JP6010224B2 - 物理的抗微生物処理の方法 - Google Patents

Description

本発明は物理的抗微生物方法に関し、特に正の電荷を持つ抗微生物ナノフィルム、及びナノフィルムを人体やほかの物に用いる物理的抗微生物方法に関する。

物理的抗微生物方法は病原微生物の感染や伝播の予防に用いられる伝統的な方法である。一般的な物理的抗微生物方法には高温、高圧及び紫外線による殺菌などの方法がある。しかしながら、これらの伝統的な物理的抗微生物方法を直接人体に用いると有害であるため、基本的に物や空間の消毒に用いられ、人体に使用されていない。一般的には、人体に対する抗微生物方法は各種の抗微生物薬物によるしかない。

現在、人体に応用されている抗微生物の方法はいずれも化学的や生物学的な方法であり、そのうち抗微生物薬物は細菌の細胞壁の合成の阻害、細胞膜機能への影響、タンパク質合成の抑制、核酸及び葉酸代謝への影響などの機序により抗微生物を行い、これらの機序は、抗微生物薬物が病原微生物と結合すること、ひいては病原微生物に入ることで抗微生物機能を達成する必要がある。抗微生物薬物の臨床応用、特に抗微生物薬物の濫用に起因して、多量の耐薬菌株が発生し、臨床医学の発展を阻害する重大な難題となる。

伝統的な抗微生物の方法の他、現在、新たな抗微生物の方法、例えば、ナノ銀による抗微生物の方法などが幾つかある。ナノ銀の被覆材においてはAg⁺が細胞膜を透過することで病原微生物を滅殺する。このような機序は化学的抗微生物の原理に類似し、正常ヒト細胞にも傷害を与え、局所的に使用される時には一定の薬剤耐性が発生する可能性もある。

古典微生物学は浮遊(planktonic)細菌について検討されていたが、細菌と感染についての研究が進むにしたがって、自然界、ある工業生産環境又は人体及び動物の体内外で、細菌の多くは浮遊して成長するのではなく、生命の持つ物又は生命の持たない物の表面に付着して、バイオフィルム(biofilm，BF)として成長していることが見出された。バイオフィルムは、細胞外マトリックスで細菌を囲んで包むことにより、ハニカムのような特別な構造に形成され、非常に複雑なエコシステムを有し、その中で細菌が互いに情報を交換することができる(例えば、非特許文献１〜３を参照)。

バイオフィルムが形成されると、細菌は洗浄に耐え、ファージの作用や抗微生物薬物に抵抗することができる(例えば、非特許文献４及び５を参照)。

人々は、フラノン、フラシリン、銀含有製剤などを含む(例えば、非特許文献６〜９を参照)バイオフィルムの形成を予防、変更することを目的とする新たな方法を検討した。しかしながら、これらの方法にも欠陥がある。

したがって、薬剤耐性を回避可能な新規抗微生物の方法及び関連する製剤を提供することが望まれている。

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本発明の目的の一つは物理的抗微生物方法を提供し、物理的方法を用いて従来の抗菌薬による耐薬菌という難題を解決し、古典的抗菌方法では細菌バイオフィルムに対して予防や治療の作用がないという問題を解決することにある。本発明にかかる抗微生物機序は電荷の静電力による物理的作用により大腸菌の細胞膜を破壊し、病原体を失活させることである。機序図は図２、３に示す。

本発明の目的の一つは人体、動物又は物の表面にナノ抗微生物フィルムを提供することにあり、フィルムの構造図は図１に示す。

本発明の目的のもう一つは下記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を提供することにある。
(R¹R²R³N⁺X^-)-R⁵-(R¹R²R³N⁺X^-) (I)
ただし、R¹は独立してC_8-18アルキル基、C_8-18アルケニル基又はC_8-18アルキニル基であり、好ましくはC_8-18直鎖アルキル基であり；R²とR³は独立してメチル基又はエチル基であり；R⁵はC_3-10アルキレン基であり、β-位又はより遠い位でトリス(C_1-3アルコキシ)シロキシ基又はトリス(C_1-3アルコキシ)シリル-C_1-6アルコキシ基で置換され；X^-は独立して薬用可能な対アニオンであり、好ましくはCl^-又はBr^-である。

本発明の別の目的は物理的抗微生物方法であって、抗微生物が必要な物の表面に上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を適用することを含む物理的抗微生物方法を提供することにある。

物理的抗微生物方法によれば、化学や生物学的抗微生物方法に存在する薬剤耐性という問題を回避することができる。

本発明のまた別の目的は抗微生物組成物であって、上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と少なくとも1種の賦形剤とを含む抗微生物組成物を提供することにある。本発明にかかる抗微生物組成物は適用後に抗微生物が必要な位置で第四級アンモニウムカチオン付きナノフィルムを形成し、このナノフィルムにより病原微生物を効果的に滅殺することができるとともに、細菌バイオフィルムの形成の防止及び/又は既に形成された細菌バイオフィルムの破壊を効果的に行うことができ、それにより古典的抗菌方法が一般的に浮遊細菌のみに対して有効であり細菌バイオフィルムには無効であるという限界を克服することができる。

図１は本発明の一つの実施形態による物理的抗微生物フィルムの模式図を示す。 図２におけるＡ、Ｂは処理なしの大腸菌の原子間力顕微鏡図である。 図３におけるＡ、Ｂは本発明の抗微生物組成物で処理された大腸菌の原子間力顕微鏡図である。

第１の側面において、本発明の抗微生物の方法と製品は、主として様々な人体の局所的感染と院内感染の予防と治療に用いられる。

一つの実施形態において、臨床実験により、本発明の抗微生物組成物は局所的感染の治療上で治療効果が典型的な抗微生物薬物に相当し、細菌感染、真菌感染、ウィルス感染及びそのほかの病原体感染を治療することができることが証明された。

一つの実施形態において、本発明の局所的感染の治療プロトコルは細菌(例えば黄色ブドウ球菌、大腸菌、緑膿菌、淋菌など)感染及びこれらの細菌感染に起因する臨床疾患(例えば膿痂疹、細菌性包皮亀頭炎など)；真菌(例えばカンジダアルビカンス、紅色白癬菌、有毛表皮糸状菌など)感染及びこれらの真菌感染に起因する臨床疾患(例えばカンジダアルビカンス性膣症、足白癬など)；ウィルス(ヒト乳頭腫ウィルス、水痘帯状疱疹ウィルス、ヒト免疫不全ウィルスなど)感染及びこれらのウィルス感染に起因する臨床疾患(例えば尖圭コンジローマ、帯状疱疹、エイズなど)、並びにその他の病原体(例えば梅毒トレポネーマ、マイコプラズマ、クラミジアなど)感染及びこれらの病原体感染に起因する臨床疾患(例えばマイコプラズマ性尿道炎、クラミジア性尿道炎、梅毒など)の治療を含む。本発明の実施例により、本発明の抗微生物組成物は膿痂疹、カンジダアルビカンス性膣症、帯状疱疹の治療や、尖圭コンジローマの治療及びその再発の予防に対する効果が顕著であることが証明された。

一つの実施形態において、本発明にかかる院内感染の予防と治療は細菌バイオフィルムの形成への阻害と手部衛生の強化により実現され、院内感染の発生率を低減し、入院日数を短縮し、入院費用を減少させることができる。一つの実施形態において、医療用カテーテル及びカニューレ関連感染、手術創感染、人工インプラント材料関連感染の減少及び手部衛生の強化により院内感染を減少させる。

一つの実施形態において、上記医療用カテーテル及びカニューレ関連感染の実例は尿道カテーテル、気管カニューレ、腹膜透析用カテーテル、静脈カニューレ、造瘻カテーテル、介入カテーテルに関連する感染を含むが、これらに限定されない。

一つの実施形態において、上記手術創は各種の外科手術創、例えば、口腔手術創、胃腸手術創、会陰創、肛門直腸手術創、美容手術創などであってよい。

一つの実施形態において、上記人工インプラント材料の実例は骨釘、人工関節と人工弁膜を含むが、これらに限定されない。

一つの実施形態において、上記手部衛生の改善方案は医療スタッフの両手に対して本発明の抗微生物組成物を適用して、その両手を少なくとも1時間、又は少なくとも2時間、又は少なくとも4時間、又は少なくとも8時間で無菌であるように保持し、医療スタッフの検査や操作により伝播される細菌を減少させ、院内感染の発生率を低下させる。

一つの実施形態において、本発明の方法と製品はさらに病原微生物感染に対する予防に用いられ、許容される傷口の感染時間を延長させることができる。創傷初期に本発明の抗微生物組成物を適用することで、医療搬送や後期の創面切除処理のために貴重な時間を節約することができ、それにより感染による後期の障害や死亡を減少させることができる。

一つの実施形態において、本発明の方法と製品は各種の急性傷口や慢性傷口の感染の予防と治療に用いられることができる。

一つの実施形態において、上記急性傷口の実例は切創、裂創、擦過創などの開放性創傷及び火傷を含むが、これらに限定されない。本発明の抗微生物組成物は人体において伝統的な被覆材にて処理しにくい部位又は処理できない部位に便利に使用されることができ、傷口の癒合を加速したり二次感染を予防したりすることができる。

一つの実施形態において、上記慢性傷口の実例は褥瘡、糖尿病足病変、下肢静脈潰瘍を含むが、これらに限定されない。各種の慢性傷口の治癒遷延化は創面に形成されたバイオフィルムに関わっている。本発明の抗微生物組成物により、細菌バイオフィルムの形成の防止と既に形成された細菌バイオフィルムの破壊を行い、傷口の癒合を加速することができる。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物組成物はさらに腫瘍細胞の定着を抑制する作用を有し、各タイプの腫瘍(例えば扁平上皮癌、脂肪肉腫、腺癌など)及び各種の腫瘍疾患(例えば口腔癌、膀胱癌、骨盤癌、頭頸部癌など)の予防と治療に用いられる。本発明の実施例により、動物モデルにおいて、本発明の抗微生物組成物から形成された物理的抗微生物フィルムは腫瘍細胞成長を抑制する作用を有することが証明された。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物組成物はさらに人体の人工開口部と自然開口部におけるドレーン排液と分泌物の臨床検出に用いられ、ただし、本発明の抗微生物組成物は微生物の偽陽性干渉を排除するために使用される。一つの好ましい実施形態において、本発明の抗微生物組成物を利用して前立腺液の検出方法を改善し、そのうち本発明の物理的抗微生物フィルムを利用して前立腺液内の白血球の由来を識別することにより、前立腺液検査の正確率を向上させる。

第２の側面において、本発明は下記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を提供する。
(R¹R²R³N⁺X^-)-R⁵-(R¹R²R³N⁺X^-) (I)
ただし、R¹は独立してC_8-18アルキル基、C_8-18アルケニル基又はC_8-18アルキニル基であり、好ましくはC_8-18直鎖アルキル基であり；R²とR³は独立してメチル基又はエチル基であり；R⁵はC_3-10アルキレン基であり、β-位又はより遠い位でトリス(C_1-3アルコキシ)シロキシ基又はトリス(C_1-3アルコキシ)シリル-C_1-6アルコキシ基で置換され；X^-は独立して薬用可能な対アニオンであり、好ましくはCl^-又はBr^-である。

本発明において使用される「β-位又はより遠い位」という術語は第四級アンモニウム基が結合する炭素原子(α位と呼ばれる)から一つ又は複数の炭素原子である位のことを指す。
一つの実施形態において、式(I)におけるR⁵は下記式の基である。
-(CH₂)_nCH(OR₆Si(OCH₂CH₃)₃)(CH₂)_n-
ただし、1≦n≦3である；R₆は単結合又はC_1-3アルキレン基である。

上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩は抗微生物が必要な物の表面、例えばヒト皮膚上で抗微生物フィルムを形成するために用いられる。細胞毒性実験、感作実験、皮膚・粘膜刺激実験により、上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩は毒作用も副作用もなく、安全的な抗微生物効果を有する。

第３の側面において、本発明は、抗微生物が必要な物の表面に下記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を適用することを含む抗微生物方法を提供する。
(R¹R²R³N⁺X^-)-R⁵-(R¹R²R³N⁺X^-) (I)
ただし、R¹は独立してC_8-18アルキル基、C_8-18アルケニル基又はC_8-18アルキニル基であり、好ましくはC_8-18直鎖アルキル基であり；R²とR³は独立してメチル基又はエチル基であり；R⁵はC_3-10アルキレン基であり、β-位又はより遠い位でトリス(C_1-3アルコキシ)シロキシ基又はトリス(C_1-3アルコキシ)シリル-C_1-6アルコキシ基で置換され；X^-は独立して薬用可能な対アニオンであり、好ましくはCl^-又はBr^-である。

一つの実施形態において、式(I)におけるR⁵は下記式の基である。
-(CH₂)_nCH(OR₆Si(OCH₂CH₃)₃)(CH₂)_n-
ただし、1≦n≦3であり；R₆は単結合又はC_1-3アルキレン基である。

上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩は抗微生物が必要な物の表面、特にヒト皮膚に適用されると、上記第四級アンモニウム塩基は上記表面で+40mv〜+80mvの電位を提供する。

pH6.0〜8.0の範囲において、例えばpH7.0程度の環境で、病原微生物のzeta電位は一般的に-50〜0mvの範囲で、病原微生物の多くはzeta電位が-40〜0mvの範囲であることが知られている。例えば、アクチノバシラスアクチノミセテムコミタンスとクレブシエラのzeta電位は-50〜-40mv程度で、ペニシリウムオクザリカムのzeta電位は-15〜-10mvで、アスペルギルステレウスのzeta電位は-20mvより小さく；白僵病菌のzeta電位は-30〜0mvであり；ペニシリウムクリソゲナム菌糸体のzeta電位は-20〜-10mvであり；アスペルギルスフミガーツス胞子のzeta電位は-20.2±1.6mvで、アデノウィルス、MS2、Norwalk、Qβ、HIVウィルスのzeta電位は-25〜0mvの範囲である。

さらにヒト体細胞の細胞膜の電位は-80〜-100mvであることが知られている。

本発明はナノの「下から上へ」というプロセスにより、上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩が重合して平均粒子径がナノオーダー(1nm〜1000nmの範囲内)であるポリ有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を形成する。上記ナノオーダーのポリ有機シリコンビス第四級アンモニウム塩は+40mv〜+80mvの電位を有し、正常ヒト細胞の損傷を起こさずに、病原微生物を標的に滅殺することができる。そして、上記ナノオーダーのポリ有機シリコンビス第四級アンモニウム塩は細胞膜を透過することなく、それが、病原微生物と結合すること、又は病原微生物内に入ることで抗微生物機能を達成することではなく、静電力を利用して殺菌を行うため、薬剤耐性が発生することがない。さらに、このような微生物滅殺方法において形成される抗微生物フィルムにより細菌バイオフィルムの形成を阻害することができ、バイオフィルムに関連する局所的感染と院内感染の予防と治療に革新的で有効な方法を提供する。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物方法は抗微生物が必要な物の表面に、上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を、第四級アンモニウムカチオン付き抗微生物フィルムを形成するように適用することを含む。上記抗微生物フィルムは上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩の重合体ペレットから構成される。好ましくは、上記第四級アンモニウムカチオン付き抗微生物フィルムを構成する重合体ペレットの平均粒子径は1nm〜1000nmの範囲である。

一つの実施形態において、上記第四級アンモニウムカチオン付き抗微生物フィルムの電位は+40〜+80mvの範囲である。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物の方法により、細菌、真菌、ウィルスを含む各種の負の電荷を持つ病原微生物、例えば黄色ブドウ球菌、緑膿菌、カンジダアルビカンス、大腸菌、SARSコロナウィルス、B型肝炎ウィルス、ヒト乳頭腫ウィルス、ヒト免疫不全ウィルス(HIV)、梅毒トレポネーマなどを滅殺することができる。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物の方法における微生物滅殺方式は、通常の抗微生物薬物において採用されている化学的又は生物的方式ではなく、静電力作用によって病原微生物の細胞膜を破壊させ又は形態を変化させることにより、病原微生物を死亡させる物理的方式である。

また一つの実施形態において、本発明の物理的抗微生物方法により耐薬菌株の発生を招くことがない。

また一つの実施形態において、上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩から形成されたナノオーダーの重合体はヒト細胞に吸収されることもなく、人体内部に入って代謝することもなく、細胞毒性実験、感作実験、皮膚刺激実験、マウス急性経口毒性実験、ウサギ急性皮膚刺激実験、ウサギ(慢性)皮膚反復刺激性実験、ウサギ眼刺激実験、細胞小核実験では安全である。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物の方法は人体の抗微生物の方法であり、そのうち上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を人体表面に適用する。

また一つの実施形態において、本発明の抗微生物の方法は物の抗微生物の方法であり、そのうち上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を医療器械のような抗微生物が必要な物体の表面に適用する。

第４の側面において、本発明は、本発明の式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と少なくとも１種の賦形剤を含む抗微生物組成物を提供する。

一つの実施形態において、図１に示すように、３は癒合、鎮痒、鎮痛、消炎、止血、癒着防止、抗腫瘍、瘢痕修復などの機能をそれぞれ有する各種の機能性フィルムである。抗微生物フィルムと膠着し又は複層重なっており、それぞれは癒合促進材料、鎮痒材料、鎮痛材料、消炎材料、止血材料、癒着防止材料、抗腫瘍材料、瘢痕修復材料などの各種の機能を有する材料から構成される。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物における有機シリコンビス第四級アンモニウム塩の含有量は組成物の総重量で0.1〜30wt%である。

一つの実施形態において、上記賦形剤は水と、液体有機溶剤例えばアルコール類、エーテル類、ケトン類及びエステル類とから選ばれる。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物はさらに少なくとも１種の補助剤、例えば芳香剤、矯味剤、界面活性剤、乳化剤、抗酸化剤、安定剤、増ちょう剤、エアゾール推進剤及びそれらの組み合わせを含む。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物はエアゾール剤、ローション剤、顆粒剤、リニメント剤、塗布剤、塗膜剤及び物を浸漬させることに用いられるものとする。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物又は上記有機シリコン第四級アンモニウム塩はその他の材料又は器械と組み合わせて、組合せ器械を形成してよい。上記その他の材料又は器械の実例としては、キトサン、フィブリン糊、ゼラチンコラーゲン類、コラーゲン、ヒアルロン酸ナトリウム、イコデキストリン、コロイド溶液、乳酸リンゲル液、酸化再生セルロース、延伸ポリテトラフルオロエチレンPTFE、半透明フィルム被覆材、ハイドロコロイド被覆材、アルギン酸塩被覆材、抗アレルギーゲル、Zenieva、seprafilm、hyskon、シリカゲル、創傷接着剤、歯科用接着剤、骨セメント、ナノ銀を含むが、これらに限定されない。必要に応じて、これらの材料又は器械は二種又は多種の組み合わせとして使用してもよい。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物はさらにその他の活性成分を少なくとも１種含んで、複合機能を有する組成物を形成してもよい。上記その他の活性成分の実例としては、オキシマトリン、キトサン、三七素、ブレチラマンナン、ブファリン、ニンジンサポニン、IPS(Impatiens pritzellii saponins)、エボジアミン、アシアチコシド、アルカンニン、カテキン、エモジン、サルビアノリン酸、レスベラトロール、オウゴニン、ベルバミン、ソホリジン、シノブファギン、プロアントシアニジンを含むが、これらに限定されない。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物は、上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と、水と、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアルギン酸塩、ポリアクリル酸ナトリウム及びキトサンのうちの一種又は多種とを含むヒドロゲルとする。一つの実施形態において、当該ヒドロゲルとしての抗微生物組成物はその粘度により傷口充填に適用される。また一つの実施形態において、上記ヒドロゲルとしての抗微生物組成物はその粘度により軟膏として適用される。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物はファクチスとする。

一つの実施形態において、上記抗微生物組成物は、上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と、水と、水溶性重合体、例えばカルメロースナトリウム、ゼラチン、寒天又はそれらの組み合わせとを含む含水コロイドとする。

一つの実施形態において、含水コロイド又はヒドロゲルとしての本発明の抗微生物組成物はさらに透明、半透明又は不透明な薄膜又はフォームシートのような基材に塗布されている。上記基材は例えばヒト皮膚に貼り付けられるように、任意の少なくとも一部に接着剤がコートされている。

一つの実施形態において、含水コロイド又はヒドロゲルとしての本発明の抗微生物組成物は固定した形状が保持できるように、さらに担体にコートされ、又は担体内に吸着している。その中、上記担体は、例えば紙、布(例えばフランネル、織物、不織物)、合成樹脂(例えばポリウレタン、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレート)、ポリオレフィン(例えばポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリアミド(例えばナイロン6、ナイロン66)、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン)、ゴム又はセルロース誘導体である。

目的とする用途に応じて上記式(I)の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を好適な抗微生物組成物の剤形に調合することは、当業者の知識範囲内のことである。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物組成物は皮膚に散布され、抗微生物フィルムを形成し、8時間を経ても抗微生物作用を保持している。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物組成物は織物の表面に散布され、洗剤で40回洗浄しても抗微生物作用を保持している。

第5の側面において、本発明は医療器械のような抗微生物機能を有する製品を提供する。

本発明の抗微生物組成物を医療器械のような製品の表面に適用することにより、抗微生物機能を有する製品を形成することができる。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物組成物は各種の医療器械の表面に適用され、抗菌作用を発揮してもよく、これらの医療器械と組み合わせて抗微生物機能を有する医療器械を形成してもよい。上記医療器械の実例としては、医療用基礎外科手術の器械、顕微外科手術の器械、神経外科手術の器械、眼科手術の器械、耳鼻咽喉科手術の器械、口腔科手術の器械、胸腔心臓血管外科手術の器械、腹部外科手術の器械、泌尿器科・肛門直腸外科手術の器械、整形外科(整骨科)手術の器械、産婦人科手術の器械、計画出産手術の器械、注射・穿刺器械、火傷(整形)科手術の器械、普通診察の器械、医療用電子機器、医療用光学器具、機器及び内視鏡設備、医療用レーザー装置、医療用高周波機器、物理治療設備、漢方器械、医療用放射線防護用品及び装置、医療用化学分析及び基礎設備器具、体外循環や血液処理設備、インプラント材料及び人工臓器、手術室や診療室設備及び器具、口腔科設備及び器具、病室ケア設備及び器具、医療用冷療や冷蔵設備及び器具、口腔科材料、医療用衛生材や被覆材、医療用縫合材料及び接着剤、医療用高分子材料及びその製品、介入器材などがある。

第6の側面において、本発明は抗菌、消臭機能を有する製品、例えば抗菌、消臭材料を提供する。本発明の抗微生物組成物を抗菌、消臭材料のような製品の表面に適用することにより、抗菌、防黴、消臭機能を有する製品を形成することができる。

一つの実施形態において、本発明の抗微生物組成物は、さらに他の抗菌、消臭材料と組み合わせて、各種の組み合わせ材料を形成し、各業界における防黴、抗菌、消臭に広く用いられてもよい。また、これらの組み合わせ材料は、これらの業界における製品と組み合わせて新たな組合せ物を形成してもよい。これらの業界には、農林畜水産、建築資材、冶金鉱産、石油化学工業、交通輸送、情報産業、機械機電、服装紡織、環境保全・緑化、旅行・レジャー、オフィス用品、玩具・プレゼント、文物骨董、家庭用品、紙業、スポーツ用品、オフィス家具などがある。

[具体的な実施形態]
本発明をよりよく説明できるように以下の実施例を提供したが、本発明の範囲を制限するものではない。

実施例１ 物理的抗微生物フィルムの模式図
図１には本発明の一つの実施形態による物理的抗微生物フィルムの模式図を示す。図１において、１は体表であり、皮膚(粘膜を含む)であってもよいし、その他の各種の物品であってもよい。図１において、２は正の電荷を持ち、体表１の表面に膠着又は吸着している物理的抗微生物フィルムである。図１において、３は任意の他の機能性フィルムである。

上記物理的抗微生物フィルムは平面構造として示されているが、様々な曲面構造であってもよいことが分かるべきである。

実施例２ 有機シリコンビス第四級アンモニウム塩の調製
実施例２ａ 有機シリコンビス第四級アンモニウム塩１の調製
(有機シリコンビス第四級アンモニウム塩１であり、ただし、R、R'がC₁₂H₂₅で、X^-がCl^-である。)

(1)水酸基含有連結基を有するダブル長鎖アルキル第四級アンモニウム塩の合成
三口フラスコに0.2molのドデシルジメチルアミンと40mlのイソプロパノール-水混合溶剤(イソプロパノールと水との体積比が10：1である)とを加える。内容物を撹拌しながら50℃に加熱し、そして0.21molのエピクロロヒドリンを滴下し、反応を3時間行い、グリシジルドデシルジメチルアンモニウムクロライドを得る。

別の0.2molのドデシルジメチルアミンを前の反応で得られた反応混合物に徐々に加えながら、反応混合物のpHを9に保つように10%の塩酸を滴下する。添加終了後、反応混合物を70℃に昇温させ、反応を5時間継続させる。減圧して溶剤と残りの反応物を除去した後、水酸基含有連結基を有するビス第四級アンモニウム塩である2-ヒドロキシ-1,3-ビスドデシルジメチルアンモニウムプロパンジクロライドを淡黄色のろう状固体として得る。この反応において、アミンの転化率は95%以上である。上記水酸基含有連結基を有するビス第四級アンモニウム塩を真空オーブンで50℃で10h乾燥させて後の工程に供する。

(2)有機シリコンビス第四級アンモニウム塩１の合成
0.1molの2-ヒドロキシ-1,3-ビスドデシルジメチルアンモニウムプロパンジクロライドと100mlのイソプロパノールを丸底フラスコに添加し、そしてそこに0.1molのオルトケイ酸テトラエチルを徐々に加える。内容物を撹拌及び還流の条件下で45℃に昇温させる。固体はますます溶解し、得られた溶液は濁った白色であることが認められた。12時間反応させた後、減圧して残りの反応物を留去した後、真空オーブンで50℃で10h乾燥させ、有機シリコンビス第四級アンモニウム塩１である2-トリエトキシシロキシ-1,3-ビスドデシルジメチルアンモニウムプロパンジクロライドを乳白色のろう状固体として得る。

IR(cm^-1): 3411, 2924, 2854, 1636, 1468, 1097, 799 . ¹H NMR(300MHz, DCCl₃): δ(ppm) : 0.79, t, CH₃(CH₂)₁₁ 6H; 1.05-1.08, t, (CH₃CH₂O)₃Si , 1.11-1.20, m, CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂N 45H; 1.64, m, CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂N 4H; 3.02, m, CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂N 4H; 3.23, d, (CH₂)₂N(CH₃)₂12H; 3.54, t, CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂N(CH₃)₂CH₂CHO 4H; 3.66, m, (CH₃CH₂O)₃Si 6H; 4.70, m, (NCH₂)₂CHO 1H

実施例２ｂ 有機シリコンビス第四級アンモニウム塩２の合成
(有機シリコンビス第四級アンモニウム塩２であり、ただし、R、R'がC₁₂H₂₅で、X^-がCl^-である。)

0.1molの2-ヒドロキシ-1,3-ビスドデシルジメチルアンモニウムプロパンジクロライドと100mlのイソプロパノールを丸底フラスコに加え、そしてそこに0.lmolのγ-クロロプロピルトリエトキシシランを徐々に加えて内容物を撹拌及び還流の条件下で45℃に昇温させる。固体はますます溶解し、得られた溶液は濁った白色であることが認められた。12時間反応させた後、減圧して残りの反応物を留去した後、真空オーブンで50℃で10h乾燥させ、有機シリコンビス第四級アンモニウム塩２である2-トリエトキシシリルプロピオキシ-1,3-ビスドデシルジメチルアンモニウムプロパンジクロライドを乳白色のろう状固体として得、収率が95%である。

¹H NMR (300MHz, DCCl₃): δ (ppm):0.90, t, CH₃(CH₂)₁₁6H; 1.22-1.24 t, (CH₃CH₂O)₃SiCH₂CH₂CH₂O, 1.25-1.37, m, CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂N 45H; 1.87-1.90, m, CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂N 4H; 3.40, m,CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂N 4H; 3.43-3.70, m, CH₃(CH₂)₉CH₂CH₂NCH₂(CH₃)₂28H; 5.19, m, (-NCH₂)₂CH-O-CH₂- 1H

実施例３ 2%物理的抗微生物組成物の調製
2重量部の実施例２で調製された有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と98重量部の脱イオン水とを合わせて乳化し、2%の物理的抗微生物組成物とする。

実施例４ 物理的抗微生物組成物の粒子径及び電位の測定
実施例３で調製された2%の物理的抗微生物組成物を脱イオン水で有機シリコンビス第四級アンモニウム塩の含有量が0.5wt%である水溶液に希釈し、Brookhaven ZetaPlus粒子径アナライザーとBrookhaven 90Plusシステムをそれぞれ用いて上記抗微生物組成物における重合体の粒子径及び電位のpHに従う変化を測定する。測定結果から、当該抗微生物組成物は高いカチオン電荷の電位を有し、測定されたpH範囲(3〜12)で、その電荷の電位は+50mVから+60mVの範囲内であることを示した。平均単一粒子径は2.57nmで、平均凝集体径は43.5nmである。

実施例５ 物理的抗微生物組成物の殺菌機序の実験
実施例３で調製された物理的抗微生物組成物の溶液を最小殺菌濃度である188pmに希釈した後、大腸菌の処理に使用し、原子間力顕微鏡で細胞処理前後の大腸菌細胞膜の形態変化を観察する。

図２におけるＡは処理なしの単一の大腸菌形態の写真である。図３におけるＡは処理で破壊された単一の大腸菌形態の写真である。画像２−Ａでは処理なしの大腸菌細胞膜の構造が完全で、細胞表面に欠陥やピットがないことを示した。画像２−Ｂはある断面の走査図であり、完全細胞膜の高さが約200nmであることを示した。画像２−Ｂと画像２−Ａとは併せて大腸菌細胞膜が楕円形であることを示した。画像３−Ａでは処理後の大腸菌細胞膜の構造が完全に破損されたことを示した。走査図３Ｂでは破壊された又は陥没した細胞膜はジグザグ状で、高さが20nmより小さいことを示し、細胞膜の形態が既に破壊されたことをさらに証明した。画像３−Ｂと画像３−Ａとは併せて破壊された大腸菌細胞膜がランダム形状であることを示した。したがって、本発明の抗微生物組成物の抗微生物機序は電荷の静電力の物理的作用によって大腸菌細胞膜を破壊することにより、病原体を失活させることである。

実施例６ 物理的抗微生物組成物の各種の浮遊病原微生物に対する滅殺作用
実施例３で調製された溶液を異なる割合で希釈した後、欧州BS EN 1040：2005(細菌対応)、BS EN 1275：2005(真菌対応)及びBS EN 14476：2005(ウィルス対応)に記載された方法に従って、それが懸濁液における各種の病原微生物に対する滅殺状況を測定する。その結果より、上記抗微生物溶液は各種の病原微生物のいずれに対しても滅殺作用を有することが分かった。詳しくは以下の表に示す。

実施例７ 物理的抗微生物組成物の各種の表面材料での細菌に対する滅殺作用
欧州BS EN 13697：2001に規定される方法に従って、18℃±1℃及び25℃±1℃の間の範囲内で、各種の試験表面サンプルを無菌的にペトリ皿に置き、さらに0.05mlの各細菌懸濁液を各試験表面に置き、0.1mlの物理的抗微生物組成物溶液と硬水をそれぞれ各試験表面に置き、細菌と5分間、真菌と15分間接触させた後、各試験表面で1gあたりのコロニー形成単位の値をカウントした。その結果より、上記物理的抗微生物組成物は以下の各種の表面に適用されたときにいずれも抗菌作用を有することが分かった。

実施例８ 薬剤耐性実験
米国NCCLS 1997基準に準拠して実験を行った。火傷科で分離された300株余りの病原菌に対して通常の抗生物質及び実施例３で調製された溶液による耐薬品性実験を行った。上記分離された病原菌には、臨床でよくある大腸菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、アシネトバクター、肺炎クレブシエラ、エンテロバクターアエロゲネス及びエンテロバクタークロアカエの7種がある。大腸菌のアンピシリン、キサタマイシン、セファゾリンに対する耐薬率はそれぞれ80.1%、40.9%、40.0%であった。MSSAのペニシリンに対する耐薬率は87.0%であった。緑膿菌のピペラシリン、キサタマイシン、セフタジジムに対する耐薬率はそれぞれ34.1%、35.3%、21.7%であった。アシネトバクターのピペラシリン、キサタマイシン、セフタジジムに対する耐薬率はそれぞれ93.3%、18.9%、21.2%であった。エンテロバクターアエロゲネスのキサタマイシン、セファゾリンに対する耐薬率はそれぞれ8.2%、79.3%であった。エンテロバクタークロアカエのキサタマイシン、セファゾリンに対する耐薬率はそれぞれ28.1%、89.3%であった。しかし、上記分離菌のいずれは本発明の物理的抗微生物組成物に敏感で、すなわち耐薬率は0であった。本発明の物理的抗微生物組成物は広域抗微生物という特徴を有することが分かった。

実施例９ 毒作用・副作用の実験
実施例３で調製された溶液に対してISO10993に記載の方法に従って生物安全性検証を行った。その結果より、本発明にかかる上記物理的抗微生物組成物は非常に安全で、毒作用も副作用もないことが分かった。感作実験、皮膚刺激実験及び細胞毒性実験はいずれも規定に合致している。

実施例１０ バイオフィルム成長予防の実験
無菌のシリコナイズラテックス尿道カテーテルを16個のサンプル断片に切り出した後、サンプル断片をランダムに実験群とコントロール群に分け、それぞれ実施例３で調製された溶液及び蒸留水で5分間浸漬した。その後、これらのサンプル断片を大腸菌含有培地に加え、37℃で培養した。サンプル断片をそれぞれ走査型電子顕微鏡試料と共焦点レーザー顕微鏡試料に作成した。走査型電子顕微鏡の結果より、実験群の断片では7日内で大腸菌の付着がなく、バイオフィルムの形成も観察されなかったが、コントロール群の断片では多量の大腸菌が付着してバイオフィルム構造を形成していることが分かった。共焦点レーザー顕微鏡の結果より、実験群の断片表面で透明な抗微生物フィルムが認められ、厚みが40〜41.5nmであることが分かった。

実施例１１ 長期抗微生物の実験
実施例３で調製された溶液に対して皮膚表面及び織物表面での静菌実験を行って、その方法は以下のとおりである。

実施例１１ａ 皮膚表面の静菌実験
欧州BS EN 1499：1997の実験方法に従って、指を大腸菌含有溶液に浸漬した後、実施例３で調製された溶液を指にスプレーして、その静菌率を観察し、その結果、8時間を経た後静菌率は99.95%となった。

実施例１１ｂ 織物表面静菌の実験
欧州BS EN 1040：2005の実験方法に従って、20℃±1℃で、表面に実施例３で調製された溶液がスプレーされた綿布を洗剤で5分間洗浄した後乾燥させることを一回の洗浄とし、40回洗浄した後、その結果、静菌率は99.97%となった。

実施例１２
当該実施例は本発明の抗微生物組成物の異なる剤形及びその作製方法を提供する。

実施例１２ａ
以下の配合でエアゾール剤を調製する。

実施例２で調製された有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を精製水に加えて乳化を行うとともに、キトサン、エッセンスを添加して混合させた後水性製剤に調製し、それをHDPEビンに分注した後、ノズルを取り付け、エアゾール剤を作製した。

実施例１２ｂ
以下の配合でエアゾール剤を調製する。

実施例２で調製された有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を精製水に加えて乳化を行うとともに、マトリン、エッセンスを添加して混合させた後水性製剤に調製し、それをHDPEビンに分注した後、ノズルを取り付け、エアゾール剤を作製した。

実施例１３
以下の実験により本発明の抗微生物組成物による顕著な効果を示す。

以下の実験に用いられる抗微生物組成物は実施例３に記載の方法で調製された。

実施例１３ａ 膿痂疹の治療の実験
病院の皮膚科診療所で膿痂疹と診断された患者1652例を臨床的に選択し、実験群の1032例とコントロール群の620例にランダムに分けた。実験群では患部に本発明の抗微生物組成物を塗り、コントロール群ではムピロシンを塗り、いずれも一日2回で、治療コースは7日である。その結果より、実験群では著効率が90.5%で、コントロール群では著効率が85%であり、二群において統計学的に有意差がないことを示した。実験により、本発明の抗微生物組成物は膿痂疹治療ではムピロシンと同等の効果を有し、また包帯を巻く必要がなく、使用に便利であることが証明された。

実施例１３ｂ 外陰膣カンジダ症(VVC)の治療
この実験では臨床でVVCの患者100例を選択し、実験群の50例とコントロール群の50例にランダムに分けた。実験群では毎日通常の硝酸エコナゾール坐剤という膣用薬を使用する他、上記抗微生物組成物を外陰に、一日3回スプレーした。コントロール群では毎日通常の硝酸エコナゾール坐剤という膣用薬を使用する他、ムピロシン軟膏とビホナゾール軟膏を外陰に塗った。その結果より、7日後、実験群では総有効率が98%で、コントロール群では総有効率が97%であり、有意差がないことを示した。この結果より、本発明の抗微生物組成物によるVVCの治療は抗真菌薬と抗細菌薬との併用治療と同等の治療効果を有することが分かった。そして人体の物理的抗微生物方法は下着、生理用ナプキンに適用されることにより、感染源を除去し、上行性感染を予防でき、VVCの再発を予防できる。

実施例１３ｃ 帯状疱疹の治療の実験
老年帯状疱疹患者の113例を二群に分け、治療群の57例では、アシクロビル錠200mgを、一日5回経口投与し、病巣部位に上記抗微生物組成物を一日3回で局所的に外用した。コントロール群の56例では、アシクロビル錠200mgを、一日5回経口投与し、それにカラミンローションを外用した。治療コースはいずれも二週間であった。治療群では総有効率(二週間内で痛みが軽減し、皮膚損傷が消散した患者が占める割合)が97%で、コントロール群では総有効率が87%であったが、統計学的に有意差が無かった。治療群では消疱時間、鎮痛時間、痂皮形成時間、治癒時間はコントロール群と比較していずれも著しく短縮された。当該実験により、本発明の抗微生物組成物と抗ウィルス薬の併用治療は単一の抗ウィルス薬より治療効果が更なる良いことが証明された。

実施例１３ｄ 尖圭コンジローマの治療と再発予防の臨床実験
この実験では尖圭コンジローマ患者を242例選択し、実験群の121例とコントロール群の121例にランダムに分けた。実験群ではCO₂レーザー術後に上記抗微生物組成物を局所的（下着などの接触部位を含む）に、一日2回で、3ヶ月持続して投与した。コントロール群では術後にエリスロマイシン軟膏を、一日2回、3ヶ月持続して投与した。その結果より、実験群では再発率が18.07%で、コントロール群では再発率が51.8%であり、二群に有意差があった。この実験により、本発明の抗微生物組成物は薬物化学療法又は手術治療を補助し、尖圭コンジローマの再発率を著しく低減できることが証明された。

実施例１３ｅ 留置尿道カテーテルによるカテーテル関連尿路感染症(CAUTI)の予防の実験
この実験では臨床泌尿器科手術後に尿道カテーテルが留置された患者を選択し、実験群の310例とコントロール群の310例にランダムに分けた。コントロール群では生理食塩水で日常看護を2回/日行った。実験群では生理食塩水による拭きの日常看護の上に、上記抗微生物組成物を2回/日スプレーした。実験結果より、二群では5日目と7日目のCAUTI発生率に有意差があることが分かった。コントロール群では5日目の感染率が16.7%で、7日目の感染率が23.3%であった。実験群では5日目と7日目の感染率はいずれも3.3%であった。この実験により、本発明の抗微生物組成物を用いて留置尿道カテーテルを管理することにより、尿路感染確率を効果的に低減できることが証明された。

実施例１３ｆ 人工呼吸器関連肺炎(VAP)の予防の実験
この実験では325例の人工呼吸器を使用している患者を、実験群の166例とコントロール群の159例に分け、実験群では口腔洗浄液を用いて慣例に従って洗浄した後に上記抗微生物組成物を用いて3回/dで看護を行った。コントロール群では生理食塩水を用いて口腔や鼻腔の看護を3回/dで行った。実験群では8.5%にVAPが発生し、コントロール群では53.3%にVAPが発生し、二群の結果に極めて有意差があった(P＜0.01)。この実験により、本発明の抗微生物組成物を用いて口腔や鼻腔の看護を行うことにより、病原菌が口部、鼻部、咽喉部に定着することを効果的に低下させ、VAPの発生を減少したり遅延させたりすることができることが証明された。

実施例１３ｇ 会陰創感染の予防の実験
経膣分娩で会陰が切開された産婦164例を選択した。コントロール群の82例では、日常看護すなわち0.5%ポビドンヨード綿球による会陰創及び周囲組織の消毒を、一日二回で行った。観察群の82例では、日常看護とともに上記抗微生物組成物による看護を追加した。産婦会陰創の痛み程度の比較において、観察群がコントロール群より優れており(P＜0.05)、産婦会陰創の癒合状況の比較においても、観察群がコントロール群より優れている(P＜0.05)。この実験により、本発明の抗微生物組成物は会陰創で長期抗微生物、鎮痛、創面隔離及び切創癒合促進の作用を発揮したことが証明された。

実施例１３ｈ 骨折の創外固定術後のピン刺入部感染の予防の実験
80例の下肢骨折の創外固定術の患者を二群にランダムに分け、治療群では75%アルコール綿球にてピン口を消毒し、その後上記抗微生物組成物でピン口を処理し、最後にはさらに75%アルコールのYカットガーゼを用いてピン口に敷き、一日あたり1回交換した。コントロール群では75%アルコール綿球にてピン口を消毒し、その後75%アルコールのYカットガーゼを用いてピン口に敷き、一日あたり1回交換した。治療群では細菌培養がいずれも陰性で、コントロール群では陽性率が13.5%であり、治療群における感染症状と痛み程度はコントロール群より著しく軽くなった。この実験により、本発明の抗微生物組成物は下肢骨折術後の創外固定ピン刺入部感染の予防に顕著な効果があることが証明された。

実施例１３ｉ 手部衛生の改善
医療スタッフの手に対して細菌サンプリングを行い、上記抗微生物組成物の使用前、使用後の8時間の異なる期間で細菌モニタリングを行い、データを統計解析した。2ヶ月間で計96回/16人がモニタリングされ、使用前より使用後に細菌数が著しく減少し、合格率が97.5%に達した。この実験により、本発明の抗微生物組成物により臨床医療スタッフの手部皮膚に病原菌が付着することを予防できることが証明された。

実施例１３ｊ 淋菌感染の予防
淋菌WHO-Lを雌BALB/cマウスの膣に接種した。実験群ではマウスの膣を上記抗微生物組成物から形成された抗微生物フィルムで保護した。コントロール群ではマウスの膣に脱イオン水を使用した。接種後の2〜10日目に、マウスの膣の分泌物塗抹標本染色におけるPMNs平均数の総細胞に占めるパーセントをモニタリングした。接種後の2日目、4日目、5日目に膣の分泌物を取って淋菌培養を行った。雌マウスから雄マウスへの淋菌伝播をシミュレートした：マウスの陰茎の代わりにガラス棒を用い、既に淋菌が感染した雌マウスとの性交をシミュレートした。実験群ではガラス棒を上記抗微生物組成物で、コントロール群では脱イオン水で浸漬した。ガラス棒のヘッドでの分泌物を溶離させ、淋菌培養を行い、検出率の差を比較した。その結果、雄マウスから雌マウスへの淋菌伝播シミュレート実験において、実験群ではマウスの接種後5〜8日目のPMNsパーセントはコントロール群より著しく低くなった(P＜0.05)。実験群では淋菌培養の陽性率はコントロール群より低くなった(P＜0.01)。雌マウスから雄マウスへの淋菌伝播シミュレート実験において、実験群ではマウスの淋菌陽性率はコントロール群より著しく低くなった(P＜0.01)。形成された物理的抗微生物分子フィルムは、雌マウス生殖道の淋菌の感染又は定着を予防でき、雄マウスに対して液体コンドームという作用を発揮したことを示した。

実施例１３ｋ 感染発生時間の遅延の実験
この実験ではやけどと緑膿菌人工感染を組み合わせたウサギモデルを採用した。実験群とコントロール群ではそれぞれ上記抗微生物組成物と水溶剤で患部を処理した。実験前及び実験後の1日目、2日目、4日目、7日目、14日目にウサギ血清を採取し、体温を計測し、白血球数、血清NO₂ ^-/NO₃ ^-レベル、血清腫瘍壊死因子レベル、血清スーパーオキサイドアニオンなどの炎症性因子レベル及びアラニントランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、イノシン及び尿素窒素などの肝臓腎臓機能指標レベルを検出した。実験結果により、実験群では薬力学的検出指標の向上はコントロール群より遅く、最終的に2群はいずれも高い感染発生指標となったことを示した。上記結果より、本発明の抗微生物組成物を創傷初期に適用することは創傷感染の発生を効果的に遅延できることが分かった。

実施例１３ｌ 開放性創傷の治療
この実験では擦過創、転倒創、切創などの開放性創傷の患者250例を選択し、実験群とコントロール群との各125例にランダムに分けた。実験群では創面を慣例に従って創面切除及び洗浄した後、上記抗微生物組成物を使用し、無菌ガーゼを敷き、一日あたり2回交換し、創面にピンクのペレット状の新鮮な肉芽組織が現れた時に、癒合まで一日あたり1回交換したこととした。コントロール群では創面を慣例に従って創面切除及び洗浄した後、無菌ガーゼを敷いて覆い、ガーゼ交換時間及び治療コースは実験群と同様である。その結果により、実験群では総有効率が100%に達したが、コントロール群では総有効率が86%であり、二群に極めて有意差があったことを示した。この実験により、本発明の抗微生物組成物による開放性創傷の治療により有効率を向上させ、創面癒合を加速し、患者の医療費用を減少させることができることが証明された。

実施例１３ｍ 火傷の治療
この実験では火傷患者370例を選択し、実験群の195例とコントロール群の175例にランダムに分けた。実験群ではベンジルジメチルドデシルアミニウム・ブロミドで創面を消毒した後、上記抗微生物組成物を外用して患部を一日あたり3回看護した。コントロール群ではベンジルジメチルドデシルアミニウム・ブロミドで創面を消毒した後、スルファジアジン銀軟膏を外用して一日あたり3回塗抹した。その結果、創面細菌検出陽性率、創縁反応及び癒合時間では二群に有意差がなかった(P＞0.05)が、痛み耐性では実験群がコントロール群より著しく優れている(P＜0.05)。この実験により、火傷治療の面では本発明の抗微生物組成物はSSD総合治療効果に相当したが、痛みを軽減する効果が顕著であり、かつコンプライアンスが良好であることが証明された。

実施例１３ｎ 褥瘡の治療
この実験では臨床II期とIII期の褥瘡患者163例を選択し、実験群の82例と、コントロール群の81例にランダムに分けた。コントロール群では日常看護の方法を採用し、すなわち創面周囲の皮膚を消毒した後、創面を清潔にして壊死組織及び異物を取り出した後、再度消毒した後に無菌ガーゼ及び綿パッドで覆い、浸出状況から一日あたりの交換回数を決定した。実験群ではコントロール群において日常看護の消毒後ごとに上記抗微生物組成物をスプレーし、その他の看護及び交換方法はいずれもコントロール群と同様である。臨床実験の結果を以下の表に示す。この実験により、本発明の抗微生物組成物により細菌バイオフィルムを破壊し又はその形成を予防することができ、非治癒性傷口を治癒性傷口に転換させ、創面の癒合を加速することが証明された。

褥瘡実験における創面癒合状況

実施例１３ｏ 腫瘍移植の抑制
実験中において40匹のWistar雄ラットをコントロール群と実験群にランダムに分け、R15ラット肝臓癌細胞株を用いて腫瘍動物モデルを作製し、実験群では上記抗微生物組成物を適用して保護し、コントロール群との対比を行った。コントロール群では腫瘍発生率が約66.7%で、実験群では腫瘍発生率が約29.4%であることを見出した。実験群とコントロール群との腫瘍発生率は統計学的に有意差があり(p＜0.05)、同時に病理形態学的検査において実験群とコントロール群で形成された腫瘍に差はなかった。

実施例１３ｐ 前立腺液検出の改善
抗微生物組成物をヒト尿道に注入した後、5分間後に前立腺液を取って検査を行った。上記抗微生物組成物は負の電荷を持つ細菌を吸着できるので、前立腺液検査における細菌干渉が排除された。これにより、前立腺液検査の正確率を向上させることができる。

実施例１４ 医療器械との組合せ
物理的抗微生物フィルムは医療器械と組み合わせて抗微生物作用を有する医療器械を形成してもよい。詳しくは以下の表に示す。

実施例１５ 物品との組合せ
本発明の物理的抗微生物フィルムは、各業界における防黴、抗菌、消臭に広く用いられ、これらの業界における製品と組み合わせて新たな組合せ物を形成してもよい。詳しくは以下の表に示す。

Claims (27)

1. 下記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩の重合体から構成され、電位が＋４０ｍＶ〜＋８０ｍＶの範囲の定量の正電位を有する、厚みが１ｎｍ〜１０００ｎｍである抗微生物フィルム又は粒径が１ｎｍ〜１０００ｎｍである抗微生物ペレットを抗微生物処理が必要なヒト以外の動物又は物の表面に適用し、
   当該正電位は微生物細胞電位と動物細胞電位との差異を利用して、微生物フィルムに対する形態学的破壊により、化学的又は生物学的ではなく、物理学的抗微生物処理の方法となる、生体に安全であり、かつ耐薬菌の発生のない抗微生物処理方法。
   （Ｒ ^１ Ｒ ^２ Ｒ ^３ Ｎ ^＋ Ｘ ⁻ ）−Ｒ ^５ −（Ｒ ^１ Ｒ ^２ Ｒ ^３ Ｎ ^＋ Ｘ ⁻ ） （Ｉ）
   上記式中、
   各Ｒ ^１ は独立してＣ _８−１８ アルキル基、Ｃ _８−１８ アルケニル基又はＣ _８−１８ アルキニル基であり、
   各Ｒ ^２ とＲ ^３ は独立してメチル基又はエチル基であり、
   Ｒ ^５ はＣ _３−１０ アルキレン基であり、β−位又はより遠い位でトリス（Ｃ _１−３ アルコキシ）シロキシ基又はトリス（Ｃ _１−３ アルコキシ）シリル−Ｃ _１−６ アルコキシ基で置換され、
   各Ｘ ⁻ は独立して薬用可能な対アニオンである。
2. 前記抗微生物フィルム又はペレットを、以下の機能の中の少なくとも一つを実現するようにヒト以外の動物又は物の表面に適用する、請求項１に記載の抗微生物処理方法。
   細菌、真菌、ウィルス及びその他の病原体を含む微生物の滅殺又は抑制、
   消臭又は防黴、
   細菌バイオフィルムの形成阻害。
3. 前記細菌はアシネトバクター、黄色ブドウ球菌、大腸菌、緑膿菌、淋菌、肺炎クレブシエラ、エンテロバクターアエロゲネス及びエンテロバクタークロアカエから選ばれ、前記真菌はカンジダアルビカンス、紅色白癬菌、有毛表皮糸状菌から選ばれ、前記ウィルスはＳＡＲＳコロナウィルス、Ｂ型肝炎ウィルス、ヒト乳頭腫ウィルス、水痘帯状疱疹ウィルス、ヒト免疫不全ウィルスから選ばれ、前記その他の病原体は梅毒トレポネーマ、マイコプラズマ、クラミジアから選ばれる、請求項２に記載の抗微生物処理方法。
4. 抗微生物処理が必要なヒト以外の動物又は物の表面に、前記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩、若しくは前記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と少なくとも１種の賦形剤とを含む抗微生物組成物を適用し、前記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩の重合体から構成される抗微生物フィルムを形成することを含む、請求項１に記載の抗微生物処理方法。
5. 前記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩は下記特徴の少なくとも一つを有する、請求項４に記載の抗微生物処理方法。
   各Ｒ^１は独立してＣ_８−１８直鎖アルキル基である、
   各Ｘ⁻は独立してＣｌ⁻又はＢｒ⁻である、
   Ｒ ^５ は下記式で表される基である：
   −（ＣＨ_２）_ｎＣＨ（ＯＲ_６Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３）（ＣＨ_２）_ｎ−
   （ただし、１≦ｎ≦３であり、Ｒ_６は単結合又はＣ_１−３アルキレン基である）。
6. 前記抗微生物組成物が、下記特徴の少なくとも一つを有する、請求項４に記載の抗微生物処理方法。
   前記組成物は、組成物の総重量に対して０．１〜３０質量％の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を含有する、
   前記賦形剤は水と液体有機溶剤を含む、
   前記抗微生物組成物はさらに少なくとも１種の補助剤を含む、
   前記抗微生物組成物は、エアゾール剤、ローション剤、顆粒剤、リニメント剤、塗布剤、膏剤、塗膜剤、または物体を浸漬するための形状である、
   前記抗微生物組成物は、癒合、鎮痒、鎮痛、消炎、止血、癒着防止、抗腫瘍、または瘢痕修復の機能を有する少なくとも１種の機能性フィルムを他の活性成分としてさらに含み、複合機能を有する組成物を形成する。
7. 下記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩。
   （Ｒ^１Ｒ^２Ｒ^３Ｎ^＋Ｘ⁻）−Ｒ^５−（Ｒ^１Ｒ^２Ｒ^３Ｎ^＋Ｘ⁻） （Ｉ）
   上記式中、
   各Ｒ^１は独立してＣ_８−１８アルキル基、Ｃ_８−１８アルケニル基又はＣ_８−１８アルキニル基であり、
   各Ｒ^２とＲ^３は独立してメチル基又はエチル基であり、
   Ｒ^５はＣ_３−１０アルキレン基であり、β−位又はより遠い位でトリス（Ｃ_１−３アルコキシ）シロキシ基又はトリス（Ｃ_１−３アルコキシ）シリル−Ｃ_１−６アルコキシ基で置換され、
   各Ｘ⁻は独立して薬用可能な対アニオンである。
8. 下記特徴の少なくとも一つを有する、請求項７に記載の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩。
   各Ｒ^１は独立してＣ_８−１８直鎖アルキル基である、
   各Ｘ⁻は独立してＣｌ⁻又はＢｒ⁻である、
   Ｒ ^５ は下記式で表される基である：
   −（ＣＨ_２）_ｎＣＨ（ＯＲ_６Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３）（ＣＨ_２）_ｎ−
   （ただし、１≦ｎ≦３であり、Ｒ_６は単結合又はＣ_１−３アルキレン基である）。
9. 請求項７又は８に記載の式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と、少なくとも１種の賦形剤とを含む、抗微生物組成物。
10. 下記特徴の少なくとも一つを有する、請求項９に記載の抗微生物組成物。
    前記組成物は、組成物の総重量に対して０．１〜３０質量％の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩を含有する、
    前記賦形剤は水と液体有機溶剤を含む、
    前記抗微生物組成物はさらに少なくとも１種の補助剤を含む、
    前記抗微生物組成物は、エアゾール剤、ローション剤、顆粒剤、リニメント剤、塗布剤、膏剤、塗膜剤または物体を浸漬するための形状である、
    前記抗微生物組成物は、癒合、鎮痒、鎮痛、消炎、止血、癒着防止、抗腫瘍、または瘢痕修復の機能を有する少なくとも１種の機能性フィルムを他の活性成分としてさらに含み、複合機能を有する組成物を形成する。
11. 下記特徴の少なくとも一つを有する、請求項１０に記載の抗微生物組成物。
    前記液体有機溶剤は、アルコール類、エーテル類、ケトン類またはエステル類を含む、
    前記少なくとも１種の補助剤は芳香剤、矯味剤、界面活性剤、乳化剤、抗酸化剤、安定剤、増ちょう剤、エアゾール推進剤、またはそれらの組み合わせを含む、
    前記他の活性成分が、第四級アンモニウム塩、オキシマトリン、キトサン、三七素、ブレチラマンナン、ブファリン、ニンジンサポニン、ＩＰＳ（Impatiens pritzellii saponins）、エボジアミン、アシアチコシド、アルカンニン、カテキン、エモジン、アラントイン、エクジステロン、サルビアノリン酸、ダフネチン、フェルラ酸、クェルシトリン、クルクミン、バイカリン、ペオノール、シトラール、シンナムアルデヒド、オイゲノール、ベルベリン、メントール、オストール、クェルセチン、グリチルリチン、レイン酸、アストラガロシドＩＶ、レスベラトロール、オウゴニン、ベルバミン、ソホリジン、シノブファギン、プロアントシアニジン又はこれらの組み合わせを含む。
12. 以下のいずれか一種である、請求項９に記載の抗微生物組成物。
    前記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と、水と、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアルギン酸塩、ポリアクリル酸ナトリウム及びキトサンから選ばれる一種又は多種とを含むヒドロゲル、
    ファクチス、
    前記式（Ｉ）の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩と、水と、カルメロースナトリウム、ゼラチン、及び寒天から選ばれる水溶性重合体又はそれらの組み合わせとを含む含水コロイド。
13. 含水コロイド又はヒドロゲルである前記抗微生物組成物が、基材上の皮膜、担体表面の皮膜、若しくは担体内部の吸着物である、請求項１２に記載の抗微生物組成物。
14. 請求項９に記載の抗微生物組成物を含む複合材料。
15. さらに下記材料の一種又は多種を含む、請求項１４に記載の複合材料。
    キトサン、フィブリン糊、ゼラチンコラーゲン類、コラーゲン、ヒアルロン酸ナトリウム、イコデキストリン、コロイド溶液、乳酸リンゲル液、酸化再生セルロース、延伸ポリテトラフルオロエチレン、半透明フィルム被覆材、ハイドロコロイド被覆材、アルギン酸塩被覆材、抗アレルギーゲル、ヒドロゲル創傷包袋（商品名：Zenieva）、癒着防止吸収性バリア（商品名：seprafilm）、高分子量デキストラン（商品名：hyskon）、シリカゲル、創傷接着剤、歯科用接着剤、骨セメント、ナノ銀。
16. 下記機能の少なくとも１種を実現するように、ヒト以外の動物又は物の表面に適用するための、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の抗微生物組成物。
    細菌、真菌、ウィルス及びその他の病原体を含む微生物の滅殺又は抑制、
    消臭又は防黴、
    細菌バイオフィルムの形成阻害。
17. 前記細菌はアシネトバクター、黄色ブドウ球菌、大腸菌、緑膿菌、淋菌、肺炎クレブシエラ、エンテロバクターアエロゲネス及びエンテロバクタークロアカエから選ばれ、前記真菌はカンジダアルビカンス、紅色白癬菌、有毛表皮糸状菌から選ばれ、前記ウィルスはＳＡＲＳコロナウィルス、Ｂ型肝炎ウィルス、ヒト乳頭腫ウィルス、水痘帯状疱疹ウィルス、ヒト免疫不全ウィルスから選ばれ、前記その他の病原体は梅毒トレポネーマ、マイコプラズマ、クラミジアから選ばれる、請求項１６に記載の抗微生物組成物。
18. 前記物が、以下の医療器械を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
    医療用基礎外科手術の器械、顕微外科手術の器械、神経外科手術の器械、眼科手術の器械、耳鼻咽喉科手術の器械、口腔科手術の器械、胸腔心臓血管外科手術の器械、腹部外科手術の器械、泌尿器科・肛門直腸外科手術の器械、整形外科（整骨科）手術の器械、産婦人科手術の器械、計画出産手術の器械、注射・穿刺器械、火傷（整形）科手術の器械、普通診察の器械、医療用電子機器、医療用光学器具、機器及び内視鏡設備、医療用レーザー装置、医療用高周波機器、物理治療設備、漢方器械、医療用放射線防護用品及び装置、医療用化学分析及び基礎設備器具、体外循環や血液処理設備、インプラント材料及び人工臓器、手術室や診療室設備及び器具、口腔科設備及び器具、病室ケア設備及び器具、医療用冷療や冷蔵設備及び器具、口腔科材料、医療用衛生材や被覆材、医療用縫合材料及び接着剤、医療用高分子材料及びその製品、介入器材。
19. 前記物が、以下の医療器械を含む、請求項１６に記載の抗微生物組成物。
    医療用基礎外科手術の器械、顕微外科手術の器械、神経外科手術の器械、眼科手術の器械、耳鼻咽喉科手術の器械、口腔科手術の器械、胸腔心臓血管外科手術の器械、腹部外科手術の器械、泌尿器科・肛門直腸外科手術の器械、整形外科（整骨科）手術の器械、産婦人科手術の器械、計画出産手術の器械、注射・穿刺器械、火傷（整形）科手術の器械、普通診察の器械、医療用電子機器、医療用光学器具、機器及び内視鏡設備、医療用レーザー装置、医療用高周波機器、物理治療設備、漢方器械、医療用放射線防護用品及び装置、医療用化学分析及び基礎設備器具、体外循環や血液処理設備、インプラント材料及び人工臓器、手術室や診療室設備及び器具、口腔科設備及び器具、病室ケア設備及び器具、医療用冷療や冷蔵設備及び器具、口腔科材料、医療用衛生材や被覆材、医療用縫合材料及び接着剤、医療用高分子材料及びその製品、介入器材。
20. 前記物が、抗菌、消臭材料を含む抗菌、消臭機能を有する製品と、以下の各業界における製品とを組み合わせた複合製品である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
    農林畜水産、建築資材、冶金鉱産、石油化学工業、交通輸送、情報産業、機械機電、服装紡織、環境保全・緑化、旅行・レジャー、オフィス用品、玩具・プレゼント、文物骨董、家庭用品、紙業、スポーツ用品、オフィス家具。
21. 前記物が、抗菌、消臭材料を含む抗菌、消臭機能を有する製品と、以下の各業界における製品とを組み合わせた複合製品である、請求項１６に記載の抗微生物組成物。
    農林畜水産、建築資材、冶金鉱産、石油化学工業、交通輸送、情報産業、機械機電、服装紡織、環境保全・緑化、旅行・レジャー、オフィス用品、玩具・プレゼント、文物骨董、家庭用品、紙業、スポーツ用品、オフィス家具。
22. 請求項７又は８に記載の有機シリコンビス第四級アンモニウム塩若しくは請求項９〜１３のいずれか１項に記載の抗微生物組成物をヒト以外の動物に適用し、ヒト以外の動物の生体における局所的感染及び院内感染の予防と治療、並びに各種の急性傷口及び慢性傷口の感染の予防と治療を実現するための方法。
23. ヒト以外の動物の生体における局所的感染及び院内感染の予防と治療、並びに各種の急性傷口及び慢性傷口の感染の予防と治療を行うために用いる、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の抗微生物組成物。
24. 前記ヒト以外の動物の生体における局所的感染が、細菌感染、真菌感染、ウィルス感染及びその他の病原体感染を含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記ヒト以外の動物の生体における局所的感染が、細菌感染、真菌感染、ウィルス感染及びその他の病原体感染を含む、請求項２３に記載の抗微生物組成物。
26. 前記院内感染は医療用カテーテル及びカニューレ関連感染、手術創感染、人工インプラント材料関連感染及び手部汚染関連感染を含む、請求項２２に記載の方法。
27. 前記院内感染は医療用カテーテル及びカニューレ関連感染、手術創感染、人工インプラント材料関連感染及び手部汚染関連感染を含む、請求項２３に記載の抗微生物組成物。