本发明属于隔离抑菌防护材料技术领域，具体涉及一种具有广谱抑菌的液体隐形口罩及其制备方法、使用方法。
背景技术：
鼻腔是把守呼吸道的两扇大门，当粒径较小的颗粒物透过防护口罩进入鼻腔后，一部分颗粒物会被鼻腔内黏膜吸附，阻挡在上呼吸道外，但由于吸附能力有限，依然存在防护漏洞。
现有市售口罩主要分为棉布口罩、医用无纺布口罩、活性炭口罩、防尘口罩、n95口罩。其中棉布口罩适合冬天佩戴，主要是防冻。医用无纺布口罩主要用于防病菌，滤除90％的5μm颗粒，就是说尚有10％颗粒会成为漏网者进入鼻腔。活性炭口罩能吸附气体和臭味，阻隔灰尘，不能过滤空气中的微粒和细菌。防尘口罩通常在粉尘很大的情况下使用，并带有呼吸阀，能很好的防尘效果。n95口罩可过滤空气中非油性悬浮颗粒，过滤效果达到95％，也就是说，存在5％的颗粒成为漏网者进入人的呼吸系统。研究显示，现有市售口罩的防护系统有5-10％的防护漏洞，这将导致仍有5-10％的有害颗粒(有害粉尘、细菌、病毒等)通过鼻腔进入人体呼吸系统，给人体造成感染和伤害。
目前鼻腔喷剂主要分为两部分，一部分主要以治疗为目的，利用化学药物或中药有效成分快速渗透黏膜内用以改善鼻部问题，虽有效但存在一定副作用，因此只能短时作用，不可长期使用。另一部分虽以防护为主，但防护效果差，且长期使用的安全性难以保障；如cn104721490a公开的一种高效滤防空气污染物的鼻腔喷剂，以洋葱/大蒜提取物、天然海盐、透明质酸和超纯水制成；试验结果显示，其抑菌杀菌率最高仅为69％(实施例4)，且由于添加了天然海盐和透明质酸，不适合作为防护用品长期使用；此外，由于大蒜素的存在，刺激性过强，易使使用者打喷嚏，造成原本覆于鼻腔的药膜流失，无法发挥长效防护作用。
现有技术虽有研究提出在含有大蒜素的鼻腔喷剂中添加较多的辅料以缓解刺激性，如cn104258455a公开一种医用生物抗菌敷料，其采用改性壳聚糖与大蒜提取液复配协同杀菌，同时辅以山茶油、橄榄油、杏仁油起到保湿、滋润和成膜作用，另外还添加了薄荷油、八角油、罗汉果提取液、甘草提取物、明矾辅助杀菌抑菌，缓解刺激性，遮掩大蒜味道等。但在实际研究中发现，该膜层稳定性差，改性壳聚糖与大蒜提取液的杀菌作用未能充分发挥就已经流失，导致使用者须每天数次补充药液，大大增加经济成本；而且更重要的是，由于添加改性壳聚糖和大量的辅料，长期使用的安全性同样无法得到保障。
技术实现要素：
本发明的第一目的是提供一种长期使用下安全性高、防护时效长、舒适性好的具有广谱抑菌功能的的液体隐形口罩。
所述液体隐形口罩为覆于鼻腔、口腔或咽喉内黏膜表面的膜层，所述膜层包括大蒜素含量>45％的大蒜提取物、芝麻精油及乳脂奶油；所述大蒜提取物、芝麻精油及乳脂奶油的质量比为(70-85)：(10-20)：(5-10)。
本发明采用仿生学原理和triz发明创新理论，结合鼻腔结构和功能与口罩的防护作用，利用一种天然安全的小分子植物提取物为原料，经科学配方制成一种具有长效广谱抗菌抑菌的稳定液体，创新了一种隐形口罩的使用方法。
本发明以高含量大蒜素的大蒜提取物作为活性成分，保证较高的杀菌灭毒功效，同时选择芝麻精油作为成膜载体材料，选择乳脂奶油作为骨架材料，通过三者的协同作用，在实现提升杀菌抑菌功效的同时，显著提高膜层的安全性，长期使用后无毒副作用；而且，基于膜载体材料和骨架材料的特定选择，可显著提高膜层对粉尘、飞沫的吸附性能，膜层对病原微生物的包埋抑菌能力，膜层的自身稳定性以及膜层对黏膜的附着性，使液体口罩的整体防护性能得到显著提高。此外，由于芝麻精油和乳脂奶油还有协调大蒜风味的作用，消除了大蒜素对使用者的刺激性，增加使用的舒适感，从而最大程度发挥长效防护功能，取得显著的效果。
具体来讲，所述芝麻精油能够促进大蒜素油在膜层中的均匀分散，提高大蒜素杀菌抑菌功效，同时可对进入鼻腔空气中颗粒物质粉尘、飞沫有效吸附，还可对病原微生物进行包埋使其失活，从而达到有效阻隔、清除病原微生物、保护鼻黏膜、达到避免鼻腔和呼吸道感染的目的。
所述乳脂奶油对膜层起到支撑作用，提高膜层的稳定性，同时与芝麻精油协同提高膜层对粉尘、飞沫的吸附性；更为重要的是，该骨架材料不仅可使膜层更稳定的附着于黏膜表面，还能够防止大蒜素被黏膜吸收，在降低刺激感的同时减少大蒜素含量的损失，从而使其发挥长效杀菌抑菌机制，弥补口罩过滤空气的防护缺陷。本发明所述液体隐形口罩安全环保，作用时效长，易清除，无传统口罩使用局限和废弃物对环境造成二次污染的缺陷。
所述大蒜提取物为天然小分子活性物质，优选紫皮大蒜提取得到的大蒜提取物，抑菌效果更显著，同时其含有更丰富的花青素，有一定的抗氧化作用，可以防止长期存放时油脂被氧化。
所述大蒜提取物优选采用高压水油混相浸提技术提取得到。如cn102511569a公开的提取方法，具体为：将大蒜与浸提液按重量比1：(2-5)混合，采用高压水油混相浸提，在高压转子泵工作形成的抽提压差作用下浸提5-12h；将提取后的物料物液分离，静置浸提液，水油分层，油层为大蒜素油；其中，大蒜先烘干粉碎至60-80目；浸提液按重量配比水：食用精炼菜籽油为1：(1-5)配制；高压转子泵工作产生的真空度为0.02-0.08mpa，排放压力为0.1-0.6mpa。
所述大蒜提取物的含量占所述液体隐形口罩总质量的70-85％，优选为80-85％，浓度越高，杀菌抑菌灭毒作用更强。
所述芝麻精油可采用物理压榨法制取，其特征指标为：比重(20/4℃)：0.9126～0.9287；折光指数(20℃)：1.4792～1.4791。
所述芝麻精油的含量占所述液体隐形口罩总质量的10-20％，优选为10-15％。
作为本发明的具体实施方式之一，所述大蒜提取物与芝麻精油的质量比为(80-85)：(10-15)，研究表明，此条件下既能够保证大蒜素在膜层内分散均匀，同时又可充分利用大蒜素对膜层包埋的细菌病毒进行有效杀菌抑菌，促其失活，总体杀菌抑菌效果更佳。
所述乳脂奶油优选从天然新鲜牛奶中提取，其表面泛有柔和的黄色光泽，有着扑鼻的奶香，同时含有牛奶中天然存在的维生素a、e，无任何色素和化学稳定剂的添加，有益于人的身体健康。将其作为骨架材料不仅与芝麻精油协同提高膜层的稳定性，对黏膜的附着性，而且还可利用其奶香有效掩饰大蒜气味，提高使用舒适感，一举多得。
在所述乳脂奶油使用前，须先进行脱水处理，使其中乳脂肪含量达到99.9％以上。具体为：杀菌后的稀奶油制成奶油粒后经熔化、脱水及脱蛋白，再经过真空浓缩。
所述乳脂奶油的含量占所述液体隐形口罩总质量的5-10％，5-7％。
作为本发明的具体实施方式之一，当所述大蒜提取物的含量较高时，所述芝麻精油与乳脂奶油的质量比为(10-15)：(5-10)，此时成膜载体材料与支撑材料的协同作用更佳，不仅更进一步提高膜层的稳定性，防止大蒜素流失，而且对粉尘、飞沫的吸附性更强，对黏膜的附着性更佳，整体防护效果更高。优选地，质量比为(10-15)：(5-7)。
作为本发明的具体实施方式之一，所述大蒜提取物、芝麻精油及乳脂奶油的质量比为(80-85)：(10-15)：(5-10)；优选地，质量比为(80-85)：(10-15)：(5-7)。
本发明的第二目的是提供一种液体隐形口罩的制备方法，包括：将芝麻精油于120-125℃炼制20-25min加入乳脂奶油，继续炼制10-15min，冷却后加入大蒜提取物，经乳化均质，形成混和均匀的稳定液态。
本发明根据原料的特性，经反复试验确定所述乳化均质采用转速为1450-1500r/min的间歇式均质处理方式，以提高混合物料(膜层结构)的稳定性。
优选地，所述间歇式均质处理包括连续三个操作单元，具体启动和静止时间可根据实际需要调整，例如启动3min、停2min。
所述间歇式均质处理可采用本领域常用的均质乳化机，如管线式高剪切均质乳化机，每小时处理量为500-1000l。
本发明的第三目的是提供一种液体隐形口罩的使用方法，包括：将所述液体隐形口罩通过喷涂或涂抹方式在鼻腔、口腔或咽喉内形成膜层。同时只需通过温水浸润即可清除膜层。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的液体隐形口罩不仅具有优异的杀菌抑菌及吸附功效，而且长期使用安全性高，防护时效长，刺激性小，舒适性强。具体如下：
(1)安全性：本发明所述液体隐形口罩使用的大蒜提取物、芝麻精油、乳脂奶油原料均为食用原料，因而可长期使用并被人体吸收，无任何副作用。
(2)有效性：本发明所述液体隐形口罩可使用在鼻腔、口腔、咽喉等部位，在黏膜等部位形成富含小分子活性大蒜提取物的液体保护膜层，不仅阻隔病原微生物病毒和细菌感染人体黏膜细胞，还可利用大蒜提取物的广谱抗菌作用对病原微生物发挥抑制、失活等作用，从而替代传统口罩，达到预防和消灭病原微生物有效目的，降低其感染人体引发疾病的风险。
(3)隐形型：本发明所述液体隐形口罩可在鼻腔、口腔、咽喉等人体黏膜部位形成富含小分子物质的液体保护膜层，其功能相当于隐形膜层液体口罩。
(4)作用时效长、使用舒适方便：本发明所述液体隐形口罩可采用类似喷雾瓶的小包装，对准保护部位，每天最多喷涂1-2次，使用舒适且携带非常方便。
(5)环保性：由于膜材和有效成分可被人体吸收利用，亦可通过温水清除，没有传统口罩一次性使用产生的医用垃圾和对环境的二次污染。
附图说明
图1为实施例1所述液体隐形口罩的结构示意图及功能原理图。
图2为实施例1所述液体隐形口罩在高污染环境中使用效果图。
图3为实施例1所述液体隐形口罩在普通环境中使用效果图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中大蒜提取物通过下述方法制得：
精选雪峰山富硒土壤区隆回、洞口等地无虫害、无霉变的新鲜紫皮大蒜，去除大蒜皮，用水冲洗大蒜，去除泥沙等杂质；
把清洗后的干大蒜捣碎、用电热风隧道式烘干机，在60℃温度下烘12小时；机械粉碎至80目；
将粉碎好的物料投入带搅拌转叶(36r/min)浸提罐中，浸提液按重量配比水∶食用精炼菜籽油为1∶5的比例加入，大蒜与浸提液按重量配比比例为1∶2，在高压转子泵工作条件下连续产生较高真空度(吸入一0.02～0.08mpa)和排放压力(0.1～0.6mpa，)形成的抽提压差作用下浸提8小时；
用压榨机压榨浸提后的物料，使物液基本分离；残渣应用到后续风味酱的加工当中；把分离后的浸提液在静置罐中静置2小时，使水油分层；油层经过检测，调制成比重1.094～1.098g/l、折光率(20℃)1.5501～1.5502的大蒜素油成品。
实施例1一种液体隐形口罩的制备
配方如下：按质量百分数计，大蒜提取物85％，芝麻精油10％，乳脂奶油5％。
具体制备步骤：
1)用带搅拌的恒温电热夹层锅炼制芝麻精油，温度120℃，时间20min，之后加入乳脂奶油，搅拌炼制10min，冷却待用；
2)将大蒜提取物加入步骤1)所得体系中，乳化均质，混和均匀即得；
其中，乳化均质采用管线式高剪切均质乳化机进行，具体操作条件为：转速1450-1500r/min；间歇式操作：启动3min、停2min，连续三个操作单元；每小时处理500-1000l。
图1为所述液体隐形口罩成膜后的结构示意图。
图2为实施例1所述液体隐形口罩在高污染环境中使用效果图。所述高污染环境通常是指医院或人群密集场所。在高污染环境中，可以外用一层医用口罩，内用一层本发明所述的液体隐形口罩，起到双重保护，更加安全。
图3为实施例1所述液体隐形口罩在普通环境中使用效果图。在普通环境中，可采用本发明所述的液体隐形口罩替代传统的外用口罩，通过喷涂设备在使用者鼻腔、口腔、咽喉等部位形成保护膜，可以隔绝大部分病菌和粉尘，保护易感人群。
实施例2一种液体隐形口罩的制备
与实施例1制备方法相同，区别在于配方如下：按质量百分数计，大蒜提取物70％，芝麻精油20％，乳脂奶油10％。
实施例3一种液体隐形口罩的制备
与实施例1制备方法相同，区别在于配方如下：按质量百分数计，大蒜提取物80％，芝麻精油15％，乳脂奶油5％。
效果考察
对实施例1-2所得液体隐形口罩的防护效果、安全性、刺激性等方面进行测试。
1、抗抑菌及病毒灭活
测试依据为gb15979-2002。
表1实施例1的样品原液对金黄色葡萄球菌的抑菌效果
表2实施例1的样品原液对大肠杆菌的抑菌效果
表3实施例1的样品原液对白色念珠菌的抑菌效果
表4实施例1的样品原液作用5min病毒灭活率试验
表5实施例1-2所得样品与对比例的测试效果
对比例1：与实施例1制备方法相同，区别在于配方如下：按质量百分数计，大蒜提取物55％，芝麻精油55％，乳脂奶油15％。
对比例2：与实施例1制备方法相同，区别在于：将芝麻精油替换为甜橙精油，将乳脂奶油替换为鱼肝油。
实施例3所得样品的测试效果与实施例1-2相当。
2、黏膜安全性
根据《消毒技术规范》(2002年版)眼刺激性反应分级标准，实施例1-3所得产品对新西兰兔眼的损伤类型为无刺激性。
3、皮肤刺激性
根据《消毒技术规范》(2002年版)皮肤刺激强度评价标准，实施例1-3所得产品对新西兰兔多次完整皮肤的刺激强度属无刺激性。
4、稳定性及长效抗抑菌作用
表6实施例1的稳定性及长效抗抑菌作用
由表6可知，实施例1的长效抑菌效果及稳定性显著，作用20min后抑菌和抗病毒的效果可达99.9％；作用8-12hr后仍有较好的抗菌抑菌效果，说明实施例1形成的液体隐形口罩的稳定性及长效抑菌效果非常好。同时，实施例2-3的稳定性及长效抗抑菌作用与实施例1相当。
5、大蒜素含量
经测试，实施例1-3中大蒜素活性成分含量为45％以上，其中实施例1产品中大蒜素含量为47.92％，是大蒜中大蒜素活性成分含量0.19的252倍。
6、重金属(铅、汞、砷)测定
实施例1-3所得产品原液中未检出铅、汞、砷。
7、微生物学指标
实施例1-3所得产品原液的细菌菌落总数、真菌菌落总数均<1cfu/ml，大肠菌群、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、溶血性链球菌均未检出，符合gb15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》标准要求。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。