CN105744893A

CN105744893A - 透声性抗微生物表面

Info

Publication number: CN105744893A
Application number: CN201480062080.1A
Authority: CN
Inventors: R·穆克尔吉; 潘光; 顾涛; 周加东
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-07-06
Also published as: JP2017501764A; CN105744893A8; WO2015073582A1; US20160296199A1

Abstract

本申请中描述用于降低患者内微生物感染的医疗元件。所述元件包括声学传导性基质和抗微生物元件。

Description

透声性抗微生物表面

背景技术

一些实施方式涉及听诊器和用于听诊器的配件。

对相关领域的描述

因为医师会将听诊器用于不同患者，医师助手已习惯于在接触患者的听诊器金属末端放上布罩。该布罩是弃置性的，对每位患者更换。还已认识到，听诊器的塑料管也可能与患者接触，因此已提出了多种方案以防止因使用听诊器导致的患者交叉感染。

但是，过去试图实现抗微生物活性的尝试不能保持期望的声学灵敏度或抗微生物活性的水平。因此，仍可能需要在保持其声学灵敏度的同时又展现出抗微生物活性的听诊器薄膜(diaphragm)。

发明内容

本发明的实施方式涉及可用于在保持期望的声学灵敏度的同时还增强微生物抵御性的医疗设备。

在一些实施方式中，记载了医疗设备元件，所述医疗元件包含具有低于5分贝传导损失的声学传导性的声学传导性元件，所述声学传导性元件具有第一传导性元件侧和第二传导性元件侧。一些实施方式包括抗微生物元件，所述抗微生物元件被部署于所述声学传导性元件的第一侧上或第一侧内，其使得医疗设备的声学传导性为较之实质不具有抗微生物元件的声学传导性元件而言声学传导损失0.5分贝以内，所述医疗设备元件具有设备第一侧和设备第二侧，其中，所述设备第一侧与患者体表接触。

在一些实施方式中，声学传导性元件包含第一声学传导性元件侧和第二声学传导性元件侧，并且其中，所述抗微生物元件包含部署在第一声学传导性元件侧上的层。

在一些实施方式中，声学传导性元件包含声学传导性元件基质材料，其中，所述抗微生物元件部署在所述声学传导性基质材料内。在一些实施方式中，基质材料包含靠近患者界面表面的部分，其中，所述抗微生物元件被部署在靠近患者界面表面的部分内。

本文将对这些和其他一些实施方式进行更为详细的描述。

附图简述

图1A-F是本文所述的听诊器薄膜的示意图。

图1B-F是本文所述的听诊器薄膜的一种实施方式的示意图。

图2是听诊器的示意图。

图3是通过市售听诊器呈现的正常人心跳的传导振幅-时间波形图。

图4是通过本发明所述的听诊器薄膜的一种实施方式呈现的正常人心跳的传导振幅-时间波形图。

图5是通过本发明所述的听诊器薄膜的另一实施方式呈现的正常人心跳的传导振幅-时间波形图。

图6是通过比较性听诊器薄膜呈现的正常人心跳的传导振幅-时间波形图。

图7是本发明所述的听诊器薄膜的一种实施方式的抗微生物活性的图。

发明详述

本文公开的一些实施方式可降低患者和/或卫生保健工作者之间/来源的微生物病原体的传递。

术语声学传导性材料包括本领域中的其通常含义，并且包括能将声音从材料的一个表面传导至所述材料的不同表面的材料。在一些实施方式中，材料可在没有明显传导损失的情况下(例如大约20分贝或更低、大约15分贝或更低、大约12分贝或更低、大约10分贝或更低、大约5分贝或更低、大约1分贝或更低、或大约5分贝或更低的传导损失)传导声音。在一些实施方式中，材料可在没有明显传导损失(例如，相对于未覆盖或未涂覆的传导性元件而言的最大振幅的降低)的情况下传导声音。在一些实施方式中，材料可在没有明显传导损失(例如，相对于未覆盖或未涂覆的传导性元件而言的平均振幅的降低)的情况下传导声音。在一些实施方式中，振幅的降低可使用相对类似峰(relativeanalogouspeaks)来比较。例如，如果在振幅-时间波形图中未覆盖或未涂覆的材料展示出七个峰，经覆盖或涂覆的材料也展示出七个峰，那么每个振幅-波形图的各自第七个峰可被比较。

在一些实施方式中，医疗设备元件包含具有低于5分贝传导损失的声学传导性的声学传导性元件。在一些实施方式中，声学传导性元件具有第一传导性元件侧、第二传导性元件侧和抗微生物元件。在一些实施方式中，抗微生物元件可被部署于声学传导性元件的第一侧上或第一侧内，其使得医疗设备的声学传导性为较之实质不具有抗微生物元件的声学传导性元件而言声学传导损失0.5分贝以内，所述医疗设备元件具有设备第一侧和设备第二侧，其中，所述设备第一侧与患者体表接触。

在一些实施方式中，声学传导性元件可包含具有第一声学传导性元件侧和第二声学传导性元件侧的基底(substrate)，其中，所述抗微生物元件可包含被部署于第一声学传导性元件侧上的层。

在一些实施方式中，声学传导性元件可包含基质(matrix)材料，并且其中，所述抗微生物元件可被部署在所述基质材料内。

在一些实施方式中，基质材料可包含靠近患者界面表面的部分，其中，所述抗微生物元件可被部署在靠近患者界面表面的部分内。

在一些实施方式中，医疗设备可以是外部接触性设备(externallycontactingdevice)，其中，所述设备接触哺乳动物或人体的外表面。外界接触性设备(exteriorcontactingdevice)的一些实施方式包括但不限于听诊器薄膜、超声心动设备、基于多普勒效应的声探头、超声波触头、换能器和探头等等。

现在参考图1A，示出了医疗设备元件10，其具有声学传导性元件8，声学传导性元件8具有第一传导性元件侧或接触表面6、和第二传导性元件侧或表面4。在一些实施方式中，声学传导性元件包含基底。在一些实施方式中，声学传导性元件包含基质。在一些实施方式中，接触表面可与内部机体表面接触。在一些实施方式中，接触表面可与外部机体表面或部分接触。

现在参考图1B-1E，示出了医疗元件10，其包含组合有抗微生物元件12的医疗元件基底8，其中，所述医疗元件具有第一或患者接触表面6和第二表面4。在图1B中，示出了医疗元件10，其具有单独的声学传导性元件或基底8(具有第一基底表面120和第二基底表面122)、和抗微生物元件12(具有第一抗微生物元件表面126和第二抗微生物元件表面128)。基底8和抗微生物元件12联合形成抗微生物医疗元件10。在一些实施方式中，基底具有第一传导性元件或基底侧、和第二传导性元件或基底侧。在一些实施方式中，抗微生物元件包含部署在第一声学传导性元件侧上的层。在该实施方式中，观察到在两个元件间有可辨识的边界。在该实施方式中，接触表面6与第一抗微生物元件表面126一致。

在图1C中，医疗元件基底8和抗微生物元件12联合形成抗微生物元件10。在该实施方式中，在两个元件之间可存在虚线所示的不可辨识的边界。在一些实施方式中，医疗元件8实质上包含基质基底材料，抗微生物元件12实质上包含抗微生物基底材料。在一些实施方式中，在基本上由基质材料构成、或含有至少50％基质材料的部分与基本上由抗微生物元件材料构成、或含有至少50％抗微生物元件材料的部分之间存在梯度或材料过渡。在一些实施方式中，材料梯度从包含更多医疗设备基质材料的部分过渡到包含更多抗微生物元件材料的部分。在一些实施方式中，设备基质材料包含靠近和/或形成患者界面表面的部分的部分。在一些实施方式中，抗微生物元件材料被部署在靠近和/或形成患者界面表面的部分的部分内。在一些实施方式中，抗微生物材料被部署在基质材料内。在一些实施方式中，抗微生物材料扩散进医疗元件基质材料中。

在图1D中，医疗元件基底8和抗微生物元件12通过粘结层14相连。在一些实施方式中，粘结层可实质上整体位于医疗元件8和抗微生物元件12之间的界面上。在一些实施方式中，粘结层可在医疗元件8和抗微生物元件12之间的表面界面的一部分上。在一些实施方式中，不具有粘结层的表面界面的部分保持与抗微生物元件12的声学连通。在一些实施方式中，不具有粘结层的抗微生物元件部分与医疗元件物理接触。

在图1E中，医疗元件基底8和抗微生物元件12组合形成抗微生物元件10。

在图1E中，抗微生物元件10可包含复合元件，其中，医疗设备基底8和抗微生物元件12的材料掺合、分散或铸合(alloyed)而形成抗微生物元件10。在图1F中，抗微生物元件10包含复合元件，其中，抗微生物元件12是部署在医疗元件8表面中的分开的多个材料岛。

现在参考图2，示出了涉及听诊器头22的医疗设备元件10。在一种实施方式中，医疗设备元件可以是改良的听诊器薄膜，其可与任何听诊器一起使用，只要结构上能紧密配适薄膜直径即可。

听诊器形式的医疗元件8可包含头22。头22可包含薄膜部分24、罩部分26、和包含气柱的管状出口部件28。挠性软管30将出口28链接至铰链，铰链再连至双耳耳塞部件(未示出)。薄膜部分24由平杯(flatcup)34形成，其上安装半刚性医疗元件10，其可包括薄膜部分或基底(通过圆环36适当保持)。

在一些实施方式中，薄膜可包含声学传导性材料的基底或基质。在一些实施方式中，声学传导材料将声波能量的至少大约70％、至少大约80％、至少大约90％、或至少大约95％从一个表面传导至另一表面。在一些实施方式中，声学传导性材料从一侧到另一侧损失低于大约1dB、低于大约2dB、低于大约3dB、低于大约4dB、低于大约7dB、或低于大约10dB的声音。在一些实施方式中，基质可包含环氧树脂(epoxy)和玻璃纤维(fiberglass)。合适的基质材料可以是可作为LittmanCardiologyIII薄膜(3M,Minneapolis,MN,USA)市售的材料。

在一些实施方式中，光催化元件能够是基本上透声性的。在一些实施方式中，还包含光催化元件的薄膜的声学传导性为：较之实质不具有抗微生物元件的薄膜而言声学传导损失在至少大约0.25分贝、大约0.5分贝、大约0.75分贝、大约1.0分贝、大约1.5分贝、大约2.0分贝、大约2.5分贝、大约3.0分贝、大约3.5分贝、大约4.0分贝、大约4.5分贝和/或大约5.0分贝以内。在一些实施方式中，光催化材料的声学传导性为：较之实质上不具有光催化材料的薄膜而言声学传导损失在至少大约0.25分贝、大约0.5分贝、大约0.75分贝、大约1.0分贝、大约1.5分贝、大约2.0分贝、大约2.5分贝、大约3.0分贝、大约3.5分贝、大约4.0分贝、大约4.5分贝和/或大约5.0分贝以内。

在一些实施方式中，抗微生物元件包含无机材料。在一些实施方式中，无机材料可以是但不限于银、银化合物(例如柠檬酸二氢银(SDC))、铜、铜合金、铜化合物、三氯生(triclosan)、释放卤素的化合物和含硒化合物。在一些实施方式中，无机材料基本上不含砷、银、锡、重金属、多氯酚类和/或它们的任意组合。

在一些实施方式中，抗微生物元件是光催化性的。在一些实施方式中，抗微生物元件是光催化性的。在一些实施方式中，光催化元件可使得暴露的细菌种群降低至少0.5log，使得暴露的细菌种群降低至少0.75log，使得暴露的细菌种群降低至少1.0log，使得暴露的细菌种群降低至少1.5log，使得暴露的细菌种群降低至少2.0log，使得暴露的细菌种群降低至少2.5log，和/或使得暴露的细菌种群降低至少3.0log。在一些实施方式中，前述log降低中的任何或全部可在细菌/细菌种群初始暴露给抗微生物元件后大约3分钟、大约5分钟、大约10分钟、大约15分钟、大约20分钟、大约30分钟、大约45分钟、大约1小时内实现。在前文的讨论中，“log降低”表示微生物学上用于描述存活微生物种群数量级降低的常用术语。例如，1.0log降低对应90％的降低，2log降低对应99％的降低。在一些实施方式中，细菌种群可包括大肠杆菌。

在一些实施方式中，大肠杆菌菌株可以是ATCC8739。在一些实施方式中，细菌种群可包含金黄色葡萄球菌。在一些实施方式中，金黄色葡萄球菌可以是ATCC6538。在一些实施方式中，微生物种群可包含金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、产气肠杆菌(Enterobacteraerogenes)、绿脓杆菌(Pseudomonasaeruginosa)、猫杯状病毒(诺如病毒的类似物)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacterbaumanii)、奥斯陆莫拉菌(Moraxellaosloensis)、枯草芽孢杆菌、球形芽孢杆菌(Bacillussphaericus)、巴西曲霉(Aspergillusbrasiliensis)、胶红酵母(Rhodotorulamucilaginosa)、甲氧西林耐药性金黄色葡萄球菌(MRSA)、粪肠球菌(万古霉素敏感的)、耐万古霉素性粪肠球菌(VRE)、异源性万古霉素中等耐药性金黄色葡萄球菌(Heterogeneouslyvancomycin-intermediateStaphylococcusaureus，hVISA)、万古霉素中等耐药性金黄色葡萄球菌(VISA)、AmpC过表达且OprD缺失的绿脓杆菌、产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)的大肠杆菌(CTX-M-1和CTX-M-9)、产ESBL肺炎克雷伯菌(CTX-M-1和类SHV)、产AmpC阴沟肠杆菌(AmpC-producingEnterobactercloacae)、来自纽约布鲁克林的产KPC-2肺炎克雷伯菌、来自德克萨斯州休斯顿的产KPC-3肺炎克雷伯菌、和产NDM-1肺炎克雷伯菌。

在一些实施方式中，抗微生物元件包含至少一种无机氧化物。合适的光催化剂包括但不限于：二氧化钛(TiO₂)、氧化钨(WO₃)、钛酸锶(SrTiO₃)、SnTi(C,N,O)₂、二氧化铈(CeO₂)、二氧化锡(SnO₂)、氧化亚铜(I)(Cu₂O)、氧化铜(II)(CuO)的负载和/或未负载、掺杂和/或未掺杂形式和/或其组合。在一些实施方式中，光催化材料是光催化材料的多相复合体。在一些实施方式中，光催化材料可以是锐钛矿、金红石、纤锌矿、尖晶石、钙钛矿、烧绿石、石榴石、锆石和/或tialite相的材料或其混合物。上述各选项每种均具有本领域技术人员所理解到的其通常的含义。将产生的样品与给定标准的x-射线衍射图进行比较是可用来确定样品是否包含特定相的多种方法之一。示例性的标准包括NationalInstituteofStandardsandTechnology(NIST)(Gaitherburg,MD,USA)和/或InternationalCentreforDiffractionData(ICDD，前身为JointCommitteeonPowderDiffractionStandards[JCPDS])(NewtownSquare,PA,USA)提供的XRD谱。

在一些实施方式中，多相光催化材料包含锐钛矿相和金红石相的化合物。在一些实施方式中，多相光催化材料包括二氧化钛。在一些实施方式中，锐钛矿相为大约2.5％至大约97.5％、大约5％至大约95％、和/或大约10％至大约90％、或任何这些百分比之间或以任何这些百分比为边界的任何百分比；以及，金红石相为大约97.5％至大约2.5％、大约95％至大约5％、和/或大约90％至大约10％、或任何这些百分比之间或以任何这些百分比为边界的任何百分比。合适的材料的非限制性例子包括由Evonik(Parissipany,NJ,USA)以商品名P25(大约83％的锐钛矿TiO₂+大约17％的金红石TiO₂)出售的TiO₂混合物。

在一些实施方式中，合适的光催化剂包括负载多价金属的氧化物复合体。在一些实施方式中，负载多价金属的氧化物包含与n型化合物/组合物/元素电化学连结的p型化合物/组合物/元素。与负载多价金属的氧化物相关的一些有用的实施方式和与可用于p型和n-型组合物中的材料的信息被描述于2013年3月15日提交的美国专利申请13/840,859(美国专利申请公开2014/0271916，其于2014年9月18日公开)和2013年6月14日提交的美国临时申请No.61/835,399中，上述每件申请均通过引用以其整体并入本文。可用于光催化组合物中的材料的一些有用的实施方式可被描述于美国临时申请No.61/585,732、2013年1月14日提交的美国专利申请No.13/741,191(美国专利申请公开2013/0192976，其于2013年8月1日公开)、2013年1月10日提交的美国专利申请13/738,243(美国专利申请公开2013/0180932，其于2013年7月18日公开)、2013年3月15日提交的美国专利申请13/840,859、2013年6月14日提交的美国临时申请No.61/835,399、和2013年7月5日提交的美国临时申请No.61/843,266，上述每件申请均通过引用以其整体并入本文。

再参考图1F，在一些实施方式中，光催化剂不必是在基质或基底之上的完整的膜或层。例如，光催化剂可包括多个纳米颗粒、微粒(microparticles)、纳米结构、或微结构，其可分散在可沉积有光催化剂的表面上(但不必整体覆盖表面)。在一些实施方式中，外部接触表面可具有包含多个不规则排列的突起、颗粒或其聚集体的表面。在一些实施方式中，外部接触表面可具有包含多个不规则排列的突起、颗粒或其聚集体的表面。

突起或颗粒可以是纳米突起，包括一个或多个方向的尺寸在纳米至微米范围的纳米突起。例如，纳米突起或纳米颗粒可具有：大约400nm、大约500nm、大约1000nm、大约1500nm、大约2000nm、大约2500nm、大约3000nm、或任何这些长度之间或以任何这些长度为边界的范围内的任何值的平均x方向尺寸；大约50nm、大约100nm、大约300nm、大约500nm、大约700nm、大约1000nm、大约1200nm、大约1500nm、大约1800nm、大约2000nm、或任何这些长度之间或以任何这些长度为边界的范围内的任何值的平均y方向尺寸；和/或大约10nm、大约30nm、大约50nm、大约70nm、大约90nm、大约100nm、或任何这些长度之间或以任何这些长度为边界的范围内的任何值的平均z方向尺寸。在一些实施方式中，膜中的至少一个颗粒可具有、或膜中颗粒平均可具有下述x方向尺寸、y方向尺寸、或z方向尺寸：大约5nm、大约0.01μm、大约0.02μm、大约0.05μm、大约0.1μm、大约0.5μm、大约1μm、大约2μm、大约5μm、大约10μm、大约20μm、大约50μm、大约100μm、大约150μm、大约200μm、大约500μm、大约1000μm、大约5nm至200大约1000μm或大约1000μm，或任何这些值之间或以任何这些值为边界的范围内的任何长度。

在一些实施方式中，抗微生物元件不包括粘合剂，其被直接装入基底和/或基质材料，或与基底和/或基质材料一体化。

在一些实施方式中，抗微生物元件包含抗微生物元件基质材料和抗微生物化合物。在一些实施方式中，基质材料可以是粘合剂材料。在一些实施方式中，粘合剂与光催化剂材料的重量比为大约0.5至2.0份粘合剂(重量％)对大约1份(重量％)光催化材料。在一些实施方式中，粘合剂材料是聚合性化合物。在一些实施方式中，粘合剂材料是有机硅树脂。在一些实施方式中，有机硅树脂是有机硅醇酸树脂、有机硅环氧树脂、有机硅丙烯酸树脂、或有机硅聚酯树脂。在一些实施方式中，有机硅树脂是有机硅聚酯树脂。在一些实施方式中，合适的有机硅聚酯树脂是市售产品，例如KR5230和/或KR5235(Shin-EtsuChemicalCo.,Ltd,Tokyo,Japan)。

抗微生物元件可包含2013年11月4日提交的美国临时申请61/899,423中公开的材料，该申请通过引用以其整体并入本文。

在一些实施方式中，基底可形成患者界面表面。患者界面表面是指在设备的通常操作期间可能与人皮肤直接或间接接触的设备表面。在一些实施方式中，声学传导性基底和/或基质材料是声学传导性的。

在一些实施方式中，声学传导性元件是薄膜。在一些实施方式中，薄膜包含透声性基质/基底和与基底接触的抗微生物元件层。在一些实施方式中，抗微生物元件在基底表面形成为层。在一些实施方式中，抗微生物元件包含透声基质和无机光催化材料。

在一些实施方式中，透声基质包含与基底声学一体化的材料。在一些实施方式中，透声性基质包含未与基底声学一体化的材料。在一些实施方式中，材料包括含复合材料的薄膜，其中，所述复合材料包含无机光催化材料和透声性基底材料。在一些实施方式中，材料包括听诊器薄膜，其包含透声性基底和结合至薄膜表面的抗微生物层。在一些实施方式中，上述结合的层是聚合性结合的，例如通过使用聚合物粘结剂；使用聚合物和单体的混合物，然后使其固化；等等。在一些实施方式中，结合的层是通过将材料加热以使其流动、随之冷却并将它们粘合而结合的。在一些实施方式中，各层相互之间的粘结可通过已知的粘结测试方法，例如按照ASTM-D3359中描述的流程来评估。在一些实施方式中，使用ASTM-D3359中描述的流程时，除去的抗微生物层的百分比少于大约35％，少于大约20％，少于大约15％，少于大约10％，少于大约5％。在一些实施方式中，使用ASTM-D3359中描述的流程时，层的粘结测试值呈现为至少0B、至少1B、至少2B、至少3B、至少4B、至少5B和/或至少6B。在一些实施方式中，通过已知的硬度测试来评估光催化涂层的粘结。在一些实施方式中，层的硬度测试值呈现为至少2H、至少3H、至少4H。光催化剂元件/涂层的硬度可通过已知的硬度测定方法(例如ASTM-3363中描述的流程)来评估。

在一些实施方式中，抗微生物元件通过下述方法作为层形成：气相沉积，例如化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)；层叠(laminating)、压制(pressing)、轧制(rolling)、浸泡(soaking)、熔融(melting)、粘合(gluing)、溶胶-凝胶沉积(sol-geldeposition)、旋涂(spincoating)；浸涂(dipcoating)；棒涂(barcoating)；狭缝涂布(slotcoating)；刷涂(brushcoating)；溅射；热喷涂，包括火焰喷涂、等离子体喷涂(DC或RF)；高速氧燃料喷涂(HVOF)或原子层沉积(ALD)；冷喷涂或气溶胶沉积。

在一些实施方式中，光催化组合物通过直接负载而部分地嵌入进基底的表面内。一些基底是通过制造聚合物和溶剂的混合物来形成的。然后，将光催化组合物直接负载进混合物中，产生浆体。得到的浆体被制成基底，从而使得光催化组合物与基底一体化。在一些实施方式中，光催化组合物是得到的基底表面的一体化部分。在一些实施方式中，光催化组合物实质上地覆盖基底。在一些实施方式中，光催化组合物接触或覆盖基底表面的至少大约75％、至少大约85％、至少大约95％、或大约100％。

在一些实施方式中，光催化组合物通过颗粒转移而至少部分地嵌入基底的表面内。用于实现其的合适方法可被记载于2013年11月1日提交的美国临时申请61/898,980和2014年5月30日提交的JP2014-113003中，上述申请通过引用以其整体并入本文。在一些实施方式中，光催化组合物通过化学蚀刻部分地嵌入基底的表面内。用于实现其的合适的方法可被记载于2014年2月28日提交的美国临时申请61/946,611、2014年1月24日提交的美国临时申请61/931,387、2013年10月30日提交的美国临时申请62/007,489和2014年5月30日提交的JP2014-113003中，上述申请通过引用以其整体并入本文。

在一些实施方式中，光催化元件包含光催化材料和聚合物膜。在一些实施方式中，聚合物膜可以是具有粘结剂背面的PET膜，由此基底可固定至医疗装置。

在一些实施方式中，医疗元件还包含可视指示，以显示抗微生物光催化组合物的剩余效力，使用者由此将知道何时该替换设备，例如文字或符号的褪色或颜色改变。在一些实施方式中，光催化元件包含可视指示。

实施例

本文描述的医疗设备元件的益处通过下述实施例进一步显示，下述实施例意欲用于阐述本文公开的实施方式，但并非意在以任何方式限制范围或建立宗旨。

实施例1A制造光催化元件(Ex-1)

实施例(1AA)(在薄膜上溅射铜)

提供铜金属靶作为铜源材料，将其放置到Cressington108自动溅射装置的真空腔内的靶台(阴极侧)上。将5cm圆形听诊器薄膜(LittmanCardiovascularIIIdiaphragm,3M,Minneapolis,MN,USA)放置于阳极侧。溅射装置采用下述参数：驱动电流为约0.1mA，压力为约1Torr。向真空腔中引入氩气，以进行约20秒的沉积。基底温度为室温。

实施例(1AB)(薄膜上的光催化(CuxO/多相TiO ₂ )涂覆)

将市售Littman听诊器薄膜(LittmanCardiologyIII,3M,Minneapolis,MN,USA)用作光催化涂层的基底。用肥皂和水、丙酮、和甲醇依序清洗薄膜，然后加以干燥。

通过将改性有机硅聚醚树脂(ShinEtsuSilicones,Japan以“KR-5230”的品名销售)与PGMEA(丙二醇甲醚乙酸酯，试剂>99.5％，Sigma-Aldrich)混合，制得含有10wt％改性有机硅聚酯树脂的粘合剂溶液。混合如下进行：使用行星式离心混合仪(THINKYAR-310)以大约2000rpm混合2分钟，然后以大约2200rpm进行大约1分钟以脱泡。

为制造涂覆悬浮液，将1份光催化粉末与10份前述粘合剂溶液混合。光催化粉末包含负载有铜的多相钛氧化物，其增加可见光范围的光吸收。光催化材料中的名义铜含量(nominalcoppercontent)为1wt％。将1克光催化粉末分散于10克粘合剂溶液(90％溶剂中的10％粘合剂)中，这通过将含有混合物的玻璃管在超声浴中保持大约1小时来达成。将得到的悬浮液滤经具有不锈钢筛网(具有30微米的孔)的在线过滤器。

基底的涂覆(Ex-2)通过用旋涂仪(SCS6800系,SpecialtyCoatingSystem)以大约1200rpm在制得的听诊器薄膜基底上旋涂大约20秒来进行。

在大约110℃的环境大气中令具有光催化涂层的薄膜基底干燥大约1小时。

实施例(1AC)(PET上的光催化(CuxO/多相TiO ₂ )涂覆，然后粘结至薄膜)

以与Ex-2相似的方式制备另一实施例(Ex-3)，但不同之处在于光催化涂覆是通过使用刀片(doctorblade)和薄带成型机(tapecaster)(AFA-II,MTICorporation)在制备的PET基底上进行的(而不是直接在听诊器薄膜上进行的)。刀隙(gapofthedoctorblade)保持在3密耳至20密耳的范围内(1密耳等于1/1000英寸或25.4微米)。在大约110℃的环境大气中令具有光催化涂层的PET干燥大约1小时。将经涂覆的PET片材切为与听诊器薄膜相同的直径。将Nitto品牌的双面粘胶带(AS-1902P12(NittoDenko,Osaka,JP))应用到PET样品与涂层相反的表面上，将经涂覆的PET片材连结到听诊器薄膜上。

实施例2：粘结/硬度测试

通过按照ASTM-D3359中描述的流程来评估光催化涂层的粘结。

使用ASTM-3363中描述的流程来评估涂层硬度。

表1

除去的百分比：0B>65％；1B：35-65％；2B：15-35％；3B：5-15％；4B<5％；5B：0％

实施例3：声学测试

从AppleiPhone5播放正常人心跳声的数字音频记录，其被与iPhone的模拟音频输出口连接的听诊器发声器(StethoscopeSounder)(A.C.T.N.T.HealthcareServices)重现。正常人心跳声文件是从www.thinklabsmedical.com/sound-library.html下载的。将商用听诊器的薄膜(LittmannCardiologyIII,3M,USA)放到听诊器发声器上，在听诊器罩顶部施加300g实验重量，以模拟常规听诊器见使用的手压。听诊器的耳塞(earpiece)之一配有驻极体传声器(RadioShack33-3013)，用于捕捉传导的声音。通过运行有AdobeAuditionCS6软件的Windows7PC捕捉驻极体传声器的输出。另一听诊器耳塞中被填入聚氨酯泡沫，以阻隔外界噪音，同时令声波能从薄膜逸出且不产生背压(backpressure)。以这种方式对实施例1等中描述的薄膜(有或没有改良)进行了测试，在Matlab中以及使用AdobeAuditionCS6对波形进行了分析。使用AdobeAutidionCS6生成的粉红噪音经薄膜传导的文件被用于详细分析。

结果示于图3-6中。图3显示了未涂覆/裸露的薄膜呈现的声波。图4显示了在前文所述的实施例1AA(溅射)中制造的经涂覆的薄膜(Ex-1)呈现的声波。图5显示了在前文所述的实施例1AC(薄带成型CuxO)/P25薄膜)中制造的经涂覆的PET/薄膜(Ex-3)呈现的声波。图6显示了比较性的灌银硬塑料薄膜套(Stethocap，周抛薄膜套，型号2PTFTA，Algonquin，ILL，USA)呈现的声波。图6显示出较之按照实施例1AA(溅射)(图4)和/或实施例1AC(薄带成型涂覆)(图5)制造的改良薄膜(显示出与未经处理/未经涂覆的薄膜(图3)几乎相同的声学应答)有所不同(更低的)声学应答。

通过下述流程评估了抗细菌性能。

将各薄膜放置于具有浸了水的滤纸(以保持湿润)的玻璃皿中，在基底和滤纸之间插入玻璃间隔体，以将它们分开。

将大肠杆菌(ATCC8739)划线到含有大约20mlLB(lysogeny培养基/luria培养基)琼脂的直径为10cm的培养皿上，在大约37℃孵育过夜。对于每项实验，捡出单个菌落接种大约3mL的营养培养基，将接种的培养物在大约37℃孵育大约16小时，产生过夜培养物(～10⁹个细胞/mL)。通过将过夜培养物以100×稀释、接种另一含LB琼脂的5cm培养皿并在大约37℃孵育大约2.5小时，获得过夜培养物的新鲜对数期培养物。用0.85％盐水对新鲜的培养物进行50×稀释，获得了大约2×10⁶个细胞/mL的细胞悬浮液。将50μL细胞悬浮液移取到每个经沉积的玻璃基底上。将(在70％以及再在100％EtOH中)灭菌的塑料膜(20mmx40mm)放到悬浮液上面，以使其在膜下均匀扩展。将样品保持于黑暗(CuxO₂-黑暗)中然后在蓝色LED光(455nm,10mW/cm²)(CuO₂-光照)下照射。在选定的时间点(例如30分钟/60分钟间隔)，将样品放在10mL的0.85％盐水中，旋转震荡以洗出细菌。留下洗出的悬浮液，使用0.85％盐水顺序稀释，然后涂布于LB琼脂上，在大约37℃孵育过夜，以测定活细胞数(以CFU/样品计)。

图7显示了与按照实施例1AC(Ex-3)所述制造的薄膜和按照实施例1(溅射)所述制造的薄膜连结的光催化涂覆PET的抗细菌(大肠杆菌)性能。图7显示按照实施例1AA(Ex-1)所述制造的薄膜暴露于抗细菌元件30分钟后细菌种群有log3的降低。图7还显示，按照实施例1AC(Ex-3)(光催化剂涂覆的PET基底)所述制造的薄膜在暴露于各抗细菌元件30分钟后细菌种群有log1.3的降低，在暴露于抗细菌元件60分钟后细菌种群有log3的降低。

实施例4：PET基底上的光催化剂(Cu _x O/TiO ₂ )涂覆

将厚度为大约120微米的可商业获得的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜(EplasticsInc.SanDiego,CAUSA)用作光催化涂覆的基底。将基底切为纸的尺寸。用丙酮清洗切出的PET基底，然后干燥。

通过将大约1g可UV固化的丙烯酸酯粘合剂(由DICcorporation,JAPAN以Unidic17806的品名市售)、大约24mg的光引发剂(以Irgacure907的品名市售)和大约10g的环戊酮(试剂>99.5％，Sigma-Aldrich)混合，制得含有10wt％可UV固化硬涂层的粘合剂溶液。混合如下进行：使用行星式离心混合仪(THINKYAR-310)以大约2000rpm混合2分钟，然后以大约2200rpm进行大约1分钟以脱泡。

为制造涂覆悬浮液，将1重量份CuxO/P25光催化粉末(大约0.2g)与5重量份粘合剂溶液(溶于环戊酮中的10wt％氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethaneacrylate))混合。光催化粉末按照2013年3月15日提交的美国专利申请13/840,859、和2013年6月14日提交的美国临时申请61/835,399、和2013年1月14日提交的美国专利申请13/741,191(美国公开号2013/0192976，2013年8月1日公开)。光催化粉末包含经铜氧化物负载的钛氧化物，其掺杂有碳、氮和锡，以增加可见光范围的光吸收。P-cat中的名义铜含量为1wt％。将0.2克光催化粉末分散于粘合剂溶液(大约1克，10％溶液)中，这通过将含有混合物的玻璃管在超声浴中保持大约半小时接着通过大约20-30分钟的探头超声处理来达成。将得到的悬浮液滤经具有5微米的孔的过滤器。

在涂覆之前，对经清洁的PET基底进行电晕放电处理，以增加基底表面亲水性(以实现涂覆悬浮液的良好润湿性)。电晕处理装置(TEWC-4AX,KASUGADENKIInc.JAPAN)以100W的放电功率和0.5m/秒的扫描速度使用，进行两次扫描。

对基底的涂覆(测试1～8)是通过使用刀片和薄带成型机(AFA-II,MTICorporation)通过2011年1月28日提交、2012年10月9日公告的美国专利8,283,843中描述的方法在制备的PET基底上进行的。刀隙保持在3密耳至20密耳的范围内(1密耳等于1/1000英寸或25.4微米)。在环境大气中令具有光催化涂层的PET基底干燥，然后于90至100℃预热大约2分钟，然后在DymaxUV输送系统下使其UV固化。通过ZETA7011-ADosimeter-Radiometer以大约225mw/cm²的能量强度监控UV光能。以与测试-1相似的方式制备其他实施例(测试-2、3、4、5、6、7、8)，如表X所示。

通过依序应用70％IPA(异丙醇)和100％EtOH然后在空气中干燥来制备基材(1”×2”玻璃片)。对于Ex-1A，将CuxO/P25粉末以2mg/ml的浓度分散于100％EtOH中，然后将100uL悬浮液应用至基底，然后干燥。将该操作工艺重复5次，从而在基底上获得1mg的CuxO/P25。然后将基底在室温干燥。将经涂覆的基底放置于具有浸了水的滤纸(以保持湿润)的玻璃皿中，在基底和滤纸之间插入玻璃间隔体，以将它们分开。按照与Ex-1A相同的方式制备Ex-1B和Ex-1C。按照与Ex-1A相同的方式制备CE-1a、CE-1b和CE-1c，但其中用P25粉末代替CuxO/P25粉末。

实施例3：对金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的光催化灭活

将金黄色葡萄球菌(ATCC6538)划线到直径为10cm、含有大约25mlLB琼脂的培养皿上，然后在大约37℃孵育过夜。对于每项实验，捡出单个菌落接种大约3mL的营养培养基，将接种的培养物在大约37℃孵育大约16小时，产生过夜培养物(～10⁹个细胞/mL)。通过将过夜培养物以100×稀释、再在大约37℃孵育大约2.5小时，获得过夜培养物的新鲜对数期培养物。对新鲜的培养物进行50×稀释，获得了大约2×10⁶个细胞/mL的细胞悬浮液。将50μL细胞悬浮液移取到每个经涂覆的玻璃和/或PET基底上。将(在70％以及再在100％EtOH中)灭菌的塑料膜(20mmx40mm)放到悬浮液上面，以使悬浮液在膜下均匀扩展。然后再将样品放置于荧光灯下，其在样品表面提供～800lx光照。在选定的时间点(例如大约5分钟后)，将样品从玻璃皿中移出，放在10mL的0.85％盐水中，以3200rpm旋转震荡大约1分钟以洗出细菌。使用0.85％盐水对洗出的悬浮液进行顺序稀释，将其涂布于LB琼脂上，在大约37℃孵育过夜，以测定活细胞数(以CFU/样品计)。计数通过目视观察进行，将结果乘以稀释因子，算出测定数值。将结果示于表2，其中，Cu_xO/P₂5样品(EX-1b)显示了至少1log的降低，而比较例1仅显示出0.1至大约0.4的log降低。参见下表2。

表2

实施方式

下述非限制性的实施方式被关注。

实施方式1：医疗设备元件，其包含：

具有第一侧和第二侧的声学传导性元件；和

具有第一侧和第二侧的抗微生物元件，所述抗微生物元件被部署于所述声学传导性元件的第一侧上或第一侧内；

其中，所述医疗设备元件具有设备第一侧和设备第二侧，并且并且接触患者体表。

实施方式2：实施方式1的医疗设备元件，其中，所述声学传导性元件具有低于5分贝传导损失的声学传导性。

实施方式3：实施方式1或实施方式2的医疗设备元件，其中，所述抗微生物元件具有低于0.5分贝传导损失的声学传导性。

实施方式4：实施方式1、实施方式2或实施方式3的医疗设备元件，其中，所述声学传导性元件包含具有第一传声元件侧和第二传声元件侧的基底，并且其中，所述抗微生物元件包含部署于第一传声元件侧上的层。

实施方式5：实施方式1、实施方式2或实施方式3的医疗设备元件，其中，所述声学传导性元件包含基质材料，并且其中，所述抗微生物元件部署于所述基质材料内。

实施方式6：实施方式5的医疗设备元件，其中，所述基质材料包含靠近患者界面表面的部分，其中，所述抗微生物元件被部署在靠近患者界面表面的部分内。

实施方式7：实施方式1、实施方式2、实施方式3、实施方式4、实施方式5或实施方式6的医疗设备元件，其中，所述医疗设备元件是被配置为接触患者身体的至少一部分的外部接触设备。

实施方式8：实施方式7的医疗设备元件，其中，外部接触设备选自下述之一：听诊器薄膜、超声心动设备、基于多普勒效应的声探头、超声波触头、换能器和探头。

实施方式9：用于制造实施方式1、实施方式2、实施方式3、实施方式4、实施方式5、实施方式6或实施方式7的医疗设备元件的方法，所述方法包括将所述声学传导性元件与所述抗微生物元件组合。

实施方式10：实施方式9的方法，其中，所述医疗设备元件至少部分通过溅射工艺形成。

实施方式11：实施方式9的方法，其中，所述医疗设备元件至少部分通过旋涂方法形成。

实施方式12：实施方式9的方法，其中，所述医疗设备元件至少部分通过薄带成型工艺形成。

实施方式13：实施方式1、实施方式2、实施方式3、实施方式4、实施方式5、实施方式6、实施方式7或实施方式8的医疗设备元件，其中，所述元件粘结至表面时表现出4B-5B的粘结力(按照ASTM-3363评估)。

实施方式14：实施方式1、实施方式2、实施方式3、实施方式4、实施方式5、实施方式6、实施方式7或实施方式8的医疗设备元件，其中，所述元件在暴露于抗细菌元件30分钟后表现出细菌种群至少log1的降低。

实施方式15：实施方式1、实施方式2、实施方式3、实施方式4、实施方式5、实施方式6、实施方式7或实施方式8中任一项的医疗设备元件，其中，所述元件在暴露于抗细菌元件5分钟后表现出细菌种群至少log1的降低。

除非另外指明，本说明书和权利要求书中使用的表示成分的量、性质(例如分子量、反应条件等等)的所有数字均应被理解为在全部情况下均被术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，本说明书和所附权利要求书中记载的数值参数均为近似值，其可能取决于想要获得的所期望的性质而有所变化。最起码，并且不试图限制将等同原则应用于权利要求的范围，每个数值参数至少应根据报道的有效数字并应用普通四舍五入法来理解。

除非本文另有指明或与上下文明显矛盾，描述本发明的范畴中(尤其在权利要求书的范畴中)使用的术语“一个”、“一种”(“a”、“an”)、“所述”(“the”)以及类似记载应当被理解为既包括单数又包括复数。除非本文另有指明或与上下文明显矛盾，本文中所描述的所有方法可以以任意合适的顺序进行。本文中所提供的任何实施例和所有实施例或示例性的语言(例如“例如”)的使用仅用于更好地阐述本发明，而不对任何权利要求的范围加以限制。说明书中的任何语言均不应被解释为表示任何未在权利要求中限定的要素是本发明的实施所必需的。

本文公开的替换性要素或实施方式的分组不应被理解为限制。每个组成员可被个别地、或以与该组其它成员或本文中记载的其它要素的任何组合而被提及并被要求保护。应理解，为了方便和/或可专利性的理由，组中的一个或多个成员可被包括进一组或从中删除。当任何此类包括或删除发生时，说明书被视为已记载了经修改的组，并因此满足对所附权利要求书中所采用的全部马库什式组的书面记载的要求。

本文中描述了某些实施方式，包括本申请的发明人已知范畴内用于实施本发明的最佳方式。当然，在阅读前述说明书之后，对这些已被描述的实施方式的改变对于本领域普通技术人员来说将是明显的。本申请的发明人预期本领域技术人员能以合适的方式利用此类改变，本申请的发明人预期本发明可以以除了本文中具体描述的方式之外的方式来实现。因此，权利要求在适用的法律允许的范畴内包含权利要求中记载的主题的所有变化形式和等同形式。此外，其所有可能的变化中上文描述的要素的任何组合均被包括进本发明，除非本文另有指明或与上下文明显矛盾。

最后，应当理解，本文中公开的实施方式仅为阐述本发明的宗旨。可以进行的其它变化形式也落在权利要求的范围内。因此，举例而言(但并非限制)，可按照本文中的教导来利用各种替代性实施方式。因此，权利要求并不被狭隘地限制为前文中示出的实施方式。

Claims

1.医疗设备元件，其包含：

具有第一侧和第二侧的声学传导性元件；和

其中，所述医疗设备元件具有设备第一侧和设备第二侧，并且

其中，所述设备第一侧包含抗微生物元件的至少一部分，并且接触患者体表。

2.权利要求1的医疗设备元件，其中，所述声学传导性元件具有低于5分贝传导损失的声学传导性。

3.权利要求1或2的医疗设备元件，其中，所述抗微生物元件具有低于0.5分贝传导损失的声学传导性。

4.权利要求1、2或3的医疗设备元件，其中，所述声学传导性元件包含具有第一传声元件侧和第二传声元件侧的基底，并且其中，所述抗微生物元件包含部署于第一传声元件侧上的层。

5.权利要求1、2或3的医疗设备元件，其中，所述声学传导性元件包含基质材料，并且其中，所述抗微生物元件部署于所述基质材料内。

6.权利要求5的医疗设备元件，其中，所述基质材料包含靠近患者界面表面的部分，其中，所述抗微生物元件被部署在靠近患者界面表面的部分内。

7.权利要求1、2、3、4、5或6的医疗设备元件，其中，所述医疗设备元件是被配置为接触患者身体的至少一部分的外部接触设备。

8.权利要求7的医疗设备元件，其中，外部接触设备选自下述之一：听诊器薄膜、超声心动设备、基于多普勒效应的声探头、超声波触头、换能器和探头。

9.用于制造权利要求1、2、3、4、5、6、7或8的医疗设备元件的方法，所述方法包括将所述声学传导性元件与所述抗微生物元件组合。

10.权利要求9的方法，其中，所述医疗设备元件至少部分通过溅射工艺形成。

11.权利要求9的方法，其中，所述医疗设备元件至少部分通过旋涂方法形成。

12.权利要求9的方法，其中，所述医疗设备元件至少部分通过薄带成型工艺形成。

13.权利要求1、2、3、4、5、6、7或8的医疗设备元件，其中，所述元件粘结至表面时表现出4B-5B的粘结力。

14.权利要求1、2、3、4、5、6、7或8的医疗设备元件，其中，所述元件在暴露于抗细菌元件30分钟后表现出细菌种群至少log1的降低。

15.前述任意一项权利要求的医疗设备元件，其中，所述元件在暴露于抗细菌元件5分钟后表现出细菌种群至少log1的降低。