KR20100121628A - 유효한 항균 활성을 나타내는 실리콘 러버 - Google Patents

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모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 인크.
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Abstract

본 발명의 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버는, a) 경화성 실리콘 러버-형성 조성물(curable silicone rubber-forming composition)로부터 유도된 적어도 하나의 실리콘 러버; b) 상기 실리콘 러버 (a)에 X 중량 퍼센트 양으로 혼입된(incorporated) 적어도 하나의 은-함유 항균제; 및, c) 상기 실리콘 러버 (a)에 Y 중량 퍼센트 양으로 혼입된 적어도 하나의 카복실산(carboxylic acid);을 포함하고, 은-함유 항균제 (b)가 단독으로 실리콘 러버 (a)에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때 그리고 카복실산 (c)이 단독으로 실리콘 러버 (a)에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때, 실리콘 러버 (a)에 뚜렷한(significant) 항균 활성을 부여하지 않으나, X 중량 퍼센트까지의 은-함유 항균제 (b)와 Y 중량 퍼센트까지의 카복실산 (c)의 조합으로 혼입될 때, 실리콘 러버 (a)에 뚜렷한 항균 활성을 부여하며, 그러한 항균 활성은 실리콘 러버 (a)의 노출면과 그와 접촉하는 미생물-서식 수성 물질(microbe-populated aqueous material)의 인터페이스(interface)에 나타난다.

Description

유효한 항균 활성을 나타내는 실리콘 러버{SILICONE RUBBER EXHIBITING EFFECTIVE ANTIMICROBIAL ACTIVITY}
본 발명은 러버의 표면이 노출되는 미생물-서식 수성 환경(microbe-populated aqueous environment)에서 유효한 항균 활성을 나타내는 실리콘 러버(silicone rubber)에 관한 것이다.
항균 특성들을 나타내는 제품들을 만들기 위해 은-함유 항균제들이 다양한 합성 수지들(synthetic resins)에 혼입되어 왔다. 은-베이스 항균제들(silver-based antimicrobial agents)이 몇몇 종류의 수지들에 적합한 향균 특성들을 제공할 수 있기는 하나, 은-타입 항균제들을 함유하는 실리콘 러버들은 흔히 뚜렷한(significant) 항균 활성을 나타내지 못하는 것으로 밝혀졌다. 항균 유효성(antimicrobial effectiveness)의 이러한 부재(lack)는 러버들의 표면에 이용가능한 은이 비교적 소량 존재하기 때문일 수 있다.
공지된 종류의 은-베이스 항균제들을 함유하는 실리콘 러버들에서 유효 항균 활성의 부재가 관찰되는 것에 대한 실제 원인이 무엇이든, 그들만으로는 효과가 없는 은-함유 항균제들을 사용하려 하는 실리콘 러버들에 유효 수준(effective levels)의 항균 활성을 부여할 필요성이 여전히 존재한다.
발명의 요약
본 발명에 따라,
a) 경화성 실리콘 러버-형성 조성물(curable silicone rubber-forming composition)로부터 유도된 적어도 하나의 실리콘 러버;
b) 상기 실리콘 러버 (a)에 X 중량 퍼센트 양으로 혼입된(incorporated) 적어도 하나의 은-함유 항균제; 및,
c) 상기 실리콘 러버 (a)에 Y 중량 퍼센트 양으로 혼입된 적어도 하나의 카복실산(carboxylic acid);을 포함하여 구성되고,
은-함유 항균제 (b)가 단독으로 실리콘 러버 (a)에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때 그리고 카복실산 (c)이 단독으로 실리콘 러버 (a)에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때, 실리콘 러버 (a)에 뚜렷한(significant) 항균 활성을 부여하지 않으나, X 중량 퍼센트까지의 은-함유 항균제 (b)와 Y 중량 퍼센트까지의 카복실산 (c)의 조합으로(in the combination) 혼입될 때, 실리콘 러버 (a)에 뚜렷한 항균 활성을 부여하며,
그러한 항균 활성이 실리콘 러버 (a)의 노출면(exposed surface)과 그와 접촉하는 미생물-서식 수성 물질(microbe-populated aqueous material)의 인터페이스(interface)에 나타나는, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버가 제공된다.
현재 과학적으로 증명되지는 않았지만, 실리콘 러버 (a)에 단독으로 존재할 때 감지할 수 있는(appreciable) 항균 활성이 결여된, 은-함유 항균성 물질 (b)은, 카복실산 (c)이 러버에 추가적으로 존재할 때, 아마도 러버 안쪽으로부터 그것의 표면까지 은의 이동을 촉진하거나 증진시킴으로써, 러버의 표면에서 항균성 은의 가용성(availability)을 증가시키는 카복실산의 능력으로 인해 상당한 수준의 항균 활성을 나타내는 것으로 여겨진다.
실제 메커니즘이 무엇을 포함하든, 다양한 합성 수지들에서 효과적이나 실리콘 러버에서는 효과적이지 않은 것으로 알려져 있는 은-함유 항균제들은 카복실산을 동반할 때 유효하게 될 수 있다.
본 명세서에서 "실리콘 러버" 및 "실리콘 엘라스토머(silicone elastomer)"라는 표현들은 같은 뜻으로 간주된다.
본 명세서에서 "은-함유 항균제"라는 표현은, 미생물-서식 수성 환경에서 항균 활성을 나타내는 여하한 형태의 은을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 금속 은(metallic silver), 예컨대, 콜로이드 은 및 나노실버(nanosilver), 수성 매질(aqueous media)에 은 이온들을 제공하는 은 화합물들, 은의 착물들(complexes), 및 그 동등물을 포함한다.
본 명세서에서 "카복실산"이라는 표현은, 모노-(mono-), 다이-(di-), 트라이-(tri-) 등, 지방족, 고리형 지방족 및 방향족 카복실산들 그리고 그러한 것들이 존재하는 그 무수물들을 전술한 것들의 둘 이상의 혼합물들과 함께 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들(working examples) 또는 달리 나타낸 경우를 제외하고는, 본 명세서와 특허청구범위에 명시된, 물질들의 양들, 반응 조건들, 기간들(time durations), 물질들의 정량화된 특성들(quantified properties) 등을 나타내는 모든 수들은, "약" 이라는 용어에 의해 모든 경우들에서 가감되는(modified) 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 기술된 여하한 숫자로 표시된 범위는, 그 범위 내에 있는 모든 하위-범위들(sub-ranges) 그리고 그러한 범위들 또는 하위범위들의 다양한 종점들(endpoints)의 여하한 조합을 포함하려는 것으로 또한 이해될 것이다.
구조적으로, 조성적으로 그리고/또는 기능적으로 관련된 화합물들, 재료들 또는 물질들의 군(group)에 속하는 것으로 명세서에 명확히 또는 암시적으로 개시되고 그리고/또는 특허청구범위에 기술된, 여하한 화합물, 재료 또는 물질은, 그러한 군의 개개의 예들(individual representatives)과 그 모든 조합들을 포함하는 것으로 더 이해될 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은, 단독으로는, 설사 있다 해도, 미미한 항균 활성을 나타내는 적어도 하나의 은-베이스 항균제와 상기 은-베이스 항균제의 항균 활성을 강화시키기에 충분한 양의 적어도 하나의 카복실산을 함유하는 실리콘 러버를 포함한다.
본 발명은 또한 경화성 실리콘 러버-형성 조성물을 만드는 단계; 상기 경화성 실리콘 러버-형성 조성물에 적어도 하나의 은-함유 항균제를 0.1 내지 10, 바람직하게는 0.2 내지 5 그리고 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 중량 퍼센트(percent by weight)의 양으로, 그리고 적어도 하나의 카복실산을 0.1 내지 5, 바람직하게는 0.2 내지 3 그리고 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 중량 퍼센트의 양으로 도입하는(introducing) 단계; 그리고 상기 실리콘 러버-형성 조성물을 경화 조건들(curing conditions)에 처하게 하여 실리콘 러버를 만드는 단계를 포함하여 구성되는 실리콘 엘라스토머의 제조 방법을 포함한다.
실리콘 러버 (a)는, 많은 공지된 경화성 실리콘 러버-형성 조성물들, 예컨대, 액체 실리콘 러버 (liquid silicone rubber: LSR) 조성물들, 실온 가황 실리콘 러버 (room temperature vulcanizable silicone rubber: RTV) 조성물들 및 열 경화성 실리콘 엘라스토머 (heat curable silicone elastomer: HCE) 조성물들의 어느 하나를 경화시킴으로써 얻을 수 있다.
대표적인 LSR 조성물은 비닐-함유 폴리다이오르가노실록산 유체(fluid), 수소-함유 폴리다이오르가노실록산 유체, 유효량(an effective amount)의 백금(platinum) 촉매 및 퓸드 실리카(fumed silica)와 같은 보강 필러(reinforcing filler) 그리고 하나 또는 그보다 많은 부가적인 첨가제들의 다성분 조합물(multi-component combination)이다. 일반적으로, 2-성분 LSR 혼합물들을 혼합하고, 그들이 신속하게 경화되는 예열 몰드(preheated mold)에 채워넣어서 실리콘 러버 물품(silicone rubber article)을 제조한다. 제1 성분, 또는 패키지(package)는, 비닐-함유 폴리다이오르가노실록산 유체, 실리카 필러 및 유효량의 백금 촉매를 포함하고, 제2 성분, 또는 패키지는, 수소-함유 폴리다이오르가노실록산 유체를 비닐-함유 폴리오르가노실록산 유체 및 실리카 필러를 포함하는 다른 요소들과 함께 포함한다. 일반적으로, 폴리다이오르가노실록산, 무기 필러 및 첨가제들을 밴버리 믹서(Banbury mixer), 터뷸라이저(turbulizer), 체인지 캔 믹서(change can mixer), 또는 저 강도 더블 아암 도우 믹서(low intensity double arm dough mixer)와 같은 반죽기(kneading machine)로 반죽하여 LSR 조성물을 만든다. 이 프로세스(process)에서, 폴리다이오르가노실록산, 무기 필러, 처리제들(treating agents) 및 첨가제들을 바람직한 특성들이 얻어질 때까지 배치 혼합한다(batch mix). 배치식 혼합 프로세스(batch mixing process)는 배치 당 12 내지 30 시간이 걸릴 수 있다. 혼합 후에, LSR 조성물은 휘발성 물질들(volatiles)이 제거되고 냉각된다. LSR들과 그로부터 얻은 실리콘 러버들에 관한 추가적인 세부사항은, 그 전체 내용들이 본 명세서의 참고문헌을 이루는, 미국 특허 제6,444,154호를 특히 참조할 수 있다.
RTV 실리콘 조성물들은 1-성분 또는 2-성분 시스템들로서 포물레이팅될(formulated) 수 있다. 수분에 대한 노출에 의해 경화될 수 있는, 1-성분 RTV 실리콘의 일반적인 형태는, 말단 수산기들(terminal hydroxyl groups)을 가지는 오르가노실록산 폴리머, 다관능 오르가노실리콘 가교제(polyfunctional organosilicone cross-linking agent) 그리고 예를 들어, 그 전체 내용들이 본 명세서의 참고문헌을 이루는 미국 특허 제4,100,129호, 제4,593,085호, 제5,420,196호, 제5,932,650호 및 제6,737,494호에 개시되어 있는, 가교 촉매를 포함한다. 2-성분 RTV 실리콘 시스템들은, 다이하이드록시(dihydroxy) 또는 실라놀-말단형(silanol-terminated) 폴리다이오르가노실록산, 탄산 칼슘 또는 분쇄 석영(ground quartz)과 같은 중보강 필러(semi-reinforcing filler), 퓸드 실리카와 같은 보강 필러 및 물을 포함하는 "A" 패키지, 그리고 T 또는 Q 관능성 가교제(functional crosslinker)와 예를 들어, 그 전체 내용들이 본 명세서의 참고문헌을 이루는 미국 특허 제4,490,500호에 개시되어 있는, 축합 경화 촉매(condensation cure catalyst)를 포함하는 "B" 패키지를 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.
HCE 조성물들은 일반적으로 다이오르가노폴리실록산 검 (diorganopolysiloxane gum), 유체(fluid), 필러 그리고, 선택적으로, 유기 과산화물(organic peroxide)과 같은 경화제로 구성된다. HCE 실리콘 엘라스토머들에 관한 추가적인 세부사항은, 그 전체 내용들이 본 명세서의 참고문헌을 이루는, 미국 특허 제6,245,875호 및 제6,750,279호를 특히 참조할 수 있다.
경화성 실리콘 엘라스토머-형성 조성물은 또한, 일반적인 양들로 혼입된, 하나 또는 그보다 많은 공지되고 통상적인 첨가제들, 예컨대, UV 안정제들, 산화 방지제들, 착색제들, 필러들, 보강제들 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실리콘 러버는, 유효한 항균 활성이 필수적이거나 바람직한 특성인, 예를 들어, 의학 및 진단 기구들, 카테터들(catheters), 상처 치료 및 의료용 드레싱 제품들, 흉터 치료 관리 제품들, 약물 전달 시스템들(drug delivery systems) 등과 같은, 많은 종류의 물품들로서 또는 그러한 물품들에 유용하다.
유용한 은-함유 항균제들은, "ALPHASAN.RTM. RC-2000, RC-5000 및 RC-7000"이라는 상품명하에 "Milliken & Company"로부터 구입가능한 은 지르코늄 포스페이트들(silver zirconium phosphates)과 같은 은-함유 무기 화합물들; 은 카복실레이트들(silver carboxylates), 예컨대, 은 벤조에이트(silver benzoate), 은 사이트레이트(silver citrate) 및 은 타르트레이트(silver tartrate)와 같은 은-함유 유기 화합물들; "ZEOMIC.RTM"이라는 상품명하에 "Shingawa"로부터 구입가능한 은-치환 제올라이트들(silver-substituted zeolites); "IONPURE.RTM"이라는 상품명하에 "Ishizuka Glass"로부터 구입가능한 은-함유 유리들; 둘다 "DuPont"로부터 구입가능한 "AMP.RTM T558"과 "MICROFREE.RTM", 그리고 "Johnson Mathey"로부터 구입가능한 "JMAC.RTM"; 그리고, 콜로이드 은(colloidal silver), 나노실버 및 은 합금들(silver alloys)과 같은 금속 은 물질들을 포함한다.
은-함유 항균제의 평균 입자 크기는, 예를 들어, 나노실버의 경우에 5 내지 30 nm 그리고 다른 모든 형태들에 있어서 5 미크론(microns) 내지 100 미크론으로 광범위하게 변화할 수 있다.
앞서 정의된 카복실산 성분 (c)은, 주어진 경화성 실리콘 러버-형성 조성물에서 특정 카복실산, 카복실산 무수물 또는 특정 카복실산(들) 및/또는 카복실산 무수물(들)의 혼합물의 존재가 그것의 경화 또는 경화된 러버의 특성들에 나쁜 영향을 주지 않는다는 것을 조건으로 하여, 하나 또는 그보다 많은 카복실산 기들을 가지는 많은 공지된 지방족, 고리형 지방족 및 방향족 카복실산들, 그러한 것들이 존재하는 그 무수물들, 및 그 혼합물들의 여하한 것들로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 유용한 카복실산들과 카복실산 무수물들의 탄소 함유량은, 카복실산들과 그 무수물들이 포화 지방족, 고리형 지방족 또는 방향족 변종(variety)일 때 14 탄소 원자들을 넘지 않을 것이며, 하나 또는 그보다 많은 올레핀 결합들(olefinic bonds)의 존재가 녹는점(melting point)을 낮추고 용해도를 증가시키는 경향이 있는, 불포화 지방족 및 고리형 지방족 카복실산들 및 카복실산 무수물들의 경우에는, 탄소 함유량이 20 탄소 원자들을 넘지 않는다. 본 발명에 사용할 수 있는 몇몇 유용한 카복실산들과 카복실산 무수물들은, 프로판산(propanoic acid), 2-메틸프로판산, 부탄산(butanoic acid), 펜탄산 [발레르산(valeric acid)], 헥산산 [카프로산(caproic acid)], 2-에틸헥산산, 헵탄산 [에난트산(enanthic acid)], 옥탄산 [카프릴산(caprylic acid)], 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 사이클로헥산카복실산(cyclohexanecarboxylic acid), 사이클로헥실아세트산(cyclohexylacetic acid), 사이클로헥센카복실산(cyclohexenecarboxylic acid), 벤조산, 벤젠아세트산, 프로판이산 [말론산(malonic acid)], 부탄이산 [숙신산(succinic acid)], 헥산이산 [아디프산(adipic acid)], 2-부텐이산 [말레산(maleic acid)], 무수 아세트산(acetic anhydride), 무수 말레산(maleic anhydride), 및 그 동등물을 포함한다.
비교예 1 - 비교예 16은, 다양한 은-타입 항균제들을 단독으로 또는 지방족 카복실산 올레산(aliphatic carboxylic acid oleic acid)을 단독으로 함유하는 실리콘 러버들의 실례가 되며, 따라서 본 발명의 범위 밖에 있다. 실시예 1 - 실시예 25는, 은-타입 항균제와 지방족 카복실산을 둘다 포함하는, 본 발명의 항균적으로 유효한 실리콘 러버들의 실례가 된다.
아래에 기술된 방법의 설명에 따라 변형된 "AATCC 100/Film Contact Method"으로 항균 효과를 측정하였다. 이 시험 방법은 항균 활성 정도(degree of antibacterial activity)의 평가를 위한 정량적 과정(quantitative procedure)을 제공하며, 이 경우에, 시험 샘플들은 다양한 은-함유 항균제들, 카복실산들 및 이 두 성분들의 혼합물들을 포함하는, 경화된 실리콘 러버 샘플들, 또는 표본들이다.
2 mm 두께의 실리콘 러버 필름에 농도를 알고 있는 2 시험 미생물들(Staphylococcus aureus와 Escherichia coli)을 접종한 후에 이 필름을 35 mm x 35 mm 표본들로 잘라낸다. 하나의 시험 표본을 살균한 60 mm 페트리 접시(petri dish)에 놓고, (가습 목적을 위해) 멸균수(sterile water)가 들어있는 100 mm x 20 mm 페트리 접시에 "떠 있게(floated)" 한다. 그 다음에 이 시험 표본에 0.4 mL의 시험 미생물을 접종하여 24 시간 동안 배양한 후에 이 표본을 레틴 액체 배지(Letheen broth)를 사용하여 중화시키고, 연속적으로 희석한다. 감소 퍼센트(percentage reduction) 및/또는 감소 로그(log reduction)를 0 시간 카운트(zero time count) 및 24 시간 카운트(24 time count)와 함께 기록한다.
시험 과정들( Test Procedures )
1. SCD 액체 배지에 적절한 시험 미생물들(S. aureus와 E. coli)을 접종한다. 이를 18 - 24 시간 동안 배양한다.
2. 시험 미생물들을 분광 광도계(spectrophotometer)를 사용하여 108의 개체군(population)에 이르도록 표준화한다.
3. 시험 미생물들을 0.2% 영양 배지(Nutrient Broth)와 무균 염수(sterile saline)를 사용하여 희석시켜서 1-5 x 105 의 근사치 개체군을 얻는다.
4. 시험 샘플들에 다음과 같이 접종한다: 2개의 35 mm x 35 mm 시험 샘플들에 0.4 mL의 각 시험 미생물을 접종한다[0 시간(zero time)을 위한 것과 24 시간(24 hour time)을 위한 것].
5. 0 시간 시험 샘플을 레틴 액체 배지를 사용하여 중화시키고, 연속적으로 희석한다. TSA 한천배지(agar)로 평판 배양하여(plate), 36 - 38 ℃에서 48 시간 배양한다.
6. 24 시간 "부유(floated)" 시험 샘플을 36 - 38 ℃에서 24 시간 동안 배양한다.
7. 24 시간 후에, 24 시간 시험 샘플을 레틴 액체 배지를 사용하여 중화시키고, 연속적으로 희석한다. 이 플레이트들(plates)을 또한 36 - 38 ℃에서 48 시간 동안 배양한다.
8. 감소 퍼센트(percent reduction)와, 선택적으로, 감소 로그를 기록한다.
비교예 1-4
이 비교예들은, 다양한 열가소성 수지들(thermoplastic resins)에 혼입될 때 그들만으로 효과가 있는 것으로 알려져 있는, 항균성 나노실버 작용제들(antimicrobial nanosilver agents)이 통상적인 LSR에 혼입될 때는 본질적으로 불활성임을 보여준다.
나노실버 입자들을 함유하는 통상적인 첫번째 LSR (실리콘 러버 A)의 시험 표본들을 제조하고, 각 표본의 항균 유효성을 전술한 미생물학적 분석 과정을 사용하여 평가하였다. 이러한 분석들의 결과들은 다음과 같았다:
나노실버를 함유하는 실리콘 러버 A에 대한 미생물학적 시험 결과들


비교예
항균성
나노실버,
중량%

미생물		 최초
접촉 시간
(Initial
Contact Time)
(CFU/샘플)		 24 시간
접촉 시간
(24 Hour
Contact Time)
(CFU/샘플)
감소
퍼센트*
1 0.5 S. aureus 1.2 x 105 1.6 x 105 효과 없음
2 0.5 E. coli 1.2 x 105 2.2 x 107 효과 없음
3 0.5 S. aureus 1.4 x 105 5.0 x 105 효과 없음
4 0.5 E. coli 1.2 x 105 7.5 x 107 효과 없음
* 감소 퍼센트는 박테리아의 최초 (0 시간) 수를 토대로 함.
비교예 5 및 6
이 비교예들은 항균성 은 나트륨 수소 지르코늄 포스페이트 RC2000 (Milliken & Company)이 통상적인 두번째 LSR (실리콘 러버 B)에 단독으로 혼입될 때의 무효성(ineffectiveness)을 보여준다. 전술한 미생물학적 분석 과정을 사용한 분석 결과들은 다음과 같았다:
은 나트륨 수소 지르코늄 포스페이트 RC2000을 함유하는 실리콘 러버 B에 대한 미생물학적 시험 결과들

비교예		 항균성 은 RC2000,
중량%
미생물		 최초
접촉 시간
(CFU/샘플)		 24 시간
접촉 시간
(CFU/샘플)		 감소
퍼센트*
5 20 S. aureus 1.2 x 105 1.3 x 106 효과 없음
6 20 E. coli 1.2 x 105 2.2 x 107 효과 없음
* 감소 퍼센트는 박테리아의 최초 (0 시간) 수를 토대로 함.
비교예 7 및 8
이 비교예들은 실리콘 러버 A에 은 이온-함유 세라믹 매트릭스 캐리어 (SANITIZED AG, 스위스)를 단독으로 혼입하는 효과들을 설명한다. 표 3의 결과들이 나타내는 바와 같이, 이 항균성 은-함유 작용제의 1 중량% 로딩(loading)은 S. aureus 및 E. coli 에 대해 효과가 없었다.
은 이온-함유 세라믹 매트릭스를 혼입한 실리콘 러버 A에 대한 미생물학적 시험 결과들

비교예		 항균성 은
이온-함유 세라믹
매트릭스, 중량%
미생물		 최초
접촉 시간
(CFU/샘플)		 24 시간
접촉 시간
(CFU/샘플)		 감소
퍼센트*
7 1 S. aureus 3.1 x 105 3.3 x 106 효과 없음
8 1 E. coli 1.5 x 105 1.4 x 106 효과 없음
* 감소 퍼센트는 박테리아의 최초 (0 시간) 수를 토대로 함.
비교예 9-12
비교예 7과 8이 대체로 반복되었으나 실리콘 러버 B를 사용하고 은 이온-함유 세라믹 매트릭스를 상이하게 로딩하였다. 이 시험 결과들이 표 4에 다음과 같이 나타나 있다:
은 이온-함유 세라믹 매트릭스를 혼입한 실리콘 러버 B에 대한 미생물학적 시험 결과들

비교예		 항균성 은
이온-함유 세라믹
매트릭스, 중량%
미생물		 최초
접촉 시간
(CFU/샘플)		 24 시간
접촉 시간
(CFU/샘플)		 감소
퍼센트*
9 2 S. aureus 1.9 x 105 2.5 x 105 감소 없음
10 2 E. coli 2.0 x 105 1.9 x 107 감소 없음
11 3 S. aureus 1.7 x 105 4.6 x 105 감소 없음
12 3 E. coli 1.5 x 105 2.7 x 107 감소 없음
* 감소 퍼센트는 박테리아의 최초 (0 시간) 수를 토대로 함.
실시예 1
이 실시예는 본 발명에 따른 높은 표면-가용성 항균성 은(high surface-available antimicrobial silver)을 보여주는, 실리콘 러버, 구체적으로는, LSR 2050을 설명한다.
상술한 일반적인 미생물학적 분석 과정들에 따라 나노실버와 올레산을 함유하는 실리콘 러버 A의 표본을 평가하여 다음의 결과들을 얻었다:
나노실버를 함유하는 실리콘 러버 A에 대한 미생물학적 시험 결과들

실시예		 항균성
나노실버
+ 카복실산
미생물		 최초
접촉 시간
(CFU/샘플)		 24 시간
접촉 시간
(CFU/샘플)		 감소
퍼센트*

1		 0.5 중량% 나노실버
및
0.5 중량% 올레산
S. aureus

1.5 x 105
6.6 x 103
95.60%
* 감소 퍼센트는 박테리아의 최초 (0 시간) 수를 토대로 함.
비교예 13 및 14; 실시예 2 및 3
비교예 13과 14는, 지방족 카복실산 올레산이 실리콘 러버 A에 단독으로 존재할 때 항균제로서 효과적이지 않음을 보여주나, 실시예 2와 3에 의하면, 지방족 카복실산 올레산은 항균성 은-함유 작용제로서의 은 나트륨 수소 지르코늄 포스페이트 RC 2000과 함께 존재할 때 높은 수준의 항균 유효성을 제공한다. 상술한 표준 미생물학적 시험 과정들을 사용하면, 시험 결과들은 다음과 같았다:
올레산을 단독으로 그리고 은 나트륨 수소 지르코늄 포스페이트 RC 2000과 함께 함유하는 실리콘 러버 A에 대한 미생물학적 시험 결과들

비교예
/실시예		 항균성 은 RC2000,
중량%
올레산,
중량%
미생물		 최초
접촉
시간
(CFU/샘플)		 24 시간
접촉
시간
(CFU/샘플)
감소
퍼센트*
감소
로그**
비교예 13 - 0.8 S. aureus 1.5 x 105 2.3 x 106 효과 없음 효과 없음
비교예 14 - 0.8 E. coli 1.2 x 105 3.6 x 107 효과 없음 효과 없음
실시예 2 5 0.8 S. aureus 1.9 x 105 1.3 x 102 99.91% 4.2
실시예 3 5 0.8 E. coli 1.5 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99% > 6.6
* 감소 퍼센트는 박테리아의 최초 (0 시간) 수를 토대로 함.
** 감소 로그는 참조(reference)로서 대조구(control)를 토대로 함.
비교예 15 및 16; 실시예 4 및 5
비교예 13과 14 그리고 실시예 2와 3이 대체로 반복되었으나, 표 7에 나타나 있는 은 이온-함유 세라믹 매트릭스의 양들을 사용하였다. 표에 기록된 시험 결과들은 다음과 같았다:
올레산을 단독으로 그리고 은 이온-함유 세라믹 매트릭스와 함께 그리고 은 이온-함유 세라믹 매트릭스 없이 함유하는 실리콘 러버 A에 대한 미생물학적 시험 결과들

비교예
/실시예		 항균성 은
이온-함유
세라믹
매트릭스,
중량%
올레
산,
중량%

미생물
최초
접촉 시간
(CFU/샘플)
24 시간
접촉 시간
(CFU/샘플)
감소
퍼센트*
감소
로그**
비교예 15 - 0.8 S. aureus 1.5 x 105 2.3 x 106 효과 없음 효과 없음
비교예 16 - 0.8 E. coli 1.2 x 105 3.6 x 107 효과 없음 효과 없음
실시예 4 1 0.8 S. aureus 1.8 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99% 5.4
실시예 5 1 0.8 E. coli 1.8 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99% > 6.6
* 감소 퍼센트는 박테리아의 최초 (0 시간) 수를 토대로 함.
** 감소 로그는 참조로서 대조구를 토대로 함.
실시예 6-25
표 8은 상기 예들의 은 이온-함유 세라믹 매트릭스 ("Ag")와 몇몇 다른 지방족 카복실산들 각각의 조합물들(combinations)을 함유하는 실리콘 러버 B의 샘플들의 미생물학적 시험 결과들을 나타낸다.

실시예
지방산 + Ag 조합물
미생물		 최초 접촉 시간
(CFU/샘플)		 24 시간
접촉 시간
(CFU/샘플)		 감소
퍼센트*
6, 7 0.41 중량% 2-에틸헥산산,
1 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.7 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
E. coli 1.8 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
8, 9 0.41 중량% 카프릴산,
1 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 2.1 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
E. coli 2.0 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
10, 11 0.57 중량% 라우르산,
1 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 2.1 x 105 < 2.2 x 104 89.52%
E. coli 1.8 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
12, 13 0.80 중량% 올레산,
1 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.9 x 105 < 1.2 x 102 99.94%
E. coli 1.6 x 105 < 4.0 x 101 99.97%
14, 15 0.80 중량% 리놀레산,
1 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.9 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
E. coli 1.6 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
16, 17 0.41 중량% 2-에틸헥산산,
2 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.9 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
E. coli 1.5 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
18, 19 0.41 중량% 카프릴산,
2 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.6 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
E. coli 1.2 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
20, 21 0.57 중량% 라우르산,
2 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.7 x 105 < 8.0 x 101 99.95%
E. coli 1.6 x 105 < 2.0 x 101 99.99%
22, 23 0.80 중량% 올레산,
2 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.7 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
E. coli 1.7 x 105 < 2.5 x 101 99.99%
24, 25 0.80 중량% 리놀레산,
2 중량% Ag 첨가제		 S. aureus 1.8 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
E. coli 1.7 x 105 < 1.0 x 101 > 99.99%
전술한 실험 결과들이 나타내는 바와 같이, 은-베이스 항균제들의 지방족 카복실산들과의 조합물은 그들이 혼입되는 실리콘 러버들의 항균 효과를, 경우에 따라 효과 없음에서 높은 감소 로그 값으로, 크게 향상시킨다. 이 실험 결과들은 또한 LSR의 조성에 있어서의 차이들이 항균 효과에 대해, 설사 있다 해도, 미미한 영향을 줌을 나타낸다.
본 발명을 복수의 예시적인 구체예들을 참고로 하여 설명하였으나, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 여러 가지 변형들이 이루어질 수 있고 그 요소들이 동등물들로 치환될 수 있음을 알 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고서 본 발명의 가르침에 특정한 상황 또는 물질을 적용하도록 많은 변경들이 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명은, 본 명세서에 개시되어 있는 여하한 특정의 예시적인 구체예로 한정되지 않는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. a) 경화성 실리콘 러버-형성 조성물(curable silicone rubber-forming composition)로부터 유도된 적어도 하나의 실리콘 러버;
    b) 상기 실리콘 러버 (a)에 X 중량 퍼센트 양으로 혼입된(incorporated) 적어도 하나의 은-함유 항균제; 및,
    c) 상기 실리콘 러버 (a)에 Y 중량 퍼센트 양으로 혼입된 적어도 하나의 카복실산(carboxylic acid);을 포함하여 구성되고,
    은-함유 항균제 (b)가 단독으로 실리콘 러버 (a)에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때 그리고 카복실산 (c)이 단독으로 실리콘 러버 (a)에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때, 실리콘 러버 (a)에 뚜렷한(significant) 항균 활성을 부여하지 않으나, X 중량 퍼센트까지의 은-함유 항균제 (b)와 Y 중량 퍼센트까지의 카복실산 (c)의 조합으로(in the combination) 혼입될 때, 실리콘 러버 (a)에 뚜렷한 항균 활성을 부여하며,
    그러한 항균 활성이 실리콘 러버 (a)의 노출면(exposed surface)과 그와 접촉하는 미생물-서식 수성 물질(microbe-populated aqueous material)의 인터페이스(interface)에 나타나는, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  2. 제1항에 있어서, X가 0.1 내지 10, 0.2 내지 5 그리고 0.5 내지 2로 구성되는 그러한 군(group)으로부터 선택되는 중량 퍼센트 범위이고, Y가 0.1 내지 5, 0.2 내지 3 그리고 0.5 내지 2로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 중량 퍼센트 범위인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  3. 제1항에 있어서, 실리콘 러버 (a)가 유도되는 상기 경화성 실리콘 러버-형성 조성물이 LSR, RTV 또는 HCE 인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  4. 제1항에 있어서, 상기 은-함유 항균제 (b)가, 무기 은 화합물(inorganic silver compound), 유기 은 화합물, 은 이온-함유 유리, 은 이온-함유 제올라이트, 은 이온-함유 세라믹 매트릭스(ceramic matrix), 콜로이드 은(colloidal silver), 나노실버(nanosilver) 및 은 합금(silver alloy)으로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 멤버(member)인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  5. 제1항에 있어서, 상기 은-함유 항균제 (a)가, 나노실버, 은 이온-함유 세라믹 매트릭스 및 은 나트륨 수소 지르코늄 포스페이트(silver sodium hydrogen zirconium phosphate) 중의 적어도 하나인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  6. 제1항에 있어서, 상기 카복실산 (c)이, 지방족 카복실산, 고리형 지방족(cycloaliphatic) 카복실산, 방향족 카복실산 및 그 무수물들(anhydrides)로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 멤버인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  7. 제4항에 있어서, 상기 카복실산 (c)이, 지방족 카복실산, 고리형 지방족 카복실산, 방향족 카복실산 및 그 무수물들로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 멤버인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  8. 제6항에 있어서, 상기 카복실산 (c)이, 프로판산(propanoic acid), 2-메틸프로판산, 헥산산(hexanoic acid), 헵탄산(heptanoic acid), 옥탄산(octanoic acid), 라우르산(lauric acid), 올레산, 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 사이클로헥산카복실산, 사이클로헥실아세트산, 사이클로헥센카복실산, 벤조산(benzoic acid), 벤젠아세트산(benzeneacetic acid), 프로판이산(propanedioic acid), 부탄이산(butanedioic acid), 헥산이산(hexanedioic acid), 2-부텐이산(2-butenedioic acid), 무수 아세트산(acetic anhydride) 및 무수 말레산(maleic anhydride)으로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 지방족 카복실산인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  9. 제7항에 있어서, 상기 카복실산 (c)이, 프로판산, 2-메틸프로판산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 라우르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 사이클로헥산카복실산, 사이클로헥실아세트산, 사이클로헥센카복실산, 벤조산, 벤젠아세트산, 프로판이산, 부탄이산, 헥산이산, 2-부텐이산, 무수 아세트산 및 무수 말레산으로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 지방족 카복실산인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  10. 제1항에 있어서, 실리콘 러버 (a)가 유도되는 상기 경화성 실리콘 러버-형성 조성물이 LSR, RTV 또는 HCE 이고,
    상기 은-함유 항균제 (b)가, 무기 은 화합물, 유기 은 화합물, 은 이온-함유 유리, 은 이온-함유 제올라이트, 은 이온-함유 세라믹 매트릭스, 콜로이드 은, 나노실버 및 은 합금으로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 멤버이며,
    상기 카복실산 (c)이, 지방족 카복실산, 고리형 지방족 카복실산, 방향족 카복실산 및 그 무수물들로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 멤버이고,
    X가 0.1 내지 10, 0.2 내지 5 그리고 0.5 내지 2로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 중량 퍼센트 범위이고, Y가 0.1 내지 5, 0.2 내지 3 그리고 0.5 내지 2로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 중량 퍼센트 범위인, 항균 효과를 나타내는 실리콘 러버.
  11. 그것의 하나의 성분으로서 제1항의 실리콘 러버를 가지거나, 그로부터 만들어진, 물품(article).
  12. 그것의 하나의 성분으로서 제2항의 실리콘 러버를 가지거나, 그로부터 만들어진, 물품.
  13. 그것의 하나의 성분으로서 제3항의 실리콘 러버를 가지거나, 그로부터 만들어진, 물품.
  14. 그것의 하나의 성분으로서 제4항의 실리콘 러버를 가지거나, 그로부터 만들어진, 물품.
  15. 그것의 하나의 성분으로서 제6항의 실리콘 러버를 가지거나, 그로부터 만들어진, 물품.
  16. 그것의 하나의 성분으로서 제10항의 실리콘 러버를 가지거나, 그로부터 만들어진, 물품.
  17. a) X 중량 퍼센트의 적어도 하나의 은-함유 항균제 (b)와 Y 중량 퍼센트의 적어도 하나의 카복실산 (c)을 경화성 실리콘 러버-형성 조성물에 혼입하는(incorporating) 단계; 및,
    b) 상기 경화성 실리콘 러버-형성 조성물을 경화시켜 실리콘 러버 (a)를 만드는 단계를 포함하여 구성되고,
    은-함유 항균제 (b)가 단독으로 상기 러버-형성 조성물에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때 그리고 카복실산 (c)이 단독으로 상기 러버-형성 조성물에 X + Y 중량 퍼센트의 양으로 혼입될 때, 상기 러버-형성 조성물들의 경화로부터 얻은 실리콘 러버들 (a)에 뚜렷한 항균 활성을 부여하지 않으나, X 중량 퍼센트까지의 은-함유 항균제 (b)와 Y 중량 퍼센트까지의 카복실산 (c)의 조합으로 상기 러버-형성 조성물에 혼입될 때, 그로부터 얻은 실리콘 러버 (a)에 뚜렷한 항균 활성을 부여하며,
    그러한 항균 활성이 실리콘 러버 (a)의 노출면과 그와 접촉하는 미생물-서식 수성 물질의 인터페이스에 나타나는, 경화성 실리콘 러버-형성 조성물로부터 유도된 실리콘 러버 (a)에 대한 유효 항균 활성 부여 방법.
  18. 제17항에 있어서, X가 0.1 내지 10, 0.2 내지 5 그리고 0.5 내지 2로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 중량 퍼센트 범위이고, Y가 0.1 내지 5, 0.2 내지 3 그리고 0.5 내지 2로 구성되는 그러한 군으로부터 선택되는 중량 퍼센트 범위인, 유효 항균 활성 부여 방법.
  19. 제17항에 있어서, 실리콘 러버 (a)가 유도되는 상기 경화성 실리콘 러버-형성 조성물이 LSR, RTV 또는 HCE 인, 유효 항균 활성 부여 방법.
  20. 제17항의 방법에 의해 얻어진 실리콘 러버.
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