ES2810158T3 - Composiciones biocidas y métodos para usarlas - Google Patents

Abstract

Una composición antimicrobiana, que comprende: un poli(hexametileno biguanida) (PHMB) en una cantidad que varía de 0,05 a 1,5% en peso, un agente quelante a una concentración de 0,01% en peso a 1% en peso seleccionado a partir del ácido etilendiaminatetraacético (EDTA), ácido dietilentriaminepentaacético, etilendiaminatetraquis( ácido metilenfosfónico), y sus sales, y un componente de diol vecinal, en el que dicho componente de diol vecinal comprende al menos un monoalquilglicol, y al menos un éter de monoalquilglicerol, en el que una relación en peso de dicho poli(hexametiIenbiguanida) (PHMB) y dicho al menos un componente de diol vecinal varía entre 1:0,05 a 1:500, y dicha composición antimicrobiana disminuye la biopelícula en al menos 4 órdenes logarítmicos, en el que dicho componente de diol vecinal está presente en una cantidad que varía entre el 0,05 y el 6,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición antimicrobiana, en el que dicho monoalquil-glicerol éter es un glicerol 1-(2-etilhexiI) éter (también conocido como octoxiglicerina, 2- etilhexiI glicerina, 3-(2-etilhexiloxi)propano-1,2-diol), y en el que dicho monoalquilglicol se selecciona de 1,2-octanodiol (caprililglicol), 1,2-dodecanediol, 1,2-hexadecanodiol, y sus combinaciones.

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones biocidas y métodos para usarlas

Campo de la invención

Esta invención se refiere de forma general a la formación de una composición antimicrobiana altamente efectiva contra la infestación microbiana en heridas agudas y crónicas. El gel antimicrobiano está relacionado con una solución acuosa en la composición, pero que tiene una mayor viscosidad debido a que le son añadidos agentes gelificantes o potenciadores de la viscosidad.

Antecedentes de la invención

La función principal de la piel intacta no dañada es controlar a los diversos microbios que se encuentran en la superficie de la piel, evitando así que el tejido subyacente sea colonizado por especies potencialmente patógenas. Cuando aparece una herida, el tejido subcutáneo queda expuesto, lo que genera un ambiente húmedo y nutritivo para la colonización y la proliferación microbiana. La invasión de heridas es a menudo polimicrobiana, involucrando a organismos que son potencialmente patógenos. Si se produce una infección, particularmente en heridas crónicas, la herida puede dejar de sanar. Las consecuencias de este hecho son traumáticas para el paciente, comportando gastos médicos cada vez mayores.

Las heridas crónicas incluyen a las úlceras por presión, úlceras del pie diabético y úlceras venosas de las piernas. Estas heridas son difíciles de curar y contribuyen a la aparición de problemas crónicos en la salud de los individuos, así como a un notable aumento de los costes en atención médica. Se cree que las bacterias que colonizan las heridas crónicas viven como comunidades en biopelículas altamente persistentes (G. A. James, et al., Wound Repair Regen., 16(1), 37-44, 2008). La formación de biopelículas parece ser un importante factor contribuyente en la posterior cicatrización de las heridas.

No parece que las bacterias presentes en la superficie de las heridas crónicas estén presentes como células planctónicas o incluso en modos de unión primaria simples. Más bien, se cree que dicha colonización se debe a la formación de biopelículas, a menudo de especies microbianas mixtas dentro de una matriz de polisacáridos hidrófilos extracelulares. Las bacterias que viven en una biopelícula tienen propiedades significativamente diferentes de las bacterias planctónicas, ya que el entorno protegido del recubrimiento de polímero les permite cooperar e interactuar. Una biopelícula tiene la capacidad de neutralizar las defensas del huésped y los sistemas principales del huésped, y posee una amplia gama de defensas y factores de virulencia. Una característica de este entorno es que poseen una mayor resistencia frente a los detergentes y antibióticos, ya que la densa matriz extracelular y la capa externa de las células protegen el interior de la comunidad.

Si bien las biopelículas están comúnmente presentes en las heridas crónicas, son menos prominentes en las heridas agudas. Clínicamente, existe una diferencia significativa con respecto al comportamiento en la curación entre las heridas crónicas y las heridas agudas, siendo estas últimas más fáciles de curar. La supresión de la carga biológica de las biopelículas utilizando múltiples estrategias simultáneas, incluyendo el desbridamiento, los agentes antibiopelículas, los biocidas específicos, antibióticos y tecnologías avanzadas, mejora la cicatrización de las heridas. Las heridas son un entorno ideal para la formación de comunidades de biopelículas debido a la susceptibilidad que poseen frente a la contaminación y a la disponibilidad inherente del sustrato y de los nutrientes para la fijación de las biopelículas. Las infecciones en heridas crónicas comparten dos atributos importantes con otras enfermedades en las que están involucradas biopelículas: una infección persistente que no es eliminada por el sistema inmunitario del huésped y una resistencia frente a los agentes antimicrobianos tópicos y sistémicos. En ausencia de una solución limpiadora biocida para las heridas, el desbridamiento frecuente es a menudo un tratamiento clínicamente efectivo para ayudar a curar las heridas crónicas.

Según diversos informes, las biopelículas causan aproximadamente 1 millón de infecciones nosocomiales cada año en los Estados Unidos. Se han encontrado bacterias aerobias y anaerobias. Algunos estudios han aislado al microorganismo más común encontrado (Staphylococcus epidermidis) que es el que desencadena las infecciones por biopelículas, al tiempo que otros muchos organismos han sido aislados. Las bacterias comunes que se encuentran en las biopelículas incluyen a las Gram positivas Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Micrococcus spp. y los estreptococos beta-hemolíticos (S. pyogenes, S. agalactiae) así como las bacterias Gram negativas de Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii y Estenotrofomona maltofila.

Además de las biopelículas en las heridas crónicas, las biopelículas están involucradas en aproximadamente el 90% de todas las infecciones humanas crónicas y el 65% de todas las infecciones adquiridas en los hospitales. Las biopelículas son responsables de las otitis medias, la infección aguda del oído más común. Las biopelículas también están involucradas en la endocarditis bacteriana, una infección de la superficie interna del corazón y sus válvulas. Las biopelículas también se encuentran en pacientes con fibrosis quística, un trastorno crónico que resulta en una mayor susceptibilidad con respecto a infecciones pulmonares graves. Además, también se ha mostrado que las biopelículas están involucradas con la enfermedad del legionario, una infección respiratoria aguda que da como resultado biopelículas de Legionnella, un organismo acuático ubicuo que puede estar presente en los sistemas de aire acondicionado y de distribución de aire y agua. Las biopelículas también están relacionadas con enfermedades periodontales, de la placa dental, infecciones por trasplantes, infecciones por la introducción de dispositivos médicos permanentes (p. ej., catéteres, prótesis), superficies clínicas contaminadas e instrumentos reutilizables.

Para la curación de heridas agudas y crónicas colonizadas por microorganismos, es esencial una limpieza adecuada. La mayoría de los limpiadores comerciales para las heridas se basan principalmente en la limpieza con agentes tensioactivos y están diseñados para suavizar y eliminar el tejido necrótico y los restos. Estas soluciones acuosas utilizan agentes tensioactivo con o sin conservantes, con o sin tampón y con o sin agentes quelantes. La Publicación de la Patente de los Estados Unidos Núm. 2004/0059006 describe una composición desinfectante que comprende 1-(2-etilhexil)glicerol-éter (octoxiglicerina, Sensiva® SC 50) y uno o más alcoholes aromáticos, tales como ariloxialcanoles, oligoalcanol aril éteres o arilalcanoles. Se dice que la composición es útil para controlar las micobacterias. No se realizaron estudios en biopelículas de Mycobacterium.

La Pat. de EE.UU. No. 6.106.854 trata sobre un líquido que tiene propiedades de limpieza germicidas y de biopelículas y que comprende un agente antiinfeccioso y antiséptico y un agente anti-biopelícula, un agente purificador de agua, un desinfectante y un bactericida, en el que el agente bactericida incluye clorhexidina, en un concentración de 10,0% a 23,0% de la concentración de desinfectante.

La Pat. de EE.UU. No. 6.143.244 analiza composiciones para limpiar y desinfectar lentes de contacto en las que se usa una biguanida polimérica en combinación con bis(biguanidas) como desinfectante, lo que reduce la carga biológica microbiana en dos órdenes logarítmicos a las cuatro horas y, preferiblemente, en un orden logarítmico en una hora. Los ejemplos utilizan 0,8 ppm (0,00008% en peso) de poli(hexametilen biguanida) y 2 ppm (0,0002% en peso) de alexidina. Esta baja concentración de biguanida se utiliza en un procedimiento de régimen de acuerdo con la Prueba de eficacia de desinfección química de la FDA, julio de 1985, Pautas preliminares de la solución de lentes de contacto, que utiliza bacterias en unidades formadoras de colonias y no evalúa la eficacia contra las biopelículas bacterianas.

La Pat. de EE.UU. No. 6.846.846 y la Solicitud de Patente de Estados Unidos Número 2010/0305211 trata sobre una combinación de una biguanida y un alcohol de monoalquilo ramificado, a saber, la octoxiglicerina, (Sensiva® SC 50, glicerol 1 -(2-etilhexil éter), o 1 -(2-etilhexil) glicerina), para usar como un desinfectante de la piel de acción suave. Se ha demostrado que otros ingredientes, particularmente los compuestos de amonio cuaternario y, particularmente, el cloruro de benzalconio, son efectivos contra las bacterias en las unidades formadoras de colonias. Esta patente y la solicitud no tratan sobre el uso de una biguanida y un monoalquilglicol ramificado para eliminar biopelículas bacterianas.

La octoxiglicerina se vende con el nombre comercial de Sensiva® SC 50 (Schülke & Mayr). Es un monoalquil éter de glicerol ramificado que se sabe que es agradable para la piel y que muestra cierta actividad antimicrobiana contra una variedad de bacterias Gram-positivas, como Micrococcus luteus, Corynebacterium aquaticum, Corynebacterium flavescens, Corynebacterium callunae y Corynebacterium nephredi. Sensiva® SC 50 se usa en diversas preparaciones desodorantes para la piel a concentraciones entre aproximadamente 0,2 (2,000 ppm) y 3% en peso (p)% (30.000 ppm).

En la solicitud de patente estadounidense número 2007/0287752 muestra una composición oftálmica acuosa que comprende un monoalquil éter de glicerol ramificado, como Sensiva® SC 50, presente en una cantidad total de 0,05 ppm (0,000005% en peso) a 1,000 ppm (0,1% en peso), y un agente antimicrobiano, que incluye poli(hexametilen biguanida) y alexidina, a una concentración de 0,01 ppm (0,000001% en peso) a 100 ppm (0,01% en peso), con preferencia a 3 ppm (0,0003% en peso), en el que la presencia del compuesto de glicerol ramificado mejora la eficacia biocida de la composición oftálmica acuosa. Las composiciones se usan como solución desinfectante, solución conservante o solución de almacenaje para lentes de contacto. No se realizaron estudios biocidas sobre las biopelículas.

La Pat. de EE.UU. No. 7.670.997 trata sobre una composición oftálmica acuosa y un método para inhibir la formación de espuma en una composición oftálmica acuosa que incluye un agente tensioactivo, que comprende un compuesto ramificado de monoalquilo de glicerol y un monoéster de ácido graso con un agente antimicrobiano como la alexidina, clorhexidina o poli(hexametilen biguanida). El monoéster de ácido graso comprende una porción de ácido graso alifático que tiene de seis a catorce átomos de carbono y una porción de hidroxilo alifático, prefiriéndose el decanoilglicerol. En una solución para el cuidado de lentes, se usa la poli(hexametilen biguanida) a una concentración de 0,01 ppm (0,000001% en peso) a 3 ppm (0,0003% en peso) con alexidina a una concentración de 4,5 ppm (0,00045% en peso), incluyendo Sensiva® SC 50 a una concentración de 0,15% en peso (1,500 ppm) y decanoilglicerol a una concentración de 0,12% en peso (1.200 ppm). La actividad biocida sinérgica hacia unidades formadoras de colonias de Candida albicans y Fusarium solani se muestra para interacciones del compuesto ramificado de monoalquilo de glicerol y el monoéster de glicerilo de ácido graso. No se realizaron estudios sobre biopelículas con estos ingredientes.

La publicación de la solicitud de patente de EE. UU. 2006/0051385 muestra un método para matar o inactivar microorganismos en tejidos de mamíferos mediante un antiséptico, un componente hidrófilo, un agente tensioactivo y un vehículo hidrófobo, donde el agente antiséptico incluye biguanidas y bisbiguanidas. Este estudio no incluía ningún análisis de eliminación de biopelículas.

La publicación de la solicitud de patente de EE. UU. 2007/0282008 A1 trata sobre una biguanida polimérica o un compuesto de bis(biguanida), un agente quelante y un agente tamponador para la prevención o el tratamiento de infecciones de la piel y los tejidos del oído. Se menciona el comportamiento antiséptico de las bis(biguanidas), como la alexidina y la clorhexidina, y las biguanidas poliméricas, como la poli(hexametilen biguanida) (PHMB), para el tratamiento de la infección. Sin embargo, no hay mención sobre la incorporación de monoalquilglicoles, monoacilgliceroles o alquiléteres de glicerol, o sobre la interacción de estos ingredientes individuales o combinados con biopelículas.

La Publicación de la Solicitud de Patente de Estados Unidos 2009/0202615 trata sobre composiciones que contienen altas concentraciones de un agente tensioactivo (tensioactivo) y una cantidad sub-letal de un agente antimicrobiano para poner en contacto una biopelícula microbiana. Los ejemplos utilizan altas concentraciones de agentes tensioactivos (> 45%). La cantidad sub-letal del agente antimicrobiano se define como menos que la cantidad terapéuticamente efectiva estándar para erradicar o inhibir eficazmente el crecimiento de microorganismos formadores de biopelículas o patógenos, o inhibir la formación de biopelículas o erradicar las biopelículas formadas. Esta solicitud recomienda una cantidad sub-letal del agente antimicrobiano, como la sulfadiazina de plata, que sea igual o inferior al 1% en peso (10.000 ppm) de la composición. No se considera el nuevo crecimiento de la biopelícula.

La Solicitud de Patente de EE. UU. 2007/0202006 analiza el uso de una o más biguanidas para matar endosporas bacterianas, particularmente del género Bacillus y el género Clostridium. Este estudio no incluía el uso de ningún diol vecinal antimicrobiano. Además, no considera la eliminación de biopelículas.

La Pat. de EE. UU. 5.516.510 trata sobre composiciones desodorantes que contienen poli(hexametilen biguanida) a una concentración de 0,01% a 0,5% con un alcohol monohidroxilado de cadena corta, tal como etanol a una concentración de 20-80%, en un agente propulsor no polar, que también contiene agua y un modificador de la polaridad, este último incluyendo dodecanol, 1-(2-etilhexil)-glicerol-éter (Sensiva® SC 50) y cetonas como la acetona. La cantidad del alcohol monohidroxilado de cadena corta y del agente propelente no polar puede llegar al 99%. No hay discusión respecto a la eliminación del alcohol monohídrico de cadena corta o del modificador de polaridad como la acetona, los cuales pueden causar irritación y picazón en la piel, o el uso de tal composición para reducir o erradicar la biopelícula.

El uso de limpiadores comerciales para heridas que incorporan al agente biocida ha cobrado importancia recientemente, particularmente para tratar heridas altamente infectadas por microorganismos. Tres de estos productos comerciales incluyen la solución de irrigación de heridas Prontosan® y el gel de Braun Medical, Inc., y el limpiador de piel y heridas Microsyn® y el cuidado de heridas Dermacyn® de Oculus Innovative Sciences. El sistema de irrigación de heridas Prontosan® se basa en un agente tensioactivo con el biocida de poli(hexametilen bisbiguanida) (PHMB). La solución y el gel de irrigación de heridas Prontosan® se utilizan para limpiar, hidratar y descontaminar heridas agudas y crónicas y ayudar en la preparación eficiente de la base de la herida. Microsyn® y Dermacyn® Wound Care Solution son compuestos activos de oxicloro y soluciones superoxidadas destinadas al tratamiento de infecciones en heridas agudas y crónicas y al desbridamiento, irrigación y humectación de heridas agudas y crónicas, úlceras, cortes, abrasiones y quemaduras. Se muestra que dichos productos reducen la carga microbiana y ayudan a crear un ambiente húmedo para que el cuerpo realice su propio proceso de curación. La actividad biocida de tales productos parece estar basada en una solución diluida de hipoclorito de sodio / ácido clorhídrico.

Si bien se muestra que las soluciones de Prontosan™ y Microsyn® reducen la carga biológica de las biopelículas de las heridas, tampoco se ha mostrado que eliminen el rebrote de la biopelícula al proporcionar la muerte total. La intención de esta invención es proporcionar una solución que sea capaz de lograr este resultado con el fin de proporcionar una curación de heridas más rápida y efectiva que la existente por los métodos actuales.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona una composición antimicrobiana capaz de reducir biopelículas microbianas en 4 órdenes logarítmicos en 10 minutos y de eliminar la biopelícula, sin regeneración, en 24 horas. La biopelícula microbiana eliminada o reducida en 4 órdenes logarítmicos puede provenir de algún microbio que incluya, entre otros, Aspergillus niger, Candida albicans, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterococci. Tales soluciones antimicrobianas son particularmente efectivas contra las biopelículas que se producen en heridas crónicas. Se postula que la biopelícula disminuida o eliminada en tales heridas y sobre éstas aceleraría en gran medida la curación de la herida, reduciendo así el sufrimiento del paciente y los costes médicos asociados. Se describe una composición antimicrobiana que muestra una interacción sinérgica de al menos una biguanida polimérica y al menos un diol vecinal antimicrobiano, donde el diol vecinal comprende al menos un monoalquilglicol, monoalquilglicerol o monoacilglicerol. Los monoalquilgliceroles también se conocen como glicerol alquil éteres, mientras que los monoacil gliceroles también se denominan glicerol alquil ésteres. Los sustituyentes en el monoalquilglicol, el monoalquilglicerol y el monoacilglicerol son preferentemente alifáticos, y pueden ser lineales o ramificados, y saturados o insaturados.

Las biguanidas tienen un amplio espectro de actividad contra bacterias, hongos, protozoos y virus, mientras que los glicerol alquil éteres, monoalquil glicoles y monoacil gliceroles son particularmente efectivos contra bacterias Gram positivas y levaduras. Sorprendentemente, las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento son capaces de disminuir o eliminar la formación de biopelículas, particularmente en heridas y quemaduras, mediante la destrucción completa y sin nuevo crecimiento del microorganismo. La composición antimicrobiana se puede utilizar como una solución de irrigación de heridas y como un gel antimicrobiano para la preparación de la base de la herida. La composición antimicrobiana también puede estar en forma de una solución o gel acuoso que se pueda usar como desinfectante de la superficie, como un recubrimiento en un catéter o en una espuma u otro soporte y colocarse sobre una herida en forma hidratada o seca sobre ésta. Además, la composición antimicrobiana puede usarse para materiales desechables y absorbentes, como pañales y productos para la incontinencia de adultos y la higiene femenina, así como para toallitas personales y corporales, además de toallitas industriales. Se ha descubierto inesperadamente que se puede obtener una interacción sinérgica para la reducción de la biopelícula y la eliminación completa en una composición antimicrobiana que comprenda al menos una biguanida polimérica y al menos un diol vecinal antimicrobiano. El diol vecinal puede incluir al menos un monoalquilglicol, monoalquilglicerol o monoacilglicerol. El monoalquilglicol puede incluir un 1,2-diol sustituido con monoalquilo antimicrobiano; el monoalquilglicerol puede incluir un éter de glicerol antimicrobiano, y el monoacilglicerol puede incluir un éster de glicerol antimicrobiano.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento también pueden proporcionar una interacción sinérgica entre un gel que comprenda al menos una biguanida polimérica y al menos un diol vecinal antimicrobiano, donde el diol vecinal comprende al menos un monoalquilglicol, monoalquilglicerol o monoacilglicerol, para no generar un rebrote de crecimiento de la biopelícula microbiana.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento también pueden proporcionar una interacción sinérgica entre al menos una biguanida y al menos un diol vecinal antimicrobiano, y un agente quelante para proporcionar una reducción mejorada o eliminación total de una biopelícula microbiana.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento también pueden proporcionar una interacción sinérgica entre al menos una biguanida y al menos un diol vecinal antimicrobiano, así como, un agente tensioactivo y un agente quelante para eliminar los desechos necróticos y proporcionar una reducción mejorada o una eliminación total de la biopelícula microbiana.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento también pueden incluir una biguanida polimérica, y bis (biguanida) de bajo peso molecular en combinación con otros ingredientes para reducir o eliminar sinérgicamente la biopelícula microbiana en las heridas.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento también están destinadas a ser utilizadas para tratar heridas agudas y crónicas, así como heridas por quemaduras.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden usarse para reducir y eliminar bacterias Gram positivas y Gram negativas en heridas, superficies y dispositivos.

Las composiciones antimicrobianas descritas en este documento pueden usarse para reducir y eliminar hongos en heridas, superficies y dispositivos.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden usarse para reducir y eliminar levaduras en heridas, superficies y dispositivos.

Las composiciones antimicrobianas descritas en este documento pueden usarse para reducir y eliminar el moho en heridas, superficies y dispositivos.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden usarse para reducir y eliminar protozoos en heridas, superficies y dispositivos.

Las composiciones antimicrobianas descritas en este documento pueden usarse para reducir y eliminar el micoplasma en heridas, superficies y dispositivos.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden usarse para reducir y eliminar virus en heridas, superficies y dispositivos.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden usarse para reducir el crecimiento bacteriano mediante la incorporación de un agente quelante a la composición antimicrobiana.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden usarse para facilitar la curación de heridas desactivando las metaloproteasas de matriz en heridas mediante un agente quelante.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden proporcionar composiciones que contienen biguanida que no son citotóxicas para las células epidérmicas y dérmicas humanas.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden proporcionar composiciones que contienen biguanida que no causan irritación tisular al contacto con el tejido.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden proporcionar composiciones que contienen biguanida que tienen un pH que es ligeramente ácido para mejorar la cicatrización de heridas.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden proporcionar composiciones que contienen biguanida que son ligeramente hipotónicas para mejorar la eficacia biocida.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden incorporar aceites esenciales antimicrobianos para aumentar la actividad antimicrobiana de las composiciones.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden incorporar aceites esenciales antimicrobianos que proporcionan una fragancia agradable a las composiciones.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden proporcionar una actividad biocida rápida y sinérgica contra una biopelícula microbiana.

Las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden proporcionar una interacción sinérgica entre una biguanida polimérica y al menos un monoalquilglicol, glicerol alquil éter y monoacilglicerol depositado en una superficie o un dispositivo para proporcionar una eliminación mejorada o total de una biopelícula microbiana.

Estos y otros objetivos y ventajas de las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento, algunas de las cuales se describen específicamente y otras no, se harán evidentes a partir de la descripción detallada y las reivindicaciones que siguen.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un gráfico que muestra el rebrote de biopelículas de Pseudomonas aeruginosa en solución salina, PRONTOSAN® y las soluciones 1-6 y 10-13.

La Fig. 2 es un gráfico que muestra el gráfico logarítmico de eliminación de biopelícula de Pseudomonas aeruginosa en solución salina, PRONTOSAN® y las soluciones 1-6 y 11-13.

La Fig. 3 es un gráfico que muestra el rebrote de biopelícula de Staphylococcus aureus en solución salina, PRONTONSAN® y las soluciones 1-6 y 10-13.

La Fig. 4 es un gráfico que muestra un gráfico de eliminación logarítmica de biopelícula de Staphylococcus aureus en solución salina, PRONTONSAN® y las soluciones 1-6 y 11-13.

La Fig. 5 es un gráfico que muestra el rebrote de biopelícula de Candida albicans en solución salina, PRONTONSAN® y las soluciones 4-9 y 12-15.

Descripción detallada de la invención

Se describen soluciones antimicrobianas que comprenden una mezcla acuosa de al menos una biguanida polimérica antimicrobiana y al menos un diol vecinal antimicrobiano. El diol vecinal puede incluir al menos un monoalquilglicol, monoalquilglicerol o monoacilglicerol.

El monoalquilglicol puede tener una estructura representada de la siguiente manera:

en donde R es un grupo alquilo C³-C¹⁸ ramificado o no ramificado o grupo alquileno. En algunas composiciones antimicrobianas, R es un grupo alquilo o grupo alquileno C³-C¹² ramificado o no ramificado, o un grupo alquilo o grupo alquileno C³-C⁶ ramificado o no ramificado, o R es un grupo alquilo C³-C⁸ ramificado o no ramificado.

El monoalquilglicerol (alternativamente denominado glicerol alquil éter) puede tener una estructura representada de la siguiente manera:

en donde R es un grupo alquilo C³-C¹⁸ ramificado o no ramificado o grupo alquileno. En algunas composiciones antimicrobianas, R es un grupo alquilo o grupo alquileno C⁶-C¹⁵ ramificado o no ramificado, o un grupo alquilo o grupo alquileno C⁷-C¹² ramificado o no ramificado, o R es un grupo alquilo C⁷-C¹² ramificado o no ramificado.

El monoacilglicerol puede tener una estructura representada de la siguiente manera:

en donde R es un grupo alquilo C³-C¹⁸ ramificado o no ramificado o grupo alquileno. En algunas composiciones antimicrobianas, R es un grupo alquilo o grupo alquileno C⁵-C¹⁵ ramificado o no ramificado, o un grupo alquilo o grupo alquileno C⁶-C¹⁴ ramificado o no ramificado, o R es un grupo alquilo C⁷-C¹² ramificado o no ramificado.

Para cada uno de los dioles vecinales, cuando R está ramificado, el compuesto respectivo puede existir como una mezcla racémica de componentes D, L, como un enantiómero puro de configuración D o L, o como una mezcla enriquecida en enantiómeros.

La composición antimicrobiana también puede incluir un agente quelante de iones metálicos, un agente tensioactivo o ambos. La composición antimicrobiana puede tener un pH en el intervalo de 4,5-7,0 y una osmolalidad de 10-320 mOsm / kg. Cuando la composición antimicrobiana es una solución, se puede agregar un polímero soluble en agua para aumentar la viscosidad de la solución y prolongar el tiempo de residencia de la composición antimicrobiana en la superficie de la herida. Se puede agregar un éster de ácido graso hidrofóbico y un monoalquil alcohol hidrofóbico para aumentar la actividad biocida. Aunque los ésteres de ácido graso y los monoalquil alcoholes hidrófobos son normalmente insolubles en agua o difícilmente solubles en agua, pueden solubilizarse en las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento usando un agente tensioactivo junto con un glicol hidrófobo o glicerol hidrófobo.

Las composiciones antimicrobianas acuosas descritas en el presente documento pueden incluir biguanidas poliméricas biocidas a una concentración que varía de 0,05% en peso (500 ppm) a 1% en peso (10.000 ppm), o que varía de 0,075% en peso (750 ppm) a 0,5% en peso (5.000 ppm), o que varía de 0,1% en peso (1.000 ppm) a 0,15% en peso (1.500 ppm). Las bis(biguanidas), como la alexidina y sus sales y la clorhexidina y sus sales, también se pueden agregar a las composiciones antimicrobianas a concentraciones de 10 ppm (0,001% en peso) a 350 ppm (0,035% en peso).

La composición antimicrobiana puede incluir el biocida monoalquil glicol, el glicerol alquil éter y el monoacil glicerol a una concentración combinada de 0,05% en peso (500 ppm) a 4% en peso (4.000 ppm), o de 0,1% en peso (1.000 ppm) a 1 % en peso (10.000 ppm), o de 0,4% en peso (4.000 ppm) a 0,6% en peso (6.000 ppm). El monoalquilglicol, el glicerol alquil éter y el monoacil glicerol pueden ser hidrófobos debido a la longitud de los sustituyentes R. Como se usa en el presente documento, hidrofóbico se refiere a repeler agua, ser insoluble o relativamente insoluble en agua y carecer de afinidad por el agua. Los compuestos hidrófobos con sustituyentes hidrófilos, como los dioles vecinales, pueden formar emulsiones en agua, con o sin agente tensioactivo agregado.

Cuando la composición antimicrobiana se aplica a un sustrato o dispositivo médico en forma hidratada o seca, la mezcla puede contener biguanidas poliméricas, a una concentración de 0,05% en peso (500 ppm) a 1,5% en peso (15.000 ppm), o de 0,075% en peso (750 ppm) a 0,75% en peso (7.500 ppm), o de 0,1% en peso (1.000 ppm) a 0,5% en peso (5.000 ppm), y glicoles antimicrobianos y gliceroles antimicrobianos con una concentración de 0,05% en peso (500 ppm) a 6% en peso (60.000 ppm), o de 0,1% en peso (1.000 ppm) a 1% en peso (10.000 ppm), o de 0,3% en peso (3.000 ppm) a 0,6% en peso (6.000 ppm).

La proporción de biguanida polimérica a dioles vecinales (es decir, monoalquil glicol, glicerol alquil éter y monoacil glicerol combinados) en la composición antimicrobiana, ya sea hidratada o seca, puede variar de 1: 0,05 a 1: 500, o de 1: 0,5 a 1: 100, o de 1: 0,75 a 1:75, o de 1: 1 a 1:50, en donde la concentración mínima de biguanida polimérica es 0,02% en peso (200 ppm).

Cualquiera de las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento pueden ser composiciones acuosas. Como se usa en el presente documento, las composiciones "acuosas" se refieren a un espectro de soluciones a base de agua que incluyen, pero no se limitan a, soluciones homogéneas en agua con componentes solubilizados, soluciones emulsionadas en agua estabilizadas por tensioactivos o polímeros hidrofílicos, y soluciones viscosas o gelificadas homogéneas o emulsionadas en agua.

Cuando está presente, el tensioactivo puede estar presente a una concentración de 0,1% en peso (1.000 ppm) a 4% en peso (40.000 ppm), o de 0,75% en peso (7.500 ppm) a 3% en peso (30.000 ppm), o de 1 % en peso (10.000 ppm) a 2% en peso (20.000 ppm). El tensioactivo reduce la tensión superficial de la solución, facilitando la humectación de la superficie de la herida (o cualquier superficie) para mejorar la actividad del agente biocida y para ayudar con el desbridamiento.

Cuando está presente, el agente quelante puede estar presente a una concentración de 0,01% en peso (100 ppm) a 1% en peso (10.000 ppm), o de 0,025% en peso (250 ppm) a 0,5% en peso (5.000 ppm), o de 0,05% en peso (500 ppm) a 0,2% en peso (2.000 ppm). Se cree que el agente quelante mejora la actividad biocida al eliminar iones metálicos multivalentes de las superficies microbianas, así como, posiblemente, facilita la curación de heridas al desactivar las metaloproteasas de la matriz para mejorar la regeneración de los tejidos.

Algunos agentes antimicrobianos preferidos incluyen biguanidas poliméricas y bis(biguanidas) poliméricas. Opcionalmente, se puede agregar al menos una bis(biguanida) de bajo peso molecular como agente antimicrobiano adicional.

Las combinaciones de biguanidas antimicrobianas pueden mejorar la eficacia contra el número y tipo de especies microbianas patógenas.

Una biguanida polimérica preferida es la poli(hexametilen biguanida), comercializada por Arch Chemicals, Inc., Smyrna, Georgia, bajo la marca registrada Cosmocil™ CQ. Los polímeros de poli(hexametilen biguanida) también se conocen como poli(hexametilen biguanida) (PHMB), poli(hexametilen bisbiguanida) (PHMB), poli(hexametilen guanida) (PHMB), poli(aminopropil biguanida) (PAPB), poli[aminopropil bis (biguanida)] (PAPB), polihexamida e hidrocloruro de poli(iminoimidocarbonil)iminohexametileno; sin embargo, PHMB es la abreviatura preferida para este polímero biocida. PHMB es un antimicrobiano de amplio espectro y se ha utilizado en soluciones multiuso para lentes de contacto, soluciones de enjuague de heridas, vendajes para heridas, productos de limpieza perioperatorios, enjuagues bucales, desinfectantes de superficies, desinfectantes de alimentos, aplicaciones veterinarias, conservantes cosméticos, conservantes de papel, desinfectantes de recuperación de aceites secundarios, tratamiento de aguas industriales, y en limpiadores de piscinas. Normalmente se obtiene comercialmente en forma de hidrocloruro en agua.

Las bis(biguanidas) de bajo peso molecular para la actividad antimicrobiana se describen en la patente de EE.UU.

4.670.592, cuya totalidad se incorpora en este documento como referencia. Las bis(biguanidas) de bajo peso molecular preferidas son alexidina (ALEX) y clorhexidina (CHG), siendo la más preferida la alexidina. La alexidina a menudo existe en forma de dihidrocloruro, mientras que la clorhexidina a menudo se encuentra en su forma de gluconato. El dihidrocloruro de alexidina está disponible en Toronto Research Chemicals, Inc., Toronto, Ontario, Canadá. La alexidina también figura químicamente como diclorhidrato de 1,1'-hexametilenbis[5-(2-etilhexil) biguanida]. El gluconato de clorhexidina está disponible en Sigma Life Science, Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, Missouri, EE. UU. El gluconato de clorhexidina también se nombra químicamente como gluconato de 1,1'-hexametilenbis [5-(p-clorofenil)biguanida]. La clorhexidina se ha utilizado en muchas aplicaciones biomédicas, mientras que la alexidina se ha utilizado principalmente en enjuagues bucales y en soluciones para lentes de contacto.

Las biguanidas se describen en las patentes de EE.UU. Nos. 3.428.576, 4.670.592, 4.758.595 y 5.990.174. Las sales de biguanida pueden ser gluconatos, nitratos, acetatos, fosfatos, sulfatos, haluros y similares. Las biguanidas preferidas, debido a su disponibilidad comercial y su eficacia biocida superior, son el hidrocloruro de poli(hexametilen biguanida) (PHMB) y el diclorhidrato de alexidina (ALEX).

También se pueden agregar otros polímeros antimicrobianos, como polyquaternium 1, polyquaternium 6, polyquaternium 10, guar catiónico y derivados de quitosano solubles en agua.

La composición antimicrobiana también puede incluir al menos un diol vecinal seleccionado entre monoalquilglicol hidrófobo, alquiléteres de glicerol hidrófobos, monoacilgliceroles hidrófobos y combinaciones de los mismos. Además de ser ramificados o no ramificados, estos compuestos pueden ser saturados o insaturados.

También se pueden agregar uno o más monoalquilos o alcohol monoalquileno hidrófobos a la composición antimicrobiana para mejorar la actividad biocida. El monoalquil alcohol puede incluir un solo grupo hidroxilo, es decir, no es un poliol. El alcohol de monoalquilo puede ser solubilizado por un agente tensioactivo. Los monoalquil alcoholes hidrófobos preferidos incluyen, pero no se limitan a, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, 1-undecanol, 1-dodecanol, 1-tridecanol, 1-tetradecanol, 1-pentadecanol, 1-hexadecanol, 1-heptadecanol, 1-octadecanol y 3,7,11,15-tetrametil-2-hexadecen-1-ol (fitol). No se prefieren los alcoholes de cadena larga con menos de siete átomos de carbono y más de 18 átomos de carbono. La composición antimicrobiana puede estar libre de alcoholes monohidroxilados de cadena corta, tales como metanol, etanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, isómeros de los mismos, o cualquier combinación de los mismos. Los alcoholes de monoalquilo o monoalquileno más preferidos son 1-dodecanol, 1-tridecanol y 3,7,11,15-tetrametil-2-hexadecen-1-ol (fitol).

Los ésteres de azúcar antimicrobianos también se pueden agregar para aumentar la actividad biocida. Los ésteres de azúcar son efectivos para Bacillus sp., Lactobacillus plantarum, Escherichia coli y varios miembros de Clostridium. Tales ésteres de azúcar comprenden monocaprilato de sacarosa, monolaurato de sacarosa, monomiristato de sacarosa y monopalmitato de sacarosa.

Los ejemplos de monoalquilglicoles incluyen, pero no se limitan a, 1,2-propanodiol (propilenglicol), 1,2-butanodiol, 1.2- pentanodiol, 1,2-hexanodiol, 1,2-heptanodiol, 1,2-octanodiol (caprililglicol), 1,2-nonanodiol, 1,2-decanodiol, 1,2-undecanodiol, 1,2-dodecanodiol, 1,2-tridecanodiol, 1,2-tetradecanodiol, 1,2-pentadecanodiol, 1,2-hexadecanodiol, 1.2- heptadecanodiol y 1,2-octadecanodiol. Los glicoles no vecinales también se pueden agregar para mejorar la actividad biocida. Los ejemplos de glicoles no vecinales incluyen, pero no se limitan a, 2-metil-2,4-pentanodiol, 1,3-butanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol y glicol bis(hidroxietil) éter.

Ejemplos de éteres alquílicos de glicerol incluyen, pero no se limitan a, 1-O-heptilglicerol, 1-O-octilglicerol, 1-O-nonilglicerol, 1-O-decilglicerol, 1-O-undecilglicerol, 1-O-dodecilglicerol, 1- O-tridecilglicerol, 1-O-tetradecilglicerol, 1-0 - pentadecilglicerol, 1-O-hexadecilglicerol (alcohol de quimilo), 1-O-heptadecilglicerol, 1-O-octadecilglicerol (alcohol de batilo), 1-O-octadec-9-enilglicerol (alcohol selaquilo), glicerol 1 -(2-etilhexil) éter (también conocido como octoxiglicerina, 2-etilhexilglicerina, 3-(2-etilhexiloxi)propano-1,2-diol y Sensiva® SC 50), glicerol 1-heptil éter, glicerol 1- octil éter, glicerol 1-decil éter y glicerol 1-dodecil éter, glicerol 1 -tridecil éter, glicerol 1 -tetradecil éter, glicerol 1-pentadecil éter, glicerol 1 -hexadecil éter y glicerol 1 -octadecil éter.

Los ejemplos de monoacilgliceroles incluyen, pero no se limitan a, 1-O-decanoilglicerol (monocaprina), 1-O-undecanoilglicerol, 1-O-undecenoilglicerol, 1-O-dodecanoilglicerol (monolaurina, también llamado monolaurato de glicerol y Lauricidin®), 1-O-tridecanoilglicerol, 1-O-tetradecanoilglicerol (monomiristina), 1-O-pentadecanoilglicerol, 1-O-hexadecanoilglicerol, 1-O-heptadecanoilglicerol y 1-O-octanoilglicerol (monocaprilina). En general, los gliceroles sustituidos en la posición 1-O son más preferidos que los sustituidos en la posición 2-O, o los disustituidos en las posiciones 1-O y 2-O.

El ingrediente cosmético multifuncional Sensiva® SC 10 disponible de Schülke & Mayr, que incluye 1,2-octanodiol (un monoalquilglicol) y 2-etilhexilglicerina (glicerol 1-(2-etilhexil)éter) (un monoalquilglicerol), es una composición ilustrativo de diol vecinal para usar en las composiciones antimicrobianas descritas en el presente documento. Se informa que Sensiva® SC 10 combina las excelentes propiedades de cuidado de la piel y desodorizantes de la 2-etilhexilglicerina (Sensiva® SC 50) con las propiedades hidratantes y antimicrobianas del caprilil glicol. Además, los dioles vecinales pueden contribuir a la estabilidad antimicrobiana de las formulaciones cosméticas. Los dioles vecinales también pueden usarse para mejorar la eficacia de los conservantes cosméticos tradicionales, como los parabenos o el fenoxietanol (Schülke & Mayr, ingrediente cosmético multifuncional Sensiva® SC 10).

Sensiva® SC 50 inhibe de manera confiable las bacterias Gram positivas que causan olor en la piel y se usa en formulaciones desodorantes. Se informa que aumenta la eficacia de los conservantes tradicionales. Además, las pruebas de detección con Sensiva® SC 10 han demostrado que inhibe de manera confiable el crecimiento y la multiplicación de bacterias Gram positivas que causan olor, al mismo tiempo que no afecta la flora beneficiosa de la piel. La eficacia antimicrobiana del conservante de metilparabeno es acelerada por Sensiva® SC 10 en la reducción de ufc / ml para Aspergillus niger (ATCC 6275), Candida albicans (ATCC 10231), Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) y Escherichia coli (ATCC 11229). Las composiciones estudiadas fueron 0,2% (peso) de metilparabeno, 1,0% (peso) (10.000 ppm) Sensiva® SC 10 y una combinación de 0,2% (peso) de metilparabeno y 1,0 (peso) de Sensiva® SC 10. La concentración recomendada de uso de conservantes para Sensiva® SC 10 de Schülke & Mayr es de 0,5 (5.000 ppm) a 2,0% (20.000 ppm).

Dado que los dioles vecinales de monoalquilo antimicrobianos de esta invención tienen grupos hidrófilos adyacentes -OH, pero a menudo con una solubilidad en agua baja o insignificante, se prefiere añadir algún agente tensioactivo para ayudar en la compatibilización de la solución y la homogeneidad de estos compuestos.

Las composiciones antimicrobianas pueden incluir uno o más tensioactivos adicionales para efectuar la limpieza de la superficie, particularmente para el desbridamiento de heridas. Los tensioactivos adecuados incluyen, pero no se limitan a, tensioactivos catiónicos, aniónicos, no iónicos, anfóteros y anfolíticos. Los tensioactivos preferidos son tensioactivos no iónicos y anfóteros. Los tensioactivos pueden tener un valor de HLB (equilibrio hidrofílico-lipofílico) de 18-30 para mantener la actividad biocida de los agentes antimicrobianos, al tiempo que facilitan una solución no citotóxica.

Los tensioactivos no iónicos adecuados incluyen los copolímeros de bloques de óxido de etileno / óxido de propileno de poloxámeros, poloxámeros inversos, poloxaminas y poloxaminas inversas. Se prefieren poloxámeros y poloxaminas, y los poloxámeros son los más preferidos. Los poloxámeros y las poloxaminas están disponibles en BASF Corp. bajo los nombres comerciales de Pluronic® y Tetronic®.

Los tensioactivos Pluronic adecuados comprenden, pero no se limitan a, Pluronic F38 que tiene un HLB de 31 y un peso molecular promedio (AMW) de 4.700, Pluronic F68 que tiene un H^lB de 29 y ^a M^w de 8.400, Pluronic 68LF que tiene un HLB de 26 y AmW o 7.700, Pluronic F77 con un HLB de 25 y AMW de 6.600, Pluronic F87 con un HLB de 24 y AMW de 7.700, Pluronic F88 con un HLB de 28 y AMW o 11.400, Pluronic F98 con un HLB de 28 y AMW de 13.000, Pluronic F108 que tiene un HLB de 27 y AMW de 14.600, Pluronic F127 (también conocido como Poloxamer 407) que tiene un HLB de 18-23 y AMW de 12.600, y Pluronic L35 que tiene un HLB de 19 y AMW de 1.900.

Otra clase de tensioactivo es la de los copolímeros de bloque de diamino de óxido de etileno y óxido de propileno vendidos por BASF Corp. bajo el nombre comercial Tetronic®. Un tensioactivo ilustrativo de este tipo es el Tetronic 1107 (también conocido como Poloxamina 1107).

Además de lo anterior, se pueden agregar otros tensioactivos, como por ejemplo ésteres de ácidos grasos de polietilenglicol, por ejemplo, coco, polisorbato, polioxietileno o éteres de polioxipropileno de alcanos superiores (C¹²-C¹⁸), polisorbato 20 disponible bajo la marca comercial Tween 20, polioxietileno (23) lauril éter disponible bajo la marca comercial Brij 35, estearato de polioxietileno (40) disponible bajo la marca comercial Myrj 52 y propilenglicol estearato de polioxietileno (25) disponible bajo la marca comercial Atlas G 2612, todos disponibles por Akzo Nobel, Chicago, Il. Otros tensioactivos neutros incluyen etoxilatos de nonilfenol tales como etoxilatos de nonilfenol, Triton X-100, tensioactivos Brij de éteres grasos de base vegetal de polioxietileno, Tween 80, decil glucósido y lauril glucósido.

Los tensioactivos anfóteros adecuados para su uso en composiciones antimicrobianas según la presente invención incluyen materiales del tipo ofrecido comercialmente bajo la marca registrada Miranol (Rhodia). Otra clase útil de tensioactivos anfóteros está ilustrada por cocoamidopropil betaína, disponible comercialmente en varias fuentes. Los ejemplos de agentes de ajuste de la tonicidad adecuados incluyen, pero no se limitan a: cloruro de sodio y cloruro de potasio, glicerina, propilenglicol, manitol y sorbitol. Estos agentes se usan típicamente individualmente en cantidades que varían de aproximadamente 0,01 a 2,5% (p / v) y preferiblemente, de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1,5% (p / v). Preferiblemente, el agente de tonicidad se empleará en una cantidad para proporcionar un valor osmótico final de 10 a 320 mOsm / kg y más preferiblemente entre aproximadamente 200 a aproximadamente 300 mOsm / kg, y lo más preferiblemente entre aproximadamente 260 a aproximadamente 290 mOsm / Kg . El cloruro de sodio es el más preferido para ajustar la tonicidad de la composición antimicrobiana. El pH de la composición antimicrobiana se ajusta entre 4,5 y 7,0, prefiriéndose un pH de 5,0 a un pH de 6,5 y el más preferido de un pH de 5,5 a 6,0. El papel del pH en la base de la herida es de fundamental importancia durante la curación de heridas crónicas, y se ha demostrado que la acidificación prolongada de la base de la herida aumenta la tasa de curación en las úlceras venosas crónicas de las piernas (Wilson IAI, Henry M., Quill RD y Byrne PJ, VASA 1979, vol. 8, páginas 339-342). La explicación principal del mecanismo de interacción entre la base ácida de la herida y el proceso de curación de la herida está relacionada con el potencial de aumentar la disponibilidad de oxígeno en los tejidos mediante la disociación del oxígeno y para reducir la histotoxicidad de los productos bacterianos, estimulando así el proceso de curación de la herida.

Los tampones adecuados para ajustar el pH pueden incluir citrato de sodio, citrato de potasio, ácido cítrico, dihidrógeno fosfato de sodio, monofosfato disódico, ácido bórico, borato de sodio, tartrato, ftalato, succinato, acetato, propionato, sales de maleato, tris (hidroximetil) aminometano, tampones de aminoalcohol y tampones Good (como ACES, PIPES y MOPOSO), y sus mezclas. Se pueden añadir uno o más tampones a las composiciones antimicrobianas de la presente invención en cantidades que oscilan entre aproximadamente el 0,01 y el 2,0 por ciento en peso por volumen, pero más preferiblemente entre aproximadamente el 0,05 y el 0,5 por ciento en peso por volumen.

Además, el pH de la composición antimicrobiana se puede ajustar mediante la combinación de agentes quelantes de sales de etilendiaminotetraacético disódicas y trisódicas, siendo este método el más preferido.

Se pueden agregar emolientes / humidificantes y humectantes a la formulación antimicrobiana para proporcionar una composición antimicrobiana más calmante. Los emolientes / humectantes funcionan formando una capa aceitosa en la parte superior de la piel que atrapa el agua en la piel. Los compuestos de vaselina, lanolina, aceite mineral, dimeticona y siloxi son emolientes comunes. Otros emolientes incluyen palmitato de isopropilo, miristato de isopropilo, isoestearato de isopropilo, isoestearato de isoestearilo, sebacato de diisopropilo, dipelargonato de propileno, isononoato de 2-etilhexilo, estearato de 2-etilhexilo, lactato de cetilo, lactato de laurilo, lanolato de isopropilo, salicilato de 2-etilhexilo, miristato de cetilo, miristato de oleilo, estearato de oleilo, oleato de oleilo, laurato de hexilo y laurato de isohexilo, lanolina, aceite de oliva, manteca de cacao, manteca de karité, octildodecanol, dicaprililéter y oleato de decilo.

Los humectantes incluyen glicerina, lecitina, 1,2-propilenglicol, dipropilenglicol, polietilenglicol, 1,3-butilenglicol y 1,2,6-hexanotriol. Los humectantes funcionan atrayendo agua hacia la capa externa de la piel.

También se pueden agregar agentes antiinflamatorios, como los derivados solubles en agua de aspirina, vitamina C, metilsulfonilmetano, aceite de árbol de té y medicamentos antiinflamatorios no esteroideos.

Los compuestos aditivos insolubles en agua se pueden solubilizar usando un agente tensioactivo, particularmente en combinación con al menos un monoalquil vecinal diol antimicrobiano hidrófobo, monoalquil glicerol antimicrobiano hidrófobo y monoacilglicerol hidrófobo antimicrobiano.

A menudo es deseable incluir mejoradores de la viscosidad solubles en agua en las composiciones antimicrobianas de la presente invención. Debido a su efecto demulcente y a las posibles interacciones hidrófobas con el tejido biológico, los polímeros solubles en agua tienden a mejorar la interacción con la herida por medio de una película hidratada en la superficie de la herida. Debido a este comportamiento, tales polímeros solubles en agua pueden aumentar el tiempo de residencia de la composición antimicrobiana o gel en una herida.

Los mejoradores de la viscosidad solubles en agua útiles en el presente documento incluyen, pero no se limitan a, metilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, carboximetilcelulosa, poliquaternium-1, polyquaternium-6, polyquaternium-10, guar, hidroxipropilguar, hidroxipropilimetilguar, guar catiónico, carboximetilguar, hidroximetilquitosan, hidroxipropiIquitosan, carboximetilquitosan, cloruro de N-[(2-hidroxi-3-trimetilamonio)propil]quitosan, quitosan soluble en agua, ácido hialurónico y sus sales, sulfato de condroitina, heparina, sulfato de dermatán, amilosa, amilopectina, pectina, goma de algarroba, alginato, dextrano, carragenano, goma de xantano, goma gelán, escleroglucano, esquizofilan, goma arábiga, goma gati, goma karaya, goma de tragacanto, pectinas, almidón y sus modificaciones, goma de tamarindo, poli(alcohol vinílico), poli(óxido de etileno), poli(etilenglicol), poli(metil-vinil-éter), poliacrilamida, poli(N,N-dimetilacrilamida), poli(N-vinilacetamida), poli(N-vinilformamida), poli(2-metacrilato de hidroxietilo), poli(metacrilato de glicerilo), poli(N-vinilpirrolidona), poli(metacrilato de dimetilaminoetilo), poli(dimetilaminopropil-acrilamida), polivinilamina, poli(N-isopropilacrilamida) y poli(N-vinilcaprolactama), las dos últimas hidratadas por debajo de sus temperaturas de solución crítica más bajas, etc., y sus combinaciones. Tales mejoradores de la viscosidad pueden emplearse en cantidades que varían de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 10,0 por ciento en peso para la preparación de composiciones antimicrobianas de flujo libre para geles viscosos.

Si se utilizan polímeros aniónicos hidrofílicos para mejorar la viscosidad, la carga negativa total del polímero puede atraer y acumular electrostáticamente el biocida catiónico de biguanida necesitando luego una mayor concentración de biguanida para proporcionar una eficacia biocida comparable a la utilización de un polímero neutro o catiónico soluble en agua. Por lo tanto, los polímeros solubles en agua preferidos tienen una carga neutra, como hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, guar, hidroxipropilguar, hidroxipropilmetilguar, poli(óxido de etileno) y poli(N-vinilpirrolidona), o catiónicos en la carga, como los quitosanos catiónicos, celulósicos catiónicos, y catiónicos guar. Los polímeros de quitosano también pueden mejorar el comportamiento antimicrobiano de la composición antimicrobiana. Los polímeros hidrófilos más preferidos comprenden hidroxipropilmetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxipropilguar, hidroximetilquitosano, poli(óxido de etileno), cloruro de N-[(2-hidroxi-3-trimetilamonio)propil]quitosano, siendo la hidroximetilpropilcelulosa la más preferida.

Los agentes quelantes aumentan la susceptibilidad de las bacterias y otros organismos a los efectos biocidas del agente antimicrobiano, lo que hace que una solución o dispositivo para el cuidado de heridas que contenga un agente quelante sea más eficaz en la lucha contra la infección. Además, los agentes quelantes desactivan las metaloproteasas de la matriz (MMP), enzimas que pueden impedir la formación y curación de tejidos al descomponer el colágeno. Las MMP a menudo se encuentran a niveles elevados en las heridas crónicas. Los agentes quelantes se unen a los iones de zinc, que son necesarios para la actividad de las MMP, lo que destruye las MMP, provoca su desactivación y, por lo tanto, facilita la curación.

El agente quelante se selecciona de cualquier compuesto que pueda secuestrar iones metálicos monovalentes o polivalentes, como sodio, litio, rubidio, cesio, calcio, magnesio, bario, cerio, cobalto, cobre, hierro, manganeso, níquel, estroncio o zinc, y es farmacéutica o veterinariamente aceptable. La superficie más externa de las células bacterianas lleva universalmente una carga negativa neta, que generalmente se estabiliza mediante cationes divalentes como el Mg+2 y Ca+2. Esto está asociado con el ácido teicoico y los elementos polisacáridos de las bacterias Gram-positivas, el lipopolisacárido de las bacterias Gram-negativas y la membrana citoplasmática misma. Por lo tanto, el agente quelante ayuda a desestabilizar a los microorganismos. Además, el agente quelante puede desactivar las metaloproteasas de la matriz, como en las heridas inflamatorias, facilitando el desarrollo de colágeno.

Los agentes quelantes adecuados comprenden, pero no se limitan a, ácidos aminocarboxílicos, ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), ácido nitrilotriacético, ácido nitrilotripropiónico, ácido dietilentriaminopentaacético, ácido 2-hidroxietiletilendiaminotriacético, ácido 1,6-diaminohexametilentetraacético, ácido 1,2-diaminociclohexanetetraacético, ácido O,O'-bis(2-aminoetil)etilenglicoltetraacético, ácido 1,3-diaminopropanotetraacético, N,N'-bis(2-hidroxibencil)etilendiamina-N,N'-diacético, ácido etilendiamina-N,N'-diacético, ácido etilendiamina-N,N'-dipropiónico, ácido trietilentetraaminahexaacético, etilendiamina-N,N'-bis(ácido metilenofosfónico), ácido iminodiacético, N,N-bis(2-hidroxietil)glicina, ácido 1,3-diamino-2-hidroxipropanotetraacético, ácido 1,2-diaminopropanotetraacético, etilendiaminotetraquis (ácido metilenofosfónico), ácido N-(2-hidroxietil)iminodiacético y bifosfonatos como el editronato y sus sales. Los agentes quelantes adecuados incluyen, por ejemplo, pero sin limitación, hidroxialquilfosfonatos como se describe en la patente de EE.UU. No. 5.858.937, específicamente la sal tetrasódica del ácido 1 -hidroxietilideno-1,1 -difosfónico, también conocida como etidronato tetrasódico, disponible comercialmente por Monsanto Company como la sal de sodio del ácido difosfónico o el fosfonato de DeQuest 2016.

Los agentes quelantes especialmente preferidos son sales mixtas de EDTA tales como disodio, trisodio, tetrasodio, dipotasio, tripotasio, tetrapotasio, litio, dilitio, amonio, diamonio, triamonio, tetraamonio, calcio y calcio-disódico, más preferiblemente sales de disodio, trisódico o tetrasódico de EDTA y, lo más preferiblemente, EDTA disódico y EDTA trisódico.

La concentración del agente quelante puede variar de 0,01% en peso a 1,0% en peso, o de 0,025 a 0,5% en peso, o de 0,05 a 0,15% en peso.

También es posible preparar el limpiador de heridas como una emulsión, una miniemulsión, una microemulsión o una emulsión inversa que utiliza el tensioactivo para solubilizar un componente activo, normalmente insoluble en agua o difícil de solubilizar. La solubilización de especies orgánicas e inorgánicas podría incluir agentes antimicrobianos, antibióticos, sales de plata y nanopartículas de plata, agentes antibacterianos, agentes antifúngicos, agentes antivirales, agentes antiprotozoarios, aceites esenciales, analgésicos, inhibidores de proteasas, antialérgicos, antiinflamatorios, vasoconstrictores, vasodilatadores, agentes anticoagulantes, hormonas, péptidos, ácidos nucleicos, sacáridos, lípidos, glucolípidos, glicoproteínas, hormonas endocrinas, hormonas de crecimiento, factores de crecimiento, proteínas de choque térmico, modificadores de la respuesta inmunológica, agentes anticancerígenos, citocinas y mezclas de los mismos, así como solventes orgánicos que proporcionan un aumento de oxígeno a las heridas isquémicas. Es importante la adición de solventes orgánicos, como los siloxanos y los fluorocarbonos, que aumentan la solubilidad y el transporte de oxígeno. De particular importancia es el uso de un disolvente de siloxano de hexametildisiloxano (HMDS) volátil, que no queme, ni pique, ni sensibilice. La emulsión se prepara añadiendo lentamente el HMDS a la composición compuesta para el cuidado de heridas hasta la concentración en la que se produce la separación de fases entre el disolvente orgánico y la solución emulsionada. Los aceites esenciales también se pueden agregar a la formulación como fragancias o agentes aromáticos, y / o como agentes antimicrobianos, que incluyen timol, mentol, sándalo, alcanfor, cardamomo, canela, jazmín, lavanda, geranio, enebro, mentol, pino, limón, rosa, eucalipto, clavo, naranja, menta, linalol, hierbabuena, menta, hierba de limón, bergamota, citronela, ciprés, nuez moscada, abeto, árbol de té, gaulteria (salicilato de metilo), vainilla y similares. Los aceites esenciales más preferidos incluyen timol, aceite de sándalo, aceite de gaulteria y eucaliptol para propiedades antimicrobianas y aceite de pino para fragancias. El aceite de timol y sándalo son los aceites esenciales más preferidos.

En aplicaciones tópicas, el producto de composición antimicrobiana puede administrarse en diferentes formas. Las formas ilustrativas incluyen, pero no se limitan a, líquidos, cremas, espumas, lociones, geles y aerosoles. La composición antimicrobiana también puede ser embebida con hisopos, paños, esponjas, espumas, materiales para apósitos para heridas y productos no tejidos y de papel, como toallas y toallitas de papel. Las formulaciones tópicas de las composiciones antimicrobianas en cuestión pueden comprender adicionalmente disolventes orgánicos, emulsionantes, agentes gelificantes, humectantes, estabilizadores, agentes de liberación prolongada, colorantes, perfumes y componentes similares comúnmente empleados en formulaciones para administración tópica.

Las composiciones o geles antimicrobianos también se pueden agregar a los catéteres en forma hidratada o seca para proporcionar un recubrimiento que se pueda insertar en a la carcasa para evitar la unión de la biopelícula al catéter.

Alternativamente, la composición antimicrobiana puede agregarse a un soporte sólido o poroso y secarse, tal como una espuma polimérica, una película polimérica, un material tejido, entretejido o no tejido, y luego aplicarse directamente a una herida. En este caso, la espuma polimérica también puede absorber el exudado de la herida, creando un ambiente hidratado para la liberación controlada de la actividad sinérgica de la biguanida con el diol vecinal de monoalquilo antimicrobiano en la superficie de la herida. Tales apósitos para heridas de espuma pueden comprender hasta 1,0% en peso de biguanida. Los apósitos de espuma de este tipo serían eficaces contra biopelículas como Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus resistente a la meticilina, y Enterococci resistente a la vancomicina.

Además, las composiciones anteriores pueden usarse en odontología para controlar o erradicar poblaciones de biopelículas en aplicaciones orales, tales como para la gingivitis. Además, las composiciones anteriores se pueden utilizar para erradicar biopelículas en el oído medio que se han encontrado en la otitis media crónica.

Las composiciones anteriores se pueden usar para desinfectar superficies, tales como ropa de cama, mesas de cirugía, tubos y equipos médicos reutilizables.

Ejemplos

Las soluciones antimicrobianas que contienen PHMB son habituales por su comportamiento antimicrobiano y por sus contribuciones al tratamiento de heridas. Recientemente, B. Braun ha introducido un producto comercial, Solución de irrigación de heridas Protonsan® con PHMB (poli(hexametilen-biguanida), polihexanida) en los mercados de EE. UU. y Europa para humedecer y limpiar heridas o quemaduras agudas y crónicas para ayudar a reducir la carga necrótica, controlar el exudado y eliminar materiales extraños. Se puede usar en heridas colonizadas, críticamente colonizadas e infectadas. Además, se ha informado que la solución de irrigación de heridas Prontosan® descontamina las heridas cutáneas incrustadas, contaminadas y crónicas, y puede tener una influencia dramática en la calidad de vida de dichos pacientes (Horrocks A., Br. J. Nurs., 2006 dic. 14-2007 ene. 10; 15(22):1222, 1224-8). Debido a que la solución de irrigación de heridas Prontosan® contiene PHMB, se usa como un control positivo para los ejemplos de reducción y eliminación de biopelículas en esta invención. Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invención sin limitarla de ese modo.

Los agentes antimicrobianos, tensioactivos, agentes que mejoran la viscosidad, agentes quelantes y agentes desodorizantes y para el cuidado de la piel utilizados en estos ejemplos incluyen:

PHMB: (Poli (hexametilen biguanida)), Cosmocil™ CQ, Arch Chemical lote 11RC116995).

ALEX: (diclorhidrato de alexidina), Toronto Research Chemicals, lote 4-WG-119-2.

CHG: (gluconato de clorhexidina), Spectrum Chemicals, lote ZQ1023.

P-407: (Poloxamer 407, Pluronic F127), Spectrum Chemicals, lote 1AD0265.

TW 80: (Tween 80, Polysorbate 80), Spectrum Chemicals, lote XF0356

HPMC: (hidroxipropilmetilcelulosa, hipromelosa), Spectrum Chemicals, lote 1AC0441, 2% de viscosidad de la solución = 50 mPa ■ s.

EDTA-2: (sal disódica del ácido etilendiaminotetraacético), Spectrum Chemicals, lote 1AE0430,

EDTA-3: (sal trisódica del ácido etilendiaminotetraacético), Spectrum Chemicals, lote YL0044,

SC 50: (Sensiva® SC 50, glicerol 1 -(2-etilhexil) éter), Schülke & Mayr, lote 1179743.

SC 10: (Sensiva® SC 10, 1,2-dihidroxioctano), Schülke & Mayr, lote 1178933.

GML: (Monolaurato de glicerol, Lauricidin®), Med-Chem Laboratories, lote 4010608422.

SAN: (aceite de sándalo, sándalo de las Indias Orientales, Santalum album), ViroXis Corporation.

Cloruro de sodio: Spectrum Chemical, lote 1AA0110,

Agua: (purificada, USP), Ricca Chemical Company, lote 1102304.

Dado que la solución Prontosan® contiene PHMB al 0,1% en peso (1.000 ppm) y un agente tensioactivo, undecilenamidopropil betaína (0,1% en peso, 1.000 ppm), esta solución acuosa se usó como control positivo, con solución salina como control negativo, al comparar soluciones que contienen PHMB de esta invención a 1000 ppm (0,1% en peso) y 1500 ppm (0,15% en peso) con la adición de Sensiva® SC 50 a 0,3% en peso (3.000 ppm) y Sensiva® SC 10 a 0,1% en peso (1.000 ppm) por su eficacia contra las biopelículas de Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus y Candida albicans. Otros ingredientes incluyeron alexidina (ALEX) y clorhexidina (CHG) bis(biguanidas), agentes quelantes EDTA-2Na y EDTA-3Na, y ajustes del pH mediante sales disódicas y trisódicas del ácido etilendiaminotetraacético, tensioactivo Poloxamer 407 y potenciador de la viscosidad de la hidroxipropilmetilcelulosa, ajustando la osmolalidad con cloruro de sodio.

En la Tabla 1 se enumeran quince composiciones antimicrobianas que se prepararon para compararlas con los controles.

Tabla 1. Soluciones para estudios de biopelículas

Las biopelículas se establecieron y analizaron como sigue. Para cada organismo, se colocaron clavijas MBEC™ de 96 clavijas en una placa de 96 pocillos con 100 gl de cultivo bacteriano en fase logarítmica 0,1 OD 600 por pocillo. Se permitió que las biopelículas crecieran en las clavijas de 36 a 48 horas. El exceso de bacterias se enjuagó en una placa de 96 pocillos con 200 gl / pocillo de PBS durante 10 ± 1 minutos. Las células se trataron luego con las composiciones antimicrobianas y controles positivos y negativos en una placa de 96 pocillos a 200 gl por pocillo durante 8 ± 2 min. Luego se enjuagaron las placas como se indicó anteriormente en una placa nueva. Luego, las clavijas se transfirieron a una placa de neutralización que contenía 200 gl por pocillo de caldo Dey-Engley y se sonicaron ligeramente durante 15 minutos para liberar los organismos planctónicos asociados con las clavijas. Después de la sonicación, la placa de clavijas se movió a una placa de rebrote con 200 gl de caldo de soja tríptico (TSB) y se incubó durante ~ 24 horas. El ensayo se completó leyendo la absorbancia a 600 nm en un lector de microplacas Molecular Devices M2 (C. albicans también se leyó a las ~ 48 horas).

Las composiciones antimicrobianas contenían biocida de hidrocloruro de poli (hexametilen biguanida) (PHMB) a 1000 ppm (0,1% en peso) o 1500 ppm (0,15% en peso), con alexidina (ALEX) a 0 ppm o 10 ppm (0,001% en peso), con digluconato de clorhexidina (CHG) a 0 ppm o 200 ppm (0,02% en peso), con agente quelante EDTA al 0,05% en peso (500 ppm) o 0,1% en peso (1.000 ppm), con agente tensioactivo Poloxamer F127 (P-407) a 1% en peso % (10.000 ppm) o 2% en peso (20.000 ppm), con potenciador de la viscosidad HPMC a 0,2% en peso (2.000 ppm), con Sensiva® SC 50 (SC 50), un emoliente y humectante que inhibe el crecimiento de bacterias Gram positivas que causan olor, de 0% en peso a 0,3% en peso (3.000 ppm), con Sensiva® SC 10 (SC 10), un emoliente y humectante con propiedades desodorizantes y antimicrobianas, a 0% en peso o 0,1% en peso (1.000 ppm), y con aceite de sándalo (SAN), un aceite esencial, de 0% en peso a 0,125% en peso (1.250 ppm). Además, el pH se obtuvo sin ingredientes añadidos (es decir, pH 4,9) o mediante la adición de EDTA trisódico (EDTA-3Na) al EDTA disódico (EDTA-3Na) (es decir, pH 5,5 y 6). La osmolalidad fue de 262 o 280 mOsm / kg, formando soluciones ligeramente hipotónicas. Las composiciones antimicrobianas no se diluyeron y se compararon por sus efectos sobre el crecimiento de biopelículas y la eficacia relativa de destrucción frente a los controles.

Se determinó que el control positivo de Protonsan® tenía un pH de 6 y una osmolalidad de 11 mOsm / Kg.

Se probaron las siguientes dos especies de biopelículas bacterianas: Pseudomonas aeruginosa (Cepa ATCC 27853, bacterias Gram negativas) y resistente a la meticilina Staphylococcus aureus (MRSA; ATCC cepa 700699, bacterias Gram positivas). Para hongos, se analizó la biopelícula de Candida albicans (ATCC cepa 10231, levadura). Todas las composiciones antimicrobianas se estudiaron para detectar el rebrote durante un período de 24 horas. También se analizó el rebrote a las 48 horas de las soluciones expuestas a Candida albicans debido al crecimiento más lento de este microorganismo.

La Fig. 1 es un gráfico de las composiciones antimicrobianas 1-6 y 10-13 relativas a una biopelícula de Pseudomonas aeruginosa, ATCC 27853, basado en la absorbancia de bacterias totales a 600 nm antes del tratamiento con las composiciones antimicrobianas, seguido de una exposición de 10 minutos a las soluciones, y luego por análisis de rebrote después de 24 horas. Los gráficos sin barras de error indican que no hay rebrote y son representativos de la absorbancia de microorganismos muertos.

La Fig. 1 muestra que con el control positivo salino, el nuevo crecimiento casi total ocurre en las siguientes 24 horas. Para Prontosan®, que tiene PHMB a una concentración de 1000 ppm y un agente tensioactivo al 0,1% en peso, también se produce un nuevo crecimiento sustancial en las siguientes 24 horas. De manera similar, para las soluciones 1, 2, 3, 10 y 11, que no tienen ningún constituyente de diol vecinal (Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10), tampoco se produjo ningún crecimiento sustancial. Comparando las soluciones 4 y 6, las soluciones que son similares a la adición de 10 ppm de alexidina a la solución 6, se observa que la adición de alexidina tuvo un efecto insignificante en el comportamiento biocida, ya que se observa una pequeña barra de error en la medición de la densidad óptica (OD). Cuando no hay ninguna barra de error en la medición, la medición de densidad óptica significa la presencia de microorganismos exclusivamente muertos. En otras palabras, la lectura no cambia porque no hay rebrote del microorganismo. Las soluciones 4, 5, 6 y 12, 13 contenían cada una 0,3% en peso de Sensiva® SC 50 y 0. 1% en peso de Sensiva® SC 10. Cada una de estas tuvo las lecturas de densidad óptica más bajas después de 24 horas, lo que indica poco o ningún nuevo crecimiento de Pseudomonas aeruginosa. Las soluciones 4, 5 y 12 no tenían barras de error, lo que indica la erradicación total de la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa.

Al comparar las soluciones 4, 5 y 6, cada una con 1000 ppm de PHMB, la solución 6 también contiene 10 ppm de alexidina, mientras que las soluciones 4 y 5 no. Además, la solución 5 también contiene 0,125% en peso de aceite de sándalo, mientras que las soluciones 4 y 6 no. La solución 6 con alexidina tiene una ligera barra de error en su medición de OD, mientras que las soluciones 4 y 5 no. No hay diferencias significativas en las soluciones 4 y 5, lo que indica que durante el período de tiempo de 24 horas de la prueba todas las bacterias estaban muertas, y no se pudo discernir la adición del aceite de sándalo.

Las soluciones 12 y 13 contenían 1500 ppm de PHMB, y la solución 13 también contenía 0,125% en peso de aceite de sándalo. Los resultados muestran una ligera barra de error para la solución 13, que indica que la solución 12 fue más efectiva. Además, no hubo diferencias significativas entre las soluciones 4, 5 y 12, lo que indica que para estas formulaciones la combinación de una biguanida polimérica a una concentración de al menos 1000 ppm, con diol vecina que contiene Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10 a una concentración de 0,3% en peso y 0,1% en peso, respectivamente, elimina de forma efectiva la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa durante una exposición de 10 minutos de la composición antimicrobiana. La diferencia aproximada de dos veces en el contenido total de EDTA entre la solución 12 y las soluciones 4 y 5 también indicaba que no había ninguna diferencia significativa en la eficacia biocida de estas tres soluciones.

En combinación con los resultados de las soluciones sin Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10 presentes (soluciones 1, 2, 3, 10 y 11), es evidente que la combinación de una biguanida polimérica con un diol vecinal, en particular el monoalquil glicerol (es decir, glicerol 1-(2-etilhexil) éter, también conocido como octoxiglicerina, 2-etilhexilglicerina y Sensiva® SC 50) y un monoalquilglicol (es decir, caprililglicol, 1,2-dihidroxioctano; en combinación con glicerol 1 -(2-etilhexil) éter constituye Sensiva® SC 10), proporciona una interacción biocida mejorada contra biopelículas para las soluciones 4, 5 y 12. Dado que, según los informes, los productos Sensiva® son efectivos contra el olor que causan las bacterias Gram positivas, los resultados superiores de las composiciones antimicrobianas PHMB con Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10 contra las biopelículas de Gram negativas de Pseudomonas aeruginosa son bastante sorprendentes y demuestran aún más la interacción biocida sinérgica entre una biguanida polimérica y los dioles vecinales.

La Fig. 2 representa un gráfico de eliminación de Pseudomonas aeruginosa en base logarítmica de un tratamiento antes de UFC con las composiciones antimicrobianas, seguido de una exposición de 10 minutos a las soluciones, y luego de un nuevo crecimiento después de 24 horas con las mismas soluciones de la Fig. 1. Es decir, las soluciones 1-6 y 10-13, en las que las mediciones de la densidad óptica de la Fig. 1 se convirtieron en unidades formadoras de colonias (UFC) de la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa calculada como una conversión de la absorbancia a 600 nm (A600) respecto a UFC en base a una curva estándar establecida para Pseudomonas aeruginosa. El límite de detección por el espectrofotómetro utilizado es 0,001 (lector de microplacas Molecular Devices M2), lo que significa que el equivalente a 104 células / ml es el límite inferior que se puede medir. Los restos de La Fig. 1 se consideraron basales. Por lo tanto, mientras que los datos en la Fig. 2 pueden interpretarse como una muerte de al menos 8 órdenes logarítmicos de Pseudomonas aeruginosa, el límite inferior de cuantificación indica que la destrucción efectiva de la bacteria fue de aproximadamente 5 órdenes logarítmicos para las soluciones más eficaces, es decir, las soluciones 4, 5, 6, 12 y 13, siendo las soluciones 4, 5 y 6 las composiciones antimicrobianas más efectivas contra la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa. Las soluciones 4, 5, 6, 12 y 13 fueron las únicas soluciones con la combinación de una biguanida polimérica y Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10, Prontosan®, el control positivo con un contenido de PHMB similar a las soluciones 4, 5 y 6 pero sin Sensiva® SC 50 ni Sensiva® SC 10, tuvo una eliminación efectiva de la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa de 1 orden logarítmico. Estos resultados demuestran además la interacción sinérgica de la biguanida polimérica y un monoalquil vecinal diol hidrófobo en la reducción y eliminación de una biopelícula de Pseudomonas aeruginosa.

Los datos logarítmicos de la eliminación se presentan en la Tabla 2. Las soluciones 4, 5, 6, 12 y 13 se informan como BLOQ, para valores por debajo del límite de cuantificación.

Tabla 2. Datos tabulados de eliminación logarítmica de biopelícula para Pseudomonas aeruginosa en las Soluciones 1-6 y 11-13, con solución salina y Prontosan®.

La Fig. 3 es un gráfico de eliminación logarítmica de UFC antes del tratamiento y después de 24 horas del rebrote para las soluciones 1-6 y 10-13 en comparación con una solución salina y Prontosan® en relación con una biopelícula de Staphylococcus aureus, ATCC cepa 700699, basado en la absorbancia de las bacterias totales antes del tratamiento con las composiciones antimicrobianas, después de una exposición de 10 minutos a las soluciones, y luego por rebrote después de 24 horas. Los gráficos sin barras de error significan ningún rebrote.

La Fig. 3 muestra que el control negativo de la solución salina volvió a crecer, al igual que las soluciones 1,2, 3, 10 y 11, así como el control positivo Prontosan®. Ninguna de las cinco composiciones antimicrobianas de prueba con rebrote (soluciones 1, 2, 3, 10 y 11) tenía la combinación de Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10 con PHMB. Por el contrario, las soluciones 4, 5, 6, 12 y 13, que incluían una biguanida polimérica (PHMB) y dioles vecinales (Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10) no mostraron ningún nuevo crecimiento de biopelículas de Staphylococcus aureus. Estos efectos biocidas contra las biopelículas son consistentes con los observados para biopelículas de Pseudomonas aeruginosa en La Fig. 1.

La Fig. 4 es un gráfico de eliminación logarítmica de Staphylococcus aureus de UFC antes del tratamiento con las composiciones antimicrobianas, seguido de una exposición de 10 minutos a las soluciones, y luego por análisis de rebrote después de 24 horas con las mismas soluciones utilizadas para generar las figs. 1-3. Es decir, soluciones 1­ 6 y 10-13, en las que los datos de densidad óptica de la Fig. 3 se convirtieron en unidades formadoras de colonias de la biopelícula de Staphylococcus aureus calculada como una conversión de la absorbancia a 600 nm (A600) a UFC en base a una curva estándar establecida para Staphylococcus aureus, ATCC 700699. El límite de detección del espectrofotómetro utilizado fue 0,001, lo que significa que un equivalente de 104 ufc / ml fue el límite inferior que se pudo medir. Los restos de la Fig. 3 se consideraron basales. Por lo tanto, mientras que los datos en la Fig. 4 pueden interpretarse como una muerte de al menos 8 órdenes logarítmicos de Staphylococcus aureus, el límite inferior de cuantificación indica que la destrucción efectiva de la bacteria fue de al menos 4 órdenes logarítmicos para las soluciones más eficaces, es decir, las soluciones 4, 5, 6, 12 y 13, siendo las soluciones 4, 5 y 6 las composiciones antimicrobianas más efectivas contra la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa. Por el contrario, Prontosan® tuvo una eliminación efectiva de aproximadamente 1,7 órdenes logarítmicos, presentando un nuevo crecimiento evidente en las figs. 3 y 4. Por lo tanto, de forma similar a los resultados antimicrobianos obtenidos con Pseudomonas aeruginosa en la Fig. 2, los datos de la Fig. 4 y la Tabla 3 respaldan adicionalmente la interacción sinérgica de la biguanida polimérica con los dioles de monoalquilo vecinales (por ejemplo, el monoalquil glicol hidrófobo y un monoalquil glicerol hidrófobo) para reducir o eliminar la biopelícula de Staphylococcus aureus.

Tabla 3. Datos tabulados logarítmicos de la biopelícula de Staphylococcus aureus para las Soluciones 1-6 y 11-13, con solución salina y Prontosan®

En la Fig. 5, las soluciones 4-9 y 12-15, todas con PHMB y Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10, se estudiaron en comparación con solución salina y Prontosan® para estudiar el rebrote de una biopelícula de Candida albicans antes del tratamiento con las composiciones antimicrobianas, seguido de una exposición de 10 minutos a las soluciones, y luego por análisis del rebrote después de 24 horas y 48 horas. Este estudio de rebrote se realizó hasta durante 48 horas debido al crecimiento más lento de la biopelícula de Candida albicans en comparación con la de las dos bacterias estudiadas. Aunque todas las soluciones de prueba (4-15) contenían PHMB y Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10, algunas de estas soluciones contenían alexidina o clorhexidina, con o sin aceite de sándalo. Ni el control negativo salino ni el control positivo Prontosan® contenían Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10.

El estudio muestra que la solución salina tuvo el mayor rebrote, seguido de Prontosan® y las soluciones 8, 9 y 15. Las otras soluciones, 4-7 y 12-14, tuvieron poco o ningún crecimiento a las 24 horas y algo de crecimiento a las 48 horas. Las soluciones 8, 9 y 15 contenían cada una 200 ppm de clorhexidina, además de PHMB, lo que indica que la combinación de PHMB y clorhexidina no fue tan efectiva como la de PHMB y alexidina (soluciones 6, 7 y 14). Las soluciones 6, 7, 12 y 13 parecieron las más efectivas contra la biopelícula de Candida albicans. La solución 12, que contenía 1.500 ppm de PHMB, parecía un poco más efectiva que las otras soluciones.

Así, la combinación de la biguanida polimérica PHMB con los dioles vecinales antimicrobianos de un monoalquilglicol y un monoalquilglicerol (Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10), en contraste con el peor comportamiento del rebrote de la solución de Prontosan® con PHMB, demostró cierta capacidad biocida sinérgica contra la biopelícula de Candida albicans.

En la Tabla 4, se prepararon soluciones que contenían monolaurato de glicerol (GML, Lauricidin®, monolaurina), un diol vecino antimicrobiano de un monoacilglicerol, con PHMB y con Sensiva® SC 50, y con y sin Sensiva® SC 10. Las soluciones que contenían 0,2% en peso de monolaurato de glicerol formaron cristales en forma de aguja cuando se mantuvieron a temperatura ambiente, mientras que aquellas con 0,1% en peso de monolaurato de glicerol permanecieron homogéneas a temperatura ambiente. La solubilidad del monolaurato de glicerol se mejoró mediante la combinación de tensioactivo, Sensiva® SC 50 y Sensiva® SC 10.

Usando monolaurato de glicerol en combinación con PHMB y Sensiva® SC 50, con y sin Sensiva® SC 10, se realizó un estudio de la concentración mínima inhibitoria (MIC) utilizando una biopelícula de Pseudomonas aeruginosa, ATCC 15442, en comparación con Prontosan® para las soluciones 16-21. Estas soluciones también variaron en cuanto a si contenían alexidina y el tensioactivo Poloxamer 407 o Tween 80 (TW 80). El estudio MIC se realizó para tres ensayos por solución y representa la concentración más baja de solución en el que no se muestra ningún crecimiento bacteriano. Las soluciones 18 y 20 tenían los valores más bajos de dilución MIC 1:32 de la concentración inicial en la Tabla 4, mientras que las soluciones 16 y 21 tenían una dilución MIC de 1:16, y la solución 19 era equivalente a Prontosan® a una MIC de 1:8. La solución 17 fue la menos efectiva, con una dilución MIC de 1:2, lo que indica que la ausencia de agentes antimicrobianos Sensiva® SC 10, que contienen 1,2-dihidroxioctano, un monoalquilglicol hidrófobo, y el uso de Tween 80 como tensioactivo, impactó de forma negativa en esta MIC. Estos resultados mostraron que una composición antimicrobiana con PHMB con los dioles vecinales antimicrobianos, en particular un monoacilglicerol hidrófobo (monolaurato de glicerol), un diol vecinal de monoalquilo hidrófobo (1,2-dihidroxioctano) y un monoalquilglicerol hidrófobo (glicerol 1-(2)-etilhexil)éter, 2-etilhexilglicerina) es altamente eficaz en la reducción y eliminación de la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa.

Tabla 4. MIC de Pseudomonas aeruginosa con monolaurato de glicerol (Lauricidin®)

Apósitos antimicrobianos

También se realizaron pruebas de adsorción de la solución seca 4 en materiales de apósitos para heridas, que incluían (a) esponjas de apósitos CVS, una mezcla de rayón / poliéster utilizada para heridas de drenaje pesado, (b) esponjas de gasa CVS, 100% algodón utilizado para apósitos de heridas y vendaje de heridas, (c) apósito quirúrgico CVS, una mezcla de rayón / poliéster para absorber fluidos, y (d) Almohadilla para los ojos CVS, una mezcla de rayón / poliéster para cubrir y proteger los ojos. La Tabla 5 proporciona los resultados de la cantidad de ingredientes secos de la solución 4 que se incorporaron a los materiales de apósito para las heridas a-d.

Tabla 5. Porcentaje en peso de la solución seca y absorbida 4

Las muestras de prueba se cortaron en pesos de aproximadamente 0,5 gramos. Los materiales de apósito se colocaron en un portaobjetos de vidrio y se pipetearon 3 ml de solución en ellos. Los materiales de apósito se retiraron del portaobjetos, que contenía un exceso de solución que no se absorbió. Las muestras de prueba se secaron a temperatura ambiente durante 48 horas en una campana y luego se pesaron. Cada una de las muestras exhibió una cierta rigidez inicial, pero se volvió flexible con la manipulación. Todas las muestras secas tuvieron una mayor suavidad en comparación con el apósito original.

Para los cuatro materiales de sustrato probados, la cantidad de solución 4 absorbida, menos agua, varió de 23,7% en peso para el apósito quirúrgico a 50,0% en peso para la esponja de apósito. Para la esponja de apósito seca, se calcula que la concentración de PHMB es del 2,94% en peso de la formulación de la solución seca 4, que incluye cloruro de sodio. Por lo tanto, la concentración de PHMB absorbida en la esponja de apósito es 1,43% en peso, la concentración de Sensiva® SC 50 es 4,29% en peso y la concentración de Sensiva® SC 10 es 1,43% en peso. Los ingredientes restantes mantuvieron la misma proporción de PHMB para la solución 4 que en la Tabla 1.

Al secar las composiciones antimicrobianas sobre materiales de apósito, dichos materiales se pueden usar para la administración controlada de la composición antimicrobiana inicial a una superficie de la herida debido a la hidratación del material de apósito a lo largo del tiempo por la herida.

Soluciones viscosas y gelificadas

Con el fin de aumentar la concentración de todos los ingredientes para la solución 4, se prepararon soluciones viscosas y un gel en concentraciones 2, 5 y 10 veces (2 x, 5 x y 10 x) la concentración de la solución 4. Dado que el enfoque utilizado en la Tabla 6 daría como resultado concentraciones de sal significativamente mayores que las isotónicas cuando dichas soluciones se secaban en un apósito, la adición de cloruro de sodio se eliminó de las soluciones 2 x, 5 x y 10 x derivadas de la solución 4. Las soluciones 2 x y 5 x fueron soluciones viscosas, siendo la 5 x considerablemente más viscosa que la 2 x, mientras que la solución 10 x fue un gel firme. Las soluciones concentradas de este tipo pudieron aplicarse a los materiales de apósito o recubrirse sobre una superficie, dando una mayor actividad biocida que las soluciones de la Tabla 1.

Tabla 6. Soluciones concentradas de la solución 4

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Una composición antimicrobiana, que comprende:

un poli(hexametileno biguanida) (PHMB) en una cantidad que varía de 0,05 a 1,5% en peso,

un agente quelante a una concentración de 0,01% en peso a 1% en peso seleccionado a partir del ácido etilendiaminatetraacético (EDTA), ácido dietilentriaminepentaacético, etilendiaminatetraquis(ácido metilenfosfónico), y sus sales, y

un componente de diol vecinal, en el que dicho componente de diol vecinal comprende al menos un monoalquilglicol, y al menos un éter de monoalquilglicerol,

en el que una relación en peso de dicho poli(hexametiIenbiguanida) (PHMB) y dicho al menos un componente de diol vecinal varía entre 1:0,05 a 1:500, y dicha composición antimicrobiana disminuye la biopelícula en al menos 4 órdenes logarítmicos,

en el que dicho componente de diol vecinal está presente en una cantidad que varía entre el 0,05 y el 6,0% en peso, sobre la base del peso total de la composición antimicrobiana,

en el que dicho monoalquil-glicerol éter es un glicerol 1 -(2-etilhexiI) éter (también conocido como octoxiglicerina, 2-etilhexiI glicerina, 3-(2-etilhexiloxi)propano-1,2-diol), y

en el que dicho monoalquilglicol se selecciona de 1,2-octanodiol (caprililglicol),

1.2- dodecanediol, 1,2-hexadecanodiol, y sus combinaciones.

2. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una bis(biguanida) a una concentración de 10 ppm a 350 ppm.

3. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que:

(a) dicha composición reduce la biopelícula en al menos cuatro órdenes logarítmicos en un plazo de diez minutos; 0

(b) dicha composición proporciona que no haya ningún rebrote de la biopelícula en un plazo de 24 horas;

(c) ambos (a) y (b).

4. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un glicerol-monoalquil-éter seleccionado del grupo que consiste en 1 -O-heptilglicerol, 1 -O-octiIgIicerol, 1 -O-noniIgIicerol, 1-O-deciIglicerol, 1-O-undeciglicerol, 1-O-dodecilgIicerol, 1-O-trideciIgIicerol, 1-O-tetradeciIgIicerol, 1-O-pentadecilgIicerol, 1-O-hexadeciIgIicerol (alcohol de quimilo), 1-O-heptadeciIglicerol, 1-O-octadecilglicerol (alcohol de batilo), 1-O-octadec-9-eniI glicerol (alcohol selaquílico), glicerol 1-heptil éter, éter de glicerol 1-octilo, éter de glicerol 1-decilo, y éter de glicerol 1-dodecilo, éter de glicerol 1 -tridecilo, éter de glicerol 1-tetradecilo, éter de glicerol 1 -pentadecilo, éter de glicerol 1 -hexadecilo y éter de glicerol 1 -octadecilo, y sus combinaciones.

5. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un monoalquilglicol seleccionado del grupo que consiste en 1,2-propanodiol (propilenglicol), 1,2-butanodiol, 1,2-pentanodiol, 1,2-hexanodiol, 1,2-heptanodiol, 1,2-nonanodiol, 1,2-decanodiol, 1,2-undecanodiol, 1,2-tridecanodiol, 1.2- tetradecanodiol, 1,2-pentadecanodiol, 1,2-heptadecanodiol y 1,2-octadecanodiol, y sus combinaciones.

6. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un monoacilglicerol, en el que dicho monoacilglicerol se selecciona del grupo que consiste en 1-O-decanoilglicerol, monocaprina, 1-O-undecanoilglicerol, 1-O-undecenoilglicerol, 1-O-dodecanoilglicerol, monolaurina, monolaurato de glicerol, 1-O-tridecanoilglicerol, 1-O-tetradecanoilglicerol, monomiristina, 1-O-pentadecanoilglicerol, 1-O-hexadecanoilglicerol, 1-O-heptadecanoilglicerol y 1-O-octanoilglicerol, monocaprilina, y sus combinaciones.

7. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un agente quelante a una concentración de 0,01% en peso a 1% en peso, que comprende otro agente quelante seleccionado del ácido nitrilotriacético, ácido nitrilotripropiónico, ácido 2-hidroxietiletilendiaminotriacético, ácido 1,6-diaminohexametilentetraacético, ácido 1,2-diaminociclohexanetetraacético, ácido O,O'-bis(2-aminoetil)etilenglicoltetraacético, ácido 1,3-diaminopropanotetraacético, N,N'-bis(2-hidroxibencil)etilendiamina-N,N'-diacético, ácido etilendiamina-N,N'-diacético, ácido etilendiamina-N,N'-dipropiónico, ácido trietilentetraaminahexaacético, etilendiamina-N,N'-bis(ácido metilenofosfónico), ácido iminodiacético, N,N-bis(2-hidroxietil)glicina, ácido 1,3-diamino-2-hidroxipropanotetraacético, ácido 1,2-diaminopropanotetraacético, ácido N-(2-hidroxietil)iminodiacético y bifosfonatos como el editronato y sus sales.

8. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un agente tensioactivo a una concentración de 0,1% en peso a 4% en peso.

9. La composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un polímero soluble en agua a una concentración de 0,01% en peso a 10% en peso que comprende metilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, carboximetilcelulosa, poliquaternium-1, poliquaternium-6, poliquaternium-10, guar, hidroxipropilguar, hidroxipropilmetilguar, guar catiónico, carboximetilguar, hidroxipropilquitosan, carboximetilquitosan, cloruro de N-[(2-hidroxi-3-trimetilamonio)propiI]quitosan, quitosan soluble en agua, ácido hialurónico y sus sales, sulfato de condroitina, heparina, sulfato de dermatán, amilosa, amilopectina, pectina, goma garrofín, alginato, dextrano, carragenano, goma de xantano, goma de gelano, escleroglucano, esquizofilano, goma arábiga, goma ghatti, goma karaya, goma de tragacanto, pectinas, almidón y sus modificaciones, goma de tamarindo, poli(alcohol vinílico), poli(óxido de etieno), poli(etilenglicol), poli(metil vinilo éter), poliacrilamida, poli(N,N-dimetilacrilamida), poli(N-vinilacetamida), poli(N-vinilformamida), poli(2-hidroxietilometacrilato), poli(gliceril metacrilato), poli(N-vinpirrolidona), poli(N-isopropilacrilamida), poli(N-vinilcaproIactama), poli(dimetilaminoetil-metacrilato), poli(dimetilaminopropil-acrilamida), polivinilamina, y sus combinaciones.

10. Una composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha composición antimicrobiana se absorbe en un limpiador de heridas.

11. Un artículo que comprende una composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. Un método no terapéutico para tratar una superficie, o un apósito quirúrgico, que comprende:

aplicar una composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores a una superficie.

13. Una composición antimicrobiana según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 o un artículo según la reivindicación 11 para su uso en el tratamiento de heridas.