ITMI20110426A1 - Metodo per la realizzazione di cateteri dotati di rivestimenti antibatterici a base di acido usnico utilizzando una tecnica sol-gel. - Google Patents
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Description
"METODO PER LA REALIZZAZIONE DI CATETERI DOTATI
DI RIVESTIMENTI ANTIBATTERICI A BASE DI ACIDO USNICO UTILIZZANDO UNA TECNICA SOL-GEL"
D E S C R I Z I O N E
Il presente trovato ha come oggetto un metodo per la realizzazione di cateteri con rivestimenti antibatterici a base di "A-cido Usnico" ottenuti mediante la tecnica sol-gel.
Tale metodo à ̈ stato studiato per rivestire cateteri allo scopo di conferire agli stessi una elevata attività batteriostatica.
Un ulteriore scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un rivestimento che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza in utensili igienici per uso medico.
Questo ed altri scopi, che meglio appariranno evidenziati in seguito, sono raggiunti da un rivestimento antisettico per cateteri in silicone.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, del trovato.
Secondo il presente trovato, si à ̈ realizzato un rivestimento di cateteri in silicone mediante l'applicazione di un coating ibrido organico-inorganico utilizzando la tecnica sol-gel, in cui si à ̈ inglobato l'acido Usnico, quale antibatterico.
Si definiscono ibridi organici-inorganici come "reticoli o networks monolitici" preparati esclusivamente mediante il processo sol-gel, che permette di ottenere due fasi interconnesse, le cui dimensioni variano tra i 5 ed i 50 nanometri circa.
Per tali motivi i "cerameri" possono essere considerati dei nanocompositi.
Tale morfologia conferisce a questi materiali caratteristiche sostanzialmente differenti da quelle dei sistemi normalmente chiamati compositi, in cui la parte inorganica à ̈ addizionata alla fase polimerica (organica) sotto forma particellare (cariche o fibre).
La classe di ibridi organici-inorganici oggetto del presente trovato à ̈ quella in cui le fasi organica ed inorganica sono unite da legami forti ionico-covalenti.
I cosiddetti cerameri, rispettando quest'ultimo requisito costituiscono una classe di materiali di particolare interesse scientifico ingegneristico proprio per l'alto grado di interpretazione e le ottime proprietà interfacciali garantite dal legame chimico tra matrice e rinforzo.
Variando a piacimento i rapporti tra la fase organica ed inorganica si possono ottenere materiali con caratteristiche predominanti di una o dell'altra specie.
Di conseguenza à ̈ possibile ottenere una moltitudine di materiali con caratteristiche intermedie tra il ceramico e un polimerico.
Prendendo in considerazione un sistema più ricco in componente organica, i nano-domini di silice si vanno a formare, tramite l'ormai consolidato processo sol-gel e rappresentano i nodi di un reticolo tridimensionale polimerico che si va a costituire in fase di gelificazione.
I componenti di reazione che portano all'ottenimento di cerameri sono degli alcossidi metallici solubili (in genere a base di Si, Ti, Al o Zr) e un oligomero, o un polimero, eventualmente con una funzionalità alcossisilanica.
Quando sono presenti, Ã ̈ possibile funzionalizzare i gruppi terminali ossidrilici o amminici dell'oligomero, facendoli reagire con i gruppi organici reattivi di un agente accoppiante silanico.
Per la realizzazione dei rivestimenti antibatterici per cateteri in oggetto si à ̈ utilizzata la tecnica sol-gel, in cui il gel à ̈ un reticolato rigido e disordinato, formato da catene polimeriche interconnesse di lunghezza media dell'ordine di micrometri, con pori di dimensioni minori di un micrometro.
II gel di silice à ̈ basato su una struttura di gruppi tetraedrici (Si04)ninterconnessi per mezzo di ponti Si-O-Si.
Un sol à ̈ una dispersione di particelle colloidali in un liquido.
Le particelle colloidali sono particelle solide con un diametro dell'ordine di 1-100 nanometri.
I metodi sol-gel sono processi in cui una soluzione o un sol subiscono una transizione sol-gel, nella quale la soluzione diventa una massa rigida e porosa.
Un gel di silice può essere preparato mediante la polimerizzazione sol-gel di alcossidi di silicio.
Si à ̈ scelto di utilizzare questa tecnica di rivestimento per le basse temperature di lavorazione, in quanto l'Acido Usnico (antibatterico) ha una scarsa resistenza termica, con una massima temperatura di lavorazione di 60°C.
Mediante processi sol-gel à ̈ possibile ottenere la formazione di un network inorganico rimanendo a temperature prossime a quella ambientale.
La seconda ragione dell'impiego del metodo sol-gel per ottenere un rivestimento antibatterico di cateteri risiede nella possibilità che tale tecnica offre di incrementare l'adesione interfacciale, tra le fasi organiche presenti, favorendone un'intima compenetrazione e garantendo un elevato grado di purezza ed omogeneità del prodotto finale.
Si possono così realizzare rivestimenti di cateteri con spessori molto bassi e con caratteristiche preparate su misura per le varie esigenze, in quanto l'aggiunta di sostanze all'interno del network permette di dare al coating funzioni specifiche come la resistenza alla fiamma, la funzione antibatterica, la resistenza al graffio ecc.
In passato si sono già fatti tentativi per realizzare dei coating antibatterici utilizzando come battericida l'Argento o i Sali d'Ammonio.
Il problema riscontrato in questi coating à ̈ la durata dell'effetto antibatterico e la non dispersione dall'agente battericida all'esterno del rivestimento.
Un altro fattore discriminante à ̈ l'elevato costo di questi prodotti antibatterici utilizzati.
Compito precipuo del presente trovato à ̈ quello di eliminare gli inconvenienti in precedenza descritti.
Nell'ambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a punto un formulario di componenti idonei a molteplici supporti mediante la stessa tecnica di lavorazione.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di risultare di facile attuazione, di sicuro impiego e di efficace funzionamento, e di avere un costo relativamente contenuto per il rivestimento antibatterico di cateteri dal punto di vista produttivo.
Questi scopi vengono tutti raggiunti dal presente metodo per la realizzazione del rivestimento antibatterico per cateteri in oggetto, il quale à ̈ caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: una prima fase di solubilizzazione della fase organica (il polimero), sia funzionalizzato che non, sotto agitazione e lieve riscaldamento in opportuno solvente e diluizione seguita dall'aggiunta del formatore di reticolo inorganico (l'alcossido) in vari rapporti organico/inorganico.
Mantenendo l'agitazione si aggiunge alla soluzione l'antibiotico "l'acido Usnico" in modo da inglobarlo nella fase di creazione del reticolo.
Per iniziare la fase di creazione del reticolo si aggiunge una soluzione di H2O, Etanolo e HCI.
Si passa quindi alla fase di rivestimento dei campioni di cateteri tramite immersione o spruzzatura o bagno nella soluzione preparata.
L'ultima fase comprende la realizzazione del reticolo finale tramite varie tecniche come per esempio riscaldamento termico a microonde o irraggiamento UV.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del metodo costituente l'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti attraverso un esame della descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un metodo per la realizzazione di un rivestimento (coating) con funzione antibatterica.
Il metodo per l'ottenimento di rivestimenti con funzione antibatterica a base di acido Usnico secondo il trovato comprende essenzialmente una fase di dissoluzione di un precursore organico (fase organica) in opportuno solvente sotto agitazione e riscaldamento tra i 25°C e i 70°C ad una opportuna concentrazione tra il 10% e il 50% in peso.
Si esegue l'aggiunta del formatore di reticolo inorganico (l'alcossido) in vari rapporti organico/inorganico (1 :1 , 1 :2, 2:1 , ecc.), mantenendo l'agitazione.
Si aggiunge alla soluzione l'antibiotico "l'acido Usnico" in modo da inglobarlo nella fase di creazione del reticolo in percentuale variabile da 0.1 % a 10%.
Per iniziare la fase di creazione del reticolo si aggiunge come catalizzatore una soluzione di hhO/Etanolo/HCI o acidi e alcoli alternativi come acido solforico o fluridico e alcoli, come metanolo o butanolo ecc.
Il rivestimento viene in seguito applicato alla superficie da trattare tramite immersione, o spruzzo o bagno.
Il sistema ed i tempi di applicazione influenzano lo spessore dello stesso.
Si termina con la fase di reticolazione mediante trattamento o termico o a microonde o irraggiamento UV per tempi e atemperature in funzione del trattamento stesso, da pochi secondi ad alcune ore e da temperatura ambiente fino a 60°C, con potenze a microonde da 300-900W.
Sono stati condotti degli esperimenti su CATETERI TRAT-TATI CON ACIDO USNICO ed à ̈ stato condotto uno screening di valutazione dell'attività batteriostatica del prodotto in esame secondo ASTM 2180-07.
Sono stati esaminati provini di cateteri gialli e provini di cateteri trasparenti, lunghi circa 2 cm, trattati con acido Usnico secondo 4 modalità di trattamento differenti, e provini di cateteri gialli e provini di cateteri trasparenti non trattati con acido Usnico (controllo negativo).
I microrganismi utilizzati sono stati:
Microrganismo Codice Staphilococcus aureus ATCC 6538 Eneterococcus hirae ATCC 10541 Escherichia coli ATCC 10536 Proteus mirabilis ATCC 10005
I trattamenti ai quali sono stati sottoposti i campioni in esame, sia i cateteri gialli che i cateteri trasparenti, sono stati:
Trattamento Codice
1 PV-OH 8-88 APTES Termico
2 PV-OH 8-88 APTES MW
3 APTES Termico
4 APTES MW
Le riduzioni percentuali ottenute rispetto al controllo negativo dopo 24 ore di tempo di contatto sono mostrate nelle tabelle seguenti:
1. CATETERI GIALLI
Microorganismo Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento
1 2 3 4
PV-OH 8-88 PV-OH 8-88 APTES Termico APTES MW APTES Termico APTES MW
S. aureus 98.485 >99.997 99.364 >99.997 E. hiare 98.423 >99.996 99.000 >99.996 E coli >99.994 >99.994 97.722 >99.994 P, mirabilis >99.997 >99.997 98.759 >99.997 2. CATETERI TRASPARENTI
Microorganismo Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento
1 2 3 4
PV-OH 8-88 PV-OH 8-88 APTES Termico APTES MW APTES Termico APTES MW
S. aureus 97.879 99.994 98.939 99.988 E. hiare 98.269 99.981 98.423 99.981 E coli >99.994 >99.994 95.000 99.950 P. mirabilis >99.997 >99.997 97.828 99.986 Sulla base dei risultati ottenuti dallo screening, si può affermare che il prodotto in esame CATETERI TRATTATI CON A-CIDO USNICO presenta attività batteriostatica in quanto induce, dopo il tempo di contatto usato, una riduzione della vitalità microbica maggiore di 1 Log (% riduzione >90%) rispetto al controllo negativo.
RISULTATI
Le riduzioni percentuali ottenute rispetto al controllo negativo dopo 24 ore di tempo di contatti sono riportate nelle tabelle seguenti:
1. CATETERI GIALLI
Microorganismo Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento
1 2 3 4
PV-OH 8-88 PV-OH 8-88 APTES Termico APTES MW
APTES Termico APTES MW
S. aureus 98.485 >99.997 99.364 >99.997 E. hiare 98.423 >99.996 99.000 >99.996 E coli >99.994 >99.994 97.722 >99.994 P. mirabilis >99.997 >99.997 98.759 >99.997 2. CATETERI TRASPARENTI
Microorganismo Trattamento Trattamento Trattamento Trattamento
1 2 3 4
PV-OH 8-88 PV-OH 8-88 APTES Termico APTES MW
APTES Termico APTES MW
S. aureus 97.879 99.994 98.939 99.988 E. hiare 98.269 99.981 98.423 99.981 E coli >99.994 >99.994 95.000 99.950 P. mirabilis >99.997 >99.997 97.828 99.986 Nessuna deviazione à ̈ stata riscontrata nel corso dello Studio.
Sulla base dei risultati ottenuti dallo screening, si può affermare che il prodotto in esame CATETERI TRATTATI CON A-CIDO USNICO à ̈ dotato di attività batteriostatica in quanto induce, dopo il tempo di contatto usato, una riduzione della vitalità microbica maggiore di 1 Log (% riduzione >90%) rispetto al controllo negativo.
I trattamenti che risultano più efficaci sono il trattamento 2 (PV-OH 8-88 APTES MW) e il trattamento 4 (APTES MW), sia per i cateteri trattati con acido usnico gialli, sia per i cateteri trattati con acido usnico trasparenti; il trattamento 2 e il trattamento 4 risultano più efficaci sui cateteri trattati con acido usnico gialli.
Si à ̈ in pratica constatato che il trovato descritto raggiunge gli scopi proposti.
II trovato così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti neN'ambito del concetto inventivo.
Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili con altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone caratterizzato dal fatto che esso consiste in una composizione ibrida organica-inorganica, realizzata mediante tecnica sol-gel, nella quale si à ̈ inglobato acido usnico, quale antibatterico; il rivestimento à ̈ applicato al catetere con un trattamento di reticolazione alle microonde.
- 2) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che si utilizza la tecnica sol-gel, in cui il gel à ̈ un reticolo rigido e disordinato, formato da catene polimeriche interconnesse di lunghezza media de ordine di micrometri, con pori di dimensioni minori di un micrometro.
- 3) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo stesso prevede l'utilizzazione di un gel di silice, il quale à ̈ basato su una struttura di gruppi tetraedrici (S1O4), interconnessi per mezzo di ponti Si-O-Si.
- 4) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il gel di silice, può essere preparato mediante la polimerizzazione sol-gel di alcossidi di silicio.
- 5) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo stesso comprende le seguenti fasi: una prima fase di solubilizzazione della fase organica (il polimero), sia funzionalizzato che non, sotto agitazione e lieve riscaldamento in opportuno solvente e diluizione, seguita dall'aggiunta del formatore di reticolo inorganico (l'alcossido), in vari rapporti organicoinorganico; mantenendo l'agitazione si aggiunge alla soluzione l'antibiotico (l'"acido usnico") in modo da inglobarlo nella fase di creazione del reticolo.
- 6) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che per iniziare la fase di creazione del reticolo si aggiunge una soluzione di H2O, etanolo e HCI.
- 7) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che esso prevede una fase di rivestimento dei campioni di cateteri tramite immersione o spruzzatura o bagno nella soluzione preparata.
- 8) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo stesso prevede la realizzazione del finale tramite il riscaldamento termico a microonde o irraggiamento UV.
- 9) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo stesso comprende una fase di dissoluzione di un precursore organico (fase organica), in un opportuno solvente sotto agitazione e riscaldamento tra i 25°C e i 70°C ad una opportuna concentrazione fra il 10% e il 50% in peso.
- 10) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo stesso prevede di eseguire l'aggiunta del formatore di reticolo inorganico (l'alcossido) in vari rapporti organico-inorganico (1 :1 , 1 :2, 2:1 , ecc.) mantenendo l'agitazione.
- 11) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che si aggiunge alla soluzione l'antibiotico (l'"acido usnico"), in modo da inglobarlo nella fase di creazione del reticolo in percentuale variabile da 0,1 % al 10%.
- 12) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo stesso, per iniziare la fase di creazione del reticolo, prevede di aggiungere come catalizzatore una soluzione di hteO/Etanolo/HCI o acidi e alcoli alternativi come acido solforico o fluoridrico e alcoli come metanolo o butanolo.
- 13) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il rivestimento viene in seguito applicato sulla superficie da trattare tramite immersione o spruzzo o bagno.
- 14) Metodo per la realizzazione di rivestimenti antibatterici per cateteri in silicone, come alla rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che lo stesso prevede l'esecuzione di una fase di reticolazione mediante trattamento o termico o a microonde o a irraggiamento UV per tempi da pochi secondi ad alcune ore, per temperature comprese fra quelle ambiente fino a 60°C, con potenze a microonde da 300-900 W.
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Non-Patent Citations (3)
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