JP2006508720A - 抗菌性コーティングをその上に有する医用デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のこれら及び他の目的は、本明細書で記載する本発明の種々の態様によって達成される。
を含む方法を提供する。
特に断りのない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。一般に、本明細書で使用される命名及び実験手法は当該技術で周知であり、一般に使用されている。これらの手法、例えば当該技術及び種々の一般的参考文献で提供されている手法には、従来の方法が使用される。ある用語が単数形で記載されている場合でも、本発明者らは、その用語の複数形をも考慮している。本明細書で使用される命名及び実験手法は、当該技術で周知であり、一般に使用されているものである。本開示を通じて使用される以下の用語は、特に断りのない限り、以下の意味を有するものと理解される。
(ii)負に荷電したポリイオン材料の少なくとも1のアニオン層、を含む。
(i)場合により変性剤単位を含む、ポリアリルアミン(PAH)ホモ−又はコポリマー;
(ii)ポリエチレンイミン(PEI);
(iii)場合により変性剤単位を含む、ポリビニルアミンホモ−又はコポリマー;
(iv)ポリ(ビニルベンジル−トリ−C1〜C4−アルキルアンモニウム塩)、例えば、ポリ(ビニルベンジル−トリ−メチルアンモニウムクロリド);
(v)脂肪族若しくは芳香脂肪族二ハロゲン化物及び脂肪族N,N,N’,N’−テトラ−C1〜C4−アルキル−アルキレンジアミンのポリマー、例えば、(a)プロピレン−1,3−ジクロリド若しくはジブロミド又はp−キシリレンジクロリド若しくはジブロミドと(b)N,N,N’,N’−テトラメチル−1,4−テトラメチレンジアミンのポリマー;
(vi)ポリ(ビニルピリシン)又はポリ(ビニルピリジニウム塩)のホモ−又はコポリマー;
(vii)ポリ(N,N−ジアリル−N,N−ジ−C1〜C4−アルキル−アンモニウムハライド);
(viii)第四級アクリル酸又はメタクリル酸ジ−C1〜C4−アルキル−アミノエチルのホモ−又はコポリマー、例えば、ポリ(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルプロピルトリメチルアンモニウムクロリド)等のポリ(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルプロピルトリ−C1〜C2−アルキルアンモニウム塩)ホモポリマー、又は第四級ポリ(メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル)若しくは第四級ポリ(ビニルピロリドン−co−メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル);
(ix)ポリクォート;又は
(x)ポリアミノアミド(PAMAM)、例えば、直鎖PAMAM又はアミノ基を末端に有するStarbust(商標)PAMAMデンドリマー(Aldrich)等のPAMAMデンドリマーである。
8種の市販ペプチド(American Peptides Company Inc.から入手)を、4種の眼に対して毒性のある細菌株に対する抗菌活性について、以下のようにスクリーニングした。
108cfuの細菌懸濁液を、pH7.4のリン酸緩衝食塩水中で調製した。各々の懸濁液の1mLアリコートを、ミューラーヒントンII寒天プレート(ビーフエキス2.0g、カゼインの酸加水分解物17.5g、澱粉1.5g、寒天17.0g;Becton Dickinson, MD, USA)の表面に均一に分散させた。直径約5mmの穴をプレートに作製し、各々のペプチド(10μg/mL溶液)の100μlアリコートを穴の一つに入れた。細菌が生きていることを確認するために、陽性コントロール(広スペクトルの抗生剤とソロケア(Solocare))及び陰性コントロール(PBS)も、それぞれのプレートに入れた。次いで、プレートを35℃で一晩インキュベートし、阻害ゾーンをモニターした。適切な抗菌活性についてのペプチドのスクリーニングの結果(表2)は、セクロピンメリチン及びインドリシジンが、のより良好な抗菌剤の候補に見えることを示した。
American Peptides Company Inc.からの2種のペプチド、セクロピンP1及びセクロピンAメリチンハイブリッドを、シュードモナス・アエルギノーザ(Pseudomnas aeruginosa)GSU#3(角膜単離物)及び#9027(グラム陰性菌)、スタフィロコッカス・オウレウス(Staphylococcus aureus)#6538、並びにスタフィロコッカス・エピデルミディス(Staphylococcus epidermidis)#17917の株に対して試験した。最初の2種の株は、グラム陰性菌である。後の2種は、グラム陽性菌である。これらの菌は、眼で感染を引き起こす、最も一般的な原因物質であるので、選択した。ペプチドは、使用の準備が整うまで、−70℃で維持した。試験したペプチド濃度は、ダルベッコのリン酸緩衝食塩水(PBS)中、20、16、8、4、2及び1μg/mlであった。
上記の4種の株に対するペプチドの最小阻止濃度を、表3に示す。
セクロピンAメリチンハイブリッドを、5、0.5及び0.05μg/mlの濃度で、細胞毒性について試験した。セクロピンAメリチンハイブリッドの細胞毒性を、USP溶出試験("Biological Reactivity Tests, In-Vitro: Elution test", The United States Pharmacopeial Convention, Inc.)に従って、評価した。細胞培養物、L929哺乳動物線維芽細胞(ATCC細胞株CCL1、NCTCクローン929)を、6ウエルプレート(個々のウエルは、直径35mmである)中で、ほぼ密集単層に成長させた。セクロピンAメリチンハイブリッド溶液を、血清補足細胞培地で25%試験溶液濃度に希釈した。血清補足細胞培地は、イーグル滅菌最小必須培地(MEM)1000mL、血清100mL、L−グルタミン溶液10mL及び抗生・抗カビ溶液を混合することにより調製した。各培養物につき、セクロピンAメリチンハイブリッド溶液により誘起される形態的変化、細胞密度の減少又は細胞溶解の有無について、トリパンブルーを用いて、48時間後に顕微鏡で調べた。3種の濃度すべてが、MEM溶出及び細胞増殖阻害をパスし、細胞毒性がないと考えられた。
このアッセイでは、マウス臓器培養モデルを用いて、表面を傷つけた眼へのシュードモナス・アエルギノーザの結合を阻害する化合物の能力を評価した。セクロピンAメリチンハイブリッドを、3種の濃度:10、2及び0.5μg/mlで試験した。
この例では、フルオロシロキサンヒドロゲル材料、ロトラフィルコンAのソフトコンタクトレンズ上に形成される、抗菌剤としてセクロピンAメリチンハイブリッド又はインドリシジンを含む抗菌性コーティングを説明する。
ポリアクリル酸(PAA)溶液
平均分子量約90,000のポリアクリル酸(PAA)の溶液を、適量のPAAを水に溶解して[PAA]=0.001Mにすることによって調製した。PAA濃度は、PAA中の繰り返し単位に基づいて計算した。ひとたび溶解すると、PAA溶液のpHを所望の値に調節した。
平均分子量約60,000のポリ(塩酸アリルアミン)(PAH)の溶液を、適量の材料を水に溶解して0.001M PAH溶液を形成することによって調製した。PAH濃度は、PAH中の繰り返し単位に基づいて計算した。ひとたび溶解すると、PAH溶液のpHを所望の値に調節した。
フルオロシロキサンヒドロゲル材料、ロトラフィルコンAのコンタクトレンズを、PAA溶液(0.001M、pH2.5)に30分間浸漬し、超純水ですすぎ、さらにPAH溶液(0.001M、pH7.5)に5分間浸漬し、超純水で1分間すすいだ。すすぎ工程を間に挟みながら、PAA溶液(0.001M、pH3.5)及びPAH溶液(0.002M、pH7.5)に交互に浸漬することにより、さらに3つの二重層を加えた。高分子電解質の二重層4つを有するコンタクトレンズをPAA溶液(0.001M、pH3.5)に浸漬し、超純水で1分間すすいだ。合計4.5つの二重層(PAA/PAH/PAA/PAH/PAA/PAH/PAA/PAH/PAA)を各々のコンタクトレンズ上に作製した。次いで、レンズを塩水中に封入し、滅菌処理した。
1mg/ml濃度のセクロピンAメリチンハイブリッド中に浸漬したNewVuesレンズを、未浸漬NewVuesレンズと対比して、PBS中の1x104/mlのシュードモナス・アエルギノーザ#3中で、振盪しながら、37℃で一晩、試験した。インキュベーション後、レンズを、PBSの150ml容の3個の一連のカップ中で5回洗浄して、ゆるく結合した細菌を除去した。レンズを各々、10mlバイアル食塩水に入れ、6分間超音波処理し、渦流攪拌した。アリコート100μlを段階的に希釈し、TS寒天上に載せた。プレートを37℃で24〜48時間インキュベートし、生菌をカウントした。コントロールレンズである未浸漬NewVuesレンズに比べて、セクロピンAメリチンハイブリッド中に浸漬したNewVuesレンズでは、細菌付着が約90%減少した。
抗菌性コーティングを有し、インドリシジン及びセクロピンAメリチンハイブリッド(実施例2)で共有結合的にコーティングされたレンズを、コントロールレンズに対して試験した。PBS中の104cfu/mlのシュードモナス・アエルギノーザ#3の200Clを、レンズの表面上に置いた。25℃で一晩、インキュベートした。レンズから100μlを吸引し、逐次的に希釈し、プレートアウトした。
コントロールレンズに比べて、レンズから回収された細菌は約50%減少した。これは、レンズ表面でのペプチドの抗菌活性を示した。
Claims (20)
- コア材料及びコア材料に共有結合していない抗菌性LbLコーティングを含む医用デバイスであって、抗菌性LbLコーティングが、
(a)高分子電解質LbLコーティング及び1以上の抗菌性ペプチドのペプチド層
(ここで、高分子電解質LbLコーティングが、
(i)第一のポリイオン材料の少なくとも1の層、又は
(ii)第一のポリイオン材料の少なくとも1の層及び第一のポリイオン材料の電荷と反対の電荷を有する第二のポリイオン材料の少なくとも1の層からなり、
前記第一及び第二のポリイオン材料が、互いに独立に、反応部位を提供する官能基を有し、かつ1以上の抗菌性ペプチドのペプチド層が、反応部位を介してLbLコーティングに共有結合している)、又は
(b)正に荷電したポリイオン材料と1以上の抗菌性ペプチドとを含む混合物の1のカチオン層及び負に荷電したポリイオン材料の1のアニオン層からなる、少なくとも1の二重層、
を含む、医用デバイス。 - 前記1以上の抗菌性ペプチドが、セクロピンAメリチンハイブリッド、インドリシジン、ラクトフェリシン、デフェンシン1、バクテネシン(ウシ)、マゲイニン2、ムタシン1140、それらの機能的に等価な又はより優れた類縁体及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1記載の医用デバイス。
- 前記1以上の抗菌性ペプチドが、セクロピンAメリチンハイブリッド及びインドリシジンからなる群より選択される、請求項1記載の医用デバイス。
- 医用デバイスが、高分子電解質LbLコーティング及び1以上の抗菌性ペプチドのペプチド層を含み、
高分子電解質LbLコーティングが、
(i)第一のポリイオン材料の少なくとも1の層、又は
(ii)第一のポリイオン材料の少なくとも1の層及び第一のポリイオン材料の電荷と反対の電荷を有する第二のポリイオン材料の少なくとも1の層からなり、
前記第一及び第二のポリイオン材料が、互いに独立に、反応部位を提供する官能基を有し、かつ1以上の抗菌性ペプチドのペプチド層が、反応部位を介してLbLコーティングに共有結合している、
請求項2記載の医用デバイス。 - 第一及び第二のポリイオン材料の一方がポリアニオン材料であり、他方がポリカチオン材料であり、ポリアニオン材料が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(チオフェン−3−酢酸)、ポリ(4−スチレンスルホン酸)、PAMAMデンドリマー、PAAm−co−PAA、PVP−co−PAA、ヒアルロン酸、グリコサミノグリカン、フコイダン、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデキストラン、アルギネート、ペクチン、ゲラン、カルボキシアルキルキチン、カルボキシメチルキトサン、硫酸化多糖、それらの誘導体及びそれらの混合物からなる群より選択され、ポリカチオン材料が、ポリ(塩酸アリルアミン)、ポリ(エチレンイミン)、ポリ(ビニルベンジルトリメチルアミン)、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ(ピリジニウムアセチレン)、ポリクォート、ポリアミノアミド、ポリ−ε−リシン、アルブミン又はコラーゲン、アミノアルキル化多糖、それらの誘導体及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項4記載の医用デバイス。
- 医用デバイスが、コンタクトレンズである、請求項5記載の医用デバイス。
- コンタクトレンズが、ヒドロゲルコンタクトレンズである、請求項6記載のコンタクトレンズ。
- 医用デバイスが、正に荷電したポリイオン材料と1以上の抗菌性ペプチドとを含む混合物の1のカチオン層及び負に荷電したポリイオン材料の1のアニオン層からなる、少なくとも1の二重層を含む、請求項2記載の医用デバイス。
- 負に荷電したポリイオン材料が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(チオフェン−3−酢酸)、ポリ(4−スチレンスルホン酸)、PAMAMデンドリマー、PAAm−co−PAA、PVP−co−PAA、ヒアルロン酸、グリコサミノグリカン、フコイダン、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデキストラン、アルギネート、ペクチン、ゲラン、カルボキシアルキルキチン、カルボキシメチルキトサン、硫酸化多糖、それらの誘導体及びそれらの混合物からなる群より選択され、正に荷電したポリイオン材料が、ポリ(塩酸アリルアミン)、ポリ(エチレンイミン)、ポリ(ビニルベンジルトリメチルアミン)、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ(ピリジニウムアセチレン)、ポリクォート、ポリアミノアミド、ポリ−ε−リシン、アルブミン又はコラーゲン、アミノアルキル化多糖、それらの誘導体及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項8記載の医用デバイス。
- 医用デバイスが、コンタクトレンズである、請求項9記載の医用デバイス。
- コンタクトレンズが、ヒドロゲルコンタクトレンズである、請求項10記載のコンタクトレンズ。
- 抗菌性LbLコーティングを有する医用デバイスの製造方法であって、
(a)LbLコーティングを医用デバイスの表面に適用する工程
(ここで、LbLコーティングが、医用デバイスに共有結合しておらず、かつ、
(i)医用デバイスの表面に共有結合していない第一のポリイオン材料の少なくとも1の層、又は
(ii)医用デバイスの表面に共有結合していない第一のポリイオン材料の少なくとも1の層及び第一のポリイオン材料の電荷と反対の電荷を有する第二のポリイオン材料の少なくとも1の層からなり、
前記第一及び第二のポリイオン材料が、互いに独立に、反応部位を提供する官能基を有する);及び
(b)1以上の抗菌性ペプチドの層を、前記反応部位を介してLbLコーティングに共有結合させる工程、
を含む、製造方法。 - 適用工程が、浸漬コーティング工程のみ、吹き付けコーティング工程のみ、又はそれらの組み合わせにより行われる、請求項12記載の方法。
- ポリカチオン材料と少なくとも1の抗菌性ペプチドとを含む混合物の正に荷電した1の層及びポリアニオン材料の負に荷電した1の層を、医用デバイス上に交互に適用して、抗菌性LbLコーティングを形成する工程を含む、抗菌性LbLコーティングを有する医用デバイスの製造方法。
- 適用工程が、浸漬コーティング工程のみ、吹き付けコーティング工程のみ、又はそれらの組み合わせにより行われる、請求項14記載の方法。
- 医用デバイスに共有結合している1以上の抗菌性ペプチドの層を含む医用デバイスであって、前記1以上の抗菌性ペプチドが、セクロピンAメリチンハイブリッド、インドリシジン、ラクトフェリシン、デフェンシン1、バクテネシン(ウシ)、マゲイニン2、ムタシン1140、それらの機能的に等価な又はより優れた類縁体及びそれらの混合物からなる群より選択される、医用デバイス。
- 前記1以上の抗菌性ペプチドが、セクロピンAメリチンハイブリッド及びインドリシジンからなる群より選択される、請求項16記載の医用デバイス。
- 医用デバイスが、コンタクトレンズである、請求項16記載の医用デバイス。
- 抗菌性LbLコーティングの医用デバイス上への形成方法であって、
医用デバイスの表面を官能基化して反応性部位を提供し、次いで前記反応性部位を介して医用デバイス上に、少なくとも1の抗菌性ペプチドの層を共有結合させる工程を含み、
前記1以上の抗菌性ペプチドが、セクロピンAメリチンハイブリッド、インドリシジン、ラクトフェリシン、デフェンシン1、バクテネシン(ウシ)、マゲイニン2、ムタシン1140、それらの機能的に等価な又はより優れた類縁体及びそれらの混合物からなる群より選択される、形成方法。 - 前記1以上の抗菌性ペプチドが、セクロピンAメリチンハイブリッド及びインドリシジンからなる群より選択される、請求項19記載の方法。
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