JP5711328B2

JP5711328B2 - 抗菌効果を有する物質

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Publication number: JP5711328B2
Application number: JP2013192024A
Authority: JP
Inventors: ペーターグッゲンビヒラー，ヨーゼフ; エベルハルト，ニコ; マルティンツ，ハンス−ペーター; ビルトナー，ハイコ
Original assignee: ペーターグッゲンビヒラー，ヨーゼフ
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2027-11-13
Also published as: US20100057199A1; EP2091333A2; EP2428118A2; CN103300065A; RU2473366C2; JP2014024854A; US9162013B2; JP5722942B2; RU2009117726A; WO2008058707A2; WO2008058707A3; JP5437809B2; EP2091333B1; DE202006018695U1; CN101610679A; KR101547782B1; CN101610679B; KR20140098244A; JP2013209374A; EP2428118A3

Description

本発明は、抗菌効果を達成するための物質の使用に関する。

細菌類及び真菌類等の微生物は、我々の生活空間に広く生存し、最も多くの様々な種類の表面に棲息する。多くの微生物は病原体であり、従って、その広がり及び／又は制御は、公衆健康及び公衆衛生において特別な役割を担っている。そのような微生物が我々の体内に侵入すると、命を脅かす感染症の原因となり得る。そのような感染症に病院内で罹患した場合、それは院内感染と称される。

院内感染に起因する被害の排除に、世界中で毎年何百億ユーロという範囲の金額を要しているという推計が出発点である。従って、病原微生物の制御は、公衆健康及び公衆衛生において特別な役割を担っている。

抗生物質による望ましくない微生物の防止及び／又は死滅とは別に、例えば、微生物の生存に適さない空間の作製を例とする予防対策がその重要性をさらに増しつつある。このような予防対策の中でも、有機及び無機物質への添加剤として銀を用いることは、ここ数年で急速にその重要性を増してきた。ここで、銀イオンは、微生物の重要な機能を妨害する。現在では、銀イオンが酵素を妨害し、細胞中でのその重要な輸送機能を阻害するという推定から進められている。さらなる効果としては、細胞の構造強度の減退及び／又は膜構造の損傷も挙げられる。このような効果により、細胞障害及び／又は細胞死という結果をもたらすことができる。銀は、多耐性菌に対しても、非常に広い範囲で活性を有する。長期間にわたる効果を得るために、少量の投与で十分である。これを、微量作用効果（ｏｌｉｇｏｄｙｎａｍｉｃｅｆｆｅｃｔ）と称する。それでも、場合によっては、銀の効果を高めるために有機化合物が添加される。十分な銀イオンが存在することが常に重要である。従って、大きな粒子表面を得るために、ナノシルバーと称されるナノスケールの銀粉末が使用される。

銀は、広い範囲の投与量において、有害な副作用は全くない。体内での銀の蓄積が非常に増加した場合のみ、銀皮症、皮膚及び粘膜の不可逆性のスレート色への変色、を引き起こすことがある。さらに、銀濃度の上昇により、味覚障害、臭気に対する感受性の障害、及び脳痙攣を起こす場合がある。

さらに、一般に、ナノスケールの粒子と人体との間の相互作用はまだ十分に研究されていないということも言及しなければならない。広範囲にわたる研究プログラムが最近始められたばかりである。銀の抗菌効果は、多くの用途において不十分である。効果は、０．２５モル濃度までの食塩水で得られるのみである。それを超えると、塩化銀の形成が発生する。ナノシルバーの使用における重要な欠点は、コストの面が不十分なことである。一方では、これは、銀が高価であることに起因し、他方では、銀のナノ粒子への処理には時間とコストが掛かる。ナノシルバーの処理において、凝集粒子、凝集体、及びクラスターの形成によるさらなる問題が発生する。このことにより、活性表面が減少し、さらなる結果として、抗菌効果が低下する。これを防ぐには、ナノシルバーを、ＴｉＯ₂を例とする担体の粒子表面に付着させるが、その結果として製造コストが上昇してしまう。

従って、抗菌効果、微量作用効果、及び殺菌効果を他の金属で検出する試みは、数多く行われてきた。例えば、銅も強い抗菌効果を有するが、細胞毒性が高過ぎる。インターネットの百科事典であるウィキペディアにて、微量作用（ｏｌｉｇｏｄｙｎａｍｉｃｓ）、の検索語で検索した結果は、今までのところ、この効果は以下の金属で見られており、効果の高い方から順に：水銀、銀、銅、スズ、鉄、鉛、及びビスマスである。金及びオスミウムという２種類の高価な貴金属もこの効果を有する。

しかし、多くの用途において、十分な抗菌効果に加えて、活性物質が細胞毒性及び血栓形成性を全く有さず、一般に生体適合性であることが要求される。水銀、ビスマス、又は銅等の活性物質は、細胞毒性が高く、生体適合性が備わっていないことから、これらの特性を有していない。

複数の特許及び非特許文献が、ナノシルバーの作製及び使用を扱っている。さらなる金属及び無機化合物については、散発的に報告されているだけである。米国特許第５，５２０，６６４号は、プラスチック製のカテーテルを開示している。イオン注入によって原子を導入することで、抗菌効果を達成している。抗菌効果のある金属として、銀、クロム、アルミニウム、ニッケル、タングステン、モリブデン、白金、イリジウム、金、銀、水銀、銅、亜鉛、及びカドミウムが言及されている。しかし、例及び特定の態様で言及されているのは、銀と銅だけである。

特開２００１‐５４３２０号には、三酸化モリブデンと酸化銀との混合物を０．００５乃至１重量％含有するプラスチック材料が記載されている。この発明は、抗菌性樹脂成分、並びにクリーンルームのパーティション材料、床材の最上層、ライニング材、ブリーフケース、デスクパッド、テーブルクロス、包装袋、及び布地等に用いることができる成分から成るフィルムに関する。ここで、問題なのは、無機の抗菌活性物質を組み込んだ場合、塩化ビニル樹脂を例とするプラスチック材料の透明性が失われてしまうことである。透明性の喪失は、六価モリブデンの酸化物を添加することで回避される。この出願から、三酸化モリブデンの酸化銀に対する重量比が９５：５を超えると、抗菌効果を得ることができなくなってしまうことが容易に明らかである。従って、抗菌効果は酸化モリブデンそのものに起因するものではない。酸化モリブデンの酸化銀に対する比が３０：７０未満である場合、すなわち、酸化モリブデンの占める割合が小さい場合、塩化ビニル樹脂の変色が発生する。

特開２００１‐０４０２２号に記載の抗菌性プラスチック材料は、抗菌効果を有する有機成分及び金属成分の両方を含む。抗菌効果を有する金属成分として、銀、白金、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、モリブデン、及びクロムが言及されている。しかし、例及び好適な態様では、ここでも、銀および銅が活性であると述べられているだけである。

セラミック部品のためのモリブデン酸銀を含有する釉薬が、特開２０００‐１４３３６９号に開示されている。ここで、０．０１乃至１％のモリブデン酸銀が添加され、金属銀に変換される。１０乃至５０％の酸化チタンを添加することで効果が高められる。

抗菌効果は、光酸化効果を有する成分によって達成することもできる。このことに基づき、反応性遊離ラジカルが形成され、これが微生物に障害を与える。特開平１１‐０１２４７９号には、有機及び無機成分を含有する抗菌性プラスチック材料が記載されている。銀、亜鉛、及び銅等の金属粒子、並びにリン酸カルシウム亜鉛、セラミックス、ガラス粉末、アルミニウムシリケート、チタンゼオライト、リン灰石、及び炭酸カルシウム等のさらなる化合物が、無機成分の例として言及されている。ここで、酸化亜鉛、酸化チタン、又は酸化モリブデン等の金属酸化物が、光酸化効果の触媒として作用する。従って、特開平１１‐０１２４７９号は、光酸化機構が作用する場合にのみ抗菌効果が得られること、すなわち、効果を得る必須条件が電磁放射線の作用であることを明らかにしている。

抗菌効果を有する安価な物質の入手の可能性は、その重要性をさらに増しつつある。これらの特性は、多くの人々が集まって混雑する場合、又は、例えば、病院、医療行為、療養施設、及び公共施設においてそうであるように、衛生に対する要求が高い場合に、特に重要である。ここで、院内感染の低減が特に重要である。すべての股関節移植のうちの０．５％、及びすべての膝関節移植のうちの２乃至４％で感染症が発生し得ると推計される。特にカテーテルで感染症のリスクが高い。これに加えて、用途のさらなる多くの分野においても、微生物の棲息及び増殖の制御並びに／又は防止に対する要求が存在する。

抗菌効果を有する物質の入手の可能性に加えて、抗菌活性物質が、続いてカテーテルインプラント、フィルター、チューブ、容器、ケーブル等の対応する物品へと作製される複合材料に組み込まれた場合に、その効果が減衰しないこともさらに関心を集めている。

一般に、プラスチック材料は、作製が安価であり、取り扱いも容易である。従って、多くの用途において特に好ましい。しかし、ここで、可撓性及び／又は剛性、並びに使用応力等の特性がプラスチック材料の種類に応じて異なることから、異なる用途には異なる種類のプラスチック材料を用いる必要があるという問題がある。すべてのプラスチック材料が、例えば、すべての用途に適しているわけではなく、例えば、カテーテル又は輸液バッグは、例えばインプラント又は廃棄物容器とは対照的に、やはりある程度の可撓性を有する必要がある。従って、使用されるすべての種類のプラスチック材料に対して、抗菌物質が、対応するプラスチック材料に関連してその効果を維持するかどうか、及び／又は、その効果を得るためには、それらを状況に応じて、プラスチック材料と共にいかにして用いる必要があるかに関する試験を行う必要がある。しかし、このことは、時間が掛かり、高価で、広範囲にわたる一連の試験を行う結果となり、すなわち、所望する用途の各々に対して新たに行い、その結果、製造コストが上昇することになる。

従って、本発明の目的は、ナノシルバーと比較して抗菌効果の高い活性物質を提供することである。この活性物質は、細胞毒性及び血栓形成性がほんのわずかであるべきであり、医療用途のために、高い一般的な生体適合性を有するべきでもある。さらに、この活性物質は、高い費用対便益及び有利な処理特性を有するべきである。さらに、この物質がナノスケール粒子の形態（粒子サイズ１００ｎｍ未満）で抗菌効果を有するだけでなく、非呼吸性（ｎｏｎ‐ｒｅｓｐｉｒａｂｌｅ）粒子の形態（粒子サイズ５００ｎｍ超）及び／又は圧縮した形態でも抗菌効果を有する場合は、有利である。さらに、抗菌活性物質を含有し、多くの用途を有し、この物質が複合材料内でその効果を完全に維持する複合材料を入手可能とすることが望ましい。

この複雑な目的は、抗菌効果を得るために、水性媒体と接触することで水素カチオンの形成を引き起こす無機物質であって、この物質がモリブデン及び／又はタングステンを含有することを特徴とする無機物質を用いることで達成される。

現在入手可能な無機活性物質では、微量作用効果、すなわち、金属カチオンの生細胞に対する障害効果が用いられているのに対し、本発明では、物質との接触している媒体のｐＨ値の低下を引き起こす水素カチオンの形成を利用している。ここで、遊離のプロトンは、その半径が非常に小さいために、直ちに水分子と結合してオキソニウムイオン（Ｈ₃Ｏ⁺）を形成する。濃度比が許せば、オキソニウムイオンのいくつかの水分子との結合が発生し得る。従って、Ｈ⁺に加えて、Ｈ⁺と水との反応で形成されたカチオン、及びその水和物も水素カチオンと称する。これらは、オキソニウムイオン（Ｈ₃Ｏ⁺）に加えて、ズンデルカチオン（Ｚｕｎｄｅｌｃａｔｉｏｎ）（Ｈ₅Ｏ₂ ⁺）及びアイゲンカチオン（Ｅｉｇｅｎｃａｔｉｏｎ）（Ｈ₉Ｏ₄ ⁺）である。

酸化モリブデンは、例えば水と反応してモリブデン酸（Ｈ₂ＭｏＯ₄）を形成し、これが再度Ｈ₂Ｏと反応してＨ₃Ｏ⁺、及びＭｏＯ₄ ^-又はＭｏＯ₄ ^2-を形成する。酸化タングステンも、Ｈ₂Ｏと共にタングステン酸（Ｈ₂ＷＯ₄）を形成し、これがＨ₂Ｏと反応してＨ₃Ｏ⁺、及びＷＯ₄ ^-又はＷＯ₄ ^2-を形成する。アレニウスによれば、水素カチオンは酸性特性を媒介するものである。ｐＨ値は、モル／リットル単位での水素イオン濃度の数値の負の常用対数である。完全に中性の水溶液では、水素イオン及びＯＨ^-（ヒドロキシド）イオンは同じ数値（１０^-7モル／リットル）であり、ｐＨ値は７である。ここで、物質が水性媒体と接触した際に水素カチオンを形成した場合、水素カチオンの値が増加し、従って、水性媒体は酸性となる。

ここで、驚くべきことに、水性媒体と接触した際に水素カチオンを形成する物質が、非常に優れた抗菌効果を有することが判明した。この物質が実質的に消費されないということも、重要な利点である。これは、物質の水性媒体への溶解度が低い場合に特にそのようになる。溶解度は、０．１モル／リットル未満であることが好ましい。酸化モリブデン及び酸化タングステンの溶解度は、０．０２モル／リットル未満である。従って、抗菌効果は、時間という観点からは、ほぼ無限に存在する。

水性媒体は、例えば、水、溶液、又は懸濁液であってよい。溶液の例としては、体液及び懸濁液状組織（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｌｉｑｕｉｄｔｉｓｓｕｅ）である。ここで、水性媒体は、物質表面に薄膜状で存在すれば十分である。本発明の効果は、吸着物質がそうであるように、ナノメートルの範囲の膜厚で既に達成される。従って、本発明の効果は、物質が空気に曝露された場合には既に発生している。水素カチオンの形成により、ｐＨ値は、通常は＜６までの低下し、好ましくは＜５である。これによって作り出される酸性の環境により、微生物の死滅が引き起こされる。

本発明に従う物質の効果を、幅広く設計された一連の試験によって研究した。ここで、抗菌効果、及び、一部は細胞毒性及び血栓形成性についても調べた。実施例に示すように、その表面が酸化された、又は自身が酸化された状態で存在するモリブデン及びタングステン含有材料が特に効果的である。モリブデンは異なる酸化状態（ＶＩ、Ｖ、ＩＶ）で存在することができ、酸化還元プロセスに関与して、生理学的に重要な化合物と比較的弱い複合体を形成する。モリブデンは極めて重要な生化学的役割を有するが、生理学的に重要な化合物に対して、代謝プロセスの重大な阻害効果を有するほどに強い度合いで結合することはない。従って、人体に対する毒性もない。モリブデンは、単純なモリブデートイオン［ＭｏＯ₄］^2-の形で動物及び植物により摂取及び輸送される、という仮定から進める必要がある。この［ＭｏＯ₄］^2-アニオンは、細胞に障害を与えることなく細胞膜を貫通することができる。従って、モリブデンは細胞毒性ではない、という仮定から進める必要がある。さらに、血栓形成効果についても知られていない。従って、モリブデンは、医療用途にも適している。タングステン含有材料も、高い抗菌効果を示す。第一の試験ではある程度の血栓形成効果が示唆されたことから、現時点では、血栓形成性に関してまだ明白に述べることはできない。これが、タングステン固有の特性であるのか、又は処理の状態に依存するのかについてさらに明らかにする必要がある。

モリブデン及びタングステン含有材料とは別に、ｐＨ値の低下と関連する抗菌効果は、酸化ニオブ、酸化マグネシウム、及び炭化珪素でも見られた。

抗菌効果を特徴付けるために用いた方法は、以下に示す専門的な小論文に詳細に記載されている：
・Ｆｒｅｍｄｋｏｒｐｅｒ‐ａｓｓｏｚｉｉｅｒｔｅＩｎｆｅｋｔｉｏｎｅｎｉｎｄｅｒＩｎｔｅｎｓｉｖｍｅｄｉｚｉｎ‐ＴｈｅｒａｐｉｅｕｎｄＰｒａｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｊ．Ｐ．Ｇｕｇｇｅｎｂｉｃｈｌｅｒ，ＡｎｔｉｂｉｏｔｉｋａＭｏｎｉｔｏｒ２０（３），２００４，ｐａｇｅｓ５２‐６４
・ＩｎｚｉｄｅｎｚｕｎｄＰｒａｖｅｎｔｉｏｎＦｒｅｍｄｋｏｒｐｅｒ‐ａｓｓｏｚｉｉｅｒｔｅｒＩｎｆｅｋｔｉｏｎｅｎ，Ｊ．Ｐ．Ｇｕｇｇｅｎｂｉｃｈｌｅｒ，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉｅｎ５（４）２００４，ｐａｇｅｓ２２８‐２３６。

特に、そこに記載されているロールアウト培養（ｒｏｌｌ‐ｏｕｔｃｕｌｔｕｒｅ）法は、抗菌効果の試験に有用であることが示された。ここで、活性物質のサンプルを細菌の懸濁液に特定の時間、例えば３時間投入する。細菌は表面上に増殖する。この時間の後、サンプルを、いわゆる寒天プレート上を横切るように転がし、滅菌生理食塩水へ投入する。この手順を、３時間毎に数回繰り返す。このロールアウトの作業を３時間の間隔で繰り返すことで、細菌の減少又は死滅の効果が発生しているかどうか、及びその効果の度合いに関する事実についての情報が得られる。この方法は、種々の微生物、細菌、及びウイルスの試験に用いることができる。本発明に従う物質の効果の証明に関する試験は、参照菌株であるシュードモナスエルジノーサ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、大腸菌、及びスタフィロコッカスアウレウス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ）について個別に実施した。参照物質として、銀と銅を用いた。

既述のように、モリブデン及びタングステンを含有する物質によって最良の結果を得ることが可能であった。ここで、酸化モリブデン又は酸化タングステンが、モリブデン又はタングステンを主体とする活性物質の境界領域に形成されることが、本発明にとって極めて重要である。この酸化物の形成が十分な度合いで、又は対応する形態で発生しない場合は、抗菌効果は現れない。このことは、モリブデン及びタングステンが、最近まで抗菌活性材料として使用されて来なかった理由でもある。

抗菌効果は、有利に３００℃超である温度での熱による予備酸化（ｐｒｅ‐ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）によって調節することができる。予備酸化は、化学的、又は電気化学的に実施することもできる。この予備酸化は、固体モリブデン及びタングステンのサンプルの場合に必要である。ここで、ｉｎｓｉｔｕで形成された酸化膜と比較して、アニーリングによって予備酸化された物質はより優れた抗菌効果を有することが明らかとなった。予備酸化は、使用時の条件が十分な酸化をまったく引き起こさないものである場合に、特に実施する必要がある。ここで、酸化膜の比表面積が大きいことも決定的な条件である。

純モリブデン及び純タングステンに加えて、十分に安定でその表面に酸化膜を形成するこれらの物質の化合物及び合金も効果的である。抗菌効果を有するモリブデン化合物としては、炭化モリブデン、窒化モリブデン、ケイ化モリブデン、及び硫化モリブデンが挙げられる。モリブデン、酸化モリブデン、及び上述の物質も、フィッシャー法による粒子サイズが＜１μｍである非常に微細な形態で市販されている。適切なモリブデン合金の中でも、０．１乃至１重量％のＬａ₂Ｏ₃を含むＭｏ、０．５重量％のＴｉ、０．０８重量％のＺｒ、０．０１乃至０．０４重量％のＣを含むＭｏ、５乃至５０重量％のＲｅを含むＭｏ、及び１．２重量％のＨｆ、０．０２乃至０．１５重量％のＣを含むＭｏを言及しなければならない。

このような合金は、表面に抗菌活性である酸化膜を形成する。タングステンの場合、ｉｎｓｉｔｕで、又は前述のアニーリングによって酸化膜を形成するタングステン材料も効果的である。酸化された純タングステンに加えて、タングステンの酸化物が効果的である。ここで、酸化タングステンブルー（ＷＯ_2.84）及びＷＯ₃を特に言及する。０．１乃至１重量％のＬａ₂Ｏ₃を含むＷ、及び１乃至２６重量％のＲｅを含むＷのタングステン合金も、優れた抗菌効果を有する。炭化タングステン、ケイ化タングステン、及び硫化タングステンが、表面に酸化膜を形成する考えられるタングステン化合物の中でも特に適している。

銀は、非常に細かく粉砕された状態で存在する場合のみ、十分な抗菌効果を発生するが、本発明に従う物質は、圧縮された稠密な形態で存在する場合でも、抗菌効果を有する。試験により、表面積が広がると、効果がさらに高められることが示された。従って、この物質が多孔性の形態で存在すれば、多くの用途に対して有利であり得る。

この物質が層として、又は層の成分として存在する場合も、効果が得られる。酸化モリブデンの層及び酸化タングステンの層、並びに／又はｉｎｓｉｔｕで酸化されるか、若しくはｉｎｓｉｔｕで十分な酸化が起こらない場合は、予備酸化によって酸化されるモリブデンの層及びタングステンの層も特に有利であることが示された。この層は、プラスチック材料、セラミックス、又は金属の上に堆積させることができる。特に適切な堆積プロセスは、熱蒸着（ｔｈｅｒｍａｌｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング、化学蒸着、電気析出（ｅｌｅｃｔｒｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）、及び電気アーク蒸着（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）である。酸化モリブデン層は、例えば、モリブデンヘキサカルボニル（Ｍｏ（ＣＯ）₆）の大気圧下での分解による化学蒸着によって作製することができる。有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）も可能である。ここで、有機金属化合物として、例えば、モリブデンアセチルアセトナート（ＭｏＯ₂（ＣＨ₃ＣＯＣＨ₂ＣＯＣＨ₂）₂）を用いることができる。酸化モリブデン膜は、このような有機金属化合物を用い、およそ４００乃至５００℃の範囲の温度で作製することができ、ＭｏＯ₃だけでなく、Ｍｏ₉Ｏ₂₆及びＭｏ₄Ｏ₁₁も検出することができる。粒子サイズが＜１μｍであり、層の厚さが数μｍの範囲であることで、抗菌効果が促進される。酸化モリブデン及び酸化タングステンの膜は、反応性電子ビーム蒸着（ｒｅａｃｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｎ‐ｂｅａｍｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）の手段によって堆積させることもできる。このような膜も、５０乃至１００ｎｍの範囲のサイズである細孔を有する非常に粒子の細かい構造を持つ。

電気泳動及びゾルゲルプロセスも、特に適切な堆積法として言及する必要がある。

金属上に層を堆積させる場合は、チタン、鉄、及びコバルト、並びにこれらの合金等の一般的なインプラント材料が好ましいものとなる。セラミックス基材である場合でも、純度が９９重量％超であるＺｒＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃等の確立された材料から進めることが好ましい。ガラス、又はガラスセラミックス上に層を堆積させることもできる。

既述のように、物質が、水性媒体に対して可能な限り大きい表面を持てば、効果が高められる。層が、細孔サイズが５０乃至９００μｍであるスポンジ状の多孔性構造を持つ場合に、特に優れた結果を得ることができる。そのような多孔性構造は、例えば、スラリーの形態で、又は気相から抗菌活性物質を堆積させ、任意に続けてアニーリングを行うことによって作製することができる。層がアイランド状の、実質的に連結していない凝集粒子の形態で存在する場合にも、大きな表面積を得ることができる。このようなアイランド状の凝集粒子が、基材表面の４０乃至９０％を覆う場合に、特に有利である。物質の個々の凝集粒子の好ましいサイズは、５μｍ未満である。本発明に従う物質を粉末形態で用いれば、多くの用途において十分であり得る。従って、非常に微粒子である粉末、すなわち、フィッシャー法による粒子サイズが＜５μｍ、好ましくは１μｍ未満である場合に有利である。

金属複合材料及び／又は複合粉末によって、最も優れた結果を得ることが可能であった。ここで、複合材料も、複合粉末の形態で存在してよい。このような金属複合材料は、本発明に従う物質に加えて、化学的により貴であるさらなる金属を含む。ここで、化学的により貴である金属との間の相互作用により、水素カチオンの形成が促進される。本発明に従う物質とより貴である金属との混合物でさえ、サンプルが予備酸化を受けてない場合、抗菌効果を有する。

ここで、化学的により貴である金属は、好ましくは、銀、銅、スズ、及びこれらの合金である。金属複合材料は、Ｍｏ‐Ａｇ、Ｍｏ‐Ｃｕ、Ｍｏ‐Ｓｎ、Ｗ‐Ａｇ、Ｗ‐Ｃｕ、及びＷ‐Ｓｎが特に有利である。ここで、Ｍｏ及び／又はＷの含有量は、好ましくは、１０乃至９０原子％であり、３０乃至８０原子％で最も優れた結果を得ることが可能であった。

この材料が細胞毒性も血栓形成性も有してはならない場合は、銀を使用することが有利である。しかし、これらの特性は、多くの用途においてまったく関係がない。ここで、一例として衛生ルームの取り付け器具（ｆｉｔｔｉｎｇ）が言及される。ここで、高価である銀の代わりに銅を用いることができ、銅は抗菌効果において銀を上回っている。Ｍｏ‐Ｃｕ又はＷ‐Ｃｕの粉末を他の材料に添加しても、非常に高い効果が得られる。さらに、金属複合材料は、層又は例えば多孔性成形体（ｐｏｒｏｕｓｓｈａｐｅｄｂｏｄｙ）として、圧縮された形態で存在することもできる。圧縮された複合材料の製造は、有利に、インフィルトレーション法（ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）によって実施することができる。

さらに、本発明に従う物質は、抗菌性プラスチック材料の作製に使用することができる。

ここで、本発明の物質を含有する複合材料は、この複合材料が１若しくは２種類以上の材料を含有する場合、特に重要であり、その少なくとも１種類の材料が、架橋性ポリマー混合物から形成されたポリマーマトリックスを含む。このポリマー混合物は、好ましくは、炭素原子１０００に対する炭素‐炭素二重結合の総量が０．３７超である不飽和ポリオレフィン（Ａ）を含む。

この複合材料は、多目的に用いることができることが分かった。

ポリマー混合物中に不飽和ポリオレフィンを使用することにより、ポリマー混合物が架橋性となる。これは、ポリマー混合物中に存在する二重結合によって発生することが好ましい。その場合、ポリオレフィン中の、さらにポリマー混合物中の炭素‐炭素二重結合の数に基づいて、これらの二重結合を通して架橋度を調節することができる。しかし、架橋度は、ポリマーの可撓性及び／又は剛性を決定する。ポリマー架橋度が高いと、架橋度の低いポリマーと比べて、剛性も高くなる。従って、本発明に従う複合材料は、最も多くの異なる用途に用いることができる。

さらに、架橋性ポリマー混合物が、さらなるポリマー（Ｂ）を含むことが好ましい。

ここで、「不飽和ポリオレフィン（Ａ）」という用語と関連する「炭素‐炭素二重結合の総量」という用語は、ビニル、ビニリデン、及び／又はトランス‐ビニレン基に由来する二重結合に関する。いずれの種類の二重結合の量も、欧州特許第１７３１５６６号の実験項に記載のプロセスに従って測定される。

ポリマー混合物の架橋特性は、二重結合を導入することで制御することができ、それによって所望する架橋度に調節することができるよ。

種々の用途において、炭素‐炭素二重結合の総含有量は、炭素原子１０００に対して少なくとも０．４０が好ましい。炭素原子１０００に対して０．４５乃至０．８０の含有量が特に重要である。

さらに、不飽和ポリオレフィン中のビニル基の総含有量が、炭素原子１０００に対して０．１１よりも高いことが好ましい。ここで、特に好ましい範囲は、炭素原子１０００に対して０．１５乃至０．８０であるが、これより高くてもよい。

ポリマー中には二種類のビニル基が見られることが知られている。一つは、重合プロセス中に、二次ラジカルのβ‐開裂反応によって生成するか、又はいわゆる連鎖移動剤の結果である。二つ目は、本発明において好ましく、少なくとも１種類のオレフィンモノマーと少なくとも１種類の多価不飽和モノマーとの間の重合によって生成する。

本発明のポリマー混合物中には、両方の種類のビニル基を含むことができる。しかし、少なくとも１種類のオレフィンモノマーと少なくとも１種類の多価不飽和モノマーとの間の重合によって形成されるビニル基の含有量が、少なくとも０．０３／１０００炭素原子であることが好ましい。０．０６乃至０．４０／１０００炭素原子の含有量が好ましい。

本発明において、不飽和ポリオレフィンは、単峰性（ｕｎｉｍｏｄａｌ）、及び二峰性（ｂｉｍｏｄａｌ）を例とする多峰性（ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ）の両方であってよく、密度は、０．８６０乃至０．９６０ｇ／ｃｍ³であり、好ましくは０．８８０乃至０．９５５ｇ／ｃｍ³であり、特に好ましくは０．９００乃至０．９５０ｇ／ｃｍ³である。

さらに、不飽和ポリオレフィンは、エチレン及びプロピレンが好ましいオレフィンモノマー、並びに少なくとも１種類の多価不飽和モノマーから重合によって作製されることが好ましい。

ここで、重合は、任意の公知のいずれの方法に従っても実施することができるが、国際公開第９３／０８２２２号により詳細に記載されている、高圧下でのラジカル重合が好ましく用いられる。

さらに、不飽和ポリオレフィンが、少なくとも６０重量％のエチレンモノマーを含むことが好ましい。少なくとも７０重量％の含有量がより好ましく、少なくとも８０重量％の含有量が特に好ましく、少なくとも９０重量％が最も好ましい。

多価不飽和コモノマーは、ジエンが好ましい。ジエンは：
‐へテロ原子を含まず、少なくとも８個の炭素原子を含み、少なくとも４個の炭素原子が非共役二重結合の間に存在し、これらの二重結合の少なくとも１個が末端部に存在する炭素鎖を有するモノマー、
以下の‐式Ｉ：
[式中、Ｒ１及びＲ２は、異なっていても同類でもよい、１乃至４個の炭素原子から成るアルキル基、及び、やはり１乃至４個の炭素原子を有するアルコキシ基であり、ｎ＝１‐２００である]
で表されるシロキサン、並びに
以下の‐式ＩＩ：
[式中、Ｒは、‐（ＣＨ₂）_m‐Ｏ‐、又は‐（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_n‐、又は‐ＣＨ₂‐Ｃ₆Ｈ₁₀‐ＣＨ₂‐Ｏ‐であり、ｍは２乃至１０であり、ｔ及びｎは１乃至５である]
で表されるα，ω‐ジビニルエーテル、
から成る群より選択されるものが特に好ましい。

ジエンは、考えられるあらゆる組み合わせで用いることができる。

本発明で用いられるジエン及びそれらの作製は、国際公開第９３／０８２２２号、国際公開第９６／３５７３２号、及び国際公開第９７／４５４６５号に、より詳細に記載されており、これらを参照する。

ジエンが、１，７‐オクタジエン；１，９‐デカジエン；１，１１‐ドデカジエン；１，１３‐テトラデカジエン；テトラ‐メチルジビニルジシロキサン；ジビニルポリ（ジメチルシロキサン）；及び、１，４‐ブタジエンジビニルエーテル、又はこれらの組み合わせから成る群より選択されることが特に好ましい。

多価不飽和モノマーに加えて、例えば、プロピレン、１‐ブテン、１‐ヘキセン、及び１‐ノネンを例とするＣ₃‐Ｃ₂₀アルファ‐オレフィン、又は例えば、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、及びビニルアセテート等の極性コモノマー等のさらなるコモノマーを重合に用いることができる。

しかし、不飽和ポリオレフィン（Ａ）中の極性モノマー含有量は、１５０マイクロモル未満であり、好ましくは１２５マイクロモル未満であり、特に好ましくは１００マイクロモル未満である。

さらに、ポリマー混合物が、さらなるコポリマー（Ｂ）を含むことが好ましい。このコポリマー（Ｂ）は、極性であることが好ましい。

さらに、極性コポリマー（Ｂ）は、不飽和ポリオレフィンのように、上述の化合物を、従って、対応する数の炭素‐炭素二重結合を含有することができる。ポリマー混合物の架橋性が、このことによってさらに高められる。

ここで、極性コポリマー中の炭素‐炭素二重結合の含有量は、炭素原子１０００に対して少なくとも０．１５である。炭素原子１０００に対して０．２０乃至０．３５の含有量が好ましい。

しかし、極性コポリマーは、極性モノマーユニットを含有することで特徴づけられ、すなわち、極性コポリマー１グラムに対して少なくとも５００マイクロモル、好ましくは７００マイクロモル、特に好ましくは９００マイクロモル、最も好ましくは極性コポリマー１グラムに対して１１００マイクロモルの量を含有する。

極性コポリマーは、オレフィン、好ましくはエチレン、及び極性コモノマーから、重合によって作製される。ここで、上述の多価不飽和モノマーの少なくとも１種類又はその混合物が存在してもよい。

好ましくは、極性コモノマーは、Ｃ₃乃至Ｃ₂₀のモノマーであり、これは、例えば、ヒドロキシル、アルコキシ基、カルボニル、カルボキシ、エステル基、又はこれらを混合して含む。

モノマーユニットが、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、及びビニルアセテートから成る群より選択されることも好ましい。

コモノマーが、Ｃ₁乃至Ｃ₆のアルキルアクリレート、Ｃ₁乃至Ｃ₆のアルキルメタクリレート、又はビニルアセテートから成る群より選択されるコモノマーであることが特に好ましい。

例えば、メチル、エチル、若しくはブチルメタクリレート等のメタクリル酸のアルキルエステル、又はビニルアセテートより成る群からの極性モノマーが、特に好ましいと考えられる。その熱安定性のために、アクリレートのタイプが好ましい。

極性コポリマー（Ｂ）は、いわゆるメルトフローレート、ＭＦＲ_2.16/190℃が、好ましくは０．５乃至７０ｇ／１０分、より好ましくは１乃至５５ｇ／１０分、最も好ましくは１．５乃至４０ｇ／１０分であるべきである。

架橋性ポリマー混合物は、不飽和ポリオレフィン（Ａ）及び極性コポリマー（Ｂ）の二つの成分を混合することによって作製することが好ましい。個々の成分（Ａ）及び（Ｂ）の作製プロセスの詳細な説明は、欧州特許第１，７３１，５６６号に記載されている。

架橋性ポリマー混合物は、架橋性ポリマー混合物の重量に対して、５乃至６０重量％の極性コポリマーを含有することが好ましく、より好ましくは８乃至５０重量％、特に好ましくは１０乃至４０重量％、最も好ましくは１５乃至３５重量％である。

さらに、架橋性ポリマー混合物は、炭素原子１０００に対する炭素‐炭素二重結合の総含有量が０．３０超であることが好ましい。特に好ましくは、炭素原子１０００に対する炭素‐炭素二重結合の総含有量は、０．３５超；０．４０超；０．４５超、０．５０超；０．５５超、特には０．６０超である。ここで、この定量は、不飽和ポリオレフィン（Ａ）及び極性コポリマー（Ｂ）の両方について、炭素原子１０００に対するビニル、ビニリデン、及びトランス‐ビニリデン基の含有量に基づくものである。

ここで、ビニル基の含有量は、炭素原子１０００に対するビニル基が０．０５乃至０．４５であることが好ましく、より好ましくは０．１０乃至０．４０であり、特に好ましくは、炭素原子１０００に対して０．１５乃至０．３５である。

本発明のポリマーマトリックスは、説明した架橋性ポリマー混合物の架橋によって形成される。

これは、架橋剤によって行われることが好ましい。この架橋剤は、ラジカルを再生し、そのようにして架橋反応を開始させる。少なくとも１個の‐Ｏ‐Ｏ‐又は‐Ｎ＝Ｎ‐結合を有する化合物が特に好ましい架橋剤である。過酸化物の使用が特に好ましい。

例えば、ジ‐ｔｅｒｔ‐アミルペルオキシド；２，５‐ジ（ｔｅｒｔ‐ブチルペルオキシ）‐２，５‐ジメチル‐３‐ヘキサン；２，５‐ジ（ｔｅｒｔ‐ブチルペルオキシ）‐２，５‐ジメチルヘキサン、ｔｅｒｔ‐ブチルクミルペルオキシド；ジ（ｔｅｒｔ‐ブチル）ペルオキシド；ジクミルペルオキシド；ジ（ｔｅｒｔ‐ブチルペルオキシド‐イソ‐プロピル）ベンゼン、ブチル‐４，４‐ビス（ｔｅｒｔ‐ブチルペルオキシ）バレレート；１，１‐ビス（ｔｅｒｔ‐ブチルペルオキシ）‐３，３，５‐トリメチルシクロヘキサン；ｔｅｒｔ‐ブチルペルオキシベンゾエート、ジエンベンゾイルペルオキシドが、過酸化物として適切である。

抗菌活性物質は、架橋反応の前に混合して、ポリマーマトリックスと共に複合材料を形成することが好ましい。

ここで、本発明に従う物質は、０．１乃至５０容量％で、プラスチック材料、特に上述のポリマーマトリクスに組み込まれることが好ましい。特に有利な態様では、３乃至１５容量％である。

架橋反応は、従来の条件、すなわち、例えば、少なくとも１６０℃の温度で実施される。

架橋されたポリマーマトリックスは、ＩＥＣ６０８１１‐２‐１の方法に従って測定された、いわゆる熱間硬化伸度（ｈｏｔ‐ｓｅｔｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）である破断伸度が１７５％未満であることが好ましく、より好ましくは１００％未満の値であり、特に好ましくは９０％未満である。破断伸度の値は、架橋度と相関する。破断伸度の値が低い程ポリマー混合物の架橋度は高い。

架橋度、及び、従って、ポリマー混合物の剛性は、既述のように、二重結合の含有量、及びラジカル開始剤の量によって制御することができる。

多くの用途において、架橋度の高いポリエチレンが好ましい。

本発明に従う複合材料は、射出成形によって容易に処理することができる。押出機で混合される粒状物が、射出成形された複合材料の作製に好ましく用いられ、これは、同時に架橋反応に付される。銀ナノ粉末を用いて作製されるポリマーマトリックス複合材料の作製とは対照的に、本発明に従う物質を用いる場合、凝集粒子又はクラスターの形成を回避するために、活性物質のための担体を用いないことが可能である。

個々に調節される架橋度、及び、従って、例えば、以下でさらに説明するように、種々の用途の可能性に加えて、複合材料中に使用されたポリマーマトリックスは、機械的及び熱的安定性も良好である。

プラスチック材料及び／又はポリマーマトリックスへの添加剤として、酸化モリブデン、予備酸化されたモリブデン、酸化タングステン、予備酸化されたタングステン、Ｍｏ‐Ｃｕ、Ｗ‐Ｃｕ、Ｍｏ‐Ａｇ、及びＷ‐Ａｇは、プラスチック材料及び／又はポリマーマトリックス複合材料に対して非常に優れた抗菌効果を付与する。Ｍｏ‐Ｃｕ、Ｗ‐Ｃｕ、Ｍｏ‐Ａｇ、及びＷ‐Ａｇで最も優れた結果を得ることができた。ここでも、やはり、化学的により貴である金属が、貴でない金属の酸化を促進し、従って、その結果、水素イオンが発生するという仮定から進めなければならない。Ｍｏ‐Ｃｕ、Ｗ‐Ｃｕ、Ｍｏ‐Ａｇ、又はＷ‐Ａｇの複合粉末を添加剤として用いる場合、モリブデン及び／又はタングステンの相、並びに銅及び／又は銀の相が、非常に微小な形態で存在することがやはり重要である。例えば、コーティングプロセスによって作製された複合粉末を用いることができる。複合粉末の粒子サイズは、＜５μｍが好ましい。

本発明に従う物質は、１若しくは複数種類のセラミックス材料と組み合わせて存在してもよい。作製は、例えば、ホットプレス法によって行なわれる。アルミナ、酸化チタン、酸化ケイ素、炭化ケイ素、及び酸化ジルコニウムが、セラミックス相として特に適している。セラミックスのための従来の作製方法及び条件を使用することができるように、本発明に従う添加剤は、例えば、ＭｏＯ₃及びＷＯ₃等、最も高い酸化状態で存在するものが適切である。これに加えて、金属Ｍｏ及びＷもさらに存在してよい。

従って、以下に示す材料の組み合わせが、適切なセラミックス複合材料である：Ａｌ₂Ｏ₃‐ＭｏＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃‐ＷＯ₃、ＺｒＯ₂‐ＭｏＯ₃、ＺｒＯ₂‐ＷＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃‐Ｗ‐ＷＯ₃、ＺｒＯ₂‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃、ＺｒＯ₂‐Ｗ‐ＷＯ₃、ＴｉＯ₂‐ＭｏＯ₃、ＴｉＯ₂‐ＷＯ₃、ＴｉＯ₂‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃、ＴｉＯ₂‐Ｗ‐ＷＯ₃、ＳｉＯ₂‐ＭｏＯ₃、ＳｉＯ₂‐ＷＯ₃、ＳｉＯ₂‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃、及びＳｉＯ₂‐Ｗ‐ＷＯ₃。ここで、ＭｏＯ₃又はＷＯ₃の有利な割合としては、０．００１乃至５０モルパーセントである。ＭｏＯ₃又はＷＯ₃に対するＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、又はＳｉＯ₂の有利なモル比は、１乃至１００である。

その高い抗菌効果のために、本発明に従う物質に対して複数の有利な用途が得られる。これには、インプラント及びその他の医療技術用の器具が挙げられる。しかし、インプラントに関しては、本発明に従う物質は、カテーテル、ステント、骨インプラント、歯インプラント、人工血管、及び内部人工器官に特に有利に用いることができる。

カテーテルの分野での有利な用途としては、ポートカテーテル及び膀胱カテーテルが挙げられる。ポートカテーテルは、通常、シリコーン膜を有する小室（ｃｈａｍｂｅｒ）及び接続されたチューブを含む。現在までのところ、小室は、通常、プラスチック材料、プラスチック外装チタン、又はセラミックスから成る。ここで、カテーテル、又はカテーテルの小室を、本発明に従う物質、又はその物質を含有する材料から作製することができる。しかし、本発明に従う層を有するカテーテル、又はカテーテルの一部を提供することも可能である。小室がＭｏ‐Ａｇから成る場合に、非常に良好な結果を得ることができ、Ａｇの含有量は、１乃至４０重量％である。先行技術によると、この小室は、やはりプラスチック材料で外装されている。さらに、プラスチック材料及び／又はシリコーン膜がこの物質を含有することも有利である。

細菌汚染による問題は、ルアーロック接続部（Ｌｕｅｒｌｏｃｋｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、三方コック、及びコックベンチ（ｃｏｃｋｂｅｎｃｈ）でも発生する可能性があり、従って、これらは、本発明に従う物質の好ましい用途を表している。

冠動脈ステントにおいては、ニチノールを例とする形状記憶合金製のステント上へのコーティングプロセスによって本発明に従う物質を適用することが有利である。本発明に従う物質は、尿管ステントにも有利に用いることができる。尿管ステントは、通常、ポリウレタン又はシリコーンから作製される。ここで、本発明に従う物質は、このポリマー材料に添加してもよく、又は、ここでも、その表面上へ層として適用してもよい。

骨インプラントは、組織液と接触する。ここでも、本発明に従う物質は、その効果を発揮することができる。ここで、本発明に従う物質を層として適用することが有利である。骨インプラントの例としては、股関節である。顆部の領域は層を平滑にすることが有利であり、一方、インプラントのシャフト部は、多孔性コーティングを備えることができる。本発明に従う物質は、既述のように、ポリマー材料に容易に組み込むことができることから、人工血管又はヘルニア腹膜（ｈｅｒｎｉａｏｍｅｎｔｕｍ）において抗菌効果を得るのにも適している。医療技術的（ｍｅｄｉｃｏ‐ｔｅｃｈｎｉｃａｌ）用途としては、外科手術症例（ｓｕｒｇｉｃａｌｃａｓｅ）としての使用も挙げられる。

さらに、本発明に従う物質は、医療に用いられるいかなる種類の容器にも使用することができる。微生物による汚染のリスクが高いことから、鼻スプレー瓶に本発明に従う物質を用いることが有利である。

純粋な医学的及び獣医学的な利用の可能性とは別に、衛生分野での複数の応用が考えられる。この物質は、吸収体衛生品（ａｂｓｏｒｂｅｎｔｓａｎｉｔａｒｙａｒｔｉｃｌｅ）又は傷被覆品用の添加剤として適している。衛生品及び傷被覆品は、ポリマーの繊維又は格子を有する。ここで、本発明に従う物質を、繊維及び／若しくは格子の表面へ有利に付着させることができ、又は、繊維及び／若しくは格子がこの物質を含有してもよい。

さらに、現在では市販されている「液状傷被覆絆創膏（ｌｉｑｕｉｄｗｏｕｎｄｃｏａｔｉｎｇｐｌａｓｔｅｒ）」とも称される傷被覆用スプレー（ｗｏｕｎｄｃｏａｔｉｎｇｓｐｒａｙ）が、短期間の抗菌効果しか有していない場合が多いことから、その抗菌効果を強化するために、又は長期間にわたってそれを維持するために、本発明に従う物質をその添加剤として用いることができることが明らかとなった。ここで、本発明に従う物質が、モリブデンを含有するか、又はモリブデンから成る場合、その使用が好ましい。モリブデン並びに／又はその化合物及び合金が、０．０５乃至１．０容量％の濃度で傷被覆用スプレーに用いられることがより好ましく、０．１乃至０．５容量％が特に好ましい。

本発明に従う物質は、ワニス、コーティング剤、及び接着剤の添加剤としても適している。ここで、ワニス、コーティング剤、又は接着剤に、０．０１乃至７０容量％のこの物質が含有される場合に、その有益性が示される。特に好ましい範囲は、０．１乃至４０容量％である。ＭｏＯ₃及び／又はＷＯ₃は、費用感度の高い製品の添加剤として特に適している。ここで、フィッシャー法による好ましい粒子サイズは、０．５乃至１０μｍである。ここで、例えば銀等の貴金属を添加しないことが可能である。しかし、特に高い効果が要求される場合は、Ｗ‐Ａｇ、Ｗ‐Ｃｕ、Ｍｏ‐Ａｇ、Ｍｏ‐Ｃｕ、Ｍｏ‐Ｓｎ、及びＷ‐Ｓｎに基づく添加剤が好適となる。フィッシャー法による好ましいサイズがやはり０．５乃至１０μｍである粒子を、従来の分散技術によって、二成分ポリウレタンワニス等の液体ワニス系へ組み込むことができる。

医療及び衛生の分野での用途とは別に、本発明に従う物質は、個人の衛生製品の添加剤として使用することもできる。ここで有利な製品としては、軟膏、石鹸、デンタルクレンザー組成物（ｄｅｎｔａｌｃｌｅａｎｓｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）、練り歯磨き、入れ歯用接着剤、歯ブラシ、歯間クレンジング剤（ｉｎｔｅｒｔｏｏｔｈｃｌｅａｎｓｉｎｇａｇｅｎｔ）、及び歯クレンジング用チューインガム（ｔｏｏｔｈｃｌｅａｎｓｉｎｇｃｈｅｗｉｎｇｇｕｍ）が言及される。

さらに、本発明に従う物質は、フィルターの添加剤としても有利に用いることができる。ここで、タングステン又はモリブデンに加えて、例えば銀、銅、又はスズ等のより貴である相をさらに含む金属複合材料が、その有益性を特別な度合いで示した。ここで、フィルターは、ここでも、この物質を含有するか、又はこの物質でコーティングされたポリマー繊維から構成することができる。

現在、抗菌活性物質は、衣類及び靴のインソールといった製品にすでに使用されている。このような用途の分野でも、ナノシルバーと比較した低コストを有利に利用することができる。ここで、ポリマー繊維がこの物質を含んでもよく、又はこの物質がポリマー繊維上に堆積された形で存在してもよい。

本発明に従う物質は、ワニス、コーティング剤、及び／又はプラスチック材料と容易に混合することができることから、これらから作製される製品は、装身具（ｆｕｒｎｉｓｈｉｎｇ）、特に衛生ルーム（ｈｙｇｉｅｎｅｒｏｏｍ）の備品に適している。

このような用途の分野とは別に、特に生物体との接触が頻繁である製品に対して、本発明に従う物質にとっての多くのさらなる用途の分野が考えられる。これらには、例えば、スイッチ、取り付け器具、クレジットカード、キーボード、携帯電話外装、コイン、紙幣、ドアハンドル、及び公共交通機関の内装備品が挙げられる。さらに有利な使用は、空調システムの部品である。本発明に従う物質は、例えば、自動車を例とする交通手段の空調装置に適している。従来はアルミニウム合金から成る放熱フィンを、有利に、本発明に従う物質でコーティングすることができる。建物の空調システムのシャフトも、シャフトの材料にこの活性物質を添加するか、又はシャフト材料をこれでコーティングすることによって、抗菌仕様に設計することができる。加湿器も、対応する抗菌特性を備えることができる。

さらに、本発明に従う物質を、ケーブル、特にポリウレタンを含有するケーブルに用いることが好ましい。

これは、考えられる有利な用途を例示するように列挙しただけのものである。さらに、本発明に従う物質は、ナノシルバーが既に用いられている、又は人々がそれについて既に考慮し始めているすべての事例に用いることができる。ここで、用途の分野に応じて、抗菌効果、血栓形成性、及び細胞毒性に関して満たすべき要求が異なるということを考慮する必要がある。

本発明は、以下の項目によってさらに特徴付けられる：

１．モリブデン及び／又はタングステンを含有する抗菌活性物質、並びに１若しくは２種類以上の材料から作製される複合材料であって、少なくとも１種類の材料が、架橋性ポリマー混合物から形成されるポリマーマトリックスを含み、この架橋性ポリマー混合物が、炭素原子１０００に対する炭素‐炭素二重結合の総量が０．３７超である不飽和ポリオレフィン（Ａ）を含有することを特徴とする、複合材料。

２．前記の架橋性ポリマー混合物がさらにコポリマー（Ｂ）を含有することを特徴とする、項目１に記載の複合材料。

３．前記の複合材料における前記の物質の質量含有率が、０．１乃至５０容量％であることを特徴とする、項目１又は２に記載の複合材料。

４．前記の物質の表面が、少なくとも部分的に酸化されていることを特徴とする、項目１乃至３のいずれか１項に記載の複合材料。

５．前記の物質が、酸化モリブデン又は酸化タングステンであることを特徴とする、項目１乃至４のいずれか１項に記載の複合材料。

６．前記の物質が、モリブデン、モリブデン合金、及び／又はモリブデン化合物であり、その表面に酸化モリブデンの層を有することを特徴とする、項目１乃至４のいずれか１項に記載の複合材料。

７．前記の物質が、タングステン、タングステン合金、及び／又はタングステン化合物であり、その表面に酸化タングステンの層を有することを特徴とする、項目１乃至４のいずれか１項に記載の複合材料。

８．前記のモリブデン化合物が、０．１乃至１重量％のＬａ₂Ｏ₃を含むＭｏ、０．５重量％のＴｉ、０．０８重量％のＺｒ、０．０１乃至０．０４重量％のＣを含むＭｏ、５乃至５０重量％のＲｅを含むＭｏ、又は１．２重量％のＨｆ、０．０２乃至０．１５重量％のＣを含むＭｏであることを特徴とする、項目６に記載の複合材料。

９．前記のモリブデン化合物が、炭化モリブデン、窒化モリブデン、ケイ化モリブデン、及び／又は硫化モリブデンであることを特徴とする、項目６に記載の複合材料。

１０．前記のタングステン合金が、０．１乃至１重量％のＬａ₂Ｏ₃を含むＷ、又は１乃至２６重量％のＲｅを含むＷであることを特徴とする、項目７に記載の複合材料。

１１．前記のタングステン化合物が、炭化タングステン、窒化タングステン、ケイ化タングステン、及び／又は硫化タングステンであることを特徴とする、項目７に記載の複合材料。

１２．前記の架橋性ポリオレフィン混合物の不飽和ポリオレフィン（Ａ）が、オレフィンモノマーと少なくとも１種類の多価不飽和モノマーとの重合によって作製されることを特徴とする、項目１乃至１１のいずれか１項に記載の複合材料。

１３．前記のオレフィンモノマーがエチレンであることを特徴とする、項目１２に記載の複合材料。

１４．前記の多価不飽和モノマーがジエンであることを特徴とする、項目１２に記載の複合材料。

１５．前記の多価不飽和成分が、
ａ）へテロ原子を含まず、少なくとも８個の炭素原子を含み、非共役二重結合の間に少なくとも４個の炭素原子を含み、これらの二重結合の少なくとも１個が末端部に存在する炭素鎖、又は、
ｂ）以下の式Ｉ：
[式中、Ｒ１及びＲ２は、異なっていても同類でもよい、１乃至４個の炭素原子から成るアルキル基、及び、やはり１乃至４個の炭素原子を有するアルコキシ基であり、ｎ＝１‐２００である]
で表されるα，ω‐ジビニルシロキサン、又は、
ｃ）以下の式ＩＩ：
[式中、Ｒは、‐（ＣＨ₂）_m‐Ｏ‐、又は‐（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_n‐、又は‐ＣＨ₂‐Ｃ₆Ｈ₁₀‐ＣＨ₂‐Ｏ‐であり、ｍは２乃至１０であり、ｎは１乃至５である]
で表されるα，ω‐ジビニルエーテル、又は、
ｄ）ａ）、ｂ）、及び／若しくはｃ）の混合物、
のいずれかから成ること特徴とする、項目１４に記載の複合材料。

１６．前記のコポリマー（Ｂ）が極性であることを特徴とする、項目１乃至１５のいずれか１項に記載の複合材料。

１７．前記の極性コポリマーが、１種類のオレフィンと少なくとも１種類の極性コポリマーとの重合によって作製されることを特徴とする、項目１６に記載の複合材料。

１８．微生物の増殖を回避すべき物品における、項目１乃至１７のいずれか１項に記載の複合材料の使用。

１９．前記の物品が医療用製品であることを特徴とする、項目１８に記載の使用。

２０．前記の製品が、シリコーン膜を有する小室及び接続されたチューブを含み、この小室及び／又はチューブが、項目１乃至１７のいずれか１項に記載の複合材料から成ることを特徴とする、項目１９に記載の使用。

２１．前記の製品が、ルアーロック接続部、三方コック、及び／又はコックベンチであることを特徴とする、項目２０に記載の使用。

本発明を、例を用いることで、以下でより詳細に説明する。

表１は、サンプルの作製に関する事項を含む。

表２は、スタフィロコッカスアウレウスに対する効果を示し、表３は、大腸菌に対する効果を、表４は、シュードモナスエルジノーサに対する効果を示す。

試験を行った物質を表１に示す。表１は、出発物質の構成、及びサンプルの作製に関する概略も含む。プレス工程は、本発明に従うＷ０２、Ｗ０３、Ｗ０４、Ｗ０５、Ｍｏ０２、Ｍｏ０３、Ｍｏ０４、及びＭｏ０５のサンプルに対して、およそ２５０ＭＰａのプレス圧にてダイプレスで行った。焼結工程は、これらのサンプルに対して、８５０℃の温度で６０分間、純水素雰囲気下にて、タングステン管状炉内で行った。非合金タングステン（サンプルＷ０９）、及び非合金モリブデン（サンプルＭｏ０９）は、２２０ＭＰａで等方圧プレスを行い、２２５０℃の温度で４時間、及び／又は２１００℃の温度で４時間焼結し、続いて、ロール曲げ工程を施し、変形の度合いはおよそ７０％であった。

通常は光沢部（ｐｏｌｉｓｈｅｄｓｅｃｔｉｏｎ）の作製に用いられるＢｕｈｌｅｒ社のアクリル樹脂であるＴｒａｎｓＯｐｔｉｃを、ポリマーマトリックス複合材料の作製のためのポリマーマトリックスとして使用した。大気プラズマ溶射を用いてモリブデン層を堆積させた（サンプルＳＬ５０、ＳＬ５１、ＳＬ５２）。ここで、層の厚さは、およそ１００μｍであり、層の密度は、理論密度の８５％であった。このコーティング工程を空気に曝露した状態で行ったことから、層内の酸素含有量は、およそ１．５重量％であった。ここで、酸素は、主にＭｏＯ₃の形で存在していた。モリブデン層は、チタン合金（ＳＬ５０）、ニオブ（ＳＬ５１）、及び金属間化合物（ＳＬ５２）の上に堆積させた。

比較サンプルとして、非合金銅（Ｃｕ０１）、非合金銀（ＳＬ１４）、プラスチックマトリックス中に埋め込まれた２０重量％の銅粉末（ＳＬ２０）、プラスチックマトリックス中に埋め込まれた５０重量％の銅粉末（ＳＬ２０）、プラスチックマトリックス中に埋め込まれた２０重量％の銀（ＳＬ２１）、及びプラスチックマトリックス中に埋め込まれた５０重量％の銀（ＳＬ２７）を用いた。さらに、比較のために、ニオブ、タンタル、及びチタンを主体とする数多くのさらなる材料の抗菌効果を測定した。

既述のロールアウト培養法を用いて抗菌効果を調べた。試験は、シュードモナスエルジノーサ、大腸菌、及びスタフィロコッカスアウレウスについて別々に実施した。この目的のために、活性物質のサンプルを細菌懸濁液に添加した。表面で細菌の増殖が発生した。３、６、９、及び１２時間後、このサンプルを、いわゆる寒天プレート上を横切るように転がし、滅菌生理食塩水へ添加した。このローリング工程の後、寒天プレートの写真を撮影し、細菌の減少及び／又は死滅の効果について評価を行った。スタフィロコッカスアウレウスについての写真及び効果の評価を表２に、大腸菌については表３に、シュードモナスエルジノーサについては表４に示す。

ここで、タングステン又はモリブデンを主体とするすべての物質で、圧縮された形態の純銀と少なくとも同等か、又は部分的に明らかにそれよりも優れた抗菌効果であることが分かる。モリブデンに加えて銀若しくは銅を含むサンプル、又はタングステンに加えて銀若しくは銅を含むサンプルが特に効果的であることが示された。

酸化モリブデン又は酸化タングステンを含むポリマーマトリックス複合材料についても、良好な抗菌効果を有するものとして評価しなければならない。好ましくはフィッシャー法による粒子サイズが５μｍ未満である微粒子粉末の使用が有利である。

銅と混合したサンプルは例外として、タンタル又はニオブを主体とするサンプルは、全く効果を有さない。Ｔａ‐Ｃｕ及びＮｂ‐Ｃｕにおける良好な結果に結びついているのは、細胞毒性と付随するものではあるが、銅の持つ高い抗菌効果である。

チタンを主体とする比較サンプルの効果も、不良なものとして評価しなければならない。

ポリマーマトリックス材料による試験では、添加されたモリブデン及び／又はタングステン粉末の量並びに粒子サイズによって効果を制御することが可能であることが示された。モリブデン及び／又はタングステン粉末が微小である程、その効果は高い（ＳＬ３３、ＳＬ３４）。ここで、酸化モリブデン粉末は、モリブデン金属粉末（ＳＬ２２、ＳＬ３３）よりも高い抗菌効果を有する。

ここに挙げたサンプル以外に、酸化ニオブ、炭化ケイ素、及び酸化マンガンが、ｐＨ値の低下に帰する抗菌効果を有していた。

さらに、細胞毒性に関する第一の試験も行った。銅含有材料はすべて細胞毒性を有することが明らかとなった。血栓形成性に関する第一の試験も行った。銀含有タングステン合金は、銀含有モリブデン合金と比較して、高い血栓形成性を有している。しかし、表面の性質も結果に影響を及ぼすということは、限定的に言及しておく必要がある。

作用のメカニズムを解明するために、水溶性のモリブデン塩及びタングステン塩による試験も実施した。この目的のために、モリブデン酸ナトリウム（Ｎａ₂ＭｏＯ₄）及びモリブデン酸タングステン（Ｎａ₂ＷＯ₄）をプラスチックマトリックス中に埋め込み、上述の試験を施して抗菌効果を測定した。

ここで、生理食塩水のｐＨ値が低下することはなかった。サンプルは、抗菌効果を有していなかった。そこで、２４時間の時効硬化（ａｇｅ‐ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）の後に、食塩水中に溶解している要素の含有量を測定した。予想されたように、この値は水溶性化合物に対して非常に高かった。例えばモリブデン酸ナトリウムの場合、食塩水中のモリブデン含有量は、５０ｍｇ／ｌ・ｃｍ²と測定された。比較のために、抗菌活性物質の場合は、この値は、０．１（サンプルＳＬ１８）、０．４（サンプルＳＬ２２）、及び０．４ｍｇ／ｌ・ｃｍ²（サンプルＳＬ２４）である。従って、抗菌効果は、生理食塩水中のモリブデン又はタングステンの含有量とは相関しない。

類似の結果が、タングステン酸ナトリウムに対しても得られた。ここで、生理食塩水中のタングステンの含有量は、３２４ｍｇ／ｌ・ｃｍ²であった。例として、サンプルＳＬ１７に対する値は０．１、サンプルＳＬ１９に対する値は０．３、及びサンプルＳＬ３５に対する値は０．９ｍｇ／ｌ・ｃｍ²と測定された。

２４時間の時効硬化後の生理食塩水中の銀含有量を、Ｗ０２及びＷ０３を例とする銀含有材料について測定した。ここで、Ｗ０２に対する値は２８．６、Ｗ０３に対する値は６８．２ｍｇ／ｌ・ｃｍ²であった。

文献から公知のように、銀は、Ａｇ⁺イオンの形成を通して抗菌的に作用する。Ａｇ⁺濃度の上昇と共に効果が高まる。しかし、モリブデン及びタングステンについて、生理食塩水中のモリブデン及び／又はタングステンの含有量に対するその抗菌効果のいかなる依存性も確認することができなかった。結果として、モリブデン及びタングステンそのものは活性ではないという事実から進める必要がある。従って、生理食塩水のｐＨ値を試験後に測定した。タンタル、タンタル‐５Ａｇ、タンタル‐２０Ａｇ、ニオブ、ニオブ‐５Ａｇ、ニオブ‐２０Ａｇ等の抗菌効果を持たない材料の場合は、およそ中性であった。純銀も、まったくｐＨ値の低下を誘発しない。

しかし、本発明に従うサンプルはすべて、ｐＨ値を低下させることが確認できた。Ｗ０９のｐＨ値は４．８、Ｗ０２は３．３、Ｗ０３は３．１、銀を２０重量％含む炭化タングステンのサンプルは５．３、Ｍｏ０９は４．０、Ｍｏ０２は３．９、Ｍｏ０３は３．８であった。ｐＨ値の低下は、オキソニウムイオン（Ｈ₃Ｏ⁺）の形成に起因する。これは、Ｈ₂ＭｏＯ₄及び／又はＨ₂ＷＯ₄と水との反応から形成され、ＭｏＯ₄ ^-、ＭｏＯ₄ ^2-、又はＷＯ₄ ^-若しくはＷＯ₄ ^2-を発生する。

Ｈ₂ＭｏＯ₄及び／又はＨ₂ＷＯ₄は、ＭｏＯ₃及び／又はＷＯ₃とＨ₂Ｏ及び／又は溶存酸素との反応から再度形成される。

Claims

層として、又は層の成分として、無機物質を含むことを特徴とする複合材料であって、当該物質が、１又は複数の材料と組み合わせて存在し、そして当該物質がＭｏＯ₂、ＭｏＯ₃、炭化モリブデン、窒化モリブデン、ケイ化モリブデン、硫化モリブデン、モリブデン・ヘキサカルボニル、又はモリブデン・アセチル・アセトネートからなり、当該物質の質量含有率が３〜５０％であり、そして当該物質が、水性媒体と接触した場合に水素カチオンの形成を引き起こし、抗菌効果を達成する、前記複合材料。
水素カチオンの形成のために前記水性媒体のｐＨ値が＜６．０であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質の水性媒体中での溶解度が、０．１モル／リットル未満であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質よりも化学的に貴であるさらなる相が存在することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記相が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、及び／又はこれらの金属の合金であることを特徴とする、請求項４に記載の複合材料。
前記物質が、多孔性の形態で存在することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記層が、電子ビーム蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気泳動、スラリー法、ゾルゲル法、又はプラズマスプレーによって蒸着されることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記層が、細孔サイズが５０〜９００μｍであるスポンジ状の多孔性構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質が、前記層内でアイランド状の、実質的に連結していない凝集粒子の形態で存在することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質の凝集粒子が、スラリーを適用することにより、又は蒸気相からの蒸着、及び任意のそれに続くアニーリングにより形成されることを特徴とする、請求項９に記載の複合材料。
前記複合材料が、ポリマーマトリックスを有することを特徴とする請求項１に記載の複合材料。
前記ポリマーマトリックスが、高度に架橋したポリエチレンであることを特徴とする請求項１１に記載の複合材料。
前記複合材料が、Ａｌ₂Ｏ₃‐ＭｏＯ₃、ＺｒＯ₂‐ＭｏＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃、ＺｒＯ₂‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃、ＴｉＯ₂‐ＭｏＯ₃、ＴｉＯ₂‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃、ＳｉＯ₂‐ＭｏＯ₃、又はＳｉＯ₂‐Ｍｏ‐ＭｏＯ₃であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
ＭｏＯ₃の割合が、０．００１〜５０ｍｏｌ％であり、そしてＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、又はＳｉＯ₂：ＭｏＯ₃のモル比が、１：１００である、請求項１３に記載の複合材料。
前記物質が、インプラント用の層又は層の構成要素として使用される、請求項１に記載の複合材料。
前記インプラントが、カテーテル、ステント、骨インプラント、歯インプラント、人工血管、又は内部人工器官であることを特徴とする、請求項１５に記載の複合材料。
前記インプラントが、ニチノール製の冠動脈ステントであり、これが前記物質でコーティングされていることを特徴とする、請求項１６に記載の複合材料。
前記物質が、吸収体衛生品又は傷被覆品用の層又は層の構成要素として用いられ、ここで、これらの物品が、ポリマー繊維又はポリマー格子を含み、その表面に当該物質が沈着されるか、又はそれが前記物質を含有することを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質が、フィルター用の層又は層の構成要素として用いられる、請求項１に記載の複合材料。
表面上に前記物質が沈着されるか又は前記物質を含有するポリマー繊維を有する衣料品の層又は層の構成要素として使用されることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質が、装身具用の層又は層の構成要素として使用されることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
製品の層又は層の構成要素として使用されることを特徴とし、当該製品が、スイッチ、フィッティング、クレジットカード、キーボード、携帯電話外装、コイン、紙幣、ドアハンドル、又は公共交通機関の内装の一部であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質が、鼻スプレー用の容器の層又は層の要素として使用されることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。
前記物質が、ポリウレタンを含有するケーブルの添加剤として使用されることを特徴とする、請求項１に記載の複合材料。