CN108697826A - 导管封管液及导管封管法 - Google Patents

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Abstract

本发明的各种实施方案涉及导管封管液和导管封管法，其使用柠檬酸三钠和乙醇，特别是4.0‑15.0重量/体积％的柠檬酸三钠作为抗凝血成分和/或抗菌成分，以及15.0‑25.0体积/体积％乙醇作为抗菌成分。使用导管封管液和导管封管法可以通过至少显著降低与血流感染、导管系统功能障碍、栓子形成、患者不适和患者疾病相关的风险而减少使用导管提供治疗的医疗过程期间的治疗失败。这些益处可部分归因于柠檬酸三钠和乙醇在溶液中的协同抗菌作用，产生具有最小乙醇浓度的有效导管封管液。

Description

导管封管液及导管封管法
技术领域
本发明的实施方案涉及导管封管液和导管封管法，其使用柠檬酸三钠和乙醇，特别是4.0-15.0重量/体积％的柠檬酸三钠作为抗凝血成分和/或抗菌成分以及15.0-25.0体积/体积％乙醇作为抗菌成分。
背景技术
导管是管状物体，可以插入患者体内以提供各种治疗。血管内导管是用于通过身体血管提供治疗的常见导管形式。这些治疗可包括血液透析、血管内冷却、血管内超声等。然而，导管插入和在导管插入之后的治疗可能与许多风险相关联。例如，可以发生由导管内、导管上和/或导管周围的病原菌生长和/或真菌生长引起的生物膜生成。生物膜的产生可导致血液凝块形成以及血流感染。血栓形成和/或栓子形成也可以在导管内、导管上和/或导管周围发生。例如，血凝块的形成能够由于导管插入术导致的内皮损伤和炎症引起。另一个风险能够来自于从导管系统内使用的溶液中沉淀的固体。生物膜生成、血凝块形成和/或固体沉淀可导致导管故障，例如导管闭塞。此外，任何这些病症都可能进一步导致对患者的潜在健康危害。
用于降低与导管插入术和导管插入后治疗相关的风险的常用方法可以是导管封管法，其中可以将导管封管液(例如，抗菌和/或抗凝溶液)引入导管的腔中。导管封管液和导管封管法可用于降低任何上述病症的发生倾向和/或减轻其影响。通常，在使用期间将导管封管液引入导管系统中以减少细菌形成和血栓形成，从而缓和生物膜产生和导管功能障碍。常规的导管封管液可包括抗菌剂以减少菌血症和抗凝血剂以减少导管功能障碍的任何可能性。
现有封管液和疗法的缺点之一是它们未能有效地减少导致导管功能障碍的趋势。另一个失败是它们无法在减少可能导致患者不适和患者疾病的效应的同时有效地减少导致导管功能障碍的趋势。此外，许多现有的导管封管液无法在不会对导管系统产生不利影响的情况下防止导管功能障碍。例如，现有封管液可能依赖抗生素来产生抗菌作用。这可导致抗菌素耐药性的增加，能够对患者不利，特别是对于长期使用导管系统的患者。其他封管液可通过使用对患者产生毒性环境的药剂而产生抗菌和/或抗凝血作用，导致不适、疾病和其他并发症。此外，许多封管液对导管系统是有害的，导致材料降解并且起着缩短导管系统的组成部件的使用寿命的催化剂的作用。
通常，现有的导管封管液迫使从业者选择在一种所希望的效果和另一种所希望的效果之间折衷的导管封管法。例如，现有的导管封管液可以由抗菌功能更好或抗凝血功能更好的成分组成，其中这些成分的组合不能表现出减轻了折衷的任何类型的协同效应。作为另一个例子，其他现有的导管封管液可以表现出良好的抗菌效果，但是会引起患者的不适或对导管产生有害影响。
这里公开的本发明的实施方案旨在克服上述问题的一个或多个。
发明内容
所公开的导管封管液可包括4.0-15.0重量/体积％(“w/v％”)的柠檬酸三钠。柠檬酸三钠可用作导管封管液的抗凝血成分和/或抗菌成分。导管封管液可进一步包括15.0-25.0v/v％乙醇。乙醇可用作导管封管液的抗菌组分。一些实施方案可包括一种导管封管液，其包含含有4.0-15.0w/v％柠檬酸三钠和15.0-25.0v/v％乙醇的水溶液(“TCEA溶液”)。该范围内的其他比例可包括10.0w/v％柠檬酸三钠和20.0v/v％乙醇，其可产生相对温和的抗微生物封管液。作为另一个实例，10.0w/v％柠檬酸三钠和25.0v/v％乙醇可用于产生相对更强的抗微生物效果的封管液。
预期本文公开的发明与导管系统一起使用，该导管系统可以是留置导管系统或“永久”导管系统。典型的导管系统可包括具有其内部形成了内腔的尖端的管状轴、毂连接器(hub connector)、回流腔、抓握部分和针。可以使用更多或更少部件的导管系统。例如，本发明公开的发明可以与基本上由管状轴组成的导管系统一起使用。作为另一个例子，导管系统可以包括附加部件，例如过滤器、囊状物等。虽然本文公开的发明可以在本文中描述为与导管系统一起使用，但是当然不限于这种用途。导管封管液和导管封管法可用于需要产生没有或基本上没有生物膜生长和/或血液凝固的环境的任何场合。例如，使用方法可以包括通过将包含柠檬酸三钠和乙醇的溶液引入目标环境并且保持柠檬酸三钠和乙醇溶液与目标环境之间的接触来对生物膜进行处理以实现在目标环境中防止生物膜产生和根除已经产生的生物膜的至少之一的方法。
导管封管液的实施方案可用于减少可采用导管提供治疗的医疗程序期间的治疗失败。这可以通过使用导管封管液的任何公开实施方案和/或导管封管法的任何公开实施方案来实现。因此，导管封管液和/或导管封管法可用于防止生物膜的产生和/或完全根除在导管系统内产生的生物膜。例如，初步体外试验表明，单独的浓度为10.0w/v％的柠檬酸三钠对细菌存活没有影响。浓度为15.0v/v％的乙醇将细菌细胞从1.00E+07降至1.00E+02，并且不裂解所有细菌细胞。单独的柠檬酸三钠不会抑制细菌细胞或提供裂解细菌细胞的足够药剂。然而，浓度为15.0v/v％的乙醇与浓度为10.0w/v％的柠檬酸三钠的组合诱导了细菌细胞的完全裂解(在检测阈值下)。此外，相同或相似的剂量可以通过柠檬酸盐离子螯合血液中的钙离子，从而中断血液凝固来抑制或防止凝血。
在一些实施方案中，当导管未用于提供治疗时和/或当导管未插入患者体内时，可将导管封管液引入导管的内腔中。例如，导管封管液能够在用于血液透析的导管系统透析期间使用。导管封管液可以在导管未使用和/或未插入患者的持续时间内留在腔内(即，在腔内驻留)。在一些实施方案中，导管封管液可以留在腔中预定的一段时间，而不管导管将不会使用和/或保持在患者体外达多长时间。
使用包含至少TCEA溶液的导管封管液几乎可以根除或完全根除存在于腔内的生物膜。这种封管液还可以防止生物膜的产生。此外，可以使用这样的溶液，很少到几乎没有由导管封管液引起的导管材料降解。可以产生具有至少一些TCEA溶液的导管封管液，其显示出对导管有益的pH，因此进一步限制了对导管材料的有害影响。此外，TCEA溶液由于不引起血浆蛋白沉淀、不引起患者不适、显著减少导管故障、并具有与导管封管法一起使用而不使用甘油三硝酸酯(“GTN”)的能力，可以对导管系统和/或患者产生额外的益处。如下面将详细解释的，导管封管液和导管封管法的各种实施方案可以防止或至少显著降低与血流感染、导管系统故障、栓子形成、患者不适和患者疾病有关的风险。此外，具有至少一些TCEA溶液的导管封管液可提供柠檬酸三钠组分作为抗凝血剂和/或抗菌剂，而在所公开的范围内产生TCEA的柠檬酸三钠可产生促进乙醇的抗菌作用的出乎意料结果。
本发明的进一步实施方案可与其他导管封管剂和导管封管法结合使用。这些可以包括但不限于溶栓剂、肝素溶液、盐水溶液、盐酸溶液、其他螯合剂、其他醇、其他生物膜破坏物、冲洗技术、正压技术、纤溶疗法等。应注意，使用其他导管封管液剂例如肝素可刺激生物膜粘附到导管表面，因此当将TCEA溶液与其他导管封管液剂结合使用时应当谨慎。肝素的其他副作用包括增加出血、皮疹、头痛、感冒症状和胃部不适。如果患者长期使用肝素(例如持续数月或更长的时间)，则不太常见的副作用可能是骨强度的丧失。在患者怀孕期间使用，这些副作用可能会加剧。肝素的一种罕见的副作用是一种称为肝素诱导的血小板减少症(“HIT”)的病症。HIT有时被错误地称为“肝素过敏”。HIT是一种低血小板计数进展的自身免疫过程。它发生在少数患者(约3％-5％的接受肝素治疗患者)，但它有非常严重的症状，包括凝血的恶化和新的凝块的发展，这可能导致中风、心脏病发作、深静脉血栓形成和死亡。
虽然通过本文提供的技术解决方案可以实现这些潜在的优点，但是不要求它们实现。可以实施本发明公开的导管封管液和导管封管液治疗以实现技术优势，无论是否是单独地还是组合地寻求或实现这些潜在优点。
通过研究下面描述的示例性实施方案和实施例，结合附图和所附权利要求，本发明的其他特征、方面、目的、优点和可能的应用将变得显而易见。
附图说明
通过结合以下附图给出的以下更具体的描述，本发明的上述和其他目的、方面、特征、优点和可能的应用将更加明显，其中：
图1是描绘与柠檬酸三钠和乙醇在溶液中的抗菌协同作用有关的试验结果的图，特别是细菌菌株的菌落形成单位随具有各种浓度的柠檬酸三钠和乙醇的溶液而变化的图。
图2是用于确定示例性导管封管液是否可以根除活细菌并防止生物膜再生的示例性实验装置。
图3A-3D显示了在示例性加速老化研究期间十二种示例性配制溶液的稳定性结果，其中图3A显示pH的变化，图3B显示RI的变化，图3C显示密度的变化，图3D显示重量损失。
具体实施方式
以下描述是目前预期用于实施本发明的实施方案。该描述不是限制性的，而仅仅是为了描述本发明的一般原理和特征。应参考权利要求确定本发明的范围。
预期导管封管液通过注射用水(“WFI”)使用，因此导管封管液可以是水溶液。进一步预期约75％的溶液包括水。所公开的导管封管液的实施方案可包括在水溶液中的柠檬酸三钠。导管封管液的其他实施方案可包括在水溶液中的乙醇。一些实施方案可包括在水溶液中的柠檬酸三钠和乙醇。示例性实施方案在本文中称为“TCEA溶液”，其可包括含有浓度为4.0-15.0重量/体积％(“w/v％”)范围内的柠檬酸三钠和浓度在15.0-25.0体积/体积％(“v/v％”)的范围内的乙醇的水溶液。柠檬酸三钠的浓度以相对于溶液总体积的柠檬酸三钠的重量来衡量。乙醇浓度以相对于溶液总体积的乙醇体积测量。在各种实施方案中，柠檬酸三钠组分可用作抗凝血剂和/或抗菌剂。此外，乙醇组分可用作抗菌剂。当在本公开内容中提及抗菌作用时，应理解该效果还包括抗微生物作用、抗生素作用、抗真菌作用和防腐作用。
参见图1，可以看出，含有浓度为4.0-15.0w/v％的柠檬酸三钠的水溶液的导管封管液具有较小的抗菌作用。含有浓度为15.0-25.0v/v％的乙醇的水溶液的导管封管液也具有轻微的抗菌作用。然而，包含至少TCEA溶液的导管封管液具有显著的抗菌作用，并且可以几乎根除或完全根除在保持与TCEA溶液接触达预定时间段的环境中的生物膜。应注意，柠檬酸三钠组分可用作抗凝血剂和/或抗菌剂。此外，在所公开的范围内使用柠檬酸三钠生成TCEA可以产生促进乙醇的抗微生物作用的意想不到的结果。
图1中的图表显示了试验数据的结果，揭示了当形成TCEA溶液时柠檬酸三钠和乙醇的协同抗菌作用。例如，对含有10.0w/v％浓度的柠檬酸三钠和15.0、20.0和25.0v/v％浓度乙醇(即酒精或EtOH)的TCEA溶液的抗生物膜性能进行初步测定试验。以下列方式进行试验。
试验溶液
乙醇15％、20％和25％(v/v)+柠檬酸三钠10％(w/v)
对照：乙醇15％、20％和25％
柠檬酸三钠10％
注射用水
测试的材料是每个1厘米长的无菌导管Chronoflex段(“导管段”)。使用的菌株是金黄色葡萄球菌CIP 65.25(耐甲氧西林)。
研究设计
生物膜在充气微型发酵器中形成，其中导管段固定在微型发酵器的内部可拆装载玻片上。来自冷冻品系的菌株在胰酪胨大豆肉汤培养基(“TSB”)中培养。使用108个细胞的接种物接种含有导管段的微型发酵器。使用54毫升/小时(“mL/h”)TSB的连续流和使用0.3巴的无菌压缩空气的恒定通气来获得连续流通培养条件。孵育24小时后，将导管段从培养箱中取出并从它们各自的微型发酵器装置分离。然后将每个导管段在1mL盐水中小心冲洗。
为了确定在经受试验溶液或使其与试验溶液接触之前(即，在处理之前)在导管段上形成的生物膜内的活细胞的数量，通过超声处理和涡流将生物膜(每种菌株一式三份)重悬于TSB中。进行所得悬浮液的系列稀释，并将其涂布在合适的琼脂平板上，以确定在37摄氏度(“℃”)过夜孵育后的活细胞数。
平行地，待试验的导管段置于含有1mL不同的封管液的管中：(i)15％、20％和25％(体积/体积)乙醇；(ii)10％(体积/体积)柠檬酸三钠；(iii)乙醇/柠檬酸三钠混合溶液(15％-10％，20％-10％，25％-10％(体积/体积))，其中乙醇浓度分别为15％、20％和25％，柠檬酸三钠浓度为10％；(iv)注射用水作为对照。对于每种生物体，一式三份重复实验，并且在每次处理试验期间，将导管段在37℃下暴露于不同溶液24小时。随后，取出导管段，用盐水冲洗一次，并如上所述测定粘附的活微生物的数量。在图1中，活细胞数表示为菌落形成单位(“CFU”)，细菌计数表示为十进制对数log10。(注：图1将CFU表示为UFC，其是单位共振峰(unité formant colonie)的首字母缩写词，并且与CFU是相同的度量单位。)。实验条件下的检测极限为每KT段10CFU，因此检测阈值为每KT段10CFU。KT是在试验期间使用的导管样品，其长度可以在3至5厘米的范围内。KT可以是已被切割(通常1米长)并放入微型发酵器装置中，以便在导管的表面形成生物膜的导管样品。一旦形成生物膜并使其与待试验的导管封管液接触，就获得了仍然存在于导管表面的细菌活细胞的数量。每个导管样本的检测极限为10个菌落形成单位。
结果
表I
Moyenne Ecart-type
(中数)(均方根偏差)
注:乙醇表示为EtOH；柠檬酸三钠以citrate或cit表示。
从表I和图1中呈现的数据清楚地看出，单独的10.0w/v/％浓度的柠檬酸三钠，对细菌存活没有影响。此外，仅15v/v％浓度的EtOH不能裂解所有细菌细胞。然而，15、20和25v/v％浓度的EtOH，与10w/v％浓度的柠檬酸三钠混合，诱导了细菌细胞的完全裂解。注意，检测阈值是每KT段10CFU，因此观察到细菌细胞的完全裂解在该检测阈值之下。初步试验的结果表明体外20v/v％和25v/v％的EtOH之间没有显著差异。然而，在实际临床实践中，由于渗漏、蒸发等，较高浓度的EtOH可以产生逐渐增加的抗菌效果。例如，与使用15v/v％EtOH相比，使用20v/v％和25v/v％的EtOH在裂解细菌中获得了显著更大的效果。在裂解细菌中仅使用20v/v％和25v/v％的EtOH之间似乎没有显著差异。
在预定时间段内保持与导管封管液(其可包括TCEA溶液)接触的环境可被称为目标环境。目标环境可以在导管系统的至少一部分内，例如在导管系统的管腔内。表I表明，已经产生在导管的管腔内的几乎所有的致病细菌和/或真菌，在与TCEA溶液接触后可被杀死，从而几乎根除或完全根除包括细菌和/或真菌的生物膜。导管封管液具有抗凝血和抗菌作用，这与一些单独使用肝素或仅使用低至高浓度的柠檬酸三钠的现有导管封管液和疗法相反。较高浓度的柠檬酸三钠可具有抗菌作用，但与目前公开的导管封管液相比，可能对患者具有更大的副作用。
目前公开的导管封管液的有益效果可归因于乙醇组分能够穿透生物膜并通过蛋白质变性杀死微生物、真菌和其他病原体。虽然注意到乙醇可能表现出抗生素效应，但乙醇不是抗生素。因此，使用乙醇不会增加抗菌素耐药性。被乙醇杀死的微生物的实例可包括但不限于金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和念珠菌属等。此外，相同或相似的剂量可以通过柠檬酸盐离子螯合血液中的钙离子来阻止或至少抑制凝血，从而中断血液凝固。
如上所述，在这样的浓度下组合使用柠檬酸三钠和乙醇以形成TCEA溶液产生了几乎根除或完全根除生物膜和/或防止在目标环境中至少任何显著的生物膜形成的出乎意料结果。例如，本领域技术人员不会预料到乙醇浓度低至25.0v/v％显示出有效的抗菌效果，更不用说乙醇浓度低于25.0v/v％具有有效抗菌效果。此外，如上所示，使用柠檬酸三钠和乙醇的各种组合的试验结果没有表现出与两种次要抗菌作用的复合相关的非线性关系，特别是表明任何组合将导致显著的抗菌作用的任何非线性关系。此外，没有已知的微生物学或化学理论表明当将柠檬酸三钠与乙醇以这样的方式组合时与抗菌性能相关的协同效应。
乙醇浓度低至或低于25.0v/v％的导管封管液对于导管也可能更有益。乙醇可引起通常用于制造导管的材料(例如，硅树脂，聚氨酯，聚乙烯，聚四氟乙烯，carbothane(Carbothane热塑性聚氨酯)等)的材料降解。发明人已经发现，浓度至少为70v/v％乙醇的溶液对导管材料造成了材料降解的效果。因此，从材料降解的观点来看，低浓度的乙醇可能更好。例如，使用具有低至或低于25v/v％的乙醇浓度的导管封管液可能根本不会引起材料降解，或者至少不会引起降低导管的使用寿命的材料降解。最小化或甚至防止由于导管封管液导致的材料降解可以维持导管系统的材料完整性和机械完整性，因此不会对导管系统产生意外的应变。
具有低至或低于25.0v/v％的乙醇浓度的导管封管液可以进一步有益于导管系统和/或患者，因为乙醇浓度高于25.0v/v％可能倾向于引起血浆蛋白沉淀的产生，血浆蛋白沉淀的产生导致导管功能障碍和/或栓子形成的风险增加。此外，使用浓度高于25.0v/v％的乙醇会引起其他副作用，例如患者不适和疾病(例如，恶心、头痛、酒精味、呼吸窘迫等)。
TCEA溶液可进一步用于产生显示pH水平在4.0至8.0范围内的导管封管液，这对于导管系统也可能是有益的，因为具有该范围之外的pH水平的溶液可导致导管材料的材料降解并增加对导管系统的意外应变的风险。此外，pH值在4.0至8.0范围之外可导致诱导的沉淀，这可导致导管系统的故障和/或对患者的潜在危害。
TCEA溶液可进一步用于产生导管封管液而不添加三硝酸甘油酯(“GTN”)。例如，柠檬酸三钠部分地不溶于乙醇，因此可能不需要使用GTN来抑制和/或减少具有15～25v/v％范围内的乙醇浓度的导管封管液中柠檬酸三钠沉淀的形成。因此，可以产生导管封管液而没有柠檬酸三钠沉淀的风险，其中导管封管液具有至多25.0w/v％的乙醇并且不含GTN。换句话说，包含至少一些TCEA溶液的导管封管液可用作抗菌剂和/或抗凝剂，其在目标环境中表现出本文所述的任何一种或所有益处，其中目标环境不含GTN或至少不含将加入以防止沉淀物形成的GTN。不包括GTN的益处可以是产生具有较少组分的导管封管液。这可以为相同的治疗效果带来更大的经济价值。此外，一些人表现出对GTN的过敏反应，GTN对导管材料和性能的效应是未知的，并且GTN的制造可能是困难的。
本发明人进行的示例性研究调查了包括10.0w/v％柠檬酸三钠和25.0％乙醇的导管封管液的稳定性。此外，已经以相同的组分比进行了加速老化试验。柠檬酸三钠可以非常有效地预防导管血栓形成(即，能够是有效的抗凝血剂)。在制备导管封管液时，发明人发现较低浓度的柠檬酸三钠溶液可更易溶于乙醇。此外，浓度在30.0w/v％和46.7w/v％之间的柠檬酸三钠溶液可显著降低细菌细胞生长(即，能够是有效的抗菌剂)，但可能不能根除细菌。浓度为25.0v/v％的乙醇溶液可以抑制但不能根除成熟的生物膜(例如金黄色葡萄球菌)。浓度在40.0％以上的乙醇溶液可以抑制细菌生长(即，能够是有效的抗菌剂)。浓度高于60.0％的乙醇溶液可以实现活细菌的完全根除。可以利用乙醇对细菌的快速杀灭率来防止细菌在导管表面上形成，从而防止生物膜生长。
在研究期间，已经测试了所公开的导管封管液以确定其是否可以根除活细菌并防止生物膜再生(参见图2)。已经针对金黄色葡萄球菌(耐甲氧西林)测试了导管封管液。仅用柠檬酸三钠(10w/v％)的溶液对细菌存活没有影响。单独使用EtOH(15v/v％)的溶液不能裂解所有细菌细胞。包括与柠檬酸三钠(10w/v％)混合的EtOH(15v/v％)的混合物的溶液诱导细菌细胞的完全裂解(在检测阈值下)。
在示例性制剂中，发明人制备了12种含有10.0w/v％柠檬酸三钠、25.0v/v％乙醇和不同量柠檬酸的溶液。已经制备含有10.0w/v％柠檬酸三钠的溶液(溶解25克柠檬酸三钠在125毫升水中，pH调节5.0至7.0；用水稀释至250毫升)和25.0v/v％乙醇(加入125毫升乙醇至500毫升VF并用水稀释)的单独溶液作为对照。在整个样品制备过程中以一定的间隔测量pH水平和折射率(“RI”)水平，其结果列于表II中。
表II
使用上述示例性制剂进行稳定性研究的程序如下进行。
注射器和袋制备
手动填充注射器和扭矩瓶盖
使用DuraLock-C(盒子/袋)的常用包装材料
标签盒/袋
袋含有5/2.5mL注射器
每个时间点共准备25个注射器。每种样品溶液总共75个注射器。
注射器：1-15:Sanxin 3mL注射器，带红色Sanxin帽
注射器：16-25:BD 3mL注射器，带有Vitalmed蓝色帽
每个样品制剂总共15个袋
将袋密封。
消毒样品：
样品经γ射线灭菌
盒子返回后，检查袋和样品是否有任何沉淀。
将样品放置在室中(条件)：
将样品置于40℃/NMT 25％RH的室中
加速老化的时间点是0个月，3个月，和6个月
在室内监测温度和湿度
T0＝0个月，T3＝3个月，T6＝6个月。
参考图3A-3D和表III，公开了十二种示例性配方溶液的结果。可以看出，随着柠檬酸三钠的加入，pH降低、RI增加和密度增加。来自TO样品和T3样品的密度(溶液中组分的质量浓度之和)没有统计学差异。溶液的外观是清澈的(即，T0样品和T3样品具有与水相同的透明度)。T0样品的可提取体积为25次中的25次，>2.5mL。T3样品中是25次中的23次，>2.5mL。盖子未适当密封，在盖子外部形成盐。因此，结果表明10w/v％的柠檬酸三钠和25v/v％乙醇的溶液在三个月后(加速＝一年实时)保持稳定和可溶。
表III
如上所述，各种公开的导管封管液和导管封管法可用于预防或减轻导管故障。一种导管故障形式是导管闭塞的形成。在导管插入期间的任何时间和/或在通过导管系统提供治疗期间的任何时间可以发生闭塞。例如，插入患者体内的导管轴可以被血浆和纤维蛋白覆盖，其中血小板和白细胞开始粘附在其上，允许细菌定植，更多的纤维蛋白形成、凝血、然后血栓。血栓形成可发生在导管的管腔内、导管尖端表面和/或导管尖端附近，从而通过闭塞而导致导管发生功能障碍。当在表面上形成时，形成闭塞的血栓可以粘附到导管系统的内表面和/或外表面，其中血栓阻塞导管系统内的流动。导管系统内的闭塞可发生在血液和/或现有栓子通过尖端在腔内回流的情况下，导致流动阻塞。如上所述，使用包含TCEA的导管封管液可以通过抑制血栓形成来防止或至少显著降低血栓型闭塞的风险。
闭塞也可由血浆蛋白沉淀、来自导管封管液的组分的固体颗粒沉淀、来自导管系统的提供治疗的成分的固体颗粒沉淀和其他沉淀形成机制而发生。这些沉淀物可以以与上述类似的方式引起闭塞。即使没有形成阻塞，这些沉淀物以及血栓形成也可能对患者造成潜在的危害。例如，沉淀物形成和/或血栓形成可进入血流并引起栓子。如上所述，使用包含TCEA的导管封管液可以防止或至少显著降低沉淀物形成的风险。
公开了TCEA溶液的每种组分的浓度范围。公开范围是因为预期柠檬酸三钠和乙醇的相对浓度将提供各种所需效果。例如，虽然较低浓度的乙醇通常更有利于减小对导管系统的应变、降低沉淀的风险、减少其他副作用，但乙醇在杀死许多类型的微生物方面表现出光谱效果，而这些微生物没有发生对其的抗菌耐药性。因此，可能需要乙醇浓度在该范围的顶部附近(例如，接近25.0v/v％)以使抗菌效果最大化，而可能需要在该范围的底部附近的乙醇浓度(例如，接近15.0v/v％)以使患者的不适或导管系统应变最小化。可以利用其他相对组分浓度来适应患者的状况和导管系统的类型。
例如，该范围内的比例可包括10.0w/v％柠檬酸三钠和20.0v/v％乙醇，其可产生相对温和的抗微生物封管液。作为另一个实例，10.0w/v％柠檬酸三钠和25.0v/v％乙醇可用于产生相对更强的抗微生物效果的封管液。
导管封管治疗可以包括与导管封管液一起使用以实现目标环境中任何一种所需效果的方法。导管封管治疗可以包括在腔中引入导管封管液，其中由管腔和/或管腔的内表面限定的体积是目标环境。在一些实施方案中，导管封管液可以在导管不用于向患者提供治疗(例如，在用于血液透析的导管系统的透析期间)时被引入管腔内。导管封管治疗还可包括冲洗步骤、正压施加步骤等。
如上所述，导管封管液的使用不必限于与导管系统一起使用。例如，使用方法可以包括通过将包含柠檬酸三钠和乙醇的溶液引入目标环境并且保持柠檬酸三钠和乙醇溶液与目标环境之间的接触以实现防止生物膜产生和根除在目标环境中产生的生物膜的至少一个来处理生物膜的方法。
在一个示例性实施方案中，导管系统可以首先用一定体积的水、0.9％氯化钠水溶液或盐水溶液冲洗，以充分去除可能存在于导管系统内的碎屑、纤维蛋白、沉淀物和其他沉积物(例如，脂类、药物等)。冲洗液的量可以是大约5.0-10mL，但一般取决于导管系统和目标环境的条件。此后，可以将一定体积的导管封管液引入导管系统，其可以限于内腔、限于导管系统的另一部分，或者注射到整个导管系统中。可以使导管封管液驻留(或停留)在目标环境中预定的一段时间。作为替代，或另外地，可以使导管封管液驻留在目标环境中以维持管腔的开放性，尖端的开放性和/或导管系统的其他部分的开放性。通常，这取决于目标环境，导管系统和TCEA溶液的相关组分。
通常，用于给定导管封管法的导管封管液的体积可以是保持与目标环境充分接触以实现期望结果的量。该量的导管封管液可以是确保导管封管液与目标环境之间的充分接触保持预定时间段的量。例如，如果管腔是目标环境，则该量的导管封管液可以是足以填充导管的整个管腔的量。例如，可以使用0.03mL导管封管液来填充外周导管的内腔，可以使用0.4mL导管封管液来填充4F(4-French)中线导管的内腔等。此外，如果整个导管系统(与仅仅内腔相对)是目标环境并且导管系统包括另外的部件(例如，静脉进入端口)，端口的储器的容积和端口的任何其他连接部件可包括在内。此外，如果导管封管液能够从导管系统泄漏，则导管封管法可以包括注射附加的导管封管液以确保导管封管液与目标环境之间的充分接触维持所需的时间段。例如，如果管腔是目标环境并且导管封管液能够从目标环境泄漏，则可以注射超过填充管腔的量的另外的15-20％的导管封管液。
导管封管液驻留或停留在导管系统内的时间段可取决于许多因素。通常，该时间段是导管系统不用于提供治疗的持续时间。以这种方式使用导管封管液可以被称为“封管”。在典型的透析期间，在透析期之间的时间段可以是12-24小时，因此导管封管液可以在导管系统内停留达这种持续时间。
在导管封管之后和/或在通过导管系统提供治疗之前，可以进行另外的冲洗步骤。例如，导管封管液可以通过类似于上述的冲洗技术从导管系统中吸出。可以进行抽吸以“更新”导管封管液(即，冲洗出导管封管液并引入更多相同或不同的导管封管液)。可以进一步抽吸以准备用于给患者提供治疗的导管系统(例如，提供药物治疗)。如果导管封管液可以引入血液中而不产生伤害患者的风险，那么可以不进行抽吸(即，导管封管液可以被迫使进入患者的血流中，而不是从导管系统中去除、不引入血流中)。将TCEA溶液引入血流中可以对患者产生最小的副作用，因此如果希望不进行抽吸，抽吸可能不是导管封管法的一部分。这是因为如果释放到患者的血流中，包含TCEA溶液的导管封管液可能不会显著增加患者的毒性风险。
虽然预期目标环境在导管系统的内腔的至少一部分内，但目标环境可以是导管系统的任何部分(例如，导管轴的外表面、过滤器部分、囊状物部分、静脉进入端口的贮器等)和/或是导管系统外部的一定体积的空间(例如，在患者体内和导管系统外部)。例如，导管封管液可能是有毒的，因此可以设计相应的导管封管疗法，以便通过保留在导管系统内来防止导管封管液进入血流，如果不从导管系统可控制地冲洗掉(即，吸出)。在一些实施方案中，导管封管法可以使得导管封管液保持定位在特定的生物膜部位，该生物膜部位可以是导管系统内的部位(例如，在管腔内、在过滤器内等)。在其他实施方案中，导管封管液可以具有较低毒性或甚至无毒，从而可以设计导管封管法以允许至少少量导管封管液被引入血流(有意或无意地)而不会造成对患者的损伤或伤害。在进一步的实施方案中，导管封管法可以设计成使导管封管液进入血流，以便提供某种形式的治疗。
进一步的实施方案可以包括冲洗、封管、抽吸和/或更新方案。这可以包括在特定时间段内更新导管封管液，其中导管系统已被封管，并且在延长的时间内没有被使用。例如，在典型的透析期间，可以在透析期后冲洗导管系统，然后封管12-24小时，同时在每8小时后更新导管封管液，然后再次冲洗以准备用于在封管期后与透析相关的后续治疗的导管系统。
进一步的实施方案可包括导管封管液预填充在无菌注射器中，其中第一组注射器中的每个注射器包括第一着色帽，第二组注射器中的每个注射器包括第二着色帽。作为示例，第一颜色可以是红色而第二颜色可以是蓝色。红色帽可用于表示旨在与指定用于动脉腔的导管一起使用的注射器。蓝色帽可用于表示旨在与指定用于静脉腔的导管一起使用的注射器。
导管封管法的进一步实施方案可以包括在导管系统中施加正压以抑制和/或防止血液或其他物质流入导管系统。例如，可以使用技术来确保在停止提供治疗之前在导管系统内显示正压差，从而在停止提供治疗时最小化血液流入的风险。也可以在导管封管治疗方案的每个阶段之前和/或之后应用正压。
试验示例性的溶液，以使用几种病原体的代表评估乙醇25％-柠檬酸盐(5-15％)的混合物在生物膜形成和成熟生物膜上的抗生物膜特性。在两个实施例中提供了产生这样的结果的试验。
实施例I
要试验的溶液：
乙醇25％(vol/vol)+柠檬酸三钠5％-10％和15％
对照：乙醇25％，柠檬酸三钠5％，柠檬酸三钠10％，柠檬酸三钠15％，生理盐水
待测材料：
无菌导管段(每个1cm长)(ChronoflexTM，CarbothaneTM，Silicone，TecothaneTM和)。菌株：
表皮葡萄球菌CIP 68.21
金黄色葡萄球菌CIP 65.25(耐甲氧西林)
铜绿假单胞菌ATCC 27853
肺炎克雷伯氏菌LM21
白色念珠菌SC5314
细菌菌株在溶菌肉汤(LB)和基本培养基(M63B1)中生长，并且真菌类在补充有0.4％葡萄糖0.67％酵母氮碱(酵母氮基(YNB)，DifcoTM)中生长。
对成熟(24小时)生物膜的效应的测量
如“Natural conjugative plasmids induce bacterial biofilmdevelopment”，Ghigo JM,Nature,2001Jul 26；412(6845):442-5中所述在充气微型发酵器中形成生物膜。它们用固定在微型发酵器的内部可拆装载玻片上的导管段形成。将来自冷冻品系的菌株在M63B1-0.4％谷氨酸(Glu)或YNB-0.4％Glu培养基中培养过夜。将109个杆菌，108个球菌或107个白色念珠菌细胞的接种物用于接种含有导管段的微型发酵器。使用100mL/h的M63B1-0.4％Glu培养基(细菌菌株)或YNB-0.4％Glu(酵母)的连续流和无菌压缩空气(0.3巴)的恒定通气来获得连续流通培养条件。如此高的新鲜培养基输入避免了显著的浮游生物生长。孵育24小时后，从培养箱中取出导管段并与装置分离。
然后将每个导管段小心地在1mL盐水中漂洗。为了确定在导管段上形成的生物膜内的活细胞数，通过超声处理和涡旋将生物膜(每种菌株一式三份)重悬浮于5ml M63B1基本培养基或YNB培养基中。进行所得悬浮液的系列稀释，并将其涂布在合适的琼脂平板上，以确定在37℃过夜孵育后的活细胞数[菌落形成单位(CFU)]。细菌计数表示为十进制对数(log10)。
实验条件下的检测极限为每个KT段1.6log10(40CFU)。并行地，将待测试的导管段置于含有1mL不同封管液的管中：(i)25％的乙醇，(ii)5％、10％、15％的柠檬酸三钠，(iii)乙醇/柠檬酸盐混合溶液(25％-5％，25％-10％，25％-15％)和(iv)0.9％氯化钠作为对照。对于每种生物体，一式三份地重复实验，并且在每次处理试验期间，将导管段在37℃下暴露于不同的溶液4、24和48小时。随后，取出导管段，用盐水冲洗一次，并如上所述测定粘附的活微生物(CFU)的数量。
实施例II
要试验的溶液：
乙醇25％(vol/vol)+柠檬酸三钠5％-10％和15％
对照：乙醇25％，柠檬酸三钠5％，柠檬酸三钠10％，柠檬酸三钠15％，生理盐水
待测材料：
无菌导管段(每个1厘米长)(ChronoflexTM，CarbothaneTM，Silicone，TecothaneTM和)。
菌株：
表皮葡萄球菌CIP 68.21
金黄色葡萄球菌CIP 65.25(耐甲氧西林)
铜绿假单胞菌ATCC 27853
肺炎克雷伯氏菌LM21
白色念珠菌SC5314
对生物膜形成的效应的测量
溶液：(i)25％乙醇，(ii)5％、10％、15％的柠檬酸三钠，(iii)乙醇/柠檬酸盐混合溶液(25％-5％，25％-10％，25％-15％)和(iv)0.9％氯化钠作为对照。
将导管段(1cm长)引入24孔板中。
对照和封管液接种细菌/真菌悬浮液，以产生与LB肉汤(细菌)或YBB-0.4％Glu(真菌)中的0.5麦克法兰标准(初始密度为1×106CFU/ml，1/100稀释)相当的浊度。
将具有接种物的0.5ml封管液(或对照)引入含有导管段的每个孔中。将板放置在90rpm下的振荡器上并在37℃下孵育72小时。每24小时生长培养基补充有新鲜营养液以支持装置中的微生物生长。
为了确定72小时后在每个导管段上的细菌负荷，将导管段转移到充满500μL生理盐水的孔中，并放置在振荡器上1分钟，以去除导管段表面上的残留生物体。
然后将导管段置于0.5mL生理盐水中并超声处理5分钟，以破坏任何生物膜。将所得溶液的样品涂在LB琼脂上并孵育72小时。每24小时检查一次平板以获得活菌落数。检测下限为1.6Log10(40CFU)。所有分离物在不同的天数备份试验。
对于本领域技术人员显而易见的是，鉴于本公开的上述教导，所描述的实施例和实施方案的许多修改和变化是可能的。所公开的实施例和实施方案仅出于说明的目的而给出。其他替代实施方案可包括本文公开的一些或所有特征。因此，意图覆盖所有这些修改和替代实施方案，这些修改和替代实施方案，其可能落入应给予其全部范围的本发明的真实范围内。另外，一系列值的公开是该范围内的每个数值的公开，包括端点。

Claims (24)

1.一种不含肝素的水性导管封管液，包括：
4.0-15.0重量/体积％(“w/v％”)的柠檬酸三钠；和，
15.0-25.0体积％/体积％(“v/v％”)的乙醇；
其中导管封管液的pH水平在4.0-8.0的范围内。
2.根据权利要求1所述的导管封管液，其中所述导管封管液不含三硝酸甘油酯(“GTN”)。
3.根据权利要求1-2的任一项所述的导管封管液，其中所述导管封管液能够在不含GTN的环境中使用而不产生柠檬酸三钠沉淀。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的导管封管液，其中所述导管封管液包括：
8.0-12.0w/v％的柠檬酸三钠；和，
18.0-22.0v/v％的乙醇。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的导管封管液，其中所述导管封管液包括：
8.0-12.0w/v％的柠檬酸三钠；和，
23.0-25.0v/v％的乙醇。
6.水性导管封管液，其主要组成为：
4.0-15.0重量/体积％(“w/v％”)的柠檬酸三钠；和
15.0-25.0体积％/体积％(“v/v％”)的乙醇；
其中导管封管液的pH水平在4.0至8.0的范围内。
7.根据权利要求6所述的导管封管液，其中所述导管封管液不含肝素。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的导管封管液，其中所述导管封管液不含三硝酸甘油酯(“GTN”)。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的导管封管液，其中所述导管封管液能够在不含GTN的环境中使用而不产生柠檬酸三钠沉淀。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的导管封管液，其中所述导管封管液包括：
8.0-12.0w/v％的柠檬酸三钠；和，
18.0-22.0v/v％的乙醇。
11.根据权利要求6-9中任一项所述的导管封管液，其中所述导管封管液包括：
8.0-12.0w/v％的柠檬酸三钠；和，
23.0-25.0v/v％的乙醇。
12.一种处理生物膜的方法，包括：
向目标环境中引入包括柠檬酸三钠和乙醇的溶液；和，
保持溶液和目标环境之间的接触以实现防止生物膜产生和根除在目标环境中产生的生物膜中的至少一种；和，
其中目标环境不含柠檬酸三钠沉淀。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述保持接触步骤能够产生无血液凝固剂的无菌目标环境。
14.根据权利要求12-13中任一项所述的方法，其中目标环境不含三硝酸甘油酯(“GTN”)。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中所述溶液不含肝素。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中所述溶液的pH范围为4.0-8.0。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的方法，其中目标环境是导管系统的至少一部分。
18.根据权利要求17所述的方法，其中引入溶液包括引入含有4.0-15重量/体积％(“w/v％”)的柠檬酸三钠和15.0-25.0v/v％的乙醇的水溶液(“TCEA溶液”)。
19.根据权利要求17-18中的任何一项所述的方法，其中保持接触步骤能够防止导管系统内血栓形成。
20.根据权利要求17-19中的任何一项所述的方法，还包括在保持接触步骤之后抽吸溶液。
21.根据权利要求17-20中的任何一项所述的方法，还包括以下的至少一个：
在保持接触步骤之后，允许溶液的至少一部分进入患者的血流；
在保持接触步骤之后，迫使溶液的至少一部分进入患者的血流；以及
其中溶液进入血液中不会对患者造成毒性风险。
22.根据权利要求17-21中任一项所述的方法，还包括在引入溶液之前冲洗导管系统的至少一部分。
23.根据权利要求17-22中任一项所述的方法，还包括在保持接触步骤期间经过预定时间段之后更新溶液。
24.根据权利要求17-23中任一项所述的方法，还包括在引入步骤之前和保持接触步骤之后的至少一个的期间在所述导管系统的至少一部分内施加正压。
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