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CN107207734A - 形成自去污表面的组合物和方法 - Google Patents

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CN107207734A CN201580067821.XA CN201580067821A CN107207734A CN 107207734 A CN107207734 A CN 107207734A CN 201580067821 A CN201580067821 A CN 201580067821A CN 107207734 A CN107207734 A CN 107207734A
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Abstract

通过使具有下述结构的氨基多元醇与有机基硅烷反应形成的聚合物才，其中R4选自‑H和‑CH2‑CH2‑OH；其中所述有机基硅烷具有下述结构：其中R1选自‑H，‑CH3和‑CH2‑CH3，和R2选自‑OH，‑O‑CH3，O‑CH2‑CH3，烷基，具有氯部分的烷基，具有氨基部分的烷基，和具有季铵基团的烷基。

Description

形成自去污表面的组合物和方法
发明领域
实施方案一般地涉及化学组合物和使用该组合物形成自去污表面的方法。在某些实施方案中，所述化学组合物包括光催化剂。在某些实施方案中，光催化剂包括钛-氧化物部分。在某些实施方案中，所述化学组合物包括有机基硅烷。
发明背景
根据我们的知识，尤其在标题为“Evaluation of Two Organosilane Productsfor Sustained Antimicrobial Activity on High-Touch Surfaces in PatientRooms”，American Journal of Infection Control 42(2014)326-8，报告的出版物中，我们是第一个公布对照试验施加有机基硅烷化合物到病房内的高度接触的表面上作为在日常清洁之间减少环境表面的微生物污染水平的策略。同前，第327页。
作者发现了对于任何类别的持续抗微生物功效来说无效的两种有机基硅烷。总之，我们的研究不能证明当施加到高度接触的表面上时所测试的这两种中的任何一种有机基硅烷产品持续的抗微生物活性。同前，第328页。
附图简述
一旦结合附图阅读下述详细说明，将更好地理解本发明，其中相同的参考指示项用于指代相同的要素，和其中：
图1图示了在2012年1月至2014年2月在Glendale Memorial Hospital的ICU中院内感染的艰难梭状芽胞杆菌(C-difficile)感染的数量；
图2图示了在2012年1月至2014年2月在Glendale Memorial Hospital(不包括ICU)处院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染的数量；
图3阐述了本申请的灭菌站300。
优选实施方案的详细说明
在下述说明书中，参考附图，在优选的实施方案中描述了本发明，其中相同的数字代表相同或类似的要素。在本说明书当中提到“一个实施方案”，“某一实施方案”或类似的语言意味着与该实施方案结合描述的特定的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，出现措辞“在一个实施方案中”，“在某一实施方案中”可能但不必然全部是指同一实施方案。
在一个或多个实施方案中，本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合。在下述说明书中，引述许多具体的细节，以提供本发明实施方案的全面理解。然而，相关领域的技术人员要意识到，可在没有一个或多个具体细节，或者采用其它方法、组分、材料等的情况下，实践本发明。在其它情况下，没有详细地显示或描述公知的结构、材料或操作，以避免掩盖本发明的各方面。
在本申请的组合物和方法的某些实施方案中，在物体的表面上形成涂层，其中所述涂层包括多个钛-氧键，其中通过在表面上布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶(统称为“钛-氧部分”)的混合物形成涂层。
在某些实施方案中，本申请的钛-氧部分包括最多约总计1wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物负载。在某些实施方案中，本申请的钛-氧部分包括约0.5wt％的过氧钛酸溶液结合约0.5wt％的过氧改性的锐钛矿溶胶。
在Journal of Sol-Gel Science and Technology，2001年9月，第22卷，第1-2期，第33-40页中公开了过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶二者的制备方法。这一出版物尤其公开了本文中以下显示的反应流程图1，它概述了过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶二者的合成工序。
反应流程图1：
在本申请的组合物和方法的一个实施方案中，本申请的涂料制剂包括过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物。在本申请的组合物和方法的另一实施方案中，在物体表面上形成涂层，其中所述涂层包括与多个硅-氧键结合的多个钛-氧键，和其中通过在表面上布置与有机基硅烷结合的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物形成涂层。
在某些实施方案中，通过首先在表面上布置有机基硅烷，接着在有机基硅烷上布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物，形成含与多个硅-氧键结合的多个钛-氧键的涂层。
在某些实施方案中，通过在表面上首先布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物，接着在过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物上布置有机基硅烷，形成含与多个硅-氧键结合的多个钛-氧键的涂层。在某些实施方案中，通过在表面上同时布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物和有机基硅烷，形成含与多个硅-氧键结合的多个钛-氧键的涂层。
在某些实施方案中，本申请的有机基硅烷包括有机基硅烷1。
在某些实施方案中，R1和R2二者是烷基。在其它实施方案中，R1 是烷基，和R2是具有氨基部分的烷基。在仍然其它实施方案中，R1是烷基和 R2包括季铵基团。在仍然其它实施方案中，R1是烷基，和R2包括氯部分。在仍然其它实施方案中，R1是烷基，和R2选自-O-CH3和-O-CH2-CH3。
在某些实施方案中，本申请的有机基硅烷包括三羟基硅烷2。在某些实施方案中，R2是烷基。在其它实施方案中，R2是具有氨基部分的烷基。在仍然其它实施方案中，R2包括季铵基团。在仍然其它实施方案中，R2包括氯部分。在仍然其它实施方案中，R2是-OH。
在某些实施方案中，本申请的有机基硅烷包括硅烷三醇2，其中R2 是烷基。在其它实施方案中，本申请的有机基硅烷包括硅烷三醇2，其中R2是具有氨基部分的烷基。在仍然其它实施方案中，本申请的有机基硅烷包括硅烷三醇2，其中R2是具有季铵基团的烷基。
本领域技术人员将理解且如式(1)中所示的，甲硅烷酯，例如甲硅烷酯1可容易水解成相应的硅烷三醇，例如硅烷三醇2。甚至暴露于大气湿气下足以水解甲硅烷酯1成硅烷三醇2。
式(1)
倍半硅氧烷是一种有机基硅化合物3。在某些实施方案中，R2是烷基。在其它实施方案中，R2是具有氨基部分的烷基。在仍然其它实施方案中， R2是具有氯部分的烷基。在仍然其它实施方案中，R2是具有季铵基团的烷基。
在某些实施方案中，在施加本申请的硅烷三醇2到或者硬表面(即墙壁、门、桌子和类似物)或者软表面(即寝具、布料、家具垫和类似物)上之后，布置在硬表面/软表面上的所得涂层包括多个倍半硅氧烷3结构。在某些实施方案中，在与二氧化钛结合施加本申请的硅烷三醇2到或者硬表面(即墙壁、门、桌子和类似物)或者软表面(即寝具、布料、家具垫和类似物)上之后，布置在硬表面/软表面上的所得涂层包括与本申请的钛-氧部分结合的多个倍半硅氧烷结构3。
列出下述实施例，对本领域技术人员进一步阐述如何制备并使用本发明。然而，这些实施例并不打算作为对本发明范围的限制。
实施例I
在加拿大Glendale的Glendale Memorial Hospital和Health Center(健康中心)进行研究(“Glendale Memorial Hospital研究”)。该中心具有24个床的重症监护(ICU)。在2013年5月10日至9月30日之间进行研究。
设计Glendale Memorial Hospital研究，以评估本申请的涂层组合物和方法的抗微生物性能，其中所使用的方法利用本申请的有机基硅烷的起始涂层，接着罩面喷涂二氧化钛。对整个ICU进行两个步骤的喷涂方案，以处理每一房间内的所有物体，其中包括硬表面(床，盘桌，床护栏，墙壁等)和软表面(布料、衣服和乙烯基树脂覆盖的椅子，织造织物，非织造织物，皮革物品和类似物)。Glendale Memorial Hospital研究的目的是评估本申请的涂层组合物在实际的应用中在健康护理环境内的抗微生物功效。
首先在室温下，使用通过在3.6wt％下在水中混合十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6而形成的水性组合物，静电喷涂每一表面。
在使用十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6的水性混合物静电喷涂之后约15分钟，大多数水蒸发，留下含至少90wt％的十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6的涂层。之后，在室温下，使用本申请的钛-氧化物部分，静电喷涂每一表面。在约15分钟之后，在第二次喷涂沉积中的大多数水蒸发，留下含至少90wt％的本申请的钛-氧化物部分的涂层。
在喷涂沉积水性十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6 的过程中，和在喷涂沉积本申请的钛-氧化物部分的过程中，在室温下保持处理过的表面。对处理过的物体没有进行任何高温热处理，其中在完成本申请的喷涂方案之中或之后，加热处理过的表面到比约室温高的温度下。
申请人已发现，使用本文中以上描述的两步喷涂方案，在从喷涂沉积的钛-氧化物部分中蒸发水和从喷涂沉积的水性十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵中蒸发水部分之后，测量到布置在处理过的表面上的本申请的钛-氧化物部分和十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵的结合重量为0.76mg/in2。
进行各种污染物的起始微生物取样，以在选择研究位置之前评估在各种医院表面上细菌的水平。审评之后，在ICU内选择95个位置以供研究。选择在ICU内95个特定位置的每一个以供在施加本申请的组合物之后在第1，2， 4，8和15周时再次取样。那些选择的位置包括床护栏、床位控制、盘桌和下水道上方的墙壁。还从两个ICU护理站和候诊室，其中包括柜台、电话、计算机键盘、椅子扶手和茶几处收集样品。在研究过程中，所有可移动物品不明显地加标签和编码，以便相同的物体可被取样。
在采用本申请的方法之前，和在施加之后的1周(6-8天)，2周 (13-17天)，4周(29-32天)，8周(59-62天)，15周(104-107天)处培养每一位置。一些物体被移除，且对于在随后的一些时间点处培养来说得不到。
使用含有Letheen肉汤(3M，St.Paul，MN)的海绵棒，取样100cm2的区域，以中和任何残留的消毒剂。在收集之后，将样品立即置于冰袋上并送到 Arizona大学过夜。一旦接收，则通过人工搅拌，从海绵棒中提取肉汤，然后使用用于分离各种细菌的选择性介质，分析4mL提取的肉汤。针对全部细菌：艰难梭状芽胞杆菌(Clostridium difficile)，耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌 (methicillin-resistant Staphylococcus aureus)(MRSA)，耐万古霉素肠球菌 (vancomycin resistant enterococcus)(VRE)，和碳青霉烯类耐药的肠杆菌科细菌(carbapenemase resistant Enterobacteriaceae)(CRE)，培养样品。在表5中列出了每一有机物的试验方法。
表5
*来自4mL海绵棒洗出液的起始体积。0.1mL体积的这一洗出液用于每一分析。
表6中示出了在所有位置处，对每100cm2检测全部细菌的平均值，和在处理之后全部细菌数量的下降％。
表6
在100cm2上来自污染物的全部细菌数量(菌落形成单位CFU)和在处理之后下降％的平均(算术平均)
NA＝不可应用，*＝处理之前
可看出，在处理4周之后，细菌数量总是少99.9％，在8周之后少 99％，和在15周之后仍然几乎少99％。
此外，含有大于10,000CFU/100cm2的位置数量从处理之前的71.5％显著下降到接下来8周的0，和甚至15周之后仅仅11.1％的位置超过这一数值，如表7中所示。
表7
每100cm2上超过以下指定值的全部细菌的菌落形成单位％
*＝处理之前
在取样的污染物的基线浓度和相同污染物的介入浓度之间，对每一阶段进行方差自举(ANOVA)，以基于5％的否定域确定统计上的显著差异。基于 p-值(<0.0005)，在整个研究的15周过程中，在基线浓度和污染物浓度之间具有统计上的显著差异性。
表8中示出了其中在不同取样位置处分离抗生素耐药菌的样品％。
表8
抗生素耐药菌的分离(阳性位置％)
*处理之前
在基线取样过程中，从所有研究区域中分离抗生素耐药菌，但艰难梭状芽胞杆菌例外。VRE是最常分离的有机物。
在处理之前，从25％的取样位置中分离抗生素耐药菌。在处理之后，没有分离抗生素细菌，直到第8周，当发现64个样品中1个样品内的VRE(来自椅子扶手)(1.5％)时。
目前的研究证明，使用本申请的方法，在单次处理之后8周，降低在污染物上的细菌数量大于99％(表6)。
在4周后-处理时，细菌水平下降99.9％。细菌的总体平均水平从未回到处理之前观察到的那些。细菌数量于8至15周后-处理之间增加，但在所有处理过的表面上的平均细菌计数在15周之后仍然小于90％。在处理之后4周没有观察到高于10,000CFU/100cm2的数值，相比之下，预处理时为25.2％，和甚至在15周之后，仅仅11.1％的该值超过这一量。
直到处理之后8周才分离到抗生素耐药菌，然后水平低于在处理之前观察到的水平(表8)。甚至在15周后处理之后没有分离到MRSA或CRE，和仅仅在8周之后分离到VRE。在基线过程中或者在处理之后，没有分离到艰难梭状芽胞杆菌。然而，在选择取样位置所使用的最初的筛选中分离到了艰难梭状芽胞杆菌。
总之，发现由使用本申请的组合物和方法得到的抗微生物效果在15 周内持续降低ICU内硬表面和软表面二者上的细菌和抗生素耐药菌的总数。硬表面包括裸露的金属表面，上漆的金属表面，环氧涂覆的表面，未上漆的木材表面，上漆的木材表面，和玻璃。
15周的抗微生物功效证明本申请的组合物在处理过的表面上形成涂层，其中所述涂层具有防污和抗微生物这两种功效。本申请的组合物和由其形成的所得涂层可生成包括防污和抗微生物这两种性能的自去污的表面，进而提供成本合算的路线最小化在健康护理和工业应用中经由高度接触表面的疾病传播。
图1图示了从2012年1月至2014年2月在Glendale Memorial Hospital ICU中院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染的数量。图1表明除了2013 年9月以外，在2013年5月至2013年11月这一时间段期间，不存在来自ICU 的院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染。因此，图1表明在2013年5月至2013 年11月的6个月的时间段期间存在来自于ICU的单一院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染。
图1进一步表明，除了在2013年5月至2013年11月的6个月的时间段以外，在2012年1月至2014年2月的25个月期间不存在其中来自于ICU 的仅仅单一的院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染的其它6个月的时间段。在 2013年5月的头一周期间如本文中以上所述处理ICU内的所有表面作为 Glendale Memorial Hospital研究的一部分。
图2图示了从2012年1月至2014年2月在Glendale Memorial Hospital(不包括ICU)处，院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染的数量。图2表明除了2013年4月以外在ICU以外的医院区域内在25个月的时间段期间的每一个月，具有1至8次院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染。在2013年5月至2013 年11月的时间段期间，图2表明在Glendale MemorialHospital来自于ICU 以外总计20次院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染。
图1和2表明在2013年5月至2013年11月的时间段期间，在 Glendale MemorialHospital，来自于ICU的单一院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染，和在Glendale MemorialHospital，来自于ICU以外总计20次院内感染的艰难梭状芽胞杆菌感染。
申请人已发现，可通过喷涂沉积或浸涂在敷料上布置十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵和本申请的钛-氧化物部分，之后使用该敷料覆盖伤口。本领域技术人员将理解，敷料是施加到伤口上的无菌垫或止血敷布，以促进愈合和/或防止进一步伤害。设计敷料与伤口直接接触，这是与固定敷料在原地最常用的绷带的区别。在某些实施方案中，本申请的伤口敷料包括下述：藻酸盐和其它纤维胶凝敷料，其中包括绳束和片材，复合敷料，有和无粘合剂边(border)的泡沫敷料，有和无粘合剂边的纱布，水胶体，有和无粘合剂边的专门吸收敷料，透明膜，胶原敷料片材和绳束，有和无粘合剂边的水凝胶片材，棉包装长条，纱布卷，纸胶带，丝胶带，压迫绷带(弹性，针织/织造)，自粘合绷带(弹性，非针织/非织造)。
实施例II
这一实施例II在目标表面上以相反的顺序布置本申请的组合物的组分。更具体地，在这一实施例II中，首先布置本申请的钛-氧化物部分到目标表面上，蒸发第一喷涂沉积的水性部分，然后在之前布置的钛-氧化物部分上布置十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6。
使用本文下述的工序，制备这一实施例II的试样。在某些实施方案中，在用各种有机物接种之前，储存处理过的样品至少4周。
表9引述了在用大肠杆菌(E.coli)接种之后处理过的试样的功效数据。表10引述了在用MS-2接种之后处理过的试样的功效数据。表11引述了在用MRSA接种之后处理过的试样的功效数据。
总之，表9，10和11证明首先布置本申请的钛-氧化物部分到目标表面上接着布置十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6到先前形成的钛-氧化物部分涂层上，生成自去污表面。
工序
戴上无菌手套。
通过首先用ISP醇擦拭它们，并允许干燥，制备试样。
使用微纤维布，用表面清洁剂清洁试样。
保持喷雾器离待清洁的表面约8英寸。
喷洒静置1-3分钟，并擦拭掉，若该区域极端脏的话，允许清洁剂静置更长时间，或者喷洒第二次并擦拭。
用清洁的潮湿海绵或布擦拭表面。
允许表面完全干燥。
利用戴手套的手检查试样的一致性。
第一涂层-本申请的钛-氧化物部分的施加
添加本申请的钛-氧化物部分到施涂器容器中。
在容器上紧密地紧固液体软管/瓶盖组装件。
连接来自压缩机的空气软管到在喷洒施涂器上的空气配件上。
连接液体软管到在喷洒施涂器上的液体配件上。
插入合适的插座。打开空气压缩机。
最佳的喷洒距离是离目标表面至少36英寸至48英寸。
以对目标表面呈直角握持喷枪并喷洒。
目标表面上的喷雾只是勉强闪闪发光。不要过饱和所述表面。
在施加本申请的钛-氧化物部分之前用蒸馏水漂洗喷枪(除非使用2 个喷雾器，一个用于每一产品)。
第二涂层-有机基硅烷的施加
添加十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6到施涂器容器中。
在容器上紧密地紧固液体软管/瓶盖组装件。
连接来自压缩机的空气软管到在喷洒施涂器上的空气配件上。
连接液体软管到在喷洒施涂器上的液体配件上。
插入合适的插座。打开空气压缩机。
最佳的喷洒距离是离目标表面至少36英寸至48英寸。
以对目标表面呈直角握持喷枪并喷洒。
目标表面上的喷雾只是勉强闪闪发光。不要过饱和所述表面。
允许表面完全干燥。
在每一天使用之后，根据制造者的说明书，用蒸馏水清洁喷枪。
表9
表10
表11
实施例III
这一实施例III同时布置本申请的有机基硅烷和本申请的钛-氧化物部分到多个试样的表面上。更具体地，在这一实施例III中，申请人同时布置本申请的钛-氧化物部分和十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6 到每一试样的表面上。
使用本文下述的工序，制备这一实施例III的试样。在某些实施方案中，在用各种有机物接种之前，储存处理过的样品至少4周。
表12引述了在用大肠杆菌接种之后处理过的试样的功效数据。表13引述了在用MS-2接种之后处理过的试样的功效数据。表14引述了在用MRSA 接种之后处理过的试样的功效数据。
总之，表12，13和14证明，同时布置本申请的钛-氧化物部分和本申请的有机基硅烷到目标表面上生成自去污表面。
工序
戴上无菌手套。
通过首先用ISP醇擦拭它们，并允许干燥，制备试样。
使用微纤维布，用表面清洁剂清洁试样。
保持喷雾器离待清洁的表面约8英寸。
喷洒静置1-3分钟，并擦拭掉，若该区域极端脏的话，允许清洁剂静置更长时间，或者喷洒第二次并擦拭。
用清洁的潮湿海绵或布擦拭表面。
允许表面完全干燥。
利用戴手套的手检查试样的一致性。
制备结合的溶液
在测量容器中，结合50％十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵的水性混合物和50％本申请的钛-氧化物部分的水性混合物。
彻底混合。
涂布
将来自[00092]的混合物加入到施涂器的容器中。
在容器上紧密地紧固液体软管/瓶盖组装件。
连接来自压缩机的空气软管到在喷洒施涂器上的空气配件上。
连接液体软管到在喷洒施涂器上的液体配件上。
插入合适的插座。打开空气压缩机。
最佳的喷洒距离是离目标表面至少36英寸至48英寸。
以对目标表面呈直角握持喷枪并喷洒。
目标表面上的喷雾只是勉强闪闪发光。不要过饱和所述表面。
允许表面完全干燥。
在每一天使用之后，根据制造者的说明，用蒸馏水清洁喷枪。
表12
表13
表14
实施例IV
这一实施例IV利用在水中的(3-氨丙基)三甲氧基硅烷作为唯一的有机基硅烷。在这种情况下，这一实施例VI没有利用含季铵部分的有机基硅烷。(3-氨丙基)三甲氧基硅烷当与水混合时，快速水解成(3-氨丙基)三羟基硅烷)7。
使用本文下述的工序，制备这一实施例IV的试样。在某些实施方案中，在用各种有机物接种之前，储存处理过的样品至少4周。
申请人已发现，使用本文中以下描述的两步喷涂方案，在从喷涂沉积的钛-氧化物部分中蒸发水和从喷涂沉积的水性(3-氨丙基)三羟基硅烷)中蒸发部分水之后，测量到布置在处理过的表面上的本申请的钛-氧化物部分和 (3-氨丙基)三羟基硅烷)的结合重量为1.22mg/in2。
申请人已发现，可通过喷涂沉积或者通过浸涂，在敷料上布置(3- 氨丙基)三羟基硅烷和本申请的钛-氧化物部分，之后使用该敷料覆盖伤口。本领域技术人员将理解，敷料是施加到伤口上的无菌垫或止血敷布，以促进愈合和/或防止进一步伤害。设计敷料与伤口直接接触，这是与固定敷料在原地最常用的绷带的区别。在某些实施方案中，本申请的伤口敷料包括下述：藻酸盐和其它纤维胶凝敷料，其中包括绳束和片材，复合敷料，有和无粘合剂边的泡沫敷料，有和无粘合剂边的纱布，水胶体，有和无粘合剂边的专门吸收敷料，透明膜，胶原敷料片材和绳束，有和无粘合剂边的水凝胶片材，棉包装长条，纱布卷，纸胶带，丝胶带，压迫绷带(弹性，针织/织造)，自粘合绷带(弹性，非针织/非织造)。
表15，16和17引述了在用大肠杆菌接种之后处理过的试样的功效数据。总之，表15，16和17证明，布置(3-氨丙基)三羟基硅烷涂层到目标表面上，然后布置TiO2在(3-氨丙基)三羟基硅烷涂层上生成自去污的表面。
工序
戴上无菌手套。
通过首先用ISP醇擦拭它们，并允许干燥，制备试样。
使用微纤维布，用表面清洁剂清洁试样。
保持喷雾器离待清洁的表面约8英寸。
喷洒静置1-3分钟，并擦拭掉，若该区域极端脏的话，允许清洁剂静置更长时间，或者喷洒第二次并擦拭。
用清洁的潮湿海绵或布擦拭表面。
允许表面完全干燥。
利用戴手套的手检查试样的一致性。
制备(3-氨丙基)三乙氧基硅烷的稀溶液
在甲醇(MeOH)中制备10％(3-氨丙基)三乙氧基硅烷溶液(在100ml MeOH中10ml硅烷)。
以在MeOH内10％溶液形式制备三乙醇胺。
在搅拌板上，在室温下，以1:1的比例结合三乙醇胺溶液与(3-氨丙基)三乙氧基硅烷溶液(即，100ml三乙醇胺溶液加入到100ml(3-氨丙基)三乙氧基硅烷溶液中)。
第一涂层-(3-氨丙基)三乙氧基硅烷的施加
将来自[000116]的混合物加入到施涂器的容器中。
在容器上紧密地紧固液体软管/瓶盖组装件。
连接来自压缩机的空气软管到在喷洒施涂器上的空气配件上。
连接液体软管到在喷洒施涂器上的液体配件上。
插入合适的插座。打开空气压缩机。
最佳的喷洒距离是离目标表面至少36英寸至48英寸。
以对目标表面呈直角握持喷枪并喷洒。
目标表面上的喷雾只是勉强闪闪发光。不要过饱和所述表面。
在施加本申请的钛-氧化物部分之前，用蒸馏水清洁喷枪(除非是有2个喷雾器，针对每一产品一个)。
第二涂层-本申请的钛-氧化物部分的施加
添加本申请的钛-氧化物部分到施涂器的容器中。
在容器上紧密地紧固液体软管/瓶盖组装件。
连接来自压缩机的空气软管到在喷洒施涂器上的空气配件上。
连接液体软管到在喷洒施涂器上的液体配件上。
插入合适的插座。打开空气压缩机。
最佳的喷洒距离是离目标表面至少36英寸至48英寸。
以对目标表面呈直角握持喷枪并喷洒。
目标表面上的喷雾只是勉强闪闪发光。不要过饱和所述表面。
允许表面完全干燥。
在每一天使用之后，根据制造者的说明，用蒸馏水清洁喷枪。
表15
表16
a“≤”没有观察到细菌菌落，因此计数等于或低于检测下限(基于0.1ml 镀敷体积)
表17
a“≤”没有观察到细菌菌落，因此计数等于或低于检测下限(基于0.1ml 镀敷体积)
实施例V
这一实施例V在水中混合(3-氯丙基)三甲氧基硅烷。(3-氯丙基) 三甲氧基硅烷当与水混合时立即水解成(3-氯丙基)三羟基硅烷8。
在这种情况下，这一实施例V没有使用含季铵部分的有机基硅烷。此外，这一实施例VII没有使用含氨基部分的有机基硅烷。
使用本文下述的工序，制备这一实施例V的试样。在某些实施方案中，在用各种有机物接种之前，储存处理过的样品至少4周。
申请人已发现，可通过喷涂沉积或者通过浸涂，在敷料上布置(3- 氯丙基)三羟基硅烷和本申请的钛-氧化物部分，之后使用该敷料覆盖伤口。本领域技术人员将理解，敷料是施加到伤口上的无菌垫或止血敷布，以促进愈合和/或防止进一步伤害。设计敷料与伤口直接接触，这是与固定敷料在原地最常用的绷带的区别。在某些实施方案中，本申请的伤口敷料包括下述：藻酸盐和其它纤维胶凝敷料，其中包括绳束和片材，复合敷料，有和无粘合剂边的泡沫敷料，有和无粘合剂边的纱布，水胶体，有和无粘合剂边的专门吸收敷料，透明膜，胶原敷料片材和绳束，有和无粘合剂边的水凝胶片材，棉包装长条，纱布卷，纸胶带，丝胶带，压迫绷带(弹性，针织/织造)，自粘合绷带(弹性，非针织/非织造)。
表18，19和20引述了在用大肠杆菌接种之后处理过的试样的功效数据。总之，表18，19和20证明，布置(3-氯丙基)三羟基硅烷涂层在目标表面上接着布置本申请的钛-氧化物部分到(3-氯丙基)三羟基硅烷涂层上生成自去污的表面。
工序
戴上无菌手套。
通过首先用ISP醇擦拭它们，并允许干燥，制备试样。
使用微纤维布，用表面清洁剂清洁试样。
保持喷雾器离待清洁的表面约8英寸。
喷洒静置1-3分钟，并擦拭掉，若该区域极端脏的话，允许清洁剂静置更长时间，或者喷洒第二次并擦拭。
用清洁的潮湿海绵或布擦拭表面。
允许表面完全干燥。
利用戴手套的手检查试样的一致性。
制备用于(3-氯丙基)三甲氧基硅烷的有机基硅烷稀溶液
在甲醇(MeOH)中制备10％(3-氯丙基)三甲氧基硅烷烷溶液(在100 ml MeOH中10ml硅烷)。
以在MeOH内10％溶液形式制备三乙醇胺溶液。
在搅拌板上，在室温下，以1:1的比例结合三乙醇胺溶液与(3-氯丙基)三甲氧基硅烷溶液(即，100ml三乙醇胺溶液加入到100ml(3-氯丙基)三甲氧基硅烷中)。
第一涂层-(3-氯丙基)三甲氧基硅烷的施加
将来自[000149]的混合物加入到施涂器的容器中。
在容器上紧密地紧固液体软管/瓶盖组装件。
连接来自压缩机的空气软管到在喷洒施涂器上的空气配件上。
连接液体软管到在喷洒施涂器上的液体配件上。
插入合适的插座。打开空气压缩机。
最佳的喷洒距离是离目标表面至少36英寸至48英寸。
以对目标表面呈直角握持喷枪并喷洒。
目标表面上的喷雾只是勉强闪闪发光。不要过饱和所述表面。
在施加本申请的钛-氧化物部分之前，用蒸馏水漂洗喷枪(除非是有2个喷雾器，针对每一产品一个)。
第二涂层-本申请的钛-氧化物部分的施加
将本申请的钛-氧化物部分加入到施涂器的容器中。
在容器上紧密地紧固液体软管/瓶盖组装件。
连接来自压缩机的空气软管到在喷洒施涂器上的空气配件上。
连接液体软管到在喷洒施涂器上的液体配件上。
插入合适的插座。打开空气压缩机。
最佳的喷洒距离是离目标表面至少36英寸至48英寸。
以对目标表面呈直角握持喷枪并喷洒。
目标表面上的喷雾只是勉强闪闪发光。不要过饱和所述表面。
允许表面完全干燥。
在每一天使用之后，根据制造者的说明，用蒸馏水清洁喷枪。
表18
表19
a“≤”没有观察到细菌菌落，因此计数等于或低于检测下限(基于0.1ml 镀敷体积)
表20
a“≤”没有观察到细菌菌落，因此计数等于或低于检测下限(基于0.1ml 镀敷体积)
实施例VI
这一实施例VI使用不具有含氧化钛的化合物的三种涂料制剂。在这一实施例VI中称为ABS 2015E的这三种涂料制剂的第一种采用十八烷基氨基二甲基三羟基甲硅烷基丙基氯化铵6作为有机基硅烷。在这一实施例VI中称为 ABS 2020E的这三种涂料制剂的第二种采用(3-氨丙基)三羟基硅烷)7作为有机基硅烷。在这一实施例VI中称为ABS 2030E的这三种涂料制剂的第三种采用(3- 氯丙基)三羟基硅烷)8作为有机基硅烷。
在这一实施例VI中使用来自段落[000105]至段落[000124]的涉及沉积硅烷到试样上的实施例IV的方法。在这一实施例VI中没有使用段落 [000125]至段落[000134]涉及喷涂沉积钛-氧部分的方法。
表21
表22
对数下降
表23
％下降
表21引述了所述三种涂料制剂中的每一种的CFU/mL数据，其中每一配方不包括一种或多种钛-氧化物部分。表22引述了所评价的三种配方的 log下降数据，其中每一配方不包括一种或多种钛-氧化物部分。表23引述了所使用的三种配方的％下降数据，其中每一配方不包括一种或多种钛-氧化物部分。
在涂料制剂ABS 2015E，2020E和2030E中，取决于三乙醇胺和有机基硅烷的混合物的化学计量，在处理过的表面上形成一种或多种聚合物物种。在某些实施方案中，且正如反应流程图2中所示，三乙醇胺9和有机基硅烷1 反应，形成直链聚合物10。
反应流程图2
在其它实施方案中，且正如反应流程图3中所示，三乙醇胺9和有机基硅烷1反应，形成支链聚合物11。
反应流程图3
在其它实施方案中，且正如反应流程图4中所示，三乙醇胺9和有机基硅烷1反应，形成交联聚合物12。
反应流程图4
在某些实施方案中，本申请的有机基硅烷包括正硅酸四乙酯13。在某些实施方案中且正如反应流程图5中所示，并取决于起始材料9和13的化学计量，通过使正硅酸四乙酯13和三乙醇胺9反应，形成本申请的交联聚合物材料14。反应流程图5阐述了具有从中起源的四条(4)不同的聚合物链的单一Si原子。本领域技术人员将理解，本申请的交联聚合物材料14包括非常高的交联密度。
反应流程图5
在某些实施方案中且正如反应流程图6中所示，并取决于起始材料15和13的化学计量，通过使正硅酸四乙酯13和二乙醇胺13反应，形成本申请的交联聚合物材料16。反应流程图6阐述了具有从中起源的四条(4)不同的聚合物链的单一Si原子。本领域技术人员将理解，本申请的交联聚合物材料16 包括非常高的交联密度。
反应流程图6
实施例VII
用含7.5％的三种不同胆碱16化合物之一在H2O中的溶液涂布不锈钢载体，其中R3选自–H和-CO-CH3。所使用的胆碱包括氯化胆碱，胆碱二酒石酸盐和氯化乙酰胆碱。通过使用钳子浸渍在溶液内，并允许滴干过夜，涂布载体。甚至在24小时干燥时间之后，载体仍然没有完全干燥。将20微升大肠杆菌25592的O/N培养物(在37℃下生长18小时)加入到每一载体中。紧跟在接种载体之后，用D/E中和肉汤擦洗载体，并加工0小时的时间点。在1和4小时的时间点重复这一操作。
然后在PBS中稀释所收集的样品，并将100微升镀敷到TSA板上并在37℃下静置过夜，之后计数并计算cfu/ml。一式两份测试所有载体，并一前一后地进行两个实验(在数据表中的A和B)。以平均+/-SEM(标准误差)的形式表示所有数据，当采用时。
当相对于定时控制(timed control)计算时，胆碱二酒石酸盐显示出最大的表面杀灭，其中细菌下降2.39log。氯化乙酰胆碱和氯化胆碱分别显示出1.85和1.40log下降。当与相同浓度下的氨丙基三乙氧基硅烷(APTES) 和胆碱的水溶液的结果相比时，清楚的是这些溶液比胆碱自身抗微生物大得多。 APTES+氯化胆碱，和APTES+胆碱二酒石酸盐在1小时的时间点处分别显示出 3.36和3.38log下降。
表24引述了以上描述的胆碱配方在时间T0处(即在接种之后立即)的抗微生物功效数据。表25引述了在接种之后1小时处的抗微生物数据。
表24
表25
用在H2O中含7.5％每一胆碱化合物和5％氨丙基三乙氧基硅烷的溶液涂布不锈钢载体(ABS-2040含有氯化胆碱，而ABS-2041含有胆碱二酒石酸盐)。使用静电喷雾器，涂布载体，然后允许干燥。甚至在2天的干燥时间之后，载体仍然没有完全干燥。将20微升在37℃下生长18小时的大肠杆菌的培养物加入到每一载体中。紧跟着在接种载体之后，用中和肉汤擦洗载体，并加工0 小时时间点。在1小时的时间点重复这一操作。
然后在PBS中稀释所收集的样品，并将100微升镀敷到TSA板上并在37℃下静置O/N，之后计数并计算cfu/ml。一式两份测试所有载体，并一前一后地进行两个实验(在数据表中的A和B)。以平均+/-SEM(标准误差)的形式表示所有数据，当采用时。值得注意的是，在胆碱二酒石酸盐板上的菌落显著少于其它。
表26引述了在时间T0处(即在接种之后立即)的抗微生物功效。表27引述了在接种之后1小时处的抗微生物数据。表28引述了在接种4小时处的抗微生物数据。
表26
表27
表28
用在H2O中含15％每一胆碱化合物和5％氨丙基三乙氧基硅烷的溶液涂布不锈钢载体(ABS-2040含有氯化胆碱，而ABS-2041含有胆碱二酒石酸盐)。使用静电喷雾器，涂布载体，然后允许干燥。甚至在2天的干燥时间之后，载体仍然没有完全干燥。将20微升在37℃下生长18小时的大肠杆菌25592的培养物加入到每一载体中。紧跟着在接种载体之后，用D/E中和肉汤擦洗载体，并加工0小时时间点。在1和4小时的时间点重复这一操作。
然后在PBS中稀释所收集的样品，并将100微升镀敷到TSA板上并在37℃下静置O/N，之后计数并计算cfu/ml。一式两份测试所有载体，并一前一后地进行两个实验(在数据表中的A和B)。以平均+/-SEM(标准误差)的形式表示所有数据，当采用时。
表29引述了在时间T0处(即在接种之后立即)的抗微生物功效。表30引述了在接种之后1小时处的抗微生物数据。表31引述了在接种4小时处的抗微生物数据。
表29
表30
表31
现参考图3，本申请的灭菌站300包括具有通过顶部330连接的两个相对侧310和320的“步行穿过”组件。在图3的所示实施方案中，侧面310 包括多个UV光发射器311，312，313，314，315，316，和317，其中多个UV 发射器面向内部，即灭菌站300的行走空间部分。在其它实施方案中，本申请的灭菌站300包括小于7个发射器/侧面。在仍然其它实施方案中，本申请的灭菌站包括大于7个发射器/侧面。
类似地形成侧面320，以包括多个UV发射器，其中这些UV发射器中的每一个面向内部，即灭菌站300的行走空间部分。布置在侧面310的内部上的多个UV发射器与布置在侧面320的内部上的多个UV发射器具有面对的关系。
进一步在图3所阐述的实施方案中，顶部330包括多个UV发射器，即UV发射器332和334，其中这些UV发射器面向下。在其它实施方案中，顶部330包括大于两个(2)UV发射器。
图3所阐述的实施方案示出了行走穿过灭菌站300的执业医生。执业医生穿着手术服，其各部分用本申请的涂层组合物涂布在外表面上。当医生行走穿过灭菌站300时，给布置在侧面310和320上的多个UV发射器和布置在顶部330上的多个UV发射器能量，进而最大化本申请的涂层的光催化效果。提高涂层的光催化活性将最大化高能、原子氧物质在手术服部分的表面处产生，进而有效地灭菌所有手术服制品的外表面。
尽管详细地阐述了本发明的优选实施方案，但应当显而易见的是，在没有脱离本文列出的本发明范围的情况下，对于本领域技术人员来说可作出这些实施方案的改性和改编。

Claims (22)

1.一种聚合物材料，其通过使具有下述结构的氨基多元醇与具有下述结构1的有机基硅烷反应形成：
其中R4选自-H和-CH2-CH2-OH
其中R1选自-H、-CH3和-CH2-CH3，R2选自-OH、-O-CH3、O-CH2-CH3、烷基、具有氯部分的烷基、具有氨基部分的烷基和具有季铵基团的烷基。
2.权利要求1的聚合物材料，其包括具有下述结构的直链聚合物：
3.权利要求1的聚合物材料，其包括具有下述结构的支链聚合物：
4.权利要求1的聚合物材料，其包括具有下述结构的交联聚合物：
5.权利要求1的聚合物材料，其包括具有下述结构的交联聚合物：
6.权利要求1的聚合物材料，其包括具有下述结构的交联聚合物：
7.权利要求1的聚合物材料，其进一步包括过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物。
8.权利要求7的聚合物材料，其进一步包括二氧化钛。
9.权利要求1的聚合物材料，其中所述有机基硅烷包括硅烷三醇。
10.权利要求1的聚合物材料，其进一步包括具有下述结构的倍半硅氧烷：
其中R2选自-OH，-O-CH3、O-CH2-CH3、烷基、具有氯部分的烷基、具有氨基部分的烷基和具有季铵基团的烷基。
11.一种组合物，其通过包括下述步骤的方法形成：
在物体上布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶(统称为钛-氧化物部分)的混合物；
从所述布置的钛-氧化物部分的水性混合物中蒸发掉基本上所有的水，留下含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的层；
在所述物体上布置有机基硅烷的混合物；和
从所述布置的有机基硅烷的水性混合物中蒸发掉基本上所有的水，留下含至少90wt％的有机基硅烷的层。
12.权利要求11的方法，其中所述物体选自墙壁、门、桌子、托盘、寝具、布料或家具垫。
13.权利要求11的方法，其中：
首先在所述物体上形成含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的层；和
在所述含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的层上形成所述含至少90wt％的有机基硅烷的层。
14.权利要求11的方法，其中：
首先在所述物体上形成含至少90wt％的有机基硅烷的层；和
在所述含至少90wt％的有机基硅烷的层上形成含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的层。
15.一种组合物，其通过包括下述步骤的方法形成：
在物体上同时布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的水性混合物以及有机基硅烷的水性混合物；
从所述物体上蒸发掉基本上所有的水，留下含至少约45wt％的有机基硅烷以及至少约45wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的混合物。
16.一种方法，其包括：
在物体上布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶(统称为钛-氧化物部分)的水性混合物；
从所述布置的钛-氧化物部分的水性混合物中蒸发掉基本上所有的水，留下含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的层；
在所述物体上布置有机基硅烷的水性混合物；和
从所述布置的有机基硅烷的水性混合物中蒸发掉基本上所有的水，留下含至少90wt％的有机基硅烷的层。
17.权利要求16的方法，其中所述物体选自墙壁、门、桌子、托盘、寝具、布料或家具垫。
18.权利要求16的方法，其中：
首先在所述物体上形成含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的层；和
在所述含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的层上形成含至少90wt％的有机基硅烷的层。
19.权利要求16的方法，其中：
首先在所述物体上形成含至少90wt％的有机基硅烷的层；和
在所述含至少90wt％的所述有机基硅烷的层上形成含至少90wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的所述混合物的层。
20.权利要求16的方法，其包括：
同时在所述物体上布置过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的水性混合物以及有机基硅烷的水性混合物；
从所述物体上蒸发掉基本上所有的水，留下含至少约45wt％的有机基硅烷以及至少约45wt％的过氧钛酸溶液和过氧改性的锐钛矿溶胶的混合物的混合物。
21.一种方法，其包括：
在水中形成胆碱的混合物，其中所述胆碱以7.5wt％存在；
在所述水性胆碱混合物内浸涂不锈钢试样；
从所述涂布的试样中蒸发掉水。
22.权利要求21的方法，进一步包括：
在水中形成胆碱和氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，其中所述胆碱以7.5wt％存在，和所述氨丙基三乙氧基硅烷以5wt％存在；
使用所述水性胆碱和氨丙基三乙氧基硅烷的混合物浸涂不锈钢试样；
从所述涂布的试样中蒸发掉水。
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