JP2023523385A - 生物病原体の伝播を阻害するためのプラズマコーティング処理方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ａ）１５０℃以下の低温および大気圧に近い圧力でプラズマガスをイオン化し、これによりプラズマを発生させるステップと、ｂ）前駆物質を前記プラズマに導入するステップと、ｃ）前記前駆物質を含む前記プラズマに表面を曝露し、これにより前記表面上にコーティングを形成するステップとを含み、前駆物質が、生物病原体伝播阻害化合物を含むことを特徴とする、表面上に生物活性層を生成するための方法に関する。

Description

本発明は、表面の生物学的特性を修飾する、表面のプラズマコーティングのための方法および装置、特には、生物病原体の不活性化および／または固定化が可能である層に関する。使用は、表面上に薄いコーティングを形成する大気低温プラズマプロセスからなる。これにより、少なくとも１つの生物病原体に関する表面の特性を修飾して、表面によって生物病原体を破壊、不活性化および／または固定化することが可能となる。

Ｓａｒｓ－Ｃｏｖ－２ウイルスおよびＣｏｖｉｄ－１９疾患の現在のアウトブレイクにより、生物病原体、特には、ウイルスだけでなく他の生物病原体、例えば、細菌の拡散の予防にも役立つプロセスの必要性が存在することが示されている。

多くの表面は、生物病原体、例えば、ウイルスまたは細菌に接触する状態となり得る。これは、衣類、防護服、家具、住宅設備、ドアのハンドルだけでなく多くの実験室設備、食品および飲料の容器、船舶、水中建造物、マイクロ流体チップ、流動床反応器等をも含む。

ＥＰ０８５９５４７Ｂ１の文書では、接触時にウイルス、特には、脂質エンベロープウイルスを不活性化するように布基材を修飾するための試薬および方法を開示している。このような基材は、四級アンモニウム基および炭化水素鎖の両方を含む親水性ポリマーの光化学的固定化により修飾することができ、これにより基材との接触時に脂質エンベロープウイルスを破壊することが可能な界面活性性の局在化が生じる。この発明の基材により、医療および関連する使用のための物品の形態に製作することができる。この文書は、ウェット沈着法に関し、ここで基材は、フォトポリマーを含む溶液に曝露する。

ＷＯ２００８１２７４１６Ａ２の文書では、固体表面、例えば、金属、プラスチック、ガラス、ポリマー、織物ならびに他の基材、例えば、布、ガーゼ、包帯、ティシューおよび他の繊維に、塗布と同様に、例えば、刷毛塗り、噴霧または浸漬により非共有結合的に適用して、表面を殺ウイルス性かつ殺菌性とし得る、疎水性ポリマーコーティングを開発したことを開示している。またここでは、コーティングは、ウェット法により適用する。

上記のコーティング技術では、「ウェットコーティング」を利用し、これにより表面を、コーティング材を含む溶液に晒す。このようなウェットコーティング技術は一般に、
－ 長い乾燥時間、
－ 環境に対する大きなストレスを生じる大量の廃棄物、
－ コーティングの均一性およびコンフォーマル性が常に所望通りとは限らないこと、
－ コーティングの厚さが、常に制御下にあるとは限らず、局所的に所望よりもはるかに高い場合があること、
－ コーティングが、多孔性基材に十分に浸透しない場合があること
等の多くの欠点を抱えている。

その上、ウェットコーティング技術を使用する場合、後すすぎが必要であることがわかり、多くの残留コーティング材が洗い流され、すなわち、多くのコーティング材が、基材に十分に接着しないことが示されている。殺生物性コーティングを想定する場合では、これにより、ユーザーに対して望まない健康リスクがもたらされ得る。

過去数十年間において勢いを増しているコーティング技術は、プラズマコーティングである。これによって、基材の表面上にコーティングを形成するための前駆物質を少なくとも部分的にプラズマ状態とし、基材の表面をプラズマ化前駆物質に晒す。結果として、前駆物質により、基材との強力な結合を形成し、および／または物質分子間に架橋結合を形成することができ、これにより、薄くても非常に耐久性、均一性かつコンフォーマルであり得るコーティングが生じる。前駆物質が重合性単量体である場合、重合は、基材の表面上に直接生じ得る。

プラズマコーティング技術は、大気圧よりも著しく低い動作圧を用いる真空技術、および大気圧またはこれに近い圧力、例えば、４００ｍｂａｒ～１６００ｍｂａｒであるが、好ましくは、大気圧に非常に近い圧力、例えば、９５０ｍｂａｒ～１０５０ｍｂａｒで動作する大気圧技術に分けられ得る。本発明は、時間のかかる減圧ステップは必要としないこと、ならびにバッチプロセスおよび処理する１つまたは複数の対象を連続的に処理するインラインプロセスの両方が容易に達成可能であること等、真空プラズマ技術を越える多くの利点を呈する大気プラズマ技術に関する。

欧州特許出願ＥＰ３６５０５８０Ａ１では、室温～６０℃の温度での非熱大気圧プラズマの発生および維持による、基材の試料表面上の結合分子による生体分子の固定化のための２つのステップによる方法を開示している。好ましいプラズマ温度は、室温である。方法は、連続的に実行する、第１のステップおよび第２のステップからなる。第１のステップでは、試料表面を第１のプラズマジェットおよび結合分子に曝露することにより、結合分子を試料表面上に沈着させて、試料表面上に結合層を生成する。方法の第２の連続的ステップでは、結合層を第２のプラズマジェットおよび生体分子に曝露することにより、生体分子を結合層上に沈着させる。

独国特許出願では、自己洗浄層、特には、自己洗浄および／または抗微生物光触媒層を表面に適用するための方法を開示しており、ここでは、作動ガス中の放電により大気プラズマジェットを発生させ、前駆物質材料を作動ガスから別々に導入し、この前駆物質材料をエアロゾルとしてプラズマジェットに直接導入する。また、この発明は、プラズマジェット（２６）の発生のためのプラズマ源（２）、および前駆物質材料をエアロゾル（３４）としてプラズマジェットへ直接導入することが可能となる混合デバイス（３、３’、３’’）を用いた、表面上の層への大気プラズマ適用のためのデバイスに関する。

欧州特許出願ＥＰ１９３９３５０Ａ１では、抗微生物コーティングを有する基材を調製するためのプロセスを開示している。さらに、発明は、プラズマ処理を使用して、抗微生物コーティングを基材の表面上で反応させるプロセスに特に関する。発明のプロセスが、基材の物理的特性にほとんど影響せず、環境に優しく、高分子量の非毒性活性成分を使用し、従来のウェットプロセス技術と比較して抗微生物活性が向上したことが見出された。

本発明では、上記の技術を向上させ、表面に対するコーティングを提供して、生物有機体および化合物に対する表面の親和性を、ならびにハイスループットな適用のためにこの親和性を変更する必要がある。より詳細には、本発明では、生物病原体の伝播を阻害するコーティングを有する表面の提供に焦点を当てる。生物病原体伝播阻害コーティングは、生物病原体、例えば、生物有機体または生体化合物の伝播を少なくとも部分的に、好ましくは完全に阻害するコーティングを指す。伝播の阻害は、
－ 生物病原体の不活性化、すなわち、殺生物性コーティング、
－ 生物病原体の増殖の減少、すなわち、増殖減少コーティング／生物静力学的コーティング、
－ 生物病原体の固定化、すなわち、生物固定化コーティング
により得られ得る。

多くの場合では、生物病原体の不活性化が好ましい。

本発明は、
ａ）低温および大気圧に近い圧力でプラズマガスをイオン化し、これによりプラズマを発生させるステップと、
ｂ）前駆物質を前記プラズマに導入するステップと、
ｃ）前記前駆物質を含む前記プラズマに表面を曝露し、これにより前記表面上にコーティングを形成するステップと
を含む、表面上に生物活性層を生成するための方法に関する。

これにより、前駆物質は、生物病原体伝播阻害化合物を含み、これは、好ましくは、生物病原体不活性化化合物、生物病原体固定化化合物および／または生物病原体増殖減少化合物である。

これはＥＰ３６５０５８０Ａ１とは対照的であり、ここでは、第１の前駆物質を第１のステップにおいて、第２の前駆物質を第２のステップにおいて使用し、第２の前駆物質は、生体分子、例えば、タンパク質、炭水化物、脂質および核酸である。本発明では、使用する前駆物質は、生物病原体伝播阻害化合物を含み、すなわち、前駆物質は、単なる接触により生物病原体の伝播を阻害するのに適する。これにより、生物病原体は、前駆物質として使用する必要がない。本発明の好ましい実施形態では、前駆物質が、生体分子ではないことに留意されたい。本発明の前駆物質が生体分子ではないため、本発明の方法は、広範なプロセスパラメータにおいて実行することができることがわかる。生物病原体の伝播の阻害は、生物病原体の不活性化または殺傷のみを必要とし、困難な生物学的機能、例えば、生物化学的触媒作用を実施しないため、それほどの困難もなく保持される機能である。その上、本発明の好ましい実施形態では、表面は、前もってコーティングされておらず、生物病原体伝播阻害化合物を含む前駆物質とは異なる第２の前駆物質を使用する記載のステップａ、ｂおよびｃを含むプラズマコーティング方法を使用する。

また、これは、ＤＥ１０２８００８０２９６８１Ａ１の教示とは対照的であり、ここで、抗微生物作用は、層を生物活性とするためにコーティング層を励起させるＵＶ照射による後続の照射後にのみ及び、すなわち、前駆物質それ自体は、生物病原体伝播阻害化合物を含まない。本発明では、前駆物質それ自体が、生物病原体伝播阻害化合物を含み、これにより、さらなるＵＶ照射なしに生物病原体の伝播を阻害することが可能となる。本発明の好ましい実施形態では、方法は、基材上の生物活性層に電磁放射して、層に生物病原体の伝播を阻害させるステップを含まないことに留意されたい。

ＥＰ１９３９３５０Ａ１において使用される技術は、本発明のものとは異なる技術に関する。ＥＰ１９３９３５０Ａ１では、３つの技術を開示しており、前駆物質をプラズマに導入し、次いで、基材をこの前駆物質を含むプラズマに曝露することを、このうちのいずれも明示的に開示していない。これは、抗微生物単量体を基材上に沈着させ、その後にのみプラズマに曝露するＲａｃｈｅｌ Ｄａｖｉｓら、Ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０５（２０１１）、４７９１～４７９７ページの教示、および第１の前駆物質を基材上に沈着させ、次いで、プラズマに曝露するか、または前駆物質をガスと混合し、次いで、混合物をプラズマ化し、すなわち、前駆物質をプラズマに導入しないＷＯ２０１６０５０４１９Ａ２にも適合する。

また、本発明は、本発明による方法を使用して得られる生物病原体伝播阻害層を含む表面に関する。

これにより、生物病原体不活性化化合物によって病原体を不活性化することが可能である。このような不活性化化合物の好ましい実施形態は、殺生物化合物、殺ウイルス化合物および／または殺菌化合物である。

この方法の好ましい実施形態では、前駆物質は、殺生物化合物、より好ましくは、以下の表の任意の化合物または化合物の任意の組合せを含み、ここで、容易に参照できるように構造を示す。

殺ウイルス性前駆物質は、細胞外ウイルス粒子（ビリオン）を攻撃および不活性化する、すなわち、この感染性を少なくとも部分的に低下させる化学物質、例えば、個々の化合物または組成物である。多くの場合では、殺ウイルス物質は、（ｉ）ビリオンタンパク質カプシドもしくは超カプシド膜を損傷するか（この殻が破壊されると、ウイルスが物質を宿主細胞に注入する方法は存在しない）、または（ｉｉ）ビリオンに侵入し、ウイルスゲノムを破壊することにより、宿主においてウイルスゲノムがそれ自体を複製することは、もはやできなくなる。ウイルス粒子完全性も影響され得る。

好ましい実施形態では、前駆物質は、殺ウイルス化合物を含み、より好ましくは、前駆物質は、以下の表の化合物のいずれかまたは任意の組合せを含む。

特に好ましい実施形態では、前駆物質は、クエン酸を含む。クエン酸は、好ましくは、純度９９．５の無色結晶の形態で提供され得る。このような場合および他の場合では、好ましくは、水溶液にクエン酸を溶解することが好ましい。

本発明の実施形態では、無機、金属または金属酸化物粒子は、プラズマに前駆物質と同時注入する。

実施形態では、前駆物質は、抗生物質および／またはペプチドを含む。
好ましい実施形態では、前駆物質は、ヒダントイン（ＣＡＳ番号４６１－７２－３を有する）またはヒダントイン誘導体を含む。

前駆物質は、好ましくは、次の化合物：
．アルファ．，．アルファ．’，．アルファ．’’－トリメチル－１，３，５－トリアジン－１，３，５（２Ｈ，４Ｈ，６Ｈ）トリエタノール（ＨＰＴ）、
プロパン－１－オール、プロパン－２－オール、２－フェノキシエタノール、ビフェニル－２－オール、クロロクレゾール、クロロフェン、
５－クロロ－２－（４－クロロフェノキシ）フェノール（ＤＣＰＰ）、
Ｄ－グルコン酸、Ｎ，Ｎ’’－ビス（４－クロロフェニル）－３，１２－ジイミノ２，４，１１，１３－テトラアザテトラデカンジアミジン（２：１）との化合物（ＣＨＤＧ）、
６－（フタルイミド）ペルオキシヘキサン酸（ＰＡＰ）、
クエン酸、ギ酸、グリコール酸、Ｌ－（＋）－乳酸、過酢酸、サリチル酸、ノナン酸、
アルキル（Ｃ１２～１８）ジメチルベンジルアンモニウムクロリド（ＡＤＢＡＣ（Ｃ１２～１８））、
アルキル（Ｃ１２～Ｃ１４）エチルベンジルアンモニウムクロリド（ＡＤＥＢＡＣ（Ｃ１２～Ｃ１４））、
ジデシルジメチルアンモニウムクロリド（ＤＤＡＣ）、
ジメチルオクタデシル［３－（トリメトキシシリル）プロピル］アンモニウムクロリド、
四級アンモニウム化合物、ベンジル－Ｃ１２－１８－アルキルジメチル、１，２－ベンゾイソチアゾール－３（２Ｈ）－オン１，１－ジオキシド（１：１）との塩（ＡＤＢＡＳ）、
Ｎ－（３－アミノプロピル）－Ｎ－ドデシルプロパン－１，３－ジアミン（ジアミン）、
グルタルアルデヒド、グリオキサール、桂皮アルデヒド、３－フェニル－プロペン－２－アール（桂皮アルデヒド）、ジクロロイソシアヌレートナトリウム二水和物、Ｎ－クロロベンゼンスルホンアミドナトリウム（クロラミンＢ）、シムクロセン、
ブロモクロロ－５，５－ジメチルイミダゾリジン－２，４－ジオン（ＢＣＤＭＨ／ブロモクロロジメチルヒダントイン）、
トシルクロルアミドナトリウム（トシルクロルアミドナトリウム－クロラミンＴ）、トロクロセンナトリウム、
５－クロロ－２－メチル－２Ｈ－イソチアゾール－３－オン（ＥＩＮＥＣＳ２４７－５００－７）および２－メチル－２Ｈ－イソチアゾール－３－オン（ＥＩＮＥＣＳ２２０－２３９－６）の混合物（ＣＭＩＴ／ＭＩＴの混合物）、
モノリニュロン、
ビス（ペルオキシモノサルフェート）ビス（サルフェート）ペンタカリウム、
ピリジン－２－チオール１－オキシド、ナトリウム塩（ピリチオンナトリウム）、
ブロノポール、銅、１，２－ベンゾイソチアゾール－３（２Ｈ）－オン（ＢＩＴ）、
３，３’－メチレンビス［５－メチルオキサゾリジン］（オキサゾリジン／ＭＢＯ）、
Ｎ－Ｃ１０－１６－アルキルトリメチレンジ－アミン、クロロ酢酸との反応産物（Ａｍｐｈｏｌｙｔ２０）
２－（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート（ＤＩＡＭＡ）、
２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート（ＢＵＴＡＭＡ）、
３－（ジメチルアミノ）－１－プロピルアミン（ＤＩＭＡＰ）、
Ｎ－［３－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡ）、
ＰＶＰ－Ｉ２ポリ（ビニルピロリドン）－ヨウ素錯体、
キトサン、
ナイシン、
ナタマイシン、
クロルヘキシジングルコネート、
ＣｕＯナノ粒子
のいずれかまたは任意の組合せを含む。

特に好ましい実施形態では、前駆物質は、クエン酸を含む。上記の前駆物質、特には、クエン酸は、好ましくは、生物病原体不活性化化合物として使用し、このため、殺生物層が望ましい場合に好ましい。

加えて、またはあるいは、前駆物質は、疎水性前駆物質、グリコールベースの親水性前駆物質、アミノベースの前駆物質、スルホネートベースの前駆物質、アンモニウムベースの前駆物質、ホスホネートベースの前駆物質、天然化合物またはこれらの任意の組合せを含み得る。

より好ましくは、前駆物質は、次の化合物のいずれかまたは任意の組合せを含み得る：
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロデシルアクリレート、２－（ペルフルオロヘキシル）エチルアクリレート、
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈペルフルオロデシル、
トリエトキシシラン、
ポリ（エチレングリコール）メタクリレート、好ましくは高グリコール含量を有し、好ましくはヒドロキシ基が末端である、
ジ（エチレングリコール）エチルエーテルアクリレート、
ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート、好ましくは高グリコール含量を有する、
ジプロピレングリコールジアクリレート、
トリプロピレングリコールジアクリレート、
アクリルアミド、
２－ヒドロキシプロピルメタクリルアミド、
２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート、
［２－（メタクリロイルオキシ）エチル］ジメチル－（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド、好ましくは溶解方法を使用する、
［３－（メタクリロイルアミノ）プロピル］ジメチル（３－スルホプロピル）アンモニウムヒドロキシド、好ましくは溶解方法を使用する、
［２－（メタクリロイルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロリド、好ましくは水溶液を用い、より好ましくは少なくとも７５ｗｔ％の溶液を用いる、
［２－（アクリロイルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロリド、好ましくは水溶液を用い、より好ましくは少なくとも８０ｗｔ％の溶液を用いる、
［３－（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド、好ましくは水溶液を用い、より好ましくは少なくとも５０ｗｔ％の溶液を用いる、
（３－アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロリド、好ましくは水溶液を用い、より好ましくは少なくとも７５ｗｔ％の溶液を用いる、
２－メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、好ましくは溶解方法を使用する、
ビス［２－（メタクリロイルオキシ）エチル］ホスフェート、
ジエチル（アクリロイルオキシエチル）、
ホスホロアミデート、好ましくは合成である、
ジエチルアリルホスフェート、
チモール、好ましくは溶解方法を使用し、より好ましくはアルコール溶液を用いるか、または有機溶剤の溶液を用いる、
クエン酸、好ましくは溶解方法を使用し、より好ましくはアルコール溶液を用い、より好ましくはエタノール溶液を用いるか、または水溶液に少なくとも部分的に溶解する
乳酸（ＤＬ）、好ましくは液体形態であり、および／または水溶液もしくはアルコール溶液、例えばエタノール溶液を用いる。

このような前駆物質は、好ましくは、生物病原体不活性化化合物として使用し、ここで、生物病原体はウイルスであり、このため、殺ウイルス層が望ましい場合に好ましい。

好ましい実施形態では、前駆物質は、ハロゲン含有化合物、より好ましくは、本発明の生物活性層に存在する場合、そのハロゲンを浸出させることが可能なハロゲン浸出化合物を含む。好ましくは、化合物は、塩素、フッ素、臭素および／またはヨウ素を含む。ハロゲン化ヒダントインまたはヒダントインベースの化合物が特に好ましく、例えば、好ましくは、１－ブロモ－３－クロロ－５，５－ジメチルヒダントイン（ＢＣＤＭＨまたはブロモクロロジメチルヒダントインとも呼ばれ、ＣＡＳ番号１６０７９－８８－２を有する）である。理論に拘束されることは望まないが、ハロゲンを浸出させる生物活性層と接触することとなる生物病原体を不活性化し得ることが予想される。

好ましい実施形態では、前駆物質は、サクシンイミドまたはサクシンイミドベースの化合物を含む。サクシンイミド（ＣＡＳ番号１２３－５６－８）は、次の構造式を有する。

サクシンイミドおよびサクシンイミドベースの化合物は、生物病原体固定化化合物として特に好ましい。

実施形態では、前駆物質は、次：
－ 病原体官能基を有する有機シロキサン、
－ 官能基を有し、これにより、好ましくは、この重合性化合物がアクリレート、メタクリレートもしくはビニルである、重合性化合物、および／または
－ 官能基を有する飽和化合物
のいずれかを含み、ここで、官能基は、生物病原体伝播阻害官能基であり、これは、フッ素化官能基、グリコールベースの官能基およびアミン基、スルホネートベースの官能基、アンモニウムベースの官能基またはホスフェートベースの官能基であり得る。これにより、好ましくは、アミン基は、一級アミン基、二級アミン基または三級アミン基であり得る。好ましい実施形態では、前駆物質は、ＦＰＤＡおよび／またはＢＵＴＡＭＡを含む。

また、本発明の方法は、次の特定の使用に関する：
－ 前駆物質が、好ましくは、殺生物化合物および／または殺ウイルス化合物を含む、基材の表面上の生物病原体を不活性化するための方法の使用、
－ 前駆物質が、好ましくは、アミン、シロキサン、スルホネート、アンモニウム、ホスホネート、四級アンモニウム、金属ナノ粒子、酵素、界面活性物質、ペプチド、リポペプチドまたはこれらの任意の組合せを含む、表面に接着する微生物材料の増殖を減少させるための方法の使用、ならびに
－ 前駆物質が、好ましくは、キトサンを含む、微生物材料を表面上で採取するための方法の使用。

種々の前駆物質のこのような特異的作用を以下の表に要約する。

上の表では、少なくとも次の化合物：２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート（ＢＵＴＡＭＡ）、２－（ジメチルアミノ）エチルメタクリレート（ＤＩＭＡＥＭＡ）に略称を使用している。上の表の検査した前駆物質は、言及しているものに限定されないことに留意されたい。他の前駆物質も検査しており、その一部は、本文書のいずれかにさらに詳細に考察する。

実施形態では、前駆物質は、ヒドロキシ（アルコール）、カルボキシ（酸）、アルデヒド、アミン、グリコール、フッ素化炭素、シロキサン、四級アンモニウム、スルホネート、アンモニウム、ホスホネート、ハロゲン、天然油、金属（金属ナノ粒子）、金属酸化物、無機粒子、塩、酵素、界面活性物質、ペプチド、リポペプチド、キトサン、抗生物質またはこれらの任意の組合せを含む。

本発明の実施形態では、生物病原体伝播阻害化合物は、生物病原体増殖減少化合物、好ましくは、微生物増殖減少化合物である。次いで、本発明の方法は、表面に接着する微生物材料の増殖を減少させるために使用することができる。これにより、好ましくは、前駆物質は、アミン、シロキサン、スルホネート、アンモニウム、ホスホネート、四級アンモニウム、金属ナノ粒子、酵素、界面活性物質、ペプチド、リポペプチドまたはこれらの任意の組合せを含む。

本発明の実施形態では、生物病原体伝播阻害化合物は、生物病原体固定化化合物、好ましくは、微生物採取化合物である。次いで、本発明の方法は、微生物材料を表面上で採取するために使用することができる。これにより、好ましくは、前駆物質は、キトサンを含む。

本出願人は、上記の前駆物質が、生物有機体および化合物に関する表面特性を著しく変更することを見出した。より詳細には、前駆物質は、本発明の方法を使用して沈着させた層を設けた表面と接触する状態となる生物病原体の伝播の少なくとも部分的な阻害が可能となる化合物である。上に示すように、生物病原体の伝播の少なくとも部分的な阻害は、前駆物質として使用する化合物に応じた方法で生じさせることができる。少なくとも３つの可能な作用が、生物病原体の伝播を阻害するために使用可能である。

本文書の文脈では、「阻害」の用語は、生物病原体の伝播が不完全であるか、または遅延するという意味において、部分的阻害を含むことに留意されたい。好ましくは、伝播の完全な阻害を生じる。

本文書の文脈では、「生物活性層」の用語は、基材表面の薄く、少なくとも部分的な被覆を指す。層は、表面全体を被覆し得るが、部分的被覆も好ましい場合がある。「コーティング」および「コーティング層」の用語は、本文書において「層」と同義的に使用する。「生物活性」の用語は、本明細書において、生物学的または生物化学的物質に対する測定可能な作用を有する層を指す。特には、本発明の文脈では、層の生物活性は、生物病原体の伝播を阻害することを含む。

前駆物質をプラズマに挿入し、表面を生じるプラズマに曝露する大気低温プラズマコーティング技術は、高いスループット率で適用することができ、さらにその上、非常に滑らかで薄いコーティングが可能となる。また、プラズマ技術により、広範な形およびサイズを有する表面の処理が可能となる。

表面上に薄層を沈着させるプラズマ技術は、これまでに適用されている。本出願人および発明者らは、この主題についての特許出願をこれまでに申請している。

ＷＯ２０１９２４３６３１Ａ１の文書では、ａ）ジェット入口、ノズル出口、およびジェット入口からノズル出口まで延長している側壁を含む交換可能なシールドを製造するステップであって、ノズル出口が、対象プロファイルの少なくとも一部と本質的に合同の縁を含む、ステップと、ｂ）交換可能なシールドをプラズマジェット発生装置のジェット出口に脱離可能に連結するステップと、ｃ）対象プロファイルがノズル出口の縁と密接に適合するように対象をノズル出口に配置し、これによりノズル出口と対象との間のギャップを最小化するステップと、ｄ）プラズマジェット発生装置によりシールド内にプラズマジェットを生成して、シールド内のプラズマジェットにコーティング前駆物質を注入し、これにより動作圧を生成することにより、大気圧よりも好ましくは、最大で１０％高い動作圧の低温無酸素のプラズマによって対象をプラズマコーティングし、これにより酸素枯渇プラズマ域において対象をプラズマコーティングするステップとを含む、対象プロファイルを含む対象をプラズマコーティングするための方法を開示している。

ＷＯ２０１９０３８３７８Ａ１の文書では、基材上にコーティングを沈着させるための方法を開示している。フルオロ－アクリレート単量体、フルオロ－アルキルアクリレート単量体、フルオロ－メタクリレート単量体、フルオロ－アルキルメタクリレート単量体、フルオロ－シラン単量体またはこれらの組合せもしくは誘導体を含む第１の前駆物質を提供している。線状シロキサン、シラン単量体、環状シロキサン、環状シラン単量体またはこれらの組合せもしくは誘導体を含む第２の前駆物質を提供している。第１および第２の前駆物質は、処理領域に同時注入する。大気または減圧プラズマ放電をこの処理領域内に生成する。基材コーティングは、交互多積層ナノ構造を含み、第１および第２の前駆物質の共重合により形成する。

このような文書では、好ましくは、低酸素または無酸素のプラズマ流を生成し、プラズマ流に単量体前駆物質を導入することにより、表面上に層を沈着させるための多数のプラズマ技術を記載している。次いで、プラズマ流を処理する表面上に配向させる。これにより、表面上での単量体の直接的重合が起こる。この技術では、典型的には、０℃～１００℃、好ましくは、室温の低温プラズマを利用する。また、プラズマは、大気圧または大気圧に近い圧力で適用し、これは、真空圧プラズマ技術よりも大幅に高速である。プラズマ圧を周囲圧力よりもわずかに高くして、プラズマ流の配向を確実とし、処理時に周囲の空気に存在する酸素を表面から抜くことを確実とする。

ｔ＝ｔ０でプラズマをオンにした場合を示す図である。前駆物質Ｒ－Ｘをプラズマガスに加え、プラズマを基材に接触させる。これにより、前駆物質Ｒ－Ｘをラジカル化し、基材を活性化する。 ｔ＝ｔ１でプラズマをオンにした場合を示す図である。ラジカル再結合反応が表面上で起こり、基材と前駆物質との間に共有結合が生じる。 ｔ＝ｔ２でプラズマをオンにした場合を示す図である。フィルムの成長および厚さは、処理時間に依存する。また、架橋結合が起こる。 ｔ＝ｔ３でプラズマをオフにした場合を示す図である。プラズマ処理後、機能性プラズマ沈着フィルムが残り、これは、基材上に移植する。

本明細書において使用する場合、次の用語は、次の意味を有する。
「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、本明細書において使用する場合、文脈上明白に他に指示しない限り、単数と複数の両参照対象を指す。例として、「ａ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ（区画）」は、１つまたは２つ以上の区画を指す。

「約」は、本明細書において使用する場合、測定可能な値、例えば、パラメータ、量、経時的期間等を指すが、そのような変動が、開示の発明において実施するのに適切である限り、特定する値の、および特定する値から＋／－２０％以下、好ましくは、＋／－１０％以下、より好ましくは、＋／－５％以下、さらにより好ましくは、＋／－１％以下、なおより好ましくは、＋／－０．１％以下の変動を包含することを意図する。ただし、「約」の修飾語が指す値は、それ自体をも詳細に開示するものであることが理解されるべきである。

「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」ならびに「ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ（からなる）」は、本明細書において使用する場合、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」または「ｃｏｎｔａｉｎ（含む）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｓ」と同義であり、続くもの、例えば、成分の存在を特定し、当技術分野において公知のまたは当技術分野において開示されるさらなる列挙しない成分、特徴、要素、メンバー、ステップの存在を除外または排除しない、包括的または無制限の用語である。

その上、第１、第２、第３等の用語は、本明細書および特許請求の範囲において、類似の要素を区別するために使用し、特定しない限り、連続的または経時的順序を記載するために必ずしも使用しない。このように使用する用語は、適切な状況下で可換であり、本明細書において記載する本発明の実施形態が、本明細書に記載または例示する以外の順序で動作可能であることが理解されるべきである。

エンドポイントによる数値範囲の列挙は、その範囲内に包含するすべての数および数画分、ならびに列挙するエンドポイントを含む。

「重量％」、「重量パーセント」、「％ｗｔ」または「ｗｔ％」の表現は、ここおよび本明細書を通じて他に定義しない限り、製剤の全重量に基づくそれぞれの成分の相対重量を指す。「容量％」、「容量パーセント」、「％ｖｏｌ」または「ｖｏｌ％」の表現は、ここおよび本明細書を通じて他に定義しない限り、製剤の全容量に基づくそれぞれの成分の相対容量を指す。

「１つまたは複数」または「少なくとも１つ」の用語、例えば、群のメンバーの１つまたは複数あるいは少なくとも１つのメンバー（複数可）は、それ自体は明白である一方、さらなる例証によって、この用語は、例えば、このメンバーのいずれか≧３、≧４、≧５、２５≧６または≧７等、およびこのすべてのメンバーに至るまでのような、このメンバーのいずれか１つまたはこのメンバーのいずれか２つ以上への参照を、とりわけ包含する。

本明細書において使用する場合、抗微生物の用語は、表面上に存在し得る微生物材料、特には、ウイルスおよび／または細菌材料の増殖の減少を指す。

本明細書において使用する場合、抗ウイルスおよび殺ウイルスの用語は、接触時にウイルスを破壊または不活性化する能力を指す。

本明細書において使用する場合、エアロゾルの用語は、空気または別のガス中の微細固体粒子または液滴の懸濁液を指す。

「生物病原体」の用語は、疾患をもたらし得る生物有機体または化合物を指す。病原体は、感染体、または単純に病原菌とも呼び得る。好ましくは、生物病原体は、ウイルス、細菌、原生動物、プリオン、ビロイドまたは真菌である。特に好ましい実施形態では、生物病原体は、ウイルスである。好ましい実施形態では、生物病原体を不活性化することが好ましい。

ウイルスエンベロープは、多くの種類のウイルスの最外層である。これは、宿主細胞間を移動する場合、ウイルスの生活環における遺伝子材料を保護する。すべてのウイルスが、エンベロープを有するとは限らない。本発明の実施形態では、生物病原体は、脂質エンベロープウイルスまたは非脂質エンベロープウイルス、好ましくは、脂質エンベロープウイルスである。

エンベロープは、宿主細胞膜（リン脂質およびタンパク質）の一部に典型的に由来するが、一部のウイルス糖タンパク質を含む。これらは、ウイルスが宿主免疫系を回避するのに役立ち得る。エンベロープ表面上の糖タンパク質は、宿主膜上の受容体部位を同定し、これに結合するように作用する。次いで、ウイルスエンベロープは、宿主膜と融合して、カプシドおよびウイルスゲノムが宿主に侵入し、これに感染することが可能となる。

また、一部のエンベロープウイルスは、もう１つのタンパク質層であるカプシドをエンベロープとゲノムの間に有する。

ウイルスが出芽する細胞は、大抵は死滅するか、または衰弱し、長時間さらなるウイルス粒子を脱落させる。このようなウイルスの脂質二重層エンベロープは、乾燥、熱および界面活性剤に対して相対的に感受性であり、このため、このようなウイルスは、非エンベロープウイルスよりも滅菌することが容易であり、宿主環境外では生存が制限され、典型的には、宿主から宿主へ直接伝播しなければならない。エンベロープウイルスは、優れた適応性を有し、免疫系から逃れるために短時間に変化することができる。エンベロープウイルスは、持続感染を引き起こすことができる。

エンベロープウイルスの例：
－ ＤＮＡウイルス：ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、ヘパドナウイルス、アスファウイルス科（Ａｓｆａｒｖｉｒｉｄａｅ）
－ ＲＮＡウイルス：フラビウイルス、アルファウイルス、トガウイルス、コロナウイルス、Ｄ型肝炎ウイルス、オルソミクソウイルス、パラミクソウイルス、ラブドウイルス［２］、ブニヤウイルス、フィロウイルス
－ レトロウイルス
「ウイルス」の用語は、本発明によれば、２本鎖または１本鎖ＲＮＡまたはＤＮＡウイルスを含み、これは、細菌、植物および／または動物の細胞に感染する。これらは、次のウイルスファミリー由来のウイルスを含む：イリドウイルス科（Ｉｒｉｄｏｖｉｒｉｄａｅ）、アフリカブタ熱ウイルス、ポックスウイルス科（Ｐｏｘｙｉｒｉｄａｅ／Ｐｏｘｖｉｒｉｄａｅ）、パルボウイルス科（Ｐａｒｖｏｖｉｒｉｄａｅ）、レオウイルス科（Ｒｅｏｖｉｒｉｄａｅ）、ビルナウイルス科（Ｂｉｒｎａｖｉｒｉｄａｅ）、ピコルナウイルス科（Ｐｉｃｏｒｎａｖｉｒｉｄａｅ）、トガウイルス科（Ｔｏｇａｖｉｒｉｄａｅ）、フラビウイルス科（Ｆｌａｖｉｖｉｒｉｄａｅ）、ラブドウイルス科（Ｒｈａｂｄｏｖｉｒｉｄａｅ）、ブニヤウイルス科（Ｂｕｎｙａｖｉｒｉｄａｅ）、ヘルペスウイルス科（Ｈｅｒｐｅｓｖｉｒｉｄａｅ）、アデノウイルス科（Ａｄｅｎｏｖｉｒｉｄａｅ）、パポバウイルス科（Ｐａｐｏｖａｖｉｒｉｄａｅ）、ヘパドナウイルス科（Ｈｅｐａｄｎａｖｉｒｉｄａｅ）、コロナウイルス科（Ｃｏｒｏｎａｖｉｒｉｄａｅ）、カリシウイルス、アレナウイルス科（Ａｒｅｎａｖｉｒｉｄａｅ）、パラミクソウイルス科（Ｐａｒａｍｙｘｏｖｉｒｉｄａｅ）、オルソミクソウイルス科（Ｏｒｔｈｏｍｙｘｏｖｉｒｉｄａｅ）、フィロウイルス科（Ｆｉｌｏｖｉｒｉｄａｅ）、レトロウイルス科（Ｒｅｔｒｏｖｉｒｉｄａｅ）、バキュロウイルス科（Ｂａｃｕｌｏｖｉｒｉｄａｅ）、ポリドナウイルス科（Ｐｏｌｙｄｎａｖｉｒｉｄａｅ）、ヌダウレリア（Ｎｕｄａｕｒｅｌｉａ）（３ウイルス群、ノダウイルス科（Ｎｏｄａｖｉｒｉｄａｅ）、カリモウイルス、ジェミニウイルス、トマト黄化壊疽ウイルス群、ルテオウイルス、マクロウイルス（Ｍａｃｈｌｏｖｉｒｕｓ）、ネクロウイルス、ソベモウイルス、トンブスウイルス、ティモウイルス、ブロモウイルス、ククモウイルス、イラルウイルス、アルファルファモザイクウイルス群、コモウイルス、ダイアンソウイルス、ネポウイルス、エンドウマメひだ葉モザイクウイルス群、トバモウイルス、トブラウイルス、ホルデイウイルス、ポテックスウイルス、ポティウイルス、カルラウイルス、クロステロウイルス、トティウイルス科（Ｔｏｔｉｖｉｒｉｄａｅ）、パルティティウイルス科（Ｐａｒｔｉｔｉｖｉｒｉｄａｅ）、ミオウイルス科（Ｍｙｏｖｉｒｉｄａｅ）、スチロウイルス科（Ｓｔｙｌｏｖｉｒｉｄａｅ）、ポドウイルス科（Ｐｏｄｏｖｉｒｉｄａｅ）、テクティウイルス科（Ｔｅｃｔｉｖｉｒｉｄａｅ）、プラズマウイルス科（Ｐｌａｓｍａｖｉｒｉｄａｅ）、コルチコウイルス科（Ｃｏｒｔｉｃｏｖｉｒｉｄａｅ）、ミクロウイルス科（Ｍｉｃｒｏｖｉｒｉｄａｅ）、イノウイルス科（Ｉｎｏｖｉｒｉｄａｅ）、シストウイルス科（Ｃｙｓｔｏｖｉｒｉｄａｅ）およびレビウイルス科（Ｌｅｖｉｖｉｒｉｄａｅ）。好ましい実施形態では、生物病原体は、ヒト細胞に感染する病原体である。

ウイルスは、上記のファミリーに該当しないウイルスまたは感染体、例えば、植物サテライトウイルス、プリオン、バキュロウイルスおよびバクテリオファージをそれぞれ含み得ることが理解されるべきである。

「バクテリオファージ」の用語は、本発明によれば、バクテリオファージを示し、これは、細菌の特定の株、例えば、サルモネラ（ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）、ブドウ球菌（ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）またはシュードモナス（ｐｓｅｕｄｏｍｏｎｕｓ）バクテリオファージに感染する。実施形態では、生物病原体は、バクテリオファージである。

上に示すように、本発明は、
ａ）低温および大気圧に近い圧力でプラズマガスをイオン化し、これによりプラズマを発生させるステップと、
ｂ）前駆物質を前記プラズマに導入するステップと、
ｃ）前記前駆物質を含む前記プラズマに表面を曝露し、これにより前記表面上にコーティングを形成するステップと
を含む、
表面上に生物活性層を生成するための方法であって、前駆物質が、生物病原体伝播阻害化合物を含む、方法に関する。結果として、生物活性層は、生物病原体伝播阻害層となる。本発明は、化合物の生物病原体伝播阻害機能性が、層を沈着させるプロセスにおいて維持されることを確実とするのに極めて好適である。これは、プラズマガスを標準的な温度および圧力条件下、例えば、室温または室温に近い温度および大気圧または大気圧に近い圧力で適用することができ、前駆物質を、直接プラズマ化するのではなく、プラズマに導入する、すなわち、前駆物質を、プラズマ種との衝突により主に間接的に励起するためである。この種類の励起により、前駆物質の断片化のリスクまたは機能性喪失の他の可能な任意の原因が減少する。

生物活性層を沈着させる基材が、任意の種類の形およびサイズを有する場合があり、天然材料、生物分解性または水溶性材料のように、それらの不活性な性質または極度の脆弱性のため、処理が困難であり得ることを理解することは重要である。しかし、本発明の方法は、際立って低刺激であり、好ましくは、次のいずれかまたは任意の組合せのような多数の材料に使用することができる。
－ 好ましくは、次のいずれかのような基材に使用することが可能なポリマー
－ 汎用材（例えば、ＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＳ、ＥＰＤＭ、ポリオレフィン．．．）
－ エンジニアリング熱可塑性プラスチック（例えば、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＥＳ、ポリアミド、アラミド、アクリロニトリルスチレンアクリレート（ＡＳＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、．．．）
－ フッ素化ポリマー（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、．．．）
－ 生物分解性ポリマー（例えば、ＰＬＡ、ＰＣＬ、．．．）
－ 架橋ポリマー（例えば、エポキシ－アミン、ポリウレタン、シリコーン、．．．）
－ 炭素繊維
－ 水溶性ポリマー（ＰＥＧ、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリアクリルアミド、ジビニルエーテル－マレイン酸無水物（ＤＩＶＥＭＡ）、ポリオキサゾリン、ポリホスフェート、ポリホスファゼン、．．．）
－ 天然材料、例えば、好ましくは、レーヨンもしくはビスコース、多糖類、キトサン、コラーゲン、タンパク質、キサンタンガム、ペクチン、デキストラン、カラギーナン、グアーガム、ヒアルロン酸（ＨＡ）、皮革および／またはセルロース材料、例えば、紙材
－ 金属、例えば、好ましくは、鉄、黄銅、鉛、鉄、スズ、ステンレス鋼、アルミニウム、亜鉛、チタン、金、銀、銅および可能なすべてのこれらの合金のいずれかまたは任意の組合せを含む
－ 無機材料、例えば、好ましくは、ガラス、シリコンウエハ、金属酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ）、炭化物（例えば、ＳｉＣ、炭化チタン）、窒化物（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）
本発明の方法は、好ましくは、次の基材のいずれかの表面に適用する。
－ 膜および／または濾過システム、より好ましくは、脱塩工場または水再生工場において使用し得る、液中膜および／または液中濾過システム。
－ 濾過膜。これにより抗細菌および／または抗ウイルス層が、膜の汚損および／または細菌夾雑を回避するのに役立つ。
－ 水冷ライン、これは、産業生産システム、住宅設備、ラジエーター、コンピュータ冷却システム、好ましくは、ハイエンドのコンピュータ水冷システムに使用することができる。
－ 排水管および／または下水システム。これにより抗細菌および／または抗ウイルス層が、夾雑の減少に役立つ。
－ 例えば、液体用の、分注管および／または分注タップ。これにより抗細菌および／または抗ウイルス層が、液体中の栄養素の交差夾雑を回避するのに役立つ。
－ 運搬システム、例えば、ベルト、グリップ、アーム。
－ 食品包装。これにより、包装内の製品の保存可能期間を、抗細菌および／または抗ウイルス層によって大幅に向上させることができる。このため、包装した製品は、好ましくは、次：ビール、ケチャップ、マヨネーズ、牛乳および乳製品、清涼飲料のいずれかである。
－ 食品取扱デバイス。これにより抗細菌および／または抗ウイルス層が、食品の交差夾雑を回避するのに役立つ。
－ 液体輸送システムおよび／または液体貯蔵タンク。これにより抗細菌および／または抗ウイルス層が、液体の交差夾雑を回避するのに役立つ。
－ 触覚ヒューマンユーザーインターフェース、例えば、キーボード、コンピュータマウス、タッチスクリーン、電話、タブレット。これにより、このようなインターフェースの触覚部品には、好ましくは、夾雑を回避するために抗細菌および／または抗ウイルス層が設けられている。
－ 病院または類似の作業環境において使用する工業用織物および／または手術用織物。これにより抗細菌および／または抗ウイルス層が、夾雑の減少に役立つ。

また、本発明の方法は、好ましくは、次のいずれかの表面に適用することができる。
－ 医療デバイス、好ましくは、再利用可能な医療デバイス。これにより、抗細菌および／または抗ウイルス層によって滅菌が容易となる。医療デバイス上の材料の蓄積により、疾患の拡散が容易となり、これが感染源となり得る。またこれは、移植可能な医療デバイスに特に好ましく、これにより、抗細菌および／または抗ウイルス層によって感染のリスクが減少する。このような移植可能な医療デバイスの例は、インプラント、カテーテル、針、ペースメーカー、移植可能なセンサー等である。
－ 手術用縫合糸、繊維または針。これにより、抗細菌および抗ウイルス層によって感染のリスクを予防または減少させ、このため治癒が促進および加速し、創傷部位における感染の拡散が制限される。
－ 木製パネル。これは、室内用または屋外用であってもよく、特には、湿気に曝露される可能性が高い表面を有する木製パネルであり得る。木製パネル上の抗細菌および／または抗ウイルス層により、例えば、床、バルコニー、テラス、サウナに使用する場合、防御が向上する。
－ 公共空間の表面。これにより抗細菌および／または抗ウイルス層が、疾患拡散のリスクを減少させるのに役立つ。抗微生物および抗ウイルス表面は、ドアノブ、手すり、エレベーターのボタン、浴室空間、キッチンのような特定の表面と多数の人が接触する人口密度の高い場所および領域において、疾患拡散のリスクを減少させ、これにより保守および清掃の頻度をも減少させるのに役立ち得る。
－ 病院の表面または介護施設の表面。これにより、抗細菌および／または抗ウイルス層によって疾患拡散を防ぐ。病院、手術室、診療所等における抗微生物および／または抗ウイルス表面により、鍵となる曝露点における感染の拡散が制限される。
－ 衣服。これにより、抗細菌および／または抗ウイルス層によって微生物の増殖を防ぐ。微生物の増殖を防ぐことにより、洗濯する間にさらなる回数、衣類を使用することができ、匂いは、少なくとも部分的に微生物誘導反応が原因であり得るため、使用後の匂いも減少する。
－ 表面清掃のためのティシュー。これにより、微生物採取層によって、公共空間（浴室、手すり、ドアノブ）、病院、ジム、航空機、電車、バス等における表面の効率的清掃がもたらされる。また、家庭用清掃布巾には、微生物採取層を設け得る。清掃布巾またはティシュー上に微生物採取層を適用することにより、さらなる表面噴霧の必要性を防ぎ得る。
－ 生体材料採取デバイス。例えば、スワブ。これにより、微生物層によって、生物学的解析のための微生物の容易な回収が可能となる。したがって、高親和性表面を形成して、生物学的解析および／またはアッセイならびにさらに効率的なスワブ検査のための効率的材料採取を可能とすることができる。

生物活性層は、特に好ましくは、本発明の方法を使用して、次の基材のいずれかの上に沈着させる。
－ 個人用保護具（ＰＰＥ）。例えば、好ましくは、マスク、作業着、カーテン、手袋、靴または靴カバー、眼鏡、スクリーン、エプロン、オーバーオール、ヘッドキャップ。
－ 病院設備。例えば、好ましくは、ベッドリネン、ベッドシーツ、カーテン、マトラス（ｍａｔｒａｓｓ）、壁、手術室の壁、リジェクトボックス、メスまたはメスの刃、容器、箱、カテーテル外部表面、創傷被覆材、タオル、歯科用使い捨て器具、雑巾、カバーシート、例えば、手術用カバーシート。
－ 産業的用途における基材。例えば、好ましくは、水処理施設における基材、膜、空調システムまたはデバイス、食品加工施設における基材。
－ 実験室設備。例えば、好ましくは、
－ 実験室設備の包装材料。例えば、パラフィルム、ペトリ皿。

－ 実験室設備の使い捨て包装材料。例えば、エッペンドルフチップ、ウェルプレート。
－ 例えば、バス、電車、航空機、自動車等上に見出すことができる輸送システム。好ましくは、座席、壁、シーリング（ｓｅａｌｉｎｇ）、手すり。
－ 非食品接触表面を有する包装。例えば、好ましくは、フィルム、カン、ボトル、トレー、紙コップ。
－ 公共的用途における基材。例えば、バーチャルリアリティーマスク、映画館の座席、壁紙、家具、おむつ、タッチスクリーン、手すり、ドアノブ、例えば、エレベーターまたはバスに見出すことができるようなボタン、ゴミ袋、使い捨てタオルまたはペーパー、冷蔵庫の部品、家庭用空調フィルター、蚊帳、例えば、トイレまたは浴室またはキッチンに見出すことができるような吸引ノズル、キッチンフード。

実施形態では、本発明は、容器、より好ましくは、生体液体のための容器の表面に適用することができる。生体液体は、生体成分を有するか、または生体起源に由来する食品および飲料を含み得る。例は、ワイン、ビール、牛乳、果物ジュース等である。また、生体液体は、解析目的のために採取した生体試料、例えば、血液、唾液、天然に存在する水（川、海、天然起源等由来）等を含み得る。処理する表面は、容器の内側表面および／または容器の外側表面であり得る。

液体容器は、一般に、プラスチック、好ましくは、熱可塑性プラスチック材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン２，５－フランジカルボキシレートフラノエート（ＰＥＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）から作られる。このようなボトルを生成する典型的な一方法は、はじめに、例えば、射出成型により、プリフォームを製造し、その後、延伸ブロープロセスによりプリフォームを完全なボトルサイズに増大させる方法である。

好ましくは、コーティング層は、インタクトである。インタクトコーティング層は、それを適用した表面全体を覆い、コーティング層を適用した表面の材料が露出する領域がない、コーティング層として定義する。このため、コーティング層を適用するプリフォームまたは容器の生物活性特性は、コーティング層の特性により決定する。本発明による厚さを有するインタクトコーティング層の存在を確認するために、表面技術、例えば、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）を適用し得る。

好ましくは、コーティング層は、コンフォーマルなコーティング層である。このようなコンフォーマル層は、表面が大きな湾曲を含む場合であっても、表面に密接に沿う。

上記の機能性は、完全な基材表面のために望ましい場合があるが、基材表面の一部に対してのみ望ましいか、または必要とされる場合もある。その上、基材表面の種々の部分が、種々の機能性または機能性の異なる組合せを有することが望ましい場合がある。したがって、本発明の実施形態では、種々のコーティングを基材表面の種々の部分に対して適用し得る。実施形態では、プラズマコーティングは、基材の少なくとも１つのセクションに、または表面全体にわたって沈着させることができる。

上記の方法の実施形態では、少なくとも１つの前駆物質をガス、液体または固体として、好ましくは、ガスとしてまたはエアロゾルの形態の液体として、最も好ましくは、エアロゾルの形態の液体として、プラズマに投与する。

低エネルギープラズマは、電力密度が、前駆物質、基材を活性化して化学反応を起こすことが可能となるのに十分に高いが、前駆物質、基材の破壊を防ぐのに十分に低いプラズマとして本明細書において定義する。電力密度は、好ましくは、０．２Ｗ／ｌ～８Ｗ／ｌ、より好ましくは、０．５Ｗ／ｌ～７Ｗ／ｌ、なおより好ましくは、０．８Ｗ／ｌ～６Ｗ／ｌ、またより好ましくは、１Ｗ／ｌ～５Ｗ／ｌ、さらにより好ましくは、１．５Ｗ／ｌ～４Ｗ／ｌ、なおさらにより好ましくは、２Ｗ／ｌ～３Ｗ／ｌの範囲、例えば、２Ｗ／ｌ、２．１Ｗ／ｌ、２．２Ｗ／ｌ、２．３Ｗ／ｌ、２．４Ｗ／ｌ、２．５Ｗ／ｌ、２．６Ｗ／ｌ、２．７Ｗ／ｌ、２．８Ｗ／ｌ、２．９Ｗ／ｌ、３Ｗ／ｌまたはこれらの間の任意の値であり、最も好ましくは、２．４Ｗ／ｌ～２．６Ｗ／ｌの範囲である。

コールドプラズマは、このコールドプラズマに曝露される前駆物質および／または基材を融解するか、さもなければ損傷しないよう十分に温度が低いプラズマとして、本明細書において定義する。プラズマの温度は、好ましくは、１５０℃以下、より好ましくは、１３０℃以下、なおより好ましくは、１００℃以下、またより好ましくは、７０℃以下、さらにより好ましくは、６０℃以下、またより好ましくは、５５℃以下、なおさらにより好ましくは、５０℃以下、さらにまたより好ましくは、４５℃以下であり得る。プラズマの温度は、好ましくは、室温、すなわち、プラズマ周囲の温度まで下げ得る。コーティングプロセスを行う場所に応じて、室温は、１０～４０℃、好ましくは、１５～３０℃、例えば、２０～２５℃の範囲であり得る。プラズマの温度は一般に、室温以上である。

温度感受性コーティングを沈着させる場合、プラズマの温度を最適値で定常に維持することが重要である。前駆物質もしくは前駆物質混合物の種類および／または圧力に応じて、最適温度を選択し得る。したがって、実施形態では、前駆物質、前駆物質混合物および／またはプラズマ圧力の種類を考慮して、プラズマの温度を選択する。

本発明のプラズマは、好ましくは、周囲圧力に近い圧力による大気プラズマである。このようなプラズマは、４００～１６００ｈＰａの圧力、好ましくは、４５０～１４００の圧力、さらにより好ましくは、５００～１３００ｈＰａの圧力、またより好ましくは、６００～１２５０ｈＰａ、さらにより好ましくは、７００ｈＰａ～１２００ｈＰａ、なおより好ましくは、８００ｈＰａ～１１５０ｈＰａ、またより好ましくは、９００ｈＰａ～１１００ｈＰａ、最も好ましくは、典型的には、約１０１３ｈＰａであり得る周囲圧力に近い圧力で発生および放電させる。プラズマの圧力は、沈着層の質において重要な役割を果たし得る。大気圧と比較して過剰に低いおよび／または過剰に高いプラズマ圧力に感受性である一部のプラズマ前駆物質もあれば、より低いかまたはより高いプラズマ圧力で、より良いコーティングをもたらす前駆物質もある。しかし、低エネルギーのコールドプラズマは、４００ｈＰａ未満から真空まで低下させる減圧または１６００ｈＰａを越える加圧下で典型的に適用してもよく、両方の場合では、このような低または高圧力を維持する圧力容器を必要とすることに留意されたい。周囲圧力に近い現在好まれる範囲の圧力によるプラズマの使用により、圧力差および圧力勾配の維持に関する任意のコストおよび困難が削減される。

好ましい実施形態では、プラズマは、大気圧下の誘電体バリア放電プラズマである。
層の機能性は、プラズマ条件、例えば、層を沈着させる温度および圧力に依存し得る。したがって、温度および／または大気条件は、コーティング層の所望の機能性を考慮して選択し得る。

好ましい実施形態では、プラズマガスを電極によってイオン化し、このため、より好ましくは、このプラズマガスをこの電極によって、電極表面１ｃｍ^２あたり最大１０ワット、より好ましくは、最大で９Ｗ／ｃｍ^２、なおより好ましくは、最大で８Ｗ／ｃｍ^２、さらにより好ましくは、最大で７．５Ｗ／ｃｍ^２の電力でイオン化する。本発明の多くの実施形態では、電極により適用される電力は、最小で１Ｗ／ｃｍ^２、好ましくは、最小で２Ｗ／ｃｍ^２、なおより好ましくは、最小で２．５Ｗ／ｃｍ^２である。電力は、最も好ましくは、２．５～７．５Ｗ／ｃｍ^２である。

好ましい実施形態では、プラズマガスは、少なくとも容量９９％の不活性ガスを含む。不活性ガスのプラズマガスとしての使用により、温度が上昇する場合でなくても、このプラズマガスおよび設備によって、プラズマガスそれ自体の分子間に反応が起こらないことが本質的に確実となる。実際、反応の欠如によっても、プロセス温度を低く、例えば、５０℃未満、好ましくは、室温に近い温度に維持することが可能となると思われる。低温のプラズマにより、広範な材料から作られた基材の処理が可能となる。その上、これにより、コーティングの形成およびこの接着特性のより良い制御が可能となる。理論に拘束されることは望まないが、発明者らは、プラズマガス中の反応性ガスの欠如により、プラズマガスによる化学反応が、基材の表面において、まったくまたはほとんど起こらず、このため、接着特性のより良い制御が可能となることが確実となると考える。また、プラズマガスが窒素（Ｎ２）であるか、または主にＮ２からなる場合、本発明の実施形態においてプラズマに適用する低電力により、生じるコーティングに窒素が取り込まれても非常に少量であるか、またはまったく取り込まれないことがわかる。これは、例えば、Ｏ２、ＮＨ３またはＣＨ４のプラズマガスとしての使用とはまったく対照的であり、これらはすべて反応性ガスであるとされ、これらはすべてプラズマガスのコーティング中にさらなる微量を残し、これにより接着特性が制御不能となると思われる。

好ましい実施形態では、前駆物質は、プラズマガス残光に加える。これにより、プラズマガスが、プラズマ誘導システム、例えば、電極のセットを越えておよびこの間に流れる。プラズマ誘導システムの下流に、プラズマガス残光が存在し、これは、脱イオン化する時間を有しなかった多数のイオン化プラズマガス分子を含む。前駆物質は、好ましくは、このプラズマガス残光に導入する。結果として、前駆物質は、例えば、プラズマガスのイオン化に使用する電極間に導入する必要はなく、したがって、前駆物質が電極上に層を形成することができないため、電極は長時間清浄に維持され得る。

好ましい実施形態では、このプラズマガスは、少なくとも容量９９％の不活性ガスを含む、すなわち、プラズマガスの容量１％（ｖｏｌ％）以下が、反応性ガスである。より好ましくは、プラズマガスの少なくとも９９．５ｖｏｌ％、なおより好ましくは、少なくとも９９．８ｖｏｌ％、なおより好ましくは、少なくとも９９．９ｖｏｌ％、さらにより好ましくは、少なくとも９９．９５ｖｏｌ％、またより好ましくは、少なくとも９９．９９ｖｏｌ％が、不活性ガスである。これは、プラズマガスが、好ましくは、１ｖｏｌ．％以下のＯ２、より好ましくは、最大で０．５ｖｏｌ％、なおより好ましくは、最大で０．２ｖｏｌ％、またより好ましくは、最大で０．１ｖｏｌ％、なおより好ましくは、最大で０．０５ｖｏｌ％、さらにより好ましくは、最大で０．０１ｖｏｌ％のＯ２を含むことを意味する。本発明の大気プラズマプロセスでは、これは、例えば、周囲圧力に関して過度の圧力を使用することにより達成することができ、例えば、プラズマガスは、少なくとも１０１３ｍｂａｒ、好ましくは、少なくとも１０２０ｍｂａｒ、より好ましくは、少なくとも１０３０ｍｂａｒ、さらにより好ましくは、少なくとも１０４０ｍｂａｒ、さらにより好ましくは、少なくとも１０５０ｍｂａｒの圧力で送達される。このようなわずかに過度の圧力により、プラズマ残光に低酸素およびさらには無酸素域を生成することが可能となる。

本発明の大気プラズマコーティングプロセスでは、バッチプロセスおよびインラインプロセスの両方が可能となる。したがって、ある実施形態では、表面は、ステップｃの間に移動し、別の実施形態では、表面は、ステップｃの間に静止している。また別の実施形態では、表面は、ステップｃの間に所定の軌道に従って、移動したり、静止したままであったりする。これにより、例えば、表面の一部分上には厚いコーティングを、この表面の他の部分上には薄いコーティングを生成することが可能となる。

本発明の実施形態では、プラズマガス流は、１～１５００標準リットル毎分（「ｓｌｐｍ」）、より好ましくは、５０～１５００ｓｌｐｍである。１「ｓｌｐｍ」は、大気圧および室温における１リットルのガスである。より好ましくは、プラズマガス流は、８０ｓｌｐｍ～１０００ｓｌｐｍである。好ましくは、前駆物質を含むプラズマガスは、プラズマジェットノズルの出口から排出する。好ましい実施形態では、プラズマガス流は、基材の表面とプラズマジェットノズルの出口との間の距離を考慮して決定する。このような距離が長いほど、使用した前駆物質以外の反応性ガスを有しないプラズマに表面を晒すことを確実とするために、プラズマガス流がより必要とされる。特には、プラズマが、例えば、周囲の空気に由来する酸素を本質的に含まないことを確実とすることができる。

本発明の実施形態では、基材は、前駆物質を含むプラズマに晒す前にプラズマ前処理ステップを経る。これは、好ましくは、極度に不活性な表面、例えば、ガラス、シリコンウエハ、金、高性能エンジニアリング熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性樹脂等の場合に実施する。これにより、プラズマ前処理によって、好ましくは、基材の表面が活性化され、すなわち、表面ラジカルが生成され、また、好ましくは、表面が少なくとも部分的に酸化されて、多くの場合、表面エネルギーの上昇が引き起こされ得る。

好ましい実施形態では、前処理は、
－ 酸素に富むプラズマ環境において、より好ましくは、空気またはＣＯ２もしくは他の酸素含有種を使用して、
－ プラズマガスイオン化ステップａ）の間に使用する電力と比較して高い電力で、および／あるいは
－ 化学的前駆物質を加えずに
実施する。

本発明の実施形態では、コーティングした基材は、大気プラズマ後処理ステップを経る。好ましくは、この後処理ステップの間に、プラズマフィルムの分子量が増加し、および／またはプラズマフィルムの熱安定性が上昇する。

好ましい実施形態では、プラズマ後処理は、
－ 酸素の非存在下で、不活性プラズマガス、例えば、Ｎ２、ＡｒもしくはＨｅ（またはこれらの混合物）を使用して、
－ プラズマガスイオン化ステップａ）の間に使用する電力よりも低いプラズマ電力において、および／あるいは
－ 化学的前駆物質を加えずに
実施する。

プラズマにより、前駆物質および／または表面が化学的に活性化される。前駆物質および／または表面のこの活性化は、二重原子結合開口、ラジカル除去および／またはイオン形成により生じ得る。これにより、コーティング層の形成に必要とされる反応が可能となり、および／または向上する。このような反応は、
－ 前駆物質間の反応、例えば、重合反応および架橋結合反応、ならびに／または
－ 前駆物質と表面との間の反応、例えば、共有結合反応
を含み得る。好ましくは、コーティング層は、表面に共有結合的に移植する。

本発明の実施形態では、プラズマコーティングは、５～６００ｎｍ、好ましくは、５～５００ｎｍ、より好ましくは、１０～５００ｎｍ、さらにより好ましくは、１０～３００ｎｍ、またより好ましくは、１０～２００ｎｍ、なおより好ましくは、１０～８０ｎｍ、例えば、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍまたはこれらの間の任意の値、最も好ましくは、約２０ｎｍの厚さを有する。プラズマコーティング厚は、プラズマおよび／または前駆物質への表面の曝露時間を制御することにより良好に制御することができる。

好ましい実施形態では、プロセス温度は、最大で５０℃、より好ましくは、最大で４０℃、なおより好ましくは、最大で３０℃、最も好ましくは、室温に近い温度である。

好ましい実施形態では、プロセス温度は、より好ましくは、プラズマガスのイオン化に使用する電極を冷却することにより制御する。これは、例えば、水冷および／または空冷電極であり得る。好ましくは、電極の温度を測定し、および／または基材の温度を測定して、プラズマガスの温度のより良い制御を可能とする。典型的には、これは、温度制御システム、例えば、ＰＩＤ制御システムを使用することにより達成することができ、これにより、例えば、所定の所望のプロセス温度の測定温度との関連を調べることによって、電極を冷却することにより、プラズマの冷却を操ることが可能となる。好ましくは、電極および基材の温度を測定し、温度制御システムにより、プロセス温度が、電極温度と基材温度との間に位置することを確実とする。

本発明のプラズマ沈着プロセスは、プラズマガス段階における表面ラジカル（すなわち、難処理基材の活性化）およびラジカル化種の同時生成に基づき、これにより、基材への種のラジカル再結合反応（すなわち、共有結合に基づく移植）が引き起こされる。前駆物質の化学的性質は、古典的単量体から飽和分子、有機から無機分子、低分子量（例えば、単量体、オリゴマー）から高分子量（例えば、溶解または乳化されるポリマー）の範囲に及び得る。

図１～４に概要を述べるスキームは、大気プラズマ沈着プロセスの間の種々の段階を示す。

図１：ｔ＝ｔ０でプラズマをオンにする。前駆物質Ｒ－Ｘをプラズマガスに加え、プラズマを基材の表面に接触させる。これにより、前駆物質Ｒ－Ｘをラジカル化し、表面を活性化する。

図２：ｔ＝ｔ１でプラズマをオンにする。ラジカル再結合反応が表面上で起こり、基材の表面と前駆物質との間に共有結合が生じる。

図３：ｔ＝ｔ２でプラズマをオンにする。フィルムの成長および厚さは、処理時間に依存する。また、架橋結合が起こる。

図４：ｔ＝ｔ３でプラズマをオフにする。プラズマ処理後、機能性プラズマ沈着フィルムが残り、これは、基材の表面上に移植する。

ステップ１では、プラズマを発生させて（不活性プラズマガス、例えば、Ｎ２、アルゴン、ヘリウムまたはこれらの任意の混合物を使用する、直接的または間接的プラズマ構造に基づき得る）、プラズマガス段階においてラジカル化種を即時的に生成する。このような種は、ガス（もしくはガス混合物）または液体（例えば、エアロゾル、噴霧、液体混合物、乳濁液、分散液もしくはポリマー溶液）として、好ましくは、ガスまたはエアロゾルとして、プラズマに加えることができる。図１～４に概要を述べるスキームでは、我々は、「Ｒ－Ｘ」の共示を使用して最初の前駆物質を、「Ｒ－Ｘ・」の共示を使用して前駆物質のラジカル化形態を表した。「Ｒ」は、標的とする機能性であり、「Ｘ」は、ラジカル化することが可能な分子の一部である。例えば、「Ｘ」は、反応性であり得るが（例えば、Ｃ＝Ｃ二重結合、Ｃ＝Ｏ、エポキシ、イソジアネート、．．．）、非反応性であってもよく（すなわち、飽和している）、この特異的場合では、ラジカルは、水素引抜きまたは他の任意の単結合切断に基づいて形成される。

ラジカル化種に加えて、ガス段階において、同様にプラズマに接触する基材の表面上に、表面ラジカルも形成する。このような表面ラジカルの生成は、水素引抜きまたは基材の表面に位置する共有結合の切断に主に基づき得る。

ステップ２では、ラジカル化種と表面ラジカルとの間にラジカル再結合反応が起こる。このラジカル再結合反応によって、共有結合の形成による表面への前駆物質の永久的移植が生じる。反応性ガス、例えば、Ｏ２の存在は、この段階の間に回避する必要があることに注目しなければならない。

ステップ３では、ラジカル再結合による種の連続的組込みによって、フィルム成長が起こる。プラズマプロセスが「非特異的」であり、これは、特異的前駆物質を表面上の任意の位置に構築可能であることを意味し、プラズマ沈着フィルムの不均一な構造が分子レベルでもたらされることに注目しなければならない。その上、「連続的」プラズマまたは「瞬間的」プラズマプロセスにおいて、フィルム成長が起こり得る。この瞬間的プラズマは、特異的プラズマオフタイムを有し、ここでは、従来のポリマー合成における伸張と同様に、再結合反応が支持される。

プラズマ沈着プロセスの最終段階（ステップ４）では、プラズマのスイッチをオフにするか、または同様に、基材をプラズマ残光域から離して、基材の表面に共有結合する完全機能性コーティング層を生成した。

生じるプラズマ沈着フィルムは、次のユニークな特徴を有する。
－ 基材の表面に共有結合する。
－ 生物活性である。例えば、
（ｉ）表面へのタンパク質、細菌、ウイルスおよび／もしくは真菌の接着が減少し、
（ｉｉ）表面に接着する微生物材料の増殖が減少もしくは阻害され、
（ｉｉｉ）表面との接触時にタンパク質、細菌、ウイルスおよび／もしくは真菌を破壊もしくは不活性化する能力を有し、ならびに／または
（ｉｖ）微生物材料を表面上で採取（すなわち、固定化）することができる。
－ 不均一性である。
別個の繰返し単位を有するポリマー類似体と比較して、プラズマ沈着フィルムは、本質的に不均一である。これは、ポリマー骨格における主炭素鎖に加えて、他の要素も組込み可能であることを意味する（導入した前駆物質に起源を有する）。
－ 架橋結合する。
プラズマ沈着フィルムのフィルム成長段階において、成長するフィルムそれ自体の表面上にラジカル部位も生成する。このようなラジカル部位はランダムに生成して、架橋結合の生成をもたらす。
－ 高分子量である。
完全機能性プラズマ沈着フィルムの分子量は、フィルムの架橋結合性のために高い（従来の熱硬化性樹脂に匹敵する）。Ｏ_２の存在は、プラズマプロセスの処理領域において回避する必要があることに注目しなければならない。相当量のＯ_２（＞１００ｐｐｍ）が存在する場合、ラジカル再結合反応をクエンチさせて、プラズマ沈着フィルムに存在する低分子量断片をもたらし、これは、可塑化作用を有する。したがって、ほとんどの好ましい実施形態では、プラズマガスは、最大で０．０１ｖｏｌ％のＯ２を含む。
－ 耐久性である。
プラズマ沈着フィルムの架橋結合性および高分子量のため、フィルムの耐久性は、従来のプライマーと比較して大いに増強される。全体的に見て、プラズマ沈着プロセスと接着剤またはトップコートの適用との間の時間を、最短で６カ月の期間に延長し得ることを検査した。
－ 乾性である。
プラズマ沈着プロセス後、生じるフィルムは、いかなる後続の乾燥ステップをも必要としない。また、後続の硬化ステップが必要でなくても、フィルムの分子量の向上をもたらし得る。

本発明による、表面上にコーティング層を生成するための装置は、２０１８年６月２２日申請の欧州特許出願ＥＰ１８１７９３５４．８および２０１９年６月２４日申請の国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１９／０６６６４７号に見出すことができ、この両方は、本明細書に組み込む。このような文書に記載されているこのような装置および方法は、本文書において考察するコーティング層を生成するために使用することができる。

コーティング層は、大気圧プラズマジェットによりコーティングを沈着させるための装置を使用して生成することができ、この装置は、
－ ジェット出口を含むプラズマジェット生成装置、ならびに
－ アダプターおよびシールド、好ましくは、交換可能なシールドを含むノズルであって、シールドがジェット入口を含み、ノズル出口および側壁がジェット入口からノズル出口まで延長している、ノズル
を含み、ここで、アダプターは、好ましくは、シールドをプラズマジェット生成装置上に脱離可能に連結し、これによりジェット出口とジェット入口とを伝達可能に結合させるように構成されている。

好ましくは、シールドは、ジェット入口に、側壁に連結したフランジを含み、ここで、アダプターは、フランジの保持に適するサイズおよび形を有する開口を含む擁壁を含む。

好ましくは、シールドは、一体化している。
好ましくは、シールドは、絶縁材料を含む。より好ましくは、シールドは、ポリマー材料を含み、好ましくは、これから作られる。

好ましくは、シールドのノズル出口は、非平面の縁を含む。
好ましくは、ジェット出口は、開口を含み、ジェット入口は、ジェット出口の開口よりも大型の開口を含む。

好ましくは、側壁は、テーパ部分を含む。
好ましくは、シールドの側壁は、少なくとも１つの前駆物質入口を含む。

好ましくは、ノズルは、均質化手段を含み、好ましくは、シールドは、乱流要素を含む。

好ましくは、ノズルは、冷却に適し、好ましくは、シールドの側壁は、冷却液の通過のためのチャネルを含む。

好ましくは、シールドのノズル出口は、縁を含み、装置は、この縁を、この基材のこの表面の少なくとも０．１ｍｍおよび最大で５ｍｍ、好ましくは、少なくとも０．２ｍｍおよび最大で２ｍｍ、より好ましくは、少なくとも０．５ｍｍおよび最大で１ｍｍの距離に維持するように構成される。

以下に記載する検査におけるコーティングは、ＭｏｌｅｃｕｌａｒＰｌａｓｍａ社の技術によるＰｌａｓｍａＳｐｏｔ（登録商標）を使用し、およそ１００Ｗの電力（ただし、６０～４５０Ｗの任意の電力が機能し得る）、約１５ｋＶの電位（ただし、５～２５ｋＶの任意の電位が機能すると考えられる）、約６０ｋＨｚの周波数、プラズマガスＮ_２（ただし、Ｎ_２、Ｈｅ、Ａｒ、さらに空気およびこれらの混合物をも使用し得る）、約１００ｓｌｍのプラズマガス流（ただし、１０～２５０ｓｌｍの任意のプラズマ流を使用し得る）、エアロゾルとして注入する前駆物質（ただし、液体前駆物質、ガス前駆物質、および液体、溶液、懸濁液等の混合物も良好に機能する）、約８ｍｍの作動距離（ただし、１～２０ｍｍの任意の作動距離が機能すると考えられる）、およそ室温の温度を使用して得た。生物病原体伝播阻害化合物を有する前駆物質を使用することにより形成した層の生物病原体伝播阻害特性は、広範な動作条件下で得ることができることが考えられる。これにより、生物病原体の伝播を阻害する機能は、複雑な触媒プロセスまたはコンフォーマルコーティングを必要としないという意味では、相対的に未熟であることに留意されたい。本発明の本旨は、基材の表面上で複雑な化学反応を誘導することではなく、生物病原体の伝播を減少させることである。

生物活性層の生物病原体伝播阻害特性を、多数の前駆物質について検査した。以下の検査は、バクテリオファージＭＳ２を使用して実施した。バクテリオファージＭＳ２は、大腸菌に感染する２７５ÅのＲＮＡウイルスである。小型のサイズ、相対的に単純な組成および成長の容易さのため、ウイルス複製、翻訳、感染および集合を含む多くの高分子プロセスのモデル生物としてＭＳ２は使用される。精製の容易さ、ヒトに対する無害性および耐久性のため、ＭＳ２は、抗ウイルスおよび防腐剤の有効性ならびに水処理工場および濾過デバイスの効率についての定量的マーカーとしても益々使用されている。加えて、遺伝子修飾形態のＭＳ２もワクチン開発のため、および臨床診断ツールとしての使用のために利用可能である。ＭＳ２の検査を一般に使用して、エンベロープウイルスに対して一般に手順が有する作用を調べる。この場合では、検査は、本発明による方法を使用して沈着させた生物活性層を有する基材を、ＭＳ２夾雑物に晒すことを含む。

検査は、ＬＩＳＴ（ルクセンブルグ科学技術研究所）において実施した。
ウイルス量減少検査をＡＳＴＭ Ｅ２７２１－１６規格に従って実施した。ＡＳＴＭ Ｅ２７２１－１６において提唱されているＡ型インフルエンザウイルスは、モデルとして別のウイルス：ＭＳ２に置換した。ＭＳ２は、検査間のいかなる生物安全性リスクをも防ぐバクテリオファージである。殺ウイルス活性についての結果は、Ａ型インフルエンザ（３～４日）よりも早く（２４時間）得られる。ＭＳ２は、殺ウイルス作用に関する他の規格（例えば、医療分野における殺ウイルス活性の評価のための定量的懸濁検査であるＥＮ１４４７６）において使用される裸のウイルスである。

検査は、検証部分およびデータ収集部分を含んだ。対照部分では、ＭＳ２ファージを無処理の基材表面、すなわち、ＰＰＥ口マスクの表面上に噴霧した。ＭＳ２ファージの回収物は、基材、すなわち、ＰＰＥ口マスクをすすぐことにより得る。データ収集部分は、対照部分において同様に使用する噴霧およびすすぎステップの前に、処理ステップを含む。これにより、処理ステップでは、多くの実施形態のために本発明の方法の実施を必要とする。作用は、データ収集部分の結果を検証部分の結果と比較することにより得ることができる。

感染制御に関しては、「対数減少値」により、病原体の減少における産物の有効性がわかる。対数減少値が大きいほど、細菌および感染を生じ得る他の病原体の殺傷において産物は、より有効である。

産物有効性検査において、微生物学実験室では、細菌検査の場合はコロニー形成単位（ＣＦＵ）または検査開始時にウイルスが存在する場合はプラーク形成単位（ＰＦＵ）の数を計数する。検査は、検査する処理基材上で、対照基材と並行して実施し、必要な検査時間待機した後、存在するＣＦＵまたはＰＦＵの数を計数する。

次いで、対照と検査基材との間の差異の結果は、対数減少値として表す。例えば、対照におけるＣＦＵの数が１，０００，０００（または１０^６）であることが見出され、産物を使用した最終結果が、たった１，０００（１０^３）であった場合、この結果は、対数減少値が３であるか、または９９．９％の減少である。

Ｔｙｖｅｋ（登録商標）基材上で検査した前駆物質の結果は、以下の表に要約する。

本明細書では、「ＬＯＤ」は、検査方法の「検出限界」を指す。「ＥＰＡ安全化学物質リスト」は、化合物を環境保護庁の安全化学物質成分リストに見出すことができるかどうかを指す。「ＥＰＡ Ｃｏｖｉｄ」は、Ｓａｒｓ－Ｃｏｖ－２ウイルスおよびＣｏｖｉｄ－１９疾患に対して有効であるとされる化合物のリストを指す。Ｔｙｖｅｋ（登録商標）は、高密度スパンボンドポリエステル繊維から作られた１００％合成材料である。Ｔｙｖｅｋ（登録商標）は、多くの用途、特には、個人用保護具において、一般に使用される。ＡｎｔｉｂａｋＲｅｓｉｄｕａｌは、エトキシ化Ｃ６～Ｃ１２アルコール、２－アミノエタノール、ジデシルジメチルアンモニウムクロリドおよびＮ－ベンジル－Ｎ，Ｎ－ジメチルテトラデカン－１－アミニウムクロリドを含む（ＣＡＳ番号は表において提供する）。ＡＴＡＣは、２－（ジメチルアミノ）エチルアクリレート，メチルクロリド四級塩を指す。ＡＰＴＡＣは、（３－アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロリドを指し、これは、好ましくは、溶液で用いる。

上の表の結果は、検査した前駆物質により、対数の減少がもたらされ、生物病原体の伝播の阻害におけるこれらの有効性が示されることを示す。検査した前駆物質が、多数のクラスに属することに留意されたい。クエン酸は、有機酸であり、ベンザル、ＳｉＱＡＭおよびＡＰＴＡＣは、アンモニウムクロリドであり、Ａｎｔｉｂａｋ ｒｅｓｉｄｕａｌは、アルコールおよびアンモニウムクロリドの混合物であり、ＡＴＡＣは、四級塩であり、キトサンは、天然抗細菌物質であり、ＡｕＯおよびＣｕＯは、金属ナノ粒子である。本発明の方法を使用してコーティングした場合の生物病原体の伝播の阻害に対する、特には、これらの抗ウイルスまたは殺ウイルス特性に対するこれらの有効性は、同一クラスの他の前駆物質に対して例示的である。

さらに、検査を実施して抗細菌作用を例示した。検査は、２５ｇ／ｍ^２の密度を有するポリプロピレン不織布（ＰＰＮＷ）基材上で実施した。これは、手術用フェイスマスクの外層として、および合成織物であるＴｙｖｅｋ（登録商標）に対して一般に使用される。

細菌懸濁液を含む液滴を処理材料上に配置し、インキュベーション期間後に評価する。インキュベーション後、細菌は、回収培地でこれを洗浄することにより検査材料から回収する。次いで、アガープレート上での回収培地のインキュベーションにより、病原体の存在について、この回収培地を解析する。

材料が抗細菌特性を有する場合、アガープレート上の細菌コロニー形成単位の量は、無処理の参照材料と比較すると大きく減少する。

検査に使用する細菌は、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ／Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）（グラム陽性）および大腸菌（グラム陰性）であった。

検査は、ＩＳＯ規格２２１９７／２０７４３：多孔性および非多孔性抗細菌処理材料の抗細菌活性を評価するための定量的方法に基づく化学物質の検査ためのＯＥＣＤガイドラインにより提供される国際規格に基づく。

試料サイズは１００ｍｍ^２であり、細菌株は黄色ブドウ球菌ＡＴＣＣ６５３８Ｐであり、接種物の容量は０．２ｍｌ（４０×５μｌ）であり、検査接種物における生細菌の数は６．６０Ｅ＋０５ＣＦＵ／ｍｌ（コロニー形成単位／ｍｌ）であり、中和剤はＳＣＤＬＰ（ＩＳＯ２２１９６）である。

有効な検査の条件：
（ａ）および（ｂ）にそれぞれ与えられた３つの条件が満たされる場合、検査は、有効であるとされる。すべての条件が満たされない場合、検査は、有効であるとは考えられず、試料は、再検査されるものとする。

ａ）無処理検査試料から接種直後に回収したコロニー形成単位の平均数は、非多孔性材料では６．２×１０３ＣＦＵ／ｃｍ２～２．５×１０４ＣＦＵ／ｃｍ２、多孔性材料では１．２×１０５ＣＦＵ／ｇ～４．５×１０５ＣＦＵ／ｇの範囲内である。
多孔性材料０．４ｇの範囲：合計４．８０Ｅ＋０４～１．８０Ｅ＋０５ＣＦＵ
ｂ）２４時間のインキュベーション後に各無処理検査試料から回収したコロニー形成単位の数は、非多孔性材料では６．２×１０１ＣＦＵ／ｃｍ２、多孔性材料では１．２×１０３ＣＦＵ／ｇ以上である。
多孔性材料０．４ｇの範囲：合計４８０ＣＦＵ以上
ＰＰＮＷ基材上での種々の前駆物質の検査結果は、以下の表に要約する。

合成織物基材上での種々の前駆物質の検査結果は、以下の表に要約する。

Claims (21)

1. ａ）１５０℃以下の低温および大気圧に近い圧力でプラズマガスをイオン化し、これによりプラズマを発生させるステップと、
   ｂ）前駆物質を前記プラズマに導入するステップと、
   ｃ）前記前駆物質を含む前記プラズマに表面を曝露し、これにより前記表面上にコーティングを形成するステップと
   を含み、前記前駆物質が、生物病原体伝播阻害化合物を含むことを特徴とする、表面上に生物活性層を生成するための方法。
2. 前記生物病原体伝播阻害化合物が、殺ウイルス化合物である、請求項１に記載の方法。
3. 前記前駆物質が、クエン酸である、請求項２に記載の方法。
4. 前記表面が、織物の表面である、請求項３に記載の方法。
5. 前記表面が、マスク、好ましくは、口マスクの表面である、請求項４に記載の方法。
6. 前記生物病原体伝播阻害化合物が、生物病原体不活性化化合物および／または生物病原体固定化化合物である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
7. 前記前駆物質が、前記生物病原体と共有結合する特性を有する少なくとも１つの部分からなる分子を含み、好ましくは、前記分子が２つの部分を含み、より好ましくは、前記２つの部分が、相互に並んで位置しない、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
8. 前記前駆物質が、次の化合物：
   ．アルファ．，．アルファ．’，．アルファ．’’－トリメチル－１，３，５－トリアジン－１，３，５（２Ｈ，４Ｈ，６Ｈ）トリエタノール（ＨＰＴ）、
   プロパン－１－オール、プロパン－２－オール、２－フェノキシエタノール、ビフェニル－２－オール、クロロクレゾール、
   クロロフェン、５－クロロ－２－（４－クロロフェノキシ）フェノール（ＤＣＰＰ）、
   Ｄ－グルコン酸、Ｎ，Ｎ’’－ビス（４－クロロフェニル）－３，１２－ジイミノ２，４，１１，１３－テトラアザテトラデカンジアミジン（２：１）との化合物（ＣＨＤＧ）、
   ６－（フタルイミド）ペルオキシヘキサン酸（ＰＡＰ）、クエン酸、ギ酸、グリコール酸、Ｌ－（＋）－乳酸、過酢酸、サリチル酸、ノナン酸、
   アルキル（Ｃ１２～１８）ジメチルベンジルアンモニウムクロリド（ＡＤＢＡＣ（Ｃ１２～１８））、
   アルキル（Ｃ１２～Ｃ１４）エチルベンジルアンモニウムクロリド（ＡＤＥＢＡＣ（Ｃ１２～Ｃ１４））、
   ジデシルジメチルアンモニウムクロリド（ＤＤＡＣ）、
   ジメチルオクタデシル［３－（トリメトキシシリル）プロピル］アンモニウムクロリド、
   四級アンモニウム化合物、ベンジル－Ｃ１２－１８－アルキルジメチル、１，２－ベンゾイソチアゾール－３（２Ｈ）－オン１，１－ジオキシド（１：１）との塩（ＡＤＢＡＳ）、
   Ｎ－（３－アミノプロピル）－Ｎ－ドデシルプロパン－１，３－ジアミン（ジアミン）、
   グルタルアルデヒド、グリオキサール、桂皮アルデヒド、
   ３－フェニル－プロペン－２－アール（桂皮アルデヒド）、ジクロロイソシアヌレートナトリウム二水和物、Ｎ－クロロベンゼンスルホンアミドナトリウム（クロラミンＢ）、シムクロセン、
   ブロモクロロ－５，５－ジメチルイミダゾリジン－２，４－ジオン（ＢＣＤＭＨ／ブロモクロロジメチルヒダントイン）、
   トシルクロルアミドナトリウム（トシルクロルアミドナトリウム－クロラミンＴ）、
   トロクロセンナトリウム、
   ５－クロロ－２－メチル－２Ｈ－イソチアゾール－３－オン（ＥＩＮＥＣＳ２４７－５００－７）および２－メチル－２Ｈ－イソチアゾール－３－オン（ＥＩＮＥＣＳ２２０－２３９－６）の混合物（ＣＭＩＴ／ＭＩＴの混合物）、
   モノリニュロン、ビス（ペルオキシモノサルフェート）ビス（サルフェート）ペンタカリウム、
   ピリジン－２－チオール１－オキシド、ナトリウム塩（ピリチオンナトリウム）、ブロノポール、銅、
   １，２－ベンゾイソチアゾール－３（２Ｈ）－オン（ＢＩＴ）、
   ３，３’－メチレンビス［５－メチルオキサゾリジン］（オキサゾリジン／ＭＢＯ）、
   Ｎ－Ｃ１０－１６－アルキルトリメチレンジ－アミン、クロロ酢酸との反応産物（Ａｍｐｈｏｌｙｔ２０）
   ２－（ジエチルアミノ）エチルメタクリレート（ＤＩＡＭＡ）、
   ２－（ｔｅｒｔ－ブチルアミノ）エチルメタクリレート（ＢＵＴＡＭＡ）、
   ３－（ジメチルアミノ）－１－プロピルアミン（ＤＩＭＡＰ）、
   Ｎ－［３－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡ）、
   ＰＶＰ－Ｉ２ポリ（ビニルピロリドン）－ヨウ素錯体、
   キトサン、
   ナイシン、
   ナタマイシン、
   クロルヘキシジングルコネート、
   ＣｕＯナノ粒子
   のいずれかまたは任意の組合せを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
9. 前記前駆物質が、クエン酸を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記前駆物質が、ヒダントイン（ＣＡＳ番号４６１－７２－３を有する）またはヒダントイン誘導体を含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
11. 前記前駆物質が、１－ブロモ－３－クロロ－５，５－ジメチルヒダントインを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
12. １０～１３０℃の温度、好ましくは、室温に近い温度で前記プラズマを発生および放電させ、ならびに／または５００～１３００ｈＰａの圧力で前記プラズマを発生および放電させる、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
13. 前記プラズマガスが、少なくとも容量９９％の不活性ガスを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
14. 前記プラズマガスが、最大で容量１％のＯ２を含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
15. 前記不活性ガスが、貴ガス、好ましくは、ＡｒもしくはＨｅであるか、または前記不活性ガスが、非貴ガス、好ましくは、Ｎ２である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
16. 前記プラズマガスを電極によってイオン化し、好ましくは、前記プラズマガスを前記電極によって、前記電極表面１ｃｍ^２あたり最大１０ワットの電力でイオン化する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
17. 前記前駆物質をガス、液体または固体として、好ましくは、ガスとしてまたはエアロゾルの形態の液体として、最も好ましくは、エアロゾルの形態の液体として、前記プラズマに投与する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
18. 前記生物活性層を前記生物病原体に接触させ、これにより前記生物病原体を不活性化する、および／または前記生物病原体を固定化するステップを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
19. 請求項１から１８のいずれかに記載の方法を使用して得られる生物病原体伝播阻害層を含む、表面。
20. 請求項４に記載の方法を使用して得られる生物病原体伝播阻害層を含む織物の表面である、請求項１９に記載の表面。
21. 請求項２０に記載の表面を含む、マスク。

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