(57)【要約】本発明は、担体およびポリマー材料からなる被覆を有するナノ粒子に関する。ポリマー材料は、可逆的に金属イオンが結合されている官能基を含有する。ナノ粒子は、プラスチック中に混入することができ、こうして得られた配合物から殊に医学的使用に適した未完成製品を製造することができる。未完成製品、例えば排水管または医学的機器の内部被覆物は、体液との接触の際に抗菌作用または静菌作用を有する微少量の金属イオンを放出する。従って、長時間の使用の場合にも病原体の侵入は、有効に抑制することができる。
2004526566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体および担体を包囲する被覆を含み、この被覆が、プロトン供与体または電子供与体として作用する官能基を含有し、この場合官能基の少なくとも一部分によって金属イオンは、可逆的に結合されている、ナノ粒子。
【請求項２】
官能基が、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮ−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＨ２、−ＳＨ、−ＳＯＨ、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−Ｓ−、−ＳＯ２−、−ＮＨ２、−ＮＯＨ、−ＮＯ２Ｈ、−ＮＨ−、−ＮＯ−、−ＯＨ、−Ｏ−、−ＳｉＯＨ、−Ｓｉ（ＯＨ）２、−Ｓｉ（ＯＨ）３、−ＳｉＯ−、−Ｓｉ（Ｏ−）２、−Ｓｉ（Ｏ−）３、−ＰＨ−、−ＰＨ２−、−ＰＯ−、−ＰＯＨ−、−ＰＯＨ２、−ＰＯ２−、−ＰＯ２Ｈ−、−ＰＯ２Ｈ２、−ＰＯ３−、−ＰＯ３Ｈ−、−ＰＯ３Ｈ２、−ＰＯ４−、−ＰＯ４Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２から形成される群から選択されている、請求項１記載のナノ粒子。
【請求項３】
被覆が１００〜１０７ｇ／モル、特に５００〜１０７ｇ／モルの分子量を有するポリマーによって形成されている、請求項１または２に記載のナノ粒子。
【請求項４】
ポリマーがポリアルキレンポリアミンである、請求項１から３までのいずれか１項に記載のナノ粒子。
【請求項５】
ポリマーがポリアルキレンポリイミンである、請求項１から３までのいずれか１項に記載のナノ粒子。
【請求項６】
ポリアルキレンポリイミンが式Ｉ
【化１】
2004526566.tif 000007
〔式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、互いに無関係に
−Ｈ、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基、５〜２０個の炭素原子を有するアリール基または６〜２０個の炭素原子を有するアラルキル基を表わし；
Ａ、Ｂは、互いに無関係に
−（ＣＲ５Ｒ６）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ５）−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、Ｎ（Ｒ５）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒ７Ｒ８）−Ｏ−、−Ｐ（Ｒ５）−、−Ｐ（Ｏ）−、−Ｐ（ＯＨ）−、−Ｐ（Ｏ）２−、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）−、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｐ（Ｏ）２−Ｏ−を表わし、この場合ＡとＢは、任意の順序で配置されていてよく；
Ｃは、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＳＨ、−ＳＯＨ、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−ＮＨ２、−ＮＨＯＨ、−ＯＨ、−ＳｉＨ２ＯＨ、−ＳｉＨ（ＯＨ）２、−Ｓｉ（ＯＨ）３、−ＰＨ２、−Ｐ（Ｏ）Ｈ２、−ＰＨ（Ｏ）ＯＨ、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２、−Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２を表わし；
Ｒ５、Ｒ６は、互いに無関係にＨ、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基を表わし；
Ｒ７、Ｒ８は、Ｒ５、Ｒ６、ＯＲ５、ＯＲ６を表わし；
ｍは、０〜１０の整数を表わし；
ｎは、０〜１０の整数を表わし；
ｏは、０〜１０００の整数を表わし；
ｘは、０〜１０７の整数を表わし；
ｙは、０〜１０７の整数を表わし；
この場合ｘ＋ｙは、１以上であり；
Ｅは、常用の末端基を表わし；
Ｒ９、Ｒ１０は、−Ｈ、−（ＡｍＢｎ）ｏ−Ｃを表わす〕で示される構造式を有する、請求項５記載のナノ粒子。
【請求項７】
ポリアルキレンイミンがさらに式ＩＩ
【化２】
2004526566.tif 000008
〔式中、Ｒ１およびＲ２は、請求項６記載の意味を有し、ｚは、０〜１０７の整数である〕で示される構造単位を含む、請求項６記載のナノ粒子。
【請求項８】
ポリアルキレンポリイミンが架橋剤で架橋されている、請求項６または７に記載のナノ粒子。
【請求項９】
架橋剤が（ポリ）アルキレンポリハロゲン化物、（ポリ）アルキレングリコールビスグリシジルエーテル、アルキレンカーボネート、尿素、モノエチレン系不飽和カルボン酸、少なくとも二塩基性の飽和カルボン酸またはポリカルボン酸ならびにそのエステル、アミドおよび無水物、ポリエーテルジアミン、アルキレンジアミン、ポリアルキレンポリアミン、（ポリ）アルキレングリコールおよびこれらの混合物とモノエチレン系不飽和カルボン酸、エステル、アミドおよび無水物との反応生成物、この場合この反応生成物は、少なくとも２個のエチレン系不飽和二重結合、カルボン酸アミド基、カルボキシル基またはエステル基を官能性基として含有し、さらにジカルボン酸エステルとエチレンイミンとの少なくとも２個のアジリジノ基を含有する反応生成物から形成されている群から選択されている、請求項８記載のナノ粒子。
【請求項１０】
担体が無機材料から形成されている、請求項１から９までのいずれか１項に記載のナノ粒子。
【請求項１１】
無機材料がＡｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｌおよびこれらの酸化物から形成されている群から選択されている、請求項１０記載のナノ粒子。
【請求項１２】
無機材料がＳｉＯ２である、請求項１０または１１に記載のナノ粒子。
【請求項１３】
ＳｉＯ２が原位置で製造されたものである、請求項１２記載のナノ粒子。
【請求項１４】
結合された金属イオンが抗菌作用を有する金属イオンである、請求項１から１３までのいずれか１項に記載のナノ粒子。
【請求項１５】
金属イオンが銀イオン、銅イオン、金イオン、亜鉛イオンおよびセリウムイオンから形成されている群から選択されており、特に好ましいのは、金属イオンとしてＡｇ（Ｉ）イオンである、請求項１から１４までのいずれか１項に記載のナノ粒子。
【請求項１６】
ナノ粒子が最も長い延長部に沿って１０〜５００ｎｍ、有利に２０〜１００ｎｍの直径を有する、請求項１から１５までのいずれか１項に記載のナノ粒子。
【請求項１７】
ナノ粒子が質量に対して金属として計算された金属イオン含量を０．０２〜５％、有利に０．１〜３％有する、請求項１から１６までのいずれか１項に記載のナノ粒子。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか１項に記載のナノ粒子が埋設されているポリマーマトリックスを含む配合物。
【請求項１９】
ポリマーマトリックスが熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチックから形成されている、請求項１８記載の配合物。
【請求項２０】
熱可塑性プラスチックがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミドおよびシリコーンから形成されている群から選択されている、請求項１８または１９に記載の配合物。
【請求項２１】
熱硬化性プラスチックが尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−グリオキサール樹脂から形成されている群から選択されている、請求項１８または１９に記載の配合物。
【請求項２２】
請求項１から１７までのいずれか１項に記載のナノ粒子の製造法において、担体を、プロトン供与体または電子供与体として作用する官能基を含有する被覆剤で、被覆される担体を維持しながら被覆し、被覆された担体を金属イオンで負荷することを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか１項に記載のナノ粒子の製造法。
【請求項２３】
担体を溶剤中に懸濁させ、被覆剤を溶剤中に溶解し、担体を被覆剤で被覆する、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
担体を原位置で溶解した被覆剤の存在で製造する、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
金属イオンを被覆剤での担体の被覆の間に添加する、請求項２２から２４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
溶剤を水、アルコールおよびこれらの混合物によって形成されている群から選択する、請求項２２から２５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
被覆された担体を第１の溶剤中に懸濁させ、金属イオンを第１の溶剤と本質的に混合不可能である第２の溶剤中に溶解し、負荷のために金属イオンを第２の溶剤から第１の溶剤中に移す、請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
請求項１８から２１までのいずれか１項に記載の配合物の製造法において、請求項１から１７までのいずれか１項に記載のナノ粒子をプラスチック中に導入することを特徴とする、請求項１８から２１までのいずれか１項に記載の配合物の製造法。
【請求項２９】
ナノ粒子を機械的にプラスチック中に混入させる、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
ナノ粒子をプラスチックの製造の間にプラスチック中に反応させながら混入する、請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
ナノ粒子の懸濁液を溶剤中で製造し、この懸濁液を場合によっては溶剤で希釈されていてもよいプラスチックと一緒にし、この混合物を維持しながらこの混合物から溶剤を除去する、請求項２８記載の方法。
【請求項３２】
ナノ粒子を超音波の作用下に懸濁させる、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
ナノ粒子が本質的にもはや沈殿しない限り、混合物の粘度が上昇する程度に、溶剤の第１の部分を迅速に混合物から除去し、引続き残りの溶剤を除去する、請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
溶剤の蒸発の間、温度は最大で８０℃、有利に最大で５０℃を上廻らない、請求項３１から３３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
請求項１８から２１までのいずれか１項に記載の配合物の製造法において、担体をプロトン供与体または電子供与体として作用する官能基を含有する被覆剤で被覆することにより得ることができる被覆された担体を、ポリマーマトリックス中に導入し、このポリマーマトリックスを導入され被覆された担体で、場合によっては１つの形状に形成させ、被覆された担体を金属イオンで負荷させることを特徴とする、請求項１８から２１までのいずれか１項に記載の配合物の製造法。
【請求項３６】
請求項１８から２１までのいずれか１項に記載の配合物からなる未完成製品。
【請求項３７】
抗菌剤または静菌剤としての請求項１から１７までのいずれか１項に記載のナノ粒子の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌作用または静菌作用を有するナノ粒子、このナノ粒子を含有する配合物およびこの配合物から製造された未完成製品に関する。更に、本発明は、ナノ粒子の製造法、ナノ粒子を含有する配合物の製造法および抗菌剤または静菌剤としてのナノ粒子の使用に関する。
【０００２】
医学的需要のためには、プラスチックから製造されている多数の製品が使用される。プラスチックは、簡単に任意の形状に形成させることができ、有利に製造することができ、必要な場合には、例えばガス、液体またはイオンのために高められた柔軟性または透過性を有することができるという利点を有する。多数の前記物体は、１回の使用のために製造され、引続き廃棄される。この物体は、製造後に、例えば酸化エチレンを通気することによって滅菌され、引続き無菌梱包される。必要な場合には、この梱包物は、破って開けられ、物体は、無菌で取り出されうる。しかし、例えば、手術後の組織液を導出するための排水管または例えば尿管中へ入れるスプリントとしての長時間の使用の場合には、患者にとって感染の危険を生じる、病原菌による定着が起こりうる。従って、長時間の使用の場合にも無菌状態または少なくとも病原菌の数の著しい減少を保証する程度に前記種類の物体を形成させる努力がなされている。金属イオンの病原菌を殺す（抗菌）作用は、久しく公知である。即ち、例えば黄銅からなる固定バーまたはレバーは、病原菌によって定着されず、したがって例えば公共の建造物への使用に適している。同様に、病原菌を殺す作用を有する別の金属は、銀である。銀は、人体内で僅かな用量で長時間の接触の場合にも不利な反応を全く惹起しない。従って、プラスチック中に銀化合物を導入し、それによってプラスチック物体を長時間に亘って無菌状態を維持しようとする試みがなされた。しかし、この種のプラスチックの製造は、困難に突き当たった。それというのも、銀塩は簡単に還元され、銀鏡を形成するからである。従って、銀塩は、プラスチック中に均一に分布させることは困難であり、既にプラスチック物体の製造の間に簡単に製造に使用される装置中またはプラスチック物体の表面上および内部中に分離し、変色をまねく。プラスチック物体の中の銀濃度は、多くの場合に僅かであり、一連の生産の間に変動する。従って、確実に病原菌を殺す作用を保証するために、生理的条件下で再現可能で長時間に亘って十分な量の銀イオンを放出するプラスチック物体を製造することは困難である。
【０００３】
欧州特許第０６５５００２号明細書Ｂ１には、病原菌および／または真菌類の定着を不可能にするプラスチック部材の製造方法が記載されている。そのために、プラスチックは、最初に膨潤化剤で前処理され、得られた膨潤化されたプラスチックは、殺菌性金属および／または殺真菌性金属を含有する、水中で不溶性の化合物からなる溶液で処理される。種々の金属塩が提案されており、この場合には、銀塩が好ましい。
【０００４】
前記刊行物には、病原菌を殺す作用が記載されているとしても、この種のプラスチックの製造を簡易化する開発のために多大な時間がなおも存在する。殊に、銀塩の簡単な還元可能性によって引き起こされる困難は、克服されなければならない。更に、この種のプラスチックから製造される未完成製品は、病原菌を殺す作用を発揮することができるようにするために、長時間に亘って殊に生理的条件下で十分な量の銀イオンを放出することができなければならない。
【０００５】
従って、本発明の課題は、原材料に病原菌を殺す作用を付与するために、簡単に原材料中、殊にプラスチック中に混入することができる薬剤を提供することである。更に、この薬剤は、原材料が長時間に亘って殊に生理的条件下で病原菌を殺すのに十分な量の金属イオンを放出するよう程度に調達されるはずである。
【０００６】
この課題は、担体および担体を包囲する、プロトン供与体または電子供与体として作用する官能基を含有するコーティングを含むナノ粒子によって解決され、この場合金属イオンは、官能基の少なくとも一部分によって結合されている。
【０００７】
ナノ粒子は、最も長い延長部に沿って一般に最大で５００μｍの直径を有する球面状、小棒状または小板状の粒子である。このナノ粒子は、乾燥粉末としてかまたは懸濁液の形で簡単に種々の原材料中に混入することができ、この場合本発明にとっては、プラスチック中への混入が強調される。本発明によるナノ粒子は、多層構造を有し、この場合担体は、コーティングによって包囲されている、高い機械的安定性を有するコアを形成する。金属イオンは、コーティングの官能基によって可逆的に結合され、液体、例えば体液によって再びナノ粒子から溶解されうる。金属イオンの結合は、金属イオンの再度の溶解が液体によって可能である限り、任意の方法で行なうことができる。即ち、コーティングが金属イオンに対して十分に強い結合作用を発揮する陰イオン基を有することにより、金属イオンは、例えばイオン的に結合されていてよい。このために適しているのは、例えばカルボキシル基またはヒドロキシル基である。更に、例えば金属イオンの結合は、錯体の形で可能である。これは、コーティング中にキレート状の官能基が設けられている場合には、特に有利に行なわれる。
【０００８】
担体によって、例えばさらさら流れる能力を有しかつ簡単にプラスチック材料中に混入することができる、定義された粒径を有するナノ粒子を製造することができる。この場合には、ナノ粒子がプラスチックのポリマーマトリックス中に閉じこめられているにも拘わらず、金属イオンをナノ粒子から環境中に放出することができることが見い出された。恐らく、ナノ粒子の一部分は、プラスチック化合物から製造された未完成製品の表面上または表面付近に存在するものと思われ、金属イオンは、環境に放出される。更に、プラスチックは、生理的条件下で膨潤することができ、したがってプラスチック化合物の深い範囲からも金属イオンは、表面上に後供給される。コーティングとして、多数の化合物を使用することができ、この場合には、殊に金属イオンに対して良好な結合効果を有するポリマーが有利である。この場合、コーティングに使用されるポリマーの機械的性質は、あまり重要ではない。それというのも、ナノ粒子の機械的強さは、担体によって保証されているからである。
【０００９】
コーティングは、金属イオンに対して十分な結合効果を有しなければならない。従って、コーティングに特に好適であるのは、金属イオンを結合することができる官能基を有する化合物である。この場合、前記基は、分子骨格の任意の位置に設けられていてよい。特に好適であるのは、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮ−、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＮＨ２−、−ＳＨ、−ＳＯＨ、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−、−ＮＨ２、−ＮＯＨ、−ＮＯ２Ｈ、−ＮＨ−、−ＮＯ−、−ＯＨ、−Ｏ−、−ＳｉＯＨ、−Ｓｉ（ＯＨ）２、−Ｓｉ（ＯＨ）３、ＳｉＯ−、−Ｓｉ（Ｏ−）２、−Ｓｉ（Ｏ−）３、−ＰＨ−、−ＰＨ２−、−ＰＯ−、−ＰＯＨ−、−ＰＯＨ２−、−ＰＯ２−、−ＰＯ２Ｈ−、−ＰＯ２Ｈ２、−ＰＯ３−、−ＰＯ３Ｈ−、−ＰＯ３Ｈ２、−ＰＯ４−、−ＰＯ４Ｈ、−ＰＯ４Ｈ２から形成された群から選択されている官能基である。
【００１０】
この種の官能基を有する化合物の例は、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミドならびにアクリル酸とアクリル酸アミドとからなるコポリマー、ホスフェート、エチレンジアミンテトラアセテート、エトキシレート、プロポキシレート、Ｎ−ビニルピロリドン等である。
【００１１】
コーティングを形成する化合物は、多数の化合物から選択することができる。約３００ｇ／モルまでの分子量を有するモノマー、３００〜３０００ｇ／モルの分子量を有するオリゴマーまたはよりいっそう高い分子量を有するポリマーが使用されてよい。特に好適には、コーティングは、１００〜１０７ｇ／モル、特に５００〜１０７ｇ／モルの分子量を有するポリマーによって形成される。この種のポリマーは、担体上に結合され、担体の表面に対して十分に安定した結合を形成する。それによって、コーティングが長時間の使用の際に再び担体から剥離する危険は、全くない。更に、ナノ粒子は、十分な機械的安定性を示し、したがって例えば押出機によりポリマーマトリックス中に混入させることができる。
【００１２】
例えば、窒素含有ポリマー、例えばポリアルキレンポリアミンは、担体に対する良好な付着力ならびに良好な結合作用を示す。この場合、アミノ基は、例えば第２アミノ基としてポリマー鎖中に含有されていてもよいし、側鎖中に含有されていてもよい。アミノ基は、遊離電子対と一緒に金属イオンに対する結合位置を有し、したがって金属イオンは、十分に強力にコーティング中に結合されている。例示的にポリアルキレンポリアミンは、ポリビニルアミンである。
【００１３】
コーティングとして特に好適である、１種の窒素含有ポリマーは、ポリアルキレンポリイミンである。ポリアルキレンポリイミン、例えばポリエチレンイミンは、実際に劣悪な機械的性質を有し、したがって医学的需要のための製品の製造には不適当である。しかし、本発明の範囲内でそれ自体でナノ粒子を形成する適当な担体材料上にポリイミンを施こした場合には、プラスチックと一緒に複合材料に加工することができる、簡単に取り扱い可能な原材料が生じる。
【００１４】
ポリアルキレンポリイミンは、有利に式Ｉ
【００１５】
【化１】
2004526566.tif 000003
〔式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、互いに独立に：
−Ｈ、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基、５〜２０個の炭素原子を有するアリール基または６〜２０個の炭素原子を有するアラルキル基を意味し；
Ａ、Ｂは、互いに独立に：
−（ＣＲ５Ｒ６）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ５）−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｎ（Ｒ５）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒ７Ｒ８）−Ｏ−、−Ｐ（Ｒ５）−、−Ｐ（Ｏ）−、−Ｐ（ＯＨ）−、−Ｐ（Ｏ）２−、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）−、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｐ（Ｏ）２−Ｏ−を意味し、この場合ＡおよびＢは、任意の順序で配置されていてよく；
Ｃは、−Ｈ、−ＣＨ３、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＳＨ、−ＳＯＨ、−ＳＯ２Ｈ、−ＳＯ３Ｈ、−ＮＨ２、−ＮＨＯＨ、−ＯＨ、−ＳｉＨ２ＯＨ、−ＳｉＨ（ＯＨ）２、−Ｓｉ（ＯＨ）３、−ＰＨ２、−Ｐ（Ｏ）Ｈ２、−ＰＨ（Ｏ）ＯＨ、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２、−Ｏ−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２を意味し；
Ｒ５、Ｒ６は、互いに独立にＨ、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基を意味し；
Ｒ７、Ｒ８は、Ｒ５、Ｒ６、ＯＲ５、ＯＲ６を意味し；
ｍは、０〜１０の整数を意味し；
ｎは、０〜１０の整数を意味し；
ｏは、０〜１０００の整数を意味し；
ｘは、０〜１０７の整数を意味し；
ｙは、０〜１０７の整数を意味し；
この場合ｘ＋ｙは、１以上であり；
Ｅは、通常の末端基を意味し；
Ｒ９、Ｒ１０は、−Ｈ、−（ＡｍＢｎ）ｏ−Ｃを意味する〕で示される構造式を有する。
【００１６】
末端基Ｅの構造は、ポリイミンの製造から明らかである。一般に、Ｅは水素である。
【００１７】
更に、ポリアルキレンポリイミンが式ＩＩ
【００１８】
【化２】
2004526566.tif 000004
〔式中、Ｒ１およびＲ２は、請求項６記載の意味を有し、ｚは、０〜７の整数である〕で示される構造単位を有する場合には、ポリアルキレンポリイミン中に分岐位置が生じる。更に、ポリマー鎖は、式ＩＩ中に＊で示されている、窒素の２個の結合位置によりさらに連続される。種々の分岐度および種々の分子量のポリアルキレンポリイミンを使用することができる。この場合、第２窒素原子（２゜Ｎ）の含量は、分岐度の１つの基準である。例えば、２゜Ｎ＝９９％を有する非分枝鎖状のポリエチレンイミンから（部分的に）分枝鎖状のポリエチレンイミンを経て２゜Ｎ＝０を有するデンドリマー構造を有するポリエチレンイミンが適当である。好ましいのは、２０〜６０％の第２窒素原子の含量を有するポリエチレンイミンである。
【００１９】
ポリアルキレンポリアミンは、反応性化合物との反応によって変性されていてよい。適当なのは、反応性基、例えばカルボキシル基、グリシジル基、エポキシド基、イソシアナト基、アルデヒド基、ハロゲン化物または活性化二重結合を有する化合物である。
【００２０】
コーティングとして使用されるポリアルキレンポリアミンは、架橋されていてもよい。この場合には、全ての公知の架橋剤がこれに該当する。例示的には、ハロゲン含有架橋剤、例えば（ポリ）アルキレンポリハロゲン化物、なかんずく１，２−ジクロロエタンおよび殊にエピクロロヒドリンならびにポリアルキレングリコール（ポリアルキレングリコールビスグリシドエーテル）との反応生成物、殊にエチレングリコールが挙げられる。
【００２１】
更に、適当な二官能性ハロゲン不含架橋剤は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６０７６４１号明細書に記載の物質である：アルキレンカーボネート、尿素；モノエチレン系不飽和カルボン酸、少なくとも二塩基性の飽和カルボン酸またはポリカルボン酸ならびにそれらのエステル、アミドおよび無水物；ポリエーテルジアミン、アルキレンジアミン、ポリアルキレンポリアミン、（ポリ）アルキレングリコールおよびその混合物とモノエチレン系不飽和カルボン酸、エステル、アミドおよび無水物との反応生成物、この場合この反応生成物は、少なくとも２個のエチレン不飽和二重結合、カルボン酸アミド基、カルボキシル基またはエステル基を官能基として含有し；ならびにジカルボン酸エステルとエチレンイミンとの少なくとも２個のアジリジノ基を含有する反応生成物。
【００２２】
通常、本発明によるナノ粒子の場合には、１０００：１〜１：１０、有利に１０：１〜１：１の担体対コーティングの質量比が選択される。
【００２３】
担体は、有利に無機材料から形成される。無機材料によって、ナノ粒子は、十分な強度および十分な化学的安定性を得ることができる。更に、極めて大きな表面積を有するこの種の粒子を製造することもでき、それによって金属イオンの収容に使用する面積を拡大させることができる。従って、好ましくは、コーティングによって収容される金属イオンの量を拡大させることができる。更に、後の使用の場合に、例えば医学的需要のための製品において、金属イオンは、再び簡単にコーティング材料から剥離することもでき、それによって使用される金属イオンの量は、上昇されうる。
【００２４】
無機材料は、有利にＡｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｌならびにこれらの酸化物から形成されている群から選択される。担体は、公知の方法により、例えば相応する金属塩の還元によってかまたは金属酸の有機エステルの加水分解によるゾル−ゲル法により製造することができ、それによって金属酸化物ナノ粒子は得ることができる。金属酸化物粒子または金属粒子の平均粒径は、一般に１０〜５００ｎｍ、有利に２０〜１００ｎｍである。
【００２５】
好ましくは、無機材料としてＳｉＯ２が使用される。シリカゲルは、適当な粒径で市場に提供されている。
【００２６】
特に好ましくは、原位置で製造されたＳｉＯ２が使用される。これは、ＳｉＯ２がコーティングを形成する化合物の存在でテトラアルコキシシランのアルカリ加水分解によって製造されることと解釈される。この種の方法は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８２１６６５号明細書Ａ１に記載されている。この場合には、ポリマーでの負荷に特に良好に好適である極めて大きな面積を有するＳｉＯ２が製造される。ＳｉＯ２粒子の粒径は、ゾル−ゲル法による製造の際にポリアミンの存在でその分子量によって影響を及ぼされ、したがってそれぞれ望ましい方向に導かれうる。ポリエチレンポリイミンの分子量が例えば約２０００ｇ／モルである場合には、一般に約２００〜５００ｎｍのＳｉＯ２一次粒径が生じ、一方、約２００００００のポリエチレンイミンの分子量の場合には、一般に１０〜５０ｎｍのＳｉＯ２一次粒径が生じる。殊に、原位置で製造された担体を有するナノ粒子を用いた場合には、病原菌を殺す作用にとって十分な濃度の金属イオンを実現させることができる。
【００２７】
本発明によるナノ粒子は、それ自体任意の金属イオンまたは金属に結合されて含有されていてよい。しかし、医学的需要のための粒子に使用するには、好ましくは結合された金属イオンは、抗菌作用を有する金属イオンである。この場合、この金属イオンは、有利に銀イオン、銅イオン、金イオン、亜鉛イオンおよびセリウムイオンから形成されている群から選択されており、この場合Ａｇ（Ｉ）イオンは、特に好ましい。
【００２８】
ナノ粒子は、ポリマーマトリックス中に十分な分布を達成させるために、好ましくは最も長い延長部に沿って１〜１０００ｎｍ、有利に１〜５００ｎｍの直径を有する。
【００２９】
十分に病原菌を殺す作用を達成させるために、ナノ粒子は、質量に対して有利に金属として計算した金属イオンの含量を０．０２〜５％、特に０．１〜３％有する。
【００３０】
既述したように、本発明によるナノ粒子は、極めて良好にプラスチック中に混入させることができ、それによってこのプラスチックは、病原菌を殺す作用を得ることができる。従って、本発明の対象は、上記のナノ粒子が埋設されているポリマーマトリックスを含む化合物でもある。この化合物と共に、数多くに製品に加工することができかつその性質が幅広い範囲に亘って、ポリマーマトリックスを相応して変性させることにより変化しうる材料が使用される。
【００３１】
１つの好ましい実施態様によれば、ポリマーマトリックスは、熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチックから形成されている。
【００３２】
この場合、熱可塑性プラスチックは、有利にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミドおよびシリコーンから形成されている群から選択されている。
【００３３】
熱硬化性プラスチックは、有利に尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−グリオキサール樹脂から形成されている群から選択されている。
【００３４】
記載された化合物と共に、本発明による化合物は、他の常用の添加剤、例えば可塑剤、充填剤または顔料を含有していてもよい。
【００３５】
更に、本発明の対象は、上記のナノ粒子の製造法である。そのために、担体は、プロトン供与体または電子供与体として作用する官能基を含有するコーティングで、被覆される担体を維持しながら被覆される。この被覆された担体は、引続き金属イオンで負荷される。
【００３６】
１つの好ましい実施態様によれば、担体は、溶剤中に懸濁され、被覆剤は、溶剤中に溶解され、担体は、被覆剤で被覆される。この方法の種々の変法を実施することができる。即ち、例えば担体は、溶剤中に懸濁されることができ、被覆剤は、それとは別に同様に溶剤中に溶解されることができる。更に、懸濁液および溶液は、担体の被覆のために一緒に与えられる。同様に、最初に被覆剤を溶剤中で溶解し、次に担体を溶液に入れることも可能である。
【００３７】
特に好ましい実施態様によれば、担体は、原位置で溶解した被覆剤の存在で製造される。既に上述したように、担体は、相応する金属酸のエステルのアルカリ加水分解によって製造されることができる。被覆剤は、既にポリマーとして存在することができる。しかし、被覆剤のモノマーを添加し、被覆物を被覆の間にモノマーの重合によって製造することも可能である。相応する製造法は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８２１６６５号明細書Ａ１中に記載されている。被覆された担体の負荷は、一般に被覆された担体が適当な溶剤中の金属イオンの溶液中に添加され、次に撹拌下に適当な温度および適当なｐＨで金属イオンでの被覆された担体の負荷を行なうようにして実施される。
【００３８】
しかし、本方法の特殊な実施態様によれば、金属イオンは、既に添加されることができ、一方で、担体は、被覆剤で被覆される。
【００３９】
溶剤は、水、アルコールおよびこれらの混合物によって形成されている群から選択される。アルコールとしては、例えばメタノール、エタノールまたはプロパノールが適当である。適当な混合比は、当業者により簡単に相応する前試験によって定めることができる。
【００４０】
被覆された担体の負荷は、２相系中で行なうこともできる。この場合、被覆された担体は、第１の溶剤中に懸濁され、ならびに金属イオンは、第１の溶剤と本質的に混合不可能である第２の溶剤中に溶解され、したがって２相系が形成される。被覆された担体の負荷のために、金属イオンは、第２の溶剤から第１の溶剤中に移される。
【００４１】
更に、既に上述したように、本発明によるナノ粒子を用いた場合には、好ましい性質、例えば病原菌を殺す作用を有する化合物を製造することができる。従って、また、本発明の対象は、上記の化合物の製造法である。この場合、上記のナノ粒子は、プラスチック中に導入される。プラスチックとしては、例えばさらに上述された熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチックが使用されてもよい。
【００４２】
ナノ粒子は、熱可塑性プラスチック中に公知方法により混入させることができる。例えば、熱可塑性プラスチック中へのナノ粒子の機械的混入は、適している。これは、例えば混練機、押出機またはシリンダミル中で行なうことができる。配合に適した方法は、当業者に公知である。
【００４３】
熱硬化性プラスチックの場合には、ナノ粒子は、例えば共重合によって樹脂の縮合の間にプラスチック中に反応させながら混入されることができる。
【００４４】
更に、本発明による方法の実施態様によれば、ナノ粒子の懸濁液は、溶剤中で製造され、この懸濁液は、場合によっては溶剤で希釈されていてもよいプラスチックと一緒にし、この混合物を維持しながら引続きこの混合物から溶剤は除去される。
【００４５】
溶剤は、使用されるプラスチックに依存して選択される。プラスチック中へのナノ粒子の均一な分布を達成させるために、プラスチックは、溶剤中で可溶性でなければならない。ナノ粒子がプラスチックの溶液中に懸濁されている混合物が製造された後で、溶剤は、常法により除去される。一般に、溶剤は、留去され、この場合には、僅かな温度負荷のために減圧下で作業されてもよい。
【００４６】
特に好ましい実施態様によれば、ナノ粒子は、超音波の作用下に懸濁される。極めて微細に分布された懸濁液を得ることができ、ナノ粒子は、ポリマー混合物内で徐々に懸濁液から沈殿され、したがってプラスチック中でのナノ粒子の均一な分布が保証される。
【００４７】
ナノ粒子は、重力に従って懸濁液から沈殿する。例えば、懸濁液をナノ粒子、プラスチックおよび溶剤から１個の金型中に注入し、引続き溶剤を除去することにより未完成製品を製造する場合には、多くの場合にナノ粒子の不規則な分布を有する未完成製品が生じる。金型内で下方に存在する側には緊密にナノ粒子が存在し、反対側の上面には、殆んどナノ粒子は含まれていない。即ち、溶剤の除去は、ナノ粒子が本質的になお沈殿しなかった程度に急速に行なわれなければならない。従って、溶剤を除去した場合には、好ましくは、ナノ粒子が本質的にもはや沈殿しない限り、混合物の粘度が上昇される程度に、溶剤の第１の部分が急速に混合物から除去されるように行なわれる。引続き、残存する溶剤は、除去される。これは、本質的に僅かな速度で行なうことができる。溶剤の急速な除去は、例えば熱風流中で行なうことができるかまたは減圧下での蒸留によって行なうことができる。溶剤の急速な除去の間に、ナノ粒子をさらに釣り合いを保って維持するために、懸濁液に対する超音波の作用は、継続させることができる。ナノ粒子は、混合物の高められた粘度によって釣り合いを保った状態で維持され、したがって原材料中でのナノ粒子の均一な分布を達成することができる。ナノ粒子が本質的にもはや沈殿しない限り、プラスチック、溶剤およびナノ粒子からなる混合物の粘度が上昇される場合には、溶剤を除去する速度は、明らかに減少させることができる。それによって、未完成製品の表面が例えば気泡形成または亀裂形成によって不規則になることは、回避される。
【００４８】
好ましくは、溶剤の蒸発の際に温度は、最大で８０℃、有利に最大で５０℃を超えない。この温度範囲内でプラスチックの熱的負荷は、なお僅かである。金属イオンは、触媒作用を有することができ、ポリマー中での結合の分裂を生じさせることができる。これは、ポリマーの分解をまねく。更に、また若干の金属、例えば銀イオンは、簡単に金属に還元され、このことは、同様にポリマーの分解ならびに金属の付着、ひいてはプラスチックの変色をまねく。記載された温度を超えない場合には、この種の過程は、言うに値するほどの範囲内で起こらない。
【００４９】
更に、本発明による方法の好ましい実施態様によれば、担体をプロトン供与体または電子供与体として作用する官能基を含有する被覆剤で被覆することにより得ることができる被覆された担体を、ポリマーマトリックス中に導入し、このポリマーマトリックスを導入され被覆された担体で、場合によっては１つの形状に形成させ、引続き被覆された担体を金属イオンで負荷することにより、配合物は、製造される。
【００５０】
即ち、本方法の前記実施態様により、被覆された担体は、負荷されていない状態で、即ち最初に金属イオンを被覆物中に導入することなく、ポリマーマトリックス中に導入される。これは、被覆された担体を有するポリマーマトリックスが既に金属イオンが負荷されているナノ粒子が導入されたポリマーマトリックスよりも本質的に高い温度安定性を有するという利点を有する。原材料は、それによって本質的に簡単に加工、例えば押出することができ、それというのも、熱負荷による変色を伴なう困難は、例えば押出の間、観察されないからである。更に、引続き完成された未完成製品は、金属イオンで負荷されることができる。意外なことに、ポリマーマトリックス中に導入され被覆された担体粒子は、なお十分な量のオリゴマー金属イオンを収容することができ、したがって長時間に亘って病原菌を殺す作用を達成させることができる。
【００５１】
更に、既に上述させたように、本発明による配合物から好ましい性質を有する未完成製品を製造することができる。従って、本発明の対象は、上記の本発明による配合物からなる未完成製品でもある。この未完成製品は、病原菌を殺す作用を有し、したがって好ましくは医学的需要のための製品、例えばホース、または導管の被覆物、或いは長時間に亘って無菌を維持しなければならずかつ病原菌での汚染の危険がある他の空隙の形で製造することができる。
【００５２】
更に、本発明の対象は、抗菌剤または静菌剤としての上記ナノ粒子の使用である。
【００５３】
本発明を実施例につき添付図面に関連して詳説する。
【００５４】
例１
ゾル−ゲル法によるポリエチレンイミンで変性された二酸化ケイ素ナノ粒子の製出
ナノ粒子の製造は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８２１６６５号明細書Ａ１に記載の方法と同様に行なわれた。
【００５５】
アンモニア水８９ｇ（２５質量％）、水５７１．２ｇおよび水性エタノール５７１．２ｇ（９６質量％）からなる混合物を、撹拌下に５０℃に加熱する。最初にテトラエトキシシラン１２１．４４ｇ（９８％）を添加し、引続きポリエチレンイミン水溶液１３．３８ｇ（２２．２質量％）およびエタノール３１１．０４ｇからなる４０℃に加熱された混合物を迅速に添加する。懸濁液を５０℃で５時間攪拌する。
【００５６】
室温への冷却後、ポリエチレンイミンで変性されたナノ粒子を濾別し、数回水で洗浄する。乾燥を数日間に亘り８０℃で乾燥箱中で行なう。
【００５７】
さらさら流れる能力を有する白色粉末を得ることができた。
【００５８】
例２
ゾル−ゲル法の変法によるポリエチレンイミンで変性された二酸化ケイ素ナノ粒子の製出
アンモニア水８９ｇ（２５質量％）、水５７１．２ｇおよび水性エタノール５７１．２ｇ（９６質量％）からなる混合物を、撹拌下に５０℃に加熱する。このために、ポリエチレンイミン水溶液１３．３８ｇ（２２．２質量％）およびエタノール３１１．０４ｇからなる４０℃に加熱された混合物を添加する。攪拌しながらテトラエトキシシラン１２１．４４ｇ（９８％）を添加する。懸濁液を５０℃で５時間攪拌する。
【００５９】
室温への冷却後、ポリエチレンイミンで変性されたＳｉＯ２ナノ粒子を濾別し、数回水で洗浄する。乾燥を数日間に亘り８０℃で乾燥箱中で行なう。
【００６０】
例１で得られた粉末と比較してより高い含量のポリマーを有する、さらさら流れる能力を有する白色粉末を得ることができた。
【００６１】
例３
ポリエチレンイミンで変性された二酸化ケイ素ナノ粒子の製出
アンモニア水８９ｇ（２５質量％）、水５７１．２ｇおよび水性エタノール５７１．２ｇ（９６質量％）からなる混合物を、撹拌下に５０℃に加熱する。このために、ポリエチレンイミン水溶液１３．３８ｇ（２２．２質量％）およびエタノール３１１．０４ｇからなる４０℃に加熱された混合物を添加する。均質化後、８時間Ｓｉ（ＯＥｔ）４１２１．４４（９８％）を添加する。懸濁液を一晩中５０℃で攪拌する。濾過後に、数回水で洗浄する。乾燥を数日間に亘り８０℃で乾燥箱中で行なう。
【００６２】
さらさら流れる能力を有する白色粉末を得ることができた。
【００６３】
例４
変性された二酸化ケイ素ナノ粒子の製出
アンモニア水２２．２５ｇ（２５質量％）、水１４２．８ｇおよび水性エタノール１４２．８ｇ（９６質量％）からなる混合物を、撹拌下に５０℃に加熱する。次に、テトラエトキシシラン３０．３６ｇ（９８％）を添加する。カルボキシメチル化されたポリイミン１２．４３ｇ（Lupasol（登録商標）無水、BASF AG, Ludwigshafen）を水で２４．９１ｇに補充し、エタノール７７．７６ｇを添加する。この場合、乳濁液が形成される。この乳濁液をテトラエトキシシランのアンモニアアルカリ性溶液に添加する。懸濁液を５０℃で５時間攪拌し、次に室温に冷却する。沈殿物を濾別し、数回水で洗浄する。乾燥を数日間に亘り８０℃で乾燥箱中で行なう。
【００６４】
さらさら流れる能力を有する白色粉末を得ることができた。例１で得られた粉末と比較して、例４で得られた粉末は、明らかにより微細で軟質である。
【００６５】
例５
ラウリン酸６０モル％でアミド化されたポリエチレンイミンからなる被覆物を有する変性された二酸化ケイ素ナノ粒子の製出
アンモニア水２２．２５ｇ（２５質量％）、水１４２．８ｇおよび水性エタノール１４２．８ｇ（９６質量％）からなる混合物を、撹拌下に７０℃に加熱する。次に、テトラエトキシシラン３０．３６ｇ（９８％）を添加する。ラウリン酸６０モル％でアミド化された、溶融されたポリイミン１１．８４ｇを７０℃の熱い水で５３．８２ｇに補充し、７０℃の熱いエタノール７７．７６ｇを添加し、この場合、乳濁液が形成される。この乳濁液をテトラエトキシシランのアンモニアアルカリ性溶液に添加する。懸濁液を７０℃で５時間攪拌し、引続き室温に冷却する。沈殿物を濾別し、数回６０℃の熱い水で洗浄する。乾燥を数日間に亘り５０℃で乾燥箱中で行ない、引続きなお一晩中Ｐ２Ｏ５により油ポンプで行なう。  さらさら流れる能力を有する淡黄色の粉末を得ることができた。
【００６６】
例６
ステアリン酸１５モル％でアミド化された、ポリエチレンイミンからなる被覆物を有する、シリカゲル（０．０４〜０．０６３ｍｍ）から出発する変性された二酸化ケイ素ナノ粒子の製出
アンモニア水２２．２５ｇ（２５質量％）、水１４２．８ｇおよび水性エタノール１４２．８ｇ（９６質量％）からなる混合物を、撹拌下に４０℃に加熱する。シリカゲル８．９６ｇ（０．０４〜０．０６３ｍｍ）の添加後に、ステアリン酸１５モル％でアミド化された、溶融されたポリイミン３．３４ｇの４０℃の熱い乳濁液を、水１１．８９ｇおよびエタノール７７．５４ｇ中に添加する。懸濁液を４０℃で５時間攪拌する。引続き、沈殿物を濾別し、熱い水で洗浄し、油ポンプで室温で乾燥させる。
【００６７】
球状の粒子からなる、さらさら流れる能力を有する白色粉末を得ることができた。
【００６８】
二酸化ケイ素ナノ粒子に対するポリエチレンイミン含量をそれぞれ熱重量測定により測定した。結果は、第１表中に記載されている。
【００６９】
【表１】
2004526566.tif 000005
【００７０】
例７
銀イオンでのポリエチレンイミンで変性された二酸化ケイ素ナノ粒子の被覆
ポリエチレンイミンで被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子４５．０３ｇを微細に磨砕し、窒素の下で水７５０ｍｌ中に懸濁させる。この溶液に水５０ｍｌ中のＡｇＮＯ３５．９４８ｇの溶液２５ｍｌを添加する。懸濁液を５時間攪拌し、次に沈殿物をブーフナー漏斗により濾別する。残留物を銀の検出がＣｌ−で陰性で進行するまで蒸留水で洗浄する。乾燥を減圧下で５０℃で乾燥箱中で行なう。
【００７１】
例８
ポリマーへの銀イオンの結合の間のｐＨ値の変化の測定
ポリエチレンイミンで被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子２ｇを水２００ｍｌおよび導電性電解質としての０．１ＭのＮａＮＯ３５ｍｌ中で一定のイオン強度（ＩＳＡ）のための懸濁させる。そのために、２００μｌの歩調で高度に希釈された硝酸銀水溶液（０．０５モル／ｌ）を添加する。ｐＨ値を全部で１２０秒間記録し、銀量に対してプロットする。純粋なポリエチレンイミンの曲線経過を測定するために、無水ポリイミン９１２．３ｍｇを水２００ｍｌ中に溶解し、同様に試験する。結果は、図１に示されている。この場合、曲線（ａ）は、純粋なポリエチレンイミンのためのｐＨ値の変化を示し、曲線（ｂ）は、ポリエチレンイミン約３５質量％で被覆されているＳｉＯ２ナノ粒子の経過を示し、曲線（ｃ）は、ポリエチレンイミン約２６質量％で被覆されているＳｉＯ２粒子の経過を示す。
【００７２】
より高いポリエチレンイミン含量を有する被覆されたナノ粒子（曲線（ｂ））は、測定の開始時により低いポリエチレンイミン含量を有するナノ粒子（曲線（ｃ））よりも高いｐＨ値を示す。ｐＨ値は、より高いポリエチレンイミン含量の場合により低いポリエチレンイミン含量を有するナノ粒子の場合よりも高いｐＨ値に漸近的でもある。純粋なポリエチレンイミン（曲線（ａ））の場合には、実際に銀も対等であるが、しかし、ｐＨ値は、殆んど減少している。即ち、被覆されたナノ粒子の場合には、銀イオンの結合は、プロトンの分離下に行なわれ、一方で、遊離ポリエチレンイミンの場合には、金属イオンの結合度は、ｐＨ値によって制御することができる。
【００７３】
例９
ｐＨ値および遊離銀イオン量の測定
ポリエチレンイミンで変性された二酸化ケイ素ナノ粒子２５３．９ｍｇを水５０ｍｌおよび２ＭのＫＮＯ３５ｍｌ（ＩＳＡ）中に懸濁させる。銀の検出のために、銀に敏感な電極を使用する。全部で３００秒間、それぞれ測定値の評価後に０．１ＭのＡｇＮＯ３溶液５０μｌを添加する。ｐＨ値および遊離銀イオンの量を添加された量の銀イオン量に対してプロットする。曲線は、図２に示されている。
【００７４】
例１０
Ｈ＋イオンとＡｇ＋イオンとの間の平衡調節量の測定
水５０ｍｌおよび２ＭのＫＮＯ３５ｍｌ（ＩＳＡ）中のポリエチレンイミンで変性された二酸化ケイ素ナノ粒子２３６．４ｍｇに０．１ＭのＡｇＮＯ３０．４ｍｌを添加する。ｐＨ値および遊離銀イオンの量を開始時に全部で５秒間記録し、その後３０秒、６０秒、１２０秒および３００秒の間隔で記録する。測定を約８時間継続させる。ｐＨ値および水銀イオン濃度を時間に対してプロットし、２つの測定曲線、ｐＨ値および水銀イオン濃度をデュアルアナログテレタイプ（Dualanalogschreiber）上で互いにプロットする。
【００７５】
例１１
ポリエチレンイミンで被覆され変性された二酸化ケイ素ナノ粒子からのＡｇ＋の除去によるＡｇ溶液（試験溶液）の製造
銀イオンが負荷された二酸化ケイ素ナノ粒子４ｇを窒素の下で水５０ｍｌ中に入れる。このために、希釈されたＨＮＯ３２０ｍｌを添加する。懸濁液を２時間攪拌する。ブーフナー漏斗による濾過後、水約２０ｍｌを用いて後洗浄する。濾液を２５０ｍｌの測定フラスコ中に移し、記録のために水で補充する（試験溶液）。
【００７６】
例１１．１
フォルハルト（Vollhard）による銀の測定
例１１からの試験溶液５０ｍｌにＦｅ３＋含有指示薬溶液３ｍｌを添加し、水で約１００ｍｌに希釈する。０．１ＭのＮＨ４ＳＣＮ基準溶液を用いて攪拌しながら淡赤色が残存するまで滴定する。チオシアン酸アンモニウム溶液１ｍｌ（０．１Ｍ）は、Ａｇ１０．７８６８ｍｇに相当した。
【００７７】
例１１．２
銀に敏感な電極を用いての銀の測定
例１１からの銀含有試験溶液５０ｍｌに２ＭのＫＮＯ３５ｍｌ（ＩＳＡ）を添加し、この溶液を測定する。
【００７８】
例１１．１および１１．２で測定された値は、第２表中に記載されている。
【００７９】
【表２】
2004526566.tif 000006
【００８０】
例１２
酸の連続的添加の際の銀の測定
銀イオンが負荷された二酸化ケイ素ナノ粒子２ｇを水５０ｍｌおよび２ＭのＫＮＯ３５ｍｌ（ＩＳＡ）中に入れる。０．２ｍｌの歩調で１ＭのＨＮＯ３または希釈されたＨＢＦ４（０．８Ｍ）を添加する。銀に敏感な電極を用いて遊離銀イオンの量を記録し、ＨＮＯ３の添加量に対してプロットする。この過程を新たにＨＮＯ３を添加して測定値が変化しなくなるまで継続させる。測定曲線は、図３に示されている。
【００８１】
曲線経過は、１ＭのＨＮＯ３約０．８ｍｌになるまで確認することができ、この場合銀イオン濃度は、殆んど上昇しない。これに対して、遊離銀イオンの濃度の急勾配の上昇が生じ、４ｍｌと６ｍｌとの間で短時間で平らになり、引続き再び上昇し、最大の最終値に到達する。曲線経過が平らになることは、緩衝系を示唆する。
【００８２】
例１３
銀吸着後のポリエチレンイミンの可能な化学変化の試験
銀イオンが負荷された二酸化ケイ素ナノ粒子４ｇに水５０ｍｌ中で品質検査された６５％のＨＮＯ３５ｍｌを添加し、窒素の下で２時間攪拌する。フィルター残留物を濾別し、５０℃で乾燥し、熱重量測定により試験する。結果を銀不含の類似物、即ち負荷されていない被覆された担体と比較する。測定曲線は、図４に示されている。曲線（ａ）は、銀不含の変性されたＳｉＯ２ナノ粒子のための曲線を示し、曲線（ｂ）は、最初に銀イオンで被覆されたＳｉＯ２ナノ粒子のための曲線を示し、この場合には、引続き銀は、再び除去された。
【００８３】
例１４
ポリウレタンフィルムの製造
銀イオンが負荷され被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子１５０ｍｇをＤＭＦ２ｍｌ中に添加し、氷冷却下になお極端に微細な粒子だけが存在するようになるまで超音波で処理する。この懸濁液をＤＭＦ７００ｇ中のポリウレタン１００ｇの溶液からなる基礎ポリマー１０ｇに添加する。機械的攪拌による均質化後、懸濁液を先に５０℃に温度調節された形で注入する。熱風乾燥機を用いて溶剤の主要部分を、物質の粘度が明らかに上昇しかつ蜂蜜状でもはやさらさら流れる能力を有しない物質に固化されるまで蒸発させる。この形状物を乾燥箱中に移し、そこでさらに５日間、５０℃で乾燥させる。残存するＤＭＦを数日間に亘って真空乾燥で除去する。
【００８４】
例１５
マイクロ配合機でのポリウレタンストランドの製造
ポリウレタン２．０２５ｇを９０秒でスクリュー押出機に供給する。装置温度は、２２０℃であり、押出機のスクリューの回転速度は、１００ｒ.ｐ.ｍ.である。引続き、銀イオンが負荷された二酸化ケイ素ナノ粒子０．４５ｇならびにさらにポリウレタン２．０２５ｇを添加する。ポリウレタンストランドをアルミニウム薄板上に排出し、室温に冷却する。褐色ないし黒色のポリウレタンストランドを得ることができた。
【００８５】
例１６
銀不含でポリエチレンイミンが被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子を含有するポリウレタンストランドの事後の被覆
例１５と同様に、ポリウレタンストランドを製造したが、しかし、この場合には、なお銀イオンが負荷されていない、被覆されたナノ粒子が添加された。ポリウレタンストランド３００ｍｇを二口フラスコ中で硝酸銀溶液５０ｍｌ中に導入し、攪拌する。硝酸銀溶液は、次のようにして得ることができる。最初に、ＡｇＮＯ３７８８．４ｍｇおよび０．１ＭのＨＮＯ３２０ｍｌを蒸留水で２５０ｍｌになるまで補充することにより、母液を得る。この母液を用いて、母液５０ｍｌおよび２ＭのＫＮＯ３５ｍｌ（ＩＳＡ）を蒸留水で１００ｍｌになるまで補充することにより希釈液１を得る。この希釈液１を用いて、希釈液１  ５ｍｌおよび２ＭのＫＮＯ３５ｍｌ（ＩＳＡ）を蒸留水で１００ｍｌになるまで補充することにより希釈液２を得る。希釈液２として得ることができた銀溶液をＰＵストランドの被覆のために使用する。この場合、硝酸銀溶液は、約５０ｍｇ／ｌのＡｇ＋濃度を有していた。溶液中に残存する。Ａｇ＋イオンの測定は、暗部中で行なわれる。硝酸銀標準をポリウレタンストランドと接触させた直後に、電極を溶液中に浸漬し、フラスコを十分に緊密に密閉し、全部で２０分間測定値を記録する。遊離銀イオンの濃度を時間に対してプロットする。
【００８６】
測定の終結後、改めて多数の標準溶液を母液から製造しかつ標準値を測定値と比較することにより、電子ドリフトを制御する。得られた曲線は、図１に示されている。２４時間で溶液中での遊離銀イオンの減少が明らかに確認される。吸収された銀量は、定量的にポリウレタン試験体に対して０．２質量％であることを測定することができる。銀沈殿物または銀塩の沈殿物は、観察されることができなかった。
【００８７】
例１７
生物学的試験
試験すべき物質を６０分間Staphyloccocus Epidermidis O-47と一緒に恒温保持した。引続き、試料を栄養物質の乏しい環境中に移し、この環境中でいまや多少とも活力のある娘細胞を放出させる。引続き、全培養物、即ち栄養物質に富んだ基質を供給し、活力のある細胞の数または増殖速度を測定する。これは、混濁を記録することによって行なわれ、この記録は、５７８ｎｍで光学的密度を測定することによって追跡することができる。この密度が増加した場合、即ち成長が開始された場合には、これは、上昇曲線を示し、混濁が残存する場合には、グラフは、基準線上に留まる。
【００８８】
第１の一連の試験において、前記の一般的な作業法により銀イオンが負荷され被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子を試験した。
【００８９】
全ての試料について、４回の測定を実施した。成長曲線は、図２に示されている。この場合、図２ａは、銀イオン２．５質量％（金属として計算した）が負荷されている、ポリエチレンイミンで被覆されたＳｉＯ２ナノ粒子を使用した際の成長曲線を示す。何れの試験においても細菌数の増加を測定することができず、一方、ナノ粒子が添加されなかった対照試験においては、成長曲線の明らかな増加を確認することができた。
【００９０】
更に、一連の試験において、例１４で製造されたポリウレタンフィルムを病原菌を殺す作用について試験した。ＤＭＦの残存量を除去するために、試験フィルムを生物試験のためになお数日間高真空中に導入した。成長曲線は、図３に示されている。この場合、グループ１は、純粋なポリウレタンフィルムで得ることができた。結果を示す。グループ２は、銀含有の被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子（Ａｇ０．３２質量％）を有するポリウレタンフィルムについての結果である。グループ３は、銀含有の被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子（Ａｇ０．５３質量％）を有するポリウレタンフィルムについての結果を示す。グループ４は、銀不含の被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子が混入されたポリウレタンフィルムを用いて得ることができた結果を示す。図からは、明らかに銀含有の被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子を有するポリウレタンフィルムが良好な抗菌作用を有することを確認することができる。試験は、銀含有の被覆された二酸化ケイ素ナノ粒子がなおポリウレタンマトリックス中で微生物に対して十分な作用をもたらすことを示す。
【００９１】
更に、試験において、例１６で得ることができたポリウレタンストランドの抗菌作用について試験した。付着する硝酸銀を除去するために、ストランドを最初に８時間蒸留水中で攪拌し、引続き数回水で洗浄し、改めて２回２時間ずつ水で後処理した。生物試験で得ることができた成長曲線は、図４に示されている。この場合、グループ１は、事後に銀イオンで被覆されたポリウレタンストランドを用いて得ることができた結果を示す。グループ２は、金属銀で被覆されたストランドについての結果を示す。銀イオンで被覆されたストランドの場合には、細菌成長の明らかな遅延を観察することができ、常用の銀含有のポリウレタンストランドを用いて実施された試験の場合には、細菌成長の明らかに僅かな遅延を生じた。測定結果を説明する場合には、殊に事後に銀イオンで被覆されたポリウレタンストランド（グループ１）の場合に０．２２質量％の極めて低い銀イオン濃度を考慮しなければならない。
【００９２】
更に、一連の試験において、大量の銀イオンを含むポリウレタンストランドを使用した。そのために、ポリウレタンストランドを例１６の記載と同様に５０ｍｌ中にＡｇ＋４５．７６ｍｇを含有する銀イオン溶液で処理した。生物試験の結果は、図４ｂに示されている。この場合、グループ１は、事後に銀イオンで被覆されたポリウレタンストランドを示し、一方、グループ２においては、金属銀を基礎とする比較可能なストランドが示されている。グループ１においては、明らかに細菌作用が存在し、一方で、グループ２においては、単に僅かな静菌作用を確認することができる。この結果は、明らかにより高度な事後の銀被覆の場合には、卓越した作用を達成することができることを示す。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】[ｍｇ]で添加された銀イオンの量（ｘ軸）に対するａ）純粋なポリエチレンイミン、ｂ）ポリエチレンイミン約３５％を有する変性ＳｉＯ２およびｃ）ポリエチレンイミン約２６％を有する変性ＳｉＯ２への銀イオンの吸収の際の銀塩溶液のｐＨ値（ｙ軸）の変化をプロットした測定曲線を示す線図。
【００９４】
【図２】被覆されたナノ粒子の懸濁液に添加される[ｍｇ]で添加された銀イオンの量（ｘ軸）に対する遊離銀イオンのｐＨ値（ｙ軸）および[ｍｇ]での遊離銀イオンの測定量（ｙ′軸）をプロットした測定曲線を示す線図。
【００９５】
【図３】連続的なＨＮＯ３添加の際の銀イオン遊離の測定曲線を示す線図；この場合、ｘ軸は、[ｍｌ]でのＨＮＯ３１Ｍの添加量を示し、ｙ軸は、[ｍｇ]での遊離銀イオンの濃度を示し、ｙ′軸は、質量％[％]での遊離銀イオンの濃度を示す。ｙの最大値は、ｙ＝４５．８４５ｍｇである。
【００９６】
【図４】銀不含試料の温度重量測定曲線（ａ）銀剥離後の曲線（ｂ）を示す線図。この場合、曲線ａに関しては：段階１：−２７．０５７０％、−１．２４３６ｍｇ；左側の限界：１１３．８４℃、右側の限界：５９６．３２℃が当てはまり、曲線ｂに関しては：段階２：−１８．９５３４％、−１．４１６１ｍｇ；左側の限界：８０．２４℃、右側の限界：２２１．６８℃；段階３：−１５．８１３３％、−１．１８１５ｍｇ；左側の限界：２２２．３５℃、右側の限界：５０９．４３℃が当てはまる。
【符号の説明】
【００９７】
１  段階１
２  段階２
３  段階３
ａ  曲線ａ
ｂ  曲線ｂ
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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