抗微生物材料制造技术

本发明专利技术涉及包含在本说明书中进一步具体描述的非持久性支持材料和在所述支持材料表面上的金属银颗粒的纳米颗粒；包含所述纳米颗粒的复合材料；制备所述纳米颗粒和复合材料的方法和所述纳米颗粒和复合材料的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含非持久性支持材料和在所述支持材料表面上的金属银颗粒或由它们组成的纳米颗粒；包含聚合物和包埋在其中的所述 纳米颗粒或由它们组成的复合材料；制备所述纳米颗粒和复合材料的 方法和所述纳米颗粒和复合材料基于所述纳米颗粒的抗微生物特性的 应用。
技术介绍
银作为消毒剂已经使用了数十年，主要是以离子银溶液的形式， 诸如AgN03溶液。尽管银的活性尚未得到完全理解，但是它广泛易于 以不同形式(离子和金属)和物理外观(在溶液中或作为固体)使用。已 知大量包含银的材料EP0190504中披露了掺杂银并且具有〈5000nm粒度的纳米颗粒；将 这类颗粒掺入聚合物；其作为医用器材的涂层的应用。参考文献还涉 及在表面上沉积银的羟磷灰石纳米颗粒；但该对比文件未提及这类颗 粒的制备方法。就氧化钽而言，提示了溶胶-凝胶法的应用。该方法产 生了相对大和多孔的颗粒。上述大小的颗粒因其颜色，透明度和抗微 生物特性而不理想。W02006/084390中披露了包含二氧化硅和金属银纳米颗粒的抗微 生物纳米颗粒，其中金属银纳米颗粒具有如通过电子显微镜检查(高分 辨率透射电子显微镜检查和扫描透射电子显微镜检查)测定并且通过 X-射线粉末盐水证实的< 2 Ornn的大小。该支持材料仅由二氧化硅组成， 认为其持久性高于某些金属磷酸盐，诸如磷酸钙。此外，它不含磷酸 盐且由此限制了因微生物摄入磷酸盐离子引起的银释放。5-20 nm范 围的金属银纳米颗粒的大小进一步限制了进行溶解的可利用银表面积。WO2005/087660中披露了纳米颗粒及其制备方法，其中所述纳米 颗粒由具有〈200nm流体颗粒直径的非持久性材料组成。该对比文件还 提示在所述紧密材料中包括离子银用于获得抗微生物材料。然而，该 对比文件未披露在纳米颗粒表面上具有金属银的纳米颗粒。此外，在 所述对比文件中未发现如何制备包含金属银的纳米颗粒的教导。W02004/005184中披露了纳米颗粒，即包含铈土和/或铈土/氧化 锆并且还包含贵金属的的氧化支持材料的制备方法。该材料因其极佳 的高温稳定性而而随后可以被用作高温方法中的催化剂。该支持材料 因其化学组成而在本专利技术上下文中被视为持久性的。因此，本专利技术的一个目的在于减少现有技术状态中的这些缺陷中 的至少某些。特别地，本专利技术的目的在于提供可以在生物环境中降解 并且在延长期限内具有高度抗微生物作用的材料。此外，对提供适合 于制备具有有利光学和抗微生物特性的产品的材料存在需求。此外， 对提供在有硫/含硫化合物存在下为抗微生物的材料存在需求。这些目的通过提供如权利要求1中所述的纳米颗粒或如权利要求 6中所述的复合材料实现。在本说明书和独立权利要求中披露了本发 明的更多方面，在本说明书或从属权利要求中披露了优选的实施方案。在下文中更详细描述了本专利技术。应理解可以任意组合本说明书中 提供/披露的不同实施方案，优选值或范围。此外，根据具体实施方案 的不同，可以不使用选择的定义，实施方案或范围。本专利技术披露的内容因此，本专利技术的一般目的在于提供克服现有技术局限或缺点的改 善的抗微生物材料。现在，为了执行本专利技术的这些和进一步额外的目的，作为本说明 书更易于显而易见的，本专利技术在第一个方面中涉及抗微生物纳米颗粒， 其显示出的特征在于它含有(即包含或由其组成)纳米颗粒非持久性支 持材料和位于所述支持材料表面上的金属银纳米颗粒。抗微生物纳米颗粒的特征还在于流体颗粒直径〈500nm，按数量计的金属银颗粒中至少95%的粒度<10 nm和含水量低于5%(w/w)。本专利技术在第二个方面中涉及包含这类纳米颗粒的复合材料。 本专利技术进一步在第三个方面中涉及包含这类纳米颗粒或复合材料的制品。本专利技术进一步在第四个方面中涉及纳米颗粒的制备方法。 本专利技术进一步在第五个方面中涉及复合材料的制备方法。 本专利技术进一步在第六个方面中涉及包含这类纳米颗粒或复合材料 的制品的制备方法。本专利技术进一步在第七个方面中涉及这类复合材料的应用。 本专利技术进一步在第八个方面中涉及这类纳米颗粒的应用。因此，在第一个方面中，本专利技术涉及含有(即包含或由其组成)非 持久性支持材料或在所述支持材料表面上的金属银颗粒的纳米颗粒， 其中所述纳米颗粒的至少95。/。(w/w)具有〈500nffl的流体动力直径；所 述纳米颗粒具有〈5 Uw/w)的含水量；所述支持材料为盐，其中阴离子 选自磷酸盐，碳酸盐，硫酸盐或其混合物或由它们组成；所述金属银 颗粒中至少95。/。(n/n)具有〈10nm的直径。本文披露的纳米颗粒具有有 益的抗微生物特性。下文中给出了如本文披露的纳米颗粒的详细内容以及该纳米颗粒 的有利实施方案流体动力直径如本文披露的纳米颗粒的特征在于中所概括 的X-射线圆盘离心测定的流体粒径低于500 nm，优选低于200 nm。所述支持材料或现有技术中使用的最终的含银的支持材料的大小一般>1000nm,从而使获得的抗微生物聚合物不透光或至少在透明度方面 受限。发现包含如本文所述抗微生物纳米颗粒的聚合物未表现出这类 不利特性。含水量如本文披露的纳米颗粒的额外特征在于低含水量。 一般 而言，该材料在流动氩气环境中加热至500。C下30分钟时失去5% (w/w) 以下的水，正如热重法检测到的。通过湿化学法获得的支持材料包含 大量水， 一般〉l(W(w/w)。用于制备如本文披露的纳米颗粒的火焰喷射 热解法避免了这种高含水量。低含水量例如在如下所述制备复合材料 时有益于进一步加工所述的纳米颗粒。非持久性支持材料已知如不完所说的纳米颗粒支持材料并且描 述在例如WO2005/087660中，将该文献引入本文作为参考。在本领域 中已知术语"非持久性"。"非持久性"为具有能够在生物环境中降 解和/或吸收潜能的材料特征。更具体地说，"非持久性"在上下文中 为满足下列标准中的一个或多个的材料i. 溶解度该材料在25'C下pH 5-8. 5的水中具有至少20 ppm 的溶解度(w/w，基于溶剂的重量)，而如果必要，仅非配位用緩冲液(例 如双-Tris緩冲液，Good緩冲液)用于固定pH。通过将100mg材料添 加到1. 0升任选地緩沖的水中并且用例如原子吸收光镨法或质镨法测 定溶解成分的浓度来进一 步测定溶解度。ii. 在生物体中的生物降解该材料在活生物体(例如哺乳动物) 中的生物降解率基于生物体重量为至少10 ppm/天。将生物降解定义 为所述材料的吸收和/或降解及其随后从体内消除或其在生物体组织 中无毒性掺入(例如钙从碳酸钙溶解且随后转运和掺入骨中)。i i i.在细胞培养模型中的降解该材料在细胞培养模型(例如皮肤 细胞，肺细胞，肝细胞)中的生物降解率基于活细胞重量为至少50 ppm/ 天。普通研究人员能够为指定的材料应用选择适当的细胞系(例如接触人体皮肤的材料的应用，优选应用人体皮肤细胞)。典型的非持久性无机材料为金属盐，诸如磷酸盐，硫酸盐或碳酸 盐。持久性(不可降解的)材料的典型实例为钛白，氧化铝，沸石类， 氧化锆和氧化铈。已知纳米颗粒材料进入细胞并且可以具有毒性作用。 就持久性材料而言，损害不确定并且无法在合理的时间内评价。因此， 非持久性材料的应用为有利的。此外，认为非持久性材料改善了抗微 生物特性。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含非持久性支持材料和在所述支持材料表面上的金属银颗粒的纳米颗粒，其中：　　　　ａ．至少９５％（ｗ／ｗ）的所述纳米颗粒具有＜５００ｎｍ的流体动力直径；　　　　ｂ．所述纳米颗粒具有＜５％（ｗ／ｗ）的含水量；　　　　ｃ．所述支持材料为盐，其中阴离子选自包含磷酸盐，碳酸盐，硫酸盐或其混合物或由它们组成的组；　　　　ｄ．至少９５％（ｎ／ｎ）的所述金属银颗粒具有＜１０ｎｍ的直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S伯克尼，WJ斯塔克，SF罗尔，
申请(专利权)人：佩伦转化股份公司，ETH苏黎世公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]