DE102010016485A1 - Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften und Verwendung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften und Verwendung des Verfahrens Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften sowie die Verwendung des Verfahrens.
Um ein Verfahren zum Herstellen eines neuen Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, der eine Langzeitwirkung aufweist, zu schaffen, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Komponenten in Träger, insbesondere poröse Träger, aufzunehmen und durch die Anwesenheit einer Umsetzungskomponente eine Umsetzung der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente in die jeweilige schwerlösliche Komponente zu erreichen, um einen antimikrobiellen Langzeiteffekt zu generieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften und die Verwendung des Verfahrens.
  • Derzeitig verfügbare biologisch aktive Komponenten (z. B. Biozide) liegen insbesondere entweder in Form von leicht wasserlöslichen oder sehr schwer löslichen Salzen vor.
  • Leicht lösliche Verbindungen wie zum Beispiel Benzalkoniumchlorid oder Natriumpyrithion können sehr einfach in wasserbasierte Systeme eingebracht werden und bewirken eine signifikante antimikrobielle Wirksamkeit. Diese Verbindungen werden aber sehr schnell ausgelaugt und bewirken somit keinen antimikrobiellen Langzeiteffekt.
  • Die DE 694 20 862 T2 betrifft Flüssigkeitsspender, welche die Sterilität von sterilen Lösungen während der Lagerung, während der Entnahme und nach der Entnahme der Lösung aufrecht erhalten können, wobei ein antimikrobielles Agens an einer Oberfläche, welche mit der Lösung in Kontakt ist, gebunden ist. Dieses antimikrobielle Agens ist eine Kombination eines antimikrobiellen metallischen Materials und eines nichtmetallischen polykationischen oder polyanionischen Materials, wobei das antikmikrobielle metallische Material ein Silbersalz, Silbermetall, ein Silberkomplex oder eine Silberlegierung ist.
  • Die WO 02/36701 A1 beschreibt einen mikrobiozid beschichteten Gegenstand, der auf mindestens einem Teil eine Beschichtung mit einer Silberkolloide enthaltenden, organisch modifizierten anorganischen Matrix aufweist, die erhältlich ist durch Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung, umfassend ein Hydrolysat oder Kondensat auf Basis von mindestens einem hydrolysierbaren Silan und mindestens einem nicht hydrolysierbaren Substituenten und eine Silberverbindung, auf die Oberfläche des Gegenstandes und Behandlung mit Wärme und/oder Strahlung unter Bildung der silberkolloidhaltigen Beschichtung. Dort wird ausgeführt, daß die Komplexbildner zumindest teilweise auch als Reduktionsmittel für die Silberionen fungieren können.
  • Die schwerlöslichen Vertreter der Biozide (z. B. Zinkpyrithion, elementares Silber etc.) werden weniger schnell aus einer Matrix ausgelaugt, liegen aber aufgrund ihres Herstellungsprozesses sehr häufig in Form von großen Partikeln (als Pulver oder als Dispersionen) vor, die nur sehr bedingt in dünne Beschichtungen oder Volumensysteme eingebracht werden können, da sie zu einer Eintrübung führen oder die Materialeigenschaften sehr negativ beeinflussen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines neuen Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, der eine Langzeitwirkung aufweist und einen derartigen Stoff zu schaffen, wobei der Stoff für den Einsatz in dünnen Beschichtungen geeignet sein soll.
  • Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
    • a) Einbringen einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente in einen porösen Träger, wobei die leichtlöslich vorliegende erste Komponente mittels einer Umsetzungskomponente in eine schwerlösliche Komponente überführbar ist,
    • b) Versehen des porösen Trägers mit der Umsetzungskomponente.
  • Alternativ wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
    • a) Vorsehen eines porösen Trägers, der eine Umsetzungskomponente enthält, mittels der eine leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Komponente in eine schwerlösliche Komponente überführbar ist,
    • b) Umhüllen des porösen Trägers mit der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente.
  • Der durchschnittliche Porendurchmesser im Träger liegt hierbei im Bereich von 0,001 bis 100 μm, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,2 μm.
  • Eine Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die leichtlösliche Komponente durch einen Austausch kationischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente überführt wird.
  • Alternativ ist es auch möglich, daß die leichtlösliche Komponente durch einen Austausch anionischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente überführt wird.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß die Umsetzungskomponente das Alternativ-Ion zur Verfügung stellt, um die leichtlösliche Komponente in eine schwerlösliche Komponente zu überführen.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Träger ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus nano- oder mikropartikulär vorliegenden Kieselsäureestern, hochporösen Aluminosilikaten, porösen Gläsern, porösen Kunst- und Naturstoffen, insbesondere Zellulosemembranen, Polyethersulfonmembranen oder ePTFE-Teilen, Mikrogranulaten oder Granulaten unvollständig gesinterter Kunststoffe, Chitin- oder Chitosankörpern, Holz, Papier und porösen Baumaterialien, insbesondere Beton, Zement, Gips oder Stein.
  • Zur Erfindung ist gehörig, daß die leichtlöslich vorliegende Komponente (A) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Salzen von Metallen der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Alkaliverbindungen, bevorzugt Natriumpyrithion, Tosylchloramidnatrium, Natriumdimethyldithiocarbamat, Natriumpentachlorphenolat, Natrium-2-biphenylat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumbenzoat, Dinatriumtetraborat, Natriumdichlorisocyanurat, Natriumhalogenide, Natriumsulfit, Dinatriumdisulfit, Natriumchlorit, Natriumchlorat, Natriumperoxodisulfat, Natriumdichromat, Dinatriumoctaborat, Silbernatriumhydrogenzirkoniumphosphat, Natriumsalicylat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogendifluorid, Kieselsäure Natriumsalz, Trinatriumorthophosphat, Natriumnitrit, Natriumperborat, Kaliumbiphenylat, Kaliumpermanganat, Kaliumsulfit, Dikaliumdisulfit, Kaliumthiocyanat, Kaliumoleat, Kaliumbenzoat, Kaliumsilikat, Kaliumdichromat und Lithiumhypochlorit, sowie anderen leichtlöslichen Verbindungen, bevorzugt Silbernitrat und Kupfersulfat.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei Ausbildung der schwerlöslichen Verbindung durch kationischen Austausch die schwerlösliche Komponente (C) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen oder deren ionischer Verbindungen, insbesondere Oxide oder Komplexe, aus den Hauptgruppen des Periodensystems der Elemente, insbesondere Aluminium, Gallium, Indium, Tantal, Zinn, Blei, Wismut und Polonium sowie aus den Gruppen der Übergangsmetalle und der seltenen Erden.
  • Bei Ausbildung der schwerlöslichen Verbindung durch anionischen Austausch ist es vorteilhaft, daß die schwerlösliche Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den nicht schwerlöslichen Salzen der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente.
  • Im Rahmen der Erfindung liegt die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung antimikrobieller Beschichtungen, insbesondere zur antimikrobiellen Ausrüstung von Flächenversiegelungs- und Flächenimprägniersystemen oder von Textilien, oder zur Herstellung antimikrobieller Volumenmodifizierungen, insbesondere zur Herstellung antimikrobiell wirkender thermoplastischer, duroplastischer oder elastomerer Bauteile, zur Herstellung von Systemen mit kontrollierter Abgabe pharmazeutisch wirkender Substanzen („active pharmaceutical ingredients”, API), von Systemen mit kontrollierter Abgabe von Nahrungsergänzungsmitteln oder Lebensmittelzusatzstoffen. Sowie von Systemen mit kontrollierter Abgabe von olfaktorisch aktiven Komponenten, insbesondere Duftstoffen oder Aromen.
  • Im Rahmen der Erfindung wurden leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Komponenten in Träger, insbesondere poröse Träger, aufgenommen und durch die Anwesenheit der Umsetzungskomponente eine Umsetzung der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente in die jeweilige schwerlösliche Komponente erreicht, um einen antimikrobiellen Langzeiteffekt zu generieren.
  • Überraschenderweise hat sich beispielsweise gezeigt, daß sich bei Verwendung von Natriumpyrithion als leichtlöslichem Biozid, welches man in die Porosität eines nanoskaligen Trägers (z. B. Aerosil, Zeolith etc.) eingebracht hat, in Anwesenheit von Zinkverbindungen an der Grenzfläche des porösen Trägers zur Umgebung hin eine schwerlösliche Haut aus antimikrobiellem Zinkpyrithion ausbildet.
  • Es entsteht hierbei eine nanoskalige Struktur, die gut in Beschichtungen integriert werden kann. Das leichtlösliche Biozid wird in die Porosität des Trägers eingelagert und an der Grenzfläche (dort, wo Natriumpyrithion aus der Porosität des Trägers extrahiert wird), bildet sich in Anwesenheit von Zink schwerlösliches Zink-Pyrithion aus, welches zum einen selbst wieder biozid wirkt und zum anderen das Natriumpyrithion daran hindert, extrahiert zu werden.
  • Die so hergestellten Strukturen können homogen in Beschichtungssysteme integriert werden und bewirken einen antimikrobiellen Langzeitschutz.
  • Um dieses Ergebnis zu erreichen, sind drei Punkte von Bedeutung:
    • a) der Träger, auf oder in welchem die schwerlösliche Struktur generiert wird,
    • b) die leicht löslich vorliegende biologisch aktive Komponente A, die insbesondere durch einen Austausch kationischer oder anionischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente C überführt wird,
    • c) die Umsetzungskomponente B, die das Alternativ-Ion zur Verfügung stellt, um die schwerlösliche Komponente C herzustellen.
  • Als Träger können alle porösen Strukturen eingesetzt werden. Dazu zählen nano- oder mikropartikulär vorliegende pyrolytisch hergestellte Kieselsäureester, hochporöse Aluminosilikate, poröse Gläser, poröse Kunst- und Naturstoffe wie z. B. Cellulosemembranen, Polyethersulfonmembranen, ePTFE-Teile, aus Mikrogranulaten oder Granulaten unvollständig gesinterte Kunststoffe, Chitin- oder Chitosankörper, Holz, Papier und poröse Baumaterialien, wie Beton, Zement, Gips oder Stein.
  • Als leichtlöslich vorliegende Komponente (A) können biologisch aktive Substanzen (z. B. Biozide, Duftstoffe, pharmazeutische Wirkstoffe, Nahrungsergänzungsmittel, Lebensmittelzusatzstoffe) verwendet werden, die generell in der Lage sind, z. B. über einen Austausch kationischer oder anionischer Komponenten eine schwerlösliche Verbindung auszubilden. Das sind bevorzugt Salze von Metallen der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Alkaliverbindungen (wie z. B. Natriumpyrithion, Tosylchloramidnatrium, Natriumdimethyldithiocarbamat, Natriumpentachlorphenolat, Natrium-2-biphenylat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumbenzoat, Dinatriumtetraborat, Natriumdichlorisocyanurat, Natriumhalogenide, Natriumsulfit, Dinatriumdisulfit, Natriumchlorit, Natriumchlorat, Natriumperoxodisulfat, Natriumdichromat, Dinatriumoctaborat, Silbernatriumhydrogenzirkoniumphosphat, Natriumsalicylat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogendifluorid, Kieselsäure Natriumsalz, Trinatriumorthophosphat, Natriumnitrit, Natriumperborat, Kaliumbiphenylat, Kaliumpermanganat, Kaliumsulfit, Dikaliumdisulfit, Kaliumthiocyanat, Kaliumoleat, Kaliumbenzoat, Kaliumsilikat, Kaliumdichromat, Lithiumhypochlorit), aber auch anderweitige leichtlösliche Verbindungen wie z. B. Silbernitrat oder Kupfersulfat. Weiterhin können Stoffe von ihrer leichtlöslichen Form über einen Lösemittelwechsel in die schwerlösliche Form überführt werden.
  • Für die schwerlösliche Komponente C bestehen die folgenden Alternativen:
    Wenn das System eine schwerlösliche Verbindung durch kationischen Austausch ausbildet, so können als Kationenlieferanten bestimmte Metalle oder deren ionische Verbindungen (z. B. Oxide, Komplexe) aus den Hauptgruppen des Periodensystems der Elemente (z. B. Aluminium, Gallium, Indium, Tantal, Zinn, Blei, Wismut, Polonium) sowie alle Metalle oder deren ionische Verbindungen (z. B. Oxide, Komplexe) aus den Gruppen der Übergangsmetalle und der seltenen Erden dienen. Bildet das System hingegen eine schwerlösliche Verbindung durch anionischen Austausch aus, so können als Anionenlieferanten alle nicht schwerlöslichen Salze der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente dienen.
  • Die Überführung einer leichtlöslichen in eine schwerlösliche Form innerhalb eines Trägers kann z. B. durch Lösemittelwechsel erfolgen.
  • In den Träger werden entweder die leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponenten oder die Umsetzungskomponenten, die das Alternativ-Ion zur Verfügung stellen, um die schwerlösliche Komponente herzustellen, über unterschiedliche Infiltrationsprozesse wie Vakuuminfiltration, Druckinfiltration, Kapillarinfiltration u. a. eingebracht.
  • Ebenso können nano- oder mikropartikuläre Strukturen, Flachsubstrate, Faserstoffe oder Fasern aus organischen oder anorganischen Grundmaterialien als Träger eingesetzt werden, die selbst in der Lage sind, Kationen abzugeben und mit den leichtlöslichen Komponenten schwerlösliche Verbindungen auszubilden. Ebenfalls sind Kombinationen aus dem ersten und dem zweiten Ansatz denkbar, d. h. es werden nano- oder mikropartikuläre Strukturen, Flachsubstrate, Faserstoffe oder Fasern aus organischen oder anorganischen Grundmaterialien eingesetzt, die zwar nicht in der Lage sind, die Kationen abzugeben, die aber in der Lage sind, aus den leichtlöslichen Komponenten schwerlösliche Komponenten auszubilden. Hierbei können solche Kationen beispielsweise über einen Prozeß der Oberflächenmodifikation (z. B. Dipcoating, Flow Coating, Spray coating, Spin coating, electroplating, KTL) zur Verfügung gestellt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 eine erste Variante der Erfindung,
  • 2 eine zweite Variante der Erfindung,
  • 3 eine dritte Variante der Erfindung.
  • Bei der in 1 dargestellten ersten Variante der Erfindung werden poröse Träger T mit der Lösung einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A infiltriert und anschließend in ein Medium gegeben, das kationische oder anionische Umsetzungskomponenten B beinhaltet, die in der Lage sind, mit der aus den Hohlräumen der porösen Träger diffundierenden oder migrierenden leichtlöslich vorliegenden Komponente A eine schwerlösliche Komponente C zu bilden. Dabei wird eine Kern-Hülle-Struktur geschaffen, die aus einem porösen Träger T besteht, dessen Poren mit einer leichtlöslichen biologisch aktiven Komponente A gefüllt sind, und einer Hülle aus der schwerlöslichen Komponente C, die idealerweise auch eine biologische Aktivität aufweist, aber primär schwerlöslich ist und somit zwei Grundfunktionen hat: Zum einen wird die leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Verbindung an einer zu schnellen Extraktion gehindert, was einen Langzeiteffekt der biologischen Aktivität zu Gute kommt und zum zweiten wird die Hülle ebenfalls aufgrund ihrer Schwerlöslichkeit langsam extrahiert oder aufgelöst. Je nach Löslichkeitsprodukt und etablierter Dicke der Hülle aus der schwerlöslichen Komponente C kann somit das Extraktionsverhalten der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A signifikant beeinflußt werden.
  • Bei der zweiten Variante der Erfindung, welche in 2 dargestellt ist, wird in exakt umgekehrter Weise mit Trägern T verfahren, welche per se in der Lage sind, die zur Umwandlung von leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponenten A in schwerlösliche Komponenten C notwendigen Umsetzungskomponenten B zur Verfügung zu stellen. Diese Träger T, seien es nano- oder mikropartikuläre Strukturen, Flachsubstrate, Faserstoffe oder Fasern aus organischen oder anorganischen Materialien, werden durch physikalische Verfahren benetzt, getränkt, infiltriert und geraten somit in Kontakt mit den eichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponenten A unter Ausbildung einer oberflächennahen und in vielen Fällen filmbildenden schwerlöslichen Komponente C. Der Träger T erfährt auf diesem Weg eine biologische Aktivierung.
  • Bei einer dritten Variante der Erfindung (3) werden poröse Träger T mit einer Komponente, in die Umsetzungskomponente B integriert ist, an ihrer inneren Oberfläche über einen Beschichtungsprozeß mit einem Film ausgekleidet, welcher in der Lage ist, die Umsetzungskomponente B abzugeben. Wird die Porosität des Trägers T mit der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A infiltriert, so findet in der Pore eine Strukturumwandlung von der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A zur schwerlöslichen Komponente C statt.
  • Beispiel 1:
  • Hierbei wird entsprechend 1 ein poröser Träger T mit einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A infiltriert und anschließend mit der Umsetzungskomponente B unter Ausbildung der schwerlöslichen Komponente C behandelt.
  • Es wird ein 10 großes Stück einer porösen e-PTFE-Folie mit einer wäßrigen/ lösemittelbasierten 0,1 molaren-Lösung infiltriert. Im Anschluß erfolgt ein Trocknungsschritt (Temperatur 10°C oberhalb des Siedepunktes der Lösemittel) zur Evaporation der/des Lösemittel(s). Diese mit der -Lösung infiltrierte Folie wird in eine 0,1 molare-Lösung getaucht. Unter Rühren bildet sich die schwerlösliche und biologisch aktive-Verbindung aus.
  • Beispiel 2:
  • Bei diesem Beispiel wird entsprechend 2 ein nicht poröser Träger T, der in der Lage ist, die Umsetzungskomponente B darzustellen, mit der leicht löslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A unter Ausbildung der schwerlöslichen Komponente C behandelt.
  • 20 g einer nanopartikularen Zinkoxid-Dispersion (z. B. Nanobyk-3860, Fa. BYK Additives & Instruments, 50% Nanopartikelgehalt, 60 nm Partikelgröße) werden vorgelegt und gerührt. 5 g einer wässrigen 1%igen Natriumpyrithionlösung werden hinzugegeben. Das Gemisch wird 10 min gerührt. Die Farbveränderung deutet auf die Mikrofällungsreaktion hin (aus den Zinkoxid-Nanopartikeln löst sich kationisches Zink heraus und bildet mit dem Pyrithion-Anion das schwerlösliche Zinkpyrithion). Die resultierenden Partikel werden durch einen Dialyseprozess von der Umgebung separiert. Die so aufgereinigte Zinkoxid/Zinkpyrithion-Dispersion (Partikelgröße der Primärpartikel ca. 70–100 nm) kann als antimikrobielles Additiv in Beschichtungssysteme eingebracht werden. Die so modifizierten Beschichtungssysteme haben im Vergleich zu zinkoxid- oder natriumpyrithion-modifizierten Beschichtungssystemen eine um Faktor 10 verlängerte antimikrobielle Eigenschaft (getestet wurde der Testkeim Candida albicans gemäß ASTM E 2180). In entsprechender Weise kann mit nano- oder mikropartikulären Eisenoxid-, Silber-, Silberoxid-, Zink-, Titandioxid-, Titan-, Kupferoxid- oder Kupferdispersionen gearbeitet werden.
  • Beispiel 3:
  • Hierbei wird entsprechend 3 ein poröser Träger T mit einer Substanz behandelt, die in der Lage ist, die Umsetzungskomponente B darzustellen. Anschließend erfolgt eine Infiltration mit der löslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente A unter Ausbildung der schwerlöslichen Komponente C in der Systemporosität.
  • Eine zellulosebasierte Membran mit einer Durchgängigkeit von 0,45 μm wird während 10 Minuten zur Infiltration in eine 0,3 molare Kupferacetatlösung eingelegt. Nach einem zwischenzeitlichen Trocknungsschritt (24 h bei Raumtemperatur oder beschleunigt bei 80°C für 2,5 Stunden) wird in einem nächsten Schritt die vorbehandelte Membran in eine 0,75%ige wäßrige Natriumpyrithion-Lösung eingetaucht, 5 Minuten in der Lösung belassen und mit einer Ziehgeschwindigkeit von 2 mm/s aus der Lösung gezogen oder mit einer 0,75%igen wäßrigen Natriumpyrithion-Lösung durchspült (Durchflußgeschwindigkeit 1 ml/min). Nach einem anschließenden Trocknungsschritt (24 h bei Raumtemperatur) ist die Membran einsatzbereit oder kann gelagert werden. Anhand der unveränderten Durchgängigkeit der Membran wird gezeigt, daß die Beschichtung keinen negativen Einfluß auf die Membraneigenschaften hat. Durch diese Prozedur wird die Membran mit einer Antifouling-Schicht ausgestattet.
  • Beispiel 4:
  • a) Herstellung des Stoffes:
  • Zu 10 g einer pyrogenen Kieselsäure (z. B. Aerosil 90) werden 10 g einer wässrigen Natriumpyrithion-Lösung zugetropft und für 5 min bei Raumtemperatur gerührt. Dieser mit Natriumpyrithion infiltrierte poröse Träger wird nun unter Rühren mit einer 0,1 molaren-Lösung zur Ausbildung einer schwerlöslichen antimikrobiellen Verbindung umgesetzt. Dieser Stoff kann z. B. in einer Flächenversiegelung wie folgt verwendet werden:
    • b) Der unter a) gebildete schwerlösliche antimikrobielle Stoff wird zu 1% in eine wässrige acrylatbasierte Polymerdispersion hinzugetropft und für 5 min bei Raumtemperatur gerührt. Diese antimikrobiell modifizierte Dispersion kann auf unterschiedlichen Flächen (z. B. PVC Bodenbeläge) aufgetragen werden. Nach Trocknung entsteht ein nachhaltig antimikrobiell wirkende Flächenversiegelung.
  • Beispiel 5:
  • Anwendung für die Abgabe von pharmazeutisch wirksamen Stoffen:
  • Zu 100 ml einer gesättigten ethanolischen Lösung von Cortison (CAS-Nr. 53-06-5) werden 10 g Aerosil 90 gegeben und 10 mm zur Infiltration im Ultraschallbad bei Raumtemperatur behandelt. Die überstehende Lösung wird über eine Filternutsche abgezogen und im anschließenden Schritt wird das Lösemittel entfernt (Rotationsverdampfer, Raumtemperatur; bis ein rieselfähiges Pulver übrig bleibt).
  • Durch Überführen des infiltrierten Trägers in eine wässrige Umgebung (und der damit verbundenen Schwerlöslichkeit des Cortisons) kann das Cortison nun nach Überführen in ein wässriges Medium aus dem porösen Träger kontrolliert an das Medium abgegeben werden.
  • Beispiel 6:
  • Anwendung für die Abgabe von Nahrungsergänzungsstoffen:
  • Zu 100 ml einer gesättigten ethanolischen Lösung von = (CAS 463-40-1) werden 10 g Aerosil 90 gegeben und 10 min zur Infiltration im Ultraschallbad bei Raumtemperatur behandelt. Die überstehende Lösung wird über eine Filternutsche abgezogen und im anschließenden Schritt wird das Lösemittel entfernt (Rotationsverdampfer, Raumtemperatur; bis ein rieselfähiges Pulver übrig bleibt).
  • Durch Überführen des infiltrierten Trägers in eine wässrige Umgebung (und der damit verbundenen Schwerlöslichkeit der =) kann die = nun nach Überführen in ein wässriges Medium aus dem porösen Träger kontrolliert an das Medium abgegeben werden.
  • Beispiel 7:
  • Anwendung für die Abgabe von Duftstoffen:
  • Zu 1 g Aerosil 130 werden unter Rühren (200 U/min) ein Gemisch aus 1,5 g Parfümöl Meeresfrische (Fa. eskage-eskamint Schierholz) und 1,5 g Ethanol zugegeben und 60 min bei Raumtemperatur gerührt (bis ein rieselfähiges Pulver entsteht). Anschließend wird das Lösemittel entfernt (abdampfen des Ethanols bei Raumtemperatur für mind. 12 h). Durch Überführen des infiltrierten Trägers in eine wässrige Umgebung (und der damit verbundenen Schwerlöslichkeit des Parfümöles) kann das Parfümöl nun nach Überführen in ein wässriges Medium aus dem porösen Träger kontrolliert an das Medium/die Umgebung abgegeben werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 69420862 T2 [0004]
    • WO 02/36701 A1 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ASTM E 2180 [0041]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Einbringen einer leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente (A) in einen porösen Träger, wobei die leichtlöslich vorliegende erste Komponente (A) mittels einer Umsetzungskomponente (B) in eine schwerlösliche Komponente (C) überführbar ist, b) Versehen des porösen Trägers mit der Umsetzungskomponente (B).
  2. Verfahren zum Herstellen eines Stoffs mit einstellbaren biologisch aktiven Gradienteneigenschaften, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Vorsehen eines porösen Trägers, der eine Umsetzungskomponente (B) enthält, mittels der eine leichtlöslich vorliegende biologisch aktive Komponente (A) in eine schwerlösliche Komponente (C) überführbar ist, b) Umhüllen des porösen Trägers mit der leichtlöslich vorliegenden biologisch aktiven Komponente (A).
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leichtlösliche Komponente (A) durch einen Austausch kationischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente (C) überführt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leichtlösliche Komponente (A) durch einen Austausch anionischer Bestandteile in eine schwerlösliche Komponente (C) überführt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungskomponente (B) das Alternativ-Ion zur Verfügung stellt, um die leichtlösliche Komponente (A) in eine schwerlösliche Komponente (C) zu überführen.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus nano- oder mikropartikulär vorliegenden Kieselsäureestern, hochporösen Aluminosilikaten, porösen Gläsern, porösen Kunst- und Naturstoffen, insbesondere Zellulosemembranen, Polyethersulfonmembranen oder ePTFE-Teilen, Mikrogranulaten oder Granulaten unvollständig gesinterter Kunststoffe, Chitin- oder Chitosankörpern, Holz, Papier und porösen Baumaterialien, insbesondere Beton, Zement, Gips oder Stein.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leichtlöslich vorliegende Komponente (A) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Salzen von Metallen der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Alkaliverbindungen, bevorzugt Natriumpyrithion, Tosylchloramidnatrium, Natriumdimethyldithiocarbamat, Natriumpentachlorphenolat, Natrium-2-biphenylat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumbenzoat, Dinatriumtetraborat, Natriumdichlorisocyanurat, Natriumhalogenide, Natriumsulfit, Dinatriumdisulfit, Natriumchlorit, Natriumchlorat, Natriumperoxodisulfat, Natriumdichromat, Dinatriumoctaborat, Silbernatriumhydrogenzirkoniumphosphat, Natriumsalicylat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogendifluorid, Kieselsäure Natriumsalz, Trinatriumorthophosphat, Natriumnitrit, Natriumperborat, Kaliumbiphenylat, Kaliumpermanganat, Kaliumsulfit, Dikaliumdisulfit, Kaliumthiocyanat, Kaliumoleat, Kaliumbenzoat, Kaliumsilikat, Kaliumdichromat und Lithiumhypochlorit, sowie anderen leichtlöslichen Verbindungen, bevorzugt Silbernitrat und Kupfersulfat.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwerlösliche Komponente (C) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen oder deren ionischer Verbindungen, insbesondere Oxide oder Komplexe, aus den Hauptgruppen des Periodensystems der Elemente, insbesondere Aluminium, Gallium, Indium, Tantal, Zinn, Blei, Wismut und Polonium sowie aus den Gruppen der Übergangsmetalle und der seltenen Erden.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schwerlösliche Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den nicht schwerlöslichen Salzen der ersten und zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente.
  10. Verwendung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 zur Herstellung antimikrobieller Beschichtungen, insbesondere zur antimikrobiellen Ausrüstung von Flächenversiegelungs- und Flächenimprägniersystemen oder von Textilien, oder zur Herstellung antimikrobieller Volumenmodifizierungen, insbesondere zur Herstellung antimikrobiell wirkender thermoplastischer, duroplastischer oder elastomerer Bauteile, zur Herstellung von Systemen mit kontrollierter Abgabe pharmazeutisch wirkender Substanzen, von Systemen mit kontrollierter Abgabe von Nahrungsergänzungsmitteln oder Lebensmittelzusatzstoffen. Sowie von Systemen mit kontrollierter Abgabe von olfaktorisch aktiven Komponenten, insbesondere Duftstoffen oder Aromen.
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