JP2010069007A - 抗菌ハイドロゲル組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】室内等の広範囲の空間環境を長期間にわたって抗菌できる抗菌剤を提供すること。
【解決手段】抗菌作用を持つ抗菌物質を、放射線橋かけしたハイドロゲル中に包含させた抗菌ハイドロゲル組成物である。放射線橋かけしたハイドロゲルに抗菌物質を包含させることにより、抗菌物質が徐々に大気中に放出され、少なくとも４週間以上の抗カビ効果が得られる。ハイドロゲルとしては、特に１０％以上の濃度を持つＣＭＣハイドロゲルが好適である。
【選択図】なし

Description

本発明は、真菌や細菌に対して効果を発揮する抗菌剤を、例えば、室内の空間環境中に長期間にわたって徐々に放出することができる、抗菌ハイドロゲル組成物に関する。

従来、抗菌剤としては、各種無機金属化合物、有機金属化合物、有機化合物及び／または天然物等から成る組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、これらの抗菌剤をゲルと組み合わせ、様々な用途に適合させた抗菌ゲル組成物も知られている(例えば、特許文献２及び特許文献３参照)。
特開平5-112739号公報特開平 特開2003-252798号公報 WO 02/40028A1

従来の抗菌ゲル剤は、いずれも抗菌が必要な個所に直接塗布するものである。このような従来の抗菌ゲル剤は、抗菌物質をゲル製剤に含有させているため、抗菌物質のみを直接塗布するよりは、ある程度長期間にわたって抗菌効果を及ぼすものの、例えば、室内等の広範囲の空間環境に抗菌作用を及ぼすものではない。

最近、特に病院、介護施設など体内免疫力の弱い患者のいる施設において、深刻な真菌症や細菌による症病が多く報告されている。また、比較的健康と思われる人々の間にもカビやバクテリアを原因とするアレルギー患者が増加している。この原因の多くは、建物のエアーダクト内、天井裏、縁の下などに溜まる、タンパク質を含有するほこりなどに発生するカビに起因している。そのため、病院、介護施設などに限らず、一般家庭やオフィスなどのエアーダクト内、天井裏などホコリの溜まりやすい場所に発生する菌類の生長を、広範囲に抑制する抗菌剤が求められている。

従って、本発明の目的は、例えば、室内等の広範囲の空間環境を長期間にわたって抗菌できる抗菌剤を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明者らは以下の点について工夫した。まず、背景技術において説明した抗菌ゲル剤とは異なり、抗菌作用を広範囲の空間環境に及ぼさせるために、抗菌物質として抗菌物質を使用した。しかし、抗菌剤は、抗菌物質が比較的短期間に空間環境中に放出されるため、比較的長期間にわたって常時空間に抗菌物質を漂わせる方法を熟考し、ハイドロゲル内に抗菌物質を包含させるようにした。しかし、実験の結果、薬剤や化粧品など一般に広く使用されている化学結合によって作成したハイドロゲルゲルの場合、抗菌物質をハイドロゲルに包含させない場合よりも抗菌作用の持続期間が長くなったものの、期待通りの持続効果は得られなかった。

試行錯誤の末、抗菌物質を放射線橋かけしたＣＭＣハイドロゲルに包含させることにより、抗菌物質を空間環境中に徐々に長期間にわたって安全に放出させられることがわかった。化学橋かけの場合には、ホルマリンやエピクロルヒドリンなどを使うため、安全性や環境に対し好ましくない。本発明で用いられるＣＭＣハイドロゲルは、橋かけに水のみを使用するし、照射により合成できるため、極めて安全性に優れている。また、本発明の場合、抗菌物質が比較的長期間にわたってゲルから放出されるのは、橋かけが均一に起き、抗菌物質がゲルの中に閉じ込められているためと考えられる。なお、抗菌物質としては、真菌や細菌に対して効果を発揮する、従来から公知の様々な抗菌物質を組み合わせて使用することができる。

本発明の一つの観点にかかる抗菌ハイドロゲル組成物は、抗菌作用を持つ抗菌物質が、放射線橋かけしたハイドロゲル中に包含させられた構造を有する。抗菌物質を化学橋かけしたハイドロゲルではなく、放射線橋かけしたハイドロゲル中に包含させることによって、抗菌物質からの抗菌成分の放出が比較的長期間にわたって維持される。

本発明の他の観点にかかる抗菌ハイドロゲル組成物は、少なくとも抗カビ作用を持つ抗菌物質を、放射線橋かけしたハイドロゲル中に包含させたもので、室内等の空間環境に対して少なくとも４週間以上の抗カビ効果を与えることができる。

好適には、上述の抗菌ハイドロゲル組成物においては、抗菌物質が、5−クロル−2−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（クロロメチルイソチアゾリノン）、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン（メチルイソチアゾリノン）、 塩酸ポリヘキサメチレンビグアノイド（ＰＨＭＢ）, ピリジン−２−チオール−１−オキシドナトリウム（ピリチオンナトリウム）の有効成分を含有していることが望ましい。これら複数の抗菌成分を含有させることにより、通常問題となる真菌や細菌のほとんどを抑制することができる。

ＣＭＣは固体（粉状）や５％以下の溶液及び粘調液体では分解が起き、橋かけ反応が起こらないが、１０％以上のペースト状に水と均一に練ってから照射することにより橋かけが起こる。これは固体に比べＣＭＣ分子が適度に動くことができるのと濃度が高いため分子鎖が接近しており、照射によって生成したラジカルの再結合が容易になることによると考えられる。したがって、好適には、上述の抗菌ハイドロゲル組成物においては、ハイドロゲルが、放射線橋かけした、10%以上の濃度を持つCMCハイドロゲルであることが望ましい。

本願発明の抗菌ハイドロゲル組成物では、抗菌物質を放射線橋かけしたＣＭＣハイドロゲルに包含させているので、抗菌物質が空間環境中に徐々に長期間にわたって放出する。したがって、広範囲の室内空間等に対しても、長期間の抗菌作用を与えることができる。

先に説明したように、本発明は、基本的には、抗菌作用を持つ抗菌物質が、放射線橋かけしたハイドロゲル中に包含させられた構造を有する抗菌ハイドロゲル組成物にある。ここでは、どのような種類のハイドロゲルが抗菌物質からの抗菌成分の放出を長期間にわたって持続的に維持できるかが検討されると共に、どのような種類の抗菌物質が広範囲の空間環境を効率的に抗菌するために有効であるかの検討がなされた。
＜ハイドロゲルの選定＞

ハイドロゲルは種々あるため、市販品を入手し、抗菌剤をハイドロゲル中に閉じこめ後徐々にゲル中から発散させた。ハイドロゲルは、使い捨てオムツに使われているポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、寒天、ＣＭＣを含む放射線橋かけ多糖類、ポリグルタミン酸のようなタンパク質ゲルなど水飴状のゲルを用いて試験を行った。安価なポリアクリル酸ソーダゲルは、紫外線に弱く野外では短時間で水のように溶解してしまい、本目的には使うことはできない。ポリアクリルアミドは、生分解性でないため使用した後環境に負荷を与えるため好ましくない。放射線橋かけＣＭＣハイドロゲルは、野外で使用しても溶解せず、透明性を保持し耐久性のあるものであった。

本発明で使用される放射線橋かけのCMC（カルボキシメチルセルロース）ゲルについては、既に幾つかの報告がなされている。後で、具体的に説明するが、本発明の抗菌ＣＭＣゲル組成物に使用するハイドロゲルとしては、特に、Bin Feiほかによって、2000年7月24日にオンライン発表された「Hydrogel of Biodegradable Cellulose Derivatives. I. Radiation-Induced Crosslinking of CMC (ＣＭＣの放射線橋かけされた生分解性セルロース誘導体ハイドロゲル)」の論文に記載された方法によって製造されたＣＭＣハイドロゲルが有効であることがわかった。CMCハイドロゲルは、製造時に照射線量を変えることによりハイドロゲルの橋かけ密度を変えることができため、抗菌成分の放出速度を任意に制御でき有利である。
ハイドロゲルの調製にはCMCの置換度が0.5〜2.0のものが使用でき、好ましくは0.7〜1.5の範囲あることが望ましい（上述のオンライン発表文献の２８２頁の図５を参照）。また、照射時の濃度は10%〜50%であり、好ましく20〜30%である。
＜抗菌物質の選定＞

また、本発明で使用される抗菌物質は、水に溶解する水溶性の物質である。有効な抗菌物質としては、後で詳細に説明するように様々な抗菌物質があるが、特に、5−クロル−2−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（クロロメチルイソチアゾリノン）、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン（メチルイソチアゾリノン）、 塩酸ポリヘキサメチレンビグアノイド（ＰＨＭＢ）, ピリジン−２−チオール−１−オキシドナトリウム（ピリチオンナトリウム）の有効成分を含むものが効果的である。
＜抗菌ハイドロゲル組成物の製造方法＞

CMC粉末を水と良く混練(水80/CMC20)し、ＣＭＣ濃度が１０％以上の均一なぺ一スト状試料をつくり、板状(1〜20mm)やブロック状に成形する。その後γ線又は電子線などの放射線を照射し、橋かけ反応を行こさせ、ＣＭＣハイドロゲルを得る。このハイドロゲルを抗菌物質水溶液に所定時間浸漬させ、抗菌物質をハイドロゲルの内部に包含させる。ハイドロゲルに抗菌剤を添加した抗菌ゲル組成物の抗菌剤濃度は0.01%から70%であり、好ましくは3%から20%である。

以下に、本発明にかかる抗菌ハイドロゲル組成物を用いて行ったカビ抵抗試験の結果を示す。今回のカビ抵抗試験は、一辺が約５０ｃｍ（体積が約０．１２５ｍ^３）の立方体の塩化ビニール板で密閉された槽の床面中央に、本発明にかかる抗菌ハイドロゲル組成物を置き、試験体を槽の上部から吊り下げ、３週間ほど放置した後に試験体を取り出し、培養したカビ菌類７１種を満たしたガラスシャーレの中に沈め、時間を追ってカビ菌類が試験体に及ぼす影響を調べた。このときのカビ菌類７１種は、表１に示された、世界微生物災害防止学会（ＩＢＤＳ）にて、１９８５年に承認された一般住宅に存在するとされる真菌５７種と、別途検出された上位検出の真菌１４種から成る。

今回のカビ抵抗試験で使用した抗菌ハイドロゲル組成物は、5−クロル−2−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（クロロメチルイソチアゾリノン）、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン（メチルイソチアゾリノン）、 塩酸ポリヘキサメチレンビグアノイド（ＰＨＭＢ）, ピリジン−２−チオール−１−オキシドナトリウム（ピリチオンナトリウム）の有効成分を含有する抗菌剤を水で希釈した10％濃度の抗菌水溶液に、0.7ｇの乾燥したハイドロゲルを沈め、45時間放置し、膨潤させたものである。この抗菌ハイドロゲル組成物の膨潤率は、表２の通りである。以下の表２では、参考として抗菌水溶液濃度が１％のものの膨潤率も併せて示されている。

<比較例1>

抗菌ゲル未処理の木片のカビ抵抗性試験の結果7日後に10%以下の発育が観察された。14日後に10%〜30%以下の発育が観察された。21日後に30%〜60%以下の発育が観察された。28日後に60%以上の発育が観察された。
<実施例1>

抗菌ゲル処理の木片のカビ抵抗性試験の結果28日間の全期間において全く菌が発育しなかった。抗菌剤を包含したゲルでカビの生長を阻止できた。抗菌ゲル未処理の木片のカビ抵抗試験では、28日後に60%以上のカビが観察されたものが、抗菌ゲル処理木片は同じ目数経過しても全くカビの発生が観察されなかった。
<比較例2>

抗菌ゲル未処理の発泡体片のカビ抵抗性試験の結果7日後に10%以下の発育が観察された。14日後に10%〜30%以下の発育が観察された。21日後に30%〜60%以下の発育が観察された。28日後に60%以上の発育が観察された。
<実施例2>

抗菌ゲル処理の発泡体片のカビ抵抗性試験の結果7日〜21日の期間内では、全く菌が発育しなかった。28日後に10%以下の発育が観察された。抗菌ゲル未処理の発泡体片のカビ抵抗試験では、28日後に60%以上のカビが観察されたものが、抗菌ゲル処理木片は同じ日数経過したところで比較した結果10%以下の発育であつた。
<比較例3>

抗菌ゲル未処理のビニール壁紙のカビ抵抗性試験の結果7日後に1O%以下の発育が観察された。14日後に10%〜30%以下の発育が観察された。21日後に30%〜60%以下の発育が観察された。28日後に60%以上の発育が観察された。
<実施例3>

抗菌ゲル処理のビニール壁紙のカビ抵抗性試験の結果28日間の全期間において全く菌が発育しなかった。抗菌剤を包含したゲルでカビの生長を阻止できた。抗菌ゲル未処理のビニール壁紙片のカビ抵抗試験では、28日後に60%以上のカビが観察されたものが、抗菌ゲル処理木片は同じ日数経過しても全期間において全く菌が生長しなかった。以上のようにゲル内に包含した抗菌剤は、徐々に空間に発散するため、タイルや壁紙に付着したカビなどの生長を阻止できた。

Claims (4)

1. 抗菌作用を持つ抗菌物質を、放射線橋かけしたハイドロゲル中に包含させた抗菌ハイドロゲル組成物。
2. 少なくとも抗カビ作用を持つ抗菌物質を、放射線橋かけしたハイドロゲル中に包含させ、少なくとも４週間以上の抗カビ効果を持たせた抗菌ハイドロゲル組成物。
3. 請求項１または２に記載の抗菌ハイドロゲル組成物において、前記抗菌物質が、少なくとも5−クロル−2−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン（クロロメチルイソチアゾリノン）、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン（メチルイソチアゾリノン）、 塩酸ポリヘキサメチレンビグアノイド（ＰＨＭＢ）, ピリジン−２−チオール−１−オキシドナトリウム（ピリチオンナトリウム）の有効成分を含有することを特徴とする抗菌ハイドロゲル組成物。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の抗菌ハイドロゲル組成物において、前記ハイドロゲルが、放射線橋かけした、10%以上の濃度を持つCMCハイドロゲルであることを特徴とする抗菌ハイドロゲル組成物。