包含金属氧化物的协同组合的抗微生物材料制造技术

本发明专利技术涉及具有抗微生物性能的材料，所述材料包含其中掺有至少两种金属氧化物粉末的协同组合的聚合物，所述组合包含第一金属的混合氧化态氧化物和第二金属的单一氧化态氧化物，所述粉末被基本上均匀地掺入到所述聚合物中，其中所述粉末具有基本上不同的比重和基本上相近的堆积密度，并且其中在所述材料暴露于水分后，所述金属粉末的离子发生离子性接触。本发明专利技术还提供了制备所述材料的方法及其用途，包括在对抗或抑制微生物或微生物体的活性中的用途。

Antimicrobial material comprising a synergistic combination of metal oxides

The present invention relates to anti microbial properties of the material, the material contains a synergistic combination of polymer which is doped with at least two kinds of metal oxide powder, the combination comprises a first metal oxide mixed oxidation state and second metal single oxidation state oxides, the powder is basically evenly mixed into the polymer in which the powder is basically similar to the bulk density and basically different proportion, and the exposure to moisture in the material, the metal ion powder contact ion. The present invention also provides methods of making said materials and their uses, including applications in combating or inhibiting the activity of microorganisms or micro-organisms.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含金属氧化物的协同组合的抗微生物材料
本专利技术涉及一种包含聚合物的材料，在所述聚合物内掺有金属氧化物的协同组合，所述材料具有抗微生物性能。
技术介绍
众所周知，人员密集场所(例如医院、医疗保健机构、食品加工厂、旅馆、宿舍和公共交通工具)具有传播疾病的潜在风险。因此，这些场所需要使用不太易于微生物和病原体增殖的产品。由于微生物演变成更具病原性和药物抗性，因此对将生物负载水平保持在控制之下的需求不断增加，并且需要开发更加有效的控制手段。在许多医院物品和设备上，医院环境中微生物体的存在可以引起医源性感染(HAI)。即使使用所有当前的清洁和消毒解决方案，但在美国，每年仍有4.5％的住院患者发生HAI并导致估计100,000例死亡，增加357至450亿美元医疗保健成本。细菌和其他微生物体可以避开不能针对微生物体提供长期保护的日常清洁。需要的是对常规清洁的快速起效、连续(非间歇性)的补充。它还应该是廉价且不损害效能的，因为医疗保健机构的预算非常紧。以前已显示，某些个体金属氧化物当暴露于水分时，将会向所述金属氧化物暴露于其中的环境释放离子。还已知道，这些离子具有抗微生物、抗病毒和抗真菌性能(Borkow和Gabbay，FASEBJ.2004Nov；18(14):1728-30)以及抗螨虫特性(Mumchuoglu,Gabbay,Borkow,InternationalJournalofPestManagement,Vol.54,No.3,July-September2008,235-240)。美国专利号6,124,221公开了一种具有抗细菌、抗真菌和抗酵母性能的服装制品，其至少包含一组金属化的纺织品，所述纺织品包含选自天然纤维、合成纤维素纤维、再生蛋白质纤维、丙烯酸纤维、聚烯烃纤维、聚氨酯纤维、乙烯纤维及其掺混物的纤维，并具有镀层，所述镀层包含抗细菌、抗真菌和抗酵母有效量的至少一种铜的氧化型阳离子性物质，其中所述镀层被直接粘合到所述纤维。美国专利号6,482,424公开了一种对抗并预防医院感染的方法，所述方法包括向医疗保健机构提供掺有用氧化型阳离子形式的铜涂层的纤维的纺织织物用于患者接触和护理，其中所述纺织织物有效失活细菌的抗生素抗性菌株。美国专利号7,169,402涵盖了抗微生物和抗病毒聚合材料，其包含选自聚酰胺、聚酯和聚丙烯的聚合物以及掺入到所述聚合物中的基本上由微小的水不溶性氧化铜粒子构成的单一抗微生物和抗病毒组分，其中所述聚合物中的一部分所述粒子是暴露的并从所述材料的表面突出，并且其中所述粒子当暴露于水或水蒸气时释放出Cu2+。美国专利申请公布号2008/0193496公开了一种用于制备抗微生物、抗真菌和抗病毒聚合材料的聚合物母料，其包含热塑性树脂、基本上由离子性氧化铜的水不溶性粒子构成的抗微生物和抗病毒剂、聚合蜡和用于占据所述离子性氧化铜的电荷的试剂的浆液。美国专利7,364,756公开了一种为亲水性聚合材料提供抗病毒性能的方法，所述方法包括制备亲水性聚合物浆液，将含有氧化亚铜和氧化铜的离子性铜粉混合物分散在所述浆液中，然后将所述浆液挤出或模制以形成亲水性聚合材料，其中将释放出Cu++和Cu+两者的水不溶性粒子直接并完全地包封在所述亲水性聚合材料内。对于作为混合氧化态化合物的四氧化四银来说，关于金属氧化物的抗微生物活性的类似发现也已发表，正如在Antelman的各种出版物和专利中引用的。Antelman的美国专利号6,645,531公开了包含治疗有效量的至少一种电子活性化合物或其可药用衍生物的药物组合物，其具有至少两种多价阳离子，其中至少一者具有第一种价态并且至少一者具有第二种不同的价态。优选的化合物包括Bi(III,V)氧化物、Co(II,III)氧化物、Cu(I,III)氧化物、Fe(II,III)氧化物、Mn(II,III)氧化物和Pr(III,IV)氧化物以及任选地Ag(I,III)氧化物。还提供了停止、减弱或抑制细菌、真菌、寄生性微生物和病毒中的至少一者的生长的方法，所述方法包括向人类受试者给药治疗有效量的所述至少一种电活性化合物。Antelman的美国专利号6,436,420涉及具有增强的抗微生物性能的纤维纺织物品，其通过将四氧化四银(Ag4O4)晶体沉积或填隙沉淀在形成这些物品的纤维、纱线和/或织物的间隙内来制备。对于具有改进的抗微生物和抗病毒性能，可以被有益地用于对抗或抑制微生物活性和预防或治疗感染的成本效益高的材料，存在着未满足的需求。
技术实现思路
本专利技术涉及具有抗微生物性能的材料及其制备方法。所述抗微生物材料包含聚合物和掺入在所述聚合物内的至少两种金属氧化物粉末的协同组合，所述组合包含混合氧化态氧化物和单一氧化态氧化物。所述金属氧化物粉末被掺入到所述聚合物内，使得在所述材料水合后，所述两种金属氧化物的离子彼此发生离子性接触。本专利技术部分是基于出人意料的发现，即通过添加混合氧化态金属氧化物，增强了单一氧化态金属氧化物的抗微生物活性，其中所述两种金属离子发生离子性接触，使得所述金属氧化物粒子的组合与每种金属氧化物单独的活性相比提供了协同效应。还令人吃惊地发现，即使以少于所述组合的总重量的10wt.％的量添加所述混合氧化态氧化物，也提供协同抗微生物效应。将无机粒子均匀掺入到基材、特别是聚合基材中，受到了粒子团聚、粒子与基材之间的化学和物理相互作用以及最重要的是颗粒材料的比重差异的挑战。然而，本专利技术的在某些实施方式中包含具有基本上不同比重的颗粒金属氧化物的材料，通常以所述金属氧化物粉末均匀分布在所述聚合物纤维中为特征。通过使金属氧化物粒子的堆积密度相等，本专利技术克服了由使用不同类型的金属氧化物带来的问题。因此，根据某些实施方式，本专利技术的材料包含即使具有基本上不同的比重时也具有基本上相近的堆积密度的金属氧化物粉末。为了补偿比重差异并获得基本上相近的堆积密度，可以将所述金属氧化物的平均粒径成比例减小。或者，可以通过用厚度或重量与所述金属氧化物粉末的比重成正比的涂层包被所述粉末，使所述金属氧化物的堆积密度相等。因此，根据一种情况，本专利技术提供了一种具有抗微生物性能的材料，所述材料包含其中掺有至少两种金属氧化物的协同组合的聚合物，所述组合包含第一金属的混合氧化态氧化物和第二金属的单一氧化态氧化物，所述粉末被基本上均匀地掺入到所述聚合物内，其中所述粉末具有基本上不同的比重和基本上相近的堆积密度，并且其中在所述材料暴露于水分后，所述金属氧化物的离子发生离子性接触。根据某些实施方式，所述第一金属和第二金属是不同的。在某些实施方式中，所述混合氧化态氧化物选自四氧化四银(Ag4O4)、Ag3O4、Ag2O2、四氧化四铜(Cu4O4)、氧化Cu(I,III)、氧化Cu(II,III)、Cu4O3及其组合。每种可能性代表了本专利技术的独立实施方式。在其他实施方式中，所述混合氧化态氧化物选自四氧化四银(Ag4O4)、Ag2O2、四氧化四铜(Cu4O4)、氧化Cu(I,III)、氧化Cu(II,III)及其组合。每种可能性代表了本专利技术的独立实施方式。在某些实施方式中，所述单一氧化态氧化物选自氧化铜、氧化银、氧化锌及其组合。每种可能性代表了本专利技术的独立实施方式。氧化铜可以选自氧化亚铜(Cu2O)、氧化正铜(CuO)及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗微生物性能的材料，所述材料包含其中掺有至少两种金属氧化物粉末的协同组合的聚合物，所述组合包含第一金属的混合氧化态氧化物和第二金属的单一氧化态氧化物，所述粉末被基本上均匀地掺入到所述聚合物中，其中所述粉末具有基本上不同的比重和基本上相近的堆积密度，并且其中在所述材料暴露于水分后，所述金属氧化物的离子发生离子性接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有抗微生物性能的材料，所述材料包含其中掺有至少两种金属氧化物粉末的协同组合的聚合物，所述组合包含第一金属的混合氧化态氧化物和第二金属的单一氧化态氧化物，所述粉末被基本上均匀地掺入到所述聚合物中，其中所述粉末具有基本上不同的比重和基本上相近的堆积密度，并且其中在所述材料暴露于水分后，所述金属氧化物的离子发生离子性接触。2.根据权利要求1所述的材料，其中所述混合氧化态氧化物选自四氧化四银(Ag4O4)、Ag2O2、四氧化四铜(Cu4O4)、氧化Cu(I,III)、氧化Cu(II,III)及其组合。3.根据权利要求1至2任一项所述的材料，其中所述单一氧化态氧化物选自氧化铜、氧化银、氧化锌及其组合。4.根据权利要求1至3任一项所述的材料，其中所述至少两种金属氧化物粉末的协同组合包含氧化铜和四氧化四银。5.根据权利要求1至4任一项所述的材料，其中所述混合氧化态氧化物占所述至少两种金属氧化物粉末的协同组合的总重量的至多约15wt.％，并且其中所述混合氧化态氧化物以可检测的量存在于所述协同组合中。6.根据权利要求1至5任一项所述的材料，其中具有基本上相近的堆积密度的金属氧化物粉末包含平均粒径与其比重成反比的粒子。7.根据权利要求1至5任一项所述的材料，其中具有基本上相近的堆积密度的金属氧化物粉末包含具有基本上相近的平均粒径的粒子，并且其中所述粒子被厚度与所述金属氧化物粒子的比重成正比的涂层包被。8.根据权利要求1至7任一项所述的材料，其中所述聚合物选自聚酰胺、聚酯、丙烯酸类聚合物、聚烯烃、聚硅氧烷、腈、聚乙酸乙烯酯、基于淀粉的聚合物、基于纤维素的聚合物、其分散体和混合物。9.根据权利要求1至8任一项所述的材料，其中所述至少两种金属氧化物粉末的合并重量占所述材料的总重量的约0.25wt.％至约50wt.％。10.根据权利要求1至9任一项所述的材料，其为母料的形式。11.根据权利要求10所述的材料，其中所述至少两种金属氧化物粉末的合并重量占所述母料的总重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅切尔·坎诺维斯基，
申请(专利权)人：阿尔贾曼技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL