JPH04231062A - 抗菌性医療用品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抗菌性及びそのスペクト
ルに幅広さが望まれる医療分野の各種用途、　　例えば
医療用具、医療用器材等を構成する基材等に広く適用可
能な抗菌性組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】抗菌性を付与する方法の多くは有機系抗
菌剤によるものであり、有機銅や錫化合物、有機砒素化
台物、有機塩素化台物などが広く用いられてきた。しか
し、一般にこれらの化合物が有効であればあるほど有毒
性が強まることが最大の課題であった。一方、金属イオ
ンの微量溶出法なども広く検討されている。この例とし
ては、各種形状の銀や銅などのいわゆる抗菌性金属、あ
るいはその酸化物を構造物に添付する手段、粉末状物の
糊料や塗料への混和、繊維状物の繊維への混紡などが用
いられている。これらの代表的例として、医療用分野を
例にとれば、カテーテル表面への銀粒子の固定（米国特
許第４，０５４，１３９号）、医療用高分子材料表面へ
の銀、亜鉛、セリウムなどの金属塩のコーティング法（
米国特許第４，６１２，３３７号、特開昭６２−１１４
５７）、あるいはバルーンカテーテルのバルーン部表面
等への金属層の形成（特開平１−１３５３５８）などを
あげることが出来る。しかし、いずれの分野でも、使用
する金属粉末等の分散性及びその結果によるであろう効
果の程度やその持続性に劣る傾向にあるため、殆ど実用
化されていなかった。これらの欠点を改良する試みとし
て、銀等の金属イオンを交換した天然・合成ゼオライト
を抗菌剤とし、工業用品、日用品あるいは医療用品への
適用などが試みられている（特公昭６３−５４０１３な
ど）。ここでも、当然のことながら金属の微粒子化が抗
菌力を向上させる鍵であり、ゼオライト自体の粒経の制
約による金属粒子の微粒子化が必ずしも十分でなく、ま
た銀等を吸着したゼオライト自体の分散性の向上が十分
に得られなく、とくに安定性の良い表面コーティング用
原液や噴霧用原液を得ることがかなり困難であり、また
決して安価なものではない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、医療用各種分野への応用が可能である、抗菌性金属
の分散性が良好で、かつ低コストの抗菌性組成物である
。

【０００４】

【課題を解決するための手段】さて、チタニア（酸化チ
タン）は耐食性が優れ、各種添加剤として広く知られて
いる。しかも、特にゲル状に形成したチタニアは極めて
多孔質であり、各種の金属イオンを吸着させることによ
り金属の超微粒子状態の実現が期待できる。本発明者ら
はこれらの特性に着目し、鋭意検討した結果、いわゆる
抗菌性金属の代表例である銀を中心に、銅及び亜鉛金属
などから選ばれた少なくとも１種の金属を多孔性チタニ
アに吸着させることによって優れた抗菌性を示すことを
見いだし、医療用品に適用する有用性を明かにできた。

【０００５】多孔性チタニアを作成する方法は種々考え
られるが、例えば、酸素の作用下に、三塩化チタン水溶
液にアンモニア水を加えることによつてチタニアの白色
ゲルを収率よく得ることが出来る。該多孔性チタニアを
所望の各種金属塩水溶液（あるいは混合溶液）中に浸漬
して金属イオンを吸着した多孔性チタニアがえられる。 この場合でも製造時の条件、溶液のｐＨ、イオン吸着前
のゲルの乾燥条件、イオン吸着条件・吸着量、また複数
イオン吸着の例では、その金属イオンの吸着比率など、
さらにこれら粒子の焼成条件によつても抗菌性の違いが
みられる。また例えば、加水分解法などの他の方法によ
る場合でも同様な傾向があることは云うまでもない。本
発明による好適な多孔性チタニアの平均粒経は５０μｍ
以下であり、分散媒へのより均一に分散させるために、
好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ
以下である。また、抗菌性金属として知られている銀、
銅、亜鉛或いはその他金属の多孔性チタニアへの吸着は
、抗菌性金属に対応する金属塩水溶液中に浸せきするこ
とによる。例えば銀では硝酸銀、銅であれば硫酸銅の水
溶液、また金属混台系では銀と銅を段階的に吸着させて
も、或いは対応する混合塩水溶液でもよい。

【０００６】さて、ここで本発明で実施した抗菌性評価
に関する事項は次のようであった。 （１）抗菌性チタニアゲル粒子の抗菌力は「最小発育阻
止濃度（ＭＩＣ）」の測定によった。ＭＩＣの測定は、
日本化学療法学会制定の方法に準じたが、該方法の対象
は水溶性抗菌薬が一般であるため、本発明の不溶性抗菌
剤に適用するために大幅な変更を余儀なくされた。測定
法の要点は下記のようである。各種量の抗菌性チタニア
（検体）をいれたフラスコを高圧蒸気減菌を行う。減菌
済みＭＨ培地を検体入りのフラスコに加え攪拌し、　　
１０６／ｍｌに調整した接種菌液を注加する。フラスコ
を３７℃恒温振とう機で２０時間振とう後の菌液につい
て、顕微鏡下で菌増殖の有無を判定する。陰性の最小濃
度をＭＩＣ値とする。（２）抗菌性材料に対する抗菌力
の評価は、多くの場台に繊維製品加工協議会による「衛
生加工製品の加工効果評価試験方法」に準じ、いわゆる
シエーク・フラスコ法によった。三角フラスコにリン酸
緩衝液と検体を投入し、高圧蒸気減菌した後、３７℃に
冷却する。これに３７℃に保持した菌液を加え、１００
回／分の条件で所定時間振盪する。振盪前後の生菌数を
混釈法で測定する。減菌率は３時間振盪前後の生菌数（
対数）の差を、振盪前の生菌数（対数）に対する百分率
（対数減菌率）で表す。本発明では、形状を異にする種
々の検体や抗菌剤濃度の異なる検体を同一尺度で取り扱
えるように、単位表面積当たりの対数減菌率をもって実
質的な抗菌力の指標とした。ちなみに、生菌数で１×１
０２程度の減少が、抗菌性を示す実用的レベルと言える
。

【０００７】抗菌性金属の多孔性チタニアへの吸着量は
、吸着条件にもよるが、概ね多孔性チタニアの比表面積
（ｍ２／ｇ）に左右される。比表面積が小さく約１００
ｍ２ｇ以下であると、抗菌性金属の吸着量が少なく、実
用的な抗菌力をえることができない。より十分な抗菌力
は表面積が１４０ｍ２／ｇ以上の多孔性であることが望
ましいので、多孔性チタニアの特性をこの面からも管理
する必要がある。なお、比表面積は、ＢＥＴ法により窒
素ガスの吸着挙動の解析から求めたものである。さて、
抗菌性チタニアの抗菌力（ＭＩＣ値で表示）は、大略は
吸着した抗菌性金属成分量に依存する。ここで抗菌性金
属成分量はプラズマ発光分光分析法により定量した値で
、多孔性チタニアのチタン成分（Ｔｉ）と銀（或いは銅
、亜鉛）成分（Ａｇ、（或いはＣｕ、Ｚｎ））の重量比
で表示する。これらの系に於ける銀は重要な役割を持ち
、実施例で具体的に述べるように、銀成分を単独で用い
る場合の有効な抗菌力をえるためには、銀成分量のチタ
ン成分量に対する重量比（Ａｇ／Ｔｉ）が、少なくとも
約０，９×１０−２を必要とする。より有効な抗菌性は
約３×１０−２、さらに高度な効果は約９×１０−２で
ある。この銀成分量に加え、銅成分及び／或いは亜鉛成
分の吸着量の効果は次のようである。即ち、Ａｇ／Ｔｉ
が３×１０−２前後までの低銀成分量領域では銅成分量
の影響を大きく受けるが、銀成分量の増大とともに銅成
分量の効果は次第に薄れのである。従って、抗菌力を有
効に発揮させるための銀成分及び、銅及び／或いは亜鉛
成分組成の設定例は次のようになる。銀成分量（Ａｇ／
Ｔｉ）が約０．６×１０−２の例では、銅成分量（Ｃｕ
／Ｔｉ）は約１×１０−２以上、好ましくは約２×１０
−２以上である。より望ましくは銀成分量（Ａｇ／Ｔｉ
）を約３×１０−２とし、銅成分量（Ｃｕ／Ｔｉ）を約
２×１０−２以上、更に最適には約８×１０−２以上と
設定することである。抗菌性金属として銀成分と亜鉛成
分を選択した例でも同様であった。

【０００８】本発明の医療用品を構成する基材に抗菌性
を与える手段は次のようである。所要量の抗菌性金属吸
着の多孔性チタニアを溶融ポリマに混練することにより
微粒子状あるいは任意の形状を持った抗菌性組成物を得
る。該抗菌性組成物をチューブ状またはフイルム状等、
医療用品の基材あるいはその部材に成形する。また、所
定量の金属を吸着した多孔性チタニアを分散したポリマ
溶液（ポリマ／溶剤系、液状ポリマ、オリゴマ系など）
あるいは水、有機系、無機系液体を抗菌性組成物として
、医療用品の基材あるいはその部材の表面にコーティン
グする。さらに、金属吸着の多孔性チタニア粉末を医療
用品の表層に散布する形態をとることも可能である。 医療用品の基材あるいは部材の材質としてはポリアクリ
ル系、ポリスチレン系、ポリサルフオン系、シリコーン
系、ポリウレタン系、ポリ塩化ビニール系、各種ナイロ
ン、ポリエステル系、ポリフツ素系、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリカーボネートなど、およびこれらの
共重合ポリマやブレンド物など、またセルロース系など
も含めて医療用具に好んで使用されるいずれのポリマ、
およびこれらを粘結する各種材料に適用可能である。適
用できる医療用品としてはその用途、形態に特に制約は
ない。代表例をあげると、チューブ類としてドレーンチ
ューブ、導尿用カテーテル、痩用カテーテル、および深
部温度測定用カテーテル等のセンサーカテーテル分野や
腹膜透析用カテーテルなどが特に望まれている分野で、
また、シート類としては創傷被覆材、熱傷被覆材などと
して用いられる不織布、繊維、フィルムなどであり、さ
らに、感圧性接着剤などをあげることが出来る。

【０００９】

【作用】いわゆる抗菌性金属が強い抗菌効果を示す機構
は十分には明かにされていない。微量の金属イオンが抗
菌作用を持つことは古くから知られていたが、近年生体
防御機構の一つである消毒機構への活性酸素系の関与と
類似し、ここでも活性酸素の寄与が諭じられるようにな
った。この種のゲルに金属を吸着させ、微粒子状にする
ことにより、この機能を十分に発揮させることが出来る
ものと考えることができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明を抗菌性金属として銀、銅及び亜
鉛を中心にした組成物の医療分野への応用例につき実施
例をもちいて説明するが、本発明は実施例の内容に限定
されるものではない。

【実施例１】多孔性チタニアを各種濃度の硝酸銀水溶液
中に投入し、１時間放置後、吸引ろ過し、残さを水洗す
ることによって銀を吸着させた抗菌性チタニアを得た。 これを引き続き所定濃度の硫酸銅水溶液、或いは硫酸亜
鉛水溶液に投入し、それぞれ１時間放置後、吸引ろ過し
、残さを水洗することによって、銀成分及び銅或いは亜
鉛成分を吸着した抗菌性チタニアを得た。この試料の銅
成分量Ｃｕ／Ｔｉ（成分重量比）および亜鉛成分量Ｚｎ
／Ｔｉ（成分重量比）と緑膿菌に対するＭＩＣ値（μｇ
／ｍｌ）の関係を表１に示した。

【００１１】

【表１】 表１に於ける「番号４」の抗菌性チタニアをシリコーン
ゴムベースと等重量混和し、いわゆるマスターバッチを
作製した。

【実施例２】成形用シリコーンゴムが所定量の抗菌性チ
タニア濃度になるように、実施例１で作製したマスター
バッチを混練し、抗菌性組成物をえた。抗菌性チタニア
の濃度は３．２％および５．１％とした。このゴムを用
いて通常の工程に準じてチューブを押出した。この医療
用チューブ（試料の表面積：１０ｃｍ２に調整）の大腸
菌、緑膿菌、および黄色ブドウ球菌に対する減菌率（％
）及び抗菌力をシェークフラスコ法により測定した。振
盪前後の生菌数（対数）の差である減菌率及びそれを検
体の全表面積で規格化して得られた結果は表２のようで
あった。

【００１２】

【表２】 上記抗菌性チタニア５．１％を含むチューブをシャフト
とし、その他カテーテルの構成部材、即ちバルーン部な
どを同一組成の組成物を成形し、カテーテルを製作した
。カテーテルについて、化学的・生物学的安全性、兎皮
下への移植テストなどによってとくに人体の粘膜に対す
る安全性を確認し、臨床的評価を実施した。抗生物質の
投与下に、抗菌性を持たない通常の導尿カテーテルを留
置している患者に、該抗菌性カテーテルを抗生物質の投
与を止めて留置した。３〜４週間留置の数回の繰り返し
によってもトラブルはなく、白血球は減少の傾向にさえ
あった。ちなみに、抗生物質の投与なしには数日間の連
続留置が限界であった。

【実施例３】銀成分及び亜鉛成分を吸着させた抗菌性チ
タニア粉末（実施例１の「番号６」該当品）を液状シリ
コンゴム（室温硬化型）／キシレン混合溶液（混台比３
／１）中に攪拌によって分散させ、抗菌性チタニア粉末
を３％含有するコーティング用溶液をえた。この分散液
中にダブル・ルーメンのチューブを浸漬し、導尿用ルー
メンには該溶液を流入し、次いで数分間乾燥させること
によってチューブの内外表面に約０．０２ｍｍの皮膜を
形成させた。このチューブを３０ｃｍの長さに切断し、
カテーテルのシャフトとした。別に、実施例１と同様に
製作したチタニアゲル５．１％を含む成形用ゴムを用い
てバルーン部を成形し、この両者から導尿カテーテルを
製造した。この導尿カテーテルの抗菌力を実施例１と同
様にシェーク・フラスコ法により測定した。減菌率は、
大腸菌に対しては、３８％、緑膿菌に対して２９％であ
った。このレベルの抗菌性は実用上十分であった。

【実施例４】ポリエーテル型ポリウレタン溶液（固形分
濃度３０重量％）に銀成分及び銅成分を吸着させた抗菌
性チタニア粉末（実施例１に於ける「番号４」）の１重
量％を攪拌下で添加した。この分散液をスペーサーを設
けたガラス板上に均一に流延し、８０℃で乾燥させるこ
とにより約４０μｍのフィルムを得た。通気性を与える
ために、このフィルムに直径０．５ｍｍの多数の孔を開
け、多孔性フィルムとし、創傷被覆材とした。このフィ
ルムを枠に挟み、シェイク・フラスコ法によってその緑
膿菌に対する抗菌力を評価した。緑膿菌に対する減菌率
は２６％であった。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、加工面でも成形物のみ
ならずコーティング技術にも適応し、優れた抗菌性医療
用品を容易に提供できる。本発明の改良された医療用具
としては、カテーテルなどのチューブ類や創傷被覆材及
びこれらを構成する不織布、また抗菌性が望まれる医療
用各種布などのシート類、その他医療用接着剤などをあ
げることが出来る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　抗菌性金属が担体に吸着されてなる抗
   菌性物質が分散媒で被覆され、或いは分散媒に分散され
   ている抗菌性組成物において、担体が比表面積１００ｍ
   ２／ｇ以上の多孔性チタニアであり、多孔性チタニアに
   吸着された抗菌性金属成分の１種が少なくとも銀である
   抗菌性チタニアを形成しており、銀成分のチタン成分に
   対する重量比として０．９×１０−２以上の銀成分量で
   ある抗菌性チタニアが分散媒で被覆され、或いは分散媒
   中に分散している組成物から構成された基材からなるこ
   とを特徴とする抗菌性医療用品。
2. 【請求項２】　　抗菌性金属成分が銀及び銅成分及び／
   或いは亜鉛成分が主体であり、銀成分量がチタン成分に
   対する重量比が約０．６×１０−２以上の領域において
   、銅成分量及び／或いは亜鉛成分が約１×１０−２以上
   である抗菌性チタニアがが分散媒で被覆され、或いは分
   散媒中に分散している組成物から構成された基材からな
   ることを特徴とする請求項１に記載の抗菌性医療用品。
3. 【請求項３】　　抗菌性金属が担体に吸着されてなる抗
   菌性物質が分散媒で被覆され、或いは分散媒に分散され
   ている抗菌性組成物において、分散媒がポリマ及び／或
   いはオリゴマであることを特徴とする請求項１及び２に
   記載の抗菌性医療用品。