包含抗微生物的金屬離子和季銨鹽型陽離子表面活性劑的組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及適宜用于皮膚和傷口的抗微生物的組合物，其包含抗微生物的金屬離子源和季銨鹽型陽離子表面活性劑。
【專利說明】包含抗微生物的金屬離子和季銨鹽型陽離子表面活性劑的組合物
[0001]本發(fā)明涉及可施用于皮膚、傷ロ、割傷、擦傷或燒傷、預(yù)防或治療感染的抗微生物組合物，或涉及施用于皮膚、傷ロ、割傷、擦傷或燒傷的傷ロ敷料等。更具體地說，本發(fā)明涉及能夠提供有效抗菌活性同時避免傷ロ和皮膚刺激和傷ロ愈合延遲的組合物。
[0002]抗生素的過度使用和相關(guān)的細菌耐藥性的増加，影響抗生素在傷ロ感染治療中的功效。因此，對抗生素的有效替代品是迫切需要的。
[0003]局部用抗微生物材料和含這些抗微生物材料的制劑早已被認(rèn)識到在最大限度地減少皮膚和傷ロ感染的機會中起重要作用。非抗生素抗微生物劑是可安全用于活組織的非選擇性化學(xué)剤。分子碘、離子銀和氧化劑，諸如次氯酸鈉和二氧化氯已經(jīng)被認(rèn)可為具有抗廣譜微生物效果的抗微生物劑。然而，使基于這樣的藥劑的有效抗微生物組合物施用于傷ロ有ー些障礙。ー個問題是，這些抗微生物劑傾向于與傷口中發(fā)現(xiàn)的有機物質(zhì)而不是預(yù)期的與微生物靶標(biāo)反應(yīng)。這意味著要想有效果，抗微生物必須以高水平存在于治療組合物中，其長時間使用可引起不想要的副作用，諸如細胞毒性、過敏反應(yīng)、皮膚染色和全身效應(yīng)。在"銀的體外毒性:臨床傷ロ護理的隱含意義(In vitro cytotoxity of silver:1mplicationfor clinical wound care)".Poon VK, Burd A.Burns.2004 Mar; 30(2): 140-7，"碘韋性手艮道的評論(A review of iodine toxicity reports)".Pennington JA.J Am DietAssoc.1990 Nov; 90 (I I): 1571 -81 和〃局部抗微生物的韋性(Topical antimicrobialtoxicity；.Lmeaweaver ff, Howard R, boucy D, McMorris S, Freeman J, Crain C,Robertson J, Rumley T.Arch Surg.1985 Mar; 120(3): 267-70 中進一步描述了這樣的副作用。
[0004]因此，需要ー種方法，使治療組合物有效而不是簡單地増加包含在組合物中的抗微生物劑的水平。也已經(jīng)認(rèn)識到，傷ロ細菌通常存在于生物膜中，且治療其比它們的浮游對應(yīng)物(planktonic counterparts)更有難度。
[0005]本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 通過將季銨鹽型陽離子表面活性劑納入制劑中增強抗微生物的金屬離子的效果是可能的。
[0006]因此，本發(fā)明的第一方面提供適宜用于皮膚和傷ロ的抗微生物組合物，其包含抗微生物的金屬離子源和季銨鹽型陽離子表面活性剤。
[0007]季銨鹽型陽離子表面活性劑的存在增強抗微生物的金屬離子的效應(yīng)，這樣，改善了抗微生物的金屬離子的性能。例如季銨鹽型陽離子表面活性劑的存在可增加抗微生物的金屬離子起作用的速度。
[0008]術(shù)語抗微生物劑意為抑制細菌、真菌分類學(xué)界的微生物和原生動物的生長或殺死它們的物質(zhì)。因此，有效的抗微生物組合物是在特殊應(yīng)用中用于減少和預(yù)防微生物的傳播和増殖的抗微生物組合物。在傷ロ護理中，此可用交叉-感染的控制、感染的預(yù)防或消除，和減少可引起延時愈合和轉(zhuǎn)為慢性的頑強的生物負擔(dān)(recalcitrant bioburden)來解釋。
[0009]本發(fā)明人也發(fā)現(xiàn)，可能制備包含季銨鹽型陽離子表面活性劑的組合物，所述季銨鹽型陽離子表面活性劑在正常在傷口中發(fā)現(xiàn)的PH條件下有效的。[0010]因此，本發(fā)明的第二方面提供適宜用于傷ロ的組合物，其包含具有pH 4至8的季銨鹽型陽離子表面活性剤。
[0011]依據(jù)本發(fā)明的第一方面組合物包含抗微生物劑，優(yōu)選金屬離子，例如銀、鐵、鎳、銅、鉻、猛、金、鎵、鎂、未、鉛、招、鉛、鋅、秘、錫和鈕。優(yōu)選金屬離子是銀?？刮⑸飫﹥?yōu)選以按重量計從0.01%至10%，更優(yōu)選按重量計0.1%至5%且尤其更優(yōu)選按重量計0.5%至1.5%或1%至5%的水平包含在組合物中。如果組合物在水溶液中，則抗微生物的金屬離子優(yōu)選在水溶液中占按重量計的從0.00001%至1.0%或更優(yōu)選0.0001%至0.1%，尤其更優(yōu)選按重量計的0.0001%至0.02%或按重量計的0.001%至1.0%。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的組合物包含陽離子表面活性剤。陽離子表面活性劑可為季銨鹽型銨鹽、烷基吡淀!1I!鹽、烷基味唑Hf鹽、烷基嗎琳#.f!鹽、苯こ按(benzethonium)鹽或こ氧基化的季銨鹽或其混合物。優(yōu)選當(dāng)鹽是季銨鹽時，其選自單烷基三甲基銨鹽、二烷基二甲基銨鹽和單烷基單芐基二甲基銨鹽。優(yōu)選陽離子表面活性劑是季銨鹽型陽離子表面活性劑和更優(yōu)選是季銨鹽表面活性剤。優(yōu)選陽離子表面活性劑選自苯こ銨、苯甲烴銨(benzalkonium)、dimethyldiakylonium、烷基吡唳1? (alkylpyridinium)和烷基三甲基銨陽離子,帶有任何相反離子，例如:溴化物、氯化物、こ酸根或甲基硫酸根。優(yōu)選季銨鹽型陽離子表面活性劑存在的水平按重量計大于或等于0.025%，更優(yōu)選按重量計從0.05%至4%和更優(yōu)選按重量計從0.5% 至 2%o
[0013]組合物的pH優(yōu)選在4和8之間，更優(yōu)選在4和6之間和最優(yōu)選在4.5和5.5之間。通過在組合物中摻入緩沖劑可達到所需的pH。可包括的緩沖劑的實例為檸檬酸/磷酸氫二鈉、檸檬酸/檸檬酸鈉、こ酸/こ酸鈉。緩沖劑可便利地以按組合物重量計約0.5%至2%的量存在，以便提供一種等滲的組合物。
[0014]組合物優(yōu)選包含こ二胺四こ酸(EDTA)。EDTA優(yōu)選作為EDTA的二、三或四代鹽(d1-, tr1- or tetra-basic salts)存在。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些鹽增強離子化金屬在破壞生物膜中的抗微生物效應(yīng)。`例如，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)EDTA在按容積計為0.25-0.5%重量的濃度下，在使在生物膜狀態(tài)中的一系列微生物易受抗微生物劑的攻擊方面是有效的。
[0015]EDTA優(yōu)選以按組合物的重量計0.1%至4%，更優(yōu)選按重量計少于2%，更優(yōu)選按重量計0.2至1%的水平存在于本發(fā)明組合物中。
[0016]本發(fā)明的組合物可呈溶液的形式，其可用作施用于敷料材料上的噴霧劑，或敷料材料可通過浸泡于其中而被浸入的溶液，或呈薄的可溶性膜的形式，其可層疊(laminated)至傷ロ敷料或以藥盒形式與分開的敷料一起應(yīng)用。備選地，組合物可以軟性半固體的形式，諸如凝膠、泡沫或乳膏(creme)存在，其維持潮濕的傷ロ愈合環(huán)境和促進自然愈合。軟性半固體制劑給予能夠流進傷ロ以形成與創(chuàng)面床(wound bed)密切接觸并向傷ロ的整個表面提供抗微生物效應(yīng)的優(yōu)勢。優(yōu)選該制劑具有足夠高的粘度，其不會流出傷ロ到其他組織。優(yōu)選制劑的pH經(jīng)緩沖在約5.5，因為其不改變傷ロ周圍組織的pH平衡并因此保護傷ロ。本發(fā)明的組合物也可以干燥粉末噴霧劑存在。
[0017]以下實施例闡述本發(fā)明。
[0018]與實施例相關(guān)的數(shù)據(jù)在附圖中呈現(xiàn)，附圖表明:
圖la、lb、Ic和Id顯示代表一定范圍的銀濃度的抗微生物功效對一定范圍的表面活性劑濃度和一系列表面活性劑和任選成分的灰色標(biāo)度；圖2顯示比較在用依據(jù)本發(fā)明的組合物處理與不用依據(jù)本發(fā)明的組合物處理兩者測試的銀敷料之間的抗微生物作用的穿透深度(_);和
圖3顯示溶液和半固體凝膠的抗-生物膜活性(MBEC數(shù)據(jù))的比較。
[0019]實施例1
季銨鹽型陽離子表面活性劑增強銀效能
方法:采用Calgary生物膜裝置(Calgary Biofilm Device)的MBEC分析系統(tǒng)(MBECAssay System)提供對細菌生物膜有抑制活性的抗生素和生物殺滅劑的篩查分析。該系統(tǒng)包括ー個反應(yīng)器以形成96等價的生物膜。MBEC分析系統(tǒng)適于測定MBEC值(最小生物膜消除濃度(Minimum Biofilm Eradication Concentration))和其他相關(guān)值。在"MBEC分析系統(tǒng):用于抗生素和生物殺滅劑敏感性試驗的多效價生物膜(The MBEC AssaySystem: Multiple Equivalent Biofilms for Antibiotic and Biocide SusceptibilityTesting)" by Howard Ceri, Merle Olson, Douglas Morck, Douglas Storey, RonaldRead, Andre Buret 和 Barbara Olson, 2001 酶學(xué)方法(Methods in Enzymology) Vol337，[25] p377和〃 Calgary生物膜裝置:細菌性生物膜的抗生素敏感性的快速測定的新技術(shù)(The Calgary Biofilm Device: New Technology for Rapid Determination ofAntibiotic Susceptibilities of Bacterial Biofilms)" Ceri, Olson, Stremick,Read, Morck 和 Buret 臨床微生物學(xué)雜志(Journal of Clinical Microbiology), 1999年6月，Vol 37，N0.6，p 1771 -1776中給出該系統(tǒng)和方法的描述。
[0020]生物膜在96-孔板蓋(Nunc-TSP parts 445497 和 167008，Thermo FisherScientific Inc)的標(biāo)記區(qū)(pegs)上生長；然后在純化水中充分漂洗。進入新鮮的板中，采用無菌技術(shù)和過濾滅菌溶液， 用移液管將數(shù)份相等的硝酸銀水溶液，多種季銨鹽型陽離子表面活性劑水溶液和純化水給予多個銀和表面活性劑濃度的100 y L試樣的基質(zhì)。然后將生物膜覆蓋的板蓋置換下來并使之與測試溶液接觸30分鐘、2小時或4小吋。之后，移除板蓋，并且通過在無菌生理鹽水溶液(0.85%w/w NaCl)中漂洗從標(biāo)記區(qū)移除任何殘留的測試劑。然后通過已制定的超聲處理方法從標(biāo)記區(qū)物理去除殘留的生物膜。然后將解離的并且仍然活著的(vaible)細菌在孔中含生長培養(yǎng)基的新板中以其浮游生物形式(planktonicform)生長24小吋。然后通過濁度測量法在光學(xué)讀板器上評估從標(biāo)記區(qū)解離的存活細菌濃度。雖然記錄了光密度，簡單的灰色標(biāo)度表示法適合闡明。
[0021]受試的銀離子濃度(范圍從1.625 u g/ml至200 u g/ml)在連續(xù)的樣品之間的濃度加倍。受試的陽離子表面活性劑為苯こ銨、苯扎氯銨、氯化二甲基二烷基銨、溴化十六烷基三甲銨和西吡氯銨，濃度范圍從31.25 u g/ml至2000ii g/ml，在連續(xù)的樣品之間的濃度也加倍。
[0022]結(jié)果:通過在圖1a中的圖表和通過在圖lb、lc和Id中的左側(cè)圖表呈現(xiàn)結(jié)果。灰色標(biāo)度表示抗微生物的效カ。效カ越高，灰度級越淺，這樣黑色表示無抗微生物效カ，而淺灰色表示高抗微生物效力。由從呈現(xiàn)于圖1a中的實驗對照(無表面活性剤)至灰色標(biāo)度的失色位置(paler position)的位移表示正性協(xié)同效應(yīng)。在圖中，在y_軸上顯示銀濃度，而在X-軸上顯示表面活性劑濃度。
[0023]這些結(jié)果顯示，觀察到協(xié)同效應(yīng)的濃度范圍。測定的所有陽離子表面活性劑顯示與對各表面活性劑的以上特定臨界濃度的離子化銀有協(xié)同效果。以下觀察到銀離子的抗微生物效應(yīng)的這種臨界抑制濃度。
[0024]實施例2
EDTA和季銨鹽型陽離子表面活性劑增強銀效カ
方法:如實施例1，但是各測試溶液還含有0.25% w/wこ二胺四こ酸二鈉鹽。
[0025]結(jié)果:結(jié)果通過在右側(cè)的圖表在圖lb、Ic和Id中呈現(xiàn)。左側(cè)的圖表為相應(yīng)的沒有EDTA的實驗。
[0026]這些結(jié)果顯示，EDTA還增強陽離子表面活性劑和金屬離子的協(xié)同抗微生物的活性。
[0027]實施例3
含銀傷ロ敷料的實施例的抗微生物效カ的增強
對不同類型的經(jīng)處理的和未經(jīng) 處理的含銀傷ロ敷料評價其對含金黃色葡萄球菌的瓊脂凝膠的抗菌效應(yīng)的深度。
[0028]材料:
測試敷料:
? AQUACEL Ag (5x5cm)，批號9L019035，吸收性，凝膠化的，含1.2% w/w離子化銀的纖維租(fibrous-felt)敷料。
[0029].Allevyn Ag無-粘合劑,批號0935,含磺胺嘧唳銀的吸收性泡沫敷料。
[0030].Silvercel含水藻酸鹽(Hydro-alginate),批號37923,敷料，由混合的藻酸鹽和涂布銀的尼龍纖維襯墊組成，后者預(yù)包裝在穿孔的乙烯甲基丙烯酸酯薄膜中。
[0031].Sorbsan銀-Plus,批號012035,注入銀的吸收性無紡布藻酸鹽襯墊,粘結(jié)至第二層吸收性纖維膠層。
[0032]以上所有均用EDTA 二鈉和芐索氯銨處理。
[0033]微生物培養(yǎng)基:最大回收稀釋劑(Maximal Recovery Diluent) (MRD)
預(yù)干的胰蛋白胨大豆瓊脂(Tryptone Soy Agar) (TSA)板
0.85%鹽水溶液
熔融的胰酶大豆瓊脂(Molten Tryptone Soy Agar) (TSA)
變性エ業(yè)酒精(Industrial Denatured Alcohol) (IDA)
無菌去離子水(Sterile Deionised Water) (SDff)
微生物挑戰(zhàn):金黃色葡萄球菌NCMB 9518
方法:在無菌條件下從各個敷料切下兩個3.75cm直徑的圓形樣品。將每種樣品的其中ー個放入無菌皮替氏培養(yǎng)皿(Petri dish)用于后續(xù)測試。采用以下程序用依據(jù)本發(fā)明的溶液處理余下的樣品:_ EDTA 二鈉和芐索氯銨各稱取0.25克，放入分開的無菌瓶中井分別溶解于100ml的50:50(v/v) IDA: SDW和100% IDA。通過用移液管每次220 y I的各自溶液小心地加液至各個敷料樣品的整個表面，將50 u g/cm2的EDTA和50 u g/cm2的芐索氯銨加入敷料。然后將樣品放回原始的包裝中并且在90°C和0.9真空大氣壓的真空爐中干燥約2小吋。將色度計用于制備金黃色葡萄球菌的約I X IO8 CFU/ml在MRD (0.16-0.180D540)中的懸浮液并連續(xù)稀釋以得到約I X IO4 CFU/ml。將兩份100ml體積的融合的TSA(約45°C )各自用Iml的I X IO4 CFU/ml金黃色葡萄球菌懸浮液接種并回旋以混合。然后將20ml體積的這種細菌接種的融合的瓊脂進行檢測，并且將其倒入九個60ml罐中(內(nèi)徑3.75cm)。當(dāng)將冷卻和放置的這些罐于35°C 土 3°C孵育4小時土 15分鐘至開始生長。4小時后，在無菌皮替氏培養(yǎng)皿中，用2.5ml的0.85%鹽水溶液使各測試敷料水合井置入60ml罐中，并置于接種的瓊脂表面。一個罐沒有敷料施用，作為陽性對照。然后再孵育該罐另外24小時，此后移開敷料并除去。然后再孵育該罐最少72小時以確定菌落已經(jīng)生長。在最后孵育期之后，對罐按校準(zhǔn)規(guī)則(calibrated rule)進行評估和拍照。
[0034]結(jié)果:當(dāng)敷料已經(jīng)賦予在敷料下面的接種的瓊脂抗細菌效應(yīng)時，瓊脂看上去透明。當(dāng)細菌生長已經(jīng)不被抑制時，瓊脂看上去不透明。從與敷料接觸的表面起，瓊脂的透明區(qū)域的深度，被解釋為抗微生物效カ的指標(biāo)。結(jié)果在圖2中呈現(xiàn)。陽性對照是瓊脂表面不透明的，即沒有透明區(qū)域。結(jié)果指出所有受試的含銀敷料均具有某些抗微生物的效價強度，但這在敷料類型之間各異。本發(fā)明的這種實施例制劑的添加物，通過對于所有敷料類型而言的兩個因素中的至少ー個因素，増加透明區(qū)域的深度，但排列順序保持相同。這提示效價強度依賴于敷料類型，而協(xié)同增強與敷料類型無關(guān)。
[0035]在對照和處理測試兩者中，Aquacel Ag較其他敷料具有更深度的穿透。AquacelAg當(dāng)用依據(jù)本發(fā)明的溶液處理時，Ag也具有最具最大改善的抗微生物穿透力，穿透平均深度比為對照組的三倍。
[0036]實施例4
用不同抗微生物的金屬增強抗微生物效果
米用 MBEC (最小生物膜根除濃度(Minimum Biofilm Eradication Concentration))方法的之前的實施例已經(jīng)顯示，添加至銀中的特定抗微生物劑增強其抗微生物活性。該實例的目的是采用MBEC方法評估這些試劑對其他金屬的抗微生物活性的效應(yīng)。
[0037]方法:從濃縮的商購溶液(50%w/v溶液,Merck KGaA, Darmstadt,德國)，制備季銨鹽型陽離子表面活性劑氯化雙十烷基二甲基銨(DDAC)的0.2%w/w儲備水溶液。從商業(yè)上可獲得實驗室固體，制備硝酸·銀、硝酸銅(II)三水合物、硝酸鎵(III)、硝酸鎳(II)六水合物、硫酸鋅七水合物、氯化錳(II)四水合物、硫酸鐵(II)七水合物、硫酸鐵(III)水合物和硝酸銅(II)三水合物的各個儲備溶液。通過加入少量的稀的氫氧化鈉水溶液和/或稀鹽酸，將各溶液調(diào)節(jié)至約PH 5.5。然后用純化水將金屬離子溶液按體積稀釋為0.l%w/w (相對于金屬)。通過劇烈振搖使任何沉淀物保持均勻懸浮。然后對表面活性劑溶液単獨、各單個金屬離子溶液和然后對與表面活性劑溶液組合的各金屬溶液實施如在實施例1中描述的MBEC試驗。
[0038]結(jié)果:
【權(quán)利要求】
1.一種適宜用于皮膚和傷ロ的抗微生物的組合物，其包含抗微生物的金屬離子源和季銨鹽型陽離子表面活性剤。
2.如在權(quán)利要求1中要求的、包含季銨鹽型陽離子表面活性劑的組合物，該組合物具有4至8，更優(yōu)選在4和7之間，且最優(yōu)選在4.5和5.5之間的pH。
3.如在權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中要求的組合物，其中所述抗微生物的金屬離子選自銀、鐵、鎳、銅、鉻、猛、金、鎵、鎂、萊、鉛、招、鉛、鋅、秘、錫和鈕或其組合。
4.如在任ー項前述權(quán)利要求中要求的組合物，其中的金屬離子是銀離子。
5.如在任ー項前述權(quán)利要求中要求的組合物，其中所述金屬離子以按重量計從0.01%至10%，更優(yōu)選以按重量計0.1%至5%和還更優(yōu)選以按重量計0.5%至1.5%的水平包含在組合物中。
6.如在權(quán)利要求1中要求的組合物，其中所述組合物是水溶液，抗微生物劑占按重量計的0.00001%至1.0%，或更優(yōu)選占按重量計的0.0001%至0.1%，尤其更優(yōu)選占按重量計的0.0001% 至 0.02%。
7.如在任ー項前述權(quán)利要求中要求的組合物，其中的季銨鹽型陽離子表面活性劑是季銨表面活性剤。
8.如在任ー項前述權(quán)利要求中要求的組合物，其中的陽離子表面活性劑選自其中陽離子是苯こ銨、苯甲烴銨、dimethyldiakylonium、烷基吡唳鐘和烷基三甲基銨的鹽。
9.如在任ー項前述權(quán)利要求中要求的組合物，其中季銨鹽型陽離子表面活性劑以按重量計大于或等于0.025%,更優(yōu)選按重量計從0.05%至4%和更優(yōu)選按重量計從0.5至2%的水平存在。
10.如在任ー項前述權(quán)利要求中要求的組合物，其中的組合物還包含作為EDTA的二、三或四代鹽存在的EDTA。
11.如在權(quán)利要求10中要求的組合物，其中EDTA以按組合物的重量計的0.1%至4%，更優(yōu)選按重量計的少于2%，更優(yōu)選按重量計的0.2至1%的水平存在于組合物中。
12.—種制備抗微生物的傷ロ敷料的方法，所述方法包括: (i)獲得吸收性傷ロ敷料 (ii)用如在權(quán)利要求1中要求的組合物處理敷料。
13.—種適宜用于傷ロ的、包含季銨鹽型陽離子表面活性劑的組合物，該組合物具有從4至8的pH。
【文檔編號】A01N33/12GK103596434SQ201280027537
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月6日
【發(fā)明者】D.帕森斯 申請人:康沃特克科技公司