ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ТОНКУЮ ПЛЕНКУ, ВКЛЮЧАЮЩУЮ АКТИВНОЕ ВЕЩЕСТВО
ABSORBENT PRODUCT CONTAINING THIN FILM INCLUDING ACTIVE MATERIAL

Настоящее изобретение относится к впитывающему изделию, такому как пеленка, подгузник, прокладка для панталон, гигиеническая прокладка, изделие против недержания или подобное, в котором одна его часть включает активное вещество. Настоящее изобретение относится, в частности, к такому впитывающему изделию, в котором регулируемое высвобождение активного вещества осуществляется наноскалярной пленкой, которая предпочтительно получается нанесением слой-на-слой, по меньшей мере, двух полимеров, имеющих взаимодействующие функциональные группы.
Предпосылки создания изобретения
Часто желательно создать впитывающие изделия вышеуказанного типа с функциями, выходящими за пределы их способности впитывать и хранить жидкости организма, такие как моча или менструальные жидкости. Указанные функции включают, например, эффект ухода за кожей или подавление или предотвращение неприятных запахов.
Существующие впитывающие изделия, которые имеют указанные дополнительные функции, содержат активные вещества, которые либо свободно связаны с частью пеленки, либо погружены в матрицу обычно лосьонного типа (смотри, например, WO 96/16682) или полимерного типа.
Свободно связанные активные вещества страдают от такого недостатка, что они слишком легко стираются или смываются под действием движения тела или первым потоком мочи. Это также может происходить, если активное вещество фиксируется в лосьонной матрице. С другой стороны, полимерные системы часто не способны высвобождать активные вещества специально, когда требуется, т.е. при контакте с жидкостями организма. Кроме того, для эффективной заделки активного вещества требуются относительно высокие количества полимеров или лосьонов. Полимеры и лосьоны могут также оказывать ухудшающее действие на свойства нижележащей основы, такие как эластичность, мягкость, впитывающая способность, гидрофильность и т.д.
Кроме того, наноскалярные пленки самообъединяющихся полимеров известны из различных областей техники и имеют заметный значительный интерес в последние годы. Указанные наноскалярные пленки обычно формуются чередующимся нанесением мономолекулярных слоев двух полимеров, имеющих функциональные группы, способные взаимодействовать друг с другом. Значительная доля указанных исследований была проведена с нанесением слой-на-слой (также сокращено как (LBL-) СНС-нанесение) катионных и анионных полимеров на основе перемены знака поверхностного заряда после каждого нанесения, причем одной из наиболее исследованных систем является поли(стиролсульфонат)/(полиаллиламингидрохлорид ((PSS/PAH) (ПСС/ПАГ)).
US 2005/0069950А1 рассматривает способ нанополучения тонких пленок, покрытий и микрокапсул на основе подходящей структуры олигопептидов. Подача лекарства рассматривается в связи с микрокапсулами. Кроме того, одноразовые пленки указаны в качестве одного среди многих возможных применений пептидов, разработанных согласно указанному документу. Более конкретно описанными являются биомедицинские применения.
US 5807636, US 5700559 и US 5837377 относятся к гидрофильному изделию для применения в водной среде, включающему подложку, ионный полимерный слой на указанной подложке и разупорядоченное полиэлектролитное покрытие, ионно связанное с указанным полимерным слоем. Пеленки и другие прокладки указаны в качестве одного среди многих возможных применений указанных описаний.
WO 2005/058199 относится к электростатически самообъединенному бактерицидному покрытию для медицинских применений, в частности для повязок на раны.
WO 00/32702 описывает, например, бумажный или нетканый продукт, содержащий волокна, частицы наполнителя или другие частицы, получаемый нанесением слой-на-слой двух взаимодействующих полимеров, предпочтительно анионных и катионных полиэлектролитов, которые обычно используются в качестве упрочняющих в сухом и мокром состоянии агентов в изготовлении бумаги. Соответственно, указанный документ также оценивает разрывную прочность бумажного продукта.
WO 2005/032512 относится к изделию, содержащему частицу, первую нейтральную полимерную пленку и вторую нейтральную полимерную пленку, которые соединены водородной связью между полимером-донором водородной связи, таким как поликарбоновая кислота, и полимером-акцептором водородной связи, таким как простой полиэфир, поликетон, полиальдегид, полиакриламид, полиамин, сложный полиэфир, полифосфазен или полисахарид или их сополимер. Установлено, что капсулы в качестве одного варианта данного изделия используются для подачи частицы сердцевины регулируемым и хорошо определенным образом при воздействии внешних факторов. Областями применения, указанными в данном документе, являются биотехнология, медицина, фармацевтическая отрасль, пищевые продукты, сельское хозяйство, парфюмерия, личная гигиена и косметика.
US 2004/0137039A1 предусматривает в одном варианте способ высвобождения низкомолекулярных полимеров, таких как лекарства, красители или другие молекулы из СНС полимерной пленки, имеющей итоговый избыточный заряд, при введении в систему, по меньшей мере, одного другого типа молекулы, которая соединяется обратимо с пленкой и поэтому снижает итоговый избыточный заряд. Второй вариант относится к способу селективного и обратимого высвобождения олигомерных и полимерных молекул, таких как природные и синтетические полипептиды, олиго- и полинуклеотиды или другие молекулы, имеющие множество зарядов, из СНС-пленки, образованной из указанных олигомерных и полимерных молекул и второго полимера, имеющего противоположный заряд, в соответствии с варьированием рН или ионной силы.
Регулируемое высвобождение красителей из СНС-пленок также описано в работе “A.A. Antipov et al., Sustained Release Properties of Polyelectrolyte Multilyer Capsules; J. Phys. Chem. B 2002, 105, 2281-2284” и указано в работе “M. Freemantle, Polyelectrolyte Multilyers; Science & Technology (2002), 44-48”.
US 2004/0047979А1 описывает улучшенный способ нанесения слой-на-слой покрытия для модификации поверхности медицинского устройства, предпочтительно офтальмического устройства, более предпочтительно контактной линзы. Полианионные и поликатионные полимеры используются для указанного слой-на-слой-покрытия, которое предназначено для увеличения гидрофильности медицинского устройства.
US 5885753 рассматривает самообъединенный мультислой, который может быть эффективно получен из двух или более самообъединенных монослоев на подложке, где каждый из самообъединенных монослоев получается для блока, содержащего первую функциональную группу и вторую функциональную группу, взаимодействующие друг с другом. Полимеризованные его моно- и мультислойные варианты могут использоваться в ряде применений, включая фотолитографию.
WO 2004/07677A2 относится к способу получения электростатически самообъединенных покрытий. В предпосылках создания изобретения поясняется, что такие многослойные объединения нашли применения для полностью цветных плоских дисплеев, мембранного разделения, барьерных покрытий, покрытий регулирования коррозии, электрохимических покрытий, электролюминесцентных устройств, проводящих и изоляционных цепей, оптических и нелинейных оптических устройств, фотоэлементов, высокопрочных композитов и многоэлементных химических датчиков. Согласно предпочтительным вариантам данного способа слои поликатионных полимеров и отрицательно заряженных неорганических материалов, таких как пластинчатые глины, располагаются чередующимися слоями, имеющими толщину около 1 нм.
US 6428811B1 относится к термочувствительному композиту полимер-частица, который поглощает электромагнитное излучение и использует поглощенную энергию для приведения в действие подачи химических препаратов. Металлическими нанооболочками являются нанодисперсные материалы, которые являются подходящими для использования в указанных композитах.
WO 00/63115 относится к многослойным углеродным нанотрубчатым пленкам.
US 6861103B2 относится к способу формования органических тонких пленок на поверхности подложки, предпочтительно на поверхности кремниевого генератора колебаний.
С другой стороны, имеется также один документ, относящийся к многослойной конструкции в пеленках. WO 2005/023536 рассматривает впитывающее изделие, содержащее, по меньшей мере, одну первую микрослойную пленочную зону, имеющую функцию впуска жидкости, по меньшей мере, одну вторую микрослойную пленочную зону, имеющую функцию потребления и распределения жидкости, по меньшей мере, одну третью микрослойную пленочную зону, имеющую функцию удерживания жидкости, и по меньшей мере, одну четвертую микрослойную пленочную зону, имеющую функцию жидкостного барьера. Указанные первая, вторая, третья и четвертая микрослойные пленочные зоны соэкструдируются и объединяются друг с другом с образованием единой микрослойной пленочной системы. Однако указанные слои явно имеют толщину выше нанометрического интервала и не объединяются сами.
Системы регулируемого высвобождения, использующие гомогенную (неслоистую) матрицу, являются также известными и часто встречающимися в медицинской области.
WO 97/04819 в качестве одного примера указанной технологии относится к медицинскому устройству для контроля бактериальной инфекции, в котором указанное устройство содержит рН-чувствительную полимерную матрицу, содержащую биологически активное вещество, причем указанное вещество высвобождается из указанной полимерной матрицы при изменении рН. Указанная матрица является гомогенной и не получается нанесением слой-на-слой двух взаимодействующих полимеров. US 5607417 рассматривает медицинское устройство для контроля бактериальной инфекции подобного типа, как описано в WO 97/04819.
WO 2005/013906 рассматривает рН-чувствительную пленку, содержащую (а) биосовместимый гидрофильный полимер, который является положительно заряженным при первом рН и находится в электронно нейтральной форме при более высоком рН, и (b) алкиленоксидный полимер или сополимер. Пленка получается растворением всех компонентов с последующей отливкой пленки с испарением растворителя. Она имеет толщину примерно 3-6 мил и может использоваться для контрацепции, лечения и/или профилактики вирусных инфекций, лечения вагинальных инфекций, успокоения вагинального зуда, вагинальной очистки и улучшения вагинального смазывания.
Ввиду указанного выше одной технической задачей настоящего изобретения является создание впитывающего изделия с экономичным носителем для активных веществ, в частности системы с регулируемым высвобождением, которая имеет наименьшее возможное влияние на другие свойства подложки, на которую наносится носитель.
Кроме того, одной технической задачей является создание впитывающего изделия с носителем для активных веществ, в частности системы с регулируемым высвобождением, которая является эластичной и приспосабливается к изменениям конфигурации нижележащей подложки.
Еще одной дополнительной технической задачей настоящего изобретения является создание впитывающего изделия с носителем для активных веществ, в частности системы с регулируемым высвобождением, которая является подходящей для обработки имеющих неправильную форму поверхностей, например волокон, как используется во многих пеленочных продуктах.
Еще одной дополнительной технической задачей настоящего изобретения является создание впитывающего изделия с носителем для активных веществ, в частности системы с регулируемым высвобождением, которая может быть применена быстро (например, окунанием, распылением, штамповкой, покрытием и т.д.) и равномерно.
Еще одной дополнительной технической задачей настоящего изобретения является создание впитывающего изделия с носителем для активных веществ, в частности системы с регулируемым высвобождением, которая может изготавливаться без помощи органических растворителей или других экологически нежелательных химических веществ.
Еще одной дополнительной технической задачей настоящего изобретения является создание впитывающего изделия с носителем для активных веществ, в частности, системы с регулируемым высвобождением, которая обеспечивает локализацию и защиту активного вещества.
Согласно одному варианту настоящего изобретения одной дополнительной технической задачей является создание впитывающего изделия с системой регулируемого высвобождения, которая способна высвобождать активное вещество под влиянием соответствующего пускового фактора, такого как изменения рН, температуры или концентрации соли.
Краткое описание настоящего изобретения
Настоящее изобретение относится к впитывающему изделию, такому как пеленка, подгузник, прокладка для панталон, гигиеническая прокладка или изделие против недержания, в котором, по меньшей мере, одна часть указанного изделия несет пленку, содержащую, по меньшей мере, один мономолекулярный слой полимера, имеющего функциональную группу, и активное вещество, в частности к такому впитывающему изделию, в котором пленка (СНС-пленка) получается нанесением слой-на-слой (СНС), по меньшей мере, первого полимера, имеющего первую функциональную группу, и второго полимера, имеющего вторую функциональную группу, способную взаимодействовать с первой функциональной группой. (В последующем ссылка на «СНС-пленки» предназначена для применения в равной степени к «пленкам», имеющим только один мономолекулярный слой, если не установлено иное).
Согласно одному другому аспекту настоящего изобретения предусматривается применение пленки, получаемой нанесением слой-на-слой (СНС), по меньшей мере, одного первого полимера, имеющего первую функциональную группу, в частности поликатионного полимера, и второго полимера, имеющего вторую функциональную группу, способную взаимодействовать с первой функциональной группой, в частности полианионного полимера, для высвобождения активного вещества, содержащегося в указанной пленке, при увлажнении указанной пленки жидкостями организма.
Настоящее изобретение влечет за собой различные преимущества, которые могут быть обобщены следующим образом.
СНС-пленки, используемые в настоящем изобретении, способны связывать активное вещество, введенное в них или нанесенное на них, и, таким образом, действовать как носитель для активного вещества. Согласно одному варианту настоящего изобретения СНС-пленка высвобождает активное вещество регулируемым образом. «Регулируемое высвобождение» означает, что активное вещество не высвобождается немедленно, но высвобождается либо постепенно и/или предпочтительно в соответствии с внешним побудительным фактором. СНС-пленки, в частности пленки на основе полиэлектролитов противоположных зарядов или чередующихся полимеров-доноров/акцепторов водорода, например, способны показывать превосходную чувствительность к побудительным факторам, связанным с жидкостями организма, таким как изменения температуры, рН и концентрации соли (ионной силы).
Применение полимеров-носителей и активного вещества делается экономичным, поскольку для формования СНС-пленки требуются только очень небольшие количества. Одновременно основные свойства подложки (например, части пеленки), несущей СНС-пленку, не изменяются более, чем необходимо. В частности, важные характеристики, такие как мягкость, эластичность, пористость или впитывающая способность, не ухудшаются в нежелательной степени. Толщина предпочтительно ниже 1 мкм обеспечивает СНС-пленку с необходимой эластичностью, чтобы следовать движениям нижележащей подложки. СНС-технология, используемая в настоящем изобретении, является, кроме того, наиболее подходящей для обработки поверхностей неправильной формы, таких как поверхности волокон, часто встречающихся во впитывающей продукции.
Кроме того, является преимуществом, что СНС-технология является технологией на основе воды и обеспечивает формование пленочных покрытий без использования потенциально вредных органических растворителей.
СНС-пленка, используемая в настоящем изобретении, кроме того, связывает активное вещество с той частью впитывающего изделия, где это требуется. Данная пленка может также осуществлять защитную функцию от нежелательного воздействия, такого как воздействие ингредиентов жидкостей организма, или, например, в процессе хранения от длительного воздействия воздуха или высокой температуры, которая может увеличивать нежелательные тенденции к миграции некоторых активных веществ.
Подробное описание настоящего изобретения
Под «впитывающим изделием» понимают изделия, способные впитывать жидкости организма, такие как моча, водянистые экскременты, женская секреция или менструальные жидкости. Указанные изделия включают (но не ограничиваясь этим) пеленки, подгузники, прокладки для панталон, гигиенические прокладки или изделие против недержания (как используется, например, для престарелых). В некоторых впитывающих продуктах без впитывающего слоя, таких как специальные прокладки для панталон, поставляемые заявителем под различными торговыми марками в связи с наименованием продукта “Freshness everyday” («Ежедневная свежесть»), впитывающая способность верхнего слоя и тыльного слоя является достаточной для впитывания небольших количеств женской секреции.
Такие впитывающие изделия предпочтительно имеют пропускающий жидкость верхний слой, который в процессе использования обращен к телу пользователя. Они, кроме того, содержат не пропускающий жидкость тыльный слой, например полимерную пленку, нетканый материал с полимерным покрытием или гидрофобный нетканый материал, и предпочтительно впитывающий слой (сердцевину), замкнутый между пропускающим жидкость верхним слоем и не пропускающим жидкость тыльным слоем.
Часть впитывающего изделия, несущая пленку (предпочтительно, СНС-пленку), предпочтительно выбрана из верхнего слоя, тыльного слоя, слоев, расположенных между верхним слоем и впитывающим слоем, таких как слои захвата/распределения, волокон или частиц, используемых для получения пеленки, таких как масса из целлюлозного пуха, и/или супервпитывающих частиц или волокон, как обычно используется в качестве материала для впитывающего слоя, пояса и манжет брюк.
Подходящий верхний слой может быть изготовлен из широкого ряда материалов, таких как тканые и нетканые материалы (например, нетканый холст из волокон), полимерные материалы, такие как перфорированные полимерные пленки, например формованные перфорированные термопластичные пленки и гидроформованные термопластичные пленки; поропласты; сетчатые пенопласты; сетчатые термопластичные пленки и термопластичные холсты. Подходящие тканые и нетканые материалы могут состоять из натуральных волокон (например, древесных или хлопковых волокон), синтетических волокон (например, полимерных волокон, таких как сложно-полиэфирные, полипропиленовые или полиэтиленовые волокна) или из комбинации натуральных и синтетических волокон. Когда верхний слой содержит нетканый холст, холст может быть изготовлен широким рядом известных технологий. Например, холст может быть спряденным из расплава, кардочесальным, мокрым-безуточным, полученным аэродинамическим способом, гидропереплетенным, комбинацией вышеуказанного или подобным. В соответствии с данным изобретением предпочтительно использовать перфорированные полимерные пленки (например, термопластичные пленки) или нетканые материалы на основе синтетических волокон, например волокон, выполненных из гомо- или сополимеров полиэтилена или полипропилена и полимерных композиций на их основе.
В случае присутствия, по меньшей мере, один дополнительный слой, находящийся между впитывающим слоем и верхним слоем, может быть выполнен из гидрофобного и гидрофильного холста или вспененных материалов. Под «материалом холста» понимают связанные плоские волокносодержащие структуры бумажной ткани тканого или нетканого типа. Нетканый материал может иметь такие же характеристики, как описано выше для верхнего слоя.
В частности, по меньшей мере, один дополнительный слой может участвовать в обработке жидкости, например, в форме, по меньшей мере, одного слоя захвата/распределения. Такие структуры описываются, например, в US 5558655, EP 0640330A1, EP 0631768A1 или WO 95/01147.
«Вспененные материалы» также хорошо известны в технике и описаны, например, в ЕР 0878481А1 или ЕР 1217978А1 на имя настоящего заявителя.
Впитывающий слой, который может быть частично или полностью окружен оберткой сердцевины, может содержать любой впитывающий материал, который обычно является сжимающимся, согласующимся, не раздражающим кожу пользователя и способным впитывать и удерживать жидкости, такие как моча и другие экссудаты организма.
Впитывающий слой может содержать широкий ряд впитывающих жидкость материалов, обычно используемых в одноразовых пеленках и других впитывающих изделиях, таких как измельченная древесная масса, которая обычно называется воздушным войлоком или пухом. Примеры других подходящих впитывающих материалов включают крепированную целлюлозную вату; получаемые аэродинамическим способом полимеры, включая софоромование; химически усиленные, модифицированные или сшитые целлюлозные волокна; ткань, включая тканевые обертки и тканевые ламинаты; впитывающие пенопласты, впитывающие губки, супервпитывающие полимеры (такие как супервпитывающие волокна), впитывающие желирующие материалы или любые другие известные впитывающие материалы или комбинации материалов. Примерами некоторых комбинаций подходящих впитывающих материалов являются пух с впитывающими желирующими материалами и/или супервпитывающими полимерами и впитывающие желирующие материалы и супервпитывающие волокна и т.д.
Тыльный слой предотвращает загрязнение экссудатами, впитанными впитывающим слоем и находящимися в изделии, других внешних изделий, которые могут контактировать с впитывающим изделием, таких как простыни и предметы нижнего белья. В предпочтительных вариантах тыльный слой является по существу не проницаемым для жидкостей (например, мочи) и содержит ламинат из нетканого материала и тонкой полимерной пленки, такой как термопластичная пленка, имеющей толщину примерно 0,012-0,051 мм. Подходящие пленки тыльного слоя включают пленки, выпускаемые фирмой Tredegar Industries Inc. of Terre Haute, Ind. и поставляемые под торговыми марками Х15306, Х10962 и Х10964. Другие подходящие материалы тыльного слоя могут включать «дышащие» материалы, которые позволяют парам выходить из впитывающего изделия, в то же время предотвращая прохождение экссудатов через тыльный слой. Типичные «дышащие» материалы могут включать такие материалы, как тканые холсты, нетканые холсты, композитные материалы, такие как нетканые холсты с пленочным покрытием, и микропористые пленки.
Пеленки (включая подгузники) предпочтительно содержат устройство предотвращения вытекания в форме ножных манжет, таких как прокладочные и/или барьерные манжеты, которые могут нести пленку (предпочтительно, СНС-пленку) в соответствии с настоящим изобретением.
Барьерные ножные манжеты располагаются смежно с каждым из двух концов продольной стороны пеленки и имеют ближний конец, фиксированный смежно с концом продольной стороны, и дальний конец, не скрепленный с, по меньшей мере, частью впитывающего изделия. Эластично сокращающиеся прокладочные манжеты располагаются смежно с каждым из концов продольной стороны впитывающего изделия, причем указанные прокладочные манжеты отходят поперечно наружу от указанных концов продольной стороны. Если экссудаты будут вытекать за пределы барьерных манжет, предотвращение вытекания дополнительно улучшается прокладочными манжетами, образующими дополнительный не проницаемый для жидкости барьер вокруг ноги или талии пользователя. Пример подходящих прокладочных и барьерных ножных манжет рассматривается в US 4695278. Ножные манжеты могут быть выполнены из таких же материалов, как описано выше для верхнего слоя. Предпочтительно используются нетканые материалы на основе синтетических волокон.
Для улучшения прикрепления СНС-пленки к гидрофобным материалам пеленки может быть предпочтительно обрабатывать их тонким грунтом и/или подвергать их стадии поверхностной модификации. Предпочтительно использовать грунтовочные материалы, о которых известно, что они имеют хорошую адгезию к гидрофобным материалам, но одновременно могут быть использованы в СНС-технологии. Одним предпочтительным грунтом данного типа является полиэтиленимин ((PEI) (ПЭИ)). ПЭИ-покрытие дает положительный заряд поверхности. Кроме того, может быть предпочтительно смешивать активное вещество, например средство для ухода за кожей, с водным раствором грунта.
Предпочтительные способы модификации поверхности включают плазменную обработку или обработку коронным разрядом, как описано, например, в WO 99/001099. Обе технологии улучшают гидрофильность поверхности нетканого материала или пленки предпочтительно в мольном соотношении кислород/углерод, превышающем 0,19, как описано в WO 99/01099. Обработанные плазмой материалы, которые являются подходящими для использования в качестве пропускающего жидкость верхнего слоя, также описываются в US 4743494 и WO 94/28568, EP 0483858A1 и US 4351784. Поскольку обработка коронным разрядом и плазменная обработка имеют тенденцию к введению отрицательно заряженных групп на поверхность, предпочтительно использовать поликатионные полимеры в качестве первого слоя в последующем СНС-нанесении.
Любая часть впитывающего изделия может нести наноскалярную пленку согласно настоящему изобретению. Обрабатываемая часть может быть соответственно выбрана специалистом в данной области техники и зависит, главным образом, от типа используемого активного вещества. Средства для ухода за кожей, в качестве одного примера активных веществ, предпочтительно вводятся в части впитывающих изделий, которые контактируют с кожей пользователя. Что касается пеленок, указанные зоны контакта содержат, например, пояс для талии, верхний слой и прокладочные и/или передние барьерные ножные манжеты. Обычно предпочтительно применять средства для ухода за кожей в ножных манжетах, если присутствуют, и/или в верхнем слое впитывающего изделия. СНС-пленки, содержащие средства регулирования запаха, могут также использоваться в других частях впитывающего изделия, например, ниже верхнего слоя, на или в слое захвата/распределения, на или во впитывающем слое, например, как покрытие массы пуха или супервпитывающих частиц, или как покрытие тыльного слоя на стороне тыльного слоя, обращенной к пользователю.
СНС-пленка может присутствовать как непрерывное или дискретное покрытие на обрабатываемой части впитывающего изделия. «Дискретные» покрытия включают произвольное или трафаретное нанесение СНС-пленок. Для нанесения рисунков особенно подходящей является технология печати.
«СНС-пленка» включает, по меньшей мере, один мономолекулярный слой. «Мономолекулярный» означает в соответствии с общим пониманием данного термина в технике, что распространение (толщина) слоя по существу соответствует мономолекулярному покрытию обработанной поверхности полимерными молекулами.
«СНС-пленка» предпочтительно имеет толщину в нанометрическом диапазоне, т.е. ниже 1 мкм. Более высокие значения толщины (например, до 5 или до 3 мкм) могут быть достигнуты, если активное вещество присутствует в виде крупных частиц, как может быть в случае с биологическим материалом (бактериальными клетками или их частями, например молочнокислыми бактериями). Предпочтительно СНС-пленка имеет толщину менее 100 нм, более предпочтительно менее 50 нм (например, менее 20 нм). Измерение проводится после сушки свеженанесенных пленок при относительной влажности 50% при 20°C, пока толщина пленки не достигнет равновесия в указанных условиях. Предпочтительно для измерения используется эллипсометрия.
В соответствии с настоящим изобретением СНС-пленка может состоять из единственного мономолекулярного слоя, содержащего один полимер, имеющий функциональную группу, и активное вещество. Данный вариант является важным для низкомолекулярных органических активных веществ, где один слой может обеспечить необходимую заделку активного вещества.
Однослойные пленки, однако, иногда не способны обеспечить однородное покрытие. Для получения полных преимуществ настоящего изобретения поэтому предпочтительно создать СНС-пленку, которая состоит из двух или более слоев, более предпочтительно 2-100 слоев, в частности 3-50 слоев (например, 4-20 слоев).
Указанные многослойные варианты получаются при нанесении слой-на-слой, по меньшей мере, первого полимера, имеющего первую функциональную группу, и второго полимера, имеющего вторую функциональную группу, способную взаимодействовать с первой функциональной группой. Выражения «первый полимер» и «второй полимер» не должны пониматься как ограничивающие относительно порядка нанесения указанных полимеров. Конечно, равно возможно начинать с нанесения «второго» полимера с последующим слоем «первого» полимера. Кроме того, СНС-пленки, имеющие более двух слоев, могут быть образованы из одного или более типов «первого» или «второго» полимера соответственно. В качестве примера многослойная полиэлектролитная пленка не требует использования одинакового поликатионного или полианионного продукта в соответствующих слоях. Таким образом, для формования пленки могут быть использованы два или более различных поликатионных полимеров и два или более различных полианионных полимеров. Наконец, также можно использовать смеси двух или более полимеров одинакового вида в одном слое.
Указанная технология нанесения слой-на-слой ((СНС) (LBL)) является хорошо известной в области получения многослойных тонких пленок (смотрите, например, “G. Decher and J.B. Schlenoff (ed.), Multilayer Thin Films, Sequentional Assembly of Nanocomposite Materials, Wiley VCH 2003”, приведенный в качестве ссылки). В соответствии с СНС-технологией термин «слой» не должен пониматься в строгом смысле зоны материала, показывающей исключительно двухмерное распространение и строгие границы раздела со смежным слоем. Измерениями показано, что СНС-нанесенные слои имеют некоторый разброс, например до семи раз от средней толщины слоя (предпочтительно, до 4 раз). Другими словами, отдельный мономолекулярный полимерный слой может проникать в соседние слои.
Тем не менее слоистая структура указанных наноскалярных пленок и их толщина может быть подтверждена различными аналитическими методами, включая УФ/видимую спектроскопию, эллипсометрию, рентгеновскую рефлектометрию, нейтронную рефлектометрию, in situ атомную микроскопию (AFM), кварцевые кристаллические микровесы (QCM), измерения поверхностных сил и другие, описанные в “G. Decher and J.B. Schlenoff (ed.), Multilayer Thin Films”. Предпочтительным методом определения толщины пленки является эллипсометрия.
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, что функциональная группа первого, второго и, возможно, других полимеров представляет собой полярную группу. В качестве «функциональной группы» понимаются группы, которые основаны не только на углеродных и водородных атомах. Предпочтительные функциональные группы содержат, по меньшей мере, один атом кислорода, азота, серы, фосфора, кремния или металла.
Взаимодействие между первой и второй функциональной группой предпочтительно основано на электростатическом притяжении, донор/акцепторном взаимодействии, соединении водородной связью или специфическом распознавании, в частности специфическом химическом или биологическом распознавании (например, стрептавидин-авидин).
Полимеры, используемые для СНС-нанесения, предпочтительно имеют средневесовую молекулярную массу, по меньшей мере, 10000, предпочтительно, по меньшей мере, 50000, в частности, по меньшей мере, 100000 (как, например, определено по световому рассеянию). Обычно более высокие молекулярные массы благоприятствуют СНС-нанесению. Отсутствует определенный верхний предел относительно молекулярной массы, хотя, с точки зрения желаемого использования полной технологии нанесения водосодержащего покрытия, полимеры остаются предпочтительно водорастворимыми.
,
Согласно одному варианту настоящего изобретения первый полимер представляет собой нейтральный полимерсодержащий донор водородной связи («полимер - донор водородной связи»). Доноры водородной связи представляет собой остатки, которые содержат, по меньшей мере, один атом водорода, который может участвовать в образовании водородной связи, и более электроотрицательный атом соединяется с атомом водорода. Примеры указанных молекул включают (но не ограничиваясь этим) O-H, N-H, P-H и S-H. Остаток С-Н также может быть донором водородной связи, если атом углерода соединен с другими атомами через тройную связь, если атом углерода соединен двойной связью с О, или если атом углерода соединен с, по меньшей мере, двумя атомами, выбранными из O, F, Cl и Br. Указанный первый нейтральный полимер предпочтительно выбран из поликарбоновой кислоты, такой как полиакриловая кислота ((ПАК) (РАА)) или полиметакриловая кислота, полинуклеотида, полимера винилнуклеиновой кислоты, полиаминокислот, таких как полиглутаминовая кислота и поли(E-N-карбобензокси-L-лизин), и полиспиртов, таких как поли(виниловый спирт), и их сополимер.
В данном варианте второй полимер представляет собой предпочтительно нейтральный полимер, содержащий акцептор водородной связи («полимер-акцептор водородной связи»). Акцепторы водородной связи представляет собой остатки, которые содержат атом, более электроотрицательный, чем водород, которые также могут содержать ионную пару электронов. Примеры таких атомов включают (но не ограничиваясь этим) N, O, F, Cl, Br, I, S и Р. Предпочтительные примеры указанного акцептора водородной связи содержат простой полиэфир, поликетон, полиальдегид, полиакриламид, другие полиамиды, полиамин, полиуретан, сложный полиэфир, полифосфазен или полисахарид или его сополимер. Конкретные примеры включают полиэтиленоксид, поли-1,2-диметилоксиэтилен, поли(простой винилметиловый эфир), поли(винилбензо-18-краун-6), поливинилбутираль, поли(N-винил-2-пирролидон), полиакриламид ((ПААм) (PAAm)), полиметакриламид, поли(N-изопропилакриламид), поли(4-амин)стирол, поли(циклогексан-1,4-диметилентерефталат), полигидроксиметилакрилат, поли(бис(метиламино)фосфазен), поли(бис(метоксиэтоксиэтокси)фосфазен, карбоксиметилцеллюлоза или их сополимер.
Полимеры - доноры водородной связи, содержащие кислотные функции, такие как ПАК, должны наноситься в (обычно кислотных) условиях, когда кислотные группы существуют в их неионизированной форме и являются поэтому доступными для образования водородной связи. Аналогично полимеры - акцепторы водорода, содержащие щелочные функции, должны наноситься в рН-условиях, когда акцептор водорода существует в его неионизированной форме. Это также должно приниматься во внимание при выборе подходящей комбинации полимера - донора водородной связи и полимера - акцептора водородной связи. Одной подходящей комбинацией полимера - донора водородной связи и полимера-акцептора водородной связи является, например, ПАК/ПААм, которые могут быть нанесены из их водного раствора при рН около 3.
СНС-пленки на основе, по меньшей мере, двух чередующихся слоев, по меньшей мере, одного полимера - донора водородной связи и, по меньшей мере, одного полимера - акцептора водородной связи являются особенно чувствительными к изменениям рН. Данное свойство может быть использовано в вариантах с регулируемым высвобождением. Если СНС-пленка, например, наносится при рН, который отличается от рН обычной мочи, контакт с мочой будет улучшать высвобождение активного вещества (например, активного вещества, содержащего остаток донора водородной связи и/или акцептора водородной связи), введенного в пленку. Разность рН между рН, при котором наносятся чередующиеся, по меньшей мере, два слоя, по меньшей мере, одного полимера-донора водородной связи и, по меньшей мере, одного полимера-акцептора водородной связи, с интервалом рН обычной мочи (5,8-7,4) составляет предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 единиц рН (≤5,3 или ≥7,9), в частности, по меньшей мере, 1 или, по меньшей мере, 2 единицы рН с предпочтительным увеличением.
а
Согласно одному другому варианту изобретения первый полимер представляет собой поликатионный полимер, а второй полимер - полианионный полимер. В СНС-нанесении могут использоваться слабые или сильные полиэлектролиты. В сильных электролитах, таких как полистиролсульфонат, ионизация является полной или почти полной и не изменяется заметно с изменением рН. В слабых электролитах, таких как полиакриловая кислота, плотность заряда может корректироваться изменением рН. В зависимости от назначения СНС-слоя могут предпочтительно использоваться слабые полиэлектролиты, что обеспечивает лучшее тонкое регулирование свойств пленки. Особенно в системах регулируемого высвобождения предпочтительно использовать слабые электролиты. Предпочтительные слабые электролиты имеют значения рК примерно 2-10 (измеренные при 20°C с водным раствором 1 мас.% полиэлектролита, содержащим дополнительно 5 ммоль NaCl). Приведенные в литературе значения для ПАК и ПАН составляют в данном случае примерно 5,0 и 9,0 соответственно (“Multilayer Thin Films”, page 134). Указанные полиэлектролиты могут быть гомополимерами или сополимерами, у которых только некоторый процент (например, по меньшей мере, 50 мол.% или менее 50 мол.%) всех полимеробразующих звеньев несет катионную или анионную группу. (Даже несмотря на то, что это не всегда указано в последующем для исходных материалов, анионные группы в полианионных полимерах несут соответствующее число атомов водорода и/или атомов металла, и/или ониевые группы (например, аммониевые) из-за нейтральности заряда. Кроме того, щелочные группы будут называться катионными даже хотя, строго говоря, для образования катионного заряда требуется введение протонной кислоты. Соответственно, нанесение должно проводиться в рН-условиях, где анионный и катионный заряды доступны для межслойного взаимодействия). Полиэлектролит также может быть выбран из биологически активных полимеров (ДНК, РНК, протеинов, олиго- или полипептидов, ферментов и т.д.), хотя пленки с регулируемым высвобождением, не включающие их, являются предпочтительными ввиду низкой стабильности биологически активных полимеров, их более высокой стоимости, возможных побочных эффектов в процессе контакта с кожей и трудности очистки указанных полимеров.
Предпочтительные поликатионные полимеры предпочтительно выбраны из гомо- или сополимеров, по меньшей мере, одного мономера, содержащего функциональную группу, которая включает атом азота, который может быть протонирован. Они могут иметь неразветвленную или разветвленную структуру.
Катионные полиэлектролиты могут быть выбраны из следующего:
а) катионные или катионно модифицированные полисахариды, такие как катионные производные крахмала, производные целлюлозы, пектин, галактоглюкоманнан, хитин, хитозан и альгинат;
b) гомо- или сополимер полиаллиламина, необязательно содержащий звенья модификатора (подходящие звенья модификатора полиаллиламина известны, например, из WO 00/31150), в частности полиаллиламингидрохлорид ((ПАГ) (РАН));
с) полиэтиленимин ((ПЭИ) (PEI));
d) гомо- или сополимер поливиниламина, необязательно содержащий звенья модификатора;
е) гомо- или сополимер поли(винилпиридина) или поли(винилпиридиновой соли), включая их N-алкилпроизводные;
1
4
f) гомо- или сополимер поливинилпирролидона, полидиаллилдиалкил, такой как поли(N,N-диаллил-N,N-ди-С-С-алкиламмонийгалогенид), как показано в US 2004/0047979A1, в частности поли(N,N-диаллил-N,N-диметиламмонийхлорид) ((ПДДА) (PDDA));
1
4
1
2
g) гомо- или сополимер кватернизованного ди-С-С-алкиламиноэтилакрилата или -метакрилата, например гомополимер поли(2-гидрокси-3-метакрилоилпропил-три-С-С-алкиламмониевой соли), такой как поли(2-гидрокси-3-метакрилоилпропил-триметиламмонийхлорид, или кватернизованный поли(2-диметиламиноэтилметакрилат) или кватернизованный поли(винилпирролидон-со-2- диметиламиноэтилметакрилат);
1
4
h) поли(винилбензил-три-С-С-алкиламмониевая соль), например поли(винилбензилтриметиламмонийхлорид);
1
4
i) полимеры, образованные взаимодействием ди-третичных аминов или вторичных аминов и дигалогеналканов, включая полимер алифатического или аралифатического дигалогенида и алифатического N,N,N',N'-тетра-С-С-алкилалкилендиамина, например полимер (а) пропилен-1,3-дихлорида или -дибромида или пара-ксилолдихлорида или -дибромида и (b) N,N,N',N'-тетраметил-1,4-тетраметилендиамина;
j) POLYQUAD, как рассмотрено в ЕР-А-456467, или
TM
k) полиаминоамид ((ПАМАМ) (РАМАМ)), например линейный ПАМАМ или ПАМАМ-дендример, такой как ПАМАМ-дендример с аминным окончанием торговой марки Starburst (Aldrich);
l) катионные акриламидные гомо- или сополимеры и продукты их модификации, такие как поли(акриламид-содиаллилдиметиламмонийхлорид) или глиоксальакриламидные смолы;
m) полимеры, полученные полимеризацией N-(диалкиламиноалкил)акриламидных мономеров;
n) продукты конденсации между дициандиамидами, формальдегидом и аммониевыми солями;
o) типичные упрочняющие в мокром состоянии агенты, используемые в получении бумаги, такие как мочевиноформальдегидные смолы, меламиноформальдегидные смолы, поливиниламин, полиуреидформальдегидные смолы, глиоксальакриламидные смолы, и катионные материалы, полученные взаимодействием полиалкиленполиаминов с полисахаридами, такими как крахмал и различные природные гамы, а также (3-гидроксиацетидиний-ион)содержащие смолы, которые получают взаимодействием азотсодержащих соединений (например, аммиака, первичного и вторичного амина или N-содержащих полимеров) с эпихлоргидрином, таким как полиаминоамидэпихлогидриновые смолы, полиаминэпихлоргидриновые смолы и аминополимерэпихлоргидриновые смолы, как, например, указано в US 3998690.
Предпочтительными поликатионными полимерами являются катионные или катионно модифицированные полисахариды, такие как крахмал или производные целлюлозы, хитин, хитозан или альгинат, гомо- или сополимеры полиаллиламина, гомо- или сополимеры поливиниламина или полиэтиленимин.
Примеры подходящих полианионных полимеров включают, например, синтетический полимер, биополимер или модифицированный биополимер, содержащий карбокси-, сульфо- сульфато-, фосфоно- или фосфатгруппы или их смесь, или их соль. Они могут иметь линейные или разветвленные структуры.
TM
Примерами синтетических полианионных полимеров являются линейная полиакриловая кислота ((РАА) (ПАК)), разветвленная полиакриловая кислота, полиметакриловая кислота ((РМА) (ПМК)), сополимер полиакриловой кислоты или полиметакриловой кислоты, линейный или разветвленный полицианоакрилат, сополимер малеиновой или фумаровой кислоты, полиамидокислота, полимер с карбокси-окончанием диамина и ди- или поликарбоновой кислоты (например, ПАМАМ-дендримеры с карбокси-окончанием торговой марки Starburst от Aldrich. Примеры разветвленной полиакриловой кислоты включают торговые марки типа Carbophil или Carbopol от Goodrich Corp. Примеры сополимера акриловой или метакриловой кислоты включают продукт сополимеризации акриловой или метакриловой кислоты с виниловым мономером, включая, например, акриламид, N,N-диметилакриламид или N-винилпирролидон.
Примерами полимеров с сульфо- или сульфатогруппами являются поли(анетолсульфоновая кислота), поли(винилсульфат) ((PVS) (ПВСф)), поли(винилсульфоновая кислота), поли(2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота) ((поли-(АМПС) (poly-AMPS)) или поли(стиролсульфоновая кислота) (например, натрийполи(стиролсульфонат) ((ПСС) (PSS)), и примеры полимеров с фосфатными или фосфонатными группами включают алкиленполифосфат, алкиленполифосфонат, карбогидратполифосфат или карбогидратполифосфонат (например, тейхоевая кислота).
Примерами полианионных биополимеров или модифицированных биополимеров являются гиалуроновая кислота, гликозаминогликаны, такие как гепарин или хондроитинсульфат, фукоидан, полиаспарагиновая кислота, полиглутаминовая кислота, карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметилдекстраны, альгинаты, пектины, желлан, карбоксиалкилхитины, карбоксиметилхитозаны, сульфатированные полисахариды.
Одним другим классом полианионных полимеров, которые частично перекрываются полимерами, описанными выше, являются полимеры, которые часто используются в качестве упрочняющих в сухом состоянии агентов в получении бумаги. Они включают поликарбоновые кислоты и ангидриды, такие как анионные производные крахмала, полимеры и сополимеры - производные (мет)акриловой кислоты, сополимеры - производные малеинового ангидрида, виниловые сополимеры карбоновых кислот и анионных производных целлюлозы. Они могут быть дополнительно представлены полиакрилатами, полиметакрилатами, полимерами малеиновый ангидрид-винилацетат, сополимерами простой поливинилметиловый эфир - малеиновый ангидрид, сополимерами метакриловая кислота - акриламид, сополимерами изопропенилацетат - малеиновый ангидрид, сополимерами итаконовая кислота - винилацетат, сополимерами альфа-метилстирол - малеиновый ангидрид, сополимерами стирол - малеиновый ангидрид, сополимерами метилметакрилат - малеиновый ангидрид, сополимерами акриловая кислота - стирол, карбоксиметилцеллюлозой, сукциновыми сложными полуэфирами целлюлозы, привитыми сополимерами полиакрилат - полисахарид, сукциновыми сложными полуэфирами крахмала и продуктами окисления вышеперечисленных полисахаридов. Карбоксиалкилированные полисахариды включают карбоксиметилцеллюлозу ((КМЦ) (СМС)), карбоксиметилгидроксицеллюлозу ((КМГЦ) (СМНЕС)), карбоксиметилгидроксипропилцеллюлозу ((КМГПЦ) (СМНРС)), карбоксиметилгуар ((КМГ) (CMG)), карбоксиметилированный гар бобов робинии, карбоксиметилированный крахмал и тому подобное и их соли щелочных металлов или аммониевые соли.
Предпочтительно полианионный полимер выбран из гомо- и сополимеров акриловой кислоты и анионного крахмала или производных целлюлозы, таких как КМЦ.
При выборе подходящих комбинаций (и концентраций) первого и второго полимеров, таких как поликатионный и полианионный полимеры, взаимодействие возможных кандидатов может быть испытано в растворе перед осуществлением нанесения, если оба компонента пленки являются растворимыми в одном и том же растворителе. Когда оба раствора смешиваются и имеет место флоккуляция, это является хорошим знаком того, что многослойное получение является возможным. Подобно химической реакции точная структура каждого слоя зависит от системы контрольных параметров, известных специалисту в данной области техники, таких как концентрация, рН, время адсорбции, ионная сила или температура, но обычно технологическое окно является довольно широким.
Известно, что СНС-пленки, особенно выполненные из несшитых полиэлектролитов, являются чувствительными к внешним факторам, таким как изменения рН и концентрации соли. В дополнение к незначительному изменению температуры ими точно являются условия, имеющие место, когда высвобождаются жидкости организма, такие как моча или менструальные жидкости. Благодаря постепенному разложению мочи рН мочи медленно увеличивается до слабощелочных условий. Кроме того, концентрация соли мочи (примерно 7 г/л NaCl плюс другие соли) является относительно высокой.
Если, например, пленка, полученная нанесением слой-на-слой ((СНС) (LBL)), по меньшей мере, одного поликатионного полимера и, по меньшей мере, одного полианионного полимера и содержащая активное вещество, смачивается жидкостями организма, соль образует мостик между положительно и отрицательно заряженными ионами, расположенными на соответствующих полианионных и поликатионных цепях, открытых для образования нанопор, и улучшает высвобождение указанного активного вещества. Указанный процесс сопровождается разбуханием СНС-пленки. Для улучшения способности регулируемого высвобождения СНС-пленок предпочтительно их наносить в условиях «без или мало соли» и/или при значениях рН, отличающихся от рН мочи. Условия «без или мало соли» означают, что СНС-пленка наносится из водных растворов «первого» и «второго» полимеров и, необязательно, активного вещества (которое может быть солевого типа), не содержащих другие соли, такие как NaCl, или, если другие соли присутствуют, то в концентрации ниже концентрации соли мочи. Предпочтительно условия «мало соли» составляют меньше 5 г/л, более предпочтительно меньше 3 г/л, в частности меньше 1 г/л, указанных других солей. Различие рН с интервалом рН обычной мочи (5,8-7,4) составляет предпочтительно, по меньшей мере, 1 единица рН (≤4,8 или ≥8,4), в частности, по меньшей мере, 2, 3 или 4 единицы рН с предпочтительным увеличением.
Хотя жидкости организма, такие как моча или менструальные жидкости, обеспечивают необходимую концентрацию соли для проникновения в пленку, также было установлено, что даже высокие концентрации соли не полностью диссоциируют полиионы в мультислое. Поэтому СНС-пленка, полученная в соответствии с настоящим изобретением, еще показывает необходимую когезию и адгезию к нижележащей части пеленки, предотвращая полное вымывание.
Согласно одному варианту СНС-пленка, имеющая свойства регулируемого высвобождения, содержит чередующиеся слои, по меньшей мере, одного поликатионного и полианионного полимера и (отрицательно или положительно) заряженного активного вещества. Заряженное активное вещество может быть выбрано из примеров, приведенных ниже. Для введения активного вещества в СНС-пленку оно может быть введено в водный раствор поликатионного полимера и/или водный раствор полианионного полимера. Нанесение тогда проводится в условиях, улучшающих образование отдельных полимерных слоев, связывающих активное вещество. Альтернативно сначала наносится СНС-пленка с последующим наполнением СНС-пленки активным веществом. Последняя технология описана в “A.J.Chung and M.F.Rubner, Methods of Loading and realeasing low molecular weight cationic molecules in weak polyelectrolyte multiplayer films, Langmuir 2002, 18, 1176-1183” для поли(акриловой кислоты) ((ПАК) (РАА)), поли(аллиламингидрохлорида) ((ПАГ) (РАН)) и метиленового голубого красителя в качестве модельной системы. Указанная статья и ссылки, приведенные здесь, описывают, как могут быть улучшены введение активных веществ в СНС-пленки и их регулируемое высвобождение. Указанные принципы также применимы к настоящему изобретению. Соответственно, предпочтительно использовать слабые полиэлектролиты. Кроме того, указанные слабые полиэлектролиты предпочтительно наносятся в таких условиях, когда поликатионный полимер и/или полианионный полимер являются только частично ионизированными с обеспечением участков связывания для последней стадии введения активного вещества. В противоположность указанному полностью ионизированные полиэлектролиты часто образуют высоко ионно-«сшитые» мультислои с небольшим содержанием участков связывания или при их отсутствии для заряженных активных веществ и меньшей проницаемостью на стадии введения. Если слабый полиэлектролит (например, ПАК при рН 2,5) является только частично ионизированным, это дает в результате нестехиометрическое спаривание повторяющихся звеньев, создавая относительно толстые и имеющие петли слои, которые являются чувствительными к набуханию. В процессе стадии введения предпочтительно при рН выше, чем рН, используемый для нанесения, оставшиеся протонированные анионные группы (СООН в случае ПАК) могут действовать как участки связывания для заряженного активного вещества. Аналогично противоположные условия могут использоваться для введения отрицательно заряженного активного вещества в СНС-пленку с обеспечением щелочных участков связывания. Буферный раствор заряженного активного вещества обеспечивает обычно быстрое и более однородное введение. Статья Chung and Rubner, кроме того, подтверждает, что контактирование с растворами с высокой ионной силой является превосходным пусковым фактором для регулируемого высвобождения, независимо от используемого типа поликатионного и полианионного полимера.
Согласно одному другому варианту СНС-пленка, имеющая свойства регулируемого высвобождения, содержит чередующиеся слои, по меньшей мере, одного полимера-донора водородной связи и, по меньшей мере, одного полимера-акцептора водородной связи и активного вещества, имеющего, по меньшей мере, один остаток-донор водородной связи и/или, по меньшей мере, один остаток-акцептор водородной связи, как определено выше. Подходящие активные вещества могут быть выбраны из примеров, приведенных ниже. Для введения активного вещества в СНС-пленку оно может быть введено в водный раствор полимера-донора водородной связи и/или водный раствор полимера-акцептора водородной связи. Нанесение тогда проводится в условиях, улучшающих образование отдельных полимерных слоев, связывающих активное вещество. Альтернативно сначала наносится СНС-пленка с последующим наполнением СНС-пленки активным веществом.
Под «активным веществом» понимаются вещества, имеющие биологическую, фармацевтическую и/или косметическую активность, а также вещества, которые выполняют или вносят вклад в специальные функции впитывающих изделий или их частей, такие как регулирование запаха (например, регулированием бактерий или рН), уход за кожей, мягкость, впитывающая способность и т.д. Активное вещество предпочтительно выбрано из запахрегулирующих веществ и веществ для ухода за кожей. Активное вещество может быть органическим (например, одиночная молекула, органическая частица или биологическая система) или неорганическим (например, одиночная молекула или частица). Активное вещество может нести заряд (катионный или анионный) и оно может также содержать остаток-донор водородной связи или остаток-акцептор водородной связи, как определено выше. Такие активные вещества могут быть выбраны из следующих классов и отдельных примеров.
Активное вещество может, кроме того, соответствовать вышеуказанному первому (например, поликатионному) и/или второму (например, полианионному) полимеру, при условии, что оно показывает активность (например, регулирование запаха или уход за кожей) в значении настоящего изобретения.
Запахрегулирующие активные вещества предпочтительно выбраны из следующего:
(а) бактериостатические или бактерицидные вещества;
(b) рН-регулирующие вещества;
(с) запахабсорбирующие или -адсорбирующие частицы;
(d) запахразлагающие катализаторы и
(е) запахмаскирующие соединения.
В зависимости от полимера, используемого для нанесения, специалист в данной области техники может надлежащим образом выбрать подходящее вещество от (а) до (е). Они могут, в частности, нести заряд (катионный или анионный) в условиях нанесения и/или содержать остаток-донор водородной связи или остаток-акцептор водородной связи.
Один способ борьбы с неприятным запахом во впитывающих продуктах основан на использовании (а) органических бактериостатических или бактерицидных веществ (далее называемых «антибактериальные»), которые снижают число запахобразующих бактерий. Должно быть подчеркнуто, однако, что в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться не только запахрегулирующие антибактериальные вещества, но также вещества, показывающие антибактериальную активность, несмотря на предназначенное регулирование запаха.
8
24
Не ограничивающие примеры антибактериальных веществ содержат триклозан, хитозан, четвертичные аммониевые соединения, бигуаниды, пероксиды, антибиотики, антибактериальные пептиды или протеины, иодин или иодофоры, другие галогенированные соединения, особенно бромированные соединения. Четвертичные аммониевые соединения могут быть, в частности, представлены соединениями, имеющими один или два заместителя, выбранные из длинноцепочечных (например, С-С) органических остатков или бензила, например бензалконием.
Согласно одному варианту изобретения используются полимерные антибактериальные вещества. В соответствии с данным изобретением полимер предпочтительно представляет собой антибактериальный поликатионный полимер, такой как хитозан, или полимер, имеющий катионные антибактериальные группы вышеуказанного типа (например, бигуанид, четвертичные аммониевые соединения). Такие антибактериальные полимеры описаны, например, в WO 98/18330 и WO 01/17357. Указанный антибактериальный полимер предпочтительно предусмотрен как верхний слой на нижележащей СНС-пленке, ограниченной полианионным полимером. Поэтому достигается эффективное связывание антибактериальных полимеров.
Антибактериальные вещества также включают антибактериальные наночастицы металлов, их оксидов, солей, комплексов и их смесей. Примеры таких металлов включают серебро, цинк, золото, алюминий, медь, платину и палладий, причем серебро является предпочтительным. Во всей настоящей заявке термин «наночастица» означает частицы, имеющие средний размер (диаметр или самую длинную ось в случае несферических частиц) в нанометрическом интервале, т.е. менее 1 мкм, предпочтительно менее 100 нм, более предпочтительно менее 20 нм, даже более предпочтительно менее 10 нм, например 1-5 нм.
Согласно одному варианту настоящего изобретения антибактериальные металлические наночастицы вводятся в СНС-пленку при обеспечении СНС-пленки на основе чередующихся полиэлектролитных слоев, которые включают «второй полимер», имеющий анионную группу, предпочтительно карбоксигруппу, как в гомо- или сополимерах акриловой кислоты (например, ПАК). Указанная СНС-пленка затем обрабатывается водным раствором водорастворимой соли соответствующего металла, например ацетатом серебра, с последующим удалением обработанной СНС-пленки из указанного раствора и необязательной стадией споласкивания водой. Таким образом, ионы металла, например ионы серебра, будут связаны с анионными группами. В зависимости от используемого металла указанная металлобработанная СНС-пленка может уже показывать антибактериальные свойства. Связанные ионы серебра предпочтительно превращаются в металлические серебряные наночастицы восстановлением ионного серебра в потоке водорода. Сверху металлсодержащего слоя, когда желательно, могут быть нанесены дополнительные слои в качестве защитного покрытия, предпочтительно снова СНС-нанесением.
-7%
-6%
-5%
-4%
Подходящие условия введения ионов металлов в СНС-пленки и необязательного последующего восстановления водородом, например, описаны в "P.C. Wang, M.F. Rubner and R.E. Cohen, Polyelectrolyte multilayer nanoreactors for preparing silver nanoparticle composites: Controlled metal concentration and nanoparticle size, Langmuir 2002, 18, 3370-3375" and "S. Joly, R. Kane, L. R. Radzilowski, T. Wang, A. Wu, R.E. Cohen, E.L. Thomas, M.F. Rubner, Langmuir 2000, 16, 1354-1359" и в приведенных здесь ссылках. Предпочтительно слабый полианионный полимер наносится в чередующихся слоях со слабым или сильным поликатионным полимером в условиях, ведущих к частичной ионизации полианионного полимера. То есть часть анионных групп (например, карбоксильных групп, как в ПАК) остается протонированными. Протоны кислоты могут быть затем заменены на катионы металлов. При восстановлении могут быть образованы металлические наночастицы нулевой валентности, хотя это не требуется для большей части систем, таких как Ag+, для выработки антибактериального эффекта. Указанная методика обеспечивает однородное и статистическое распределение ионов металлов или частиц (например, Ag-частиц) по всей СНС-пленке. Повторные обменные и восстановительные циклы могут быть использованы для достижения очень высокого содержания металла в СНС-пленке. С другой стороны, в зависимости от используемого металла очень небольшие количества (например, по меньшей мере, 10 масс., по меньшей мере, 10 масс., по меньшей мере, 10 масс., по меньшей мере, 10 масс., по отношению к пленке, которая была высушена, как описано выше) могут быть уже достаточными для выработки сильного антибактериального эффекта. Даже при очень высоком содержании металла (например, до 75% масс.) СНС-слой еще предотвращает агрегацию наночастиц, что в ином случае было бы проблемой. Особым преимуществом ввиду предназначенного использования во впитывающих изделиях является прочное связывание металлических ионов или металлических наночастиц в полимерном (СНС) слое. Соответственно, минимизируются риски и проблемы, связанные с вдыханием наночастиц или проникновением наночастиц через кожу. Альтернативно ионы металла, такие как Ag-ионы, наносятся прямо из водных растворов, содержащих полиэлектролитный полимер, предпочтительно поликатионный полимер, такой как ПЭИ, как описано в WO 2005/058199. Поэтому могут образовываться чередующиеся слои поликатионный полимер - ион металла/полианионный полимер, такие как ПЭИ-Ag+/ПАК.
Согласно одному другому варианту СНС-пленка создается на основе чередующихся полиэлектролитов, где полиэлектролитный полимер, образующий наружный слой, имеет функциональную группу (например, основание Льюиса, содержащее серу, фосфор или азот, такое как SH), способную соединяться прямо с металлическими наночастицами, такими как серебряные наночастицы. Когда требуется, на указанный слой металлических наночастиц может быть нанесено защитное покрытие из дополнительных слоев предпочтительно снова СНС-нанесением.
Согласно одному другому варианту антибактериальные металлические наночастицы наносятся на подложку перед СНС-нанесением чередующихся слоев для фиксации наночастиц.
Запахи могут быть классифицированы как кислотные, щелочные или нейтральные.
С кислотными и щелочными запахами предпочтительно борются с помощью рН-регулирующих веществ (b). Однако авторы желают подчеркнуть, что также могут использоваться рН-регулирующие вещества, не воздействующие на запах. рН-регулирующие вещества, например, могут быть включены для поддержания значения рН (3-7), приемлемого для кожи человека, во и/или на впитывающем изделии. Подходящее рН-регулирующее вещество, таким образом, слегка снижает рН мочи и может быть выбрано из физиологически допустимых, предпочтительно буферирующих соединений. Поэтому могут использоваться такие же соединения, как рассмотрено ниже в связи с регулированием запаха.
2
3
Вещества, регулирующие кислотный запах, имеют рН более 7 и обычно включают неорганические карбонаты, бикарбонаты, фосфаты и сульфаты. Вещества, регулирующие щелочной запах, имеют рН менее 7. Они предпочтительно выбираются из кислот, имеющих одну, две или три карбоксильные группы, необязательно, по меньшей мере, одну гидрокси- или оксогруппу и предпочтительно 2-10 (например, 3-6) углеродных атомов. Вещества, регулирующие щелочной запах, включают такие соединения, как лимонная кислота, молочная кислота, винная кислота, глюконовая кислота, левулиновая кислота, гликолевая кислота, янтарная кислота, яблочная кислота, фумаровая кислота, кислые фосфатные соли, а также борная кислота и малеиновая кислота. Они могут быть предусмотрены как буферирующий раствор при введении соответствующих количеств основания (например, NaOH или NaCO), которые предпочтительно корректируются до значений рН 4,5-6,0, как описано в US 3704034. Их эффект регулирования запаха может быть, по меньшей мере, частично основан на их антибактериальном и ферментингибирующем действии. Например, уреаза-ингибиторы представляют один класс подходящих рН-регулирующих веществ.
Для введения рН-регулирующих веществ в СНС-пленку составляющие ее полимеры могут быть нанесены из, по меньшей мере, одного водного раствора, уже содержащего указанные рН-регулирующие вещества в растворенном виде. Альтернативно рН-регулирующее вещество вводится в СНС-пленку после формования пленки при ее контактировании с водным раствором, содержащим рН-регулирующее вещество, в подходящих условиях.
рН-регулирование щелочного запаха может быть также улучшено при формовании СНС-пленок, содержащих кислотные полимеры. Кислотные полимеры предпочтительно представляют частично нейтрализованные слабые полианионные полимеры и могут быть выбраны из приведенных выше классов полимеров. Примерами указанных частично нейтрализованных полианионных полимеров являются частично нейтрализованная полиакриловая кислота или поликатионная кислота. Соответствующие СНС-пленки из них способны осуществлять регулирование рН даже в отсутствие любого другого активного вещества.
Должно быть отмечено, что, как правило, кислотные рН-регулирующие вещества также имеют ингибирующее рост воздействие на нежелательные микроорганизмы (бактерии) во впитывающем изделии. Это следует, например, из WO 00/35502 на имя настоящего заявителя, который рассматривает, что особенно в присутствии молочнокислых бактерий значения рН 3,5-5,5 после смачивания являются наиболее эффективными в регулировании нежелательных микроорганизмов и нежелательных запахов, получаемых в результате.
Наиболее широко используемыми запахрегулирующими веществами являются абсорбирующие или адсорбирующие запах частицы (с), которые, в первую очередь, используются для регулирования нейтрального запаха и предпочтительно имеют рН приблизительно 7. Они могут иметь отрицательные или положительные заряды поверхности. Примеры указанных известных типов соединений включают активированные угли, глины, цеолиты, кремнеземы, крахмалы и некоторые их комбинации. Примеры таких веществ описаны в ЕР 0348979А1, ЕР 0510619, WO 91/12029, WO 91/11977, WO 91/12030, WO 97/46188, WO 97/46190, WO 97/46192, WO 97/46193, WO 97/46195 и WO 97/46196.
Примеры катализаторов разложения запаха (d) содержат наночастицы металла или оксида металла, такие как оксид железа, диоксид титана, наночастицы золота и платины, а также ферменты, такие как гидролазы, оксидазы, редуктазы, каталазы, протеазы и липазы. Как известно в технике, число (особенно активных) углов и краев резко увеличивается со снижением размера. Поэтому каталитическая активность уже наблюдается для различных материалов из наночастиц, когда соответствующий блочный материал является неактивным.
Запахмаскирующие соединения (е) являются обычно веществами типа отдушки и могут быть подходящим образом выбраны специалистом в данной области техники в зависимости от маскируемого запаха. Запахмаскирующие соединения включают, например, соединения, описанные на стр.22 WO 02/056841.
Вещества для ухода за кожей являются способными обеспечить косметические, терапевтические и/или защитные выгоды коже пользователя. Они могут быть использованы для предотвращения, облегчения или излечивания дерматитов и могут также иметь успокаивающий кожу, противовоспалительный (снижение раздражения кожи), антимикробный, антибактериальный, антивирусный, останавливающий кровотечение, ранозаживляющий, клетковосстанавливающий, противовоспалительный и/или противозудный эффект. Многие вещества для ухода за кожей имеют несколько из указанных эффектов одновременно, так что ясная локализация по одному виду действия является часто невозможной.
Предпочтительные вещества для ухода за кожей основаны на встречающихся в природе активных веществах (главным образом, из растительных источников) или их смесях, встречающихся также в экстрактах растений. Выражение «встречающиеся в природе активные вещества» также включает их синтетические аналоги.
Вещества для ухода за кожей могут включать вещества, которые адсорбируют или абсорбируют раздражающие компоненты в моче или экскрементах, например минералы глины (бентонит, каолин, монтмориллонит и т.д.), соединения оксида кремния (кварц, цеолиты, жидкое стекло и т.д.) или активированный уголь. Вещества являются преимущественно активированными, чтобы быть более поглощающими, благодаря различным обработкам, например, четвертичными аммониевыми соединениями.
Вещества для ухода за кожей могут включать ингибиторы ферментов, например металлические соли железа или цинка, следы ионов тяжелых металлов, таких как медь или серебро, этилендиаминтетрауксусную кислоту ((ЭДТК) (EDTA)), соевый трипсин-ингибитор, ингибитор протеазы фасоли лима, ингибитор протеазы кукурузы, стеарилглицирретинат, глицеринтриацетат, соединения бетаина, соединения сульфобетаина, холестирамин, пара-гуанидинобензоаты.
Вещества для ухода за кожей могут включать рН-регулирующие добавки типа, описанного выше в связи с регулированием запаха, например органические и неорганические кислоты, такие как адипиновая кислота, аскорбиновая кислота, бензойная кислота, лимонная кислота, яблочная кислота, винная кислота, молочная кислота, фосфорная кислота или хлористоводородная кислота, или буферы, выполненные, например, из вышеуказанных кислот с соответствующими солями. Они также могут включать полимерные кислоты, например полифосфорную кислоту или полиакриловую кислоту.
Вещества для ухода за кожей могут также включать добавления пробиотиковых микроорганизмов, отличающихся тем, что они являются антагонистами к нежелательным микроорганизмам, например, болезнетворным микроорганизмам мочевого тракта или болезнетворным микроорганизмам инфекции кожи. Примерами пробиотиковых микроорганизмов, которые могут использоваться, являются отдельные штаммы или смеси нескольких штаммов кисломолочных бактерий, взятых из видов Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus curvatus, Lactobacillus plantarum или Lactococis lactis. Многие молочнокислые бактерии, такие как из семейства Lactobacillus, несут отрицательные заряды на наружной стенке клетки и являются, таким образом, подходящими для нанесения поликатионных и полианионных полимеров.
Вещества для ухода за кожей могут также включать такие вещества, как
- противовоспалительные вещества и/или ранозаживляющие средства защиты организма, например ацетилсалициловая кислота, аллантоин, азулен, адьфа-бисаболол, флавоноиды, глицирризиновая кислота и ее соли (например, калиевая, аммониевая или цинковая соль), ихтаммол (Inotyol), таннины, пантотеновая кислота и ее соли, например пантотенат кальция, декспантенол, β-глюкан, включая СМ-β-глюкан;
- вещества, останавливающие кровотечение (сосудосуживающие вещества), например TiO, ZnO (и другие соединения Zn), раствор ацетата алюминия, раствор тартрата алюминия (и другие соединения Al);
- бактерицидные или бактериостатические вещества, особенно показывающие эффективность против бактерий, вызывающих «плохой запах», такие как фарнезол;
- противомикробные вещества, например аморолфин, антибиотики, бацитрацин, хлорид бензалкония, хлорид бензетония, цетримид, фузидовая кислота, гентиан фиолетовый (метилросанилинхлорид), гексахлорофен, гексилрезорцин, производные имидазола (например, бифоназол, эконазол, кетоконазол, хлотримазол, миконазол), хлоргексидин, нистатин, повидониодин, тербинафин, триклозан, пероксид водорода или оксид цинка;
- антивирусные вещества, например ацикловир, имикимод, подофиллотоксин, подофилокс, цидофовир, пенцикловир, видарабин, идоксуридин, трифлуридин, тромантадин, ламивудин;
- противораздражительные вещества, такие как ПЭГ-соястерол или ПЭГ-фитостерол, например соединения типа ПЭГ 5, 10, 15, 20, 25, 30 или 40;
- природные жирные кислоты, особенно по существу и/или полиненасыщенные жирные кислоты, такие как линолевая кислота или линоленовая кислота, или масла, их содержащие, такие как масло энотеры, масло зерен брусники, масло зерен черной смородины;
- (про)витамины и производные (про)витаминов, такие как аскорбиновая кислота (витамин С), соединения витамина А (например, ретинол, ретинилацетат, ретинилпальмитат, ретинал, третиноин и изотретиноин), пантенол (провитамин В5), токоферол (витамин Е), например, токоферолацетат или токоферолбальм;
- природные растительные экстракты или их ингредиенты, например экстракты алоэ vera, алоэ barbadensis или алоэ capensis, экстракт водорослей, стеролы авокадо, экстракт зерен винограда, экстракты из avena sativa (овес), календулы, например календулы фармакопейной, гамамелиса, например, лещины вергинской (орех-лещина), salvia фармакопейной (шалфей), камелии sinensis, ромашки, например, ромашки recutita, эхинацеи пурпурной, мелиссы фармакопейной, мяты перечной, маслины, например, маслины европейской, экстракт розмарина, экстракт корня, содержащий 18-глицирретиновую кислоту, экстракт липы, содержащий кверцетин и/или гликорутин, экстракт календулы (масло календулы), экстракт из гинкго-листьев, содержащий кверцетин и рутин, конский каштан, содержащий кверцетин и камферол, масло авокадо, березовый экстракт, арника, экстракт розы Шарона или ясменника Сент-Джона, масло чайного дерева, огуречный экстракт, экстракты хмеля или гамамелиса;
- дрожжевой экстракт;
- вещества для ухода за кожей, такие как альфа-гидроксикислоты (лимонная кислота, винная кислота, молочная кислота и т.д.), бетаин (триметилглицин), керамиды, флавоноиды, фитосфингозин, фитостеролы, которые являются необязательно этоксилированными (доступные от Henkel под торговой маркой “Generol”), гиалуроновая кислота, хитозан (ацетилированный хитин), молочный белок (Lactis proteinum), полисахариды, убихинон (коэнзим Q10), мочевина, сквалан или сквален, драгосанатнол, пантенол, антоцианидины, предпочтительно встречающиеся в природе, и этоксилированные четвертичные амины.
Вещества для ухода за кожей могут также включать глюкокортикоиды, предпочтительно низкой активности, например гидрокортизон, или противозудные вещества, например антигистамины, или местные анестизирующие средства (например, лидокаин). В зависимости от типа полимера, используемого для нанесения, подходящие вещества для ухода за кожей могут быть выбраны специалистом в данной области техники из вышеуказанных классов, например, таких веществ, которые несут заряд (катионный или анионный) в условиях нанесения и/или содержат остаток-донор водородной связи или остаток-акцептор водородной связи.
Другие примеры некоторых различных веществ и/или агентов для ухода за кожей, которые могут быть использованы в изобретении, описываются среди прочего в следующих документах:
WO 96/16682 "Diaper having a lotioned topsheet" (Roe et al.), WO 96/16681 "Diaper having a lotioned topsheet containing a polysiloxane emmollient" (Roe, Mackey), WO 97/05909 "Diaper having a lotioned topsheet comprising a liquid polyester emollient and an immobilizing agent" (Roe), WO 99/45973 "Disposable absorbent article having a skin care composition containing an enzyme inhibitor" (Roe et al.), WO 99/45974 "Protease inhibitors in absorbent products" (Rourke et al.), WO 99/45976 "Proton donating actives in absorbent articles" (McOsker et al.), DE 3309530 C1 "Hygienische Absorptionsvorlage" (Leitner et al.), DE 4136540 A1 "Einwegwindeln" (Grunecker et al.), US 3489148 "Topsheet for disposable diapers" (Duncan et al.), WO 00/64502 "Absorbent article having a lotionized bodyside liner" (Krzysik et al.), WO 00/64501 "Skin-friendly absorbent articles and compositions" (Krzysik et al.), WO 00/64500 "Absorbent article having a hydrophilic lotionized bodyside liner" (Krzysik et al.), WO 00/64503 "Skin-friendly absorbent articles and compositions" (Krzysik et al.), WO 99/22684 "Web materials with two or more skin care compositions disposed thereon and articles made therefrom" (Roe et al.).
Впитывающее изделие согласно изобретению получается при нанесении СНС-пленки на одну часть указанного изделия. Данная часть предпочтительно выбрана из верхнего слоя, тыльного слоя, волокон или частиц, как использовано при изготовлении впитывающего изделия, пояса, прокладочных и/или передних барьерных манжет. Пленка может быть нанесена на часть, которая может контактировать с кожей пользователя, такую как верхний слой или ножные манжеты, если активное вещество оказывает благоприятное воздействие на кожу пользователя, как в случае с веществами для ухода за кожей или рН-регулирующими веществами. Другие активные вещества могут быть в равной степени расположены на других частях впитывающего изделия. Соответствующая часть впитывающего изделия (например, пеленочная часть) затем собирается известным образом с остальными элементами впитывающего изделия. Альтернативно впитывающее изделие или некоторые его части окончательно оформляются перед нанесением СНС-пленки.
Один способ получения впитывающего изделия настоящего изобретения содержит в указанном порядке следующие стадии:
(а) контактирование одной части указанного впитывающего изделия с первым водным раствором первого полимера, содержащего первую функциональную группу, с формованием слоя первого полимера, с последующим удалением указанного первого водного раствора;
(b) необязательное споласкивание указанной части впитывающего изделия водой;
(с) контактирование указанной части указанного впитывающего изделия со вторым водным раствором второго полимера, содержащего вторую функциональную группу, с формованием слоя второго полимера, с последующим удалением указанного второго водного раствора;
(d) необязательное споласкивание указанной части впитывающего изделия водой;
(е) необязательное формование, по меньшей мере, одного дополнительного чередующегося слоя таким же образом,
в котором, по меньшей мере, на одной стадии первый или второй водный раствор содержит активное вещество в растворенной или диспергированной форме.
Термин «контактирование» охватывает все известные технологии нанесения покрытия. Они включают нанесение водного раствора с помощью распыления, печати или валком и, предпочтительно окунанием подложки в водный раствор.
Под «водным раствором» понимаются растворы, содержащие воду в качестве главного растворителя по объему, предпочтительно в количестве более 50 об.%, более предпочтительно в количестве, по меньшей мере, 80 об.%, в частности, по меньшей мере, 90 об.%. Водный раствор может также содержать водосмешивающиеся органические растворители, такие как водосмешивающиеся спирты (например, метанол или этанол), простые эфиры (например, ТГФ) или кетоны (например, ацетон). Введение органических растворителей может быть использовано для регулирования нанесения первого и/или второго полимера и поэтому толщины слоя. В некоторых условиях могут также использоваться смеси не более 50 об.% воды и, по меньшей мере, одного водосмешивающегося растворителя.
Альтернативно вышеуказанному способу активное вещество наносится из отдельного водного раствора, который приводится в контакт с подложкой перед нанесением первого слоя или после нанесения одного, нескольких или всех слоев СНС-пленки, т.е. между любыми стадиями (a)-(d), как часть повторяющегося цикла (е) или в конце стадии (е).
Согласно одному другому способу введения активного вещества в СНС-пленку СНС-пленка формуется в соответствии с вышеуказанными стадиями (а)-(е) перед ее контактированием с водной дисперсией или предпочтительно раствором активного вещества в условиях, подходящих для миграции в СНС-пленку. Обычно изменения рН или ионной силы в окружении СНС-пленки используются для увеличения ее проницаемости по отношению к небольшим молекулам. Указанный способ описан в “A.J.Chung et al., Langmuir, 18, 1176 (2002)” и в примере 1 US 2004/0137039 по отношению к СНС-пленкам поли(метакриловая кислота)/полиэтиленоксид и является, например, подходящим для введения заряженных активных веществ в СНС-пленки на основе чередующихся поликатионных и полианионных полимеров.
Если слой, смежный с подложкой, должен формоваться из «второго полимера», стадии (а) и (с) должны быть, соответственно, изменены.
Кроме того, различные типы «первого полимера» могут быть использованы на стадии (а) и на повторяющейся последовательности (е) и различные типы «второго полимера» - на стадии (с) и на повторяющейся последовательности (е).
Кроме того, можно полностью исключить, по меньшей мере, одну стадию нанесения одного заряженного полимера (например, (а) или (с) или одну из стадий нанесения, охватываемых повторяющейся последовательностью (е)), заменяя ее нанесением активных веществ, таких как частицы, биологические молекулы (например, белки) или системы (клетки или фрагменты клеток), имеющие такой же заряд. Это описано в WO 2004/071677 для отрицательно заряженного неорганического материала, имеющего толщину менее примерно 10 нм. Используемый неорганический материал включает пластинчатые глины, которые легко расслаиваются в среде водного растворителя. Глины могут быть встречающимися в природе или синтетическими. Пластинообразные алюмосиликаты также могут использоваться для поглощения неприятных запахов в качестве верхнего или промежуточного слоя. Аналогично положительно заряженные неорганические частицы могут использоваться для замены, по меньшей мере, одного слоя поликатионного полимера.
Одной предпочтительной биологической системой в качестве замены одного слоя являются бактериальные клетки, например клетки молочнокислых бактерий (например, молочнокислые бактерии и другие семейства, рассмотренные в WO 00/35502), их фрагменты, бактериальные споры (особенно споры бактерий), а также белки, ферменты или антитела.
Отсутствуют специальные ограничения относительно концентрации первого полимера в первом водном растворе и второго полимера во втором водном растворе. Предпочтительно концентрация составляет от 0,001 до 5 г/л, в частности 0,01-0,5 г/л. Активное вещество может присутствовать в подобной концентрации.
Нанесение слоя может проводиться в относительно широком температурном интервале, хотя по причинам удобства обычно формование пленки имеет место при комнатной температуре.
Должно быть понятно, что повсюду, где характеристики (материалы, условия, применения и т.д.) называются предпочтительными, рассмотрение настоящей заявки также распространяется на комбинацию, по меньшей мере, двух из указанных характеристик, если в результате не возникает противоречие.
Более предпочтительные варианты
Настоящее изобретение теперь иллюстрируется более предпочтительными вариантами. Данные варианты отражают комбинацию характеристик, которые преимущественно используются для осуществления изобретения.
Вариант 1
Полиэтиленсодержащий нетканый материал предпочтительно такого типа, как используется для получения верхнего слоя, необязательно подвергается обработке коронным разрядом для создания отрицательных зарядов на поверхности нетканого материала. (Необязательно обработанный коронным разрядом) нетканый материал окунается в водный раствор активного ингредиента или в водный раствор, содержащий смесь активного ингредиента и грунтовочного полимера. Не ограничивающими примерами активного ингредиента являются вещества для ухода за кожей, такие как аллантоин. Полиэтиленимин ((ПЭИ) (PEI)) может быть использован в качестве грунтовочного полимера. Активный ингредиент и грунтовочный полимер образуют первый слой на подложке.
Полученный нетканый материал затем погружают поочередно в водные растворы полиакриловой кислоты ((ПАК) (РАА)) и поли(аллиламингидрохлорида) ((ПАГ) (РАН)) с нанесением, по меньшей мере, двух слоев покрытия. После каждой стадии окунания нетканый материал необязательно споласкивается водой. После последней стадии нанесения нетканый материал снова, необязательно, споласкивается водой и затем сушится.
Вариант 2
Целлюлозные волокна, например целлюлозные волокна, как использовано в изготовлении слоев оберточной бумаги, или масса целлюлозного пуха, как использовано в изготовлении впитывающих сердцевин, окунаются в водный раствор катионного полимера, например вышеуказанных упрочняющих агентов в мокром состоянии. После обезвоживания и необязательной стадии споласкивания обработанные целлюлозные волокна окунаются в водный раствор анионного полимера, например, вышеуказанных упрочняющих агентов в сухом состоянии, с последующим обезвоживанием дважды обработанных волокон и необязательной стадией споласкивания. Данная схема может быть повторена для нанесения, по меньшей мере, одного дополнительного слоя катионного и анионного полимера. После нанесения катионного слоя на поверхность волокон наносится слой микро- или нанопористых цеолитов из водной дисперсии. Полученный цеолитный слой может быть защищен от окружающей воды и влажности воздуха нанесением, по меньшей мере, одного дополнительного слоя катионного полимера и, необязательно, по меньшей мере, одного анионного полимера. Благодаря отрицательным зарядам поверхности цеолитный слой является, таким образом, способным полностью заменить один слой анионного полимера. Вместо цеолитных частиц могут использоваться частицы любого другого типа, имеющие отрицательные заряды поверхности.
Вариант 3
Чередующиеся слои полианионных и поликатионных полимеров наносятся на материал подложки таким же образом, как описано в вариантах 1 и 2. Материалом подложки является, например, верхний слой (например, необязательно обработанный коронным разрядом нетканый материал или перфорированная полимерная пленка) или целлюлозный материал, например масса целлюлозного пуха, как использовано во впитывающем слое (необязательно, вместе с супервпитывающим материалом) или слой захвата/распределения. В качестве последнего катионного слоя хитозан или модифицированный хитозан наносится из водного раствора с образованием антибактериальной пленки.
Вариант 4
Подложка, предпочтительно впитывающий слой впитывающего изделия (например, слой, содержащий массу целлюлозного пуха и/или супервпитывающий материал) или соседний слой (например, тканевая обертка или слой захвата/распределения), покрывается, по меньшей мере, двумя чередующимися слоями полианионного (например, ПАК) и поликатионного (например, ПАГ) полимера в любом порядке из водных растворов указанных полимеров. Предпочтительно полианионный полимер наносится в рН-условиях, оставляющих свободные кислотные группы. Необязательно, после каждого нанесения осуществляется стадия споласкивания. Полученная покрытая подложка затем погружается в водный раствор соли серебра (например, ацетата) для введения ионов серебра в СНС-пленку, где они соединяются с кислотными группами. Хотя это не требуется для антибактериальной активности, ионные атомы серебра могут быть восстановлены в потоке водорода до наночастиц металлического серебра, которые являются связанными полимерным покрытием. В качестве защитного покрытия могут быть нанесены один или более полимерных слоев, когда требуется. Если последний слой является полианионного типа (ПАК), защитное покрытие начинается с поликатионного слоя (слой ПАГ), необязательно, с последующим, по меньшей мере, одним дополнительным слоем, при этом осуществляется чередующийся ПАК/ПАГ принцип конструкции. Более подробное описание подходящих условий способа находится в вышеуказанных ссылках Rubner (Langmuir 2000 и 2002).
Данный вариант может быть преобразован для введения ионов других металлов или наночастиц металла или оксида металла.