抗微生物材料制造技术

本发明专利技术涉及一种包括基底和金属组分的抗微生物材料，其中金属组分包括化学键合的铜和锌。本发明专利技术也涉及制造本文所述的抗微生物材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗微生物材料
本专利技术涉及被掺入或涂覆在基底材料(例如聚合物)中的包含铜和锌的抗微生物材料。可以将这些材料掺入于许多不同的产品中，包括伤口敷料、卫生产品和清洁产品。本专利技术还涉及制备所述抗微生物材料的方法。
技术介绍
某些金属的抗微生物特性在相当长的一段时间内是已知的。这种独特的性质已经为包括农业和医疗保健在内的各个行业所投资，以试图控制感染和污染。医疗保健环境中常用的一种金属是银。银的抗微生物作用取决于生物活性银离子，从而导致对病原体的细胞膜内的关键的酶系统产生不可逆的破坏，而使细胞死亡。银用作微生物试剂的最有效的条件是那些具有较高温度和过度潮湿的条件。这些条件有助于释放银离子所需的离子交换反应。但是，这些特殊的条件很少在日常医疗机构中再现，因此限制了银在控制感染率方面的功效。相比之下，已表明铜在多种环境条件下具有令人印象深刻的抗微生物功效。铜基材料可用于多种产品，包括伤口敷料、卫生防护产品、马桶座圈、衣物和鞋子。此外，铜基材料还用于许多医疗环境中，包括治疗关节炎和骨质疏松症。众所周知，铜可以通过多种方式发挥作用；用作杀生物物质，增强微循环以及减少受伤部位的组织炎症。另外，已知铜的抗微生物性质是其固有特征，因此代表了一种用于降低感染率的成本节约且长期的解决方案。对于在伤口敷料中使用抗微生物材料的兴趣尤其突出。伤口可以是以下六种类型之一：擦伤、切口、撕裂伤、刺伤、撕脱或截肢。一个特别的挑战是治疗例如糖尿病和压力性溃疡等慢性伤口，该伤口会导致皮肤的“屏障”功能的长期破坏，从而增加感染的可能性。无效治疗伤口的后果是多方面的。其包括提高住院率、长期残疾、减少劳动力和增加社会经济负担。铜基材料已经显示出可以通过先前概述的机制来提高伤口愈合的速度，从而使得解决各种感染的能力增加。另外，据报道，与铜基产品相比，银基产品显示出更高水平的毒性。例如，已表明银在局部施用后会导致肾毒性。但是，这些铜基材料的形式相差很大，包括使用各种铜合金和铜盐。铜盐因其在伤口敷料中的抗微生物性质而被使用。例如，美国专利公开2016/0220728记载了包含低水溶性无机铜盐的表面官能化颗粒或此类铜盐被注入于多孔颗粒中的表面官能化颗粒的抗微生物组合物，以及它们应用于伤口护理的组分中。抗微生物性质也与铜锡合金有关。欧洲专利公开EP2476766和美国专利公开2013/0323289均记载了包括基材层和设置在该基材层上的铜-锡合金层的抗微生物原料，其适合用作伤口敷料膜和粘合剂绷带。但是，有许多问题与这种合金有关，包括在将这种合金用于伤口敷料时的皮肤变色。铜盐与合金在两种组分之间所包括的化学键的类型方面实质上是不同的。合金是通过金属键合制成，而铜盐是碱和酸之间离子键合的结果。铜基材料通常包含其他成分，这与在绝缘中使用纯铜相反。纯铜是一种柔软且具有延展性的金属，这限制了其在医疗保健、农业和工业中的用途。相反，铜合金赋予了许多所期望的性质，包括增强的耐腐蚀性和提高的强度。增强的耐腐蚀性和提高的强度带来了一种更具成本节约和更持久的材料，其在农业和工程领域具有广泛的应用，但是这些性质与医疗保健方面的优势无关。铜在与不同的金属结合使用时呈现不同的性质。例如，与铜锌合金相比，铜锡合金产生的产品更脆。本领域中需要改进的抗微生物材料，其可用于伤口敷料和卫生产品中以减小局部和全身感染的发生率并且加速愈合。在本说明书中，对于显然是先前出版的文件的列表或讨论，不应被视为承认该文件是现有技术的一部分或是公知常识。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种包括基底和金属组分的抗微生物材料，其中金属组分包括化学键合的铜和锌。在第二方面，本专利技术提供了一种制造包括基底和金属组分的抗微生物材料的方法，其中金属组分包括化学键合的铜和锌，该方法包括以下步骤：a)将铜和锌结合以制备所述金属组分；b)将金属组分加热到熔融状态；c)用高速气体破坏所述熔融状态，和；d)将金属组分与基底结合。具体实施方式以下说明的提供是为了使本领域的任何技术人员能够制造和使用本专利技术。对所公开的实施例的各种修改对于本领域技术人员而言都将是显而易见的。在第一方面，本专利技术提供了一种包括基底和金属组分的抗微生物材料，其中金属组分包括化学键合的铜和锌。术语“抗微生物材料”是指具有抗微生物性质例如杀生物或生物抑制(biostatic)性质的材料。在本专利技术的上下文中，术语“杀生物”应理解为意指可以破坏、阻止、使其无害或对病原生物施加控制作用的物质，而术语“生物抑制”是指可以抑制生物体例如微生物的生长或繁殖。设想本专利技术将可用于对抗任何微生物，例如任何细菌、病毒和/或真菌。特别地，设想葡萄球菌属(Staphylococcus)和克雷伯菌属(Klebsiella)中的细菌、念珠菌属(Candida)中的真菌以及冠状病毒(Coronaviridae)科的成员将对本专利技术记载的材料敏感。本专利技术提供了具有令人惊讶的高的抗微生物活性的材料。包含本专利技术材料的产品，例如伤口敷料，将有助于更快的伤口愈合并且降低败血病和感染的发生率。本专利技术在提供有助于治疗糖尿病性溃疡和其他愈合或闭合缓慢的伤口的产品中特别有用。使用“基底”，我们意指可以将金属组分掺入到其中的任何合适的结构材料，从而提供可以将金属组分布局于其上或其中的物理介质。在优选的实施方案中，基底是泡沫。使用“泡沫”，我们意指使用一种由基底材料形成的结构，该结构在基底材料内具有捕获气体的口袋。泡沫可以是固体泡沫。固体泡沫的主要组分可以是基于聚合物的材料。泡沫也可以是液体泡沫。可以形成基于聚合物的材料基底的基础的合适聚合物的实例包括合成的聚合物聚氨酯和聚丙烯，以及天然存在的基质聚合物胶原。基底可以优选基于聚合物的水凝胶或基于聚合物的水胶体。在水凝胶或水胶体中使用的聚合物可以是本专利技术公开的任何聚合物。术语“基于聚合物的水凝胶”是指被水大量溶胀的聚合物网络。“基于聚合物的水凝胶”的实例，其可以用于本专利技术中，包括水凝胶和Nanorestore使用“水胶体”，我们意指一种在水存在下能形成凝胶的物质。使用“化学键”，我们意指由于离子键、共价键或金属键而在铜和锌的原子、离子或分子之间产生的任何持久的吸引力。因此，这可以包括铜合金或铜化合物，包括但不限于铜盐和氧化物。优选地，抗微生物材料的金属组分包含铜-锌合金。合金应理解为两种元素的混合物，其中一种是金属。在这种情况下，铜-锌合金应理解为一种替代合金，其中两种成分的原子可以在同一晶体结构内相互替换，从而产生大量的离域电子。本领域技术人员会认识到，为了制备所需的合金，元素铜和锌在固化为新的独特化学实体之前将以它们的熔融形式混合在一起。在一个实施方案中，设想另外的金属及其化合物，例如金属的盐，可以掺入到材料或金属组分中。这些金属包括但不限于锆、铜、锌、银、金、钯、铂、铱、铝、镍、钨、钼、钽、钛、碘。应当理解，所述后者化合物可以是所要求保护的有利于进一步增强材料的抗微生物性质的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗微生物材料，其包括基底和金属组分，其中金属组分包括化学键合的铜和锌。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181205 GB 1819857.21.一种抗微生物材料，其包括基底和金属组分，其中金属组分包括化学键合的铜和锌。


2.根据权利要求1的抗微生物材料，其中铜和锌形成合金。


3.根据权利要求1或2的抗微生物材料，其中金属组分还包括选自以下的任何金属：锆、银、金、钯、铂、铱、铝、镍、钨、钼、钽、钛、碘和/或其任何合金。


4.根据权利要求1、2或3的抗微生物材料，其中金属组分还包括锆、铜、锌、银、金、钯、铂、铱、铝、镍、钨、钼、钽、钛和/或碘中任意的一种或多种的盐。


5.根据权利要求1-4中任一项的抗微生物材料，其中金属组分包括尺寸为3-50μm，优选15-30μm的颗粒。


6.根据权利要求1-5中任一项的抗微生物材料，其中金属组分包含至少60％的铜。


7.根据权利要求1-6中任一项的抗微生物材料，其中金属组分包含75-80％的铜。


8.根据权利要求1-7中任一项的抗微生物材料，其中金属组分包含20-25％的锌。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的抗微生物材料，其中金属组分散布在在整个基底中，和/或其中金属组分在所述基底的表面上形成涂层。


10.根据权利要求9所述的抗微生物材料，其中涂层具有抗微生物性质，并且被布置以便在使用中表面与可能被污染的表面接触。


11.根据权利要求1-10中任一项的抗微生物材料，其中基底包括基于聚合物的基底，优选其中聚合物为聚氨酯、聚丙烯和/或胶原；更优选其中聚合物包含在水凝胶或水胶体中。


12.根据权利要求1-11中任一项的抗微生物材料，其中所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·唐纳利，
申请(专利权)人：铜制服饰有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB