DE112015003710T5

DE112015003710T5 - Antimikrobielle Schäume mit polymerstabilisierten Silbernanopartikeln

Info

Publication number: DE112015003710T5
Application number: DE112015003710.1T
Authority: DE
Inventors: Anthony J. Joles; Ramesh Srinivasan; Geoffrey M. Stoltz; Chandrasiri Jayakody
Original assignee: Essentra Porous Technologies Corp
Current assignee: Porex Technologies Corp
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-04-27
Also published as: GB201621342D0; WO2016025770A1; US10537656B2; US20180311400A1; US9839715B2; US20160045635A1; GB2543672A

Abstract

Ein absorbierender Wundverband umfasst ein hydrophiles poröses Substrat und polymerstabilisierte Silbernanopartikel, die in dem porösen Substrat verteilt sind. Die Silbernanopartikel haben eine Partikelgröße d50 im Bereich von etwa 45 nm bis etwa 85 nm und die Silbernanopartikel sind in dem Substrat in einer Menge von etwa 0,16 bis etwa 1,5 Gew.-% des Gesamtgewichts des Substrats vorhanden. Der Wundverband produziert eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Bakterien gemäß dem modifizierten AATCC-Testverfahren 100. Der Wundverband ist darüber hinaus gemäß dem Standardverfahren ISO 10993-5 für die Beurteilung der medizinischen Zytotoxizität nicht-zytotoxisch.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft antimikrobielle Wundverbände und insbesondere antibakterielle und antimykotische poröse Substrate oder Schäume zur Verwendung bei der Behandlung von Exsudatwunden.
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil unter 35 U.S.C. § 119(e) der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr. 62/036,672, eingereicht am 13. August 2014, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme so enthalten ist, als wenn er vollständig hierin dargelegt wäre.
HINTERGRUND
Wundpflegeverbände kommen in einer Vielzahl von Formen vor und werden typischerweise basierend auf der Art und Schwere der zu behandelnden Wunde ausgewählt.
Das Management von Wundexsudaten und die Verhütung von Infektionen stellen erhebliche Herausforderungen dar. Wenn ein Wundverband die Exsudate nicht adäquat absorbiert und hält, kann die Feuchtigkeit eine Mazeration der Haut verursachen. Alginat- und Hydrofaserverbände absorbieren beispielsweise Exsudat und bilden eine gelartige Abdeckung über der Wunde. Schaumverbände absorbieren Exsudat und etwas Sperrflüssigkeit innerhalb des Kerns des Verbands, während andere diese in einen Gelierschaum umwandeln können. Schaumverbände können eine breite Palette von physikalischen Eigenschaften aufweisen, die auf dem synthetischen Weg basieren, der zur Erzeugung des Schaums ausgewählt wird; dies kann jedoch seine Fähigkeit beeinträchtigen, gewünschte therapeutische Mittel, wie antibakterielle und/oder Antipilzmittel, zurückzuhalten und freizusetzen.
Silber ist ein bekanntes antimikrobielles Mittel und wird auch in einer breiten Vielfalt von Formen bereitgestellt, die sich in Bezug auf ihre antimikrobielle (z. B. antibakterielle und/oder antimykotische) Wirksamkeit und Cytotoxizität erheblich unterscheiden können. Es wird über die Sicherheit von Silber diskutiert, wenn es systemisch durch die Wunde absorbiert wird. Darüber hinaus neigt Silber dazu, in ein Salz auszufällen und eine unerwünschte Verfärbung zu verursachen. Es wurde kontinuierlich daran gearbeitet, Silber in einer Form bereitzustellen, die stabil ist, die seine antimikrobielle Wirksamkeit für einen längeren Zeitraum beibehält und nicht-zytotoxisch ist, um das für die Heilung erforderliche Zellwachstum zu ermöglichen.
Daher wird ein verbesserter Wundverband gewünscht, der Wundexsudate adäquat absorbieren und seine antimikrobielle Wirksamkeit an der Wundstelle für einen gewünschten Zeitraum beibehalten kann, während er gleichzeitig nicht-zytotoxisch bleibt, um neues Zellwachstum und Heilung zu fördern.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Bei einer Ausführungsform ist ein saugfähiger Wundverband vorgesehen. Der Wundverband umfasst ein hydrophiles poröses Substrat und polymerstabilisierte Silbernanopartikel, die in dem porösen Substrat verteilt sind. Die Silbernanopartikel haben eine Partikelgröße d₅₀ im Bereich von etwa 45 nm bis etwa 85 nm und die Silbernanopartikel sind in dem Substrat in einer Menge von etwa 0,16 bis etwa 1,5 Gew.-% des Gesamtgewichts des Substrats vorhanden. Der Wundverband produziert eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Bakterien gemäß dem modifizierten AATCC-Testverfahren 100. Der Wundverband ist darüber hinaus gemäß dem Standardverfahren ISO 10993-5 für die Beurteilung der medizinischen Zytotoxizität nicht-zytotoxisch.
In einem ersten Aspekt liegen die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vor.
In einem zweiten Aspekt umfasst der Wundverband ferner ein Polyhexamethylenbiguanid (PHMB) und/oder ein Chlorhexidingluconat (CHG).
In einem dritten Aspekt sind die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt.
In einem vierten Aspekt umfasst das hydrophile poröse Substrat offenzellige Fenster und geschlossenzellige Fenster.
In einem fünften Aspekt erzeugt der Wundverband eine 24-stündige Logreduktion von 2 oder mehr für Pilzspezies. Die Pilzarten können Candida albicans umfassen.
In einem sechsten Aspekt erzeugt der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-negative Bakterien. Das Gram-negative Bakterium kann Pseudomonas aeruginosa und/oder Klebsiella pneumoniae sein.
In einem siebten Aspekt erzeugt der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-positive Bakterien. Die Gram-positiven Bakterien können Staphylococcus aureus umfassen.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wundverbandes bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Mischen eines Prepolymers und einer wässrigen Lösung, die eine wässrige Dispersion von polymerstabilisierten Silbernanopartikeln in deionisiertem Wasser umfasst, um eine Polyurethanemulsion herzustellen. Das Verfahren umfasst ferner das Härten der Polyurethanemulsion, um ein dreidimensionales poröses Substrat herzustellen, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel in dem Substrat verteilt sind.
In einem ersten Aspekt umfasst das Prepolymer einen mit Isocyanat verkappten Polyether.
In einem zweiten Aspekt umfasst das Prepolymer einen mit Isocyanat verkappten Polyester.
In einem dritten Aspekt weisen die polymerstabilisierten Silbernanopartikel eine Partikelgröße d₅₀ von etwa 45 nm bis etwa 85 nm auf.
In einem vierten Aspekt liegen die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,16 bis etwa 2,0 Gew.-% des Substrats vor.
In einem fünften Aspekt liegen die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vor.
In einem sechsten Aspekt umfasst die wässrige Dispersion ferner PHMB und/oder CHG.
In einem siebten Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen der Polyurethanemulsion zwischen den Gießauskleidungen mit einer gewünschten Dicke und Breite vor dem Härten.
In einem achten Aspekt wird die Polyurethanemulsion in eine dreidimensionale Form gegeben, um eine gewünschte dreidimensionale Konfiguration vor dem Härten zu bilden.
In einem neunten Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Trocknen des dreidimensionalen porösen Substrats.
In einem zehnten Aspekt sind die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt.
In einem elften Aspekt wird das dreidimensionale, poröse Substrat ohne Katalysatoren hergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wundverbandes bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Mischen einer Polyisocyanatkomponente und einer hydrophilen Polyolkomponente, die eine wässrige Dispersion von polymerstabilisierten Silbernanopartikeln in deionisiertem Wasser umfasst, um eine Polyurethanemulsion herzustellen. Das Verfahren umfasst ferner das Härten der Polyurethanemulsion in einer gewünschten dreidimensionalen Konfiguration, um ein poröses Substrat herzustellen, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel in dem Substrat verteilt sind.
In einem ersten Aspekt weisen die polymerstabilisierten Silbernanopartikel eine Partikelgröße d₅₀ von etwa 45 nm bis etwa 85 nm auf.
In einem zweiten Aspekt liegen die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,16 bis etwa 2,0 Gew.-% des Substrats vor.
In einem dritten Aspekt liegen die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vor.
In einem vierten Aspekt umfasst die wässrige Dispersion ferner PHMB oder/oder CHG.
In einem fünften Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen der Polyurethanemulsion zwischen den Gießauskleidungen mit einer gewünschten Dicke und Breite vor dem Härten.
In einem sechsten Aspekt wird die Polyurethanemulsion in eine dreidimensionale Form gegeben, um eine gewünschte dreidimensionale Konfiguration vor dem Härten zu bilden.
In einem siebten Aspekt umfasst das Verfahren ferner das Trocknen des dreidimensionalen porösen Substrats.
In einem achten Aspekt sind die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt.
In einem neunten Aspekt wird das dreidimensionale, poröse Substrat ohne Katalysatoren hergestellt.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Behandlung einer Wunde in einem Patienten bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Verbinden der Wunde mit einem absorbierenden Wundverband. Der absorbierende Wundverband umfasst ein hydrophiles poröses Substrat und polymerstabilisierte Silbernanopartikel, die in dem porösen Substrat verteilt sind. Die Silbernanopartikel haben eine Partikelgröße d₅₀ im Bereich von etwa 45 nm bis etwa 85 nm und die Silbernanopartikel sind in dem Substrat in einer Menge von etwa 0,16 bis etwa 1,5 Gew.-% des Gesamtgewichts des Substrats vorhanden. Der Wundverband produziert eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Bakterien gemäß dem modifizierten AATCC-Testverfahren 100. Der Wundverband ist gemäß dem Standardverfahren ISO 10993-5 für die Beurteilung der medizinischen Zytotoxizität nicht-zytotoxisch.
In einem ersten Aspekt liegen die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vor.
In einem zweiten Aspekt umfasst der Wundverband ferner ein Polyhexamethylenbiguanid (PHMB) und/oder ein Chlorhexidingluconat (CHG).
In einem dritten Aspekt sind die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt.
In einem vierten Aspekt umfasst das hydrophile poröse Substrat offenzellige Fenster und geschlossenzellige Fenster.
In einem fünften Aspekt erzeugt der Wundverband eine 24-stündige Logreduktion von 2 oder mehr für Pilzspezies. Die Pilzarten können Candida albicans umfassen.
In einem sechsten Aspekt erzeugt der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-negative Bakterien. Das Gram-negative Bakterium kann Pseudomonas aeruginosa und/oder Klebsiella pneumoniae sein.
In einem siebten Aspekt erzeugt der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-positive Bakterien. Die Gram-positiven Bakterien können Staphylococcus aureus umfassen.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen werden Fachleuten aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich jedoch, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angeben, zur Veranschaulichung und nicht als Beschränkung angegeben sind. Viele Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung können vorgenommen werden, ohne den Geist davon zu verlassen, und die Erfindung schließt alle derartigen Modifikationen ein.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Spezifische, nicht einschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es versteht sich, dass derartige Ausführungsformen nur beispielhaft und lediglich veranschaulichend für eine kleine Anzahl von Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung angegeben sind. Verschiedene Änderungen und Modifikationen, die für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sind und auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, werden als innerhalb des Geistes, des Umfangs und der Betrachtung der vorliegenden Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen weitergehend definiert, angesehen.
Die hier beschriebenen absorbierenden Wundpflegeverbände stellen eine überlegene Absorption und ein Management von Exsudaten bereit, während gleichzeitig eine antimikrobielle Wirksamkeit für eine verlängerte Zeitdauer aufrechterhalten wird. Ausführungsformen der hier beschriebenen absorbierenden Wundpflegeverbände behalten ihre antimikrobielle Wirksamkeit für 24 Stunden oder mehr, 3 Tage oder mehr und 7 Tage oder mehr bei, was durch mindestens eine 4-Logreduktion von bakteriellen Spezies, einschließlich Gram-positiver und Gram-negativer Spezies nachgewiesen wird. Die antimikrobielle Wirksamkeit wurde auch für Pilzarten für mindestens 24 Stunden nachgewiesen, was mindestens durch eine 2-Logreduktion der Pilzspezies nachgewiesen wird. Die verlängerte antimikrobielle Wirksamkeit beruht auf den chemischen und physikalischen Eigenschaften der polymerstabilisierten Silbernanopartikel, dem hydrophilen Schaumsubstrat und der Art und Weise, in der die polymerstabilisierten Nanopartikel bei der Synthese des Wundverbandes in ein hydrophiles poröses Substrat integriert werden. Die antimikrobielle Wirksamkeit wird darüber hinaus durch Bereitstellung einer kontrollierten und im Verhältnis langsamen Freisetzung von Silberionen aus dem Schaumsubstrat in die Wunde aufrechterhalten. Die Wundpflegeverbände sind zudem nicht-zytotoxisch, um das Zellwachstum zu fördern, das für die Wundheilung erforderlich ist.
Ausführungsformen der hier beschriebenen Wundpflegeverbände umfassen im Allgemeinen ein hydrophiles poröses Substrat und polymerstabilisierte Silbernanopartikel, die im Wesentlichen gleichmäßig in dem gesamten Substrat verteilt sind. Bei einer Ausführungsform kann das Silber in einer nicht-ionischen oder metallischen Form bereitgestellt werden. In einer anderen Ausführungsform wird das Silber nicht in einer Salzform bereitgestellt. In einer weiteren Ausführungsform kann mindestens ein Teil des nicht-ionischen oder metallischen Silbers ionisiert sein oder in eine ionische Form umgewandelt werden, wenn es mit der Exudatumgebung in Kontakt ist.
Das hierin beschriebene hydrophile poröse Substrat oder Schaumsubstrat kann sich auf jedes absorbierende, dreidimensionale zelluläre Polymermaterial beziehen, das gasgefüllte Hohlräume umfasst. In bestimmten Ausführungsformen schließt der Schaum jedes faserige oder gewebte Material aus. Der Schaum kann im Wesentlichen oder vollständig offenzellig oder geschlossenzellig sein, er kann offenzellige oder geschlossenzellige Fenster aufweisen oder eine beliebige Kombination der vorgenannten aufweisen.
In bestimmten Ausführungsformen kann der Schaum ohne Verwendung von Katalysatoren hergestellt werden. Derartige Katalysatoren schließen Zinn- und Amin-Katalysatoren ein, die üblicherweise bei der Synthese von Polyurethanen, wie Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Zinnoctoat, Zinnoctoat in Dioctylphthalat, Triethylendiamin in Dipropylenglykol, Bis-(N,N-dimethylaminoethyl)-ether in Dipropylenglykol verwendet werden. Somit können in bestimmten Ausführungsformen die Schaumsubstrate und die polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume ohne Verwendung eines der vorstehenden Katalysatoren hergestellt werden.
Die Schaumsubstrate können so ausgelegt sein, dass sie Exsudate absorbieren, wenn sie auf die Wunde aufgebracht werden, und auch, um langsam metallisches Silber, Silberionen oder eine Kombination dieser beiden in die Wunde freizusetzen.
In einer Ausführungsform können die polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume können durch Umsetzen oder Mischen eines Isocyanat-verkappten Prepolymers mit einer wässrigen Komponente synthetisiert werden, um eine Polyurethanemulsion zu erzeugen. Es versteht sich, dass ein Isocyanat-verkapptes Prepolymer Isocyanat-terminierte Prepolymere und endverkappte Isocyanat-Prepolymere umfasst. In einer Ausführungsform erfordert die Synthese der polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume keine Katalysatoren oder andere Mittel, die zytotoxisch oder anderweitig nicht-biokompatibel sein können. In einer anderen Ausführungsform schließt die Synthese der polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume antimikrobielle Mittel aus, die hier nicht beschrieben sind.
Das Isocyanat-terminierte Prepolymer kann einen Isocyanatgehalt von etwa 1%, von etwa 2%, von etwa 3%, von etwa 4%, von etwa 5%, von etwa 6%, von etwa 7%, von etwa 8%, von etwa 9%, von etwa 10%, von etwa 11%, von etwa 12%, von etwa 13%, von etwa 14% und von etwa 15% und von beliebigen Bereichen der vorgenannten Werte aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Prepolymer einen Isocyanatgehalt von etwa 6% bis etwa 7% auf und in einer anderen Ausführungsform weist das Prepolymer einen Isocyanatgehalt von etwa 9% bis etwa 10% auf. Das Isocyanat-terminierte Prepolymer kann ein Polyether- oder Polyester-basiertes Prepolymer sein. Das Isocyanat-terminierte Prepolymer kann auch ein handelsübliches Prepolymer sein, wie diejenigen, die unter der Marke Pre'Pol (Essentra Porous Technologies, Richmond, VA), einschließlich HI-LINK^TM und OPTIPOL^®, Hypol^® (Dow Chemical Company) und Trepol^® (Rynel, Inc.) erhältlich sind, um nur einige zu nennen.
Die wässrige Komponente umfasst eine kolloidale wässrige Dispersion, die die polymerstabilisierten reinen metallischen Silbernanopartikel in deionisiertem Wasser des Typs II (> 1 MΩ·cm) umfasst. Geeignete kommerziell erhältliche polymerstabilisierte Silbernanopartikel umfassen SmartSilver^® ACM-5 (NanoHorizons, Inc., Bellfonte, PA). Die Menge der polymerstabilisierten Silbernanopartikel, die in der wässrigen Komponente vorgesehen sind, hängt von der gewünschten Menge in Gew.-% an Silber ab, die für den resultierenden Schaum erwünscht ist und kann leicht basierend auf der gewünschten Silbermenge in dem Schaum berechnet werden.
Bei einer Ausführungsform kann das Mischungsverhältnis der wässrigen Komponente zu der Prepolymer-Komponente etwa 0,5, etwa 0,6, etwa 0,7, etwa 0,8, etwa 0,9, etwa 1,0, etwa 1,1, etwa 1,2, etwa 1,3, etwa 1,4, etwa 1,5, etwa 1,6, etwa 1,7, etwa 1,8, etwa 1,9, etwa 2,0, etwa 2,1, etwa 2,2, etwa 2,3, etwa 2,4 und etwa 2,5 betragen. Das Mischungsverhältnis kann auch in einem Bereich bereitgestellt werden, der zwischen zwei beliebigen der vorgenannten Werte liegt und diese umfasst, wie beispielsweise etwa 0,5 bis etwa 2,5, etwa 0,5 bis etwa 1,1, etwa 0,6 bis etwa 1,0 und etwa 0,7 bis etwa 0,9. Bei einer Ausführungsform kann das Mischungsverhältnis etwa 0,8 betragen (z. B. 80 Teile wässrige Komponente zu 100 Teilen Prepolymer-Komponente). Dieses Mischungsverhältnis ergibt ein Schaumsubstrat in einem Bereich der physikalischen Eigenschaften, wie Dichte (Pfund/Fuß³), Zugfestigkeit (psi), Bruchdehnung (%) Reißfestigkeit (Pfund/Zoll), Absorptionsgeschwindigkeit (s), freie Schwellabsorptionskapazität (g/g), Volumenausdehnung (%) und Flüssigkeitsretention unter 40-mm-Hg-Kompression (g/g).
Die Dichte (Pfund/Fuß³) der resultierenden polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume kann vorzugsweise mindestens etwa 2,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 2,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 3,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 3,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 3,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 3,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 4,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 4,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 4,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 4,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 5,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 5,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 5,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 5,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 6,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 6,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 6,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 6,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 7,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 7,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 7,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 7,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 8,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 8,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 8,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 8,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 9,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 9,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 9,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 9,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 10,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 10,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 10,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 10,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 11,00 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 11,25 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 11,50 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 11,75 Pfund/Fuß³, mindestens etwa 12,00 Pfund/Fuß³ betragen und in einem Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegen und diese Werte umfassen.
Die Zugfestigkeit (psi) der resultierenden polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume kann vorzugsweise mindestens etwa 5 psi, mindestens etwa 10 psi, mindestens etwa 15 psi, mindestens etwa 20 psi, mindestens etwa 25 psi, mindestens etwa 30 psi, mindestens etwa 35 psi, mindestens etwa 40 psi, mindestens etwa 45 psi, mindestens etwa 50 psi betragen und in einem Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegen und diese Werte umfassen. Bei einer Ausführungsform kann die Zugfestigkeit etwa 10% bis etwa 15% betragen.
Die Bruchdehnung (%) der resultierenden polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume kann vorzugsweise mindestens etwa 100%, mindestens etwa 125%, mindestens etwa 150%, mindestens etwa 175%, mindestens etwa 200%, mindestens etwa 225%, mindestens etwa 250%, mindestens etwa 275%, mindestens etwa 300% betragen und in einem Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegen und diese Werte umfassen.
Die Reißfestigkeit (Pfund/Zoll) der resultierenden polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume kann vorzugsweise mindestens etwa 1,00 Pfund/Zoll, mindestens etwa 1,25 Pfund/Zoll, mindestens etwa 1,50 Pfund/Zoll, mindestens etwa 1,75 Pfund/Zoll, mindestens etwa 2,00 Pfund/Zoll, mindestens etwa 2,25 Pfund/Zoll, mindestens etwa 2,50 Pfund/Zoll, mindestens etwa 2,75 Pfund/Zoll, mindestens etwa 3,00 Pfund/Zoll, mindestens etwa 3,25 Pfund/Zoll betragen und in einem Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegen und diese Werte umfassen.
Die freie Schwellabsorptionskapazität (g/g) der resultierenden polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume kann vorzugsweise mindestens etwa 5 g/g, mindestens etwa 10 g/g, mindestens etwa 15 g/g, mindestens etwa 20 g/g betragen und in einem Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegen und diese Werte umfassen.
Die Volumenausdehnung (%) der resultierenden polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume kann vorzugsweise mindestens etwa 50%, mindestens etwa 55%, mindestens etwa 60%, mindestens etwa 65%, mindestens etwa 70%, mindestens etwa 75%, mindestens etwa 80%, mindestens etwa 85%, mindestens etwa 90%, mindestens etwa 95%, mindestens etwa 100%, mindestens etwa 105%, mindestens etwa 110% betragen und in einem Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegen und diese Werte umfassen.
Die Flüssigkeitsretention unter 40 mm Hg-Kompression (g/g) der resultierenden polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume kann vorzugsweise mindestens etwa 5 g/g, mindestens etwa 6 g/g, mindestens etwa 7 g/g, mindestens etwa 8 g/g, mindestens etwa 9 g/g, mindestens etwa 10 g/g, mindestens etwa 11 g/g, mindestens etwa 12 g/g, mindestens etwa 13 g/g, mindestens etwa 14 g/g, mindestens etwa 15 g/g betragen und in einem Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegen und diese Werte umfassen.
Das sich ergebende Schaumsubstrat kann offene Zellen, geschlossene Zellen, teilweise offene Zellen, teilweise geschlossene Zellen, offenzellige Fenster und geschlossenzellige Fenster oder eine Kombination davon umfassen. Offene Zellen und offenzellige Fenster erzeugen Schäume, die miteinander verbundene Poren enthalten, die ein verflochtenes Netzwerk bilden, das verhältnismäßig weich ist und mit beliebigen umgebenden Stoffen gefüllt werden kann. Geschlossenzellige Schäume weisen aufgrund ihrer Struktur typischerweise eine höhere Druckfestigkeit auf. Sie haben eine höhere Dimensionsstabilität, einen niedrigen Feuchtigkeitsabsorptionskoeffizienten und eine höhere Festigkeit.
Der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum kann auch nach dem sogenannten ”One-Shot”-Verfahren hergestellt werden, das das Mischen einer Polyisocyanatkomponente (d. h. eines Isocyanats mit zwei oder mehr reaktiven Isocyanatgruppen) oder eines Prepolymers (wie zuvor beschrieben) mit einer hydrophilen Polyolkomponente in Gegenwart von schaumbildenden Mitteln umfasst, um eine Polyurethanemulsion herzustellen.
Beispielhafte Polyisocyanate umfassen Toluoldiisocyanat (TDI), 4,4'-Dipheynylmethandiisocyanat (MDI), Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat (H₁₂MDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI) und Varianten davon. Die hydrophile Polyolkomponente umfasst die kolloidale wässrige Dispersion, die die polymerstabilisierten reinen metallischen Silbernanopartikel umfasst. Bei einer Ausführungsform kann das One-Shot-Verfahren ohne Verwendung eines Katalysators durchgeführt werden, um den polymerstabilisierten Nanopartikelschaum herzustellen. In einer anderen Ausführungsform wird das One-Shot-Verfahren unter Verwendung einer kleinen Menge eines Aminkatalysators oder eines alternativen Katalysators, der nicht auf Amin basiert, durchgeführt.
Die Polyurethanemulsion kann daraufhin gehärtet werden, um ein dreidimensionales poröses Substrat herzustellen, bei dem die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt sind. Die Polyurethanemulsion kann daraufhin auf Gießauskleidungen gegossen und zwischen diesen angeordnet werden. Die Gießauskleidungen können am Ende der Produktionslinie entfernt werden, bevor der Schaum getrocknet und gehärtet wird. Der getrocknete und gehärtete Schaum kann schließlich als Walzgut mit einer Dicke im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 5 Zoll erhalten werden. Die gewünschte Dicke und die Breite der resultierenden Schäume können durch Einstellung der Verfahrensbedingungen eingestellt werden. Alternativ kann die Polyurethanemulsion durch Formen auch zu einem dreidimensionalen porösen Substrat geformt werden, wobei die Polyurethanemulsion in eine Form gegeben und in einem Ofen gehärtet werden kann.
Polymerstabilisierte Silbernanopartikel können sich auf Silbernanopartikel beziehen, die direkt oder indirekt mit einem oder mehreren Polymeren zugeordnet sind, um eine Stabilisierung der Silbernanopartikel in der Kolloidlösung bereitzustellen und eine Agglomeration oder Bindung der Nanopartikel zu verhindern, um größere Partikel herzustellen. Polymerstabilisierte Silbernanopartikel können in einer wässrigen kolloidalen Lösung wie SmartSilver^® ACM-5 (NanoHorizons, Inc., Bellfonte, PA) bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform können die polymerstabilisierten Silbernanopartikel polymerbeschichtete Silbernanopartikel sein. In einer anderen Ausführungsform können die polymerstabilisierten Silbernanopartikel Silbernanopartikel sein, die mindestens teilweise, wenn nicht vollständig, in Polymerbeschichtungen verkapselt sind. In einer weiteren Ausführungsform können die polymerstabilisierten Silbernanopartikel oberflächenfunktionalisierte Silbernanopartikel umfassen, die einem Polymer durch kovalente oder anderweitige Bindung direkt oder indirekt zugeordnet sind.
Beispielhafte Polymere, die bei der Stabilisierung, Beschichtung und/oder Verkapselung der Silbernanopartikel verwendet werden, umfassen beispielsweise Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylalkohol (PVA), Methacrylat/Polystyrol-Copolymere und andere geeignete Polymere oder Copolymere.
Die Partikelgrößen und Mengen der Silbernanopartikel können optimiert werden, um eine antimikrobielle Wirksamkeit über einen breiten Bereich von Bakterien und Pilzen bei geringeren Mengen bereitzustellen.
Die unten angegebenen Partikelgrößenwerte können die Partikelgrößen für die Silbernanopartikel ohne das Polymer und für die polymerstabilisierten Silbernanopartikel, d. h. für die polymerbeschichteten oder verkapselten Silbernanopartikel, widerspiegeln.
Die Partikelgrößen der Silbernanopartikel oder der polymerstabilisierten Silbernanopartikel können vorzugsweise etwa 100 nm oder weniger betragen. In einer Ausführungsform können die Partikelgrößen oder die mittleren Partikelgrößen der Silbernanopartikel oder der polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Bereich von etwa 30 nm bis etwa 100 nm liegen.
Die Partikelgrößen der Silbernanopartikel oder der polymerstabilisierten Silbernanopartikel lassen sich auch unter Bezugnahme auf die Partikelgrößenverteilung charakterisieren, wobei d₅₀ den Medianwert darstellt, bei dem die Hälfte der Partikel einen Durchmesser über dem Medianwert aufweist und die Hälfte der Partikel einen Durchmesser unter dem Medianwert aufweist, wobei d₁₀ den Wert darstellt, bei dem 10% der Partikel kleinere Durchmesser als der angegebene Wert aufweisen und 90% der Partikel größere Durchmesser als der angegebene Wert aufweisen, und d₉₀ den Wert darstellt, bei dem 90% der Partikel kleinere Durchmesser als der angegebene Wert aufweisen und 10% der Partikel größere Durchmesser als der angegebene Wert aufweisen.
Bei einer Ausführungsform können die Silbernanopartikel oder die polymerstabilisierten Silbernanopartikel einen d₅₀-Wert von etwa 30 nm, etwa 31 nm, etwa 32 nm, etwa 33 nm, etwa 34 nm, etwa 35 nm, etwa 36 nm, etwa 37 nm, etwa 38 nm, etwa 39 nm, etwa 40 nm, etwa 41 nm, etwa 42 nm, etwa 43 nm, etwa 44 nm, etwa 45 nm, etwa 46 nm, etwa 47 nm, etwa 48 nm, etwa 49 nm, etwa 50 nm, etwa 51 nm, etwa 52 nm, etwa 53 nm, etwa 54 nm, etwa 55 nm, etwa 56 nm, etwa 57 nm, etwa 58 nm, etwa 59 nm, etwa 60 nm, etwa 61 nm, etwa 62 nm, etwa 63 nm, etwa 64 nm, etwa 65 nm, etwa 66 nm, etwa 67 nm, etwa 68 nm, etwa 69 nm, etwa 70 nm, etwa 71 nm, etwa 72 nm, etwa 73 nm, etwa 74 nm, etwa 75 nm, etwa 76 nm, etwa 77 nm, etwa 78 nm, etwa 79 nm, etwa 80 nm, etwa 81 nm, etwa 82 nm, etwa 83 nm, etwa 84 nm, etwa 85 nm, etwa 86 nm, etwa 87 nm, etwa 88 nm, etwa 89 nm, etwa 90 nm, etwa 91 nm, etwa 92 nm, etwa 93 nm, etwa 94 nm und etwa 95 nm aufweisen. In einer anderen Ausführungsform können die Silbernanopartikel oder die polymerstabilisierten Silbernanopartikel einen d₅₀-Wert aufweisen, der im Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegt und diese Werte umfasst.
In einer anderen Ausführungsform können die Silberpartikel oder die polymerstabilisierten Silbernanopartikel einen d₁₀-Wert von etwa 25 nm, etwa 26 nm, etwa 27 nm, etwa 28 nm, etwa 29 nm, etwa 30 nm, etwa 31 nm, etwa 32 nm, etwa 33 nm, etwa 34 nm, etwa 35 nm, etwa 36 nm, etwa 37 nm, etwa 38 nm, etwa 39 nm, etwa 40 nm, etwa 41 nm, etwa 42 nm, etwa 43 nm, etwa 44 nm und etwa 45 nm aufweisen. In einer anderen Ausführungsform können die Silbernanopartikel oder die polymerstabilisierten Silbernanopartikel einen d₁₀-Wert aufweisen, der im Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegt und diese Werte umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform können die Silbernanopartikel oder die polymerstabilisierten Silbernanopartikel einen d₉₀-Wert von etwa 85 nm, etwa 86 nm, etwa 87 nm, etwa 88 nm, etwa 89 nm, etwa 90 nm, etwa 91 nm, etwa 92 nm, etwa 93 nm, etwa 94 nm, etwa 95 nm, etwa 96 nm, etwa 97 nm, etwa 98 nm, etwa 99 nm und etwa 100 nm aufweisen.
In einer anderen Ausführungsform können die Silbernanopartikel oder die polymerstabilisierten Silbernanopartikel einen d₅₀-Wert aufweisen, der im Bereich zwischen zweien der vorstehenden Werte liegt und diese Werte umfasst.
Es versteht sich, dass die Silbernanopartikel oder die polymerstabilisierten Silbernanopartikel eine beliebige Kombination der vorstehenden d₅₀-, d₁₀- und d₉₀-Werte aufweisen können.
Die Menge an Silbernanopartikeln, die in dem Wundverband vorhanden sein kann, kann im Bereich von etwa x bis etwa y Gew.-% des Substrats liegen. Die Werte für x und y können aus einem der folgenden Werte ausgewählt werden, solange y > x: 0,10, 0,11, 0,12, 0,13, 0, 14, 0,15, 0,16, 0,17, 0,18, 0,19, 0,20, 0,21, 0,22, 0,23, 0,24, 0,25, 0,26, 0,27, 0,28, 0,29, 0,30, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39, 0,40, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45, 0,46, 0,47, 0,48, 0,49, 0,50, 0,51, 0,52, 0,53, 0,54, 0,55, 0,56, 0,57, 0,58, 0,59, 0,60, 0,61, 0,62, 0,63, 0,64, 0,65, 0,66, 0,67, 0,68, 0,69, 0,70, 0,71, 0,72, 0,73, 0,74, 0,75, 0,76, 0,77, 0,78, 0,79, 0,80, 0,81, 0,82, 0,83, 0,84, 0,85, 0,86, 0,87, 0,88, 0,89, 0,90, 0,91, 0,92, 0,93, 0,94, 0,95, 0,96, 0,97, 0,98, 0,99, 1,00, 1,01, 1,02, 1,03, 1,04, 1,05, 1,06, 1,07, 1,08, 1,09, 1,10, 1,11, 1,12, 1,13, 1,14, 1,15, 1,16, 1,17, 1,18, 1,19, 1,20, 1,21, 1, 22, 1,23, 1,24, 1,25, 1,26, 1,27, 1,28, 1,29, 1,30, 1,31, 1,32, 1,33, 1,34, 1,35, 1,36, 1,37, 1,38, 1,39, 1,40, 1,41, 1,42, 1,43, 1,44, 1,45, 1,46, 1,47, 1,48, 1,49, 1,50, 1,51, 1,52, 1,53, 1,54, 1,55, 1,56, 1,57, 1,58, 1,59, 1,60, 1,61, 1,62, 1,63, 1,64, 1,65, 1,66, 1,67, 1,68, 1,69, 1,70, 1,71, 1,72, 1,73, 1,74, 1,75, 1,76, 1,78, 1,79, 1,80, 1,81, 1,82, 1,83, 1,84, 1,85, 1,86, 1,87, 1,88, 1,89, 1,90, 1,91, 1,92, 1,93, 1,94, 1,95, 1,96, 1,97, 1,98, 1,99 und 2,00. In einer Ausführungsform kann die Menge der Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,16% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vorliegen. In einer anderen Ausführungsform kann die Menge der Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,50 Gew.-% des Substrats vorliegen.
In einer Ausführungsform kann das Gewicht des Substrats auf dem Gewicht des Substrats basieren, wenn es sich in einem hydratisierten Zustand befindet. Das Substrat kann weniger als etwa 10%, etwa 9%, etwa 8%, etwa 7%, etwa 6%, etwa 5%, etwa 4%, etwa 3%, etwa 2%, etwa 1%, etwa 0,75%, etwa 0,50%, etwa 0,25% und etwa 0,10% Wasser, bezogen auf das Gewicht des Substrats, umfassen.
In einer anderen Ausführungsform kann das Gewicht des Substrats auf dem Gewicht des Substrats basieren, wenn es in einem im Wesentlichen trockenen oder vollständig trockenen Zustand vorliegt. Es versteht sich, dass „im Wesentlichen trocken” und „vollständig trocken” das Vorhandensein von Wasser oder die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung nicht vollständig ausschließen.
In einer Ausführungsform versteht es sich, dass, wenn der Begriff „etwa” einem bestimmten Wert vorangeht, er einen Bereich von 90% des spezifischen Wertes bis 110% des spezifischen Wertes definiert, so dass beispielsweise „etwa 2,00” einen Bereich von 1,80 bis 2,20 definieren würde. Wenn in einer anderen Ausführungsform der Begriff „etwa” einem bestimmten Wert vorangeht, definiert er einen Bereich von 80% des spezifischen Wertes bis 120% des spezifischen Wertes, so dass beispielsweise „etwa 2,00” einen Bereich von 1,60 bis 2,40 definieren würde. Wenn in einer weiteren Ausführungsform der Begriff „etwa” einem bestimmten Wert vorangeht, definiert er einen Bereich von 70% des spezifischen Wertes bis 130% des spezifischen Wertes, so dass beispielsweise „etwa 2,00” einen Bereich von 1,40 bis 2,60 definieren würde.
Das hier beschriebene polymerstabilisierte Silbernanopartikel kann in und innerhalb eines porösen Substrats oder eines Schaums in einer Form und Menge integriert sein, die die antimikrobielle Aktivität in Bezug auf eine oder mehrere Arten von Bakterien und Pilzen optimiert. Die antimikrobielle Wirksamkeit kann in der prozentualen oder logarithmischen Reduktion („Logreduktion”) reflektiert werden. Die Logreduktion, die die antimikrobielle Wirksamkeit reflektiert, kann mittels eines modifizierten AATCC-Testverfahrens 100 erhalten werden und die Werte können in verschiedenen Zeitintervallen nach anfänglicher Inokulation nach 24 Stunden, nach 3 Tagen und nach 7 Tagen genommen werden.
In einer Ausführungsform beträgt die antimikrobielle Wirksamkeit über eine effektive antimikrobielle Zeitdauer mindestens etwa 2,00 Logreduktion, mindestens etwa 2,25 Logreduktion, mindestens etwa 2,50 Logreduktion, mindestens etwa 2,75 Logreduktion, mindestens etwa 3,00 Logreduktion, mindestens etwa 3,25 Logreduktion, mindestens etwa 3,50 Logreduktion, mindestens etwa 3,75 Logreduktion, mindestens etwa 4,00 Logreduktion, mindestens etwa 4,25 Log mindestens etwa 4,50 Logreduktion, mindestens etwa 4,75 Logreduktion, mindestens etwa 5,00 Logreduktion, mindestens etwa 5,25 Logreduktion, mindestens etwa 5,50 Logreduktion, mindestens etwa 6,00 Logreduktion, mindestens etwa 6,25 Logreduktion, mindestens etwa 6,50 Logreduktion, mindestens etwa 6,75 Logreduktion, mindestens etwa 7,00 Logreduktion, mindestens etwa 7,25 Logreduktion, mindestens etwa 7,50 Logreduktion, mindestens etwa 7,75 Logreduktion und mindestens etwa 8,00 Logreduktion.
Die vorstehenden Logreduktionen können über eine effektive antimikrobielle Zeitdauer aufrechterhalten werden. Die effektive antimikrobielle Zeitdauer kann mindestens 1 Tag, mindestens 2 Tage, mindestens 3 Tage, mindestens 4 Tage, mindestens 5 Tage, mindestens 6 Tage, mindestens 7 Tage, mindestens 8 Tage, mindestens 9 Tage, mindestens 10 Tage, mindestens 11 Tage, mindestens 12 Tage, mindestens 13 Tage, mindestens 14 Tage, mindestens 15 Tage, mindestens 16 Tage, mindestens 17 Tage, mindestens 18 Tage, mindestens 19 Tage, mindestens 20 Tage, mindestens 21 Tage, mindestens 22 Tage, mindestens 23 Tage, mindestens 24 Tage, mindestens 25 Tage, mindestens 26 Tage, mindestens 27 Tage, mindestens 28 Tage, mindestens 29 Tage, mindestens 30 Tage und mindestens 31 Tage betragen. Die effektive antimikrobielle Zeitdauer kann in einem Bereich liegen, der zwischen zweien der vorstehenden Werte liegt und diese Werte umfasst.
Die antimikrobielle Wirksamkeit kann durch Bereitstellung einer kontrollierten und verhältnismäßig langsamen Freisetzung von metallischem Silber, Silberionen oder beidem von dem Schaumsubstrat in die Wunde aufrechterhalten werden. Die kontrollierte und verhältnismäßig langsame Freisetzung von metallischem Silber, Silberionen oder beidem kann durch die Art und Weise erfolgen, in der die polymerstabilisierten Silbernanopartikel während der Synthese des Schaumsubstrats in das Schaumsubstrat integriert und darin verteilt werden können. In einer Ausführungsform kann das metallische Silber in einem Polymer verkapselt sein, wobei das metallische Silber bei Kontakt mit dem Wundexudat aus der Polymerverkapselung in der metallischen Form oder in der ionischen Form in die Wunde freigegeben wird.
Die Werte der Logreduktion, die die antimikrobielle Wirksamkeit reflektieren, können für bestimmte Arten von Bakterien bereitgestellt werden, einschließlich Gram-negative Bakterien, wie Pseudomonas aeruginosa und/oder Klebsiella pneumoniae und Gram-positive Bakterien, wie Staphylococcus aureus. Die Werte für die Logreduktion, die die antimikrobielle Wirksamkeit reflektieren, können für spezifische Arten von Pilzen, wie Candida albicans, bereitgestellt werden. Es versteht sich, dass für verschiedene Arten von Bakterien und Pilzen unterschiedliche Logreduktionswerte bereitgestellt werden können.
Beispielhafte Gram-negative Bakterien umfassen Escherichia coli (E. coli), Salmonella, Shigella und andere Enterobacteriaceae, Pseudomonas, Moraxella, Helicobacter, Stenotrophomonas, Bdellovibrio, Essigsäurebakterien, Legionella, Cyanobakterien, Spirochäten, grünen Schwefel, grüne Nicht-Schwefel-Bakterien, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Moraxella catarrhalis, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi und Acinetobacter baumannii.
Beispielhafte Gram-positive Bakterien umfassen Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus, Clostridium, Rathybacter, Leifsonia und Clavibacter.
Beispielhafte Pilze umfassen Aspergillus, Blastomyces dermatitidis, Candida albicans, Coccidioides, Cryptococcus neoformans, Cryptococcus gattii, Histoplasma capsulatum, Mucoromycotina, Pneumocystis jirovecii, Flechte, Sporothrix schenckii, Cladosporium und Exserohilum.
Die antimikrobielle Wirksamkeit kann durch die Einbeziehung von Polyhexamethylenbiguanid (PHMB) und/oder Chlorhexidingluconat (CHG), das ein Polymer ist, das als Desinfektionsmittel und Antiseptika eingesetzt werden kann, synergistisch verstärkt werden.
Es wird angenommen, dass PHMB unter Anderem gegen Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans, Aspergillus brasiliensis, Vancomycin-resistente Enterokokken und Klebsiella pneumoniae wirksam ist. Es wird angenommen, dass PHMB durch Bindung an die bakterielle Zellmembran wirkt, wodurch komplexe Reaktionen die Integrität der Zellmembranwand verändern. Dies ermöglicht den Eintritt von PHMB, wodurch die Wandstärke und damit der Tod des Bakteriums verringert wird.
CHG ist ein antiseptisches antibakterielles Mittel. Es ist positiv geladen und reagiert mit der negativ geladenen mikrobiellen Zelloberfläche, wodurch die Integrität der Zellmembran zerstört wird. Daraufhin dringt Chlorhexidinkluconat in die Zelle ein und verursacht Leckagen intrazellulärer Komponenten, die zum Zelltod führen. Da Grampositive Bakterien negativer geladen sind, sind sie empfindlicher für dieses Mittel.
In einer Ausführungsform können die polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume ferner ein PHMB und/oder CHG umfassen. In einer Ausführungsform können ein oder beide von PHMB und CHG den Silbernanopartikeln zugeordnet oder daran gebunden sein. In einer anderen Ausführungsform können ein oder beide von PHMB und CHG den Silbernanopartikeln zugeordnet oder daran gebunden sein. In jeder dieser Ausführungsformen können PHMB und/oder CHG in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-%, etwa 0,2 Gew.-%, etwa 0,3 Gew.-%, etwa 0,4 Gew.-%, etwa 0,5 Gew.-%, etwa 0,6 Gew.-%, etwa 0,7 Gew.-% etwa 0,8 Gew.-%, etwa 0,9 Gew.-%, etwa 1,0 Gew.-%, etwa 1,1 Gew.-%, etwa 1,2 Gew.-%, etwa 1,3 Gew.-%, etwa 1,4 Gew.-%, etwa 1,5 Gew.-%, etwa 1,6 Gew.-%, etwa 1,7 Gew.-%, etwa 1,8 Gew.-%, etwa 1,9 Gew.-% und etwa 2,0 Gew.-% des Schaumsubstrates bereitgestellt sein. In einer anderen Ausführungsform können PHMB und/oder CHG in einer Menge von weniger als etwa 10 Gew.-%, weniger als etwa 9 Gew.-%, weniger als etwa 8 Gew.-%, weniger als etwa 7 Gew.-%, weniger als etwa 6 Gew.-%, weniger als etwa 5 Gew.-%, weniger als etwa 4 Gew.-%, weniger als etwa 3 Gew.-%, weniger als etwa 2 Gew.-% und weniger als etwa 1 Gew.-% des Schaumsubstrats bereitgestellt sein. In einer weiteren Ausführungsform können PHMB und/oder CHG in einem Bereich bereitgestellt werden, der zwischen zweien der vorstehenden Werte liegt und diese Werte umfasst.
Bevorzugte Ausführungsformen der hierin beschriebenen polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume werden darüber hinaus gemäß ISO 10993-5 als nicht-zytotoxisch nachgewiesen. Beispiel 2 vergleicht die Cytotoxizität der hierin beschriebenen polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume mit handelsüblichen Silberwundverbänden, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume im Vergleich zu den handelsüblichen Silberwundverbänden, die durchschnittliche Cytotoxizitätswerte von größer als 2 aufweisen, durchschnittliche Cytotoxizitätswerte von 2 oder weniger aufweisen. In einer Ausführungsform weisen die polymerstabilisierten Nanopartikelschäume eine Cytotoxizität von 2 oder weniger, 1 oder weniger oder 0 auf und gelten daher gemäß ISO 10993-5 als nicht-zytotoxisch. In einer Ausführungsform enthalten die polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäume mit Ausnahme der hier beschriebenen Komponenten keine zusätzlichen Komponenten, von denen bekannt ist, dass sie antibakteriell, antimykotisch und/oder zytotoxisch sind.
BEISPIEL 1
Herstellung der antibakteriellen/antimykotischen Schäume
Hydrophile Polyurethanschäume mit einer Dicke von 5,0 ± 0,5 mm wurden mit variierenden Mengen der polymerstabilisierten Silbernanopartikel, wie hierin beschrieben, hergestellt.
Ein Isocyanat-terminiertes Prepolymer wurde mit einer wässrigen Komponente, die eine vorbestimmte Menge der polymerstabilisierten Silbernanopartikel-Dispersion in deionisiertem Wasser enthielt, gemischt. Das resultierende Gemisch bzw. die Polyurethanemulsion wurde auf eine bewegliche untere Gießauskleidung der Produktionslinie gegeben und zwischen einer beweglichen oberen Gießauskleidung angeordnet. Die obere und untere Gießauskleidung wurden am Ende der Produktionslinie entfernt, nachdem das Schaummaterial klebfrei war. Das Schaummaterial kann daraufhin in einem Ofen oder einer ähnlichen Vorrichtung getrocknet werden.
In X80244 wurde die wässrige Komponente hergestellt, um eine Form herzustellen, die 0,16% polymerstabilisierte Silbernanopartikel in dem trockenen Schaum enthielt. Die wässrige Komponente wurde mit einem Isocyanat-terminierten Prepolymer mit einem Isocyanatgehalt im Bereich von etwa 9% bis etwa 10% vermischt. In X80245, CJNB#9-50(3), CJNB#9-52(3), CJNB#9-64, und CJNB#9-76 wurde das gleiche Verfahren angewendet, mit der Ausnahme, dass das Isocyanat-terminierte Prepolymer einen Isocyanatgehalt von etwa 6% bis etwa 7% aufwies. Das resultierende Polyurethan wurde wie oben beschrieben auf die untere Gießauskleidung gegeben und zwischen die obere und untere Gießauskleidung gegossen.

Die physikalischen und absorbierenden Eigenschaften sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben: Tabelle 1. Physikalische und absorbierende Eigenschaften von polymerstabilisierten Silbernanopartikelschäumen.

EIGENSCHAFT	X80244	X80245	CJNB #9-50(3)	CJNB #9-52(3)	CJNB #9-64
	0,16% Nanosilber in trockenem Schaum	0,18% Nanosilber in trockenem Schaum	0,75% Nanosilber in trockenem Schaum	1,5% Nanosilber in trockenem Schaum	1,25% Nanosilber in trockenem Schaum
Dichte (Pfund/Fuß³)	4,92	6,09	6,46	6,76	6,92
Zugfestigkeit (psi)	46,23	13,25	12,33	14,59	15,46
Bruchdehnung (%)	177	273	243	276	269
Reißfestigkeit (Pfund/Zoll)	3,12	1,90	1,99	2,08	1,98
Absorptionsrate eines Wassertropfens (s)	1	1	1	1	1
Freie Schwellabsorptionskapazität (g/g)	18,9	17,6	16,62	16,28	16,8
Volumenausdehnung (%)	65	86	88	95	101
Flüssigkeitsretention unter 40 mm Hg-Kompression (g/g)	11,41	9,98	9,72	10,15	10,04

Die physikalischen Eigenschaften wurden gemäß ASTM-Standard D3574 gemessen.
Die Absorptionsrate eines Wassertropfens ist die benötigte Zeit, um einen Tropfen Wasser in das Schaumsubstrat zu absorbieren. Die hier beschriebenen antimikrobiellen Schäume benötigen etwa 1 s, um einen Tropfen Wasser in das Schaumsubstrat zu absorbieren, was die momentane Absorptions-/Dochtwirkungsrate anzeigt.
Die Absorptionskapazität des Schaums wird gemäß dem britischen Standard, BS EN 13726-1:2002, Testverfahren für primäre Wundverbände – Teil 1 gemessen: Aspekte der Absorptionsfähigkeit, Abschnitt 3.2: Freie Schwellabsorptionskapazität Wie in den Ergebnissen gezeigt, können die Schaumsubstrate das 16–19fache ihres Eigengewichts bei Kontakt mit einer Kochsalzlösung mit einer Volumenausdehnung des Schaums von 65 bis leicht über 100 absorbieren. Eine hohe Absorptionskapazität ist vorteilhaft, da sie Exsudate absorbiert und Fluid von der Wund/Haut-Grenzfläche zur Verbandsschicht weg befördert.
Die Flüssigkeitsretention unter Kompression des Drucks von 40 mmHg gibt die typische Kompression an, die durch eine Bandage erzeugt wird, wenn sie um den Wundverband gewickelt wird. Die Ergebnisse zeigen, dass der Schaum selbst bei einer Kompression von 40 mmHg Druck nach wie vor eine größere Menge an Exsudat im Schaum festhält (ohne dieses wieder an das Wundbett abzugeben), wodurch eine schnellere Heilung durch Exsudat-Management bereitgestellt wird.
In den hier beschriebenen Schaumsubstraten können antimikrobielle Mittel bereitgestellt oder inkorporiert werden, um die biologische Belastung der Wunde bei einer kritischen Kolonisation und einer lokalen Infektion zu kontrollieren.
BEISPIEL 2
In-vitro-Zytotoxizitätstests
Zur Bestimmung der Cytotoxizität von extrahierbaren Substanzen wurde ein Elutionstest mit minimalem essentiellen Medium (MEM) durchgeführt. Ein Extrakt des Testkörpers wurde zu Zellmonoschichten hinzugegeben und inkubiert. Die Zellmonoschichten wurden untersucht und nach dem Grad der zellulären Zerstörung bewertet. Alle Akzeptanzkriterien des Prüfverfahrens wurden erfüllt. Die Prüfung erfolgte gemäß den US-amerikanischen FDA-Richtlinien der guten Herstellungspraxis 21 CFR-Teile 210, 211 und 820.
Verfahren. Die Mengen an Testartikel und Kontrollen, die extrahiert wurden, basierten auf ANSI/AAMI/ISO- und USP-Oberflächen- oder Gewichtsempfehlungen. Die Testgegenstände und Kontrollen wurden in 1 × MEM mit 5% Rinderserum für 24–25 Stunden bei 37 + 1°C unter Rühren extrahiert. Mehrfachwannen-Zellkulturplatten wurden mit einer verifizierten Menge an Zellen des Industriestandards L-929 (AC CCL-1) ausgesät und inkubiert, bis eine Konfluenz von etwa 80% erreicht wurde. Der Testgegenstand und die Kontrollextrakte wurden bei Raumtemperatur für weniger als vier Stunden vor dem Testen gehalten. Die Extraktflüssigkeiten wurden nach dem Extraktionsverfahren nicht gefiltert, zentrifugiert oder manipuliert. Der Testgegenstand und die Kontrollextrakte wurden dreifach zu den Zellmonoschichten hinzugegeben. Die Zellen wurden bei 37 + 1°C mit 5 + 1% CO₂ für 48 + 3 Stunden inkubiert.

Akzeptanzkriterien. Das United States Pharmacopeia & National Formulary (USP <87>) besagt, dass der Testartikel die Anforderungen erfüllt oder eine notwendige Punktzahl (bestanden) erhält, wenn der Reaktivitätsgrad nicht größer als 2 ist oder eine leichte Reaktivität aufweist. Der ANSI/AAMI/ISO 10993-5-Standard besagt, dass das Erreichen einer numerischen Bewertung von größer als 2 als zytotoxischer Effekt oder als nicht bestandene Punktzahl (nicht bestanden) betrachtet wird. Tabelle 2. Kulturwerte.

Zustände aller Kulturen	Reaktivität	Punktzahl
Keine Zelllyse, intracytoplastisches Granulat	Keine	0
Weniger oder gleich 20% Rundung, gelegentlich lysierte Zellen	Leicht	1
Mehr als 20% bis weniger oder gleich 50% Rundung, keine ausgedehnte Zelllyse	Mild	2
Mehr als 50% bis weniger als 70% Rundung und lysierte Zelle	Mäßig	3
Fast vollständige Zerstörung der Zellschichten	Schwer	4

Die Akzeptanzkriterien basierten auf den negativen und mittleren Kontrollen, die Reaktivitätsgrade von „0” erhielten und den positiven Kontrollen, die Reaktivitätsgrade von 3–4 (mäßig bis schwer) erhielten. Der Test wurde als gültig betrachtet, da die Kontrollergebnisse innerhalb akzeptabler Parameter lagen. Tabelle 3. Negative, mittlere und positive Kontrollen.

Kontrollen	Bewertungen				Extraktionsverhältnis	Menge der getesteten/Extraktionslösungsmittelmenge
Kontrollen	Nr. 1	Nr. 2	Nr. 3	∅	Extraktionsverhältnis	Menge der getesteten/Extraktionslösungsmittelmenge
Negative Kontrolle-Polyropylenpellets	0	0	0	0	0,2 g/ml	4 g/20 ml
Mittlere Kontrolle	0	0	0	0	k. A.	20 ml
Positive Kontrolle-Latex-Naturkautschuk	4	4	4	4	0,2 g/ml	4,0 g/20 ml

Die Zellmonoschichten wurden mikroskopisch untersucht. Die Vertiefungen wurden hinsichtlich des Grades der erkennbaren morphologischen Zytotoxizität auf einer verhältnismäßigen Skala von 0 bis 4 bewertet. Tabelle 4. In-vitro-Zytotoxizitäts-Testbewertungen.

Testartikel	Bewertungen				Ergebnis	Extraktionsverhältnis	Menge der getesteten/Extraktionslösungsmittelmenge
Testartikel	Nr. 1	Nr. 2	Nr. 3	∅	Ergebnis	Extraktionsverhältnis	Menge der getesteten/Extraktionslösungsmittelmenge
3M Tegaderm^® AG Silbersulfatgewebe 2 Zoll × 2 Zoll	4	4	4	4	^Nicht bestanden	^{0,1 g/ml}	0,6 g/6 ml
Contreet^® AG Silberschaumverband, 4 Zoll × 4 Zoll	3	3	3	3	^Nicht bestanden	0,1 g/ml	^{2,0 g/20 ml}
Acticoat^® Absorptionsmittel mit Silcryst^® Nanokristallen 4 Zoll × 5 Zoll	4	4	4	4	^Nicht bestanden	0,1 g/ml	2,0 g/20 ml
Acticoat^® Flex 3 mit Silcryst^® Nanokristallen 2 Zoll × 2 Zoll	4	4	4	4	^Nicht bestanden	0,1 g/ml	0,9 g/9,0 ml
Mepilex^® Ag mit Safetac^® Technologie, 4 Zoll × 4 Zoll	4	4	4	4	^Nicht bestanden	0,1 g/ml	2,0 g/20 ml
Essentra 0,17% Nanosilber in trockenem Schaum CJNB#9-24C	0	0	0	0	Bestanden	0,1 g/ml	2,0 g/20 ml
Essentra 1,25% Nanosilber in trockenem Schaum CJNB#9-64	2	2	2	2	Bestanden	0,1 g/ml	2,0 g/20 ml
Essentra 1,5% Nanosilber in trockenem Schaum CJNB#9-70	0	0	1	0	Bestanden	0,1 g/ml	2,0 g/20 ml
Essentra 1,5% Nanosilber in trockenem Schaum CJNB#9-71	1	1	0	1	Bestanden	0,1 g/ml	2,0 g/20 ml

BEISPIEL 3
Antibakterielle In-vitro-Tests für X80244 und X80245
Die antibakterielle Aktivität der Schäume X80244 und X80245 wurde getestet und mit Kontrollschäumen verglichen. Die anti-mikrobielle Leistung jedes Schaums wurde unter Verwendung des modifizierten Testverfahrens 100 der American Association of Textile Colorist and Chemist (AATCC) beurteilt.
Am Tag Null wurden Proben hergestellt und in eine kleine Petrischale gegeben, die daraufhin in eine große Petrischale mit 10 ml sterilem Wasser gegeben wurde, um die Proben in einem feuchten Zustand zu halten. Die Platten wurden mit Probenidentifikation, Zeitpunkt und Namen des Organismus markiert. Jeder Herausforderungsorganismus wurde mit einem Spektrophotometer auf 1–5 × 10⁶ CFU/ml (Staphylococcus aureus (ATCC 25922 oder äquivalent), Klesbsiella pneumoniae (ATCC 4352 oder äquivalent), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027 oder äquivalent) eingestellt.
Null-Stunden-Proben wurden mit 1,0 ml des Herausforderungsorganismus inokuliert, sofort mit 100 ml D/E-Neutralisationsbrühe neutralisiert und geeignete Verdünnungen wurden mit steriler Kochsalzlösung hergestellt, wobei jede Verdünnung zweifach plattiert wurde. Die Platten wurden für 24–48 Stunden bei 37 + 2°C inkubiert. Vierundzwanzigstündige Proben wurden einzeln mit 1,0 ml der spezifizierten Population des Herausforderungsorganismus inokuliert, während zwei Sätze von 3-Tage- und 7-Tage-Proben (ein Satz für 0 Stunden und ein Satz für 24 Stunden) mit 0,1 ml 10% fötalem Rinderserum (FBS) in sterilem deionisiertem Wasser konditioniert wurden. Die Proben wurden daraufhin bei 37 + 2°C inkubiert.
Nach 24 Stunden Inkubation wurden 24-Stunden-Proben entfernt, mit 100 ml eines Neutralisators neutralisiert und geeignete Verdünnungen wurden mit steriler Kochsalzlösung hergestellt und jede Verdünnung wurde in zweifach plattiert. Die 3- und 7-Tage-Proben wurden täglich mit 0,1 ml 10% FBS konditioniert und bei 37 + 2°C bis zum Testpunkt gealtert. Am dritten und siebten Tag wurde ein neuer Satz von Inokulum hergestellt und jede Probe wurde mit der spezifizierten Population des Herausforderungsorganismus inokuliert. Ein Satz von Proben wurde inokuliert, sofort neutralisiert und für eine Stunde plattiert. Ein zweiter Satz wurde inokuliert und bei 37°C für 24 Stunden in den Inkubator gestellt.

Nach der Inkubation wurde jede Probe mit 100 ml Neutralisationsmittel einzeln neutralisiert. Geeignete Verdünnungen wurden mit steriler Kochsalzlösung hergestellt und jede Verdünnung wurde zweifach plattiert. Tabelle 5. Antibakterielle Ergebnisse nach 24 Stunden.

	S. aureus
Proben-ID	Nullzeit	24 Stunden	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	1,85 × 10⁶	4,40 × 10⁴	2,83	99,85
Kontrolle	2,35 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	2,15 × 10⁶	5,85 × 10⁴	2,71	99,81
Kontrolle	1,95 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
	K. pneumoniae
Proben-ID	Nullzeit	24 Stunden	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	1,95 × 10⁶	5,00 × 10¹	5,78	99,99
Kontrolle	2,20 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	1,95 × 10⁶	6,90 × 10²	4,64	99,99
Kontrolle	1,85 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
	P. aeruginosa
Proben-ID	Nullzeit	24 Stunden	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	2,10 × 10⁶	< 1,00 × 10¹	> 6,48	> 99,99
Kontrolle	2,30 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	2,10 × 10⁶	4,80 × 10³	3,80	99,98
Kontrolle	1,90 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion

Der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 0,16% und 0,18% Silbernanopartikeln, bezogen auf das Gewicht des Schaums, zeigte 24-Stunden-Logreduktionen von 2,71 und 2,83 für S. aureus, Logreduktionen von 4,64 und 5,78 für K. pneumoniae und Logreduktionen von 3,80 und > 6,48 für P. aeruginosa. Tabelle 6. Antibakterielle Ergebnisse nach 3 Tagen.

	S. aureus
Proben-ID	Nullzeit	3 Tage	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	1,50 × 10⁶	6,65 × 10³	3,65	99,98
Kontrolle	2,50 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	2,35 × 10⁶	3,25 × 10⁴	2,97	99,89
Kontrolle	1,80 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
	K. pneumoniae
Proben-ID	Nullzeit	3 Tage	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	2,20 × 10⁶	< 1,00 × 10¹	> 6,48	> 99,99
Kontrolle	2,40 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	2,35 × 10⁶	5,15 × 10⁴	2,77	99,83
Kontrolle	1,60 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
	P. aeruginosa
Proben-ID	Nullzeit	3 Tage	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	1,40 × 10⁶	< 1,00 × 10¹	> 6,48	> 99,99
Kontrolle	1,90 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	1,55 × 10⁶	3,30 × 10⁵	1,96	98,90
Kontrolle	2,45 × 10⁶	> 3,00 × 10⁷	Keine Reduktion	Keine Reduktion

Der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 0,16% und 0,18% Silbernanopartikeln, bezogen auf das Gewicht des Schaums, zeigte 3-Tage-Logreduktionen von 2,97 und 3,65 für S. aureus, Logreduktionen von 2,77 und > 6,48 für K. pneumoniae und Logreduktionen von 1,96 und > 6,48 für P. aeruginosa. Tabelle 7. Antibakterielle Ergebnisse nach 7 Tagen.

	S. aureus
Proben-ID	Nullzeit	7 Tage	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	1,75 × 10⁶	2,50 × 10⁴	4,89	99,99
Kontrolle	1,75 × 10⁶	1,95 × 10⁹	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	1,85 × 10⁶	3,80 × 10⁴	5,12	99,99
Kontrolle	2,00 × 10⁶	5,00 × 10⁹	Keine Reduktion	Keine Reduktion
	K. pneumoniae
Proben-ID	Nullzeit	7 Tage	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	1,20 × 10⁶	1,65 × 10⁵	3,80	99,98
Kontrolle	1,25 × 10⁶	1,05 × 10⁹	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	1,65 × 10⁶	3,05 × 10⁴	5,19	99,99
Kontrolle	1,75 × 10⁶	4,75 × 10⁹	Keine Reduktion	Keine Reduktion
	P. aeruginosa
Proben-ID	Nullzeit	7 Tage	Logreduktion	Prozentuale Reduktion
X80245 Silber 0,18% Silber	1,65 × 10⁶	2,65 × 10⁵	6,57	99,99
Kontrolle	1,75 × 10⁶	9,80 × 10¹¹	Keine Reduktion	Keine Reduktion
X80244 Silber 0,16% Silber	1,95 × 10⁶	1,75 × 10⁸	3,17	99,93
Kontrolle	1,85 × 10⁶	2,60 × 10¹¹	Keine Reduktion	Keine Reduktion

Der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 0,16% und 0,18% Silbernanopartikeln, bezogen auf das Gewicht des Schaums, zeigte 7-Tage-Logreduktionen von 5,12 und 4,89 für S. aureus, Logreduktionen von 5,19 und 3,8 für K. pneumoniae und Logreduktionen von 3,17 und 6,57 für P. aeruginosa.
BEISPIEL 4
Antibakterielle In-vitro-Tests für CJNB#9-50(3) und CJNB#9-52(3)
Die anti-bakterielle Aktivität von hydrophilen Schäumen unter Verwendung unterschiedlicher Mengen an Silbernanopartikeln wurde ebenfalls unter Verwendung des gleichen Protokolls verglichen, wie oben mit Bezug auf Beispiel 3 beschrieben. Die Testproben (CJNB#9-50(3) und CJNB#9-52(3)) enthielten jeweils eine Silbermenge von 0,75 Gew.-% und 1,5 Gew.-% des trockenen Schaums.
Tabelle 8. Antibakterielle Ergebnisse nach 24 Stunden.
Nach 24 Stunden zeigte der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 0,75 Gew.-% Schaum aus Silbernanopartikeln 24-Stunden-Logreduktionen von etwa 4,01 für S. aureus, > 5,94 für K. pneumoniae und > 5,60 für P. aeruginosa. Der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 1,50 Gew.-% Schaum aus Silbernanopartikeln zeigte 24-Stunden-Logreduktionen von etwa 5,88 für S. aureus, > 5,94 für K. pneumoniae und > 5,60 für P. aeruginosa.
Tabelle 9. Antibakterielle Ergebnisse nach 3 Tagen.
Nach 3 Tagen zeigte der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 0,75 Gew.-% Schaum aus Silbernanopartikeln 3-Tage-Logreduktionen von etwa > 6,36 für S. aureus, > 7,41 für K. pneumoniae und > 7,41 für P. aeruginosa. Der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 1,50 Gew.-% Schaum aus Silbernanopartikeln zeigte 3-Tage-Logreduktionen von etwa > 6,36 für S. aureus, > 7,41 für K. pneumoniae und > 7,41 für P. aeruginosa.
Tabelle 10. Antibakterielle Ergebnisse nach 7 Tagen.
Nach 7 Tagen zeigte der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 0,75 Gew.-% Schaum aus Silbernanopartikeln 7-Tage-Logreduktionen von etwa 5,71 für S. aureus, > 8,12 für K. pneumoniae und > 7,61 für P. aeruginosa. Der polymerstabilisierte Silbernanopartikelschaum mit 1,50 Gew.-% Schaum aus Silbernanopartikeln zeigte 7-Tage-Logreduktionen von etwa > 7,28 für S. aureus, > 8,12 für K. pneumoniae und > 7,61 für P. aeruginosa.
BEISPIEL 5
In-vitro-Antipilztest für CJNB#9-52(3)
Die Antipilzaktivität von CJNB#9-52(3) (1,5% Nanosilber in trockenem Schaum, 4–5 mm Dicke) wurde getestet und ausgewertet. Spezifizierte Probenschichten wurden gleichmäßig mit dem Herausforderungsorganismus (Candida albicans) inokuliert. Nach der Inokulation wurden die Proben bei 35–39°C für 24 Stunden inkubiert. Unmittelbar nach der Inkubation wurden Nullkontaktzeitproben mit D/E-Neutralisationsbrühe neutralisiert. Serielle Verdünnungen wurden hergestellt und in zweifacher Ausfertigung unter Verwendung geeigneter Medien plattiert. Die 24-Stunden-Proben wurden ähnlich verarbeitet.

Sämtliche Platten wurden daraufhin bei 28 + 1°C für 48 Stunden inkubiert. Die Anzahl der Organismen pro Probe wurde angegeben und die prozentuale Reduktion und die Logreduktion von Herausforderungsorganismen wurde berechnet. Tabelle 11. Antipilzaktivität nach 24 Stunden.

Proben-ID	Ergebnisse
	Null Kontaktzeit CFU/Probe	24 Stunden Kontaktzeit CFU/Probe	% Reduktion/Logreduktion
	C. albicans	C. albicans	C. albicans
CJNB#9-52(3) 1,5% Nanosilber	2,85 × 10⁶	9,15 × 10³	99,68/2,49

Wie in der obigen Tabelle gezeigt, zeigte der Nanosilberschaum eine 99,68%ige Reduktion bzw. eine Logreduktion von 2,49 für C. albicans nach 24 Stunden.
BEISPIEL 6
Die antibakterielle Aktivität von CJNB#9-40, das 0,75% polymerstabilisierte Silbernanopartikel und 0,5% PHMB in trockener Polyurethanform umfasst, wurde unter Verwendung des gleichen Protokolls, wie oben in Bezug auf Beispiel 3 beschrieben, beurteilt.
Tabelle 12. Antibakterielle Aktivität nach 24 Stunden.
Nach 24 Stunden zeigte CJNB#9-40 eine 24-stündige Logreduktion von etwa > 5,88 für S. aureus, > 5,94 für K. pneumoniae und > 5,60 für P. aeruginosa.
Tabelle 13. Antibakterielle Aktivität nach 3 Tagen.
Nach 3 Tagen zeigte CJNB#9-40 eine 3-tägige Logreduktion von etwa > 4,96 für S. aureus, > 7,40 für K. pneumoniae und > 7,47 für P. aeruginosa.
Tabelle 14. Antibakterielle Aktivität nach 7 Tagen.
Nach 7 Tagen zeigte CJNB#9-40 eine 7-tägige Logreduktion von etwa > 7,28 für S. aureus, > 7,61 für K. pneumoniae und > 8,12 für P. aeruginosa.
BEISPIEL 7
Antibakterielle In-vitro-Tests zum Vergleich von Silberpartikelgrößen

Die anti-bakterielle Aktivität von hydrophilen Schäumen unter Verwendung unterschiedlicher Silberpartikelgrößen wurde ebenfalls unter Verwendung des gleichen Protokolls verglichen, wie oben mit Bezug auf Beispiel 3 beschrieben. Jede der Testproben (CJNB#9-76 und CJNB#9-52(3)) enthielt eine Silbermenge von 1,5 Gew.-% des trockenen Schaums. Tabelle 15. Antibakterielle Ergebnisse für S. aureus.

	Silberpartikelgröße	Null Kontaktzeit	24 Stunden Kontaktzeit	Logreduktion
CJNB#9-76	15–25 Mikrometer	2,95 × 10⁶	3,60 × 10⁴	1,91
CJNB#9-52(3)	30–100 nm	1,50 × 10⁶	< 1,00 × 10¹	> 5,26

Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, hatte der Schaum mit der größeren Silberpartikelgröße (CJNB#9-76) eine 24-stündige Logreduktion von 1,91 im Verhältnis zu der anfänglichen Inokulumkonzentration von S. aureus im Vergleich zu dem Schaum mit der kleineren Silberpartikelgröße (CJNB#9-52(3)), der eine signifikant höhere 24-Stunden-Logreduktion von > 5,26 im Verhältnis zur anfänglichen Inokulumkonzentration für den gleichen Organismus aufwies. Die kleinere Partikelgröße hat eine signifikant höhere antibakterielle Wirksamkeit gegenüber S. aureus. Tabelle 16. Antibakterielle Ergebnisse für P. aeruginosa.

	Silberpartikelgröße	Null Kontaktzeit	24 Stunden Kontaktzeit	Logreduktion
CJNB#9-76	15–25 Mikrometer	1,71 × 10⁶	28,35 × 10⁶	Keine Reduktion
CJNB#9-52(3)	30–100 nm	1,25 × 10⁶	< 1,00 × 10¹	> 5,30

Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, hatte der Schaum mit der größeren Silberpartikelgröße (CJNB#9-76) keine Reduktion im Verhältnis zu der anfänglichen Inokulumkonzentration von P. aeruginosa im Vergleich zu dem Schaum mit der kleineren Silberpartikelgröße (CJNB#9-52(3)), der eine signifikant höhere 24-Stunden-Logreduktion von > 5,30 im Verhältnis zur anfänglichen Inokulumkonzentration für den gleichen Organismus aufwies. Die größere Partikelgröße zeigt hier keine antibakterielle Wirksamkeit gegenüber P. aeruginosa, während die kleinere Partikelgröße eine signifikante antibakterielle Wirksamkeit beibehält. Tabelle 17. Antibakterielle Ergebnisse für K. pneumoniae.

	Silberpartikelgröße	Null Kontaktzeit	24 Stunden Kontaktzeit	Logreduktion
CJNB#9-76	15–25 Mikrometer	1,25 × 10⁶	7,30 × 10²	3,24
CJNB#9-52(3)	30–100 nm	1,45 × 10⁶	< 1,00 × 10¹	> 5,32

Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, hatte der Schaum mit der größeren Silberpartikelgröße (CJNB#9-76) eine 24-stündige Logreduktion von 3,24 im Verhältnis zu der anfänglichen Inokulumkonzentration von P. aeruginosa im Vergleich zu dem Schaum mit der kleineren Silberpartikelgröße (CJNB#9-52(3)), der eine signifikant höhere 24-Stunden-Logreduktion von > 5,32 im Verhältnis zur anfänglichen Inokulumkonzentration für den gleichen Organismus aufwies. Die kleinere Partikelgröße hat eine signifikant höhere antibakterielle Wirksamkeit gegenüber K. pneumoniae.
Es versteht sich, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angeben, zur Veranschaulichung und nicht als Beschränkung angegeben sind. Viele Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung können vorgenommen werden, ohne von dem Geist davon abzuweichen, und die Offenbarung schließt alle derartigen Modifikationen ein.

Claims

Absorbierender Wundverband, der Folgendes umfasst: ein hydrophiles poröses Substrat; und polymerstabilisierte Silbernanopartikel, die in dem porösen Substrat verteilt sind, wobei die Silbernanopartikel eine Partikelgröße d₅₀ im Bereich von etwa 45 nm bis etwa 85 nm aufweisen und die Silbernanopartikel in dem Substrat in einer Menge von etwa 0,16 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Gesamtgewichts des Substrats vorhanden sind; wobei der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Bakterien gemäß dem modifizierten AATCC-Testverfahren 100 erzeugt, und wobei der Wundverband gemäß dem Standardverfahren ISO 10993-5 für die Beurteilung der medizinischen Zytotoxizität nicht-zytotoxisch ist.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vorliegen.
Wundverband nach Anspruch 1, der ferner ein Polyhexamethylenbiguanid (PHMB) und/oder ein Chlorhexidingluconat (CHG) umfasst.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt sind.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei das hydrophile poröse Substrat offenzellige Fenster und geschlossenzellige Fenster umfasst.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei der Wundverband eine 24-stündige Logreduktion von 2 oder mehr für Pilzspezies erzeugt.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-negative Bakterien erzeugt.
Wundverband nach Anspruch 1, wobei der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-positive Bakterien erzeugt.
Verfahren zur Herstellung eines Wundverbands, das Folgendes umfasst: Mischen eines Prepolymers und einer wässrigen Lösung, die eine wässrige Dispersion von polymerstabilisierten Silbernanopartikeln in deionisiertem Wasser umfasst, um eine Polyurethanemulsion herzustellen, und Härten der Polyurethanemulsion, um ein dreidimensionales poröses Substrat herzustellen, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel in dem Substrat verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Prepolymer einen mit Isocyanat verkappten Polyether umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Prepolymer ein mit Isocyanat verkapptes Polyester umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel eine Partikelgröße d₅₀ von etwa 45 nm bis etwa 85 nm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,16 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% des Substrats vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die wässrige Dispersion ferner PHMB und/oder CHG umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Bereitstellen der Polyurethanemulsion zwischen den Gießauskleidungen mit einer gewünschten Dicke und Breite vor dem Härten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Polyurethanemulsion in eine dreidimensionale Form gegeben wird, um eine gewünschte dreidimensionale Konfiguration vor dem Härten zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Trocknen des dreidimensionalen, porösen Substrats umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das dreidimensionale, poröse Substrat ohne Katalysatoren hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Wundverbands, das Folgendes umfasst: Mischen einer Polyisocyanatkomponente und einer hydrophilen Polyolkomponente, die eine wässrige Dispersion von polymerstabilisierten Silbernanopartikeln in deionisiertem Wasser umfasst, um eine Polyurethanemulsion herzustellen; und Härten der Polyurethanemulsion in einer gewünschten dreidimensionalen Konfiguration, um ein poröses Substrat herzustellen, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel in dem Substrat verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel eine Partikelgröße d₅₀ von etwa 45 nm bis etwa 85 nm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,16 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% des Substrats vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die wässrige Dispersion ferner PHMB und/oder CHG umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, das ferner das Bereitstellen der Polyurethanemulsion zwischen den Gießauskleidungen mit einer gewünschten Dicke und Breite vor dem Härten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Polyurethanemulsion in eine dreidimensionale Form gegeben wird, um eine gewünschte dreidimensionale Konfiguration vor dem Härten zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 21, das ferner das Trocknen des dreidimensionalen, porösen Substrats umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das dreidimensionale, poröse Substrat ohne Katalysatoren hergestellt wird.
Verfahren zur Behandlung einer Wunde an einem Patienten, das Folgendes umfasst: Verbinden der Wunde mit einem absorbierenden Wundverband umfassend ein hydrophiles poröses Substrat; und polymerstabilisierte Silbernanopartikel, die in dem porösen Substrat verteilt sind, wobei die Silbernanopartikel eine Partikelgröße d₅₀ im Bereich von etwa 45 nm bis etwa 85 nm aufweisen und die Silbernanopartikel in dem Substrat in einer Menge von etwa 0,16 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Gesamtgewichts des Substrats vorhanden sind; wobei der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Bakterien gemäß dem modifizierten AATCC-Testverfahren 100 erzeugt, und wobei der Wundverband gemäß dem Standardverfahren ISO 10993-5 für die Beurteilung der medizinischen Zytotoxizität nicht-zytotoxisch ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Silbernanopartikel in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-% bis etwa 1,5 Gew.-% des Substrats vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 31, das ferner ein Polyhexamethylenbiguanid (PHMB) und/oder ein Chlorhexidingluconat (CHG) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die polymerstabilisierten Silbernanopartikel im Wesentlichen gleichmäßig in dem Substrat verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das hydrophile poröse Substrat offenzellige Fenster und geschlossenzellige Fenster umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Wundverband eine 24-stündige Logreduktion von 2 oder mehr für Pilzspezies erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-negative Bakterien erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Wundverband eine 7-tägige Logreduktion von 4 oder mehr für Gram-positive Bakterien erzeugt.