DE102016115370A1

DE102016115370A1 - METHOD OF USE OF A CARBONIZED MATERIAL TO INHIBIT BACTERIA

Info

Publication number: DE102016115370A1
Application number: DE102016115370.2A
Authority: DE
Inventors: Yi-Ching Cheng
Original assignee: Linkwin Tech Co Ltd; LinkWin Technology Co Ltd
Current assignee: Linkwin Tech Co Ltd; LinkWin Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Ein Verfahren zur Verwendung eines karbonisierten Materials, um Bakterien zu inhibieren wird offenbart, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst. Erstens Bereitstellen des karbonisierten Materials, das einen elektrisch leitenden kohlenstoffhaltigen Körper umfasst, wobei der kohlenstoffhaltige Körper aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Kohlenstofffasergewebe, Graphen und Graphenoxid. Als nächstes In-Berührung-Bringen des karbonisierten Materials mit einer feuchten Umgebung. Schließlich Abgeben eines Gleichstroms an den kohlenstoffhaltigen Körper. Wobei, nachdem der kohlenstoffhaltige Körper elektrisch durch den Gleichstrom unter Spannung gesetzt wird, Wasserstoffperoxid aus dem Sauerstoff der feuchten Umgebung synthetisiert wird, um bakterielles Wachstum zu inhibieren.A method of using a carbonized material to inhibit bacteria is disclosed, which method comprises the following steps. First, providing the carbonized material comprising an electrically conductive carbonaceous body, wherein the carbonaceous body is selected from the group consisting of carbon fiber fabric, graphene, and graphene oxide. Next, bring the carbonized material into contact with a moist environment. Finally, deliver a direct current to the carbonaceous body. Wherein, after the carbonaceous body is electrically energized by the direct current, hydrogen peroxide is synthesized from the oxygen of the humidified environment to inhibit bacterial growth.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

1. TECHNISCHES FELD 1. TECHNICAL FIELD

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zur Verwendung eines karbonisierten Materials um Bakterien zu inhibieren und insbesondere auf ein Verfahren zur Verwendung eines Materials mit einem elektrisch leitfähigen kohlenstoffhaltigen Körper, um das Wachstum von Bakterien auf Wunden zu inhibieren. The present invention relates generally to a method of using a carbonized material to inhibit bacteria, and more particularly to a method of using a material having an electrically conductive carbonaceous body to inhibit the growth of bacteria on wounds.

2. BESCHREIBUNG VON ÄHNLICHEM STAND DER TECHNIK 2. DESCRIPTION OF RELATED ART

Die Menschen erleiden versehentlich Verletzungen (zum Beispiel Schnittverletzungen, Abschürfungen und Verbrennungen) im täglichen Leben. Wenn die Wunde nicht richtig behandelt wird, ist in der Regel die Prognose schlecht und die Wunde kann sich sogar infizieren. Insbesondere unter den häufigsten Verletzungen ist die Kontrolle von ausgedehnten Verbrennungen extrem schwierig. Die Haut ist eine Schutzbarriere der Oberfläche des Körpers und sobald die Haut schwer verletzt wird, besteht die Gefahr der Austrocknung und Unterkühlung. Außerdem kann, wenn die Wunde nicht gut behandelt wird, der Patient eine schwere Infektion ein paar Tage später haben, die möglicherweise zu Atemversagen, multiplen Organversagen oder sogar zum Tod führt. Kurz gesagt, ist es eine Herausforderung für Einrichtungen des Gesundheitswesens nicht nur Patienten mit Verbrennungen versorgen, sondern auch die Schutzbarriere (das heißt, die Haut) der Patienten zu rekonstruieren. People accidentally suffer injuries (such as cuts, abrasions and burns) in their daily lives. If the wound is not treated properly, the prognosis is usually poor and the wound may even become infected. Especially among the most common injuries, the control of extensive burns is extremely difficult. The skin is a protective barrier of the surface of the body and as soon as the skin is seriously injured, there is a risk of dehydration and hypothermia. In addition, if the wound is not treated well, the patient may have a serious infection a few days later, possibly resulting in respiratory failure, multiple organ failure or even death. In short, it is a challenge for healthcare facilities to not only provide burn patients, but also to reconstruct the protective barrier (that is, the skin) of the patient.

Wenn sich die Tiefe der Verbrennung tief in die Retikulärdermis erstreckt, müssen sich Verbrennungspatienten Haut-Autotransplantationen unterziehen, um eine Transplantatabstoßung zu vermeiden. Allerdings ist Hautersatz (zum Beispiel künstliche Haut oder ein Wundverband) bei solchen Patienten geboten, die nicht genügend gesunde Haut haben oder um einen zusätzlichen Schutz für die behandelte Wunde zu erzielen. Derzeit wird künstliche Haut mit Algin und Silikon-Gaze häufig verwendet, wobei das erste die Wunde feucht hält und das zweite nicht auf der Wunde haftet, und somit diese beiden Arten von künstlicher Haut die Heilung erleichtern können. As the depth of burn extends deep into the retinal dermis, burn patients must undergo autografting to avoid graft rejection. However, skin replacement (eg, artificial skin or wound dressing) is required in those patients who do not have enough healthy skin or to provide additional protection to the treated wound. Currently, artificial skin is often used with algin and silicone gauze, the former keeping the wound moist and the second not adhering to the wound, and thus these two types of artificial skin can facilitate healing.

Die herkömmlichen oben erwähnten Hautsubstitute sind jedoch alle nicht in der Lage, das Wachstum von Bakterien effektiv zu hemmen und müssen daher, nachdem sie für eine Zeitdauer verwendet wurden, ersetzt werden. Folglich wird eine große Menge an medizinischen Materialien verbraucht. Darüber hinaus ist das häufige Ersetzen des Wundverbandes sehr schmerzhaft für den Verbrennungspatienten. Daher ist ein verbessertes Verfahren zur Heilung von Verbrennungspatienten ein drängendes Problem. However, the conventional skin substitutes mentioned above are all unable to effectively inhibit the growth of bacteria and therefore, after being used for a period of time, must be replaced. Consequently, a large amount of medical materials is consumed. In addition, the frequent replacement of the wound dressing is very painful for the burn patient. Therefore, an improved method of curing burn patients is an urgent problem.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Im Hinblick auf das oben Genannte ist die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen eines Verfahrens zur Verwendung eines karbonisierten Materials, um Wunden zu bedecken und Bakterien zu inhibieren, wobei sich eine kontinuierliche und signifikante antibiotische Wirkung ergibt. In view of the above, the primary object of the present invention is to provide a method of using a carbonized material to cover wounds and inhibit bacteria to give a continuous and significant antibiotic effect.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verwendung eines karbonisierten Materials bereit, um Bakterien zu inhibieren, dieses umfasst das Bereitstellen des karbonisierten Materials, das einen elektrisch leitenden kohlenstoffhaltigen Körper umfasst, das In-Berührung-Bringen des karbonisierten Materials mit einer feuchten Umgebung, das Abgeben eines Gleichstroms an den kohlenstoffhaltigen Körper, wobei der kohlenstoffhaltige Körper ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstofffasergewebe, Graphen und Graphenoxid. Wobei, nachdem der kohlenstoffhaltige Körper elektrisch durch den Gleichstrom unter Spannung gesetzt wird, Wasserstoffperoxid aus dem Sauerstoff der feuchten Umgebung synthetisiert wird, um bakterielles Wachstum zu inhibieren. The present invention provides a method of using a carbonized material to inhibit bacteria, comprising providing the carbonized material comprising an electrically conductive carbonaceous body, contacting the carbonized material with a humid environment, dispensing a direct current to the carbonaceous body, wherein the carbonaceous body is selected from the group consisting of carbon fiber fabric, graphene and graphene oxide. Wherein, after the carbonaceous body is electrically energized by the direct current, hydrogen peroxide is synthesized from the oxygen of the humidified environment to inhibit bacterial growth.

Wobei eine geringe Menge an Wasserstoffperoxid durch eine elektrochemische Reaktion synthetisiert wird, um das Wachstum von Bakterien auf Wunden zu inhibieren. Wherein a small amount of hydrogen peroxide is synthesized by an electrochemical reaction to inhibit the growth of bacteria on wounds.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die vorliegende Erfindung wird am besten unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung einiger anschaulicher Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen The present invention will be best understood by reference to the following detailed description of some illustrative embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings in which: FIG

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die das karbonisierte Material zeigt; 1 Figure 3 is a schematic representation of a first embodiment of the present invention showing the carbonized material;

2 ein teilweise schematisches Diagramm des karbonisierten Materials aus 1 ist, das eine Vielzahl von Kohlenstofffasern, die in einem sich kreuzenden Muster angeordnet sind, zeigt; 2 a partial schematic diagram of the carbonized material 1 which shows a plurality of carbon fibers arranged in a crossing pattern;

3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Verwendung des karbonisierten Materials aus 1 ist; und 3 a flow chart of the method for using the carbonized material 1 is; and

4 ein schematisches Diagramm zur Verwendung des karbonisierten Materials aus 1 ist. 4 a schematic diagram of the use of the carbonized material 1 is.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Wie in 1 gezeigt, umfasst das karbonisierte Material 100 einen kohlenstoffhaltigen Körper 10 und eine Vielzahl von Silberpartikeln 20, die an den kohlenstoffhaltigen Körper 10 anhaften. Der kohlenstoffhaltige Körper 10 ist elektrisch leitfähig und ist mindestens eines von Kohlenstofffasergewebe (CF), Graphen und Graphenoxid (GO). Das Kohlenstofffasergewebe hat eine ausgezeichnete Adsorptionseigenschaft und Feuchtigkeitsbindung. Wie in 2 dargestellt, umfasst das Kohlenstofffasergewebe eine Vielzahl von Kohlenstofffasern 12, wobei ein Abstand D zwischen zwei benachbarten Kohlenstofffasern 12 der Vielzahl von Kohlenstofffasern zwischen 0,2 nm und 0,25 nm ist; in einer Ausführungsform ist der Abstand D 0,23 nm. Praktisch kann der kohlenstoffhaltige Körper 10 ein poröses Fasergewebe (Aktivkohlefasergewebe) sein, wie im Taiwanesischen Patent I334891 offengelegt, das durch den Anmelder dieser Erfindung eingereicht wurde. Darüber hinaus enthält der kohlenstoffhaltige Körper 10 eine Mehrschichtstruktur, die eine gestapelte Vielzahl von Schichten besitzt; jede der Schichten ist Graphen oder Graphenoxid. As in 1 shown includes the carbonized material 100 a carbonaceous body 10 and a variety of silver particles 20 attached to the carbonaceous body 10 adhere. The carbonaceous body 10 is electrically conductive and is at least one of carbon fiber fabric (CF), graphene and graphene oxide (GO). The carbon fiber fabric has excellent adsorption property and moisture binding. As in 2 As shown, the carbon fiber fabric comprises a plurality of carbon fibers 12 where a distance D between two adjacent carbon fibers 12 the plurality of carbon fibers is between 0.2 nm and 0.25 nm; In one embodiment, the distance D is 0.23 nm. In practice, the carbonaceous body 10 a porous fiber fabric (activated carbon fiber fabric), as in Taiwanese patent I334891 disclosed by the assignee of this invention. In addition, the carbonaceous body contains 10 a multilayer structure having a stacked plurality of layers; each of the layers is graphene or graphene oxide.

Das Gewichtsverhältnis der Silberpartikel 20 und des kohlenstoffhaltigen Körpers 10 liegt zwischen 0,5 bis 5; in einem solchen Bereich, ist der Netzebenenabstand der (111) Ebene von Ag in dem karbonisierten Material 100 0,23 nm, was geeignet ist für das Anfügen an den kohlenstoffhaltigen Körper 10. Zusätzlich ist das beste Gewichtsverhältnis der Silberpartikel 20 und des kohlenstoffhaltigen Körpers 10 5, das bevorzugte Verhältnis ist 1 und das nächste ist 0,5. Die Silberpartikel 20 und der kohlenstoffhaltige Körper 10 sind in einer Flüssigkeit vermischt. In der Ausführungsform, ist das Gewichtsverhältnis der Silberpartikel 20 und des kohlenstoffhaltigen Körpers 10 2. Das karbonisierte Material 100 kann Wundexsudat, Blut und Bakterien wirksam adsorbieren, wenn es eine Wunde bedeckt; außerdem kann es die Wunde feucht zu halten. The weight ratio of the silver particles 20 and the carbonaceous body 10 is between 0.5 to 5; in such a range, the interplanar spacing is the (111) plane of Ag in the carbonized material 100 0.23 nm, which is suitable for attachment to the carbonaceous body 10 , In addition, the best weight ratio of the silver particles 20 and the carbonaceous body 10 5, which is the preferred ratio 1 and the next one is 0.5. The silver particles 20 and the carbonaceous body 10 are mixed in a liquid. In the embodiment, the weight ratio of the silver particles 20 and the carbonaceous body 10 2. The carbonized material 100 can effectively adsorb wound exudate, blood and bacteria when covering a wound; It can also keep the wound moist.

3 bis 4 zeigen das Verfahren zur Verwendung des karbonisierten Materials 100 bei der Inhibierung von Bakterien. Zunächst wird das karbonisierte Material 100 mit einer feuchten Umgebung 1, die Sauerstoff besitzt, in Berührung gebracht. In der Praxis, ist die feuchte Umgebung 1 eine Wunde eines Organismus. Mit anderen Worten bedeckt das karbonisierte Material 100 direkt die Wunde. Als nächstes wird ein Gleichstrom an den kohlenstoffhaltigen Körper 10 abgegeben, wobei der Gleichstrom von einer Stromquelle 30 bereitgestellt wird, die eine Spannung von 1,75N (1,75-Vielfache) Volt liefert, wobei N eine positive ganze Zahl ist, und ferner erfüllt: 1 ≤ N ≤ 8; in einer Ausführungsform ist N = 2 und die Stromquelle 30 ist eine Batterie, die eine Spannung von 3,5 Volt bereitstellt. 3 to 4 show the method of using the carbonized material 100 in the inhibition of bacteria. First, the carbonized material 100 with a humid environment 1 , which has oxygen, brought into contact. In practice, the humid environment 1 a wound of an organism. In other words, the carbonized material covers 100 directly the wound. Next, a direct current is applied to the carbonaceous body 10 delivered, with the direct current from a power source 30 which provides a voltage of 1.75N (1.75 multiples) volts, where N is a positive integer, and further satisfies: 1 ≤ N ≤ 8; in one embodiment, N = 2 and the current source 30 is a battery that provides a voltage of 3.5 volts.

Nachdem der elektrisch leitfähige kohlenstoffhaltige Körper 10 elektrisch geladen wurde, wird in geringer Konzentration Wasserstoffperoxid 2 aus Sauerstoff der feuchten Umgebung 1 durch eine elektrochemische Reaktion synthetisiert, wobei dieser auf der Oberfläche der Wunde freigesetzt wird, um das Wachstum von Bakterien auf der Wunde zu inhibieren. Wenn die Spannung der Stromquelle 30 zu hoch wäre, wäre die Konzentration des Wasserstoffperoxids 2 zu hoch, was das normale Gewebe des Organismus schädigen könnte. Im Gegensatz dazu, wenn die Spannung der Stromversorgung 30 zu niedrig wäre, wäre die Konzentration des Wasserstoffperoxids 2 zu niedrig, um effektiv das Wachstum von Bakterien zu inhibieren. After the electrically conductive carbonaceous body 10 was electrically charged, is hydrogen peroxide in low concentration 2 from oxygen of the humid environment 1 synthesized by an electrochemical reaction, which is released on the surface of the wound to inhibit the growth of bacteria on the wound. When the voltage of the power source 30 Too high would be the concentration of hydrogen peroxide 2 too high, which could damage the normal tissue of the organism. In contrast, when the voltage of the power supply 30 Too low would be the concentration of hydrogen peroxide 2 too low to effectively inhibit the growth of bacteria.

Zusammenfassend, nachdem der kohlenstoffhaltige Körper 10 elektrisch geladen wurde, wird eine kleine Menge an Wasserstoffperoxid 2 freigesetzt, die anschließend die Vermehrung von Bakterien auf der Wunde inhibiert, was einläutend die Bakterien inhibiert. Noch wenige verbliebene Bakterien, die unter Wasserstoffperoxid 2 wachsen, können vom karbonisierten Material 100 angezogen und weiter von den Silberpartikeln 20 aufgespießt werden, was zum Tod der Bakterien führt. In diesem Sinne kann das karbonisierte Material 100 signifikant die Anzahl der Bakterien auf der Wunde durch die oben erwähnte duale antibakterielle Wirkung reduzieren, die effektiv Wundinfektion verhindert. Darüber hinaus kann die Mehrschichtstruktur in dem kohlenstoffhaltigen Körper 10, die aus Graphen oder Graphenoxids besteht, eine Barriere für Bakterien sein, die die Bakterien daran hindert zu proliferieren und Kolonien auf großen Wunden zu bilden. In summary, after the carbonaceous body 10 is charged electrically, a small amount of hydrogen peroxide 2 which then inhibits the proliferation of bacteria on the wound, which in turn inhibits the bacteria. Still few remaining bacteria, those under hydrogen peroxide 2 can grow from carbonated material 100 attracted and further from the silver particles 20 be impaled, resulting in the death of the bacteria. In this sense, the carbonized material 100 significantly reduce the number of bacteria on the wound by the above-mentioned dual antibacterial effect, which effectively prevents wound infection. In addition, the multi-layer structure in the carbonaceous body can 10 which consists of graphene or graphene oxide, may be a barrier to bacteria that prevents bacteria from proliferating and forming colonies on large wounds.

Zusätzlich ist das Feuchtigkeitsniveau in Wunden ein wichtiger Faktor bei der Wundheilung. Wenn eine Wunde ist nicht feucht genug ist, ist die Prognose in der Regel schlecht. Mit dem Kohlefasergewebe, das eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsrückhalteeigenschaft aufweist, kann das karbonisierte Material 100 effektiv die Wunde feucht halten. In addition, the level of moisture in wounds is an important factor in wound healing. If a wound is not wet enough, the prognosis is usually poor. With the carbon fiber fabric having excellent moisture retention property, the carbonized material can 100 effectively keep the wound moist.

Durch die oben genannten Eigenschaften ist das karbonisierte Material 100 für große Wunden geeignet, wie die Behandlung für große Verbrennungen. Darüber hinaus kann die Stromquelle 30 kontinuierlich elektrischen Strom an den kohlenstoffhaltigen Körper 10 abgeben, so dass durch das karbonisierte Material 100 kontinuierlich Wasserstoffperoxid 2 auf die Oberfläche der großen Wunde freigesetzt werden kann, was die Inhibierung der Bakterien erhöht und die Wundheilung beschleunigt. Für Verbrennungspatienten ist das karbonisierte Material 100 der Erfindung in der Tat hilfreich für die Wundheilung. Due to the above properties is the carbonized material 100 suitable for large wounds, such as treatment for major burns. In addition, the power source 30 continuously electrical current to the carbonaceous body 10 leave so that through the carbonized material 100 continuously hydrogen peroxide 2 can be released on the surface of the large wound, which increases the inhibition of bacteria and accelerates wound healing. For burn patients, this is carbonized material 100 the invention is indeed helpful for wound healing.

Es muss darauf hingewiesen werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen nur einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung repräsentieren. Alle äquivalenten Verfahren, die das in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offenbarte Konzept verwenden, fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. It should be noted that the embodiments described above represent only some preferred embodiments of the present invention. All equivalent methods utilizing the concept disclosed in this specification and the appended claims fall within the scope of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

TW 3334891 [0013]

Claims

A method of using a carbonized material to inhibit bacteria, comprising the steps of: A. providing the carbonized material comprising an electrically conductive carbonaceous body, wherein the carbonaceous body is selected from the group consisting of carbon fiber fabric, graphene and graphene oxide; B. contacting the carbonized material with a humid environment; and C. delivering a direct current to the carbonaceous body; wherein, after the carbonaceous body is electrically energized by the direct current, hydrogen peroxide is synthesized from the oxygen of the humidified environment to inhibit bacterial growth.

The method of claim 1, wherein the carbonaceous body has a multilayer structure comprising a plurality of layers; each of the layers is graphene or graphene oxide.

The method of claim 1, wherein the carbon fiber fabric comprises a plurality of carbon fibers; a distance between two adjacent carbon fibers of the plurality of carbon fibers is between 0.2 nm and 0.25 nm.

The method of claim 1, wherein the carbonized material further comprises a plurality of silver particles mounted on the carbonaceous body; the weight ratio of the silver particles and the carbonaceous body is between 0.5 to 5.

The method of claim 1, wherein the DC power is provided by a power source that provides a voltage of 1.75 N volts.

The method of claim 5, wherein N is a positive integer and further satisfies 1 ≤ N ≤ 8.

The method of claim 1, wherein the moist environment comprises a wound of an organism; wherein a small amount of hydrogen peroxide is synthesized by an electrochemical reaction to inhibit the growth of bacteria on the wound.