[发明专利]抗微生物基材

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于和要求申请日为2010年10月14日的美国临时申请61/393,128的优先权，该临时申请的全部内容在此通过引用纳入。

发明领域

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。

发明背景

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。

发明内容

本发明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，本发明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。