(57)【要約】本発明の抗菌性複合構造体は、繊維及び結節まで伸張された第１の外面、第２の外面及び、前記両外面間に位置する内側部分を有するポリマー材料と、前記内側部分における前記第１の外面に隣接する領域に存在し、前記第２の外面に隣接する領域には存在しないように配置されたナノ粒子とを含む。前記ナノ粒子は、銀ナノ粒子であり得る。前記ポリマー材料は、例えば伸張ポリテトラフルオロエチレンなどの伸張フッ素ポリマー材料であり得る。【選択図】図６
2014508134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗菌性複合構造体であって、
第１の外面、第２の外面及び、前記両外面間に位置する内側部分を有する微孔性ポリマー材料と、
前記内側部分における前記第１の外面に隣接する領域に存在し、前記第２の外面に隣接する領域には存在しないように配置されたナノ粒子とを含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の複合構造体であって、
前記ナノ粒子が、拭き取りに対する耐性を有することを特徴とする複合構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の複合構造体であって、
前記ナノ粒子が、銀ナノ粒子であることを特徴とする複合構造体。
【請求項４】
請求項１に記載の複合構造体であって、
前記第１の外面が、伸張フッ素ポリマー材料の結節及び繊維を含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項５】
請求項４に記載の複合構造体であって、
前記伸張フッ素ポリマー材料が、伸張ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする複合構造体。
【請求項６】
請求項１に記載の複合構造体であって、
当該複合構造体が、医療デバイス、デバイス材料、包装材料またはそれらの組み合わせの特定の位置、領域、部分または範囲を含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項７】
請求項１に記載の複合構造体であって、
前記ナノ粒子が、前記内側部分内に、前記第１の外面から約５〜２０マイクロメートルの深さまで存在することを特徴とする複合構造体。
【請求項８】
請求項１に記載の複合構造体であって、
当該複合構造体が、銅ナノ粒子、クロルヘキシジン、ヨウ素、抗生物質及びそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項９】
抗菌性複合構造体であって、
繊維及び結節まで伸張された第１の外面、第２の外面及び、前記両外面間に位置する内側部分を有するポリマー材料と、
前記内側部分における前記第１の外面に隣接する領域に存在し、前記第２の外面に隣接する領域には存在しないように配置されたナノ粒子とを含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項１０】
請求項９に記載の複合構造体であって、
前記ナノ粒子が、拭き取りに対する耐性を有することを特徴とする複合構造体。
【請求項１１】
請求項９に記載の複合構造体であって、
前記ナノ粒子が、銀ナノ粒子であることを特徴とする複合構造体。
【請求項１２】
請求項９に記載の複合構造体であって、
前記ポリマー材料が、伸張ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする複合構造体。
【請求項１３】
請求項９に記載の複合構造体であって、
当該複合構造体が、医療デバイス、デバイス材料、包装材料またはそれらの組み合わせの特定の位置、領域、部分または範囲を含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項１４】
請求項９に記載の複合構造体であって、
前記ナノ粒子が、前記内側部分内に、前記第１の外面から約５〜２０マイクロメートルの深さまで存在することを特徴とする複合構造体。
【請求項１５】
請求項９に記載の複合構造体であって、
当該複合構造体が、銅ナノ粒子、クロルヘキシジン、ヨウ素、抗生物質及びそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項１６】
抗菌性複合構造体であって、
繊維及び結節まで伸張された外面を有するポリテトラフルオロエチレン材料のマトリックスと、
前記マトリックスにおける前記外面に隣接する領域にのみ存在し、前記マトリックスの全体にわたっては存在せず、かつ拭き取りに対する耐性を有する銀ナノ粒子とを含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項１７】
請求項１６に記載の複合構造体であって、
当該複合構造体が、医療デバイス、デバイス材料、包装材料またはそれらの組み合わせの特定の位置、領域、部分または範囲を含むことを特徴とする複合構造体。
【請求項１８】
請求項１６に記載の複合構造体であって、
前記ナノ粒子が、前記マトリックス内に、前記外面から約５〜２０マイクロメートルの深さまで存在することを特徴とする複合構造体。
【請求項１９】
請求項１６に記載の複合構造体であって、
当該複合構造体が、銅ナノ粒子、クロルヘキシジン、ヨウ素、抗生物質及びそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする複合構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌性コーティングを有する医療物品に関する。より詳細には、本発明は、適用された銀ナノ粒子コーティングを有する、医療デバイス、デバイス表面または材料表面に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属ナノ粒子または抗生物質コーティングなどの抗菌剤の医療デバイスまたは他の材料表面などの表面への適用は、連続式プロセスでは試薬安定性及びコーティング均一性の維持が困難であるため、通常はバッチ式プロセスで実施される。例示的なバッチ式プロセスは、蒸着、表面を形成する材料中への抗菌剤の直接的混入、活性剤及び結合剤を収容した槽内への前記デバイスの浸漬、またはそれらの方法の組み合わせを含み得る。既存の方法は一般的に、連続式プロセスまたは直列式プロセスに適合することができず、かつ高価な設備、操作者の技術、及び労働集約的なステップを含み得る。また、いくつかの基材には、該基材の詳細な形状に対する選択的な適用を必要とするという特別な問題点が存在するか、または該基材が多孔質である場合は前記適用の含浸深さを制限する必要性を有する。コーティング剤を適用するための現在利用可能な浸漬プロセスは実施が困難であり、一般的に、ここで所望される用途のための濃度許容範囲が不十分なコーティングを提供する。
【０００３】
一般的な浸漬式コーティングは、銀（Ａｇ）を材料表面に適用することができるが、この方法は比較的制御不能でありかつばらつきがある。浸漬コーティング方法の結果のばらつきを示す一例が図１のグラフに示されている。図１のグラフでは、ｙ軸は、銀の堆積をマイクログラム毎平方センチメートルの単位で表しており、ｘ軸は浸漬回数を表している。より具体的には、浸漬される物品は、伸張ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）製の代用血管であった。前記代用血管を、銀ナノ粒子及びヘプタンの混合物を収容した液体槽内に入れた。前記物品の各回の浸漬は、少なくとも３０秒間行った。前記サンプルを各回の浸漬の間に５分間空気乾燥させた。銀の堆積をフレーム原子吸光分析法（ＦＡＡＳ）を用いて測定した。
【０００４】
図１から明らかなように、浸漬回数は、前記表面における銀の密度の予測可能なまたは概ね均一な増加と良好に相関していない。
【０００５】
したがって、銀ナノ粒子などの金属ナノ粒子の比較的予測可能かつ均一な堆積を提供すべく、緊密に制御することができるコーティング方法が求められている。また、抗菌性ナノ粒子の選択的な適用、送達媒体のフレキシビリティ（基材材料に応じて様々な有機媒体を使用できることを意味する）、及びコーティング濃度を可能にする方法が求められている。さらに、フレキシブルであり、銀ナノ粒子の制御可能で、比較的予測可能かつ均一な堆積を提供するコーティング方法の基礎となり得る、銀含有非水性組成物が求められている。また、そのようなコーティング方法により作製することができる材料が求められている。また、満足のいく抗菌性を有するフッ素ポリマー材料が求められている。フッ素ポリマー材料に対してコーティングを適用することは困難であるため、このことは特に明らかである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公報第２００７／０００３６０３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の外面、第２の外面及び、前記両外面間に位置する内側部分を有する微孔性ポリマー材料と、前記内側部分における前記第１の外面に隣接する領域に存在し、前記第２の外面に隣接する領域には存在しないように配置されたナノ粒子とを含む抗菌性複合構造体を提供することによって上記の問題を解決する。
【０００８】
本発明によれば、前記微孔性ポリマー材料は、伸張ポリマー材料のマトリックスであり得る。例えば、前記第１の外面は、伸張フッ素ポリマー材料であり得、該材料の結節及び繊維を有し得る。前記伸張フッ素ポリマー材料は、伸張ポリテトラフルオロエチレンであることが望ましい。
【０００９】
前記ナノ粒子は、金属ナノ粒子であり得、銀ナノ粒子であることが望ましい。前記複合構造体は、銅ナノ粒子、クロルヘキシジン、ヨウ素、抗生物質、及びそれらの組み合わせさらに含み得る。本発明の一態様によれば、前記ナノ粒子は、前記外面から始まるかまたは好ましくは前記外面に隣接する前記微孔性ポリマー材料内に存在し、該ポリマー材料内に所定の深さまで分布する。例えば、前記ナノ粒子は、前記微孔性ポリマー材料の内側部分内に、最大で約１００マイクロメートル（μｍ）の深さまで存在し得る。別の例では、前記ナノ粒子は、前記微孔性ポリマー材料の内側部分内に、最大で約５０μｍの深さまで存在し得る。さらなる別の例では、前記ナノ粒子は、前記微孔性ポリマー材料の内側部分内に、最大で約２５μｍの深さまで存在し得る。本発明によれば、前記ナノ粒子は、前記微孔性ポリマー材料の内側部分内に、最大で約５〜２０μｍの深さまで存在し得る。例えば、前記ナノ粒子は、例えば伸張ポリテトラフルオロエチレンなどの伸張フッ素ポリマー材料のマトリックス内に、最大で約５０μｍの深さまで存在し得る。別の例では、前記ナノ粒子は、結節及び繊維のマトリックスまで伸張された例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素ポリマー材料内に、最大で約５０μｍの深さまで存在し得る。
【００１０】
本発明の一態様では、前記ナノ粒子を、前記ポリマー材料の前記内側部分内に（例えば、伸張されたポリマー材料のマトリックス内に）所定の深さまで分布させることにより、前記ナノ粒子が、前記マトリックスの前記外面に印加された摩擦力による除去に対する耐性を有するようになる。例えば、前記ナノ粒子を前記マトリックス内に所定の深さまで分布させることにより、該ナノ粒子が拭き取りに対する耐性を有するようになる。
【００１１】
本発明のさらなる別の態様では、本発明の抗菌性複合構造体は、医療デバイス、デバイス材料、包装材料またはそれらの組み合わせの特定の位置、領域、部分または範囲を形成し得る。
【００１２】
本発明の一態様によれば、本発明の抗菌性複合構造体は、ナノ粒子を伸張フッ素ポリマー材料のマトリックスなどの表面上に堆積させ、該マトリックスに浸透させるプロセスによって作製される。前記プロセスは、揮発性の非水液体及び該非水液体中に懸濁しているナノ粒子を含有する溶液を準備することを含む。前記溶液は、ナノ粒子の水性懸濁液を調製し、該ナノ粒子を非水液体中に抽出することにより調製することができる。例えば、前記溶液は、銀ナノ粒子の水性懸濁液を調製し、該銀ナノ粒子を非水液体中に抽出することにより調製することができる。任意の不水溶性有機溶媒をこの抽出プロセスに使用することができる。
【００１３】
前記溶液は、低粘度を有し、かつ従来の液滴形成技術を用いた液滴形成に適合することが望ましい。前記溶液をその後処理し、複数の液滴を形成する。形成された前記液滴を前記マトリックスの表面上に堆積させ、前記マトリックスに浸透させる。最後に、前記表面から前記非水性液体を蒸発させて、前記ナノ粒子の残留物を残す。前記液滴形成の代わりに及び／またはそれに加えて、印刷、浸漬、ブラッシングまたはそれらの組み合わせから選択される技術により、前記溶液を前記マトリックスの表面上に堆積させることも考えられる。
【００１４】
概して言えば、前記溶液の揮発性非水性液体成分は、スプレーなどの適用プロセスのための十分に低い粘度を有し、迅速に蒸発させるために高い揮発度を有し、ナノ粒子に適合し、かつ適用プロセスにおいて容易に取り扱うことができる任意の不水溶性有機溶媒であり得る。例えば、前記液体は、ベンゼン、ブタノール、四塩化炭素、シクロヘキサン、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチル、エチルエーテル、イソオクタン、メチル−ｔ−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、ペンタン、ヘプタン、クロロホルム、トルエン、ヘキサン、及びそれらの混合物から選択され得る。望ましくは、前記溶液のナノ粒子成分は、銀ナノ粒子である。銀ナノ粒子は、２０ナノメートル（ｎｍ）未満の有効直径を有し得る。さらにより望ましくは、ナノ粒子の残留物（すなわち、伸張フッ素ポリマー材料のマトリックスの表面上に堆積したナノ粒子）は抗菌性を提供する。前記溶液が、これに限定しないが、例えば銅ナノ粒子、クロルヘキシジン、ヨウ素、抗生物質、及びそれらの組み合わせなどの他の抗菌性物質をさらに含み得ることも考えられる。
【００１５】
前記複数の液滴は、スプレープロセスにより形成することができる。例えば、前記スプレープロセスは、遠心圧力ノズル、中実円錐ノズル、ファンスプレーノズル、音波噴霧器、回転噴霧器、フラッシング液体ジェット（flashing liquid jet）、超音波ノズル、またはそれらの組み合わせを用いることができる。前記スプレープロセスは、帯電を用いることもできる。処理される伸張フッ素ポリマー材料は、医療デバイス、デバイス材料、包装材料またはそれらの組み合わせの特定の位置、領域、部分または範囲であり得る。
【００１６】
本発明の一態様では、所定の表面上に複数の液滴を堆積させるステップ、及び前記表面から前記非水性液体を蒸発させてナノ粒子の残留物を残すステップは、複数回実施され得る。すなわち、本発明の方法は、ナノ粒子を、伸張フッ素ポリマー材料の伸張マトリックスなどの多孔質表面上に堆積させ、前記多孔質表面または前記マトリックスに浸透させることができる。より具体的には、本発明の方法は、前記多孔質表面または前記マトリックス内へのナノ粒子の浸透が制御されるようにして、前記ナノ粒子を伸張フッ素ポリマー材料の伸張マトリックスなどの多孔質表面上に堆積させることができる。
【００１７】
本発明は、上述した方法またはシステムのうちのいずれかにしたがって堆積させられたナノ粒子を含有するフッ素ポリマー材料の伸張マトリックスなどの表面を有する物品を包含する。前記物品の表面が、第１の外面、第２の外面、及び前記両外面間に介在される内側部分を有するマトリックスであり、前記ナノ粒子が、前記内側部分内における前記第１の外面に隣接する領域に存在し、前記第２の外面に隣接する領域には存在しないように配置されることが望ましい。
【００１８】
本発明の他の目的、利点及び用途は、以下の詳細の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の浸漬プロセスにより提供される銀堆積のグラフである。銀堆積がｙ軸にマイクログラム毎平方センチメートルの単位で表され、浸漬回数がｘ軸に表される。
【図２】ナノ粒子を堆積させるためのプロセスに使用される例示的な装置を示す概略図である。
【図３Ａ】ナノ粒子を堆積させるためのプロセスに使用される図２に示した例示的な装置の例示的なスプレーヘッドを示す左面図である。
【図３Ｂ】ナノ粒子を堆積させるためのプロセスに使用される図２に示した例示的な装置の例示的なスプレーヘッドを示す正面図である。
【図３Ｃ】ナノ粒子を堆積させるためのプロセスに使用される図２に示した例示的な装置の例示的なスプレーヘッドを示す上面図である。
【図４】図２及び図３に示したナノ粒子を堆積させるための例示的な方法により提供される銀堆積のグラフである。銀堆積がｙ軸にマイクログラム毎平方センチメートルの単位で表され、スプレーパスの回数がｘ軸に表される。
【図５】伸張ポリテトラフルオロエチレンの処理されたチューブの形態の例示的な抗菌性複合材料の断面の光学画像である。
【図６】伸張ポリマーマトリックスの形態の例示的な抗菌性ポリマー材料の一部の、２００倍の線倍率での走査電子顕微鏡写真である。
【図７】図６の伸張ポリマーマトリックスの一部を示す、伸張ポリマーマトリックスの形態の例示的な抗菌性ポリマー材料の一部の、２０００倍の線倍率での走査電子顕微鏡写真である。
【図８】例示的な抗菌性複合材料の銀ナノ粒子の量のグラフである。検出された銀の量がｙ軸に重量パーセントで表され、物品上における試験サンプルの相対的位置がｘ軸に表される。
【図９】約２８．５ｃｍ×９．６ｃｍの大きさの処理部分をハイライトした例示的なシートの写真（逆光）を示す。前記フィルムの長手方向軸に沿って、前記フィルムに対して銀ナノ粒子溶液を水平に吹き付けた。処理パスの回数を変更することによって３つの区域を形成した。１５パス（上側部分）、２５パス（中間部分）、３０パス（下側部分）。
【図１０】比較のポリテトラフルオロエチレンフィルム材料及び抗菌性複合材料の銀ナノ粒子の量を示すグラフである。検出された銀の量がｙ軸に重量パーセントで表され、比較フィルム材料の処理パスの回数がｘ軸に表される。また、ｘ軸には、図８に示した範囲の要約を示す、抗菌性複合材料が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を説明し、かつその作用を実証するために、伸張ポリマー材料のマトリックスなどの微孔性ポリマー材料を含む様々な材料の選択的な表面に銀ナノ粒子（本明細書では「ナノシルバー」と呼ぶこともある）を適用することによって様々な物品を作製した。なお、金属ナノ粒子は、金、白金、インジウム、ロジウム、パラジウム、銅または亜鉛であり得る。前記ナノ粒子は、０．１〜１００ｎｍの範囲の大きさであり得る。前記ナノ粒子は、標準正規サイズ分布を有し得る。しかし、約２０ｎｍ未満のナノ粒子も良好に機能することが分かっている。
【００２１】
銀ナノ粒子は、揮発性非水性液体及び該非水性液体中に懸濁しているナノ粒子からなる溶液から、伸張フッ素ポリマー材料の表面上に塗布されるかまたは堆積させられる。前記溶液は、ナノ粒子の水性懸濁液を調製し、前記ナノ粒子を非水性液体中に抽出して溶液を形成することによって容易に用意することができる。好適な技術は、例えば、２００７年１月４日に公開された米国特許出願公報第２００７／０００３６０３号（Antimicrobial Silver Composition）（特許文献１）に見ることができる（前記特許文献の内容は参照により本明細書に援用されるものとする）。
【００２２】
概して言えば、前記溶液の液体成分は、塗布プロセス（例えばスプレー塗布）のための十分に低い粘度を有し、迅速に蒸発させるために比較的高い揮発度を有し、ナノ粒子に適合し、かつ塗布プロセスにおいて容易に取り扱うことができる、任意の揮発性の水難溶性有機溶媒である。例えば、前記液体は、ベンゼン、ブタノール、四塩化炭素、シクロヘキサン、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチル、エチルエーテル、イソオクタン、メチル−ｔ−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、ペンタン、ヘプタン、クロロホルム、トルエン、ヘキサン、及びそれらの混合物から選択され得る。２０ｎｍ未満の有効直径を有する銀ナノ粒子が良好に機能することが分かっている。２５℃で約１ｃＰ以下の粘度を有する銀ナノ粒子が良好に機能することが分かっている。標準的なナノ粒子濃度（例えば、２５〜５０００ｐｐｍ）でのナノ粒子溶液の粘度は、揮発性の水難溶性有機溶媒の粘度を有することとなる。当然ながら、前記粘度は、ヘリパス（Helipath）スピンドルセット（Ｔバースピンドル）を有するブルックフィールドＲＶ ＤＶ−Ｅ粘度計などの粘度計を使用して測定することができる。しかし、前記粘度は非常に低くあり得るので、従来の粘度計では、前記粘度が１ｃＰ未満であるということだけが測定可能であり得る。
【００２３】
処理される面は微孔性ポリマー材料であることが望ましい。様々な微孔性ポリマー材料が考えられるが、前記ポリマー材料は、前記ナノ粒子が、滑らかなフィルムの表面上に堆積させたときのように表面上に存在または露出せず、主に最外面の真下に存在するように、ナノ粒子が該材料における前記表面にすぐ隣接する部分または領域または隙間内に浸透することを可能にする比較的中空構造を有することが望ましい。
【００２４】
例えば、微孔性ポリマー材料は、伸張フッ素ポリマー材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、伸張ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、伸張ポリエチレン（例えば、超高分子量ポリエチレン）などの伸張ポリマー材料の形態であり得る。前記伸張ポリマー材料は、望ましくは、多孔質マトリックスまたは多孔質構造体の形態であり、結節及び繊維微細構造と説明され得る。そのような微細構造は、例えば、１９７６年６月８日にGoreに付与された米国特許第３、９６２、１５３号（Very Highly Stretched Polytetrafluoroethylene and Process Therefore）、及び１９８０年２月５日にGoreに付与された同第４、１８７、３９０号に記載されている（前記特許文献の内容は参照により本明細書に援用されるものとする）。
【００２５】
本発明の一態様では、表面（例えば、伸張フッ素ポリマー材料のマトリックスの外面）上に複数の液滴を堆積させ、前記伸張ポリマーマトリックス内に浸透させるステップ、及び前記表面から前記非水性液体を蒸発させてナノ粒子の残留物を残すステップは、複数回実施され得る。本発明の一態様では、前記プロセスは、ナノ粒子を多孔質面（例えば、伸張ポリテトラフルオロエチレンなどの伸張材料）上に堆積させて、前記多孔質面内に浸透させる。より具体的には、前記プロセスは、多孔質面内へのナノ粒子の浸透を制御できるような方法で、ナノ粒子を多孔質面上に堆積させる。このことは、ナノ粒子が表面またはその近傍（例えば、表面の真下）に存在するが、材料の全体にわたって浸透しないことが望ましい様々な用途において非常に重要であり得る。
【００２６】
本発明は、伸張ポリマー上に堆積させる液滴のための、２５〜５０００ｐｐｍの銀ナノ粒子と、９９５０００〜９９９９７５ｐｐｍの非水性液体とからなる銀ナノ粒子溶液の使用を包含する。本発明の目的のためには、１０００ｐｐｍとして特徴付けられる非水性液体中のナノ粒子の濃度（すなわち、１，０００，０００部の非水性液体に対する１０００部のナノ粒子）は一般的に、１，０００，０００グラム（ｇ）の液体あたり１０００マイクログラム（μｇ）のナノ粒子に相当し、（μｇ／ｇ）と表され得る。別の言い方をすると、本発明に使用されるナノ粒子及び非水性液体の種類についての、１００万分の１（すなわち１ｐｐｍ）のナノ粒子濃度は一般的に、１μｇ／ｇの濃度に相当する。銀ナノ粒子は、２０ｎｍ未満の有効直径を有することが望ましい。銀ナノ粒子溶液はまた、２５℃で約１ｃＰ以下の粘度を有する。前記非水性液体は、ベンゼン、ブタノール、四塩化炭素、シクロヘキサン、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチル、エチルエーテル、イソオクタン、メチル−ｔ−ブチルエーテル、メチルエチルケトン、ペンタン、ヘプタン、クロロホルム、トルエン、ヘキサン、及びそれらの混合物であり得る。
【００２７】
前記溶液は、低い粘度を有し、従来の液滴形成技術を用いて液滴を形成するのに適合することが望ましい。前記溶液はその後、従来のスプレープロセスまたは技術を用いて、複数の液滴を形成するために処理される。例えば、スプレープロセスは、遠心圧力ノズル、中実円錐ノズル、ファンスプレーノズル、超音波噴霧器、回転噴霧器、フラッシング液体ジェット、超音波ノズル、またはそれらの組み合わせを使用することができる。前記スプレープロセスは、帯電を利用することもできる。これらの液滴は、表面（例えば、伸張ポリマーマトリックスの外面）上に堆積させ、前記表面に浸透させることができる。前記浸透は、液滴を塗布速度及び塗布量を変更することにより調節することができる。液滴の形成の代わりに及び／またはそれに加えて、前記プロセスは、印刷、浸漬、ブラッシング、またはそれらの組み合わせから選択される技術によって、前記溶液を表面上に堆積させることも考えられる。処理される面は、医療デバイス、デバイス材料、包装材料またはそれらの組み合わせの特定の位置、領域、部分または範囲であり得る。前記表面は、疎水性または親水性であり得る。前記表面（または前記表面の一部）は、前記溶液の塗布度を向上させるべくまたは前記溶液の撥水を促進させるべく表面エネルギーを変更するために処理され得る。例えばヘプタンなどの無極性の非水性液体が、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの疎水性表面において特に良好に機能することが分かっている。特定の作用理論に拘束されることなく、無極性の非水性液体から調製された前記ナノ粒子溶液の表面エネルギーは、伸張ポリマーのマトリックスに浸透し、ナノ粒子が前記マトリックス内に堆積することを可能にする。ファンデルワールス相互作用、化学的相互作用及び／または物理的相互作用により、ナノ粒子を前記マトリックスの結節及び繊維に良好に付着させることができるので、このことは有益である。さらに、第１の外面に隣接するマトリックス内に銀ナノ粒子などのナノ粒子が存在することにより、イオンの溶出を妨げ得る結合剤または他のコーティング剤及び／または固定剤の阻害影響を受けることなく、ナノ粒子からイオンが溶出することが可能となる。イオン（例えば銀イオン）の溶出は、複合材料に対して抗菌性を提供するために重要である。
【００２８】
前記溶液を前記表面上に堆積させた後、前記マトリックスの表面、より望ましくは前記表面に隣接する領域にナノ粒子の残留物を残すために、前記マトリックスから非水性液体を蒸発させる。排気システムを備えたスプレーブースまたは同様の構造体が、非水性液体の蒸発を促進するための空気流を提供するために及び前記気化ガスを適切に処理するために有用である。ナノ粒子の残留物は、前記物品の前記表面に付着する。所定の表面上に前記溶液を（例えば、複数の液滴として、または別の技術によって）堆積させるステップ、及び前記表面から非水性液体を蒸発させてナノ粒子の残留物を残すステップは、複数回実施され得る。
【００２９】
ナノ粒子の残留物は、抗菌性を提供することを目的としている。ナノ粒子は、物品の表面のみに存在することが望ましい。前記溶液は、前記残留物の抗菌性を高めるために、これらに限定しないが例えば銅ナノ粒子、クロルヘキシジン、ヨウ素、抗生物質、及びそれらの組み合わせなどの他の抗菌成分をさらに含むことができると考えられる。
【００３０】
抗菌性複合構造体は、医療デバイス、デバイス材料、包装材料またはそれらの組み合わせの特定の位置、領域、部分または範囲であり得る。
【００３１】
一例では、ポリテトラフルオロエチレン材料は、チューブ状構造体の外側寸法において、スプレー装置を使用するスプレー技術を用いて、ヘプタン、クロロホルム、トルエン、またはそれらの混合物中に懸濁している抗菌性銀のナノ粒子によって選択的に処理される。別の例では、ナノ粒子は、浸漬、ブラッシング、または、溶媒／ナノシルバー混合物を材料表面上に滴下させることによって、ポリテトラフルオロエチレン材料の表面に塗布される。他の例は、このような方法によりナノシルバーが塗布された、シリコーン、紙、ポリエチレン、ポリスチレン、発泡スチレン、ポリプロピレン、木、綿、ポリカーボネートなどのさらなる材料を表す。これらの例に用いられるナノシルバーは、最初は、特許文献１（ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２７２６１及びＰＣＴ国際出願公報ＷＯ／２００６／０２６０２６Ａ２に対応する）にしたがって水性懸濁液として生成される。水性懸濁液中に生成された銀ナノ粒子はその後、ナノシルバーの、水相から選択された有機相（例えば、ヘプタン、クロロホルム及び／またはトルエン）への完全な相転移を含む抽出ステップを受ける。
【００３２】
例
【００３３】
例１：ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）上への選択的スプレー堆積
【００３４】
チューブ状構造体の外径に対してナノシルバーを選択的に堆積させることが望ましい。内径には銀が全く存在しない状態を保ちながら、前記チューブ状の伸張ＰＴＦＥまたはｅＰＴＦＥ（ゴア社（W.L. Gore & Associates）から入手可能な伸張ポリテトラフルオロエチレン）材料の外面上にコーティングを均一に塗布するように銀を堆積させるためのスプレー堆積技術が開発されている。この例で処理されるｅＰＴＦＥ移植材料は、６ｍｍの内径及び１１１７．６ｍｍ（４４インチ）以下の長さを有する中空チューブである。ナノシルバーの均一な塗布は、前記チューブ状構造体の全長に及ぶマンドレル上に配置したチューブ状材料を回転させることにより実現される。図２を参照して、チューブ状構造体の全長を均一にスプレー塗布するための自動装置１０の概略図が示されている。前記装置は、基部１２と、スプレーヘッド１６用の経路１４とを含み、スプレーヘッドは前記経路に沿って図中の矢印Ａ方向へ移動することができる。マンドレル１８は、経路１４に対して平行に、かつスプレーヘッド１６の移動範囲内に配置され、チューブまたは同様の物品を保持するように構成されている。マンドレル１８は、回転可能に構成されている。５００〜４０００ＲＰＭの回転速度が、満足のいく結果を提供することが分かっている。この例は、約５００ＲＰＭの回転速度で作製した。
【００３５】
この装置は、複雑な基材形状に対するナノ粒子の塗布を精密に制御するために多軸運動制御を用いることもできる。ナノ粒子溶液は、容器２０に収容され得る。ナノ粒子溶液を外部容器から供給することも考えられ得る。スプレーパスカウンタ２２、運動制御部２４、スプレー制御やスプレーヘッド位置などのための調整器などの要素も前記装置に含まれ得る。
【００３６】
図３Ａ〜図３Ｃを参照して、図２に示したスプレー装置に用いられる例示的なスプレーヘッドが示されている。図３Ａは、改変されたベンチュリスプレーヘッド４０の側面図である。より具体的には、図３Ａは、スプレーヘッドを正面から見たときに左側に位置する、スプレーヘッド側面を示す図である。図３Ｂは、ベンチュリスプレーヘッド４０の正面図である。より具体的には、図３Ｂは、スプレーヘッドの前面または前側を示す図である。図３Ｃは、改変されたベンチュリスプレーヘッド４０の上面図である。スプレーヘッド４０は、加圧ガスを供給するための第１のオリフィス４６（空気またはガスオリフィス４６とも呼ばれる。例えば窒素、二酸化炭素、アルゴンなどのガスを、空気の代わりにまたは空気と組み合わせて使用することもできる）を画定する第１のハウジング４４を支持するマウント（台）４２を含む。スプレーヘッド４０のマウント４２はまた、第２のオリフィス５０（ベンチュリオリフィス５０とも呼ばれる）を画定する第２のハウジング４８を支持する。小径チューブ５２は、対象とする基材（マンドレル１８上に配置することが望ましい）上に混合物をスプレーするためのスプレーヘッド４０に対してナノ粒子溶液を供給するために、ナノ粒子溶液（図示せず）内に浸漬させられる。ベンチュリオリフィス５０は、ガスオリフィス４６から噴射されるガス流の流路上に配置される。圧力差に起因して、ナノ粒子溶液は、ベンチュリオリフィス５０から引き出され、ガスオリフィス４６から噴射されたガス流内に供給される。ナノ粒子溶液は、液滴の微細噴霧として、マンドレル１８上に配置した物品上に吹き付けられる。
【００３７】
前記スプレー塗装は、多軸スプレー機能と、揮発性有機蒸気を除去するための特別な排気装置と、スプレー塗布の回数及びスプレーヘッドの遮断点を制御するための自動化されたプログラム可能な塗布カウンタとを有する特別に設計及び作製されたスプレーブース内で実施される。
【００３８】
方法：
【００３９】
この処理方法は、下記のステップを含む：
【００４０】
１．水性Ａｇナノ粒子（ＡｇＮＰ）混合物の調製。このステップは、銀ナノ粒子の一般的なバッチ処理を含む（特許文献１を参照されたい）。この調製を下記に要約する。
・１体積部の「１Ｘ」（１６．６７ｇ／Ｌ）Tween 20界面活性剤（＝ポリソルベート２０またはポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート）。
・１体積部の０．０５Ｍ酢酸ナトリウム。
・１体積部の０．１５Ｍ硝酸銀。
・混合物を５５℃まで加熱する。
・１／１０体積部のＮ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）
・混合物を５５℃で１６時間維持する。
【００４１】
２．ＡｇＮＰをヘプタン中に抽出して、ＡｇＮＰ：ヘプタン混合物を調製する。このステップは、ＡｇＮＰの不安定化及びヘプタン中への再分散を含む。
・ＡｇＮＰ混合物を５５℃で維持する。
・Ｎａクエン酸塩を添加して溶液２Ｍ（５１６ｇ／Ｌ）を調製する（７：３体積比のＡｇＮＰ：９９％イソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）を使用することもできる）。
・混合物を撹拌しながら室温まで冷却する。茶色から黒色の油性沈殿物が形成される。
・ＡｇＮＰを含有する油性沈殿物を残して、水性層を除去する。
・等量のヘプタン、クロロホルム、トルエン、またはそれらの混合物を加え、１６時間撹拌する。ＡｇＮＰは、この液体中に再分散され、琥珀色から茶色を呈する。
・その後、有機層を除去及びろ過し、油性沈殿物を残す。
・この懸濁液の濃度は、ＵＶ‐ｖｉｓ分光光度法を用いて４２０ｎｍ波長でモニターすることができる。一般的な混合物をヘプタンで１：３に希釈し、４２０ｎｍでの吸光度を記録する。この希釈混合物の望ましい吸光度は１．５ＡＵである。Ａｇナノ粒子を、このようにしてヘプタン中に懸濁させた。
【００４２】
３．ｅＰＴＦＥ材料の処理。このステップは、ＡｇＮＰ：ヘプタン混合物によるｅＰＴＦＥ材料の実際のコーティングを含む。
・チューブ状のｅＰＴＦＥ材料を、用意したステンレス製のマンドレル上に配置し、可能な限り完全に（すなわち、前記材料に永久歪みまたは損傷を生じさせることなく）伸張させる。伸張させることにより、非常に曲げやすくかつ柔軟な基材であるｅＰＴＦＥの均一なコーティングが可能になる。伸張させないと、形成されたコーティングは視覚的に不均一なものとなる。マンドレルは乾燥している必要があり、マンドレルまたはグラフトは、手袋を着用していない手で決して扱ってはいけない。マンドレルはまた、チューブ状材料のルーメンがナノ粒子で意図せずしてスプレー処理されることを防止する。
・スプレー装置へ供給するために、適切な量のＡｇＮＰ：ヘプタン混合物を容器内に注入する。
・スプレーコーティングの望ましい回数を選択し、前記コーティングを実施する。
【００４３】
ｅＰＴＦＥ材料を銀で被覆した後、従来の２４時間細菌曝露試験法を用いて、前記材料を抗菌効果について試験した。このような試験では、前記基材を培地に２４時間浸漬させた状態で、既知の細菌数に曝露させた。その後、前記培地を適切に希釈し、生存細菌数を推定するために、ＭＨＡ（ミューラー・ヒントン寒天培地）プレート上に載せた。処理された基材に２４時間曝された細菌のｌｏｇ減少が、抗菌作用を測定するための一般的な試験である。細菌の３‐ｌｏｇ（９９．９％）の減少が、抗菌剤として非常に効果的なコーティングまたは処理を示すことが広く認められている。表Ａは、堆積させたナノシルバーのメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）に対する抗菌性を示す。表Ａでは、Ｔ０はゼロ時間での接種量、Ｔ１は、２４時間後の生存数である。ｌｏｇＴ０データは、未処理プレート上での細菌増殖に悪影響を与えるものが存在しないことを確認するために含められた。下記の表Ａのデータは、３‐ｌｏｇ閾値を超えるｌｏｇ減少を示している。
【００４４】
【表Ａ】
2014508134.tif 000003
【００４５】
図４は、この例１で上述したスプレーコーティングプロセスの比較的均一かつ予測可能な結果を示す。図４は、マイクログラム毎平方センチメートルの単位で表される銀堆積量をｙ軸にとり、スプレーパスの回数をｘ軸にとったグラフである。より具体的には、ｅＰＴＦＥチューブに対して約２０秒間スプレーし、各スプレー間で３０秒間空気乾燥させた。銀堆積を、フレーム原子吸光分析法（ＦＡＡＳ）を用いて測定した。
【００４６】
例２：ブラッシングまたは滴下による、紙または他の材料上への選択的なナノシルバー堆積
【００４７】
有機溶媒及び懸濁させたナノ粒子の混合物を材料の選択された表面上に滴下させることによって、ノートの紙、ボール紙、微粒子などの様々な構造の紙をナノシルバーで処理した。このことは、クロロホルム、トルエン、ヘプタンまたはそれらの組み合わせを溶媒として使用し、ナノシルバーをナノ粒子として使用して実施した。これらの溶媒の揮発性は、基材の未処理面に溶媒が染み込む前に該溶媒を蒸発させることを可能にし、このことにより、銀を紙の一方の面だけに堆積させることを可能にする。この方法は、ポリエチレン、ポリスチレン、発泡スチレン（ヘプタンのみを使用する）、ポリプロピレン、木、綿（例えばガーゼ材料）、及びポリカーボネートから作製された材料にも実施することができる。溶媒に基づくナノシルバー堆積の利点は、堆積時間を短縮できるという点と、材料の抗菌性を変更するための処理方法の選択性である。
【００４８】
上記の方法及び例は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で適切に改変できることを認識されたい。銀を堆積させるステップは室温で実施してもよいし、任意選択で室温よりも低い温度または室温よりも高い温度で実施してもよい。所望であれば、ナノシルバーの表面濃度を高めるために、ナノシルバーで被覆される基材に対して、同一のスプレー、浸漬またはブラッシングのステップをさらに行うことができる。加えて、ＡｇＮＰ：有機体混合物は６か月を超えて貯蔵することができること、ナノシルバー粒子が前記混合物中に均一に分散した状態に維持されること、及び、前記混合物がコーティングプロセスに対して機能能に維持されることが実証されている。
【００４９】
例３：伸張ポリテトラフルオロエチレンチューブ上への銀ナノ粒子堆積の評価
【００５０】
例１で説明されたプロセスにしたがって銀ナノ粒子溶液で処理された伸張ポリテトラフルオロエチレンチューブの形態の例示的な抗菌性複合構造体を準備した。前記チューブを、２５回のスプレーパスによって処理した。処理された伸張ポリテトラフルオロエチレンチューブの測定値は下記の通りである。
外径：０．７８ｃｍ
内径：０．６０ｃｍ
サンプル長さ：１５ｃｍ
外側面積：３６．７６ｃｍ２
密度：０．７４２ｇ／ｃｃ（理論値＝２．２ｇ／ｃｃ）
中実パーセント：３４％（密度に基づく）
中空パーセント：６６％
【００５１】
図５を参照して、前記処理されたチューブの断面の形態の抗菌性複合材料の写真画像が示されている。前記画像は、前記処理されたチューブの約４００μｍの断面を表している。黒く見える前記処理された領域が、抗菌性複合材料（例えば、処理されたｅＰＴＦＥチューブ）の第１の外面に集中しており、前記伸張ポリマーマトリックスの内側部分へある程度浸透しているのを見ることができる。前記処理は、該処理が前記第１の外面を約１０〜２０μｍの深さまで浸透するように、２５回のスプレーパスにより行われる。図５では、銀ナノ粒子が存在しない第２の外面は図示しない。別の言い方をすれば、図５は、繊維（fibril）及び結節（node）まで伸張させられた第１の外面、第２の外面、及び前記両外面間に位置する内側部分を有するフッ素ポリマー材料のマトリックスと、前記第１の外面に隣接する前記内側部分には存在するが前記第２の外面に隣接する前記内側部分には存在しないように配置されたナノ粒子とを示している。
【００５２】
図６は、図５の例示的な伸張ポリマーマトリックスの一部の、２００倍の線倍率での走査電子顕微鏡写真である。前記顕微鏡写真に示すように、伸張ポリマーマトリックスの結節及び繊維の微細構造を見ることができる。図７は、前記伸張ポリマーマトリックスの一部の、２０００倍の線倍率での走査電子顕微鏡写真である。電子顕微鏡写真から明らかなように、多数の線維、結節の一部、及び銀ナノ粒子堆積のいくつかの証拠を見ることができる。チューブ部分の２つの別個のセットを分析した。まず、チューブの中央領域付近から、約１３ｍｍ（１／２インチ）の長さのチューブ部分を切り取った。この部分を取り付け、該サンプルの全長にわたって、一連の７回のエネルギー分散Ｘ線分光（ＥＤＳ）分析を行った。次に、５つの部分（約１３ｍｍの長さ）を、各端部（すなわち、端部から前記中央に向かって約２５．４ｍｍ（約１インチ）内側）、各４分の１の部分（すなわち、前記「端部」サンプル及び中間部分からほぼ等距離）、及び中間部分から切り取った。これらのサンプルについて、２つの点でＥＤＳ分析を行った。前記チューブの全長に沿って取得した前記５つの部分の高い点及び低い点についての計算された銀の重量パーセントを、１つの試験片についての複数の分析における高（平均＋１標準偏差）及び低（平均−１標準偏差）とともに、図８にグラフの形態で示す。このグラフでは、ｙ軸は、サンプルの表面またはその近傍で検出された銀の量を示し（サンプルの重量パーセントで表す）、ｘ軸は、抗菌性複合マトリックス（すなわち、この場合は、前記処理されたチューブ）の全長に沿って様々な位置で取得したサンプルを示している。前記サンプルは、第１の端部から中央部分に向かって約２５．４ｍｍ（約１インチ）内側に位置する第１の端部の部分（End-1）、第１の端部の部分及び中央部分に対して等距離に位置する第１の１／４部分（Quarter-1）、中央部分（Middle）、第２の部分及び中央部分に対して等距離に位置する第２の１／４部分（Quarter-2）、第２の端部から中央部分に向かって約２５．４ｍｍ（約１インチ）内側に位置する第２の端部の部分（End-2）である。ｘ軸の一番右は、チューブの中央部分から切り取った約１３ｍｍ（１／２インチ）の長さのチューブの別個の部分の一連の７回のエネルギー分散Ｘ線分光学（ＥＤＳ）分析から得られた銀の量のグラフ表示である。
【００５３】
図８から、銀濃度の範囲が約１．０〜３．６重量パーセントＡｇであることが分かる。銀濃度は、チューブの（長さ寸法における）中央部分の近傍において、最大になることが分かる。（一連の７回繰り返したＥＤＳ分析からの）小範囲の「ばらつき（scatter）」は、個々の部分において見られるものよりも大きい。
【００５４】
端部領域（両方とも、端部から約２５．４ｍｍ（約１インチ）切り取った部分）は、中央部分よりも銀濃度が低いという全体的な傾向が、最も妥当な正当な比較結果である。同じ１３ｍｍの試験片について行われた７回の分析からのばらつきの大きさは、前記表面が定量的分析の理想からほど遠いことを示唆する。図６及び図７から、伸張ポリテトラフルオロエチレンのマトリックスの形態のポリマー性微孔性材料は、銀を保持することができる重複ストランドの複数の層から作製されていることが分かる。この粗い、多次元的な面は、表面の頂点より１μｍの位置から情報を収集する分析には非常に不適である。
【００５５】
例１で説明したスプレープロセスを用いて処理した伸張ポリテトラフルオロエチレンの２つのサンプルの様々な測定値を下記の表Ｂに示す。前記測定値には、寸法、重量、及びＥＤＳ分析に基づいた銀濃度が含まれる。
【００５６】
【表Ｂ】
2014508134.tif 000004
【００５７】
表面分析：Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて、チューブの最外面上の化学物質を検査した。チューブの一部を前記サンプルの中央部分の近傍から切り取り、分析のために取り付けた。このサンプルは、２つの明確な影（暗い影と明るい影）を有し、各領域は３つの被分析区域を有している。処理されたチューブからの代表的ＸＰＳ広範囲スキャンでは、ＥＤＳの場合と同様に、フッ素の優勢が見られる。表Ｃは、前記２つの領域についてのＸＰＳ分析の平均を示す。
【００５８】
【表Ｃ】
2014508134.tif 000005
【００５９】
これらの結果は、前記表面では、ＰＴＦＥ（すなわちＣＦ２）が優勢であり、暗い領域及び明るい領域の両方について銀が痕跡程度（＜１％）しか見られないことを示す。暗い領域と明るい領域との主な違いは、暗い領域では、明るい領域よりも、炭素、酸素及びシリコーンが若干多く、フッ素が少ないことである。なお、ＥＤＳ分析と同様に、表面粗さがＸＰＳ結果に対して影響を及ぼすことに留意されたい。
【００６０】
代表的なＸＰＳスペクトルから、炭素は２つのピークによって表される。２８４．６ｅＶでの小さい方のピークは、処理中に堆積した残留炭素物質からである可能性が最も高い脂肪族炭素（−Ｃ−Ｈ）からのものである。２９２ｅＶでの大きい方のピークは、ＰＴＦＥマトリックス（−ＣＦ２）中の２つのフッ素原子に結合した炭素からのものである。これらのピークのカーブフィテイング（curve fitting）により、２つの炭素ピークのパーセント領域を測定することができる。炭素についての前記領域パーセント及び総原子パーセントを用いて、２つの官能基についての炭素の原子パーセントを測定することができる。表Ｄは、前記炭素ピークについてのカーブフィテイング結果を示す。
【００６１】
【表Ｄ】
2014508134.tif 000006
【００６２】
この表から、脂肪族炭素は微量成分であり、暗い領域は明るい領域よりも脂肪族炭素が１．６倍多いことが分かる。全体的に、面配向された銀処理の非常に軽いコーティングをチューブの全長に沿って見ることができ、サンプルの中央部分の近傍で最も高いレベルを有する。これらの結果（前記表面から１０ｎｍ以内の部分では銀は比較的少量である）を、銀の総重量パーセントと組み合わせて判断すると、銀ナノ粒子が、第１の外面と隣接する内側部分内の伸張ポリマーマトリックス内に分布していることは明らかである。
【００６３】
例４：ポリテトラフルオロエチレンフィルム上への銀ナノ粒子堆積の評価
【００６４】
約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の厚さ、３０４．８ｍｍ（１２インチ）の幅、及び滑らかな仕上げを有するテフロン（登録商標）ポリテトラフルオロエチレンフィルム（McMaster-Carr, Part No. 8569K38）の全長に、例１にしたがって調製した銀ナノ粒子溶液（ヘプタン中に銀ナノ粒子を含有する溶液）を水平にスプレーした。処理パスの回数を変更することにより、３つの区域を形成した。図９を参照すると、約２８．５ｃｍ×９．６ｃｍの大きさの処理部分をハイライトした前記シートの写真（逆光）が示されている。前記フィルムの長手方向軸に沿って、前記フィルムに対して銀ナノ粒子溶液を水平にスプレー塗布した。前記３つの区域は、１５パス（上側部分）、２５パス（中間部分）、３０パス（下側部分）である。
【００６５】
乾燥させることが許可された後、フィルム上への銀ナノ粒子堆積処理の耐久性を評価するために、キンバリー・クラーク社（Kimberly-Clark Corporation）から入手可能なKimTech Science（商標）KimWipes（登録商標）Delicate Task Wiperを用いて、前記サンプルを３つの別個の位置でそれぞれ１回ずつ通過させて拭いた。試験者の人差し指を用いて、（鉛筆または他の筆記用具で紙に書くのに通常用いる力とほぼ等しい）適度な圧力を加えながら、前記ワイパを引っ張って前記サンプル上を通過させた。１枚のワイプは乾燥したまま使用し、１枚のワイプは脱イオン水を染み込ませ、１枚のワイプはイソプロピルアルコール水溶液（約７０％のイソプロピルアルコールと約３０％の水）を染み込ませた。
【００６６】
図９に示すように、写真の左側の乾いたワイプ（ドライワイプ）の試験領域は、拭き取りよって、暗い色の銀処理が少なくとも部分的に除去されたことを肉眼で検出できることを示す。写真の中央の脱イオン水含浸ワイプ（ＤＩワイプ）試験領域は、拭き取りよって、暗い色の銀処理が少なくとも部分的に除去されたことを肉眼で検出できることを示す。写真の右側のイソプロピルアルコール水溶液含浸ワイパ（ＩＰＡワイパ）試験領域は、拭き取りよって、暗い色の銀処理が、大幅ではないにせよ、少なくとも部分的に除去されたことを肉眼で検出することができることを示す。いずれの場合でも、堆積した銀ナノ粒子処理の除去は可視的であり、イソプロピルアルコール水溶液含浸ワイパは、前記処理の大部分を除去したように見える。
【００６７】
上述したように、銀ナノ粒子溶液を塗布する処理パスの回数を変更することによって、３つの別個の処理区域が形成される（１５パス（上側部分）、２５パス（中間部分）、３０パス（下側部分））。各区域のサンプル及び対照サンプル（すなわち、未処理のテフロン（登録商標）ポリテトラフルオロエチレンフィルム）についてエネルギー分散Ｘ線分光（ＥＤＳ）分析を行った。その結果を下記の表Ｅに示す。
【００６８】
【表Ｅ】
2014508134.tif 000007
【００６９】
サンプルが炭素コーティングされているのにも関わらず、Ｃ及びＦの値はテフロン（登録商標）基材について期待される値と一致する。これは、炭素コーティングが非常に薄いからである。
【００７０】
１５倍及び３０倍の領域は、最も高い銀レベルを有する２５倍領域と類似した銀ローディング（silver loadings）を有する。
【００７１】
図１０を参照して、上述した比較用のポリテトラフルオロエチレンフィルム材料、及び例３の抗菌性複合材料（例えば、伸張ポリテトラフルオロエチレンフィルムチューブ）の銀ナノ粒子の量を示すグラフが示されている。銀の検出量がｙ軸に重量パーセントとして示されており、比較フィルム材料の処理パスの回数がｘ軸に示されている。また、ｘ軸には、図８に示した抗菌性複合材料（ｘ−ＰＴＦＥ）の重量パーセントの範囲の要約、すなわち、伸張ポリテトラフルオロエチレンチューブについて得られた値の高低範囲の平均が示されている。ｘ−ＰＴＦＥの上半分の範囲はフィルムサンプル（１５倍、３０倍）と一致するが、下半分の範囲は著しく低い。これは、主に、ｘ−ＰＴＦＥチューブサンプルの表面粗さに起因する。
【００７２】
未処理フィルム（０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の厚さ）から４８ｍｍの直径を有する円を切り取って測定した。前記測定値は下記の通りである。
重量          ０．５２６１±０．００１７ｇ
面積          １８．０９６ｃｍ２
面積比重量    ３４．３９８ｃｍ２／ｇ
密度          ２．２９ｇ／ｃｃ（理論値＝２．２ｇ／ｃｃ）
【００７３】
上述したスプレープロセスを用いて処理した滑らかなポリテトラフルオロエチレンフィルムのサンプルの測定値を下記の表Ｆに示す。これらの測定値は、スプレーパスの回数を変更することにより形成した３つの別個の区域の各区域あたり２つのサンプルを反映する。加えた銀の量はマイクログラムの量なので、約１０ｃｍ２の面積を有するサンプルについては、処理されるフィルムサンプルの面積比重量（単位面積あたりの重量）は、未処理フィルムの場合と同じと仮定した。これらの測定値には、寸法、重量、及び、ＥＤＳ分析に基づく銀濃度が含まれる。
【００７４】
【表Ｆ】
2014508134.tif 000008
【００７５】
より大きい領域について平均化した定量値は各区域においては依然として多少のばらつきを示すが、１回のパス（塗布）あたりに加えられる銀の量の平均値はほぼ同じである。
【００７６】
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて、３つの別個の処理区域（すなわち、１５倍、２５倍、３０倍）の各々について、フィルムサンプルの最外面（１０ｎｍ）上の化学物質を検査した。表Ｇは、前記３つの区域及び抗菌性複合構造体（例えば、伸張ポリテトラフルオロエチレンチューブ）についてのＸＰＳ分析の平均を示す。
【００７７】
【表Ｇ】
2014508134.tif 000009
【００７８】
ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、実質的に二次元構造体として被覆されたソリッドな表面基材である。表面分析は、前記チューブの伸張ポリテトラフルオロエチレン微細構造体と比べて、ポリテトラフルオロエチレン表面のより多くがフィルムで被覆されたこと、及び、前記チューブの伸張ポリテトラフルオロエチレン微細構造体の最外層と比べて、ソリッドな表面の銀濃度が高いことを示す。
【００７９】
概して言えば、前記定量データは、前記チューブの伸張ポリテトラフルオロエチレン微細構造体が、ソリッドなポリテトラフルオロエチレンフィルムと比べて、単位面積あたりより多くの銀を保持する（受け取る）ことができることを示唆する。これは、前記微細構造体によってより多くのナノ粒子材料を保持することができるという抗菌性複合材料の利点を強調する。
【００８０】
ＥＤＳ分析は、前記チューブの伸張ポリテトラフルオロエチレン微細構造体の外側の１μｍが、ポリテトラフルオロエチレンフィルム（すなわち、テフロン（登録商標）フィルム）の表面よりも銀が若干少ないことを示唆する。ＸＰＳ分析は、前記チューブの伸張ポリテトラフルオロエチレン微細構造体の外側の１０ｎｍが、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの外面の対応する部分よりも銀が著しく少ないことを示唆する。このことにより、下記のような銀分析勾配が導かれる。
【００８１】
外面（１０ｎｍ）：テフロン（登録商標）＞伸張ＰＴＦＥチューブ
表面近傍（１μｍ）：テフロン（登録商標）≧伸張ＰＴＦＥチューブ
バルク：伸張ＰＴＦＥチューブ＞テフロン（登録商標）
【００８２】
本願発明者は特定の作用理論に拘束されることを望まないが、伸張ＰＴＦＥチューブの中空構造体または微細構造体は、同等の処理であっても（伸張ポリテトラフルオロエチレンチューブの場合は２５回のパス、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの場合は２５〜３０回のパス）、ソリッドなポリテトラフルオロエチレンフィルムについて達成される場合よりも、単位面積あたりより多くの銀を含む３次元的コーティング（薄くはあるが）が可能であることを示す。１５回のスプレーパスで処理したポリテトラフルオロエチレンフィルムは、２５回のスプレーパスで処理した伸張ポリテトラフルオロエチレンチューブよりも単位面積あたりの銀の量が少ないことに留意されたい。
【００８３】
前記フィルムの様々な走査電子顕微鏡法の画像（ＳＥＭ画像）を分析した。これらの画像は、最初の１５回のパスについては、銀の堆積は、前記フィルムの形状（粗さ）に主に影響されることを示唆する。スプレーパスの回数を多くすると（すなわち、２５〜３０パス）、前記堆積は、外縁粒子堆積を有する（すなわち、液滴の外縁で積層した）より密接に類似した重複液滴の形態を取る。フィルム表面上の粒子は行く場所がないので、堆積の蓄積／パターンは、さらなるスプレー処理の追加（すなわち、銀ナノ粒子溶液のさらなる塗布）に影響されるようになる。
【００８４】
実験方法
【００８５】
ＳＥＭ：走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）は、１．２ｋＶで動作するHitachi S4500電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥＳＥＭ）を使用して行った。前記サンプルを、導電性炭素テープ上に載置し、被覆することなく画像化した。Quartz PCIソフトウェアを用いて、デジタル画像を収集した。
【００８６】
ＥＤＳ：エネルギー分散Ｘ線分析は、Oxford Instruments Pentafet Ｓｉ（Ｌｉ）固体ＥＤＳ検出器及びLink（商標）ソフトウェアを使用して行った。２０ｋＶの収集電圧を用いた。帯電を軽減するために前記サンプルを金で被覆した。
【００８７】
ＸＰＳ：表面分析は、単色Al KaＸ線を備えたFisons M-Probe分光計を使用して、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって行った。Fisons M-Probe分光計に搭載されている原子感度装置を使用して、前記分光計により測定される要素の相対的原子濃度を測定した。１ｍｍのスポットサイズを用いた。エレクトロンフラッドガン／スクリーン（electron flood gun/screen：ＦＧＳ）法を用いて、電荷中和を達成した。前記表面の元素組成を記録するために広範囲の走査を行った。
【００８８】
様々な特許文献が参照により援用されているが、それらの内容は、本明細書の記載と矛盾しない範囲で本明細書に援用されるものとする。加えて、本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明の精神と範囲から逸脱しない範囲で、本開示に種々の改変、修正及び他の変更を為し得ることは、当業者には明らかであろう。したがって、特許請求の範囲は、このようなすべての改変、修正及び／または変更を包含することを意図する。
【図１】
2014508134.tif 000010
【図２】
2014508134.tif 000011
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図８】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【国際調査報告】
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