Противомикробное покрытие и способ его формирования - RU2673524C1
Код документа: RU2673524C1
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Варианты осуществления в целом относятся к композиции противомикробного покрытия и к способу применения такой композиции покрытия. Согласно некоторым вариантам осуществления композиция покрытия содержит фотокатализатор. Согласно некоторым вариантам осуществления фотокатализатор содержит титанил-оксидный фрагмент. Согласно некоторым вариантам осуществления композиция покрытия содержит силан.
Краткое описание графических материалов
Настоящее изобретение будет легче понять из прочтения следующего подробного описания, приведенного в сочетании с графическими материалами, в которых одинаковые ссылочные обозначения используются для обозначения одинаковых элементов.
На фиг. 1 графически показан ряд внутрибольничных инфекций, вызванных С. difficile, в ICU при Glendale Memorial Hospital с января 2012 года по февраль 2014 года.
На фиг. 2 графически показан ряд внутрибольничных инфекций, вызванных С. difficile, в Glendale Memorial Hospital (за исключением ICU) с января 2012 года по февраль 2014 года.
На фиг. 3 показаны данные противомикробной эффективности через ноль (0) часов после инокуляции обработанных тест-купонов.
На фиг. 4 приводятся данные противомикробной эффективности через четыре (4) часа после инокуляции обработанного тест-купона, которые включают в себя данные для обработанных купонов из Formica ABS-G2020 и ABS-G2030.
На фиг. 5 приводятся данные противомикробной эффективности через четыре (4) часа после инокуляции обработанного тест-купона, которые включают в себя данные для обработанных купонов из нержавеющей стали ABS-G2020 и ABS-G2030.
На фиг. 6 представлено исследование зависимости остаточной микробиологической нагрузки на поверхности от времени, оценивающее данные двух составов покрытия против мышиного норовируса по времени (6 часов) контакта.
На фиг. 7 представлены данные КОЕ/мл для каждого из трех составов покрытия, при этом каждый состав не включает в себя один или несколько фрагментов оксида титана.
На фиг. 8 представлены данные логарифмического снижения для трех оцениваемых составов, при этом каждый состав не включает в себя один или несколько фрагментов оксида титана.
На фиг. 9 представлены данные процентного снижения для трех используемых составов, при этом каждый состав не включает в себя один или несколько фрагментов оксида титана.
На фиг. 10 представлены данные противомикробной эффективности для некоторых вариантов осуществления распыления в электростатическом поле.
На фиг. 11 представлены данные противомикробной эффективности для некоторых вариантов осуществления распыления в электростатическом поле;
На фиг. 12 представлены данные противомикробной эффективности для некоторых вариантов осуществления распыления в электростатическом поле;
На фиг. 13 представлены данные противомикробной эффективности для некоторых вариантов осуществления распыления в неэлектростатическом поле.
На фиг. 14 представлены данные противомикробной эффективности для некоторых вариантов осуществления распыления в неэлектростатическом поле.
На фиг. 15 представлены данные противомикробной эффективности для некоторых вариантов осуществления распыления в неэлектростатическом поле.
Подробное раскрытие предпочтительных вариантов осуществления
Настоящее изобретение описывается в предпочтительных вариантах осуществления в следующем описании со ссылкой на графические материалы, в которых цифры представляют аналогичные или подобные элементы. Упоминания по всему настоящему описанию «один вариант осуществления», «вариант осуществления» или подобного выражения означают, что конкретные признак, структура или характеристика, описываемые вместе с вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление фраз «согласно одному варианту осуществления», «согласно варианту осуществления» и подобных выражений по всему настоящему описанию может, но не обязательно, относиться к одному и тому же варианту осуществления.
Описываемые признаки, структуры или характеристики в соответствии с настоящим изобретением могут быть объединены любым подходящим образом в один или несколько вариантов осуществления. В следующем описании многочисленные специфические подробности приводятся для обеспечения полного понимания вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалисту в соответствующей области будет понятно, однако, что настоящее изобретение может быть осуществлено без одной или нескольких специфических деталей или с другими способами, компонентами, материалами и т.п. В других случаях хорошо известные структуры, материалы или операции не показаны или не описаны подробно во избежание затруднения понимания аспектов настоящего изобретения.
Согласно некоторым вариантам осуществления композиции и способа в соответствии с настоящим изобретением покрытие формируют на поверхности, при этом такое покрытие содержит множество связей кремний-кислород. Согласно некоторым вариантам осуществления композиции и способа в соответствии с настоящим изобретением покрытие формируют на поверхности, при этом такое покрытие содержит множество связей титан-кислород в комбинации со множеством связей кремний-кислород.
Согласно некоторым вариантам осуществления покрытие, содержащее множество связей титанил-оксид в комбинации со множеством связей кремний-кислород, формируют путем осаждения на поверхности силана в комбинации с одним или несколькими соединениями, содержащими одну или несколько связей титанил-кислород. Согласно некоторым вариантам осуществления покрытие, содержащее множество связей титанил-оксид в комбинации с множеством связей кремний-кислород, формируют путем осаждения сначала одного или нескольких соединений, содержащих одну или несколько связей титанил-кислород, на поверхности и путем осаждения силана на поверхность и над одним или несколькими соединениями, содержащими одну или несколько связей титанил-кислород. Согласно некоторым вариантам осуществления покрытие, содержащее множество связей титанил-оксид в комбинации со множеством связей кремний-кислород, формируют путем одновременного осаждения одного или нескольких соединений, содержащих одну или несколько связей титанил-кислород, и силана на поверхности.
Согласно некоторым вариантам осуществления силан в соответствии с настоящим изобретением содержит соединение 1
Согласно некоторым вариантам осуществления R1 выбран из группы, состоящей из ОН и О-алкила. Согласно некоторым вариантам осуществления R2 выбран из группы, состоящей из ОН и О-алкила. Согласно некоторым вариантам осуществления R3 выбран из группы, состоящей из ОН и О-алкила. Согласно некоторым вариантам осуществления R4 выбран из группы, состоящей из ОН, О-алкила, алкила, замещенного алкила, в том числе γ-хлор-пропила, γ-амино-пропила и замещенного солью четвертичного аммония алкила.
Согласно некоторым вариантам осуществления силан в соответствии с настоящим изобретением содержит тригидроксисилан 2.
Согласно некоторым вариантам осуществления силан в соответствии с настоящим изобретением содержит силантриол 2, при этом R4 представляет собой алкил. Согласно другим вариантам осуществления силан в соответствии с настоящим изобретением содержит силантриол 2, при этом R4 представляет собой алкил с амино-фрагментом. Согласно еще одним вариантам осуществления силан в соответствии с настоящим изобретением содержит силантриол 2, при этом R4 представляет собой алкил с заместителем хлором. Согласно следующим вариантам осуществления силан в соответствии с настоящим изобретением содержит силантриол 2, при этом R4 представляет собой алкил с группой четвертичного аммония.
Силсесквиоксан представляет собой кремнийорганическое соединение 3, в котором Si представляет элемент кремний, а О представляет элемент кислород.
Согласно некоторым вариантам осуществления после нанесения силана в соответствии с настоящим изобретением 1 или 2 либо на твердую поверхность, т.е. стену, двери, стол и т.п., либо на мягкую поверхность, т.е. на постельные принадлежности, шторы, мебельную обивку и т.п., получаемое в результате покрытие, расположенное на твердой поверхности/мягкой поверхности, содержит множество силсесквиоксановых структур. Согласно некоторым вариантам осуществления после нанесения силана в соответствии с настоящим изобретением 1 или 2 в комбинации с одним или несколькими соединениями, содержащими фрагмент титанил-кислород, либо на твердую поверхность, т.е. стену, двери, стол и т.п., либо на мягкую поверхность, т.е. на постельные принадлежности, шторы, мебельную обивку и т.п., получаемое в результате покрытие, расположенное на твердой поверхности/мягкой поверхности, содержит множество силсесквиоксановых структур 3 в комбинации с множеством структур титанил-оксид.
Окисление представляет собой потерю электронов или повышение степени окисления у молекулы, атома или иона. Вещества, обладающие способность окислять другие вещества, считаются окислительными или окисляющими и называются окисляющими средствами, оксидантами или окислителями. Иными словами, оксидант удаляет электроны у другого вещества и, таким образом, сам окисляется. И, поскольку он «принимает» электроны, его также называют акцептором электронов.
В химии фотокатализ представляет собой ускорение фотореакции в присутствии катализатора. При катализированном фотолизе свет поглощается абсорбционной подложкой. При фотогенерированном катализе фотокаталитическая активность (РСА) зависит от способности катализатора создавать пары электрон-дырка, которые создают свободные радикалы (гидроксильные радикалы
Некоторые морфологии титанил-оксида обладают фотокаталитическими характеристиками при воздействии ультрафиолетовых (UV) лучей. При воздействии UV лучей фрагменты титанил-оксида в соответствии с настоящим изобретением создают пары электрон-дырка, которые образуют свободный радикал (например, гидроксильные радикалы). Степень фотокаталитической силы варьирует в зависимости от типа титанил-оксида, например, оксид титана анатазной формы (частица размером приблизительно 5-30 нанометров) является более сильным фотокатализатором, чем оксид титана рутильной формы (частица размером приблизительно 0,5-1 микрон).
Согласно некоторым вариантам осуществления композиции и способа в соответствии с настоящим изобретением покрытие формируют на поверхности, при этом данное покрытие содержит множество связей титанил-оксид, при этом данное покрытие формируют путем осаждения фрагментов титанил-оксида в соответствии с настоящим изобретением на целевой поверхности.
Согласно некоторым вариантам осуществления композиции и способа в соответствии с настоящим изобретением покрытие формируют на поверхности, при этом данное покрытие содержит множество связей кремний-кислород, при этом данное покрытие формируют путем осаждения силана 1 в соответствии с настоящим изобретением на поверхности.
Согласно некоторым вариантам осуществления композиции и способа в соответствии с настоящим изобретением покрытие формируют на поверхности, при этом данное покрытие содержит множество связей титанил-оксид, при этом данное покрытие формируют путем осаждения на поверхности смеси раствора пероксотитановой кислоты и золя пероксо-модифицированного анатаза (совокупно «фрагменты титанил-оксида»).
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения фрагменты титанил-оксида совокупно составляют до приблизительно одного массового процента загрузки смеси в растворе пероксотитановой кислоты и золя пероксо-модифицированного анатаза. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения фрагменты титанил-оксида составляют приблизительно 0,5 массового процента раствора пероксотитановой кислоты в комбинации с приблизительно 0,5 массового процента золя пероксо-модифицированного анатаза.
Способ получения как раствора пероксотитановой кислоты, так и золя пероксо-модифицированного анатаза раскрывается в Journal of Sol-Gel Science and Technology, September 2001, Volume 22, Issue 1-2, pp 33-40. В этой публикации раскрывается, inter alia, схема реакции 1, показанная непосредственно ниже в настоящем документе, которая кратко описывает процедуру синтеза как раствора пероксотитановой кислоты, так и золя пероксо-модифицированного анатаза.
В следующих примерах упоминаются покрытия ABS-G2015, ABS-G2020 и ABS-G2030. Состав покрытия ABS-G2015 содержит содержащее кремний соединение со структурой V
Состав покрытия ABS-G2015, кроме того, содержит фрагменты титанил-оксида. Для осаждения на поверхности это не критично. Согласно некоторым вариантам осуществления сначала на поверхности осаждают содержащее кремний соединение, а фрагменты титанил-оксида осаждают над этим содержащим кремний соединением. Согласно другим вариантам осуществления сначала на поверхности осаждают фрагменты титанил-оксида, а содержащее кремний соединение осаждают над обработанной этими фрагментами титанил-оксида поверхностью. Согласно еще одним вариантам осуществления фрагменты титанил-оксида и содержащее кремний соединение сначала предварительно смешивают и полученную в результате смесь осаждают на поверхности подложки.
Состав покрытия ABS-G2020 содержит содержащее кремний соединение со структурой VI:
Состав покрытия ABS-G2020, кроме того, содержит фрагменты титанил-оксида. Для осаждения на поверхности это не критично. Согласно некоторым вариантам осуществления сначала на поверхности осаждают содержащее кремний соединение, а фрагменты титанил-оксида осаждают над этим содержащим кремний соединением. Согласно другим вариантам осуществления фрагменты сначала на поверхности осаждают фрагменты титанил-оксида, а содержащее кремний соединение осаждают над обработанной этими фрагментами титанил-оксида поверхностью. Согласно еще одним вариантам осуществления фрагменты титанил-оксида и содержащее кремний соединение сначала предварительно смешивают и полученную в результате смесь осаждают на поверхности подложки.
Состав покрытия ABS-G2030 содержит содержащее кремний соединение со структурой VII
Состав покрытия ABS-G2030, кроме того, содержит фрагменты титанил-оксида. Для осаждения на поверхности это не критично. Согласно некоторым вариантам осуществления сначала на поверхности осаждают содержащее кремний соединение, а фрагменты титанил-оксида осаждают над этим содержащим кремний соединением. Согласно другим вариантам осуществления фрагменты сначала на поверхности осаждают фрагменты титанил-оксида, а содержащее кремний соединение осаждают над обработанной этими фрагментами титанил-оксида поверхностью. Согласно еще одним вариантам осуществления фрагменты титанил-оксида и содержащее кремний соединение сначала предварительно смешивают и полученную в результате смесь осаждают на поверхности подложки.
Следующие примеры представлены с целью дополнительной иллюстрации осуществления и применения настоящего изобретения для специалистов в данной области. Данные примеры не предназначены для ограничения, однако, и входят в объем настоящего изобретения.
Пример 1
В данном примере 1 оценивали противомикробную эффективность покрытий ABS-G2015, ABS-G020 и ABS G-2030 в отношении мышиного норовируса. Мышиный норовирус (MNV) является видом норовируса, поражающим мышей. Норовирус наиболее часто вызывает вирусный гастроэнтерит у людей. Он поражает людей всех возрастов. Этот вирус передается, inter alia, аэрозолизацией вируса и последующим загрязнением поверхностей. Этот вирус поражает около 267 миллионов людей и является причиной более 200000 смертей каждый год; эти смертные случаи обычно происходят в менее развитых странах и у очень молодых, пожилых и с подавленным иммунитетом людей.
Тест-купоны данного примера 1 получали с использованием процедуры, упомянутой непосредственно ниже в настоящем документе.
Процедура
Надевали стерильные перчатки.
Готовили тест-купоны путем протирания их сначала изопропиловым спиртом и обеспечивали высыхание.
Очищали тест-купоны средством для очистки поверхности с использованием ткани из микроволокна.
Держали распылитель на расстоянии приблизительно восемь (8) дюймов от поверхности, подлежащей очистке.
Брызги оставляли на 1-3 минуты и вытирали их, если участок очень грязный, чистящее средство оставляли на больший срок или применяли второе распыление и вытирали.
Вытирали поверхность с помощью чистой, влажной губки или ткани. Обеспечивали полное высыхание поверхности.
Одетыми в перчатки руками проверяли купоны на предмет консистенции.
Получали раствор 10 объемных процентов выбранного силана в метаноле (МеОН) (10 мл силана в 90 мл МеОН).
Получали триэтаноламин в виде раствора 10 объемных процентов в МеОН.
Объединяли раствор триэтаноламина и раствор силана в отношении 1:1 на пластине для смешивания при комнатной температуре (т.е. 100 мл раствора триэтаноламина добавляли к 100 мл раствора силана).
Нанесение силана
Добавляли раствор силана/триэтаноламина из [00041] в контейнер аппликатора. Плотно закрепляли крышку системы шланг для жидкости/бутылка на контейнере.
Присоединяли воздушный шланг от компрессора к воздушному фитингу на распылительном аппликаторе.
Присоединяли шланг для жидкости к фитингу для жидкости на распылительном аппликаторе.
Включали шнур питания в соответствующую розетку. Включали воздушный компрессор.
Оптимальное расстояние распыления составляет по меньшей мере 36-48 дюймов от целевой поверхности.
Держали пистолет-распылитель под прямыми углами к целевой поверхности и распыляли.
Целевая поверхность должна была едва блестеть от капель. Поверхность не должна была чрезмерно пропитываться.
Обеспечивали высыхание целевой поверхности, т.е. обеспечивали испарение по меньшей мере 90 массовых процентов жидкого носителя метанола с получением осаждения, состоящего в основном из выбранного силана и триэтаноламина. Осаждение на целевой поверхности состоит из по меньшей мере 33 объемных процентов выбранного силана, по меньшей мере 33 объемных процентов триэтаноламина и до приблизительно 33 объемных процентов остаточного жидкого носителя метанола.
Промывали пистолет-распылитель дистиллированной водой перед нанесением фрагментов титанил-оксида в соответствии с настоящим изобретением (если не использовали 2 распылителя, по одному для каждого продукта).
Нанесение фрагментов титанил-оксида
Добавляли водную смесь фрагментов титанил-оксида в соответствии с настоящим изобретением в контейнер аппликатора.
Плотно закрепляли крышку системы шланг для жидкости/бутылка на контейнере.
Присоединяли воздушный шланг от компрессора к воздушному фитингу на распылительном аппликаторе.
Присоединяли шланг для жидкости к фитингу для жидкости на распылительном аппликаторе.
Включали шнур питания в соответствующую розетку. Включали воздушный компрессор.
Оптимальное расстояние распыления составляет по меньшей мере 36-48 дюймов от целевой поверхности.
Держали пистолет-распылитель под прямыми углами к целевой поверхности и распыляли.
Целевая поверхность должна была едва блестеть от капель. Поверхность не должна была чрезмерно пропитываться.
Обеспечивали высыхание целевой поверхности, т.е. обеспечивали испарение по меньшей мере 90 массовых процентов жидкого носителя с получением осаждения, состоящего в основном из фрагментов титанил-оксида в соответствии с настоящим изобретением. Осаждение на целевой поверхности состоит из по меньшей мере 66 объемных процентов фрагментов титанил-оксида в соответствии с настоящим изобретением и до приблизительно 33 объемных процентов остаточного водного жидкого носителя.
Промывали пистолет-распылитель дистиллированной водой согласно инструкциям изготовителя после каждого дня применения.
На фиг. 4 и фиг. 5 приводятся данные противомикробной эффективности через четыре (4) часа после инокуляции обработанных тест-купонов. На фиг. 4 содержатся данные для обработанных купонов из Formica ABS-G2020 и ABS-G2030. На фиг. 5 содержатся данные для обработанных купонов из нержавеющей стали ABS-G2020 и ABS G-2030.
Клетки-хозяева RAW (макрофаг мыши) получали в 96-луночных планшетах за 24 часа до применения в тестировании.
В день тестирования маточный флакон тестируемого вируса, мышиного норовируса, забирали из хранилища при - 80°С (титр = 5 × 108 TCID 50 единиц на мл). Добавляли имитатор органического загрязнения (инактивированную нагреванием эмбриональную бычью сыворотку) с получением конечной концентрации 5%.
Контрольные (непокрытую нержавеющую сталь и Formica) и покрытые тестируемые носители [ABS-G2015 (SS); ABS-G2020 (Form); ABS-G2030 (Form); ABS-Р2015 (SS)] помещали в стерильные чашки Петри (по одному на чашку) с использованием предварительно стерилизованного пинцета.
Вирусный инокулюм (0,010 мл) пипеткой помещали в центр контрольных и тестируемых носителей и распределяли по участку поверхности ~ 1 дюйм2 с использованием стерильного изогнутого наконечника пипетки.
Один ряд контрольных носителей (на тип материала поверхности) сразу же собирали/нейтрализовали для определения количества во время ноль путем помещения в стерильные пакеты гомогенизатора Stomacher, содержащие 3 мл нейтрализующего раствора (сыворотки крови теленка, дополненной 0,001% Na-тиосульфата и 0,001% Na-тиогликолята). Пакеты гомогенизировали на Stomacher в течение 120 секунд при высокой скорости для высвобождения вирусов из носителей.
Остальные контрольные и тестируемые носители выдерживали в условиях окружающей среды на протяжении каждого из определенных периодов контакта исследования 4 часа и 24 часа [расстояние/конфигурация размещения: ~ 68 дюймов (~ 1,7 м) ниже двух ламп полного спектра с инокулированной стороной, обращенной к свету]. Наблюдали высыхание всех носителей в течение 10 минут инокуляции.
После окончания соответствующих периодов контакта контрольные и тестируемые носители нейтрализовали путем помещения в стерильные пакеты гомогенизатора Stomacher, содержащие 3 мл нейтрализующего раствора, с последующей гомогенизацией на Stomacher, как описывалось ранее.
В начале и в конце каждого из периодов контакта измеряли и регистрировали комнатную температуру, относительную влажность и освещенность (lux).
Элюаты контрольных и тестируемых носителей серийно разбавляли (1:10) и высевали в шести повторностях на клетки-хозяева RAW до соответствующей конфлюентности.
Планшеты осматривали каждые 24-48 часов с целью визуализации вирусных цитопатических эффектов (СРЕ) и цитотоксичности.
После 9-дневного инкубационного периода анализа планшеты формально оценивали.
Log10 и процентные снижения вычисляли для каждого из тестируемых составов покрытия относительно количества вирусов контроля по времени (на тип поверхности). Однако снижения не могли быть вычислены для 24-часового периода контакта из-за недостаточного извлечения вирусов из контрольных носителей.
Валидацию нейтрализации выполняли для каждого из тестируемых составов покрытия (за исключением ABS-P2015 из-за отсутствия носителей). Один контрольный носитель и один из каждого типа тестируемых носителей помещали в пакеты гомогенизатора Stomacher, содержащие 3 мл нейтрализатора, и обрабатывали, как описывалось ранее. Элюат серийно разбавляли и инокулюм с низким титром тестируемого вируса (~ 3-log10) добавляли в каждую из пробирок разбавления на суспензию контрольных и тестируемых носителей. Затем аликвоты (0,1 мл) суспензий высевали для оценивания цитотоксических уровней нейтрализованных тестируемых материалов.
Пример 2
В данном примере 2 использовали три (3) силана, применяемых в составах покрытия, а именно ABS-G2015, ABS-G2020 и ABS-G2030, но без каких-либо содержащих титанил-оксид соединений. Способ в примере 1 из параграфа [00044] - параграфа [00064], касающийся распылительного осаждения силана на тест-купоны, использовали в данном примере 2. Способ из параграфа [00065] - параграфа [00074] включительно, касающийся распылительного осаждения фрагментов титанил-оксида, не использовали в данном примере 2.
На фиг. 7 приводятся данные КОЕ/мл для каждого из трех составов покрытия, при этом каждый состав не включает в себя один или несколько фрагментов оксида титана. На фиг. 8 приводятся данные логарифмического снижения для трех оцениваемых составов, при этом каждый состав не включает в себя один или несколько фрагментов оксида титана. На фиг. 9 приводятся данные процентного снижения для трех используемых составов, при этом каждый состав не включает в себя один или несколько фрагментов оксида титана.
Пример 3
В данном примере 3 использовали полные составы ABS-G2015, AB-G2020 и ABS-G2030, при этом эти составы покрытия осаждали на тест-купоны из нержавеющей стали с использованием полной процедуры из примера 1. В одной серии экспериментов составы осаждали на тест-купоны с использованием системы распыления в электростатическом поле. В другой серии экспериментов составы осаждали на тест-купоны с использованием системы распыления в неэлектростатическом поле.
На фиг. 10, фиг. 11 и фиг. 12 приводятся данные противомикробной эффективности для вариантов осуществления распыления в электростатическом поле. На фиг. 13, фиг. 14 и фиг. 15 приводятся данные противомикробной эффективности для вариантов осуществления распыления в неэлектростатическом поле.
Пример 4
Исследование проводили в Glendale Memorial Hospital и Лечебном центре в Glendale, СА («исследование в Glendale Memorial Hospital»). В центре имеется отделение интенсивной терапии на 24 места (ICU). Исследование выполняли с 10 мая по 30 сентября 2013 года. Исследование в Glendale Memorial Hospital разрабатывали для оценивания противомикробной эффективности композиции покрытия ABS-G2015, описываемого в настоящем документе выше, при этом данную композицию покрытия наносили с использованием полного способа из примера 1 в настоящем документе.
В исследовании в Glendale Memorial Hospital все ICU подвергали двухстадийному режиму распыления, описываемому в настоящем документе, для обработки всех поверхностей в каждой комнате, в том числе твердых поверхностей (кроватей, переносных столиков, поручней кроватей, стен и т.д.) и мягких поверхностей (штор, покрытых тканью и винилом стульев и т.д.). Более конкретно, на каждую поверхность сначала распылляли в электростатическом поле при комнатной температуре водную композицию, образованную путем смешивания октадециламинодиметилтригидроксисилилпропиламмония хлорида («силилированного четвертичного амина») при приблизительно 3,6 массового процента в воде.
Через приблизительно пятнадцать (15) минут после распыления покрытия в электростатическом поле с использованием водного силилированного четвертичного амина каждую поверхность затем покрывали в электростатическом поле при комнатной температуре с использованием фрагментов титанил-оксида, описываемых в настоящем документе выше.
Обрабатываемые поверхности выдерживали при комнатной температуре на протяжении распылительного осаждения водного силилированного четвертичного амина и на протяжении распылительного осаждения фрагментов титанил-оксида. Ни одну из обрабатываемых поверхностей не подвергали какой-либо обработке при повышенном температуре, при которой обрабатываемую поверхность нагревали бы до температуры, превышающей приблизительно комнатную температуру, после завершения двухстадийного режима покрытия.
Выбирали девяносто пять (95) конкретных участков в ICU для повторного отбора образцов на неделях 1, 2, 4, 8 и 15 после двухстадийного режима распыления. Эти выбранные участки включали в себя поручни кроватей, устройства Bed Control, переносные столики и стены над мойками. Образцы также собирали с двух постов медицинской сестры в ICU и приемной, в том числе со столешниц, телефонов, компьютерных клавиатур, подлокотников кресел и приставных столиков. Все подвижные предметы незаметно помечали и кодировали в ходе исследования с тем, чтобы можно было отбирать образцы с одних и тех же объектов.
Образцы отбирали с участков 100 см2 с использованием палочки с губкой, содержащей летиновый бульон (3 М, St. Paul, MN) для нейтрализации какого-либо остаточного дезинфицирующего средства. После сбора образцы сразу же помещали в пакеты со льдом и посылали ночью в Университет Аризоны для анализа профессору Charles Gerba.
На фиг. 1 в настоящем документе представлена действительная и точная копия первого графика, представленного Manager, Infection Prevention, Dignity Health/Glendale Memorial Hospital & Health Center. В приложении 1 графически показан ряд внутрибольничных инфекций, вызванных С. difficile, в ICU при Glendale Memorial Hospital с января 2012 года по февраль 2014 года.
На фиг. 1 указано, что за исключением сентября 2013 года отсутствовали вызванные С. difficile внутрибольничные инфекции, происходящие из ICU, на протяжении периода с мая 2013 года по ноябрь 2013 года. Таким образом, на фиг. 1 показано, что наблюдали единственный случай вызванной С. difficile внутрибольничной инфекции, происходящей из ICU, на протяжении шестимесячного периода с мая 2013 года по ноябрь 2013 года.
На фиг. 1, кроме того, показано, что за исключением шестимесячного периода с мая 2013 года по ноябрь 2013 года не было другого 6-месячного периода на протяжении 25 месяцев с января 2012 года по февраль 2014 года, при котором возникала только одна вызванная С. difficile внутрибольничная инфекция, происходящая из ICU.
Все поверхности в ICU обрабатывали, как описывается в настоящем документе выше, на протяжении первой недели мая 2013 года, как часть исследования в Glendale Memorial Hospital. На фиг. 2 в настоящем документе представлена действительная и точная копия второго графика, представленного Manager, Infection Prevention, Dignity Health/Glendale Memorial Hospital & Health Center. В приложении 2 графически показан ряд внутрибольничных инфекций, вызванных С. difficile, в Glendale Memorial Hospital (за исключением ICU) с января 2012 года по февраль 2014 года.
На фиг. 2 указано, что за исключением апреля 2013 года отмечали от 1 до 8 случаев внутрибольничной инфекции, вызванной С. difficile, каждый месяц на протяжении 25-месячного периода на территории больницы вне ICU. На фиг. 2 показано, что на протяжении периода с мая 2013 года по ноябрь 2013 года возникло в целом 20 случаев вызванной С. difficile внутрибольничной инфекции вне ICU в Glendale Memorial Hospital.
На фиг. 1 и 2 показано, что на протяжении периода с мая 2013 года по ноябрь 2013 наблюдали единственный случай вызванной С. difficile внутрибольничной инфекции, происходящей из ICU при Glendale Memorial Hospital, и возникло в целом 20 случаев вызванной С. difficile внутрибольничной инфекции вне ICU в Glendale Memorial Hospital.
Вызываемый Clostridium difficile колит или псевдомембранозный колит представляет собой колит (воспаление толстой кишки), являющийся результатом инфекции Clostridium difficile, типа спорообразующих бактерий. Она вызывает инфекционную диарею, называемую диарея С. difficile. Скрытые симптомы инфекции Clostridium difficile (CDI) часто напоминают некоторые симптомы гриппа и могут имитировать вспышки заболевания у людей с ассоциированным с воспалительным заболеванием кишечника колитом. С difficile высвобождает токсины, которые могут вызывать вздутие и диарею с абдоминальной болью, которая может стать серьезной.
С. difficile передается от человека к человеку фекально-оральным путем. Организм формирует устойчивые к нагреванию споры, которые не погибают от очищающих средств для рук на основе спирта или от обычной чистки поверхности. Таким образом, эти споры выживают в среде клиники в течении длительных периодов. По этой причине бактерия может быть культивирована почти с любой поверхности.
Споры Clostridium difficile чрезвычайно выносливы и могут выживать в течение длительного времени в окружающей среде, лишенные пищи. Споры устойчивы к сухости и теплу, а также обладают устойчивостью ко многим формам антисептических чистящих средств. С. diff. также может выживать в форме спор в течение пяти месяцев. Способность С. diff. выживать в такой устойчивой форме создает довольно сложную проблему для больниц.
Поскольку С. diff. формирует устойчивые к нагреванию споры, которые не погибают от очищающих средств для рук на основе спирта или от обычной чистки поверхности, данные на фиг. 1 и 2 демонстрируют, что обработка твердых поверхностей и мягкой поверхности в ICU при Glendale Memorial Hospital с помощью ABS-G2015 непременно снижала появление спор С. diff. в этом ICU. Данные на фиг. 2 показывают, что в других отделениях больницы, которые не обрабатывали с помощью композиции покрытия ABS-G2015, наблюдали гораздо больший уровень возникших в больнице инфекций С. diff., что тем самым подтверждает противомикробную эффективность покрытия в результате применения ABS-G2015 в отношении спор С. diff
В составах покрытия ABS G2015, G2020 и G2030 в зависимости от стехиометрии смеси триэтаноламина и органосилана на обработанной поверхности образуется один или несколько видов полимера. Согласно некоторым вариантам осуществления, и как показано на схеме реакции 2, триэтаноламин 9 и органосилан 1 реагируют с образованием линейного полимера 10, при этом n больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10.
Согласно другим вариантам осуществления, и как показано на схеме реакции 3, триэтаноламин 9 и органосилан 1 реагируют с образованием разветвленного полимера 11.
При этом на схеме реакции 3, x больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом у больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10.
Согласно другим вариантам осуществления, и как показано на схеме реакции 4, триэтаноламин 9 и органосилан 1 реагируют с образованием сшитого полимера 12.
При этом на схеме реакции 4 x больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом у больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом z больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения органосилан содержит тетраэтилортосиликат 13. Согласно некоторым вариантам осуществления, и как показано на схеме реакции 5, а также в зависимости от стехиометрии исходных материалов 9 и 13, сшитый полимерный материал 14 в соответствии с настоящим изобретением формируют путем реакции тетраэтилортосиликата 13 и триэтаноламина 9. На схеме реакции 5 показан отдельный атом Si с четырьмя (4) разными полимерными цепями, начинающимися из него. Специалистам в данной области будет понятно, что сшитый полимерный материал 14 в соответствии с настоящим изобретением предусматривает очень высокую плотность поперечных связей.
При этом на схеме реакции 5 a больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом b больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом с больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом d больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10.
Согласно некоторым вариантам осуществления, и как показано на схеме реакции 6, а также в зависимости от стехиометрии исходных материалов 15 и 13, сшитый полимерный материал 16 в соответствии с настоящим изобретением формируют путем реакции тетраэтилортосиликата 13 и диэтаноламина 13. На схеме реакции 6 показан отдельный атом Si с четырьмя (4) разными полимерными цепями, начинающимися из него. Специалистам в данной области будет понятно, что в соответствии с настоящим изобретением сшитый полимерный материал 16 предусматривает очень высокую плотность поперечных связей.
При этом на схеме реакции 6, a больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом b больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом с больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10, и при этом d больше или равно 1 и меньше или равно приблизительно 10.
Несмотря на то, что предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения показаны в подробностях, следует учитывать, что специалист в данной области сможет осуществить модификации и вариации этих вариантов осуществления без отступа от объема настоящего изобретения.
Реферат
Изобретение относится к композициям противомикробного покрытия. Описан состав противомикробного покрытия, содержащий:(i) силан со структурой (1),(ii) пероксотитановую кислоту и золь пероксо-модифицированного анатаза, а также(iii) триэтаноламин,при этом R1, R2 и R3 выбраны из группы, состоящей из -ОН и -O-алкила, a R4 выбран из группы, состоящей из -O-алкила и замещенного -алкила, в том числе γ-хлор-пропила, γ-амино-пропила и замещенного солью четвертичного аммония алкила. Также описан способ формирования противомикробного покрытия на поверхности. Технический результат: предложена покрывающая композиция противомикробного действия. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.
Формула
