RU2167526C2 - Antibacterial materials - Google Patents

Antibacterial materials Download PDF

Info

Publication number
RU2167526C2
RU2167526C2 RU96113096A RU96113096A RU2167526C2 RU 2167526 C2 RU2167526 C2 RU 2167526C2 RU 96113096 A RU96113096 A RU 96113096A RU 96113096 A RU96113096 A RU 96113096A RU 2167526 C2 RU2167526 C2 RU 2167526C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antimicrobial
silver
metal
ions
powder
Prior art date
Application number
RU96113096A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96113096A (en
Inventor
Эдвард Баррелл Роберт
Шрикришна Апте Прасад
Сингх Джилл Кашмир
Джон Прихт Родерик
Рой Моррис Лэрри
Лаури Макинтош Катрин
Бхарат Сант Садхиндра
Original Assignee
Вестейм Биомедикал Корп.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/154,490 external-priority patent/US5454886A/en
Priority claimed from US08/190,617 external-priority patent/US5985308A/en
Application filed by Вестейм Биомедикал Корп. filed Critical Вестейм Биомедикал Корп.
Publication of RU96113096A publication Critical patent/RU96113096A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2167526C2 publication Critical patent/RU2167526C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: invention relates to antibacterial coatings and powders, methods of their application on medicinal devices. Coatings and powders are obtained preferably in precipitation of an antibacterial biologically compatible metal by method of vacuum precipitation from vapor phase. Atomic disorderness making in coating results to the prolonged release of metal ions and attainment of antibacterial effect. EFFECT: improved method of making, antibacterial effect. 53 cl, 16 tbl, 25 ex

Description

Изобретение относится к способам создания антимикробных металлических покрытий, тонких пленок и порошков, которые при контакте со спиртом или электролитом обеспечивают длительное высвобождение антимикробных металлов. The invention relates to methods for creating antimicrobial metal coatings, thin films and powders which, upon contact with alcohol or an electrolyte, provide a sustained release of antimicrobial metals.

В медицине давно существует насущная потребность в эффективных антимикробных покрытиях. Врачи разных специализаций и, прежде всего хирурги, использующие в своей работе многочисленные медицинские инструменты: от ортопедических штифтов, металлических пластинок и имплантатов до накладываемых на рану повязок и мочеточниковых катетеров, должны постоянно заботиться о предупреждении инфекции. Недорогое антимикробное покрытие также находит себе применение в медико-санитарной помощи, направленной на потребителей в производстве продуктов личной гигиены, а также в создании биомедицинского/биотехнологического лабораторного оборудования. Термин "медицинское устройство" в контексте настоящего изобретения распространяется на все такие продукты. In medicine, there has long been an urgent need for effective antimicrobial coatings. Doctors of various specializations, and especially surgeons who use numerous medical instruments in their work: from orthopedic pins, metal plates and implants to dressings and ureteral catheters placed on the wound, must constantly take care to prevent infection. Inexpensive antimicrobial coating also finds application in health care aimed at consumers in the production of personal hygiene products, as well as in the creation of biomedical / biotechnological laboratory equipment. The term "medical device" in the context of the present invention extends to all such products.

Антимикробное действие таких ионов металла, как Ag, Au, Pt, Pd, Ir, (т. е. благородных металлов,), Sn, Sb, Cu и Zn хорошо известно (cм. Morton Н.Е., Pseudomonas in Disinfektion, sterilization and Preservation, Ed.S.S. Block. Lea and Febiger, 1977 and Grier N, Silver and Its Compounds in Disinfection, Sterilization and Preservation, Ed.S.S. Block, Lea and Febiger, 1977). The antimicrobial effect of metal ions such as Ag, Au, Pt, Pd, Ir, (i.e., noble metals), Sn, Sb, Cu, and Zn is well known (see Morton N.E., Pseudomonas in Disinfektion, sterilization and Preservation, Ed. SS Block. Lea and Febiger, 1977 and Grier N, Silver and Its Compounds in Disinfection, Sterilization and Preservation, Ed. SS Block, Lea and Febiger, 1977).

Из всех ионов металлов, обладающих антимикробными свойствами, эффект серебра, по всей видимости, наиболее известен в связи с необычайно высокой биологической активностью этого металла при низких концентрациях. Такое явление известно как олигодинамическое действие. В современной медицинской практике для предупреждения и лечения бактериальных инфекций используются как неорганические, так и органические растворимые соли серебра. В связи с тем, что такие соединения эффективны в виде растворимых солей, они не могут обеспечивать длительной защиты от инфекции из-за потери свободных серебряных ионов через их вымывание или комплексообразование. Поэтому для решения такого рода возникающей проблемы указанные соединения нужно использовать повторно. А повторное применение не всегда возможно в медицинской практике, особенно в случае использования жизненно необходимого или имплантируемого устройства. Of all the metal ions with antimicrobial properties, the effect of silver is probably the best known due to the unusually high biological activity of this metal at low concentrations. This phenomenon is known as oligodynamic action. In modern medical practice, both inorganic and organic soluble silver salts are used to prevent and treat bacterial infections. Due to the fact that such compounds are effective in the form of soluble salts, they cannot provide long-term protection against infection due to the loss of free silver ions through their leaching or complexation. Therefore, to solve this kind of problem, these compounds must be reused. And repeated use is not always possible in medical practice, especially in the case of using a vital or implantable device.

Предпринимались попытки замедлить высвобождение ионов серебра в ходе лечения посредством создания серебросодержащих комплексов, имеющих меньшую степень растворимости. Так, например, патент США 2785153 раскрывает предлагаемый для этой цели коллоидный серебряный белок. Такие соединения обычно приготавливаются в виде кремов. Однако указанные соединения не приобрели широкого распространения в медицинской области в связи с их ограниченной эффективностью. Скорость высвобождения ионов серебра в этом случае чрезвычайно низка. Кроме того, покрытия, приготовленные на основе таких соединений, имеют ограничения, связанные с проблемами адгезии, плохой счищаемостью и сроками хранения. Attempts have been made to slow the release of silver ions during treatment by creating silver-containing complexes having a lower degree of solubility. For example, US Pat. No. 2,785,153 discloses a colloidal silver protein proposed for this purpose. Such compounds are usually prepared in the form of creams. However, these compounds are not widely used in the medical field due to their limited effectiveness. The release rate of silver ions in this case is extremely low. In addition, coatings prepared on the basis of such compounds have limitations associated with problems of adhesion, poor scrapability and shelf life.

Было предложено использовать серебросодержащие металлические покрытия в качестве антимикробных средств. (В частности, см.: Dsitch et al., Anti-mikrobial Agents and Chemotherapy, Vol. 23 (3), 1983, pp. 356-359 и Mackeen et al., Anti-mikrobial Agents and Chemotherapy, Vol. 31 (1), 1987, pp. 93-99). В целом, однако, принято считать, что сами по себе такие покрытия не обеспечивают нужной степени эффективности, поскольку при этом происходит лишь незначительная диффузия серебряных ионов из металлических покрытий. It has been proposed to use silver-containing metal coatings as antimicrobial agents. (In particular, see: Dsitch et al., Anti-mikrobial Agents and Chemotherapy, Vol. 23 (3), 1983, pp. 356-359 and Mackeen et al., Anti-mikrobial Agents and Chemotherapy, Vol. 31 ( 1), 1987, pp. 93-99). In general, however, it is generally accepted that such coatings alone do not provide the required degree of efficiency, since only a slight diffusion of silver ions from metal coatings occurs.

Серебряные металлические покрытия производятся Спайр Корпорацией, США (Spire Corporation, USA) под торговым наименованием СПИ-АРГЕНТ (SPI-ARGENT). Покрытие создается при помощи пучка ионов, сопровождающего процесс нанесения. Устойчивое к инфекции покрытие не проникает в водные растворы, как показывают тесты по зональному ингибированию, что лишний раз подтверждает тот факт, что серебряные металлические покрытия не высвобождают серебряные ионы в количестве, необходимом для антимикробного действия. Silver metal coatings are manufactured by Spire Corporation, USA (SPI-ARGENT) under the trade name SPI-ARGENT. The coating is created using an ion beam that accompanies the application process. An infection resistant coating does not penetrate into aqueous solutions, as shown by zonal inhibition tests, which once again confirms the fact that silver metal coatings do not release silver ions in the amount necessary for antimicrobial action.

В свете неудачи использования металлических серебряных покрытий для целей создания нужной антимикробной эффективности в ряде других исследований было уделено внимание изучению новых способов активации. В рамках одной из таких технологий используется электрическая активация металлических серебряных имплантатов (см. Marino et al. Journal of Biologikal Physics, Vol. 12, 1984, pp. 93-98). Электрическая стимуляция металлического серебра не всегда практически возможна, особенно в случае мобильных пациентов. Попытки преодолеть эту проблему включают усиление in situ электрических процессов с помощью гальванических элементов. Металлические полосы или слои различных металлов накладывают на устройство в виде тонких пленочных покрытий. Гальванический элемент образуется в процессе контактирования друг с другом двух металлов, помещенных в электропроводящую жидкость. При этом один из металлических слоев действует как анод, который растворяется в электролит. А второй металл функционирует в качестве катода, питающего электрохимический элемент. Так, например, в случае чередующихся слоев Cu и Ag, Cu выполняет роль анода, который высвобождает Cu+ в электролит. Более благородные металлы, например Ag, действуют как катод, который не подвергается ионизации и не проходит в раствор в больших количествах. Иллюстрацией устройства такого вида служит устройство, раскрытое в патенте США 4886505 (Hfaynes et al. выдан 12 декабря 1989 г.). Патент раскрывает покрытия, полученные напылением двух или более различных металлов при наличии такого переключения на один из них, что если переключатель закрыт, достигается высвобождение металлического иона. In light of the failure to use metallic silver coatings to create the desired antimicrobial efficacy, a number of other studies have paid attention to the study of new activation methods. One such technology utilizes the electrical activation of metallic silver implants (see Marino et al. Journal of Biologikal Physics, Vol. 12, 1984, pp. 93-98). Electrical stimulation of metallic silver is not always practically possible, especially in the case of mobile patients. Attempts to overcome this problem include amplification of in situ electrical processes using galvanic cells. Metal strips or layers of various metals are applied to the device in the form of thin film coatings. A galvanic cell is formed in the process of contacting with each other two metals placed in an electrically conductive liquid. In this case, one of the metal layers acts as an anode that dissolves into the electrolyte. And the second metal functions as a cathode supplying the electrochemical cell. So, for example, in the case of alternating layers of Cu and Ag, Cu plays the role of an anode that releases Cu + into the electrolyte. More noble metals, such as Ag, act as a cathode that does not undergo ionization and does not pass into solution in large quantities. An illustration of a device of this kind is the device disclosed in US Pat. No. 4,886,505 (Hfaynes et al. Issued December 12, 1989). The patent discloses coatings obtained by sputtering two or more different metals in the presence of such a switch to one of them that if the switch is closed, the release of the metal ion is achieved.

В предшествующих работах было показано, что можно получить пленку, состоящую из тонких чередующихся слоев различных металлов, таких как серебро и медь, для целей их растворения, если первоначально поверхность была протравлена. В этом случае процесс травления приводит к образованию высокотекстурированной поверхности (см. М. Tanemura, J. Vac. Sci. Tecnol, 1986, 5, 2369-2372). Следует отметить, однако, что создание таких многослойных пленок представляет собой длительный и дорогостоящий процесс. In previous works it was shown that it is possible to obtain a film consisting of thin alternating layers of various metals, such as silver and copper, for the purpose of dissolving them if the surface was initially etched. In this case, the etching process leads to the formation of a highly textured surface (see M. Tanemura, J. Vac. Sci. Tecnol, 1986, 5, 2369-2372). It should be noted, however, that the creation of such multilayer films is a lengthy and expensive process.

Однако электрическая стимуляция металлических покрытий не дает приемлемого решения проблемы растворения. Следует отметить, что гальваническое действие происходит в случае наличия электролита и связи между двумя металлами в гальванической паре. Поскольку происходит гальваническая коррозия, которая имеет место прежде всего на разделе границы между двумя металлами, электрический контакт не может долго поддерживаться. И поэтому постоянное высвобождение металлических ионов в течение длительного периода времени оказывается невозможным. Кроме того, гальванического действия по высвобождению металла, например серебра, достичь трудно. Как указывалось выше, металлические ионы, обладающие антимикробным действием, относятся к благородным металлам, таким как Ag, Au, Pt и Pd. Имеется немного металлов, более благородных, чем указанные выше, которые могут выполнять функцию катодов, способствующих высвобождению благородного металла, такого как Ag, на аноде. However, electrical stimulation of metal coatings does not provide an acceptable solution to the dissolution problem. It should be noted that galvanic action occurs in the case of the presence of an electrolyte and a bond between two metals in a galvanic pair. Since galvanic corrosion occurs, which occurs primarily at the separation of the boundary between two metals, the electrical contact cannot be maintained for a long time. And therefore, the constant release of metal ions over a long period of time is impossible. In addition, the galvanic action of the release of metal, such as silver, is difficult to achieve. As mentioned above, metal ions with antimicrobial activity are noble metals such as Ag, Au, Pt and Pd. There are few metals that are nobler than the ones mentioned above, which can serve as cathodes that promote the release of a noble metal, such as Ag, on the anode.

Второй подход к активации металлической поверхности связан с нагреванием или использованием химических веществ. В патентах США 4476590 и 4615705 Scales et al. выданы соответственно 16 октября 1980 г. и 7 октября 1986 г.) раскрываются способы активации серебряных поверхностных покрытий, наносимых на имплантируемые эндопротезы для целей придания им устойчивости к биологической эрозии, в результате чего последняя происходит при нагревании свыше 180oC и при контакте с перекисью водорода. Однако предлагаемый вид обработки ограничен субстратом/устройствами, которые могут подвергаться такому покрытию и дальнейшей активации.A second approach to activating a metal surface involves heating or using chemicals. US Pat. Nos. 4,467,590 and 4,615,705 to Scales et al. issued respectively on October 16, 1980 and October 7, 1986) discloses methods for activating silver surface coatings applied to implantable prostheses in order to make them resistant to biological erosion, as a result of which the latter occurs when heated above 180 o C and in contact with peroxide hydrogen. However, the proposed type of processing is limited to the substrate / devices that may be subjected to such a coating and further activation.

Таким образом, все еще существует потребность в эффективном, недорогом антимикробном материале, который обладал бы следующими свойствами:
- продолжительное высвобождение антимикробного агента в терапевтически высоких концентрациях;
- применяемость во множестве устройств и материалов;
- приемлемый срок годности; и
- низкая токсичность для млекопитающих.
Thus, there is still a need for an effective, inexpensive antimicrobial material that has the following properties:
- prolonged release of an antimicrobial agent in therapeutically high concentrations;
- applicability in a variety of devices and materials;
- acceptable shelf life; and
- low toxicity to mammals.

Металлические покрытия производятся в виде тонких пленок посредством техники осаждения из паровой фазы, такой, например, как напыление. Тонкие пленки металлов, сплавов, полупроводников и керамики широко используются в производстве компонентов электронных устройств. Для этих и других видов их конечного применения требуется, чтобы тонкие пленки изготавливались в виде плотных, кристаллических структур с минимальным числом дефектов. Пленки часто прокаливают после нанесения для усиления зернистости и процесса рекристаллизации с созданием стабильных свойств. Обзор технологий нанесения металлических пленок сделан в работах Буншаха с соавт. и Торнтона (Bunshah R. F. et al., "Deposition Technologies for Films and Coatings" Noyes Publication, N. J., 1982 and J.A. Thornton, "Influence of Apparatus Geometry and Deposition Conditions on the Structure and Topography of Thick Sputtered Coatings", J. Vac. Sci. Technol., 11(4), 666-670, 1974. Metallic coatings are produced in the form of thin films by a vapor deposition technique, such as, for example, spraying. Thin films of metals, alloys, semiconductors and ceramics are widely used in the manufacture of components of electronic devices. For these and other types of their final application, thin films are required to be made in the form of dense, crystalline structures with a minimum number of defects. Films are often calcined after application to enhance graininess and the process of recrystallization with the creation of stable properties. A review of the technologies for applying metal films was made by Bunshah et al. and Thornton (Bunshah RF et al., "Deposition Technologies for Films and Coatings" Noyes Publication, NJ, 1982 and JA Thornton, "Influence of Apparatus Geometry and Deposition Conditions on the Structure and Topography of Thick Sputtered Coatings", J. Vac. Sci. Technol., 11 (4), 666-670, 1974.

В патенте США N 4325776 (Menzel, выдан 20 апреля 1982 г.) раскрывается способ получения крупнозернистого покрытия или пленок с содержанием единичных кристаллов металла для целей использования их в интегрированных сетях. Металлические пленки получают при осаждении на охлажденном субстрате (ниже 90o), так чтобы металлический слой находился в аморфной фазе. Затем металлический слой отжигают в ходе нагревания субстрата примерно до комнатной температуры. Конечный продукт обладает зернистостью крупного диаметра и высокой гомогенностью, что позволяет достичь более высоких плотностей без помех в виде электромиграции.US Pat. No. 4,325,776 (Menzel, issued April 20, 1982) discloses a method for producing a coarse-grained coating or films containing single metal crystals for use in integrated networks. Metal films are obtained by precipitation on a cooled substrate (below 90 ° ) so that the metal layer is in an amorphous phase. Then the metal layer is annealed during heating of the substrate to about room temperature. The final product has granularity of large diameter and high homogeneity, which allows to achieve higher densities without interference in the form of electromigration.

Были предложены такие соли серебра, как нитрат, белковые производные, ацетат, лактат и цитрат, для использования в антимикробных покрытиях для медицинских устройств. Во многих больницах в повязках, накладываемых на ожоговые раны, применяется нитрат серебра. Известно, что такие соли обладают более высокой эффективностью, чем металл серебро. Механизм, благодаря которому достигается большая эффективность таких соединений, связан с наличием постоянной ионизации/диссоциации, создающей ион Ag+. Доступность иона серебра значительно снижается внутри организма или при контакте с жидкостями или тканями. В связи с высоким содержанием хлорида в таких жидкостях серебро осаждается или связывается в виде нерастворимого хлорида серебра (Ksp = 1.7•10-10М). В результате этого процесса, для целей достижения от соли серебра той же эффективности, как и в случае воды, в любых средах, содержащих осадки (преимущественно хлорид), должно присутствовать избыточное количество серебра.Silver salts such as nitrate, protein derivatives, acetate, lactate and citrate have been proposed for use in antimicrobial coatings for medical devices. In many hospitals, silver nitrate is used in dressings applied to burn wounds. It is known that such salts are more effective than silver metal. The mechanism by which the high efficiency of such compounds is achieved is associated with the presence of constant ionization / dissociation, which creates an Ag + ion. The availability of silver ion is significantly reduced inside the body or in contact with fluids or tissues. Due to the high chloride content in such liquids, silver precipitates or binds in the form of insoluble silver chloride (K sp = 1.7 • 10 -10 M). As a result of this process, in order to achieve the silver salt of the same efficiency as in the case of water, an excess amount of silver must be present in any media containing precipitation (mainly chloride).

Нанокристаллические материалы в виде порошков, пленок и хлопьев представляют собой однофазные или многофазные поликристаллические материалы, размер зерна которых по крайней мере в одном измерении составляет несколько (обычно <20) нанометров. Тонкозернистые порошки (размер частиц <5 микрон) могут быть нанокристаллическими или, что более типично, иметь размер >20 нм. Нанокристаллические материалы и тонкозернистые порошки могут быть приготовлены с помощью многочисленных методов газовой конденсации, при которых осаждаемый материал, находящийся в основном в паровой фазе, в случае, например, испарения или напыления, переносится далее в относительно большой объем, в котором возможно регулировать параметры среды, образуемой рабочим газом, а также температуру. Атомы осаждаемого материала сталкиваются с атомами рабочего газа, после чего происходит их быстрая конденсация из паровой фазы на холодный субстрат, такой как охлажденный жидким азотом фингер. В принципе, для получения нанокристаллических материалов подходит любой способ, с помощью которого возможно создавать очень тонкозернистые поликристаллические материалы. В частности, такие методы включают испарение, такое как дуговое испарение, осаждение в паровой фазе из электронного пучка, эпитаксия молекулярного пучка, ионный поток, напыление, напыление с применением магнетрона и реактивное напыление (см., например, Froes F.H. et al., "Nanocristalline Metals for Structural Applications", JOM, 41 (1989), N 6, pp. 12- 17:, Biringer, Rainer et al., "Nanocristalline Materials - A Fist Report, Proceedings of JIMIS-4; and Gleiter H., "Materials with Ultrafine Mikrostructure: Retrospectives and Prospectives", Nanostructured Materials, Vol. 1992, 1, pp. 1-19 и приведенных в работах ссылки). Nanocrystalline materials in the form of powders, films and flakes are single-phase or multiphase polycrystalline materials, the grain size of which in at least one dimension is several (usually <20) nanometers. Fine powders (particle size <5 microns) can be nanocrystalline or, more typically, have a size> 20 nm. Nanocrystalline materials and fine-grained powders can be prepared using numerous gas condensation methods, in which the deposited material, which is mainly in the vapor phase, in the case of, for example, evaporation or spraying, is transferred further to a relatively large volume in which it is possible to control the parameters of the medium, formed by the working gas, as well as temperature. The atoms of the deposited material collide with the atoms of the working gas, after which they quickly condense from the vapor phase to a cold substrate, such as a finger-cooled liquid nitrogen. In principle, any method that can be used to produce very fine-grained polycrystalline materials is suitable for producing nanocrystalline materials. In particular, such methods include evaporation, such as arc evaporation, vapor deposition from an electron beam, molecular beam epitaxy, ion flux, sputtering, magnetron sputtering and reactive sputtering (see, for example, Froes FH et al., " Nanocristalline Metals for Structural Applications ", JOM, 41 (1989), N 6, pp. 12-17 :, Biringer, Rainer et al.," Nanocristalline Materials - A Fist Report, Proceedings of JIMIS-4; and Gleiter H., "Materials with Ultrafine Microstructure: Retrospectives and Prospectives", Nanostructured Materials, Vol. 1992, 1, pp. 1-19 and references cited therein).

Настоящее изобретение направлено на создание металлического покрытия. Было обнаружено, что, несмотря на существовавшую ранее противоположную точку зрения, возможно получить металлические покрытия из антимикробного металлического материала посредством создания атомной неупорядоченности в материалах при осаждении из паровой фазы в условиях, ограничивающих диффузию, которые позволяют достичь "замораживания" атомной неупорядоченности. Было обнаружено, что полученные таким образом антимикробные покрытия обеспечивают длительное высвобождение разных видов металла в раствор для целей достижения антимикробного эффекта. The present invention is directed to the creation of a metal coating. It was found that, despite the previously opposite point of view, it is possible to obtain metallic coatings from an antimicrobial metallic material by creating atomic disorder in the materials during vapor deposition under conditions restricting diffusion, which allows to achieve “freezing” of atomic disorder. It was found that the antimicrobial coatings thus obtained provide a sustained release of various types of metal into the solution in order to achieve an antimicrobial effect.

Основное открытие, касающееся связи "атомной неупорядоченности" с повышением растворимости, имеет множество практических приложений. Авторы настоящего изобретения показали, что атомная неупорядоченность, сказывающаяся на растворимости, может быть создана в других формах материалов, таких, например, какими являются металлические порошки. Настоящее изобретение имеет также применение за пределами антимикробных металлов, распространяясь на любой металл, металлический сплав или соединение металла, включая в том числе полупроводник или керамические материалы, из которых нужно получить длительное высвобождение того или иного металла в раствор. Так, например, материалы, обладающие повышенной или регулируемой растворимостью металла, нашли практическое применение в датчиках, переключателях, предохранителях, электродах и батареях. The main discovery regarding the relationship between "atomic disorder" and increased solubility has many practical applications. The present inventors have shown that atomic disorder affecting solubility can be created in other forms of materials, such as, for example, metal powders. The present invention also has applications outside of antimicrobial metals, extending to any metal, metal alloy or metal compound, including including semiconductor or ceramic materials, from which it is necessary to obtain a prolonged release of a metal in solution. So, for example, materials with increased or controlled solubility of the metal have found practical application in sensors, switches, fuses, electrodes and batteries.

Используемый в контексте настоящего изобретения термин "атомная неупорядоченность" включает наличие высоких концентраций: точечных дефектов в кристаллической решетке, вакансий кристаллической решетки, линейных дефектов, таких как дислокации, промежуточные атомы, границы между зернами и внутри зерен и другие, имеющие отношение к нарушению нормального упорядоченного кристаллического состояния. Атомная неупорядоченность ведет к неровностям в поверхностной топографии и негомогенности структуры в пределах нанометровой шкалы. Used in the context of the present invention, the term "atomic disorder" includes the presence of high concentrations: point defects in the crystal lattice, crystal lattice vacancies, linear defects such as dislocations, intermediate atoms, boundaries between grains and inside grains, and others related to the violation of normal ordered crystalline state. Atomic disorder leads to irregularities in the surface topography and the inhomogeneity of the structure within the nanometer scale.

Термин "нормальное упорядоченное кристаллическое состояние" в контексте настоящего изобретения означает кристалличность, нормально обнаруживаемую в больших объемах металлических материалов, сплавов или соединений, образуемых при плавке, обработке давлением или электроосаждением металлических продуктов. Указанные материалы содержат лишь низкие концентрации таких атомных дефектов, как вакансии кристаллической решетки, границы зерен и дислокации. The term "normal ordered crystalline state" in the context of the present invention means crystallinity normally detected in large volumes of metal materials, alloys or compounds formed by smelting, pressure treatment or electrodeposition of metal products. These materials contain only low concentrations of atomic defects such as crystal lattice vacancies, grain boundaries, and dislocations.

Термин "диффузия" в контексте настоящего изобретения включает диффузию атомов и/или молекул на поверхность или в матрицу образуемого материала. The term "diffusion" in the context of the present invention includes the diffusion of atoms and / or molecules on the surface or matrix of the formed material.

Термин "металл" или "металлы" в контексте настоящего изобретения относится к одному или более металлам, находящимся по существу в виде чистых металлов, сплавов или соединений, таких как оксиды, нитриды, бориды, сульфиды, галогениды или гидриды. The term "metal" or "metals" in the context of the present invention refers to one or more metals, which are essentially in the form of pure metals, alloys or compounds, such as oxides, nitrides, borides, sulfides, halides or hydrides.

Изобретение, в широком аспекте, относится к способу получения модифицированного материала, содержащего один или более металлов. Указанный способ включает создание атомной неупорядоченности в материале в условиях, ограничивающих диффузию, так что в материале поддерживается достаточный уровень атомной неупорядоченности, способный обеспечить высвобождение, предпочтительно на длительной основе, атомов, ионов, молекул или кластеров по крайней мере одного металла в растворитель, в котором находится данный материал. Кластеры, как известно, представляют собой небольшие группы атомов, ионов или др., описанные в работе Андреев с соавт. (R.P. Andres et al., "Research Opportunities on Cluster and Cluster-Assembled Materials", J. Mater. Res., 1989, Vol. 4, N 3, p.704). The invention, in a broad aspect, relates to a method for producing a modified material containing one or more metals. Said method comprises creating atomic disorder in a material under conditions restricting diffusion, so that a sufficient level of atomic disorder is maintained in the material, capable of releasing, preferably on a long-term basis, atoms, ions, molecules or clusters of at least one metal in a solvent in which this material is located. Clusters, as you know, are small groups of atoms, ions, or others, described by Andreev et al. (R. P. Andres et al., "Research Opportunities on Cluster and Cluster-Assembled Materials", J. Mater. Res., 1989, Vol. 4, No. 3, p. 704).

Конкретные предпочтительные варианты изобретения показывают, что атомную неупорядоченность можно создать в металлических порошках или тонких пленках при холодной обработке, а в металлических покрытиях при осаждении из паровой фазы при низких температурах субстрата. Specific preferred embodiments of the invention show that atomic disorder can be created in metal powders or thin films by cold working, and in metal coatings by vapor deposition at low substrate temperatures.

В другом своем широком аспекте изобретение относится к модифицированному материалу, включающему один или более металлов, в форме, отличающейся достаточной степенью атомной неупорядоченности, в результате которой материал при контакте с растворителем этого материала высвобождает атомы, ионы, молекулы или кластеры, содержащие по крайней мере один металл, предпочтительно в течение продолжительного периода времени, причем с более высокой скоростью, чем это происходит в нормальных условиях в упорядоченном кристаллическом состоянии. In another broad aspect, the invention relates to a modified material comprising one or more metals in a form characterized by a sufficient degree of atomic disorder, as a result of which the material, upon contact with a solvent of this material, releases atoms, ions, molecules or clusters containing at least one metal, preferably over an extended period of time, and at a higher rate than occurs under normal conditions in an ordered crystalline state.

В предпочтительных вариантах изобретения модифицированный материал представляет собой металлический порошок, который для создания и поддержания атомной неупорядоченности подвергается механической обработке или компрессии в холодных условиях. In preferred embodiments of the invention, the modified material is a metal powder, which is subjected to mechanical treatment or compression in cold conditions to create and maintain atomic disorder.

Термин "металлический порошок" в контексте настоящего изобретения включает металлические частицы в широком диапазоне размеров частиц, варьируя от нанокристаллических порошков до хлопьев. The term "metal powder" in the context of the present invention includes metal particles in a wide range of particle sizes, ranging from nanocrystalline powders to flakes.

Термин "холодная обработка" в контексте настоящего изобретения означает, что материал был механически обработан с применением таких способов, как дробление, размалывание, ковка, растирание в ступке с пестиком или компрессия, при температурах ниже температуры рекристаллизации материала. Такая обработка дает гарантию того, что созданная в ходе нее атомная неупорядоченность сохраняется в материале. The term "cold working" in the context of the present invention means that the material has been machined using methods such as crushing, grinding, forging, grinding in a mortar and pestle or compression, at temperatures below the crystallization temperature of the material. Such processing provides a guarantee that the atomic disorder created during it is preserved in the material.

В другом своем предпочтительном варианте модифицированный материал представляет собой металлическое покрытие, образованное на субстрате с помощью техники осаждения из паровой фазы, такой как выпаривание под вакуумом, напыление, напыление с помощью магнетрона или ионная гальванизация. В таких условиях получают материал, в котором в ходе осаждения ограничена диффузия и который ограничивает следующие за осаждением процессы прокаливания и рекристаллизации. Предпочтительные условия осаждения, применяемые для создания в покрытиях атомной неупорядоченности, выходят за рамки обычно практикуемых условий для создания свободных от дефектов, плотных, гладких пленок. Параметры таких нормальных условий хорошо известны (см., например приведенную выше работу, R.F. Bunshah). Предпочтительно, осаждение проводят при низких температурах субстрата, так чтобы отношение значений температуры субстрата к температуре точки плавления осаждаемого металла или металлического соединения (T/Tm) поддерживалось на уровне менее, чем 0.5, более предпочтительно, менее, чем 0.35 и наиболее предпочтительно, менее, чем 0.30. В выражении приведенного соотношения температура приводится в градусах Кельвина. Предпочтительно, значение отношения может варьировать от металла к металлу, увеличиваясь в сплавах или при наличии примеси. Другие предпочтительные для создания атомной неупорядоченности условия осаждения включают один или более газов при давлении более высоком, чем в случае нормального давления рабочего газа, сниженный в сравнении с нормой угол падения покрывающего потока и повышенный над нормой покрывающий поток.In another preferred embodiment, the modified material is a metal coating formed on a substrate using vapor deposition techniques, such as vacuum evaporation, sputtering, magnetron sputtering, or ion galvanization. Under such conditions, a material is obtained in which diffusion is limited during the deposition and which limits the calcination and recrystallization processes following the deposition. The preferred deposition conditions used to create atomic disorder in the coatings go beyond the commonly practiced conditions for creating defect-free, dense, smooth films. The parameters of such normal conditions are well known (see, for example, the above work, RF Bunshah). Preferably, the deposition is carried out at low substrate temperatures, so that the ratio of substrate temperature to the melting point of the deposited metal or metal compound (T / T m ) is maintained at a level of less than 0.5, more preferably less than 0.35 and most preferably less than 0.30. In terms of the ratio, the temperature is given in degrees Kelvin. Preferably, the ratio may vary from metal to metal, increasing in alloys or in the presence of an impurity. Other deposition conditions that are preferable for creating atomic disorder include one or more gases at a pressure higher than in the case of normal working gas pressure, a lower angle of incidence of the coating stream compared to the norm, and a higher coating stream than the norm.

Температура осаждения или холодной обработки не практикуется столь низкой, чтобы при переносе в комнатную температуру или в температуру предполагаемых условий функционирования (например, температуру тела в случае антимикробных материалов) не происходило значительных процессов отжига или рекристаллизации. Если температура осаждения слишком отличается от температуры использования (ΔТ), происходит отжиг, удаляющий атомную неупорядоченность. Это значение ΔТ варьирует от металла к металлу и зависит от применяемого метода осаждения. Так, например, что касается серебра, в ходе физического осаждения из паровой фазы предпочтительно поддерживать температуру субстрата в пределах от -20 до 200oC.The temperature of deposition or cold working is not practiced so low that when transferred to room temperature or to the temperature of the expected operating conditions (for example, body temperature in the case of antimicrobial materials), significant annealing or recrystallization processes do not occur. If the deposition temperature is too different from the temperature of use (ΔТ), annealing occurs, removing the atomic disorder. This ΔT value varies from metal to metal and depends on the deposition method used. So, for example, with regard to silver, during the physical vapor deposition, it is preferable to maintain the temperature of the substrate in the range from -20 to 200 o C.

Нормальное или соответствующее окружающим условиям давление рабочего газа, применяемого обычно для осаждения в случае потребности в плотных, свободных от дефектов металлических пленках, варьируют в зависимости от практикуемого метода физического парового осаждения. В общем, для случая напыления, нормальное давление рабочего газа составляет менее 10 Па (Паскалей) (75 мТ(миллиТорр)), для случая напыления магнетроном - менее 1.3 Па (10 мТ) и для случая ионной гальванизации - менее 30 Па (200 мТ). Нормальные значения давления рабочего газа варьируют в зависимости от способов выпаривания под вакуумом следующим образом: в случае е-лучей или дугового выпаривания - от 0.0001 Па (0.001 мТ) до 0.001 Па (0.01 мТ); для выпаривания при рассеянии газа (электроосаждения под давлением) и реактивного дугового выпаривания - до 30 Па (200 мТ), однако в типичном случае оно ниже 3 Па (20 мТ). Так, в соответствии со способом настоящего изобретения, в дополнение к использованию низких температур субстрата с целью достижения атомной неупорядоченности, практикуется применение давления рабочего газа (или газа окружающей среды) выше нормально используемых значений для повышения уровня атомной неупорядоченности в покрытии. The normal or ambient pressure of the working gas, usually used for deposition in the case of need for dense, defect-free metal films, varies depending on the physical vapor deposition method used. In general, for the case of sputtering, the normal pressure of the working gas is less than 10 Pa (Pascals) (75 mT (milliTorr)), for the case of sputtering with a magnetron it is less than 1.3 Pa (10 mT) and for ion galvanization it is less than 30 Pa (200 mT ) The normal values of the working gas pressure vary depending on the methods of evaporation under vacuum as follows: in the case of e-rays or arc evaporation, from 0.0001 Pa (0.001 mT) to 0.001 Pa (0.01 mT); for gas scattering evaporation (electrodeposition under pressure) and reactive arc evaporation, up to 30 Pa (200 mT), however, in a typical case, it is lower than 3 Pa (20 mT). Thus, in accordance with the method of the present invention, in addition to using low substrate temperatures to achieve atomic disorder, it is practiced to apply a working gas pressure (or ambient gas) above the normally used values to increase the level of atomic disorder in the coating.

Другой параметр, который, как было обнаружено, оказывает воздействие на уровень атомной неупорядоченности в покрытиях настоящего изобретения, относится к углу падения покрывающего потока в ходе осаждения. Обычно для получения плотных, гладких пленок значение этого параметра поддерживается около 90o+/-15o. В соответствии с настоящим изобретением, в дополнение к низким температурам субстрата в ходе осаждения, применяемым для достижения атомной неупорядоченности, могут практиковаться углы падения ниже 75o для повышения атомной неупорядоченности в покрытии.Another parameter that has been found to affect the level of atomic disorder in the coatings of the present invention relates to the angle of incidence of the coating stream during deposition. Typically, to obtain dense, smooth films, the value of this parameter is maintained at about 90 o +/- 15 o . In accordance with the present invention, in addition to low substrate temperatures during deposition used to achieve atomic disorder, angles of incidence below 75 ° can be practiced to increase atomic disorder in the coating.

Еще один параметр процесса, оказывающий влияние на уровень атомной неупорядоченности, относится к потоку атомов на покрываемую поверхность. При этом высокие скорости осаждения ведут к повышению атомной неупорядоченности, и в то же время высокие скорости осаждения ведут также к повышению температуры покрытия. Таким образом, подбирается оптимальная скорость осаждения, которая зависит от применяемой техники осаждения, материала покрытия и других параметров процесса. Another process parameter that affects the level of atomic disorder relates to the flow of atoms to the surface to be coated. At the same time, high deposition rates lead to an increase in atomic disorder, and at the same time, high deposition rates also lead to an increase in the coating temperature. Thus, the optimal deposition rate is selected, which depends on the deposition technique used, the coating material and other process parameters.

Для создания антимикробного материала используемые в покрытии или порошке металлы отбираются среди тех из них, которые обладают антимикробным действием и, кроме того, характеризуются биологической совместимостью (нетоксичны в области предполагаемого использования). Предпочтительные металлы включают Ag, Au, Pt, Pd, Ir (т.е. благородные металлы), Sn, Cu, Sb, Bi и Zn, соединения этих металлов или сплавы, содержащие один или более представителей указанной группы металлов. Такие металлы будут называться далее как "антимикробные" металлы. Наиболее предпочтительны Аg или его сплавы и соединения. В соответствии с настоящим изобретением антимикробные материалы преимущественно получают при достаточном уровне атомной неупорядоченности, в результате которой атомы, ионы, молекулы и кластеры антимикробного материала высвобождаются в течение длительного времени в спиртовый или водный электролит. Термин "в течение длительного времени" в контексте настоящего изобретения используется так, чтобы возможно было дифференцировать его, с одной стороны, от высвобождения, получаемого из обычных металлов, в ходе которого происходит высвобождение ионов металла и т.п. со скоростью и в концентрации, которых недостаточно для достижения антимикробного эффекта, а с другой стороны, от высвобождения, получаемого из высокорастворимых солей, таких как нитрат серебра, при котором происходит практически постоянное высвобождение ионов серебра при контакте со спиртовым или водным электролитом. В отличие от них, антимикробные материалы настоящего изобретения высвобождают атомы, ионы, молекулы и кластеры антимикробного металла с достаточной скоростью и в достаточной концентрации в течение достаточного периода времени для обеспечения полезного антимикробного эффекта. To create an antimicrobial material, the metals used in the coating or powder are selected among those that have antimicrobial activity and, moreover, are characterized by biological compatibility (non-toxic in the field of the intended use). Preferred metals include Ag, Au, Pt, Pd, Ir (i.e., noble metals), Sn, Cu, Sb, Bi and Zn, compounds of these metals or alloys containing one or more representatives of the indicated metal group. Such metals will hereinafter be referred to as "antimicrobial" metals. Most preferred are Ag or its alloys and compounds. In accordance with the present invention, antimicrobial materials are predominantly obtained with a sufficient level of atomic disorder, as a result of which the atoms, ions, molecules and clusters of the antimicrobial material are released for a long time into an alcoholic or aqueous electrolyte. The term "for a long time" in the context of the present invention is used so that it is possible to differentiate it, on the one hand, from the release obtained from ordinary metals, during which the release of metal ions and the like occurs. at a speed and concentration that are insufficient to achieve an antimicrobial effect, and on the other hand, from the release obtained from highly soluble salts, such as silver nitrate, in which almost constant release of silver ions occurs upon contact with an alcoholic or aqueous electrolyte. In contrast, the antimicrobial materials of the present invention release atoms, ions, molecules, and antimicrobial metal clusters at a sufficient rate and concentration for a sufficient period of time to provide a useful antimicrobial effect.

Термин "антимикробный эффект" в контексте настоящего изобретения означает, что атомы, ионы, молекулы и кластеры антимикробного металла высвобождаются в электролит, с которым материал контактирует, в концентрациях, достаточных для ингибирования бактериального роста вблизи данного материала. Наиболее общий способ оценки антимикробного эффекта состоит в измерении зоны ингибирования (ЗИ (ZOI)), создаваемой материалом, помещенным на бактериальный газон. Относительно низкое ЗИ или его отсутствие (менее 1 мм) указывает на неприемлемый антимикробный эффект, тогда как более высокое значение ЗИ (больше 5 мм) указывает на приемлемый антимикробный эффект. Ниже в разделе Примеров приведена одна из процедур для тестирования ЗИ. The term "antimicrobial effect" in the context of the present invention means that the atoms, ions, molecules and clusters of the antimicrobial metal are released into the electrolyte with which the material is in contact, in concentrations sufficient to inhibit bacterial growth near this material. The most common way to evaluate the antimicrobial effect is to measure the zone of inhibition (ZOI) created by material placed on a bacterial lawn. A relatively low GI or its absence (less than 1 mm) indicates an unacceptable antimicrobial effect, while a higher value of GI (more than 5 mm) indicates an acceptable antimicrobial effect. Below in the Examples section is one of the procedures for testing the ZI.

Изобретение относится также к устройствам, в частности к медицинским устройствам, которые либо созданы из таких материалов, либо включают их, несут их или покрыты антимикробными порошками или покрытиями. Антимикробное покрытие на такие медицинские устройства, как катетеры, шовный материал, имплантаты, ожоговые повязки и др. может быть непосредственно нанесено с помощью осаждения из паровой фазы. Между устройством и антимикробным покрытием может быть помещен адгезионный слой, такой как танталовый. Адгезия может быть также усилена с помощью известных в технике методов, например, при протравливании субстрата или образовании смешанного интерфейса между субстратом и покрытием за счет одновременного напыления и травления. Антимикробные порошки могут быть включены в кремы, полимеры, керамику, краски или другие матрицы с применением известных в технике методов. The invention also relates to devices, in particular to medical devices that are either made from or include such materials, carry them or are coated with antimicrobial powders or coatings. Antimicrobial coatings on medical devices such as catheters, suture material, implants, burn dressings, etc. can be directly applied using vapor deposition. An adhesive layer, such as tantalum, may be placed between the device and the antimicrobial coating. Adhesion can also be enhanced using methods known in the art, for example, by etching the substrate or by forming a mixed interface between the substrate and the coating by simultaneously spraying and etching. Antimicrobial powders can be incorporated into creams, polymers, ceramics, paints or other matrices using methods known in the art.

В другом широком аспекте изобретение относится к получению модифицированных материалов в виде композитных металлических покрытий, содержащих атомную неупорядоченность. В этом случае покрытие из одного или более металлов или соединений, высвобождаемых в раствор, представляет собой матрицу, которая содержит атомы или молекулы различных материалов. Присутствие различных атомов или молекул приводит к созданию атомной неупорядоченности в металлической матрице, в связи, например, с различным размером атомов. Различные атомы или молекулы могут относиться к одному или более вторичным металлам, сплавам или металлическим соединениям, которые осаждаются либо совместно, либо последовательно на первом металле или металлах, которые должны высвобождаться. Альтернативно, различные атомы или молекулы могут быть абсорбированы или захвачены из рабочего газа среды в ходе реактивного осаждения из паровой фазы. Степень атомной неупорядоченности и отсюда - растворимость, достигаемые при включении различных атомов или молекул, варьирует в зависимости от материала. Для сохранения и усиления атомной неупорядоченности в композитном материале одно или более вышеописанных условий парового осаждения, а именно: низкая температура субстрата, высокое давление рабочего газа, низкий угол падения и высокий покрывающий поток, могут применяться в сочетании с включением других атомов или молекул. In another broad aspect, the invention relates to the production of modified materials in the form of composite metal coatings containing atomic disorder. In this case, the coating of one or more metals or compounds released into the solution is a matrix that contains atoms or molecules of various materials. The presence of various atoms or molecules leads to atomic disorder in the metal matrix, due, for example, to different atom sizes. Various atoms or molecules may refer to one or more secondary metals, alloys, or metallic compounds that are deposited either together or sequentially on the first metal or metals to be released. Alternatively, various atoms or molecules can be absorbed or captured from the working gas of the medium during reactive vapor deposition. The degree of atomic disorder, and hence the solubility achieved with the inclusion of various atoms or molecules, varies depending on the material. To preserve and enhance atomic disorder in a composite material, one or more of the above described vapor deposition conditions, namely, low substrate temperature, high working gas pressure, low angle of incidence, and high coating flux, can be used in combination with the inclusion of other atoms or molecules.

Предпочтительные композитные материалы, применяемые для антимикробных целей, образуются при включении атомов или молекул, содержащих кислород, азот, водород, бор, серу или галогены, в атмосферу рабочего газа в процессе осаждения антимикробного металла. Эти атомы или молекулы включаются в покрытие при абсорбции или при захвате их в пленку или при реакции с осаждаемым металлом. Оба таких механизма, применяемые при осаждении, называются ниже как "реактивное осаждение". Газы, содержащие такие элементы, например кислород, водород, и водяные пары, могут подаваться постоянно или в виде импульсов в случае последовательного осаждения. Preferred composite materials used for antimicrobial purposes are formed when atoms or molecules containing oxygen, nitrogen, hydrogen, boron, sulfur or halogens are incorporated into the atmosphere of the working gas during the deposition of the antimicrobial metal. These atoms or molecules are included in the coating upon absorption or upon capture in a film or upon reaction with a deposited metal. Both of these mechanisms used in the deposition are referred to below as "reactive deposition". Gases containing such elements, for example oxygen, hydrogen, and water vapor, can be supplied continuously or in the form of pulses in the case of sequential deposition.

Предпочтительным способом изготовления антимикробных композитных материалов является также совместное или последовательное осаждение антимикробного металла с одним или более инертными биологически совместимыми металлами, отобранными из Та, Ti, Nb, Zn, V, Hf, Mo, Si и Al. Альтернативно, композитные материалы могут быть получены при совместном, последовательном или реактивном осаждении одного или более антимикробных металлов в виде их оксидов, карбидов, нитридов, боридов, сульфидов или галогенидов и/или оксидов, карбидов, нитридов, боридов, сульфидов или галогенидов инертных металлов. Наиболее предпочтительные композитные материалы содержат оксиды серебра и/или золота, одного или в сочетании с одним или более оксидом Та, Ti, Zn и Nb. A preferred method for the manufacture of antimicrobial composite materials is also the co-or sequential deposition of an antimicrobial metal with one or more inert biocompatible metals selected from Ta, Ti, Nb, Zn, V, Hf, Mo, Si and Al. Alternatively, composite materials can be prepared by co-sequentially or reactively precipitating one or more antimicrobial metals in the form of their oxides, carbides, nitrides, borides, sulfides or halides and / or oxides, carbides, nitrides, borides, sulfides or inert metal halides. Most preferred composite materials contain silver and / or gold oxides, alone or in combination with one or more of Ta, Ti, Zn and Nb.

Настоящее изобретение относится также к способу активации или усиления уже имеющегося антимикробного эффекта антимикробных материалов, образованных при наличии атомной неупорядоченности. Так, полученные в соответствии с настоящим изобретением антимикробные материалы могут быть затем облучены для усиления антимикробных свойств. Однако можно проводить облучение материалов, образованных вначале с недостаточным для продуцирования антимикробного эффекта уровнем атомной неупорядоченности, с тем чтобы облученный материал имел уже приемлемый антимикробный эффект. Процесс активации включает облучение материала при низкой потере энергии на единицу длины пробега с использованием облучения бета- или рентгеновскими лучами, а наиболее предпочтительно гамма-лучами. Предпочтительно использование дозы выше 1 Мрад. Антимикробный материал ориентируют предпочтительно в направлении, практически перпендикулярном идущему потоку облучения. Уровень активации может быть в дальнейшем усилен за счет облучения материала, близкого по свойствам к диэлектрику, такого, как оксиды Ta, Al и Ti, а наиболее предпочтительно оксида силикона. The present invention also relates to a method for activating or enhancing an existing antimicrobial effect of antimicrobial materials formed in the presence of atomic disorder. Thus, the antimicrobial materials obtained in accordance with the present invention can then be irradiated to enhance the antimicrobial properties. However, it is possible to irradiate materials formed initially with a level of atomic disorder insufficient for the production of the antimicrobial effect, so that the irradiated material has an already acceptable antimicrobial effect. The activation process involves irradiating the material with a low energy loss per unit path length using beta or X-ray irradiation, and most preferably gamma rays. Use of a dose above 1 Mrad is preferred. The antimicrobial material is preferably oriented in a direction substantially perpendicular to the irradiation flow. The activation level can be further enhanced by irradiating a material similar in properties to the dielectric, such as Ta, Al and Ti oxides, and most preferably silicone oxide.

Изобретение относится также к изготовлению антимикробных серебряных материалов, которые при контакте со спиртовым или водным электролитом образуют ионы комплексов серебра, отличающиеся по свойствам от Ag+, Ag2, Ag3+. Было показано, что ионы комплексов серебра обладают неожиданно значительно большей эффективностью, чем Ag+, высвобождаемый из солей серебра, как это было известно на достигнутом уровне техники. Примеры ионов комплексов серебра включают Ag(CN)2-Ag(CN)ag (ионная пара), Ag(NH3)2+, AgCl2-, Ag(ОН)2-, Ag(ОН)3-, Ag3(ОН)4- и Ag(S2O3)2 3-. Серебряные покрытия, такие как порошки, хлопья и тонкие пленки, изготавливаемые в соответствии с настоящим изобретением при наличии атомной неупорядоченности, представляет собой примеры серебряных материалов, которые высвобождают ионы комплексов серебра с характерной для них антимикробной эффективностью. Альтернативно, серебряные материалы могут быть получены в виде растворов, мазей, красок или суспензий, содержащих ионы комплексов серебра. Такие серебряные материалы имеют широкий спектр применения, например в качестве покрытий в медицинских устройствах, в антимикробных композициях для местного использования, в необрастающих красках или покрытиях антимикробных фильтров.The invention also relates to the manufacture of antimicrobial silver materials, which upon contact with an alcoholic or aqueous electrolyte form silver complex ions that differ in properties from Ag + , Ag 2 , Ag 3+ . It was shown that ions of silver complexes have unexpectedly significantly greater efficiency than Ag + released from silver salts, as was known in the art. Examples of silver complex ions include Ag (CN) 2 -Ag (CN) ag (ion pair), Ag (NH 3 ) 2+ , AgCl 2- , Ag (OH) 2- , Ag (OH) 3- , Ag 3 ( OH) 4- and Ag (S 2 O 3 ) 2 3- . Silver coatings, such as powders, flakes and thin films, made in accordance with the present invention in the presence of atomic disorder, are examples of silver materials that release ions of silver complexes with characteristic antimicrobial efficacy. Alternatively, silver materials can be prepared as solutions, ointments, paints or suspensions containing ions of silver complexes. Such silver materials have a wide range of applications, for example, as coatings in medical devices, in antimicrobial compositions for local use, in antifouling paints or coatings of antimicrobial filters.

В контексте еще одного широкого аспекта настоящее изобретение, относится к способу достижения антимикробного эффекта, который включает наличие спиртового или водного электролита, приготовление серебряного материала, таким образом, чтобы оно образовывало ионы комплексов серебра, отличные по свойствам от Ag+, Ag2+ и Ag3+, в количестве, достаточном для достижения антимикробного эффекта при контакте со спиртовым или водным электролитом, который выше эффекта, оказываемого эквивалентным количеством серебра в виде Ag+; затем приведение серебряного материала в контакт с обрабатываемыми поверхностью, спиртом или электролитом для высвобождения ионов комплексов серебра.In the context of another broad aspect, the present invention relates to a method for achieving an antimicrobial effect, which includes the presence of an alcoholic or aqueous electrolyte, the preparation of a silver material so that it forms silver complex ions that are different in properties from Ag + , Ag 2+ and Ag 3+ , in an amount sufficient to achieve an antimicrobial effect upon contact with an alcohol or aqueous electrolyte, which is higher than the effect exerted by an equivalent amount of silver in the form of Ag + ; then bringing the silver material into contact with the surface to be treated, alcohol or electrolyte to release silver complex ions.

Кроме того, настоящее изобретение относится к тонкозернистым антимикробным материалам в виде тонкоизмельченного порошка, пленок или хлопьев, которые включают один или более антимикробных материалов или их сплавов или их соединений, имеющих размер зерен менее 200 нм, к материалам в виде тонкоизмельченного порошка, пленок или хлопьев, для которого характерно наличие атомной неупорядоченности, достаточной для того, чтобы при контакте материала со спиртовым или водным электролитом обеспечивалось длительное высвобождение атомов, ионов, молекул или кластеров по крайней мере одного антимикробного металла в спиртовый или водный электролит в концентрации, достаточной для достижения локализованного антимикробного эффекта. In addition, the present invention relates to fine-grained antimicrobial materials in the form of fine powder, films or flakes, which include one or more antimicrobial materials or their alloys or their compounds having a grain size of less than 200 nm, to materials in the form of fine powder, films or flakes , which is characterized by the presence of atomic disorder sufficient to ensure that upon contact of the material with an alcohol or aqueous electrolyte, a prolonged release of atoms, ions, mol molecules or clusters of at least one antimicrobial metal into the alcohol or water based electrolyte at a concentration sufficient to achieve a localized antimicrobial effect.

Антимикробный материал может быть изготовлен при введении атомной неупорядоченности в заранее сформированные тонкие зерна нанокристаллического (<20 нм) порошка, хлопьев или пленок одного или более антимикробных металлов посредством механической обработки, например при сжатии материала, в условиях холодной обработки. Альтернативно атомная неупорядоченность может быть создана через синтез тонкозернистых нанокристаллических материалов (пленок, хлопьев или порошков) при помощи техники вакуумного нанесения, в ходе которой происходит совместное, последовательное или реактивное осаждение антимикробного металла на матрице с атомами или молекулами другого материала в таких условиях, которые позволяют создать и поддерживать в матрице атомную неупорядоченность. Другой материал (или присадка) отбирается из инертных биологически совместимых металлов, кислорода, азота, водорода, бора, серы и галогенов, а также оксидов, нитридов, карбидов, боридов, сульфидов и галогенидов любого из или обоих антимикробного металла или биологически совместимого металла. Предпочтительные биологически совместимые металлы включают Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si и Al. Другие материалы могут включаться в антимикробный металл в одном и том же или отдельном сайте, например в сайте Ag и/или оксидов серебра, который может, кроме того, содержать, например. Та или оксиды тантала. Альтернативно другой материал может вводиться из атмосферы рабочего газа в ходе осаждения из паровой фазы, например, при напылении или реактивном напылении в атмосфере, содержащей атомы или молекулы другого материала, например кислорода. Antimicrobial material can be made by introducing atomic disorder into preformed thin grains of nanocrystalline (<20 nm) powder, flakes or films of one or more antimicrobial metals by mechanical processing, for example, by compressing the material under cold working conditions. Alternatively, atomic disorder can be created through the synthesis of fine-grained nanocrystalline materials (films, flakes or powders) using the vacuum deposition technique, during which a joint, sequential or reactive deposition of an antimicrobial metal occurs on a matrix with atoms or molecules of another material under conditions that allow create and maintain atomic disorder in the matrix. Another material (or additive) is selected from inert biocompatible metals, oxygen, nitrogen, hydrogen, boron, sulfur and halogens, as well as oxides, nitrides, carbides, borides, sulfides and halides of either or both of the antimicrobial metal or biocompatible metal. Preferred biocompatible metals include Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si, and Al. Other materials may be incorporated into the antimicrobial metal at the same or separate site, for example, at the site of Ag and / or silver oxides, which may further comprise, for example. One or tantalum oxides. Alternatively, another material may be introduced from the working gas atmosphere during vapor deposition, for example by sputtering or reactive sputtering in an atmosphere containing atoms or molecules of another material, for example oxygen.

Приготовленная по способу настоящего изобретения антимикробная форма серебряного материала была физически охарактеризована, при этом получили следующие новые характеристики:
- позитивный остаточный потенциал Erest, измеряемый против стандартного электрода, насыщенного каломелем (НКЭ (SCE)) в 1 М гидроксиде калия;
- предпочтительное значение соотношения температуры рекристаллизации к температуре точки плавления в градусах К Trec/Tm меньше примерно 0,33, а наиболее предпочтительно
- меньше примерно 0.30;
- предпочтительная температура рекристаллизации меньше примерно 140oC;
- предпочтительный размер зерен меньше примерно 200 нм, более предпочтительно - меньше 140 нм и наиболее предпочтительно - меньше 90 нм.
The antimicrobial form of the silver material prepared according to the method of the present invention was physically characterized, and the following new characteristics were obtained:
- positive residual potential E rest , measured against a standard electrode saturated with calomel (NCE (SCE)) in 1 M potassium hydroxide;
- the preferred value of the ratio of the temperature of recrystallization to the temperature of the melting point in degrees K T rec / T m less than about 0.33, and most preferably
- less than about 0.30;
- a preferred recrystallization temperature is less than about 140 ° C;
- a preferred grain size is less than about 200 nm, more preferably less than 140 nm, and most preferably less than 90 nm.

Считается, что каждая из приведенных физических характеристик, за исключением, может быть, только размера частиц, есть результат наличия в материале атомной неупорядоченности. Приведенные характеристики помогают идентифицировать и дифференцировать серебряные материалы настоящего изобретения от материалов достигнутого уровня техники, находящихся в упорядоченном кристаллическом состоянии. Предпочтительные новые антимикробные серебряные материалы как включающие по существу чистое металлическое серебро были охарактеризованы с помощью таких методов, как дифракция рентгеновских лучей (XRD) рентгеноэлектронная спектроскопия (XPS) и масс-спектрометрия вторичных ионов (SIMS), при осаждении в атмосфере инертного газа, такого как аргон. Однако в том случае, когда атмосфера рабочего газа содержит кислород, материалы включают матрицу из практически чистого металлического серебра и одного или обоих из: оксида серебра и атомов или молекул захваченного или абсорбированного кислорода. Дополнительным дифференцирующим признаком материалов настоящего изобретения является наличие двойникового роста кристаллов в зернистой структуре, которые отмечаются при просвечивающей электронной микроскопии. It is believed that each of the above physical characteristics, with the possible exception, perhaps, only of particle size, is the result of the presence of atomic disorder in the material. These characteristics help to identify and differentiate silver materials of the present invention from materials of the prior art in an ordered crystalline state. Preferred new antimicrobial silver materials such as essentially pure metallic silver have been characterized using methods such as X-ray diffraction (XRD), X-ray electron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS) when an inert gas such as argon. However, when the working gas atmosphere contains oxygen, the materials include a matrix of substantially pure metallic silver and one or both of: silver oxide and atoms or molecules of trapped or absorbed oxygen. An additional differentiating feature of the materials of the present invention is the presence of twin crystal growth in the granular structure, which are noted by transmission electron microscopy.

На фиг. 1 приведена фотография, полученная при просвечивающей электронной микроскопии серебряного покрытия, нанесенного по методу настоящего изобретения напылением, иллюстрирующая размеры зерен и дефекты двойникового роста. In FIG. 1 is a photograph taken by transmission electron microscopy of a silver coating deposited by the method of the present invention by sputtering, illustrating grain sizes and defects of twin growth.

На фиг. 2 приведена фотография, полученная при просвечивающей электронной микроскопии пленки фиг. 1, подвергшейся отжигу, на которой видно увеличение размера зерен и наличие двойниковых кристаллов, вызванных отжигом. In FIG. 2 is a photograph taken by transmission electron microscopy of the film of FIG. 1, annealed, which shows an increase in grain size and the presence of twin crystals caused by annealing.

Как отмечалось выше, настоящее изобретение имеет применение, выходящее за рамки антимикробных материалов. Однако в настоящем описании изобретение раскрывается применительно к антимикробным металлам, которые являются иллюстративными примерами применения других металлов, сплавов металлов и соединений металлов. Предпочтительные металлы включают Al и Si, а также элементы-металлы из следующих групп периодической таблицы: IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, IIB, IIIA, IVA и VA (за исключением As) в периодах 4, 5 и 6 (см. Периодическую Таблицу, опубликованную в Мерк Индексе, 10-е изд. 1983 (Merck Index 10th Ed. , 1983, Merck and Co. Inc., Rahway, N.J., Martha Windholz). Различные металлы имеют разную степень растворимости. Однако создание и поддержание, в соответствии с настоящим изобретением, атомной неупорядоченности приводит к усилению растворимости (высвобождения) металла в виде ионов, атомов, молекул или кластеров в соответствующий растворитель, т.е. растворитель, который подходит для данного материала, в типичном случае в полярный растворитель, в сравнении с уровнем растворимости материала в его нормальном упорядоченном состоянии. As noted above, the present invention has uses that go beyond antimicrobial materials. However, in the present description, the invention is disclosed in relation to antimicrobial metals, which are illustrative examples of the use of other metals, metal alloys and metal compounds. Preferred metals include Al and Si, as well as metal elements from the following groups of the periodic table: IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, IIB, IIIA, IVA and VA (excluding As) in periods 4, 5 and 6 (see Periodic Table published in Merck Index, 10th ed. 1983 (Merck Index 10th Ed., 1983, Merck and Co. Inc., Rahway, NJ, Martha Windholz). Different metals have different degrees of solubility. However the creation and maintenance, in accordance with the present invention, of atomic disorder leads to increased solubility (release) of the metal in the form of ions, atoms, molecules or clusters appropriate solvent, i.e. a solvent which is suitable for the material, typically in a polar solvent, in comparison with the level of solubility of the material in its normal ordered state.

Медицинские устройства, изготовленные из антимикробного материала настоящего изобретения, включающие его, или покрытые антимикробным материалом, обычно приводятся в контакт со спиртовым или водным электролитом, включающим жидкость организма (например, кровь, мочу, слюну) или ткани организма (например, кожу, мышцы или кости) в течение любого периода времени, достаточного для роста микроорганизма на поверхности устройства. Термин "спиртовый или водный электролит" включает также гели, основанные на спирте или воде. В большинстве случаев такие устройства представляют собой устройства медицинского назначения, например катетеры, имплантаты, трахеотомические трубки, ортопедические штифты, инсулиновые насосы, материалы для закрытия ран, дренажные устройства, повязки, шунты, соединительные части, протезы, водители ритма, иглы, хирургические инструменты, зубные протезы, вентиляционные трубки и др. Однако следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничивается такими устройствами, но охватывает и другие устройства, применимые в медико-санитарной помощи населению, такие как стерильный перевязочный материал, одежда и обувь, изделия личной гигиены, например пеленки, прокладки, или используемые в биомедицинском или биотехнологическом лабораторном оборудовании, таком как столы, покрытия ограждений и стенок и т.д. Термин "медицинское устройство" в контексте настоящего изобретения и формулы изобретения имеет широкое значение, включая все такие устройства. Medical devices made of the antimicrobial material of the present invention, including it, or coated with antimicrobial material, are usually brought into contact with an alcohol or aqueous electrolyte including body fluid (e.g. blood, urine, saliva) or body tissues (e.g. skin, muscles or bones) for any period of time sufficient for the growth of the microorganism on the surface of the device. The term "alcoholic or aqueous electrolyte" also includes gels based on alcohol or water. In most cases, these devices are medical devices, such as catheters, implants, tracheotomy tubes, orthopedic pins, insulin pumps, wound closure materials, drainage devices, dressings, shunts, connecting parts, prostheses, pacemakers, needles, surgical instruments, dentures, ventilation tubes, etc. However, it should be borne in mind that the present invention is not limited to such devices, but covers other devices applicable in health care. first aid to the population, such as sterile bandages, clothing and shoes, personal care products, such as diapers, or used in biomedical or biotechnical laboratory equipment, such as tables, enclosures and wall coverings, etc. The term "medical device" in the context of the present invention and the claims has a broad meaning, including all such devices.

Устройство может быть выполнено из любого подходящего материала, например из металлов, включая сталь, алюминий и его сплавы, латекса, нейлона, силикона, сложного полиэфира, стекла, керамики, бумаги, ткани и других пластических и резиновых материалов. Для пользования в домашних условиях медицинское устройство должно быть выполнено из биологически инертного материала. Устройство может принимать любую форму, определяемую сферой его применения, варьируя от плоских пластин до дисков, стержней и трубок для исследования полостей. При этом устройство может быть жестким или гибким, этот параметр также определяется предполагаемой сферой применения. The device can be made of any suitable material, for example, metals, including steel, aluminum and its alloys, latex, nylon, silicone, polyester, glass, ceramics, paper, fabric and other plastic and rubber materials. For use at home, the medical device must be made of biologically inert material. The device can take any shape determined by the scope of its application, varying from flat plates to discs, rods and tubes for examining cavities. In this case, the device can be rigid or flexible, this parameter is also determined by the intended scope of application.

Антимикробные покрытия
В соответствии с настоящим изобретением антимикробное покрытие наносят в виде тонкой металлической пленки на одну или более поверхностей медицинского устройства с помощью техники осаждения из паровой среды. В соответствии со всеми известными в технике способами физического парового осаждения металлы осаждают из пара, обычно атом к атому, на поверхности субстрата. Эти технологии включают вакуумное или дуговое испарение, напыление, напыление с применением магнетрона и электроосаждение ионов. Осаждение проводится таким образом, чтобы создать атомную неупорядоченность, в соответствии с приведенным выше определением. При этом практикуются различные условия для создания атомной неупорядоченности. Обычно таких условий избегают при использовании техники нанесения тонких пленок, целью которой является создание лишенной дефектов, гладкой и плотной пленки (см., например, приведенную выше работу J.A. Thorton). Ранее при исследовании действия таких условий было показано, что они не приводят к повышению растворимости получаемых при этом покрытий.
Antimicrobial coatings
In accordance with the present invention, an antimicrobial coating is applied in the form of a thin metal film on one or more surfaces of a medical device using a vapor deposition technique. In accordance with all methods of physical vapor deposition known in the art, metals are deposited from steam, usually an atom to an atom, on the surface of a substrate. These technologies include vacuum or arc evaporation, sputtering, magnetron sputtering, and electrodeposition of ions. Precipitation is carried out in such a way as to create atomic disorder, in accordance with the above definition. At the same time, various conditions are practiced for creating atomic disorder. Typically, such conditions are avoided by applying a thin film deposition technique, the purpose of which is to create a defect-free, smooth and dense film (see, for example, the above JA Thorton work). Previously, when studying the effect of such conditions, it was shown that they do not lead to an increase in the solubility of the coatings obtained in this process.

Предпочтительные условия, которые применяются для создания атомной неупорядоченности в процессе осаждения, включают:
- низкую температуру, которая поддерживается на покрываемой поверхности так, чтобы отношение температуры субстрата к температуре точки плавления металла (в градусах Кельвина) было меньше 0.5, более предпочтительно - менее 0.35 и наиболее предпочтительно - менее 0.3, при этом могут не обязательно соблюдаться одно или оба из следующих условий:
- давление, повышенное в сравнении с нормальным (или окружающей среды), т.е. для вакуумного испарения - более 0.001 Па (0.01 мТ), в случае испарения с рассеянием газа (электроосаждения под давлением) или реактивного дугового испарения - более 3 Па (20 мТ); в случае напыления: более 10 Па (75 мТ); в случае напыления с помощью магнетрона: более 1,3 Па (10 мТ); и в случае электроосаждения ионов: более примерно 30 Па (200 мТ); и
- поддержание угла падения покрывающего потока на покрываемую плоскость на уровне не менее, чем 75o и предпочтительно - на уровне менее 30oC.
Preferred conditions that are used to create atomic disorder during the deposition process include:
- low temperature, which is maintained on the surface to be coated so that the ratio of the temperature of the substrate to the temperature of the melting point of the metal (in Kelvin degrees) is less than 0.5, more preferably less than 0.35 and most preferably less than 0.3, and one or both of these may not necessarily be observed of the following conditions:
- pressure increased in comparison with normal (or environmental), i.e. for vacuum evaporation - more than 0.001 Pa (0.01 mT), in case of evaporation with gas scattering (electrodeposition under pressure) or reactive arc evaporation - more than 3 Pa (20 mT); in case of spraying: more than 10 Pa (75 mT); in the case of sputtering using a magnetron: more than 1.3 Pa (10 mT); and in the case of electrodeposition of ions: more than about 30 Pa (200 mT); and
- maintaining the angle of incidence of the coating stream on the coated plane at a level of not less than 75 o and preferably at a level of less than 30 o C.

Металлы, используемые для покрытия, известны своими антимикробными свойствами. Кроме того, для использования в большинстве медицинских устройств применяемый металл должен удовлетворять также требованию биологической совместимости. Предпочтительные металлы включают благородные металлы Au, Ag, Pt, Pd и Ir, а также Sn, Cu, Sb, Bi и Zn или сплавы, или соединения этих или других металлов. Наиболее предпочтительны Ag или Au или сплавы или соединения одного или более таких металлов. The metals used for coating are known for their antimicrobial properties. In addition, for use in most medical devices, the metal used must also satisfy the requirement of biocompatibility. Preferred metals include the noble metals Au, Ag, Pt, Pd and Ir, as well as Sn, Cu, Sb, Bi and Zn or alloys, or compounds of these or other metals. Most preferred are Ag or Au or alloys or compounds of one or more such metals.

Покрытие формируется в виде тонкой пленки по крайней мере на части поверхности медицинского устройства. При этом пленка имеет толщину не более, чем это требуется для обеспечения поддержания длительного высвобождения ионов в течение приемлемого периода времени. В этой связи толщина варьирует в зависимости от вида металла в покрытии (выбор которого определяется растворимостью и устойчивостью к истиранию) и степени атомной неупорядоченности (а в связи с этим и растворимости) покрытия. Толщина должна быть достаточно малой, с тем чтобы покрытие не приводило к отклонению размеров от их номинальных значений, а также не снижало гибкости устройства в предполагаемой сфере его использования. Показано, что в типичном случае толщина покрытия менее 1 микрона обеспечивает достаточную длительно поддерживаемую антимикробную активность. Увеличение толщины может практиковаться в зависимости от требуемой степени высвобождения иона металла в течение определенного периода времени. При этом достижение толщины покрытий более 10 микронов является дорогостоящим и обычно не требуется. The coating is formed in the form of a thin film at least on a part of the surface of the medical device. Moreover, the film has a thickness of not more than is required to ensure the sustained release of ions over an acceptable period of time. In this regard, the thickness varies depending on the type of metal in the coating (the choice of which is determined by the solubility and abrasion resistance) and the degree of atomic disorder (and, therefore, solubility) of the coating. The thickness should be small enough so that the coating does not lead to a deviation of dimensions from their nominal values, and also does not reduce the flexibility of the device in the intended scope of its use. It has been shown that in a typical case, a coating thickness of less than 1 micron provides sufficient long-term antimicrobial activity. The increase in thickness may be practiced depending on the desired degree of release of the metal ion over a period of time. However, achieving coatings greater than 10 microns is expensive and usually not required.

Антимикробный эффект покрытия достигается при контакте устройства со спиртовым или водным электролитом, таким, например, как жидкость организма или ткань организма, в ходе которого происходит высвобождение ионов, атомов, молекул или кластеров металла. Концентрация металла, необходимая для выработки антимикробного эффекта, варьирует от металла к металлу. В общем случае, в таких жидкостях тела, как плазма, сыворотка крови или моча, антимикробный эффект достигается при концентрациях менее 0.5-1.5 мкг/мл. The antimicrobial effect of the coating is achieved by contacting the device with an alcohol or water electrolyte, such as, for example, body fluid or body tissue, during which the release of metal ions, atoms, molecules or clusters occurs. The metal concentration required to produce an antimicrobial effect varies from metal to metal. In general, in body fluids such as plasma, blood serum, or urine, the antimicrobial effect is achieved at concentrations of less than 0.5-1.5 μg / ml.

Возможность достижения длительного высвобождения ионов, атомов, молекул или кластеров металла определяется множеством факторов, среди которых такие характеристики покрытия, как его состав, структура, растворимость и толщина, а также характер того окружения, в котором устройство будет использоваться. При этом с повышением уровня атомной неупорядоченности количество высвобождаемых в единицу времени ионов металла будет увеличиваться. Так, например, пленка из серебра в виде металла, нанесенная при помощи распыления магнетроном при коэффициенте T/Tm <0.5 и давлении рабочего газа около 0.9 Па (7 мТорр) приводит к высвобождению в течение 10 дней примерно 1/3 того количества ионов серебра, которое высвобождает пленка, созданная в сходных условиях, но при давлении 4 Па (30 мТорр). Создание пленок с промежуточной структурой (например, при пониженном давлении, уменьшенном угле падения и т.д.) приводит к получению промежуточных относительно указанных выше характеристик высвобождения Ag, которые определяют в биотестах. Так, в соответствии с настоящим изобретением, предлагается способ регулирования высвобождения металла из металлических покрытий. При этом для достижения медленного высвобождения изготавливают покрытия с низкой степенью атомной неупорядоченности, тогда как для достижения быстрого высвобождения необходимо получить высокий уровень атомной неупорядоченности.The ability to achieve sustained release of metal ions, atoms, molecules or clusters is determined by many factors, including coating characteristics such as its composition, structure, solubility and thickness, as well as the nature of the environment in which the device will be used. Moreover, with an increase in the level of atomic disorder, the amount of metal ions released per unit time will increase. For example, a silver film in the form of a metal deposited by magnetron sputtering at a coefficient T / T m <0.5 and a working gas pressure of about 0.9 Pa (7 mTorr) leads to the release of about 1/3 of the amount of silver ions over 10 days , which releases a film created under similar conditions, but at a pressure of 4 Pa (30 mTorr). The creation of films with an intermediate structure (for example, under reduced pressure, a reduced angle of incidence, etc.) leads to the formation of intermediate with respect to the above characteristics of the release of Ag, which are determined in biotests. Thus, in accordance with the present invention, a method for controlling the release of metal from metal coatings is provided. Moreover, in order to achieve a slow release, coatings with a low degree of atomic disorder are made, while in order to achieve a quick release it is necessary to obtain a high level of atomic disorder.

В случае нанесения непрерывных однородных покрытий время, необходимое для растворения, представляет собой функцию толщины пленки и характера окружения, воздействию которого такие покрытия подвергаются. При этом зависимость относительно толщины носит линейный характер, т.е., например, двухкратное увеличение толщины пленки приводит к двухкратному увеличению срока ее функционирования. In the case of continuous uniform coatings, the time required for dissolution is a function of the film thickness and the nature of the environment to which such coatings are exposed. In this case, the dependence on the thickness is linear, i.e., for example, a twofold increase in the film thickness leads to a twofold increase in the term of its functioning.

При этом оказывается возможным контролировать высвобождение металла из покрытия за счет создания тонкой покрывающей пленки с модулированной структурой. Так, например, покрытие, наносимое с помощью напыления магнетроном при использовании низкого давления рабочего газа (наприм. 2 Па (15 мТорр)) в течение 50% времени нанесения и при высоком давлении в оставшийся период времени (прим. 4 Па (30 мТорр)) дает в начальном периоде быстрое высвобождение ионов металла, а затем наступает более продолжительный период медленного высвобождения. Этот тип покрытия характеризуется чрезвычайной эффективностью при использовании в таких устройствах, как мочеточниковые катетеры, в которых требуется достичь вначале быстрого высвобождения для создания средних антимикробных концентраций с последующим снижением скорости высвобождения для поддержания концентрации ионов металла в течение ряда недель. In this case, it is possible to control the release of metal from the coating by creating a thin coating film with a modulated structure. For example, a coating applied by magnetron sputtering using a low working gas pressure (for example 2 Pa (15 mTorr)) for 50% of the application time and at high pressure for the remaining time period (approx. 4 Pa (30 mTorr) ) gives in the initial period a quick release of metal ions, and then a longer period of slow release sets in. This type of coating is extremely effective when used in devices such as ureteral catheters in which rapid release is first required to achieve average antimicrobial concentrations, followed by a decrease in release rate to maintain the concentration of metal ions over a period of weeks.

Температура субстрата в ходе нанесения под вакуумом не должна быть настолько низкой, при которой мог бы произойти отжиг или рекристаллизация покрытия в случае его переноса в более теплые условия окружающей среды или среды, в которой оно будет использоваться (например, в организм с характерной для него температурой). Так, приемлемый ΔT, при котором различие значений температур между температурой субстрата во время осаждения и конечной температурой использования, будет варьировать от металла к металлу. Для большинства предпочтительных металлов, в частности Ag и Au, предпочтительные значения температуры субстрата составляют от -20 до 200oC и более предпочтительно - от -10 до 100oC.The temperature of the substrate during application under vacuum should not be so low that annealing or recrystallization of the coating could occur if it were transferred to warmer environmental conditions or the environment in which it will be used (for example, in an organism with a characteristic temperature ) Thus, an acceptable ΔT, in which the difference in temperature between the temperature of the substrate during deposition and the final temperature of use, will vary from metal to metal. For most preferred metals, in particular Ag and Au, the preferred temperature of the substrate is from -20 to 200 o C and more preferably from -10 to 100 o C.

В соответствии с настоящим изобретением, атомной неупорядоченности можно достичь при изготовлении композитных металлических материалов, которые представляют собой материалы, содержащие один или более антимикробных металлов в металлической матрице, которая включает атомы или молекулы, отличные от антимикробных металлов. In accordance with the present invention, atomic disorder can be achieved in the manufacture of composite metallic materials, which are materials containing one or more antimicrobial metals in a metal matrix that includes atoms or molecules other than antimicrobial metals.

Использованная в настоящем изобретении техника изготовления композитного материала представляет собой совместное или последовательное осаждение антимикробного(ых) металла(ов) вместе с одним или более инертными биологически совместимыми металлами, отобранными из Ta, Ti, Nb, Zn, V, Hf, Mo, Si, Al и сплавами этих металлов или других элементов - металлов, которые в типичном случае представляют собой переходные металлы. Такие инертные металлы имеют отличные от антимикробных металлов атомные радиусы, что приводит к созданию в процессе осаждения атомной неупорядочности. Сплавы такого вида могут также использоваться для снижения диффузии атомов, стабилизируя тем самым неупорядоченную структуру. Для изготовления пленок предпочтительно применять оборудование, приспособленное для нанесения в различные сайты-мишени каждого из антимикробных и инертных металлов. В случае последовательного осаждения слоев слой(и) инертного(ых) металла(ов) должны быть прерывистыми, представляя собой, например, островки внутри антимикробной металлической матрицы. Значение конечного коэффициента отношения содержания антимикробного(ых) металла(ов) к инертному(ым) металлу(ам) должно быть более 0.2. Наиболее предпочтительными инертными металлами являются Ti, Ta, Nb и Zn. Возможно также создать антимикробное покрытие из оксидов, карбидов, нитридов, сульфидов, боридов, галогенидов или гидридов одного или более антимикробных металлов и/или одного или более инертных металлов для достижения нужной атомной неупорядоченности. The composite material manufacturing technique used in the present invention is the co-or sequential deposition of antimicrobial metal (s) together with one or more inert biocompatible metals selected from Ta, Ti, Nb, Zn, V, Hf, Mo, Si, Al and alloys of these metals or other elements - metals, which are typically transition metals. Such inert metals have atomic radii different from antimicrobial metals, which leads to the creation of atomic disorder during the deposition process. Alloys of this kind can also be used to reduce the diffusion of atoms, thereby stabilizing the disordered structure. For the manufacture of films, it is preferable to use equipment adapted for application to different target sites of each of the antimicrobial and inert metals. In the case of sequential deposition of the layers, the layer (s) of inert metal (s) should be discontinuous, representing, for example, islands inside the antimicrobial metal matrix. The value of the final ratio of the content of antimicrobial (s) metal (s) to inert (s) metal (s) should be more than 0.2. The most preferred inert metals are Ti, Ta, Nb and Zn. It is also possible to create an antimicrobial coating of oxides, carbides, nitrides, sulfides, borides, halides or hydrides of one or more antimicrobial metals and / or one or more inert metals to achieve the desired atomic disorder.

Другой вид композитного материала, входящий в рамки настоящего изобретения, изготавливают с помощью техники физического испарения в процессе реактивного, совместного или последовательного осаждения реагирующего материала на тонкую пленку антимикробного(ых) материала(ов). Реагирующий материал представляет собой оксид, нитрид, карбид, борид, сульфид, гидрид или галогенид антимикробного и/или инертного материала, образованный in situ при инъецировании соответствующих реагентов или газов, содержащих те же подходящие агенты
(т.е. воздух, кислород, воду, азот, водород, бор, серу, галогены) в камеру, где осуществляется нанесение. Атомы или молекулы этих газов могут также абсорбироваться или захватываться металлической пленкой для создания атомной неупорядоченности. Реагенты могут непрерывно подаваться в ходе осаждения для целей совместного осаждения или могут подаваться в виде импульсов для достижения последовательного типа осаждения. Окончательное значение коэффициента отношения антимикробного(ых) металла(ов) к продукту реакции должно быть выше 0.2. Наиболее предпочтительными реагентами являются воздух, кислород и водород.
Another type of composite material falling within the scope of the present invention is made using the technique of physical evaporation in the process of reactive, joint or sequential deposition of the reacting material on a thin film of antimicrobial material (s). The reactive material is an oxide, nitride, carbide, boride, sulfide, hydride or halide of an antimicrobial and / or inert material formed in situ by injection of the appropriate reagents or gases containing the same suitable agents
(i.e. air, oxygen, water, nitrogen, hydrogen, boron, sulfur, halogens) into the chamber where the application is carried out. The atoms or molecules of these gases can also be absorbed or captured by a metal film to create atomic disorder. Reagents can be continuously fed during deposition for co-deposition or can be pulsed to achieve a consistent deposition type. The final value of the ratio of the antimicrobial (s) metal (s) to the reaction product should be higher than 0.2. The most preferred reagents are air, oxygen and hydrogen.

Вышеприведенная техника осаждения, применяемая для изготовления композитных покрытий, может сочетаться или не сочетаться с описанными выше факторами: понижением температур, созданием высокого давления рабочего газа и поддержанием низких углов падения. Предпочтительно поддерживать одно или более из условий приведенного перечня для усиления атомной неупорядоченности в покрытии. The above deposition technique used for the manufacture of composite coatings may or may not be combined with the factors described above: lowering temperatures, creating a high working gas pressure and maintaining low incidence angles. It is preferable to maintain one or more of the conditions of the above list to enhance atomic disorder in the coating.

Может дать определенный положительный эффект способ, включающий введение по способу настоящего изобретения перед осаждением антимикробного материала адгезионного слоя на покрываемое устройство в соответствии с известными в технике методами. Например, на латексное устройство можно вначале нанести слой Ti, Ta или Nb для повышения адгезии наносимого затем антимикробного покрытия. A method may have a certain beneficial effect, including the introduction according to the method of the present invention before deposition of the antimicrobial material of the adhesive layer on the coated device in accordance with methods known in the art. For example, a Ti, Ta, or Nb layer may first be applied to the latex device to increase the adhesion of the antimicrobial coating then applied.

Антимикробные порошки
Антимикробные порошки, включая нанокристаллические порошки и порошки, полученные на основе быстро отвердевающих хлопьев или фольги, могут быть приготовлены при наличии атомной неупорядоченности с целью усиления растворимости. Порошки в виде чистых металлов, сплавов металлов или их соединений, таких как оксиды металлов или соли металлов, могут быть механически обработаны или сжаты для введения в их структуру атомной неупорядоченности. При введении атомной неупорядоченности таким, механическим, способом требуется создание условий, включающих низкие температуры (т.е. температур, ниже температуры рекристаллизации материала) для гарантий того, чтобы ни ожиг, ни рекристаллизация не будут иметь место. Температура варьирует от металла к металлу, при этом ее значение увеличивается в случае сплава или примеси.
Antimicrobial powders
Antimicrobial powders, including nanocrystalline powders and powders based on rapidly hardening flakes or foils, can be prepared in the presence of atomic disorder in order to enhance solubility. Powders in the form of pure metals, metal alloys or their compounds, such as metal oxides or metal salts, can be mechanically processed or compressed to introduce atomic disorder into their structure. When introducing atomic disorder in such a mechanical way, it is necessary to create conditions that include low temperatures (i.e., temperatures lower than the temperature of recrystallization of the material) to ensure that neither burning nor recrystallization takes place. The temperature varies from metal to metal, while its value increases in the case of an alloy or impurity.

Изготавливаемые в соответствии с настоящим изобретением порошки могут использоваться в различных формах, например в виде кремов для наружного применения, красок или липких покрытий. Альтернативно, порошок для дальнейшего использования его в качестве материала в медицинских устройствах или для нанесения на них покрытий может быть включен в полимерную, керамическую или металлическую, матрицу. Powders made in accordance with the present invention can be used in various forms, for example in the form of creams for external use, paints or adhesive coatings. Alternatively, a powder for further use as a material in medical devices or for coating them may be included in a polymer, ceramic or metal matrix.

Тонкозернистые или Нанокристаллические Материалы на основе Антимикробных Металлов
Способы приготовления тонкозернистых или нанокристаллических материалов из паровой фазы хорошо известны и описаны в литературе. Так, например, нанокристаллические материалы могут быть приготовлены с помощью модификации стандартного метода конденсации в инертном газе. Осаждаемый материал выпаривают из электрически нагреваемой (ого) ванны или тигля в атмосферу инертного газа, такого как аргон или гелий, при давлении от 5 до 7 Торр. Температура ванны должна быть достаточно высокой для того, чтобы поддерживать приемлемый уровень давления паров интересующего материала. В случае металлов приемлемое давление пара обычно достигается при температуре примерно на 100oC выше точки плавления металла. В связи с наличием межатомных столкновений с атомами рабочего газа атомы выпариваемого материала теряют кинетическую энергию и конденсируются на охлажденном фингере или субстрате, которые поддерживаются при температуре примерно 77oК (охлаждение в жидком азоте), в виде рыхлого порошка, хрупких хлопьев или пленок, размер зерен которых составляет менее 20 нм. В случае порошков или хлопьев создают глубокий вакуум (менее 5•10-6Па), под которым они регенерируют, при этом порошки или хлопья отделяются от охлажденного фингера и собираются в охлажденной ловушке.
Fine-Grained or Nanocrystalline Materials Based on Antimicrobial Metals
Methods for the preparation of fine-grained or nanocrystalline materials from the vapor phase are well known and described in the literature. For example, nanocrystalline materials can be prepared by modifying the standard method of condensation in an inert gas. The deposited material is evaporated from an electrically heated bath or crucible into an inert gas atmosphere such as argon or helium at a pressure of 5 to 7 Torr. The temperature of the bath should be high enough to maintain an acceptable level of vapor pressure of the material of interest. In the case of metals, an acceptable vapor pressure is usually achieved at a temperature of about 100 ° C. above the melting point of the metal. Due to the presence of interatomic collisions with the atoms of the working gas, the atoms of the evaporated material lose kinetic energy and condense on a cooled finger or substrate, which are maintained at a temperature of about 77 o K (cooling in liquid nitrogen), in the form of loose powder, brittle flakes or films, size whose grains is less than 20 nm. In the case of powders or flakes, a deep vacuum is created (less than 5 • 10 -6 Pa) under which they regenerate, while the powders or flakes are separated from the chilled finger and collected in a chilled trap.

Тонкозернистые материалы получают аналогичным способом в ходе газовой конденсации/осаждения из паровой фазы, техника проведения которого также хорошо известна. Нужного результата достигают при изменении температуры охлаждаемого фингера или субстрата и давления газа для того, чтобы дать возможность частицам вырасти до нужного размера, который предпочтительно составляет менее 5000 нм. Fine-grained materials are obtained in a similar manner during gas condensation / vapor deposition, the technique of which is also well known. The desired result is achieved by changing the temperature of the cooled finger or substrate and the gas pressure in order to allow the particles to grow to the desired size, which is preferably less than 5000 nm.

Были исследованы тонкозернистые/нанокристаллические порошки антимикробных металлов, полученные по известному в технике способу, в результате чего было выявлено, что их антимикробная эффективность недостаточна. Для введения в материалы атомной неупорядоченности на уровне, достаточном для создания антимикробного эффекта, нужный для нанесения покрытия антимикробный металл, сплав или соединение осаждают с применением техники совместного, последовательного или реактивного нанесения на матрицу с атомами или молекулами другого материала (присадки) в условиях, позволяющих создавать и поддерживать атомную неупорядоченность. Такой дополнительный материал отбирают из инертных биологически совместимых металлов, таких как Ta, Ti, Nb, V, Hf, Mo, Si и Al, и наиболее предпочтительно - Ta, Ti и Nb. Альтернативно такой другой материал представляет собой оксид, нитрид, карбид, борид, сульфид или галогенид только одного из применяемых антимикробного металла и биологически совместимого металла или их обоих. Дальнейшая альтернатива предполагает возможность введения другого материала из атмосферы рабочего газа, либо посредством реактивного осаждения, либо при абсорбции или захватывании атомов или молекул из рабочего газа на матрицу. Может быть использована атмосфера рабочего газа, содержащая кислород, азот, водород, бор, серу и галогены. Наиболее предпочтительна атмосфера рабочего газа, включающая кислород, в случае которой матрица из антимикробного металла включает либо захваченный кислород, либо оксиды антимикробного металла, либо оба компанента вместе. Fine-grained / nanocrystalline antimicrobial metal powders obtained by the method known in the art were investigated, and as a result, it was revealed that their antimicrobial effectiveness was insufficient. For introducing atomic disorder into materials at a level sufficient to create an antimicrobial effect, the antimicrobial metal, alloy or compound required for coating is deposited using the technique of joint, sequential or reactive deposition on a matrix with atoms or molecules of another material (additive) under conditions allowing create and maintain atomic disorder. Such additional material is selected from inert biocompatible metals such as Ta, Ti, Nb, V, Hf, Mo, Si and Al, and most preferably Ta, Ti and Nb. Alternatively, such another material is an oxide, nitride, carbide, boride, sulfide or halide of only one of the antimicrobial metal and biocompatible metal used, or both of them. A further alternative involves the possibility of introducing another material from the atmosphere of the working gas, either by reactive deposition, or by absorbing or trapping atoms or molecules from the working gas onto the matrix. A working gas atmosphere containing oxygen, nitrogen, hydrogen, boron, sulfur and halogens may be used. Most preferred is a working gas atmosphere comprising oxygen, in which case the antimicrobial metal matrix includes either trapped oxygen, or antimicrobial metal oxides, or both components together.

Еще одна технология приготовления антимикробных порошков настоящего изобретения состоит в наложении описанным выше способом покрытий, несущих атомную неупорядоченность, на инертный, предпочтительно биологически совместимый, материал, такой как тальк, бентонит, кукурузный крахмал или керамику, в частности на глинозем. Частицы могут быть покрыты с применением техники физического осаждения из паровой фазы, в указанных выше, в части, касавшейся антимикробных металлов, условиях, позволяющих создать атомную неупорядоченность. Альтернативно, порошки могут быть нанесены с применением адаптированного способа осаждения из паровой фазы, например, при пропускании пара антимикробного материала через слой порошков с фиксированными размерами пор, при флюидизации порошкового слоя в паровой фазе антимикробного металла или в процессе создания условий для падения порошка через пар антимикробного материала. Во всех случаях, порошок следует охладить и/или атмосфера рабочего газа должна быть изменена таким образом, чтобы позволить включение другого материала (напр., кислорода) для создания нужного уровня атомной неупорядоченности. Another technology for the preparation of the antimicrobial powders of the present invention consists in applying, as described above, coatings bearing atomic disorder onto an inert, preferably biocompatible, material such as talc, bentonite, corn starch or ceramic, in particular alumina. Particles can be coated using the technique of physical vapor deposition, in the above, in part regarding antimicrobial metals, conditions that allow the creation of atomic disorder. Alternatively, the powders can be applied using an adapted vapor deposition method, for example, by passing antimicrobial material steam through a powder pore with fixed pore sizes, by fluidizing the powder layer in the antimicrobial metal vapor phase, or by creating conditions for the powder to fall through the antimicrobial vapor material. In all cases, the powder should be cooled and / or the atmosphere of the working gas should be changed in such a way as to allow the inclusion of another material (e.g. oxygen) to create the desired level of atomic disorder.

Активация антимикробных материалов
Облучение антимикробных материалов (порошков, нанокристаллических порошков, фольги, покрытий или композитных покрытий из антимикробных металлов), которые содержат атомную неупорядоченность, созданную с помощью любой из вышеупомянутых процедур, оказывает дальнейшую активацию или усиление антимикробного эффекта. Так, активность даже тех материалов, которые имеют низкий уровень атомной неупорядоченности, может быть повышена до достижения антимикробного эффекта.
Antimicrobial Activation
Irradiation of antimicrobial materials (powders, nanocrystalline powders, foils, coatings or composite coatings of antimicrobial metals) that contain atomic disorder created using any of the above procedures will further activate or enhance the antimicrobial effect. So, the activity of even those materials that have a low level of atomic disorder can be increased until an antimicrobial effect is achieved.

Облучение проводится при низкой потере энергии на единицу длины пробега с использованием облучения, включая облучение бета, гамма или рентгеновскими лучами. Предпочтительно проводить гамма облучение дозой 1 Мрад или более. При этом поскольку гамма-облучение представляет собой приемлемый способ стерилизации медицинских устройств, применяя процесс облучения по способу настоящего изобретения, можно провести одновременно активацию и стерилизацию. Irradiation is carried out at a low energy loss per unit path length using irradiation, including irradiation with beta, gamma or X-rays. It is preferable to carry out gamma irradiation with a dose of 1 Mrad or more. Moreover, since gamma irradiation is an acceptable method of sterilizing medical devices, using the irradiation process according to the method of the present invention, activation and sterilization can be performed simultaneously.

Стадия облучения проводится предпочтительно таким образом, чтобы облучаемый антимикробный материал располагался в основном перпендикулярно к поступающему облучению (а не параллельно). Дальнейшего усиления антимикробного эффекта можно достичь проводя облучение при наличии диэлектрика, примыкающего к антимикробному материалу или прослаивающего его. Примеры таких диэлектриков включают оксиды Si, Ti, Ta и Al. Предпочтительными являются поверхности, состоящие из силиконового оксида. Считается, что диэлектрический материал обеспечивает направленное рассеивание электронов в антимикробное покрытие. The irradiation step is preferably carried out in such a way that the irradiated antimicrobial material is located generally perpendicular to the incoming irradiation (and not parallel). Further enhancement of the antimicrobial effect can be achieved by irradiation in the presence of a dielectric adjacent to or interlaying the antimicrobial material. Examples of such dielectrics include oxides of Si, Ti, Ta, and Al. Surfaces consisting of silicone oxide are preferred. It is believed that the dielectric material provides directional electron scattering into the antimicrobial coating.

Считается, что облучения вызывает одно или более из указанных ниже изменений антимикробного материала:
1) создание дальнейшей атомной неупорядоченности, такой как точечные дефекты;
2) усиление адсорбции/хемосорбции кислорода на поверхности антимикробного материала;
3) активация захваченных атомов или молекул примеси, таких как O+ или O2 - и;
4) создание разрушенных или свободных связей на поверхности.
Exposure is considered to cause one or more of the following changes in antimicrobial material:
1) creating further atomic disorder, such as point defects;
2) increased adsorption / chemisorption of oxygen on the surface of antimicrobial material;
3) activation of trapped atoms or impurity molecules, such as O + or O 2 - and;
4) the creation of broken or loose bonds on the surface.

Что касается второго и третьего механизмов, можно предположить, что адсорбция/хемосорбция и/или активация кислорода создает концентрационное сверхнасыщение такими видами, как O2, O+ или O2 - внутри антимикробного материала или на его поверхности, что приводит к ускорению растворения антимикробного металла или его форм в водное окружение через образование различных химических видов антимикробного металла, включая оксиды и гидроксиды.Regarding the second and third mechanisms, it can be assumed that the adsorption / chemisorption and / or activation of oxygen creates concentration supersaturation with species such as O 2 , O + or O 2 - inside the antimicrobial material or on its surface, which leads to accelerated dissolution of the antimicrobial metal or its forms into an aqueous environment through the formation of various chemical species of antimicrobial metal, including oxides and hydroxides.

Серебряные материалы, образующие ионы комплексов серебра
В соответствии с настоящим изобретением, изготавливают серебряные материалы, которые могут образовывать ионы комплексов серебра, отличные от Ag+, Ag2+ и Ag3+ при контакте материала со спиртовым и водным электролитом. Примеры ионов комплексов серебра, обладающие, как было показано, антимикробным эффектом, включают Ag(CN)2-, Ag(CN)(ag)) (ионная пара)), Ag(NH3)2+, AgCl2, Ag(OH)2-, Ag2(OH)3-, Ag3(OH)4-, Ag(S2O3)3-. Такие серебряные материалы, образующие комплексные ионы серебра, имеют широкое применение, например, в качестве, антимикробных покрытий в медицинских устройствах, в виде антимикробных порошков для медицинского или фармацевтического использования, в качестве противообрастающих красок, покрытий или композиций, антимикробных покрытий для фильтров и т.д.
Silver materials forming ions of silver complexes
In accordance with the present invention, silver materials are made that can form ions of silver complexes other than Ag + , Ag 2+ and Ag 3+ upon contact of the material with an alcoholic and aqueous electrolyte. Examples of silver complex ions having, as shown, an antimicrobial effect include Ag (CN) 2- , Ag (CN) (ag) ) (ion pair)), Ag (NH 3 ) 2+ , AgCl 2 , Ag (OH ) 2- , Ag 2 (OH) 3- , Ag 3 (OH) 4- , Ag (S 2 O 3 ) 3- . Such silver materials forming complex silver ions are widely used, for example, as antimicrobial coatings in medical devices, as antimicrobial powders for medical or pharmaceutical use, as antifouling paints, coatings or compositions, antimicrobial coatings for filters, etc. d.

Следует иметь в виду, что выражение "серебряные материалы, которые образуют ионы комплексов серебра, отличные от Ag+, Ag2+ и Ag3+", в контексте настоящего описания и приведенной формулы изобретения не исключает те материалы, которые образуют при контакте материала с спиртовым или водным электролитом один или более из Ag+, Ag2+ и Ag3+ ионов, в дополнение к ионам комплексов серебра. Фраза Ag+, Ag2+ и Ag3 относится к таким ионам в растворе, включая также их сольватированные формы. Используемый в контексте настоящего описания и формулы изобретения термин "ионы комплексов серебра" не включает серебряные ионы, стабилизированные сильными окислителями для предотвращения восстановления серебряных ионов, такими как персульфат или периодат.It should be borne in mind that the expression "silver materials that form ions of silver complexes other than Ag + , Ag 2+ and Ag 3+ ", in the context of the present description and the claims, does not exclude those materials that form upon contact of the material with an alcoholic or aqueous electrolyte, one or more of Ag + , Ag 2+ and Ag 3+ ions, in addition to ions of silver complexes. The phrase Ag + , Ag 2+ and Ag 3 refers to such ions in solution, including also their solvated forms. Used in the context of the present description and claims, the term "silver complex ions" does not include silver ions stabilized by strong oxidizing agents to prevent the reduction of silver ions such as persulfate or periodate.

Антимикробные покрытия, порошки и фольга настоящего изобретения, при создании в них, как описано выше, атомной неупорядоченности, демонстрируют примеры серебряных материалов, которые образуют комплексные серебряные ионы, отличные от Ag+, вызывая при этом антимикробный эффект. Считается, что ионы комплексов сера, которые могут образовываться при контакте таких серебряных материалов со спиртовым или водным электролитом, представляют собой один или более отрицательно заряженных ионов Ag(OH)2-, Ag2(ОН)3- и Ag3(ОН)4-.The antimicrobial coatings, powders and foil of the present invention, when they create atomic disorder in them, as described above, demonstrate examples of silver materials that form complex silver ions other than Ag + , causing an antimicrobial effect. It is believed that ions of sulfur complexes that can form upon the contact of such silver materials with an alcohol or aqueous electrolyte are one or more negatively charged ions of Ag (OH) 2 -, Ag 2 (OH) 3 - and Ag 3 (OH) 4 - .

Серебряные материалы, которые образуют ионы комплексов серебра, могут быть приготовлены при внесении металлического серебра, соединения или соли его в окружение, содержащее избыточные количества катионных, анионных или нейтральных форм, в сочетании с которыми нужно получить комплексы серебра. Так, например, отрицательно заряженный ион комплекса серебра AgCl2 может быть генерирован при помещении соли серебра, такой как AgNO3, в водную среду, содержащую повышенные концентрации иона Cl-. Смеси, растворы или суспензии AgNO3/NaCl или AgCl/NaCl могут образовывать AgCl2- ион. Этот AgCl2- ион может быть также получен из смесей серебряного порошка с NaCl. Предпочтительно, чтобы серебряный порошок изготавливался в соответствии с настоящим изобретением с содержанием атомной неупорядоченности, при этом обычная форма серебра также может активироваться этим способом. Могут также использоваться обычный серебряный порошок, мелкозернистые (<140 нм) и нанокристаллические (<20 нм) порошки. Аналогично, в водном растворе при добавлении солей серебра к избытку гидроксида аммония может иметь место образование иона Ag(NH3)2+. Ион Ag(S2O3)2 3- может быть получен в водном растворе при добавлении солей серебра к избытку тиосульфата натрия. Ион Ag(CN)2- может быть получен в водном растворе при добавлении избытка цианида калия к цианиду серебра.Silver materials that form ions of silver complexes can be prepared by introducing metallic silver, a compound or its salt into an environment containing excessive amounts of cationic, anionic or neutral forms, in combination with which it is necessary to obtain silver complexes. For example, a negatively charged silver complex ion AgCl 2 can be generated by placing a silver salt, such as AgNO 3 , in an aqueous medium containing elevated concentrations of Cl - ion. Mixtures, solutions or suspensions of AgNO 3 / NaCl or AgCl / NaCl can form AgCl 2 ion. This AgCl 2 ion can also be obtained from mixtures of silver powder with NaCl. Preferably, the silver powder is made in accordance with the present invention with a content of atomic disorder, while the usual form of silver can also be activated in this way. Conventional silver powder, fine-grained (<140 nm) and nanocrystalline (<20 nm) powders can also be used. Similarly, in the addition of silver salts to an excess of ammonium hydroxide in an aqueous solution, the formation of an Ag (NH 3 ) 2+ ion can occur. The Ag (S 2 O 3 ) 2 3- ion can be obtained in an aqueous solution by adding silver salts to an excess of sodium thiosulfate. The Ag (CN) 2– ion can be obtained in an aqueous solution by adding excess potassium cyanide to silver cyanide.

Серебряные материалы, образующие ионы комплексов серебра, могут быть приготовлены в различных формах, включая, например, порошки, суспензии, растворы, мази или покрытия. Так, например, фармацевтическая композиция, способная генерировать AgCl2- ион, может быть приготовлена в виде смеси солей AgNО3/NaCl или в виде смеси NaCl с серебряным порошком, предпочтительно при этом, чтобы один из этих компонентов содержал атомную неупорядоченность. Такие смеси серебряного материала могут быть предварительно сформулированы в виде раствора, суспензии или мази в сочетании со стерильным водным или солевым раствором и фармацевтически приемлемыми носителями, разбавителями, наполнителями и др. Альтернативно, серебряный материал может быть представлен в виде смесей серебряного порошка /NaCl или AgNO3/NaCl с последующим формулированием для конечного пользователя.Silver materials forming the ions of silver complexes can be prepared in various forms, including, for example, powders, suspensions, solutions, ointments or coatings. So, for example, a pharmaceutical composition capable of generating AgCl 2 ion can be prepared as a mixture of AgNO 3 / NaCl salts or as a mixture of NaCl with silver powder, preferably one of these components containing atomic disorder. Such mixtures of silver material may be pre-formulated as a solution, suspension or ointment in combination with sterile aqueous or saline solution and pharmaceutically acceptable carriers, diluents, excipients, etc. Alternatively, the silver material may be presented as mixtures of silver powder / NaCl or AgNO 3 / NaCl followed by formulation for the end user.

Физико-химические характеристики антимикробного серебряного материала
Модифицированные металлические материалы, полученные в соответствии с настоящим изобретением, с содержанием атомной неупорядоченности, которая ведет к повышению высвобождения форм металлов, характеризуются новыми параметрами в сравнении с материалами, имеющих нормальную упорядоченную кристаллическую структуру. В результате исследования серебряных материалов, изготовленных по способу настоящего изобретения, были получены следующие их новые характеристики:
- положительный остаточный потенциал Erest, например, при измерении против стандартного электрода НКЭ (SCE) в 1М растворе КОН;
- предпочтительный коэффициент отношения температуры кристаллизации к температуре плавления меньше 0.30;
- предпочтительная температура рекристаллизации меньше 140oC; и
- предпочтительный размер зерна меньше 200 нм, более предпочтительно, меньше 140 нм и наиболее предпочтительно, меньше 90 нм.
Physico-chemical characteristics of antimicrobial silver material
Modified metal materials obtained in accordance with the present invention, with a content of atomic disorder, which leads to an increase in the release of metal forms, are characterized by new parameters in comparison with materials having a normal ordered crystalline structure. As a result of the study of silver materials manufactured by the method of the present invention, the following new characteristics were obtained:
- positive residual potential E rest , for example, when measured against a standard NCE electrode (SCE) in a 1M KOH solution;
- the preferred ratio of the crystallization temperature to the melting temperature is less than 0.30;
- the preferred recrystallization temperature is less than 140 o C; and
- a preferred grain size is less than 200 nm, more preferably less than 140 nm and most preferably less than 90 nm.

Анализ серебряных материалов с применением дифракции рентгеновских лучей, рентгеноэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии вторичных ионов подтверждает химическую природу и состав пленок из серебра, а также тот факт, что материал, полученный при наличии в атмосфере рабочего газа кислорода, содержит оксид серебра или захваченный кислород, либо оба этих компонента вместе. Просвечивающая электронная микроскопия серебряного материала выявляет в нем двойниковые участки роста, которые при температуре выше температуры рекристаллизации превращаются в прокаленные двойниковые участки. Analysis of silver materials using X-ray diffraction, X-ray spectroscopy and mass spectrometry of secondary ions confirms the chemical nature and composition of silver films, as well as the fact that the material obtained in the presence of oxygen in the working gas atmosphere contains silver oxide or trapped oxygen, either of these components together. Transmission electron microscopy of the silver material reveals twin growth regions in it, which, at temperatures above the recrystallization temperature, turn into calcined twin regions.

Ниже приведены не ограничивающие изобретение примеры. The following are non-limiting examples.

Пример 1
Шовный медицинский материал размера 2/0 с полиэфирным плетением был покрыт напылением с применением магнетрона (диаметр 20.3 см (8 дюймов)) из плоского серебряного и медного магнетроновых катодов с образованием на поверхности сплава Ag-Cu толщиной 0.45 микрон, с использованием в качестве рабочего газа аргона под давлением 0.9 Па (7 мТорр) или 4 Па (30 мТорр) при мощности 0.5 Кватт и величине отношения T/Tm менее 0.5. Общая величина потока газа составляет 700 стандартных кубических сантиметров в минуту (ст. см3/мин (SCCm).
Example 1
Polyester-woven suture material 2/0 size was coated by magnetron sputtering (diameter 20.3 cm (8 inches)) of flat silver and copper magnetron cathodes with the formation of 0.45 micron thick Ag-Cu alloy using the working gas argon at a pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) or 4 Pa (30 mTorr) at a power of 0.5 kW and a T / T m ratio of less than 0.5. The total gas flow is 700 standard cubic centimeters per minute (art. Cm 3 / min (SCCm).

Антимикробный эффект исследуют с помощью теста на зональное ингибирование. В основную среду Игла (ОСИ(ВМЕ)) с наличием Эрла солей (Earle's salts) и L-глутамина перед ее распределением (15 мл) по чашкам Петри вносят сыворотку теленка (10%) и 1.5% агар. Поверхность агара в чашках Петри немного подсушивают перед внесением инокулята Staphylococcus aureus АТСС#25923. Инокулят был приготовлен на основе Бактрол дисков (Bactrol Discs (Difco, M)), содержимое которых перед применением регенерируют согласно приложенной инструкции. Сразу же после инокуляции исследуемые материалы покрытий помещают на поверхность агара. Чашки инкубируют при температуре 37oC в течение 24 часов. По прошествии времени инкубации измеряют зону ингибирования, вычислив при этом откорректированную зону ингибирования - диаметр той части исследуемого материала, который находится в контакте с агаром).The antimicrobial effect is investigated using the test for zonal inhibition. Calf serum (10%) and 1.5% agar are added to the Eagle’s main medium (AXI (BME)) with Earle's salts and L-glutamine before being distributed (15 ml) to Petri dishes. The agar surface in Petri dishes is slightly dried before the introduction of the inoculum Staphylococcus aureus ATCC # 25923. The inoculum was prepared on the basis of Bactrol Discs (Bactrol Discs (Difco, M)), the contents of which are regenerated before use according to the attached instructions. Immediately after inoculation, the test coating materials are placed on the surface of the agar. The cups are incubated at a temperature of 37 o C for 24 hours. After the incubation time has passed, the inhibition zone is measured, while calculating the adjusted inhibition zone - the diameter of that part of the test material that is in contact with the agar).

Результаты показывают отсутствие ингибирования на непокрытой части шовного материала, тогда как зона ингибирования составляет менее 0.5 мм вокруг шва, покрытого под давлением 0.9 Па (7 мТорр) и 13 мм - вокруг шва, покрытого под давлением 2 Па (30 мТорр). При этом шовный материал с покрытием, нанесенным по способу настоящего изобретения демонстрирует значительно более выраженный антимикробный эффект. The results show the absence of inhibition on the uncovered part of the suture material, while the zone of inhibition is less than 0.5 mm around the seam covered with a pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) and 13 mm around the seam covered with a pressure of 2 Pa (30 mTorr). In this case, the suture material coated according to the method of the present invention exhibits a significantly more pronounced antimicrobial effect.

Пример 2
Данный пример включен в описание для иллюстрации роли поверхностных структур, получаемых при осаждении серебряного материала на силиконовых пластинках с помощью устройства для напыления магнетроном под разным давлением рабочего газа и при различных значениях угла падения (т.е. угла между направлением потока напыляемых атомов и плоскостью субстрата). Другие условия имеют следующие значения: распылитель представляет собой плоский серебряный магнетроновый катод с диаметром 20.3 см; мощность составляет 0.1 Кватт; скорость осаждения составляет 200 Аo/мин; коэффициент отношения температуры субстрата (пластинок) к температуре точки плавления серебра (1234oК) - T/Tm менее 0.3. Аргон используют с полной массовой величиной потока в 700 ст. см3/мин при значениях давления 0.9 Па (7 мТорр) (это нормальное давление рабочего газа, применяемого для нанесения покрытий) и 4 Па (30 мТорр). Величины угла падения потока при каждом значении давления составляют 90o (нормальный наклон), 50o и 10o. Покрытия имеют толщину около 0.5 микрон.
Example 2
This example is included in the description to illustrate the role of surface structures obtained by depositing silver material on silicone wafers using a magnetron sputtering device under different working gas pressures and at different incidence angles (i.e., the angle between the direction of flow of the atomized atoms and the plane of the substrate ) Other conditions have the following meanings: the atomizer is a flat silver magnetron cathode with a diameter of 20.3 cm; power is 0.1 kW; the deposition rate is 200 A o / min; the ratio of the temperature of the substrate (plates) to the temperature of the melting point of silver (1234 o K) - T / T m less than 0.3. Argon is used with a total mass flow rate of 700 tbsp. cm 3 / min at pressures of 0.9 Pa (7 mTorr) (this is the normal working gas pressure used for coating) and 4 Pa (30 mTorr). The values of the angle of incidence of the stream at each pressure value are 90 o (normal slope), 50 o and 10 o . Coatings have a thickness of about 0.5 microns.

Полученные поверхности исследуют с помощью сканирующей электронной микроскопии. При повышении давления газа от 0.9 Па (7 мТорр) до 4 Па (30 мТорр) размер зерен уменьшается, тогда как значительно увеличивается объем пустот. При снижении угла падения потока размер зерен также уменьшается, при этом становятся более отчетливыми границы между зернами. При значении давления газа в 0.9 Па (7 мТорр) и величине угла падения потока в 10o появляются признаки наличия пустот между зернами. Было отмечено, что значение угла падения оказывает большее воздействие на топографию поверхности при повышении давления газа до 4 Па (30 мТорр). При значении угла падения в 90o размер зерен варьирует от 60 до 150 нм, при этом многие из зерен разделяются пустым пространством между зернами шириной от 15 до 30 нм. При понижении значения угла падения до 50o размер зерен продолжает уменьшаться до 30-90 нм, и это сопровождается значительным увеличением пустого объема. При значении угла падения в 10o происходит дальнейшее снижение размера зерен до 10-60 нм, также сопровождаясь увеличением объема пустот.The resulting surfaces are examined using scanning electron microscopy. As the gas pressure increases from 0.9 Pa (7 mTorr) to 4 Pa (30 mTorr), the grain size decreases, while the volume of voids increases significantly. With a decrease in the angle of incidence of the flow, the grain size also decreases, while the boundaries between the grains become more distinct. With a gas pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) and a flow angle of 10 o, there are signs of voids between the grains. It was noted that the value of the angle of incidence has a greater effect on the topography of the surface with increasing gas pressure up to 4 Pa (30 mTorr). When the angle of incidence is 90 o, the grain size varies from 60 to 150 nm, while many of the grains are separated by empty space between grains with a width of 15 to 30 nm. With a decrease in the angle of incidence to 50 o, the grain size continues to decrease to 30-90 nm, and this is accompanied by a significant increase in the empty volume. When the value of the angle of incidence of 10 o there is a further decrease in grain size to 10-60 nm, also accompanied by an increase in the volume of voids.

Наблюдаемые в нанометровом масштабе изменения морфологии и топографии поверхности указывают на наличие атомной неупорядоченности в металлическом серебре. Считается, что такая атомная неупорядоченность приводит к росту химической активности в связи с повышением внутренних напряжений и степени шероховатости поверхности, созданных атомной рассогласованностью. Считается, что именно повышение химической активности ведет к увеличению уровня растворимости покрытий, вступающих в контакт с таким электролитом, как жидкость организма. Changes in the surface morphology and topography observed on a nanometer scale indicate the presence of atomic disorder in metallic silver. It is believed that such atomic disorder leads to an increase in chemical activity due to an increase in internal stresses and the degree of surface roughness created by atomic mismatch. It is believed that it is the increase in chemical activity that leads to an increase in the solubility of coatings that come in contact with an electrolyte such as body fluid.

Антимикробный эффект покрытий оценивают с использованием теста на зональное ингибирование по способу примера 1. Каждую силиконовую пластинку с покрытием помещают на отдельную чашку. Результаты теста сравнивают со значением зон ингибирования, полученными при исследовании твердых серебряных (т. е. при содержании в материале более 99% серебра) листах, проволоке или мембранах. Полученные результаты представлены в таблице 1. Из приведенных на ней данных видно, что чистые серебряные устройства и нанесенные под давлением 0.9 Па (7 мТорр) серебряные покрытия не оказывают биологического эффекта, тогда как покрытия, нанесенные при значении давления рабочего газа выше нормального, т. е. 4 Па (30 мТорр), демонстрируют антимикробный эффект, на что указывают наличие значительных зон ингибирования, расположенных вокруг дисков. Снижение угла падения оказывает наибольшее воздействие на антимикробную активность при сочетании такого изменения параметра с повышением давления газа. The antimicrobial effect of the coatings is evaluated using the zonal inhibition test according to the method of Example 1. Each coated silicone plate is placed on a separate cup. The test results are compared with the value of the zones of inhibition obtained in the study of solid silver (i.e., when the material contains more than 99% silver) sheets, wire or membranes. The results obtained are presented in Table 1. From the data presented on it, it can be seen that pure silver devices and silver coatings applied at a pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) do not have a biological effect, whereas coatings applied at a working gas pressure higher than normal, t. e. 4 Pa (30 mTorr) demonstrate an antimicrobial effect, as indicated by the presence of significant inhibition zones located around the discs. A decrease in the angle of incidence has the greatest effect on antimicrobial activity when such a change in parameter is combined with an increase in gas pressure.

Пример 3
Распылением с помощью магнетрона с плоскими серебряным и медным катодами диаметром 20.3 см наносят покрытие на силиконовые пластинки из сплава Ag и Cu (80:20) при соблюдении нормального угла направления потока рабочего газа под давлением 0.9 Па (7 мТорр) и 4 Па (30 мТорр), тогда как все остальные условия поддерживают в соответствии со значениями, указанными в Примере 2. Как в Примере 2, при исследовании покрытия с помощью сканирующей микроскопии отмечено, что покрытия, полученные при высоком давлении газа, характеризуются меньшим размером зерен и большей величиной объема пустот, чем покрытия, полученные при более низком давлении рабочего газа.
Example 3
Spraying using a magnetron with flat silver and copper cathodes with a diameter of 20.3 cm is coated on silicone plates of an alloy of Ag and Cu (80:20), subject to the normal angle of the working gas flow under pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) and 4 Pa (30 mTorr ), while all other conditions are maintained in accordance with the values specified in Example 2. As in Example 2, when examining the coating using scanning microscopy, it was noted that coatings obtained at high gas pressure are characterized by a smaller grain size and large its volume of voids than coatings obtained at a lower pressure of the working gas.

Аналогично покрытия, полученные в виде сплава 50:50 Ag и Cu, исследуют на наличие антимикробной активности с помощью теста на зональное ингибирование, описанного в Примере 1. Результаты суммированы в таблице 2. Видно, что покрытия, полученные при осаждении под низким давлением рабочего газа (0.9 Па (7 мТорр)), демонстрируют минимальные зоны ингибирования, тогда как покрытия, нанесенные под высоким давлением рабочего газа (4 Па (30 мТорр)) образуют большие зоны ингибирования, что указывает на наличие антимикробной активности. Similarly, coatings obtained in the form of an alloy of 50:50 Ag and Cu are examined for the presence of antimicrobial activity using the zonal inhibition test described in Example 1. The results are summarized in table 2. It is seen that the coatings obtained by deposition under low pressure of the working gas (0.9 Pa (7 mTorr)) show minimal zones of inhibition, while coatings applied under high pressure of the working gas (4 Pa (30 mTorr)) form large zones of inhibition, which indicates the presence of antimicrobial activity.

Пример 4
В полученном по способу настоящего изобретения покрытии определяют концентрацию серебряных ионов, высвобождаемых с течением времени в раствор. По способу, описанному в Примере 2, под давлением 0.9 Па (7 мТорр)и 4 Па (30 мТорр) и нормальном угле падения до достижения толщины покрытия в 5000 Аo покрывают серебром 1 см2 силиконовых пластинчатых дисков. По методу Никеля с соавт. (Nickel et al., Eur. J.Clin. Microbiol., 1985, 4(2), 213-218) получают стерильную синтетическую мочу и распределяют ее по опытным пробиркам (3.5 мл). Диски с покрытием помещают в каждую такую пробирку и инкубируют в течение различного периода времени при температуре 37oC. По завершении инкубации различной продолжительности отбирают диски и с помощью метода нейтронной активации определяют содержание Ag в отфильтрованной синтетической моче.
Example 4
In the coating obtained by the method of the present invention, the concentration of silver ions released over time into the solution is determined. According to the method described in Example 2, under a pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) and 4 Pa (30 mTorr) and a normal angle of incidence, until reaching a coating thickness of 5000 A o, 1 cm 2 of silicone plate discs are coated with silver. According to the method of Nickel et al. (Nickel et al., Eur. J. Clin. Microbiol., 1985, 4 (2), 213-218) receive sterile synthetic urine and dispense it into test tubes (3.5 ml). Coated discs are placed in each such tube and incubated for a different period of time at a temperature of 37 o C. After incubation of various durations, discs are taken and the content of Ag in the filtered synthetic urine is determined using the neutron activation method.

Результаты тестирования приведены в таблице 3. Данные таблицы отражают сравнительные количества Ag, высвобождаемого с течением времени из покрытий, наносимых на диски под давлением 0.9 Па (7 мТорр) или 4 Па (30 мТорр). Покрытия, нанесенные под высоким давлением, характеризуются большей растворимостью, чем покрытия, нанесенные под низким давлением. Следует отметить, однако, что описываемый тест является статическим. Так, имеющиеся уровни Ag создаются в течение некоторого времени, что может не соответствовать ситуации, складывающейся в организме, где происходит постоянное вымывание его. The test results are shown in table 3. These tables reflect the comparative amounts of Ag released over time from coatings applied to disks under a pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) or 4 Pa (30 mTorr). High pressure coatings are more soluble than low pressure coatings. It should be noted, however, that the test described is static. So, the existing levels of Ag are created for some time, which may not correspond to the situation in the body, where it is constantly washed out.

Пример 5
Этот пример включен в описание для иллюстрации покрытий, полученных по способу настоящего изобретения, на основе другого благородного металла Pd. Покрытия были получены на силиконовых пластинках в соответствии с методом примера 2 до достижения толщины в 5000 Аo под давлением рабочего газа 0.9 Па (7 мТорр) и 4 Па (30 мТорр) и при значениях угла падения в 90o и 10o. Антимикробную активность покрытых дисков оценивают с помощью теста на зональное ингибирование, принципиально описанное в Примере 1. Диски с покрытием помещают покрытой стороной на чашки Петри так, чтобы агар выступал на 1 мм над покрытой поверхностью дисков. Далее позволяют среде постепенно загустевать и подсушивают поверхность, после чего на поверхность высевают бакатериальный инокулят. Чашки инкубируют при температуре 37oC в течение 24 часов. Величину роста оценивают визуально.
Example 5
This example is included in the description to illustrate the coatings obtained by the method of the present invention, based on another noble metal Pd. The coatings were obtained on silicone plates in accordance with the method of example 2 until a thickness of 5000 A o was reached under a working gas pressure of 0.9 Pa (7 mTorr) and 4 Pa (30 mTorr) and with a dip angle of 90 o and 10 o . The antimicrobial activity of the coated discs is assessed using the zonal inhibition test, described in principle in Example 1. The coated discs are placed coated side on Petri dishes so that the agar protrudes 1 mm above the coated surface of the discs. Next, the medium is allowed to gradually thicken and the surface is dried, after which a bacterial inoculum is sown on the surface. The cups are incubated at a temperature of 37 o C for 24 hours. The magnitude of the growth is evaluated visually.

Результаты приведены в таблице 4. При высоком давлении рабочего газа биологическая активность покрытия оказывается намного выше, чем у покрытий, полученных при низком давлении. Изменение угла падения (снижение) улучшает антимикробный эффект покрытия, причем более значительно при низком давлении газа, чем при высоком. The results are shown in table 4. At high pressure of the working gas, the biological activity of the coating is much higher than that of coatings obtained at low pressure. Changing the angle of incidence (reduction) improves the antimicrobial effect of the coating, and more significantly at low gas pressure than at high.

Пример 6
Этот пример включен в настоящее описание для иллюстрации влияния температуры, поддерживаемой в процессе осаждения серебра на антимикробную активность получаемого покрытия. Металлическое серебро осаживают на 2,5-сантиметровых секциях латексного катетера фоли (Foley) с помощью устройства для магнетронного распыления. В ходе нанесения соблюдают следующие условия: скорость осаждения 200 Аo в минуту; мощность - 0,1 Кватт; распылитель представляет собой плоский магнетронный серебряный катод с диаметром 20,3 см; давление рабочего газа аргона составляет 4 Па (30 мТорр); полный массовый поток газа составляет 700 ст. см3/мин, а коэффициент отношения температуры субстрата к температуре точки плавления металлического серебра в покрытии - T/Tm составляет 0,30 или 0,38. В этом примере угол падения варьирует в связи с круглой формой и шероховатостью субстрата. Так, значения угла падения зависят от различных обстоятельств, а на уровне тонкой структуры, определяются направлением и другими параметрами сторон и вершин имеющихся на поверхности многочисленных образований. Антимикробный эффект определяют с помощью теста на зональное ингибирование, принципиально описанного в Примере 1.
Example 6
This example is included in the present description to illustrate the effect of temperature maintained during the deposition of silver on the antimicrobial activity of the resulting coating. Silver metal is deposited on 2.5 cm sections of the Foley latex catheter using a magnetron sputtering device. During application, the following conditions are met: deposition rate of 200 A o per minute; power - 0.1 kW; the atomizer is a flat magnetron silver cathode with a diameter of 20.3 cm; argon working gas pressure is 4 Pa (30 mTorr); the total mass gas flow is 700 tbsp. cm 3 / min, and the ratio of the temperature of the substrate to the temperature of the melting point of metallic silver in the coating - T / T m is 0.30 or 0.38. In this example, the angle of incidence varies due to the round shape and roughness of the substrate. So, the values of the angle of incidence depend on various circumstances, and at the level of the fine structure, they are determined by the direction and other parameters of the sides and vertices of the numerous formations existing on the surface. The antimicrobial effect is determined using the test for zonal inhibition, essentially described in Example 1.

Полученные результаты дают значения откорректированных зон ингибирования 0,5 и 16 мм, расположенных вокруг трубок, покрытых при значении T/Tm, равных соответственно 0,38 и 0,30. Секции катетера фоли, покрытые при более низком значении коэффициента T/Tm, оказываются более эффективными, чем те из них, нанесение покрытия на которые проводилось при более высоком значении коэффициента T/Tm.The obtained results give the values of the corrected zones of inhibition of 0.5 and 16 mm located around the tubes coated with a T / T m value of 0.38 and 0.30, respectively. Foley catheter sections coated with a lower T / T m coefficient are more effective than those that were coated with a higher T / T m coefficient.

Пример 7
Этот пример включен в описание для демонстрации процесса нанесения антимикробного покрытия с помощью DC магнетрона на коммерческий катетер. На поверхность латексного катетера Фоли с тефлоновым покрытием было затем нанесено серебро напылением через магнетрон DC со степенью чистоты 99,99% при соблюдении условий, перечисленных в таблице 5.
Example 7
This example is included in the description to demonstrate the process of applying an antimicrobial coating using a DC magnetron to a commercial catheter. Teflon-coated Foley catheter was then coated with silver by sputtering through a DC magnetron with a purity of 99.99%, subject to the conditions listed in Table 5.

Рабочие газы представлены коммерческим Ar и смесью Ar/02 (99/1, вес %). Working gases are represented by commercial Ar and a mixture of Ar / 02 (99/1, wt%).

Антимикробный эффект покрытия исследуют с помощью теста на зональное ингибирование. Агар Мюллера Хинтона (Mueller Ainton agar) распределяют по чашкам Петри. Перед инокулированием Staphylococcus aureus АТСС#25923 позволяют подсохнуть агаровым поверхностям. Инокулят готовят на основе Бактроловых дисков (Bactrol Discs, Difco, M), которые регенирируют перед проведением исследования в соответствии с инструкцией производителя. Сразу же после инокуляции исследуемые материалы с покрытием помещают на поверхность агара. Чашки инкубируют при температуре 37oC в течение 24 часов. По истечении времени инкубации измеряют зону ингибирования, после чего вычисляют откорректированную зону ингибирования (откорректированная зона ингибирования = зона ингибирования - диаметр той части исследуемого материала, которая контактирует с агаром).The antimicrobial effect of the coating is examined using a zonal inhibition test. Mueller Ainton agar is distributed over Petri dishes. Prior to inoculation of Staphylococcus aureus, ATCC # 25923 allows agar surfaces to dry. The inoculum is prepared on the basis of Bactrol disks (Bactrol Discs, Difco, M), which are regenerated before the study in accordance with the manufacturer's instructions. Immediately after inoculation, the coated coated materials are placed on the surface of the agar. The cups are incubated at a temperature of 37 o C for 24 hours. After the incubation time has elapsed, the inhibition zone is measured, after which the corrected inhibition zone is calculated (corrected inhibition zone = inhibition zone — diameter of the part of the test material that contacts the agar).

Полученные результаты показывают отсутствие ингибирования в случае непокрытых образцов и наличие откорректированной зоны размером менее 1 мм в случае катетеров, покрытия на которые были нанесены распылением в атмосфере коммерческого аргона под давлением рабочего газа в 0,7 Па (5 мТ). В случае катетеров, на которые покрытия были нанесены напылением в смеси Ar/02 (99/1, вес.%) под давлением рабочего газа в 5,3 Па (40 мТ), откорректированная зона ингибирования составляет 11 мм. Анализ методом дифракции рентгеновских лучей показал, что покрытие, нанесенное напылением в 1% кислороде, представляет собой пленку из кристаллического Ag. Эта структура отчетливо демонстрирует повышенный антимикробный эффект при использовании материала в покрытиях для катетеров. The obtained results show the absence of inhibition in the case of uncovered samples and the presence of a corrected area of less than 1 mm in the case of catheters, which were spray-coated in a commercial argon atmosphere under a working gas pressure of 0.7 Pa (5 mT). In the case of catheters that were coated by spraying in an Ar / 02 mixture (99/1, wt.%) Under a working gas pressure of 5.3 Pa (40 mT), the corrected inhibition zone is 11 mm. Analysis by x-ray diffraction showed that the coating deposited by spraying in 1% oxygen, is a film of crystalline Ag. This structure clearly demonstrates an increased antimicrobial effect when using the material in catheter coatings.

Пример 8
Этот пример демонстрирует серебряные покрытия, полученные при дуговом испарении, выпаривании при рассеивании газа (электроосаждением под давлением) и реактивном дуговом выпаривании. Выпаривание серебра с чистотой 99,99% проводят на силиконовых или глиноземных пластинках с исходной температурой субстрата около 21oC при соблюдении следующих параметров:
Смещение : - 100 V
Ток : - 20 Амп-час
Угол падения : - 90o
Давление рабочего газа: 0,001 Па (0,01 мТ) (дуга), 3,5Па (26 мТ) Ar/H2, 96: 4 (выпаривание при рассеянии газа) и 3,5Па (26 мТ) O2 (реактивное дуговое выпаривание).
Example 8
This example demonstrates silver coatings obtained by arc evaporation, vapor dispersion evaporation (electrodeposition under pressure) and reactive arc evaporation. The evaporation of silver with a purity of 99.99% is carried out on silicone or alumina plates with an initial substrate temperature of about 21 o C, subject to the following parameters:
Displacement: - 100 V
Current: - 20 Amp-hour
Angle of Incidence: - 90 o
Working gas pressure: 0.001 Pa (0.01 mT) (arc), 3.5Pa (26 mT) Ar / H 2 , 96: 4 (evaporation during gas dissipation) and 3.5Pa (26 mT) O 2 (reactive arc evaporation).

В случае пластинок, покрытых под вакуумом (дуга) не было отмечено откорректированной зоны ингибирования. Электроосаждение под давлением в атмосфере рабочего газа, содержащего Ar и 4% водорода, приводит к образованию зоны ингибирования размером 6 мм, тогда как при нанесении в атмосфере чистого кислорода в качестве рабочего газа (реактивная дуга) образуется зона ингибирования, равная 8 мм. Толщина образуемой пленки составляет примерно 4000 ангстрем. Полученные результаты показывают, что наличие газов, таких как водород и/или кислород, в атмосфере дугового выпаривания приводит к повышению антимикробной эффективности покрытий. In the case of plates coated under vacuum (arc), no corrected inhibition zone was noted. Electrodeposition under pressure in the atmosphere of a working gas containing Ar and 4% hydrogen leads to the formation of an inhibition zone of 6 mm in size, whereas when pure oxygen is applied in the atmosphere as a working gas (reactive arc), an inhibition zone of 8 mm is formed. The thickness of the formed film is approximately 4000 angstroms. The results show that the presence of gases, such as hydrogen and / or oxygen, in an atmosphere of arc evaporation leads to an increase in the antimicrobial efficiency of coatings.

Пример 9
Данный пример включен в описание для иллюстрации композитных материалов, способных оказывать антимикробное действие. По описанному ниже способу получают набор покрытий при распылении оксида цинка с помощью высокочастотного (RF) магнетрона на силиконовые пластинки. Покрытия из оксида цинка не демонстрируют зоны ингибирования.
Example 9
This example is included in the description to illustrate composite materials capable of exerting an antimicrobial effect. According to the method described below, a set of coatings is obtained by spraying zinc oxide using a high-frequency (RF) magnetron onto silicone wafers. Zinc oxide coatings do not show an inhibition zone.

Покрытия из Ag и ZnO наносят общей толщиной до 3300 ангстрем путем последовательного напыления слоев Ag вместе со слоями ZnO (75/25, вес%) с соблюдением приведенных ниже условий. Показано, что покрытия не приводят к образованию зоны ингибирования в том случае, когда толщина слоев оксида цинка составляет около 100 ангстрем. Однако пленки, включающие либо очень тонкие островки, либо прерывающиеся слои ZnO (менее 50 ангстрем) в Ag матрице (т.е. композитной пленке) приводят к образованию откорректированной зоны ингибирования, равной 8 мм. Coatings of Ag and ZnO are applied with a total thickness of up to 3300 angstroms by sequentially sputtering Ag layers together with ZnO layers (75/25,% by weight) under the following conditions. It was shown that coatings do not lead to the formation of an inhibition zone in the case when the layer thickness of zinc oxide is about 100 angstroms. However, films comprising either very thin islands or discontinuous ZnO layers (less than 50 angstroms) in an Ag matrix (i.e., a composite film) lead to the formation of a corrected inhibition zone of 8 mm.

Применяемые для нанесения ZnO условия включают следующее: распылитель: ZnO с диаметром 20,3 см; рабочий газ - аргон; давление рабочего газа - 4 Па (30 мТ); расстояние катод - анод: 40 мм; исходная температура субстрата - 21oC; мощность - высокочастотный (RF) магнетрон, 0,5 кВт.The conditions used for applying ZnO include the following: atomizer: ZnO with a diameter of 20.3 cm; working gas - argon; working gas pressure - 4 Pa (30 mT); cathode-anode distance: 40 mm; the initial temperature of the substrate is 21 o C; power - high-frequency (RF) magnetron, 0.5 kW.

Применяемые для нанесения Ag условия включают следующее: распылитель: Ag с диаметром 20,3 мм; рабочий газ - аргон; давление рабочего газа - 4 Па (30мТ); расстояние катод - анод - 40 мм; исходная температура субстрата - 21oC; мощность - магнетрон, 0,1 кВт.Applicable conditions for applying Ag include the following: atomizer: Ag with a diameter of 20.3 mm; working gas - argon; working gas pressure - 4 Pa (30mT); distance cathode - anode - 40 mm; the initial temperature of the substrate is 21 o C; power - magnetron, 0.1 kW.

Пример 10
Этот пример демонстрирует влияние холодной обработки и отжига серебряных и золотых порошков на антимикробную активность, определяемую в стандартном тесте на зональное ингибирование. Холодная обработка таких порошков приводит к дефектам структур поверхности, содержащих атомную неупорядоченность, которая способствует высвобождению ионов, вызывающих антимикробную активность. Антимикробное действие такой дефектной структуры может быть удалено при отжиге.
Example 10
This example demonstrates the effect of cold working and annealing of silver and gold powders on the antimicrobial activity determined in the standard zonal inhibition test. Cold treatment of such powders leads to defects in surface structures containing atomic disorder, which promotes the release of ions that cause antimicrobial activity. The antimicrobial effect of such a defective structure can be removed by annealing.

Нанокристаллический серебряный порошок (размер кристаллов около 30 нм) разбрызгивают на мелкую ленту и далее исследуют. При этом используют способ примера 7, получают зону ингибирования в 5 мм. Гранулы нанокристаллического Ag порошка (0,3 г) прессуют под давлением 275700 кПа (килопаскаля) (40000 фунтов/дюйм2). Спресованные гранулы продуцируют 9-мм зону ингибирования при тестировании на антимикробную активность. Нанокристаллический серебряный порошок подвергают механической обработке в шаровой мельнице в течение 30 секунд. Полученный порошок исследуют на антимикробную активность как в случае разбрызгивания обработанного порошка на липкую ленту с последующим помещением на чашки, так и при прессовании его в гранулят с соблюдением вышеуказанных условий также с последующим помещением на чашки. Отмеченные зоны ингибирования составляют соответственно 7 и 11 мм. Гранулят, полученный после прессования обработанного порошка, отжигают при температуре 500o в течение 1 часа под вакуумом. При этом зона ингибирования, отмеченная у прокаленного гранулята, снижается на 3 мм.Nanocrystalline silver powder (crystal size of about 30 nm) is sprayed onto a shallow ribbon and further examined. The method of Example 7 is used, and an inhibition zone of 5 mm is obtained. Granules nanocrystalline Ag powder (0.3 g) was compressed under a pressure 275,700 kPa (kilopascals) (40,000 lbs / in2). The compressed granules produce a 9 mm inhibition zone when tested for antimicrobial activity. Nanocrystalline silver powder is machined in a ball mill for 30 seconds. The resulting powder is tested for antimicrobial activity both in the case of spraying the treated powder onto an adhesive tape followed by placing it on cups, and when it is pressed into granulate subject to the above conditions, also followed by placement on cups. Marked zones of inhibition are respectively 7 and 11 mm. The granulate obtained after pressing the treated powder is annealed at a temperature of 500 o for 1 hour under vacuum. In this case, the zone of inhibition noted in the calcined granulate is reduced by 3 mm.

Полученные данные показывают, что нанокристаллический серебряный порошок, не оказывая сам по себе заметного влияния на антимикробный эффект, обладает повышенным антимикробным действием при введении атомной неупорядоченности путем механической обработки порошка в шаровой мельнице или при прессовании его в гранулят. Антимикробный эффект значительно снижается при отжиге при температуре 500oC. Таким образом, условия, создаваемые во время механической обработки или после нее, не должны включать высокую температуру, которая способствует диффузии. Условия холодной механической обработки предпочтительны, поскольку ограничивают диффузию, в частности, это может быть обработка при комнатной температуре или при размалывании или измельчении в жидком азоте.The data obtained show that nanocrystalline silver powder, without itself having a noticeable effect on the antimicrobial effect, has an increased antimicrobial effect when introducing atomic disorder by mechanical processing of the powder in a ball mill or by pressing it into granulate. The antimicrobial effect is significantly reduced during annealing at a temperature of 500 o C. Thus, the conditions created during or after machining should not include high temperature, which promotes diffusion. Cold machining conditions are preferred because they limit diffusion, in particular, it can be treatment at room temperature or by grinding or grinding in liquid nitrogen.

Серебряный порошок, состоящий из частиц размером около 1 микрона, исследуют аналогичным способом. Ag порошок разбрызгивают на липкую ленту и определяют зону ингибирования. Зона ингибирования в этом случае не отмечается. Порошок обрабатывают в течение 30 секунд в шаровой мельнице и разбрызгивают на липкую ленту. При этом вокруг порошка на ленте отмечается зона ингибирования размером 6 мм. Когда Ag порошок (в нормальном состоянии или после механической обработки в шаровой мельнице) прессуют под давлением 275700 кПа (40000 фунтов/дюйм2) в 0,3 г гранулята, отмечаются зоны размером соответственно 5 и 6 мм. Гранулят, который был получен из порошка, обработанного в шаровой мельнице, и далее прокален при температуре 500oC, имеет значительно сниженную антимикробную активность. Вначале гранулят обладал некоторой активностью (зона ингибирования размером 4,5 мм), однако при втором исследовании зона ингибирования не была обнаружена. Контрольный гранулят, который не подвергали отжигу, продолжает продуцировать зоны ингибирования более 4 мм даже после 14 повторов тестирования. Этот результат указывает на то, что стадия отжига, применяемая после механической обработки, ограничивает длительное высвобождение антимикробных форм серебра из порошков.A silver powder consisting of particles of about 1 micron in size is examined in a similar manner. Ag powder is sprayed onto adhesive tape and the inhibition zone is determined. The zone of inhibition in this case is not observed. The powder is treated for 30 seconds in a ball mill and sprayed onto adhesive tape. At the same time, an inhibition zone of 6 mm in size is marked around the powder on the tape. When the Ag powder (in a normal state or after mechanical processing in the ball mill) was pressed at a pressure 275,700 kPa (40,000 pounds / in2) in 0.3 g of granules, the size of the zone are marked 5 and 6 mm. The granulate, which was obtained from a powder processed in a ball mill, and then calcined at a temperature of 500 o C, has a significantly reduced antimicrobial activity. At first, the granulate had some activity (inhibition zone 4.5 mm in size), however, in the second study, the inhibition zone was not detected. The control granulate, which was not annealed, continues to produce zones of inhibition of more than 4 mm even after 14 repetitions of the test. This result indicates that the annealing step used after machining limits the sustained release of antimicrobial forms of silver from powders.

Нанокристаллическое золото в виде порошка (кристаллы 20 нм) исследуют с помощью теста на зональное ингибирование на антимикробную активность при разбрызгивании порошка на липкую ленту. При этом для нанокристаллического золотого порошка не было отмечено зон ингибирования. Золотой порошок прессуют под давлением 275700 кПа (40000 фунтов/дюйм2) до 0,2 г гранулята. Отмечают наличие зоны ингибирования размером 10 мм. При последующем отжиге прессованного гранулята под вакуумом при температуре 500oC в течение 1 часа величина зоны ингибирования снижается до 0 мм.Nanocrystalline gold in the form of a powder (crystals of 20 nm) is investigated using the test for zonal inhibition of antimicrobial activity when spraying the powder on adhesive tape. In this case, inhibition zones were noted for nanocrystalline gold powder. The gold powder was pressed at a pressure 275,700 kPa (40,000 pounds / in2) to 0.2 g of granulate. An inhibition zone of 10 mm is noted. Upon subsequent annealing of the pressed granulate in vacuo at a temperature of 500 ° C. for 1 hour, the size of the inhibition zone decreases to 0 mm.

Полученные результаты показывают, что растворимость, а следовательно, и эффективность золотых порошков могут быть значительно улучшены в результате механической обработки, такой как прессование нанокристаллического материала в гранулят. При этом антимикробная активность может исчезнуть после отжига. Предпочтительна холодная обработка. The results show that the solubility, and therefore the effectiveness of gold powders can be significantly improved by mechanical processing, such as pressing a nanocrystalline material into granulate. In this case, antimicrobial activity may disappear after annealing. Cold treatment is preferred.

Другие золотые порошки, включающие частицы размером 2,5 микрона и 250 микрон, не оказывают антимикробного воздействия в условиях вышеупомянутой холодной обработки. Считается, что малый размер зерен нанокристаллического золотого порошка представляет собой важный фактор, который, в сочетании с механической обработкой способствует генерации нужного антимикробного эффекта. Other gold powders, including particles of 2.5 microns and 250 microns in size, do not have antimicrobial effects under the conditions of the aforementioned cold working. It is believed that the small grain size of nanocrystalline gold powder is an important factor, which, combined with machining, contributes to the generation of the desired antimicrobial effect.

Пример 11
Данный пример включен в описание для иллюстрации композитного антимикробного покрытия, образованного при реактивном распылении (другой пример композитных пленок). В Примере 7 было показано, что антимикробное покрытие из серебра может быть получено при напылении в атмосфере аргона и 1% кислорода (0,5 Кватт, 5,3 Па (40 мТорр), расстояние анод/катод - 100 мм, температура - 20oC - при этом получают зону ингибирования размером 11 мм).
Example 11
This example is included in the description to illustrate a composite antimicrobial coating formed by reactive spraying (another example of composite films). In Example 7, it was shown that an antimicrobial coating of silver can be obtained by sputtering in an atmosphere of argon and 1% oxygen (0.5 Quatt, 5.3 Pa (40 mTorr), the anode / cathode distance is 100 mm, the temperature is 20 o C - this gives an inhibition zone of 11 mm).

В том случае, когда для нанесения антимикробных покрытий напылением используют в качестве рабочего газа аргон с содержанием 20 вес% кислорода, размер зон ингибирования варьирует от 6 до 12 мм. Эти данные указывают на то, что создание реактивной атмосферы во время осаждения из паровой фазы приводит к образованию антимикробной пленки при использовании широкого диапазона параметров процесса осаждения. In the case when argon with a content of 20 wt% oxygen is used as a working gas for deposition of antimicrobial coatings, the size of the zones of inhibition varies from 6 to 12 mm. These data indicate that the creation of a reactive atmosphere during vapor deposition leads to the formation of an antimicrobial film using a wide range of deposition process parameters.

Пример 12
Данный пример показывает, что покрытия настоящего изобретения проявляют антимикробное действие против широкого спектра бактерий.
Example 12
This example shows that the coatings of the present invention exhibit antimicrobial activity against a wide range of bacteria.

Всего 171 различных бактериальных образцов, включающих представителей 18 родов и 55 видов, были представлены Провинциальной Лабораторией сектора Здравоохранения Северной Альберты. Эти образцы были быстро заморожены в 20% снятом молоке и выдерживались при температуре - 70oC в течение времени, варьирующего от нескольких месяцев до нескольких лет. В исследовании не использовались требовательные к пище организмы, которые могут не расти в условиях, создаваемых в стандартном тесте на чувствительность по Кирби-Бауэру.A total of 171 different bacterial samples, including representatives of 18 genera and 55 species, were presented by the Northern Alberta Provincial Health Laboratory. These samples were quickly frozen in 20% skim milk and kept at a temperature of -70 o C for a time ranging from several months to several years. The study did not use food-demanding organisms that might not grow under the conditions created in the standard Kirby-Bauer sensitivity test.

Каждый замороженный образец соскоблили с помощью ватного тампона для инокулирования чашки с кровяным агаром (ЧКА (ВАР)). Чашки инкубировали в течение ночи при температуре 35oC. На следующий день организмы подвергли тестированию на чувствительность по методу Кирби-Бауэру, описанному ниже.Each frozen sample was scraped off with a cotton swab to inoculate a plate with blood agar (ChCA (BAP)). The plates were incubated overnight at a temperature of 35 ° C. The next day, the organisms were subjected to a sensitivity test according to the Kirby-Bauer method described below.

От четырех до пяти колоний (большее количество, если колонии маленькие) одного морфологического типа отбирают из каждой ЧКА субкультуры и инокулируют далее в индивидуальные пробирки, содержащие примерно 5 мл триптированного соевого бульона (ТСБ (TSB)). Бульоны инкубируют при температуре 35oC в течение 2-3 часов. К этому времени мутность большей части бульонных культур становится либо равной, либо превышает 0,5 стандарта Макфарланда (0,5 McFarland Standard). Более мутные образцы разбавляют стерильным солевым раствором до достижения мутности, визуально сравнимой со стандартной. Для облегчения визуальной оценки мутности пробирки просматривают на белом фоне с контрастирующей черной линией.Four to five colonies (a larger number if the colonies are small) of the same morphological type are selected from each PCA subculture and further inoculated into individual tubes containing approximately 5 ml of tryptic soy broth (TSB). The broths are incubated at a temperature of 35 o C for 2-3 hours. By this time, the turbidity of most of the broth cultures becomes either equal to or exceeds 0.5 McFarland Standard. More turbid samples are diluted with sterile saline to achieve a turbidity that is visually comparable to the standard. To facilitate a visual assessment of turbidity, the tubes are viewed on a white background with a contrasting black line.

Небольшое число организмов (Sfreptococcus и Corynebacterium) не способно хорошо расти в ТСБ. Мутность этих бульонов после инкубации достигает менее 0,5 стандарта Макфарланда. В эти пробирки для увеличения мутности примерно до уровня стандартна инокулируют дополнительные колонии из ЧКА субкультур. A small number of organisms (Sfreptococcus and Corynebacterium) are not able to grow well in TSB. The turbidity of these broths after incubation reaches less than 0.5 McFarland standard. To increase the turbidity to approximately the standard level, additional colonies from CCA subcultures are inoculated into these tubes.

В течение 15 минут доведения мутности бактериальной суспензии до нужного состояния в каждый бульон погружают стерильный ватный тампон. Избыток жидкости удаляют через край пробирки тампоном, вращая им. Инокулят наносят на агаровую плашку Мюллера Хинтона (MX) нанесением четких полосок тампоном в трех направлениях по всей поверхности агара. Три вафельных квадрата из кремнезема, покрытых серебром, размером 1х1 см накладывают на каждую MX чашку, после чего чашки переворачивают и ставят на инкубацию в течение ночи при температуре 35oC. Покрытия наносят напылением при соблюдении описанных ниже условий, которые по данных исследования методом дифракции рентгеновских лучей представляют собой композитные пленки, состоящие из серебра/оксида серебра:
Распылитель: диаметр 20,3 см, 99,99% Ag
Рабочий газ: Ar/O2 80/20 вес%
Давление рабочего газа: 5,3 Па (40 мТ)
Полный массовый поток: 700 ст•см3/мин
Мощность: 0,1 Кватт
Температура осаждения: 20oC
Основное давление: 2,7•10-4 Па (2•10-6Торр)
Расстояние катод/анод: 40 мм
ЧКА (ВАР) культуры контрольных организмов были представлены Провинциальной лабораторией и включали: Staphylococcus aureus ATCC 25923; Pseudomahas aerugihosa ATCC 27853; Escherichia coli : ATCC 25922; и Enterococcus faecalis ATCC 29212 для проверки качества MX агара. Эти культуры обработали сходным с тестовыми культурами образом, за исключением того, что на бактериальные лужайки на MX агаре наносят стандартные антибиотические диски, а не покрытые серебром пластинки. С использованием указанных организмов было выявлено, что MX агар приемлем для проведения стандартного теста на зональное ингибирование.
A sterile cotton swab is immersed in each broth for 15 minutes to bring the turbidity of the bacterial suspension to the desired state. Excess fluid is removed through the edge of the tube with a swab, rotating it. The inoculum is applied to a Mueller Hinton (MX) agar plate by applying clear strips with a swab in three directions over the entire surface of the agar. Three silica wafer squares coated with silver, 1x1 cm in size, are placed on each MX cup, after which the cups are turned over and set to incubate overnight at a temperature of 35 o C. Coating is applied by spraying under the conditions described below, which according to the study by diffraction X-rays are composite films consisting of silver / silver oxide:
Atomizer: Diameter 20.3 cm, 99.99% Ag
Working gas: Ar / O 2 80/20 weight%
Working gas pressure: 5.3 Pa (40 mT)
Total mass flow: 700 st • cm 3 / min
Power: 0.1 Quatt
Precipitation temperature: 20 o C
Main pressure: 2.7 • 10 -4 Pa (2 • 10 -6 Torr)
Cathode / Anode Distance: 40mm
PCA (VAR) cultures of control organisms were presented by the Provincial Laboratory and included: Staphylococcus aureus ATCC 25923; Pseudomahas aerugihosa ATCC 27853; Escherichia coli: ATCC 25922; and Enterococcus faecalis ATCC 29212 for quality control of MX agar. These cultures were treated in a manner similar to test cultures, except that standard antibiotic discs were applied to bacterial lawns on MX agar rather than silver coated plates. Using these organisms, it was found that MX agar was acceptable for a standard zonal inhibition assay.

После 16-18 часов инкубации при температуре 35oC были измерены зоны ингибирования вокруг серебряных пластинок или антибиотических дисков. Откорректированные зоны вычислили при вычитании размера вафли (1 см) от размера общей зоны. Результаты по репрезентативным зонам ингибирования приведены в таблице 7.After 16-18 hours of incubation at a temperature of 35 ° C., inhibition zones around silver plates or antibiotic discs were measured. Corrected zones were calculated by subtracting the size of the wafer (1 cm) from the size of the common zone. The results for representative zones of inhibition are shown in table 7.

Пример 13
Данный пример демонстрирует использование тантала в качестве адгезионного слоя для использования в покрытиях настоящего изобретения. Тантал хорошо известен как материал, который при использовании в качестве промежуточного слоя улучшает адгезию тонких пленок с субстратом. В этом примере исследуемые секции, включающие образцы из нержавеющей стали (316) (1 х 1 см) и силикона (1,7 х 0,9 см), а также секции латексных трубок (5 см), промывают эталоном, после чего половину исследуемых секций перед нанесением на них пленок серебра покрывают (при напылении) тонким слоем (примерно 100 ангстрем) Та. Во второй группе исследуемые секции покрывают только антимикробной Ag пленкой. Условия покрытия приведены ниже. Тогда как антимикробная активность у всех тестируемых секций имела близкие значения, опытные секции, покрытые Ta, обладали гораздо лучшими адгезионными свойствами, чем необработанные исследуемые секции. Адгезионные свойства определяют с использованием ASTM метода D3359-87, который представляет собой стандартный метод определения адгезии.
Example 13
This example demonstrates the use of tantalum as an adhesive layer for use in the coatings of the present invention. Tantalum is well known as a material which, when used as an intermediate layer, improves the adhesion of thin films to a substrate. In this example, the test sections, including samples of stainless steel (316) (1 x 1 cm) and silicone (1.7 x 0.9 cm), as well as sections of latex tubes (5 cm), are washed with a standard, after which half of the test sections before applying silver films to them cover (when spraying) with a thin layer (approximately 100 angstroms) of Ta. In the second group, the studied sections are covered only with antimicrobial Ag film. Coverage conditions are given below. While the antimicrobial activity of all tested sections had close values, the experimental sections coated with Ta had much better adhesive properties than the untreated studied sections. Adhesion properties are determined using ASTM method D3359-87, which is a standard method for determining adhesion.

Условия Распыления
Распылитель: диаметр 20,3 см, 99,99% Та
Рабочий газ: Ar/O2, 99/1 вес%
Давление рабочего газа: 1,3 Па (10 мТорр)
Полный массовый поток: 700 ст•см3/мин
Мощность: 0,5 кВт
Расстояние катод/анод: 100 мм
Температура субстрата: 20oC
Распылитель: диаметр 20,3 см, 99,99% Ta
Рабочий газ: Ar/o2, 99/1 вес%
Давление рабочего газа: 1,3 Па (10 мТорр)
Полный массовый поток: 700 ст•см3/мин
Мощность: 0,5 кВт
Расстояние катод/анод: 100 мм
Температура субстрата: 20oC
Пример 14
Распыление DC магнетроном применили для осаждения серебра 99,99% чистоты от катода диаметром 20,3 см на силиконовые и кремнеземные пластинки с использованием в качестве рабочего газа коммерческого аргона, увлажненного водой, полный массовый поток которого составляет 700 ст•см3/мин. Увлажнение аргона осуществляют при пропускании его через две колбы содержащие 3 литра воды комнатной температуры и через одну пустую колбу, снабженную стекловатой для абсорбции любой свободной жидкости перед подачей газа в камеру для напыления.
Atomization Conditions
Atomizer: diameter 20.3 cm, 99.99% Ta
Working gas: Ar / O 2 , 99/1 weight%
Working gas pressure: 1.3 Pa (10 mTorr)
Total mass flow: 700 st • cm 3 / min
Power: 0.5 kW
Cathode / Anode Distance: 100mm
Substrate temperature: 20 o C
Atomizer: Diameter 20.3 cm, 99.99% Ta
Working gas: Ar / o 2 , 99/1 weight%
Working gas pressure: 1.3 Pa (10 mTorr)
Total mass flow: 700 st • cm 3 / min
Power: 0.5 kW
Cathode / Anode Distance: 100mm
Substrate temperature: 20 o C
Example 14
DC magnetron sputtering was used to deposit silver of 99.99% purity from a cathode with a diameter of 20.3 cm on silicone and silica wafers using commercial argon moistened with water as a working gas, the total mass flow of which is 700 st • cm 3 / min. Humidification of argon is carried out by passing it through two flasks containing 3 liters of water at room temperature and through one empty flask equipped with glass wool to absorb any free liquid before supplying gas to the spray chamber.

Ниже представлены условия напыления и результаты стандартного теста на зональное ингибирование, проведенное на серебряных пленках, нанесенных напылением. Серебряные пленки, которые обычно при осаждении в атмосфере аргона не проявляют антимикробных свойств, в случае напыления с использованием в качестве рабочего газа смеси аргона/водяных паров характеризуются значениями откорректированной зоны ингибированы до 8 мм. The spraying conditions and the results of a standard zonal inhibition test carried out on silver films deposited are presented below. Silver films, which usually do not exhibit antimicrobial properties when deposited in an argon atmosphere, are sprayed using an argon / water vapor mixture as a working gas and are characterized by values of the corrected zone inhibited to 8 mm.

Пример 15
Данный пример включен в описание для иллюстрации способа активации покрытий облучением, что составляет другой аспект настоящего изобретения.
Example 15
This example is included in the description to illustrate the method of activation of coatings by irradiation, which is another aspect of the present invention.

На силиконовые вафли размером 1,9 х 0,7 см наносят покрытия из металлического серебра толщиной 3000oА с помощью напыления из DC магнетрона при соблюдении следующих условий:
УСЛОВИЯ РАСПЫЛЕНИЯ:
Распыление: диаметр 20,3 см, 99,99% Ag
Рабочий газ: Ar/O2, 99/1 вес.%
Давление рабочего газа: 5,3 Па (40 мТорр)
Полный массовый поток: 700 ст•см3/мин
Мощность: 0,5 кВт
Температура субстрата: 21oC
Расстояние катод/анод: 100 мм
Покрытые пластинки разделяют на 4 группы и облучают их разными дозами гамма-излучения: дозами в 0, 1, 2 и 4 мегарод - от источника 60Со (Изомедикс Инк. , Мортон Гроув, США (Isomedix Inc., Morton Grove, Il., Usa)). Образцы помещают в основном перпендикулярно к поступающему облучению. После облучения образцы исследуют на биологическую активность (антимикробный эффект) с использованием стандартного теста на зональное ингибирование на агаре Мюллера Хинтона (Дифко (Difco, Ml. )), включающего применение S.aureus (АТСС 25923), как было приведено в предыдущих примерах. Полученные результаты суммированы в таблице 9.
Silicone wafers with a size of 1.9 x 0.7 cm are coated with metallic silver 3000 o A thick by sputtering from a DC magnetron under the following conditions:
SPRAYING CONDITIONS:
Atomization: diameter 20.3 cm, 99.99% Ag
Working gas: Ar / O 2 , 99/1 wt.%
Working gas pressure: 5.3 Pa (40 mTorr)
Total mass flow: 700 st • cm 3 / min
Power: 0.5 kW
Substrate temperature: 21 o C
Cathode / Anode Distance: 100mm
The coated plates are divided into 4 groups and irradiated with different doses of gamma radiation: doses of 0, 1, 2 and 4 megarods from a source of 60 Co (Isomedics Inc., Morton Grove, USA (Isomedix Inc., Morton Grove, Il., Usa)). Samples are placed generally perpendicular to the incoming radiation. After irradiation, the samples are tested for biological activity (antimicrobial effect) using a standard zonal inhibition test on Mueller Hinton agar (Difco (Difco, Ml.)), Including the use of S.aureus (ATCC 25923), as described in the previous examples. The results obtained are summarized in table 9.

Результаты указывают на логарифмическую зависимость между дозой облучения и наблюдаемой биологической реакцией в пластинках. Это иллюстрирует тот факт, что гамма-облучение оказывает дальнейшую активацию покрытий настоящего изобретения с целью усиления их антимикробного эффекта. The results indicate a logarithmic relationship between the dose of radiation and the observed biological response in the plates. This illustrates the fact that gamma radiation further activates the coatings of the present invention in order to enhance their antimicrobial effect.

Эксперимент был повторен с антимикробными пленками, ориентированными в основном параллельно приходящему облучению. Такая ориентация значительно снижает уровень активации антимикробных покрытий так, что в сравнении с необлученным контролем не отмечается увеличения зоны ингибирования. The experiment was repeated with antimicrobial films oriented mainly parallel to the incoming radiation. This orientation significantly reduces the level of activation of antimicrobial coatings so that in comparison with unirradiated control there is no increase in the inhibition zone.

Пример 16
Данный пример включен для иллюстрации активации по способу настоящего изобретения антимикробных покрытий гамма-облучением с использованием диэлектрического материала, примыкающего во время облучения к обрабатываемому материалу.
Example 16
This example is included to illustrate the activation by the method of the present invention of antimicrobial coatings by gamma irradiation using a dielectric material adjacent to the material to be treated during irradiation.

Множество образцов размером 2,5 см х 2,5 см из ячеистого полиэтилена высокой плотности (такого, который используется для изготовления ожоговых повязок) покрывают напылением металлического серебра в условиях примера 15, за исключением мощности, которая в данном случае составляет 0,1 кВт. Затем покрытый ячеистый материал тестируют по методу, описанному в Примере 15. Контрольные ячеистые образцы (покрытые серебром, не облученные) приводили к образованию зон ингибирования размером 10 мм (откорректированных), тогда как для облученных образцов были получены зоны ингибирования размером 14 мм (откорректированные). Many samples of 2.5 cm x 2.5 cm in size from high-density cellular polyethylene (such as that used for the manufacture of burn dressings) are coated with metallic silver under the conditions of Example 15, except for the power, which in this case is 0.1 kW. Then, the coated cellular material was tested according to the method described in Example 15. Control cellular samples (silver coated, not irradiated) resulted in the formation of 10 mm inhibition zones (corrected), whereas for the irradiated samples 14 mm inhibition zones (corrected) were obtained .

Другие образцы покрытого ячеистого материала прослоили двумя силиконовыми вафлями размером 2,5 см х 2,5 см, несущими термически наращенный оксидный слой (поставка из Центра Микроэлектроники, Эдмонтон, Альберта (Alberta Microelectronic Centre, Edmonton)). Описываемый ячеистый материал исследовали на наличие биологической активности, при этом было обнаружено откорректированное значение зоны ингибирования, равное 26 мм. Считается, что силиконовые пластинки представляют собой источник электронов, которые рассеиваются на антимикробные покрытия, еще более усиливая антимикробный эффект. Other samples of the coated cellular material were sandwiched with two silicone wafers measuring 2.5 cm x 2.5 cm carrying a thermally enhanced oxide layer (supply from the Microelectronics Center, Edmonton, Alberta (Alberta Microelectronic Center, Edmonton)). The described cellular material was examined for the presence of biological activity, and a corrected inhibition zone value of 26 mm was found. It is believed that silicone wafers are a source of electrons that are scattered on antimicrobial coatings, further enhancing the antimicrobial effect.

Листовое металлическое серебро исследовали на возможность его активации гамма-облучением для выработки антимикробного эффекта. Листовое металлическое серебро подвергли отжигу при температуре 140oC в течение 90 мм и затем облучению дозой 4 мегарад. Далее образцы исследовали на наличие биологической активности, однако зоны ингибирования не были выявлены. Этот результат указывает на то, что, возможно, серебро в его нормальном упорядоченном состоянии имеет слишком малое количество атомных дефектов, которые могут активизироваться по способу настоящего изобретения.Sheet metal silver was examined for the possibility of its activation by gamma radiation to produce an antimicrobial effect. Sheet metal silver was annealed at a temperature of 140 o C for 90 mm and then irradiated with a dose of 4 megarads. Next, the samples were examined for the presence of biological activity, however, inhibition zones were not identified. This result indicates that perhaps silver in its normal ordered state has too few atomic defects that can be activated by the method of the present invention.

Пример 17
Данный пример включен в описание для иллюстрации того факта, что антимикробные покрытия, содержащие атомную неупорядоченность на уровне, не достаточном для продуцирования антимикробного эффекта, можно активизировать гамма-облучением, в соответствии с настоящим изобретением.
Example 17
This example is included in the description to illustrate the fact that antimicrobial coatings containing atomic disorder at a level not sufficient to produce an antimicrobial effect can be activated by gamma radiation in accordance with the present invention.

Серебряные пленки напыляют на силиконовые пластинки с соблюдением условий примера 15, за исключением давления газа, которое снижено с 5,3 Па (40 мТорр) до 0,7 Па (5мТорр), что приводит к снижению в получаемых покрытиях атомной неупорядоченности. После этого серебряные пленки облучают гамма-лучами дозой в 4 Мрад по методу примера 15. Облученные и контрольные пленки (не облученные) исследуют на биологическую активность. Контрольные пленки продуцируют зону ингибирования размером лишь 1 мм (откорректированную), тогда как облученные покрытия создают зону ингибирования размером 10 мм (откорректированную). Этот результат указывает на то, что антимикробные покрытия, изготовленные в таких условиях, которые приводят к образованию атомной неупорядоченности на уровне, недостаточном для проявления антимикробного эффекта, могут активироваться под действием облучения из источника гамма-лучей, приобретая в итоге антибактериальные свойства. Silver films are sprayed onto silicone wafers in accordance with the conditions of Example 15, except for gas pressure, which is reduced from 5.3 Pa (40 mTorr) to 0.7 Pa (5 mTorr), which leads to a decrease in atomic disorder in the resulting coatings. After that, silver films are irradiated with gamma rays at a dose of 4 Mrad according to the method of Example 15. The irradiated and control films (not irradiated) are examined for biological activity. Control films produce an inhibition zone of only 1 mm (corrected), while irradiated coatings create an inhibition zone of 10 mm (corrected). This result indicates that antimicrobial coatings made under such conditions that lead to the formation of atomic disorder at a level insufficient for the manifestation of the antimicrobial effect can be activated by irradiation from a gamma ray source, eventually acquiring antibacterial properties.

Пример 18
Настоящий пример демонстрирует способ образования ионов комплексов серебра, отличных от ионов Ag+, которые обладают высокой эффективностью в генерировании антимикробного эффекта. В примере приводятся сравнительные данные по уровню диффузии и значениям зон ингибирования для различных растворов серебра.
Example 18
This example demonstrates a method for forming silver complex ions other than Ag + ions, which are highly effective in generating an antimicrobial effect. The example provides comparative data on the level of diffusion and the values of inhibition zones for various silver solutions.

Растворы готовят таким образом, чтобы выделялось 10000 ppm Ag в виде AgNO3, Ag(NH3)2+, Ag(CN)2- и Ag(белка).Solutions are prepared so that 10,000 ppm Ag is released as AgNO 3 , Ag (NH 3 ) 2+ , Ag (CN) 2 - and Ag (protein).

Растворы серебра готовят следующим образом:
1) Ag(S2O3)2 3- - 2,66 г AgCl растворяют в 150 мл деионизированной воды. Добавляют 17,22 г Na2 (S2O3)2 и доводят объем до 200 мл деионизированной водой.
Silver solutions are prepared as follows:
1) Ag (S 2 O 3 ) 2 3- - 2.66 g of AgCl are dissolved in 150 ml of deionized water. 17.22 g of Na 2 (S 2 O 3 ) 2 are added and the volume is adjusted to 200 ml with deionized water.

2) Ag(CN)2- - смешивают равные объемы 12,5 г/л AgCN и 50 г/л KCN
3) Ag(белок) - исследуют два образца серебросодержащего белка. Серебросодержащий белковый порошок (0,5 г, Sigma S- 6767, лот 12H3437, 20% Ag) добавляют к 10 мл деионизированной воды. Серебросодержащий белковый порошок (1,25 г, Sigma S-9017, лот 33H3456, 8% Ag) добавляют к 10 мл деионизированной воды.
2) Ag (CN) 2- - equal volumes of 12.5 g / l AgCN and 50 g / l KCN are mixed
3) Ag (protein) - examine two samples of silver-containing protein. Silver-containing protein powder (0.5 g, Sigma S-6767, lot 12H3437, 20% Ag) was added to 10 ml of deionized water. Silver-containing protein powder (1.25 g, Sigma S-9017, lot 33H3456, 8% Ag) was added to 10 ml of deionized water.

4) Ag(NH3)2+ - к гидроксиду аммония добавляют нитрат серебра до образования черного осадка. К полученному раствору добавляют по каплям дополнительное количество гидроксида аммония до достижения повторного растворения осадка, что приводит к переходу иона Ag(NH3)2+ в раствор.4) Ag (NH 3 ) 2+ - silver nitrate is added to ammonium hydroxide until a black precipitate forms. An additional amount of ammonium hydroxide is added dropwise to the resulting solution until the re-dissolution of the precipitate is achieved, which leads to the transition of the Ag (NH 3 ) 2+ ion into the solution.

Далее готовят контрольные растворы, содержащие те же концентрации нитрата, аммиака, цианида и тиосульфата, что в исследуемых растворах. Антимикробный эффект опытных растворов определяют с помощью теста на зональное ингибирование. Чувствительный диск (целлюлоза, диаметр 6 мм), содержащий 25 микролитров каждого из исследуемых растворов помещают на середину чашки с агаром Мюллера Хинтона (МНА) (среда Дифко). Создают условия для диффузии в течение 4 часов комплексов серебра или ионов на чашку с МНА, выдерживаемую в термостате при температуре 37o. После 4 часов отбирают из чашки чувствительный диск и с помощью нейтроноактивационного анализа определяют содержание серебра (HAA, Университет в Альберте, реактор на медленных нейтронах (NAA, University of Alberta Slowpoke Reactor Facility)). Для измерения зон ингибирования против S.aureus используют дополнительную серию чашек с учетом исследования каждого из имеющихся в чувствительных дисках серебряных комплексов или ионов. Из двух участков чашки: на крае зоны ингибирования и под дисками - отбирают образцы агара. Образцы агара исследуют на содержание серебра с помощью метода HAA. Исследование антимикробного эффекта контрольных растворов показало отсутствие зон ингибирования. Полученные результаты представлены на таблице 10.Next, control solutions are prepared containing the same concentrations of nitrate, ammonia, cyanide and thiosulfate as in the studied solutions. The antimicrobial effect of the test solutions is determined using the zonal inhibition test. A sensitive disk (cellulose, diameter 6 mm) containing 25 microliters of each of the test solutions is placed in the middle of a plate with Müller Hinton agar (MNA) (Difco medium). Create the conditions for diffusion for 4 hours of silver or ion complexes on a cup with MNA, maintained in a thermostat at a temperature of 37 o . After 4 hours, a sensitive disc was removed from the dish and the silver content was determined by neutron activation analysis (HAA, University of Alberta, University of Alberta Slowpoke Reactor Facility). To measure the zones of inhibition against S.aureus, an additional series of dishes is used, taking into account the investigation of each of the silver complexes or ions present in the sensitive discs. From two sections of the cup: at the edge of the inhibition zone and under the discs, agar samples are taken. Agar samples were tested for silver using the HAA method. The study of the antimicrobial effect of control solutions showed the absence of zones of inhibition. The results are presented in table 10.

Вышеприведенные результаты показывают, что соли или соединения серебра, в отношении которых известно, что они диссоциируют с образованием иона Ag+ (например, нитрат серебра и серебряные белки), обладают ограниченным антимикробным эффектом (зона ингибирования 6 мм). Антимикробный эффект выше у тех композиций серебра, которые высвобождают комплексные ионы, отличные от Ag+ (например, Ag(NH3)2+, Ag(CN)2- и Ag(S2O3)2 3-). Очевидно также, что ионы комплексов серебра способны диффундировать в агаровую среду дальше, чем Ag+, что приводит к достижению антимикробного эффекта на более далеком расстоянии от источника серебра.The above results show that silver salts or compounds, for which it is known that they dissociate to form an Ag + ion (e.g. silver nitrate and silver proteins), have a limited antimicrobial effect (6 mm inhibition zone). The antimicrobial effect is higher for those silver compositions that release complex ions other than Ag + (for example, Ag (NH 3 ) 2+ , Ag (CN) 2 - and Ag (S 2 O 3 ) 2 3- ). It is also obvious that ions of silver complexes are able to diffuse further into the agar medium than Ag +, which leads to the achievement of an antimicrobial effect at a farther distance from the silver source.

Считается, что Ag+ ион менее эффективен как антимикробный агент, поскольку он достаточно легко осаждается имеющимися в агаровой среде хлоридными ионами. С другой стороны, ионы комплексов серебра характеризуются более высоким уровнем антимикробного действия и более быстрой диффузией. Ионы комплексов серебра, по-видимому, кроме того, не осаждаются хлоридными ионами в той же степени, что делает их более удобными для использования в промышленных системах или в работе медицинских и других устройств, которые вступают в ходе функционирования в контакт с жидкостями, содержащими хлоридные ионы. It is believed that the Ag + ion is less effective as an antimicrobial agent, since it is easily precipitated by chloride ions present in the agar medium. On the other hand, ions of silver complexes are characterized by a higher level of antimicrobial activity and faster diffusion. The ions of silver complexes, apparently, in addition, are not precipitated by chloride ions to the same extent, which makes them more convenient for use in industrial systems or in the operation of medical and other devices that come into contact with liquids containing chloride during operation ions.

Пример 19
Настоящий пример приводит сравнительные данные по значениям диффузии и зонам ингибирования для ряда серебряных антимикробных покрытий.
Example 19
This example provides comparative data on diffusion values and inhibition zones for a number of silver antimicrobial coatings.

Три серебряные пленки были получены напылением в условиях, обозначенных в таблице 11. Three silver films were obtained by sputtering under the conditions indicated in table 11.

В соответствии с описанием, приведенным в предыдущих примерах, покрытия исследуют на антимикробную активность с помощью теста на зональное ингибирование. По методике примера 18, с помощью HAA анализа определяют содержание серебра после 4 часов диффузии в агаровую среду. В таблице 12 представлены сравнительные результаты. As described in the previous examples, coatings are tested for antimicrobial activity using a zonal inhibition test. According to the method of example 18, using the HAA analysis determine the silver content after 4 hours of diffusion into the agar medium. Table 12 presents the comparative results.

В случае первой пленки, которая высвобождает Ag+ ионы, образуется небольшая зона ингибирования, при этом под пленкой отмечено осаждение серебра в виде AgCl. В случае пленки 2 образуется большая зона ингибирования (6-кратное значение) при наличии под пластинкой осадка серебра, насчитывающего до 1/4 его количества. Эти данные позволяют предположить, что происходит образование иона комплекса серебра, отличного от Ag+, который диффундирует более легко. Известно, что облегчение диффузии определяется природой комплексных форм серебра. Пленка 3 высвобождает намного больше серебра, чем пленки 1 и 2, однако большие количества серебра присутствует в форме Ag+, который осаждается под пленкой в виде AgCl. Тем не менее, размер зоны ингибирования указывает на то, что вдобавок к Ag+ генерируется ион комплекса серебра, более мобильный, чем Ag+. По всей видимости, происходит образование одного или более отрицательно заряженных ионов, представляющих собой сочетание серебра с гидроксилами: Ag(OH)2-, Ag2(OH)3- или Ag3(ОН)4-. В связи с наличием в агаровой среде хлорида может иметь место образование гидроксил-хлоридных комплексов серебра.In the case of the first film, which releases Ag + ions, a small zone of inhibition is formed, while silver is precipitated under the film as AgCl. In the case of film 2, a large zone of inhibition is formed (6-fold value) in the presence of silver precipitate under the plate, up to 1/4 of its amount. These data suggest that the formation of an ion of a silver complex other than Ag + occurs, which diffuses more easily. It is known that the facilitation of diffusion is determined by the nature of complex forms of silver. Film 3 releases much more silver than films 1 and 2, however, large amounts of silver are present in the form of Ag + , which precipitates under the film in the form of AgCl. However, the size of the inhibition zone indicates that, in addition to Ag + , a silver complex ion is generated that is more mobile than Ag + . Most likely, one or more negatively charged ions are formed, which are a combination of silver with hydroxyls: Ag (OH) 2- , Ag 2 (OH) 3 - or Ag 3 (OH) 4- . Due to the presence of chloride in the agar medium, the formation of silver hydroxyl chloride complexes can occur.

Пример 20
Настоящий пример включен для иллюстрации способа получения ионов комплекса цианида серебра, а также антимикробных свойств таких ионов.
Example 20
This example is included to illustrate the method for producing silver cyanide complex ions, as well as the antimicrobial properties of such ions.

Ванну из цианида серебра, используемую обычно при электроосаждении, исследуют на наличие антимикробного эффекта, отобрав из бани 25 микролитров и поместив их на чувствительный диск в стандартном тесте на зональное ингибирование. Ванна из цианида серебра содержит 37 г/л цианида серебра, 45 г/л цианида калия и 30 г/л карбоната калия. Полученные зоны ингибирования охватывают всю чашку, указывая на то, что откорректированное значение зоны ингибирования превышает 94 мм. Максимальное количество серебра, которое было доступно в ванне из AgCN, составляет 30000 ppm. Из предыдущей работы известно, что такая концентрация серебра в виде AgNO3 приводит к образованию зоны ингибирования не выше 6 мм. Действие одного цианидного иона было определено при помещении 25 микролитров KCN в концентрации 45 г/л на чувствительный диск с повторением теста на зональное ингибирование. Было получено значение откорректированной зоны ингибирования, равное 12,5 мм. Аналогично на зональное ингибирование исследовали раствор AgCN (37 г/л) в дистилированной воде. При этом было получено откорректированное значение зоны ингибирования, равное 14 мм.A silver cyanide bath, commonly used in electrodeposition, is examined for the antimicrobial effect by taking 25 microliters from the bath and placing them on a sensitive disc in a standard zonal inhibition test. A silver cyanide bath contains 37 g / L silver cyanide, 45 g / L potassium cyanide and 30 g / L potassium carbonate. The resulting inhibition zones cover the entire dish, indicating that the adjusted value of the inhibition zone exceeds 94 mm. The maximum amount of silver that was available in an AgCN bath was 30000 ppm. From previous work it is known that such a concentration of silver in the form of AgNO 3 leads to the formation of an inhibition zone of not more than 6 mm. The effect of one cyanide ion was determined by placing 25 microliters of KCN at a concentration of 45 g / l on a sensitive disc with repeating the zonal inhibition test. A value of the corrected inhibition zone of 12.5 mm was obtained. Similarly, a solution of AgCN (37 g / L) in distilled water was studied for zonal inhibition. In this case, a corrected inhibition zone value of 14 mm was obtained.

Молярное соотношение серебряного иона и цианидного иона в ванне составляет 0,37:1. Оно способствует образованию отрицательно заряженного комплекса цианида серебра Ag(CN)2- или AgCN(ag) в виде ионной пары. Все эти результаты свидетельствуют в пользу того, что ионы комплексов серебра эффективны как антимикробные агенты и характеризуются повышенной мобильностью в агаровой среде.The molar ratio of silver ion to cyanide ion in the bath is 0.37: 1. It promotes the formation of a negatively charged complex of silver cyanide Ag (CN) 2 - or AgCN (ag) in the form of an ion pair. All these results indicate that silver complex ions are effective as antimicrobial agents and are characterized by increased mobility in the agar medium.

Тонкие полоски фильтровальной бумаги обрабатывают 50 микролитрами либо раствора нитрата серебра (10000 ppm Ag), либо раствором цианида калия (6400 ppm CN-). Полоски подвергают стандартному тестированию на зональное ингибирование с использованием агаровых чашек (МНА). Контрольные полоски с нитратом серебра дают откорректированную зону ингибирования размером в 8 мм, тогда как контрольные полоски с KCN не приводят к образованию зон ингибирования. При помещении полосок с нитратом серебра и цианидом калия на агаровую чашку (МНА) и выборе правильного угла их расположения друг относительно друга откорректированная зона ингибирования составляет 30 мм в сторону от полоски с нитратом серебра и 22 мм от полоски с цианидом калия.Thin strips of filter paper are treated with 50 microliters of either silver nitrate solution (10,000 ppm Ag) or potassium cyanide solution (6400 ppm CN - ). The strips were subjected to standard zonal inhibition testing using agar plates (MNA). Control strips with silver nitrate give a corrected zone of inhibition of 8 mm, while control strips with KCN do not lead to the formation of zones of inhibition. When placing strips with silver nitrate and potassium cyanide on an agar plate (MNA) and choosing the correct angle of their location relative to each other, the corrected inhibition zone is 30 mm away from the strip with silver nitrate and 22 mm from the strip with potassium cyanide.

Приведенный результат показывает, что ион комплекса серебра, образуемый при сочетании нитрата серебра и цианида калия в среде, обладает большей антимикробной эффективностью, чем отдельно взятый каждый из них в растворе. The result shows that the silver complex ion formed by the combination of silver nitrate and potassium cyanide in a medium has greater antimicrobial efficiency than each of them taken separately in solution.

Пример 21
Настоящий пример включен для иллюстрирования антимикробной эффективности иона комплекса серебра из хлорида серебра.
Example 21
The present example is included to illustrate the antimicrobial efficacy of a silver complex ion from silver chloride.

Хлорид серебра прессуют в гранулят 0,2 г под давлением 413550 Па (60000 фунт/дюйм2) и исследуют с помощью теста на зональное ингибирование на агаровых чашках (МНА). Получают зону ингибирования, равную 8 мм. Смесь 0,15 г AgCl и 0,05 г NaCl прессуют в гранулят под давлением 60000 фунт/дюйм2 (413550 Па) и исследуют аналогичным способом. В результате тестирования получают зону ингибирования, равную 24 мм.Silver chloride granulate is compressed into 0.2 g of pressurized 413550 Pa (60,000 lb / in2) and examined by the test for inhibition of zonal on agar plates (MHA). An inhibition zone of 8 mm is obtained. A mixture of 0.15g AgCl and 0.05 g NaCl compressed into granules under pressure of 60,000 lb / in2 (413,550 Pa) and tested in a similar manner. As a result of testing, an inhibition zone of 24 mm is obtained.

Увеличение концентрации доступного хлоридного иона способствует образованию иона комплекса серебра AgCl2-, который, как было показано выше, обладает улучшенной в сравнении с AgCl антимикробной эффективностью.An increase in the concentration of available chloride ion promotes the formation of an AgCl 2– silver complex ion, which, as was shown above, has improved antimicrobial efficiency compared to AgCl.

Раствор нитрата серебра (10000 ppm Ag) исследуют на чувствительных дисках (25 микролитров) в тесте на зональное ингибирование. Получают зону ингибирования размером 6 мм. AgNO3 в той же концентрации исследуют на чашке с агаром, в которую добавлен 5% NaCl. Получена зона ингибирования размером 20 мм, что указывает на повышение антимикробной эффективности. В контрольной чашке с агаром, в который внесен 5% NaCl, не отмечено ингибирования роста бактерий (S.aureus).A silver nitrate solution (10,000 ppm Ag) was tested on sensitive discs (25 microliters) in a zonal inhibition test. A 6 mm inhibition zone is obtained. AgNO 3 at the same concentration was examined on an agar plate to which 5% NaCl was added. An inhibition zone of 20 mm was obtained, which indicates an increase in antimicrobial efficacy. In a control plate with agar, in which 5% NaCl was added, there was no inhibition of bacterial growth (S.aureus).

Можно предположить, что более высокие концентрации хлоридного иона способствуют образованию иона комплекса серебра Ag(Cl)2-. Эта форма дает трехкратное увеличение антимикробной эффективности в сравнении с Ag+ из нитрата серебра.It can be assumed that higher concentrations of chloride ion contribute to the formation of the silver complex Ag (Cl) 2– ion. This form gives a three-fold increase in antimicrobial efficacy compared to Ag + from silver nitrate.

Пример 22
Тестирование на животных - раздражение
Исследование первичного раздражения кожи было проведено на белых новозеландских кроликах (NZW) с использованием марли, покрытой антимикробным металлом настоящего изобретения. Покрытие было нанесено на марлю типа VII(USP(Американская Фармакопея)) с использованием в процессе нанесения условий примера 7, в котором рабочий газ был представлен Ar/O2, 99/1 вес.%
Марлю с покрытием помещают на выскобленную и невыскобленную кожу на боковой части туловища новозеландских белых кроликов. По прошествии 24 часов марлю удаляют, а место ее наложения выскабливают для исследования возникновения эритемы и отека через 1, 24 и 48 часов после удаления.
Example 22
Animal Testing - Irritation
A study of primary skin irritation was performed on white New Zealand rabbits (NZW) using the antimicrobial coated gauze of the present invention. The coating was applied to Type VII gauze (USP (American Pharmacopoeia)) using the conditions of Example 7 in which the working gas was Ar / O 2 , 99/1 wt.%
Coated cheesecloth is placed on scraped and scraped skin on the lateral torso of New Zealand white rabbits. After 24 hours, the gauze is removed, and the place of its application is scraped out to study the occurrence of erythema and edema 1, 24 and 48 hours after removal.

Все животные перенесли исследования. Ни у одного животного не отмечалось эритемы, отека или инфекции. Был сделан вывод, что применяемая марля не вызывает локального раздражения при нанесении на кожу самцов или самок новозеландских кроликов (NZW). All animals underwent research. None of the animals had erythema, edema, or infection. It was concluded that the gauze used does not cause local irritation when applied to the skin of males or females of New Zealand rabbits (NZW).

Пример 23
Тестирование на животных - чувствительность
Исследуют чувствительность морских свинок Хартли (Haztley) к марле типа VII (USP (Американская Фармакопея)) с нанесенным на нее антимикробным металлическим покрытием настоящего изобретения. Покрытие на марлю наносят по методу примера 7 с использованием AZO2, 99/1 вес.%. Для тестирования применяют технику расщепления адьюванта, поскольку исследуемый материал не может инъецироваться, а нанесение сухого льда на индуцируемый участок наиболее близко имитирует клиническую ситуацию.
Example 23
Animal Testing - Sensitivity
The sensitivity of Hartley guinea pigs to type VII gauze (USP (American Pharmacopoeia)) coated with the antimicrobial metal coating of the present invention is examined. The gauze coating was applied according to the method of example 7 using AZO 2 , 99/1 wt.%. For testing, the adjuvant cleavage technique is used, since the test material cannot be injected, and the application of dry ice to the induced area most closely simulates the clinical situation.

Не было получено доказательства того, что покрытая марля индуцирует эритему или отек, а также не наблюдалось инфицирования ни одного из исследованных животных. Все животные перенесли исследования. There was no evidence that coated gauze induces erythema or edema, and no infection was observed in any of the animals studied. All animals underwent research.

Нанесение покрытой марли на кожу самцов морских свинок Хартли не вызывает появления локальной чувствительности при исследовании методом расщепления адъюванта. The application of coated gauze to the skin of male Hartley guinea pigs does not cause local sensitivity when tested by adjuvant cleavage.

Пример 24
Этот пример включен для иллюстрации того, что смесь серебряного порошка /NaCl приводит к появлению антимикробного эффекта за счет ионов комплекса серебра, которые, по всей видимости, представляют собой AgCl2-.
Example 24
This example is included to illustrate that a silver powder / NaCl mixture results in an antimicrobial effect due to silver complex ions, which are likely AgCl 2- .

Гранулы серебряного порошка (1 микрон) и NaCl (25%) пропускают под давлением в указанных ниже условиях. Антимикробный эффект измеряют в гранулах с помощью теста на зональное ингибирование. Проводят также сравнительное исследование контроля в виде прессованного серебряного порошка в тесте на зональное ингибирование. Результаты представлены в таблице 13. Granules of silver powder (1 micron) and NaCl (25%) are passed under pressure under the following conditions. The antimicrobial effect is measured in granules using a zonal inhibition test. A comparative control study is also carried out in the form of a pressed silver powder in the zonal inhibition test. The results are presented in table 13.

Пример 25
Данный пример иллюстрирует структурные и химические характеристики осажденных напылением серебряных пленок, которые проявляют хорошую антимикробную активность (откорретированную зону ингибирования - CZOI) при проведении описанного в предыдущих примерах теста на зональное ингибирование. Пленки получают напылением от магнетрона с плоским серебряным распылителем диаметром 20,3 см на субстраты в виде силиконовых пластинок (100 мм от распылителя) в условиях, указанных в таблице 14. Полный массовый поток газа составляет 700 ст•см3/мин. Коэффициент отношения температуры субстрата к точке плавления серебра (1234 К), T/Tm, составляет менее 0,3, толщина пленки обычно равняется 3000oА, а угол падения в каждом случае составляет 90o (нормальный угол падения). В данном примере описаны характеристики осажденного серебра, а также покрытия после проведенного впоследствии отжига (на воздухе при температуре 140oC в течение 90 минут). Пленки были охарактеризованы с точки зрения структуры (размер зерна, тип дефектов, рекристаллизация) и химических свойств (концентрация примеси (при этом содержание примеси указывают относительно атомного % О или оксида) и остаточный электрохимический потенциал). Результаты суммированы в таблицах 15 и 16.
Example 25
This example illustrates the structural and chemical characteristics of silver-deposited silver films that exhibit good antimicrobial activity (Corrected Inhibition Zone - CZOI) when performing the zonal inhibition test described in the previous examples. Films are obtained by sputtering from a magnetron with a flat silver sprayer with a diameter of 20.3 cm onto substrates in the form of silicone plates (100 mm from the sprayer) under the conditions indicated in Table 14. The total mass gas flow is 700 st • cm 3 / min. The ratio of the temperature of the substrate to the melting point of silver (1234 K), T / T m , is less than 0.3, the film thickness is usually 3000 o A, and the angle of incidence in each case is 90 o (normal angle of incidence). This example describes the characteristics of precipitated silver, as well as the coating after subsequent annealing (in air at a temperature of 140 o C for 90 minutes). The films were characterized in terms of structure (grain size, type of defects, recrystallization) and chemical properties (impurity concentration (the impurity content being relative to atomic% O or oxide) and residual electrochemical potential). The results are summarized in tables 15 and 16.

Концентрацию примеси в пленке измеряют с использованием рентгеноэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии вторичных ионов. В технике рентгеноэлектронной спектроскопии в качестве падающего пучка был использован монохроматизированный Al Ка пучок рентгеновских лучей. Ионный пучок Ar 4 кВ выпускается из раствора на участок 2 мм х 2 мм для удаления загрязнений поверхности и подготовки свежей поверхности для проведения рентгеноэлектронной спектроскопии. Для исследования с помощью масс-спектрометрии вторичных ионов был использован положительно заряженный поток ионов цезия при 12,5 кВ. Концентрации примеси, вычисленные на основе данных рентгеноэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии вторичных ионов, приведены в таблицах 15 и 16, причем как в пленках, нанесенных осаждением, так и в пленках после отжига. Видно, что предпочтительной характеристикой биологически активных серебряных пленок, в соответствии с настоящим изобретением, является наличие примеси. Данные рентгеноэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии вторичных ионов показывают, что примесь, которая в настоящем случае представляет собой кислород или оксид серебра и кислород, не связывается химически с атомами серебра в пленке. Кроме того, примесь в виде кислорода включается в таком количестве, что позволяет увеличить растворимость твердых веществ в серебре при комнатной температуре. The concentration of impurities in the film is measured using x-ray spectroscopy and mass spectrometry of secondary ions. In the technique of X-ray electron spectroscopy, a monochromatized Al Ka X-ray beam was used as an incident beam. The Ar 4 kV ion beam is released from the solution into a 2 mm x 2 mm section to remove surface contaminants and prepare a fresh surface for X-ray spectroscopy. For research using secondary ion mass spectrometry, a positively charged cesium ion flux at 12.5 kV was used. Impurity concentrations calculated on the basis of X-ray spectroscopy and mass spectrometry data of secondary ions are shown in Tables 15 and 16, both in the films deposited and in the films after annealing. It is seen that the preferred characteristic of biologically active silver films in accordance with the present invention is the presence of an impurity. The data of X-ray electron spectroscopy and mass spectrometry of secondary ions show that the impurity, which in this case is oxygen or silver oxide and oxygen, does not chemically bind to silver atoms in the film. In addition, an impurity in the form of oxygen is included in such an amount that it allows to increase the solubility of solids in silver at room temperature.

Размер зерна на осажденных и подвергнутых отжигу пленках измеряют на изображениях, полученных при просвечивающей электронной микроскопии. Эти данные, приведенные в таблицах 10 и 11, показывают, что активные в антимикробном отношении серебряные пленки настоящего изобретения имеют в среднем размер зерна менее 200 нм. Активные пленки после осаждения имеют средний размер зерна менее 140 нм. Наиболее активные пленки после осаждения имеют средний размер зерна менее 90 нм. Кроме того, просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения показала, что начало рекристаллизации (Trec) происходит примерно при 90oC. Рост зерен в таких тонкогранулированных биологически активных пленках происходит при температурах ниже 0,33 Tm, где Tm представляет собой точку плавления серебра в градусах K, в частности, ниже 140oC. В целом, рекристаллизация снижает антимикробную активность. Однако, покрытия с повышенным уровнем оксида серебра (покрытия 3 и 6) сохраняют антимикробную активность после отжига. Считается, что оксид схватывает атомные дефекты, позволяя таким образом удерживать антимикробную активность после отжига.The grain size on the deposited and annealed films is measured on images obtained by transmission electron microscopy. These data, shown in tables 10 and 11, show that the antimicrobial active silver films of the present invention have an average grain size of less than 200 nm. Active films after deposition have an average grain size of less than 140 nm. The most active films after deposition have an average grain size of less than 90 nm. In addition, high-resolution transmission electron microscopy showed that the onset of recrystallization (T rec ) occurs at about 90 o C. Grain growth in such fine-grained biologically active films occurs at temperatures below 0.33 T m , where T m represents the melting point of silver in degrees K, in particular, below 140 o C. In general, recrystallization reduces antimicrobial activity. However, coatings with increased levels of silver oxide (coatings 3 and 6) retain antimicrobial activity after annealing. It is believed that the oxide captures atomic defects, thus allowing it to retain antimicrobial activity after annealing.

Изучение с применением просвечивающей электронной микроскопии указывает также на то, что биологически активные серебряные пленки содержат множество ростовых двойников. При отжиге на воздухе при температуре 140oC в течение 90 минут ростовые двойники исчезают, а появляются отжиговые двойники. Последние из них представляют собой результат восстановления, рекристаллизации и роста зерен, которые переводят серебряную пленку в состояние, характеризующееся пониженной энергией. Очевидно, что осажденные серебряные пленки вместе с сопровождающими их ростовыми двойниками, в которых отмечался такой рост зерен, находились в состоянии с повышенным энергетическим статусом. Таким образом, наличие вышеуказанных дефектов в осажденных пленках является отличительной характеристикой антимикробных покрытий настоящего изобретения. Фиг. 1 и 2 представляют собой микрофотографии, сделанные при просвечивающей электронной микроскопии, которые показывают размер зерен и двойники, наблюдаемые соответственно в серебряных пленках, полученных после осаждения и после отжига.A study using transmission electron microscopy also indicates that biologically active silver films contain many growth twins. When annealed in air at a temperature of 140 o C for 90 minutes, growth twins disappear, and annealed twins appear. The latter of them are the result of the recovery, recrystallization, and grain growth, which transform the silver film into a state characterized by low energy. It is obvious that the deposited silver films, together with the growth twins accompanying them, in which such grain growth was noted, were in a state with an increased energy status. Thus, the presence of the above defects in the deposited films is a distinctive characteristic of the antimicrobial coatings of the present invention. FIG. 1 and 2 are micrographs taken by transmission electron microscopy, which show the grain size and twins observed respectively in silver films obtained after deposition and after annealing.

Остаточный потенциал серебряных пленок измеряют в 1М растворе гидроксида калия (КОН) с использованием насыщенного каломельного электрода (НКЭ) в качестве стандартного электрода. Таблицы 15 и 16 показывают, что серебряные пленки проявляют антимикробную активность только в случае положительного значения остаточного потенциала. В случае отрицательного значения остаточного потенциала биологической активности не наблюдается. The residual potential of silver films is measured in a 1M solution of potassium hydroxide (KOH) using a saturated calomel electrode (NCE) as a standard electrode. Tables 15 and 16 show that silver films exhibit antimicrobial activity only if the residual potential is positive. In the case of a negative value of the residual potential of biological activity is not observed.

Все публикации, приведенные в настоящем описании, отражают достигнутый уровень в той области техники, к которой относится настоящее изобретение. При этом все публикации включены в качестве ссылки в той мере, в какой каждая такая публикация специфически подходит для включения. All publications cited in the present description reflect the achieved level in the technical field to which the present invention relates. However, all publications are incorporated by reference to the extent that each such publication is specifically suitable for inclusion.

Термины и выражения спецификации используются в качестве терминов для описания и не являются ограничивающими. При использовании таких терминов и выражений не исключаются эквиваленты иллюстрируемых и описываемых материалов и их характеристик, поскольку область изобретения определяется и ограничивается только лишь формулой изобретения, которая для данного изобретения приведена ниже. Terms and expressions of the specification are used as terms for description and are not limiting. When using such terms and expressions, equivalents of the illustrated and described materials and their characteristics are not excluded, since the scope of the invention is defined and limited only by the claims, which are given below for the present invention.

Claims (53)

1. Способ получения антимикробного материала, содержащего один или более антимикробных металлов, отличающийся тем, что включает создание атомной неупорядоченности в материале, содержащем один или более антимикробных металлов, в условиях, ограничивающих диффузию, для сохранения атомной неупорядоченности в указанном материале и обеспечения длительного высвобождения атомов, ионов, молекул или кластеров, по крайней мере, одного из металлов в спиртовой или водный электролит с повышенной по отношению к материалу в его нормальном упорядоченном кристаллическом состоянии скоростью, и облучение материала излучением с низкой линейной энергией переноса для высвобождения, по крайней мере одного антимикробного металла в концентрации, достаточной для обеспечения локализованного антимикробного эффекта. 1. A method of obtaining an antimicrobial material containing one or more antimicrobial metals, characterized in that it involves the creation of atomic disorder in a material containing one or more antimicrobial metals under conditions that limit diffusion, to maintain atomic disorder in the specified material and to ensure prolonged release of atoms , ions, molecules or clusters of at least one of the metals in an alcoholic or aqueous electrolyte with an increased relative to the material in its normal order ohm crystalline state speed, and irradiating radiation material with a low linear energy transfer to release at least one antimicrobial metal at a concentration sufficient to provide a localized antimicrobial effect. 2. Способ по п.1, где антимикробный металл выбирают из группы, состоящей из Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn и их сплавов и соединений. 2. The method according to claim 1, where the antimicrobial metal is selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn and their alloys and compounds. 3. Способ по п.2, где указанный материал представляет собой порошок или фольгу одного или более антимикробных металлов и атомную неупорядоченность создают путем холодной обработки указанных порошка или фольги. 3. The method according to claim 2, where the specified material is a powder or foil of one or more antimicrobial metals and atomic disorder is created by cold processing of said powder or foil. 4. Способ по п.3, где указанный материал представляет собой нанокристаллический порошок. 4. The method according to claim 3, where the specified material is a nanocrystalline powder. 5. Способ по п.2, где указанный материал получают в виде покрытия на субстрате осаждением из паровой фазы в условиях, ограничивающих диффузию в процессе осаждения, а после осаждения ограничивающих отжиг или рекристаллизацию. 5. The method according to claim 2, where the specified material is obtained in the form of a coating on a substrate by vapor deposition under conditions that limit diffusion during the deposition process, and after deposition, limit annealing or recrystallization. 6. Способ по п.5, где указанный материал получают вакуумным испарением, напылением, напылением с помощью магнетрона или ионным осаждением металла. 6. The method according to claim 5, where the specified material is obtained by vacuum evaporation, sputtering, sputtering using a magnetron or ion deposition of a metal. 7. Способ по п.6, где антимикробный материал представляет собой композиционное покрытие, образованное совместным, последовательным или реакционным осаждением антимикробного металла на матрицу с атомами или молекулами другого материала для создания атомной неупорядоченности в матрице, при этом упомянутый другой материал представляет собой один или более осажденные материалы, выбранные из группы, включающей кислород, азот, водород, бор, серу или галоген, абсорбированные или захваченные в матрице из атмосферы осаждаемой паровой фазы: оксид, нитрид, борид, галогенид, сульфид или гидрид антимикробного металла, и оксид, нитрид, карбид, борид, галогенид, сульфид или гидрид инертного биосовместимого металла, выбранного из группы, включающей Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si или Al. 7. The method according to claim 6, where the antimicrobial material is a composite coating formed by the joint, sequential or reactive deposition of an antimicrobial metal on a matrix with atoms or molecules of another material to create atomic disorder in the matrix, wherein said other material is one or more precipitated materials selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, hydrogen, boron, sulfur or halogen, absorbed or trapped in a matrix from the atmosphere of the deposited vapor phase: oxy e, nitride, boride, halide, sulfide or hydride of an antimicrobial metal, and oxide, nitride, carbide, boride, halide, sulfide or hydride of an inert biocompatible metal selected from the group consisting of Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo Si or Al. 8. Способ по п.7, где антимикробный металл представляет собой серебро, и упомянутый другой материал представляет собой либо оксид серебра, либо атомы молекулы, содержащие кислород, абсорбированный или захваченный в матрицу из атмосферы осаждаемой паровой фазы, либо оба вместе. 8. The method according to claim 7, where the antimicrobial metal is silver, and said other material is either silver oxide, or atoms of a molecule containing oxygen, absorbed or captured into a matrix from the atmosphere of the vapor deposited phase, or both. 9. Способ по п.5, где упомянутое покрытие получают путем напыления с использованием магнетрона при соотношении температуры покрываемой поверхности к температуре плавления осаждаемого антимикробного материала менее чем около 0,5 и давлении рабочего газа выше чем около 1,3 Па (10 мТ). 9. The method according to claim 5, where the said coating is obtained by sputtering using a magnetron at a ratio of the temperature of the surface to be coated with the melting point of the deposited antimicrobial material less than about 0.5 and the working gas pressure higher than about 1.3 Pa (10 mT). 10. Способ по п.7, где упомянутое покрытие получают путем напыления с использованием магнетрона при соотношении температуры покрываемой поверхности к температуре плавления осаждаемого антимикробного материала менее чем около 0,5 и давлении рабочего газа выше чем около 1,3 Па (10 мТ). 10. The method according to claim 7, where the said coating is obtained by sputtering using a magnetron with a ratio of the temperature of the surface to be coated with the melting point of the deposited antimicrobial material less than about 0.5 and the working gas pressure higher than about 1.3 Pa (10 mT). 11. Способ по п.8, где упомянутое покрытие получают путем напыления с использованием магнетрона при соотношении температуры (в градусах Кельвина) покрываемой поверхности к температуре (в градусах Кельвина) плавления осаждаемого антимикробного материала менее чем около 0,5 и давлении рабочего газа выше чем около 1,3 Па (10 мТ). 11. The method of claim 8, where the said coating is obtained by sputtering using a magnetron at a ratio of the temperature (in degrees Kelvin) of the surface to be coated with the temperature (in degrees Kelvin) of the melting of the deposited antimicrobial material less than about 0.5 and the working gas pressure higher than about 1.3 Pa (10 mT). 12. Способ по любому из пп.1, 3 или 6, где вид излучения выбирают из гамма-, бета- или рентгеновского излучения. 12. The method according to any one of claims 1, 3 or 6, where the type of radiation is selected from gamma, beta or x-ray radiation. 13. Способ по любому из пп.1, 3 или 6, где источник излучения представляет собой источник гамма излучения, используемого в дозе, выше чем около 1 Мрад. 13. The method according to any one of claims 1, 3 or 6, where the radiation source is a source of gamma radiation used in a dose higher than about 1 Mrad. 14. Способ по любому из пп.1, 3 или 6, где облучаемый антимикробный материал ориентируют в основном перпендикулярно потоку излучения. 14. The method according to any one of claims 1, 3 or 6, where the irradiated antimicrobial material is oriented generally perpendicular to the radiation flux. 15. Способ по любому из пп.1, 3 или 6, где упомянутый материал помещают во время облучения рядом с диэлектрическим материалом. 15. The method according to any one of claims 1, 3 or 6, where said material is placed during irradiation next to the dielectric material. 16. Способ по любому из пп.1, 3 или 6, где упомянутый материал помещают во время облучения между поверхностями оксида кремния. 16. The method according to any one of claims 1, 3 or 6, where the aforementioned material is placed during irradiation between the surfaces of silicon oxide. 17. Способ достижения антимикробного эффекта в спиртовом или водном электролите, который включает (а) получение такого серебряного материала, который образует ионы комплекса серебра, отличные от Ag+, Ag+2, Ag+3, Ag(OH)2 -, Ag2(OH)3 - или Ag3(OH)4 -, в количестве, достаточном для достижения антимикробного эффекта при контакте со спиртовым или водным электролитом, который выше, чем соответствующий эффект, продуцируемый эквивалентным количеством серебра в виде Ag+, и (b) приведение серебряного материала в контакт с обрабатываемым спиртовым или водным электролитом, который вызывает высвобождение комплексных ионов серебра.17. A method of achieving an antimicrobial effect in an alcohol or aqueous electrolyte, which includes (a) obtaining such a silver material that forms silver complex ions other than Ag + , Ag +2 , Ag +3 , Ag (OH) 2 - , Ag 2 (OH) 3 - or Ag 3 (OH) 4 - , in an amount sufficient to achieve an antimicrobial effect upon contact with an alcohol or aqueous electrolyte, which is higher than the corresponding effect produced by an equivalent amount of silver in the form of Ag + , and (b) bringing silver material into contact with the processed alcohol or water elec trolite, which causes the release of complex silver ions. 18. Способ по п.17, где упомянутый серебряный материал образует один или более комплексных ионов серебра Ag(CN)2 -, AgCNaq (ионная пара), Ag(NH3)2 +, AgCl2 - и Ag(S2O3)2 3-, при контакте со спиртовым или водным электролитом.18. The method according to 17, where said silver material forms one or more complex silver ions Ag (CN) 2 - , AgCN aq (ion pair), Ag (NH 3 ) 2 + , AgCl 2 - and Ag (S 2 O 3 ) 2 3- , in contact with an alcohol or aqueous electrolyte. 19. Способ по п.18, где серебряный материал готовят в виде порошка, раствора или суспензии, содержащих один или более комплексных ионов серебра. 19. The method according to p, where the silver material is prepared in the form of a powder, solution or suspension containing one or more complex silver ions. 20. Способ по п.17, где упомянутый серебряный материал представляет собой тонкозернистый или нанокристаллический порошок. 20. The method according to 17, where the aforementioned silver material is a fine-grained or nanocrystalline powder. 21. Способ по любому из пп. 17, 18 или 19, где упомянутый серебряный материал готовят в виде антимикробного покрытия на медицинском устройстве. 21. The method according to any one of paragraphs. 17, 18 or 19, wherein said silver material is prepared as an antimicrobial coating on a medical device. 22. Способ по любому из пп.17, 18 или 19, где упомянутый серебряный материал получают в виде порошка для использования в антимикробной композиции для местного применения. 22. The method according to any one of paragraphs.17, 18 or 19, where the aforementioned silver material is obtained in powder form for use in an antimicrobial composition for topical application. 23. Способ по п.17, где упомянутый серебряный материал образует один или более комплексных ионов серебра Ag(CN)2 -, AgCNaq (ионная пара), Ag(NH3)2 +, при контакте со спиртом или электролитом.23. The method according to 17, where said silver material forms one or more complex silver ions Ag (CN) 2 - , AgCN aq (ion pair), Ag (NH 3 ) 2 + , in contact with alcohol or electrolyte. 24. Способ по п.19, где упомянутый серебряный материал образует один или более комплексных ионов серебра Ag(CN)2 -, AgCNaq (ионная пара), Ag(NH3)2 +, при контакте со спиртом или электролитом.24. The method according to claim 19, where the aforementioned silver material forms one or more complex silver ions Ag (CN) 2 - , AgCN aq (ion pair), Ag (NH 3 ) 2 + , in contact with alcohol or electrolyte. 25. Антимикробная форма серебряного материала, полученная способом по п. 17, отличающаяся тем, что серебряный материал представляет собой порошок, раствор или суспензию, содержащие комплексные ионы серебра, другие нежели Ag+, Ag2+, Ag3+, Ag(OH)2 -, Ag2(OH)3 - или Ag3(OH)4 -, в количестве, обеспечивающем при контакте со спиртовым или водным электролитом больший антимикробный эффект, чем эффект, производимый эквивалентным количеством серебра в виде Ag+.25. The antimicrobial form of the silver material obtained by the method according to claim 17, characterized in that the silver material is a powder, solution or suspension containing complex silver ions other than Ag + , Ag 2+ , Ag 3+ , Ag (OH) 2 - , Ag 2 (OH) 3 - or Ag 3 (OH) 4 - , in an amount providing a greater antimicrobial effect upon contact with an alcohol or aqueous electrolyte than the effect produced by an equivalent amount of silver in the form of Ag + . 26. Материал по п.25, где серебряный материал содержит один или более комплексных ионов серебра Ag(CN)2 -, AgCNaq (ионная пара), Ag(NH3)2 +, AgCl2 - и Ag(S2O3)2 3-.26. The material according A.25, where the silver material contains one or more complex silver ions Ag (CN) 2 - , AgCN aq (ion pair), Ag (NH 3 ) 2 + , AgCl 2 - and Ag (S 2 O 3 ) 2 3- . 27. Тонкозернистый антимикробный материал, отличающийся тем, что включает один или более антимикробных металлов или их сплавов, или соединений в форме тонкозернистого порошка с размером гранул менее 200 нм и имеет атомную неупорядоченность, достаточную для длительного высвобождения при контакте материала со спиртовым или водным электролитом атомов, ионов, молекул или кластеров, содержащих, по крайней мере, один металл в концентрации, достаточной для обеспечения местного антимикробного эффекта, при этом антимикробный металл образуется в матрице, содержащей атомы, или молекулы другого материала, выбираемого из инертных биологически совместимых металлов, кислорода, азота, водорода, бора, серы, галогена и оксидов, нитридов, карбидов, боридов, сульфидов и галогенидов одного из или обоих антимикробного металла или инертного биосовместимого металла. 27. Fine-grained antimicrobial material, characterized in that it includes one or more antimicrobial metals or their alloys, or compounds in the form of a fine-grained powder with a grain size of less than 200 nm and has atomic disorder sufficient for prolonged release upon contact of the material with an alcohol or aqueous electrolyte of atoms , ions, molecules or clusters containing at least one metal in a concentration sufficient to provide a local antimicrobial effect, while the antimicrobial metal is formed in m Atrica containing atoms or molecules of another material selected from inert biocompatible metals, oxygen, nitrogen, hydrogen, boron, sulfur, halogen and oxides, nitrides, carbides, borides, sulfides and halides of one or both of an antimicrobial metal or an inert biocompatible metal . 28. Антимикробный материал по п.27, где антимикробный металл выбирают из группы, состоящей из Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn или их сплава, или соединения, и где биосовместимый металл выбирают из группы, включающей Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si или Al. 28. The antimicrobial material according to item 27, where the antimicrobial metal is selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn or their alloy, or compounds, and where the biocompatible metal is selected from a group including Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si or Al. 29. Антимикробный материал по п.28, где антимикробный металл выбирают из Ag, Au, или Pd и где биосовместимый металл выбирают из Ta, Ti или Nb. 29. The antimicrobial material of claim 28, wherein the antimicrobial metal is selected from Ag, Au, or Pd, and where the biocompatible metal is selected from Ta, Ti, or Nb. 30. Антимикробный материал по п.27, содержащий в основном чистое металлическое серебро, оксид серебра и захваченные или абсорбированные атомы кислорода. 30. The antimicrobial material according to item 27, containing mainly pure metallic silver, silver oxide and trapped or absorbed oxygen atoms. 31. Антимикробный материал по любому из пп. 27, 28, 29 или 30 в форме нанокристаллического порошка, имеющего размер зерен менее, чем около 20 нм. 31. Antimicrobial material according to any one of paragraphs. 27, 28, 29 or 30 in the form of a nanocrystalline powder having a grain size of less than about 20 nm. 32. Антимикробный материал по любому из пп.27, 28, 29 или 30 в форме тонкозернистого порошка, имеющего размер зерен менее чем около 140 нм. 32. The antimicrobial material according to any one of claims 27, 28, 29 or 30 in the form of a fine-grained powder having a grain size of less than about 140 nm. 33. Антимикробный материал по п.27, где антимикробный металл представляет собой серебро, или его сплав, или соединение и где материал обладает остаточным положительным потенциалом, измеренным по отношению к стандартному насыщенному каломельному электроду в 1М NaOH, характеризуется отношением температуры его рекристаллизации к температуре его плавления, в градусах К (Т рек. /Т пл.), составляющим менее 0,33 и при контакте со спиртовым или водным электролитом длительно высвобождает атомы, ионы, молекулы или кластеры, содержащие серебро в концентрации, достаточной для обеспечения локального антимикробного эффекта. 33. The antimicrobial material according to item 27, where the antimicrobial metal is silver, or its alloy, or compound and where the material has a residual positive potential, measured with respect to the standard saturated calomel electrode in 1M NaOH, characterized by the ratio of its recrystallization temperature to its temperature melting point, in degrees K (T req. / T pl.) of less than 0.33 and, upon contact with an alcoholic or aqueous electrolyte, liberates atoms, ions, molecules or clusters containing silver in concentration ns, sufficient to provide a local antimicrobial effect. 34. Материал по п.33, отличающийся тем, что отношение температуры его рекристаллизации к температуре его плавления, в градусах К(Т рек./Т пл.), составляет менее чем около 0,3. 34. The material according to p. 33, characterized in that the ratio of the temperature of its recrystallization to its melting point, in degrees K (T rek. / T pl.), Is less than about 0.3. 35. Материал по п.33, отличающийся тем, что имеет температуру рекристаллизации менее чем около 140oC.35. The material according to p. 33, characterized in that it has a recrystallization temperature of less than about 140 o C. 36. Материал по п.35, отличающийся тем, что имеет размер зерен менее чем около 200 нм. 36. The material according to p. 35, characterized in that it has a grain size of less than about 200 nm. 37. Материал по п.35, отличающийся тем, что имеет размер зерен менее чем около 140 нм. 37. The material according to clause 35, wherein the grain size is less than about 140 nm. 38. Материал по п.35, отличающийся тем, что имеет размер зерен менее чем около 90 нм. 38. The material according to clause 35, wherein the grain size is less than about 90 nm. 39. Материал по п.35 в форме нанокристаллического порошка. 39. The material according to clause 35 in the form of nanocrystalline powder. 40. Материал по п.36 или 39 в форме смеси по существу чистого металлического серебра и оксида серебра. 40. The material according to clause 36 or 39 in the form of a mixture of essentially pure metallic silver and silver oxide. 41. Материал по п.36 или 39 в форме смеси по существу чистого металлического серебра и абсорбированных, захваченных или прореагировавших атомов или молекул кислорода. 41. The material according to clause 36 or 39 in the form of a mixture of essentially pure metallic silver and absorbed, trapped or reacted oxygen atoms or molecules. 42. Материал по п.41 дополнительно включающий оксид серебра. 42. The material according to paragraph 41 further comprising silver oxide. 43. Способ получения тонкозернистого антимикробного материала, отличающийся тем, что один или более антимикробный металл осаждают в форме порошка паровым осаждением на охлажденный субстрат в матрицу с атомами или молекулами другого материала с получением материала, имеющего атомную неупорядоченность, обеспечивающую при контакте порошка со спиртовым или водным электролитом длительное высвобождение ионов, атомов, молекул или кластеров, по крайней мере, одного из антимикробных металлов в спиртовой или водный электролит в концентрации, достаточной для достижения локального антимикробного эффекта, при этом другой материал выбирают из группы, содержащей инертные биологически совместимые металлы, кислород, азот, водород, бор, серу, галогены и оксиды, нитриды, карбиды, бориды, сульфиды и галогениды и/или гидрид антимикробного металла или инертного биосовместимого металла. 43. A method of producing a fine-grained antimicrobial material, characterized in that one or more antimicrobial metal is deposited in the form of a powder by vapor deposition on a cooled substrate in a matrix with atoms or molecules of another material to obtain a material having atomic disorder, which ensures that the powder comes into contact with alcohol or water electrolyte prolonged release of ions, atoms, molecules or clusters of at least one of the antimicrobial metals in an alcoholic or aqueous electrolyte in concentration, d sufficient to achieve a local antimicrobial effect, while another material is selected from the group consisting of inert biocompatible metals, oxygen, nitrogen, hydrogen, boron, sulfur, halogens and oxides, nitrides, carbides, borides, sulfides and halides and / or antimicrobial metal hydrides or inert biocompatible metal. 44. Способ по п.43, где антимикробный металл выбирают из группы, состоящей из Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn или их сплавов, или соединений одного или более из этих металлов и где биосовместимый металл выбирают из группы, включающей Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si и Al, или сплавы, или соединения одного или более из этих металлов. 44. The method according to item 43, where the antimicrobial metal is selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn or their alloys, or compounds of one or more of these metals and where the biocompatible metal is selected from the group consisting of Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si, and Al, or alloys, or compounds of one or more of these metals. 45. Способ по п.43, где антимикробный металл выбирают из Ag, Au, Pd и где биосовместимый металл выбирают из Ta, Ti и Nb. 45. The method according to item 43, where the antimicrobial metal is selected from Ag, Au, Pd and where the biocompatible metal is selected from Ta, Ti and Nb. 46. Способ по п.45, где при паровом осаждении в атмосферу рабочего газа вводят кислород с тем, чтобы атомы или молекулы кислорода захватывались или абсорбировались матрицей. 46. The method according to item 45, where during vapor deposition into the atmosphere of the working gas, oxygen is introduced so that oxygen atoms or molecules are captured or absorbed by the matrix. 47. Способ по п.46, где осаждаемый антимикробный металл представляет собой по существу чистое металлическое серебро или оксид серебра и где кислород может вводиться в атмосферу рабочего газа так, что осажденный материал включает по существу чистое металлическое серебро и либо оксид серебра, либо оксид серебра и атомы или молекулы захваченного или абсорбированного кислорода. 47. The method according to item 46, where the deposited antimicrobial metal is essentially pure metallic silver or silver oxide and where oxygen can be introduced into the atmosphere of the working gas so that the deposited material comprises essentially pure metallic silver and either silver oxide or silver oxide and atoms or molecules of trapped or absorbed oxygen. 48. Способ по любому из пп.43, 44 или 45, где материал осаждают в виде тонкозернистого порошка. 48. The method according to any one of paragraphs 43, 44 or 45, where the material is precipitated in the form of a fine powder. 49. Способ по любому из пп.43, 44 или 45, где материал осаждают в виде нанокристаллического порошка. 49. The method according to any one of paragraphs 43, 44 or 45, where the material is precipitated in the form of nanocrystalline powder. 50. Способ по любому из пп.43, 44 или 45, где материал осаждают в виде нанокристаллической пленки. 50. The method according to any one of paragraphs 43, 44 or 45, where the material is deposited in the form of a nanocrystalline film. 51. Способ по любому из пп.43, 44 или 45, где тонкозернистый антимикробный материал имеет размер зерен менее чем около 200 нм. 51. The method according to any one of paragraphs 43, 44 or 45, where the fine-grained antimicrobial material has a grain size of less than about 200 nm. 52. Способ по любому из пп.43, 44 или 45, где тонкозернистый антимикробный материал имеет размер зерен менее чем около 140 нм. 52. The method according to any one of paragraphs 43, 44 or 45, where the fine-grained antimicrobial material has a grain size of less than about 140 nm. 53. Способ по любому из пп.43, 44 или 45, где тонко гранулированный антимикробный материал имеет размер зерен менее чем около 90 нм. 53. The method according to any one of paragraphs 43, 44 or 45, where the finely granulated antimicrobial material has a grain size of less than about 90 nm. Приоритет по пунктам:
18.11.93 - по пп.1 - 16 и 27 - 53;
02.02.94 - по пп.17 - 26.
Priority on points:
11/18/93 - according to claims 1 - 16 and 27 - 53;
02.02.94 - according to claims 17-26.
RU96113096A 1993-11-18 1994-11-01 Antibacterial materials RU2167526C2 (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15469393A 1993-11-18 1993-11-18
US08/154,694 1993-11-18
US08/154,693 1993-11-18
US08/154,490 1993-11-18
US08/154,490 US5454886A (en) 1993-11-18 1993-11-18 Process of activating anti-microbial materials
US08/190,617 US5985308A (en) 1992-05-19 1994-02-02 Process for producing anti-microbial effect with complex silver ions
US08/190,617 1994-02-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96113096A RU96113096A (en) 1999-03-20
RU2167526C2 true RU2167526C2 (en) 2001-05-27

Family

ID=27387595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96113096A RU2167526C2 (en) 1993-11-18 1994-11-01 Antibacterial materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2167526C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009088316A1 (en) * 2007-12-29 2009-07-16 Schlumberger Canada Limited Biocide for liquid media used in production of hydrocarbons and transportation of oil and oil products
RU2444541C2 (en) * 2006-08-24 2012-03-10 Маллард Крик Полимерс, Инк. Cationic latex as carrier for bioactive ingredients and methods of obtaining and using said latex
US8858775B2 (en) 2007-10-03 2014-10-14 Accentus Medical Limited Method of manufacturing metal with biocidal properties
US8945363B2 (en) 2002-04-16 2015-02-03 Accentus Medical Limited Method of making metal implants
US9011665B2 (en) 2004-03-13 2015-04-21 Accentus Medical Limited Metal implants
RU2573984C1 (en) * 2014-12-29 2016-01-27 Николай Алексеевич Чавкин Method for wart removal
RU2764041C1 (en) * 2021-06-22 2022-01-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) Method for increasing wear resistance and anti-corrosion properties of steel products

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8945363B2 (en) 2002-04-16 2015-02-03 Accentus Medical Limited Method of making metal implants
US9393349B2 (en) 2002-04-16 2016-07-19 Accentus Medical Limited Metal implants
US9011665B2 (en) 2004-03-13 2015-04-21 Accentus Medical Limited Metal implants
RU2444541C2 (en) * 2006-08-24 2012-03-10 Маллард Крик Полимерс, Инк. Cationic latex as carrier for bioactive ingredients and methods of obtaining and using said latex
US8858775B2 (en) 2007-10-03 2014-10-14 Accentus Medical Limited Method of manufacturing metal with biocidal properties
WO2009088316A1 (en) * 2007-12-29 2009-07-16 Schlumberger Canada Limited Biocide for liquid media used in production of hydrocarbons and transportation of oil and oil products
RU2573984C1 (en) * 2014-12-29 2016-01-27 Николай Алексеевич Чавкин Method for wart removal
RU2764041C1 (en) * 2021-06-22 2022-01-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) Method for increasing wear resistance and anti-corrosion properties of steel products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0729302B1 (en) Anti-microbial materials
AU703141B2 (en) Anti-microbial materials
US5985308A (en) Process for producing anti-microbial effect with complex silver ions
EP0641224B1 (en) Anti-microbial coating for medical devices
US8066854B2 (en) Antimicrobial coating methods
EP1996744B1 (en) Antimicrobial coating methods
KR100335039B1 (en) Anti-microbiac materials
RU2167526C2 (en) Antibacterial materials
AU731732B2 (en) Anti-microbial materials
AU731730B2 (en) Process for producing anti-microbial effect with complex silver ions
CA2136456C (en) Novel anti-microbial materials