[发明专利]用于光固化过程的大分子单体和组合物

说明书

提供了用于光固化过程的大分子单体和组合物，其可用于增材打印，特别是增材打印技术如立体光刻(SLA)，其中大分子单体光聚合以形成制造制品。表示性化合物包括多轴中心核(CC)和2‑4个从该中心核延伸的式(A)‑(B)或(B)‑(A)的臂，其中这些臂中的至少一个包含光反应性官能团(Q)，并且(A)是选自碳酸亚丙酯(T)和ε‑己内酯(C)中的单体的自由基聚合产物，而(B)是选自乙交酯、丙交酯和对二氧环己酮中的单体的自由基聚合产物。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月19日提交的美国临时专利申请号62/660,146依据35U.S.C.§119(e)的权益，将该申请以其整体通过引用并入本文用于所有目的。

发明领域

本发明总体上涉及可用于光固化过程如立体光刻(SLA)的化合物和组合物，其中大分子单体光聚合以形成制造制品，以及相关的方法。

背景

立体光刻(SLA)是一种相对良好开发的用于制备三维(3-D)对象的增材打印技术。在立体光刻方法中，诸如紫外光(UV)或可见光之类的光被用于以高准确度和高精密度将液体材料光聚合为所设计的结构，如三维制品。连续的薄层例如在切片CAD(计算机辅助没计)模型的指导下通过UV或可见光发生光交联。

SLA通常使用液体光致交联的聚合物组合物，该聚合物组合物可以被称为树脂或油墨制剂。通过SLA生产的制品的宏观性能和降解曲线部分地取决于聚合物化学和加工技术。

本公开内容提供可用于光固化过程例如立体光刻(SLA)的化合物和组合物，其中将大分子单体光聚合以形成例如固体表面或制造制品。

在背景部分中讨论的所有主题不必需地是现有技术，并且不应仅由于其在背景部分中的讨论而被认为是现有技术。沿着这些思路，除非明确指出是现有技术，否则不应将在背景部分中讨论的或与这样的主题相关联的现有技术中的任何问题视为现有技术。相反，背景部分中对任何主题的讨论都应视为发明人解决特定问题的方式的一部分，而这本身也可能是创造性的。

概述

简言之，在一个方面，本公开内容提供了可用于光固化过程的化合物和组合物。光固化过程可用于制造制品，如医疗器械和涂层。一种示例性的光固化过程是立体光刻(SLA)，其是一种增材制造方法，其中大分子单体光聚合以形成制造制品。另一种示例性的光固化过程是涂覆方法，其中将本发明的化合物和/或组合物放置在表面上，然后用光化辐射固化(即光聚合或光固化)以在该表面上提供固体涂层。这些光聚合/光固化产物在本文中通常可以称为制品、涂层、薄膜、材料等。因此，当通过制备制品来举例说明本公开内容时，应理解可以同样地制备涂层或其他材料。在一个方面，制品、涂层等是可生物降解的。

在一个方面，本公开内容提供了可生物降解的聚合物材料。该材料可以用于生产具有有限寿命的制品，使得在一段时间之后，不再存在由该可生物降解材料形成的制品。例如，该材料可以是装置如医疗器械上的涂层，其中该涂层在一段时间后会降解。在另一个实例中，该材料可以用于制备医疗器械，例如用于组织修复的网状物，使得在一定时间之后，制品的一部分存在或制品全都不存在，并且完成组织修复。根据本公开内容，在一个方面，使用例如如本文公开的化合物和组合物，可以利用立体光刻来制备这样的材料和制品。本公开内容解决了关于与活体接触的光聚合材料如SLA生产的制品的问题，包括关于所生产的制品的安全性和功效，特别是它们的生物相容性和细胞毒性的问题。

在一个方面，本文公开了用于光聚合过程如3-D打印以及用于制备和使用这样的光聚合制品的方法和组合物。例如，本公开内容提供了一种用于光聚合打印制品的方法，该方法包括：a)将光致聚合组合物曝光一段时间，该光致聚合组合物包含：至少一种本文所公开的光致聚合大分子单体组分；任选地与一种或多种其他组分如至少一种光引发剂组分和/或至少一种悬浮在组合物中的光反射性材料组分组合，该光反射性材料组分包含光反射性材料；以及形成包含一种或多种光致聚合大分子单体组分的聚合产物(即，聚合的大分子单体)的打印制品。