CN110139680A - 抗微生物制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗微生物效果的制品。所述制品包括:闭合层;基材,所述基材覆盖所述闭合层,其中所述基材具有两个相对的主表面;金属氧化物层,所述金属氧化物层覆盖所述基材的一个相对主表面,其中所述金属氧化物层包含金属氧化物;和金属层,所述金属层覆盖所述基材的另一个相对主表面;其中所述基材介于所述金属氧化物层和所述金属层之间;并且其中所述金属氧化物层的电位比所述金属层的电位大至少0.454V。
Description
背景技术
在医疗领域中被医疗装置感染的风险特别高。在医学界中抗微生物制品或涂层被广泛用于防止/降低感染。例如,医生所使用的医疗装置,包括矫形外科针、压板和植入物、伤口敷料等必须不断地防备感染。具有抗微生物特性的金属离子诸如Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Cu、Sn、Sb、Bi和Zn被用作抗微生物化合物。在这些金属离子中,银由于其高度有效的生物活性而为人们所熟知,并且各种银盐、络合物和胶体已在医疗装置中广泛使用以预防和控制感染。
发明内容
虽然银的可溶性盐当前已被用于防止微生物感染,但是由于通过自由银离子的移除或络合作用引起的损耗,所以它们不提供银离子的长效释放。必须周期性地重新施加它们以解决这个问题。通常重新施加是繁重的或甚至不切实际的,例如当涉及植入的医疗装置时。因此,期望使抗微生物制品提供抗微生物剂的更有效和持续的释放。
在本文所述的各种示例性实施方案中,所公开的制品可用于防止微生物感染。所公开的制品可用于提供抗微生物剂的增强的释放并且因此提供增强的抗微生物活性。
在一个方面,本公开提供一种制品,其包括:闭合层;基材,其覆盖闭合层,其中基材具有两个相对的主表面;金属氧化物层,其覆盖基材的一个相对主表面,其中金属氧化物层包含金属氧化物;和金属层,其覆盖基材的另一个相对主表面;其中基材介于金属氧化物层和金属层之间;并且其中金属氧化物层的电位比金属层的电位大至少0.454V。
通过考虑详细描述,本公开的其它特征和方面将变得显而易见。
定义
在整个说明书和权利要求书中使用某些术语,虽然大部分为人们所熟知,但仍可需要作出一些解释。应当理解,如本文所用:
关于数值或形状的术语“约”或“大约”意指数值或性能或特性的+/-5%,但是也明确包括在数值或性能或特性的+/-5%内的任何窄范围以及精确的数值。例如,“约”100℃的温度是指从95℃到105℃的温度,但是也明确包括任何更窄的温度范围或甚至在该范围内的单个温度,包括例如刚好100℃的温度。
术语“一个”、“一种”和“该/所述”包括多个指代物,除非本文内容另外明确指明。因此,例如,提及包含“一种化合物”的材料包括两种或更多种化合物的混合物。
术语“或”一般以包括“和/或”的意思采用,除非内容另外清楚指明。
附图说明
结合附图,考虑本公开的各种实施方案的以下详细说明,可更彻底地理解本公开,其中本领域的普通技术人员应当了解,附图仅示出某些示例性实施方案,且并不旨在限制本公开的更广泛的方面。
图1为本公开的抗微生物制品的实施方案的横剖视图。
具体实施方式
在以下描述中,参考了构成本说明书的一部分的一组附图,并且其中通过举例说明的方式示出了若干具体实施方案。应当理解,在不脱离本发明范围或实质的情况下可设想并实施其它实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
除非另外指明,否则本说明书和权利要求书中所使用的表达特征结构尺寸、量和物理特性的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。最低程度上说,并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下,至少应当根据所报告的数值的有效数位的数量并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。此外,具有端点的数值范围的使用包括该范围内的所有数(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5),以及该范围内的任何更窄范围或单个值。
现在将具体参考附图对本公开的各种示例性实施方案进行描述。在不脱离本公开实质和范围的情况下,可对本公开的示例性实施方案进行各种修改和更改。因此,应当理解,本公开的实施方案并不限于以下所述的示例性实施方案,而应受权利要求书及其任何等同物中示出的限制因素的控制。
本文公开了一种制品。图1是制品1的实施方案的横剖视图。总的来说,制品1包括闭合层10和基材20,基材20覆盖闭合层10。基材具有两个相对的主表面22和24。金属氧化物层30覆盖基材20的一个相对主表面,并且金属层40覆盖基材的另一个相对主表面。在图1所示的实施方案中,金属氧化物层30覆盖基材20的主表面22并且金属层40与基材20的主表面24相对。另选地,金属氧化物层30可覆盖基材20的主表面24,并且金属层40可覆盖基材20的主表面22。在图1所示的实施方案中,金属氧化物层30邻接基材20,并且基材20紧邻金属层40。在一些实施方案中,可与基材的一个相对主表面直接接触,并且金属层可与基材的另一个相对主表面直接接触。在图1所示的实施方案中,金属层或金属氧化物层是连续的层。另选地,金属层或金属氧化物层可以是不连续的层。在一些实施方案中,金属层或金属氧化物层可被图案化。
本公开的制品可包括在闭合层和基材之间、在金属氧化物层和基材之间、在金属层和基材之间或在金属层上的附加层。例如,本公开的制品可包括在金属层和基材之间的附加粘合剂层。在图1所示的实施方案中,可将附加的粘合剂层50提供给制品1。在该实施方案中,粘合剂层50覆盖金属层40的整个表面。然而,应当理解,粘合剂层50可以仅覆盖金属层40的一部分。制品可以包括任选的离型衬垫(未示出),其覆盖粘合剂的全部或一部分以防止粘合剂的污染。可以包括任选的载体(未示出)以覆盖闭合层10的全部或一部分,从而在制品为薄的和高度柔性的情况下提供结构支撑。一旦将制品置于受试者上,载体就可从闭合层10移除。本公开的制品可包括多于一个基材和粘合剂层(未示出)。
金属氧化物层的电位可不同于金属层的电位。在一些实施方案中,金属氧化物层的电位比金属层的电位大至少0.454V、至少1.240V、至少1.557V或至少2.66V。
本公开的制品可用于提供抗微生物效果。可将该制品提供给医疗保健提供者,并且可将其应用于受试者以释放抗微生物剂。本公开的制品提供协同抗微生物功能,在银氧化物含量更低的涂层的情况下接触杀菌性能更快,例如,每100cm2包含的银氧化物为小于20mg、优选地小于10mg或甚至更优选地小于5mg。
闭合层
闭合层可用于向液体和至少一些气体的通路提供不可渗透的阻隔件。代表性阻隔件可包括非织造和织造纤维幅材、针织物、膜、泡沫聚合物膜以及其它常见的背衬材料。在一些实施方案中,透明的闭合层是期望的,以允许观察下面的受试者。合适的闭合层可包括国际公布No.WO 2014/149718中所述的那些闭合层,该国际公布的公开内容以引用方式并入本文。
在一个实施方案中,虽然闭合层具有高湿气渗透性,但一般对于液态水是不可渗透的,以使得微生物和其它污染物被密封到制品下方的区域之外。合适的材料的一个示例为高湿气可渗透膜,诸如美国专利No.3,645,835和No.4,595,001中所述的膜,这些专利的公开内容以引用方式并入本文。在一个实施方案中,闭合层可为弹性体聚氨酯、聚酯或聚醚嵌段酰胺膜。这些膜组合了回弹性、弹性、高湿气渗透性和透明性的期望特性。闭合层的该特性的描述可见于公布的美国专利No.5,088,483和No.5,160,315中,该专利的公开内容以引用方式并入本文。
用于闭合层的潜在合适的材料的可商购获得的示例可包括以商品名TEGADERM(3M公司(3M Company))、OPSITE(施乐辉公司(Smith&Nephew))等出售的薄型聚合物膜。因为流体可从由制品限定的密封环境中主动地移除,所以可以不需要相对高湿气可渗透闭合层。因此,用于闭合层的一些其它潜在可用的材料可包括例如茂金属聚烯烃,并且可使用SBS和SIS嵌段共聚物材料。
然而无论如何,可期望的是将闭合层保持为相对薄的以例如改善适形能力。例如,闭合层可由厚度为200微米或更小、或100微米或更小、50微米或更小、或25微米或更小的聚合物膜形成。
基材
基材可选自泡沫、网、结网、织造材料、非织造材料、水性胶体、水凝胶、压敏粘合剂以及它们的组合。在一些实施方案中,基材可以是选自泡沫、织物、非织造材料、水性胶体、水凝胶或具有固有微孔性的聚合物以及它们的组合的吸收基材。示例性吸收基材可包括由粘胶纤维、人造丝、藻酸纤维纱、纱布、生物聚合物、聚氨酯、生物可降解聚合物或美国专利No.7,745,509中描述的聚合物制成的膜、织物或多孔制品,该专利的公开内容以引用方式并入本文。吸收基材中使用的吸收材料可由任何合适的材料制造,包括但不限于织造或非织造棉或人造丝或结网以及由尼龙、聚酯或聚烯烃制成的穿孔膜。吸收垫可用作吸收层,并且可包含多种物质,任选地包括用于透皮药物递送的药物、用于监测患者体内激素或其它物质的化学指示剂等。
吸收层可包括水性胶体组合物,其包括美国专利No.5,622,711和No.5,633,010中所述的水性胶体组合物,这些专利的公开内容以引用形式并入本文。水性胶体吸收剂可包括:例如,天然水性胶体,诸如果胶、明胶或羧甲基纤维素(CMC)(特拉华州威尔明顿的阿奎纶公司(Aqualon Corp.,Wilmington,Del.))、半合成水性胶体,诸如交联的羧甲基纤维素(X4ink CMC)(例如,Ac-Di-Sol;(宾夕法尼亚州费城的FMC公司(FMC Corp.,Philadelphia,Pa.)),合成水性胶体,诸如交联的聚丙烯酸(PAA)(例如,CARBOPOLTM,No.974P;俄亥俄州布雷克斯维尔的B.F.古德里奇公司(B.F.Goodrich,Brecksville,Ohio)),或它们的组合。吸收层也可由其它合成和天然亲水性材料包括聚合物凝胶和泡沫制造。
金属氧化物层
本公开的金属氧化物层包含金属氧化物。金属氧化物可为具有抗微生物效果的那些已知的金属氧化物。对于大部分医疗用途,金属氧化物还可以是生物相容的。在一些实施方案中,金属氧化物层中使用的金属氧化物可包括但不限于:银氧化物、铜氧化物、金氧化物、锌氧化物、镁氧化物、钛氧化物、铬氧化物以及它们的组合。在这些实施方案中的一些中,金属氧化物可为银氧化物,包括但不限于Ag2O。在一些实施方案中,金属氧化物层可包含的非金氧化物属为小于50重量%、小于40重量%、小于20重量%、小于10重量%、小于5重量%、小于1重量%。当金属氧化物层包含的非金氧化物属为大于40重量%时,制品将变得较导电,即,制品的电阻率降低,并且抗微生物剂的释放也降低。在一些实施方案中,制品每100cm2可包含的银氧化物为小于40mg、小于20mg或小于5mg。
金属氧化物层可通过任何合适的方式例如通过物理气相沉积技术形成。物理气相沉积技术可包括但不限于真空或电弧蒸镀、溅射、磁控溅射和离子电镀法。合适的物理气相沉积技术可包括美国专利No.4,364,995、No.5,681,575和No.5,753,251中描述的那些物理气相沉积技术,这些专利的公开内容以引用方式并入本文。
通过在将金属气相沉积到基材上期间将反应性材料例如氧气受控地引入到气相沉积设备的金属蒸汽流中,可实现金属到金属氧化物的受控的转化。因此,通过控制引入的反应性蒸汽或气体的量,可控制金属氧化物层中金属与金属氧化物的比例。对于在该层的给定含量下的金属到金属氧化物的100%转化,将至少化学计量量的含氧气体或蒸汽引入到金属蒸汽流的一部分。当含氧气体的量增加时,金属氧化物层将包含较高重量百分比的金属氧化物。可通过改变含氧气体的量来影响实现可持续地释放金属原子、离子、分子或簇的能力。当引入的含氧气体的含量增加时,随着金属氧化物的量的增加,从制品中释放的金属离子继而增加。因此,较高重量百分比的金属氧化物例如可提供抗微生物剂诸如金属离子的增强的释放并提供增加的抗微生物活性。
金属氧化物层可形成为薄膜。膜可具有不大于在合适的时间段内可持续地提供金属离子的释放所需的厚度的厚度。在该方面,厚度将随着涂层中特定金属(其改变溶解度和耐磨性)而改变,并且随着引入到金属蒸汽流的含氧气体或蒸汽的量而改变。厚度将足够薄,使得金属氧化物层不会妨碍制品用于其预期效用的尺寸容差或柔性。通常,金属氧化物层的厚度为小于1微米。然而,应当理解,可取决于在一段时间内所需的金属离子的释放程度来使用增加的厚度。
金属氧化物层还可包含金属化合物,诸如氯化银、溴化银、碘化银、氟化银、卤化铜和卤化锌。
金属层
本公开的金属层包含金属。金属可为已知具有正电位的那些金属。在一些实施方案中,用于金属氧化物层中的金属氧化物可包括但不限于锌、镁、铝、铁、钙、锡、铜、钛、铬、镍以及它们的合金。金属氧化物层可通过任何合适的方式例如通过气相沉积技术形成。气相沉积技术可包括但不限于真空或电弧蒸镀、溅射、磁控溅射和离子电镀法。合适的物理气相沉积技术可包括美国专利No.4,364,995、No.5,681,575和No.5,753,251中描述的那些物理气相沉积技术,这些专利的公开内容以引用方式并入本文。
任选组分
在绝缘涂层中使用的合适的聚合物可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚萘二甲酸乙二醇酯、苯乙烯丙烯腈共聚物、硅氧烷-聚乙二酰胺聚合物、含氟聚合物、三乙酸纤维素聚合物、环烯烃共聚物和热塑性弹性体。绝缘涂层可通过任何合适的方式,包括美国专利No.3,415,920、美国专利No.4,664,859和美国专利No.3,416,525中描述的挤出、溶剂浇铸或层压工艺来形成。
在制品中使用的合适的粘合剂包括提供可接受的对皮肤的粘附性并且对于在皮肤上使用是可接受的任何粘合剂(例如,粘合剂优选地应当为非刺激性的和非敏感性的)。合适的粘合剂为压敏性的,并且在某些实施方案中具有相对高的湿气透过率以允许湿气蒸发。合适的压敏粘合剂包括基于丙烯酸、聚氨基甲酸酯、水凝胶、水性胶体、嵌段共聚物、有机硅、橡胶类粘合剂(包括天然橡胶、聚异戊二烯、聚异丁烯、丁基橡胶等)的那些以及这些粘合剂的组合。粘合剂组分可包含增粘剂、增塑剂、流变改性剂以及包括例如抗微生物剂的活性组分。合适的粘合剂可包括在下述文献中描述的那些粘合剂:美国专利No.3,389,827;No.4,112,213;No.4,310,509;No.4,323,557;No.4,595,001;No.4,737,410;No.6,994,904和国际公布No.WO 2010/056541;No.WO2010/056543和No.WO 2014/149718,这些专利的公开内容以引用方式并入本文。粘合剂可被加工以形成固体、图案或多孔粘合剂层。
合适的离型衬垫可由牛皮纸、聚乙烯、聚丙烯、聚酯或任何这些材料的复合物制成。在一个实施方案中,包含粘合剂敷料的包装件可用作离型衬垫。在一个实施方案中,衬垫涂覆有剥离剂诸如含氟化合物或有机硅。例如,美国专利No.4,472,480描述了低表面能的全氟化合物衬垫,所述专利的公开内容以引用方式并入本文。在一个实施方案中,衬垫为涂覆有有机硅剥离材料的纸材、聚烯烃膜或聚酯膜。
制品中使用的载体可由任何合适的材料诸如机织或针织的织物、非织造材料、纸材或膜构造而成。在一个实施方案中,载体沿着闭合层的周边,并且可从闭合层移除,这与购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的3M TegadermTM透明薄膜敷料所用的载体类似。
特性
例如,当制品与醇基或水基电解质诸如体液或身体组织接触并且因此释放金属离子诸如Ag+、原子、分子或簇时,可实现制品的抗微生物效果。产生抗生物效果所需的金属的浓度将因金属而异。一般来讲,在体液诸如血浆、血清或尿液中实现抗微生物效果的浓度为以小于10ppm。在一些实施方案中,Ag+从制品的释放浓度可为0.1ppm、0.5ppm、1ppm、2ppm、2.5ppm、3ppm、4ppm、5ppm、6ppm、7ppm、8ppm、9ppm、10ppm、20ppm、40ppm或在这些值中任何两个值之间并且包括这两个值的范围内。如以上所讨论的,当金属氧化物层中的金属氧化物的量增加时,从制品释放的金属离子继而增加。例如,大于60重量%的金属氧化物提供金属离子从制品增强的释放。因此,本公开的制品可提供非常有效的抗微生物效果。在一些实施方案中,制品在7天内可表现出大于4个对数级的细菌生长减少。
当被引入到电解质溶液时,制品可生成至少一次电流。在一些实施方案中,当被引入到电解溶液中时,制品能够生成的电流为在约10μA至约5000μA的范围内。在一些实施方案中,当被引入到电解溶液中时,制品能够生成的电流为在约100μA至约1000μA的范围内。在存在导电溶液的情况下,可以发生氧化还原反应,并且因此可以在金属氧化物层和金属层之间产生电流。例如,当金属氧化物层包含银氧化物并且金属层包含锌时,由于电子从锌流入到银氧化物,所以银氧化物是阴极(正极)并且锌是阳极(负极)。离子的流动生成电流。因此,当本申请的制品用作伤口敷料时,其可再产生生理电流,这对愈合过程所必需的中性粒细胞、巨噬细胞和成纤维细胞的诱导是重要的。另外,电流可刺激区域神经末梢以促进它们参与伤口消除。此外,电流可抑制细菌的生长。因此,由制品生成的电流可具有协同抗微生物功能以及来自制品的Ag+释放。
当与水接触时,制品可生成的pH为大于6.2、大于6.5、大于7、大于8、大于9。不受理论的约束,当制品与水接触时生成的更高pH水平可增强制品的抗微生物功能。
本公开的各种示例性实施方案通过以下实施方案列表进一步说明,其不应当被解释为不当限制本公开:
实施方案
实施方案1为一种制品,所述制品包括:闭合层;基材,其覆盖闭合层,其中基材具有两个相对的主表面;金属氧化物层,其覆盖基材的一个相对主表面,其中金属氧化物层包含金属氧化物;和金属层,其覆盖基材的另一个相对主表面;其中基材介于金属氧化物层和金属层之间;并且其中金属氧化物层的电位比金属层的电位大至少0.454V。
实施方案2为根据实施方案1所述的制品,其中金属氧化物层的电位比金属层的电位大至少1.240V。
实施方案3为根据实施方案1至2中任一项所述的制品,其中金属氧化物层的电位比金属层的电位大至少1.557V。
实施方案4为根据实施方案1至3中任一项所述的制品,其中金属氧化物层的电位比金属层的电位大至少2.66V。
实施方案5为根据实施方案1至4中任一项所述的制品,其中金属氧化物层包含的非氧化金属为小于50重量%。
实施方案6为根据实施方案1至5中任一项的所述制品,其中金属氧化物层包含的非氧化金属为小于40重量%。
实施方案7为根据实施方案1至6中任一项所述的制品,其中当与水接触时,制品能够生成的pH为大于6.5。
实施方案8为根据实施方案1至7中任一项所述的制品,其中当被引入到电解溶液中时,制品能够生成的电流为在约10μA至约5000μA的范围内。
实施方案9为根据实施方案1至8中任一项所述的制品,其中当被引入到电解溶液中时,制品能够生成的电流为在约100μA至约1000μA的范围内。
实施方案10为根据实施方案1至9中任一项所述的制品,其中金属氧化物层或金属层为不连续的或图案化的。
实施方案11为根据实施方案1至10中任一项的制品,其中金属氧化物层与基材的一个相对主表面直接接触,并且金属层与基材的另一个相对主表面直接接触。
实施方案12为根据实施方案1至11中任一项所述的制品,其中基材选自泡沫、网、结网、织造材料、非织造材料、棉、纤维素织物、穿孔膜、水性胶体、水凝胶、具有固有孔隙率的聚合物、压敏粘合剂以及它们的组合。
实施方案13为根据实施方案1至12中任一项所述的制品,其中金属氧化物选自银氧化物、铜氧化物、金氧化物、铂氧化物、锌氧化物、镁氧化物、钛氧化物、铬氧化物以及它们的组合。
实施方案14为根据实施方案1至13中任一项所述的制品,其中金属氧化物为银氧化物。
实施方案15为根据实施方案14的制品,其中银氧化物为Ag2O。
实施方案16为根据实施方案1至15中任一项所述的制品,其中金属层包含金属,并且金属选自锌、镁、铝、铁、钙、锡、铜、钛、铬、镍以及它们的合金。
实施方案17为根据实施方案1至16中任一项所述的制品,其中制品的Ag+释放浓度为大于0.1ppm。
实施方案18为根据实施方案1至17中任一项所述的制品,其中制品每100cm2包含的银氧化物为小于40mg。
实施方案19为根据实施方案1至18中任一项所述的制品,其中制品每100cm2包含的银氧化物为小于20mg。
实施方案20为根据实施方案1至19中任一项所述的制品,其中制品每100cm2包含的银氧化物为小于5mg。
实施例
这些实施例仅是为了例示性目的,且并非意在过度地限制所附权利要求书的范围。尽管示出本公开的广义范围的数值范围和参数为近似值,但尽可能精确地记录具体示例中示出的数值。然而,任何数值都固有地包含某些误差,在它们各自的测试测量中所存在的标准偏差必然会引起这种误差。最低程度上说,并且在不试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围内的前提下,至少应当根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。
材料汇总
除非另有说明,否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。除非另有说明,否则所用的溶剂和其它试剂可得自威斯康星州密尔沃基的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,WI))。另外,表1提供了下面的实施例中使用的所有材料的缩写和来源:
表1:材料和来源
方法
溅射沉积工艺
通过磁控物理气相沉积将银膜涂覆到152mm×152mm的基材上。在批量涂覆机中从76.2mm直径的圆银靶溅射膜。将基材置于设置在真空室内部的基材保持器上,其中溅射金属靶位于基材保持器上方228.6mm的高度处。在该室被抽空至2×10-5托基准压力后,允许氩气(按流量计71%)和反应性氧气(按流量计29%)的溅射气体进入该室的内部,并且将该室的总压力调节至5毫托。使用0.25千瓦的恒定功率电平下的DC功率源来启动溅射。改变溅射持续时间以产生0.05mg/cm2的每单位面积的涂层重量。
在批量涂覆机中从76.2mm直径的圆铜靶溅射铜膜。将基材置于设置在真空室内部的基材保持器上,其中溅射金属靶位于基材保持器上方228.6mm的高度处。在该室被抽空至2×10-5托基准压力后,允许氩气进入该室的内部,并且将该室的总压力调节至1.6毫托。使用0.50千瓦的恒定功率电平下的DC功率源来启动溅射持续5分钟30秒。
在批量涂覆机中从76.2mm直径的圆镁靶溅射镁膜。将基材置于设置在真空室内部的基材保持器上,其中溅射金属靶位于基材保持器上方228.6mm的高度处。在该室被抽空至2×10-5托基准压力后,允许氩气进入该室的内部,并且将该室的总压力调节至1.6毫托。使用0.50千瓦的恒定功率电平下的DC功率源来启动溅射持续15分钟。
在批量涂覆机中从76.2mm直径的圆铝靶溅射膜。将基材置于设置在真空室内部的基材保持器上,其中溅射金属靶位于基材保持器上方228.6mm的高度处。在该室被抽空至2×10-5托基准压力后,允许氩气进入该室的内部,并且将该室的总压力调节至1.6毫托。使用0.50千瓦的恒定功率电平下的DC功率源来启动溅射持续1.5分钟。
共溅射沉积工艺
使用PVD 75批量涂覆机(宾夕法尼亚州杰佛逊山的科特J.莱思科公司(KurtJ.Lesker Company,Jefferson Hills,PA)),通过磁控管物理气相沉积来进行银和铜的共溅射。将基材置于设置在真空室内部的基材保持器上。将基材保持器位于溅射金属靶上方228.6mm的距离处。在该室被抽空至9×10-6托基准压力后,允许氩气(按流量计70%)和反应性氧气(按流量计30%)的溅射气体进入该室的内部,并且将该室的总压力调节至6毫托。使用0.05千瓦的恒定功率电平下的DC功率源来启动溅射至76.2mm的银靶,并且使用0.2千瓦的功率电平下的RF功率源溅射至76.2mm的铜靶。选择溅射持续时间以产生0.05mg/cm2的每单位面积的涂层重量。
抗菌对数减少测试方法
使用这种接触测试方法来评价在存在人造伤口流体(artificial would fluid)情况下涂层的抗菌活性。在人造伤口流体中制备金黄色葡萄球菌ATCC 6538的种菌。通过以1:1比率混合最大恢复稀释液和肽牛血清来制备人造伤口流体。将样品用人造伤口流体预饱和,然后将一部分的细菌悬浮液(250微升)置于制品的表面上并且将所接种的制品在37+/-1℃下温育规定的接触时间。在温育后,将制品置于20ml的D/E中和发酵液中。通过使用3M Petrifilm铺放一系列稀释液来确定中和发酵液中的存活细菌数。
抗真菌对数减少测试方法
使用这种接触测试方法来评价在不存在人造伤口流体情况下涂层的抗真菌活性。在1份营养发酵液(NB)和499份磷酸盐缓冲液的溶液中制备白假丝酵母ATCC 10231(酵母)种菌。将一部分的真菌悬浮液(150ul)置于样品的表面上,并且将所接种的样品在27+/-1℃下温育规定的接触时间。在温育后,将样品置于20ml的D/E中和发酵液中。通过铺放使用马铃薯葡萄糖琼脂的一系列稀释液来确定中和发酵液中的存活酵母数。
实施例1-3和比较例1-5
对于实施例1-3,将银氧化物(AgOx)沉积在粘胶纤维的一侧上,并且将75nm厚的第二金属(Mg、Zn或Cu)沉积在第二侧上,如表2中所示。对于比较例1-3,无AgOx沉积在粘胶纤维上,但对应于沉积在实施例1-3上的第二金属沉积第二金属。通过在40mg/100cm2的更高水平下沉积AgOx来制备比较例4,但无第二金属沉积。可商购获得的爱银康外科泡沫用作比较例5。所有实施例和比较例的接触杀菌性能都在人造伤口流体中进行测试,如在抗菌对数减少测试方法中所述。与比较例1相比在实施例1中、与比较例2相比在实施例2中、并且与比较例3相比在实施例3中观察到显著改善的杀菌性能。与比较例4和5相比,实施例1-3也表现良好,比较例4和5具有比实施例高得多的银负载。与它们的比较例相比,这些双金属制品在低得多的Ag涂层重量下清楚地展示出协同的抗微生物功效以获得更快杀菌性能。
表2:实施例1-3(实施例)和比较例1-5(比较例)的构造和杀菌性能。
实施例4
银和铜的混合物共沉积在粘胶纤维的一侧上,并且Mg沉积在粘胶纤维的第二侧上。在暴露于白假丝酵母(真菌)24小时后,水溶液中的抗真菌对数减少为3.5。
本文所引用的所有参考文献和公布全文均明确地以引用方式并入本公开。本文讨论了本发明的例示性实施方案,并且引用了本发明范围内可能的变型。例如,结合一个例示性实施方案描绘的特征部可与本发明的其它实施方案结合使用。在不脱离本发明范围的前提下,本发明中的这些以及其它变型和修改对本领域内的技术人员将是显而易见的,并且应当理解,本发明并不限于本文阐述的例示性实施方案。因此,本发明仅受以下所提供的权利要求书及其等同物的限定。
Claims (20)
1.一种制品,所述制品包括:
闭合层;
基材,所述基材覆盖所述闭合层,其中所述基材具有两个相对的主表面;
金属氧化物层,所述金属氧化物层覆盖所述基材的一个相对主表面,其中所述金属氧化物层包含金属氧化物;和
金属层,所述金属层覆盖所述基材的另一个相对主表面;
其中所述基材介于所述金属氧化物层和所述金属层之间;并且
其中所述金属氧化物层的电位比所述金属层的电位大至少0.454V。
2.根据权利要求1所述的制品,其中所述金属氧化物层的电位比所述金属层的电位大至少1.240V。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物层的电位比所述金属层的电位大至少1.557V。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物层的电位比所述金属层的电位大至少2.66V。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物层包含的非氧化金属为小于50重量%。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物层包含的非氧化金属为小于40重量%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制品,其中当与水接触时,所述制品能够生成的pH为大于6.5。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制品,其中当被引入到电解溶液中时,所述制品能够生成的电流为在约10μA至约5000μA的范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制品,其中当被引入到电解溶液中时,所述制品能够生成的电流为在约100μA至约1000μA的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物层或所述金属层为不连续的或图案化的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物层与所述基材的一个相对主表面直接接触,并且所述金属层与所述基材的另一个相对主表面直接接触。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的制品,其中所述基材选自泡沫、网、结网、织造材料、非织造材料、棉、纤维素织物、穿孔膜、水性胶体、水凝胶、具有固有孔隙率的聚合物、压敏粘合剂以及它们的组合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物选自银氧化物、铜氧化物、金氧化物、铂氧化物、锌氧化物、镁氧化物、钛氧化物、铬氧化物以及它们的组合。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的制品,其中所述金属氧化物为银氧化物。
15.根据权利要求14所述的制品,其中所述银氧化物为Ag2O。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的制品,其中所述金属层包含金属,并且所述金属选自锌、镁、铝、铁、钙、锡、铜、钛、铬、镍以及它们的合金。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的制品,其中所述制品的Ag+释放浓度为大于0.1ppm。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的制品,其中所述制品每100cm2包含的银氧化物为小于40mg。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的制品,其中所述制品每100cm2包含的银氧化物为小于20mg。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的制品,其中所述制品每100cm2包含的银氧化物为小于5mg。
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