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Title:
ADDUCTS OF HYDROGEN PEROXIDE COMPRISING UREA-FUNCTIONAL SILOXANES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/149356
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to novel hydrogen peroxide silicone adducts containing: (A) urea-functional organopolysiloxanes consisting of units of formula (I) RnSiO(4-n ) /2, where R is a group R1 or a group -OR2 or a group Q, where R is a monovalent, optionally halogenised C1-C18-hydrocarbon group, R2 is a hydrogen atom or a monovalent C1-C6-hydrocarbon group, and Q is a urea-functional group of formula (II) -R5-[NR4-R6-]xNR4R3 (II), where R3 is a hydrogen atom or a monovalent C1-C6-hydrocarbon group, R4 is the same or different and is a group R4' or a group Ru, where R4' is a hydrogen atom or a monovalent C1-C6-hydrocarbon group, Ru is a group of formula (III) -C(=O)-NH2 (III), R5 is a divalent C1-C18-hydrocarbon group, R6 is a divalent C1-C18-hydrocarbon group, x is 0, 1 or 2 and n is 0, 1, 2 or 3 and preferably is on average between 2.00 and 2.66, with the proviso that the organopolysiloxanes consisting of units of formula (I) contain per molecule at least one urea-functional group Q which has a group Ru; and (B) hydrogen peroxide.

Inventors:
STEPP, Michael (Weng 42, 5122 Überackern, 5122, AT)
Application Number:
EP2018/052442
Publication Date:
August 08, 2019
Filing Date:
January 31, 2018
Export Citation:
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Assignee:
WACKER CHEMIE AG (Hanns-Seidel-Platz 4, München, 81737, DE)
International Classes:
C08G77/26; A61K8/898; C08L83/08
Domestic Patent References:
WO2016142290A12016-09-15
Foreign References:
DE102015215714A12017-02-23
US5945032A1999-08-31
US3772351A1973-11-13
US4046794A1977-09-06
EP0098427A11984-01-18
Other References:
SINGH, R. ET AL., ACS CATALYSIS, vol. 6, no. 10, 2016, pages 6520 - 6524
T. BECHERT; P. STEINBRÜCKE; J-P GUGGENBICHLER: "A new method for screening anti-infective biomaterials", NATURE MEDICINE, vol. 6, 2000, pages 1053 - 1056
V. ALT; P. STEINBRÜCKE; M. WAGENER; P. SEIDEL; E. DINGELDEIN; E.DOMANN; R. SCHETTLER: "In Vitro Testing of Antimicrobial Activity of Bone Cement", ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY, vol. 48, 2004, pages 4084 - 4088, XP003015913, DOI: doi:10.1128/AAC.48.11.4084-4088.2004
Attorney, Agent or Firm:
DEFFNER-LEHNER, Maria et al. (Wacker Chemie AG, Hanns-Seidel-Platz 4, München, 81737, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte enthaltend

(A) harnstofffunktionelle Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I)

RnSi-0(4-n) /2 (I)

wobei

R einen Rest R1 oder einen Rest -OR2 oder einen Rest Q bedeutet, wobei

R1 einen einwertigen gegebenenfalls halogenierten

Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 C-Atomen

bedeutet,

R2 ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci-C6~ Kohlenwasserstoffrest bedeutet,

Q ein harnstofffunktioneller Rest der Formel (II) ist

-R5- [NR4-R6-] XNR4R3 (II),

wobei

R3 ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci-C6~ Kohlenwasserstoffrest , vorzugsweise ein Wasserstoffatom, bedeutet,

R4 gleich oder verschieden ist und einen Rest R4 ' oder einen Rest Ru bedeutet, wobei

R4’ ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci-C6~ Kohlenwasserstoffrest bedeutet,

Ru ein Rest der Formel (III) ist

-C (=0) -NH2 (III)

R5 einen zweiwertigen Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest ,

vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasser- stoffrest, bedeutet, R6 einen zweiwertigen Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasser- stoffrest, bedeutet,

x 0, 1 oder 2 ist und

n 0, 1, 2 oder 3 ist und vorzugsweise

durchschnittlich 2,00 bis 2,66 ist,

mit der Maßgabe, dass in den Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel (I) mindestens ein

harnstofffunktioneller Rest Q, der einen Rest Ru aufweist, pro Molekül enthalten ist,

und

(B) Wasserstoffperoxid.

2. Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie bestehen aus

(A) harnstofffunktionellen Organopolysiloxanen aus

Einheiten der Formel (I) und

(B) Wasserstoffperoxid.

3. Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei den harnstofffunktionellen Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel (I)

mindestens 50 % aller Reste R einen Ci_C6-Alkylrest R1

bedeuten,

mindestens 0,1 % aller Reste R einen Rest Q der Formel (II) bedeuten, wobei in mindestens einem Rest Q mindestens ein Rest R4 die Bedeutung von Ru hat, und

höchstens 3 % aller Reste R einen Rest -OR2 bedeuten, wobei Q, R, R1, R2, R4 und Ru die in Anspruch 1 dafür angegebene Bedeutung haben.

4. Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die harnstofffunktionellen Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I) mindestens 3 Si-Atome und höchstens 2000 Si-Atome enthalten.

5. Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die

harnstofffunktionellen Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I) Organopolysiloxane der Formel (IV)

QkR* 3-kS iO ( R12 S iO ) m ( QR* S iO ) pS iR* 3-kQk (IV) sind, wobei

R* einen Rest R1 oder einen Rest -OR2 bedeutet,

R1 und R2 die oben dafür angegebene Bedeutung haben,

Q ein harnstofffunktioneller Rest der Formel (II) ist

-R5- [NR4-R6- ] XNR4R3 ( I I ) ,

wobei

R3 ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Oi-Oe- Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise ein

Wasserstoffatom, bedeutet,

R4 gleich oder verschieden ist und einen Rest R4 ' oder

einen Rest Ru bedeutet, wobei

R4’ ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Oi-Oe- Kohlenwasserstoffrest bedeutet und

Ru ein Rest der Formel (III) ist

-C (=0) -NH2 (III),

R5 einen zweiwertigem Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest,

vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasserstoff- rest, bedeutet, R6 einen zweiwertigen Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest,

vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasserstoff- rest, bedeutet,

k 0 oder 1 ist,

m 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 1000 ist,

p 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist und

x 0, 1 oder 2 ist,

mit der Maßgabe, dass in den Organopolysiloxanen der Formel (IV) mindestens ein harnstofffunktioneller Rest Q, der einen Rest Ru aufweist, pro Molekül enthalten ist.

6. Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die harnstoff

funktionellen Reste Q der Formel (II) solche der Formel -CH2-CH2-CH2-NH-C (=0) -NH2,

-CH2-CH2-CH2-NH2-CH2-CH2-NH-C (=0) -NH2,

-CH2-CH2-CH2-NH [-C (=0) -NH2] -CH2-CH2-NH-C (=0) -NH2 und

-CH2-CH2-CH2-NH [-c (=0) -NH2] -CH2-CH2-NH2

sind .

7. Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gehalt an Wasserstoffperoxid von 0,2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte, aufweisen .

8. Verfahren zur Herstellung der Wasserstoffperoxid-Silicon- Addukte durch Umsetzung der

(A) harnstofffunktionellen Organopolysiloxane nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit (B) Wasserstoffperoxid.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserstoffperoxid in reiner Form oder gelöst in Wasser oder gelöst in einem organischen Lösungsmittel eingesetzt wird .

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als organische Lösungsmittel lineare, verzweigte oder cyclische Alkane oder Alkylaromaten oder lineare oder verzweigte Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylester gesättigter Carbonsäuren eingesetzt werden, die insgesamt nicht mehr als 10 C-Atome aufweisen und mit Wasser ein Azeotrop bilden .

11. Verwendung der Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach

einem der Ansprüche 1 bis 7 oder hergestellt nach Anspruch 8, 9 oder 10 in Produkten, vorzugsweise pharmakologischen oder kosmetischen Produkten, zur Verleihung von

antimikrobiellen Eigenschaften.

12. Verwendung der Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach

einem der Ansprüche 1 bis 7 oder hergestellt nach Anspruch 8, 9 oder 10 zum Bleichen von Haut, Haaren und Zähnen.

13. Verwendung der Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte nach

einem der Ansprüche 1 bis 7 oder hergestellt nach Anspruch 8, 9 oder 10 zur Wunddesinfektion.

Description:
Addukte von Wasserstoffperoxid mit harnstofffunktionellen

Siloxanen

Die Erfindung betrifft Addukte harnstofffunktioneller Siloxane mit Wasserstoffperoxid, ihre Herstellung und ihre Verwendung.

Wasserstoffperoxid ist als Desinfektionsmittel gefragt, da es im Gegensatz zu vielen anderen antimikrobiell wirksamen Stoffen wie z.B. Silbernanopartikel keine umweltrelevanten Nachteile besitzt. Es zerfällt - ohne Katalyse relativ langsam - in die harmlosen Stoffe Sauerstoff und Wasser und ist deshalb gerade in physiologischer Umgebung ein bevorzugtes Agens nicht nur zu Desinfektionszwecken sondern auch in kosmetischen Anwendungen z.B. als Bleichmittel zum Blondieren von Haaren, zum Bleichen von Zähnen oder zur Fixierung von Dauerwellen oder als

Desodorant. Zumeist werden dafür wässrige Zubereitungen ver wendet. Dies ist bei Spülvorgängen (z.B. Mundspülungen, Ohren tropfen) nützlich, kann aber bei länger erwünschtem Kontakt mit menschlichem oder tierischem Gewebe z.B. zur Wunddesinfektion oder -behandlung oder in technischen Anwendungen z.B. Peroxid- Reaktionen (Polymerisationen, Vernetzungen) von Nachteil sein.

Es ist bekannt, dass Wasserstoffperoxid mit Harnstofffunktionen Addukte bildet. Der bekannte Grundkörper „Carbamidperoxid" (H 2 N-C (=0) -NH 2 *H 2 0 2 ) enthält ca. 35 Gew.-% H 2 0 2 und bietet als festes und wasserfreies Wasserstoffperoxid mit höherer

Stabilität und besserer Steuerbarkeit Vorteile gegenüber flüssigem Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel z.B. bei chemischen Reaktionen. Aber auch dieses Produkt kann nur pur in fester Form oder als wässrige Zubereitung angewendet werden. Außerdem wird bei seinen Anwendungen jeweils Harnstoff

freigesetzt, der physiologisch zwar weitgehend unbedenklich ist, aber keratolytisch wirkt, was insbesondere bei längerem Kontakt mit Haut, Haaren und Schleimhäuten unerwünscht ist.

Mit einer flüssigen, pastösen oder gelartig, evtl, plastisch verformbaren festen Form von Wasserstoffperoxid-Formulierung ließen sich diese Nachteile vermeiden, sofern das Träger material physiologisch einen geringeren Einfluss als Harnstoff aufweist. Eine Möglichkeit, Wasserstoffperoxid zu binden, besteht in der Adduktbildung mit geeigneten Polymeren, z.B. Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylcaprolactam, wie in

US 5,945,032 A beschrieben. Die Produkte sind jedoch meist fest und können nur mit anderen Komponenten und entsprechend hohem Aufwand in flüssige, pastöse oder gelartige Formulierungen überführt werden.

Es bestand deshalb die Aufgabe, physiologisch inerte

Wasserstoffperoxid-Addukte bereitzustellen, deren

Wasserstoffperoxidgehalt und deren homogene Erscheinungsform, wie flüssig, fest, gelartig oder pastös, in weiten Grenzen variiert werden kann, die einfach hergestellt werden können, bei denen Phasenseparation einer Wasserstoffperoxid-reichen (wässrigen) Phase z.B. bei Lagerung vermieden wird und mit denen eine kontrollierbare Wirkung erzielt werden kann.

Gegenstand der Erfindung sind Wasserstoffperoxid-Silicon- Addukte enthaltend

(A) harnstofffunktionelle Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I)

RnSi-0 (4-n) /2 ( I )

wobei

R einen Rest R 1 oder einen Rest -OR 2 oder einen Rest Q bedeutet, wobei R 1 einen einwertigen gegebenenfalls halogenierten

Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet,

R 2 ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci_C 6 -Kohlen- wasserstoffrest bedeutet,

Q ein harnstofffunktioneller Rest der Formel (II) ist

-R 5 - [NR 4 -R 6 -] X NR 4 R 3 (II),

wobei

R 3 ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci_C 6 -Kohlen- wasserstoffrest, vorzugsweise ein Wasserstoffatom, bedeutet,

R 4 gleich oder verschieden ist und einen Rest R 4 ' oder

einen Rest R u bedeutet, wobei

R 4 ’ ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci_C 6 -Kohlen- wasserstoffrest bedeutet,

R u ein Rest der Formel (III) ist

-C (=0) -NH 2 (III)

R 5 einen zweiwertigen Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest,

vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasserstoff- rest, bedeutet,

R 6 einen zweiwertigen Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest,

vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasserstoff- rest, bedeutet,

x 0, 1 oder 2 ist und

n 0, 1, 2 oder 3 ist und vorzugsweise durchschnittlich 2,00 bis 2, 66 ist,

mit der Maßgabe, dass in den Organopolysiloxanen aus

Einheiten der Formel (I) mindestens ein harnstoff

funktioneller Rest Q, der einen Rest R u aufweist, pro

Molekül enthalten ist,

und

(B) Wasserstoffperoxid. Vorzugsweise handelt es sich um Wasserstoffperoxid-Silicon- Addukte bestehend aus

(A) harnstofffunktionelle Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I) und

(B) Wasserstoffperoxid.

Bei den erfindungsgemäßen Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel (I) bedeuten vorzugsweise

mindestens 50 % aller Reste R einen Ci_C 6 -Alkylrest R 1 ,

mindestens 0,1 % aller Reste R einen Rest Q der Formel (II), wobei in mindestens einem Rest Q mindestens ein Rest R 4 die Bedeutung von R u hat und

höchstens 3 % aller Reste R einen Rest -OR 2 ,

wobei Q, R, R 1 , R 2 , R 4 und R u die oben dafür angegebene

Bedeutung haben.

Die Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I) können linear, cyclisch oder verzweigt sein und können oligomer oder polymer sein. Vorzugsweise enthalten sie mindestens 3 Si-Atome und höchstens 2000 Si-Atome, bevorzugt höchstens 600 Si-Atome.

Organopolysiloxane sind als Bestandteile von Cremes,

Haarspülungen und auch bei äußeren medizinischen Anwendungen schon lange etabliert und lassen sich in verschiedensten

Erscheinungsformen wie flüssig, pastös oder gelartig gezielt hersteilen. Sie verhalten sich physiologisch inert, ihre

Polarität ist jedoch so gering, dass sie mit stark polaren Bestandteilen wie Wasser nicht mischbar sind, sondern lediglich emulgiert werden können. Es war deshalb überraschend und nicht vorhersehbar, dass harnstofffunktionelle Organopolysiloxane trotz der geringen Polarität der Methylsiloxy-Gruppe homogene, klare Wasserstoffperoxid-Addukte bilden, die den Weg eröffnen zu einer Vielfalt an Applikationen. Gegenüber den bisher bekannten festen Wasserstoffperoxid- Polymer-Addukten haben die erfindungsgemäßen Addukte den

Vorteil, dass Sie in flüssiger Form vorliegen können.

Die harnstofffunktionellen Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I) sind bevorzugt Organopolysiloxane der Formel (IV)

Q k R* 3-k SiO(R 1 2 SiO) m(Q R*SiO) p SiR* 3-kQk (IV) wobei

R* einen Rest R 1 oder einen Rest -OR 2 bedeutet,

R 1 und R 2 die oben dafür angegebene Bedeutung haben,

Q ein harnstofffunktioneller Rest der Formel (II) ist

-R 5 - [NR 4 -R 6 -] X NR 4 R 3 (II),

wobei

R 3 ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci_C 6 -Kohlen- wasserstoffrest, vorzugsweise ein Wasserstoffatom,

bedeutet,

R 4 gleich oder verschieden ist und einen Rest R 4 ' oder einen Rest R u bedeutet, wobei

R 4 ’ ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Ci_C 6 -Kohlen- wasserstoffrest bedeutet und

R u ein Rest der Formel (III) ist

-C(=0)-NH 2 (III),

R 5 einen zweiwertigen Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest,

vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasserstoffrest, bedeutet,

R 6 einen zweiwertigen Ci-Cis-Kohlenwasserstoffrest,

vorzugsweise einen zweiwertigen C2-C4-Kohlenwasserstoffrest, bedeutet,

k 0 oder 1 ist,

m 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 1000 ist, p 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist und

x 0, 1 oder 2 ist,

mit der Maßgabe, dass in den Organopolysiloxanen der Formel (IV) mindestens ein harnstofffunktioneller Rest Q , der einen Rest R u aufweist, pro Molekül enthalten ist.

Beispiele für Kohlenwasserstoffreste R 1 sind Alkylreste wie der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, 2-Butyl-, iso-Butyl-, tert . -Butyl- , n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert . -Pentylrest , Hexylreste, wie der n-Hexylrest, Heptylreste, wie der n-Heptylrest , Octylreste, wie der n-Octylrest und iso- Octylreste, wie der 2 , 2 , 4-Trimethylpentylrest , Nonylreste, wie der n-Nonylrest, und Decylreste, wie der n-Decylrest;

Cycloalkylreste, wie der Cyclopentyl- , Cyclohexyl-,

4-Ethylcyclohexyl- und Cycloheptylreste, Norbornylreste und Methylcyclohexylreste ; Alkenylreste, wie der Vinyl-,

2-Propen-2-yl-, Allyl-, 3-Buten-l-yl-, 5-Hexen-l-yl- und

10-Undecen-l-yl-rest ; Cycloalkenylreste, wie der

2-Cyclohexenyl-, 3-Cyclohexenyl- , Cyclopentadienyl- , und

2- (Cyclohex-3-en-l-yl) ethylrest Arylreste, wie der Phenyl-, Biphenylyl-, Naphthylrest ; Alkarylreste, wie o-, m-, p- Tolylreste und Phenylethylreste, wie der 2-Phenylethyl- und 1-Phenylethylrest und Aralkylreste, wie der Benzylrest.

Wenn R 1 ein halogenierter Kohlenwasserstoffrest ist, sind die Halogenreste an R 1 vorzugsweise Fluorreste.

Beispiele für halogenierte Kohlenwasserstoffreste R 1 sind der 3 , 3 , 3-Trifluorpropyl- und 5 , 5 , 5 , 4 , 4 , 3 , 3-Heptafluorpentylrest .

Vorzugsweise weisen die Reste R 1 1 bis 6 C-Atome, bevorzugt 1 bis 4 C-Atome auf. Besonders bevorzugt ist R 1 ein Methylrest. Falls R 1 ein ungesättigter Rest ist, ist der Vinylrest

bevorzugt . Beispiele für die Kohlenwasserstoffreste R 2 , R 3 oder R 4 ' mit 1 bis 6 C-Atomen sind bei den Beispielen für R 1 aufgeführt.

Bevorzugte Kohlenwasserstoffreste sind jeweils Ethyl- und

Methylreste .

Vorzugsweise ist R 3 ein Wasserstoffatom.

Beispiele für Reste R 5 sind Reste der Formel

-CH 2 -, -CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2- und -CH 2 -CH (CH 3 ) -CH 2 - .

Beispiele für Reste R 6 sind Reste der Formel

-CH 2 -CH 2 - und -CH 2 -CH 2 -CH 2 - .

Bevorzugte harnstofffunktionelle Reste Q der Formel (II) sind Reste der Formel

-CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH-C (=0) -NH 2 ,

-CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH-C (=0) -NH 2 ,

-CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH [-C (=0) -NH 2 ] -CH 2 -CH 2 -NH-C (=0) -NH 2 und

-CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH [-C (=0) -NH 2 ] -CH 2 -CH 2 -NH 2 .

Verfahren zur Herstellung der harnstofffunktionellen

Organopolysiloxane sind bekannt und z. B. in US 3,772,351 A und US 4,046,794 A beschrieben.

Die erfindungsgemäßen harnstofffunktionellen Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (I) werden vorzugsweise hergestellt indem aminofunktionelle Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (V)

R' n SiO (4 -n )/2 (V) ,

wobei

R' einen Rest R 1 oder einen Rest -OR 2 oder einen Rest A

bedeutet, wobei

R 1 , R 2 und n die oben dafür angegebene Bedeutung haben und A ein aminofunktioneller Rest der Formel (VI) ist

-R 5 - [NR 4 ’ -R 6 -] X NR 4 ’ R 3 (VI ) ,

wobei

R 3 , R 4 ' , R 5 , R 6 und x die oben dafür angegebene Bedeutung haben, mit der Maßgabe, dass in den Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel (V) mindestens ein aminofunktioneller Rest A pro Molekül enthalten ist,

mit Carbaminsäurearylestern der Formel (VII)

R 7 -Ar-0-C (=0) -NH 2 (VII),

wobei

Ar einen gegebenenfalls substituierten Arylrest, vorzugsweise einen Phenylrest oder einen substituierten Phenylrest, bedeutet, und

R 7 ein Wasserstoffatom oder ein an Ar gebundener Substituent ist, wobei R 7 einen Ci_C 6 -Alkylrest, einen Ci-C 6~

Carboxalkylrest, einen Ci_C 6 -Alkoxyrest oder einen

Halogenrest bedeutet,

umgesetzt werden.

Wenn Ar einen Substituent R 7 enthält, kann Ar neben dem

Substituent R 7 noch weitere Substituenten in ortho'-, meta- oder para-Position enthalten.

Bei der Herstellung wird R 7 -Ar-OH abgespalten, wobei Ar und R 7 die oben dafür angegebene Bedeutung haben, vorzugsweise wird bei Einsatz eines ortho-substituierten Carbaminsäurephenyl- esters ein ortho-substituiertes Phenol abgespalten.

Beispiele für Reste R 7 sind der Methyl-, Ethyl-, Propyl-,

Isopropyl-, Methoxy-, Ethoxy-, Carboxyethyl- , Carboxymethyl- , Fluor-, Chlor- und Bromrest. Durch die Reaktion der Carbaminsäurearylester mit den Aminofunktionen in den Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel (V) erfolgt vorzugsweise keine wesentliche Veränderung des Siloxangerüsts .

Bei den eingesetzten Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel (V) bedeuten vorzugsweise

mindestens 50 % aller Reste R einen Ci-C 6 _ Alkylrest R 1 ,

mindestens 0,1 % aller Reste R einen Rest A der Formel (VI) und höchstens 3 % aller Reste R einen Rest -OR 2 ,

wobei A, R, R 1 und R 2 die oben dafür angegebene Bedeutung haben.

Die Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (V) können linear, cyclisch oder verzweigt sein und können oligomer oder polymer sein. Vorzugsweise enthalten sie mindestens 3 Si-Atome und höchstens 2000 Si-Atome, bevorzugt höchstens 600 Si-Atome.

Bevorzugte aminofunktionelle Reste A der Formel (VI) sind Reste der Formel

-CH2-CH2-CH2-NH2 und

-CH2-CH2-CH2-NH2-CH2-CH2-NH2.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen harnstoff

funktionellen Organopolysiloxane werden als aminofunktionelle Organopolysiloxane aus Einheiten der Formel (V) bevorzugt

Organopolysiloxane der Formel (VIII)

A^s-iSiO (R 1 2 SiO) 0 (AR*SiO) q SiR* 3 -iAi (VIII) eingesetzt, wobei

R* und R 1 die oben dafür angegebene Bedeutung haben,

A ein aminofunktioneller Rest der Formel (VI) ist -R 5 - [NR 4 ’ -R 6 -] X NR 4 ’ R 3 (VI ) ,

wobei

R 3 , R 4 ' , R 5 , R 6 und x die oben dafür angegebene Bedeutung haben, 1 0 oder 1 ist,

o 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 1000 ist,

q 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist

mit der Maßgabe, dass in den Organopolysiloxanen der Formel (VIII) mindestens ein aminofunktioneller Rest A pro Molekül enthalten ist.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten ortho- substitutierten Carbaminsäurearylester der Formel (VII) können nach literaturbekannten Methoden hergestellt werden.

Vorzugsweise erfolgt ihre Herstellung durch Umsetzung des jeweiligen ortho-substituierten Phenols mit Chlorsulfonyl- isocyanat und anschließender Hydrolyse gemäß Singh, R. et al . , ACS Catalysis 6(10), 6520-6524 (2016). Die aus dem erfindungs gemäßen Verfahren zurückgewonnenen ortho-substituierten Phenole können somit wieder über diesen Prozess in das entsprechende Carbamat überführt und damit recycelt werden, was einen

weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.

Als bevorzugte, weil kommerziell erhältliche, ortho- substituierte Phenole kommen bei dem erfindungsgemäßen

Verfahren als Rohstoffe (und gleichzeitig Spaltprodukte) folgende in Frage:

2-Methylphenol (=o-Kresol) ,

2- (1-Methylethyl) -5-methylphenol (= Thymol),

2-Methyl-5- (1-methylethyl) -phenol (= Carvacrol)

2-Ethylphenol,

2-Methoxyphenol (= Guajacol),

2-Chlorphenol, 2-Hydroxybenzoesäuremethylester (= Methylsalicylat) und

2-Hydroxybenzoesäureethylester (= Ethylsalicylat) .

Besonders bevorzugt sind 2-Methoxyphenol (= Guajacol) sowie 2-Methyl-5- (1-methylethyl) -phenol (= Carvacrol) .

Die erfindungsgemäßen Addukte haben den Vorteil, dass sie in flüssiger Form vorliegen können. Sie haben dabei eine

Viskosität von vorzugsweise 10 bis 1.000.000 mPa.s bei 25 °C, vorzugsweise gemessen nach DIN 53019 Teil 1, 2 und 3 an einem Physica MCR301 Rheometer der Fa. Anton Paar.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur

Herstellung der erfindungsgemäßen Wasserstoffperoxid-Silicon- Addukte durch Umsetzung von

(A) harnstofffunktionellen Organopolysiloxanen aus Einheiten der Formel (I) oder der Formel (IV) mit

(B) Wasserstoffperoxid.

Das Wasserstoffperoxid kann dabei in reiner Form oder gelöst in Wasser oder gelöst in einem organischen Lösungsmittel

eingesetzt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die beiden

Komponenten harnstofffunktionelles Organopolysiloxan (A) und Wasserstoffperoxid (B) z.B. in einem Rührkessel, einem Kneter oder einem Rohrreaktor vermischt und ggf. anwesendes Wasser und/oder Lösungsmittel vorzugsweise destillativ abgetrennt.

Dies kann durch einfache Batchdestillation gegebenenfalls über eine Destillationskolonne aus dem Mischaggregat oder

nachgeschaltet unter Verwendung üblicher Destillations

vorrichtungen wie Fallfilmverdampfer, Dünnschichtverdampfer, Flashverdampfer oder Kurzwegdestillation erfolgen. Mischen und Destillation können auch in einem einzigen Aggregat

durchgeführt werden z.B. in einem Dünnschichtverdampfer. Eine gute Vermischung ist für die Adduktbildung von Vorteil, weil die beiden puren Komponenten in der Regel nicht oder nur schlecht miteinander mischbar sind. Vorzugsweise werden deshalb gegenüber Wasserstoffperoxid inerte Lösungsmittel eingesetzt, in denen zumindest eine Komponente löslich ist, bevorzugt werden organische Lösungsmittel eingesetzt, in denen beide Komponenten zumindest teilweise löslich sind. Besonders

bevorzugt werden organische Lösungsmittel eingesetzt, die mit Wasser ein azeotropes Gemisch bilden, wie in EP 0 098 427 Al beschrieben, das die destillative Abtrennung des Wassers erleichtert und die Bildung des erfindungsgemäßen Addukts fördert. Beschleunigen lässt sich die Umsetzung, wenn während des Mischvorgangs das Lösungsmittel bereits entfernt wird. Dies geschieht besonders bevorzugt durch Verminderung des Drucks.

Die Reaktionstemperatur wird dabei gerade so hoch gewählt, dass die gewünschte Adduktbildung möglichst rasch abläuft,

unerwünschte Nebenreaktionen (wie z.B. Oxidationen) jedoch weitgehend vermieden werden und das Wasserstoffperoxid in der Mischung verbleibt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei einer Temperatur von höchstens 100°C, bevorzugt höchstens 80°C, insbesondere höchstens 70°C, und bei einer Temperatur von vorzugsweise mindestens 20°C, bevorzugt mindestens 50°C, durchgeführt .

Um eine hohe Raum-Zeit-Ausbeute bei niedriger Reaktions

temperatur zu erzielen, wird vorzugsweise bei möglichst

niedrigem Druck umgesetzt, bevorzugt bei kleiner gleich

900 hPa, besonders bevorzugt bei kleiner gleich 500 hPa, insbesondere bei kleiner gleich 300 hPa. Die gewählten Bedingungen richten sich nach dem jeweiligen Lösungsmittel und lassen sich durch Berücksichtigung der bekannten Stoffdaten oder durch Vorversuche einfach ermitteln. Bei Einsatz von wässrigen Wasserstoffperoxidlösungen kommen vorzugsweise solche Lösungsmittel zur Verwendung, die mit Wasser eine Mischungslücke besitzen, sodass sie leicht von der Wasserphase abgetrennt und wieder recycelt werden können.

Restliche Anteile Wasser und / oder Wasserstoffperoxid wirken sich somit nicht störend aus. Sie müssen bei einem Wieder einsatz des Lösungsmittels nicht entfernt werden, was sich wiederum positiv auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens auswirkt. Enthält die Wasserphase des Destillats gewisse

Anteile an Wasserstoffperoxid, so können diese vor einer

Ableitung zu einer Kläranlage mit den üblichen, vorzugsweise heterogen-katalytischen Methoden in Sauerstoff und Wasser zersetzt werden. Bei Einsatz wässriger Wasserstoffperoxid lösungen und azeotroper Schlepper mit Mischungslücke wird das Lösungsmittel vorzugsweise bei der Destillation nach der

Kondensation in einem Wasserabscheider abgetrennt und wieder in das Mischaggregat zurückgeführt. Dies ist die besonders bevorzugte Verfahrensweise.

Vorzugsweise werden als Lösungsmittel lineare, verzweigte oder cyclische Alkane oder Alkylaromaten eingesetzt sowie lineare oder verzweigte Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylester gesättigter Carbonsäuren eingesetzt, die insgesamt nicht mehr als 10 C- Atome aufweisen und mit Wasser ein Azeotrop bilden. Sie sind meist kostengünstig kommerziell verfügbar. Es können auch

Gemische verschiedener Lösungsmittel eingesetzt werden.

Beispiele für einsetzbare Lösungsmittel sind: Cyclohexan, Methylcyclohexan, Toluol, Ethylbenzol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol, n-Hexan, n-Heptan, i-Octan, Isopar® C (Exxon Mobil) , Methylacetat, Ethylacetat, n-Propylacetat, i-Propylacetat, n-Butylacetat, t-Butylacetat, i-Butylacetat, Phenylacetat, Methylpropionat, Ethylpropionat, Buttersäuremethylester und Buttersäureethylester .

Pro Harnstofffunktion kann ein Wasserstoffperoxid-Molekül gebunden werden. Demnach kann die maximal mögliche Beladung mit Wasserstoffperoxid bei Kenntnis der Harnstoffgruppendichte im Organopolysiloxan leicht ermittelt werden.

Die erfindungsgemäßen Addukte haben einen Gehalt an Wasser stoffperoxid vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 20 Gew.-% H2O2, bevorzugt liegt der Wasserstoffperoxidgehalt unter 10 Gew.-%, insbesondere unter 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das

Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Addukte. Gegenüber dem äquimolaren Verhältnis Harnstoff : Wasserstoffperoxid können auch größere oder geringere Verhältnisse eingestellt werden, wobei homogene Mischungen nur bei stöchiometrisch aus

geglichenem Molverhältnis oder geringeren Anteilen Wasserstoff peroxid bezogen auf die polymergebundenen Harnstofffunktionen realisiert werden können. Auch im erfindungsgemäßen Addukt aus harnstoffunktionellem Organopolysiloxan und Wasserstoffperoxid kann verbliebenes Wasser zu Inhomogenitäten führen. Diese können vorzugsweise durch nachträgliches Ausheizen vorzugsweise bei verringertem Druck entfernt werden.

Der Umsetzungs- bzw. Beladungsgrad, d. h. die

Wasserstoffperoxidkonzentration, im erfindungsgemäßen Addukt lässt sich leicht durch Bestimmung des Peroxidgehalts

beispielsweise durch Titration, z.B. an einem wässrigen

Extrakt, oder durch spektroskopische Methoden, z.B. IR- oder 1 H-NMR-Spektroskopie, ermitteln. Eine andere Möglichkeit besteht im Vergleich der eingewogenen Menge Wasserstoffperoxid- Lösung mit der Destillatmenge. Da jedoch immer auch geringe Anteile Wasserstoffperoxid ins Destillat übergehen, müsste somit der aus der Mischung entfernte Anteil für eine möglichst exakte Gehaltsbestimmung ebenfalls ermittelt werden.

Die erfindungsgemäßen Wasserstoffperoxid-Silicon-Addukte können je nach eingesetztem harnstofffunktionellem Organopolysiloxan und Wahl des Mischungsverhältnisses in unterschiedlichsten Varianten hergestellt werden. Durch diese unbegrenzte Vielzahl an möglichen Kombinationen (Molgewicht des Polymers, Struktur des Polymers, Harnstoff-Funktionalität, Wasserstoffperoxid- Beladung) sind äußerst unterschiedliche Systeme zugänglich, die sich z.B. in Polarität oder Viskosität unterscheiden und die jeweils für die gewünschte Anwendung optimiert werden können. Beispielsweise können auch Abmischungen mit Gelbildnern, wie Kieselsäuren oder anderen Feststoffen oder Flüssigkeiten, hergestellt werden. Durch die gleichzeitige Anwesenheit von vernetzungsfähigen, wie ungesättigten aliphatischen Resten, z.B. Vinyl-, 5-Hexenyl-, Cyclohexenyl- , Acryl- oder

Methacrylresten, oder Alkoxy- oder Aryloxyresten in den als Komponente für die erfindungsgemäßen Addukte eingesetzten harnstofffunktionellen Organopolysiloxanen können auch

thermisch, durch Bestrahlung oder Kondensation vernetzte

Folgeprodukte, wie elastische oder gelartige Vulkanisate, hergestellt werden. Diese können mit Lösungen von

Wasserstoffperoxid in Lösungsmitteln wie flüchtigen Alkylestern von Alkancarbonsäuren durch Quellung und Verdampfen des

Lösungsmittels wieder neu beladen werden. Auch Abmischungen mit anderen, vernetzbare Gruppen enthaltenden Polymeren oder

Monomeren können mit den erfindungsgemäßen Addukten vernetzte Formkörper bilden. Beispiele dafür sind feuchtigkeits- oder additionsvernetzbare Polysiloxanmischungen, monomere Acrylate oder Methacrylate, Epoxide, Polyamide, Polyurethane und

Polyimide .

Den erfindungsgemäßen Addukten oder deren Abmischungen können auch Peroxid-Stabilisatoren, wie Phosphorsäure oder besser mit dem Organopolysiloxan mischbare Phosphorsäure (teil) ester, zugesetzt werden.

Unter der Vielzahl an möglichen Anwendungen sind insbesondere diejenigen hervorzuheben, bei denen direkter Kontakt mit der Haut und den Schleimhäuten besteht, da als Rückstand nach der Zersetzung des Wasserstoffperoxids lediglich das physiologisch unbedenkliche harnstofffunktionelle Organopolysiloxan zurück bleibt. Beispielhaft seien genannt: Die Wunddesinfektion oder das Bleichen von Haut, Haaren und Zähnen, insbesondere durch Applikation der erfindungsgemäßen Addukte als Gele oder hochviskose Pasten, die antimikrobielle Ausstattung von

Papiertüchern und Textilien, die antimikrobielle Beschichtung von Oberflächen oder die Konservierung von Emulsionen, z.B. in Kosmetika. Auch für technische Anwendungen insbesondere solchen, bei denen nichtwässrige Peroxide von Vorteil sind, z.B. bei der Peroxidvernetzung von Siliconkautschuk oder anderen peroxidisch vernetzbaren Polymeren, bietet der Einsatz der erfindungsgemäßen Addukte neue Möglichkeiten.

Beispiele zur Herstellung der erfindungsgemäßen Addukte:

Beispiel 1 :

In einem 250ml-4-Halskolben mit magnetgekoppeltem Rührer, Thermofühler und 20cm Füllkörperkolonne (Glasringe) und

Kondensationsaufsatz mit Wasserabscheider (befüllt mit

n-Propylacetat) wurden 50 g (= 0,014 mol Harnstoff) eines Organopolysiloxans der mittleren Formel ViSiMe 2 0i /2 : Me 2 Si0 2/2 : MeSi [ (CH 2 ) 3 -NH-C (=0) -NH 2 ) ] 0 2/2 = 2 : 46,8 : 1,1 (Vi=Vinyl, Me=Methyl)

vorgelegt und 1,6 g (= 0,016 mol) Wasserstoffperoxidlösung (35%ig in Wasser, Fa. Kraft) zugefügt. Nach Zugabe von 51,6 g n-Propylacetat wurde der Druck in der Apparatur auf 250 hPa reduziert und aufgeheizt. Bei einer Sumpftemperatur von 65°C und einer Kopftemperatur von 45°C wurde Wasser ausgekreist. Sobald sich kein Wasser mehr im Wasserabscheider abtrennte wurde der Sumpf am Rotationsverdampfer bei 60 °C/ 1 hPa

ausgeheizt. Man erhielt 47,3 g eines farblosen klaren Öls.

Mittels 1 H-NMR-Spektroskopie konnte über das Integralverhältnis der Signale bei 0,5 ppm (CH 2 -Si-Gruppe) und 8,4 ppm (H 2 0 2 ) von 1:0,35 der Gehalt an Wasserstoffperoxid bestimmt werden. Er lag bei 0,1 mmol H 2 0 2 /g. Demnach lagen 35% der eingesetzten Menge H 2 0 2 als Harnstoffaddukt vor. Nach einer Woche Lagerung bei Raumtemperatur ca. 25°C lagen noch 34,8%, nach vier Wochen 31,5% als Addukt vor.

Beispiel 2 :

In einem 250ml-4-Halskolben mit magnetgekoppeltem Rührer, Thermofühler und 20cm Füllkörperkolonne (Glasringe) und

Kondensationsaufsatz mit Wasserabscheider (befüllt mit

n-Propylacetat) wurden 50 g (= 0,06 mol Harnstoff) eines

Organopolysiloxans der mittleren Formel

MeOSiMe 2 Oi /2 : Me3SiOi /2 : Me 2 Si0 2/2 : MeSi [ (CH 2 ) 3 -N (-C (=0) -NH 2 ) - CH 2 CH 2 -NH-C (=0) -NH 2 ] 0 2/2 = 1,5 : 0,5 : 28,2 : 1,6

vorgelegt und 8,8 g (= 0,09 mol) Wasserstoffperoxidlösung

(35%ig in Wasser, Fa. Kraft) zugefügt. Nach Zugabe von 53 g n-Propylacetat wurde der Druck in der Apparatur auf 250 hPa reduziert und aufgeheizt. Bei einer Sumpftemperatur von 65°C und einer Kopftemperatur von 45°C wurde Wasser ausgekreist. Sobald sich kein Wasser mehr im Wasserabscheider abtrennte wurde der Sumpf am Rotationsverdampfer bei 60 °C/ 1 hPa ausgeheizt. Man erhielt 51,4 g eines farblosen klaren Öls.

Mittels 1 H-NMR-Spektroskopie konnte über das Integralverhältnis der Signale bei 0,5 ppm (CH 2 -Si-Gruppe) und 8, 4-8, 6 ppm (H2O2) von 1:1,8 der Gehalt an Wasserstoffperoxid bestimmt werden. Er lag bei 1 mmol H202/g.

Beispiel 3:

In einem 250ml-4-Halskolben mit magnetgekoppeltem Rührer,

Thermofühler und 20cm Füllkörperkolonne (Glasringe) und

Kondensationsaufsatz mit Wasserabscheider (befüllt mit

n-Propylacetat) wurden 45 g (= 0,012 mol Harnstoff) eines

Organopolysiloxans der mittleren Formel

ViSiMe 2 0i /2 : Me 2 Si0 2 /2 : MeSi [ (CH 2) 3 -NH-C (=0) -NH 2 ] 0 2 / 2 = 2 : 49, 3 : 1,1 (0,27 mmol Harnstoff/g)

vorgelegt und 3, 6 g (= 0,037 mol) Wasserstoffperoxidlösung (35%ig in Wasser, Fa. Kraft) zugefügt. Nach Zugabe von 48,6 g n-Propylacetat wurde der Druck in der Apparatur auf 250 hPa reduziert und aufgeheizt. Bei einer Sumpftemperatur von 65°C und einer Kopftemperatur von 45°C wurde Wasser ausgekreist.

Sobald sich kein Wasser mehr im Wasserabscheider abtrennte wurde der Sumpf am Rotationsverdampfer bei 60 °C/ 1 hPa

ausgeheizt. Man erhielt 44 g eines farblosen klaren Öls.

Mittels 1 H-NMR-Spektroskopie (CDCI3) konnte über das

Integralverhältnis der Signale bei 0,5 ppm (CH2-Si-Gruppe) und 8,4 ppm (H2O2) von 2:0,98 der Gehalt an Wasserstoffperoxid bestimmt werden. Er lag bei 0,139 mmol H202/g. Demnach lagen 51% der Harnstofffunktionen als H202-Addukt vor. Die Viskosität lag bei 681 mPa.s bei 25°C (gemessen nach DIN 53019 Teil 1, 2 und 3 an einem Physica MCR301 Rheometer) Beispiel 4 :

Test auf antibakterielle Wirksamkeit:

Additivierung von WACKER Elastosil® M4514

(kondensationsvernetzender 2-Komponenten Siliconkautschuk)

Es wurden drei Vulkanisatplatten hergestellt:

4a) ohne Additiv (= Referenz)

4b) mit dem harnstofffunktionellem Organopolysiloxan, das in Beispiel 3 eingesetzt wurde

4c) mit dem BhCc-Addukt des harnstofffunktionellen

Organopolysiloxans hergestellt gemäß Beispiel 2

4a) 114 g WACKER Elastosil® M4514 Basismasse wurden mit 6 g WACKER® Härter T37 mit dem Speedmixer 2 Minuten bei 2500 Upm homogenisiert. Die Masse goss man in eine Form und ließ sie über Nacht bei Raumtemperatur zu einer elastischen

Vulkanisatplatte mit 2 mm Dicke aushärten (= Referenzplatte) .

4b) 21,5 g harnstofffunktionelles Organopolysiloxan aus

Beispiel 3 wurden mit dem Spatel in 95 g WACKER Elastosil® M4514 Basismasse eingemischt. Die Mischung wurde anschließend mit dem Speedmixer 1 Minute bei 2500 Upm homogenisiert. Danach wurden 5 g WACKER® Härter T37 mit dem Spatel untergemischt und es wurde erneut mit dem Speedmixer 1 Minute bei 2500 Upm homogenisiert. Die Masse goss man in eine Form und ließ sie über Nacht bei Raumtemperatur zu einer elastischen

Vulkanisatplatte mit 2 mm Dicke aushärten. Rechnerisch besaß die Platte eine Harnstoffkonzentration von 0,048 mmol

Harnstofffunktionen/g . Es wurden 25 Stück 5mm*5mm*2mm große Plättchen herausgeschnitten und einem Adhärenz- Proliferationstest nach Alt mit Staphylococcus Aureus

unterzogen (Testbeschreibung siehe unten) . Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengefasst. Das Vulkanisat besaß keine signifikante antibakterielle Aktivität, wie aus der Tabelle zu entnehmen ist.

4c) Das in 4b) beschriebene Verfahren wurde mit 19,44 g des BhCg-Addukts des harnstofffunktionellen Organopolysiloxans hergestellt gemäß Beispiel 2, 86 g WACKER Elastosil® M4514 Basismasse und 4,5 g Härter T37 wiederholt, sodass rein

rechnerisch die Platte eine Harnstoffkonzentration von

0,048 mmol Harnstofffunktionen/g und 0,024 mmol ^Cg/g aufwies. Die Ergebnisse des Tests antibakterielle Wirksamkeit sind in der Tabelle zusammengefasst. Im Gegensatz zu 4a) und 4b) zeigte das Vulkanisat eine signifikante antibakterielle Aktivität, wie aus der Tabelle zu entnehmen ist. Tabelle:

Der Proliferationstest wurde mit den drei Vulkanisatplatten durchgeführt analog den Vorschriften aus T. Bechert, P.

Steinbrücke, J-P Guggenbichler : A new method for screening anti-infective biomaterials , Nature Medicine, 2000, 6: 1053-

1056 und V. Alt, P. Steinbrücke, M. Wagener, P. Seidel, E.

Dingeidein, E.Domann, R. Schettler: In Vitro Testing of Antimicrobial Activity of Bone Cement, in: Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2004, 48: 4084-4088.

Mikrotiterplatten-Proliferationstestverfahren nach

Guggenbichler und Alt:

Die in den vorliegenden Untersuchungen für Silikonkautschuk proben verwendeten Mikrotiterplatten-Proliferationstests beruh ten auf einem zum Durchmustern von antimikrobiellen

Biomaterialien eingeführten Testverfahren (1 und 2).

Für den Test wurden bei jedem Material 25 Stücke (5 mm lang,

5 mm breit, 2 bis 3 mm hoch) der Probe und die gleiche Menge an Kontrollstücken jeweils mit 5xl0 6 Bakterien-CFU (Stamm DSM 799 von Staphylococcus aureus, frisch hergestellte Animpfkultur brühe) in jeweils 200 PBS ( Phosphate-Buffered Saline, pH 7,4), supplementiert mit 10% TSB (Tryptic Soy Broth) , pro Näpfchen (Well) einer 96-Well-Mikrotiterplatte bei 37°C 1 h inkubiert, um die Bakterien an die Silikonkautschukoberfläche haften zu lassen .

Nach der Inkubation wurden in zwei Schritten, in denen die Kautschukproben mit 300 mΐ PBS gespült wurden, lose anhaftende Zellen von den Silikonoberflächen entfernt. Im ersten Spül schritt wurden die zu testenden Stücke in eine neue Mikrotiter platte überführt, in der jeweils 300 mΐ PBS pro Well vorgelegt waren. Zunächst wurde gespült, indem das PBS 10 mal auf und ab pipettiert wurde. Danach wurden die Teststücke in eine dritte sterile Mikrotiterplatte, wieder mit 300 mΐ sterilem PBS, überführt, wobei bei jedem Stück sterile Pinzetten verwendet wurden. Nach 10 Minuten starkem Schütteln der Platte im

Mikrotiterplatten-Lesegerät wurden die Proben wiederum in eine vierte Mikrotiterplatte, in der 200 mΐ steriles PBS

supplementiert mit 1% frischem TSB vorgelegt waren, überführt, wobei bei jedem Stück zur Probenüberführung wieder sterile Pinzetten verwendet wurden. Durch 18 bis 20 h Inkubieren der 96-Well-Mikrotiterplatte bei 37 °C konnten verbliebene adhärente Zellen auf den Oberflächen proliferieren und klonale Gegenstücke in das Well freisetzen oder wurden durch die antimikrobielle Oberfläche abgetötet.

Nach Abtrennen der Proben wurden die freigesetzten Bakterien durch Zugeben von jeweils 50 mΐ TSB-Medium pro Welle 48 h amplifiziert . Die Proliferation der freigesetzten Tochterzellen wurde bei einer Wellenlänge von 578 nm online mit einem

Mikrotiterplatten-Lesegerät (Synergy 2, BioTek Instruments,

Inc. , Winooski, VT 05404, USA) beobachtet, wobei eine Zeit- Proliferations-Kurve als Testergebnis für jedes Well der

Mikrotiterplatte erhalten wurde.

Bei jeder Wachstumskurve wurde die Zeit, um eine optische

Dichte (OD) von 0,2 zu erreichen, als Onset-OD-Zeit definiert. Je mehr lebende Zellen auf der Kautschukoberfläche verblieben, desto mehr klonale Bakterien wurden in das umgebende Medium freigesetzt, was zu schnellerem exponentiellem Wachstum und kurzen Onset-OD-Zeiten führte. Lange Onset-Zeiten korrelieren mit einer starken antibakteriellen und antiadhärenten Wirkung eines Kautschukmaterials.

Zur statistischen Auswertung wurden alle Messungen 24 mal durchgeführt, wobei für jedes Material und die Negativkontrolle Mittelwerte für die Onset-OD-Zeit und Standardabweichungen berechnet wurden. Statistische Signifikanz eines anti

bakteriellen Effekts wurde erreicht, wenn der P-Wert eines nicht parametrischen Mann-Whitney-Tests , bei dem die Median werte der Onset-OD-Zeit-Verteilungen von Negativkontrollen und Proben verglichen wurden, als kleiner oder gleich 5% berechnet wurde. Für die Quantifizierung des antibakteriellen Effekts wird der Unterschied zwischen den mittleren Onset-OD-Zeiten der Proben und der Kontrollen als Atonset OD berechnet. At on set OD-Werte ab 5 Stunden werden von Medizinprodukteherstellern als charakteristisch für gute antibakterielle Materialien angesehen .