CN103316044B

CN103316044B - 用于抑制肠胃道细菌感染的组合物结构

Info

Publication number: CN103316044B
Application number: CN201310226154.8A
Authority: CN
Inventors: 柯泽豪
Original assignee: Feng Chia University
Current assignee: Feng Chia University
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: CN103316044A

Abstract

本发明提供一种用于抑制肠胃道细菌感染的组合物结构，包括：主体层及活性颗粒。主体层由碳质材料所制成，而活性颗粒承载于主体层的一表面且由选自于银、金、铝、锌、铜及二氧化钛所组成的群组的材质所制成。

Description

用于抑制肠胃道细菌感染的组合物结构

技术领域

本发明涉及一种组合物结构，且特别涉及一种用于抑制肠胃道细菌感染的组合物结构。

背景技术

因现代人生活步调紧张，于是易造成肠胃道不适，进而有罹患肠胃道相关疾病的高风险。造成这些疾病的主因部分是肠胃道细菌的感染，如大肠杆菌(Escherichia coli)的感染会造成出血性结肠炎、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的感染会造成急性肠胃炎、幽门螺旋杆菌(Helicobacterpylori)的感染会造成肠胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡、胃淋巴瘤或胃癌。

目前，肠胃道细菌感染的临床治疗是以投予病患抗生素为主。举例而言，幽门螺旋杆菌感染的治疗主要是采用“三合一疗法”，此方法是投予病患两种不同的抗生素，例如克拉霉素(Clarithromycin)、阿莫西林(Amoxicillin)、四环霉素(Tetracycline)、咪唑尼达(Metronidazole)，以及一种胃酸分泌抑制剂，例如奥美拉唑(Omeprazole)、兰素拉唑(Lansoprazole)，抗生素的投予须持续一周(有必要时，可延长至两周)，胃酸分泌抑制剂的投予须持续两个月(有必要时，可延长至四个月)。但整个治疗过程中，大多数的病患可能会对药物产生毒副作用，例如：头晕、口苦、长舌苔、腹胀、味觉迟钝、恶心、腹泻；而且，加上治疗过程相当冗长，所以病患易对治疗产生不顺从性，而影响疾病的治愈。另一方面，病患长期服用抗生素后，可能造成幽门螺旋杆菌产生抗药性，抗药性的结果不仅影响疾病的治愈，更影响往后疾病治疗的药物选择。

综上可知，用于抑制肠胃道细菌感染的药物普遍存在着毒副作用及/或抗药性的问题，因而确实有必要开发多种不同的药物，以提供来抑制肠胃道细菌的感染。

发明内容

本发明的目的在于提出一种组合物结构，此组合物结构可抑制肠胃道细菌的感染。

为达成上述及/或其他目的，本发明提出了一种用于抑制肠胃道细菌感染的组合物结构，其包含：主体层以及活性颗粒。主体层由碳质材料所制成，而活性颗粒承载于主体层的一表面且由选自于银、金、铝、锌、铜及二氧化钛所组成的群组的材质所制成。

根据本发明，主体层会主动地吸附肠胃道细菌，并利用活性颗粒杀除被吸附及/或未被吸附的肠胃道细菌。通过此机制，本发明的组合物结构可有效地抑制肠胃道细菌的感染，而可作为抑制肠胃道细菌感染的药物。

附图说明

图1A至1C为说明本发明的用于抑制肠胃道细菌感染的组合物结构的示意图。

图2为说明一幽门螺旋杆菌造成的胃溃疡病患于服用本发明的组合物结构7天后的治疗状况的胃内视镜照片。

图3为说明制备例1的组合物结构的外观的一扫描电子显微镜照片(X5,000)。

图4为说明制备例3的组合物结构中的活性碳纤维主体层可吸附大肠杆菌的一扫描电子显微镜照片(X1,000)。

图5为说明制备例3的组合物结构中的活性碳纤维主体层可吸附幽门螺旋杆菌的一扫描电子显微镜照片(X1,000)。

其中，附图标记说明如下：

1 主体层

2 活性颗粒

11 孔洞

具体实施方式

本发明人于美国发明专利公开号2007/0122463中，已揭示一种抗微生物组合物，且更指出此抗微生物组合物可主动杀死微生物，但其仅例示用于处理皮肤外伤的用途。另一方面，抗微生物组合物中的活性碳已用于毒药物中毒患者的洗胃，以于患者胃部内吸附毒药物。而且，抗微生物组合物中的银已被欧盟合法地作为编号E174食用色素的添加剂。也就是说，无论是活性碳或银在我们的日常生活中均为可食用的。本发明人认为活性碳及与银结合的组合物结构如果可以有效地杀除肠胃道细菌，此组合物结构应可抑制肠胃道细菌的感染。并且，基于此组合物结构中的各别组份具有可食用的特性，本发明人更认为此组合物结构应无毒副作用及/或抗药性的问题。

于是，本发明提出一种用于抑制肠胃道细菌感染的组合物结构，而此组合物结构如图1A至1C所示，其含有主体层1及活性颗粒2。主体层1由碳质材料所制成，活性颗粒2承载于主体层1的一表面且由选自于银、金、铝、锌、铜及二氧化钛所组成的群组的材质所制成。

从下文的实施例可知，本发明的组合物结构是利用由碳质材料所制成的主体层1吸附肠胃道细菌，例如：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌或幽门螺旋杆菌，再利用活性颗粒2杀除被吸附及/或其余未被吸附的肠胃道细菌。因此，本发明的组合物结构可有效地清除肠胃道细菌，而可抑制肠胃道细菌的感染。如图2所示，本发明的组合物结构还可治疗或预防肠胃道细菌感染造成的疾病，例如：大肠杆菌感染造成的出血性结肠炎、金黄色葡萄球菌感染造成的急性肠胃炎、幽门螺旋杆菌感染造成的胃溃疡、肠胃炎或十二指肠溃疡。

根据未提出的资料，于喂食大鼠(rat)本发明的组合物结构后的第30天，大鼠的肝脏、肾脏及血液内未发现任何活性颗粒2的成分存在，但仅在大鼠排出的粪便中发现微量的活性颗粒2的成分。此现象说明着，本发明的组合物结构中的活性颗粒2不会残留于大鼠体内。

制成主体层1的碳质材料不限于任何种类，只要主体层1能吸附肠胃道细菌即可，而其实例可以为但不限于，活性碳纤维、活性碳粉、木炭、竹炭粒、碳黑、石墨粉、膨胀石墨粉、或是酚醛树脂或人造树脂制成的碳粉。而且主体层1的比表面积优选为400至2,500m²/g。活性颗粒2不限于任何外观尺寸，只要能杀除肠胃道细菌即可，而其粒径优选为1nm至500μm，更优选为5nm至10μm。

如图1A至1C所示，为促进主体层1吸附肠胃道细菌的效果，主体层1可以有孔洞11。一般来说，主体层1除了可吸附肠胃道细菌外，还可能吸附个体内的其他物质(如：各种维他命)或益生菌，而为了避免此现象发生，孔洞11的半径优选为大于0nm而未超过2.5nm，更优选为0.5至2.3nm。

如图1A至1C所示，主体层1不限于任何形状，例如圆柱状、球状、片层状或其他不规则形状。而且，主体层1的形状可能会与制成主体层1的碳质材料有关。举例来说，碳质材料为活性碳纤维时，主体层1的形状为圆柱状；碳质材料为活性碳粉、竹炭粒或石墨粉时，主体层1的形状为球状；碳质材料为木炭时，主体层1的形状为片层状。

为方便经口地投予本发明的组合物结构至个体，当碳质材料为活性碳纤维时，主体层1的特征如下：长度为大于0mm而未超过0.1mm、直径为大于0μm而未超过10μm。

为避免活性颗粒2于个体内从主体层1上脱落而造成个体的伤害，以主体层1的重量为基准，活性颗粒2的重量百分比优选为0.001至15wt％，且活性颗粒2在水中的析出量优选为大于0ppm而未超过100ppm。

特别说明的是，本发明的组合物结构可通过本技术领域熟悉的含浸、喷洒或电镀方式将活性颗粒2承载于主体层1的表面，或者透过本发明人于美国发明专利公告号7,687,433揭露的方法。而且，当碳质材料为活性碳纤维时，可先利用聚丙烯腈(Polyacrylonitrile，PAN)系纤维、沥青纤维、酚醛纤维、木质素纤维或人造纤维(Rayon)为其原料，再利用本技术领域熟悉的处理方式将原料转化成活性碳纤维。有关本发明的组合物结构的详细制造过程将于后文的实施例中提出具体说明。

兹以下述实施例，以进一步例示说明本创作。

<制备例1>

提供一聚丙烯腈系活性碳纤维布，其性质如下：布重为70g/m²、经纬密为16根/in、BET比表面积为1,630m²/g、密度为2.09g/m³、碳含量为85wt％、银含量为0wt％。

于真空环境下，将纤维布浸泡在浓度0.1M的硝酸银水溶液(pH3.8)中5小时，以让银离子还原成附着于纤维布上的银块。干燥附有银块的纤维布，以去除其残留的水分。

将干燥后的纤维布置于温度400℃且充满氮气的高温炉内90分钟，以让银块裂解成分散附着于纤维布上的银颗粒。

将附有银颗粒的纤维布研磨、粉碎与过筛，而得到一承载有银颗粒的活性碳纤维主体层(如图2所示，银颗粒及活性碳纤维主体层的整体称作为“组合物结构”)。

本制备例的组合物结构具有以下特征：BET比表面积约为1,200m²/g、密度约为2.13g/m³、碳含量约为64wt％、银含量约为12.5wt％；组合物结构中的主体层具有以下特征：长度约为0.1mm、直径约为6.0μm、孔洞直径约为2.41nm；组合物中的银颗粒具有以下特征：在水中的析出量约为15.75ppm。

<制备例2>

于真空环境下，将一如制备例1使用的聚丙烯腈系活性碳纤维布浸泡在浓度0.1M的硝酸银水溶液(pH3.8)中5小时，以让银离子还原成附着于纤维布上的银块。干燥附有银块的纤维布，以去除其残留的水分。

以流速4.5公升/分钟的水清洗附有银颗粒的纤维布120小时，以去除未附着于纤维布上的银颗粒。干燥清洗后的纤维布。

将干燥后的纤维布研磨、粉碎与过筛，而得到一承载有银颗粒的活性碳纤维主体层(银颗粒及活性碳纤维主体层的整体称作为“组合物结构”)。

本制备例的组合物结构具有以下特征：BET比表面积约为1,220m²/g、密度约为2.13g/m³、银含量约为0.03wt％；组合物结构中的主体层具有以下特征：长度约为0.1mm、直径约为6.0μm、孔洞直径约为2.41nm；组合物结构中的银颗粒具有以下特征：在水中的析出量约为10.04ppm。

<制备例3>

提供一酚醛系活性碳纤维毡，其性质如下：毡重为100g/m²、BET比表面积为1,420m²/g、密度为2.032g/m³、碳含量为85wt％、银含量为0wt％。

于真空环境下，将纤维毡浸泡在浓度0.001M的硝酸银水溶液(pH6.4)中5小时，以让银离子还原成附着于纤维毡上的银块。干燥附有银块的纤维毡，以去除其残留的水分。

将干燥后的纤维毡置于温度400℃且充满氮气的高温炉内90分钟，以让银块裂解成分散附着于纤维毡上的银颗粒。

将附有银颗粒的纤维毡研磨、粉碎与过筛，而得到一承载有银颗粒的活性碳纤维主体层(银颗粒及活性碳纤维主体层的整体称作为“组合物结构”)。

本制备例的组合物结构具有以下特征：BET比表面积约为1,380m²/g、密度约为2.0425g/m³、碳含量约为75wt％、银含量约为0.072wt％；组合物结构中的主体层具有以下特征：长度约为0.1mm、直径约为6.0μm、孔洞直径约为2.23nm；组合物结构中的银颗粒具有以下特征：在水中的析出量约为13.52ppm。

<制备例4>

于真空环境下，将以植物制成的活性碳颗粒浸泡在浓度0.008M的硝酸银水溶液，并于50rpm转速下旋转混合2小时，以让银离子还原成附着于活性碳颗粒上的银块。干燥附有银块的活性碳颗粒，以去除其残留的水分。

于充满氮气的氛围下，以4℃/分钟的升温速度加热干燥后的活性碳颗粒至600℃，保持该温度约60分钟，最后以10℃/分钟的降温速度冷却干燥后的活性碳颗粒至室温，以让银块裂解成分散附着于活性碳颗粒上的银颗粒。

水洗附有银颗粒的活性碳颗粒后，于120℃下干燥水洗后的活性碳颗粒。

将干燥后的活性碳颗粒研磨、粉碎与过筛，而得到一承载有银颗粒的活性碳粉主体层(银颗粒及活性碳粉主体层的整体称作为“组合物结构”)。

本制备例的组合物结构具有以下特征：BET比表面积约为1,024m²/g、碳含量约为73.54wt％、银含量约为0.22wt％；组合物结构中的主体层具有以下特征：粒径约为0.1mm以下、孔洞直径约为2.48nm；组合物结构中的银颗粒具有以下特征：粒径约为100至300nm、在水中的析出量约为30.49ppm。

<比较例1>

将一如制备例1使用的聚丙烯腈系活性碳纤维布研磨、粉碎与过筛，而得到一长度约为0.1mm的活性碳纤维主体层。

<比较例2>

将一具有以下性质的聚丙烯腈系活性碳纤维毡研磨、粉碎与过筛，而得到一长度约为0.1mm的活性碳纤维主体层：毡重为100g/m²、BET比表面积为600m²/g、孔洞直径为2.07nm、密度为1.932g/m³、碳含量为86wt％、银含量为0wt％。

<比较例3>

将一如制备例4使用的活性碳颗粒研磨、粉碎与过筛，而得到一具有以下特征的活性碳粉主体层：粒径约为0.1mm以下、BET比表面积约为1,135m²/g、碳含量约为84.24wt％、孔洞直径约为2.49nm。

<分析例>

请参阅表1，示例了制备例1至4的组合物结构、比较例1及2的活性碳纤维主体层、以及比较例3的活性碳粉主体层对不同菌种的灭菌效果。表中代表灭菌效果的“灭菌率”是根据美国纺织品染化工作者协会(AmericanAssociation of Textile Chemists and Colorists，ATCC)100-1998测试方法测得的。

表1.制备例1至4的组合物结构、比较例1及2的活性碳纤维主体层、以及比较例3的活性碳粉主体层对不同菌种的灭菌效果

从上表可看出，制备例1的组合物结构中的主体层来源与比较例1的主体层来源虽相同，但由于制备例1的组合物结构还有银颗粒，因此制备例1的组合物结构对大肠杆菌、幽门螺旋杆菌、金黄色葡萄球菌及肺炎杆菌的灭菌效果明显优于比较例1的主体层。

从上表另可看出，制备例4的组合物结构中的主体层来源与比较例3的主体层来源虽相同，但由于制备例4的组合物结构还有银颗粒，因此制备例4的组合物结构对大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、幽门螺旋杆菌及肺炎杆菌的灭菌效果明显优于比较例3的主体层。

如图4和图5所示，明显地观察到制备例3的组合物结构中的主体层可分别吸附大肠杆菌及幽门螺旋杆菌。银颗粒会释放出银离子，特别是在水中，如此银离子可与被吸附及/或未吸附的大肠杆菌或幽门螺旋杆菌的酵素中的硫醇基(-SH)结合，而让酵素失活并有效地杀除大肠杆菌或幽门螺旋杆菌。

综合上述实施例的说明，证实了本发明的组合物结构可抑制肠胃道细菌的感染，而有作为抑制肠胃道细菌感染的药物的潜力。另一方面，制成主体层及活性颗粒的材料为可食用的，因此本发明的组合物结构作为抑制肠胃道细菌感染的药物时，不会对投予此药物的个体产生毒副作用及/或抗药性。

惟，以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，但不能以此限定本发明的范围；故，凡依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种组合物用于制备抑制肠胃道细菌感染的口服药物的用途，其中，该组合物由以下成分组成：

主体层，该主体层由碳质材料所制成；以及

活性颗粒，该活性颗粒承载于该主体层的一表面，且由选自于银、金、铝、锌、铜及二氧化钛所组成的群组的材质所制成；以该主体层的重量为基准，该活性颗粒的重量百分比为0.001至15wt％；

其中，该主体层具有孔洞，该孔洞的半径为大于0nm而未超过2.5nm。

2.如权利要求1所述的用途，其中该碳质材料选自于由活性碳纤维、活性碳粉、木炭、竹炭粒、碳黑、石墨粉及酚醛树脂或人造树脂制成的碳粉所组成的群组。

3.如权利要求1所述的用途，其中该主体层的比表面积为400至2,500m²/g。

4.如权利要求1所述的用途，其中该碳质材料为活性碳纤维时，该主体层的形状为圆柱状，且其长度为大于0nm而未超过0.1mm。

5.如权利要求1所述的用途，其中该碳质材料为活性碳纤维时，该主体层的形状为圆柱状，且其直径为大于0μm而未超过10μm。

6.如权利要求1所述的用途，其中该活性颗粒的粒径为1nm至500μm。

7.如权利要求1所述的用途，其中该活性颗粒在水中的析出量为大于0ppm而未超过100ppm。

8.如权利要求1所述的用途，其中，该用途为该组合物用于制备抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌或幽门螺旋杆菌的感染的口服药物的用途。