专利名称：具有内在杀菌性能的吸收性敷料及制作方法
发明的领域本发明涉及一种吸收性敷料，尤其是有抗菌剂附着在其上的高吸收性合成聚合物敷料。
发明的背景在用于伤口、尿失禁的尿布和月经垫的吸收性的敷料上，细菌的繁殖能导致严重的医疗并发症和社会的问题。例如，生长在尿失禁的尿布或月经垫上的细菌通常能产生强烈的、难闻的气味，这在社会上是不可接受的，而且会使人们改变他们的生活方式。传统的用于尿失禁和月经的吸收垫原本不具有杀菌性能。因此，避免细菌在吸收性敷料上生长的惟一的办法是经常更换它们，即便还没有达到垫的吸收量。在伤口敷料领域，急性伤口的细菌的感染和慢性皮肤伤口的感染是主要的临床问题，会造成很高的发病率，在严重情况下，有很高的死亡率。传统上，伤口的敷料被设计能吸收伤口液体，因而提供一个湿润的有利于伤口愈合的环境，然而，这样湿润的环境为细菌在敷料上生长创造了含有丰富营养的寄生地。生长在敷料上的细菌会渗入伤口，增加伤口感染的危险，或者对毒素做出反应，而能产生强烈的恶臭的气味。
为了致力于解决这些问题，在用敷料包扎伤口前，抗生素或消毒剂常常被局部地应用在伤口上。另外，局部试剂有时被直接应用在敷料的表面，为了控制恶臭的气味，有一些已知的敷料结合炭粉末去吸收产生恶臭气味的分子。对于一些应用而言，不希望抗菌剂的局部应用。例如，局部地用于伤口敷料的杀菌剂有渗进被处理的伤口的倾向。而且，许多抗微生物的药物，如碘酒，是毒害细胞的，如果重复的应用或在高浓度下将会延迟伤口的愈合。
美国专利No.5,045,322公开了一种含有硅烷抗微生物剂的单层(或接近单层)以共价键的方式和碱性的聚合物连接的超强吸收性的聚合物组成的组合物。这个组合物可以是薄片、条带、粉末、丝状、纤维、或薄膜状，而且可以以涂层的形式被施加到基底上。前面所述的组合物同传统的局部治疗体系相比较而言不易进入伤口。在此方面，所公开的组合物是对传统局部治疗体系的一种改进。然而，硅烷含有硅氧烷键，它可能会被由感染或细菌生长所产生的酸碱所分解。接下来，这些反应可能减弱或破坏在硅烷抗微生物剂和下面的聚合物间的键合。结果，抗微生物剂可能渗入伤口而且延迟伤口的愈合。
需要一种改进的抗微生物敷料的组合物，这个组合物含有的抗微生物剂在接触到感染或细菌繁殖所产生的酸碱时可以牢固地附着在超强吸收敷料上。除了减少抗微生物剂的脱离的可能性外，还希望为了能增加抗微生物剂有效性而提供增强敷料结构的表面积。
发明的概述本发明的目的是提供一种含有增加的表面积具有内在的杀菌性能的超强吸收敷料。
本发明的另一个目的是提供一种具有内在杀菌性能的超强吸收的敷料，它含有一种改进的杀菌的连接结构，其具有可抵抗由于接触如微生物生长期间所产生的酸碱而产生的降解作用。
这些和其它的目的可以通过本发明的具有内在杀菌聚合物的组合物实现。在一个最佳实施例中，组合物含有一个通过非硅氧烷键连接到它表面的四铵基团的聚合母体。例如，通过静电纺丝纤维状的合成聚合物形成磨损的纤维或丝而增加聚合母体的表面积。另外，通过控制溶剂和聚合物溶液的温度的选择，聚合物溶液可以被湿或干纺丝，产生一个粗糙的纤维表面。通过将四铵悬挂基团分子链连接到聚合母体的表面使附加的表面积的增加。连接可以通过诸如接枝和选择吸附的已知的技术来完成。
在本发明的另一个实施例中，在配离子的替代中，非离子杀菌分子被连接到聚合母体的表面。配离子在遇到相反电荷的离子时易于被中和。例如，带正电荷的四铵基团可以被出现在生理液体中的带负电荷的氯化物离子中和。由于这样的中和足以将敷料的杀菌性能降低到一个可接受的水平以下，非离子的表面基团可以优先选择。
最佳实施例的详细说明制造出一种新的抗菌聚合物的组合物，其具有增加的表面积，对包括尿、血液和伤口的生物液体具有超强吸收能力。
在本发明的一个最佳实施例中，组合物包括含有连接在聚合母体表面的四铵化合物的一个聚合母体。聚合母体是由许多以任何适合方式制作的亲水性的纤维或丝组成的。例如，可以通过湿或干纺来自纺丝溶剂的纤维状的合成聚合物制作适合的纤维或丝。这样得到的聚合物有超强吸收的能力。总的来说，每克聚合物吸收大约30-40克水的聚合物被认为是超强吸收剂。以这种方式制作的超强吸收聚合物的例子包括聚丙烯酸、聚环氧乙烷和聚乙烯醇。例如，众所周知的用丙酮溶剂纺丝聚环氧乙烷的方法。
具有重大意义的是，所制造的聚合母体有增加的表面积。增加聚合母体表面积改进了生物液体的吸收性能，并增加了与抗微生物的四铵化合物的结合的有效位点。抗微生物位点的的数量和密度的相应的增加增强了组合物杀死如细菌和病毒这样生物体的效能。
对于熟悉聚合物科学领域的人员而言，完成表面积修改有各种各样的方法。最好是，通过修改纺丝或浇铸方法完成表面面积强化。例如，静电纺丝是一个经修改的纺丝技术，当它从喷丝头出来时引起纤维磨损。另外，通过控制溶剂的类型和聚合物溶液的温度，聚合物溶液可以被湿或干纺丝以产生粗糙的纤维的表面。这项技术是众所周知的，而且已被应用在例如用于渗析的有粗糙孔的不均匀膜的制造。粗糙孔的尺寸主要是由沉淀的速度控制，而沉淀的速度是受溶剂相互作用的参数，温度等控制。
通过将抗微生物基团的链连接到每个聚合物纤维的外表面，聚合物组合物的表面面积被进一步增加了。最好是，四铵悬挂基团的分子链被制作成有至少有一个适合连接到纤维表面的端部。例如，通过把表面自由基建立为来自产生过氧化物(臭氧或微波)的起始位点以实现表面连接。另外，用一个可使基底聚合物膨胀的单体实现相互渗透的网络系统的表面结合。被连接的抗微生物链的结合有进一步增强组合物功能的益处。尤其是，被连接的抗微生物链延伸进入特定的生物溶液中和有害的细菌和病毒的生物体连接。和杀菌化合物的一个单层(或接近单层)被直接连接到纤维表面的已知的敷料化合物相比较，本发明的链状结构其功能象是从纤维表面相外延伸的手臂从而更有效地将抗微生物位点连接到有害的生物体上。最好是，通过将抗微生物的链直接接枝到基质表面或通过共聚物选择性吸附到基质表面以完成连接。
接枝技术在这个领域是众所周知的，例如，Yahaioui(硕士论文，佛罗里达大学，1986)介绍了用单体三甲基胺乙基异丁烯酸(trimethylammonium ethylmethacrylate)去接枝聚合一个修改的聚乙烯表面的四铵化合物。Yahaioui介绍了一种接枝技术，在这个技术中，等离子放电被用于创造能够激发合适的单体聚合的自由基。还可以采用合适的嵌段共聚物的选择性的吸附。
和通过共价键连接硅烷基团到碱性聚合物表面所取得的抗微生物结构的已知的组合物相比较，本发明包括了一种化学结构，它基于包含所有的碳-碳、碳-氧、和碳-氮主键的单体的聚合(例如，表面接枝)，诸如二烃基(dialkly)，己二烯(diallyl)，四铵化合物。因此，本发明的组合物产生了不易于与细菌生长所产生的酸碱反应的结构。如前所述，这样的反应能分解在基质和抗微生物基团之间的键合。在组合物被应用到伤口的敷料上的情况下，这样的分解会造成抗微生物剂从聚合母体脱离而进入伤口处。在某些情况下，这会产生延迟伤口愈合的不良的影响。
在本发明的另一个实施例中，阴离子抗菌基团被固定到超强吸收敷料的表面以改进敷料的抗菌效能。例如，四铵基团结合的正电荷能被出现在象尿和血浆的生理液体中的氯化物离子的负离子中和。在应用中，由于中和的程度将很大程度减少抗微生物剂的有效性，阴离子表面基团能被四铵基团取代。能被用于产生被固定的阴离子表面基团的化合物的例子包括三硝基甲苯-100(Triton-100)、非离子活性剂-20(Tween-20)和脱氧胆酸(deoxycholate)。例如，三硝基甲苯-100含有一个自由的羟基基团，它能被衍化成一个好的离去基团，如甲苯磺酰或氯化物，而且接着和碱处理的聚合物反应，如甲基纤维素，产生了表面被固定的非离子的表面活性剂。
二甲基二丙烯基铵氯化物是一个可以用于本发明的一个合适单体的例子。这个单体通常指DMDAC或DADMAC，被用于商业絮凝聚合物的制造中。三烷基(邻-苯乙烯)铵氯化物(trialkyl(p-vinylbenzyl)ammonium chloride)或邻-三烷基胺乙基苯乙烯单体(p-trialkylaminoethyl styrene)的衍生物也是适用的。一个这样的例子是三甲基(邻-苯乙烯)铵氯化物。这个单体的甲基基团能被其它的烷基基团取代而赋予希望得到的性能。另外，可以采用碱化的甲基丙烯酸酯(methacrylate-based)单体。然而，在酸和碱条件下，它们会以与已知技术的碱化硅烷处理的相似的方式遭受水解的不稳定性。因此，碱化的甲基丙烯酸酯不是优选的。
尽管本发明的最佳实施例已被说明和描述，显而易见，本发明并不是这样有限。在不脱离权利要求中所描述的本发明的精神和范围的情况下，大量的修改、变化、变动、取代和同等替代对于熟悉这一领域的人是可能的。
权利要求
1.一种用于吸收生物液体的敷料，包括一个具有增加的表面积的超强吸附聚合母体；和被非硅氧烷键连接到所述的聚合母体上的大量的抗微生物的化合物。
2.根据权利要求1中所述的敷料，其中所述的大量的抗微生物的化合物包括四铵化合物。
3.根据权利要求1中所述的敷料，其中所述的抗微生物的化合物包括末端连接到所述的聚合母体的链状结构。
4.根据权利要求1中所述的敷料，其中所述的大量的抗微生物的化合物是非离子化合物。
5.根据权利要求1中所述的敷料，其中所述的敷料包括卫生垫。
6.根据权利要求1中所述的敷料，其中所述的敷料包括止血塞。
7.根据权利要求1中所述的敷料，其中所述的敷料包括绷带。
8.一种制造具有内在抗微生物的吸收性敷料的方法，包括如下步骤(1)形成具有增加表面面积的超强吸收的合成的聚合母体；(2)将大量的抗微生物的化合物连接到所述的聚合母体的增加的表面积上。
全文摘要
一种用于制造伤口敷料、卫生巾、止血塞等具有抗菌特性的超强吸收聚合物敷料,它包括一种制作成增加的表面积的合成的聚合母体。抗菌化合物通过非硅氧烷键被连接于聚合母体表面。
文档编号A61F5/441GK1348346SQ99814229
公开日2002年5月8日 申请日期1999年12月8日 优先权日1998年12月8日
发明者克里斯托弗D·巴蒂奇, 格雷戈里S·舒尔茨, 布鲁斯A·马斯特, 格拉尔德M·奥尔德曼, 戴维·莱纳 申请人:奎克-麦德技术公司, 佛罗里达大学研究基金会公司