KR20230137386A

KR20230137386A - 항바이러스 조성물 및 디바이스, 및 이를 사용하는 방법

Info

Publication number: KR20230137386A
Application number: KR1020237028781A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 제이. 매킨타이어; 바잔지트 싱 발; 라이언 엠. 보크
Original assignee: 신티엑스 테크놀로지스, 잉크.
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2023-10-04
Also published as: AU2021423620A1; EP4284379A1; CA3204665A1; WO2022164466A1; CN116847851A; MX2023008465A; JP2024505490A

Abstract

항바이러스 조성물 및 장치, 및 상기 조성물 또는 장치와 접촉하는 바이러스를 불활성화시키는 이의 사용 방법이 기재되어 있다. 조성물 및/또는 장치는 질화규소를 1 중량% 내지 15 중량%의 농도로 포함하고 질화규소는 조성물 및/또는 장치와 접촉하는 바이러스의 적어도 85%를 불활성화시킨다.

Description

항바이러스 조성물 및 디바이스, 및 이를 사용하는 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2021년 1월 29일자로 출원된 미국 가출원 제63/143,370호에 대한 우선권을 주장하며, 이의 내용은 전문이 본 명세서에 참조에 의해 원용된다.

기술분야

본 개시내용은 항바이러스 조성물, 시스템, 방법, 및 디바이스에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 바이러스의 불성화를 위한 질화규소 조성물, 디바이스, 및 코팅에 관한 것이다.

바이러스의 안전하고 신뢰할 수 있는 불활성화 또는 제거에 대한 요구는 보편적이다. 인간 건강에 영향을 미치는 병원균을 제어할 광범위한 필요성이 존재한다. 인간의 의학적 치료를 위한 항바이러스 특성을 갖는 물질에 대한 필요성이 있을 뿐만 아니라, 다양한 의료 디바이스 또는 장비, 검사 테이블, 의복, 필터, 마스크, 장갑, 카테터, 내시경 기구 등에 대한 표면 코팅 및/또는 복합재로서의 용도에 대한 필요성이 존재한다.

COVID-19 팬데믹의 원인이 되는 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2)는 생존 상태로 남아 있으므로 여러 물질에 대해 잠재적으로 감염성이다. COVID-19의 감염매개물-매개 확산을 막는 한 가지 전략은 SARS-CoV-2를 자발적으로 불활성화시킬 수 있는 표면 화학을 갖는 물질을 개발하는 것이다.

따라서, 인체와 장기간 접촉할 수 있는 의료 디바이스, 장비, 의복, 또는 기타 시스템에 적용될 수 있는 바이러스를 불활성화시키고 살해하는 안전하고 신뢰할 수 있는 방법에 대한 필요성이 존재한다.

질화규소를 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 농도로 포함하는 항바이러스 조성물의 실시형태가 본 명세서에서 제공되며, 여기서 질화규소는 조성물과 접촉하는 바이러스를 불활성화시킨다.

일부 양태에서, 바이러스는 적어도 1분 또는 적어도 30분의 기간 동안 질화규소와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 바이러스는 적어도 1분 동안 질화규소와 접촉한 후 적어도 85% 불활성화될 수 있다. 질화규소는 10 중량% 이하의 농도로 존재할 수 있다. 질화규소는 α-Si₃N₄, β-Si₃N₄, SiYAlON, β-SiYAlON, SiYON 또는 SiAlON일 수 있다. 바이러스는 인플루엔자 A 또는 SARS-CoV-2일 수 있다. 일부 양태에서, 조성물은 슬러리, 현탁액, 겔, 스프레이, 페인트, 또는 치약이다.

질화규소를 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 농도로 포함하는 항바이러스 장치의 실시형태가 본 명세서에서 추가로 제공되며, 여기서 질화규소는 조성물과 접촉하는 바이러스를 불활성화시킨다.

일부 양태에서, 바이러스는 적어도 1분 또는 적어도 30분의 기간 동안 질화규소와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 바이러스는 적어도 1분 동안 질화규소와 접촉한 후 적어도 85% 불활성화될 수 있다. 질화규소는 10 중량% 이하의 농도로 존재할 수 있다. 질화규소는 α-Si₃N₄, β-Si₃N₄, SiYAlON, β-SiYAlON, SiYON 또는 SiAlON일 수 있다. 바이러스는 인플루엔자 A 또는 SARS-CoV-2일 수 있다. 일부 양태에서, 장치는 의료 디바이스, 의료 장비, 검사 테이블, 필터, 마스크, 장갑, 카테터, 내시경 기구, 또는 통상적으로-접촉되는 표면일 수 있다. 장치는 금속성, 중합체성, 및/또는 세라믹성일 수 있고, 질화규소는 장치의 표면 상에 코팅되거나 표면에 내포될 수 있다.

또한 항바이러스 장치를 바이러스와 접촉시키는 단계를 포함하는 바이러스의 전파를 방지하는 방법의 실시형태가 본 명세서에서 제공되며, 여기서 장치는 질화규소를 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 농도로 포함한다.

일부 양태에서, 바이러스는 적어도 1분 또는 적어도 30분의 기간 동안 질화규소와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 바이러스는 적어도 1분 동안 질화규소와 접촉한 후 적어도 85% 불활성화될 수 있다. 질화규소는 10 중량% 이하의 농도로 존재할 수 있다. 질화규소는 α-Si₃N₄, β-Si₃N₄, SiYAlON, β-SiYAlON, SiYON 또는 SiAlON일 수 있다. 바이러스는 인플루엔자 A 또는 SARS-CoV-2일 수 있다.

본 발명의 다른 양태 및 반복은 하기에 보다 철저하게 기재되어 있다.

도 1은 인플루엔자 A 바이러스의 예시이다.
도 2A는 10분 동안 0 중량%, 7.5 중량%, 15 중량%, 및 30 중량% Si₃N₄에 노출된 바이러스의 예시이다.
도 2B는 도 2A에 따라 Si₃N₄에 노출된 바이러스로 접종된 세포의 생존능을 결정하는 데 사용된 방법의 예시이다.
도 3A는 1, 5, 10, 및 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 바이러스의 예시이다.
도 3B는 도 3A에 따라 Si₃N₄에 노출된 후 바이러스의 생존능을 결정하는 데 사용된 방법의 예시이다.
도 4A는 도 2A에 따라 10분 동안 0 중량%, 7.5 중량%, 15 중량%, 및 30 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A에 대한 PFU/100㎕의 그래프이다.
도 4B는 도 2B에 따라 10분 동안 7.5 중량%, 15 중량%, 및 30 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 접종된 세포의 세포 생존력의 그래프이다.
도 5는 다양한 농도의 Si₃N₄에 노출된 슬러리에 대한 다양한 비율의 바이러스로 접종된 세포의 사진을 포함한다.
도 6A는 접종 전 MDCK 세포의 형광 현미경 이미지를 나타낸다.
도 6B는 대조군에 노출된 바이러스로 접종한 후 MDCK 세포의 형광 현미경 이미지를 나타낸다.
도 6C는 30 중량% Si₃N₄에 노출된 바이러스로 접종한 후 MDCK 세포의 형광 현미경 이미지를 나타낸다.
도 7A는 실온에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A에 대한 PFU/100㎕의 그래프이다.
도 7B는 실온에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 접종된 세포의 세포 생존력의 그래프이다.
도 8A는 4℃에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A에 대한 PFU/100㎕의 그래프이다.
도 8B는 4℃에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 접종된 세포의 세포 생존력의 그래프이다.
도 9A는 불활성화 전 인플루엔자 A 바이러스의 라만 스펙트럼을 나타낸다.
도 9B는 노출 1분 후 불활성화 후 RNA 및 헤마글루티닌의 화학적 변형과 관련된 인플루엔자 A의 라만 스펙트럼의 변화를 나타낸다.
도 10은 NH₃이 알칼리 에스터 교환 반응의 메커니즘에 의한 인플루엔자 A 바이러스를 불활성화시킨다는 것을 나타낸다.
도 11은 불활성화 후 5배위 인산기에서 O-P-O 스트레칭을 나타낸다.
도 12A는 헤마글루티닌 구조에서 메티오닌의 진동 모드를 나타낸다.
도 12B는 암모니의 존재 하에 메티오닌의 구조적 변화를 나타낸다.
도 13은 불활성화 후 메티오닌에서 호모시스테인으로의 C-S 스트레칭을 나타낸다.
도 14A는 1분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% 또는 30 중량% Si₃N₄에 노출된 고양이 캘리시바이러스에 대한 PFU/100㎕의 그래프이다.
도 14B는 1분, 10분, 30분 또는 60분 동안 30 중량% Si₃N₄에 노출된 고양이 캘리시바이러스로 접종된 세포의 세포 생존력의 그래프이다.
도 15A는 15 중량% 질화규소의 슬러리에 대한 10분의 노출 후 및 섬유성 액틴(F-액틴) 단백질의 존재에 대해 녹색으로 염색된 MDCK 세포를 포함하는 생물기원(biogenic) 배지에 접종한 후 적색으로 염색된 H1H1 인플루엔자 A 바이러스(핵단백질, NP)를 나타낸다.
도 15B는 도 15A의 NP가 염색된 H1H1 인플루엔자 A 바이러스를 나타낸다.
도 15C는 도 15A의 F-액틴이 염색된 MDCK 세포를 나타낸다.
도 16A는 질화규소에 대한 노출 없이 적색으로 염색된 H1H1 인플루엔자 A 바이러스(핵단백질, NP) 및 MDCK 세포를 포함하는 생물기원 배지에 접종한 후 섬유성 액틴(F-액틴) 단백질의 존재에 대해 녹색으로 염색된 것을 나타낸다.
도 16B는 도 16A의 NP가 염색된 H1H1 인플루엔자 A 바이러스를 나타낸다.
도 16C는 도 16A의 F-액틴이 염색된 MDCK 세포를 나타낸다.
도 17은 질화규소 분말의 3봉(trimodal) 분포를 나타낸다.
도 18은 β-Si₃N₄ 농도(중량%/㎖)의 함수로서 MDCK 세포의 생존율을 나타낸다.
도 19는 30분 동안 Si₃N₄ 분말에 인플루엔자 A를 노출시키기 전과 후의 바이러스 역가의 직접적인 비교를 나타낸다.
도 20은 α-Si₃N₄ 농도(중량%/㎖)의 함수로서 MDCK 세포의 생존율을 나타낸다.
도 21은 30분 동안 α-Si₃N₄ 분말에 인플루엔자 A를 노출시키기 전과 후의 바이러스 역가의 비교를 나타낸다.
도 22는 질화규소 분말의 3봉 입자 크기 분포를 나타낸다.
도 23은 항바이러스 테스트 방법의 개요이다.
도 24A는 1, 5 및 10분 동안 세포 배양 배지와 함께 인큐베이션된 5, 10, 15 또는 20 중량%/vol(n=4)의 농도에서 질화규소에 노출 후 24시간째에 측정된 Vero 세포 생존율을 나타낸다.
도 24B는 1, 5 및 10분 동안 세포 배양 배지와 함께 인큐베이션된 5, 10, 15 또는 20 중량%/vol(n=4)의 농도에서 질화규소에 노출 후 48시간째에 측정된 Vero 세포 생존율을 나타낸다.
도 25A는 PFU/㎖로 표현된 1, 5 및 10분 동안 세포 배양 배지에서 희석된 SARS-CoV-2 바이러스와 함께 인큐베이션된 5, 10, 15 및 20 중량%/vol의 농도에서 질화규소의 역가를 나타낸다.
도 25B는 저해율 %로 표현된 1, 5 및 10분 동안 세포 배양 배지에서 희석된 SARS-CoV-2 바이러스와 함께 인큐베이션된 5, 10, 15 및 20 중량%/vol의 농도에서 질화규소의 역가를 나타낸다.

본 개시내용의 다양한 실시형태가 하기에서 상세히 논의된다. 특정 구현이 논의되지만, 이는 단지 예시 목적으로만 수행된다는 것을 이해하여야 한다. 관련 분야의 숙련자는 다른 구성요소 및 구성이 본 개시내용의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 이하 설명 및 도면은 예시적이며, 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시내용의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세내용이 기재된다. 그러나, 특정 경우에는 설명을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 잘 알려져 있거나 통상적인 상세내용은 기재되어 있지 않다.

이제 본 개시내용 전반에 걸쳐 적용되는 여러 정의가 제시될 것이다. "일 실시형태" 또는 "실시형태"에 대한 언급은 상기 실시형태와 관련하여 기재된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 개시내용의 적어도 하나의 실시형태에 포함됨을 의미한다. 명세서의 다양한 위치에서 "일 실시형태에서"라는 어구의 등장은 반드시 모두 동일한 실시형태를 지칭하는 것이 아니며, 다른 실시형태와 상호 배타적인 별개의 실시형태도 대안적인 실시형태도 아니다. 더욱이, 일부 실시형태에 의해 나타날 수 있지만 다른 실시형태에 의해서는 그렇지 않은 다양한 특징이 기재되어 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하는(comprising)", "갖는", "포함하는(including)"은 개방적이고 비-제한적인 의미로 사용된다. 용어 "하나(영어의 "a", "an" 및 "the")"는 단수뿐만 아니라 복수를 포함하는 것으로 이해된다. 따라서, 용어 "이의 혼합물"은 또한 "이의 혼합물들"에 관한 것이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "약"은 명시적으로 표시되는지 여부에 관계없이 정수, 분수, 백분율 등을 포함하는 수치를 지칭한다. 용어 "약"은 일반적으로, 예를 들어 동일한 기능 또는 결과를 갖는, 인용된 값과 동등한 것으로 간주되는, 예를 들어 인용된 값의 ±0.5 내지 1%, ±1 내지 5% 또는 ±5 내지 10%의 수치 범위를 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "질화규소"는 α-Si₃N₄, β-Si₃N₄, SiYAlON, β-SiYAlON, SiYON 또는 SiAlON, 또는 이들의 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "불활성화시키다" 또는 "불활성화"는 바이러스를 완전히 제거하거나 바이러스를 비-감염성으로 만들어 바이러스가 제품 또는 대상체를 오염시키는 것을 중지시키는 바이러스 불활성화를 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "장치" 또는 "구성요소"는 물질, 조성물, 디바이스, 표면 코팅, 및/또는 복합재를 포함한다. 일부 예에서, 장치는 다양한 의료 디바이스 또는 장비, 검사 테이블, 의복, 필터, 개인 보호 장비, 예컨대, 마스크 및 장갑, 카테터, 내시경 기구, 바이러스 지속성이 질환의 확산을 촉진시킬 수 있는 통상적으로-접촉되는 표면 등을 포함할 수 있다. 장치는 금속성, 중합체성, 및/또는 세라믹성(예를 들어, 질화규소 및/또는 다른 세라믹 물질)일 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "접촉"은 조성물 또는 장치에 의해 영향을 받을 조성물 또는 장치에 물리적으로 접촉하거나 충분히 근접한 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 일반적으로 당업계에서, 본 개시내용의 문맥 내에서, 그리고 각각의 용어가 사용되는 구체적인 맥락에서 통상적인 의미를 갖는다. 대안적인 언어 및 동의어가 본 명세서에 논의된 용어 중 임의의 하나 이상에 사용될 수 있으며, 용어가 본 명세서에서 상술되거나 논의되는지 여부에 대해 특별한 의미를 두어서는 안 된다. 일부 경우에, 특정 용어에 대한 동의어가 제공된다. 하나 이상의 동의어의 인용은 다른 동의어의 사용을 배제하지 않는다. 본 명세서에 논의된 임의의 용어의 예를 포함하여 본 명세서의 어디에서든 예의 사용은 단지 예시적이며, 본 개시내용 또는 임의의 예시적 용어의 범주 및 의미를 추가로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 마찬가지로, 본 개시내용은 본 명세서에 제공된 다양한 실시형태에 제한되지 않는다.

본 개시내용의 추가적인 특징 및 이점은 다음의 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는 설명으로부터 명백할 것이거나, 또는 본 명세서에 개시된 원리의 실시에 의해 학습될 수 있다. 본 개시내용의 특징 및 이점은 첨부된 청구범위에서 특히 지적된 기구 및 조합에 의해 실현되고 얻어질 수 있다. 본 개시내용의 이러한 특징 및 다른 특징은 다음의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 보다 완전하게 명백하질 것이거나, 본 명세서에 제시된 원리의 실시에 의해 학습될 수 있다.

바이러스의 불활성화를 위해 질화규소(Si₃N₄)를 포함하는 항바이러스 디바이스, 조성물, 및 장치가 본 명세서에서 제공된다. 질화규소는 생체 적합성이고 1) 예컨대, 척추 및 치아 임플란트에서, 동시 골형성, 골유도, 골전도, 및 정균작용; 2) 상이한 메커니즘에 따라 그람-양성 및 그람-음성 박테리아 둘 다의 살해; 3) 인간 및 동물 바이러스, 박테리아 및 진균의 불활성화를 포함하는 다수의 생의학 응용 분야를 제공하고; 4) 질화규소 분말을 포함하는 중합체- 또는 금속-매트릭스 복합재, 천연 또는 인공 섬유, 중합체, 또는 금속은 핵심 질화규소 뼈 수복형, 정균, 항바이러스, 및 항진균 특성을 유지하는 고유한 표면 화학을 갖는다.

일 실시형태에서, 항바이러스 조성물은 질화규소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 항바이러스 조성물은 질화규소 분말을 포함하는 장치일 수 있다. 일부 실시형태에서, 항바이러스 장치는 최대 100%의 질화규소를 포함하는 모놀리식(monolithic) 구성요소일 수 있다. 그러한 구성요소는 내부 기공률을 갖지 않는 완전히 조밀할 수 있거나, 약 1% 내지 약 80% 범위의 기공률을 갖는 다공성일 수 있다. 모놀리식 구성요소는 의료 디바이스로서 사용될 수 있거나 바이러스의 불활성화가 요구될 수 있는 장치에서 사용될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 항바이러스 조성물은 디바이스 내에 또는 코팅에 혼입되어 디바이스 상에서 또는 내에서 바이러스를 불활성화시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 항바이러스 조성물은 질화규소 분말을 포함하는 슬러리일 수 있다.

일부 실시형태에서, 항바이러스 조성물은 인간 바이러스의 전파를 불활성화시키거나 감소시킬 수 있다. 항병원성 조성물에 의해 불활성화될 수 있는 바이러스의 비-제한적인 예는 코로나바이러스(예를 들어, SARS-CoV-2), 인플루엔자 A, H1N1, 엔테로바이러스, 및 고양이 캘리시바이러스를 포함한다. 예를 들어, 질화규소 조성물은 인플루엔자 A 바이러스의 불활성화에 효과적일 수 있다. 다른 예에서, 질화규소 조성물은 SARS-CoV-2 바이러스의 불활성화에 효과적일 수 있다.

질화규소는 수성 매질, 또는 생물학적 유체 및 조직과 접촉할 때 질소 함유 종의 방출로 인해 항병원성일 수 있다. 질화규소의 표면 화학은 다음과 같이 나타낼 수 있다:

Si₃N₄ + 6H₂O → 3SiO₂ + 4NH₃

SiO₂ + 2H₂O → Si(OH)₄

표면 실란올은 상대적으로 안정적이기 때문에 질소는 규소보다 더 빨리 (몇 분 안에) 용출된다. 바이러스의 경우, 질화규소가 게놈 무결성 및 바이러스 불활성화의 손실을 야기하는 알칼리 에스터 교환 반응을 통해 RNA 절단을 제공할 수 있다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다. 이는 또한 헤마글루티닌의 활성을 감소시킬 수 있다. 수반되는 pH의 증가와 함께 암모니아의 용출은 바이러스, 박테리아 및 진균을 불활성화시킨다. 실시예에 나타낸 바와 같이, 각각의 질화규소가 코로나바이러스 및 인플루엔자 A를 불활성화시킨다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다.

일 실시형태에서, 항병원성 조성물은 (i) 통상적인 기체 상태보다는 고체 상태로부터 암모니아의 느리지만 연속적인 용출; (ii) 포유동물 세포에 대한 손상 또는 부정적인 영향이 없음; 및 (iii) pH가 감소함에 따라 증가되는 지능적인 용출을 나타내는 용출 동역학을 나타낼 수 있다.

역사적으로 인정된 살바이러스제인 구리(Cu)의 사용은 이의 세포 독성에 의해 제한된다. Cu와 달리, Si₃N₄로 제조된 세라믹 디바이스 또는 장치는 생체 적합성이고 인체에 대해 독성이 없다. Si₃N₄의 장점은 물질의 다양성이며; 따라서 Si₃N₄는 중합체, 생체활성 유리, 및 심지어 다른 세라믹에 혼입되어 Si₃N₄의 유리한 생체 적합성 및 항바이러스 특성을 유지하는 복합재 및 코팅을 형성할 수 있다.

항바이러스 디바이스 또는 장치는 항바이러스, 항박테리아 또는 항진균 작용을 위해 디바이스 표면의 적어도 일부분에 질화규소 조성물을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 항바이러스 디바이스는 디바이스 표면의 적어도 일부분에 질화규소 코팅을 포함할 수 있다. 질화규소 코팅은 분말로서 디바이스의 표면에 적용될 수 있다. 일부 예에서, 질화규소 분말은 디바이스의 적어도 일부분에 충전, 내포, 또는 함침될 수 있다. 일부 실시형태에서, 분말은 마이크로미터 또는 나노미터 크기일 수 있다. 평균 입자 크기는 약 100㎚ 내지 약 5㎛, 약 300㎚ 내지 약 1.5㎛, 또는 약 0.6㎛ 내지 약 1.0㎛ 범위일 수 있다. 다른 실시형태에서, 질화규소는 디바이스 내로 혼입될 수 있다. 예를 들어 디바이스는 디바이스의 본체 내에 질화규소 분말을 혼입할 수 있다. 일 실시형태에서, 디바이스는 질화규소로 제조될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 조성물은 질화물 입자의 슬러리 또는 현탁액을 포함할 수 있다.

질화규소 코팅은 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 농도로 장치의 표면 상에 또는 장치 내에 존재할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 코팅은 약 1 중량%, 2 중량%, 5 중량%, 7.5 중량%, 8.3 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 16.7 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 33.3 중량%, 35 중량%, 또는 40 중량%의 질화규소 분말을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 코팅은 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 질화규소를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 코팅은 약 15 중량%의 질화규소를 포함한다. 일부 실시형태에서, 질화규소는 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 농도로 디바이스 또는 장치에 (충전제로서) 또는 이의 표면 상에 내포될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 디바이스 또는 장치는 약 1 중량%, 2 중량%, 5 중량%, 7.5 중량%, 8.3 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 16.7 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 33.3 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 50 중량%, 60 중량%, 70 중량%, 80 중량%, 90 중량%, 내지 100 중량% 질화규소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 질화규소는 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 농도로 장치의 표면 상에 있을 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 질화규소는 약 15 중량% 질화규소의 농도로 장치의 표면 상에 있을 수 있다.

일부 실시형태에서, 항바이러스 조성물은 질화규소로 이루어진 모놀리식 구성요소일 수 있다. 그러한 구성요소는 내부 기공률을 갖지 않는 완전히 조밀할 수 있거나, 약 1% 내지 약 80% 범위의 기공률을 갖는 다공성일 수 있다. 모놀리식 구성요소는 의료 디바이스로서 사용될 수 있거나 바이러스의 불활성화가 요구될 수 있는 장치에서 사용될 수 있다.

다양한 실시형태에서, 항바이러스 특성을 위해 질화규소를 포함하는 디바이스 또는 장치는 의료 디바이스일 수 있다. 의료 디바이스 또는 장치의 비-제한적인 예는 정형외과용 임플란트, 척추 임플란트, 척추경 나사, 치아 임플란트, 유치 도뇨관(in-dwelling catheter), 기관내 삽관 튜브, 대장내시경, 및 다른 유사한 디바이스를 포함한다.

일부 실시형태에서, 질화규소는 항바이러스 특성을 위한 물질 또는 장치, 예컨대, 중합체 및 직물, 수술용 가운, 튜빙, 의복, 공기 필터 및 물 필터, 마스크, 병원 검사 및 수술 테이블과 같은 테이블, 책상, 고정 장치, 손잡이, 노브(knob), 장난감, 및 에어컨 필터와 같은 필터, 또는 칫솔에 대한 코팅 내에 통합되거나 이에 대한 코팅으로서 적용될 수 있다. 일부 예에서, 필터는 공기가 감염된 폐 안팎으로 이동할 때, 필터의 항균 표면층이 폐 병원균을 가둘 수 있도록 마취 기계, 인공 호흡기, 또는 CPAP 기계의 여과 디바이스 내에 있을 수 있다.

다른 실시형태에서, 질화규소 분말은 슬러리, 현탁액, 겔, 스프레이, 페인트, 또는 치약을 포함하지만 이에 제한되지 않는 조성물에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 페인트와 같은 슬러리에 질화규소를 첨가한 다음 표면에 적용하면, 항박테리아, 항진균, 및 항바이러스 표면을 제공할 수 있다. 다른 실시형태에서, 질화규소는 임의의 적절한 분산제 및 슬러리 안정화제와 함께 물과 혼합될 수 있고, 그 후 슬러리를 다양한 표면에 분무함으로써 적용될 수 있다. 예시적인 분산제는 Dolapix A88이다.

일부 실시형태에서, 질화규소는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 농도로 항바이러스 조성물에 포함될 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 조성물은 약 15 중량%의 질화규소를 포함할 수 있다. 대안적으로 일부 실시형태에서, 질화규소는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 농도로 항바이러스 조성물에 포함될 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 조성물은 약 15 중량%의 질화규소를 포함할 수 있다. 일 예에서, 항바이러스 조성물은 질화규소 분말 및 물의 슬러리일 수 있다. 질화규소는 물과 조합되어 약 0.1 중량% 내지 최대 약 70 중량%의 농도로 수성 슬러리를 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 질화규소 분말은 약 0.1 중량% 내지 약 55 중량%의 농도로 존재할 수 있다. 다른 실시형태에서, 질화규소는 약 0.1 중량% 내지 최대 약 70 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 최대 약 55 중량%의 농도로 유기 현탁액, 겔, 스프레이, 및/또는 페인트 내에 혼입될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 슬러리, 유기 현탁액, 겔, 스프레이, 및/또는 페인트는 약 0.1 중량%, 0.5 중량%, 1 중량%, 1.5 중량%, 2 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량%, 50 중량%, 또는 55 중량%의 질화규소를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 조성물은 치약을 포함하고 질화규소는 표준 치약에서 발견되는 이산화규소 분말을 직접 대체하는 분말 형태이다. 질화규소 분말은 약 1 중량% 내지 약 30 중량%의 농도로 치약에서 이산화규소 분말을 대체할 수 있다. 일부 예에서, 질화규소는 약 1 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%의 농도로 치약 내에 존재할 수 있다. 질화규소는 치약에서 항바이러스제 및 항박테리아제의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라, 이산화규소와 유사한 광택제의 역할을 할 수 있다.

바이러스를 질화규소를 포함하는 항바이러스 조성물과 접촉시킴으로써 병원균을 불활성화시키는 방법이 본 명세서에서 추가로 제공된다. 일 실시형태에서, 방법은 디바이스 또는 장치를 질화규소로 코팅하는 단계 및 코팅된 장치를 바이러스와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 장치를 코팅하는 것은 질화규소 분말을 장치의 표면에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 질화규소 분말은 디바이스 또는 장치 내에 충전, 혼입, 또는 함침될 수 있다.

특정 이론에 제한되지 않지만, 항바이러스 조성물은 알칼리 에스터 교환 반응에 의해 바이러스 작용을 감소시키고 헤마글루티닌의 활성을 감소시킬 수 있다. 질화규소 분말이 (i) RNA 뉴클레오타이드간 연결의 파괴를 통한 알칼리 에스터 교환 반응에 의한 바이러스 작용을 현저하게 감소시키고 (ii) 헤마글루티닌의 활성을 현저하게 감소시켜 바이러스 표면의 단백질 구조를 변성시킴으로써 숙주 세포 인식을 방해하여 바이러스 외피의 존재에 관계없이 바이러스의 불활성화를 야기한다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다.

일 실시형태에서, 항병원성 조성물은 (i) 통상적인 기체 상태보다는 고체 상태로부터 암모니아의 느리지만 연속적인 용출; (ii) 포유동물 세포에 대한 손상 또는 부정적인 영향이 없음; 및 (iii) pH가 감소함에 따라 증가되는 지능적인 용출을 나타내는 용출 동역학을 나타낼 수 있다. 더욱이, 질화규소의 무기 성질은 포유동물 세포에 해를 끼치거나 토양, 식물, 및 채소 또는 과일에 잔류 영향을 미치는 것으로 알려진 석유화학 또는 유기금속 살균제, 살바이러스제, 및 살진균제를 사용하는 것보다 더 유익할 수 있다.

또한 인간 환자의 위치에서 병원균을 치료하거나 예방하는 방법이 본 명세서에서 제공된다. 예를 들어, 병원균은 바이러스일 수 있다. 방법은 환자를 질화규소를 포함하는 디바이스, 장치, 또는 조성물과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 어느 한 이론에 제한되지 않지만, 질화규소는 바이러스(예를 들어, 코로나바이러스, 예컨대, SARS-CoV-2, 또는 인플루엔자 A)를 불활성화시킨다. 디바이스, 장치 또는 조성물은 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 질화규소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 디바이스 또는 장치는 디바이스 또는 장치의 표면에 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 질화규소를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 디바이스 또는 장치는 모놀리식 질화규소 세라믹일 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 디바이스 또는 장치는 질화규소 코팅, 예컨대, 질화규소 분말 코팅을 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 디바이스 또는 장치는 디바이스의 본체에 질화규소를 혼입할 수 있다. 예를 들어, 질화규소 분말은 당업계에 알려진 방법을 사용하여 디바이스 또는 장치의 본체에 혼입 또는 함침될 수 있다.

일부 실시형태에서, 조성물 또는 장치는 적어도 1분, 적어도 5분, 적어도 30분, 적어도 1시간, 적어도 2시간, 적어도 5시간, 또는 적어도 1일 동안 환자 또는 사용자와 접촉될 수 있다. 적어도 일 예에서, 디바이스 또는 장치는 환자에 영구적으로 이식될 수 있다. 적어도 일 예에서, 디바이스 또는 장치는 사용자에 의해 외부적으로 착용될 수 있다. 또 다른 예에서, 장치는 높은 접촉면일 수 있다. 추가 예에서, 장치는 환자의 체액과 연속적으로 또는 지속적으로 접촉할 수 있다. 체액은 혈액 또는 가스(흡입 또는 호기 가스)일 수 있다.

일부 실시형태에서, 바이러스는 적어도 1분, 적어도 5분, 또는 적어도 30분 동안 조성물 또는 장치에서 질화규소와 접촉한 후 적어도 70% 불활성화되거나, 적어도 75% 불활성화되거나, 적어도 80% 불활성화되거나, 적어도 85% 불활성화되거나, 적어도 90% 불활성화되거나, 적어도 95% 불활성화되거나, 적어도 99% 불활성화된다. 적어도 일 예에서, 바이러스는 적어도 1분 동안 조성물 또는 장치에서 질화규소와 접촉한 후 적어도 85% 불활성화된다. 또 다른 예에서, 바이러스는 적어도 30분 동안 조성물 또는 장치에서 질화규소와 접촉한 후 적어도 99% 불활성화된다.

실시예

실시예 1: 바이러스 불활성화에 대한 질화규소 농도의 영향

바이러스의 불활성화에 대한 질화규소 농도의 효과를 나타내기 위해, 인플루엔자 A를 다양한 농도의 Si₃N₄ 분말에 노출시켰다. 질화규소를 준비하기 위해, 특정 중량의 질화규소 분말을 순수한 증류수와 혼합하였다. 예를 들어, 7.5g의 질화규소를 92.5g의 순수한 증류수에 분산시켰다. 각각 1:1, 1:10 및 1:100 바이러스/혼합물의 농도로 바이러스를 이 혼합물에 첨가하였다. 그 다음 이 혼합물을 4℃에서 10분 동안 가볍게 교반하면서 인큐베이션시켰다. 도 2A에 예시된 바와 같이, 4℃에서 10분 동안 0 중량%, 7.5 중량%, 15 중량%, 및 30 중량% Si₃N₄에 인플루엔자 A를 노출시켰다. 그 다음 혼합물을 여과하여 질화규소 분말을 제거하였다.

그 다음 인플루엔자 A를 불활성화시킴에 있어서 Si₃N₄의 유효성에 대해 인플루엔자 A 바이러스를 접종한 마딘-다르비 개 신장(Madin-Darby canine kidney; MDCK) 세포를 관찰하였다. 그 다음 생물기원 배지 내에 살아있는 MDCK 세포를 포함하는 페트리 디시에 나머지 혼합물을 접종하였다. 이어서 3일 노출 후 염색 방법을 사용하여 살아있는 MDCK 세포의 양을 계수하였다. 도 2B에 따라 Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 3일 동안 세포를 접종한 후 MDCK 세포의 생존능을 결정하였다.

도 4A는 10분 동안 0 중량%, 7.5 중량%, 15 중량%, 및 30 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A에 대한 PFU/100㎕의 그래프이다. 도 4B는 10분 동안 7.5 중량%, 15 중량%, 및 30 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 접종된 세포의 세포 생존력의 그래프이다.

실시예 2: 바이러스 불활성화에 대한 노출 시간 및 온도의 효과

바이러스의 불활성화에 대한 질화규소의 효과를 나타내기 위해, 인플루엔자 A를 다양한 시간 동안 및 온도에서 고정 농도의 Si₃N₄ 분말(15 중량%)에 노출시켰다. 그 다음 혼합물을 실온에서 및 4℃에서 1 내지 30분 동안 가볍게 교반하면서 인큐베이션시켰다. 예를 들어, 도 3A에 예시된 바와 같이, 실온 또는 4℃에서 1, 5, 10, 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 인플루엔자 A를 노출시켰다. 그 다음 인플루엔자 A를 불활성화시킴에 있어서 Si₃N₄의 유효성에 대해 인플루엔자 A 바이러스를 접종한 마딘-다르비 개 신장(MDCK) 세포를 관찰하였다. 도 3B에 따라 Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 3일 동안 세포를 접종한 후 MDCK 세포의 생존능을 결정하였다.

도 7A는 실온에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A에 대한 PFU/100㎕의 그래프이다. 도 7B는 실온에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 접종된 MDCK 세포의 세포 생존력의 그래프이다.

도 8A는 4℃에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A에 대한 PFU/100㎕의 그래프이다. 도 8B는 4℃에서 1분, 5분, 10분 또는 30분 동안 15 중량% Si₃N₄에 노출된 인플루엔자 A로 접종된 MDCK 세포 생존력의 그래프이다.

실시예 3: H1H1 인플루엔자 A 불활성화에 대한 질화규소의 효과

바이러스의 불활성화에 대한 질화규소의 효과를 나타내기 위해, 인플루엔자 A를 10분 동안 15 중량% 질화규소의 슬러리에 노출시켰다.

도 15A 내지 도 15C는 모든 진핵 세포에서 발견되는 섬유성 액틴(F-액틴)의 존재에 대해 녹색으로 염색된 MDCK 세포를 포함하는 생물기원 배지에 접종한 후 적색으로 염색된 H1H1 인플루엔자 A 바이러스(A/Puerto Rico/8/1934 H1N1 (PR8))(핵단백질, NP)를 나타낸다. 도 16A 내지 도 16C는 질화규소의 존재 없이 MDCK 세포에 대한 바이러스의 효과를 나타낸다.

실시예 4: MDCK 세포에서 질화규소에 의한 인플루엔자 A 살바이러스 활성의 평가

30분의 인큐베이션 시점 및 15 중량%/wt의 농도에서 베타-질화규소(β-Si₃N₄) 분말 대 인플루엔자 A의 항바이러스 능력을 조사하기 위해 이 연구를 설계하였다. 첨가제 없이 DMEM에 희석된 1.5㎖의 바이러스로 15 중량% 현탁액을 제조하였다.

플라크 분석 방법론을 이용하였다. 플라크 분석을 적절하게 정량화하기 위해, 30분 내지 72시간 범위의 인큐베이션 기간 동안 다양한 농도의 Si₃N₄에 대한 노출의 함수로 마딘 다르비 개 신장 세포(MDCK)이 생존능을 평가하였다. 결과는 Si₃N₄가 미리 선택된 조건에서 바이러스 부하의 99.98% 초과의 감소로 인플루엔자 A에 대해 완전히 살바이러스제임을 입증하였다. MDCK 세포의 생존능은 시간-의존적 및 용량-의존적인 것으로 밝혀졌다. 본질적으로 최대 15 중량%/wt의 Si₃N₄ 농도에 대해 생존능의 손실이 관찰되지 않았다. 24, 48 및 72시간에 15 중량% 농도에 대해서만 생존능의 변화가 기록되었다(즉, 각각 83.3%, 59.7% 및 44.0% 생존 가능).

이 연구에서 사용되는 Si₃N₄ 분말은 90 중량% α-Si₃N₄, 6 중량% 이트리아(Y₂O₃), 및 4 중량% 알루미나(Al₂O₃)의 공칭 조성을 가졌다. 이는 무기 성분의 수성 혼합 및 분무-건조에 이에, 분무-건조된 과립의 소결(약 1700℃에서 약 3시간), 열간 등방압 가압(약 1600℃, 2시간, N₂에서 140 ㎫), 수계 분쇄, 및 동결-건조에 의해 제조되었다. 생성된 분말은 도 17에 나타낸 바와 같이 평균 입자 크기가 0.8±1.0㎛인 3봉 분포를 가졌다. Y₂O₃ 및 Al₂O₃으로 Si₃N₄를 도핑하면 소결 동안 세라믹을 치밀화시키고 이를 α-상에서 β-상으로 전환시키는 데 유용하다. 치밀화의 메커니즘은 냉각 동안 고화되는 일시적인 입계(intergranular) 액체의 형성에 의해 촉진되는 α-상의 용해 및 후속적인 β-상 과립의 침전을 통해 이루어진다. 따라서 β-Si₃N₄는 약 10 중량%의 입계 유리상(intergranular glass phase: IGP) 및 90 중량%의 결정성 β-Si₃N₄ 과립으로 구성된 복합재이다.

이 연구에서는 3가지 순차적 분석을 수행하였다: (1) MDCK 생존능 테스트; (2) 원심분리 및 여과가 있거나 없는 인플루엔자 A 상청액 적정 테스트; 및 (3) 30분의 인큐베이션 기간 동안 바이러스 저해제로서 15 중량%/wt Si₃N₄를 사용하는 바이러스 적정.

도 18에, MDCK 세포의 생존율이 β-Si₃N₄ 농도(중량%/㎖)의 함수로서 나타나 있다. 15 중량%에서 시작하여, 연속 희석을 수행하여 0.047 중량%에 도달하였다. 더 낮은 농도에서, 세포 생존율은 일반적으로 최대 72시간까지 모든 시점에서 80% 초과이었다. 또한 세포 생존율은 일반적으로 15 중량%를 제외한 모든 농도에 대해 노출 시간에 따라 증가하였음에 유의한다. 15 중량% 및 30분 노출에서 세포 생존율은 약 94.5%이었다.

MDCK 세포 생존능을 결정한 후, 바이러스 및 샘플을 세포에 첨가하기 24시간 전에, 10% 소태아혈청(FBS)이 보충된 둘베코 최소 필수 배지(Dulbecco's Minimum Essential Medium: DMEM)에 2㎖의 부피로 1×10⁶개 세포/웰의 밀도로 6-웰 플레이트에 MDCK 세포를 도말하였다. 분석 당일, 첨가제 없이 1×10⁴ PFU/㎖로 DMEM에 희석된 바이러스 중 15 중량% 질화규소의 3중 샘플을 진탕하면서 실온에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 샘플을 4℃ 및 12,000 rpm에서 2분 동안 원심분리하고, 0.2-미크론 폴리비닐리덴 다이플루오라이드(PVDF) 필터를 통해 추가로 여과시켰다. 그 다음 샘플을 1:5로 연속 희석하고 400㎕의 부피로 삼중으로 둘베코 인산염 완충 식염수(Dulbecco's Phosphate Buffered Saline: DPBS)로 2회 세척한 세포에 7가지 농도로 첨가하였다. 15 내지 20분마다 흔들면서 37℃에서 1시간 동안 샘플을 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 2㎖의 플라크 분석 배지를 세포에 첨가하였고 배양물을 35℃/5% CO₂에서 48시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 세포를 크리스탈 바이오렛으로 염색하고 플라크를 육안으로 계수하였다.

염색 당일, 플라크 형성 배지를 제거하고, 단일층을 DPBS로 2회 세척하였다. 그 다음 세포를 실온에서 10분 동안 70% 에탄올로 고정시켰다. 에탄올을 제거하고, 0.3% 크리스탈 바이올렛 용액을 실온에서 10분 동안 각각의 웰에 첨가하였다. 인큐베이션 후, 크리스탈 바이올렛을 제거하고, 단일층을 DPBS로 2회 세척하여 잔여 크리스탈 바이올렛을 제거하였다. 플라크를 계수하기 이전에 단일층을 밤새 공기 건조시켰다.

15 중량%/vol의 농도에서 30분에 살바이러스 테스트를 수행하였다. 원심분리 및 여과의 공정 단계는 바이러스 부하를 약 0.25 log₁₀만큼만 감소시켰다. 이 결과를 고려하여, 그 다음 30분 동안 Si₃N₄에 대한 바이러스 노출 유무에 관계 없이 후속 적정을 수행하였다. Si₃N₄ 없이 적정을 위한 농도는 ISO 21702(Measurement of antiviral activity on plastics and other non-porous surfaces)에 기반하여 선험적으로 4.4×10³ pfu/㎖인 것으로 선택되었다. Si₃N₄에 대한 30분 노출 후, MDCK 세포에 어떠한 플라크도 형성되지 않았다. Si₃N₄는 인플루엔자 A를 불활성화시킴에 있어서 100% 효과적인 것으로 간주되었다. 30분 동안 Si₃N₄ 분말에 대한 노출 전 및 후 바이러스 역가의 직접적인 비교가 도 19에 제공되어 있다. 데이터는 Si₃N₄에 대한 노출 후 바이러스 부하의 3.5log₁₀ 초과의 감소를 분명히 나타낸다(즉, 99.98% 초과).

요약하면, 이들 테스트는 MDCK 세포에 대한 Si₃N₄의 노출이 15 중량%/vol 미만의 농도 또는 30분 이하의 기간에서 불리한 생존능 효과를 나타내지 않는다는 것을 입증하였다. 4.4×10³ pfu/㎖의 바이러스 부하에서 30분 노출시 15 중량%/vol Si₃N₄의 항바이러스 테스트 조건에서, Si₃N₄는 노출된 비리온을 본질적으로 100% 불활성화시켰다. Si₃N₄는 이러한 조건 하에서 인플루엔자 A에 대해 살바이러스성인 것으로 밝혀졌다.

실시예 5: MDCK 세포 및 인플루엔자 A에 대한 α-Si ₃ N ₄ 분말의 효과

30분, 24시간, 48시간 및 72시간 동안 노출 후 MDCK 세포에 대한 독성에 대해 α-Si₃N₄ 분말을 먼저 평가하였다. 2% 소태아혈청(FBS)이 보충된 1.5㎖의 둘베코 변형 이글 배지(Dulbecco's Modified Eagle Medium: DMEM)에서 15 중량%(wt.%) 현탁액을 제조하였다.

샘플을 세포에 첨가하기 24시간 전에, 상기 기재된 바와 같이 제조된 α-Si₃N₄ 분말 현탁액을 진탕하면서 실온에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 현탁액을 4℃, 12,000 rpm에서 2분 동안 원심분리하였다. 현탁액을 0.2-미크론 폴리비닐리덴 다이플루오라이드(PVDF) 필터를 통해 추가로 여과시킨 다음 1/2-로그 증분으로 연속 희석하였다. 200㎕ 부피로 삼중으로 여섯(6) 가지 농도로 사전에 도말한 세포에 첨가하였다. 30분, 24, 48 및 72시간 동안 플레이트를 인큐베이션하고, 이 때 하기 기재된 바와 같이 테트라졸륨 염료 XTT(2,3-비스(2-메톡시-4-나이트로-5-설포페닐)-5-[(페닐아미노)카보닐]-2H-테트라졸륨 하이드록사이드)를 사용하여 세포 독성에 대해 세포를 평가하였다.

테트라졸륨 염료 XTT의 환원을 측정함으로써 테스트 물질에 대한 TC50 값을 유도하였다. 대사 활성 세포의 XTT는 미토콘드리아 효소 NADPH 옥시다제에 의해 용해성 포마잔 생성물로 대사된다. 첨가제 없이 DMEM에서 1 ㎎/㎖의 스톡으로 XTT 용액을 매일 제조하였다. 둘베코 인산염 완충 식염수(DPBS)에서 0.15 ㎎/㎖로 페나진 메토설페이트(PMS) 용액을 제조하고 -20℃에서 암실에 보관하였다. XTT 용액의 ㎖당 40㎕의 PMS를 첨가함으로써 사용 직전에 XTT/PMS 스톡을 제조하였다. 플레이트 각각의 웰에 오십㎕(50 4)의 XTT/PMS를 첨가하고 플레이트를 37℃에서 4시간 동안 인큐베이션하였다. 4시간 인큐베이션은 각각의 분석에 대해 표시된 세포 수를 이용하여 XTT 염료 환원에 대한 선형 반응 범위 내에 있는 것으로 경험적으로 결정되었다. 플레이트를 밀봉하고 여러 번 뒤집어서 가용성 포마잔 생성물을 혼합하고 Molecular Devices SpectraMax Plus 384 96 웰 포맷 분광광도계를 이용하여 450㎚(650㎚ 참조 파장)에서 플레이트를 판독하였다.

30분, 24시간, 48시간 및 72시간 동안 15 중량% 내지 0.047 중량% 범위의 6가지 농도의 α-Si₃N₄ 분말로 MDCK 세포를 처리하였다. 도 20에, MDCK 세포의 생존율이 α-Si₃N₄ 농도(중량%/㎖)의 함수로서 나타나 있다. 30분 노출 후 모든 농도로 처리된 세포는 생존율이 각각 89% 및 83%인 4.7 중량% 및 15 중량%로 처리된 세포를 제외하고 90% 초과의 생존율을 가졌다. 24시간째에 각각의 농도로 처리된 세포의 생존율은 92% 초과를 유지하였다. 48시간째에 생존율은 1.5 중량%, 4.7 중량% 및 15 중량%로 처리된 세포에서 90% 미만으로 떨어졌지만(각각 89.1%, 88.7% 및 74.0%) 72시간째에 15 중량%로 처리된 세포에서만 생존율이 90% 미만(87.5%)이었다.

그 다음 15 중량%에서의 α-Si₃N₄ 분말을 MDCK 세포에서 인플루엔자 A 균주 A/PR/8/34에 대한 살바이러스 활성에 대해 평가하였다. 첨가제 없이 DMEM에 희석된 1.5㎖의 바이러스에 15 중량% 현탁액을 제조하였다.

바이러스 및 샘플을 세포에 첨가하기 24시간 전에, 10% 소태아혈청(FBS)이 보충된 둘베코 최소 필수 배지(DMEM)에 2㎖의 부피로 1×10⁶개 세포/웰의 밀도로 6-웰 플레이트에 MDCK 세포를 도말하였다. 분석 당일, 첨가제 없이 1×10⁴ PFU/㎖로 DMEM에 희석된 바이러스 중 15 중량% α-Si₃N₄의 3중 샘플을 진탕하면서 실온에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 샘플을 4℃ 및 12,000 rpm에서 2분 동안 원심분리하고, 0.2-미크론 폴리비닐리덴 다이플루오라이드(PVDF) 필터를 통해 추가로 여과시켰다. 그 다음 샘플을 1:5로 연속 희석하고 400㎖의 부피로 삼중으로 둘베코 인산염 완충 식염수(DPBS)로 2회 세척한 세포에 7가지 농도로 첨가하였다. 15 내지 20분마다 흔들면서 37℃에서 1시간 동안 샘플을 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 2㎖의 플라크 분석 배지를 세포에 첨가하였고 배양물을 35℃/5% CO₂에서 48시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 세포를 크리스탈 바이오렛으로 염색하고 플라크를 육안으로 계수하였다.

염색 당일, 플라크 형성 배지(plaquing media)를 제거하고, 단일층을 DPBS로 2회 세척하였다. 그 다음 세포를 실온에서 10분 동안 70% 에탄올로 고정시켰다. 에탄올을 제거하고, 0.3% 크리스탈 바이올렛 용액을 실온에서 10분 동안 각각의 웰에 첨가하였다. 인큐베이션 후, 크리스탈 바이올렛을 제거하고, 단일층을 DPBS로 2회 세척하여 잔여 크리스탈 바이올렛을 제거하였다. 플라크를 계수하기 이전에 단일층을 밤새 공기 건조시켰다.

MDCK 세포에서 인플루엔자 바이러스 A 균주 A/PR8/34에 대해 15 중량% α-Si₃N₄ 분말의 살바이러스 활성을 평가하였다. 표적 바이러스 역가는 1×10⁴ PFU/㎖이었고 실제 개별 복제물은 3.1×10³, 3.8×10³, 및 4.7×10³ PFU/㎖이어서 평균 역가(및 표준 편차)는 3.9×10³±0.8×10³ PFU/㎖였다. 이러한 실제 역가는 목표 PFU/㎖의 2배 이내이다. α-Si₃N₄ 분말 처리된 샘플은 4.1의 PFU/㎖를 초래하는 단일 플라크가 있는 하나의 웰을 가졌다.

로그 감소는 2.98이었고 다음 방정식을 사용하여 계산하였다: log₁₀(A/B)(여기서, A는 미처리 바이러스이고 B는 처리된 바이러스임). 백분율 감소는 99.89%이었고 다음 방정식을 사용하여 계산하였다: (A-B)×100/A(여기서, A는 미처리 바이러스이고 B는 처리된 바이러스임). 30분 동안 α-Si₃N₄ 분말에 대한 노출 전 및 후 바이러스 역가의 비교가 도 21에 제공되어 있다. 따라서, 15 중량%에서의 α-Si₃N₄ 분말은 30분 노출 후 인플루엔자 A 바이러스 균주 A/PR/8/34에 대하여 살바이러스성이었다.

실시예 6: MDCK 세포에서 2가지 형태의 Si ₃ N ₄ 분말에 의한 인플루엔자 A 살바이러스 활성

첨가제 없이 DMEM에 희석된 1.5㎖의 바이러스에 α-Si₃N₄ 및 β-Si₃N₄ 분말의 5 및 10 중량% 현탁액을 제조하였다.

바이러스 및 샘플을 세포에 첨가하기 24시간 전에, 10% 소태아혈청(FBS)이 보충된 둘베코 최소 필수 배지(DMEM)에 2㎖의 부피로 1×10⁶개 세포/웰의 밀도로 6-웰 플레이트에 MDCK 세포를 도말하였다. 분석 당일, 첨가제 없이 1×10⁴ PFU/㎖로 DMEM에 희석된 바이러스 중 10 및 5 중량%의 α-Si₃N₄ 및 β-Si₃N₄ 분말의 3중 샘플을 진탕하면서 실온에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 분말 인큐베이션 후, 샘플을 4℃ 및 12,000 rpm에서 2분 동안 원심분리하고, 0.2-미크론 폴리비닐리덴 다이플루오라이드(PVDF) 필터를 통해 추가로 여과시켰다. 그 다음 샘플을 1:5로 연속 희석하고 400㎕의 부피로 삼중으로 둘베코 인산염 완충 식염수(DPBS)로 2회 세척한 세포에 7가지 농도로 첨가하였다. 15 내지 20분마다 흔들면서 37℃에서 1시간 동안 샘플을 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 2㎖의 플라크 분석 배지를 세포에 첨가하였고 배양물을 35℃/5% CO₂에서 48시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 세포를 크리스탈 바이오렛으로 염색하고 플라크를 육안으로 계수하였다.

염색 당일, 플라그 배지를 제거하고, 단일층을 DPBS로 2회 세척하였다. 그 다음 세포를 실온에서 10분 동안 70% 에탄올로 고정시켰다. 에탄올을 제거하고, 0.3% 크리스탈 바이올렛 용액을 실온에서 10분 동안 각각의 웰에 첨가하였다. 인큐베이션 후, 크리스탈 바이올렛을 제거하고, 단일층을 DPBS로 2회 세척하여 잔여 크리스탈 바이올렛을 제거하였다. 플라크를 계수하기 이전에 단일층을 밤새 공기 건조시켰다.

MDCK 세포에서 인플루엔자 바이러스 A 균주 AIPR8/34에 대해 5 및 10 중량%의 α-Si₃N₄ 및 β-Si₃N₄ 분말의 살바이러스 활성을 평가하였다. 이를 4개의 개별 실험에서 수행하였다. 목표 바이러스 역가는 1×10⁴ PFU/㎖였다.

제1 실험에서 미처리 바이러스 샘플에 대한 개별 복제물은 5.3×10³, 5.9×10³, 및 4.1×10³ PFU/㎖이어서 평균 역가(및 표준 편차)는 5.1×10³±0.9×10³ PFU/㎖였다. 10분 동안 5 중량% 및 10 중량%의 β-Si₃N₄로 처리된 바이러스는 10 중량%로 처리된 바이러스에 대해 21 미만의 PFU/㎖ 및 5 중량%로 처리된 바이러스에서 21의 PFU/㎖(1개의 플라크 형성)를 초래하였다. 이 샘플에서, 로그 감소는 2.4이었고 다음 방정식을 사용하여 계산하였다: log10(NB)(여기서, A는 미처리 바이러스이고 B는 처리된 바이러스임). 백분율 감소는 99.5%이었고 다음 방정식을 사용하여 계산하였다: (A-B)×100/A(여기서, A는 미처리 바이러스이고 B는 처리된 바이러스임).

제2 실험에서 미처리 바이러스 샘플에 대한 개별 복제물은 7.5×10³, 7.2×10³ 및 5.0×10³ PFU/㎖이어서 평균 역가(및 표준 편차)는 6.6×10³±1.4×10³ PFU/㎖였다. 5분 동안 5 중량% 및 10 중량%의 β-Si₃N₄로 처리된 바이러스는 둘 다에 대해 21 미만의 PFU/㎖를 초래하였다.

제3 실험에서 개별 복제물은 6.9×10³, 7.8×10³ 및 5.0×10³ PFU/㎖이어서 평균 역가(및 표준 편차)는 6.6×10³±1.4×10³ PFU/㎖였다. 10분 동안 5 중량% 및 10 중량%의 α-Si₃N₄로 처리된 바이러스는 둘 다에 대해 21 미만의 PFU/㎖ 를 초래하였다.

제4 실험에서 개별 복제물은 8.8×10³, 1.0×10⁴ 및 7.5×10³ PFU/㎖이어서 평균 역가(및 표준 편차)는 8.8×10³±1.3×10³ PFU/㎖였다. 5분 동안 5 중량% 및 10 중량%의 α-Si₃N₄로 처리된 바이러스는 둘 다에 대해 21 미만의 PFU/㎖ 를 초래하였다.

각각의 실험에서 미처리 바이러스 대조군에 대해 결정된 실제 역가는 목표 PFU/㎖의 2배 이내이었다. 5 및 10분 동안 5 및 10 중량%로 α-Si₃N₄ 및 β-Si₃N₄ 분말 둘 다로 처리된 바이러스는, 21의 PFU/㎖를 초래한 단일 플라크를 가지는 하나의 웰을 갖는 10분 동안 5 중량%로 β-Si₃N₄ 분말 처리 샘플을 제외하고 1 미만(플라크가 관찰되지 않음)의 PFU/㎖를 초래하였다.

실시예 7: 시험관내에서 SARS-CoV-2의 질화규소 불활성화

90 중량% α-Si₃N₄, 6 중량% 이트리아(Y₂O₃), 및 4 중량% 알루미나(Al₂O₃)의 공칭 조성을 갖는 도핑된 Si₃N₄ 분말(β-SiYAlON)은 무기 성분의 수성 혼합 및 분무-건조에 이에, 분무-건조된 과립의 소결(약 1700℃에서 약 3시간), 열간 등방압 가압(약 1600℃, 2시간, N₂에서 140 ㎫), 수계 분쇄, 및 동결-건조에 의해 제조되었다. 생성된 분말은 도 22에 나타낸 바와 같이 평균 입자 크기가 0.8±1.0㎛인 3봉 분포를 가졌다. Y₂O₃ 및 Al₂O₃으로 Si₃N₄를 도핑하면 소결 동안 세라믹을 치밀화시키고 이를 α-상에서 β-상으로 전환시켰다. 치밀화의 메커니즘은 냉각 동안 고화되는 일시적인 입계 액체의 형성에 의해 촉진되는 α-상의 용해 및 후속적인 β-상 과립의 침전을 통해 이루어진다. 따라서 β-Si₃N₄는 약 10 중량%의 입계 유리상(IGP) 및 90 중량%의 결정성 β-Si₃N₄ 과립으로 구성된 복합재이다.

Vero 그린 아프리칸 원숭이 신장 상피 세포는 높은 수준의 SARS-CoV-2 복제를 지원하는 이의 능력 및 항바이러스 테스트에서 이의 사용으로 인해 본 분석을 위해 선택되었다. 이들 세포를 10% FBS, 1% L-글루타민, 및 1% 페니실린/스트렙토마이신이 보충된 DMEM에서 배양하였다. 37℃ 및 5% CO₂에서 세포를 유지하였다. SARS-CoV-2 분리주 USA-WA1/2020은 BEI Resources에서 입수하였다. Vero 세포에 SARS-CoV-2(MOI 0.1)를 접종하여 바이러스 스톡을 생성하였다. 무세포 상청액을 감염 72시간 후에 수집하고 10분 동안 10,000 rpm에서 원심분리를 통해 정화한 다음 0.2㎛ 필터를 통해 여과하였다. 하기 상술된 플라크 분석 프로토콜에 따라 스톡 바이러스를 적정하였다.

미세원심분리기 튜브에서 1㎖ DMEM 성장 배지에 Si₃N₄ 분말을 현탁시켰다. 적절한 접촉을 보장하기 위해 튜브를 30초 동안 와동시킨 다음 1, 5 또는 10분 동안 튜브 리볼버에 배치하였다. 각각의 시점에서, 샘플을 원심분리하고, 상청액을 수집한 다음 0.2㎛ 필터를 통해 여과하였다. 24 또는 48시간 동안 세포에 정화된 상청액을 첨가하였다. 미처리 세포를 대조군과 함께 유지하였다. ATP 생산을 측정하는 CellTiter Glo를 사용하여 각각의 시점에서 세포를 테스트하여 세포 생존능을 결정하였다.

SARS-CoV-2를 DMEM 성장 배지에서 2×10⁴ PFU/㎖의 농도로 희석하였다. 4㎖의 희석된 바이러스를 20, 15, 10 및 5%(w/v)로 질화규소를 포함하는 튜브에 첨가하였다. Si₃N₄가 없는 바이러스를 대조군으로 동시에 처리하였다. 적절한 접촉을 보장하기 위해 튜브를 30초 동안 와동시킨 다음 1, 5 또는 10분 동안 튜브 리볼버에 배치하는 한편, 바이러스 단독 대조군을 최대 10분 동안 인큐베이션하였다. 각각의 시점에서, 샘플을 원심분리하고, 상청액을 수집한 다음 0.2㎛ 필터를 통해 여과하였다. 정화된 상청액에 남아 있는 감염성 바이러스를 플라크 분석에 의해 정량화하였다. 항바이러스 테스트 방법의 개요가 도 23에 제공되어 있다. 단계 1에서, SARS-CoV-2 바이러스를 배지에 희석하였다. 단계 2에서, 4㎖의 희석된 바이러스를 20, 15, 10 또는 5%(w/v)로 질화규소를 포함하는 튜브에 첨가하였다. 단계 3에서, 적절한 접촉을 보장하기 위해 튜브를 30초 동안 와동시킨 다음 1분, 5분 또는 10분 동안 튜브 리볼버에 배치하였다(바이러스 단독 대조군을 최대 10분 동안 인큐베이션함). 단계 4에서, 각각의 시점에서, 샘플을 원심분리하고, 상청액을 수집한 다음 0.2㎛ 필터를 통해 여과하였다. 단계 5에서, 정화된 상청액을 사용하여 플라크 분석을 수행하였다. 샘플을 연속 희석(10배)하고 1시간 인큐베이션 동안 신선한 Vero에 첨가하여, 15분마다 뒤흔든 후 아가로스 배지 오버레이를 첨가하고 48시간 동안 인큐베이션하였다. 48시간 인큐베이션한 후, 세포를 10% FA로 고정하고 계수를 위해 크리스탈 바이올렛으로 염색하였다.

플라크 분석 전날 Vero 세포를 12-웰 플레이트에 2×10⁵개 세포/웰로 도말하였다. 항바이러스 테스트에서 정화된 상청액을 연속 희석(10배)하고, 200㎕를 Vero 세포에 첨가하여 37℃, 5% CO₂에서 1시간 동안 인큐베이션하였다. 적절한 커버리지를 보장하기 위해 플레이트를 15분마다 흔들고 1시간째에 0.6% 아가로스와, 5% FBS, 2% 페니실린/스트렙토마이신, 1% 비필수 아미노산(VWR, Cat # 45000-700), 1% 피루브산나트륨, 및 1% L-글루타민이 보충된 2× EMEM의 1:1 비율을 세포에 첨가한 후 37℃, 5% CO₂에서 48시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션한 후, 세포를 10% 폼알데하이드로 고정하고 계수를 위해 20% 에탄올 중 2% 크리스탈 바이올렛으로 염색하였다.

진핵 세포 생존능에 대한 Si₃N₄의 영향을 테스트하였다. 5, 10, 15 및 20%(w/v)로 세포 배양 배지에서 Si₃N₄를 재현탁시켰다. 1, 5 및 10분째에 샘플을 수집하고 Vero 세포에 첨가하였다. 노출 24 및 48시간 후에 Vero 세포 생존율을 측정하였다(도 24A 및 도 24B). 5%, 10%, 또는 15% 질화규소에 의한 노출 24 또는 48시간 후 세포 생존율의 유의한 감소는 관찰되지 않았다. 20% Si₃N₄에 노출된 세포에서 48시간째에 세포 생존율에 대한 작은 영향(약 10% 감소)이 관찰되었다. 흥미롭게도, 5% - 10분 및 10% - 10분 샘플을 이용하여 48시간째에 Vero 세포 생존율의 약 10% 증가가 관찰되었으며(도 24B), 이는 Si₃N₄가 이러한 조건 하에서 세포 성장 또는 세포 대사를 자극할 수 있음을 시사하였다. 이러한 데이터는 Si₃N₄가 Vero 세포 건강 및 최대 20 중량%/vol까지 생존율에 대해 최소한의 영향을 미친다는 것을 나타내었다.

5, 10, 15 및 20% Si₃N₄가 Vero 세포에 대해 비독성인 것을 고려하여, 이들 농도에서 항바이러스 테스트를 수행하였다. 이들 농도에서 1, 5 또는 10분 동안 Si₃N₄에 SARS-CoV-2 비리온을 노출시켰다. Si₃N₄노출 후, 각각의 용액에 남아 있는 감염성 바이러스를 플라크 분석을 통해 결정하였다. 각각의 시점에서, 샘플을 원심분리하고, 상청액을 수집한 다음 0.2㎛ 필터를 통해 여과하였다. 정화된 상청액을 사용하여 플라크 분석을 이중으로 수행하였다. 동시에 처리되었지만 세포 배양 배지에만 노출된 바이러스는 4.2×10³ PFU/㎖를 포함하였다. 테스트한 모든 농도의 Si₃N₄에 노출될 때 SARS-CoV-2 역가가 감소하였다(도 25A 및 도 25B). 저해는 1분 동안 노출된 SARS-CoV-2에 의해 용량-의존적이었으며, 바이러스 역가가 5% Si₃N₄는 약 0.8 log₁₀,10% Si₃N₄는 약 1.2 log₁₀,15% Si₃N₄는 1.4 log₁₀, 및 20% Si₃N₄는1.7 log₁₀만큼 감소되었다(도 25A). 5 및 10분 샘플로 유사한 결과가 관찰되었다. 이러한 바이러스 역가의 감소는 5% Si₃N₄에서 85%, 10% Si₃N₄에서 93%, 15% Si₃N₄에서 96%의 바이러스 저해, 및 20% Si₃N₄에서 98% 바이러스 저해에 해당하였다(도 25B). 더 긴 시간 동안 더 높은 Si₃N₄ 농도는 증가된 저해를 초래하여, 20% Si₃N₄ 및 10분 노출에서 99.6% 바이러스 저해를 야기하였다(도 25B). 이러한 데이터는 Si₃N₄가 SARS-CoV-2에 대해 강력한 항바이러스 효과가 있음을 나타낸다.

놀라운 발견은 Si₃N₄의 5% 용액에 대한 1분 노출로 SARS-CoV-2의 85% 불활성화를 초래하는 반면, Vero 세포 생존능은 동일한 물질의 20% 농도에 대해 심지어 48시간 노출된 후에서 최소한의 영향을 받았다는 것이었다.

여러 실시형태를 기재하였지만, 다양한 변형, 대안적인 구성, 및 등가물이 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다. 추가적으로, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 다수의 잘 알려진 공정 및 요소를 기재하지 않았다. 따라서, 상기 기재는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.

당업자는 현재 개시된 실시형태가 제한에 의하지 않고 예로서 교시한다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 상기 설명에 포함되거나 첨부된 도면에 나타낸 사항은 예시적인 것으로 해석되어야 하며 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 다음 청구범위는 본 명세서에 기재된 모든 일반적이고 구체적인 특징뿐만 아니라, 언어의 문제로서 이들 사이에 있다고 할 수 있는 본 방법 및 시스템의 범주에 대한 모든 진술을 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims

질화규소를 1 중량% 내지 15 중량%의 농도로 포함하는 항바이러스 조성물로서, 상기 질화규소는 적어도 1분 동안 상기 조성물과 접촉하는 바이러스의 적어도 85%를 불활성화시키는, 항바이러스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 5분의 기간 동안 상기 질화규소와 접촉하는, 항바이러스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 30분의 기간 동안 상기 질화규소와 접촉하는, 항바이러스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 질화규소는 10 중량% 이하의 농도로 존재하는, 항바이러스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 질화규소는 α-Si₃N₄, β-Si₃N₄, SiYAlON, β-SiYAlON, SiYON 또는 SiAlON을 포함하는, 항바이러스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 바이러스는 인플루엔자 A, 엔테로바이러스 또는 SARS-CoV-2인, 항바이러스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 30분 동안 상기 질화규소와 접촉한 후 적어도 99% 불활성화되는, 항바이러스 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 슬러리, 현탁액, 겔, 스프레이, 페인트, 또는 치약을 포함하는, 항바이러스 조성물.
제8항에 있어서, 상기 조성물은 치약을 포함하고 상기 질화규소는 표준 치약에서 발견되는 이산화규소 분말을 직접 대체하는 분말 형태인, 항바이러스 조성물.
질화규소를 포함하는 항바이러스 장치로서, 상기 질화규소는 적어도 1분 동안 상기 장치와 접촉하는 바이러스의 적어도 85%를 불활성화시키는, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 5분의 기간 동안 상기 질화규소와 접촉하는, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 30분의 기간 동안 상기 질화규소와 접촉하는, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 항바이러스 장치는 최대 100 중량%의 질화규소를 포함하는 모놀리식(monolithic) 질화규소 디바이스인, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 질화규소는 1 중량% 내지 약 15 중량%의 농도로 존재하는, 항바이러스 장치.
제14항에 있어서, 상기 질화규소는 10 중량% 이하의 농도로 존재하는, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 질화규소는 α-Si₃N₄, β-Si₃N₄, SiYAlON, β-SiYAlON, SiYON 또는 SiAlON을 포함하는, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 바이러스는 인플루엔자 A, 엔테로바이러스 또는 SARS-CoV-2인, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 30분 동안 상기 질화규소와 접촉한 후 적어도 99% 불활성화되는, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 항바이러스 장치는 의료 디바이스, 의료 장비, 검사 테이블, 필터, 마스크, 장갑, 카테터, 내시경 기구, 또는 통상적으로-접촉되는 표면인, 항바이러스 장치.
제10항에 있어서, 상기 장치는 금속성 조성물, 중합체성 조성물 및/또는 세라믹성 조성물을 갖는 기판을 포함하고, 상기 질화규소는 ㅅ아기 기판의 표면 상에 코팅되거나 표면에 내포되는, 항바이러스 장치.
바이러스의 전파를 방지하는 방법으로서,
적어도 1분 동안 항바이러스 장치를 바이러스와 접촉시키는 단계를 포함하되,
상기 항바이러스 장치는 질화규소를 1 중량% 내지 100 중량%의 농도로 포함하고,
상기 질화규소는 상기 항바이러스 장치와 접촉하는 상기 바이러스의 적어도 85%를 불활성화시키는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 질화규소는 상기 바이러스를 불활성화시키는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 5분의 기간 동안 상기 질화규소와 접촉하는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 30분의 기간 동안 상기 질화규소와 접촉하는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 항바이러스 장치는 최대 100 중량%의 질화규소를 포함하는 모놀리식 질화규소 디바이스인, 방법.
제21항에 있어서, 상기 질화규소는 1 중량% 내지 약 15 중량%의 농도로 존재하는, 방법.
제26항에 있어서, 상기 질화규소는 10 중량% 이하의 농도로 존재하는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 질화규소는 α-Si₃N₄, β-Si₃N₄, SiYAlON, β-SiYAlON, SiYON 또는 SiAlON을 포함하는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 바이러스는 인플루엔자 A, 엔테로바이러스 또는 SARS-CoV-2인, 방법.
제21항에 있어서, 상기 바이러스는 적어도 30분 동안 상기 질화규소와 접촉한 후 적어도 99% 불활성화되는, 방법.