赋予基质抗菌特性的聚电解质复合物的制作方法
专利名称：赋予基质抗菌特性的聚电解质复合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及将抗菌聚合物附着于如伤口敷料、医疗设备或纺织物等基质表面的抗 菌材料的制备。
背景技术：
聚电解质复合物(PEC)在文献中是已知的，并已被用于多种用途，如表面抗菌活 性、表面抗静电活性、控释给药、润湿装置、纸面涂布以及个人护理产品。本申请引用下列专利作为背景信息。美国专利或专利申请U. S. 4，504，541，于 1985 年 3 月 12 日授予 Yasuda 等人。U. S. 5，678，915，于 1997 年 8 月 19 日授予 Abe。U. S. 6，060，410，于 2000 年 5 月 9 日授予 Gillberg-LaForce 等人。U. S.申请 2004/0034156,申请人为 Song，2004 年 2 月 19 日公布。U.S.申请 2005/0261419，申请人为 Song，2005 年 7 月 27 日公布。U. S. 6，936，746，于 2005 年 8 月 30 日授予 Effing 等人。U.S.申请2006/0021150，申请人为Hu等人，2006年2月2日公布。U.S.申请 2006/0183822，申请人为 Nguyen-Kim 等人，2006 年 8 月 17 日公布。U.S.申请2006/0204533，申请人为Hsu等人，2006年9月14日公布。U. S. 7，205，369，于 2007 年 4 月 17 日授予 Song。U. S. 7，238，752，于 2007 年 7 月 3 日授予 Song。U.S.申请 2007/01M513，申请人为 Atanasoska 等人，2007 年7 月 5 日公布。U.S.申请2007/0243237，申请人为Khaled等人，2007年10月18日公布。U.S.申请2008/0005852，申请人为Hu等人，2008年1月10日公布。外国专利或专利申请WIPO PCT 申请 W006/015080,申请人为 Nanotex，LLC.，于 2006 年 2 月 9 日公布。WIPO PCT 申请TO06/099514，申请人为 BiotegraJnc.，于 2006 年 9 月 21 日公布。WIPO PCT 申请 W007/024972,申请人为 Quick-Med Technologies, Inc.和 University of Florida Research Foundation, Inc.,于 2007 年 3 月 1 日公布。WIPO PCT 申请W007/078516，申请人为 Boston Scientific Scimed, Inc.，于 2007 年7月12日公布。WIPO PCT 申请 W008/027989，申请人为 Florida State University Research Foundation, Inc.，于 2008 年 3 月 6 日公布。
发明内容
工业应用本发明涉及使用阴离子稳定聚合物作为结合剂以降低阳离子抗菌聚合物的溶解度。两种聚合物之间的离子吸引力导致形成聚电解质复合物(PEC)。获得的低于的低 水平的PEC可用于使基质，如伤口敷料、医疗设备、纺织品、衣物、个人护理用品及其他得益 于抗菌保护的材料，具有抗菌特性。本发明涉及使用阴离子聚电解质作为结合剂以降低阳离子抗菌聚电解质的溶解 度。带有相反电荷的阴离子稳态聚电解质和抗菌阳离子聚电解质之间的离子吸引力导致形 成聚电解质复合物(PEC)。用包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝 聚体或乳状液的处理液来处理吸附性基质，然后将PEC涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内 部。随后干燥得到涂覆/浸渍有PEC的改良基质。这样使PEC结合到该基质，在使用或暴 露于含水液体或溶剂中时，该PEC相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。用此方法制备的改良基质表现出抗菌特性，具有生物相容性，并且可以在 伤口敷料、医疗设备、衣物等方面得以应用。本发明的一个实施例提供了一种用于形成结合有抗菌聚电解质复合物的改良基 质的方法。该材料可用于伤口敷料、医疗设备、衣物等。本发明的另一实施例提供了一种制备改良基质的方法，包括用包含PEC在含水介 质中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，其中所述 PEC是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混合 而形成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的 比例足以使基质具有抗菌特性，而且其中PEC不可浸脱性地结合于基质，在使用或暴露于 含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱 移。本发明的一个实施例是控制或优化在包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬 液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液和处理完成的材料中阳离子聚电解质的总量， 使材料在不良影响或特性最小化的同时实现抗菌效力的最大化。例如，过高含量的阳离子 聚电解质会由于高浓度阳离子聚电解质溶出而产生毒性，或者对改良基质的物理特性或美 观性产生不利影响。本发明的一个优选实施例是一种改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子 聚电解质，其中阳离子聚电解质在摩尔数多于阴离子聚电解质时赋予材料抗菌特性，并且 其中阴离子聚电解质和阳离子聚电解质之间形成的复合物可以使阳离子聚电解质在使用 或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、 溶脱或脱移。在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质为季铵聚合物或季铵共聚物。在 一个更优的实施例中，阳离子聚电解质为聚二烯丙基二甲基氯化铵，也被称为聚DADMAC。本发明所述方法的另一实施例是采用任意的温度和时间的组合使所述材料干燥。 例如，此处所用的“干燥”是指使暴露于抗菌阳离子聚电解质溶液的基质被干燥至恒重。本发明所述方法的一个方面是能够使抗菌阳离子聚电解质或抗菌聚电解质复合 物不可浸脱性地结合于多种基质。本发明的优选实施例包括制备聚电解质复合物的方法、制备改良基质的方法、以 及抗菌改良基质，该抗菌改良基质包括伤口敷料、烧伤敷料、绷带、卫生巾、卫生棉条、固有 或天然的抗菌吸收性敷料、尿布、卫生纸、卫生湿巾、海绵、棉签、手术服、隔离服、实验服、手套、手术擦洗液、头罩、发套、口罩、检查台桌布、石膏衬垫、夹板衬垫、填充物、纱布、无菌包 装、床垫套、床上用品、床单、毛巾、服装、内衣、袜子、鞋罩、压敏胶、汽车空气过滤器、飞机空 气过滤器、空调系统空气过滤器、军事防护服、预防生物危害或生物战剂的装置、木材、食品 包装材料、肉类包装材料、鱼类包装材料、食品加工服、准备食物的台面、地毯、木料、木材、 纸张或纸币中的全部或一部分。在本发明的一个优选实施例中，用环氧乙烷处理通过附着抗菌聚电解质复合物或 抗菌阳离子聚合物而改良的基质，以提高该改良基质的抗菌能力。定义这里所使用的下列术语具有以下涵义。“抗菌”是指化合物、合成物、物品或材料能够杀死、消灭、失活或中和微生物或者 阻止或减少微生物的生长、存活力或传播的杀菌或抑菌特性。这里所使用的“微生菌”或“微 生物”是指任何能够导致感染的有机体或有机体组合，如细菌、病毒、原生动物、酵母、真菌、 霉菌或其中任一种形成的孢子。“基质”是指抗菌聚电解质可结合于其上或其中的表面或介质。“阳离子聚电解质”是指具有多个阳离子位点或基团的聚合物分子，其中多个阳 离子位点或基团共价结合于该聚合物，或者通过共价化学键连接在抗菌聚合物的分子结构 上，作为该聚合物分子结构的一部分，并且所述阳离子位点或基团位于聚合物的主链中，或 者位于聚合物的侧基中。“阴离子聚电解质”是指具有多个阴离子位点或基团的聚合物分子，其中多个阴离 子位点或基团共价结合于聚合物，或者通过共价化学键连接在聚合物的分子结构上，作为 该聚合物分子结构的一部分，并且所述阴离子位点或基团位于聚合物的主链中，或者位于 聚合物的侧基中。“主链”和“侧基”是用于描述聚合物分子结构的常用术语，为本领域普通技术人员 所熟知。术语“季铵”是常用化学名，其涵义为本领域普通技术人员所能理解。铵盐化合物 分为两类酸性与非酸性。酸性铵盐化合物是胺类的酸性盐，其特征为具有氮-氢共价键， 其中氮-氢键能与碱发生反应，并能使碱质子化。非酸性铵盐化合物或“季”铵化合物则没 有这种氮-氢键，不能以同样方式与碱发生反应。季铵化合物的一般特征为带正电荷的中 心氮原子上连接有四个共价键，通常为四个碳-氮键。季铵聚合物又称为“多季铵化合物” 或“聚季铵”。本发明的应用中优选采用非酸性季铵化合物。“天然抗菌”或“固有抗菌”是指在材料上没有整合、化学结合或者能够从材料上分 离出任何具有抗菌活性或特性的试剂、化合物或添加剂的情况下，所述材料就表现出抗菌 活性或特性的材料特性。“天然抗菌”或“固有抗菌”的材料即使在从材料上移除或消除掉 这种试剂、化合物或添加剂的情况下也仍然具有抗菌活性。“天然抗菌”或”固有抗菌”并不 是指材料不包含具有抗菌活性的可浸脱性试剂。“非浸脱性结合”是指在标准使用条件下，本发明中的抗菌阳离子聚电解质一旦通 过本发明所述方法结合到材料或基质上，就不会从材料或基质上明显脱离、脱开或脱移，进 入伤口，也不会与材料或基质分开。“不明显脱离”是指只有少量抗菌阳离子聚电解质发生 脱离，例如低于抗菌阳离子聚合物总量的1%，优选地低于总量的0. 1%，更优选地低于总量的0. 01%，更为优选地低于总量的0. 001%。“不明显脱离”的另一种涵义是指在与材料 或基质接触的液体中，经本发明描述的方法提取后，由于所附着的抗菌阳离子聚电解质从 处理后的基质上脱离而导致的抗菌阳离子聚电解质溶液浓度不超过预定的水平，例如低于 200ppm，优选地低于lOOppm，更为优选地低于或等于60ppm。根据实际应用，“不明显脱离” 的另一种涵义是指没有检测到由于抗菌阳离子聚电解质浸脱而导致的对伤口愈合或感兴 趣的周边组织健康的副作用。应当理解的是，其具体定义应视本发明的应用而定。例如，在 纺织品应用中，希望在更长的使用期限内保持纺织品的功效，因此在延长的时间内仅非常 缓慢地丧失抗菌物质是可以接受的，而不论某一特定时间点抗菌物质浸脱的数量。对于诸 如伤口敷料这样的医疗应用，首要关注的是保证在使用期间，浸脱物质在某一特定时间点 的局部浓度低于某一特定水平或者不产生副作用。另外，“非浸脱性结合”还指在使用或者 暴露于含水液体或溶剂中时，固定的PEC相对于单独的阳离子聚电解质(即缺少用于形成 PEC的阴离子组分)而言，具有更强的抵御从改良基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移的 能力。“基本不浸脱”是指当通过本发明的方法将本发明的抗菌阳离子聚电解质附着在 材料或基质上后，在标准条件下，低于50%总量的抗菌阳离子聚电解质从材料或基质上脱 离、脱开或脱移，进入伤口，或者以其他方式与材料或基质不成为一体。优选的是，基本不浸 脱是指低于30%总量的抗菌聚电解质从基质上脱离或脱移。更优选的是，低于15%总量的 抗菌聚电解质从基质上脱离或脱移。更为优选的是，低于10%总量从基质上脱离或脱移。 最为优选的是，低于5%总量的抗菌阳离子聚电解质从基质上脱离或脱移。关于前述定义，需要指出的是，“非浸脱性结合”指的是PEC与基质之间的结合。在 本发明的某些实施例中，有意地使PEC的聚合物骨架与一种或多种抗菌基团之间的结合变 得更易于释放，从而更易于浸脱。在某些状况下，当需要一定百分比的抗菌基团被选择性地 释放时，这是有益的。然而，需要指出的是，这里预想和使用的聚合物链与抗菌基团之间的 典型结合是指在标准暴露条件下不会浸脱的共价结合。“生物相容性”是指材料与活细胞、组织、器官以及系统相容，没有损伤、毒性或免 疫系统排斥的危险，或者材料不会导致过度的刺激、细胞毒性或致敏作用。“对人体无影响”是指材料不会干扰伤口愈合或正常机体机能，也不会导致过度的 损伤、毒性、刺激性、细胞毒性、致敏作用或免疫系统的排斥反应。“聚合度”是指在单一的聚合物链中加入的单体分子的数量。例如，在本发明的一 个优选实施例中，阳离子聚电解质的平均聚合度在10-10，000范围之内。在另一个实施例 中，优选的平均聚合度在100-5,000范围之内，在还有另外一个实施例中，优选的平均聚合 度在1,000-3,000范围之内。这里所用的术语“聚电解质”指的是一类高分子化合物，当其溶解于如水等适当溶 剂中时，可以自发获得或使之获得大量分布在高分子链上的基本电荷。当聚电解质自发地 获得最高量的电荷时，在此被称为“强聚电解质”。当溶解在单纯溶剂中，聚电解质仅部分带 电，在此被称为“弱聚电解质”。弱聚电解质和强聚电解质都可能带有负电荷或正电荷。该 术语用来涵盖单一聚电解质或者两种或更多种同一类型聚电解质(即阴离子或阳离子聚 电解质)的混合物。需要指出的是，术语“聚电解质”也用来涵盖兼有阳离子和阴离子基团的聚电解质，假设一类这种基团在数量上足以能够形成此处所述的非化学计量聚电解质复合物；也 就是说，一类离子化基团必须是占优势的。举例说明，这种聚电解质可能是成段的、夹杂或 随机的共聚物。例如，占优势的离子化基团与带有相反电荷基团的数量之比至少约为2。 另外，该术语还用来包括兼有两种类型的离子化基团的单一聚电解质；两种或更多种具 有同类占优势的离子化基团的聚电解质的混合物；以及两种或更多种聚电解质组成的混合 物，其中至少有一种聚电解质包含两种类型的离子化基团，还至少有一种聚电解质仅包含 一种类型的离子化基团，假设占优势的离子化基团与上述一种类型离子化基团分别是同一 类型(即阴离子或阳离子)。尽管兼有两种类型基团的聚电解质包括在本发明的范围内，但 是其并非所希望的，因为它们可能形成内部或分子内复合物，并且/或者会干扰与本发明 所需的其他聚电解质形成复合物。本发明所用的术语“潜在电荷”是指聚电解质在水溶液中呈现的电荷。在干燥状 态下，离子化基团是中性的，所以，聚电解质自身没有电荷。因此，聚电解质的离子化基团被 称为具有“潜在电荷”。当置于含水介质中时，通常情况下一种特定聚电解质包含一些具有 相同电荷的离子化基团。也就是说，这些基团要么带正电荷要么带负电荷。关于这种电荷 (干燥或非水化状态下的“潜在电荷”)的术语“相反”，简单来说是指，如果第一种和第二种 聚电解质中的一种在溶液中带有正电荷(或正的潜在电荷)，那么另一种聚电解质就必须 带有相反的电荷，即负电荷(即负的潜在电荷)。这里所提到的带正电荷和带负电荷的离子 化基团有时候分别是指阳离子基团和阴离子基团，或者是其变体。术语“处理后的材料”、“改良材料”、“处理后的基质”和“改良基质”在此处可以互 换使用，是指根据本文所述方法，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或 乳状液的处理液中暴露过的基质材料。“稳态”用来描述包括聚电解质复合物PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散 液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液，是指在处理液的正常保存或使用期间不会发生显著或 不可逆的相分离、凝结、或者形成PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒。“相分离”指的是肉 眼可见的液体分离成不同的层，而不是指处理液的云状或牛奶状外观显示的微观相分离。 在这里，“不可逆”是指简单地混合或搅拌处理液不会使处理液恢复到想要的初始状态。本文所用的术语“含水介质”是指任何以水为主要成分的液体介质。因此，该术语 包括水本身、水溶液和水分散体系。例如，含水介质可以是身体的液体排泄物，如尿液、月经 血和唾液。发明的详细说明本发明涉及使用阴离子聚电解质作为结合剂，以在将其施加到基质后降低阳离子 抗菌聚电解质的溶解度。带有相反电荷的阴离子稳定聚电解质和阳离子抗菌聚电解质之间 的离子吸引力导致形成电解质复合物(PEC)。当没有带有相反电荷的聚合物存在时，阴离 子聚电解质和阳离子聚电解质在水或水溶液中最初都能溶解。当这两类聚电解质的溶液混 合时，自发地形成PEC。PEC既不溶于水也不溶于水溶液，或者其溶解度相对于这两种单独 的聚电解质大大地降低了。在一个优选实施例中，包括PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬 液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液被用来处理吸附基质，从而将PEC完全或部分 地涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内部。随后干燥得到用PEC涂覆/浸渍的改良基质。这 样使PEC结合到基质，在使用或者暴露于含水液体或溶剂中时，相对于单独的任一聚电解质组分，PEC明显不易于从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。其主要原因是PEC的溶 解度要低于任一种聚合物组分。用这种方式制备的改良基质表现出抗菌特性，具有生物相 容性，并且在一个优选实施例中可以被用作伤口敷贴材料。出人意料是，随后用环氧乙烷 t0)来处理干燥后的改良基质提高了改良基质的 应用性能。用阳离子聚电解质作为抗菌剂是本领域中已知的。季铵聚合物(也被称为“多季 铵化合物”或“聚季铵”)是一类这样的聚电解质。通常，在没有如阴离子聚电解质这样的 络合剂的情况下，阳离子聚电解质在水中是可溶的。因此，将阳离子聚电解质溶液直接施 加到基质、然后进行干燥得到的处理后的基质在暴露于水或水溶液时，其中的阳离子聚电 解质很容易被去除。这不是理想的结果，理由有如下两点首先，活性试剂(阳离子聚电解 质)被消除，故功效会降低；其次，活性试剂会迁移到不希望的位置。例如，假使处理后的基 质被用作伤口敷料，抗菌剂可能迁移到伤口内，干扰伤口愈合，或者产生毒性或不希望的影 响。因此，希望处理后的基质是其中全部或部分阳离子聚电解质活性试剂以永久或非浸脱 的方式结合到处理后的基质上，而且其中处理后的基质是生物相容的。本发明的目的之一是提供一种用于形成结合有抗菌阳离子聚电解质的基质的方 法。这种材料可用作抗菌伤口敷料、医疗设备、服装等。将阳离子聚电解质共价结合到表面以赋予非浸脱的抗菌活性是本领域中已知的； 然而，这些方法通常需要困难的处理条件，如惰性气体、辐射，或者使用毒性或易燃溶剂。或 者，需要使用过量的材料而且未结合的材料必须被去除。这是对原材料的浪费，而且还需要 额外的处理步骤，如洗涤/冲洗，这可能会破坏基质的物理完整性。本发明只需要简单地 将两种聚电解质的水溶液混合以形成包含PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、 溶液、凝聚体或乳状液的处理液，将包含PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶 液、凝聚体或乳状液的处理液施加到基质，然后干燥处理后的基质。没有应用多余的材料， 所以不需要洗涤或清洗。而且，从材料利用的角度看，此过程有效且经济。该工艺也很直接、 快捷，而且与纺织工业和无纺布工业常用的工艺和设备是相容的。阳离子聚电解质和阴离子聚电解质在溶液中会自发反应形成PEC是本领域中已 知的。然而，为了使之适用于本发明，这两种聚电解质必须以可控的方式混合。PEC的物理 形式受多种因素的影响，包括每一组分的分子量，每一组分的溶液浓度，每一组分的电荷密 度，混合的顺序和速率，温度，以及溶液的PH值和离子强度。为了使其适合于处理基质，PEC 必须作为稳态的分散液、悬液或乳状液保持均勻地分散于含水载体中。如果该过程没有正 确完成，会形成PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒，会使基质表面非均勻覆盖，也可能会 干扰工艺设备的正确操作，或者在某些情形下，PEC会作为另外的第二液相从介质中脱离， 其可能作为不能溶解的粘性残渣沉淀，由于PEC的低溶解性，粘性残渣很难从设备上去除。 这种现象也会改变施加到基质的活性物质的浓度，这是不希望的。对PEC的形成不加控制 也可能会导致最终产品出现不希望的特性，如过于僵硬，或者施加的材料分布不均。阳离子聚电解质的抗菌效果是通过阳离子聚合物结构中存在的带正电荷的原子 与如细菌细胞等微生物外表之间的静电作用而实现的。由于同样类型的静电作用也是导致 PEC形成的原因，所以阴离子聚电解质电荷与阳离子聚电解质电荷之比必须加以严格控制。 换言之，如果抗菌阳离子聚合物上的所有带正电荷的位点都与阴离子稳定聚合物上的位点形成复合物，则没有剩余正电荷位点来实现抗菌剂功能了。因此，阳离子聚电解质与阴离子 聚电解质的位点的比例必须高于1 1。另一方面，如果比例太高，那么PEC的溶解度将会 趋于升高。因此，本发明的一个方面就是对聚阳离子电荷与聚阴离子电荷的比例加以严格 控制，所述比例应高于1 1，优选高于1.3 1，但是应低于2 1左右。在下面所述的一 个例子中(表1，样品BB)，使用了质量百分比为0.30%的阳离子聚电解质(PD)，以及质量 百分比为0. 10%的阴离子聚电解质(PAASS)。PD单体的分子量为162，PAASS的分子量为 94。因此，该例中阳离子和阴离子位点的摩尔比约为(0. 30/168)/(0. 10/94) = 1.67。本发明的一个方面是控制包括PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶 液、凝聚体或乳状液的处理液和在处理完成的材料中阳离子聚电解质的总量，使材料的抗 菌效力最大化；然而，过高含量的阳离子聚电解质可能会导致不希望的特性，如由于高浓度 阳离子聚电解质溶出而引起的毒性。因此，本发明的一个方面是控制最终材料中阳离子聚 电解质的量，使其具有高抗菌效力，但又表现出低的毒性或细胞毒性。在本发明的一个优选 实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0.01至l.Ow/o之间。在一个更 为优选的实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0. 10至0. 50w/o之间， 在一个最为优选的实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0. 2至0. 35w/ ο之间。在本发明的一个优选实施例中，处理完成的材料具有抗菌性，不支持材料中微生 物的生长，而且作为伤口敷料使用时具有生物相容性(即“对人体无影响”)。在本发明的应用中有用的聚电解质实例包括(仅作为示例)聚乙烯磺酸，聚乙 烯硫酸，聚苯乙烯磺酸，聚乙烯苯酚硫酸，聚乙烯-N-烷基吡啶盐，聚亚甲基-N，N- 二甲 基哌啶盐，聚苯乙烯三甲基铵盐，聚氯化二甲基二烯丙基铵，聚氯化N，N，N' , N'，-四甲 基-N-P-亚二甲苯基丙烯二铵，N-乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯四价共聚物，聚 溴化N-乙基-4-乙烯吡啶，聚溴化乙烯丁基吡啶，聚溴化甲基丙烯酰乙氧基三甲基铵，聚溴 化丙烯酸丁酯-甲基丙烯酰乙氧基三甲基铵，以及聚溴化乙烯基-N-甲基吡啶，聚丙烯酸， 聚甲基丙烯酸，聚马来酸-烯烃，聚马来酸-烷基乙烯基醚，聚谷氨酸，聚乙烯胺，聚乙烯亚 胺，壳聚糖，乙二醇壳聚糖，聚赖氨酸，羧甲基纤维素钠，羧甲基羟乙基纤维素钠，葡聚糖硫 酸酯，透明质酸，肝素，硫酸软骨素，聚半乳糖醛酸，聚谷氨酸以及其中一种或多种组成的共 聚物、混杂物或混合物。在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质是季铵聚合物或季铵共聚物。 在一个更为优选的实施例中，阳离子聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚 DADMAC)。在一个优选的实施例中，阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物 以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。在一个更 为优选的实施例中，阳离子聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚DADMAC)，阴离 子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或 共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。在一个最为优选的实施例中，阳离子聚电解质 是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚DADMAC)，阴离子聚电解质是从由包括聚丙烯酸盐 及其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。当本发明的应用中将聚DADMAC作为阳离子聚电解质使用时，优选使用平均分子 量高于50，000的。更为优选的是使用平均分子量高于100，000的，最为优选的是使用平均分子量高于200,000的。本发明的一个方面是抗菌阳离子聚电解质包括多聚磷化合物。多聚磷化合物已 知具有抗菌特性。化学文献中有数篇报道涉及不同抗菌合成聚合物的合成。例如，Endo, T.等人在"Novel Polycationic Biocides :Synthesis and Antibacterial Activity of Polymeric Phosphonium Salts，， (Journal of Polymer Science Part APolymer Chemistry, 31, pp. 335-342，1993)中报道过苯乙烯聚合膦衍生物的合成。膦四聚合物的抗 菌效力已被证明比相应的氮四聚物高出4个数量级。当本发明的应用中将聚丙烯酸钠盐(简称为PAASS)作为阴离子聚电解质使用时， 优选使用平均分子量至少为20，000的。在一个对比实例中，平均分子量为2000的PAASS 不能形成具有有效溶解性的PEC。当本发明的应用中将聚4-苯乙烯磺酸钠盐(简称为PSSA)作为阴离子聚电解质 使用时，优选使用平均分子量至少为50，000的。更为优选的是使用平均分子量至少应为 75，000 的。在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质为聚DADMAC，而阴离子聚电解质 为PAASS，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中聚 DADMAC的浓度至少为0. lOw/o，但低于0. 50w/o，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶 液、凝聚体或乳状液的处理液中PAASS的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/oo在本发明 的一个更为优选的实施例中，阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为PAASS，在包 括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中聚DADMAC的浓度至 少为0. 20w/o，但低于或等于0. 30w/o，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚 体或乳状液的处理液中PAASS的浓度至少为0. 07w/o，但低于或等于0. Hw/o。本发明的一个方面是将阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液进行混合。可 以将两种溶液混合后进行搅拌或震荡来完成混合过程。阴离子聚电解质和阳离子聚电解质 的溶液浓度应接近(即不超过约5倍于)它们在PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝 聚体或乳状液中的最终浓度。在一个优选的实施例中，阴离子聚电解质和阳离子聚电解质 各自的浓度恰好是各自在PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液中最终 浓度的2倍，将等体积上述溶液混合以产生最终的PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、 凝聚体或乳状液。本发明的一个方面是使PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液 的PH值保持碱性，以确保阴离子聚电解质处于完全电离状态。可以通过加入适当的酸或碱 来调节PH值。pH值的调节可以在阳离子聚电解质和阴离子聚电解质混合之前，也可以在混 合之后。在本发明的一个优选实施例中，PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或 乳状液的PH值介于8至10之间。使用本领域中已知的方法用包括PEC在含水载体中稳态 的胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，这些方法包括但不限 于喷涂、浸渍、浸注、涂刷或辊覆。可使用适当的本领域已知的方法，如辊、夹、压、离心、绞或吸以及类似方法，去除 过量的处理液，以控制最终处理后的材料中阳离子聚电解质的量。可以应用任何机械作用 或机械力；但是，当排出溶液时，为了使剩余溶液在加载的基质内均勻分布，该机械作用或 机械力最好均勻作用。应当指出的是，在干燥前施加机械力以去除多余的溶液与干燥程序不同，因为机械力既去除了抗菌剂也去除了载体溶液，而干燥程序只通过蒸发去除了载体 溶液，而抗菌剂仍然留在加载的基质上。本发明所述方法的一个方面是应用任意温度和时间的组合使所述材料干燥。例 如，此处所用的“干燥的”是指将暴露于抗菌阳离子聚电解质溶液的基质干燥至恒重。此处 所用的“恒重”是指继续应用选定的干燥程序不再会导致因水或其它溶剂的蒸发而引起的 明显可测的质量减少。达到恒重是衡量干燥程度的有效指标；然而，达到恒重却不是使抗菌 剂非浸脱性结合到基质的实际因素。达到干燥所需的特定温度和干燥时间还取决于特定的 基质材料、样品的初始湿度、样品的重量和尺寸、干燥过程中用于样品的气体流量、以及和 样品接触的空气或其它介质的湿度。任何能使处理后的基质干燥的干燥设备、干燥方法、温 度和干燥时间的组合都是足够的。作为示例，根据特定应用的具体特点，干燥步骤可以在烤 箱(例如2小时80°C )、高通量烤炉(例如30秒140°C )、干衣机、干燥器、真空室、抽湿机、 脱水机或冻干机(冷冻干燥机)中进行。红外热、辐射热、微波和热风干燥对于已暴露于抗 菌阳离子聚电解质溶液的基质来说都是合适的干燥方法。针对特定应用的干燥温度上限通 常取决于特定的基质或所处理的抗菌阳离子聚电解质的降解温度。本发明所述方法的一个方面在于，可以对干燥后的基质执行有选择性的清洗步 骤。当应用本发明所述方法的一个具体实施例时，施加到基质的总的抗菌阳离子聚电解质 实际上可能只有一部分非浸脱地结合到基质，或者被认为基本上不可从基质上浸脱。在这 样的例子中，天然抗菌材料也可能包含了某些可浸脱的抗菌阳离子聚电解质。决定是否清 洗处理后的材料取决于最终产品除天然非浸脱性抗菌特性之外是否还需要有可浸脱的抗 菌特性。对于某些应用(如纺织品应用)来说，可能希望在最终产品中与非浸脱部分一起 保留抗菌阳离子聚电解质的部分或全部可浸脱部分，因为至少在初期，在可浸脱部分被消 除之前，可浸脱部分将对总的抗菌活性有贡献。因此，例如当某种特定应用需要保留可浸脱 部分时，适于在彻底干燥后使用天然抗菌材料(不需要清洗)。对于其它应用而言，可能就 希望去除整个可浸脱部分而仅仅保留非浸脱部分。例如，当某种特定应用需要去除可浸脱 部分时，彻底干燥的处理后的材料可以在液体中反复清洗，以去除在彻底干燥步骤中没有 附着到基质上的抗菌阳离子聚电解质的可浸脱部分。在一个典型实施例中，当洗出液的导 电性读数等于投入的清洗液时，表明洗出液无抗菌剂，可以视为清洗步骤完成。在另一典型 实施例中，通过用盐溶液清洗，再以清水清洗以去除可浸脱性抗菌剂和盐，从而使可浸脱性 抗菌剂达到尽可能最低的水平。本发明的一个方面是在清洗后重复执行干燥步骤。本发明的一个方面是本发明的干燥后的改良(“处理后的”)基质材料可以利用本 领域中已知的方法进行灭菌，包括蒸汽灭菌法(高压蒸汽灭菌法)、Y辐照灭菌法以及环氧 乙烷 t0)灭菌法。出人意料是，以本文所述方法进行测试时，用Eto对处理后的基质进行 灭菌处理可以提高处理后的基质的抗菌效力。另外，在对处理后的基质进行EtO灭菌处理 后，提高了处理后的基质的抗菌效力，并且提高了固定的PEC在其使用期间或者在暴露于 含水液体或溶剂中时抵御从改良基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移的能力。因此本发 明的一个方面是将处理后的基质暴露于EtO中以提高处理后的基质的抗菌特性。在本发明 的描述中，术语如“EtO处理”、“EtO灭菌”、“EtO暴露”以及类似特征描述可以互换使用。将 处理后的基质暴露于肚0的方法是本领域普通技术人员所熟知的。环氧乙烷有毒且易燃， 必须采取相应预防措施。对医疗设备进行EtO灭菌采用标准化的方法和规程，事实上这是政府法规的要求，这些方法和规程中的任何方法规程在本发明的应用中均适用。仅作为示 例，可以采用以下引文中所述的方法批准和常规控制的要求-辐射灭菌，AAMI/IS011137 ； 医疗保健产品的灭菌方法-辐射灭菌-单一产品批次灭菌剂量的选择，AAMI/ISO TIR No 15844 ；医疗设备-环氧乙烷灭菌的批准和常规控制，AAMI/IS0 11135 ；医疗器械的灭菌，环 氧乙烷灭菌的批准和常规控制，EN550(欧洲标准)；医疗设备的生物学评价-第7部分环 氧乙烷灭菌残留，AAMI/IS0 10993-7 ；医疗设备的灭菌方法-微生物学方法，第1部分产 品的微生物数量的评估，AAMI/IS0 11737-1 ；医疗设备的灭菌方法-微生物学方法，第2部 分验证灭菌过程的无菌测试，AAMI/IS011737-2 ；医疗设备的生物学评价-第7部分环氧 乙烷灭菌法；环氧乙烷残留物，ANSI/AAMI/IS0 10993-7。EtO灭菌的标准操作涉及灭菌材 料的彻底脱气以去除残留的肚0;因此，可以相信，本发明应用中观察到的抗菌效力的提高 不是由于残留的EtO引起的。本发明中EtO灭菌导致材料的性能提高的实际机制目前还不 清楚。尽管申请人不希望被任何发明理论所束缚，但是性能增强的原因可能是暴露于肚0 而引起的某种类型的PEC重排或PEC在基质表面的重新分布。由于肚0灭菌过程涉及热度、 压力、湿度和真空的多次循环，有理由认为是这些因素中的一个或几个的组合，而非仅仅由 于材料暴露于肚0，导致了观察到的特性的提高。本发明所述方法的一个方面是将抗菌阳离子聚电解质或抗菌阳离子聚电解质复 合物非浸脱性地附着到各种基质上，这些基质包括天然的、合成的和混合的基质和纺织品 或无纺布。适合于本发明所述方法的天然和合成的基质材料包括但不局限于纤维素、纤维 素衍生物、纸张、木材、木浆、微生物来源的纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维 素、甲基纤维素、人造丝、棉、木浆、亚麻、多糖、蛋白质、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻 酸盐、淀粉、丝绸、聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二 醇、丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂，所有这些可通过本公 开的常规实验来验证。本发明的一个方面是制备经PEC处理的基质的过程不需要用到惰性气体、真空、 高压、辐射、有机溶剂、催化剂、过高温度处理、和/或挥发性的、昂贵的、易燃的、或有毒的 试剂来生产抗菌材料。这是与许多以往需要这些措施的方法不同的。本发明所述方法的一个方面是通过本方法生产的材料的抗菌活性非常强。与此相 反，一些竞争制剂，如AEGIS Environments销售的产品，在暴露于血液(参见EP 0136900) 或10%胎牛血清后即失活。在本发明所述方法的一个典型实施例中，非浸脱性附着的二烯 丙基二甲基氯化铵季铵化合物的聚合物分子的抗菌活性在10%的胎牛血清中依然保持可 靠，如后面的例子中所示。本发明所述方法的这个方面使抗菌活性在体液中能够持续，这在 许多医疗保健产业的应用中非常有价值。本发明的一个方面是硅烷、硅树脂或硅氧烷抗菌阳离子聚电解质不被施加到基质 或结合到抗菌材料中，因为硅烷、硅树脂或硅氧烷化合物通常会赋予基质防水性，从而降低 材料的吸收性。本发明的一个方面是当按照本文所述进行测试时，处理后的或改良的基质材料会 有低浓度的阳离子聚电解质溶出(浸脱)。在本发明的一个优选实施例中，根据ISO标准 方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物中含有低于IOOppm的阳离子聚 电解质。在本发明的一个更为优选实施例中，根据ISO标准方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物含有低于60ppm的阳离子聚电解质，在一个最为优选的实施例 中，根据ISO标准方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物中包含低于 50ppm的阳离子聚电解质。此外，在本发明的一个优选实施例中，当按照本文所述标准方法进行测试时，通过 本发明所述方法制备的材料具有生物相容性，而且没有表现出细胞毒性或者只有低的细胞毒性。本发明的一个方面是通过本发明所述方法制备的抗菌材料对于细菌生物体具有 显著的抗菌活性。优选的是，本发明的抗菌制剂对革兰氏阳性菌有抗菌效力。更为优选的 是，本抗菌制剂对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有抗菌效力。最为优选的是，本抗菌制剂 对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性细菌、还有真菌和/或病毒生物体都有抗菌效力。抗菌效力可以用本领域普通技术人员所熟知的适当方法来衡量。具体来说，可 以采用用于测试纺织品材料抗菌表面的美国纺织化学师及印染师协会(AATCC)测试方法 100( “纺织品的抗菌表面材料评估”)的修订版，这在下面的实施例中将会描述。根据本 方法测试抗菌材料时，本领域普通技术人员可以观察到活细菌数量的明显减少，其中利用 具有相似物理特性的无抗菌性材料(未经处理)作为“阴性对照品”。优选的是，常见菌种 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)数量的 减少系数应为1000(“杀死3个数量级”，或减少99. 9% )。更为优选的是，常见菌种金黄色 葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)数量的减少系 数应为10，000( “杀死4个数量级”，或减少99. 99%)。再优选一些的是，常见菌种金黄色 葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)的数量的减少 系数应为100，000( “杀死5个数量级”，或减少99. 999%)。最为优选的是，常见菌种金黄 色葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)的数量的减 少系数应为1，000，000(“杀死6个数量级”，或减少99. 9999% )。应当指出的是，由于测试 方法所限，当阴性对照品中活细菌数较少时，细菌水平的数值减少会降低。例如，如果阴性 对照品仅包含500个活细菌(菌落形成单位)，减少系数可能的最大值就是500(杀死2. 7 个数量级)；然而，这种情况下该结果已经代表细菌数减少了 100%，这已经能够很好接受 了。通常，当随后使用标准方法测试吸收性纺织品测试样品时，阴性对照品中最为常见的细 菌生长介于100，000至10，000, 000个菌落形成单位之间。阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液在适宜形成聚电解质复合物的条件 下混合。这些条件通常包括室温混合，但这不是必要的。这些条件还包括剧烈混勻方法，如 超声、高剪切力混合方法以及类似方法。要混合的两种溶液的量取决于每种溶液中聚电解 质的浓度以及阳离子聚电解质和阴离子聚电解质所需的摩尔比。可将混合步骤中得到的PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝 聚体或乳状液用来涂覆基质。换言之，没有必要将非溶剂状态的聚电解质复合物分离出来 然后再溶解。在足以使聚电解质复合物涂覆到基质表面的条件下，将基质表面与PEC在含 水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液相接触。这些条件典型地涉及 足以使非化学计量的聚电解质复合物在基质表面上散布开的环境温度以及扩散力程度。例 如，当基质为薄膜时，可以用刮刀或Meyer棒将聚电解质复合物涂布到薄膜表面上而达到 需要的扩散力程度。也可以使用超声搅拌的方法使薄膜在PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液中浸透。当基质为纤维网时，可以用如下方法获得 足够的扩散力在非化学计量的聚电解质复合物溶液中搅拌基质，通过吸或压使溶液或其 泡沫通过纤维网，并使采用非化学计量的聚电解质复合物溶液饱和过的纤维网通过由一对 压缩辊形成的夹子。为了通过本发明的操作来处理纺织品和无纺布基质，按本文所述方法将干燥纺织 品暴露于处理液、随后除去多余液体，其标准湿涂层量(湿重)通常介于大约75%至125% 之间；但也可采用更高或更低的值。换言之，将1磅的初始干燥的纺织品基质用包括PEC在 含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液处理后，在干燥前 其重量通常介于1. 75至2. 25磅之间。本领域普通技术人员能够理解，使用更高/更低的湿 涂层量比值将会导致在处理后的基质上加入更高/更低含量的抗菌剂，而且为了在处理后 的基质中获得理想的抗菌剂水平，可以用更低/更高PEC浓度的处理液来进行补偿。因此， 在本文所述的例子和实施例中提及的聚合物的水平和浓度也可相应调整。例如，对于特定 应用可能希望使用低湿涂层量比值，因为这能够使处理后的基质的干燥变得更为经济。在 这种情况下需要更高浓度的处理液。本发明的一个方面是添加剂，如紫外线防护剂、加工助剂、柔软剂、抗静电剂、着色 齐U、染料、指示剂、药物、油、润滑油、微球、临时视觉指示剂、营养物、生长因子、维生素、润肤 剂、保湿剂、香料、香水、乳化剂和类似物，其可以和PEC—起被添加到基质，或者合并到包 括PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中。鉴于上面提供的公开内容，根据本发明方法的实施方式，本领域普通技术人员能 够理解，这些公开内容可以使所附权利要求书中所限定的本发明所述方法的应用得以实 现。但是，还提供了下面的实验细节，以保证本发明的描述的完整公开，包括其最佳实施方 式。但是，应当认识到，本发明的范围不是根据所提供的特定例子来解释的。相反，应当参 照本文所附的权利要求，以及由完整的公开内容所构成的对本发明所述方法的完整描述来 理解本发明的范围。可以理解的是，本发明还可以有各种其他实施例。此外，尽管这里示出和描述的本 发明的形式构成了本发明的一个优选实施例，但这并不意图说明其所有可能的形式。还可 以理解的是，所用词语是描述性用词，而非限制性的，在不背离所公开的本发明的主旨与范 围的情况下，可以对其做出各种改动。本发明的范围不应仅局限于给定的示例。示例材料在下列示例所述的样品制备中用到如下材料。基质“MOgsm” 一种针刺的复合无纺布，由基于聚烯烃纤维的伤口接触层和基 于粘胶纤维的吸附核心所组成，具有如下组分基于EFC或TFC纸浆的粘胶(人造 丝)纤维[CAS号为68442-85-3 ；约为90 % ]以及聚烯烃双组分纤维[CAS号为 9003-07-0 (PP) /9002-88-4 (PE)；约为 10 ，其密度约为 240 克 / 平方米(gsm)，厚度为 1. 7-2. 3 毫米。“115gsm”一种热粘合的针刺复合无纺布，由基于聚烯烃纤维的伤口接触层和 基于粘胶纤维的吸附核心所组成，具有如下组分43%的粘胶(人造丝)纤维(CAS号为68442-85-3)以及57%的丙纶(CAS号为9003-07-0)，其厚度为0. 95-1. 25毫米，密度约为 115克/平方米(gsm)。“CG” :Dutex 棉布(由加拿大Dumex医疗公司制造)。聚合物“PD”:聚二烯丙基二甲基氯化铵，缩写为“聚DADMAC”，由MV产品公司(圣路易斯， 密苏里州)提供，SNF公司，Axchem # AF-6M5，质量体积百分比为40%的水溶液，“高粘度”， 分子量约为250，0000克/摩尔。“PAA1” 聚丙烯酸钠盐，由Aldrich化学公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目 录号为41，604-5，CAS号为[9003-04-7]，质量体积百分比为40 %的水溶液，分子量约为 30，000。“PAA2”:聚丙烯酸钠盐，由Aldrich化学公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目录 号为420344，CAS号为[9003-04-7]，粉末，分子量约为2，100。“PAA3” 聚丙烯酸钠盐，由MV产品公司(圣路易斯，密苏里州)提供， SNF "Flosperse FS 10，000”，CAS号为[9003-04-7]，质量体积百分比为的水溶液，分 子量约为50，000。“PSSA” 聚(4-苯乙烯磺酸)，质量体积百分比为18%的水溶液，由Aldrich化学 公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目录号为561223，CAS号为口8210-41-5]，分子量约 为 70，000。注在下列示例中，溶液的pH值用3M的氢氧化钾(KOH)或3M的盐酸(HCl)调整， 且PH值以适当缓冲溶液校准过的Corning model 320pH计进行测量。例1以阳离子聚电解质处理基质(对比实例)本实例示出了仅用抗菌阳离子聚合物而不用阴离子稳态聚合物来制备伤口敷料。 制备100克0. 3% PD的溶液，将PH值调整到9. 5。将质量为18. 91克的MOgsm基质样品 浸泡于该溶液中，然后用手动辊压机辊压以除去多余液体。材料的湿重为45. 51克(141% 的湿涂层量)。将材料放平，置于80°C烤箱中干燥约2小时，指定作为样品XI。比色法测 量结果表明，用这里所述的方法制备和测试的该材料的提取物中阳离子聚合物的平均浓度 为130ppm。用本文所述的细胞毒性测试方法进行测试，发现该样品有细胞毒性(见下文表 7)。例2以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐形成的PEC处理基质下面是用PEC处理无纺布基质的典型实例。将15克PD (40% )与585克水的混合 物搅拌直至充分混勻。另外，将5克PAAl (40% )与195克水的混合物搅拌直至充分混勻。 以3M氢氧化钾将第二种混合物的pH值调整至10. 3。然后将这两种溶液混合，快速搅拌产 生乳白色液体，其PH值为9. 0，PD浓度为0. 30%，？44浓度为0. 13%。将质量为184. 7克的 MOgsm基质材料样品在此溶液中浸泡数分钟，然后用手动辊压机传递辊压以排除多余的液 体。辊压后基质的湿重为489. 1克(165%的湿涂层量)。将该样品置于80°C烤箱中干燥， 指定作为样品BB。其余样品用同样的工艺稍作变化后制备得到。某些情况下使用手动辊压 机，其他情况则使用电动辊压机。基质和湿涂层量百分比也各不相同。阳离子聚合物和阴 离子聚合物在构成、比例和浓度上也有变化。在所有情况下，最终处理溶液的PH值被调整 至9.0和10.0之间。有些情况下pH值在溶液混合之前被调整，另一些情况下pH值在溶液混合之后被调整。一般情况下，优选的是在混合之前对溶液的PH值分别进行调整。两种溶 液的相对体积也有变化，但是一般情况下优选的是将溶液等体积混合，其中各组分的浓度 是最终理想浓度的2倍。下面的表1概括了不同示例和工艺条件，样品编号以及用本文所 述方法测得的样品提取物中阳离子聚电解质的平均浓度。表1.示例及工艺条件
权利要求
1.一种用于制备改良基质的方法，包括用包含聚电解质复合物在含水介质中的稳态 胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，其中所述聚电解质复合 物是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混合形 成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的比例 足以使基质具有抗菌特性，而且其中聚电解质复合物不可浸脱性地结合到所述基质，在使 用或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。
2.如权利要求1所述的方法，还包括干燥步骤后的清洗步骤。
3.如权利要求1所述的方法，还包括用环氧乙烷处理改良基质的步骤，从而提高改良 基质的抗菌效力。
4.如权利要求1所述的方法，其中阴离子聚电解质和阳离子聚电解质以受控的方式混 合，其中所述阴离子聚电解质的平均分子量介于20，000至75，000之间，其中所述阳离子聚 电解质的平均分子量至少为50，000，优选地在200，000以上。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述混合在室温下进行，PH值介于8至10之间。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物在含水介质中的 稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为 0. lOw/o，但低于0. 40w/o，而所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/Oo
7.如权利要求1所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、悬 液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. 20w/o，但低 于0. 30w/o，而所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 07w/o，但低于0. Hw/o。
8.如权利要求1所述的方法，其中当用ATCC方法100进行测试时，观察到在10%胎牛 血清存在条件下活的绿脓假单胞菌菌群至少平均降低3个数量级。
9.如权利要求1所述的方法，其中根据ISO标准方法10993-12制备的改良基质的提取 物含有低于IOOppm的阳离子聚电解质。
10.如权利要求1所述的方法，其中根据ISO标准方法10993-12制备的改良基质的提 取物含有低于60ppm的阳离子聚电解质。
11.如权利要求1所述的方法，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为聚 丙烯酸钠盐。
12.如权利要求1所述的方法，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为聚 丙烯酸钠盐，且所述基质包括棉。
13.通过权利要求1所述方法制备的改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子聚 电解质。
14.如权利要求13所述的改良基质，其中所述基质是从天然基质材料和合成基质材料 组成的组中选择的。
15.如权利要求13所述的改良基质，其中所述基质是从由纤维素、纤维素衍生物、纸、 木材、木浆、微生物来源纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、人 造丝、棉、木浆、亚麻、多糖、蛋白、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻酸盐、淀粉、丝绸、聚 烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二醇、丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂组成的组中选择的。
16.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质为季铵聚合物。
17.如权利要求16所述的改良基质，其中所述季铵聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化 铵，也就是聚DADMAC。
18.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其 衍生物和共聚物以及聚磺苯乙烯及其衍生物和共聚物组成的组中选择的。
19.如权利要求13所述的改良基质，其中阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生 物或共聚物组成的组中选择的。
20.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解 质为聚丙烯酸钠盐。
21.如权利要求20所述的改良基质，其中所述改良基质还包括棉。
22.一种改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子聚电解质，其中阳离子聚电解 质的摩尔数多于阴离子聚电解质，使材料具有抗菌特性，并且其中阴离子聚电解质和阳离 子聚电解质之间形成的复合物使得阳离子聚电解质在使用或暴露于含水液体或溶剂中时 相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱，浸脱，漏脱，溶脱或脱移。
23.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质包括多聚磷化合物。
24.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质的平均聚合度大约介于 10至10，000之间。
25.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质的平均聚合度大约介于 100至5，000之间。
26.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质的平均聚合度大约介于 1,000 至 3，000 之间。
27.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质中阳离子聚电解质的浓度介于 0. Olw/ο 至 1. Ow/ο 之间。
28.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质中阳离子聚电解质的浓度介于 0. 10w/o 至 0. 50w/o 之间。
29.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质中阳离子聚电解质的浓度介于 0. 2w/o 至 0. 35w/o 之间。
30.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质电荷位点与阴离子聚电解质 电荷位点的比例介于1 1至2 1之间。
31.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质电荷位点与阴离子聚电解质 电荷位点的比例介于1.3 1至2 1之间。
32.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质被用作伤口敷料、医疗设备或 衣物。
33.如权利要求13所述的改良基质，还包括紫外线防护剂、加工助剂、柔软剂、抗静电 齐U、着色剂、染料、指示剂、药物、油、润滑油、微球、临时视觉指示剂、营养物、生长因子、维生 素、润肤剂、保湿剂、香料、或香水。
34.如权利要求13至33中任一项所述的改良基质，其中所述改良基质还用环氧乙烷进 行过处理，从而提高所述改良基质的抗菌效力。
35.一种用于制备聚电解质复合物的方法，包括将阴离子聚电解质的水溶液与阳离子 聚电解质的水溶液混合的步骤，其中阳离子聚电解质电荷位点与阴离子聚电解质电荷位点 的比例介于1 1至2 1之间。
36.如权利要求35所述的方法，其中阳离子聚电解质电荷位点和阴离子聚电解质电荷 位点的比例介于1.3 1至2 1之间。
37.如权利要求35所述的方法，其中阴离子聚电解质和阳离子聚电解质以受控的方式 混合，其中所述阴离子聚电解质的平均分子量介于20，000至75，000之间，其中所述阳离子 聚电解质的平均分子量介于50，000至200，000之间。
38.如权利要求35所述的方法，其中所述混合在室温下进行，pH值介于8至10之间。
39.如权利要求35所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、 悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. lOw/o，但 低于0. 50w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/oo
40.如权利要求35所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、 悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. 20w/o，但 低于0. 35w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 07w/o，但低于0. Hw/o。
41.如权利要求35所述的方法，其中混合步骤包括超声、高剪切力混合或其他强烈混 合方法。
42.一种用于制备改良基质的方法，包括用包含聚电解质复合物在含水介质中的稳 态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液用来处理基质，其中所述聚电解质 复合物是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混 合形成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的 比例足以使基质具有抗菌特性，而且其中聚电解质复合物从所述基质上基本不可浸脱，在 使用或暴露于水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。
43.如权利要求42所述的方法，还包括干燥步骤后的清洗步骤。
44.如权利要求42所述的方法，还包括以环氧乙烷处理改良基质的步骤，从而提高改 良基质的抗菌效力。
45.如权利要求42所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物在含水介质中的 稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为 0. 10w/o，但低于0. 40w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/o。
46.如权利要求42所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、 悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. 20w/o，但 低于0. 30w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 07w/o，但低于0. Hw/o。
47.通过权利要求42所述方法制备的改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子 聚电解质。
48.如权利要求47所述的改良基质，其中所述基质是从天然基质材料和合成基质材料 组成的组中选择的。
49.如权利要求47所述的改良基质，其中所述基质是从由纤维素、纤维素衍生物、纸、 木材、木浆、微生物来源纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、人造丝、棉、木浆、亚麻、多糖、蛋白、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻酸盐、淀粉、丝绸、聚 烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二醇、丙烯酸、聚苯乙 烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂组成的组中选择的。
50.如权利要求47所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质为季铵聚合物。
51.如权利要求50所述的改良基质，其中所述季铵聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化 铵，也就是聚DADMAC。
52.如权利要求47所述的改良基质，其中所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其 衍生物和共聚物以及聚磺苯乙烯及其衍生物和共聚物组成的组中选择的。
53.如权利要求47所述的改良基质，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，而阴离子聚电 解质为聚丙烯酸钠盐。
54.如权利要求53所述的改良基质，其中所述改良材料还包括棉。
55.如权利要求47所述的改良基质，其中阳离子聚电解质包括多聚磷化合物。
56.如权利要求47所述的改良基质，其中所述改良基质被用作伤口敷料、医疗设备或 衣物。
57.如权利要求47所述的改良基质，还包括紫外线防护剂、加工助剂、柔软剂、抗静电 齐U、着色剂、染料、指示剂、药物、油、润滑油、微球、临时视觉指示剂、营养物、生长因子、维生 素、润肤剂、保湿剂、香料、或香水。
58.如权利要求47至57中任一项所述的改良基质，其中所述改良基质还用环氧乙烷被 处理过，由此提高所述改良基质的抗菌效力。
59.一种用于制备改良基质的方法，包括用包含聚电解质复合物在含水介质中的稳 态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，其中所述聚电解质复 合物是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混合 形成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的比 例足以使基质具有抗菌特性，而且其中聚电解质复合物从所述基质上不会明显脱离，在使 用或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。
60.如权利要求59所述的方法，还包括干燥步骤后的清洗步骤。
61.如权利要求59所述的方法，还包括用环氧乙烷处理改良基质的步骤，从而提高改 良基质的抗菌效力。
62.通过如权利要求59所述方法制备的改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离 子聚电解质。
63.如权利要求59所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质为季铵聚合物。
64.如权利要求63所述的改良基质，其中所述季铵聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化 铵，也就是聚DADMAC。
65.如权利要求59所述的改良基质，其中所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其 衍生物和共聚物以及聚磺苯乙烯及其衍生物和共聚物组成的组中选择的。
66.如权利要求59所述的改良基质，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，而阴离子聚电 解质为聚丙烯酸钠盐。
67.如权利要求59至66中任一项所述的改良基质，其中所述改良基质还用环氧乙烷被处理过，从而提高所述改良基质的抗菌效力。
全文摘要
阴离子聚电解质被作为结合剂以降低阳离子抗菌聚电解质的溶解度。阴离子稳态聚电解质与抗菌阳离子聚电解质之间的离子吸引力导致形成聚电解质复合物(PEC)。用包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理吸附基质，然后将PEC涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内部。随后干燥得到结合有PEC的改良基质，在使用或暴露于含水液体或溶剂中时，该PEC相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。该改良基质还可以用环氧乙烷来处理，以提高其抗菌效力、生物相容度以及在伤口敷料、医疗设备、衣物等方面的应用性。
文档编号A61L2/18GK102131527SQ200980132939
公开日2011年7月20日 申请日期2009年7月20日 优先权日2008年7月18日
发明者A·米哈伊洛瓦, B·利森费尔德, D·M·摩尔, G·M·奥尔德曼, W·托基 申请人:奎克-麦德技术公司
技术领域：
本发明涉及将抗菌聚合物附着于如伤口敷料、医疗设备或纺织物等基质表面的抗 菌材料的制备。
背景技术：
聚电解质复合物(PEC)在文献中是已知的，并已被用于多种用途，如表面抗菌活 性、表面抗静电活性、控释给药、润湿装置、纸面涂布以及个人护理产品。本申请引用下列专利作为背景信息。美国专利或专利申请U. S. 4，504，541，于 1985 年 3 月 12 日授予 Yasuda 等人。U. S. 5，678，915，于 1997 年 8 月 19 日授予 Abe。U. S. 6，060，410，于 2000 年 5 月 9 日授予 Gillberg-LaForce 等人。U. S.申请 2004/0034156,申请人为 Song，2004 年 2 月 19 日公布。U.S.申请 2005/0261419，申请人为 Song，2005 年 7 月 27 日公布。U. S. 6，936，746，于 2005 年 8 月 30 日授予 Effing 等人。U.S.申请2006/0021150，申请人为Hu等人，2006年2月2日公布。U.S.申请 2006/0183822，申请人为 Nguyen-Kim 等人，2006 年 8 月 17 日公布。U.S.申请2006/0204533，申请人为Hsu等人，2006年9月14日公布。U. S. 7，205，369，于 2007 年 4 月 17 日授予 Song。U. S. 7，238，752，于 2007 年 7 月 3 日授予 Song。U.S.申请 2007/01M513，申请人为 Atanasoska 等人，2007 年7 月 5 日公布。U.S.申请2007/0243237，申请人为Khaled等人，2007年10月18日公布。U.S.申请2008/0005852，申请人为Hu等人，2008年1月10日公布。外国专利或专利申请WIPO PCT 申请 W006/015080,申请人为 Nanotex，LLC.，于 2006 年 2 月 9 日公布。WIPO PCT 申请TO06/099514，申请人为 BiotegraJnc.，于 2006 年 9 月 21 日公布。WIPO PCT 申请 W007/024972,申请人为 Quick-Med Technologies, Inc.和 University of Florida Research Foundation, Inc.,于 2007 年 3 月 1 日公布。WIPO PCT 申请W007/078516，申请人为 Boston Scientific Scimed, Inc.，于 2007 年7月12日公布。WIPO PCT 申请 W008/027989，申请人为 Florida State University Research Foundation, Inc.，于 2008 年 3 月 6 日公布。
发明内容
工业应用本发明涉及使用阴离子稳定聚合物作为结合剂以降低阳离子抗菌聚合物的溶解度。两种聚合物之间的离子吸引力导致形成聚电解质复合物(PEC)。获得的低于的低 水平的PEC可用于使基质，如伤口敷料、医疗设备、纺织品、衣物、个人护理用品及其他得益 于抗菌保护的材料，具有抗菌特性。本发明涉及使用阴离子聚电解质作为结合剂以降低阳离子抗菌聚电解质的溶解 度。带有相反电荷的阴离子稳态聚电解质和抗菌阳离子聚电解质之间的离子吸引力导致形 成聚电解质复合物(PEC)。用包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝 聚体或乳状液的处理液来处理吸附性基质，然后将PEC涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内 部。随后干燥得到涂覆/浸渍有PEC的改良基质。这样使PEC结合到该基质，在使用或暴 露于含水液体或溶剂中时，该PEC相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。用此方法制备的改良基质表现出抗菌特性，具有生物相容性，并且可以在 伤口敷料、医疗设备、衣物等方面得以应用。本发明的一个实施例提供了一种用于形成结合有抗菌聚电解质复合物的改良基 质的方法。该材料可用于伤口敷料、医疗设备、衣物等。本发明的另一实施例提供了一种制备改良基质的方法，包括用包含PEC在含水介 质中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，其中所述 PEC是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混合 而形成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的 比例足以使基质具有抗菌特性，而且其中PEC不可浸脱性地结合于基质，在使用或暴露于 含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱 移。本发明的一个实施例是控制或优化在包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬 液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液和处理完成的材料中阳离子聚电解质的总量， 使材料在不良影响或特性最小化的同时实现抗菌效力的最大化。例如，过高含量的阳离子 聚电解质会由于高浓度阳离子聚电解质溶出而产生毒性，或者对改良基质的物理特性或美 观性产生不利影响。本发明的一个优选实施例是一种改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子 聚电解质，其中阳离子聚电解质在摩尔数多于阴离子聚电解质时赋予材料抗菌特性，并且 其中阴离子聚电解质和阳离子聚电解质之间形成的复合物可以使阳离子聚电解质在使用 或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、 溶脱或脱移。在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质为季铵聚合物或季铵共聚物。在 一个更优的实施例中，阳离子聚电解质为聚二烯丙基二甲基氯化铵，也被称为聚DADMAC。本发明所述方法的另一实施例是采用任意的温度和时间的组合使所述材料干燥。 例如，此处所用的“干燥”是指使暴露于抗菌阳离子聚电解质溶液的基质被干燥至恒重。本发明所述方法的一个方面是能够使抗菌阳离子聚电解质或抗菌聚电解质复合 物不可浸脱性地结合于多种基质。本发明的优选实施例包括制备聚电解质复合物的方法、制备改良基质的方法、以 及抗菌改良基质，该抗菌改良基质包括伤口敷料、烧伤敷料、绷带、卫生巾、卫生棉条、固有 或天然的抗菌吸收性敷料、尿布、卫生纸、卫生湿巾、海绵、棉签、手术服、隔离服、实验服、手套、手术擦洗液、头罩、发套、口罩、检查台桌布、石膏衬垫、夹板衬垫、填充物、纱布、无菌包 装、床垫套、床上用品、床单、毛巾、服装、内衣、袜子、鞋罩、压敏胶、汽车空气过滤器、飞机空 气过滤器、空调系统空气过滤器、军事防护服、预防生物危害或生物战剂的装置、木材、食品 包装材料、肉类包装材料、鱼类包装材料、食品加工服、准备食物的台面、地毯、木料、木材、 纸张或纸币中的全部或一部分。在本发明的一个优选实施例中，用环氧乙烷处理通过附着抗菌聚电解质复合物或 抗菌阳离子聚合物而改良的基质，以提高该改良基质的抗菌能力。定义这里所使用的下列术语具有以下涵义。“抗菌”是指化合物、合成物、物品或材料能够杀死、消灭、失活或中和微生物或者 阻止或减少微生物的生长、存活力或传播的杀菌或抑菌特性。这里所使用的“微生菌”或“微 生物”是指任何能够导致感染的有机体或有机体组合，如细菌、病毒、原生动物、酵母、真菌、 霉菌或其中任一种形成的孢子。“基质”是指抗菌聚电解质可结合于其上或其中的表面或介质。“阳离子聚电解质”是指具有多个阳离子位点或基团的聚合物分子，其中多个阳 离子位点或基团共价结合于该聚合物，或者通过共价化学键连接在抗菌聚合物的分子结构 上，作为该聚合物分子结构的一部分，并且所述阳离子位点或基团位于聚合物的主链中，或 者位于聚合物的侧基中。“阴离子聚电解质”是指具有多个阴离子位点或基团的聚合物分子，其中多个阴离 子位点或基团共价结合于聚合物，或者通过共价化学键连接在聚合物的分子结构上，作为 该聚合物分子结构的一部分，并且所述阴离子位点或基团位于聚合物的主链中，或者位于 聚合物的侧基中。“主链”和“侧基”是用于描述聚合物分子结构的常用术语，为本领域普通技术人员 所熟知。术语“季铵”是常用化学名，其涵义为本领域普通技术人员所能理解。铵盐化合物 分为两类酸性与非酸性。酸性铵盐化合物是胺类的酸性盐，其特征为具有氮-氢共价键， 其中氮-氢键能与碱发生反应，并能使碱质子化。非酸性铵盐化合物或“季”铵化合物则没 有这种氮-氢键，不能以同样方式与碱发生反应。季铵化合物的一般特征为带正电荷的中 心氮原子上连接有四个共价键，通常为四个碳-氮键。季铵聚合物又称为“多季铵化合物” 或“聚季铵”。本发明的应用中优选采用非酸性季铵化合物。“天然抗菌”或“固有抗菌”是指在材料上没有整合、化学结合或者能够从材料上分 离出任何具有抗菌活性或特性的试剂、化合物或添加剂的情况下，所述材料就表现出抗菌 活性或特性的材料特性。“天然抗菌”或“固有抗菌”的材料即使在从材料上移除或消除掉 这种试剂、化合物或添加剂的情况下也仍然具有抗菌活性。“天然抗菌”或”固有抗菌”并不 是指材料不包含具有抗菌活性的可浸脱性试剂。“非浸脱性结合”是指在标准使用条件下，本发明中的抗菌阳离子聚电解质一旦通 过本发明所述方法结合到材料或基质上，就不会从材料或基质上明显脱离、脱开或脱移，进 入伤口，也不会与材料或基质分开。“不明显脱离”是指只有少量抗菌阳离子聚电解质发生 脱离，例如低于抗菌阳离子聚合物总量的1%，优选地低于总量的0. 1%，更优选地低于总量的0. 01%，更为优选地低于总量的0. 001%。“不明显脱离”的另一种涵义是指在与材料 或基质接触的液体中，经本发明描述的方法提取后，由于所附着的抗菌阳离子聚电解质从 处理后的基质上脱离而导致的抗菌阳离子聚电解质溶液浓度不超过预定的水平，例如低于 200ppm，优选地低于lOOppm，更为优选地低于或等于60ppm。根据实际应用，“不明显脱离” 的另一种涵义是指没有检测到由于抗菌阳离子聚电解质浸脱而导致的对伤口愈合或感兴 趣的周边组织健康的副作用。应当理解的是，其具体定义应视本发明的应用而定。例如，在 纺织品应用中，希望在更长的使用期限内保持纺织品的功效，因此在延长的时间内仅非常 缓慢地丧失抗菌物质是可以接受的，而不论某一特定时间点抗菌物质浸脱的数量。对于诸 如伤口敷料这样的医疗应用，首要关注的是保证在使用期间，浸脱物质在某一特定时间点 的局部浓度低于某一特定水平或者不产生副作用。另外，“非浸脱性结合”还指在使用或者 暴露于含水液体或溶剂中时，固定的PEC相对于单独的阳离子聚电解质(即缺少用于形成 PEC的阴离子组分)而言，具有更强的抵御从改良基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移的 能力。“基本不浸脱”是指当通过本发明的方法将本发明的抗菌阳离子聚电解质附着在 材料或基质上后，在标准条件下，低于50%总量的抗菌阳离子聚电解质从材料或基质上脱 离、脱开或脱移，进入伤口，或者以其他方式与材料或基质不成为一体。优选的是，基本不浸 脱是指低于30%总量的抗菌聚电解质从基质上脱离或脱移。更优选的是，低于15%总量的 抗菌聚电解质从基质上脱离或脱移。更为优选的是，低于10%总量从基质上脱离或脱移。 最为优选的是，低于5%总量的抗菌阳离子聚电解质从基质上脱离或脱移。关于前述定义，需要指出的是，“非浸脱性结合”指的是PEC与基质之间的结合。在 本发明的某些实施例中，有意地使PEC的聚合物骨架与一种或多种抗菌基团之间的结合变 得更易于释放，从而更易于浸脱。在某些状况下，当需要一定百分比的抗菌基团被选择性地 释放时，这是有益的。然而，需要指出的是，这里预想和使用的聚合物链与抗菌基团之间的 典型结合是指在标准暴露条件下不会浸脱的共价结合。“生物相容性”是指材料与活细胞、组织、器官以及系统相容，没有损伤、毒性或免 疫系统排斥的危险，或者材料不会导致过度的刺激、细胞毒性或致敏作用。“对人体无影响”是指材料不会干扰伤口愈合或正常机体机能，也不会导致过度的 损伤、毒性、刺激性、细胞毒性、致敏作用或免疫系统的排斥反应。“聚合度”是指在单一的聚合物链中加入的单体分子的数量。例如，在本发明的一 个优选实施例中，阳离子聚电解质的平均聚合度在10-10，000范围之内。在另一个实施例 中，优选的平均聚合度在100-5,000范围之内，在还有另外一个实施例中，优选的平均聚合 度在1,000-3,000范围之内。这里所用的术语“聚电解质”指的是一类高分子化合物，当其溶解于如水等适当溶 剂中时，可以自发获得或使之获得大量分布在高分子链上的基本电荷。当聚电解质自发地 获得最高量的电荷时，在此被称为“强聚电解质”。当溶解在单纯溶剂中，聚电解质仅部分带 电，在此被称为“弱聚电解质”。弱聚电解质和强聚电解质都可能带有负电荷或正电荷。该 术语用来涵盖单一聚电解质或者两种或更多种同一类型聚电解质(即阴离子或阳离子聚 电解质)的混合物。需要指出的是，术语“聚电解质”也用来涵盖兼有阳离子和阴离子基团的聚电解质，假设一类这种基团在数量上足以能够形成此处所述的非化学计量聚电解质复合物；也 就是说，一类离子化基团必须是占优势的。举例说明，这种聚电解质可能是成段的、夹杂或 随机的共聚物。例如，占优势的离子化基团与带有相反电荷基团的数量之比至少约为2。 另外，该术语还用来包括兼有两种类型的离子化基团的单一聚电解质；两种或更多种具 有同类占优势的离子化基团的聚电解质的混合物；以及两种或更多种聚电解质组成的混合 物，其中至少有一种聚电解质包含两种类型的离子化基团，还至少有一种聚电解质仅包含 一种类型的离子化基团，假设占优势的离子化基团与上述一种类型离子化基团分别是同一 类型(即阴离子或阳离子)。尽管兼有两种类型基团的聚电解质包括在本发明的范围内，但 是其并非所希望的，因为它们可能形成内部或分子内复合物，并且/或者会干扰与本发明 所需的其他聚电解质形成复合物。本发明所用的术语“潜在电荷”是指聚电解质在水溶液中呈现的电荷。在干燥状 态下，离子化基团是中性的，所以，聚电解质自身没有电荷。因此，聚电解质的离子化基团被 称为具有“潜在电荷”。当置于含水介质中时，通常情况下一种特定聚电解质包含一些具有 相同电荷的离子化基团。也就是说，这些基团要么带正电荷要么带负电荷。关于这种电荷 (干燥或非水化状态下的“潜在电荷”)的术语“相反”，简单来说是指，如果第一种和第二种 聚电解质中的一种在溶液中带有正电荷(或正的潜在电荷)，那么另一种聚电解质就必须 带有相反的电荷，即负电荷(即负的潜在电荷)。这里所提到的带正电荷和带负电荷的离子 化基团有时候分别是指阳离子基团和阴离子基团，或者是其变体。术语“处理后的材料”、“改良材料”、“处理后的基质”和“改良基质”在此处可以互 换使用，是指根据本文所述方法，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或 乳状液的处理液中暴露过的基质材料。“稳态”用来描述包括聚电解质复合物PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散 液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液，是指在处理液的正常保存或使用期间不会发生显著或 不可逆的相分离、凝结、或者形成PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒。“相分离”指的是肉 眼可见的液体分离成不同的层，而不是指处理液的云状或牛奶状外观显示的微观相分离。 在这里，“不可逆”是指简单地混合或搅拌处理液不会使处理液恢复到想要的初始状态。本文所用的术语“含水介质”是指任何以水为主要成分的液体介质。因此，该术语 包括水本身、水溶液和水分散体系。例如，含水介质可以是身体的液体排泄物，如尿液、月经 血和唾液。发明的详细说明本发明涉及使用阴离子聚电解质作为结合剂，以在将其施加到基质后降低阳离子 抗菌聚电解质的溶解度。带有相反电荷的阴离子稳定聚电解质和阳离子抗菌聚电解质之间 的离子吸引力导致形成电解质复合物(PEC)。当没有带有相反电荷的聚合物存在时，阴离 子聚电解质和阳离子聚电解质在水或水溶液中最初都能溶解。当这两类聚电解质的溶液混 合时，自发地形成PEC。PEC既不溶于水也不溶于水溶液，或者其溶解度相对于这两种单独 的聚电解质大大地降低了。在一个优选实施例中，包括PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬 液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液被用来处理吸附基质，从而将PEC完全或部分 地涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内部。随后干燥得到用PEC涂覆/浸渍的改良基质。这 样使PEC结合到基质，在使用或者暴露于含水液体或溶剂中时，相对于单独的任一聚电解质组分，PEC明显不易于从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。其主要原因是PEC的溶 解度要低于任一种聚合物组分。用这种方式制备的改良基质表现出抗菌特性，具有生物相 容性，并且在一个优选实施例中可以被用作伤口敷贴材料。出人意料是，随后用环氧乙烷 t0)来处理干燥后的改良基质提高了改良基质的 应用性能。用阳离子聚电解质作为抗菌剂是本领域中已知的。季铵聚合物(也被称为“多季 铵化合物”或“聚季铵”)是一类这样的聚电解质。通常，在没有如阴离子聚电解质这样的 络合剂的情况下，阳离子聚电解质在水中是可溶的。因此，将阳离子聚电解质溶液直接施 加到基质、然后进行干燥得到的处理后的基质在暴露于水或水溶液时，其中的阳离子聚电 解质很容易被去除。这不是理想的结果，理由有如下两点首先，活性试剂(阳离子聚电解 质)被消除，故功效会降低；其次，活性试剂会迁移到不希望的位置。例如，假使处理后的基 质被用作伤口敷料，抗菌剂可能迁移到伤口内，干扰伤口愈合，或者产生毒性或不希望的影 响。因此，希望处理后的基质是其中全部或部分阳离子聚电解质活性试剂以永久或非浸脱 的方式结合到处理后的基质上，而且其中处理后的基质是生物相容的。本发明的目的之一是提供一种用于形成结合有抗菌阳离子聚电解质的基质的方 法。这种材料可用作抗菌伤口敷料、医疗设备、服装等。将阳离子聚电解质共价结合到表面以赋予非浸脱的抗菌活性是本领域中已知的； 然而，这些方法通常需要困难的处理条件，如惰性气体、辐射，或者使用毒性或易燃溶剂。或 者，需要使用过量的材料而且未结合的材料必须被去除。这是对原材料的浪费，而且还需要 额外的处理步骤，如洗涤/冲洗，这可能会破坏基质的物理完整性。本发明只需要简单地 将两种聚电解质的水溶液混合以形成包含PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、 溶液、凝聚体或乳状液的处理液，将包含PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶 液、凝聚体或乳状液的处理液施加到基质，然后干燥处理后的基质。没有应用多余的材料， 所以不需要洗涤或清洗。而且，从材料利用的角度看，此过程有效且经济。该工艺也很直接、 快捷，而且与纺织工业和无纺布工业常用的工艺和设备是相容的。阳离子聚电解质和阴离子聚电解质在溶液中会自发反应形成PEC是本领域中已 知的。然而，为了使之适用于本发明，这两种聚电解质必须以可控的方式混合。PEC的物理 形式受多种因素的影响，包括每一组分的分子量，每一组分的溶液浓度，每一组分的电荷密 度，混合的顺序和速率，温度，以及溶液的PH值和离子强度。为了使其适合于处理基质，PEC 必须作为稳态的分散液、悬液或乳状液保持均勻地分散于含水载体中。如果该过程没有正 确完成，会形成PEC的固体、沉淀、絮凝、团聚或颗粒，会使基质表面非均勻覆盖，也可能会 干扰工艺设备的正确操作，或者在某些情形下，PEC会作为另外的第二液相从介质中脱离， 其可能作为不能溶解的粘性残渣沉淀，由于PEC的低溶解性，粘性残渣很难从设备上去除。 这种现象也会改变施加到基质的活性物质的浓度，这是不希望的。对PEC的形成不加控制 也可能会导致最终产品出现不希望的特性，如过于僵硬，或者施加的材料分布不均。阳离子聚电解质的抗菌效果是通过阳离子聚合物结构中存在的带正电荷的原子 与如细菌细胞等微生物外表之间的静电作用而实现的。由于同样类型的静电作用也是导致 PEC形成的原因，所以阴离子聚电解质电荷与阳离子聚电解质电荷之比必须加以严格控制。 换言之，如果抗菌阳离子聚合物上的所有带正电荷的位点都与阴离子稳定聚合物上的位点形成复合物，则没有剩余正电荷位点来实现抗菌剂功能了。因此，阳离子聚电解质与阴离子 聚电解质的位点的比例必须高于1 1。另一方面，如果比例太高，那么PEC的溶解度将会 趋于升高。因此，本发明的一个方面就是对聚阳离子电荷与聚阴离子电荷的比例加以严格 控制，所述比例应高于1 1，优选高于1.3 1，但是应低于2 1左右。在下面所述的一 个例子中(表1，样品BB)，使用了质量百分比为0.30%的阳离子聚电解质(PD)，以及质量 百分比为0. 10%的阴离子聚电解质(PAASS)。PD单体的分子量为162，PAASS的分子量为 94。因此，该例中阳离子和阴离子位点的摩尔比约为(0. 30/168)/(0. 10/94) = 1.67。本发明的一个方面是控制包括PEC在含水载体中稳态的胶体液、悬液、分散液、溶 液、凝聚体或乳状液的处理液和在处理完成的材料中阳离子聚电解质的总量，使材料的抗 菌效力最大化；然而，过高含量的阳离子聚电解质可能会导致不希望的特性，如由于高浓度 阳离子聚电解质溶出而引起的毒性。因此，本发明的一个方面是控制最终材料中阳离子聚 电解质的量，使其具有高抗菌效力，但又表现出低的毒性或细胞毒性。在本发明的一个优选 实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0.01至l.Ow/o之间。在一个更 为优选的实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0. 10至0. 50w/o之间， 在一个最为优选的实施例中，处理完成的材料中阳离子聚电解质的浓度介于0. 2至0. 35w/ ο之间。在本发明的一个优选实施例中，处理完成的材料具有抗菌性，不支持材料中微生 物的生长，而且作为伤口敷料使用时具有生物相容性(即“对人体无影响”)。在本发明的应用中有用的聚电解质实例包括(仅作为示例)聚乙烯磺酸，聚乙 烯硫酸，聚苯乙烯磺酸，聚乙烯苯酚硫酸，聚乙烯-N-烷基吡啶盐，聚亚甲基-N，N- 二甲 基哌啶盐，聚苯乙烯三甲基铵盐，聚氯化二甲基二烯丙基铵，聚氯化N，N，N' , N'，-四甲 基-N-P-亚二甲苯基丙烯二铵，N-乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯四价共聚物，聚 溴化N-乙基-4-乙烯吡啶，聚溴化乙烯丁基吡啶，聚溴化甲基丙烯酰乙氧基三甲基铵，聚溴 化丙烯酸丁酯-甲基丙烯酰乙氧基三甲基铵，以及聚溴化乙烯基-N-甲基吡啶，聚丙烯酸， 聚甲基丙烯酸，聚马来酸-烯烃，聚马来酸-烷基乙烯基醚，聚谷氨酸，聚乙烯胺，聚乙烯亚 胺，壳聚糖，乙二醇壳聚糖，聚赖氨酸，羧甲基纤维素钠，羧甲基羟乙基纤维素钠，葡聚糖硫 酸酯，透明质酸，肝素，硫酸软骨素，聚半乳糖醛酸，聚谷氨酸以及其中一种或多种组成的共 聚物、混杂物或混合物。在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质是季铵聚合物或季铵共聚物。 在一个更为优选的实施例中，阳离子聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚 DADMAC)。在一个优选的实施例中，阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物 以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。在一个更 为优选的实施例中，阳离子聚电解质是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚DADMAC)，阴离 子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生物或共聚物以及聚苯乙烯磺酸钠或者其衍生物或 共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。在一个最为优选的实施例中，阳离子聚电解质 是聚二烯丙基二甲基氯化铵(也称为聚DADMAC)，阴离子聚电解质是从由包括聚丙烯酸盐 及其衍生物或共聚物组成的组中选出的一种或多种物质。当本发明的应用中将聚DADMAC作为阳离子聚电解质使用时，优选使用平均分子 量高于50，000的。更为优选的是使用平均分子量高于100，000的，最为优选的是使用平均分子量高于200,000的。本发明的一个方面是抗菌阳离子聚电解质包括多聚磷化合物。多聚磷化合物已 知具有抗菌特性。化学文献中有数篇报道涉及不同抗菌合成聚合物的合成。例如，Endo, T.等人在"Novel Polycationic Biocides :Synthesis and Antibacterial Activity of Polymeric Phosphonium Salts，， (Journal of Polymer Science Part APolymer Chemistry, 31, pp. 335-342，1993)中报道过苯乙烯聚合膦衍生物的合成。膦四聚合物的抗 菌效力已被证明比相应的氮四聚物高出4个数量级。当本发明的应用中将聚丙烯酸钠盐(简称为PAASS)作为阴离子聚电解质使用时， 优选使用平均分子量至少为20，000的。在一个对比实例中，平均分子量为2000的PAASS 不能形成具有有效溶解性的PEC。当本发明的应用中将聚4-苯乙烯磺酸钠盐(简称为PSSA)作为阴离子聚电解质 使用时，优选使用平均分子量至少为50，000的。更为优选的是使用平均分子量至少应为 75，000 的。在本发明的一个优选实施例中，阳离子聚电解质为聚DADMAC，而阴离子聚电解质 为PAASS，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中聚 DADMAC的浓度至少为0. lOw/o，但低于0. 50w/o，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶 液、凝聚体或乳状液的处理液中PAASS的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/oo在本发明 的一个更为优选的实施例中，阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为PAASS，在包 括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中聚DADMAC的浓度至 少为0. 20w/o，但低于或等于0. 30w/o，在包括PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚 体或乳状液的处理液中PAASS的浓度至少为0. 07w/o，但低于或等于0. Hw/o。本发明的一个方面是将阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液进行混合。可 以将两种溶液混合后进行搅拌或震荡来完成混合过程。阴离子聚电解质和阳离子聚电解质 的溶液浓度应接近(即不超过约5倍于)它们在PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝 聚体或乳状液中的最终浓度。在一个优选的实施例中，阴离子聚电解质和阳离子聚电解质 各自的浓度恰好是各自在PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液中最终 浓度的2倍，将等体积上述溶液混合以产生最终的PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、 凝聚体或乳状液。本发明的一个方面是使PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液 的PH值保持碱性，以确保阴离子聚电解质处于完全电离状态。可以通过加入适当的酸或碱 来调节PH值。pH值的调节可以在阳离子聚电解质和阴离子聚电解质混合之前，也可以在混 合之后。在本发明的一个优选实施例中，PEC的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或 乳状液的PH值介于8至10之间。使用本领域中已知的方法用包括PEC在含水载体中稳态 的胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，这些方法包括但不限 于喷涂、浸渍、浸注、涂刷或辊覆。可使用适当的本领域已知的方法，如辊、夹、压、离心、绞或吸以及类似方法，去除 过量的处理液，以控制最终处理后的材料中阳离子聚电解质的量。可以应用任何机械作用 或机械力；但是，当排出溶液时，为了使剩余溶液在加载的基质内均勻分布，该机械作用或 机械力最好均勻作用。应当指出的是，在干燥前施加机械力以去除多余的溶液与干燥程序不同，因为机械力既去除了抗菌剂也去除了载体溶液，而干燥程序只通过蒸发去除了载体 溶液，而抗菌剂仍然留在加载的基质上。本发明所述方法的一个方面是应用任意温度和时间的组合使所述材料干燥。例 如，此处所用的“干燥的”是指将暴露于抗菌阳离子聚电解质溶液的基质干燥至恒重。此处 所用的“恒重”是指继续应用选定的干燥程序不再会导致因水或其它溶剂的蒸发而引起的 明显可测的质量减少。达到恒重是衡量干燥程度的有效指标；然而，达到恒重却不是使抗菌 剂非浸脱性结合到基质的实际因素。达到干燥所需的特定温度和干燥时间还取决于特定的 基质材料、样品的初始湿度、样品的重量和尺寸、干燥过程中用于样品的气体流量、以及和 样品接触的空气或其它介质的湿度。任何能使处理后的基质干燥的干燥设备、干燥方法、温 度和干燥时间的组合都是足够的。作为示例，根据特定应用的具体特点，干燥步骤可以在烤 箱(例如2小时80°C )、高通量烤炉(例如30秒140°C )、干衣机、干燥器、真空室、抽湿机、 脱水机或冻干机(冷冻干燥机)中进行。红外热、辐射热、微波和热风干燥对于已暴露于抗 菌阳离子聚电解质溶液的基质来说都是合适的干燥方法。针对特定应用的干燥温度上限通 常取决于特定的基质或所处理的抗菌阳离子聚电解质的降解温度。本发明所述方法的一个方面在于，可以对干燥后的基质执行有选择性的清洗步 骤。当应用本发明所述方法的一个具体实施例时，施加到基质的总的抗菌阳离子聚电解质 实际上可能只有一部分非浸脱地结合到基质，或者被认为基本上不可从基质上浸脱。在这 样的例子中，天然抗菌材料也可能包含了某些可浸脱的抗菌阳离子聚电解质。决定是否清 洗处理后的材料取决于最终产品除天然非浸脱性抗菌特性之外是否还需要有可浸脱的抗 菌特性。对于某些应用(如纺织品应用)来说，可能希望在最终产品中与非浸脱部分一起 保留抗菌阳离子聚电解质的部分或全部可浸脱部分，因为至少在初期，在可浸脱部分被消 除之前，可浸脱部分将对总的抗菌活性有贡献。因此，例如当某种特定应用需要保留可浸脱 部分时，适于在彻底干燥后使用天然抗菌材料(不需要清洗)。对于其它应用而言，可能就 希望去除整个可浸脱部分而仅仅保留非浸脱部分。例如，当某种特定应用需要去除可浸脱 部分时，彻底干燥的处理后的材料可以在液体中反复清洗，以去除在彻底干燥步骤中没有 附着到基质上的抗菌阳离子聚电解质的可浸脱部分。在一个典型实施例中，当洗出液的导 电性读数等于投入的清洗液时，表明洗出液无抗菌剂，可以视为清洗步骤完成。在另一典型 实施例中，通过用盐溶液清洗，再以清水清洗以去除可浸脱性抗菌剂和盐，从而使可浸脱性 抗菌剂达到尽可能最低的水平。本发明的一个方面是在清洗后重复执行干燥步骤。本发明的一个方面是本发明的干燥后的改良(“处理后的”)基质材料可以利用本 领域中已知的方法进行灭菌，包括蒸汽灭菌法(高压蒸汽灭菌法)、Y辐照灭菌法以及环氧 乙烷 t0)灭菌法。出人意料是，以本文所述方法进行测试时，用Eto对处理后的基质进行 灭菌处理可以提高处理后的基质的抗菌效力。另外，在对处理后的基质进行EtO灭菌处理 后，提高了处理后的基质的抗菌效力，并且提高了固定的PEC在其使用期间或者在暴露于 含水液体或溶剂中时抵御从改良基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移的能力。因此本发 明的一个方面是将处理后的基质暴露于EtO中以提高处理后的基质的抗菌特性。在本发明 的描述中，术语如“EtO处理”、“EtO灭菌”、“EtO暴露”以及类似特征描述可以互换使用。将 处理后的基质暴露于肚0的方法是本领域普通技术人员所熟知的。环氧乙烷有毒且易燃， 必须采取相应预防措施。对医疗设备进行EtO灭菌采用标准化的方法和规程，事实上这是政府法规的要求，这些方法和规程中的任何方法规程在本发明的应用中均适用。仅作为示 例，可以采用以下引文中所述的方法批准和常规控制的要求-辐射灭菌，AAMI/IS011137 ； 医疗保健产品的灭菌方法-辐射灭菌-单一产品批次灭菌剂量的选择，AAMI/ISO TIR No 15844 ；医疗设备-环氧乙烷灭菌的批准和常规控制，AAMI/IS0 11135 ；医疗器械的灭菌，环 氧乙烷灭菌的批准和常规控制，EN550(欧洲标准)；医疗设备的生物学评价-第7部分环 氧乙烷灭菌残留，AAMI/IS0 10993-7 ；医疗设备的灭菌方法-微生物学方法，第1部分产 品的微生物数量的评估，AAMI/IS0 11737-1 ；医疗设备的灭菌方法-微生物学方法，第2部 分验证灭菌过程的无菌测试，AAMI/IS011737-2 ；医疗设备的生物学评价-第7部分环氧 乙烷灭菌法；环氧乙烷残留物，ANSI/AAMI/IS0 10993-7。EtO灭菌的标准操作涉及灭菌材 料的彻底脱气以去除残留的肚0;因此，可以相信，本发明应用中观察到的抗菌效力的提高 不是由于残留的EtO引起的。本发明中EtO灭菌导致材料的性能提高的实际机制目前还不 清楚。尽管申请人不希望被任何发明理论所束缚，但是性能增强的原因可能是暴露于肚0 而引起的某种类型的PEC重排或PEC在基质表面的重新分布。由于肚0灭菌过程涉及热度、 压力、湿度和真空的多次循环，有理由认为是这些因素中的一个或几个的组合，而非仅仅由 于材料暴露于肚0，导致了观察到的特性的提高。本发明所述方法的一个方面是将抗菌阳离子聚电解质或抗菌阳离子聚电解质复 合物非浸脱性地附着到各种基质上，这些基质包括天然的、合成的和混合的基质和纺织品 或无纺布。适合于本发明所述方法的天然和合成的基质材料包括但不局限于纤维素、纤维 素衍生物、纸张、木材、木浆、微生物来源的纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维 素、甲基纤维素、人造丝、棉、木浆、亚麻、多糖、蛋白质、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻 酸盐、淀粉、丝绸、聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二 醇、丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂，所有这些可通过本公 开的常规实验来验证。本发明的一个方面是制备经PEC处理的基质的过程不需要用到惰性气体、真空、 高压、辐射、有机溶剂、催化剂、过高温度处理、和/或挥发性的、昂贵的、易燃的、或有毒的 试剂来生产抗菌材料。这是与许多以往需要这些措施的方法不同的。本发明所述方法的一个方面是通过本方法生产的材料的抗菌活性非常强。与此相 反，一些竞争制剂，如AEGIS Environments销售的产品，在暴露于血液(参见EP 0136900) 或10%胎牛血清后即失活。在本发明所述方法的一个典型实施例中，非浸脱性附着的二烯 丙基二甲基氯化铵季铵化合物的聚合物分子的抗菌活性在10%的胎牛血清中依然保持可 靠，如后面的例子中所示。本发明所述方法的这个方面使抗菌活性在体液中能够持续，这在 许多医疗保健产业的应用中非常有价值。本发明的一个方面是硅烷、硅树脂或硅氧烷抗菌阳离子聚电解质不被施加到基质 或结合到抗菌材料中，因为硅烷、硅树脂或硅氧烷化合物通常会赋予基质防水性，从而降低 材料的吸收性。本发明的一个方面是当按照本文所述进行测试时，处理后的或改良的基质材料会 有低浓度的阳离子聚电解质溶出(浸脱)。在本发明的一个优选实施例中，根据ISO标准 方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物中含有低于IOOppm的阳离子聚 电解质。在本发明的一个更为优选实施例中，根据ISO标准方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物含有低于60ppm的阳离子聚电解质，在一个最为优选的实施例 中，根据ISO标准方法10993-12制备的处理后的或改良的基质材料的提取物中包含低于 50ppm的阳离子聚电解质。此外，在本发明的一个优选实施例中，当按照本文所述标准方法进行测试时，通过 本发明所述方法制备的材料具有生物相容性，而且没有表现出细胞毒性或者只有低的细胞毒性。本发明的一个方面是通过本发明所述方法制备的抗菌材料对于细菌生物体具有 显著的抗菌活性。优选的是，本发明的抗菌制剂对革兰氏阳性菌有抗菌效力。更为优选的 是，本抗菌制剂对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有抗菌效力。最为优选的是，本抗菌制剂 对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性细菌、还有真菌和/或病毒生物体都有抗菌效力。抗菌效力可以用本领域普通技术人员所熟知的适当方法来衡量。具体来说，可 以采用用于测试纺织品材料抗菌表面的美国纺织化学师及印染师协会(AATCC)测试方法 100( “纺织品的抗菌表面材料评估”)的修订版，这在下面的实施例中将会描述。根据本 方法测试抗菌材料时，本领域普通技术人员可以观察到活细菌数量的明显减少，其中利用 具有相似物理特性的无抗菌性材料(未经处理)作为“阴性对照品”。优选的是，常见菌种 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)数量的 减少系数应为1000(“杀死3个数量级”，或减少99. 9% )。更为优选的是，常见菌种金黄色 葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)数量的减少系 数应为10，000( “杀死4个数量级”，或减少99. 99%)。再优选一些的是，常见菌种金黄色 葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)的数量的减少 系数应为100，000( “杀死5个数量级”，或减少99. 999%)。最为优选的是，常见菌种金黄 色葡萄球菌及大肠杆菌(分别针对阴性对照品进行测试即未经处理的基质)的数量的减 少系数应为1，000，000(“杀死6个数量级”，或减少99. 9999% )。应当指出的是，由于测试 方法所限，当阴性对照品中活细菌数较少时，细菌水平的数值减少会降低。例如，如果阴性 对照品仅包含500个活细菌(菌落形成单位)，减少系数可能的最大值就是500(杀死2. 7 个数量级)；然而，这种情况下该结果已经代表细菌数减少了 100%，这已经能够很好接受 了。通常，当随后使用标准方法测试吸收性纺织品测试样品时，阴性对照品中最为常见的细 菌生长介于100，000至10，000, 000个菌落形成单位之间。阳离子聚电解质溶液和阴离子聚电解质溶液在适宜形成聚电解质复合物的条件 下混合。这些条件通常包括室温混合，但这不是必要的。这些条件还包括剧烈混勻方法，如 超声、高剪切力混合方法以及类似方法。要混合的两种溶液的量取决于每种溶液中聚电解 质的浓度以及阳离子聚电解质和阴离子聚电解质所需的摩尔比。可将混合步骤中得到的PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝 聚体或乳状液用来涂覆基质。换言之，没有必要将非溶剂状态的聚电解质复合物分离出来 然后再溶解。在足以使聚电解质复合物涂覆到基质表面的条件下，将基质表面与PEC在含 水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液相接触。这些条件典型地涉及 足以使非化学计量的聚电解质复合物在基质表面上散布开的环境温度以及扩散力程度。例 如，当基质为薄膜时，可以用刮刀或Meyer棒将聚电解质复合物涂布到薄膜表面上而达到 需要的扩散力程度。也可以使用超声搅拌的方法使薄膜在PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液中浸透。当基质为纤维网时，可以用如下方法获得 足够的扩散力在非化学计量的聚电解质复合物溶液中搅拌基质，通过吸或压使溶液或其 泡沫通过纤维网，并使采用非化学计量的聚电解质复合物溶液饱和过的纤维网通过由一对 压缩辊形成的夹子。为了通过本发明的操作来处理纺织品和无纺布基质，按本文所述方法将干燥纺织 品暴露于处理液、随后除去多余液体，其标准湿涂层量(湿重)通常介于大约75%至125% 之间；但也可采用更高或更低的值。换言之，将1磅的初始干燥的纺织品基质用包括PEC在 含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液处理后，在干燥前 其重量通常介于1. 75至2. 25磅之间。本领域普通技术人员能够理解，使用更高/更低的湿 涂层量比值将会导致在处理后的基质上加入更高/更低含量的抗菌剂，而且为了在处理后 的基质中获得理想的抗菌剂水平，可以用更低/更高PEC浓度的处理液来进行补偿。因此， 在本文所述的例子和实施例中提及的聚合物的水平和浓度也可相应调整。例如，对于特定 应用可能希望使用低湿涂层量比值，因为这能够使处理后的基质的干燥变得更为经济。在 这种情况下需要更高浓度的处理液。本发明的一个方面是添加剂，如紫外线防护剂、加工助剂、柔软剂、抗静电剂、着色 齐U、染料、指示剂、药物、油、润滑油、微球、临时视觉指示剂、营养物、生长因子、维生素、润肤 剂、保湿剂、香料、香水、乳化剂和类似物，其可以和PEC—起被添加到基质，或者合并到包 括PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液中。鉴于上面提供的公开内容，根据本发明方法的实施方式，本领域普通技术人员能 够理解，这些公开内容可以使所附权利要求书中所限定的本发明所述方法的应用得以实 现。但是，还提供了下面的实验细节，以保证本发明的描述的完整公开，包括其最佳实施方 式。但是，应当认识到，本发明的范围不是根据所提供的特定例子来解释的。相反，应当参 照本文所附的权利要求，以及由完整的公开内容所构成的对本发明所述方法的完整描述来 理解本发明的范围。可以理解的是，本发明还可以有各种其他实施例。此外，尽管这里示出和描述的本 发明的形式构成了本发明的一个优选实施例，但这并不意图说明其所有可能的形式。还可 以理解的是，所用词语是描述性用词，而非限制性的，在不背离所公开的本发明的主旨与范 围的情况下，可以对其做出各种改动。本发明的范围不应仅局限于给定的示例。示例材料在下列示例所述的样品制备中用到如下材料。基质“MOgsm” 一种针刺的复合无纺布，由基于聚烯烃纤维的伤口接触层和基 于粘胶纤维的吸附核心所组成，具有如下组分基于EFC或TFC纸浆的粘胶(人造 丝)纤维[CAS号为68442-85-3 ；约为90 % ]以及聚烯烃双组分纤维[CAS号为 9003-07-0 (PP) /9002-88-4 (PE)；约为 10 ，其密度约为 240 克 / 平方米(gsm)，厚度为 1. 7-2. 3 毫米。“115gsm”一种热粘合的针刺复合无纺布，由基于聚烯烃纤维的伤口接触层和 基于粘胶纤维的吸附核心所组成，具有如下组分43%的粘胶(人造丝)纤维(CAS号为68442-85-3)以及57%的丙纶(CAS号为9003-07-0)，其厚度为0. 95-1. 25毫米，密度约为 115克/平方米(gsm)。“CG” :Dutex 棉布(由加拿大Dumex医疗公司制造)。聚合物“PD”:聚二烯丙基二甲基氯化铵，缩写为“聚DADMAC”，由MV产品公司(圣路易斯， 密苏里州)提供，SNF公司，Axchem # AF-6M5，质量体积百分比为40%的水溶液，“高粘度”， 分子量约为250，0000克/摩尔。“PAA1” 聚丙烯酸钠盐，由Aldrich化学公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目 录号为41，604-5，CAS号为[9003-04-7]，质量体积百分比为40 %的水溶液，分子量约为 30，000。“PAA2”:聚丙烯酸钠盐，由Aldrich化学公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目录 号为420344，CAS号为[9003-04-7]，粉末，分子量约为2，100。“PAA3” 聚丙烯酸钠盐，由MV产品公司(圣路易斯，密苏里州)提供， SNF "Flosperse FS 10，000”，CAS号为[9003-04-7]，质量体积百分比为的水溶液，分 子量约为50，000。“PSSA” 聚(4-苯乙烯磺酸)，质量体积百分比为18%的水溶液，由Aldrich化学 公司(密尔沃基，威斯康星州)提供，目录号为561223，CAS号为口8210-41-5]，分子量约 为 70，000。注在下列示例中，溶液的pH值用3M的氢氧化钾(KOH)或3M的盐酸(HCl)调整， 且PH值以适当缓冲溶液校准过的Corning model 320pH计进行测量。例1以阳离子聚电解质处理基质(对比实例)本实例示出了仅用抗菌阳离子聚合物而不用阴离子稳态聚合物来制备伤口敷料。 制备100克0. 3% PD的溶液，将PH值调整到9. 5。将质量为18. 91克的MOgsm基质样品 浸泡于该溶液中，然后用手动辊压机辊压以除去多余液体。材料的湿重为45. 51克(141% 的湿涂层量)。将材料放平，置于80°C烤箱中干燥约2小时，指定作为样品XI。比色法测 量结果表明，用这里所述的方法制备和测试的该材料的提取物中阳离子聚合物的平均浓度 为130ppm。用本文所述的细胞毒性测试方法进行测试，发现该样品有细胞毒性(见下文表 7)。例2以聚DADMAC和聚丙烯酸钠盐形成的PEC处理基质下面是用PEC处理无纺布基质的典型实例。将15克PD (40% )与585克水的混合 物搅拌直至充分混勻。另外，将5克PAAl (40% )与195克水的混合物搅拌直至充分混勻。 以3M氢氧化钾将第二种混合物的pH值调整至10. 3。然后将这两种溶液混合，快速搅拌产 生乳白色液体，其PH值为9. 0，PD浓度为0. 30%，？44浓度为0. 13%。将质量为184. 7克的 MOgsm基质材料样品在此溶液中浸泡数分钟，然后用手动辊压机传递辊压以排除多余的液 体。辊压后基质的湿重为489. 1克(165%的湿涂层量)。将该样品置于80°C烤箱中干燥， 指定作为样品BB。其余样品用同样的工艺稍作变化后制备得到。某些情况下使用手动辊压 机，其他情况则使用电动辊压机。基质和湿涂层量百分比也各不相同。阳离子聚合物和阴 离子聚合物在构成、比例和浓度上也有变化。在所有情况下，最终处理溶液的PH值被调整 至9.0和10.0之间。有些情况下pH值在溶液混合之前被调整，另一些情况下pH值在溶液混合之后被调整。一般情况下，优选的是在混合之前对溶液的PH值分别进行调整。两种溶 液的相对体积也有变化，但是一般情况下优选的是将溶液等体积混合，其中各组分的浓度 是最终理想浓度的2倍。下面的表1概括了不同示例和工艺条件，样品编号以及用本文所 述方法测得的样品提取物中阳离子聚电解质的平均浓度。表1.示例及工艺条件
权利要求
1.一种用于制备改良基质的方法，包括用包含聚电解质复合物在含水介质中的稳态 胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，其中所述聚电解质复合 物是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混合形 成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的比例 足以使基质具有抗菌特性，而且其中聚电解质复合物不可浸脱性地结合到所述基质，在使 用或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。
2.如权利要求1所述的方法，还包括干燥步骤后的清洗步骤。
3.如权利要求1所述的方法，还包括用环氧乙烷处理改良基质的步骤，从而提高改良 基质的抗菌效力。
4.如权利要求1所述的方法，其中阴离子聚电解质和阳离子聚电解质以受控的方式混 合，其中所述阴离子聚电解质的平均分子量介于20，000至75，000之间，其中所述阳离子聚 电解质的平均分子量至少为50，000，优选地在200，000以上。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述混合在室温下进行，PH值介于8至10之间。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物在含水介质中的 稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为 0. lOw/o，但低于0. 40w/o，而所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/Oo
7.如权利要求1所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、悬 液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. 20w/o，但低 于0. 30w/o，而所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 07w/o，但低于0. Hw/o。
8.如权利要求1所述的方法，其中当用ATCC方法100进行测试时，观察到在10%胎牛 血清存在条件下活的绿脓假单胞菌菌群至少平均降低3个数量级。
9.如权利要求1所述的方法，其中根据ISO标准方法10993-12制备的改良基质的提取 物含有低于IOOppm的阳离子聚电解质。
10.如权利要求1所述的方法，其中根据ISO标准方法10993-12制备的改良基质的提 取物含有低于60ppm的阳离子聚电解质。
11.如权利要求1所述的方法，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为聚 丙烯酸钠盐。
12.如权利要求1所述的方法，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解质为聚 丙烯酸钠盐，且所述基质包括棉。
13.通过权利要求1所述方法制备的改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子聚 电解质。
14.如权利要求13所述的改良基质，其中所述基质是从天然基质材料和合成基质材料 组成的组中选择的。
15.如权利要求13所述的改良基质，其中所述基质是从由纤维素、纤维素衍生物、纸、 木材、木浆、微生物来源纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、人 造丝、棉、木浆、亚麻、多糖、蛋白、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻酸盐、淀粉、丝绸、聚 烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二醇、丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂组成的组中选择的。
16.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质为季铵聚合物。
17.如权利要求16所述的改良基质，其中所述季铵聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化 铵，也就是聚DADMAC。
18.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其 衍生物和共聚物以及聚磺苯乙烯及其衍生物和共聚物组成的组中选择的。
19.如权利要求13所述的改良基质，其中阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其衍生 物或共聚物组成的组中选择的。
20.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，阴离子聚电解 质为聚丙烯酸钠盐。
21.如权利要求20所述的改良基质，其中所述改良基质还包括棉。
22.一种改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子聚电解质，其中阳离子聚电解 质的摩尔数多于阴离子聚电解质，使材料具有抗菌特性，并且其中阴离子聚电解质和阳离 子聚电解质之间形成的复合物使得阳离子聚电解质在使用或暴露于含水液体或溶剂中时 相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱，浸脱，漏脱，溶脱或脱移。
23.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质包括多聚磷化合物。
24.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质的平均聚合度大约介于 10至10，000之间。
25.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质的平均聚合度大约介于 100至5，000之间。
26.如权利要求13所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质的平均聚合度大约介于 1,000 至 3，000 之间。
27.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质中阳离子聚电解质的浓度介于 0. Olw/ο 至 1. Ow/ο 之间。
28.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质中阳离子聚电解质的浓度介于 0. 10w/o 至 0. 50w/o 之间。
29.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质中阳离子聚电解质的浓度介于 0. 2w/o 至 0. 35w/o 之间。
30.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质电荷位点与阴离子聚电解质 电荷位点的比例介于1 1至2 1之间。
31.如权利要求13所述的改良基质，其中阳离子聚电解质电荷位点与阴离子聚电解质 电荷位点的比例介于1.3 1至2 1之间。
32.如权利要求13所述的改良基质，其中所述改良基质被用作伤口敷料、医疗设备或 衣物。
33.如权利要求13所述的改良基质，还包括紫外线防护剂、加工助剂、柔软剂、抗静电 齐U、着色剂、染料、指示剂、药物、油、润滑油、微球、临时视觉指示剂、营养物、生长因子、维生 素、润肤剂、保湿剂、香料、或香水。
34.如权利要求13至33中任一项所述的改良基质，其中所述改良基质还用环氧乙烷进 行过处理，从而提高所述改良基质的抗菌效力。
35.一种用于制备聚电解质复合物的方法，包括将阴离子聚电解质的水溶液与阳离子 聚电解质的水溶液混合的步骤，其中阳离子聚电解质电荷位点与阴离子聚电解质电荷位点 的比例介于1 1至2 1之间。
36.如权利要求35所述的方法，其中阳离子聚电解质电荷位点和阴离子聚电解质电荷 位点的比例介于1.3 1至2 1之间。
37.如权利要求35所述的方法，其中阴离子聚电解质和阳离子聚电解质以受控的方式 混合，其中所述阴离子聚电解质的平均分子量介于20，000至75，000之间，其中所述阳离子 聚电解质的平均分子量介于50，000至200，000之间。
38.如权利要求35所述的方法，其中所述混合在室温下进行，pH值介于8至10之间。
39.如权利要求35所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、 悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. lOw/o，但 低于0. 50w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/oo
40.如权利要求35所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、 悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. 20w/o，但 低于0. 35w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 07w/o，但低于0. Hw/o。
41.如权利要求35所述的方法，其中混合步骤包括超声、高剪切力混合或其他强烈混 合方法。
42.一种用于制备改良基质的方法，包括用包含聚电解质复合物在含水介质中的稳 态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液用来处理基质，其中所述聚电解质 复合物是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混 合形成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的 比例足以使基质具有抗菌特性，而且其中聚电解质复合物从所述基质上基本不可浸脱，在 使用或暴露于水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。
43.如权利要求42所述的方法，还包括干燥步骤后的清洗步骤。
44.如权利要求42所述的方法，还包括以环氧乙烷处理改良基质的步骤，从而提高改 良基质的抗菌效力。
45.如权利要求42所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物在含水介质中的 稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为 0. 10w/o，但低于0. 40w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 025w/o，但低于0. 20w/o。
46.如权利要求42所述的方法，其中所述处理液包括聚电解质复合物的稳态胶体液、 悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液，其中所述阳离子聚电解质的浓度至少为0. 20w/o，但 低于0. 30w/o，所述阴离子聚电解质的浓度至少为0. 07w/o，但低于0. Hw/o。
47.通过权利要求42所述方法制备的改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离子 聚电解质。
48.如权利要求47所述的改良基质，其中所述基质是从天然基质材料和合成基质材料 组成的组中选择的。
49.如权利要求47所述的改良基质，其中所述基质是从由纤维素、纤维素衍生物、纸、 木材、木浆、微生物来源纤维素、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、人造丝、棉、木浆、亚麻、多糖、蛋白、羊毛、胶原、明胶、甲壳素、壳聚糖、藻酸盐、淀粉、丝绸、聚 烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯、橡胶、聚乳酸、聚乙二醇、丙烯酸、聚苯乙 烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚氨酯和硅树脂组成的组中选择的。
50.如权利要求47所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质为季铵聚合物。
51.如权利要求50所述的改良基质，其中所述季铵聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化 铵，也就是聚DADMAC。
52.如权利要求47所述的改良基质，其中所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其 衍生物和共聚物以及聚磺苯乙烯及其衍生物和共聚物组成的组中选择的。
53.如权利要求47所述的改良基质，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，而阴离子聚电 解质为聚丙烯酸钠盐。
54.如权利要求53所述的改良基质，其中所述改良材料还包括棉。
55.如权利要求47所述的改良基质，其中阳离子聚电解质包括多聚磷化合物。
56.如权利要求47所述的改良基质，其中所述改良基质被用作伤口敷料、医疗设备或 衣物。
57.如权利要求47所述的改良基质，还包括紫外线防护剂、加工助剂、柔软剂、抗静电 齐U、着色剂、染料、指示剂、药物、油、润滑油、微球、临时视觉指示剂、营养物、生长因子、维生 素、润肤剂、保湿剂、香料、或香水。
58.如权利要求47至57中任一项所述的改良基质，其中所述改良基质还用环氧乙烷被 处理过，由此提高所述改良基质的抗菌效力。
59.一种用于制备改良基质的方法，包括用包含聚电解质复合物在含水介质中的稳 态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理基质，其中所述聚电解质复 合物是通过将阴离子聚电解质的水溶液与化学计量过量的阳离子聚电解质的水溶液混合 形成的，然后将处理后的基质进行干燥，其中阳离子聚电解质相对于阴离子聚电解质的比 例足以使基质具有抗菌特性，而且其中聚电解质复合物从所述基质上不会明显脱离，在使 用或暴露于含水液体或溶剂中时相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏 脱、溶脱或脱移。
60.如权利要求59所述的方法，还包括干燥步骤后的清洗步骤。
61.如权利要求59所述的方法，还包括用环氧乙烷处理改良基质的步骤，从而提高改 良基质的抗菌效力。
62.通过如权利要求59所述方法制备的改良基质，包括基质、阳离子聚电解质和阴离 子聚电解质。
63.如权利要求59所述的改良基质，其中所述阳离子聚电解质为季铵聚合物。
64.如权利要求63所述的改良基质，其中所述季铵聚合物为聚二烯丙基二甲基氯化 铵，也就是聚DADMAC。
65.如权利要求59所述的改良基质，其中所述阴离子聚电解质是从由聚丙烯酸盐及其 衍生物和共聚物以及聚磺苯乙烯及其衍生物和共聚物组成的组中选择的。
66.如权利要求59所述的改良基质，其中阳离子聚电解质为聚DADMAC，而阴离子聚电 解质为聚丙烯酸钠盐。
67.如权利要求59至66中任一项所述的改良基质，其中所述改良基质还用环氧乙烷被处理过，从而提高所述改良基质的抗菌效力。
全文摘要
阴离子聚电解质被作为结合剂以降低阳离子抗菌聚电解质的溶解度。阴离子稳态聚电解质与抗菌阳离子聚电解质之间的离子吸引力导致形成聚电解质复合物(PEC)。用包含PEC在含水载体中的稳态胶体液、悬液、分散液、溶液、凝聚体或乳状液的处理液来处理吸附基质，然后将PEC涂覆、渗透或浸渍于基质表面或内部。随后干燥得到结合有PEC的改良基质，在使用或暴露于含水液体或溶剂中时，该PEC相对于任一聚电解质组分不易从基质上被洗脱、浸脱、漏脱、溶脱或脱移。该改良基质还可以用环氧乙烷来处理，以提高其抗菌效力、生物相容度以及在伤口敷料、医疗设备、衣物等方面的应用性。
文档编号A61L2/18GK102131527SQ200980132939
公开日2011年7月20日 申请日期2009年7月20日 优先权日2008年7月18日
发明者A·米哈伊洛瓦, B·利森费尔德, D·M·摩尔, G·M·奥尔德曼, W·托基 申请人:奎克-麦德技术公司
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