专利名称：抗菌组合物及其制备和使用方法
技术领域：
本发明涉及抗菌组合物及其制备和使用方法。
细菌污染的持续威胁和相关的对健康的影响已经使抗微生物解决方案成为普遍存在的工业和住宅清洁以及消毒方法的一部分。稀释含水洗涤剂在易感环境，比如医院，住宅厨房和浴室区域中在适合于细菌滋长和增殖的表面上没有显示出可检测到的细菌水平的降低。另一方面，氧化剂比如次氯酸盐和酚类组合物形成了相对短期(3-6小时)的细菌水平的显著降低。这常常由于这些表面的再使用而导致重新污染，需要频繁的消毒剂再应用。此外，必需在这些配制剂中引入相对高浓度的活性剂，以便获得广谱消毒。除了当与食品接触时的潜在危险以外，这些高浓度常常具有不希望有的副作用比如皮肤和眼睛刺激。因此，需要开发新型消毒配制剂，它可以长期在表面上提供持久的广谱微生物消毒，不用再应用，即使在与清洁溶液接触之后和在表面再使用之后。此外，希望在对使用者没有毒性问题的前提下获得消毒作用。
已经提出了当在涂料组合物、树脂模制品、纸和粘结剂中含有时能够显示抗菌活性的许多杀微生物剂。属于它们之列的是无机杀微生物剂。
大多数无机杀微生物剂是用各种方法将金属离子担载于其上以便显示抗微生物活性的无机化合物。通常担载金属离子的无机化合物的实例包括活性炭，磷灰石，沸石和各种磷酸盐。
含有担载了金属离子的无机杀微生物剂的组合物常常显示出不稳定性，这使它们在接触热和/或阳光时变色。因此，这些无机杀微生物剂常常引起引入了它们的体系遭受明显的颜色改变。因此，这些组合物的使用实际上局限于可以忍受这种明显颜色改变的体系。
Ohsumi等人在US专利No.5,698,229中提供了抑制这种变色的一种方法。Ohsumi等人公开了担载了银离子的无机化合物与下式的化合物的结合物 其中R1是氢或低级烷基和R2是氢或碱金属。
Zanini等人在US专利申请公开No.2003/0044447 A1中提供了抑制这种变色的另一种方法。Zanini等人公开了含有银和包括选自下列之中的单体的聚合物的抗菌接触透镜 和 由Zanini等人公开的接触透镜被宣称显示了比得上商购透镜的透明度。
虽然如此，对于显示了金属离子的积极抗菌活性，没有通常与引入了这些金属离子的组合物相关的不希望有的热和光稳定性问题的新型组合物存在着需求。
在本发明的第一个方面，提供了包括与聚合物配合的金属的抗微生物组合物，其中该金属选自铜，银，金，锡，锌，和它们的混合物，或者，该金属选自铜，银，金和它们的混合物，或者，该金属选自铜，银和它们的混合物，或者该金属是银；和其中该聚合物包括选自残基A，残基B，残基C和它们的混合物中的单体残基，前提是该聚合物含有不超过99.5wt％的残基B的单体残基，或者不超过99wt％的残基B的单体残基，或者不超过98wt％的残基B的单体残基，或者不超过95wt％的残基B的单体残基，或者不超过90wt％的残基B的单体残基；其中残基A是 其中残基B是 和其中残基C是 其中X选自具有从N、O和S中选择的至少一个杂原子的不饱和或芳族杂环；或者X选自具有至少一个杂N原子的不饱和或芳族杂环；c是0或1；或者c是0；R1选自H，CH3和-CO2R4；其中R4选自H，CH3，C2H5，C3-C24烷基；R2选自H，CH3，C2H5，苯基，-CH2CO2R5和-CO2R5；其中R5选自(I)-(V)，
(I)H； (III)-(CH2CH(R11)O)nH；(IV)-(CH2CH(R11)O)nCOCH2COCH3；和 其中R11选自H，甲基和苯基；n是1-20的整数，Y选自OH，SO3Z和X；其中Z选自H，钠，钾和NH4+；前提是，当该聚合物含有0wt％的残基B的单体残基和0wt％的残基C的单体残基时，R2是-CH2CO2R5或-CO2R5，R5是(V)和Y是X；R3选自H，甲基，苯基，磺化苯基，酚根，乙酸根，羟基，片段O-R1，其中R1如前面所定义，-CO2R12和-CONR6R7；其中R6和R7独立地选自H，甲基，乙基，C(CH3)2CH2SO3Z，其中Z如前面所定义，C3-C8烷基和合并的环结构，R12选自H，CH3，C2H5，C3-C24烷基；R8和R9独立地选自氢，甲基，乙基和C3-C4支化或直链烷基；或者R8和R9均是氢；R10选自C1-C8烷基，C2-C8链烯基，C6-C10不饱和无环，C6-C10环状，C6-C10芳族，氧化C2-C4亚烷基和聚(C2-C4亚烷基)b氧化物；其中b是2-20的整数；或者R10选自C2-C8支化和直链烷基。
在本发明的另一个方面，提供了包括与聚合物配合的金属的抗微生物组合物，其中该金属选自铜，银，金，锡，锌，和它们的混合物，或者，该金属选自铜，银，金和它们的混合物，或者，该金属选自铜，银和它们的混合物，或者该金属是银；和其中该聚合物包含至少0.5wt％交联剂和至少5wt％，或者至少75wt％，或者至少80wt％，或者至少85wt％，或者至少90wt％，或者至少95wt％的选自残基A、残基B、残基C和它们的混合物中的单体残基；其中残基A、残基B和残基C如前文所定义。
在本发明的另一个方面，提供了抗微生物制品，包括本发明的抗微生物组合物。
在本发明的另一个方面，提供了通过将本发明的抗微生物组合物引入到环境中，该抗微生物组合物抑制微生物在环境中的滋长的用途。
在本文和所附权利要求书中使用的术语“银”是指引入到本发明的抗微生物组合物中的银金属。虽然不希望受引入到抗微生物组合物中的银的氧化态(Ag0，Ag+，或Ag2+)的制约，但银可以通过在银溶液比如硝酸银在去离子水(“DI”)中的溶液中洗涤聚合物来加入到抗微生物组合物中。除了DI以外，还可以使用其它液体介质，比如水，含水缓冲溶液和有机溶液比如聚醚或醇。银的其它来源包括、但不限于乙酸银，柠檬酸银，碘化银，乳酸银，苦味酸银和硫酸银。在这些溶液中的银浓度可以在所需将已知量的银加入到抗微生物组合物中的浓度到饱和银溶液的范围内变化。
在本发明的另一个实施方案中，抗微生物组合物含有0.5-60wt％的金属；或者0.5-15wt％的金属；或者20-100,000ppm金属；或者至少20ppm金属；或者20-4,000ppm金属；或者20-1,500ppm金属；或者30-75ppm金属；或者至少50ppm金属。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物含有银。在该实施方案的一个方面，该抗微生物组合物含有0.5-60wt％银；或者0.5-15wt％银；或者20-100,000ppm银；或者至少20ppm银；或者20-4,000ppm银；或者20-1,500ppm银；或者30-75ppm银；或者至少50ppm银。
在本文和所附权利要求书中使用的术语“烷基”包括直链，支化和环状烷基。
在本文和所附权利要求书中使用的术语“链烯基”包括直链和支链链烯基。
适用于本发明的不饱和或芳族杂环包括例如具有一定不饱和度的5-7元杂环；具有选自N、O和S原子中的至少一个杂原子的芳族杂环；这些杂环的异构体和它们的结合物。另外，适合的杂环可以包括例如稠合在一起，形成具有至少一个N、O或S原子的更大的9-14元杂环的5-7元杂环；这些杂环的异构体和它们的结合物。适用于本发明的其它杂环包括与碳环稠合，形成更大的9-14元杂环的5-7元杂环。
在另一个实施方案中，本发明的抗微生物组合物包括含有选自下列之中的杂环基团的聚合物咪唑；噻吩；吡咯；噁唑；噻唑类和它们各自的异构体(例如噻唑-4-基，噻唑-3-基和噻唑-2-基)；四唑；吡啶；哒嗪；嘧啶，吡嗪；吡咯类；吲唑类；三唑类和它们各自的异构体(例如1，2，3-三唑和1，2，4-三唑)；和它们的结合物，比如咪唑1，2，3-三唑-1，2，4-三唑；苯并三唑；甲基-苯并三唑；苯并噻唑；甲基苯并噻唑；苯并咪唑和甲基苯并咪唑。在该实施方案的一个方面，本发明的抗微生物组合物包括含有选自咪唑、苯并三唑和苯并咪唑中的杂环基团的聚合物。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物包括含杂环的单体和不含杂环的单体。在该实施方案的一个方面，含杂环的单体与不含杂环的单体的比率是95∶5到5∶95；或者80∶20到20∶80；或者60∶40到40∶60。在该实施方案的一个方面，含杂环的单体是乙烯基咪唑。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物包括与银配合的含杂环的单体。在该实施方案的一个方面，含杂环的单体与银的重量比是95∶5到5∶95；或者90∶10到10∶90；或者80∶20到20∶80。在该实施方案的一个方面，银与含杂环的单体的摩尔比是10∶1到1∶10；或者4∶1到1∶4；或者2∶1到1∶2。在该实施方案的一个方面，含杂环的单体是乙烯基咪唑。
在本发明的另一个实施方案中，该聚合物包括0.5-60wt％交联剂，或者至少2wt％交联剂，或者至少5wt％交联剂，或者至少8wt％交联剂，或者至少10wt％交联剂。
适用于本发明的交联剂包括任何已知的交联材料，只要该抗微生物组合物的物理和化学稳定性基本上不受包含该交联材料的影响。适用于本发明的交联剂的实例包括、但决不限于二、三、四和更高的多官能化烯属不饱和单体，比如三乙烯基苯；二乙烯基甲苯；二乙烯基吡啶；二乙烯基萘；二乙烯基二甲苯；乙二醇二丙烯酸酯；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；二甘醇二乙烯基醚；三乙烯基环己烷；甲基丙烯酸烯丙酯(“ALMA”)；乙二醇二甲基丙烯酸酯(“EGDMA”)；二甘醇二甲基丙烯酸酯(“DEGDMA”)；丙二醇二甲基丙烯酸酯；丙二醇二丙烯酸酯；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(“TMPTMA”)；二乙烯基苯(“DVB”)；2，2-二甲基丙烷-1，3-二丙烯酸酯；1，3-丁二醇二丙烯酸酯；1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯；1，4-丁二醇二丙烯酸酯；二甘醇二丙烯酸酯；二甘醇二甲基丙烯酸酯；1，6-己二醇二丙烯酸酯；1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯；三丙二醇二丙烯酸酯；三甘醇二甲基丙烯酸酯；四甘醇二丙烯酸酯；聚乙二醇200二丙烯酸酯；四甘醇二甲基丙烯酸酯；聚乙二醇二甲基丙烯酸酯；乙氧基化双酚A二丙烯酸酯；乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯；聚乙二醇600二甲基丙烯酸酯；聚(丁二醇)二丙烯酸酯；季戊四醇三丙烯酸酯；三羟甲基丙烷三乙氧基三丙烯酸酯；甘油基丙氧基三丙烯酸酯；季戊四醇四丙烯酸酯；季戊四醇四甲基丙烯酸酯；二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯；二乙烯基硅烷；三乙烯基硅烷；二甲基二乙烯基硅烷；二乙烯基甲基硅烷；甲基三乙烯基硅烷；二苯基二乙烯基硅烷；二乙烯基苯基硅烷；三乙烯基苯基硅烷；二乙烯基甲基苯基硅烷；四乙烯基硅烷；二甲基乙烯基二硅氧烷；聚(甲基乙烯基硅氧烷)；聚(乙烯基氢化硅氧烷)；聚(苯基乙烯基硅氧烷)和它们的混合物。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物包括用选自甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)；乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)；二甘醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)和二乙烯基苯(DVB)中的交联剂制备的聚合物。在该实施方案的一个方面，该抗微生物组合物包括用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)制备的聚合物。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物所包含的聚合物具有小于200nm；或者小于50nm；或者1-10nm；或者小于10nm；或者1-8nm；或者小于5nm的平均粒度。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物所包含的聚合物具有小于500,000；或者小于100,000；或者小于50,000；或者500-5,000的分子量。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物是光稳定的。在该实施方案的一个方面，在本发明的抗微生物体系长期曝露于可见光谱中的光时，该抗微生物体系的亨特L、a、b和L*a*b*(CIELAB)的各值具有小于3的系数；或者小于2的系数的由这种曝露所导致的改变。关于亨特色值试验方法的描述，参阅Billmeyer，Jr.等人，PRINCIPLES OF COLOR TECHNOLOGY，John Wiley & Sons，2ED(1981)。
在本文和所附权利要求书中使用的术语“长期曝露”是指至少24小时的断续曝露时间；或者至少1周的断续曝露时间；或者至少1年的断续曝露时间；或者至少2年的断续曝露时间；或者至少5年的断裂曝露时间。在本文和所附权利要求书中使用的术语“断续曝露时间”是指一段时间，在此期间，对可见光谱中光的曝露是不恒定的。24小时的断续曝露时间的实例是从黎明到黎明的环境室外光周期。
本文和所附权利要求书中使用的术语“抗微生物体系”包括本发明的任何抗微生物组合物，本发明的任何抗微生物制品和引入了本发明的抗微生物组合物的任何环境。
术语“抗微生物制品”是指具有一个或多个下列性能的制品-抑制细菌或其它微生物在制品上的附着，抑制细菌或其它微生物在制品上的滋长，和杀死在制品的表面上或在从制品延伸的范围内的细菌或其它微生物(下文共同称之为“微生物产生”)。本发明的微生物制品抑制微生物产生达至少25％；或者，本发明的抗微生物制品显示了微生物菌落形成单位/mL的至少1个对数级的减少(≥90％抑制)；或者，本发明的抗微生物制品显示了微生物菌落形成单位/mL的至少2个对数级的减少(≥99％抑制)；或者，本发明的抗微生物制品显示了微生物菌落形成单位/mL的至少6个对数级的减少(≥99.9％抑制)。这些微生物包括、但不限于出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)，蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)，苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)，球毛壳(Chaetomium globosum)，产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)，大肠埃希氏菌(Escherichia coli)，绿粘帚霉(Gliocladtum virens)，肺炎克雷伯氏菌(KlebsiellaPneumoniae)，嗜肺军团菌(Legionella pneumpophila)，单核细胞增生利斯特氏菌(Listeria Monocytogenes)，结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)，牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonasgingivalis)，奇异变形菌(Proteus mirabilis)，普通变形菌(Proteus vulgaris)，铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，鸡沙门氏菌(Salmonellagallinarum)，鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)，金黄色葡萄球菌(Staphyiococcus aureus)，表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)，无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)，粪肠球菌(Streptococcus faecalis)，变异链球菌(Streptococcus mutans)，Trycophyton malmsten，副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)，葡萄状穗霉属(Stachybotrys)，黑曲霉(Aspergillus niger)，白色念珠菌(Candida albicans)和绳状青霉(Penicillium funiculosum)。
在本发明的另一个实施方案中，该抗微生物组合物是热稳定的。在该实施方案的一个方面，在本发明的抗微生物体系接触至少120℃，或者至少150℃，或者至少200℃，或者至少300℃的高温达至少3分钟的时间时，该抗微生物体系的亨特L、a、b和L*a*b*(CIELAB)的各值具有小于3的系数(factor)；或者小于2的系数的由这种接触所导致的改变。
本发明的抗微生物组合物可以在各种各样的制品中使用，以便提供显示持续的抗微生物活性的抗微生物制品，例如(i)医疗制品，包括绷带，透皮药物输送系统，导管，心瓣膜，起搏器引线，缝合环，饲管，整形外科植入物和小的关节置换物；(ii)食品包装材料，包括纸板箱，塑料或者纸食物包裹物和饮料容器；(iii)食品设备，包括电冰箱，洗碗机，自动售货机，制冰设备，饭店设备和厨房用具；(iv)食品加工设备，包括砧板，柜台面，食物输送机和加工容器；(v)运输设备，包括汽车内件，飞行器客舱，火车客舱和地铁车辆内件；(vi)个人护理产品，包括牙刷和睫毛油刷子/涂药器。
本发明的抗微生物组合物可以引入到遭受微生物侵袭的各种环境中，以提供持久的广谱抗微生物活性。适用于本发明的典型环境例如包括塑料，乳液，分散体，油漆，胶乳，涂料，建筑产品(比如厚浆涂料，填缝剂和密封剂)，建筑粘合剂(比如陶瓷粘合剂，地毯背衬粘合剂，和层压粘合剂)，工业或消费品粘合剂，照相药品，印刷流体，家用产品(比如浴室消毒剂或卫生洗涤剂)，化妆品和梳妆用具，香波，皂，洗涤剂，工业消毒剂或卫生洗涤剂(比如冷杀菌剂和硬表面消毒剂)，地板蜡，洗衣漂洗水，金属加工液体，输送机润滑剂，液压用液体，皮革和皮革产品，纺织品，纺织成的产品，木材和木制品(比如胶合板，刨花板，碎木板，叠层梁，取向线材板，硬纸板和碎料板)，石油加工液体，燃料，油田液体(比如注射水，压裂液和钻探泥浆)，农艺辅料防腐剂，表面活性剂防腐剂，诊断试剂防腐剂和过滤介质。
在另一个实施方案中，本发明的抗微生物组合物可以沉积在基材的表面上，形成抗微生物层。
在另一个实施方案中，本发明的抗微生物组合物可以在聚合物铸塑抗微生物制品的制备中使用。例如，本发明的抗微生物组合物可以引入到本体聚合原料流中，随后铸塑成方向盘。
在另一个实施方案中，本发明的抗微生物组合物可以引入到载体或赋形剂中，提供局部用抗菌或消毒溶液或喷剂。
在另一个实施方案中，本发明的抗微生物组合物可以加入到用于补救目的的环境中。例如，本发明的抗微生物组合物可以加入到生物污染的配制剂中，用于补救这种污染的配制剂。
在另一个实施方案中，本发明的抗微生物组合物可以任选地包括一种或多种抗微生物剂，前提是该抗微生物组合物的物理和化学稳定性基本上不受这种引入的影响。适用于本发明的抗微生物剂例如包括3-异噻唑酮类；3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯；2-溴-2-硝基丙二醇；戊二醛；2-正辛基-3-异噻唑酮；2-吡啶硫醇-1-氧化钠；对羟基苯甲酸烷基酯；三(羟甲基)硝基甲烷；二羟甲基-二甲基-乙内酰脲；苯并异噻唑酮；和2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯基醚。
在另一个实施方案中，本发明的抗微生物组合物可以任选地包括一种或多种消毒剂，前提是抗微生物组合物的物理和化学稳定性基本上不受这种引入的影响。适用于本发明的消毒剂例如包括季铵消毒剂和酚类消毒剂。
现在将在以下实施例中详细描述本发明的一些实施方案。在以下实施例中给出的所有份量和百分率均按重量计，除非另有规定。
实施例1-4聚合物产物的制备使用下列方法制备聚合物产物(a)将异丙醇(515g，99wt％)加入到安装了搅拌器、滴液漏斗和冷凝器的1L釜内；(b)在恒定的缓和搅拌的同时，将釜的内容物加热到80℃；(c)对于实施例1-4的每一个，用2小时的时间将具有在表1中给出的组成的混合物缓慢地滴加到釜内，同时在恒定的缓和搅拌下保持釜的内容物的温度在80℃；(d)在恒定的缓和搅拌下，(c)的产物在80℃保持30分钟的时间；(e)将在异丙醇(5g，99wt％)中的过新戊酸叔戊基酯(2g)加入到(d)的产物中；(f)在恒定的缓和搅拌下，将(e)的产物在80℃下保持30分钟的时间；
(g)将在异丙醇(5g，99wt％)中的过新戊酸叔戊基酯(2g)加入到(f)的产物中；(h)在恒定的缓和搅拌下，将(g)的产物在80℃下保持30分钟的时间；(i)将在异丙醇(5g，99wt％)中的过新戊酸叔戊基酯(2g)加入到(h)的产物中；(j)在恒定的缓和搅拌下，将(i)的产物在80℃下保持30分钟的时间；(k)除去加热源，让(j)的产物冷却到室温；和(l)在真空下从(k)的产物中除去异丙醇，留下聚合物产物。
表I
实施例5银与交联的含咪唑的聚合物的配合物的制备如下所示制备银配合物(a)将由实施例1获得的聚合物产物的均匀样品(3g)分散在去离子水(17g)中；(b)在搅拌下，将乙醇(17g，95wt％)加入到(a)的产物中；(c)在搅拌下，将硝酸银(在5g的去离子水中的0.44g AgNO3)的水溶液加入到(b)的产物中，形成了白色沉淀；(d)在搅拌下将氢氧化铵水溶液(4.4g的5wt％溶液)加入到(c)的产物中，形成含有0.53wt％银的产物透明浅黄色溶液。
实施例6对照物的制备如下所示制备不含银的配合物(a)将由实施例1获得的聚合物产物的均匀样品(9g)分散在去离子水(51g)中；(b)在搅拌下，将乙醇(51g，95wt％)加入到(a)的产物中；(c)在搅拌下将氢氧化铵水溶液(12.3g的5wt％溶液)加入到(b)的产物中，形成产物不含银的配合物。
实施例7银与含咪唑的聚合物的配合物的制备如下所示制备银配合物(a)将由实施例3(15g)获得的聚合物产物的均匀样品与去离子水(85g)和氢氧化铵水溶液(15g，10wt％)混合；(b)在搅拌下将硝酸银水溶液(在10g去离子水中的2.2g AgNO3)加入到(a)的产物中，形成了浑浊的浅黄色溶液；(c)过滤(b)的产物，留下了含有0.62wt％银的透明浅黄色滤液。
实施例8银与含吡咯烷酮的聚合物的配合物的制备如下所示制备银配合物(a)将由实施例4(16.5g)获得的聚合物产物的均匀样品与去离子水(6.2g)混合；(b)在搅拌下将异丙醇(6g)和氢氧化铵水溶液(15g，10wt％溶液)加入到(a)的产物中；(c)在搅拌下，将硝酸银水溶液(在10g去离子水中的2.2g AgNO3)加入到(b)的产物中，形成了含有0.63wt％银的产物无色透明溶液。
实施例9银与交联的含咪唑的聚合物的配合物的制备(不用氨)如下所示制备银配合物(a)将由实施例1获得的聚合物产物的均匀样品(3.7g)分散在去离子水(6.2g)中；(b)在搅拌下将异丙醇(6g，99wt％)和2-氨基-2-甲基丙醇(1.5g)加入到(a)的产物中；(c)在搅拌下将硝酸银水溶液(在2g去离子水中的0.7g AgNO3)加入到(b)的产物中，形成含有2.2wt％银的产物浅黄色溶液。
实施例10银与交联的含咪唑的聚合物的配合物的制备(用氨)如下所示制备银配合物(a)将由实施例1获得的聚合物产物的均匀样品(3g)分散在去离子水(17g)中；(b)在搅拌下将乙醇(20g，95wt％)加入到(a)的产物中；(c)在搅拌下将硝酸银水溶液(在2g去离子水中的0.2g AgNO3)加入到(b)的产物中，形成树胶状白色沉淀；(d)在搅拌下将氢氧化铵水溶液(1.7g的14wt％溶液)加入到(c)的产物中，形成含有0.31wt％银的产物透明浅黄色溶液。
实施例11银与交联的含咪唑的聚合物和聚乙烯基吡咯烷酮的配合物的制备如下所示制备银配合物(a)将由实施例1获得的聚合物产物的均匀样品(3g)分散在去离子水(17g)中；(b)在搅拌下将乙醇(20g，95wt％)加入到(a)的产物中；(c)在搅拌下将硝酸银水溶液(在2g去离子水中的0.2g AgNO3)加入到(b)的产物中，形成白色沉淀；
(d)在搅拌下将聚乙烯基吡咯烷酮(0.4g)加入到(c)的产物中，形成含有0.32wt％银的产物透明浅黄色溶液。
实施例12使用实施例5和8的产物形成的薄膜的稳定性在载玻片上拉伸实施例5的产物，形成薄膜。类似地在单独的载玻片上拉伸实施例8的产物，形成透明无色薄膜。让这些薄膜在载玻片上在室温下干燥过夜。第二天，将具有透明无色薄膜的载玻片放置在窗台上，曝露于自然阳光60天的时间。在60天时间的末尾，由实施例5的产物制备的薄膜保持透明和无色。然而，由实施例8的产物制备的薄膜显示了深的红黑色外观。
实施例13-16用于处理非织造织物的含银乳液的制备使用下列工序用在表II中所列举的各自用量来制备用于处理非织造织物的含银乳液(a)将含丙烯酸类聚合物的胶乳乳液与去离子水混合；(b)在搅拌下将由实施例5获得的聚合物产物的均匀样品加入到(a)的产物中，形成含有在表II中所示浓度的银的产物配制剂。
表II
作为RhoplexTMNW-1845K购自宾夕法尼亚州费城的Rohm andHaas Company的含丙烯酸类聚合物的胶乳T作为RhoplexTMB-15j购自宾夕法尼亚州费城的Rohm and HaasCompany的含丙烯酸类聚合物的胶乳实施例17-18用于处理非织造织物的不含银的乳液的制备使用下列工序用在表III中所列举的各自用量来制备用于处理非织造织物的不含银的乳液(a)将含丙烯酸类聚合物的胶乳乳液与去离子水混合。
表III
作为RhoplexTMNW-1845K购自宾夕法尼亚州费城的Rohm andHaas Company的含丙烯酸类聚合物的胶乳T作为RhoplexTMB-15j购自宾夕法尼亚州费城的Rohm and HaasCompany的含丙烯酸类聚合物的胶乳实施例19用于处理非织造织物的不含银的乳液的制备使用下列工序制备用于处理非织造织物的不合银的乳液(a)将去离子水(867.2g)与含有丙烯酸类聚合物的胶乳乳液(113.6g的购自宾夕法尼亚州费城的Rohm and Haas Company的RhoplexTMNW-1845K)混合；(b)在搅拌下将由实施例6获得的聚合物产物的均匀样品(19.2g)加入到(a)的产物中，形成含有0ppm银的产物配制剂。
实施例20含银的薄膜的消毒效力让ATCC 6538菌株的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)在生长培养基(肉汁)中生长，在37℃下培养。两组显微镜盖玻片用10μl的含有大约1×106细菌/平方英寸的显微镜盖玻片的接种物接种。然后将显微镜盖玻片在37℃下干燥30-40分钟。一组显微镜盖玻片然后通过在其上喷涂稀释至90ppm银的实施例10的产物溶液的样品来处理。另一组显微镜盖玻片然后通过在其上喷涂稀释至90ppm银的实施例11的产物溶液的样品来处理。通过将显微镜盖玻片放置在Dey-Engley中和肉汤(Neutralizing Broth)(“D/E介质”)中来复原幸存细菌，以便测定生长-无生长。也就是说，在37℃下在48小时之后观测D/E介质的浑浊度。浑浊度是细菌生长的指征。通过使用标准营养琼脂的存活平板计数来测定在处理的显微镜盖玻片上的继续生长的程度。这些分析的结果在表IV中提供，结果证明，在接触24小时之后，由实施例10和11获得的稀释产物溶液杀死了＞99.99％的处理细菌。
表IV
实施例21含银的薄膜的卫生处理效力两组显微镜盖玻片用含银的薄膜预处理。具体地说，在一组显微镜盖玻片上用实施例10的产物溶液(用去离子水稀释至90ppm银)喷涂薄膜。在另一组显微镜盖玻片上用实施例11的产物溶液(用去离子水稀释至90ppm银)喷涂薄膜。
让ATCC 6538菌株的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)在生长培养基(肉汁)中生长，在37℃下培养。两组预处理的显微镜盖玻片用10μl的含有大约1×106细菌/平方英寸的显微镜盖玻片的接种物接种。然后让显微镜盖玻片经历水冲洗、磨蚀和再接种的多个周期。在各洗涤周期之后如实施例21所述测定微生物存活率。在各种情况下，处理样品的效力与对照种群比较，以计及由于冲洗和磨蚀工序导致的死亡。在冲洗和磨蚀之后对照样品显示了低于104群落/玻片的试验被认为是无效的。结果在表V中提供，证明了由实施例10和11获得的稀释产物溶液拉伸的薄膜的抗微生物活性在4个连续冲洗/磨蚀周期之后没有减小。
表V
实施例22含有银的非织造聚酯织物的制备将称重的几件1oz/yd2的点粘结聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)网幅通过进入实施例13、14、15、16、17、18或19之一的聚合物产物溶液来进行浸轧(pad)处理。通过用2巴的压力让该网幅经过辊隙来从该网幅中挤压出过量的聚合物产物溶液。样品然后在149℃下干燥2分钟。
实施例23实施例22的处理非织造聚酯织物的银含量分析通过下列工序分析实施例22的干燥的处理织物样品的银含量(a)将0.5g的等份干燥织物材料称量到石英烧杯内，用Teflon表面玻璃覆盖；(b)将浓硫酸(10ml的痕量金属级)加入到(a)中；(c)然后将石英烧杯放置在电热板上；(d)缓慢地加热，以烧焦石英烧杯的内容物；(e)然后通过滴加硝酸(痕量金属级)来氧化石英烧杯内的溶液，直到形成透明溶液为止；
(f)让(e)的透明溶液冷却；(g)冲洗Teflon表面玻璃和石英烧杯的侧面，将冲洗物料保留在石英烧杯中；(h)加热石英烧杯及其内容物，以便蒸发出溶液，直到在石英烧杯内剩下大约1ml为止；(i)用微孔水将(h)的产物补充到25ml；和(j)然后使用Perkin Elmer 4300 DV分光计分析(i)的产物的样品。
由参考材料制备系列银校准标准，以便分类在测试样品中发现的浓度。用于分析的分析谱线是轴向模式的328.068nm。试验样品的银含量分析的结果在表VI中提供。
表VI
实施例24实施例22的处理的非织造聚酯织物的拉伸强度对于下列各条件干、用水润湿和在异丙醇中润湿，使用英斯特朗机器(Instron)在纵向(MD)和横向(CD)上测定实施例22的处理的非织造聚酯织物的拉伸强度。将润湿样品浸渍在溶剂中达30分钟的时间，在通过之后从溶剂中取出时立即用具有2英寸间隙(gap)设置、12in/min十字头速度和100lb测力仪设置的英斯特朗机器测试。结果提供在表VII中。
表VI
实施例25实施例22的处理的非织造聚酯织物的颜色使用具有发自脉冲氙弧光源的双向照明，45度照射角和0度观察器角度与25mm测量面积的Minolta Chroma Meter CR-331测定实施例22的处理的非织造聚酯织物的颜色。实际测量使用Black Lenata卡作为背衬在由实施例22得到的4层处理的非织造聚酯织物样品上进行。结果在表VIII中提供。注意，在表VIII中报道的值表示在样品的表面上的三个不同点的每一个所记录的三个读数的平均值。
表VIII
L＝浅/深；范围是0-100，越接近100越白。
a＝红/绿；范围是-∞到+∞，负值越大越红。
b＝黄/蓝；范围是-∞到+∞，负值越大越蓝。
1.资料与方法1.1临床资料所有病例来自我院眼科白内障专科门诊。观察病例为老年性白内障肝肾不足型，其症状有视物模糊、目涩畏光、头晕耳鸣、腰膝酸软、夜尿频频等。收集病例中具备其中1-2种症状者，即作为纳入病例。视力均为矫正视力，已除外屈光不正影响因素。各组的性别、年龄、病程比较见表1。
表1项各组的性别、年龄、病程比较见表
治疗组在性别、年龄以及病程方面与对照组比较，经t检验P＞0.05，无显著性差异，治疗组与对照组具有可比性。
1.2诊断标推按全国高等医学院校《眼科学》、《中医眼科学》有关章节①45岁以后；②双眼先后发生晶状体混浊，视力逐渐减退，眼前出现固定不动黑点，或单眼复视；②散大瞳孔经彻照和裂隙灯显微镜检查晶状体皮质混浊。混浊程度具体分4度I度为皮质内有空泡、板层分离、水裂隙及成人核浮雕；II度为楔状混浊<p>表X
无生长接触区(“NGCA”)标识常规地用于细菌试验。细菌生物体常常在样品本身上难以测定。因此，紧接样品下方的区域用于检验细菌生长。当在紧接样品下方没有检测到细菌菌落时，指示NGCA标识。
￡生长接触区域(“GCA”)标识常规地用于细菌试验。当在紧接样品下方检测到细菌菌落时，指示GCA标识。
实施例28实施例22的处理的非织造聚酯织物的制菌活性使用AATCC方法100-1993测定实施例22的处理的非织造聚酯织物的制菌活性。通过让1.0ml的试验细菌的稀释培养物(105生物体)与灭菌样品直接接触来定量地评价试验样品的制菌活性。在37℃和100％相对湿度下培养24小时之后，样品用无菌letheen肉汤稀释，通过标准平板计数测定存活生物体的数目。通过与在0接触时间下复原的生物体的数目相比较来计算减少百分率。这些分析的结果在表XI中提供。
表XI
实施例29实施例22的处理的非织造聚酯织物的抗真菌活性实施例22的处理的非织造聚酯织物的抗真菌活性使用AATCC方法30-1989来测定。将试验样品置于非营养无机盐琼脂上，用黑曲霉(Aspergillus niger)的真菌孢子悬浮液接种。在28℃下培养14天之后，通过使用下列标准目测评定在试验样品上生长的程度来评价抗真菌活性无生长 (NG)痕量的生长(低于10％覆盖率) (TG)轻度生长(10-30％覆盖率) (LG)中度生长(30-60％覆盖率) (MG)重度污染(至少60％覆盖率) (HG)试验的结果在表XII中提供。
表XII
权利要求
1.包括与聚合物配合的金属的抗微生物组合物，其中该金属选自铜，银，金，锡，锌，和它们的混合物；和其中该聚合物包括选自残基A，残基B，残基C和它们的混合物中的单体残基，前提是该聚合物含有不超过99.5wt％的残基B的单体残基；其中残基A是 其中残基B是 和其中残基C是 其中X是具有选自N、O和S中的至少一个杂原子的不饱和或芳族杂环；c是0或1；R1选自H，CH3和-CO2R4；其中R4选自H，CH3，C2H5，C3-C24烷基；R2选自H，CH3，C2H5，苯基，-CH2CO2R5和-CO2R5；其中R5选自(I)-(V)，(I)H； (III)-(CH2CH(R11)O)nH；(IV)-(CH2CH(R11)O)nCOCH2COCH3；和 其中R11选自H，甲基和苯基；n是1-20的整数，Y选自OH，SO3Z和X；其中Z选自H，钠，钾和NH4+；前提是，当该聚合物含有0wt％的残基B的单体残基和0wt％的残基C的单体残基时，R2是-CH2CO2R5和-CO2R5，R5是(V)和Y是X；R3选自H，甲基，苯基，磺化苯基，酚根，乙酸根，羟基，片段O-R1，其中R1如前面所定义，-CO2R12和-CONR6R7；其中R6和R7独立地选自H，甲基，乙基，C(CH3)2CH2SO3Z，其中Z如前面所定义，C3-C8烷基和合并的环结构，R12选自H，CH3，C2H5，C3-C24烷基；R8和R9独立地选自氢，甲基，乙基和C3-C4烷基；R10选自C1-C8烷基，C2-C8链烯基，C6-C10不饱和无环，C6-C10环状，C6-C10芳族，氧化C2-C4亚烷基和聚氧化(C2-C4亚烷基)b；其中b是2-20的整数。
2.权利要求1的组合物，其中该聚合物进一步包括至少2wt％交联剂。
3.权利要求1的组合物，其中该聚合物具有小于10nm的平均粒度。
4.权利要求1的组合物，其中抗微生物组合物含有至少50ppm银。
5.权利要求1的组合物，其中该聚合物包括含杂环的单体和不含杂环的单体的共聚物。
6.权利要求5的组合物，其中含杂环的单体与不含杂环的单体的比率是95∶5到5∶95。
7.权利要求1的组合物，其中抗微生物组合物包括与银配合的乙烯基咪唑共聚物。
8.抗微生物制品，包括根据权利要求1的抗微生物组合物。
9.根据权利要求1的抗微生物组合物用于通过将抗微生物组合物引入到环境中来抑制微生物在环境中的生长的用途。
10.抗微生物组合物，包括与聚合物配合的金属，其中该金属选自铜，银，金，锡，锌和它们的混合物；和其中该聚合物包括至少0.5wt％交联剂和至少75wt％的选自残基A、残基B和残基C和它们的混合物中的单体残基其中残基A是 其中残基B是 和其中残基C是 其中X是具有选自N、O和S中的至少一个杂原子的不饱和或芳族杂环；c是0或1；R1选自H，CH3和-CO2R4；其中R4选自H，CH3，C2H5，C3-C24烷基；R2选自H，CH3，C2H5，苯基，-CH2CO2R5和-CO2R5；其中R5选自(I)-(V)，(I)H； (III)-(CH2CH(R11)O)nH；(IV)-(CH2CH(R11)O)nCOCH2COCH3；和 其中R11选自H，甲基和苯基；n是1-20的整数，Y选自OH，SO3Z和X；其中Z选自H，钠，钾和NH4+；前提是，当该聚合物含有0wt％的残基B的单体残基和0wt％的残基C的单体残基时，R2是-CH2CO2R5和-CO2R5，R5是(V)和Y是X；R3选自H，甲基，苯基，磺化苯基，酚根，乙酸根，羟基，片段O-R1，其中R1如前面所定义，-CO2R12和-CONR6R7；其中R6和R7独立地选自H，甲基，乙基，C(CH3)2CH2SO3Z，其中Z如前面所定义，C3-C8烷基和合并的环结构，R12选自H，CH3，C2H5，C3-C24烷基；R8和R9独立地选自氢，甲基，乙基和C3-C4烷基；R10选自C1-C8烷基，C2-C8链烯基，C6-C10不饱和无环，C6-C10环状，C6-C10芳族，氧化C2-C4亚烷基和聚氧化(C2-C4亚烷基)b；其中b是2-20的整数。
全文摘要
本发明公开了抗微生物组合物及其制备和使用方法。所公开的抗微生物组合物提供了持久、广谱的抗微生物活性。该抗微生物组合物可以用于制备抗微生物制品。该抗微生物组合物还可以用于通过将这些组合物引入到遭受微生物侵袭的环境中来抑制微生物的生长。
文档编号C11D3/48GK1679400SQ20051006484
公开日2005年10月12日 申请日期2005年4月7日 优先权日2004年4月8日
发明者T·戈施, B·温斯坦 申请人:罗姆和哈斯公司