具有杀生物活性的热湿交换过滤器、用于制备具有杀生物活性的热湿交换过滤器的方法以及银纳米粒子的用途与流程

本发明涉及一种热湿交换过滤器，该热湿交换过滤器提供用于机械呼吸的抗微生物生物活性(即，抗细菌、抗真菌和抗病毒活性)。

背景技术：

1、当患者经历机械呼吸时，吸入气体的加热和加湿至关重要。

2、热湿交换器(hme-heat and moisture exchanger)是目前可用于执行这些功能的设备选项之一。

3、hme的一些实例描述于文献us867391中，该文献描述了一种用于维持气体的湿度和温度的装置，该气体提供给患者以供患者在麻醉状态下吸入；并且在文献ep2113278中，公开了一种适合用于麻醉学和重症监护的hme热焓，以被动地加热和湿润供应给患者的呼吸气体。

4、文献de102014005241和us6209541中所描述的装置的特征为颗粒过滤膜。文献de102014005241描述了一种随着时间推移稳定且复杂性降低的有效的hme过滤器。文献us6209541涉及一种用作颗粒物的屏障的疏水性静电呼吸过滤器。

5、假设所有类型的hme在hme的元件中所形成的空间之间的冷凝点处捕获呼出(呼气的)气体中的一定量水蒸气。吸入气体用于蒸发冷凝水以进行加湿。在加热吸入气体的情况下，预期将发生循环现象和局部储热。另一个问题与冷凝水和分泌物积聚引起的堵塞或结皮(encrustation)有关，这些堵塞或结皮阻塞患者的气道，从而导致窒息。

6、这些潮湿气体是细菌、真菌和病毒转移的载体，并且可能污染机械呼吸设备。因此，存在着由唾液还有呼出的气体传播的微生物对设备部件交叉污染的风险。

7、此外，常见的hme具有过滤器，该过滤器在按夹层式布置的层中具有聚合物纤维材料。这些纤维有许多缺点，包括过滤亚微米颗粒(例如，病毒颗粒的直径从60nm到140nm变化)的低效率，这容易引起纤维结垢，从而限制气流。尺寸小于2.5μm的颗粒物通常被认为对人类健康更有害，因为它能够渗入人体呼吸系统并能够沉积在支气管和肺部中，这在病原体的情况下可见到(ali等人，2018)。

8、因此，这些过滤器变得不经济并且对小颗粒无效。此外，已知常规的过滤器具有低效率的空气过滤性能，并因此受到耐用性影响，从而导致有效性低。

9、考虑到有效的抗微生物系统的缺乏允许细菌、真菌和病毒在设备中沉积，从而使得其成为潜在的污染源和感染源，这些事实展示了在hme中存在杀生物系统的重要性。

10、医源性感染导致医院环境中一系列严重的临床并发症。这种不便和费用使患者护理标准面临风险。当前的环境导致了对抗微生物剂具有多重耐药性的细菌、真菌和病毒株出现。

11、此外，对微米和亚微米颗粒表现出高过滤能力的过滤器的开发也至关重要。

12、需要开发出具有高稳定性、耐久性、成本效益以及有效的抗细菌、抗真菌和抗病毒特性的hme过滤器。

13、因此，鉴于所报道的缺点，本发明旨在提供一种能够固定并消除/灭活微生物和病毒颗粒的具有杀生物活性的热湿交换过滤器。

技术实现思路

1、本发明涉及一种具有杀生物活性的热湿交换过滤器，该热湿交换过滤器包含浸渍有银纳米粒子(agnp)的聚合物纤维素纤维。

2、本发明还涉及一种制备具有杀生物活性的热湿交换过滤器的方法，该方法包括以下步骤：

3、a)用单宁酸制备银纳米粒子；

4、b)用柠檬酸钠制备银纳米粒子；

5、c)使步骤(a)和(b)中获得的纳米粒子以1:4至4:1范围内的比例混合；

6、d)用步骤(c)中获得的银纳米粒子的混合物来浸渍聚合物纤维素纤维；

7、e)对步骤(d)中获得的浸渍后的纤维素纤维进行干燥。

8、此处描述的本发明还涉及银纳米粒子的用途，浸渍到聚合物纤维素纤维中用于生产具有杀生物活性的热湿交换过滤器。

技术特征：

1.具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，包含浸渍有银纳米粒子(agnp)的聚合物纤维素纤维。

2.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，所述聚合物纤维素纤维包含选自氯化钙、氢氧化钠和氯化镁的储热载体材料。

3.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，所述聚合物纤维素纤维为分区双层的形式。

4.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，包含通过还原剂获得的银纳米粒子，所述还原剂选自：单宁酸、柠檬酸钠、壳聚糖、抗坏血酸、硫代硫酸盐、聚乙二醇、源自山茶树的芒果苷儿茶素、白藜芦醇、石榴提取物、抗坏血酸、乌墨树提取物、刺果番荔枝提取物、嘉宝果提取物、肼、四硼氢化钠、含活性金属的还原剂，如钠、镁、铝和锌、金属氢化物，如nah、cah2和lialh4、或它们的混合物。

5.根据权利要求4所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，包含通过选自单宁酸和/或柠檬酸钠的还原剂获得的银纳米粒子。

6.根据权利要求5所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，包含从单宁酸和柠檬酸钠获得的银纳米粒子的混合物。

7.根据权利要求6所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，从单宁酸获得的银纳米粒子与从柠檬酸钠获得的银纳米粒子之间的比例在1:4到4:1之间变化。

8.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，银纳米粒子具有通过透射电子显微镜(tem)获得的在10nm至55nm范围内的平均尺寸。

9.根据权利要求5和8所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，从单宁酸获得的银纳米粒子具有通过透射电子显微镜(tem)获得的10nm至30nm范围内的平均尺寸；并且从柠檬酸钠获得的银纳米粒子具有通过透射电子显微镜(tem)获得的30nm至50nm范围内的平均尺寸。

10.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，银纳米粒子具有通过动态光散射(dls)获得的5nm至90nm范围内的尺寸。

11.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，所述银纳米粒子还包含稳定剂，所述稳定剂选自聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚乙烯醇、黄原胶、阿拉伯胶、瓜尔胶、淀粉及其衍生物、纤维素衍生物、淀粉、琼脂或它们的混合物。

12.根据权利要求11所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，所述银纳米粒子包含聚乙烯吡咯烷酮(pvp)稳定剂。

13.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，所述银纳米粒子处于所述聚合物纤维素纤维的表面上或浸入所述聚合物纤维素纤维。

14.根据权利要求1所述的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，其特征在于，所述热湿交换过滤器的表面呈高度波纹状。

15.用于制备具有杀生物活性的热湿交换过滤器的方法，所述热湿交换过滤器根据权利要求1至14中所定义，特征在于，所述方法包括以下步骤：

16.根据权利要求15所述的用于制备具有杀生物活性的热湿交换过滤器的方法，其特征在于，用银纳米粒子的混合物浸渍所述纤维素聚合物纤维的步骤(d)通过喷雾或浸渍进行。

17.具有杀生物活性的银纳米粒子在根据权利要求1至14中所定义的热湿交换过滤器中的用途，其特征在于，形成所述热湿交换过滤器的所述聚合物纤维素纤维用具有杀生物活性的银纳米粒子浸渍。

技术总结
本发明涉及一种用于医疗通气设备的具有杀生物活性的热湿交换过滤器，该热湿交换过滤器包含浸渍有银纳米粒子(AgNP)的聚合物纤维素纤维。热湿交换过滤器可被用于麻醉学和重症监护中在人工通气下的插管患者并且允许稳健的更换，这是用于抵御微生物如细菌、真菌、酵母和病毒引起的医源性交叉污染感染的基础设施。本发明还涉及制备具有杀生物活性的热湿交换过滤器的方法以及银纳米粒子的用途。

技术研发人员：V·C·蒂普,J·G·D·S·巴蒂斯塔,A·B·卢高,H·C·戈麦兹,R·G·斯卡沃内
受保护的技术使用者：MLA补充剂医疗有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11