 partida es un homopolímero.