KR20130059421A - 항균 특성을 지닌 실버 아이오데이트 화합물 - Google Patents

항균 특성을 지닌 실버 아이오데이트 화합물 Download PDF

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KR20130059421A
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메를 이. 올슨
저스틴 제이. 앤더슨
아민 엠. 오마
파트리샤 엘. 나드워니
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인노보테크, 인크.
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Abstract

본 발명은, 항균 특성을 부여하는 적어도 하나의 실버 아이오데이트를 포함하는, 조성물, 사용 방법, 처리 방법 및 제조 물품으로서, 특히 의료 장치의 제조, 사용 및 특성에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 디퍼아이오데이토아겐테이트로부터 하나 이상의 실버 아이오데이트 반응 생성물을 수득하고 사용하는 것을 포함하며, 여기서 상기 반응 생성물은 수열반응을 이용하여 수득된다.

Description

항균 특성을 지닌 실버 아이오데이트 화합물{SILVER IODATE COMPOUNDS HAVING ANTIMICROBIAL PROPERTIES}
본 발명은 실버 아이오데이트(silver iodate) 화합물 및 이의 미생물 오염 방지 또는 감소 용도에 관한 것이다. 상기 조성물 및 방법은 임의의 표면(즉, 제조, 조작, 수송, 저장, 가공 또는 포장에 사용되는 표면)상의 미생물 오염을 처리하거나 방지하는데 적합하다.
본 발명은 또한 항균 조성물 및 항균 특성이 이로운 다양한 장치, 바람직하게는 의료 장치와 같은 장치에의 상기 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명의 항균 조성물을 사용하여 제조되거나 형성된 물품에 관한 것이다. 예를 들면, 상기 조성물은 의료 장치와 같은 물품의 제조 또는 코팅에 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 항균 특성이 이로운 장치, 예를 들면 의료 장치 또는 임플란트(implant)의 제조에 있어서 코팅 및/또는 성분에 관한 것이다.
본 발명은 또한 실버 아이오데이트 화합물 및 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
실버는 카테테르(catheter), 캐뉼라(cannulae) 및 스텐트(stent)와 같은 의료 장치에의 항균 용도로 알려져 있다. 항균 의료 장치를 얻기 위한 한 가지 종래의 접근은, 예를 들면, 증기 코팅(vapor coating), 스퍼터 코팅(sputter coating) 또는 이온 빔 코팅(ion beam coating)에 의한, 기재(substrate) 표면상에 직접 금속성 실버의 증착(deposition)이다. 그러나, 상기 비접촉 증착 코팅 기술은, 낮은 접착력, 코팅 균일성의 부족 및 일부 실버 염(salt)의 광 민감성으로 인한 어둠 속 제조와 같은 특별한 가공 조건에 대한 요구를 포함하는, 많은 문제를 겪고 있다. 상기 코팅의 한 가지 특별한 문제는, 상기 코팅이 형성되는 공정이, 카테테르 또는 스텐트의 내부 루멘(lumen)과 같은 숨겨지거나 폐쇄된 영역을 적절하게 코팅하지 못한다는 것이다. 게다가, 상기 방법은, 코팅으로부터 실버를 방출하지 않는다는 점에서 매우 친 금속성 실버인 코팅을 제조하며, 항균 작용을 제공하기 위해, 코팅과의 접촉을 요구한다.
고 농도의 실버가 기재에 증착되더라도, 수성 유체에 노출되면 매우 적은 자유 이온성 실버가 방출된다. 결과적으로, 상기 코팅은 제한된 항균 활성만을 제공한다. 그것은 필수적으로 장치 표면에서의 미생물 제제의 정착(colonization)을 지연시킨다. 그러나, 그것은 충분한 실버 이온을 수성 유체로 방출하지 않기 때문에, 상기 장치의 적용에의 있어서 그것은 거의 또는 전혀 몸체에 침입한 박테리아로부터 보호를 제공하지 못하며, 주변 조직 내의 감염을 억제하지 못한다.
기재상에 실버를 코팅하는 또 다른 방법은 용액으로부터 실버의 증착 또는 전착(electrodeposition)과 관련된다. 상기 방법의 문제는, 낮은 접착력, 기재상의 낮은 실버 픽업(pick-up), 표면 제조의 요구 및 대개 코팅을 제조하는데 요구되는 다단계 디핑(dipping) 작업과 관련된 높은 인건비를 포함한다. 접착력 문제는, 금 및 백금 금속과 같은 증착제 및 안정화제의 포접(inclusion)에 의해 또는 실버 화합물 및 기재 표면 사이의 화학적 착물(complex)을 형성함으로써, 처리되어왔다. 그러나, 추가 성분의 포접은 복잡성 및 그러한 코팅의 제조 비용을 증가시킨다.
많은 의료 장치에 있어서, 상기 장치에 윤활성(lubricious) 코팅을 지니는 것이 선호된다. 윤활성 코팅은 장치 삽입을 돕고, 조직 내 외상을 감소시키며, 세균의 부착(adherence)을 감소시킨다. 윤활성 코팅이 또한 요구되는 의료 장치의 표면상에, 실버 및 다른 금속을 직접 적용하는 종래 방법의 또 다른 문제는, 제조 비용 및 시간이 가중되고, 부가의 윤활성 코팅이 항균 코팅된 장치 위에 적용되어져야 한다는 것이다.
상기 코팅의 일부는, 정도는 각각 다르지만, 기재 주변의 용액 또는 조직으로 실버 이온을 방출한다. 그러나, 그러한 코팅의 활성은 종종, 카테테르, 스텐트 및 캐뉼라와 같은 의료 임플란트 용도에 적합하지 않은 조건을 요구한다. 상기 조건은, 코팅 표면의 마모(abrasion), 180℃보다 높은 온도로의 가열, 과산화수소와의 접촉 및 전류 처리를 포함한다.
따라서, 해당 기술분야에서는, 장치의 표면상 또는 장치 주변의 조직 내 또는 두 위치 모두에서 감염에 대한 저항을 증가시키기 위해, 의료 장치와 같은 기재의 항균 특성을 증가시키는 것에 대한 오랜 요구가 있다.
해당 기술분야에서는 또한, 항균 활성을 제공하기 위해 물품에 혼입될 수 있는 조성물에 대한 요구가 있다. 게다가, 개선된 접착력을 나타내는 물품에 있어, 코팅으로 이용될 수 있는 조성물에 대한 요구가 있다. 또한, 종래의 올리고다이나믹(oligodynamic) 조성물의 가용성, 침전 및 응집 문제를 극복하고, 올리고다이나믹제(oligodynamic agent)의 증강된, 지속적인 방출을 나타내는 조성물에 대한 요구가 있다. 하나 이상의 활성제의 전달을 원하는 위치(location)에 가능하게 하는 조성물에 대한 요구가 또한 있다.
이런 관점에서, 안정한, 예를 들면, 열적으로 안정한, 그리고 이들의 의도된 사용 환경에서 불활성화되지 않는 항균 조성물에 대한 요구가 또한 있다.
본 발명의 조성물 및 방법은, 하나 이상의 실버 아이오데이트(silver iodate) 화합물 또는 (예컨대, 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트(III) 및 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트(III)와 같은) 디퍼아이오데이토아겐테이트(diperiodatoargentate)의 수열 반응의 조성물 또는 생성물, 이의 합성 방법, 이의 항균제로서의 용도 및 상기 화합물의 하나 이상을 포함하는 제조 물품을 포함한다.
본 발명의 조성물 및 방법은 광범위한 농업, 산업 및 의료 환경, 예를 들면, 임의의 표면 소독, 특히 작업 또는 가공 표면(예를 들면, 테이블) 소독; 항균 코팅; 항균 특성 또는 특징이 특히 이로운 의료 장치 및 임플란트; 및 인간, 식물 및 동물의 질병 및 상태를 치료하는데 있어서 적용가능성(applicability)을 지닌다.
본 발명의 조성물 및 방법은 또한, 바이오필름(biofilm)을 처리하고/하거나 제균하는데 효과적일 수 있다.
본 발명은 실버 아이오데이트 화합물 및 이의 항균제로서의 용도와 관련이 있다. 본 발명의 일부 구현예는, 항균성 특성(들)을 부여하는 활성제로서 하나 이상의 실버 아이오데이트 화합물을 포함한다.
본 발명의 일부 구현예는, 출발 물질로서 디퍼아이오데이토아겐테이트를 사용하고, 상기 디퍼아이오데이토아겐테이트의 하나 이상의 반응 생성물을 형성시킨 다음에, 항균 활성제로서 상기 반응 생성물을 사용하는 것을 포함한다. 대표적인 디퍼아이오데이토아겐테이트는 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트(III) 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트(III)를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일부 구현예는, 수용액에서 형성되는 하나 이상의 디퍼아이오데이토아겐테이트 반응 생성물을 포함한다. 바람직한 구현예에서, 상기 반응 생성물은 수열 반응으로 형성된다.
본 발명의 활성제 중 어떤 것은, 항균 특성을 기재에 부여하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 활성제가, 기재의 구조 내부로 또는 코팅 등으로 혼입될 수 있다. 대표적인 기재는 금속 또는 의료 장치를 포함한다.
본 발명의 일부 구현예는 또한 약학적으로 허용가능한 염 또는 용매화물과 수화물 및 실버 아이오데이트 화합물, 실버 아이오데이트 반응 생성물 및 본 발명의 출발 물질(예를 들면, 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트(III) 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트(III))로부터 제조된 활성제의 조성물과 제형(formulation)을 포함한다.
본 발명은 또한, 본 발명의 항균 활성제를 제조하는 고유한 방법을 포함한다.
본 발명은 또한, 예를 들면, 실시예 9에서 인용된 참조문헌에서 나타낸 방법을 사용하여, 본 발명의 항균제, 예를 들면, Ag5I06를 제조하는 방법을 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명의 활성제와 금속 기재를 코팅하는 방법을 포함하며, 상기 방법은 기재에 항균 특징을 부여한다. 본 명세서에서 사용될 때, 금속 기재는 광범위한 금속(예를 들면, 티타늄 및 스테인리스 스틸); 금속 합금; 및 상기 금속을 사용하여 만들어진 장치 또는 물품(예를 들면, 의료 장치, 바늘(needle), 포트(port), 임플란트, 핀(pin) 등)을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 출발 화합물은 소듐 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트일 수 있으며, 상기 구현예는 그의 반응 생성물을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 대표적인 반응 생성물은 펜타실버 헥사옥소아이오데이트; Ag5I06; 실버 오르토퍼아이오데이트; 실버 퍼아이오데이트(VII); 실버 아이오데이트(VII); 또는 5Ag20·I207를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
상기 조성물 및 방법은 또한, 하나 이상의 다른 활성제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서. 하나 이상의 실버 아이오데이트 화합물이 개선된 항균 특징을 지니는 물품을 제조하는데 사용된다. 본 발명의 일부 구현예에서, 상기 실버 아이오데이트 화합물은, 물품의 표면상의 코팅 등일 수 있거나 상기 물품을 형성하는 물질에 혼입될 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 상기 물품은 티타늄 또는 스테인리스 스틸을 포함한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 상기 물품은 카테테르 또는 바늘과 같은 의료 장치이다. 본 발명의 일부 구현예는, 본 발명의 활성제를 포함하는 물품을 형성함으로써, 하나 이상의 항균 특성을 지닌 물품을 형성하는 것을 포함한다.
본 발명의 일부 구현예는, 소듐 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트 또는 펜타실버 헥사옥소아이오데이트를 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 화합물의 하나 이상의 반응 생성물을 포함하는 제조 물품을 포함한다.
본 발명의 일부 구현예는, 물품상의 코팅, 층(layer) 등을 포함하고, 상기 코팅 등은, (실버 아이오데이트 화합물, 소듐 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트의 반응 생성물 또는 펜타실버 헥사옥소아이오데이트를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는) 본 발명의 하나 이상의 활성제를 포함하며, 물품 또는 물품의 일 부분에 개선된 항균 특징을 부여한다.
본 발명의 일부 구현예는 본 발명의 활성제, 예를 들어, 의료 장치 그 자체로서의, 펜타실버 헥사옥소아이오데이트와 같은 소듐 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트의 반응 생성물을 포함한다. 본 발명의 상기 구현예에서, 조성물은 실버를 불활성화시키지 않는 임의의 형태일 수 있으며, 이는 겔(gel), 연고(ointment), 크림 또는 폴리머 또는 담체(carrier) 내의 성분을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일부 구현예는, 본 발명의 하나 이상의 활성화제, 예를 들면, 실버 아이오데이트 화합물 또는 펜타실버 헥사옥소아이오데이트와 같은 소듐 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트의 반응 생성물을 의료 장치 내부로 또는 의료 장치 상에 혼입시키는 것을 포함한다. 본 발명의 상기 구현예에서, 실버 조성물은 실버를 불활성화시키지 않는 임의의 형태일 수 있으며, 이는 겔, 연고 또는 크림을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일부 구현예에서, 상기 활성제 또는 활성제를 함유하는 조성물은 실버를 불활성화시키지 않는 임의의 형태일 수 있으며, 이는 층 또는 금속 안의 성분 또는 담체를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일부 구현예에서, 상기 조성물 및 방법은 실버 이온 또는 실버-함유 착물을 포함하는 항균제를 사용하여, 미생물 오염물질을 처리하는데 사용된다. 상기 조성물 및 방법은 또한 하나 이상의 다른 활성제를 포함할 수 있다. 상기 조성물 및 방법은, 예들 들면, 바이오필름, 유사 구조물 또는 박테리아, 진균(fungi), 바이러스, 조류(algae), 기생충(parasite), 효모(yeast) 및 다른 미생물에 의해 생성되는 전구체에 대하여 항균성이다. 미생물 오염물질 또는 감염은, 인간, 돼지, 반추동물(ruminant), 말, 개, 고양이 및 가금류(poultry)를 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 다양한 종에서 발견될 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 상기 실버 조성물 및 방법은 의료 장치, 임플란트 등과 같은 물품을 제조하거나 상기 물품에 항균 특징을 부여하는데, 사용된다.
본 발명의 일부 구현예에서, 상기 활성제는 의료 장치 또는 바늘과 같은 물품을 위한 패키징(packaging) 내부 또는 패키징 상에 혼입될 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 하나 이상의 활성제 또는 하나 이상의 출발 물질은 감염 또는 오염, 특히 박테리아, 유사 박테리아 유기체 또는 바이오필름에 의해 야기되는 오염을 처리하거나 방지하는데 쓰이는 약제의 제조에 사용될 수 있다.
본 발명의 실버 조성물은, 항균 특성이 바람직하고/하거나 이로운 물품과 함께 또는 혼입되어 사용될 수 있다. 실시예는, 임플란트와 같은 의료 및 외과 장치 및/또는 환경을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 다른 실시예는 하기에 제공된다.
본 발명의 실버 조성물은 금속 또는 금속 합금을 포함하는 임의의 물품을 코팅하는데 사용될 수 있거나, 금속 또는 금속 합금을 포함하는 임의의 물품에 혼입될 수 있다. 전형적인 금속 및 합금은, 티타늄, 티타늄 함유 합금, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 연강(mild steel) 및 구리를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 금속은, 티타늄(등급(grade) 2), 티타늄(등급 5), 알루미늄, 스테인리스 스틸, 스테인리스 스틸 바늘, 티타늄(등급 5) 핀 및 다른 티타늄(등급 5) 임플란트이다.
또 다른 구현예에서, 상기 조성물은 임의로, 아연, 금, 구리, 세륨(cerium) 등과 같은 추가의 항균 금속 또는 상기 항균 금속의 염을 함유한다. 또 다른 구현예에서, 상기 조성물은 임의로, 갈바닉(galvanic) 작용을 증진시키기 위해 추가의 귀금속 또는 하나 이상의 귀금속 염을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 상기 조성물은 임의로, 백금, 팔라듐, 로듐(rhodium), 이리듐(iridium), 루테늄(ruthenium), 오스뮴(osmium) 등과 같은 추가의 백금족 금속 또는 백금족 금속 염을 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 조성물은 임의로, 조성물에 이로운 특성을 제공하는 다른 성분을 포함하는데, 이는 상기 조성물의 항균 유효성을 개선하거나 그렇지 않으면 상기 조성물에 추가의 특성을 부여하는 활성제의 역할을 한다. 상기 조성물은 또한, 표면상에 조체(algal), 곰팡이(fungal), 연체 동물 또는 미생물의 성장을 억제하는데 사용된다. 본 발명의 조성물은 또한, 제초제(herbicide), 살충제(insecticide), 흐림 방지제(antifogging agent), 진단제(diagnostic agent), 차단제(screening agent) 및 방오제(antifoulant)로 사용된다.
일부 구현예에서, 본 발명은, 본 발명의 항균 조성물을 포함하는 제조 물품에 관한 것이다. 일 구현예에서, 상기 조성물은, 예를 들면, 몰딩(molding), 주조(casting), 압출 성형(extruding) 등에 의해, 물품 또는 물품의 일부분을 형성하는데 사용된다. 따라서, 형성된 물품의 적어도 일부는, 단독으로 또는 다른 성분과 혼합되어, 본 발명의 하나 이상의 조성물로 구성된다. 또 다른 개시된 구현예에서, 상기 조성물은 코팅으로서 미리 형성된 물품 또는 물품의 일부에 적용된다. 코팅된 물품은, 예를 들면, 상기 물품을 조성물 속으로 디핑(dipping)함으로써 또는 물품에 상기 조성물을 분사(spraying)한 후 코팅된 물품을 건조함으로써 제조될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 상기 조성물은, 코팅되어야 할 장치의 존재하에 또 다른 것(예를 들면, 펜타실버 헥사옥소아이오데이트)을 형성하기 위해, 일 실버 아이오데이트(예를 들면, 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트)의 반응에 의해 의료 장치를 코팅하는데 사용된다.
본 발명의 일부 구현예는, 항균, 항박테리아, 항바이러스, 항진균 또는 항생 활성 또는 이들의 일부 조합을 제공하는, 조성물을 제공하는 것을 포함한다.
본 발명의 일부 구현예는, 부착물(encrustation)을 감소시키고, 응집(coagulation)을 억제하고, 치유(healing)를 개선하며, 재협착(restenosis)을 억제하거나 코팅된 기재에 항바이러스, 항진균, 항혈전성 또는 다른 특성을 부여하는 조성물을 제공하는 것을 포함한다.
본 발명의 일부 구현예는, 표면상에서 조류, 연체동물, 박테리아, 바이오슬라임(bioslime) 또는 이들 일부 조합의 성장을 억제하는 조성물을 제공하는 것을 포함한다.
하기에 더 상세하게 기재된 것처럼, 본 발명의 방법 및 조성물은, 액상 환경에서 성장하고/하거나 부유하는 미생물을 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 바이오필름 또는 유사 구조가 발견될 수 있는 모든 곳에 사용될 수 있다. 항균 또는 항-바이오필름 효과는 정균성(biostatic) 또는 살생물성(biocidal)일 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 상기 조성물 및 방법은 하나 이상의 바이오필름을 처리하거나 방지하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 상기 조성물 및 방법은 하나 이상의 인간, 동물 또는 식물 질병, 상태, 감염 또는 오염을 치료하고/하거나 방지하는데 사용될 수 있다. 전형적으로 상기 질병 및 감염 등은, 바이오필름과 연관되거나 바이오필름 내에 존재하는 미생물에 의해 야기된다.
본 발명은, 본 발명의 항균제와 접촉하는 임의의 방법을 포함한다. 접촉의 전형적인 메카니즘은, 액체, 파우더 또는 다른 전달 형태(예를 들면, 주입(injection), 정제(tablet), 세척(washing), 진공 또는 경구)로 코팅, 분사, 침지(immersing), 와이핑(wiping) 및 확산시키는 것을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 발명의 일부 구현예에서, 상기 조성물 및 방법은, 항-바이오필름제를 물품의 임의의 부분 또는 물품의 성분에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 게다가, 임의의 구조 또는 딱딱한 표면(예를 들면, 채취(harvesting), 운송(transport), 조작, 포장 또는 가공과 연관된 도구 또는 기계의 표면)은, 본 발명의 항-바이오필름제로 위생 처리, 살균, 함침(impregnate) 또는 코팅될 수 있다.
본 발명은, 안정한, 느린 방출 실버-함유 화합물이, 기재, 특히 금속 기재상에 성장하는 바이오필름을 포함하는 박테리아성 및 진균성 병원체에 대해 항균 물질로서 사용될 수 있다는 것을 증명한다.
본 발명의 조성물은, 출발 물질로 디퍼아이오데이토아겐테이트를 사용하여 생산된 임의의 실버 함유 화합물을 포함한다. 전형적인 출발 물질은 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트(lll) 또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트(lll)를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
상기 조성물은, 박테리아 및 진균 모두를 포함하는 다양한 미생물에 대해 항균 활성 및/또는 항-바이오필름 활성을 나타내고, 실버 화합물로부터 실버 이온 또는 실버 함유 착물의 지속적인 방출을 제공한다.
본 명세서에서 사용되는, 용어 "산화된 실버 종(oxidized silver species)"은 +Ⅰ, +Ⅱ 또는 +Ⅲ 원자가 상태나 이들의 임의의 조합을 지닌 실버 화합물과 관련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 조성물은 또한, 산화 또는 제조 공정의 부산물로서, 원소 실버, 바람직하게는 적은 양의 원소 실버를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 조성물은, 이온성 실버 종 또는 실버-함유 착물을 발생하는 활성제를 포함한다. 상기 활성 실버 종은 Ag+, Ag++ 및 Ag+++으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 가용성 실버 이온 형태를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 실버 착물 또는 화합물은, 예를 들면 Ag(Ⅰ), Ag(Ⅱ) 및 Ag(Ⅲ) 원자가 상태(valent state)와 같은 하나 또는 그 이상의 원자가 상태를 지니는, 실버 함유 조성물을 나타낸다. 본 발명의 상기 조성물 및 방법은, 산화된 실버 종이 다원자가(multivalent) 물질로 구성될 수 있도록, 실버 이온, 착물 또는 일 원자가 상태 이상을 지닌 화합물로 구성될 수 있다. 마지막으로, 본 발명의 조성물은, 상이한 항균 특성을 나타낼 수 있는 다른 실버 함유 물질을 형성하기 위해 시간에 따라 반응할 수 있는, 실버-함유 물질 또는 복수의 실버 함유 물질로 구성될 수 있음이 알려져 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 항균 특성은, 기재 내부 또는 기재의 표면에서 항균적으로 활성인 실버 종 또는 높은 원자가(valency) 실버 이온을 접촉시킴으로써 또는 기재의 표면으로부터 수성 환경으로 확산시킴으로써 얻어질 수 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 실버 아이오데이트를 형성하는데 사용되는 출발 화합물은, 실버 질산염(nitrate), 실버 과염소산염(perchlorate) 또는 실버 디아미노(diamino) 착물과 같은 단원자가의 실버 염 또는 실버 착물 수용액을 제공함으로써 제조될 수 있다. 실버 질산염은, 반응이 산 조건 하에서 또는 중성 조건에 가까울 때(즉, pH 7 미만) 수행되는 것이 보다 바람직하다. 실버 디아미노 착물(즉, [Ag(NH3)2]+)은, 반응이 알칼리 조건(즉, pH 7 초과) 하에서 수행되는 것이 보다 바람직하다. 선호되는 구현예에서, 산화제는 포타슘 과황산염(persulfate)(KPS)이다.
상기 출발제는 그 다음에, 펜타실버 헥사옥소아이오데이트와 같은 실버 아이오데이트 화합물을 형성하기 위해, 수열 반응을 더 겪을 수 있다. 본 발명의 반응 생성물은 전형적으로 수용액에서 형성되며, 후에 수용액은 가열된다. 본 발명이 특정한 온도 또는 온도 범위에 한정되도록 의도된 것은 아니지만, 본 발명의 반응 생성물은 약 150℃까지, 예를 들면 약 실온 내지 약 150℃의 범위에서, 바람직하게는 약 70℃ 내지 약 120℃의 범위에서, 상기 용액을 가열함으로써 형성될 수 있다. 해당 기술분야의 통상의 기술자는 압력과 같은 다른 인자가, 반응에 영향을 미칠 수 있으며 선택 온도 또는 특정한 온도에 영향을 미칠 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들면, 실시예는, 본 발명의 반응 생성물이 주변 조건(ambient condition) 하에 80℃에서 형성될 수 있거나 압력 하(예를 들면, 오토클레이브(autoclave) 내) 120℃에서 형성될 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 14에 나타낸 것처럼, 본 발명은 또한, 출발 물질로서 디퍼아이오데이토아겐테이트를 사용하여 하나 이상의 반응 생성물을 형성하기 위한 신규 제조 방법을 포함하며, 상기 반응 생성물(들)은 파우더이다.
실버 화합물은 다음 포맷 중 어떠한 것으로도 사용될 수 있다: 실버 증착 코팅, 액체, 현탁액(suspension), 파우더, 캡슐, 정제, 코팅 및 유사 구성. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 활성제는 직접 물질 상에 혼입되거나, 순차적으로 활성제의 성분 또는 전구체를 물질에 첨가하고 코팅 내 또는 코팅 상에 상기 활성제의 전구체를 지님으로써 혼입될 수 있다. 다른 형태는 또한 필름, 시트(sheet), 섬유(fiber), 분사 및 겔을 포함한다.
본 발명에서 사용될 수 있는 추가의 항균제의 예는 다음의 예시를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다: 8-하이드록시퀴놀린 설페이트(hydroxyquinoline sulfate), 8-하이드록시퀴놀린 시트레이트(hydroxyquinoline citrate), 알루미늄 설페이트(aluminum sulfate), 4차 암모늄(quaternary ammonium), 이소니아지드(isoniazid), 에탐부톨(ethambutol), 피라지암나이드(pyrazinamnide), 스트렙토마이신(streptomycin), 클로파지민(clofazimine), 리파부틴(rifabutin), 플루오로퀴놀론(fluoroquinolones), 옥플록사신(ofloxacin), 스파르플로사신(sparfloxacin), 리팜핀(rifampin), 아지스로마이신(azithromycin), 클래리스로마이신(clarithromycin), 답손(dapsone), 테트라사이클린(tetracycline), 에리트로마이신(erythromycin), 시프로플록사신(ciprofloxacin), 독시사이클린(doxycycline), 암피실린(ampicillin), 암포테리신 B(amphotericin B), 케토코나졸(ketoconazole), 플루코나졸(fluconazole), 피리메타민(pyrimethamine), 설파다이아진(sulfadiazine), 클린다마이신(clindamycin), 린코마이신(lincomycin), 펜타미딘(pentamidine), 아토바쿠온(atovaquone), 파로모마이신(paromomycin), 디클라자릴(diclazaril), 아시클로비어(acyclovir), 트라이플루오로우리딘(trifluorouridine), 포스카넷(foscarnet), 페니실린(penicillin), 젠타마이신(gentamicin), 간시클로비르(ganciclovir), 이아트로코나졸(iatroconazole), 미코나졸(miconazole), 아연-피리치온(Zn-pyrithione) 및 금, 백금, 실버, 아연 및 구리를 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 중금속 그리고 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 나이트레이트, 설페이트(sulphate) 및 퍼아이오데이트와 같은 염, 담체와의 착물 및 다른 형태를 포함하는 이들의 결합 형태.
다중 불활성 성분은 임의로, 제형 내에 혼입될 수 있다. 그런 성분의 예는 유화제(emulsifier), 증점제(thickening agent), 용매, 소포제(anti-foaming agent), 보존제(preservative), 방향제(fragrance), 착색제, 연화제(emollient), 필러(filler) 등이 있다.
본 발명의 조성물 및 방법은 넓은 범위의 환경 및 장소 내의 바이오필름을 처리하는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 바이오필름을 처리하는 것은, 바이오필름이 발견되거나 발견되리라 기대되는 또는 발견되리라 상정되는 모든 곳에, 바이오필름 또는 유사 구조를 항-바이오필름제에 접촉시키는 것을 나타낸다. 해당 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 적용가능한 분야 및 산업이 대다수의 공정, 제품 및 장소를 포함한다는 것을 손쉽게 인식할 것이다.
본 발명의 매트릭스(matrix) 및 장치에 혼입된 활성제는, 활성제의 존재에 대한 요구가 있거나 활성제의 존재로부터 이점이 있는 다양한 응용분야에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 조성물 및 방법은, 몇 가지만 예를 들면, 슈도모나스 에루지노사( Pseudomonas aeruginosa ), 스타필로코쿠스 아우레우 스( Staphylococcus aureus ), 스타필로코쿠스 에피더미디스 ( Staphylococcus epidermidis ), 대장균( Escherichia coli), 스트렙토코구스 종( Streptococcus spp .); 슈도모나드 ( Pseudomonad ), 잔토모나트( Xanthomonad ), 쿠르토박테리움 종( Curtobacterium species ), 스클레로티니아 종( Sclerotinia species ), 피티움 종( Pythium species ), 푸사리움 종( Fusarium species), 잿빛곰팡이병균( Botrytis cinerea ), 헬민토스포리움 솔라니( Helminthosporium solani ), 스트렙토마이세스 종( Streptomyces species ), 피토 프토라 종( Phytophthora species ), 리족토니아 솔 라니( Rhizoctonia solani ), 에르위니아 종( Erwinia species ) 및 클라비박터 종( Clavibacter species ) 등에 의해 야기되는 질병 또는 상태를 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 하나 이상의 미생물 감염에 대한 처리에 적합하다.
본 발명의 조성물 및 방법은 또한, 각종 다양한 표면을 오염제거(decontaminating), 소독 또는 보호하는데 효과적이거나 이점이 있다. 대표적인 표면은 농업용 표면, 예를 들면, 온실, 관개 시스템(irrigation system), 저장 시설, 크레이트(crate) 및 빈(bin); 컨베이어 밸트, 픽커(picker) 및 커터와 같은 수확, 육묘(seeding), 가지치기(pruning), 경작(tillage) 및 가공/조작 장비를 포함하는 농업 도구 및 장비; 낙농 공장, 가금 공장, 도살장, 해산물 가공 공장, 신선 농작물 가공 센터 및 음료 가공 센터를 포함하는 식품 가공 공장, 센터 또는 장비를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 조성물 및 방법은 또한, 보호 코팅 및/또는 보호 코팅의 성분으로서 효과적이거나 이점이 있다. 대표적인 분야는 건축, 환경, 의료, 치과 및 산업 분야를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 대표적인 표면은 병원, 온실, 농업 저장 시설, 수경 시스템, 선박(예를 들면, 생물부식(biocorrosion)), 케이블(예를 들면, 생물부식) 및 파이프라인(예를 들면, 생물부식); 및 코팅 그 자체, 예를 들면, 페인트, 스테인(stain) 및 그라우트(grout); 의료 장치, 예를 들면, 카테테르 및 투석기(dialysis machine) 또는 이들의 부품; 및 치과용 임플란트 및 코팅을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 조성물 및 방법은 또한, 화장품 성분 또는 화장품 포장과의 혼입을 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 식물계 화장품용 보존제로서 효과가 있거나 효과가 기대된다.
상기 조성물은 기재 물질을 코팅하는데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 측면은 발명의 조성물을 함유하는 코팅이다. 상기 코팅은 단층이나 다층을 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물은, 기재의 표면에 유익한 특성을 제공하기 위해, 단독으로 또는 중합체 코팅과 결합하여 사용된다. 상기 조성물은, 예들 들면, 감염 방지, 부착 오염 감소, 응집 억제, 조작 개선, 재협착 억제 또는 코팅된 기재에 항바이러스성, 항진균성, 항혈전성 또는 다른 특성을 부여하는, 예를 들면, 약학 제제를 전달하는데 사용된다.
해당 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 실버 종이 물품, 의료 장치, 임플란트 등에 혼입될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 명세서에서 사용되는, 혼입은, 물품 사용시 물품의 코팅이나 층으로써 또는 윤활제 등으로써, 물품 제조에 있어서, 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트, 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트와 같은 이온성 실버 종 또는 펜타실버 헥사옥소아이오데이트와 같은 반응 생성물을 사용하는 것을 나타낸다.
본 발명의 화합물 및/또는 이의 반응 생성물은 임의의 금속 물품, 예를 들면 다양한 등급의 티타늄, 티타늄 합금, 스테인리스 스틸, 연강, 알루미늄, 구리 등을 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는 금속성 의료 장치에 혼입될 수 있다.
본 발명의 화합물 및/또는 이의 반응 생성물은 임의의 겔, 연고 또는 크림에 혼입될 수 있다.
정의
다음 정의는 본 발명에 관하여 사용된다.
본 명세서에서 사용되는, 활성제는 항균 활성을 나타내는 실버-함유 화학 물질, 화합물 또는 착물을 기재한다. 활성제는, 실버 아이오데이트; 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트의 하나 이상의 반응 생성물; 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트의 하나 이상의 반응 생성물; 펜타실버 헥사옥소아이오데이트; Ag5I06; 실버 오르토퍼아이오데이트; 실버 퍼아이오데이트(VII); 실버 아이오데이트(VII); 또는 5Ag2O·I207를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 모든 출발 물질은 0, 1, 2, 3 또는 그 이상의 원자가(valence)를 지닌 실버를 방출하는, 적어도 하나의 화합물 또는 착물을 형성하도록 반응한다. 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하듯이, 본 발명의 전형적인 활성제는, 더 높은 산화 상태의 요오드와 결합된 Ag(I)이다.
본 명세서에서 사용되는, 반응 생성물은, 디퍼아이오데이토아겐테이트가 출발 화합물인 화학 반응에서 형성된 임의의 실버 함유 화합물 또는 착물을 나타낸다. 대표적인 반응 생성물은 펜타실버 헥사옥소아이오데이트 Ag5I06; 실버 오르토퍼아이오데이트; 실버 퍼아이오데이트(VII); 실버 아이오데이트(VII); 또는 5Ag20·I207를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
해당 기술분야의 통상의 기술자는, 바이오필름이 단일 종으로 구성되거나 다중-종(multi-species)이거나, 균일, 불균일이고/이거나 또한 바이오필름과 연관되거나 바이오필름에 의해 보호되는 다른 유기체를 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 본 명세서에서 사용되는, 바이오필름은 또한, 바이오필름 성장 또는 형성의 하나 이상의 단계를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는, 항-바이오필름제는, 바이오필름에 대해 효과적인 임의의 성분, 화학 물질, 생화학 물질 등을 나타낸다. 전형적인 항-바이오필름제는 항균, 항-박테리아, 항-진균 또는 항-조류 특성을 지닌 것이다. 금속 및 금속 화합물, 바람직하게는 이온성 실버-함유 종은, 일반적으로 항-박테리아 및 에틸렌 억제 특성을 지니는 것으로 나타났고, 본 발명에 부합되는 항-바이오필름제로 선호된다. 본 발명의 일부 구현예에서, 상기 항-바이오필름제는, 예를 들면, 하나 이상의 미생물 종에 대해 유효성 및 활성을 지닌 광범위한 제제(agent)이다.
본 명세서에서 사용되는 "혼입(incorporating)"은, 이온성 실버가 항균제로서 생물학적으로 및/또는 의학적으로 이용가능함을 나타내는, 적어도 하나의 실버 화합물과 관련된 임의의 공정 또는 조성물을 나타낸다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 이온성 실버는 불활성이지 않거나 항균제로서 작용하지 않을 정도로 불활성이지 않다. 전형적으로, 상기 이온성 실버는, 장치 또는 이들 일부분의 제조 동안에 의료 장치의 내부 또는 의료 장치상에; 장치 또는 이들의 일부분을 이온성 실버로 코팅 또는 적층함으로써; 또는 의료 장치의 기능, 용도 또는 삽입에 함께 또는 보조로서, 예를 들면, 윤활제 또는 살균제로서 이온성 실버를 사용함으로써, 혼입될 것이다.
"서방형(Sustained release)" 또는 "지속적 기저(sustainable basis)"는, 수시간 또는 수일 동안 측정된 시간에 따라 계속되는, 귀금속의 원자, 분자, 이온 또는 클러스터(cluster)의 방출을 정의하는데 사용되며 따라서, 너무 낮아서 효과적이지 않은 속도 및 농도로 그러한 종을 방출하는 벌크 금속(bulk metal)으로부터 그러한 금속 종의 방출을 구별하고, 알코올, 수용액 또는 전극(electrolyte)과 접촉하여 실버 이온을 눈에 보일 정도로 즉시, 그러나 계속적이지는 않게 방출하는 실버 질산염과 같은 상당히 가용성인 귀금속 염으로부터 구별한다. 본 발명의 반응 생성물은, 실버의 보다 느린 방출 때문에, 해당 분야에서 상업적으로 입수가능한 다른 실버 함유 화합물보다 우수하다.
플랑크토닉(planktonic): 수명 주기의 일부로, 부유하는 단세포로 성장하는 미생물.
본 명세서에서 사용되는 의료 장치는, 의학 또는 의학 실습에 관련되거나, 질병 또는 상태를 치유하거나 치료하는 용도로 쓰이는 임의의 장치, 도구, 임플란트 기구 등을 나타낸다. 본 발명의 의료 장치는 인간 또는 동물의 의료 혜택을 위해 사용될 수 있다. 대표적인 의료 장치는, 카테테르; 캐뉼라; 바늘; 스텐트; 가이드 와이어(guide wire); 임플란트 장치; 필터; 임의의 크기, 모양 또는 배치를 갖는 스텐트; 임의의 크기, 모양 또는 배치를 갖는 코일(coil); 콘택트 렌즈; lUD; 연동 펌프 챔버(pump chamber); 기관 튜브(endotracheal tube); 위장용 피딩 튜브(feeding tube); 동정맥성 션트(shunt); 콘돔(condom); 산소공급기(oxygenator) 및 신장 멤브레인(kidney membrane); 장갑(glove); 페이스메이커 리드(pacemaker lead); 상처용 드레싱(wound dressing); 금속성 핀, 플레이트(plate) 및 나사(screw); 금속성 인공 히프(artificial hip); 인공 무릎(artificial knee); 및 겔, 크림 및 연고를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 의료 장치는, 티타늄, 스테인리스 스틸, 구리, 알루미늄, 이들의 조합 등을 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 임의의 금속 또는 금속 합금을 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는, 인간 또는 동물에 사용하기에 적합한, 임의의 물질의 전체나 일부에 형성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 표면 오염은, 표면상에 성장하거나 표면으로 이식된 미생물을 나타낸다. 표면 오염과 관련된 상기 미생물은 활발하게 성장하거나 휴지(dormant) 상태일 수 있으나, 감염, 질병 또는 다른 원치않는 상태를 재개할 수 있는 생균 접종원(viable inoculum)을 나타낸다.
항균 활성은 공지된 기술이고, 정균성 및/또는 살균성일 수 있다. 정균성 물질은 미생물 전부 또는 일부의 성장을 억제하는 물질이다; 그리고 살균제(biocide)는 미생물 전부 또는 일부를 죽이는 물질이다. 본 발명의 활성제는 정균 및/또는 살균 활성을 제공할 정도로, 충분히 가용성이다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "코팅(coating)"은, 표면 또는 이들의 부분을 완전히 커버하는 코팅뿐만 아니라, 건조 후에 표면 커버리지(coverage)에 갭(gap)을 남겨두는 코팅과 같이 표면을 오직 부분적으로 커버하는 코팅도 포함한다. 코팅의 후자 카테고리는 커버되고 커버되지 않은 부분(예를 들면, 비연속으로 커버된 표면의 영역)의 네트워크를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 여기서 기재된 상기 코팅이 표면에 적용되고 있는 것처럼 기재될 때, 전체 표면에 적용될 필요가 없거나 전체 표면을 커버할 필요가 없다는 것이 이해된다. 예를 들면, 상기 코팅은, 그것이 표면의 부분을 변형하는데만 적용될지라도 표면에 적용되고 있는 것처럼 고려될 것이다. 상기 코팅은, 표면에 적용되거나, 품목(item) 또는 품목의 부분을 제작하는데 사용되는 물질 내에 함침될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 용어 "기재(substrate)"는 일반적으로, 몸체(body) 또는 기층(base layer) 또는 물질(예를 들면, 다른 층이 증착된 것)을 나타낸다.
실시예
다음은, 본 발명의 반응 생성물을 형성하는데 사용되는, 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트, 가능한 출발 물질을 제조하기 위한 (번호 매겨진 실시예에서 더 상세하게 나타내는) 공정이다.
물질: 실버 나이트레이트, 5.8 g; 포타슘 퍼설페이트, 60 g; 포타슘 아이오데이트, 16g; 포타슘 하이드록사이드, 50 g; 소듐 하이드록사이드, 250 g.
공정: KOH를 2500 mL ddH20에 첨가하였다. 상기 용액을 대략 60℃까지 가열하였다. KIO4 및 K2S208을 상기 용액으로 용해하였고, 오버헤드 교반기로 최고 속도로(~1800 rpm) 교반하는 동안 온도가 80℃에 도달할 때까지 가열하였다. 상기 용액을, 전체 용액 및 용기가 정확한 온도에 있음을 확실하게 하기 위해, 충분한 시간 동안 80℃의 항온에서 유지하였다.
별개의 플라스크(flask)에서, AgN03를 1500 mL ddH20에 용해하였고 40℃까지 가열하였다. 상기 AgN03 용액에는 연동 펌프 시스템을 사용하여 9.9 mL/min의 속도에서 퍼설페이트/퍼아이오데이트 용액을 첨가하였다. 이 첨가 속도에서, 적은 부피의 용액이 존재하는 동안 교반을 천천히 하기 위해, 교반 속도를 조절하였다. 상기 용액의 부피가 증가함에 따라, AgN03 및 플라스크의 내용물 사이에 양호한 접촉을 확실하게 하기 위해, 교반을 또한 증가시켰다. 보다 빠른 교반은 부반응을 방지했다.
Teflon 코팅된 2.5 " 오버헤드 교반기를, 와류가 교반기 위에 대략 1 "를 유지하도록; 첨가시에 약 800 rpm 및 끝에서(AgN03 플라스크 내에 600 mL가 남을 때까지) 약 1800 rpm에 대략 상응하는 속도로, 사용하였다.
첨가가 끝나면, 상기 용액을 핫플레이트(hotplate)로부터 제거하고, 실온으로 냉각하였다. 상기 용액을 그 다음에, 임의의 고체 불순물을 제거하기 위해 유리 도가니(glass crucible)(중간크기의(medium) 다공성 필터)를 사용하여 여과하였다(불순물은 전형적으로 이 단계에서 관찰되지 않지만, AgO 또는 다른 불순물 형성의 가능성이 있었다).
그 다음에 NaOH(250 mg)을 상기 여과된 용액에 첨가하였고, 용액을 최소 40℃까지 냉각하였다. 냉각된 용액을 그 다음에, 필터 케이크(filter cake)가 되도록, 유리 도가니(중간크기의 다공성 필터)를 사용하여 여과하였다.
상기 필터 케이크를 그 다음에, 25 mL ddH20로 두 번 슬러리 세척(slurry wash)하였다. 일부 화합물이, 두 번째 세척의 끝무렵에 필터를 통과하는 것이 보였다. 상기 고체를 그 다음에, 2 L 비커로 옮기고, 550 mL 또는 이보다 작은 양의 ddH20를 첨가하였으며, 상기 용액을 80℃까지 가열하였다. 그 다음에, 필터 펌프에서 1/2 속도로 여과되는, 고온 여과를 80℃에서 수행하였고, 이 여과 단계를 약 1분 ± 15초 내에 완료하였다.
상기 고온 여과 단계는, 실온에서 1시간 동안 남겨져 있는 고체를 나타냈고, 그 다음에 2시간까지 동안 얼음-물 수조에 놓아두었다. 이는 고체의 재결정화를 야기했다.
상기 샘플이 완전히 재결정화되면, 그것을 유리 도가니(중간크기의 다공성 필터)를 사용하여 여과하였고, 12 mL ddH20로 세 번 세척하였다. 상기 샘플을 그 다음에, 얇은 층으로 펼쳤고, (예를 들어, 실온의 흄 후드(fume hood)에서) 밤새 건조하였다.
이 단계에서, 결과물은 가능한 불순물로서 K5H2Ag(I06)2·8H20와 더불어, 높은 수율의 Na5H2Ag(I06)2·xH20이다.
이 생성된 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트(III)를 하기에 나타낸 실시예의 출발 물질로서 사용하였고, 생성된 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트(III)는 본 발명의 반응 생성물이 형성될 수 있는 것으로부터의 출발 물질이다.
실시예 1. 소듐 디퍼 아이오데이토아겐테이트를 만들기 위한 반응 동안 등급 2 티타늄을 Ag 5 I0 6 로 코팅하는 것.
티타늄(Ti) 코드(cord)를, 하기에 간략히 기재한 것처럼, 상기 반응을 수행하는 동안에 그것을 용기 안에 넣음으로써 펜타실버 헥사옥소아이오데이트로 코팅하였다:
1. 250 mL ddH20은 50℃까지 가열하였다.
2. Ti 코드는 ddH20로 세척하였다.
3. 중간 속도로 교반하는 동안, 5.0 g KOH를 용액에 용해하였고, 이어서 K2S208의 6.0g(모두 용해되었는지 확실하게 하면서)을, 이어서 KI04의 1.6 g을 용해하였다.
4. Ti 코드를 상기 용액에 첨가하였다.
5. 상기 용액을 80℃까지 가열하였다.
6. 교반 속도를 높은 속도로 증가하였다.
7. 별개의 플라스크에서, AgN03를 ddH20의 150 mL에 용해하였고, 60℃까지 가열하였다.
8. 이 AgN03 용액에, 0.3 mL/min 속도에서 퍼설페이트/퍼아이오데이트 용액을 첨가하였다.
9. 어떠한 색 변화, 기체 또는 고체 형성을 기록하였다.
10. 모든 AgN03를 첨가하면, 상기 용액을 핫 플레이트로부터 제거하였다.
11. 상기 용액을 냉각하고, 그 다음에 추가 실험를 위한 코팅된 Ti 코드를 수집하기 위해 여과하였다.
12. 상기 Ti 코드를 dH20로 세정(rinse)하였다.
실시예 2. 등급 2 Ti 를 코팅하기 위한 다른 수열 방법.
증류수에서 출발 성분이 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트인 것과 더불어, 등급 2 (상업적으로 순수한) 티타늄을 Ag5I06로 코팅하기 위해 반응되는 다양한 수열 반응 방법을 개발하여 왔다:
1) 티타늄 코드를, 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트의 형성 동안에 반응 용기에 놓았다. (반응 시간은 대략 3 시간 - 상세한 것은 실시예 1을 참조)
2) 티타늄 코드를 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트의 농축액(예를 들어, 5000 ppm)에 놓고, 그 다음에 3시간 동안 열린 용기에서 80℃로 가열하였다.
3) 티타늄 코드를 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트의 농축액(예들 들어, 5000 ppm)에 놓고, 그 다음에 리퀴드 사이클(liquid cycle)을 사용하여 가압하였다. (온도 = 121℃, 압력 = 15 psig, 20분)
실시예 3. 코팅된 등급 2 Ti 의 정균 활성.
실시예 2에서 나타낸 세 가지 방법 모두를 사용하여 코팅된 티타늄 (Ti) 코드는, 매일 이동 교정 억제대(corrected zone of inhibition)(CZOI) 분석을 사용하여 정균 수명을 시험하였다. 상기 Ti 코드를 슈도모나스 아에루지노사의 론(lawn)이 펼쳐지는 한천(agar)에서 누르고, 밤새 배양 후에 생성된 억제대를 수직 방향에서 측정하며, 상기 Ti 코드를 또 다른 실험을 위해 신선한 한천 플레이트로 옮겼다. Ti 코드가 더이상 어떠한 억제대도 발생시키지 않을 때까지, 이것을 반복하였다.
Figure pct00001
상기 데이터는 방법 (1)의 수명이 3일, 방법 (2)의 수명이 8일 및 방법 (3)의 수명이 4일임을 나타내며, 이는 3시간 동안 80℃에서 가열하는 방법이 생물학적 활성의 측면에서 가장 효과적인 코팅 방법이었음을 나타낸다. 코팅되지 않은 Ti 코드는 첫날 조차도, 어떠한 억제대도 발생시키지 않았다.
실시예 4. 원자 흡수 분광기( Atomic Absorption Spectroscopy )( AAS ) - 코팅된 등급 2 Ti 표면상의 실버 함량.
실버를, 질산 용액을 사용하여 코팅된 Ti 코드로부터 용해시킨 후에, Ti 코드에 코팅된 실버의 양을 결정하기 위해, 원자 흡수 분광기에 제공하였다. 상기 AAS는 세 방법 모두의 샘플에 약 30 ㎍ Ag/㎠이 코팅되었음을 나타냈다. 이 방법은 상기 코드의 코팅된 단면으로부터 실버의 제거를 포함하였고, 이는 코드의 더 부드러운 면보다 거친 단면이, 보다 많은 핵생성 부위(nucleation site)를 가지기 쉽기 때문에, 코팅 방법들 사이에서 감쇠 차이를 가질 수 있다.
실시예 5. UV - Vis 분광 광도계 ( UV - Vis ) - 코팅된 등급 2 Ti 의 스펙트럼.
실버 코팅한 Ti 코드를 증류수에서 4, 7 및 72시간 동안 침지(soak)하고, 그 결과 생성되는 용액을 200-500 nm사이의 파장을 흡수하는 UV-Vis 분광 광도계를 통해 분석하였다. 측정된 어느 시간에서도 피크가 관찰되지 않았고, 이는 Ti 코팅한 실버 화합물이 상대적으로 단단하게 Ti 코드에 결합되어 있고, 상기 화합물이 상대적으로 낮은 용해도 화합물이거나 상기 화합물이 용해될 때 측정 범위 내에 피크를 가지지 않는다는 것을 시사하며, 또한 상기 Ti 코드가 그 자체로 (다흡수 피크를 가지는) 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트로 코팅되지 않고 오히려 반응 생성물이었음을 나타낸다.
실시예 6. 주사 전자 현미경( Scanning Electron Microscopy )( SEM ) - 코팅된 등급 2 Ti 의 표면상의 이미지화 및 성분 맵핑 ( mapping ).
SEM을 통해 이미지화된 실버 코팅된 Ti 코드 및 코팅되지 않은 Ti 코드는, 방법 (1)이 Ti 표면상에 주로, 증착된 큰 결정을 가지고 있음을 나타낸 반면에, 방법 (2) 및 (3)이 Ti 표면상에 일부 큰 결정뿐만 아니라 수많은 작은 박편(flake)을 가지고 있음을 나타냈다.
에너지 분산형 X-선 분광기(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)(EDS) 분석은, 실버, 요오드 및 산소 모두 Ti 표면의 증착된 결정에서 같은 위치에 맵핑을 나타냈으며, 이는 상기 증착된 화합물이 3가지 원소 모두를 포함함을 나타낸다.
실시예 7. 등급 2 Ti 상에 코팅된 실버 종을 정량적으로 특정하는 X-선 회절( XRD ).
X-선 회절(XRD) 분석은, Ti상에 코팅된 실버 화합물이 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트가 아니라 (상기 데이터에 의해 제시된 것처럼) 반응 생성물 Ag5I06임을 나타냈다. 이 화합물은 또한 펜타실버 헥사옥소아이오데이트, 실버 오르토퍼아이오데이트, 실버 퍼아이오데이트(VII), 실버 아이오데이트(VII) 또는 5Ag2O·I207로 불리어왔다. 다른 실버 화합물은 검출되지 않았다. 상기 X-선 회절법은 방법 (2) 및 (3)를 사용하여 증착된 실버 수준 ~0.3-1 %이 , 방법 (1)를 사용하여 더 증착된 실버 ~10 %보다 낮음을 시사하였다. 그러나, 이는, 상기 SEM가 상기 코팅이 비지속적임을 시사하기 때문에, 분석된 위치와 관련될 수 있다.
실시예 8. X-선 광전자 분광기(X- ray Photoelectron Spectroscopy )( XPS ) - 코팅된 등급 2 Ti 의 표면 분석.
X-선 광전자 분광기(XPS) 성분 분석은, EDS 맵핑에서 관찰된 것처럼, 실버, 요오드 및 산소가 샘플 표면에 모두 존재함을 나타낸다. 상기 XPS 성분 분석은, 방법 (1)이 표면에 존재하는 적은 양(~0.1 %)의 실버를 가지고, 반면에 방법 (2) 및 (3)은 유사한 양(~4-5 %)을 가짐을 나타냈다. 이 역시, 상기 SEM이 상기 코팅이 비지속적임을 나타내기 때문에, 분석된 위치와 관련될 수 있다. 산화 상태 분석용 XPS를 통해 발생된 고-해상도 스펙트럼의 분석은, 세 방법 모두 실버 산화 상태가 같으나, 방법 (1) 및 (3)에 비하여 방법(2)에서 Ag5I06의 일부로서 더 많은 요오드가 높은 산화 상태로 존재함을 제시한다.
실시예 9. Ag 5 I0 6 의 특성.
Ti를 코팅하는 세 방법 모두, Ti 표면상에 Ag5I06의 증착을 나타냈고 그 결과로 생성된 정균 활성이 나타났다. (참조문헌 목록 참조) 발행된 문헌은, Ag5I06가 거칠고 빛나는 검은 결정이며, 빛과 공기에 둔감함을 나타낸다. 이 화합물에서의 모든 실버 원자는 실버(I) 즉, Ag+이다. 상기 화합물은 반자성 반도체이다. 발명자의 견문에 따르자면, Ag5I06은 새로운 전기화학 셀(electrochemical cell)을 개발하는 상황에서만 사용되어왔고, 그것의 항균 특성은 공지된 문헌에서는 이전에 조사되지 않았다.
다양한 수열 반응 방법이 해당 코팅을 발생시키는데 사용됨에 따라, 넓은 범위의 온도/압력/농도 조건이 유사한 결과를 발생시킬 수 있었던 것으로 보인다. 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트로의 가수분해 (안정성) 시험 결과는, 비록 반응이 매우 느릴지라도, 실버 퍼아이오데이트가 심지어 낮은 온도(예를 들어, 4℃-44℃)에서도 물과 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트의 반응 동안에 형성될 수 있음을 시사한다. 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트는 또한, Ag5I06와 같은 실버 퍼아이오데이트를 형성하기 위해, 일부 하이드로겔(hydrogel)의 존재 하에서도 반응할 수 있다.
포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트는 상기 실시예에서 보여준 것과 유사한 결과를 낳을 수 있는데, 이는 용액 내에 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트를 사용하여 발생될 수 있는 보다 높은 실버의 농도 때문에, 더 나은 코팅(즉, 더 지속적인/일정한)이 가능할 수 있다.
문헌(참조문헌 목록 참조)에 기초하여, 가수분해 실험 동안의 관찰 및 하기 실시예에 더하여, 상기 Ti 표면은 상기 조건 하에서 Ag5I06의 발생을 위해 필수적이지 않으며, 이는 동일한 방법이 의료 응용분야에 사용되는 다양한 다른 표면을 코팅하는데 사용될 수 있음을 시사한다. 그것은 또한, 목재, 유리, 플라스틱 및 섬유와 같은 다른 표면을 코팅하는 것이 가능할 수 있다.
참조문헌
(1 ) Kovalevskiy, A. 및 Jansen, M. Synthesis, Crystal Structure Determination, and Physical Properties of Ag5I06. Z Anorg Allg Chem 2006;632:577-581.
(2) Cignini, P., Icovi, M., Panero, S. 및 Pistoia, G. On the possibility of using silver salts other than Ag2Cr04 in organic lithium cells. J Power Source 1978; 3:347-357.
(3) Chapter 9. Oxysalts of Iodine. In: High Temperature Properties and Thermal Decomposition of Inorganic Salts. ⓒ2001 , CRC Press LLC.
(4) Mackay, Mackay, 및 Henderson. Introduction to modern inorganic chemistry, pg. 489. Viewed on July 19, 2010 at: http://books.qooqle.ca/books?id=STxHXRR4VKIC&pq=PA489&lpg=PA489&dg=Aq5l06 &source=bl&ots=EE2zLL53TZ&siq=mvYoLJRvLS7DJc7a10lacrOQ83w&hl=en&ei=VLJ ETOuclJ06sQPTto2TDQ&sa=X&oi=book result & ct = result & resnum =6& ved =0 CCMQ6A EwBQ #v= onepage &q= Aq5l06 &f= false.
(5) Gyani, P. Periodic Acid and Periodates. II The system silver oxide-periodic acid-water at 35℃. J Phys Chem 1951;55(7):1111-1119.
실시예 10. 다른 금속 코팅
알루미늄, 구리, 연강, 스테인리스 스틸, 스테인리스 스틸 바늘 및 Ti-6Al-4V 임플란트 실린더(등급 5 Ti)를, 등급 2 Ti를 코팅할 때 실시예 3에서 발생된 강한 정균 활성 때문에 선택된, 실시예 2로부터의 방법 2를 사용하여 코팅하였다. 눈에 보이는 검은 코팅이 Cu, 연강 및 Al에서 관찰되었지만, 등급 5 Ti 및 스테인리스 스틸에서는 작은 변화만이 관찰되었다.
UV-Vis는 실시예 5에 기재된 것처럼 수행하였다. 샘플 중 어느 것도 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트에 대한 특정 피크 스펙트럼을 나타내지 않았고, 이는 표면이 상기 출발 물질로 코팅되지 않았음을 나타낸다. 같은 시기 동안 침지된 대조군 금속이 검사되었을 때조차도 스펨트럼이 금속마다 달랐으며, 이는 표면이 코팅되는 것에 의존함을 시사하며, 다른 화합물이 표면과의 반응 때문에 표면상에 코팅되었을 수 있음을 시사한다. Al의 스펙트럼이 가장 강했다.
AAS는 실시예 4에 기재된 것처럼 수행하였다. 스테인리스 스틸은 약 16 ㎍/㎠ Ag, 구리는 약 19 ㎍/㎠, 알루미늄은 약 557 ㎍/㎠, 연강은 약 152 ㎍/㎠, Ti-6Al-4V는 약 5 ㎍/㎠, 스테인리스 스틸 바늘(전체)은 약 85 ㎍/바늘 및 스테인리스 스틸 바늘(끝만)은 약 31 ㎍/바늘 끝을 가졌다. 따라서, 코팅된 상기 금속 및/또는 그것의 표면 거칠기(roughness)는, 기재된 특정 조건하에서 그것에 코팅된 실버의 양에 상당히 영향을 미쳤다.
시험된 CZOI는 실시예 3에 기재된 것과 같이 수행하였다. 첫날에만 스테인리스 스틸 바늘 끝으로부터 매우 약한 존(zone)의 가능한 예외를 제외하고는, 대조군 중 어느 것도 억제대를 발생시키지 않았다. 실버 코팅된 Al는 6일 동안 정균 활성을 나타냈고, 실버 코팅된 스테인리스 스틸 바늘(전체 및 끝) 및 쿠폰(coupon)은 2일 동안 정균 활성을 나타냈다. 실버 코팅된 등급 5 Ti 및 구리는 오직 하루 동안 정균 활성을 보였다. 연강은 전혀 정균 활성을 나타내지 않았다. 상기 스테인리스 스틸은 그것에 실버 코팅이 덜 되었음에도, 연강 또는 구리보다 더 좋은 수행능력을 나타냈다. 이는, 다른 화합물이 연강 및 구리에 코팅되었거나 그것이 상기 표면으로부터 방출되지 않을 정도로 강하게 결합되었고, 따라서 억제대를 발생시키지 않았음을 시사한다. 특히 등급 2 Ti(실시예 3)에 비하여 Ti-6Al-4V의 낮은 활성은, 그것에 코팅된 적은 양의 실버 때문일 수 있으며, 이는 결국 표면 거칠기에 관련될 수 있다. Al의 강한 항균 활성은, 시간에 따라 방출되는 것이 가능한 형태로, 표면에 증착된 많은 양의 실버 때문이거나, 아니면 하나 이상의 종의 증착 때문일 수 있다.
실시예 11. 등급 5 Ti ( Ti -6 Al -4V)의 코팅.
실시예 2, 방법 2를, 다른 Ti 등급에 대해서 유사한 결과가 얻어질 수 있음을 확실하게 하기 위해 등급 5 Ti를 코팅하는데 사용하였다.
UV-Vis는 실시예 5에서처럼 수행하였다. 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트의 특징적인 피크는 코팅된 등급 5 Ti에서 관찰되지 않았으며, 이는 출발 화합물이 금속에 코팅되지 않았음을 확인시킨다. 등급 2 Ti와 마찬가지로, 300 nm 초과에서는 어떠한 피크도 관찰되지 않았다.
AAS는 실시예 4에서처럼 수행하였다. 등급 5 Ti 실린더는 약 5 ㎍/㎠ Ag를 지녔다. 상기 등급 5 Ti이 합금(6 % Al, 4 % V)이라는 사실이 또한 영향을 미쳤을 수 있음에도 불구하고, 표면 거칠기의 차이 때문에, 상기 수치는 등급 2 Ti에 코팅된 양보다 5배 더 낮았다.
시험된 CZOI는 실시예 3에서처럼 수행하였다. 등급 2 Ti와는 상이하게, 상기 등급 5 Ti는 오직 하루 동안 정균 활성을 발생하였다. 이는 훨씬 얇은 실버 코팅 두께와 관련되었을 수 있다.
XRD는 실시예 7에서처럼 수행하였다. 코팅 두께 때문에, 실버가 측정될 수 없었다. 보다 두꺼운 코팅을 지닌 이 유형의 시험을 반복하였고(실시예 12 참조), 실시예 2에서 등급 2 Ti의 경우에서와 같이, Ag5I06을 검출하였다.
SEM/EDS는 실시예 6에서처럼 수행하였다. 등급 2 Ti의 실시예 2에서 관찰되었던 것과 유사하게, Ag, O, I 및 플레이크 상의 공동-국부화된(co-localized) 일부 C와 더불어, 일부 큰 결정뿐만 아니라 작은 플레이크를 검출하였다. 상기 C는 표면 탄소가 흡착되었을 수 있다.
Ti의 다른 등급는, Ti 표면상에 동일한 최종 화합물(Ag5I06)을 발생시키기 위해 이 방법을 사용하여 코팅될 수 있다. 그러나, 표면 거칠기 및 금속 등급은, 표면상에 코팅되는 물질의 양에 영향을 미칠 수 있으며, 따라서 그것의 정균 수명에 또한 영향을 미칠 수 있다.
실시예 12. 코팅 두께, 화합물 ID 를 변화시키기
하기에 기재된 (실시예 10 및 실시예 4에서 알아낸 실버 농도에 기초하여 선택된) 다음의 변화를 수반하는 실시예 2의 방법 2를, 네 가지 금속을 코팅하는데 사용하였다.
알루미늄 쿠폰
1) 5000 ppm 용액, 15분
2) 5000 ppm 용액, 30분
3) 5000 ppm 용액, 1시간
4) 500 ppm 용액, 3시간
5) 1000 ppm 용액, 3시간
6) 5000 ppm 용액, 3시간
스테인리스 스틸 쿠폰
1) 5000 ppm 용액, 3시간
2) 5000 ppm 용액, 5시간
3) 5000 ppm 용액, 7시간
4) 2500 ppm 용액, 3시간
5) 4500 ppm 용액, 3시간
6) 6500 ppm 용액, 3시간
티타늄 합금(Ti-6Al-4V - 등급 5) 로드(rod) 및 티타늄 금속(등급 2) 임플란트 핀
1) 5000 ppm 용액, 2시간
2) 5000 ppm 용액, 4시간
3) 5000 ppm 용액, 6시간
40 4000 ppm 용액, 3시간
5) 5000 ppm 용액, 3시간
6) 6000 ppm 용액, 3시간
AAS는 실시예 4에서처럼 수행하였다. 결과는 다음과 같다:
Figure pct00002
상기 AAS 결과는, 가장 높은 출발 농도로 상당히 코팅 두께를 증가시킨 방법 6의 Al의 예외 외에는, 출발 화합물의 농도를 변화시키는 것이 코팅 두께의 상당한 차이를 발생시키지 못한 반면에, 코팅 시간을 변화시키는 것(방법 1-3)은 코팅 두께에 있어 큰 변화를 가져왔음을 나타냈다. 등급 5 Ti(Ti-6Al-4V)에 있어서, 그것은 Al 및 스테인리스 스틸의 경우보다 코팅 두께의 상당한 차이를 발생시키는 것이 보다 어렵다. 일반적으로, 상기 결과는, Ti의 두 등급 모두에 있어서, 유사한 코팅 방법이 코팅 두께에 유사한 영향을 미칠 것임을 나타낸다.
XRD: XRD는, (AAS 측정에 의해 결정된) 가장 두꺼운 코팅을 지닌 각 금속에서, 실시예 7에 기재된 것처럼 수행하였다. Ag5I06는 코팅된 모든 금속에서 검출되는, 주된 실버 함유 상(phase)이었다. 적은 양의 금속성 실버 형성이 코팅된 Al(1:23의 금속성 실버:Ag5I06 비율에서)에서 관찰되었다.
상기 결과는, Ag5I06가 일부 다른 금속 표면에 코팅될 수 있고, 코팅 시간을 변화시키는 것이 코팅 두께를 변화시키는 간편한 방식임을 나타낸다. 출발 농도를 변화시키는 것은 또한 코팅 두께에 일부 영향을 미칠 수 있다.
실시예 13. 항-바이오필름 활성
실시예 2의 방법 2를, (실시예 12에 기초하여 선택된) 다음의 변화 속에, 네 가지 금속을 코팅하는데 사용하였다.
스테인리스 스틸 쿠폰
1) 5000 ppm 용액, 3시간 (A-Low 코드된, 실시예 12의 방법 1)
2) 5000 ppm 용액, 7시간 (A-Hi 코드된, 실시예 12의 방법 3)
알루미늄 쿠폰
3) 500 ppm 용액, 3시간 (B-Low 코드된, 실시예 12의 방법 4)
4) 5000 ppm 용액, 1시간 (B-Med 코드된, 실시예 12의 방법 3)
5) 5000 ppm 용액, 3시간 (B-Hi 코드된, 실시예 12의 방법 6)
티타늄 금속(등급 2) 로드
6) 5000 ppm 용액, 2시간 (C-Low 코드된, 실시예 12의 방법 1)
7) 5000 ppm 용액, 4시간 (C-Med 코드된, 실시예 12의 방법 2)
8) 5000 ppm 용액, 6시간 (C-Hi 코드된, 실시예 12의 방법 3)
티타늄 합금(Ti-6Al-4V - 등급 5) 로드
9) 4000 ppm 용액, 3시간 (D-Med 코드된, 실시예 12의 방법 4)
BEST ™ 분석:
방법:
코팅된 금속 샘플 및 대조군 샘플을 BEST™ 덮개 위에 고정하였고, 금속 표면상에 바이오필름의 형성을 방지하는 것뿐만 아니라, 주변의 플랑크토닉 미생물을 죽이는 Ag5I06 코팅의 능력을 검증하였다. 시험된 종은 S. 아우레우스(S. aureus)(그람(gram) 양성 박테리아), P. 에루기노사(P. aeruginosa )(그람 음성 박테리아) 및 C. 알비칸스(C. albicans)(효모)이었다. 상기 검증을, 하기의 시험 조건하에, BEST™ 분석을 사용하여 24시간 동안 수행하였다:
시험 조건(TC) 1: 30분, 인간 혈청 선-침지(pre-soak)
시험 조건(TC) 2: 30분, 0.9 % 염분 선-침지
시험 조건(TC) 3: 선-침지 하지 않음
결과 요약:
평균 플랑크토닉 로그 감소(log reduction) 값의 요약 표가 하기에 제공되며, 이는 시험 물품을 각 시험 조건(1, 2 또는 3)에 대한 대조군 물품에 비교하였을 때, 시험된 각 균주(strain)에 대한 평균 로그 감소 값을 나타낸다. 4보다 크거나 같은 평균 로그 감소 값은, 효능 허용 기준(efficacy acceptance criteria)을 통과한다. 표준 정의에 의한 3보다 크거나 같은 평균 로그 감소 값은, 살균성이 있다.
Figure pct00003
평균 점착 바이오매스 로그 감소 값의 요약 표는 하기에 제공되며, 이는 시험 제품이 각 시험 조건(1 , 2 또는 3)에 대한 대조군 물품에 비교되었을 때, 시험된 각 균주에 대한 평균 로그 감소 값을 나타낸다. 4보다 크거나 같은 평균 로그 감소 값은, 효능 허용 기준을 통과한다. 표준 정의에 의한 3보다 크거나 같은 평균 로그 감소 값은, 살균성이 있다.
Figure pct00004
평균 플랑크토닉 로그 감소 값의 요약 표는 하기에 제공되며, 이는 시험 물품이 각 시험 조건(1, 2 또는 3)에 대한 초기 접촉원 체크(inoculum check)에 비교되었을 때, 시험된 각 균주에 대한 평균 로그 감소 값을 나타낸다. 4보다 크거나 같은 평균 로그 감소 값은, 효능 허용 기준을 통과한다. 표준 정의에 의한 3보다 크거나 같은 평균 로그 감소 값은, 살균성이 있다.
Figure pct00005

검토/결론/ 함의 :
모든 시험 쿠폰이 P. 에루기노사 및 S. 아우레우스(플랑크토닉 및 점착 바이오매스 측정에 대한 둘 모두)에 대해 잘 수행되었지만, (접촉원 체크가 정균 활성을 나타낸 것에 비하여 점착 바이오매스 로그 감소만이) C. 알비칸스에 대해서는 수행되지 않았다.
일반적으로, 시험 그룹 내의 다른 코팅 농도가 동등하게 잘 수행되었다. 이에 대한 유일한 일관된 예외는, B-Low(~28 ㎍/㎠ Ag를 지닌 알루미늄)가 B-Med(~256 ㎍/㎠) 또는 B-Hi(~1217 ㎍/㎠ Ag)보다 더 잘 수행되는 경향이 있고, 때론 B-Med 또한 B-Hi보다 더 잘 수행되는 것이다. B-Med 및 B-Hi에 있어, 코팅되지 않은 것처럼 눈에 보이는 "홀(hole)"이 있었다. 이것은, 코팅이 두껍게 만들어질 때, 결정이 함께 성장하고 덩어리로 떨어져 나간 경우(즉, 그것이 더 얇은 코팅 두께를 가질 뿐만 아니라 표면에 점착하지 않았을 때)에 가능하다. 코팅 내에 상기 "홀"은 박테리아가 점착가능한 표면을 제공할 수 있다. C-Hi(~8.6 ㎍/㎠ Ag을 지닌 티타늄)가 C-Low(~2 ㎍/㎠ Ag)보다 더 잘 수행된 몇몇 경우가 있었다. 이는, Ti 방법 1을 사용하는 코팅 두께가 약간 얇음을 나타낼 수 있다(그것은 이번 실험에서 사용한 가장 얇은 코팅이었다).
일반적으로, 다른 코팅된 금속은 또한, S. 아우레우스 및 C. 알비칸스에 있어, 그룹 B(알루미늄)가 다른 시험 그룹보다 더 나쁘게 수행되는 경향이 있는 반면에 P. 에루기노사에 있어, 그룹 B가 다른 시험 그룹보다 더 좋게 수행되는 경향이 있는 예외를 제외하고는, 유사한 활성을 가졌다. P. 에루기노사가 실버에 가장 민감하기 때문에, B 그룹 코팅 내에서 실버 함유가 가장 높더라도, 특히, S. 아우 레우스 및 C. 알비칸스와 같은 실버-저항(silver-resistant) 미생물에 대하여, 실버의 이온성 형태보다 낮은 활성을 지니는, 상기 코팅에 형성된 일부 금속성 실버가 있었다는(실시예 12 참조) 사실에 의해 상기 결과가 설명될 수 있다. 상기 생명체에 있어, 그룹 A(스테인리스 스틸, 특히 A-Hi)는 최고로 수행되는 경향이 있었다. 이 그룹은, Ag5I06만이 검출된 채로, 알루미늄 쿠폰에 대해 두 번째로 높은 실버 함량을 지녔으며, 이는 이 그룹의 보다 높은 활성을 설명한다.
일반적으로, 인간 혈청 또는 염분 선-침지를 사용하는 것은 침지되지 않은 시도에 비하여 실버 화합물의 활성을 크게 방해하지 않는다. 이것에 상당한 차이가 있었을 때(특히, S. 아우레우스에 있어서), 인간 혈청의 단백질 및 다른 성분이 실버와 결합하는 경향이 있기 때문에, TC 1은 다른 시험 대조군보다, 그리고 기대된 것보다 더 나쁘게 수행되었다.
전반적으로, Ag5I06로 코팅된 네 가지 형태의 금속 모두 바이오필름 형성을 방지할 수 있었고, S. 아우레우스 및 P. 에루기노사에 대해 일관되게 주변의 플랑크토닉 미생물을 죽일 수 있었으며, 대체로 NaCl로 선-침지된 것에 의해 방해되지 않았다. 인간 혈청에 의한 선-침지는, 실버에 대한 더 높은 저항성을 지니는 특히, S. 아우레우스에 있어서 활성에 일부 부정적인 영향을 끼쳤지만, 이것이 일관되지는 않았다.
실시예 14. Ag 5 I0 6 파우더의 분리( isolation )
· 시험된 분리 방법:
1) 농축 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트 용액(5000 ppm)을 만들고, (실시예 2, 방법 3과 유사하게) 리퀴드 사이클을 사용하여 가압 하에 놓았다.
2) (만들어진) 농축 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트 용액을 또한 (실시예 2, 방법 3과 유사하게) 가압하였다.
3) 농축 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트 용액(5000 ppm)을 만들고, (실시예 2, 방법 2와 유사하게) 80℃에서 밀폐되지 않은 오븐에 놓고, 용액의 대부분이 반응했을 때까지 거기에 두었다 - 96시간.
4) (만들어진) 농축 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트 용액을 또한 (실시예 2, 방법 2와 유사하게) 80℃에서 밀폐되지 않은 오븐에 놓고, 용액의 대부분이 반응했을 때까지 거기에 두었다 - 96시간.
상기 방법에 각각에 의해 발생한 고체 물질(갈색/흑색 파우더)을 여과하고 암실에서 공기 건조(air dry)하였다.
XRD: XRD는 각각의 분리된 파우더에 있어, 실시예 7과 유사하게 수행하였다. 수집된 모든 샘플은 상당히 순수하였다 - 사실상 100 % Ag5I06. 그러나, 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트로부터 제조된 샘플에는 미량의 미확인 불순물이 있었고, 출발 물질로 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트가 사용되었을 때는 확인된 불순물 상이 없었다.
Ag5I06는 상기에서 기재된 어떠한 방법에 의해서도 파우더 형태로 합성될 수 있지만(그리고, 따라서 항균 실버 파우더가 가치있는 어떠한 응용분야에도 사용될 수 있다), 가장 간단하고 가장 효율적인 방법은, 이것이 가장 짧은 방법이었고 가장 순수한 샘플을 발생하였기 때문에, 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트의 농축 용액을 만들고 그것을 리퀴드 사이클에서 가압하는 것처럼 여겨진다.
본 발명이 삽화 및 실시예의 방식으로 일부 상세하게 기재되는 동안에, 본 발명이 다양한 변경예 및 대체 형태를 허용하며, 실시예에서 제시하는 특정 구현예에 제한되지 않음이 명료할 것이다. 상기 특정 구현예는 본 발명에 제한되도록 의도되지 않았으며, 그와는 반대로, 본 발명은 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 모든 변경예, 등가물 및 대안을 포함하고 있음이 명료할 것이다.

Claims (20)

  1. 미생물을 실버 아이오데이트(silver iodate) 또는 실버 퍼아이오데이트(silver periodate) 유래의 하나 이상의 반응 생성물과 접촉시키는 것을 포함하고, 인간 또는 포유동물의 생체 내 사용을 제외한, 미생물 오염물질 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 펜타실버 헥사옥소아이오데이트(pentasilver hexaoxoiodate); Ag5I06; 실버 오르토퍼아이오데이트(silver orthoperiodate); 소듐 디퍼아이오데이토아겐테이트(sodium diperiodatoargentate) 및/또는 포타슘 디퍼아이오데이토아겐테이트(potassium diperiodatoargentate)의 반응 생성물; 실버 퍼아이오데이트(VII); 실버 아이오데이트(VII); 또는 5Ag2OI207을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 생성물인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미생물 오염물질이 바이오필름(biofilm)인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 생성물(들)이 코팅, 파우더, 겔, 스프레이, 디핑(dipping) 용액 또는 윤활제 형태인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    미생물 오염물질을 처리하는 것이 물품의 항균 특성을 증가시키는 것을 포함하는 방법.
  6. 항균 화합물 또는 디퍼아이오데이토아겐테이트의 반응 생성물을 포함하는 화합물을 포함하는 제조 물품.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 물품이 금속 또는 금속 합금을 포함하는 물품.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속 또는 금속 합금이, 티타늄, 티타늄 함유 합금, 티타늄(등급 2), 티타늄(등급 5), 알루미늄, 스테인리스 스틸, 연강(mild steel) 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 물품.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 코팅인 물품.
  10. 수용액에서 디퍼아이오데이토아겐테이트를 가열하는 단계; 및
    하나 이상의 반응 생성물이 형성되도록 하는 단계를 포함하는, 디퍼아이오데이토아겐테이트의 하나 이상의 반응 생성물의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    가열이 상승된 압력을 수반하거나 또는 수반하지 않는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    가열이 약 150℃까지 가열하는 것을 포함하는 방법.
  13. 디퍼아이오데이토아겐테이트 용액을 형성시킨 다음, 금속 기재(substrate)를 상기 용액에 접촉시키는 동안 디퍼아이오데이토아겐테이트의 적어도 하나의 반응 생성물을 형성시킴으로써, 적어도 하나의 항균 화합물 또는 착물로 상기 금속 기재를 코팅하는 것을 포함하는, 적어도 하나의 항균 화합물 또는 착물로 금속 기재를 코팅하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 펜타실버 헥사옥소아이오데이트; Ag5I06; 실버 오르토퍼아이오데이트; 실버 퍼아이오데이트(VII); 실버 아이오데이트(VII); 또는 5Ag2OI207을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 생성물인 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속 기재가 티타늄, 티타늄 함유 합금, 티타늄(등급 2), 티타늄(등급 5), 알루미늄, 스테인리스 스틸, 연강 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 또는 금속 합금을 포함하는 방법.
  16. 디퍼아이오데이토아겐테이트의 적어도 하나의 반응 생성물을 함유하는 코팅을 포함하는 항균 코팅된 기재.
  17. 제 16 항에 있어서,
    금속 또는 금속 합금을 포함하는 상기 금속 기재가, 티타늄, 티타늄 합금, 티타늄(등급 2), 티타늄(등급 5), 알루미늄, 스테인리스 스틸, 연강 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  18. 용액에서 디퍼아이오데이토아겐테이트의 하나 이상의 반응 생성물을 형성시키고, 기재를 상기 용액에 접촉시킴으로써, 상기 기재를 미생물 오염을 방지하거나 감소시키는 하나 이상의 반응 생성물로 코팅하는 것을 포함하는, 기재상의 미생물 오염을 방지하거나 감소시키는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 반응 생성물이 펜타실버 헥사옥소아이오데이트; Ag5I06; 실버 오르토퍼아이오데이트; 실버 퍼아이오데이트(VII); 실버 아이오데이트(VII); 또는 5Ag2OI207을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 생성물인 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 기재가 티타늄, 티타늄 합금, 티타늄(등급 2), 티타늄(등급 5), 알루미늄, 스테인리스 스틸, 연강 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 또는 금속 합금을 포함하는 방법.
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