專利名稱：新型抗微生物基底及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有納米顆粒的新型抗微生物基底，這使其能夠以可重現(xiàn)和可控制的方式改變其表面的有關(guān)抗微生物的性能?？梢员桓淖兊谋砻嫘阅艿睦影?，但不限于疏水性、吸附蛋白質(zhì)的性能和粘附細(xì)菌的性能。本基底用途的例子包括，但不限于抑制細(xì)菌移生、防止細(xì)菌傳染以及特別是醫(yī)院的感染。本發(fā)明進一步涉及包括所述基底的物體。本發(fā)明還進一步涉及所述基底的用途。最后，本發(fā)明涉及這樣一種基底的制造方法。

背景技術(shù)：
改變表面性能以實現(xiàn)有用的性能一直是人們所希望的。特別希望能夠改變在抗微生物的物體方面很重要的表面性能。下面概述了為了不同的目的而改變已知表面性能的例子。
US 6,224,983公開了一種具有粘結(jié)性、抗微生物和生體相容性涂層的制品，此涂層包括一層通過將其曝露在一種或幾種金屬的一種或幾種鹽當(dāng)中而被穩(wěn)定化的銀層，上述金屬包括鉑、鈀、銠、銥、釕和鋨。該銀層的厚度在2-2000

(10-10m)的范圍內(nèi)，進一步被公開的范圍是2-350

和2-50

。也有銀層厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。該基底可以是乳膠、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酰亞胺或合成橡膠。
US 5965204公開了一種制備由具有包括銀層的涂層的非導(dǎo)體基底構(gòu)成的制品的制備方法，此銀層是在用亞錫離子活化表面之后被沉積上去的。還公開了一種進一步包括鉑族金屬或金的涂層。銀層的厚度在2-2000

的范圍內(nèi)，進一步公開的范圍是2-350和2-50

。也有厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。
US 5,747,178公開了一種通過沉積銀層而制造的制品。據(jù)說此層是粘結(jié)性的、抗微生物的和生體相容性的?？赏ㄟ^將該銀層曝露在一種或幾種鉑族金屬或金的鹽溶液中使其穩(wěn)定化。此銀層的厚度在2-2000

的范圍內(nèi)，進一步公開的范圍是2-350

和2-50

。也有銀層厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。該制品可由乳膠、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酰亞胺或合成橡膠。
US 5,395,651公開了制備一種包括具有銀涂層的非導(dǎo)體材料的抗微生物器件方法。該涂層也包括鉑族金屬和/或金。該方法包括幾個步驟1.使待涂布的表面活化；2.在該表面上沉積上銀；3.用鉑族金屬和/或金的鹽處理該表面進行足夠長的時間，以獲得較薄的涂層；4.用水漂洗。步驟3的處理可使用鉑鹽或同時使用鈀鹽和金鹽。沒有說到鉑族金屬和/或金涂層的厚度。只是將涂層描述為薄的涂層，沒有提到銀層上的金屬顆粒。銀層的厚度在2-2000

的范圍內(nèi)，進一步公開的范圍是2-350

和2-50

。也有厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。
US 5,320,908公開了一種粘結(jié)性的、抗微生物的和生體相容性的涂層，主要由被一種或幾種鉑族金屬或金覆蓋的銀層組成。該涂層對于人類的眼睛可以是透明的。該銀層的厚度在2-2000

的范圍內(nèi)，進一步公開的范圍是2-350

和2-50

。也有銀層的厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。該制品可由乳膠、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酰亞胺或合成橡膠制造。
US 5,695,857公開了一種具有幾個層的抗微生物表面，其第一層是金屬層，第二層是貴金屬層?？刮⑸锏幕钚越饘倏梢允潜热玢K、金、銀、鋅、錫、銻和鉍。貴金屬可選自比如鉑、鋨、銥、鈀、金、銀和碳該表面將要對于生理流體被使用，不與基底接觸的每一層都是不連續(xù)的，使得底層被露出。表面的一個例子是涂有金或鉑的銀。另一個例子是與銀一起使用的銅、與銅銀合金一起使用的銅、與金一起使用的銅或與金一起使用的銀銅合金。
CH 654,738 A5公開了一種由不銹鋼制造的外科植入體在不銹鋼上涂有第一銅層和第二銀、金、銠或鈀層。據(jù)描述銀具有殺菌的作用。CH 654,738 A5明確地公開了涂有10μm銅和5μm(50000

)鈀的不銹鋼表面。在CH 654,738 A5中公開的所有表面都具有10μm(100000

)的銅層和10μm的銀層或5μm的金層或5μm的鈀層。
WO2005/073289公開了包括金屬納米顆粒的復(fù)合聚合物制造的纖維。據(jù)陳述許多金屬都具有抗微生物的效果。提到了抗微生物的纖維。一個例子是在抗微生物熔接修飾(would dressing)中使用的親水纖維。具有抗微生物性能的纖維可包括Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Sn、Cu、Sb、Bi或Zn或者它們的任何組合。
發(fā)明概述 在涉及表面的先有技術(shù)中，一個問題就是如何提供一個比如是抗微生物的表面，其中可以以可重現(xiàn)的方式改變疏水性、蛋白質(zhì)吸附性能和細(xì)菌粘附性能。
本發(fā)明公開，在先有技術(shù)中的上述問題，通過具有給電子表面的基底已獲解決，其特征在于，在所述的表面上存在有金屬顆粒，所述金屬顆粒包括鈀和至少一種選自金、釕、銠、鋨、銥和鉑的金屬，而且其中所述金屬顆粒的量從大約0.001至大約8μg/cm2。本發(fā)明的實施方案進一步被附錄的權(quán)利要求所界定，它們都在此作為參考。
敘述 定義 在公開和詳細(xì)敘述本發(fā)明之前，必須理解，本發(fā)明并不限于在此公開的特定形狀、加工的步驟和材料，而這些形狀、加工步驟和材料都可做某些變化。也應(yīng)該理解，在本文中使用的術(shù)語僅用于敘述特定實施方案的說明目的，并不意味著被限制，因為本發(fā)明的范圍僅受到所附權(quán)利要求及其相當(dāng)內(nèi)容的限制。
必須要注意到，如在本說明書和所附權(quán)利要求中所用，除非上下文中明確指出，否則單數(shù)的形式“a”、“an”和“the”包括許多涉及的對象。
下面的術(shù)語被用于全部說明和權(quán)利要求中。
正如在本文中所使用的，“粘附細(xì)菌”敘述了一種現(xiàn)象，其中細(xì)菌被粘附到表面上。
正如在本文中所使用的，“抗微生物”包括抑制和/或制止微生物生長的性能。
正如在本文中所使用的，“集落形成”包括建立比如細(xì)菌的菌落。
“接觸角”。對于在固體表面上的給定液滴，接觸角是在固體表面和從液滴與該固體接觸點所引出半徑的切線之間測量到的角度。
正如在本文中所使用的，“給電子材料”包括當(dāng)其與另外一種更貴的材料接觸具有能向更貴的材料轉(zhuǎn)移電子能力的材料。一個例子是與更貴的金屬在一起的比較不那么貴的金屬。
正如在本文中所使用的，“給電子表面”包括含有給電子材料的表面層。
正如在本文中所使用的，“疏水性”描述了在表面和水之間的相互作用。疏水性表面幾乎或者根本沒有吸附水的傾向，在其表面上水傾向于成為“珠狀”。術(shù)語表面的疏水性也近似與其表面能有關(guān)。只是表面能描述了表面與所有分子的相互作用，而疏水性描述了表面與水的相互作用。
正如在本文中所使用的，“接觸角滯后”是前進接觸角和后退接觸角之間的差值。水滴在表面上的前進接觸角是當(dāng)水和空氣的邊界前進并正在潤濕該表面時的接觸角，而后退接觸角是水和空氣的邊界在已經(jīng)潤濕過的表面上后退時的接觸角。
“改變”既可意味著使性能減弱，也可意味著使性能增強。
正如在本文中所使用的，“貴”是相對的意義上。利用它根據(jù)材料包括金屬之間如何相互作用來對材料進行比較。電子從比較不那么貴的材料轉(zhuǎn)移到更貴的材料中。
正如在本文中所使用的，“醫(yī)院感染”描述了在醫(yī)院的環(huán)境中感染性疾病的傳播。
正如在本文中所使用的，“蛋白質(zhì)吸附”包括由于在蛋白質(zhì)和表面之間的總吸引力使蛋白質(zhì)被粘附到表面上的現(xiàn)象。
正如在本文中所使用的，“基底”是一種基材，它包括按照本發(fā)明進行處理的材料。
發(fā)明詳述 按照本發(fā)明，一種基底被處理而被賦予所需的性能。該基底可由各種材料制造。在一個實施方案中，基底是由具有給電子表面的材料制造的。在另外一個實施方案中，它是由不具有給電子表面的材料制造的。在給電子表面的情況下，該金屬顆粒可直接被涂布到給電子表面上。而在不給電子的表面的情況下，必須涂布給電子材料層，以建立一個給電子表面。
本發(fā)明包括具有給電子表面的基底，其特征在于，在所述的表面上存在有金屬顆粒，所述金屬顆粒包括鈀和至少一種選自金、釕、銠、鋨、銥和鉑的金屬，而且其中所述金屬顆粒的量為從0.001至大約8μg/cm2。所述金屬顆粒的優(yōu)選量是從0.01至大約4μg/cm2。所述金屬顆粒特別優(yōu)選的量是從大約0.01至大約1μg/cm2。
基底的自身可以是給電子的，也可以在基底的上面涂布給電子材料層。在基底上面涂布給電子材料層的情況下，涂布量為從大約0.05至大約12μg/cm2。更高的含量也包括在本發(fā)明中。
一種給電子材料并非必須具有給電子表面。一個例子就是鋁，它在空氣中形成氧化物層，這就不是一種給電子表面。
給電子材料是具有形成給電子表面能力的任何材料，比如導(dǎo)電聚合物或金屬。在金屬的情況下，它與鈀、金、釕、銠、鋨、銥和鉑中任何一種相比必須更不那么貴。
用作給電子表面的優(yōu)選的金屬是選自銀、銅和鋅的一種金屬。
在本發(fā)明的一個實施方案中，基底是一種聚合物基底。
在一個實施方案中，該基底選自乳膠、含有乙烯基基團的聚合物、聚硅氧烷、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、ABS共聚物、聚酰胺和聚酰亞胺或者它們的混合物。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，該基底選自天然聚合物、可降解聚合物、可食用聚合物、可生物降解聚合物、環(huán)境友好聚合物和醫(yī)用級聚合物。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，基底是金屬。
對于基底優(yōu)選的金屬選自不銹鋼、醫(yī)用級鋼、鈦、醫(yī)用級鈦、鈷、鉻和鋁或者它們的混合物。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，基底選自玻璃、礦物質(zhì)、沸石、石頭和陶瓷。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，基底選自紙張、木材、紡織纖維、纖維、纖維素纖維、皮革、碳、碳纖維、石墨、聚四氟乙烯和聚對苯二甲酰對苯二胺。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，基底具有顆粒的形狀。
在本發(fā)明的一個實施方案中，提供一件包括按照本發(fā)明基底的物體。包括按照本發(fā)明基底的物體的例子是一種醫(yī)用器件、醫(yī)用儀器、一次性制品和醫(yī)用一次性制品。
該顆粒必須總是包括鈀。除了鈀以外，還有至少一種其它金屬。在金屬顆粒中鈀與其它金屬之比，在本發(fā)明中可以使用大約0.01∶99.99至大約99.99∶0.01。優(yōu)選的比例是從大約0.5∶99.5至大約99.8∶0.2、特別優(yōu)選的比例是大約2∶98至大約95∶5。非常特別優(yōu)選的比例是5∶95至95∶5。在另一個實施方案中，此比例是從大約10∶90至大約90∶10。
在本發(fā)明的一個實施方案中，所述金屬顆粒，除了含有鈀之外，還含有金。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述金屬顆粒具有的平均顆粒度為從大約10至大約10000

時，可實現(xiàn)有利的性能。
在一個實施方案中，對于所述金屬顆粒，平均顆粒度為從大約100至大約600
在本發(fā)明的另一方面，提供一種包括如本文中所述基底中任何一種的物體。
還提供包括如本文中所述基底中任何一種的醫(yī)用器件。
還提供包括如在本文中所述基底中任何一種的一次性制品。
本發(fā)明還提供一種包括如在本文中所述基底中任何一種的牙科用制品和牙科設(shè)備、牙科植入體和牙科用器件。
金屬顆粒的涂布量用μg/cm2表示，此量必須使金屬顆粒不會形成覆蓋層，但在所述給電子表面上會形成均勻分布的顆粒或簇。
涂布的給電子材料優(yōu)選被涂布得很均勻，實質(zhì)上在表面上沒有聚集體或簇。如果給電子表面層是均勻而且一致的，那么以μg/cm2為單位的涂布量可以轉(zhuǎn)化為以

為單位的厚度。0.05-4μg/cm2的涂布量相當(dāng)于大約4.8-380

，0.5-8μg/cm2相當(dāng)于大約48-760

，而0.8-12μg/cm2相當(dāng)于大約76-1140
在本發(fā)明的一個實施方案中，給電子表面是實質(zhì)上商業(yè)純的銀層，它不排除少量雜質(zhì)的可能性。
如果該基底不具有給電子表面，因此須要沉積給電子表面層，使用選自化學(xué)蒸氣沉積法、濺鍍法和從含有金屬鹽的溶液中沉積出金屬的方法進行此沉積。沉積的結(jié)果是一層實質(zhì)上沒有簇或聚集體的均勻的層。沉積優(yōu)選進行得使第一層對基底具有良好的粘附性。
下面敘述用來制備涂布基底的本發(fā)明一個實施方案。對于不具有給電子表面的基底，該方法包括如下步驟 1.預(yù)處理 2.漂洗 3.活化 4.沉積給電子表面 5.漂洗 6.沉積金屬顆粒 7.漂洗 8.干燥 對于具有給電子表面的物體，該方法包括如下步驟 1.漂洗 2.沉積金屬顆粒 3.漂洗 4.干燥 下面詳細(xì)敘述對于不具有給電子表面的基底的由步驟1至8構(gòu)成的一個實施方案。
可以在含有0.0005至30g/l亞錫離子的亞錫鹽水溶液中進行預(yù)處理。用鹽酸和/硫酸將pH值調(diào)節(jié)到1至4。在室溫下的處理時間為2-60min。在預(yù)處理之后，用脫鹽水漂洗表面，但不進行干燥。
將經(jīng)過活化和漂洗的基底轉(zhuǎn)移到沉積溶液中。沉積溶液的pH值不小于8。它含有選自銀鹽、鋅鹽和銅鹽的一種金屬鹽。在本發(fā)明的一個實施方案中，該鹽是硝酸銀(AgNO3)。使用金屬鹽的有效量不高于大約0.10g/l。優(yōu)選大約0.015g/l。如果金屬含量高于大約0.10g/l，在溶液中或在容器壁上可能不均勻地形成金屬元素。如果金屬含量低于有效量，在所需的時間內(nèi)不足以形成金屬膜。
沉積溶液的第二個組分是還原劑，將含金屬的鹽還原為金屬元素。還原劑的量必須足以實現(xiàn)化學(xué)還原?？梢越邮艿倪€原劑包括甲醛、硫酸肼、氫氧化肼和次磷酸。在本發(fā)明的一個實施方案中，用量為每立升溶液大約0.001毫升。還原劑的濃度過大會引起金屬從溶液中沉淀在容器壁上，而當(dāng)濃度太小時，可能會造成不足以在基底上形成金屬。按照此敘述，先有技術(shù)的專業(yè)人員能夠通過常規(guī)的試驗來確定所述還原劑的用量。
沉積溶液的另一個組分是沉積控制劑，其用量要足以減慢沉積反應(yīng)的速度，以避免直接從溶液中以細(xì)金屬粉末的形式沉淀出還原的金屬，或者沉淀在容器壁上?？梢允褂玫某练e控制劑包括轉(zhuǎn)化的糖，也成為轉(zhuǎn)化糖、琥珀酸、檸檬酸鈉、醋酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、酒石酸鈉、酒石酸鉀和氨。優(yōu)選的沉積控制劑用量為每立升溶液大約0.05g。如果用量太小，可能會產(chǎn)生沉淀的金屬簇而非均勻的金屬表面。如果用量太大，含金屬的鹽將會太穩(wěn)定，無法在相關(guān)的基底上進行所需的沉積。
根據(jù)基底材料、希望薄膜的厚度、沉積條件和溶液中的金屬濃度，按照需要調(diào)節(jié)還原劑和沉積控制劑的濃度以達(dá)到所需的結(jié)果。比如，對于薄的膜，金屬鹽的濃度以及還原劑和沉積控制劑的濃度都將比較低。先有技術(shù)的專業(yè)人員可按照此敘述通過常規(guī)試驗確定所需的沉積控制劑的用量。
在制備沉積溶液時，優(yōu)選將該溶液的各個組分單獨溶解于去離子水中。然后將各個預(yù)配的溶液混合，并根據(jù)需要以正確的量加以稀釋，以達(dá)到上述濃度。
將金屬鹽和還原劑組合，使得從鹽中將要還原出的金屬以適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)沉積在基底的表面上。此方法對實現(xiàn)完成的金屬膜與基底表面有良好的粘結(jié)是特別有利的。在幾乎所有的用途中，良好的粘結(jié)都是很重要的。
通過任何適當(dāng)?shù)牟僮鞒绦驅(qū)⒒妆砻嫫芈对诔练e溶液中。一般優(yōu)選浸入到溶液中，但可通過任何傳統(tǒng)的技術(shù)，比如噴涂或刷涂來涂布溶液。金屬膜從溶液中均勻地沉積出，其速度可由金屬鹽的濃度加以控制。如果需要薄的膜，要保持足夠低的沉積溫度，使得沉積被控制得很慢。在本發(fā)明中也可以應(yīng)用其它涂布金屬層作為給電子表面的方法。得到給電子表面的其它方法有化學(xué)蒸氣沉積法和濺鍍法。
在上述沉積了金屬之后，該基底就具有了由金屬構(gòu)成的給電子表面。如果該基底沒有從原料獲得的給電子表面，此金屬的沉積才是必要的。如果該基底已經(jīng)具有了給電子表面，金屬顆?？梢猿练e在表面上而無須再沉積金屬層。在此后者的情況下，在涂布此顆粒之前要將整個基底進行清洗。
在制造方法中的下一步是沉積金屬顆粒。
在一個實施方案中，使用金屬的膠體懸浮液，以在表面上得到由鈀和至少一種其它金屬構(gòu)成的顆粒。該金屬顆粒是從所需顆粒的懸浮液中沉積出的。按照優(yōu)選值來調(diào)節(jié)懸浮液中金屬顆粒的濃度。將具有給電子表面的基底浸入到金屬顆粒懸浮液中，浸入的時間從大約幾秒到大約幾分鐘或者更長。
可以用幾種方法制造金屬顆粒的懸浮液。在一個實施方案中，金屬顆粒的懸浮液是從金屬鹽的水溶液制造的，該金屬鹽在能夠形成所需尺寸金屬顆粒的條件下被還原。將適當(dāng)量的金屬鹽、還原劑和穩(wěn)定劑混合就實現(xiàn)了此過程。當(dāng)制造顆粒懸浮液時，可使用如上所述的同樣還原劑和穩(wěn)定劑。先有技術(shù)的專業(yè)人員能夠按照此敘述，通過常規(guī)試驗確定所需還原劑和穩(wěn)定劑的用量以得到所需的顆粒尺寸。在一個可供選擇的實施方案中，使用了商品金屬顆粒膠體懸浮液。使用了所需組成的金屬顆粒來制造該懸浮液。
在一個實施方案中，金屬顆粒懸浮液是通過用去離子水稀釋商品金屬顆粒濃膠體溶液而得到的，該金屬顆粒由鈀和至少一種選自金、銠、釕、鋨、銥和鈀組成。用該懸浮液處理該基底的時間從大約幾秒到大約幾分鐘或者更長。在此處理之后，用溶液或水比如去離子水漂洗該基底，并在室溫下讓其干燥。
在一個特定的非限定性實施方案中，商品的金屬顆粒含有75％的鈀和25％的金。
按照本發(fā)明，可得到具有特定所需表面的基底。比如可制造其顆粒由75％的鈀和25％的金組成的具有銀給電子表面的基底，或者其顆粒由85％的鈀和15％的釕組成的銅給電子表面。
通過可靈活控制和可重現(xiàn)的方法制造這種基底所表現(xiàn)出的優(yōu)點之一是可制造各式各樣的基底。如在本文中進一步敘述的，某些基底具有比現(xiàn)有基底改善了的性能。比如，按照本發(fā)明的一種特殊基底，可對被涂布基底的疏水性能產(chǎn)生令人意外的有利變化。用此方法對按照權(quán)利要求1的基底進行改變的其它性能包括蛋白質(zhì)吸附性能和細(xì)菌粘附性能。
這就是說，可通過調(diào)節(jié)顆粒尺寸、顆粒組成和顆粒量來改變涂布其物體的表面性能。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用按照權(quán)利要求1的基底就能夠做到這一點。特別是可通過調(diào)節(jié)顆粒尺寸、顆粒組成和顆粒量來改變表面性能。
按照本發(fā)明的基底可用于許多目的。它們適用于許多希望改變基底疏水性能、蛋白質(zhì)吸附性能和細(xì)菌粘附性能的用途。
基底的性能既可以被減弱，也可以被增強。比如提供一件物體，使其至少一個區(qū)域顯示出增強的特性，而至少一個區(qū)域顯示出減弱的特性。一個例子是一件物體，具有減弱了蛋白質(zhì)吸附性能的區(qū)域和增強了蛋白質(zhì)吸附性能的區(qū)域。
按照本發(fā)明的基底還包括一種具有給電子表面的基底，在所述表面上具有金屬顆粒，所述金屬顆粒包括鈀，其中所述金屬顆粒的含量為從大約0.001至大約8μg/cm2。
本發(fā)明提供按照本發(fā)明的基底在改變包括所述基底的物體在蛋白質(zhì)吸附性能方面的用途。
本發(fā)明提供按照本發(fā)明的基底在改變包括所述基底的物體在細(xì)菌粘附性能方面的用途。
本發(fā)明提供按照本發(fā)明的基底在防止細(xì)菌生長方面的用途。
本發(fā)明提供按照本發(fā)明的基底在避免細(xì)菌形成集落方面的用途。
本發(fā)明提供按照本發(fā)明的基底在防止細(xì)菌傳播方面的用途。通過防止細(xì)菌傳播來避免細(xì)菌感染的傳播。在此方面使用的物體的例子有手柄、按鈕、開關(guān)、醫(yī)用設(shè)備、外科器械、醫(yī)用儀器、廚房設(shè)施和各種其它能夠傳播細(xì)菌的物體。
本發(fā)明提供按照本發(fā)明的基底在防止醫(yī)院感染傳播方面的用途包括按照本發(fā)明基底的物體可用于希望防止細(xì)菌感染傳播的任何方面。防止細(xì)菌傳播和由此防止細(xì)菌感染特別將能夠避免醫(yī)院的感染。
通過閱讀說明和實施例，本領(lǐng)域的專業(yè)人員對本發(fā)明的其它特征和與之相關(guān)的優(yōu)點將更加清晰。
應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于在此敘述的特定實施方案。下面的實施例用于說明的目的，并不意味著對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，因為本發(fā)明的范圍僅受所附的權(quán)利要求及其相關(guān)的內(nèi)容限制。
實施例 實施例1 表面疏水性與金屬顆粒量的關(guān)系 按照如下方法在玻璃基底上沉積一層均勻的銀層。在58℃下將此基底浸入到鉻酸清洗溶液中5min，然后用去離子水漂洗。通過浸入到氯化亞錫水溶液中然后用去離子水漂洗將基底表面活化。然后通過在3種含有銀離子的沉積溶液中浸漬，在該基底的表面上鍍上均勻的銀層。這樣就得到涂布量1.2μg/cm2的銀表面，這相當(dāng)于大約115

的厚度。隨后通過浸入含有金/鈀金屬顆粒的稀懸浮液中，在第一銀表面上沉積上由23％的鈀和77％的金組成的顆粒。金屬顆粒懸浮液是通過用還原劑還原金鹽和鈀鹽和用穩(wěn)定劑使該懸浮液穩(wěn)定而得到的。然后用去離子水漂洗該基底并且干燥。
使用如上簡述的方法制造具有不同顆粒沉積量的基底。顆粒沉積量分別是0、0.02、0.11、0.15和0.19μg/cm2。對于0μg/cm2的試樣，在表面上沒有沉積顆粒，因此它由銀的表面構(gòu)成。
測量不同基底與水滴的平衡靜態(tài)接觸角。使用Wilhelmy技術(shù)測量前進和后退接觸角。
前進接觸角和后退接觸角之差值 被稱為接觸角滯后，對測量進行計算。試驗的結(jié)果顯示在表1中。
表1 如此，在該表面顯示出按照此實施例的基底所固有的其它幾個有用的性能比如抗微生物性能的同時，改變了該基底的表面疏水性。
實施例2 蛋白質(zhì)吸附性能與金屬顆粒量的關(guān)系 在二氧化硅基底上沉積一層均勻的銀層。在室溫下將此基底浸入到20％硫酸清洗溶液中10min，然后用去離子水漂洗。通過在氯化亞錫水溶液中浸漬，然后用去離子水漂洗使基底表面活化。然后通過在4個含有銀離子的沉積溶液的浴中浸漬，在該基底的表面上鍍上均勻的銀層。這就得到涂布量為0.8μg/cm2的銀表面，相當(dāng)于77

的厚度。然后通過在Pd/Au顆粒稀懸浮液中浸漬，在第一銀表面上沉積由95％的鈀和5％的金組成的顆粒。金屬顆粒的涂布量分別是0.05、0.12、0.48和0.59μg/cm2。用去離子水漂洗基底并干燥。
使用QCM-D技術(shù)研究對纖維蛋白原的吸附性能。纖維蛋白原是在肝中合成及在血漿中發(fā)現(xiàn)的糖蛋白。QCM-D是具有耗散監(jiān)測的微觀平衡石英。
纖維蛋白原的吸附量與涂布的金屬顆粒之間的關(guān)系如在表2中所示。
表2 實施例3 細(xì)菌生長與金屬納米顆粒量之間的關(guān)系 按照在實施例1中概述的方法，在銀底層上沉積不同量的鈀/金顆粒。該顆粒由95％的鈀和5％的金組成。對于所有的試樣，在底層中的銀量都保持恒定。因此，沉積的Pd/Au的量是變化的。使用如下的方法研究細(xì)菌的生長和沉積的納米顆粒(Pd/Au)量之間的關(guān)系 將涂布的試樣放入多功能培養(yǎng)基中。對于每一個測試條件，培養(yǎng)一式三份樣品，在每一份中加入10ml含有培養(yǎng)的大腸桿菌(大約105CFU/ml)的人造尿(AU)，在37℃下輕微搖動將其水平地培養(yǎng)4h。在4小時之后，將該多功能培養(yǎng)基從培養(yǎng)中取出。取出試樣并通過在滅菌蒸餾水中進行10倍稀釋，并將100μl涂在1/3瓊脂營養(yǎng)板上，對多功能培養(yǎng)基進行CFU(形成菌落單位)計數(shù)。將其在37℃下培養(yǎng)16-24小時，進行菌落計數(shù)。計算出相對于對照組的減少的logCFU/ml，顯示在表3中。
表3 實施例4 對于幾種菌種的微生物生長 按照在實施例1中的方法，在聚硅氧烷基底的銀底層上沉積不同量的鈀/金納米顆粒。該顆粒由95％的鈀和5％的金組成。對于所有試樣，底層中銀的含量是保持恒定的。沉積的Pd/Au顆粒量是0.36μg/cm2。研究對不同菌系的抗微生物性能。
選擇微生物種系的目的是評價涉及細(xì)菌傳播和醫(yī)院感染的普通病原菌(臨床分離菌種)，即大腸桿菌(E.Coli)、綠膿桿菌(P.aeruginasa)、腸桿菌spp、克雷白氏桿菌和念珠菌。
將涂布了Pd/Au的聚硅氧烷試樣放入多官能培養(yǎng)基中。對于每一個測試條件培養(yǎng)一式三份樣品。在每一份當(dāng)中加入10mL含有培養(yǎng)的微生物(大約105CFU/mL)的人造尿，并在37℃下輕微搖動將其水平培養(yǎng)24小時。
24小時以后，從培養(yǎng)中取出多功能培養(yǎng)基。取出試樣用紙巾吸去水分，并將其放入含有20mL PBS+吐溫的多功能培養(yǎng)基中用聲波處理1.5min。
通過在滅菌蒸餾水中稀釋10倍并且將100μl涂在1/3瓊脂營養(yǎng)板上對每一個多功能培養(yǎng)基進行CFU計數(shù)。將其在37℃下培養(yǎng)16-24小時并對菌落進行計數(shù)。在表4中顯示出相對于未涂布的聚硅氧烷試樣細(xì)菌減少的情況。數(shù)值越大則減少的越多。
表4
實施例5 綠膿桿菌的初級粘附和細(xì)胞復(fù)原 按照在實施例1中簡述的方法，在銀底層上沉積不同量的鈀/金納米顆粒。對于所有的試樣，基層上的銀量保持恒定。顆粒中的Au和Pd量則按照表5變化。
用放射性標(biāo)記的綠膿桿菌GSU-3激發(fā)試樣并讓其培養(yǎng)2小時。
測定在試樣上初級附著的細(xì)胞和細(xì)胞復(fù)原(細(xì)胞復(fù)原分能力)。在此研究中使用的方法是在M.M.Gabriel等人，CurrentMicrobiology，vol.30(1995)，pp.17-22，mutatis，mutandis中敘述的方法。結(jié)果匯總在下面的表5中。
表5 實施例6 首先在30℃的5％氫氧化鉀溶液中漂洗聚酯織物網(wǎng)5min。在脫鹽水中重復(fù)漂洗之后，在室溫下將該基底浸入到1g/l的酸化氯化亞錫溶液中10min。在脫鹽水中漂洗之后，在35℃下將其浸入含有2g/l硫酸銅、5g/l氫氧化鈉、50g/l檸檬酸鈉和0.005ml/l甲醛的鍍浴中10min。得到大約200

的銅層，在脫鹽水中重新漂洗此銅層之后，將該基底浸入到各含有0.05g/l的鈀顆粒和金顆粒的顆粒懸浮液中。金屬顆粒的涂布量是0.4μg/cm2。
實施例7 在5％的鹽酸中清洗PMMA基底2min，然后在脫鹽水中漂洗，再浸入pH值2.5的含有0.02g/l亞錫離子的溶液中。在漂洗之后，在室溫下將該基底浸入到含有0.005g/l銀離子、0.02ml/l氨、0.05g/l氫氧化鉀和0.0005ml/l甲醛的溶液中5min。這樣就得到銀含量為0.12μg/cm2的表面。在漂洗之后將其浸入含有0.005g/l鈀和0.002g/l金的顆粒懸浮液。金屬顆粒的涂布量是0.05μg/cm2。
實施例8 在40℃下，在12％的NaOH溶液中浸漬非織造聚酰亞胺基底10min。在脫鹽水中重復(fù)漂洗之后，在室溫下將其浸入到含有0.5g/l氯化亞錫的醇溶液中。在漂洗之后將其浸入如實施例3的銅浴中。得到2μg/cm2的銅層。在漂洗之后將其浸入到以懸浮液的總重量計含有1％的Pd和0.2％Au顆粒的懸浮液中。金屬顆粒的涂布量是0.6μg/cm2。
實施例9 在40℃下用5％的NaOH清洗尼龍織物10min，在脫鹽水中漂洗之后，在室溫下將其浸入到pH值2.2的0.6g/l氯化亞錫溶液中15min。在此之后表面的銀含量為0.8μg/cm2。在重新漂洗之后，將其浸入銀浴中根據(jù)實施例2并然后將其浸入到含有1％Pd和0.05％Au顆粒的懸浮液中。金屬顆粒的涂布量是0.12μg/cm2。
實施例10 在60℃下，在10％硝酸和3％氫氟酸的溶液中處理鋁基底20min。在漂洗之后，將該基底浸入到酸化的3g/l氯化亞錫溶液中，并在重新漂洗之后浸入到按照實施例2的銀浴中。在此步驟之后，在表面上得到大約8

的銀。再次進行漂洗之后，將該基底浸入到含有1％的Pd和2％Au顆粒的懸浮液中。金屬顆粒的涂布量是0.7μg/cm2。
實施例11 在氫氧化鈉水溶液中刻蝕PTFE基底5min。在漂洗和干燥之后，在室溫下將其浸入到含有0.7g/l氯化亞錫的溶液中20min。在漂洗之后將該基底浸入到含有0.2g/l硝酸銀、0.5ml/l氨和浸入氫氧化鈉直至pH值達(dá)10.5的鍍浴中5min。在此步驟之后，在表面上得到大約2.2μg/cm2的銀。在重新漂洗之后，在室溫下將其浸入到含有3％的Pd和0.1％Au顆粒的懸浮液中5min。金屬顆粒的涂布量是0.03μg/cm2。
實施例12 在室溫下，在10％的硫酸和1％的氫氟酸中漂洗玻璃板15min。在漂洗之后將其浸入到1％的氟化亞錫溶液中，在重新漂洗之后再浸入到按照實施例2的銀浴中。在此步驟之后，在表面上得到大約140

的銀。在重新漂洗之后再將其浸入到含有1％釕和2％鈀顆粒的懸浮液中。金屬顆粒的涂布量是0.25μg/cm2 實施例13 在室溫下將不銹鋼基底浸入到15％硝酸和5％HF的溶液中30min，然后在脫鹽水中漂洗。按照在實施例11中的各步驟繼續(xù)此方法。金屬顆粒的涂布量是0.9μg/cm2。
實施例14 在室溫下，在18％硝酸和2％HF的溶液中清洗鈦棒20分鐘。如在實施例11中那樣涂布給電子表面和金屬顆粒。金屬顆粒的涂布量是0.6μg/cm2。
權(quán)利要求
1.具有給電子表面的基底，其特征在于，在所述表面上存在有金屬顆粒，所述金屬顆粒由鈀和至少一種選自金、釕、銠、鋨、銥和鉑的金屬構(gòu)成，其中所述金屬顆粒的量為從大約0.001至大約8μg/cm2。
2.按照權(quán)利要求1的基底，其中所述給電子表面是一層給電子材料，其涂布量為大約0.05至大約12μg/cm2。
3.按照權(quán)利要求2的基底，其中所述給電子層是與鈀、金、釕、銠、鋨、銥和鉑中任何一種相比不那么貴的金屬。
4.按照權(quán)利要求3的基底，其中所述給電子層是選自銀、銅和鋅。
5.按照權(quán)利要求1-4中任何一項的基底，其中所述基底是聚合物基底。
6.按照權(quán)利要求5的基底，其中所述聚合物基底選自乳膠、含有乙烯基基團的聚合物、聚硅氧烷、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、ABS共聚物、聚酰胺和聚酰亞胺以及它們的混合物。
7.按照權(quán)利要求5的基底，其中所述聚合物基底選自天然聚合物、可降解聚合物、可食用聚合物、可生物降解聚合物、環(huán)境友好聚合物和醫(yī)用級聚合物。
8.按照權(quán)利要求1-4中任何一項的基底，其中所述基底是金屬。
9.按照權(quán)利要求8的基底所述金屬選自不銹鋼、醫(yī)用級鋼、鈦、醫(yī)用級鈦、鈷和鉻以及它們的混合物。
10.按照權(quán)利要求1-4中任何一項的基底，其中所述基底選自玻璃、礦物、沸石、石頭和陶瓷。
11.按照權(quán)利要求1-4中任何一項的基底，其中所述基底選自紙張、木材、紡織纖維、纖維、纖維素纖維、皮革、碳、碳纖維、石墨、聚四氟乙烯和聚對苯二甲酰對苯二胺。
12.按照權(quán)利要求1-11中任何一項的基底，其中所述基底具有顆粒的形狀。
13.按照權(quán)利要求1-12中任何一項的基底，其中金屬顆粒的量從大約0.01至大約4μg/cm2。
14.按照權(quán)利要求1-13中任何一項的基底，其中在所述金屬顆粒中鈀與非鈀金屬之比從大約0.01∶99.99至大約99.99∶0.01。
15.按照權(quán)利要求1-13中任何一項的基底，其中在所述金屬顆粒中鈀與非鈀金屬之比從大約0.5∶99.5至大約99.8∶0.2。
16.按照權(quán)利要求1-13中任何一項的基底，其中在所述金屬顆粒中鈀與非鈀金屬之比從大約2∶98至大約95∶5。
17.按照權(quán)利要求1-16中任何一項的基底，其中所述金屬顆粒除了含有鈀之外還包括金。
18.按照權(quán)利要求1-17中任何一項的基底，其中所述金屬顆粒的平均顆粒度為大約
19.按照權(quán)利要求1-18中任何一項的基底，其中所述金屬顆粒的平均顆粒度為大約
20.包括按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底的物體。
21.按照權(quán)利要求20的物體，其中所述物體是醫(yī)療器械。
22.按照權(quán)利要求20的物體，其中所述物體是一次性制品。
23.按照權(quán)利要求20的物體，其中物體是牙科用品。
24.在所述表面上具有含金屬顆粒的給電子表面的基底，即按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底，在改變包括所述基底的物體上吸附蛋白質(zhì)性能方面的用途，所述金屬顆粒含有鈀，其中所述金屬顆粒的量從大約0.001至大約8μg/cm2。
25.在所述表面上具有含金屬顆粒的給電子表面的基底，即按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底，在改變包括所述基底的物體上粘附細(xì)菌性能方面的用途，所述金屬顆粒含有鈀，其中所述金屬顆粒的量從大約0.001至大約8μg/cm2。
26.在所述表面上具有含金屬顆粒的給電子表面的基底，即按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底，在防止細(xì)菌生長方面的用途，所述金屬顆粒含有鈀，其中所述金屬顆粒的量從大約0.001至大約8μg/cm2。
27.在所述表面上具有含金屬顆粒的給電子表面的基底，即按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底，在延緩細(xì)菌形成集落性能方面的用途，所述金屬顆粒含有鈀，其中所述金屬顆粒的量從大約0.001至大約8μg/cm2。
28.在所述表面上具有含金屬顆粒的給電子表面的基底，即按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底，在防止細(xì)菌傳播方面的用途，所述金屬顆粒含有鈀，其中所述金屬顆粒的量從大約0.001至大約8μg/cm2。
29.在所述表面上具有含金屬顆粒的給電子表面的基底，即按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底，在防止醫(yī)院感染方面的用途，所述金屬顆粒含有鈀，其中所述金屬顆粒的量從大約0.001至大約8μg/cm2。
30.按照權(quán)利要求1-19中任何一項的基底的制造方法，該方法包括如下步驟
a.從懸浮液中在所述基底上沉積金屬顆粒；
b.漂洗所述基底；以及
c.干燥所述基底。
31.按照權(quán)利要求30的方法，該方法進一步包括在沉積金屬顆粒之前，在所述表面上沉積給電子材料的步驟。
全文摘要
一種新型基底使得能夠改變有關(guān)抗微生物性能的表面性能。所述基底具有給電子表面，其特征在于，在所述表面上具有金屬顆粒，所述金屬顆粒由鈀和至少一種選自金、釕、銠、鋨、銥和鉑的金屬構(gòu)成，其中所述金屬顆粒的量為從大約0.001至大約8μg/cm2，建議此基底用于不同的用途，比如改變疏水性能、蛋白質(zhì)吸附性能、細(xì)菌粘附性能以及防止細(xì)菌傳播，以及特別是防止醫(yī)院感染。
文檔編號A61L2/238GK101184512SQ200680000664
公開日2008年5月21日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者M·奧爾蘭德, B·索德瓦爾 申請人:防菌公司