抗微生物基材制造技术

提供了制备含抗微生物聚合物产品的方法，该方法包括静电纺丝分散体包含可分散的聚合物、纤维化聚合物、和一种或多种抗微生物剂。加热该静电纺丝材料以除去溶剂和纤维化聚合物，得到其中掺有抗微生物剂的无纺聚合物材料。该材料可以为，例如，无纺片材、管子、或外壳的形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及将抗微生物剂掺入聚合物基材和由此生产的材料。专利技术背景 将抗微生物剂掺入各种材料是有利的，因为它们可使该材料具有防止和/或抑制微生物生长的能力。各种抗微生物剂是已知的。例如，银是一种广谱抗微生物剂，其被认为是通过银离子与各种微生物(即细菌、病毒、酵母、和真菌)的细胞中的亲核基团不可逆的结合而起作用。这样的结合干扰了细胞的再生，使得该微生物死亡。因此，将银(例如尤其是银和银涂层)和各种银化合物(例如离子银化合物)掺入多种伤口护理产品。银金属可以在其可以转化为离子形式的情形下使用。例如，银与水溶液接触形成氧化银，氧化银微溶于水并可以形成银离子。除了银和银化合物，无机纳米颗粒作为抗微生物剂也吸引了强烈的兴趣。纳米结构的材料具有实现特定工艺和选择性的潜力，特别是在生物和制药应用中。某些无机纳米颗粒由于它们纳米级别的尺寸而显示出具有新的和改进的物理、化学、和生物性质和功能性。例如，各种金属氧化物纳米颗粒显示出具有良好的抗微生物活性。据称具有抗微生物性质的某些无机颗粒包括纳米银、各种纳米材料的氧化物和硫化物(包括二氧化钛、硫化硒、氧化镉、和氧化锌)。此类纳米颗粒的抗微生物作用模式是这样的，通过羟基作用于细胞织构(cellular fabric),由此提高渗透性,干扰代谢、废物排出和织构稳定性。在一些情况下，出于成本考量，金属氧化物纳米颗粒可能优选于纳米银。此外，氧化镉和二氧化钛在暴露于高温下都是非毒性的和化学稳定的，并且能够光催化氧化。聚(四氟乙烯)PTFE是热塑性材料，其对高温和腐蚀性环境有独特的耐性。由于它是惰性和非毒性的，PTFE经常用于医疗植入物。虽然它可用于各种应用，PTFE难以通过常规的熔融聚合技术来加工。可以加工PTFE的一种方法是，挤出作为膏料的该材料，然后将其拉伸成各种形式以生产纤维、带子、织物、或管子。以这样的方式制备的PTFE被称作膨胀PTFE或ePTFE。加工PTFE的又一种方法是将PTFE分散体与纤维形成的聚合物结合。然后对该混合物进行静电纺丝以生产无纺织物、外壳、毡片、或基于纳米纤维的复合材料。这些形式的PTFE经常在高温下被烧结(至少部分地)以开拓期望的机械性质。对于ePTFE和静电纺丝PTFE来说，都产生了具有高表面积的多孔结构。静电纺丝是已知的方法,如例如在美国专利Formhals的2，158, 416 ；Martin等人的 4，043，331 ；Martin 等人的 4，044，404 ；Simm 等人的 4，143，196 ；Guignard 的 4，287，139 ；Bornat 的 4，323, 525 ；Logan 的 4，432, 916 ；Bornat 的 4，689, 186 ；和 Kleinmeyer 等人6，641，773，以及Anneaux等人的美国专利申请公布2010/0193999，各文献在此通过引用全部纳入本申请。由于PTFE在医疗和其它应用中的广泛使用，将抗微生物剂掺入PTFE以赋予该材料抗微生物性质是有利的。之前有机和无机抗微生物剂都通过用离子银或银金属浸泡或涂覆制品的外部来掺入PTFE制品中。然而，这样的涂层难于涂布并具有相对短的产品寿命。因此，需要可以将抗微生物剂有效地和容易地掺入PTFE的手段。
技术实现思路
本专利技术涉及将一种或多种抗微生物剂掺入能够以分散体的形式提供的聚合物(例如PTFE)的方法和由此制备的含抗微生物聚合物产品。在特定的实施方式中，该方法包括在加工(例如静电纺丝)期间将抗微生物剂掺入材料，使得抗微生物剂成为所生产的制品的一部分。在某些方面，本专利技术提供制备其中掺有一种或多种抗微生物剂的无纺材料的方法。例如，该方法可包括使用基于喷丝孔的纺丝装置或基于开放浴(open bath)、自由表面的纺丝装置对包含抗微生物剂的分散体进行静电纺丝(即静电纺丝或espunning)，接着 加热所得材料。用于这种技术的示例装置包括，但不限于，线材(wire)、柱体(cylinder)、钉型(spike)、锐边缘、或类似几何构型的纺丝电极。在某些方面中，本专利技术提供制备包含一种或多种抗微生物剂的无纺毡的方法，包括提供包含氟化聚合物、纤维化聚合物、一种或多种抗微生物剂、溶剂的分散体；静电纺丝所述分散体以得到毡前体；和以足以除去所述溶剂和所述纤维化聚合物的温度和时间加热所述毡前体，以形成无纺毡。在一些实施方式，该静电纺丝包括提供包含电荷源和靶的装置，该靶距所述电荷源一段距离；提供电压源以在所述电荷源处产生第一电荷和在所述靶处产生相反电荷，其中所述分散体通过与所述电荷源接触而静电带电；和在所述靶上收集所述静电带电的分散体。在一些方面中，本专利技术提供制备包含一种或多种抗微生物剂的PTFE毡的方法，包括提供包含PTFE、纤维化聚合物、一种或多种抗微生物剂、和溶剂的分散体；提供包含电荷源和靶的装置，该靶距所述电荷源一段距离；提供电压源以在所述电荷源处产生第一电荷和在所述靶处产生相反电荷或在该靶处接地，其中所述分散体通过与所述电荷源接触而静电带电；在所述靶上收集所述静电带电的分散体以形成毡前体；和加热所述毡前体以除去所述溶剂和所述纤维化聚合物，从而形成所述PTFE毡。在某些实施方式中，所述一种或多种抗微生物剂选自银、银化合物、金属氧化物、金属硫化物、和它们的混合物。例如，所述一种或多种抗微生物剂可包含银纳米颗粒、二氧化钛、硫化硒、氧化镉、和/或氧化锌。所述一种或多种抗微生物剂的含量可以变化；在一些实施方式中，所述租包含量为约IOppm-约10，OOOppm(例如约I，OOOppm-约5，OOOppm)的一种或多种抗微生物剂。在一些实施方式中，氟化聚合物以以固体重量计包含约50%-约80%聚合物的树月旨(例如水中的分散体)的形式提供。氟化聚合物粒度可以变化。在一些实施方式中，氟化聚合物的平均粒度为约O. I μ m-约0.3 μ m。在某些实施方式中，氟化聚合物可以选自氟化乙烯丙烯(FEP)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，全氟烷氧基化物(PFA)，四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)，聚(乙烯-共聚-四氟乙烯)(ETFE)，乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)，PCTFE(聚氯三氟乙烯)，和它们的共聚物、共混物及衍生物。在某些实施方式中，氟化聚合物包括聚四氟乙烯。溶剂可以变化，但在某些实施方式中，溶剂为水。纤维化聚合物与氟化聚合物的重量比可以变化；例如，在一些实施方式中，纤维化聚合物的量以氟化聚合物量的约3. O-约5. 5重量％的量提供。在某些实施方式中，纤维化聚合物在溶剂中的溶解度为在室温下大于约O. 5重量％。根据本专利技术的一种示例纤维化聚合物是聚环氧乙烷。纤维化聚合物的分子量可以变化。例如，在某些实施方式中，纤维化聚合物(例如聚环氧乙烷)的数均分子量为约 50，OOOamu-约 4，000, OOOamu。分散体可制备成使其具有特定粘度。例如，在一些实施方式中，分散体的粘度为大于50，OOOcP(包括，但不限于，在约70，OOOcP-约150，OOOcP的范围内)。施加的电压可以变化，在某些实施方式中，该电压为约2，000-约100，000伏。在某些实施方式中，加热在约350° C-约485° C的温度进行。在本专利技术的另一方面中，提供了制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.14 US 61/393,1281.制备包含一种或多种抗微生物剂的无纺毡的方法，包括 提供包含以下的分散体 氟化聚合物， 纤维化聚合物， 一种或多种抗微生物剂，和 溶剂； 静电纺丝所述分散体以得到毡前体；和 以足以除去所述溶剂和所述纤维化聚合物的温度和时间加热所述毡前体，以形成无纺毡。2.权利要求I的方法，其中所述静电纺丝包括 提供包含电荷源和靶的装置，该靶距所述电荷源一段距离； 提供电压源以在所述电荷源产生第一电荷和在所述靶产生相反电荷，其中所述分散体通过与所述电荷源接触而静电带电；和 在所述靶上收集所述静电带电的分散体。3.权利要求I的方法，其中该一种或多种抗微生物剂选自银、银化合物、金属氧化物、金属硫化物、和它们的混合物。4.权利要求3的方法，其中该一种或多种抗微生物剂包含银纳米颗粒。5.权利要求3的方法,其中该金属氧化物和金属硫化物选自二氧化钛、硫化硒、氧化镉、氧化锌、和它们的混合物。6.权利要求I的方法,其中所述无纺毡包含约IOppm-约10，OOOppm的量的一种或多种该抗微生物剂。7.权利要求6的方法，其中所述无纺毡包含约1，OOOppm-约5，OOOppm的量的一种或多种抗微生物剂。8.权利要求I的方法,其中所述氟化聚合物以包含以固体重量计约50%-约80%聚合物的树脂的形式提供。9.权利要求I的方法，其中所述氟化聚合物的平均粒度为约O.I μ m-约O. 3 μ m。10.权利要求I的方法，其中所述氟化聚合物包括聚四氟乙烯。11.权利要求I的方法，其中所述氟化聚合物选自氟化乙烯丙烯(FEP)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，全氟烷氧基化物(PFA)，四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)，聚(乙烯-共聚-四氟乙烯)(ETFE)，乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)，PCTFE (聚氯三氟乙烯)，和它们的共聚物、共混物及衍生物。12.权利要求I的方法，其中纤维化聚合物的量为氟化聚合物的量的约3.O-约5. 5重量％。13.权利要求I的方法，其中所述纤维化聚合物在所述溶剂中的溶解度为在室温下大于约O. 5重量％。14.权利要求I的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·巴拉德，B·L·阿诺，J·L·马纳斯科，
申请(专利权)人：宙斯工业产品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：