Нанесение противомикробного агента на эластомерное изделие
Изобретения относятся к эластомерному изделию, имеющему пониженную микробную аффинность, и способу нанесения и иммобилизации противомикробных соединений на поверхности эластомерного субстрата изделия. Изделие содержит тело субстрата, сформированное частично из натурального или синтетического полимерного латекса, имеющего противомикробную композицию из противомикробного вещества, устойчиво связанную с первой поверхностью указанного субстрата, формирующую однородное, нелетучее противомикробное покрытие на, по меньшей мере, участке указанной первой поверхности. При испытании изделия нет потерь противомикробных молекул с указанной первой поверхности в режиме испытаний на сухое выщелачивание, на влажное выщелачивание или оба испытания на зону ингибирования. Эластомерное изделие характеризуется снижением относительной концентрации микробов на указанной первой поверхности на величину, по меньшей мере, log10 1 за период около 6 минут. Техническим результатом является увеличение длительности защитного эффекта и ограничение переноса микробов с поверхности изделия на окружающие поверхности. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 1 ил., 8 табл.
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к эластомерным изделиям, которые имеют не выщелачиваемый противомикробный агент, нанесенный на их поверхности и устойчиво связанный с ними.
Уровень техники
Множество эластомерных изделий традиционно производили из натуральных и синтетических полимерных материалов, таких как полиизопрен, нитрильный каучук, винил (поливинилхлорид), полихлоропреновые или полиуретановые материалы, частично из-за хорошей пластичности, технологичности и физических свойств после сшивания этих материалов. Эластомерные изделия могут быть приспособлены для различных видов применений, таких как клинические, лабораторные или медицинские назначения, или в производстве и других промышленных использованиях. Способность эластомерного изделия деформироваться и восстанавливать, по существу, свою первоначальную форму при высвобождении после того, как его растянули в несколько раз от его первоначальной длины, представляет собой преимущество. В дополнение к наличию высокой эластичности, натуральный каучук и синтетические сетки также обеспечивают хорошую прочность и хорошие барьерные свойства, которые являются привлекательными и важными признаками. Хорошие барьерные свойства, благодаря которым изделия могут быть сделаны непроницаемыми не только для водных растворов, но также и для многих растворителей и масел, могут обеспечивать эффективное предохранение тела пользователя от окружающей среды, успешно защищая обе стороны от взаимного загрязнения.
Поскольку требования хорошего барьерного контроля повышаются и распространяются на многие области повседневной жизни, использование изделий, изготовленных из эластомерных материалов, аналогично увеличивается и расширяется. Например, в области медицинских или хирургических изделий, включая хирургические, испытательные или рабочие перчатки, средства профилактики, презервативы, катетеры, баллоны, трубчатые или другие устройства и тому подобное, которые могут быть использованы в биологических, химических или фармацевтических исследованиях и лабораторных, клинических или диагностических назначениях, поддержание хорошей барьерной защиты было важно. Основные принципы, выдвинутые Центрами по контролю заболеваний (CDC), поощряют использование универсальных мер безопасности во всех случаях работы с биологическими либо химическими образцами для испытаний или при контакте с пациентами и делают изделия латексных рабочих или испытательных перчаток стандартной практикой, так как они непосредственно способствуют уменьшению загрязнения.
Тем не менее, эластомерные изделия, такие как перчатки, создают исключительные микробные проблемы, контролирование которых может быть сложным. Для контроля загрязнения микроорганизмами эластомерных поверхностей в прошлой, традиционной, практике требовалось использовать обеззараживающие средства и/или дезинфицирующие средства, такие как аммиак, хлор или спирт. Эти способы имеют тенденцию работать в течение короткого времени и часто не имеют длительного защитного эффекта, чтобы препятствовать переносу микробов на поверхности или останавливать его.
Перчатки были разработаны, чтобы ограничивать перенос микробов с поверхности перчаток на окружающие поверхности. Обычно это происходит при использовании так называемых выщелачиваемых противомикробных композиций на поверхности перчатки. При этом подходе концентрация противомикробных композиций на поверхности перчатки постепенно уменьшается, поскольку бактерии поглощают противомикробные соединения, которые продолжают убивать их. Дополнительное время, когда его концентрация выщелачивается, эффективность противомикробного агента на перчатке снижается. Кроме того, в последние годы забота о биологической устойчивости и развитии так называемых устойчивых к воздействию антибиотиков штаммов бактерий вынудили людей в сообществах медицины и здоровья отказаться от использования перчаток с выщелачиваемыми противомикробными композициями.
В качестве альтернативного варианта исследователи обращаются к способам применения не выщелачиваемых противомикробных композиций на поверхностях перчаток и других эластомерных изделий. Производство эластомерных изделий, которые имеют не выщелачиваемые противомикробные агенты на своих поверхностях, в общем не является особенно успешным. Требуется понимание химии поверхности и различных других параметров, и усилие или задача разработки процесса, который может устойчиво связывать противомикробное средство с поверхностью эластомерного изделия, не являются легкими или тривиальными. Следовательно, существует большая необходимость в разработке системы или способа, который может фиксировать не выщелачиваемые противомикробные композиции на эластомерном субстрате при поддержании последовательного и эффективного антимикробного действия.
Краткое содержание изобретения
Ввиду существующей потребности в эластомерных изделиях, которые устойчиво связаны с не выщелачиваемыми противомикробными покрытиями, настоящее изобретение частично относится к способу получения эластомерного изделия, имеющего противомикробное покрытие на, по меньшей мере, участке внешней поверхности. Этот способ включает обеспечение субстрата или элемента, выполненного из либо натурального, либо синтетического полимерного латекса, причем этот субстрат отличается тем, что имеет первую и вторую поверхности, получение или обеспечение противомикробного раствора, содержащего противовспенивающий агент, который нагревают до температуры от около 40,5°С или 43°С (105°F или 110°F) до около 80°С (180°F), желательно, от около 48°С или 50 до 75°С или, более желательно, около 55-72°С; обеспечение либо устройства нанесения покрытия распылением, имеющего, по меньшей мере, распыляющую форсунку, либо ванны из противомикробного раствора; нанесение нагретого противомикробного раствора либо а) через распыляющую форсунку при давлении подающего воздуха около 30-50 фунтов на квадратный дюйм (206,84 кПа - 344,74 кПа) и потока жидкости около от 1,25 до 5,5 фунтов на квадратный дюйм (8,62 кПа - 37,92 кПа) на первую поверхность субстрата при обработке субстрата в нагретой поворотной камере, либо посредством б) погружения в нагретую ванну, где его перемешивают или сминают. В каждом повторении либо распыления, либо покрытия в ванне эластомерные изделия обрабатывают в течение эффективного количества времени, чтобы, по существу, связать противомикробное покрытие с субстратом. Эффективное количество времени, как показано здесь, относится к достаточному интервалу, который будет создавать долговечное и не выщелачиваемое прикрепление или связывание противомикробных молекул с поверхностью эластомерного изделия. Эта продолжительность может лежать в интервале от нескольких минут (например, 5-30 минут) до около 1-2 часа, в зависимости от конкретных условий.
Настоящее изобретение, в другом объекте, также относится к эластомерному изделию или продукту, изготовленному по описанному способу. Эластомерное изделие содержит первую поверхность, имеющую устойчиво связанное, не выщелачиваемое противомикробное покрытие на, по меньшей мере, участке первой поверхности. Это противомикробное покрытие не испытывает выщелачивания или потери противомикробных молекул с покрытой первой поверхности, когда ее подвергают режиму испытания, включающему первый вариант или второй вариант, либо оба варианта испытания на зону ингибирования. То есть эластомерное изделие не производит зоны ингибирования, когда его подвергают первому и второму вариантам испытания на зону ингибирования.
По первому варианту, указанному здесь как испытание сухого выщелачивания по протоколу, установленному Американской ассоциацией химиков по текстилю и колористов (ААТСС), известная концентрация микроорганизмов на поверхности агаровой пластинки не проявляет никакого ингибирования роста или существования, когда часть субстрата, обработанного противомикробным веществом, помещают на агаровую пластинку и инкубируют. Отсутствие зон ингибирования указывает, что никакой противомикробный агент не выщелачивается или становится не связанным с поверхностью обработанного субстрата. По второму варианту, указываемому как испытание влажным выщелачиванием или с динамическим встряхиванием колбы по протоколу, установленному Американским обществом по испытанию материалов (ASTM), надосадочную жидкость раствора, в котором часть субстрата, обработанного противомикробным веществом, была инкубирована, наносят на агаровую пластинку, имеющую известное количество микробов на поверхности пластинки, и агаровая пластинка не демонстрирует никаких зон ингибирования; следовательно, показывая, что противомикробный агент, связанный с обработанным субстратом, по существу, прикреплен к субстрату, и он не выщелачивается в надосадочную жидкость раствора.
Эластомерные изделия, покрытые нелетучим противомикробным слоем, могут демонстрировать уровень биоцидной эффективности, которая обеспечивает снижение концентрации микробов на первой поверхности на величину, по меньшей мере, log10 1, когда их подвергают испытанию по протоколу контактного переноса.
Дополнительные признаки и преимущества настоящих защитных эластомерных изделий и связанных с ними способов производства будут раскрыты в последующем подробном описании. Понятно, что как предшествующее краткое содержание, так и последующие подробное описание и примеры представляют собой просто вариант изобретения и предназначены для обеспечения краткого обзора для понимания изобретения, как оно заявлено.
Краткое описание чертежей
На чертеже изображено эластомерное изделие, а именно перчатка 10, которую можно получить по настоящему изобретению, имеющая поверхность 12 субстрата со стабильно связанным, нелетучим противомикробным покрытием 14.
Подробное описание изобретения
Раздел I - определения
В этом описании и приложенной формуле изобретения формы единственного числа неопределенного и определенного артиклей включают множество ссылок, если только контекст ясно не диктует иначе. Если не указано иначе, все технические и научные термины, использованные здесь, имеют то же самое значение, как их обычно понимают или обычно принимают специалисты в данной области, которым адресовано это изобретение.
Как используется здесь, "противомикробный" относится к свойству соединения, продукта, композиции или изделия, которое дает возможность ему предотвращать или снижать рост, расширение, распространение или другие проявления активности микроба или культуры микроба.
Как используется здесь, "противомикробный полимерный слой" относится к покрытию, пленке или обработке, сформированным с использованием противомикробной композиции или агента, как определено и описано здесь.
Как используется здесь, "эластичный" или эластомерный относится к свойству материала быть как растяжимым на, по меньшей мере, 10% (то есть материал может растягиваться до, по меньшей мере, 110% от первоначальных размеров), так и способным сжиматься и возвращаться к близким к ним или первоначальным размерам.
Как используется здесь, "микроб" или "микроорганизм" относится к любому организму или сочетанию организмов, вероятно способных вызывать инфекцию или патогенез, например бактериям, вирусам, простейшим, дрожжам, грибкам или плесеням.
Как используется здесь, "не выщелачиваемые" или "нелетучие" относится к свойству материала быть, по существу, присоединенным к поверхности субстрата, на которую нанесен материал, и придавать материалу малую вероятность либо полное отсутствие способности к спонтанному перемещению, расслаиванию, фрагментированию, либо быть удаленным или отделенным от поверхности. Не выщелачиваемое противомикробное покрытие может быть далее определено в отношении определенного контакта с пластинкой на основе агара и испытания с динамическим встряхиванием колбы, как определено в протоколе испытания ААТСС-147 или протоколе испытания ASTM Е-2149-01, в которых субстрат с противомикробным покрытием не образует зоны ингибирования, что указывает на то, что противомикробный агент не отделяется от субстрата, чтобы ингибировать активность или рост микробов. "Субстантивное покрытие" относится к нелетучему покрытию, которое представляет собой покрытие, по существу, прикрепленное к поверхности эластомерного изделия.
Раздел II - описание
Настоящее изобретение, в общем, относится к эластомерным субстратам или изделиям, которые могут снижать микробную аффинность и передачу. Эти изделия могут иметь форму перчаток либо для работы, лаборатории, испытаний, либо медицинских и хирургических применений, или катетеров, баллонов, презервативов, или ковриков, или простыней. Эти эластомерные изделия могут быть использованы, чтобы направлять их, например, на внутрибольничные или приобретенные в больнице инфекции, которые встречаются у тысяч пациентов каждый год. Хотя использование асептических способов может снижать случаи этих инфекций, остается значительный риск. В последние годы необходимость в усовершенствовании качества заботы о пациентах получила повышенное внимание, в особенности контроль за инфекциями. Одноразовые эластомерные изделия, такие как перчатки, которые снижают возможность переноса между неодушевленными предметами и пациентом или работником здравоохранения и пациентом, то есть передачу при контакте, могут значительно снижать вероятность заражения пациента приобретенной в больнице инфекцией. Это снижение возможностей заражения может снижать количество используемых антибиотиков, следовательно, понижая скорость, с которой микробы становятся устойчивыми к противомикробным средствам. Дополнительные преимущества от пониженных скоростей заражения могут включать снижение продолжительности пребывания пациентов в госпитале, снижение затрат на здравоохранение, связанных с приобретенными в больнице инфекциями, и снижение опасности инфицирования работников здравоохранения. По существу, при условии, что в настоящее время на рынке нет медицинских перчаток, имеющих нелетучее или не выщелачиваемое противомикробное покрытие, существует необходимость в одноразовых эластомерных перчатках и других изделиях, которые имеют механизм снижения микробной аффинности и передачи. Также существует необходимость в способе изготовления такого изделия и способе определения эффективности такого изделия.
Эти эластомерные изделия имеют устойчиво связанное противомикробное покрытие, которое предоставляет противомикробные характеристики как в ходе использования, так и после выбрасывания. Эластомерное изделие содержит эластомерный субстрат, имеющий первую поверхность, и антимикробную композицию, связанную с указанной первой поверхностью, формирующее субстантивное или нелетучее противомикробное покрытие на, по меньшей мере, участке первой поверхности так, что, когда противомикробное покрытие подвергают либо а) первому варианту, включающему испытание на сухое выщелачивание или на основе агаровой пластинки по протоколу ААТСС 147, либо б) второму варианту, включающему испытание влажного выщелачивания или с динамическим встряхиванием колбы по протоколу ASTM Е-2149-01, либо в) обоим вариантам испытания на зону ингибирования, противомикробное покрытие не производит никаких зон ингибирования. Субстрат может быть далее подвергнут испытанию контактного переноса относительно небольшой продолжительности, такой как менее около 6 минут, которое демонстрирует уровень эффективности биоцида, которая производит снижение концентрации микробов, которые могут быть перенесены на указанную первую поверхность, на величину, по меньшей мере, log10 1. Предпочтительно, субстантивные противомикробные покрытия могут снижать концентрации микробов на первой поверхности на величину, по меньшей мере, log10 3 или log10 4 или больше.
В другом объекте, настоящее изобретение описывает способ необратимого нанесения противомикробного соединения на внешнюю поверхность эластомерного изделия или субстрата. Различные типы противомикробных соединений или полимеров можно использовать по изобретению, поскольку противомикробный агент способен к связыванию или комплексообразованию с поверхностью эластомерного субстрата. Противомикробное покрытие может представлять собой сочетание различных биоцидов, каждый из которых может быть нацелен на специфический вид микробов. Эти биоциды, которые составляют субстантивное противомикробное покрытие, могут быть выбраны из, по меньшей мере, одного их следующего: четвертичное аммонийное соединение, поличетвертичный амин, галогены, содержащие галогенполимеры, соединение брома, двуокись хлора, хлоргексидин, тиазол, тиоцианат, изотиазолин, цианобутан, дитиокарбамат, тиокетон, триклозан, алкилсульфосукцинат, алкил-амино-алкил-глицин, бигуаниды, соль диалкилдиметилфосфония, цетримид, перекись водорода, 1-алкил-1,5-диазапентан или цетилпиридинийхлорид. Из этих образцов, желательно, противомикробное средство представляет собой катионный полимер, такой как полигексаметиленбигуанид (ПГМБ), хлоргексидин, алкил-амино-алкил-глицин, 1-алкил-1,5-диазапентан, соли диалкилдиметилфосфония, цетримид.
Субстрат может быть выбран из множества эластомерных материалов. Например, субстрат может быть натуральным каучуком и/или синтетическими полимерными решетками/сетками, таким как нитрильный каучук, винил, сополимерные материалы стирол-этилен-бутилен-стирол (СЭБС) или стирол-бутадиен-стирол (СБС).
Способ или технология обработки для обеспечения субстантивного или нелетучего противомикробного покрытия на поверхности эластомерного субстрата включает связывание противомикробных агентов с субстратом, имеющим либо полярную поверхность, либо реакционноспособную поверхность. Противомикробные покрытия получают и наносят на эластомерный субстрат на, по меньшей мере, первую поверхность в соответствии с активируемой теплом обработкой. Эта обработка может быть осуществлена либо с помощью технологии распыления на нее, либо погружением сформированного изделия в ванну для погружения с противомикробным раствором.
В способе обработки распылением предпочтительно используют воздушную систему подачи аэрозоля во время процесса хлорирования или вслед за ним. Давление воздуха подачи аэрозоля составляет около 40 фунтов на квадратный дюйм, а скорость потока жидкости раствора составляет около 2-4,75 или 5 фунтов на квадратный дюйм, предпочтительно, около 3-4 фунта на квадратный дюйм. Поворотная камера может быть барабаном, таким как в моечной машине, и ее нагревают до температуры от около 60°С (~140°F) до около 82,2°С (~180°F), предпочтительно, от около 64°С (~147°F) или 71°С (~160°F) до около 75°С. В этой ванне раствор может быть нагрет до температуры от около 40,5°С (105°F) или 43,3°С (110°F) до около 75°С (~167°F), предпочтительно, от около 46°С (~115°F) до около 63°С (~145°F) или 65,5°С (150°F), более предпочтительно, около 48-55°С (~120-133°F). Когда фактические температурные условия изменяются в соответствии с конкретными параметрами, специалистам понятно, что эффективные промежутки времени, в течение которых применяют противомикробную обработку, будут также изменяться соответственно. Как предполагается здесь, эффективные промежутки времени могут быть такими короткими, как 8 или 9 минут, но желательно, они составляют, по меньшей мере, около 12 минут, более желательно, около от 15 до 20 или 30 минут. Можно использовать более длинные промежутки времени около 40, 45 или 60 минут. Кажется, что чем больше промежуток времени, в течение которого изделия находятся в контакте с противомикробным раствором в условиях нагревания, тем больше долговечность и стабильность противомикробного покрытия, остающегося на поверхности обработанного изделия. Противомикробные покрытия могут быть охарактеризованы по степени, с которой противомикробное покрытие связано и может проходить первый или второй, либо оба варианта испытания на зону ингибирования, описанные здесь, где первый вариант включает испытательный протокол сухого выщелачивания, а второй вариант включает протокол испытания влажного выщелачивания.
Хотя чтобы не быть связанными любой конкретной теорией, полагают, что либо нагревание противомикробного раствора, либо приложение тепловой обработкой, либо сочетание обоих могут поддерживать более эффективное связывание указанного противомикробного агента с указанным субстратом. Нанесение противомикробных агентов в горячих условиях (например, ≥ около 100°F (~37,8°C)) помогает, частично, ориентации противомикробных молекул на поверхности эластомерного субстрата и созданию более эффективной сшивки противомикробных агентов друг с другом и/или с покрытой поверхностью, что затрудняет выщелачивание. Тогда как прежде большое количество противомикробного соединения было необходимо для правильно и полностью покрытой внешней поверхности перчатки, полагают, что более быстрая ориентация молекул позволяет покрытию с меньшим количеством противомикробных соединений для покрытия эластомерного субстрата достигать тех же самых результатов, если только одновременное неожиданное увеличение эффективности не уничтожается после прохождения обработки нанесением при нагревании. Следовательно, эта экономия количества противомикробного материала фактически позволяет достигать большей экономии покрытий для того же самого количества материала. Например, концентрация противомикробного агента, добавляемого к поверхности эластомерного субстрата, могла бы быть снижена даже ниже около 0,005 г на перчатку. При способах мельчайшего распыления требуется температура выше той, которую используют при способах погружения в ванну, чтобы поддерживать температуру противомикробного раствора в воздухе. Однако степень преимущества или эффективного улучшения субстантивного прикрепления противомикробного покрытия к поверхности субстрата, как кажется, выравнивается с дальнейшим повышением температур. Следовательно, предпочтительный интервал температур лежит от около 105°F (40,5°С) до около 185°F (85°С), в зависимости от использованного конкретного способа нанесения.
Другой выгодный объект из перчатки или другого изделия по настоящему изобретению состоит в том, что эластомерные субстраты и изделия, подвергнутые настоящей обработке, могут иметь долговечные противомикробные свойства. Противомикробное покрытие, сформированное на поверхности перчатки, является не выщелачиваемым в присутствии водных веществ, сильных кислот и оснований и органических растворителей. Поскольку противомикробные агенты связаны с поверхностью перчатки, противомикробный эффект, как кажется, химически более длителен, следовательно, является обеспечивающим противомикробное действие большей продолжительности.
Кроме того, устойчивая природа противомикробного покрытия может свести к минимуму перенос микробов и развитие устойчивых к действию антибиотиков штаммов бактерий. Традиционные агенты выщелачиваются из поверхности изделия, такого как перчатка, и должны быть израсходованы на микробы, чтобы быть эффективными. Когда используют такие традиционные агенты, микроб отравляется и устраняется, только если доза является смертельной. Если доза является сублетальной, микроб может адаптироваться и стать устойчивым к этому агенту. В результате, больницы отказываются вводить такие агенты в стерильную среду. Более того, поскольку эти противомикробные агенты расходуются в процессе, эффективность противомикробной обработки уменьшается в ходе использования. Противомикробные соединения или полимеры, используемые в настоящем изобретении, не расходуются на микробы. Скорее, эти противомикробные агенты разрывают мембрану микробов, которые присутствуют на поверхности перчатки.
Наличие противомикробного покрытия и даже его распространение на поверхности покрытого изделия может быть проверено или определено с использованием индикаторного красителя, такого как тетрабромфлуоресцеин (эозин желтоватый),
Когда этот краситель наносят на поверхность с антибактериальной обработкой, эта поверхность становится красноватого цвета только в присутствии положительно заряженного противомикробного покрытия, такого как полигексаметиленбигуанида (ПГМБ). Этот краситель заряжен отрицательно, следовательно, он будет связываться с катионными противомикробными молекулами на поверхности.
В перчатках или других изделиях, которые потребитель может надевать на его или ее тело, противомикробные агенты, желательно, остаются на первой или внешней поверхности, далеко от кожи носящего, которая имеет контакт со второй или внутренней поверхностью изделия. Желательно, перчатка может иметь текстурированную поверхность. Ключевая выгода использования текстурированной поверхности относительно не текстурированной поверхности состоит в том, что текстурированная поверхность имеет меньше точек контакта при прикосновении к загрязненному предмету, что позволяет меньшему количеству организмов захватываться поверхностью перчаток, следовательно, снижая вероятность контактного переноса микроорганизмов от поверхности предмета на перчатку.
А.
Эластомерное изделие, например перчатка, обрабатываемое по настоящему изобретению, может быть сначала сформировано с использованием множества процессов, которые могут включать стадии погружения, распыления, мягчения, сушки и сшивания. Для иллюстрации здесь описан пример процесса погружения для формирования перчатки, хотя могут быть использованы и другие процессы для формирования различных изделий, имеющих разные формы и характеристики. Например, презерватив может быть сформирован, по существу, тем же способом, хотя некоторые условия процесса могут отличиться от тех, которые использовали, чтобы сформировать перчатку. Хотя здесь описан и показан периодический процесс, должно быть понятно, что полупериодический и непрерывный процессы также могут быть использованы в настоящем изобретении.
Перчатка 10, как на чертеже, может быть сформирована на ручной пресс-форме, называемой "формирователь". Этот формирователь может быть изготовлен из любого подходящего материала, такого как стекло, металл, фарфор или тому подобное. Поверхность формирователя может быть текстурированной или гладкой и образует, по меньшей мере, участок поверхности перчатки, которая будет произведена. Перчатка включает внешнюю поверхность и внутреннюю поверхность. Внутренняя поверхность представляет собой обычно поверхность, контактирующую с пользователем.
Формирователь пропускают через предварительно нагретую печь, чтобы испарить всю присутствующую воду. Формирователь затем можно погружать в ванну, обычно содержащую коагулянт, источник порошка, поверхностно-активное вещество и воду. Коагулянт может содержать ионы кальция (из, например, нитрата кальция), которые дают возможность осаждать латекс полимера на формирователь. Указанный порошок может быть порошком карбоната кальция, который помогает отделить готовую перчатку от формирователя. Поверхностно-активное вещество обеспечивает улучшенное смачивание, чтобы избежать формирования мениска и захвата воздуха между формой и нанесенным латексом, в особенности в области манжеты. Однако может быть использована любая подходящая коагулирующая композиция, включая те, что описаны в патенте США номер 4310928 Joung, включенному сюда полностью посредством ссылки. Остаточное тепло испаряет воду в коагулирующей смеси, оставляя, например, нитрат кальция, порошок карбоната кальция и поверхностно-активного вещества на поверхности формирователя. Хотя здесь описан процесс коагуляции, должно быть понятно, что и другие процессы могут быть использованы для формирования изделия по настоящему изобретению, которые не требуют коагулянта. Например, в некоторых вариантах выполнения изобретения может быть использован процесс на основе растворителя.
Покрытый формирователь затем погружают в ванну с полимером, которая, в общем, представляет собой натуральный каучуковый латекс или синтетический полимерный латекс. Полимер, присутствующий в ванне, включает эластомерный материал, который формирует тело перчатки. В некоторых вариантах выполнения эластомерный материал или эластомер включает натуральный каучук, который может быть обеспечен как компаундированный натуральный каучуковый латекс. Таким образом, ванна может содержать, например, компаундированный натуральный каучуковый латекс, стабилизаторы, антиоксиданты, активаторы сшивки, органические ускоряющие добавки, вулканизаторы и тому подобное. В других вариантах выполнения изобретения эластомерный материал может быть нитрил-бутадиеновым каучуком, и в частности карбоксилированным нитрил-бутадиеновым каучуком. В других вариантах выполнения изобретения эластомерный материал может быть блок-сополимером стирол - этилен - бутилен - стирол, блок-сополимером стирол - изопрен - стирол, блок-сополимером стирол - бутадиен - стирол, блок-сополимером стирол - изопрен, блок-сополимером стирол - бутадиен, синтетическим каучуком из изопрена и хлоропрена, поливинилхлоридом, силиконовыми каучуком, полиуретаном или их сочетанием.
Стабилизаторы могут включать поверхностно-активные вещества типа фосфатов. Антиоксиданты могут быть фенольными, например 2,2'-метиленбис(4-метил-6-трет-бутилфенол). Активатор сшивания может быть оксидом цинка. Органическая ускоряющая добавка может быть дитиокарбаматом. Вулканизатор может быть серой или содержащим серу соединением. Чтобы избежать формирования крошки, стабилизатор, антиоксидант, активатор, ускоряющая добавка и вулканизатор сначала могут быть диспергированы в воде с использованием шаровой мельницы и затем объединены с латексом полимера.
В процессе погружения коагулянт на формирователе заставляет часть эластомера становиться локально неустойчивым и коагулировать на поверхность формирователя. Эластомер коалесцирует, захватывая частицы, присутствующие в коагулирующей композиции, на поверхность коагулирующего эластомера. Формирователь извлекают из ванны и коагулированному слою позволяют полностью коалесцировать, таким образом формируя перчатку. Формирователь погружают в одну или несколько ванн достаточное количество раз, чтобы достигнуть желательной толщины перчатки. В некоторых вариантах выполнения изобретения перчатка может иметь толщину от около 0,004 дюйма (0,102 мм) до около 0,012 дюйма (0,305 мм).
Формирователь затем можно погружать в резервуар для выщелачивания, в котором циркулирует горячая вода, чтобы удалить растворимые в воде компоненты, такие как остаточные нитраты кальция и белки, содержащиеся в латексе натурального каучука, и избыточные химикаты обработки от латекса синтетического полимера. Этот процесс выщелачивания может, в общем, продолжаться в течение около 12 минут при температуре воды около 120°F. Перчатку затем сушат на формирователе для отверждения и стабилизации перчатки. Должно быть понятно, что различные условия, процессы и материалы используют для формирования перчатки. Другие слои могут быть сформированы путем включения дополнительных процессов погружения. Такие слои могут быть использованы для включения дополнительных характерных признаков в перчатку.
Перчатку затем направляют на рабочее место отверждения, где эластомер вулканизируют, обычно в печи. Место отверждения сначала испаряет всю остающуюся воду в покрытии на формирователе и затем продолжает процесс до более высокой температуры вулканизации. Сушка может происходить при температуре от около 85°С до около 95°С, а вулканизация может протекать при температуре от около 110°С до около 120°С. Например, перчатка может быть вулканизирована в одной печи при температуре 115°С в течение около 20 минут. Альтернативно, печь может быть разделена на четыре различных зоны, причем формирователь проходит через зоны повышенных температур. Например, печь может иметь четыре зоны, причем первые две зоны осуществляют сушку, а вторые две зоны предназначены, прежде всего, для вулканизации. Каждая из зон может иметь слегка более высокую температуру, например первая зона может быть с температурой около 80°С, вторая зона с около 95°С, третья зона с около 105°С и конечная зона с температурой около 115°С. Время пребывания формирователя в пределах каждой зоны может быть около десяти минут. Ускоряющая добавка и вулканизатор, содержащиеся в латексном покрытии на формирователе, используют для сшивания эластомера. Вулканизатор формирует мостики серы между различными сегментами эластомера, а ускоряющую добавку используют, чтобы стимулировать быстрое формирование мостика серы.
После отверждения формирователь может быть перемещен к рабочему месту снятия, где перчатку удаляют с формирователя. Рабочее место снятия может включать автоматическое или ручное удаление перчатки с формирователя. Например, в одном варианте выполнения изобретения перчатку удаляют вручную и выворачивают, когда ее снимают с формирователя. При выворачивании перчатки, таким образом, внешняя сторона перчатки на формирователе становится внутренней поверхностью перчатки. Должно быть понятно, что любой способ удаления перчатки с формирователя может быть использован, включая процесс удаления непосредственно воздухом, который не приводит к выворачиванию перчатки.
Отвержденная перчатка или множество отвержденных перчаток затем могут подвергать различным процессам постобработки, включая применение одной или нескольких обработок, по меньшей мере, одной поверхности перчатки. Например, перчатка может быть галогенирована, чтобы уменьшить липкость внутренней поверхности. Галогенирование (например, хлорирование) может быть проведено любым подходящим способом, включая: (1) прямое инжектирование газообразного хлора в водную смесь, (2) смешивание хлорной извести высокой плотности и хлорида алюминия в воде, (3) электролиз раствора солей для производства хлорированной воды и (4) кислотное отбеливание. Примеры таких способов описаны в патенте США №3411982 Kavalir; патенте США №3740262 Agostinelli; патенте США №3992221 Homsy и др.; патенте США №4597108 Momose и патенте США №4851266 Momose, патенте США №5792531 Littleton и др., каждый из которых включен сюда полностью посредством ссылки. В одном варианте выполнения изобретения, например, газообразный хлор инжектируют в поток воды и затем подают в хлоратор (закрытый сосуд), содержащий перчатку. Концентрация хлора может быть изменена, чтобы контролировать степень хлорирования. Концентрация хлора обычно может быть, по меньшей мере, около 100 частей на миллион (млн. долей). В некоторых вариантах выполнения изобретения концентрация хлора может быть от около 200 частей на млн. до около 3500 частей на млн. В других вариантах выполнения изобретения концентрация хлора может быть от около 300 частей на млн. до около 600 частей на млн. В следующих вариантах выполнения изобретения концентрация хлора может быть около 400 частей на млн. Продолжительность стадии хлорирования также может быть проконтролирована, чтобы изменять степень хлорирования, и она может меняться, например, от около 1 до около 10 минут. В некоторых вариантах выполнения изобретения продолжительность хлорирования может быть около 4 минут.
Все еще внутри хлоратора хлорированные перчатка или перчатки могут быть затем промыты водопроводной водой при температуре около комнатной. Этот цикл промывания может быть повторен при необходимости. Перчатки затем можно сминать, чтобы отвести избыточную воду. В этом месте процесса производства можно повторять промывание и провести противомикробную обработку нанесением по настоящему изобретению в условиях нагревания.
Смазывающая композиция затем может быть добавлена в хлоратор с последующим процессом смятия, который продолжается в течение около пяти минут. Смазочный материал формирует слой на, по меньшей мере, участке внутренней поверхности, чтобы далее улучшить надевание перчатки. В одном варианте выполнения изобретения этот смазочный материал может содержать компонент силикона или на основе силикона. Как используется здесь, термин "силикон" обычно относится к широкому семейству синтетических полимеров, которые имеют повторяющуюся цепь со связями кремния и кислорода, включая полидиметилсилоксан и полисилоксаны, имеющие функциональные группы со связанным водородом, выбранные из группы, состоящей из групп амина, карбоксила, гидроксила, эфира, простого полиэфира, альдегида, кетона, амида, сложного эфира и тиола, но не ограничиваясь ими. В некоторых вариантах выполнения изобретения полидиметилсилоксан и/или модифицированные полисилоксаны могут быть использованы в качестве силиконового компонента в соответствии с настоящим изобретением. Например, некоторые подходящие модифицированные полисилоксаны, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают полисилоксаны, модифицированные фенилом, полисилоксаны, модифицированные винилом, полисилоксаны, модифицированные метилом, полисилоксаны, модифицированные фтором, полисилоксаны, модифицированные алкилом, полисилоксаны, модифицированные алкоксидом, полисилоксаны, модифицированные амином, и их сочетания, но не ограничиваются ими. Примеры промышленно доступных силиконов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают DC 365, доступный от Dow Corning Corporation (Мидланд, Мичиган), и SM 2140, доступный от GE Silicones (Уотерфорд, Нью-Йорк). Однако должно быть понятно, что любой силикон, который обеспечивает смазочный эффект, может быть использован для улучшения характеристик надевания перчатки. Раствор смазочного материала затем сливают из хлоратора, и он может быть, если желательно, использован повторно. Должно быть понятно, что смазочная композиция может быть нанесена на более поздней стадии в процессе формирования и может быть нанесена с использованием любого способа, такого как окунание, распыление, погружение, печать, смятие или тому подобное.
После различных процессов, описанных выше, перчатка может быть вывернута (если необходимо), чтобы выставить внешнюю поверхность эластомерного изделия, например перчатки. Любая обработка или сочетание обработок затем может быть применено к внешней поверхности перчатки. Могут быть обработаны отдельные перчатки, или множество перчаток может быть обработано одновременно. Аналогично, любая обработка или сочетание обработок может быть применено к внутренней поверхности перчатки. Может быть использован любой подходящий способ обработки, включая, например, окунание, распыление, погружение, печать, смятие или тому подобное.
Покрытую перчатку затем можно поместить в сминающее устройство или другое сушащее устройство и высушивать в течение от около 10 до около 60 минут (например, 40 минут) при температуре от около 20°С до около 80°С (например, 40°С). Перчатка затем может быть вывернута, чтобы выставить внешнюю поверхность, которая затем может быть высушена в течение от около 20 до около 100 минут (например, 60 минут) при температуре от около 20°С до около 80°С (например, 40°С). Альтернативно, на этой стадии производственного процесса можно провести нанесение противомикробной обработки по настоящему изобретению.
Таким образом, противомикробная обработка может быть включена в текущий производственный процесс.
Чтобы наносить противомикробные композиции на перчатки, множество перчаток может быть помещено в закрытой емкости, где перчатки погружают в водный раствор противомикробной композиции. В некоторых вариантах выполнения изобретения противомикробная композиция может быть добавлена в воду так, что в результате обработки перчатка включает от около 0,05 мас.% до около 10 мас.% твердых частиц. В других вариантах выполнения изобретения противомикробная композиция может быть добавлена в воду так, что в результате обработки перчатка включает от около 0,5 мас.% до около 7 мас.% твердых частиц. В других вариантах выполнения изобретения противомикробная композиция может быть добавлена в воду так, что в результате обработки перчатка включает от около 2 мас.% до около 6 мас.% твердых частиц. В еще одном варианте выполнения изобретения противомикробная композиция может быть добавлена в воду так, что в результате обработки перчатка включает около 3 мас.% твердых частиц. Перчатки можно встряхивать, если желательно. Продолжительностью погружения можно управлять, чтобы варьировать степень обработки, и она может лежать в интервале, например, от около 1 до около 10 минут. Например, перчатки могут быть погружены на время около 6 минут. Перчатки могут быть погружены множество раз, сколько необходимо до достижения желательного уровня обработки. Например, перчатка может быть подвергнута 2 циклам погружения.
Перчатки затем могут быть промыты, как необходимо, чтобы удалить любую избыточную противомикробную композицию. Перчатки могут быть промыты в водопроводной воде и/или деионизированной воде, как желательно. После того как перчатки достаточно промыты, избыточную воду экстрагируют из емкости, и перчатки могут быть перенесены в сминающее устройство или другое сушащее устройство. Перчатки могут быть высушены в течение от около 10 до около 60 минут при температуре от около 20°С до около 80°С. Например, внешняя поверхность перчаток может быть высушена в течение около 40 минут при температуре около 65°С. Перчатки затем могут быть вывернуты, чтобы выставить внутреннюю поверхность, которая затем может быть высушена в течение от около 10 до около 60 минут (например, 40 минут) при температуре от около 20°С до около 80°С.
Например, внутренняя поверхность перчаток может быть высушена в течение около 40 минут при температуре около 40°С.
Противомикробный полимер может быть образован на перчатках в любом количестве, подходящем для данного применения. Количество полимера, сформированного на перчатке, можно регулировать для получения желаемого снижения микробной аффинности, устойчивости к их росту и устойчивости к контактному переносу, и такое необходимое количество может меняться в зависимости от микробов, которые, вероятно, будут встречаться, и применений, для которых изделие может быть использовано. В некоторых вариантах выполнения композиция может быть нанесена на перчатку так, что полученный противомикробный полимер присутствует в количестве от около 0,05 мас.% до около 10 мас.% от готовой перчатки. В других вариантах выполнения изобретения полученный противомикробный полимер может присутствовать в количестве от около 1 мас.% до около 7 мас.% от готовой перчатки. В дальнейших вариантах выполнения полученный противомикробный полимер может присутствовать в количестве от около 2 мас.% до около 5 мас.% готовой перчатки.
Производство эластомера, имеющего долговечное, нелетучее противомикробное покрытие на субстрате, является необычным в том, что часто трудно создать противомикробный слой, который как устойчиво связан с поверхностью, так и демонстрирует удовлетворительный уровень эффективной бактерицидной функциональности. Противомикробная активность биоцида сильно зависит от нескольких факторов. Наиболее важными из них являются время выдержки, концентрация, температура, рН и присутствие ионов и органического вещества. В дополнение к этой сложности, на эффективность связанных с поверхностью бактерицидов непосредственно влияет способность этих молекул быть биодоступными. Это требует ориентации активной молекулы на поверхности материала так, чтобы она могла непосредственно взаимодействовать с клеткой.
Частично, настоящее изобретение построено на исследовании, которое было описано в заявке США №2004/0151919, содержание которой включено сюда посредством ссылки. В этой заявке мы описываем использование и иммобилизацию силановых четвертичных аммониевых соединений или органосилановой композиции в подходящем растворителе, что является эффективным при наружном связывании с перчаткой. В частности, обсуждалось использование различных сочетаний из 3-(триметоксисилил)пропилдиметилоктадециламмонийхлорида в метаноле в линии производства Microbeshield®, промышленно доступного от Aegis Environments, Мидланд, Мичиган. Например, по описанию продукт АЕМ 5700 представляет собой 43%-ный раствор 3-(триметоксисилил)пропилдиметилоктадециламмонийхлорида в метаноле (с малыми процентными содержаниями других неактивных веществ), а АЕМ 5772 представляет собой 72%-ный раствор 3-(триметоксисилил)пропилдиметилоктадециламмонийхлорида в метаноле (с малыми процентными содержаниями других неактивных веществ).
В других исследованиях недостаток эффективности АЕМ 5700 в качестве поверхностно-активного противомикробного препарата на медицинских перчатках или перчатках для ухода за больными указывает на вероятное отсутствие ориентации его молекул на поверхности перчатки, придающее недостаточную эффективность, как определено соответствующими способами оценки. Один способ преодоления этого ограничения состоит в изменении поверхности перчатки перед добавлением биоцида. Альтернативный способ состоит в использовании другого активного вещества, которое имеет меньшие ограничения для его нанесения. С этой целью был предложен альтернативный поверхностный биоцид, полигексаметиленбигуанид. Показано, что это активное вещество удерживается на поверхностях, обеспечивает короткое время дезинфекции, и как сообщают, обладает широким спектром эффективности. Результаты наших экспериментальных испытаний сведены в разделе III - эмпирические сведения.
Бигуанидная группа является очень щелочной группой, которая остается в катионной (протонированной) форме до рН около 10, и взаимодействует сильно и очень быстро с анионными веществами. Полигексаметиленбигуанид (ПГМБ) имеет сильно основные группы бигуанида, связанные с гексаметиленовыми спейсерами, для обеспечения полимера со средней степенью полимеризации 12. Механизм действия ПГМБ на бактерии и грибки состоит в разрушении внешних клеточных мембран посредством 1) замещения двухвалентных катионов, которые обеспечивают структурную целостность, и 2) связывания с фосфолипидами мембран. Эти действия обеспечивают дезорганизацию мембраны и последующее прекращения всего метаболического процесса, который полагается на мембранную структуру, такого как производство энергии, сила движения протонов, а также переносы. ПГМБ особенно эффективен против псевдомонад. Имеется существенное количество микробиологических доказательств, что разрушение клеточной мембраны представляет собой смертельное явление. Как только наружная мембрана открыта, молекулы ПГМБ могут достигать цитоплазматической мембраны, где они связываются с отрицательно заряженными фосфолипидами.
Имеется существенное количество микробиологических и химических доказательств, что разрушение цитоплазматической мембраны представляет собой смертельное явление. Оно может быть смоделировано в лаборатории производством малых однослойных фосфолипидных везикул (50-100 нм в диаметре), которые загружают красителем. Добавление ПГМБ в интервале физиологических концентраций вызывает быстрое разрушение везикул (наблюдаемое по мониторингу освобождения красителя) и константа времени реакции соответствует высокой скорости дезинфекции.
Изучение искусственных многослойных везикул, изготовленных из различных липидов, показало, что ПГМБ связывается сильно с анионными или неионными мембранами. Очень сильное сродство ПГМБ с отрицательно заряженными молекулами означает, что он может взаимодействовать с некоторыми обычными анионными (но не катионными или не ионными) поверхностно-активными веществами, используемыми в кроющих композициях. Однако он совместим с поливиниловым спиртом, загустителями на основе целлюлозы и продуктами на основе крахмала и хорошо работает в эмульсионных системах поливинилацетата и сополимера этилена и винилацетата. Он также хорошо функционирует в эмульсиях на основе силикона и системах катионных электропокрытий. Простые тесты на совместимость быстро показывают, является ли ПГМБ совместимым с данной композицией, и стабильные системы часто могут быть разработаны с тонко настраиваемыми анионными компонентами.
Молекула ПГМБ может связываться с перчаткой через комплексное взаимодействие заряда, связанное с областями перчатки, которые имеют отрицательный заряд. Как только бактерии достигают тесной близости с молекулой ПГМБ, ПГМБ перемещается к наиболее отрицательно заряженной бактериальной клетке. В ином случае, гидрофобные области бигуанида могут взаимодействовать с гидрофобными областями перчатки, обеспечивая заряженным областям молекулы ПГМБ доступность для взаимодействия с бактериями и проникновения через мембрану. Истинный механизм представляет собой, вероятно, смесь обоих типов взаимодействия. Хотя специфический механизм удерживания на перчатке не вполне понятен в настоящее время, наши самые современные данные по выщелачиванию предполагают, что в действительности он удерживается на перчатке и не выщелачивается, как определяют способами испытания ASTM, описанными в эмпирическом разделе ниже.
Раздел III - эмпирический
Перчатки или напыляли нагретым раствором, или погружали в нагретую ванну, содержащую противовспенивающий агент, четвертичное аммонийное соединение и цетилпиридинийхлорид. Альтернативным противомикробным агентом был также испытанный полигексаметиленбигуанид (ПГМБ). Раствор нагревали в струйной форсунке или в нагретой канистре перед вводом в распылитель при смятии в нагнетаемом воздушном сушителе. Этот способ позволяет обрабатывать только внешнюю сторону перчатки более эффективно и с меньшим количеством раствора и все же обеспечивает желательную противомикробную эффективность, лучшую адгезию противомикробного вещества, уменьшая выщелачивание агента с поверхности, а также исключая возможное раздражение кожи пользователя вследствие постоянного контакта между биоцидом и кожей работника здравоохранения. Покрытые при погружении перчатки остаются закрытыми так, чтобы любое противомикробное покрытие, которое оказалось на пути к внутренней части перчатки, остающейся открытой около манжеты, не воздействовало на дальнейшие внутренние поверхности перчатки. Была исследована внешняя поверхность перчатки. Использовали текстурированные формирователи, а также не текстурированные, чтобы оценить площадь поверхности в контакте с микроорганизмами.
А.
Чтобы оценить, является ли нанесенное противомикробное покрытие на эластомерных материалах действительно устойчивым и не выщелачивается с поверхности субстрата, используют два испытания. Во-первых, в соответствии с протоколом испытаний Американской ассоциации химиков по текстилю и колористов 147 в испытании на сухое выщелачивание получали образец материала перчатки, обработанного против микробов, и помещали его на агаровой пластинке, обсемененной известным количеством популяции организмов на поверхности пластинки. Пластинку инкубировали в течение около 18-24 часов при температуре около 35°С или 37°С±2°С. Затем оценивали эту агаровую пластинку. Любое выщелачивание противомикробного вещества с материала перчатки приводило бы к росту микробов в зоне инкубации. По представленным в таблице 1А результатам для нескольких испытанных образцов не обнаруживалось никаких зон ингибирования, это указывает, что противомикробный агент не выщелачивается с любого из образцов перчатки.
Во-вторых, в испытании на зону ингибирования при влажном выщелачивании по протоколу испытаний Американского общества по испытанию материалов (ASTM) Е 2149-01, включающего динамическое встряхивание колбы, мы помещали несколько образцов перчатки с противомикробным покрытием в 0,3 ммольном растворе фосфата (KH2PO4) в буфере с рН ~6,8. Образец перчатки оставляли на 24 часа в растворе и затем экстрагировали отстоявшийся раствор. Условия экстрагирования включали около 30 минут при комнатной температуре (~23°С) с 50 мл буфера в колбе Эрленмейера на 250 мл. Колбу встряхивали на ручном встряхивателе в течение 1 часа ±5 минут. Около 100 микролитров (мкл) отстоявшегося раствора добавляли в лунку 8 мм в обсемененной агаровой пластинке и позволяли высохнуть. После около 24 часов при температуре 35°С±2°С агаровую пластинку исследовали на признаки ингибирования действия или роста микробов. Отсутствие зон ингибирования, как приведено в таблице 1В, предполагает отсутствие выщелачивания противомикробного вещества с поверхности перчатки в отстоявшийся раствор или его влияния на микроорганизмы на агаровой пластинке. Данные, представленные в таблицах 1А и 1В, представляют собой результаты, когда противомикробное покрытие наносят в моечной машине.
Чтобы далее разрабатывать протоколы испытания на зону ингибирования и испытания контактного переноса, желательный инокулят затем может быть помещен асептически на первую поверхность. Можно использовать любое количество предпочтительного инокулята, и в некоторых вариантах выполнения изобретения количество около 1 мл наносят на первую поверхность. Кроме того, инокулят может быть нанесен на первую поверхность по любой желательной площади. В некоторых примерах инокулят может быть нанесен на площадь размером около 7 дюймов (178 мм) на 7 дюймов (178 мм). Первая поверхность может быть изготовлена из любого материала, способного быть стерилизованнным. В некоторых вариантах выполнения первая поверхность может быть изготовлена из нержавеющей стали, стекла, фарфора, керамики, искусственной или натуральной кожи, такой как свиная кожа, или тому подобного.
Инокуляту затем можно позволить оставаться на первой поверхности в течение относительно короткого периода времени, например около 2 или 3 минут, перед тем, как оцениваемое изделие, то есть субстрат для переноса, приводили в контакт с первой поверхностью. Субстрат для переноса может быть любым типом изделия. Конкретная применимость может быть, в некоторых случаях, для испытательных или хирургических перчаток. Субстрат для переноса, например перчатка, должен быть обработан асептически. Где субстрат для переноса представляет собой перчатку, перчатка может быть помещена на левую и правую руки экспериментатора. Одна перчатка затем может быть приведена в контакт с зараженной первой поверхностью при условии, что контакт является устойчивым и прямым, чтобы свести к минимуму ошибку. Испытываемая перчатка затем может быть немедленно удалена с использованием другой руки и помещена в колбу, содержащую желательное количество стерильной буферизированной воды (подготовленный ранее), чтобы экстрагировать перенесенные микробы. В некоторых случаях перчатка может быть помещена в колбу, содержащую около 100 мл стерильной буферизированной воды, и испытана в течение установленного количества времени. В ином случае перчатка может быть помещена в колбу, содержащую подходящее количество Letheen Agar Base (доступного от Alpha Biosciences, Inc. Балтимор, Мериленд), чтобы нейтрализовать противомикробную обработку для более поздней оценки. Колба, содержащая перчатку, затем может быть помещена на совершающий возвратно-поступательное движение встряхиватель и обработана при скорости от около 190 циклов в минуту до около 200 циклов в минуту. Колбу могут встряхивать в течение любого желательного времени и в некоторых случаях встряхивать в течение около 2 минут.
Перчатка затем может быть удалена из колбы, и раствор разбавлен, как желательно. Желательное количество раствора затем может быть помещено на, по меньшей мере, одну агаровую пластинку для образца. В некоторых случаях около 0,1 мл раствора может быть помещено на каждую пластинку для образца. Раствор на пластинках для образцов может затем быть инкубирован в течение желательного количества времени, чтобы позволить микробам размножаться. В некоторых случаях этот раствор может инкубироваться в течение, по меньшей мере, около 48 часов. Инкубация может происходить при любой оптимальной температуре, чтобы позволить рост микробов, и в некоторых случаях может происходить при температуре от около 33°С до около 37°С. В некоторых случаях инкубация может происходить при температуре около 35°С.
После того как инкубация завершена, присутствующие микробы подсчитывают и результаты приводятся как колониеобразующая единица (КОЕ)/мл. Процент восстановления микроорганизмов затем может быть рассчитан делением извлеченных микробов в КОЕ/мл на количество, присутствующее в инокуляте в (КОЕ/мл), и умножением величины на 100.
В другом объекте, чтобы оценить эффективность того, насколько быстро нанесенные противомикробные агенты проводят дезинфекцию, был использован прямой контакт, испытание быстрого бактерицидного действия, разработанное Kimberly-Clark Corporation. Это испытание лучше моделирует рабочие ситуации в реальности, в которых микробы переносятся с субстрата на перчатку путем прямых контактов небольшой продолжительности. Также это испытание позволяет нам оценивать, быстро ли уничтожает контакт с поверхностью перчатки микробы в одном положении, в то время как протокол испытания на основе раствора ASTM Е 2149-01 имеет тенденцию обеспечивать множество возможностей контакта и дезинфекции, которые менее реалистичны на практике.
Инокулят наносили из известного количества микробов на поверхность перчатки с противомикробной обработкой. После около 3-6 минут оценивали количество микробов, которые оставались на поверхности обработанной перчатки. Любой образец с логарифмическим (log10) снижением около 0,8 или больше является эффективным и демонстрирует удовлетворительный уровень характеристик. Как и в случае испытаний контактного переноса, проводимых по текущим протоколам ASTM, снижение концентрации микробов на величину порядка около log10 1 является эффективным. Желательно, чтобы уровень концентрации микробов можно было понижать на величину около log10 3, или, более желательно, около log10 4 или больше. Таблица 2 показывает относительную эффективность дезинфекции после контакта с покрытой перчаткой. Концентрация организмов на поверхности дается в начальной нулевой точке времени и в точках 3, 5 и 30 минут. Как можно видеть, полученное снижение процентного содержания количества организмов при начале отсчета времени и после 3, 5 и 30 минут является существенным. Значительно, в пределах первых нескольких минут контакта с противомикробным веществом, уничтожаются фактически все (96-99% или больше) из присутствующих микроорганизмов.
Б.
Чтобы проверить противомикробную эффективность полигексаметиленабигуанида, такого, который коммерчески доступен под торговой маркой Cosmosil®CQ от Arch Chemicals, Inc., Норуолк, Коннектикут, нитрильные перчатки обрабатывали для испытания по протоколу ASTM 04-123409-106 "Rapid Germicidal Time Kill" («Быстрая бактерицидная дезинфекция»). Кратко, около 50 мкл выдержанной в течение ночи культуры Staphylococcus aureus (ATCC #27660, 5×108 КОЕ/мл) наносили на материал перчатки. После полного времени контакта около 6 минут ткань перчатки помещали в нейтрализующий буфер. Выжившие организмы экстрагировали и разбавляли бульоном Letheen. Аликвоты плоско распространяли на агаровых пластинках Tryptic Soy. Пластинки инкубировали в течение 48 часов при 35°С. После инкубации выживающие организмы подсчитывали и фиксировали колониеобразующие единицы (КОЕ). Рассчитывали снижение (log10) выживающих организмов из испытательного материала против контрольной ткани:
Log10KOE/к. обр. - Log10 КОЕ/исп. обр. = снижение Log10.
Было обнаружено, что на оцененных образцах микротекстурированной нитрильной перчатки обработка полигексаметиленомбигуанидом дает снижение логарифма Stafilococcus aureus более четырех при его машинном нанесении 0,03 г на перчатку. Полученные результаты приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||||
| НТ# | KC# | Противомикробная обработка | Log ост. | Результат |
| 167 | 45 | Микрозахватный нитрил, контроль (RCR нитрил) | 3,72 | контроль |
| 168 | 46 | Горячее распыление ПГМБа (0,03 г/перч.) с Q2-5211+89-5 | 5,88 | 1,32 |
| 169 | 48 | Горячее распыление ПГМБа (0,03 г/перч.) 89-7 | <2,38 | >4,7 |
| 161 | 39 | Контроль PFE (отчет испытания 9/15/2004) 87-1 | 7,23 | контроль |
PFE - не содержащая порошка перчатка.
Обработка нитрильных перчаток полигексаметиленомбигуанидом демонстрирует снижение организмов на более чем единицу по логарифму при ручном распылении без нагревания и снижение более 5 log при машинном распылении в условиях нагревания. Контрольный нитрильный материал демонстрировал противомикробную эффективность на три и четыре по логарифму. Эти результаты сравниваются со снижением в нанесенных организмах (оцененным из латексного контрольного материала в таблице 4).
Инокулят: 8,08.
Зона проверки ингибирования была дополнена, чтобы оценить адгезию противомикробного агента. Результаты приведены ниже в таблицах 6 и 7.
Настоящее изобретение было описано в общем и более подробно посредством примеров. Использованные слова представляют собой слова описания, а не ограничения. Специалисты в данной области понимают, что изобретение не ограничивается конкретными раскрытыми вариантами выполнения, но что модификации и изменения могут быть сделаны без отхода от объема изобретения, как определено следующими пунктами формулы изобретения или их эквивалентами, включающими другие эквивалентные компоненты, известные теперь или разрабатываемые, которые могут быть использованы в объеме настоящего изобретения. Следовательно, пока изменения не отклоняются от объема изобретения, эти изменения должны быть рассмотрены как включенные сюда, и приложенные пункты формулы изобретения не должны быть ограничены описанием предпочтительных вариантов.
| Таблица 1В | |||||
| «Влажное выщелачивание» ASTM E2149-01 Используемый протокол | |||||
| Образец № | Описание | Уровень инокулята | Зона ингибирования | Испытуемый организм | Размер образца |
| 1-1 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 1-22 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC "#27660) | 100 мкл |
| 1-33 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 2-1 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 2-2 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 2-3 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 3-1 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 3-2 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 3-3 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 4-1 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 4-2 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 4-3 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 5-1 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 5-2 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| 5-3 | Нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| Положительн. контроль - 0,5% амфила (по объему) | 1,6×105 КОЕ/мл | 5 мм | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл | |
| Отрицательный контроль - нитрильный субстрат | 1,6×105 КОЕ/мл | нет | S. aureus (ATCC #27660) | 100 мкл |
| Таблица 2 | ||||||||
| Бактерицидный экспресс-анализ на контакт-перенос | ||||||||
| Подсчет микроорганизмов (КОЕ/мл) | % снижения | |||||||
| Образец # | Точка начала отсчета | 3 мин. Момент времени | 5 мин. Момент времени | 30 мин. Момент времени | 0 ч | 3 мин | 5 мин | 30 мин |
| #1 Нитрильный субстрат | 3,8×103 | 1,5×102 | н/о | - | 96,8% | 99,9% | 99,99% | - |
| #2 Нитрильный субстрат | 1,2×103 | 10 | н/о | - | 99% | 99,99% | - | - |
| #3 Нитрильный субстрат | 4,6×103 | 40 | н/о | - | 96,2% | 99,97% | 99,99% | - |
| #4 Нитрильный субстрат | 3,6×103 | 5,1×102 | н/о | - | 97% | 99,6% | 99,99% | - |
| #5 Нитрильный субстрат | 4,7×103 | 70 | н/о | - | 96,1% | 99,9% | 99,99% | - |
| #6 Контроль - нитрильная перчатка | 1,2×105 | 1,4×105 | 1,3×105 | 1,4×105 | - | б/с | б/с | б/с |
1. Эластомерное изделие, имеющее пониженные микробные аффинность и передачу, содержащее тело субстрата, сформированное частично из натурального или синтетического полимерного латекса, имеющего противомикробную композицию из противомикробного вещества, устойчиво связанную с первой поверхностью указанного субстрата, формирующую однородное, нелетучее противомикробное покрытие на, по меньшей мере, участке указанной первой поверхности, при испытании которого нет потерь противомикробных молекул с указанной первой поверхности в режиме испытаний на сухое выщелачивание, на влажное выщелачивание или оба испытания на зону ингибирования, и при этом указанное эластомерное изделие характеризуется снижением относительной концентрации микробов на указанной первой поверхности на величину, по меньшей мере, log10 1 за период около 6 мин.
2. Эластомерное изделие по п.1, в котором указанное снижение относительной концентрации микробов на указанной первой поверхности составляет величину, по меньшей мере, log10 3 за период, по меньшей мере, около 15 мин.
3. Эластомерное изделие по п.1, в котором указанное снижение относительной концентрации микробов на указанной первой поверхности составляет величину log10 4.
4. Эластомерное изделие по п.1, которое при нанесении индикаторного красителя - тетрабромфлуоресцеина (эозина желтоватого) на поверхность субстрата указанного изделия, обработанного противомикробным веществом, указанная поверхность субстрата, покрытая противомикробным веществом, становится красноватой.
5. Эластомерное изделие по п.1, в котором указанное противомикробное вещество представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих веществ: четвертичное аммонийное соединение, поличетвертичный амин, галогены, полимер, содержащий галоген, соединение брома, двуокись хлора, хлоргексидин, тиазол, тиоцианат, изотиазолин, цианобутан, дитиокарбамат, тиокетон, триклозан, алкилсульфосукцинат, алкил-амино-алкил-глицин, полигексаметиленбигуанид, соль диалкилдиметилфосфония, цетримид, перекись водорода, 1-алкил-1,5-диазапентан или цетилпиридинийхлорид.
6. Эластомерное изделие по п.5, в котором эластомерное изделие содержит от около 0,05 до около 10 мас.% противомикробного полимера.
7. Эластомерное изделие по п.6, в котором эластомерное изделие содержит от около 2 до около 5 мас.% противомикробного полимера.
8. Эластомерное изделие по п.1, в котором указанный эластомерный субстрат выбран из натурального каучукового латекса, синтетического полимерного латекса, сополимерных материалов стирол-этилен-бутилен-стирол (СЭБС) или стирол-бутадиен-стирол (СБС).
9. Эластомерное изделие по п.1, в котором указанное изделие представляет собой перчатку или презерватив.
10. Эластомерное изделие по п.1, в котором указанное изделие представляет собой перчатку для медицинского или хирургического использования.
11. Способ изготовления не выщелачиваемого противомикробного покрытия на поверхности эластомерного субстрата изделия, включающий выбор эластомерного субстрата, имеющего, по меньшей мере, первую поверхность, выбор противомикробного раствора, содержащего противомикробное вещество и противовспенивающий агент и нагретого до температуры, по меньшей мере, около 40,5°С (~105°F), нанесение указанного противомикробного вещества в устройстве для нанесения посредством либо распыления распыляющей форсункой противомикробного раствора, либо погружения в ванну для смешивания указанного противомикробного раствора на эффективное количество времени для связывания указанного противомикробного покрытия с указанным субстратом и получения противомикробного покрытия, при испытании которого нет потерь противомикробных молекул с указанной первой поверхности в режиме испытаний на сухое выщелачивание, на влажное выщелачивание или оба испытания на зону ингибирования, и при этом указанное эластомерное изделие характеризуется снижением относительной концентрации микробов на указанной первой поверхности на величину, по меньшей мере, log10 1 за период около 6 мин.
12. Способ по п.11, в котором указанный противомикробный раствор нагревают до температуры от около 43°С (~110°F) до около 82,2°С (~180°F).
13. Способ по п.11, в котором указанный противомикробный раствор, содержащий противовспенивающий агент, нагревают до температуры от около 50°С до около 70°С.
14. Способ по п.11, в котором при использовании указанной распыляющей форсунки указанный раствор распыляют при нагнетательном давлении воздуха около 30-50 фунт/кв. дюйм (206,84 кПа - 344,74 кПа) и скорости потока раствора около от 1,25 до 5,5 фунт/кв. дюйм (8,62 кПа - 37,92 кПа) на указанную первую поверхность субстрата, в то время как указанный субстрат обрабатывают в нагретой камере устройства.
15. Способ по п.14, в котором указанное давление воздуха составляет около 40 фунт/кв. дюйм и указанная скорость потока раствора составляет около 2-4,75 фунт/кв. дюйм.
16. Способ по п.14, в котором указанную камеру нагревают до температуры от около 60°С (~140°F) до около 82,2°С (~180°F).
17. Способ по п.14, в котором указанная нагретая камера представляет собой поворотный барабан.
18. Способ по п.11, в котором при использовании указанной ванны указанного противомикробного раствора этот раствор нагревают до температуры от около 40,5°С (105°F) до около 75°С (~167°F).
19. Способ по п.11, в котором указанное эластомерное изделие подвергают указанной стадии нанесения в течение эффективного количества времени, по меньшей мере, около 12 мин.
20. Способ по п.11, в котором проводят либо указанное нагревание указанного противомикробного раствора, либо указанное нанесение с тепловой обработкой, либо сочетание обоих, которое стимулирует более эффективное связывание указанного противомикробного вещества с указанным субстратом.
21. Способ по п.11, в котором указанное противомикробное вещество представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих веществ:
четвертичное аммонийное соединение, поличетвертичный амин, галогены, полимер, содержащий галоген, соединение брома, двуокись хлора, хлоргексидин, тиазол, тиоцианат, изотиазолин, цианобутан, дитиокарбамат, тиокетон, триклозан, алкилсульфосукцинат, алкил-амино-алкил-глицин, полигексаметиленбигуанид, соль диалкилдиметилфосфония, цетримид, перекись водорода, 1-алкил-1,5-диазапентан или цетилпиридинийхлорид.
22. Способ по п.21, в котором эластомерное изделие содержит от около 0,05 до около 10 мас.% противомикробного полимера.
23. Способ по п.22, в котором эластомерное изделие содержит от около 2 до около 5 мас.% противомикробного полимера.
24. Способ по п.11, в котором указанный эластомерный субстрат выбран из натурального каучукового латекса, синтетического полимерного латекса, сополимерных материалов стирол-этилен-бутилен-стирол (СЭБС) или стирол-бутадиен-стирол (СБС).
25. Способ по п.11, где указанное изделие представляет собой перчатку или презерватив.
26. Способ по п.11, где указанное изделие представляет собой перчатку для медицинского или хирургического использования.
