DE102009017677A1 - Producing a material with adjustable biologically active gradient properties, useful e.g. for producing antimicrobial coatings, comprises introducing easily soluble active component in a carrier to convert it into an insoluble component - Google Patents

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Abstract

Producing a material with adjustable biologically active gradient properties, comprises: either (i) introducing an easily soluble biologically available active component (A) in a carrier, where the easily soluble first component is converted into an insoluble component (C) with a reaction component (B) and (ii) providing a carrier to the reaction component; or (i) providing a carrier comprising a reaction component, which is converted into an insoluble component with an easily soluble active component and (ii) wrapping the carrier with the easily soluble biologically active component. An independent claim is also included for a material with adjustable biologically active gradient properties, where a carrier is provided, which exhibits an easily soluble biologically available active component and a reaction component, with which the easily-soluble component is converted into an insoluble component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften und einen derartigen Stoff.The The invention relates to a method for producing a substance with adjustable biologically active gradient properties and a such substance.

Derzeitig verfügbare biologisch aktive Komponenten (z. B. Biozide) liegen insbesondere entweder in Form von leicht wasserlöslichen oder sehr schwer löslichen Salzen vor. Leicht lösliche Verbindungen wie zum Beispiel Benzalkoniumchlorid oder Natriumpyrithion können sehr einfach in wasserbasierte Systeme eingebracht werden und bewirken eine signifikante antimikrobielle Wirksamkeit. Diese Verbindungen werden aber sehr schnell ausgelaugt und bewirken somit keinen antimikrobiellen Langzeiteffekt.current available biologically active components (eg biocides) are in particular either in the form of slightly water-soluble or very sparingly soluble salts. Slightly soluble Compounds such as benzalkonium chloride or sodium pyrithione can be easily incorporated into water-based systems and cause significant antimicrobial efficacy. However, these compounds are leached out and effect very quickly thus no antimicrobial long-term effect.

Die schwerlöslichen Vertreter der Biozide (z. B. Zinkpyrithion, elementares Silber etc.) werden weniger schnell aus einer Matrix ausgelaugt, liegen aber aufgrund ihres Herstellungsprozesses sehr häufig in Form von großen Partikeln (als Pulver oder als Dispersionen) vor, die nur sehr bedingt in dünne Beschichtungen oder Volumensysteme eingebracht werden können, da sie zu einer Eintrübung führen oder die Materialeigenschaften sehr negativ beeinflussen.The poorly soluble representatives of biocides (eg zinc pyrithione, elementary silver, etc.) are less fast from a matrix leached, but are due to their manufacturing process very much often in the form of large particles (as a powder or as dispersions), which only very limited in thin Coatings or volume systems can be introduced, because they lead to cloudiness or the material properties very negative influence.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines neuen Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, der eine Langzeitwirkung aufweist und einen derartigen Stoff zu schaffen, wobei der Stoff für den Einsatz in dünnen Beschichtungen geeignet sein soll.task The invention is a process for producing a new substance with adjustable biologically active gradient properties, the has a long-term effect and to provide such a substance, the substance for use in thin coatings should be suitable.

Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

  • a) Einbringen einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente in einen Träger, wobei die leichtlöslich vorliegende erste Komponente mittels einer Umsetzungskomponente in eine schwerlösliche Komponente überführbar ist,
  • b) Versehen des Trägers mit der Umsetzungskomponente.
This object is achieved in a method according to the invention by the following method steps:
  • a) introducing a readily soluble biologically active component into a carrier, wherein the readily soluble first component is convertible by means of a reaction component into a sparingly soluble component,
  • b) providing the support with the conversion component.

Alternativ wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

  • a) Vorsehen eines Trägers, der eine Umsetzungskomponente enthält, mittels der eine leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Komponente in eine schwerlösliche Komponente überführbar ist,
  • b) Umhüllen des Trägers mit der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente.
Alternatively, the problem is solved by the following method steps:
  • a) providing a support which contains a reaction component by means of which a readily soluble biologically active component can be converted into a sparingly soluble component,
  • b) wrapping the carrier with the readily soluble biologically active component.

Eine Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die leichtlösliche Komponente durch einen Austausch kationischer oder anionischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente überführbar ist.A Formation of the invention is that the easily soluble Component by an exchange of cationic or anionic components convertible into a sparingly soluble component is.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß die Umsetzungskomponente das Alternativ-Ion zur Verfügung stellt, um die leichtlösliche Komponente in eine schwerlösliche Komponente zu überführen.In In this context, it is advantageous that the reaction component the alternative ion provides to the easily soluble Component to convert a sparingly soluble component.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Träger eine poröse Struktur aufweist, in die die leichtlösliche Komponente einbringbar ist.at a development of the invention, it is provided that the Carrier has a porous structure in which the easily soluble component can be introduced.

Ebenso ist es vorteilhaft, daß der Träger eine poröse Struktur aufweist, in die die Umsetzungskomponente einbringbar ist.As well it is advantageous that the carrier is a porous Has structure in which the reaction component can be introduced.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Stoff mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, wobei ein Träger vorgesehen ist, der eine leichtlöslich vorliegende biologisch aktiven Komponente und eine Umsetzungskomponente aufweist, mit dem die leichtlöslich vorliegende Komponente in eine schwerlösliche Komponente überführbar ist.in the The invention also provides a fabric with adjustable biological active gradient properties, with a support provided which is a readily soluble biologically active Component and a reaction component with which the easily soluble present component in a sparingly soluble component convertible is.

Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Träger eine poröse Struktur aufweist.A preferred embodiment of the invention is that the Carrier has a porous structure.

Schließlich liegt auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffs zur Herstellung antimikrobieller Beschichtungen, insbesondere zur antimikrobiellen Ausrüstung von Flächenversiegelungssystemen oder von Textilien, oder zur Herstellung antimikrobieller Volumenmodifizierungen, insbesondere zur Herstellung antimikrobiell wirkender thermo- oder duroplastischer Bauteile im Rahmen der Erfindung.After all is also the use of the invention Stoffs for the production of antimicrobial coatings, in particular for the antimicrobial finishing of surface sealing systems or textiles, or for the production of antimicrobial volume modifications, in particular for the production of antimicrobial thermo- or thermosetting Components within the scope of the invention.

Unter Flächenversiegelungssystemen werden in diesem Zusammenhang Fußboden- oder Wandversiegelungen verstanden.Under Surface sealing systems are used in this context Floor or wall seals understood.

Im Rahmen der Erfindung wurden leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Komponenten in Träger, insbesondere poröse Träger, aufgenommen und durch die Anwesenheit der Umsetzungskomponente eine Umsetzung der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente in die jeweilige schwerlösliche Komponente erreicht, um einen antimikrobiellen Langzeiteffekt zu generieren.in the The invention has been readily soluble biologically active components in carriers, in particular porous ones Carrier, received and by the presence of the reaction component an implementation of the readily soluble biologically present active component in the respective sparingly soluble component achieved to generate a long-term antimicrobial effect.

Überraschenderweise hat sich beispielsweise gezeigt, daß sich bei Verwendung von Natriumpyrithion als leichtlöslichem Biozid, welches man in die Porosität eines nanoskaligen Trägers (z. B. Aerosil, Zeolith etc.) eingebracht hat, in Anwesenheit von Zinkverbindungen an der Grenzfläche des porösen Trägers zur Umgebung hin eine schwerlösliche Haut aus antimikrobiellem Zinkpyrithion ausbildet.Surprisingly For example, it has been shown that when used of sodium pyrithione as an easily soluble biocide, which into the porosity of a nanoscale carrier (eg Aerosil, zeolite, etc.), in the presence of zinc compounds at the interface of the porous support towards the environment a sparingly soluble skin of antimicrobial Zinc pyrithione forms.

Es entsteht hierbei eine nanoskalige Struktur, die gut in Beschichtungen integriert werden kann. Das leichtlösliche Biozid wird in die Porosität des Trägers eingelagert und an der Grenzfläche (dort, wo Natriumpyrithion aus der Porosität des Trägers extrahiert wird), bildet sich in Anwesenheit von Zink schwerlösliches Zink-Pyrithion aus, welches zum einen selbst wieder biozid wirkt und zum anderen das Natriumpyrithion daran hindert, extrahiert zu werden.This creates a nanoscale Struk which can be well integrated into coatings. The sparingly soluble biocide is incorporated into the porosity of the carrier and at the interface (where sodium pyrithione is extracted from the porosity of the carrier) forms in the presence of zinc sparingly soluble zinc pyrithione, which on the one hand again biocidal acts and on the other prevents the sodium pyrithione from being extracted.

Die so hergestellten Strukturen können homogen in Beschichtungssysteme integriert werden und bewirken einen antimikrobiellen Langzeitschutz.The thus produced structures can be homogeneous in coating systems integrated and provide antimicrobial long-term protection.

Um dieses Ergebnis zu erreichen, sind drei Punkte von Bedeutung:

  • a) der Träger, auf oder in welchem die schwerlösliche Struktur generiert wird,
  • b) die leicht löslich vorliegende biologisch aktive Komponente A, die insbesondere durch einen Austausch kationischer oder anionischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente C überführt wird,
  • c) die Umsetzungskomponente B, die das Alternativ-Ion zur Verfügung stellt, um die schwerlösliche Komponente C herzustellen.
To achieve this result, three points are important:
  • a) the support on or in which the sparingly soluble structure is generated,
  • b) the readily soluble biologically active component A, which is converted, in particular by an exchange of cationic or anionic constituents, into a sparingly soluble component C,
  • c) the reaction component B, which provides the alternative ion to produce the sparingly soluble component C.

Was den Träger anbelangt, in welchem die schwerlösliche Komponente generiert wird, so können einerseits alle porösen Strukturen eingesetzt werden. Dazu zählen nano- oder mikropartikulär vorliegende pyrolytisch hergestellte Kieselsäureester, hochporöse Aluminosilikate, poröse Gläser, poröse Kunst- und Naturstoffe wie z. B. Cellulosemembranen, Polyethersulfonmembranen, ePTFE-Teile, aus Mikrogranulaten oder Granulaten unvollständig gesinterte Kunststoffe, Chitin- oder Chitosankörper, Holz, Papier und poröse Baumaterialien, wie Beton, Zement, Gips oder Stein. In diese Systeme werden entweder die leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponenten oder die Umsetzungskomponenten, die das Alternativ-Ion zur Verfügung stellen, um die schwerlösliche Komponente herzustellen, über unterschiedliche Infiltrationsprozesse wie Vakuuminfiltration, Druckinfiltration, Kapillarinfiltration u. a. eingebracht.What as regards the carrier in which the sparingly soluble Component is generated, so on the one hand all porous Structures are used. These include nano- or microparticulate present pyrolytically prepared silicic acid esters, highly porous Aluminosilicates, porous glasses, porous synthetic and natural products such. Cellulosic membranes, polyethersulfone membranes, ePTFE parts, from micro granules or granules incomplete sintered plastics, chitin or chitosan bodies, wood, Paper and porous building materials, such as concrete, cement, gypsum or stone. These systems are either the easily soluble present biologically active components or the reaction components, which provide the alternative ion to the sparingly soluble one Produce component, via different infiltration processes such as vacuum infiltration, pressure infiltration, capillary filtration u. a. brought in.

Ebenso können nano- oder mikropartikuläre Strukturen, Flachsubstrate, Faserstoffe oder Fasern aus organischen oder anorganischen Grundmaterialien als Träger eingesetzt werden, die selbst in der Lage sind, Kationen abzugeben und mit den leichtlöslichen Komponenten schwerlösliche Verbindungen auszubilden. Ebenfalls sind Kombinationen aus dem ersten und dem zweiten Ansatz denkbar, d. h. es werden nano- oder mikropartikuläre Strukturen, Flachsubstrate, Faserstoffe oder Fasern aus organischen oder anorganischen Grundmaterialien eingesetzt, die zwar nicht in der Lage sind, die Kationen abzugeben, die aber in der Lage sind, aus den leichtlöslichen Komponenten schwerlösliche Komponenten auszubilden. Hierbei können solche Kationen beispielsweise über einen Prozeß der Oberflächenmodifikation (z. B. Dipcoating, Flow Coating, Spray coating, Spin coating, electroplating, KTL) zur Verfügung gestellt werden.As well may be nano- or microparticulate structures, Flat substrates, fibrous materials or fibers of organic or inorganic Basic materials are used as carriers that themselves are able to release cations and with the easily soluble Components form sparingly soluble compounds. Also combinations of the first and the second approach are conceivable, d. H. nano- or microparticulate structures, flat substrates, Fibers or fibers of organic or inorganic base materials that are not able to deliver the cations, but they are able to use the easily soluble components to form sparingly soluble components. Here you can such cations, for example, via a process of Surface modification (eg dipcoating, flow coating, Spray coating, spin coating, electroplating, KTL) provided become.

Was die biologisch aktiven leichtlöslich vorliegende Komponente anbelangt, so können biologisch aktive Substanzen (z. B. Biozide) verwendet werden, die generell in der Lage sind, über einen Austausch kationischer oder anionischer Komponenten eine schwerlösliche Verbindung auszubilden. Das sind bevorzugt Salze von Metallen der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Alkaliverbindungen (wie z. B. Natriumpyrithion, Tosylchloramidnatrium, Natriumdimethyldithiocarbamat, Natriumpentachlorphenolat, Natrium-2-biphenylat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumbenzoat, Dinatriumtetraborat, Natriumdichlorisocyanurat, Natriumhalogenide, Natriumsulfit, Dinatriumdisulfit, Natriumchlorit, Natriumchlorat, Natriumperoxodisulfat, Natriumdichromat, Dinatriumoctaborat, Silbernatriumhydrogenzirkoniumphosphat, Natriumsalicylat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogendifluorid, Kieselsäure Natriumsalz, Trinatriumorthophosphat, Natriumnitrit, Natriumperborat, Kaliumbiphenylat, Kaliumpermanganat, Kaliumsulfit, Dikaliumdisulfit, Kaliumthiocyanat, Kaliumoleat, Kaliumbenzoat, Kaliumsilikat, Kaliumdichromat, Lithiumhypochlorit), aber auch anderweitige leichtlösliche Verbindungen wie z. B. Silbernitrat oder Kupfersulfat.What the biologically active readily soluble component As far as biologically active substances (eg Biocides) which are generally able to be used over an exchange of cationic or anionic components a sparingly soluble Form a link. These are preferably salts of metals of first and second main group of the Periodic Table of the Elements, in particular alkali compounds (such as, for example, sodium pyrithione, tosylchloramide sodium, Sodium dimethyldithiocarbamate, sodium pentachlorophenolate, sodium 2-biphenylate, Sodium bicarbonate, sodium benzoate, disodium tetraborate, sodium dichloroisocyanurate, Sodium halides, sodium sulfite, disodium disulfite, sodium chlorite, Sodium chlorate, sodium peroxodisulfate, sodium dichromate, disodium octaborate, Silver sodium hydrogen zirconium phosphate, sodium salicylate, sodium carbonate, Sodium hydrogendifluoride, sodium silicic acid, trisodium orthophosphate, Sodium nitrite, sodium perborate, potassium biphenylate, potassium permanganate, Potassium sulfite, dipotassium disulfite, potassium thiocyanate, potassium oleate, potassium benzoate, potassium silicate, Potassium dichromate, lithium hypochlorite), but also other readily soluble Connections such. As silver nitrate or copper sulfate.

Was die schwerlösliche Komponente anbelangt, so bestehen die folgenden beiden Alternativen:
Wenn das System eine schwerlösliche Verbindung durch kationischen Austausch ausbildet, so können als Kationenlieferanten bestimmte Metalle oder deren ionische Verbindungen (z. B. Oxide, Komplexe) aus den Hauptgruppen des Periodensystems der Elemente (z. B. Aluminium, Gallium, Indium, Tantal, Zinn, Blei, Wismut, Polonium) sowie alle Metalle oder deren ionische Verbindungen (z. B. Oxide, Komplexe) aus den Gruppen der Übergangsmetalle und der seltenen Erden dienen.As far as the sparingly soluble component is concerned, the following two alternatives exist:
If the system forms a sparingly soluble compound by cationic exchange, as cation suppliers, certain metals or their ionic compounds (eg oxides, complexes) from the main groups of the periodic table of the elements (eg aluminum, gallium, indium, tantalum, Tin, lead, bismuth, polonium) as well as all metals or their ionic compounds (eg oxides, complexes) from the groups of the transition metals and the rare earths.

Bildet das System hingegen eine schwerlösliche Verbindung durch anionischen Austausch aus, so können als Anionenlieferanten alle nicht schwerlöslichen Salze der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente dienen.forms the system by contrast, a sparingly soluble compound anionic exchange, so as anion suppliers all not sparingly soluble salts of the first and second Main group of the Periodic Table of the Elements serve.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.following The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigenIt demonstrate

1 eine erste Variante der Erfindung, 1 a first variant of the invention,

2 eine zweite Variante der Erfindung, 2 a second variant of the invention,

3 eine dritte Variante der Erfindung. 3 a third variant of the invention.

Bei der in 1 dargestellten ersten Variante der Erfindung werden poröse Träger T mit der Lösung einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A infiltriert und anschließend in ein Medium gegeben, das kationische oder anionische Umsetzungskomponenten B beinhaltet, die in der Lage sind, mit der aus den Hohlräumen der porösen Träger diffundierenden oder migrierenden leichtlöslich vorliegenden Komponente A eine schwerlösliche Komponente C zu bilden. Dabei wird eine Kern-Hülle-Struktur geschaffen, die aus einem porösen Träger T besteht, dessen Poren mit einer leichtlöslichen biologisch aktiven Komponente A gefüllt sind, und einer Hülle aus der schwerlöslichen Komponente C, die idealerweise auch eine biologische Aktivität aufweist, aber primär schwerlöslich ist und somit zwei Grundfunktionen hat: Zum einen wird die leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Verbindung an einer zu schnellen Extraktion gehindert, was einen Langzeiteffekt der biologischen Aktivität zu Gute kommt und zum zweiten wird die Hülle ebenfalls aufgrund ihrer Schwerlöslichkeit langsam extrahiert oder aufgelöst. Je nach Löslichkeitsprodukt und etablierter Dicke der Hülle aus der schwerlöslichen Komponente C kann somit das Extraktionsverhalten der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A signifikant beeinflußt werden.At the in 1 As shown in the first variant of the invention, porous carriers T are infiltrated with the solution of a readily soluble biologically active component A and then placed in a medium containing cationic or anionic reaction components B capable of diffusing with the cavities of the porous carriers or migrating readily soluble component A to form a sparingly soluble component C. In this case, a core-shell structure is created, which consists of a porous support T, the pores are filled with a readily soluble biologically active component A, and a shell of the sparingly soluble component C, which ideally also has a biological activity, but primarily poorly soluble and thus has two basic functions: First, the readily soluble present biologically active compound is prevented from extraction too fast, which a long-term effect of biological activity is good and second, the shell is also slowly extracted or dissolved due to their poor solubility. Depending on the solubility product and the established thickness of the shell from the sparingly soluble component C, the extraction behavior of the readily soluble biologically active component A can thus be significantly influenced.

Bei der zweiten Variante der Erfindung, welche in 2 dargestellt ist, wird in exakt umgekehrter Weise mit Trägern T verfahren, welche per se in der Lage sind, die zur Umwandlung von leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponenten A in schwerlösliche Komponenten C notwendigen Umsetzungskomponenten B zur Verfügung zu stellen. Diese Träger T, seien es nano- oder mikropartikuläre Strukturen, Flachsubstrate, Faserstoffe oder Fasern aus organischen oder anorganischen Materialien, werden durch physikalische Verfahren benetzt, getränkt, infiltriert und geraten somit in Kontakt mit den eichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponenten A unter Ausbildung einer oberflächennahen und in vielen Fällen filmbildenden schwerlöslichen Komponente C. Der Träger T erfährt auf diesem Weg eine biologische Aktivierung.In the second variant of the invention, which in 2 is shown, is carried out in exactly the reverse manner with carriers T, which per se are able to provide the conversion components B necessary for the conversion of readily soluble biologically active components A into sparingly soluble components C. These carriers T, whether nano- or microparticulate structures, flat substrates, fibrous materials or fibers of organic or inorganic materials, are wetted, soaked, infiltrated by physical methods and thus come into contact with the readily soluble present biologically active components A to form a near-surface and in many cases film-forming sparingly soluble component C. The carrier T undergoes a biological activation in this way.

Bei einer dritten Variante der Erfindung (3) werden poröse Träger T mit einer Komponente, in die Umsetzungskomponente B integriert ist, an ihrer inneren Oberfläche über einen Beschichtungsprozeß mit einem Film ausgekleidet, welcher in der Lage ist, die Umsetzungskomponente B abzugeben. Wird die Porosität des Trägers T mit der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A infiltriert, so findet in der Pore eine Strukturumwandlung von der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A zur schwerlöslichen Komponente C statt.In a third variant of the invention ( 3 ), porous supports T having a component integrated with the reaction component B are lined on its inner surface with a film by a coating process capable of discharging the reaction component B. If the porosity of the carrier T is infiltrated with the readily soluble biologically active component A, a structural transformation takes place in the pore from the readily soluble biologically active component A to the sparingly soluble component C.

Beispiel 1:Example 1:

Hierbei wird entsprechend 1 ein poröser Träger T mit einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A infiltriert und anschließend mit der Umsetzungskomponente B unter Ausbildung der schwerlöslichen Komponente C behandelt.This is accordingly 1 a porous carrier T is infiltrated with a readily soluble biologically active component A and then treated with the reaction component B to form the sparingly soluble component C.

Es wird ein 10 cm2 großes Stück einer porösen e-PTFE-Folie mit einer wäßriger/lösemittelbasierten 0,1 molaren Na3PO4-Lösung infiltriert. Im Anschluß erfolgt ein Trocknungsschritt (Temperatur 10°C oberhalb des Siedepunktes der Lösemittel) zur Evaporation der/des Lösemittel(s). Diese mit der Na3PO4-Lösung infiltrierte Folie wird in eine 0,1 molare FeCl3-Lösung getaucht. Unter Rühren bildet sich die schwerlösliche und biologisch aktive FePO4-Verbindung aus.A 10 cm 2 piece of porous e-PTFE film is infiltrated with an aqueous / solvent-based 0.1 molar Na 3 PO 4 solution. This is followed by a drying step (temperature 10 ° C above the boiling point of the solvent) for evaporation of the / the solvent (s). This film infiltrated with the Na 3 PO 4 solution is immersed in a 0.1 molar FeCl 3 solution. With stirring, the sparingly soluble and biologically active FePO 4 compound forms.

Beispiel 2:Example 2:

Bei diesem Beispiel wird entsprechend 2 ein nicht poröser Träger T, der in der Lage ist, die Umsetzungskomponente B darzustellen, mit der leicht löslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A unter Ausbildung der schwerlöslichen Komponente C behandelt.In this example will be appropriate 2 a nonporous carrier T capable of producing the reaction component B is treated with the readily soluble biologically active component A to form the sparingly soluble component C.

20 g einer nanopartikularen Zinkoxid-Dispersion (z. B. Nanobyk-3860, Fa. BYK Additives&Instruments, 50% Nanopartikelgehalt, 60 nm Partikelgröße) werden vorgelegt und gerührt. 5 g einer wässrigen 1%igen Natriumpyrithionlösung werden hinzugegeben. Das Gemisch wird 10 min gerührt. Die Farbveränderung deutet auf die Mikrofällungsreaktion hin (aus den Zinkoxid-Nanopartikeln löst sich kationisches Zink heraus und bildet mit dem Pyrithion-Anion das schwerlösliche Zinkpyrithion). Die resultierenden Partikel werden durch einen Dialyseprozess von der Umgebung separiert. Die so aufgereinigte Zinkoxid/Zinkpyrithion-Dispersion (Partikelgröße der Primärpartikel ca. 70–100 nm) kann als antimikrobielles Additiv in Beschichtungssysteme eingebracht werden. Die so modifizierten Beschichtungssysteme haben im Vergleich zu znkoxid- oder natriumpyrithion-modifizierten Beschichtungssystemen eine um Faktor 10 verlängerte antimikrobielle Eigenschaft (getestet wurde der Testkeim Candida albicans gemäß ASTM E 2180 ). In entsprechender Weise kann mit nano- oder mikropartikulären Eisenoxid-, Silber-, Silberoxid-, Zink-, Titandioxid-, Titan-, Kupferoxid- oder Kupferdispersionen gearbeitet werden.20 g of a nanoparticulate zinc oxide dispersion (for example Nanobyk-3860, BYK Additives & Instruments, 50% nanoparticle content, 60 nm particle size) are introduced and stirred. 5 g of an aqueous 1% sodium pyrithione solution are added. The mixture is stirred for 10 minutes. The color change indicates the microfiltration reaction (cationic zinc is released from the zinc oxide nanoparticles and forms the poorly soluble zinc pyrithione with the pyrithione anion). The resulting particles are separated from the environment by a dialysis process. The thus purified zinc oxide / zinc pyrithione dispersion (particle size of the primary particles about 70-100 nm) can be incorporated as an antimicrobial additive in coating systems. The coating systems modified in this way have an antimicrobial property extended by a factor of 10 compared with znkoxid- or sodium pyrithione-modified coating systems (the test germ Candida albicans was tested in accordance with ASTM E 2180 ). In a similar manner can be used with nano- or microparticulate iron oxide, silver, silver oxide, zinc, titanium dioxide, titanium, copper oxide or copper dispersions.

Beispiel 3:Example 3:

Hierbei wird entsprechend 3 ein poröser Träger T mit einer Substanz behandelt, die in der Lage ist, die Umsetzungskomponente B darzustellen. Anschließend erfolgt eine Infiltration mit der löslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A unter Ausbildung der schwerlöslichen Komponente C in der Systemporosität.This is accordingly 3 a porous carrier T is treated with a substance capable of constituting the reaction component B. Subsequently, an infiltration with the sol takes place present biologically active component A to form the sparingly soluble component C in the system porosity.

Eine zellulosebasierte Membran mit einer Durchgängigkeit von 0,45 μm wird während 10 Minuten zur Infiltration in eine 0,3 molare Kupferacetatlösung eingelegt. Nach einem zwischenzeitlichen Trocknungsschritt (24 h bei Raumtemperatur oder beschleunigt bei 80°C für 2,5 Stunden) wird in einem nächsten Schritt die vorbehandelte Membran in eine 0,75%ige wäßrige Natriumpyrithion-Lösung eingetaucht, 5 Minuten in der Lösung belassen und mit einer Ziehgeschwindigkeit von 2 mm/s aus der Lösung gezogen oder mit einer 0,75%igen wäßrigen Natriumpyrithion-Lösung durchspült (Durchflußgeschwindigkeit 1 ml/min). Nach einem anschließenden Trocknungsschritt (24 h bei Raumtemperatur) ist die Membran einsatzbereit oder kann gelagert werden. Anhand der unveränderten Durchgängigkeit der Membran wird gezeigt, daß die Beschichtung keinen negativen Einfluß auf die Membraneigenschaften hat. Durch diese Prozedur wird die Membran mit einer Antifouling-Schicht ausgestattet.A Cellulose-based membrane with a patency of 0.45 μm is infiltrated for 10 minutes placed in a 0.3 molar copper acetate solution. After one intermediate drying step (24 h at room temperature or accelerated at 80 ° C for 2.5 hours) will be in a next Step the pretreated membrane into a 0.75% aqueous Sodium pyrithione solution immersed, 5 minutes in the solution leave and pulled with a pulling speed of 2 mm / s from the solution or with a 0.75% aqueous sodium pyrithione solution flushed through (flow rate 1 ml / min). After a subsequent drying step (24 h at room temperature) the membrane is ready for use or can be stored. Based the unchanged patency of the membrane it is shown that the coating has no negative influence has the membrane properties. This procedure becomes the membrane equipped with an antifouling layer.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - ASTM E 2180 [0036] ASTM E 2180 [0036]

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Einbringen einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente (A) in einen Träger, wobei die leichtlöslich vorliegende erste Komponente (A) mittels einer Umsetzungskomponente (B) in eine schwerlösliche Komponente (C) überführbar ist, b) Versehen des Trägers mit der Umsetzungskomponente (B).Method for producing a fabric with adjustable biologically active gradient properties, characterized by the following process steps: a) introducing a slightly soluble present biologically active component (A) in a carrier, wherein the readily soluble first component (A) by means of a reaction component (B) in a sparingly soluble component (C) is convertible, b) Provision of the carrier with the reaction component (B). Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Vorsehen eines Trägers, der eine Umsetzungskomponente (B) enthält, mittels der eine leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Komponente (A) in eine schwerlösliche Komponente (C) überführbar ist, b) Umhüllen des Trägers mit der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente (A).Method for producing a fabric with adjustable biologically active gradient properties, characterized by the following process steps: a) providing a wearer, which contains a conversion component (B), by means of an easily soluble biologically active component (A) convertible into a sparingly soluble component (C) is b) wrapping the carrier with the easily soluble present biologically active component (A). Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leichtlösliche Komponente (A) durch einen Austausch kationischer oder anionischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente (C) überführbar ist.A method according to claim 1 or Claim 2, characterized in that the easily soluble component (A) by an exchange of cationic or anionic components into a sparingly soluble component (C) convertible is. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungskomponente (B) das Alternativ-Ion zur Verfügung stellt, um die leichtlösliche Komponente (A) in eine schwerlösliche Komponente (C) zu überführen.A method according to claim 3, characterized characterized in that the reaction component (B) is the alternative ion provides to the easily soluble component (A) to convert into a sparingly soluble component (C). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine poröse Struktur aufweist, in die die leichtlösliche Komponente (A) einbringbar ist.Process according to claim 1, characterized characterized in that the carrier is a porous Has structure in which the easily soluble component (A) is einbringbar. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine poröse Struktur aufweist, in die die Umsetzungskomponente (B) einbringbar ist.Process according to claim 2, characterized characterized in that the carrier is a porous Has structure in which the reaction component (B) can be introduced is. Stoff mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger vorgesehen ist, der eine leichtlöslich vorliegende biologisch aktiven Komponente (A) und eine Umsetzungskomponente (B) aufweist, mit dem die leichtlöslich vorliegende Komponente (A) in eine schwerlösliche Komponente (C) überführbar ist.Fabric with adjustable biologically active gradient properties, characterized in that a carrier is provided which is a readily soluble biologically active Component (A) and a conversion component (B), with the the readily soluble component (A) in a sparingly soluble Component (C) is convertible. Stoff gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine poröse Struktur aufweist.Fabric according to claim 7, characterized characterized in that the carrier is a porous Structure has. Verwendung des Stoffs gemäß Anspruch 7 oder 8 zur Herstellung antimikrobieller Beschichtungen, insbesondere zur antimikrobiellen Ausrüstung von Flächenversiegelungssystemen oder von Textilien, oder zur Herstellung antimikrobieller Volumenmodifizierungen, insbesondere zur Herstellung antimikrobiell wirkender thermo- oder duroplastischer Bauteile.Use of the substance according to claim 7 or 8 for the production of antimicrobial coatings, in particular for the antimicrobial finishing of surface sealing systems or textiles, or for the production of antimicrobial volume modifications, in particular for the production of antimicrobial thermo- or thermoset components.
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