CN110381933A - 用于控制生物膜的材料和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于预防、抑制或减少受试者中生物膜形成和生物膜感染的材料和方法。该材料和方法使用洗必泰，已经发现洗必泰意外地是无毒的。缺少毒性有助于在以前认为不可能的情况下使用洗必泰。

Description

用于控制生物膜的材料和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年10月26日提交的美国临时申请62/413,116的优先权，该临时申请通过引用整体并入本文。

背景技术

先前对细菌理论的理解将细菌处理指向自由漂浮(浮游)状态的细菌。抗生素是治疗感染的主要工具，它基于在自由漂浮(浮游)状态下研究的微生物杀灭效率，作为单个细胞发挥作用。抗生素功效的量化在例如传统的最小抑制浓度(MIC)测定中进行。然而，现在认为某些人(和其他动物)感染是由于整个微生物菌落的协同的整体行为。这些菌落通常由在生物膜状态下一起工作的微生物组成。生物膜的一个组分包围并保护整个集落免受抗生素和完整免疫系统的攻击。

当自由漂浮的浮游细菌锚定到生物或惰性表面(例如留置医疗设备)时，生物膜开始生长。附着的细菌繁殖并从单层状态发展为微菌落，然后发展为临界质量，在该临界质量处发生细菌串扰，引发称为群体感应的现象，导致生物膜表型。群体感应开启了未在非固着细菌中表达或产生的生物膜产生基因。细菌共同响应以表达对生物膜表型特异的因子，其导致分泌确定生物膜的胞外多糖(EPS)基质。这种生物膜表型的形态特征在于微生物塔的形成，微生物塔由嵌入的活细菌层组成，具有介入水通道。在适当的环境条件下，自由漂浮的细菌从生物膜中释放出来，并在其他表面继续循环。

致病性生物膜与自由漂浮、非生物膜产生形式的完全相同的细菌的表现完全不同。由于不同的基因组表达，生物膜相关感染与浮游类型感染具有不同的临床过程和抗生素反应。此外，处理与浮游感染“相同”的生物膜相关感染会产生抗生素抗性细菌，因为菌落产生的EPS基质赋予菌落1000倍的抗生素抗性，如果是自由漂浮形式，所述抗生素通常会杀死这些微生物。

当被包裹在人体内的生物膜中时，细菌对抗生素的敏感性要低一千倍，使得某些感染，例如肺炎难以治疗并且可能致命。

由于抗生素无法根除这些受EPS保护的微生物群落，因此抗生素的使用会使问题复杂化，因为抗生素会越来越多地选择并保持抗生素抗性细菌。这些细菌包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，MRSA是世界上医院感染的主要原因，而且是现在广泛存在于整个社区的细菌。

MRSA感染是由通常被称为“葡萄球菌”的金黄色葡萄球菌引起的。对广谱抗生素有抗性的葡萄球菌菌株最初出现在医院。这些抗生素包括甲氧西林和其他更常见的抗生素，如苯唑西林、盘尼西林和阿莫西林。MRSA是对除了最强大的药物外的所有药物耐药的第一批细菌之一。

葡萄球菌通常无害，除非它们通过切口或其他伤口进入体内。在老年人和生病或免疫系统较弱的人群中，普通的葡萄球菌感染可导致严重疾病。几十年前，包括MRSA在内的葡萄球菌感染最常发生在医院和医疗机构(例如养老院和透析中心)的人群中，他们的免疫系统较弱；然而，在20世纪90年代，一种MRSA开始出现在更广泛的社区中。今天，这种被称为社区相关的MRSA或CA-MRSA的葡萄球菌形式导致许多严重的皮肤和软组织感染以及严重的肺炎。如果治疗不当，MRSA感染可能是致命的。

社区中的MRSA感染通常表现为皮肤感染，例如丘疹和疖子。这些CA-MRSA感染可以发生在其他健康人群中，并且通常发生在共享设备或个人物品(包括毛巾和剃须刀)的运动员中。已经报道了许多影响了高中和专业运动队的CA-MRSA爆发。MRSA在温暖潮湿的地区(如健身房和健身房更衣室)内生长非常迅速，这一事实使得运动员更易受到这些感染的影响。由于MRSA感染的可能性，常见的割伤和擦伤(例如经常在足球和棒球中发生的那些)现在构成重大威胁。此外，最近的研究表明，30-50％的人的身体上一直携带MRSA菌落，有助于促进感染的传播。

尽管存在国内和全球的影响，现代医学对致病性生物膜相关感染的治疗很少。此外，该问题的解决方案不仅仅是开发另一种新的抗生素，因为为了避免抗生素抗性细菌的长期存在，这种治疗必须具有广谱和抗生物膜活性。这在实际患者中一次又一次地得到反映，对于他们来说，即使在MIC测试中“证明”有效的抗生素的重复、延长的疗程通常也是不成功的。

万古霉素是少数几种对MRSA医院菌株仍然有效的抗生素之一，尽管该药物不是在每种情况下都有效。几种药物继续对CA-MRSA有效，但CA-MRSA是一种快速进化的细菌，它对大多数抗生素产生抗药性可能只是一个时间问题。

生物膜在所有医学领域都具有广泛的临床意义。已知例如通常与假单胞菌和葡萄球菌相关的细菌生物膜是难治性感染以及慢性低度炎症的原因。细菌生物膜中的细菌菌落似乎对宿主的天然防御以及抗生素治疗具有很强的抵抗力。生物膜实际上定殖在这些菌落可以附着的人体内部或人体上的任何表面上。它们通常定殖在生物材料，如导尿管、经皮静脉导管和假体心脏瓣膜。

在生活环境中，生物膜可能在排水管、管道等中导致粘液、堵塞和恶臭。在一些情况下，由于在加工之后微生物粘附到食物上，在食品加工所必需的设备表面上形成的生物膜导致食物中毒等。

攻击、溶解或以其他方式削弱细菌生物膜基质、中断维持细菌群落的群体机制以及上调局部宿主先天免疫可以治愈原本无法治愈的慢性感染或慢性生物膜相关炎性疾病。细菌生物膜“装甲”的渗透或分散对于抵抗生物膜引起的慢性炎症是至关重要的，特别是涉及抗生素抗性细菌的那些炎症。

生物膜状态的细菌不仅对抗生素具有强大的抗性，它们还对其他抗菌剂和生物杀灭剂(如醇，酸和碘溶液)具有抗性。事实上，今天的抗生素明显地反复证明了治疗生物膜相关感染的重大失败。此外，本身没有众所周知或已证实的抗生物膜治疗。治疗推定继发于病原性生物膜形成的感染的尝试包括重复和延长的抗生素治疗、物理除去生物膜(即手术或清创术)和局部消毒剂(如用于手部清洁的醇基泡沫或凝胶)。这些治疗不仅无法恢复正常生理，还会破坏先天免疫的稳态-抗生素滋生越来越多的抗药性细菌，手术或清创导致解剖创伤，从而产生另一个潜在的感染部位，局部消毒剂可能会通过根除正常的共生物和病原体而促进致病性生物膜的发展和生长。因此，开发诱导生物膜解离和/或防止生物膜分泌的方法和材料是一个日益增长的研究领域。

还希望将治疗直接应用于受致病性生物膜影响的区域，包括如人粘膜和角质化和非角质化上皮以及留置医疗装置的表面。这种给药技术可以避免全身毒性，因为它们按照定义通过局部(皮肤药物，鼻腔喷雾剂，口腔吸入器或喷雾器，滴眼剂，口腔片剂等)递送系统给药。还希望治疗是廉价和安全的，例如，治疗由天然的、通常被认为是安全的(GRAS)衍生物/非药物成分组成。最后，有用的是，将抗生物膜组合物应用于惰性表面(即医院设备，飞机托盘桌，学校桌子)以限制致病性生物膜在医院/临床环境中以及在整个社区中的传播/存在。

洗必泰是一种化学防腐剂，通常用作漱口水中的一种成分，用于杀死牙菌斑和其他口腔细菌。洗必泰也有非牙科用途。例如，它用于一般皮肤清洁，作为手术擦洗，以及作为术前皮肤准备。洗必泰通常以乙酸盐、葡萄糖酸盐或盐酸盐的形式单独使用或与其他抗菌剂(如溴棕三甲铵)组合使用。

先前已经描述了在伤口灌洗应用中使用洗必泰。参见，例如，美国公开申请No.2011-0288507A和美国公开申请No.2011-0097372A，这两篇申请通过引用整体并入本文。

发明内容

本发明提供了通过将包含洗必泰的消毒剂组合物直接或间接地施用于感染部位或潜在感染部位来预防、治疗或破坏生物膜相关感染的材料和方法。

本发明还提供了通过将包含洗必泰的消毒剂组合物直接或间接地施用于生物膜或可能形成生物膜的部位来破坏、解离、穿透生物膜和/或防止生物膜分泌的材料和方法。

在优选的实施方式中，抗生物膜组合物是无菌的，并且在足以破坏生物膜的压力下直接施用于生物膜。

可以通过直接施用将本发明的组合物递送至受影响的组织，显著提高功效。在优选的实施方式中，洗必泰溶液在至少7psi，更优选10psi或更高，最优选12psi或更高的压力下施用于生物膜。在优选的实施方式中，压力小于25psi，并优选小于20psi。

有利地，已发现含洗必泰的溶液可根据本发明施用于受试者，而不会对血液、血细胞或血管系统造成溶血或其他负面影响。此外，当根据本发明的方法给药时，本发明的含洗必泰的溶液不会导致洗必泰的有害吸收、全身毒性或纤维化。此外，本发明的组合物可以应用于神经系统的组织，包括中枢神经系统(CNS)的组织，而不会产生有害作用。最后，根据本发明，含有洗必泰的溶液可以在关节组织/软骨细胞的存在下施用而没有毒性。

基于这些发现，现在可以如本文所述的以新颖且有利的方式利用含洗必泰的溶液，以有效地治疗和/或预防或破坏受试者中多种组织和位置中的生物膜和/或生物膜相关的感染。

有利地，本发明的抗生物膜组合物可用于消除具有抗药性或与抗药性相关的生物膜，包括MRSA形成的生物膜。此外，微生物不容易获得对本发明治疗的抗性。

在一个优选的实施方式中，根据本发明施用的活性剂是葡萄糖酸洗必泰，优选浓度为约1.0％或更低，更优选为约0.1％或更低，更优选为低于0.08％，甚至更优选为约0.05％或更低，一些用途为0.02％或更低。根据本发明，可以使用在无菌水中的洗必泰溶液。

在某些实施方式中，施用含有洗必泰的溶液之后用例如盐水冲洗。数据表明使用盐水冲洗对结合到组织或细菌生物体的CHG的去除最少。在其他实施方式中，不应用这种冲洗。在某些实施方式中，例如在外科手术和/或冲洗体腔的情况下，洗必泰施用之后可以是抽吸或替代的去除方法，例如用无菌射线技术或海绵进行印迹。例如，在施用洗必泰后30秒、1分钟、2分钟、5分钟或更长时间后，可以施加抽吸。

含有洗必泰的水溶液或其他材料可以具有其他组分，包括例如pH调节剂，缓冲剂，局部麻醉剂，促进伤口愈合的试剂，帮助降解生物膜的试剂，止血和/或促进凝块形成的试剂，以及其他治疗和非治疗组分。

在一个实施方式中，组合物“基本上由CHG水溶液组成”，这意味着该溶液不含除葡萄糖酸洗必泰之外的其他活性剂，葡萄糖酸洗必泰实质上改变溶液控制生物膜生长的能力。

本发明的消毒剂组合物可用于各种旨在预防和/或治疗生物膜相关感染的各种应用中。治疗可以应用于例如手术部位、皮肤上的手术切口、血液、泌尿生殖道、植入物、关节、呼吸道、腹膜内部位、眼睛部位、结肠、鼻窦、关节内部位、纵隔部位、愈合组织部位、颅内或脑脊髓部位、或其他神经系统组织。

同样基于涉及的解剖区域，本发明可以使用两步或更多步骤的施用方法，例如，局部施用第一组合物以减少病理生物膜，然后施用第二组合物以促进正常共生细菌稳态的恢复。也可以使用施用抗生素的步骤。

本发明的组合物还可以应用于惰性表面(例如医院设备，飞机托盘桌，学校桌子，管子和管道)，以极大限制致病性生物膜在环境中以及在整个社区中的传播/存在。

在一个实施方式中，本发明提供了用于预防和/或治疗由生物膜或抗生素抗性微生物引起或与之相关的疾病的方法。在一个实施方式中，该方法包括向需要这种治疗的受试者施用有效量的本发明组合物。

在某些实施方式中，洗必泰治疗用于治疗已被诊断患有生物膜感染的受试者和/或已被诊断为具有获得生物膜感染风险的受试者。

本发明还提供了包含抗生物膜组合物的试剂盒和托盘，以及用于向受试者施用抗生物膜组合物的设备或装置。在优选的实施方式中，组合物、试剂盒和托盘是无菌的。

具体实施方式

本发明提供了破坏和/或抑制生物膜生长的材料和方法。

在优选的实施方式中，本发明提供用于预防和/或减少生物膜相关感染的发展或治疗受试者部位的现有生物膜相关感染的材料和方法。受试者可以是例如人或其他动物。该处理也可以应用于无生命的表面。

本发明还提供了通过将包含洗必泰的消毒剂组合物直接或间接地施用于生物膜或潜在生物膜的部位来消除、破坏、解离、穿透生物膜和/或防止生物膜分泌的材料和方法。在优选的实施方式中，消毒剂组合物是无菌的。

可以通过直接施用将本发明的组合物递送至受影响的组织(或其他部位)，显著提高功效。该组合物可以直接施用于受生物膜影响的区域，包括如人粘膜和角质化和非角质化上皮的表面。它还可以直接应用于另一种医疗装置，例如但不限于外科网、血管移植物、乳房植入物或其他可植入医疗装置。

这种局部定向疗法的实施例包括皮肤药物、鼻腔喷雾剂和洗剂、滴耳液、直肠给药、口腔吸入器和雾化器、滴眼剂、隐形眼镜、隐形眼镜溶液、口腔片剂、洁齿剂(如漱口水，牙膏)、牙线和牙周治疗。在每种情况下，本发明的组合物通过载体给药，该载体的组成基于解剖学给药的区域在生理学上是合适的。

在某些实施方式中，洗必泰治疗用于治疗已被诊断患有生物膜感染的受试者和/或已被诊断为具有获得生物膜感染风险的受试者。

同样基于涉及的解剖领域，本发明可以使用两步或更多步骤的施用方法，例如，第一组合物局部施用以减少致病性生物膜，然后施用第二组合物以促进正常共生细菌稳态和/或抗生素剂对例如浮游状态的微生物的作用的恢复。

含洗必泰的组合物可以根据本发明给予受试者，而不会对血液、血细胞或血管系统造成溶血或其他有害作用。此外，当根据本发明的方法施用时，本发明的含洗必泰的溶液不会导致洗必泰的有害吸收、全身毒性或纤维化。此外，本发明的组合物可以应用于神经系统的组织，包括中枢神经系统(CNS)的组织，而不会产生有害作用。

基于这些发现，现在可以如本文所述的以新颖且有利的方式利用含有洗必泰的组合物，以有效地治疗、破坏和/或预防受试者体内或体表上的广泛的组织和位置中的生物膜相关感染。

在一个实施方式中，本发明提供了用于预防、抑制或减少受试者部位的生物膜形成或生物膜感染的方法，其中所述方法包括向所述部位施用包含浓度为1％或更少(优选0.05％或更少)的洗必泰的水溶液，并且其中所述部位选自a)血液、b)泌尿生殖道、c)呼吸道、d)腹膜内部位、e)眼睛部位、f)结肠、g)鼻窦、h)关节内部位、i)纵隔部位、和j)脑脊髓部位。

有利地，本发明的抗生物膜组合物可用于消除生物膜或减少抗药性的生物膜的形成，包括MRSA形成的生物膜。

在一个实施方式中，本发明的方法包括以下步骤：

(a)提供一种无菌组合物，其包含含有浓度为约1％或更低、0.08％或更低、0.05％或更低、或0.02％或更低的洗必泰的活性剂，和

(b)将无菌组合物直接或间接施用到受试者的部位。

在一个具体实施方式中，首先诊断患者患有生物膜感染。在另一具体实施方式中，感染先前已用不同的抗微生物剂(如抗生素)治疗。在另一个具体实施方式中，感染先前已经用不同的抗微生物剂治疗，并且已经确定感染对先前使用的抗微生物剂具有抗性。先前使用的抗生素可以是例如甲氧西林、万古霉素、苯唑西林、盘尼西林和阿莫西林。

施用洗必泰的部位可以是具有发生生物膜相关感染风险、或者具有与生物膜形成相关的现有感染的任何部位。适合于实施本发明方法的部位的非限制性实例包括：手术部位，皮肤上的手术切口，血液，泌尿生殖道，植入物，呼吸道，腹膜内部位，眼睛部位，结肠，鼻窦，鼻腔通道，关节内部位，纵隔部位，颅内，脑脊髓部位或其他神经系统组织。

有利地，即使当存在有机材料(包括血液、组织和/或污垢和碎屑)时，本发明的组合物也可有效对抗感染，特别是抗生素抗性感染和生物膜相关感染。

在另一个实施方式中，本发明的抗生物膜组合物可有效地分散和消除新形成的生物膜以及老化的生物膜，例如形成至少1天、2天、5天、1周、2周、3周、或1个月或更长时间的生物膜。

在一个具体实施方式中，抗生物膜组合物刺激生物膜中微生物的差别生长。差别生长可破坏生物膜的完整性并导致生物膜对组合物的进一步治疗的敏感性增强，这最终导致生物膜的去除。

本发明的无菌抗生物膜组合物含有活性剂，其优选包含洗必泰(或由洗必泰组成或基本上由洗必泰组成)洗必泰，洗必泰的浓度小于约1％、小于0.08％、约0.1％或更小，小于约0.05％、小于约0.025％、或小于约0.02％。洗必泰可以是，例如，葡萄糖酸洗必泰(CHG)、醋酸洗必泰、盐酸洗必泰、或其组合。洗必泰也可以用例如磷酸基团改性以增强功效，进一步降低抗性微生物发展的可能性。消毒剂组合物可进一步含有一种或多种其他的活性剂。在某些实施方式中，该组合物不含醇，或含有少于0.1％、1％、5％、10％、25％或50％的醇。

在某些实施方式中，洗必泰可以掺入留置医疗装置本身和/或可以应用于这种设备的涂层。如果需要，可以通过使用例如合适的水凝胶或其他聚合物随时间释放洗必泰。在具体的实施方式中，洗必泰可以在感染的存在下优先释放。这可以通过例如将洗必泰掺入材料中来实现，所述材料当与细菌的存在相关的pH改变发生时释放洗必泰。

本发明的其他实施方式包括鼻喷雾剂或其它形式的鼻冲洗溶液，以促进鼻腔冲洗以治疗感染，包括由生物膜和/或抗生素抗性微生物(如MRSA)引起的那些感染。在一个实施方式中，本发明提供了通过向已被诊断患有生物膜或MRSA鼻腔感染的受试者施用含有抗感染量的洗必泰的溶液来治疗与生物膜相关的鼻腔感染的方法。在一个实施方式中，洗必泰是CHG。在另一个具体实施方式中，感染是MRSA感染。

在一个实施方式中，本发明的组合物用于例如在外科植入物、支架、导管和其他留置医疗装置的环境下防止或减少生物膜的形成。含洗必泰的溶液也用于在其他环境下减少生物膜的形成，包括例如与鼻窦感染和红眼病相关的生物膜。

在另一个实施方式中，本发明的组合物可用于预防或减轻眼部感染，并用于治疗与干眼症相关的潜在炎症过程。眼表面之上或附近的致病性生物膜的后遗症可导致慢性眼部低度炎性病症，包括干眼症。本发明提供了用于治疗干眼症和流沙症的症状和原因的组合物。具体地，这些组合物抑制致病性生物膜生长并对眼/附属物表面产生总体抗炎作用。在一个优选的实施方式中，首先将患者诊断为患有干眼，然后向患者施用洗必泰溶液，从而治疗干眼症。

眼睛和邻近表面的这种治疗改善了眼附属区域的致病性和有益微生物群之间的稳态。重新平衡或调整致病性生物体与非致病性或甚至有益的生物体可改善长期干燥、受刺激、红色或发炎的眼睛的症状。另外，可以在根据本发明的组合物中补充其他化合物，例如L-茶氨酸、维生素D3、益生元多糖和海洋生物螺旋藻，以治疗与致病性生物膜相关的病症。

在其他实施方式中，本发明的组合物可用于致病性生物膜和/或慢性感染的预防和/或破坏，慢性感染存在于、与之相关或导致各种其他慢性炎症状态(例如慢性鼻炎鼻窦炎；慢性牙周炎；慢性支气管炎)和其他呼吸道炎症状态(包括曲霉菌病，囊性纤维化和哮喘)；炎性耳部疾病(如“游泳性耳炎”，“外耳炎”和“慢性中耳炎”)和炎症性皮肤病(如特应性皮炎和湿疹)。这些病症的病理生理学可能涉及通过致病性物种和致病性生物膜形成对正常共生细菌群体的破坏。本发明改善了与这些病症和潜在炎症状态相关的症状。

其他用途包括在乳房植入物或胶原蛋白植入物的环境下施用洗必泰，以减少感染、生物膜发展和需要后续手术的可能性。

本发明的洗必泰溶液也可以根据减少细菌计数消毒针灸针、耳环和其他可以插入体内的穿刺物体来使用。

更进一步地，泌尿生殖道冲洗系统可用于将本发明的无菌消毒组合物施用于患者的泌尿生殖道。

本发明的抗生物膜组合物也可以施用于受试者的呼吸系统。

另外，脑脊髓冲洗系统可用于将无菌消毒剂组合物施用于受试者神经系统中的部位。

在某些实施方式中，本发明提供了破坏受试者部位生物膜的方法，其中所述方法包括鉴定生物膜感染并向生物膜施用包含浓度为1％或更低的洗必泰的水溶液，其中所述部位选自：

a)血液，

b)泌尿生殖道

c)呼吸道，

d)腹膜内部位，

e)眼睛部位，

f)结肠，

g)鼻窦，

h)关节内部位，

i)纵隔部位，

j)脑脊髓部位，

k)颅内部位

l)胸部，

m)皮肤和/或软组织，

n)大肠或小肠，

o)烧伤，和

p)肢体部位。

在某些实施方式中，本发明的活性成分可与抗生素组合。因为根据本发明的洗必泰的施用具有抗生物膜效应，其使得潜在的生物膜相关的感染对通常在生物膜治疗环境中无效的抗生素敏感。本发明还允许以较低的量使用抗生素，从而降低毒性以及治疗费用，因为本发明使潜在的致病性微生物对抗生素抗微生物机制“敏感”。

本发明该方面的组合物的许多但非全部的实施方式共有的一些成分包括从天然产物获得或与天然产物相关的抗生素组合物。这些可包括微生物代谢物、细胞和/或无细胞部分，其单独使用或与活的或不存活的益生菌或其他微生物组合使用，包括细菌、真菌、蓝藻细菌(如钝顶节旋藻(螺旋藻))和药用级蜂蜜。在某些实施方式中可以使用的其他成分包括但不限于益生元化合物，例如落叶松或阿拉伯树胶，其他蜂巢产品，例如蜂王浆、蜂粮和蜂胶，绿茶衍生物，例如表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和L-茶氨酸，其他植物衍生物，如土木香、互生叶白千层和松红梅，以及水溶性和非水溶性维生素D3。

有利地，在优选的实施方式中，本发明组合物的成分一起起作用以抑制生物膜形成和生物膜相关感染，同时通过增强致病性生物膜分散以及改善正常的局部先天免疫应答来改善相关的慢性炎性病症。

本发明的组合物可以直接应用于所涉及的区域，例如人粘膜、角质化和非角质化的上皮表面。该技术减少或消除了全身毒性，因为给药是局部的(皮肤药物，鼻腔喷雾剂，口腔吸入器或喷雾器，眼药水，口服片剂等)。

组合物(包括本发明组合物)的抗生物膜功效可以使用Calgary Biofilm Device评估，该装置是FDA I类批准的用于接种生物膜的装置(美国专利No.6,599,714，在此通过引用并入)，以进行MBEC(最小生物膜根除浓度)程序或评估抗生物膜功效的其他方法。可以采用的其他抗微生物测试包括：琼脂或圆盘扩散技术，Kirby-Bauer测试和最小抑制浓度(MIC)。这些技术对于本领域技术人员来说是公知的，因此这里不再详述。方案可以在JohnLammert，Pearson Education，2007的“Techniques in Microbiology”和GeorgeA.Wistreich，Pearson Education，2003的“Microbiology Laboratory Fundamentals andApplications”中找到，它们通过引用整体并入。

通过对所测试的相同抗微生物化合物和微生物进行最小抑制浓度(MIC)测试，可以直接比较抗生物膜功效(生物膜抑制浓度或BIC)与浮游功效。另外，抗生素功效可以使用类似于麦卢卡因子的分类系统来测量(Molan,Peter,“Method for the assay ofantibacterial activity of honey”,2005，通过引用并入本文)，除此之外，在这种情况下，测量的是完全生物膜生长抑制(生物膜抑制浓度或BIC)的大小，而不是如蜂蜜的化合物的抗微生物物质的杀灭直径(“抑制区”)。该方法将用于开发针对一系列细菌以及细菌组(例如革兰氏阴性细菌，甲氧西林敏感性和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等)的组合物的BIC标准。

在某些实施方式中，细胞或无细胞部分或生物体的提取物或其细胞外环境(例如生物膜衍生物本身)可具有特定的抗生物膜和/或抗炎功效，其甚至可能比该部分本身的来源更有效。

先前已经描述了CHG在伤口冲洗应用中的用途。参见，例如，美国公开申请No.2011-0288507A和美国公开申请No.2011-0097372A，这两篇申请通过引用整体并入本文。这些专利申请描述了含CHG溶液的各种用途。在某些实施方式中，本发明的材料和组合物特别排除在美国公开专利申请2011-0288507A和2011-0097372A中描述的那些用途。

在本专利申请中使用术语“约”，“大约”，“近似”和“周围”来描述本发明的一些定量方面，例如活性剂的浓度。应该理解，就本发明的操作方面而言，不需要绝对精度。当这些术语用于描述本发明的定量方面时，相关方面可以变化高达±10％。因此，术语“约”，“大约”，“近似”和“周围”允许本发明的各种公开的定量方面的变化±1％、±2％、±3％、±4％、±5％、±6％、±7％、±8％、±9％或高达±10％。例如，包含约1％活性剂的无菌消毒剂组合物可含有0.9％至1.1％的活性剂。

本文所用的术语“治疗”或其任何语法变体包括但不限于改善或缓解疾病或病症的症状，减少、压制、抑制、减轻或影响病症的进展、严重程度和/或范围。

如本文所用，术语“预防”或其任何语法变体包括但不限于延迟症状的发作，预防疾病复发，增加症状发作之间的潜伏期，或其组合。如本文所用，预防不需要完全没有症状。

如本文所用，术语“有效量”是指能够预防、改善和/或治疗与生物膜相关的病理状况的量。

在一个实施方式中，“需要这种治疗的受试者”是指被诊断患有与生物膜相关的病理状况的受试者。

有利地，即使当存在有机材料(包括血液、组织和/或污垢和碎屑)时，本发明的消毒剂组合物也可有效对抗生物膜相关的感染。

制剂

在本发明的一个实施方式中，低浓度的洗必泰溶液可用于有效预防或治疗生物膜相关感染。有利地，已经发现含洗必泰的溶液可以根据本发明施用于受试者，而不会对血液、血细胞或血管系统造成溶血或其他有害作用。此外，当根据本发明的方法施用时，本发明的含洗必泰的溶液不会导致洗必泰的有害吸收、全身毒性或纤维化。此外，本发明的组合物可以应用于神经系统的组织，包括中枢神经系统(CNS)的组织，而不会引起有害作用。

基于这些发现，现在可以如本文所述的以新颖且有利的方式利用含洗必泰的溶液，以有效地治疗和/或预防感染，包括受试者的广泛组织和位置中的生物膜相关感染。

在具体的实施方式中，洗必泰浓度小于约2％，小于约1％，或小于约0.1％。在进一步的实施方式中，洗必泰浓度小于约0.05％。在更进一步的实施方式中，洗必泰浓度为0.02％至0.05％。这里具体举例说明的是CHG的用途。

在一个具体实施方式中，根据本发明使用的CHG具有以下化学结构：

消毒剂组合物的pH优选为中性或微酸性。优选pH为5.0至7.5。更优选pH为5.5至7.0。

在一个优选的实施方式中，与未处理的部位或施用不含洗必泰的盐水或水的部位相比，将本发明的消毒剂组合物施用于感染部位导致在该部位处细菌、其他微生物或生物膜形成的数量减少。有利地，根据本发明的消毒剂组合物的施用可以导致生物膜相关感染的有效控制而不会引起组织损伤。

可根据本发明施用于受试者的其他活性剂的实施例包括但不限于抗细菌剂、抗病毒剂、杀真菌剂、化学治疗剂、局部抗菌剂、麻醉剂、含氧流体和/或药剂、抗生素、诊断剂、顺势疗法剂、益生菌、益生菌的代谢物或提取物、止血剂和非处方药物/药剂。在一个实施方式中，其他的药剂可以是抗微生物肽(AMP)。AMP在本领域中是众所周知的。

在某些实施方式中，另外的药剂是诊断剂。诊断剂可以是例如与靶生物分子结合的抗体、蛋白质或多核苷酸。然后可以利用本领域技术人员已知的技术使任何这种结合可视化。

为了本发明的目的，活性剂的普通水溶液在基本上不含溶质的水溶液中包含活性剂和/或第二试剂，所述溶质为溶液提供渗透压，例如盐或糖。为了本发明的目的，等渗溶液是指具有与血液相同的渗透压的溶液。通常，等渗溶液在水中含有约0.85％的NaCl。

本发明的各种实施方式还可以包括眼药水、凝胶、软膏、乳膏或其它适合于应用区域的组合物的递送载体，眼周洗剂、凝胶、软膏、乳膏或其它适合于应用区域的递送载体，鼻内水性或非水性喷雾剂、鼻腔盐水冲洗液、皮肤皂液、乳液、乳膏、润肤剂和溶液，例如用于隐形眼镜清洁和维护或喷雾的溶液。

在某些实施方式中，组合物还可包含一个成分，其浓度(组分的重量/组合物的重量)为至少约1μg/g、5μg/g、10μg/g、20μg/g、50μg/g、0.1mg/g、0.5mg/g、1mg/g、5mg/g、10mg/g、50mg/g、100mg/g或500mg/g，其中所述成分选自由微生物提取物、化学替代物、细胞或无细胞组分、益生菌和/或益生菌微生物代谢物、蜂蜜、蜂巢产品、生物表面活性剂、益生元、植物提取物和维生素D组成的组。

益生菌是以某种方式对人体有益的微生物。2001年世界卫生组织关于益生菌微生物的专题讨论会将这些生物体定义为“一种活的微生物，当它以适当的量食用时，对其宿主的健康产生积极影响”(世界卫生组织，FAO/WHO联合专家对包含活乳酸菌的奶粉的食物中益生菌的健康和营养特性的评估，2001年10月)。

在一个实施方式中，益生菌微生物选自由气球菌、大肠杆菌、芽孢杆菌、肠球菌、梭杆菌、乳球菌、明串珠菌、蜜蜂球菌、微球菌、酒球菌、芽孢乳杆菌、链球菌、葡萄球菌、酵母菌、片球菌、消化链球菌、丙酸杆菌和魏斯氏菌组成的组。

生物表面活性剂是由微生物释放的化合物，并且通常是无毒和可生物降解的。在一个实施方式中，根据本发明有用的生物表面活性剂通过益生菌释放，所述益生菌包括非乳酸菌和乳酸菌(LAB)。在一个实施方式中，根据本发明有用的生物表面活性剂通过益生菌释放，所述益生菌包括但不限于拟杆菌、双歧杆菌和乳杆菌。

在其它的实施方式中，生物表面活性剂可以通过某些菌株释放，包括：气球菌、大肠杆菌、芽孢杆菌、肠球菌、梭杆菌、乳球菌、明串珠菌、蜜蜂球菌、微球菌、酒球菌、芽孢乳杆菌、链球菌、葡萄球菌、酵母菌、片球菌、消化链球菌、丙酸杆菌或魏斯氏菌。

根据本发明有用的生物表面活性剂可以是糖脂或脂蛋白。在一个实施方式中，生物表面活性剂可以是糖脂、脂肽、缩酚酸肽、磷脂、取代的脂肪酸、脂多糖、surlactin、表面活性素、visconsin、刺孢青霉酸或鼠李糖脂。

益生元是在许多植物中发现的不易消化的纤维状果寡糖或乳寡糖(FOS或GOS)，其被大肠代谢形成短链脂肪酸，例如丁酸酯。这些脂肪酸代谢地支持肠道中的益生菌菌落，并且有助于产生有效的局部先天免疫应答。因此，益生元补充可以增加益生菌补充的功效。这种组合称为合生素疗法。

在某些实施方式中，本发明可以使用浓度在10mcg-100mg/ml之间的某些益生元，例如刺槐豆胶(角豆胶)，以增强抗生物膜功效。这些包括果寡糖(FOS)，甘露寡糖(MOS)，乳寡糖(GOS)，阿拉伯半乳聚糖和其他膳食纤维，菊粉，乳果糖，抗性淀粉，异麦芽酮糖醇，燕麦麸和果胶。可以使用落叶松阿拉伯半乳聚糖，也称为AG，Ara-6，阿拉伯半乳聚糖、阿拉伯促乳激素、膳食纤维、落叶松、落叶松树胶、落叶松树、落叶松(larix)、蒙古落叶松、蒙古落叶松木、可溶性纤维、Stractan、西落叶松、西落叶松阿拉伯半乳聚糖、木树胶、木糖、落叶松蜕膜、欧洲落叶松、松果体落叶松、美国西部落叶松、兴安落叶松gmerlinii变种、大果兴安落叶松和兴安冷杉。也可以使用：魔芋葡甘露聚糖，也称为魔芋胶，水解魔芋，水解葡甘露聚糖，未水解的魔芋，水解葡甘露聚糖，甘露，魔芋，魔芋纤维，刺梨(Devil’s Tongue)和象足红薯。也可以使用：可溶性或不溶性β-葡聚糖，也称为谷物麸皮、植物纤维素、真菌成分、蘑菇成分、海藻成分、凝胶多糖、海带多糖、亮藻多糖、香菇多糖、多糖-K、地衣多糖、pleuran、黄原胶和酵母多糖。

已知植物提取物具有抗炎和抗微生物特性。在本发明的一些实施方式中使用的植物提取物包括horseheal(InulaheleniumL.，菊科，土木香)，玫瑰(Rosa damascena L.，蔷薇)，薰衣草(Lavandulaangustifolia L.，唇形科)，洋甘菊(Matricariarecutica L.，菊科)，橙(芸香科)，桉树(Eucalyptus globulus L.，桃金娘科)，天竺葵(Geraniumrobertianum L.，牛儿苗科)，杜松(Juniperuscommunis L.，柏科)，柑橘(Citrus sinensisL.，芸香科)，茶树(Melaceucaalternifolia)，麦卢卡灌木(Leptospermum scoparium)，印度楝树(Azadirachtaindica，A.Juss)，茶树(野茶树)和迷迭香油(RosmarinusofficinalisL.，唇形科)。可以使用上述植物性药材的精油或水蒸馏物。例如，可以使用浓度在1-10％体积/体积(植物提取物/发明)之间的麦卢卡油。

维生素D最近发现了对先天免疫系统有影响，除了它对骨代谢的众所周知的影响。维生素D3诱导在如皮肤和眼睛的身体表面上产生抗微生物肽(AMP)，例如抗菌肽(LL37)。可以将维生素D3作为另外的活性成分添加到制剂中。更具体地，维生素D的活性形式可以以1mcg至1mg/ml的量使用。

活性谱

本发明的组合物适用于在需氧或厌氧条件下生长的生物膜。

本发明的某些组合物可以预防或抑制致病性生物膜的形成。此外，本发明的某些组合物可以减少、控制或消除现有的致病性生物膜。

包含洗必泰的组合物可以通过多种机制预防或抑制致病性生物膜的形成，和/或减少、控制或消除现有的致病性生物膜，包括预防、抑制和/或破坏生物膜或致病性微生物到生物或非生物表面的沉积、粘附和/或锚定；预防、抑制和/或破坏细胞外因子如胞外多糖(EPS)基质的分泌和/或释放；和/或预防、抑制和/或破坏群体感应机制。这些病原体包括需氧和厌氧革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。洗必泰还具有抗白色念珠菌、沙眼衣原体、某些真菌和某些病毒的活性。

洗必泰对多种革兰氏阳性好氧细菌具有高活性，包括链球菌突变体、化脓性链球菌(A组β-溶血性链球菌)、唾液链球菌和血链球菌。洗必泰对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌、人葡萄球菌和模仿葡萄球菌具有活性。洗必泰对耐苯唑西林的(ORSA)和苯唑西林敏感的葡萄球菌(也称为耐甲氧西林[MRSA]或甲氧西林敏感的葡萄球菌)具有活性。洗必泰对肠球菌具有活性，包括粪肠球菌和屎肠球菌，并且对万古霉素敏感菌株和耐万古霉素菌株具有活性。

洗必泰对一些厌氧细菌也有活性。洗必泰对一些拟杆菌、丙酸杆菌、艰难梭菌和月形单胞菌菌株具有活性，但对韦永氏球菌的活性较低。

洗必泰对白色念珠菌、都柏林念珠菌、光滑念珠菌(以前的光滑球拟酵母)、季也蒙念珠菌、乳酒念珠菌(以前的伪热带念珠菌)、克肉念珠菌、葡萄牙念珠菌和热带念珠菌(以前的近平滑念珠菌)具有活性。洗必泰还具有抗皮肤癣菌的活性，包括絮状表皮癣菌、石膏样小孢子菌、犬小孢子菌和须癣毛癣菌。

除了消除、预防或抑制生物膜的形成之外，本发明的无菌消毒剂组合物还可以使某些生物膜形成细菌“不再致病”，包括例如大肠杆菌和产气克雷伯氏菌，使这些细菌不太能引起感染。

在一个优选的实施方式中，当与未治疗的部位或施用不含洗必泰的盐水或水的部位相比时，将本发明的消毒剂组合物施用于感染部位导致该部位的生物膜形成减少。有利地并且意外地，施用根据本发明的消毒剂组合物可以导致生物膜相关感染的有效控制而不会引起组织损伤。

生物膜感染相关疾病的诊断和治疗

在一个实施方式中，本发明提供了用于预防和/或治疗由生物膜引起或与之相关的疾病的方法。在一个实施方式中，该方法包括向需要这种治疗的受试者施用有效量的本发明组合物。

在一个具体实施方式中，本发明包括诊断受试者是否患有生物膜感染，然后将本发明的组合物施用到被诊断患有生物膜感染的受试者。然后还可以监测受试者以获得治疗功效。

生物膜感染的诊断可以通过例如美国专利公开申请2010/0285496中描述的临床技术来实现。致病性生物膜感染的位置可以通过成像技术(例如X射线和CT扫描)确定。

在一个实施方式中，可以通过以下检测生物膜感染：

a)从受试者获得生物样品；和

b)测量与在生物膜状态下但不是在自由漂浮(浮游)状态下的微生物相关和/或由其选择性表达的一种或多种生物标记物(例如，胞外多糖，蛋白质，mRNA)的存在。

因此，可以通过测量与自由漂浮(浮游)状态中的水平相比、在生物膜状态中由微生物以升高的水平表达的一种或多种生物标志物的存在来检测生物膜感染。在另一个实施方式中，可以通过细菌胞外多糖(EPS)基质或EPS中包含的化学物质的存在来检测生物膜感染。

此外，形成生物膜的抗药性微生物和/或致病性微生物的种类可以通过例如使用识别与致病性微生物的存在相关的抗原或肽的抗体，或使用识别致病性微生物的核酸分子的探针来确定。

如本文所用，术语“生物样品”包括但不限于含有从受试者分离的组织、细胞和/或生物流体的样品。生物样品的实施例包括但不限于组织、细胞、活组织检查、血液、淋巴、血清、血浆、尿液、脑脊髓液、唾液和泪液。在某些具体实施方式中，生物样品包括眼泪、鼻液和唾液。

根据本发明有用的生物标志物的存在和/或水平可以通过本领域已知的技术确定，例如酶联免疫吸附测定(ELISA)，免疫印迹，RNA印迹，免疫测定，免疫荧光和核酸杂交技术。

与生物膜感染有关的疾病

在某些实施方式中，本发明可用于预防、治疗或改善由生物膜感染引起或与之相关的疾病，包括但不限于皮炎、痤疮、慢性支气管炎、囊性纤维化、慢性牙龈炎、慢性炎性肠病、癌症、慢性湿疹、慢性不愈合伤口、慢性膀胱炎和医疗器械(例如隐形眼镜)相关的炎症。本发明人还发现生物膜感染引起疾病或与疾病相关，例如慢性睑炎和其它眼、眼周和皮肤上皮的慢性炎性病症，例如干眼症、睑板腺炎和红斑痤疮。

在一个实施方式中，本发明的方法可用于治疗与生物膜感染相关的癌症，例如结肠癌。在该实施方式中，CHG组合物可以与化学治疗剂和/或其他癌症疗法联合施用。

在一个实施方式中，本发明可用于预防、治疗或改善生物膜所涉及的耳鼻喉科实践中的病症，包括中耳炎、慢性鼻窦炎、慢性扁桃体炎、腺样体炎和耳蜗和中耳植入装置失效。尽管需要改进的治疗方法，但现有技术方法如机械破坏(即，移除或手术切除受感染的材料)或长期抗生素治疗仍然是由于生物膜引起的慢性炎症状态的主要治疗。

本发明人发现某些眼和眼周感染是由生物膜相关的慢性炎症状态引起的。例如，在眼科领域，已经报道了白内障手术后眼内炎、视网膜脱离手术后的巩膜扣、泪点塞、人工鼻泪管和与角膜炎相关的柔软隐形眼镜中生物膜的存在。实际上，尽管使用杀菌剂，但高达81％的所有隐形眼镜盒、50％的隐形眼镜和30％的所有类型的隐形眼镜溶液中都发生微生物污染。与细菌生物膜形成相关的感染倾向于持久，并且来自生物膜的最常分离的生物体是金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和铜绿假单胞菌。在慢性睑缘炎和隐形眼镜佩戴者的干眼和睑边缘的眼睛表面定殖明显更多的细菌以及比正常眼中发现的典型革兰氏阳性共生细菌显著更多的革兰氏阴性细菌。

在一个实施方式中，本发明可用于预防、治疗或改善慢性鼻炎鼻窦炎，慢性鼻炎鼻窦炎是与致病性生物膜形成相关的慢性炎症状态的另一个实施例。慢性鼻炎鼻窦炎的病理生理学可能涉及病原体破坏正常的共生细菌群体，随后是致病性生物膜形成。典型的结果症状包括鼻滴、窦压、复发性头痛、后鼻滴和咳嗽。

在某些实施方式中，本发明可用于预防、治疗或改善由生物膜感染引起或与之相关的疾病，包括但不限于哮喘、曲霉病、“游泳性耳炎”、外耳炎、慢性耳炎、特应性皮炎、慢性鼻炎鼻窦炎、过敏性鼻炎、过敏性结膜炎、慢性支气管炎、慢性牙龈炎、慢性窦炎和慢性牙周炎。

施用方式

本发明的方法可以通过许多途径与含洗必泰的溶液的递送联合使用。特别感兴趣的是：皮肤、腹腔内、颅内、病灶内、胸腔内(手术期间)、鼻腔、耳道内、作为口腔肠道准备、洗胃、作为洗眼剂、牙周、直肠、软组织、皮下和阴道途径。

本发明的洗必泰溶液可以使用大范围的目前可用的递送装置、系统和方法中的任何一种来施用。这些包括通过导管递送以治疗由一系列致病性生物膜或潜在致病性生物膜引起的感染，包括但不限于尿路感染、血流感染、颅内感染和关节感染。在某些实施方式中，洗必泰溶液可以通过注射器给药以治疗和/或预防脊髓感染，包括但不限于例如脑膜炎。

本发明的洗必泰溶液也可以配制成喷雾剂或雾剂以治疗适当的部位，例如慢性伤口和烧伤，或用于鼻腔给药。

在另一个实施方式中，本发明提供全身或部分身体淋浴，以对已经或怀疑已经暴露于致病性试剂(例如，在生物武器的背景下)的受试者进行消毒。

本发明的洗必泰溶液也可以配制成用于由例如患有肺炎或其他呼吸道感染的人吸入。在一个具体实施方式中，洗必泰溶液被配制成用于囊性纤维化(CF)患者的吸入，所述囊性纤维化(CF)患者已经发展为与生物膜相关的肺部感染，或者具有发生这种感染的风险。在一个具体实施方式中，受试者已被诊断患有(CF)。

在另一个实施方式中，洗必泰可以掺入可用于消毒皮肤和其他身体表面(包括例如耳道)的材料中。该材料可以是例如擦拭物、布或拭子。优选地，擦拭物、布、拭子或其他含有洗必泰的材料可以配制成甚至用于敏感皮肤(例如婴儿或老年人的皮肤)。然后可以使用这种擦拭物、布、拭子和其他材料代替淋浴或洗澡，以供不能轻易淋浴或洗澡的人使用。在具体的实施方式中，掺入洗必泰的材料不包括醇，或包含少于1％或少于4％的醇。

用于身体清洁的毛巾的实施例包括美国专利No.5,725,311、5,906,278、5,956,794、6,029,809和8,221,365，所有这些都以其整体并入本文。在优选的实施方式中，用包含1％或更少、优选0.05％或更少的洗必泰的溶液浸渍该材料。可以添加其他成分，包括例如保湿剂。

在本发明的一个实施方式中，无菌消毒剂组合物可以通过沉积含有活性剂的多孔材料施用于内部手术部位(或其他感染部位或潜在感染部位)，所述多孔材料在一段时间内释放活性剂至所述部位。在该部位内和周围存在活性剂可以预防和/或治疗感染。当进行手术时，可以将含有活性剂的多孔材料施用到手术部位。在本发明的某些实施方式中，多孔材料是圆盘、球体或设计成适合该部位的形状。

含有活性剂的多孔材料可以在约1小时至约6个月、约2个月至约5个月、约3个月至约4个月、约1周至约4周、约2周至约3周、或这些时间段的任何其他排列内释放活性剂。

可用于制造多孔植入物的材料的非限制性实施例包括硅酸盐长石基质、羟基磷灰石、多孔钛或海绵。适于产生持续释放植入物的材料的其它实施例是本领域技术人员所熟知的，并且这些材料在本发明的范围内。例如，也可以使用水凝胶或其中掺入洗必泰的其它类似涂层。

在本发明的优选实施方式中，将消毒剂组合物施用于愈合组织的部位。为了本发明的目的，愈合组织部位是受伤或患病的组织区域，并且在治疗损伤或疾病后正在恢复。愈合组织部位可以位于皮肤表面或内部。

在本发明的某些实施方式中，通过含有洗必泰的贴剂、绷带或敷料、含有洗必泰的浓稠溶液、可生物降解的凝胶、或含有洗必泰的缝合线将抗生物膜组合物施用于愈合组织部位。

有利地，洗必泰与愈合组织结合，例如与皮肤皮下层结合，以提供抗微生物和/或愈合效果。因此，本发明的无菌消毒剂组合物提供了可以与愈合组织结合以增强愈合组织恢复、预防感染和/或治疗现有感染的活性剂。

在本发明其它的实施方式中，无菌抗生物膜组合物可以作为口服片剂、微胶囊递送球、纳米颗粒、靶向纳米颗粒(例如，受体介导的靶向纳米颗粒)、时间控制递送系统、无菌消毒剂组合物的冷冻块、活性剂的普通水溶液、活性剂的等渗溶液、或可植入的延时释放递送系统施用到部位。在某些实施方式中，消毒剂组合物在施用后留在该部位。

在本发明的另一个实施方式中，在将本发明的抗生物膜组合物施用于部位或组织后，用例如不含活性剂的无菌溶液冲洗所述部位或组织。不含活性剂的溶液的实施例包括但不限于普通水、盐水和不含活性剂的等渗溶液。冲洗可以通过将不含活性剂的溶液施用到所述部位并通过例如抽吸从所述部位或组织除去所得溶液来进行。在某些实施方式中，从无菌消毒剂组合物施用至受试者部位的时间起，在约1分钟至约10分钟、约2分钟至约5分钟或约3分钟进行冲洗。在其他实施方式中，在进行或不进行冲洗的情况下进行抽吸。

在最佳情况下，本发明的方法由经过训练的医疗技术人员使用；然而，由于本发明的简单和方便，它们可用于极大地增强抗生物膜组合物施用的有效性，而不管进行冲洗的操作者训练水平如何。

受试者可以是哺乳动物。可根据本发明的方法治疗的哺乳动物的非限制性实施例包括人、非人灵长类动物、狗、猫、马、牛和猪。

以下是说明实施本发明的程序的实施例。这些实施例不应被解释为限制。

实施例1-手术应用

在本发明的一个实施方式中，将无菌抗生物膜组合物施用于手术部位，以防止生物膜形成或治疗手术部位处的生物膜相关感染。手术部位可包括例如关节置换、腹部手术、脑部手术和口腔/牙周手术部位。

在手术部位产生的生物膜相关感染在本文中称为“手术部位感染”或“SSI”。手术部位存在由于例如不正确处理的手术器械或来自手术室的空气传播的感染因子而发展SSI的风险。SSI可以通过给患者施用抗生素来治疗；然而，通常需要第二次手术来治疗SSI。治疗SSI的其它手术由于若干原因是不期望的，例如，对患者的反复手术创伤，反复感染的风险，手术部位的不适当愈合以及额外的成本。

本发明提供了用于治疗SSI的第二次手术的简单且廉价的替代方案。用于治疗SSI的本发明方法包括向手术部位施用包含活性剂的无菌抗生物膜组合物，其包含浓度为约1％或更低、约0.05％或更低、或约0.02％或更低的洗必泰。

无菌抗生物膜组合物可以作为活性剂的普通水溶液施用于手术部位。在一个实施方式中，在足以使活性剂消除生物膜和/或抑制生物膜形成的一段时间之后，可以用不含活性剂的无菌溶液冲洗手术部位。可替代地或者额外地，可对该部位施加抽吸。足以使活性剂消除生物膜和/或抑制生物膜形成的一段时间可为约1分钟至约60分钟、约2分钟至约50分钟、约3分钟至约40分钟、约4分钟至约30分钟、或约5分钟。

在一个实施方式中，洗必泰溶液的施用结合自动的或其他微创外科手术(MIS)，以降低感染风险。在这种情况下，输送洗必泰溶液的管道可以包括从手术部位递送或移除材料、或以其他方式协助程序的其他管(例如具有光学组件的管，用于输送或移除其他流体或组织的管，以及用于操纵装置的管)。

因此，在一个实施方式中，本发明提供了一种MIS系统，其具有作为一个组件的管，通过该管，含洗必泰的溶液在该管的远端排出。管的近端可以配置成从储存器接收含洗必泰的溶液，该储存器可以是例如袋子、瓶子或其他合适的容器。优选地，该系统是无菌的。该系统可以具有用于进行MIS程序的其它管和其它元件。

MIS系统可以适用于手术，包括例如冠状动脉、血管、前列腺、腹腔镜、脊柱和神经系统。

实施例2-血管内给药

在本发明的另一个实施方式中，可以通过血管内注射将抗生物膜组合物施用于受试者的血液。

优选地，注射是静脉内的。抗生物膜组合物可以是普通水溶液、等渗溶液或含有洗必泰的其它含盐溶液。

在本发明的某些实施方式中，在施用到受试者之前新鲜制备含有洗必泰的等渗溶液。例如，可以在血管内注射之前少于1分钟、少于2分钟、约1分钟至约30分钟、约5分钟至约20分钟、约10分钟至约15分钟或这些时间段的任何其他排列内制备含有活性剂的等渗溶液。

在某些实施方式中，通过将盐溶液和洗必泰在适量的水中混合来制备含有洗必泰的等渗溶液。在某些实施方式中，与最终工作溶液中所需的洗必泰浓度相比，一定体积的洗必泰的普通水溶液含有两倍浓度的洗必泰，其与等体积的具有等渗溶液2倍等渗性的溶液混合，以制备适用于施用到受试者血液的洗必泰的等渗溶液。

实施例3-泌尿生殖道应用

在本发明的另一个实施方式中，无菌抗生物膜组合物可以通过泌尿生殖道冲洗系统施用于受试者的泌尿生殖道。

泌尿生殖道冲洗系统是指用于冲洗泌尿生殖道的一个或多个器官的设备。泌尿生殖道冲洗系统的非限制性实例包括膀胱冲洗系统和尿道冲洗系统。

用于泌尿生殖道冲洗系统的无菌消毒剂溶液可以是例如活性剂的普通水溶液或活性剂的等渗溶液。

实施例4-关节内应用和留置装置

在本发明的另一个实施方式中，通过关节内注射将无菌抗生物膜组合物施用于关节内部位。可根据本发明的方法注射的关节内部位包括但不限于肘部、肩部、腕部、髋关节、膝盖、踝部和椎间部位。

在本发明的另一个实施方式中，抗生物膜组合物可通过将无菌消毒剂组合物结合到植入物或其它装置之中或之上而施用于植入物或其它留置装置的部位。

为了本发明的目的，植入物是指设计成在体内保持一段较长时间的医疗装置。所述一段较长时间可以是例如超过5分钟、超过1小时、超过12小时、超过一天、超过一周、超过一个月、和/或超过一年。

植入物可以设计成例如替换缺失的生物结构，支持受损的生物结构，或增强现有生物结构的功能。与移植相比，植入物是人造装置，移植是移植的生物医学组织。

与受试者组织接触的植入物表面可以由生物医学材料制成，例如钛、硅酮、水凝胶(或其他聚合物)或磷灰石。在一些情况下，植入物包含电子器件，例如人造起搏器和耳蜗植入物。

可以将活性剂掺入植入物中，然后植入物在一段时间内释放活性剂。上面讨论的与用于治疗感染的多孔材料有关的材料和持续时间也适用于本发明的该实施方式。

实施例5-呼吸系统应用

本发明的洗必泰溶液也可以配制成用于例如患有肺炎或其他呼吸道感染的人吸入。在一个具体实施方式中，将洗必泰溶液配制成用于囊性纤维化(CF)患者的吸入，所述患者已经发生与生物膜相关的肺部感染，或者有发生这种感染的风险。在一个具体实施方式中，受试者已被诊断患有(CF)。

抗生物膜组合物可以通过吸入例如含有活性剂的蒸汽、颗粒和/或气溶胶而施用到受试者的呼吸道。适于产生用于活性剂吸入的蒸汽、颗粒和/或气溶胶的装置的非限制性实例包括吸入器和吹风器。可用于产生可吸入蒸汽、颗粒和/或气溶胶的装置的其他实施例是本领域普通技术人员所熟知的，并且这些实施方式在本发明的范围内。

本发明的组合物可用于致病性生物膜和/或慢性感染的预防和/或破坏，其存在于、与之相关或导致各种其他慢性炎症状态(例如慢性鼻炎鼻窦炎；慢性牙周炎；慢性支气管炎)和其他呼吸炎症状态(包括曲霉菌病、囊性纤维化和哮喘)、炎性耳部疾病(如“游泳性耳炎”、“外耳炎”和慢性耳炎)和炎症性皮肤病(如特应性皮炎和湿疹)。这些病症的病理生理学可能涉及通过致病性物种和致病性生物膜形成破坏正常共生细菌群体。本发明改善了与这些病症和潜在炎症状态相关的症状。

实施例6-体腔应用

在本发明的一个实施方式中，通过用无菌抗生物膜组合物注射、输注或冲洗将抗生物膜组合物施用到体腔，例如腹膜内部位。

注入腹膜内部位的抗生物膜组合物可以是例如洗必泰的普通水溶液、等渗溶液、含有洗必泰的凝胶、乳液或悬浮液。

实施例7-眼部应用

在本发明的某些其它实施方式中，将无菌抗生物膜组合物作为含有洗必泰的眼科组合物施用于眼部部位。眼科组合物可以是例如溶液、悬浮液、喷雾剂、乳膏、洗液、凝胶、滴剂、肥皂或含有活性剂的软膏，或适于施用部位的任何其他形式。可以使用本领域技术人员已知的标准方法制备这些组合物。

在一个具体实施方式中，结合眼睛手术过程将洗必泰溶液施用于眼睛。眼睛手术过程可以是例如白内障手术、视网膜手术、晶状体置换手术或矫正创伤性损伤(包括但不限于角膜磨损)的手术。可以在手术之前、期间或之后施用洗必泰溶液。本发明的洗必泰溶液也可用于治疗红眼病。

洗必泰的浓度可小于1％，优选小于0.16％，小于0.05％，小于0.02％，或甚至小于0.01％。洗必泰溶液施用之后可以用例如盐水冲洗，但不是必须进行冲洗。

在一个实施方式中，本发明提供了一种容器，其具有无菌洗必泰溶液，其中含有或关联有滴眼管。容器本身可以是无菌的，用于手术环境。

在眼部和附属组织应用领域，本发明的组合物可用于治疗与干眼症相关的潜在炎症过程。眼表面上或附近的致病性生物膜的后遗症可导致慢性眼部低度炎性病症，包括干眼症。本发明提供了用于治疗干眼症的症状和病因的组合物。具体地，这些组合物抑制致病性生物膜生长并对眼/附属物表面产生总体抗炎作用。

眼睛和邻接表面的这种局部治疗改善了眼附属区域的致病性和有益微生物群之间的稳态。重新平衡或调整致病性与非致病性或甚至有益的生物体可改善长期干燥、受刺激、红色或发炎的眼睛的症状。这种改进可以通过本发明的一个实施方式实现，包括局部施用活微生物或死微生物和/或其提取物以及具有抗生物膜作用的药用级蜂蜜的混合物。另外，根据本发明，可以使用其他化合物(如L-茶氨酸、维生素D3、益生元多糖和海洋生物螺旋藻)来治疗与致病性生物膜相关的病症。

眼和附属微生物组的功能是“增强”局部先天免疫系统并保护定殖表面。共生微生物菌群与眼粘膜和免疫上皮细胞之间的串扰有助于维持眼表稳态和眼表健康。定殖于眼表面的共生物包括如葡萄球菌、棒状杆菌、链球菌和丙酸菌等多种微生物。除非受到干扰，否则该微生物组保持相对稳定。然而，有许多常见的情况可能会影响健康的眼睛和眼周微生物组平衡-抗生素和其他药物、隐形眼镜、睑缘炎、睑板腺功能障碍、眼红斑痤疮或其他长期刺激和/或干眼的原因。当正常的眼睛和眼周微生物群受到许多可能的常见原因干扰时，会导致眼表刺激、炎症和不适。

如本文所述局部施用导致眼表面和周围区域的炎症减少。由于干眼病的许多不同原因通过慢性炎症的相同免疫发病而联合，因此本发明可以由普通公众大范围用于长期干燥、红色、刺激和/或发炎的眼睛的症状改善。

实施例8-用于慢性伤口和烧伤

在其他的实施方式中，本发明的洗必泰组合物可用于治疗生物膜相关的感染，包括急性和/或慢性伤口和烧伤。在这种情况下，洗必泰可以掺入敷料中或配制成在施用于慢性伤口或烧伤部位时不会引起不适的糊状或薄雾。

实施例9-皮下应用

在另一个实施方式中，可以注射含有洗必泰的组合物以治疗例如可能发生在乳房植入部位的皮下感染。有利地，可以根据本发明治疗这种感染，而无需进一步的侵入性步骤。

根据本发明，已发现洗必泰有利地与皮下组织结合。重复施用增加与组织结合的洗必泰，从而产生累积效应，促进建立防止感染的屏障层。在具体的实施方式中，重复或连续施用洗必泰，以通过建立抗微生物层来实现增强的抗感染保护。

实施例10-穿刺和针灸

根据本发明的组合物还可以结合或应用于耳环和其他身体穿刺物品和针灸针，以减少与身体穿刺和/或针灸相关的感染发生。

实施例11-口服给药

在另一个实施方式中，本发明的含有洗必泰的组合物可以配制用于口服递送，以治疗喉咙痛和消化道疾病。在这种情况下，本发明的组合物可用于治疗流感或其他病毒以及与溃疡和消化道炎症相关的食物中毒和细菌。

实施例12-治疗鼻感染

在本发明的其它实施方式中，通过鼻腔冲洗系统、鼻拭子、鼻腔灌洗液、鼻腔冲洗液或洗鼻壶将无菌抗生物膜组合物施用于鼻窦。设计鼻腔冲洗系统以使用溶液(例如活性剂的盐溶液、普通水溶液或等渗溶液)冲洗鼻窦并冲洗堵塞的鼻腔通道。鼻冲洗系统的其它实施方式是本领域普通技术人员公知的，并且这些实施方式在本发明的范围内。

可以使用或不使用防腐剂和/或抗氧化剂和/或粘度增强剂来制备溶液。可以将溶液通过0.2微米过滤器(Millipore)过滤到无菌的10毫升一次性容器中。溶液可以与或可以不与适当体积的鼻冲洗瓶一起包装以达到适当的张力，使得当与250ml水混合时最终溶液是等渗的。

实施例13-神经系统应用

在本发明的某些实施方式中，通过脑脊髓注射或脑脊髓冲洗将无菌抗生物膜组合物施用于脑脊髓部位。

实施例14-缝合线

此外，含有洗必泰的缝合线可用于缝合受试者的手术切口或伤口。然后缝合线可以在一段时间内将洗必泰释放到给药部位。根据本发明，洗必泰还可以加入外科手术胶和液体绷带中。

实施例15-牙齿和牙周用途

在本发明的某些实施方式中，可以配制无菌抗生物膜组合物用于牙齿和牙周用途。含有洗必泰的组合物可以配制在牙膏中，或经过改性，以便它可以用作牙线的涂层，掺入漱口水、口香糖或锭剂中。

实施例16-试剂盒和托盘

本发明的另一个实施方式提供了试剂盒，其包含无菌抗生物膜组合物和用于将无菌抗生物膜组合物施用于受试者部位的设备或装置。

用于将无菌消毒剂组合物施用于受试者部位的设备和装置包括但不限于用于将活性剂的普通水溶液或活性剂的等渗溶液施用于该部位的瓶子、透皮贴剂、多孔材料、海绵、缝合线、泌尿生殖道冲洗系统、植入物、蒸汽吸入装置、鼻腔冲洗系统、鼻腔灌洗液、鼻腔冲洗液、洗鼻壶、注射系统、或脑脊髓冲洗系统。这也可以通过微创手术套管针和其他此类装置上的端口来实现

为了本发明的目的，注射系统可包括注射器和针和/或导管。针和注射器的尺寸取决于施用无菌消毒剂组合物的部位。本领域普通技术人员可以确定在特定情况下的注射器和针的合适尺寸。

根据本发明的试剂盒和托盘的非限制性实施例包括活性剂的普通水溶液、活性剂的等渗溶液、与最终工作溶液相比活性剂为2倍浓度的活性剂的普通水溶液和不含活性剂的具有2倍等渗性的溶液、固体形式的活性剂和无菌水或无菌等渗溶液、含活性剂的透皮贴剂、含活性剂的多孔材料、含活性剂的海绵、含有活性剂的浓稠溶液、含有活性剂的喷雾剂、含有活性剂的缝合线、泌尿生殖道冲洗系统和无菌消毒剂组合物、含有活性剂的植入物、蒸汽吸入装置和无菌消毒剂组合物、气溶胶吸入装置和无菌消毒剂组合物、含有活性剂的眼科乳液、含有活性剂的眼科溶液、含有活性剂的眼科悬浮液、含有活性剂的眼科软膏、鼻腔冲洗系统和无菌抗生物膜组合物、鼻腔灌洗液和无菌抗生物膜组合物、鼻腔冲洗液和无菌抗生物膜组合物、洗鼻壶和无菌抗生物膜组合物、注射剂和无菌抗生物膜组合物、或脑脊髓冲洗系统和无菌抗生物膜组合物。

试剂盒和托盘(包括定制包装)可用于实施本发明的方法。例如，使用者可以通过将活性剂溶液施用到受试者部位来使用包含活性剂的普通水溶液或活性剂的等渗溶液的试剂盒。类似地，使用者可以混合等量的具有2倍浓度的活性剂的普通水溶液和不含活性剂的具有2倍等渗性的溶液以制备活性剂的工作等渗溶液。使用者还可以将固体形式的活性剂溶解在无菌水或无菌等渗溶液中以制备活性剂的工作等渗溶液。

实施例17-环境用途

本发明的另一个实施方式提供了抗生物膜组合物的环境用途，其可以配制成抗生物膜喷雾剂，用于清洁可能暴露于致病性生物膜定殖的无生命表面。抗生物膜组合物可以包装在手动泵房喷雾容器中；每个泵可以分配相当于1ml溶液的气溶胶体积。这种特殊形式可以留在所应用的区域上，不需要冲洗。

应当理解，本文描述的实施例和实施方式仅用于说明目的，并且本领域技术人员可以根据其进行各种修改或改变，这些修改或改变包括在本申请的精神和范围内以及所附权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种用于破坏受试者的一个部位的生物膜的方法，其中所述方法包括识别生物膜感染并向所述生物膜施用包含1％或更低浓度的洗必泰的水溶液，并且其中所述部位选自

a）血液，

b）泌尿生殖道，

c）呼吸道，

d）腹膜内部位，

e）眼部部位，

f）结肠，

g）鼻窦，

h）关节内部位，

i）纵隔部位，

j）脑脊髓部位，

k）颅内部位

l）胸部，

m）皮肤和/或软组织，

n）大肠或小肠，

o）烧伤，和

p）肢体部位。

2.根据权利要求1所述的方法，其中洗必泰的浓度为约0.05％或更低。

3.根据权利要求1所述的方法，其中洗必泰是葡萄糖酸洗必泰。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物还包含选自抗细菌剂、抗病毒剂、杀真菌剂、化学治疗剂、麻醉剂、减少出血的药剂和诊断剂的第二药剂。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括对所述部位施加抽吸。

6.根据权利要求1所述的方法，其中通过含有洗必泰的持续释放材料将洗必泰施用到所述部位。

7.根据权利要求1所述的方法，其中通过静脉内注射将所述组合物施用于血液。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法治疗慢性炎性病症。

9.根据权利要求1所述的方法，其中通过吸入蒸汽和/或气溶胶将所述组合物施用于呼吸道。

10.根据权利要求1所述的方法，其中将所述组合物作为乳液、溶液、悬浮液或软膏施用于眼部部位。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物与生物表面活性剂一起施用。

12.根据权利要求1所述的方法，其中通过关节内注射将组合物施用于关节内部位。

13.根据权利要求1所述的方法，其中通过脑脊髓注射或脑脊髓冲洗系统将组合物施用于脑脊髓部位。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物以口服片剂、微胶囊球、纳米颗粒、时间控制递送系统、冷冻块、普通水溶液、等渗溶液或可植入的延时释放递送系统的形式施用。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述受试者被诊断患有生物膜感染。

16.根据权利要求1所述的方法，其中将所述溶液以至少7psi的压力施用到所述生物膜上。

17.根据权利要求1所述的方法，用于治疗由抗生素抗性微生物引起的感染。

18.根据权利要求1所述的方法，还包括抗生素的施用。

19.根据权利要求1所述的方法，还包括益生元或益生菌的施用。

20.根据权利要求1所述的方法，用于治疗或抑制结肠癌的进展。