[发明专利]用于减少有毒空气污染组分的吸入的组合物

说明书

相关申请的引证

本申请要求于2016年4月5日提交的美国临时专利申请62/390,664的优先权。

技术领域

本发明涉及使空气中的污染物失活(钝化，inactivating)的组合物，以及更具体地涉及可以应用于在面罩或过滤器中使用的纺织品的组合物。

背景技术

空气污染是主要的公共卫生危害，促使世界范围内每年几百万人早亡。空气污染直接促进心血管和呼吸疾病，并可以触发或加剧哮喘和过敏发作，且已经发现其损害儿童的大脑和肺的发育。空气污染包括若干类有毒成分。作为公共健康危害的空气污染的最重要的组分是颗粒物质和氧化气体，尤其是二氧化氮、二氧化硫和臭氧。在一些环境中代表健康危害的其它空气污染成分包括燃烧产物，包括一氧化碳和致癌多环芳烃(PAH)；包括甲醛的挥发性有机化合物(VOC)；无机挥发物如汞蒸汽、氨；过敏原；和有气味的物质如硫化氢和巯基化合物。

空气污染的健康风险的大量分析集中在颗粒物质、尤其是具有2.5微米或更小(PM 2.5)数量级直径的颗粒上，因此该尺寸范围内的颗粒比其它尺寸的颗粒被更深入地吸入到气道和肺脏中。颗粒物质可以包含毒素或致癌物，并也可以通过递送刺激巨噬细胞或嗜酸性粒细胞的过敏原或刺激物诱导气道中炎症反应。

除颗粒物质之外，对非颗粒化合物、特别是氧化气体、尤其是二氧化氮、二氧化硫和臭氧作为空气污染中的有害成分获得了认知。当将空气用作氧化剂时，这些氧化气体由燃料燃烧产生并特别在城市环境中聚集。内燃机，特别地柴油发动机和化石燃料燃烧发电是原始来源。在封闭空间中，用包括木材、丙烷、丁烷和天然气的燃烧燃料烹饪是二氧化氮的显著来源。

氧化气体可以与呼吸道和心血管系统中的细胞上的蛋白质、脂质和其它类别的分子反应。

二氧化氮是构成城市或工业区上方的空气污染中的烟雾的外观的棕色气体。当作为危险因素检查二氧化氮时，可归因于空气污染的总年度死亡数几乎是之前推测的两倍高，之前推测的数据仅基于颗粒物质。二氧化氮是中风、肺脏疾病、急性婴儿死亡和心血管病的相关病因。同时暴露于包括臭氧(太阳光存在下的自由基引发剂)的空气污染中的其它成分加剧了其反应性和危害，导致对生物分子超过相加的损害。

在特殊环境中，由燃烧和工业过程形成的废料中的或通过电火花形成的挥发性化合物可能特别集中，这表示对工人或观测员的严重危害。通风不良的厨房环境中的室内空气污染是严重的健康危害。通勤者(乘车上班者，commuter)暴露于来自车辆的氧化气体和其它污染物。军事装甲车辆可以具有极度高的内部氧化气体浓度，在瞬间峰值测量的二氧化氮高达1000份每百万(ppm)。机场周围的空气具有在燃料燃烧期间释放的高浓度的二氧化氮和其它污染物。通过烟草制品的燃烧产生的二手烟呈现了局部的危害；城市空气污染和烟草烟雾共有一些共同地危害成分，包括多环芳烃、二氧化氮、一氧化碳和挥发性有机化合物。

用于普通人使用的现有的个人呼吸保护设备如面罩或空气过滤器能够通过机械过滤捕获颗粒物质，但是不能防止氧化气体或其它非颗粒毒性挥发性化合物的吸入。仍需要除捕获有害的颗粒物质之外的中和或失活包括氧化气体的非颗粒气载或挥发性化合物的个人保护设备，包括面具或过滤器。

发明内容

本公开描述了可以应用于在包括面罩的个人防护产品中使用的纺织品的新型污染物失活组合物，用于减少与暴露于空气污染有关的危害，包括防护氧化气体、多环芳烃、一氧化碳、挥发性有机化合物、氨、巯基气味的物质和其它有害的或使人不愉快的气载试剂。在一些实施方式中，本公开的污染物失活组合物(使污染物失活的组合物，pollution inactivating composition)应用于纺织品或过滤材料以使穿过纺织材料的空气污染成分失活。

污染物失活系统在聚合物基质(有利地为聚乙烯吡咯烷酮)中包含无机碘化物(有利地为碘化亚铜(CuI))和金属酞菁(有利地为酞菁铁(II))。聚乙烯吡咯烷酮聚合物将其它组分都结合至过滤器基质，并捕获由碘化亚铜与氧化气体的反应产生的分子碘，防止碘进入吸入的气流中。在一些实施方式中，污染物失活组合物另外在用于个人防护的设备如面罩中还包含保湿剂或吸湿剂以捕获和保持活性过滤器基质中的水分，包括通过呼出的空气提供的水分。水分增强组合物的活性以使空气污染中的氧化气体和其它有毒成分失活。