CN102131527B

CN102131527B - 赋予基质抗菌特性的聚电解质复合物

Info

Publication number: CN102131527B
Application number: CN200980132939.0A
Authority: CN
Inventors: W·托基; D·M·摩尔; B·利森费尔德; A·米哈伊洛瓦; G·M·奥尔德曼
Original assignee: Quick Med Technologies Inc
Current assignee: Quick Med Technologies Inc
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-07-20
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2029-07-20
Also published as: US20100291169A1; CA2731072A1; CN102131527A; WO2010009471A2; US8545862B2; BRPI0911004A2; CA2731072C; AU2009270715A1; BRPI0911004B1; EP2320958A2; WO2010009471A3

Abstract

阴离子聚电解质被作为结合剂以降低阳离子抗菌聚电解质的溶解度。阴离子稳态聚电解质与抗菌阳离子聚电解质之间的离子吸引力导致形成聚电解质复合物(PEC)。用包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理吸附基质，然后将PEC涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内部。随后干燥得到结合有PEC的改良基质，在使用或暴露于含水液体或溶剂中时，该PEC相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。该改良基质还可以用环氧乙烷来处理，以提高其抗菌效力、生物相容度以及在伤口敷料、医疗设备、衣物等方面的应用性。

Description

赋予基质抗菌特性的聚电解质复合物

技术领域

本发明涉及将抗菌聚合物附着于如伤口敷料、医疗设备或纺织物等基质表面的抗菌材料的制备。

背景技术

聚电解质复合物(PEC)在文献中是已知的，并已被用于多种用途，如表面抗菌活性、表面抗静电活性、控释给药、润湿装置、纸面涂布以及个人护理产品。

本申请引用下列专利作为背景信息。

美国专利或专利申请：

U.S.4,504,541，于1985年3月12日授予Yasuda等人。

U.S.5,678,915，于1997年8月19日授予Abe。

U.S.6,060,410，于2000年5月9日授予Gillberg-LaForce等人。

U.S.申请2004/0034156，申请人为Song，2004年2月19日公布。

U.S.申请2005/0261419，申请人为Song，2005年7月27日公布。

U.S.6,936,746，于2005年8月30日授予Effing等人。

U.S.申请2006/0021150，申请人为Hu等人，2006年2月2日公布。

U.S.申请2006/0183822，申请人为Nguyen-Kim等人，2006年8月17日公布。

U.S.申请2006/0204533，申请人为Hsu等人，2006年9月14日公布。

U.S.7,205,369，于2007年4月17日授予Song。

U.S.7,238,752，于2007年7月3日授予Song。

U.S.申请2007/0154513，申请人为Atanasoska等人，2007年7月5日公布。

U.S.申请2007/0243237，申请人为Khaled等人，2007年10月18日公布。

U.S.申请2008/0005852，申请人为Hu等人，2008年1月10日公布。

外国专利或专利申请：

WIPO PCT申请WO06/015080，申请人为Nanotex，LLC.，于2006年2月9日公布。

WIPO PCT申请WO06/099514，申请人为Biotegra，Inc.，于2006年9月21日公布。

WIPO PCT申请WO07/024972，申请人为Quick-Med Technologies，Inc.和University ofFlorida Research Foundation，Inc.，于2007年3月1日公布。

WIPO PCT申请WO07/078516，申请人为Boston Scientific Scimed，Inc.，于2007年7月12日公布。

WIPO PCT申请WO08/027989，申请人为Florida State University Research Foundation，Inc.，于2008年3月6日公布。

发明内容

工业应用

本发明涉及使用阴离子稳定聚合物作为结合剂以降低阳离子抗菌聚合物的溶解度。两种聚合物之间的离子吸引力导致形成聚电解质复合物(PEC)。获得的低于1％的低水平的PEC可用于使基质，如伤口敷料、医疗设备、纺织品、衣物、个人护理用品及其他得益于抗菌保护的材料，具有抗菌特性。

本发明涉及使用阴离子聚电解质作为结合剂以降低阳离子抗菌聚电解质的溶解度。带有相反电荷的阴离子稳态聚电解质和抗菌阳离子聚电解质之间的离子吸引力导致形成聚电解质复合物(PEC)。用包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理吸附性基质，然后将PEC涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内部。随后干燥得到涂覆/浸渍有PEC的改良基质。这样使PEC结合到该基质，在使用或暴露于含水液体或溶剂中时，该PEC相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。用此方法制备的改良基质表现出抗菌特性，具有生物相容性，并且可以在伤口敷料、医疗设备、衣物等方面得以应用。

本发明的一个实施例提供了一种用于形成结合有抗菌聚电解质复合物的改良基质的方法。该材料可用于伤口敷料、医疗设备、衣物等。

本发明的另一实施例提供了一种制备改良基质的方法，包括用包含PEC在含水介质中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，其中所述PEC是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混合而形成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的比例足以使基质具有抗菌特性，而且其中PEC不可浸脱性地结合于基质，在使用或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。

本发明的一个实施例是控制或优化在包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液和处理完成的材料中阳离子聚电解质的总量，使材料在不良影响或特性最小化的同时实现抗菌效力的最大化。例如，过高含量的阳离子聚电解质会由于高浓度阳离子聚电解质溶出而产生毒性，或者对改良基质的物理特性或美观性产生不利影响。

本发明的一个优选实施例是一种改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子聚电解质，其中阳离子聚电解质在摩尔数多于阴离子聚电解质时赋予材料抗菌特性，并且其中阴离子聚电解质和阳离子聚电解质之间形成的复合物可以使阳离子聚电解质在使用或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。

在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质为季铵聚合物或季铵共聚物。在一个更优的实施例中，阳离子聚电解质为聚二烯丙基二甲基氯化铵，也被称为聚DADMAC。

本发明所述方法的另一实施例是采用任意的温度和时间的组合使所述材料干燥。例如，此处所用的“干燥”是指使暴露于抗菌阳离子聚电解质溶液的基质被干燥至恒重。

本发明所述方法的一个方面是能够使抗菌阳离子聚电解质或抗菌聚电解质复合物不可浸脱性地结合于多种基质。

本发明的优选实施例包括制备聚电解质复合物的方法、制备改良基质的方法、以及抗菌改良基质，该抗菌改良基质包括伤口敷料、烧伤敷料、绷带、卫生巾、卫生棉条、固有或天然的抗菌吸收性敷料、尿布、卫生纸、卫生湿巾、海绵、棉签、手术服、隔离服、实验服、手套、手术擦洗液、头罩、发套、口罩、检查台桌布、石膏衬垫、夹板衬垫、填充物、纱布、无菌包装、床垫套、床上用品、床单、毛巾、服装、内衣、袜子、鞋罩、压敏胶、汽车空气过滤器、飞机空气过滤器、空调系统空气过滤器、军事防护服、预防生物危害或生物战剂的装置、木材、食品包装材料、肉类包装材料、鱼类包装材料、食品加工服、准备食物的台面、地毯、木料、木材、纸张或纸币中的全部或一部分。

在本发明的一个优选实施例中，用环氧乙烷处理通过附着抗菌聚电解质复合物或抗菌阳离子聚合物而改良的基质，以提高该改良基质的抗菌能力。

定义

这里所使用的下列术语具有以下涵义。

“抗菌”是指化合物、合成物、物品或材料能够杀死、消灭、失活或中和微生物或者阻止或减少微生物的生长、存活力或传播的杀菌或抑菌特性。这里所使用的“微生菌”或“微生物”是指任何能够导致感染的有机体或有机体组合，如细菌、病毒、原生动物、酵母、真菌、霉菌或其中任一种形成的孢子。

“基质”是指抗菌聚电解质可结合于其上或其中的表面或介质。

“阳离子聚电解质”是指具有多个阳离子位点或基团的聚合物分子，其中多个阳离子位点或基团共价结合于该聚合物，或者通过共价化学键连接在抗菌聚合物的分子结构上，作为该聚合物分子结构的一部分，并且所述阳离子位点或基团位于聚合物的主链中，或者位于聚合物的侧基中。

“阴离子聚电解质”是指具有多个阴离子位点或基团的聚合物分子，其中多个阴离子位点或基团共价结合于聚合物，或者通过共价化学键连接在聚合物的分子结构上，作为该聚合物分子结构的一部分，并且所述阴离子位点或基团位于聚合物的主链中，或者位于聚合物的侧基中。

“主链”和“侧基”是用于描述聚合物分子结构的常用术语，为本领域普通技术人员所熟知。

术语“季铵”是常用化学名，其涵义为本领域普通技术人员所能理解。铵盐化合物分为两类：酸性与非酸性。酸性铵盐化合物是胺类的酸性盐，其特征为具有氮-氢共价键，其中氮-氢键能与碱发生反应，并能使碱质子化。非酸性铵盐化合物或“季”铵化合物则没有这种氮-氢键，不能以同样方式与碱发生反应。季铵化合物的一般特征为带正电荷的中心氮原子上连接有四个共价键，通常为四个碳-氮键。季铵聚合物又称为“多季铵化合物”或“聚季铵”。本发明的应用中优选采用非酸性季铵化合物。

“天然抗菌”或“固有抗菌”是指在材料上没有整合、化学结合或者能够从材料上分离出任何具有抗菌活性或特性的试剂、化合物或添加剂的情况下，所述材料就表现出抗菌活性或特性的材料特性。“天然抗菌”或“固有抗菌”的材料即使在从材料上移除或消除掉这种试剂、化合物或添加剂的情况下也仍然具有抗菌活性。“天然抗菌”或”固有抗菌”并不是指材料不包含具有抗菌活性的可浸脱性试剂。

“非浸脱性结合”是指在标准使用条件下，本发明中的抗菌阳离子聚电解质一旦通过本发明所述方法结合到材料或基质上，就不会从材料或基质上明显脱离、脱开或脱移，进入伤口，也不会与材料或基质分开。“不明显脱离”是指只有少量抗菌阳离子聚电解质发生脱离，例如低于抗菌阳离子聚合物总量的1％，优选地低于总量的0.1％，更优选地低于总量的0.01％，更为优选地低于总量的0.001％。“不明显脱离”的另一种涵义是指在与材料或基质接触的液体中，经本发明描述的方法提取后，由于所附着的抗菌阳离子聚电解质从处理后的基质上脱离而导致的抗菌阳离子聚电解质溶液浓度不超过预定的水平，例如低于200ppm，优选地低于100ppm，更为优选地低于或等于60ppm。根据实际应用，“不明显脱离”的另一种涵义是指没有检测到由于抗菌阳离子聚电解质浸脱而导致的对伤口愈合或感兴趣的周边组织健康的副作用。应当理解的是，其具体定义应视本发明的应用而定。例如，在纺织品应用中，希望在更长的使用期限内保持纺织品的功效，因此在延长的时间内仅非常缓慢地丧失抗菌物质是可以接受的，而不论某一特定时间点抗菌物质浸脱的数量。对于诸如伤口敷料这样的医疗应用，首要关注的是保证在使用期间，浸脱物质在某一特定时间点的局部浓度低于某一特定水平或者不产生副作用。另外，“非浸脱性结合”还指在使用或者暴露于含水液体或溶剂中时，固定的PEC相对于单独的阳离子聚电解质(即缺少用于形成PEC的阴离子组分)而言，具有更强的抵御从改良基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移的能力。

“基本不浸脱”是指当通过本发明的方法将本发明的抗菌阳离子聚电解质附着在材料或基质上后，在标准条件下，低于50％总量的抗菌阳离子聚电解质从材料或基质上脱离、脱开或脱移，进入伤口，或者以其他方式与材料或基质不成为一体。优选的是，基本不浸脱是指低于30％总量的抗菌聚电解质从基质上脱离或脱移。更优选的是，低于15％总量的抗菌聚电解质从基质上脱离或脱移。更为优选的是，低于10％总量从基质上脱离或脱移。最为优选的是，低于5％总量的抗菌阳离子聚电解质从基质上脱离或脱移。

关于前述定义，需要指出的是，“非浸脱性结合”指的是PEC与基质之间的结合。在本发明的某些实施例中，有意地使PEC的聚合物骨架与一种或多种抗菌基团之间的结合变得更易于释放，从而更易于浸脱。在某些状况下，当需要一定百分比的抗菌基团被选择性地释放时，这是有益的。然而，需要指出的是，这里预想和使用的聚合物链与抗菌基团之间的典型结合是指在标准暴露条件下不会浸脱的共价结合。

“生物相容性”是指材料与活细胞、组织、器官以及系统相容，没有损伤、毒性或免疫系统排斥的危险，或者材料不会导致过度的刺激、细胞毒性或致敏作用。

“对人体无影响”是指材料不会干扰伤口愈合或正常机体机能，也不会导致过度的损伤、毒性、刺激性、细胞毒性、致敏作用或免疫系统的排斥反应。

“聚合度”是指在单一的聚合物链中加入的单体分子的数量。例如，在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质的平均聚合度在10-10,000范围之内。在另一个实施例中，优选的平均聚合度在100-5,000范围之内，在还有另外一个实施例中，优选的平均聚合度在1,000-3,000范围之内。

这里所用的术语“聚电解质”指的是一类高分子化合物，当其溶解于如水等适当溶剂中时，可以自发获得或使之获得大量分布在高分子链上的基本电荷。当聚电解质自发地获得最高量的电荷时，在此被称为“强聚电解质”。当溶解在单纯溶剂中，聚电解质仅部分带电，在此被称为“弱聚电解质”。弱聚电解质和强聚电解质都可能带有负电荷或正电荷。该术语用来涵盖单一聚电解质或者两种或更多种同一类型聚电解质(即阴离子或阳离子聚电解质)的混合物。

需要指出的是，术语“聚电解质”也用来涵盖兼有阳离子和阴离子基团的聚电解质，假设一类这种基团在数量上足以能够形成此处所述的非化学计量聚电解质复合物；也就是说，一类离子化基团必须是占优势的。举例说明，这种聚电解质可能是成段的、夹杂或随机的共聚物。例如，占优势的离子化基团与带有相反电荷基团的数量之比至少约为2。另外，该术语还用来包括：兼有两种类型的离子化基团的单一聚电解质；两种或更多种具有同类占优势的离子化基团的聚电解质的混合物；以及两种或更多种聚电解质组成的混合物，其中至少有一种聚电解质包含两种类型的离子化基团，还至少有一种聚电解质仅包含一种类型的离子化基团，假设占优势的离子化基团与上述一种类型离子化基团分别是同一类型(即阴离子或阳离子)。尽管兼有两种类型基团的聚电解质包括在本发明的范围内，但是其并非所希望的，因为它们可能形成内部或分子内复合物，并且/或者会干扰与本发明所需的其他聚电解质形成复合物。

本发明所用的术语“潜在电荷”是指聚电解质在水溶液中呈现的电荷。在干燥状态下，离子化基团是中性的，所以，聚电解质自身没有电荷。因此，聚电解质的离子化基团被称为具有“潜在电荷”。当置于含水介质中时，通常情况下一种特定聚电解质包含一些具有相同电荷的离子化基团。也就是说，这些基团要么带正电荷要么带负电荷。关于这种电荷(干燥或非水化状态下的“潜在电荷”)的术语“相反”，简单来说是指，如果第一种和第二种聚电解质中的一种在溶液中带有正电荷(或正的潜在电荷)，那么另一种聚电解质就必须带有相反的电荷，即负电荷(即负的潜在电荷)。这里所提到的带正电荷和带负电荷的离子化基团有时候分别是指阳离子基团和阴离子基团，或者是其变体。

术语“处理后的材料”、“改良材料”、“处理后的基质”和“改良基质”在此处可以互换使用，是指根据本文所述方法，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中暴露过的基质材料。

“稳态”用来描述包括聚电解质复合物PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液，是指在处理液的正常保存或使用期间不会发生显著或不可逆的相分离、凝结、或者形成PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒。“相分离”指的是肉眼可见的液体分离成不同的层，而不是指处理液的云状或牛奶状外观显示的微观相分离。在这里，“不可逆”是指简单地混合或搅拌处理液不会使处理液恢复到想要的初始状态。

本文所用的术语“含水介质”是指任何以水为主要成分的液体介质。因此，该术语包括水本身、水溶液和水分散体系。例如，含水介质可以是身体的液体排泄物，如尿液、月经血和唾液。

发明的详细说明

本发明涉及使用阴离子聚电解质作为结合剂，以在将其施加到基质后降低阳离子抗菌聚电解质的溶解度。带有相反电荷的阴离子稳定聚电解质和阳离子抗菌聚电解质之间的离子吸引力导致形成电解质复合物(PEC)。当没有带有相反电荷的聚合物存在时，阴离子聚电解质和阳离子聚电解质在水或水溶液中最初都能溶解。当这两类聚电解质的溶液混合时，自发地形成PEC。PEC既不溶于水也不溶于水溶液，或者其溶解度相对于这两种单独的聚电解质大大地降低了。在一个优选实施例中，包括PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液被用来处理吸附基质，从而将PEC完全或部分地涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内部。随后干燥得到用PEC涂覆/浸渍的改良基质。这样使PEC结合到基质，在使用或者暴露于含水液体或溶剂中时，相对于单独的任一聚电解质组分，PEC明显不易于从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。其主要原因是PEC的溶解度要低于任一种聚合物组分。用这种方式制备的改良基质表现出抗菌特性，具有生物相容性，并且在一个优选实施例中可以被用作伤口敷贴材料。

出人意料是，随后用环氧乙烷(EtO)来处理干燥后的改良基质提高了改良基质的应用性能。

用阳离子聚电解质作为抗菌剂是本领域中已知的。季铵聚合物(也被称为“多季铵化合物”或“聚季铵”)是一类这样的聚电解质。通常，在没有如阴离子聚电解质这样的络合剂的情况下，阳离子聚电解质在水中是可溶的。因此，将阳离子聚电解质溶液直接施加到基质、然后进行干燥得到的处理后的基质在暴露于水或水溶液时，其中的阳离子聚电解质很容易被去除。这不是理想的结果，理由有如下两点：首先，活性试剂(阳离子聚电解质)被消除，故功效会降低；其次，活性试剂会迁移到不希望的位置。例如，假使处理后的基质被用作伤口敷料，抗菌剂可能迁移到伤口内，干扰伤口愈合，或者产生毒性或不希望的影响。因此，希望处理后的基质是其中全部或部分阳离子聚电解质活性试剂以永久或非浸脱的方式结合到处理后的基质上，而且其中处理后的基质是生物相容的。

本发明的目的之一是提供一种用于形成结合有抗菌阳离子聚电解质的基质的方法。这种材料可用作抗菌伤口敷料、医疗设备、服装等。

将阳离子聚电解质共价结合到表面以赋予非浸脱的抗菌活性是本领域中已知的；然而，这些方法通常需要困难的处理条件，如惰性气体、辐射，或者使用毒性或易燃溶剂。或者，需要使用过量的材料而且未结合的材料必须被去除。这是对原材料的浪费，而且还需要额外的处理步骤，如洗涤/冲洗，这可能会破坏基质的物理完整性。本发明只需要简单地将两种聚电解质的水溶液混合以形成包含PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液，将包含PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液施加到基质，然后干燥处理后的基质。没有应用多余的材料，所以不需要洗涤或清洗。而且，从材料利用的角度看，此过程有效且经济。该工艺也很直接、快捷，而且与纺织工业和无纺布工业常用的工艺和设备是相容的。

阳离子聚电解质和阴离子聚电解质在溶液中会自发反应形成PEC是本领域中已知的。然而，为了使之适用于本发明，这两种聚电解质必须以可控的方式混合。PEC的物理形式受多种因素的影响，包括每一组分的分子量，每一组分的溶液浓度，每一组分的电荷密度，混合的顺序和速率，温度，以及溶液的pH值和离子强度。为了使其适合于处理基质，PEC必须作为稳态的分散液、悬液或乳状液保持均匀地分散于含水载体中。如果该过程没有正确完成，会形成PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒，会使基质表面非均匀覆盖，也可能会干扰工艺设备的正确操作，或者在某些情形下，PEC会作为另外的第二液相从介质中脱离，其可能作为不能溶解的粘性残渣沉淀，由于PEC的低溶解性，粘性残渣很难从设备上去除。这种现象也会改变施加到基质的活性物质的浓度，这是不希望的。对PEC的形成不加控制也可能会导致最终产品出现不希望的特性，如过于僵硬，或者施加的材料分布不均。

阳离子聚电解质的抗菌效果是通过阳离子聚合物结构中存在的带正电荷的原子与如细菌细胞等微生物外表之间的静电作用而实现的。由于同样类型的静电作用也是导致PEC形成的原因，所以阴离子聚电解质电荷与阳离子聚电解质电荷之比必须加以严格控制。换言之，如果抗菌阳离子聚合物上的所有带正电荷的位点都与阴离子稳定聚合物上的位点形成复合物，则没有剩余正电荷位点来实现抗菌剂功能了。因此，阳离子聚电解质与阴离子聚电解质的位点的比例必须高于1∶1。另一方面，如果比例太高，那么PEC的溶解度将会趋于升高。因此，本发明的一个方面就是对聚阳离子电荷与聚阴离子电荷的比例加以严格控制，所述比例应高于1∶1，优选高于1.3∶1，但是应低于2∶1左右。在下面所述的一个例子中(表1，样品BB)，使用了质量百分比为0.30％的阳离子聚电解质(PD)，以及质量百分比为0.10％的阴离子聚电解质(PAASS)。PD单体的分子量为162，PAASS的分子量为94。因此，该例中阳离子和阴离子位点的摩尔比约为(0.30/168)/(0.10/94)＝1.67。

本发明的一个方面是控制包括PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液和在处理完成的材料中阳离子聚电解质的总量，使材料的抗菌效力最大化；然而，过高含量的阳离子聚电解质可能会导致不希望的特性，如由于高浓度阳离子聚电解质溶出而引起的毒性。因此，本发明的一个方面是控制最终材料中阳离子聚电解质的量，使其具有高抗菌效力，但又表现出低的毒性或细胞毒性。在本发明的一个优选实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0.01至1.0w/o之间。在一个更为优选的实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0.10至0.50w/o之间，在一个最为优选的实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0.2至0.35w/o之间。

在本发明的一个优选实施例中，处理完成的材料具有抗菌性，不支持材料中微生物的生长，而且作为伤口敷料使用时具有生物相容性(即“对人体无影响”)。

在本发明的应用中有用的聚电解质实例包括(仅作为示例)：聚乙烯磺酸，聚乙烯硫酸，聚苯乙烯磺酸，聚乙烯苯酚硫酸，聚乙烯-N-烷基吡啶盐，聚亚甲基-N，N-二甲基哌啶盐，聚苯乙烯三甲基铵盐，聚氯化二甲基二烯丙基铵，聚氯化N，N，N′，N′，-四甲基-N-P-亚二甲苯基丙烯二铵，N-乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯四价共聚物，聚溴化N-乙基-4-乙烯吡啶，聚溴化乙烯丁基吡啶，聚溴化甲基丙烯酰乙氧基三甲基铵，聚溴化丙烯酸丁酯-甲基丙烯酰乙氧基三甲基铵，以及聚溴化乙烯基-N-甲基吡啶，聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚马来酸-烯烃，聚马来酸-烷基乙烯基醚，聚谷氨酸，聚乙烯胺，聚乙烯亚胺，壳聚糖，乙二醇壳聚糖，聚赖氨酸，羧甲基纤维素钠，羧甲基羟乙基纤维素钠，葡聚糖硫酸酯，透明质酸，肝素，硫酸软骨素，聚半乳糖醛酸，聚谷氨酸以及其中一种或多种组成的共聚物、混杂物或混合物。

在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质是季铵聚合物或季铵共聚物。在一个更为优选的实施例中，阳离子聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚DADMAC)。在一个优选的实施例中，阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。在一个更为优选的实施例中，阳离子聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚DADMAC)，阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。在一个最为优选的实施例中，阳离子聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚DADMAC)，阴离子聚电解质是从由包括聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。

当本发明的应用中将聚DADMAC作为阳离子聚电解质使用时，优选使用平均分子量高于50,000的。更为优选的是使用平均分子量高于100,000的，最为优选的是使用平均分子量高于200,000的。

本发明的一个方面是抗菌阳离子聚电解质包括多聚磷化合物。多聚磷化合物已知具有抗菌特性。化学文献中有数篇报道涉及不同抗菌合成聚合物的合成。例如，Endo，T.等人在“Novel Polycationic Biocides：Synthesis and Antibacterial Activity of PolymericPhosphonium Salts”(Journal of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry，31，pp.335-342，1993)中报道过苯乙烯聚合膦衍生物的合成。膦四聚合物的抗菌效力已被证明比相应的氮四聚物高出4个数量级。

当本发明的应用中将聚丙烯酸钠盐(简称为PAASS)作为阴离子聚电解质使用时，优选使用平均分子量至少为20,000的。在一个对比实例中，平均分子量为2000的PAASS不能形成具有有效溶解性的PEC。

当本发明的应用中将聚4-苯乙烯磺酸钠盐(简称为PSSA)作为阴离子聚电解质使用时，优选使用平均分子量至少为50,000的。更为优选的是使用平均分子量至少应为75,000的。

在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质为聚DADMAC，而阴离子聚电解质为PAASS，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中聚DADMAC的浓度至少为0.10w/o，但低于0.50w/o，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中PAASS的浓度至少为0.025w/o，但低于0.20w/o。在本发明的一个更为优选的实施例中，阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为PAASS，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中聚DADMAC的浓度至少为0.20w/o，但低于或等于0.30w/o，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中PAASS的浓度至少为0.07w/o，但低于或等于0.14w/o。

本发明的一个方面是将阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液进行混合。可以将两种溶液混合后进行搅拌或震荡来完成混合过程。阴离子聚电解质和阳离子聚电解质的溶液浓度应接近(即不超过约5倍于)它们在PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液中的最终浓度。在一个优选的实施例中，阴离子聚电解质和阳离子聚电解质各自的浓度恰好是各自在PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液中最终浓度的2倍，将等体积上述溶液混合以产生最终的PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液。

本发明的一个方面是使PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的pH值保持碱性，以确保阴离子聚电解质处于完全电离状态。可以通过加入适当的酸或碱来调节pH值。pH值的调节可以在阳离子聚电解质和阴离子聚电解质混合之前，也可以在混合之后。在本发明的一个优选实施例中，PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的pH值介于8至10之间。使用本领域中已知的方法用包括PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，这些方法包括但不限于喷涂、浸渍、浸注、涂刷或辊覆。

可使用适当的本领域已知的方法，如辊、夹、压、离心、绞或吸以及类似方法，去除过量的处理液，以控制最终处理后的材料中阳离子聚电解质的量。可以应用任何机械作用或机械力；但是，当排出溶液时，为了使剩余溶液在加载的基质内均匀分布，该机械作用或机械力最好均匀作用。应当指出的是，在干燥前施加机械力以去除多余的溶液与干燥程序不同，因为机械力既去除了抗菌剂也去除了载体溶液，而干燥程序只通过蒸发去除了载体溶液，而抗菌剂仍然留在加载的基质上。

本发明所述方法的一个方面是应用任意温度和时间的组合使所述材料干燥。例如，此处所用的“干燥的”是指将暴露于抗菌阳离子聚电解质溶液的基质干燥至恒重。此处所用的“恒重”是指继续应用选定的干燥程序不再会导致因水或其它溶剂的蒸发而引起的明显可测的质量减少。达到恒重是衡量干燥程度的有效指标；然而，达到恒重却不是使抗菌剂非浸脱性结合到基质的实际因素。达到干燥所需的特定温度和干燥时间还取决于特定的基质材料、样品的初始湿度、样品的重量和尺寸、干燥过程中用于样品的气体流量、以及和样品接触的空气或其它介质的湿度。任何能使处理后的基质干燥的干燥设备、干燥方法、温度和干燥时间的组合都是足够的。作为示例，根据特定应用的具体特点，干燥步骤可以在烤箱(例如2小时80℃)、高通量烤炉(例如30秒140℃)、干衣机、干燥器、真空室、抽湿机、脱水机或冻干机(冷冻干燥机)中进行。红外热、辐射热、微波和热风干燥对于已暴露于抗菌阳离子聚电解质溶液的基质来说都是合适的干燥方法。针对特定应用的干燥温度上限通常取决于特定的基质或所处理的抗菌阳离子聚电解质的降解温度。

本发明所述方法的一个方面在于，可以对干燥后的基质执行有选择性的清洗步骤。当应用本发明所述方法的一个具体实施例时，施加到基质的总的抗菌阳离子聚电解质实际上可能只有一部分非浸脱地结合到基质，或者被认为基本上不可从基质上浸脱。在这样的例子中，天然抗菌材料也可能包含了某些可浸脱的抗菌阳离子聚电解质。决定是否清洗处理后的材料取决于最终产品除天然非浸脱性抗菌特性之外是否还需要有可浸脱的抗菌特性。对于某些应用(如纺织品应用)来说，可能希望在最终产品中与非浸脱部分一起保留抗菌阳离子聚电解质的部分或全部可浸脱部分，因为至少在初期，在可浸脱部分被消除之前，可浸脱部分将对总的抗菌活性有贡献。因此，例如当某种特定应用需要保留可浸脱部分时，适于在彻底干燥后使用天然抗菌材料(不需要清洗)。对于其它应用而言，可能就希望去除整个可浸脱部分而仅仅保留非浸脱部分。例如，当某种特定应用需要去除可浸脱部分时，彻底干燥的处理后的材料可以在液体中反复清洗，以去除在彻底干燥步骤中没有附着到基质上的抗菌阳离子聚电解质的可浸脱部分。在一个典型实施例中，当洗出液的导电性读数等于投入的清洗液时，表明洗出液无抗菌剂，可以视为清洗步骤完成。在另一典型实施例中，通过用盐溶液清洗，再以清水清洗以去除可浸脱性抗菌剂和盐，从而使可浸脱性抗菌剂达到尽可能最低的水平。本发明的一个方面是在清洗后重复执行干燥步骤。

本发明的一个方面是本发明的干燥后的改良(“处理后的”)基质材料可以利用本领域中已知的方法进行灭菌，包括蒸汽灭菌法(高压蒸汽灭菌法)、γ辐照灭菌法以及环氧乙烷(EtO)灭菌法。出人意料是，以本文所述方法进行测试时，用EtO对处理后的基质进行灭菌处理可以提高处理后的基质的抗菌效力。另外，在对处理后的基质进行EtO灭菌处理后，提高了处理后的基质的抗菌效力，并且提高了固定的PEC在其使用期间或者在暴露于含水液体或溶剂中时抵御从改良基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移的能力。因此本发明的一个方面是将处理后的基质暴露于EtO中以提高处理后的基质的抗菌特性。在本发明的描述中，术语如“EtO处理”、“EtO灭菌”、“EtO暴露”以及类似特征描述可以互换使用。将处理后的基质暴露于EtO的方法是本领域普通技术人员所熟知的。环氧乙烷有毒且易燃，必须采取相应预防措施。对医疗设备进行EtO灭菌采用标准化的方法和规程，事实上这是政府法规的要求，这些方法和规程中的任何方法规程在本发明的应用中均适用。仅作为示例，可以采用以下引文中所述的方法：批准和常规控制的要求-辐射灭菌，AAMI/ISO11137；医疗保健产品的灭菌方法-辐射灭菌-单一产品批次灭菌剂量的选择，AAMI/ISO TIR No 15844；医疗设备-环氧乙烷灭菌的批准和常规控制，AAMI/ISO 11135；医疗器械的灭菌，环氧乙烷灭菌的批准和常规控制，EN550(欧洲标准)；医疗设备的生物学评价-第7部分：环氧乙烷灭菌残留，AAMI/ISO 10993-7；医疗设备的灭菌方法-微生物学方法，第1部分：产品的微生物数量的评估，AAMI/ISO 11737-1；医疗设备的灭菌方法-微生物学方法，第2部分：验证灭菌过程的无菌测试，AAMI/ISO11737-2；医疗设备的生物学评价-第7部分：环氧乙烷灭菌法；环氧乙烷残留物，ANSI/AAMI/ISO 10993-7。EtO灭菌的标准操作涉及灭菌材料的彻底脱气以去除残留的EtO；因此，可以相信，本发明应用中观察到的抗菌效力的提高不是由于残留的EtO引起的。本发明中EtO灭菌导致材料的性能提高的实际机制目前还不清楚。尽管申请人不希望被任何发明理论所束缚，但是性能增强的原因可能是暴露于EtO而引起的某种类型的PEC重排或PEC在基质表面的重新分布。由于EtO灭菌过程涉及热度、压力、湿度和真空的多次循环，有理由认为是这些因素中的一个或几个的组合，而非仅仅由于材料暴露于EtO，导致了观察到的特性的提高。

本发明所述方法的一个方面是将抗菌阳离子聚电解质或抗菌阳离子聚电解质复合物非浸脱性地附着到各种基质上，这些基质包括天然的、合成的和混合的基质和纺织品或无纺布。适合于本发明所述方法的天然和合成的基质材料包括但不局限于：纤维素、纤维素衍生物、纸张、木材、木浆、微生物来源的纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、人造丝、棉、木浆、亚麻、多糖、蛋白质、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻酸盐、淀粉、丝绸、聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二醇、丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂，所有这些可通过本公开的常规实验来验证。

本发明的一个方面是制备经PEC处理的基质的过程不需要用到惰性气体、真空、高压、辐射、有机溶剂、催化剂、过高温度处理、和/或挥发性的、昂贵的、易燃的、或有毒的试剂来生产抗菌材料。这是与许多以往需要这些措施的方法不同的。

本发明所述方法的一个方面是通过本方法生产的材料的抗菌活性非常强。与此相反，一些竞争制剂，如AEGIS Environments销售的产品，在暴露于血液(参见EP 0136900)或10％胎牛血清后即失活。在本发明所述方法的一个典型实施例中，非浸脱性附着的二烯丙基二甲基氯化铵季铵化合物的聚合物分子的抗菌活性在10％的胎牛血清中依然保持可靠，如后面的例子中所示。本发明所述方法的这个方面使抗菌活性在体液中能够持续，这在许多医疗保健产业的应用中非常有价值。

本发明的一个方面是硅烷、硅树脂或硅氧烷抗菌阳离子聚电解质不被施加到基质或结合到抗菌材料中，因为硅烷、硅树脂或硅氧烷化合物通常会赋予基质防水性，从而降低材料的吸收性。

本发明的一个方面是当按照本文所述进行测试时，处理后的或改良的基质材料会有低浓度的阳离子聚电解质溶出(浸脱)。在本发明的一个优选实施例中，根据ISO标准方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物中含有低于100ppm的阳离子聚电解质。在本发明的一个更为优选实施例中，根据ISO标准方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物含有低于60ppm的阳离子聚电解质，在一个最为优选的实施例中，根据ISO标准方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物中包含低于50ppm的阳离子聚电解质。

此外，在本发明的一个优选实施例中，当按照本文所述标准方法进行测试时，通过本发明所述方法制备的材料具有生物相容性，而且没有表现出细胞毒性或者只有低的细胞毒性。

本发明的一个方面是通过本发明所述方法制备的抗菌材料对于细菌生物体具有显著的抗菌活性。优选的是，本发明的抗菌制剂对革兰氏阳性菌有抗菌效力。更为优选的是，本抗菌制剂对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有抗菌效力。最为优选的是，本抗菌制剂对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性细菌、还有真菌和/或病毒生物体都有抗菌效力。

抗菌效力可以用本领域普通技术人员所熟知的适当方法来衡量。具体来说，可以采用用于测试纺织品材料抗菌表面的美国纺织化学师及印染师协会(AATCC)测试方法100(“纺织品的抗菌表面材料：评估”)的修订版，这在下面的实施例中将会描述。根据本方法测试抗菌材料时，本领域普通技术人员可以观察到活细菌数量的明显减少，其中利用具有相似物理特性的无抗菌性材料(未经处理)作为“阴性对照品”。优选的是，常见菌种金黄色葡萄球菌和大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试：即未经处理的基质)数量的减少系数应为1000(“杀死3个数量级”，或减少99.9％)。更为优选的是，常见菌种金黄色葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试：即未经处理的基质)数量的减少系数应为10,000(“杀死4个数量级”，或减少99.99％)。再优选一些的是，常见菌种金黄色葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试：即未经处理的基质)的数量的减少系数应为100,000(“杀死5个数量级”，或减少99.999％)。最为优选的是，常见菌种金黄色葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试：即未经处理的基质)的数量的减少系数应为1,000,000(“杀死6个数量级”，或减少99.9999％)。应当指出的是，由于测试方法所限，当阴性对照品中活细菌数较少时，细菌水平的数值减少会降低。例如，如果阴性对照品仅包含500个活细菌(菌落形成单位)，减少系数可能的最大值就是500(杀死2.7个数量级)；然而，这种情况下该结果已经代表细菌数减少了100％，这已经能够很好接受了。通常，当随后使用标准方法测试吸收性纺织品测试样品时，阴性对照品中最为常见的细菌生长介于100,000至10,000,000个菌落形成单位之间。

阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液在适宜形成聚电解质复合物的条件下混合。这些条件通常包括室温混合，但这不是必要的。这些条件还包括剧烈混匀方法，如超声、高剪切力混合方法以及类似方法。要混合的两种溶液的量取决于每种溶液中聚电解质的浓度以及阳离子聚电解质和阴离子聚电解质所需的摩尔比。

可将混合步骤中得到的PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液用来涂覆基质。换言之，没有必要将非溶剂状态的聚电解质复合物分离出来然后再溶解。在足以使聚电解质复合物涂覆到基质表面的条件下，将基质表面与PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液相接触。这些条件典型地涉及足以使非化学计量的聚电解质复合物在基质表面上散布开的环境温度以及扩散力程度。例如，当基质为薄膜时，可以用刮刀或Meyer棒将聚电解质复合物涂布到薄膜表面上而达到需要的扩散力程度。也可以使用超声搅拌的方法使薄膜在PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液中浸透。当基质为纤维网时，可以用如下方法获得足够的扩散力：在非化学计量的聚电解质复合物溶液中搅拌基质，通过吸或压使溶液或其泡沫通过纤维网，并使采用非化学计量的聚电解质复合物溶液饱和过的纤维网通过由一对压缩辊形成的夹子。

为了通过本发明的操作来处理纺织品和无纺布基质，按本文所述方法将干燥纺织品暴露于处理液、随后除去多余液体，其标准湿涂层量(湿重)通常介于大约75％至125％之间；但也可采用更高或更低的值。换言之，将1磅的初始干燥的纺织品基质用包括PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液处理后，在干燥前其重量通常介于1.75至2.25磅之间。本领域普通技术人员能够理解，使用更高/更低的湿涂层量比值将会导致在处理后的基质上加入更高/更低含量的抗菌剂，而且为了在处理后的基质中获得理想的抗菌剂水平，可以用更低/更高PEC浓度的处理液来进行补偿。因此，在本文所述的例子和实施例中提及的聚合物的水平和浓度也可相应调整。例如，对于特定应用可能希望使用低湿涂层量比值，因为这能够使处理后的基质的干燥变得更为经济。在这种情况下需要更高浓度的处理液。

本发明的一个方面是添加剂，如紫外线防护剂、加工助剂、柔软剂、抗静电剂、着色剂、染料、指示剂、药物、油、润滑油、微球、临时视觉指示剂、营养物、生长因子、维生素、润肤剂、保湿剂、香料、香水、乳化剂和类似物，其可以和PEC一起被添加到基质，或者合并到包括PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中。

鉴于上面提供的公开内容，根据本发明方法的实施方式，本领域普通技术人员能够理解，这些公开内容可以使所附权利要求书中所限定的本发明所述方法的应用得以实现。但是，还提供了下面的实验细节，以保证本发明的描述的完整公开，包括其最佳实施方式。但是，应当认识到，本发明的范围不是根据所提供的特定例子来解释的。相反，应当参照本文所附的权利要求，以及由完整的公开内容所构成的对本发明所述方法的完整描述来理解本发明的范围。

可以理解的是，本发明还可以有各种其他实施例。此外，尽管这里示出和描述的本发明的形式构成了本发明的一个优选实施例，但这并不意图说明其所有可能的形式。还可以理解的是，所用词语是描述性用词，而非限制性的，在不背离所公开的本发明的主旨与范围的情况下，可以对其做出各种改动。本发明的范围不应仅局限于给定的示例。

示例

材料

在下列示例所述的样品制备中用到如下材料。

基质：

“240gsm”：一种针刺的复合无纺布，由基于聚烯烃纤维的伤口接触层和基于粘胶纤维的吸附核心所组成，具有如下组分：基于EFC或TFC纸浆的粘胶(人造丝)纤维[CAS号为68442-85-3；约为90％]以及聚烯烃双组分纤维[CAS号为9003-07-0(PP)/9002-88-4(PE)；约为10％]，其密度约为240克/平方米(gsm)，厚度为1.7-2.3毫米。

“115gsm”：一种热粘合的针刺复合无纺布，由基于聚烯烃纤维的伤口接触层和基于粘胶纤维的吸附核心所组成，具有如下组分：43％的粘胶(人造丝)纤维(CAS号为68442-85-3)以及57％的丙纶(CAS号为9003-07-0)，其厚度为0.95-1.25毫米，密度约为115克/平方米(gsm)。

“CG”：Dutex棉布(由加拿大Dumex医疗公司制造)。

聚合物：

“PD”：聚二烯丙基二甲基氯化铵，缩写为“聚DADMAC”，由MV产品公司(圣路易斯，密苏里州)提供，SNF公司，Axchem # AF-6545，质量体积百分比为40％的水溶液，“高粘度”，分子量约为250,0000克/摩尔。

“PAA1”：聚丙烯酸钠盐，由Aldrich化学公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目录号为41,604-5，CAS号为[9003-04-7]，质量体积百分比为40％的水溶液，分子量约为30,000。

“PAA2”：聚丙烯酸钠盐，由Aldrich化学公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目录号为420344，CAS号为[9003-04-7]，粉末，分子量约为2,100。

“PAA3”：聚丙烯酸钠盐，由MV产品公司(圣路易斯，密苏里州)提供，SNF“Flosperse FS 10,000”，CAS号为[9003-04-7]，质量体积百分比为29％的水溶液，分子量约为50,000。

“PSSA”：聚(4-苯乙烯磺酸)，质量体积百分比为18％的水溶液，由Aldrich化学公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目录号为561223，CAS号为[28210-41-5]，分子量约为70,000。

注：在下列示例中，溶液的pH值用3M的氢氧化钾(KOH)或3M的盐酸(HCl)调整，且pH值以适当缓冲溶液校准过的Corning model 320pH计进行测量。

例1 以阳离子聚电解质处理基质(对比实例)

本实例示出了仅用抗菌阳离子聚合物而不用阴离子稳态聚合物来制备伤口敷料。制备100克0.3％PD的溶液，将pH值调整到9.5。将质量为18.91克的240gsm基质样品浸泡于该溶液中，然后用手动辊压机辊压以除去多余液体。材料的湿重为45.51克(141％的湿涂层量)。将材料放平，置于80℃烤箱中干燥约2小时，指定作为样品X1。比色法测量结果表明，用这里所述的方法制备和测试的该材料的提取物中阳离子聚合物的平均浓度为130ppm。用本文所述的细胞毒性测试方法进行测试，发现该样品有细胞毒性(见下文表7)。

例2 以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐形成的PEC处理基质

下面是用PEC处理无纺布基质的典型实例。将15克PD(40％)与585克水的混合物搅拌直至充分混匀。另外，将5克PAA1(40％)与195克水的混合物搅拌直至充分混匀。以3M氢氧化钾将第二种混合物的pH值调整至10.3。然后将这两种溶液混合，快速搅拌产生乳白色液体，其pH值为9.0，PD浓度为0.30％，PAA浓度为0.13％。将质量为184.7克的240gsm基质材料样品在此溶液中浸泡数分钟，然后用手动辊压机传递辊压以排除多余的液体。辊压后基质的湿重为489.1克(165％的湿涂层量)。将该样品置于80℃烤箱中干燥，指定作为样品BB。其余样品用同样的工艺稍作变化后制备得到。某些情况下使用手动辊压机，其他情况则使用电动辊压机。基质和湿涂层量百分比也各不相同。阳离子聚合物和阴离子聚合物在构成、比例和浓度上也有变化。在所有情况下，最终处理溶液的pH值被调整至9.0和10.0之间。有些情况下pH值在溶液混合之前被调整，另一些情况下pH值在溶液混合之后被调整。一般情况下，优选的是在混合之前对溶液的pH值分别进行调整。两种溶液的相对体积也有变化，但是一般情况下优选的是将溶液等体积混合，其中各组分的浓度是最终理想浓度的2倍。下面的表1概括了不同示例和工艺条件，样品编号以及用本文所述方法测得的样品提取物中阳离子聚电解质的平均浓度。

表1.示例及工艺条件

样品编号	阳离子(％)	阴离子(％)	基质	湿涂层量	提取物

BB	PD(0.30％)	PAA1(0.10％)	240gsm	165％	90ppm
						CC	PD(0.30％)	PAA1(0.13％)	240gsm	154％	55ppm
FH	PD(0.30％)	PAA1(0.10％)	240gsm	165％	51ppm
						FM	PD(0.24％)	PAA1(0.09％)	240gsm	173％	41ppm
FL	PD(0.20％)	PAA1(0.07％)	240gsm	165％	38ppm
						GG	PD(0.15％)	PAA1(0.065％)	240gsm	165％	48ppm
GG2	PD(0.15％)	PAA1(0.065％)	115gsm	209％	48ppm
						X1	PD(0.30％)	0(仅有PD)	240gsm	141％	130ppm

X2	PD(0.25％)	PAA3(0.092％)	240gsm	121％	39ppm
						X2B	PD(0.25％)	PAA3(0.092％)	115gsm	139％	36ppm
X4	PD(0.30％)	PAA3(0.11％)	240gsm	118％	54ppm
						X4B	PD(0.30％)	PAA3(0.11％)	115gsm	154％	61ppm
X5	PD(0.30％)	PAA3(0.13％)	240gsm	128％	41ppm
						D1	PD(0.30％)	PAA3(0.11％)	CG	120％	37ppm
X6	PD(0.30％)	PAA1(0.13％)	240gsm	90％	40ppm
						X6B	PD(0.30％)	PAA1(0.13％)	115gsm	117％	31ppm
EE	PD(0.30％)	PAA1(0.15％)	240gsm	157％	--
						Y2A	PD(0.30％)	PAA2(0.075％)	240gsm	130％	38ppm
M2	PD(0.30％)	PAA1(0.075％)	240gsm	121％	99ppm
						MW	PD(0.30％)	PSSA(0.15％)	240gsm	118％	47ppm

当PAA与PD的质量比高于约0.5时(如样品EE中有0.15％PAA和0.30％PD)，会产生低于预期的结果，如样品EE的处理液会在混合容器和辊压机上留下粘性残渣，这表明发生了某种相分离。这种不溶性残渣即使擦洗也难以去除。另外，用这种制剂处理的基质在干燥后很僵硬，有“刮擦”感。这种特性在伤口敷料中是不希望发生的；然而，这在其他应用中却是有益的。会产生这些不良影响的比例从一定程度上取决于各聚合物组分的精确组成。例如，样品MW(使用了PSSA而非PAASS)的制备中阴离子和阳离子的比例也是0.5，却没有观察到不良的现象发生。另一方面，当使用分子量更高的PAASS时，仅仅在PAASS与PD的比例为0.43时就观察到了类似的不良现象(样品X5)。表现出不良效果所对应的阴离子聚合物与阳离子聚合物的比例取决于聚合物的化学特性，也还有其分子量。尽管表征质量比例很方便，但是也应考虑聚合物的相对静电荷平衡对其进行表征。本发明的一个方面是阴离子聚合物和阳离子聚合物的比例要尽可能地高(为了使阳离子抗菌剂更好地结合)，但是又要低于引起PEC沉淀、低抗菌效力及其他不良影响的比例。

上述不同样品中的含氮(N)量是用本文所述的方法(N-Kjeldahl)测定的。处理后的样品中的PD量是基于湿涂层量百分比以及处理溶液中的PD浓度(Calc％PD)所计算出来的。处理后的样品中预计含氮量(Calc ppm N)是基于PD中的固有含氮量(8.6％)所计算出来的。测量未经处理的240gsm基质中的含氮量，并从实测值(N-Kjeldahl)中减去该值，即得到操作中加入的实际氮量(N校正)。计算计算值与实测值之间的误差(N误差)。结果如表2所示。

表2.确定不同PD样品中的含氮量

样品编号	Calc％PD	Calc ppmN	N-Kjeldahl	N校正	N误差

240gsm	0.00％	0	45	0	0％
						CC	0.46％	396	549	504	27％
FL	0.26％	227	313	268	18％
						FM	0.33％	284	380	335	18％
FH	0.42％	357	524	479	34％
						X6	0.27％	232	414	369	59％

(基于材料的干重，含氮量用ppm表示)

通过如本文所述方法测试上述不同样品的抗菌效力。另外，用本文所述方法通过EtO灭菌法对所选的样品进行灭菌，并分析其抗菌效力。令人惊讶的是，在EtO灭菌处理后，大部分材料的抗菌效力有了显著的提高。这种效应在测试对假单胞菌(PA)的抗菌测试时最为明显。结果在表3中列出，其中表明了EtO处理针对一些样品的效果。

表3.抗菌效力结果

附加的抗菌效力数据在表4中示出。

表4.根据本文所述方法测试样品CC(在环氧乙烷灭菌后)对不同微生物的抗菌效力

例3.显示干燥后的PEC薄膜的不溶性

制备PEC在含水载体中的稳态分散液作为如例2中所给出的处理溶液。将约10毫升该溶液倒在玻璃培养皿上，然后在80℃烤箱中干燥过夜。一旦经过干燥，玻璃培养皿的表面上形成一层清晰的硬质薄膜。将其再次浸没到水中，该薄膜会变为云状且柔软；然而却不能再溶解、破裂或从玻璃表面分离。这显示了聚电解质复合物的不溶特性。

表征抗菌物质的测试方法：

根据下列方法表征和测试上例中所产生的材料的抗菌效力及生物相容性。请注意，这些标准方法可以用过去时态、现在时态或将来时态表述；但可以理解的是，它们是本发明所述处理中所遵循的方法。

A.在存在血清的条件下检测处理后的基质材料的抗菌特性的微生物学方法

利用本发明的各种方法和实施例所制备的材料的抗菌活性用美国纺织化学师与印染师协会(AATCC)测试方法100(“纺织品的抗菌性处理：评估”)的修订版来测试，该测试是为测试纺织品材料的抗菌性处理而设计的。以标准方法，选用合适的培养基制备待测微生物的过夜培养物(ONC)。使用ONC制备含有测试微生物的接种液，其在磷酸盐缓冲液(PBS)和胎牛血清(FCS)中以10％的体积百分比被稀释至～10⁶CFU/ml。将处理后的基质材料(样品)和未经处理的基质对照材料(对照品)裁剪至2.5平方厘米并经121℃高压蒸汽灭菌30分钟，以除去预先存在的微生物污染物。高压蒸汽灭菌后，将样品和对照品在室温下放置冷却15分钟。样品和对照品分别接种500微升接种液，并被置于无菌带盖的培养皿中在37℃下培养。培养18至24小时后，用无菌镊子将样品和对照品取出，分别放入含有15毫升PBS的15毫升试管中，漩涡震荡30秒使所有余下的活微生物悬浮在溶液中。用PBS溶液将这些悬浮液适当进行10倍稀释，使其扩散在含有适合该微生物生长的培养基的细菌培养平板中，然后在37℃下培养过夜。过夜培养后，对每块平板上生长的菌落进行计数，以确定抗菌效力。与用相同细菌上样量接种、经过相同培养时间的未经处理的对照品结果进行比较，数据表示为百分比杀死率或减少数量级。为方便起见，将特定组分针对特定菌种的抗菌效力表示为“杀菌数量级”、“减少数量级”或简化为“LR”。在下面的讨论中，完全杀死(即活细菌减少100％)将用在LR值后标注星号(如6.0^*)来表示。给定样品的每一备份的个别LR值是相对于对照样品的平均菌落数来计算的。然后对该样品的个别LR值进行平均，平均LR值即为结果。稀释、扩散、培养接种(plating)和计数都是根据标准的微生物学技术完成的。

根据发明人的以往经验得知，固定在吸附表面上的阳离子聚电解质针对不同的细菌种类具有不同的抗菌效力，阳离子聚电解质通常对于革兰氏阳性菌种比革兰氏阴性菌种更为有效。另外，在常见微生物中，金黄色葡萄球菌或SA(一种革兰氏阳性菌)可能是最易被阳离子聚电解质杀死的。同样，绿脓假单胞菌或PA(一种革兰氏阴性菌)是最不易被固定在吸附表面上的阳离子聚电解质杀死的微生物之一。通常情况下，就被固定在吸附表面的阳离子聚电解质杀死的难易度而言，其他大部分常见微生物，如大肠杆菌或EC(一种革兰氏阴性菌)，介于这两个极端例子之间。换言之，如果发现用本发明所述方法制备的材料对PA有高的抗菌效力(如LR值为6)，那么这种材料对SA很可能具有更高的抗菌效力(如LR值为8)，除非其对于PA的效力为“完全杀死”，即100％杀死，那就不能再高了。相反，根本不可能基于材料对易被杀死的微生物的表现来对该材料对不易被杀死的微生物的效力来下结论。所以，首先测试制剂针对不易被杀死的微生物如PA的效力有可能节约时间和资源，因为在低于完全杀死的条件下，才能确定不同组成配方之间的相对效力。

B.生物相容性测试方法

有三种实验方法用来帮助测试通过本发明所述的方法制造的材料的生物相容性，以证明样品对人体无影响。这些实验如下：

1.ASTM F895-84，

“以琼脂扩散细胞培养检测细胞毒性的标准测试方法。”该测试也用来和ISO-10993-5中的方法“医用设备生物评价”做比较。这些测试由佛罗里达州盖恩斯维尔的生物咨询服务公司完成。

2.ASTM F813-83，

“以直接接触细胞培养评价医疗器械材料的标准规范。”该测试用于确定由本发明方法所制造的材料的定性的生物相容性数据。该测试将处理后的基质直接置于待测细胞上并测量受影响细胞的区域。此外，“CellTiter 96 Aqueous One Solution细胞增殖检测试剂盒”用来作为ASTM F813-83的补充以定量测量细胞存活率。

3.接触测试

这些试验被设计用来表明通过本发明所述方法制造的材料的接触层对细菌没有抗菌活性。将该材料的接触层置于平铺的细菌上，用PBS饱和至饱和水平，并分析材料上细菌的生长情况。这些试验由Quick-Med技术公司完成。

C.可提取性、可浸脱性和鉴定测试方法：

1.用于可浸脱性测试的提取方法(QMT方法EX-1)：

该方法用于制备确定伤口敷贴材料的浸脱性成分所需的提取物。这是基于ISO10993-12中细胞毒性测试所规定的时间、温度以及样品与液体提取剂的比例的标准条件，其代表敷料在实际使用中的预期条件。测试前一小时，材料应该是干燥的，而且应在环境温度和湿度下平衡。应当使用相当于1.0克材料对20毫升提取溶液的比例。提取溶液应当是1X磷酸盐缓冲溶液(PBS，pH值为7.4)。提取应当在干净且无菌密封的PE或PP培养试管中进行。15毫升试管应当用于大于10毫升体积的提取。50毫升试管应当用于大于40毫升体积的提取。应当称取将近0.01克待测样品置于含有适当PBS量的提取试管中。应当使用干净的不锈钢小刀或玻璃棒以保证样品充分浸没于PBS液体中。将密封的提取试管置于设置为37℃(+/-2℃)的培养箱中培养24小时(+/-1小时)。将样品倒入干净的注射器中，经0.22微米过滤器过滤以保证无菌，然后保存于密封的无菌培养试管中。

2.用于确定提取物中阳离子聚合物的比色法(QMT方法COL-1)：

本方法用于确定水溶液中阳离子聚合物的浓度。本方法以Protech总承包服务公司提供的标准方法“溶解的聚合物凝结剂测定方法-DADMAC”，该方法使用了GE Betz(DR2010/DR2000)提供的标准分析试剂盒。所附方法(上面所述)在使用时做了如下调整：

测量575纳米吸光度时，使用了Spectronic-20分光光度计，而非指定仪器。使用了光路长度为1厘米的聚苯乙烯比色皿，而非指定的25毫升样品皿。应当将测试样品和标准品分别与试剂在50毫升PP圆锥形培养试管中混合，将适量溶液转移至聚苯乙烯比色皿中以供测量。

将Axchem AF654540％聚DADMAC溶液以1X磷酸盐缓冲液溶液(PBS，pH值为7.4)适当稀释制备的聚DADMAC(PD)标准溶液构建校正曲线。确定本方法的有效范围约为0.5至10ppm PD(见附件)，线性范围约为0.5至5.0ppm PD。

将Axchem AF6545 40％聚DADMAC溶液以1X磷酸盐缓冲液溶液(PBS，pH值为7.4)适当稀释制备成标准溶液。建议制备0、1、2和4ppm[PD]的标准溶液。根据该规程，0ppm溶液的吸光值为0。

样品溶液(如QMT EX-1方法制备的提取物)应当以上述规程进行分析。吸光值高于0.4吸光度单位的样品溶液应该予以排除。这些样品的新等分试样应用PBS溶液恰当地进行稀释，应重复测量，包括加入新的试剂。不要稀释有色溶液。应记录稀释倍数，以用于根据比较标准品的吸光值来计算实际的PD浓度([PD])。所有样品在加入试剂前都刚好为25毫升(包括任何稀释)。例如，在加入试剂之前，50ppm的聚DADMAC溶液应该取1.0毫升该溶液再以24毫升PBS混合来稀释。这样得到的稀释系数为25X，PD浓度([PD])为2ppm。该溶液的吸光度约为0.15个吸光度单位。

样品中的PD浓度应当通过将两种标准溶液的吸光度读数以数值线性插值法计算而确定，这两种标准溶液的吸光度读数应接近于样品，如一种标准品吸光度高于样品，而另一种低于样品。一种标准品的吸光度值必须在样品的吸光度上下0.1个吸光度单位之内，否则，必须使用额外的标准品。

3.测定含氮量(克氏定氮法)：

在一个优选实施例中，本发明的应用中所用的抗菌阳离子聚电解质是季铵化合物，故其中含有氮元素。本文所述方法制备得到的处理后的基质材料样品和提取物溶液样品交由Galbraith Laboratories(诺克斯维尔，田纳西州)以克氏定氮法(E7-1 Rev10)进行氮元素分析。该方法测得的结果以百万分之几(ppm)的氮表示。为了确定样品中的氮浓度，必须从测得的数值中减去未经处理的基质中的背景含氮量。在本发明的一个优选实施例中，聚DADMAC用来作为阳离子聚电解质抗菌剂。根据分子式，聚DADMAC的含氮量为重量百分比8.6％。因此，通过将测得的含氮量结果(用ppm表示)除以0.086即为样品中的聚DADMAC浓度。

抗菌效力及生物相容性测试的结果：

1.ASTM F895-84

以琼脂扩散细胞培养检测细胞毒性的标准测试方法：下面示出了两组表格，表5表示细胞裂解的实际区域，表6表示琼脂覆层/扩散的结果。

表5.裂解表(评分标准)

区域指数	区域描述

0	在样本附近或下面无可检测区域
		1	区域仅在样本下
2	区域延伸出样本0.5厘米以下
		3	区域延伸出样本0.5厘米至1.0厘米
4	区域延伸出样本1.0厘米以上但没有遍布整个培养皿
		5	区域遍布整个培养皿

表6.琼脂覆层表(评分标准)

区域指数	区域描述

0	没有观察到细胞毒性
		1	受影响区域低于20％
2	受影响区域在20至39％
		3	受影响区域在40至59％
4	受影响区域在60至80％
		5	受影响区域高于80％

2.直接接触/细胞增殖试验结果：

根据ASTM F813-83的要求，将测试样品直接置于细胞单层之上。测试样品移走后对测试样品周围及下面的细胞的显微镜检查表明了生物相容度。下面在表7中概括了结果。以苯酚被用作阳性(+)对照品，而未经处理的基质材料被用作阴性(-)对照品。未受干扰的细胞单层被用作空白对照。对敷贴材料周围或样品正下方的细胞裂解区域大小的描述如下

表7.直接接触/细胞增殖实验结果

评分	区域描述

0	没有观察到细胞毒性
		1	受影响区域低于20％
2	受影响区域在20至39％
		3	受影响区域在40至59％
4	受影响区域在60至80％
		5	受影响区域高于80％

结果显明了良好的生物相容性。阴性对照样品下的区域值为“1”很可能是由于材料的高吸附力产生的物理机制而产生的。上面提供的显微定性数据是通过使用商售的检测细胞毒性和细胞增殖的检测系统(Promega公司，麦迪逊，威斯康星州，CellTiter96Aqueous One Solution细胞增殖测试，G3580)而补充的。定量的细胞存活量是通过用甲臜产生量测得的MTS四唑盐还原产物来测定的。该结果以未受影响的细胞单层的空白对照来进行归一化。LC(50)列是表明50％细胞死亡对应浓度的关键值。对于特定测试，如果细胞的平均归一化绝对值高于LC(50)，就认为通过了测试。结果表示在下面的表8中。

表8.细胞的平均修正绝对值

样品	读数^*	标准偏差	修正后	评分
					空白	2.188	0.265	1.00	通过
CC(EtO处理)	1.607	1.305	0.734	通过
					CC(未经EtO处理)	1.302	0.143	0.595	通过
FH	1.763	0.046	0.806	通过
					FM	1.222	0.083	0.559	通过
(-)对照	1.350	0.116	0.617	通过

(+)对照

0.425

0.043

0.194

未通过

^*8份复制品的平均值

3.接触试验概述：

下面表9是样品CC的接触试验结果。请注意：(+)表示材料接触层有细菌生长，而(-)表示材料接触层没有细菌生长。这些结果表明了生物相容性，而且，正如没有抗菌剂转移到与处理后的基质相接触的组织上这一事实所证明的，用PEC处理后的材料对人体没有任何不良影响。

表9.EtO灭菌后的样品CC的接触试验结果：

实施例4：以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐的PEC处理木浆

如例2所述制备PEC在含水载体中的稳态分散液作为处理溶液。将50克木浆加入1.5升该溶液。将混合物搅拌10分钟，然后倒入奶酪压制机。多余液体从木浆中压出。湿木浆的最终质量为118.6克(137％的湿涂层量)。将木浆平铺在筛网上，置于80℃烤箱中干燥18小时。得到的抗菌木浆可用于尿布、卫生棉、伤口敷料的组分以及其他需要吸附性抗菌材料的应用中。

实施例5：以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐的PEC处理微晶纤维素

如实施例2所述制备PEC在含水载体中的稳态分散液作为处理溶液。将25克微晶纤维素粉末(Avicel PH-101纤维素凝胶，50微米平均粒度)加入0.5升该溶液。将混合物搅拌10分钟，然后在布氏漏斗中通过滤纸抽滤。收集得到的潮湿材料的滤饼(48.5g)，粗加研磨，然后置于80℃烤箱中干燥18小时。得到的抗菌纤维素粉末可用于尿布、卫生棉、伤口敷料的组分以及其他用得到吸附抗菌材料的应用中。

实施例6：以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐的PEC中试规模地处理人造丝基质(240gsm)

中试规模操作采用下列材料和参数进行：

处理液配方(质量百分比)：

PD(Floquat FL 4540；40％固体)：0.625％

PAA3(Flosperse 10,000；30％固体)：0.307％

3摩尔/升氢氧化钾(13.1％固体)：0.0205％

去离子水99.05％

观察结果：

pH值[9.3]

制备量[100kg]

呈乳状的稳态分散液

操作参数：

基质：240gsm(见上文描述)

一对Foulard机械式可调辊

边缘无网固定的带式干燥箱

涂覆前宽度[550毫米]

涂覆后宽度[540毫米]

涂覆长度[140米]

目标增加湿度[125％]

干燥后增加重量[1.04克/平方米]

起始增加湿度[125.3％]

终点增加湿度[122.0％]

测试结果：

253.7克质量/平方米(未处理时为252.5克)

厚度2.18毫米(未处理时为2.00毫米)

吸水率2185克/平方米(未处理时为2389克/平方米)

抗菌效能：

根据本文所述方法测试处理后的基质。EtO处理后再用本文所述方法对处理后的基质再次进行测试。

该数据清楚地表明EtO处理对于抗菌效力具有明显的积极作用。

根据本文所述的用于浸脱性测试的提取方法(QMT Method EX-1)对处理后的基质进行提取试验。作为制备得到的样品的提取物中PD的平均水平为41(+/-10ppm)，经EtO处理后的样品提取物中PD的平均水平为57(+/-1ppm)。一般情况下低于60ppm左右的PD水平不会有细胞毒性，也不会“对人体有影响”。

实施例7：以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐的PEC中试规模地处理人造丝基质(240gsm)

中试规模操作采用下列材料和参数进行：

处理液配方(质量百分比)：

PD(Floquat FL 4540；40％固体)：0.625％

PAA3(Flosperse 10,000；30％固体)：0.307％

3M氢氧化钾(13.1％固体)：0.0205％

去离子水99.05％

观察结果：

pH值[9.3]

制备量[100kg]

呈乳状的稳态分散液

操作参数：

基质：115gsm(见上文描述)

一对Foulard机械式可调辊

边缘无网固定的带式干燥箱

涂覆前宽度[550毫米]

涂覆后宽度[530毫米]

涂覆长度[190米]

目标增加湿度[125％]

干燥后增加重量[0.49克/平方米]

起始增加湿度[125.4％]

终点增加湿度[128.9％]

测试结果：

117.3克质量/平方米(未处理时为115.0克)

厚度1.05毫米(未处理时为1.11毫米)

吸水率774克/平方米(未处理时为794克/平方米)

抗菌效能：

根据本文所述的用于浸脱性测试的提取方法(QMT Method EX-1)对处理后的基质进行提取试验。作为制备得到的样品的提取物中PD的平均水平为34(+/-3ppm)，EtO处理后的样品提取物中PD的平均水平为39(+/-9ppm)。一般情况下低于60ppm左右的PD水平不会有细胞毒性，也不会“对人体有影响”。

实施例8：以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐的PEC中试规模地处理棉布基质

用于所有测试的材料都是从中国进口的成卷棉布，将主卷尺寸裁剪至所需尺寸。阳离子聚合物和阴离子聚合物分别为PD和PAA3(如本文所述)。所有混合都在平底槽中进行，基质材料是在拉幅机上折叠为双层材料的“14x6织法”100％棉布。操作中所用的双层材料的宽度约为9英寸。每次操作中加工约3,000至10,000直线码数布。平底槽是内部有加热条的50加仑水槽。该槽配中具有压槽物，可以进行15加仑体积的反应。混合可以直接在平底槽中进行，也可以使用单独的混合槽。将设备设置为120％湿涂层量，处理液中PD和PAA3的浓度被调整至达到表10所述的最终织物上的聚合物含量。因此，处理液中每种聚合物的水平大约要比最终织物上的干重低20％。加入预先稀释的成分，再以氢氧化钠调整pH值至10.5(±0.5)，以制备处理液。

棉布从主卷上传送，经由折叠(张布)架，再进入平底槽。在传送经过充满溶液的平底槽后，布在轧辊之间传送，以使可重复利用的液体含量为其干重的120％。在轧辊之后，布被传送经过“褶皱机”，这基本上是一个有刮片穿过它来回移动的滚动辊。将得到的褶皱布规则地折叠以提供伸展性。

褶皱过后，布通过传送带运送至干燥机。干燥机将布以“Z”字形传递，在输出之前进行了三次干燥机长度的传递，每次传递后，布落到下面的传送带上，接下来的阶段传递速度比上面的稍快，这样可以使布伸展开，更有利于更好地干燥。布附着于传送带底部的问题可以通过安装能使布从传送带上分离的气动装置来实现。干燥机的出口处安装了可以有效去除残余在布上的湿气的红外线加热装置。

利用本文所述方法以EtO处理经过处理后的棉布基质。

表10.化学试剂批次

以本文所述方法测试抗菌效力。结果如表11和表12所示。表12中的数据表明EtO处理对于抗菌效力具有明显的积极作用。

表11.处理后的棉线基质的抗菌效力

表12.EtO处理对抗菌效力的影响

根据本文所述的“用于浸脱性测试的提取方法”(QMT Method EX-1)对处理后的基质进行提取试验。对每批次进行多组提取试验(每批6组)。结果如表13所示。处理后(经EtO处理后)的样品的提取物中PD的平均含量为44ppm。一般情况下，低于60ppm左右的PD水平不会有细胞毒性，也不会“对人体有影响”。

表13.不同组别提取物中PD浓度的平均值(以ppm表示)

根据所述操作制备的处理后的棉布基质材料样品以ISO 10993-5方法测试细胞毒性。该方法与ASTM F813-07“以直接接触细胞培养评价医疗器械材料的标准规范”做比较。被测试的样品没有发现生物学反应(所有测试重复3遍)。所有评估的试验孔的等级均为0(小于等于2即认为通过此方法的测试)。阳性对照样品(24小时与48小时的等级分别为3和4)和阴性对照样品(等级为0)所观察到的细胞反应确认测试体系工作正常。因此该评估认为测试样品(处理后的基质)无细胞毒性。

处理后的棉布材料样品由商业测试实验室进行原发性皮肤刺激性测试。结果表明该材料“无刺激性”。

Claims

1.一种用于制备抗菌产品的方法，包括以下步骤：

(a)提供包括聚电解质复合物即PEC在含水介质中的稳态水溶液、胶体液、悬液、分散液、凝聚体或乳状液的处理液，其中所述聚电解质复合物是由阴离子聚电解质水溶液和化学计量过量的抗菌阳离子聚电解质的水溶液混合形成的，所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质，混合后在所述处理液中的浓度为重量百分比0.025至0.20％，所述阳离子聚电解质是季铵聚合物或季铵共聚物，混合后在所述处理液中的浓度为重量百分比0.10至0.50％，并且其中所述阳离子聚电解质电荷与所述阴离子聚电解电荷的摩尔比介于1：1至2：1之间，其中所述阴离子聚电解质和所述抗菌阳离子聚电解质以受控的方式混合从而生成所述PEC，所述PEC在所述处理液中保持均匀分散，且其中在处理液的正常保存或使用期间不会发生显著或不可逆的相分离、凝结、或者形成所述PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒，

(b)将所述处理液施加到产品上，随后

(c)将处理后的产品进行干燥，其中聚电解质复合物不可浸脱性地结合到所得到的抗菌产品上。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在干燥步骤后清洗抗菌产品的步骤。

3.如权利要求1所述的方法，还包括用环氧乙烷处理改良抗菌产品的步骤，从而提高改良产品的抗菌效力。

4.如权利要求1所述的方法，还包括进行测试以确定所述抗菌产品的抗菌效力的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，还包括进行测试以检验抗菌产品具有非浸脱性抗菌特性的步骤。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述测试是从由分光光度法、比色法和提取方法组成的组中选择的。

7.如权利要求1所述的方法，还包括进行测试以检验抗菌产品具有生物相容性的步骤。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述测试确定所述抗菌产品的细胞毒性、刺激性和敏感性水平，且所述测试是从由生物方法，细胞培养测试以及接触测试组成的组中选择的。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述阴离子聚电解质的平均分子量介于20,000至75,000之间，其中所述阳离子聚电解质的平均分子量至少为50,000。

10.如权利要求4所述的方法，其中当用ATCC方法100对所述抗菌产品进行测试时，观察到在10％胎牛血清存在条件下活的绿脓假单胞菌菌群至少平均降低3个数量级。

11.如权利要求5所述的方法，其中根据ISO标准方法10993-12制备的抗菌产品的提取物含有低于100ppm的所述抗菌阳离子聚电解质。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述抗菌阳离子聚电解质为聚二烯丙基二甲基氯化铵，也被称为聚DADMAC。

13.如权利要求1所述的方法，其中阴离子聚电解质为聚丙烯酸盐。

14.如权利要求1所述的方法，其中抗菌阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为聚丙烯酸钠盐。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述抗菌阳离子聚电解质的平均聚合度大约介于10至10,000之间。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述抗菌产品中抗菌阳离子聚电解质的浓度介于0.01w/o至1.0重量百分比之间。

17.如权利要求1所述的方法，其中抗菌产品包括棉或人造丝。

18.通过权利要求1至17中任一项所述方法制备的抗菌产品，包括产品、抗菌阳离子聚电解质和阴离子聚电解质。

19.如权利要求18所述的抗菌产品，其中所述抗菌产品包含从由纤维素、纤维素衍生物、纸、木材、木浆、微生物来源纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、人造丝、棉、木纤维、亚麻、多糖、蛋白、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻酸盐、淀粉、丝绸、聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二醇、丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂组成的组中选择的材料。

20.如权利要求19所述的抗菌产品，其中所述抗菌产品是伤口敷料、医疗设备或衣物。

21.一种用于制备处理液的方法，包括以下步骤：

(a)将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的抗菌阳离子聚电解质的水溶液混合，所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质，混合后在处理液中的浓度为重量百分比0.025至0.20％，所述阳离子聚电解质是季铵聚合物或季铵共聚物，混合后在处理液中的浓度为重量百分比0.10至0.5％，其中在所述阳离子聚电解质的电荷与所述阴离子聚电解质的电荷的摩尔比介于1：1至2：1之间，以生成处理液，该处理液包括聚电解质复合物即PEC在含水介质中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述PEC在所述处理液中保持均匀分散，且其中在处理液的正常保存或使用期间不会发生显著或不可逆的相分离、凝结、或者形成所述PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述混合是通过搅拌、震荡、超声或高剪切力混合来实现的。

23.如权利要求21所述的方法，其中所述处理液的pH值介于8至10之间。

24.如权利要求21所述的方法，其中所述阴离子聚电解质的平均分子量介于20,000至75,000之间，而其中所述抗菌阳离子聚电解质的平均分子量至少为50,000。

25.通过如权利要求21至24中任一项所述方法制备的处理液。