專利名稱：用于抗微生物劑的控釋的方法、材料和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用抗微生物劑處理流體的方法。特別地，本發(fā)明涉及可控制地釋放抗微生物劑到流體中的方法、材料和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一些金屬和金屬化合物，例如銀、銅和鋅，它們的抗微生物性質(zhì)是公知的。特別地，低濃度的單價(jià)銀離子對(duì)微生物(micro-organisms)是有毒的。另外，銀和銀離子在對(duì)于抗微生物應(yīng)用有效的低濃度下一般認(rèn)為對(duì)于人類消費(fèi)是安全的。因而，使用金屬的銀和銀化合物對(duì)于處理水來獲得具有對(duì)于人類消費(fèi)可接受水平的微生物有機(jī)體的水是特別有益的。
以觀察到抗微生物效果所必需的低濃度將銀和銀離子投遞到水中，存在著幾種不同的方法。
例如，可以使水通過浸漬了銀鹽和金屬銀的活性碳含銀介質(zhì)或裝載了單價(jià)銀離子的離子交換介質(zhì)，來將溶液中單價(jià)銀離子的濃度提高到對(duì)微生物有毒的水平。也使用了其他含銀介質(zhì)，例如，包含銀或銀化合物的高表面積基質(zhì)(substrate)，其中投遞溶劑化的的銀物質(zhì)的方法依賴于基質(zhì)的液-固界面處銀陽離子緩慢和連續(xù)的解離到溶液中。
在除了純凈形式的所有的水中，溶劑化的的鹵素離子，特別是氯離子，是遍在的。因而，不令人驚訝的是單價(jià)銀離子在溶液中的留存時(shí)間一般很短，約為幾分鐘，主要是由于隨單價(jià)銀離子與溶劑化的的鹵素離子特別是氯離子的反應(yīng)形成鹵化銀沉淀的。
Ag++Cl-→AgCl(s)(1)然而，單價(jià)銀離子在溶液中的短留存時(shí)間被認(rèn)為對(duì)于可測(cè)量的抗微生物效果是足夠久的。
由于大多數(shù)經(jīng)歷了水處理的水一般將含有對(duì)于發(fā)生鹵化銀形成足夠高濃度的溶劑化的鹵素離子，用低濃度的單價(jià)銀離子對(duì)水的定期的補(bǔ)充是將微生物群體維持在人類消費(fèi)可接受水平所必需的，特別是如果水需要被保存并且在用銀處理之后不被立即消費(fèi)。
通過使用含銀電極的電解裝置，單價(jià)銀離子可以被快速地和連續(xù)地引入水溶液中。然而，這種方法依賴于外部的電源，它不適合于偏遠(yuǎn)的或發(fā)展中地區(qū)，在那里可能既沒有又不能承受可靠的外部電源。
在含銀介質(zhì)或含銀電極的液-固界面上形成惰性膜或鹵化銀包被，也損害了所有上述方法的有效性，其阻止銀進(jìn)一步釋放到溶液中。
類似地，顯示了抗微生物性質(zhì)的其他金屬和金屬化合物，例如銅和鋅，傾向于氧化和在含金屬或金屬化合物的基質(zhì)的液-固界面上最終形成惰性膜或金屬氧化物包被。
銀的其他形式，例如三價(jià)銀離子，作為抗微生物劑的效力最近也已經(jīng)引起了注意。在US 5,223,149中，Antelman描述了用可溶的Ag(III)，特別是高碘酸銀(III)和銀(III)雙胍復(fù)合物處理有用的水體，例如游泳池、熱浴池、市政和工業(yè)供水。
也已經(jīng)檢查了通過引入混合化合價(jià)銀化合物的水處理，雖然看起來將這些化合物與氧化劑例如過硫酸鹽或臭氧組合是提供所需的抗生物素效果所必需的。例如，在US 5,211,855中Antelman描述了用四銀四氧化物分子晶體在存在氧化劑例如過硫酸鹽的情況下處理有用的水體的方法，而在US6,346,201中Felkner描述了采用臭氧化的四銀四氧化物和包含臭氧化的四銀四氧化物的組合物進(jìn)行水消毒方法。
要理解的是，存在著一種需求，提供可控制釋放抗微生物劑或其他活性物質(zhì)到流體中而不直接需要電力的方法。
在衣物漂白領(lǐng)域，歐洲專利公開EP0339674公開了從固體載體向第二固體材料，即要漂白的衣物釋放漂白劑的磨耗方法。此時(shí)，衣物和所述固體載體之間的磨耗將膠結(jié)基質(zhì)(cement matrix)中含有的氧化劑顆粒轉(zhuǎn)移到存在于磨耗的衣物中水分中。顆粒不被釋放到自由流動(dòng)的流體中。此外，磨耗方法難以控制并且不容易實(shí)現(xiàn)漂白劑的控制釋放。
本發(fā)明試圖克服至少部分上述缺點(diǎn)。
要理解的是，雖然在此參考了現(xiàn)有技術(shù)使用和公開，這種參考不構(gòu)成對(duì)在澳大利亞或任何其他國家任何這些公開形成了本領(lǐng)域的公知常識(shí)的一部分的認(rèn)可。
發(fā)明概述現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)證明了在基質(zhì)或電極的液-固界面上形成惰性膜或金屬鹵化物或金屬氧化物的一般包被的形成有時(shí)會(huì)損害展示了抗微生物性質(zhì)的金屬或金屬化合物從基質(zhì)或電極的連續(xù)釋放，從而阻止金屬或金屬化合物進(jìn)一步釋放到流體中。
本發(fā)明基于這種實(shí)現(xiàn)，通過磨耗含金屬或金屬化合物的基質(zhì)的液-固界面來除去惰性膜或包被，有可能可控制地釋放低濃度的這種金屬或金屬化合物到流體中。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，提供了可控制地釋放抗微生物劑到流體中的方法，包括步驟a)用含所述抗微生物劑的固體材料接觸所述流體；和，b)磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒下層表面的抗微生物劑釋放進(jìn)入所述流體。
在此使用的術(shù)語“抗微生物劑”是指起作用來降低活的微生物的總數(shù)的物質(zhì)，所述微生物包括但不限于細(xì)菌、真菌和病毒。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述抗微生物劑是抗細(xì)菌劑。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述抗微生物劑是抗真菌劑。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述抗微生物劑是抗病毒劑。
可以由本發(fā)明的抗微生物劑抑制的微生物的典型實(shí)例包括，但不限于，大腸桿菌(Escherichia coli)ATCC 11775、綠膿假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)ATCC 27853和蠟樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)、大腸菌類細(xì)菌(coliform bacteria)和耐熱大腸菌類細(xì)菌(thermotolerant coliform bacteria)。
抗微生物劑能是任何一種或多種金屬、金屬氧化物、金屬化合物、金屬鹽、金屬-配體絡(luò)合物或其具有抗微生物性質(zhì)的衍生物。抗微生物劑的典型實(shí)例包括，但不限于，基于銀、銅和鋅的任何一種或多種金屬、金屬氧化物、金屬化合物、金屬鹽、金屬-配體絡(luò)合物或其衍生物的。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述抗微生物劑是氧化銀(AgO)，有時(shí)也提到四銀四氧化物。雖然不希望受理論的限制，發(fā)明人認(rèn)為，當(dāng)氧化銀被暴露在從磨耗材料移除的顆粒的下層表面、或磨耗的固體材料的下層表面時(shí)，氧化銀快速地在水溶液中反應(yīng)來提供溶劑化的的銀離子。所述溶劑化的銀離子具有對(duì)于可測(cè)量的抗微生物效果足夠長的溶液中留存時(shí)間。
所述流體可以是氣體或液體?；谒囊后w是優(yōu)選的流體?；谒囊后w的典型實(shí)例包括，但不限于，飲料(例如，瓶裝水、市政飲用供水、水果和/或植物汁、蒸餾的和碳酸飲料(carbonated beverages))、用于治療或藥物應(yīng)用的生物流體或基于水的流體(例如，血清、鹽水、牙科供水)、用于人類和/或動(dòng)物消費(fèi)的水(例如，市政供水)、娛樂活動(dòng)中使用的水(例如，游泳池)、生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用中使用的水(例如，作為原料、溶劑、處理流(process stream)、冷卻塔中、空調(diào)系統(tǒng)中、清洗流體)，和水產(chǎn)業(yè)中使用的水。
在一些實(shí)施方案中，所述流體可以是蒸汽、濕潤空氣形式的氣體，或以霧化或噴霧化噴霧(nebulised spray)形式的空氣挾帶的水(air-borne water)。在其他實(shí)施方案中，所述流體能是呼吸裝置中使用的氣體、醫(yī)學(xué)和外科的應(yīng)用中使用的氣體、工業(yè)應(yīng)用中無菌條件下使用的氣體。
在此使用的術(shù)語“界面”是指在固相、特別是固體材料和與所述固相接觸的流體之間形成共用邊界的表面。
在一個(gè)實(shí)施方案中，磨耗固體材料的界面的步驟包括提供固體材料的多個(gè)固體實(shí)體(solid bodies)并攪動(dòng)所述流體，或否則使得所述固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上碰撞從而部分地碎裂所述固體實(shí)體并將所述抗微生物劑釋放到所述流體中。
在一個(gè)實(shí)施方案中，攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體碰撞的速率攪拌所述流體。
在可選擇的實(shí)施方案中，攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體碰撞的速率搖動(dòng)所述流體。
在另外的實(shí)施方案中，攪動(dòng)流體的步驟包括使所述流體和所述固體實(shí)體包含在容器中，并使所述流體循環(huán)通過所述容器，這樣配置以使流入或流出所述容器的流體的流量引起所述固體實(shí)體碰撞。
在可選擇的實(shí)施方案中，磨耗所述固體材料的界面的步驟包括直接在所述固體材料的界面上施加磨耗力。一般地，通過磨耗設(shè)備(abrading means)，實(shí)例例如機(jī)械沖刷機(jī)(mechanical scourer)，來將磨耗力直接作用于所述固體材料的界面上。
根據(jù)本發(fā)明的第二特征，提供了用于可控制地釋放抗微生物劑到流體中的固體材料，所述固體材料包括分散入或包埋入固體載體的抗微生物劑。
一般地，選擇固體載體來提供具有期望的硬度、強(qiáng)度、孔隙和顆粒大小性質(zhì)的固體材料。另外，期望的是所述固體載體幾乎不溶于水，從而當(dāng)與基于水的流體接觸時(shí)所述固體材料維持了它的體結(jié)構(gòu)(bulk structural)完整性。
在一些實(shí)施方案中，所述固體載體是膠結(jié)材料(cementitious material)。在此使用的術(shù)語“膠結(jié)材料”是指用于粘結(jié)或凝結(jié)成硬質(zhì)材料的物質(zhì)。典型的膠結(jié)材料包括但不限于水凝水泥，實(shí)例例如，硅酸鹽水泥(Portland cement)、礦渣硅酸鹽水泥(Portland-slag cement)、波特蘭火山灰水泥(Portland-pozzolancement)、礦渣水泥(slag cement)、天然水泥(natural cement)、砌筑水泥(masonrycement)、或抗硫酸鹽水泥(sulphate-resistant cement)或有機(jī)膠結(jié)材料，例如環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂。
在其他實(shí)施方案中，所述固體載體是具有期望的硬度、強(qiáng)度、孔隙、顆粒大小和溶解性質(zhì)的填充劑(bulking agent)。
任選的，所述固體材料還包括選自絮凝劑、凝結(jié)劑、惰性顆粒材料、漂浮劑(buoyancy agent)、另外的硬化劑(further hardening agent)、水處理劑、營養(yǎng)物和/或治療劑的添加劑。
在本發(fā)明的第三個(gè)特征中，提供了包被在固體材料中用于可控制釋放抗微生物劑到流體中的裝置，其中所述固體材料包括分散或包埋入固體載體的抗微生物劑。
在本發(fā)明的第四個(gè)特征中，提供了用于可控制釋放抗微生物劑到流體中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括接受所述流體的接受器(receptacle)；含有抗微生物劑的固體材料，其中所述固體材料的界面被布置在所述接受器中，并與接受器中接收的流體接觸；和設(shè)備，用于磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑向所述流體的釋放。
在本發(fā)明的第五個(gè)特征中，提供了可控制釋放抗微生物劑到流體中的方法，包括步驟將抗微生物劑分散和/或包埋入材料中；形成含有所述分散和/或包埋的抗微生物劑的所述材料的固體實(shí)體；
將多個(gè)所述固體實(shí)體置于含有要處理的所述流體的室中；以及攪動(dòng)所述流體，或反之，使得所述固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上碰撞，并因而部分地碎裂所述固體實(shí)體和釋放所述抗微生物劑到流體中。
在本發(fā)明的另一個(gè)特征中，提供了用抗微生物劑處理流體的方法，包括步驟a)用含所述抗微生物劑的固體材料接觸所述流體；和，b)磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑釋放進(jìn)入所述流體。
在本發(fā)明的說明和定義本發(fā)明的權(quán)利要求中，除了由于表述語言或必需的含意在上下文中另外需要的之外，詞語“包含(comprise)”或變體例如“comprises”或“comprising”按照包括在內(nèi)的意義使用，即，指出所聲明的特征的存在，但不排除在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中進(jìn)一步的特征的存在或添加。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明在說明本發(fā)明的裝置(apparatus)的優(yōu)選的實(shí)施方案之前，要理解的是本發(fā)明不限于所描述的特定材料，這些可以變化。還需要理解的是，在此使用的專有名詞僅用于描述特定實(shí)施方案的目的，無論如何不意味著限制本發(fā)明的范圍。必須指出的是，在此使用的，單數(shù)形式“a”、“an”和“the”包括復(fù)數(shù)的引用，除非上下文中另有明顯的指示。除非另外定義，此處使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)普通技術(shù)人員通常所理解的相同含義。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過用含有抗微生物劑的固體材料接觸流體并磨耗所述固體材料的界面來從其上移除顆粒，可以將抗微生物劑可控制地釋放到流體中。這樣，由抗微生物劑與所述流體中其他遍在的化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)在界面表面形成的金屬鹵化物或其他金屬物類的惰性膜或包被將被除去。在移除所述顆粒時(shí)，所述固體材料的下層表面被暴露于所述流體，因此所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑被釋放到所述流體中。
發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了固體材料來促成本發(fā)明的方法，其中所述固體材料包含分散或包埋入固體載體的抗微生物劑。
所述抗微生物劑能是一種或多種金屬、金屬氧化物、金屬化合物、金屬鹽、金屬-配體絡(luò)合物或其具有抗微生物性質(zhì)的衍生物。抗微生物劑的典型實(shí)例包括但不限于，基于銀、銅和鋅的金屬、金屬氧化物、金屬化合物、金屬鹽、金屬-配體絡(luò)合物或其已知具有抗微生物性質(zhì)的衍生物。
優(yōu)選的，所述抗微生物劑是氧化銀、氧化銅(II)和氧化鋅(II)。氧化銀被化學(xué)計(jì)量地表述為AgO，但中子衍射已經(jīng)顯示它是點(diǎn)陣中具有兩種類型銀原子的AgIAgIIIO2，一個(gè)具有與兩個(gè)氧原子的直線形配位(linearcoordination)(AgI)，另一個(gè)具有相對(duì)氧的正方形平面配位(square planarcoordination)(AgIII)。它是一種強(qiáng)大的氧化劑，由于展現(xiàn)了期望的性質(zhì)，例如，低的體積溶解度(bulk solubility)、對(duì)光解降解的抗性和長時(shí)間的良好儲(chǔ)存穩(wěn)定性，已經(jīng)被選擇作為抗微生物劑。
一般地，選擇固體載體來提供具有期望的硬度、強(qiáng)度、孔隙和顆粒大小性質(zhì)的固體材料。另外，期望的是所述固體載體幾乎不(not appreciably)溶于所述流體，從而當(dāng)與所述流體接觸時(shí)所述固體材料維持了它的體結(jié)構(gòu)完整性。
在一些實(shí)施方案中，所述固體載體是膠結(jié)材料。典型的膠結(jié)材料包括但不限于水凝水泥，實(shí)例例如，硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、波特蘭火山灰水泥、礦渣水泥、天然水泥、砌筑水泥、或抗硫酸鹽水泥或有機(jī)膠結(jié)材料例如環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂。特別地，抗硫酸鹽水泥展現(xiàn)了期望的慢凝性質(zhì)和在硫還原菌群有活性和產(chǎn)生硫酸根陰離子的情況下的穩(wěn)定性。
在其他實(shí)施方案中，所述固體載體是具有期望的硬度、強(qiáng)度、孔隙、顆粒大小和溶解性質(zhì)的填充劑。
一般地，所述固體載體還用來稀釋所述抗微生物劑在所述固體材料中的比例，從而以相對(duì)低的成本制造所述固體材料，而同時(shí)在所述固體材料中具有充足的抗微生物劑，來向所述流體可控制地釋放期望濃度的所述抗微生物劑。
在采用本發(fā)明的方法時(shí)，所述固體材料的顆粒被移除并進(jìn)入所述流體。進(jìn)入所述流體的移除的顆粒的大小和濃度將根據(jù)許多因素必要地變化，包括所述固體材料的硬度和施加到所述固體材料的磨耗力(abrasion forces)。因而如果所述流體的目的是為人類或動(dòng)物消費(fèi)，重要的考慮是選擇在所述濃度無毒的固體載體，所述移除的顆粒將以所述濃度存在于所述流體中。
硅酸鹽水泥是優(yōu)選的固體載體之一，因?yàn)樗潜阋撕腿菀撰@得的、結(jié)構(gòu)上長時(shí)間穩(wěn)定的、在它可能被消費(fèi)的濃度上是惰性和無毒的。例如，已經(jīng)用設(shè)想用于本發(fā)明的固體載體構(gòu)建了許多現(xiàn)存的蓄水池和水道。
在可選擇的實(shí)施方案中，所述固體載體能是抗微生物劑。例如，通過在適當(dāng)形狀的模具中以大約20bar的壓力將一定量的干燥氧化銀(AgO)粉未壓緊，可以形成氧化銀(AgO)的固體材料。
任選的，所述固體材料還包含添加劑(adjunct)，所述添加劑包含選自包括凝結(jié)劑、絮凝劑、水處理劑、惰性顆粒材料、漂浮劑、另外的硬化劑、營養(yǎng)物和/或治療試劑的任何一種或多種成分。
凝結(jié)劑是引起極其細(xì)微的膠體顆粒相互直接粘附的試劑，而絮凝劑是引起膠體中顆粒的聚集形成更大的塊來幫助其通過過濾或其他已知的固體分離裝置分離的試劑。根據(jù)在此描述的方法能提供凝結(jié)劑和/或絮凝劑的一種或二者連同抗微生物劑在基于水的流體中的受控釋放。據(jù)認(rèn)為，添加凝結(jié)劑和/或絮凝劑到基于水的流體，例如市政飲用供水中，將增進(jìn)普通的水處理過程來產(chǎn)生可飲用水。幾種凝結(jié)劑、絮凝劑和水處理劑是水處理領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的，其適合于本中請(qǐng)。
在一些應(yīng)用和操作條件中，還期望的是提供進(jìn)一步包含惰性顆粒、漂浮劑例如酚醛樹脂微球(phenolic resin microballoons)、硅質(zhì)微球(silicamicroballoons)和聚苯乙烯珠子，和/或另外的硬化劑的固體材料。
還期望的是提供具有分散在整個(gè)固體材料中的增味劑或著色劑的固體材料，來容易地表明是否以及何時(shí)抗微生物劑存在于處理的水中。
營養(yǎng)物和/或治療劑可以有利地在所述固體材料中與抗微生物劑組合，借此，在使用中，根據(jù)本發(fā)明的所述固體材料的磨耗(abrasion)也將連同所述抗微生物劑可控制地釋放營養(yǎng)物和/或治療劑到所述流體中。例如，在碘缺乏普遍的偏遠(yuǎn)地區(qū)，可以制備固體材料使得它還包括生物可獲得的碘。在飲用供水中所述固體材料的隨后的磨耗將同時(shí)可控制地釋放生物可獲得的碘到飲用供水中，然后其能被消費(fèi)而具有對(duì)接受者有益的營養(yǎng)效果?？股亍⒓に?、維生素和其他營養(yǎng)物或治療劑也可以包方便地儲(chǔ)存在所述固體材料中，然后根據(jù)以上描述的方法連同抗微生物劑以低濃度可控制地釋放到基于水的流體中。
通過以95∶5-1∶99wt％之間的比例混合抗微生物劑和固體載體來制備所述固體材料。一般地，抗微生物劑和固體載體以50∶50-85∶15wt％之間的比例在固體材料中存在。取決于固體載體的性質(zhì)，合適的固化劑(curing agent)，例如水，和任選的早先描述的添加劑，可以添加到混合物中。在經(jīng)歷固化和硬化過程之前，產(chǎn)生的濕潤混合物可以形成固體實(shí)體，例如團(tuán)粒、球狀體、橢圓體或其他期望的形狀。
做為選擇，在經(jīng)歷最終的固化和硬化過程之前，產(chǎn)生的濕潤混合物可以包被在裝置上，例如團(tuán)粒、球狀體、橢圓體或其他期望的形狀。固體材料的包被能方便地應(yīng)用到用于流體貯存的容器、用于接受流體的接受器、或流體通過的管道的內(nèi)表面(或其部分)。
固體材料的包被還可以應(yīng)用于材料的核心，所述材料包括增味劑、著色劑或指示物試劑，當(dāng)所述固體材料被磨耗到一定程度從而暴露材料的核心時(shí)，來表明包被的壽命末端，并促使替換固體材料。
在此使用的術(shù)語“包被(coating)”或“包被的(coated)”是指施加到固體表面的一層固體材料。要理解的是，施加到固體表面的固體材料層可以遍布固體表面的一個(gè)或多個(gè)部分，或固體表面的完整區(qū)域。
一般地，由本發(fā)明的固體材料形成的或包被有本發(fā)明的固體材料的固體實(shí)體的大小可以從10微米到100mm。
包被了本發(fā)明的固體材料的裝置能展現(xiàn)包被有10微米-100mm厚的固體材料的廣闊的表面積。例如，流體存儲(chǔ)容器的內(nèi)表面能被提供1mm的固體材料包被。
發(fā)明人提供了可控制釋放抗微生物劑到流體中的方法，包括步驟a)用含所述抗微生物劑的固體材料接觸所述流體；和，b)磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑釋放進(jìn)入所述流體。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，由固體材料形成的或包被有固體材料的至少兩個(gè)團(tuán)粒(pellet)置于用于處理和/或保存流體的容器中。所述容器裝備有攪動(dòng)設(shè)備(agitation means)。然后通過所述攪動(dòng)設(shè)備攪動(dòng)所述團(tuán)粒，借此使得團(tuán)粒相互翻滾，因而引起團(tuán)粒界面處的磨耗，從而從其上移除小顆粒。
一般地，所述小顆粒包括不溶性膜例如鹵化銀膜的部分，其隨著時(shí)間在所述團(tuán)粒和/或固體材料的部分的界面上形成。一旦除去了不溶性膜的部分，固體材料的下層表面和/或移除的固體材料顆粒的部分的下層表面暴露與流體接觸。固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑然后與流體作用來將抗微生物劑釋放到流體中。
如果固體材料含有其他成分，所述成分包括添加劑，例如絮凝劑和/或凝結(jié)劑、水處理劑、營養(yǎng)物和/或治療劑，則要理解的是，暴露在固體材料的下層表面和/或從磨耗界面表面移除的固體材料部分的下層表面的其他成分也將暴露與流體接觸。這樣，包括添加劑的其他成分也被可控制地釋放到流體中。
攪動(dòng)設(shè)備一般是機(jī)械的，例如回轉(zhuǎn)葉輪(rotating impeller)或攪拌器，位于容器中來攪動(dòng)容器中含有的團(tuán)粒和/或流體到一定程度，借此使得團(tuán)粒相互翻滾，因而引起團(tuán)粒界面處的磨耗，從其上移除小顆粒。
做為選擇，攪動(dòng)設(shè)備位于容器的外部，在使用中采用來攪動(dòng)容器和它的內(nèi)容物，從而容器的內(nèi)容物被搖動(dòng)或擾動(dòng)，使得團(tuán)粒相互翻滾，因而引起團(tuán)粒界面處的磨耗，從其上移除小顆粒。
做為選擇，攪動(dòng)設(shè)備是液力攪拌設(shè)備，其中所述容器裝備有一種設(shè)備來使流體，氣體或液體，循環(huán)通過容器的內(nèi)容物，這樣布置使得流入或流出容器的流量液壓地?cái)噭?dòng)團(tuán)粒，從而使得它們相互翻滾，從而磨耗團(tuán)粒的界面表面并從其上移除小顆粒。一般地，流入或流出容器的流體流量是10-30升/分鐘。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，容器能在其至少一部分內(nèi)表面上具有固體材料包被。所述容器具有至少一個(gè)自由活動(dòng)的元件，在使用中采用所述元件來磨耗容器的內(nèi)表面上包被的固體材料。一般地，所述或每個(gè)自由活動(dòng)的元件由固體材料形成，或包被有固體材料。做為選擇，所述或每個(gè)自由活動(dòng)的元件由材料形成或包被有材料，所述材料的硬度足以引起在容器的內(nèi)表面上固體材料的磨耗。所述容器具有早先描述的攪動(dòng)設(shè)備的任何一種。然后通過攪動(dòng)設(shè)備攪動(dòng)所述或每個(gè)自由活動(dòng)的元件，借此它相對(duì)于容器的內(nèi)表面的部分上包被的固體材料翻滾，因而磨耗固體材料的界面并從其上移除小顆粒。
通過外部磨耗設(shè)備，例如機(jī)械沖刷機(jī)直接在固體材料上施加的磨耗力(abrasive forces)，可以促進(jìn)對(duì)容器內(nèi)表面上固體材料的磨耗。
方便地，可以選擇固體材料的界面的磨耗速率來控制抗微生物劑的釋放。例如，在一些情況下，固體材料的連續(xù)磨耗可以向流體中引入非常高濃度的抗微生物劑。釋放到流體中的抗微生物劑的濃度可以通過降低磨耗速率、或甚至通過停止磨耗預(yù)定的時(shí)間來減少。
在一些實(shí)施方案中，通過與流體中含有的一種或多種化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，抗微生物劑能形成惰性膜或包被。在這些情況下，降低磨耗的速率或甚至停止磨耗預(yù)定的時(shí)間，將促使在固體材料的界面上形成的金屬鹵化物或金屬氧化物或其他金屬物質(zhì)的惰性包被的部分或完全形成，從而限制固體材料的界面處抗微生物劑的溶出(dissolution)直到所述惰性包被被進(jìn)一步磨耗。
例如，如早先描述的，在存在溶劑化的鹵素離子時(shí)，鹵化銀膜將不可避免地在任何含銀的界面表面上形成。雖然對(duì)界面表面的磨耗將除去鹵化銀膜，停止界面表面的磨耗作用將引起一定時(shí)間內(nèi)鹵化銀膜的再次形成，從而阻止磨耗材料中含有的抗微生物劑的進(jìn)一步溶出。因此本發(fā)明的方法具有除去鹵化銀膜或重形成鹵化銀膜的能力，來控制基于銀的抗微生物劑向周圍的流體的釋放速率。
能控制固體材料的界面的磨耗速率，從而釋放到流體中的抗微生物劑的濃度足以提供抗微生物效果。
根據(jù)本發(fā)明的方法釋放到流體中的抗微生物劑的濃度也將由幾個(gè)因素的任一個(gè)或組合來決定，所述因素包括但不限于，固體材料中抗微生物劑的濃度，從固體材料的界面移除的顆粒的表面積和暴露的固體材料的下層表面的表面積，和在給定的時(shí)間內(nèi)從固體材料的界面移除的顆粒的數(shù)目。這些因素，在一定程度上，將直接或間接地取決于固體材料的硬度和施加到固體材料上的磨耗力。
施加到固體材料的磨耗力將由幾個(gè)因素的任一個(gè)或組合來決定，所述因素包括但不限于，形成或包被固體實(shí)體的固體材料的硬度、在容器中引起翻滾的自由活動(dòng)元件的硬度、固體實(shí)體和/或自由活動(dòng)元件的大小、固體實(shí)體和/或自由活動(dòng)元件的重量、碰撞的速率、容器的體積、和流入或流出容器的流體的流量速率。
參考以下的實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例1將干燥的氧化銀(AgO)粉末(75g)與干燥的硅酸鹽水泥(Portlandcement)(25g)和去離子水(20ml)密切混合，形成具有糊狀稠度的混合物。將小部分(5g)的混合物以軌道方式(orbital fashion)相對(duì)于另一個(gè)表面加工，形成直徑約12-15mm的球狀體。使球狀體硬化數(shù)小時(shí)，并容許在水中固化以達(dá)到完全的強(qiáng)度。
還可以基于氧化銀(AgO)粉未(60g)、通用的水泥(cement)(36g)和CorrocemTM(4g)的干燥混合物，按如上所述類似的方式形成球狀體。
實(shí)施例2將根據(jù)實(shí)施例1制備的數(shù)個(gè)球狀體浸入底部呈圓錐的圓柱形容器中盛有的水中。圓錐底部設(shè)有與一設(shè)備流體連通的中心孔，所述設(shè)備用于使水循環(huán)通過所述圓柱形容器，孔和所述設(shè)備這樣布置而使得進(jìn)入容器的循環(huán)水的流動(dòng)引起球狀體相互翻滾。
以5、10、20和40分鐘的間隔采樣循環(huán)水的等分量(aliquot)。通過原子吸收光譜(AAS)測(cè)定每個(gè)等分量中銀的濃度為50ppb、111ppb、190ppb和373ppb。
將幾種細(xì)菌有機(jī)體，大腸桿菌(E.coli)ATCC 11775、綠膿假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC 27853和蠟樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)NCTC 10320接種到相等體積的上述等分量中來達(dá)到約106個(gè)細(xì)胞每毫升的初始細(xì)菌濃度。在5分鐘、1小時(shí)和8天的三個(gè)預(yù)定時(shí)間之后，抽取每種溶液的等分量，進(jìn)行存活有機(jī)體的計(jì)數(shù)。所有的測(cè)試一式兩份進(jìn)行。
對(duì)照溶液與如下的測(cè)試溶液平行進(jìn)行。
1)空白對(duì)照包括用上述的細(xì)菌有機(jī)體接種的無菌的未處理的水。
2)氯對(duì)照物包括用上述細(xì)菌有機(jī)體接種的，以可與標(biāo)準(zhǔn)飲用水相比的水平用次氯酸鈉(0.5ppm)處理的無菌水。
在下表中概括了測(cè)試結(jié)果。所有結(jié)果以log10單位表示。
表1.E.coli.(溶液中有機(jī)體的初始濃度是5.81)
表2.綠膿假單胞菌(溶液中有機(jī)體的初始濃度是5.62)
表3.蠟樣芽胞桿菌(溶液中有機(jī)體的初始濃度是5.82)
實(shí)施例3將根據(jù)實(shí)施例1制備的數(shù)個(gè)球狀體連同后過濾裝置安裝在接受器中，處于與運(yùn)行的冷卻塔連接的水循環(huán)回路中。根據(jù)本發(fā)明來處理來自循環(huán)泵排放管上的小放水溝(small take-off)并經(jīng)由軟管回到冷卻塔槽的水。當(dāng)冷卻塔運(yùn)行時(shí)，水連續(xù)地循環(huán)通過球狀體，循環(huán)水的流動(dòng)引起球狀體相互翻滾。小的放水溝允許每分鐘處理相對(duì)小體積的水，從而通過接受器的整個(gè)體積的冷卻塔水的循環(huán)速率是相對(duì)低的。
將水樣品從回水到冷卻塔的軟管收集到滅菌的玻璃瓶中，立即轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室用于根據(jù)以下測(cè)試進(jìn)行微生物分析
在處理開始前、處理開始后一周和處理開始后兩周收集樣品。在處理兩周之后，從循環(huán)回路移除球狀體，在停止處理過去一周后和停止處理過去兩周后收集水樣品。
使用異養(yǎng)平板計(jì)數(shù)(HPC)作為一般水質(zhì)的指示物。測(cè)試需要在21℃和37℃進(jìn)行規(guī)定時(shí)間(set time)的細(xì)菌培養(yǎng)。每mL＜100,000集落形成單位(CFU)的群體(population)是冷卻塔中一般可接受的。大于這個(gè)的群體通常需要補(bǔ)救措施。
表4.測(cè)試部分1的結(jié)果
實(shí)施例4將根據(jù)實(shí)施例1制備的數(shù)個(gè)球狀體連同后過濾裝置安裝在接受器中，并連接到安裝在試驗(yàn)臺(tái)上的電動(dòng)泵。冷卻塔水連續(xù)地循環(huán)通過接受器。在啟動(dòng)循環(huán)泵之前采取樣品。在5、10、15和30分鐘的循環(huán)之后收集樣品。循環(huán)速率是15L/分鐘。
立即將樣品轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室用于根據(jù)以下測(cè)試進(jìn)行微生物分析
表5.測(cè)試部分2的結(jié)果
測(cè)試部分1的結(jié)果表明，通過根據(jù)本發(fā)明方法處理低效(low effective)流速的冷卻塔水，可以將異養(yǎng)細(xì)菌的減少的菌落維持在可接受的水平。
測(cè)試部分2的結(jié)果表明，對(duì)于高流速的處理的冷卻塔水，在暴露于根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的銀抗微生物劑5分鐘內(nèi)，能快速地減少異養(yǎng)細(xì)菌的增加的菌落，并在暴露30分鐘內(nèi)幾乎將其消除。
實(shí)施例520L代表性水樣采集自郊外的湖中。采樣點(diǎn)位于水表面、離岸2-3米、水中深度大于50cm。在采樣時(shí)避免了攪動(dòng)沉淀和非代表性事件。
采集了四個(gè)單獨(dú)的500mL等分量并保存在實(shí)驗(yàn)室級(jí)別滅菌的玻璃瓶中。
將含有以下濃度的銀、銅和鋅抗微生物劑的樣品按如下所述的方式導(dǎo)入水樣中
銀將包含氧化銀作為抗微生物劑的兩個(gè)球狀體裝入附著在適合長度的手柄的1μM過濾袋中，放入樣品0420334W。通過手柄大力搖動(dòng)球狀物，持續(xù)預(yù)定的時(shí)間。定期采集隨后的等分量并用AAS測(cè)試來測(cè)量銀濃度直到樣品中獲得0.05mg/L的銀濃度。重復(fù)類似的步驟以在隨后的水樣中達(dá)到逐漸提高的銀濃度0420335W達(dá)到樣品中0.10mg/L銀0420336W達(dá)到樣品中0.15mg/L銀銅將包含氧化銅作為抗微生物劑的兩個(gè)球狀體裝入附著在適合長度的手柄的1μM過濾袋中，放入樣品0420334W。通過手柄大力搖動(dòng)球狀物，持續(xù)預(yù)定的時(shí)間。定期采集隨后的等分量并用AAS測(cè)試來測(cè)量銅濃度直到樣品中獲得0.50mg/L的銅濃度。重復(fù)類似的步驟來在隨后的水樣中達(dá)到逐漸提高的銅濃度0420335W達(dá)到樣品中1.00mg/L銅0420336W達(dá)到樣品中1.50mg/L銅鋅將包含氧化鋅作為抗微生物劑的兩個(gè)球狀體裝入附著在適合長度的手柄的1μM過濾袋中，放入樣品0420334W。通過手柄大力搖動(dòng)球狀物，持續(xù)預(yù)定的時(shí)間。定期采集隨后的等分量并用AAS測(cè)試來測(cè)量鋅濃度直到樣品中獲得0.50mg/L的鋅濃度。重復(fù)類似的步驟來在隨后的水樣中達(dá)到逐漸提高的鋅濃度0420335W達(dá)到樣品中1.00mg/L鋅0420336W達(dá)到樣品中1.50mg/L鋅將樣品迅速地轉(zhuǎn)移用于根據(jù)以下測(cè)試的微生物分析
表6 測(cè)試結(jié)果
使用異養(yǎng)平板計(jì)數(shù)(HPC)作為一般水質(zhì)的指示物。測(cè)試需要在21℃和37℃進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的細(xì)菌培養(yǎng)。每mL＜500CFU的群體是一般可接受的，而群體＞500CFU每mL通常需要補(bǔ)救措施(remedial action)。名稱“大腸菌”被給予可以在水中出現(xiàn)并顯示潛在的健康問題的細(xì)菌的全部群組。它們被分為兩個(gè)組大腸菌，其是全部的大腸菌類細(xì)菌，和耐熱(Fecal)大腸菌，其是該組的亞類。這些細(xì)菌都是密切相關(guān)的。從衛(wèi)生學(xué)的角度，耐熱大腸菌群被認(rèn)為是嚴(yán)重得多的。在測(cè)試中，水計(jì)數(shù)通常按照100mL樣品水中的細(xì)胞數(shù)目給出。水中大腸菌、特別是耐熱大腸菌的存在給消費(fèi)者導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。CFU是指集落形成單位。
在如上所述處理的所有水樣中觀察到了抗微生物效果。
實(shí)施例6將根據(jù)實(shí)施例1制備的數(shù)個(gè)球狀體連同后過濾裝置安裝在接受器中，并連接到安裝在試驗(yàn)臺(tái)上的電動(dòng)泵。游泳池水連續(xù)地循環(huán)通過接受器。在啟動(dòng)循環(huán)泵之前采取樣品。在10、15和30分鐘的循環(huán)之后收集樣品。循環(huán)速率是15L/分鐘。
立即將樣品轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室用于根據(jù)以下測(cè)試進(jìn)行微生物分析
使用異養(yǎng)平板計(jì)數(shù)(HPC)作為一般水質(zhì)的指示物。測(cè)試需要在21℃和37℃進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的細(xì)菌培養(yǎng)。＜100CFU每mL的群體是游泳池中一般可接受的。從人類衛(wèi)生學(xué)角度，大腸菌群特別是耐熱大腸菌群(E.Coli)被認(rèn)為是嚴(yán)重的。在安全的游泳池水中允許零菌落的大腸菌。游泳池中綠膿假單胞菌的存在是游泳者中的耳感染的原因。零菌落的P.aeruginosa是安全的游泳池水所需的。
表7.測(cè)試結(jié)果
雖然游泳池水中的微生物污染限于異養(yǎng)細(xì)菌，結(jié)果證明，本發(fā)明的方法效力在三十分鐘的處理時(shí)間內(nèi)提供了對(duì)特定細(xì)菌的可接受的控制。
有益地，發(fā)明人提供了可控制地釋放抗微生物劑到流體中的方法，其不直接依賴于外部電源，例如電解技術(shù)所需的電源。
除了已經(jīng)說明的那些之外，許多變化和修飾將出現(xiàn)在本領(lǐng)域技術(shù)人員面前，而不背離基本的發(fā)明構(gòu)思。所以這樣的變化和修飾都認(rèn)為處于本發(fā)明的范圍內(nèi)，其性質(zhì)將由上述的說明來決定。
例如，本發(fā)明的方法容易地適用于在蒸發(fā)型空調(diào)(evaporativeair-conditioning)系統(tǒng)中使用的循環(huán)水和空氣的處理。蒸發(fā)空氣調(diào)節(jié)器的工作原理是抽回暖空氣并使它通過一系列濕過濾板，所述濕過濾板通過蒸發(fā)來冷卻空氣，之后將空氣排放入需要冷卻的空間。在濾板上水的蒸發(fā)降低了空氣的溫度并提高了它的濕度。在此描述的抗微生物劑可以根據(jù)在此描述的方法可控制地釋放到蒸發(fā)空調(diào)系統(tǒng)中使用的循環(huán)水中，來降低循環(huán)水中含有的活微生物(micro-organisms)的數(shù)量。處理的循環(huán)水被循環(huán)通過并濕潤系統(tǒng)中的一系列過濾板，在所述過濾板中保持了一部分處理的水。通過濕過濾板的暖空氣被處理的水濕潤，暖空氣中含有的微生物也可以隨后被減少。有益地，本發(fā)明的方法不僅能夠容易地用抗微生物劑處理循環(huán)水，也能處理通過所述過濾板的暖空氣。
權(quán)利要求
1.一種固體材料，用于可控制地釋放抗微生物劑到流體中，所述固體材料包括分散入或包埋入固體載體中的抗微生物劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的固體材料，其中所述抗微生物劑是一種或多種金屬、金屬氧化物、金屬化合物、金屬鹽、金屬-配體絡(luò)合物或其具有抗微生物性質(zhì)的衍生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的固體材料，其中所述抗微生物劑是一種或多種基于銀、銅和鋅的金屬、金屬氧化物、金屬化合物、金屬鹽、金屬-配體絡(luò)合物或其衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的固體材料，其中所述抗微生物劑是一種或多種氧化銀(AgO)、氧化銅(II)和氧化鋅(II)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的固體材料，其中通過與所述流體中含有的一種或多種化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，所述抗微生物劑能形成惰性膜或包被。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的固體材料，其中所述固體載體幾乎不溶于所述流體，并且當(dāng)與所述流體接觸時(shí)維持它的體結(jié)構(gòu)完整性。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的固體材料，其中所述固體載體是膠結(jié)材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的固體材料，其中所述膠結(jié)材料是水凝水泥，其選自硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣水泥、天然水泥、砌筑水泥、抗硫酸鹽水泥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的固體材料，其中所述膠結(jié)材料是有機(jī)膠結(jié)材料，其選自環(huán)氧基樹脂和聚酯樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的固體材料，其中所述固體載體是具有期望的硬度、強(qiáng)度、孔隙度、顆粒大小和溶解性質(zhì)的填充劑。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的固體材料，其中所述抗微生物劑和所述固體載體以95∶5-1∶99wt％的比例存在。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的固體材料，其中所述抗微生物劑和所述固體載體以50∶50-85∶15wt％的比例存在。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到6的任一項(xiàng)的固體材料，其中所述固體載體是抗微生物劑。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的固體材料，還包括添加劑，所述添加劑選自絮凝劑、凝結(jié)劑、惰性顆粒材料、漂浮劑、另外的硬化劑、水處理劑、營養(yǎng)物和/或治療劑、增味劑、著色劑、指示劑。
15.裝置，其用在權(quán)利要求1到14的任一項(xiàng)定義的固體材料包被，用于可控制地釋放抗微生物劑到流體中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中所述固體材料包被的厚度從10微米到100mm。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16的裝置，其中將所述固體材料的包被施用于增味劑、著色劑或指示劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17的任一項(xiàng)的裝置，所述裝置包括其內(nèi)表面具有所述固體材料的包被的接受器，其用于流體貯存和/或用抗微生物劑對(duì)流體的處理。
19.一種裝置，由權(quán)利要求1到14的任一項(xiàng)定義的固體材料形成，用于可控制地釋放抗微生物劑到流體中。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到17和權(quán)利要求19的裝置，其中所述裝置是固體實(shí)體。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中所述固體實(shí)體具有10微米-100mm的直徑。
22.可控制地釋放抗微生物劑到流體中的方法，包括下列步驟a)所述流體與權(quán)利要求1到14的任一項(xiàng)中定義的固體材料接觸；b)磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑釋放進(jìn)入所述流體。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述磨耗固體材料的界面的步驟包括提供由所述固體材料形成的、或用所述固體材料包被的多個(gè)固體實(shí)體并攪動(dòng)所述流體，或者，使得所述固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上碰撞從而部分地碎裂所述固體實(shí)體并將所述抗微生物劑釋放到所述流體中。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體碰撞的速率攪動(dòng)所述流體。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體碰撞的速率搖動(dòng)所述流體。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括使所述流體和所述固體實(shí)體包含在容器中，并使所述流體循環(huán)通過所述容器，這樣配置以使流入或流出所述容器的流體的流量引起所述固體實(shí)體碰撞。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述磨耗固體材料的界面的步驟包括直接在所述固體材料的界面上施加磨耗力。
28.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中磨耗所述固體材料的界面的步驟包括提供至少一個(gè)固體實(shí)體并攪動(dòng)所述流體，或者，使得所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上與所述固體材料的界面碰撞。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體與所述固體材料的界面碰撞的速率攪拌所述流體。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體與所述固體材料的界面碰撞的速率搖動(dòng)所述流體。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括使所述流體和所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體包含在容器中，并使所述流體循環(huán)通過所述容器，這樣配置以使流入或流出所述容器的流體的流量引起所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體與所述固體材料碰撞。
32.根據(jù)31的方法，其中所述容器的內(nèi)表面用所述固體材料包被。
33.根據(jù)權(quán)利要求22到33的任一項(xiàng)的方法，還包括在所述固體材料的界面上重新形成惰性膜或包被的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，包括將磨耗步驟停止預(yù)定的時(shí)間，并使所述惰性膜或包被在所述固體材料的界面上重新形成。
35.用于可控制地釋放抗微生物劑到流體中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括接受所述流體的接受器；權(quán)利要求1到14的任一項(xiàng)中定義的固體材料，其中所述固體材料的界面被置于所述接受器中，并與所述接受器中接受的流體接觸；和裝置，用于磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑釋放進(jìn)入所述流體。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的系統(tǒng)，其中所述固體材料包被在所述接受器的一部分內(nèi)表面上。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的系統(tǒng)，其中所述固體材料形成多個(gè)固體實(shí)體或包被在多個(gè)固體實(shí)體上。
38.根據(jù)權(quán)利要求35或36的系統(tǒng)，其中用于磨耗所述固體材料的界面的裝置包括與所述固體材料操作上連通的沖刷裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求35或37的系統(tǒng)，其中用于磨耗所述固體材料的界面的裝置包括用于攪動(dòng)接受器中接受的流體，并使得所述固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上碰撞從而部分地碎裂所述固體實(shí)體并將所述抗微生物劑釋放到所述流體中的裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求35或36的系統(tǒng)，其中用于磨耗所述固體材料的界面的裝置包括置于所述接受器中的多個(gè)固體實(shí)體和用于攪動(dòng)所述接受器中接受的流體，并使得所述固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上與所述固體材料的界面碰撞的裝置。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或40的系統(tǒng)，其中所述用于攪動(dòng)流體的裝置是葉輪或攪拌設(shè)備。
42.根據(jù)權(quán)利要求39或40的系統(tǒng)，其中所述用于攪動(dòng)流體的裝置是用于搖動(dòng)所述接受器和它的內(nèi)容物的裝置。
43.根據(jù)權(quán)利要求39或權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其中所述用于攪動(dòng)流體的裝置是用于循環(huán)所述流體通過所述接受器的裝置，這樣配置以使流入或流出所述接受器的流體的流量引起所述固體實(shí)體碰撞。
44.用抗微生物劑處理流體的方法，包括下列步驟a)使所述流體與權(quán)利要求1到14的任一項(xiàng)中定義的固體材料接觸；和，b)磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑釋放進(jìn)入所述流體。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述流體包括氣體或液體。
46.根據(jù)權(quán)利要求44或權(quán)利要求45的方法，其中所述流體是基于水的液體。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中所述基于水的流體包括飲料、生物流體或在治療或藥物應(yīng)用中使用的基于水的流體、用于人類和/或動(dòng)物消費(fèi)的水、在娛樂活動(dòng)中使用的水、在生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用中使用的水、在水產(chǎn)業(yè)中使用的水。
48.根據(jù)權(quán)利要求44或權(quán)利要求45的方法，其中所述流體是蒸汽、濕潤空氣、或以霧化或噴霧化的噴霧形式的空氣中夾帶的水；呼吸裝置中使用的氣體、醫(yī)藥和外科應(yīng)用中使用的氣體、工業(yè)應(yīng)用中無菌條件下使用的氣體。
49.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述磨耗固體材料的界面的步驟包括提供所述固體材料的多個(gè)固體實(shí)體并攪動(dòng)所述流體，或者使得所述固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上碰撞從而部分地碎裂所述固體實(shí)體并將所述抗微生物劑釋放到所述流體中。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體碰撞的速率攪拌所述流體。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體碰撞的速率搖動(dòng)所述流體。
52.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括使所述流體和所述固體實(shí)體包含在容器中，并使所述流體循環(huán)通過所述容器，這樣配置以使流入或流出所述容器的流體的流量引起所述固體實(shí)體碰撞。
53.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述磨耗固體材料的界面的步驟包括直接在所述固體材料的界面上施加磨耗力。
54.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中磨耗所述固體材料的界面的步驟包括提供至少一個(gè)固體實(shí)體并攪動(dòng)所述流體，或者使得所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上與所述固體材料的界面碰撞。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體與所述固體材料的界面碰撞的速率攪拌所述流體。
56.根據(jù)權(quán)利要求54的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括以使得所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體與所述固體材料的界面碰撞的速率搖動(dòng)所述流體。
57.根據(jù)權(quán)利要求54的方法，其中所述攪動(dòng)流體的步驟包括使所述流體和所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體包含在容器中，并使所述流體循環(huán)通過所述容器，這樣配置以使流入或流出所述容器的流體的流量引起所述固體實(shí)體或每個(gè)固體實(shí)體與所述固體材料碰撞。
58.根據(jù)權(quán)利要求54到57的任一項(xiàng)的方法，其中所述容器的內(nèi)表面用所述固體材料包被。
59.根據(jù)權(quán)利要求44到58的任一項(xiàng)的方法，還包括在所述固體材料的界面上重新形成惰性膜或包被的步驟。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，包括將磨耗步驟停止預(yù)定的時(shí)間，并使所述惰性膜或包被在所述固體材料的界面上重新形成。
61.可控制地釋放抗微生物劑到流體中的方法，包括下列步驟將抗微生物劑分散和/或包埋入材料中；形成含有所述分散和/或包埋的抗微生物劑的所述材料的固體實(shí)體；將多個(gè)所述固體實(shí)體置于含有要處理的所述流體的室中；以及攪動(dòng)所述流體，或者使得所述固體實(shí)體在受控的基礎(chǔ)上碰撞，并因而部分地破裂所述固體實(shí)體和釋放所述抗微生物劑到流體中。
全文摘要
提供了用抗微生物劑處理流體的方法，包括步驟(a)用含抗微生物劑的固體材料接觸所述流體；和(b)磨耗所述固體材料的界面并從其上移除顆粒并使所述固體材料的下層表面暴露于所述流體，從而促進(jìn)所述固體材料和/或移除的顆粒的下層表面的抗微生物劑釋放進(jìn)入所述流體。所述固體材料包括分散和/或包埋入固體載體的抗微生物劑。一般地，所述抗微生物劑是一種或多種基于銀、銅和鋅的金屬、金屬氧化物、金屬化合物、金屬鹽、金屬－配體絡(luò)合物或其衍生物。
文檔編號(hào)A61L2/232GK101052304SQ200580037795
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月7日
發(fā)明者艾倫·R·帕森斯, 唐納德·W·阿特金森 申請(qǐng)人:巴克斯托普有限公司