MX2011005333A - Dispositivo antimicrobiano y materiales para tratamiento de fluidos. - Google Patents

Abstract

Se proveen composiciones que comprenden mezclas irascibles de compuestos de bisguanidina antimicrobianos con ciertos polímeros termoplásticos. Estos materiales poliméricos antimicrobianos además pueden procesarse en forma de partículas o fibra para usarse en dispositivos y procesos de tratamiento de fluidos. El compuesto de bisguanidina antimicrobiano, tal como clorhexidina, se distribuye como el nivel molecular dentro de por lo menos un polímero termoplástico, tal como poliolefina, en el cual el compuesto de bisguanidina antimicrobiano es soluble para formar una mezcla miscible, que puede ser de aproximadamente 1% a alrededor de 25% en peso de compuesto de bisguanidina antimicrobiana. Los materiales poliméricos antimicrobianos pueden asegurarse en un dispositivo para un tratamiento antimicrobiano de un fluido. Los dispositivos pueden comprender un alojamiento que tiene por lo menos un orificio de entrada y por lo menos un orificio de salida, el material polimérico antimicrobiano siendo asegurado dentro del alojamiento y configurado para ponerse en contacto con un fluido que fluye a través del alojamiento entre el orificio de entrada y el orificio de salida.

Description

DISPOSITIVO ANTMICROBIANO Y MATERIALES PARA EL TRATAMIENTO DE FLUIDOS Referencia a solicitudes relacionadas La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de Estados Unidos de Norteamérica No. 61/116,585, presentada el 20 de Noviembre de 2008. Esta solicitud es incorporada a la presente por referencia.

Antecedentes La presente descripción se en encuentra, de forma general, dentro del campo de los materiales poliméricos antimicrobianos y dispositivos útiles en la purificación de fluidos.

En el campo, existe la necesidad de dispositivos y métodos para eliminar los microorganismos de los fluidos provenientes de varias aplicaciones, incluyendo el suministro de agua bebible segura o potable y de aire purificado adecuado para la respiración. Varios métodos diferentes se encuentran actualmente en uso para la purificación de fluidos. Los ejemplos representatives incluyen la destilación, intercambio iónico, adsorción química, filtración, y retención. A menudo, varias de estas técnicas deben ser combinadas para proporcionar una purificación completa de los fluidos. Estas técnicas pueden ser costosas, energéticamente ineficientes, y necesitan de un significativo entrenamiento técnico. Desafortunadamente, varias de las técnicas de purificación de bajo costo no son adecuadas para el tratamiento o la remoción de contaminantes biológicos peligrosos tales como las bacterias y virus.

La Agencia Norteamericana de Protección Ambiental (EPA por sus siglas en ingles) ha establecido una serie de estándares mínimos para la aceptabilidad de un dispositivo propuesto para ser usado como un filtro microbiológico para agua. Las coliformes comunes, representadas por las bacterias E. coli y Klebsiella terrigena, deben mostrar una reducción mínima de 6-log (99.9999% de organismos eliminados) de concentración de un afluente de lxlO7 por 100 mL de agua. Los virus comunes, representados por el poliovirus 1 (LSc) y el rotavirus (Wa o SA-11), los cuales muestran resistencia a varios procesos diferentes de tratamiento, deben mostrar una reducción mínima de 4-log (99.99% de organismos eliminados), a partir de una concentración de afluente de lxlO7 por 100 mL de agua. Céstodos, tales como aquellos representados por Giardia muris o Giardia lamblia, están ampliamente distribuidos, inducen enfermedades, y son resistentes a la mayoría de formas de desinfección química. Un dispositivo que reivindique ser capaz de retirar los cestodes debe mostrar una reducción mínima de 3-log (99.9% de cestodes retirados) a partir de una concentración de afluente de lxlO6 por Litro o lxlO1 por Litro.

Varios agentes antimicrobianos solubles en agua son conocidos en el arte. Ejemplos representativos de tales agentes convencionales incluyen jabones/detergentes, surfactantes , ácidos, álcalis, metales pesados, halógenos, alcoholes, fenoles, agentes oxidantes y agentes alcalinizantes . La mayoría de estos agentes químicos alteran (por ejemplo, mediante una reacción de oxidación, etc.) la estructura celular de los microbios con el fin de inactivarlos . Los oxidantes fuertes, tales como los fenoles e hipocloritos, pueden efectivamente eliminar las amenazas potenciales de todos los microorganismos en el agua; sin embargo, niveles residuales inaceptables de estos agentes y/o sus sub-productos permanecen en el agua tratada y generalmente deben ser retirados antes de que dicha agua tratada pueda ser consumida o usada en otra aplicación.

Un agente antimicrobiano biocompatible comvencional es la clorhexidina . La clorhexidina es un 1, 6-di { 4-clorofenil-diguanido) hexano que tiene la formula química: El nombre IUPAC de la clorhexidina es N, N"Bis ( 4-clo-rofenil) -3, 12-diimino-2, 4,11, 13-tetrazatetradecanediim-ideamida. La clorhexidina tiene un alto nivel de actividad antibacteriana y bajos niveles de toxicidad sobre mamíferos. Históricamente, la clorhexidina ha sido usada en el tratamiento de fluidos sólo en su forma soluble de sal. Las sales de clorhexidina, sin embargo, tienen un sabor extremadamente amargo que debe ser enmascarado en las formulaciones dirigidas al uso oral. El orden de reacción para las sales solubles de clorhexidina o sus derivados convencionales es de segundo orden, debido a que la reacción depende de tanto la concentración de la clorhexidina así como de los sitios activos de los microorganismos. Por lo cual, es deseable proporcionar un material antimicrobiano que funcione efectivamente con un orden de reacción de cero.

Un sistema antimicrobiano convencional para el tratamiento de fluidos que no involucra el uso de agentes antimicrobianos solubles en agua utiliza la radiación ultravioleta (UV) . Tales sistemas, sin embargo, requieren de una fuente de energía eléctrica, son costosos, y pueden no inactivar efectivamente a los microorganismos en una serie de tipos de fluidos.

De acuerdo con esto, subsiste la necesidad por materiales antimicrobianos baratos y biocompatibles, así como de dispositivos que puedan efectivamente inactivar microorganismos en los fluidos. Sería deseable que el material antimicrobiano trabaje efectivamente como un material antimicrobiano que no sea soluble en agua, de tal forma que no tenga un impacto negativo sobre la calidad de los fluidos acuosos a ser filtrados y con el fin de tener que evitar la remoción de material antimicrobiano residual o evitar la necesidad de productos para el tratamiento de los fluidos. Asimismo, es adicionalmente deseable que el material sea fácilmente adaptable para ser usado en varios sistemas convencionales de filtración/purificación de flujos de fluido, sin que exista la necesidad de una fuente de energía adicional. De forma deseable, el material de purificación puede superar significativamente los requerimientos mínimos de la EPA para su designación como un purificador microbiológico de agua, de tal forma que sea adecuado apara aplicaciones puntuales de consumidores e industria.

Compendio El presente documento proporciona nuevos materiales, dispositivos y métodos antimicrobianos. El material polimérico antimicrobiano puede comprender una composición que incluya una mezcla miscible de al menos un compuesto bisguanida antimicrobiana mezclada con al menos un polímero termoplástico . La mezcla miscible puede comprender desde aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso de al menos un compuesto antimicrobiano bisguanida. En una realización, el compuesto antimicrobiano bisguanida comprende clorhexidina y al menos un polímero termoplástico comprende una polioleofina .

En otro aspecto, se proporcionan métodos para enmascarar un material polimérico antibacteriano. En una realización, el método comprende: la fusión de un compuesto antimicrobiano bisguanida y a polímero termoplástico con el cual el compuesto antimicrobiano bisguanida es miscible; mezclar el compuesto antimicrobiano bisguanida y el polímero termoplástico fundidos para formar una mezcla miscible del compuesto antimicrobiano bisguanida dispersado en el polímero termoplástico, y enfriar la mezcla miscible para solidificar la mezcla. En una realización, el método además comprende el procesamiento de la mezcla solidificada en la forma de partículas. En aún otra realización, la mezcla miscible es extruida dentro de fibras antes de la solidificación de la mezcla miscible.

En aún otro aspecto, se proporcionan dispositivos para el tratamiento antimicrobiano de fluidos. En una realización, el dispositivo comprende una carcasa que tiene al menos un orificio de entrada y al menos un orificio de salida y un material antimicrobiano asegurado dentro de la carcasa y configurado para estar en contacto con un fluido que fluye a través de la carcasa entre el orificio de entrada y de salida. El material antimicrobiano deseablemente comprende una mezcla miscible de un compuesto antimicrobiano bisguanida mezclado con al menos un polímero termoplástico, en donde la mezcla miscible es desde aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso de compuesto antimicrobiano bisguanida. Deseablemente, el compuesto antimicrobiano bisguanida comprende clorhexidina y al menos un polímero termoplástico comprende una polioleofina. En un aspecto, la mezcla miscible está en la forma de partículas. En otro aspecto, la mezcla miscible está en la forma de una estructura porosa monolítica, tal como un aglomerado en forma de disco o de bloque. En aún otro aspecto la mezcla miscible está en la forma de un material no tejido.

También se proporciona un método para la inactivación de contaminantes microbiológicos en un fluido que comprende poner en contacto el fluido con una mezcla miscible de compuesto antimicrobiano bisguanida y al menos un polímero termoplástico, en donde la mezcla miscible es desde aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso del compuesto antimicrobiano bisguanida. El fluido pasa de forma deseable a través de poros o entre un agregado de partículas que comprenden la mezcla miscible .

Breve descripción de las figuras Las Figuras 1? y IB son imágenes de microscopía electrónica de barrido SEM (por sus siglas en ingles) de una composición de clorhexidina-polietileno .

La Figura 2 es una vista de sección transversal que ilustra una realización de un dispositivo para el tratamiento de fluidos que comprende un material polimérico antibacteriano.

Las Figuras 3A y 3B son vistas esquemáticas de una realización de un material polimérico antibacteriano en la forma de una lámina o película.

Las Figuras 4A y 4B son ilustraciones de un método para la preparación de un material polimérico antibacteriano de acuerdo con algunas realizaciones.

La Figura 5 es una ilustración de un proceso de extrusión para la preparación de un material polimérico antibacteriano de acuerdo con una realización.

Las Figuras 6A y 6B son termogramas TGA (por sus siglas en ingles) de la clorhexidina y el hidrato de clorhexidina .

Las Figuras 7A y 7B son termogramas DSC (por sus siglas en ingles) de la clorhexidina y el hidrato de clorhexidina.

Las Figuras 8A y 8B son imágenes SEM de una mezcla de clorhexidina y resina.

Las Figuras 9A y 9B son imágenes de SEM de células de E. coli expuestas a un material polimérico antimicrobiano de acuerdo con una realización.

La Figura 10 es una imagen de SEM de células de E. coli expuestas a materiales antimicrobianos convencionales.

Descripción Detallada Se han desarrollado soluciones sólidas de compuestos antimicrobianos bisguanidas mezclados con ciertos polímeros termoplásticos termoplásticos para obtener materiales poliméricos antimicrobianos. Ellos pueden ser procesados en forma de particulados para su uso como, o en dispositivos y procesos para el tratamiento de fluidos. La aleación de material ventajosamente puede ser procesada de manera sencilla en una variedad de formas físicas para ser usadas en el tratamiento de fluidos.

El compuesto antimicrobiano bisguanida, tal como la clorhexidina, esta distribuido a nivel molecular dentro de al menos un polímero termoplástico, tal como una polioleofina, en la cual el compuesto antimicrobiano bisguanida es soluble. En una realización, estos componentes son fundidos y mezclados juntos para formar una mezcla miscible, la cual es algunas veces denominada aquí como aleación de polímero. En una realización, la mezcla es enfriada para solidificar la mezcla y luego la mezcla es procesada en la forma de un particulado. Las partículas de mezcla pueden ser proporcionadas en un disco poroso o en cualquier otra forma en donde se incorpore un lecho de partículas para contactar el flujo de fluido que pasa a través de el. El flujo de un fluido, que tiene la necesidad de una tratamiento antimicrobiano, a través de los poros en y entre las partículas de la aleación de polímero inactivan a los microorganismos en el fluido. En otra realización, la mezcla es extruida en fibras para la formación de materiales tejidos o no tej idos .

La aleación de material proporciona un mejora sobre las sales solubles de bisguanida convencionales (por ejemplo, clorhexidina gluconato, etc.), sobre las formas convencionales con base cristalina de bisguanida (por ejemplo, clorhexidina, etc.), y sobre los hidratos de bisguanida, que son descritos en la patente Norteamericana No. 7,427,409. La aleación de material también proporciona una mejora sobre las combinaciones de polímeros frente a las sales solubles de bisguanida, formas con base cristalina de bisguanida, e hidratos de bisguanida, del arte previo, mediante la provisión de un agente antimicrobiano en una forma mediante la cual se encuentra immobilizada con un polímero y la cual es insoluble en agua. Por ejemplo, la aleación de materiales proporcionada aquí supera los problemas asociados con la degradación términca del compuesto antimicrobiano bisguanida durante el procesamiento, lo cual permite la retención de la actividad antimicrobiana del material. Adicionalmente, el compuesto antimicrobiano bisguanida permanece inmobilizado dentro del polímero termoplástico, lo cual elimina los problemas asociados con la dispersión del compuesto antimicrobiano bisguanida desde la aleación de material.

Los compuestos antimicrobianos bisguanidas pierden su morfología natural como consecuencia de la preparación del material polimérico antibacteriano. Por ejemplo, una microfotografía de barrido de electrones (Figuras 1A y IB) de la sección transversal de una realización del material polimérico antibacteriano, una composición de clorhexidina-polietileno, no muestra evidencia de la forma cristalina de la bisguanida. Sin el deseo de hacer referencia a alguna teoría, se piensa que la perdida de la típica estructura orto-rombica de la bisguanida antimicrobiana (por ejemplo, clorhexidina) dentro del material polimérico se debe a su compatibilidad química y física con ciertos polímero termoplásticos . Esta compatibilidad permite la dispersión molecular de las moléculas de bisguanida con las moléculas de polímero, es de esta manera que se previene que las moléculas de bisguanida recuperen el entramado natural de su estructura.

Los presentes materiales poliméricos antimicrobianos, dispositivos, y métodos operan mediante el contacto fisico/mecánico entre el materia de mezcla y el fluido a ser tratado. Los microorganismos en el fluido pueden ser inactivados mediante contacto (por ejemplo, contacto momentáneo) con el material de mezcla. La inactivación de los microorganismos es un fenómeno físico que no necesita (pero opcionalmente podrían) incluir remociones adicionales de los restos remanentes de los microorganismos inactivados provenientes del fluido, por ejemplo, mediante filtración.

Como se usa en la presente, el término "material polimérico antibacteriano" se refiere a una mezcla que comprende al menos un compuesto antimicrobiano bisguanida en una solución sólida con al menos un polímero termoplástico, en donde el material resultante exhibe actividad antimicrobiana. El material polimérico antibacteriano también se encuentra denominado aquí como un "material de purificación".

Los presentes materiales poliméricos dispositivos, métodos de uso antimicrobiano pueden además ser entendidos referencia a la siguiente descripción y figuras acompañantes Dispositivos Antimicrobianos y Métodos de Uso Se proporcionan dispositivos para el tratamiento antimicrobiano de fluidos, los cuales están diseñados para permitir, o forzar, el paso de un fluido a ser tratado a través de una estructura porosa que incluye o consiste de un material polimérico antibacteriano. De acuerdo con esto, el material polimérico antibacteriano puede tener esencialmente cualquier estructura o forma que proporcione el suficiente contacto con el fluido a ser tratado. Por ejemplo, la estructura puede estar en una forma granular o de partículas libres, o la estructura puede estar en una forma unitaria en varias configuraciones geométricas, tales como laminas, películas, discos, bloques rectangulares, cilindros cerrados, cilindros que tienen una o más aberturas (u orificios) que se extienden a través de ellos, y similares. La estructura también puede estar en la forma de una colección de fibras tejidas o no tejidas que comprenden el material polimérico antibacteriano.

En un aspecto, se proporciona un dispositivo para el tratamiento antimicrobiano de fluidos, el cual incluye un conjunto de partículas, las cuales comprenden una mezcla miscible de uno o más compuestos antimicrobianos bisguanidas mezclados con al menos un polímero termoplástico . La bisguanida antimicrobiana y el polímero termoplástico pueden estar combinados en cualquier cantidad en la cual el material polimérico antibacteriano resultante tiene la suficiente actividad antimicrobiana y retiene la particular integridad estructural o porosidad necesaria para el uso del material polimérico antibacteriano. De esta manera, el compuesto antimicrobiano bisguanida puede estar presente en una cantidad suficiente para facilitar el contacto entre el material polimérico antibacteriano y el fluido que tiene necesidad de tratamiento. En una realización, la mezcla miscible es a partir de aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso de compuesto antimicrobiano bisguanida. Por ejemplo, entre aproximadamente 1% y aproximadamente 10% por peso, o entre aproximadamente 1% y aproximadamente 5% por peso. En otra realización, la mezcla miscible es a partir de aproximadamente 5% a aproximadamente 15% por peso de compuesto antimicrobiano bisguanida. En aún otra realización, la mezcla es a partir de aproximadamente 10% a aproximadamente 25% por peso. Cantidades mayores o menores de compuesto antimicrobiano bisguanida pueden ser seleccionadas para ser usadas en el material polimérico antibacteriano, dependiendo de Por ejemplo las características mecánicas requeridas (por ejemplo, las características de demora de carga, porosidad, etc. ) que son especificadas para la aplicación de un tratamiento particular de fluidos, en el cual el material polimérico antibacteriano será usado.

En una realización, las partículas tienen un diámetro de volumen promedio desde aproximadamente 400 de malla (37 micrones) a aproximadamente 20 de malla (840 micrones) . Por ejemplo, en algunas realizaciones, las partículas pueden tener un diámetro de volumen promedio desde aproximadamente 40 de malla (< 420 micrones) a aproximadamente 325 de malla (< 44 micrones) o desde aproximadamente 80 de malla (< 177 micrones) a aproximadamente 200 de malla (< 74 micrones) .

En una realización, las partículas son porosas. Por ejemplo, un agente formador de poro conocido en el arte puede ser incorporado en la mezcla fluidizada antes de la solidificación. El agente formador de poro puede ser un gas o una sal volátil, Por ejemplo.

En una realización, las partículas están en una forma fibrilar o de fibra. Por ejemplo, la mezcla fluidizada puede ser extruida o hilada para generar fibras para ser usadas en un material no tejido o material tejido.

El tamaño del poro y las dimensiones físicas del material de purificación (tanto al nivel de partícula como a nivel de dispositivo) pueden ser manipuladas para diferentes aplicaciones en el tratamiento de fluidos. Cambios en estas variables pueden ser seleccionadas para ser acomodadas a varios índices de flujo y presiones de retorno. De forma similar, aquellos expertos en el arte reconocerán que las variaciones en la composición del material de purificación tendrán un efecto similar sobre las propiedades del material de purificación.

Una realización del dispositivo de tratamiento de fluidos que comprende los presentes materiales poliméricos antimicrobianos es ilustrada en la Figura 2. En una realización, el dispositivo incluye una carcasa 11 cubierta con una tapa 12, la carcasa 11 teniendo al menos un orificio de entrada 13 y al menos un orificio de salida 14, en donde el material polimérico antibacteriano 17 está asegurado en la carcasa en el flujo de fluido entre el orificio de entrada y el orificio de salida. Un conducto de suministro de fluido puede ser acoplado al orificio de entrada 12, para proporcionar fluido no tratado al interior del dispositivo, y un conducto de descarga de fluido puede ser acoplado al orificio de salida 14, para conducir el fluido tratado desde el dispositivo. El fluido puede pasar al interior de la carcasa 11 y ser forzado a través del material poroso de purificación 17, el cual se encuentra en la forma de un cilindro horadado con un elemento axial 18, mediante la presión del flujo del fluido. El fluido tratado luego pasa al interior del elemento axial 18 el cual se conecta al orificio de salida 14. En otra realización, el material polimérico antibacteriano 17 esta en la forma de partículas en una forma libre, por ejemplo, formando un lecho empacado dentro de la carcasa. En otra realización, el material polimérico antibacteriano 17 esta en la forma de una estructura porosa monolítica. Por ejemplo, la estructura porosa monolítica puede ser un disco o bloque aglomerado. En aún otra realización, el material polimérico antibacteriano 17 esta en la forma de una estructura no tejida o tejida (por ejemplo, un filtro preparado a partir de fibras hiladas que tienen el grosor y porosidad deseadas que están ovilladas sobre un material de núcleo apropiado) .

En una realización, el compuesto antimicrobiano bisguanida comprende clorhexidina o un hidrato de clorhexidina . Con el hidrato de clorhexidina, se puede apreciar que el proceso de fabricación del material polimérico antibacteriano puede generar la perdida de la(s) molécula (s) de agua del hidrato de clorhexidina, para generar la forma libre de la clorhexidina en. el material polimérico antibacteriano. En una realización preferida, el compuesto antimicrobiano bisguanida esta en una forma amorfa en la mezcla. En una realización, el polímero termoplástico incluye una o más polioleofinas . El polietileno es un polímero termoplástico preferido en la mezcla.

Las Figuras 3A-3B muestran dos realizaciones en donde el material de purificación descrito aquí esta en la forma de una lámina o película. El material polimérico antibacteriano 100 puede ser usado con el flujo normal de un fluido 102 a' través del material polimérico antibacteriano (FIG. 3A) . Alternativamente, un material polimérico antibacteriano 100 puede ser usado con el flujo cruzado de un fluido 104 a través del material polimérico antibacteriano con un fluido 102 fluyendo a través del material polimérico antibacteriano (FIG. 3B) . El flujo cruzado de fluido 104 se barre a través de la superficie del material polimérico antibacteriano 100, el cual puede disminuir el nivel del material particulado que esta depositado.

En otra realización, el material de purificación está en la forma de una estructura porosa monolítica. La estructura puede ser hecha mediante el moldeado por compresión de la forma particulada del material polimérico antibacteriano o mediante moldeado por extrusión del material polimérico antibacteriano. El moldeado por compresión, de forma ventajosa y deseable, puede ser aplicado en condiciones de temperatura ambiente, por ejemplo, por ejemplo sin la aplicación de calor. En otra realización, La forma particulada del material polimérico antibacteriano está moldeado a otra temperatura diferente a la del ambiente. Aquellas personas expertas en el arte podrán apreciar que tales temperaturas pueden ser suficientemente inferiores a la temperatura de degradación de la bisguanida antimicrobiana con el fin de evitar la perdida de su actividad antimicrobina . La presión en ausencia de calor causa que las partículas se agreguen juntas, o se fusionen en una estructura monolítica, sin que se encuentren partículas sueltas, mientras que se retiene la porosidad. El material de purificación puede tener una temperatura de fusión por debajo de su temperatura de descomposición, lo que permite que sea moldeado en diferentes formas físicas sin alterar de manera indeseable la integridad química o estructural del compuesto.

En aún otra realización, el presente material polimérico antibacteriano es recubierto sobre un sustrato de transportador inerte. Por ejemplo, el sustrato puede estar en la forma de esferas de vidrio o cerámica (por ejemplo, esferas u otras formas) u otros objetos empacados libremente los cuales incrementan la superficie de área activa/disponible del material polimérico antibacteriano.

En aún otra realización, el presente material polimérico antibacteriano esta en la forma de material tejido o no tejido. Los materiales no tejidos, como se usa en la presente, incluyen láminas o estructuras basadas en red preparadas mediante el enlace conjunto de fibras o filamentos mediante tratamientos químicos, mecánicos, de calor o de solventes conocidos en el arte. Tales materiales pueden comprender placas, láminas porosas hechas directamente a partir de fibras, plásticos moldeables, o películas plásticas. Aquellos expertos en el arte podrán apreciar que a diferencia de los materials tejidos, los materiales no tejidos no son hechos por medio del tejido o confección, y no requieren que las fibras sean convertidas en un hilado. Los materiales tejidos, como se usa en la presente, incluyen láminas o estructuras basadas en redes que son preparados mediantes fibras o filamentos hilados o tejidos que pueden ser convertidos en un hilado. Los materiales tejidos y no tejidos que comprenden el material de purificación pueden ser diseñados para tener propiedades particulares, estructuras, o formas que dependen de las aplicaciones deseadas usando métodos conocidos en el arte. Los métodos de preparación de tales materiales son descritos, Por ejemplo, en las patentes Norteamericanas Nos. 6,548,431; 5,853,883; 5,853,641; y 5,632,944 y Publicación de patente Norteamericana No. 2004/0097158, cuyos textos son incorporados por referencia a la presente. La temperatura de procesamiento de cualquier proceso puede ser suficientemente baja de tal modo que sea inferior a la temperatura de degradación de los materiales poliméricos antimicrobianos de tal forma que no hayauna degradación sustancial de los materiales poliméricos antimicrobianos.

Se piensa que las partículas y otros dispositivos formados mediante distribución molecular del compuesto antimicrobiano bisguanida con el polímero, tienen propiedades de superficie que son antimicrobianas debido a la presencia del compuesto antimicrobiano bisguanida, el cual esta inmovilizado con la red de la cadena polimérica. Las superficies de estas partículas pueden retener sus propiedades de actividad antimicrobiana hasta que sean alterados, lo cual es un modo común de fallas para cualquier superficie activa de partículas sólidas, tal como lo conoce un normalmente versado en el arte. De acuerdo con esto, en realizaciones particulares, el material polimérico antibacteriano es usado en combinación con otros materiales y dispositivos conocidos en el arte para el tratamiento de fluidos .

Por ejemplo, el material o dispositivo de purificación puede ser usado en un proceso, en serie con un dispositivo de filtration, Por ejemplo tal como en un pre-tratamiento para retirar material particulado a gran escala y/o como un posttratamiento para filtrar los restos de los microorganismos inactivados. Como otro ejemplo, el fluido puede ser tratado usando métodos, materiales, y sistemas conocidos en el arte para retirar otros materiales orgánicos e inorgánicos o solutos. Medios de filtración adecuados para la pre-filtration son descritos Por ejemplo en las patentes Norteamericanas de Nos. 6,187,192; 6,180,016; 6,957,743; 6,833,075; y 6,861,002; y en solicitutes de patentes Norteamericanas de No. 10/276,274 y No. 10/467,679.

En otro aspecto, se proporciona un método para la inactivación de contaminantes microbiologicos en un fluido. El método puede incluir el contactar un fluido, que tiene la necesidad de tratamiento, con partículas que comprenden una mezcla miscible de un compuesto antimicrobiano bisguanida mezclado con al menos one polímero termoplástico . El paso de contacto puede incluir el flujo del fluido a través de los poros en o entre una colección, o agregación, de partículas. 1. The compuesto antimicrobiano bisguanida.

Los compuestos bisguanida adecuados exhiben una actividad antimicrobiana. El termino "actividad antimicrobiana" se refiere a la propiedad o capacidad que tiene un material para inactivar microorganismos. Los ejemplos no-limitativos de microorganismos incluyen a las bacterias, hongos, y virus. Esta "inactivación" genera que el microorganismo sea incapaz de reproducirse y entonces sea incapaz de infectar otro organismo, y esto ocurre mediante la ruptura de la membrana de la bacteria, hongo o protozoario, o mediante la desnaturaliazción de proteínas, tales como las que forman la capside protectora de los virus. Sin que se desee citar alguna teoría, se cree que la actividad antimicrobiana del compuesto bisguanida se debe a su alta naturaleza catiónica. Generalmente, los microorganismos tienen membranas celulares que se componen de lipidos y proteínas. Cuando los microorganismos son expuestos a las composiciones de bisguanida, el microorganismo experimenta un cambio en la carga de su superficie en la membrana celular que es suficiente para romper la membrana celular y ocasionar que el microorganismo se vuelva incapaz para la reproducción.

En una realización, el compuesto bisguanida exhibe un amplio espectro de actividad antimicrobiana. El termino "amplio espectro de actividad antimicrobiana" se refiere a la propiedad o capacidad de un material para inactivar varios diferentes, o sustantialmente todos, los tipos de microorganismos incluyendo a las bacterias (y sus correspondientes esporas), hongos, protozoarios y virus. Un agente antimicrobiano que inactiva sólo un selecto grupo de microorganismos (por ejemplo, o sólo las células gram positivas o sólo las células gram negativas) no tiene un amplio espectro de actividad antimicrobiana.

En una realización preferida, el compuesto antimicrobiano bisguanida es insoluble en agua. El término "insoluble en agua" se refiere a la insolubilidad sustancial en fluidos acuosos, particularmente fluidos acuosos que tienen un pH en el rango de aproximadamente 3 a aproximadamente 11, tales como entre aproximadamente 4 y aproximadamente 9, y particularmente en el rango de 6.0 a 8.0. La insolubilidad sustancial puede ser indicada por medio de la medición de menos de 0.01% (peso por volume) del compuesto bisguanida usado con métodos y herramientas para la detección convencionales.

En una realización, el compuesto antimierobiano bisguanida es clorhexidina .

En otra realización, los materiales poliméricos antimicrobianos incluyen al menos uno de los hidratos de bisguanida descritos en la Patente Norteamericana No. 7,427,409 o en la solicitud de patente Norteamericana co-pendiente No. 12/016,550, cuya descripción es incorporada a la presente por referencia. Los tautomeros de tales compuesto bisguanidas pueden también ser adecuados.

En una realización, el compuesto bisguanida incluye a un hidrato de bisguanida que tiene la formula química (Formula I): en donde Ri comprende una cadena no-ramificada, ramificada, o un grupo de alquilo cíclico el cual puede estar además sustituido con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioether, anhidruro, oximo, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde R2 y R3, independientemente el uno del otro, comprende un hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o una cadena no ramificada, ramificada, o cíclica de un grupo alquil, alquenil, alquinil, aril, heteroaril, o heterociclo, el cual puede además estar sustituido con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde ?? y n2, independientemente el uno del otro, son número de 0 a 1; y en donde x e y, independientemente el uno del otro, son número de 1 a 3000.

En ciertas realizaciones, y es un número de 1 a 4, y x es un número de 1 a 100, de 1 a 20, de 1 a 10, o de 1 a 8. En una realización, la composición tiene un grado de hidratación mayor que 0 y menor que 2y.

En una realización, el compuesto tiene la formula química I que comprende un hidrato de bisguanida en el cual nx y n2 son 1 teniendo la formula química: en donde Ri comprende una cadena no ramificada, ramificada, o cíclica de un alquilo el cual puede además estar sustituido con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde í y R3, independientemente el uno del otro, comprenden un hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o una cadena no ramificada, ramificada, o cíclica del grupo alquil, alquenil, alquinil, aril, heteroaril, o heterociclo, el cual puede además estar sustituido con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde x y y, independientemente el uno del otro, son números desde 1 a 3000. En algunas realizaciones, y es un número desde 1 a 4, y x es un número desde 1 a 100, desde 1 a 20, desde 1 a 10, o desde 1 a 8. En una realización, la composición tiene un grado de hidratación mayor que 0 y menor que 2y.

En la selección de sustituyentes viables o adecuados, el grupo funcional deseable no debe eliminar o afectar de modo sustancial la actividad antimicrobiana o la estabilidad química del compuesto. Por ejemplo, Ri generalmente puede no ser un compuesto insaturado debido a que esto puede prevenir la transferencia de electrones a través de dobles o triples enlaces, afectando el tautomerismo en cada lado de la bisguanida que es responsable de la carga parcial de los grupos guanida. Ri puede, sin embargo, incluir un doble o triple enlace no-conjugado con otros átomos de carbono y con un enlace simple a un átomo de carbono (o más de un átomo de carbono) adyacente a los grupos guanida groups debido a que el doble y triple enlace pueden no tener comunicación electrónica con los grupos guanida y pueden no interferir con el tautomerismo necesario para la estabilización de las cargas parciales de cada grupo guanida. Un ejemplo adicional relacionado con los grupos funcionales R2 y R3, los cuales pueden ser grupos de salida de electrones, que pueden ser capaces de ayudar en la estabilización del compuesto.

En una realización particular, el hidrato de bisguanida de la Formula I comprende hidrato de clorhexidina, que tiene la formula química: n donde Ri is metileno, R2 y R3 cada uno son un clorofenil, ni s 1, n2 es 1, x es 6, e y es 1. En una realización particular, a composición tiene un grado de hidrtacion que es mayor que 0 menor que 2.

En otra realización del hidrato de bisguanida de Formula I, R2 y R3, independientemente el uno del otro, son grupos de salida de electrones.

En aún otras realizaciones del hidrato de bisguanida de Formula I, R2 y R3 son independientemente arilos, son independientemente arilos sustituidos, son independientemente fenilos. En otra realización del hidrato de bisguanida de Formula I, R2 y R3 son independientemente fenilos sustituidos.

Los fenilos independientemente sustituidos pueden tener sustituciones orto, para, o meta. Los fenilos independientemente sustituidos pueden ser idénticos o diferentes los unos con respecto a los otros.

En aún otra realización del hidrato de bisguanida de Formula I, R2 y R3 son independientemente fenilo halo-sustituidos. Los fenilos independientemente halo-sustituidos pueden tener sustituciones en las posiciones orto, para, o meta. Los fenilos independientemente halo-sustituidos pueden ser idénticos o diferentes los unos con respecto a los otros.

En varios otros ejemplos de los hidrato de bisguanida de la Formula I, R2 y R3 pueden independientemente estar sustituidos por halógenos, aminas sustituidas, amidas sustituidas, cíanos sustituidos, o nitros sustituidos.

En otras realizaciones, el compuesto bisguanida incluye una composición "libre" de bisguanida que tiene la formula química (Formula II) : en donde Ri comprende a una cadena alquilo no-ramificada, ramificada, o cíclica el cual puede además estar sustituido con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde R2 y R3, independientemente el uno del otro, comprenden un hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o a straight, chained, ramificada, o cíclica alquil, alquenil, alquinil, aril, heteroaril, o heterociclo, el cual puede además estar sustituido con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde x e y, independientemente el uno del otro, son números desde 1 a 3000. En ciertas realizaciones, y es un número desde 1 a 4, y x es un número desde 1 a 100, desde 1 a 20, desde 1 a 10, o desde 1 a 8.

En donde el compuesto bisguanida tiene al menos cuatro dobles enlace carbono-nitrógeno (por ejemplo, y = 2), la unión a hidrógeno resulta en la formación de una estructura heterocíclica que tiene la formula química de la Formula III: en donde Ri comprende una cadena alquilo no ramificada, ramificada, o cíclica la cual puede además estar sustituida con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde R2 y R3, independientemente el uno del otro, comprenden un hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o una cadena no ramificada, ramificada, o cíclica alquil, alquenil, alquinil, aril, heteroaril, o heterociclo, el cual puede además estar sustituido con cualquier estructura tal como hidrógeno, halógeno, hidroxilo, amino, amido, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, acil, alquenil, alquinil, ciano, sulfo, sulfato, mercapto, imino, sulfonil, sulfenil, sulfinil, sulfamoil, fosfonil, fosfinil, fosforil, fosfino, tioester, tioeter, anhidruro, oximno, hidrazino, carbamil, ácido fosfónico, fosfonato, o cualquier otro grupo funcional viable; en donde x e y, independientemente el uno del otro, son números desde 1 a 3000.

En una realización particular, el compuesto antimicrobiano bisguanida de Formula III comprende clorhexidina, un compuesto que tiene la formula química: en donde Rx es un metileno, R2 y 3 cada uno son un clorofenil, x es 6, e y es 1.

Sin desear hacer cita a alguna teoría, se piensa que los compuestos antimicrobianos bisguanidas proporcionados aquí forman el anillo heterociclico de la estructura de abajo.

De acuerdo con esto, aquellas personas expertas en el arte apreciarán que los compuestos antimicrobianos bisguanidas proporcionados aquí incluyen a sus tautómeros. 2. The polímero termoplástico .

El material polímerico termoplástico, del material polimérico antibacteriano, generalmente se selecciona teniendo en consideración su capacidad para formar una mezcla molecular. Esto es, el polímero termoplástico y la bisguanida antimicrobiana deben tener suficientes interacciones moleculares entre ellos para permitir la distribución e immobilización de la bisguanida antimicrobiana entre las cadenas de polímero. Las interacciones moleculares, tal como se usa en la presente, incluyen interacciones químicas diferentes a los enlaces covalentes. Ejemplos de tales interaciones incluyen puentes de hidrogeno, fuerzas de Van der Waals, y otras fuerzas dispersativas las cuales pueden ser esperadas entre composiciones distribuidas molecularmente . En una realización preferida, la bisguanida antimicrobiana y el polímero termoplástico son sustancialmente miscibles el uno en el otro. De esta forma, la bisguanida antimicrobiana puede ser distribuida a nivel molecular a través del polímero. Esto es, el material polimérico antibacteriano puede incluir una mezcla molecular de estos dos componentes.

"Sustancialmente soluble" o "sustancialmente miscible", como se usa en la presente, se refiere a la habilidad de la bisguanida antimicrobiana para disolverse en una forma fluidizada del polímero termoplástico, tal como un polímero fundido, o en unasolucion del polímero y un solvente orgánico. De esta forma, una "mezcla miscible", como se usa en la presente, se refiere a una mezcla molecular de dos o más componentes.

Dependiendo del proceso usado para fabricar el material polimérico antibacteriano, la temperatura de fundición del polímero puede ser un factor importante en la selección de un material polimérico adecuado. En una realización, la temperatura de fusión del polímero termoplástico debe ser tal que el compuesto antimicrobiano bisguanida sea capaz de ser mezclado con el polímero termoplástico cuando este se encuentra en estado líquido, pero sin ser tan alta como para que la bisguanida antimicrobiana se degrade, en una cantidad significativa antes de que el material polimérico antibacteriano pueda ser enfriado. En una realización, el polímero termoplástico tiene una temperatura de fundición por debajo de aproximadamente 165°C, más particularmente por debajo de aproximadamente 135°C, y aún más particularmente por debajo de aproximadamente 120°C. En otras realizaciones, el polímero termoplástico puede tener una alta temperatura de fundición si es que el polímero puede ser transformado al estado líquido sin calentamiento, por ejemplo, mediante la formación de una solución con un solvente adecuado, o si el polímero es fundido por calentamiento este pueda ser enfriado rápidamente inmediatamente después de la mezcla.

Ejemplos representativos de materiales polímericos termoplásticos incluyen a las polioleofinas, polietilenas tales como el adipato de etileno, oxido de etileno, polietileno de baja densidad, y polietileno de alta densidad, y polímeros de vinilo tales como éter de etilo, éter de propil vinilo, vinil acetal, vinil butiral, y éter de butil vinilo.

Una persona normalmente versada en el arte puede seleccionar adecuadamente otros polímeros adecuados para ser usados con los presentse materiales poliméricos antimicrobianos, Por ejemplo, teniendo en consideración laS características del componente y el material polimérico antibacteriano descritos antes. Aquellas personas expertas en el arte apreciarán que la solubilidad de dos o más componentes puede ser determinada usando modelos empíricos que evalúan las fuerzas intermoleculares entre el solvente y el soluto y el cambio en la entropía que acompaña a la solvatación. Por ejemplo, los parámetros de solubilidad de Hansen de cada componente pueden ser calculado a partir de los coeficientes de solubilidad tri-dimensional, los cuales toman en cuenta los enlaces de dispersión, enlaces polares, y puentes de hidrógeno entre las moléculas. Los tres parámetros pueden ser tratados como coordenadas de un punto en las tres dimensiones, de tal manera que se determina la cercanía de las moléculas en un espacio de tres dimensiones la mayor similitud entre ellos indica que uno se disuelve en el otro. El parámetro de solubilidad de Hildebrand (d) también proporciona a medios para la evaluación de la probable solubilidad de la composición, en donde los materiales con valores similares de d proporcionan una buena indicación de solubilidad.

La bisguanida antimicrobiana y el polímero termoplástico pueden ser combinados en cualquier cantidad en la cual la mezcla resultante de polímero tiene la suficiente actividad antimicrobiana mientras que al mismo tiempo no hay un compromiso sustancial de la integridad estructural de la mézcla de polímero resultante. De esta forma, la bisguanida antimicrobiana puede estar presente en una cantidad suficiente para facilitar el contacto entre la bisguanida antimicrobiana y el fluido que tiene necesidad de tratamiento. Aquellas personas expertas en el arte apreciarán, sin embargo, que la cantidad de compuesto antimicrobiano bisguanida puede ser seleccionado para ser usado en el material polimérico antibacteriano, dependiendo de por ejemplo las características mecánicas que se requieren (por ejemplo, las características de demora de carga, porosidad, etc.) que son especificadas para un tratamiento de fluidos de aplicación particular en la cual el material polimérico antibacteriano es usado. 3. Componentes adicionales en la mezcla El material polimérico antibacteriano opcionalmente puede además incluir uno o más componentes adicionales. En una realización, el componente adicional puede ser un plastificante .

Estos otros componentes pueden ser miscibles inmiscibles en mezcla antimicrobiana de polímero- bisguanida El componente adiconal puede estar en una solución sólida con el polímero. Alternativamente, el componente adicional puede estar, Por ejemplo, en forma de partículas o de fibras. Estos otros componentes pueden, Por ejemplo, útiles en la purificación del fluid purification, sontales como el carbón, zeolitas, etc. Estos pueden ser homogéneamente o heterogéneamente distribuidos en el material polimérico antibacteriano. En una realización, el component adicional esta presente en el material polimérico antibacteriano en una cantidad de aproximadamente 0.1 wt % a aproximadamente 20 wt . % . Aquellas personas expertas en el arte, sin embargo, apreciarán que la adición de uno o más componentes adicionales puede no reducir sustancialmente el área de la superficie del compuesto antimicrobiano bisguanida en el material polimérico antibacteriano o impedir de otro modo la actividad antimicrobiana del material polimérico antibacteriano.

Métodos para la Fabricación del Material Polimérioco Antimicrobiano La bisguanida antimicrobiana y el polímero termoplástico pueden ser combinados por medio de cualquier medio adecuado conocido por aquellos que están normalmente versados en la materia. Tales métodos pueden permitir la preparación de una mezcla sustancialmente miscible en la cual la bisguanida antimicrobiana esta sustancialmente no degradada.

En una realización, un método para la preparación de materiales poliméricos antimicrobianos, comprende la fundición de un compuesto antimicrobiano bisguanida y un polímero termoplástico con el cual el compuesto antimicrobiano bisguanida es miscible; mezclando el compuesto antimicrobiano bisguanida fundido y el polímero termoplástico fundido para formar una mezcla miscible del compuesto antimicrobiano bisguanida dispersado en el polímero termoplástico; y enfriar the mezcla miscible para solidificar la mezcla.

El polímero termoplástico y el compuesto antimicrobiano bisguanida pueden ser fundidos usando cualquier medio adecuado conocido por aquellas personas expertas en el arte, de tal manera que el compuesto antimicrobiano bisguanida y el polímero termoplástico permanezcan sustancialmente en forma no degradada. Esto es, la temperatura de procesamiento debe ser suficientemente alta como para fundir el polímero termoplástico, pero sin que sea lo suficientemente alta como para que el compuesto antimicrobiano bisguanida se degrade de una manera significativa antes que el material polimérico antibacteriano pueda ser enfriado. En una realización, el polímero termoplástico es fundido por medio del calentamiento del polímero termoplástico por encima de su temperatura de fundición, y el compuesto antimicrobiano bisguanida puede ser mezclado con el polímero termoplástico fundido para formar una mezcla miscible del compuesto antimicrobiano bisguanida dispersado en el polímero termoplástico. Por ejemplo, el polímero termoplástico y el compuesto antimicrobiano bisguanida puede ser mezclado antes o después de la fundición del polímero termoplástico y el compuesto antimicrobiano bisguanida, tal como es ilustrado en las Figuras 4A y 4B.

En otra realización, el polímero termoplástico es disuelto en un solvente adecuado y mezclado con el compuesto antimicrobiano bisguanida. Debido a que el compuesto antimicrobiano bisguanida es sustancialmente insoluble, tales métodos pueden requerir del calentamiento adicional del compuesto antimicrobiano bisguanida, con el fin de obtener una mezcla miscible del compuesto bisguanida antimicrobiano dispersado en el polímero termoplástico. Métodos para fundir mediante solventes los polímeros termoplásticos son bien conocidos por aquellas personas expertas en el arte.

En una realización ejemplificadora, el método para la preparación de un material polimérico antibacteriano comprende el proceso extrusión ilustrado en la Figura 5. El proceso extrusión generalmente comprende proporcionar el polímero termoplástico a un extrusor y el calentamiento del polímero termoplástico por encima de su temperatura de fundición para ontener un polímero termoplástico fundido, añadiento el material insoluble antimicrobiano al polímero termoplástico fundido y mezclando vigorosamente para la dispersión molecular del material antimicrobiano a través del polímero termoplástico, y enfriar la temperatura de la mezcla calentada para obtener un material sólido polimérico antibacteriano. El mezclado de la mezcla y la velocidad a la cual la mezcla es pasada a través del extrusor puede ser controlada por medio de la modificación del índice de rotación de las hélices en el extrusor .

El perfil de calentamiento del extrusor puede ser controlado usando múltiples calentadores de zona, controlados independientemente, para gradualmente incrementar la temperatura de fundición y para minimizar el tiempo de duración en la cual la mezcla es expuesta a altas temperaturas, Minimizando de este modo la potencial degradación del compuesto antimicrobiano bisguanida. Generalmente, los extrusores comprenden tres o más zonas de calentamiento independientemente controladas.

La porosidad y la estructura del material polimérico antibacteriano pueden ser modificados durante el proceso de extrusión. Por medio del incremento de la porosidad del material polimérico antibacteriano, el área de superficie del compuesto antimicrobiano bisguanida que es expuesta también puede ser incrementada, potenciando de este modo la actividad antimicrobiana del material polimérico antibacteriano. Por ejemplo, el uso de un agente de insuflación (por ejemplo, agentes físicos o químicos de insuflación, ejemplo no limitativos de estos incluyen gases inertes tales como el aire y el nitrógeno) puede promover la formación de pequeñas cavidades dentro del material polimérico antibacteriano. Tales cavidades, sin embargo, pueden no afectar sustancialmente o la integridad física del material polimérico antibacteriano o la carga global de la superficie del material polimérico antibacteriano .

En una realización particular, el material polimérico antibacteriano resultante es procesado adicionalmente en partículas usando métodos que son bien conocidos en el arte. Por ejemplo, la mezcla de polímero puede ser pulverizado para obetener partículas cuyos tamaños son adecuados para los usos deseados, usando varios equipos de reducción de tamaño que son bien conocidos en el arte, los cuales incluyen pero no se limitan a, molinos, morteros, y similares. En una realización, el material polimérico antibacteriano enfriado es pulverizado para obtener las partículas de tamaño deseado por medio de un mezclador. En otra realización, las partículas osn pulverizadas a un tamaño de partícula deseado usando métodos criogénicos.

En realizaciones de ejemplificación, el material polimérico antibacteriano resultante es procesado de forma adicional en una estructura adecuada por medio de cualquier método adecuado de los que son conocidos en el arte (por ejemplo, moldeamiento, fundición a presión, etc.). Por ejemplo, en una realización el material polimérico antibacteriano es moldeado en una estructura monolítica porosa adecuada. En otra realización, el material polimérico antibacteriano es formada como fibras (por ejemplo, materiales tejidos y no tejidos). La temperatura de procesamiento de cualquier proceso de moldearaiento debe ser suficientemente inferior a la temperatura de degradación del compuesto antimicrobiano bisguanida de tal manera que no haya una degradación sustancial del compuesto antimicrobiano bisguanida. La temperatura de degradación de los compuestos antimicrobianos bisguanidas puede ser evaluadi por medio de la evaluación de los termogramas TGA y DSC del compuesto antimicrobiano bisguanida. Se proporcionan termogramas ilustrativos TGA (FIGURA 6A y 6B) y termogramas DSC (Figura 7A y 7B) de la clorhexidina y el hidrato de clorhexidina, respectivamente.

Aplicaciones/Usos de los Dispositivos Antimicrobianos Las composiciones y dispositivos de tratamiento descritos aqui tienen numerosas aplicaciones. De forma ventajosa, los dispositivos de tratamiento son de una naturaleza catalítica innsoluble y no consumible, y pueden ser capaces de inactivar una amplio espectro de microorganismos. Generalmente, las composiciones y materiales de purificación pueden ser usados en aplicaciones en donde se desea reducir y/o eliminar microorganismos en un fluido. Como ejemplos no-limitativos de tales fluidos se incluyen a las soluciones acuosas, agua, aire, y otros gases.

En una realización particular, los materiales poliméricos antimicrobianos descritos aquí son incorporados dentro de dispositivos de tratamiento para la purificación de agua. Tales dispositivos de tratamiento pueden ser instalados en el punto de usdo. Esto puede eliminar la necesidad de cloración de los suministros de agua spara protegerlos en contra de la contaminación de microorganismos.

En otra realización, el material de purificación puede ser portátil, para obtener agua bebible en cualquier momento y en cualquier lugar. Estos dispositivos podrían ser especialmente deseables en países en vías de desarrollo en donde una de las grandes necesidades es el agua potable de bebida.

El material de purificación y el método son particularmente útiles en aquellas aplicaciones en donde se requiere de la reducción de la concentración de contaminantes microbiológicos que significativamente exceden los estándares microbiológicos de la EPA de Norteamérica para los dispositivos de purificación microbiológica de agua. En una realización, los contaminantes microbiológicos son inactivados cuando un fluido es forzado a pasar a través del material de purificación por medio de una diferencia en la presión del afluente y efluente o mediante un vació en el lado del efluente, del material de purificación .

Adicionalmente a su funcionamiento como un purificador de agua bebible, el material de purificación puede ser usado para purificar el agua usada para propósitos recreacionales, tales como el agua usada en piscinas, hidromasajes, y spas, permitiendo que la cloración normalmente requerida para eliminar los microorganismos vivos sea o reducida o completamente eliminada.

En una realización, los presentes materiales poliméricos antimicrobianos y dispositivos pueden ser usados para técnicas de esterilización a baja temperatura, eliminando la necesidad de técnicas que requieren de temperaturas y presiones elevadas, tales como la pasteurización. Esto podría ser especialmente útil tanto para la industria de los alimentos food y bebidas.

Debido a que el material de purificación inactiva eficientemente a los microorganismos en soluciones acuosas, existen también numerosas aplicaciones en los campos farmacéuticos y medico. Por ejemplo, el material de purificación puede ser usado para inactivar microorganismos, en ciertas realizaciones, en fluidos fisiológicos o en dispositivos, por ejemplo, maquinas de diálisis caseras.

En otra realización, los materiales poliméricos antimicrobianos y dispositivos pueden ser usados en áreas hospitalarias o industriales que requieren de aire extremadamente puro el cual tenga cantidades extremadamente bajas de microorganismos, por ejemplo, en las áreas de cuidados intensivos, salas de operación, habitaciones limpias utilizadas para el cuidado de pacientes inmunosuprimidos, o habitaciones limpias industriales para la fabricación de equipamiento electrónico y semiconductor.

El material de purificación también puede ser usado para la purificación de aire residecial. Tales aplicaciones pueden ser especialmente útiles para individuos que sufre de exsacerbada reactividad a los microorganismos que están en el aire. En aún otra realización, el material de purificación puede ser usado para aumentar la protection de humanos o animales contra microorganismos aéreos liberados en un ataque bioterrorista .

En una aplicación particular, los materiales poliméricos antimicrobianos pueden ser incorporados dentro de un dispositivo diseñado para eliminar protozoarios patogénicos (por ejemplo, los de los géneros Plasmodium y phylum Apicomplexa) los cuales causan enfermedades tales como la malaria. La Malaria es típicamente transmitida a humanos a través de los mosquitos y permanece como una de las principales causas de muerte en los países en desarrollo. Los mosquitos son infectados con los protozoarios a partir de los reservorios de agua y lagos en donde los mosquitos se crían. La eliminación del protozoario de los habitats de crianza de los mosquitos puede ayudar a eliminar los brotes de malaria.

Numerosas otras aplicaciones existen para las cuales los presentes materiales poliméricos antimicrobianos y materiales de purificación pueden ser usados. Los ejemplos representativos incluyen el tratamiento del agua usada en los sistemas de enfriamiento, aplicaciones de fermentación y cultivo de células, e inactivación de microorganismos en gases (por ejemplo, anestésicos, dióxido de carbono usado en las bebidas carbonatadas, gases usados para los procesos de purga de equipamiento, etc.).

En cada una de estas aplicaciones, el método de uso de los presentes materiales poliméricos antimicrobianos y materiales de purificación es relativamente simple: El fluido a ser tratado es dirigido para que tenga contacto físico con los materiales poliméricos antimicrobianos. Típicamente, el fluido sera forzado desde un lado del material poroso de purificación al otro lado del material de purificación debido a una presión de goteo a través del material de purificación. La presión que dirige el flujo puede ser conducida usando bombas convencionales de fluido o alimentación por gravedad.

Los materiales poliméricos antimicrobianos proporcionados aquí, también pueden ser usados en numerosas alternativas de uso (es decir, no relacionadas con el tratamiento de fluidos) en los cuales es deseable tener propiedades antimicrobianas. Por ejemplo, en una realización los materiales poliméricos antimicrobianos pueden ser utilizados en dispositivos médicos para minimizar el riesgo de contaminación. Ejemplos no limitativos de tales dispositivos dispositivos incluyen vendas para el tratamiento de heridas sobre las cuales el material polimérico antibacteriano es recubierto o incorporado dentro, stents, catéteres, u otros dispositivos médicos implantables (por ejemplo, implantes dentales, uniones de protesis, etc.). Por ejemplo, el material polimérico antibacteriano puede ser procesado dentro de una fibre tejida o no-tejida formada para confeccionar una lámina flexible porosa que puede ser incorporada en una venda o gaza. Aquellos versados en el arte apreciarán que en tales aplicaciones puede ser deseable seleccionar el material polimerico sobre la base de su biocompatibilidad. En otra realización, los materiales poliméricos antimicrobianos pueden ser utilizados como coberturas de superficies o en una estructura sustancialmente impermeable monolítica en la cual la actividad antimicrobiana puede ser deseable. Ejemplos mo limitativos de tales dispositivos incluyen coberturas sobre superficies tales como paredes, columnas, y conductos de ventilación.

Los dispositivos, composiciones, y métodos descritos antes serán entendidos de forma adicional con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejemplo 1: Preparación de una mezcla de Polietileno Un vaso precipitado de 150 mL fue equipado con un agitador mecánico y colocado en un baño de aceite con un termostato. Una cantidad específica de un polietileno de baja densidad (LDPE) fue colocádo dentro del vaso precipitado y calentado a 150 °C con agitación. Una cantidad especificada de hidrato de clorhexidina fue añadido al polietileno fundido, calentada por unos 10 minutos adicionales con agitación, y luego enfriados a temperatura ambiente. La mezcla enfriada resultante generó un sólido duro y blanco que fue colectado, pulverizado en un laboaratorio de mezclas, y colocado en un vial de vidrio cubierto con gas argón.

Las cantidades del polietileno e hidrato de clorhexidina usados en cada muestra son mostrados abajo.

Tabla 1: Composición de mezcla de las muestras Ejemplo 2: Preparación de una mezcla de Polistireno Un vaso precipitado de 150 mL fue equipado con un agitador mecánico y colocado en un baño de aceite con un termostato. Una cantidad especifica de un polietileno (PS) fue colocado dentro del vaso precipitado y calentado a 210°C con agitación. Bajo calentamiento, el polistireno fue blanco con una ligera decoloración debido a la descomposición térmica. Una cantidad especifica de hidrato de clorhexidina fue añadida al polistireno fundido, calentado por unos 10 minutos adicionales con agitación, y luego enfriado a temperatura ambiente. La mezcla resultante se enfrio como un sólido duro, blanco (con descoloración) que fue colectado, pulverizado en un mezclador de laboratorio, y colocado en un vial de vidrio cubierto con gas argón.

Las cantidades de polistirene e hidrato de clorhexidina usados en cada muestra son las que se describen abajo.

Tabla 2: Composición de las mezclas de muestra Muestra Masa de Hidrato de Polietileno Clorhexidina (% por peso) masa (% por peso) 1 28.5 (95) 1.5 (5) 2 27.0 (90) 3.0 (10) 3 25.5 (85) 4.5 (15) 4 24 (80) 6 (20) Aúnque soluble y efectiva para la formación de un polímero de matriz con el hidrato de clorhexidina, la temperatura de procesamiento para el polistireno (PS) fue también alta y generó un color amarillento debido a la descomposición térmica parcial de la bisguanida. Aúnque el procesamiento de la mezcla de polietileno y el hidrato de clorhexidina en escala de laboratorio no causa decoloración inmediata, la extrusión a gran escala (75 lbs.) causa un ligero efecto amarillento en la apariencia, lo cual es un indicación de al menos alguna degradación del compuesto antimicrobiano bisguanida y que la temperatura de procesamiento necesita de una optimización adicional .

Ejemplo 3 : Preparación de Mezclas de Poliure'tano Los poliuretanos también son combinados con el hidrato de clorhexidina usando métodos similares a aquellos descritos en los Ejemplos 1 y 2. Sin embargo, estos polímeros y el compuesto antimicrobiano bisguanida no forman una distribución molecular debido a las bajas interacciones moleculares entre los dos. Como resultado, se formaron grumos de bisguandide. De esta forma, el producto mezclado no fue una mezcla miscible.

Ejemplo 4: Formación de Formas Particuladas del Material Antimicrobiano Materiales poliméricos antimicrobianos fueron preparados usando un extrusor comercial ( ernes Phleidere Twin Screw Extruder ZSK 30, D=30 mm, L/D=5) con una limentador automático para la resina (K-Tron single-screw, Model K2U-T35) y un alimentador separado para la clorhexidina ( =Tron feed, single screw) para obtener una hebra de material extruido del dispositivo. El extrusor incluye seis zonas de temperatura, con la zona cercana a la tolva con una temperatura de aproximadamente 100 °C y las cinco zonas de temperatura remanentes tengan temperaturas de aproximadamente 150 °C.

The polímero termoplástico fue polietileno de baja densidad (LDPE) tal como se estableció en el Ejemplo 1. La clorhexidina fue suministrada dentro del extrusor en una cantidad suficiente para proporcionar el 5 % por peso de la resina extruida. Las hebras de extrusión fueron cortados para proporcionar un diámetro promedio de pelets de 80 de malla.

Ejemplo 5 : Preparación de una Mezcla de Elastómero de Polioleofina Con el fin de eliminar la despcomposición termal del hidrato de clorhexidina, una resina polioleofina de baja temperatura de tipo elastómero (DOW Engage™ 8411) fue usado para preparar pellets en un extrusor comercial. El hidrato de clorhexidina fue suministrado dentro del extrusor descrito descrito en el Ejemplo 4 en una cantidad suficiente para proporcionar 10 % por peso de los pellets extruidos. Los pellets fueron pulverizados criogénicamente (liquido nitrógeno) para proporcionar partículas de un promedio de 20. Aunque el hidrato de clorhexidina se funde, este no se solubiliza dentro de la resin para formar a mezcla miscible. Las microfotografías SEM (Figuras 8A y 8B) de las resinas resultantes ilustran la falla de la clorhexidina para formar una solución sólida con la resina.

Ejemplo 6: Evaluación Antimicrobiana Las mezclas de polímero preparadas en los Ejemplos 1, 4, y 5 descritos antes aquí fueron pulverizados para obtener partículas de tamaño desde 325 a 20 de malla y para evaluar la actividad antimicrobiana usando colonias dispersadas de E. coli. Las partículas fueron empacadas en un tubo acrílico de 12.0 pulgadas x 1.0 pulgadas de diámetro para obtener partículas con un lecho de oarticulas de 0.5 pulgadas, 1.0 pulgadas, 1.5 pulgadas, o 2.0 pulgadas. El flujo de un cultivo liquido de E. coli (concentración 108 CFU) fue hecho pasar a través del tubo empacadobajo la fuerza de la gravedad y en condiciones STP. Aunque el índice de flujo fue apenas una corriente estacionaria, y fue suficiente para evalur la actividad antimicrobiana de la mezcla de polímero.

La recuperación bacteriana fue determinada por medio de Conteo en Placa de Aeróbicos el cual es mostrado en la Tabla 3. La reducción total del crecimiento bacteriano fue obtenido por medio de la sustracción del logaritmo de un número de unidades formadoras de colonia por mL (CFU/mL) de las muestras de efluente por medio del log del número de CFU/mL del control.

Tabla 3 : Reducción del crecimiento bacteriano Usando Materiales polimericos antimicrobianos Material de Initial Log Effluent Log Log purificación Bacteria Bacteria Reduction (grosor, in) (CFU/mL) (CFU/mL) in Bacteria Clorhexidina (5%)- 237xl0B 10.37 25x10 4.40 5.98 LDPE (Escala de laboratorio -- 1.0 in) (Extruder — 2.0 in) Hay una reducción de aproximadamente de Log-6 a Log-8 de la E. coli la cual paso a través de los tubos empacadosde la aleación de clorhexidina-polietileno de baja densidad, mientras que hubo una reducción de sóloun Log-5.5 de la E.coli observada con los tubos empacados de la aleación de clorhexidina-Engage™ a un alto nivel de concentración de la clorhexidina . No deseando citar alguna teoria, se cree que la actividad antimicrobiana potenciada puede ser atribuida a la inmobilización del compuesto antimicrobiano bisguanida como una mezcla molecular dentro del polímero.

Una micrografía SEM de una células de E. coli muerta, es mostrada en las Figuras 9A y 9B, que ilustran el mecanismo dependiente de superficie de la actividad del material polimérico antimicrobiano. Los sitios de colisión copn la clorhexidina en la mezcla de polímero son visibles y parecen causar el desemsamblaje de la pared celular. Sin desear citar alguna teoria, se cree que la pared celular fue pulida por la colisión por medio de movimiento Browniano con las superficies de la mezcla de polímero antimicrobiano. La pared cellular es magnificada adcionalmente en la Figura 9B, en donde las paredes células de fibra material de pared celular puede ser observado.

Generalmente, una típica célula muerta de E. coli (Figura 10) no muestra ningún cambio en la morfología de su pared celular, excepto por un posible encogimiento debido a la peridad del citotoplasma . Este mecanismo de actividad generalmente es atribuible a oxidantes solubles o superficie del agente activo, tales como sales solubles de clorhexidina, que conlleva a una reacción química de segundo orden (es decir, que el agente se esta consumiendo en un relación de tipo estiometrica) . La mezcla de polímeroantimicrobiano, converva, su apariencia asi como las reacciones catalíticas con los microorganismos y no es consumido durante la reacción.

Ejemplo 7 : Análisis del Filtrado Un flujo efluente de agua ilustrativamente a partir del Ejemplo 6 también fue evaluado por un método estándar de HPLC para evauar la cantidad, de cualquiera, de las bisguanida antimicrobianas que pueden ser filtradas dentro del efluente de agua. Menos de 2 ppm del compuesto insoluble compuesto antimicrobiano bisguanida fue detectado en el efluente de de aleación de baja densidad que permite su producción a escala de laboaratorio, mientras que menos del 1 ppm del compuesto insoluble antimicrobiano bisguanida fue detectado en el efluente de la aleación de polietileno de baja densidad permitiendo la producción a escala. Estas concentraciones extremadamente bajas indican de forma ventajosa que todo el sustancialmente que todo el compuesto insoluble antimicrobiano bisguanida permanecerá distribido dentro de la mezcla de polímero. La corriente efluente de agua desde la evaluación es conducida usando una aleación de polietileno de de baja densidad que tiene un 10% por peso de clorhexidina producida en la producción a gran escala tiene aproximadamente 96 ppb compuesto antimicrobiano bisguanida insoluble. Dicho de otro modo, al rededor de 20 ppm del compuesto antimicrobiano bisguanida insoluble fue detectado en el efluente de las mezclas Engage™, lo cual es una indicación de que el compuesto antimicrobiano bisguanida no fue inmobilizado dentro de la mezcla de polímero.

Se fluyo agua destilada, a través de los tubos, luego de los experimentos anteriores para determinar cuanto de la porción soluble de la bisguanida antimicrobiana insoluble fue la responsable de la actividad antimicrobiana observada, lo cual es común con las sales de bisguanida antimicrobiana soluble (por ejemplo, gluconato de clorhexidina) . Los resultados fueron negativos para cada una de las aleaciones de polietileno de baja densidad.

Las publicaciones citadas en la presente y los materiales que por ellas son citadas son incorporados a la presente, de forma especifica, por referencia. Las modificaciones y variaciones de los métodos y dispositivos descritos aquí serán obvios a aquellas personas expertas en el arte a partir de la detallada descripción que ya se ha dado. Se entiende que tales modificaciones y variaciones se encuentran dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES 1. Una composición que comprende: una mezcla miscible de un compuesto antimicrobiano bisguanida y al menos un polímero termoplástico, en donde the mezcla miscible es desde aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso del compuesto antimicrobiano bisguanida . 2. La composición de la reivindicación 1, en donde el compuesto antimicrobiano bisguanida comprende clorhexidina . 3. La composición de la reivindicación 1, en donde el compuesto antimicrobiano bisguanida esta en una forma amorfa . 4. La composición de la reivindicación 1, en donde el al menos un polímero termoplástico comprende una polioleofina . La composición de la reivindicación 1, en donde el al menos un polímero termoplástico comprende a polietileno. La composición de la reivindicación 1, en donde la mezcla miscible es desde aproximadamente 5% a aproximadamente 15% por peso del compuesto antimicrobiano bisguanida. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la mezcla miscible esta en la forma de partículas, fibras, o una combinación de los mismos. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la mezcla miscible esta en la forma de un agregado o conjunto de partículas, las partículas tienen un diámetro de volumen promedio de aproximadamente 400 de malla (37 micrones) a aproximadamente 20 de malla (840 micrones) . La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde the mezcla miscible esta en la forma de una estructura porosa monolítica. La composición de la reivindicación 9, en donde la estructura porosa monolítica comprende a disco aglomerado, bloque, tubo, o cilindro. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la mezcla miscible esta en la forma de a material no tejido. Un método para la inactivación de contaminantes microbiológicos en un fluido, el cual comprende: Poner en contacto el fluido con la mezcla miscible de un compuesto antimicrobiano bisguanida y al menos un polímero termoplástico, en donde la mezcla miscible es de aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso del compuesto antimicrobiano bisguanida. El método de la reivindicación 12, en donde la mezcla miscible esta en la forma de partículas, fibras, o una combinación de los mismos, y la puesta en contacto comprende hacer fluir el fluido a través de los poros en o entre las partículas y/o fibras. 14. El método de la reivindicación 12, en donde la mezcla miscible esta en la forma de una estructura porosa monolítica, y la contactación comprende hacer fluir el fluido a través de los poros de la estructura monolítica. 15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde el compuesto antimicrobiano bisguanida comprende clorhexidina . 16. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde el al menos un polímero termoplástico comprende polietileno u otra polioleofina . 17. El método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde el fluido comprende agua o aire. 18. Un método para fabricar un material polimérico antibacteriano que comprende: Fundir un compuesto antimicrobiano bisguanida y un polímero termoplástico con el cual el compuesto antimicrobiano bisguanida es miscible; Mezclar el material fundido del compuesto antimicrobiano bisguanida y polímero termoplástico fundido para formar una mezcla miscible del compuesto antimicrobiano bisguanida y el polímero termoplástico, en donde the mezcla miscible es desde aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso de al menos un compuesto antimicrobiano bisguanida; y enfriar la mezcla miscible para solidificar la mezcla miscible . El método de la reivindicación 18, que comprende el procesamiento adicional de la mezcla solidificada en una forma particulada. El método de la reivindicación 18, en donde la mezcla miscible es extruida en fibras antes de la solidificación de la mezcla miscible. Un dispositivo para el tratamiento antimicrobiano de un o, el cual comprende: una carcasa que tiene al menos un orificio de entrada y al menos un orificio de salida; y un material antimicrobiano asegurado dentro de la carcasa y configurado para contactar un fluido que fluye a través de la carcasa entre el orificio de entrada y el orificio de salida, en donde el material antimicrobiano comprende una mezcla miscible de un compuesto antimicrobiano bisguanida y al menos un polímero termoplástico, en donde la mezcla miscible es desde aproximadamente 1% a aproximadamente 25% por peso de compuesto antimicrobiano bisguanida. El dispositivo de la reivindicación 21, en donde el compuesto antimicrobiano bisguanida comprende clorhexidina y el al menos un polímero termoplástico comprende polietileno.