阅读说明：本技术 制备薄膜的组合物和方法及其应用 (Composition and method for preparing film and application thereof ) 是由 刘超 约翰·J·朗德 于 2019-03-14 设计创作，主要内容包括：在一些实施例中,本发明所述的成膜组合物包含脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多官能亲核试剂、增链剂、第一溶剂、以及第二溶剂,其中所述第一溶剂的蒸发速率和所述第二溶剂的蒸发速率在彼此的150％以内,所述百分比以较大值为准。在一些实施例中,本发明描述了在基底上成膜的方法,所述方法包括使多异氰酸酯与多元醇结合形成聚氨酯预聚物、使聚氨酯预聚物与增链剂结合形成聚合物；并且将所述聚合物施加到所述基底上。(In some embodiments, the film-forming composition of the present disclosure comprises an aliphatic polyisocyanate, an aliphatic multifunctional nucleophile, a chain extender, a first solvent, and a second solvent, wherein the evaporation rate of the first solvent and the evaporation rate of the second solvent are within 150% of each other, the percentages being relative to the greater. In some embodiments, the present disclosure describes a method of forming a film on a substrate, the method comprising combining a polyisocyanate with a polyol to form a polyurethane prepolymer, combining the polyurethane prepolymer with a chain extender to form a polymer; and applying the polymer to the substrate.)

制备薄膜的组合物和方法及其应用

相关申请的交叉引用

本申请根据美国法典第35编第119节要求提交于2018年3月22日的美国临时申请号62/646,585的优先权，该文献通过引用的方式全文并入本发明。

技术领域

本发明总体涉及聚合物薄膜，更具体地，涉及可剥离的聚合物薄膜。

背景技术

薄膜和膜组合物用于各种行业。例如，各种薄膜已在医疗保健行业中用作暴露表面，诸如人或动物皮肤的真皮层，或具有精密机械的装置的保护层。对于医疗保健行业的应用而言，理想的覆盖皮肤的薄膜将顺应皮肤的复杂轮廓，保持长时间粘附，表现出与天然真皮层相似的拉伸和应变特性，促进蒸腾作用，并且无毒。已经有各种薄膜敷料被使用过，每种薄膜敷料都试图满足薄膜上述的所有理想条件。然而，这些常规薄膜存在许多缺点。例如，许多常规的薄膜在可去除的衬底上使用粘合剂涂覆的聚合物薄膜。将聚合物膜从衬底上取下，然后将涂有粘合剂的表面施加于人的皮肤上。然而，在施加过程中所述聚合物膜倾向于起皱并粘附于其自身，因而变得无法使用。尽管增加聚合物膜的厚度有时会缓解其中的一些问题，但增加的厚度通常会导致聚合物膜无法顺应皮肤的轮廓，无法感觉像天然皮肤，并且蒸腾作用下降。另外，因为常规的聚合物膜是预制的并且被涂覆到衬底上，所以聚合物膜必须被制造成各种不同的尺寸以适应不同尺寸的施加面和位置。

因此，需要具有改善的性能的聚合物薄膜。

发明内容

一方面，本发明描述了薄膜和薄膜组合物，在一些实施例中，该薄膜和薄膜组合物与现有的薄膜和薄膜组合物相比，可以提供一个或多个优点。例如，在一些实施例中，本发明所述的薄膜可表现出期望的弹性、可剥离性质和/或耐用的物理性质。所述薄膜可以在许多不同领域中应用，包括人类医疗保健、工业设备、兽医、化妆品、艺术、电影制作和体育产业。在一些实施例中，本发明所述的成膜组合物包含脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多官能亲核试剂、增链剂、以及溶剂。在一些实施例中，本发明描述了包含薄膜的组合物，该薄膜包含由脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多官能亲核试剂和增链剂的反应产物形成的聚合物。在一些情况下，多异氰酸酯的异氰酸酯基与多官能亲核试剂和增链剂的羟基和氨基的总数之比为1.5:1至1:1。在一些情况下，多异氰酸酯和多官能亲核试剂可以结合以形成预聚物。本发明所述的增链剂可与预聚物结合以形成聚合物。

在一些情况下，本发明所述的溶剂包括第一溶剂和第二溶剂。所述第一溶剂的蒸发速率和所述第二溶剂的蒸发速率在彼此的150％以内，该百分比以较大值为准；和/或在一些情况下，在乙酸正丁酯蒸发速率的50％至1500％之间。在一些情况下，所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物可具有1至7的极性指数和/或2至30的介电常数。此外，根据拉乌尔定律，在一些情况下，第一溶剂和第二溶剂的混合物的总蒸气压为4-70mmHg。

在一些实施例中，溶剂(诸如本发明所述的第一溶剂和第二溶剂)可以包括水、丙酮、乙醇、丁酮、乙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲基丙酯、甲基异丁基酮、四氢呋喃、N-甲基环己酮、硅氧烷、直链烷烃、支链烷烃、环烷烃或它们的任意组合。在一些情况下，第一溶剂不同于第二溶剂。

本发明所述的多异氰酸酯可包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、丁烷二异氰酸酯(BDI)、赖氨酸二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、三(6-异氰酸根合己基)异氰脲酸酯或它们的任意组合。

本发明所述的多官能亲核试剂可包含多元醇、多元胺、硫醇或它们的任意组合。

在一些实施例中，本发明所述的增链剂是脂肪族、硅氧烷或醚。在一些情况下，脂肪族、硅氧烷和醚是多元胺、多元醇或它们的任意组合。脂肪族多元胺可包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、哌嗪或它们的任意组合。

在一些情况下，本发明所述的薄膜的平均厚度为20至250微米。

在一些实施例中，本发明所述的溶剂可以是抗微生物溶剂。例如，在一些情况下，抗微生物溶剂可包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或它们的任意组合。

在一些情况下，本发明所述的薄膜或组合物可包含添加剂，该添加剂包含抗微生物剂、生长因子、肽、治疗剂、生物再生剂、化妆剂、金属抗氧化剂或它们的任意组合。

在另一方面，本发明描述了在基底上形成薄膜的方法，在一些实施例中，该方法与在基底上形成薄膜的其他方法相比，可以提供一个或多个优点。例如，在一些实施例中，本发明所述的成膜方法简单、高效、可伸展、廉价、可再现、与生物组织相容和/或具有所需的物理性质。

在一些实施例中，一种在基底上形成膜的方法包括将多异氰酸酯、多官能亲核试剂和增链剂施加到基底上。在一些情况下，多异氰酸酯和多官能亲核试剂首先结合以形成预聚物，然后将增链剂与所形成的预聚物结合以制备成膜聚合物，并将该成膜聚合物施加到基底上。

在一些实施例中，一种在基底上形成膜的方法包括使多异氰酸酯与多元醇结合以形成聚氨酯预聚物；使聚氨酯预聚物与增链剂混合以形成聚合物；并且将所述聚合物施加到所述基底上。

在一些情况下，本发明所述的预聚物和/或聚合物在第一溶剂和第二溶剂混合物中形成，其中第一溶剂不同于第二溶剂。例如，在一些情况下，第一溶剂和第二溶剂混合物可包含预聚物和/或聚合物。

在一些情况下，溶剂，诸如所述第一溶剂和所述第二溶剂，包括水、丙酮、乙醇、丁酮、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲基丙酯、甲基异丁基酮、四氢呋喃、N-甲基环己酮、硅氧烷、直链烷烃、支链烷烃、环烷烃或它们的任意组合。

在一些情况下，所述的第一溶剂的蒸发速率和所述的第二溶剂的蒸发速率在彼此的150％以内，该百分比以较大值为准；或在乙酸正丁酯蒸发速率的50％至1500％以内。在一些情况下，所述的第一溶剂和所述的第二溶剂的混合物的极性指数为1至7或介电常数为2至30。此外，在某些情况下，根据拉乌尔定律，所述的第一溶剂和所述的第二溶剂的混合物的总蒸气压为4-70mmHg。

在一些实施例中，本发明所述的方法进一步包括将溶剂或溶剂混合物施加到基底上。在一些情况下，所述溶剂或溶剂混合物可以是对所述基底表面进行灭菌的抗微生物溶剂。

在一些实施例中，本发明方法中描述的多异氰酸酯是脂肪族多异氰酸酯。例如，多异氰酸酯可包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、丁烷二异氰酸酯(BDI)、赖氨酸二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、三(6-异氰酸根合己基)异氰脲酸酯或它们的任意组合。

在一些情况下，多官能亲核试剂是脂肪族的，并且包括多元醇、多元胺、硫醇或它们的任意组合。

在一些情况下，增链剂包括脂肪族多元胺、醚或所述脂肪族多元胺和所述醚的组合；所述脂肪族多元胺包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、哌嗪或它们的任意组合；所述醚包括氨基封端的聚丙二醇、氨基封端的聚乙二醇或它们的组合。

在一些实施例中，本发明所述的方法可进一步包括将添加剂施加到所述基底上，所述添加剂包含抗微生物剂、生长因子、肽、治疗剂、生物再生剂、化妆剂、染料、金属抗氧化剂或它们的任意组合。

在另一方面，一种涂覆生物组织表面的方法包括将本发明所述的组合物施加到生物组织的表面上。

在下面的详细描述和实例中更详细地描述了这些和其他实施例。

附图说明

图1是施加在人体皮肤上的示例性薄膜的照片。

图2是将图1的薄膜从皮肤上剥离的照片。

图3是施加到指甲上的示例性薄膜的照片。

图4是将图3的薄膜从指甲上剥离的图片。

图5是脱离与示例性薄膜没有脱离的对比图片。

图6A是示例性薄膜、

和

施加于人体皮肤上5分钟后的图片。

图6B是图6A中示例性薄膜、

和

施加于人体皮肤8小时后的图片。

图6C是图6A中示例性薄膜、

和

施加于人体皮肤18小时后的图片。

图6D是图6A中示例性薄膜、

和

施加于人体皮肤24小时后的图片。

图7是从人体皮肤上去除图6A中示例性薄膜和

后的图片。

图8是从人体皮肤上去除后的图7中示例性薄膜被拉伸的图片。

图9是示例性薄膜使用两种不同溶剂施加到人体皮肤上的图片。

具体实施方式

通过参考以下详细描述、附图和实例以及它们的先前和随后的描述，可以更容易地理解本发明描述的实施例。然而，本发明描述的元件、设备和方法不限于在详细描述、附图和实例中呈现的特定实施例。应该认识到，这些实施例仅是本发明原理的说明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对于本领域技术人员而言，许多修改和改编将是显而易见的。

另外，本发明公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，规定的范围“1.0至10.0”应被视为包括任何和所有子范围，这些子范围的最小值从1.0或更大开始，到最大值10.0或更低，例如1.0至5.3，或者4.7至10.0，或者3.6至7.9。

除非另有明确说明，否则本发明公开的所有范围也应被认为包括该范围的端点。例如，通常应将范围“5至10之间”、“5至10”或“5-10”包括端点5和10。

此外，当结合数量或量使用短语“最多”时，应理解，该数量至少是可检测的数量或量。例如，以“最多”指定量的量存在的材料可以从可检测量到最多并包括指定量。

除非另有明确说明，否则本发明所述的所有分子量均为重均分子量。

在整个本公开中，术语“薄膜”、“聚合物膜”、“聚合物薄膜”和“膜”可互换使用，除非另有明确说明，否则应解释为具有相同含义。

薄膜涂层可用于多种用途，包括电子器件、显示器、半导体、医疗植入物和外科手术工具、人/动物组织以及许多其他用途。在生物医学领域，生物相容性薄膜涂层用于保护器件和组织免受细菌和灰尘等污染物的侵害，提供物理屏障和保护作用，防止水分流失并促进伤口愈合等。

根据不同的应用，薄膜涂层被希望改善外观和耐磨性，减少滑动部件之间的磨损，并增加润滑性。通常认为功能性涂层赋予被覆盖的器件和生物组织以细菌屏障、抗菌、防污的作用。

人体皮肤上的薄膜涂层特别具有挑战性。人体皮肤是一种复杂的活体材料，由表皮、真皮和角质层三层组成。表皮层由部分角质化的细胞组成，这些细胞在迁移到外表面时逐渐脱水，从而形成角质层(SC)。角质层由10-20个细胞的双相薄层组成，其平均厚度在25-200nm之间，具体取决于身体部位。角质层通常被称为“砖和灰浆”结构，因为它包括“砖”区域(角质细胞)，周围是脂肪酸、神经酰胺、胆固醇和水的“灰浆”。角质层的表面覆盖有皮肤表面脂膜(SSLF)、皮脂腺的皮脂和角质形成细胞分泌的脂质的混合物。众所周知，角质层在皮肤的水合作用和粘附特性中起着重要的作用。然而，角质层被认为是死亡但高度动态的结构，而SSLF在不断更新，且SSLF中的液体分子处于快速重新定向模式。SC和SSLF层的复杂组成和动态特性以及皮肤的柔软和弹性特性以及在人体运动过程中皮肤的不断拉伸和恢复运动，对于确定理想的成膜溶液在皮肤上涂敷应用提出了重大挑战。

目前的皮肤涂层材料或产品通常是可以被涂敷或喷涂在皮肤上以形成薄膜层的液体制剂。例如，

是一种由硝酸纤维素和乙醇/乙酸盐/丙酮溶剂组成的有机溶剂基溶液。尽管

可形成薄膜，但是硝化纤维成分形成的硬质薄膜与柔软而有弹性的皮肤组织不相容，这会给使用者带来不适感。另外，在硝酸纤维素膜施涂于皮肤上几个小时后，通常在上面看到在美学上不希望有的裂纹线，并且也难以将其以完整的膜剥离。此外，

薄膜的使用寿命有限，在使用后24小时内会出现卷边。

是市场上用于皮肤的水性聚丙烯酸酯乳液。尽管具有弹性，但

的弹性性能与皮肤相比非常弱。此外，

薄膜由于其较弱的机械性能而无法提供真正的保护感，并且用户经常需要在皮肤上重复涂抹才能获得足够的覆盖率。

溶液本身的粘度也很低，在使用过程中通常会“脱离”所需的皮肤位置。本发明所述的实例15显示了

在人体皮肤上的“脱离”。

是另一种基于溶剂的液体制剂，由丙烯酸三元共聚物和聚苯甲基硅氧烷作为成膜聚合物成分以及六甲基二硅氧烷作为溶剂成分组成。与

相似，

的拉伸性能也很弱，并且无法提供真正的保护感，使薄膜下的伤口仍对物理摩擦或接触敏感。因此，

薄膜太薄且机械性能不如天然皮肤，也就无法提供保护感以及细菌和灰尘的屏障。此外，由于其弱的机械性能和极薄的薄膜性质，很难从皮肤上剥离。

溶液本身也很难粘附在皮肤上，经常需要多次施用。具体地讲，

溶液的粘度极低，会从皮肤上的涂抹部位“脱离”并粘在其他部位，最终造成脱位混乱。

因此，尽管已经提出了许多模仿皮肤的薄膜，但是这些薄膜中的每一个都不能模仿并适应皮肤外部结构和动态成分的复杂性。

因此，与当前的薄膜相反，理想的薄膜制备溶液是一种可以容易地施加到皮肤上而不会脱离并且可以快速形成薄膜的溶液。理想的薄膜在一些情况下可以具有足够的皮肤粘合强度，至少在皮肤上粘附2至3天而不会卷边，同时仍保持像常规绷带一样的完整薄膜的剥离能力，以便在需要时轻松去除。为了防止灰尘或微生物在剥离薄膜之前渗透，非常需要保持膜的完整性。在一些情况下，理想的薄膜可以像常规绷带一样提供良好的保护感，但出于美观目的，它是透明的而不会形成裂纹。另外，在许多情况下，理想的薄膜将具有生物相容性，而无需担心毒性。在一些情况下，理想的薄膜将在机械上适应自然皮肤并且透气，以促进伤口快速愈合。

传统上，已经对用于聚氨酯和/或基于聚(氨基甲酸酯-脲)的薄膜中的溶剂体系进行专门设计，以解决薄膜聚合物成分的溶解性问题。然而，如本发明所述，出乎意料地发现理想薄膜的机械性能不仅非常取决于聚合物成分的特定组合，而且还取决于所使用的溶剂。具体地，已经发现具有相同或相似聚合物成分的薄膜的物理性质可以根据所使用的溶剂体系而显著变化，并且溶解度不是选择溶剂体系时要考虑的唯一因素。例如，如本发明更详细地描述的，当不同的溶剂体系与相同的聚合物成分一起使用时，相同或相似的聚氨酯和/或基于聚(氨基甲酸酯-脲)的薄膜的物理性质将不同。如本发明所述，通过选择具有特定蒸发速率、介电常数、蒸气压和/或极性指数的溶剂体系，可以控制所得薄膜的机械性能，包括粘合性能。已经发现，特定的溶剂系统不仅能控制薄膜形成溶液的适当的溶剂蒸发速率、成膜速率和粘度以避免从皮肤快速脱离，而且还能控制膜的形态，诸如最终的机械性能、美观性(诸如透明性和裂纹形成)和/或所得薄膜的表面光洁度。

因此，本发明公开了使用聚合物和溶剂体系组合的特殊薄膜制备组合物，与具有相似的聚合物成分但溶剂体系不同的其他薄膜相比，该组合物表现出意外的和令人惊喜的优异的薄膜机械性能。

I.膜组合物

本发明描述了薄膜和薄膜组合物，在一些实施例中，与现有的薄膜和薄膜组合物相比，本发明所述的薄膜和薄膜组合物可以提供一个或多个优点。在一些实施例中，例如，本发明所述的薄膜可以原位形成于某个表面上，并展现出理想的弹性、可剥离和/或耐久的物理性能，诸如在皮肤上可施用而不会“脱离”，并且施用中可快速成型。在一些情况下，本发明所述的膜组合物可以作为液体绷带被施加到皮肤上，液体绷带固化以在皮肤上形成薄膜。在一些情况下，本发明所述的薄膜具有足够的皮肤粘合强度，至少在皮肤上粘附2至3天而不会卷边，同时仍保持像常规绷带一样的完整薄膜的剥离能力，以便在需要时轻松去除。此外，在一些情况下，本发明所述的薄膜可以像常规绷带一样提供良好的保护感，但是透明而无裂纹。此外，本发明所述的薄膜可展现出理想的生物相容性，例如，是无细胞毒性的、具有植入相容性、非致热、无刺激性、不致敏、形成微生物屏障的和/或低全身毒性。在一些实施例中，本发明所述的薄膜展现出理想的金属抗氧化和材料涂层性能。

在一些实施例中，成膜组合物包含多异氰酸酯、多官能亲核试剂、增链剂以及溶剂。在一些实施例中，一种组合物包含薄膜，该薄膜包含由多异氰酸酯、多官能亲核试剂和增链剂的反应产物形成的聚合物。所述多异氰酸酯和所述多官能亲核试剂可以结合形成预聚物，且所述增链剂可与所述预聚物结合形成所述薄膜。所述多异氰酸酯的异氰酸酯基团与所述多官能亲核试剂和所述增链剂的羟基和氨基总数之比可以是1.5:1、1.45:1、1.4:1、1.35:1、1.3:1、1.25:1、1.2:1、1.15:1或1:1。

在一些实施例中，本发明所述的多异氰酸酯包含脂肪族、烯属或芳族多异氰酸酯。多异氰酸酯可具有2、3、4、5、6或更多个异氰酸酯基团。在实施例中，多异氰酸酯是二异氰酸酯。例如，多异氰酸酯可包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、丁烷二异氰酸酯(BDI)、赖氨酸二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、三(6-异氰酸根合己基)异氰脲酸酯或它们的任意组合。但是，也可以考虑与本公开的目的不矛盾的其他多异氰酸酯。

在一些实施例中，本发明所述的多官能亲核试剂是多官能质子亲核试剂。多官能质子亲核试剂可包括多元醇、多元胺或硫醇。

本发明所述的多元醇是包含两个或更多个羟基的化合物。在一些实施例中，多元醇是具有多个端羟基的低聚物或聚合物。例如，本发明所述的多元醇可以包含聚(ε-己内酯)(ε-PCL)二醇、聚乳酸(PLA)二醇、聚乙丙交酯(PLGA)二醇、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚己二酸丁二酯(PBA)、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基醚二醇(聚THF)、羟基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)或它们的任意组合。但是，也可以考虑与本公开的目的不矛盾的其他多元醇。

在一些情况下，本发明所述的多元醇可具有的重均分子量为200-10,000、200-8,000、200-6,000、200-4,000、200-2,000、200-1000、200-500、300-10,000、400-10,000、500-10,000、600-10,000、700-10,000、800-10,000、900-10,000、1,000-10,000、2,000-10,000、3,000-10,000、4,000-10,000、5,000-10,000、6,000-10,000、7,000-10,000、8,000-10,000、500-8,000、1,000-6,000或2,000-4,000。

本发明所述的多元胺是含两个或更多个伯或仲氨基的化合物。在一些实施例中，多元胺是具有多个端氨基的低聚物或聚合物。例如，多元胺可包括聚乙二醇(PEG)二胺、聚丙二醇(PPG)二胺、氨基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)或它们的任意组合。但是，也可以考虑与本公开的目的不矛盾的其他多元胺。

所述多元胺可具有的重均分子量为200-10,000、200-8,000、200-6,000、200-4,000、200-2,000、200-1000、200-500、300-10,000、400-10,000、500-10,000、600-10,000、700-10,000、800-10,000、900-10,000、1,000-10,000、2,000-10,000、3,000-10,000、4,000-10,000、5,000-10,000、6,000-10,000、7,000-10,000、8,000-10,000、500-8,000、1,000-6,000或2,000-4,000。

本发明所述的硫醇是包含两个或更多个巯基的化合物。在一些实施例中，硫醇是具有多个端硫醇基的低聚物或聚合物。例如，硫醇可包括聚乙二醇(PEG)硫醇、聚丙二醇(PPG)硫醇、硫醇封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)或它们的任意组合。但是，也可以考虑与本公开的目的不矛盾的其他硫醇。

所述硫醇的重均分子量为200-10,000、200-8,000、200-6,000、200-4,000、200-2,000、200-1000、200-500、300-10,000、400-10,000、500-10,000、600-10,000、700-10,000、800-10,000、900-10,000、1,000-10,000、2,000-10,000、3,000-10,000、4,000-10,000、5,000-10,000、6,000-10,000、7,000-10,000、8,000-10,000、500-8,000、1,000-6,000或2,000-4,000。

本发明所述的增链剂通常是反应***联剂，可用于修饰所述多异氰酸酯和所述多官能亲核试剂间产生的反应产物。在一些情况下，所述增链剂可以是脂肪族、硅氧烷、醚或它们的任何组合。在一些实施例中，所述脂肪族、硅氧烷和醚增链剂是多元胺、多元醇或它们的任意组合。例如，所述脂肪族多元胺增链剂可包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、哌嗪或它们的任意组合。所述醚增链剂可包含氨基封端的聚丙二醇(例如

D系列二胺)、氨基封端的聚乙二醇或两者的组合。脂肪族多元醇的实例包括丁二醇、丙二醇、己二醇、环己烷二甲醇或它们的任意组合。但是，也可以考虑与本公开的目的不矛盾的其他增链剂。

在一些实施例中，本发明所述的溶剂包括水、丙酮、乙醇、丁酮、乙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲基丙酯、甲基异丁基酮、四氢呋喃、N-甲基环己酮、硅氧烷、直链烷烃、支链烷烃、环烷烃或它们的任意组合。例如，所述的直链烷烃、支链烷烃和环烷烃可以包括如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷或辛烷这类直链、支链或环烷烃。硅氧烷的实例包括六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷或它们的任意组合。然而，所述的溶剂仅是示例性的，并且也可以考虑与本公开的目的不矛盾的其他溶剂。

在一些实施例中，本发明所述的溶剂是抗微生物溶剂，该抗微生物溶剂包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或它们的任意组合。所述的抗菌溶剂可以用作唯一的溶剂，或与一种或多种溶剂组合使用。通常，当将薄膜被施加到生物组织(例如，皮肤)的表面上时，随着薄膜在所述表面上原位形成，所述的抗微生物溶剂可以对生物组织的表面进行灭菌。然而，这些抗微生物溶剂仅是示例性的，也可以考虑与本公开的目的不矛盾的其他抗微生物溶剂。在一些实施例中，本发明所述的溶剂可包含第一溶剂和第二溶剂。所述第一溶剂和所述第二溶剂可以选自本发明所述的溶剂，以形成恒定的蒸发混合速率，该恒定的蒸发混合速率允许膜的成分保持溶剂化直至膜成分的反应完成，而不会使溶剂过早地蒸发。在一些情况下，所述第一溶剂和所述第二溶剂可选自本发明所述的溶剂，以形成恒定的蒸发混合物速率，这允许溶液中的一种或多种聚合物形成均匀的膜，而不会在蒸发溶剂之前使一种或多种聚合物过早沉淀。尽管不受理论的束缚，但是理论上可以通过选择化学性质不同的第一溶剂和第二溶剂来控制干燥过程的蒸发速率。例如，溶剂组合可以包括醇和酮、醇和烃、醇和乙酸酯、醇和酯、乙酸酯和卤代烃等。在一些实施例中，蒸发速率使得膜组合物可以在10分钟内、8分钟内、6分钟内、5分钟内、4分钟内、2分钟内以及小于1分钟内干燥成膜。在一些实施例中，溶剂的蒸发速率是如Hofmann在industrial and engineering chemistry(第24卷，No.2，135-140)所述的乙酸正丁酯蒸发速率的50-500％(或0.5-5倍)或50-500mmHg*g/mol，该文献的全部内容通过引用并入本发明中。如Hofmann所述，液体的蒸发速率与液体的沸点不成比例。此外，在这种情况下，溶剂的蒸发速度为Hofmann所述的乙酸正丁酯的蒸发速率的50-400％、50-300％、50-250％、50-200％、50-150％、50-125％、50-100％、50-75％、75-500％、100-500％、150-500％、200-500％、250-500％、300-500％、350-500％、400-500％、100-400％、150-350％或200-300％。

在一些实施例中，所述第一溶剂的蒸发速率和所述第二溶剂的蒸发速率在彼此的150％以内，该百分比以较大值为准。在一些情况下，所述第一溶剂和所述第二溶剂的蒸发速率在彼此的75％、100％、115％、130％、145％、160％、185％或200％之内，该百分比以较大值为准。例如，在某实施例中，所述第一溶剂含有乙醇(EAL)，并且所述第二溶剂含有乙酸乙酯(EAC)。蒸发率(ER)，如Hofmann中所述，可以通过等式1计算：

蒸发速率＝蒸气压*分子量/11 (等式1)

乙醇(EAL)的ER＝43.7mmHg×46.07g/mol/11＝183.02mmHg*g/mol；乙酸乙酯(EAC)的ER＝73.91mmHg×88.11g/mol/11＝389.95mmHg*g/mol。因此，两种溶剂的蒸发速率都在彼此的150％之内，且在乙酸正丁酯的该参数的50％至1500％之内(乙酸正丁酯的ER在20℃为100mmHg*g/mol)。

在一些实施例中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物可具有1至7的极性指数。在一些情况下，所述极性指数为2至6或3至5。在一些例子中，所述极性指数是1、2、3、4、5、6或7。所述混合物的极性指数可以根据公式2计算。根据Poole,C.F.；Poole,S.K.Chromatography Today；Elsevier:1991年，阿姆斯特丹，混合流动相的极性指数P'是可根据每种溶剂的体积分数进行调整的溶剂极性指数加权因子的算术平均值，如公式2所示：

其中，P’_i是溶剂I的极性指数加权因子，

是溶剂i的体积分数。例如，对于包含30％乙醇(EAL)和70％乙酸乙酯(EAC)的二元溶剂混合物，混合溶剂的极性指数计算如下：

P＝(5.2)(0.3)+(4.4)(0.7)＝4.64

在一些实施例中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物可以具有2至30的介电常数。在一些情况下，所述混合物的介电常数为5至25、10至20、12至18、5至15、5、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28或30。所述混合物的介电常数值可以通过将每种溶剂的体积分数乘以其介电常数并求和来计算，如等式3所示：

A+B＝f_Aδ_A+f_Bδ_B+...(等式3)

其中A和B是混合物中的溶剂，f是每种溶剂的体积分数，δ是每种溶剂的介电常数。例如，对于乙醇(δ＝24.5)和乙酸乙酯(δ＝6.02)的混合物，EAL/EAC(3:7)混合物的介电常数可以计算如下：

EAL/EAC(3:7)的比例＝24.5*0.3+6.02*0.7＝11.56

拉乌尔定律指出，理想的液体混合物中每种成分的分蒸气压等于纯成分的蒸气压(VP)乘以其在混合物中的摩尔分数。在一些实施例中，根据拉乌尔定律，所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物的总蒸气压为4至80mmHg。在一些情况下，根据拉乌尔定律，所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物的总蒸气压为10至40mmHg、20至30mmHg、15至30mmHg、4mmHg、8mmHg、10mmHg、15mmHg、20mmHg、25mmHg、30mmHg、35mmHg、40mmHg、45mmHg、50mmHg、55mmHg、60mmHg、75mmHg或80mmHg。例如，使用EAL(VP＝43.7mmHg):EAC(VP＝73.91mmHg)为3:7的体积比，EAL的摩尔比＝0.273，EAC的摩尔比＝0.727。那么EAL/EAC的总蒸气压＝43.7*0.273+73.91*0.727＝65.66mmHg。

在一些实施例中，本发明所述的薄膜是弹性体，并且具有100％至1200％的应变率(例如，断裂伸长率)。例如，所述膜的断裂应变率可以至少大于100％、大于200％、大于300％、大于400％、大于500％或大于600％。所述薄膜的弹性性质有助于薄膜保持粘附在柔性表面上。例如，当将所述膜放置在人或动物的皮肤上时，所述膜可以随皮肤拉伸和弯曲，从而允许膜灵活地模仿皮肤的运动。另外，如下面在图1-4中所见，所述膜的弹性性质赋予了从基底表面剥离膜的能力。

本发明所述的薄膜的厚度可以根据应用而变化。例如，在一些实施例中，膜的平均厚度为20至300微米。在其他实施例中，膜的平均厚度为20至50微米、20至100微米、20至150微米、20至200微米或20至250微米。

在一些实施例中，本发明所述的薄膜可具有200至600g/m²/天的水蒸气透过率。在其他实施例中，膜的水蒸气透过率是200至400g/m²/天、300至500g/m²/天、400至600g/m²/天、500至600g/m²/天、200g/m²/天、300g/m²/天、400g/m²/天、500g/m²/天、或600g/m²/天。所述膜的水蒸气透过率可以根据ASTM标准测试方法E96/E96M-15确定，以下在实例4中更详细地描述。在一些实例中，对于基底，诸如人类或动物皮肤，所述膜的水蒸气透过率可以使汗水从皮肤上蒸发掉，并通过所述膜释放到大气中，而不是被困在皮肤和膜之间。

杨氏模量(例如弹性模量)是弹性固体材料的机械性能，杨氏模量定义了材料中的应力(每单位面积的力)和应变(成比例的形变)之间的关系。在一些实施例中，本发明所述的薄膜具有3至20MPa的杨氏模量。在其他实施例中，所述薄膜的杨氏模量为4至18MPa、6至16MPa、8至14MPa、10至12MPa、5至17MPa、7至15MPa、9至13MPa、3至10MPa、10至15MPa、15至20MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa或20MPa。所述膜的杨氏模量值可以根据ASTM标准测试方法D882确定，该方法在下面的实例6中有更详细的描述。

断裂拉伸强度是材料在拉伸下的抗断裂能力。在一些实施例中，所述膜具有10至60MPa的拉伸强度。在其他实施例中，所述膜的拉伸强度为10至50MPa、10至40MPa、10至30MPa、10至20MPa、20至60MPa、30至60MPa、40至60MPa、50至60MPa、20至50MPa、30至40MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa或60MPa。所述膜的拉伸强度值可以根据ASTM标准测试方法D882确定，在以下实施例6中更详细地进行描述。

在一些实施例中，本发明所述的薄膜的分子量为1.0×10⁴g/mol至5.0×10⁵g/mol。在其他实施例中，膜的分子量为5.0×10⁴g/mol至5.0×10⁵g/mol、1.0×10⁵g/mol至5.0×10⁵g/mol、2.5×10⁵g/mol至5.0×10⁵g/mol。

ISO 10993提出了一系列评估医疗器械生物相容性的标准。在一些实施例中，根据ISO10993中所述的一系列标准，本发明所述的薄膜是无细胞毒性的、具有植入相容性、非致热性、无刺激性、不致敏、不显示全身毒性或它们的任意组合。以下在实例10至14中更详细地描述了符合ISO 10993所述系列标准中的一个或多个的所述膜的具体实例。

在一些实施例中，将本发明所述薄膜设置在基底表面上时，所述薄膜可形成微生物屏障。所述微生物屏障是指形成防止、排除或减少微生物渗透的屏障的膜。所述微生物渗透可以是一个方向或两个方向。例如，所述微生物渗透可以从基底表面沿远离基底表面的向外的方向穿过膜，或者可以从膜的外表面沿朝着基底表面的向内的方向穿过膜。在一些实施例中，膜可形成微生物屏障，可防止80％至100％、90％-100％、80％、90％或100％的微生物渗透。

在一些实施例中，本发明所述的成膜组合物和薄膜含有添加剂。示例性添加剂含有抗微生物剂、生长因子、肽、治疗剂、抗炎剂、止痛剂、生物再生剂、化妆剂、金属抗氧化剂或它们的任意组合。例如，抗微生物剂可包含抗生素、抗真菌剂或其他药学上可接受的抗微生物剂。示例性的化妆剂包括着色剂或染料，例如云母、氧化铁、锰紫、氧化锌或其他已知的化妆染料或颜料，以使薄膜与基底相匹配(例如，肉色染料用于匹配人的肤色)。示例性的生长因子包括血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、神经营养蛋白、角质形成细胞生长因子(KGF)、***(IGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、表皮生长因子(EGF)、血管生成素、***或可以将其掺入薄膜中进行伤口处理的任何已知的生长因子。示例性的肽包括MG53、RGD、RGDFV、RGDS或可以掺入膜中用于伤口治疗的任何已知的肽。

II.成膜的方法

在另一方面，本发明描述了一些在基底上成膜的方法，在一些实施例中，这些方法与在基底上成膜的其他方法相比，可以提供一个或多个优点。例如，在一些实施例中，本发明所述的形成膜的方法简单、高效、可伸展、廉价、可再现、与生物组织相容和/或具有所需的物理性质。特别地，本发明所述的成膜方法可以使膜在诸如皮肤的基底上原位形成(例如，“就地形成”)。

在一些实施例中，在基底表面上成膜的方法包括将多异氰酸酯、多官能亲核试剂和增链剂施加到所述基底上。在一些实施例中，所述多异氰酸酯和所述多官能亲核试剂首先结合形成预聚物，所述增链剂随后与所述预聚物结合。可以将所述多异氰酸酯、所述多官能亲核试剂和所述增链剂中的每一种单一地或利用溶剂组合地施加到所述基底的表面。在一些实施例中，在聚合物溶液被施加到基底上形成薄膜之前，可以将所述多异氰酸酯、所述多官能亲核试剂和所述增链剂一起复配并在优选的一种或多种溶剂中反应，以制得一种可形成薄膜的聚合物溶液。

在一些实施例中，本发明描述的方法可以进一步包括将添加剂施加到所述基底的表面。所述添加剂可以在所述方法的任何一步施加到基底的表面。在一些情况下，所述添加剂可以与所述多异氰酸酯、所述多官能亲核试剂、所述增链剂或最终聚合物溶液中的一种或多种结合，并施加到所述基底的表面上。在非限制性实例中，当所述添加剂是抗生素时，所述抗生素可与所述多异氰酸酯或所述多官能亲核试剂结合，并以含该成分的组合物的形式施加到所述基质上。在该实例中，所述抗生素在所得预聚物基质中的引入要先于所述增链剂的添加。在另一个非限制性实例中，所述抗生素可与所述增链剂结合，然后被引入到形成薄膜的所得聚合物基质中。在另一个非限制性实例中，所述抗生素可与最终的聚合物溶液结合然后被引入在基底上形成的薄膜中。在又一个非限制性实例中，可以将抗生素直接施加到所述基底的表面上，并且使所得薄膜形成在抗生素之上，从而在所述基底和薄膜之间有效地形成抗生素层。

所述的膜成分可以各种制剂，诸如液体、乳霜、洗剂、乳剂或其他制剂，施加于所述基底的表面。所述方法可以通过用涂药器(例如，刷子)或通过手施涂每种成分来完成。还可以通过喷雾或气雾剂，或将所述基底浸入每种成分的方式来施加每种成分。

所述多异氰酸酯、所述多官能亲核试剂、所述增链剂、可选的溶剂和可选的添加剂的特征和类型应理解为与本发明第I部分-膜组合物中在先讨论过的每种成分的描述一致。

III.膜的示例性应用

本发明所述的薄膜和在基底上形成薄膜的方法可以在许多不同领域中应用，包括人类医疗保健、工业设备、兽医、化妆品、艺术、电影制作和体育产业。对于膜的以下每个示例性应用，应该理解的是，每个示例都是以说明本发明的各方面为目的，而不限制权利要求所限定的本发明的范围。

在一个实例中，诸如在医疗保健和化妆品领域，可以使用本发明所述的膜组合物和方法将薄膜施加于假体装置，使得假体装置获得膜涂层。膜可以包括添加剂，诸如着色剂、染料或颜料，使得膜在视觉上类似于特定的肤色。

在另一个实例中，本发明所述的薄膜可以使用喷涂系统施加到机器人器械或夹持工具上。在一些情况下，喷涂的所述薄膜可以提供增强的抓握力、美观的效果或类似人的特征。所述膜可以使用几道涂层来涂覆，并且可以在发生磨损时进行补充。示例性机器人器械可以包括那些用于采摘水果、组装精密硬件或实施机器人医疗程序的器械。

在另一个实例中，本发明所述的薄膜可通过在奶畜的***上形成***密封剂以减少动物乳腺炎的发生率，从而用于保护奶畜的乳腺免受致病性污染。

本发明所述的薄膜可用于包覆人形机器人或陪伴玩偶，使其更加逼真、舒适或自然。这包括为社交、商业和工业用途而构建的机器人、仿真机器人或自动机器。尽管所述膜通常用于形成类似皮肤的膜，但该膜也可用于掩盖或保护人形机器人的机械的外表或敏感部分。

本发明所述的薄膜的另一工业应用是作为覆盖金属部件表面的防水或空气的屏障，以减少所述表面暴露于水或氧气、减少生锈的形成(例如，金属氧化)并延长材料的使用寿命。例如，金属部件可以是经常暴露于高氧化条件的船舶的一部分。在一些情况下，可以通过包含如前所述的金属抗氧化剂来增强所述薄膜的抗氧化性能。

本发明所述的薄膜可具有涉及人和动物的生物组织的各种应用。例如，所述薄膜可以模仿皮肤，并施加在有轻微割伤、裂缝、擦伤、烧伤、水泡和闭合手术切口和切除的受损皮肤上，以保护这些位置免受外部细菌和污垢的侵害，并且可以通过覆盖神经末梢来减轻疼痛和瘙痒。所述膜还可以用于保护或舒缓皮肤，使其免受诸如接受放射疗法且无法耐受常规绷带、胶带或皮肤保护剂的患者的干燥、瘙痒、起泡或脱皮等问题的困扰。所述膜可随时间自然脱落或在需要时从皮肤上剥落，并可重新涂成新的膜或在原始膜掉下来或剥落之前重新使用。在另一个实例中，本发明所述的薄膜可以被施加到长跑运动员的胸部以提供减少胸部和衣服之间的摩擦的屏障，从而防止擦伤和刺激。

在又一个实例中，可以将本发明所述的薄膜施加在导管经皮进入处以保护或密封导管。所述膜也可以施加到邻近导管端口的真皮肤区的表面上。在***导管后，将保护胶带施加到受所述膜保护的真皮肤表面上。在物理去除所述保护，即粘性胶带后，所述膜可防止被试的真皮肤受损。

本发明所述的薄膜可以施加在肥胖个体的皮褶处，并可持续一定的时间，如最长可达24小时。所述膜在皮褶独立部分的接触点之间起到屏障的作用，可减少摩擦并保持真皮肤区域干燥舒适，直到所述膜自然脱落或后续用肥皂和水去除为止。

本发明所述的薄膜可以施加到关节的外部真皮肤区域，如肘部，并使在运动或体育活动期间可能发生的擦伤最小化。

本发明所述的薄膜可施加在造口的边界，防止会受到造口渗漏感染的健康组织的刺激和致敏。

本发明所述的薄膜可施加于老年人或行动不便个体的大腿和臀部，能减少可并发尿失禁的刺激和擦伤。

本发明所述的薄膜可用作外科手术期间的手术无尘套和微生物密封剂，这里可以由医师施加。所施加的膜可以遮蔽患者真皮肤的菌群，减少菌群进入手术切口并引起感染并发症的可能性。

本发明所述的薄膜可以施加于糖尿病患者的脚上，以增强天然皮肤的机械强度，降低溃疡形成的速率并防止疼痛性疮的形成。

本发明所述的薄膜可以施加于那些易发展或已发展褥疮或压疮的皮肤区域，以预防或减少溃疡、脓样流液、疼痛和肿胀。

在另一个实例中，本发明所述的薄膜可以被施加到个体的前臂上，从而形成能够防止磨损的屏障。

在另一个实例中，本发明所述的薄膜可施加于患有***的家畜身上的开放性溃疡。对牲畜进行抽查识别可能导致并传播感染的起水疱的个体。所述膜可用于所述创口，以减少疾病的进一步传播。

在以下非限制性实例中进一步说明了本发明所述的一些实施例。

实例1

薄膜1的合成

在装有干燥氮气/真空管线、受控加热设备和搅拌机构的玻璃反应器中，使用摩尔比为2/1/1的单体异佛尔酮二异氰酸酯/哌嗪/聚己内酯二醇合成聚合物制剂。在45℃下，将异佛尔酮二异氰酸酯缓慢添加到干燥的聚己内酯二醇中，并且在丙酮溶剂中反应，直到达到所需的异氰酸酯含量。该混合物也可以在其他与皮肤相容的溶剂中反应，包括丙酮、乙醇、四氢呋喃、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯或多种溶剂的混合物，直到达到所需的异氰酸酯含量。然后在室温下将哌嗪滴加到所述混合物中，并添加另外的溶剂或溶剂混合物以形成透明且粘稠的聚合物溶液。

实例2

薄膜2的合成

在配备有干燥氮气/真空管线、受控加热设备和搅拌机构的玻璃反应器中，使用单体异佛尔酮二异氰酸酯/聚己内酯二醇/聚乙二醇/异佛尔酮二胺/以2.4/0.2/1.2/1的摩尔比合成聚合物制剂。在45℃下，将异佛尔酮二异氰酸酯缓慢加入干燥的聚己内酯二醇/聚乙二醇混合物中，并在与皮肤相容的不同溶剂中反应，包括丙酮、乙醇、四氢呋喃、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯及其混合物，直至达到所需的异氰酸酯含量。然后在室温下将异佛尔酮二胺滴加到所述反应器中，并添加另外的溶剂或溶剂混合物以形成透明且粘稠的聚合物溶液。

实例3

薄膜干燥时间

将根据实例1制备的薄膜制剂在35℃下涂覆在载玻片上以评估干燥时间。所有样品均显示在2分钟内快速干燥，干燥后形成透明均匀的薄膜。表1列出了不同聚合物浓度的平均干燥时间。

表1.实例1中制备的薄膜在不同浓度下的平均干燥时间

实例4

薄膜的水蒸气透过率

根据ASTM标准测试方法E96/E96M-15，测量水蒸气通过本发明所述的薄膜的能力作为水蒸气透过率(WVT)。针对根据实例1和实例2制备的聚合物制剂评估了WVT，并且分别测定为545.6g/(天)(m²)和657.0g/(天)(m²)，与人体皮肤的水蒸气透过率240-1920g/(天)(m²)相当。

实例5

吸水率和接触角

通过测量接触角、表面能和吸水率来评估本发明所述的薄膜在潮湿条件下的性能。由实例1和实例2制剂制备的薄膜表现出能形成疏水和防水膜的能力，并且显示出低吸水率，如表2所示。

表2.湿润条件下薄膜的性能

实例6

机械性能

根据标准方法ASTM D882评估了根据实例1制备的薄膜制剂的机械性能，并在表3中示出。

表3.薄膜的机械性能

通过上述机械性能表明，根据实例1制备的薄膜制剂能够形成有弹性和柔性但坚韧的聚合物膜。

实例7

皮肤上原位成膜

将根据实例1和实例2制备的膜组合物施加于包括前臂、腿和指关节的人体皮肤上。形成的透明膜的厚度在固化时为20～120μm，固化时间在2分钟以内。如图1-4所示，所形成的膜是柔性的并且可从人的皮肤和指甲上剥离。观察到这些膜在皮肤上停留超过2天而没有卷边。没有观察到裂纹形成。所述膜在皮肤上保持完好无损，洗澡或游泳后未观察到卷边的现象。

观察到图4中从指甲上剥离的膜是透明的，图2中从皮肤上剥离的膜是不透明的。尽管不希望受到理论的束缚，但可以相信，在膜形成过程中，所述形成薄膜的溶液中的溶剂系统可能正在溶解/清除皮肤表面脂质膜(SSLF)，即来自皮脂腺的皮脂和角质细胞分泌的脂质的混合物，以促进在皮肤的牢固粘附。因此，图2中所述膜上的皮脂和脂质可能会造成所述的不透明现象。

实例8

细菌屏障

进行了一项研究以评估根据实例1制备的薄膜制剂作为防止微生物渗透的保护性屏障的能力。将所述制剂刷在琼脂板上，并使其原位形成聚合物膜。将下面列出的五(5)种临床相关微生物中的每一种均直接沉积在形成的薄膜上。然后将培养皿在有利于这些微生物生长的条件下孵育。在第1天和第3天，评估膜下面的菌落形成单位。如果有任何微生物通过所述聚合物膜渗透，它将在所述膜下方形成菌落。研究表明，实例1的制剂对所有五种微生物均形成了100％的有效微生物屏障。五种与临床相关的微生物包括金黄色葡萄球菌(S.aureus，ATCC No.6538)、大肠杆菌(E.coli，ATCC No.8739)、铜绿假单胞菌(ATCCNo.9027)、白色念珠菌(C.albicans，ATCC No.10231)；和巴西曲霉(ATCC No.16404号)。

实例9

抗菌剂

进行了一项根据美国药典第51章-抗菌功效测试的抗菌研究，以评估根据实例1和实例2制备的制剂的抗菌性能。实例6中列出的五(5)种微生物用于考查样品。在美国药典第51章标准下，实例1和实例2均对全部五种微生物表现出抗菌性能。

进行了进一步的研究以评价在多次使用的情况下实例1制剂的抗微生物特性。在10天的时间里，所述制剂每天反复用上述5种微生物进行考查，每种微生物的浓度为1×10⁶至1×10⁷CFU。按照美国药典第51章中所述的标准，发现所述制剂在多次考查过程中保留了其抗菌性能。

实例10

细胞毒性

根据标准ISO 10993-5：体外细胞毒性测试，评估根据实例1制备的制剂的细胞毒性。进行了两种试验，琼脂糖覆盖和使用小鼠成纤维细胞直接接触。在两种试验中，该制剂均被评为无毒。

实例11

皮肤刺激和过敏

根据标准ISO 10993-10：刺激性和皮肤过敏测试，对根据实例1制备的制剂的皮肤刺激性和致敏性进行了评估。在白化豚鼠上进行了Buehler皮肤致敏试验，以评估该制剂对任何过敏反应(诸如红斑和浮肿)的影响。每项研究表明，该制剂未引起任何致敏反应。

将该制剂另外直接施用在剃毛的兔子上以评估皮肤刺激的可能性。所述制剂的原发刺激指数记为0.2，表明刺激反应可以忽略。

实例12

皮下植入

根据标准ISO 10993-6测试：植入后的局部反应测试，对根据实例1制备的制剂与兔子的活皮下组织直接接触时的局部反应进行评估。进行的皮下植入通过组织病理学分析对所述制剂进行了评分，刺激性评分为0.0，表明所述制剂为非刺激物。

实例13

急性毒性

根据标准ISO 10993-11：测试全身毒性，评估了根据实例1制备的制剂对小鼠的短期全身毒性作用。采用所述制剂处理的任何小鼠均未观察到中毒迹象，表明所述制剂是无毒的。

实例14

亚慢性毒性

根据实例13中相同的ISO标准方法，在大鼠中进行了为期两周的亚慢性毒性研究，以评价实例1制剂对长期全身毒性作用。在这项研究中进行了临床观察、组织病理学分析、血液血液学、凝血、临床化学和尸检。确定所述制剂对全身毒性的任何迹象均为阴性。

实例15

比较数据：施加期间脱离

将根据实例1制备的制剂(薄膜1)和可商购的

施加在人体皮肤上。如本发明先前所述，

是市售用于皮肤的水基聚丙烯酸酯乳液溶液。如图5所示，2施加在人体皮肤10上之后会起泡并“脱离”，形成远离原始施加位置3的条纹4a和泡4b。

2的条纹4a和泡4b部分归因于>5min的长固化时间和低粘度。此外，

2的低粘度导致几乎看不见的非常薄的薄膜，无法提供任何保护感。相比之下，薄膜1形成局限于原始施加位置5的几乎不可见的薄膜，固化时间约为2-3分钟。

实例16

比较数据：薄膜开裂和剥离性

将根据实例1制备的制剂(薄膜1)、可商购的

和可商购的

施加到人体皮肤上，并分别在5分钟、8小时、18小时和24小时之后监测裂缝的形成。另外，在24小时后确定各自通过剥离去除的能力。如本发明先前所述，是基于有机溶剂的溶液，由硝酸纤维素和市售用于皮肤涂抹的乙醇/乙酸盐/丙酮溶剂组成。

图6A是施加在人体皮肤10上5分钟后拍摄的薄膜1、

15和

16的图片。如图所示，薄膜1和

16形成可见的薄膜，而

16由于固化/干燥过程中的收缩而显示出一些位于***的褶皱。薄膜1几乎没有褶皱。如先前在实例15中所述，15形成非常薄的膜，其在皮肤10上几乎不可见。

图6B是涂在人体皮肤上8小时后的薄膜1、

15和

16的图片。如图所示，薄膜1显示出轻微的褶皱，但是在薄膜的周围没有观察到卷边。相反，

16膜在膜的整个周边上显示出清晰的卷边17，并且在靠近边缘的膜区域也观察到了裂纹18。15薄膜仍然几乎看不见，并且观察发现该膜此时，就算不是全部，也有大部分都已剥落或擦掉。

图6C是在施加于人体皮肤18小时后拍摄的图6A的示例性薄膜、

和

的图片。如图所示，薄膜1继续显示出与图6A和6B中观察到的相同量的轻微褶皱。然而，没有观察到裂纹，并且仅可见非常少量的卷边。相反，16膜在该膜靠近边缘的区域显示出更明显的卷边17和裂纹18。另外，在该膜的中心区域观察到大的裂纹18。

图6D是在施加于人体皮肤24小时后拍摄的图6A的示例性薄膜、

和

的图片。如图所示，薄膜1继续显示出在图6A-6C中观察到的相同量的轻微褶皱。薄膜1确实显示出一些可见的卷边，但是没有观察到破裂。相反，

16膜在整个膜中显示出大的裂纹18，每个裂纹分别显示出相当大的卷边17。

图7是从人体皮肤上去除后的图6A的示例性薄膜和

的图片。如图所示，薄膜1易于通过剥离去除(例如可参见图2)，并且以单片的弹性材料形式被去除。图8示出了在去除之后被拉伸的图7的薄膜1。相比之下，

16薄膜只能从皮肤上撕成碎片，并且每个被撕下的碎片都很脆，缺乏弹性(图7)。

因此，示例性薄膜1可以在表面上原位形成，并且表现出理想的弹性、可剥离和/或耐用的物理性质，诸如可涂敷于皮肤而不会“脱离”，并且可在涂敷时快速成膜。在一些情况下，本发明所述的薄膜具有足够的皮肤粘合强度，至少在皮肤上粘附1天以上而不会卷边或发生极小的卷边，同时仍保持像常规绷带一样的完整薄膜的剥离能力，以便在需要时轻松去除。此外，示例性薄膜1像常规绷带一样提供了良好的保护感，但是透明而不形成裂纹。

实例17

比较数据：溶剂效果

根据实例1(薄膜1)制备的制剂，不同之处在于使用两种不同的溶剂体系来说明不同溶剂复配对薄膜于皮肤的粘附性的影响。根据实例1制备第一制剂20，使用由乙酸甲酯(40mL)和异丙醇(50mL)的混合物构成的溶剂体系。乙酸甲酯的蒸发速率为6.0，其中采用乙酸正丁酯1.0的蒸发速率为标准。异丙醇的蒸发速率为1.7，其中采用乙酸正丁酯1.0的蒸发速率为标准。乙酸甲酯相对异丙醇的蒸发率为(6.0/1.7)×100＝353％。因此，乙酸甲酯的蒸发速率和异丙醇的蒸发速率远大于彼此的150％，其中该百分比基于较大的蒸发值。

还根据实例1制备第二制剂30，使用由异丙醇(30mL)和乙酸异丁酯(70mL)的混合物构成的溶剂体系。如前所述，异丙醇的蒸发速率为1.7。乙酸异丁酯的蒸发率为1.4，其中采用乙酸正丁酯1.0的蒸发速率为标准。异丙醇相对乙酸异丁酯的蒸发率(1.7/1.4)×100＝121％。因此，异丙醇的蒸发速率和乙酸异丁酯的蒸发速率在彼此的150％以内，该百分比以较大值为准。

在图9中，第所述一制剂20和所述第二制剂30被施加于人体皮肤，并在24小时后显示出物理变化。如图所示，由第一和第二溶剂蒸发率为353％的第一制剂20构成的薄膜显示出在薄膜的整个边缘附近延伸的严重卷边21。相反，由第一和第二溶剂蒸发率为121％的第二制剂30的薄膜显示出较小的卷边31。值得注意的是，卷边31比卷边21小得多，并且卷边31不围绕薄膜的整个边缘延伸。

图9说明了薄膜的粘附性和其他机械性能是由不同组分的复配决定的，而不是仅由薄膜的聚合物组成决定的。

实施例

以下实施例描述了本发明描述的薄膜的各种替代方面和配置。

实施例1.一种在基底上成膜的方法，所述方法包括将多异氰酸酯、多官能亲核试剂和增链剂施加到所述基底上。

实施例2.根据实施例1所述的方法，其中首先使所述多异氰酸酯和所述多官能亲核试剂结合以形成预聚物，所述增链剂随后与形成的预聚物结合。

实施例3.根据实施例1所述的方法，其中所述多异氰酸酯的异氰酸酯基团与所述多官能亲核试剂和增链剂的羟基和氨基的总数之比为1.5∶1至1∶1。

实施例4.根据实施例1所述的方法，进一步包括将溶剂施加到所述基底上。

实施例5.根据实施例4所述的方法，其中所述溶剂是抗微生物溶剂。

实施例6.根据实施例5所述的方法，其中所述抗微生物溶剂能对所述基底的表面进行灭菌。

实施例7.根据实施例5所述的方法，其中所述抗微生物溶剂包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或其任意组合。

实施例8.根据实施例4所述的方法，其中所述溶剂包括水、丙酮、乙醇、丁酮、乙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲基丙酯、甲基异丁基酮、四氢呋喃、N-甲基环己酮、硅氧烷、直链烷烃、支链烷烃、环烷烃或它们的任意组合。

实施例9.根据实施例8所述的方法，其中所述硅氧烷包括六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷或八甲基环四硅氧烷。

实施例10.根据实施例1所述的方法，还包括将第一溶剂和第二溶剂施加到所述基底上。

实施例11.根据实施例10所述的方法，其中所述第一溶剂的蒸发速率和所述第二溶剂的蒸发速率在彼此的150％以内，所述百分比以较大值为准；或在乙酸正丁酯该指标的50％至1500％以内(乙酸正丁酯的ER在20℃为100mmHg*g/mol)。

实施例12.根据实施例10所述的方法，其中所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物的极性指数为1至7或介电常数为2至30。

实施例13.根据实施例10所述的组合物，其中根据拉乌尔定律，所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物的总蒸气压为4至70mmHg。

实施例14.根据实施例1所述的方法，其中所述多异氰酸酯是脂肪族多异氰酸酯。

实施例15.根据实施例14所述的方法，其中所述多异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、丁烷二异氰酸酯(BDI)、赖氨酸二异氰酸酯或它们的任意组合。

实施例16.根据实施例1所述的方法，其中所述多官能亲核试剂是脂肪族的并且包含多元醇、多元胺、硫醇或它们的任意组合。

实施例17.根据实施例16所述的方法，其中所述多官能亲核试剂具有200-10,000的重均分子量。

实施例18.根据实施例1所述的方法，其中所述增链剂为脂肪族、硅氧烷或醚。

实施例19.根据实施例18所述的方法，其中所述的脂肪族、硅氧烷和醚是多元胺、多元醇或它们的任意组合。

实施例20.根据实施例19所述的方法，其中所述脂肪族多元胺包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、哌嗪或它们的任意组合。

实施例21.根据实施例19所述的方法，其中所述醚包含氨基封端的聚丙二醇、氨基封端的聚乙二醇或它们的任意组合。

实施例22.根据实施例21所述的方法，其中所述多元醇是丁二醇、丙二醇、己二醇、环己烷二甲醇或它们的任意组合。

实施例23.根据实施例1所述的方法，其中所述膜根据ISO 10993是无细胞毒性的。

实施例24.根据实施例1所述的方法，其中所述膜具有根据ISO 10993的植入相容性。

实施例25.根据实施例1所述的方法，其中所述膜是根据ISO 10993的非热原性的。

实施例26.根据实施例1所述的方法，其中所述膜是根据ISO 10993的无刺激性的。

实施例27.根据实施例1所述的方法，其中所述膜是根据ISO 10993的不致敏的。

实施例28.根据实施例1所述的方法，其中所述膜根据ISO 10993不表现出全身毒性。

实施例29.根据实施例1所述的方法，其中所述膜在基底上形成微生物屏障。

实施例30.根据实施例1所述的方法，进一步包括将添加剂施加到所述基底上。

实施例31.根据实施例30所述的方法，其中所述添加剂包括抗微生物剂、生长因子、肽、治疗剂、生物再生剂、化妆剂、染料、金属抗氧化剂或它们的任意组合。

实施例32.一种成膜组合物，所述组合物包含：

脂肪族多异氰酸酯；

脂肪族多官能亲核试剂；

脂肪族增链剂；以及

溶剂。

实施例33.一种包含薄膜的组合物，所述薄膜包含由以下反应产物形成的聚合物：

脂肪族多异氰酸酯；

脂肪族多官能亲核试剂；以及

脂肪族增链剂。

实施例34.根据实施例32或实施例33所述的组合物，其中所述多异氰酸酯和所述多官能亲核试剂可以结合形成预聚物。

实施例35.根据实施例34所述的组合物，其中所述增链剂可与所述预聚物结合形成最终的聚合物溶液。

实施例36.根据实施例32或实施例33所述的组合物，其中所述多异氰酸酯的异氰酸酯基与所述多官能亲核试剂和增链剂的羟基和氨基的总量的比率为1.5:1至1:1。

实施例37.根据实施例32所述的组合物，其中所述溶剂是抗微生物溶剂。

实施例38.根据实施例37所述的组合物，其中所述抗微生物溶剂包括乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇或异丁醇。

实施例39.根据实施例32所述的组合物，其中所述溶剂包含第一溶剂和第二溶剂。

实施例40.根据实施例39所述的组合物，其中所述第一溶剂的蒸发速率和所述第二溶剂的蒸发速率在彼此的150％以内，所述百分比以较大值为准；或在乙酸正丁酯该参数的50％至1500％以内(乙酸正丁酯的ER在20℃为100mmHg*g/mol)。

实施例41.根据实施例39所述的组合物，其中所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物的极性指数为1至7或介电常数为2至30。

实施例42.根据实施例39所述的组合物，其中根据拉乌尔定律，所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合物的总蒸气压为4至70mmHg。

实施例43.根据实施例32所述的组合物，其中所述溶剂包括水、丙酮、乙醇、丁酮、乙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲基丙酯、甲基异丁基酮、四氢呋喃、N-甲基环己酮、硅氧烷、直链烷烃、支链烷烃、环烷烃或它们的任意组合。

实施例44.根据实施例43所述的组合物，其中所述硅氧烷包括六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷或它们的任何组合。

实施例45.根据实施例32或实施例33所述的组合物，其中所述多异氰酸酯是脂肪族多异氰酸酯。

实施例46.根据实施例32或实施例33所述的组合物，其中所述多异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、丁烷二异氰酸酯(BDI)、赖氨酸二异氰酸酯或它们的任意组合。

实施例47.根据实施例32或实施例33所述的组合物，其中所述多官能亲核试剂包括多元醇、多元胺、硫醇或它们的任意组合。

实施例48.根据实施例47所述的组合物，其中所述多元醇具有200-10,000的重均分子量。

实施例49.根据实施例32或实施例33所述的组合物，其中所述增链剂为脂肪族、硅氧烷或醚。

实施例50.根据实施例49所述的组合物，其中所述脂肪族、硅氧烷和醚是多元胺、多元醇或它们的任意组合。

实施例51.根据实施例50所述的组合物，其中所述脂肪族多元胺包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、哌嗪或它们的任意组合。

实施例52.根据实施例50所述的组合物，其中所述醚包含氨基封端的聚丙二醇、氨基封端的聚乙二醇或两者的组合。

实施例53.根据实施例50所述的方法，其中所述脂肪族多元醇包括丁二醇、丙二醇、己二醇、环己烷二甲醇或它们的任意组合。

实施例54.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜具有100％至1000％的应变率。

实施例55.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜的平均厚度为20至250微米。

实施例56.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜具有300至600g/m²/天的水蒸气透过率。

实施例57.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜的杨氏模量为6.0至10.0MPa。

实施例58.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜的拉伸强度为10至60MPa。

实施例59.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜的分子量为1.0×10⁴g/mol至5.0×10⁵g/mol。

实施例60.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜根据ISO 10993是无细胞毒性的。

实施例61.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜具有根据ISO 10993的植入相容性。

实施例62.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜是根据ISO 10993的非热原性的。

实施例63.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜是根据ISO 10993的无刺激性。

实施例64.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜是根据ISO 10993的不致敏的。

实施例65.根据实施例33所述的组合物，其中所述膜根据ISO 10993不表现出全身毒性。

实施例66.根据实施例33所述的组合物，其中当将所述薄膜被设置在基底表面上时，所述薄膜形成微生物屏障。

实施例67.根据实施例32或实施例33所述的组合物，进一步包含添加剂。

实施例68.根据实施例67所述的组合物，其中所述添加剂包括抗微生物剂、生长因子、肽、治疗剂、生物再生剂、化妆剂、金属抗氧化剂或它们的任意组合。

实施例69.一种保护金属表面免于氧化的方法，所述方法包括将实施例32的组合物施加于所述金属表面。

实施例70.一种涂覆生物组织表面的方法，所述方法包括将实施例32的组合物施加在所述生物组织表面上。