Антимикробные/антибактериальные медицинские устройства, покрытые традиционными средствами китайской медицины - RU2524635C2

Чертежи

Описание

Данная заявка относится к антимикробным/антибактериальным композициям и их использованию для покрытия предметов, таких как медицинские устройства. Конкретнее, к антимикробным/антибактериальным композициям, которые можно получить из средств традиционной китайской медицины.

Ежегодно в Соединенных Штатах Америки проводится огромное количество хирургических процедур. Согласно текущим данным в год проводится более двадцати семи миллионов таких процедур. Приблизительно в двух-трех процентах случаев развиваются послеоперационные или хирургические раневые инфекции (РИ). Абсолютная численность таких случаев ежегодно оценивается в 675 тыс.

В условиях операционной при использовании медицинского устройства возможен риск инфекции. Риск инфекции резко возрастает при использовании инвазивных или имплантируемых медицинских устройств, например внутривенных катетеров, артериальных трансплантатов, интратекальных или интрацеребральных шунтов и протезов, создающих входные ворота для патогенных микроорганизмов, находясь в непосредственном контакте с тканями и жидкостями организма. Развитие инфекций операционной раны может быть следствием загрязнения медицинского устройства бактериями. Например, во время хирургической процедуры бактерии из окружающей атмосферы могут попадать на операционную рану и прикрепляться к медицинскому изделию. Бактерии могут распространяться, попадая через имплантируемое устройство в окружающие ткани. Эти бактерии на медицинском изделии могут привести к инфекции у пациента, заболеваемости и смертности. Другой неблагоприятный аспект касается формирования биопленок. Бактерии, обитающие в биопленке, обычно значительно отличаются по свойствам от свободных бактерий этого же вида за счет плотной защитной среды в пленке. Такая среда способна повысить устойчивость к антибиотикам, так как плотный внеклеточный матрикс и внешние слои клеток защищают внутренние слои микробного сообщества. В некоторых случаях возможно повышение устойчивости к антибиотикам в 1000 раз.

Существует ряд методов снижения риска инфекции, связанной с загрязнением медицинских изделий, заключающихся в обработке медицинских изделий антибиотиками. Желательно, чтобы при использовании такие устройства содержали эффективное количество антимикробного препарата.

Традиционная китайская медицина, или ТКМ, включает ряд традиционных медицинских практик, происходящих из Китая. Они включают такие методы, как применение лекарственных растений, иглоукалывание, диетотерапия, а также массаж тиу-на и шиатсу. Цигун и Тайцзицюань также тесно связаны с ТКМ. Хотя ТКМ широко признана основными направлениями медицины в Восточной Азии, в западном мире ТКМ часто считают альтернативной системой.

Хауттюйния сердцевидная, известная также как herba houttuyniae, и в Японии, как “докудами” - многолетнее растение, широко распространенное в Азии, в том числе Японии, Тайвани, Гималаях и на Яве. Хауттюйния сердцевидная - цветущее растение, произрастающее во влажных тенистых местах и являющееся единственным видом рода Houttuynia. В Китае это растение буквально называется "травой с рыбным запахом". Оно используется в традиционной китайской медицине. Напиток докудами ча, в Японии буквально называющийся "чаем из Хауттюйнии сердцевидной", представляет собой настой из листьев хауттюйнии сердцевидной, листьев красного чая и растения "кукушкины слезки".

В патенте США, публикация No. 2002/0031559, предлагается суппозиторий для лечения заболеваний человека, состоящий из, по меньшей мере, одного растения и инертного носителя для приготовления суппозитория. Суппозитории из трав также предложены в качестве средства лечения нежелательных симптомов аллергического ринита, синусита, заложенности носа, истечений из носа, полипов, инфекций, лихорадки, кашля, спазмов, головокружений, судорог у человека. Также предложены способы получения, введения и составления составов для китайской медицины в форме суппозиториев для лечения заболеваний у человека. Суппозитории могут включать хауттюйнию сердцевидную в качестве ингредиента.

В патенте США, публикация No. 2006/0264347, описана антимикробная композиция, содержащая катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), полученное путем конденсации жирных кислот и этерификации двухосновных аминокислот, например лауриларгината, и йодированное сульфоновое соединение, например дийодметил-р-толилсульфон. Композиция может использоваться в качестве самостоятельного антимикробного состава или в сочетании с медицинскими изделиями или медицинскими устройствами.

В патенте США No. 7485327 предлагается композиция, содержащая экстракт листьев мелиссы, известный подавлением ангиогенеза и активности металлопротеиназы в матриксе. Указано, что экстракт листьев мелиссы подавляет ангиогенез и активность металлопротеиназы в матриксе, поэтому он может применяться для лечения или профилактики заболеваний, связанных с ангиогенезом и активностью металлопротеиназ в матриксе. Композиция, содержащая экстракт листьев мелиссы, может также содержать более одного компонента из других антиангиогенных, противораковых, противовоспалительных или противоокислительных веществ. Данная конкретная композиция, содержащая экстракт листьев мелиссы, может применяться в фармацевтических, диетических и/или косметических целях. Патент США No. 7485327 предлагает применение экстракта растения хауттюйнии сердцевидной вместе с листьями мелиссы в качестве антибактериального средства. Композиция может применяться вместе с имплантатом.

В китайской публикации No. 2005-10046735 предлагается офтальмологический препарат, содержащий новый натрия хауттюйфонат и процесс его получения, при этом препарат содержит натрия новый хауттюйфонат в качестве действующего вещества и фармацевтически приемлемые вспомогательные материалы; он может использоваться для приготовления различных офтальмологических препаратов, включая глазные капли, гели, непрозрачные жидкости, микросферы, микроэмульсии, имплантаты и шипучие таблетки.

WO9850087 предлагает медицинские устройства с покрытием, приспособленные для проведения через узкие отверстия, например катетеры. Покрытие придает катетеру прочность, значительно не увеличивая его толщину и не снижая прочности на разрыв.

WO0126708 предлагает полимерные клапаны, устройства с клапанами, оборудование и инструменты. Предложенные устройства включают имплантируемые устройства с достаточно длительным сроком службы, соответствующие терапевтическим требованиям для данного пациента и способные к доставке определенного количества препарата в ответ на биологические стимулы.

Несмотря на эти достижения в данной области, было бы желательным включить антимикробные/антибактериальные композиции в имплантируемые медицинские устройства для снижения риска инфекции. Кроме того, было бы желательным получить антимикробную/антибактериальную композицию из одного или более средств традиционной китайской медицины, проявляющую свое действие при контакте с жидкостями человеческого организма.

В одном аспекте представляется антимикробная композиция для покрытия медицинских изделий. Антимикробная композиция включает материал, образующий полимерную пленку, и антимикробный препарат из традиционной китайской медицины, включающий материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси.

В одной форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или натрия новый хауттюйфонат со средним размером частиц менее приблизительно 100 мкм.

В одной форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или натрия новый хауттюйфонат со средним размером частиц менее приблизительно 50 мкм.

В одной форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или натрия новый хауттюйфонат со средним размером частиц менее приблизительно 40 мкм.

Еще в одной форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или натрия новый хауттюйфонат со средним размером частиц менее приблизительно 40 мкм и стандартным отклонением размера частиц менее приблизительно 30 мкм.

В следующей форме материал, образующий полимерную пленку, содержит биологически совместимый, биоразлагаемый полимерный, сополимерный гидрогель или их смеси.

В еще одной форме материал, образующий полимерную пленку, выбирается из алифатических полиэфиров, поли(аминокислот), сополи(сложных-простых эфиров), полиалкиленоксалатов, полиамидов, поли(этиленгликоля), поли(имидокарбонатов), полиортоэфиров, полиоксаэфиров, полиамидоэфиров, полиоксаэфиров с аминогруппами, поли(ангидридов), полифосфазена, полисахаридных гелей и их сополимеров и смесей.

Еще в одной форме материал, образующий полимерную пленку, выбирается из гомо- и сополимеров лактида, гликолида, эпсилон-капролактона, пара-диоксанона, триметилена карбоната, алкильных производных триметиленкарбоната, полиэфиров моноглицерида, гидрогелей карбоксиметилцеллюлозы и их смесей.

В одной форме материал, образующий полимерную пленку, выбирается из гомополимеров лактида (ПЛ) и гомополимеров гликолида (ПГ).

В другой форме материал, образующий полимерную пленку, выбирается из сополимеров ПЛ и ПГ.

В другой форме антимикробная композиция включает кальция стеарат.

В другом аспекте представлено медицинское устройство. Медицинское устройство включает антимикробную композицию, включающую материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат, натрия новый хауттюйфонат и их смеси.

В одной из форм медицинское устройство представляет собой имплантируемое медицинское устройство.

В другой форме медицинское устройство имеет форму волокна, сетки, порошка, микросфер, хлопьев, губки, пены, ткани, нетканого материала, тканого материала, пленки, устройства для закрепления швов, шовного материала, катетера, шовных скобок, стента, хирургических гвоздиков, зажимов, пластин и винтов, устройства для доставки лекарств, барьера для предотвращения адгезии и адгезива для тканей.

В другом аспекте предоставляется способ получения покрытий для медицинских изделий. Метод включает стадию формирования суспензии, включающей полимерный материал, образующий пленку, и антимикробный препарат из традиционной китайской медицины, включающий материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси.

Еще в одном аспекте представляется способ изготовления антимикробного медицинского устройства, включающий стадию нанесения антимикробного покрытия на медицинское устройство, антимикробное покрытие, включающее материал, образующий полимерную пленку; и антимикробный препарат, включающий материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси.

В одной из форм медицинское устройство с антимикробным покрытием упаковывается и стерилизуется.

В данной заявке описывается несколько преимуществ: превосходная антимикробная эффективность in vitro по отношению к микроорганизмам-возбудителям хирургических инфекций, способность равномерного и гомогенного распределения указанных составов для покрытия, контролируемое высвобождение веществ с антимикробными свойствами и повышенная эффективность и стабильность описанных антимикробных составов для покрытия. Кроме того, медицинские устройства, покрытые описанными антимикробными составами, характеризуются превосходной стабильностью после стерилизации. Кроме того, возможные побочные явления ограничены или отсутствуют благодаря природе антимикробных веществ и составов покрытия, описанных в настоящей заявке.

На фиг. 1 показана схема влияния размера частиц на концентрацию натрия хауттюйфоната в шовном материале, покрытом натрия хауттюйфонатом; и

На фиг. 2 графически представлено влияние размера частиц на зону подавления роста в шовном материале, покрытом натрия хауттюйфонатом.

Все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, если не указано иное, имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту, работающему в области, к которой имеет отношение настоящее изобретение. Фразеология, терминология и примечания, использующиеся в настоящей патентной заявке, предназначены для описания и не должны рассматриваться как ограничивающие значение.

Кроме того, все технические и научные слова, термины и фразы, введенные, определенные, описанные или поясненные в вышеуказанных разделах, одинаково или сходно применимы к иллюстрирующим описаниям, примерам и пунктам патентной заявки.

Используемые в настоящем описании и в формуле изобретения формы единственного числа включают также множественные объекты, если иное не следует явно из контекста.

Под термином "биоразлагаемый" подразумевается, что полимер способен разлагаться или разрушаться иным способом в организме так, что продукты его разложения могут всасываться или выводиться из организма.

Каждый из следующих терминов: "включает", "включающий" "имеет", "имеющий", "содержит" и "содержащий", и их лингвистические и грамматические варианты, производные или сложные формы в настоящем документе означают "включающий, без ограничений".

В иллюстрирующих описаниях, примерах и пунктах патентной заявки числовое значение параметра, свойство, предмет или размеры могут указываться или описываться в числовом формате. Следует понимать, что указанный числовой формат представлен с целью иллюстрации применения форм, описанных в данной заявке, и его не следует понимать как жестко лимитирующий описанные в данном документе формы.

Соответственно, указанный или описанный числовой диапазон также относится к, или включает, все возможные поддиапазоны и отдельные числовые значения (при этом числовое значение может выражаться целым числом, дробью или десятичной дробью) в пределах указанного или описанного числового диапазона. Например, указанный или описанный числовой диапазон от 1 до 6 также относится и включает все возможные поддиапазоны, например от 1 до 3, от 1 до 4, от 1 до 5, от 2 до 4, от 2 до 6, от 3 до 6 и т п., а отдельные цифровые значения, например 1, 1,3, 2, 2,8, 3, 3,5, 4, 4,6, 5, 5,2 и 6, в указанном или описанном числовом диапазоне от 1 до 6. Это действительно независимо от ширины числового диапазона, степени или размера описанного числового диапазона.

Кроме того, для указания или описания числового значения, фраза "в пределах между приблизительно первым значением и приблизительно вторым значением" считается эквивалентным и означает то же самое, что и фраза "в диапазоне от приблизительно первого значения до приблизительно второго значения" и, таким образом, две эти фразы взаимозаменяемы. Например, для указания или описания комнатной температуры можно использовать как фразу "комнатной температурой считается температура в диапазоне от приблизительно 20°C до приблизительно 25°C,” так и эквивалентную фразу "комнатная температура относится к температуре между приблизительно 20°C и приблизительно 25°C”.

Следует понимать, что различные описанные здесь формы не ограничены в своем применении в отношении деталей или последовательности, таких как число, стадии процедур и подстадии подпроцедур, использование или применение форм метод, детали типа, состава, конструкции, расположения элементов, порядке и числе композиций, изделий, систем, подсистем, механизмов, структур, компонентов, элементов и конфигураций, а также периферическое оборудование, принадлежности, средства и материалы, указанные в следующих иллюстрирующих описаниях и примерах, если не указано иное. Композиция, устройства и методы, описанные в настоящей заявке могут практиковаться или внедряться в соответствии с различными другими альтернативными формами и разными альтернативными способами.

В настоящей заявке описана антимикробная композиция для покрытия медицинского устройства. Антимикробная композиция включает материал, образующий полимерную пленку, и антимикробный препарат из традиционной китайской медицины (ТКМ), включающий материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси.

Как указано выше, растение хауттюйния сердцевидная широко распространено в Азии, в том числе Японии, Китае, на Гималаях и Яве. Хауттюйния сердцевидная - цветущее растение, произрастающее во влажных тенистых местах и являющееся единственным видом рода Houttuynia. Она также используется в ТКМ. Напиток докудами ча, в Японии буквально называющийся "чаем из хауттюйнии сердцевидной", представляет собой настой из листьев хауттюйнии сердцевидной, листьев красного чая и растения "кукушкины слезки". Как и экстракт полосатого бамбука, экстракт хауттюйнии сердцевидной получают методом низкотемпературной экстракции под давлением.

Сырье из растений семейства houttuyniae представляет собой свежие или высушенные части хауттюйнии сердцевидной. Ключевым антимикробным агентом является хауттюйнин или деканоилацетальдегид, нестабильный и склонный к полимеризации. Синтезируемые в настоящее время производные сульфита натрия, известные как натрия хауттюйфонат или новый натрия хауттюйфонат, более стабильны и, следовательно, лучше подходят для применения в медицинских целях.

Показано, что хауттюйнин обладает выраженным подавляющим действием на различные бактерии и вирусы. Двойное действие против инфекции за счет профилактики и лечения вторичных инфекций, а также действие на вирусы, превышает действие обычных антибиотиков. Исследования vitro показали выраженное ингибирующее действие хауттюйнина на микроорганизмы Micrococcus catarrhalis, Staphylococcus aureus, Bacillus influenzae, pneumococcus, Escherichia coli, Bacillus dysenteria, Bacillus proteus, Bacillus diphtheriae и микобактерий, а также Bacillus typhi и Leptopira.

Показано, что отвар, содержащий хауттюйнин, подавляет вирус гриппа (азиатско-китайского происхождения) и вирус эпидемической геморрагической лихорадки (EHFV) in vitro, а также способен отсрочить цитопатогенное действие "сиротского" вируса штамма 11 (ECHO11). Показано, что введение хауттюйнина в масле внутрибрюшинно мышам профилактирует развитие заболевания после заражения вирусом гриппа FM1; защита обеспечивается также при введении препарата через нос и рот.

Клиническое применение хауттюйнии сердцевидной прослеживается вплоть до времен династии Танг; это растение описано в книге “Chinese Materia Medica.”

Доступные в настоящее время препараты хауттюйнии сердцевидной включают водные отвары, таблетки, инъекционные формы, сироп для лечения острого бронхита, капсулы для отделения мокроты, препарат против кашля и астмы Хуанлун в форме порошка для приготовления инфузионного раствора, противокашлевое средство с манго и др.

Натрия хауттюйфонат, C₁₂H₂₃O₅SNa, также известный как деканоилацетальдегида натрия сульфид, имеет молекулярную массу 302,36 и представляет собой белые или почти белые игольчатые порошкообразные кристаллы со слабым запахом. Подходящие поставщики натрия хауттюйфоната включают Hubei Yuanhe Organic Foodstuffs Co., Ltd, Jinkou Industrial Area, Zhifang Street, Wuhan, Zhejiang, China 430074 and Second Pharma Co., Ltd., Hangzhou Gulf Fine Chemical Zone, Shangyu, Zhejiang, China 312369.

Новый натрия хауттюйфонат, C₁₄H₂₇NaO₅S, поставляется в форме игольчатых кристаллов или кристаллического белого порошка. К его поставщикам относятся: Hangzhou HETD Pharmaceutical & Chemical Co., Ltd., No. 8, Yi Road, Xi Yuan Xi Hu Industrial Park, Sandun Hangzhou, Zhejiang, China 310030 and Linyi Furui Fine Chemical Co., Ltd shandong china, linyi, Shandong, China 251500. Новый натрия хауттюйфонат представляет собой чешуйчатый или кристаллический порошок с несколько неприятным запахом. Он легко растворим в горячей воде, слабо растворим в холодной воде и этаноле и почти нерастворим в хлороформе и бензоле. Он легко растворим в растворе гидроксида натрия.

Обнаружено, что благоприятное антимикробное действие препаратов ТКМ, таких как натрия хауттюйфоната, может усиливаться после измельчения для снижения среднего размера частиц кристаллического материала.

Имеющийся на рынке хауттюйфонат натрия имеет размер частиц в пределах от приблизительно 1000 до приблизительно 4 мкм, в среднем приблизительно 145 мкм. Такое широкое распределение размеров частиц обусловлено разными результатами измерения размера игольчатых кристаллов по длинной и короткой оси. Геометрия и размеры частиц натрия хауттюйфоната способствует образованию агрегатов, приводящих к неравномерному распределению покрытия по субстрату. Таким образом, было обнаружено, что геометрия и размеры кристаллов сырья, а также их распределение, создают потребность в модификации и отработке процесса для получения приемлемого покрытия. Уменьшение размера частиц возможно с помощью разных хорошо известных методов обработки, например, шаровой или струйной мельницы. Шаровая мельница уменьшает размер частиц за счет механического дробления материала при столкновении с твердыми шариками. Принцип действия струйной мельницы заключается в ускорении частиц в потоке воздуха, газа или пара, когда за счет столкновения частиц происходит их разрушение. Эти техники разрушают кристаллы хауттюйфоната натрия с образованием частиц с лучшей симметрией и значительно более узким распределением по размеру. Кроме того, распределение частиц по размеру можно избирательно уменьшить еще сильнее посредством классификации.

Например, в одной форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или новый натрия хауттюйфонат или смесь со средним размером частиц менее приблизительно 100 мкм. В другой форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или новый натрия хауттюйфонат или смесь со средним размером частиц менее приблизительно 50 мкм. В одной форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или новый натрия хауттюйфонат или смесь со средним размером частиц менее приблизительно 40 мкм. Еще в одной форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или новый натрия хауттюйфонат или смесь со средним размером частиц менее приблизительно 40 мкм и стандартным отклонением размера частиц менее приблизительно 30 мкм.

Преимуществом описанных в настоящей заявке антимикробных композиций является то, что они могут служить композициями для покрытия, при условии использования несущей среды для доставки антимикробного препарата на поверхность медицинского устройства. Специалистам в данной области известно, что покрытия традиционно используются при производстве определенных медицинских изделий, как, например, рассасывающиеся и нерассасывающиеся многоволоконные шовные материалы. Примеры медицинских изделий, а также покрытий, которые могут быть на них нанесены, можно найти в патентах США №№ 4201216, 4027676, 4105034, 4126221, 4185637, 3839297, 6260699, 5230424, 5555976, 5868244 и 5972008, каждый из которых полностью включен в настоящий документ. Как описано в патенте США № 4201216, покрытие может содержать пленкообразующий полимер и по существу нерастворимую в воде соль жирной кислоты с количеством углеродных атомов C₆ или выше. В качестве другого примера рассасывающееся покрытие, которое может использоваться в рассасывающемся медицинском изделии, может содержать поли(алкилен оксалаты), где алкиленовые группы являются производными диолов C₆ или смеси диолов от C₄ до C₁₂, которые наносятся на медицинское устройство из раствора, как описано в патенте США № 4105034. В состав покрытия может входить полимер или сополимер, который может включать лактид и гликолид в качестве связующего агента. Композиции могут также включать кальция стеарат в качестве смазочного средства. Нанесение покрытия обычно не входит в процесс производства медицинских изделий, однако на последние можно наносить покрытие из антимикробной композиции, включающей антимикробный агент из ТКМ.

Примеры подходящих биосовместимых, биоразлагаемых полимеров, которые могут использоваться в соответствии с настоящим изобретением, включают, без ограничений, полимеры, выбранные из следующей группы: алифатические полиэфиры, поли(аминокислоты), сополи(сложные-простые эфиры), полиалкиленоксалаты, полиамиды, поли(этиленгликоль) поли(иминокарбонаты), полиортоэфиры, полиоксаэфиры, полиамидоэфиры, полиоксаэфиры с аминогруппами, поли(ангидриды), полифосфазены, биополимеры и сополимеры, а также их смеси.

Применимые алифатические полиэфиры включают, без ограничений, гомополимеры и сополимеры лактида (включая молочную кислоту, D-,L- и мезолактид), гликолид (включая гликолевую кислоту), эпсилон-капролактон, пара-диоксанон (1,4-диоксан-2-он), триметиленкарбонат (1,3-диоксан-2-он), алкильные производные триметиленкарбоната, полиэфиры моноглицерида и их полимерные смеси.

Предпочтительные полимеры включают гомополимеры лактида (ПЛ) и гомополимеры гликолида (ПГ). Более предпочтительными являются сополимеры ПЛ и ПГ (ПЛГ), например сополимеры, содержащие от приблизительно 80 до приблизительно 99 молярных процентов ПЛ.

В одной форме материал, образующий полимерную пленку, содержит биологически совместимый, биоразлагаемый полимерный, сополимерный гидрогель или смесь гидрогелей. Материал, образующий полимерную пленку, может быть выбран из алифатических полиэфиров, поли(аминокислот), сополи(сложных-простых эфиров), полиалкиленоксалатов, полиамидов, поли(этиленгликоля), поли(иминокарбонатов), полиортоэфиров, полиоксаэфиров, полиамидоэфиров, полиоксаэфиров с аминогруппами, поли(ангидридов), полифосфазена, полисахаридных гелей и их сополимеров и смесей.

Еще в одной форме материал, образующий полимерную пленку, выбирается из гомо- и сополимеров лактида, гликолида, эпсилон-капролактона, пара-диоксанона, триметилена карбоната, алкильных производных триметиленкарбоната, полиэфиров моноглицерида, гидрогелей карбоксиметилцеллюлозы и их смесей. Материал, образующий полимерную пленку, выбирается из гомополимеров лактида (ПЛ) и гомополимеров гликолида (ПГ). В одной форме материал, образующий полимерную пленку, выбирается из сополимеров ПЛ и ПГ.

Еще в одном аспекте антимикробная композиция может дополнительно содержать другие компоненты, улучшающие эффективность антимикробного действия композиции, или иным способом действовать как активные вещества, давая прочие преимущества. Эти соединения включают, без ограничений, дополнительные антимикробные препараты, дополнительные соли или другие вспомогательные или действующие вещества, придающие композициям лучшие свойства или усиливающие их антимикробную активность. Такие компоненты включают, без ограничений антимикробные препараты, например триклозан, триклокарбан, 2-феноксиэтанол, соли хлоргексидина, гексетидина и цетилпиридина; антибиотики; и другие действующие вещества.

Антимикробные композиции, описанные в настоящей заявке, могут использоваться для покрытия материалов субстрата. Кроме того, они могут являться частью покрытия, содержащего описанные здесь антимикробные композиции. Эти покрытия могут включать один или несколько слоев. В другой форме осуществления антимикробная композиция может также наноситься на уже сформованное устройство или его часть в форме покрытия. Устройство с покрытием может производиться, например, путем погружения устройства в композицию, соэкструдирования, кабельного покрытия или распыления композиции на устройство и последующего высушивания.

Описанные здесь антимикробные композиции используются отдельно или в комбинации с другими полимерными покрытиями для придания поверхности субстрата благоприятных свойств. Эти композиции могут также использоваться для доставки фармацевтических препаратов, например, антимикробных, антикоагулянтов, заживляющих, противовирусных, противогрибковых, антитромбогенных или обладающих другими свойствами веществ на подложку.

Антимикробные композиции также могут использоваться для подавления роста водорослей, грибов, моллюсков или микроорганизмов на поверхности. Описанные в настоящей заявке антимикробные композиции могут использоваться в качестве гербицидов, средств против запотевания, препаратов для диагностики и предварительного исследования, а также антифолиантов.

Дисперсии для покрытия могут приготовляться предпочтительно путем перевода всех водорастворимых компонентов в форму, растворимую в органическом растворителе или смеси растворителей, а затем добавления нерастворимых соединений к раствору. Дисперсная система получается путем сочетания вышеуказанных соединений в сосуде, препятствующем испарению растворителя, и последующего смешивания с помощью механической мешалки. Мешалка должна обладать достаточной энергией для создания однородной дисперсной системы или суспензии без агрегации нерастворимых соединений. Подходящие устройства включают высокоскоростные лопастные мешалки, гомогенизаторы, ультразвуковые бани, смесители типа "вортекс" или другие приборы для перемешивания, обычно использующиеся для получения дисперсных систем, суспензий или эмульсий.

Антимикробные препараты, описанные в настоящей заявке, могут присутствовать в форме композиций для покрытия в концентрации от приблизительно 1 до приблизительно 15 массовых %, или от приблизительно 1,5 массовых % до приблизительно 7,5 массовых %, или от приблизительно 2,0 до приблизительно 5,0 массовых %. В одной форме антимикробные препараты из ТКМ, описанные в настоящей заявке, присутствуют в концентрации приблизительно 2,5 массовых %. В другой форме антимикробные препараты из ТКМ, описанные в настоящей заявке, присутствуют в концентрации приблизительно 5 массовых %.

При нанесении покрытия, содержащего антимикробные средства ТКМ, например дисперсных систем натрия хауттюйфоната, на медицинские устройства, необходим тщательный контроль объема и распределения материала для покрытия, наносящегося на медицинское устройство. Операция нанесения покрытия может производиться путем традиционного погружения и протирания, как описано в патенте США No 5817129, содержание которого включено в данный документ посредством ссылки, когда подложку пропускают через сосуд, содержащий суспензию или дисперсную систему, а затем через ряд колес для удаления избытка покрытия; затем он проходит через систему сушки для удаления растворителя. Покрытия могут также наноситься на медицинские устройства посредством распыления, раскапывания, погружения, нанесения покрытия на ленту и другими методами нанесения покрытий, известных в промышленности.

В другом аспекте описанное в настоящей заявке относится к производству медицинского устройства, содержащего антимикробные композиции, описанные в настоящей заявке. В другой форме осуществления медицинское устройство имеет форму волокна, сетки, порошка, микросфер, хлопьев, губки, пены, нетканого материала, тканого материала, пленки, устройства для закрепления швов, шовного материала, катетера, шовных скобок, стента, хирургических гвоздиков, зажимов, пластин и винтов, устройства для доставки лекарств, барьера для предотвращения адгезии и адгезива для тканей. Медицинское устройство может быть покрыто одним или несколькими антимикробными композициями, описанными в настоящей заявке. В одной форме медицинское устройство может быть покрыто или импрегнировано антимикробной композицией путем погружения, раскапывания, распыления или покрытия медицинского устройства антимикробной композицией, как упомянуто выше и показано в примерах ниже.

В другой форме осуществления описанные здесь антимикробные агенты могут смешиваться с полимером или смесью полимеров, использующихся для изготовления медицинского устройства, а затем отливаться или прессоваться в форме медицинского устройства. Антимикробные препараты, описанные в настоящей заявке, могут присутствовать в форме полимера или полимерной смеси от приблизительно 1 до приблизительно 15 массовых %, или от приблизительно 1,5 до приблизительно 7,5 массовых %, или от приблизительно 2,0 до приблизительно 5,0 массовых %. В одной форме осуществления антимикробные препараты из ТКМ, описанные в настоящей заявке, присутствуют в концентрации приблизительно 2,5 массовых %. В другой форме антимикробные препараты из ТКМ, описанные в настоящей заявке, присутствуют в концентрации приблизительно 5 массовых %. Как известно специалистам в данной области, исходная смесь антимикробного препарата и полимера может формироваться, а затем смешиваться с уравновешенным количеством полимера или полимерной смеси для получения желаемой концентрации антимикробного препарата, относящегося к ТКМ.

В другом аспекте предоставляется метод получения покрытий для медицинских изделий. Метод включает стадию формирования суспензии, содержащей полимерный материал, образующий пленку, и антимикробный препарат из традиционной китайской медицины, включающий материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси.

Еще в одном аспекте представляется способ изготовления антимикробного медицинского устройства, включающий стадию нанесения антимикробного покрытия на медицинское устройство, антимикробное покрытие, включающее материал, образующий полимерную пленку; и антимикробный препарат, включающий материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси.

Как известно, медицинские устройства обычно стерилизуются, чтобы находящиеся на них микроорганизмы потеряли жизнеспособность. В частности, стерильностью в данной отрасли считается минимальная степень гарантированной стерильности 10^-6. Примеры процессов стерилизации описаны в патентах США №№ 3815315, 3068864, 3767362, 5464580, 5128101 и 5868244, каждый из которых полностью включен в настоящий документ. В частности, рассасывающиеся медицинские устройства могут быть чувствительны к облучению и нагреву. Соответственно, может быть желательным проводить стерилизацию таких изделий с помощью обычно используемых стерилизующих газов или агентов, таких, например, как газообразный оксид этилена.

Рассасывающиеся медицинские устройства чувствительны к влаге, и следовательно, они часто упаковываются в герметичные фольгированные упаковки. Однако герметичная фольгированная упаковка также непроницаема и для стерилизующего газа. Чтобы компенсировать это явление и иметь возможность использовать упаковки из фольги при стерилизации газообразным оксидом этилена, были разработаны процессы, в ходе которых используются фольгированные упаковки, имеющие вентиляционные приспособления для пропускания газов (например, нетканый материал Tyvek®, производства E. I. du Pont de Nemours and Company, Уилмингтон, штат Делавер, США). Вентиляционные приспособления устанавливаются на открытый конец упаковки и пропускают воздух, водяные пары и оксид этилена внутрь упаковки. После завершения процесса стерилизации упаковку запечатывают вблизи вентиляционного приспособления, при этом приспособление отделяют от запечатанной упаковки, а затем отрезают или убирают иным образом, в результате чего получается герметично запечатанная упаковка. Другим типом упаковки из фольги, имеющей вентиляционное отверстие, является упаковка типа мешка, имеющая вентиляционное приспособление, установленное вблизи одного конца упаковки, причем вентиляционное приспособление герметично закрепляется к одной из сторон упаковки, образуя вентилируемую часть. После завершения процесса стерилизации упаковку запечатывают вблизи вентилируемой части, и запечатанную упаковку отрезают у вентилируемой части.

Ниже описаны конкретные формы в качестве примеров. Несмотря на то, что в представленных ниже примерах демонстрируются определенные варианты осуществления настоящего изобретения, их следует интерпретировать не как ограничение области изобретения, а как дополнительное средство для полного описания изобретения.

ПРИМЕРЫ

Метод исследования, использующийся для измерения содержания натрия хауттюйфоната

Как указано выше, антимикробные композиции для покрытия медицинских изделий, описанные в настоящей заявке, могут включать материал для получения полимерной пленки; и антимикробный агент, содержащий материал, выбираемый из следующей группы: экстракт растения хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, а также их смеси. В одной форме осуществления композиция может также включать кальция стеарат, сополимер лактида и гликолида. Для точного определения концентрации натрия хауттюйфоната (НХ) в медицинском изделии с покрытием, например рассасываемом шовном материале, был разработан следующий метод.

Методы исследования, доступные ранее для определения содержания НХ, включает титрование йодом и метод измерения поглощения в УФ-диапазоне. При использовании таких методов для определения содержания НХ в рассасывающемся шовном материале отмечена склонность к взаимодействию с материалом нити, следовательно, такие методы неэффективны для контроля качества продукта. Например, основной раствор, использующийся при титровании йодом, реагирует с полимером, из которого изготовлен шовный материал. Кроме того, для каждого исследования требуется несколько десятков грамм шовного материала, чтобы добиться достаточной чувствительности метода титрования. Метод УФ-спектроскопии более чувствителен; однако материалы покрытия могут препятствовать определению в УФ-диапазоне.

Таким образом, был разработан метод определения натрия хауттюйфоната с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Этот метод применим как к нестерильным, так и к стерильным всасываемым медицинским устройствам, в том числе шовному материалу.

Разработанный метод включает две стадии: 1) удаление натрия хауттюйфоната из рассасывающегося шовного материала в соответствующей системе растворителей и (2) обнаружение и количественное определения натрия хауттюйфоната методом ВЭЖХ с УФ-детектором.

Растворимость натрия хауттюйфоната в холодной воде и большинстве органических растворителей, таких как ацетонитрил и метанол, незначительна. Натрия хауттюйфонат должен быть полностью удален из покрытия медицинского устройства, которое, как показано, может также содержать кальция стеарат и сополимер лактида/гликолида и быть растворенным в растворе для экстракции с целью количественного определения. Было обнаружено, что смешанная система растворителей разной полярности и с соответствующим рН позволяет добиться желаемой эффективности экстракции. Система растворителей состоит из 70% фосфатного буфера в воде рН 10,8 и 30% ацетонитрила. Процедура экстракции включает помещение образца медицинского устройства в растворитель и его встряхивание в течение 30 минут при комнатной температуре. Анализ эффективности экстракции указывает на более чем 99% извлечение натрия хауттюйфоната.

Для анализа методом ВЭЖХ, как описано ниже, использовалась система Agilent 1100 с колонкой Phenomenex, Gemini-NX C18, 250 × 4.6 мм, 5 мкм. В качестве подвижной фазы использовали 70% фосфатного буфера рН 10,8 и 30% ацетонитрила. Натрия хауттюйфонат определяли с помощью УФ-детектора при длине волны λ=283 нм. Условия ВЭЖХ были следующими:

Колонка: Gemini-NX, 5 мкм, 110A°, 4.6×250 мм, Phenomenex

Подвижная фаза: CH₃CN: буфер* 300: 700

* 0,017M K₂HPO₄, водный раствор pH=10,8

Скорость протекания: 2,0 мл/мин

Температура колонки: 55°C

Объем пробы: 10 мкл

Длительность анализа: 8 мин.

Пример 1. Изготовления шовного материала с покрытием из средств ТКМ

Сополимер L(-) лактида/гликолида, содержащий 65 молярных % лактида и 35 молярных% гликолида, растворяли в уксусноэтиловом эфире 45 масс.%. К раствору добавляли натрия хауттюйфонат (Second Pharm Co LTD партия# 071213) в количестве 2,5 и 5 масс.%. Затем к раствору добавляли кальция стеарат в количестве 4,5 масс.%. Раствор перемешивали на "вортексе" при комнатной температуре до получения равномерной суспензии. Окрашенный плетеный шовный материал 2/0 полиглактин 910 покрывали суспензией путем погружения. Затем шовный материал высушивали при комнатной температуре. Шовный материал, покрытый средством ТКМ, разрезали на фрагменты длиной 68,9 см и стерилизовали оксидом этилена.

Изготовленный таким образом шовный материал с покрытием исследовали для определения физических свойств. Шовный материал с покрытием из средства ТКМ прошел обычное физическое испытание, что свидетельствует о сохранении нормальных физических свойств исходной нити. Шовный материал с покрытием из натрия хауттюйфоната, как обсуждается выше, обозначали как прототип ТКМ-1.

Пример 2. Стабильность после стерилизации оксидом этилена

Шовный материал ТКМ-1, подготовленный как описано в примере 1, анализировали методами ВЭЖХ и определения активности in vitro до и после стерилизации оксидом этилена. Результаты, представленные в таблицах 3 и 4 ниже, указывают на приемлемую стабильность шовного материала с покрытием после стерилизации оксидом этилена.

Пример 3.

Эффективность антимикробного действия оценивали in vitro по зонам подавления роста и логарифмическому снижению количества клеток. Данные в таблицах 1 и 2 указывают, что шовный материал ТКМ-1 эффективен in vitro против Staphylococcus Aureus, устойчивого к метициллину (MRSA), и Staphylococcus Epidermidis, устойчивого к метициллину (MRSE).

Результаты оценки эффективности шовного материала ТКМ-1 in vitro указывают, что хотя он менее эффективен, чем имеющийся в продаже антибактериальный шовный материал полиглактин 910 (при оценке по зонам подавления роста), он эффективнее имеющегося в продаже антибактериального шовного материала полиглактина 910 при оценке по логарифмическому снижению числа клеток, что позволяет предположить разный механизм действий. По-видимому, ТКМ-1 обладает быстрым бактерицидным действием на восприимчивые микроорганизмы. Это отличается от преимущественно бактериостатической активности триклозана, который используется для покрытия имеющегося в продаже антибактериального шовного материала полиглактина 910.

Рассасывающийся шовный материал покрывали смесью выбранного средства ТКМ, рассасывающимися полимерами и другими добавками в уксусно-этиловом эфире путем погружения. После покрытия шовный материал высушивали, стерилизовали и упаковывали. Обнаружено, что продукты обладают нужными физическими, механическими и антибактериальными свойствами.

Пример 4. Влияние размера частиц и распределения частиц по размеру на стабильность и антимикробную эффективность покрытия.

Проводили исследования с шовным материалом, покрытым натрия хауттюйфонатом, при этом покрытие из натрия хауттюйфоната готовили с применением измельченного или неизмельченного натрия хауттюйфоната. Покрытие наносили на двух уровнях с использованием метода, описанного выше. Размер частиц определяли с помощью лазерного дифракционного анализатора размеров частиц Beckman Coulter модели LS 320. Результаты этих исследований представлены ниже в таблицах 5-7 и графически на фиг.1 и 2.

Как указано ниже, покрытия, нанесенные с использованием измельченного материала, обеспечивали большую эффективность и большее количество натрия хауттюйфоната на шовном материале при равном объеме суспензии для покрытия, а также намного большее содержание натрия хауттюйфоната на поверхности шовного материала и незначительное снижение процентного ОСО. Кроме того, при использовании измельченного натрия хауттюйфоната не обнаружено значительного снижения концентрации или зон подавления роста при хранении при температуре 25 и 50°С на протяжении 4 недель. Измельченный натрия хауттюйфонат создавал большие зоны подавления роста Staph aureus после стерилизации оксидом этилена. Обнаружено, что измельченный натрия хауттюйфонат обеспечивает большее логарифмическое снижение числа Staph aureus после стерилизации оксидом этилена при хранении при температуре от 25 до 50°C на протяжении четырех недель.

Еще один аспект настоящего изобретения включает медицинское устройство с антимикробной композицией, содержащей антимикробный агент, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат, новый натрия хауттюйфонат и их смеси. В одной из форм осуществления антимикробный агент содержит новый натрия хауттюйфонат. В другой форме осуществления антимикробный агент содержит натрия хауттюйфонат. В другой форме осуществления антимикробная композиция содержит натрия хауттюйфонат или натрия новый хауттюйфонат со средним размером частиц менее приблизительно 100 мкм. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 50 мкм. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 40 мкм. Еще в одной форме антимикробная композиция имеет средний размер частиц менее приблизительно 40 мкм и стандартное отклонение размера частиц менее приблизительно 30 мкм. В другой форме осуществления антимикробная композиция наносится на, по меньшей мере, одну поверхность медицинского устройства и содержит полимерный материал для образования пленки. В одной из форм осуществления материал, образующий полимерную пленку, содержит биологически совместимый, биоразлагаемый полимерный, сополимерный гидрогель или их смеси. В другой форме осуществления антимикробный агент присутствует в концентрации от приблизительно 1 до приблизительно 15% по массе. В другой форме антимикробный агент присутствует в концентрации от приблизительно 1,5 до приблизительно 7,5% по массе. В другой форме антимикробный агент присутствует в концентрации от приблизительно 2,0 до приблизительно 5,0% по массе. В одной форме антимикробный агент характеризуется средним размером частиц, способствующим усилению антимикробной эффективности вещества. В другой форме медицинское устройство имеет форму волокна, сетки, порошка, микросфер, хлопьев, губки, пены, ткани, нетканого материала, тканого материала, пленки, устройства для закрепления швов, швов, катетера, шовных скобок, стента, хирургических гвоздиков, зажимов, пластин и винтов, устройства для доставки лекарств, барьера для предотвращения адгезии и адгезива для тканей.

В другом аспекте метод получения покрытия медицинских изделий включает стадию формирования суспензии, включающей полимерный материал для образования пленки антимикробный препарат, включающий материал, выбранный из следующей группы: хауттюйния сердцевидная, натрия хауттюйфонат, натрия новый хауттюйфонат и их смеси. В одной из форм осуществления антимикробный агент содержит новый натрия хауттюйфонат. В другой форме осуществления антимикробный агент содержит натрия хауттюйфонат. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 100 мкм. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 50 мкм. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 40 мкм. Еще в одной форме антимикробная композиция имеет средний размер частиц менее приблизительно 40 мкм и стандартное отклонение размера частиц менее приблизительно 30 мкм. В другой форме осуществления материал, образующий полимерную пленку, содержит биологически совместимый, биоразлагаемый полимерный, сополимерный гидрогель или их смеси.

Еще в одном аспекте представляется способ изготовления антимикробного медицинского устройства, включающий стадию нанесения антимикробного покрытия на медицинское устройство, антимикробное покрытие, включающее материал, образующий полимерную пленку; и антимикробный препарат, включающий материал, выбранный из следующей группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси. В одной из форм осуществления антимикробный агент содержит новый натрия хауттюйфонат. В другой форме осуществления антимикробный агент содержит натрия хауттюйфонат. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 100 мкм. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 50 мкм. В другой форме осуществления антимикробный агент характеризуется средним размером частиц менее 40 мкм. В другой форме осуществления антимикробный агент присутствует в концентрации от приблизительно 1 до приблизительно 15% по массе. В другой форме антимикробный агент присутствует в концентрации от приблизительно 1,5 до приблизительно 7,5% по массе. В другой форме осуществления метод далее содержит стадию стерилизации антимикробного медицинского устройства.

Хотя предмет изобретения подробно проиллюстрирован и описан на чертежах и описаниях, описанные формы осуществления приведены с целью иллюстрации и не являются ограничивающими. Все изменения или модификации в пределах изобретения защищены.

Реферат

Антимикробная композиция для покрытия медицинского устройства включает материал, образующий полимерную пленку, и антимикробный препарат из традиционной китайской медицины, выбранный из группы: экстракт хауттюйнии сердцевидной, натрия хауттюйфонат и натрия новый хауттюйфонат, или их смеси. Медицинское устройство, покрытое антимикробной композиций, выполнено в форме имплантируемого устройства. Изобретение обеспечивает антимикробную эффективность по отношению к микроорганизмам - возбудителям хирургических инфекций. 4 н и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл., 4 пр.

Формула