CN101351121A - 抗微生物基底 - Google Patents

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Abstract

公开了一种协同性抗微生物组合物，包含稳定结合到材料基底上的至少两种抗微生物剂，包括聚六亚甲基双胍(PHMB)。该基底可以采用抗感染面罩、医疗器械或外科手术仪器的形式。

Description

抗微生物基底
发明领域
本发明涉及可以应用到保护制品上的化学处理。特别地，本发明涉及用于控制病原体和感染病蔓延的材料组合物。
背景技术
近年来，医院内感染的流行已经成为病人和医护工作者的严重问题。医院内感染是源于或发生在医院或长期看护、医院类环境中的那些。通常医院内感染比外面的群体源性感染更严重和危险，因为在医院中的病原体具有更强的毒性，对通常的抗生素具有更强的抗性。医院内感染是美国每年大约20000～100000死亡的元凶。约5％～10％的美国医院病人(每年约两百万)遭受了临床意义上的医院内感染。这些医源性感染(HAI)通常涉及用于诊断或治疗病人的疾病或损伤的程序或治疗。
医院内感染的作用机制，如在任何其它感染性疾病中相同，取决于寄主、动因(agent)和环境因素。寄主的危险因素是年龄、营养状况和共存病症。医院内感染受到微生物本身的毒性及其在机构内定居和存活能力的影响。诊断程序、医疗设备、医疗和手术治疗都是医院环境中的危险因素。医源性感染可以由细菌、病毒、真菌或寄生虫引起。这些微生物可以已经存在于病人的体内，或者可以来自环境、污染的医院设备、医护工作者或其它病人。根据涉及的因果动因，可以在体内的任何部分中开始感染。局部感染限定到身体的特定部分，并且具有局部症状。
医源性感染也会源于外科手术、设置在尿道或血管中的导管、或源于从鼻或口呼吸到肺内的物质。最常见类型的医源性感染是尿道感染(UTI)、由于使用气管内呼吸器造成的肺炎、血液传播的病原体污染和外科手术创伤感染。例如，如果腹部的外科手术创伤受到感染，伤口的面积会变红、发热和疼痛。普通性感染是进入血流中并造成一般全身性症状(例如发烧、发冷、低血压或意识模糊)的那些。
医院和其它医护机构开发了广泛的感染计划来防止医院内感染。一些用于防止感染的标准预防措施包括洗手，其仍是一种有效地防止疾病传播的方法并且应当日常进行。医护工作者和来访者的频繁洗手是防止将感染性微生物通过接触转移机理传递到来看病的病人所必需的。当接触血、体液、分泌物、排泄物和污染物品时，应当戴手套。在接触粘膜和不完整皮肤之前也应当使用手套。在对受到极度污染的同一病人进行任务和手术之后，也应当改换手套。在接触未污染的环境表面之前以及到另一病人那儿之前都应当立即摘掉使用过的手套。然后应当洗手。在医护工作者可能通过喷溅或喷雾的方式暴露于血液、体液分泌物或排泄物的手术和病人护理活动中，应当戴面具、眼睛保护物和面罩来保护眼、鼻和口的粘膜。在血液或体液的喷溅过程中应当穿长衣来保护皮肤并避免衣服的污染。必须适当消毒医疗器具和设备以保证其不被污染。
在目前的医护环境中，与医院内感染的战斗还未获胜。即使医院感染控制项目和对部分医护工作者采取更谨慎的努力以在护理病人时采取适当的预防措施可以防止这些感染的约25％～33％，但仍会发生大量的感染。目前的程序是不够的。尽管加强了预防措施(例如洗手、戴手套、面罩和穿长衣)，但HAI仍主要通过接触传递而发生。即，接触被病原体污染的表面(例如手、衣物和/或医疗器械)的个体仍会在初次接触之后立即或者在短时间内将病原体从一个表面转移到另一个表面。研究者使用了多种方法来克服微生物相关的问题。在医院和其它医护机构中广泛使用了防腐剂和消毒剂用于多种局部和硬表面施加。特别地，其是感染控制实践的主要部分，并有助于防止医院内感染。然而，目前可得到的常规抗微生物剂在杀灭病原体和将其固定到施加有该抗微生物剂的表面中不是非常有效。
对杀生物剂的抗微生物抗性问题已经控制了不理想的细菌和真菌复合体。防腐和消毒产品的广泛应用促进了对微生物抵抗性(特别是对抗生素的交叉抵抗性)发展的关心。在这些产品中发现了广泛种类的活性化学试剂(或“杀生物剂”)，其中很多种几百年来一直用于防腐、消毒和保藏。尽管如此，对这些活性剂的作用方式的了解与抗生素相比还很少。一般来讲，杀生物剂比抗生素具有更宽范围的活性，而且，抗生素通常具有特异性细胞内靶向物，而杀生物剂可以具有多个靶向物。防腐和消毒产品的广泛应用引发了对微生物抵抗性(特别是对抗生素的交叉抵抗性)的发展的一些考虑。这一回顾考虑了防腐剂和消毒剂的作用方式和微生物对其进行抵抗的机制，而且试图在尽可能的情况下将目前的知识与临床环境联系起来。
抗生素应当只在需要时使用。对于真菌有机体Candida的感染，抗生素的使用带来了有利的状况。但抗生素的过量使用也会造成形成对抗生素有抵抗性的细菌。此外，抗微生物剂或抗生素的过量使用和浸出会造成在存活有机体的生物累积，也可以对哺乳动物细胞产生细胞毒素。
为了对病人和医护工作者提供更好的保护，对于多种不同的用于宽范围抗微生物保护的应用，需要具有快速作用、高效的抗微生物性质(包括抗病毒性能)的保护性制品，例如衣物、手套和其它遮盖物。工业上需要能够控制或者防止病原体在区域之间和在病人之前接触转移的抗微生物材料。考虑到采用常规抗微生物剂(其在细菌摄入抗生素时起到杀死作用)会产生的抗性问题，实质上在接触时起到杀死作用并且从其施加的基底上没有浸出或有最小化浸出的抗微生物剂会是本领域的工作者所希望得到的。因此，重要的是开发出如下材料：其不为病原体提供甚至间歇性存活或生长的介质，且与抗微生物剂施加在其上的基底表面稳固结合。此外，该抗微生物保护性制品的制备成本应当相对廉价。也需要具有同时具有适当直至良好的流体阻挡和抗静电性质的抗微生物材料。此外，也需要具有用于控制来自血液传播的病原体和/或空气传播的病原体(例如HIV、SARS、乙肝等)感染的抗微生物和抗病毒材料。
发明内容
本发明部分描述了能够施加到材料基底和保护制品上的抗微生物材料组合物。抗微生物组合物包括选自A组、B组和任选的C组的至少一种组分的混合物。A组包括第一或主要的抗微生物剂，例如聚六亚甲基双胍(PHMB)。B组包括至少一种第二抗微生物剂和/或有机酸或加工助剂。C组包括抗静电剂或含氟聚合物。可替代地，该抗微生物组合物可以表征为约0.1-99.9wt％PHMB和约0.1-99.9wt％浓度的协同共活性剂X的混合物，以在溶液中或基底上活性剂的重量百分比计，其中X是以下中的至少一种：第二抗微生物剂、有机酸、表面活化剂或表面活性剂。所述主要试剂和第二试剂的存在比分别在约1000∶1～约1∶1000范围内。
该组合物表现出在约30分钟的时间内微生物杀灭效率为至少1×103cfu/克(或3Log10的降低)。理想地，该组合物表现出在约5-10分钟的时间内至少1Log10的降低。而且，该组合物在其可能施加到的基底表面上是稳定的，使得其不会倾向于从该施加的表面浸出，而且可以在该表面上获得活性剂的均匀涂层。
该第二抗微生物剂是以下中的至少一种：另一种双胍、氯己炔(chlorohexine)、阿来西定及其相关的盐、稳定的氧化物(例如二氧化氯)、稳定的过氧化物(过氧化脲、过氧化甘露醇等)、亚硫酸盐(焦亚硫酸钠)、双酚(三氯生、六氯苯等)、季铵化合物(例如氯化苯甲烃铵、西曲溴铵、氯化十六烷吡啶鎓、季铵化纤维素和其它季铵化聚合物等)、各种“天然”试剂(例如获自绿茶或红茶提取物的多酚、柠檬酸、壳聚糖、锐钛矿TiO2、电气石、竹子提取物、印度楝树油等)、水溶助剂(强乳化剂)和离液剂(烷基聚糖苷)及其协同组合。
该加工助剂可以包括醇(例如辛醇、己醇、异丙醇)、润湿剂表面活性剂、粘度改性剂(例如聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、乙基羟乙基纤维素)、粘结剂表面改性剂、盐或pH调节剂。该表面活性剂可以包括经过季铵基团改性的纤维素或源自纤维素的材料。
依照另一方面，本发明还涉及保护性制品，其具有基底，该基底具有至少第一表面经过溶液中的本发明抗微生物组合物的处理。在某些实施方案中，经抗微生物处理过的第一表面远离用户身体向外朝向。至少一部分该基底可以由弹性的、聚合的、织造的或非织造的材料构成。特别地，该基底可以是天然或合成的弹性膜或片材、基于纤维素的织物、聚合物膜、或聚烯烃材料、或其组合。当该基底是非织造材料时，该非织造材料可以在该材料的单面上具有该抗微生物溶液的涂层，或者该抗微生物溶液可以渗透到该非织造材料中直至约15μm，但如果需要也可以完全饱和该材料整体。
该保护性制品可以采用供病人、医护工作者或其它可能接触潜在感染试剂或微生物的人们穿戴的外衣的形式，包括衣服制品，例如长衣、长袍、面罩、头罩、鞋套或手套。可替代地，该保护性制品可以包括外科手术单、外科手术窗或罩、窗帘、被单、床上用品或亚麻制品、衬料、纱布敷料、抹布、纱布和其它用于家庭、公共机构、医护和工业应用的清洁、灭菌和消毒制品。
本发明还描述了处理基底的方法，该方法包括：a)提供基底和包含含PHMB的抗微生物剂和协同共活性剂的混合物的抗微生物溶液；b)将该基底浸渍到该抗微生物溶液的液体浴中，或在该基底的表面上喷涂该抗微生物溶液的涂层。该方法可以包括将该基底暴露于激发气体的辉光放电处理(例如电晕或等离子体)中以使用于接受该抗微生物溶液的基底表面官能化。
该基底可以包括由天然或合成纤维或两者组合的混合物制成的织造和非织造织物、弹性和非弹性、多孔和无孔膜件或膜、及其层压物或组合。其它基底可以包括橡胶、塑料或其它合成聚合物材料、或金属、钢、玻璃或陶瓷材料。这些基底可以制备用于多种医护、个人护理、公共机构、工业和其它存在传染病传播危险的应用中。
在以下的详述中将公开本发明的保护性和/或消毒制品及其相关制备方法的其它特征和优点。应当理解前面的概述和后面的详述及实施例都仅是本发明的典型形式，用于提供用于理解要求保护的本发明的总览。
附图简述
图1是将本发明的处理组合物施加到移动卷幅的一侧或两侧上的示例性过程。
图2是施加本发明的处理组合物的另一种设置和方法。
图3A-C是3辊和4辊逆向辊涂过程的示意图。
图4A和4B是凹版涂布机的典型设置的示意图。
图5是绕线式计量棒或条装置的示意图。
发明详述
第I部分--定义和技术术语
在本说明书和后附的权利要求书中，单数形式“a”、“an”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指明。除非另外规定，在此使用的所有科技术语具有与由本发明所属技术领域技术人员通常理解或普遍接受的相同含义。
如在此使用的，术语“抗微生物剂”表示化合物或其它物质，其杀灭或减缓微生物的生长。在目前所用的抗微生物剂中有抗细菌剂(其杀灭细菌)、抗病毒剂(其杀灭病毒)、抗真菌剂(其杀灭真菌)和抗寄生虫药物(其杀灭寄生虫)。两种主要种类的抗微生物剂是“抗生素”和表面消毒剂(另外又称作“杀生物剂”)。杀生物剂和抗生素都是抗微生物剂。
术语“杀生物剂”是描述能够使活的微生物体灭活的化学试剂的统称，例如杀虫剂，通常范围较宽。因为杀生物剂的抗微生物活性不同，其它术语可以更有针对性，包括表示抑制生长的试剂(例如细菌抑制剂、真菌抑制剂或孢子抑制剂)的“......抑制剂”和表示杀灭目标有机体的试剂(例如杀细菌剂、杀真菌剂、杀孢子剂或杀病毒剂)的“杀......剂”。
术语“抗生素”是指合成或天然有机化学物质，最通常在低浓度下用于治疗人类、动物和植物的传染性疾病，其防止或抑制微生物体的生长。抗生素的实例包括治疗药物，例如青霉素，而杀生物剂是消毒剂或防腐剂，例如碘。抗生素通常具有单一的靶向物和非常特异性的作用模式，因此与细胞膜中的受体或者细胞的新陈代谢或核官能相互作用，造成对酶解或新陈代谢过程的抑制，类似于“锁和钥匙”以实现杀微生物作用，而杀生物剂具有多个靶向物和作用模式，其例如可以包括对细菌微生物的外部细胞膜的物理破坏和永久性损害。抗生素和杀生物剂的彼此不同之处就像用钥匙开门与用大锤开门的区别。因为其特定的作用方式，抗生素与新的多种药物耐受性微有机体的扩散和发展是更密切相关的。因此，杀生物剂的使用是本发明的优选实施方案。有用的杀生物剂化学物质的一些实例包括双胍(例如氯己炔、阿来西定、聚六亚甲基双胍及其相关的盐)、卤素释放剂(例如碘、碘载体、次氯酸钠、N-halamine等)、稳定氧化剂(例如二氧化氯)、稳定的过氧化物(例如过氧化脲、过氧化甘露醇)、含金属的物种及其氧化物(例如银、铜、硒等，以颗粒形式或加入到例如沸石或聚合物的载体基质中)、硫化物(例如焦亚硫酸钠)、双酚(例如三氯生、六氯苯(hexachlorophene)等)、季铵化合物(例如氯化苯甲烃铵、西曲溴铵、氯化十六烷吡啶鎓、季铵化纤维素和其它季铵化聚合物等)、各种“天然”试剂(例如获自绿茶或红茶提取物的多酚、柠檬酸、壳聚糖、锐钛矿TiO2、电气石、竹子提取物、印度楝树油等)、水溶助剂(例如强乳化剂)和离液剂(例如烷基聚糖苷)及其协同组合。根据基底化学性质(聚烯烃还是纤维素基的材料)和引入产品中的方法(局部结合还是接枝)，上述化学物质中的很多可以单独使用或结合使用以获得所关心的最终要求保护的产品性能。
此处所用的术语“包含”是指依照将抗微生物剂引入到所需物体中的任何方法得到的产品。这可以包括在纤维的挤出和纺丝以及制备用于制备产品的非织造材料的过程中将活性剂熔融添加到聚合物熔体中；可以为用于构造最终产品的织物引入或不引入“边缘”的局部施加方法；和其它非标准方法，例如等离子体处理、静电连接、使用例如UV、γ射线和电子束辐射源的辐射表面接枝共聚、或使用化学引发以制备具有抗微生物活性的接枝共聚表面，等。
此处所用的语句“宽范围的微生物体”是指最少包括革兰氏阳性和革兰氏阴性的细菌，包括其抗性品系，例如抗甲氧苯青霉素的金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌，MRSA)、抗万古霉素的肠球菌(Enterococci，VRE)和抗青霉素的肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae，PRSP)菌株。优选地，其是指包括所有细菌(革兰氏阳性、革兰氏阴性和抗酸菌株)和酵母，例如白假丝酵母(Candidaalbicans)。更优选地，其定义为包括所有细菌(革兰氏阳性、革兰氏阴性和抗酸菌株)、酵母和包膜和无膜病毒(例如人流感、鼻病毒、脊髓灰质炎病毒、腺病毒、肝炎、HIV、单纯性疱疹、SARS和禽流感)。
此处所用的术语“快速抑制和控制生长”的定义是指根据摇瓶方法、液滴激发测试和/或气凝胶激发测试，在大约30分钟内所关注的物品导致宽范围的微生物体的浓度降低至少1 log10量级。优选地，其在大约30分钟内导致微生物浓度降低到3 log10之一(即减少103菌落形成单位/克材料(cfu/g))。最优选地，其在大约30分钟内导致微生物浓度降低到4 log10之一或更小(it leads to a reductin in viablemicroorganisms transferred by a factor of log104 or greater)。
此处所用的语句“防止或最小化接触转移”的定义是指由美国专利申请公开号2004/0151919中列出的接触转移规程测试，在接触另一表面时，与未处理的对照物品相比，所关注的物品导致宽范围的活微生物体的转移发生1 log10的减少。优选地，其导致活微生物体转移减少3 log10。更优选地，其导致活微生物体转移减少到log10 4之一或更小。
“非浸出性的”抗微生物表面是通过名称为“Standard TestMethod for Determining the Antimicrobial Activity of ImmobilizedAntimicrobial Agents Under Dynamic Contact Conditions.”的ASTME2149-01测试规程的那些。缺乏具有所选处理剂的抑制区表明活性物种不会从该经处理的基底中浸出。
第II部分-描述
防腐剂和消毒剂在医院和其它医护机构大量使用，用于多种局部和硬表面施加。特别地，其是感染控制实践的主要部分，用于防止医院内感染。近年来，对微生物污染和感染风险可能性的大量关注导致包含化学杀生物剂的抗微生物产品的使用增加。总的来讲，杀生物剂比抗生素具有更宽的活性范围，抗生素通常具有特定的细胞内靶向物，而杀生物剂可以具有多种靶向物。尽管如此，一些传统的杀生物剂通常需要由病原体摄取或者从接触表面浸出以能有效地对抗微生物。
考虑到对组合物和经过该组合物处理的制品的需求，本发明提供了解决与细菌和病毒传递和感染相关的问题的方法。依照本发明，该抗微生物组合物可以在接触后立即产生1 log10的杀灭效能，在约小于约30分钟(通常约10或15分钟)内产生至少约3 log10的杀灭效能。该组合物可以稳定施加到多种基底或材料上，例如织造或非织造织物、和有机或无机表面。
部分A-抗微生物组合物
依照本发明的组合物将抗微生物试剂的组合用于产生不同于单独组分的累加效果的协同作用。我们考虑了几种化合物作为潜在的抗微生物剂和/或加工助剂。特别地，我们考虑了多种阳离子聚合物，例如季铵化合物和聚合双胍、醇类和表面活性剂作为可以施加到保护性基底上的主要备选物。我们发现阳离子聚合物，例如季铵化合物(例如季铵纤维素和季铵硅氧烷)、聚合双胍、表面活性剂、醇类和有机酸，例如乙酸、柠檬酸、苯甲酸的组合可以得到具有宽的病原体效能的非累加性的协同系统。与其它抗微生物化合物、表面活性剂的组合表现出与仅使用聚合双胍进行处理相比聚合双胍的抗微生物效能提高。这些协同制剂使得其具有快速起效的多机理动作(fast-actingmulti-mechanism of action)，这使其与单一组分双胍制剂相比更不倾向于形成细菌抗性。此外，在本发明制剂中的活性杀生物剂组分，与如果在相同的对应浓度下单独使用单一组分相比，可以在相对更低的浓度下更有效。这些协同制剂不仅可以提高效能，而且潜在地具有更低的浸出性、更低的细胞毒性和更低成本。因此，使用本发明的组合物，与传统观察到的相比，可以使用更低浓度的聚合双胍。
聚六亚甲基双胍(PHMB)盐酸盐是一种阳离子双胍，其强烈吸引并干扰大多数微生物体的带负电荷的膜。PHMB是具有重复单元的聚合物，所述重复单元由被六亚甲基连接的强碱性双胍基团组成。传统上，随着聚合程度的提高，PHMB的活性也以重量为基础提高，其与内膜破裂的提高相联系。PHMB结合到细菌细胞膜表面上的接受点，并大面积中断该双层膜，造成对细菌新陈代谢过程的主要有害影响。认为PHMB造成细胞质膜的酸性磷脂的域形成。接着可渗透性发生变化，我们认为存在一些与膜有关的酶的功能改变。
依照某些理论，在PHMB和细胞膜相互作用期间建议的事件顺序如下所示：(i)PHMB快速吸引朝向带负电荷的细菌细胞表面，对含磷酸盐的化合物具有强大并特异性的吸附；(ii)损坏外膜的整体性，PHMB吸引到内膜上；(iii)发生PHMB与磷脂的结合，增大内膜渗透性(K+损失)并伴随细菌抑制；和(iv)然后膜功能完全丧失，细胞内成分沉淀，产生杀细菌效果。PHMB在细菌和真菌内的作用机理是通过以下破坏细胞外膜：1)置换提供结构整体性的二价阳离子，和2)与膜磷脂结合。这些动作提供了膜的解体，并然后停止所有依赖膜结构的新陈代谢过程，例如能量产生、质子原动力以及转运。PHMB对于假单胞菌(pseudomona)是特别有效的。
有大量的微生物学证据表明细胞膜的破坏是致命事件。可以在实验室中通过制备装有染料的小型单层磷脂囊(直径为50-100nm)对其进行模拟。以生理浓度范围添加PHMB造成该囊的快速破坏(通过监控染料的释放观察到)，反应的时间常数对应杀灭的快速速率。一旦外膜已经打开，PHMB可以进入细胞质膜，在此它们与带负电荷的磷脂结合。细菌膜的物理破坏导致关键的细胞组分从该细胞中泄漏，由此杀死细菌。
PHMB对带负电的分子的非常强的亲和力意味着它可以与涂料制剂中所用的一些普通阴离子(但不是阳离子或非离子)表面活性剂相互作用。然而，其与聚乙烯醇、纤维素增稠剂和淀粉基制品是相容的，而且在聚乙酸乙烯酯和乙酸乙烯酯-乙烯乳液系统中工作良好。其在硅酮乳液和阳离子电涂系统中也具有良好的性能。简单的相容性测试快速显示了PHMB是否与给定制剂相容以及是否通常可以通过微调阴离子组分来开发稳定的系统。
通过与非极性基底的疏水性相互作用和与带有负电荷的基底区域有关的复杂电荷相互作用，PHMB分子可以与带涂层的基底表面(例如手套、覆盖长衣、面罩或医疗和手术仪器)结合。一旦细菌接近PHMB分子附近，该PHMB优先转移到负电荷高得多的细菌细胞上。可替代地，双胍的疏水区域可以与基底的疏水区域相互作用，使得PHMB分子的阳离子区域可以与带负电荷的细菌膜相互作用。真实机理可能是两种相互作用的混合。尽管保持到该基底上的特定机理目前还没有完全理解，但我们最近的浸出数据表明其确实粘结到基底上，不会发生如下面经验一节中所述的ASTM测试方法所定义的浸出。由于没有证据显示其会从施加的基底中浸出，因此PHMB导致有机体耐受性或者导致细胞毒素作用的可能性较小。
市场上可得到的PHMB的实例，例如商品Cosmocil CQ(20wt％PHMB水溶液)或Vantocil(分子量约为3000的PHMB的非均相分散混合物)，对于革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都是有活性的，但不可以杀孢子。
第二种活性抗微生物剂可以包括季铵化合物、季铵硅氧烷、聚季胺；颗粒形式或引入到载体基质或聚合物中的含金属的物种及其氧化物；卤素、卤素释放剂或含卤素的聚合物、硼化合物、二氧化氯、噻唑、硫氰酸盐、异噻唑啉、氰基丁烷、二硫代氨基甲酸酯、硫酮、三氯生、烷基磺基丁二酸酯、烷基-氨基-烷基甘氨酸、二烷基-二甲基-鏻盐、西曲溴铵、过氧化氢、1-烷基-1，5-二氮杂戊烷或十六烷基吡啶鎓氯化物。
表1概述了各种可用于本发明的抗微生物组合物中的杀生物剂和加工助剂。表1也列出了其通用化学名称或商品名称。如本文中的表中所述的，季铵化合物(例如可以名称AegisTM AEM 5700(DowCorning，Midland，MI)和Crodacel QM(Croda，Inc.，Parsippany，NJ)在市场上得到)与一些表面活性剂(例如烷基聚糖苷(可以名称Glucopon 220 UP(Cognis Corp.，Ambler，PA在市场上得到)和壳聚糖甘醇酸酯(chitosan glycolate)(可以名称Hydagen CMF和HydagenHCMF(Cognis Corp.，Cincinnati，OH)在市场上得到))可以以协同方式显著提高PHMB的杀灭效能。应当注意此处描述的很多杀生物剂可以在抗微生物活性显著变化的各种产品中单独使用或结合使用。
表1.活性试剂和加工助剂的列表
Figure A20068003152500141
Figure A20068003152500151
表2总结了多种依照本发明的包含表1中所列的各种百分比组合的试剂的组成实施例。每种试剂都以在总制剂中活性试剂的重量百分比(wt％)示出。其它用于提高润湿性和/或处理涂层均匀性的组分，例如加工助剂(例如己醇、辛醇、烷基聚糖苷或其它表面活性剂)可以以该组合物中成分总量的约0.1～约1wt％的范围结合到该制剂中。在某些实施方案中，加工助剂的含量为约0.2-0.75wt％浓度。将各制剂混合在水溶液中。可以根据为了在基底上针对抗微生物效能达到所需或预设添加量的处理方法，将该制剂稀释到任何所要求的或所需的浓度水平。例如，当使用饱和方法和目标为100％吸湿率(wet pickup)时，可以制备与添加到基底上的浓度相同的添加量的溶液。换言之，如果目标为基底的添加量为1％，那么在处理组合物溶液中的活性试剂的浓度将也是1wt％。仅仅使用通用或商标名称作为速记格式列出了单个的组分来区分单独的化学试剂，不应当解释为将本发明限定为任何特定的商品实施方案或制剂。表2中的组成实施例都可以用作在预设有机或无机基底上的局部涂层，每一种都有效地在约15-30分钟内造成大约至少3 log10(菌落形成单位(CFU/mL)(CFU/g))的降低。理想地，该组合物在约10分钟内快速起效杀灭微生物，在某些情况下是在5分钟内。
尽管PHMB是表2中所有组合物的组分，但实施例1-6和16描述了包含至少两种或三种其它有用的活性抗微生物剂或加工助剂的混合物的制剂。实施例7-13显示了包含显著含量(≥70-75wt％)的PHMB的制剂。实施例14-26包含中等含量的PHMB。除表现出一些抗微生物性能之外，季铵化合物和表面活性剂还有助于润湿该经处理的基底材料。推测当组合使用时，这可能有助于在基底上针对PHMB提供更均匀的处理表面。还认为该材料润湿性的提高可使目标有机物与该材料表面上的抗微生物剂更靠近并与其活性部分接触。醇也可以对该材料的抗微生物性质产生类似的影响。经该组合各种试剂的溶液处理的材料可以表现出比仅PHMB更高的有机体杀灭效能。
表2A中的实施例27-31将快速起效的局部组合物(topicalcomposition)与嵌在基底表面上或熔融结合到基于聚合物的非织造纤维中的相对慢速起效的杀生物剂相结合。这两种抗微生物制剂以互补方式工作。该快速起效的局部抗微生物组合物对任何可能接触抗微生物处理过的基底的微生物提供急性的快速响应(即固定并杀灭)，而嵌在基底上或结合到该基底上的该慢速起效杀生物剂在至少另外6-12小时(但更通常为约24小时或更长时间)的延长时间之内保持该保护水平。
在某些实施方案中，该抗微生物组合物包括对细菌和病毒有效的杀生物活性剂的组合。例如，比如在实施例1-6中，组合物可以包括：PHMB、季铵纤维素、木糖醇、柠檬酸、苯甲酸、表面活性剂、络合剂(例如PVP)、抗静电剂(例如Nicepole FL)。理想的抗静电剂是对水的表面张力的降低不超过20达因/cm的那些。本发明的组合物理想的是中等亲水性的；因此对于例如聚丙烯基底表面，施加到表面上的制剂的液滴可以造成小于约90°的接触角。该组合物具有在约2～约5或6的范围内的pH。优选的pH范围为约2.5-4或2.5-3.5，取决于使用所需的特定环境条件。实施例1、3、22和23包含丙烯酸共聚物化合物和异丙醇，其用作抗静电剂，对于处理例如在医用织物中通常所见的那些非织造织物是有用的。
抗微生物溶液包括主要的活性剂(包括至少0.1-99.9wt％的聚六亚甲基双胍(PHMB)，基于活性剂的重量)和选自以下中的至少一种的第二活性剂：烷基聚糖苷、季铵化纤维素衍生物、季铵化硅氧烷、表面活性剂和有机酸。每种活性试剂和加工助剂在经处理的基底上的最终浓度可以在约0.01-20wt％范围内。精确的浓度可以取决于目标微有机体的特定类型和/或被涂覆的基底材料的本质。作为示例，表22中概述了在实施例中各组分的通常浓度范围。
表22-在经处理的基底上组合物组分的最终浓度
  试剂   目标浓度(wt％)
  聚六亚甲基双胍(PHMB)   0.01-5
  壳聚糖甘醇酸酯   0.01-4
  十八烷基氨基二甲基三甲氧基甲硅烷基丙基氯化铵   0.01-4
  烷基聚糖苷   0.01-1
  PG-羟乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵(季铵纤维素盐)   0.01-1.5
  木糖醇   0.01-1.5
  2-羟基-1，2，3-丙烷三酸   3-8.5
  苯羧酸   0.3-0.7
  2-羟基苯甲酸   0.5-3.5
  乙酸   0.5-3.5
  1，3-丙烷二羧酸   0.5-3.5
  碘   1-2
  乙基羟乙基纤维素   0.05-0.5
  聚乙烯基吡咯烷酮   0.05-1.5
  聚(乙烯基吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯)   0.05-1.5
  聚乙烯基吡咯烷酮-碘络合物   0.05-1.5
  盐酸胍和山梨糖醇   0.03-1.5
  丙烯酸和异丙醇的共聚化合物   0.03-1.5
  25％铜氧化物(CAS#1317-39-1)、75％PP树脂   0.1-5.0
  磷酸银钠氢锆   0.1-5.0
  银锌玻璃(70-100％)、硫酸钡(1-30％)、PP树脂(10-30％)   0.1-5.0
该抗微生物组合物应当对人类是无气味的；即该组合物至少对于人类的嗅觉系统是不可察觉的。如果该抗微生物组合物用于面罩和其它接近人鼻子的基底，该特征是重要的。
部分B-基底及其性质
可以用本发明的抗微生物组合物处理或涂覆多种不同类型的基底。依照某些实施方案，该基底材料可以包括例如弹性膜、膜或泡沫，例如天然橡胶或合成聚合物乳胶、软或硬橡胶或塑料、或金属、玻璃或陶瓷表面，例如医疗器械和/或手术装置和仪器或医院的医疗设备(physicalplant)中所见的那些。可替代地，其它实施方案可以具有选自织造或非织造织物的基底材料。织造织物可以由天然纤维(例如纤维素、棉、亚麻布、羊毛、丝绸)或天然和合成纤维(例如热塑性材料、聚烯烃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺、聚丙烯酸材料)的掺混物制成。多种弹性或非弹性热塑性聚合物可以用于构造非织造基底材料。例如但不局限于聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、乙烯和丙烯的共聚物、聚乳酸和聚乙醇酸聚合物及其共聚物、聚丁烯、苯乙烯嵌段共聚物、茂金属催化的聚烯烃(优选密度小于0.9克/cm3)和其它类型的聚烯烃，用于制备各种类型的弹性或非弹性纤维、细丝、膜或片材、或其组合和层压物。
采用经上面A部分中描述的抗微生物组合物处理的非织造材料描述本发明的有益特征。经处理的非织造织物可以制成各种产品，其可以包括例如防护服、长衣或围裙，和工业用衣物，以及可以在制备被褥织物、窗户罩、外套或衬垫中使用的片状材料。其它用途可以用于各种医疗用途物品，例如面罩、手套或脚套，以及个人护理产品，包括游泳服、尿布、训练裤、吸附物、拭巾和成人失禁制品。本发明的抗微生物组合物可以放置在多个战略位置中以防止细菌活性。例如，在医用吸收制品或个人护理产品中，该组合物可以放置在远离皮肤接触表面的外层或内层，例如作为吸收性介质的衬里或基质。
本发明的制品的另一个有益的方面在于经过本发明处理的非织造或织造基底和制品可以具有耐久性的抗微生物特征。如表3中所示，本发明的组合物不会在该经处理的基底上形成抑制区。在典型的医院或者医护使用条件下，在含水或者水基物质和有机溶剂存在下，该基底表面上形成的抗微生物涂层不会浸出。因为该抗微生物剂稳固地吸附或者结合到手套的表面上，因此抗微生物效果在化学上似乎是更耐久的，因而提供了更长时间的抗微生物益处。
此外，该抗微生物涂层的非短效本质可以使微生物的传播和所谓“超级虫(super-bug)”的抗性品系的形成最小化。传统试剂从该制品(例如手套)的表面浸出，并必须被微生物消耗才能有效。当使用这种传统试剂时，只有当剂量致命时微生物才会中毒并被消灭。如果剂量仅为亚致死的，微生物将会适应并对该试剂产生抵抗力。因此，医院不愿意将这些试剂引入免疫受到损害的患者的区域。此外，因为这些抗微生物剂在该过程中被消耗掉，因此该抗微生物处理的效率随着使用就会降低。本发明使用的抗微生物化合物或聚合物不会被微生物消耗掉。而是该抗微生物剂破坏在经抗微生物处理的基底表面上存在的微生物的膜。一些传统固定抗微生物制剂的问题在于固定的微生物仍保持存活并继续产生细胞毒素或者其它致病剂。本发明的组合物将该有机体固定并杀死，由此防止了进一步的潜在污染。
与常规观察到的不同，经本发明的抗微生物组合物处理的非织造材料当偏析到该材料表面时，很大程度上保持了它们的液体阻挡性质。相信通过控制抗微生物组合物的局部放置，例如其中将PHMB限制到SMS基底的最外面或者顶部纺粘层，可以放置形成进入基底材料下层中的液体导管，由此实现阻挡和抗微生物性能的有利组合。例如，在一些实施方案中，在进行处理过程中可以操纵该抗微生物组合物的流变性，使得该组合物不会渗透到该经处理的基底材料的内层。此外，理想地是使用具有相对较高表面张力(大于约40或50达因/cm)的制剂。无表面活性或具有最小表面活性的水溶性聚合物(例如乙基羟乙基纤维素或聚乙烯基吡咯烷酮)可以加入到该组合物中，使渗透入该基底的水最小化，并保持可接受水平的基底阻挡性质。这些类型的水溶性聚合物化合物是良好的成膜剂和增粘剂。成膜、低表面张力和较高的组成粘度特征的组合，有助于创建均匀的功能层，所述功能层限制抗微生物组合物的处理渗透到SMS非织造结构的主体内，从而对由水静压头测定的SMS的阻挡性质的不利影响最小化。表4中可以找到这一概念的一些实施例，其显示了该抗微生物处理对SMS的阻挡性质的影响是最小的。该经处理的基底获得的阻挡保护性质的量度≥55毫巴的水静压头，依照Association for the Advancement of Medical Instrumentation(AAMI)的标准，其被定义为第3等级的阻挡保护。使用未经处理的1.5盎司/平方码(osy)(～50gm/m2)SMS织物作为对照样，其具有83.5毫巴的平均水静压头。通过常规装填方法重复用仅包含PHMB和润湿剂(辛醇)的本发明抗微生物组合物来处理类似的SMS织物，发现其表现出具有约62毫巴的水静压头，或与对照样比较其降低约26％。理想地，该水静压头约为64～68或69毫巴。但是，通过引入粘度改性剂并通过Meyer杆涂覆该组合物，观察到的水静压头改进到约66-67毫巴，或者与对照样比较降低仅约20％。因此，使用本发明，通过使用适当的组合物和施加技术，可以制备保持良好的阻挡性质以及良好的抗微生物性质的织物。此外，将抗微生物化学品放置在基底的表面上会使杀生物剂更容易与病原体相互作用，因此提高整体效能。尽管在该组合物中使用了成膜化学品，该涂覆的SMS基底也保持了其良好的透气性以确保用户的热舒适性。
本发明的另一属性在于当在该组合物中添加抗静电剂(例如丙烯酸共聚物和异丙醇或盐酸胍和山梨糖醇)时，该经涂覆的非织造材料基底获得了抗静电性能。表5概括了经依照本发明组合物的一种形式的0.6wt％PHMB和共活性抗静电的成膜剂处理的1 osy SMS基底的最终阻挡和抗静电性质。该经处理的基底获得的阻挡保护性能为至少AAMI Level 2阻挡标准，其接受值为≥20毫巴水静压头。就表中的实施例C和D表现出非常块的静电衰减(＜0.5秒)和良好的阻挡性质(～42-47毫巴，其与对照样相比降低～15-23％)而言，这些实施例是优选的。
本发明的抗微生物组合物的实施方案可以包括保护性制品，例如手套、面罩、外科手术或医用长衣、窗帘、鞋套或窗户罩。为了举例说明，可以将本发明的有益性质具体化到包含一种或多种抗微生物剂和共活性剂的组合的面罩中，所述组合在污负载存在和不存在的情况下都会快速抑制和控制宽范围的微生物体在产品表面上的生长。该抗微生物涂层(快速杀灭或抑制)可以选择性地放置在面罩的外部非织造面层上而不是遍及整个产品。该抗微生物剂在流体存在时不会从面罩表面浸出，和/或，如使用吹透测试(blow-through test)规程测定的那样，不会重新出现(recoverable)在在面罩使用中可能脱落并可能被用户吸入的颗粒上。
吹透测试和分析工作提供了本发明的抗微生物剂组合溶液处理对于面罩使用是安全的并且在通常使用条件下不会脱离面罩衬里的证据。使用经本发明的抗微生物溶液处理过的纺粘材料样品，我们进行了吹透试验，以模拟当用于面罩产品中时8小时内的呼吸情况。该面罩材料，包括经处理的纺粘样品，在两个漏斗之间压缩并保持固定。通过该漏斗装置吹入湿空气，可能从该材料中脱离的任何化学处理物都收集在瓶中。
在某些实施方案中，该抗微生物剂包括多种杀生物剂(与抗生素相反)，特别地，例如聚合双胍，例如各种商品名称的聚(六亚甲基双胍)，例如Cosmocil CQ、Vantocil等。可替代地，该面罩可以包含如下一种或多种抗微生物剂：在污载体存在和不存在下，所述抗微生物剂可以防止或最小化宽范围的活微生物体从面罩表面接触转移到其它与该面罩接触的表面上。该面罩可以适合具有大于或等于约85-90％的依照ASTMF210l测定的细菌过滤效率(BFE)。优选地，该面罩具有大于或等于约95％的BFE。更优选地，该面罩具有大于或等于约99％的BFE。该面罩可以具有小于或等于5mm水/cm2的依照ASTM F2101测定的压差，以确保产品的呼吸舒适性。理想地，该压差小于或等于2.5mm水/cm2。该面罩可以具有大于或等于大约85-90％的由Latex Particle Challenge测试(ASTM F2299)测定的颗粒过滤效率(PFE)。优选地，该PFE大于或等于95％。更优选地，该PFE大于或等于99％。该面罩可以具有对合成血液大于或等于约80mm Hg的依照ASTM F1862的流体渗透阻力。优选地，该面罩具有大于或等于约120mm Hg的流体渗透阻力。更优选地，该面罩具有大于或等于约160mm Hg的流体渗透阻力。
在另一形式中，本发明的优点可以体现在抗微生物覆盖长衣中。该长衣包含在污负载存在和不存在的两种情况下都会快速抑制和控制宽范围的微生物体在产品表面上生长的抗微生物剂和共活性剂的组合。该长衣可以包含在污载体存在和不存在下防止或最小化宽范围的活微生物体从该长衣表面接触转移到其它与该长衣接触的表面上的。与面罩相同，覆盖在该长衣表面上的抗微生物剂也与基底稳定结合并且在流体存在的情况下不会从长衣表面浸出。该长衣可以具有等于或大于约20毫巴(AAMI第2等级)的由水静压头测试测定的流体阻挡特征。优选地，测定的流体阻挡等于或大于约50毫巴(AAMI第3等级)。更优选地，该长衣织物还对血液和病毒渗透具有抵抗性，如测试标准ASTM F1670和ASTM F1671所定义的。该流体阻挡可以等于或大于约100毫巴。
经使用Association of the Nonwovens Fabrics Industries(INDA)Standard Test Method 40.2(95)进行的静电衰减测试测定，该经抗微生物处理的长衣可以在小于0.5秒内消散50％的5000V静电荷。一般而言，将3.5英寸×6.5英寸的试样进行调制，包括去除任何存在的电荷。然后将该样品放置在静电衰减测试装置中，充电到5000伏特。一旦该样品接受了电荷，去除充电电压，将电极接地。记录样品损失预设量的电荷(例如50％或90％)所需的时间。使用可获自Electro-Tech Systems，Inc.，Glenside，PA的校准的静电衰减计SDM 406C和406D测试此处提到的样品的静电衰减时间。优选地，该长衣材料在小于0.5秒的时间内消散90％的5000V电荷。更优选地，该长衣材料在小于0.5秒的时间内消散99％的5000V电荷。此外，通过火焰传播规程(CPSC 1610和NFPA 702)的测定，该长衣材料具有1级易燃性等级。在医院环境中为使由偶发性静电放电引起的失火可能性最小化，静电衰减和火焰传播需求都是至关重要的。重要的是要指出：并非所有的基底和抗微生物组合物的选择都会带来这种有利的性质集合，除了具有抗微生物性质之外还通过这两种标准的情况是优选的实施方案。
部分C-为获得所需性质的处理方法
在其形成之后，该抗微生物组合物可以局部施加到非织造卷幅细丝的外表面上。理想地，在基底表面上施加均匀涂层。均匀涂层是指抗微生物剂的层不会仅仅聚集在基底表面上的选定位置，而是在该经处理的基底表面上具有相对均匀或均一的分布。理想地，一旦该抗微生物组合物在基底表面上干燥，该加工助剂应当蒸发或闪蒸掉。适合的加工助剂可以包括醇类，例如己醇或辛醇。注意术语“表面处理”、“表面改性”和“局部处理”是指本发明的抗微生物制剂施加到基底上，除非另外指出，其可以交换使用。
用本发明的抗微生物涂层处理的非织造织物可以依照许多方法制作。在示例性的实施例中，用于制备抗微生物处理过的基底的方法包括提供疏水聚合物基底，并将该基底的至少一部分暴露于包括至少一种抗微生物活性剂(例如PHMB)和至少一种共活性剂(例如AEGIS AM5700)和至少一种加工助剂(例如烷基聚糖苷或其它表面活性剂)的混合物中。建议的组合包括将该基底接触包括抗微生物剂、润湿剂、表面活性剂和流变控制剂的混合物。该处理组合物的这些组分可以在水混合物中组合并作为含水处理剂施加。该处理组合物可以另外包括其它组分，例如抗静电剂、护肤成分、抗氧化剂、维生素、植物提取剂、香味剂、气味控制剂和着色剂。活性试剂在该经处理的基底中的最终量可以稀释到所需或预设的浓度。
依照实施方案，可以通过常规的饱和方法，例如所谓的“浸挤”或“装填”技术，将该抗微生物组合物施加到该材料基底上。该“浸挤”或“装填”方法可以用抗微生物组合物涂覆基底的两面和/或涂覆基底的整个体积。当在浴中浸渍时，该抗微生物溶液是包含所有组分的单一介质，或在后续的多步处理中，其它所需的组分可以随后添加到该基础抗微生物层中。例如，单一抗微生物溶液的制剂可以包括均化剂和/或抗静电剂。在包含聚丙烯的基底上，抗静电剂可以帮助消散来自机械摩擦的静电荷累积。可以将抗静电剂添加到该抗微生物溶液中，可以在一个施加步骤中同时将该混合物引入到材料基底上。可替代地，可以在抗微生物溶液之后在第二步骤中使用喷雾器施加该抗静电溶液。
在某些产物形式中，人们希望仅处理片材基底的一面而不处理其内层或对面，其中该基底材料层压到不经抗微生物处理的另一片层(例如过滤器或阻挡介质)上，此时优选使用其它方法，例如回转筛、逆转辊、Meyer-杆(或线绕杆)、凹版印刷、狭槽模、缝涂或其它类似的在非织造纺织品领域中人们熟知的技术。(例如参见，这些或其它技术的详细描述可获自FaustelInc.，Germantown，WI(www.faustel.com)。)而且可以考虑印刷技术例如苯胺印刷或数字技术。可替代地，人们可以使用多于一种涂覆方法的组合来达到处理组合物的受控设置。这种组合可以包括但不局限于：逆向凹版过程然后进行Meyer杆过程。可替代地，可以通过气溶胶喷雾将该抗微生物组合物施加到基底表面上。如果需要，可以使用喷雾装置将该抗微生物溶液和/或抗静电剂施加到基底片材的仅仅一面上或分别施加到两面。例如，在第二步骤中，可以使用喷雾系统或任何其它常规施加方法，将抗静电剂施加到该基底上。在片材材料上，该经处理的非织造基底可以达到至少大于20毫巴的静水压头。抗微生物涂层施加到SMS织物上作为至少一个单层。可替代地，可以使用熔融挤出方法将抗微生物剂引入到该材料中，然后由水溶液局部施加第二抗微生物剂或共活性剂。此外，在熔融挤出过程中也可以添加其它成分以提高例如：a)如果需要，材料的润湿性，b)导电性或抗静电性质，c)皮肤润滑性，d)抗氧化性等。
参照图1，描述将本发明的处理组合物施加到移动的卷幅的一侧或两侧的示例性过程。本领域的技术人员应当理解本发明同样适用于在线处理或单独的离线处理步骤。卷幅12(例如纺粘或熔吹非织造物或纺粘-熔吹-纺粘(SMS)层压物)在支承辊15下被引到处理站，该处理站包括用于施加到卷幅12的一侧14上的旋转喷头22。也可以采用可以包括旋转喷头(未示出)的任选的处理站18(以幻象形式示出)将同样的处理组合物或另一处理组合物施加到在支承辊17和19上导向的卷幅12的相对侧23。各处理站从储存器(未示出)接收处理液体30的供给。然后如果需要可以通过经过干燥筒(未示出)或其它干燥装置上将该经处理的卷幅进行干燥，然后在支承辊25下方卷绕成卷，或传递到其预期应用中。对于聚丙烯卷幅，可以通过将该经处理的卷幅通过加热的转筒来加热到约220°F～300°F，更理想地加热到270°F～290°F的温度，以固化处理组合物并完成干燥，从而实现干燥。其它聚合物的干燥温度对于本领域的技术人员将是显而易见的。可替代的干燥装置包括炉子、通风干燥器、红外干燥器、微波干燥器、鼓风机等。
图2示出了施加本发明的处理组合物的替代性设置和方法。该替代性设置和方法使用饱和或浸渍和挤压施加步骤。如图2所示，卷幅100例如可以是非织造浪涌材料的2.50osy粘合梳理卷幅，将该卷幅100通过引导辊102，进入包含所述处理抗微生物组合物在水中的混合物的浴104。处理时间可以由引导辊106控制。挤压辊108之间的辊隙除去过量的处理组合物，其通过集料器109返回到该浴中。干燥筒110去除剩余的水分。如果使用多于一种处理组合物，可以重复浸渍和挤压，可以将该卷幅100前送并浸渍到另外的浴(未示出)中。
可以使用各种其它方法来将该基底与依照本发明的处理组合物(一种或多种)接触。例如，可以通过印刷辊或其它涂覆步骤在该基底上印刷，或者可以使用喷雾技术。优选地，通过Meyer杆、逆向凹版或苯胺印刷技术，例如以处理组合物在基底表面上形成均匀和均相的层并且渗透到基底本体中的处理组合物最小化的方式，将所述处理组合物施加到基底上作为罩层。总的来讲，所述罩层涂覆使得在基底上产生更均匀的抗微生物处理组合物的分布，使得该抗微生物剂更容易在该基底的表面上得到。该罩层涂覆技术也导致该基底保持更好的阻挡性质。
如表5中所示，将该抗微生物剂和抗静电剂限制到该基底的某些层(例如SMS结构中的纺粘层)，有助于保持该基底的阻挡性质并提高抗静电性质。使用具有最小表面活性的粘度改性剂提高了静水压头并实现了抗静电衰减。施加表面罩层涂层(其向基底本体的渗入最小)的方法的使用，和例如饱和方法相比，也促进了阻挡性质的提高。
非织造卷幅或层压物可以用本发明的组合物和方法处理以在基底的所需或预设位置上引入宽范围的抗微生物和抗静电性质，同时保持所需的阻挡性质。此外，该处理组合物的组分可以在单独步骤中或在一个合并的步骤中施加。也应当理解，所述方法和通过局部施加本发明的成分对非织造材料进行的抗微生物表面处理，可以不仅引入多种用于提高抗微生物性能的成分，也可以用于引入抗静电剂，其可以提供静电荷累积的消散。
涂覆方法的选择取决于多种因素，其包括但不局限于：1)粘度，2)溶液浓度或固体含量，3)基底上的实际涂料添加，4)待涂覆的基底的表面形状，等等。通常，涂料溶液需要在浓度(或固体含量)、粘度、润湿性或干燥特性上对制剂进行一些修改，以使处理或涂覆性能最优化。
通过下面代表本发明的实施例进一步对本发明进行举例说明。
实施例1.使用饱和方法对基底进行表面处理
为了举例说明的目的，通常，制备500ml的含水制剂，其包含0.5wt％PHMB+3％柠檬酸+0.3wt％Glucopon 220 UP+96.8wt％水，如表3中所示。在表3中实施例相对浓度，对每种成分都归一化为100％固体。例如，在实施例1中的0.5wt％PHMB，表示在100g溶液中实际使用2.5gCosmocil CQ(其为20％固体PHMB)，以达到在最终组合物中实际有0.5wt％PHMB。
使用实验室搅拌器(Stirrer RZR 50，获自Caframo Ltd.，Wiarton，Ontario，Canada)对该含水制剂完全混合约20分钟。可替代地，也可以使用高剪切混合机。在该含水组合物(或浴)完成混合并均化之后，将其注入涂有Teflon的盘或玻璃盘中。然后，通常，将8″×11″片材基底(8″×11″hand sheet substrate)浸入到浴中以饱和。通常，当该基底变为半透明时就实现了完全基底饱和。在完全饱和之后，将该基底夹在实验室挤水机的两个辊之间，其中一个固定辊和一个旋转辊，该挤水机为No.LW-849，LW-1型，Atlas Electrical Device Co.，Chicago，Illinois。在将该样品夹住并通过该辊后，去除过剩的饱和剂，立即使用Mettler PE 360天平测定湿重(Ww)。然后将该饱和的、夹持的样品放在炉中，以在约80℃下干燥约30分钟，或者直至其重量达到恒定。在干燥之后，测定该经处理的、干燥的样品的重量(Wd)。使用式1首先计算吸湿百分比(％WPU)，可以对基底上的处理物量进行重量测定，
％WPU＝[(Ww-Wd)/Wd]×100    (式1)
其中，
Ww＝在夹持后饱和样品的湿重
Wd＝经处理的样品的干重
然后，使用下式2计算该片材上的添加百分比。
％添加＝％WPU×浴浓度(wt％)    (式2)
例如，如果总浴浓度为3.8wt％，计算的％WPU为100％，那么基底上的添加量为3.8wt％。现在可以通过控制％WPU和浴浓度来控制在基底上的添加量。在给定的浴浓度下，可以通过改变实验室挤水机的辊隙压力将％WPU改变到特定程度。通常，辊隙压力越高，更多的饱和剂(或处理组合物)从基底中挤出，％WPU就越低，最终基底上的添加量也就越低。
实施例2.使用罩层涂覆方法对基底进行局部处理
a.逆向辊涂覆
在逆向辊涂覆中，通过精确设定上计量辊和其下面的施加辊之间的间隙，测量施加辊上的涂覆组合物。当基底围绕在底部的支撑辊通过时，所述基底将涂料从施加辊上刷掉。图3A-C中的图描述了3-辊逆向辊涂覆方法，尽管通常是4-辊式的。在逆向凹版涂覆中，通过在辊上的雕刻来计量实际的涂料，然后和常规逆向辊涂覆方法一样擦除。
b.凹版涂覆
凹版涂覆取决于通过涂料浴的雕刻辊，所述涂料浴用涂料填充辊上的印痕点或线。通过刮刀去除辊上过量的涂料，然后随着基底通过雕刻辊和压力辊，将该涂料沉积到基底上。图4A和4B示出了凹版涂布机的典型设置的示意图。胶印凹版(offset gravure)是常用的，其中在转印到基底上之前该涂料最初沉积在中间辊上。
c.Meyer杆(计量杆)涂覆
在计量杆涂覆中，有时称作Meyer棒的线绕计量杆使得所需量的涂料保持在基底上。随着其通过浴辊，过量的涂料沉积在基底上。通过在该杆上所用的线的直径确定该量。该方法对涂布机的其它部件的非精确设计的容许性非常大。图5显示了典型装置的示意图。
在另一实施方案中，局部抗微生物组合物可以与缓慢起效或释放的杀生物剂共同施加，所述杀生物剂或者在熔融挤出过程中作为某种非织造丝或纤维的聚合物熔体制剂的一部分加入，或者形成在各纤维的表面上嵌入杀生物剂的纤维。如上所述，表2中的实施例27-31是将快速起效的局部抗微生物剂组合物和较慢起效的内部熔融共挤出和嵌入的杀生物剂制剂结合在一起的制剂。对加入的杀生物剂的浓度的调节可以控制该杀生物剂在纤维表面上的分布和整体普遍性。
第III部分-抗微生物测试方法
A.样品制备
在37±2℃下，将测试有机体在摆环式振动器中在25mL适当的肉汤介质中生长约24±2小时。然后通过将约100μL等分试样放置在25mL肉汤中转移该细菌培养物，然后在37±2℃下再生长约24±2小时。然后将该有机体离心，并用磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤三次。然后将该有机体悬浮在PBS中，得到约1×108CFU/mL的接种体。
将测试制品和对照样品暴露于紫外光源下，每侧暴露约5～10分钟，然后进行测试，以确保在用细菌接种之前该样品经过消毒。将该测试材料与已知量的来自接种体的测试细菌进行接触特定时间。然后在暴露时间结束时将样品铺开在板上(plate)以清点存活的细菌。使用下式计算来自对照材料和原始种群的log10降低：
Log10对照*-Log10CFU/测试制品样品＝Log10降低
*来自对照样品的CFU/样品或理论CFU/样品。
在将该细菌暴露于我们的经处理的产品表面给定时间(～10-30分钟)后，将该基底放置在烧瓶中，添加缓冲溶液，以将微生物体从该基底中洗脱出来，然后将它们铺开在板上以确定有多少还保持存活。该缓冲溶液包含化学物质以使该抗微生物剂失活或“中和”，用以(a)阻止该活化剂在所述给定时间后杀灭有机体，和(b)防止可能由于该微生物体暴露于溶液中的而不是仅在基底上的该抗微生物剂而产生的假象。因为用作抗微生物剂的每种化学物质有很小的不同(即：阳离子的、非离子的、金属等)，因此类似地在每种情况下添加不同的中和剂以在该试验所需的结束点时切断所述抗微生物作用。这些中和剂经过预先筛选以确保其不会影响微生物体。所用的中和剂可以选自通常用于本领域的列表。这些包括非离子清洁剂、硫酸氢盐、卵磷脂、leethen肉汤、硫代硫酸盐、硫基乙醇酸盐和pH缓冲剂。可以使用类似于AmericanSociety for Testing and Materials，Standard Practices for EvaluatingInactivators of Antimicrobial Agents Used in Disinfectant，Sanitizer，Antiseptic，or Preserved Products，Amer.Soc.Testing Mat.E 1054-91(1991)中所述的那些的方法。
B.动态摇瓶规程
使用该测试快速筛分不同的抗微生物组合，以寻找协同效果。该试验程序是以ASTM E 2149-01为基础的。简要来说，该测试是通过以下进行的：首先将2″×2″的经处理的材料样品添加到包含50mL经缓冲的盐水溶液的烧瓶中。然后用目标有机体(challenge organism)(总数是6.5～7log10)接种该烧瓶，通过机械方法摇动给定时间间隔。在给定时间点时，取出该溶液样品并铺在板上。最后，培育该板，测定微生物生长，计算菌落形成单位的数量。通过将试验板上的生长与未经抗微生物处理的对照板相比较，测定有机体的log降低。
C.抑制区规程以测定浸出
ASTM动态摇瓶测试要求使用ASTM E 2149-01和AATCC 147-1998抑制区来分析测试材料的可浸出性。为了评价涂覆在该材料上的抗微生物涂层是否真实稳定并不会从该基底表面上浸出，使用了两个测试，首先，依照American Association of Textile Chemists and Colorists(AATCC)-147试验规程，在干浸出试验中，将该经抗微生物处理的材料放置在已用已知量的有机体种群在该板表面上接种的琼脂板上，然后在约35℃或37℃±2℃培养该板约18～24小时。然后评价该琼脂板。抗微生物剂从该经处理的材料的任何浸出将导致抑制微生物生长的区域。如下面总结的实施例中的数据所示，我们发现没有抑制区，这表明没有抗微生物剂从任何测试样品中浸出。
其次，在抑制试验的湿浸出区中，依照包括动态摇瓶的AmericanSociety for Testing and Materials(ASTM)E 2149-01试验规程，我们将数片抗微生物剂涂覆的基底放置在缓冲pH～6.8的0.3mM磷酸盐(KH2PO4)溶液中。使材料片在溶液中静置24小时，然后提取溶液的上层清液。提取条件包括其中在250mL Erlenmeyer烧瓶中有50ml的缓冲剂，室温(～23℃)下约30分钟。烧瓶在摆环式振荡器中摇动1小时±5分钟。将约100微升(μL)的上层清液加入到切入在接种的琼脂板中的8mm孔中并使其干燥。在35℃±2℃约24小时之后，检查琼脂板上任何微生物活性或生长受抑制的迹象。没有任何抑制区表明没有抗微生物剂从手套表面浸出进入上层清液，或者其对琼脂板上的微生物没有作用。
总之，这些规程是通过对包含实际处理的材料或已经暴露于该处理的材料的溶液的接种板进行培养而进行的。然后分析该板的抑制有机体生长区域，以检测是否该抗微生物剂从该材料中浸出或进入溶液中。
D.快速杀灭规程
在另一方面，为了评价施加的抗微生物剂杀灭的快速程度的效能，我们使用了由Kimberly-Clark Corporation开发的直接接触、快速杀菌测试。该测试更好地模拟了真实世界工作状况，其中微生物通过短时间直接接触从一个基底转移到另一基底上。而且该测试可使我们评价与处理的材料表面在一个位置的接触是否会快速杀灭微生物，然而ASTM E2149-01规程的基于溶液的测试倾向于提供多个接触并杀灭微生物的机会，其在实践中现实性较差。
简要来讲，将悬浮在经缓冲的盐水溶液中的微生物体(总计6.5～7log10)放置在具有或不具有抗微生物涂层的基底上。使用
Figure A20068003152500301
铺展器将该微生物悬浮液(对于细菌为250μl；对于病毒为200μl)在1分钟内铺展在32cm2的区域上。在铺展之后，使该基底静置指定的接触时间。在接触时间之后，将该基底放置到适当的中和剂中，摇动并形成完全涡流。从该中和剂中取出样品放置在适当的介质上以得到回收的活微生物数量。将从未经处理的基底上回收的微生物数量与从经处理的基底中回收的数量进行对比，确定该抗微生物涂层的效能。表6～10中的数据表明，从经处理的纺粘或SMS材料回收的活微生物与未经处理的纺粘或SMS材料相比减少。
D1.用于面罩和长衣的快速杀灭规程
依照下述制备在挑战涂覆的和未涂覆的材料中所用的储用培养物。所评价的有机体包括金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(MRSA)ATCC 33591、金黄色葡萄球菌ATCC 27660、粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)(VRE)ATCC 51299和/或肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellapneumoniae)ATCC 4352。将来自制冷器的适当有机体贮存并培养在随便盖上的50ml圆锥管中的25ml的TSB介质中，在35±2℃以200rpm摇动24±6小时。在培育24小时之后，使用100μl培养物接种到50ml圆锥管中的另一25ml TSB介质中。以200rpm摇动，培育24±6小时，35±2℃。再经过24小时之后，以9000rpm(4±2℃)将该悬浮液离心10分钟。用25ml消过毒的PBS置换该得到的上部清液，并涡流1分钟以再次悬浮细胞。用PBS稀释所得到的细胞悬浮液，以得到约107CFU/ml的目标接种浓度。最终的工作接种溶液可以包含或不包含5％的污负载(牛血清清蛋白)。
用添加到与Test Material Challenge Device(50ml圆锥管)连接的材料中部的250μl接种体来挑战该材料样品。使用消过毒的淀帚在1分钟内将该接种体挑战物(inoculum challenge)铺展到该材料上。之后，使该悬浮液静置为达到所需10或30min的接触时间而需要的额外的时间。一旦该接触时间结束，在无菌条件下将该材料转移到包含25ml LEB萃取剂的单独样品容器中，并进行完全涡流。通过将该容器在轨道振动器(200rpm)上10分钟来提取样品。在此之后，通过活板计数来测定微生物的数量。
E.接触转移规程
悬浮在经缓冲的盐水溶液中的微生物体(总共6.5～7log10)放置在具有或不具有抗微生物涂层的基底上。使用
Figure A20068003152500312
铺展设备将该微生物悬浮液(对于细菌为250μl；对于病毒为200μl)在1分钟内铺展在32cm2的区域上。在铺展之后，使该基底静置指定的接触时间。在接触时间之后，将该基底反转，在猪的皮肤上放置1分钟。当在该皮肤上时，均匀地将～75g的连续重量施加到在该皮肤上的该基底上。在皮肤上进行1分钟后，去除基底，放置在适当的中和剂中，摇动并形成完全涡流。从该中和剂中取出样品放置在适当的介质中得到回收的活微生物数量。将从未经处理的基底上回收的微生物数量与从经处理的基底中回收的数量进行对比，确定该抗微生物涂层的效果。为了研究从未处理的基底上转移到该猪上的微生物与从经处理的基底上转移的微生物之间的差别，将经缓冲的提取剂溶液的2ml的等分试样放置在皮肤上，在此和基底接触。使用
Figure A20068003152500321
铺展设备擦刮该皮肤表面，在擦刮之后收集每个2ml等分试样。然后以和基底相同的方式分析从该皮肤上收集的提取剂的活微生物的数量。通过比较从与未处理的基底接触的皮肤上提取的微生物数量与从与经处理的基底接触的皮肤上提取的数量进行比较，确定接触转移方面的有效降低。表11A和11B显示了纺粘基底和SMS基底的接触转移降低。在这些表中的数据表明经处理的纺粘材料与未经处理的纺粘材料相比，能够将转移到猪的皮肤上的细菌降低大于4Log(＞99.99％)。对于经处理的SMS材料观察到了类似的结果，观察到的转移的降低大于5Log(＞99.999％)。该测试显示了经处理的材料在降低微生物通过物理接触传播中的效能。
F.吹透测试规程(blow-through test protocol)
使用专有的Kimberly-Clark测试方法，我们能够分析非织造基底对于面罩应用的可接受性。在该吹透测试中，使用管子(例如Nalgene管子)将包含约60ml去离子水的125ml空气采样器(ACE Glass Inc.)与空气源连接。该空气采样器的出口并联到第二和第三空气采样器中，其各自包含约40ml去离子水，以润湿空气。第二和第三空气采样器的出口连接并通向流量调节器。将待测试的样品切成10cm直径，放置在两个漏斗之间：前漏斗和后漏斗，其上部内径为102mm。包含约60ml去离子水(例如Milli-Q水)的第一空气采样器用Nalgene管子(5/16″)连接到带壳的空气刺针(air barb)上。第一空气采样器的出口管线(1/4″)装有T型物，以并联连接都包含约40ml去离子水的第二和第三空气采样器。第二T型物将两个空气采样器的输出管线连接到流量调节器的入口。流量调节器的出口(5/16″)连接到具有样品的漏斗茎部，来自后漏斗的管道通向500ml体积的包含约120ml去离子水的接收烧瓶。
将空气输送到第一空气采样器中，并用在线流量调节器调节到30SLPM。打开外壳内的空气阀，将气流调节到30 SLPM。将湿润空气以恒定流速吹透样品材料约8小时。在约8小时之后，关闭空气阀，从后漏斗中去除管子，然后将该管线拉起到接收烧瓶中的水面以上，用少量去离子水或者净化水(例如Milli-Q水)洗涤内部和外部，并流入接收烧瓶中。将提取的水注入三个60ml I-CHEM小瓶中，放置在真空蒸发系统中(LabconcoModel 7900002，以100％流速，85℃，90min.，180mbar真空)直至干燥。将该提取物复原到约1.0ml的去离子水中，过滤并注入到高压液相色谱仪(HPLC)中。该HPLC系统是Agilent 1100Quaternary HPLC，具有Synchropak Catsec 100A(4.6×250mm)柱，0.1％三氟乙酸/乙腈(95/5)洗提液、0.5ml/min流速、25微升注入量、SedexUpgraded 55检测器、43℃、3.4巴的N2和在5.7min时用Cosmocil洗提，以及在6.3min时用Crodacel洗提。使用液相色谱检测并定量该抗微生物剂。
G.静电衰减测试
下面描述了用于本发明应用中的静态或静电衰减测试方法。该方法也报道于美国专利号6562777，第10栏，第1-16行中，将其引入本文。该测试通过测定从该材料的表面消散电荷所需的时间来测定材料的静电性质。除此之外，如特别指出的那样，该测试是依照INDA StandardTest Methods：IST 40.2(95)进行的。通常所述，将3.5英寸×6.5英寸的试样进行调制，包括去除任何存在的电荷。然后将该样品放置在静电衰减测试装置中，充电到5000伏特。一旦该样品接受了电荷，去除充电电压，将该电极接地。记录样品损失预设量的电荷(例如50％或者90％)所需的时间。使用可获自Electro-Tech Systems，Inc.，Glenside，PA的校准的静电衰减计Model No.SDM 406C和406D测试此处提到的样品的静电衰减时间。
第IV部分-经验实施例
A.
下表呈现了与目前可得到的一些普通抗微生物剂相比，本发明的协同的、有利的效果的示例性实施例。
表12-15提供了各个抗微生物化合物以1.0％浓度独自局部施加到不同非织造织物(即，纺粘、纺粘-熔吹-纺粘(SMS)、熔吹)样品表面对抗宽范围的微生物(革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌，和真菌：霉菌和酵母)，在每种基底接触1、5或15分钟后的相对效能的基线值。该基线数据显示包含1wt％PHMB的组合物在15分钟内可以提供菌落形成单位(CFU)的≥3 log10降低。
表12-对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)的动态摇瓶Log10降低结果
Figure A20068003152500341
表13-对P.Aeruginosa(ATCC 9027)的动态摇瓶Log10降低结果
表14-对A.Niger(ATCC 16404)的动态摇瓶Log10降低结果
Figure A20068003152500351
表15-对C.Albicans(ATCC 10231)的动态摇瓶Log10降低结果
Figure A20068003152500352
我们发现其它试剂的组合可以允许使用较少的PHMB，这引入了有利的成本节约，同时仍实现了与前面相同或更好程度的抗微生物活性。下表10-14显示了本发明的组合物对非织造织物上的革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的协同效果。表16-20中的数据证明了本发明的组合物在选择的共活化剂(表1)存在下以较低的PHMB含量与仅PHMB作用相比的快速杀灭动力学。该抗微生物作用可以在几分钟内实现显著的微生物减少。
表16-对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)的动态摇瓶Log10降低结果
  接触时间(min)   1   5   15
  0.5％PHMB   2.31   4.00   4.00
  1.0％PHMB   4.00   4.00   4.00
  0.50％PHMB，0.10％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   4.00   4.00   4.00
  0.50％PHMB，0.10％十八烷基氨基二甲基三甲氧基甲硅烷基丙基氯化铵   4.00   4.00   4.00
  对照粘纺基底   -   0.03   0
表17-对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)的动态摇瓶Log10降低结果
  接触时间(min.)   1   5   15
  0.10％PHMB   0.18   0.33   0.58
  0.10％PHMB，PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   2.75   4.00   4.00
  0.10％PHMB，PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   1.15   4.00   4.00
  0.10％PHMB，3.0％木糖醇   1.25   3.40   4.00
  0.10％PHMB，0.05％烷基聚糖苷   0.89   3.30   4.00
  0.10％PHMB，010％烷基聚糖苷   3.70   4.00   4.00
  对照粘纺基底   -   0.00   0.07
表18-对P.Aeruginosa(ATCC 9027)的动态摇瓶Log10降低结果
  接触时间(min.)   1   5   15
  0.10％PHMB   0.07   0.12   0.34
  0.10％PHMB，0.01％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   0.74   4.00   4.00
  0.10％PHMB，0.05％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   4.00   4.00   4.00
  0.10％PHMB，0.10％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   4.00   4.00   4.00
  0.10％PHMB，1.5％木糖醇   4.00   4.00   4.00
  0.10％PHMB，3.0％木糖醇   4.00   4.00   4.00
  0.10％PHMB，0.01％烷基聚糖苷   4.00   4.00   4.00
  0.10％PHMB，0.10％烷基聚糖苷   4.00   4.00   4.00
  对照粘纺基底   N/A   0.00   0.04
表19-对金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)的动态摇瓶Log10降低结果
  接触时间(min.)   1   5   15
  0.10％PHMB   0.18   0.33   0.58
  0.10％PHMB，0.05％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   2.75   4   4
  0.10％PHMB，0.10％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   1.15   4   4
  0.10％PHMB，3.0％木糖醇   1.25   3.4   4
  0.10％PHMB，0.05％烷基聚糖苷   0.89   3.3   4
  0.10％PHMB，0.10％烷基聚糖苷   3.7   4   4
  对照SMS基底   -   0   0.07
表20-对P.Aeruginosa(ATCC 9027)的动态摇瓶Log10降低结果
  接触时间(min.)   1   5   15
  0.10％PHMB   0.07   0.12   0.34
  0.10％PHMB，0.01％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   0.74   4   4
  0.10％PHMB，0.05％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   4   4   4
  0.10％PHMB，0.10％PG-羟基乙基纤维素椰油基二甲基氯化铵   4   4   4
  0.10％PHMB，1.5％木糖醇   4   4   4
  0.10％PHMB，3.0％木糖醇   4   4   4
  0.10％PHMB，0.01％烷基聚糖苷   4   4   4
  0.10％PHMB，0.10％烷基聚糖苷   4   4   4
  对照SMS基底   -   0   0.4
表中的特定组合物是本发明的实施例，用于描述它们的非累加性效果，但并不必然限定本发明。
此外，有机酸和醇的引入具有明显有利的抗病毒影响。如表21中所示，当与有机酸(例如柠檬酸、苯甲酸、丙酸、水杨酸、戊二酸、马来酸、抗坏血酸或乙酸)和其它共活化剂组合时，PHMB的抗病毒和抗微生物效能得以提高。该数据显示对抗普通的病原体，抗病毒/抗微生物降低约为≥3 log10 CFU。
表21-(0.5％PHMB，7.5％柠檬酸，2％N-烷基聚糖苷)对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的动态摇瓶Log10降低结果
Figure A20068003152500381
B.
依照另一实施方案，由织造或非织造纺织品、皮革或弹性材料(例如天然乳胶或合成聚合物)制成的手套可以或者喷上加热的溶液，或者浸渍在包含消泡剂和本发明抗微生物组合物的重复样的热浴中。该溶液由喷雾器加热或在进入喷雾器之前在加热罐中加热，同时在压力空气干燥器中翻转。该方法允许用更少的溶液更有效地处理仅仅手套的外部，并仍提供所需的抗微生物效能、更好的抗微生物剂粘合性以降低该试剂从该表面上浸出，而且消除了由于在杀生物剂和用户皮肤之间的始终接触而引起的刺激穿着者皮肤的可能性。
为了进一步详细描述抑制区测试和接触转移测试规程，那么可以将所需的接种体在无菌条件下放置在第一表面上。可以使用任何数量的所需接种体，在一些实施方案中，将约1ml的量施加到第一表面上。此外，可以将该接种体施加到第一表面的任何所需面积上。在一些情况下，该接种体可以施加到约7英寸(178mm)×7英寸(178mm)的面积上。该第一表面可以由任何能够被消毒的材料制成。在一些实施方案中，该第一表面可以由不锈钢、玻璃、瓷、陶瓷、合成或天然皮肤(例如猪的皮肤)等制成。
然后可以允许该接种体保持在第一表面上相对较短的时间，例如约2或3分钟，然后待评估的制品(即转移基底)与第一表面接触。该转移基底可以是任何类型的制品。在一些情况下，特别适用的可能是检查或手术手套。该转移基底(例如手套)应当在无菌条件下操作。当该转移基底是手套时，可以将受到放置在试验者的左手和右手上。然后可以将一只手套接触接种过的第一表面，确保接触牢固并且使误差最小。然后可以使用另一只手将该试验手套立即去除，放置在包含所需量的消过毒的缓冲水(如上制备的)的烧瓶中，以提取转移的微生物。在一些情况下，可以将该手套放置在包含约100ml的消过毒的缓冲水的烧瓶中，在特定时间内测试。可替代地，可以将该手套放置在包含适当量的Letheen Agar Base(可获自Alpha Biosciences，Inc.，Baltimore，Md.)的烧瓶中，以中和用于后续评估的抗微生物处理。然后将该包含手套的烧瓶放置在往复式振荡机上，以约190循环/min～约200循环/min的速率搅动。该烧瓶可以摇动任意所需时间，在一些情况下摇动约2分钟。
然后可以将该手套从该烧瓶中取出，将该溶液根据需要稀释。然后可以将所需量的该溶液放置在至少一个琼脂样品板上。在一些情况下，可以在每个试样板上放置大约0.1ml溶液。然后可以将该样品板上的溶液培养所需时间，以使微生物可以繁殖。在一些情况下，溶液可以培养至少大约48小时。该培养可以发生在任何最佳温度下以使微生物可以生长，在一些情况下，可以发生在约33℃至约37℃。在一些情况下，该培养可以发生在约35℃。
在培养完成后，计算存在的微生物，结果以CFU/ml计。然后通过将以CFU/ml计的提取的微生物除以以CFU/ml计的在接种体中存在的量，并乘以100，可以计算回收％。
在另一方面，为了评价施加的抗微生物剂杀灭的快速程度的效能，我们使用了由Kimberly-Clark Corporation开发的直接接触、快速杀菌测试。该测试更好地模拟了真实世界工作条件，其中微生物通过短时间的直接接触从基底转移到手套上。而且该测试可使我们评价与手套表面在一个位置的接触是否会快速杀灭微生物，然而ASTM E 2149-01规程的基于溶液的测试通常提供了多个接触并杀灭微生物的机会，其在实践中现实性较差。
我们将已知量的微生物的接种体施加到手套的经抗微生物处理的表面上。在约3～6分钟之后，我们评价保留在该经处理的手套的表面上的微生物数量。任何约为0.8或更大的对数(log10)降低的样品都是有效的，并表现出令人满意的性能水平。如同依照目前的ASTM规程进行的接触转移测试，微生物浓度降低约log10 1左右是有效的。理想地，微生物浓度水平可以降低到约3 log10的量级，或者更理想地，约为4 log10或更大。表2报道了在与经涂覆的手套接触之后的相对杀灭效能。给出在初始零时间点和在3、5和30分钟点时表面上的有机体浓度。如人们可以看到的，在时间零点和在3、5和30分钟后获得的有机体数量的降低很显著。显然，在开始的几分钟内，与抗微生物剂的接触杀灭了几乎所有存在的微生物体(96～99％或更多)。
为了测试聚六亚甲基双胍的抗微生物效能，我们依照ASTM规程04-123409-106“Rapid Germicidal Time Kill”处理了腈检查手套。简要来说，将约50μL的过夜培养的金黄色葡萄球菌(ATCC#27660，5×108CFU/mL)施加到该手套材料上。在约6分钟的总接触时间之后，将该手套织物放在中和缓冲液中。提取存活的有机物，并在Letheen肉汤中稀释。将等分试样铺展在Tryptic Soy Agar板上。将该板在35℃下培养48小时。在培养之后，计数存活的有机体，并记录菌落形成单位(CFU)。如下式计算来自测试材料的存活有机体与来自对照织物的存活有机体相比的降低(log10)：
Log10 CFU/对照样品-Log10 CFU/测试物样品＝Log10降低。
我们发现在评价的微织构的腈手套样品上，当以0.03g/手套进行机器施加时，经聚六亚甲基双胍处理实现金黄色葡萄球菌ATCC 27660大于4 log的降低。该结果示于下表23中。
表23
  HT#   KC#   抗微生物处理   Log回收   结果+
  167   45   Microgrip腈对照(RSR腈)89-8   3.72   对照
  168   46   用Q2-5211+进行PHMBa热喷雾(0.03g/手套)89-5   5.88   1.32
  169   48   PHMBa热喷雾(0.03g/手套)89-7   ＜2.38   ＞4.7
  161   39   PFE对照(测试报道于9/15/2004)87-1   7.23   对照
用聚六亚甲基双胍进行的腈手套处理表明，当不加热手动喷雾时有机体的log降低大于1，当在加热条件下机器喷雾时log降低大于5。腈对照材料表明固有抗微生物效能为3和4 log。这些结果比较了所应用的有机体的减少(由乳胶对照材料表24估计)。
表24.乳胶手套样品的估计：
  样品号   抗微生物处理   Log回收   结果
  1   PFE对照   7.23   对照
  2   0.03g/手套PHMBa，机器喷雾(3循环；600手套批次w/1.5L喷雾；获得～0.02g/手套)   ＜1.4   ＞5.83
表25.腈手套样品的估计：
  样品号   抗微生物处理   Log回收   结果+
  1   腈对照(RSR腈)   3.08   对照
  2   手工喷雾PHMBa2％(估计约0.03g/手套)；microgrip腈   5.95   NR
  3   腈对照(RSR腈)   4.00   对照
  4   PHMBa机器喷雾，～0.03g/手套(160°F；1循环，30min，1.5L总喷雾，600手套批次)   ＜2.15   ＞1.85
+无降低＝与对照手套相比，测试手套的降低小于0.5 log。
接种体：8.08
完成抑制测试区域，以评估该抗微生物剂的粘附性。结果总结于下表26和27中。
表26.
样品# 描述            接种体含量     抑制区 测试有机体     样品尺寸
1     腈基底          1.1×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
2     腈基底          1.1×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
3     腈基底          1.1×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
4     腈基底          1.1×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
5     阴性对照-腈基底 1.1×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
6     阳性对照-0.5％  1.1×105CFU/ml 5mm    金黄色葡萄球菌 100μl
      Amphyl(v∶v)
表27.
样品# 描述                  接种体含量     抑制区 测试有机体     样品尺寸
1     天然乳胶基底          1.3×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
2     天然乳胶基底          1.3×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
3     天然乳胶基底          1.3×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
4     天然乳胶基底          1.3×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
5     天然乳胶基底          1.3×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
6     阴性对照-天然乳胶基底 1.3×105CFU/ml 无     金黄色葡萄球菌 100μl
7     阳性对照-0.5％        1.3×105CFU/ml 5mm    金黄色葡萄球菌 100μl
      Amphyl(v∶v)
本发明已经经过一般描述和通过实施例的详细描述。所用的词语都是描述用语而非限定用语。本领域的普通技术人员理解本发明不必限定到所公开的特定实施方案，而是可以在不脱离后述权利要求及其等价物(包括已知的其它等价组分)的情况下进行改进和变化，或者开发出可以用于本发明范围内的改进和变化。因此，除非变化超出了本发明的范围以外，该变化应当解释为包括在本发明的范围内，后附的权利要求不应当限定到本文中对优选形式的说明。
Figure A20068003152500461
Figure A20068003152500471
Figure A20068003152500481
Figure A20068003152500491
Figure A20068003152500501
Figure A20068003152500511
Figure A20068003152500521

Claims (24)

1.制品，包含至少第一表面，在所述第一表面上稳定结合有抗微生物涂层，根据摇瓶法、液滴激发测试和/或气溶胶激发测试，在环境条件下在约30分钟内，所述抗微生物涂层将微生物浓度降低至少1 log10 CFU的量级。
2.依照权利要求1的制品，其中所述制品表现出在从初始接触时间的大约30分钟内，从所述第一表面到可能与所述制品接触的另一表面的接触转移有3 log10的降低。
3.依照权利要求1的制品，其中所述基底包括以下中的至少一种：弹性膜、薄膜或泡沫、热塑性材料、金属、玻璃或陶瓷表面。
4.依照权利要求2的制品，其中所述基底为天然橡胶或合成聚合物乳胶。
5.依照权利要求2的制品，其中所述基底由钢制成。
6.依照权利要求2的制品，其中所述基底是医疗器械或外科手术仪器。
7.面罩，具有材料本体，在至少一部分第一表面上具有抗微生物涂层，所述抗微生物涂层包含第一抗微生物剂和共活性剂，其中所述抗微生物涂层快速抑制和控制宽范围的微生物的生长。
8.依照权利要求7的面罩，其中根据Quick Kill测试规程，当接种体在存在或不存在5％牛血清清蛋白(BSA)污负载的情况下接触所述第一表面时，在约30分钟内，所述涂覆的第一表面使任何以下微有机体出现3 log10 CFU降低：金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、粘膜炎莫拉氏菌、肺炎克雷伯氏菌或Candida albicans。
9.依照权利要求7的面罩，其中在约15分钟内，发生所述3 log10CFU降低。
10.依照权利要求7的面罩，其中所述材料本体选自以下中的一种：a)基于纤维素的片材、b)合成聚合物非织造片材、c)聚合膜或d)前述a)～c)中任两种的任意组合的层压片材。
11.依照权利要求7的面罩，其中所述抗微生物剂是杀生物剂，其包括聚合双胍。
12.依照权利要求11的面罩，其中所述杀生物剂是最终浓度为约0.05～5wt.％活性剂的聚六亚甲基双胍(PHMB)。
13.依照权利要求7的面罩，其中所述抗微生物涂层形成均匀涂层或沿所述面罩的外面层选择性沉积。
14.依照权利要求7的面罩，其中所述抗微生物涂层渗透到所述外面层的约15μm。
15.依照权利要求7的面罩，其中在存在液态流体时，所述抗微生物剂不从所述面罩的所述第一表面渗出。
16.依照权利要求7的面罩，其中所述面罩表现出大于或等于80％的细菌过滤效率(BFE)。
17.依照权利要求7的面罩，其中根据ASTM F2101测定，所述面罩表现出大于或等于85％的BFE。
18.依照权利要求7的面罩，其中所述面罩表现出大于或等于95％的BFE。
19.依照权利要求7的面罩，其中所述面罩表现出大于或等于99％的BFE。
20.依照权利要求7的面罩，其中根据ASTM F2101测定，所述面罩具有小于或等于5mm水/cm2的压差。
21.依照权利要求7的面罩，其中所述面罩具有小于或等于2.5mm水/cm2的压差。
22.依照权利要求7的面罩，其中根据Latex Particle Challenge测试(ASTM F2299)，所述面罩具有大于或等于85％的颗粒过滤效率(PFE)。
23.依照权利要求7的面罩，其中所述面罩具有大于或等于95％的PFE。
24.依照权利要求7的面罩，其中所述面罩具有大于或等于99％的PFE。
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