CN103815587B

CN103815587B - 一种能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入并具有抑菌作用的口罩及其制备方法

Info

Publication number: CN103815587B
Application number: CN201410027246.8A
Authority: CN
Inventors: 霍清; 杨晓芳; 杨宏伟
Original assignee: Beijing Union University
Current assignee: Jiangsu Oukang Medical Instrument Co ltd
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: CN103815587A

Abstract

本发明公开了一种能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入并具有抑菌作用的口罩及其制备方法，该口罩包括侧面有开口的有机棉织物外层，以及可更换的内芯夹层，该内芯夹层内装有臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉和壳聚糖。该口罩的制备方法为：将臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉和壳聚糖按比例置于无纺布口袋中制得内芯夹层；将该内芯夹层从口罩的有机棉织物外层侧面开口处装入，封口即可。本发明的口罩能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入人体内，抑菌效果好，口罩内芯可替换，可长久保持口罩功效，制备工艺简单，成本低。

Description

一种能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入并具有抑菌作用的口罩及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种口罩，尤其涉及一种能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入并具有抑菌作用的口罩及其制备方法。

背景技术

我国大气污染已经从上世纪煤烟型污染演变为区域性、复合型大气污染。目前，我国已成为全球气溶胶污染最为严重的地区，其中以京津冀、长三角、成渝、中原地区等为全球污染之最，PM2.5年均浓度已超过70μg／m³，超过国家标准的2倍以上，高于WHO指导值的7倍以上。2009～2012年卫星遥感表明，我国近年灰霾污染有持续加剧之势，其中华北、华中、华东及成渝地区增长趋势尤为突出。从2009～2012年1月份同期卫星遥感数据来看，1月份灰霾污染的频次、影响范围、影响强度均呈现增加态势，特别是2013年1月份发生的灰霾事件覆盖了我国整个华北及华东大部分地区，涉及的区域超过130万平方公里，影响人口8.5亿，严重污染暴露人口2.5亿人，其持续时间之长、覆盖范围之广、污染程度之高、危害人群之多在全球均属罕见。

众多的流行病学研究表明，大气颗粒物中的细和超细颗粒物(UFPs)是影响人体健康的重要因素。大气颗粒物对人体健康危害的程度主要取决于其化学成分、粒径大小和质量浓度。UFPs与粗颗粒物相比具有更大的比表面积，能吸附更多的有害物质，并能使毒性物质有更高的反应和溶解速度，同时UFPs可沉积在肺泡内，并能够进入血液循环，成为有毒物质进入人体肺脏深处的载体。流行病学和毒理学研究发现UFPs与人群呼吸系统、心血管系统的疾病和死亡率明显相关，特别对高龄人群、儿童及患有心肺疾病的人群危害更大。北京大学医学部任爱国教授领导的出生缺陷研究团队和环境科学与工程学院朱彤教授领导的环境与健康研究团队合作完成的关于持久性有机污染物(POPs)暴露与胎儿神经管畸形相关性的研究。因此开发研制具有能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入的口罩具有非常实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入并具有抑菌作用的口罩。

本发明的另一目的在于提供一种所述口罩的制备方法，加工工艺简单，成本低。

发明人经过长期的实验研究，选择具有吸附细微颗粒和抑菌作用的竹炭、壳聚糖、臭椿叶提取物和苦豆子提取物置于口罩内，赋予口罩对有害细微颗粒物的阻挡功能和抑菌功能。

竹炭纤维是取毛竹为原料，采用了纯氧高温及氮气阻隔延时的煅烧新工艺和新技术，使得竹炭天生具有的微孔更细化和蜂窝化，然后再与具有蜂窝状微孔结构趋势的聚酯改性切片熔融纺丝而制成的。这种独特的纤维结构设计，具有吸湿透气、抑菌抗菌、冬暖夏凉、绿色环保等特点。

壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，特别值得指出的是溶解后的溶液中含有氨基，这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抑制细菌活性，使其在医药、纺织和食品等领域有着广泛的应用。壳聚糖的一个显著特性是吸附能力。许多低分子量的物质，比如金属离子、胆固醇、甘油三酯、胆酸和有机汞等，都可以被壳聚糖吸附。现已证明壳聚糖是高效的螯合物介质。壳聚糖的吸附能力的大小取决于其脱乙酰度。脱乙酰度越大，吸附能力越强。

臭椿(AilanthusaltissimaSwingle)，又名樗木，系苦木科落叶乔木植物，因叶上油腺破裂后有奇臭而得名。根、叶、皮和茎做药用，具有清热、消炎、燥湿、止血、杀虫驱虫、抑菌等功效。

苦豆子为多年生豆科草本植物，从苦豆子中提取分离及鉴定的生物碱有：苦参碱、槐果碱、槐胺碱、新槐胺碱、槐定碱、苦参碱-N-氧化物，具有清热燥湿，止痛，杀虫。抗病毒、抗炎及免疫抑制作用，苦参总碱能抑制多种病毒繁殖。增强免疫调节功能和免疫促进作用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入并具有抑菌作用的口罩，该口罩包括侧面有开口的有机棉织物外层，以及可更换的内芯夹层，该内芯夹层内装有臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉和壳聚糖。

其中，所述臭椿叶提取粉的制备方法为：将臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入4倍重量的水，加热回流2h，加入少量乙醇，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为1～5％。

其中，所述苦豆子提取粉的制备方法为：将去壳的苦豆子放入提取罐中，向其中加入4倍重量的50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为1～5％；

在本发明的口罩中，所述臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉、壳聚糖的粒度大小优选为120～150目。所述壳聚糖的分子量为12～13万，脱乙酰度≥85％。所述臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉、壳聚糖之间的质量比为1～5：1～2：1：2～5。

优选地，所述有机棉织物外层可以为长方形、杯形或椭圆形等形状。所述内芯夹层的规格为长9～11cm、宽6～10cm、厚0.2～0.5cm。所述口罩上设有不锈钢丝鼻夹。

一种所述口罩的制备方法，其特征在于，制备过程为：将臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉和壳聚糖按比例置于无纺布口袋中制得内芯夹层；将该内芯夹层从口罩的有机棉织物外层侧面开口处装入，封口即可。

本发明的优点在于：

本发明的口罩利用竹炭和壳聚糖的吸附性能，可以有效吸附空气中的有害细微颗粒物，通过呼吸系统侵入人体内脏器官；同时该口罩的内芯材料添加了天然植物臭椿叶和苦豆子提取物，加强了口罩的抑菌功效；此外由于口罩内芯的可替换功能，保证了产品质量的稳定性；该口罩美观大方，便于携带，制造工艺简单，成本低。可满足消费者追求产品绿色化与安全的消费心理。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明做进一步说明。以下实施例中所使用的臭椿叶采摘于北京联合大学生物化学工程学院百草园，采摘时间为每年夏季；苦豆子采摘于甘肃；壳聚糖购于济南海得贝海洋生物工程有限公司；竹炭购于安吉县华森竹炭制品有限公司，无纺布购于北京绿源兆顺公司，有机棉购于深圳市信力盈纺织有限公司。

本发明的口罩的制作过程为：

(1)将臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入4倍重量的水，加热回流2h，加入少量乙醇，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为1～5％，粉碎至120～150目，制得臭椿叶提取粉；

(2)将去壳的苦豆子放入提取罐中，向其中加入4倍重量的50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为1～5％，粉碎至120～150目，制得苦豆子提取粉；

(3)竹炭粉碎并过120～150目药筛，制得竹炭粉；

(4)壳聚糖粉碎至120～150目；

(5)将臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉、壳聚糖按比例混合均匀，然后放入无纺布口袋中制得内芯夹层；

(6)将该内芯夹层从口罩的有机棉织物外层侧面开口处装入，侧面缝上尼龙搭扣带，粘贴封口，口罩外包四个角分别缝上一条口罩带子，即制得口罩。

实施例1

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉5g、苦豆子提取粉5g、壳聚糖5g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例2

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉5g、苦豆子提取粉10g、壳聚糖10g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例3

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉5g、苦豆子提取粉15g、壳聚糖15g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例4

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉10g、苦豆子提取粉5g、壳聚糖10g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例5

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉10g、苦豆子提取粉10g、壳聚糖15g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例6

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉10g、苦豆子提取粉15g、壳聚糖5g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例7

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉15g、苦豆子提取粉5g、壳聚糖15g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例8

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉15g、苦豆子提取粉10g、壳聚糖5g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

实施例9

将2.5kg臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入10L水，加热回流2h，加入乙醇500mL，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到臭椿叶提取粉；将去壳的2.5kg苦豆子放入提取罐中，向其中加入10L50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为2％，得到苦豆子提取粉；粉碎上述提取物粉末及竹炭、壳聚糖至120目，称取臭椿叶提取粉15g、苦豆子提取粉15g、壳聚糖10g、竹炭粉20g混合均匀转入无纺布袋中得到口罩内芯夹层。

口罩内芯夹层药物的抑菌作用的研究

采用滤纸片扩散法，考察口罩内芯夹层药物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、红色毛癣菌、须癣毛癣菌、絮状表皮癣菌的抑菌作用。当琼脂内药物浓度高于该药物对待测菌种的最低抑菌浓度时，则该细菌的生成将会受到抑制，就会在药敏纸片的周围形成透明的抑菌圈。

臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、壳聚糖，按照一定处方配比配置，如表1所示。采用三因素三水平正交试验，考察口罩内芯夹层药物对六种易染菌的抑制作用，试验结果见表2。

表1口罩内芯夹层药物处方成分配比

表2口罩内芯夹层药物抑菌试验结果

实验表明，按照处方配置的口罩内芯夹层药物，对六种易染菌都有抑菌效果，从表2的数据可以看出，对真菌感染的抑制效果普遍好于细菌感染。根据九组实验中抑菌圈最大的是8号实验处方，即：臭椿叶提取粉15.0mg、苦豆子提取粉10.0mg、壳聚糖5.0mg，实验数据见表3。

表3口罩内芯夹层药物对菌悬物的抑菌圈直径(mm)

从表3中数据可以看出，该口罩内芯夹层药物对细菌类感染，绿脓杆菌的抑制作用稍强。对真菌类感染红色毛癣菌的抑制作用最强；对易感染细菌的抑菌环直径均大于9mm。

口罩内芯夹层药物的最小抑菌浓度MIC

口罩内芯夹层药物的最小抑菌浓度MIC值，按照上述8号实验处方配比，溶剂为蒸馏水，定容于50ml容量瓶中配置药液作为1号，然后进行一系列二倍稀释，制备2、3、4、5、6、7号药液，并设置无药有菌阳性对照，无菌有药阴性对照。观察细菌对照组长菌呈浑浊状态，而药物对照组不长菌呈透明清亮状的前提下，然后观察实验组的浑浊情况，以判断不同浓度药液的抑菌作用。实验组如试管内呈浑浊，表明有细菌生长，用“+”表示；如试管内透明清亮，表明无细菌生长，用“-”表示。对六个菌种生长情况的影响结果如表4所示。

表4不同浓度的口罩内芯夹层药物对六个菌种生长情况的影响

从表4中的结果可看出，该配比口罩内芯夹层药物对绿脓杆菌和红色毛癣菌的抑菌作用最强，稀释原药液4倍，仍然对全部细菌、霉菌有抑制作用。

口罩规定颗粒气溶胶过滤效率的测试

试验用主要仪器设备有TSI8130滤料测试仪、蠕动泵、TK气溶胶发生器及相关器材，颗粒性气溶胶由20g／L氯化钠溶液经TSI8130产生，在流量85L／min，氯化钠气溶胶颗粒粒数中值直径(CMD)为0.075微米，颗粒分布的几何标准差为1.86，浓度≤200mg／m³，气流通过的截面积为100cm²的条件下进行测试。测试结果使用SPSS10.0进行统计学分析，过滤效率见表5。

表5口罩氯化钠颗粒气溶胶过滤效率

Claims

1.一种能有效阻止空气中有害细微颗粒物吸入并具有抑菌作用的口罩，其特征在于，该口罩包括侧面有开口的有机棉织物外层，以及可更换的内芯夹层，该内芯夹层内装有臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉和壳聚糖；

所述臭椿叶提取粉的制备方法为：将臭椿叶粉碎后放入提取罐中，向其中加入4倍重量的水，加热回流2h，加入少量乙醇，醇沉后，过滤，将滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为1～5％；

所述苦豆子提取粉的制备方法为：将去壳的苦豆子放入提取罐中，向其中加入4倍重量的50％乙醇，加热回流2h，过滤，滤液浓缩至浸膏，真空干燥至含水量为1～5％；

所述臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉、壳聚糖之间的质量比为1～5:1～2:1:2～5。

2.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉、壳聚糖的粒度大小为120～150目。

3.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为12～13万，脱乙酰度≥85％。

4.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述有机棉织物外层为长方形、杯形或椭圆形。

5.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述内芯夹层的规格为长9～11cm、宽6～10cm、厚0.2～0.5cm。

6.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述口罩上设有不锈钢丝鼻夹。

7.一种权利要求1～6中任一项所述口罩的制备方法，其特征在于，制备过程为：臭椿叶提取粉、苦豆子提取粉、竹炭粉和壳聚糖按比例置于无纺布口袋中制得内芯夹层；将该内芯夹层从口罩的有机棉织物外层侧面开口处装入，封口即可。