[发明专利]包含有机和无机多结复合材料的抗微生物光反应性组合物

说明书

本发明提供一种光反应性组合物，其包含在普通室内照明中具有光反应性的光催化多结复合材料，并且包含至少一种主要碳基的光催化异质结。该组合物还包含至少一种表面偶联材料，任选地至少一种选自电荷转移增强材料、光捕获增强材料、抗微生物增强材料或其组合的添加剂，和载体。该组合物可以与表面偶联或嵌入阳离子聚合物基质中以形成可除去的抗微生物膜。还提供了一种消毒表面的方法，包括将光反应性组合物施加到表面上。

背景技术

传染病每年在世界范围内造成的死亡人数超过任何其他单一原因。最大限度地减少由病原微生物引起的感染是许多领域的一个重要问题，特别是在医疗器械、药物、医院表面/家具、牙科修复和手术设备、健康护理产品和卫生应用、水净化系统、空气过滤器、纺织品、食品包装和存储、工业或家用电器、航空领域等。特别是在医院中，在抗击感染方面付出了极大的努力和巨大的成本。

通过接触、进食、饮用或呼吸含有病原体的物质会产生感染。通常，这些感染与靶向病原体的抗微生物剂对抗。然而，特别成问题的是微生物能够快速且容易地基因突变以变得对这些试剂具有抗性，使得它们的消除变得困难。例如，金黄色葡萄球菌(S.aureus)通常寄生在人体皮肤上和黏膜中而不会引起严重问题，但如果细菌进入体内，则从轻微到危及生命的疾病都可能发生，包括皮肤和伤口感染、感染性湿疹、脓肿感染、心脏瓣膜感染或心内膜炎、肺炎、血流感染或菌血症。一些金黄色葡萄球菌对甲氧西林和其他β-内酰胺抗生素具有抗性——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，需要替代类型的抗生素来治疗它们。此外，形成孢子的艰难梭菌(C.difficile)是一种肠道超级细菌，其引起从腹泻到危及生命的结肠炎症的症状，其是医院中最常见的细菌感染。

考虑到这些健康危害，正在进行大量的研究工作以开发先进的光反应性材料，这些材料可以促进例如有机和无机污染物的光分解过程(Borgarello等人，Disposal ofhydrogen sulfide:conventional and photochemical methods，M.Schiavello编辑，Photocatalysis and Environment，第567-581页，Kluwer Academic Publishers，Dordrecht(1988)；Brinkley等人，Journal of Physical Chemistry，102,7596-7605(1998)；Fox，Photocatalytic oxidation of organic substrates，M.Schiavello编辑，Photocatalysis and Environment，第445-467页，Kluwer Academic Publishers，Dordrecht(1988)；Pelizzetti等人，Photodegradation of organic pollutants inaquatic systems catalyzed by semiconductors，M.Schiavello编辑，Photocatalysisand Environment，第469-497页，Kluwer Academic Publishers，Dordrecht(1988)，Serpone等人，Photoreduction and photodegradation of inorganic pollutants：I.Cyanides，M.Schiavello编辑，Photocatalysis and Environment，第499-526页，KluwerAcademic Publishers，Dordrecht(1988a，1988b))，photosynthesis of organiccompounds from carbon dioxide and other inorganic substrates(Anpo等人，Journalof Physical Chemistry，101,2632-2636(1997)；Kanemoto等人，Journal of theChemical Society，Faraday Transactions，92，2401-2411(1996))，photodecompositionof water to hydrogen and oxygen(Lauermann等人，Journal of ElectroanalyticalChemistry，228，45-55(1987))，和photoreduction of dinitrogen to ammonia(Augugliaro and Palmisano,Reduction of dinitrogen to ammonia in irradiatedheterogeneous systems，M.Schiavello编辑，Photocatalysis and Environment，第425-444页，Kluwer Academic Publishers，Dordrecht(1988))。半导体材料作为自然环境中氧化还原反应的催化剂的作用和设计用于降解危险化学品的工程系统也越来越被认识(Schoonen等人，Journal of Geochemical Exploration，62,201-215(1998)；Selli等人，1996；Stumm和Morgan 1995；Sulzberger，Photoredox reactions at hydrous metaloxide surfaces:A surface coordination chemistry approach，W.Stumm编辑，AquaticChemical Kinetics.Wiley Interscience，New York(1990))。