CN1142193A - 抗微生物材料 - Google Patents

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Abstract

提供一种含有分子卤的抗微生物材料。此抗微生物材料包括塑料材料和夹裹在塑料材料中的分子卤。本申请还提供一种定向释放材料。此定向释放材料允许控制卤素释放的速率和部位。更进一步，还提供一种浸渍塑料材料的方法。

Description

抗微生物材料
发明背景
本发明一般地涉及消毒剂及含有消毒剂的制品。更具体地说，本发明涉及具有抗微生物性能的材料及由这种材料作成的制品。
医药工业中，对那些进入人体或提供通向人体路径的产品主要关心的问题之一就是细菌感染。医药工业为减少由于医疗器具染菌引起细菌感染发病进行了持续的努力。对于那些通常不能在热压釜消毒或使用时要遇到含菌环境的医疗器具来说，尤其如此。
例如，缝线、导管、手术带、软管、海绵、手套、垫托、手术罩布、透析连接件以及其他医疗器具均不能经热压釜处理以保证无菌。这些器具常常不得不使用于会碰到致病细菌的地方。因此本领域长期以来一直在寻找让这些医疗器具具有抗菌，且最好抗微生物的能力。
迄今为止，技术上的一般做法是给器具或其表面涂布一种杀菌剂。但是，由于大多数杀菌剂为部分溶解的或者起码要求充分地可溶化才能发挥有效抗菌作用故简单杀菌剂涂层已证明靠不住。由于这样的原因，本领域一直设法让杀菌剂含于医疗器具当中或者至少提供在其表面的稳定涂层。
随着聚合物材料日益广泛应用于制作医疗器具，采用一种抗微生物聚合物就成为更加理想的了。于是，本领域找到各种塑料与抗菌剂的组合。抗菌塑料可以牢固地附着或者混入塑料中，这样其组合物便可被用于制造这类塑料医疗器具。
较新的努力采取了许许多多的不同做法。例如U.S.专利号3,401,005，为创造功能满意产品，将聚乙烯基吡咯烷酮及碘的络合组合物涂布在棉纱布上。这种涂布材料干态时具有杀菌特性。在类似的尝试中将聚乙烯基吡咯烷酮及碘的络合组合物置于可吸收明胶泡沫体中以制作手术海绵。在专利’005中，碘与聚乙烯基吡咯烷酮络合。此络合组合物据发现在使用条件下能放出碘。
与碘络合的固态聚乙烯基吡咯烷酮被公开于U.S.专利号3,898,326，作为消毒材料。U.S.专利号4,017,407发展了这种络合物组合物，进一步将洗涤剂包括进去。
U.S.专利号U.S.4,381,380涉及一种抗菌用聚合物杀菌组合物。这种组合物含有一种塑性、含-O-(CO)-NH-氨酯基键的稀疏交联聚氨酯和碘，二者由足够数量的键合络合为组合物提供杀菌性能。采用浓度1％～15％的碘溶液使碘与氨酯键络合。
用与碘完全络合的塑料作为能自消毒的材料具有若干缺点。在诸因素中，溶液中碘及碘溶液溶剂的浓度限制了与聚氨酯络合的碘的数量。而且，碘从与碘络合的塑料中释放的速率依赖于塑料对碘的亲和力。结果，这类络合塑料常常不能把碘有效地释放到环境或液体中去起到充分的抗微生物处理作用。
由此可见，存在对改进抗微生物材料的需要，它不仅含有较高浓度的杀菌物质而且还能有效和可控地放出杀菌物质。
发明概述
本发明提供改进的抗微生物材料，它包含塑料和夹带于此塑料中的分子卤。此分子卤基本上被吸收于塑料之中，而如果有的话只有一些与此塑料络合。
在一个实施方案中，约有0～40％的分子卤被夹带于塑料中。
在优选的实施方案中，此分子卤是碘。
本发明还提供一种定向释放材料，此材料允许有效地控制卤素释放部位和速率。此定向释放材料包括其中浸渍了卤素的第一塑料材料。第一塑料材料和卤素确定了具有卤素第一释放速率的外表面。此定向释放材料还包括其中浸渍了卤素的第二塑料材料。第二塑料材料及卤素确定了具有卤素第二释放速率的内表面。第二释放速率大于第一释放速率，从而达到卤素定向释放。
在一个实施方案中，可用于定向释放材料的合适塑料材料是：聚碳酸酯/聚酯共混物；聚乙烯；聚氨酯；聚丙烯；聚苯乙烯；共聚聚酯；以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
更进一步，本发明提供一种消毒材料的制造方法。该方法包括让塑料材料与卤素气体接触的步骤，后者便被吸收在塑料材料当中了。
在一个实施方案中，该制作消毒材料的方法包括将此塑料材料进一步成形为医疗器具的步骤。优选的是，此塑料材料被成形为医疗器具之后再与卤素气体接触。
本发明还提供一种浸渍塑料材料的方法。该方法包括向封闭容器内提供碘晶体的步骤。随后，将待浸渍塑料材料在封闭容器中放置充分的时间让碘吸收到塑料材料内部。
本发明的优点在于它能提供改进的抗微生物材料。
本发明的另一项优点在于以卤素气体浸入塑料材料内部的方法，结果提高了分子卤的吸入量。
本发明的又一项优点在于它提供一种定向释放材料，此材料允许有效地控制卤素释放部位和速率。
本发明的更进一步的优点在于它提供一种抗微生物聚合物，此聚合物能以受控的方式释放出作为抗微生物物质的卤素。
另外，本发明的另一个优点是它提供一种以碘浸渍塑料材料的新方法。
本发明进一步的特征及优点叙述于本文优选实施方案及附图的详述之中，且读后便会了然。
附图简述
图一表示按照本发明处理的各种塑料试样以重量百分数表示的吸收速率。
图二表示室温下各种共聚聚酯及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物以重量百分数表示的吸收速率。
图三表示60℃及室温下线性低密度聚乙烯以重量百分数表示的吸收速率。
图四表示当置于实验室通风罩下各种塑料材料的碘吸入及放出的重量百分数。
图五及图六分别表示苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物和共聚聚酯以重量(g)对时间(小时)表示的短期释放速率。
图七表示三种按照本发明试验的塑料材料以重量百分数对天数表示的碘释放速率。
图八至十表示碘对各种塑料材料伸长的影响。
图十一表示按照本发明的一种塑料试样浸渍方法。
图十二表示共聚聚酯试样重量百分数碘吸收随时间的变化。
图十三表示共聚聚酯试样以重量百分数对时间表示的碘释放速率。
图十四表示一个碘浸渍透析帽以及对应的透析连接件。
图十五表示包括浸渍圆盘的透析帽以及对应的透析连接件。
图十六表示以重量(g)对时间(min)表示的醇及碘从碘溶液蒸发的蒸发速率。
图十七表示三个试验瓶中的各种试样的碘吸收，以碘重量百分数随时间变化表示。
图十八A～十八C分别表示试验瓶1、2及3中的浸渍试样碘释放，以碘重量百分数随时间的变化表示。
目前优选实施方案详述
本发明提供用于生产抗微生物材料的改进方法及材料。按照本发明，将分子卤浸渍到塑料材料内部。采用卤素气体来浸渍塑料较之使用液态卤浸入的分子卤的量更大。
仅为举例的目的，本详述集中说明分子碘的使用，将之作为一种能用于本发明的合适卤素。碘是已知的杀微生物剂，具有广谱作用。然而，正如本领域专业人员将会懂得的，其他卤素，例如氯和溴，也是合适的抗菌剂。因此，本发明涵盖所有这些卤素的应用。
本发明的抗微生物材料由其中吸收了分子卤的塑料材料构成。为了让塑料材料内夹带分子卤，让分子卤，例如气态碘，与塑料材料接触。
在一个实施方案中，让元素碘与塑料材料接触。元素碘升华为碘气体之后，分子碘被塑料材料吸收。碘能进入和离开塑料材料而不失去其杀微生物活性。
让塑料材料吸收碘蒸汽不同于先有技术的利用碘溶液的处理，且实际上优于后者。按照本发明，分子碘大部分被夹裹在塑料材料内，仅仅某些碘(如果有的话)与这种塑料材料形成可能的化学络合。这些碘的逐渐释放与分子碘气体在塑料材料里的可动性有关。
物理阻滞，而不是象先有处理方法的化学阻滞，阻止了碘迅速释放到大气或液体中去。以往，研究人员一直致力于在碘与特定塑料材料之间形成化学络合以制取消毒型器具。当采用先有技术处理时，由于与特定塑料材料分子结构有关的特定亲合力的作用，碘被束缚住。这种束缚作用是由键合作用造成的，而后者乃是特定塑料材料的特性，而不是以碘的可溶性为基础的。
与之呈对照，本发明利用分子碘的亲脂性质。这种亲脂性质使得分子碘以可逆的方式渗入塑料内部。嵌入了碘的塑料使得可以持续地释放碘。
碘释放的速率取决于几个因素。举例说，在上述诸多因素中包括：碘浓度、温度、压力、材料、表面积。对这些因素的控制就为向待消毒材料释放碘量的控制提供了基础。例如，向水溶液中加入碘化钾能提高碘自塑料中放出的速率。
对组成塑料材料的聚合物或聚合物配方的选择使得可以控制碘的吸入和放出特性。本发明人发现不同的塑料有不同的溶解碘的特性。某些塑料比另一些塑料(例如聚丙烯比聚苯乙烯)能吸入更多数量的碘，从而造成较大的储备供持续地释放碘。
适合本发明的塑料材料可以按以下的层次来分类：碘不相容材料的例子包括高度不饱和材料(例如天然橡胶)，而饱和塑料或低度不饱和的塑料则为碘相容的。碘相容且吸入量低的塑料的例子是聚丙烯和聚苯乙烯。碘吸入量高的塑料，其碘释放速率出乎意料地据发现各不相同，而且相差很悬殊。高吸入(量)、低释放(速率)塑料的例子是共聚聚酯。高吸入、高释放塑料是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。上述各塑料材料的机械性能不因高碘浸渍(量)而有显著变化。
由于认识到各种材料对碘浸渍反应不同，本发明还提供定向释放材料，此类材料能控制碘释放部位和速率。为达此目的，可将不同组合物的塑料层合以创造碘释放阻滞层。而且，还可以让这些塑料在有用产品制造过程中的不同时间浸渍碘以使材料具有抗微生物(杀菌、杀病毒及杀真菌)的性能。
自然，选择一种合适的塑料材料在很大程度上取决于这种材料的预定用途。例如，一种特定材料的选中可以是由于它具有比另一种慢卤素释放速率的塑料材料来得快的卤素释放速率。诸材料当中，有下列塑料材料可以用于本发明：聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、共聚聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯/聚酯共混物及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
由于塑料的多样性以及碘作为杀微生物剂的高活性，碘浸渍塑料在医疗、工业、食品及水处理等方面具有广泛的应用。可以生产的碘浸渍材料的例子有白细胞过滤垫、透析膜、水溶液处理柱中的塑料珠、水浴池中的塑料球、血液袋、血液导管、医疗手套、腹膜透析导管以及腹膜透析连接件。用碘浸渍塑料消毒的材料的例子有：血液及其成分，包括全血；红细胞浓缩物；血浆；血小板浓缩物；血浆化学分离制品，包括γ-球蛋白、凝血制品(例如第八因子、第九因子、蛋白C等)和白蛋白；组织培养基中产生的重组合制品；用于组织培养基制备物(牛胎儿皮(fetal calf)、初生牛犊皮、人血清)的动物血清；乳制品，包括牛奶；游泳池水；工业水(例如冷却塔水)；污水处理水；牙刷鬃丝；电话手持件；以及长凳面。
下面将给出一个实验来说明分子碘浸入塑料材料的过程，此实验仅为一例，绝非限定。
实验(号)1
本实验的目的是确定碘在不同流体介质中浸入聚丙烯试样管的能力。另外，本实验还评估了浸渍后试样管释放碘的能力。
为浸渍聚丙烯，在滤纸内放上0.25g元素碘(深灰晶体)。随后，将滤纸折叠并以胶带封住以便可靠地将碘晶体包住。继而，把包着碘的滤纸放入50ml聚丙烯离心管中。
随着碘气体不断从固相碘中释放出来它便被聚丙烯所吸收。开始时聚丙烯颜色变成浅棕色，继而渐渐变成深巧克力褐色。按同样的方式处理了24只试样管。让管子在室温下熟化约两天。两天后，管子呈均匀、深巧克力色。该结果表明，发生了相当数量的碘吸收。但是，打开了其中一包中的碘并可回收到0.2g碘，这说明仍有大量的碘以固态晶体形式存在。
为证明碘能够从碘浸渍聚丙烯管中释放出来，以下面的制备物1～3作为萃取溶液进行了如下的实验：
(1)使用一种含盐(0.9％NaCl)水。已知碘仅微溶于盐水中。
(2)使用了10％碘化钾(KI)溶液。已知碘可高度溶解于含碘化钾的水溶液中。
(3)使用了200mg/ml直链淀粉在盐水中的悬浮液。检验元素碘存在的方法是利用直链淀粉当遇到浓度不断增加的碘时由白色物质转变为褐、紫最后是红紫的特征颜色反应。
实施了下列步骤来判断碘是否可以回收以及该碘的释放速率。将40ml的一种萃取液(上面的1～3)加入各个独立的浸碘的50ml聚丙烯离心管子中。将管子放在一台立式回转混合机(end-over-dnd mixer)上。经45分钟、7.5小时、18小时以及30小时回转后从所有管子里各取1ml试样液。
下面观察到的结果证明，碘可以从塑料中回收，而其放出的速率，除其他因素之外还依赖于碘在萃取介质中的溶解性。首先，观察到盐溶液在经30小时回转之后仅稍染黄色，这说明盐水中只有少许碘存在。碘化钾溶液萃取出了较多碘，正如30小时回转后的深黄色所表明的。其黄颜色深度在45分钟回转后就已经可以看出了，且随时间延长变得越来越深。这个结果显示了一个持续的碘进入溶液的释放过程。再下去，直链淀粉萃取液经45分钟熟化后变得稍带黄色，7小时后紫/褐色，从8小时往后呈红紫色。这一结果显示，元素碘不断由试样管释放到盐水介质中，接着被直链淀粉捕获发生因碘引起的直链淀粉特征变色。
下面将给出几个作为例子而不作为界定的实验，说明本发明抗微生物材料令病毒灭活的能力。
实验2
本实验确定了置于组织培养基(RPMI 1640)中的浸碘聚氨酯珠在室温下使水泡性口炎病毒(VSV)灭活的速率。此浸碘聚氨酯珠是通过将100g聚氨酯切粒与2g晶体碘同置于室温下熟化3～4天制成的。
试验程序
将30ml RPMI 1640介质放入一只50ml的试样管内。按1/500稀释度向介质中加入VSV(Indiana株)。
使用了三只50ml的试样管进行试验。在第一只试样管内加入2.5g I2-PU(碘-聚氨酯)珠。第二只试样管内加了1g I2-PU珠。在第三只试样管内加入2.5g PU珠(PU珠对照样)。每只试样管用20ml PBS(每次)洗涤两遍。(每克聚氨酯珠含有约30粒。)
在每只试样管内加入10ml病毒介质。反应熟化是在约20rpm(转/分)的立式回转混合机上进行的。收集了未处理的病毒试样作为方法的对照样。
在30分钟、1小时、2小时及过夜(18小时)的时刻自每组中各收集一个试样。方法对照样是在1小时时收集的。将试样以1.5％硫代硫酸钠骤冷以化学中和样品所含碘。
然后，将对照样和试样都放到Vero盒内按极限稀释检验进行试验。以未处理方法对照样为基准的病毒加入量为106.55 TCID 50/ml。下表1详细给出检验的结果。
表1
     样品 病毒滴定加入量＝106.55TCID 50/ml                     对数减少量
    珠制备物   0.5hr.  1hr.     2hr.       18hr.    0.5hr.     1hr.     2hr.       18hr.
    珠对照物   7.25  7.08     4.28       5.33      0      0     2.27       1.22
    0.25g/ml   4.63  1.83   ＜1.83     ＜1.83    1.92     4.72     ＞4.72     ＞4.72
    0.1g/ml   6.55  6.20   ＜1.83     ＜1.83      0     0.35     ＞4.72     ＞4.72
  *＝低于检测极限，即无可回收病毒。
实验3
本实验测定室温下正常人体血浆中浸碘聚氨酯珠引起的VSV灭活速率。浸碘聚氨酯珠是通过将100g聚氨酯切粒与2g晶体碘在室温下一起熟化3～4天制备的。
试验程序
在50ml试管内加入40ml正常人体血浆。将VSV(Indiana株)加入此介质中。
用了三只50ml试管进行试验。第一只试管内加入2.5g I2-PU珠。第二只试管内加入1g I2-PU珠。第三只试管内入2.5g PU珠(PU珠对照样)。每只试管洗涤两遍，每遍用20ml PBS。(每克聚氨酯珠含有约30粒。)
在每只试管中放入10ml病毒血浆。反应熟化在大约20rpm转速的翻滚回转下进行。在无菌试管内放入2ml未处理病毒血浆并将其用作为方法对比样(无翻滚回转)。
在30分钟、1小时、2小时及过夜(18小时)等时间间隔从每组中采集一个试样。方法对照样是在1小时采集的。将试样以1.5％硫代硫酸钠骤冷以便化学地中和试样中的碘。
随后，将对照样和试样都放到Vero室内按极限稀释检验进行试验。以未处理方法对照样为基准的病毒加入量为106.73 TCID 50/ml。下表2详细给出了检验结果。
表2
样品 病毒滴定加入量＝106.73 TCID 50/ml               对数减少量
珠制备物   0.5hr.   1hr.    2hr.    4hr.     18hr.     0.5hr.   1hr.   2hr.     4hr.   18hr.
珠对照物   6.90   6.55   6.73   6.73      6.73      0   0.18    0      0    0
  0.25g/ml   5.15   5.15   4.80   4.98      2.0     1.58   1.58   1.93     1.75   4.73
  0.10g/ml   5.33   4.98   4.98   4.28      3.57     1.4   1.75   1.75     2.45   3.16
实验4
本实验测定室温下组织培养基(RPMI 1640)中浸碘聚氨酯珠引起的HIV灭活速率。浸碘聚氨酯珠是通过将100g聚氨酯切粒与2g晶体碘一起在室温下熟化3～4天制备的。
试验程序
在50ml试管内放入18ml RPMI 1640介质。在介质中加入HIV(IIIB)。
将9只15ml的试管分成3组。在第一组的每只试管内各加0.5g I2-PU珠。在第二组的每只试管内各加0.1g I2-PU珠。在第三组的每只试管内各加0.5g PU珠(PU珠对照例)。将每只试管洗涤两遍，每遍用20ml PBS。(每克聚氨酯珠含大约30粒。)
在每只试管内加入2ml病毒介质。反应熟化在大约20rpm转速的翻滚回转下进行。在一只无菌试管内加入2ml未处理病毒介质并将之用作方法对照样。
在1小时、2小时以及过夜(18小时)的时刻从每组中采集一个试样。方法对照样是在1小时时采集的。用1.5％硫代硫酸钠将试样骤冷以化学地中和试样中存在的碘。
随后，将对照样及试样都放在MT-2室内按合胞体形成检验做了试验。其以未处理方法对照样为基准的病毒加入量为104.85 TCID50/ml。下表3详细给出了检验结果。
表3
    样品 病毒滴定加入量＝104.85 TCID 50/ml                 对数减少量
 珠制备物    1hr.     2hr.     18hr.     1hr.     2hr.    18hr.
 珠对照物    4.7     4.7     4.7     0.15     0.3      0
 0.25g/ml  ＜1.7*   ＜1.7*   ＜1.7*   ＞3.15   ＞3.15   ＞3.15
 0.05g/ml    2.6   ＜1.7*   ＜1.7*     2.25   ＞3.15   ＞3.15
    *＝低于检测极限，即无可回收病毒。
实验5
该实验测定了室温下100％正常人体血浆中浸碘聚氨酯珠所致HIV灭活速率。浸碘聚氨酯珠是通过将100g聚氨酯切粒与2g晶体碘在室温下一起熟化3～4天制备的。
试验程序
在50ml试管内放入18ml正常人体血浆。在此介质中加入了HIV(IIIB)。
将9只15ml的试管分成3组。在第一组的每只试管中各加入0.5g I2-PU珠。在第二组的每只试管中各加入0.1g I2-PU珠。第三组的每只试管中各加入0.5g PU珠(PU珠对照例)。将每只试管洗涤两遍，每遍用20ml PBS。(每克聚氨酯珠含大约30粒。)
在每只试管内加入2ml病毒血浆。反应熟化在大约20rpm转速翻滚回转下进行。在一只无菌试样内加入2ml未处理病毒血浆并用作方法对照样。
在1小时、2小时及过夜(18小时)的时刻从每组中采集一个试样。方法对照样是在1小时时采集的。将试样用1.5％硫代硫酸钠骤冷以化学地中和试样中存在的碘。
随后将对照样及试样都放在MT-2室内按合胞体配方检验做了试验。以未处理方法对照样为基准的病毒加入量为105.5 TCID 50/ml。下表4详细给出了检验结果。
表4
样品 病毒滴定加入量＝105.5 TCID 50/ml           对数减少量
珠制备物      1hr.     2hr.     18hr.     1hr.      2hr.      18hr.
珠对照物      5.2     5.3      5.0     0.3      0.2      0.5
 0.1g/ml      5.2     5.3      4.1     0.3      0.2      1.4
0.5g/ml ＜1.7* ＜1.7* ＜1.7* ＞3.8 ＞3.8 ＞3.8
   *＝低于检测极限，即无可回收病毒。
作为例子并非界定，下面将给出针对各种不同浸碘塑料测定的不同吸收及释放特性的实验结果。
对各种不同塑料就其对碘的吸收和释放特性做了试验。例如，下列塑料接受了试验：聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、共聚聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯/聚酯共混物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
根据上述试验，共聚聚酯(HytrelTM)和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(KratonTM)据发现是最有效的塑料材料。用于本发明的共聚聚酯的商品名HytrelTM出售，可由杜邦公司(设于Wilmington，Delaware)获得。用于本发明的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物，其商品名为KratonTM，供应者Shell公司，Houston，Texas。
下面的文字集中讨论上述特定塑料材料的应用。但是本发明的意图不局限于这些材料，相反，它延伸至上述的公开以及后面的权利要求的全部范围。正如本领域专业人员将会理解的，合适塑料材料的选择在很大程度上取决于该材料的用途。因此，下面的实验结果仅简单提供作为例子的细节叙述，不应理解成对本发明的限制。
塑料中碘吸收量首先是以重量百分数测量的。在进行的各试验中，称取了试样浸碘前、后的重量。根据二重量的差值，本发明人得以确定被吸收到塑料试样内部的碘量。
根据初步评估的若干研究的结果，共聚聚酯(HytrelTM)及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(KratonTM)二者均吸收大量的碘。连续的观测还表明，这两种材料具有不同的释放速率。苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物碘丧失很快，而共聚聚酯即使在通风良好的罩下仍能保持碘。
下面的实验确定了碘对各种不同塑料机械性能的影响。碘是富攻击性的氧化剂且很容易攻击不饱和化合物。根据各种试验表明，碘能降解聚异戊二烯、sanfoprene、硅橡胶、Ecdel、PCCE，甚至线性低密度聚乙烯(Insite CGCT)。
实验6-吸收试验
图1～3表示不同塑料材料的吸收曲线。图1是下列各试样的重量百分数碘吸收量随时间变化的曲线图，试样有线性低密度聚乙烯(CGCT)、聚丙烯(EscoreneTM)、共聚聚酯(HytrelTM)、聚碳酸酯/聚酯共混物(MakroblendTM)以及聚苯乙烯。图2是各种共聚聚酯(HytrelTM)及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(KratonTM)室温下重量百分数碘吸收量随时间(天数)变化的曲线图。共聚聚酯吸收了较高百分数的碘，从图上看反映在图的较靠上的部分。然而，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物则吸收较少百分数的碘，反映在靠图的下面的部分。值得注意的是，各种不同材料的吸收速率也不同。
某些因素可能影响这些材料的吸收速率。诸如零件几何特性、碘容器、碘含量及温度等因素皆可能影响吸收机理。正如图3所表明的，温度对吸收速率的影响是相当显著的。图3表示CGCT(LLDPE)在60℃及室温下以重量百分数对时间(小时)表示的吸收速率曲线。
实验7-碘释放试验
材料经碘处理并脱离吸收过程之后，碘会慢慢地从试样中蒸发出来。碘的蒸发或称释放提供了保持零件无菌状态所需的抗微生物作用。释放速率与材料有关。
图4表示当置于实验通风罩下时各种材料的释放特性。具体地说，图4画出了各种材料在长时间里(例如3个月以上)碘吸收量和释放量的重量百分数。图4表示出的吸收量水平并非最高吸收水平。但是，这些吸收水平给出了不同材料释放速率的大致情况。
图5和图6分别画出了苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物和共聚聚酯25℃时的短期释放速率。图6表示出共聚聚酯保持吸收的碘的能力是如何地好。共聚聚酯当置于通风罩下敞口管瓶内经6个月之后能保持至少30％浸入的碘。
实验8-机械性能
还研究了碘对几种聚合物机械性能的影响。为评估碘是否对工业和医疗用浸渍塑料材料的使用及性能有不利影响，做了一些实验。虽然碘能很容易使某些聚合物降解，但对其他一类聚合物则相对地说没有影响。下面的文字详述了为检验各种经处理的塑料的机械稳定性所做实验。各种塑料均同时在敞开和封闭型***内进行了试验。
制备：
将试样-注塑张力棒-置玻璃塞封住的锥形烧瓶内。碘经称重，至少取2g，包裹在滤纸袋内。随后把袋放在玻璃容器内。为了加快吸收，某些试样被置于60℃烘箱里。
开放***与封闭***的比较：
为了能达到存放及使用期限要求，最好把浸渍材料封罩起来以尽量减少碘的扩散。开放***代表制品开封之后的使用期限。封闭***代表制品存放期碘的效应。在封闭***内的试验预期在机械性能方面要求更严格，因为在整个试验期间碘含量始终保持很高。
表5A～6B列出了碘浸渍对各种塑料的机械性能产生的影响。该试验不仅评估了存储条件，例如开放***，的影响，而且也评估了碘含量、浸渍温度以及暴露时间的影响。还测定了每种塑料试样的拉伸强度和伸长百分数。
表5A和5B表示的是浸渍温度60℃时开放***内进行的机械测试。正如这些表格所表明的，HytrelTM试样吸收了3天含碘达8％，经4个月后未显示出明显的影响。然而，HytrelTM试样吸收了5天含碘达14％，立即变脆。KratonTM试样吸收了3天含碘达5％，4个月后看不出明显的影响。聚丙烯试样吸收了12天含碘达2.6％，其百分断裂伸长下降了30％。再就是，线型低密度聚乙烯(LLDPE)试样吸收了12天含碘达4.56％，表现出百分断裂伸长下降35％。
表5A
    材料 原含碘量％    测试时间   测试时含碘(％)     拉伸强度，磅/英寸2    标准偏差
 Kraton G 2705     对照       -       -      817.5      14.85
    4.2      2周      0.35      901      63.69
    7.99      2周      0.66      944.33      51.64
    4.86      4月      0.8      895.75      44.7
    4.2      4月      0.27      910.6      19.73
    聚酯     对照       -       -      7163.44      30.8
    4.21      4月       1      6152.5      356.13
 Hytrel 4056     对照      -      -     4264.5     323.15
    7.55     2周      4     4315     82.02
    14.27     2周     11     1406.33     68.84
    7.55     4月     3.88     4143.5     135.57
 CGCT(LLDPE)     对照      -      -     2730.5     54.45
    4.56     2周      4     2303     48.08
 Escorene PD9214(PP)     对照      -      -     5257.5     142.13
    1.4     4月     0.9     5492.4     57.87
    2.6     4月     1.5     5649.9     24.82
表5B
材料  原碘含量％   测试时间   测试时含碘(％)       伸长％   标准偏差
     -
Kraton G 2705     对照      -       -       179.95     21.43
    4.2     2周      0.35       211.83     45.83
    7.99     2周      0.66       167.53     23.05
    4.86     4月      0.8       206.53     34.88
    4.2     4月      0.27       194.8     17.67
     -
聚苯乙烯     对照      -       -       13.28     0.88
    4.21     4月       1       5.64     0.54
Hytrel 4056     对照      -       -       268.55     30.19
    7.55     2周       4       314.7     6.65
    14.27     2周      11       11.46     0.21
    7.55     4月      3.88       316.4     24.58
 CGCT(LLDPE)     对照      -      -     376.85     2.33
    4.56     2周      4     251     3.68
 Escorone PD9214(PP)     对照      -      -     46.75     1.48
    1.4     4月     0.9     41.82     3.03
    2.6     4月     1.5     34.33     3.64
表6A和6B表示的是浸渍温度25℃时在封闭***内进行的机械测试。在这样的封闭***内，吸碘达4.3％的HytrelTM试样六天后未显出任何影响。吸碘达0.08％的Isoplast聚氨酯(PU)试样9周后未显明显的影响。与此呈对照，吸碘达14％的Prevail聚氨酯试样9周后变脆。然而，吸碘达4.6％的Pellethane聚氨酯试样未表现出明显的影响。
表6A
材料 原含碘量％     测试时间    拉伸强度，磅/英寸2     标准偏差
Hytrel 5555HS     对照      -     4737.28     268.21
    1.14     3天     4486     335.93
    4.27     6天     4685.22     438.98
lsoplast 2510(PU)     对照      -     8505.8     139.56
    0.08     4周     8472.33     6897
    0.08     9周     8315     0
LDPE     对照      -     1539.2     23.26
    0.6     3周     1516     22.63
Prevail 3150(PU)     对照     3904.5     12.02
    14     9周     3484.5     68.59
Pellethane(PU)     对照      -     6061.32     296.18
    1.85     10天     5595.9     182.93
    4.6     1月     5591.81     199.99
PP/Kraton共混物
70％EscorenePD9214     对照      -     3507.46     55.47
30％Kraton G2705     1     10天     4486     150.35
    4.27     1月     4685.22     438.98
PP/Kraton 共混物     对照      -     2443.01
50％EscorenePD9214     1.7     10天     2600.7     119.16
50％Kraton G2705     2.6     1月     2689.28     36.58
PP/Kraton共混物
30％EscorenePD9214     对照      -     1659.14     67.8
70％Kraton G2705 2.2 10天 1668.48 71.5
    3.2     1月     1748.48      -
表6B
材料  原含碘量％    测试时间     伸长％   标准偏差
 Hytrel 5555HS     对照      -     335     20.811
    1.14     3天     150.35     18.64
    4.27     6天     351.5     50.2
 Isoplast 2510     对照      -     127.89     47.15
 PU     0.08     4周     154.37     35.1
    0.08     9周     98.9     30.12
 LDPE     对照      -     108.48     12.26
    0.6     3周     137.5     93.34
 Prevail 3150     对照     90.6     1.23
 PU     14     9周     5.2     0.99
 Pellethane TPU     对照      -     258.98     8.96
    1.85     10天     269.32     11.96
    4.6     1月     251.2     18.18
 PP/Kraton 共混物
 70％EscorenePD9214     对照      -     372.44     16.23
 30％G2705     1     10天     335.93     18.64
4.27 1月 351.5 50.2
 PP/Kraton共混物     对照
 50％ EscorenePD9214     1.7     10天     308.48     39.85
 50％G2705     2.6     1月     325.3     10.45
 PD/Kraton共混物
 30％EscorenePD9214     对照      -     248.98     29.94
 70％G2705     2.2     10天     232.45     4.45
    3.2     1月     201.34      -
表5A～6B说明，用碘浸渍各种聚合物材料对各种聚合物材料的机械性能没有不利影响。尽管浸渍后机械性能和尺寸有所改变但仍属可接受的。据此结果，各种聚合物材料可以用碘浸渍且仍能被用于生产，例如医疗及工业器具。
浸渍结果：
本实验给出基于浸渍可行性研究产生的结果。选择了下列材料或共混物用于碘浸渍研究：(1)共聚聚酯、(2)聚氨酯、(3)苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、(4)PVP/共聚聚酯以及(5)PVOH/苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
从压塑片材切下圆盘成小型拉伸棒。浸渍在温度116±3°F的真空烘箱(-15～-25psi内进行了约24小时。先将试样保存在封闭的管形瓶内然后再送入真空烘箱。
碘处理之后，就下列3个参数观察了2个月：(1)碘重量损失；(2)机械性能；以及(3)尺寸。图7表示置于通风罩下的3种聚合物材料碘释放速率。表7A、7B及7C列出了这2个月研究期间收集到的百分数重量损失数据。图8～10分别表示碘对共聚聚酯、聚氨酯以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物伸长的影响。同样，表8列出了这2个月期间收集到的机械伸长数据。
表7A
试样代号  材料  ％碘 ％初始厚度变化 ％19天后厚度变化
98-1  Hytrel   15.65   3.47  1.93
 98-2  Hytrel   15.86   0.88  1.75
 98-3  Hytrel   18.74   1.72
 98-4  Hytrel   18.89   2.15  1.29
 98-5  Hytrel   17.8   1.27  0.42
 98-5  Hytrel   18.07   1.68  0.84
98-7 PU 34.03 0.81 0.81
 98-8  PU   28.13   2.49  0.36
 98-9  PU   32.23   1.61  0
 98-10  PU   30.05   1.54  0
 98-11  PU   32.57   0  -0.81
 98-12  PU   28.1   3.7  0
 98-13  Kraton   6.5   0  -1.37
 98-14  Kraton   6.6   0  -0.68
 98-15  Kraton   7.27   0  1.35
 98-16  Kraton   7.38   0  0
 98-17  Kraton  6.69  -0.69  0
 98-18  Kraton   7.37  -1.35  0
表7B
试样代号 材料 散逸*** 第一天碘％ 第五天碘％
 98-1   Hytrel   封闭   15.32
 98-2   Hytrel   封闭
 98-3   Hytrel   封闭
 98-4   Hytrel   开放   14.23  10.27
 98-5   Hytrel   开放   13.75  10.19
 98-6   Hytrel   开放   14.15  10.25
 98-7   PU   封闭
 98-8   PU   封闭
98-9 PU 封闭
 98-10   PU   开放   21.91  13.45
 98-11   PU   开放   22.32  13.80
 98-12   PU   开放   20.71  12.38
 98-13   Kraton   封闭
 98-14   Kraton   封闭
 98-15   Kraton   封闭
 98-16   Kraton   开放   3.04  0.92
 98-17   Kraton   开放   2.73  0.76
 98-18   Kraton   开放   3.11  0.84
表7C
试样代号 材料 第19天碘％ 第54天碘％ 平均
 98-1  Hytrel    15.18    15.03 ～15％(封闭)
 98-2  Hytrel    15.44    15.45      -
 98-3  Hytrel    9.12*    9.20
 98-4  Hytrel    7.58    6.31 6.24±0.07％(开放)
 98-5  Hytrel   7.49   6.18         -
 98-6  Hytrel   7.54   6.24         -
 98-7  PU   26.6*   22.03 ～23％(封闭)
 98-8  PU   23.78   22.06         -
 98-9  PU   27.45   24.06         -
 98-10  PU   8.73   5.28 4.97％±0.53(开放)
 98-11  PU   8.91   5.26         -
 98-12  PU   7.59   4.36         -
 98-13  Kraton   5.59   5.36 5.57±0.3(封闭)
 98-14  Kraton   5.41   5.43         -
 98-15  Kraton   6.08   5.91         -
 98-16  Kraton   0.38#   0.19 0.20±0.04(开放)
 98-17  Kraton   0.24#   0.17         -
 98-18  Kraton   0.33#  0.25         -
*  泄漏，铝锈蚀#  颜色返回透明(几乎)
表8A
试样代号  材料 ％碘
 89-1T  PVOH/Kraton  37.4
 89-2T  Hytrel  20.6
 89-3T  PE192  N/A
89-4T Kraton 6.7
 89-5T  PVP/Hytrel  13.02
 95-2  PE192  11.60
 93-1  PU  0.83
 93-2  PVOH/Kraton  0.66
 93-3  PVP/Hytrel  0.87
 98-4  Hytrel  0.73
 98-5  Kraton  0.66
表8B
试样代号  材料 无碘伸长％ 初始 第一个月 第二个月
 89-1T  PVOH/Kraton  1300  700  659    -
 89-2T  Hytrel  784  800  448  468(n＝4)
 89-3T  PE192   -   -   -    -
89-4T Kraton 1077 688 624 570(n＝2)
 89-5T  PVP/Hytrel  1000  44  12    -
 95-2  PE192  ＞1000  294  212(n＝2)
 93-1  PU  835  994
 93-2  PVOH/Kraton  ＞1000   -
 93-3  PVP/Hytrel  847   -
 98-4  Hytrel  0   -
 98-5  Kraton  ＞1000   ＞1000
根据测试结果数据比较，共聚聚酯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物被证明是最有效的材料。下面的表9详细列出了这两类材料的关键性能以及聚氨酯对应的性能。
表9
材料 柔性 ％碘容量 开放***0、2、6个月散逸 密封 0、1、2个月后伸长保持率
Kraton-2705 很柔软 7％ 7％  0.2％ ＜0.1％ 优 100％ 66％ 68％
Hytrel-6666 半柔软 ＞20％ 18％  6.2％ ＞2％ 不良或尚可 64％ 68％ 63％
聚氨酯 柔软 ＞30％ 30％ 6％ ＞2％ 良
聚氨酯 100％ 20％ 20％
下面，作为例子而非界定，将给出说明本发明杀菌活性的试验结果。
实验9-杀微生物效果
本实验给出基于微生物学可行性研究的结果。本试验通过改变碘浓度以及几个浸渍工艺参数针对一系列塑料材料进行了试验。
选择的试验方法是基于如下要求的，即任何准备用于某种医疗装置，即连续、非卧床、腹膜透析(CAPD)连接器，的外部区域的抗微生物作用应起到防止生物负荷积累的功能。例如，连接器外部区域在交换期间受到的意外污染应在停留期间被消除以防止生物负荷的积累。
材料的初始试验由下列试验参数组成：1)直接表面污染、2)作为污染机体的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)处于105成菌落单位的水平以及3)暴露时间15分钟。
选择上述初始参数的原因如下。初始概念是在易于接触污染的区域使用一种抗微生物物质。金黄色葡萄球菌是引起CAPD腹膜炎的第二位最主要的原因。这样选择是因为它与表皮炎葡萄球菌(S.epidermidis)在对碘的敏感性方面不相上下，然而又比后者较少可能构成一种可能导致虚假试验误差的外部污染。选择了可体外存活污染物的某一5log10减少值来代表接触或空气传播污染的最不利情况。已发表的文献及先有工作表明，聚乙烯吡咯烷酮碘能在相当短的暴露时间(不到10分钟)内达到有效的表面消毒。
对随后的试验中采用的试验参数做了少许修改。首先，试验研究了那些浸渍材料并非直接暴露于接触污染，而是接触可能暴露于此种污染的表面的情况。为充分评估这种情况，将未浸渍材料污染，然后把浸渍材料放在一种夹层构造的上面。其次，将暴露时间延长至1小时。就实际而言，CAPD停留时间为大约4小时；试验持续1小时而不是15分钟仍给予了较大的安全系数。
表10A和表10B给出了各种评估材料的抗微生物效力。对共聚聚酯(HytrelTM)和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(KratonTM)材料进行了最全面的研究。这些材料即使浸渍了非常少量的碘(约1％)时仍很有效。原始碘浓度7.55％的共聚聚酯试样经放在敞露于大气中的容器内达4个月之后仍然有效。共聚聚酯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物试样，其原始碘浓度分别为1.25％和1.21％，经6周置于封闭容器中存放后都仍然有效。
表10A
材料 原碘含量(％) 浸渍温度(℃) 存储条件 测试时间
Hytrel 4056 5.5 25 封闭 0
 Hytrel 4056  1.3 60 封闭 0
 Hytrel 4056  0.5 60 封闭 0
 Hytrel 4056  7.55 60 开放 20天
 Hytrel 5555  10.0 25 封闭 2周
 Hytrel 5555  17.26 47(真空) 封闭 2周
 Hytrel 5555  17.26 47(真空) 封闭 5周
 Hytrel 5555  6.73 25 封闭 6周
 Hytrel 4056  7.55 60 开放 4月
 Hytrel 5555  1.23 47(真空) 封闭 6周
Kraton 2705 3.4 25 封闭 0
 Kraton 2705  3.4 25 封闭 2月
 Kraton 2705  3.4 25 封闭 4月
 Kraton 2705  3.4 25 封闭 4月
 Kraton 2705  0.3 60 封闭 0
 Kraton 2705  0.788 60 封闭 0
 Kraton 2705  5.0 60 开放 2周
 Kraton 2705  1.0 60 开放 2月
 Kraton 2705  4.8 60 开放 2周
 Kraton 2705  4.8 60 开放 10周
 Kraton 2705  4.8 60 开放 10周
 Kraton 2705  2.5 25 封闭 1月
 Kraton 2705  2.95 47(真空) 封闭 2周
 Kraton 2705  2.95 47(真空) 封闭 5周
 Kraton 2705  2.54 25 封闭 6周
 Kraton 2705  1.21 47(真空) 封闭 6周
 Kraton 2705  4.9 47(真空) 封闭 4周
 CGCT(LLDPE) 1  60 开放 1月
 CGCT(LLDPE) 5.8  60 开放 42天
 CGCT(LLDPE) 5.8  60 开放 4月
 Escorene(PP) 1.4  60 开放 2周
 50％PP/50％Kraton 1.7  25 封闭 2周
 70％PP/30％Kraton 1.0  25 封闭 2周
 PE 192 18.85 47(真空) 封闭 2周
 PE 192 18.85 47(真空) 封闭 5周
 *ND＝未测定
表10B
 材料 测试时含碘(％) 测试方法 金黄葡球菌5log10降低(是/否)，(Y/N)
 Hytrel 4056 相同     表面15min  Y
 Hytrel 4056 相同     表面15min  Y
 Hytrel 4056 相同     表面15min  Y
 Hytrel 4056  4.1     表面15min  Y
 Hytrel 5555  ND*     夹层15min  Y
 Hytrel 5555  ND     夹层15min  Y
 Hytrel 5555  ND     夹层60min  Y
 Hytrel 5555  ND     夹层60min  Y
 Hytrel 4056  3.9     夹层60min  Y
 Hytrel 5555  ND     夹层60min  Y
 Kraton 2705 相同     表面15min  Y
 Kraton 2705  0.625     表面15min  Y
 Kraton 2705  ND    表面＋油15min  Y
 Kraton 2705  ND    表面/无油15min  Y
 Kraton 2705 相同    表面15min  Y
 Kraton 2705 相同 表面15min  Y
 Kraton 2705  0.48 表面15min  N(1log10降低)
 Kraton 2705  0.88 表面15min  Y
 Kraton 2705  0.9 表面15min  N(1log10降低)
 Kraton 2705  ND 表面＋油15min  N(.9log10降低)
 Kraton 2705  ND 表面/无油15min  N(2log10降低)
 Kraton 2705  ND 夹层15min  Y
 Kraton 2705  ND 夹层15min  Y
 Kraton 2705  ND 夹层60min  Y
 Kraton 2705  ND 夹层60min  Y
 Kraton 2705  ND 夹层60min  Y
 Kraton 2705  ND 夹层60min  Y
 CGCT(LLDPE)  0.26 表面15min  N(.2log10降低)
 CGCT(LLDPE)  1.78 表面15min  N(1.5log10降低)
 CGCT(LLDPE)  1.19 夹层15min  Y
 Escorene(PP)  1.4 表面15min  N(.6log10降低)
 50％PP/50％Kraton  ND 夹层15min  Y
 70％PP/30％Kraton  ND 夹层15min  Y
 PE192  ND 夹层15min  Y
 PE192  ND 夹层60min  Y
*ND＝未测定
有几种聚丙烯-Kraton共混物和聚氨酯试样也显示出效力。两种未显示出金黄色葡萄球菌的一致性减少的材料是线性低密度聚乙烯(CGCT)和聚乙烯(EscoreneTM)。
除上述试验参数外，还通过初步实验评估了甘油(模拟人体油)对抗菌活性的影响以及温度的影响。甘油对浸渍材料抗菌活性影响的评估表明，油类能降低效力。然而，当碘浓度高时，假定超过必要的杀菌剂浓度，则观察不出效力的降低。本发明人相信，碘浸渍过程采用的温度既可对效力也可/或者对有效期长短产生影响。
本发明还提供一种制造抗微生物材料的方法。该方法包括让塑料材料与卤素气体接触，后者因此被吸收在此塑料材料中的步骤。
正如前面提到的，浸碘塑料具有在医疗、工业、食品及水处理等方面广泛的应用。在一个实施方案中，塑料材料可以被成形为医疗器具，然后将之与卤素气体接触。
同样地，本发明提供一种浸渍塑料材料的方法。按照这个方法，首先将碘晶体送入封闭容器内。随后，将待浸渍塑料材料置于此封闭容器中保持充分的时间让碘吸入此塑料材料内部。
下面，作为例子而非界定，给出几个不同的按本发明将碘浸渍到塑料材料内部的概念性方法。虽然下面的实例集中于透析***用透析连接器的浸渍，但本发明无意受这些实例的限制。
概念1-浸碘帽
如图11所示，让塑料帽14放在封闭容器12内暴露于元素碘中使得帽14浸入了碘。首先，将气态碘源10，例如干燥碘晶体，置于封闭容器12内。随后，将塑料帽14置于封闭容器12内并保持充足的时间让碘吸入到塑料帽14的内部。实际上是，元素碘升华到封闭容器12的空间内，然后再被吸入塑料帽14的内部。
碘随时间推移被吸入塑料帽14内的速率依赖于温度、容器12内的碘量以及塑料的种类。图12表示25℃时碘被吸入Hytrel帽的重量百分数随时间的变化情况。碘从帽中释放出来是当此帽被从碘源中取出并敞露于大气时发生的。碘释放速率依赖于塑料中的碘浓度、温度及塑料的种类。图13表示Hytrel帽在25℃时的碘释放速率以重量百分数随时间的变化表示。
针对按这种方式制备的试样进行的抗微生物试验表现出当碘浓度低至0.43％时金黄色葡萄球菌5log10减少。这一试验证明了本概念方法的初步可行性。
在如同图14的实施方案中，可以使一只腹膜透析用断开帽16浸渍上碘。一旦连接头18***帽16后，碘便从断开帽16慢慢释放出来并给透析连接头18消毒。
概念2：帽内的预浸渍圆盘
对大多数用途来说，将放出的碘与用户手指或衣服等不希望的部位隔开并让释放出的碘集中在消毒部位是符合理想的。例如，由帽的内部而不从外面释放碘是有好处的。
在这一概念中，将塑料圆盘按与概念1中浸渍该帽相同的方法浸渍上碘。如图15所示，圆盘20被浸渍后，盘20被置于抗碘帽22底部的内侧并被密封在碘阻隔包装的内部。圆盘20含有碘而帽22则起一种屏障作用，防止此制品在使用时碘的散逸，从而消除了任何染色问题并且使碘浓集在帽内部。
概念3：后组装浸渍方法
在此概念中，仍象以前那样采用帽-盘概念，但不是采用圆盘预浸渍，元素碘是在组装时被加入***内的。将少量碘配置到帽内，而交盘放在碘上面，从而把碘夹在二零件之间并被圆盘吸收。将组件随后包装，于是在此包装到达用户手里之前碘便浸渍了其内的圆盘。(浸渍很可能在一周内便完成了。)这种组装方法消除了对浸渍设备的需要，同时也消除了圆盘因滞留在浸渍过程期间的库存。防碘气体的外泄也大大简化了。试验了这种构造的抗微生物有效性并证明是有效的。
概念4：溶剂分散碘浸渍
采用了概念3的组装方法，不同的是将元素碘溶解于一种溶剂，例如异丙醇(IPA)，并体积计量加入帽内。随后将圆盘放在碘溶液上面并将组件包装起来。醇迅速蒸发到包装里，而此时碘已变干并开始扩散到圆盘里去。图16表明了醇及溶液中的碘的两种不同蒸发速度，以重量随时间的变化表示。
将碘溶液加入到制造过程中去使得可以以生产的速度加入少量碘。此外，它利用许多标准工厂里的现有制造设备和技术，从而降低了生产制品的投资。这种断开帽会在很长时间里释放出碘气体，将与之相配的零件消毒。这种设计的有利之处是淘汰了液态介质并维持抗微生物效力。
下面将作为例子而不是界定，给出一些实验，证明用碘浸渍透析断路帽塑料零件的可行性及其杀灭病毒的效力。
实验10：
本实验证明了以碘浸渍Hytrel的能力。本实验还研究了碘从试样中的释放速率。更进一步，本实验评估了碘浸渍帽的机械稳定性及其灭活病毒的效力。
碘吸收研究：
本实验采用了Hytrel试样试验。具体地说，用了3只试样瓶，每瓶中用了9只试样。
将试样放进这3只瓶内之前，记录了每只试验的重量。将大约2.5g的碘放在小过滤纸袋里。继而，在每只瓶内放入9只称重后的试样并在每只瓶的颈部放入一个碘袋。随后将每只瓶子紧密盖严以造成一个封闭的容器。
记录下每只瓶中每只试样的暴露时间和温度。为确定碘含量，定期地对每只试样称重并记录重量的变化。表11A～13详细列出了这次吸收研究的结果。图17表示这3只瓶中以碘重量百分数随时间变化反映出的试样碘吸收情况。瓶号1中的试样在大约60℃下暴露于碘中达72小时并吸收了2.29％(重量)的碘。瓶号2和3中的试样在大约27℃下分别暴露于碘中达72小时和13小时，各吸收1.06％和0.43％的碘。
表11A
瓶号1 时间(hrs) 0.0 时间(hrs)  1.5 时间(hrs)  17.7 时间(hrs)  22.9
温度. 60℃ 温度. 27℃ 温度. 27 ℃ 温度. 27 ℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
28  1.9125  0.00％ 1.9263  0.72％ 1.9300  0.92％ 1.9316  1.00％
16  1.9165  0.00％ 1.9274  0.57％ 1.9325  0.83％ 1.9340  0.91％
4  1.9101  0.00％ 1.9183  0.43％ 1.9232  0.69％ 1.9251  0.79％
18  1.9111  0.00％ 1.9213  0.53％ 1.9278  0.87％ 1.9288  0.33％
12  1.9128  0.00％ 1.9248  0.63％ 1.9303  0.91％ 1.9311  0.96％
13  1.9115  0.00％ 1.9205  0.47％ 1.9256  0.74％ 1.9270  0.81％
20  1.9125  0.00％ 1.9215  0.47％ 1.9282  0.82％ 1.9300  0.92％
31  1.9095  0.00％ 1.9172  0.40％ 1.9242  0.40％ 1.9255  0.84％
19  1.9095  0.00％ 1.9226  0.69％ 1.9265  0.89％ 1.9288  1.01％
平均  0.00％  0.55％  0.83％  0.91％
标准偏差  0.0000  0.0011  0.0008  0.0007
表11B
瓶号1 时间(hrs) 46.4 时间(hrs) 49.5 时间(hrs) 71.6
温度. 27℃ 温度. 60 ℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
28  1.9343  1.14％ 1.9508  2.00％ 1.9551  2.23％
16  1.9372  1.08％ 1.9598  2.26％ 1.9630  2.43％
4  1.9284  0.96％ 1.9475  1.96％ 1.9522  2.21％
18  1.9328  1.13％ 1.9498  2.02％ 1.9556  2.33％
12  1.9349  1.15％ 1.9503  1.96％ 1.9563  2.27％
13  1.9312  1.03％ 1.9464  1.83％ 1.9518  2.11％
20  1.9336  1.10％ 1.9508  2.00％ 1.9569  2.32％
31  1.9288  1.01％ 1.9475  1.99％ 1.9536  2.31％
19  1.9325  1.21％ 1.9470  1.96％ 1.9547  2.37％
平均  1.09％  2.00％  2.29％
标准偏差  0.0007  0.0011  0.0009
表12A
瓶号2 时间(hrs) 0.0 时间(hrs)  1.5  时间(hrs) 17.7  时间(hrs) 22.9
温度. 27℃ 温度. 27℃ 温度. 27℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
20  1.9112  0.00％ 1.9125  0.07％ 1.9161  0.26％ 1.9192  0.42％
14  1.9095  0.00％ 1.9106  0.06％ 1.9157  0.32％ 1.9177  0.43％
15  1.9173  0.00％ 1.9188  0.08％ 1.9233  0.31％ 1.9266  0.48％
11  1.9180  0.00％ 1.9191  0.06％ 1.9236  0.29％ 1.9264  0.44％
2  1.9153  0.00％ 1.9166  0.07％ 1.9218  0.34％ 1.9245  0.48％
8  1.9121  0.00％ 1.9128  0.04％ 1.9168  0.25％ 1.9196  0.39％
13  1.9124  0.00％ 1.9137  0.07％ 1.9185  0.32％ 1.9210  0.45％
31  1.9089  0.00％ 1.9101  0.06％ 1.9139  0.26％ 1.9161  0.38％
23  1.9133  0.00％ 1.9144  0.06％ 1.9192  0.31％ 1.9216  0.43％
平均  0.00％  0.06％  0.30％  0.43％
标准偏差  0.0000  0.0001  0.0003  0.0003
表12B
瓶号2 时间(hrs) 46.3 时间(hrs) 49.2 时间(hrs) 71.4
温度. 27℃ 温度. 27℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
20  1.9239  0.66％ 1.9244  0.69％ 1.9316  1.07％
14  1.9237  0.74％ 1.9245  0.78％ 1.9312  1.14％
15  1.9311  0.72％ 1.9322  0.78％ 1.9371  1.03％
11  1.9317  0.72％ 1.9321  0.74％ 1.9376  1.02％
2  1.9310  0.82％ 1.9316  0.85％ 1.9366  1.11％
8  1.9244  0.64％ 1.9251  0.68％ 1.9305  0.96％
13  1.9269  0.76％ 1.9266  0.74％ 1.9326  1.06％
31  1.9231  0.74％ 1.9238  0.78％ 1.9298  1.09％
23  1.9256  0.64％ 1.9271  0.72％ 1.9340  1.08％
平均  0.72％  0.75％  1.06％
标准偏差  0.0006  0.0005  0.0005
表13
瓶号3 时间(hrs) 0.0 时间(hrs) 2.8 时间(hrs)  13.3
温度. 27℃ 温度. 27℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
12  1.9137  0.00％ 1.9161  0.13％ 1.9213  0.40％
21  1.9219  0.00％ 1.9245  0.13％ 1.9300  0.42％
18  1.9128  0.00％ 1.9149  0.11％ 1.9229  0.53％
30  1.9111  0.00％ 1.9127  0.08％ 1.9200  0.47％
31  1.9089  0.00％ 1.9111  0.11％ 1.9171  0.43％
28  1.9124  0.00％ 1.9144  0.11％ 1.9225  0.53％
8  1.9122  0.00％ 1.9144  0.11％ 1.9192  0.37％
19  1.9098  0.00％ 1.9118  0.10％ 1.9170  0.38％
15  1.9172  0.00％ 1.9188  0.08％ 1.9244  0.38％
平均  0.00％  0.11％  0.43％
标准偏差  0.0000  0.0002  0.0006
碘释放研究
本研究测定了前面吸收研究中制备试样的碘释放速率。为测定碘释放，将试样放置在通风橱下的敞口塑料烧杯里让碘从Hytrel材料散掉。按一定时间间隔称重试样以决定释放速率。表14A～16B详细记载了这次研究的结果。图18A～18C分别画出了自瓶1、瓶2及瓶3中试样碘释放的速率，以碘重量百分数对时间的关系表示。
表14A
瓶号1 时间(hrs) 0.0 时间(hrs) 31.0  时间(hrs) 99.5
温度. 27℃ 温度. 27℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
20  1.9562  0.00％ 1.9530 -0.16％ 1.9473 -0.45％
19  1.9533  0.00％ 1.9505 -0.14％ 1.9442 -0.47％
18  1.9546  0.00％ 1.9520 -0.13％ 1.9448 -0.50％
4  1.9526  0.00％ 1.9496 -0.15％ 1.9446 -0.41％
16  1.9621  0.00％ 1.9596 -0.13％ 1.9526 -0.48％
13  1.9508  0.00％ 1.9479 -0.15％ 1.9420 -0.45％
12  1.9552  0.00％ 1.9517 -0.18％ 1.9450 -0.52％
28  1.9554  0.00％ 1.9520 -0.17％ 1.9460 -0.48％
31  1.9524  0.00％ 1.9499 -0.13％ 1.9441 -0.43％
平均  0.00％ -0.15％ -0.47％
标准偏差  0.0000 0.0002 0.0003
表14B
瓶号1 时间(hrs) 147.8 时间(hrs)  622.0
温度. 27℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
20  1.9435 -0.65％ 1.9373 -0.97％
19  1.9406 -0.65％ 1.9344 -0.97％
18  1.9413 -0.68％ 1.9355 -0.98％
4  1.9414 -0.58％ 1.9346 -0.92％
16  1.9492 -0.66％ 1.9430 -0.97％
13  1.9391 -0.60％ 1.9339 -0.87％
12  1.9419 -0.68％ 1.9366 -0.95％
28  1.9429 -0.64％ 1.9332 -1.14％
31  1.9405 -0.61％ 1.9331 -0.99％
平均 -0.64％ -0.97％
标准偏差 0.0003 0.0007
表15A
瓶号2 时间(hrs) 0.0 时间(hrs) 31.0 时间(hrs) 99.5
温度. 27℃ 温度. 27℃ 温度. 27℃
 Sample# 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
14  1.9300  0.00％ 1.9282 -0.09％ 1.9255 -0.23％
31  1.9303  0.00％ 1.9282 -0.11％ 1.9247 -0.29％
8  1.9305  0.00％ 1.9285 -0.10％ 1.9265 -0.21％
2  1.9357  0.00％ 1.9340 -0.09％ 1.9312 -0.23％
15  1.9328  0.00％ 1.9342 -0.07％ 1.9321 -0.04％
20  1.9312  0.00％ 1.9288 -0.12％ 1.9259 -0.27％
13  1.9323  0.00％ 1.9302 -0.11％ 1.9276 -0.24％
11  1.9374  0.00％ 1.9353 -0.11％ 1.9321 -0.27％
23  1.9332  0.00％ 1.9311 -0.11％ 1.9283 -0.25％
平均  0.00％ -0.09％ -0.23％
标准偏差  0.0000 0.0006 0.0007
表15B
瓶号2  Time(hrs) 147.8  Time(hrs)  622.0
 Temp. 27℃  Temp. 27℃
试样号 Weight(gm)  lodinewt.％ Weight(gm)  lodinewt.％
14  1.9229 -0.37％ 1.9209 -0.47％
31  1.9222 -0.42％ 1.9178 -0.65％
8  1.9239 -0.34％ 1.9223 -0.42％
2  1.9289 -0.35％ 1.9265 -0.48％
15  1.9298 -0.16％ 1.9278 -0.26％
20  1.9238 -0.38％ 1.9219 -0.48％
13  1.9252 -0.37％ 1.9232 -0.47％
11  1.9302 -0.37％ 1.9285 -0.46％
23  1.9263 -0.36％ 1.9245 -0.45％
平均 -0.35％ -0.46％
标准偏差 0.0007 0.0009
表16A
瓶号3 时间(hrs) 0.0  时间(hrs) 31.0 时间(hrs) 99.5
温度. 27℃ 温度. 27℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
12  1.9224  0.00％ 1.9216 -0.04％ 1.9199 -0.13％
18  1.9229  0.00％ 1.9215 -0.07％ 1.9164 -0.34％
15  1.9251  0.00％ 1.9243 -0.04％ 1.9227 -0.12％
28  1.9221  0.00％ 1.9206 -0.08％ 1.9191 -0.16％
19  1.9170  0.00％ 1.9163 -0.04％ 1.9152 -0.09％
30  1.9199  0.00％ 1.9186 -0.07％ 1.9175 -0.13％
21  1.9301  0.00％ 1.9292 -0.05％ 1.9284 -0.09％
8  1.9197  0.00％ 1.9193 -0.02％ 1.9179 -0.09％
31  1.9173  0.00％ 1.9160 -0.07％ 1.9147 -0.14％
平均  0.00％ -0.05％ -0.14％
标准偏差  0.0000 0.0002 0.0007
表16B
瓶号3 时间(hrs)  147.8 时间(hrs) 622.0
温度. 27℃ 温度. 27℃
试样号 重量(gm) 碘wt.％ 重量(gm) 碘wt.％
12  1.9180 -0.22％ 1.9187 -0.19％
18  1.9179 -0.26％ 1.9183 -0.24％
15  1.9209 -0.22％ 1.9214 -0.19％
28  1.9173 -0.25％ 1.9157 -0.33％
19  1.9135 -0.18％ 1.9140 -0.16％
30  1.9156 -0.22％ 1.9160 -0.20％
21  1.9265 -0.19％ 1.9267 -0.18％
8  1.9157 -0.21％ 1.9167 -0.16％
31  1.9132 -0.21％ 1.9136 -0.19％
平均 -0.22％ -0.20％
标准偏差 0.0002 0.0005
机械试验研究：
本研究测定了前面吸收研究中制备试样的拉伸性能。采用了与吸收研究中所用的对照组为同一组的试样作为本研究的对照组。按照在Instrom张力试验机上进行拉伸试验评价了每只试样。
表17～20详载了这次研究的结果。表17表示的是作为对照组的干燥、未浸渍Hytrel试样的试验结果。表18表示浸渍了0.43％干碘的Hytrel试样的试验结果。表19表示浸渍了1.06％干碘的Hytrel试样的试验结果。最后，表20表示浸渍了2.29％干碘的Hytrel试样的试验结果。
表17
未浸渍Hytrel-对照组
试样号    峰值载荷(lbs)    断裂载(lbs)   断裂伸长(in)  自断裂应变(％) 界限屈服点位移(in)
    1     126.8     126.6     5.170     1034.0     .4474
    2     123.9     123.9     4.990     998.0     .4649
    3     116.7     116.7     4.810     962.0     .4849
    4     126.9     126.9     5.100     1020.0     .4776
    5     117.8     117.6     4.770     954.0     .4515
    6     123.8     123.7     4.980     996.0     .4450
    7     125.4     125.3     5.070     1014.0     .4615
    8     126.2     126.2     5.200     1040.0     .4615
    9     122.2     122.2     4.970     994.0     .4687
  平均：     123.3     123.2     5.007     1001.0     .4625
标准偏差： 3.8 3.8 .147 29.5 .0134
  最小：     116.7     116.7     4.770     954.0     .4450
  最大：     126.9     126.9     5.200     1040.0     .4849
表18浸渍了0.43％干碘的Hytrel
试样号    峰值载荷(lbs)     断裂载荷(lbs)   断裂伸长(in)   自断裂应变(％) 界限屈服点位移(in)
    1     119.10     118.90     4.960     992.0     .4646
    2     117.70     117.40     4.990     980.0     .4983
 “被排除”     60.50     59.15     2.430     486.0     .5150
    4     121.70     121.70     5.070     1014.0     .4646
    5     118.80     118.50     4.930     986.0     .4781
    6     126.70     126.60     5.300     1060.0     .4781
    7     120.70     120.70     5.060     1012.0     .4853
    8     116.00     115.80     4.860     972.0     .4937
    9     117.80     117.80     4.930     986.0     .4944
    平均：     119.80     119.70     5.001     1000.0     .4821
标准偏差：     3.30     3.36     .141     28.2     .0131
    最小：     116.0     115.80     4.860     972.0     .4646
    最大：     126.70     126.60     5.300     1060.0     .4983
表19浸渍了1.06％干碘的Hytrel
试样号     峰值载荷(lbs)    断裂载荷(lbs)   断裂伸长(in)  自断裂应变(％)  界限屈服点位移(in)
    1     124.8     124.8     5.270     1054.0     .4777
    2     123.2     123.0     5.220     1044.0     .4784
    3     119.7     119.7     5.040     1008.0     .4683
    4     111.4     111.4     4.770     954.0     .4659
    5     122.8     122.5     5.110     1022.0     .4691
    6     119.5     119.3     4.990     998.0     .4656
    7     117.1     117.0     4.920     984.0     .4822
    8     118.6     118.4     5.020     1004.0     .4786
    9     118.2     118.2     4.950     990.0     .4822
平均： 119.5 119.4 5.032 1006.0 .4742
标准偏差： 4.0 3.9 .153 30.7 .0069
  最小：     111.4     111.4     4.770     954.0     .4656
最大： 124.8 124.8 5.270 1054.0 .4822
表20浸渍了2.29％干碘的Hytrel
试样号     峰值载荷(lbs)    断裂载荷(lbs)    断裂伸长(in)  自断裂应变(％) 界限屈服点位移(in)
    1     110.6     110.5     5.110     1022.0     .4688
    2     111.6     111.5     5.140     1028.0     .4822
    3     105.9     105.8     4.820     964.0     .4786
    4     104.0     104.0     4.900     980.0     .4654
    5     107.3     107.1     4.930     986.0     .4822
    6     113.5     113.3     5.040     1008.0     .4825
    7     103.9     103.9     4.760     952.0     .4782
    8     104.5     104.5     4.870     974.0     .4822
    9     113.0     113.0     5.140     1028.0     .4825
  平均：     108.3     108.2     4.968     993.6     .4781
标准偏差： 3.9 3.9 .144 28.8 .0065
  最小：     103.9     103.9     4.760     952.0     .4654
  最大：     113.5     113.3     5.140     1028.0     .4825
根据这些机械试验方法得到的结果，发现碘对断裂伸长无不利影响。但是，含碘2.29％的帽，其断裂荷载稍有降低。本发明人相信，这可能是由于吸收期间暴露于60°F温度造成的。
抗菌效力研究
为了测量浸渍塑料零件杀灭微生物的能力做了两组实验分析。第一组实验使用了前面吸收研究中制备的浸渍帽来杀灭约105金黄色葡萄球菌成菌落单位。
有意将连接装置沾染上105金黄色葡萄球菌cfu(成菌落单位)。随后将浸渍了3种不同浓度的碘的帽放到连接装置上并保持一小时。一小时后，将帽取下并将连接装置放入含有碘灭活剂的细菌学生长介质当中以停止任何杀菌活性的继续作用。让介质在35℃下熟化并观察金黄色葡萄球菌的生长。结果示于表21。
              表21试样    表现完全消毒的试样数/试验试样数组1                7/7组2                7/7组3                6/8
第二个实验，与浸碘帽相对比，将浸碘塑圆盘放在帽的底部，评估了其抗微生物效力。试验设计基本上与浸渍帽试验相同。试验结果表明，由圆盘放出的碘蒸汽足以将连接装置消毒。
应当理解，对于本领域专业人员而言，任何对本文描述的目前优选实施方案，所做变化和修改方案是很显然的。可以做出这类变化和修改而不偏离本发明的精神和范围，且无碍于其伴随的优点。因此，这些改变和修改应属于所附权利要求范围之内。

Claims (30)

1.一种抗微生物材料，包括：
塑料材料，及
夹裹在塑料材料内部的分子卤，该分子卤未与塑料材料络合。
2.权利要求1的抗微生物材料，其中塑料材料选自：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、共聚聚酯、聚碳酸酯/聚酯共混物及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
3.权利要求1的抗微生物材料，其中大约0～40％的分子卤是被夹裹在塑料材料中的。
4.权利要求1的抗微生物材料，其中分子卤是碘。
5.权利要求1的抗微生物材料，其中塑料材料被成形为医疗器具。
6.权利要求1的抗微生物材料，其中分子卤部分地与塑料材料络合。
7.一种用于透析的透析连接器帽，包含：
塑料材料，及
夹裹在塑料材料内部的分子卤。
8.权利要求7的连接器帽，其中塑料材料选自：聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、共聚聚酯、聚碳酸酯/聚酯共混物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
9.权利要求7的连接器帽，其中大约0～40％的分子卤是被夹裹在塑料材料中的。
10.权利要求7的连接器帽，其中分子卤是碘。
11.权利要求7的连接器帽，其中连接器是用于透析的。
12.一种定向释放材料，包括：
其中浸渍了卤素的第一塑料材料，此第一塑料材料和卤素确定了具有第一卤素释放速率的外表面；
其中浸渍了卤素的第二塑料材料，此第二塑料材料和卤素确定了具有第二卤素释放速率的内表面，此第二释放速率快于第一释放速率从而实现了卤素定向释放。
13.权利要求12的定向释放材料，其中第一和第二塑料材料每种选自：聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、共聚聚酯、聚碳酸酯/聚酯共混物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
14.权利要求12的定向释放材料，其中大约0～40％的卤素被浸渍在第一和第二塑料材料的每一种内。
15.权利要求12的定向释放材料，其中卤素是碘。
16.一种制造消毒材料的方法，包括让塑料材料与卤素气体接触，卤素气体从而被吸收在塑料材料中的步骤。
17.权利要求16的方法，进一步包括让塑料材料与元素卤素接触，此元素卤素升华为卤素气体，此卤素气体被吸收到塑料材料中去。
18.权利要求16的方法，其中塑料材料选自：聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚苯乙烯、共聚聚酯、聚碳酸酯/聚酯共混物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。
19.权利要求16的方法，其中大约0～40％的卤素气体被吸收在塑料材料中。
20.权利要求16的方法，其中卤素气体是碘。
21.权利要求16的方法，进一步包括控制卤素气体从塑料材料扩散出去的速率的步骤。
22.权利要求16的方法，进一步包括将塑料材料成形为医疗器具的步骤。
23.一种浸渍塑料材料的方法，包括下列步骤：
将碘晶体送入封闭容器；以及
将塑料材料放入此封闭容器中并保持充分的时间让碘吸收到塑料材料中去。
24.权利要求23的方法，进一步包括将干燥碘晶体送入封闭容器的步骤。
25.权利要求23的方法，进一步包括下列步骤：
让元素碘溶液送入封闭容器；以及
让溶液蒸发生成碘晶体。
26.权利要求23的方法，其中封闭容器是透析连接器和帽。
27.权利要求23的方法，其中塑料材料是塑料圆盘。
28.一种浸渍用于腹膜透析连接器的塑料圆盘的方法，包括下列步骤：
将碘晶体送入用于腹膜透析连接器的帽内；
将塑料圆盘放到帽内的碘晶体上；以及
将帽紧固在腹膜透析连接器上。
29.权利要求28的方法进一步包括将干燥碘晶体送入帽内的步骤。
30.权利要求28的方法进一步包括下列步骤：
将元素碘溶液送入帽内；以及
让溶液蒸发生成碘晶体。
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