Eleten素粒子還原技術介紹及其在生活用紙領域的應用

時間: 2019/7/23 14:01:23  來源:   點擊:  357

      從上世紀80年代開始,人們的健康意識日益增強,主打抗菌理念的産品在日常生活用品領域不斷出現。随着技術的發展,現在的研究觀念是将抗菌分成醫用治療和預防抗病兩大範疇,形成提前預防減少疾病,減少醫學後續治療的理念。

      目前在生活用紙領域裡,大都采用非溶出型抑菌方法,主要還是被動抑菌方式,它的缺點就是抑菌的顯示效果時間長,對于生活用紙不适合。日本Eleten株式會社将素粒子還原技術引入到生活用紙領域,所使用的是固體殺菌劑溶出型,采用主動殺菌、抑菌、祛菌(可選用不同濃度要求)方式,解決了非溶出型的不足。該項技術的使用,适合經常使用紙巾的人群來預防和減少細菌危害,有效提高了健康水平。另外它拓展了生活用紙使用的新功能,也提高造紙行業的産品附加值。

      日本Eleten株式會社成立于2015年,由來自東京大學、京都大學、早稻田大學、東京工業大學、加拿大英屬哥倫比亞大學、以色列理工學院多名從事物性物理、量化粒子、高分子化學、納米化學材料等學術性研究學者組成,目前從事應用在醫院藥物靶向治療、藥物提純、藥物素粒子分解及合成等醫療技術領域的研究。日本Eleten株式會社下屬的物質素粒子還原理論課題研究所,主要研究醫用的納米膠囊、藥物素粒子、微量藥物靶向型治療等應用技術。研究所的科學家福島利明先生建立了《藥物素粒子還原理論》課題,主要用于提高消除藥物反作用點陣式靶向型應用技術。

     

1 素粒子還原技術介紹及應用

1.1 物質素粒子分解和還原概念

      物質從最大分解下去,直至分解到保持物理性質不變的最小粒子,即為素粒子。物質素粒子還原過程是,用最小的素粒子組成的最少集合體還原下去,直至還原到最多的素粒子集合體(保持物理性質不變的粒子集合體)。

1.2 納米膠囊微觀制作原理

      納米膠囊的應用原理是将化學有機化合物分解成N個素粒子,再将最少素粒子集合體還原成最多的化學有機化合物素粒子集合體。僅需在原來用于生産濕巾的藥液中提取少量液體藥液,将其放入專用真空懸浮機内進行液态分解,得到數量N個液态藥液素粒子,再用專用設備将藥液素粒子凝聚凍結,将其放入專用納米膠囊包裹機中,用納米膠囊包裹。整個過程分3次3層包裹處理,制成外表層帶陽離子的納米膠囊。之後,将其放入真空靜電同位儀中與事先制備好的直徑200nm、長3~7mm、總重量20g的木纖維素,或人工納米化學纖維進行表面離子結合處理,目的是使納米膠囊能與納米纖維素更好地結合,讓膠囊在水中起到旋沉載體分散作用。

1.3 納米膠囊結構圖

圖1 納米膠囊結構圖

      經過處理的藥液在水中被特制的納米膠囊包裹,膠囊的外直徑為100nm。膠囊最外層為陽離子衣裹體,在水中穩定保存時間大于96h。第二層為防水殼體,在水中同樣具有穩定性,但是當環境溫度超過100℃後會破碎汽化分解。第三層為隔離軟殼體,主要的功能是阻隔防水殼與殺菌劑。包裹在最内部的是殺菌的藥液,一般是殼聚糖氯化铵殺菌劑。

圖2 幹紙巾祛菌原理

      經過100℃的高溫後,膠囊外殼發生變化,由陽離子衣裹體與隔離軟殼體發生化合反應,生成R4X膠囊表外裹體,表面是帶有陽離子,同時該殼是蜂窩式多孔結構,孔徑為15~25nm,故此,核心殼聚糖氯化铵中的陽離子也通過孔徑滲透到外殼體表面。而其在水中釋放時間小于0.02s,可以在紙巾使用過程中,起到快速釋放的作用。同時該外裹體也有一定的受力強度。細菌進去紙巾後會被吸附(吸附效應)在納米膠囊殼體表面周圍,同時殼體表面的陽離子就會穿透帶負離子的細菌細胞壁,起到殺死細菌作用。

     

1.4 造紙生産中納米膠囊使用方法

      納米膠囊的使用方法比較簡單,在使用時按照一定的配比,直接與漿闆一起投入前段碎漿池中進行打漿(與原來一樣打漿時間)。造紙過程與原來一樣,沒有特殊要求,不需要對紙機等設備進行改造。因為殺菌劑是被納米膠囊包裹體包住(防水時間≥96h),因此,在造紙過程中殺菌劑不會減量或發生洩漏,同時對原紙的質量指标和輔助添加劑功效沒有任何影響。另外,由于納米膠囊外表是陽離子,其直徑相比木纖維直徑(18~24μm)小得多,再加上離子結合鍵作用,在打漿中其在旋沉載體的作用下,使其鑲嵌入木纖維身體的細微凹凸孔洞中,打漿工序也可以正常進行。木纖維取樣後經測試,顯示膠囊無損。成品紙納米膠囊在紙中的納米膠囊的均勻度及覆蓋率均達到99%,經測試結果顯示該幹紙巾與濕巾祛菌率相同。

      按照 GB15979标準,經SGS測試,該納米膠囊殺菌劑對金黃色葡萄球菌祛菌率可達到90%以上,證明該産品具有較強的抑菌效果。并且産品也通過了美國FDA和歐盟AP食品接觸紙檢測,SGS口腔黏膜測試,中國國标一次皮膚刺激、多次皮膚刺激、破損皮膚刺激、急性眼刺激、陰道黏膜刺激反應測試等各項敏感性測試。

       

2 Eleten紙巾的設計理念和定位

          Eleten紙巾産品具有以下幾個特點:

        靶向型袪菌  由于納米膠囊均勻分布在紙巾中,形成殼聚糖氯化铵素粒子點陣,在點陣中素離子對細菌團形成靶向型陽離子穿透細菌細胞壁。該膠囊在遇水時可破壁釋放殺菌劑陽離子。另外幹燥時由于膠囊采用帶陽離子的多孔式殼外體緣故,故此對細菌也可形成吸附和穿透祛菌作用。

       降低殺菌劑副作用  在由殺菌劑素離子組成的納米級點陣作用下,使殺菌劑用量大大降低,故此,紙巾中殺菌劑的含量似乎趨近于零(含量為小數點後7位數字),消除殺菌劑對人體的副作用。

      分次疊加使用,獨特人性化設計  由于紙巾中采用固體殺菌劑,可以像常用藥片一樣靈活調整用量,使用時可以根據祛菌需求,自行增減疊加使用。每抽紙一般定量控制在25%~30%上下,實際中可用3抽分次使用來祛菌,祛菌率可以有效控制在99%,現在東冠每抽紙巾祛菌率設計控制在50%~70%之間。

      保持原生态無污染,保留原生态紙巾的無色、無味、無任何感知的特點。  在紙巾的生産中,木漿與納米膠囊相互獨立存在,互不幹擾,無洩漏無污染。在使用中,紙巾遇水後,納米膠囊中的殺菌劑會釋放出陽離子,在納米級點陣作用下,陽離子會靶向型與細菌的陰性細胞提前結合,從而達到祛菌作用。

3 Eleten紙巾設計定位

      Eleten紙巾不同于目前市場上的其他類型的祛菌、抑菌、消毒濕巾(包括濕巾和幹巾等種類)。Eleten紙巾定位是日常生活中簡易型祛菌工具,屬于預防型,它不是醫藥品和衛生消毒專用品,不能代替醫用、衛生消毒類紙巾及濕巾的地位。使用Eleten紙巾可以幫助消費者在日常生活中養成經常、多次性祛菌的好習慣。由于殺菌劑為固體緣故,因此每張抽紙殺菌劑的含量都很低,殺菌率控制25%~30%範圍。東冠設在50%~70%。Eleten紙巾用人工方法消除了殺菌劑對人體的副作用,突出祛菌功效。

      日本Eleten紙巾可以在日常生活條件下長期使用,對人體無副作用,随時随地減少有害細菌侵入人體。在日常生活中細菌無處不在,其中有害緻病菌時刻危害着我們的身體健康,尤其是病人、嬰幼兒和一些敏感人群,需要一款日常使用的祛菌産品。納米祛菌技術能廣泛應用于各類生活用紙,細心呵護我們生活的每一個環節,極大地降低有害細菌對我們健康的危害。可以在不同的生活場景下減少細菌對人體健康的傷害,且具有安全、便利且制造成本可控的特點。

表1 納米祛菌紙vs其他殺菌紙/濕巾

      通過對比納米祛菌紙、普通殺菌紙和衛生濕巾的各項指标,可以發現納米祛菌紙在産品的安全性和便利性方面具有明顯的優勢,另外,納米祛菌紙的使用範圍也優于另外兩種産品,其成本低于普通的殺菌紙,但是相對衛生濕巾較高。綜合來看,納米祛菌紙在人們日常使用的祛菌産品中具有一定的優勢。

      目前,納米祛菌産品已投放市場數月,因殺菌功能的不可直接感知性,市場上對其功能的評價并不多。但消費者對産品概念有着極大的興趣,對産品的質量認可度都有着不錯的評價(産品好評度99%)。随着消費者長期使用該産品,對其生活的正面影響必将顯現,該類産品将最終獲得廣大消費者的

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