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CN101460200A - 具有供电子表面且在所述表面上具有含钯金属颗粒的基底 - Google Patents

具有供电子表面且在所述表面上具有含钯金属颗粒的基底 Download PDF

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CN101460200A
CN101460200A CNA2007800202675A CN200780020267A CN101460200A CN 101460200 A CN101460200 A CN 101460200A CN A2007800202675 A CNA2007800202675 A CN A2007800202675A CN 200780020267 A CN200780020267 A CN 200780020267A CN 101460200 A CN101460200 A CN 101460200A
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CN
China
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metal
metallic particles
palladium
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Prior art date
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CNA2007800202675A
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马赛厄斯·奥尔兰德
比利·索德瓦尔
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Bactiguard AB
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Abstract

本发明公开了具有供电子表面的基底，特征在于在所述表面上具有金属颗粒，所述金属颗粒包含钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属，其中所述金属颗粒的量为约0.001～约8μg/cm2。被涂布物体的实例包括隐形眼镜、起搏器、起搏器电极、支架、牙科植入体、破裂网、破裂筛、血液离心设备、外科器械、手套、血袋、人工心脏瓣膜、中央静脉导管、外周静脉导管、血管口、血液透析设备、腹膜透析设备、血浆除去装置、吸入药物输送装置、血管移植物、动脉移植物、心脏辅助装置、伤口敷料、间歇导管、ECG电极、外周支架、骨替换植入物、整形外科植入物、整形外科装置、组织替换植入物、人工晶状体、缝合线、针、药物输送装置、气管内导管、分流器、排放口、抽吸装置、助听装置、尿道医用装置和人造血管。

Description

具有供电子表面且在所述表面上具有含钯金属颗粒的基底
技术领域
本发明涉及具有纳米颗粒的新型基底，其使得可以可重复和受控的方式改进与生物相容性和抗微生物性有关的表面性质。可改进的表面性质的实例包括，但不限于，下列性质：疏水性、蛋白质吸附、细菌附着、组织向内生长、补体激活、炎症反应、凝血活性、摩擦系数和表面硬度。该基底的用途的实例包括，但不限于，下列用途：防止细菌传播且尤其是防止医院感染。本发明还涉及包含所述新型基底的物品。本发明进一步涉及所述基底的用途。最后本发明还涉及制造这种基底的方法。
背景技术
一直希望改进表面特性以实现有用的性质。尤其是期望能够改进与抗微生物和生物相容的物体有关的具有重要意义的表面性质。已知用于不同用途的表面改进的实例如下所述。
US6,224,983公开具有粘性、抗微生物性和生物相容性的包含银层涂层的物品，该银层通过暴露于一种或多种选自铂、钯、铑、铱、钌和锇的金属中一种或多种的盐而稳定。该银层的厚度在
Figure A200780020267D00061
(埃，10-10m)的范围内且进一步公开的范围是
Figure A200780020267D00062
和
Figure A200780020267D00063
还有
Figure A200780020267D00064
和
Figure A200780020267D00065
的银层厚度的实例。该基底可为乳胶、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS聚合物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酰亚胺或合成橡胶。
US5,965,204公开制备由具有包含银层的涂层的不导电基底制成的物品的方法，其中，该银层已经在用亚锡离子活化该表面之后沉积。还公开了进一步包含铂族金属或金的涂层。该银层的厚度在的范围内且进一步公开的范围是
Figure A200780020267D00067
和
Figure A200780020267D00068
还有
Figure A200780020267D00069
和
Figure A200780020267D000610
的银层厚度的实例。
US5,747,178公开了通过沉积银层制造的物品。该层被称为是有粘性、抗微生物和生物相容的。该银层可通过暴露于一种或多种铂族金属或金的盐溶液而稳定。该银层的厚度在
Figure A200780020267D000611
的范围内且进一步公开的范围是
Figure A200780020267D00071
和
Figure A200780020267D00072
还有
Figure A200780020267D00073
和
Figure A200780020267D00074
的银层厚度的实例。该物品可由乳胶、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS聚合物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酰亚胺或合成橡胶制成。
US5,395,651公开制备包含具有银涂层的非导电材料的抗微生物装置的方法。该涂层还包含铂族金属和/或金。该方法包括下列步骤：1活化待涂布的表面；2将银沉积在该表面上；3用铂族金属和/或金的盐处理该表面，该处理仅进行充分的时间以产生薄涂层；4用水漂洗。步骤3的处理可利用与金结合的钯或铂的盐。未说明铂族金属和/或金的涂层的厚度。该涂层仅描述为薄涂层。未说明银涂层上的金属颗粒。该银层的厚度在的范围内且进一步公开的范围是
Figure A200780020267D00076
和还有
Figure A200780020267D00078
和
Figure A200780020267D00079
的银层厚度的实例。
US5,320,908公开粘性、抗微生物和生物相容的涂层，该涂层基本上由银层组成，该银层上覆盖有一种或多种铂族金属或金。该涂层对人眼来说可为透明的。银层的厚度在的范围且进一步公开的范围是
Figure A200780020267D000711
和
Figure A200780020267D000712
还有
Figure A200780020267D000713
和的银层厚度的实例。该物品可由乳胶、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS聚合物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酰亚胺或合成橡胶制成。
US5695857公开了具有一种第一金属和一种第二较贵重金属的若干层的抗微生物表面。该抗微生物活性金属可例如为铂、金、银、锌、锡、锑和铋。该较贵重金属可例如选自铂、锇、铱、钯、金、银和碳。该表面待与生物流体共同使用，且不与基底接触的各层是不连续的从而使下面的层暴露出来。表面的一个实例是涂布有金或铂的银。其它实例为与银组合的铜、与铜银合金组合的铜、与金组合的铜、或与金组合的银铜合金。
CH654738A5公开由不锈钢制成的外科植入物，其涂布有铜的第一层和银、金、铑或钯的第二层。银描述为具有杀菌作用。CH654738A5明确地公开了其中不锈钢涂布有10μm的铜和
Figure A200780020267D000715
的钯的表面。CH654738A5中公开的所有表面具有的铜、以及10μm的银或5μm的金或5μm的钯的层。
WO2005/073289公开由包含金属纳米颗粒的聚合物复合材料制成的纤维。据称，许多金属具有抗微生物效应。提及了抗微生物纤维。一个实例是用于抗微生物伤口敷料的亲水性纤维。具有抗微生物性质的纤维可包含Ag、Au、Pt、Pd、Ir、Sn、Cu、Sb、Bi或Zn或其任意的组合。
发明内容
现有技术中有关表面的问题是如何提供具有如抗微生物和生物相容性的表面，其中能够以可重复的方式改变疏水性、蛋白质吸附、细菌附着、组织向内生长、补体激活、炎症反应、凝血活性、摩擦系数和表面硬度。
本发明人已经发现，现有技术中的上述问题通过具有供电子表面的基底而解决，该基底的特征在于所述表面上存在金属颗粒，所述金属颗粒包括钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属且其中所述金属颗粒的量为约0.001～约8μg/cm2。本发明的其它实施方式如所附从属权利要求中所定义，将其引入本文作为参考。
定义
在公开和具体描述本发明之前，应理解本发明不限于本文公开的特定构造、工艺步骤和材料，因为这样的构造、工艺步骤和材料可稍有变化。还应理解，本文中所用的术语仅用于描述特定实施方式且不用于对本发明进行限制，因为本发明的范围仅由所附权利要求及其等价物所限制。
必须注意到，本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”、和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文另有清楚说明。
下列术语在整个说明书和权利要求书中使用。
本文所使用的“细菌附着”是细菌附着到表面上的现象。
本文所使用的“抗微生物”是抑制或消除微生物生长的性质。
本文所使用的“生物相容”是在特殊应用中材料进行适当的宿主反应的能力。
本文所使用的“生物膜”是其中嵌入微生物的薄层。当微生物在表面定殖(colonise)时出现生物膜。
本文所使用的“补体激活”是在血浆中因子的复杂系统，该系统可通过组分C1到C9的链式反应激活，这引起多种生物学效应。补体激活以两种方式发生：a)经典的C1到C9，或者b)通过C3直接激活。
“接触角”。对于在固体表面上的给定液滴，接触角是在固体表面和从与固体接触的点开始的液滴半径的切线之间所形成的角度的测量值。
本文所使用的“供电子材料”是与另一更贵重的材料连接的具有向该更贵重的材料转移电子的能力的材料。实例为便宜的金属以及更贵重的金属。
本文所使用的“供电子表面”是包含供电子材料的表面层。
本文所使用表面的“疏水性”描述了表面和水之间的相互作用。疏水表面具有很少或不具有吸附水的趋势且水趋向于在它们表面上形成“珠子”。术语表面的疏水性还与表面的表面能紧密相关。然而表面能描述了表面和所有分子的相互作用，疏水性则描述了表面与水之间的相互作用。
本文所使用的“接触角的滞后”是前进和后退接触角数值之间的差值。在表面上的水滴的前进接触角是当水和空气之间的边界即将移动并润湿表面时的接触角，而后退接触角是当水和空气之间的边界在预湿润表面上回缩时的接触角。
当组织被病毒、细菌、外伤、化学品、热、冷或任意其它有害的刺激损伤时出现“炎症反应”。通过特殊的细胞释放化学物质(包括舒缓激肽、组胺、血清素和其它物质)。这些化学物质吸引组织巨噬细胞和白细胞以定位在区域中，从而吞食和破坏外来物质。
“改变”是指使性质降低或增强。
本文所使用的“贵重”是相对意义上的。其根据材料彼此间的相互作用，用于将包括金属的材料彼此关联。当两种金属浸没在电解质中且电连接时，术语“便宜”的金属是指经受电化腐蚀的金属。术语“更贵重”是指另一金属。电子将从“便宜”的金属转移到更贵重的金属。
本文所使用的“医院感染”是指在医院环境中蔓延的传染病。
本文所使用的“蛋白质吸附”是指由于蛋白质和表面之间的整体吸引力而使蛋白质附着到表面上的现象。
本文所使用的“基底”是指基材，其根据本发明进行处理。
“组织向内生长”是指其中细胞开始在表面上生长形成新组织的过程。
本文所使用的“凝血活性”是指基底诱导血液凝固的能力。
具体实施方式
根据本发明对基底进行处理，以使其具有期望的性质。该基底可由宽范围的材料制成。在一个实施方式中，基底由具有供电子表面的材料制成。在可选实施方式中，其由不具有供电子表面的材料制成。在供电子表面的情况下，金属颗粒可直接施加在供电子表面上。在表面不供电子的情况下，必须施加供电子材料层以产生供电子表面。
本发明包括具有供电子表面的基底，特征在于所述表面上存在金属颗粒，所述金属颗粒包括钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属，且其中所述金属颗粒的量为约0.001～约8μg/cm2。所述金属颗粒的优选量为约0.01～约4μg/cm2。所述金属颗粒的特别优选量为约0.01～约1μg/cm2。在约0.001～约8μg/cm2的范围内的实例包括0.001～6、0.001～4、0.001～2、0.001～1、0.001～0.5、0.001～0.25、0.001～0.15、0.15～8、0.25～8、0.5～8、1～8、2～8、4～8、6～8、0.15～0.25、0.25～0.5、0.5～1、1～2、2～4、4～6、1～3和3～6μg/cm2。
该基底其本身是供电子的或者在基底上施加有供电子材料的层。在将供电子材料施加在基底上的情况下，其涂布量为约0.05～约12μg/cm2。基底的量还可在其它范围内，只要该量为约0.05～约12μg/cm2。这样，其它范围的实例包括0.05～10、0.05～8、0.05～6、0.05～4、0.05～2、0.05～1、0.05～0.5、0.05～0.25、0.05～0.15、0.15～12、0.25～12、0.5～12、1～12、2～12、4～12、6～12、8～12、10～12、0.15～0.25、0.25～0.5、0.5～1、1～2、2～4、4～6、6～8、8～10、1～5和5～10μg/cm2。
供电子材料不需要具有供电子表面。实例为铝，其在空气中形成不是供电子表面的氧化层。
供电子材料是具有形成供电子表面能力的任意材料，如导电聚合物或金属。在金属的情况下，其必须比钯、金、钌、铑、锇、铱和铂中的任一金属便宜。
作为供电子表面使用的优选金属为选自银、铜和锌的金属。
在本发明的一个实施方式中，该基底为聚合物基底。
在一个实施方式中，该基底选自乳胶、乙烯基树脂、包含乙烯基的聚合物、聚氨酯脲、硅树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、苯乙烯、聚氨酯、聚酯、乙烯/乙酸乙烯酯的共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯、聚酰胺和聚酰亚胺、或者其混合物。
在本发明的另一实施方式中，该基底选自天然聚合物、能降解的聚合物、能食用的聚合物、能生物降解的聚合物、环境友好聚合物和医用级聚合物。
在本发明的另一实施方式中，该基底为金属。
用于基底的优选金属选自不锈钢、医用级钢、钛、医用级钛、钴、铬和铝或其混合物。
在本发明的另一实施方式中，该基底选自玻璃、矿物、沸石、石材和陶瓷。
在本发明的另一实施方式中，该基底选自纸张、木材、纺织纤维、纤维、纤维素纤维、皮革、碳、碳纤维、石墨、聚四氟乙烯和聚对苯二甲酰对苯二胺。
在本发明的另一实施方式中，该基底具有颗粒形状。
在本发明的一个实施方式中提供包含根据本发明基底的物体。包含根据本发明基底的物体的实例包括医用装置、医用器械、一次性物品、医用一次性物品。包含根据本发明涂布的基底的物体的其它实例包括隐形眼镜、起搏器、起搏器电极、支架(stent)(裸露金属和药物洗脱)、牙科植入体、破裂网(rupture net)、破裂筛(rupture mesh)、血液离心设备(与血液接触)、外科器械、手套、血袋、人工心瓣膜、中心静脉导管、外周静脉导管、血管口(vascularport)、血液透析设备、腹膜透析设备、血浆除去装置、吸入药物输送装置、血管移植物、动脉移植物、心脏辅助装置、伤口敷料、间歇导管(intermittentcatheter)、ECG电极、外周支架、骨替换植入物、整形外科植入物、整形外科装置(螺钉、销、钉、缝合锚(suture anchor)等)、组织替换植入物、人工晶状体、缝合线、针、药物输送装置、气管内导管、分流器(shunt)、排放口(drain)、抽吸装置、助听装置、尿道医用装置和人造血管。
颗粒必须始终包含钯。除钯以外至少存在一种其它金属。在本发明中，可使用的钯与其它金属在金属颗粒中的比为约0.01:99.99～约99.99:0.01。优选约0.5:99.5～约99.8:0.2的比。特别优选的比为约2:98～约95:5。非常优选的比为5:95～95:5。在另一实施方式中，该比为约10:90～约90:10。本领域技术人员认识到该比例还可在其它区间内。该比的其它范围的实例包括：0.01:99.99～0.05:99.95、0.05:99.95～0.1:99.9、0.1:99.9～0.5:99.5、0.5:99.5～1:99、1:99～2:98、2:98～4:96、4:96～6:94、6:94～8:92、8:92～10:90、10:90～20:80、20:80～30:70、30:70～40:60、40:60～50:50、50:50～60:40、60:40～70:30、70:30～80:20、80:20～90:10、90:10～92:8、92:8～94:6、94:6～96:4、96:4～98:2、98:2～99:1、99:1～99.5:0.5、99.5:0.5～99.9:0.1～99.95:0.05、99.95:0.05～99.99:0.01。
在本发明的一个实施方式中，所述金属颗粒除钯以外还包含金。
本发明人已发现：当所述金属颗粒具有约10～约10000
Figure A200780020267D0011092205QIETU
的平均尺寸时，获得了有利的性质。
在一个实施方式中，所述金属颗粒的平均尺寸为约100～约
Figure A200780020267D00121
本领域技术人员认识到，颗粒尺寸可在约10～约
Figure A200780020267D00122
的不同区间内。这样的区间的实例包括
Figure A200780020267D00124
Figure A200780020267D00125
Figure A200780020267D00126
和
在本发明的另一方面，提供包含本文所述任意基底的物体。
还提供包含本文所述任意基底的医用设备。
还提供包含本文所述任意基底的一次性物品。
本发明还提供包含本文所述任意基底的牙科物品以及牙科设备、牙科植入体和牙科装置。
金属颗粒涂布量以μg/cm2表示，且必须认识到，金属颗粒不形成覆盖层，而是在所述供电子表面上均匀分布的颗粒或簇。
优选施加供电子材料的涂布层以使其在表面上均匀，基本上没有团聚体或簇。如果该供电子表面层是均匀和均一的，则单位为μg/cm2的涂布量可转化为单位为
Figure A200780020267D00128
的厚度。0.05～4μg/cm2的涂布量对应于约
Figure A200780020267D00129
0.5～8μg/cm2的涂布量对应于约且0.8～12μg/cm2的涂布量对应于约
Figure A200780020267D001211
在本发明的一个实施方式中，该供电子表面是可商购的基本上纯银的层，其不排除少量杂质的可能性。
如果该表面不具有供电子表面并因此需要供电子表面层的沉积，则使用选自下列的方法进行沉积：化学气相沉积、溅射和从包含金属盐的溶液中沉积金属。沉积的结果是基本上没有簇或团聚体的均匀层。优选进行沉积使得第一层对基底具有良好的附着。
现在描述本发明的一个用于制备涂布基底的实施方式。对于不具有供电子表面的基底，该方法包括下列部分或全部步骤：
1.预处理
2.漂洗
3.活化
4.供电子表面的沉积
5.漂洗
6.金属颗粒的沉积
7.漂洗
8.干燥
对于具有供电子表面的物体，该方法包括下列步骤：
1.漂洗
2.金属颗粒的沉积
3.漂洗
4.干燥
下面更具体地描述用于不具有供电子表面的基底的步骤1～9的一个实施方式。
预处理可在含有0.0005～30g/l亚锡离子的亚锡盐含水溶液中进行。pH为1～4且通过盐酸和/或硫酸调节。在室温下处理时间为2～60分钟。在预处理之后，在软化水中漂洗该表面但不干燥。
将经活化和漂洗的基底转移到沉积溶液中。该沉积溶液具有不小于8的pH。其包括选自银盐、锌盐和铜盐的金属盐。在本发明的一个实施方式中，该盐为硝酸银(AgNO3)。该金属盐以不大于约0.10克/升、优选约0.015克/升的有效量使用。如果金属含量大于约0.10克/升，则该元素金属可在溶液中或容器壁上非均匀地形成。如果金属含量低于有效量，则在期望的时间中存在不足以形成膜的金属。
沉积溶液的第二组分是将含金属盐还原为元素金属的还原剂。该还原剂必须以足以完成化学还原的量存在。可接受的还原剂包括甲醛、硫酸肼、氢氧化肼和连二磷酸。在本发明的一个实施方式中，其以约0.001毫升/升溶液的量存在。过高的还原剂浓度导致金属在整个溶液中和容器壁上的沉积，而过低的浓度可导致在基底上形成不足量的金属。本领域技术人员可按照本说明书通过常规实验确定还原剂的期望量。
该沉积溶液的另一组分是沉积控制剂，所述沉积控制剂以这样的量存在，该量足以减缓沉积反应以防止还原出的金属从溶液中以细金属粉末直接沉淀出来，或者沉淀到容器的壁上。可行的沉积控制剂包括转化糖(也称作转化糖浆)、丁二酸、柠檬酸钠、醋酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、酒石酸钠、酒石酸钾和氨。该沉积控制剂优选以约0.05克/升溶液的量存在。如果存在太少，则可出现金属簇的沉淀而不是均匀金属表面的沉淀。如果存在太多，则对于在所研究的基底上的期望沉淀来说，含金属盐可能变得太稳定。
根据基底材料、期望膜的厚度、沉积条件和金属在溶液中的浓度，按照需要来调节还原剂和沉淀控制剂的浓度以实现期望的结果。例如，对于薄膜，该金属盐浓度将是相对低的，同样还原剂和沉积控制剂的浓度也如此。本领域技术人员可按照本说明书通过常规实验确定沉积控制剂的期望量。
在沉积溶液的制备中，溶液的各组分优选单独地溶解在软化水中。然后将各种预溶液混合，并且当需要时以恰当的量进行稀释以实现上述的浓度。
金属盐与还原剂的组合允许金属从合适状态的盐还原，以便沉淀在基底的表面上。该方法特别有利于实现完整金属膜对基底表面的良好附着。在几乎所有应用中，良好的附着都是重要的。
基底表面通过任意合适的程序暴露于沉积溶液。通常优选在溶液中浸渍，但也可用任意常规技术(例如喷雾或刷涂)涂布该溶液。在可通过金属盐的浓度控制的速率下，从该溶液均匀地沉积金属膜。如果需要薄膜，则沉积的温度保持得足够低，以使得沉积是可控地慢。
也可在本发明中应用涂布作为供电子表面的金属层的其它方法。获得供电子表面的其它方法是化学气相沉积和溅射。
在上述金属沉积后，该基底具有由金属组成的供电子表面。如果基底开始时不具有供电子表面，则仅有该金属沉积是必需的。如果基底已经具有供电子表面，则可将金属颗粒沉积在表面上而无需金属层的额外加入。在后一种情况中，基底在施加颗粒之前彻底地清洗。
该制造方法的下一步是金属颗粒的沉积。
在一个实施方式中，使用金属的胶态悬浮液，以在表面上获得包含钯和至少另一金属的颗粒。该金属颗粒从期望颗粒的悬浮液中沉积出来。悬浮液中金属颗粒的组成根据优选值调节。将具有供电子表面的基底浸渍在金属颗粒的悬浮液中一段时间，所述时间为约几秒到约几分钟或者更长。
可用若干方式制造金属颗粒的悬浮液。在一个实施方式中，金属颗粒的悬浮液从金属盐的水溶液制得，该金属盐在形成期望尺寸的金属颗粒的条件下还原。将合适量的金属盐、还原剂和稳定剂混合以获得该悬浮液。当制备颗粒悬浮液时，可使用如上所述的相同还原剂和稳定剂。本领域技术人员可按照本说明书通过常规实验确定还原剂和稳定剂的期望量以得到期望的粒径。在可选实施方式中，使用金属颗粒的可商购得到的胶态悬浮液。使用期望组成的金属颗粒以制备该悬浮液。
在一个实施方式中，金属颗粒悬浮液通过用软化水对商购浓缩的金属颗粒的胶态溶液进行稀释而制备，该金属颗粒包含钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属。用悬浮液处理该基底一段时间，所述时间为约几秒到约几分钟或者更长。在处理之后，在溶剂或水(例如软化水)中漂洗该基底并使其在室温下干燥。
在一个特定的非限制实施方式中，商购得到的金属颗粒包括75％的钯和25％的金。
因此，根据本发明可获得具有特定期望表面的基底。例如，可制备具有由75％钯和25％金组成的颗粒的银供电子表面的基底，或者制备具有由85％钯和15％钌组成的颗粒的铜供电子表面的基底。
由用于制备这种基底的灵活但受控且可重复的方法所提供的优势之一是可制造多种基底。如本文中进一步描述的那样，与现有基底相比，某些基底具有改进的性质。例如，根据本发明的特定基底可产生涂布基底的疏水性的令人惊讶且有利的改进。以这种方式可对权利要求1的基底的其它性质进行改进，这些性质包括蛋白质吸附、细菌的附着、组织向内生长、补体激活、炎症反应、凝血活性、摩擦系数和表面硬度。
即，可调整颗粒尺寸、颗粒的组成和颗粒的量以改进物体的表面性质，且该物体应用该基底。
本发明人已经发现可通过使用根据权利要求1的基底实现该目的。尤其是可调整颗粒尺寸、颗粒的组成和颗粒的量以改进表面性质。
根据本发明的基底可用于许多目的。它们适合用于其中期望改进基底的下列性质的任意应用：疏水性、蛋白质吸附、细菌附着、组织向内生长、补体激活、炎症反应、凝血活性、摩擦系数和表面硬度。
可同时降低或增强基底的各种性质。从而，提供显示至少一个特性增强的区域和至少一个特性降低的区域的物体。实例是具有降低蛋白质吸附的区域和增加蛋白质吸附的区域的物体。另一实例是具有降低组织向内生长的区域和增强组织向内生长的区域的物体。
根据本发明的基底还包含具有供电子表面且在所述表面上具有金属颗粒的基底，所述金属颗粒包含钯，其中所述金属颗粒的量为约0.001～约8μg/cm2。
本发明提供本发明基底在改进蛋白质对包括所述基底的物体的吸附中的用途。
本发明提供本发明基底在改进细菌对包括所述基底的物体的附着中的用途。
本发明提供本发明基底在改进位于包括所述基底的物体上的组织向内生长中的用途。
本发明提供本发明基底在改进由包括所述基底的物体引起的补体激活中的用途。
本发明提供本发明基底在改进由包括所述基底的物体引起的炎症反应中的用途。
本发明提供本发明基底在改进由包括所述基底的物体引起的血液凝固中的用途。
本发明提供本发明基底在防止细菌生长中的用途。
本发明提供本发明基底在防止细菌传播中的用途。通过防止细菌的传播来防止细菌感染的传播。本文中所使用的物体的实例有柄、按钮、开关、医院设备、外科器械、医用器械、厨房设备和所有其它可传播细菌的物体。
本发明提供本发明基底在防止医院感染的传播中的用途。包含根据本发明基底的物体可用于期望防止细菌感染的传播的任意情况。防止细菌传播并且从而防止细菌感染将特别防止医院感染。
根据所附权利要求的基底的另一优势是其提供了改进摩擦系数的可能性。从而，提供本发明基底在改进包括所述基底的物体的摩擦系数中的用途。
在阅读本说明书和实施例后，本发明的其它特征及其相关优势对本领域技术人员来说是显而易见的。
应该理解，本发明不限于这里显示的特定实施方式。提供下列实施例用于说明目的且不意图限制本发明的范围，因为本发明的范围仅由所附权利要求及其等价物所限制。
实施例
实施例1
表面疏水性随金属颗粒量的变化
根据下列方法，在玻璃基底上沉积均匀的银层。在58℃下，将该基底浸渍在铬酸的清洗溶液中5分钟，随后在软化水中漂洗。基底的表面通过在氯化亚锡含水溶液中浸渍而活化，然后在软化水中漂洗。基底的表面然后通过浸渍在3种包含银离子的沉积溶液中而镀有均匀的银层。这产生具有对应于约115厚度的1.2μg/cm2涂布量的银表面。随后通过在包含金/钯金属颗粒的稀释悬浮液中浸渍而在第一银表面上沉积由23％钯和77％金组成的颗粒。金属颗粒的悬浮液通过如下方法制备：用还原剂对金盐和钯盐进行还原，并用稳定剂对悬浮液进行稳定。随后在软化水中漂洗该基底并使其干燥。
使用上述方法制造具有不同沉积颗粒量的基底。颗粒的量分别为0μg/cm2、0.02μg/cm2、0.11μg/cm2、0.15μg/cm2和0.19μg/cm2。对于0μg/cm2的样品，没有颗粒沉积在表面上且因此其由银表面组成。
测量水滴在不同基底上处于平衡下的静止接触角。使用Wilhelmy技术测量前进接触角和后退接触角。
前进接触角和后退接触角数值之间的差称作接触角滞后且计算该测量的差值。实验结果示于表1中。
表1
 
颗粒的量(μg/cm2) 静止接触角(度) 接触角滞后(度)
0 52 70
0.02 50 77
0.11 56 75
0.15 62 80
0.19 62 84
从而，改进了基底的表面疏水性，同时该表面显示出根据该实施例的基底的固有的若干其它有利性质，例如抗微生物性。
实施例2
蛋白质吸附随金属颗粒量的变化
在二氧化硅基底上沉积均匀的银层。在室温下将该基底浸渍在20％硫酸的清洗溶液中10分钟，随后在软化水中漂洗。基底的表面通过浸渍在氯化亚锡含水溶液中而活化且在软化水中漂洗该基底。基底的表面然后通过浸渍在4种包含银离子的沉积溶液中而镀有均匀的银层。这产生具有对应于约
Figure A200780020267D00181
厚度的0.8μg/cm2涂布量的银表面。随后通过在Pd/Au颗粒的稀释悬浮液中浸渍而在第一银表面上沉积由95％钯和5％金组成的颗粒。金属颗粒的涂布量分别为0.05μg/cm2、0.12μg/cm2、0.48μg/cm2和0.59μg/cm2。在软化水中漂洗该基底并使其干燥。
通过QCM-D技术研究纤维蛋白原的吸附。纤维蛋白原是肝脏中合成的糖蛋白，且在血浆中发现有纤维蛋白原。QCM-D是具有耗散监测的石英晶体微量天平。
纤维蛋白原的吸附量随涂布金属颗粒的变化示于表2中。
表2
 
Pd/Au颗粒的量(μg/cm2) 纤维蛋白原的吸附(μg/cm2)
0.05 2.5
0.12 2.8
0.48 1.8
0.59 2.3
实施例3
细菌的生长随金属颗粒量的变化
在银基层上沉积不同量的钯/金纳米颗粒，随后进行实施例1中所述的方法。该颗粒包含95％的钯和5％的金。对于所有样品，基层中的银量均保持恒定。因此，改变沉积的Pd/Au颗粒的量。使用下列方法研究细菌的生长随沉积的纳米颗粒(Pd/Au)的量的变化：
将涂布样品置于通用器(universals)中。每个测试条件均包括一式三份的样品。将10ml含有接种(inoculated)E.coli(约105CFU/ml)的人工尿液加入到各样品中，且将这些样品在37℃温和摇动下水平培养4小时。
4小时之后，将通用器从温育中取出。取出样品并通过在无菌蒸馏水中进行10倍稀释且将100μl铺到营养琼脂平板的三分之一上，从各通用器进行CFU(菌落形成单位)计数。在37℃下对这些样品培养16～24小时并对菌落进行计数。计算相对于对照品的Log CFU/ml，且结果示于表3中。
表3
 
纳米颗粒的量(Pd/Au)(μg/cm2) 相对于对照品读取的Log CFU/ml
0.78 6.5
0.84 7.0
1.03 6.0
1.10 6.5
1.74 5.3
2.35 4.9
2.41 4.6
实施例4
对于若干物种的微生物生长
根据进行实施例1中所述的方法，在硅树脂基底之上的银基层上以不同量沉积钯/金纳米颗粒。该颗粒包含95％的钯和5％的金。对于所有样品，基层中的银量均保持恒定。沉积的Pd/Au颗粒量为0.36μg/cm2。研究不同菌株的抗微生物性质。
为了调查在细菌传播和医院感染中所涉及的普通病原体(临床分离物)的范围，对微生物种类(即大肠杆菌(E.coli)、绿脓杆菌、肠球菌spp、克氏杆菌和假丝酵母)进行选择。
将Pd/Au涂布的硅树脂样品置于通用器中。每个测试条件均包括一式三份的样品。将10ml含有经接种的有机体(约105CFU/ml)的人工尿液加入到各样品中，且将这些样品在37℃温和摇动下水平培养24小时。
在24小时之后，将通用器从温育中取出。取出样品并在纸巾上变干，然后置于含有20ml PBS+Tween的通用器中并超声1.5分钟。
通过在无菌蒸馏水中进行10倍稀释且将100μl铺到营养琼脂平板的三分之一上，从各通用器进行CFU计数。在37℃下对这些样品培养16～24小时并对菌落进行计数。表4中显示了与未涂布的硅树脂样品相比的细菌的减少。数值越大则减少越多。
表4
Figure A200780020267D00201
实施例5
将聚酯织物的网首先在30℃下在5％氢氧化钾溶液中漂洗5分钟。在软化水中重复漂洗之后，在室温下将基底浸渍在1g/l的氯化亚锡的酸化溶液中10分钟。在软化水中漂洗之后，在35℃下将基底浸在含有2g/l硫酸铜、5g/l氢氧化钠、50g/l柠檬酸钠和0.005ml/l甲醛的电镀槽中10分钟。获得约200
Figure A200780020267D0020092624QIETU
的铜层且在软化水中新的漂洗之后将基底浸渍在包含0.05g/l钯颗粒和0.05g/l金颗粒的颗粒悬浮液中。金属颗粒的涂布量为0.4μg/cm2。
实施例6
将PMMA的基底在5％盐酸中清洗2分钟且然后在软化水中漂洗，之后将其浸渍在pH2.5的含有0.02g/l亚锡离子的溶液中。在漂洗之后在室温下将基底浸渍在含有0.005g/l银离子、0.02ml/l氨、0.05g/l氢氧化钾和0.0005ml/l甲醛的溶液中5分钟。这得到具有0.12μg/cm2银的表面。在漂洗之后将其浸渍在包含0.005g/l钯和0.002g/l金颗粒的颗粒悬浮液中。金属颗粒的涂布量为0.05μg/cm2。
实施例7
将无纺聚酰亚胺基底在40℃下浸渍在12％NaOH溶液中10分钟。在软化水中重复漂洗之后，在室温下将基底浸渍在含有0.5g/l氯化亚锡的乙醇溶液(alcoholic solution)中5分钟。在漂洗之后，将基底浸在根据实施例3的铜槽中。获得2μg/cm2的铜层。在漂洗之后，将基底浸渍在包含1％Pd和0.2％金颗粒(根据总悬浮液的重量计算)的悬浮液中。金属颗粒的涂布量为0.6μg/cm2。
实施例8
将尼龙织物在40℃下在5％NaOH中清洗10分钟，且在软化水中漂洗之后在室温下将其浸渍在pH2.2的0.6g/l氯化亚锡溶液中15分钟。此后，该表面包含0.8μg/cm2的银量。在新的漂洗之后，将该尼龙织物浸渍在根据实施例2的银槽中，然后在新的漂洗之后，将其浸渍在包含1％Pd和0.05％Au颗粒的悬浮液中。金属颗粒的涂布量为0.12μg/cm2。
实施例9
在60℃下将铝基底在10％硝酸和3％氢氟酸的溶液中处理20分钟。在漂洗之后，将基底浸渍在3g/l氯化亚锡的酸化溶液中，并且在重新漂洗之后，将其浸渍在根据实施例2的银槽中。在该步骤之后，在表面上获得约80
Figure A200780020267D0021092649QIETU
的银量。在另一漂洗之后，将基底浸渍在包含1％Pd和2％Au颗粒的悬浮液中。金属颗粒的涂布量为0.7μg/cm2。
实施例10
将PTFE基底在氢氧化钠水溶液中侵蚀5分钟。在漂洗和干燥之后，在室温下将其浸渍在含有0.7g/l氯化亚锡的溶液中20分钟。在漂洗之后，将基底浸渍在pH10.5、含有0.2g/l硝酸银、0.5ml/l氨和氢氧化钠的电镀槽中5分钟。在该步骤之后，在表面上获得量约2.2μg/cm2的银。在新的漂洗之后，将基底在室温下浸渍在包含3％Pd和0.1％Au颗粒的悬浮液中5分钟。金属颗粒的涂布量为0.03μg/cm2。
实施例11
室温下将玻璃板在10％硫酸和1％氢氟酸中漂洗15分钟。在漂洗之后将该玻璃板浸渍在1％氟化亚锡溶液中，且在新的漂洗之后将其浸渍在根据实施例2的银槽中。在该步骤之后，在表面上获得约140的银量。在重新漂洗之后将该玻璃板浸渍在包含1％钌和2％钯颗粒的悬浮液中。金属颗粒的涂布量为0.25μg/cm2。
实施例12
室温下将不锈钢基底浸渍在15％硝酸和5％HF的溶液中30分钟，并然后在软化水中漂洗。该方法根据实施例11中的步骤继续进行。金属颗粒的涂布量为0.9μg/cm2。
实施例13
室温下将钛棒在18％硝酸和2％HF的溶液中清洗20分钟。如实施例11中一样进行供电子表面的涂布和金属颗粒的涂布。金属颗粒的涂布量为0.6μg/cm2。
实施例14
补体激活
用具有耗散监测的石英晶体微量天平(QCM-D)检测表面诱导的补体激活
异物反应的量化通过监测指向表面结合补体因子C3b的兔-抗人抗体的结合而间接地实现。
在从引入到软组织中开始的几秒钟内，异物受到补体系统的极大关注。补体系统包含约30种不同的蛋白质，其中C3是最丰富的。在高浓度体液蛋白质(即白蛋白、纤维蛋白原和纤连蛋白)之后，补体系统是在场的第一作用物之一且目标是保护宿主免于受到细菌和真菌的侵袭，而且还提醒免疫系统有异物进入系统。
不受任何特定的科学理论约束，本发明人推测，当补体因子3(C3)与引入的表面结合时，其被C3转化酶切断而形成可溶的C3a和表面结合的C3b。然后该表面结合的C3b本身起到转化酶的作用，以级连状的方式引发后续C3的分裂。C3b的受体在红细胞、巨噬细胞、单核细胞、多形核白细胞以及B细胞上发现，而所有的这些细胞在控制组织中的发炎和创伤治疗是重要的。目前仍然很不清楚控制C3与表面结合的确切机理。然而，特异地针对C3b的抗体可容易地在体外用QCM-D测量并给出生物材料免疫反应性质的定量信息。该新技术显示出与所有其它已知用于检测表面结合的C3b的方法的良好一致性。
材料和方法
表面的制备
使用实施例2中给出的方法，将涂层涂布在标准SiO2QCM-D晶体(QSX303，Q-Sense Sweden)上。
作为模型表面，使用溅射有Au(s)、Ti(s)的标准QCM-D晶体(分别为QSX301和QSX310)。
Ag(s)和Pd(s)模型表面分别通过约
Figure A200780020267D00231
钯和银的高真空溅射在标准镀金QCM-D-D晶体(QSX 301，Q-Sense Sweden)上制备。
血液产品
我们从五位健康捐献者(Sahlgrenska University Hospital，Sweden)处获得新鲜全血。使血液在室温下凝结约4小时以获得补体活性血清。然后，在4000rpm下离心该血清20分钟(Hettich Universal 16R)，之后，除去上层清液并如上所述进行再次离心且在-70℃下保存。
表面诱导补体激活的检测
血清在添加有CaCl2(0.15mM)和MgCl2(0.5mM)的佛罗那(Veronal)缓冲盐水(VBS++)中以1:5稀释，且监控血清蛋白对改性QCM-D-晶体的吸附20分钟，随后用缓冲剂漂洗5分钟。漂洗之后添加在VBS++(Sigma)中以1:20稀释的兔-抗-人C3b抗体。对阴性和阳性对照组，使用预涂布有人类IgG(1mg/ml)(Sigma)的标准金QCM-D晶体。在测量之前，阴性对照组在56℃下加热灭活30分钟。
除了阴性对照组使用VBS--之外，所有的实验在室温下在具有CaCl2(0.15mM)和MgCl2(0.5mM)的佛罗那缓冲盐水(VBS++)中进行。所有的QCM-D测量在仪器D300(Q-sense，Sweden)上进行。
补体激活(C3b)的QCM-D测量的结果。如上所述涂布的SiO2表面具有0.35～0.61μg/cm2的银量。根据下表改变颗粒中金的量且根据下表测量补体激活。
 
样品 金的量(μg/cm2) C3b(ng/cm2)
样品No1 0.09 677
样品No2 0.41 991
阴性对照 - 109
阳性对照 - 1832
钛(对照) - 632
实施例15
生物材料表面上的血小板附着和可溶补体因子C3a的产生
使用暴露于生物材料的新鲜全血中的血小板的消耗来量化期望生物材料的凝血活性。而且，使用激活的补体因子3(C3a)的可溶部分来监测来自生物材料表面的补体激活。
背景
血小板(或凝血细胞)为通常存在于健康血液中的小圆盘形无核细胞碎片。它们在保护血管壁中起到决定性的作用且被补充到受损区域并被激活以形成栓，防止出血和失血。还已知血小板在某些生物材料表面上附着并变得激活，有时形成非期望和潜在有害的凝块。
当补体因子3(C3)在细菌或异物表面上结合并活化时，可溶的C3a是从补体因子3(C3)分裂下来的小蛋白。C3a起到用于多形核单核细胞的化学引诱剂的作用，并且还具有对来自肥大细胞的组胺释放进行指示的过敏毒素性质。
材料和方法
实验腔室
实验腔室由粘合在PMMA显微镜载玻片上的构成两个井的两个PMMA环简单地构成。在加入全血之后，将待测试的材料作为盖子置于两个井上并用夹具原位固定。然后将该实验腔室安装在圆盘上，其中该圆盘在37℃水中以22rpm旋转60分钟。
血液
从一位健康捐献者处抽得血液并在含有可溶肝素(Leo Pharma)的2x肝素化小瓶中收集，得到1.0IU肝素/ml的最终浓度。然后立即将收集的血液转移到实验腔室中。
血小板计数
在实验腔室中培养之后，将EDTA(Fluka)添加到血液中，以得到4mM的最终浓度。然后血小板在Coulter AcT diffTM(Coulter Corporation)自动细胞计数器上进行计数。
C3a分析
在血小板计数之后，在+4℃下将血液在4600g下离心10分钟，保留上层清液(血浆)并且在测量前在-70℃下保存。
将血浆以1/300稀释并在夹层ELISA中进行分析，该夹层ELISA采用单克隆4SD17.3(Uppsala university，Sweden)作为捕捉抗体。结合的C3a用生物素化(biotinylated)兔抗人C3a(Dako)并随后以结合HRP的抗生蛋白链菌素(Amersham Biosciences)进行检测。以纯化的C3a溶液校准的酵母多糖活化血清起到标准物的作用。
结果
血小板计数和C3a吸附。根据实施例2中给出的方法在玻璃上制造的经涂布的物体具有约1.3μg/cm2的银表面浓度。
 
样品 钯的量(μg/cm2) 血小板数目(×109) C3a(μg/ml)
未涂布的玻璃 - 29 681
涂层变型1 0 170 337
涂层变型2 0.01 190 287
血小板计数和C3a吸附。玻璃上的涂层具有约1.3μg/cm2的银表面浓度。
 
样品 金的量(μg/cm2) 血小板数目(×109) C3a(μg/ml)
未涂布的玻璃 - 29 681
涂层变型3 0.01 166 376
涂层变型4 0.01 141 271
实施例16
炎症反应的测量
材料
NHSp-2(正常人血清库，来自Immunologisk institutt，Rikshospitalet，Oslo，Norway)，来自健康供血者的血清。
根据实施例1中给出的程序涂布30cm PDMS(聚二甲基硅氧烷)管。使用30cm PVC管作为对照品。
装备：7种管，未处理和PVC的，均一式三份(共21个)。
方法：
1)将血清置于冰上。
2)除去零样品。将750μl直接加入到具有15μl的0.5M EDTA的管中。将样品保持在冰上。
3)将750μl血清加入各个管中。
4)将管子附在37℃的转动体上(5rpm)并培养30分钟。
5)用移液器除去血清并将其加入到具有15μl的0.5M EDTA的管中。将样品置于冰上并对TCC(可溶终端C5b-9补体复合体)进行分析。
TCC使用基于单克隆aE11抗体的双抗体酶免疫测定进行分析，所述单克隆aE11抗体对暴露于激活但不天然的C9的新抗原决定基(neoepitope)是高度特异的并且作为捕捉抗体。该方法最初描述于下文中：Mollnes TE，Lea T，
Figure A200780020267D0026092948QIETU
 SS，Harboe M.“Quantification of the terminal complement complex inhuman plasma by an enzyme-linked immunosorbent assay based on monoclonalantibodies against a neoantigen of the complex”，Scand J Immunol 22：197-202.1985。
且该方法之后在以下文献中改进：Mollnes TE，Redl H， K，Bengtsson A，Garred P，Speilberg L，Lea T，Oppermann M，
Figure A200780020267D0026093034QIETU
 O，Schlag G.“Complement activation in septic baboons detected by neoepitope specific assaysfor C3b/iC3b/C3c，C5a and the terminal C5b-9 complement complex(TCC)”，ClinExp Immunol 91：295-300.1993。
结果
炎症反应，Ag的量＝1μg/cm2，根据实施例2中给出的方法涂布在PDMS管上。
 
样品编号 Pd的量(μg/cm2) TCC(pg/ml) IL-8(pg/ml)
1 0.47 5.85 1582.13
2 0.70 5.16 1724.33
3 148 4.60 2136.79
未涂布的PDMS管 未涂布 3.88 728.33
未涂布的PVC管，对照 未涂布 6.21 1750.23
炎症反应，Ag的量＝1μg/cm2，根据实施例2中给出的方法涂布在PDMS管上。
 
样品编号 Au的量(μg/cm2) TCC(pg/ml) IL-8(pg/ml)
4 0.14 5.24 1652.62
5 0.32 6.51 1264.40
未涂布的PDMS管 未涂布 3.88 728.33
未涂布的PVC管，对照 未涂布 6.21 1750.23
实施例17
体外方法
使用第7代原代正常人真皮成纤维细胞(NHDF，Karocell TissueEngineering AB，Stockholm，Sweden)。将细胞在37℃、5％CO2和95％湿度下在组织培养烧瓶中在完全成纤维细胞培养基中培养，该成纤维细胞培养基含有DMEM+GlutaMAXTM-1(Gibco，UK)、10％胎牛血清(FBS，Gibco，UK)和1％抗生素-抗真菌剂(Antibiotic-Antimyocotic)(Gibco，UK)。对根据实施例1中给出的方法制备的10种不同的涂布材料(PDMS)进行无菌冲孔，得到直径15mm的圆盘以适合24-孔平板。将圆盘浸渍在无菌PBS(磷酸盐缓冲盐溶液，Gibco，UK)中并将1ml的细胞悬浮液(17000细胞/ml)分散在圆盘上和空的PS-井(聚苯乙烯，Falcon，BD Biosciences，Belgium)中，并一式三份地培养24小时和72小时。收集所有样品的培养基，在400g下离心5分钟并在-70℃下保存用于细胞释放因子的ELISA(酶联免疫吸附测定)分析。用没有细胞的完全培养基培养各材料的两个圆盘以估计背景值。
细胞量
与表面和周围培养基有关的细胞量通过
Figure A200780020267D00271
系统(ChemoMetec A/S，Denmark)确定。简单地说，细胞用溶胞缓冲液和稳定缓冲液(与系统一起提供)处理。将溶胞的样品载入预先涂布有荧光碘化丙鎓(对细胞核染色)的NucleoCassetteTM中，然后在
Figure A200780020267D00272
中量化。
细胞存活率
通过使用丙酮酸到乳酸的LDH调节转化的分光光度推定法(C-Laboratory，Sahlgrenska University Hospital，，Sweden)，测量培养基中的乳糖脱氢酶(LDH)(细胞膜损伤的标记物)的含量来确定细胞存活率。
细胞因子确定
根据制造商的说明，在SpectraVmax ELISA读数器(Molecular Devices，UK)中，通过ELISA试剂盒(人类TGF-β1，
Figure A200780020267D00281
R&D Systems，UK；人类胶原蛋白I型ELISA试剂盒，Cosmo Bio Co.，日本)来检测TGF-β1(转化生长因子β1)和I型胶原蛋白的量。
体内方法
根据实施例1中所述的方法涂布6种不同的经涂布的PDMS物体(直径10mm)，并对其进行灭菌。将用标准球粒料和水喂养的雌Spraque-Dawley大鼠(200～250g)用2.7％的异氟醚和空气(Univentor 400 Anaesthesia Unit，Univentor，Malta)的混合物麻醉，并且在操作前预先给予0.01mg Temgesic作为镇痛剂。对大鼠进行刮毛并用在70％乙醇中的5mg/ml双氯苯双胍己烷进行清洗，且在各个大鼠背上皮下植入每一种植入体类型。伤口用两条缝合线(Ethilon 5-0 FS-3，
Figure A200780020267D00282
Johnson & Johnson，Belgium)缝合。用于评价初期发炎过程的植入时间为1和3天，且用于检查纤维囊形成和后期炎症反应的植入时间为21天(每时期8只大鼠)。当进行移植时，动物在用2.7％的异氟醚和空气的混合物短暂麻醉后通过过量的戊巴比妥(60gL-1)牺牲(sacrifice)。取出植入物和周围的渗出物。通过HBSS(汉克斯平衡盐溶液，Gibco，UK)的重复抽吸，从囊(pocket)中获得渗出物细胞，并将其在冰上保存。渗出物在400g下离心5分钟并将上层清液在-70℃下保存。所有的植入研究是通过实验动物的当地伦理委员会批准的。
细胞量和细胞类型
在腔室中，通过用
Figure A200780020267D0028093245QIETU
染色的光学显微镜计算渗出物中的细胞浓度(细胞/ml)和类型，且在经离心的渗出物中的细胞量和在植入物上的细胞量通过
Figure A200780020267D00283
系统确定。
细胞存活率
细胞存活率通过使用光学显微镜的台盼蓝排除法并通过LDH评价(C-Laboratory，Sahlgrenska University Hospital，
Figure A200780020267D0028093304QIETU
Sweden)而确定。
细胞因子确定
根据制造商的说明，在SpectraVmax ELISA读数器(Molecular Devices，UK)中，通过ELISA试剂盒(大鼠TGF-β1，
Figure A200780020267D00284
R&D Systems，UK；Amersham单核细胞趋化蛋白-1[(r)MCP-1]，大鼠，Biotrak ELISA System，GEHealthcare，UK)来检测TGF-β1(转化生长因子β1)和MCP-1(单核细胞趋化蛋白-1)的量。
体外研究的结果
根据实施例2中所述的方法涂布的PDMS的测试物体上的金属量为：Ag＝0.8～0.9μg/cm2且Pd＝0.1μg/cm2。
Au的表面浓度(μg/cm2)     72小时后的细胞数目
0.05                           5500
0.34                           9400
0.43                           16200
在第二实验装置中，根据实施例2中所述的方法涂布的PDMS的测试物体上的金属量为：Ag＝0.8～0.9μg/cm2且Au＝0.05～0.09μg/cm2。
Pd的表面浓度(μg/cm2)  72小时后的细胞数目
0.1                              5500
0.27                             8600
0.69                             9900
体内研究的结果
改变体内的在PDMS圆盘上的Pd量。所有样品的Ag量为约1μg/cm2。(PMN＝多形核)
 
Pd的量(μg/cm2) 渗出物中PMN细胞％，1天 渗出物中PMN细胞％，3天 渗出物中PMN细胞％，21天
未涂布的PDMS对照         33 2 1
0 17 2 1
0.07 32 2.5 低于1
0.86 26 2 低于1
 
Pd的量(μg/cm2) MCP-1的总量1天(pg/ml)   MCP-1的总量3天(pg/ml)   MCP-1的总量21天(pg/ml) 
未涂布的PDMS对照         4600 500 100
0 2050 700 350
0.07 4500 500 200
0.86 3300 600 200
 
Pd的量(μg/cm2) TGF-1的总量1天(pg/ml)   TGF-1的总量3天(pg/ml)   TGF-1的总量21天(pg/ml) 
未涂布的PDMS对照         62 1 10
0 3 8 12
0.07 82 33 11
0.86 25 8 20
改变体内的在圆盘上的Au量。所有样品的Ag量为约1μg/cm2。(PMN＝多形核)
 
Au的量(μg/cm2) 渗出物中PMN细胞％，1天 渗出物中PMN细胞％，3天 渗出物中PMN细胞％，21天
未涂布的PDMS对照         33 2 1
0.01 32 2.5 1
0.43 18 5 1.5
0.64 20 4 低于1
 
Au的量(μg/cm2) MCP-1的总量1天(pg/m1)  MCP-1的总量3天(pg/ml)   MCP-1的总量21天(pg/ml) 
未涂布的PDMS对照         4600 500 100
0.01 4500 500 200
0.43 3100 150450 200
0.64 2800 500 150
 
Au的量(μg/cm2) TGF-1的总量1天(pg/ml)   TGF-1的总量3天(pg/ml)   TGF-1的总量21天(pg/ml) 
未涂布的PDMS对照         62 1 10
0.01 82 33 11
0.43 6 5 20
0.64 28 8 9
下面描述根据本发明涂层的若干具体用途。
隐形眼镜
隐形眼镜通常由具有显著水含量的聚合物材料制成。避免在隐形眼镜上的微生物生长是必要的。通过使用上述方法，可以对隐形眼镜进行涂布来防止或减少微生物生长。经涂布的隐形眼镜也是生物相容的。在上述实施例中已经表明，聚合物材料可根据本发明涂布。作为聚合物基底的涂布的实例，可提及下列物质的涂布：聚酯(实施例5)、PMMA(实施例6)、聚酰亚胺(实施例7)、尼龙(实施例8)和PTFE(实施例9)。可将涂层成功地涂布到这些聚合物材料上的事实表明，也可将涂层涂布到聚合物材料的隐形眼镜上。
起搏器和起搏器电极
待嵌入人体内的起搏器必须是生物相容的。同时希望它们防止微生物生长。涂布有本发明涂层的起搏器或起搏器电极具有那些希望的性质。上面已经表明可将该涂层涂布到许多材料上，所述材料例如金属如钛(实施例13)、不锈钢(实施例12)和铝(实施例9)。因此，由金属或任意其它材料制成的起搏器或起搏器电极可根据本发明成功地涂布。
支架(裸露金属和药物洗脱)
待嵌入人体内的支架应该优选是生物相容的。同时希望它们防止微生物生长。涂布有本发明涂层的支架具有那些希望的性质。上面已经表明可将该涂层涂布到金属如钛(实施例13)、不锈钢(实施例12)和铝(实施例9)上。支架可由这些和其它金属或合金制造，并且可用根据本发明的涂层成功地涂布。
牙科植入体
牙科植入体有利地是既生物相容又抗微生物的。牙科植入体可由钛或任意其它材料制成。如上面实施例13中所示，钛可根据本发明涂布。根据本发明涂布的牙科植入体是既生物相容又抗微生物的。牙科植入体的一个实例是由钛制成并且如实施例13中描述的那样被涂布的牙科植入体。
破裂网、筛
用于网和筛的材料可如对于聚酯(实施例5)、PMMA(实施例6)、聚酰亚胺(实施例7)和尼龙(实施例8)所示的那样涂布。这种网和筛将是既抗微生物又生物相容的，这在许多应用中是有利的。
血液离心设备(与血液接触)
在想要与血液接触的设备中，根据本发明的涂层的生物相容和抗微生物性质是期望的。与血液接触的材料可选自很多材料。在上面的实施例中，我们已经显示了可被涂布的大量材料，例如玻璃(实施例1、2、4和11)、聚酯(实施例5)、PMMA(实施例6)、聚酰亚胺(实施例7)、尼龙(实施例8)、铝(实施例9)、PTFE(实施例10)、不锈钢(实施例10)和钛(实施例13)。包括根据本发明涂布的基底的血液离心设备具有关于生物相容性和抗微生物性质的改进的性质。
外科器械
非常希望外科器械显示出抗微生物性质。通常用于外科器械的材料(例如不锈钢和钛)可分别如实施例12和13中显示的那样涂布。通过使用根据本发明的涂层，实现期望的抗微生物性质。而且该涂层也是生物相容的。
手套
通常期望，用于各种用途的手套显示出抗微生物性质。而且对于某些应用，期望手套同时是组织友好和生物相容的。通过用根据本发明的涂层涂布手套，实现上述期望的性质。聚合物材料可根据本发明涂布并具有优异的结果，且上面给出了几种聚合物材料的实例。
血袋
在想要与血液接触的血袋中，根据本发明的涂层的生物相容性和抗微生物性质是期望的。用于血袋的材料最通常是聚合物材料。聚合物材料可根据本发明涂布并具有优异的结果，且上面给出了几种聚合物材料的实例。
人造心脏瓣膜
对于人造心脏瓣膜，根据本发明涂层的抗微生物和生物相容性质是非常希望的。涂层可成功地将涂布到可构成人造心脏瓣膜的聚合物材料和金属上。上述实施例显示，该涂层可涂布到聚合物材料和金属以及合金上。
中央静脉导管
对于待嵌入体内的导管(例如中央静脉导管)，抗微生物性质是非常期望的。而且待嵌入人体内的物体也应该是生物相容和组织友好的。根据本发明的涂层满足这些要求且对于导管具有优异的性质。用于导管的材料可成功地涂布有根据本发明的涂层。
外周静脉导管
关于抗微生物和生物相容性质，对于外周静脉导管和中央静脉导管的要求是类似的。因此，根据本发明的涂层对于外周静脉导管也是优异的。
血管口
对于血管口，存在感染的危险，而且这种血管口应该是生物相容的。因此，根据本发明的涂层对于血管口是优异的，使得它们变成抗微生物和生物相容的。用于血管口的材料可成功地用根据本发明的涂层涂布。
血液透析设备
对于血液透析设备，抗微生物和生物相容性质是重要的，从而，使得根据本发明的涂层是非常合适的。
腹膜透析设备
对于腹膜透析设备，根据本发明的涂层的抗微生物和生物相容性质是非常有用的。将根据本发明的涂层涂布到这种设备的部件上是合适的。
血浆除去装置
对于血浆除去装置(包括用于这种用途的植入导管)，由于根据本发明的涂层的抗微生物和生物相容性质，因而其是合适的。本文中使用的材料可以根据本发明成功地涂布。
吸入药物输送设备
吸入药物输送设备有利地显示出抗微生物性质，这是通过用根据本发明的涂层来涂布设备的合适部件而实现的。该涂层的生物相容性质也是优势。
血管移植物(例如动脉移植物)
血管移植物得益于抗微生物和生物相容性质，所述性质通过根据本发明的涂层实现。制成移植物的材料是适合于根据本发明的涂层的。
心脏辅助装置
待植入体内的心脏辅助装置应该是既生物相容又抗微生物的。这通过使用根据本发明的涂层而实现。使用本发明成功地涂布用于这种装置的材料。
伤口敷料
伤口敷料优选是抗微生物且生物相容的。根据本发明的涂层使得伤口敷料成为优异的物体。根据本发明成功地涂布用于伤口敷料的聚合物和纤维材料。
间歇导管
间歇导管以及其它导管都应该优选是抗微生物的，以避免感染问题，而且它们也应该是生物相容的。根据本发明的涂层对于导管是优异的，因为其既是抗微生物的也是生物相容的。可根据本发明成功地涂布用于导管的材料。
ECG电极
ECG电极应该优选是既抗微生物又生物相容的。根据本发明涂布的ECG电极是既抗微生物又生物相容的。可根据本发明来涂布材料，例如钛(实施例13)、不锈钢(实施例12)和铝(实施例9)以及适合用于电极的许多其它材料。
外周支架
外周支架期望的性质与上述支架的那些性质类似。因此，也可成功地根据本发明涂布外周支架。
骨替换植入物
不同类型的植入物(例如骨替换植入物)优选既是抗微生物也是生物相容的。这通过根据本发明的涂层实现。
整形外科植入物
整形外科植入物是非常适合于根据本发明进行涂布以使它们成为抗微生物和生物相容的。整形外科植入物的实例包括髋替换物、全部髋(total hip)替换物、陶瓷髋替换物、髋关节替换物、膝替换物、全部膝替换物和膝关节替换物。
整形外科装置(螺钉、销、钉、缝合锚等)
所有类型的整形外科装置(例如螺钉、销、钉和缝合锚)优选是既抗微生物又生物相容的。这种装置由可根据本发明成功地涂布的材料制成。整形外科装置得益于根据本发明的涂层。整形外科装置的一个实例是根据实施例13所述的程序涂布的钛螺钉。
组织替换植入物
不同类型的植入物(例如组织替换植入物)有利地是既抗微生物又生物相容的。这通过在组织替换植入物上的根据本发明的涂层而实现。
人工晶状体
对于人工晶状体，具有抗微生物和生物相容性是有利的。这通过根据本发明的涂层实现。可根据本发明成功地涂布由聚合物材料和其它材料制成的人工晶状体。
缝合线
对于缝合线，具有抗微生物和生物相容性是非常有利的。因此，缝合线适合用于根据本发明的涂层。
针
可根据本发明成功地涂布应该是抗微生物和/或生物相容的针，以提供期望的抗微生物和生物相容性质。
药物输送装置
有利地，根据本发明涂布应具有抗微生物和/或生物相容的药物输送装置。
气管内导管
气管内导管优选是抗微生物和生物相容的。用于制造气管内导管的聚合物材料是适合于根据本发明的涂层的。因此，可根据本发明成功地涂布气管内导管，以提供期望的抗微生物和生物相容性质。
分流器
对于各种分流器，非常希望它们显示出抗微生物性质并且它们是生物相容的。可根据本发明成功地涂布用于分流器的材料，从而使分流器得到期望的性质。
排放口
排放口优选是抗微生物且生物相容的。因为根据本发明的涂层可成功地涂布到制成排放口的材料上，因此非常适合将根据本发明的涂层涂布到排放口上。
抽吸装置
抽吸装置应该是抗微生物且生物相容的。因为根据本发明的涂层可成功地涂布到制成抽吸装置的材料上，因此非常适合将根据本发明的涂层涂布到抽吸装置上。
助听装置
助听装置优选是抗微生物且生物相容的。可根据本发明成功地涂布制成助听装置的材料。助听装置非常适合于根据本发明进行涂布。
尿道医用装置(例如导管、尿道支架和耻骨支架)适合于根据本发明进行涂布。
人造血管适合于根据本发明进行涂布。

Claims (71)

1.一种具有供电子表面的基底，特征在于在所述表面上有金属颗粒，所述金属颗粒包含钯和至少一种选自金、钌、铑、锇、铱和铂的金属，且其中所述金属颗粒的量为约0.001～约8μg/cm2。
2.权利要求1的基底，其中所述供电子表面是供电子材料的层，所述供电子材料以约0.05～约12μg/cm2的量涂布。
3.权利要求2的基底，其中所述供电子层是比选自钯、金、钌、铑、锇、铱和铂中的任意金属便宜的金属。
4.权利要求3的基底，其中所述供电子层是选自银、铜和锌的金属。
5.权利要求1-4中任一项的基底，其中所述基底是聚合物基底。
6.权利要求5的基底，其中所述聚合物基底选自乳胶、乙烯基树脂、包含乙烯基的聚合物、聚氨酯脲、硅树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、苯乙烯、聚氨酯、聚酯、乙烯/乙酸乙烯酯的共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯、聚酰胺和聚酰亚胺、或其混合物。
7.权利要求5的基底，其中所述聚合物基底选自天然聚合物、能降解的聚合物、能食用的聚合物、能生物降解的聚合物、环境友好聚合物和医用级聚合物。
8.权利要求1-4中任一项的基底，其中所述基底是金属。
9.权利要求8的基底，其中所述金属选自不锈钢、医用级钢、钛、医用级钛、钴和铬、或其混合物。
10.权利要求1-4中任一项的基底，其中所述基底选自玻璃、矿物、沸石、石材和陶瓷。
11.权利要求1-4中任一项的基底，其中所述基底选自纸张、木材、纺织纤维、纤维、纤维素纤维、皮革、碳、碳纤维、石墨、聚四氟乙烯和聚对苯二甲酰对苯二胺。
12.权利要求1-11中任一项的基底，其中所述基底具有颗粒形状。
13.权利要求1-12中任一项的基底，其中所述金属颗粒的量为约0.01～约4μg/cm2。
14.权利要求1-13中任一项的基底，其中在所述金属颗粒中钯与非钯金属的比为约0.01:99.99～约99.99:0.01。
15.权利要求1-13中任一项的基底，其中在所述金属颗粒中钯与非钯金属的比为约0.5:99.5～约99.8:0.2。
16.权利要求1-13中任一项的基底，其中在所述金属颗粒中钯与非钯金属的比为约2:98～约95:5。
17.权利要求1-16中任一项的基底，其中所述金属颗粒除钯之外还包含金。
18.权利要求1-17中任一项的基底，其中所述金属颗粒具有约10～10000
Figure A200780020267C0003162757QIETU
的平均尺寸。
19.权利要求1-18中任一项的基底，其中所述金属颗粒具有约100～600
Figure A200780020267C0003162757QIETU
的平均尺寸。
20.一种物体，其包含权利要求1-19中任一项的基底。
21.权利要求20的物体，其中所述物体为隐形眼镜。
22.权利要求20的物体，其中所述物体为起搏器。
23.权利要求20的物体，其中所述物体为支架。
24.权利要求20的物体，其中所述物体为牙科植入体。
25.权利要求20的物体，其中所述物体为破裂网。
26.权利要求20的物体，其中所述物体为血液离心设备。
27.权利要求20的物体，其中所述物体为外科器械。
28.权利要求20的物体，其中所述物体为手套。
29.权利要求20的物体，其中所述物体为血袋。
30.权利要求20的物体，其中所述物体为人造心脏瓣膜。
31.权利要求20的物体，其中所述物体为中央静脉导管。
32.权利要求20的物体，其中所述物体为外周静脉导管。
33.权利要求20的物体，其中所述物体为血管口。
34.权利要求20的物体，其中所述物体为血液透析设备。
35.权利要求20的物体，其中所述物体为腹膜透析设备。
36.权利要求20的物体，其中所述物体为血浆除去装置。
37.权利要求20的物体，其中所述物体为吸入药物输送装置。
38.权利要求20的物体，其中所述物体为血管移植物。
39.权利要求20的物体，其中所述物体为心脏辅助装置。
40.权利要求20的物体，其中所述物体为伤口敷料。
41.权利要求20的物体，其中所述物体为间歇导管。
42.权利要求20的物体，其中所述物体为ECG电极。
43.权利要求20的物体，其中所述物体为外周支架。
44.权利要求20的物体，其中所述物体为骨替换植入物。
45.权利要求20的物体，其中所述物体为整形外科植入物。
46.权利要求20的物体，其中所述物体为整形外科装置。
47.权利要求20的物体，其中所述物体为组织替换植入物。
48.权利要求20的物体，其中所述物体为人工晶状体。
49.权利要求20的物体，其中所述物体为缝合线。
50.权利要求20的物体，其中所述物体为针。
51.权利要求20的物体，其中所述物体为药物输送装置。
52.权利要求20的物体，其中所述物体为气管内导管。
53.权利要求20的物体，其中所述物体为分流器。
54.权利要求20的物体，其中所述物体为排放口。
55.权利要求20的物体，其中所述物体为抽吸装置。
56.权利要求20的物体，其中所述物体为助听装置。
57.权利要求20的物体，其中所述物体为尿道医用装置。
58.权利要求20的物体，其中所述物体为人造血管。
59.权利要求1-19中任一项的基底在改进蛋白质对包括所述基底的物体的吸附中的用途。
60.权利要求1-19中任一项的基底在改进细菌对包括所述基底的物体的附着中的用途。
61.权利要求1-19中任一项的基底在改进位于包括所述基底的物体上的组织向内生长中的用途。
62.权利要求1-19中任一项的基底在改进由包括所述基底的物体引起的补体激活中的用途。
63.权利要求1-19中任一项的基底在改进由包括所述基底的物体引起的炎症反应中的用途。
64.权利要求1-19中任一项的基底在改进由包括所述基底的物体引起的血液凝固中的用途。
65.权利要求1-19中任一项的基底在防止细菌生长中的用途。
66.权利要求1-19中任一项的基底在防止细菌传播中的用途。
67.权利要求1-19中任一项的基底在防止医院感染中的用途。
68.权利要求1-19中任一项的基底在改进包括所述基底的物体的摩擦系数中的用途。
69.权利要求1-19中任一项的基底在改进包括所述基底的物体的表面硬度中的用途。
70.一种用于制造权利要求1-19中任一项的基底的方法，包括下列步骤：
a.将金属颗粒从悬浮液沉积到所述基底上，
b.漂洗所述基底，和
c.干燥所述基底。
71.权利要求68的方法，其进一步包括在沉积金属颗粒之前将供电子材料沉积到所述基底上的步骤。
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