基于聚合物的抗微生物劑、制備所述抗微生物劑的方法以及包含所述抗微生物劑的產品的制作方法

專利名稱：：基于聚合物的抗微生物劑、制備所述抗微生物劑的方法以及包含所述抗微生物劑的產品的制作方法基于聚合物的抗微生物劑、制備所述抗微生物劑的方法以及包含所述抗微生物劑的產品本申請是于2002年5月2日提出的美國專利申請第10/138,160號的部分繼續申請，其在先申請通過整體引用而并入本文。
背景技術：
：1.發明領域本發明涉及抗微生物劑、包含該抗微生物劑的產品，以及制備這種產品的方法。更具體地講，本發明涉及基于聚合物的抗微生物劑。2.
背景技術：
：銀和銀鹽常被用作抗微生物劑。銀早先的醫藥用途是應用硝酸銀水溶液預防新生嬰兒眼睛感染。銀鹽、銀膠體和銀絡合物也用于預防和控制感染。其它金屬，例如金、鋅、銅和鈰，也發現具有抗微生物性能(單獨使用或者與銀合用)。這些金屬及其它金屬甚至極少量也可提供抗微生物的行為，這種性能被稱為"微動作用"。授于Vachon等人的美國專利第6,306,419號公開了基于聚合物的涂層，該涂層包含苯乙烯磺酸鹽聚合物以及包含在其中的銀金屬。通過將乙酰基硫酸鹽石黃化劑(acetylsulfatesulfonationagent)與苯乙烯共聚物在1,2-二氯乙烷(DCE)中反應來制備苯乙烯磺酸鹽聚合物。該涂層為親水的，以致它保留了相對大量的水或含水流體。該組合物有幾方面缺點。缺點之一是需要更大量的銀金屬以提供有效的抗微生物活性。另一缺點是需要溶劑(例如DCE)以制備聚合物基質。由于這種溶劑具有反應活性，它們通常是危險的，因此在操作和處理這些溶劑時要特別小心，這就限制了這種抗微生物聚合物在很多應用中的廣泛的可接受性。發明概述因此，本發明的目的是提供親水的基于聚合物的抗微生物劑，該抗微生物劑不需要相對大量的金屬以提供有效的抗微生物活性。本發明的目的還在于提供親水的基于聚合物的易溶于水溶液的抗微生物劑。本發明的另一目的是提供可包含于紙產品中的抗微生物劑。本發明的另一目的是提供抗樣支生物劑(能殺死接觸的炭疽熱)與其它產品(包括紙產品和某些醫療產品)組合的方法。下面將按照這些目的作詳細i侖述，本發明的抗微生物劑包括親水聚合物基料或載體中的金屬離子。該金屬離子優選為銀離子，且該親水聚合物優選包含磺化聚氨酯或磺化聚苯乙烯。依照本發明方法，將抗微生物劑溶于二甲基乙酰胺DMA,通過噴霧、涂刷器等應用于紙并在烘箱中千燥以閃蒸出溶劑。通過噴霧和/或浸漬然后干燥閃蒸出溶劑，可以將該抗微生物劑應用于其它產口OoNAMSA(Atlanta，Georgia)使用Dow923"搖瓶"試驗，對涂有本發明抗微生物劑的紙的抗微生物活性進行檢測。一小時之后，殺死了全部細菌的99.94%(檢測設備的上限)。依照本發明的另一實施方式，該抗微生物劑包括水溶性聚合物、至少一種有機酸(例如一種或多種羧酸如乙酸、蟻酸、檸檬酸、馬來酸、抗壞血酸、水楊酸)，和微動金屬離子，該微動金屬離子與聚合物的抗衡離子反應以使金屬離子與相應抗衡離子結合，且該聚合物控制所述金屬離子的持續釋放。該抗微生物劑還可以包含無機酸(優選硼酸和/或硼酸二辛酯)。該水i^性聚合物優選為磺化聚合物(例如磺化聚氨酯、磺化聚苯乙烯或者其混合物)。對于參考詳細說明書的本領知戈技術人員而言，本發明的其它目的和優勢將是顯而易見的。優選實施方式詳述本發明的抗微生物劑使用金屬離子和親水聚合物。該金屬離子產生自例如Ag、Au、Pt、Pd、Ir(即貴金屬)、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn的金屬以及許多重金屬，是有效的抗微生物劑。金屬抗微生物劑通過釋放金屬離子進入微生物而起作用。該釋放的離子與微生物中的蛋白質及其他陰離子(負電荷類)起反應，并使該蛋白質不能溶解而失活。失活蛋白質擾亂細胞的功能，破壞細胞膜并阻止DNA的正常活性和繁殖，因此從根本上殺死微生物。為了使抗微生物劑釋放金屬離子進入微生物，該微生物必須在液體中與該金屬離子接觸，也就是說它們必須在同一水介質中。此外，該金屬離子必須從它所附屬的基質釋放，向微生物擴散出來，穿透微生物的膜，尋找蛋白質，與其結合后將其沉淀。重要的是，大多數更致命的微生物(例如炭疽熱)不含水。由于具有耐久膜且膜內缺少水分，炭疽熱孢子基本上是千的并且對環境條件是惰性的。在上述金屬離子中，銀離子(Ag+)或許是最好的公知的金屬離子抗微生物劑，由于其在低濃度下有非常好的生物活性。銀的這種生物活性被稱為是微動作用。然而，Ag+不是穩定的，在光的存在下，Ag+轉化為Ag金屬。這種不穩定性對攝影行業是有益的。Ag+是澄明的，Ag金屬是不透明黑色的。由于這些原因，Ag+不是對紙進行抗微生物處理的合適候選物。用Ag+處理的紙在暴露于光下時將變成黑色，并不再具有任何抗微生物效果。即使該紙不暴露于光下，如果Ag+從紙中釋放得過快，那么Ag+儲備將會耗盡，過剩的Ag+將轉化為它的金屬形式，并且將會影響抗微生物活性。然而，如果Ag—釋放的過慢，那么可能不存在足夠的有效量。盡管Ag+存在缺點，但本發明發現了克服這些缺點及金屬離子通常具有的缺點(作為抗微生物劑，它們需要水才能起作用)的方法，所述通常具有的缺點特別是對于非常干的微生物(例如炭疽熱孢子)而言。依照本發明，Ag+結合在基質上，該基質以正好恰當的速率釋放Ag+，保護其免受光照，并且還容易與水化合，或者更優選長時間的保濕。該基質優選包含增濕基團，其不僅是簡單的吸水基團；而且這些基團本質上吸入水并較長久地使水結合到表面。容易使本發明基質變成漆，該漆可應用于紙上而沒有色斑、軟化、變濕等現象。此外，用于形成漆的溶劑優選是無毒的、不易燃的、非致癌的、非誘變性的等。因此，本發明的抗微生物劑優選包括聚合物或者具有親水性側基的分子物質，所述親水性側基包括硫酸根、羧酸、胺、羥基、硝酸根、磷酸根或者通常任何溶于水的官能團。更優選地，該親水基團還能夠與微動金屬離子(例如Ag+或Zn")結合。因此，優選負電荷親水基團，例如硫酸根、磷酸根、硝酸根、羧酸根等。用于所述漆的固體內容物的聚合物包括聚氨酯、聚胺、纖維素、醋酸纖維素、三乙酸酯、聚酯、水凝膠、聚烯爛及其它任何能在溶劑中溶解或分散的聚合物。化學物質可以包括表面活性劑、硅烷偶聯劑等，其具有疏水尾部和親水頭部；所述親水頭部包括上述側基。還包括已經過進一步修飾的上述聚合物和化學物質，修飾的目的是增加溶解度，增加它們對金屬離子的反應活性，并調節它們持續釋放金屬離子的活性。用9個實施例舉例說明本發明的抗微生物劑。實施例1聚合物溶液的制備在70'C下，將10克芳族聚醚氨基甲酸乙酯(例如DowChemical的Pellethane236375D),溶于18克二曱基乙酰胺(DMA)和72克四氫呋喃(THF)中，并混合3小時。通過向正在強力混合的聚氨酯溶液中加入21毫升乙酸酐和12.5毫升濃硫酸，將聚氨酯磺化并使其變成親水的。在放熱反應減弱之后，將親水的氨基曱酸乙酯傾入裝有水的混合機，在這里，聚氨酯被沉淀并在攪拌下纟皮切成小顆粒。將該細粒漿通過金屬細篩傾倒以除去顆粒，并用水反復清洗，直到溶液的pH為4至8。然后在烘箱中70。C下使沉淀出的磺化聚氨酯干燥3小時。然后將干燥的磺化聚氨酯(IO克)重新溶于DMA中。由該溶液流延而得的薄膜干燥成澄明的，浸在水中幾分鐘后變成白色不透明物。不透明白色的轉變是吸水聚合物的特征，從而確證由此形成的聚氨酯是親水的。然后，通過向磺化聚氨酯溶液加入0.2克(聚合物重量的2%)硝酸銀，使磺化聚氨酯(IO克溶于90克DMA中)溶液與硝酸銀反應。加入之后，溶液變成奶白色，從而表明硫酸根和硝酸銀之間的反應。然后將具有硫酸銀基團的聚氨酯涂刷在紙等之上，在烘箱中70。C下千燥10分鐘以閃蒸出溶劑。對干燥的經涂布的紙的可洗脫銀進行檢測將經涂布的紙片放置在紫外燈下，向紙片上加一滴水并將具有水滴的紙暴露于紫外光下15至20分鐘。當銀離子從基質移出并在紫外光下轉化為銀金屬時，可容易地觀察到水滴變成了灰色。水滴周圍的區域沒有明顯變色。NAMSA使用Dow923"搖瓶"試驗對本實施例制備的經涂布的紙片的抗微生物活性進行了檢測，該試驗包括將樣品和金黃色葡萄球菌在燒瓶中搖1小時，然后再搖24小時并測量殺死細菌的數量。結果顯示在l小時，99.94%或者基本全部的細菌被殺死。24小時的結果是一樣的，這表明沒有剩余的要被殺死的細菌，也就是說，99.94%是檢測設備的上限。由于硫酸根抗衡離子的作用，本實施例的抗微生物劑提供了Ag+的持續釋放。以足以殺死接觸的細菌但又足夠慢(長時間保持抗微生物活性)的速率釋放Ag+。涂層的有效期依賴許多因素，例如涂層的厚度、銀對聚合物的比率，以及系統水合的程度。通常涂層的功效可維持數年，依賴于具體參數。實施例2聚合物溶液的制備在7(TC下,將IO克芳族聚醚氨基甲酸乙酯(例如DowChemical的Pellethane236375D),溶于18克二甲基乙酰胺(DMA)和72克四氫呋喃(THF)中，并混合3小時。向該溶液中加入0.2克磺胺嘧啶銀，并攪拌直到分散均勻。然后將具有磺胺嘧啶銀的聚氨酯涂刷在紙等之上，在烘箱中70。C下干燥10分鐘以閃蒸出溶劑。〗寸干燥涂層聚氨酯的可洗脫銀進行檢測將經涂布的紙片放置在紫外燈下，向紙片上加一滴水并將水滴暴露于紫外燈下30至60分鐘。可以觀察到水滴最后變成了灰色；然而，水滴轉化為灰色的時間明顯長于實施例1中所述的磺化聚氨酯銀。本實施例表明，聚氨酯不如實施例1的一樣親水，并且不容易釋放銀離子。然后，NAMSA使用Dow923"搖瓶"試驗對經涂布的紙片的抗微生物活性進行了檢測，該試驗包括將樣品和金黃色葡萄球菌在燒瓶中搖l小時，然后再搖24小時并測量殺死細菌的數量。結果顯示在1小時，96.56%或者基本大部分的細菌被殺死。24小時的結果顯示殺死了99.94%的細菌，可以確i^的是，本配方是殺菌的，但是不如實施例1有效。實施例3由僅具有聚氨酯基料(即沒有名艮)的同樣的紙組成的對照試樣，在1小時內殺死了45.95%的纟田菌，在24小時內殺死了99.94%。另外只有瓶子的對照試樣顯示在24小時細菌減少了38.89%。這些對照表明，瓶子和具有聚氨酯涂層的紙都有點殺菌作用，但效果不如實施例1和2的銀處理樣品。實施例1至3的結果任何聚合物可以用作銀離子的基料或者載體，例如聚氨酯、聚烯烴、硅橡膠、天然橡膠、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、纖維素、醋酸酯等。只要該聚合物可溶于溶劑或者作為乳膠可在溶劑中分散。然而，優選聚合物有一定的親水性，以提供水介質使銀離子移向微生物。優選的親水聚合物包括親水的聚氨酯、水凝膠(例如聚(甲基丙烯酸2-羥乙酯))、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮等。更優選的是親水聚氨酯，它可以結合金屬陽離子(例如銀)。上述實施例中所述的磺化聚氨酯是這種聚氨酯。磺化水凝膠也可以起這種作用。除銀之外的金屬離子(例如鋅)，可以用作抗微生物劑。優選的是銀，因為它是抗微生物用途最有效的金屬離子。在上述實施例中，優選使用0.1%至45%的聚合物溶液。具有更高固體含量的聚合物溶液難以溶解且難以混合。最優選的范圍是5%至15%的固體含量。雖然實施例1和2中使用了20%/80%的二甲基乙酰胺/四氬呔喃的溶劑系統，但是可以使用替換溶劑來溶解聚氨酯，例如N-甲基-2-吡咯烷酮(m-pyro1)、二甲基曱酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基磺酰胺、上述溶劑的混合物、上述溶劑與溶脹溶劑(例如二乙醚、四氫呋喃、二甲苯、曱苯等)的混合物等。由于操作容易，優選二甲基乙酰胺/四氬。夫喃。乙酸酐和硫酸的濃度是等摩爾的。這些化學制品在原處混合，將聚氨酯磺化。磺化的量由乙酸酐/硫酸與聚合物的比率控制。乙酸酐/硫酸:聚氨酯的適當范圍是21/12.5:1至21/12.5:100(毫升/毫升克)。根據經驗，我們發現約21毫升乙酸酐和12.5毫升濃硫酸相對具有IO克聚氨酯的溶液，可以得到親水性與抗張強度的良好平衡。聚氨酯上有太多硫酸根基團會降低抗張強度。太少則不容易產生親水的聚氨酯。實施例1中描述了2%固體含量的磺化濃度。制備0.5%、10%和20%的其它樣品也獲得了預期功能。可是，高負載銀的花費是不必要的。不過，過低的負載可過快地(也就是說，以天而不是月或年計)耗盡可用銀的儲備。2%的濃度^f皮選作是合理的適中濃度。實施例2中磺胺嘧啶銀的濃度為2%(相對于固體)。可接受的范圍是0.1%至20%,如上段所述的同樣理由。這里所述的溶液，幾乎可以用來給任何種類的紙涂層。依照本發明方法，預期該抗微生物溶液用于給寄送郵件(例如信封和信紙)用的紙涂層。也期望該抗微生物溶液用于給可能被恐怖分子用于傳播疾病的金融票據和紙幣涂層。這種溶液還可以與印刷油墨混合，以應用在紙幅、其它紙產品或者其它印刷產品上。實施例4制備實施例1的抗微生物溶液，并將其涂刷在1美元鈔票的兩面。將該美鈔在烘箱中7(TC下干燥10分鐘以閃蒸出溶劑。經涂布的千燥美元鈔票顯示與實施例1的紙相同的抗微生物活性。可以使用膠版印刷、絲網印刷、凸版印刷、輪轉凹版印刷、柔版印刷、液態層壓或者涂層，印刷具有本發明抗微生物溶液涂層的紙。抗微生物溶液可如所述方法或通過噴霧、浸漬等應用于其它產品。根據本發明方法，還期望該抗微生物溶液應用于醫療產品，例如手術工具和可植入醫療器械。如果醫療器械是聚合的，那么該抗微生物劑可以如實施例4中所述進行應用。實施例5按如下方法，將聚合醫療器械(例如導尿管)磺化并使其具有抗微生物的作用。用93.3毫升2-丙醇、4.2毫升乙酸酐和2.5毫升濃硫酸(緩慢加入)制備磺化溶液。將該溶液從室溫加熱，高至溶劑的沸點；60。C士3。C,優選在攪拌下進行。該磺化溶液可以在除2-丙醇之外的溶劑(例如水、己烷、庚烷、醇等)中制備，只要乙酸酐和硫酸能夠在該溶劑中溶解，并且該溶劑能夠使該聚合物變濕。由于此原因，優選2-丙醇。選擇4.2毫升乙酸酐相對2.5毫升硫酸的比率，以便與濃^琉酸的摩爾比率為1:1。將聚合醫療器械浸沒于上述溶液中0.1秒至長達30分鐘；優選10秒至10分鐘。取出該器械并用去離子水清洗1至30分鐘，優選攪拌下清洗1至2分鐘。向該去離子水中加入氫氧化銨使pH回到中性(如有必要)。可以干燥并儲備該磺化聚合器械，或者立即用以下方法使其具有抗微生物的作用。通過向100毫升2-丙醇加入2克硝酸銀來制備2%硝酸銀溶液。將磺化的聚合器械浸沒于該溶液中1至300分鐘；優選30分鐘。然后在水中清洗該器械并干燥。銀離子通過離子鍵結合在聚合物的硫酸根基團上。硝酸銀的濃度可以是0.01%至20%。由于經濟原因，使用0.1%至2%的濃度。硝酸銀的溶劑為2-丙醇；然而，可以使用任何能夠溶解硝酸銀并使聚合物變濕的溶劑，例如水、醇等。制備本發明醫療器械的可選方法還有實施例6中所述的方法。實施例6聚合物溶液的制備在7(TC下，將10克芳族聚醚M甲酸乙酯(例如DowChemical'sPellethane236375D)，溶于90克二曱基乙酰胺(DMA)中，并混合3小時。通過向正在充分混合的聚氨酯溶液中加入21毫升乙酸酐和12.5毫升濃硫酸，將聚氨酯磺化并使其變成親水的。在放熱反應停下之后，將親水的氨基甲酸乙酯傾入裝有水的混合機，在這里，聚氨酯被沉淀并在攪拌下被切成小顆粒。將該細粒漿通過金屬細篩傾倒以除去顆粒，并用水反復清洗，直到溶液的pH為4至8。然后在烘箱中7(TC下使沉淀出的磺化聚氨酯千燥3小時。然后將干燥的磺化聚氨酯(IO克)重新溶于90克DMA中，接著通過向該石黃化聚氨酯溶液中加入0.2克(聚合物重量的2%)硝酸銀，使該溶液與硝酸銀反應。將該溶液傾入含水的攪拌機中，該溶液再次-陂沉淀并切成顆粒。反復在水中清洗該顆粒，然后在真空烘箱中70。C干燥過夜。含銀的干燥顆粒(銀與聚氨酯上的硫酸根基團結合)是熱塑性的，并且使用塑料加工領域技術人員公知的標準塑料加工設備，可以容易地將其擠壓、注塑、壓塑或者溶劑流延成醫療器械等。以這種方式，例如，無需經歷又一道工序就可以直接擠壓成含銀離子的導尿管。導尿管(或者其它聚合醫療器械)優選的材料包括聚氨酯、聚烯烴、聚酯、聚酰胺(尼龍等)、聚酰亞胺，以及其它任何能被上述反應物磧化的聚合物。目前優選的聚合物為聚氨酯。可受益于抗微生物活性的聚合醫療器械，包括導尿管、端口(ports)、觀察儀器(內診鏡等)、一般的可植入器械，例如斯滕特固定模、血管移植物、髖和膝吸盤(acetabular)關節、起搏器導線絕緣體、脊推盤、縫合線和斯滕特固定模移植物等。如上所述，可以使用實施例1、2和6所述的聚合物溶液處理非聚合醫療器械。實施例7將依照實施例6制備的干燥的含銀離子磺化聚氨酯溶于四氫吹喃(5%固體含量)，并涂刷在紙上并閃蒸干燥，從而使紙的表面變成抗微生物的。用這種方法制備的涂層與實施例1所述的相似。然而，千燥的聚合物具有更長的保存期，并且與漆相比，存貨較便宜，因此通常是優選的。在上述實施例中，微動金屬(優選銀)通過離子鍵結合在磺化且親水的聚合物上(優選地，通過向正在充分混合的聚氨酯溶液中加入乙酸酐和硫酸，將聚氨酯磺化并使其變成親水的)。磺化聚合物的磺酸根是金屬的抗衡離子。由于磺化聚氨酯是親水的但是不完全溶于水，所以水溶性磺化聚苯乙烯或者磺化聚苯乙烯和馬來酸的共聚物可以用作包含磺酸根抗衡離子的聚合物。因此，可以交替使用磺化聚氨酯或者磺化聚苯乙烯或者其混合物。通過向磺化聚合物混合物中加入一種或多種有機酸，可以顯著降低聚合物混合物中金屬的總濃度，而維持或者甚至增強抗微生物活性。似乎是化學制品之間的協同作用增強了它們的性能。有機酸的例子包括檸檬酸、馬來酸、抗壞、血酸、水楊酸、乙酸、蟻酸等。除了有機酸之外，在這個混合物雞尾酒中還可以使用其它弱酸性的酸，例如硼酸、硼酸二辛酯等。實施例8將依照實施例6制備的干燥的磺化聚氨酯溶于溶液中，并與一種或多種微動金屬成分、一種或多種有機酸以及可能的一種或多種無機酸混合。優選的聚氨酯是基于聚環氧乙烷的芳族聚氨酯，該聚氨酯磺化后變成水溶性的。或者，可以用水溶性磺化聚苯乙烯或者磺化聚苯乙烯與馬來酸的共聚物替代磺化聚氨酯。當使用這種水溶性聚合物時，微動金屬成分、有^/L酸和無機酸是水溶性的，這樣混合物易溶于水溶液。或者，該混合物可以溶于溶劑中(例如，N-曱基-2-吡咯烷酮、二曱基甲酰胺、二曱基乙酰胺、二甲基磺酰胺、上述溶劑的混合物、上述溶劑與溶脹溶劑(例如二乙醚、四氬呋喃、二甲苯、甲苯等)的混合物等)。表1顯示了使用不同濃度的酸和金屬的5次試驗，這些酸和金屬被混合并與磺化聚合物載體反應(顯示所用的實際量和百分數(重<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>按如下方法對每種混合物進4亍^r測用酵母(5".Cervecae^妾種瓊脂平板并干燥。對于試驗5，例如，用水按1:50(約2。/。濃度)稀釋雞尾酒，并噴霧在包含酵母的瓊脂平板上，然后在培養器中放置48小時。48小時之后檢查平板，其顯示在應用雞尾酒處的酵母細胞被殺死。進行相似的試驗，包括在濾紙或者木片上涂上雞尾酒混合物并干燥。然后將這些經涂布的樣品;改在酵母接種的瓊脂上并培養48小時，然后再次噴霧更多的酵母并再次接種，再次培養。這樣的重復的種菌劃線重復許多遍，其后，在噴霧區域的酵母細胞一皮殺死，從而表明紙或木材上的配方具有持久效果。所有的混合物顯示了預期的抗微生物效果；然而，試驗#5獲得了最好的殺菌效果。注意，例如在試驗#2中，加入水的量是94.27%，意味著固體含量為5.63%。我們還發現，固體含量可以在0.0001%和20%之間變化并產生可接受的殺菌效果，較高的固體含量提供較好的殺菌效果。表1的具體試驗使用了二價金屬；然而，也可以使用單價或者多價金屬。還需注意的是，當有機羧酸與磺化聚合物以及微動金屬成分混合時，發生竟爭反應，一部分金屬將與磺化聚合物結合，而另一部分金屬將與有機羧酸結合。在金屬與磺化聚合物結合的情況下，抗衡離子是該聚合物上的磺酸根基團。在金屬與有機羧酸結合的情況下，抗衡離子是有機羧酸。這種竟爭反應的結果將取決于化學計量、相對親和力和離子鍵強度。可以將化學品混合物千燥并碾成細粉，并這樣使其商品化。這樣的話，使用者只需要用水將粉末稀釋成期望的濃度并噴霧、浸漬或者滴在將要涂布的物質上。上述抗微生物劑還可以溶于水溶液(或者溶劑溶液)，并在最終產品形成期間作為混合物的一部分加入。例如，該混合物可以是加工形成紙產品的紙漿。這將在以下實施例中作更詳細的描述。實施例9紙由紙漿制備得到，紙漿的制備由手動攪拌機混合撕碎的紙片和自來水，然后通過篩網并在烘箱中干燥。向該紙漿中加入依照實施例8制成的抗微生物劑，濃度分別為每600克、700克、800克和1200克紙漿配制品含1克抗微生物劑，同時保留一種完全用紙漿制備而不含抗微生物劑的對照。如實施例8試驗5所述，通過將水溶性磺化聚氨酯溶于溶劑中，并加入一種或多種微動金屬成分、一種或多種有機酸以及可能的一種或多種無機酸制備抗微生物劑。將該混合物千燥并輾成細粉。所述紙分別由這些混合均勻的紙漿和抗微生物劑稀釋溶液制成，并在烘箱中8(TC下干燥。然后依照它們的抗微生物劑/紙漿的稀釋值，在制備好的紙上標注"對照"、"1/600"、"1/700"、"1/800，，和"1/1200"，并/人每張紙上裁剪四個大小近似相等的正方形。試驗#1:將四個正方形中的兩個牢固地按在麥芽膏瓊脂平板上，然后用酵母溶液噴霧，放置使干燥，然后在37。C培養48小時。試驗#2:用酵母溶液將另一麥芽膏瓊脂平板噴霧，放置使干燥，然后將剩余的兩個準備好的正方形紙牢固地按在瓊脂平板上的干燥酵母的上面，然后在37。C培養48小時。然后，取出試驗#1和試驗#2的平板，確保酵母已經長大到足以在瓊脂平板上看得見。用無菌鑷子從試驗#1平板和試驗#2平板取走每個濃度的一張正方形紙，并重新放置在另一新鮮麥芽膏瓊脂平板上。使用無菌針刮剩余的正方形紙的表面，再在新鮮的麥芽膏瓊脂平板上種菌劃線，看是否有任何可見的細胞留下。作為陽性對照，將酵母種菌劃線在瓊脂平板的中部，用作對比酵母生長的時間參考。試驗#3是試驗#1平板的再種菌劃線考察，而試驗斜是試驗#2平板的再種菌劃線考察。然后將試驗#3和試驗#4的平板在37'C培養24小時，培養后，劃線酵母的陽性對照可見酵母生長。這些是得到的結果<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>用與上述實施例9相似的方法，也對用實施例8其它抗微生物劑制備的其它紙產品進行了檢測。這些紙對于施加于其上的酵母細胞也產生了可接受的殺菌水平。也預期這里所述的其它任何抗微生物劑將適合用于紙產品。這里論述并舉例說明了抗微生物劑、包含所述抗微生物劑的產品以及制備抗微生物劑和包含它們的產品的方法。雖然描述了本發明的具體實施方式，但是不想以此限制本發明，而是希望使本發明的范圍如本
技術領域：
能允許的一^f寬，并且同樣寬地理解本說明書。因此，本領域技術人員將理解，可以對所提出的發明做其它的修改而不偏離其所要求的精神和范圍。權利要求1.一種抗微生物劑，該抗微生物劑包含與含有抗衡離子的親水聚合物反應的微動金屬離子，該聚合物控制金屬離子的持續釋放。2.權利要求1的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子由選自以下的金屬產生Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn。3.權利要求1的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子為Ag+。4.權利要求1的抗微生物劑，其中所述親水聚合物包括選自以下的聚合物聚氨酯、聚胺、纖維素、醋酸纖維素、三醋酸酯、聚酯、水凝膠和聚烯烴。5.權利要求1的抗微生物劑，其中所述親水聚合物包括聚氨酯。6.權利要求5的抗微生物劑，其中所述親水聚合物為磺化聚氨酯。7.權利要求1的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子為Ag+,且所述親水聚合物為磺化聚氨酯。8.—種紙產品，該紙產品包含具有用抗微生物劑涂布的表面的紙，所述抗微生物劑具有與含有抗衡離子的親水聚合物反應的微動金屬離子，所述聚合物控制金屬離子的持續釋放。9.權利要求8的紙產品，其中所述微動金屬離子由選自以下的金屬產生Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn。10.權利要求8的紙產品，其中所述微動金屬離子為Ag+。11.權利要求8的紙產品，其中所述親水聚合物包括選自以下的聚合物聚氨酯、聚胺、纖維素、醋酸纖維素、三醋酸酯、聚酯、水凝膠和聚烯烴。12.權利要求8的紙產品，其中所述親水聚合物包括聚氨酯。13.權利要求12的紙產品，其中所述親水聚合物為磺化聚氨酯。14.權利要求8的紙產品，其中所述微動金屬離子為Ag+，且所述親水聚合物為磺化聚氨酯。15.權利要求8的紙產品，其中所述紙為印刷貨幣。16.—種對具有表面的醫療器械的改進，所述改進包括所述表面具有抗微生物劑的活性，該抗微生物劑具有與含有抗衡離子的親水聚合物反應的微動金屬離子，該親水聚合物控制金屬離子持續釋放。17.權利要求16的醫療器械，其中所述微動金屬離子由選自以下的金屬產生Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn。18.權利要求16的醫療器械，其中所述微動金屬離子為Ag+。19.權利要求16的醫療器械，其中所述親水聚合物包括選自以下的聚合物聚氨酯、聚胺、纖維素、醋酸纖維素、三醋酸酯、聚酯、水凝膠和聚烯烴。20.權利要求16的醫療器械，其中所述親水聚合物包括聚氨酯。21.權利要求20的醫療器械，其中所述親水聚合物為磺化聚氨酯。22.權利要求16的醫療器械，其中所述微動金屬離子為Ag+，且所述親水聚合物為磺化聚氨酯。23.權利要求16的醫療器械，其中所述醫療器械選自導尿管、端口、觀察儀器、可植入器械、斯滕特固定模、血管移植物、髖和膝吸盤關節、起搏器導線絕緣體、脊推盤、縫合線和斯滕特固定模移植物。24.—種具有聚合物外表面的醫療器械，使所述聚合物外表面為親水的且與微動金屬離子反應。25.—種制備抗微生物涂料的方法，該涂料適合涂布紙，以使紙具備抗微生物性能，所述方法包含a)使聚合物成為親水的；b)使該親水聚合物與微動金屬離子反應；和C)向適合涂布紙的溶劑中加入該親水聚合物和微動金屬離子。26.權利要求25的方法，其中所述微動金屬離子由選自以下的金屬產生Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn。27.權利要求25的方法，其中所述微動金屬離子為Ag+。28.權利要求25的方法，其中所述聚合物為選自以下的聚合物聚氨酯、聚胺、纖維素、醋酸纖維素、三醋酸酯、聚酯、水凝膠和聚烯烴。29.權利要求25的方法，其中所述聚合物為聚氨酯。30.權利要求29的方法，其中所述親水聚合物為磺化聚氨酯。31.權利要求25的方法，其中所述微動金屬離子為Ag+，且所述親水聚合物為磺化聚氨酯。32.權利要求25的方法，其中所述溶劑選自N-曱基-2-吡咯烷酮、二曱基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基磺酰胺、二乙醚、四氫呋喃、二曱苯和甲苯。33.權利要求25的方法，其中所述溶劑為20%/80%的二曱基乙酰胺/四氬呔喃。34.—種使紙具備抗微生物性能的方法，所述方法包含a)使親水聚合物與微動金屬離子反應；b)向適合涂布紙的溶劑中加入親水聚合物和微動金屬離子；c)將所得混合物應用于紙；和d)將紙干燥以除去溶劑。35.權利要求34的方法，其中所述微動金屬離子由選自以下的金屬產生Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn。36.權利要求34的方法，其中所述微動金屬離子為Ag+。37.權利要求34的方法，其中所述親水聚合物包括選自以下的聚合物聚氨酯、聚胺、纖維素、醋酸纖維素、三乙酸酯、聚酯、水凝膠和聚烯烴。38.權利要求34的方法，其中所述親水聚合物包括聚氨酯。39.權利要求34的方法，其中所述親水聚合物為磺化聚氨酯。40.權利要求34的方法，其中所述微動金屬離子為Ag+,且所述親水聚合物為磺化聚氨酯。41.權利要求34的方法，其中所述紙為印刷貨幣。42.—種生產水溶性抗微生物劑的方法，該方法包括i)將水溶性聚合物溶于水以制成溶液；和ii)向所述溶液中加入水溶性金屬成分和至少一種有機酸，其中所述金屬成分的微動金屬離子與所述聚合物的抗衡離子反應，以使所述金屬離子與相應的抗衡離子結合，且所述聚合物控制所述金屬離子的持續釋放。43.權利要求42的方法，該方法還包含iii)向所述溶液中加入至少一種無才幾酸。44.權利要求42的方法，其中所述水溶性聚合物包含磺化聚合物。45.權利要求44的方法，其中所述抗衡離子為所述磺化聚合物的磺酸根離子。46.權利要求44的方法，其中所述磺化聚合物包含磺化聚氨酯。47.權利要求44的方法，其中所述^:化聚合物包含石黃化聚苯乙烯。48.權利要求42的方法，其中所述有機酸包含以下的至少一種乙酸、檸檬酸、馬來酸、抗壞血酸、水楊酸和蟻酸。49.權利要求43的方法，其中所述無機酸包含以下的至少一種硼酸和硼酸二辛酯。50.權利要求42的方法，該方法還包括將步驟ii)得到的溶液干燥成固體形式，并將該固體形式碾成粉末。51.權利要求43的方法，該方法還包括將步驟iii)得到的溶液干燥成固體形式，并將該固體形式碾成粉末。52.權利要求42的方法，其中所述水溶性金屬成分包括選自以下的金屬Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn。53.權利要求42的方法，其中所述水溶性金屬成分包括至少一種選自以下的成分硝酸銀(AgNO。、硝酸銅(Cu(NO》2)和硝酸鋅(Zn(N03)2)。54.權利要求42的方法，其中所述微動金屬離子為Ag+。55.—種抗微生物劑，該抗微生物劑包含水溶性聚合物、至少一種有機酸和微動金屬離子，所述微動金屬離子與所述聚合物的抗衡離子反應以使所述金屬離子與相應抗衡離子結合，且所述聚合物控制所述金屬離子的持續釋放。56.權利要求55的抗微生物劑，該抗微生物劑還包含無機酸。57.權利要求56的抗微生物劑，其中所述水溶性聚合物包含磺化聚合物。58.權利要求57的抗微生物劑，其中所述抗衡離子為所述磺化聚合物的磺酸根離子。59.權利要求57的抗微生物劑，其中所述磺化聚合物包含磺化聚氨酯。60.權利要求57的抗微生物劑，其中所述磺化聚合物包含磺化聚苯乙烯。61.權利要求55的抗微生物劑，其中所述有機酸包含以下的至少一種乙酸、檸檬酸、馬來酸、抗壞血酸、水楊酸和蟻酸。62.權利要求56的抗微生物劑，其中所述無機酸包含以下的至少一種硼酸和硼酸二辛酯。63.權利要求55的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子為Ag+。64.權利要求55的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子選自Au+、Pt+、Pd+、Ir+、Cu2+、Sn+、Sb+、Bi+和Zn2+。65.—種抑制目標物上微生物生長的方法，該方法包含提供水溶性抗微生物劑，該抗微生物劑包含水溶性聚合物、至少一種有機酸和微動金屬離子，所述微動金屬離子與所述聚合物的抗衡離子反應以使所述金屬離子與相應抗衡離子結合，且所述聚合物控制所述金屬離子的持續釋放；將所述水溶性抗微生物劑溶于水溶液；和將所述水溶液應用于所述目標物。66.權利要求65的方法，其中所述水溶液通過噴霧或浸漬，作為涂層或薄膜，應用于所述目標物。67.—種抑制目標物上微生物生長的方法，該方法包含提供水溶性抗微生物劑，該抗微生物劑包含水溶性聚合物、至少一種有機酸和微動金屬離子，所述微動金屬離子與所述聚合物的抗衡離子反應以使所述金屬離子與相應抗衡離子結合，且所述聚合物控制所述金屬離子的持續釋放；將所述水溶性抗微生物劑溶于水溶液；和在所述目標物形成期間加入所述水溶液，作為混合物的一部分。68.權利要求67的方法，其中所述混合物包含加工形成紙幅的紙漿。69.—種抗微生物劑，該抗微生物劑包含多種不同微動金屬離子，該微動金屬離子與聚合物的抗衡離子反應以使所述金屬離子與相應抗衡離子結合，所述聚合物控制所述金屬離子的持續釋放，其中所述多種不同微動金屬離子包括Ag+、Cu"和Zn2+。70.權利要求69的抗微生物劑，其中所述多種不同微動金屬離子由Ag+、Cu2+和Zn2+組成。71.權利要求69的抗微生物劑，其中所述抗衡離子包含所述聚合物的親水基團。72.權利要求70的抗微生物劑，其中所述親水基團包括硫酸根和有機酸。73.權利要求72的抗微生物劑，其中所述有機酸包含至少一種歡酸(優選乙酸、蟻酸、檸檬酸、馬來酸、抗壞血酸、水楊酸)。74.權利要求72的抗微生物劑，該抗微生物劑還包含至少一種無機酸(優選硼酸、硼酸二辛酯)。75.權利要求69的抗微生物劑，其中通過將水溶性聚合物和包含Ag、Cu和Zn的水溶性金屬成分溶于水溶液，使Ag+、Cu"和Zn2+離子與所述聚合物反應。76.權利要求75的抗微生物劑，其中所述水溶性金屬成分包括硝酸銀(AgN03)、硝酸銅(Cu(N03)2)和硝酸鋅(Zn(N03)2)。77.權利要求76的抗微生物劑，其中所述水溶性金屬成分還包含小于0.4%重量的水溶液。78.權利要求77的抗微生物劑，其中所述水溶液包含硝酸銅和硝酸鋅，其各自的重量百分比相對于硝酸銀的重量百分比為0.667。79.權利要求69的抗微生物劑，其中所述聚合物包含磺化聚合物。80.權利要求79的抗微生物劑，其中所述磺化聚合物包含磺化聚氨酯。81.權利要求79的抗微生物劑，其中所述^t化聚合物包含磺化聚苯乙烯。82.—種抗微生物劑，該抗^t生物劑包含微動金屬離子和至少一種有機酸，該微動金屬離子與聚合物的抗衡離子反應以使所述金屬離子與相應抗衡離子結合；所述抗衡離子包含包括硫酸根基團的親水基團；所述聚合物控制所迷金屬離子的持續釋放。83.權利要求82的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子包括以下的至少一種Ag+、Cu23oZn2+。84.權利要求83的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子由Ag+、Cu2+和Zn2+組成。85.權利要求82的抗微生物劑，其中所述至少一種有機酸包含至少一種羧酸(優選選自乙酸、蟻酸、檸檬酸、馬來酸、抗壞血酸和水楊酸)。86.權利要求82的抗微生物劑，該抗微生物劑還包含至少一種無機酸(優選選自硼酸和硼酸二辛酯)。87.權利要求82的抗微生物劑，其中所述微動金屬離子與所述聚合物和所述有機酸反應，通過將水溶性磺化聚合物和至少一種包含所述微動金屬離子的水溶性金屬成分溶于水溶液，使所述微動金屬離子與所述聚合物反應。88.權利要求87的抗微生物劑，其中所述水溶性金屬成分包括硝酸銀(AgN03)、硝酸銅(Cu(N03)2)和硝酸鋅(Zn(N03)2)。89.權利要求87的抗微生物劑，其中所述水溶性磺化聚合物包含水溶性磺化聚氨酯。90.權利要求87的抗微生物劑，其中所述水溶性磺化聚合物包含水溶性磺化聚苯乙烯。全文摘要一種在親水聚合物基料或者載體中包含金屬離子的抗微生物劑。該金屬離子優選為銀離子，且該親水聚合物優選包含磺化聚氨酯或者磺化聚苯乙烯。依照本發明的方法，該抗微生物劑溶于二甲基乙酰胺DMA，通過噴霧、涂刷等應用于紙上，并在烘箱中干燥以閃蒸出溶劑。通過噴霧和/或浸漬然后干燥閃蒸出溶劑，可以將該抗微生物劑應用于其它產品。依照本發明的另一實施方式，該抗微生物劑包含水溶性聚合物、至少一種有機酸(例如，一種或多種羧酸如乙酸、蟻酸、檸檬酸、馬來酸、抗壞血酸、水楊酸)，以及與聚合物的抗衡離子反應從而使金屬離子與相應抗衡離子結合的微動金屬離子，且該聚合物控制所述金屬離子的持續釋放。該抗微生物劑還可以包含無機酸(優選硼酸和/或硼酸二辛酯)。水溶性聚合物優選為磺化聚合物(例如，磺化聚氨酯、磺化聚苯乙烯或者其混合物)。文檔編號A61M25/00GK101189041SQ200580049709公開日2008年5月28日申請日期2005年3月11日優先權日2005年3月11日發明者A·A·伊斯梅爾,D·平丘克,L·J·塔洛,L·平丘克,O·R·平丘克申請人:智能抗微生物解決方案有限責任公司