[发明专利]一种空气过滤式细菌纤维素口罩及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气过滤式细菌纤维素口罩及其生产方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

口罩是一种能够遮覆于人体面部、阻止特定规格及属性的物质与人体呼吸系统直接接触的人工装置。

众所周知，在人类罹患的多种疾病中以空气做为传播媒介，以口鼻等呼吸器官做为传播途径进行扩散、传染的事例比比皆是，其造成的后果令人惨不忍睹，仅1918年西班牙爆发的大流感就造成了近5000万人的死亡。现在我们知道这是由微生物的疯狂爆发所导致的。基于此，人们认识到佩戴口罩应该能够有效防控某些经由空气传播的疾病。

但由于微生物的种类的不同，防控不同微生物对口罩的材质及结构就有不同的要求。目前广为人们所利用的口罩为空气过滤式口罩，其工作原理是使含有有害物质的空气通过口罩的过滤层净化过滤后再被人体吸入。人们发现现在广泛使用的口罩限于材质的孔径、吸附能力及杀菌能力其防控疾病的效果差异巨大，而且在使用的过程中若被呼出的热气或唾液弄湿，其阻隔病菌的作用就会大大降低。

为了提高过滤效率、人们试图采用增加复合层数、增强过滤层的拦截能力等方法进行改善，虽然这些方法在一定程度上提高了阻隔效果，但其副作用却更为明显。

1、滤层数的增加不仅加大了口罩的净重还会造成口罩空气传质能力下降，容易引发面部局部温度过高，更容易出现流汗、呼吸不畅、缺氧、中暑等恶性情况。

2、过滤层吸附杂质的过程是一个可逆的吸附——解吸过程，当吸附量达到一定程度后，虽然其吸附能力无明显变化，但同时其解析能力会大大增加，因此此时解吸下来的杂质就很有可能通过滤料进入人体的呼吸系统，造成次生污染。

3、附着在吸附材料上的各种微生物会不断的富集起来，在口罩使用初期尚无明显影响，但随着富集的微生物总量越来越多，达到某一临界值时，口罩就会变成微生物的繁育“基地”，使其成为新的传染源。

目前虽然有人对口罩的改进提出采用加载药物护层等方式进行尝试，但均因成本过高而难于市场化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种空气过滤式细菌纤维素口罩，以细菌纤维素为材料能够有效地提高口罩过滤性能，通过浸润纳米银使杀菌抗毒能力增强，具有生产成本低、吸附能力强等特点，可有效地减少资源消耗，保护生态环境。

本发明的另一目的是提供一种上述空气过滤式细菌纤维素口罩的制备方法。

通过选用合适的模式菌株、提供适宜的培养条件和处理方法，生产出合适的细菌纤维素材料，再将细菌纤维素材料与杀菌抗毒剂结合，经塑性加工后最终形成空气过滤式细菌纤维素口罩。

本发明所采用的技术原理：

1、利用木醋杆菌在有氧气存在的条件下能够代谢产生细菌纤维素的特性，于培养基的气液两相界面上代谢产生质地均匀、品性优良的细菌纤维素材料。

新生材料的厚度、孔隙率、致密程度及结构特征均可通过调整释放氧气的单位密度、单位压强、以及释放时间等可控参数来控制。

2、利用银离子特别是纳米银具有强效广谱抗菌能力的特性，将离子态纳米银基料均一浸润细菌纤维素材料，再经干燥后即为口罩过滤层融入有效的抗菌成分。在呼吸过程中，水蒸气浸润口罩后会溶解部分纳米银颗粒，释放出足够的抗菌银离子，因此能够有效杀灭富集的细菌、病毒等微生物，防止感染。

由于纳米银颗粒性质很活泼，容易被高温氧化，难以保留纳米银的杀菌活性，故采用冷冻干燥的方式对纳米银颗粒进行固定，使其在均一稳定的状态下与细菌纤维素材料紧密结合并保持其高活性。

纳米银的杀菌原理如下：

1、能够电离空气中的氧气产生离子态氧，离子态氧的强氧化能力可以有效的杀灭微生物。

2、纳米银反应活性高，在常态下易于蛋白质结合，具有很强的吸附聚集能力，同时纳米银能够参与微生物的代谢合成进程从而破坏其正常的生理过程达到杀菌的目的。

3、纳米银能够进入到微生物的电子传递链结构体系中去，竞争性的代替氧等电子受体，使微生物的能量代谢进程中断，促使菌体快速死亡。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种空气过滤式细菌纤维素口罩，是以经过干燥的细菌纤维素作为口罩框架材料经制作而成。