JP2010525933A - 減少したnmrの半値幅を有する非常に安定な電解水 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2007年4月25日出願の米国仮特許出願第60/926、182号明細書の優先権を主張する。この出願の内容を、参照により本明細書中に全て取り込む。
(a)(i)カソードチャンバー、アノードチャンバー、および((好ましくは、120〜180nmの平均直径を有する)直径約120〜約180nmの孔によって気孔率が主に特徴付けられる場合等に、ナノクラスター化されたH2Oのイオン化された部分が通過できる気孔率によって、好ましくは特徴付けられる等の)該チャンバーを分離するフィルター;ならびに、(ii)該カソードチャンバー内に位置するカソードおよび該アノードチャンバー内に位置するアノード、(ここで、該アノードおよびカソードの少なくとも1つは、70wt%超の該粒子が40〜100nmの直径を有する粒子の残留物によって被覆されている。)を含む電解ユニットを用意する工程;
(b)該チャンバーの一方または両方に、水およびアルカリ土類金属塩の溶液を導入する工程;および、
(c)17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅を有する電解アルカリ性水または酸性水を製造するのに充分な時間および程度で、該アノードおよび該カソードに電位を適用する工程を含む、17Oを使用して約45〜51Hz未満のNMR半値幅を有する電解酸性水または電解アルカリ性水を製造するためのそうしたユニットを使用する方法を提供する。
「流体」の用語は、任意の純粋な流体、電解に曝された場合に非自発的化学反応を生じることができる溶液または懸濁液を参照するために使用される。1種の非常に好ましい流体は、水である。「水」の用語は、水道水、ろ過水、脱イオン水、および蒸留水等の任意のタイプの水をいうために使用される。本発明を用いて処理できる水は、電極管の陰極の連続的な逆転(下記で規定したような極性交換)を提供する可能性により、従来の装置を用いて処理できる水より、溶液中に高いパーセンテージの固体汚染を有する場合がある。帯電している場合、あらゆる汚染溶質は、実際、反対極によって引きつけられ、電解装置中に提供された任意の膜の孔を急速に塞ぐであろう流れを形成し、プロセスを妨害するであろう。対照的に、陰極の連続的かつ急速な逆転は、なんら流れを生じず、そして提供されている場合、膜の孔は、きれいで、かつ効率的に保持される。いったん電解に曝されると、水は、2つの液体部分に分かれ、簡素化のために、本明細書中では、酸性水またはアノード水およびカソード水またはアルカリ性水という。
図1を参照すると、特に、電解槽のための、1種または2種以上の金属のナノ粒子を含む表面被膜を含むことに特徴がある、電極(すなわち、カソード1またはアノード2)に、図1が部分的に関することが分かる。好ましい態様では、電極は、金属材料、非金属材料またはそれらの組み合わせでできたコアを含む。
(A2)好適な溶媒中に、そして少なくとも適用される全ての粉末を溶解できるような量で、ナノ粒子の1種または2種以上の粉末を溶解させ、1種または2種以上の溶液を得る工程、および
(A3)電極のコアを生成するであろう、先の工程で得られた1種または2種以上の溶液を、金属プレート上で焼結し、好ましくはその表面上で不活性化させる工程。
ステップ(Al)の金属性ナノ粒子の1種または2種以上の粉末は、熱水の化学処理によって有利に得られるZrO2、ZnO、Ru2O3、IrO2およびY2O3、またはTiO2、Pt/ZrO2、SnO2、Ta2O5、およびIrO2の粉末の組み合わせであり、粉末中において粒子の少なくとも70wt%、75wt%、または80wt%、およびさらに好ましくは、少なくとも85wt%は、60〜80nmの範囲の直径を有する;
●水等の低伝導度の流体の電解を加速するために通常使用されるNaCl等の塩を、より少なく消費する、さらに効率的な電解;および
装置が、膜4によって2つの部分に分割された単一の電解チャンバー3、ならびに該チャンバー内に一対の電極1および2を含む態様は、本明細書中において後で記載される。しかし、当業者は、どのようにこの記載を、1超の電解チャンバーおよび1超の対の電極を含む他の態様に適用するかを知るであろう。例えば、より高い処理速度または出力における水のより高い流速を達成するために、チャンバーの数を変えることができる。
●ハーフチャンバーの上部に並べられた開口7および8(ここから電解される水が挿入される)および、
●ハーフチャンバーの下部に並べられた生じた酸性およびアルカリ性部分(図1中で「酸性水」および「弱アルカリ性水」として参照される)を放出するように機能する追加の開口5および6を通して、装置の外側と接続されている。それぞれのハーフチャンバーの下部の第2の開口は、まだ分離されていない水がハーフチャンバーから離れることを防ぐように適合され、そして電解プロセスの終わりに開くように適合されているクロージャー手段(図示されていない)を備えている。
別の形態では、本発明は、上記で規定した水の電解方法を用いて得られる電解アルカリ性水または電解酸性水に関する。本発明による電解アルカリ性水および電解酸性水は、実質的にそれらの安定性で、公知の類似の製品と異なり、これは、ナノ被覆された電極および電解プロセスのより高い性能による。従来方法では、水が電解前にろ過ステップに曝される場合でさえ、電極は、プロセスの間に電極の表面において破壊する傾向があり、大量の重金属(特に、カソードおよびアノードが作られている金属(単数)または金属(複数)を放出する)。
表1
試験 試験方法
カドミウム APAT CNR IRSA 3120/2003
全クロム APAT CNR IRSA 3150/2003
鉛 APAT CNR IRSA 3230/2003
ニッケル APAT CNR IRSA 3220/2003
180℃で固定された残留物 APAT CNR IRSA 2090A/2003
別の形態では、本発明は、上記で規定したようなアルカリ性水または酸性水、およびi)人間または動物での使用のための薬剤的組成物を調製するために薬剤的に許容される賦形剤およびキャリアー、ii)人間または動物での使用用の化粧品組成物を調製するために化粧品的に許容される賦形剤およびキャリアー、iii)消毒剤組成物を調製するために使用される賦形剤およびキャリアー、およびiv)駆虫薬または殺菌剤組成物を調製するために農業部門で使用される賦形剤およびキャリアーを含む群から選択された1種または2種以上の成分(好ましくは粘度増加させる成分)を含む、特に、基材を消毒するための組成物に関する。
●表皮および/または真皮に影響を与える、炎症および紅斑等のアレルギー性、炎症性および免疫学的反応と関係した皮膚の現象。炎症の例は、蕁麻疹、(アレルギー性または接触に関係した)皮膚炎、湿疹、湿疹およびふけである。乾癬の治療のためには、本発明による水の有効性は、恐らく、そこに含まれる活性塩素の剥離効果による;
●細菌性および/または真菌性および/またはウイルス性感染症、および/または水虫または足白癬を含む真菌感染症によって生じる、表面または深い皮膚の現象、ならびに、
●(糖尿病性潰瘍を含む)潰瘍、やけど、日焼けおよび床ずれ等の皮膚および/または真皮の病変または擦り傷、
をいう。
好ましい薬剤的に許容される賦形剤およびキャリアーは、局所的消毒剤組成物を調製するため、または皮膚処理組成物を調製するために通常使用される賦形剤およびキャリアーである。例は、植物由来のポリマー(セルロースまたは澱粉の誘導体)または合成ポリマー(アクリルポリマー)または動物からの誘導ポリマー(コラーゲン)である。
●食用製品(食品部門)のための消毒剤組成物、
●環境、装置および医療用手術器具のための消毒剤組成物、
●人間または動物の再移植組織のための消毒剤組成物、
●クリーニングおよびコンタクトレンズおよび光学材料全般の衛生を保つための消毒剤組成物、
●家の表面および環境のための消毒剤組成物、
を調製するために使用される成分を一般的にいうために使用される。
出発材料:
電極:不動態化後に加工されたチタンを、電極のための塩基キャリアー材料として使用した。
40〜80nmの平均粒子直径TiO2、Pt/ZrO2、SnO2、Ta2O5、およびIrO2粉末が、熱水化学処理によって得られた。
ステップ1.ZrO2およびAl2O3のナノセラミック粉末を、熱水の化学処理によって最初に得た。得られた粉末は、以下の特徴によって規定される:
●粒子直径 50〜60nm。(80〜85%)
●重量パーセンテージ 70%:30%(粒子の内側範囲:粒子の外側範囲)
例1に記載された方法および電解槽を使用して、以下の化学的特徴に合うアルカリ性水を生成できた:
●pH:8.5〜12.5(好ましくは、10〜12)
●ORP:−200〜−900mV(好ましくは、−600〜−900mV)
●17O(酸素同位体17)NMR試験の半値幅:45〜51Hz。
●重金属は検出されなかった(すなわち、重金属がない)
試験1.
マウスでのLD50(中位の致死量)試験に基づき、例2のアルカリ性水は、毒性を全く有さないと分類された。
試験2.
皮膚刺激性試験において、炎症は全く検出されなかった。
試験3.
眼の炎症は、検出されなかった。
試験4.
膣の粘膜の炎症は、全く検出されなかった。
試験5.
蓄積毒性(accumulative toxicity)試験および蓄積係数(accumulative coefficient)K>5に基づいて、例2のアルカリ性水の蓄積毒性は、弱に分類された。
試験6.
例2のアルカリ性水を、多染性赤血球の小核に何らかの形態学的変化を生じるかどうかによって。決定した。
3分処理時間後に、培地中の大腸菌への例2のアルカリ性水(pH=l3.0)の平均阻害速度を70%と決定した。
表Aに記載された仕様に合うアルカリ性電解水を使用して、表B〜F中に記載した局所的調合物を調製した。粘度測定を10回転/分および20℃でBrookfield DVII+Pro スピンドル6を使用して行った。
表B〜F中に記載された調合物を、以下の手順により経上皮の電気抵抗へのそれらの効果を試験した。結果は、図2〜6中に報告されている。
1mlの食塩水を、6ウェルプレート中に配置した同様に4mlの食塩水を含む組織に直接適用した。
器具Millicell−ERS(範囲0〜20kΩ)を、2つのチャンバー中に2つの電極と共に配置し、そして測定を直接記録し、そして実験室ノートに報告した。
それぞれの組織のために5つの測定を行い、組織内の変動性により、t=0で行った測定を、基礎値として取り、そしてそれぞれの単一の組織の参照とした。
到着すると、TEER測定の前に、6ウェルプレート中に媒体(SkinEthic)とともに、組織を2時間維持した。
この方法に記載したように全ての組織上で基礎TEER値を測定した。
維持培地(ImI)中で組織を回復させ、そして試験品目を50μlの投与量で適用した。
最終的に5%CO2インジケーター内37℃で組織を培養した。
この組織を食塩水でリンスし、そして24時間暴露に対応する第2のTEER測定を行った。
RHを、新鮮な維持培地(1ml)中で24時間の後培養時間で回復させた。
最後のTEER測定を、同じ方法を用いて行い;サンプルを、さらなる分析のために4.2に記載したように処理した。
図2に示すように、参照として使用した食塩水(生理水)は、TEERの通常の増加を誘起し、そして挙動を両方の曝露によって確認した:
●24時間の結果は、第1に、組織の浸透性が処理によって改変されておらず、そして第2に、組織の厚さが、期待したように増加したことを意味する。
腱の乾燥した部分を表GおよびHに記載したゲル中に浸け、そして60分間放置し、そして引き出し、そして観察した。
表G−本発明のアルカリ性水を有するゲル
色:白色
臭気:特徴的
20℃でpH:6.36
粘度:(17.500mPa)
色:白色
臭気:特徴的
20℃でのpH:6.28
粘度:(18.000mPa)
本発明のアルカリ性ゲルは、腱体積において25.62%の増加となった。プラセボゲルは、腱の体積において14.58%の増加となった。
本発明の方法によって製造したアルカリ性水について、17O NMR分光データを得て、そしてサンプルLCOIV/143(暗い空気を通さないガラス瓶中、25℃で1月放置後)、およびLCOIV/143(暗い空気を通さないガラス瓶中、40℃で1月放置後)について、図7および8中に覆製した。図7および8中に、それぞれ報告したLCOIV/143サンプルで、半値幅は、46.21Hzおよび46.10と記録された。データ取得(Data aquisition)パラメーターを表P中に報告する:
表P
腱の乾燥した部分を、表TおよびUに記載した表に浸し、そして60分間放置し、そして引き出して、観察した。
表T−本発明の酸性水
色:無色
臭気:特徴的
20℃でのpH:2.31
粘度:18.500mPa
色:無色
臭気:特徴的
20℃でpH:2.85
粘度:20.000mPa
本発明の酸性ゲルは、腱の体積で40.58%増加となった。プラセボゲルは、腱体積の体積で13.43%増加となった。
この例は、表Q中の仕様に合う本発明の酸性水の外傷治癒プロセスを確認するための、得られた方法および結果の簡単な説明を含む。ヴィトロスクリーン(VitroScreen)は、正および負の対照を使用することによって傷の後で3日間監視して、「全厚皮膚モデル(FT)」への皮膚外傷治癒の実験的体外モデルを開発した。この生物学的モデルは、簡素化された体内モデル、相補的形態学分析を用いた生体内分子応答(遺伝子発現)内で再生させるために傷つけられた。
Integrine β−1:ケラチン細胞移動(keratinocytes migration)に必須。
TNF−α:炎症マーカーであるが、治癒プロセスへの刺激としても機能する。
MMP−9:ケラチン細胞移動の決定に直接含まれる特異的マトリックス金属プロテアーゼ(ゼラチナーゼ)。
フィブロネクチン:マトリックスに細胞をしっかりと固定することに関与する。
コラーゲンI:破壊される第1のコラーゲンタイプ。
コラーゲンVII:新たに生成されたコラーゲン、組織再生の最初のサイン。
●コラーゲンI、コラーゲンVIIおよびMMP−9の発現への大幅な活性:対照に比較して、アップレギュレーションが観察された。
●TNF−α、Fibronectin 1で対照と同じ調節。
●インテグリンβ−1で大幅な調節なし。
●コラーゲンI、VIIおよびMMP−9の発現の増加により表皮および真皮の両レベルにおいて細胞外マトリックスの調節を促進する。
●炎症性カスケード(TNF−α)に損傷した対照と異なって影響しない。
●フィブロネクチンおよびインテグリンの調節に、損傷した対照と異なって影響しない。
Claims (36)
- 17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅および−1000〜+200mV、または+600〜+1300mVの酸化還元電位を有する、電解酸性水または電解アルカリ性水。
- 光、空気および熱から守られている場合に、180日より長い化学的安定性を特徴とし、該化学的安定性が、該180日の間にpHまたはNMR半値幅において10%より大きく変化しないことと規定される、請求項1の電解酸性水または電解アルカリ性水。
- 5μg/l未満のカドミウム、10μg/l未満のクロム、5μg/l未満の鉛、および20μg/l未満のニッケルを含む10ppm未満の重金属を含む、請求項1または2の電解酸性水または電解アルカリ性水。
- 該水が、17Oを使用して約46〜約49HzのNMR半値幅を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電解酸性水または電解アルカリ性水。
- 17Oを使用して約45Hz〜50Hz未満のNMR半値幅、−900〜−200mVの酸化還元電位、および9.0〜13.0のpHを有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電解酸性水または電解アルカリ性水。
- a)分光測定で測定して、40〜70mg/lの遊離塩素、
b)分光測定で測定して、合計40〜70mg/lの塩素、
c)ヨード測定で測定して、合計40〜70mg/lの塩素、および、
d)10mg/l未満の塩素酸塩、
を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電解酸性水。 - a)分光測定で測定して、合計10mg/l未満の塩素、および、
b)ヨード測定で測定して、合計100〜500mg/lの塩素、
を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電解酸性水。 - 17Oを使用して約45Hz〜50Hz未満のNMR半値幅、+900〜+1250の酸化還元電位、および0.5〜5.0のpHを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電解酸性水。
- 17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅を有する電解酸性水または電解アルカリ性水、および少なくとも1種の局所用賦形剤を含んで成る、局所用組成物。
- a)17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅を有する、湿潤有効量の電解酸性水または電解アルカリ性水、および、
b)1種または2種以上の化粧品的にまたは薬剤的に許容される局所用賦形剤、
を成分として含んで成る、局所用組成物。 - 該水が、5μg/l未満のカドミウム、10μg/l未満のクロム、5μg/l未満の鉛、および20μg/l未満のニッケルを含む10ppm未満の重金属を含む、請求項9または10の局所用組成物、
- 該水が、17Oを使用して約46Hz〜約49HzのNMR半値幅を有する、請求項9〜11のいずれか一項に記載の局所用組成物。
- 17Oを使用して約45Hz〜50Hz未満、および9.0〜13.0のpHを有するアルカリ性水を含む、請求項9〜12のいずれか一項に記載の局所用組成物。
- 17Oを使用して約45Hz〜50Hz未満のNMR半値幅、+900〜+1250の酸化還元電位、および0.5〜5.0のpHを有する酸性水を含む、請求項9〜13のいずれか一項に記載の局所用組成物。
- 該酸性水が、
a)分光測定で測定して、40〜70mgの遊離塩素、
b)分光測定で測定して、合計40〜70mgの塩素、
c)ヨード測定で測定して、合計40〜70mgの塩素、および、
d)10mg/l未満の塩素酸塩、
を含む、酸性水を含む請求項9〜14のいずれか一項に記載の局所用組成物。 - 該酸性水が、
a)分光測定で測定して、合計10mg/l未満の塩素、
b)ヨード測定で測定して、合計100〜500mg/lの塩素、
を含む、酸性水を含む請求項9〜15のいずれか一項に記載の局所用組成物。 - クリーム、ゲル、軟膏、洗浄液または局所的パッチの形態の請求項9〜16のいずれか一項に記載の局所用組成物。
- 1種または2種以上の局所的にまたは全身に作用する医薬品をさらに含む、請求項9〜17のいずれか一項に記載の組成物。
- 皮膚または粘膜の疾患および病変の治療または予防のための薬の製造における、17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅を有する電解酸性水または電解アルカリ性水の使用。
- 化粧品組成物のための17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅を有する、電解酸性水または電解アルカリ性水の使用。
- 該皮膚または粘膜の疾患または病変が、i)擦り傷、潰瘍、やけど、日焼けおよび床ずれを含む物理的負傷および病変、(ii)セルライト、毛嚢炎、おでき、吹き出もの、丹毒、紅色陰癬、膿痂疹、爪周囲炎、およびブドウ球菌感染症を含む細菌性感染症、(iii)シラミ、いん線病および疥癬を含む寄生虫感染症、(iv)(単純ヘルペスウイルスタイプ1およびタイプ2を含む)ヘルペスHIV、伝染性軟属腫、水疱瘡、はしか、帯状疱疹および疣贅を含むウイルス性感染症、(v)カンジダ症、水虫(足白癬)、いんきんたむし(頑癬)、白癬(体部白癬)、顔面真菌症(顔白癬)、癜風、爪真菌症、および髪真菌症を含む真菌感染症、(vi)蕁麻疹、皮膚炎、湿疹、湿疹およびふけを含む炎症および紅斑等の該表皮ならびに/または真皮に影響を与えるアレルギー性、炎症性および免疫学的反応、ならびに(vii)脂漏症、白色面ぽう、黒色面ぽう、および座瘡等の他の皮膚または粘膜の疾患から選択される、請求項19または20の使用。
- 17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅および該皮膚を潤すために、1種または2種以上の化粧品的にまたは薬剤的に許容される局所用賦形剤を有する、電解酸性水または電解アルカリ性水の使用。
- 活性医薬品を局所的に運ぶための薬の製造における、17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅および1種または2種以上の化粧品的にまたは薬剤的に許容される局所用賦形剤を有する、電解酸性水または電解アルカリ性水の使用。
- a)カソードを含むカソードチャンバー、アノードを含むアノードチャンバー、および該チャンバーを分離するナノ多孔質フィルターを含む電解ユニットを用意する工程、
i)70wt%超の粒子が40〜100nmの直径を有するナノ粒子の残留物によっ て、該カソードおよび該アノードは被覆されており;
ii)該ナノ多孔質フィルターは、120〜180ナノメートルの平均孔サイズを含 む;
b)水およびアルカリ土類金属塩の溶液を、該チャンバーの1つまたは両方に導入する工程;
c)17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅を有する電解酸性水およびアルカリ性水を生成させるのに充分な時間および程度で、該アノードおよび該カソードに電位を適用する工程、
を含む、17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満のNMR半値幅を有する電解酸性水およびアルカリ性水の製造方法。 - 該粒子の70wt%超が60〜80nmの直径を有するナノ粒子の残留物によって、該カソードおよび該アノードが被覆されている、請求項24の方法。
- 該ナノ多孔質フィルター中で該孔の少なくとも80%が、120〜180ナノメートルの孔サイズを有する、請求項24または25の方法。
- 該水の溶液が、約1〜約5μS/cmの伝導度を有し、そして50%より大きく変化しない、請求項24〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 該アノードと該カソードとの間の電位を逆転させることをさらに含む、請求項24〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 該水の溶液が、塩化物塩を含み、そして該方法によって生成された該酸性水が、
a)分光測定で測定して、40〜70mgの遊離塩素、
b)分光測定で測定して、合計40〜70mgの塩素、
c)ヨード測定で測定して、合計40〜70mgの塩素、および、
d)10mg/l未満の塩素酸塩、
を含む、請求項24〜28のいずれか一項に記載の方法。 - 該水の溶液が、塩化物塩、ならびに、
a)分光測定で測定して、合計10mg/l未満の塩素、および、
b)ヨード測定で測定して、合計100〜500mg/lの塩素、
を含む、該方法によって生成された該酸性水を含む、請求項24〜29のいずれか一項に記載の方法。 - 17Oを使用して約45Hz〜51Hz未満を有するNMR半値幅、および−1000〜+200mV、または+600〜+1300mVの酸化還元電位を有する、請求項24の方法により生成された電解酸性水または電解アルカリ性水。
- 17Oを使用して約45〜50Hz未満のNMR半値幅、+900〜+1250の酸化還元電位、および0.5〜5.0のpHを有する、請求項31の電解酸性水。
- カソード、アノードを含むアノードチャンバー、および該チャンバーを分離するナノ多孔質フィルターを含む、カソードチャンバーを含んで成る、電解ユニット、
a)該粒子の70wt%超が40〜100nmの直径を揺するナノ粒子の残留物によ って、該カソードおよび該アノードは、被覆され;そして、
b)該ナノ多孔質フィルターは、120〜180ナノメートルの平均孔サイズを含む。 - 該粒子の70wt%超が、60〜80nmの直径を有するナノ粒子の残留物によって、該カソードおよび該アノードが被覆されている、請求項33の電解ユニット。
- 該ナノ多孔質フィルター中の該孔の少なくとも80%が、120〜180ナノメートルの孔サイズを有する、請求項33の電解ユニット。
- 該粒子の70%超が50〜60ナノメートルの直径を有するナノ粒子の残留物によって、該多孔質フィルターが被覆されている、請求項33の電解ユニット。
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