专利名称：包括含表面结合有化合物的氧化铝的颗粒物的组合物、输送系统及其制备方法
背景技术：
输送系统通常是指帮助或便于功能物质向所需位置输送的系统。功能物质可以是任何对基材起作用的物质，或者是输送到所需位置后就能提供益处的物质。可通过使用输送系统获益的功能物质的例子包括拟被摄入、局部施用或皮下注射到患者的药剂、香料、维生素和营养物以及各种其他物质和众多添加剂。
例如在一种具体的应用中，所述功能物质可以是拟用来印刷或涂覆到基材上的染料。过去，提出了各种染料输送系统，用于将染料方便地涂覆到基材如纺织品上。所述输送系统例如可用于将染料附着在基材上，防止染料在暴露于阳光时褪色，防止染料在暴露于环境时降解，便于染料涂覆到基材上，或例如使染料更稳定。
虽然本领域近来取得了进展，但是仍然需要对功能物质的输送系统做进一步改善。例如，目前需要输送系统可与各种功能物质结合，不需要混入较昂贵的化学制剂，或者不需要任何复杂的工艺步骤来将功能物质结合到输送系统中。就染料而言，该领域需要能将染料附着于负电荷表面的染料输送系统。例如，目前需要染料输送系统能将染料结合到具有负表面电荷的天然或合成聚合物纤维的纺织品上。就药品和营养物质而言，本领域也存在着要求其输送系统能将药剂或其他与健康相关的化合物结合到输送系统的需要。也存在着要求输送系统在所选择的事件或触发发生时容易和/或选择性地释放这种药物的需要。也存在着在需要之处和需要之时对选择性触发释放药物或其他与健康相关的化合物的方法的需要。
发明概述总的来说，本发明涉及各种功能物质的输送系统。所述功能物质可以是例如着色剂、紫外光吸收剂、药物、臭味控制剂、香料。抗菌剂、抗病毒剂、抗生素、异生素、营养剂(营养物质)等。根据本发明，所述功能物质被吸收在颗粒物上。例如，功能物质被吸收在含于颗粒物内或颗粒物上的二氧化硅颗粒或氧化铝颗粒上。得到的颗粒物可直接使用或可与载体如液体载体结合来将功能物质输送到所需位置。另外，得到的颗粒物或含颗粒载体可混入到药物输送器件如绷带或棉塞中。
例如，当功能物质为着色剂时，本发明的颗粒物可混入到液体载体中，然后使用常规印刷装置涂覆到基材上。如果功能物质为与健康相关的化合物如药物或营养化合物，颗粒物可混入到载体中后涂覆到紧靠患者身体、与患者身体接触或患者身体内的基材如绷带或药物输送器件中。对于这种应用来说，术语“患者身体”是指人体或动物体。在这种方式中，功能物质可被输送到患者身体上或身体内所选择的位置。或者，所述颗粒可被带到患者体内适合将功能物质输送到所需位置的地方。在另一可选择的实施方案中，功能物质在触发事件(诸如暴露于化学品、身体渗出物或水汽或环境刺激因素(如pH的改变)下)发生后，可在选择的位置或时间从颗粒物触发释放，因此，在一个实施方案中，本发明涉及含氧化铝的颗粒物。至少一部分含于颗粒物内的氧化铝存在于颗粒物表面。功能化合物被结合到颗粒物表面的氧化铝上。与氧化铝结合前的功能化合物包含一个或多个下面部分或其互变异构体或其官能等价物
其中R或R’独立包含氢、烷基或芳基。
上述部分可出现于功能化合物上。或者，上述各部分还可包括与以上所示的碳链连接的R基团。一般来说，只要所述R基团不干扰所述部分与氧化铝的结合，任何这种R基团均可伴随着上面部分一起出现。
已经发现在构建本发明的组合物中上面部分与氧化铝形成键。特别重要的是，发现在一些实施方案中所述功能化合物可与氧化铝结合而没有显著改变氧化铝的正电荷特征。例如，在某些条件下，氧化铝可具有正表面电荷。已经发现即使在功能物质与氧化铝结合后，形成的结构仍然保持正电荷。因此，在本发明的一个实施方案中，形成了正电荷颗粒物。由于其正电荷，所述颗粒物可通过库仑引力稳定地结合到带负电荷的基材表面。
在本发明的一个具体实施方案中，可形成新的记录介质、油墨和含着色剂化合物的纳米颗粒。根据本发明，这种记录介质涂覆到基材时展现出改善的耐水和洗涤剂的耐洗性。例如，本发明的输送系统可改善记录介质对特别是具有负电荷的基材的耐久性。例如，在一种实施方案中，记录介质如喷墨油墨可根据本发明制备成实际为含合成聚合物纤维如聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酯纤维等的基材。
在本发明的一个实施方案中，功能剂诸如药物可选择性释放自载体颗粒物(诸如氧化铝、二氧化硅或涂覆氧化铝的二氧化硅颗粒)，从而在身体中的靶部位/所需的部位或在所需的时刻释放药物。在一个这种实施方案中，这种选择性释放可通过使颗粒物暴露于环境条件变化如pH变化下来完成。例如，这种选择性释放可通过暴露于碱性环境下来完成。或者，这种选择性释放可通过暴露于酸性环境下来达到。还有，这种选择性释放可通过将载体颗粒物暴露于特定化学刺激物下来达到。在一种可供选用的本发明实施方案中，一种涂覆与健康相关的化合物的方法使用带与健康相关的化合物涂层的颗粒，并且当颗粒物在环境条件改变或暴露于化学刺激物时选择性释放所述化合物。
在一种实施方案中所述功能化合物可在碱性或酸性环境条件下选择性释放。例如，在本发明的一个具体实施方案中，功能化合物可在阴道受酵母菌感染时的碱性环境下释放。在第二种实施方案中，功能化合物可在通过胃部的酸性环境后在小肠的碱性环境下释放而用于治疗感染。在再一个可选用实施方案中，功能化合物可由于环境刺激而作为指示剂释放或者在药物输送完成时一起释放从而提供这种输送的指示或这种治疗成功的指示。或者，这种指示剂可在出现湿气或体液时释放。或者，这种指示剂或信号可采用染料或香料的形式。在其大多数情况下，在功能化合物释放的同时，颗粒物留在基材上，或者通过患者身体排出。
在还一个可选用实施方案中，这种指示剂或信号可以是在第一类型的颗粒物上所含的功能物质产生，并且这种涂层颗粒可包括含与健康相关的化合物(药物和/或营养化合物)的其他不同种类颗粒。在还一个可选的实施方案中，功能物质可响应特定化学刺激物而释放，所述化学刺激物被有意涂覆到载体颗粒的位置。在另一种可选实施方案中，一种在受治疗患者身体中使用靶向释放输送系统的方法包括以下步骤提供至少一种选自氧化铝颗粒、氧化铝涂层颗粒和二氧化硅颗粒的颗粒物；在颗粒物表面吸附至少一种健康关联功能化合物而形成至少部分涂层的颗粒物；诸如通过摄入、注射、皮下转移或肌肉转移将至少部分涂层的颗粒物提供给患者身体；使颗粒物暴露于特定环境条件或化学条件下从而使与健康相关的化合物从颗粒物的表面释放到患者体内(包括动物体或人体)。在另一可选实施方案中，这种与健康相关的化合物从包含于药物输送器具的颗粒物释放，但是由于电荷吸引(如前所述)，颗粒物本身仍然留在药物输送器具上。
在本发明的再一个可选实施方案中，可触发的输送系统包括选自二氧化硅、氧化铝或氧化铝涂层颗粒的颗粒物；和吸附在颗粒物表面的与健康相关的化合物，所述与健康相关的化合物在暴露于pH改变、湿度改变、化学刺激物或身体渗出物时由颗粒物释放。
在还一种可选实施方案中，可触发输送系统包括含氧化铝的颗粒物，至少一部分氧化铝存在于颗粒物表面；和吸附于颗粒物的氧化铝表面的与健康相关的化合物，在吸附在颗粒物表面的氧化铝前，所述与健康相关的化合物包括下面至少一个部分或其互变异构体或其功能等价物 并且其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基。
在还一个可选实施方案中，药物输送器具如局部用绷带或药棉包括可触发输送系统。所述可触发输送系统包括颗粒物、吸附在颗粒物表面的与健康相关的化合物，所述与健康相关的化合物可在暴露于pH改变、湿度变化、化学刺激物或身体渗出物时从颗粒物释放。
下面将更详细地讨论本发明的其他特点和其他方面。
详细说明本领域普通技术人员理解这里的讨论只是示例性实施方案的说明，而并不构成本发明更宽广方面的限定，但本发明更宽广方面包涵在示例性结构中。
一般来说，本发明涉及功能化合物的输送系统。功能化合物可以是输送后就可对输送之处提供益处的任何适合物质。根据本发明，输送系统通常与颗粒物的构造相关。例如，这种颗粒物可以是二氧化硅或者在需要时含氧化铝。在颗粒物内包含的氧化铝在颗粒物表面提供了功能化合物的结合位。具体而言，功能化合物变成吸附在氧化铝表面(如果全部为二氧化硅颗粒，则吸附在二氧化硅表面)。一旦功能化合物结合到氧化铝上，得到的颗粒物就可用于输送功能化合物到具体位置。根据具体应用，所述颗粒物可例如直接使用或可与液体载体组合以便于颗粒物的输送。颗粒物或含颗粒物的液体载体可进一步置于药物输送器具如药棉、绷带或其他经皮输送器具内。
良好适用于本发明的功能化合物包括包含至少一个下面部分或其互变异构体或其官能等价物的化合物 并且其中R和R’独立包含氢、烷基或芳基。此中所用的上述部分之一的功能等价物是指包括如上所示的类似活性基团的功能物质，但是其并不位于完全如上述的分子上并且仍以类似方式与氧化铝结合。
在上面显示的各部分中，部分(1)可被认为是羧基羟基部分。部分(2)可被认为是羟基羟基部分，而部分(3)可被认为是羧基羧基部分。另一方面，部分(4)和(5)可认为是乙烯基间隔(vinylalogous)的酰胺部分。在上面的部分(4)和部分(5)中，胺基可以是伯胺、仲胺或叔胺。部分(6)和(7)可被认为是羟基羰基部分。部分(8)可被认为是羧基胺。诸如(8)等部分可在氨基酸中发现。部分(9)可被认为是羟基亚胺。一般来说，任何含上面部分之一或其功能等价物的适合功能化合物均可按照本发明使用。此外，应理解各种其它R基团可包括在上面部分中，条件是所述R基团并不干扰与氧化铝形成的键。
本发明人已经发现上述各部分可与至少一个氧化铝表面形成较强的键。为了改变所得到颗粒物的性质或为了实施特定功能，所述功能化合物可与氧化铝表面结合。不希望受理论的束缚，相信上述部分与氧化铝表面形成了二齿配体结合体系。例如，相信氧化铝与上述部分形成共价键和配位键。此外，相信发生表面反应而引起功能化合物保留在颗粒物表面上并形成涂层。功能物质可覆盖在整个颗粒物上或者可位于颗粒的特定位置。此外，应理解本发明的颗粒物可包含一种以上的功能化合物，或者多种不同颗粒物可包含/包括不同的功能化合物。
在许多实施方案中，对于其具体优点来说，也已经发现功能化合物可结合到氧化铝上而没有显著影响氧化铝的正表面电荷，而这种表面电荷可由ζ电位测定。此中所用的术语“ζ电位”是指但不限于越过界面的电势梯度。该术语特别是指越过与本发明的颗粒物接触的斯特恩扩散双电层和围绕颗粒物的扩散层间的界面的电势梯度。ζ电位测量可使用例如可购自Brookhaven Instrument Corporation of Holtsville，New York的Zetapals仪器进行。例如，ζ电位测量可通过将1-3滴样品加入到含1mM KCI溶液的池中，使用仪器用于测试水溶液的缺省功能预设值来进行测定。
因此，一旦氧化铝与功能物质结合，得到的分子继续保持较强的正电荷。例如，按照本发明制备的颗粒物可具有大于20mV，特别是大于30mV以及在某些实施方案中大于40mV的ζ电位。通过保持正电荷，颗粒物良好适合于通过库仑引力附着在带负电荷的基材上。根据本发明的颗粒和基材表面间电荷的不同，在一些应用中颗粒的键可较持久和实在。结果，本发明的输送系统可用于将功能化合物固定在各种基材上而不用化学粘合剂或其他附着结构物。在某些情况下，正如下面讨论的，尽管颗粒物保持附着于基材上，但功能化合物/功能剂可能从颗粒物选择性释放。
例如，载体颗粒(输送系统)可沿其表面包括药用功能化含物，并且颗粒物可仍保持足够的正电荷而可附着于带负电荷的绷带或其它局部接触基材层上。在发生特定的化学或环境刺激后，颗粒物上保持的功能物质可选择性释放到患者体内，但载体颗粒将保持附着于绷带或其它带电表面上。
本发明可使用各种不同的颗粒物和组合物。例如，根据功能化合物和其释放触发剂，可使用氧化铝或二氧化硅颗粒。二氧化硅颗粒可以SNOWTEX-C的商品名购自Nissan Chemical America(Housto，TX)。在本发明中可使用各种包含氧化铝的不同颗粒物和组合物。例如，在一种实施方案中，将功能物质与氧化铝溶胶混合。市场上有许多不同粒度的各种类型的氧化铝溶胶。特别有利的是，氧化铝溶胶可制备成携带较强的正表面电荷或ζ电位。在该实施方案中，与功能化合物反应的颗粒物主要包含氧化铝，并在某些实施方案中只包含氧化铝。氧化铝颗粒物的例子包括可购自Nissan Chemical America(Housto，TX)的Aluminasol-100和Aluminasol-200。
但是在其它实施方案中，与功能化合物反应的氧化铝颗粒可包含各种其他成分。一般来说，所述颗粒可包含并不负面干扰功能物质与氧化铝结合能力的任何物质。这方面，颗粒物包含的至少一部分氧化铝应存在于颗粒物表面，从而氧化铝可供吸附功能化合物。
在本发明的一个具体实施方案中，颗粒物可包含涂覆氧化铝的核材料。氧化铝可在颗粒物上形成连续涂层或不连续涂层。核材料可以是例如无机氧化物如二氧化硅。例如，在一个实施方案中，可使用包含具有氧化铝表面涂层的二氧化硅纳米颗粒的溶胶。这种溶胶目前可购自例如Nissan Chemical America(Housto，TX)。将二氧化硅涂覆氧化铝而使溶胶在一定pH范围内稳定。事实上，在本发明的一些应用中，与氧化铝溶胶相比，氧化铝涂层的二氧化硅溶胶可具有更大的稳定性。具二氧化硅核的氧化铝颗粒物的具体例子有可购自Nissan Chemical America(Housto，TX)的Snowtex-AK和可购自GraceDavison，Columbia，MD的Ludox CI。
如上所述，包含一种上述部分、其互变异构体或其功能等价物的适合功能化合物可按照本发明使用。功能化合物的例子包括与健康相关的化合物如药物和异生素。异生素是用于描述并不存在于机体的正常代谢渠道中而与机体作用的任何化学品的通用术语。其它功能化合物可包括紫外光吸收剂、臭味控制剂、香料、治疗剂、营养剂、抗病毒剂、抗菌剂、信号剂等。可用于本发明的治疗剂的一个例子是氢化可的松。营养剂的例子包括抗坏血酸和天冬甜素。在一个具体实施方案中，功能化合物可以是人们熟悉的抗菌剂四环素。
在本发明的再一个实施方案中，功能化合物可以是着色剂如染料。可按照本发明使用的染料的具体例子将在下面更详细地讨论。
一旦上述功能化合物与氧化铝(或者是二氧化硅)结合，颗粒物可起将功能化合物输送到所需位置的输送载体作用。一旦结合到颗粒上，功能化合物可更容易处理，可能更稳定，或者可能依用途不同而具有其它改善的性质。此外，得到的颗粒结构物可混入到各种其它介质中。例如，颗粒结构物可混入到液体载体中，可形成胶囊，可与凝胶、膏状物、其它固体物质等混合。如前所述，颗粒物也可混入到药物输送器具诸如绷带和药棉中。
根据本发明形成的颗粒和功能化合物可根据所需结果采取各种形式、形状和尺寸。例如，颗粒物可以是任何形状，例如球形、晶体、棒形、盘形、管形或线形等。颗粒物的尺寸也可有大的不同。例如，在一种实施方案中，颗粒物可具有小于约1毫米，特别是小于约500微米，更特别是小于约100微米的平均尺寸。在另一实施方案中，可能需要更小的尺寸。例如，所述颗粒物可具有小于约1,000nm并特别是小于约500nm的平均尺寸。此中所用的颗粒的平均尺寸是指颗粒的平均长度、宽度、高度或直径。
如上所述，本发明的颗粒物包括含一种或多种功能化合物的表面层。在颗粒物上的覆盖层可为连续层或不连续层。颗粒物本身相信为无定形。
在一个具体实施方案中，本发明涉及染料的输送系统。具体而言，已经发现当将染料涂覆到基材时，如上所述的氧化铝的使用提供了各种优点和益处。例如，已经发现氧化铝输送系统可提供在具有负电荷表面的基材上持久印刷的途径，输送基材的例子有含热塑性聚合物以及天然纤维的基材。在没有使用化学粘合剂和没有在基材上使用前处理或后处理下，油墨经济和简单地固定在基材上。
例如，一旦染料按照本发明吸附在氧化铝上，对于许多应用来说，得到的颗粒具有正电荷。因此，颗粒通过库仑引力粘附在负电荷表面。根据颗粒和基材之间电荷差，染料可展现出持久性如耐水和洗涤剂的耐洗性。例如，当基材和颗粒间的电荷差大于约42mV，就可获得常规的耐洗性。
一般来说，含如上所述的羰基-羟基部分、羟基-羟基部分、羰基-羰基部分、乙烯基间隔的酰胺部分、其互变异构体或其功能等价物或任何其它部分的染料可用于本发明方法中。可吸附在氧化铝上的各种染料的例子如下。但是，应理解下面列出的并不是全部，并且并不构成对本发明的限定。
合蒽醌(5)发色团的染料 图中数字为蒽醌结构的取代位置。该表列出了发生在蒽醌结构1、4、5或8位的染料取代基。换句话说，该表显示出形成氧化铝结合部分1到5基团的存在。
含水杨酸酯或3-羟基-2-萘甲酸部分的染料含如下所示的水杨酸酯(6，R＝OH)、水杨酰胺(6，R＝NH2，NHAr，NHAlk)或BON酸(3-羟基-2-萘甲酸)(7，R＝OH)或含氮BON酸衍生物(7，R＝NH2，NHAr，NHAlk)部分的染料也可按照本发明使用。这些染料通常属于染料索引媒染应用类的范畴。
基于变色酸的染料基于变色酸8的染料也结合到氧化铝上。当变色酸与重氮鎓盐反应时就形成了偶氮染料。偶氮偶合发生在2和/或7位。
含N-乙酰乙酰苯胺的染料含N-乙酰乙酰苯胺部分9的染料也包含与氧化铝结合的正确几何形状。偶氮染料与N-乙酰乙酰苯胺β偶合在两个羧基上。一个例子是CI酸性黄99，10。N-乙酰乙酰苯胺吸附在氧化铝的表面上。
N-乙酰乙酰苯胺
CI酸性黄99萘醌着色剂萘醌(11)型结构也可用于与氧化铝表面形成络合物
CI天然黑1(苏木紫)是含醌型基并结合到氧化铝的染料的另一例子。
铝染料；已知可用于染色阳极氧化铝的染料已知几种染料可用于阳极氧化铝的着色，包括CI媒染红7(羊毛铬红B)，12。相信五元吡唑啉酮环氧原子的几何构型使其达到β-萘酚基与氧化铝络合的正确位置。因此，下面结构可认为是羰基-羟基部分的功能等价物。所述结构也包含功能上与乙烯基间隔的酰胺等价的亚胺间隔的(iminalogous)酰胺部分。
铝色淀形成染料某些阴离子染料可使用某些金属离子沉淀而形成称为色淀的不溶性染色化合物。例如新品酸性红(四碘荧光素)与铝离子形成不溶性盐。所述盐称为CI颜料红172。
CI颜料蓝36是靛蓝二磺酸盐的铝色淀(FD+C蓝1) 除了如上所述的染料外，在一些实施方案中，需要将其它功能化合物或添加剂结合到氧化铝上。例如，有助于染色过程或稳定染料的添加剂如果包含如上所述的部分，则也可结合到氧化铝上。这种可能使用的功能添加剂包括电荷载体、热氧化稳定剂、交联剂、增塑剂、电荷控制添加剂、流动控制添加剂、填充剂、表面活性剂、螯合剂、着色稳定剂或它们的组合。
可使用各种方法来构成本发明的包含吸附在氧化铝上的染料的染料颗粒物。例如，在一些实施方案中，可将氧化铝和含活性部分的染料混合并在水溶液中反应。
但是，在一些实施方案中，染料难以溶解于水中。在这种实施方案中，染料可首先溶解于尽量少量的溶剂中。所述溶剂可以是例如可与水混溶的丙酮、乙醇或类似液体。在染料与溶剂混合后，如果需要，可加入占加入的染料固体物重量的大于约0至约50％重量的表面活性剂。一般来说，加入到溶剂中表面活性剂的量应尽量少。可使用的一种适合表面活性剂是例如可购自位于宾州的Allentown的Air Products and Chemicals，Inc的SURFYNOL440表面活性剂。
在快速搅拌下，溶解的染料溶液然后可加入到稀的包含含氧化铝的颗粒的水悬浮液中。虽然并不关键，但是轻微加热水悬浮液可能获得更好的结果。
在持续搅拌足够时间后，染料通过析出到整个混合物中而分散并缓慢溶解到水中。一旦溶解到水中，染料就可吸附在含于颗粒物内/颗粒物上的氧化铝上。
一旦染料吸附在氧化铝上，得到的颗粒物就可用于配制适合的着色剂组合物，而可用于各种工艺，诸如用于适合的印刷工艺中。
尽管含水介质可用于使用液体印刷介质的应用中，所述着色剂组合物可包括含水或非含水的介质。本发明的着色剂组合物包含颗粒物以及所需的着色稳定剂和添加剂。例如，着色剂组合物可包含上述的颗粒物与下面任一种添加剂的组合第二种着色剂；着色剂稳定剂诸如卟吩；分子吸留剂(includant)；预聚物；和任何其它如上所述的组分。
本发明涵盖记录介质如包含本文公开的纳米颗粒的喷墨油墨。用于喷墨打印机的油墨描述于转让与Kimberly-Clark Worldwide，Inc.的美国专利5,681,380号(全文通过引用并入本文)。喷墨油墨通常包含作为主要溶剂的水，优选约20至约95％重量的去离子水，约0.5至约20％重量的各种助溶剂和本发明的颗粒物。
各种助溶剂也可包括在油墨制剂中。这些助溶剂的例子包括内酰胺诸如N-甲基吡咯烷酮。但是，其它任选助溶剂的例子包括N-甲基乙酰胺、N-甲基吗啉-N-氧化物、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基甲酰胺、丙二醇单甲基醚、环丁砜和三丙二醇单甲基醚。可用的其它溶剂还包括丙二醇和三乙醇胺(TEA)。如果乙酰胺基助溶剂也包括在制剂中，则其一般以约5％重量的量存在，范围通常为约1.0-12％重量。
任选在油墨制剂中包括约0.5-20％重量的一种或多种润湿剂。任选用于制剂中的其它润湿剂包括(但不限于)乙二醇、二乙甘醇、甘油和聚乙二醇200、400和600、丙烷-1，3-二醇、其它二醇、丙二醇单甲醚如Dowanol PM(Gallade Chemical Inc.，Santa Ana，CA)、多元醇或它们的组合。
为改善油墨性能，也可包括其它添加剂，诸如用于螯合可能涉及随时间败坏油墨的反应的金属离子的螯合剂，如用于与金属络合物染料一起使用的螯合剂；帮助保扩印刷机或油墨输送系统的金属部件的腐蚀抑制剂；控制不良细菌、真菌或酵母菌在油墨生长的抗微生物剂或生物抑制剂；和调节油墨表面张力的表面活性剂。但是，表面活性剂的使用可能要取决于所用打印机头的类型。如果使用表面活性剂，则用量一般为约0.1至约1.0％重量。如果包括腐蚀抑制剂，则用量一般为约0.1至约1.0％重量。如果包括抗微生物剂或生物抑制剂，则用量一般为约0.1至约0.5％重量。
如果油墨制剂中加入抗微生物剂或生物抑制剂，则其例子有Proxel GXL(Zeneca Corporation，Wilmington，Delaware)。其它例子包括Bioban DXN(Angus Chemical Company，Buffalo Grove，Illinois)。如果制剂中加入腐蚀抑制剂，则其例子有Cobratec(PMC Specialty GroupDistributing of Cincinnati，Ohio)。其它可用腐蚀抑制剂包括亚硝酸钠、磷酸三乙醇胺和正乙酰基肌氨酸。其它例子包括苯并三唑(AldrichChemical Company，Milwaukee，Wisconsin)。如果制剂中包括表面活性剂，则一般为非离子表面活性剂，例子有Surfynol 504 (Air Productsand Chemicals，Inc.，Allentown，Pennsylvania)。其它例子包括同样可购自Air Products的Surfynol 465和Dynol 604。如果制剂中包括螯合剂，则其例子有乙二胺四乙酸(EDTA)。其它添加剂诸如pH稳定剂/缓冲剂(诸如柠檬酸和乙酸及其碱金属盐)、粘度调节剂和消泡剂如SurfynoDF-65也可根据产品用途而包括在制剂中。
根据着色剂组合物的配制工艺，组合物可用于各种印刷工艺中。例如，除了喷墨打印和其它非撞击印刷机外，着色剂组合物也可用于丝网印刷工艺、平板胶印、胶版印刷工艺、凹版印刷工艺等。在一些上述印刷工艺中，可能需要向着色组合物加入稠化剂。稠化剂可以是例如藻酸盐。
本发明的记录介质或着色组合物可涂覆到任何基材上而赋予基材色彩。涂覆组合物的基材可包括(但不限于)纸、木材、木材产品或复合材料、纺织织物、无纺织物、纺织品、薄膜、塑料、玻璃、金属、人的皮肤、动物皮肤、皮革等。一方面所述着色组合物或记录介质可涂覆到纺织品如衣服上。
在一个具体实施方案中，含本发明颗粒物的着色组合物可涂覆到具有负表面电荷的基材上。如上所述，包含于本发明颗粒物中的氧化铝即使在吸附染料后也保持正电荷。结果，颗粒物保持固定在负电荷的表面。事实上，如果在基材和本发明的颗粒物间存在大的电荷差，就能使着色组合物具耐洗性。
集上所述，根据本发明制备的着色剂组合物特别适合涂覆于具有负表面电荷的天然和合成基材上。例如，通常包含负表面电荷的天然材料包括棉纤维、纤维素纤维和由它们制备的基材。这种基材包括所有类型的织物、衣物和服饰、纸产品等。
除了上面的天然材料外，在一个具体实施方案中，已经发现按照本发明制备的着色剂组合物良好适合于涂覆到由合成聚合物制备的基材如热塑性聚合物中。这种基材可包括例如由聚烯烃聚合物如聚丙烯或聚乙烯、聚酯等制备的纺织或无纺材料。过去，在试图将染料附着于这些类型的材料中遭遇了各种问题。结果，使用复杂的染料结构或者将染料或颜料与化学粘合剂结合使用。而本发明的颗粒物无需使用化学粘合剂或复杂化学结构就可持久结合到这些材料上。
尽管并不必要，但是在一些实施方案中，可能还是需要将用于附着所述染料或其它功能化合物的聚合物基材预处理或后处理。例如，由合成聚合物制备的基材可能需要进行提高负表面电荷的预处理。例如，这种预处理方法包括将所述基材进行电晕处理或驻极体处理。驻极体处理例如公开于Cohen的美国专利5,964,926号(全文通过引用并入本文)。已经发现这种预处理不仅增加聚合物材料的负表面电荷，而且有助于润湿聚合物并增强聚合物和本发明颗粒物之间的表面粘合性。
除了预处理方法外，与本发明的颗粒物接触的基材也可进行各种后处理，进一步使颗粒物附着在基材上。例如，在一个实施方案中，经处理的基材可进行射频辐射和微波辐射。已知氧化铝吸收射频辐射和微波辐射后而使颗粒加热。加热后，相信颗粒物更嵌入到聚合物基材中。此外，可只加热颗粒物，而无需将基材加热到高于所需温度。
除了前述实施方案外，功能化合物(与健康相关的化合物)可吸附在所述颗粒物上，并然后在颗粒物上用于治疗疾病或病症，或者从颗粒物选择性释放来治疗疾病或病症。这种选择性释放可经环境触发剂或化学刺激剂来完成。这种涂层颗粒可直接局部涂覆到患者体内，或者借助药物输送器具诸如改良绷带、药棉或其它已知的经皮输送器具涂覆。或者这种涂层颗粒可通过各种机制摄入内部。
下面的实施例用于更好地理解本发明。
实施例1将Aluminasol 200(Nissan Chemical America)用去离子水稀释而得到2％Aluminasol 200悬浮液。同时，将胭脂红酸(0.02g)悬浮于去离子水(1g)中。胭脂红酸包括羟基-羰基部分并可如下所示 胭脂红酸监测随胭脂红酸滴入测定池中Aluminasol中氧化铝颗粒的ζ电位。随着更多的胭脂红酸加入，ζ电位并不改变。随着胭脂红酸(红/橙)加入到Aluminasol(蓝红)中，观察到明显的颜色变化。下面为监测到的ζ电位结果ζ电位2％Aluminasol56.70mVAluminasol+2滴胭脂红酸 49.27mVAluminasol+5滴胭脂红酸 56.68mVAluminasol+7滴胭脂红酸 58.59mV如上所示，正电荷的氧化铝可在没有经历电荷逆转步骤的情况下吸附胭脂红酸。
实施例2在良好搅拌下将Aluminasol 200(Nissan Chemical America，2g)用去离子水(98g)稀释。同时，在良好搅拌下将胭脂红酸(Aldrich，#22，925-3)(0.5011g)悬浮于去离子水(23.7135g)中。在该浓度下胭脂红酸并不完全溶解，因此在抽取一部分时应剧烈搅拌从而也可均匀抽取悬浮固体物。使用皮下注射器抽取1ml胭脂红酸悬浮液。良好搅拌下加入到Aluminasol 200稀释液中。悬浮液从白色变成蓝红色。
加入后监测到ζ电位的变化如下ζ电位最初(2％Aluminasol)55.70mV加入胭脂红酸2分钟后45.08mV加入胭脂红酸5分钟后45.68mV将混合物搅拌过夜。第二天早晨，所有染料均已溶解，没有观察到有染料晶体。
实施例3在该实施例中，除了胭脂红酸外，CI酸性蓝25和CI酸性蓝45按照本发明结合到氧化铝上。CI酸性蓝25和CI酸性蓝45具有下面结构 CI酸性蓝25将0.2008g CI酸性蓝25(Aldrich)加入到19.7735g去离子水中并搅拌得到悬浮液，再搅拌30分钟。吸取1ml悬浮液加入到含2gAluminasol和98g去离子水的混合物中。将混合物搅拌过夜以确保染料全部溶解。
CI酸性蓝45将0.2507g CI酸性蓝45(Aldrich)悬浮于20.1751g去离子水中，搅拌30分钟。将1ml(注射器)悬浮液加入到含2g Aluminasol和98g去离子水的混合物中。将混合物搅拌过夜以确保染料全部溶解。
在下面样品中，高浓度的Aluminasol 200与胭脂红酸混合。具体地说，0.111g冰醋酸(Fischer，ACS+试剂级)用29.795g去离子水稀释。良好搅拌下缓慢加入49.941g Aluminasol 200。将混合物搅拌20分钟，然后在良好搅拌下立刻加入4ml(用注射器)胭脂红酸的去离子水悬浮液(0.5011g胭脂红酸，23.7135g水)。将混合物搅拌过夜。
随后配制含上面实施例2所列相同量的相同成分(胭脂红酸)的第四个样品。
放置3小时后，所有混合物均显示出均匀，没有析出沉淀，也没有观察到深色染料结晶。除了含CI酸性蓝25的样品外，对所有样品使用Brookhaven Instrument PALSζ电位分析仪进行ζ电位和粒度分析。获得下面结果系统 ζ电位 平均粒径 半分布宽度2％Aluminasol/酸性蓝45 +40.69mV333.5nm94.7nm2％Aluminasol/胭脂红酸 +45.14mV300.6nm139.5nm50％Aluminasol/胭脂红酸+43.73mV347.3nm181.6nm然后将上面三种溶液进行渗析测定以验证染料被吸附在氧化铝表面。具体而言，使用Sigma渗析管(纤维素，12,000mw断开，SigmaD-0655。管使用前在去离子水中浸泡2小时以除去甘油，并使管柔软)将三种溶液对3％冰醋酸进行渗析。作为对照，将少量胭脂红酸加入到渗析管中并置于含3％乙酸的浴中。2小时内，胭脂红酸透过纤维素膜并染色了3％乙酸溶液。aluminasol混合物没有观察到颜色，颜色逐渐变化表明着色剂被颗粒物强烈地吸附。第二天早晨，50％aluminasol/胭脂红酸溶液已经将水染色成蓝红色。但是，相信袋已经穿孔。同样，在aluminasol酸性蓝45渗析中，观察到非常弱几乎不可分辩的蓝色，表明这种着色剂并不强烈吸附在氧化铝中。
实施例4进行下面试验来验证本发明的颗粒物对棉花的耐洗性。
上面实施例3制备的含2％aluminasol/酸性蓝45、2％aluminasol胭脂红酸和50％aluminasol胭脂红酸的组合物散落在棉府绸织物(0.01198g/cm2，购自Yuhan-Kimberly，不带涂层)并在60℃干燥过夜。随着含aluminasol的混合物滴在棉上，观察到只有织物的浸润区呈现颜色。无色水从散落区周围渗出(wicked out)表明i)在混合物中没有存在未吸附的染料，和ii)纳米颗粒吸附在棉上并且被固定。
同时制备对照样品。具体地说，首先配制含0.5011g胭脂红酸在23.7135g去离子水的胭脂红酸溶液。使用吸管将胭脂红酸溶液滴在棉府绸织物上并在60℃干燥过夜。
样品通过下面方式洗涤i)在热的流动自来水中漂洗，然后在含1g/L Aerosol OT(购自Cytec Industries of West Patterson，New Jersey的二辛基磺基琥珀酸钠表面活性剂)和1g/L碳酸氢钠的2升水中搅拌(机械桨搅拌器)2小时。样品进入60℃洗涤浴，洗涤浴经两小时冷却到30℃。织物在冷水中漂洗，然后晾干。
对照样品棉中的胭脂红酸被漂洗。几乎所有染料/aluminasol络合物均以蓝红色斑点形式保留。
实施例5进行下面试验以证明按照本发明制备的颗粒物在聚丙烯无纺纺粘织物上的耐洗性。受试纺粘织物具有2osy的基础重量。
将聚丙烯纺粘织物涂抹以下物质i)胭脂红酸，ii)实施例3制备的50％aluminasol/胭脂红酸复合物悬浮液和iii)实施例3制备的2％aluminasol/胭脂红酸复合物悬浮液。在所有情况下，聚丙烯难以用这些材料湿润，因此涂抹需要使用橡皮手套手指和用于涂覆液体的橡皮头移液管。用力涂抹上材料后，材料基本上无收缩。将样品在60℃干燥过夜。
将更多的聚丙烯用50％aluminasol/胭脂红酸复合物涂抹。将这些样品在60℃干燥后分成两半。一半样品进行微波辐照(Sharp旋转型家用微波炉，#R-410CK型，输出110瓦)一定时间(10秒、20秒、28秒)。
所有聚丙烯样品使用与上面实施例4中的棉一样的步骤洗涤。获得下面结果i)对照样品的胭脂红酸从聚丙烯漂除。
ii)一些，但不是全部的aluminasol/胭脂红酸油墨保留在聚丙烯上。洗脱的特点不是区域的常规褪色。但是，显示出某些区域所有材料的损失，但其它区域没有。换句话说，看起来好象油墨没有润湿聚丙烯。
iii)在洗涤前经过微波处理的样品上保留了多得多的aluminasol/胭脂红酸。我们认为微波处理可能加热了着色颗粒物，使其嵌埋于聚丙烯中。更长时间的微波并不能对印刷物的耐洗性有大的改善。
实施例6在该实施例中，使用具有氧化铝表面涂层的含溶胶二氧化硅颗粒替代氧化铝溶胶。表面涂层二氧化硅悬浮液购自Nissan ChemicalAmerica of Houston，Texas。该悬浮液以SNOWTEX-AK的商品名出售。
在环境温度下搅拌50ml 20％(w/w)SNOWTEX-AK(NissanChemical America，Houston，Texas)，同时加入0.2g胭脂红酸染料(Aldrich Chemical Company，Milwaukee，Wisconsin)。搅拌持续过夜，观察到颜色从血红色剧烈变成蓝/紫色。
纳米颗粒的物理参数为SNOWTEX-AK 尺寸62nm ζ电位+36mVSNOWTEX-AK与胭脂红酸尺寸83nm ζ电位+35mV铝-染料复合物键的形成并不导致ζ电位的改变。
上面的“油墨”溶液涂覆到4”×4”未处理棉织物上并晾干。只用胭脂红酸制备类似的对照样品。然后将干燥的织物在2升含Ajax液体洗涤剂和碳酸氢钠的60℃水中洗涤2小时。然后将织物样品晾干。洗涤后，SNOWTEX-AK/胭脂红酸样品并无颜色损失。相反，对照样品(用0.2g胭脂红酸/50ml水染色的样品，在相同条件下干燥)在相同条件下洗涤后，损失所有颜色。
实施例7下面实施例举例说明本发明在其它功能化合物上的应用，作为与染料的对照。
四环素是含有能根据本发明与氧化铝结合的羧基-羟基官能团的抗菌剂。四环素是-系列四环素的异构体。四环素包含如下主成分 4S-(4，4，5，6，12)-4-(二甲氨基)-1，4，4-5，5，6，11，12-八氢-3，6，10，12，12-五羟基-6-甲基-1，11-二氧代-2-并四苯甲酰胺使用紫外-可见光分光光度计(Perkin-Elmer紫外-可见光分光光度计)测量四环素的紫外-可见光吸收光谱。发现四环素水溶液在357nm吸收。当SNOWTEX AK悬浮液(如实施例6中所述)加入到四环素溶液时，发生吸收峰到365nm的红移，表明四环素吸附在SNOWTEXAK颗粒物的氧化铝表面上。
其它药剂实施例在其它实施例中，评价了其它药剂与氧化铝颗粒强烈结合的倾向。它们包括列于下表的药剂，并且显示出明显的吸收峰移动。这些药剂被认为是用作杀死或停止癌细胞扩散药物的抗肿瘤药。已经研究了黄芩苷元对人类T-淋巴白细胞的抗增殖效果。
本发明可使用的其它药剂包括以下物质 使用与前面系统类似的方式，评价具所需官能部分营养剂例子与氧化铝颗粒结合的倾向。这种化合物的例子有抗坏血酸(维生素C)和苯丙氨酸(在Equal中的甜味剂)。下表列出了这些物质的结构式和其与这种颗粒结合的能力
抗坏血酸苯丙氨酸样品紫外可见光吸收(nn)抗坏血酸水溶液 266抗坏血酸/SN-AK 260苯丙氨酸水溶液 230苯丙氨酸/SN-AK 224**除了吸收峰移动外，峰结构也发生改变。
应指出在向抗坏血酸溶液加入SNOWTEK-AK后观察到吸收峰值的移动，但是观察到的是蓝移。这种移动是由于结合造成，因为当稀酸加入到抗坏血酸的单独溶液时没有观察到移动。同样，苯丙氨酸与SNOWTEX-AK结合时也观察到蓝移。
各种药物或营养物吸附在载体纳米颗粒和在发生触发机制后这种物质选择性释放的实施例在下面的一系列实施例中，药物吸附到载体氧化铝颗粒上，然后从载体颗粒选择性释放。具体地说，分别制备50ml四环素和氢化可的松(0.01g)的水溶液，加入氧化铝纳米颗粒(SNOWTEX-AK)悬浮液(5ml 20％w/w)。再次观察到紫外可见光最大吸收波长的红移，表明这些药剂与氧化铝颗粒表面发生强的结合。下表显示记录的紫外可见光光谱的红移。药剂与颗粒物结合后，通过受控的pH触发剂机制将它们选择性释放。因此，通过将改性纳米颗粒悬浮液的pH调节到高的值，观察到紫外可见光吸收最大波长的第二次红移，药剂被释放出来。具体而言，将碱性试剂稀氢氧化钠(0.1N)溶液(0.5ml)加入到样品中。当改性纳米颗粒的悬浮液的pH调节到9/10或更大时，四环素就从氧化铝表面释放出来。所指出的移动与游离药剂的最大吸收相符。
样品紫外可见光吸收(nm)氢化可的松/水 241氢化可的松/SN-AK 234氢化可的松/SN-AK与碱 244氢化可的松与碱244四环素/水 357四环素/SN-AK 365四环素/SN-AK与碱 385四环素与碱385因此，这两个药剂的实施例证明了从载体颗粒物选择性释放药剂的能力。通过使用“pH触发剂”，功能化合物可在需要时以受控方式释放。
应指出这种输送系统的触发可通过环境变化诸如导致pH变化的感染来完成，其利用了不同身体位置的内在差异，以及有意向输送系统导入化学品如pH调节物质来触发功能化合物的释放。可导入输送系统的化学品包括碳酸氢盐、碳酸盐和在水或生理液润湿时会导致pH变化的缓冲盐。
在另一个可选用实施方案中，可通过信号剂如香料单独或连同在各种颗粒类型上的健康关联化合物一起用于治疗病症以及提供患者这种治疗有效性或发生特定事件的指示。例如，香料可吸附在一种类型的颗粒上，抗生素可吸附在第二种类型的颗粒上。颗粒物可同时送到受感染部位。如果受感染部位碱性，将促进抗生素的释放。消除感染和恢复到更正常的酸性环境后，可释放香料，从而提供感染有效治疗的指示。在另一实例中，信号可用于产生特定事件的指示，诸如像在绷带或个人护理品如女性护理品或婴儿护理尿布产品中体液或流出物释放的指示。
用于制备其表面结合了功能化合物的氧化铝纳米颗粒的方法包括下面步骤。
搅拌下将功能化合物溶解于水中。向该搅拌溶液缓慢加入氧化铝纳米颗粒，并将混合物搅拌约5-10分钟让功能化合物结合到纳米颗粒表面。取等份搅拌混合物并置于石英比色杯中获得水溶液的紫外-可见光光谱。使用水作为参比物，在UV-1601型紫外可见光分光光度计(岛津公司)上获得紫外-可见光光谱。使用ZetaPals Instument(Brookhaven Instrument Company，Holtsville，NY)测定ζ电位和粒度。
用于利用pH触发剂释放结合功能化合物的方法包括下面步骤。具有与表面结合功能剂的氧化铝纳米颗粒在搅拌下置入水溶液(悬浮液)中。向该经搅拌的悬浮液缓慢滴加稀氢氧化钠(0.1N)并随后测定pH。取等份悬浮液进行紫外可见光光谱测定。以这种方式，可观察到结合的功能剂的吸收波长最大峰随观察到的游离功能剂波长最大峰的出现和增加而降低。
在另一实施方案中，所述输送系统可混入到药棉中。正常健康阴道液为酸性，一般在3-5pH范围。但是，当受酵母菌感染或其它微生物感染时，pH变到碱性。这种pH的变动将引发药物如四环素或缓冲剂释放而恢复阴道液和菌丛的健康pH。例如，药棉可包括结合的抗生素(“结合”是指功能化合物吸附到纳米颗粒的表面，而纳米颗粒本身通过电荷吸引结合到药棉基材上)。当患者阴道的pH随酵母菌感染而变得碱性时，药棉将被触发释放结合的抗生素来控制酵母菌感染，由此导致pH恢复到正常的酸性环境。在再一个可选实施方案中，可使用这种纳米颗粒输送系统来携带药剂通过胃(具有酸性环境)并然后释放药剂到小肠(具有碱性环境)。在另一个可选实施方案中，这种纳米颗粒输送系统可由于湿度或身体流出物的出现或涂覆pH调节化学品而触发。在这些情况下，在绷带载体纳米颗粒上含的功能物质可选择性释放到受伤部位。
可用于在环境条件改变时指示药剂释放的信号系统的实施例二氧化硅颗粒物的结合和释放下面实施例说明二氧化硅纳米颗粒(与氧化铝颗粒相对)的使用和信号功能剂与颗粒表面的结合。用于二氧化硅涂层颗粒的pH触发的释放通过向二氧化硅颗粒环境加入酸和降低pH来激活。在这些实施例中使用了稀酸来进行该步骤。
用于制备其表面结合了功能剂的二氧化硅纳米颗粒的方法包括下面步骤。搅拌下将功能剂溶解于水中。向该搅拌溶液缓慢加入二氧化硅纳米颗粒，并将混合物搅拌约5-10分钟让功能剂结合到纳米颗粒表面。取等份搅拌混合物并置于石英比色杯中获得水溶液的紫外-可见光谱。使用水作为参比物，在UV-1601型紫外可见光分光光度计上获得紫外-可见光光谱。使用ZetaPals Instument(BrookhavenInstrument Company，Holtsville，NY)测定ζ电位和粒度。
用于利用pH触发剂从二氧化硅表面释放结合的功能剂的方法包括下面步骤。具有与表面结合的功能剂的二氧化硅纳米颗粒在搅拌下置入水溶液(悬浮液)中。向该经搅拌的悬浮液缓慢滴加稀盐酸(0.1N)并随后测定pH。取等份悬浮液进行紫外可见光光谱测定。以这种方式，可观察到结合的功能剂的吸收波长最大峰随观察到的游离功能剂波长最大峰的出现和增加而降低。
以类似方式，验证了活性香料化合物与二氧化硅纳米颗粒(SNOWTEX C，Nissan Chemicals America，Houston，TX)的结合。因此，搅拌下向水杨醛(在香料业用作基础香料)的溶液(0.01g水杨醛溶于50ml水)加入二氧化硅纳米颗粒(Snowtex C，Nissan ChemicalsAmerica，Houston，TX0的稀悬浮液(3ml，2％重量)。水杨醛的紫外可见光吸收的最大吸收波长峰(参见下表)出现红移，并且特征香味消失。红移是芳香醛官能基与二氧化硅表面结合的特征。加入稀酸(所述的盐酸)后，醛被释放出来，重新具有香味。紫外可见光吸收也蓝移回到原始醛处。这种化学现象可用于与药物一起释放的情况，当环境条件变化时用于指明/指示药物已经投送。例如，这种信号剂可吸附在二氧化硅颗粒上。药物化合物可单独吸附在氧化铝颗粒上。可将颗粒物混合并一起在输送载体内使用或作为改良的药物输送器具的一部分。然后在独立的化学事件出现时触发这种功能剂。
同样，也发现金属螯合剂水杨醛肟也与二氧化硅表面颗粒结合并经历pH触发的释放。其结构式和试验数据列于下表。
水杨醛 水杨醛肟样品 外可见光吸光度(nm)加入二氧化硅后 加入酸后水杨醛327nm382327水杨醛肟303nm 350340另外，进行了使用紫外可见光分光光度计的滴定研究以测定所有水杨醛释放时的pH。发现该值为pH6。
在其它可选用实施方案中，功能化合物附着于基材后，一旦暴露于条件(诸如pH)的变化下，就会从基材释放出来。但是颗粒物将保留原样。
在一具体实施方案中，包括药物化合物的载体颗粒(和需要时的纳米颗粒，即粒径小于约1微米，更优选约5-500nm，再更优选10-200nm)可通过各种涂覆方法涂覆到局部用绷带上。当为了便于涂覆而将颗粒物包括在载体中时，涂覆方法可包括将凝胶、水悬浮液、干涂料或粉末置于绷带层间。然后按需要将绷带干燥，依此颗粒物的电荷将会使得其与绷带基材紧密结合。
应认识到结合的药物或营养化学品可在有或没有可触发释放下使用。或者，在多种化学品的颗粒系统中的一些结合化学品可被触发释放，而其它结合的化学品可有意保留在载体颗粒上。这样，结合的化学品可在履行其有益功能的同时仍然保持结合在载体颗粒上而以便于去除或降低功能剂/化合物的潜在毒性。这种用法的一个例子是使用结合的水杨醛肟去除身体或废水中的重金属而没有游离络合剂的损失或暴露。
在另一实施例中，四环素可在起抗生素功能的同时仍然结合在颗粒上。这可让抗生素在胃和肠中起作用而不会越过患者的血流中(因为颗粒的尺寸)。这种抗生素释放的控制可有助于降低对这种药物过敏的患者过敏的危险。
本领域技术人员可在没有背离所附权利要求书所列的本发明宗旨和范围下对本发明实施种种更改和变化。此外，应理解各种实施方案的各方面可整体或部分相互交换。还有，本领域技术人员会理解前面的说明只是示例性的说明，并不构成对所附权利要求书进一步描述的本发明范围的限定。
权利要求
1.一种组合物，所述组合物包括含氧化铝颗粒，至少一部分氧化铝存在于所述颗粒的表面；和结合在所述颗粒表面的氧化铝上的功能化合物，与氧化铝结合前所述功能化合物包含下面部分或其互变异构体，或其功能等价物 其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基。
2.权利要求1的组合物，其中含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒带正电荷。
3.权利要求1的组合物，其中所述颗粒基本上由氧化铝组成。
4.权利要求1的组合物，其中所述颗粒包括涂覆有氧化铝的核材料。
5.权利要求4的组合物，其中所述核材料包括二氧化硅。
6.权利要求1的组合物，其中所述功能化合物包括紫外光吸收剂、药物、臭味控制剂、香料、治疗剂、营养剂、抗菌剂、抗微生物剂、抗病毒剂或异生素。
7.权利要求1的组合物，其中含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有低于约1mm的平均粒度。
8.权利要求1的组合物，其中含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有低于约100微米的平均粒度。
9.权利要求1的组合物，其中含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有低于约1,000nm的平均粒度。
10.权利要求1的组合物，其中所述功能化合物包括氢化可的松。
11.权利要求1的组合物，其中所述功能化合物包括抗坏血酸。
12.权利要求1的组合物，其中所述功能化合物包括天冬甜素。
13.权利要求1的组合物，其中所述功能化合物包括四环素。
14.权利要求1的组合物，其中所述功能化合物包括四环素。
15.权利要求1的组合物，其中所述颗粒为无定形。
16.权利要求1的组合物，其中含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有至少20mV的ζ电位。
17.权利要求1的组合物，其中至少两种功能化合物结合到氧化铝上。
18.权利要求1的组合物，其中所述功能化合物包括着色剂。
19.权利要求1的组合物，其中所述组合物包括多种包含在液体载体中的颗粒，所述颗粒包含与功能化合物结合的氧化铝。
20.一种用于印刷工艺的纳米颗粒，所述纳米颗粒包括含氧化铝颗粒，至少一部分氧化铝存在于所述颗粒的表面；和结合在所述颗粒表面的氧化铝上的着色剂化合物，与氧化铝结合前所述着色剂化合物包含下面部分或其互变异构体，或其功能等价物 其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基。
21.权利要求20的纳米颗粒，其中含与着色剂化合物结合的氧化铝的颗粒带正电荷。
22.权利要求20的纳米颗粒，其中所述颗粒基本上由氧化铝组成。
23.权利要求20的纳米颗粒，其中所述颗粒包括涂覆有氧化铝的核材料。
24.权利要求23的纳米颗粒，其中所述核材料包括二氧化硅。
25.权利要求20的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒具有低于约1000纳米的平均粒度。
26.权利要求20的纳米颗粒，其中所述纳米颗粒具有低于约500nm的平均粒度。
27.权利要求20的纳米颗粒，其中含与着色剂化合物结合的氧化铝的颗粒具有至少20mV的ζ电位。
28.权利要求20的纳米颗粒，其中氧化铝和着色剂化合物均具有正ζ电位。
29.权利要求20的纳米颗粒，其中在颗粒表面上的氧化铝还与功能添加剂结合。
30.权利要求29的纳米颗粒，其中功能添加剂包括电荷载体、热氧化稳定剂、粘弹性调节剂、交联剂、增塑剂、电荷控制剂、流动控制剂、填料、表面活性剂、螯合剂、无色染料、着色剂稳定剂或它们的组合。
31.权利要求20的纳米颗粒，其中所述着色剂化合物包括染料。
32.权利要求31的纳米颗粒，其中所述染料包含蒽醌发色团。
33.权利要求31的纳米颗粒，其中所述染料包含水杨酸酯或3-羟基-2-萘甲酸部分。
34.权利要求31的纳米颗粒，其中所述染料以变色酸为基础。
35.权利要求31的纳米颗粒，其中所述染料包括N-乙酰乙酰苯胺。
36.权利要求31的纳米颗粒，其中所述染料包含萘醌。
37.权利要求31的纳米颗粒，其中所述染料包括媒染染料。
38.权利要求31的纳米颗粒，其中所述染料包括CI媒染红7或羊毛铬红B。
39.一种记录介质，所述记录介质包括多种含氧化铝的颗粒，至少一部分氧化铝存在于颗粒表面；与颗粒表面上的氧化铝结合的着色剂化合物，在与氧化铝结合前所述功能化合物包含下面部分或其互变异构体，或其功能等价物 其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基；和液体载体。
40.权利要求39的记录介质，其中着色剂化合物包含下面部分或互变异构体
41.权利要求39的记录介质，其中所述着色剂化合物包含下面部分 并且其中R和R’为氢。
42.权利要求39的记录介质，其中所述着色剂化合物包括下面部分或其互变异构体
43.权利要求39的记录介质，其中所述颗粒基本上由氧化铝组成。
44.权利要求39的记录介质，其中所述颗粒包括涂覆氧化铝的核材料。
45.权利要求44的记录介质，其中所述核材料包括二氧化硅。
46.权利要求39的记录介质，其中所述颗粒具有低于约1,000nm的平均粒度。
47.权利要求39的记录介质，其中含与着色剂化合物结合的氧化铝的颗粒具有大于约20mV的ζ电位。
48.权利要求39的记录介质，其中所述氧化铝和着色剂化合物一起具有正ζ电位。
49.权利要求39的记录介质，其中所述着色剂化合物包括染料。
50.权利要求49的记录介质，其中所述染料包括蒽醌发色团。
51.权利要求49的记录介质，其中所述染料包含水杨酸酯或3-羟基-2-萘甲酸部分。
52.权利要求49的记录介质，其中所述染料以变色酸为基础。
53.权利要求49的记录介质，其中所述染料包含N-乙酰乙酰苯胺。
54.权利要求49的记录介质，其中所述染料包含媒染染料。
55.权利要求49的记录介质，其中所述染料为CI媒染红7。
56.权利要求49的记录介质，其中所述染料包含萘醌。
57.一种印刷方法，所述印刷方法包括将液滴形式的权利要求39的记录介质按记录信号从喷嘴喷出而在基材上形成图像。
58.权利要求57的印刷方法，其中所述基材包括纺织织物、无纺织物、聚合物膜、玻璃或纸。
59.权利要求57的印刷方法，其中所述方法为喷墨方法。
60.一种制品，所述制品包括具有含负电荷的接收表面的基材；和多种通过库仑引力与所述基材的接收表面结合的带正电荷颗粒，所述颗粒包含氧化铝，至少一部分氧化铝存在于颗粒的表面，并且其中功能化合物与在颗粒表面的氧化铝结合，功能化合物在与氧化铝结合前包含下面部分或其互变异构体，或其功能等价物 其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基。
61.权利要求60的制品，其中所述颗粒包括涂覆了氧化铝的核材料。
62.权利要求60的制品，其中所述核材料包括二氧化硅。
63.权利要求60的制品，其中所述功能物质包括着色剂、紫外光吸收剂、药剂、臭味控制剂、香料、治疗剂、营养剂、抗菌剂、抗微生物剂、抗病毒剂或异生素。
64.权利要求60的制品，其中含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有低于约1mm的平均粒度。
65.权利要求60的制品，其中含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有低于约1000nm的平均粒度。
66.权利要求60的制品，其中所述功能化合物包括氢化可的松、抗坏血酸或天冬甜素。
67.权利要求60的制品，其中所述功能化合物包括四环素。
68.权利要求60的制品，其中所述含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有至少20mV的ζ电位。
69.权利要求60的制品，其中涂覆到基材时，多种颗粒包含在液体载体中。
70.权利要求60的制品，其中所述功能化合物包括染料。
71.权利要求70的制品，其中所述基材包括含合成聚合物纤维的纺织或无纺材料。
72.权利要求71的制品，其中所述基材在与多种正电荷颗粒结合前进行电晕处理。
73.权利要求71的制品，其中所述基材在与多种正电荷颗粒结合前进行驻极体处理。
74.权利要求71的制品，其中所述制品在基材与多种带电颗粒结合在一起后用微波辐射或射频辐射。
75.权利要求70的制品，其中所述基材包括带负电荷的天然纤维。
76.权利要求75的制品，其中所述天然纤维包括棉纤维或纤维素纤维。
77.权利要求70的制品，其中所述染料包含蒽醌发色团。
78.权利要求70的制品，其中所述染料包含水杨酸酯或3-羟基-2-萘甲酸部分。
79.权利要求70的制品，其中所述染料以变色酸为基础。
80.权利要求70的制品，其中所述染料包含N-乙酰乙酰苯胺。
81.权利要求70的制品，其中所述染料包含萘醌。
82.权利要求70的制品，其中所述着色剂化合物包含下面部分或其互变异构体
83.权利要求70的制品，其中所述着色剂化合物包含下面部分 并且其中R和R’为氢。
84.权利要求70的制品，其中所述着色剂化合物包含下面部分或其互变异构体
85.权利要求70的制品，其中所述多种颗粒具有低于约1,000nm的平均粒径。
86.权利要求60的制品，其中所述基材的接收表面和颗粒具有至少42mV的表面电荷差。
87.权利要求70的制品，其中所述基材的接收表面和颗粒具有至少42mV的表面电荷差。
88.一种制备组合物的方法，所述方法包括提供多种颗粒，所述颗粒包含氧化铝，至少一部分氧化铝存在于所述颗粒表面；和与颗粒表面上的氧化铝结合功能化合物，在与氧化铝结合前所述功能化合物包含下面部分或其互变异构体，或其功能等价物 并且其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基。
89.权利要求88的方法，其中所述颗粒基本上由氧化铝组成。
90.权利要求88的方法，其中所述颗粒包括涂覆氧化铝的核材料。
91.权利要求90的方法，其中所述核材料包括二氧化硅。
92.权利要求88的方法，其中所述功能物质包括着色剂、紫外光吸收剂、药剂、臭味控制剂、香料、治疗剂、营养剂、抗菌剂、抗微生物剂、抗病毒剂或异生素。
93.权利要求88的方法，其中所述含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有低于约1mm的平均粒度。
94.权利要求88的方法，其中所述含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有低于约1,000nm的平均粒度。
95.权利要求89的方法，其中所述功能化合物包括氢化可的松、抗坏血酸和天冬甜素。
96.权利要求88的方法，其中所述功能化合物包括四环素。
97.权利要求88的方法，其中所述颗粒为无定形。
98.权利要求88的方法，其中所述含与功能化合物结合的氧化铝的颗粒具有至少20mV的ζ电位。
99.权利要求88的方法，其中至少两种功能化合物结合到氧化铝上。
100.权利要求88的方法，所述方法还包括将与功能化合物结合的颗粒与液体载体混合的步骤。
101.权利要求100的方法，其中所述组合物包括油墨组合物。
102.权利要求88的方法，其中所述功能化合物包括染料。
103.权利要求102的方法，其中所述染料包含蒽醌发色团。
104.权利要求102的方法，其中所述染料包含水杨酸酯或3-羟基-2-萘甲酸部分。
105.权利要求102的方法，其中所述染料以变色酸为基础。
106.权利要求102的方法，其中所述染料包含N-乙酰乙酰苯胺。
107.权利要求102的方法，其中所述染料包含萘醌。
108.一种在治疗患者身体时利用可触发释放的输送系统的方法，所述方法包括a)提供至少一种选自氧化铝颗粒、氧化铝覆盖的颗粒和二氧化硅颗粒类型的颗粒；b)在颗粒表面吸附至少一种功能化合物而形成至少部分带涂层的颗粒；c)给予患者身体所述至少部分带涂层的颗粒；d)将所述颗粒暴露于一定环境或化学条件下而使与健康相关的化合物从颗粒表面释放到患者体内。
109.权利要求108的方法，其中所述环境或化学条件选自化学触发、pH的变化、颗粒导入到湿气或身体渗出物中。
110.权利要求108的方法，其中多种类型的颗粒涂覆有功能化合物。
111.权利要求108的方法，其中所述颗粒包含氧化铝，至少一部分氧化铝存在于颗粒表面；并且功能化合物在与氧化铝颗粒结合前包含下面部分或其互变异构体，或其功能等价物 其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基。
112.一种可触发的输送系统，所述系统包括颗粒物；和吸附在所述颗粒物表面上的与健康相关的化合物；所述与健康相关的化合物能在所述颗粒物暴露于pH变化、湿气、化学刺激物或身体渗出物时从所述颗粒物释放。
113.权利要求112的可触发输送系统，其中所述颗粒物包含氧化铝，至少一部分氧化铝存在于颗粒物表面；和与健康相关的化合物，在吸附在颗粒物表面的氧化铝前所述化合物包含下面部分或其互变异构体，或其功能等价物 其中R和R’独立包括氢、烷基或芳基。
114.一种药物输送器具，所述药物输送器具包括可触发输送系统，所述可触发输送系统包括颗粒物；和吸附在所述颗粒物表面的与健康相关的化合物，所述与健康相关的化合物能在所述颗粒物暴露于pH的变化、湿气、化学刺激物或身体渗出物时从所述颗粒物释放。
全文摘要
本文公开了用于各种功能化合物的输送系统。所述输送系统结合了含二氧化硅和/或氧化铝的组合物。各种含特定部分的功能物质可吸附在二氧化硅和/或氧化铝上并按需要使用。功能化合物可以是例如药剂、异生素、抗微生物剂、抗病毒剂、紫外光吸收剂、臭味控制剂、香料等。例如在一个具体实施方案中，某些染料可吸附在氧化铝表面。染料吸附在氧化铝表面后，得到的颗粒物可与液体载体混合供适合的印刷工艺使用。
文档编号A61K31/375GK1777431SQ200380105087
公开日2006年5月24日 申请日期2003年12月11日 优先权日2002年12月20日
发明者J·莱, J·G·麦唐纳 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司