CN102056629B - 一种光敏组成物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光敏组成物，其包括至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物，及其应用。至少一种氧载体与至少一种氧化试剂与至少一种表面活性剂的体积比范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2。所述光敏组成物还可以用于治疗和/或预防微生物引起的状况。

Description

一种光敏组成物及其应用
技术领域
本发明提供一种光敏组成物，此光敏组成物主要用于使细菌失活。本发明还提供了一种光敏组成物的应用。
背景技术
随着在光动力疗法(PDT)应用的日益进步，展现出对治疗局部细菌增长引起感染的巨大潜力。使用光动力疗法杀菌包括采用光敏剂和微光治疗局部细菌感染。在光动力治疗的过程中，激活的光敏剂可以将电子传送于临近的分子(如，I型反应)，该电子转移反应发生在三重态敏化剂与生物分子之间，产生多种自由基以诱导细胞损伤。或者通过II型反应机制，三重态光敏剂把能量传递给分子氧，产生单线态氧。单线态氧是一种高反应活性物质，能够诱导细胞凋亡。
激活的光敏剂在氧存在下能够产生活性氧组分，包括羟基自由基、超氧化物和单线态氧。活性氧自由基在光氧化微生物失活中作用于多个目标，使其迅速死亡。PDT的这种方式使得微生物菌种选择性抗光几乎不可能。产生高活性的单线态氧能够破坏生物分子已经被验证是导致细菌死亡的原则性试剂。
WO 2006/135344公开了一种组成物，其包括丙三醇、乙醇和水，上述物质的优选体积比为30∶20∶50。此组成能够使得光敏剂渗透牙本质小管和牙组织，当被激活时释放大量的单线态氧，减少表面聚集的同时能够较好的被细菌细胞吸收，从而更有效剧烈的破环细菌细胞(膜损伤和DNA损伤)。光敏剂溶于这种配方，并在使用时配有氧载体，其同样可以作为液体光学导管(全氟十氢化萘)显著消除牙根管系统细菌。【George S和Kishen A，生物医学光子学杂志(JBiomed Opt)，2007；George S和Kishen A，牙髓病学杂志(J.Endod.)，2007】。尽管这种方法在灭活短时期生物薄膜有很大的优势，如两天至一周，但是它不能灭活成熟长时期的生物膜【Kishen A等，生物医学材料研究杂志A辑(J BiomedMater Res A)，2006年】。使生物被膜菌灭活困难的主要因素是：(1)扩散进入生物膜结构的光敏剂有限，(2)在生物薄膜内缺乏适当的氧含量，以及(3)由于光的散射和吸收，很难保证足够的光传输通过生物膜。
有鉴于此，本发明提供一种改进的光敏剂组成物，能够使成熟的长时期生物薄膜失活。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，且具体地提供一种新的光敏组成物及其应用。具体地，提供一种光敏组成物，所述光敏组成物包括至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂，所述组成物进一步包括至少一种光敏化合物。
根据本发明的第一方面，提供一种光敏组成物，所述光敏组成物包括至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物，其中，所述至少一种氧载体与至少一种氧化试剂与至少一种表面活性剂的体积比范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2。具体地，上述比例范围为60∶39∶1至76∶23.6∶0.4。更具体地，上述比例为75∶24.5∶0.5。根据一个特别方面，所述光敏组成物以乳液形式存在。
任何合适的氧载体、氧化试剂和表面活性剂均可以用于本发明。例如，至少一种氧载体可以选自以下组成的组：全氟(十氢化萘)、全氟萘烷、全氟己烷、八氟丙烷、十氟丁烷、十八氟辛烷、全氟甲基萘烷和O2IrCl(CO)(P[C6H5]3)2。例如，至少一种氧化试剂可以选自以下组成的组：过氧化氢、次氯酸钠稀释液、DMSO、二氧化氯。例如，至少一种表面活性剂可以选自以下组成：矿物油、丙三醇、聚乙二醇、非离子型洗涤剂、聚丙二醇、十二烷基硫酸钠。具体地，非离子型洗涤剂可以为曲拉通X，更具体地，表面活性剂为曲拉通X-100。
根据本发明的一个特别的方面，提供一种光敏组成物，其包括全氟(十氢化萘)、过氧化氢和曲拉通X的混合物。根据本发明的另一个特别方面，全氟(十氢化萘)与过氧化氢与曲拉通X的体积比为75∶24.5∶0.5。
根据本发明的另一个方面，所述光敏组成物还包括至少一种光敏化合物。任何合适的光敏化合物都可以用于本发明。例如，至少一种光敏化合物选自以下组成的组：甲苯胺蓝、亚甲基蓝、C.I.碱性蓝99、台盼蓝、结晶紫、标准天青蓝、天青B氯化物、天青2、天青A氯化物、天蓝B四氟硼酸盐、劳氏紫、天青A伊红、天青B曙红、姬姆氏色素、天青II-曙红、血卟啉盐酸、血卟啉酯、二磺酸铝酞菁、叶绿素类、光激活富勒烯(如C16-b)、5-氨基乙酰丙酸(ALA)、细菌叶绿素、酞菁、脱镁叶绿甲酯酸、红紫素、萘菁、吲哚菁绿，或者上述化合物的混合物。具体地，至少一种光敏化合物为亚甲基蓝。
根据本发明一个特别的方面，所述光敏组成物进一步包括聚乙二醇、乙醇和水的混合物。所述聚乙二醇可以为丙三醇。具体地，光敏组成物可以进一步包括丙三醇、乙醇和水。更具体地，聚乙二醇、乙醇和水的体积比30∶20∶50。
所述光敏组成物进一步包括药用可接受的赋形剂和/或载体。
根据本发明的一个特别的方面，所述光敏组成物可以被配制以用于口腔治疗。所述组成物被配制以用于治疗和/或预防微生物引起的状况。所述组成物被配制以用于治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。所述组成物还可以被配制以用于局部处理或者注射给药。所述组成物可以被配制以作为口服清洗剂、漱口水和/或雾化喷水。
根据另一个方面，本发明中任一方面所述光敏组成物在医药中的应用。
本发明还提供一种根据本发明任一方面所述的光敏组成物的应用，所述应用为制造药剂，所述药剂用于治疗和/或预防受试者由微生物引起的状况，所述治疗和/或防止包括如下步骤：
(a)给予光敏组成物；和
(b)用此光敏组成物的吸收波长的光照射给予光敏组成物的部位。
所述药剂可以用于治疗和/或预防受试者口腔内的微生物引起的状况。例如，所述药剂用于治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。例如，状况包括但不限于齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染、根尖牙周炎以及类似疾病。所述药剂还可以用于处理较深的龋齿损伤的细菌。所述药剂还可以用于消除任何局部感染的细菌生物薄膜。具体地，所述药剂可以用于长时期生物薄膜的消除和失活。
本发明还提供一种治疗和/或预防受试者微生物引起状况的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)给予根据本发明任一方面所述的光敏组成物；和
(b)用此光敏组成物的吸收波长的光照射给予光敏组成物的部位。
所述方法可以用于治疗和/或预防受试者口腔内微生物引起的状况。例如，所述方法治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。例如，状况包括但不限于齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染、根尖牙周炎以及类似疾病。所述方法还可以用于处理较深的龋齿损伤的细菌。所述方法还可以用于消除任何局部感染的细菌生物薄膜。具体地，所述方法可以用于长时期生物薄膜的消除和失活。
步骤(b)中的照射可以进行30min或者更少。例如，步骤(b)中的照射可以进行10s至30min。步骤(b)中照射时间的长短取决于使用的光敏化合物的类型以及光的种类。具体地，步骤(b)中照射时间进行5min至15min。更具体地，步骤(b)中的照射时间为10min。
步骤(b)中光的剂量可以从10J/cm2至200J/cm2。具体地，步骤(b)中光的剂量为50J/cm2至150J/cm2。
步骤(b)中需要选择合适的波长的光。例如，光的波长取决于光敏化合物的最大吸收所在的位置。光的波长可以从紫外光之近红外范围。步骤(b)中所使用光的波长可以从400nm至1400nm。具体地，所使用光的波长为600nm至900nm。具体地，步骤(b)中所使用光的波长范围从650nm至800nm。更具体地，步骤(b)中所使用的光的波长为660nm。
本发明还提供一种试剂盒，其用于治疗和/或预防受试者由微生物引起的状况，所述试剂盒包括一种根据本发明任一方面的光敏组成物，放置于至少一种合适的容器中。所述光敏组成物包括至少一种光敏化合物。所述试剂盒可以用于治疗和/或预防受试者口腔内微生物引起的状况。例如，所述试剂盒用于治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。例如，状况包括但不限于齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染、根尖牙周炎以及类似疾病。例如，所述试剂盒以用于处理较深的龋齿损伤的细菌。所述试剂盒还可以用于消除任何局部感染的细菌生物薄膜。具体地，所述试剂盒可以用于长时期生物薄膜的消除和失活。
所述试剂盒进一步包括至少一种光发射装置，所述光发射装置能够发射一种光敏化合物吸收波长的光。
本发明还提供一种制备根据本发明任一方面组成物的方法。所述方法可以包括如下步骤：(a)制备至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物，其中，所述至少一种氧载体与至少一种氧化试剂与至少一种表面活性剂的体积比范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2。具体地，所述至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物，其制备采用超声或者涡动至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂。
所述方法进一步包括向步骤(a)中混合物里加入至少一种光敏化合物的步骤。所述方法进一步包括加入聚乙二醇、乙醇和水至步骤(a)的混合物中。聚乙二醇可以为丙三醇。具体地，聚乙二醇与乙醇与水的体积比为30∶20∶50。
附图说明
图1.显示对成熟的四周生物薄膜不同处理后的存活菌数。
图2A.通过测量N-乙酰基-L色氨酸胺减少的浓度显示活性氧自由基引起的N-乙酰基-L-色氨酸胺氧化程度；
图2B.显示出通过光照不同的光敏组成物产生单线态氧对1，3-二苯基异苯并呋喃的氧化程度。
图3.显示出经过光动力治疗的生物薄膜的激光扫描共聚焦显微镜三维重建图(内嵌图为矢状切面)(60x)；(A)没有经过处理的生物薄膜，(B)经过单纯照射的生物薄膜；(C)加入100μm亚甲基蓝敏化的生物薄膜，(D)加入亚甲基蓝敏化后再经光照的生物薄膜，(E)加入PF4敏化的生物薄膜，(F)加入PF4敏化后再经光照的生物薄膜。
图4.活性氧自由基氧化N-乙酰基-L-色氨酸胺后其在360nm荧光强度降低的变化。
图5.1，3-二苯基异苯并呋喃的氧化程度显示出不同光敏组成物在光照下产生单线态氧的量。
图6.光动力治疗后存活菌数的log值与不同光敏剂组成的关系。
图7.不同处理方法根管治疗后存活菌数的百分比。
具体实施方式
为了方便，本说明书中提及的参考文献以文献列表的形式列出并且附于实施例的后面。这些参考文献的全部内容在本申请中通过援引而并入。
根管系统中的细菌生物薄膜引起感染可导致根尖牙周炎。通常采用化学-机械方式利用化学消毒剂和机械仪器对根管消毒，包括根管系统的清洗和成形。但是，这种技术往往不能彻底清除细菌生物薄膜，其主要是由于各种微生物学和解剖学因素。牙髓病原体，如已报道的粪肠球菌，甚至在有药品的牙根管中形成生物薄膜，因此被认为持续存在于处理后的牙髓环境中的原因之一。表型变异和基因型变异的生物薄膜细菌与其自由浮动的个体相比，生物薄膜基体的结构和组成赋予其自身高度的抗菌性。粪肠球菌能够渗透牙本质小管，在根管内形成特殊的矿化生物薄膜。如上所述，尽管在专利WO 2006/135344中的组成物和普通光动力治疗相比更有效，但是其杀菌效果在成熟的生物薄膜模型上仍然有不足。成熟生物薄膜基体升高的厚度和钙化使其具有更强的抵抗力。对成熟生物薄膜Kishen等人在生物医学材料研究杂志A辑(J Biomed Mater ResA)，2006年已详细介绍。
因此，在根管感染光动力治疗中理想的光敏组成物或配方应具有以下特征：(a)光敏剂能够深入渗透牙本质小管和复杂的根管组织；(b)提高光敏剂的光物理特征；(c)提供足够数量的氧；(d)减小牙质导致的光散射；和(e)能够使光以最小能量损失的传导和透过，以进入深层牙质组织。
本发明提供一种光敏组成物及其应用。具体地，提供一种光敏组成物，其包括至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物。所述光敏组成物可进一步包括至少一种光敏化合物。
根据本发明的一个方面，提供一种光敏组成物，所述光敏组成物包括至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物，其中，所述至少一种氧载体与至少一种氧化试剂与至少一种表面活性剂的体积比的范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2，具体地，上述体积比范围为60∶39∶1至76∶23.6∶0.4。更具体地，上述体积比为75∶24.5∶0.5。
根据本发明的目的，“光敏组成物”定义为一种具有光敏作用的组成物，其可以包括或者不包括一种光敏化合物。具体地，光敏组成物可以包括或不包括一种外源光敏剂。例如，细菌的内生色素可以利用作为一种光敏化合物。下面将提供进一步的例子来说明。在根管感染中细菌的普遍存在，因此相应的光敏化合物在光敏组成物中并非必要成分。
所述光敏组成物可以以任何合适的形式存在。例如，光敏组成物可以形成一种乳液。所述乳液可以以任何方法形成。例如，可以通过剧烈混合光敏组成物形成乳液。特别地，至少一种氧载体，至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂通过超声或涡动形成乳液。当组成物形成乳液时，光敏组成物的氧化能力会得到提高。
由于根头和牙本质小管更深区域认为是低氧生理位置，氧载体如全氟化碳(PFCs)因此可以能够提升光动力治疗的效果。由于强的分子内键(C-F键为485kJ/mol，与通常的C-H键相比多84kJ/mol)，PFCs具有化学和生化惰性，其化学结构和分子间作用赋予PFCs特殊的性能，即较低的表面张力(＜20mN/m)、介电常数和折射指数，高的密度、粘度和气体溶解度，因此PFCs是非常著名的液体。目前，PFCs常作为组织氧合流体(血液替代品，氧气治疗)，抗肿瘤试剂，离体器官的灌注、眼部外科手术工具、特殊需要的润滑剂和缓冲剂、作为细胞培养的补充物以及药物制剂和输送。氧载体能够提高单线态氧的半衰期。任何适宜的氧载体均可用于本发明。至少一种氧载体可以为合成的分子氧载体。例如，氧载体可以为含氢氟化碳、全氟化碳或者其混合物。在本发明一个特别实施例中，包括但不限于以下氧载体：全氟(十氢化萘)、全氟萘烷、全氟己烷、八氟丙烷、十氟丁烷、十八氟辛烷、全氟甲基萘烷和O2IrCl(CO)(P[C6H5]3)2。特别地，至少一种氧载体为全氟(十氢化萘)。
至少一种氧化试剂可以用于使细菌失活，消化聚合生物薄膜集体以及提高其他活性氧自由基的产生。所述氧化试剂还可以预激活光敏化合物，以用来缩短光动力治疗的时间和周期。然而，应用氧化试剂的过程中，需要合适的浓度，这是因为氧化试剂具有潜在的毒性，其浓度过高会导致严重的安全性问题。任何合适的氧化试剂都可以应用于本发明。例如至少一种氧化试剂可以选自以下组成：过氧化氢、次氯酸钠稀释液、DMSO和二氧化氯。具体地，至少一种氧化试剂为过氧化氢。
表面活性剂可以提高光敏剂对根管和牙本质小管组织的渗透性。表面活性剂还可以破坏细菌膜，就革兰氏阴性细菌而言，需要确保光敏剂化合物能够被细菌细胞摄入。例如，使用包括介质的亲水性和/或表面活性剂，可以提高光敏组成物在光动力治疗中的应用。表面活性剂有利于光敏组成物在渗入根管组织以到达牙齿牙根尖孔。表面活性剂能够减少表面张力以提高光敏溶液的渗透性。
任何合适的表面活性剂均可以用于本发明。例如，至少一种表面活性剂可以为三元醇或聚酯。至少一种表面活性剂可以为折射率匹配液。聚酯可以为聚乙二醇或者聚丙二醇。三元醇可以为丙三醇。例如，至少一种表面活性剂可以选自以下组成：矿物油、丙三醇、聚乙二醇、非离子型洗涤剂、聚丙二醇、十二烷基硫酸钠和任意适宜本发明的清洗剂。所述非离子型洗涤剂可以为曲拉通X。具体地，至少一种表面活性剂为曲拉通X，更具体地，至少一种表面活性剂为曲拉通X-100。
根据本发明的一个特定的方面，所述光敏组成物包括全氟(十氢化萘)、过氧化氢和曲拉通X。更具体地，所述光敏组成物包括全氟(十氢化萘)、过氧化氢和曲拉通X-100。所述组成物中全氟(十氢化萘)、过氧化氢和曲拉通X的体积比范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2。具体地，所述体积比例范围从60∶39∶1至76∶23.6∶0.4。更具体地，所述体积比为75∶24.5∶0.5。
本发明中提供的光敏组成物还可以包括一种折射率匹配液。具体地，所述组成物包括一种高折射率的液体介质。所述折射率液体介质可以在牙质中创造一个液体波导。牙质组织中特殊的结构和光学特征和一个高折射指数液体介质如丙三醇或者矿物油结合，在根管腔管和牙本质小管中实现液体光学导管(波导)效应。所述光波导效应有助于减少牙本质散射，此外高折射率的液体介质与牙本质相比，能够实现全内反射，从而在根管腔管(组织复杂性)和牙本质小管中光能能够更好的分布。高折射率液体如丙三醇和矿物油减少组织散射，在根管腔管和牙本质小管中获得全内反射。因此，一种合适的液体或液体混合物，能够提供理想折射率使得在根管腔管和牙本质小管形成光学传导。
本发明的组成物进一步包括至少一种光敏化合物。至少一种光敏化合物包括在光敏组成物中，任何合适的光敏化合物均可以选用。根据本发明的目的，术语“光敏化合物”和“光敏剂”可以互换使用。合适的光敏剂应该选择具有某一特征。光敏剂必须具有在靶向部位选择性聚集的特点，例如，在癌症和/或可能产生癌症的组织聚集。换句话说，光敏剂应当在正常组织中消除，而保留在癌症和/或可能产生癌症的组织。进一步，从靶向部位的位置来看，例如在牙周部位或者肿瘤，光敏剂最好的是疏水的，以便使其更快的渗入细胞膜。然而，如果光敏剂需要静脉注射输入，其应该至少部分水溶，即亲水的，以便能够分散于血流中。换句话说，通过连接极性残基，如氨基，糖和/或核苷酸化学修饰一个本质上疏水光敏剂，修饰后的光敏剂具有两性特征。
光敏剂吸收应该为生物组织的光学透明波长最大范围内的某一波长。这可以使的光能够渗透深层次组织以激活光敏剂。如果靶向部位较深，这种波长的光敏剂更有价值，因为能够使光敏剂有效地到达靶向部位。例如，深层的恶性组织需要光敏剂吸收较长的波长。然而，大于900nm的波长能量较低，在光动力治疗中很难提供充足的能量以激发三重态氧到达其单重态。
合适的光敏剂同样需要在黑暗处具有较低的毒性，光激活药物避免由药物本身的毒性带来负面效应，以使得药物产生最大的作用。进一步，光敏剂应该具有较长的三重态产量和寿命。换句话说，光敏剂从激发单重态到其激发三重态的非辐射系间窜越与从激发单重态直接的辐射窜越(荧光)相比，更为有效。一个长的三重态寿命能够提高从激发态产生毒性试剂或毒性反应的几率。
光敏剂应该不能够团聚，因为团聚会减少消光系数，缩短激发三重态的寿命和量子产率。光敏剂的团聚形式还会影响其药物代谢动力和生物分布。光敏剂还应该给予后从受试者体内迅速清除。这能够带来较低的系统毒性，从而减少光动力治疗后的太阳光敏化。
光敏剂的例子包括卟啉衍生物。第一类用于临床光动力治疗的光敏剂为血卟啉衍生物。
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(在此被认为是卟非姆钠)是一种从血卟啉中提取，并经酸处理的光敏剂，已被美国食品药品监督管理局批准，同时也被世界上其他管理机构选用来对待各种恶性肿瘤。卟非姆钠事实上是一种复杂混合物包括各种衍生物，二聚体和低聚物单元。市售卟非姆钠的成分被部分纯化，大约含有85％的低聚物。由于卟非姆钠是一种复杂混合物，其有效部分的等同性和制备合成过程的重现性仍让人担忧。卟非姆钠是一种非毒性药物，然而，其存在一个很大的弊端，即其会在皮肤中保留一段时间。病人在注射后也常因此需要避免太阳光、比较强的人工光或者强的室内照明长达4到6周。
“第二代”光敏剂(与卟非姆钠是一种复杂混合物相对应)，具有纯的单一组分，吸收红外区域内的某一波长，能够渗透深层组织，致力于此产生了很多有前景的光敏剂。其中包括修饰卟啉、叶绿素类、菌绿素、酞菁、萘菁、脱镁叶绿甲酯酸和红紫素(Dougherty WJ等，1998；Detty MR等，2004)。
叶绿素类和菌绿素由于能吸收长波波长而备受关注，然而此类药物经历吡咯环的再芳构化形成卟啉，限制其作为光敏剂在体内的寿命。此外，没有任何此类物质被FDA认可用于癌症治疗。
另一光敏剂的例子是5-氨基乙酰丙酸(ALA)。ALA是生物合成血卟啉的代谢前体物质，它可以内源性产生有效的光敏剂血卟啉IX，从而其可以选择性提供外源的光敏剂。即使ALA可以从甘氨酸和琥珀酰辅酶A合成，通常还是选择提供外源的ALA来产生血卟啉IX。ALA诱导产生血卟啉IX的由于卟啉主要是由于：(1)能够在4-6小时达到最佳的治疗定量；(2)24小时内迅速全身清除，因此不仅可以消除延长的皮肤光敏性，而且能够每24小时重复给药；(3)通过原位探测应该可以精确分析光敏剂的水平。ALA仍有许多局限性，其亲水性限制其不能渗透正常皮肤的角质损伤。基于此，亲油的ALA酯由于能够更快的渗透细胞更有优势。
另外，还有其他类型的光敏剂如酞菁和萘菁。它们为光动力治疗的另一类光敏剂，其可以吸收从670nm到780nm的光，同时表现出高的摩尔消光系数。此类光敏剂本质上是疏水的，其溶解度较小。为提高其溶解性通常采取修饰磺酸基、羧基或者氨基至其主环上。临床评价在光动力治疗中，磺化的酞菁在黑暗中毒性可忽略不计，减小了皮肤的光敏性，而且其可以在更长的波长处被光激发。酞菁和萘菁已经处于临床前和临床评价的早期阶段，然而，此类化合物仍然存在一个问题：即使浓度很低，其在水介质中也容易团聚，因此导致其光敏性大大损失。
阳离子光敏剂同样可以适用。此类光敏剂环状结构上的杂原子带有正电荷。这些阳离子光动力治疗的光敏剂更易于束缚在细胞内。这些光敏剂(如罗丹明123(Rh-123)能够被活细胞的线粒体吸收。亚甲基蓝(碱性染料)是一种阳离子光敏剂，目前已经应用于临床。这里需要说明的是，细菌细胞的表面带负电荷，碱性的带正电的光敏剂或染料常用于细菌学的细胞染色。
根据本发明的目的，任何适宜的光敏剂均可以选用。本发明中所述光敏组成物可以包括至少一种光敏化合物。例如，至少一种光敏化合物可以选自以下组成：甲苯胺蓝、亚甲基蓝、C.I.碱性蓝99、台盼蓝、结晶紫、标准天青蓝、天青B氯化物、天青2、天青A氯化物、天蓝B四氟硼酸盐、劳氏紫、天青A伊红、天青B曙红、姬姆氏色素、天青II-曙红、血卟啉盐酸、血卟啉酯、二磺酸铝酞菁、叶绿素类、光激活富勒烯(如C16-b)、5-氨基乙酰丙酸(ALA)、细菌叶绿素、酞菁、脱镁叶绿甲酯酸、红紫素、萘菁、吲哚菁绿，或者上述化合物的混合物。具体地，至少一种光敏化合物为亚甲基蓝。
根据一个特殊的方面，所述光敏组成物进一步包括下述混合物：至少一种另外的表面活性剂、至少一种醇、和/或水，其中至少一种另外的表面活性剂、醇和水的体积比的范围为10∶5∶85至40∶30∶30，且至少一种另外的表面活性剂是醇时，其不同于至少一种醇。上述体积比范围还可以为15∶10∶75至35∶25∶40。更具体地，所述体积比为30∶20∶50。
具体地，所述表面活性剂为聚乙二醇。根据一个特殊方面，光敏组成物可以进一步包括聚乙二醇、醇和水。具体地，聚乙二醇可以为丙三醇。任何合适的醇均可以用于本发明。例如，醇可以为一元醇。所述醇还可以为二元醇和/或三元醇。一元醇包括一个分子上只有一个羟基的化合物。一元醇的例子包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、十六烷醇、三十烷醇等类似物。进一步，一元醇可以为一级、二级、或者三级醇。二元醇的例子包括乙二醇和二醇。三元醇的例子包括丙三醇。具体地，醇为乙醇。根据另一特殊方面，所述光敏组成物进一步包括丙三醇、乙醇和水的混合物。丙三醇、乙醇和水的体积比范围为10∶5∶85至40∶30∶30。具体地，所述体积比范围为15∶10∶75至35∶25∶40。更具体地，所述体积比为30∶20∶50。
为使作为光敏组成物的组合物更加适用于光动力治疗，本发明中的光敏组成物进一步包括其他化合物。本发明中光敏组成物适于更好的消除细菌和/或微生物。具体地，所述光敏组成物更适合于根管的和深入牙本质小管的复杂组织以清除细菌和/或微生物。因此，所述光敏化合物进一步包括至少一种聚阳离子化合物。微生物细胞对光敏剂的有限吸收是光动力治疗调控细菌死亡的潜在问题。革兰氏阴性细菌的有限杀死是由于外部膜充当细胞和周围环境的功能和物理障碍导致的。然而，利用聚阳离子化合物如聚L-赖氨酸，或者与光敏剂偶联，或者共同使用，能够有力的推动光敏剂穿过革兰氏阴性细菌的外部薄膜。聚阳离子化合物与脂多糖类表面的二价的阳离子作用，并置换这些离子。这种破坏外部膜的正常障碍的性质引起短暂的“裂纹”，使得疏水的化合物如光敏剂可以通过。因此，为了提高光敏剂更好的与细菌细胞结合力，需要在光敏剂上连接带电荷的基团、疏水的基团和/或聚合物。
本发明中通过在光敏组成物中增加聚阳离子化合物可以进一步提高光敏组成物在光动力治疗中的作用。疏水的和阳离子的光敏剂已被证明能够和细菌细胞结合。有趣的是，当有哺乳动物细胞存在的细菌进行光动力治疗时，哺乳动物的细胞不会受到光动力治疗的影响，在很低浓度的光敏剂存在下就可以仅仅杀死细菌(Soncin M等，2002)。进一步，可以通过对光敏剂的偶联赖氨酸多肽链来提高细菌的选择性(Soukos NS等，1998)，所述多肽链可以靶向表面带有负电荷的细菌细胞(革兰氏阴性和革兰氏阳性)。由于哺乳动物的细胞可以通过内吞作用吞进如多肽之类的大分子，如果光敏反应持续周期较短，则需要一定的时间选择性。例如本发明中聚阳离子化合物，包括但不限于阳离子多肽，如聚L-赖氨酸、L-精氨酸，D-精氨酸，和多价阳离子如氯化钙、氢氧化钙和氯化镁(Soukos NS等，1998)。
根据本发明的另一个特殊方面，提供利用细菌内生色素作为至少一种光敏化合物。例如，许多专性厌氧细菌还有内生色素(如卟啉单胞菌属，类杆菌属)，比如卟啉。这些细菌色素可以在光动力治疗中利用为内源光敏剂杀死细菌。这种方式需要在特定的波长最优的光能。外加的光敏剂(外源光敏剂)就不需要。这类细菌在根管感染中普遍存在且占有一定优势，尤其是在根管的顶端部位(接近根尖的深层部位)。因此，在所述光敏组成物中可以不包括一种光敏化合物。
根据本发明，所述光敏组成物进一步包括一种制药学和药理学上可接受的赋形剂、稀释剂和/或载体。短语“制药学和药理学可以接受”指的是当给动物或者人类适当给药时，其分子实体和组成不会带来负面作用、过敏和其他不良反应，本发明中所述光敏组成物可以为含水的组成物，任意包括有效剂量的光敏化合物，溶于或分散于制药学上可接受的载体或者水介质。合适载体的例子包括水；如蒸馏水、去离子水；优选地，如无热原无菌水，或者注射用水。所述光敏组成物可以添加以下组成的化合物：缓冲、盐，防腐剂、胶凝剂等等。缓冲剂和盐的目的是为调整组成物的张力
本发明所述光敏组成物根据使用和/或给药方式确定配制。例如，所述光敏组成物可以配制用于治疗和/或预防受试者细菌引起的状况。所述光敏组成物可以配制用于治疗和/或预防受试者口腔内细菌引起的状况。所述光敏剂可以配制用于用于牙齿周围状况的治疗和/或预防。
所述光敏组成物还可以进一步配制以用于受试者口腔处理。所述受试者可以为动物或者人。所述光敏组成物还可以配制使其接触口内表面，包括舌头、口腔粘膜和/或齿龈部位。所述光敏剂可以配制使其适于局部或者注射给药。所述光敏组成物还可以进一步配制以作为口服清洗剂、漱口水和/或雾化喷水。
根据本发明另一方面，所述光敏组成物可以应用于医药。例如，所述光敏组成物可以用于治疗和/或预防受试者微生物引起的状况。所述光敏组成物可以用于受试者口腔处理。具体地，所述光敏组成物可以用于治疗受试者口腔微生物的处理。所述光敏组成物还可以用于受试者口腔内微生物的预防。所述受试者可以为动物或者人。所述光敏组成物还可以用于治疗和/或预防受试者口腔微生物引起的状况。例如，状况包括但不限于齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染、根尖牙周炎以及类似疾病。所述光敏组成物还可以用于处理较深的龋齿损伤的细菌。具体地，所述光敏组成物还可以用于消除任何局部感染的细菌生物薄膜。更具体地，所述光敏组成物可以用于可以用于长时期生物薄膜的消除和失活。
如上所述，本发明有利于消除牙齿组成内的光谱微生物。此种微生物的消除方式非常重要，其可以根据齿质(因为牙本质小管)的孔本质和微生物的能力，以渗透这些牙本质小管。本发明避开常规处理方式的其他主要限制有：(1)有限的化合物进入这些孔内或者牙本质小管；(2)能够从牙齿硬组织中沉淀钙以缓冲化学消毒剂的功效；(3)硬组织(如牙本质小管)内为厌氧环境，其可以减弱光动力治疗的效果；和(4)这些部位里，细菌存在于一个“高度抗药”的生物薄膜状态。
根据本发明的任一方面的光敏组成物，其能够实现基本光敏化合物，如亚甲基蓝的深层扩散至牙齿组织，如齿质。所述组成物设计具有基本光敏化合物被细菌细胞的最大吸收，以及在介质中光敏化合物的最小团聚。所述光敏组成物可以进一步包括一个液体导管(LC)。所述液体导管可以作为一个分离步骤，在照射一段时间后加入到光敏组成物中以减少光散射(在齿质组织中发现)，从而实现更多光能的渗透，以有效的杀死细菌。导管是以下方式选择，其是透明液体、低的折射率(相同或者稍低于水)，惰性，与水互不相容(为防止原子吸收和较少的光损失)，能够作为较好的氧自由基的来源，有利于杀死齿质组织的细菌和细菌生物薄膜。例如，全氟化碳化合物可以作为液体导管。全氟化碳化合物具有理想的光学性质和较低的光吸收(紫外-可见-红外)。全氟化碳具有较好的热力学性质(减少表面张力，粘度)和理想的化学稳定性。此类化合物还具有其他的特点：(1)低生物活性；(2)短的体内保留时间；(3)溶解气体能力(尤其氧气和二氧化碳)；(4)他们具有抗菌性(Economou-Stamatelopoulou C等，2003)和消炎作用，能够用于伤口愈合；和(5)有理由光能的输送(Yoshida H等，1997)。
本发明另一方面，利用根据如上所述的任一方面的光敏组成物制造药剂，所述药剂用于治疗和/或预防受试者微生物引起的状况。所述受试者可以为动物或者人。所述治疗和/或预防包括如下步骤：
(a)根据本发明任一方面给予光敏组成物；和
(b)采用此光敏组成物的吸收波长照射给予光敏组成物的部位。
所述药剂可以用于治疗和/或预防受试者口腔微生物引起的状况。例如，药剂可以治疗和/或预防微生物引起的状况，如治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。所述状况包括下述任一状况：齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染、根尖牙周炎以及类似疾病。所述药剂还可以用于消除任何局部感染的细菌生物薄膜和/或处理较深的龋齿损伤的细菌。具体地，所述药剂可以用于长时期生物薄膜的消除和失活。
所述光敏剂化合物可以包括在所述光明组成物中。任何合适的光敏化合物均可以用于上述光敏组成物。
所述治疗和/或预防可以进一步包括一个步骤，即在上述步骤(a)和(b)之间等待一个预定周期。在步骤(a)和(b)之间的步骤，其等待周期为1分钟到5天。等待周期可以为10分钟到3天。等待周期还可以为30分钟到5小时。上述步骤可根据需要重复进行，例如，持续至不良状况已经减小的理想水平或者已经消除。所述步骤可以预定周期间隔后重复。重复步骤的时间间隔对于在本领域熟练的人而言显而易见。例如，所述步骤可以每几小时，每天，每二天或三天重复。
在步骤(a)中的光敏组成物可以通过局部或者注射给药。所述组成物可以用于处理口腔内部，包括舌头、口腔粘膜和/或齿龈部位。所述组成物还可以处理任何需要这种组成物的口腔内任何部位。
任何合适的光可以用于步骤(b)中的照射。例如，可以用低能光源或者二极管激光光源。任何合适的光，如可见或者红外线激光均可以使用。高能的非可见光如卤钨或氙弧光源均可以使用。LED光源可以使用。使用LED光源的优势是其可以减少潜在的不舒服热的产生，因此可以让受试者不舒适感更少。步骤(b)中的照射可以用于全部受影响的部位。具体地，照射可以应用于整个口腔内部。例如，可以操纵光源接近内表面进行照射。或者，仅照射某些部位。例如，可以照射某一个体局部区域。所述光源需要能够照射口腔内的任何部位，包括舌头和舌头上肌肉、唇、口腔的前面和后面部位，以及整个咬合部位。
步骤(b)中使用的光应该具有合适的波长。波长取决于根据本发明目的应用的光敏化合物。波长取决于光敏化合物类型的最大吸收。所述光的波长范围可以从可见光到近红外。所述光源可以具有从400nm到1400nm的波长。进一步，所述光源具有从600nm到900nm波长的光源。具体地，所述波长可以从650nm到800nm。更具体地，所述波长大约在660nm，或者在664nm左右。所述照射应该能够激活光敏化合物。相应的，照射所使用的波长取决于在光动力治疗中所选用的光敏化合物。例如，如果吲哚菁绿(ICG)用于作为光敏化合物，则需要选用808nm的激光。进一步，近红外光能够更好的渗透硬组织。值得说明的是，任何无毒的光敏剂和其相应的最大吸收波长的光源都可以实现光活化。
当没有其他外加外源光敏剂，而只是专性厌氧的内生色素用于“内源光敏剂”时，则需要在较低波长的可见光。例如，如果卟啉菌素的内源色素卟啉用于作为光敏剂用于光动力治疗，则需要大约400nm的波长的光。
步骤(b)中所述光的剂量范围可以在10J/cm2至200J/cm2，具体地，光的剂量范围为50J/cm2至150J/cm2。
光源的强度可以从1到100mW。具体地，所述强度可以从20到50mW。更具体地，所述光源强度为30mW。
步骤(b)中的照射可以持续任何合适的时间。例如，所述照射可以持续30分钟或者更少。例如，步骤(b)中的照射可以持续大约10秒至30分钟。步骤(b)中照射持续的时间取决于光敏化合物的类型和所用光的类型。具体地，所述照射可以进行5分钟至15分钟。更具体地，所述照射可以进行大约10分钟。所述照射可以受试者整个空腔内或者感染的某一部位进行，例如，龋齿或根管部位。
通过光照光敏剂(生物环境外)形成的光化产物具有长的寿命，而当这些预激活的光敏剂应用于实际部位(在受试者体内)，其具有更多的产量。光动力治疗的此类型术语称为“预激活”或“预照射治疗”(Pervaiz S，2001)。这种作用是通过光敏剂经过照射形成的光化产物调控的，所述作用取决于照射完成后的物理化学条件。这包括光化产物的本质、所选用的波长、光强、温度、氧、和照射时间。光产物对目标的专一性作为母体化合物有利于获得较好的结果。由于散射和光吸收可以消除光的剂量，因此其特别适用于牙齿(齿质)。
本发明的另一方面，提供一种治疗和/或防止受试者微生物引起不良状况的方法，所述方法包括如下步骤：
(a)根据本发明任一方面给予光敏组成物；和
(b)采用此光敏组成物的吸收波长照射给予光敏组成物的部位。
所述方法可以用于治疗和/或防止受试者口腔内微生物引起的不良状况。例如，所述方法可以用于治疗和/或预防微生物引起的不良状况，如牙齿周围不良状况和口臭。所述不良状况包括但不限于齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染、根尖牙周炎以及类似疾病。所述方法还可以用于消除任何局部感染的细菌生物薄膜和/或用于处理较深的龋齿损伤的细菌。具体地，所述方法可以用于长时期生物薄膜的消除和失活。所述受试者可以为动物或者人。
所述光敏组成物可以包括一种光敏化合物。
所述治疗和/或预防可以进一步包括一个步骤，即在上述步骤(a)和(b)之间等待一个预定周期。在步骤(a)和(b)之间的步骤，其等待周期为1分钟到5天。所述等待步骤可以为10分钟到3天。所述等待步骤可以从20分钟到1天。所述等待步骤可以从30分钟到5小时。上述步骤可根据需要重复进行，例如，持续至不良状况已经减小的理想水平或者已经消除。所述步骤可以预定周期间隔后重复。重复步骤的时间间隔对于在本领域熟练的人而言显而易见。例如，所述步骤可以每几小时，每天，每二天或三天重复。
在步骤(a)中的光敏组成物可以通过局部或者注射给药。所述组成物可以用于处理口腔内表面，包括舌头、口腔粘膜和/或齿龈部位。所述组成物还可以处理任何需要这种组成物的口腔内任何部位。
任何合适的光可以用于步骤(b)中的照射。例如，可以用低能光源或者二极管激光光源。任何合适的光，如可见或者红外线激光均可以使用。高能的非可见光如卤钨或氙弧光源均可以使用。LED光源可以使用。使用LED光源的优势是其可以减少潜在的不舒服热的产生，因此可以让受试者不舒适感更少。步骤(b)中的照射可以用于全部受影响的部位。具体地，照射可以应用于整个口腔内部。例如，可以操纵光源接近内表面进行照射。可选择地，仅照射某些部位。例如，可以照射某一个体局部区域。所述光源需要能够照射口腔内的任何部位，包括舌头和舌头上肌肉、唇、口腔的前面和后面部位，以及整个咬合表面。
步骤(b)中使用的光应该具有合适的波长。波长取决于根据本发明目的应用的光敏化合物。例如，波长取决于光敏化合物类型的最大吸收。所述光的波长范围可以从可见光到近红外。所述光源可以具有从400nm到1400nm的波长。进一步，所述光源具有从600nm到900nm波长的光源。具体地，所述波长可以从650nm到800nm。更具体地，所述波长大约在660nm，或者在664nm左右。所述照射应该能够激活光敏化合物。相应的，照射所使用的波长取决于在光动力治疗中所选用的光敏化合物。例如，如果吲哚菁绿(ICG)用于作为光敏化合物，则需要选用808nm的激光。进一步，近红外光能够更好的渗透硬组织。值得说明的是，任何无毒的光敏剂和其相应的最大吸收波长的光源都可以实现光活化。
当没有其他外加外源光敏剂，而只是专性厌氧的内生色素用于“内源光敏剂”时，则需要在较低波长的可见光。例如，如果卟啉菌素的内源色素卟啉用于作为光敏剂用于光动力治疗，则需要大约400nm的波长的光。
步骤(b)中所述光的剂量范围可以在10J/cm2至200J/cm2，具体地，光的剂量范围为50J/cm2至150J/cm2。
光源的强度可以从1到100mW。具体地，所述强度可以从20到50mW。更具体地，所述光源强度为30mW。
步骤(b)中的照射可以持续任何合适的时间。例如，所述照射可以持续30分钟或者更少。例如，步骤(b)中的照射可以持续大约10秒至30分钟。步骤(b)中照射持续的时间取决于光敏化合物的类型和所用光的类型。具体地，所述照射可以进行5分钟至15分钟。更具体地，所述照射可以进行大约10分钟。所述照射可以受试者整个空腔内或者感染的某一部位进行，例如，龋齿或根管部位。
本发明还提供一种消除或预防受试者的微生物的疗法，所述疗法为美容的非治疗方法，所述方法包括如下步骤：
(a)根据本发明任一方面给予光敏组成物；和
(b)采用此光敏组成物的吸收波长照射给予光敏组成物的部位。
所述方法可以处理和/或预防受试者口腔内微生物引起的不良状况。所述受试者可以为动物或者人。
与上述所提到的其他方法和/或者使用相同，所述光敏化合物可以包括在所述光敏组成物中。
所述治疗和/或预防可以进一步包括一个步骤，即在上述步骤(a)和(b)之间等待一个预定周期。在步骤(a)和(b)之间的步骤，其等待周期为1分钟到5天。所述等待步骤可以为10分钟到3天。所述等待步骤可以为20分钟到1天。所述等待步骤还可以为30分钟到5小时。
上述步骤可根据需要重复进行，例如，持续至不良状况已经减小的理想水平或者已经消除。所述步骤可以预定周期间隔后重复。重复步骤的时间间隔对于在本领域熟练的人而言显而易见。例如，所述步骤可以每几小时，每天，每二天或三天重复。
根据另一方面，本发明提供一种试剂盒，其用于治疗和/或预防受试者由微生物引起的状况，所述试剂盒包括一种根据本发明任一方面的光敏组成物，放置于至少一种合适的容器中。所述试剂盒可以用于治疗和/或预防受试者口腔内微生物引起的状况。例如，所述试剂盒用于治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。所述状况包括但不限于齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染、根尖牙周炎以及类似疾病。例如，所述试剂盒以用于处理较深的龋齿损伤的细菌。所述试剂盒还可以用于消除任何局部感染的细菌生物薄膜。具体地，所述试剂盒可以用于长时期生物薄膜的消除和失活。所述受试者可以为动物或者人。
所述试剂盒中的光敏组成物包括至少一种光敏化合物。可选择地，所述至少一种光敏化合物放置在分离的容器中或者分开出售。所述光敏化合物可以为上述任一合适的光敏化合物。所述试剂盒进一步包括使用此组成物的说明。所述试剂盒还包括至少一种光敏化合物的吸收波长的光发射装置。所述光敏化合物可以为内源性光敏剂。
本发明还提供一种制备上述光敏组成物的方法。所述方法包括如下步骤：(a)制备至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物。所述至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂如上所述。具体地，所述至少一种氧载体与至少一种氧化试剂与至少一种表面活性剂的体积比范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2。步骤(a)中至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂的混合物，其制备采用超声或者涡动至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂。例如，通过超声或者涡动至少一种氧载体、至少一种氧化试剂和至少一种表面活性剂制备混合物。
所述方法可以进一步包括另一步骤，所述另一步骤加入至少一种光敏化合物至步骤(a)中的混合物中。任何合适的光敏化合物均可以加入，如上述中所提任一光敏化合物。
所述方法进一步包括另一步骤，所述另一步骤为加入至少一种另外的表面活性剂，至少一种醇，和水，其中，所述至少一种另外的表面活性剂、至少一种醇和水的体积比范围为10∶5∶85至40∶30∶30，前提为至少一种另外的表面为醇的时候，其不同于至少一种醇中的醇。所述体积比范围为15∶10∶75至35∶25∶40。更具体地，所述比例为is 30∶20∶50。具体地，所述表面活性剂为聚乙二醇。
根据一个特殊方面，所述方法可以包括进一步步骤，加入聚乙二醇、醇和水的混合物。具体地，所述聚乙二醇可以为丙三醇。任何合适的醇均可以用于本发明目的。例如，所述醇可以为一元醇。所述醇还可以为二元醇和/或三元醇。一元醇包括一个分子上只有一个羟基的化合物。一元醇的例子包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、十六烷醇、三十烷醇等类似物。进一步，一元醇可以为一级、二级、或者三级醇。二元醇的例子包括乙二醇和二醇。三元醇的例子包括丙三醇。具体地，醇为乙醇。
具体地，所述方法可以包括进一步步骤，加入丙三醇、乙醇和水。丙三醇、乙醇和水的体积比范围为10∶5∶85至40∶30∶30。具体地，所述体积比范围为15∶10∶75至35∶25∶40。更具体地，所述体积比为30∶20∶50。。
现已对本发明作出一般性描述，为使本发明更容易理解，同样的内容将通过参考下面的实施例进一步阐述，此处描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
实施例1
除非另外说明，所有化学品和细菌媒介购自西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司(圣路易斯，密苏里州，美国(St.Louis，MO，USA))。亚甲基蓝(MB)，一种吩噻嗪光敏剂，溶于(a)水和(b)混合物，混合物为丙三醇∶乙醇∶水(体积比30∶20∶50)。二极管激光器(型号：PPM35(LD1328)LDCU12-220，Power Technology Inc，Little Rock，AR，USA)为光源，波长为664nm。从激光器出来的激光被耦合进有一个光纤终端的多模光纤(外径400微米)传输系统。光纤终端最大输出能量为30毫瓦。
制备牙齿样本。
经新加坡国立大学机构审查委员会批准的收集和提取的人类牙齿用于这个实验。三十颗单根牙保存在磷酸缓冲液(PBS)中用来做下述实验，其形状和大小相似。牙冠(在牙骨质牙釉质界)和根三分之二的尖通过显微磨片机(金属研究所，英国)获得8毫米长度的标准尺寸的样本。为实验制备的牙齿标本经过裂纹或损坏的任何迹象牙骨质的检查。对根管牙髓组织的残余去除是使用拔髓针，在进一步的实验前经过压蒸处理。
根管细菌生物薄膜的发展
单菌落的粪肠球菌(ATCC 29212)培养是在通用培养肉汤(AC肉汤)孵育8小时。对培养的光密度在600nm调整为1，对应至109 cells/mL。灭菌的牙齿标本放置在AC肉汤(50毫升)培养细菌，在37℃有氧条件下旋转培养箱(120转)中孵育。培养基每两天补充一次，以去除死皮细胞和确保细菌正常生长。经过四个星期的培养，牙齿标本用以进行以下实验。
根管四周的老生物薄膜的消毒
此实验旨在观察对成熟根管生物薄膜的不同抗菌处理的效率。经过特殊的潜伏期，牙齿标本被拆除，用无菌PBS洗。该标本随机分为5个实验组，以相应的处理。
组1(对照)：此组中的牙齿标本，没有受到任何治疗(n＝6)。
组2(普通PDT)：此组中的牙齿标本接受传统光动力治疗。标本根管内充满100M亚甲基蓝(光敏作用)，时间为20分钟，立刻用660nm的激光照射20分钟，使总能量水平达到了36J(n＝6)。在照射下，裸光纤终端的多模光纤光缆耦合激光光源保持静止，立刻在根管口上。
组3(WO 2006/135344方法)：此组中牙齿样本按照WO 2006/135344公开的光敏方法进行。样品根管充满1mM亚甲基蓝丙三醇∶乙醇∶水(30∶20∶50)混合溶液(“MIX”)以光敏化，时间为20分钟。光敏剂溶液随后被全氟(十氢化萘)部分替代，立刻用660nm的激光照射20分钟，使总能量水平达到了36J(n＝6)。在照射下，裸光纤终端的多模光纤光缆耦合激光光源保持静止，立刻在根管口上。
组4(清洗和成型)：此组中的样品牙齿根管接受普通清洗和成型程序(n＝6)。常规的根管装置执行使用一系列牙髓学的文件大小(#30至#50 K-files；Maillefer Instruments SA，Ballaigues，Switzerland).为确保标准化，圆周的编档用于根管的成型。操作前，管用5mL的5.2％次氯酸钠冲洗，中间每个文件的变化和最后一次冲洗用28号针头和注射器。17％的乙二胺四乙酸(EDTA)水溶液用于最后一次仪器以去除涂层。
组5(WO 2006/135344方法结合清洗和成型)：此组中的齿块消毒，通过牙髓学清洗(化学品)和整形(仪器)，方法批漏在WO 2006/135344(n＝6)。对于牙髓学到清理和成形方法是类似第4组，WO 2006/135344方法与组3中类似。
具体的处理程序后，各组的牙齿标本纵向切片成两个相同的等半。从本节中段根管表面收集牙本质屑，使用一个大小为3长柄圆形磨针。所收集的牙本质碎屑富集细菌生长，计数细菌菌落形成单位(CFU)。具体地，牙本质屑与无菌肉汤混合，并在37℃培养五个小时，以丰富的存活细菌数量。细菌悬液随后连续稀释(10倍)，100L的各稀释液平板放在AC琼脂平板上，在37℃孵育12小时后以计数CFU。所有上述程序的操作在生物安全橱中，避免污染。
统计分析
所有实验一次三份，重复三次，通过双向方差分析(ANOVA)分析数据显著性。任何p值小于0.05认为显著。
结果
根管四周的老生物薄膜的消毒
图1显示显示了不同的抗菌治疗“′成熟”四个星期的老粪肠球菌生物薄膜细菌细胞log10存活的细菌细胞数目。完全的细菌失火没有在任何治疗组中发现。经过治疗的顺利为：对照＞光动力治疗＞WO 2006/135344方法＞清洗和成型＞清洗+成型并结合WO 2006/13534方法。与组2相比，组3在细菌数目上呈现显著减少(大约1.5log10的差别，对应96.7％的细菌死亡).牙髓的清洗和成型带来在存活的生物薄膜细菌细胞(99.96％细菌死亡)的区别为大约3.27log10，而组5与对照组在细菌数目上的区别有7.02log10(99.99％细菌死亡).当不同的治疗组比较，值得一提的是普通牙髓清洗和成型结合WO 2006/135344方法似的细菌的消除特别高(P＜0.05)。组2用直接照射溶于水的MB显示没有明显的细菌减少(区别为0.38log10，对应59％细菌死亡)。
讨论
结果显示成熟4周的老生物薄膜细菌对所有检测的消毒方法有的更大的抵抗性。与组2相比，组3中的结果表明相当多的细菌失活(96.7％)。
成熟生物薄膜细菌的对化学消毒剂和光敏剂的抵抗证实，使用光敏组成物能够很好的扩散至生物薄膜基体，产生大量的单线态氧和大的光通量(每单位面积激光能量)。总之，即使WO 2006/135344揭示的光敏组成物和光敏方法仍然不能有效的消除成熟的长时期的生物薄膜。
实施例2
材料
除非另外说明，所有化学品和细菌媒介购自西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司(圣路易斯，密苏里州，美国(St.Louis，MO，USA))。亚甲基蓝(MB)，一种吩噻嗪光敏剂，用于光敏剂；全氟(十氢化萘)用于氧载体；过氧化氢(H2O2)(Cica Reagents，Japan)用于氧化试剂；非离子型洗涤剂曲拉通-X100(Bio-Rad-Laboratories，USA)为表面活性剂。二极管激光器(型号：PPM35(LD1328)LDCU12-220，Power Technology Inc，Little Rock，AR，USA)为光源，波长为664nm(为MB的激发波长)。激光输送通过外径400微米的的光纤(PowerTechnology Inc，Little Rock，AR，USA)。
化学测定
四种不同的光敏组成物用于模型基质氧化和单线态氧的产生。配方列在表1中
配方组成
Figure BPA00001275582400251
Figure BPA00001275582400261
表1：不同光敏组成物的组成
不同光敏配方的光敏化活性通过测定光氧化底物N-乙酰基-L-色氨酸胺(NATA)的荧光来评价。MB在包括10μM NATA的不同配方中的最后浓度为50放置在荧光池。为诱导产生氧化试剂，检测溶液用664nm的波长照射。伴随增加的照射剂量，NATA浓度的降低，其降低通过测量在290nm激发下，发射在300～400nm的典型色氨酰单元的荧光发射波长强度来记录。
单线态氧的产生通过用光度计分析单线态氧清除剂1，3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)测定。DPBF浓度在100μM对应在420nm1.5～2的吸光度，其在不同的检测配方中与的10μM MB混合(总体积为3mL)。单线态氧的产生与DPBF浓度的降低相关，(利用UV-VISIBLE Spectrophotometer，Shimadzu，Japan计算420nm处的吸收值)，单线态氧的产生与照射剂量成函数关系。所有实验一次三份，重复三次，通过双向方差分析(ANOVA)分析数据显著性。任何p值小于0.05认为显著。
抗生物膜功效
(i)光动力治疗生物薄膜结构损伤的表征：体外
光动力治疗引起生物薄膜结构损伤用长在玻璃片上的粪肠球菌生物薄膜来评估，玻璃片覆盖一个槽(直径6毫米)固定在陪替氏培养皿的底部。粪肠球菌细胞悬液(100μL含有～107cells/mL)通用培养(AC)介质过夜生长制备，加入到口水覆盖的玻璃载片上。6个含有生物膜的细菌陪替氏培养皿为一组。经过周期性替换生长液，培养7天后，冲洗生物薄膜后，在100μM MB的水中或PF4(MB乳液，乳液通过全氟(十氢化萘)、H2O2的混合物和曲拉通-X100制备，其体积比为75∶24.5∶0.5)中光敏化。这些生物薄膜在黑暗环境中培育10分钟后，多余的光敏配方用全氟(十氢化萘)替换，然后用664nm的二极管照射，照射流量为31.84J/cm2。
经过光动力治疗，清洗的生物薄膜用含有2μL of活/死染色(MolecularProbes，Eugene，OR，USA)的20μL PBS染色，然后用激光共聚焦扫描显微镜观察(CLSM).共焦的照明通过一个Kr/Ar激光器(激发波长488nm)配备一个514nm的长通发射过滤器。通过60X水浸透镜每个样品9个窗口成像。生物薄膜结构的光学切面记录和分析通过FluoView软件(奥林巴斯公司，东京，日本)。
(ii)根管细菌生物薄膜的光动力治疗：体外
经新加坡国立大学机构审查委员会批准的收集和提取的人类(16～24岁的年轻成人)单根管前牙用于这个实验。
通过去除在牙骨质牙釉质界牙冠和根管三分之一尖制备三十颗牙块(约8毫米)。所有样本通过K-files器械处理，尺寸从#20到#40。在机械成型的污斑通过用次氯酸钠(1％)清洗根管，然后再用100mM的EDTA清洗。
制备的单根牙样本用50mL的AC培养基与别处提到的单克隆粪肠杆菌培养(George S和Kishen A，生物医学光子学杂志(J Biomed Opt)，2000)。在37℃下持续振动(120转)培养10周，期间定期更换生长媒介。经过培养周期，牙齿样本任意分为五组以用来做如下处理：
组1-对照组(n＝5)：对根管没有进行任何处理。
组2-根管处理(RCT)组(n＝5)：通过一系列的根管文件尺寸(#25到#50K-files；Maillefer Instruments SA，瑞士)对根管进行常规清洗和成型程序。仪器化步骤前后，对根管重复用5mL的5.2％次氯酸钠冲洗，其采用28号针头和注射器。17％的乙二胺四乙酸(EDTA)水溶液用于最后一次仪器以去除涂层。
组3-常规光动力治疗组(n＝5)：根管接受最小设备(采用#25 K file)。这些根管充满100μM MB水溶液，然后用664nm的激光照射，光通量为31.84J/cm2。
组4-PF4组(n＝5)：根管接受最小仪器化(采用#25 K file)，然后用PF4进行光动力治疗。这里根管充满PF4放置在黑暗处10分钟。经过敏化周期，多余的光敏配方体部分被全氟(十氢化萘)代替，根管用664nm的激光二极管照射，光通量为31.84J/cm2.
组5-RCT+PF4组(n＝5)：根管接受常规根管消毒程序，与普通RCT组(如组2)中类似，然后用PF4进行光动力治疗。
经过特定的处理，牙齿样本近远中向地裂开，牙本质屑使用垂直举行根管表面的1毫米直径的圆钻针收集。牙本质屑收集在每个根的两半(颊和舌)中点(coronoapically)。这些屑培养在1mL新鲜的AC培养基中，在37℃培养4个小时，增加细菌的数目。连续稀释样品(100μL)放在AC琼脂平板上三重测定。次日进行菌落形成单位(CFU)计算，以及log10细菌数目的平均值和标准误差计算。经过4小时的富集，由于最初接种物中极低水平细菌细胞(＜100cells/mL)不能显示CFU，24小时后进行悬浮在生长液中的牙本质粉体的细菌特征的检测。计算细菌细胞的阳性管数，反对总管数。
结果
(i)化学测定
由于表2A中显示的NATA的光氧化作用，时间与在360nm处降低的荧光强度有关。利用PF1进行光动力治疗显示与其他光敏配方相比的被还原的NATA的氧化速率(1.21μM/minute)(p＜0.05)。DPBF的漂泊速率显示出单线态氧的产生，光敏配方的使用是影响单线态氧的主要因素，不同测试配方的结果显著不同(p＜0.001)(图2B)。不同光敏配方产生单线态氧的能力顺序为PF4＞PF1＞PF3＞PF2，其相对应的速率分别为1.95μM/min，1.8μM/min，1.39μM/min和0.55μM/min。
(ii)光动力治疗生物薄膜结构损伤的表征：体外
光动力治疗前后的CLSM生物薄膜分析见图3。图3A显示没有敏化也为照射的生物薄膜。此薄膜是连续的，没有明显的厚度变化(17μm)。图3B中的生物薄膜的细菌存活特征在单独照射后没有收到影响，生物薄膜的厚度也未改变。生物薄膜用溶于水的MB进行光动力治疗后，其死亡细胞的数目增加(图3D)，其生物薄膜的厚度为12μm，相对于对照(图3C)较薄。然而，这种处理不能够足以引起主要的生物薄膜结构的破环或者使生物薄膜细菌失活。用PF4进行光动力治疗的生物薄膜显示在图3F。此条仅下，细菌薄膜上细菌有较大比例的死亡。更重要的是，生物薄膜的残留仅有6μm，而且不连续，显示出生物薄膜结构的破环。
(iii)根管细菌生物薄膜的光动力治疗：体外
不同根管生物薄膜治疗的抗菌结果见表2。经过4小时富集活的细菌细胞后，发现粪肠球菌生物薄膜的存活率显著降低。当生物薄膜用溶于MB的水溶液进行光动力治疗，显示平均存活数目有1.5 log10的差异，对应与对照组相比存活细菌有96.89％的减少。当根管受到RCT，采用PF4治疗后，发现细菌可以完全杀死，处理包括RCT和用PF4进行光动力治疗。然而，经过24小时富集，牙本质屑的细菌评价显示除PF4和RCT+PF4组对细菌生长呈阳性。虽然经过4小时富集，传统RCT组的管都没有显示细菌存在，细菌的存在后4小时镀浓缩，但60％的标本经过24小时的富集显示细菌生长。所有的结果显示，不同于RCT可以减少根管生物薄膜的存活细菌的数目，采用PF4的光动力治疗能够确保更多的根管细菌生物薄膜根彻底的根除。
Figure BPA00001275582400291
表2：不同根管灭菌技术体外实验的效率
结论
在光敏组成物中使用氧载体和氧化试剂乳液后，模型底物氧化实验显示处提高的光氧化作用和单线态氧产生。结果说明了在照射氧载体和氧化试剂乳液，除单线态氧，还产生了活性氧自由基(ROS)。此反应的发生如包括根管感染的许多体内环境下，可以没有分子氧的存在，在减少氧张力的情况下消除细菌生长。
早期的CLSM观察成熟的生物薄膜显示，一群活细胞在成熟的生物薄膜矿化的基体内(Jefferson KK，2004)。当前实施例显示采用PF4的光动力治疗能够破环生物基体，是细菌失活，其已从图3中减少的生物薄膜结构减少的厚度和不连续性中证实。之所以带来优异的杀菌作用，是因为氧载体和氧化试剂的补偿作用，氧载体能够确保足够的氧浓度，氧化试剂确保生物基体的降解，因此有利于光敏剂渗透生物薄膜。采用PF4光动力治疗，提高的光氧化电位和单线态氧的产生共同有利于生物基体的破环和细菌的失活。
本研究明显的证明了“成熟”根管细菌生物薄膜能够采用PF4光动力治疗后有效失活。尽管普通根管灭菌程序在4小时候的富集过程后，没有发现存活的细菌，但是60％根管屑证实经过24小时培养后，细菌仍然生长。此观察表明，灭菌后细菌再生长的可能性。然而，单独采用PF4进行光动力治疗或者结合常规灭菌技术的治疗表明，甚至经过24小时培养后没有发现细菌，说明彻底的细菌失活。本研究中的化学检测表明，与其他光敏组成物相比，利用PF4的光氧化电位没有明显差异。但是与其他光敏组成物相比，PF4提高了单线态氧的产生速率。提高的单线态氧产生是使得本研究中成熟生物薄膜彻底失活和破环的主要原因。总之，对抗菌试剂有抵抗力的“成熟”的细菌生物，能够通过使用光敏组成物使其破环和失活，光敏组成物包括一种氧载体的乳液、氧载体和表面活性剂，其还进一步包括光敏剂。
实施例3
通过化学实验测定抗菌活性氧物种的产生和粪肠球菌生物薄膜的抗细菌性能，分析本发明的光敏化合物。光敏组成物包括四种不同配方的100μM MB。两种配方为乳液，通过混合不同组成的一种氧载体溶液(全氟(十氢化萘))、氧化试剂(H2O2)和表面活性剂(吐温X100)制备。氧载体和氧化试剂的混合物，以及单独的氧载体也用于不同的分析。
化学测定
除非另外说明，所有化学品和细菌媒介购自西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司，圣路易斯，密苏里州，美国(St.Louis，MO，USA)。亚甲基蓝(MB)，一种吩噻嗪光敏剂，用于光敏剂。四种不同的光敏组成物在本研究中评价。
ET2：按照全氟(十氢化萘)∶H2O2∶吐温X100比例60∶35∶5混合制成乳液；
ET6：按照全氟(十氢化萘)∶H2O2∶吐温X100比例75∶24.5∶0.5混合制成乳液；
Sol A+B：全氟(十氢化萘)和H2O2(66.6∶33.3)；和
Sol A：单独全氟(十氢化萘)。
丙三醇和乙醇作为载体已广泛使用于各种制药和商业产品如药品、化妆品和食物。以丙三醇，乙醇和水的体积比为30∶20∶50(“MIX”)的多成分配方应该能促进光敏剂扩散入牙本质小管和根管的解剖复杂态。关于细菌细胞的光敏剂吸收和照射的杀菌作用，已证明给出的丙三醇、乙醇和水的比例是最佳比例。
最适宜的特定比例的甘油，酒精和水与细菌细胞所摄取的光敏剂和放射的杀菌作用有关。因此，MB溶解在MIX中以形成光敏剂溶液。
二极管激光器(型号：PPM35(LD1328)LDCU12-220，Power Technology Inc，Little Rock，AR，USA)为光源，波长为664nm(为MB的激发波长)，输出能量为30mW。激光输送通过外径400微米的的光纤(Power Technology Inc，LittleRock，AR，USA)。
(i)NATA氧化
通过荧光法测定N-乙酰基-L-色氨酸胺(NATA)底物模型的光致氧化作用可以评估MB的光氧化活性(在不同的光敏组成物中)。NATA是一种广泛认可的用于测试光敏剂氧化潜能的模型分子。光敏作用的类型1或类型2机理都能引起NATA的氧化。在荧光池(10X10mm)中加入含有MB(50μM)，10μM NATA的试验配方，保持光纤末端尽可能地靠近但不接触液面。由功率为30mW波长为664nm的二极管激光器照射。实验过程中测试溶液保持静置。伴随随着照射时间的增长(每5分钟间隔1分钟)，NATA浓度的减少速率降低，其降低通过测量在290nm激发下，发射在300～400nm的典型色氨酰单元的荧光发射波长强度来记录。
(ii)单线态氧的测定
单线态氧测定是是根据文献(George S和Kishen A，生物医学光子学杂志(JBiomed Opt)，2007)所描述的过程在石英池(10X10mm)中完成。
用单线态氧清除剂1，3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)在光度计下考察了包含MB的不同光敏组成物在照射条件下单线态氧的产生。DPBF浓度在100μM对应在420nm1.5～2的吸光度，其在不同的检测配方中与的10μM MB混合(总体积为3mL)。实验与上述(i)NATA的进行相同，没有把光纤探头浸入到溶液中。420nm吸光度值用紫外/可见分光光度计(岛津，日本)在5分钟照射周期中(即中间间隔1分钟)下进行的。单线态氧产生的速率与DPBF吸光度数值有关，其与照射时间成函数关系。
改进的光动力治疗对生物薄膜细菌的杀菌作用
(i)光动力学治疗生长在多孔培养板上的细菌生物膜
用通用培养基(AC)在多孔板(材料：聚苯乙烯)的孔中生长四天粪肠球菌老生物膜。经过孵育后，除去生长基质，并将孔重新用去离子水洗涤，保持生物膜在孔中。用肉眼很容易观察在生物膜在孔壁上的生长。
在多壁培养基上形成的生物膜细菌用含有100μM MB不同光敏组成物敏化10min。加入的体积与之间加入生长基质的体积一样(100μM)，使其能够覆盖在孔中的生物薄膜。用本实施例中化学测定的同样的光源源照射孔10分钟。在照射过程中，光纤探头紧贴放在被照射的介质之上。多孔板振荡器不断摇动多孔板。光纤探头传送的总能量是18焦耳。处理之后，孔中的液体用新鲜的生长基质替代，并剧烈的振荡。然后，孔壁上生物膜细菌通过微量吸液管用培养基机械地破坏。将培养基充分稀释，取100uL铺在AC琼脂上，计数存活的细菌细胞。
(ii)光动力治疗生长在牙样本上细菌生物薄膜
由于ET6能够更好地将生物膜细菌从多孔板上清除(图6)，于是在这个阶段，考查ET6在牙齿根管壁上去除“成熟”生物膜细菌的效率。此外，其他传统的治疗手段诸如根管治疗(RCT)，传统光动力学治疗方法在这个阶段也进行了比较。这样有利于我们对光敏组成物ET6治疗包括生物薄膜的根管感染的实用性进行评估。
收集三十个没有蛀牙的单根牙。其是这样获得的：通过去除牙骨质-釉质交叉处的齿冠和根管三分之一的尖，得到标准的8mm长度。为了减小根管内部空间大小的差异，也为了减少实验的偏差，所有样本通过尺寸从#20到#40的K-files处理。在机械成型的污斑通过用次氯酸钠(1％)清洗根管，然后再用100mM的EDTA清洗。制备的单根牙样本用50mL的AC培养基与别处提到的单克隆粪肠杆菌培养。在37℃下持续振动(120转)培养10周。生长基质每四天更换一次。
经过培育期，牙齿样本任意分为5组并予以相应的处理，各组如下：
对照组(n＝5)：本组中的牙齿样本未接受任何治疗。
普通RCT(n＝5)：本组中的牙齿样本接受传统根管治疗。
普通PDT(n＝5)：本组中的牙齿样本接受最小设备，随后按照传统光动力治疗方法，把100μM的MB注入根管，光照，照射总能量为36J。
ET6组(n＝5)：本组中牙齿样本接受最小号设备处理，随后用ET6的光敏组成物进行光动力治疗。
RCT-ET6组(n＝5)：本组中牙齿样本接受传统根管治疗，随后用ET6的光敏组成物进行光动力治疗。
经过具体的治疗，牙块切开，从根管壁两面收集牙本质屑。最初的牙本质屑离开照射点2毫米。牙本质屑培养在1mL新鲜AC介质中培养24小时。培养时间加长时，使得及时较少数目的存活细菌也能够生长。培养后，将培养基充分稀释，取100uL铺在AC琼脂上，次日记数CFU。
结果
(i)NATA氧化
在实验条件下，光动力治疗引起的NATA氧化发现遵循一级动力学(图4)。当采用ET6，ET2和SolA+B进行光动力治疗时，NATA氧化速率呈现相同趋势。然而，与其他光敏组成物相比，单独包括全氟(十氢化萘)(如Sol A)的光敏组成物显示处明显的NATA氧化速率减小。
(ii)单线态氧产率
图5中显示原始动力学数据，其以在420nm处吸收值的降低与分钟时间的函数形式表现。不同光敏组成物产生DPBF漂白物种(单线态氧)的能力顺序为：ET6＞Sol A＞ET2＞SolA+B。
(iii)在多孔盘生长细菌薄膜的光动力治疗
图6显示光动力治疗后存活粪肠杆菌的log值。与对照组相比，所有其他光敏组成物表现出细菌数目的明显减少。然而，采用ET6作为光敏组成物进行光动力治疗单独显示出100％的细菌根除。
(iv)生长在牙齿样本上细菌生物薄膜的光动力治疗
管道的细菌特征加上牙本质屑经过24小时室温培养进行分析。除用ET6作为光敏剂单独处理和普通RCT结合ET6作为光敏剂进行光动力治疗外，其余治疗均发现细菌生长(图7)。结果证明，采用ET6作为光敏组成物的光动力治疗能够确保根管生物薄膜细菌的彻底消除。尽管经过4小时培养，在普通RCT组没有管有细菌出现，但是经过24小时后，60％出现细菌生长。数据表明，尽管RCT能够减少活细胞的数目，但是不能够从根管生物薄膜中彻底消除细菌。参考文献：
1.WO 2006/135344.
2.Economou-Stamatelopoulou C et al，Apostolopoulos M.OPHTHALMOLOGICA 217(6)：426-430NOV-DEC 2003.
3.Dougherty WJ et al，Journal of Endodontics，24(5)：356-8，1998.
4.Detty MR et al，J Med Chem，47(16)：3897-915，2004.
5.George S and Kishen A，Journal of Biomedical Optics，12(3)：034029，2007.
6.George S and Kishen A，Journal of Endodontics，33(5)：599-602，2007.
7.JD Whitney，Heart and Lung，1989，18，page 466，General information abouthigh pressure oxygen in wound healing.
8.Jefferson KK.，FEMS Microbiol Lett，236(2)：163-173，2004.
9.Kishen A et al，Journal of Biomed Mater Res A.，77(2)：406-15，2006.
10.Pervaiz S，Faseb Journal，2001，15(3)：612-617.
11.Soncin M et al，Photochem.Photobiol.Sci.，1：815-819，2002.
12.Soukos NS et al，Antimicrobial Agents and Chemotherapy，42(10)：2595-2601，1998.
13.Yoshida H et al.，Applied Optics，36(16)，pp 3739-3744，1997.

Claims (31)

1.一种光敏组成物，所述光敏组成物包括全氟十氢化萘，过氧化氢以及至少一种表面活性剂的混合物，所述全氟十氢化萘与所述过氧化氢与所述至少一种表面活性剂的体积比范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2。
2.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物以乳液形式存在。
3.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述至少一种表面活性剂为曲拉通X-100或吐温X100。
4.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物进一步包括至少一种光敏化合物。
5.如权利要求4所述的光敏组成物，其中，所述至少一种光敏化合物为亚甲基蓝。
6.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物进一步包括聚乙二醇、乙醇和水的混合物。
7.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物进一步包括药用可接受的赋形剂和/或载体。
8.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物被配制以用于治疗和/或预防口腔内的微生物引起的状况。
9.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物被配制以用于治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。
10.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物被配制以用于局部处理。
11.如权利要求1所述的光敏组成物，其中，所述组成物被配制以用于注射给药。
12.如前述任一项权利要求所述的光敏组成物，其中，所述组成物被配制以作为口服清洗剂、漱口水和/或雾化喷水。
13.如权利要求1所述的组成物在药物制造中的应用。
14.如权利要求1所述的光敏组成物的应用，所述应用为制造药剂，所述药剂用于治疗和/或防止受试者由口腔内的微生物引起的状况，所述治疗和/或预防包括如下步骤：
(a)给予光敏组成物；和
(b)用此光敏组成物的吸收波长的光照射给予光敏组成物的部位。
15.如权利要求14所述的应用，其中，所述药剂用于治疗和/或预防受试者口腔内的微生物引起的状况。
16.如权利要求14所述的应用，其中，所述药剂用于治疗和域预防牙周的和/或口臭状况。
17.如权利要求14所述的应用，其中，所述状况包括齿龈炎、牙周炎、龋齿、根面龋、根管感染和根尖牙周炎。
18.如权利要求14所述的应用，其中，所述步骤(a)中的组成物可以局部给药或注射给药。
19.如权利要求14所述的应用，其中，所述步骤(b)中光照射进行10秒至30分钟。
20.如权利要求14所述的应用，其中，所述步骤(b)中的光的剂量范围为10J/cm2至200J/cm2。
21.如权利要求14所述的应用，其中，所述步骤(b)中的光的波长范围为400nm至1400nm。
22.一种试剂盒，其用于治疗和/或预防受试者由口腔内的微生物引起的状况，所述试剂盒包括如权利要求1所述的光敏组成物，其放置于至少一种合适的容器中。
23.如权利要求22所述的试剂盒，其中，所述试剂盒用于治疗和/或预防受试者口腔内微生物引起的状况。
24.如权利要求22所述的试剂盒，其中，所述试剂盒用于治疗和/或预防牙周的和/或口臭状况。
25.如权利要求22所述的试剂盒，其中，所述试剂盒进一步包括至少一种光发射装置，所述光发射装置能够发射一种光敏化合物吸收波长的光。
26.如权利要求22所述的试剂盒，其中，所述光敏组成物包括至少一种光敏化合物。
27.一种如权利要求1所述光敏组成物的制备方法，其包括下述步骤：
(a)制备全氟十氢化萘，过氧化氢和至少一种表面活性剂的混合物，其中，所述全氟十氢化萘与所述过氧化氢和所述至少一种表面活性剂的体积比范围为50∶40∶10至80∶19.8∶0.2。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述步骤(a)中混合物是通过超声或者涡动所述全氟十氢化萘，过氧化氢和至少一种表面活性剂制备的。
29.如权利要求27所述的方法，其中，所述方法进一步包括向步骤(a)中混合物里加入至少一种光敏化合物的步骤。
30.如权利要求27所述的方法，其中，所述方法进一步包括加入聚乙二醇、乙醇和水的步骤。
31.如权利要求30所述的方法，其中，所述聚乙二醇与乙醇与水的体积比为30∶20∶50。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2684150C (en) 2007-05-14 2016-10-04 Research Foundation Of State University Of New York Decenoic acid dispersion inducers in the treatment of biofilms
US20100012892A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Basf Catalysts Llc Tooth Whitening Compositions and Methods
US8311625B2 (en) 2009-02-04 2012-11-13 Basf Corporation Chlorine dioxide treatment for biological tissue
US9642687B2 (en) 2010-06-15 2017-05-09 The Procter & Gamble Company Methods for whitening teeth
DK2747693T3 (en) * 2011-08-26 2018-07-02 On Light Sciences Inc SYSTEM AND PROCEDURE FOR TATTOO REMOVAL
US20150238085A1 (en) * 2012-08-23 2015-08-27 Sbi Pharmaceuticals Co., Ltd. Photodynamic diagnosis apparatus provided with collimator
US9987200B2 (en) * 2014-09-04 2018-06-05 Syact, Llp Activated micro-bubble based root canal disinfection
DE102014117532A1 (de) 2014-11-28 2016-06-02 Eberhard Karls Universität Tübingen Medizinische Fakultät Antimikrobielle photodynamische Therapie
PL3225112T3 (pl) * 2016-04-01 2022-01-03 Trioptotec Gmbh Dyspersja fotouczulacza i jej zastosowanie
CN108434100A (zh) * 2018-04-27 2018-08-24 中南大学湘雅三医院 一种用于光动力疗法治疗鼻咽喉腔疾病的喷雾光敏剂组合物
US11541105B2 (en) 2018-06-01 2023-01-03 The Research Foundation For The State University Of New York Compositions and methods for disrupting biofilm formation and maintenance
JP7186976B2 (ja) * 2018-09-26 2022-12-12 国立大学法人大阪大学 歯周病治療薬
TR201906173A2 (tr) * 2019-04-25 2019-05-21 Nanovasyon Teknolojik Arastirmalar Sanayi Ve Ticaret Ltd Sirketi Bi̇r di̇ş macunu

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060134186A1 (en) * 2002-03-28 2006-06-22 Carlton Richard M Oxygenating agents for enhancing host responses to microbial infections
DE10226990A1 (de) 2002-06-18 2004-03-18 Sanguibiotech Ag Topisch applizierbare Mikro-Emulsionen mit binärer Phasen- und Wirkstoffdifferenzierbarkeit, deren Herstellung und deren Verwendung, insbesondere zur Versorgung der Haut mit bioverfügbarem Sauerstoff
US20050059731A1 (en) 2003-09-16 2005-03-17 Ceramoptec Industries, Inc. Erythrosin-based antimicrobial photodynamic therapy compound and its use
US20050244354A1 (en) 2004-04-30 2005-11-03 Sam Speron Oxygenated personal care products
US20080220088A1 (en) 2004-10-07 2008-09-11 Ngen Pharmaceuticals N.V. Composition for Treating Wounds and Burns
US20080274206A1 (en) 2004-10-07 2008-11-06 Ngen Pharmaceuticals N.V. Stabilised Oxygen Releasing Composition
CA2486475A1 (en) * 2004-11-02 2006-05-02 John Kennedy Method of treating microorganisms in the oral cavity
US20060234959A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Advanced Photodynamic Technologies, Inc. Photodynamic therapy utilizing multiple duty cycle light modulation
WO2006135344A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-21 National University Of Singapore A photosensitising composition and uses thereof

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