ES2242724T3 - Medio fibroso anti-microbiano. - Google Patents
Medio fibroso anti-microbiano.Info
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Abstract
Un elemento fibroso que comprende: al menos un miembro contenedor que comprende una fibra alargada que tiene una cavidad interna que se extiende longitudinalmente que tiene una abertura que se extiende longitudinalmente; y al menos un agente anti-microbiano colocado dentro de al menos un miembro contenedor; donde al menos un agente anti-microbiano es capaz de diseminarse fuera de al menos un miembro contenedor y a través del elemento de filtración en respuesta a los niveles elevados de humedad relativa para contactar una población microbiana.
Description
Medio fibroso
anti-microbiano.
La presente invención se relaciona generalmente
con los medios fibrosos, y más particularmente con los medios
fibrosos que contienen agentes anti-microbianos.
Los sistemas convencionales de filtración,
especialmente aquellos empleados para la filtración del aire en las
casas y los automóviles, típicamente emplean un elemento de
filtración compuesto de una red, colchón o lámina de un medio de
filtración para atrapar y retener materia particulada arrastrada en
un flujo de aire que pasa a través de un medio de filtración. Aunque
los medios de filtración convencionales generalmente funcionan bien
en ambientes áridos o secos, existen algunos problemas asociados con
la operación en medios húmedos o mojados.
Específicamente, si los medios de filtración de
aire convencionales son operados por periodos extensos de tiempo
mientras están expuestos a niveles elevados de humedad relativa (es
decir, mayor que el 50%), los medios pueden frecuentemente
convertirse en una fuente de olores ofensivos resultantes de la
proliferación microbiana en la superficie del mismo, lo cual es
especialmente problemático para los dueños de casas que tienen
sistemas de aire acondicionado localizados en sótanos húmedos. La
proliferación microbiana es debida, en parte, a la concentración de
nutrientes y agua sobre la superficie del medio de filtración.
En un esfuerzo por superar este problema, los
fabricantes de filtros han aplicado varios agentes
anti-microbianos en la forma de terminaciones y
recubrimientos a varios materiales fibrosos, incluyendo textiles,
ropas, ropaje quirúrgico y otros. Sin embrago, virtualmente todas
estas terminaciones anti-microbianas sufren de una o
más desventajas las cuales impactan severamente su capacidad para
ser efectiva en sus pretendidos propósitos.
La mayoría de las terminaciones
anti-microbianas cuentan con una capa estable
anti-microbiana unida covalentemente a la superficie
de una fibra de "lavado rápido" (es decir, no será removida
durante el lavado normal). Este enfoque es inefectivo para superar
el presente problema ya que no permite al agente
anti-microbiano ser liberado y moverse libremente
para diseminarse a través de la capa "infectada" y entrar en
contacto con la capa bio-activa la cual esta
típicamente sobre la superficie más externa. Básicamente, la mayor
parte del agente anti-microbiano está uniformemente
dispersado a través del medio de filtración, tal como sobre fibras
localizadas en el interior del elemento de filtración, y es, por
supuesto, no efectivo en repeler el crecimiento de las poblaciones
microbianas sobre la superficie exterior del elemento de filtración.
Correspondientemente, la capacidad total
anti-microbiana es baja porque la población
microbiana nunca entra en contacto con una cantidad apreciable del
agente anti-microbiano en una etapa suficientemente
temprana. Como resultado, el nivel de los olores ofensivos que
emanan a partir del medio de filtración tenderían a aumentar al paso
del tiempo, provocando así que el consumidor deseche el elemento de
filtración.
Otros enfoques para superar este problema han
descansado en incorporar el agente anti-microbiano
en una resina fundida y luego subsecuentemente agitar la resina
fundida tratada en las fibras. Este enfoque requiere un lento
florecimiento del agente anti-microbiano fuera de la
fibra antes de que pueda ser efectivo. En adición, existe un límite
superior en relación con la carga máxima del agente
anti-microbiano que puede ser incorporado en la
fibra sin perder o afectar adversamente las propiedades físicas de
las fibras o el rendimiento del elemento de filtración. Por ejemplo,
una carga alta de agentes anti-microbianos puede
interferir con ciertos elementos de filtración de fibras
electret.
Además los productores de filtro, los productores
de artículos para la cura y el cuidado de heridas (es decir,
productores de vendaje y apósito) también han mostrado interés en
incorporar un agente anti-microbiano en varios
artículos, tales como paños de gasa, vendas adhesivas, y semejantes.
Estos artículos están principalmente compuestos de un medio fibroso,
tal como algodón. En una situación típica de una herida, varios
fluidos son ocasionalmente liberados desde el sitio de la herida,
incluyendo sangre, suero, pus, y semejantes. Ocasionalmente, estos
fluidos entran en contacto con agentes patógenos, permitiendo de
esta manera que una infección se desarrolle en el área de la herida.
Incluso si estos fluidos no están presentes, los agentes patógenos
que se encuentran en el aire pueden penetrar la venda (especialmente
durante los periodos de humedad relativa alta) y entrar en contacto
con el área de la herida, iniciando de esta forma una infección. La
disponibilidad de un agente anti-microbiano
selectivamente activo para prevenir o detener el desarrollo de una
infección aumentaría las posibilidades de tales artículos en el
mercado.
Por lo tanto, existe una necesidad de un medio
fibroso que contenga un agente anti-microbiano que
sea capaz de diseminarse a través del medio fibroso hasta entrar en
contacto con la población microbiana, especialmente durante periodos
de humedad relativamente alta.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un nuevo y mejorado medio fibroso.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un nuevo y mejorado medio fibroso que contiene un
agente anti-microbiano.
Es aún otro objeto de la presente invención
proporcionar un nuevo y mejorado medio fibroso que contiene un
agente anti-microbiano, donde el agente
anti-microbiano es capaz de diseminarse a través del
medio fibroso hasta entrar en contacto con la población microbiana,
especialmente durante periodos de niveles elevados de humedad
relativa.
En correspondencia con una realización de la
presente invención, un elemento fibroso es proporcionado, que
comprende:
al menos un miembro contenedor que comprende una
fibra alargada que tiene una cavidad interna que se extiende
longitudinalmente que tiene una abertura que se extiende
longitudinalmente; y
al menos un agente
anti-microbiano colocado dentro de al menos un
miembro contenedor;
donde al menos un agente
anti-microbiano es capaz de diseminarse fuera de al
menos un miembro contenedor y a través del elemento fibroso en
respuesta a los niveles elevados de humedad relativa para contactar
una población microbiana.
Una más completa apreciación de la presente
invención y su alcance pueden ser obtenidos a partir de la siguiente
breve descripción de los dibujos, una detallada descripción de la
invención, y las reivindicaciones anexadas.
La Fig. 1 es una ilustración de una porción de un
colchón fibroso compuesto de una pluralidad de miembros contenedores
que pueden ser impregnados con un agente
anti-microbiano;
La Fig. 2 es una vista aumentada de una porción
del colchón fibroso mostrado en la Fig. 1;
La Fig. 3 es una vista en perspectiva que muestra
un primer miembro contenedor alternativo el cual es apropiado para
practicar la invención;
La Fig. 4 es una vista en perspectiva que muestra
un segundo miembro contenedor alternativo el cual es apropiado para
practicar la invención;
La Fig. 5 es una ilustración de una porción de un
colchón fibroso que contiene una pluralidad de varios tipos
diferentes de miembros contenedores colocados allí que pueden ser
impregnados con un agente anti-microbiano.
El elemento fibroso de la presente invención está
principalmente dirigido a ser usado para filtrar materia particulada
arrastrada en un fluido (por ejemplo, gas o líquido) tal como un
flujo de aire que pasa a través del elemento de filtración de un
sistema de control del clima (por ejemplo, el sistema HVAC).
Alternativamente, el elemento fibroso de la presente invención puede
ser usado como un elemento para el tratamiento de las heridas (por
ejemplo, vendaje, apósitos, y semejantes).
El elemento fibroso incluirá generalmente una o
más capas de un medio fibroso que realiza la filtración, así como un
miembro soporte opcional, tal como una estructura o soporte de
plástico o cartón para soportar el medio de filtración.
Adicionalmente, deberá ser apreciado que la presente invención puede
ser practicada con cualquier tipo de material que sea susceptible al
crecimiento sobre él de poblaciones microbianas.
Si el elemento fibroso es usado como un elemento
para la cura y el cuidado de heridas, medios opcionales, tales como
un elemento adhesivo puede ser empleado para adherir el elemento
fibroso encima del área de la herida, por ejemplo.
La siguiente descripción se referirá
principalmente a los elementos y/o medios de filtración; sin
embargo, la descripción es igualmente aplicable también a los
elementos para la cura y el cuidado de heridas.
El elemento de filtración de la presente
invención incluye dos componentes principales: al menos un agente
anti-microbiano y al menos un miembro contenedor. El
término "agente anti-microbiano" como es aquí
usado tiene un significado que incluye cualquier sustancia (o
combinación de sustancias) que sea capaz de prevenir, retardar, o
detener el crecimiento y/o la proliferación de cualquier tipo de
población microbiana, tal como, pero no limitada a bacterias, hongos
y semejantes. El término "miembro contenedor" como es aquí
usado tiene un significado que incluye cualquier sustancia o
estructura que sea capaz de contener, retener, alojar o soportar
cualquier tipo de agente anti-microbiano.
El agente anti-microbiano esta
preferiblemente impregnado en, colocado sobre, colocado dentro, o
contenido dentro de al menos una porción del miembro contenedor de
tal manera que sea capaz de ser selectivamente liberado o descargado
del miembro contenedor. Por lo tanto, el miembro contenedor debe
tener algunos tipos de medios de ingreso y egreso para permitir la
impregnación y diseminación, respectivamente, del agente
anti-microbiano. El agente
anti-microbiano puede estar localizado en la
superficie externa, superficie interna, y/o ambas superficies del
miembro contenedor.
En correspondencia con la presente invención, el
agente anti-microbiano es liberado o descargado de
cualquiera de las superficies del medio contenedor durante los
periodos de niveles elevados de humedad relativa. De esta manera, la
presente invención proporciona un reservorio potencialmente grande
del agente anti-microbiano el cual puede ser fácil
y rápidamente entregado a través del medio de filtración cuando los
niveles de humedad relativa suben.
Sin estar unido a una teoría particular de la
ejecución de la presente invención, se cree que las poblaciones
microbianas proliferan sobre ciertos medios de filtración cuando los
niveles de humedad relativa son elevados (es decir, mayor que el
50%). Por lo tanto, existe la más alta necesidad del agente
anti-microbiano para contactar la población
microbiana en crecimiento, la cual típicamente inicia el crecimiento
sobre la superficie externa del medio de filtración. Cuando los
niveles de humedad relativa son altos, el agente
anti-microbiano se separa por lixiviación o se
disemina fuera del miembro contenedor (debido, en parte, a la
humedad incrementada que entra en contacto con el agente
anti-microbiano) y se hace movible. De esta manera,
el agente anti-microbiano puede diseminarse a través
del medio de filtración (por ejemplo, desde el interior hacia una o
más superficies externas) y entrar en contacto con la población
microbiana cuando existe la más alta necesidad. Preferiblemente, el
agente anti-microbiano entonces matará, o al menos
controlará, la población microbiana y de esta forma evitará la
generación de cualquier olor ofensivo.
Por el contrario, cuando los niveles de humedad
relativa son bajos, el agente anti-bacteriano no se
separa por lixiviación o se disemina, porque los niveles
correspondientes de humedad son bajos. Adicionalmente, debido a que
el nivel de humedad relativa es bajo, existe un crecimiento
sustancialmente menor de poblaciones microbianas, y por lo tanto, no
existe una gran necesidad del agente
anti-microbiano. Por lo tanto, no existe gasto del
agente anti-microbiano durante los periodos cuando
no hay necesidad para que este se separe por lixiviación o se
disemine. De esta manera, el agente anti-microbiano
está caracterizado por ser selectivamente activo con respecto a la
separación por lixiviación o la diseminación a través del medio del
filtración.
Ejemplos de agentes
anti-microbianos apropiados incluyen, sin
limitación, cualquier agente bactericida, agente bacteriostático,
agente fungicida, agente fungiestático, o semejantes, que son
preferiblemente eficaces contra un amplio espectro de microbios.
Ejemplos específicos de agentes bactericidas/bacteriostáticos
apropiados incluyen, sin limitación, POLYMYCIN™, BACITRACIN™,
lisozima, TRICLOSAN™, DOWCIDE™, sales aminas cuaternarias,
polifenoles, surfactantes de ácido aniónico, surfactante anfotérico,
desinfectantes, biguanidinas, y semejantes. Ejemplos específicos de
agentes fungicidas/fungiestáticos apropiados incluyen, sin
limitación, ditiocarbamatos, ftalimidas, dicarboximidas,
organofosfatos, benzimidazoles, carboxanilidas, fenilamidas,
fosfitos, y semejantes.
Ejemplos de miembros contenedores apropiados
incluyen, sin limitación, fibras alargadas que tienen múltiples
lóbulos con una cavidad interna que se extiende longitudinalmente
que incluye una abertura desde la cavidad interna hasta la fibra
externa formada entre los lóbulos adyacentes, fibras alargadas que
tienen una cavidad interna que se extiende longitudinalmente que
tiene una abertura que se extiende longitudinalmente, y
particulados, tanto orgánicos como inorgánicos. El miembro
contenedor puede además comprender un particulado. Ejemplos de
particulados orgánicos incluyen, sin limitación, materiales
poliméricos tales como termoplásticos (por ejemplo, poliestirenos,
copolímeros acrílicos, y semejantes), hidrogeles, y geles de agar.
Ejemplos de particulados inorgánicos incluyen, sin limitación,
hidrogeles de sílice, carbono (por ejemplo, zeolita), alúminas,
polvos sinterizados, y semejantes.
Una descripción de varios miembros contenedores
apropiados puede ser encontrada en las siguientes patentes de U.S..
La patente U.S. No 5,057,368 que se titula "Filamentos Que Tienen
Secciones Transversales De Tres Lóbulos o De Cuatro Lóbulos" y
concedida a Largman y otros, describe una fibra de tres lóbulos o de
cuatro lóbulos formada de polímeros termoplásticos, teniendo la
fibra una sección transversal compuesta de un núcleo central que
tiene tres o cuatro lóbulos en forma de T, las patas de cada uno
insertándose en el centro del núcleo de manera que el ángulo entre
las patas de los lóbulos adyacentes es desde alrededor de 80º a
alrededor de 130º.
La patente U.S. No 5,704,966 que se titula
"Método Y Aparato Para La Captura Continua y Remoción De Moléculas
De Gas" y concedida a Rohrbach y otros describe un método y un
dispositivo de filtración que remueven continuamente varios
contaminantes en fase gaseosa de una corriente de aire a través del
uso de fibras con efecto de mecha parcialmente huecas impregnadas
con un líquido selecto el cual puede capturar los contaminantes en
fase gaseosa.
La patente U.S. No 5,713,971 que se titula
"Dispositivo De Filtración Que Usa La Absorción Para La Remoción
Los Contaminantes En Fase Gaseosa" y concedida a Rohrbach y otros
describe un dispositivo y técnica de filtración las cuales descansan
en la absorción en lugar de la adsorción para la remoción de los
contaminantes en fase gaseosa. Un medio de filtración está compuesto
de una pluralidad de fibras con efecto de mecha cada una de las
cuales comprende una hebra con una región hueca impregnada con
cualquiera de una variedad de sistemas de absorción de la fase
líquida hechos a partir de la combinación de un portador líquido y
un agente o agentes degradantes/complexantes solubles. El medio de
filtración puede ser hecho de cualquiera de una variedad de fibras
las cuales pueden transportar rápidamente una fase líquida por la
naturaleza de su geometría o de su composición química. Las
geometrías pueden incluir configuraciones de sección transversal
multilobular, fibras huecas porosas, fibras estriadas o porosas o
microfibras estrechamente atadas, todas las cuales exhiben la
propiedad de drenar un fluido desde una fuente externa.
Las patentes U.S. Nos 5,744,236 y 5,759,394 que
se titulan "Fibras Huecas Impregnadas Con Partículas Sólidas" y
"Filtro De Fibras Alargadas Que Aseguran Mecánicamente Partículas
Sólidas Absorbentes Entre Multilóbulos Adyacentes"
respectivamente, y ambas concedidas a Rohrbach y otros describen un
medio o colchón de filtración no-tejido formado de
una pluralidad de fibras alargadas generalmente huecas cada una
teniendo una cavidad interna que tiene una abertura, menor que el
ancho de la cavidad, hacia la superficie de la fibra y que retiene
dentro de la cavidad interna un número grande de partículas sólidas
relativamente pequeñas.
Las patentes U.S. Nos 5,902,384 y 5,951,744 que
se titulan "Fibra Con Efecto de Mecha Con Particulados Sólidos
Para Un Filtro Que Remueve El Olor De Un Area De Gran Superficie Y
Método Para Fabricarla" y "Filtro De Control De Olor Intenso
Multicomponente y Método De Producción", respectivamente, y ambas
concedidas a Rohrbach y otros describen un dispositivo de filtración
el cual remueve continuamente contaminantes en fase gaseosa de una
corriente de aire a través del uso de fibras con efecto de mecha
parcialmente huecas impregnadas con zeolita o polvo fino de carbono
sólido y que forman un filtro de fibras con un líquido de absorción
química seleccionado aplicado a un lado del filtro de fibras y
partículas grandes de carbono aplicadas al otro lado del filtro de
fibras.
Los miembros contenedores cargados o impregnados
pueden ser conformados en colchones, láminas, o redes fibrosas por
cualquier número de métodos convencionales, o alternativamente, los
miembros contenedores cargados pueden ser mecánicamente incorporados
(por ejemplo, colocados) sobre y/o dentro de un colchón, una lámina,
o red fibrosa convencional (típicamente compuesto de una pluralidad
de fibras enredadas no-tejidas).
Preferiblemente, el medio de filtración
resultante, tanto compuesto de, o incorporando, fibras cargadas y/o
particulados es un material de gran volumen de poros, de baja
densidad (por ejemplo, 50% del volumen de poros para fibras y
2-3 cc/g del volumen de poros para los
particulados).El gran volumen de poros es preferido de manera que
permita el nivel apropiado del flujo del aire a través del medio de
filtración sin que ocurra una caída de presión significativa.
Con referencia ahora a los dibujos y en
particular a las Figs. 1 y 2, se muestra un colchón de fibras 10
formado de una pluralidad de miembros contenedores 20. Los miembros
contenedores 20 forman un colchón no tejido 10 que puede ser usado
como un elemento de filtración. Cada miembro contendor 20 incluye
una cavidad interna 22 dentro de la cual están colocados los agentes
anti-microbianos 18. Una abertura longitudinal 24 se
extiende desde cada cavidad 22 hacia la superficie de cada miembro
contenedor 20. Los miembros contenedores multilóbulos 20 son
relativamente pequeños teniendo un diámetro de 250 micrones a 10
micrones o más pequeños. Los miembros contenedores 20 mostrados el
las Figs. 1 y 2 son de aproximadamente 30 micrones de diámetro. El
tamaño de la abertura 24 es seleccionado de forma que cuando los
agentes anti-microbianos 18 son colocados en la
cavidad 22 ellos (se refiere a los materiales de soporte, si
existen, y no a los agentes anti-microbianos en si
mismos) estén generalmente de manera permanente atrapados y no
puedan ser removidos fácilmente (sin embargo, los agentes
anti-microbianos por si mismos son capaces de
separarse por lixiviación o diseminarse fuera durante niveles
elevados de humedad relativa)
Con referencia ahora a los dibujos y a la Fig. 3
en particular, un miembro contenedor generalmente hueco 40 el cual
es apropiado para practicar esta invención es mostrado. El miembro
contenedor 40 tiene, una sección transversal con un núcleo central
30 y tres (o alternativamente cuatro) lóbulos en forma de T 26 que
terminan en un miembro de pared externa 28. La patas de los lóbulos
26 se interceptan en el núcleo 30 de manera que el ángulo entre las
patas de los lóbulos adyacentes 26 es de alrededor de 80º a 130º. El
polímero termoplástico es típicamente una poliamida, un poliéster,
una poliolefina o una combinación de los mismos. El miembro
contenedor 40 como está ilustrado en la Fig. 3 esta formado de una
hebra extruída que tiene tres cavidades huecas en su interior 22 que
se extienden longitudinalmente cada una de las cuales se comunica
con la superficie de la hebra exterior por medio de ranuras 24 que
se extienden longitudinalmente las cuales están definidas entre los
extremos más externos de los lóbulos en forma de T 26. Los agentes
anti-microbianos 18 son aplicados en cualquier
número de los métodos convencionales a al menos una porción de una o
más superficies de la cavidad 22.
Con referencia ahora a los dibujos y a la Fig. 4
en particular, un miembro contenedor 50 como ejemplo referencial es
mostrado. El miembro contenedor 50 comprende un particulado, por
ejemplo, un hidrogel. Los agentes anti-microbianos
18 son dispersados a través del miembro contenedor 50.
Con referencia ahora a los dibujos y a la Fig. 5
en particular, un colchón de fibras 60 el cual es apropiado para
practicar está invención es mostrado conteniendo, por medio de un
ejemplo no limitativo, los miembros contenedores 20, 40, 50,
respectivamente. El colchón no tejido 60 puede ser usado como un
elemento de filtración. Debe notarse que cualquier número de
combinaciones de varios tipos de miembros contenedores 20, 40, 50,
respectivamente, pueden ser incorporados dentro del colchón 60.
Preferiblemente, los miembros contenedores 20, 40, 50,
respectivamente, así como los agentes
anti-microbianos 18 allí contenidos son compatibles
con todos los materiales de fibras convencionales, especialmente
aquellos compuestos de materiales electret.
Claims (8)
1. Un elemento fibroso que comprende:
al menos un miembro contenedor que comprende una
fibra alargada que tiene una cavidad interna que se extiende
longitudinalmente que tiene una abertura que se extiende
longitudinalmente; y
al menos un agente
anti-microbiano colocado dentro de al menos un
miembro contenedor;
donde al menos un agente
anti-microbiano es capaz de diseminarse fuera de al
menos un miembro contenedor y a través del elemento de filtración en
respuesta a los niveles elevados de humedad relativa para contactar
una población microbiana.
2. El elemento de acuerdo a la reivindicación 1,
donde al menos un miembro contenedor comprende una fibra alargada
que tiene lóbulos múltiples en forma de T con una cavidad interna
que se extiende longitudinalmente que incluye una abertura desde la
cavidad interna hasta la fibra más externa formada entre los lóbulos
adyacentes.
3. El elemento de acuerdo a la reivindicación 1,
donde al menos un miembro contenedor comprende una fibra alargada
que tiene lóbulos múltiples con una cavidad interna que se extiende
longitudinalmente que incluye una abertura desde la cavidad interna
hasta la fibra más externa formada entre los lóbulos adyacentes.
4. El elemento de acuerdo a la reivindicación 1,
donde al menos un miembro contenedor además comprende un
particulado.
5. El elemento de acuerdo a la reivindicación 4,
donde el particulado comprende un hidrogel.
6. El elemento de acuerdo a la reivindicación 1,
donde al menos un miembro contenedor está colocado en un elemento de
filtración.
7. El elemento de acuerdo a la reivindicación 1,
donde al menos un miembro contenedor está colocado en un elemento
para la cura y el cuidado de heridas.
8. El elemento de acuerdo a cualquiera de las
reivindicaciones precedentes donde al menos un miembro contenedor
está colocado dentro de un colchón de fibras.
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