JP3368901B2 - 水性無菌流体を分与する方法及び装置 - Google Patents

水性無菌流体を分与する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無菌状態に保持する必要のある水性流体を分
与する方法および装置に関する。
〔従来の技術〕
表面の微生物の問題を緩和する多くの試みの中にセツ
ケン、洗剤及び表面クリーナの使用がある。しかしなが
ら、それらの処理は殆んどの部分に対して処理しようと
する表面に対して実際に結合しない、従つて微生物によ
つて消費されるところの非結合カテゴリーの抗菌剤を含
んできた、その結果非結合抗菌剤は枯渇し日常の洗浄中
に洗い落されてしまう。この拡散が続くのに伴い、活性
成分の濃度は有効水準以下に希釈され、その結果、抑制
しようとする微生物が順応し耐性を強めて、かつて有効
処理用量であつたものに免疫性となる。従つて、かかる
非結合拡散性抗菌剤は、表面に化学的に結合したままで
ある結合型の抗菌剤とは対照的に微生物の広抗菌スペク
トル抑制能が限定されることが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
非結合抗菌剤は本発明の結合シランのように実質的に
同じ方法で実質的に同じ機能を果して実質的に同じ結果
を与えないから、従来技術の“非結合”抗菌剤は本発明
の“結合”抗菌オルガノシランと同等でない。結合した
抗菌剤は永久的であるが、非結合型の抗菌剤は表面から
容易に洗い落ちる又はこすり落されるから、その機能は
異なる。本発明の化合物は耐久性であるのみならず、10
回程度の洗濯サイクル後もそれらの抗菌活性を保持す
る、そして25回もの洗濯サイクル後にもそれらの活性は
僅かしか低下しない。本発明の結合したシランは微生物
の有効キル（kill）水準を保持する。結合シランはそれ
自体付加される表面に結合するが、非結合型のものは永
続的でない塗膜に過ぎないから、結合シランの作用する
方法は非結合型と異なる。これは、非結合型の抗菌剤が
その活性を失つたずつと後にシラン抗菌剤は再侵入を防
ぎ続けると共にシラン処理表面の固有抗菌活性を利用し
て一過性の微生物を殺すことができるから重要である。
さらに、本発明の結合シランは細菌、真菌類および他の
病原性微生物の成長および増殖を細胞膜の破壊（従来の
非結合抗菌剤にない機構）によつて破壊、減少および抑
制する。結合シランによる結果は非結合型による結果と
同一ではなく非結合カテゴリーの剤によつて与えられる
単なる一時的および外面的保護に対して、結合シランは
長期の抗菌活性を与えると共に潜在的に有害な微生物を
殺しかつその増殖を抑制し続ける。従つて、結合した抗
菌活性の有機ケイ素第四級アンモニウム化合物を使用す
る本発明の方法は先行技術によつて既に開示されている
方法とは著しく異なることは明らかである。
結合した抗菌剤は接触生物体を殺し、表面から拡散又
は浸出することなく生物体を殺し続ける。従って、結合
した抗菌剤は活性成分の有効水準を残したままで、グラ
ム陰性菌、グラム陽性菌、カビ、べと病菌、真菌、酵母
菌および藻類を含む広抗菌スペクトルの微生物を防止す
ることができる。結合抗菌剤の例示カテゴリーはアルコ
キシシラン第四級アンモニウム化合物であり、該アルコ
キシシラン第四級アンモニウム化合物は、従来の有機ス
ズ化合物および他の有機第四級アンモニウム化合物より
も微生物の数の減少および微生物により生じる臭いの抑
制に有効であることがわかつた。本発明のシランは、従
来の物質と異なり、水溶液から放出されたとき表面に固
定、結合されて固定化抗菌剤の被膜を提供する。
本発明において、このアルコキシシラン第四級アンモ
ニウム化合物の結合特性並びにそれらの従来技術の組成
物に優る有効キル水準での逐行素質は、微生物、細菌、
それらの代謝生成物、体細胞および生殖細胞部分の発生
を低減又は実質的に排除するために、表面の処理に利用
される。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、出口を有する可搬式容器内のリザーバに一
定量の水性流体を貯えることによつて無菌状態に維持す
る必要のある水性流体を分与する方法に関する。その水
性流体は防腐剤を含まない塩類溶液のような眼炎用流体
が望ましい。出口に隣接する容器内には多孔質フイルタ
ー媒質が配置される、そしてその防腐剤を含まない水性
眼炎用塩類溶液はリザーバから多孔質フイルター媒質を
介して出口へ送られる。多孔質フイルター媒質は抗菌的
に有効量の有機ケイ素第四級アンモニウム化合物を共有
結合している。そして該有機ケイ素第四級アンモニウム
化合物が下記の式からなる群から選んだ式を有するオル
ガノシランである： 但し、各式におけるＹはＲ又はRO（各Ｒは炭素原子数
が１〜４のアルキル基又は水素である）であり； ａは０、１又は２の値を有し、Ｒ′はメチル又はエチル
基であり;R″は炭素原子数が１〜４のアルキレン基であ
り;R、Ｒ′およびRVはそれぞれ独立に炭素原子数が
１〜18のアルキル基、−CH2C6H5、−CH2CH2OH、−CH2OH
および−（CH2）xNHC（Ｏ）RVIからなる群から選び（但
しｘは２〜10の値を有しRVIは炭素原子数１〜12を有す
るペルフルオロアルキル基である）；およびＸはハロゲ
ンである。
多孔質フイルター媒質は種々の材料で構成できるけれ
ども、それらフイルターはレーヨン、ウール、ナイロ
ン、綿、絹、三酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート、繊維ガラスおよびポリエステルのような
繊維ストランドで作るのが望ましい。該方法は一般に広
範囲の流体に応用できるが、眼炎用溶液、塩酸溶液、水
薬、外科用刺激流体、水、牛乳およびエマルシヨンのよ
うな流体の処理に最適である。しばしば、フイルターは
微生物の汚染除去に十分でないが、オルガノシランを可
搬式容器の外表面並びに内表面に結合さすのが有利であ
ることがわかつた。この内外の容器処理は多孔質フイル
ターのオルガノシランでの処理の外に有用である。厳し
い場合には、微生物の汚染除去のためにオルガノシラン
の結合した多孔質材料を容器リザーバの底に含ませるこ
とも必要になつてくる。これはビーズ又は繊維の形の多
孔質材料で行うのが最も実用的である。
本発明のこれらおよび他の特徴、目的および利点は次
の詳細な説明から明らかとなるであろう。
〔実施例〕
窒素と結合している水素原子の全てがアルキル基で置
換されているアンモニウム化合物を第四級アンモニウム
塩と呼ぶ。これらの化合物は次の一般式で表される： その窒素原子はカチオン電荷を提供する４個の共有結
合置換基を含む。Ｒ基は同類および異類のＲ基と炭素お
よび窒素結合を提供する有機置換基にすることができ
る。対イオンＸは典型的にハロゲンである。第四級アン
モニウム化合物の使用は正電荷を帯びる分子の親水性基
に基づく。大部分の表面が負に荷電されているから、こ
れらカチオン表面活性剤の溶液は負荷電表面へ容易に吸
着される。負に荷電された表面の親和力３−（トリメト
キシシリル）プロピルジメチルオクタデシル塩化アンモ
ニウム（以下“TMS"と呼ぶ）によつて示される。この化
合物はダウ・コーニング社（米国ミシガン州ミツドラン
ド）によつて製造され、次式を有する： 水分の存在下でこの抗菌剤は基質に耐久性、耐洗剤
性、広抗菌スペクトルの生物静力的表面抗菌仕上げを与
える。その有機ケイ素第四級アンモニウム化合物は耐浸
出性、非遊走性そして微生物によつて消費されない。そ
れはグラム陰性菌、グラム陽性菌、真菌藻類、酵母菌、
カビ、腐敗菌及びべと病菌に有効である。該第四級アン
モニウム錯体は耐久性、静菌性、静真菌性および静藻類
性の表面を提供する。それは0.1〜1.5重量％活性成分の
希薄水性又は溶媒溶液として有機又は無機表面に塗布さ
れる。そのアルコキシシランは表面に塗布された後、表
面におけるシラノール基の縮合によつて基質へ化学的に
結合される。純粋な化合物は結晶質であるが、該化合物
のメタノール溶液は水、アルコール、ケトン、エステ
ル、炭化水素および塩素化炭化水素に可溶性の淡琥珀色
〜暗琥珀色の低粘度液体である。該化合物は、例えばソ
ツクス、過用媒質、ベツド・シーツ、毛布、ベツドカ
バー、カーペツト、掛け布、消化ホース用織物材、加湿
器ベルト、マツトレス・パツド、保健着、マツトレス・
カバー地、下着類、不織り使い捨ておむつ、不織り布、
上着織物、ナイロン靴下、ビニル・ペーパー、壁紙、ポ
リウレタン・クツシヨン、屋根葺き材料、サンド・バツ
グ、テント、防止シート、帆布、ロープ、血圧計のカ
フ、運動靴、カジユアル・シユーズ、靴の敷皮、シヤワ
ー・カーテン、トイレツト・タンク、トイレツト・シー
ト・カバー、小形じうたん、タオル、傘、室内装飾材料
フアイバー・フイル、部屋着、ワイピング布、および血
圧計カフのような医療装置、等に使用されてきた。
本発明に有用なシランは次の一般式を有する： 一般にこれらの物質は、シランの第四級アンモニウム
塩類である。本発明の範囲内にあるシランの大部分は既
知のシランであつて、該シランを開示する文献は多数あ
る。かかる文献の１つの米国特許第4,259,103号はかか
るシランを使用して基質の表面を抗菌性にすることを検
討している。英国特許第1,433,303号は抗菌作用を与え
るためにペイント等に使用されるシランで処理された充
てん材の使用を開示している。多数の刊行物、例えばA.
J.Isquith,E.A.Abbott and P.A.Waltecs,Applied Micro
biology.Vol.24,No.6,December,1972,p.859−863がかか
るシランを開示している。
本発明のために、シランは純粋で使用できる。或いは
溶媒又は水性溶媒溶液で使用できる。シランを混ぜない
で使用するときには、本発明の方法は少量の水が存在す
る系で実施することが望ましい。少量の水が存在する系
を調製することができない場合には、シランの可溶性又
は水分散性、低分子量水解物を使用する。重要なこと
は、生成物の一部としてシランによつてもたらされる効
果の持続にはシラン分子が表面とある程度反応する必要
があるということである。シランに関する限り、最も反
応性の物質はシランの存在するアルコキシ基の加水分解
によつて生成される≡SiOHである。この≡SiOH基は表面
と反応してシランを表面に結合させる傾向がある。表面
系への結合の主モードは前記のルートによると考えられ
るけれども、ケイ素原子上のアルコキシ基も表面に結合
することに関与していると考えられる。
本発明には、少量の水を含有する反応性表面が望まし
い。「反応性」とは、表面が本発明のシランの加水分解
によつて生成されるシラノールと反応するある基を必ず
含むことを意味する。
本発明のシランにおけるＲは炭素原子数が１〜４のア
ルキル基である。従つて、本発明においてＲとして有用
なのは、メチル、エチル、プロピルおよびブチル基であ
る。前記の式においてROもＲにすることができる。Ｒは
水素にすることもできる、従つてシラノールの形、すな
わち水解物を示す。ａの値は０、１又は２、そしてＲ′
はメチル又はエチル基である。これらアルキル基の存在
のために、先行技術はそれらの物質を対応する溶媒で安
定化させなければならないと教示している。従つて、例
えばメトキシ基はメタノールを必要とし、エトキシ基は
エタノールを必要とする。
本発明のためのＲ″は炭素原子数が１〜４のアルキレ
ン基である。従つて、Ｒ″はメチレン、エチレン、プロ
ピレンおよびブチレンのようなアルキレン基にすること
ができる。Ｒ、Ｒ′およびRVはそれぞれ独立に炭素
数が１〜18のアルキル基、−CH2C6H5、−CH2CH2OH、−C
H2OHおよび−（CH2）xNHC（Ｏ）RVIからなる群から選
ぶ。ｘは２〜10の値を有しRVIは炭素原子数が１〜12の
ペルフルオロアルキル基である。Ｘはハロゲンである。
次式のシランが本発明には望ましい： 上式のＲはメチル又はエチルであり;aは０の値を有し;
R″はプロピレンであり、Ｒはメチル又はエチルであ
り;R′およびRVは１〜18個の炭素原子を含有するアル
キル基から選ぶ（但し該基の少なくとも１つは８個の炭
素原子より大きい）そしてＸはハロゲンである。
本発明の範囲内の特定のシランは次式で表される： （CH3O）3Si（CH2）3N+（CH3）2C18H37Cl-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（CH3）2C18H37Br-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（C10H21）2CH3Cl-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（C10H21）2CH3Br-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（CH3）3Cl, （CH3）3Si（CH2）3N+（CH3）2C12H25Cl-, （CH3）3Si（CH2）3N+（C10H21）2CH3Cl-, （CH3）3Si（CH2）3N+（CH3）2C18H37Cl-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（CH3）2C4H9Cl-, （C2H5O）3Si（CH2）3N+（CH3）2C18H37Cl-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（CH3）2CH2C6H5Cl-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（CH3）2CH2CH2OHCl-, （CH3O）3Si（CH2）3N+（CH3）２（CH2）3NHC（Ｏ）（C
F2）6CF3Cl-,および （CH3O）3Si（CH2）3N+（C2H5）3Cl-。
処理は多孔質のフイルター媒質に水、シランおよび水
不混和性液体を含むエマルシヨンの形で加えることがで
きる。そのエマルシヨンに使用される水不混和性液体又
は揮発性物質は、高揮発性で低粘度そして低分子量のシ
リコーン油である。例えば、トリメチレンシロキシ末端
封鎖ポリジメチルシロキサン、ジメチルシロキサン環状
四量体のような環状シロキサンおよび線状ポリフエニル
メチルシロキサンのようなフェニルメチル流体が使用さ
れる。本発明には25℃において約0.65csへ約1000csの範
囲の粘度を有するシリコーン油が望ましい。特に望まし
い範囲は約0.65〜約20csであるが、50〜350csの粘度の
シリコーン油も使用することができる。これらのシリコ
ーン油は特に米国特許第4,631,273号に記載されてい
る。かかるシリコーン油は低分子量の環状化合物のシロ
キサンであつて、次の一般式を有するポリシロキサンで
ある； 上式におけるＲ′は１〜３の炭素原子を有するアルキル
基、フエニル、式Ｒ′Ｏ−を有するアルコキシ基（Ｒ
′は１〜４の炭素原子を有するアルキル基又は水素で
ある）;R″は１又は２の炭素原子を有するアルキル基又
はフエニル基;RはＲ″と同一の意味を有する;Qは炭素
および水素からなる置換又非置換基；炭素、水素および
酸素；炭素、水素および硫黄又は炭素、水素および窒
素;wは１〜500の値を有する;Zは１〜25の値を有する;Y
は３〜８の値を有する。
オルガノシロキサンも本発明に従つてオルガノシラン
を含有するマイクロエマルシヨンの形で使用される。か
かるマイクロエマルシヨンおよびそそらの調製法は米国
特許第4,842,766号に記載されている。0.150ミクロン以
下の粒径を有する溶液が開示され、それらはオルガノシ
ランおよび少なくとも１つの界面活性剤を含む水中油型
又は油中水型マイクロエマルシヨンである。
本発明のオルガノシランを試験するために種々の方法
が用いられる。例えば、基質上の化学物質の存在は、ブ
ロモフエノールブルーの標準化水溶液をオルガノシラン
の第四級窒素と錯化し、色の変化を分光光度的に記録す
ることによつて決定することができる。この試験の結果
は、オルガノシラン自身が特定の表面に結合したか否か
の決定に使用することができる。この試験方法は以下に
示す。
ブロモフエノールブルーの水性ナトリウム塩のアニオ
ンは、本発明の被重合シランのカチオンと基質上で錯化
することができる。青色化され水洗に対して永続的な錯
体は、基質上にカチオンの存在を示し、従つて所定の基
質上抗菌剤の程度を示す。カラー標準に対する保持され
た青色の強さを比較することによつて、処理が適当に行
われたか否かをチエツクすることができる。
１つの方法は蒸留水中にブロモフエノールブルー0.02
〜0.04重量％の溶液を調製することからなる。この溶液
は、溶液100m当り飽和Na2CO3溶液数滴を使用してアル
カリ性にする。この溶液２〜３滴を処理された基質上に
置き２分間放置する。その基質は次に多量水道水で洗浄
し、基質の青いしみを観察し、それをカラー基準と比較
する。
分光光度測定のために次の試験を用いる。ブロモフエ
ノールブルーのナトリウム塩は処理された基質上のカチ
オンと錯化させることによつて標準溶液から消耗され
る。ブロムフエノールブルー濃度の変化は分光光度的に
又はカラー標準との比較によつて決定される、それによ
つてカチオンのシランによる基質処理の水準を決定する
ことができる。
その方法は、蒸留水中にブロムフエノールブルーの0.
02重量％標準溶液を調製することからなる。それは、ブ
ロムフエノールブルー溶液100m当り飽和Na2CO3溶液数
滴でアルカリ性にする。この溶液の色は紫色である。ブ
ランク溶液は、次の方法によつて589nmに設定した分光
光度計を使用して1cmのセルで測定したときに透過率が1
0〜12％になるように調節する。容器の3/4まで蒸留水を
満たし、蒸留水50m当り0.02％の標準ブロムフエノー
ルブルー溶液2mを添加する。水50m当り１％トリト
ン（TritonＸ−100 Rohm and HaaS社の製品）界面活
性剤0.5mを添加する。混合し、分光光度計を使用して
最高の吸光度を測定する。上の零を蒸留水で100％透過
率に調節する。最高の調節点で作用するブロムフエノー
ルブルー溶液の透過％をチエツクする。ブランク溶液を
必要に応じて水又はブロムフエノールブルー標準溶液で
10〜12％透過率に調節する。
処理した基質の試料は、基質の標準試料0.5gを試料お
よび試験溶液をかくはんするのに十分な大きさのフラス
コに入れることによつて試験することができる。作用溶
液50mを添加する。リスト作動シエイカーで20分間か
くはんする。微粒物質が存在する場合には遠心分離す
る。前記の波長で透過率（％）を測定する。その透過率
は、既知濃度のカチオン・シランの基質数試料を調製す
ることによつて得た標準曲線と比較する。例えば、既知
量のカチオン・シラン、例えば、０％、0.25％、0.50
％、0.75％および１％を含有する試料を分光光度計で読
んで、曲線をプロツトする。
処理された表面の抗菌活性は、通常750,000〜1,500,0
00カウントの肺炎杆菌（Klebsiella pneumoniae）サス
ペンシヨンに0.75gの試料を１時間の接触時間振とうす
ることによつて評価する。そのサスペンシヨンは接触の
前後に順次希釈して培養する。そのサスペンシヨンに生
存可能な生物体の数を測定する。初カウント数に基づい
た減少パーセントを決定する。その方法はそれらの表面
が特定の接触時間に対して75〜100％の減少能力を意図
している。それらの結果は減少％として報告する。この
試験に使用された培地は栄養ブイヨン（カタログNo.000
3−01−６）およびトリプトン・グルコース抽出寒天
（カタログNo.0002−01−７）であり、これらはいずれ
もDifco研究所（米国ミシガン州デトロイト）から入手
した。使用された微生物は肺炎杆菌（Klebsiella pneum
oniae American Type Culture Collection,Rockville,M
d.,U.S.A.,カタログNo.4352）である。接触時間零のカ
ウントの決定に用いた方法は各試験に対して２つの250m
の無菌ねじキヤツプ式エーレンマイヤーフラスコを利
用することによつて行う。各フラスコに70mの無菌緩
衝溶液を添加する。各フラスコに無菌状態で生物接種材
料を添加する。それらのフラスコに栓をしてリスト作動
シエーカー上に置く。それらを最高速度で１分間振とう
する。各フラスコは零接触時間と見なされ、直ちに各溶
液1mを無菌緩衝液9mを含有する別の試験管へ移すこ
とによつて標準本をとる。それらの試験管はボルテツク
ス・ミキサでかくはんし、次に各溶液1mを無菌緩衝液
9mを含有する第２の試験管へ移す。次に、それら試験
管のかくはん後、各溶液1mを別の無菌ペトリ皿へ移
す。同じもの（複製試料）を調製する。各ペトリ皿に溶
融（42℃）トリプトン・グルコース抽出寒天16mを添
加する。それらの皿はそれぞれ時計回りに10回そして反
時計回りに10回回転させる。それらの皿は次に37℃に24
〜36時間温置する。コロニーを計数し、30〜300カウン
トの間のもののみを有意と考える。複製試料を平均す
る。１時間後細菌のカウントを測定するために用いる方
法は、接触時間零におけるカウントを測定するために使
用したものと本質的に同一である。唯一の差は注入塗布
が10゜および10-1希釈並びに10-2で行われることであ
る。「減少％」は次式によつて計算される 式中のＡは処理された基質を含有するフラスコのｍ当
りのカウント;Bは処理された基質を添加する前にＡを決
定するために使用されたフラスコのｍ当りの接触時間
零のカウント；そしてＣは未処理の対照基質のｍ当り
の接触時間零のカウントである。
上記の「振とうフラスコ試験」は抗菌基質活性を測定
する。時々用いる別の試験は抗菌基質活性の測定をする
「寒天プレート・グラフ法」であつて、処理された布片
れが肺炎杆菌を含浸させた寒天の上に置かれる。抗菌活
性は寒天における阻害および拡散可能ゾーンの存在によ
つて測定される。固定化された抗菌剤はそのゾーンを示
さない。
抗菌溶液の活性を測定することもできる、これは「最
低阻害濃度試験（MIC）」の方法によつて行われ、系に
おける微生物の成長を阻害するのに必要な化学物質の水
準を典型的には黄色ブドウ球菌、肺炎杆菌および黒色ア
スペルギルスのような微生物を用いて決定される。
オルガノシランの１つそして本発明による望ましい有
機ケイ素第四級アンモニウム化合物は次式の３−（トリ
メトキシシリル）プロピルジメチルオクタデシル・アン
モニウム・クロリドである： この錯体分子は３つの活性部分を有する。分子に非極
性で油状である長鎖脂肪族アルキル基C18H37の存在は分
子の疎水性／親油性を決定する。分子自身はアンカー又
はカプラーの作用をするメトキシ・シラン官能性を介し
て表面に付着する、一方陽イオンに荷電される分子の第
四級アンモニウム塩官能性部は抗菌又は微生物を殺す作
用をする。本発明の有機ケイ素化合物を従来の有機抗菌
物質と区別するのは、このユニークで複雑な配列であ
る。
本発明の化合物の活性に関して、該化合物は “細菌":グラム陰性菌;Escherichia coli,Klebsiella p
nenmoniae,Klebsiella oxytoca,Pseudomonas aeruginos
a,Pseudomonas fluorescens,Proteus mirabilis,Proteu
s vulgaris,Salmonella typhi,Salmonolla typhimuriu
m,Salmonella cholera suis,Enterobacter cloacae,Ent
erobacter aerogenes,Morganella morganii,Aeromonas
hydrophila,Citrobacter freundii,Citrobacter devers
us,Serratia marcescens,Serratia liquifaciens,Xanth
omonas campestris,Acinetobacter calcoaceticus; グラム陽性菌;Staphylococcus aureus,Staphylococcu
s epidermidis,Streptococcus mutans,Streptococcus P
yogenes,Streptococcus fecalis,Micrococcus lutes,Ba
cillus sp.（vegetative cell）； “菌門":Aspergillus niger,Aspergillus flavus,Asper
gillus sydowi,Aspergillus versicolor,Aspergillus t
erreus,Penicillium chrysogenum,Penicillium variabi
le,Penicillium funiculosum,Penicillium pinophilum,
Poria placenta,Aureobasidium pullulans,Gloeophyllu
m trabeum,Chaetomium globosum,Trichoderma viride,T
richophyton mentagrophytes; “菌門”（yeasts）:Candida albicans,Candida pseudo
tropicalis,Saccharomyces cerevisiaeのような多数の
微生物に対して有効であることがわかつた。
ここに開示された処理は本発明の第四級アンモニウム
化合物自身で行うことができる。しかしながら、しばし
ば次式の炭化水素又はハロ炭化水素置換シロキサンを混
合することによつて増量することが望ましい： 上式のＲは炭化水素又はハロ炭化水素基そしてａは０〜
３の範囲である。かかるシロキサンの混合は第四級アン
モニウム化合物の性質に全く影響を与えないので、本発
明のクレームは第四級アンモニウム・シロキサン自体お
よび該シロキサンと前記炭化水素置換シロキサン又はハ
ロ炭化水素置換シロキサンとの混合体又は共重合体の両
方の使用に及ぶと解釈される。例えば、表面はモノメチ
ル・トリメチルシラン10モルとCl-C18H37Me2N+（CH2）3
Si（OMe）３ １モルの混合体の水溶液で処理すること
ができる。また、１モルのCl-C18H37Me2N+（CH2）3Si
（OMe）３と0.5モルの３−クロロプロピルトリメトキシ
シランは有効なシロキサン塗膜を与えることがわかつ
た。炭化水素およびハロ炭化水素シロキサン増量剤の使
用は、しばしば純粋な第四級シロキサンよりも安くて、
耐久性で親油性又は疎油性の表面処理を提供する。
本発明の方法は、眼炎用溶液を分与する容器を一般に
第１図および第２図に示す添付図を参照して説明する。
その液体デイスペンサー10は塩類溶液12を貯えるリザー
バを形成する柔軟性壁11を含む。本発明により、溶液は
防腐剤を含まないことが望ましい。容器10は外ねじを含
む上部13を有する、そして該外ねじは容器キヤツプ15の
内ねじ14と嵌合する。キヤツプ15は、必要ならば容器壁
11と一体構造にすることもできる。キヤツプ15は多孔質
フイルター媒質を囲む室18を囲みかつ形成する。フイル
ター媒質は、キヤツプ15内に内部リツプ20によつて配
置、保持されるスクリーン・メツシユ支持体17により室
18に保持される。出口19はキヤツプ15の軸方向に延在し
て、塩類溶液のリザーバ12と容器10の外部とを接続す
る。容器10が、第２図に示すように使用者の手22によつ
て矢印16の方向に傾けられると、塩類溶液の滴21が使用
者の眼の部分に向けられる。容器が第１図に示した直立
の位置に戻されると、入口19の過剰の塩類溶液は多孔質
フイルター媒質18を通してリザーバ12に戻る。該装置は
図面に示さない入口のカバーを含む。
本発明の有機ケイ素第四級アンモニウム化合物で多孔
質フイルター媒質18を処理すると、共有結合が生じ有機
ケイ素抗菌化合物を多孔質フイルター媒質の表面へ化学
的に結合させる。これによつて、結合した抗菌剤は、従
来の非結合型抗菌剤および殺菌剤の場合のようにリザー
バに浸出できず、又滴21によつて眼に入ることがない。
これは、種々の眼炎用溶液が人間の目の高敏感の領域に
注入されるような場合に特に重要である。
可搬式容器10の壁11は、容器を絞つてその内容物をリ
ザーバ12から多孔質フイルター媒質18を介して出口19へ
送るために柔軟性材料で作る。この軟質材料はポリエチ
レン、ポリプロピレンおよびアクリル重合体の１つが望
ましい。多孔質フイルター媒質18は液体の過に適する
材料にすることができる、例えば、レーヨン、ウール、
ナイロン、綿、絹、三酢酸セルロース、ポリプロピレ
ン、ポリカーボネート、繊維ガラスおよびポリエステル
のような繊維ストランド製のフイルター材料である。多
孔質フイルター媒質はポリウレタン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリエチレンおよびポリプロピレンのよ
うなフオーム材料のセル状構造にすることもできる。さ
らに、多孔質フイルターはシリカ、セラミツク、焼結金
属および焼結ガラスのような高表面積の微粒子材料にす
ることもできる。多孔質フイルター媒質に使用できる他
の材料は紙、メツシユ・スクリーンおよびガラス・ビー
ズである。ガラス容器も使用できるが、柔軟性の構造が
望ましい。
オルガノシランによる多孔質フイルター媒質18の処理
の外、さらに微生物の汚染および発生の問題を排除する
ために、容器10の内外表面はこれら表面へオルガノシラ
ンを結合させるためにオルガノシランで処理すべきであ
る。この処理は、特に出口19特にキヤツプ15を囲む部
分、並びに容器壁を含む必要がある。本発明の眼炎用の
場合に、かかる処理は容器の内容物を目に投与する際に
キヤツプを目の部分に接触させることによる汚染を回避
する。該容器内外壁の表面被覆は実施例Ｉに示す。リザ
ーバ12の内容物にルーズなオルガノシラン結合多孔質材
を直接添加することによつて処理がさらに促進される。
この考えは実施例IIIに示される。フルオロカーボン、
非イオンおよびカチオン界面活性剤のような湿潤剤も処
理工程においてオルガノシランと混合することができ
る、この実施例は実施例IIに示す。実施例IVは、最も有
効な量でオルガノシランを使用する概念に関し、処理さ
れる表面の全重量を基準にして少なくともオルガノシラ
ン約0.5重量％以上、望ましくは約0.75重量％で使用さ
れることを示す。
実施例Ｉ ポリエチレン、ポリプロピレンおよびガラスの容器
は、60℃の水道水に浸漬させながら42％の活性３−（ト
リメトキシシリル）プロピルジメチルオクタデシル・ア
ンモニウム・クロリドの１重量％溶液を４時間消耗させ
ることによつて処理された。試料は90℃の強制空気炉中
で２時間乾燥した。ガラス・ビーズ、三酢酸セルロース
のシガレツト・フイルター、ワツトマン（Whatman）
紙No.1およびスチレン無水マレイン酸（SMA）ビーズを
前記のように処理した。色の強さおよび処理の均一性を
示すブロモフエノールブルー試験は室温で処理した基質
および対照基質を５分間浸漬することによつて行つた。
ワツトマン紙No.1およびシガレツト・フイルターはパ
ツド試験によりテストし、ビーズおよびプラスチツク容
器は動的振とうフラスコ試験によつてテストした。
パツト（padding）試験において、織物又は標準の織
物に付加された抗菌剤の静菌活性を評価した。試験およ
び対照の布小片の試験微生物を接種した。接種直後、お
よび接触時間、６時間後に、既知量の溶液に振とうによ
つて所定の布小片から細菌を溶出させる。２つの溶液に
存在する細菌の数を測定する。６時間の接触後の減少パ
ーセントを計算し報告する。この方法はAATCC試験法100
に基づく。実施例Ｉの試験結果を第Ｉ表に示す。
前記の試験プロトコールは、試験基質の全てがテスト
化合物で均一に処理されたこと、および表面が抗菌性で
あつたと結論できるデータを提供する。
実施例II 処理時間を最少にすると共に均一性を最高にするため
に、湿潤剤を使用した試験を行つた。実施例Ｉにおける
ような基質を室温の水道水に浸漬し42％の３−（トリメ
トキシシリル）プロピルジメチルオクタデシル・アンモ
ニウム・クロリドの１重量％溶液で１分、５分、10分お
よび20分間隔で消耗させることによつて処理した。試料
は90℃の強制空気炉中で２時間乾燥した。その処理浴は
フルオロカーボン界面活性剤（商品名Zonyl FSN）0.05
重量％を含有した。その活面活性剤は非イオン又はカチ
オン湿潤剤のいずれにもすることができる。
ブロモフエノールブルー試験を行い、それらの結果を
第II表に示す。
実施例IIおよび第II表の試験プロトコールは、湿潤剤
が全ての基質を10分以内で均一に処理させたように室温
の消耗を促進させるということを結論づけるデータを提
供する。
ワツトマン紙No.1およびCTAフイルターは１分で均
一に処理され、SMAおよびガラス・ビーズおよびPEおよ
びPPボトルは10分、そしてガラスびんは５分で均一に処
理された。
実施例III 全ての試験基質は実施例Ｉのように処理された。肺炎
杆菌を1.4×105/mで24時間培養のリン酸塩緩衝溶液を
調製した。この接種材料20mを試験容器に入れて回転
式シエーカーで１時間かくはんした。標準のプレート・
カウント法を用いてプレートのカウントを行つた。これ
らの試験結果を第III表に示す。
実施例IIIおよび第III表の試験プロトコールは、対照
ボトルおよびフイルター構造が微生物の成長に影響を与
えないこと；消毒水準が処理された全ての試料で得られ
たこと；および処理されたガラス・ビーズの使用又はCT
Aフイルター挿入が微生物のキリングを著しく改善した
ことを結論づけれるデータを提供する。
実施例IV 材料を過する基質はCTAシガレツト・フイルター
（商品名Filterol）であつた。この試験は最適処理レベ
ルを決定するために行つた。Filterol CTAフイルター
は、消耗法で基質の42％活性３−（トリメトキシシリ
ル）プロピルメチルオクタデシル・アンモニウム・クロ
リドの0.25％、0.5％、0.75％および１％（重量）であ
る１連の濃度を用いたことを除いて、実施例Ｉのように
処理した。20分の消耗期間を採用した。消耗後の浴の分
析結果は検出できる活性成分は見られなかつた。試料は
全てブロモフエノールブルーで試験した、そして前記の
ように振とうフラスコ試験を行つた。これらの試験結果
を第IV表に示す。
第IV表は、抗菌フイルター媒質として必要な効能を提
供するためにオルガノシランTMSでの望ましい処理水準
は少なくとも約0.5重量％、望ましくは約0.75％のオル
ガノシランであることを示す。
実施例Ｖ 容器内の流体の微生物汚染を緩和する最適構成を提供
するために総パツケージ系を作つた。これを達成するた
めに、あたかもボトルの先端が目に接触するかのように
汚染系を考案した。試験システムの構成要素は、0.1％
の湿潤剤（商品名Zonyl FSN）と共に37.8℃で３−トリ
メトキシシリルプロピルメチル・オクタデシル・アンモ
ニウム・クロリドの42％溶液１重量％で消耗により処理
された。試験は90℃の強制空気炉で乾燥して、洗浄サイ
クルに通した。
試験ボトルの各々は排出ニツプルのネツクに挿入さ
れ、ボトルのネツク部に挿入されたCTAフイルター18を
無菌状態で組み立てた。対照試料および被処理試料は全
て同一に処理された。ウレタン・フオーム、綿布および
紙のような種々のフイルター基質は前記のように処理さ
れて、試験の必要に応じて挿入された。
処理の耐久性を保証するために、脱イオン水洗浄サイ
クル試験を処理した基質で行つた。400mの脱イオン水
を洗浄した１パイント（0.473）のフレンチ四角びん
に入れた。処理した試験系および未処理の対照品を一連
のこれらのびんに入れて、室温で往復式の振とう器で０
分、１分、５分、10分および20分間振とうした。水試料
は、第四級アンモニウムに敏感なブロモフエノールブル
ー比色試験によつて３−トリメトキシシリルプロピルメ
チル・オクタデシル・アンモニウム・クロリドの分析を
した。各試料は前記プロトコールの3xを受けた。試料は
サイクルの間乾燥された。
米国薬局方における防腐剤チヤレンジ試験要件によつ
て、黄色ブドウ球菌、大腸菌および緑膿菌を培養した。
１滴が105〜106の微生物を含むように培養を標準化し
た。0.1％のトリプシン大豆だし汁（Difco）を調製し、
無菌化した。その大豆だし汁（培養基）5mを無菌状態
で9mのポリエチレン点滴びんに入れた。チツプおよび
フイルター・アセンブリを挿入して、最上部を無菌状態
下で配置した。１滴の接種材を試験びんに吸引した。別
のびんは24時間、14日および28日後に存在する微生物を
チエツクした。その流体に標準の検索およびカウント法
を使用した。連続希釈のために1mを除去した。チツプ
およびフイルターを無菌下で取り出し、トリプシン大豆
だし汁の管に入れ、24時間および48時間温置し、成長濁
度をチエツクして、（＋）又は（−）として記録した。
微生物の同定を行つた。全ての試験は３通り行つた。結
果を第Ｖ表に示す。
第Ｖ表に示した処理したびん系は、24時間の流体試料
における黄色ブドウ球菌の成長が無いこと、および先端
（チツプ）又はフイルター・マトリツクスにおける成長
が無いことによつて立証されたように試験微生物の迅速
減少を示した。これは、24時間の流体試料における大腸
菌の対数２〜2.5の減少;14における成長不在および先端
およびフイルター・マトリツクスにおける成長不在およ
び24時間の流体試料における緑膿菌の対数３の減少、さ
らに先端又はフイルター・マトリツクスにおける成長不
在によつて立証されている。（＋）の成長は全て適当な
試験微生物であることが確認された。米国薬局方の「防
腐剤チヤレンジ試験」の規準が満たされた（14日で対数
３の減少そして28日後に増加しない）、これは系が外部
からの細菌微生物からパツケージド流体を保護できるこ
とを示す。
以上のことから、本発明の特徴および概念から逸脱す
ることなく、記載された化合物、組成物および方法にお
いて他の多くの変更および改良がありうることは明らか
である。従つて、ここに記載した発明の形態は単なる例
であつて、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による液体分与装置の横断面説明図であ
る。第２図は第１図に示した装置の部分横断面図であつ
て、該液分与装置の使用方法を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・カーチス・ホワイト アメリカ合衆国ミシガン州ミツドラン ド．ブルーバード4409 (56)参考文献 特開 昭60−217247（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−93496（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭35−31876（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】出口を備えた可搬式容器内のリザーバに一
    定量の水性無菌流体を貯え、前記出口に隣接する容器内
    に多孔質フイルター媒質を配置し、前記水性無菌流体を
    リザーバから多孔質フイルター媒質を介して出口へ通す
    ことから成り、前記多孔質フイルター媒質が抗菌的に有
    効量の有機ケイ素第四級アンモニウム化合物を共有結合
    しており、該有機ケイ素第四級アンモニウム化合物が下
    記の式からなる群から選んだ式を有するオルガノシラン
    ［各式におけるＹはＲ又はRO（各Ｒは、炭素原子数が１
    〜４のアルキル基又は水素である）であり； ａは０、１又は２の値を有し;R′はメチル又はエチル基
    であり;R″は炭素原子数が１〜４のアルキレン基であ
    り;R、Ｒ′およびRVはそれぞれ独立に炭素原子数が
    １〜18のアルキル基、−CH2C6H5、−CH2CH2OH、−CH2OH
    および−（CH2）XNHC（Ｏ）RVIからなる群から選び（但
    しｘは２〜10の値を有しRVIは炭素原子数１〜12を有す
    るペルフルオロアルキル基である）；およびＸはハロゲ
    ンである］ であることを特徴とする水性無菌流体の分与方法。
  2. 【請求項２】前記水性無菌流体が防腐剤を含まない眼炎
    用塩類溶液である請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記可搬式容器の壁が、該容器の壁を絞っ
    て容器の内容物をリザーバから多孔質フイルター媒質を
    介して出口へ送出さすために柔軟材料で構成される請求
    項１記載の方法。
  4. 【請求項４】前記多孔質フイルター媒質が、レーヨン、
    ウール、ナイロン、綿、絹、三酢酸セルロース、ポリプ
    ロピレン、ポリカーボネート、繊維ガラスおよびポリエ
    ステルからなる群から選んだ繊維ストランド；ポリウレ
    タン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンお
    よびポリプロピレンからなる群から選んだセル状フオー
    ム材料；シリカ、セラミック、焼結金属および焼結ガラ
    スからなる群から選んだ高表面積の微粒子材料；または
    紙、メツシユ・スクリーンおよびガラス・ビーズからな
    る群から選んだ材料から構成される請求項３記載の方
    法。
  5. 【請求項５】前記水性無菌流体が眼炎用溶液、塩類塩溶
    液、水薬、外科用刺激流体、水、牛乳およびエマルショ
    ンからなる群から選んだ請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】出口と連通するリザーバを有する可搬式容
    器、出口に隣接する容器内の多孔質フイルター媒質、リ
    ザーバから多孔質フイルター媒質を流通する水性無菌流
    体からなり、前記多孔質フイルター媒質が抗菌的に有効
    量の有機ケイ素第四級アンモニウム化合物を共有結合し
    ており、該有機ケイ素第四級アンモニウム化合物が下記
    の式からなる群から選んだ式を有するオルガノシラン
    ［各式におけるＹはＲ又はRO（各Ｒは、炭素原子数が１
    〜４のアルキル基又は水素である）であり； ａは０、１又は２の値を有し;R′はメチル又はエチル基
    であり;R″は炭素原子数が１〜４のアルキレン基であ
    り;R、Ｒ′およびRVはそれぞれ独立に炭素原子数が
    １〜18のアルキル基、−CH2C6H5、−CH2CH2OH、−CH2OH
    および−（CH2）XNHC（Ｏ）RVIからなる群から選び（但
    しｘは２〜10の値を有しRVIは炭素原子数１〜12を有す
    るペルフルオロアルキル基である）；およびＸはハロゲ
    ンである］； であることを特徴とする水性無菌流体の分与装置。
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