[发明专利]制备抗微生物涂层的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年8月7日提交的美国临时专利申请第61/086,889号的权益，该临时申请被通过引用的方式以其整体并入本申请。

发明背景

发明领域

本发明涉及抗微生物涂层。更具体地，本发明涉及抗微生物涂层到基体的应用。

相关技术描述

银和银盐是已知的抗微生物剂，或者被称为杀生物剂。已发现，诸如金、锌、铜和铈的其他金属单独地或与银合用时也都具有抗微生物特性。这些和其他金属已经显示出提供抗微生物行为，即便在微量时，这是一种称为“微量作用的(oligodynamic)”特性。许多技术被用于将金属杀生物剂合并入材料或基体中以抑制微生物生长。

用于获得抗微生物表面的一种常规方法是将金属银(或其他微量作用的金属)直接沉积在基体的表面上，例如，通过气相涂层、溅射涂层或离子束涂层。然而，这些所谓的非接触沉积涂层技术有许多缺点，诸如差的粘附、缺乏涂层均匀性，以及需要特别的加工条件，诸如由于一些银盐的光敏感性需要避光制备。这些方法不是令人满意的，并且不能随着时间的流逝提供有效的、持续的抗微生物效应。

将银涂覆到基体上的另一种方法包括银从溶液中的沉积或电沉积。这些方法还具有包括以下的缺点：差的粘附、低的基体上的银提取(pick-up)、需要表面制备、以及与多步浸渍操作有关的高劳力成本，所述浸渍操作通常是产生涂层所必需的。粘附问题已经通过并入诸如金和铂金属的沉积剂和稳定剂或者通过在银化合物和基体表面间形成化学复合物来解决。然而，并入另外的组分增加了制备这种涂层的复杂性和成本。

获得抗微生物表面的另一种常规方法是将银、银盐或其他抗微生物化合物合并入聚合物基体材料。微量作用的金属可以以多种方式在物理上合并入聚合物基体。例如，银盐的液体溶液在聚合物制品形成前可以被浸渍、喷敷或涂刷到固体聚合物上，例如以小团形式。可选择地，银盐的固体形式可以与精细分割的或液化的聚合树脂混合，然后将其模压成制品或基体。可选择地，可以在聚合前，将微量作用的化合物与材料单体混合。

这些方法需要大量的微量作用的物质，并在基体或膜表面提供有限的抗微生物作用，因为微量作用的金属主要完全位于聚合物内，而不是在需要它的表面上。这种方法相对于使用的抗微生物剂的量仅提供了有限的抗微生物活性。微量作用剂颗粒的沉降的发生与颗粒的体积和密度有关。沉降带来组合物中微量作用剂的浓度不可预测的变化，这导致产生具有很小的或没有抗微生物活性的区域，特别是在基体或膜表面上。

合并杀生物剂的常规方法包括将颗粒分散入基底聚合物膜中。这些基底聚合物膜通常比平均的杀生物颗粒尺寸厚几百倍。这样产生的膜不像抗微生物表面那样有效，因为大量的杀生物颗粒完全或几乎完全地包裹在基底基体中，没有有用的效应。在这些现有技术方法中，杀生物颗粒在挤压出时被分散在聚合物膜中，因此不能移动到表面与周围环境中的湿气交换离子。实际上，通过包裹在膜内，这些颗粒被浪费。

获得其中杀生物剂定位并与它被施用的表面接触的抗微生物涂层或膜是理想的。获得在基体表面提供抗微生物抑制和预防的方法和膜是理想的。

发明概述

提供了产生具有抗微生物涂层的基体的方法。抗微生物涂层包含分散在涂层中的杀生物颗粒(可选择地称为杀生物剂或抗微生物剂)。带有杀生物剂的涂层应用到基体的厚度使得至少一些单独的杀生物颗粒延伸超出涂层表面并与环境接触。

还提供了抗微生物膜、叠层体或基体。膜、叠层体或基体具有基底聚合物膜、在基底聚合物膜至少一个表面上的涂层以及分散在涂层中的一种或多种杀生物剂，其中至少一些单独的杀生物颗粒在涂层固化时延伸超出涂层表面。

还提供了抑制固体表面上的微生物生长的方法。该方法包括将抗微生物膜施用到固体表面的步骤。抗微生物膜包含基底聚合物膜、在基底聚合物膜的至少一个表面上的涂层以及分散在涂层中的一种或多种杀生物剂。至少一些单独的杀生物颗粒在涂层固化时延伸超出涂层表面。这可以通过控制涂层相对于涂层中的杀生物剂的颗粒尺寸的厚度来实现。

通过控制涂层的厚度，可以控制暴露在表面上方的杀生物剂的量。现有方法失败地依赖于不规则的形状和定向以试图使杀生物剂突出在表面上方。相比之下，本发明的方法对杀生物剂在涂层表面的定位提供了精确得多的控制。