新型抗微生物基底及其应用的制作方法

专利名称：新型抗微生物基底及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有纳米颗粒的新型抗微生物基底，这使其能够以可重现和可控制的方式改变其表面的有关抗微生物的性能。可以被改变的表面性能的例子包括，但不限于疏水性、吸附蛋白质的性能和粘附细菌的性能。本基底用途的例子包括，但不限于抑制细菌移生、防止细菌传染以及特别是医院的感染。本发明进一步涉及包括所述基底的物体。本发明还进一步涉及所述基底的用途。最后，本发明涉及这样一种基底的制造方法。

背景技术：
改变表面性能以实现有用的性能一直是人们所希望的。特别希望能够改变在抗微生物的物体方面很重要的表面性能。下面概述了为了不同的目的而改变已知表面性能的例子。
US 6,224,983公开了一种具有粘结性、抗微生物和生体相容性涂层的制品，此涂层包括一层通过将其曝露在一种或几种金属的一种或几种盐当中而被稳定化的银层，上述金属包括铂、钯、铑、铱、钌和锇。该银层的厚度在2-2000

(10-10m)的范围内，进一步被公开的范围是2-350

和2-50

。也有银层厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。该基底可以是乳胶、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、聚酰亚胺或合成橡胶。
US 5965204公开了一种制备由具有包括银层的涂层的非导体基底构成的制品的制备方法，此银层是在用亚锡离子活化表面之后被沉积上去的。还公开了一种进一步包括铂族金属或金的涂层。银层的厚度在2-2000

的范围内，进一步公开的范围是2-350和2-50

。也有厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。
US 5,747,178公开了一种通过沉积银层而制造的制品。据说此层是粘结性的、抗微生物的和生体相容性的。可通过将该银层曝露在一种或几种铂族金属或金的盐溶液中使其稳定化。此银层的厚度在2-2000

的范围内，进一步公开的范围是2-350

和2-50

。也有银层厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。该制品可由乳胶、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、聚酰亚胺或合成橡胶。
US 5,395,651公开了制备一种包括具有银涂层的非导体材料的抗微生物器件方法。该涂层也包括铂族金属和/或金。该方法包括几个步骤1.使待涂布的表面活化；2.在该表面上沉积上银；3.用铂族金属和/或金的盐处理该表面进行足够长的时间，以获得较薄的涂层；4.用水漂洗。步骤3的处理可使用铂盐或同时使用钯盐和金盐。没有说到铂族金属和/或金涂层的厚度。只是将涂层描述为薄的涂层，没有提到银层上的金属颗粒。银层的厚度在2-2000

的范围内，进一步公开的范围是2-350

和2-50

。也有厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。
US 5,320,908公开了一种粘结性的、抗微生物的和生体相容性的涂层，主要由被一种或几种铂族金属或金覆盖的银层组成。该涂层对于人类的眼睛可以是透明的。该银层的厚度在2-2000

的范围内，进一步公开的范围是2-350

和2-50

。也有银层的厚度是50

、350

、500

和1200

的例子。该制品可由乳胶、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、聚酰亚胺或合成橡胶制造。
US 5,695,857公开了一种具有几个层的抗微生物表面，其第一层是金属层，第二层是贵金属层。抗微生物的活性金属可以是比如铂、金、银、锌、锡、锑和铋。贵金属可选自比如铂、锇、铱、钯、金、银和碳该表面将要对于生理流体被使用，不与基底接触的每一层都是不连续的，使得底层被露出。表面的一个例子是涂有金或铂的银。另一个例子是与银一起使用的铜、与铜银合金一起使用的铜、与金一起使用的铜或与金一起使用的银铜合金。
CH 654,738 A5公开了一种由不锈钢制造的外科植入体在不锈钢上涂有第一铜层和第二银、金、铑或钯层。据描述银具有杀菌的作用。CH 654,738 A5明确地公开了涂有10μm铜和5μm(50000

)钯的不锈钢表面。在CH 654,738 A5中公开的所有表面都具有10μm(100000

)的铜层和10μm的银层或5μm的金层或5μm的钯层。
WO2005/073289公开了包括金属纳米颗粒的复合聚合物制造的纤维。据陈述许多金属都具有抗微生物的效果。提到了抗微生物的纤维。一个例子是在抗微生物熔接修饰(would dressing)中使用的亲水纤维。具有抗微生物性能的纤维可包括Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Sn、Cu、Sb、Bi或Zn或者它们的任何组合。
发明概述 在涉及表面的先有技术中，一个问题就是如何提供一个比如是抗微生物的表面，其中可以以可重现的方式改变疏水性、蛋白质吸附性能和细菌粘附性能。
本发明公开，在先有技术中的上述问题，通过具有给电子表面的基底已获解决，其特征在于，在所述的表面上存在有金属颗粒，所述金属颗粒包括钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属，而且其中所述金属颗粒的量从大约0.001至大约8μg/cm2。本发明的实施方案进一步被附录的权利要求所界定，它们都在此作为参考。
叙述 定义 在公开和详细叙述本发明之前，必须理解，本发明并不限于在此公开的特定形状、加工的步骤和材料，而这些形状、加工步骤和材料都可做某些变化。也应该理解，在本文中使用的术语仅用于叙述特定实施方案的说明目的，并不意味着被限制，因为本发明的范围仅受到所附权利要求及其相当内容的限制。
必须要注意到，如在本说明书和所附权利要求中所用，除非上下文中明确指出，否则单数的形式“a”、“an”和“the”包括许多涉及的对象。
下面的术语被用于全部说明和权利要求中。
正如在本文中所使用的，“粘附细菌”叙述了一种现象，其中细菌被粘附到表面上。
正如在本文中所使用的，“抗微生物”包括抑制和/或制止微生物生长的性能。
正如在本文中所使用的，“集落形成”包括建立比如细菌的菌落。
“接触角”。对于在固体表面上的给定液滴，接触角是在固体表面和从液滴与该固体接触点所引出半径的切线之间测量到的角度。
正如在本文中所使用的，“给电子材料”包括当其与另外一种更贵的材料接触具有能向更贵的材料转移电子能力的材料。一个例子是与更贵的金属在一起的比较不那么贵的金属。
正如在本文中所使用的，“给电子表面”包括含有给电子材料的表面层。
正如在本文中所使用的，“疏水性”描述了在表面和水之间的相互作用。疏水性表面几乎或者根本没有吸附水的倾向，在其表面上水倾向于成为“珠状”。术语表面的疏水性也近似与其表面能有关。只是表面能描述了表面与所有分子的相互作用，而疏水性描述了表面与水的相互作用。
正如在本文中所使用的，“接触角滞后”是前进接触角和后退接触角之间的差值。水滴在表面上的前进接触角是当水和空气的边界前进并正在润湿该表面时的接触角，而后退接触角是水和空气的边界在已经润湿过的表面上后退时的接触角。
“改变”既可意味着使性能减弱，也可意味着使性能增强。
正如在本文中所使用的，“贵”是相对的意义上。利用它根据材料包括金属之间如何相互作用来对材料进行比较。电子从比较不那么贵的材料转移到更贵的材料中。
正如在本文中所使用的，“医院感染”描述了在医院的环境中感染性疾病的传播。
正如在本文中所使用的，“蛋白质吸附”包括由于在蛋白质和表面之间的总吸引力使蛋白质被粘附到表面上的现象。
正如在本文中所使用的，“基底”是一种基材，它包括按照本发明进行处理的材料。
发明详述 按照本发明，一种基底被处理而被赋予所需的性能。该基底可由各种材料制造。在一个实施方案中，基底是由具有给电子表面的材料制造的。在另外一个实施方案中，它是由不具有给电子表面的材料制造的。在给电子表面的情况下，该金属颗粒可直接被涂布到给电子表面上。而在不给电子的表面的情况下，必须涂布给电子材料层，以建立一个给电子表面。
本发明包括具有给电子表面的基底，其特征在于，在所述的表面上存在有金属颗粒，所述金属颗粒包括钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属，而且其中所述金属颗粒的量为从0.001至大约8μg/cm2。所述金属颗粒的优选量是从0.01至大约4μg/cm2。所述金属颗粒特别优选的量是从大约0.01至大约1μg/cm2。
基底的自身可以是给电子的，也可以在基底的上面涂布给电子材料层。在基底上面涂布给电子材料层的情况下，涂布量为从大约0.05至大约12μg/cm2。更高的含量也包括在本发明中。
一种给电子材料并非必须具有给电子表面。一个例子就是铝，它在空气中形成氧化物层，这就不是一种给电子表面。
给电子材料是具有形成给电子表面能力的任何材料，比如导电聚合物或金属。在金属的情况下，它与钯、金、钌、铑、锇、铱和铂中任何一种相比必须更不那么贵。
用作给电子表面的优选的金属是选自银、铜和锌的一种金属。
在本发明的一个实施方案中，基底是一种聚合物基底。
在一个实施方案中，该基底选自乳胶、含有乙烯基基团的聚合物、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、聚酰胺和聚酰亚胺或者它们的混合物。
在本发明的另一个实施方案中，该基底选自天然聚合物、可降解聚合物、可食用聚合物、可生物降解聚合物、环境友好聚合物和医用级聚合物。
在本发明的另一个实施方案中，基底是金属。
对于基底优选的金属选自不锈钢、医用级钢、钛、医用级钛、钴、铬和铝或者它们的混合物。
在本发明的另一个实施方案中，基底选自玻璃、矿物质、沸石、石头和陶瓷。
在本发明的另一个实施方案中，基底选自纸张、木材、纺织纤维、纤维、纤维素纤维、皮革、碳、碳纤维、石墨、聚四氟乙烯和聚对苯二甲酰对苯二胺。
在本发明的另一个实施方案中，基底具有颗粒的形状。
在本发明的一个实施方案中，提供一件包括按照本发明基底的物体。包括按照本发明基底的物体的例子是一种医用器件、医用仪器、一次性制品和医用一次性制品。
该颗粒必须总是包括钯。除了钯以外，还有至少一种其它金属。在金属颗粒中钯与其它金属之比，在本发明中可以使用大约0.01∶99.99至大约99.99∶0.01。优选的比例是从大约0.5∶99.5至大约99.8∶0.2、特别优选的比例是大约2∶98至大约95∶5。非常特别优选的比例是5∶95至95∶5。在另一个实施方案中，此比例是从大约10∶90至大约90∶10。
在本发明的一个实施方案中，所述金属颗粒，除了含有钯之外，还含有金。
本发明人发现，当所述金属颗粒具有的平均颗粒度为从大约10至大约10000

时，可实现有利的性能。
在一个实施方案中，对于所述金属颗粒，平均颗粒度为从大约100至大约600
在本发明的另一方面，提供一种包括如本文中所述基底中任何一种的物体。
还提供包括如本文中所述基底中任何一种的医用器件。
还提供包括如在本文中所述基底中任何一种的一次性制品。
本发明还提供一种包括如在本文中所述基底中任何一种的牙科用制品和牙科设备、牙科植入体和牙科用器件。
金属颗粒的涂布量用μg/cm2表示，此量必须使金属颗粒不会形成覆盖层，但在所述给电子表面上会形成均匀分布的颗粒或簇。
涂布的给电子材料优选被涂布得很均匀，实质上在表面上没有聚集体或簇。如果给电子表面层是均匀而且一致的，那么以μg/cm2为单位的涂布量可以转化为以

为单位的厚度。0.05-4μg/cm2的涂布量相当于大约4.8-380

，0.5-8μg/cm2相当于大约48-760

，而0.8-12μg/cm2相当于大约76-1140
在本发明的一个实施方案中，给电子表面是实质上商业纯的银层，它不排除少量杂质的可能性。
如果该基底不具有给电子表面，因此须要沉积给电子表面层，使用选自化学蒸气沉积法、溅镀法和从含有金属盐的溶液中沉积出金属的方法进行此沉积。沉积的结果是一层实质上没有簇或聚集体的均匀的层。沉积优选进行得使第一层对基底具有良好的粘附性。
下面叙述用来制备涂布基底的本发明一个实施方案。对于不具有给电子表面的基底，该方法包括如下步骤 1.预处理 2.漂洗 3.活化 4.沉积给电子表面 5.漂洗 6.沉积金属颗粒 7.漂洗 8.干燥 对于具有给电子表面的物体，该方法包括如下步骤 1.漂洗 2.沉积金属颗粒 3.漂洗 4.干燥 下面详细叙述对于不具有给电子表面的基底的由步骤1至8构成的一个实施方案。
可以在含有0.0005至30g/l亚锡离子的亚锡盐水溶液中进行预处理。用盐酸和/硫酸将pH值调节到1至4。在室温下的处理时间为2-60min。在预处理之后，用脱盐水漂洗表面，但不进行干燥。
将经过活化和漂洗的基底转移到沉积溶液中。沉积溶液的pH值不小于8。它含有选自银盐、锌盐和铜盐的一种金属盐。在本发明的一个实施方案中，该盐是硝酸银(AgNO3)。使用金属盐的有效量不高于大约0.10g/l。优选大约0.015g/l。如果金属含量高于大约0.10g/l，在溶液中或在容器壁上可能不均匀地形成金属元素。如果金属含量低于有效量，在所需的时间内不足以形成金属膜。
沉积溶液的第二个组分是还原剂，将含金属的盐还原为金属元素。还原剂的量必须足以实现化学还原。可以接受的还原剂包括甲醛、硫酸肼、氢氧化肼和次磷酸。在本发明的一个实施方案中，用量为每立升溶液大约0.001毫升。还原剂的浓度过大会引起金属从溶液中沉淀在容器壁上，而当浓度太小时，可能会造成不足以在基底上形成金属。按照此叙述，先有技术的专业人员能够通过常规的试验来确定所述还原剂的用量。
沉积溶液的另一个组分是沉积控制剂，其用量要足以减慢沉积反应的速度，以避免直接从溶液中以细金属粉末的形式沉淀出还原的金属，或者沉淀在容器壁上。可以使用的沉积控制剂包括转化的糖，也成为转化糖、琥珀酸、柠檬酸钠、醋酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、酒石酸钠、酒石酸钾和氨。优选的沉积控制剂用量为每立升溶液大约0.05g。如果用量太小，可能会产生沉淀的金属簇而非均匀的金属表面。如果用量太大，含金属的盐将会太稳定，无法在相关的基底上进行所需的沉积。
根据基底材料、希望薄膜的厚度、沉积条件和溶液中的金属浓度，按照需要调节还原剂和沉积控制剂的浓度以达到所需的结果。比如，对于薄的膜，金属盐的浓度以及还原剂和沉积控制剂的浓度都将比较低。先有技术的专业人员可按照此叙述通过常规试验确定所需的沉积控制剂的用量。
在制备沉积溶液时，优选将该溶液的各个组分单独溶解于去离子水中。然后将各个预配的溶液混合，并根据需要以正确的量加以稀释，以达到上述浓度。
将金属盐和还原剂组合，使得从盐中将要还原出的金属以适当的状态沉积在基底的表面上。此方法对实现完成的金属膜与基底表面有良好的粘结是特别有利的。在几乎所有的用途中，良好的粘结都是很重要的。
通过任何适当的操作程序将基底表面曝露在沉积溶液中。一般优选浸入到溶液中，但可通过任何传统的技术，比如喷涂或刷涂来涂布溶液。金属膜从溶液中均匀地沉积出，其速度可由金属盐的浓度加以控制。如果需要薄的膜，要保持足够低的沉积温度，使得沉积被控制得很慢。在本发明中也可以应用其它涂布金属层作为给电子表面的方法。得到给电子表面的其它方法有化学蒸气沉积法和溅镀法。
在上述沉积了金属之后，该基底就具有了由金属构成的给电子表面。如果该基底没有从原料获得的给电子表面，此金属的沉积才是必要的。如果该基底已经具有了给电子表面，金属颗粒可以沉积在表面上而无须再沉积金属层。在此后者的情况下，在涂布此颗粒之前要将整个基底进行清洗。
在制造方法中的下一步是沉积金属颗粒。
在一个实施方案中，使用金属的胶体悬浮液，以在表面上得到由钯和至少一种其它金属构成的颗粒。该金属颗粒是从所需颗粒的悬浮液中沉积出的。按照优选值来调节悬浮液中金属颗粒的浓度。将具有给电子表面的基底浸入到金属颗粒悬浮液中，浸入的时间从大约几秒到大约几分钟或者更长。
可以用几种方法制造金属颗粒的悬浮液。在一个实施方案中，金属颗粒的悬浮液是从金属盐的水溶液制造的，该金属盐在能够形成所需尺寸金属颗粒的条件下被还原。将适当量的金属盐、还原剂和稳定剂混合就实现了此过程。当制造颗粒悬浮液时，可使用如上所述的同样还原剂和稳定剂。先有技术的专业人员能够按照此叙述，通过常规试验确定所需还原剂和稳定剂的用量以得到所需的颗粒尺寸。在一个可供选择的实施方案中，使用了商品金属颗粒胶体悬浮液。使用了所需组成的金属颗粒来制造该悬浮液。
在一个实施方案中，金属颗粒悬浮液是通过用去离子水稀释商品金属颗粒浓胶体溶液而得到的，该金属颗粒由钯和至少一种选自金、铑、钌、锇、铱和钯组成。用该悬浮液处理该基底的时间从大约几秒到大约几分钟或者更长。在此处理之后，用溶液或水比如去离子水漂洗该基底，并在室温下让其干燥。
在一个特定的非限定性实施方案中，商品的金属颗粒含有75％的钯和25％的金。
按照本发明，可得到具有特定所需表面的基底。比如可制造其颗粒由75％的钯和25％的金组成的具有银给电子表面的基底，或者其颗粒由85％的钯和15％的钌组成的铜给电子表面。
通过可灵活控制和可重现的方法制造这种基底所表现出的优点之一是可制造各式各样的基底。如在本文中进一步叙述的，某些基底具有比现有基底改善了的性能。比如，按照本发明的一种特殊基底，可对被涂布基底的疏水性能产生令人意外的有利变化。用此方法对按照权利要求1的基底进行改变的其它性能包括蛋白质吸附性能和细菌粘附性能。
这就是说，可通过调节颗粒尺寸、颗粒组成和颗粒量来改变涂布其物体的表面性能。
本发明人已经发现，通过使用按照权利要求1的基底就能够做到这一点。特别是可通过调节颗粒尺寸、颗粒组成和颗粒量来改变表面性能。
按照本发明的基底可用于许多目的。它们适用于许多希望改变基底疏水性能、蛋白质吸附性能和细菌粘附性能的用途。
基底的性能既可以被减弱，也可以被增强。比如提供一件物体，使其至少一个区域显示出增强的特性，而至少一个区域显示出减弱的特性。一个例子是一件物体，具有减弱了蛋白质吸附性能的区域和增强了蛋白质吸附性能的区域。
按照本发明的基底还包括一种具有给电子表面的基底，在所述表面上具有金属颗粒，所述金属颗粒包括钯，其中所述金属颗粒的含量为从大约0.001至大约8μg/cm2。
本发明提供按照本发明的基底在改变包括所述基底的物体在蛋白质吸附性能方面的用途。
本发明提供按照本发明的基底在改变包括所述基底的物体在细菌粘附性能方面的用途。
本发明提供按照本发明的基底在防止细菌生长方面的用途。
本发明提供按照本发明的基底在避免细菌形成集落方面的用途。
本发明提供按照本发明的基底在防止细菌传播方面的用途。通过防止细菌传播来避免细菌感染的传播。在此方面使用的物体的例子有手柄、按钮、开关、医用设备、外科器械、医用仪器、厨房设施和各种其它能够传播细菌的物体。
本发明提供按照本发明的基底在防止医院感染传播方面的用途包括按照本发明基底的物体可用于希望防止细菌感染传播的任何方面。防止细菌传播和由此防止细菌感染特别将能够避免医院的感染。
通过阅读说明和实施例，本领域的专业人员对本发明的其它特征和与之相关的优点将更加清晰。
应该理解，本发明并不限于在此叙述的特定实施方案。下面的实施例用于说明的目的，并不意味着对本发明的范围构成限制，因为本发明的范围仅受所附的权利要求及其相关的内容限制。
实施例 实施例1 表面疏水性与金属颗粒量的关系 按照如下方法在玻璃基底上沉积一层均匀的银层。在58℃下将此基底浸入到铬酸清洗溶液中5min，然后用去离子水漂洗。通过浸入到氯化亚锡水溶液中然后用去离子水漂洗将基底表面活化。然后通过在3种含有银离子的沉积溶液中浸渍，在该基底的表面上镀上均匀的银层。这样就得到涂布量1.2μg/cm2的银表面，这相当于大约115

的厚度。随后通过浸入含有金/钯金属颗粒的稀悬浮液中，在第一银表面上沉积上由23％的钯和77％的金组成的颗粒。金属颗粒悬浮液是通过用还原剂还原金盐和钯盐和用稳定剂使该悬浮液稳定而得到的。然后用去离子水漂洗该基底并且干燥。
使用如上简述的方法制造具有不同颗粒沉积量的基底。颗粒沉积量分别是0、0.02、0.11、0.15和0.19μg/cm2。对于0μg/cm2的试样，在表面上没有沉积颗粒，因此它由银的表面构成。
测量不同基底与水滴的平衡静态接触角。使用Wilhelmy技术测量前进和后退接触角。
前进接触角和后退接触角之差值 被称为接触角滞后，对测量进行计算。试验的结果显示在表1中。
表1 如此，在该表面显示出按照此实施例的基底所固有的其它几个有用的性能比如抗微生物性能的同时，改变了该基底的表面疏水性。
实施例2 蛋白质吸附性能与金属颗粒量的关系 在二氧化硅基底上沉积一层均匀的银层。在室温下将此基底浸入到20％硫酸清洗溶液中10min，然后用去离子水漂洗。通过在氯化亚锡水溶液中浸渍，然后用去离子水漂洗使基底表面活化。然后通过在4个含有银离子的沉积溶液的浴中浸渍，在该基底的表面上镀上均匀的银层。这就得到涂布量为0.8μg/cm2的银表面，相当于77

的厚度。然后通过在Pd/Au颗粒稀悬浮液中浸渍，在第一银表面上沉积由95％的钯和5％的金组成的颗粒。金属颗粒的涂布量分别是0.05、0.12、0.48和0.59μg/cm2。用去离子水漂洗基底并干燥。
使用QCM-D技术研究对纤维蛋白原的吸附性能。纤维蛋白原是在肝中合成及在血浆中发现的糖蛋白。QCM-D是具有耗散监测的微观平衡石英。
纤维蛋白原的吸附量与涂布的金属颗粒之间的关系如在表2中所示。
表2 实施例3 细菌生长与金属纳米颗粒量之间的关系 按照在实施例1中概述的方法，在银底层上沉积不同量的钯/金颗粒。该颗粒由95％的钯和5％的金组成。对于所有的试样，在底层中的银量都保持恒定。因此，沉积的Pd/Au的量是变化的。使用如下的方法研究细菌的生长和沉积的纳米颗粒(Pd/Au)量之间的关系 将涂布的试样放入多功能培养基中。对于每一个测试条件，培养一式三份样品，在每一份中加入10ml含有培养的大肠杆菌(大约105CFU/ml)的人造尿(AU)，在37℃下轻微摇动将其水平地培养4h。在4小时之后，将该多功能培养基从培养中取出。取出试样并通过在灭菌蒸馏水中进行10倍稀释，并将100μl涂在1/3琼脂营养板上，对多功能培养基进行CFU(形成菌落单位)计数。将其在37℃下培养16-24小时，进行菌落计数。计算出相对于对照组的减少的logCFU/ml，显示在表3中。
表3 实施例4 对于几种菌种的微生物生长 按照在实施例1中的方法，在聚硅氧烷基底的银底层上沉积不同量的钯/金纳米颗粒。该颗粒由95％的钯和5％的金组成。对于所有试样，底层中银的含量是保持恒定的。沉积的Pd/Au颗粒量是0.36μg/cm2。研究对不同菌系的抗微生物性能。
选择微生物种系的目的是评价涉及细菌传播和医院感染的普通病原菌(临床分离菌种)，即大肠杆菌(E.Coli)、绿脓杆菌(P.aeruginasa)、肠杆菌spp、克雷白氏杆菌和念珠菌。
将涂布了Pd/Au的聚硅氧烷试样放入多官能培养基中。对于每一个测试条件培养一式三份样品。在每一份当中加入10mL含有培养的微生物(大约105CFU/mL)的人造尿，并在37℃下轻微摇动将其水平培养24小时。
24小时以后，从培养中取出多功能培养基。取出试样用纸巾吸去水分，并将其放入含有20mL PBS+吐温的多功能培养基中用声波处理1.5min。
通过在灭菌蒸馏水中稀释10倍并且将100μl涂在1/3琼脂营养板上对每一个多功能培养基进行CFU计数。将其在37℃下培养16-24小时并对菌落进行计数。在表4中显示出相对于未涂布的聚硅氧烷试样细菌减少的情况。数值越大则减少的越多。
表4
实施例5 绿脓杆菌的初级粘附和细胞复原 按照在实施例1中简述的方法，在银底层上沉积不同量的钯/金纳米颗粒。对于所有的试样，基层上的银量保持恒定。颗粒中的Au和Pd量则按照表5变化。
用放射性标记的绿脓杆菌GSU-3激发试样并让其培养2小时。
测定在试样上初级附着的细胞和细胞复原(细胞复原分能力)。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中叙述的方法。结果汇总在下面的表5中。
表5 实施例6 首先在30℃的5％氢氧化钾溶液中漂洗聚酯织物网5min。在脱盐水中重复漂洗之后，在室温下将该基底浸入到1g/l的酸化氯化亚锡溶液中10min。在脱盐水中漂洗之后，在35℃下将其浸入含有2g/l硫酸铜、5g/l氢氧化钠、50g/l柠檬酸钠和0.005ml/l甲醛的镀浴中10min。得到大约200

的铜层，在脱盐水中重新漂洗此铜层之后，将该基底浸入到各含有0.05g/l的钯颗粒和金颗粒的颗粒悬浮液中。金属颗粒的涂布量是0.4μg/cm2。
实施例7 在5％的盐酸中清洗PMMA基底2min，然后在脱盐水中漂洗，再浸入pH值2.5的含有0.02g/l亚锡离子的溶液中。在漂洗之后，在室温下将该基底浸入到含有0.005g/l银离子、0.02ml/l氨、0.05g/l氢氧化钾和0.0005ml/l甲醛的溶液中5min。这样就得到银含量为0.12μg/cm2的表面。在漂洗之后将其浸入含有0.005g/l钯和0.002g/l金的颗粒悬浮液。金属颗粒的涂布量是0.05μg/cm2。
实施例8 在40℃下，在12％的NaOH溶液中浸渍非织造聚酰亚胺基底10min。在脱盐水中重复漂洗之后，在室温下将其浸入到含有0.5g/l氯化亚锡的醇溶液中。在漂洗之后将其浸入如实施例3的铜浴中。得到2μg/cm2的铜层。在漂洗之后将其浸入到以悬浮液的总重量计含有1％的Pd和0.2％Au颗粒的悬浮液中。金属颗粒的涂布量是0.6μg/cm2。
实施例9 在40℃下用5％的NaOH清洗尼龙织物10min，在脱盐水中漂洗之后，在室温下将其浸入到pH值2.2的0.6g/l氯化亚锡溶液中15min。在此之后表面的银含量为0.8μg/cm2。在重新漂洗之后，将其浸入银浴中根据实施例2并然后将其浸入到含有1％Pd和0.05％Au颗粒的悬浮液中。金属颗粒的涂布量是0.12μg/cm2。
实施例10 在60℃下，在10％硝酸和3％氢氟酸的溶液中处理铝基底20min。在漂洗之后，将该基底浸入到酸化的3g/l氯化亚锡溶液中，并在重新漂洗之后浸入到按照实施例2的银浴中。在此步骤之后，在表面上得到大约8

的银。再次进行漂洗之后，将该基底浸入到含有1％的Pd和2％Au颗粒的悬浮液中。金属颗粒的涂布量是0.7μg/cm2。
实施例11 在氢氧化钠水溶液中刻蚀PTFE基底5min。在漂洗和干燥之后，在室温下将其浸入到含有0.7g/l氯化亚锡的溶液中20min。在漂洗之后将该基底浸入到含有0.2g/l硝酸银、0.5ml/l氨和浸入氢氧化钠直至pH值达10.5的镀浴中5min。在此步骤之后，在表面上得到大约2.2μg/cm2的银。在重新漂洗之后，在室温下将其浸入到含有3％的Pd和0.1％Au颗粒的悬浮液中5min。金属颗粒的涂布量是0.03μg/cm2。
实施例12 在室温下，在10％的硫酸和1％的氢氟酸中漂洗玻璃板15min。在漂洗之后将其浸入到1％的氟化亚锡溶液中，在重新漂洗之后再浸入到按照实施例2的银浴中。在此步骤之后，在表面上得到大约140

的银。在重新漂洗之后再将其浸入到含有1％钌和2％钯颗粒的悬浮液中。金属颗粒的涂布量是0.25μg/cm2 实施例13 在室温下将不锈钢基底浸入到15％硝酸和5％HF的溶液中30min，然后在脱盐水中漂洗。按照在实施例11中的各步骤继续此方法。金属颗粒的涂布量是0.9μg/cm2。
实施例14 在室温下，在18％硝酸和2％HF的溶液中清洗钛棒20分钟。如在实施例11中那样涂布给电子表面和金属颗粒。金属颗粒的涂布量是0.6μg/cm2。
权利要求
1.具有给电子表面的基底，其特征在于，在所述表面上存在有金属颗粒，所述金属颗粒由钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属构成，其中所述金属颗粒的量为从大约0.001至大约8μg/cm2。
2.按照权利要求1的基底，其中所述给电子表面是一层给电子材料，其涂布量为大约0.05至大约12μg/cm2。
3.按照权利要求2的基底，其中所述给电子层是与钯、金、钌、铑、锇、铱和铂中任何一种相比不那么贵的金属。
4.按照权利要求3的基底，其中所述给电子层是选自银、铜和锌。
5.按照权利要求1-4中任何一项的基底，其中所述基底是聚合物基底。
6.按照权利要求5的基底，其中所述聚合物基底选自乳胶、含有乙烯基基团的聚合物、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、聚酰胺和聚酰亚胺以及它们的混合物。
7.按照权利要求5的基底，其中所述聚合物基底选自天然聚合物、可降解聚合物、可食用聚合物、可生物降解聚合物、环境友好聚合物和医用级聚合物。
8.按照权利要求1-4中任何一项的基底，其中所述基底是金属。
9.按照权利要求8的基底所述金属选自不锈钢、医用级钢、钛、医用级钛、钴和铬以及它们的混合物。
10.按照权利要求1-4中任何一项的基底，其中所述基底选自玻璃、矿物、沸石、石头和陶瓷。
11.按照权利要求1-4中任何一项的基底，其中所述基底选自纸张、木材、纺织纤维、纤维、纤维素纤维、皮革、碳、碳纤维、石墨、聚四氟乙烯和聚对苯二甲酰对苯二胺。
12.按照权利要求1-11中任何一项的基底，其中所述基底具有颗粒的形状。
13.按照权利要求1-12中任何一项的基底，其中金属颗粒的量从大约0.01至大约4μg/cm2。
14.按照权利要求1-13中任何一项的基底，其中在所述金属颗粒中钯与非钯金属之比从大约0.01∶99.99至大约99.99∶0.01。
15.按照权利要求1-13中任何一项的基底，其中在所述金属颗粒中钯与非钯金属之比从大约0.5∶99.5至大约99.8∶0.2。
16.按照权利要求1-13中任何一项的基底，其中在所述金属颗粒中钯与非钯金属之比从大约2∶98至大约95∶5。
17.按照权利要求1-16中任何一项的基底，其中所述金属颗粒除了含有钯之外还包括金。
18.按照权利要求1-17中任何一项的基底，其中所述金属颗粒的平均颗粒度为大约
19.按照权利要求1-18中任何一项的基底，其中所述金属颗粒的平均颗粒度为大约
20.包括按照权利要求1-19中任何一项的基底的物体。
21.按照权利要求20的物体，其中所述物体是医疗器械。
22.按照权利要求20的物体，其中所述物体是一次性制品。
23.按照权利要求20的物体，其中物体是牙科用品。
24.在所述表面上具有含金属颗粒的给电子表面的基底，即按照权利要求1-19中任何一项的基底，在改变包括所述基底的物体上吸附蛋白质性能方面的用途，所述金属颗粒含有钯，其中所述金属颗粒的量从大约0.001至大约8μg/cm2。
25.在所述表面上具有含金属颗粒的给电子表面的基底，即按照权利要求1-19中任何一项的基底，在改变包括所述基底的物体上粘附细菌性能方面的用途，所述金属颗粒含有钯，其中所述金属颗粒的量从大约0.001至大约8μg/cm2。
26.在所述表面上具有含金属颗粒的给电子表面的基底，即按照权利要求1-19中任何一项的基底，在防止细菌生长方面的用途，所述金属颗粒含有钯，其中所述金属颗粒的量从大约0.001至大约8μg/cm2。
27.在所述表面上具有含金属颗粒的给电子表面的基底，即按照权利要求1-19中任何一项的基底，在延缓细菌形成集落性能方面的用途，所述金属颗粒含有钯，其中所述金属颗粒的量从大约0.001至大约8μg/cm2。
28.在所述表面上具有含金属颗粒的给电子表面的基底，即按照权利要求1-19中任何一项的基底，在防止细菌传播方面的用途，所述金属颗粒含有钯，其中所述金属颗粒的量从大约0.001至大约8μg/cm2。
29.在所述表面上具有含金属颗粒的给电子表面的基底，即按照权利要求1-19中任何一项的基底，在防止医院感染方面的用途，所述金属颗粒含有钯，其中所述金属颗粒的量从大约0.001至大约8μg/cm2。
30.按照权利要求1-19中任何一项的基底的制造方法，该方法包括如下步骤
a.从悬浮液中在所述基底上沉积金属颗粒；
b.漂洗所述基底；以及
c.干燥所述基底。
31.按照权利要求30的方法，该方法进一步包括在沉积金属颗粒之前，在所述表面上沉积给电子材料的步骤。
全文摘要
一种新型基底使得能够改变有关抗微生物性能的表面性能。所述基底具有给电子表面，其特征在于，在所述表面上具有金属颗粒，所述金属颗粒由钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属构成，其中所述金属颗粒的量为从大约0.001至大约8μg/cm2，建议此基底用于不同的用途，比如改变疏水性能、蛋白质吸附性能、细菌粘附性能以及防止细菌传播，以及特别是防止医院感染。
文档编号A61L2/238GK101184512SQ200680000664
公开日2008年5月21日 申请日期2006年11月16日 优先权日2006年4月7日
发明者M·奥尔兰德, B·索德瓦尔 申请人:防菌公司