CN116897231A - 硅化四级胺在用于医疗保健环境的纺织品的耐久抗菌处理中的用途 - Google Patents

硅化四级胺在用于医疗保健环境的纺织品的耐久抗菌处理中的用途 Download PDF

Info

Publication number
CN116897231A
CN116897231A CN202180085682.9A CN202180085682A CN116897231A CN 116897231 A CN116897231 A CN 116897231A CN 202180085682 A CN202180085682 A CN 202180085682A CN 116897231 A CN116897231 A CN 116897231A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antimicrobial
textile
textile substrate
antibacterial
biocidal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180085682.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘耀南
黄骏豪
严绪浓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaiyao Biomedical Technology Management Co ltd
Original Assignee
Kaiyao Biomedical Technology Management Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaiyao Biomedical Technology Management Co ltd filed Critical Kaiyao Biomedical Technology Management Co ltd
Publication of CN116897231A publication Critical patent/CN116897231A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M16/00Biochemical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. enzymatic
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10Macromolecular compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N55/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing organic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen and sulfur
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01PBIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P1/00Disinfectants; Antimicrobial compounds or mixtures thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/46Compounds containing quaternary nitrogen atoms
    • D06M13/463Compounds containing quaternary nitrogen atoms derived from monoamines
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/50Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
    • D06M13/51Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
    • D06M13/513Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/263Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/53Polyethers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/564Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/61Polyamines polyimines
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/02Natural fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/04Vegetal fibres
    • D06M2101/06Vegetal fibres cellulosic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/20Polyalkenes, polymers or copolymers of compounds with alkenyl groups bonded to aromatic groups
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/13Physical properties anti-allergenic or anti-bacterial

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明揭示一种组成物及方法,其提供具有耐久抗菌特性的纤维素及非纤维素织物。施用包括杀生物性黏着剂及可选择的亲水性聚合物的涂层至织物,之后干燥及固化,发现能提供在冲击性医院洗涤条件下超过100次洗涤后仍可保持抗菌特性。此外,经处理的织物可保持或改善其触感特性和撕裂抗力。选择杀生物性黏着剂以在与合成或半合成纺织品兼容的低温下聚合。

Description

硅化四级胺在用于医疗保健环境的纺织品的耐久抗菌处理中 的用途
本申请案主张申请日为2020年11月5日的美国临时专利申请案第63/110,049号的优先权。该优先权案及所有引用的其他外部文献皆通过引用而将其整体并入本文中。凡参考文献中术语的定义或用法与本申请案中提供的该术语的定义不一致或相反时,该术语的定义是以本申请案所提供者为准。
技术领域
本发明的领域是关于具有耐久抗菌特性的纺织品。
先前技术
以下说明包括可用于理解本发明的信息,本文所提供的任何信息并非代表其为习知技术或与当前主张的发明相关,或者并未将具体或隐含地引用的任何出版物视为习知技术。
先前技术包括可用于理解本发明的信息,所提供的任何资讯并非代表其为习知技术或与当前主张的发明相关,或者并未将具体或隐含地引用的任何出版物视为习知技术。
每年全世界有数亿名患者在接受医疗护理时,受到医疗保健相关感染(HAI)所感染,导致卫生体系的显著死亡数量和经济损失。根据世界卫生组织的统计,在任何特定时间每100名住院患者中,在发达国家中每7名而在发展中国家中每10名患者将至少有一例医疗相关感染。由于医疗相关感染导致的年度财务损失亦为巨大,估计在欧洲约70亿欧元,其包括直接费用和1600万的额外住院天数,而在美国约65亿美元(World Health Organization(WHO),Report on the burden of endemic health care-associated infectionworldwide.Geneva:WHO;2011)。本文中的所有出版物均以引用方式并入,其程度如同每个单独的出版物或专利申请案被具体和单独地指出并藉由引用并入。当并入的参考数据中术语的定义或用法与本文提供的术语的定义不一致或相反,则适用本文中该术语的定义,而该术语在该参考数据中的定义并不适用。
医疗保健领域中,纺织品和服装经常暴露于传染性微生物,因此易于携带病原微生物,增加医疗相关感染的风险(Mitchell A,Spencer,M,Edmiston,C.Role ofhealthcare apparel and other healthcare textiles in the transmission ofpathogens:a review of the literature.Journal of Hospital Infection.2015;90:285-292)。金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(革兰氏阳性菌)和肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)(革兰氏阴性菌)是导致医院和手术感染的常见病原体,金黄色葡萄球菌(SA)可引起脓肿、皮肤感染、肺炎和脑膜炎,特别是在免疫功能低下的人群中;肺炎克雷伯氏菌(KP)是引起肺炎、败血症和尿路感染的主要原因(Prescott LM,Harley JP,Klein DA.Microbiology(5th ed.).Boston:McGraw-Hill;2002;Singleton,P.Bacteriain biology,biotechnology,and medicine(3rd ed.).New York:John Wiley&Sons;1995)。
提供在医院和医疗保健环境中使用的具有抗菌功能的纺织品,可潜在地防止医疗相关感染病原体的扩散,这极大地有益于患者,一线医疗工作者和医疗保健提供者。在医院中用于服装和纺织品的纺织品产品中,由于棉纺织品(主要成分是纤维素)具柔韧性、穿着舒适性、吸水性和透气性,因此占据了大部分市场份额。
聚(六亚甲基双弧)(PHMB)是一种基于阳离子双弧的杀生物性聚合物,可用于赋予纤维素纺织品抗菌功能(Zhao T,Chen Q.Halogenated phenols and polybiguanides asantimicrobial textile finishes.Antimicrobial Textiles.2016:141-153;SimoncicB,Tomsic B.Structures of novel antimicrobial agents for textiles-Areview.Textile Research Journal.2008;80:1721-1737)。当用PHMB处理的纺织品与细菌接触时,带正电的双弧基团与带负电的细菌细胞表面相互作用,导致膜结构的流动性和渗透性增加,这导致细胞内物质从外膜渗漏并最终导致微生物死亡(McDonnell G,RussellAD.Antiseptics and disinfectants:activity,action,and resistance.ClinicalMicrobiology Reviews.1999;12:147-179)。
在公元2001年,在不同的洗涤循环后测试了PHMB处理的棉纺织品的抗菌效率(Wallace M.Testing the efficacy of poly hexamethylene biguanide as anantimicrobial treatment for cotton fabric.AATCC Review.2001;1:18-20),结果显示,经过10次以上的洗涤循环后,PHMB使金黄色葡萄球菌减少了98%,并且在经过5次洗涤循环后,使肺炎克雷伯菌减少了超过99%。研究显示,经过25次常规洗涤循环后,PHMB处理的棉混纺纺织品一直表现出超过99%的金黄色葡萄球菌和约94%的肺炎克雷伯菌减少(Chen-Yu JH,Eberhardt DM,Kincade DH.Antibacterial and laundering propertiesof AMS and PHMB as finishing agents on fabric for health care workers5uniforms.Clothing and Textiles Research Journal.2007;25:258-272)。然而,须注意者,在医院进行的洗涤通常具有冲击性,并且在比传统洗涤更严格的条件下(例如更高的温度)进行,以提供足够的卫生水平(Sehulster LM,Chinn RYW,Arduino MJ,Carpenter J,Donlan R,Ashford D,Besser R,Fields B,McNeil MM,Whitney C,Wong S,Juranek D,Cleveland J.Guidelines for environmental infection control in health-carefacilities.Recommendations from CDC and the Healthcare Infection ControlPractices Advisory Committee(HICPAC).American Society for Healthcare Engineering/American Hospital Association:Chicago,IL,USA,2004;Fijan S,Sostar-TurkS,Cencic A.Implementing hygiene monitoring systems in hospital laundries inorder to reduce microbial contamination of hospital textiles.Journal ofHospital Infection.2005;61:30-38)。
在目前PHMB处理的抗菌纺织品中,其经受反复冲击性洗涤的抗菌功能的耐洗性仍存在有问题。不幸的是,使用常规方法施用的PHMB最终会被洗涤去除,因而降低了抗菌效果(Abdullah I,Gilani Sciences.2014;57:47-52)。
因此,仍然需要对织物进行处理以在反复冲击性洗涤时提供有效且持久的抗菌活性,以有效且可持续地消除表面结合的病原微生物。
发明内容
本发明的目标是提供用于提供耐久抗菌材料的组成物及方法,该耐久抗菌材料在至少104次冲击性洗涤循环中仍可保持抗菌性质,这些材料包括纤维素产品,例如纸、纸巾、敷料和/或纺织品,以及由合成聚合物制成的纸、纸巾、敷料和/或纺织品或合成聚合物与天然聚合物的组合物。
本发明的一个实施方式是提供一种耐洗抗菌纺织品和/或纺织品基材,其适用于医疗保健及医院环境,此类抗菌和/或纺织品基材包括抗菌组成物,其包含一阳离子杀生物剂(如四级胺、含硅或硅化铵化合物或盐、硅化四级铵化合物或盐、聚六亚甲基双弧(PHMB)、聚胺基丙基双弧(PAPB)、四级铵盐、苯二甲烃铵(benzalkonium)盐、洛赫西定(chlorhexidine)盐、十六烷基吡啶盐、和/或十六烷基三甲基铵盐)以及亲水性聚合物(如聚乙二醇(PEG)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、聚(2-噁唑啉)、聚乙烯亚胺、聚(丙烯酸)、聚甲基丙烯酸酯、聚(环氧乙烷)、聚(乙烯醇)、及聚(乙烯爪吡咯啶酮)),在部分实施例中其更包含一黏着剂。
本发明构思的另一实施方式为使用单一试剂,其既可用作杀生物剂亦可用作黏着剂(即,杀生物性黏着剂),例如藉由在纺织品上进行聚合、同时保留杀生物特性。发明人已发现硅化(即含硅)铵化合物和/或盐适用于此目的,且硅化四级铵化合物和/或盐特别有用。此类硅化四级铵化合物的一个实例为二甲基十八基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵,其结构提供如下。
此类硅化铵化合物和/或可自聚合,允许它们充当杀生物剂并提供杀位物活性剂与纺织品基材的结合或偶合(即充当黏着剂)。
适合用作杀生物性黏着剂的预期化合物可包括四级胺,其中氮与至少一个硅共价键合。在一些实施方式中,硅可进一步直接或间接键合至一个或多个甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基或癸基烃部分,例如通过桥接氧。
适合的纺织品和/或纺织品基材包含纤维素纤维或合成聚合物纤维,或可包含纤维素纤维和合成聚合物纤维的混合物。选择亲水性神武相容性聚合物用以提供抗菌效果以及促进该抗菌组成物渗透到纺织品基材中。适当的黏着剂包括可与阳离子杀生物剂、亲水性生物相容性聚合物和/或该纺织品基材共价化学键结相容的官能基团。至少一部分的抗菌组成物是化学键结至纺织品基材,且所产生的抗菌纺织品呈现抗细菌特性、抗病毒特性及抗真菌特性。该抗细菌特性有效对抗药物敏感性及抗药性细菌,且该抗病毒特性有效对抗被膜病毒(例如流感病毒或冠状病毒)。在进行符合医院规范的卫生洗涤的至少104次洗涤循环后,仍可保持抗菌特性(例如在65℃下以洗涤剂和含氧消毒剂搅拌10分钟,或是在75℃下用洗涤剂搅拌5分钟)。相似地,在进行后续的热压或干压后,仍可保持抗菌、抗病毒及抗真菌特性。在此类抗菌纺织品中,抗菌组成物包含5%至15%v/v的聚六亚甲基双弧,5%至10%v/v的聚乙二醇,以及3%至8%v/v的黏着剂,该聚乙二醇的分子量为300道尔顿(Dalton)至1000道尔顿。该抗菌组成物可作为涂层施用于纺织品基材上,例如使用压吸-干燥-固化法。在此类压吸-干燥-固化法中,纺织品基材在室温下浸渍并压吸该抗菌组成物,直至达到70%至80%的湿吸收率,然后在约90℃下干燥1至10分钟,并在约120℃至约140℃下固化约30秒至1分钟。此压吸-干燥-固化处理法已可应用于工业规模。相对于纺织品基材,该抗菌纺织品的撕裂强度提高,其中在符合严格医院洗涤条件下进行至少50次洗涤循环后,仍可保持其包括弹性、柔软性及光滑度的触感特性。
本发明观念的另一实施方式为一种提供耐洗抗菌纺织品和/或纺织品基材的方法,其藉由以下完成:获得纺织品或纺织品基材,使该纺织品和/或该纺织品基材与抗菌组成物(包括阳离子杀生物剂、亲水性生物兼容性聚合物及黏着剂)接触,使该抗菌组成物干燥以生成经处理的纺织品基材,及固化该经处理的纺织品基材。纺织品基材可包括纤维素纤维或合成聚合物纤维。选择亲水性生物兼容性聚合物以提供抗菌效果以及促进抗菌组成物渗透到纺织品基材中。适合的黏着剂包括可与阳离子杀生物剂、该亲水性生物兼容性聚合物和/或该纺织品基材共价化学键结兼容的官能基团。至少部分的该抗菌组成物化学键结至纺织品基材,且所产生的抗菌纺织品呈现抗细菌、抗病毒及抗真菌特性。该抗细菌特性是有效对抗抗药性细菌,且抗病毒特性是有效对抗被膜病毒(例如流感病毒)。在符合卫生洗涤的医院洗涤规范下进行至少104次洗涤循环后仍可保持该抗菌特性(例如在65℃下以洗涤剂和含氧消毒剂搅拌10分钟,或是在75℃下以洗涤剂搅拌5分钟)。相似地,在进行后续的热压或干压后,仍可保持该抗细菌、抗病毒及抗真菌特性。在此类抗菌纺织品中,抗菌组成物包含5%至15%v/v的聚六亚甲基双弧、5%至10%v/v的具有分子量为300道尔顿至1000道尔顿的聚乙二醇及3%至8%v/v的黏着剂。该抗菌组成物作为涂层施用于纺织品基材上,例如使用压吸-干燥-固化处理法。在此压吸-干燥-固化处理法中,该纺织品基材在环境温度下浸渍并压吸该抗菌组成物直至达到70%至80%的湿吸收率,然后在约环境温度至90℃下干燥1至10分钟,并且在约60℃至约140℃下固化约30秒至1分钟。当使用硅化四级铵化合物或盐做为杀菌剂和粘合剂的组合时,固化温度可低至60℃。此有利地支持将这种涂层应用于棉含量低至20%的材料。
此压吸-干燥-固化处理法已可应用于工业规模。相对于该纺织品基材,该抗菌纺织品的撕裂强度提高,然而甚至在严格医院洗涤条件下进行至少50次洗涤循环后,仍可保持其包含弹性、柔软性及光滑度的触感特性。
本发明观念的另一实施方式为一种具有抗菌特性的衣物,此类衣物至少部分由纺织品所制成,该纺织品包括涂布有抗菌组成物(例如阳离子杀生物剂、亲水性聚合物及黏着剂)的纤维素纤维或合成聚合物纤维。其中,该抗菌组成物的至少一部份以化学键结至该纺织品,且所产生的衣物呈现抗细菌、抗病毒及抗真菌特性。适合的衣物包括鞋子、拖鞋、长袜、内衣、布尿布、支撑服、裤子、洋装、裙子、衬衫、实验室或医疗人员的外套、睡衣、帽子、头巾和/或手套。此类衣物可包含一标记,用以表明该衣物具有抗菌特性。该纺织品包括纤维素纤维或合成聚合物纤维。选择该亲水性生物兼容性聚合物以提供抗菌效果以及促进抗菌组成物渗透到纺织品基材中。适合的黏着剂包含可与阳离子杀生物剂、亲水性生物兼容性聚合物和/或该纺织品基材共价化学键结相容的官能基团。至少部分的该抗菌组成物是化学键结至纺织品,且所产生的抗菌衣物呈现抗细菌、抗病毒及抗真菌特性。抗细菌特性是有效对抗抗药性细菌,而抗病毒特性是有效对抗被膜病毒(例如流感病毒)。在符合卫生洗涤的医院规范下进行至少104次洗涤循环后仍可保持该抗菌特性(例如在65℃下以洗涤剂和含氧消毒剂搅拌10分钟,或是在75℃下用洗涤剂搅拌5分钟)。相似地,在进行后续的热压或干压后,仍可保持抗细菌、抗病毒及该抗真菌特性。该抗菌组成物包括5%至15%v/v的聚六亚甲基双弧,5%至10%v/v的具有分子量为300道尔顿至1000道尔顿的聚乙二醇、及3%至8%v/v的黏着剂。抗菌组成物可施用作为纺织品上的涂层,例如使用压吸-干燥-固化法。在此压吸-干燥-固化法中,抗菌组成物可在环境温度下藉由浸渍并压吸施用至纺织品上,直至达到70%至80%的湿吸收率,然后在约90℃下干燥1至10分钟,并在约120℃至约140℃下固化约30秒至1分钟。
由以下较佳实施方式的详细叙述以及附随的图式,本发明目标的各种目的、特征、实施态样和优点将更臻显著,其中相似的组件符号表示相似的组件。
附图说明
图1:图1示意性地描绘施用本发明观念的抗菌涂布组成物至具有纤维素纤维和/或合成聚合物纤维的材料上以产生耐久、抗菌材料的例示性方法。
具体实施方式
以下说明包括可用于理解本发明的信息,所提供的任何资讯并非代表其为习知技术或与当前主张的发明相关,或者并未将具体或隐含地引用的任何出版物视为习知技术。
本发明目标提供用于处理纺织品的组成物及方法,其赋予耐久抗菌特性并适合于在医疗保健和医院环境中广泛使用。合适的组成物可包括阳离子杀生物剂(例如聚六亚甲基双弧(PHMB)、聚胺基丙基双弧(PAPB)、四级铵盐、苯二甲烃铵盐、洛赫西定盐、十六烷基吡啶盐和/或十六烷基三甲基铵盐)以及亲水性生物兼容性聚合物(例如聚乙二醇(PEG)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、聚(2-噁唑啉)、聚乙烯亚胺、聚(丙烯酸)、聚甲基丙烯酸酯、聚(环氧乙烷)、聚(乙烯醇)和/或聚(乙烯基吡咯烷酮),令人惊讶地,结果发现其组合可有效提供高耐久性的纺织品处理,其藉由多种抗菌机制以消除广泛种类的病原体,包括抗药性细菌和被膜病毒。还意外地发现此类组成物和处理方法可改善经处理的纺织品的撕裂强度、弹性、柔软性及光滑度。在严格医院条件下进行的多次(例如50次或更多次)洗涤,这些改善仍能维持。
在一些实施方式中,包括黏着剂以经由压吸-干燥-固化法施加于各种纤维素材料上。令人惊讶地,具有此类组成物的纺织品在严格的医院洗涤条件下,在冲击性洗涤104次循环后仍可维持抗菌、抗病毒及抗真菌特性。此外,该抗菌纺织品的撕裂强度、弹性、柔软性及光滑度,可以被改善(例如被提高)或维持。
从以下较佳实施方式的详细描述中,本发明的各种目的、特征、态样和优点将变得更加明显。在一些实施方式中,用于描述和主张的本发明某些实施方式的表示成分的量、性质(如浓度、反应条件等)的数字,应理解为在某些情况下由术语“约”修饰。因此,在部分实施例中,说明书所描述和所附的申请专利范围中所列出的数值参数是近似值,其可依据特定实施方式试图获得的所需性质而变化。在部分实施方式中,数值参数应根据报导的有效数字的数量并藉由应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本发明一些实施方式的广泛范围的数值范围和参数是近似值,但特定实例中列出的数值被尽可能精确地报导。在本发明一些实施方式中呈现的数值可包含必然由其各自的测试测量中发现的标准偏差引起的某些误差。
除非上下文另有明确说明,如本文的描述和随后的申请专利范围中所使用的“一”、“一种”和“该”的含义包括复数。此外,如本文的描述中所使用的,除非上下文另有明确规定,否则“在...中”的含义包括“在…中”和“在...上”。
本文中对数值范围的描述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的简写方式,除非本文另有说明,否则每个单独值被并入说明书中,如同其在本文中单独引用一样。除非本文另有说明或上下文明显矛盾,否则本文所述的所有方法均可以任何合适的顺序进行。关于本文的某些实施方式所提供的任何和所有实例或例示性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本发明,而非对所主张的本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被理解为表示对于本发明的实践必不可少的任何未主张的要件。
本文所揭示的本发明的替代组件或实施方式的分组不应解释为限制性,可单独视为且主张各群组成员或与群组中的其他成员或本文中找到的其他组件进行任何组合。出于方便和/或可专利性的原因,可将一个或多个群组的成员包括在群组中或从群组中删除。当发生任何这样的包含或删除时,本文在此被认为包含经修改的群组,从而满足附随的申请专利范围中使用的所有马库西式的书面描述。
应当理解,所揭示的技术提供许多有利的技术效果,包括提供可减少致病细菌和病毒传播的纺织品和其他纤维素材料,特别是在医院或其他临床环境中,从而改善患者治疗结果。
以下讨论提供本发明目标的许多例示性实施方式。尽管各实施方式代表发明组件的单个组合,但是本发明的目标被认为包括所揭示的组件的所有可能组合。因此,若一个实施方式包含组件A、B和C,而第二个实施方式包括组件B和D,即使没有明确地揭示,本发明的标的亦被认为包括A、B、C或D的其他剩余组合。
如本文所使用,并且除非上下文另有指出,否则术语“偶合至”旨在包括直接偶合(其中两个彼此偶合的组件彼此接触)和间接偶合(其中至少一个附加组件位于两个元素之间)。因此,术语“偶合至”和“与...偶合”是以同义词使用。
本发明目标的组成物可用于提供适合在医院洗涤条件下重复洗涤的抗菌纺织品,此类组成物可应用于纤维素纺织品和其他纤维素材料,以及由合成聚合物以及由合成聚合物与纤维素材料的混合物所制成的纺织品。此类纺织品可为任何合适形式,例如滤布、擦拭巾、吸收垫、伤口敷料、衣物、床上用品、毛巾等。
本发明构思的一个实施方式为涂层组成物,其包含溶液中的聚六亚甲基双弧(PHMB)与聚乙二醇(PEG)的组合。PHMB可存在的浓度范围为1%至99%、5%至90%、10%至70%、约10%、约20%、约30%、约40%和/或小于约50%(w/v)。所使用的PEG可具有约300至约10,000道尔顿的分子量范围。合适的溶剂包括含水溶剂(例如水、缓冲水溶液)、或合适的有机溶剂(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、DMSO、其他与水可混溶的溶剂、以及它们的混合物)。在一个较佳实施方式中,涂层组成物包括含约20%w/v的PHMB及分子量为约300道尔顿至约1,000道尔顿的PEG(例如PEG 300-PEG 1000)的水溶液。
此类抗菌涂层组成物可包括黏着剂或黏着剂化合物(例如聚胺、聚丙烯酸酯和/或聚氨酯),并可藉由任何合适的方法施加至各种纤维素、合成聚合物或纤维素/合成聚合物混合材料上。合适的方法包括将涂布液喷涂、浸渍和充填至纤维素材料上。在施加涂层组成物之后,可进行干燥(例如,在环境温度或高温下)以形成抗菌涂层。在一些实施方式中,在此干燥步骤之后可以进行固化步骤,其可以在高于干燥步骤的温度下进行。在一较佳实施方式中,可使用压吸-干燥-固化法以施加涂层组成物。
本发明构思的另一实施方式为包括具有杀生物特性的黏着剂(即杀生物性黏着剂)的涂层组成物。在此类实施方式中,单一药剂可充当充当杀生物剂及黏着剂(即杀生物性黏着剂),例如藉由在纺织品上进行聚合,同时保留杀生物特性。发明人已发现硅化(即含硅)铵化合物和/或盐适用于此目的,且硅化四级铵化合物和/或盐特别有用。此类硅化四级铵化合物的一个实例为二甲基十八基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵(QAC),其结构提供于式1。
此类硅化铵化合物和/或盐较佳为自聚合的,允许它们充当杀生物剂并提供杀生物活性剂与纺织品基材的结合或偶合(即充当黏着剂)。在较佳实施方式中,选择杀生物性黏着剂以在低温下能与合成纺织品或具有高(例如,75%重量或更高)合成含量的纺织品相容而聚合,例如在约50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃。
适合用作杀生物性黏着剂的预期化合物可包括四级胺,其中氮与至少一个硅共价键合。在一些实施方式中,硅可进一步直接或间接偶合至一个或多个甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基或癸基烃部分,例如通过桥接氧。在一些实施方式中,组成物可包括聚乙二醇(PEG)。杀生物性黏着剂或杀生物性黏着剂与PEG的组合可以1%至99%、5%至90%、10%至70%、约10%、约20%、约30%、约40%和/或少于约50%(w/v)的浓度范围存在于适于使用的溶液中。若使用,所使用的PEG可具有约300至约10,000道尔顿的分子量。合适的溶剂包括水溶剂(例如水、缓冲水溶液)、合适的有机溶剂(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、DMSO、其他与水混溶的溶剂及它们的混合物)。在较件的实施方式中,涂层组成物包括含约10%至约50% QAC的水溶液
在一些实施方式中,至少一种单独的杀生物剂和/或黏着剂成分可与此类杀生物性黏着剂一起使用以产生抗菌纺织品。在较佳的实施方式中,使用此类杀生物性黏着剂能不需使用单独的杀生物剂和黏着剂成分来产生抗菌纺织品。在一些实施方式中,亲水性聚合物,例如PEG,可包括在含杀生物性黏着剂的涂层组成物中。此一杀生物性黏着剂可藉由任何合适方法施用于各种纤维素、合成聚合物或混合纤维素/合成聚合物的材料上。合适的方法包括将涂层液喷涂、浸渍和压吸至纤维素材料上。涂层组成物的施加之后可进行干燥(例如,在环境温度或升高的温度下)以形成抗菌涂层。在一些实施方式中,此一干燥步骤之后可为固化步骤,该步骤可在高于干燥步骤的温度下(例如约60℃)进行。在较佳的实施方式中,使用压吸-干燥-固化法施用该涂层组成物。
图1显示本发明构思的压吸-干燥-固化法的实例。如图所示,可藉由衬垫转移步骤将合适的织物或纤维材料(例如含有纤维素和/或合成聚合物纤维的)以包括杀生物性黏着剂的抗菌涂层组成物进行涂覆。一旦达到合适的涂层饱和度(例如约70%至80%),将材料干燥。干燥可在环境温度(即室温)或高温(例如高至约90℃或100℃)下完成。干燥通常在约1分钟至约10分钟内完成,然后藉由暴露于升高的温度(例如约60℃用于QAC)固化干燥的材料,以提供本发明构思的耐久抗菌材料。固化过程通常需要约30秒至约1分钟。
藉由施加涂层组成物获得的经处理的织物具有抗细菌、抗病毒和/或抗真菌特性。本文提供的抗菌组成物的膜靶向机制可减少或消除广泛种类的病原体,包括抗药性细菌及被膜病毒(包括流感病毒)。更重要和令人惊讶的是,在严格医院洗涤条件下,经过至少104个循环的强力洗涤后仍可维持这些特性。应当理解,在这种条件下的每个循环相当于大约五个家用或常规商业洗涤。令人惊奇的是,相对于对应的未处理的织物,例如撕裂强度的机械特性可得到改善,而处理过的纺织品的触感特性,例如弹性、柔软性和光滑性,在严格的医院条件下洗涤约50次或更多次后仍得以保持。
此类耐久抗菌纺织品非常适合在医疗保健和医院环境以及卫生控制至关重要的其他环境中广泛使用,例如旅馆/度假村、邮轮、日间护理设施、学校、食宿和护理设施、康复设施、健身房、监狱和/或任何须特别注意传染病之区域。
任何纤维素织物,例如棉织物或纤维素材料(例如纸),都可用作为基材,合成织物/材料和由合成纤维和纤维素纤维混合制成的织物/材料亦可。合适的织物可为针织、机织或非织造的。合适的抗菌涂层组成物为水溶液,其可包括约5%至30%w/v的杀生物性黏着剂(例如,20%w/v QAC盐酸盐溶液),及可选择地1%至15%w/v具有平均分子量为300至1000道尔顿的PEG。
此类涂层组成物可使用“压吸-干燥-固化法”施加至纤维素织物上。例如,可在室温下将具有棉纤维素含量低至20%的织物浸入和/或填充本发明构思的涂层组成物,直至达到约70%至80%的湿吸收率。之后,将经处理的织物在环境温度或更高温度下干燥约1至10分钟,然后在约60℃下固化约30秒至约1分钟。
亦应理解,非纤维素或聚合物织物亦适用于本发明构思的组成物及方法。例如,由聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺和/或氟乙烯聚合物制成或包括上述材料的织物和/或表面可为合适的基材。包含纤维素和聚合物纤维的混合织物或材料亦适用于本发明构思的组成物和方法。本发明构思的抗菌组成物可藉由在环境温度下填充,然后在环境温度或更高温度下干燥约1至10分钟,来施用于此类聚合物织物。可选择地,可将此类非纤维素或聚合物织物可在织物基材所容许的60℃或更高之温度下进行固化步骤。
目前已发现,例如PHMB及QAC的化合物可以高治疗指数杀死细菌、真菌、寄生虫和某些病毒(Muller G,Kramer,A.Biocompatibility index of antiseptic agents byparallel assessment of antimicrobial activity and cellularcytotoxicity.Journal of Antimicrobial Chemotherapy.2008;61:1281-1287)。PHMB和/或QAC的带正电的双弧基团与带负电的细菌细胞表面之间的静电吸引导致细菌细胞壁的破坏,进而使得细胞死亡。亦根据报导,PEG 400、600和1000可以对各种致病细菌如金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌具有显著的抗菌活性(Chirife J,Herszage L,Joseph A,BozziniJP,Leardini N,Kohn ES.In vitro antibacterial activity of concentratedpolyethylene glycol 400solutions.Antimicrobial Agents and Chemotherapy.1983;24:409-412;Sojka-Ledakowicz J,Chrusciel JJ,Kudzin MH,Latwinska M,KiwalaM.Antimicrobial Functionalization of textile materials with coppersilicate.Fibres&Textiles in Eastern Europe.2016;24:151-156;Nalawade TM,BhatK,Sogi SHP.Bactericidal activity of propylene glycol,glycerin,polyethyleneglycol 400,and polyethylene glycol 1000against selectedmicroorganisms.Journal ofInternational Society of Preventive and CommunityDentistry.2015;5:114-119)。亦应理解,PEG可以抑制细菌黏附,例如植入表面(JinkinsRS,Leonas KK.Influence of a polyethylene glycol treatment on surface,liquidbarrier and antibacterial properties.Textile Chemist&Colorist.1994;26:25-29)。利用PHMB和PEG的组合抗菌机制,本文讨论的经处理的织物可提供有效杀灭广泛种类病原体的独特抗菌机制,这对医院和医疗保健机构的使用非常有益。
PHMB被认为经由氢键和静电相互作用附着于纤维素基质的羧基(由化学加工产生)(Blackburn RS,Harvey A,Kettle LL,Payne JD,Russell SJ.Sorption of poly(hexamethyl enebiguani de)on cellulose:mechanism of binding and molecularrecognition.Langmuir.1994;26:25-29)。然而,在洗涤剂和氧化剂(例如漂白剂)存在下,习知的基于PHMB的试剂会在严格的洗涤条件下磨损丧失。在一些实施例中,本发明构思的涂层调配物中提供的聚合物黏着剂用于通过与纤维素表面和抗菌试剂的强相互作用来增强洗涤耐性。亦应理解,PEG形成网状聚合物基质,其用于将黏着剂和PHMB偶合至所涂覆织物的纤维上。令人惊讶的是(特别是考虑到PEG的高水溶性),此类组合导致经处理的织物的持续和有效的抗菌活性,其在至少104次严格的医院洗涤循环以及干压之后仍可保持不变。
本发明构思的另一个实施方式是一种衣物,其包含用如上所述的QAC、及(选择性地)PEG的组合处理的织物,此类衣物的尺寸可以适合成人、儿童或婴儿。此类衣物可全部或部分地由先前经处理过的纤维素和/或聚合物织物构成。或者,此类衣物可由习知的纤维素和/或聚合物织物制备,然后用QAC及(选择性地)PEG的组合处理全部或部分制品。合适的衣物包括鞋子、拖鞋、长袜、内衣、布尿布、支撑服、裤子、洋装、裙子、男士和/或女士衬衫、实验室或医疗人员的外套、睡衣或其他、帽子、头巾、和/或手套。此类衣物可包括其抗菌特征的标记,合适的标记包括特征颜色、图案、或设计和/或人或机器可读标志或卷标。
洗涤耐性评估:在典型的严格医院洗涤条件下使用加速洗涤测试进行洗涤耐性评估(Laird K,Riley K.Chapter 13.Antimicrobial textiles for medicalenvironments.Antimicrobial Textiles.(1st ed.).Cambridge:Woodhead Publishing;2016)。一次加速洗涤通常被认为相当于5个循环的家庭洗涤(Laundering durableantibacterial cotton fabrics grafted with pomegranate-shaped polymer wrappedin silver nanoparticle aggregations.Scientific Reports.2014;4:5920)。
在旋转的封闭罐体中洗涤纺织品,所述旋转的封闭罐体含有水洗涤溶液,在恒温控制的水浴中并于给定温度下,以40±2rpm进行操作,洗涤测试中使用了两个条件:
·洗涤试验在65℃下以洗涤剂(0.0065%,w/v)和氧系漂白剂(300ppm)进行10分钟(条件I)
·洗涤试验在75℃下以洗涤剂(0.0065%,w/v)进行5分钟(条件II)
经洗涤后,在抗菌测试之前,将织物样品在20±2℃的温度和65±2%的相对湿度的标准条件下储存至少24小时。
干压:按照ISO 105-X11中描述的程序进行干压试验,将干燥的样品放在覆盖羊毛法兰绒衬垫的棉布上,降低加热装置的顶板,将样品在150℃下放置15秒,然后进行抗菌测试。
抗菌效率评估:
定量测试是按照AATCC 100-2004中描述的程序进行,并稍作修改。将肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌均在5mL胰蛋白酶大豆培养基(TSB)中培养,以250rpm振荡并在37℃下培育18小时。使用光密度液数器测量细菌培养物的OD600,并调节至OD600为1.0。该时间点设定为“0小时”。藉由使用0.9%盐水溶液将细菌稀释至103至107倍,来确定0小时时的初始细菌计数。取出150μL适当的细菌稀释液并涂布在胰蛋白酶大豆环脂(TSA)平盘上,然后确定平均细菌计数在2×108至8×108CFU/mL的范围内。
将织物测试样切成方形样品,每个样品具有1.5cm2的面积,在一系列培养皿中分别放置一个样品。阴性对照为没有抗菌涂层的织物样品并由于经处理的样品相同的基础织物。然后将100μL适当稀释的细菌培养物加入到织物样品中。当在0小时时间点测试织物样品时,立即使用5mL的0.9%盐水溶液溶析纺织品样品中的细菌,在培养18小时后测试纺织品样品时,织物样品中的细菌在与织物一起于37℃的湿气室中孵育长达18小时后如上所述被溶析。取出150μL洗出的溶液并涂布在TSA平盘上,将平盘在37℃下培养18小时。计数每个平盘上的菌落,并计算每毫升的菌落形成单位(CFU/ml),在此仅使用25-250之间菌落数来计算CFU/ml。
的减少百分比是利用下式计算
其中,A:18小时后从处理过的样本中回复的细菌数量;B:在零接触时间从未处理的样本中回复的细菌数量。
其他织物性质:按照AATCC测试方法202-2012中所述的程序评估织物手感特性,即弹性、柔软性和光滑度,根据ISO 13937-2中描述的程序进行经纱和纬纱过程中所有对照和处理过的纺织品的撕裂强度测试。
抗菌测试的结果显示于下表1中。
表1
/>
SA=金黄色葡萄球菌,KP=肺炎克雷伯氏菌
[a]细菌减少百分比(R)是由下式计算:
其中,A=18小时后从处理过的样本中回复的细菌数量;B=在零接触时间从未处理的样本中回复的细菌数;[b]聚氨酯;[c]聚胺表1显示以不同抗菌涂层处理的不同织物样品(棉或聚丙烯)中,抗菌活性的定量测试结果,该抗菌涂层包括PHMB、PEG和黏着剂化合物(聚氨酯或聚胺)。所有处理过的织物对例示性革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌种类都显示出显著的抗菌作用(>99.9%减少),表示此类经处理的织物实质上具有高的、广泛种类的抗菌效果。
对经处理的纺织品进行干压试验以确定抗菌饰面在经受热压时的耐受性,来模拟医院环境中的干燥熨烫条件。对于例示性革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌种类,经熨烫的织物显示出显著的抗菌效果(>99.9%减少),表示经处理的棉织物的抗菌特性在热压后保持不变。
应当理解,本发明构思的经处理的织物亦具有对抗药性细菌的强抗菌性,包括抗碳青霉烯(Carbapenem)的大肠杆菌(CRE)、抗多药物的鲍曼不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)(MRAB)、和抗二甲苯青霉素(Methicillin)的金黄色葡萄球菌(MRSA)。此类抗药性细菌经常在医院获得性感染中遭遇,并且难以治疗。据信本发明构思的抗菌组成物和纺织品靶向致病微生物(例如抗药性细菌)的细胞表面结构为目标,导致细胞壁和/或膜的破坏,且随后通过独立于此类抗生素的机制而导致细胞死亡。表2中显示针对代表性抗药性细菌菌株的抗菌活性的测试结果。如所示,本发明构思的经处理的棉织物对所有三种例示性抗药性细菌具有高度抗菌活性,表明此类涂层织物可有效对抗广泛的抗药性细菌。
表2
[a]棉织物涂覆有PHMB:10%(v/v);PEG-400:5%(v/v);聚氨酯黏着剂:8%(v/v);[b]细菌减少百分比(R)使用下式计算:
其中,A=18小时后从经处理的样本中回复的细菌数量;B=在零接触时间从未处理的样本中回复的细菌数。
本发明构思的经处理的织物可在严格的医院洗涤条件下经受多次洗涤(至少104次洗涤循环)并保持其抗菌特性。如表3所示,本发明构思的经处理的织物即使在两种不同严格的医院洗涤条件下进行104个循环洗涤后,亦显示出对药物敏感性细菌物种(SA和KP)和抗药性细菌物种(CRE、MRAB和MRSA)的显著细菌减少量(>99.9%),这表明抗菌涂层牢固地与织物结合。
表3
[a]棉织物涂覆有PHMB:10%(v/v);PEG-400:5%(v/v)、聚氨酯黏着剂:8%(v/v);[b]细菌减少百分比(R)使用下式计算:
其中,A=18小时后从经处理的样本中回复的细菌数量;B=在零接触时间从未经处理的样本中回复的细菌数;[c]每个洗涤循环在65℃下以洗涤剂及过氧化氢(300ppm)进行10分钟;[d]每个洗涤循环在75℃下以洗涤剂进行5分钟。
如上所述,本发明构思的组成物和织物具有抗非细菌物种的抗微生物活性,包括真菌和病毒病原体。使用酵母菌白色念珠菌(Candida albicans)(一种常见的真菌病原体)测定抗真菌活性,首先将织物样品切成25mm x 25mm的片状物并以含真菌悬浮液(1x106CFU/mL白色念珠菌)的生理食盐水渗透,在环境温度下培养1小时后,将浸泡的织物样品轻轻压在M-H琼脂(Mueller-Hinton Agar)平盘上10秒钟,然后取出织物样品,将琼脂平盘在35℃培养隔夜。计算所产生的菌落以估计留在织物样品上的菌落形成单位(CFU)。如表4中所示,以本发明构思的抗菌组成物处理的织物呈现出对白色念珠菌(CA)的强烈且耐洗涤的抗真菌作用,此白色念珠菌通常在小区和医疗保健环境中发现。经处理的绵织物在104次严格的医院洗涤循环之前和之后,未发现白色念珠菌的可观察生长(即接近100%的杀灭率)。
表4
样品 CA
未经处理的棉织物 >200CFU[b]
经处理的棉织物[a] 无生长
在104次洗涤循环后经处理的棉织物 无生长
[a]棉织物涂覆有PHMB:10%(v/v);PEG-400:5%(v/v);及聚氨酯黏着剂:8%(v/v);[b]CFU=菌落形成单位;[c]每个洗涤循环在65℃下以洗涤剂和过氧化氢(300ppm)进行10分钟。
本发明构思的抗菌涂层和经处理的织物亦具有抗病毒活性。使用H1N1流感病毒(A型流感/HK/415742/P4-pdmHlNl)评估抗病毒活性,该病毒株的TCDI50约为106/mL。将100μL此病毒在TCID50的样品直接添加至培养皿上的织物样品(3cm x 3cm)中。在另外的培养皿中建立阴性对照。将织物样品在环境温度下培养,立即添加(时间点:0)、或在10分钟、30分钟或60分钟后添加病毒转运培养基(VTM:0.9mL),然后以一对镊子对织物样品表现,以便将病毒回复至培养基中。然后稀释来自测试样品/阴性对照的经回复的病毒样品,用于滴定曲线研究。对每个样品进行一系列10倍连续稀释,并将样品的每个稀释液一式三份(每孔100μL)添加至含有Madin-Darby犬肾(MDCK)细胞的96孔盘的孔中(大约每孔104个细胞),然后培养1小时。用PBS洗涤一次后,再用含有2μg/mL的TPCK-胰蛋白酶的最低必需培养基(MEM)替换培养基,每天评估细胞病变效应(CPE),并在第2至3天计算TCID50。表5显示经处理的棉织物对A型流感病毒(H1N1)的抗病毒活性可在严格的医院洗涤条件下维持。经处理的织物的这种强杀病毒作用(即TCID50减少量为4log10或更多),特别是在104次严格的医院洗涤循环后,这是先前未被报导过的。
表5
[a]棉织物涂覆有PHMB:10%(v/v);PEG-400:5%(v/v);及聚氨酯黏着剂:8%(v/v);[b]每个洗涤循环在65℃下以洗涤剂和过氧化氢(300ppm)进行10分钟;[c]每个洗涤循环在75℃下以洗涤剂进行5分钟;[d]TCID50:组织培养感染剂量中位数。
除了经处理的织物的抗菌和抗病毒特性之外,本发明构思的涂层组成物能够改善这种经处理的纺织品的触感(例如手感)和/或机械(例如撕裂强度)特性。与对照织物相比,在通过至少50次严格的医院洗涤后,经处理的织物的回弹性、柔软性和光滑度仍可保持(参见表6)。此外,发现抗菌涂层和处理对经处理的织物的撕裂强度具有实质的影响。如表7所示,在施加抗菌涂层后,在经向和纬向上相对于未处理的织物,其撕裂强度增加超过40%。
表6
[a]棉织物涂覆有PHMB:10%(v/v);PEG-400:5%(v/v);及聚氨酯黏着剂:8%(v/v);[b]每个洗涤循环在65℃下以洗涤剂和过氧化氢(300ppm)进行10分钟;[c]每个洗涤循环在75℃下以洗涤剂进行5分钟。
表7
[a]棉织物涂覆有PHMB:10%(v/v);PEG-400:5%(v/v);及聚氨酯黏着剂:8%(v/v)。
本发明构思的经处理的织品可在严格的医院洗涤条件下经受多次洗涤(至少104次洗涤循环)并保持其抗菌特性,表示抗菌涂层牢固地结合到纺织品基材上。这种具有增强的抗菌和抗病毒活性、手感和撕裂强度的耐洗织物非常适合在医疗保健和医院环境中,以及在需要抗菌活性的其他团体护理环境中广泛使用。
本发明所属技术领域具有通常知识者应当明了,除了前述已记载的实施例之外,可能存在其他不偏离本发明概念的修改。因此,任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于后附的申请专利范围中。此外,在解释说明书及申请专利范围两者时,所有技术用语应以与上下文一致的最广的可能方式解释。特别是用语“包含”及“包括”,应解释为其是以非排他性的形式指称组件、成分或步骤,其是表示所指称的组件、成分或步骤可与其他未被明确提及的组件、成分或步骤一起存在、使用或结合。在说明书或申请专利范围中提及某物的至少其中之一是选自由A、B、C...及N所组成的群组时,该内容应解释为存在该群组其中的一个组件即可,而非必须要有A加N、或B加N等等。

Claims (32)

1.一种耐洗抗菌纺织品,其包含:
纺织品基材;和
抗菌组成物,其包含杀生物性黏着剂,其中该杀生物性黏着剂包含偶合至硅的四级胺部分,其中至少一部分抗菌组成物与该纺织品基材偶合,且其中该耐洗抗菌纺织品呈现抗细菌、抗病毒或抗真菌特性。
2.如权利要求1所述的耐洗抗菌纺织品,其中选择该杀生物性黏着剂以在60℃或更高的温度聚合。
3.如权利要求1或权利要求2所述的耐洗抗菌纺织品,其中该杀生物性黏着剂包含二甲基十八基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]铵盐。
4.如权利要求1-3中任何一项所述的耐洗抗菌纺织品,其进一步包含亲水性聚合物,其中选择该亲水性聚合物以提供抗菌作用并促进抗菌组成物渗透至该纺织品基材中。
5.如权利要求4所述的耐洗抗菌组成物,其中该亲水性聚合物为聚乙二醇(PEG)。
6.如权利要求1-5中任何一项所述的耐洗抗菌纺织品,其中提供该抗菌组成物作为纺织品基材上的涂层,其中该涂层是使用压吸-干燥-固化法施用该涂层组成物至该纺织品基材上的结果。
7.如权利要求6所述的耐洗抗菌纺织品制品,其中该压吸-干燥-固化法包含在室温下以抗菌组成物浸渍及压吸该纺织品基材,直到达到70%至80%的湿吸收率,随后在约60℃至约140℃固化。
8.如权利要求6或7所述的耐洗抗菌纺织品,其中该压吸-干燥-固化法应用于工业规模。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的耐洗抗菌组成物,其中该抗细菌特性为有效对抗抗药性细菌且该抗病毒特性为有效对抗被膜病毒。
10.如权利要求9所述的耐洗抗菌纺织品,其中该被膜病毒是流感病毒或冠状病毒。
11.如权利要求1-10中任何一项所述的耐洗抗菌纺织品,其中在符合严格的卫生洗涤的医院规范的至少104次洗涤循环后,可保持抗细菌、抗病毒或抗真菌特性。
12.如权利要求11所述的耐洗抗菌纺织品,其中该卫生洗涤的医院规范是选自由以下各项所组成的群组:(1)在65℃下以洗涤剂和含氧消毒剂搅拌10分钟,和(2)在75℃下以洗涤剂搅拌5分钟。
13.如权利要求1-12中任何一项所述的耐洗抗菌纺织品,其中在热压或干压之后仍保持该抗细菌、抗病毒和抗真菌特性。
14.如权利要求1-13中任何一项所述的耐洗抗菌纺织品,其中相对于单独的纺织品基材,该耐洗抗菌纺织品的撕裂强度提高。
15.如权利要求1-14中任何一项所述的耐洗抗菌纺织品,其中相对于单独的纺织品基材,该耐洗抗菌纺织品的弹性、柔软性和光滑度改善。
16.如权利要求1-15中任何一项所述的耐洗抗菌纺织品,其中该纺织品基材包含纤维素纤维、合成聚合物纤维或纤维素纤维与合成聚合物纤维的混合物。
17.如权利要求16所述的耐洗抗菌纺织品,其中该纺织品基材中纤维素纤维的含量为20%至100%。
18.一种提供耐洗抗菌纺织品的方法,其包含:获得纺织品基材;使该纺织品基材与包含杀生物性黏着剂的抗菌组成物接触,其中该杀生物性黏着剂包含偶合至硅的四级胺部分;以及在60℃或更高的固化温度固化经处理的纺织品基材。
19.如权利要求18所述的方法,其中选择该杀生物性黏着剂以在固化温度聚合。
20.如权利要求18或19所述的方法,其中该杀生物性黏着剂包含二甲基十八基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]铵盐。
21.如权利要求18-20中的一项所述的方法,其中该抗菌组成物进一步包含亲水性聚合物,且其中选择该亲水性聚合物以提供抗菌作用并促进抗菌组成物渗透至该纺织品基材中。
22.如权利要求21中的一项所述的方法,其中该亲水性聚合物是PEG。
23.如权利要求22所述的方法,其中该PEG的分子量为300道尔顿至1000道尔顿。
24.如权利要求18至23中的一项所述的方法,其中与该抗菌组成物接触是藉由使用压吸-干燥-固化法施用该抗菌组成物的涂层至该纺织品基材上来进行的。
25.如权利要求24所述的方法,其中该压吸-干燥-固化法包含以抗菌组成物浸渍及压吸该纺织品基材,并且藉由暴露于约60℃至约140°C的第二温度一段足以引发四级胺化合物或盐的聚合的时间来进行固化。
26.如权利要求18-25中的一项所述的方法,其中该抗细菌特性为有效对抗抗药性细菌且该抗病毒特性为有效对抗被膜病毒。
27.如权利要求26所述的方法,其中该被膜病毒是流感病毒或冠状病毒。
28.如权利要求18-27中的一项所述的方法,其中在符合严格的卫生洗涤的医院规范的至少104次洗涤循环后,可保持抗细菌、抗病毒和抗真菌特性。
29.如权利要求28所述的方法,其中该严格的卫生洗涤医院规范是选自由以下各项所组成的群组:(1)在65℃下以洗涤剂和含氧消毒剂搅拌10分钟,和(2)在75℃下以洗涤剂搅拌5分钟。
30.如权利要求18-29中的一项所述的方法,其中在热压或干压之后仍保持该抗细菌、抗病毒和抗真菌特性。
31.如权利要求18-30中的一项所述的方法,其中该纺织品基材包含纤维素纤维、合成聚合物纤维或纤维素纤维与合成聚合物纤维的混合物。
32.如权利要求31所述的方法,其中该纺织品基材中纤维素纤维的含量为20%至50%。
CN202180085682.9A 2020-11-05 2021-11-04 硅化四级胺在用于医疗保健环境的纺织品的耐久抗菌处理中的用途 Pending CN116897231A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063110049P 2020-11-05 2020-11-05
US63/110,049 2020-11-05
PCT/US2021/058055 WO2022103649A2 (en) 2020-11-05 2021-11-04 Use of siliceous quaternary amines in durable antimicrobial treatment of textile for use in healthcare environment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116897231A true CN116897231A (zh) 2023-10-17

Family

ID=81601660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180085682.9A Pending CN116897231A (zh) 2020-11-05 2021-11-04 硅化四级胺在用于医疗保健环境的纺织品的耐久抗菌处理中的用途

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230407559A1 (zh)
EP (1) EP4240895A2 (zh)
JP (1) JP2024506437A (zh)
KR (1) KR20230144520A (zh)
CN (1) CN116897231A (zh)
AU (1) AU2021379575A1 (zh)
CA (1) CA3200950A1 (zh)
TW (1) TW202233939A (zh)
WO (1) WO2022103649A2 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7105500B2 (en) * 2000-09-14 2006-09-12 Ciba Specialty Chemicals Corp. Process for the antimicrobial treatment of fiber materials
EP1979527A2 (en) * 2005-12-12 2008-10-15 Southern Mills, Inc. Flame resistant fabric having antimicrobials and methods for making them
DE102006058790A1 (de) * 2006-12-12 2008-06-19 Sanitized Ag Verfahren zur antimikrobiellen Ausrüstung von Textilien und Faser
IN2013MU02827A (zh) * 2013-08-29 2015-07-03 Green Impact Holdings Gmbh
PL3187654T3 (pl) * 2015-12-30 2021-11-08 Livinguard Ag Trwały w praniu przeciwdrobnoustrojowy materiał tekstylny o zdolnościach usuwania plam, w szczególności na podpaskę higieniczną wielokrotnego użytku

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021379575A1 (en) 2023-06-22
WO2022103649A2 (en) 2022-05-19
EP4240895A2 (en) 2023-09-13
KR20230144520A (ko) 2023-10-16
US20230407559A1 (en) 2023-12-21
TW202233939A (zh) 2022-09-01
JP2024506437A (ja) 2024-02-14
WO2022103649A3 (en) 2022-07-21
CA3200950A1 (en) 2022-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11134686B2 (en) Disinfectant composition for textile and related substrates, and method of treating a substrate to provide disinfecting antibacterial, antiviral and antifungal, wash durable, optionally enhanced with multifunctional properties
AU2011240856B2 (en) Antimicrobial treatment of synthetic nonwoven textiles
JP7369467B2 (ja) 保健医療環境で使用する繊維品の耐久性のある抗菌処理
KR20080039460A (ko) 항균 조성물
US20180042320A1 (en) Textiles having antimicrobial properties and methods for producing the same
WO2021253015A1 (en) Textile treatment compositions
CN116897231A (zh) 硅化四级胺在用于医疗保健环境的纺织品的耐久抗菌处理中的用途
US20190254282A1 (en) Non-Leaching Surface Sanitizer and Wipe with Improved Washability and/or Absorbency
EP4029982B1 (en) Process for treating yarn, knit or fabric with an antimicrobial agent of non-release type
US20230167601A1 (en) Antimicrobial textiles
EP4165152A1 (en) Textile treatment compositions

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination