MX2013001581A - Tioles de bismuto como antisepticos para el uso agricola, industrial y otros usos. - Google Patents

Tioles de bismuto como antisepticos para el uso agricola, industrial y otros usos.

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Abstract

Se describen Composiciones y métodos, que incluyen nuevas suspensiones microparticuladas homogéneas para tratar superficies naturales y artificiales que contienen biopelícula bacteriana, incluyendo efectos sinérgicos o potenciadores inesperados entre compuestos de tiol de bismuto (BT) y ciertos antibióticos, para proporcionar formulaciones que incluyen formulaciones antisépticas. También se describen las propiedades antibacterianas sin pronosticar previamente y propiedades anti biopelícula de los compuestos BT descritos y combinaciones del compuesto BT más antibióticos, incluyendo eficacias preferenciales de ciertas de tales composiciones para tratar ciertas infecciones bacterianas grampositivas y diferentes eficacias preferenciales de tales composiciones para tratar ciertas infecciones bacterianas gramnegativas.

Description

TIOLES DE BISMUTO COMO ANTISEPTICOS PARA USO AGRICOLA, INDUSTRIAL Y OTROS USOS Campo de la Invención Las modalidades de la invención actualmente descritas se refieren a composiciones y métodos para el tratamiento de infecciones microbianas. En particular, las presentes modalidades se refieren a tratamientos mejorados para manejar infecciones bacterianas en el contexto agrícola, industrial, de fabricación, clínico, cuidado de la salud personal y otros contextos, incluyendo el tratamiento de biopelículas bacterianas y otras afecciones.
Antecedentes de la Invención Las complejas series de interacciones celulares y moleculares coordinadas que contribuyen a responder a, y resistir las infecciones microbianas y/o la curación o mantenimiento de te idos corporales de plantas y animales (incluyendo humanos) generalmente, pueden verse adversamente impactadas por una variedad de factores externos , tales como las infecciones oportunistas y nosocómicas (por ejemplo regímenes clínicos que aumentan el riesgo de infección) , o administración local o sistémica de antibióticos (que puede tener influencia en el crecimiento, la migración u otras funciones celulares y también seleccionarse para microbios resistentes a antibiótico) y/u otros factores.
Ref. 239122 Desafortunadamente, los antibióticos sistémica o localmente introducidos por lo general no son efectivos para el tratamiento de muchas infecciones crónicas, y por lo general no se utilizan a menos que esté presente una infección bacteriana aguda. Los métodos actuales incluyen la administración o aplicación de antibióticos, pero tales remedios pueden promover la llegada de cepas bacterianas resistentes a antibióticos y/o pueden ser inefectivos contra biopelículas bacterianas. Por consiguiente puede ser especialmente importante utilizar antisépticos cuando se detectan bacterias resistentes a fármacos (por ejemplo, Staphylococcus aureus resistente a meticilina, o MRSA) . Existen muchos antisépticos ampliamente utilizados, pero las poblaciones o sub-poblaciones bacterianas que se establecen pueden no responder a estos agentes, o a cualquier otro tratamiento actualmente disponible. Adicionalmente , un número de antisépticos puede ser tóxico a células hospederas a concentraciones que pueden ser necesarias para ser efectivas contra una infección bacteriana establecida, y por lo tanto tales antisépticos son inadecuados. Este problema puede ser particularmente agudo en el caso de los esfuerzos para eliminar infecciones de superficies naturales, incluyendo aspectos de superficies en plantas comercial y/o agrícolamente importantes tales como las plantas de muchas cosechas, y también incluyen superficies epiteliales internas, tales como el tracto respiratorio (por ejemplo, la vías aéreas, las trayectorias de las vías aéreas, nasofaríngeas y laríngeas, tráquea, pulmonar, bronquios, bronquioles, alvéolos, etc.) o gastrointestinales (por ejemplo, bucal, esofágica, gástrica, intestinal, rectal, anal, etc.), u otras superficies epiteliales.
Particularmente problemáticas son las infecciones compuestas de biopelículas bacterianas, una organización relativamente recién reconocida de bacterias a través de la cual la bacteria de células individuales, libres ("planctónicas") se ensambla a través de la adhesión intracelular en comunidades multicelulares, organizadas (biopelículas) que tienen marcadamente diferentes patrones de comportamiento, expresión génica y susceptibilidad a agentes ambientales que incluyen antibióticos. Las biopelículas pueden desplegar los mecanismos de defensa biológicos no encontrados en la bacteria planctónica, cuyos mecanismos pueden proteger la comunidad de la biopelícula contra antibióticos y respuestas inmunitarias del hospedero. Las biopelículas establecidas pueden detener el proceso de curación tisular.
Los contaminantes microbiológicos comunes que subyacen infecciones persistentes y potencialmente perjudiciales incluyen S. aureus, incluyendo MRSA (Staphylococcus aureus resistente a meticilinaj , Enterococci, E. coli, P. aeruginosa, Streptococci , y Acinetobacter baumannii. Algunos de estos organismos exhiben una habilidad para sobrevivir en superficies clínicas no nutritivas durante meses. S. aureus, ha demostrado ser viable durante cuatro semanas en vidrio seco, y de entre tres y seis meses en sangre seca y fibras de algodón (Domenico y otros, 1999 Infect . Immun. 67:664-669) . Ambos E. coli y P. aeruginosa han demostrado que sobreviven aún más que S. aureus en sangre seca y fibras de algodón (ibid) .
Las biopelículas microbianas están asociadas con una resistencia sustancialmente aumentada a ambos desinfectantes y antibióticos. La morfología de la biopelícula resulta cuando la bacteria y/u hongos atacan la superficie. Este acoplamiento activa una transcripción de genes alterada, dando como resultado una secreción de una matriz de polisacárido notablemente elástica y difícil de penetrar, protegiendo a los microbios. Las biopelículas son muy resistentes a los sistemas inmunitarios de mamífero, además de su muy sustancial resistencia a los antibióticos. Las biopelículas son difíciles de erradicar una vez que se establecen, de esta forma la prevención de la formación de la biopelícula es una prioridad clínica muy importante. La reciente investigación ha demostrado que las lesiones abiertas pueden fácilmente contaminarse a través de las biopelículas. Estas biopelículas microbianas se cree que retrasan la curación de lesiones, y es muy probable que estén relacionadas con el establecimiento de serias infecciones de lesiones .
El mantenimiento de la piel funcionando, intacta y otros tejidos epiteliales (por ejemplo, superficies epiteliales avasculares que forman barreras entre un organismo y su entorno externo, tales como aquellas encontradas en la piel y también encontradas en el forro de los tractos respiratorio y gastrointestinal, tejidos glandulares, etc.) es significativo para la salud y sobrevivencia de humanos y otros animales.
Antisépticos con base en Tiol de Bismuto (BT) Un número de productos naturales (por ejemplo, antibióticos) y químicos sintéticos que tienen propiedades antimicrobianas, y en particular antibacterianas son conocidos en la técnica y han estado al menos parcialmente caracterizados por estructuras químicas y a través de efectos antimicrobianos, tales como la habilidad para aniquilar microbios (efecto "cidal" tales como las propiedades bacteriocidas) , habilidad para detener o deteriorar el crecimiento microbiano (efectos "estáticos" tales como las propiedades bacterioestáticas) , o la habilidad para interferir con las funciones microbianas tales como la colonización o la infección de un sitio, la secreción bacteriana de hexopolisacáridos y/o la conversión de las poblaciones de planctónica a biopelícula o la expansión de la formación de la biopelícula. Los antibióticos, desinfectantes, antisépticos y similares (incluyendo los compuestos de tiol de bismuto o BT) se explican, por ejemplo en U.S. 6,582,719, que incluye factores que tienen influencia en la selección y el uso de tales composiciones, incluyendo, por ejemplo, potencias bacteriocidas o bacterioestáticas , concentraciones efectivas, y los riesgos de toxicidad de los tej idos hospederos .
El bismuto, un metal del grupo V, es un elemento que (como la plata) posee propiedades antimicrobianas. El bismuto por sí mismo no puede ser terapéuticamente útil y puede exhibir ciertas propiedades inapropiadas , y por lo tanto más bien puede ser típicamente administrado por medio del suministro con un agente de complejo, portador y/u otro vehículo, el ejemplo más común del cual es Pepto Bismol®, en el cual el bismuto se combina (quelata) con subsalicilato . La investigación previa ha determinado que la combinación de ciertos compuestos que contienen tiol ( -SH-sulfhidrilo) tales como etano y tiol con bismuto, para proporcionar un compuesto de tiol de bismuto ilustrativo BT, mejora la potencia antimicrobiana del bismuto, comparado con otras preparaciones de bismuto actualmente disponibles. Existen muchos compuestos tiol que pueden utilizarse para producir BT (descrito, por ejemplo en Domenico y otros, 2001 Antimicrob. Agent .
Che otherap . 45 (5) : 1417-1421, Domenico y otros, 1997 Antimicrob. Agent . Chemother. 41 ( 8 ) : 1697 - 1703 , y en U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, y U.S. 6,380,248; ver también, por ejemplo, U.S. 6,582,719) y varias de estas preparaciones son capaces de inhibir la formación de biopelículas .
Los compuestos BT han probado actividad contra MRSA (S. aureus resistente a meticilina , MRSE (S. epidermidis resistente a meticilinaj , Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, P. aeruginosa resistente a fármacos, E. coli enterotoxigénico, E. coli enterohemorrágico, Klebsiella pneumoniae, Clostridium difficile, Heliobacter pylori, Legionella pneumophila, Enterococcus faecalis, Enterobacter cloaca e, Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Vibrio cholerae, y Shigella Flexneri (Domenico y otros, 1997 Antimicrojb. Agents Chemother. 41:1697-1703). También existe evidencia de la actividad contra el citomegalovirus , el herpes de virus simplex de tipo 1 (HSV-1) y HSV-2, y levaduras y hondos, tales como Gandida albicans . Los papeles de BT también han demostrado que reducen la patogenicidad bacteriana, inhiben o aniquilan un amplio espectro de microbios resistentes a antibióticos (grampositivo y gramnegativo) , evitan la formación de la biopelícula, evitan el choque séptico, tratan la asepsia, y aumentan la susceptibilidad bacteriana a los antibióticos a los cuales previamente exhibieron resistencia (ver, por ejemplo, Domenico y otros, 2001 Agents Chemother. 45:1417-1421; Domenico y otros, 2000 Infect. ed. 17:123-127; Domenico y otros, 2003 Res. Adv. In Antimicrob . Agents y Chemother. 3:79-85; Domenico y otros, 1997 Antimicrob. Agents Chemother. 41 (8) : 1697-1703 ; Domenico y otros, 1999 Infect. Immun. 67:664-669: Huang y otros 1999 J" Antimicroh. Chemother. 44:601-605; Veloira y otros, 2003 J Antimicrob. Chemother. 52:915-919; u y otros, 2002 Am J Respir Cell Mol Biol. 26:731-25 738).
A pesar de la disponibilidad de los compuestos BT durante más de una década, la selección efectiva de los compuestos BT apropiados para indicaciones de enfermedades infecciosas particulares ha permanecido como un objetivo elusivo, en donde el comportamiento de un BT particular contra un microorganismo particular no puede pronosticarse, en donde la actividad sinérgica de un BT particular y un antibiótico particular contra un microorganismo particular no puede pronosticarse, en donde los efectos BT in vitro no siempre pueden pronosticar los efectos BT in vivo, y en donde los efectos BT contra poblaciones microbianas planctogénicas (célula individual) no pueden pronosticarse los efectos de BT contra comunidades microbianas, tales como la bacteria organizada en una biopelícula. Adicionalmente , las limitaciones en solubilidad, permeabilidad tisular, biodisponibilidad, biodistribución y similares puede en los casos de algunos compuestos BT perjudicar la habilidad para suministrar el beneficio clínico de manera segura y efectiva. Las modalidades de la invención actualmente descritas tratan estas necesidades y ofrecen otras ventajas relacionadas.
Protección de Plantas y Productos Agrícolas: Descripción de la Técnica Relacionada En las artes agrícolas y botánicas existe una necesidad reconocida de formulaciones para reducir las biopelículas y las enfermedades en las plantas, y de métodos para utilizar tales formulaciones en, por ejemplo, semillas, plantas, frutas y flores, la tierra, y en flores de corte, árboles, frutas, hojas, tallos y otras partes de la planta.
En la agricultura, cada año se pierden billones de dólares de cosechas debido a la formación de biopelículas. El problema de las enfermedades relacionas con antracnosa y la biopelícula en las plantas es bien conocida a pesar de que numerosos métodos insatisfactorios han intentado tratarla. Las enfermedades de las plantas también afectan las industrias que involucran el transporte y la conservación de frutas, vegetales, flores de corte y árboles, y otros productos de plantas, como los mecanismo protectores normales utilizados por las plantas vivas intactas ya no son operativos en los productos cosechados.
Por consiguiente es deseable para propósitos agrícolas reducir la cantidad del crecimiento microbiano en la superficie de las hojas, tallos, frutas y flores in situ, en tránsito o en sitios comerciales a pesar de que mantienen una aceptación de las regulaciones ambientales. Al mismo tiempo, se desea permitir que el flujo de agua dentro de las flores, plantas y árboles de corte mantenga la turgencia del tejido de la planta, la integridad y la calidad con el fin de mejorar las características deseables de estos productos.
Los organismos que causan enfermedades infecciosas en las plantas incluyen hongos, bacterias, virus, protozoarios , nematodos y plantas parasíticas. Los insectos y otras plagas también afectan la salud de la planta a través del consumo del tejido de la planta, y a través de la exposición de los tejidos de planta a microbios.
Las biopelículas aparecen cuando la bacteria se une a una superficie típicamente en un ambiente acuoso tal como bajo condiciones acuáticas o en gotículas de agua u otras condiciones de alta humedad, y después de que se inicia el acoplamiento de los formadores en la biopelícula para excretar una sustancia pegajosa que después puede unirse a una variedad de materiales incluyendo metales, plásticos, implantes médicos y tejidos. Estas biopelículas pueden causar muchos problemas, incluyendo la degradación de los materiales y la obturación de las tuberías, en entornos industriales y agrícolas, y la infección del tejido circundante cuando aparecen en un entorno médico. El campo médico es particularmente susceptible a problemas causados por la formación de la biopelícula ; los dispositivos médicos implantados, catéteres (urinario, venoso, de diálisis, cardíaco) y las lesiones de lenta curación son fácilmente infiltradas por la bacteria presente en las biopelículas . En la agricultura, las biopelículas pueden causar mastitis, la enfermedad de Pierce, una putrefacción anular en papas, varios grandes daños en la cosecha, y antracnosis en muchos tipos de plantas. Las biopelículas también reducen la calidad y la vida del producto de las flores y árboles de corte.
Muchas enfermedades de plantas son causadas por bacterias que producen biopelículas indígenas en la tierra. La mayor parte de los microorganismos en el entorno natural existen en agregados multicelulares generalmente descritos como biopelículas. Las células se adhieren a las superficies y entre sí a través de una matriz completa que comprende una variedad de sustancias poliméricas extracelulares (EPS, por sus siglas en inglés) incluyendo exopolisacáridos , proteínas y ADN. La bacteria asociada con la planta interactúa con las superficies del tejido hospedero durante la patogénesis y la simbiosis, y en relaciones comensales. Las observaciones de la bacteria asociada con las plantas en aumento revelan estructuras de tipo biopelícula que varían de pequeños clústeres de células a extensivas biopelículas. Las propiedades de superficie del tejido de la planta, el nutriente y la disponibilidad del agua, y propensión a la colonización de la bacteria tiene una fuerte influencia en la estructura de la biopelícula resultante (Ramey y otros, 2004 Curr Opinión Microbiol . 7:602-9).
El entorno terrestre alberga abundantes y diferentes poblaciones microbianas que pueden competir para y modificar los grupos de recursos. En este entorno completo y competitivo, las plantas ofrecen oasis protectores de tejidos en nutrientes. Las plantas se colonizan a través de la bacteria en sus hojas, raíces, semillas y vasculatura interna. Cada tipo de tejido tiene propiedades químicas y físicas únicas que representan retos y oportunidades para colonizadores microbianos. Las biopelículas pueden formarse después de la asociación en etapas tardías, con un potencial significativo para dirigir o modular la interacción de la planta-microbio. La complejidad temporal y espacial adicional surge como muchos microbios activamente modifican el entorno colonizado de la planta.
La bacteria asociada con la superficie tiene un impacto significativo en la agricultura. En países en desarrollo, las pérdidas causadas por enfermedades de las plantas alcanzan hasta el 25% de la producción de la cosecha, un porcentaje que es mucho mayor en países en desarrollo. Las poblaciones epifíticas constituyen un depósito y una fuente futura de infección, y pueden encontrarse en plantas hospederas y no hospederas. Xylophylus a pelinus, un patógeno bacteriano de la vid, forma biopelículas gruesas en la vasculatura de estas plantas (Grail y Manceau 2003) . La Xylella fastidiosa es el agente causal de la enfermedad de Pierce en la vid. X. fastidiosa es capaz de formar biopelículas dentro de los vasos de la xilema de muchas cosechas económicamente importantes. Los mecanismos de la patogenicidad son en su mayor parte debido a la oclusión de los vasos de la xilema a través de la agregación de X. fastidiosa y la formación de la biopelícula. El bloqueo de los vasos se cree que es un contribuyente principal para el desarrollo de la enfermedad, con el sap de xilema proporcionando un medio natural que facilita la virulencia de la enfermedad de Pierce de la vid y de la variedad de cítricos (Zaini y otros, 2009 FEMS Microbiol LETT. 295:129-34).
Uno de los patógenos de la planta más relevantes, Pseudomonas syringae, causa la enfermedad de la mancha café en el frijol. Coloniza la superficie de la hoja escasamente en pequeños grupos solitarios (menores de 10 células) , aunque las poblaciones mayores (mayores de 1000 células) principalmente desarrollan cercanas tricomas o venas con una disponibilidad de nutrientes superior. Los grandes agregados sobreviven la tensión por disecación mejor que las células solitarias. P. syringae sobrevive como un epífito (es decir, un colonizador de las partes aéreas de las plantas) cuando no causan infecciones en los tejidos de la planta hospedera (Monier y otros PMAS 2003; 100:15977-82).
Las Pseudomonas putida pueden responder rápidamente a la presencia de exudados de raíz en la tierra, convergiendo en los sitios de colonización de raíz y estabilizando las biopelículas estables (Espinosa-Urgel y otros Microbio/2002; 148 : 341-3) .
Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) causa la putrefacción negra en plantas cruciferas, accediendo a la vasculatura a través de sito de lesión en las raíces. La virulencia involucra la degradación de las exoenzimas y del exopolisacárido de la goma de xantana, que son necesarios para la virulencia (Dow y otros PNAS 2003; 100:10995-1000).
Xanthomonas smithii subs . citri es responsable para las enfermedad, gangrena cítrica. Esta enfermedad se ha encontrado en la mayor parte de los continentes del mundo excepto Europa. El patógeno ha sido erradicado en muchos países. Xanthomonas smithii forma lesiones de gangrena en las frutas, hojas y ramitas de las plantas cítricas. La lluvia impulsada por el viento puede extender la bacteria hasta 15 km desde la fuente para infectar árboles cítricos a través de estomata o lesiones (Sosnowski, y otros Plant Pathol 2009; 58:621-35) .
Pantoea stewartii subsp. stewarfcii causa la enfermedad de marchitación de Stewart en el maíz y se transmite del escarabajo de la pulga del maíz. La bacteria reside principalmente en la xilema hospedera y produce grandes cantidades de exopolisacárido (von Bodman y otros PNAS 1998; 95:7687-92).
Ralstonia solanacearum es un patógeno llevado por la tierra que causa una marchitación letal en muchas plantas. La virulencia depende de EPS y las enzimas que degradan la pared celular controlada por una red reguladora compleja (Kang y otros Mol Microbiol 2002; 46:427-37).
Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus es un fitopatógeno grampositivo que causa la putrefacción anular bacteriana en las papas. Marques y colegas demostraron grandes agregados encasillados en matriz, bacterianos acoplados a los vasos de xileno (Marques y otros Phytopathol 2003 ; 93 : 857J .
Erwinia chrysanthemi productor de la biopelícula causa la enfermedad de putrefacción suave a través de la rápida maceracion del tejido de la planta. La producción de las enzimas pécticas pueden ser a través de la percepción de quorum (QS) regulada, y por consiguiente la inhabilidad de formar agregados bacterianos puede imposibilitar las secreción enzimática pectinolítica . Erwinia amylovora, un patógeno de planta relacionado, infecta aproximadamente 75 diferentes especies de plantas, todas en la familia de las Rosáceas . Los hospederos para esta bacteria incluyen la manzana, pera, zarzamora, cotoneaster, manzana Silvestre, piracanto (Pyracantha) , espino, membrillo Japonés de floración, árbol cerval, pera, membrillo, frambuesa, cornijuelo y espireas. La manzana, pera y membrillo cultivado son las especies más seriamente afectadas. Una epidemia de fuego bacteriano individual en Michigan en el 2000 dio como resultado la muerte de aproximadamente 220,000 árboles con una pérdida de $42 millones. Las pérdidas anuales de fuego bacteriano y costo de control en U. A. se estiman sobre $100 millones (Norelli y otros Plant Dis 2003; 87:26-32).
E. amylovora produce dos exopolisacáridos, amilovoran y levan, que causan el síntoma de marchitación por fuego bacteriano en plantas hospederas (Koczan y otros Phytopathol 2009; 99:1237-44). Además, otros genes y sus proteínas codificadas, han estado caracterizadas por factores de virulencia de E. amylovora que codifican enzimas que facilitan el metabolismo de sorbitol, la actividad proteolítica y la cosecha de hierro. (Oh y Beer. FEMS Microbiology Lett 2005;253:185-192).
No importa que parte de la planta sea atacada por un patógeno de planta microbiano tal como el formador de la biopelícula, el efecto es usualmente debilitar o aniquilar la planta. Al infectar las hojas, el patógeno compromete la habilidad de la planta para producir sus alimentos (por ejemplo, a través de fotosíntesis) . Algunos patógenos de la planta bloquean el fluido de los vasos de transporte en los tallos que suministran a las hojas, y cuando tales patógenos atacan las raíces, la absorción de agua y nutrientes se reduce o se detiene complemente. El bloqueo de la vasculatura de la planta por lo general involucra bacterias que producen biopelículas que obturan el flujo del agua y los nutrientes, tanto en plantas en crecimiento en la tierra como en plantas de corte en jarrones de agua.
Cuando una planta es atacada por uno de estos microorganismos, el daño resultante proporciona la oportunidad para la invasión microbiana adicional del tejido de la planta y es la cometida combinada la finalmente daña y destruye la planta. Las plantas que están bajo tensiones ambientales, tales como sequía o pobre nutrición, son particularmente susceptibles al ataque microbiano.
Algunas veces la "infección" microbiana es simbiótica, en donde ambos organismos derivan un beneficio. Un buen ejemplo de esto es la bacteria de fijación de nitrógeno bien conocida (Rhizobium) que reside en los nodulos de las raíces de las plantas leguminosas (la familia de chícharos) -- la planta proporciona alimentos y protección, a pesar de que la bacteria toma el nitrógeno del aire y lo convierte en una forma utilizable por el hospedero. Como otro ejemplo, la Mycorrhizae son un orden complete de hongos que tienen una relación simbiótica con las raíces de la planta. En vista de tales simbiosis mutuamente benéficas, la conservación o la protección de las plantas contra patógenos microbianos dañinos puede deseablemente utilizar agentes antimicrobianos que alteran estas relaciones simbióticas, cuando es posible.
El hongo saprofítico es esencial en la alteración de la materia orgánica muerta para producir el humus que es necesario para una buena estructura de la tierra. No tienen nada de clorofila y por lo tanto no pueden utilizar la luz para capturar la energía (por ejemplo, a través fotosíntesis) ; más bien derivan su energía a través de la alteración de la planta y el material animal, vivo o muerto) . También pueden vivir en una relación simbiótica con ciertas especies de planta, por ejemplo, la micorrhizae en las finas raíces de las coniferas, que no pueden sobrevivir sin estos para absorber los nutrientes vitales. El amplio uso de agentes químicos para controlar patógenos de planta dañinos puede dañar el balance de estos hongos benéficos y corre en contra de los principios de la administración orgánica.
Existen, sin embargo, otros hongos menos bienvenidos, que atacan las plantas vivas y las debilitan o aniquilan. Otra categoría de patógenos de plantas microbianas, virus, pueden estar residentes dentro de las células de los tejidos de planta y de esta forma por lo general no pueden tratarse con químicos tópicamente aplicados, tales como las plantas afectadas deben destruirse. Actualmente no existen antibióticos específicamente desarrollados para el tratamiento de plantas (aunque algunos antibióticos desarrollados para otros propósitos han encontrado usos en las plantas), dejando un número de especies de plantas económicamente significativas vulnerables a ataques bacterianos patogénicos. Por ejemplo, las infestaciones de fireplaga de numerosas especies de plantas en la familia de las Rosáceas han probado ser intratables. Muchos hongos dañinos, en contraste, pueden aniquilarse con químicos tópicamente aplicados sin dañar el hospedero de la planta, porque el hábitat del crecimiento del hongo es diferente, es decir, un número de hongos patogénicos indeseables tienden a crecer en la superficie de la planta y no dentro de los tejidos de la planta, utilizando las estructuras de tipo raíz para extraer los nutrientes.
Debido a que la aniquilación de muchos patógenos de planta por lo general es difícil o imposible, un número de estrategias para proteger las plantas frente a patógenos microbianos perjudiciales adoptan la filosofía de que "la prevención es mejor que la cura". Al observar una buena higiene en la propagación y el crecimiento de las plantas, muchas enfermedades de plantas microbianas pueden evitarse a través del bloqueo de la oportunidad de una infección microbiana a ser establecida. Por lo general, cantidades significativamente menores de pesticidas o microbicidas pueden ser efectivos cuando tales agentes se utilizan profilácticamente, en lugar de en respuesta a una infección establecida.
Las plantas también son más susceptibles a enfermedades si no se cultivan bajo condiciones óptimas o casi óptimas, por ejemplo, debido a una pobre calidad del suelo (por ejemplo, la escasez de nutrientes) por sí mismas o en combinación con sequías o lluvia en exceso o inundaciones. Las condiciones extremadamente húmedas pueden, por ejemplo, promover el crecimiento fúngico y/o bacteriano patogénico. La percepción del quorum en P. syringae, por ejemplo, está dictada por la disponibilidad del agua en la superficie de las hojas (Dulla y Lindo . PNAS 2008 ; 105 : 3 - 082 -7 ) . Por supuesto no todas enfermedades de planta pueden evitarse a través de una buena higiene agrícola, hasta la fecha como algunas enfermedades de plantas se transmiten a través de los insectos y otros llevados por el aire. Los áfidos y otros insectos succionados de sap, por ejemplo, son los vectores principales de los virus. Las esporas de las enfermedades fúngicas son llevadas en el aire, en las gotas y salpicaduras de la lluvia.
Biopelículas en semillas y brotes La adherencia bacteriana a las semillas es un proceso que fuertemente tiene influencia en la colonización de la rizoesfera. Los proveedores de semillas por lo general deliberadamente cubren sus reservas de semillas con biopelículas microbianas para vacunar el desarrollo de la rizoesfera. Inversamente, las biopelículas en las semillas y los brotes utilizadas para consumo humano por lo general son brotes comunes de infección gastrointestinal. P. putida se adhiere efectivamente a las semillas y posteriormente colonizará la rizoesfera. Las poblaciones endofíticas de actinobacteria no patogénica encontrada en los tejidos del trigo se derivan de la colonización interior a través de la actinobacteria de semillas esterilizadas en la superficie. Las poblaciones de semillas endofíticas de bacterias de fijación de nitrógeno benéficas pueden ayudar a asegurar una futura colonización de la rizoesfera. Otros estudios de colonización de semillas han reportado la bacteria en forma de varilla y cocos embebidos dentro de EPS en electromicrografías de exploración de semillas de alfalfa y brotes. Las biopelículas son notoriamente resistentes al lavado y otros tratamientos antibacterianos comunes en las semillas y brotes. Fett y otros encontraron que ambas poblaciones de Escherichia coli 0157 :H7 y Salmonella en brotes de alfalfa requirieron tratamientos mucho más severos que el simple lavado con agua para reducir el número de microbios adherentes, y la constante remoción nunca se logró.
La bacteria superviviente probablemente residió dentro de las biopelículas (Ramey y otros Curr Opinión Microbiol 2004/7 :602-9) .
Flores y árboles de corte Los patógenos vasculares habitan la xilema o la florema de hospederos de plantas y generalmente dependen de los vectores de insecto o las lesiones para diseminación. Las flores o árboles de corte son un tipo similar de lesiones que especialmente están propensas a la infección bascular. La bacteria de la biopelícula entra y obtura la vasculatura en la superficie de corte, e interfieren con el flujo del agua, minerales y nutrientes. Los conservantes de la flor del corte diluidos en agua de jarrón por lo generalmente contienen salicilato o aspirina para reducir la formación de la biopelícula (Domenico y otros, J Antimicrob Chema. 1991; 28:801-10; Salo y otros, Infection 1995;23:371-7), y para proporcionar un pH bajo para evitar el crecimiento bacteriano y alterar las biopelículas.
Agentes Antimicrobianos en Agricultura. La erradicación de las incursiones de patógenos de plantas es muy importante para la protección de las industrias de las plantas, jardines administrados y ambientes naturales en el mundo. La consecuencia de un patógeno que se convierte en endémico puede ser seria, en algunos casos tienen un impacto sobre la economía nacional. La estrategia actual para la erradicación del patógeno se basa en técnicas para el tratamiento, remoción y disposición de las plantas hospederas afectadas .
Existen muchos ejemplos en donde estas técnicas han sido exitosas pero muchas no lo han sido. El éxito se basa en el acertado entendimiento de la bilogía y epidemiología de los patógenos y su interacción con el hospedero. En los ejemplos examinantes del tratamiento con patógenos de plantas y material hospedero enfermo alrededor del mundo, particularmente Australasia, varias técnicas incluyendo el quemado, enterrado, la poda, la composta, la fumigación de la tierra y la biofumigación, la solarización, la esterilización por vapor y el control del vector biológico han sido utilizados (Sosnowski, y otros Plant Pathol 2009; 58:621-35).
Los antibióticos también han sido utilizados desde los 50s, para controlar ciertas enfermedades bacterianas de frutas de alto valor, vegetales y plantas ornamentales. Hoy en día, los antibióticos más comúnmente utilizados en las plantas son oxitetraciclina y estreptomicina. En los Estados Unidos, los antibióticos se aplican a las plantas que representan menos del 0.5% del uso de antibiótico total. La resistencia de los patógenos de la planta a oxitetraciclina es raro, pero la emergencia de cepas resistentes a estreptomicina de Erwinia amylovora, Pseudo onas spp . , y Xanthomonas campestris ha impedido controlar varias enfermedades importantes. De esta forma, el papel del uso del antibiótico en plantas en la crisis de resistencia a antibióticos en medicina humana es el tema del debate (McManus y otros Annu Rev Phytopathol 2002; 40 : 443-65) .
La emergencia de patógenos de plantas resistentes a estreptomicina (SmR) ha complicado el control de las enfermedades bacterianas de plantas. Por ejemplo, en los Estados Unidos, la estreptomicina es permitida en el tomate y pimiento para controlar X. campestris pv. vesicatoria, pero raramente se utiliza para este propósito debido a que las cepas resistentes ahora se han extendido. La resistencia en E. amylovora, el patógeno fuego bacteriano, ha tenido amplias implicaciones económicas y políticas. Otra bacteria fitopatogénica en donde SmR ha sido reportado incluyen Pectojbacterium carotovora, Pseudomonas chíchorii , Pseudomonas lachrymans, Pseudomonas syringae pv. papulans, Pseudomonas syringae pv. syringae, y Xanthomonas dieffenbachiae (McManus y otros Annu Rev Phytopathol 2002 ; 40 : 443 -65) . La emergencia de SmR E. amylovora ha intensificado las epidemias de fuego bacteriano en el Oeste de Estados Unidos y Michigan.
La estreptomicina y la oxitetraciclina han sido designadas a una categoría de más baja toxicidad por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) y actividades carcinogénicas o mutagénicas no han sido observadas para ninguno de los antibióticos .
La alternativas para antibióticos están disponibles, y, en algún grado, práctica. Ciertamente, la administración de la enfermedad bacteriana en la mayor de los sistemas de cosecha, se basan en la integración de la resistencia genética del hospedero, saneamiento (evasión o remoción de la vacuna) , y las prácticas culturales que crean un entorno desfavorable para el desarrollo de la enfermedad. El biocontrol de las plantas utilizando varias especies de bacteria y hongos es de interés en aumento. La rizobacteria se considera como competidores microbianos eficientes en la zona de la raíz. Los representativos de muchos géneros bacterianos diferentes se han introducido en la tierra, en las semillas, raíces, tubérculos u otros materiales de plantas para mejorar el crecimiento de la cosecha. Este género bacteriano incluye Acinetobacter, Agrobacterium, Arthrobacter, Azospirillum, Bacillus, Bradyrhizobium, Frankia, Pseudomonas, Rhizobium, Serratia, Thiobacillus, y muchos otros. Ciertas especies de Bacillus, por ejemplo, pueden inducir la Resistencia sistémica en muchas plantas (Choudhary y Johri . Microbiol Res 2009;164:493-513).
La aplicación de compuestos de cobre es efectiva en la reducción de poblaciones de algunos patógenos de planta bacterianos, a pesar de que varias especies se han hecho resistes al cobre (Cooksey Annu Rev Phytopathl 1990; 28:201-14), y la mayor parte de las cosechas de árboles frutales son sensibles al daño del cobre.
Un número de remedios sintéticos y naturales existen para varias enfermedades de plantas. Los remedios naturales incluyen vinagre de sidra de manzana para las manchas de hoja, mohos y costras. El rocío de bicarbonato sódico para antracnosa, plaga de tomate temprano, plaga de hoja, moho en polvo y como un fungicida general; aceite de caoba; azufre, ajo, peróxido ácido; té de composta, etc. Se utilizan numerosos químicos sintéticos para evitar o tratar enfermedades de planta, y vienen en formulaciones solubles en agua o insolubles en agua. Los microbicidas incluyen fenoxarsina o una fenarsazina, maleimida, isoindol dicarboximida, aril alcanol halogenado, derivados de 4-tioxopirimidina (Patente de E. U. A. 6384040), compuestos de organosililo heterocíclico e isotiazolinona . La mayor parte de los microbicidas se combinan con derivados de piritiona para hacer compuestos sinérgicos (por ejemplo, EP1468607) . Ciertas isotiazolcarboxamidas pueden utilizarse para el control de plagas de plantas (por ejemplo, US 6552056; WO 2001/064644) .
El reconocimiento del problema de toxicidad de microbicidas en la forma de polvo o cristalina, U.S. Pat . No. Re. 29,409 enseña la disolución de microbicidas en solventes líquidos, que pueden agregarse a la mezcla de la formulación de la cual se fabrican las composiciones de resina de uso final. A pesar de que las dispersiones líquidas pueden ser seguramente utilizadas en el sitio de la preparación de las composiciones de resinas de uso final, el uso descuidado o la deposición de los líquidos aún puede poseer daños ambientales y de la salud. Alternativamente los microbicidas también pueden administrarse en resinas termoplásticas solubles en agua. Los microbicidas pueden agregarse a las composiciones de resinas termoplásticas rígidas e impactar la actividad biocida de la misma de tal forma que se inhibe el crecimiento microbiano en sus superficies (US 5,229,124). Esto es una solución mezclada en fusión, sólida que consiste esencialmente de un microbicida disuelto en una resina portadora que es un copolímero de alcohol vinílico y (alquilenoxi ) acrilato. A pesar de que un microbicida puede ser un químico altamente tóxico, su baja concentración en el producto de uso final y su retención a través de la composición de resina asegura que el microbicida en el producto de uso final no posee daño a humanos o animales.
Las isotiazolinonas por lo generalmente se utilizan como microbicidas en la agricultura, por ejemplo, derivados de N-alquilbencensulfonilcarbamoil-5-cloroisotiazol (por ejemplo, US 5,045,555). Este microbicida es ampliamente útil en, por ejemplo, la industria del papel, la industria textil, para producir recubrimientos y adhesivos, en la pintura, en el procesamiento de metal, en la industria de la resina, en la industria de la madera, en la industria de la construcción, la agricultura, silvicultura, pesquería, industria de alimentos y la industria del petróleo así como en medicina. Exhibe un efecto microbicida intenso, y puede agregarse, en una cantidad apropiada, al agua de procesamiento, al agua circulante, a materias primas o al producto. Además puede utilizarse para desinfectar o esterilizar instalaciones, plantas, establos de ganado o instrumentos así como semillas, semilleros y materias primas. Otros derivados de isotiazolona también son conocidos (U.S Pat. No. 3,523,121 y J. Heterocyclic Chem. , 8, 587 (1971)). Sin embargo, cada compuestos derivado conocido es altamente tóxico para animales y peces, que significativamente restringe su aplicación.
El bicarbonato de sodio comúnmente utilizado también se ha encontrado que posee propiedades fungicidas cuando se aplica a plantas, pero típicamente requiere la frecuente replicación con el fin de ser eficaz.
El papel de hierro en las relaciones de hospedero-parásito de la planta ha sido elucidado en enfermedades como diferente como la putrefacción suave y fuego bacteriano incitada por Erwinia chrysanthemi y E. amylovora, respectivamente (Expert. Annu Rev Phytopathol 1999; 37:307-34) . Debido a su posición única en sistemas biológicos, el hierro controla las actividades de los patógenos de la planta. La producción de sideróforas a través de los patógenos no solamente representa una poderosa estrategia para adquirir hierro de los tejidos hospederos sino también actúa como un agente protector contra la toxicidad por hierro. La necesidad del hospedero para unirse y posiblemente secuestrar el metal durante la patogénesis es otro aspecto central. Los antimicrobianos que interfieren con la absorción de hierro bacteriano y la absorción celular pueden jugar un papel importante en la desinfección de las plantas.
Muchos productos naturales (por ejemplo, antibióticos) y químicos sintéticos con propiedades antimicrobianas, antisépticas y en particular antimicrobianas son conocidos y han sido al menos parcialmente caracterizados química y biológicamente. Las características ilustrativas incluyen la habilidad de aniquilar el producto (efectos bacteriocidas) , la habilidad de dañar o perjudicar el crecimiento microbiano (efectos bacteriostáticos) o la habilidad de interferir con las funciones microbianas tales como la colonización o la infección de un sitio, la secreción bacteriana de los metabolitos (alguno de los cuales tienen mal olor) y/o la conversión de poblaciones planctónicas a biopelícula o la expansión de la formación de la biopelícula (efectos anti-biopelícula) . Los antibióticos, desinfectantes, antisépticos y similares (incluyendo los compuestos de tiol de bismuto o BT) se explican en U.S. 6,582,719, incluyendo factores que influencian en la selección del uso de tales composiciones, incluyendo, por ejemplo, potencia bactericida, bacteriostática, o anti-biopelícula, concentraciones efectivas y riesgos de la toxicidad a los tejidos hospederos.
Las microcolonias bacterianas protegidas dentro de la biopelícula son típicamente resistentes a antisépticos o desinfectantes. Las dosis de antibióticos que aniquilan bacterias que flotan libremente, por ejemplo, necesitan aumentarse tanto como 1,500 veces para aniquilar la bacteria de las biopelículas . A esta alta concentración, algunos antimicrobianos pueden ser tóxicos. Los compuestos brominados y clorados oxidantes, por ejemplo, son altamente tóxicos y corrosivos .
La supresión de la fase de plaga de florecimiento es una clave para el administración de fuego bacteriano. Para que ocurra la infección del florecimiento, Erwinia amylovora necesita proliferar en superficies estigmáticas en una fase epifítica. La ayuda es necesaria para la infección porque diluye los azúcares en el hipanto a potenciales osmóticos no inhibidores de E. amylovora. La lluvia también es importante como un agente para la redistribución de la bacteria de las estigmas del hipanto. Estas observaciones sugieren que el cronometraje óptimo para utilizar las aspersiones antibióticas es durante esta fase epifítica, y después de una lluvia excesiva (Johnson y Stockwell. Annu Rev Phytopathol 1998;36:227-48) .
Otros epífitos bacterianos también colonizan estigmas en donde pueden interactuar con y suprimir el crecimiento epifítico del patógeno. Un antagonista bacteriano comercialmente disponible de E. amylovora (PlagaBan, Pseudomonas fluorescens A506) puede incluirse en los programas de aspersión de antibióticos. La integración de los antagonistas bacterianos con métodos químicos que suprimen las poblaciones del patógeno y concomitantemente, rellenan el nicho ecológico provisto por estigma con un microorganismo competitivo no patogénico (Johnson y Stockwell. Annu J?ev Phytopathol 1998; 36 :227-48) .
La piritiona es una base conjugada derivada de 2-mercaptopiridina-N-óxido (GAS# 1121-31-9) , un derivado de piridina-N-óxido . Su efecto antifúngico reside en su habilidad para alterar el transporte de la membrana mediante el bloqueo de la bomba de protones que energiza el mecanismo de transporte. Los experimentos han sugerido que los hongos son capaces de inactivar piritiona en bajas concentraciones (Chandler y Segel . Antimicrojb. Agents Chemother 1978 ; 14:60-8) . La zinc piritiona es un complejo de coordinación de zinc. Este sólido incoloro se utiliza como un agente antifúngico y antibacteriano. Debido a su baja solubilidad en agua (8 ppm a un pH neutral) , la zinc piritiona es adecuada para utilizarse en pinturas en exteriores, cemento y otros productos que proporcionan protección contra el moho y las algas. Es un algicida efectivo. Es químicamente incompatible, sin embargo con pinturas que se basan en agentes de curación de carboxilato metálico. Cuando se utilizan en pinturas de látex comprenden agua que contienen altas cantidades de hierro, un agente de secuestro que preferencialmente se unirá a los iones de hierro según sea necesario.
Particularmente problemático en la agricultura son las infecciones compuestas de biopelículas bacterianas, una organización relativamente recién reconocida de bacterias a través de una bacteria de una sola célula libre ("planctónica") que se ensambla a través de la adhesión intracelular en comunidades multicelulares organizadas (biopelículas) que tienen patrones marcadamente diferentes de comportamiento, expresión génica y susceptibilidad a agentes ambientales incluyendo antibióticos. Las biopelículas pueden desplegar un mecanismo de defensa biológica no encontrado en la bacteria planctónica, cuyos mecanismos pueden proteger la comunidad de la biopelícula contra antibióticos y respuestas inmunitarias del hospedero. Las biopelículas establecidas pueden detener el crecimiento, desarrollo o los procesos de curación de lesiones en las plantas.
Las biopelículas microbianas están asociadas con una resistencia sustancialmente aumentada a ambos, desinfectantes y antibióticos. La morfología de la biopelícula resulta cuando la bacteria y/o el hongo atacan la superficie. Este acoplamiento activa una transcripción alterada de los genes, dando como resultado la secreción de una matriz de polisacárido notablemente elástica y difícil de penetrar, protegiendo los microbios. Las biopelículas son muy resistentes a los mecanismos de defensa inmunitarios de la planta, además de su muy sustancial resistencia a los antibióticos. Las biopelículas son muy difíciles de erradicar una vez que se establecen, por lo tanto la prevención de la formación de la biopelícula es una prioridad agrícola muy importante. La reciente investigación ha demostrado que las lesiones abiertas pueden fácilmente contaminarse a través de las biopelículas. Estas biopelículas microbianas se cree que alteran el crecimiento, el desarrollo y/o la curación de las lesiones, y es muy probable que estén relacionadas con el establecimiento de infecciones serias y por lo general intratables.
Claramente existe una necesidad de composiciones y métodos mejorados para tratar y prevenir infecciones microbianas en y sobre las plantas, incluyendo infecciones microbianas que ocurren como biopelículas. Ciertas modalidades descritas en la presente tratan esta necesidad y proporcionan otras ventajas relacionadas.
Breve Descripción de la Invención Como se describe en la presente, y sin desear estar unido a ninguna teoría, de acuerdo con ciertas modalidades descritas por primera vez en la presente, los compuestos de tiol de bismuto (BT) pueden utilizarse como agentes antisépticos para utilizarse en una amplia variedad de contextos agrícolas, industriales, de fabricación y otros contextos, así como en el tratamiento y la prevención de enfermedades infecciosa, y afecciones relacionadas y en el cuidado de la salud personal, a pesar de que también disminuyen los costos incurridos para el tratamiento de tales infecciones, incluyendo ahorros que se obtienen a través de la prevención o la profilaxis mediada al menos en parte por los BT.
También, en ciertas modalidades descritas en la presente se contemplan formulaciones para tratar plantas o tejidos de plantas (por ejemplo, una raíz, bulbo, tallo, hoja, rama, vid, planta trepadora, brote, flor o una de sus partes, punta verde, fruta, semilla, vaina de semilla o similar) y tejidos animales y/o superficies naturales y artificiales que contienen biopelículas bacterianas o bacterias relacionadas con la formación de biopelícula (por ejemplo, bacterias que son capaces de formar o por el contrario promover las biopelículas) , cuyas formulaciones comprenden uno compuestos BT y uno más compuestos antibióticos, como se describe en la presente, en donde con una teoría no limitante, las combinaciones apropiadamente seleccionadas del (los) compuesto (s) BT y antibiótico (s ) con base en la presente descripción proporcionan hasta ahora la sinergia no pronosticada en los efectos antibacterianos (incluyendo anti-biopelícula) de tales formulaciones, y/o efectos mejoradores no pronosticados, para prevención, profilaxis y/o un tratamiento terapéuticamente efectivo contra infecciones microbianas incluyendo infecciones que contienen biopelículas bacterianas.
También se proporciona en la presente el uso en esta y modalidades relacionadas las composiciones de tiol de bismuto que ventajosamente comprenden sustancialmente suspensiones microparticuladas monodispersas , y métodos para su síntesis y uso.
De acuerdo con ciertas modalidades de la invención descritas en la presente de esta forma se proporciona un método para proteger una planta contra bacterias, hongos o un patógeno viral, que comprende poner en contacto la planta o una de sus partes (por ejemplo, toda o parte de una raíz, bulbo, tallo, hoja, rama, vid, planta trepadora, brote, flor o una de sus partes; punta verde, fruta, semilla, vaina de semilla o similar) con una cantidad efectiva de una composición de tiol de bismuto (BT) bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para uno o más de: (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral; (ii) la inhibición de la viabilidad celular o crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, fúngico o viral, (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda la biopelícula de las células del patógeno bacteriano, fúngico o viral, en donde la composición BT comprende una suspensión sustancialmente monodispersa de micropartículas que comprenden un compuesto BT, tales micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µ?? a aproximadamente 10 µp?. En una modalidad más el patógeno bacteriano comprende células de Erwinia amylovora. En otra modalidad el patógeno bacteriano se selecciona de Erwinia amylovora, Xanthomonas campestris pv dieffenbachiae, Pseudo onas syringae, Xylella fastidiosa; Xylophylus ampelinus; Monilinia fructicola, Pantoea stewartii subsp. Stewartii, Ralstonia. solanacearum, y Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus. En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a antibiótico. En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a estreptomicina. En ciertas modalidades las planta es una planta de cultivo de alimentos, que en ciertas modalidades adicionales es un árbol frutal. En aún otras modalidades adicionales el árbol frutal se selecciona de un árbol de manzana, de un árbol de pera, de un árbol de durazno, un árbol de nectarinas, un árbol de ciruelas un árbol de chabacano. En ciertas otras modalidades la planta de cultivo de alimento es un árbol de plátano del género Musa. En ciertas otras modalidades la planta de cultivo de alimentos es una planta seleccionada de planta tuberosa, una planta leguminosa, y una planta de grano se cereal. En ciertas modalidades más la planta tuberosa se selecciona de Solanum tuberosum (papa) , y Ipomoea batatas (papa dulce) . En ciertas modalidades del método antes descrito, el paso de poner en contacto se lleva a cabo una o una pluralidad de veces. En ciertas modalidades más por lo menos un paso de contacto comprende uno de rociado, inmersión, recubrimiento y pintura de la planta. En ciertas otras modalidades adicionales, al menos un paso de poner en contacto se lleva a cabo en un florecimiento de la flor, en una punta verde o en un sitio de crecimiento de la planta. En ciertas modalidades al menos un paso de contacto se lleva a cabo dentro de las 24, 48 ó 72 horas del primer florecimiento de la flor en la planta.
En ciertas modalidades el método antes descrito, la composición BT comprende uno o más compuestos BT seleccionados de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol , Bis-DTT, Bis-2 -mercaptoetanol , Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, BisPyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, bismuto- 1-mercapto-2 -propanol, y BisEDT/2-hidroxi-l-propantiol . En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a antibiótico .
En ciertas modalidades más de los métodos antes descritos. El método comprende poner en contacto la planta con un antibiótico sinérgico o mej orador, simultánea no secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la planta con la composición BT. En ciertas modalidades el antibiótico sinérgico o potenciador comprende un antibiótico que se selecciona de un antibiótico aminoglicósido, un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa , y un antibiótico de amino penicilina. En ciertas modalidades el antibiótico sinérgico o potenciador es un antibiótico de aminoglicósido que se selecciona de amicasina, arbecasina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
De acuerdo con otras ciertas modalidades se proporciona un método para superar la resistencia a antibióticos en una planta en o sobre la cual el patógeno de la planta bacteriana resistente a antibiótico está presente, que comprende: (a) poner en contacto la planta con una cantidad efectiva de una composición BT bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para uno de: (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico; (ii) la inhibición de la viabilidad celular del crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico, (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda las células que forman la biopelícula del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico, en donde la composición BT comprende una suspensión sustancialmente monodispersa de micropartículas que comprenden un compuesto BT, tales micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.5 µ?? a aproximadamente 10 µp?; (b) poner en contacto la planta con un antibiótico sinérgico o potenciador, simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la planta con la composición BT.
En ciertas modalidades de los métodos antes descritos, la composición de tiol de bismuto comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) sustancialmente todas las micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µp? a aproximadamente 5 µp\, y se forman a través de un proceso que com rende: (a) mezclar, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para obtener una solución que está sustancialmente libre de un precipitado sólido, (i) una solución acuosa ácida que comprende una sal de bismuto que comprende bismuto en la concentración de al menos 50 mM y que carece de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico, con (ii) etanol en una cantidad suficiente para obtener una mezcla que comprende aproximadamente 25% de etanol en volumen; y (b) agregar la mezcla de (a) una solución de etanólica que comprende un compuesto que contiene tiol para obtener una solución de reacción, en donde el compuesto que contiene tiol está presente en una solución de reacción a una relación molar de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 3:1 con relación al bismuto, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para la formación de un precipitado que comprende las micropartículas que comprenden el compuesto BT.
En ciertas modalidades la sal de bismuto es Bi(N03)3. En ciertas modalidades la solución acuosa ácida comprende por lo menos 5%, 10%, 15%, 20%, 22% o 22.5% de bismuto en peso. En ciertas modalidades la solución acuosa ácida comprende al menos 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5% o 5% de ácido nítrico en peso. En ciertas modalidades el compuesto que contiene tiol comprende uno o más agentes seleccionados de 1,2-etan ditiol, 2,3-dimercaptopropanol , piritiona, ditioeritritol , 3,4-dimercaptotolueno, 2 , 3-butanditiol , 1 , 3-propanditiol , 2-hidroxipropan tiol, 1-mercapto-2 -propanol , ditioeritritol , ácido alfa-lipoico, ditiotreitol , metantiol (CH3SH [m-mercaptano] ) , etantiol (C2H5SH [e-mercaptano] ) , 1-propantiol (C3H7SH [n-P mercaptano]), 2-propantiol (CH3CH (SH) CH3 [2C3 mercaptano] ) , butantiol (C4H9SH ( [n-butil mercaptano] ) , ter-butil mercaptano (C (CH3) 3SH [t-butil mercaptano]), pentantiol (C5HnSH [pentil mercaptano] ) , co-enzima A, lipoamida, glutationa, cisteína, cistina, 2 -mercaptoetanol , ditiotreitol, ditioeritritol , 2-mercaptoindol , transglutaminasa , (11-mercaptoundecil) hexa (etilenglicol) , (11-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) , (11-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) nanopartículas de oro funcionalizado, 1 , 11 , 41 , 1 " -terfenil -4 -tiol , 1,11-undecanditiol , 1 , 16-hexadecantiol , 1 , 2 -etanditiol de grado técnico, 1 , 3 -propanditiol , 1 , 4 -bencendimetantiol , 1,4-butanditiol, 1 , 4 -butanditiol diacetato, 1 , 5-pentaneditiol , 1, 6-hexanditiol, 1, 8-octanditiol, 1 , 9-nonanditiol , adamantantiol , 1-butantiol, 1-decantiol, 1-dodecantiol , 1-heptantiol, 1-heptantiol purum, 1-hexadecantiol , 1-hwexantiol, 1-mercapto- (trietilenglicol ) , nanopartículas de oro funcionalizado de éter metílico de 1-mercapto- (trietilenglicol) , l-mercapto-2-propanol, 1-nonantiol, 1-octadecantiol , 1-octantiol, 1-octantiol, 1-pentadecantiol , 1-pentantiol, 1-propantiol , 1-tetradecantiol , 1-tetradecantiol purum, 1-undecantiol , 11- (lH-pirrol-l-il) undecan-l-tiol , clorhidrato de 11-amino-l- ndecantiol , 11-bromo-l-undecantiol, 11-mercapto-l-undecanol , 11-mercapto-l-undecanol, ácido 11-mercaptoundecanoico, ácido 11-mercaptoundecanoico , 11-mercaptoundecil trifluoroacetato, ácido 11-mercaptoundecilfosfórico, ácido 12-raercaptododecanoico, ácido 12-mercaptododecanoico, ácido 15-mercaptopentadecanoico, ácido 16 -mercaptohexadecanoico, ácido 16-mercaptohexadecanoico, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecantiol , 2 , 21 - (etilendioxi) dietantiol , 2 , 3 -butanditiol , 2-butantiol, 2-etilhexantiol, 2-metil-l-propandiol, 2-metil-2-propantiol, 2 -feniletantiol , 3,3,4,4,5,5,6,6, 6-nonafluoro-l-hexantiol purum, 3 - (dimetoximetilsilil) -1-propantiol , 3-cloro-l-propantiol, 3 -mercapto-l-propanol , 3-mercapto-2 -butanol , 3-mercapto-N-nonilpropionamida, ácido 3 -mercaptopropiónico, gel de sílice funcionalizado de 3-mercaptopropilo, 3-metil-l-butantiol, 4 , 41 -bis (mercaptometil)bifenilo, 4,4'-dimercaptoestilbeno, alcohol bencílico de 4- (6-mercaptohexiloxi) , 4-ciano-l-butantiol , 4 -mercapto-1-butanol , 6- (ferrocenil) hexantiol , 6-mercapto-l-hexanol , ácido 6-mercaptohexanoico, 8-mercapto-l-octanol , ácido 8-mercaptooctanoico, 9-mercapto-l-nonanol , bifenil-4 , 41 -ditiol, butil 3-mercaptopropionato, 1-butantiolato de cobre(I), ciclohexantiol , ciclopentantiol , nanopartículas de placa funcionalizadas de decantiol, nanopartículas de oro funcionalizadas de dodecantiol, nanopartículas de plata funcionalizadas de dodecantiol, éter undecílico de hexa (etilenglicol) mono-11- (acetiltio) , ácido mercaptosuccínico, 3 -mercaptopropionato de metilo, nanoTéter BPA-HH, NanoTinks™ 18, NanoTinks™ 8, NanoTinks™ ACID11, NanoTinks™ ACID16, NanoTinks™ ALC011, NanoTinks™ TI08, nanopartículas de oro funcionalizadas de octantiol, PEG ditiol Mn promedio de 8,000, PEG ditiol peso molecular promedio de 1,500, PEG ditiol peso molecular promedio de 3,400, S- (11-bromoundecil) tioacetato, S- (4-cianobutil) tioacetato, tiofenol, trietilenglicol mono-11-mercaptoundecil éter, trimetillpropan tris (3-mercaptopropionato) , [11-(metilcarboniltio) undecil] tetra (etilenglicol ) , m-carboran- 9-tiol, p-terfenil-4 , 4 " -ditiol , ter-dodecilmercaptano, y ter-nonilmercaptano .
En ciertas modalidades el patógeno bacteriano comprende por lo menos uno de: (i) una o más bacterias gramnegativas ; (ii) una o más bacterias grampositivas ; (iii) una o más bacterias sensibles al antibiótico; (iv) una o más bacterias resistentes a antibiótico; (y) un patógeno bacteriano que selecciona de Staphylococcus aureus (S. aureus) , MRSA (S. aureus resistente a meticilinaj , Staphylococcus epidermidis, MRSE (S. epidermidis resistente a meticilinaj, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa resistente a fármaco, Escherichia coli, E. coli enterotoxigénico, E. coli enterohemorrágico, Klebsiella pneumoniae, Clostridium difficile, Heliobacter pylori, Legionella pneumophila, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecalis susceptible a meticilina, Enterobacter cloacae, Salmonella typhimuriu , Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Vibrio cholera, Shigella flexneri , Enterococcus (VRE) resistente a vancomicina, complejo de Burkholderia cepacia, Francisella tularensis, Bacillus anthracis, Yersinia pestis, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumonía, Streptococcus pneumonía resistente a penicilina, Escherichia coli, Burkholderia cepacia, Bukholderia multivorans, Mycobacterium smegmatis y Acinetobacter baumannii.
En ciertas modalidades el método comprende poner en contacto la planta con por lo menos uno de (i) un antibiótico sinérgico y (ii) un antibiótico potenciador de la eficacia antimicrobiana cooperativa, simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la superficie con la composición BT . En ciertas modalidades más el antibiótico sinérgico o el antibiótico potenciador de la eficacia antimicrobiana cooperativa comprende un antibiótico que se selecciona de un antibiótico de aminoglicósido . Un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina , un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa , y un antibiótico de amino penicilina. En ciertas modalidades el antibiótico sinérgico o potenciador es un antibiótico de aminoglicósido que se selecciona de amicasina, arbecasina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina , rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
En ciertas otras modalidades, se proporciona un método para superar la resistencia a antibióticos en o sobre una planta en donde el patógeno bacteriano resistente al antibiótico está presente, que comprende: poner en contacto la planta simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con una cantidad efectiva de (1) por lo menos una composición de tiol de bismuto (BT) y (2) por lo menos un antibiótico que es capaz de potenciar o actuar sinérgicamente con por lo menos una composición BT, bajo condiciones durante un tiempo suficiente para uno o más de: (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, (ii) la inhibición de la viabilidad celular o el crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, y (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda las células que forman la biopelícula del patógeno bacteriano, en donde la composición BT comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) sustancialmente todas las micropartículas tienen diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 \im a aproximadamente 5 µ??; y por lo tanto superan la resistencia a antibiótico en la superficie tisular epitelial. En ciertas modalidades más el patógeno bacteriano exhibe resistencia a un antibiótico que se selecciona de meticilina, vancomicina, naficilina, gentamicina, ampicilina, cloranfenicol , doxiciclina, tobramicina, clindamicina y gatifloxacina . En ciertas otras modalidades la composición BT comprende uno o más compuestos BT seleccionados de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol, Bis-DTT, Bis- 2 -mercaptoetanol , Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, 30 Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, BisPyr/Ery, bismuto-l-mercapto-2-propanol , y Bis-EDT/2-hidroxi-l-propantiol. En ciertas modalidades el antibiótico sinérgico o potenciador comprende un antibiótico que se selecciona de clindamicina, gatifloxacina, un antibiótico de aminoglicosida, un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa, y un antibiótico de amino penicilina. En ciertas otras modalidades el antibiótico sinérgico o potenciador es un antibiótico de aminoglicosida que se selecciona de amicasina, arbecasina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
De acuerdo con ciertas otras modalidades se proporciona una composición de tiol de bismuto, que comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) , sustancialmente todas las partículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µ?t? a aproximadamente 5 µp?, en donde el compuesto BT comprende bismuto o una sal de bismuto y un compuesto que contiene tiol . En otra modalidad se proporciona una composición de tiol de bismuto que comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) sustancialmente todas las partículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µp a aproximadamente 5 µp\ y se forma a través de un procedimiento que comprende (a) mezclar, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para obtener una solución que está sustancialmente libre de precipitado sólido, (i) una solución acuosa ácida que comprende una sal de bismuto que comprende bismuto o una concentración de al menos 50 mM y carece de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico con (ii) etanol en una cantidad suficiente para obtener una mezcla que comprende por lo menos aproximadamente 5%, 10%, 15%, 20%, 25% o 30% de etanol en volumen; y (b) agregar a la mezcla de (a) una solución de etanólica que comprende un compuesto que contiene tiol para obtener una solución de reacción, en donde el compuesto que contiene tiol está presente en una solución de reacción a una relación molar de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 3:1 con relación al bismuto, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para la formación de un precipitado que comprende las micropartículas que comprenden el compuesto BT. En ciertas modalidades la sal de bismuto es Bi(N03)3. En ciertas modalidades la solución acuosa ácida comprende por lo menos 5%, 10%, 15%, 20%, 22% o 22.5% de bismuto en peso. En ciertas modalidades la solución acuosa ácida comprende al menos 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5% o 5% de ácido nítrico en peso. En ciertas modalidades el compuesto que contiene tiol comprende uno o más agentes seleccionados de 1 , 2 -etanditiol , 2,3-dimercaptopropanol , piritiona, ditioertritol , 3,4-dimercaptotolueno, 2 , 3 -butanditiol , 1 , 3 -propanditiol , 2-hidroxipropantiol , 1-mercapto-2 -propanol , ditioeritritol , ácido alfa-lipoico y ditiotreitol .
En otra modalidad se proporciona un método para preparar una composición de tiol de bismuto que comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) , sustancialmente todas las micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µp? a aproximadamente 5 µp?, y se forman a través de un proceso que comprende: (a) mezclar, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para obtener una solución que está sustancialmente libre de un precipitado sólido, (i) una solución acuosa ácida que comprende una sal de bismuto que comprende bismuto en la concentración de al menos 50 mM y que carece de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico, con (ii) etanol en una cantidad suficiente para obtener una mezcla que comprende aproximadamente 25% de etanol en volumen; y (b) agregar la mezcla de (a) una solución de etanólica que comprende un compuesto que contiene tiol para obtener una solución de reacción, en donde el compuesto que contiene tiol está presente en una solución de reacción a una relación molar de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 3:1 con relación al bismuto, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para la formación de un precipitado que comprende las micropartículas que comprenden el compuesto BT.
En ciertas modalidades la sal de bismuto es Bi(N03)3. En ciertas modalidades la solución acuosa ácida comprende por lo menos 5%, 10%, 15%, 20%, 22% o 22.5% de bismuto en peso. En ciertas modalidades la solución acuosa ácida comprende al menos 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5% o 5% de ácido nítrico en peso. En ciertas modalidades el compuesto que contiene tiol comprende uno o más agentes seleccionados de 1 , 2-etanditiol , 2,3-dimercaptopropanol , piritiona, ditioeritritol , 3,4-dimercaptotolueno, 2 , 3 -butanditiol , 1 , 3-propanditiol , 2-hidroxipropan tiol, 1-mercapto-2 -propanol , ditioeritritol, ácido alfa-lipoico, ditiotreitol , metantiol (CH3SH [m-mercaptano] ) , etantiol (C2H5SH [e-mercaptano] ) , 1-propantiol (C3H7SH [n-P mercaptano]), 2-propantiol (CH3CH (SH) CH3 [2C3 mercaptano] ) , butantiol (C4H9SH ( [n-butil mercaptano] ) , ter-butil mercaptano (C(CH3)3SH [t-butil mercaptano]), pentantiol (C5HnSH [pentil mercaptano] ) , co-enzima A, lipoamida, glutationa, cisteina, cistina, 2-mercaptoetanol , ditiotreitol, ditioeritritol, 2-mercaptoindol , transglutaminasa , ( ll-mercaptoundecil ) hexa (etilenglicol ) , (ll-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) , nanopartículas de oro funcionalizadas de (11-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) , 1 , 11 , 4 ' , 1" -terfenil-4-tiol, 1, 11-undecaneditiol, 1 , 16-hexadecaneditiol , 1,2-etanditiol de grado técnico, 1 , 3 -propanditiol , 1,4-bencenmetantiol , 1 , 4 -butanditiol , diacetato de 1/4-butanditiol, 1, 5 -pentaditiol , 1 , 6-hexanditiol , 1,8-octanditiol, 1 , 9-nonanditiol , adamantantiol , 1-butantiol, 1-decantiol, 1-dodecantiol , 1-heptantiol , 1-heptantiol purum, 1 -hexadecantiol , 1-hexantiol, nanopartículas de oro funcionalizadas de éter metílico de 1-mercapto- (trietilenglicol ) , éter metílico de 1-mercapto- (trietilenglicol) , l-mercapto-2-propanol , 1-nonantiol, 1- octadecantiol , 1-octantiol, 1-octantiol, 1-pentadecantiol , 1-pentantiol, 1-propantiol , 1-tetradecantiol , 1-tetradecantiol purum, 1-undecantiol , 11- (lH-pirrol-l-il) undecan- 1-tiol , clorhidrato de 11-amino-l-undecantiol , 11-bromo-l-undecantiol, 11-mercapto-l-undecanol , 11-mercapto-l-undecanol, ácido 11-mercaptoundecanoico, ácido 11-mercaptoundecanoico, trifluoroacetato de 11-mercaptoundecilo, ácido de 11-mercaptoundecilfosfórico, ácido 12-rcaptododecanoico, ácido 12-mercaptododecanoico, ácido 15-mercaptopentadecanoico, ácido 16-mercaptohexadecanoico, ácido 16-mercaptohexadecanoico, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecantiol , 2 , 21 - (etilendioxi ) dietantiol , 2 , 3 -butanditiol , 2-butantiol, 2 -etilhexantiol , 2 -metil- 1-propandiol , 2 -metil -2 -propantiol , 2 -feniletantiol , 3,3,4,4,5,5,6,6, 6 -nonafluoro-1-hexantiol purum, 3- (dimetoximetilsilil) -1-propantiol , 3-cloro-l-propantiol, 3-mercapto-l-propanol , 3-mercapto-2 -butanol , 3-mercapto-N-nonilpropionamida, ácido 3-mercaptopropionico, el de sílice funcionalizado de 3-mercaptopropilo, 3-metil-l-butantiol, 4 , 41 -bis (mercaptometil) bifenilo, 4,4'-dimercaptoestilbeno, alcohol 4- (6 -mercaptohexiloxi) bencílico, 4-ciano-l-butantiol , 4-mercapto-l-butanol , 6- (ferrocenil) hexantiol , 6-mercapto-l-hexanol, ácido 6-mercaptohexanoico, 8 -mercapto- 1-octanol , ácido 8-mercaptooctanoico, 9-mercapto- 1-nonanol , bifenil-4 , 4 ' -ditiol, 3 -mercaptopropionato de butilo, 1-butantiolato de cobre (I), ciclohexantiol , ciclopentnetiol , nanopartículas de plata funcionalizadas de decantiol, nanopartículas de oro funcionalizadas de dodecantiol , nanopartículas de plata funcionalizadas de dodecantiol, éter undecílico de hexa (etilenglicol) mono-11- (acetiltio) , ácido raercaptosuccínico, 3 -mercaptopropionato de metilo, nanoTéher BPA-HH, NanoThinks™ 18, NanoThinks™ 8, NanoThinks™ ACID11, NanoThinks™ ACID16, NanoThinks™ ALC011, NanoThinks™ THI08, nanopartículas de oro funcionalizadas de octantiol, PEG ditiol Mn promedio de 8,000, PEG ditiol peso molecular promedio de 1,500, PEG ditiol peso molecular promedio de 3,400, S- (11-bromoundecil) tioacetato, S- (4-cianobutil) tioacetato, tiofenol, trietilenglicol mono-11-mercaptoundecil éter, tris (3 -mercaptopropionato) trimetilpropano, [11-(metilcarboniltio) undecil] tetra (etilenglicol) , m-carborano-9-tiol, p-terfenil- , 4 " -ditiol , ter-dodecilmercaptano, y ter-nonil mercaptano.
En otra modalidad se proporciona un método para proteger una superficie natural o artificial, que incluye la superficie tisular biológica tal como una superficie de planta (por ejemplo, todo o parte de la superficie de una raíz, bulbo, tallo, hoja, rama, vid, planta trepadora, brote, flor o una de sus partes; punta verde, fruta, semilla, vaina de semilla o similar) con una superficie tisular epitelial, contra uno o más de los patógenos bacterianos, o patógeno fúngico y un patógeno viral, que comprende poner en contacto la superficie de tejido epitelial con una cantidad efectiva de una composición BT bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para uno o más de: (i) la prevención de la infección de la superficie a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral; (ii) la inhibición de la viabilidad celular o el crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, fúngico o viral, (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda la biopelícula de las células del patógeno bacteriano, fúngico o viral, en donde la composición BT comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) , sustancialmente todas las micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µp? a aproximadamente 5 \im. En ciertas modalidades el patógeno bacteriano comprende por lo menos uno de (i) una o más bacterias gramnegativas ; (ii) una o más bacterias grampositivas ; (ii) una o más bacterias sensibles a antibiótico; (iv) una o más bacterias resistentes a antibiótico; (y) un patógeno bacteriano que se selecciona de Staphylococcus aureus (S. aureus) , MRSA (S. aureus resistente a meticilinaj , Staphylococcus epidermidis, MRSE (S. epidermidis resistente a meticilina , Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa resistente a fármaco, Escherichia coli, E. coli enterotoxigénico, E. coli enterohemorrágico, Klebsiella pneumoniae, Clostridium difficile, Heliobacter pylori, Legionella pneumophila, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecalis susceptible a meticilina, Enterobacter cloacae, Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Vibrio cholera, Shigella flexneri , Enterococcus resistente a vancomicina (VRE) , complejo de BurJcholderia cepacia, Francisella tularensis, Bacillus anthracis, Yersinia pestis, Pseudomonas aeruginosa, enterococo resistente a vancomicina, Streptococcus pneumonía, Streptococcus pneumonía resistente a penicilina, Escherichia coli, Burkholderia cepacia, Bukholderia multivorans, Mycobacterium smegmatis y Acinetotiacter baumannii . En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a antibiótico. En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a un antibiótico que se selecciona de meticilina, vancomicina, naficilina, gentamicina, ampicilina, cloranfenicol , doxiciclina y tobramicina.
En ciertas modalidades la superficie natural o artificial comprende una superficie de la cavidad oral/bucal, un dispositivo protésico, cerámica, plástico, polímero, goma, artículo metálico de fabricación, una superficie pintada, una estructura marina incluyendo el casco del barco, timón, propulsor, ancla, soporte, tanque de lastre, anden, anden seco, ancladero, pilar, mampara u otra superficie natural o artificial En ciertas modalidades la superficie comprende una superficie tisular epitelial que comprende un tejido que se selecciona de la epidermis, dermis, tracto respiratorio, tracto gastrointestinal y revestimiento glandular.
En ciertas modalidades, el paso de poner en contacto se lleva a cabo una o una pluralidad de veces. En ciertas modalidades por lo menos un paso de poner en contacto comprende el rociado, irrigación, inmersión y pintado de la superficie natural o artificial. En ciertas modalidades por lo menos un paso de poner en contacto comprende uno de inhalación, ingestión, e irrigación oral. En ciertas modalidades por lo menos un paso de contacto comprende administrar a través de una ruta que se selecciona de tópicamente, intraperitonealmente, oralmente, parenteralmente, intravenosamente, intraarterialmente, transdérmicamente , sublingualmente , subcutáneamente, intramuscularmente, transbucalmente , intranasalmente, a través de inhalación, intraocularmente, intrauricularmente, intraventricularmente , subcutáneamente, intraadiposamente, intraarticularmente e intratecalmente . En ciertas modalidades la composición BT comprende uno o más compuestos BT seleccionados del grupo que consiste de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol, BisDTT, Bis-2-mercaptoetanol , Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, BisPDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, BisPyr/Ery, bismuto-1-mercapto-2 -propanol, y Bis-EDT/2-hidroxi-l-propantiol .
En ciertas modalidades el método antes descrito además comprende poner en contacto la superficie natural o artificial con un antibiótico sinérgico y/o con un antibiótico potenciador, simultánea o secuencialmente y en cualquier área con respecto al paso de poner en contacto la superficie con una composición BT. En ciertas modalidades el antibiótico sinérgico y/o potenciador comprende un antibiótico que se selecciona de un antibiótico de aminoglicósido, un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de glicopéptido, un antibiótico de lincosamida, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa, y un antibiótico de amino penicilina. En ciertas modalidades el antibiótico potenciador y/o sinérgico es un antibiótico de aminoglicósido que se selecciona de amicasina, arbecacina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
En otra modalidad en la invención descrita en la presente se proporciona un método para superar la resistencia antibiótica (para un patógeno bacteriano que es resistente a por lo menos un efecto antibacteriano de al menos un antibiótico que se sabe que tiene un efecto antibacteriano contra la bacteria de la bacteria de la misma especie, convirtiendo tal patógeno en susceptible a un antibiótico en una superficie natural o artificial en donde un patógeno bacteriano resistente al antibiótico está presente, que comprende poner en contacto la superficie simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con una cantidad efectiva de (1) por lo menos una composición de tiol de bismuto (BT) (2) por lo menos un antibiótico que se potencia a través y/o que es capaz de actuar sinérgicamente contra al menos una composición BT, bajo condiciones durante un tiempo suficiente para uno o más de: (i) La prevención de infección de superficie a través del patógeno bacteriano, (ii) La inhibición de la viabilidad celular del crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, (ii) La inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, (iv) · La inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente todas las células que forman la biopelícula del patógeno bacteriano, en donde la composición BT comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) , sustancialmente todas las micropartículas tienen un diámetro de aproximadamente 0.4 ym a aproximadamente 5 u ; y por lo tanto superando la resistencia a antibióticos en la superficie del tejido epitelial. En ciertas modalidades el patógeno bacteriano comprende por lo menos uno de: (i) una o más bacterias gramnegativas ; (ii) una o más bacterias grampositivas ; (iii) una o más bacterias sensibles al antibiótico; (iv) una o más bacterias resistentes a antibióticos; (y) un patógeno bacteriano que se selecciona de Staphylococcus aureus (S. aureus) , MRSA (S. aureus resistente a meticilina) , Staphylococcus epidermidis, MRSE {S. epidermidis resistente a meticilina) , Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa resistente a fármaco, Escherichia coli, E. coli enterotoxigénico, E. coli entero hemorrágico, Klebsiella pneumoniae, Clostridium difficile, Heliobacter pylori, Legionella pneumophila, Enterococcus faecalís, Enterococcus faecalis susceptible a meticilina, En erohac er cloacae, Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Vibrio cholera, Shigella flexneri , Enterococcus resistente a vancomicina (VRE) , el complejo de Burkholderia cepacia, Francisella tularensis, Bacillus anthracis, Yersinia pestis, Pseudomonas aeruginosa, Enterococci resistente a vancomicina, Streptococcus pneumonía, Streptococcus pneumonía resistente a penicilina, Escherichia coli, Burkholderia cepacia, Bukholderia multivorans, Mycobacterium smegmatis y Acinetobacter baumannii .
En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a un antibiótico que selecciona de meticilina, vancomicina, naficilina, gentamicina, ampicilina, cloranfenicol , doxiciclina, tobramicina, clindamicina y gatifloxacina .
En ciertas modalidades la superficie natural o artificial comprende una superficie de la cavidad oral/bucal, un dispositivo protésico, cerámico, plástico, polímero, goma, artículo metálico de fabricación, una superficie pintada, una estructura marina incluyendo casco de barco, el timón, el propulsor, el ancla, el soporte, el tanque del lastre, el andén, el andén seco, el ancladero, el pilote, la compuerta, u otra superficie natural o artificial.
En ciertas modalidades la superficie comprende un tejido que es seleccionado de un grupo que consiste de epidermis, dermis, tracto respiratorio, tracto gastrointestinal y recubrimiento glandular. En ciertas modalidades el paso de contacto que comprende rociar, irrigar, sumergir y pintar la superficie. En ciertas otras modalidades al menos un paso de contacto que se compone de inhalación, ingestión, e irrigación oral. En ciertas modalidades al menos un paso de contacto que comprende administrar por una vía seleccionada de forma tópica, intraperitoneal , oral, parenteral, intravenosa, intraarterial , transdérmica, sublingual, subcutánea, intramuscular, transbucal, intranasal, vía inhalación, intraocular, intraauricular, intraventricular, subcutánea, intraadiposa, intraarticular e intratecal . En ciertas modalidades la composición BT comprende uno o más compuestos BT seleccionados de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol , Bis-DTT, Bis-2-mercaptoetanol, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, bismuto-l-mercapto-2 -propanol, y Bis-EDT/2 -hydroxi-l-propantiol . En ciertas modalidades el antibiótico sinérgico y/o potenciador que es seleccionado de clindamicina , gatifloxacina, un antibiótico aminoglicósido, un antibiótico carbapenem, un antibiótico cefalosporina, un antibiótico fluoroquinolona, un antibiótico glicopéptido, un antibiótico lincosamida, un antibiótico de penicilina resistente a la penicilinasa, y un antibiótico de amino penicilina. En ciertas modalidades el antibiótico potenciador y/o sinérgico es un antibiótico de aminoglicósido que se selecciona de amicasina, arbecacina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
Cambiando a otra modalidad se proporciona una composición antiséptica, que comprende (a) por lo menos un compuesto BT; (b) por lo menos un compuesto antibiótico que se potencia a través de y/o es capaz de actuar sinérgicamente con un compuesto BT; (c) un excipiente o portador farmacéuticamente aceptable, que incluye un portador para uso tópico. En ciertas modalidades el compuesto BT se selecciona de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol , Bis-DTT, Bis-2-mercaptoetanol , Bis -DTE , Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis -Pyr/EDT , Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, bismuto- 1 -mercapto- 2 -propanol , y Bis-EDT/2-hidroxi-l-propantiol .
En ciertas modalidades la composición BT comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de Tiol de bismuto (BT) , sustancialmente todas las nanopartículas tienen un medio volumétrico de aproximadamente 0.4 \im a aproximadamente 5 ym. En ciertas modalidades el compuesto BT se selecciona de BisEDT y BisBAL. En ciertas modalidades el compuesto antibiótico comprende un antibiótico que se selecciona de meticilina, vancomicina, naficilina, gentamicina, ampicilina, cloranfenicol , doxiciclina, tobramicina, clindamicina, gatifloxacina y un antibiótico de aminoglicósido . En ciertas modalidades el antibiótico de aminoglicósido se selecciona de amicasina, arbecacina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina. En ciertas modalidades el antibiótico de aminoglicósido es amicasina.
En ciertas otras modalidades se proporciona un método para tratar una superficie natural y/o artificial que soporta o contiene una biopelícula bacteriana que comprende (a) identificar una infección bacteriana en o en la superficie como comprendiendo un de (i) una bacteria gram-positiva, (ii) una bacteria gram-negativa, (iii) ambas (i) e (ii) , (b) administrando una formulación que comprende una o más formulaciones de tiol de bismuto (BT) a la superficie, en donde (i) si la infección bacteriana comprende la bacteria gram-positiva, entonces la formulación comprende cantidades terapéuticamente efectivas de por lo menos un compuesto BT y por lo menos un antibiótico que es rifamicina (ii) si la infección bacteriana comprende la bacteria gram-negativa, entonces la formulación comprende de cantidades terapéuticamente efectivas de por lo menos un compuesto BT y amicasina, (iii) Si la infección bacteriana comprende tanto la bacteria gram-positiva como gram-negativa, entonces la formulación comprende cantidades terapéuticamente efectivas de uno o una pluralidad de compuestos BT, rifamicina y amicasina, y por lo tanto el tratamiento de la superficie.
En ciertas modalidades la biopelícula comprende una o una pluralidad de bacterias resistentes a antibiótico. En ciertas modalidades el tratamiento de la superficie comprende por lo menos uno de: (i) erradicar la biopelícula bacteriana, (ii) reducir la película bacteriana, (iii) perjudicar el crecimiento de la película bacteriana. En ciertas modalidades la composición BT mayúscula comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de Tiol de bismuto (BT) , sustancialmente todas las nanopartículas tienen un medio volumétrico de aproximadamente 0.4 pm a aproximadamente 5 µp?.
Estos y otros aspectos de las modalidades de la invención descrita en la presente serán evidentes después de la referencia a la siguiente descripción detallada y las figuras anexas. Todas las patentes de EUA, las publicaciones de solicitud de patente de EUA, las solicitudes de patentes de EUA, las patentes foráneas, las solicitudes de patentes foráneas y las publicaciones no patentes referidas en esta descripción y/o enumeradas en la Hoja de Datos de la Solicitud, incluyendo U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, y U.S. 6,380,248, se incorporan en la presente por referencia en su totalidad, como si cada una se incorporará individualmente. Los aspectos y modalidades de la invención pueden modificarse, si es necesario, para utilizar conceptos de varias patentes, solicitudes y publicaciones para proporcionar modalidades adicionales.
Breve descripción de las figuras La Figura 1 muestra los números de supervivencia (CFU log; unidades formadoras de colonias) de biopelículas de colonia de Pseudomonas aeruginosa cultivadas durante 24 horas en 10% de Agar de Soja Tríptico (TSA, por sus siglas en inglés) a 37°C, seguido por el tratamiento indicado durante 18 horas; los tratamientos antibióticos indicados son TOB, tobramicina 10X MIC; AMK, amicasina 100X MIC; IPM, imipenem 10X MIC; CEF, cefepime 10X MIC; CIP, ciprofloxacina 100X MIC; Cpd 2B, el compuesto 2B (Bis-BAL, 1:1.5). (MIC; concentración inhibidora mínima, por ejemplo la concentración más baja que evita el crecimiento bacteriano) .
La Figura 2 muestra los números de supervivencia (CFU log; unidades formadoras de colonias) de biopelículas de colonia de Staphylococcus aureus cultivadas durante 24 horas en 10% de Agar de Soja Tríptico (TSA) a 37°C, seguido por el tratamiento indicado. Los tratamientos antibióticos indicados son Rifampicina, RIF 100X MIC; daptomicina, DAP 320X MIC; minociclina, MIN 100X MIC; ampicilina, AMC 10X MIC; vancomicina, VAN 10X MIC; Cpd 2B, compuesto 2B (Bis-BAL, 1:1.5), Cpd 8-2, compuesto 8-2 (Bis-Pyr/BDT (1:1/0.5).
La Figura 3 muestra el área de raspado con el tiempo de los queratinocitos expuestos a las biopelículas. (*) Significativamente diferente de control (P<0.001).
La Figura 4A y 4B muestran la Resistencia a antibióticos inversa BisEDT sub- inhibidora a varios antibióticos. Los efectos de los antibióticos con o sin BisEDT (0.05 pg/ml) en un césped de MRSA (S. aureus resistente a Meticilina) se muestra. El panel A muestra discos empapados en antibiótico estándar, y el Panel B muestra discos combinados con BisEDT (BE) . [GM= gentamicina, CZ= cefazolina, FEP= cefepime, IPM= imipenem, SAM=ampicilina/sulbactama , LVX= levofloxacina .
La Figura 5 muestra el efecto de BisEDT y antibióticos en la formación de la biopelícula. Cultivo de S. epidermidis cultivado en TSB + 2% de glucosa en placas de poliestireno durante 48h a 37°C. Gatifloxacina (GF) , clindamicina (CM) , minociclina (MC) , gentamicina (GM) , vancomicina (V ) , cefazolina (CZ) , naficilina (NC) , y rifampicina (RP) . Los resultados expresaron con el cambio medio BPC (en pasos de dilución seriales de 2 veces a) a 0.25 µ? BisEDT (n=3) .
La Figura 6 muestra el efecto de BisEDT y los antibióticos en cultivo de S. epidermidis cultivado en TSB más 2% de glucosa por 48h a 37 °C. Los resultados se expresan como el cambio medio en MIC (pasos de dilución) con BisEDT (n=3) . Ver la leyenda en La Figura 5 para definiciones de antibióticos .
La Figura 7 es una gráfica de barras que muestra los niveles de la bacteria S. aureus detectados en muestras óseas y de hardware en un modelo de ratas in vivo seguido por el tratamiento con tres formulaciones BT, Bis-EDT , MB-11 y MB-8-2 con o sin tratamiento con antibiótico de Cefazolina. Los errores estándares de la media se muestran como barras de error. Los animales que se sacrificaron temprano no se excluyeron del análisis, sin embargo las muestras de un animal en el grupo 2 se habían excluido debido a una contaminación bruta.
Descripción Detallada de la Invención Las modalidades particulares de la invención descritas en la presente se basan en el sorprendente descubrimiento de ciertos compuestos de tiol de bismuto (BT) como se proporciona en la presente (preferiblemente incluyendo nanopartículas BT que tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µp? a aproximadamente 5 \im) , pero no ciertos otros compuestos BT (aún si se proporcionaron como micropartículas) , exhibieron antisépticos potente, antibacteriana y/o anti-biopelícula contra bacterias particulares incluyendo bacterias asociadas con un número de infecciones clínicamente significativas que incluyen infecciones que pueden comprender biopelículas bacterianas.
Inesperadamente, no todos los compuestos BT fueron uniformemente efectivos contra tal bacteria en una forma pronosticable , sino más bien exhibieron diferentes potencias dependiendo de la especie bacteriana objetivo. En particular y como se describe en la presente, ciertos compuestos BT (preferiblemente incluyendo micropartículas BT que tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µp? a aproximadamente 5 µp?) . Se encontró que exhiben una mayor potencia contra la bacteria gram-negativa , aunque ciertos otros compuestos BT mayúscula (preferiblemente incluyendo micropartículas BT que tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µ?? a aproximadamente 5 m) . Se encontró que exhiben una mayor potencia contra la bacteria gram-positiva, en una forma tal, que de acuerdo con la teoría no limitante, pueden por primera vez dar estrategias clínicamente relevantes para la administración de infecciones bacterianas, incluyendo infecciones de biopelícula bacteriana.
Adicionalmente, y como se describe con mayor detalle a continuación, ciertas modalidades de la invención descritas en la presente se refieren a ventajas sorprendentes que son provistas a través de las nuevas composiciones de tiol de bismuto (BT) que, como se describe en la presente pueden hacerse en preparaciones que comprenden una pluralidad de nanopartículas BT que están sustancialmente monodispersas con respecto al tamaño de partícula (por ejemplo, que tiene un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 ym a aproximadamente 5 pm) . De estás y las modalidades relacionadas, el BT micro articulado no es provisto como un componente de una vesícula lípida o liposoma tal como una liposoma de fosfocolina-colesterol multilaminar u otras vesículas liposómicas multilaminares o unilaminares .
Como también se describe en la presente con respecto a ciertas modalidades, se ha descubierto que las eficacias antibacterianas y anti-biopelícula de ciertos antibióticos, cuyos antibióticos se ha encontrado previamente que carecen del efecto terapéutico potente contra las infecciones bacterianas, pueden significativamente mejorarse (por ejemplo, aumentarse en una forma estadísticamente significativa) a través del tratamiento de la infección (por ejemplo, a través de aplicación directa sobre o en un sitio afectado tal como en una superficie natural o artificial) , con uno o más de los antibióticos en concierto, simultáneamente o secuencialmente, y en cualquier orden con un compuesto BT seleccionado. En una forma que no podría pronosticarse antes de la presente descripción, ciertos compuestos BT pueden combinarse con ciertos antibióticos para proporcionar una combinación sinérgica o potenciadora como se proporciona en la presente con respecto a la actividad antibacteriana y/o anti-biopelícula contra ciertas especies bacterianas o cepas bacterianas. La naturaleza no predecible de tales combinaciones como se describe con mayor detalle a continuación, se demuestra a través de observaciones de que a pesar de que ciertas combinaciones de BT/antibióticos actúan sinérgicamente o exhiben una actividad antibacterial sinergística o antibacteriana mejorada y/o anti-biopelícula.
De acuerdo con estas y otras modalidades relacionadas, el antibiótico y el compuesto BT pueden administrarse simultánea o secuencialmente y en cualquier orden, es notable que las combinaciones sinérgicas o potenciadoras específicas de uno o más antibióticos y uno o más compuestos BT como se describe en la presente para el tratamiento de una infección particular (por ejemplo, una biopelícula formada por una bacteria gram-positiva o gram-negativa) No exhiben actividades pronosticables (por ejemplo, meramente aditivas) sino más bien actúan en una forma sinérgico o potenciadora inesperada (por ejemplo, supra-aditiva) , como una función del antibiótico seleccionado, el compuesto BT seleccionado y la bacteria objetivo específicamente identificada.
Por ejemplo, a manera de ilustración y no limitación, se describe en la presente en el contexto de una amplia variedad de superficies naturales y/o artificiales actualmente o potencialmente microbianamente infectadas, y además en el contexto de formulaciones BT microparticuladas sustancialmente monodispersas mejoradas, cualquiera o ambos de los compuestos antibióticos particulares y un compuesto BT particular puede ejercer efectos antibacterianos limitados cuando se utilizan solos contra una cepa o especies bacterianas particulares, pero la combinación de ambos el compuesto antibiótico y el compuesto BT ejercen un efecto antibacteriano potente contra la misma cepa o especie bacteriana, cuyo efecto es mayor en magnitud (con significancia estadística) que la simple suma de los efectos de cada compuesto cuando se utiliza solo, y por consiguiente se cree que de acuerdo con una teoría no limitante para reflejar la sinergia antibiótica-BT (por ejemplo, FICI < 0.5) o un efecto potenciador (por ejemplo, 0.5 < FICI < 1 .0) , del BT en la potencia antibiótica y/o del antibiótico en la potencia BT. Por consiguiente, no cada compuesto BT puede sinergizarse con, o mejorarse para, cada uno de los antibióticos puede sinergizarse con o potenciarse para, cada compuesto BT de tal forma que la sinergia del antibiótico-BT, y el mejoramiento del BT-antibiótico generalmente no son pronosticables . Más bien, y de acuerdo con ciertas modalidades como se describe en la presente, las combinaciones específicas de antibióticos sinérgico o potenciador y los compuestos BT sorprendentemente confieren efectos antibacterianos potentes contra bacterias particulares, incluyendo en particular ambientes tales como superficies naturales y/o artificiales como se refiere en la presente, y además incluyendo en ciertas situaciones efectos antibacterianos contra biopelículas formadas por la bacteria particular .
Es decir, ciertos antibióticos sinérgicos BT se describen en la presente que incluyen un antibiótico que es capaz de actuar sinérgicamente (FICI < 0.5) con al menos una composición BT que comprende por lo menos un compuesto BT como se proporciona en la presente, en donde tal sinergia se manifiesta como un efecto detectable que es mayor (es decir, en una forma estadísticamente significativa con relación a una condición de control apropiada) en magnitud que el efecto que puede detectarse cuando el antibiótico está presente pero el compuesto BT está ausente, y/o cuando el compuesto BT está presente pero el antibiótico está ausente. Similarmente ciertas combinaciones de BT-antibiótico exhiben una , potenciación (0.5 < FICI < 1 .0), en donde tal potenciación se manifiesta como un efecto detectable que es mayor (es decir, en una forma estadísticamente significativa con relación a una condición de control apropiada) en magnitud que el efecto que puede detectarse donde el antibiótico está presente pero el compuesto BT está ausente, y/o cuando el compuesto BT está presente pero el antibiótico está ausente.
Los ejemplos de tal efecto detectable pueden en ciertas modalidades incluir (i) la prevención de infección a través de un patógeno bacteriano, (ii) la inhibición de la viabilidad celular o el crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas, de un patógeno bacteriano (iii) La inhibición de la formación de la biopelícula a través de un patógeno bacteriano, y (IV) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula el crecimiento de la biopelícula en sustancialmente todas las células que forman la biopelícula de un patógeno bacteriano, pero la invención no pretende estar así limitada, de tal forma que en otras modalidades contempladas la sinergia del antibiótico-BT puede manifestarse como uno o más efectos detectables que pueden incluir la alteración (por ejemplo, un aumento o disminución estadísticamente significativo) de uno o más de los parámetros clínicamente significativos, por ejemplo, el grado de resistencia o sensibilidad de un patógeno bacteriano a uno o más antibióticos u otros fármacos o agentes químicos, el grado de resistencia o sensibilidad de un patógeno bacteriano a una o más condiciones química, física o mecánica, (por ejemplo, pH, resistencia iónica, temperatura. Presión) y/o el grado de resistencia o sensibilidad de un patógeno bacteriano a uno o más agentes biológicos (por ejemplo, un virus, otra bacteria, un poli nucleótido biológicamente activo, un inmunocito o un producto inmunocito tal como un anticuerpo, citocina, quimiocsinas , enzima, incluyendo enzimas degradantes, proteína de alteración de membrana, un radical libre tal como una especie de oxígeno reactivo, o similar) .
Las personas familiarizadas con la técnica apreciarán estas y una variedad de otros criterios a través de los cuales los efectos de los agentes particulares en la estructura, función y/o actividad en la población bacteriana pueden determinarse (por ejemplo, Coico y otros. (Eds . ) , Current Protocols in Microbiology, 2008, John iley y Sons, Hoboken, NJ; Schwalbe y otros., Antimicrobial Susceptibility Testing Protocols, 2007, CRC Press, Boca Ratón, FL) , para propósitos de evaluar la sinergia o la potenciación del antibiótico-BT el cual, como se proporciona en la presente, está presente cuando los efectos sinérgicos o potenciadores de la combinación del antibiótico-BT exceden la mera suma de los efectos observados cuando un efecto de la combinación no está presente .
Por ejemplo, en ciertas modalidades la sinergia puede determinarse mediante la determinación de un efecto antibacteriana tales como los descritos en la presente utilizando varias concentraciones de agentes candidato (por ejemplo, un BT, un antibiótico individualmente y en combinación) para calcular un índice de concentración inhibidor fraccional (FICI, por sus siglas en inglés) y un índice de concentración bactericida fraccional (FBCI, por sus siglas en inglés), de acuerdo con Eliopoulos y otros. (Eliopoulos and Moellering, (1996) Antimicrobial combinations . En Antibiotics in Laboratory Medicine (Lorian, V., Ed.), pp. 330-96, Williams and Wilkins, Baltimore, MD, USA) . La sinergia puede definirse como un índice FICI o FBCI de <0.5, y un antagonismo a >4. (Por ejemplo, probabilidad, sinergia FC (2003) , antagonismo, y lo que el tablero coloque entre ellos. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 52:1). La sinergia también puede definirse convencionalmente como una disminución >4- en la concentración del antibiótico, o alternativamente, utilizando la concentración inhibidora fraccional (FIC, por sus siglas en inglés) como se describe, por ejemplo por Hollander y otros. (1998 Antimicrob. Agents Chemot e . 42:744). En ciertas modalidades la sinergia puede definirse como un efecto que resulta de una combinación de dos fármacos (por ejemplo, un antibiótico y una composición BT) en donde el efecto de la combinación es mayor (por ejemplo en una forma estadísticamente significativa) que lo que sería si la concentración del segundo fármaco se reemplaza por el primer fármaco.
Por consiguiente como se describe en la presente y en ciertas modalidades preferidas, una combinación de BT y un antibiótico se entenderá que sinergiza cuando un valor FICI que es menor que o igual a 0.5 se observa. (Odds, 2003). Como también se describe en la presente en ciertas otras modalidades preferidas y de acuerdo con la teoría no limitante se describe que ciertas combinaciones de BT-antibiótico pueden exhibir un valor FICI entre 0.5 y 1.0 que significa un mayor potencial para tal sinergia, y que puede observarse utilizando concentraciones no óptimas de por lo menos un BT y por lo menos un antibiótico que exhiben una eficacia antimicrobiana cooperativa unilateral o mutuamente mejorada. Tal efecto también puede ser referido en la presente como actividad antibiótica "mejorada" o actividad BT "mej orada" .
La actividad del antibiótico y/o BT "mejorada" puede detectarse de acuerdo con ciertas modalidades cuando la presencia de ambos (i) de por lo menos un BT a una concentración que es menor (en una forma estadísticamente significativa) que la concentración inhibidora mínima característica (MIC, por sus siglas en inglés) para ese BT para un microbio objetivo dado (por ejemplo una especie o cepa bacteriana dada a ciegas) , y (ii) de por lo menos un antibiótico a una concentración que es menor (en una forma estadísticamente significativa) que el IC50 característico (concentración que inhibe el crecimiento del 50% de una población microbiana; por ejemplo Soothill y otros., 1992 J Antimicrob Chemother 29(2) :137) y/o que es menor que la concentración de la prevención de la biopelícula (BPC, por sus siglas en inglés) del antibiótico para un microbio objetivo dado, resulta en una eficacia antimicrobiana mejorada (en una forma estadísticamente significativa) de la combinación de BT-antibiótico relativa al efecto antimicrobiano que se observaría si cualquier agente antimicrobiano (por ejemplo el BT o el antibiótico) utilizaran la misma concentración en la ausencia del otro agente antimicrobiano (por ejemplo el antibiótico o el BT) . En modalidades preferidas, el antibiótico "mejorado" y/o la actividad BT está presente cuando un valor FICI es menor que o igual a 1.0 y mayor de 0.5, se determina.
Como se apreciará por el experto en la técnica con base en la presente descripción, en ciertas modalidades la actividad sinergística o mejorada del antibiótico y/o BT puede determinarse de acuerdo con los métodos conocidos en la técnica, tal como el uso de los modelos a base de la actividad de aditivo de Loewe (por ejemplo, el índice FIC, modelo Greco) , o modelos a base de la independencia Bliss (por ejemplo, modelos no paramétricos y semi-paramétricos) u otros métodos descritos en la presente y conocidos en la técnica (por ejemplo, Meletiadis y otros., 2005 Medical Mycology 43:133-152). Los métodos alternativos para determinar la sinergia o la actividad mejorada del antibiótico y/o BT de esta forma se describen, por ejemplo, en Meletiadis y otros., 2005 Medical Mycology 43:133-152 y referencias citadas ahí (ver también, Meletiadis y otros., 2002 Rev Med Microbiol 13:101-117; White y otros., 1996 Antimicrob Agents Chemother 40:1914-1918; Mouton y otros., 1999 Antimicrob Agents Chemother 43:2473-2478) .
Ciertas otras modalidades contemplan combinaciones específicas de uno o más antibióticos y uno o más compuestos BT como se describe en la presente que pueden describir efectos sinérgicos o potenciadores in vivo para el tratamiento de una infección particular (por ejemplo, una biopelícula formada por la bacteria gram-negativa o gram-positiva) , aun cuando el compuesto (s) BT y el (los) antibiótico (s) no exhiben actividades pronosticables (por ejemplo meramente aditivas) in vivo sino más bien actúan en una forma sinérgica o potenciadora inesperada (por ejemplo supra-adictiva ; o confieren un efecto cuando dos o más de tales agentes están presentes en la combinación que es mayor (por ejemplo en una forma estadísticamente significativa) que el efecto que se obtiene si la concentración del segundo agente se reemplaza por el primer agente) , como una función del antibiótico seleccionado, el compuesto BT seleccionado y uno más de las especies bacterianas objetivo específicamente identificadas de las cuales está comprendida la infección. Por consiguiente se apreciará, de acuerdo con estas y las modalidades relacionadas, que en ciertas situaciones in vivo los valores FICI o FBCI (que se determinan in vitro) pueden no estar fácilmente disponibles, sino más bien los efectos sinérgicos o potenciadores de BT-antibióticos puede determinarse en una forma obtenida a través de métricos cuantificables de la infección.
Por ejemplo, en una modalidad, tal como el modelo de defecto crítico de fémur Rattus norvegicus de fractura abierta in vivo como se describe en el ejemplo 11, una reducción estadísticamente significativa en los conteos bacterianos observados después del tratamiento para la combinación de BT-antibiótico o según comparado con el tratamiento antibiótico o del compuesto BT sólo, es una indicación de efectos sinérgicos o potenciadores . La significancia estadística puede determinarse utilizando métodos bien conocidos por el experto en la técnica. En ciertas otras modalidades, una reducción observada en este u otros modelos in vivo de al menos 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, o 50% de conteos bacterianos observados en el daño posttratamiento de la combinación BT-antibiótico según comparado con el tratamiento de antibiótico o compuesto BT solo se considera una indicación de los efectos sinérgicos o potenciadores .
Otro indicio ilustrativo de infecciones in vivo puede determinarse de acuerdo con metodologías establecidas que han sido desarrolladas para la cuantificación de la severidad de la infección, tales como una variedad de sistemas de clasificación de lesiones conocidas por el experto en la técnica (por ejemplo, sistemas de clasificación revisados por la Asociación de Administración de Vidas de Europa (E MA, por sus siglas en inglés) , el Documento de Posición: Identificación de criterio para infección de lesiones, Londres: MEP Ltd, 2005). Los sistemas de clasificación de lesiones ilustrativos que pueden utilizarse en la evaluación de la actividad sinérgica o potenciadora de las combinaciones de BT-antibióticos como se describe en la presente incluyen ASEPSIS ( ilson AP, J Hosp Infect 1995; 29(2): 81 -86; Wilson y otros, Lancet 1986; 1: 311-13), the Southampton Wound Assessment Scale (Bailey IS, Karran SE, Toyn K, y otros, BMJ 1992; 304: 469-71). Ver también, Horan TC, Gaynes P, Martone J, y otros, 1992 Infect Control Hosp Epidemiol 1992; 13:606-08. Adicionalmente , los indicios clínicos reconocidos de curación de lesiones conocidos por el experto en la técnica también pueden medirse en la presencia o ausencia de compuestos BT y/o antibióticos tales como el tamaño de la lesión, la profundidad, condición del tejido de granulación, infección, etc.. Por consiguiente, y con base en la presente descripción el experto en la técnica fácilmente puede apreciar una variedad de métodos para determinar si una combinación de composición BT antibiótico altera (por ejemplo, aumenta o disminuye en una forma estadísticamente significativa con relación a los controles apropiados) en la curación de lesiones in vivo.
En vista de esta y las modalidades relacionadas, se proporciona en la presente una amplia variedad de métodos para tratar superficies naturales y artificiales microbianamente infectadas tales como superficies que soportan o contienen biopelículas bacteriana con una cantidad efectiva (por ejemplo, en ciertas modalidades una cantidad terapéuticamente efectiva) y una composición de formulación que comprende uno o más compuestos BT y, opcionalmente , uno o más compuestos antibióticos, tales como uno o más antibióticos sinergistas, uno o más antibióticos potenciadores , como se proporciona en la presente. Se apreciará que con base en la presente descripción ciertos antibióticos ahora se contemplan para utilizarse en el tratamiento de tipos de infecciones dados, en donde tales antibióticos han sido visualizados previamente por los expertos en la técnica como inefectivos contra infecciones del mismo tipo.
Ciertas modalidades de esta forma contemplan composiciones que comprenden uno o más compuestos BT para utilizarse como antisépticos. Un antiséptico es una sustancia que aniquila o previene el crecimiento de microorganismos, y puede típicamente aplicarse a tejido vivo, distinguir la clase de desinfectantes, que usualmente se aplican a objetos inanimados (Goodman and Gilman's "The Pharmacological Basis oí Therapeutics", Séptima Edición, Gilman y otros, editores, 1985, Macmillan Publishing Co., (en lo sucesivo, Goodman and Gilman") pp. 959-960). Los ejemplos comunes de antisépticos son alcohol etílico y pinturas de yodo. Los germicidas incluyen antisépticos que aniquilan microbios tales como los patógenos bacterianos.
Ciertas modalidades descritas en la presente pueden contemplar composiciones que comprenden uno o más compuestos BT y uno o más compuestos antibióticos (por ejemplo, un antibiótico sinérgico y/o un antibiótico potenciador como se proporciona en la presente) . Los antibióticos son conocidos en la técnica y típicamente comprenden un fármaco hecho de un compuesto producido a través de una especie de microorganismo para aniquilar otras especies de microorganismos o un producto sintético que tiene una estructura química idéntica o similar y mecanismos de acción, por ejemplo un fármaco que destruye los microorganismos dentro o en el cuerpo de un organismo viviente incluyendo tal fármaco cuando se aplica tópicamente. Entre las modalidades descritas en la presente están aquellas en las cuales un antibiótico puede pertenecer a una o más de las siguientes clases: aminoglicósido, carbapenemos , cefalosporinas , fluoroquinolonas , antibióticos de glicopéptido, lincosamidas (por ejemplo, clindamicina) , penicilinas resistentes a penicilinasa, y aminopenicilinas . Los antibióticos de esta forma pueden incluir, pero no necesitan estar limitados a, oxacilina, piperacilina, cefuroxina, cefotaxima, cefepime, imipenem, aztreonamo, estreptomicina, tobramicina, tetraciclina, minociclina, ciprofloxacina, levofloxacina , eritromicina , linezolid, fosfomicina, capreomicina, isoniazid, ansamicina, carbacefemo, monobactama, nitrofurano, penicilina, quinolona, sulfonamida, Clofazimina, Dapsona, Capreomicina, Cicloserina, Etambutol, Etionamida, Isoniazid, Pirazinamida, Rifampicina, Rifampina, Rifabutina, Rifapentina, estreptomicina, arsfenamina, Cloranfenicol , Fosfomicina, ácido Fusídico, Linezolid, Metronidazol , Mupirocina, Platensimicina, Quinupristina, Dalfopristina , Rifaximina, Tiamfenicol , Timidazol, aminoglicósido, beta-lactaraa, penicilina, cefalosporina, carbapenem, fluoroquinolona, quetólido, lincosamida, raacrólido, oxazolidinona, estretogramina, sulfonamida, tetraciclina , glicilciclina, meticilina, vancomicina, naficilina, gentamicina , ampicilina, cloranfenicol , doxiciclina, tobramicina , amicasina, arbecacina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina, apramicina, clindamicina, gatifloxacina, amino penicilina, y otros conocidos en la técnica. El compendio de estos y otros antibióticos clínicamente útiles está disponible y es conocido por los expertos en la técnica (por ejemplo Washington University School of Medicine, The Washington Manual of Medical Therapeutics (32a. Ed.), 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA; Hauser, AL, Antibiotic Basics for Clinicians , 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA) .
Una clase ilustrativa de antibióticos para utilizarse con uno o más compuestos BT en ciertas modalidades descritas en la presente es la clase de aminoglicósido de antibióticos, que son revisados en Edson RS, Terrell CL. The aminoglycosides . Mayo Clin Proc . 1999 May; 74 (5) : 519-28. Esta clase de antibióticos inhibe el crecimiento bacteriano perjudicando la síntesis proteica bacteriana, a través de la unión y la inactivación de las sub-unidades ribosómicas bacterianas. Además de tales propiedades bacteriostáticas los aminoglicósido también exhiben efectos bactericidas a través de la alteración de las paredes celulares en la bacteria gram-negativa .
Los antibióticos de aminoglicósido incluyen gentamicina, amicasina, estreptomicina, y otras y generalmente son referidos en el tratamiento de la bacteria gram-negativa la microbacteria y otros patógenos microbianos aunque se han reportado casos de cepas resistentes. Los aminoglicosidos no se absorben a través del tracto digestivo y por lo tanto no son generalmente referidos como siendo adaptables a formulaciones orales. La micanicina, por ejemplo, aunque por lo general es efectiva contra cepas bacterianas resistentes a gentamicina, típicamente se administra intravenosamente o intramuscularmente , que puede causar dolor en el paciente. Adicionalmente , las toxicidades reportadas con los antibióticos de aminoglicósido tales como amicasina pueden conducir al daño renal y/o pérdida del oído irreversible .
A pesar de estas propiedades, ciertas modalidades descritas en la presente contemplan la administración oral de una combinación de BT/antibiótico sinérgico (por ejemplo, en donde el antibiótico no necesita estar limitado a un aminoglicósido) por ejemplo, para el tratamiento de una superficie de tejido epitelial en uno o más lugares a través de la cavidad oral, el tracto gastrointestinal/canal alimentario. También se contemplan en ciertas otras modalidades el uso de composiciones y métodos descritos en la presente como desinfectantes que se refiere a preparaciones que aniquilen, o bloquean el crecimiento de, microbios en una superficie externa de un objeto inanimado.
Como también se describe en cualquier lugar en la presente, un compuesto BT puede ser una composición que comprende bismuto o una sal de bismuto y un compuesto que contiene tiol (por ejemplo, -SH, o sulfhidrilo) , incluyendo aquellos que se describen (incluyendo sus métodos de preparación) en Domenico y otros, 1997 Antimicroi». Agent . Chemother. 41 (8) : 1697-1703 , Domenico y otros, 2001 Antimicojb. Agent. Chemother. 45 (5) : 1417-1421 , y en U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371 , U.S. 6,086,921 , y U.S. 6,380,248; ver también, por ejemplo, U.S. 6,582,719. Ciertas modalidades no están tan limitadas, sin embargo, pueden contemplar otros compuestos BT que comprenden bismuto o una sal de bismuto y un compuesto que contiene tiol. El compuesto que contiene tiol puede contener uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis o más grupos tiol (por ejemplo -SH) . En modalidades preferidas el compuesto BT comprende bismuto en asociación con el compuesto que contiene tiol través del enlace iónico y/o como un complejo de coordinación, a pesar que en algunas otras modalidades el bismuto puede estar asociado con el compuesto que contiene tiol a través del enlace covalente de tal forma que puede encontrarse en un compuesto órgano metálico. Ciertas modalidades contempladas, sin embargo expresamente excluyen un compuesto BT que es un compuesto órgano metálico tal como un compuesto en donde le bismuto se encuentra en un enlace covalente con una fracción orgánica.
Los compuestos BT ilustrativos se muestran en la Tabla 1.
TABLA 1 Compuestos BT ilustrativos* 1) CPO 1B-1 Bis-EDT (1:1) BÍC2H4S2 2) CPO 1B-2 Bis-EDT (1:1.5) BiC3H5S3 3) CPO 1B-3 Bis-EDT (1:1.5) BiC3H5S3 4) CPO 1C Bis-EDT (1:1.5) BiC3H5S3 5) CPO 2A Bis-Bal (1:1) BÍC3H5S20 6) CPO 28 Bis-Bal (1:1.5) BiC4.5HgOi.5S3 7) CPO 3A Bis-Pyr (1:1.5) BiC .sHgNx.sOi.sSi.s 8) CPO 38 Bis-Pyr (1:3) BÍC15H12N303S3 9) CPO 4 Bis-Ery (1:1.5) BiC6Hi203S3 10) CPO 5 Bis-Tol (1:1.5) Bido.sHgSs 11) CPO 6 Bis-BDT (1:1.5) BÍC6H12S3 12) CPO 7 Bis-PDT (1:1.5) BiC4.5H9S3 13) CPO 8-1 Bis-Pyr/BDT (1:1/1) 14) CPO 8-2 Bis-Pyr/BDT (1:1/0.5) 15) CPO 9 Bis-2hidroxi , propan tiol (1:3) 16) CPO 10 Bis-Pyr/Bal (1:1/0.5) 17) CPO 11 Bis-Pyr/EDT (1:1/0.5) 18) CPO 12 Bis-Pyr/Tol (1:1/0.5) 19) CPO 13 Bis-Pyr/PDT (1:1/0.5) 20) CPO 14 Bis-Pyr/Ery (1:1/0.5) 21) CPO 15 Bis-EDT/2hidroxi , propan tiol (1: 1/1) *Se muestran las proporciones atómicas con relación a un sólo átomo de bismuto, para comparación, con base en las proporciones estequiométricas de los reactivos utilizados y la propensión conocida del bismuto a formar complejos trivalentes con compuestos que contienen azufre. Las relaciones atómicas como se muestra pueden no ser fórmulas moleculares precisas para todas las especies en una preparación dada. Los números en paréntesis son las proporciones de bismuto a un (o más) agente tiol (por ejemplo, Bi : tioll/tiol2 ) "CPD" , compuesto.
Los compuestos BT para utilizarse en ciertas de las modalidades actualmente descritas pueden prepararse de acuerdo con los procedimientos establecidos (por ejemplo, U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, y U.S. 6,380,248; Domenico y otros, 1997 Antimicrob. Agent . Chemother. 41 (8) : 1697-1703, Domenico y otros, 2001 Anti icob. Agent, Chemother. 45 (5) : 1417-1421) y en ciertas otras modalidades los compuestos BT también pueden prepararse de acuerdo con las metodologías descritas en la presente. Ciertas modalidades preferidas de esta forma contemplan que los métodos sintéticos descritos en la presente para preparar compuestos BT y en particular para obtener compuestos BT en una forma de microparticulado sustancialmente mono disperso en donde una solución de bismuto acuosa ácida que contiene bismuto disuelto a una concentración de al menos 50 mM, al menos 100 mM, al menos 150 mM, 200 mM, al menos 250 mM, al menos 300 mM, al menos 350 mM, al menos 400 mM, al menos 500 mM, al menos 600 mM, al menos 700 mM, al menos 800 mM, al menos 900 mM o al menos 1 M y que carece de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico se mezcla con etanol para obtener una primera solución etanólica que se hace resonar con una segunda solución etanólica que comprende un compuesto que contiene tiol para obtener una solución de reacción, en donde el compuesto que contiene tiol está presente en la solución de reacción a una proporción molar de aproximadamente 1 :3 a aproximadamente 3:1 con relación al bismuto bajo condiciones durante un tiempo suficiente para la formación de precipitado qUe comprende las micropartículas que comprenden el compuesto BT (tales como las condiciones de concentración , resistencia del solvente, temperatura, pH, mezclado y/o presión y similares, como se describe en la presente y se apreciará por el experto en la técnica con base en la presente descripción) .
Por consiguiente los BT ilustrativos incluyen el compuesto 1B-1, Bis-EDT (bismuto-1, 2-etano ditiol, reactivos a 1:1); compuesto 1B-2, Bis-EDT (1:1.5); compuesto 1B-3, Bis-EDT (1:1.5); compuesto 1C, Bis-EDT (preparación de Bi soluble, 1:1.5); compuesto 2A, Bis-Bal (bismuto- anti-Lewisite Británico (bismuto-dimercaprol , bismuto-2,3-dimercaptopropanol) , 1:1); compuesto 2B, Bis-Bal (1:1.5); compuesto 3A Bis-Pyr (bismuto-piritiona, 1:1.5); compuesto 3B Bis-Pyr (1:3); compuesto 4, Bis-Ery (bismuto-ditioeritritol , 1:1.5); compuesto 5, Bis-Tol (bismuto-3 , 4 -dimercaptotolueno, 1:1.5); compuesto 6, Bis-BDT (bismuto-2 , 3 -butanditiol , 1:1.5); compuesto 7, Bis-PDT (bismuto-1 , 3 -propanditiol , 1:1.5); compuesto 8-1 Bis-Pyr/BDT (1:1/1); compuesto 8-2, Bis-Pyr/BDT (1:1/0.5); compuesto 9, Bis-2 -hidroxi , propan tiol (bismuto-1-mercaptol-2 -propanol , 1:3); compuesto 10, Bis-Pyr/Bal (1:1/0.5); compuesto 11, Bis-Pyr/EDT (1:1/0.5); compuesto 12 Bis-Pyr/Tol (1:1/0.5); compuesto 13, Bis-Pyr/PDT (1:1/0.5); compuesto 14 Bis-Pyr/Ery (1:1/0.5); compuesto 15, Bis-EDT/2-hidroxi , propan tiol (1:1/1) (ver ejemplo, Tabla 1) .
Sin desear estar unidos a ninguna teoría se cree que los métodos actualmente descritos para preparar el compuesto BT, que en ciertas modalidades preferidas puede comprender la preparación u obtención de una solución liquida acuosa ácida que comprende bismuto tal como una solución de ácido nítrico acuoso que comprende nitrato de bismuto, pueden deseablemente producir composiciones que comprenden compuestos BT en donde tales composiciones tienen una o más propiedades deseables, incluyendo la facilidad de la producción a gran escala, una pureza del producto mejorada, uniformidad de consistencia (incluyendo uniformidad en el tamaño de partículas) u otras propiedades útiles en la preparación y/o administración de las presentes formulaciones tópicas .
En modalidades particulares se ha descubierto que las composiciones BT preparadas de acuerdo con los métodos descritos en la presente por primera vez, exhiben un grado ventajoso de homogeneidad con respecto a su aparición como una suspensión sustancialmente monodispersa de micropart ículas cada una teniendo un diámetro medio volumétrico (VMD, por sus siglas en inglés) de acuerdo con ciertas modalidades actualmente preferidas de aproximadamente 0.4 im a aproximadamente 5 µ??. Las mediciones del tamaño de partícula pueden ser referidas como diámetro medio volumétrico (VMD, por sus siglas en inglés) , diámetro medio en masa (MMD, por sus siglas en inglés) , o diámetro aerodinámico medio (MMAD, por sus siglas en inglés) . Estas mediciones pueden hacerse, por ejemplo, a través de caracterización por impacto (MMD Y MMAD) o por láser (VMD, por sus siglas en inglés) . Para partículas liquidas VMD, MMD y MMAD pueden ser iguales si se mantienen las condiciones ambientales, por ejemplo humedad estándar. Sin embargo, si no se mantiene la humedad, las determinaciones MMD y MMAD serán más pequeñas que VMD debido a la deshidratación durante las mediciones del impacto. Para los propósitos de esta descripción, las mediciones VMD, MMD y MMAD se consideran que están bajo las condiciones estándar tales como las descripciones de VMD, MMD y MMAD serán comparables. Similarmente , las determinaciones del tamaño de partícula de polvo seco en MMD y MMAD también se consideran comparables.
Como se describe en la presente, las modalidades preferidas se refieren a una suspensión sustancialmente monodispersa de micropartículas que contienen BT. La generación de un tamaño de partícula BT definido con desviación estándar simétrica limitada (GSD, por sus siglas en inglés) , puede por ejemplo, optimizar la deposición de BT, la accesibilidad de los sitios objetivos deseados en o sobre una superficie natural o artificial, o la tolerabilidad a través de un sujeto al cual las micropartículas BT se administran. La GSD estrecha limita el número de partículas fuera del intervalo de tamaño VIVID o MMAD deseado.
En una modalidad, una suspensión liquida o en aerosol de micropartículas que contiene uno o más compuestos BT descrito en la presente es provista teniendo un BMD de aproximadamente 0.5 mieras a aproximadamente 5 mieras. En otra modalidad, una suspensión liquida o en aerosol que tiene un VMD o MMAD de aproximadamente 0.7 mieras a aproximadamente 4.0 mieras es provisto. En otra modalidad, es provista una suspensión liquida o aerosol VMD o MMAD teniendo aproximadamente de 1.0 mieras 3.0 mieras. En ciertas otras modalidades preferidas es provista una suspensión liquida que comprende uno o una pluralidad de partículas de compuesto BT de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5.0 mieras VMD, o de aproximadamente 0.1, aproximadamente 0.2, aproximadamente 0.3, aproximadamente 0.4, aproximadamente 0.5, aproximadamente 0.8, aproximadamente 0.7, aproximadamente 0.8 o aproximadamente 0.9 mieras a aproximadamente 1.0, aproximadamente 1.5, aproximadamente 2.0, aproximadamente 2.5, aproximadamente 3.0, aproximadamente 3.5, aproximadamente 4.0, aproximadamente 4.5, aproximadamente 5.0, aproximadamente 5.5, aproximadamente 6.0, aproximadamente 8.5, aproximadamente 7.0, aproximadamente 7.5 o aproximadamente 8.0 mieras, la partícula que comprende un compuesto BT preparado se describe en la presente.
Por consiguiente y en ciertas modalidades preferidas una preparación BT descrita por primera vez en la presente que está "sustancialmente" monodispersa, por ejemplo, una composición BT que comprende un compuesto BT en una forma micropartículada en donde "sustancialmente" todas las micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico (VMD, por sus siglas en inglés) dentro de un intervalo especificado (por ejemplo de aproximadamente 0.4 µp? a aproximadamente 5 µp?) , incluye aquellas composiciones en donde por lo menos 80%, 85%, 90%, 91 %, 92%, 93%, o 94%, más preferiblemente al menos 95%, 96%, 97%, 98%, 99% o más de las partículas tienen un VMD que está dentro del intervalo de tamaño recitado.
Estas y otras propiedades relacionadas de las composiciones BT preparadas de acuerdo con la presente describen métodos sintéticos ofreciendo ventajas sin precedentes sobre BT incluyendo un costo inferior y facilidad de producción y uniformidad dentro de la composición que puede permitir su caracterización en una forma que facilita la aceptación reguladora de acuerdo con uno o más de los estándares f rmacéuticos, de formulación y cosméticos.
Adicional o alternativamente, las micropartículas BT sustancialmente monodispersas descritas en la presente pueden ventajosamente producirse hacia la necesidad de micronización, es decir, sin la molienda costosa e intensiva en trabajo o procesamiento de tejido súper crítico u otro equipo y procedimientos que típicamente se utilizan para generar micropartículas (por ejemplo, Martin y otros 2008 Adv. Drug Deliv. Rev. 60 (3) :339; Moribe y otros, 2008 Adv. Drug Deliv. Rev. 60(3) :328; Cape y otros, 2008 Pharm. Res. 25(9):1967; Rasenack y otros 2004 Pharm. Dev. Technol . 9(1):1-13). Por lo tanto, las presentes modalidades ofrecen efectos benéficos de preparaciones microparticuladas sustancialmente uniformes que incluyen sin limitación propiedades de solubilización mejoradas y sustancialmente uniformes, adecuación para formas de administración deseadas tales como oral, inhalada o dermatológica/formas tópicas de lesiones en la piel, una aumentada biodisponibilidad y otras propiedades benéficas.
La suspensión en micropartículas del compuesto BT puede administrarse como formulaciones acuosas, como suspensiones o soluciones en solventes tanto acuosos como orgánicos incluyendo propulsores de hidrocarburo halogenados, como polos secos, o en las otras formas como se elaboran a continuación, incluyendo preparaciones que contienen agentes de humectación, agentes tensioactivos , aceite mineral y/u otros ingredientes o aditivos conocidos por los expertos en la formulación, por ejemplo, para mantener micropartículas individuales en suspensión. Las formulaciones acuosas pueden aerolizarse a través de nebulizadores líquidos utilizando por ejemplo, ya sea atomización hidráulica o ultrasónica. Los sistemas a base de propulsores pueden utilizar dispensadores presurizados adecuados. Los polvos secos pueden utilizar dispositivos de dispersión de polvos secos, que son capaces de dispersar las micropartículas que contienen BT efectivamente. Un tamaño y distribución de partícula deseada puede obtenerse seleccionando un dispositivo apropiado.
Como también se observa anteriormente, también se proporcionan en la presente de acuerdo con ciertas modalidades un método para preparar una composición de Tiol de bismuto (BT) que comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto BT, sustancialmente todas las macropartículas tienen un diámetro medio volumétrico (VMD, por sus siglas en inglés) de aproximadamente 0.1 mieras a aproximadamente 8 mieras, y en ciertas modalidades preferidas de aproximadamente 0.4 mieras a aproximadamente 5 mieras .
En términos generales, el método comprende los pasos de (a) mezclar, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para obtener una solución que está sustancialmente libre del precipitado sólido, (y una solución acuosa ácida que comprende una sal de bismuto que comprende bismuto a una concentración de al menos 5%, 10%, 15%, 20%, 25% o 30%, y preferiblemente aproximadamente 25% y que carece de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico, con (ii) etanol en una cantidad suficiente para obtener una mezcla que comprende al menos aproximadamente 50Mm de etanol en volumen; (b) agregar a la mezcla de (a) una solución etanólica que comprende un compuesto que contiene tiol para obtener una solución de reacción, en donde el compuesto que contiene tiol está presente en la solución de reacción en una relación molar de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 3 : 1 con relación al bismuto, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para la formación de un precipitado que comprende el compuesto BT.
En ciertas modalidades preferidas, la sal de bismuto puede ser Bi(N03)3, pero se apreciará que de acuerdo con la presente descripción el bismuto también puede ser provisto en otras formas. En ciertas modalidades la concentración de bismuto en la solución acuosa ácida puede ser de al menos 100 mM, al menos 150 mM, al menos 200 mM, al menos 250 mM, al menos 300 mM, al menos 350 mM, al menos 400 mM, al menos 500 mM, al menos 600 mM, al menos 700 mM, al menos 800 mM, al menos 900 mM o al menos 1 M. En ciertas modalidades, la solución acuosa ácida comprende al menos 5%, 10%, 15%, 20%, 22% o 22.5% de bismuto en peso. La solución acuosa ácida puede en ciertas modalidades preferidas comprender al menos 5% o más de ácido nítrico en peso, y en ciertas otras modalidades la solución acuosa ácida puede comprender al menos 0.5%, al menos 1 %, al menos 1 .5%, al menos 2%, al menos 2.5%, al menos 3%, al menos 3.5%, al menos 4%, al menos 4.5% o al menos 5% de ácido nítrico en peso.
El compuesto que contiene tiol puede ser cualquier compuesto que contiene tiol como se describe en la presente, y en ciertas modalidades puede comprender uno o más de 1 ,2-etano ditiol, 2 , 3 -dimercaptopropanol , piritiona, ditioeritritol , 3 , 4-dimercaptotolueno, 2 , 3 -butanditiol , 1 , 3 -propanditiol , 2-hidroxipropan tiol, 1-mercapto-2 -propanol, ditioeritritol y ditiotreitol . Otros ejemplos de compuestos que contienen tiol incluye ácido alfa-lipoico, metantiol (CH3SH [m-mercaptano) , etantiol (C2H5SH [e-mercaptano] ) , 1-propantiol (C3H7SH [n-P mercaptano] ) , 2-Propantiol (CH3CH(SH) CH3 [2C3 mercaptano]), butantiol (C4H9SH ( [n-butil mercaptano]), ter-butil mercaptano (C(CH3)3SH [t-butil mercaptano] ) , pentantiol (C5HnSH [pentil mercaptano] ) , co-enzima A, lipoamida, glutationa, cisteína, cistina, 2-mercaptoetanol , ditiotreitol, ditioeritritol, 2-mercaptoindol , transglutaminasa y cualquiera de los siguientes compuestos tiol disponibles de Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) : ( 11-mercaptoundecil) hexa (etilenglicol) , (11-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) , (11-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) nanopartículas funcionalizadas de oro, 1, 11 , 41 , 1" -terfenil-4-tiol, 1, 11-undecanditiol , 1 , 16-hexadecantiol , 1 , 2 -etanditiol de grado técnico, 1, 3 -propanditiol, 1 , 4 -bencenmetantiol , 1,4-butanditiol , 1 , 4 -butanditiol diacetato, 1 , 5 -pentaditiol , 1 , 6-hexanditiol, 1, 8-octanditiol , 1, 9-nonanditiol, adamantantiol , 1-butantiol, 1-decantiol, 1-dodecantiol , 1-heptantiol , 1-heptantiol purum, 1-hexadecantiol , 1-hexantiol, 1-mercapto-(trietilenglicol) , éter metílico de nanopartículas funcionalizadas de oro de 1-mercapto- (trietilenglicol) , 1- mercapto-2 -propanol , 1-nonantiol, 1-octadecantiol , 1-octantiol, 1-octantiol, 1 -pentadecantiol , 1-pentantiol , 1-propantiol, 1-tetradecantiol , 1-tetradecantiol purum, 1-undecantiol, 11- (lH-pirrol-l-il) undecan-l-tiol, clorhidrato de 11-amino-l-undecantiol, 11-bromo-l-undecantiol , 11-mercapto- 1-undecanol , 11-mercapto- 1-undecanol , ácido 11-mercaptoundecanoico , ácido 11-mercaptoundecanoico , 11-mercaptoundecil trifluoroacetato, ácido 11-mercaptoundecilfosfórico, ácido 12 -mercaptododecanoico, ácido 12 -mercaptododecanoico, ácido 15-mercaptopentadecanoico, ácido 16-mercaptohexadecanoico, ácido 16-mercaptohexadecanoico, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecantiol , 2,2'- (etilendioxi ) dietantiol , 2 , 3 -butanditiol , 2-butantiol, 2-etilhexantiol , 2-metil-l-propandiol, 2-metil-2-propantiol, 2-feniletantiol , 3 , 3 , 4 , 4 , 5 , 5 , 6 , 6 , 6 -nonafluoro- 1-hexantiol purum, 3 - (dimetoximetilsilil ) - 1-propantiol , 3-cloro-l-propantiol, 3 -mercapto-l-propanol , 3 -mercapto-2 -butanol , 3-mercapto-N-nonilpropionamida, ácido 3 -mercaptopropiónico, gel de sílice funcionalizado de 3-mercaptopropilo, 3-metil-l-butantiol, 4 , 4 ' -bis (mercaptometil) bifenilo, 4,4'-dimercaptoestilbeno, alcohol - (6 -mercaptohexiloxi ) bencílico, 4-ciano-l-butantiol, 4-mercapto-l-butanol , 6- (ferrocenil) hexantiol , 6 -mercapto- 1-hexanol , ácido 6-mercaptohexanoico, 8-mercapto-l-octanol , ácido 8-mercaptooctanoico, 9-mercapto-1-nonanol , bifenil-4 , 41 -ditiol , 3 -mercaptopropionato de butilo, 1-butantiolato de cobre (I), ciclohexantiol , ciclopentantiol , nanopartículas de plata funcionalizadas de decantiol, nanopartículas de oro funcionalizadas de dodecantiol, nanopartículas de plata funcionalizadas de dodecantiol, ácido undecil etílico de hexa (etilenglicol ) mono- 11- (acetiltio) , ácido mercaptosuccínico, 3 -mercaptopropionato de metilo, nanoTéter BPA-HH, NanoThinks™ 18, NanoThinks™ 8, NanoThinks™ ACID11, NanoThinks™ ACID16, NanoThinks™ ALC011, NanoThinks™ THI08, nanopartículas de oro funcionalizadas de octantiol, PEG ditiol Mn promedio de 8,000, PEG ditiol peso molecular promedio 1,500, PEG ditiol peso molecular promedio 3,400, S-( 11-bromoundecil ) tioacetato, S- (4 -cianobutil ) tioacetato, tiofenol, trietilenglicol mono-ll-mercaptoundecil éter, trimetilolpropano tris (3 -mercaptopropionato) , [11- (metilcarboniltio) undecil] tetra (etilenglicol) , m-carborano- 9-tiol, p-terfenil-4 , 4 " -ditiol , ter-dodecilmercaptano, y ter-nonilmercaptano .
Las condiciones de reacción ilustrativas, incluyendo temperatura, pH, tiempo de reacción, el uso de agitación o mezclado para disolver los solutos y los procedimientos para recolectar y lavados precipitados, se describen en la presente y utilizan técnicas generalmente conocidas en la técnica.
A diferencia de las metodologías previamente descritas para producir compuestos BT, de acuerdo con los métodos de la presente para preparar BT, los productos BT son provistos como suspensiones microparticuladas que tienen sustancialmente todas las micropartículas con VMD de aproximadamente 0.4 mieras a aproximadamente 5 mieras en ciertas modalidades preferidas, y generalmente de aproximadamente 0.1 mieras a aproximadamente 8 mieras de acuerdo con ciertas otras modalidades. Además a diferencia de los métodos previos de acuerdo con las modalidades de la presente el bismuto es provisto en una solución acuosa ácida que comprende una sal de bismuto a una concentración de al menos aproximadamente 50 mM a aproximadamente 1 M, y el ácido nítrico en una cantidad de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 5% (p/p) y preferiblemente menor de 5% (peso/peso) y que carece de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico.
A este respecto los métodos de la presente ofrecen ventajas sorprendentes e inesperadas en vista de las enseñanzas en la técnica generalmente aceptadas de que el bismuto no es soluble en agua (a) 50 µ? (por ejemplo, U.S. RE37793) , que el bismuto es inestable en agua (por ejemplo, Kuvshinova y otros, 2009 Russ. J Inorg. Chem 54 (11) : 1816) , y que el bismuto es inestable aún en soluciones de ácido nítrico al menos que esté presente un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico. Por ejemplo, en todas las descripciones definitivas de las metodologías de preparación de BT (por ejemplo, Domenico y otros, 1997 Antimicrob. Agents. Chemother. 41:1697; U.S. 6,380,248; U.S. RE37793; U.S. 6,248,371), el agente solubilizante hidrófilo propilenglicol es requerido para disolver el nitrato de bismuto, y la concentración de bismuto de las soluciones preparadas para la reacción con tioles está bien por debajo de 15mM como por lo tanto limitando las modalidades de producción disponibles para compuestos BT.
En contraste, de acuerdo con la presente descripción no existe requerimiento de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico con el fin de disolver el bismuto, y aún concentraciones superiores se obtienen sorprendentemente. Los solubilizantes hidrófilos, polares u orgánicos incluyen propilenglicol (PG) , y etilenglicol (EG) y también pueden incluir cualquier gran número de potenciadores de solubilidad conocidos, incluyendo solventes polares tales como dioxano y sulfóxido de dimetilo (DMSO) , polioles (incluyendo por ejemplo PG y EG y también incluyendo polietilenglicol (PEG) , propilenglicol (PPG) , pentaeritritol y otros) , alcoholes polihídricos tales como glicerol y manitol y otros agentes. Otros orgánicos miscibles en agua de alta polaridad incluyen sulfóxido de dimetilo (DMSO) dimetilformamida (DMF) y NMP (N-metil -2 -pirrolidona) .
De esta forma se apreciará por los expertos en la técnica que los solventes incluyéndose aquellos comúnmente utilizados como solubilizantes hidrófilos, polares u orgánicos son provistos en la presente, pueden seleccionarse, por ejemplo, con base en la polaridad del solvente/valor del grado de polarización (SSP) utilizando en sistema de Catalán y otros (Por ejemplo, 1995 Liebigs Ann. 241; ver también Catalán, 2001 En: Handbook of Solvents, ypych (Ed.), Andrew Publ . , NY, y referencias citadas en la misma), de acuerdo con las cuales, por ejemplo el agua tiene un valor SPP de 0.962, el tolueno tiene un valor SPP de 0.655, y el 2 -propanol un valor SPP de 0.848. Los métodos para determinar el valor SPP de un solvente con base en mediciones de ultravioleta de la sonda 2-N,N-dimetil-7-nitrofluoreno/ 2 -fluoro-7-nitrofluoreno /par homomorfo han sido descritas (Catalán y otros, 1995) .
Los solventes con los valores SPP deseados (ya sea como solventes de componentes individuales puros o como mezclas de solventes de dos, tres, cuatro o más solventes; para el grado de medición del solvente ver, por ejemplo, Godfrey 1972 Chem. Technol . 2:359) con base en las propiedades de solubilidad de la composición BT particular pueden fácilmente identificarse por los expertos en la técnica en vista de la presente descripción, a pesar de que como se observó anteriormente de acuerdo con ciertas modalidades preferidas con respecto a los pasos de métodos sintéticos descritos en la presente, no se requieren solubilizantes hidrófilos, polares u orgánicos con el fin de disolver el bismuto.
Los parámetros de solubilidad también pueden incluir el parámetro de interacción C, el parámetro de minúscula de solubilidad de Hildebrand, o los parámetros de solubilidad parciales (Hansen) : d?, 5h y 5d, que describen la polaridad del solvente, el potencial de unión de hidrógeno y el potencial de interacción de la fuerza de dispersión, respectivamente. En ciertas modalidades, el valor más alto para el parámetro de solubilidad que describe un solvente o sistema co-solvente en el cual la sal de bismuto comprende bismuto que se disolverá puede proporcionar una limitación para la solución acuosa que comprende la sal de bismuto, por ejemplo, de acuerdo con el método actualmente descrito para preparar una composición BT microparticulada . Por ejemplo, los valores 5h más altos tendrán una mayor habilidad de unión a hidrógeno y por consiguiente tendrían una mayor afinidad a las moléculas del solvente tales como agua. Un valor superior del máximo observado 5h para un solvente por consiguiente puede ser preferido para situaciones en donde se desea un entorno más hidrófilo.
A manera de ejemplo no limitante, BisEDT tiene la estructura mostrada a continuación en la fórmula I que puede prepararse de acuerdo con el siguiente esquema de reacción: En resumen, y como un ejemplo ilustrativo no limitante, a un exceso (11.4 1) de 5% de HN03 acuoso a temperatura ambiente puede agregarse lentamente 0.331 1 (aproximadamente 0.575 moles) de una solución de bismuto ácida acuosa tal como una solución de Bi(N03)3 (por ejemplo, 43% Bi(N03)3 (p/p) , 5% ácido nítrico (p/p) , 52% agua (p/p) disponible de Shepherd Chemical Co., Cincinnati, OH) con agitación, seguido por la lenta adición de etanol absoluto (4L) . Una solución etanólica (1.56 1) de un compuesto tiol tal como 1 , 2-etanditiol [-0.55 ] puede prepararse de manera separada mediante la adición de, 1.5 1 de etanol absoluto, 72.19 mi (0.863 moles) de 1 , 2-etanditiol utilizando una jeringa de 60 mi, y después agitando durante cinco minutos. El compuesto 1 , 2 -etanditiol (CAS 540-63-6) y los otros compuestos tiol están disponibles, por ejemplo, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO. La solución etanólica del compuesto tiol después puede agregarse lentamente a Bi (N03 ) 3/HN03 a una solución acuosa con agitación durante la noche para formar la solución de reacción. El compuesto que contiene tiol puede presente en la solución de reacción de acuerdo con ciertas modalidades preferidas a proporción molar de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 3:1 con relación al bismuto. El producto formado se deja asentar como precipitado que comprende micropartículas como se describe en la presente, que después se recolecta a través de filtración y se lava secuencialmente con etanol, agua y acetona para obtener BisEDT como un sólido en polvo amorfo amarillo. El producto crudo puede re disolverse en etanol absoluto con agitación, después filtrarse y lavarse secuencialmente con etanol varias veces seguido por acetona varias veces. El polvo lavado puede triturarse en 1M NaOH (500 mi) , filtrarse y lavarse secuencialmente con etanol, agua y acetona para dar BisEDT en macropartículas purificadas.
De acuerdo con una teoría no limitante el bismuto inhibe la habilidad de la bacteria para producir sustancias poliméricas extracelulares (EPS, por sus siglas en inglés) tales como los exopolisacáridos bacterianos y esta inhibición conduce a la formación de la biopelícula perjudicada. Se cree que la bacteria utiliza ETS de tipo goma para la cohesión de la biopelícula. Dependiendo de la naturaleza de una infección, la formación de la biopelícula y la elaboración del EPS pueden contribuir a la patogenicidad bacteriana tal como en la interferencia en la curación de las lesiones. Sin embargo, el bismuto sólo no es terapéuticamente útil con un agente de intervención, y más bien típicamente se administra como parte de un complejo tal como BT. Los tiol de bismutoes (BT) , de esta forma son una familia de composiciones que incluyen compuestos que resultan de la quelación del bismuto con un compuesto tiol, y que exhiben una mejora dramática en la eficacia terapéutica antimicrobiana del bismuto. Los BT exhiben efectos anti-infecciosos, anti-biopelícula e inmunomoduladores notables. Los tioles de bismuto son efectivos contra un amplio espectro de microorganismos y típicamente no están afectados por la resistencia al antibiótico. Los BT evitan la formación de la biopelícula a concentraciones notablemente bajas (sub-inhibidoras) , evitan muchas características patogénicas de los patógenos de lesiones comunes en los mismos niveles sub- inhibidores pueden evitar el choque séptico en modelos de animal y pueden ser sinérgicos con muchos antibióticos.
Como se describe en la presente, tal sinergia en los efectos antibacterianos de uno o más BT especificados cuando se combinan con uno o más compuestos antibióticos especificados no es fácilmente pronosticable con base en los perfiles de los efectos del antibiótico BT separados contra un tipo de bacteria particular, pero sorprendentemente pueden resultar de la selección de combinaciones de BT-antibióticos particulares en vista de la población bacteriana específica, incluyendo la identificación de si la bacteria gram-negativa o gram-positiva (o ambas) está presente. Por ejemplo, como se describe en la presente, los antibióticos que sinergizan con ciertos BT pueden incluir uno o más de amicasina, ampicilina, aztreonamo, cefazolina, cefepime, cloranfenicol , ciprofloxacina, clindamicina (u otros antibióticos de lincosamida) , daptomicina (Cubicin®) , doxiciclina, gatifloxacina, gentamicina, imipenem, levofloxacina, linezolid (Zyvox®) , minociclina, naficilina, paromomicina, Rifampina, sulfametoxazol , tetraciclina, tobramicina y vancomicina. Los estudios in vitro mostraron, por ejemplo, que MRSA, que fue pobremente o para nada susceptible a gentamicina, cefazolina, cefepime, sulfametoxazol , imipenem o levofloxacina individualmente, exhibió una sensibilidad notable a cualquiera de estos antibióticos si se expone al antibiótico en la presencia del compuesto BT BisEDT. Ciertas modalidades contempladas en la presente de esta forma expresan composiciones contempladas y/o métodos en los cuales puede incluirse la combinación de un compuesto BT y uno o más antibióticos seleccionados de amicasina, ampicilina, cefazolina, cefepime, cloranfenicol , ciprofloxacina, clindamicina (u otros antibióticos de lincosamida) , daptomicina (Cubicin®) , doxiciclina, gatifloxacina, gentamicina, imipenem, levofloxacina, linezolid (Zyvox®) , minociclina, naficilina, paromomicina, Rifampina, sulfametoxazol , tetraciclina, tobramicina y vancomicina, a pesar de que ciertas otras modalidades contempladas en la presente contemplan composiciones y/o métodos en los cuales puede incluirse la combinación de un compuesto BT y uno o más antibióticos de los cuales se excluyen expresamente uno o más antibióticos seleccionados de amicasina, ampicilina, cefazolina, cefepime, cloranfenicol , ciprofloxacina, clindamicina (u otros antibióticos de lincosamida) , daptomicina (Cubicin®) , doxiciclina, gatifloxacina, gentamicina, imipenem, levofloxacina, linezolid (Zyvox®) , minociclina, naficilina, paromomicina , Rifampina, sulfametoxazol , tetraciclina, tobramicina y vancomicina. Se observa en este contexto que la gentamicina y la tobramicina pertenecen a la clase de aminoglicósidos de antibióticos. También se excluyen expresamente de ciertas modalidades contempladas ciertas composiciones y métodos descritos en Domenico y otros, 2001 Agents Chemother. 45:1417-1421; Domenico y otros, 2000 Infect . Med. 17:123-127; Domenico y otros, 2003 Res. Adv. In Antimicrob . Agents y Chemother. 3:79-85; Domenico y otros, 1997 Antimicrob. Agents Chemother. 41 (8) : 1697-1703 ; Domenico y otros, 1999 Infect . Immun. 67:664-669: Huang y otros 1999 J Antimicrob. Chemother. 44:601-605; Veloira y otros, 2003 J Antimicrob. Chemother. 52:915-919; Wu y otros, 2002 Am J Respir Cell Mol Biol . 26:731-738; Halwani y otros, 2008 Int. J Pharmaceut . 358:278; Halwani y otros, 2009 Int. J". Pharmaceut . 373:141-146; en donde se observará que ninguna de estas publicaciones enseña o sugiere las composiciones BT microparticuladas monodispersas que se describen en la presente.
Por consiguiente y como se describe en la presente, en ciertas modalidades preferidas se proporcionan composiciones y métodos para tratar una planta, animal o sujeto humano, o un artículo de fabricación, como una composición que comprende el BT microparticulada descrito en la presente y que opcionalmente en ciertas otras modalidades también comprende un antibiótico sinérgico y/o potenciador. Los expertos familiares en la técnica relevante, con base en la presente descripción, reconocerán los contextos agrícolas, comerciales, industriales, de fabricación, domésticos y otros contextos y situaciones apropiadas en las cuales tal tratamiento puede ser deseado, criterio para los cuales establecen en las artes médicas incluyendo inter alia, por ejemplo, enfermedades quirúrgicas, quirúrgicas militares, dermatológicas, medicinas traumáticas, gerontológicas , cardiovasculares, metabólicas (por ejemplo, diabetes, obesidad, etc.), infección e inflamación (incluyendo en el forro epitelial del tracto respiratorio o el tracto gastrointestinal, u otra superficies tisulares epiteliales tales como los tejidos glandulares), y otras especialidades y sub-especialidades médicas relevantes.
Las composiciones preferidas para tratar una infección microbiana en o en una superficie natural o artificial para utilizarse de acuerdo con las modalidades descritas en la presente, pueden incluir en ciertas modalidades composiciones que comprenden compuestos de tiol de bismuto (BT) como se describe en la presente, y que pueden en ciertas modalidades diferentes pero relacionadas también incluir otros compuestos conocidos en la técnica tales como uno o más compuestos antibióticos como se describe en la presente. Los compuestos BT y los métodos para fabricarlos se describen en la presente y también se describen, por ejemplo en Domenico y otros (1997 Antimicrob. Agent . Chemother. 41 (8) : 1697-1703 ; 2001 Antimicrob. Agent. Chemother. 45(5)1417-1421) y en U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, y U.S. 6,380,248. También, se observa anteriormente, ciertos compuestos BT preferidos son aquellos que contienen bismuto o una sal de bismuto iónicamente unida a, un complejo de coordinación, un compuesto que contiene tiol, tal como la composición que comprende bismuto quelatado a un compuesto que contiene tiol, y ciertos otros compuestos BT preferidos son aquellos que contienen bismuto o una sal de bismuto en un enlace de unión covalente al compuesto que contiene tiol. También se prefieren composiciones BT microparticuladas sustancialmente monodispersas como se describe en la presente. Ninguno de los esfuerzos previos para tratar infecciones bacterianas, ni de la caracterización previa en otros contextos de cualquier compuesto descrito en la presente por primera vez como teniendo uso en composiciones y métodos para promover el tratamiento descrito en la presente de superficies naturales y/o artificiales, podría pronosticar que los métodos de la presente para utilizar tales compuestos que se han escrito en la presente tendrían efectos benéficos.
De acuerdo con modalidades preferidas, de esta forma se proporcionan métodos para tratar una superficie natural o artificial, que comprende administrar a la superficie por lo menos un compuesto BT microparticulada como se describe en la presente. En ciertas modalidades el método además comprende administrar simultánea o secuencialmente , y en cualquier orden por lo menos un compuesto antibiótico, que en ciertas modalidades preferidas puede ser un antibiótico sinérgico como se describe en la presente, y que en ciertas otras modalidades preferidas puede ser un antibiótico potenciador como se describe en la presente. El compuesto antibiótico puede ser un antibiótico aminoglicósido, un antibiótico carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de glicopéptido, un antibiótico de lincosamida, un antibiótico de penicilina resistente a la penicilinasa, o un antibiótico de amino penicilina. Los antibióticos clínicamente útiles se explican en cualquier lugar en la presente y también se describen en por ejemplo, Washington University School of Medicine, The Washington Manual of Medical Therapeutics (32a. Ed.), 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA y en Hauser, AL, Antibiotic Basics for Clinicians, 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA. Como se describe en la presente, ciertas modalidades se derivan del descubrimiento no pronosticable de que una infección bacteriana que comprende la bacteria gram-positiva, una formulación terapéuticamente efectiva preferida puede comprender un compuesto BT (por ejemplo, BisEDT, bismuto: 1,2-etanditiol; BisPyr, bismuto :piritiona; BisEDT/Pyr, bismuto : 1 , 2 -etanditiol/piritiona) y rifamicina, o un compuesto BT y daptomicina (Cubicin®, Cubist Pharmaceuticals , Lexington, MA) , o un compuesto BT y linezolida (Zyvox®, Pfizer, Inc., NY, NY) , o un compuesto BT (por ejemplo, BisEDT, bismuto : 1 , 2 -etanditiol ; BisPyr, bismuto :piritiona; BisEDT/Pyr, bismuto: 1,2-etanditiol/piritiona) y uno o más de ampicilina, cefazolina, cefepime, cloranfenicol , clindamicina (u otro antibiótico de lincosamida) , daptomicina (Cubicin®) , doxiciclina, gatifloxacina, gentamicina, imipenem, levofloxacina, linezolid (Zyvox®) , naficilina, paromomicina, Rifampina, sulfametoxazol , tobramicina y vancomicina.
Como también se describe en la presente, ciertas modalidades se derivan del descubrimiento no pronosticable de que para una infección bacteriana que comprende la bacteria gram-negativa, una formulación efectiva puede comprender un compuesto BT y amicasina. Ciertas modalidades relacionadas contemplan el tratamiento de una infección que comprende una bacteria gram-negativa con un compuesto BT y otro antibiótico tal como otro antibiótico de aminoglicósido, que en ciertas modalidades no es gentamicina o tobramicina.
Por consiguiente, y en vista de estas modalidades, otras modalidades relacionadas contemplan la identificación de una o más poblaciones o sub-poblaciones bacterianas en o en una superficie natural o artificial a través de un criterio bien conocido de ser una o gram-negativa de acuerdo con las metodologías familiares para los aspectos en la técnica microbiológica médica, como un paso para seleccionar el compuesto (s) antibiótico para incluirse en la formulación a ser administrada de acuerdo con los métodos de la presente.
Las composiciones y métodos actualmente descritos pueden encontrar uso en el tratamiento de microbios, (por ejemplo, bacterias, virus, levaduras, moldes y otros hongos, parásitos microbianos, etc.), en una amplia variedad de contextos, típicamente a través de la aplicación o administración de los compuestos descritos en la presente (por ejemplo, uno o más BT microparticulados solos o en combinación con uno o más antibióticos sinergistas y/o potenciadores como se describe en la presente) a un sitio microbiano tal como una presencia microbiana en o una superficie natural o artificial, tales superficies naturales incluyen pero no se limitan a superficies encontradas en las plantas (por ejemplo, toda o una porción de la superficie de una raíz, bulbo, tallo, hoja, rama, vid, planta trepadora, brote, flor o una de sus partes, punta verde, fruta, semilla, semilla de vid, o similar) tejidos de mamífero (por ejemplo, epitelial incluyendo la piel, cuero cabelludo, el forro del tracto gastrointestinal, la cavidad bucal, etc.; célula endotelial y membranas tisulares tales como la membrana peritoneal, la membrana de pericardio, la membrana pleural, la membrana del periosito, las membranas meníngeas, la membrana sarcolemal, y similares; córnea, esclerosis, membrana mucosa, etc.; y otros tejidos de mamífero tales como músculo, corazón, pulmón, riñon, hígado, bazo, vesícula biliar, nervios, dientes, huesos, articulaciones, tendones, ligamentos, etc.) y también puede incluir cualquier sitio en un artículo de fabricación en donde puede encontrarse la presencia microbiana (por ejemplo, paredes de los edificios comerciales, residenciales, industriales, educacionales, para el cuidado de la salud y otras paredes de edificios institucionales, ventanas, pisos, espacios de accesos, áticos, sótanos, techos, cielos rasos, accesorios de iluminación y plomería, ventiladores, ductos , conductos, picaportes, interruptores, sistemas sanitarios, tubos de desagüe, cisternas, líneas de agua; dispositivos médicos y dentales, implantes, herramientas, instrumentos, equipo y similares; metal, vidrio, plástico, madera, goma y artículos de papel; equipo de transporte incluyendo contenedores de embarque, automóviles, equipo de vías férreas, barcos, botes (por ejemplo, casco exterior, el timón, el ancla/o las superficies propulsoras, soportes interiores y el tanque del lastre y otras superficies interiores) barcazas y otro equipo marítimo incluyendo muelles, mamparas, atracaderos, y similares; etc.) .
Los agentes antimicrobianos microparticulados descritos en la presente pueden utilizarse para suprimir el crecimiento microbiano, reducir la infestación microbiana, tratar productos que incluyen superficies naturales y/o artificiales para mejorar la resistencia del producto a la infestación microbiana, reducir la biopelícula, evitar la conversión de la bacteria en biopelícula, evitar o inhibir la infección microbiana, evitar la descomposición y cualquier otro uso descrito en la presente. Estos agentes también son útiles para un número de propósitos anti víricos incluyendo la prevención e inhibición de la infección vírica a través de los virus de la familia herpes tales como citomegalovirus , virus de herpes simplex de tipo I y virus de herpes simplex de tipo II y/o la infección a través de otros virus. Este respecto los agentes son útiles para la prevención o inhibición de la infección viral a través de una variedad de virus tales como, por ejemplo, virus de AR mono catenarios, virus de ADN mono catenarios, virus de sarcoma Rous (RSV, por sus siglas en inglés) , virus de hepatitis A, virus de hepatitis B, virus (HBV) , virus de Hepatitis C (HCV, por sus siglas en inglés) , virus de Influenza, virus del nilo del este (W V, por sus siglas en inglés) , virus Epstein-Barr (EBV) , virus de encefalitis equina del este (EEEV, por sus siglas en inglés) , virus respiratorio agudo severo (SARS, por sus siglas en inglés) , virus de inmunodeficiencia humana (HIV, por sus siglas en inglés) , virus del papiloma humano (HPV, por sus siglas en inglés) , y virus del linfoma de célula T humana (HTLV) , y también incluyen virus que son conocidos como patógenos de plantas (por ejemplo, el virus de enrolla hojas de papa; el virus de papa A, M, S, X, o Y; el virus de marchitación de manchas de jitomate; el virus asociado con el enrollamiento de hojas de la vid virus 3; el virus de viruela de ciruela; el virus de mosaico de lechuga; el virus de mosaico de pepino; el virus moteado ligero de pimiento; el virus de mosaico de jitomate; el virus de mosaico de tabaco; virus moteado de calibrachoa; virus de manchas necróticas Impatiens; etc.).
Otros usos farmacéuticos internos y externos de los agentes antimicrobianos descritos en la presente incluyen, pero no se limitan al tratamiento de prevención de infección bacteriana, de tuberculosis, de infecciones fúngicas tales como infecciones por levadura y moldes (por ejemplo, [por ejemplo Candida albicans, Candida glabrata, C. parapsilosis, C. tropicalis, y C. dubliniensis) o Cryptococcus u otros hongos), infección por Helicobacter pylori, y enfermedad de úlcera péptica. En una modalidad, el agente se utiliza a una dosificación no generalmente letal para la bacteria pero que sin embargo es suficiente para reducir los recubrimientos de polisacáridos protectores que por el contrario resistirían la respuesta inmunitaria natural. Esta técnica de esta forma se • cree que ayuda a la erradicación mediada por el sistema inmunitario de la infección bacteriana sin dañar los organismos simbióticos humanos (por ejemplo, la flora intestinal normal y similares) al grado que puede ser el caso con antibióticos. A manera de ilustración y no limitación, ciertas modalidades ilustrativas ahora se describen.
Tiol de bismutoes microparticulados para recubrimiento y tratamiento de líneas de agua En una modalidad, se proporcionan métodos en la presente para prevenir y/o controlar (es decir, alentar, retardar, inhibir) el desarrollo de la biopelícula, alterar una biopelícula, o reducir la cantidad de biopelícula en la superficie interior o exterior de una línea de agua (tal como una línea de agua utilizada por los dentistas, higienista dental u otros especialistas y cuidadores de la salud oral) , u otro vehículo de suministro de agua que incluye un tubo, tubería, llave, fuente de agua, regadera o cualquier instrumento o aparato (por ejemplo de instrumentos dentales que incluyen un taladro dental de alta velocidad, una jeringa de aire-agua, y aparatos e instrumentos de limpieza (por ejemplo, Cavitron®) ) que contacta o suministra agua que se consume a través de o se aplica a un humanoo o a un animal no humano. Estos métodos también pueden ser útiles para prevenir, reducir, inhibir, eliminar, o anular el crecimiento y la división de la bacteria, hongos y/o protozoarios en una línea de agua o en un vehículo de suministro de agua. Estos métodos comprenden la aplicación, enjuague, acoplamiento o adhesión de compuesto BT microparticulada en una superficie de una línea de agua o un vehículo de suministro de agua.
Las biopelículas con comunidades microscópicas que consisten principalmente de bacterias de existencia natural y hongos . Los microorganismos forman capas delgadas en la superficie, incluyendo los sistemas de suministro de agua dentales y/o otros vehículos de suministro de agua tales como regaderas, llaves y tuberías. El agua se utiliza como un enfriado e irrigador durante procedimientos dentales que puede pesadamente contaminarse con microorganismos (ver, por ejemplo, Environmental Protection Agency sitio web en epa.gov/safewater/mcl/html) . Los microorganismos patogénicos o patógenos oportunistas que se han encontrado en el agua de líneas de agua dentales e instrumentos incluyen Actinomyces, Bacteroides, Bacillus, Cryptosporidium, E. coli, Flavoj acterium, Klebsiella, Legionella, Moraxella, Mycobacterium, Peptostreptococcus, Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus, y Veillonella. Además, como resultado de la formación de biopelículas , Legionella spp. Y los protozoarios pueden proliferar en la línea del agua o el vehículo de suministro de agua. La bacteria de la biopelícula y otros microorganismos presentes en la línea de agua o el vehículo de suministro de agua se liberan continuamente como el agua fluye a través de la línea o el vehículo. Los pacientes y el personal clínico se exponen a los microorganismos presentes en las pequeñas gotículas o la pequeña niebla rociada fuera de la línea o del vehículo de suministro .
Para utilizarse y el consumo del agua en aplicaciones dentales, el centro para el control de enfermedades ha recomendado que el número de bacterias en el agua utilizada como enfriador/irrigador para procedimientos dentales no quirúrgicos deberá tener un conteo de placas heterotróficas aeróbicas (HPC) de <500 CFU/ml. La Asociación Dental Americana (ADA) ha propuesto un estándar más estricto, recomendando que el agua utilizada en el tratamiento dental contenga un nivel bacteriano de <200 CFU/ml . Las mediciones tomadas para mantener un bajo nivel de conteo bacteriano en sistema de agua dentales incluyen el uso de agentes antimicrobianos (ver, por ejemplo, McDowell y otros, J. Am. Dent. Assoc . 135:799-805 (2004)); desinfectantes a base de peróxido ácido (ver, por ejemplo, Linger y otros, J. Am. Dent. Assoc. 132:1287-91 (2001)); el enjuague rutinario de las vías de agua antes y después de uso; el mantenimiento de las líneas de agua y los sistemas de suministro; el uso de sistemas de filtrado; el uso de químicos como desinfectantes (por ejemplo, blanqueador diluido 1:10, glutaraldehído, etilo de grado alimenticio, alcohol, productos a base de clorhexidina) ; erradicación térmica; ionización de cobre-plata; dióxido de cloro; luz ultravioleta; ozono; combinaciones de desinfectantes (por ejemplo, Adec® ICX (Adex, Newburg, OR) : percarbonato de sodio, nitrato de plata y agentes tensioactivos catiónicos y catalizador de ion de plata .
Un antimicrobiano alternativo que puede utilizarse para prevenir y/o controlar (por ejemplo, alentar, retardar, inhibir) el desarrollo de la biopelícula, la alteración de la biopelícula, o reducir la cantidad de biopelícula en la superficie interior o exterior de la línea del agua o el vínculo de suministro de agua incluye dos compuestos BT microparticulados (o composiciones que comprenden por lo menos un compuesto BT mayúscula microparticulada) descrito en la presente. Los compuestos BT microparticulados pueden introducirse en las líneas de agua, sistemas de conductos de agua y vehículos de suministro de agua manual o automáticamente como geles, aspersiones, pasta, líquidos o polvos u otras formas conocidas por el experto en la técnica. En modalidades particulares un compuesto BT microparticulada ya sea en forma de polvo o liquido se mezcla con por lo menos un ingrediente adicional que puede incluir al menos un ingrediente biológicamente activo adicional y/o un excipiente biológicamente inactivo para formular el producto que se suministra o inyecta periódicamente en la línea del agua, vehículo de distribución de agua, o sistema de conducto de agua. Las composiciones pueden prepararse a través de un experto en la técnica utilizando cualquier número de métodos conocidos en la técnica. A manera de ejemplo, un compuesto BT microparticulado en una cantidad antimicrobiana efectiva puede combinarse con D SO puede utilizarse. Con el uso rutinario, un nivel del compuesto BT microparticulado que es suficiente para evitar la formación de la biopelícula es deseado. Sin embargo, en otras modalidades, el nivel del compuesto BT microparticulado puede ser mayor para reducir, remover, alterar o eliminar las biopelículas existentes presentes de la línea del agua, el vehículo de suministro de agua o el sistema de conducto de agua.
Un compuesto BT microparticulado también puede formularse para liberarse lentamente de la composición que comprende el compuesto BT microparticulado aplicado a la línea del agua, vehículo de suministro de agua o el sistema de conducto de agua. Un compuesto BT microparticulado también puede incorporarse en un recubrimiento, que puede aplicarse a, fijarse a, adherirse a, o en alguna forma colocarse en contacto con la superficie interior de una línea de agua, vehículo o sistema. La composición que comprende el compuesto BT microparticulado puede ser un gel (por ejemplo, un hidrogel, tiómero, aerogel u organogel) o líquido. Un organogel puede comprender un solvente orgánico, un ácido lipoico, un aceite vegetal, o aceite mineral. Una composición de lenta liberación puede suministrar una cantidad antimicrobianamente efectiva del compuesto BT microparticulado durante 1, 2, 3, 4, 5, 6, o 7 (una semana) días o por 2, 3, 4, 5, 6, 7 semanas, o l, 2, 3, 4, 5, 0 6 meses .
Un compuesto BT microparticulado (o una composición que comprende el compuesto BT microparticulado) puede combinarse con por lo menos otro agente antimicrobiano (por ejemplo, un segundo, tercero, cuarto, etc., agente antimicrobiano) que cuando se administra en combinación tiene efectos antimicrobianos potenciados o sinérgicos como se describe en la presente. A manera de ejemplo, un efecto antimicrobiano potenciado puede observarse cuando el compuesto BT microparticulado se administra con un agente antimicrobiano que quelata el hierro. Un compuesto BT microparticulado puede combinarse con por lo menos un agente de oxidación, un microbicida, o desinfectante.
Los compuestos BT microparticulados que se preparan con tioles hidrófobos (por ejemplo, tioclorofenol) pueden utilizarse y pueden exhibir una capacidad mayor que los compuestos BT menos hidrófobos para adherirse a superficies de líneas de agua y vehículos y sistemas de suministro de agua. Los compuestos BT que tienen una carga negativa neta, tales como los que tienen una proporción molar de 1:2 (bismuto a tiol) también pueden tener propiedades de adhesión favorables .
Un compuesto BT microparticulado (y composiciones que comprenden el compuesto BT microparticulado) pueden combinarse con bicarbonato de sodio u otros compuestos o sustancias alcalinas. Debido a las propiedades químicas y físicas del bicarbonato de sodio, tiene un amplio intervalo de aplicaciones, incluyendo limpieza, desodorizante , y regulador del pH. El bicarbonato de sodio neutraliza los olores químicamente, en lugar de enmascararlos o absorberlos. El bicarbonato de sodio puede combinarse con el compuesto BT microparticulado ya sea como una mezcla de polvos, o disuelto o suspendido en un polvo, aspersión, gel, pasta o líquido descrito en la presente. En otras modalidades, el compuesto BT particulado puede combinarse con otras sustancias de bicarbonato o carbonato de metal alcalino (por ejemplo, bicarbonato de potasio o carbonato de calcio) que ayudan a mantener un pH alcalino deseado y que también poseen propiedades de limpieza y desodorizantes .
A manera de un ejemplo adicional, el compuesto BT microparticulado (o una composición que comprende el compuesto BT microparticulado) puede combinarse con uno o más de los siguientes. Agentes antimicrobianos: por ejemplo clorhexidina; extracto de sanguinaria; metronidazol ; compuestos de amonio cuaternario (tales como cloruro de cetilpiridinio) ,- bis-guanidas (por ejemplo, clorhexidina digluconato, hexetidina, octenidina, alexidina) ; compuestos bisfenólicos halogenados (por ejemplo, 2 , 2 'metilenbis- (4-cloro-6-bromofenol) u otros compuestos antibacterianos fenólicos; alquilhidroxibenzoato; péptidos antimicrobianos catiónicos; aminoglicósidos ; quinolonas; lincosamidas ; penicilinas; cefalosporinas , macrólidos; tetraciclinas ; otros antibióticos conocidos en la técnica; aceite esencial Coleus forskohlii; antimicrobianos de plata o plata coloidal; antimicrobianos a base de estaño o cobre; aceite de Manuka; orégano; timo; romero; u otros extractos herbales; extracto de semillas de toronja. Agentes anticaries : por ejemplo, fluoruro de sodio y estañoso, fluoruros de amina, monofluorofosfato de sodio, trimetafosfato de sodio, citrato de zinc u otros agentes de zinc, y caseína. Reguladores de pH de placa: por ejemplo, urea, lactato de calcio, glicerofosfato de calcio, y poliacrilatos de estroncio. Vitaminas: por ejemplo, vitaminas A, C y D. Extractos de plantas. Agentes anticalculo: por ejemplo, pirofosfatos de metal alcalino, polímeros que contienen hipofosfito, fosfonatos orgánicos y fosfocitratos , etc. Biomoléculas : por ejemplo, bacteriocinas . Conservantes . Agentes opacantes . Agentes que ajustan el pH. Agentes edulcorantes. Agentes tensioactivos : por ejemplo, agentes tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos y Zwiteriónicos o anfotéricos, saponinas de materiales vegetales (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,485,711). Materiales abrasivos en partículas : por ejemplo, sílices, alúminas. Carbonatos de calcio, fosfatos dicálcicos, pirofosfatos cálcicos, hidroxiapatitas , trimetafosfatos , hexametafosfatos insolubles, materiales abrasivos en partículas aglomerados; tiza, tiza natural molida fina y similares. Humectantes : por ejemplo, carboximetil celulosa de sodio, hidroxietil celulosa (Natrosol®) , goma de xantana, goma arábica, polímeros sintéticos (por ejemplo, poliacrilatos y polímeros de carboxivinilo tales como Carbopol®) . Compuestos poliméricos que mejoran el suministro de ingredientes activos tales como los agentes microbianos. Reguladores de pH y sales para regular el pH y la resistencia iónica de las composiciones para el cuidado oral. Agentes blanqueadores : por ejemplo, compuestos peroxi (por ejemplo, peroxidifosfato de potasio) . Sistemas efervescentes: por ejemplo, sistemas de bicarbonato de sodio/ácido cítrico.
En otra modalidad, un compuesto BT microparticulado descrito en la presente (o composiciones que comprenden el compuesto BT microparticulado) pueden combinarse con por lo menos uno o más agentes anti-biopelícula para controlar el desarrollo de la biopelícula, alterar una biopelícula, o reducir la cantidad de biopelícula. Como se entiende en la técnica, la percepción en quorum inter-especie se relaciona con la formación de la biopelícula. Ciertos agentes que incrementan la trayectoria dependiente de LuxS o la señal de percepción quorum inter-especie (ver, por ejemplo. Patente de E. U. A. No. 7,427,408) contribuyen a controlar el desarrollo y/o la proliferación de una biopelícula. Los agentes ilustrativos incluyen, a manera de ejemplo compuestos de bloqueo de N- ( 3 -oxododecanoil ) -1-homoserina lactona (OdDHL) y análogos de N-butiril-l-homoserina lactona (BHL) , ya sea en combinación o de manera separada (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,455,031). Una composición para la higiene oral que comprende un compuesto BT microparticulado y por lo menos un agente anti-biopelícula pueden suministrarse bucalmente para la alteración e inhibición de la biopelícula bacteriana y para el tratamiento de enfermedad periodontal (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,726,898).
La efectividad de un compuesto BT microparticulado como un agente anti-biopelícula puede mejorarse calentando la línea de agua, el vehículo de suministro de agua, o el sistema del conducto de agua al cual el compuesto BT microparticulado se aplica mediante el calentamiento de la línea, vehículo o sistema. En ciertas modalidades, la línea, vehículo o sistema se calienta a entre aproximadamente 37°C a aproximadamente 60 °C o a aproximadamente 37°C a aproximadamente 100 °C. En otras modalidades, la línea, vehículo o sistema se calienta a entre aproximadamente 45 °C a aproximadamente 50 °C; a entre aproximadamente 50°C a aproximadamente 55°C entre aproximadamente 55°C a aproximadamente 60°C; a entre aproximadamente 60°C a aproximadamente 70°C; a entre aproximadamente 70°C a aproximadamente 80°C; a entre aproximadamente 80 °C a aproximadamente 90°C; o a entre aproximadamente 90°C a aproximadamente 100 °C. En modalidades particulares, la línea, vehículo o sistema se calienta a aproximadamente 37 °C. En otra modalidad particular, la línea, vehículo o sistema se calienta a aproximadamente 55°C. Como se entenderá por un experto en la técnica, la longitud de tiempo que la línea, vehículo o sistema se calienta puede variar dependiendo la temperatura aplicada. Por ejemplo, la longitud de tiempo requerido para obtener el mismo efecto antimicrobiano será mayor cuando la línea, vehículo o sistema se calienta a una temperatura inferior que la necesaria cuando se calienta a temperaturas superiores. La determinación de la longitud de tiempo apropiada para la exposición de la línea, vehículo o sistema a cada temperatura puede fácilmente determinarse por un experto en la técnica.
Un compuesto BT microparticulado (o composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado) puede no utilizarse junto con otras modalidades para reducir o prevenir el desarrollo de la biopelícula. A manera de ejemplo, los compuestos BT microparticulados pueden combinarse con químicos oxidantes, compuestos descamantes, alteradores de la biopelícula o sistemas de enjuague, que se describen en la presente y se utilizan en la técnica.
Composiciones que Comprenden Tiol de bismutoes Microparticulados y los Usos para Restauración Dental. En otras modalidades se proporcionan en la presente composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y amalgama dental y un compuesto BT microparticulado y composiciones dentales para utilizarse en la prevención y/o tratamiento de caries dental. Actualmente, el único tratamiento para lesiones de caries es la restauración del diente mediante la colocación de un material inerte que actúa como un bloqueo de las caries. La amalgama dental y los compuestos dentales se utilizan más comúnmente para la restauración de los dientes afectados por la caries dental. La caries marginal recurrente es un contribuyente importante para la falla de la restauración, particularmente cuando las composiciones dentales se utilizan para restauración. La presencia de la bacteria localizada en la interface ente un material de la composición y el tejido dental puede ser un factor importante en la falla de la restauración (ver, por ejemplo, Hansel y otros, J. Dent . Res. 77:60-67 (1998)). En un estudio en Portugal (Casa Pia Study, 1986-1989), 1,748 restauraciones posteriores se colocaron y 177 (10.1%) de estas fallaron durante el curso del estudio. La caries marginal recurrente fue la razón principal de la falla en ambas restauraciones de amalgama y composición, representando el 66% (32/48) y 88% (113/129) de falla, respectivamente (ver Bernardo y otros JADA 2007; 138:775-83). El encogimiento de la polimerización, que es encogimiento que ocurre durante el proceso de curación de la composición, ha estado implicado como la razón principal para una fuga marginal post-operativa (ver, por ejemplo, Estefan y otros, Gen. Dent. 2003; 51:506-509) .
La incorporación de compuestos antimicrobianos y agentes en los materiales de restauración, tales como los sistemas de unión de dentina (DBS, por sus siglas en inglés) , se han intentado pero con éxito limitado. El desarrollo de mezclas y amalgamas y otros materiales de restauración que tienen propiedades antimicrobianas pueden contribuir a la prevención de caries dentales secundarias (ver, por ejemplo, Imazato, Dent. Materials 19:449 (2003)). Las presentes modalidades contemplan el reemplazo de los antimicrobianos formulados con composiciones de restauración descritas en la presente, que se describen en la técnica, con los compuestos BT microparticulados actualmente descritos para proporcionar las ventajas descritas en la presente, incluyendo el intervalo de actividades antimicrobianas, solubilidad y biodisponibilidad, los efectos anti-biopelícula, no toxicidad, potenciación de las eficacias antibióticas y otras propiedades como se describe en la presente.
En ciertas modalidades, se proporciona una composición que comprende un compuesto BT microparticulado y una composición dental. Las composiciones dentales típicamente contienen una base de resina polimerizable que contiene un relleno de cerámica. Un compuesto BT microparticulado puede combinarse con cualquiera de las composiciones dentales conocidas en la técnica utilizando los métodos practicados en la técnica (ver, por ejemplo, O'Brien, Dental Materials and Their Selection (Chicago: Quintessence Publishing Co.) (2002); Powers y otros, Dental Materials: Properties and Manipulation (New York: Mosby) (2007) ; Roeters y otros, J. Dent. 32:371-77 25 (1998)).
En otras modalidades, se proporciona una composición que comprende un compuesto BT microparticulado y amalgama. Una amalgama es una aleación de mercurio con uno o más de otros metales. La mayor parte de las amalgamas dentales se denominan amalgamas de plata por que la plata es el constituyente principal que reacciona con el mercurio. Los cinéticos de las reacciones entre el mercurio y la plata no son apropiados para uso clínico, de tal forma que la plata es provista como una aleación con otros elementos. Esta aleación por lo general es referida como una aleación de amalgama dental o, colectivamente, las aleaciones son conocidas como "aleaciones para amalgama dental) (ver, por ejemplo, International Standars Organization Standard ISO 1559, Dental Materials- Alloys for Dental Amalgam 35 (1995) ) . Se conocen varios tipos de aleación de amalgama dental, y todos incluyen estaño y la mayor parte tienen cobre y, en un grado menor, zinc. Algunas de las aleaciones de amalgama dental por sí mismas contienen un poco de mercurio para facilitar la reacción de la amalgamación. Una aleación de amalgama dental convencional contendrá entre 67% y 74% de plata, con 25-28% de estaño y hasta 6% de cobre, 2% de zinc y 3% de mercurio. Las aleaciones de amalgama de tipo denominas de dispersión tienen aproximadamente 70% de plata, 16% de estaño y 13% de cobre. Un grupo diferente de aleaciones de amalgama puede contener hasta 30% de cobre, que se conoce como aleaciones de amalgama con alto contenido de cobre. La aleación de amalgama se mezcla con mercurio antes de la colocación clínica a una relación de 1 a 1 en peso. El contenido de mercurio de la restauración de amalgama dental terminada por consiguiente es de aproximadamente 50% en peso. En las aleaciones de amalgama dentales convencionales, la proporción de plata a estaño da como resultado una estructura de cristal que es esencialmente el compuesto inter-metálico Ag3Sn, referido como la fase gama (?) . El porcentaje exacto de esta fase controla los cinéticos de la reacción de amalgamación y muchas propiedades de la estructura de amalgama resultantes. Con las aleaciones de dispersión altas en cobre, la microestructura usualmente es una mezcla de la fase gama con la fase de plata-cobre eutéctica. Diferentes fabricantes presentan la aleación de amalgama en diferentes formatos, a pesar de que usualmente se hacen disponibles como partículas finas, ya sea esféricas o irregulares en forma, con tamaños de partícula de alrededor de 25-35 mieras. (Ver Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR) , European Commission: Directorate-General , Health y Consumer Protection, Mayo 6, 2008 en el sitio en Internet: ec . europa . eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenih r_o_016.pdf . ) .
Un compuesto BT microparticulado también puede utilizarse para prevenir o tratar caries y/o inflamación (es decir, la reducción de la probabilidad de la aparición o recurrencia de caries y/o inflamación, respectivamente) a través de la administración del compuesto BT microparticulado a la superficie de los dientes, amalgama o composición. Una composición que comprende el compuesto BT microparticulado puede ser una composición mucoadhesiva que se aplica a la superficie de un diente y/o encías o la membrana de la mucosa oral puede estar en cualquier forma que se adhiere en un grado a la superficie o que suministra una cantidad farmacéuticamente efectiva del ingrediente (s) activo a la superficie deseada. Un compuesto BT microparticulado también puede formularse para liberarse lentamente de la composición aplicada al diente. Por ejemplo, la composición puede ser un gel (por ejemplo, un hidrogel, tiómero, aerogel u organogel) o líquido. Un organogel puede comprender un solvente orgánico, ácido lipoico, aceite vegetal, o aceite mineral. Tales formulaciones de recubrimiento en gel o líquidas pueden aplicarse al interior o el exterior de una amalgama u otra composición restaurativa. Una composición de lenta liberación puede suministrar una cantidad f rmacéuticamente efectiva del compuesto BT microparticulado durante 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7 (una semana) días o por 2, 3, 4, 5, 6, 7 semanas, o 1, 2, 3, 4, 5, o 6 meses. Tales composiciones pueden preparase por un experto en la técnica utilizando cualquier número de métodos conocidos en la técnica.
Las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado que son útiles para restauración dental pueden comprenden cementos de ionómero de vidrio, giómeros (formados por la reacción de un vidrio que contiene fluoruro y un poliácido líquido) ; compómeros (una resina de dimetacrilato polimerizable y partículas de relleno de vidrio filtradas en ión) . Los compómeros pueden además comprender fluoruro .
Las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado que se aplican a la superficie de los dientes, amalgama o composición además pueden comprender uno o más de otros agentes activos en la superficie que mejoran el efecto antimicrobiano. Los agentes antimicrobianos ilustrativos para utilizarse en las composiciones comprenden un compuesto BT microparticulado que incluye, por ejemplo, clorhexidina; extracto de sanguinaria; metronidazol ; compuestos de amonio cuaternario (tales como cloruro de cetilpiridinio) ,- bis-guanidas tales como clorhexidina digluconato, hexetidina, octenidina, alexidina; compuestos bisfenólicos halogenados tales como 2 , 2 ' metilenbis- (4 -cloro-6-bromofenol) , u otros compuestos antibacterianos fenólicos; alquilhidroxibenzoato; péptidos antimicrobianos catiónicos; aminoglicósidos ; quinolonas; lincosamidas ; penicilinas; cefalosporinas , macrólidos; tetraciclinas y otros antibióticos, taurolidina o taurultam, A-dec ICX, aceite esencial de Coleus forskohlii ; antimicrobianos de placa o de placa coloidal, antimicrobianos a base de estaño o cobre, cloro u oxidantes de bromo, aceite de Manuka, orégano, timo, romero, u otros extractos herbales, y extracto de semillas de toronja; agentes an iinflamatorios o antioxidantes tales como ibuprofeno, flurbiprofeno, aspirina, indometazina , aloe vera, turmérico, extracto de hoja de olivo, tréboles, pantenol, retinol, ácido grasos omega-3, ácido gama-linoleico (GLA) , té verde, jengibre, semilla de uva, etc.
Las composiciones también pueden comprender uno o más portadores farmacéuticamente aceptables, tales como almidón, sacarosa, agua o sistemas de agua (alcohol, DMSO, etc. Las composiciones también pueden incluir un agente tensioactivo, tal como un agente tensioactivo aniónico, no iónico, catiónico y zwiteriónico o anfotérico, o pueden incluir saponinas de materiales vegetales (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,485,711). Los reguladores de pH y las sales para regular el pH y la resistencia iónica de la composición para uso oral también pueden incluirse. Otros ingredientes opcionales que pueden incluirse son agentes blanqueadores tales como compuestos de peroxi; peroxidifosfato potásico; sistemas efervescentes tales como los sistemas de bicarbonato de sodio/ácido cítrico y similares .
Composiciones que Comprenden Tiol de bismutoes Microparticulados y Usos para Higiene Oral o para Tratar Inflamación o Infección de la Boca.
En otra modalidad, las composiciones que comprenden compuestos BT microparticulados se formulan para uso oral y pueden utilizarse en método para prevenir y reducir el crecimiento bacteriano en la boca y para prevenir y/o tratar infecciones microbianas e inflamación de la cavidad oral. Estas composiciones por consiguiente son útiles para prevenir o tratar (es decir, reducir o inhibir el desarrollo de, reducir la probabilidad de la apariencia o recurrencia de) placa dental, halitosis, enfermedad periodontal, gingivitis y otras infecciones de la boca. Las composiciones orales que comprenden el compuesto BT microparticulado también pueden ser útiles para prevenir y/o controlar (es decir, alentar, retardar, inhibir) el desarrollo de la biopelícula, la duración de una biopelícula, o la reducción de la cantidad de biopelícula presente en una superficie oral, particularmente un diente o las encías.
Las partículas de alimentos atrapados, la pobre higiene oral y la pobre salud oral, y la limpieza inapropiada de los dientes postizos puede promover el crecimiento microbiano entre los dientes, alrededor de las encías, y en la lengua. El crecimiento microbiano continuo y la presencia de caries dentales pueden dar como resultado halitosis, placa dental (es decir, una biopelícula formada por la colonización de microorganismos) , gingivitis, e inflamación. En ausencia de un cuidado oral apropiado (por ejemplo, cepillado de los dientes, uso de hilo dental), más infecciones serias, tales como la enfermedad periodontal y las infecciones de la mandíbula, pueden aparecer.
La buena higiene oral es importante no solamente para la salud oral, sino para la prevención de varias afecciones crónicas, el control del crecimiento bacteriano y la boca puede ayudar a disminuir el riesgo de una enfermedad cardiaca, conservar la memoria y reducir el riesgo de infección e inflamación en otras áreas del cuerpo. Las personas con diabetes están en gran riesgo de desarrollar severos problemas de las encías, y reducir el riesgo de la gingivitis mediante el mantenimiento de la salud oral puede ayudar a controlar el azúcar en la sangre. Las mujeres embarazadas más probablemente experimentarán gingivitis, y algunas investigaciones sugieren una relación entre la enfermedad de las encías en mujeres embarazadas y el suministro de infantes con un bajo peso al nacer, en pretérmino.
La bacteria son los agentes etiológicos principales en la enfermedad periodontal . Más de 500 cepas bacterianas pueden encontrarse en la placa dental (Kroes y otros, Proc . Nati. Acad. Sci. USA 96:14547-52 (1999)). Las bacterias han evolucionado para sobrevivir en el ambiente de la superficie dental, el epitelio gingival, y la cavidad oral como biopelículas que contribuyen a la dificultad en el tratamiento de la periodontitis . Los agentes bactericidas funcionan bien como antibióticos que actualmente se utilizan para tratar tales infecciones por lo general no aniquilan todos los organismos ofensores. El uso de un agente que es inefectivo contra ciertas especies bacterianas puede dar como resultado la proliferación de especies bacterianas resistentes. Además, estos agentes pueden causar desagradables agentes secundarios, tales como reacciones alérgicas, inflamación, y decoloración de los dientes.
La placa bacteriana dental es una biopelícula que se adhiere tenazmente a la superficie de los dientes, restauraciones y accesorios protésicos. Los medios principales para controlar la biopelícula en la boca es a través de limpieza mecánica (es decir, cepillado de los dientes, uso de hilo dental, etc.) . Dentro de los primeros dos días después de los cuales no se ha experimentado tal limpieza, la superficie de los dientes se coloniza predominantemente por cocos facultativos grampositivos que son especies de estreptococo principalmente. La bacteria excreta una capa de limo extracelular que ayuda al anclaje de la bacteria a la superficie y proporciona protección a la bacteria acoplada. La formación de micro-colonias inicia una vez que la superficie del diente ha sido cubierta con la bacteria acoplada. La biopelícula crece principalmente a través de la división celular de la bacteria adherente, en lugar a través del acoplamiento de una nueva bacteria. Los tiempos de duplicación de la bacteria formadora de la placa son rápidos en un desarrollo temprano y se alentan en biopelículas más maduras.
La co-agregación ocurre cuando los colonizadores bacterianos posteriormente se adhieren a la bacteria ya acoplada a la película. El resultado de la co-agregación es la formación de un arreglo complejo de diferentes bacterias enlazadas entre sí. Después de nos cuantos días de formación de placa sin alteraciones, el margen gingival se inflama y se hincha. La inflamación puede resultar en la creación de un surco gingival más profundo. La biopelícula se extiende en esta región sub-gingival y florece en este entorno protegido, dando como resultado la formación de una biopelícula de placa sub-gingival madura. La inflamación gingival no aparece hasta que la película cambia de una bacteria gram-positiva largamente compuesta a una que contiene anaerobios gramnegativos . Una micro-colonia bacteriana sub-gingival, compuesta predominantemente de la bacteria anaeróbica gram-negativa, se convierte en establecida en el surco gingival entre 3 y 12 semanas después del inicio de la formación de la placa supra-gingival . La mayor parte de las especies bacterianas actualmente se sospecha que son patógenos periodontales que son bacteria gram-negativa anaeróbica.
Las micro-colonias bacterianas protegidas dentro de la biopelícula típicamente son resistentes a los antibióticos (administrados sistémicamente) , antisépticos o desinfectantes (administrados localmente) , y defensas inmunitarias . Las dosis de antibiótico que aniquilan la bacteria flotante libre, por ejemplo, necesitan aumentarse tanto como 1,500 veces para aniquilar la bacteria de la biopelícula. A esta alta concentración, estos antimicrobianos tienden a ser tóxicos para el paciente también (ver, por ejemplo, Coghlan 1996, New Scientist 2045:32-6; 35 Eider y otros, 1995, Eye 9:1 02-9) .
La remoción física diligente y frecuente de las biopelículas de la placa bacteriana es el medio más efectivo para eliminar y controlar la placa, sin embargo la placa se sub-gingival dentro de los bolsillos no puede alcanzarse por los cepillos, el hilo dental o enjuagues orales. Por consiguiente, del descombrado periodontal frecuente de las superficies en la raíz sub-gingival a través de higienista dental o dentista es un componente esencial en la prevención y el tratamiento de periodontitis .
En ciertas modalidades, un compuesto BT microparticulado puede incorporarse en las composiciones para higiene oral y sobre (tal como un recubrimiento) o en los dispositivos, tales como pero no limitándose, pasta dental, lavado bucal (es decir, enjuague bucal) , geles orales, polvos dentífricos, aspersiones orales (incluyendo una aspersión dispersada a través de un inhalador oral) , una película comestible, goma de mascar, lechada oral, limpiadores líquidos de dentadura, líquidos de almacenamiento de dentadura, e hilo dental, que pueden rutinariamente utilizarse por cualquier sujeto. Un compuesto BT microparticulado puede incorporarse en las composiciones para la higiene oral y sobre dispositivos que se utilizan principalmente por profesionales del cuidado oral, incluyendo, por ejemplo, tratamientos líquidos de fluoruro, composiciones de limpieza, composiciones abrillantadoras, enjuagues orales, hilo dental y herramientas de limpieza. Las presentes modalidades contemplan el reemplazo de los antimicrobianos formulados con composiciones para el cuidado oral y/o recubiertas sobre los dispositivos, que describen en la técnica, con los compuestos BT microparticulados actualmente descritos para proporcionar las ventajas descritas en la presente, incluyendo el intervalo de actividades antimicrobianas, solubilidad y biodisponibilidad, efectos anti-biopelícula , no toxicidad, mejoramiento de las eficacias antibióticas , y otras propiedades como se describen en las presente .
Un compuesto BT microparticulado también puede utilizarse para prevenir o tratar caries y/o inflamación (es decir, la reducción de la probabilidad de la aparición o recurrencia de caries y/o inflamación, respectivamente) a través de la administración del compuesto BT microparticulado a la superficie de los dientes, amalgama o composición. Una composición que comprende el compuesto BT microparticulado puede ser una composición mucoadhesiva que se aplica a la superficie de un diente y/o encías o la membrana de la mucosa oral puede estar en cualquier forma que se adhiere en un grado a la superficie o que suministra una cantidad farmacéuticamente efectiva del (de los) ingrediente (s) activo a la superficie deseada. Un compuesto BT microparticulado también puede formularse para liberarse lentamente de la composición aplicada al diente. Por ejemplo, la composición puede ser un gel (por ejemplo, un hidrogel, tiómero, aerogel u organogel) o líquido. Un organogel puede comprender un solvente orgánico, ácido lipoico, aceite vegetal, o aceite mineral. Tal formulación de recubrimiento en gel o líquida puede aplicarse al interior o el exterior de una amalgama u otra composición restaurativa. Una composición de lenta liberación puede suministrar una cantidad farmacéuticamente efectiva del compuesto BT microparticulado durante 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7 (una semana) días o por 2, 3, 4, 5, 6, 7 semanas, o 1, 2, 3, 4, 5, o 6 meses. Tales composiciones pueden preparase por un experto en la técnica utilizando cualquier número de métodos conocidos en la técnica.
En ciertas otras modalidades, y como se describe en la describe en la presente, las composiciones antimicrobianas son provistas para uso oral que comprenden el compuesto BT microparticulado y uno compuestos o agentes antimicrobianos adicionales. Particularmente útiles son las composiciones que comprenden un segundo agente antimicrobiano s y a que cuando se administra en combinación tiene efectos antimicrobianos potenciados o sinérgicos, como se describe en la presente. A manera de ejemplo, un efecto antimicrobiano mejorado puede observarse cuando un compuesto BT microparticulado se administra junto con un agente antimicrobiano que quelata el hierro. En otras modalidades particulares, un compuesto BT microparticulado se formula como un agente antiinflamatorio, un compuesto, una molécula pequeña o una macromolécula (tal como un péptido o un polipéptido) .
Cualquiera de los compuestos BT microparticuladas descritos en la presente pueden formularse para uso oral . En ciertas modalidades, los compuestos BT microparticulados que se preparan con tioles hidrófobos (por ejemplo, triclorofenol ) pueden utilizarse y pueden exhibir una capacidad que los compuestos BT menos hidrófobos para adherirse a los dientes y a los tejidos de la boca. Los compuestos BT que tienen una carga negativa neta, tales como aquellos que tienen una relación molar de 1:2 (bismuto a tiol) también pueden tener propiedades adhesivas favorables.
Las composiciones para higiene oral que comprenden un compuesto BT microparticulado además pueden comprender uno o más ingredientes activos y/o uno más excipientes o portadores oralmente adecuados. En una modalidad, las composiciones para la higiene oral además pueden comprender bicarbonato de sodio u otro compuesto o sustancia alcalina. Debido a las propiedades químicas y físicas del carbonato de sodio, tiene un amplio intervalo de aplicaciones, incluyendo limpieza, desodorizante, y abrillantador. El bicarbonato de sodio neutraliza los olores químicamente, en lugar de enmascararlos o absorberlos. El bicarbonato de sodio puede combinarse con el compuesto BT microparticulado ya sea como una mezcla de polvos, o disolverse o suspenderse en cualquiera de los polvos dentífricos, geles, pastas y líquidos descritos en la presente. En otras modalidades, el compuesto BT microparticulado puede combinarse con otras sustancias de bicarbonato o carbonato de metal alcalino (por ejemplo, bicarbonato de potasio o carbonato de calcio) que ayudan a mantener un pH alcalino deseado y que también poseen propiedades de limpieza y desodorizantes .
Las composiciones para higiene oral que comprende BT microparticulado además puede comprender uno o más los siguientes ingredientes.
Agentes antimicrobianos: por ejemplo clorhexidina; extracto de sanguinaria; metronidazol ; compuestos de amonio cuaternario (tales como cloruro de cetilpiridinio) ; bis-guanidas (por ejemplo, clorhexidina digluconato, hexetidina, octenidina, alexidina) ; compuestos bisfenólicos halogenados (por ejemplo, 2 , 2 ' metilenbis- (4-cloro-6-bromofenol) u otros compuestos antibacterianos fenólicos; alquilhidroxibenzoato ; péptidos antimicrobianos catiónicos; aminoglicósidos ; quinolonas; lincosamidas ; penicilinas; cefalosporinas , macrólidos; tetraciclinas ; otros antibióticos conocidos en la técnica; aceite esencial Coleus forskohlii; antimicrobianos de plata o plata coloidal; antimicrobianos a base de estaño o cobre; aceite de Manuka; orégano; timo; romero; u otros extractos herbales; extracto de semillas de toronja. Agentes antiinflamatorios o antioxidantes: por ejemplo ibuprofeno, flurbiprofeno, aspirina, indometazina, aloe vera, turmérico, extracto de hoja de olivo, tréboles, pantenol , retinol, ácido grasos omega-3, ácido gama- linoleico (GLA) , té verde, jengibre, semilla de uva, etc. Agentes anticaries ·. por ejemplo, fluoruro de sodio y estañoso, fluoruros de amina, monofluorofosfato de sodio, trimetafosfato de sodio, citrato de zinc u otros agentes de zinc, y caseína. Reguladores de pH de placa: por ejemplo, urea, lactato de calcio, glicerofosfato de calcio, y poliacrilatos de estroncio. Vitaminas: por ejemplo, vitaminas A, C y D. Extractos de plantas-Agentes insensibilizantes : citrato de potasio, cloruro de potasio, tartrato de potasio, bicarbonato de potasio, oxalato de potasio, citrato de potasio y sales de estroncio. Agentes anticalculo: por ejemplo, pirofosfatos de metal alcalino, polímeros que contienen hipofosfito, fosfonatos orgánicos y fosfocitratos , etc. Biomoléculas : por ejemplo, bacteriocinas , bacteriófagos, anticuerpos, enzimas, etc. Sabores : por ejemplo, aceites de hierbabuena y menta, hinojo, canela, etc. Materiales proteicos: por ejemplo, colágeno. Conservantes . Agentes opacantes . Agentes colorantes . Agentes que ajustan el pH. Agentes edulcorantes. Portadores farmacéuticamente aceptables: por ejemplo, almidón sacarosa, agua o sistemas de agua/alcohol, etc. Agentes tensioactivos : por ejemplo, agentes tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos y Zwiteriónicos o anfotéricos, saponinas de materiales vegetales (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,485,711). Materiales abrasivos en partículas : por ejemplo, sílices, alúminas. Carbonatos de calcio, fosfatos dicálcicos, pirofosfatos calcicos, hidroxiapatitas , trimetafosfatos , hexametafosfatos insolubles, materiales abrasivos en partículas aglomerados; tiza, tiza natural molida fina y similares. Humectantes : por ejemplo, glicerol, sorbitol, propilenglicol , xilitol, lactitol, etc. Aglutinantes y espesantes: por ejemplo, carboximetil celulosa de sodio, hidroxietil celulosa (Natrosol®) , goma de xantana, goma arábiga, polímeros sintéticos (por ejemplo, poliacrilatos y polímeros de carboxivinilo tales como Carbopol®) . Compuestos poliméricos que mejoran el suministro de ingredientes activos tales como los agentes microbianos. Reguladores de pH y sales para regular el pH y la resistencia iónica de las composiciones para el cuidado oral. Agentes blanqueadores: por ejemplo, compuestos peroxi (por ejemplo, peroxidifosfato de potasio). Sistemas efervescentes: por ejemplo, sistemas de bicarbonato de sodio/ácido cítrico. Sistemas de cambio de color. En modalidades particulares, un abrasivo es sílice o tiza natural molida fina.
Las composiciones para la higiene oral que comprenden un compuesto BT microparticulado que se formulan para utilizarse como pastas dentales además comprenden un humectante (por ejemplo glicerol o sorbitol) , un agente activo en la superficie, un agente de enlace y/o un agente saborizante. Las pastas dentales incluyen un agente edulcorante, un agente blanqueador, un conservante y un agente antimicrobiano. El pH y una pasta dental y otras composiciones para uso oral están típicamente entre un pH de 5.5 y de 8.5. En ciertas modalidades, las composiciones para la higiene oral, incluyendo la pasta dental, tienen un pH entre 7 y 7.5, entre 7.5 y 8, entre 8 y 8.5, o entre 8.5 y 9, que pueden mejorar la actividad antimicrobiana del compuesto BT microparticulado. Las composiciones de pastas dentales descritas en la presente pueden incluir uno o más de tiza, fosfato dicálcico dihidratado, sorbitol, agua, óxido de aluminio hidratado, sílice precipitada, laurilsulfato de sodio, carboximetilcelulosa de sodio, saborizante, monooleato de sorbitán, sacarina sódica, pirofosfato tetrasódico, metilparabeno, propilparabeno . Uno o más agentes de coloración, por ejemplo, Azul FD y C, pueden utilizarse si se desean. Otros ingredientes adecuados que pueden incluirse en una formulación de pasta dental se describen en la técnica, por ejemplo en la Patente de E . U. A. No. 5,560,517.
En una modalidad particular, la composición para higiene oral es una aspersión para la boca y comprende un compuesto BT microparticulado, un regulador de pH de alcalino (por ejemplo, bicarbonato de potasio), un alcohol, un componente edulcorante, y un sistema de sabor. El sistema saborizante también puede tener uno o más de los siguientes: un saborizante, un humectante, un agente tensioactivo, un edulcorante, y un agente colorante (ver por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,579,513) . Los agentes tensioactivos descritos en la presente y conocidos en la técnica para utilizarse en composiciones para la higiene oral pueden ser aniónicos, no iónicos, o anfotéricos.
En otra modalidad, la composición para la higiene oral que contiene BT microparticulado puede combinarse con ingredientes activos adicionales tales como taurolidina y taurultamo, que han sido descritos en la técnica como útiles para incluirse en las pastas dentales, geles para los dientes y lavados bucales para tratar serias infecciones (ver, por ejemplo, la Solicitud de Patente del Reino Unido No. GB 1557163, Patente de E. U. A. No. 6,488,912). Como se describe en la presente, el BT microparticulado también puede combinarse con uno o más agentes antimicrobianos adicionales que cuando se combina con BT microparticulado, la combinación tiene efectos aditivos o sinérgicos.
En aún otra modalidad particular, una composición para la higiene oral descrita en la presente además puede comprender por lo menos uno o más agentes anti-biopelícula para controlar el desarrollo de la biopelícula, alterar una biopelícula, o reducir la cantidad de biopelícula. Como se entiende en la técnica, la percepción en quorum inter-especie se relaciona con la formación de la biopelícula. Ciertos agentes que incrementan la trayectoria dependiente de LuxS o la señal de percepción quorum inter-especie (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 7,427,408) contribuyen a controlar el desarrollo y/o la proliferación de una biopelícula.
Otros agentes ilustrativos incluyen, a manera de ejemplo compuestos de bloqueo de N- (3-oxododecanoil) -1-homoserina lactona (OdDHL) y análogos de N-butiril-1-homoserina lactona (BHL) , ya sea en combinación o de manera separada (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,455,031). Una composición para la higiene oral que comprende un compuesto BT microparticulado y por lo menos un agente anti-biopelícula pueden suministrarse bucalmente para la alteración e inhibición de la biopelícula bacteriana y para el tratamiento de enfermedad periodontal (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,726,898).
Una composición para la higiene oral descrita en la presente puede contener una cantidad suficiente de un compuesto BT microparticulado que efectúa la acción antimicrobiana sustancial durante el tiempo requerido para un cepillo dental normal, un enjuague bucal o el uso de hilo dental. Como se describe en la presente, un compuesto BT microparticulado puede retenerse en las superficies orales (tal como el diente, amalgama, composición, membrana mucosa, encías) . Un compuesto BT microparticulado retenido en los dientes y las encías después de completar el cepillado, el enjuague, el uso de hilo dental, por ejemplo, puede continuar proporcionando una acción anti -biopelícula y antiinflamatoria extendida.
En otras modalidades, los compuestos BT microparticulados se liberan lentamente de los polímeros mucoadhesivos y otros agentes que contribuyen a la retención del compuesto BT microparticulado en la mucosa, el diente y las superficies de restauración. Los compuestos BT microparticulados pueden agregarse a composiciones estables, viscosas, mucoadhesivas acuosas, que también pueden utilizarse para la prevención y el tratamiento de trastornos ulcerativos, inflamatorios, y/o erosivos de las membranas mucosas y/o el suministro de compuestos farmacéuticamente activos a la superficies de la mucosa para tratamiento tópico o transferir a la circulación sistémica (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 7,547,433).
En otra modalidad, las composiciones para la higiene oral que comprenden un compuesto BT microparticulado además comprenden aceite de olivo, que puede mejorar la remoción de la placa. El uso del aceite de olivo es un producto previsto para la higiene oral, tal como una pasta dental, un lavado bucal, una aspersión, un inhalador oral, o una goma de mascar, que puede contribuir a la eliminación o reducción (una disminución) de la placa bacteriana y/o para la eliminación o reducción (disminución de) en el número de bacterias presentes en la cavidad bucal, por lo tanto obteniendo una reducción en la aparición de enfermedades dentales (por ejemplo, caries dental, enfermedad periodontal) , y halitosis (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 7,074,391) En otras modalidades, una composición para higiene oral que comprende un compuesto BT microparticulado además comprende una preparación desinfectante mucosa para aplicación tópica en la boca. Una composición para la higiene oral además comprende una lechada acuosa útil para limpiar la lengua y la garganta (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,861,049). En aún modalidad, una composición para la higiene oral comprende un compuesto BT microparticulado que además puede comprender por lo menos una menta que se utiliza para evitar (es decir, reducir la probabilidad de la aparición) de la formación de una cavidad (caries dental) o la reducción del número de cavidades. Una de tales mentas, denominada CaviStat® (Ortek Therapeutics , Inc., Rolsyn Heights, NY) , contiene arginina y calcio, que ayudan a neutralizar el pH ácido y mejorar la adherencia de calcio a la superficie del esmalte. La inclusión de menta en una composición para el cuidado oral comprende un compuesto BT microparticulado que puede de esta formar aumentar el pH y mejorar la adherencia del compuesto BT microparticulado a las superficies orales.
Composiciones Activas que Comprenden Tiol de bismutoes Microparticulados Formulados para Uso Dental y Ortopédicos . En otra modalidad, las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado se formulan para utilizarse en métodos para prevenir o reducir el crecimiento microbiano en una prótesis ósea o de articulación o el tejido y la estructura esquelética adyacente a la prótesis ósea o de articulación. En una modalidad particular, se proporcionan métodos para utilizar las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado para prevenir y/o tratar infecciones microbianas e inflamación que resulta de un procedimiento ortopédico (por ejemplo, cirugía ortopédica, terapia ortopédica, artroplastia (por ejemplo, artroplastia de dos pasos) , terapia de ortodoncia) . En ciertas modalidades, las composiciones comprenden un compuesto BT microparticulado y cemento óseo, en otras ciertas modalidades comprende un compuesto BT microparticulado y cemento dental. Esta composiciones por consiguiente son útiles para prevenir y/o tratar (es decir, reducir o inhibir el desarrollo de, reducir la probabilidad de la aparición y recurrencia de) infecciones microbianas del esqueleto y la estructura de soporte (es decir, huesos, articulaciones, músculos, ligamentos, tendones), tales como la osteomielitis. Las composiciones descritas en la presente que comprenden un compuesto BT microparticulado y un cemento óseo o cemento dental también pueden ser útiles para prevenir y/o controlar (es decir, alentar, retardar, inhibir) el desarrollo de la biopelícula, la alteración de una biopelícula o la reducción de la cantidad de biopelícula presente en una articulación o la superficie, tal como la superficie de una articulación, hueso, ligamento, tendón o diente o una articulación de reemplazo, hueso (parcial o total), ligamento, tendón o diente .
Un cemento como se describe en la presente y se conoce en la técnica es una sustancia adhesiva que une los materiales juntos y que es capaz de endurecer. Tal sustancia es capaz de unir tejidos juntos o capaz de unir dispositivo protésico o artificial (por ejemplo, articulación, hueso o diente protésico) al tejido adyacente. Los cementos óseos incluyen, por ejemplo, polimetilmetacrilato (P MA) , fosfato de magnesio y fosfato de calcio. Las formas de fosfato de calcio se utilizan como "hueso de reemplazo" para tratar fracturas y rupturas en el hueso que no pueden sanar lo suficientemente rápido y/o apropiadamente sin el material implantado. Las composiciones que comprenden un cemento óseo (por ejemplo, fosfato de calcio) y un compuesto BT microparticulado pueden utilizarse para tratar defectos óseos porosos mediante la provisión de la integridad mecánica al hueso poroso. Los cementos pueden reabsorberse o pueden permanecer en el sitio del implante.
En modalidades particulares, las composiciones descritas en la presente que son útiles como cementos óseos comprenden un compuesto BT o un compuesto BT microparticulado y una preparación de fosfato de calcio o fosfato de magnesio adecuado para utilizarse como un cemento óseo. Una preparación de fosfato de calcio o de sulfato de magnesio también puede nominarse en la presente como un cemento que contiene fosfato de calcio o un cemento óseo de fosfato de calcio o cemento óseo que contiene fosfato de magnesio o cemento óseo de fosfato de magnesio, respectivamente. El fosfato de calcio puede incluirse en las composiciones en cualquiera de las varias formas conocidas y utilizarse en la técnica e incluir, a manera de ejemplo no limitante, cemento de hidroxiapatita Cal0 (P04) 6 (OH) 2) ; brushita (CaHP04 * 2H20) ; monetita (CaHP04) ; hidroxiapatita deficiente en calcio (CDHA, Ca9 (P04) 5HPO4OH) ; sulfato/fosfato de calcio (CSPC) (ver, por ejemplo, Hu y otros, J. Mater. Sci. Mater. Med. 2009 Octubre 13, e-publicación antes de impresión) cements. Un fosfato magnésico utilizado en la técnica es el denominado cemento de estruvita (MgNH P04 * 6H20) (ver, por ejemplo, Grosshardt y otros, Tissue Eng. Parte A, 2010 Julio 30, e-pub antes de la impresión; ver también, por ejemplo, Bohner y otros, J. Pharm. Sci. 86:565-72; (1997); Fulmer y otros, 3:299-305 (1992); Lobenhoffer y otros, J. Orthopaedic Trauma 16:143-49 (2002); Lee y otros, J. Carniofac. Surg. 21:1084-88 (2010)). En una modalidad particular, las composiciones descritas en la presente comprenden un compuesto BT microparticulado y un cemento óseo que contiene fosfato de calcio que comprende sulfato/fosfato de calcio (CSPC) como la forma del fosfato de calcio (ver, por ejemplo, Hu y otros, J. Mater. Sci. Mater. Med. 2009 Octubre 13, e-publicación antes de la impresión). En ciertas otras modalidades, las composiciones comprenden un compuesto BT microparticulado y un cemento de fosfato de calcio o fosfato de magnesio que además comprende chitosán (biopolímero de células de crustáceo) ; por lo menos uno o más antibióticos o agentes antimicrobianos; y/o por lo menos uno o más agentes antiinflamatorios .
Los cementos óseos han sido utilizados en la técnica para liberarse de los fármacos y agentes. En ciertas modalidades particulares, un cemento de fosfato de calcio puede estar en la forma, al menos en parte, de una micro-esfera de hidroxiapatita que encapsula un agente (tal como un agente antimicrobiano) para uso terapéutico (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. 6,730,324). Tales cementos que incluyen micro-esferas son útiles para la lenta liberación del agente incluido dentro de la micro-esfera. Se contemplan en la presente composiciones que comprenden micro-esferas de fosfato de calcio que comprenden un compuesto BT microparticulado.
También se proporcionan en la presente composiciones que comprenden compuesto BT microparticulado y un segmento óseo PMMA. El segmento óseo PMMA puede formularse con un compuesto BT microparticulado de acuerdo los métodos descritos en la presente para formular PMMA como otros agentes que tienen actividad antimicrobiana (ver, por ejemplo, la Solicitud de la Patente Europea No. EP1649874) .
También se proporcionan en la presente composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y un cemento dental (es decir, un adhesivo dental) , cuyas composiciones pueden utilizarse para inhibir, prevenir o tratar una infección microbiana de los dientes o las encías. Los cementos dentales pueden comprender cualquiera de los siguientes compuestos o composiciones: fosfato de zinc, ionómeros de vidrio, fosfato alfa-tricálcico, (a-TCP) , alquil metacrilato (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,971,528); óxido de bismuto (ver, por ejemplo, Bueno y otros, Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol . Oral Radiol . Endod. 107:e65-69 (2009)); y un agregado de trióxido mineral (MTA) (ver, por ejemplo, Hwang y otros, Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Endod. 107:e96-l 02 (2009)).
Las modalidades de la presente contemplan el reemplazo de antimicrobianos formulados con cemento dental o cemento óseo, que se describen en la técnica, con los compuestos BT microparticulados actualmente descritos para proporcionar las ventajas descritas en la presente, incluyendo el intervalo de actividades antimicrobianas, solubilidad y biodisponibilidad, efectos anti-biopelícula, no toxicidad, potenciación de las eficacias antibióticas , y otras propiedades como se describen en la presente. Los eventos óseos y dentales pueden formularse con un compuesto BT microparticulado y uno o más antibióticos adicionales de acuerdo con los métodos descritos en la técnica (ver, por ejemplo, Solicitud de Publicación de Patente de E. U. A. No. 2006/0205838; Alt y otros, Antimicrob. Agents Chemother. 48:4-84-88 (2004); Bohner y otros, supra; Bueno y otros, s pra; Chuard y otros, Antimicrob. Agents Chemother. 37:625-32 (1993); J". Orthopaed. Res. 27:1008-15 (2009); De Lalla, J. Chemother. 13:48-53 (2001); Domenico y otros, Peptides 25:204 7-53 (2004); idmer y otros, Antimicrob. Agents Chemother. 35 : 741-46 (1991) ) .
La cantidad de un compuesto BT utilizado en una composición que contiene BT microparticulado comprende cemento óseo o cemento dental que pueden estar en el intervalo de aproximadamente 10-500 g de BT por gramo del cemento respectivo. Los compuestos BT microparitculados , solos o en combinación con por lo menos un antibiótico adicional, proporcionan las ventajas como se describen en la presente sobre los antibióticos actualmente utilizados en cementos óseos y dentales. Las composiciones descritas en la presente que comprenden un compuesto BT microparticulado y cemento óseo (por ejemplo, fosfato de calcio) o cemento dental además pueden comprender uno o más compuestos o agentes antimicrobianos adicionales. Particularmente útiles son las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y un segundo agente antimicrobiano que cuando se administra en combinación tiene efectos antimicrobianos potenciados o sinérgicos, como se describe en la presente. A manera de ejemplo adicional, un efecto antimicrobiano potenciado puede observarse cuando el compuesto BT microparticulado se administra junto con un agente antimicrobiano que quelata el hierro. En otras modalidades particulares, un compuesto BT microparticulado se formula con un agente antiinflamatorio, compuesto, molécula pequeña o macromolécula (tal como un péptido o polipéptido) .
Las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y el cemento óseo como se describe en la presente pueden también ser útiles para recubrimiento de hardware (por ejemplo, tornillos, placas, grapas, terminales y cables y similares) que se utilizan para acoplar, estabilizar o fijar una fractura, fusión, osteotomía o reemplazo de articulación. Las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y un cemento dental como se describe en la presente pueden utilizarse para el recubrimiento de la punta dental, la tapa del diente, un forro un diente o un relleno dental o composición de restauración dentro de un diente, o similar. Estas composiciones pueden formularse en un recubrimiento que puede aplicarse a, fijarse a, adherirse a, o en alguna forma colocarse en contacto de una superficie del hardware relacionado con el hueso y/o articulación. En modalidades particulares, el recubrimiento comprende un compuesto BT microparticulado y un cemento óseo de fosfato de calcio o fosfato de magnesio. El compuesto BT microparticulado y el fosfato de calcio o fosfato de magnesio se formulan juntos para la aplicación al hardware del hueso de acuerdo con los métodos practicados en la técnica. Por ejemplo, una composición que comprende un compuesto BT microparticulado y cemento óseo (por ejemplo cemento óseo de fosfato de calcio o fosfato de magnesio) puede estar en la forma de un líquido, gel, pasta o aspersión (por ejemplo, una aspersión térmica, que incluye una aspersión de plasma) para la aplicación al hardware. La composición que comprende un compuesto BT microparticulado y un cemento óseo puede ser un gel (por ejemplo, un hidrogel, tiómero, aerogel u organogel) o líquido. Un organogel puede comprender un solvente orgánico, ácido lipoico, aceite vegetal, o aceite mineral. Una composición de lenta liberación puede suministrar una cantidad antimicrobianamente efectiva del compuesto BT microparticulado durante 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7 (una semana) días o por 2, 3, 4, 5, 6, 7 semanas, o 1, 2, 3, 4, 5, 0 6 meses. El grado de liberación puede controlarse al menos en parte, de acuerdo con la porosidad del cemento (ver, por ejemplo, Bohner y otros, supra) .
Las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y cemento óseo o cemento dental pueden combinarse con por lo menos otro agente antimicrobiano (por ejemplo, un segundo, tercero, cuarto y etc., agente antimicrobiano) que cuando se administra en combinación tiene efectos antimicrobianos potenciados o sinérgicos (por ejemplo, mayores que un efecto aditivo) . A manera de por ejemplo un efecto antimicrobiano mejorado puede observarse cuando un compuesto BT microparticulado se administra junto con un agente antimicrobiano que quelata el hierro. En modalidades particulares, las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y cemento óseo o cemento dental pueden combinarse con por lo menos otro agente antimicrobiano y/u otro agente antiinflamatorio seleccionado de los siguientes: Agentes antimicrobianos : por ejemplo, clorhexidina; extracto sanguíneo; metronidazol ; compuesto de amonio cuaternario (tal como clorhidrato de cetilpiridinio) ; bisguanidas (por ejemplo, digluconato de clorhexidina, hexetidina, octenidina, alexidina) ,· compuesto bisfenólico halogenado (por ejemplo, 2 , 21 metilenebis- (4-cloro-6-bromofenol) u otros compuestos fenólicos antibacterianos; alquilhidroxibenzoato; péptidos catiónicos antimicrobianos; aminoglicósidos; quinolonas; lincosamidas ; penicilinas; cefalosporinas , macrólidos; tetraciclinas ,- otros antibióticos conocidos en la técnica; aceite esencial de Coleus forskohlii; antimicrobianos de plata o plata coloidal; antimicrobianos a base de cobre o estaño; aceite de Manuka; orégano; timo; romero; u otros extractos herbales; y extracto de semilla de toronja. Agentes antiin^laniatorios o antioxidantes , por ejemplo, ibuprofeno, flurbiprofeno, aspirina, indometacina, aloe vera, turmérico, extracto de aceite de olivo, clavos de olor, pantenol, retinol, ácidos grasos ómega-3, ácidos gama-linolénicos (GLA) , té verde, jengibre, semilla de uva, etc.. En modalidades particulares, las composiciones comprenden un compuesto BT microparticulados y cemento óseo o cemento dental también pueden contener un antibiótico seleccionado de clindamicina , vancomicina, daptomicina, cefazolina, gentamicina, tobramicina, metronidazol , cefaclor, ciprofloxacina, u otros antimicrobianos tales como un compuesto de amonio cuaternario (por ejemplo, cloruro benzalconio, cloruro de cetilpiridinio) , y zeolita antimicrobiana, hidróxido de un metal alcalino, o un óxido metálico alcalinotérreo . Las composiciones pueden opcionalmente comprender uno o más portadores farmacéuticos idóneos (por ejemplo, excipientes) , surfactantes , reguladores de pH, diluyentes, y sales, y agentes blanqueadores, los cuales son descritos en la presente. Los agentes antimicrobianos pueden formularse con cementos dentales y cementos óseos como se describe en la presente y en la técnica (ver, por ejemplo, Akashi y otros, Biomaterials 22:2713- 17 (2001); Patente de E.U.A. No. 6,071,528; Alt y otros, supra) .
Los modelos de animal de infección corporal foránea pueden utilizarse para caracterizar la actividad antimicrobiana de las composiciones que comprenden un compuesto BT microparticulado y un cemento dental o cemento óseo (ver, por ejemplo, Chuard y otros Antimicrob . Agents Chemother. 1993; 37:625-32). La eficacia in vivo de los antibióticos en estos modelos se co-relaciona con la habilidad de los antimicrobianos para aniquilar microorganismos en la fase estacionaria y los que son adherentes al material foráneo (ver, por ejemplo, idmer y otros J. Infect. Dis. 1990; 162:96-102; Widmer y otros Antimicrob Agents Chemother 1991 ; 35: 741 -6; ver también, por ejemplo, Karchmer. Clin. Infect. Dis. 1998; 27: 714-6).
A manera de por ejemplo no limitante y para propósitos de ilustración solamente, un cemento óseo puede comprender un compuesto BT microparticulado en 75% (2/2) de co-polímero de metilmeta acrilato de estireno, 15% de polimetilmetacrilato (para ayudar al manejo de la composición) , y 10% sulfato de bario (para radio-opacidad) , y de aproximadamente 10 a aproximadamente 500 g de un compuesto BT microparticulado por gramo de polvo de cemento (por ejemplo, 0.001 - 0.05% p/p) · En otras modalidades particulares, por lo menos puede agregarse un agente antimicrobiano adicional.
Composiciones que comprenden Tiol de bismutoes microparticulados formulados con pinturas y recubrimientos de pintura En ciertas otras modalidades se contempla la incorporación de compuestos BT microparticulados descritos en la presente en pinturas o sobre pinturas como recubrimientos para reducir las bio- incrustaciones y la prevención y/o control (es decir, alentamiento, retardo, e inhibición) del desarrollo de la película, alteración de la película, o la reducción de la cantidad de la biopelícula presente en una superficie pintada. Las composiciones descritas en la presente comprenden un compuesto BT microparticulado que puede formularse con una pintura o recubrimiento de pintura que se aplica a cualquiera de numerosos artículos de fabricación, incluyendo pero no limitándose a, dispositivos médicos, dispositivos ortopédicos, dispositivos dentales, dispositivos industriales, dispositivos electrónicos, paredes, pisos, techos, cielos rasos, pilotajes, muelles, ancladeros, tuberías, líneas de tubería y estructura de tubería (por ejemplo, filtros de entrada, torres de enfriamiento), intercambiadores de calor, presas, y textiles, y otras superficies, tales como las presentes en y sobre vehículos de todos los tipos, incluyendo automóviles, trenes, aviones, y navios acuáticos tales como barcos, botes, submarinos, y otros navios acuáticos.
En una modalidad particular, las composiciones y métodos descritos en la presente son útiles para prevenir y/o reducir las bio-incrustaciones o las biopelículas que se forman en los artículos de fabricación que se exponen al agua. La formación de biopelícula en las superficies en el entorno marino se cree que es un factor importante que contribuye a la colonización y reclutamiento de algunas comunidades invertebradas situadas en estructuras marinas (ver, por ejemplo, Siboni y otros, FEMS Microbiol Lett 2007; 274: 24-9) . Las posteriores interacciones de la macrobiota con estas películas microbianas conduce dentro de días o semanas al acoplamiento y al crecimiento de invertebrados y algas, que representan la mayor parte de los obstáculos hidrodinámicos asociados con las bio- incrustaciones (ver, por ejemplo, Schultz, Biofouling 2007; 23:331-41). Las biopelículas viejas sobre el acoplamiento de larvas, de lapas soportadas, independientemente del tipo se sustrato (ver, por ejemplo, Hunga y otros, J Exptl Marine Biol Ecol 2008; 361: 36-41) . Las biopelículas también significativamente aumentan la resistencia a la adhesión en ascidian Phallusia nigra, el gusano de tubo Poliqueto, Hydroides elegans, y el anfitrito de Balano de lapa en una o más de las etapas de desarrollo (ver, por ejemplo, Zardus y otros, Biol Bull 2008; 214: 91-8) . Las biopelículas también pueden mejorar el acoplamiento de mejillones Zebra (Dressena polymorpha) en algunas superficies artificiales (ver, por ejemplo, Kavouras & Maki . Inverteb Biol 2005; 122:138-51), que ha resultado en millones sino billones de pérdidas de ingresos y costos de los mariscos, generación de energía e industrias de fabricación y para instalaciones de agua y tratamiento de agua residual y ha causado un daño significativo a los ecosistemas a los cuales se introduce a los mejillones.
En la marina, el salobre, y los entornos de agua fresca, recolectan organismos, los asientan, los acoplan y crecen en estructuras y navios sumergidos. Tales organismos incluyen algas, hongos y otros microorganismos, y animales acuáticos, tales como tunicados, hidroides, ostras, briozoos, gusanos poliquetos, esponjas y lapas. La presencia de estos organismos conocidas como "Incrustaciones" de una estructura, pueden ser perjudiciales, por ejemplo, mediante la adición de peso a la estructura y/o la obstaculización de sus hidrodinámicos por lo tanto reduciendo su eficacia operativa, aumentando la susceptibilidad a la corrosión y degradando o fracturando la estructura.
Ciertas pinturas y recubrimientos utilizados a la fecha para evitar o reducir las incrustaciones y la producción de biopelículas incluyen componentes tóxicos que a pesar de que inhiben la formación de bio-incrustaciones y de bio-películas pueden ser tóxicos para la flora y fauna deseada y benéfica. Los biocidas ilustrativos y las toxinas químicas incluyen cobre y compuestos que contienen cobre (por ejemplo, óxido cuproso) , mercurio, arsénico, óxido de tributilestaño (TBT) , órgano-estaño (es decir, estaño con uno o más grupos de carbono acoplados) , compuestos hexio dos-partes de bisfenol-A- (epiclrohidrina epoxi , resina de glicidil éter disfuncional, éter epoxi de glicidilo, y metaborato epoxi de bario.
Los compuestos BT microparticulados actualmente descritos proporcionan una alternativa no-toxica y proporcionan las ventajas descritas en la presente, incluyendo el intervalo de actividades antimicrobianas, solubilidad y biodisponibilidad, efectos anti-biopelícula, potenciación de las eficacias antibióticas , y otras propiedades como se describe en la presente. Los compuestos BT microparticulados pueden sustituirse por otros agentes antimicrobianos en pinturas y recubrimientos de pintura y pueden incorporarse en estas pinturas y recubrimientos de pintura mediante la integración de los compuestos BT microparticulados y los métodos descritos en la presente, con procesos conocidos para producir pinturas y recubrimientos de pintura que incluyen agentes biocidas (ver, por ejemplo, Patente de E.U.A. Nos. 4,596,724; 4,410,642; 4,788,302; 5,470,586; 6,162,487; 5,384,176; Publicación de Solicitudes de Patente de E.U.A. Nos. 2007/125703 y 2009/0197003; Gerhart y otros, J. Chem. Ecol . 14:1905-17 (1988); Sears y otros, J. Chem. Ecol. 16:791-99 (1990); Ganguli y otros, Smart Mater. Struct. 18: 104027 (2009); Cao y otros, ACS Applied Materials Interfaces 1:494 (2009); Kumar y otros, Nature Materials 7:236-41 (2008)). Las pinturas entre las cuales los compuestos BT microparticulados pueden incorporarse incluyen epoxi, silicona, o pinturas a base de acrílico. En modalidades más particulares, el compuesto BT microparticulado puede incorporarse en pinturas formuladas para uso marino y exposición a agua marina y que incluyen, por ejemplo, pintura a base de resina de álcide, a base de bitumen, pinturas a base de Gilsonita, a base de goma clorada, y pinturas a base de resina epoxi .
Los agentes antimicrobianos pueden liberarse en una forma controlada mediante la incorporación de agentes en el recubrimiento de pinturas. Los métodos para mejorar el grado de liberación del fármaco de un material de composición son conocidos en la técnica. El material de la composición puede incluir una matriz polimérica bio-absorbible natural o sintética y una fase de partículas de fármaco dispersada en la misma (ver, por ejemplo, Patentes de E.U.A Nos. 7, 419,681 y 5,028,664; ver también, por ejemplo, Solicitud de Patente de E.U.A. No. 2009/0043388) . A manera de ejemplo, una composición de recubrimiento de pintura que eluye el fármaco puede comprender por lo menos un compuesto BT microparticulado dispersado en aglutinantes modificados, biológicamente activos.
Un compuesto BT microparticulado también puede formularse lentamente de la composición que comprende el compuesto BT microparticulado aplicado a la superficie pintada. Un compuesto BT microparticulado también puede incorporarse en un recubrimiento (por ejemplo, un recubrimiento epoxi), que puede aplicarse a, fijarse a, adherirse a, o en alguna forma colocarse en contacto con una superficie de una estructura pintada o artículo de fabricación. Un compuesto BT microparticulado puede liberarse lentamente de tales composiciones. Una composición de lenta liberación comprende un compuesto BT microparticulado que puede ser un gel (por ejemplo, a hidrogel, tiómero, aerogel, u organogel) o líquido. Un organogel puede comprender un solvente orgánico, ácido lipoico, aceite vegetal, o aceite mineral. Una composición de lenta liberación puede suministrar una cantidad antimicrobianamente efectiva del compuesto BT microparticulado por 1, 2, 3, 4, 5, 6, o 7 (a la semana) días o por 2, 3, 4, 5, 6, 7 semanas, o 1 , 2, 3, 4, 5, o 6 meses.
Otros recubrimientos utilizados en la técnica y con los cuales los compuestos BT microparticulados descritos en la presente pueden formularse incluyen polisacáridos que incluyen una matriz de polisacárido reversiblemente entrelazada con cationes metálicos polivalentes {ver, por ejemplo, Publicación de Solicitud de Patente de E.U.A. No. 2009/0202610) ; nanotubos de titanio; superficies nanoestructuradas ; nanoceria recubierta con dextrano biocompatible con propiedades antioxidantes dependientes del pH; polímeros de bloque de polisulfona ; y otros recubrimientos biodegradables (ver también, por ejemplo, Patente de E.U.A. No. 6,162,487). Otros recubrimientos contemplados en la presente son la formulación de compuestos BT microparticulados con recubrimientos anti-corrosión y anti-incrustaciones antisépticos usados en la industria, e incluyen a manera de ejemplo no limitante, cera de Carnauba fluoropolímero, Xylan®, PTFE, y materiales moly.
La concentración del compuesto BT microparticulado (en peso) dentro de la pintura o recubrimiento de pintura puede, por ejemplo, variar de tan bajo como aproximadamente 0.001 % a aproximadamente 0.1 %, dependiendo del uso previsto de las propiedades deseadas de la pintura o el recubrimiento de pintura. El compuesto BT microparticulado (o una composición que comprende el compuesto BT microparticulado) incorporado en una pintura o recubrimiento de pintura puede combinarse con por lo menos otro agente antimicrobiano (por ejemplo, un segundo, tercero, cuarto, etc., agente antimicrobiano) que cuando se administra en combinación tiene efectos antimicrobianos potenciales o sinérgicos como se describe en la presente. A manera de un ejemplo no limitante, un agente antimicrobiano que puede incluirse en una composición comprende un compuesto BT microparticulado que incluye clorhexidina; extracto sanguíneo; metronidazol ; compuestos de amonio cuaternario (tal como cloruro de cetilpiridinio) ; bis-guanidas (por ejemplo, digluconato de clorhexidina, hexetidina, octenidina, alexidina) ,- compuestos bisfenólicos halogenados (por ejemplo, 2 , 2 'metilenbis- (4-cloro-6-bromofenol) u otros compuestos fenólicos antibacterianos; alquilhidroxibenzoato; péptidos catiónicos antimicrobianos; aminoglicósidos ; quinolonas; lincosamidas; penicilinas; cefalosporinas , macrólidos; tetraciclinas ; otros antibióticos conocidos en la técnica; aceite esencial de Coleus forskohlii; antimicrobianos de plata o plata coloidal; antimicrobianos a base de cobre o estaño; aceite de Manuka; orégano; timo; romero; u otros extractos herbales; y extracto de semilla de toronja. Las composiciones también pueden opcionalmente comprender un agente tensioactivo, diluyente o portador, regulador de H, y/1 agente blanqueador, que se describen anteriormente y en la presente Composiciones que comprenden Tiol de bismutoes Microparticulados Formulados con Compuestos de Concreto y Cemento Ciertas otras modalidades contemplan la incorporación de compuestos BT microparticulados descritos en la presente en cementos industriales y en o sobre el concreto, mortero, y lechada, incluyendo el recubrimiento de concreto, mortero, y lechada para prevenir y/o controlar (por ejemplo, alentar, retardar, inhibir) el desarrollo de la biopelícula, la alteración de una biopelícula, o la reducción de la cantidad de biopelícula presente en una superficie de concreto. Los microrganismos que crecen en y dentro de las estructuras de concreto reducen la vida útil del producto y pueden poseer daños a la salud para animales y humanos que se exponen a los microorganismos presentes en una superficie de concreto {ver, por ejemplo, Idachaba y otros, Waste Manag.
Res. 19:284-91 (2001); Idachaba y otros, J. Hazard. Mater. 90:279-95 (2002); Tazaki , Canadian Mineralogist 30:431-34 (1992) ) .
Como se utiliza en la presente y en la técnica, el cemento se refiere a una sustancia en polvo seca (típicamente piedra caliza que puede también contener sustancias adicionales) que se utiliza para unir los materiales agregados de concreto. Los cementos ilustrativos que se describen en la técnica se denominan cemento Portland ordinario, cemento de horno de ráfaga Portland, cementos de albañilería, cementos de escoria de cal, y cementos de aluminato de calcio. Después de la adición de agua y/o aditivos a la mezcla del cemento es referida como concreto, especialmente si los agregados se han adicionado. El concreto es un material compuesto que consiste de cemento y agua agregados (por¦ ejemplo, grava y arena) . Los cementos utilizados en la construcción se caracterizan como hidráulicos o no-hidráulicos. Los cementos hidráulicos típicamente se utilizan para el terminado de edificios de ladrillos en climas húmedos; para construcción de mampostería de trabajos en puertos y similares que están en contacto con agua marina y el desarrollo de concretos fuertes.
Las composiciones descritas en la presente que comprenden compuestos BT microparticulados pueden utilizarse para cubrir o pueden mezclarse con cemento que se utiliza para estructuras de concreto que incluye, por ejemplo, puentes, edificios, tuberías, carreteras elevadas, túneles, cocheras de estacionamiento, plataformas petroleras en alta mar, cubiertas de anaqueles, banquetas, caminos de acceso, muelles de carga, ancladeros, paredes, estructuras de parques para patinar, estructuras de soporte de desperdicios radiactivos. Los compuestos BT microparticulados descritos en la presente pueden incorporarse en cemento como se describe en la técnica (ver, por ejemplo, Patente de E.U.A. No. 7, 507,281) . La alcalinidad del cemento o el concreto puede también mejorar el efecto antimicrobiano de los compuestos BT microparticulados .
El cemento también puede degradarse a través de la bacteria acidificante, tal como Thiobacillus thiooxidans . Como ejemplos no limitantes a manera de ilustración y no limitación, un compuesto de tiol de bismuto, BisEDT, (pero no actualmente descrito como un compuesto BT microparticulado) , demuestra que retarda el crecimiento de T. thiooxidans en concreto utilizado para sistemas de disposición de desperdicio nuclear. El intervalo antibacteriano efectivo de BisEDT en el concreto demostró que es de 10-500 g/g, o 0.001 -0.05%. Los niveles de BisEDT que interfirieron con la Resistencia del concreto. Otros compuestos, tales como BisPYR, pueden ser útiles para inhibir el desarrollo de incrustaciones y biopelícula por moldes y algas. Las presentes modalidades contemplan el reemplazo de los compuestos de tiol de bismuto y otros antimicrobianos con los compuestos BT microparticulados actualmente descritos para proporcionar las ventajas descritas en la presente, incluyendo el intervalo de actividades antimicrobianas, solubilidad y biodisponibilidad, efectos anti-biopelícula, no-toxicidad, mejoramiento de las eficacias antibióticas , y otras propiedades como se describe en la presente.
Los compuestos BT microparticulados pueden introducirse en una superficie de concreto manualmente o automáticamente como un gel, aspersión, pasta, líquido, o polvo u otras formas conocidas por el experto en la técnica. En modalidades particulares, un compuesto BT microparticulado, ya sea en forma de polvo o líquida se mezcla con por lo menos uno o más ingredientes adicionales, que pueden incluir al menos un ingrediente biológicamente activo adicional y/o un excipiente biológicamente inactivo, para formular el producto, que se suministra o inyecta periódicamente en o sobre la estructura de concreto (por ejemplo, sobre una superficie de la estructura de concreto que se expone particularmente una superficie expuesta al agua) . Las composiciones pueden prepararse por un experto en la técnica utilizando cualquier número de métodos conocidos en la técnica. A manera de ejemplo, un compuesto BT microparticulado en una cantidad antimicrobiana efectiva combinada con DMSO puede utilizarse (por ejemplo, 1 mg/ml del compuesto BT microparticulado en DMSO) . Con uso rutinario, un nivel de compuesto BT microparticulado que es suficiente para emitir la formación de la biopelícula es deseado. Sin embargo, en otras modalidades, el nivel de compuesto BT microparticulado puede ser mayor reducir, remover, alterar o eliminar las biopelículas existentes presentes en la superficie de concreto.
Un compuesto BT microparticulado también puede formularse para liberarse lentamente de la composición que comprende el compuesto BT microparticulado aplicado a la superficie de una estructura de concreto. Un compuesto BT microparticulado también puede incorporarse en un recubrimiento (por ejemplo, un recubrimiento epoxi) , que puede aplicarse a, fijarse a, adherirse a, o en alguna forma colocarse en contacto con una superficie de una estructura de concreto. Un compuesto BT microparticulado puede liberarse lentamente de tales composiciones. Una composición de lenta liberación comprende un compuesto BT microparticulado que puede ser un gel (por ejemplo, a hidrogel, tiómero, aerogel, u organogel) o líquido. Un organogel puede comprender un solvente orgánico, ácido lipoico, aceite vegetal, o aceite mineral. Una composición de lenta liberación puede suministrar una cantidad antimicrobianamente efectiva de compuesto BT microparticulado para 1 , 2, 3, 4, 5, 6, o 7 (por semana) días o por 2, 3, 4, 5, 6, 7 semanas, o 1 , 2, 3, 4, 5, o 6 meses.
El compuesto BT microparticulado (o la composición que comprende el compuesto BT microparticulado) puede combinarse con por lo menos otro agente antimicrobiano (por ejemplo, un segundo, tercero, cuarto, etc., agente antimicrobiano) que cuando se administra en combinación tiene efectos potenciados y/o sinérgicos como se describe en la presente. A manera de ejemplo, un efecto antimicrobiano potenciado y/o sinérgico puede observarse cuando el compuesto BT microparticulado se administra junto con un agente antimicrobiano que quelata e hierro. Un compuesto BT microparticulado descrito en la presente puede combinarse con por lo menos otro agente antimicrobiano, incluyendo un fungicida o un algicida. A manera de un ejemplo no limitante, un agente antimicrobiano que puede incluirse en una composición comprende un compuesto BT microparticulado que incluye clorhexidina ; extracto sanguíneo; metronidazol ; compuesto de amonio cuaternario (tal como cloruro de cetilpiridinio) ; bis-guanidas (por ejemplo, digluconato de clorhexidina, hexetidina, octenidina, alexidina) ; compuesto bisfenólico halogenado (por ejemplo, 2 , 2 ' metilenbis- (4 -cloro-6 -bromofenol ) u otros compuestos fenólicos antibacterianos; alquilhidroxibenzoato; péptidos catiónicos antimicrobianos; aminoglicósidos ; quinolonas; lincosamidas ; penicilinas; cefalosporinas , macrólidos; tetraciclinas ; otros antibióticos conocidos en la técnica; aceite esencial de Coleus forskohlii; antimicrobianos de plata o plata coloidal; antimicrobianos con base en cobre o estaño; aceite de Manuka; orégano; timo; romero; u otros extractos herbales; y extracto de semilla de toronja. Las composiciones también pueden opcionalmente comprender un agente tensioactivo, diluyente o portador, regulador de pH y/o agente blanqueador que se describen anteriormente y en la presente.
Los compuestos BT microparticulados que se preparan con tioles hidrófobos (por ejemplo, tioclorofenol) pueden utilizarse y pueden exhibir una mayor capacidad que menos compuestos BT menos hidrófobos para adherirse a las superficies de concreto, particularmente a las expuestas al agua. Los compuestos BT que tienen una carga negativa neta, tales como aquellos que tienen una relación molar de 1:2 (bismuto a tiol) pueden también tener propiedades aditivas favorables .
BT microparticulados en productos de goma, silicón y plástico Ciertas modalidades contemplan la incorporación de los compuestos BT microparticulados descritos en la presente en o sobre superficies artificiales que comprenden goma natural y sintética fabricada y/o recubrimientos de goma, incluyendo silicón y recubrimientos de silicón, para reducir las biopelículas y las bio- incrustaciones de tales superficies de goma, por ejemplo, en dispositivos médicos (por ejemplo, catéteres, stents, catéteres Foley y otros catéteres urológicos, tubos de gastrostomía , tubos de alimentación, etc.), dispositivos ortopédicos, dispositivos dentales, dispositivos industriales, dispositivos electrónicos, superficies, tales como aquellas presentes en y sobre los vehículos de todos tipos, incluyendo automóviles, llantas, la puerta y los perfiles de las ventanas, mangueras, cinturones, alfombras, pisos y amortiguadores (montajes anti-vibración) , trenes, aviones, barcos, botes, submarinos, pilotajes, tuberías, líneas de tubería, tubería y textiles, accesorios de plomería/agua, productos domésticos, materiales para pisos, productos de calzado, aparatos atléticos, teléfonos móviles, equipo de computadora y compuestos que utilizan rellenos orgánicos, productos para el exterior incluyendo cubiertas, marquesinas, lonas, impermeables, membranas para techo, y revestimientos de albercas para nadar, y también incluyen productos para la desinfección y sistemas para conservación de alimentos y bebidas, fabricación de farmacéuticos, y desinfección química y del agua .
Los compuestos BT microparticulados actualmente descritos pueden incorporarse en estos productos de gomas naturales o artificiales a través de la integración de las composiciones BT y los métodos descritos en la presente, con procesos de fabricación conocidos para estas categorías de artículos de fabricación. Como ejemplos no limitantes a manera de ilustración y no limitación, los BT (pero no los BT microparticulados actualmente descritos) se han incorporado en barras de poliuretano recubiertas con hidrogel e injertos de Dacron (Domenico y otros Antimicrob Agents Chemother 2001; 45:1417-1421; Domenico y otros, Peptides 2004; 25:2047-53). WO/2002/077095 y la solicitud de patente Japonesa 1997-342076 describen la pre-vulcanización y/o formulaciones de goma bruta vulcanizada que contienen compuestos a base de plata para proporcionar características antimicrobianas; Patentes de E.U.A. Nos. 6,448,306, 6,555,599, 6,638,993, 6,848,871 , 6,852,782, 6,943,205, y 7,060,739 enseñan el uso de agentes antimicrobianos a base de plata en una matriz de goma. Las composiciones de silicón que eluyen el fármaco pueden comprender un agente antimicrobiano dispersado en aglutinantes biológicamente activos modificados, que pueden aplicarse a dispositivos médicos u otras superficies sin utilizar portadores de polímero inertes (Publicación de Solicitud de E.U.A. No. 2009/0043388) .
Los aceites de silicón generalmente tienen pesos moleculares en el intervalo de 2,000 a 30,000 con viscosidades en el intervalo de 20 a 1,000 centistokes. Las gomas de silicón generalmente tienen pesos moleculares de 40,000 a 100,000 con viscosidades en el intervalo de 10 a 1,000 Stokes. El silicón se utiliza en una variedad de materiales que típicamente se someten a incrustación microbiana. Estos incluyen selladores, calafateo, grasa, aceite, aspersión, goma, mangueras e implantes. Los recubrimientos anti-incrustación y otros antimicrobianos a base de silicón han sido descritos pero sufren de inconvenientes asociados con una pobre eficacia, una pobre durabilidad, una pobre biocompatibilidad, la pérdida de actividad antimicrobiana, una corta vida útil, un alto costo de los materiales y otros aspectos (por ejemplo, Schultz J Fluids Eng 2004; 126:1039-47; Patente de E.U.A. 4,025,693; Yan & Li . Ophthal ologica 2008; 222:245-8; Patente de E.U.A. 6,221,498; Patente de E.U.A. 7,381,751; Solicitud de Patente Europea EP0506113; Sawada y otros JPRAS 1990;43:78-82; Tiller y otros Surface Coatings International Parte B: Coatings Transactions 2005; 88:1-82; Juhni y Newby Proceedings Annual Meeting Adhesión Society 2005; 28:179-181; Ozdamar y otros Retina 1999; 19:122-6; Piccirillo y otros J Mater Chem 2009; 19:6167; US Pub . 2009/0215924; Bayston y otros Biomaterials 2009; 30:3167-73; Gottenbos y otros Biomaterials 2002; 23:1417-23; Millsap y otros Antonie Van Leeuwenhoek 2001; 79:337-43). A pesar de que estas publicaciones describen métodos para la incorporación de materiales antimicrobianos en artículos de goma de fabricación, ninguno de los productos o procesos que describen ofrece las ventajas provistas por los BT microparticulados descritos en la presente.
Las presentes modalidades de esta forma contemplan la sustitución de los BT microparticulados descritos en la presente en estos y similares productos de goma (incluyendo silicón) y procesos, así como en metodologías de fabricación de plásticos y polímeros tales como aquellos con referenciados más adelante. En el caso de estos y otros contextos de fabricación conocidos, los BT microparticulados actualmente descritos pueden incorporarse con base en la descripción de la presente, en lugar de otros agentes antimicrobianos, para obtener las ventajas descritas en la presente como se proporcionan por los BT microparticulados, incluyendo el intervalo de actividades antimicrobianas, solubilidad y biodisponibilidad, efectos anti-biopelícula, no toxicidad, mejoramiento de las eficacias antibióticas y otras propiedades como se describe en la presente.
Los compuestos BT también pueden formularse, por ejemplo, a bajas concentraciones que no interfieren con el proceso de fabricación de la goma, en productos para reducir las bio-películas y evitar las incrustaciones en o sobre los productos del silicón. La concentración BT micropartículada (en peso) dentro del silicón puede, por ejemplo, variar de tan bajo de aproximadamente 0.0001% a aproximadamente 0.1%, dependiendo del uso previsto y las propiedades del producto de goma de silicón. Los BT microparticulados descritos en la presente similarmente pueden incorporarse como recubrimientos en silicona, o en geles de silicón o aceites, para evitar o tratar biopelículas con superficies de silicón durante periodos de tiempo extendidos. Las válvulas del puerto de inyección de la bomba de silicón se describen en WO/2008/064173 que exuda el aceite de silicón periódicamente de tal forma que la presencia en tales exudados de niveles antimicrobianos efectivos de los BT microparticulados descritos en la presente confieren capacidades de anti-biopelícula y/o anti- incrustación en artículos fabricados que contienen tales válvulas o dispositivos de goma de silicón similarmente configurados. El aceite erosionable se disemina a través de cualquier superficie en la vecindad de la válvula, proporcionando una fuente renovable de protección durante periodos de tiempo extendidos. Esta configuración puede, por ejemplo, construirse en las sub-superficies de los cascos del barco o en otras superficies expuestas a agua o humedad .
Para la retención mejorada de BT en las superficies de goma, los BT microparticulado descritos en la presente pueden seleccionarse para poseer mayor hidrofobicidad en virtud de la fracción tiol particular, por ejemplo, mediante el uso de un tiol hidrófobo (por ejemplo, tioclorofenol) , que puede tener propiedades adhesivas mejoradas, y/o a través de la inclusión de los BT que se hacen tener una carga negativa neta (por ejemplo, una relación molar de 1:2 de bismuto a tiol) que también puede poseer propiedades adhesivas mejoradas. Los materiales de silicón pueden, por ejemplo, ensamblarse en la presencia de concentraciones apropiadas de los BT microparticulados descritos en la presente a temperaturas de 100°C o más bajas. Los materiales bio-erosionables también pueden producirse para permitir la liberación gradual de tales a niveles que retardan la formación de la biopelícula, por ejemplo, alrededor de 1-2 ppm. En otras modalidades, los componentes de goma y/o plástico se contemplan los cuales se fabrican de materiales que lentamente eluyen los compuestos BT microparticulados y que pueden reemplazarse regularmente para evitar las bio-incrustaciones en varios sistemas industriales o dispositivos médicos .
En ciertas otras modalidades, y en una forma análoga a la descrita anteriormente para composiciones y métodos que se relacionan con la incorporación de BT en artículos de goma (incluyendo silicón) , los compuestos BT microparticulados descritos actualmente pueden también incorporarse en estos y otros productos de plástico y poliméricos mediante la integración de las composiciones BT y los métodos descritos en la presente, con procedimientos de fabricación conocidos para estas categorías de artículos de fabricación .
Los ejemplos no limitantes de los usos de tales productos de plásticos que contienen BT microparticulado incluyen plásticos y recubrimientos de plástico en dispositivos médicos, dispositivos ortopédicos, dispositivos dentales, dispositivos industriales, dispositivos electrónicos, paredes, pisos, techos, cielos rasos, y otras superficies, tales como las presentes en o sobre los vehículos de todos tipos, incluyendo automóviles, trenes, aviones, barcos, botes, submarinos, pilotajes, tuberías, líneas de tubería, y textiles, cabezales de rociadores, productos para el cuidado del cabello, accesorios de plomería/agua, productos domésticos, productos de calzado, aparatos atléticos, teléfonos móviles, compuestos que utilizan rellenos orgánicos, productos para el exterior que incluyen terrazas, marquesinas, lonas impermeables, membranas para techo, y forros para albercas para nadar, y otros productos que incluyen aquellos utilizados en la conservación de alimentos y bebidas, y en desinfección farmacéutica, química y de agua.
Materiales plásticos modernos han sido utilizados desde 1930.
Los plásticos típicamente se hacen de polímeros y, usualmente aditivos. Los polímeros típicos incluyen: resinas sintéticas, estírenos, poli olefinas, poliamidas, fluoropolímero, vinilos, acrílicos, poliuretanos , celulósicos, imidas, acetatos, policarbonatos , y polisulfonas . Con el fin de mejorar las características físicas de los polímeros, los aditivos tales como plastificantes por lo general se utilizan, que sirvan como una fuente de nutrientes para los microorganismos. Los ejemplos de tales plastificantes modernos incluyen talatos, adipatos, y otros ésteres. Estos y otros plastificantes pueden particularmente ser susceptibles a bacterias y hongos, especialmente en áreas con alta humedad, conduciendo al crecimiento y el desarrollo de esporas en la superficie microbiana, que puede dar como resultado una o más infecciones en humanos y animales, reacciones alérgicas, olores desagradables, manchas, fragilidad del plástico, falla del producto prematura y otras consecuencias indeseables.
La modificación de los productos de plástico durante o después del proceso de fabricación a través de la introducción de recubrimientos anti-incrustaciones y otros recubrimientos antimicrobianos ha sido descrita, pero típicamente sufre de inconvenientes asociados con una pobre eficacia, una pobre durabilidad, una pobre biocompatibilidad, perdida de la actividad antimicrobiana, una corta vida útil, alto costo de materiales y otros aspectos (por ejemplo, Patentes de E.U.A. Nos. 3,624,062; 4,086,297; 4,663,077; 3,755,224; 3,890,270; 6,495,613; 4,348,308; 5,654,330; 5,281,677; 6,120,790; 5,906,825; 7,419,681, 5,028,664; 6,162,487; Markarian, Plastics, Additives and Compounding 2009, 11:18-22; EP 927 222 Bl ; JP 08-157641; CN 1528470 A; Masatoshi y otros 2006; 51:18-23; Publicaciones de E.U.A. Nos. 2008/0071229, 2009/0202610 y 2009/0043388); ninguno de los métodos existentes ofrece las ventajas por los BT microparticulados descritos en la presente. Sin embargo, generalmente conocida por el experto será la incorporación de un agente antimicrobiano en o sobre un producto de plástico de acuerdo con una estrategia tal como (a) la absorción del agente en una superficie polimérica (pasivamente o a través de agentes tensioactivos) ; (b) la introducción en un polímero de un recubrimiento antimicrobiano que se aplica sobre la superficie de un dispositivo de moldeo; (c) la incorporación en una fase de volumen de material de sustrato polimérico; (d) la unión covalente a la superficie polimérica; y/o (e) el mezclado de un agente antimicrobiano con un componente formador de polímero (por ejemplo, poliuretano) antes de la reacción de polimerización, para dar el polímero terminado.
Por ejemplo, los BT microparticulado descritos en la presente pueden introducirse en estos y sistemas similares manualmente o automáticamente, como geles, aspersiones, líquidos o polvos. En una modalidad, por ejemplo, el BT microparticulado en polvo o en forma líquida se mezcla con los ingredientes para la fabricación de plástico, incluyendo componentes activos (por ejemplo, precursores poliméricos, catalizadores, iniciadores de reacción, reticuladores, etc.) y excipientes (por ejemplo, solventes portadores, agentes de liberación de moldes, colorantes y tintes, plastificantes, etc.), involucrados en la mezcla de producción, que se inyecta periódicamente en el sistema de fabricación. Por ejemplo, una solución de 1 mg/ml o . suspensión de BT microparticulado en DMSO puede inyectarse periódicamente en el licor de reacción formador del polímero, o rociarse en las partes operativas de la unidad de moldeo, para obtener las concentraciones de anti-biopelícula deseadas en el producto terminado .
Por consiguiente, estas y ciertas de las modalidades descritas en la presente relacionadas contemplan la inclusión en tales productos y procesos de las composiciones BT microparticuladas actualmente descritas, que pueden incluir uno o más BT microparticulados y que también pueden opcionalmente incluir un antibiótico tal como un antibiótico sinergista o potenciador como se describe en la presente.
Los ejemplos no limitantes de bacterias contra las cuales las composiciones y métodos descritos en la presente pueden encontrar un uso benéfico, de acuerdo con ciertas modalidades como se describe en la presente incluyen Staphylococcus aureus (S. aureus) , M SA (S. aureus resistente a meticilina) , Staphylococcus epidermidis, MRSE (S. epidermidis resistente a meticilina) , Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa resistente a fármaco, Escherichia coli, E. coli enterotoxigénico, E. coli enterohemorrágico, Klebsiella pneumoniae, Clostridium difficile, Heliobacter pylori , Legionella pneumophila, , Enterococcus faecalis, Enterococcus faecalis susceptible a meticilina, Enterobacter cloacae, Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Vibrio cholera, Shigella flexneri , Enterococcus resistente a vancomicina (VRE) , complejo de Burk olderia cepacia, Francisella tularensis, Bacillus anthracis, Yersinia pestis, Pseudomonas aeruginosa, enterococo sensible a vancomicina resistente a vancomicina (por ejemplo, E. faecalis, E. faecium) , estafilococo sensible a meticilina y resistente a meticilina (por ejemplo, S. aureus, S. epidermidis) y Acinetobacter baumannii , Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus hominis, Enterococcus faecium, Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, Bacillus anthracis, Klebsiella pneumonía, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolytica, Stenotrophomonas maltophília, Streptococcus pneumonía, Streptococcus pneumonía resistente a penicilina, Burkholderia cepacia, Bukholderia multivorans, Mycobacterium smegmatis y E. cloacae.
La práctica de ciertas modalidades de la presente invención utilizará, a menos que específicamente se indique lo contrario, métodos convencionales de microbiología, biología molecular, bioquímica, biología celular, virología y técnicas inmunológicas que están dentro de la experiencia de la técnica, y la referencia a varias de las cuales se hace a continuación con propósitos de ilustración. Tales técnicas se explican completamente en la literatura. Ver, por ejemplo, Sambrook, y otros Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2a. Edition, 1989) ; Maniatis y otros Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1982) ; DNA Cloning: A Practical Approach, vol . I y II (D. Glover, ed.); Oligonucleotide Synthesis (N. Gait, ed. , 1984); Nucleic Acid Hybridization (B. Hames y S. Higgins, eds . , 1985); Transcription and Translation (B. Hames y S. Higgins, eds., 1984); Animal Cell Culture (R. Freshney, ed. , 1986); Perbal, A Practical Guide to Molecular Cloning (1984) .
A menos que el contexto requiera lo contrario, en toda la presente descripción y a las reivindicaciones, la palabra "comprende" y sus variaciones, tales como, "que comprende" y "comprendiendo" se construyen en un sentido inclusivo, abierto, que es como "incluyendo, pero no limitándose a" .
La referencia a toda esta descripción "una modalidad" o "una modalidad" o "un aspecto" significa que un aspecto, característica o estructura particular descrita en conexión con la modalidad se incluye en por lo menos una modalidad de la presente invención. De esta forma, las apariciones de las frases "en una modalidad" o "en una modalidad" en varios lugares en toda esta descripción no necesariamente se refiere a la misma modalidad. Además, los aspectos, estructuras o características particulares pueden combinarse en cualquier forma adecuada en una o más modalidades .
Como se observa anteriormente, ciertas modalidades de la invención descritas en la presente se refieren a formulaciones agrícolas, industriales, de fabricación y otras formulaciones de los compuestos BT descritos, BisEDT y/o BisBAL) , cuyas formulaciones pueden en ciertas modalidades adicionales comprender uno o más compuestos antibióticos como se describe en la presente, por ejemplo, amicasina, ampicilina, cefazolina, cefepime, cloranfenicol , ciprofloxacina , clindamicina (u otros antibióticos de lincosamida) , daptomicina (Cubicin®) , doxiciclina, gatifloxacina, gentamicina, imipenim, levofloxacina, linezolid (Zyvox®) , minociclina, naficilina, paromomicina, Rifampina, sulfametoxazol , tetraciclina , tobramicina y vancomicina o antibiótico carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluo oquinolona, un antibiótico de glicopéptido, un antibiótico de lincosamida, un antibiótico de penicilina resistente a la penicilinasa , o un antibiótico de amino penicilina, y/o un antibiótico aminoglicosido tal como amicasina, anamcina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina , estreptomicina, tobramicina o apramicina, y/o un antibiótico glicopéptido tal como daptomicina (Cubicin®) , o un antibiótico oxazolidinona tal como linezolida (Zyvox®) . Estas y las formulaciones relacionadas pueden comprender el (los) compuesto (s) BT (y opcionalmente uno o más antibióticos) en un portador excipiente diluyente adecuado, y en una cantidad efectiva, como se describe en la presente cuando se administra a una planta o animal o se aplica a una superficie natural o artificial, tal como una planta, animal o artículo de fabricación en o sobre el cual está presente una infección bacteriana relacionada con la biopelícula (por ejemplo, en la cual la bacteria es capaz de promover la formación de la biopelícula que puede estar presente pero la biopelícula aún no es detectable) o que contiene una infección bacteriana tal como la presencia de una biopelícula u otra bacteria.
La administración o incorporación del compuesto BT descrito en la presente, o sus sales, en forma pura o en una composición agrícola, de fabricación industrial apropiada, puede llevarse a cabo a través de cualquiera de los modos aceptados de administración o incorporación de agentes para servir a utilidades similares. La aplicación, incorporación o administración de una composición en modalidades preferidas, el contacto directo de la composición con la planta o animal o artículo de fabricación en cuestión que experimenta tratamiento, que puede ser en uno o más sitios de superficie localizados o ampliamente distribuidos y que puede generalmente referirse a poner en contacto la formulación tópica con un sitio de infección agudo o crónico es decir, por ejemplo, un sitio de herida en la superficie de la planta) que está rodeado por un tejido intacto pero no necesita limitarse a esto; por ejemplo, ciertas modalidades contemplan como aplicación tópica la administración de una formulación tópica descrita en la presente a superficies naturales o artificiales dañadas, erosionadas o perjudicadas.
Las formulaciones (por ejemplo, composiciones agrícolas) pueden prepararse a través de la combinación del compuesto BT descrito (por ejemplo, que comprende un compuesto descrito en U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, y/o U.S. 6,380,248 y/o preparado de acuerdo con la presente invención tal como las suspensiones BT de macropartículas descritas en la presente) , y en ciertas modalidades relacionadas como se describe en la presente a través de la combinación de uno o más antibióticos deseados (por ejemplo, un antibiótico de aminoglicósido tal como amicasina) separado o junto con el compuesto BT con un vehículo dispersante, portador diluyente o excipiente apropiado para utilizarse en la preparación de las formulaciones como pueden variar dependiendo del uso previsto, y pueden formularse en preparaciones en forma sólida, semi-solida, gel, crema, coloide, suspensión o líquido u otras formas tópicamente aplicadas, tales como polvos, gránulos, ungüentos, soluciones, lavados, geles, pastas, emplastes, pinturas, bioadhesivos , suspensiones de microesferas , y aspersiones en aerosol.
Las composiciones de estas modalidades relacionadas se formulan para permitir que los ingredientes activos contenidos en las mismas, y en modalidades particularmente preferidas en la presente el (los) compuesto (s) BT solo o en combinación con uno o más antibióticos deseados (por ejemplo, un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico glicopéptido, un antibiótico de lincosamida un antibiótico de penicilina resistente a la penicilinasa, y un antibiótico de aminopenicilinas o un antibiótico aminoglicósido tales como amicasina, o rifamicina) que puede aplicarse simultanea o secuencialmente en cualquier orden, para ser biodisponible después de la administración de la formulación que contiene el compuesto (s) BT y/o la composición (s) antibiótica en un sitio deseado y opcionalmente en superficies naturales o artificiales circundantes de una planta o un sujeto animal (incluyendo humano) o un artículo de fabricación. Ciertas modalidades descritas en la presente contemplan la administración a y/o la incorporación en tal sujeto o artículo de un compuesto BT y de un antibiótico, incluyendo la administración que puede ser simultanea o secuencial y en cualquier orden, pero la invención no pretende estar limitada y en otras modalidades estrechamente contempla una ruta de administración diferente para el compuesto BT con relación a la ruta de administración del antibiótico. De esta forma, el antibiótico puede administrarse por cualquier ruta de administración como se describe en la presente, a pesar de que el compuesto BT puede administrarse a través de una ruta que es independiente de la ruta que es utilizada para el antibiótico.
Las formulaciones descritas en la presente suministran una cantidad efectiva del (los) agente (s) antiséptico (y opcionalmente el (los) antibiótico (s) ) al sitio deseado, tal como un sitio de infección o un sitio donde se desea prevenir una infección o la formación de la biopelícula .
Como se observa anteriormente, las formulaciones de la presente pueden tomar cualquiera de una amplia variedad de formas, e incluyen, por ejemplo, líquidos, suspensiones, emplastes, cremas, lociones, soluciones, aspersiones, geles, ungüentos, pastas o similares, y/o pueden prepararse para así contener liposomas, micelas, y/o microesferas . Ver, por ejemplo, Patente de E.U.A. No. 7,205,003. Por ejemplo, las cremas, como es bien conocido en la técnica de formulación farmacéutica y cosmética, son emulsiones líquidas o semisólidas viscosas, ya sea de aceite en agua o de agua en aceite. Las bases de la crema son lavables en agua y contienen una fase oleosa, una emulsionante, y una fase acuosa. La fase de aceite, también denominada la fase "interna", generalmente está comprendida de petrolato y un alcohol graso tal como cetílico o alcohol estearílico. La fase acuosa usualmente, a pesar de que no necesariamente, excede a la fase oleosa en volumen, y generalmente contiene un humectante. El emulsionante en una formulación de crema es generalmente un agente tensioactivo no iónico, aniónico, catiónico o anfotérico.
Las soluciones son mezclas homogéneas preparadas mediante la disolución de una o más sustancias químicas (solutos) en un líquido de tal forma que las moléculas de la sustancia disuelta se dispersan entre las del solvente. La solución puede contener otros químicos para regular, estabilizar o preservar el soluto. Ejemplos comunes de solventes utilizados en la preparación de soluciones son etanol, agua, propilenglicol y cualquier otro vehículo.
Los geles, son sistemas de tipo suspensión semi sólido. Los geles de una sola fase contienen macromoléculas orgánicas distribuidas sustancialmente de forma uniforme en todo el líquido portador, que es típicamente acuoso, pero también, preferiblemente, contiene un alcohol, y, opcionalmente , un aceite. Las "macromoléculas orgánicas" preferidas, es decir, los agentes de gelificación, pueden ser polímeros químicamente reticulados tales como polímeros de ácido acrílico reticulados, por ejemplo, la familia de polímeros del "carbómero", por ejemplo, carboxipolialquilenos , que pueden obtenerse comercialmente bajo la marca comercial Carbopol®. También se prefieren en ciertas modalidades polímeros hidrófilos tales como óxidos de polietileno, copolímeros de polioxietilen-polioxipropileno y alcohol polivinílico; polímeros celulósicos tales como hidroxipropil celulosa, hidroxietil celulosa, hidroxipropil metilcelulosa , hidroxipropil metilcelulosa ftalato, y metil celulosa; gomas tales como goma de tragacanto y xantana; alginato de sodio; y gelatina. Con el fin de preparar un gel uniforme, los agentes de dispersión tales como el alcohol o la glicerina pueden agregarse, o el agente de gelificación puede dispersarse a través de trituración, mezclado o agitación mecánica, o una combinación de éstas.
Los ungüentos, también son conocidos en la técnica, como preparaciones semisólidas que típicamente en petrolato u otros derivados de petróleo. La base del ungüento a ser utilizada, como será apreciado por el experto en la técnica, es una que proporcionara un número de características deseables, por ejemplo, emolencia o similar. Como con otros portadores o vehículos, una base de ungüento debe ser inerte, estable, no irritante, y no sensibilizante. Como se explica en Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19th Ed. (Easton, Pa . : Mack Publishing Co. , 1995), en las páginas 1399-1404, las bases de ungüento pueden agruparse en 4 fases: bases oleaginosas; bases emulsionables ; bases de emulsión; y bases solubles en agua. Las bases de ungüento oleaginosos incluyen, por ejemplo, aceite vegetales, grasas obtenidas de animales, e hidrocarburos semisólidos obtenidos del petróleo. Las bases de ungüento emulsionables, también conocidas como bases de ungüento absorbentes, contienen poca o nada de agua e incluyen, por ejemplo, sulfato de hidroxiestearina , lanolina anhidra, y petrolato hidrófilo. Las bases de ungüento de emulsión son ya sea emulsiones de agua en aceite (W/O) o emulsiones de aceite en agua (0/ ) , e incluyen, por ejemplo, alcohol cetílico, monoestearato de glicerilo, lanolina, y ácido esteárico. Las bases de ungüento solubles en agua preferidas se preparan de polietilenglicoles de pesos moleculares variables (ver, por ejemplo, Remington, Id.) .
Las pastas son formas de dosificación semisólidas en donde el agente activo se suspende en una base adecuada. Dependiendo de la naturaleza de la base, las pastas se dividen entre pastas grasas o las hechas de geles acuosos de fase individual. La base en una pasta grasa es generalmente petrolato o petrolato hidrófilo o similar. Las pastas hechas de geles de una sola fase generalmente incorporan carboximetilcelulosa o similar como una base.
Las formulaciones también pueden prepararse con liposomas, micelas, y microesferas . Los liposomas son vesículas microscópicas que tienen una (unilaminar) o una pluralidad (multilaminar) de paredes lípidas que comprenden una capa lípida, y, en el contexto de la presente, pueden encapsular y/o tener absorbidas en sus superficies membranosas lípidas uno o más de los componentes de la formulación descrita en la presente, tales como el antiséptico, o ciertos portadores o excipientes. Las preparaciones de liposoma en la presente incluyen preparaciones catiónicas (positivamente cargadas) , aniónicas (negativamente cargadas), y preparaciones neutrales. Los liposomas catiónicos están fácilmente disponibles. Por ejemplo, los liposomas N [1-2 , 3 -dioleiloxi ) propil] -N, N, N-trietilamonio (DOTMA) están disponibles bajo la marca comercial Lipofectin® (GIBCO BRL, Grand Island, N.Y.). Similarmente , los liposomas aniónicos y neutrales están fácilmente disponibles también, por ejemplo, de Avanti Polar Lipids (Birmingham, AL) , o pueden fácilmente prepararse utilizando materiales ya disponibles. Tales materiales incluyen fosfatidilcolina, colesterol, fosfatidiletanolamina, dioleoilfosfatidil colina (DOPC) , dioleoilfosfatidil glicerol (DOPG) , y dioleoilfosfatidil etanolamina (DOPE) , entre otros. Estos materiales también pueden mezclarse con DOTMA en proporciones apropiadas. Los métodos para hacer liposomas utilizando estos materiales son bien conocidos en la técnica.
Las micelas son conocidas en la técnica como comprendiendo moléculas y agentes tensioactivos configuradas de tal forma que sus grupos principales polares forman una coraza esférica exterior, a pesar de que las cadenas de hidrocarburo hidrófobas están orientadas hacia el centro de la esfera, formando un núcleo. Las micelas se forman en una solución acuosa que contiene el agente tensioactivo a una suficientemente alta concentración de tal forma que las micelas resultan naturalmente. Los agentes tensioactivos útiles para formar micelas incluyen, pero no se limitan a, laureato de potasio, sulfonato octan sódico, sulfonato decan sódico, sulfonato dodecan sódico, sulfonato de lauril sulfato de sodio, sulfatonato de docusato sódico, bromuro de deciltrimetilamonio, bromuro de dodeciltrimetilamonio, bromuro de tetradeciltrimetilamonio, cloruro de tetradeciltrimetil-amonio, cloruro de dodecilamonio, polioxil-8 dodecil éter, polioxil-12 dodecil éter, nonoxinol 10, y nonoxinol 30.
Las microesferas , similarmente, pueden incorporarse en las formulaciones tópicas descritas actualmente. Al igual que los liposomas y las micelas, las microesferas esencialmente encapsulan uno o más de los componentes de las formulaciones de la presente. Generalmente, pero no necesariamente, formadas de lípidos, preferiblemente lípidos cargados tales como fosfolípidos . La preparación de microesferas lipídicas es bien conocida en la técnica.
Varios aditivos, como los conocidos por el experto en la técnica, pueden también incluirse en las ormulaciones. Por ejemplo, solventes, incluyendo cantidades relativamente pequeñas de alcohol, pueden utilizarse para solubilizar ciertos componentes de la formulación. Los ejemplos de potenciadores adecuados, incluyen pero no se limitan a, éteres tales como monoetil éter de dietilenglicol (disponible comercialmente como Transcutol®) y monoetil éter de dietilenglicol; agentes tensioactivos tales como laureato sódico, lauril sulfato de sodio, bromuro de cetiltrimetilamonio, cloruro de benzalconio, Poloxamer® (231, 182, 184), Tween® (20, 40, 60, 80), y lecitina (Patente de E.U.A. No. 4,783,450); alcoholes tales como etanol, propanol, octanol, alcohol bencílico, y similares; polietilenglicol y sus esteres tales como mono laureato de polietilenglicol (PEGML; ver, por ejemplo, Patente de E.U.A. No.. 4,568,343); amidas y otros compuestos nitrogenosos tales como urea, dimetilacetamida (DMA) , dimetilformamida (DMF) , 2-pirrolidona, l-metil-2-pirrolidona, etanolamina, dietanolamina, y trietanolamina ; terpenos; alcanonas,- y ácidos orgánicos, particularmente ácido cítrico y acido succínico. Azone® y los sulfóxidos tales como DMSO y Ci0MSO también pueden utilizarse, pero son menos preferidos.
Ciertos potenciadores de la penetración pueden incluir los co-potenciadores lipófilos típicamente referidos como potenciadores de "plastificación" , por ejemplo, potenciadores que tienen un peso molecular en el intervalo de aproximadamente 150 a 1000 Dalton, una solubilidad acuosa menor de aproximadamente 1% en peso, preferiblemente menos de aproximadamente 0.5% en peso, y más preferiblemente menos de aproximadamente 0.2% en peso. El parámetro de solubilidad de Hildebrand de los potenciadores plastificantes está en el intervalo de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 10, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 10. Los potenciadores lipófilos preferidos son ásteres grasos, alcoholes grasos, y éter grasos. Los ejemplo de ésteres de ácidos grasos específicos y más preferidos incluyen laureato de metilo, estileato de etilo, monolaureato de propilenglicol , laureato de propilenglicol, dilaureato de glicerol, monolaureato de glicerol, monooleato de glicerol, isopropil n-decanoato, y octildodecil miristato. Los alcoholes grasos incluyen, por ejemplo, alcohol estearílico y alcohol oleílico, a pesar de que los éteres grasos incluyen compuestos en donde un diol o un tiol, preferiblemente un alean diol o tiol de C2-C4, se sustituyen con uno o dos sustituyentes de éter graso. Los potenciadores de la permeotropina adicionales serán conocidos por el experto en la técnica de suministro de fármacos tópicos, y/o se describen en la literatura relevante. Ver, por ejemplo, Percutaneous Penetration Enhancers, eds. Smith y otros (CRC Press, Boca Ratón, FL, 1995) .
Se pueden incluir varios de estos aditivos en las formulaciones tópicas de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, además de los identificados anteriormente. Estos incluyen, pero no se limitan a, antioxidantes, astringentes, perfumes, conservantes, emolientes, pigmentos, colorantes, humectantes, propulsores, y agentes protectores solares, así como otras clases de materiales cuya presencia puede ser cosmética, medicinalmente o por el contrario ser deseable. Los ejemplos típicos de aditivos opcionales para la inclusión en las formulaciones de ciertas modalidades de la invención son como siguen: conservantes tales como sorbato; solventes tales como isopropanol y propilenglicol ; astringentes tales como mentol y etanol; emolientes tales como polialquilen metil glucósidos; humectantes tales como glicerina; emulsionantes tales como estearato de glicerol, estearato PEG-100, poligliceril -3 hidroxilauril éter, y polisorbato 60; sorbitol y otros polihidroxialcoholes tales como polietilenglicol ; agentes protectores solares tales como octil metoxil cinamato (comercialmente disponible como Parsol MCX) y butil metoxi benzoilmetano (disponible bajo el nombre comercial Parsol 1789) ; antioxidantes tales como ácido ascórbico (vitamina C) , un a-tocoferol (Vitamina E) , ß-tocoferol, ?-tocoferol, d-tocoferol, e-tocoferol , ?? -tocoferol, ?2-tocoferol , ?-tocoferol, y retinol (vitamina A); aceites esenciales, ceramidas, ácidos grasos esenciales, aceite minerales, agentes de humectación y otros agentes tensioactivos tales como la serie PLURONIC® de polímeros hidrófilos disponible de BASF (Mt. Olive, NJ) , aceites vegetales (por ejemplo, aceite de frijol de soja, aceite de palma, una fracción liquida de Manteca de Karité, aceite de girasol) , aceites animales (por ejemplo, perhidroescualeno) , aceite minerales, aceites sintéticos, aceites de silicón o cera (por ejemplo, ciclometicona y dimeticona) , aceites fluorinados (generalmente perfluoropoliéter) , alcoholes grasos (por ejemplo, alcohol cetílico) , y ceras (por ejemplo, cera de abeja, cera de carnauba, y cera de parafina) ; modificadores de la sensación en la piel; y espesantes y estructurantes tales como arcillas expandibles, y carboxipolialquilenos reticulados que pueden obtenerse comercialmente bajo la marca comercial de Carbopol®.
Otros aditivos incluyen agentes tales como, a manera de ejemplo, ácido pirrolidin carboxílico y aminoácidos; agentes antimicrobianos orgánicos tales como 2 , 4 , 41 -tricloro-2-hidroxi difenil éter (triclosán) y ácido benzoico; agentes antiin lamatorios tales como ácido acetilsalicílico y ácido glicirretínico; agentes anti-seborreicos tales como ácido retinoico; vasodilatadores tales como ácido nicotínico; inhibidores de la melanogénesis tales como ácido kójico; y sus mezclas. Otros agentes activos venta osamente incluidos pueden estar presentes, por ejemplo, a-hidroxiácidos , a-cetoácidos , hidroxiácidos poliméricos, humectantes, colágenos, extractos marinos, y antioxidantes tales como ácido ascórbico (vitamina C) , -tocoferol (Vitamina E) u otros tocoferoles tales como los descritos anteriormente, y retinol (vitamina A) , y/o sales, ásteres, amidas, u otros de sus derivados adecuados. Los agentes adicionales incluyen aquellos que son capaces de mejorar el suministro de oxígeno en el tejido viviente, como se describe, por ejemplo, en WO 94/00098 y WO 94/00109. Los protectores solares también pueden incluirse.
Las formulaciones de ciertas modalidades de la invención también pueden incluir aditivos adicionales tales como opacantes, fragancias, colorantes, agentes de gelificación, agentes espesantes, estabilizantes, agentes tensioactivos , y similares. Otros agentes también pueden agregarse, tales como agentes antimicrobianos, para evitar la descomposición en el almacenamiento, es decir, para inhibir el crecimiento de microbios tales como levaduras y moldes.
Los agentes antimicrobianos adecuados típicamente se seleccionan de metil y propil ésteres de ácido p-hidroxibenzoico (por ejemplo, metil y propil parabeno) , benzoato de sodio, ácido sórbico, imidurea, y sus combinaciones.
Las formulaciones tópicas también pueden contener, además del compuesto BT, (por ejemplo, como macropartículas sustancialmente homogéneas como se proporciona en la presente, y opcionalmente en combinación con uno o más antibióticos sinergistas como se describe en la presente) , una cantidad efectiva de uno o más agentes activos adicionales adecuados para un modo particular de administración e incorporación.
Un portador farmacológicamente aceptable también puede incorporarse a la formulación tópica de ciertas modalidades de la presente y puede ser cualquier portador convencionalmente utilizado en la técnica. Los ejemplos incluyen agua, alcoholes inferiores, alcoholes superiores, miel, alcoholes polihídricos , monosacáridos , disacáridos, polisacáridos , alcoholes de azúcar tales como, por ejemplo, glicoles (2-carbono) , gliceroles (3-carbono) , eritritoles y treitoles (4-carbono) , arabitoles, xilitoles y ribitoles (5-carbono) , manitoles, sorbitoles, dulcitoles e iditoles (6-carbono) , isomaltoles, maltitoles, lactitoles y poliglicitoles , aceites hidrocarbonados , grasas y aceites, ceras, ácidos grasos, aceites de silicón, agentes tensioactivos no iónicos, agentes tensioactivos iónicos, agentes tensioactivos de silicón, y mezclas a base de agua y mezclas a base de emulsiones de tales portadores.
Las modalidades de formulaciones tópicas de la presente invención pueden aplicarse regularmente a cualquier superficie natural (por ejemplo, planta o animal, incluyendo un humano) o artificial (por ejemplo, artículo de fabricación) que requiere tratamiento con la frecuencia y en la cantidad necesaria para obtener los resultados deseados. La frecuencia del tratamiento depende de la naturaleza de la aplicación, la Resistencia de los ingredientes activos (por ejemplo, el compuesto BT y opcionalmente uno o más ingredientes activos adicionales, tales como un antibiótico, por ejemplo, amicasina u otro antibiótico) en la modalidad particular, la efectividad del vehículo utilizado para suministrar los agentes activos, y la facilidad con la cual la fórmula se elimina a través de factores ambientales (por ejemplo, el contacto físico con otros materiales u objetos, precipitación, el viento, temperaturas) .
Las concentraciones típicas de sustancias activas tales como el compuesto BT en las composiciones descritas en la presente pueden estar en el rango de, por ejemplo, de aproximadamente 0.001-30% en peso con base en el peso total de la composición, aproximadamente 0.01-5.0%, y más preferiblemente a aproximadamente 0.1-2.0%. Con un ejemplo representativo, las composiciones de estas modalidades de la presente invención pueden aplicarse a una superficie natural o artificial aun grado igual para formar 1.0 mg/cm2 a aproximadamente 20.0 mg/cm2. Los ejemplos representativos de formulaciones tópicas incluyen, pero no se limitan a aerosoles, alcoholes, bases anhidras, soluciones acuosas, cremas, emulsiones (incluyendo cualquier emulsión de agua en aceite o de aceite en agua) , grasas, espumas, geles, soluciones hidro-alcohólicas , liposomas, lociones, microemulsiones, ungüentos, aceites, solventes orgánicos, polioles, polímeros, polvos, sales, derivados de silicón, y ceras. La formulaciones pueden incluir, por ejemplo, agentes quelatadores , agentes acondicionadores, emolientes, excipientes, humectantes, agentes protectores, agentes espesantes, o agentes absorbentes UV. Un experto en la técnica apreciara que las formulaciones diferentes de las enumeradas pueden utilizarse en las modalidades de la presente invención.
Los agentes quelatadores pueden opcionalmente incluirse en ciertas formulaciones, y pueden seleccionarse de cualquier agente químico natural o sintético que tiene la habilidad de unir metales catiónicos divalentes tales como Ca+, Mn2+, o Mg2+ . Los ejemplos de agentes quelatadores incluyen pero no se limitan a EDTA, EDTA sódico, EGTA, ácido cítrico, y ácido dicarboxílico .
Los agentes acondicionadores también pueden opcionalmente" incluirse en ciertas formulaciones. Los ejemplos de agentes acondicionadores incluyen, pero no se limitan a, acetil cisteína, N-acetil dihidroesfingosina , copolímero de acrilatos/behenil acrilato/dimeticona acrilato, adenosina, fosfato cíclico de adenosina, fosfato de adenosina, trifosfato de adenosina, alanina, albúmina, extracto de alga, alantoina y derivados, extracto de aloe barbabentis, PCA de aluminio, amiloglucosidasa, arbutina, arginina, azuleno, bromelaina, polvo de mantequilla de leche, butilenglicol , cafeína, gluconato de calcio, capsaicina, carbocisteína, carnosina, beta-caroteno, caseína, catalasa, cefaliñas, ceramidas, extracto de la flor de manzanilla, recutita (matricaria) , colecalciferol , ésteres de colesterilo, coco-betaína, coenzima A, almidón de maíz modificado, cristalinos, cicloetimeticona , ADN A de cisteína, citocromo C, darutosida, sulfato de dextrano, copolioles de dimeticona, hialuronato de dimetilsilano, ADN, elastina, aminoácidos de elastina, factor de crecimiento epidérmico, ergo calciferol, ergosterol, PCA de etilhexilo, fibronectina, ácido fólico, gelatina, gliadina, beta-glucano, glucosa, glicina, glicógeno, glicolípidos , glicoproteínas, glicosaminoglicanos , glicoesfingolípidos , peroxidasa de rábano picante, proteínas hidrogenadas, proteínas hidrolizadas , aceite de jojoba, queratina, aminoácidos de queratina, y quinetina, lactoferrina, lanosterol, PCA de laurilo PCA, lecitina, ácido linoleico, ácido linolénico, lipasa, lisina, lisozima, extracto de malta, maltodextrina, melanina, metionina, sales minerales, niacina, niacinamida, aminoácidos de avena, orizanol, proteínas de palmitoilo hidrolizado, pancreatina, papaína, PEG, pepsina, fosfolípidos , fitosteroles , enzimas de placenta, lípidos de placenta, 5-fosfato piridoxal, quercetina, acetato de resorcinol, riboflavina, A N, extracto de lisado de sacaromices, aminoácidos de seda, esfingolípidos, estearamidopropil betaína, estearil palmitato, tocoferol, acetato de tocoferilo, linoleato de tocoferilo, ubiquinona, aceite de semilla de vitis vinifera (uva) , aminoácidos de trigo, goma de xantana, y gluconato de zinc. Los agentes acondicionadores diferentes de los enumerados anteriormente pueden combinarse con una composición de preparación descrita prevista, por lo tanto como puede ser fácilmente apreciado por un experto en la técnica.
En ciertas modalidades las formulaciones descritas en la presente también pueden opcionalmente incluir uno o más emolientes, ejemplos de los cuales incluyen pero no se limitan a, lanolina acetilada, alcohol de lanolina acetilada, polímero entrelazado de acrylat.es/C10-30 alquil' acrilato, copolímero de acrilatos, alanina, extracto de algas, extracto de aloe barbadensis o gel, extracto de althea officinalis, octenilsuccinato de aluminio, estearato de aluminio, aceite de centro de chabacano (prunus armeniaca) , arginina, aspartato de arginina, extracto de árnica montana, ácido ascórbico, palmitato de ascorbilo, ácido aspártico, aceite de aguacate (persea gratissima) , sulfato de bario, esfingolípidos de barrera, alcohol butílico, cera de abeja, alcohol behenílico, beta-sitoesterol , BHT, extracto de corteza de abedul (betula albae) , extracto de borraja (borago officinalis), 2 -bromo-2 -nxtropropano- 1 , 3 -diol , extracto de ruscus (ruscus aculeatus) , butilenglicol , extracto de caléndula officinalis, aceite de caléndula officinalis, cera de candelilla (euphorbia cerífera) , aceite de cánola, triglicérido caprílico/cáprico, aceite de cardamomo (elettaria cardamomum) , cera de carnauba (copernicia cerífera), carragenano (chondrus crispus) , aceite de zanahoria (daucus carota sativa) , aceite de ricino (ricinus communis) , ceramidas, ceresina, cetearet-5, cetearet-12, cetearet-20, cetearil octanato, cetet-20, cetet-24, cetil acetato, cetil octanato, cetil palmitato, aceite de manzanilla (anthemis nobilis) , colesterol, ésteres de colesterol, hidroxiestearato de colesterilo, ácido cítrico, aceite de salvia (salvia sclarea) , mantequilla de cacao (theobroma cacao) , coco-caprilato/caprato, aceite de coco (cocos nucífera) , colágeno, aminoácidos de colágeno, aceite de maíz (zea mays) , ácidos grasos, deciloleato, dextrina, diazolidinil urea, copoliol de dimeticona, dioctil de dimeticonol, dioctil adipato, dioctil succinato, dipentaeritritil hexacaprilato/hexacaprato, hidantonina DMDM, ADN, eritritol, etoxidiglicol , etil linoleato, aceite de eucalyptus globulus, aceite de oenothera (Oenothera biennis) , ácidos grasos, tructosa, gelatina, aceite de geranio maculato, glucosamina, gl tamato de glucosa, ácido glutámico, gliceret-26, glicerina, glicerol, diestearato de glicerilo, hidroxiestearato de glicerilo laureato de glicerilo, linolato de glicerilo, miristato de glicerilo, oleato de glicerilo, estearato de glicerilo, estearato de glicerilo SE, glicina, glicol estearato, glicol estearato SE, glicosaminoglicanos , aceite de uva (vitis vinifera) , aceite de nuez de la india (corylus americana) , aceite de avellana (corylus avellana) , hexilenglicol , miel, ácido hialurónico, aceite de cártamo (carthamus tinctorius) , aceite hidrogenado de castor, glicéridos de coco hidrogenados, aceite de coco hidrogenado, lanolina hidrogenada, lecitina hidrogenada, palma glicérido hidrogenada, aceite de almendra hidrogenada, aceite de frijol de soja hidrogenado, sebo glicérido hidrogenado, aceite vegetal hidrogenado, colágeno hidrolizado, elastina hidrolizada, glicosaminoglicanoas hidrolizados , queratina hidrolizada, proteína de soja hidrolizada, lanolina hidroxilada, hidroxiprolina, urea imidazolidinila, yodopropinil butilcarbamato , isocetil estearato, isocetil estearoil estearato, isodecil oleato, isoestearato de isopropilo, lanolato de isopropilo, miristato de isopropilo, palmitato de isopropilo, estearato de isopropilo, DEA isoestearamida, isoácido esteárico, isostearil lactato, isostearil neopentanato, aceite de jazmín (jasminum officinale) , aceite de jojoba (buxus chinensis) , alga marina, aceite de nuez kukui (aleurites raoluccana) , MEA lactamida, lanet-16, acetato de lanet-10, lanolina, ácido de lanolina, alcohol de lanolina, aceite de lanolina, cera de lanolina, aceite de lavanda (lavandula angustifolia) , lecitina, aceite de limón (citrus medica limonum) , ácido linoleico, ácido linolénico, aceite de macadamia ternifolia, estearato de magnesio, sulfato de magnesio, maltitol, aceite de matricaria (chamonnilla recutita) , sesquiestearato de metil glucosa, PCA metilsilanol , cera microcristalina, aceite mineral, aceite de visón, aceite de mortierela, lactato de miristilo, miristil miristato, miristil propionato, neopentil glicol dicaprilato/dicaprato, octildodecanol , octildodecil miristato, octildodecil estearoil estearato, octil hidroxiestearato, octil palmitato, octil salicilato, octil estearato, ácido oleico, aceite de oliva (olea europaea) , aceite de naranja (citrus aurantium dulcís), aceite de palma (elaeis guineensis) , ácido palmítico, pantetina, pantenol, pantenil etil éter, parafina, PCA, aceite de chabacano (prunus pérsica) , aceite de cacahuate (arachis hypogaea) , éster PEG-8 C12 18, PEG-15 cocamina, PEG-150 diestearato, PEG-60 gliceril isoestearato, PEG-5 gliceril estearato, PEG-30 gliceril estearato, PEG-7 aceite de castor hidrogenado, PEG-40 aceite de castor hidrogenado, PEG-60 aceite de castor hidrogenado, PEG-20 metil glucosa sesquiestearato, PEG-40 sorbitán peroleato, PEG-5 esterol de soja, PEG-10 esterol de soja, PEG-2 estearato, PEG-8 estearato, PEG-20 estearato, PEG-32 estearato, PEG-40 estearato, PEG-50 estearato, PEG-100 estearato, PEG-150 estearato, pentadecalactona , aceite de menta (mentha piperita), petrolato, fosfolípidos , azúcar condensada poliamina, poligliceril-3 diisoestearato, policuaternio-24 , polisorbato 20, polisorbato 40, polisorbato 60, polisorbato 80, polisorbato 85, rairistato de potasio, palmitato de potasio, sorbato de potasio, estearato de potasio, propilenglicol , propilenglicoldicaprilato/dicaprato, propilenglicoldioctanoato, propilenglicoldipelargonato, propilenglicolaureato, propilenglicolestearato, SE de propilenglicolestearato, PVP, dipalmitato de piridoxina, cuaternio-15 , cuaternom- 18 hectorito, cuaternio-22, retinol, palmitato de retinilo, aceite de arroz (oryza sativa) , A N, aceite de romero (rosmarinus officinalis) , aceite de rosa, aceite de cártamo (carthamus tinctorius) , aceite de salvia (salvia officinalis) , ácido salicílico, aceite de madera de sándalo (santalum álbum) , serina, proteína sérica, aceite de sésamo (sesamum indicum) , manteca de karité (butyrospermum parkii) , polvo de seda, sulfato de condroitina sódica, ADN sódico, hialuronato sódico, lactato de sodio, palmitato de sodio, PCA de sodio, poliglutamato de sodio, estearato de sodio, colágeno soluble, ácido sórbico, sorbitán laureato, sorbitán oleato, sorbitán palmitato, sorbitán sesquioleato, sorbitán estearato, sorbitol, aceite de frijol de soja (glicina de soja), esfingolípidos , escualeno, escualene, estearamida MEA-estearato, ácido esteárico, estearoxi dimeticona, estearoxitrimetilsilano, alcohol estearílico, estearil licirretinato, estearil heptanoato, estearil estearato, aceite de girasol (helianthus annuus) , aceite de almendras dulces (prunus amygdalus dulcis) , cera de abeja sintética, tocoferol, acetato de tocoferilo, tocoferil linoleato, tribehenina, tridecil neopentanoato, tridecil estearato, trietanolamina, tristearina, urea, aceite vegetal, agua, ceras, aceite de trigo (triticum vulgare) , y aceite de ylang ylang (cananga odorata) .
Los agentes tensioactivos también pueden deseablemente incluirse en ciertas combinaciones contempladas en la presente, y pueden seleccionarse de cualquier agente tensioactivo natural o sintético adecuado para utilizarse en composiciones cosméticas, tales como agentes tensioactivos catiónicos, aniónico, zwiteriónicos , o no-iónicos, o sus mezclas. (Ver Rosen, M. , "Surfactants and Interfacial Phenomena, " Segunda Edición, John iley & Sons, New York, 1988, Capítulo 1, páginas 4-31) . Los ejemplos de agentes tensioactivos catiónicos pueden incluir, pero no se limitan a, DMDAO u otros amino óxidos, aminas primarias de cadena larga, diaminas y poliaminas y sus sales, sales de amonio cuaternarias, aminas de cadena larga polioxietilenadas y aminas de cadena larga polioxietilenadas cuaternizadas . Los ejemplos de agentes tensioactivos aniónicos pueden incluir, pero no se limitan a, SDS; sales de ácido carboxílico (por ejemplo, jabones) ; sales de ácido sulfónico, sales de ácido sulfúrico, ásteres ácidos fosfórico y poli fosfórico; alquilfosfatos ; monoalquil fosfato (MAP) ; y sales de ácidos perfluorocarboxílicos . Los ejemplos de agentes tensioactivos zwiteriónicos pueden incluir, pero no se limitan a, cocoamidopropil hidroxisultaína (CAPHS) y otras que son sensibles al pH y reciben cuidado especial en el diseño del pH tratado de la fórmula (es decir, ácidos alquilaminopropiónicos , carboxilatos de imidazolina, y betaínas) o aquellos que no son sensibles al pH (por ejemplo, sulfobetaínas , sultaínas) . Los ejemplos de agentes tensioactivos no iónicos pueden incluir, pero no se limitan a, alquilfenol etoxilatos, alcohol etoxilado, polioxipropilenglicoles polioxietilenado, mercaptanos polioxietilenado, ásteres de ácido carboxílico de cadena larga, alcanolamidas , glicoles acetilénicos terciarios, silicones polioxietilenados , N-alquilpirrolidonas , y alquilpoliglucosidasas . Los agentes humectantes, el aceite mineral u otros agentes tensioactivos tales como los detergentes no iónicos o agentes tales como uno o más de la serie PLURONICS® (BASF, Mt . Olive, NJ) también pueden incluirse, por ejemplo, y de acuerdo con una teoría no limitante, desalientan la agregación de macropartículas BT dentro de la suspensión micropartículada . Cualquier combinación de agentes tensioactivos es aceptable. Ciertas modalidades pueden incluir por lo menos un agente tensioactivo aniónico y uno catiónico, o por lo menos un agente tensioactivo catiónico y uno zwiteriónico que son compatibles, es decir, no forman complejos que se precipitan apreciablemente cuando se mezclan.
Los ejemplos de agentes espesantes que también pueden estar presentes en ciertas formulaciones tópicas incluyen, pero no se limitan a, copolímeros de acrilamidas, agarosa, amilopectina, bentonita, alginato de calcio, carboximetil celulosa de calcio, carbómeros, carboximetil quitina, goma de celulosa, dextrina, gelatina, grasa hidrogenada, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, almidón de hidroxipropilo, alginato de magnesio, metilcelulosa, celulosa microcristalina , pectina, varios PEG, ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico, alcohol polivinílico, varios PPG, copolímeros de acrilato sódicos, carragenanos sódicos, goma de xantana, y beta-glucano de levadura. Los agentes espesantes diferentes de los listados anteriormente también pueden utilizarse en las modalidades de esta invención.
De acuerdo con ciertas modalidades contempladas en la presente, una formulación BT puede comprender uno o más agentes protectores solares o absorbentes UV. Cuando se desean las propiedades absorbentes de luz ultravioleta (UVA y UVB) tales agentes pueden incluir, por ejemplo, benzofenona, benzofenona- 1 , benzofenona-2 , benzofenona-3 , benzofenona-4 , benzofenona-5 , benzofenona-6 , benzofenona-7 , benzofenona-8 , benzofenona- 9 , benzofenona-10 , benzofenona- 1 1 , benzofenona-12, bencil salicilato, butil PABA, éster de cinamato, cinoxato, DEA-metoxicinamato, diisopropil metil cinamato, etil dihidroxipropil PABA, etil diisopropilcinamato, etil metoxicinamato, etil PABA, etil urocanato, gliceril octanoato dimetoxicinamato, gliceril PABA, glicol salicilato, homosalato, isoamil p-metoxicinamato, oxido de titanio, zinc, zirconia, silicón, manganeso, y suero, PABA, ésteres de PABA, Parsol 1789, e isopropil bencil salicilato, y sus mezclas. Un experto en la técnica apreciará que los agentes protectores solares y absorbentes UV diferentes de los enumerados pueden utilizarse en ciertas modalidades de la presente invención.
Las formulaciones BT descritas en la presente son típicamente efectivas a valores de pH entre 2.5 y aproximadamente 10.0. Preferiblemente, el pH de la composición esta o aproximadamente siguiendo los intervalos de pH: pH aproximado de 5.5 a aproximadamente un pH de 8.5, pH aproximado de 5 a aproximadamente pH de 10, pH aproximado de 5 a aproximadamente un pH de 9, pH aproximado de 5 a aproximadamente un pH 8 , pH aproximado de 3 a aproximadamente un pH de 10, pH aproximado de 3 a aproximadamente un pH de 9, pH aproximado de 3 a aproximadamente un pH de 8 , y pH aproximado de 3 a aproximadamente un pH de 8.5. Más preferiblemente, un pH aproximado de 7 a aproximadamente un pH de 8. Un experto en la técnica puede agregar ingredientes de ajuste del pH apropiados a las composiciones de la presente invención para ajustar el pH a un intervalo adecuado. "Aproximadamente" un pH especificado se entiende por el experto en la técnica que incluye formulaciones en las cuales en cualquier tiempo dado el pH medido actual puede ser menor o mayor del valor especificado pero no más de 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2 o 0.1 unidades de pH, en donde se reconoce que las composiciones de la formulación y las condiciones de almacenamiento pueden dar como resultado el cambio de un pH de un valor original.
Una crema, loción, gel, ungüento, pasta o similar puede diseminarse en la superficie afectada y untarse ligeramente. Una solución puede aplicarse en la misma forma, pero típicamente se aplicará con un gotero, hisopo o similar y aplicarse cuidadosamente en las áreas afectadas. El régimen de aplicación dependerá del número de factores que pueden fácilmente determinarse, tales como la celeridad de la infección y susceptibilidad al tratamiento inicial. Un experto en la técnica fácilmente determina la cantidad óptima de la formulación al ser administrada, las metodologías de administración y los grados de repetición. En general, se contempla que las formulaciones de esta y las modalidades relacionadas de la invención se aplicaran en un intervalo de una a dos veces o más semanalmente hasta una, dos, tres, cuatro veces diariamente.
También como se explica anteriormente, las formulaciones BT útiles en la presente de esta forma también pueden contener un portador aceptable, que incluye cualquier diluyente de excipiente adecuado que incluye cualquier agente que no daña por sí mismo al sujeto (por ejemplo, planta o animal incluyendo a un humanoo) o artículo de fabricación que recibe la composición y que puede administrarse sin una toxicidad indebida.
Los portadores aceptables incluyen, pero no se limitan a, líquidos, tales como agua, salina, glicerol y etanol y similares, y también pueden incluir potenciadores de la viscosidad (por ejemplo, resina de bálsamo de abeto) o formadores de película tales como soluciones de coloidion o nitrocelulosa . Una explicación minuciosa de los portadores, diluyentes y otros excipientes farmacéuticamente aceptables se presenta en REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES (Mack Pub. Co. , N.J. edición actual).
La formulación BT puede incluir un agente que se une al compuesto BT y por lo tanto ayuda en su suministro a o la retención en un sitio deseado en un sujeto o artículo de fabricación. Los agentes adecuados que pueden actuar en esta capacidad incluyen agentes de clatrato tales como citrodextrinas ; otros agentes pueden incluir una proteína o un liposoma.
Las formulaciones BT, se administran, aplican o incorporan en una cantidad efectiva, que variará dependiendo de una variedad de factores que incluyen la naturaleza del sitio de suministro (en donde es relevante) , la actividad del compuesto BT específico (incluyendo la inclusión o ausencia de la formulación de un antibiótico, tal como un antibiótico de aminoglicósido, por ejemplo, amicasina) ; la estabilidad metabólica y la longitud de acción del compuesto; la condición del (planta o animal, incluyendo a un humanoo) sujeto o artículo de fabricación; el modo y el tiempo de administración; el grado de pérdida del compuesto BT en el curso normal de las actividades experimentadas por el sujeto o artículo; y otros factores. En general, una dosis diaria terapéuticamente efectiva es (para un mamífero de 70 kg) de aproximadamente 0.001 mg/kg (es decir, 0.07 mg) a aproximadamente 100 mg/kg {es decir, 7.0 g) ; preferiblemente una dosis terapéuticamente efectiva es de (para un mamífero de 70 kg) a aproximadamente 0.01 mg/kg (es decir, 7 mg) a aproximadamente 50 mg/kg (es decir, 3.5 g) ; más preferiblemente una dosis terapéuticamente efectiva es de (para un mamífero de 70 kg) de aproximadamente 1 mg/kg (es decir, 70 mg) a aproximadamente 25 mg/kg (es decir, 1 .75 g) . Las dosis efectivas para plantas pueden esperarse que sean menores de aproximadamente 10, 20, 50 o 75 por ciento o más.
Los intervalos de dosis efectivas previstas en la presente no pretenden ser limitantes ni representan intervalos de dosis preferidas. Sin embargo, la dosis más preferida sera personalizada al sujeto individual, como se entiende y se determina por un experto en la técnica (ver, por ejemplo, Berkow y otros, eds . , The Merck Manual, 16ava. edición, Merck and Co., Rahway, N.J ., 1992; Goodman y otros, eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10a. edición, Pergamon Press, Inc., Elmsford, N.Y., (2001); Avery's Drug Treatment : Principies and Practice of Clinical Pharmacology and Therapeutics, 3a. edición, ADIS Press, Ltd., Williams and Wilkins, Baltimore, MD . (1987); Ebadi, Pharmacology, Little, Brown and Co., Boston, (1985); Osolci al., eds., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18ava. edición, Mack Publishing Co., Easton, PA (1990); Katzung, Basic and Clinical Pharmacology, Appleton and Lange, Norwalk, CT (1992) ) .
La dosis total requerida para cada tratamiento puede administrarse a través de múltiples dosis o en una sola dosis durante el curso del día, si se desea. Ciertas modalidades preferidas contemplan una sola aplicación de la formulación BT por día, por semana, por 10 días, por 14 días o por periodos de tiempo más largos.
En general, y en diferentes modalidades, el tratamiento puede iniciarse con dosis más pequeñas, que son menores que las dosis óptimas del compuesto. A continuación, la dosis se aumenta en pequeños incrementos hasta que el efecto óptimo bajo ciertas circunstancias se logra.
Tiol de bismutoes para la Protección de Plantas y Productos Agrícolas Ciertas modalidades descritas en la presente se refieren a composiciones y métodos para proteger plantas y flores de infecciones e infestaciones microbianas incluyendo biopelículas para reducir el gran daño y aumentar la vida del producto .
De acuerdo con ciertas modalidades descritas en la presente, incluyendo las resumidas anteriormente, se proporciona un método para rociar una planta contra una bacteria, un patógeno fúngico o viral, que comprende poner en contacto la planta con una cantidad efectiva de una composición BT bajo condiciones y por un tiempo suficiente para uno o más de (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral; (ii) la inhibición de la viabilidad celular del crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, fúngico o viral, (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda la biopelícula de las células del patógeno bacteriano, fúngico o viral, en donde la composición BT comprende una suspensión sustancialmente monodispersa de micropartículas que comprenden un compuesto BT, tales micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.5 µp? a aproximadamente 10 xm.
En ciertas modalidades el patógeno bacteriano comprende células de Erwinia amylovora y en ciertas modalidades el patógeno bacteriano se selecciona de Erwinia amylovora, Xanthomonas campestris pv díeffenbachiae, Pseudomonas syringae, Xylella fastidiosa; Xylophylus ampelinus; Monilinia fructicola, Pantoea stewartii subsp. Stewartii , Ralstonia solanacearum, y Clavibacter ichiganensis subsp. sepedonicus. En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a antibiótico. En ciertas otras modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a estreptomicina. En ciertas modalidades la planta es una planta de cultivo de alimentos, que en ciertas modalidades adicionales es un árbol frutal, que en ciertas otras modalidades se selecciona de un árbol de manzana, de un árbol de pera, de un árbol de durazno, un árbol de nectarinas, un árbol de ciruelas y un árbol de chabacano. En ciertas otras modalidades la planta de cultivo de alimento es un árbol de plátano del género Musa. En ciertas otras modalidades la planta de cultivo de alimentos es una planta seleccionada de planta tuberosa, una planta leguminosa, y una planta de grano se cereal. En ciertas otras modalidades, la planta tuberosa se selecciona de Solanum tuberosum (papa) , y Ipomoea batatas (papa dulce) .
En ciertas modalidades el paso de poner en contacto se lleva a cabo una o una pluralidad de veces. En ciertas modalidades por lo menos un paso de contacto comprende uno de rociado, inmersión, recubrimiento y pintura de la planta. En ciertas modalidades, el al menos un paso de poner en contacto se lleva a cabo en un florecimiento de la flor, en una punta verde o en un sitio de crecimiento de la planta, o sobre en o dentro de otras partes de la planta tales como la raíz, el bulbo, el tallo la hoja, la rama, la vid, la planta trepadora, un brote, una flor o una de sus partes, la punta verde, la fruta, las semillas, la vid de la semilla, o similar. En ciertas modalidades al menos un paso de contacto se lleva a cabo dentro de las 24, 48 ó 72 horas, del primer florecimiento de flores en la planta. En ciertas modalidades, la composición BT comprende uno o más compuestos BT seleccionados de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol , Bis-DTT, Bis-2-mercaptoetanol, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, BisPyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, bismuto- 1-mercapto-2 -propanol, y BisEDT/2-hidroxi-l-propantiol . En ciertas modalidades el patógeno bacteriano exhibe resistencia a antibiótico.
En ciertas modalidades de los métodos antes descritos, el método además comprende poner en contacto la planta con un antibiótico sinérgico o mej orador, simultánea no secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la planta con la composición BT. En ciertas modalidades más el antibiótico o sinérgico o potenciador comprende un antibiótico que se selecciona de un antibiótico aminoglicósido, un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina , un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa, y un antibiótico de amino penicilina. En ciertas modalidades el antibiótico sinérgico o potenciador es un antibiótico de aminoglicósido que se selecciona de amicasina, arbecasina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
En otra modalidad, se proporciona un método para superar la resistencia a antibióticos en una planta en o sobre la cual el patógeno de la planta bacteriana resistente a antibiótico está presente, que comprende: (a) poner en contacto la planta con una cantidad efectiva de una composición BT bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para uno de: (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico; (ii) la inhibición de la viabilidad celular del crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico, (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda las células que forman la biopelícula del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico, en donde la composición BT comprende una suspensión sustancialmente monodispersa de micropartículas que comprenden un compuesto BT, tales micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.5 µp? a aproximadamente 10 µt?; (b) poner en contacto la planta con un antibiótico sinérgico o potenciador, simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la planta con la composición BT.
Antisépticos a Base de Tiol de bismuto (BT) Como también se observa anteriormente, un número de productos naturales (por ejemplo, antibióticos) y químicos sintéticos que tienen propiedades antimicrobianas (por ejemplo, antibacteriana, antivírica, antifúngica) , y en particular antibacteriana son conocidos en la técnica y han estado al menos parcialmente caracterizados por estructuras químicas y a través de efectos antimicrobianos, tales como la habilidad para aniquilar microbios (efectos "cidal" tales como las propiedades bacteriocidas) , la habilidad para detener o deteriorar el crecimiento microbiano (efectos "estáticos" tales como las propiedades bacterioestáticas) , o la habilidad para interferir con las funciones microbianas tales como la colonización o la infección de un sitio, la secreción bacteriana de hexopolisacáridos y/o la conversión de las poblaciones planctónica a biopelícula o la expansión de la formación de la biopelícula. Los antibióticos, desinfectantes, antisépticos y similares (incluyendo los compuestos de tiol de bismuto o BT) se explican en la presente anteriormente y, por ejemplo U.S. 6,582,719, que incluye factores que tienen influencia en la selección y el uso de tales composiciones, por ejemplo, potencias bacteriocidas o bacterioestáticas, concentraciones efectivas, y los riesgos de toxicidad de los tejidos hospederos.
Los tiol de bismutoes (BT) y los compuestos tiol relacionados que tienen un diferente metal del grupo V (por ejemplo, arsénico, antimonio) que sustituyen el bismuto, se explican anteriormente. También se explica en la presente composiciones y métodos dirigidos a micropartículas de composiciones BT microparticuladas ventajosas que tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.5 µp? a aproximadamente 10 µ??. Ciertas modalidades ilustrativas de esta forma pertenecen al uso de los antimicrobianos descritos en la presente, incluyendo agentes anti-biopelícula para tratar o prevenir infecciones y biopelículas en plantas, tales agentes típicamente están presentes en composiciones que contienen una o más bismuto tioles microparticulados a una concentración que está entre 0.0001% y 0.001% en peso, preferiblemente en forma alcalina. Las composiciones pueden comprender BT y uno o más portadores o excipientes, y/o además pueden comprender otros ingredientes tales como otros germicidas compatibles, que en ciertas modalidades preferidas comprenden antibióticos sinérgicos o potenciadores como se describe en la presente.
Las cosechas objetivo a ser protegidas dentro de ciertas modalidades contempladas pero no limitantes incluyen, por ejemplo, las siguientes especies de plantas: cereales (por ejemplo, trigo, cebada, centeno, avena, arroz, sorgo y cosechas relacionadas), remolacha (por ejemplo, remolacha de azúcar y remolacha de forrajera), pomos, drupas y fruta blanda (por ejemplo, manzanas, peras, ciruelas, duraznos, almendras, cerezas, fresas, frambuesas y zarzamoras), plantas leguminosas (por ejemplo, frijoles, lentejas, chícharos, frijol de soya), plantas oleosas (por ejemplo, colza, mostaza, amapola, olivos, girasol, coco, plantas de aceite de ricino, granos de cacao, nueces molidas) , plantas de pepino (por ejemplo, pepino, calabacín, melones) , plantas fibrosas (por ejemplo, algodón, lino, cáñamo, yute), frutas cítricas (por ejemplo, naranjas, limones, toronjas, mandarinas) , vegetales (por ejemplo, espinaca, lechuga, espárrago, calabazas, zanahorias, cebollas, jitomates, patatas, páprika) , lauráceas (por ejemplo, aguacate, canela, alcanfor) y otras plantas tales como maíz, tabaco, nueces, café, caña de azúcar, té, vides, lúpulos, plátanos y plantas de goma naturales, así como plantas ornamentales (composiciones) , que incluyen plantas que florecen y plantas que se cortan en la cosecha de las misma. Ciertas modalidades de esta forma contemplan la extensión de la vida útil del producto (por ejemplo, prolongando el período de tiempo durante el cual el artículo es comercial, nutricional y/o estéticamente útil, en una forma estadísticamente significativa con relación al grupo de control que no se pone en contacto con BT microparticulado descrito actualmente) , de un producto de cosecha objetivo cosechado tal como una flor de corte o un producto alimenticio derivado de una cosecha objetivo (por ejemplo, fruta, vegetal, grano, semilla, etc.) a través del contacto del producto de la cosecha con una composición que comprende uno o más de los compuestos BT microparticulados como se proporcionan en la presente.
Las concentraciones efectivas de los BT microparticulados como se describe en la presente para utilizarse en estas y las modalidades relacionadas, dependerá de muchos factores, que incluyen la selección del BT, el pH, la temperatura, la relación molar de los componentes BT, y los microorganismos que ofenden. La efectividad también depende de si la prevención de una infección o tratamiento de una infección existente (por ejemplo, una biopelícula) es el objetivo de una aplicación particular. Una dosis preventiva será suficiente en la mayor parte de los casos. La concentración sostenida efectiva de los BT es probablemente alrededor del MIC de los organismos no resistentes. Esta concentración probablemente estará en el intervalo de 1-2 µ9/p?1, pero puede ir de hasta 8 g/ml o más allá, dependiendo del (los) compuesto (s) BT microparticulado específico. En una modalidad alternativa, se proporciona Bis-Piridiona microparticulada (BisPyr) a una relación molar de 5:1 (bismuto a piridiona) para la aplicación a plantas. En otra modalidad, un bismuto-tio dual en forma microparticulada, BisPyr/Ery (bis-piritiona/ditioeritritol) puede ser provista como un antimicrobiano de amplio espectro. En aún otra modalidad, los BT microparticulados pueden combinarse con antibióticos específicos como se proporciona en la presente, preferiblemente un antibiótico sinérgico o potenciador, para proporcionar una protección dirigida y potente contra infecciones microbianas para plantas y flores/árboles de corte. Con base en las sinergia observada entre BisEDT y gentamicina, esta combinación de BT- antibióticos preferida en ciertas modalidades para aplicaciones agrícolas.
En otras modalidades, la adición a una formulación BT microparticulada de bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) u otra(s) sustancia (s) alcalina) (por ejemplo, bicarbonato de potasio, carbonato de calcio) puede agregarse o potenciar los efectos antimicrobianos del BT. Otros ingredientes en las formulaciones BT microparticuladas para usos agrícolas pueden incluir agentes activos en la superficie y otros agentes antimicrobianos, por ejemplo, clorhexidina, extracto de sanguinaria, metronidazol , compuestos de amonio cuaternario (tales como cloruro de cetilpiridinio) ; bis-guanidas tales como clorhexidina digluconato, hexetidina, octenidina, alexidina; compuestos bisfenólicos halogenados tales como 2 , 2 ' metilenbis- (4 -cloro-6-bromofenol) , u otros compuestos antibacterianos fenólicos; alquilhidroxibenzoato; péptidos antimicrobianos catiónicos; aminoglicósidos ; quinolonas; lincosamidas ; penicilinas ; cefalosporinas , macrólidos; tetraciclinas y otros antibióticos, taurolidina o taurultam, A-dec ICX, aceite esencial de Coleus forskohlii ; antimicrobianos de placa o de placa coloidal, antimicrobianos a base de estaño o cobre, cloro u oxidantes de bromo, aceite de Manuka, orégano, timo, romero, u otros extractos herbales, y extracto de semillas de toronja; agentes antiinflamatorios o antioxidantes tales como ibuprofeno, flurbiprofeno, aspirina, indometazina, aloe vera, turmérico, extracto de hoja de olivo, tréboles, pantenol, retinol, ácido grasos omega-3, ácido gama- linoleico (GLA) , té verde, jengibre, semilla de uva, etc. Las composiciones también pueden comprender uno o más portadores farmacéuticamente aceptables, tales como almidón, sacarosa, agua o sistemas de agua (alcohol, DMSO, etc.; un agente tensioactivo, tal como un agente tensioactivo aniónico, no iónico, catiónico y zwiteriónico o anfotérico, o pueden incluir saponinas de materiales vegetales (ver, por ejemplo, Patente de E. U. A. No. 6,485,711); los reguladores de pH y las sales; y otros ingrediente opcionales que pueden incluirse son agentes blanqueadores tales como compuestos de peroxi; peroxidifosfato potásico; sistemas efervescentes tales como los sistemas de bicarbonato de sodio/ácido cítrico y similares.
Las composiciones BT micropárticuladas para uso agrícola y utilizarse en plantas puede, en ciertas modalidades, también combinarse con estos y opcionalmente otros agentes para producir efectos aditivos, potenciadores o sinérgicos, como se describe en la presente, o en la forma de liposomas o nanopartículas para mejorar la actividad y el suministro. Ciertas modalidades expresamente incluyen formulaciones BT microparticuladas que comprenden liposomas, tales como fosfolípidos (por ejemplo, fosfocolina) y/o liposomas que contienen colesterol, a pesar de ciertas otras modalidades, están tan limitadas y pueden incluir estos y otros liposomas. Las formulaciones específicas de BT microparticuladas también pueden hacerse conteniendo portadores excipientes u otros aditivos que promueven la adherencia de la formulación a las superficies (por ejemplo, glucosa, almidón, ácido cítrico, aceites portadores, emulsiones, dispersantes, agentes tensioactivos y similares, etc . ) .
En otras modalidades contempladas, las formulaciones BT microparticuladas para utilizarse como agentes anti -biopelícula en plantas o cosechas agrícolas pueden combinarse con otros agentes para controlar el desarrollo de la biopelícula. Se conoce, por ejemplo, que la percepción quorum inter-especie está relacionada con la formación de la biopelícula. Ciertos agentes que aumentan la trayectoria dependiente de LuxS, o la señal de percepción quorum inter-especie (por ejemplo, Patentes de E . U. A. Nos. 7,427,408 y 6,455,031) ayudan a controlar las biopelículas , tales como los compuestos de bloqueo N- (3 -oxododecanoil) -1-homoserina lactona (OdDHL) y/o análogos N-butiril-1-homoserina lactona (BHL) . Estos agentes anti-biopelícula combinados con lo BT micropaticulados descritos en la presente pueden distribuirse en aspersiones foliares para la inhibición del desarrollo de la biopelicula bacteriana o para el tratamiento de biopelículas pre-formadas . En otras modalidades, estos agentes anti-biopelícula están contenidos dentro de una micropartícula biodegradable para liberación controlada, y/o en forma de liposoma con agentes antimicrobianos .
Los BT microparticulados recientemente descritos de esta forma pueden, de acuerdo con ciertas modalidades, utilizarse con otras tecnologías existentes para mejorar los efectos anti-biopelícula. Los presentes BT microparticulados pueden sinergizar o potenciar la actividad contra ciertos patógenos de plantas de los antibióticos de estreptomicina y/o gentamicina. La estreptomicina no aniquila la bacteria sino más bien inhibe su multiplicación y de esta forma reduce el grado al cual la estigmata de la flor se coloniza, por lo tanto disminuyendo la posterior multiplicación de la bacteria dentro de los nectártodos. (Ver, por ejemplo, Domenico y otros J Antimicrob Chema 1991; 28:801-10; Domenico y otros .Researah Advances in Antimicrob Agents Chemother 2003; 3:79-85) . Los beneficios adicionales pueden ocurrir a través del uso de un adyuvante de aspersión de tipo activador (por ejemplo, Regulaid™) que mejora la cobertura y la penetración de la estreptomicina lo suficiente para permitir utilizar de manera segura cantidades reducidas de este antibiótico.
Los presentes BT microparticulados pueden combinarse con cualquiera de los ingredientes activos actualmente en uso para combatir patógenos agrícolas y microbianos en plantas, incluyendo los que tienen actividad de anti-biopelícula tales como agentes oxidante, agentes quelatadores (por ejemplo, quelatadores de hierro), germicidas y desinfectantes. Las combinaciones preferidas pueden ser aditivas, o pueden ser potenciadoras o sinergistas de acuerdo con la presente descripción, con respecto a sus efectos anti-biopelícula. Ciertas modalidades contemplan composiciones BT microparticuladas que se formulan para ser hidrófobas con el fin de mejorar la retención del BT en las superficies, por ejemplo, durante el uso de tioles hidrófobos (por ejemplo, tioclorofenol) que confiere propiedades adhesivas mejoradas. Los BT con una carga negativa neta (por ejemplo relación molar de 1:2 de bismuto a tiol) también puede tener propiedades de adhesión mejoradas.
Suspensión microparticulada del compuesto BT puede administrarse como formulaciones acuosas, como suspensiones o soluciones en solventes orgánicos incluyendo propulsores de hidrocarburo halogenados, aceites de dispersión, o polvo seco. Las formulaciones acuosas pueden aerolizarse a través de nebulizadores líquidos utilizando ya sea atomización hidráulica o ultrasónica. Los sistemas a base de propulsores pueden utilizar dispensadores presurizados adecuados. Los polvos secos pueden utilizar dispositivos de dispersión de polvo seco, que son capaces de dispersar las micropartículas que contienen BT efectivamente. Un tamaño de partícula deseado y la distribución pueden obtenerse mediante la selección de un dispositivo apropiado.
En toda esta descripción, a menos que el contexto requiera lo contrario, las palabras "comprende", "que comprende", "comprendiendo" se entenderá que implican la inclusión de un paso de clavado o elemento o grupo de pasos de elementos pero no existe la inclusión de cualquier otro paso de elemento o grupo de pasos o elementos. Por "que consiste de" significa incluyendo, y no limitándose a, cualquiera sea lo que sigue de la frase "consiste de" . De esta forma, la frase "que consiste de" indica que los elementos enumerados son requeridos u obligatorios, y que ningún otro elemento puede estar presente. Por "consiste esencialmente de" significa que incluye cualquier elemento enumerado antes de la frase, y se limita a otros elementos que no interfieren o contribuyen con la actividad o acción especificada en la descripción para los elementos enumerados. De esta forma, la frase "que consiste esencialmente de" indica que los elementos enumerados son requeridos y obligatorios, pero que no son requeridos otros elementos y pueden o no pueden estar presentes dependiendo de sí o no afectan la actividad o acción de los elementos enumerados.
En esta descripción, y en las reivindicaciones anexas, la formas singulares "uno", "una" y "el, las" incluyen referencia plurales a menos que el contexto claramente dicte lo contrario. Como se utiliza en la presente, en modalidades particulares, los términos "alrededor de" o "aproximadamente" cuando preceden un valor numérico indican el valor más o menos un intervalo de 5%, 6%, 7%, 8% o 9%. En otras modalidades, los términos "alrededor de" o "aproximadamente" cuando preceden un valor numérico indican el valor más o menos un intervalo de 10%, 11%, 12%, 13%, o 14%. En aún otras modalidades, los términos "alrededor de" o "aproximadamente" cuando precede en un valor numérico indican el valor más o menos un intervalo de 15%, 16%, 17%, 18%, 19% o 20%.
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EJEMPLOS EJEMPLO 1 PREPARACION DE COOMPUESTOS BT Los siguientes compuestos BT se prepararon ya sea de acuerdo con los métodos de Domenico y otros (U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, U.S. 6,380,248) o como micropartículas de acuerdo con el protocolo sintético descrito a continuación por BisEDT. Se muestran las proporciones atómicas con relación a un solo átomo de bismuto, para comparación, con base en las proporciones estequiometrias de los reactivos utilizados y la propensión conocida del bismuto para formar complejos trivalentes con compuestos que contienen azufre. Los números en paréntesis son las proporciones de bismuto a uno (o más) agentes tioll (por ejemplo, Bi : tioll/tiol2 ; ver también Tabla 1) . 1) CPD 1B-1 Bis-EDT (1:1) BÍC2H4S2 2) CPD 1B-2 Bis-EDT (1:1.5) BiC3H5S3 3) CPD 1B-3 Bis-EDT (1:1.5) BiC3H5S3 4) CPD 1C Bis-EDT (prep. Bi soluble) (1:1.5) BiC3H5S3 5) CPD 2A Bis-Bal (1:1) BiC3H5S20 6) CPD 2B Bis-Bal (1:1.5) BiC4.5H60L5S3 7) CPD 3A Bis-Pyr (1:1.5) BÍC .SHS LSOI.SSLS 8) CPD 3? Bis-Pyr (1:3) BÍCi5Hi2N303S3 9) CPD 4 Bis-Ery (1:1.5) BiC6H1203S3 10) CPD 5 Bis-Tol (1:1.5) BiCi0.5H9S3 11) CPD 6 Bis- 8DT (1:1.5) BiC6H12S3 12) CPD 7 Bis-PDT (1:1.5) BiC4.5H9S3 13) CPD 8-1 Bis-Pyr/BDT (1:1/1) 14) CPD 8-2 Bis-Pyr/BDT (1:1/0.5) 15) CPD 9 Bis-2hidroxi, propano tiol (1:3) 16) CPD 10 Bis-Pyr/Bal (1:1/0.5) 17) CPD 11 Bis-Pyr/EDT (1:1/0.5) 18) CPD 12 Bis-Pyr/Tol (1:1/0.5) 19) CPD 13 Bis-Pyr/PDT (1:1/0.5) 20) CPD 14 Bis-Pyr/Ery (1:1/0.5) 21) CPD 15 Bis-EDT/2hidroxi , propano tiol (1:1/1) Las micropartículas de bismuto- 1, 2 -etanditiol (Bis-EDT, preparación de bismuto soluble) se prepararon como sigue : A un exceso (11.4 1) de 5% de HN03 acuoso a temperatura ambiente en un garrafón de 15 1 se agregaron lentamente por adición por goteo 0.331 1 (-0.575 moles) de una solución de Bi(N03)3 acuoso (43% de Bi(N03)3 (p/p) , 5% de ácido nítrico (p/p) , 52% de agua (p/p) / Shepherd Chemical Co., Cincinnati, OH, producto no. 2362; d - 1.6 g/ml) con agitación, seguido por la lenta adición de etanol absoluto (4 1) . Se formó algo de precipitado blanco pero se disolvió por continua agitación. Una solución etanólica (-1.56 1, -0.55 ) de 1, 2-etanditiol (CAS 540-63-6) se preparó de forma separada por la adición de, 1.5 1 de etanol absoluto, 72.19 mi (0.863 moles) de 1 , 2 -etanditiol utilizando una jeringa de 60 mi, y después agitando por cinco minutos. El reactivo de 1,2-etanditiol/EtOH después se agregó lentamente por adición por goteo sobre el curso de cinco horas a la solución de Bi(N03)3 acuoso/HN03, con agitación continua durante la noche. El producto formado se dejó asentar como un precipitado durante aproximadamente 15 minutos, después de lo cual el filtrado se removió a 300 ml/min utilizando una bomba peristáltica. El producto después se recolectó por filtración en papel filtro fino en un embudo Buchner de 125 cm de diámetro, y se lavó secuencialmente con tres volúmenes, de 500 mi cada uno de etanol, agua USP, y acetona para obtener BisEDT (694.51 gm/ mol) como un sólido en polvo amorfo amarillo. El producto se colocó en una botella de vidrio ámbar de 500 mi y se secó con CaCl2 al alto vacío durante 48 horas. El material recuperado (rendimiento ~ 200 g) dio un olor característico del tiol. El producto crudo se volvió a disolver en 750 mi de etanol absoluto, agitó por 30 min, después filtró y lavó secuencialmente con 3 x 50 mi de etanol, 2 x 50 mi de acetona, y lavó de nuevo con 500 mi de acetona. El polvo vuelto a lavar se trituró en 1M de NaOH (500 mi) , filtró y lavó con 3 x 220 mi de agua, 2 x 50 mi de etanol, y 1 x 400 mi de acetona para dar 156.74 gm de BisEDT purificado. Los lotes posteriores preparados en esencialmente la misma forma dieron como resultado producciones de aproximadamente 78-91%.
El producto se caracterizó como teniendo la estructura mostrada anteriormente en la fórmula I mediante el análisis de los datos de resonancia magnética nuclear ""? y 13c (NMR, por sus siglas en inglés) , espectroscopia infrarroja (IR) , espectroscopia ultravioleta (UV) , espectrometría de masas (MS, por sus siglas en inglés) y análisis elemental. Se desarrolló un método HPLC para determinar la pureza química de BisEDT, por lo que se preparó una muestra en DMSO (0.5 mg/ml) . Se determinó el X™ax mediante la exploración de la solución de BisEDT en DMSO entre 190 y 600 nm. La elución HPLC isocrática a 1 ml/min se llevó a cabo a temperatura ambiente en una fase móvil de 0.1% de ácido fórmico en acetonitrilo : agua (9:1) en un cromatografo modelo 2695 Waters (Millipore Corp., Milford, MA) con detector UV monitoreando a 265 nm (?p,3?) , 2 µ? de volumen de inyección, equipado con un YMC Pack PVC Sil P, 5 µp\, de columna analítica de diámetro interno 250 X 4.6 mm (Waters) y se detectó un solo pico, reflejando la pureza química de 100 ± 0.1%. El análisis elemental fue consistente con la estructura de la fórmula (I) . La materia particulada seca se caracterizó para evaluar las propiedades del tamaño de partícula. En resumen, las micropartículas se volvieron suspender en 2% de Pluronic® F-68 (BASF, Mt . Olive, NJ) y la suspensión se sónico por 10 minutos en un sonicador de baño de agua a una configuración estándar antes del análisis utilizando un analizador de partícula calibrador Nano/calibrador Zeta Nano-S (modelo ZEN 1600 (sin capacidad de medir el potencial zeta) , Malvern Instruments, Worcestershire , UK) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. De los datos compilados de dos mediciones, las micropartículas exhibieron una distribución unimodal con todos los eventos detectables entre aproximadamente 0.6 mieras y 4 mieras en diámetro medio volumétrico (VMD, por sus siglas en inglés) y teniendo un V D pico a aproximadamente 1.3 mieras. En contraste, cuando se preparó BisEDT mediante los métodos anteriores (Domenico y otros, 1997 Antimicrob. Agents Chemother. 41 (8) : 1697-1703) la mayoría de las partículas estuvieron heterodispersas y fueron de un tamaño significativamente mayor, imposibilitando su caracterización en las bases de VMD.
EJEMPLO 2 MODELO DE BIOPELICULA DE COLONIA DE INFECCION CRONICA DE HERIDAS : INHIBICION POR MEDIO DE COMPUESTOS BT Debido a que la bacteria que existe en lesiones crónicas adopta un estilo de vida de biopelícula, los BT se ensayaron contra biopelículas para efectos en la supervivencia de las células utilizando biopelículas preparadas esencialmente de acuerdo con los métodos descritos (Anderl y otros, 2003 Antimicrob Agents Chemother 47:1251-56; Walters y otros, 2003 Antimicrob Agents Chemother 47:317; Wentland y otros, 1996 Biotchnol . Prog. 12:316; Zheng y otros, 2002 Antimicrob Agents Chemother 46:900) . En resumen, las biopelículas de la colonia se cultivaron en agar de soya tríptica al 10% durante 24 horas, y se transfirieron a placas Mueller Hinton conteniendo los tratamientos. Después del tratamiento las biopelículas se dispersaron agua peptona conteniendo 2% p/y de glutationa (neutraliza BT) , y serialmente diluida en agua peptona antes de localizarse en las placas para conteo. Se utilizaron dos bacterias aisladas de lesiones crónicas separadamente en la producción de biopelículas de colonia para la prueba. Estas fueron Pseudomonas aeruginosa, una cepa bacteriana gram-negativa, y Staphylococcus aureus Resistente a Meticilina (MRSA, por sus siglas en inglés), que es gram-positiva . Las colonias de biopelículas bacterianas se cultivaron en la parte superior de membranas micro-porosas descansando en una placa de agar esencialmente como se describe (Anderl y otros, 2003 Antimicrob Agents Chemother 47:11-56; Walters y otros, 2003 Anti icrob Agents Chemother 47:317; entland y otros, 1996 Biotchnol. Prog. 12:316; Zheng y otros, 2002 Antimicrob Agents Chemother 46:900) . Las biopelículas de la colonia exhibieron muchos de los aspectos familiares de otros modelos de biopelículas, por ejemplo, consistieron de células densamente agregadas en una matriz altamente hidratada. También como se reporta por otros (Brown y otros, J Surg Res 56:562; Millward y otros, 1989 Microbios 58:155; Sutch y otros, 1995 J Pharm Pharmacol 47:1094; Thrower y otros, 1997 J Med Microbiol 46:425) se observó que la bacteria en las biopelículas de colonia exhibieron las misma susceptibilidad anti -microbiana profundamente reducida que se había cuantificado en más reactor de biopelículas in vitro sofisticados. Las biopelículas de colonia fueron fácil y reproductiblemente generadas en grandes números. De acuerdo con una teoría no limitante, estas biopelículas de colonia comparten algunas de las características de una lesión: bacteria infectada cultivada en una interface de aire con nutrientes suministrados desde debajo de las biopelículas y flujo de fluido mínimo. Una variedad de fuentes de nutrientes se utilizó para cultivar biopelículas de colonia, incluyendo agar de sangre, que se cree imita las condiciones nutrientes in vivo. Las biopelículas de colonia se prepararon mediante la vacunación de lugares de 5 µ? de los cultivos líquidos bacterianos planctónicos en membrana de filtro de policarbonato de 25 mm de diámetro. Las membranas se esterilizaron antes de la vacunación, por exposición a luz ultravioleta por 10 min por lado. La vacuna se cultivó durante la noche en medio bacteriana a 37 0 C y se diluyó en medio fresco a una densidad óptica de 0.1 a 600 nm antes de la deposición en la membrana. Las membranas después se colocaron en la placa de agar conteniendo el medio de cultivo. Las placas después se cubrieron y colocaron, invertidas, en una incubadora a 37°C. Cada 24 h, las membranas y las biopelículas de colonia se transfirieron, utilizando fórceps estériles, a una placa fresca. Las biopelículas de colonia se utilizaron típicamente para experimentación después de 48 horas de cultivo, en cuyo momento había aproximadamente 109 bacterias por membrana. El método de las biopelículas de colonia se utilizó exitosamente para cultivar una amplia variedad biopelículas de especies individuales y especies mixtas. Para medir la susceptibilidad a agentes antimicrobianos (por ejemplo, compuestos BT incluyendo combinaciones de compuestos BT; antibióticos; y combinaciones de compuesto BT-antibiótico) , las biopelículas de colonia se transfirieron a placas de agar suplementadas con el (los) agente (s) del tratamiento antimicrobiano candidato. Cuando la duración de la exposición al tratamiento antimicrobiano excedió 24 horas, las biopelículas de colonia se movieron a placas de tratamiento frescas diariamente. Al final del período de tratamiento, las biopelículas de colonia se colocaron en tubos conteniendo 10 mi de regulador de pH y se sometieron a vórtice por 1-2 min para dispersar las biopelículas. En algunos casos, fue necesario procesar brevemente la muestra con un homogeneizador tisular para separar los agregados celulares. Las suspensiones de célula resultantes después se diluyeron serialmente y plaquearon para enumerar la bacteria superviviente, que se reportó como unidades formadoras de colonia (CFU, por sus siglas en inglés) por área unitaria. Los datos de supervivencia se analizaron utilizando la transformación log10.
Para cada tipo de cultivo de colonia de biopelículas bacterianas {Pseudomonas aeruginosa, PA; Staphylococcus aureus resistente a meticilina, MRSA o SA) se ensayaron cinco antibióticos y trece compuestos BT . Loa gentes antimicrobianos ensayados contra PA incluyeron los BT referidos en la presente como BisEDT y los Compuestos 2B, 4, 5, 6, 8-2, 9, 10, 11 y 15 (ver Tabla 1), y los antibióticos tobramicina, amicacina, imipenim, cefazolina, y ciprofloxacina . Los agentes antimicrobianos ensayados contra SA incluyeron los BT referidos en la presente como BisEDT y los Compuestos 2B, 4, 5, 6, 8-2, 9, 10 y 11 (ver Tabla 1), y los antibióticos rifampicina, daptomicina, minociclina, ampicilina, y vancomicina. Como se describe anteriormente bajo "breve descripción de las figuras", los antibióticos se ensayaron a concentraciones de aproximadamente 10-400 veces las concentraciones inhibidoras, mínimas (MIC, por sus siglas en inglés) de acuerdo con las metodologías microbiológicas establecidas. Siete compuestos BT exhibieron efectos pronunciados en la supervivencia de la bacteria PA a las concentraciones ensayadas, y dos compuestos BT demostraron efectos pronunciados en la supervivencia de MRSA a las concentraciones ensayadas; los resultados representativos que muestran los efectos BT en la supervivencia de la bacteria se presentan en la Figura 1 para BisEDT y el compuesto BT 2B (ensayado frente a PA) y en la Figura 2 para compuestos BT 2B y 8-2 (ensayados frente a SA) , en ambos casos, con relación a los efectos de los antibióticos indicados. Como también se muestra en las Figuras 1 y 2, la inclusión de los compuestos BT indicados en combinación con los antibióticos indicados dio como resultado un efecto sinérgico por lo que la potencia en la reducción de la supervivencia bacteriana mejoró con relación al compuesto BT solo. En el ensayo de supervivencia PA, el compuesto (Bis-EDT/2hidroxi, propano tiol (1:1/1)) a una concentración de 80 ug/ml exhibió un efecto (no mostrado) que fue comparable con el efecto obtenido utilizando la combinación de 1600 ug/ml de AMK más 80 ug/ml de BisEDT (Fig. 1) .
EJEMPLO 3 MODELO DE BIOPELICULAS DE FLUJO POR GOTEO DE INFECCIONES DE HERIDAS CRONICAS: INHIBICION A TRAVES DE COMPUESTOS BT Las biopelículas de flujo por goteo representan un modelo auténtico aceptado en la técnica para formar, y ensayar los efectos de los compuestos anti -bacterianos candidato frente, a biopelículas bacterianas. Las biopelículas de flujo por goteo se producen en cupones (sustratos) colocados en canales de un reactor de flujo por goteo. Muchos diferentes tipos de materiales pueden utilizarse como el sustrato para la formación de las biopelículas bacterianas, incluyendo portaobjetos de microscopio de vidrio helados. El medio líquido nutritivo entra a la cámara de la celda del bio-reactor de flujo por goteo, goteando dentro de la cámara cerca de la parte superior, y después fluye la longitud del cupón hacia abajo a un declive de 10 grados. Las biopelículas se cultivan en bio-reactores de flujo por goteo y se exponen a compuestos BT individualmente o en combinaciones y/o a compuestos antibióticos individualmente o en combinaciones con otros agentes antibacterianos, incluyendo Compuestos BT, o a otros tratamientos convencionales o candidato para lesiones crónicas. Los compuestos BT de esta forma se caracterizan por sus efectos en biopelículas bacterianas en el reactor de flujo por goteo. Las biopelículas en el reactor de flujo por goteo se prepararon de acuerdo con metodologías establecidas (por ejemplo, Stewart y otros, 2001 J" Appl Microbial . 91:525; Xu y otros, 1998 Appl. Environ. Microbial. 64:4035). Este diseño involucra cultivar biopelículas en cupones de poliestireno en una cámara cubierta. Un medio de cultivo ilustrativo contiene 1 g/1 de glucosa, 0.5 g/1 de NHN03, 0.25g/l de KCl, 0.25 g/1 de KH2P04, 0.25 g/1 de MgS04-7H20, suplementado con 5% y/y de suero de bovino donante (ph 6.8) que imita las condiciones limitadas por el hierro, rico en proteínas séricas que son similares a las biopelículas cultivadas in vivo, tales como lesiones crónicas. Este medio fluye por goteo (50 ml/h) sobre cuatro cupones contenidos en cuatro cámaras paralelas separadas, cada de una de las cuales mide 10 cm x 1.9 cm por 1.9 cm de profundidad. El reactor con cámaras se fabrica de plástico de polisulfona. Cada una de las cámaras se adapta con una tapa plástica removible individual que puede sellarse herméticamente. El reactor de las biopelículas está contenido en una incubadora a 37°C, y el medio de cultivo de la célula bacteriana se calienta pasándolo a través de un depósito de calor de aluminio en la incubadora. Este método reproduce el fenotipo tolerante antibiótico observado en ciertas biopelículas, imita el entorno de esfuerzo cortante de bajo fluido y la proximidad con la interface de aire característica de una lesión crónica a pesar de que proporciona el reabastecimiento continuo de nutrientes, y es compatible con un número de métodos analíticos para la caracterización y monitoreo de los efectos de los regímenes antibacterianos candidato introducidos. El reactor de flujo por goteo ha sido utilizado exitosamente para cultivar una gran variedad de 120 especies de biopelículas puras y mixtas. Las biopelículas se cultivan típicamente de dos a cinco días antes de la aplicación de los agentes antimicrobianos. Para medir los efectos de agentes anti-biopelícula en reactor de flujo por goteo, la corriente de fluido que pasa sobre las biopelículas se modifica o suplementa con la formulación de tratamiento deseada (por ejemplo, uno o más compuestos BT y/o uno o más antibióticos, o controles, y/u otros agentes candidato) . El flujo continúa durante el período de tratamiento especificado. El cupón de las biopelículas tratadas después se remueve brevemente del reactor y las biopelículas se raspan en un vaso de laboratorio conteniendo 10 mi de regulador de pH. Esta muestra se procesa brevemente (típicamente 3 Os a 1 min) con un homogeneizador tisular para dispersar los agregados bacterianos. La suspensión se diluye serialmente y se plaquea para enumerar los microorganismos sobrevivientes de acuerdo con metodologías microbiológicas estándar.
EJEMPLO 4 INHIBICION DE BIOPELICULAS DE LESIONES DE LA REPARACION POR RASPADO DE QUERATINOCITO : SUPRESION DE BIOPELICULA POR COMPUESTOS BT Este Ejemplo describe una modificación de los modelos de raspado de queratinocitos in vitro establecidos de curación de lesiones, para llegar a un modelo que tiene relevancia para la patología de lesiones asociadas con biopelículas y curación de lesiones, y en particular lesiones agudas o crónicas que contienen biopelículas como se describe en la presente. De acuerdo con el modelo de raspado de queratinocito de los efectos de biopelículas de lesiones crónicas, el cultivo de queratinocitos de mamífero (por ejemplo, humano) y poblaciones bacterianas de biopelículas procede en cámaras separadas que están en contacto fluido entre sí, para permitir la evaluación de los efectos de las condiciones que influencian los efectos, de los componentes solubles elaborados por las biopelículas , en eventos de curación de lesiones de queratinocito . Las células de prepucio de humano recién nacido se cultivan como monocapas en platos de plástico, en cuyas monocapas se forma una "lesión" o raspado por medios mecánicos (por ejemplo, a través de alteración física de la monccapa tal como por raspado de una zona libre de células esencialmente lineal entre las regiones de la monocapa con un implemento adecuado tal como un escalpelo, rasuradora, raspador de células, fórceps u otra herramienta estéril) . Los sistemas del modelo de monocapa de queratinocito in vitro se sabe que experimentan un proceso estructural y funcional celular en respuesta al evento de la lesión, en una forma que estimula la curación de lesiones in vivo. De acuerdo con las modalidades descritas en la presente, la influencia de la presencia de biopelículas bacterianas en tales procesos, por ejemplo, en momento de la curación de la raspadura, se observa, y en estas y las modalidades relacionadas los efectos también se evalúan de la presencia de los tratamientos antimicrobianos candidato (por ejemplo, antibacteriano y antibiopelícula) . Las monocapas de queratinocito lesionadas cultivadas en la presencia de biopelículas se examinaron de acuerdo con los parámetros morfológico, bioquímico, genético molecular, fisiológico celular y otros parámetros para determinar si la introducción de los compuesto BT altera (por ejemplo, aumenta o disminuye en una forma estadísticamente significativa con relación a los controles apropiados) los efectos dañinos de las biopelículas . Las lesiones primero se exponen a cada compuesto BT solo, y para contemplar combinaciones de compuestos BT, con el fin de ensayar la toxicidad de cada tratamiento del compuesto BT antes de evaluar los efectos de tales tratamientos en las influencias de las biopelículas hacia el modelo del proceso de curación de lesiones. En una modalidad representativa, se cultivó una biopelícula de tres días en una membrana (por ejemplo, un inserto de membrana TransWell o similar) que se mantuvo en una cavidad de cultivo celular anterior, y en comunicación de fluido con una monocapa de queratinocito que se raspó para iniciar el proceso de curación de lesiones. Las biopelículas cultivadas de las lesiones aguda o crónica auténticas se contemplan para utilizarse en estas y las modalidades relacionadas. De esta forma, un sistema in vitro ha sido desarrollado para evaluar los efectos de los componentes de biopelículas solubles en la migración y la proliferación de queratinocitos humanos. El sistema separa las biopelículas y queratinocitos utilizando una membrana de diálisis. Los queratinocitos se cultivaron de prepucio de recién nacido como se describe previamente (Fieckman y otros, 1997 J Invest . Dermatol . 109:36; Piepkorn y otros, 1987 J Invest . Dermatol . 88:215-2 19) y se cultivaron como monocapas confluentes en portaobjetos de vidrio. Las monocapas de queratinocitos después pueden rasparse para producir "lesiones" con un ancho uniforma, seguido por el monitoreo de los procesos de reparación celular (por ejemplo, Tao y otros, 2007 PLoS ONE 2:e697; Buth y otros 2007 Eur. J Cell Biol . 86:747; Phan y otros 2000 Ann. Acad. Med. Singapur 29:27). Las lesiones artificiales después se colocaron en el fondo de una cámara de dos lados estéril y la cámara se ensambló utilizando una técnica aséptica. Ambos lados de la cámara se llenaron con medio de crecimiento de queratinocito (Epilife) con o sin antibióticos y/o tiol de bismutoes. Los sistemas sin vacunar se utilizaron como controles. El sistema se vacunó con bacteria aislada de la lesión y se incubó en condiciones estáticas durante dos horas para permitir el acoplamiento de la bacteria a las superficies en las cámaras superiores. Después del período de acoplamiento, se inició el flujo del medio líquido en la cámara superior para remover las células no acopladas . El flujo del medio después continuó a una velocidad que minimiza el crecimiento de células planctónicas dentro de la cámara superior, mediante el lavado de las células sin acoplar. Después de períodos de incubación en el intervalo de 6 a 48 horas, los sistemas (monocapas de queratinocitos en cubiertas de vidrio de biopelículas bacterianas en sustrato de membrana) se desensamblaron y las cubiertas de vidrio se removieron y analizaron. En modalidades relacionadas, las biopelículas maduras se cultivaron en la cámara superior antes del ensamble de la cámara. En otras modalidades relacionadas, el co-cultivo separado de las biopelículas y monocapas de queratinocitos de lesiones raspadas se condujeron en la ausencia y la presencia de uno o más compuestos BT, opcionalmente con la inclusión o exclusión de uno o más antibióticos, con el fin de determinar los efectos de los agentes candidato tales como los compuestos BT, o de combinaciones de compuesto BT-más-antibióticos potencialmente sinergistas (por ejemplo, un compuesto BT como se proporciona en la presente tal como se proporciona un BT en forma microparticulada, y uno o más de amicacina, ampicilina, cefazolina, cefepime, cloranfenicol , ciprofloxacina, clindamicina (u otro antibiótico de lincosamida) , daptomicina (Cubicin®) ,_doxiciclina, gatifloxacina, gentamicina, imipenim, levofloxacina , linezolid (Zyvox®) , minociclina, nafcilina, paromomicina, rifampina, sulfametoxazol , tobramicina y vancomicina) , en la reparación de queratinocitos de la lesión de raspado, por ejemplo, para identificar un agente o combinación de agentes que alteran (por ejemplo, aumenta o disminuye en una forma estadísticamente significativa con relación a los controles apropiados) al menos un indicador de la curación de la lesión por raspado, tal como el tiempo que transcurre para que tome lugar la reparación de la lesión u otro indicio de reparación de lesión (por ejemplo, Tao y otros, 2007 PLoS ONE 2:e697; Buth y otros 2007 Eur. J Cell Biol . 86:747; Phan y otros 2000 Ann. Acad. Med. Singapur 29:27).
EJEMPLO 5 INHIBICION DE BIOPELICULAS DE LESIONES DE REPARACION DE RASPADO DE QUERATINOCITO Los queratinocitos humanos aislados se cultivaron en cubiertas de vidrio y lesiones por raspado de acuerdo con las metodologías descritas anteriormente en el Ejemplo 4. Los cultivos de lesiones se mantuvieron bajo condiciones de cultivo solos o en la presencia de biopelículas co-cultivadas en un soporte de membrana en comunicación fluida con el cultivo de queratinocitos. El intervalo de tiempo del cierre del raspado durante el cual el crecimiento/migración del cultivo de células de queratinocitos reestablece la monocapa de queratinocitos sobre la zona de raspado después se determinó. La Figura 3 ilustra el efecto que la presencia en comunicación fluida (pero sin contacto directo) de las biopelículas tuvo sobre el tiempo de curación de las monocapas de queratinocitos raspados. Por consiguiente se contempla en ciertas modalidades un método para identificar un agente para tratar una lesión crónica, que comprende cultivar una monocapa de células lesionadas por raspado (por ejemplo, queratinocitos o fibroblastos) en la presencia de biopelículas bacterianas con o sin un agente anti-biopelícula candidato estando presente; y evaluando un indicador de la curación de la monocapa de célula lesionada por raspado en la ausencia y presencia del agente anti-biopelícula candidato, en donde un agente (por ejemplo, un compuesto BT tal como una suspensión de micropartículas de BT sustancialmente monodispersa como se describe en la presente, sola o en una combinación sinérgica con un antibiótico, tal como uno o más de amicacina, ampicilina, cefazolina, cefepime, cloranfenicol , ciprofloxacina, clindamicina, daptomicina (Cubicin®) ,_doxiciclina, gatifloxacina, gentamicina, imipenim, levofloxacina, linezolid (Zyvox®) , minociclina, nafcilina, paromomicina, rifampina, sulfametroxazol , tobramicina y vancomicina) que promueve al menos un indicador de la curación se identifica como un agente adecuado para el tratamiento de una lesión aguda o crónica o una lesión que contiene una biopelícula.
EJEMPLO 6 COMBINACIONES DE TIOL DE BISMUTO (BT) -ANTIBIOTICO SINERGISTAS Este ejemplo muestra instancias de efectos sinergistas demostrados mediante combinaciones de uno o más compuestos de tiol de bismuto y uno o más antibióticos frente a una variedad de especies bacterianas y cepas bacterianas, incluyendo varias bacterias resistentes a antibióticos.
Materiales y Métodos . Los estudios de susceptibilidad se llevaron a cabo mediante la dilución del caldo en placas de cultivo tisular de 96 cavidades (Nalge Nunc International, Dinamarca) de acuerdo con los protocolos NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards. (1997) . Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria that Grow Aerobically: Approved Standard M7-A2 y Informational Supplement M 100-S10. NCCLS, ayne, PA, USA) . En resumen, los cultivos bacterianos nocturnos se utilizaron para preparar suspensiones estándar McFarland de 0.5, que además se diluyeron a 1:50 (~2 x 106 cfu/ml) en medio de caldo Mueller-Hinton ajustada con catión (BBL, Cockeysville , MD, USA) . Los BT (preparados como se describe anteriormente) y los antibióticos se agregaron a concentraciones en aumento, manteniendo un volumen final constante a 0.2 mi. Los cultivos se incubaron por 24 h a 37 °C y la turbidez se evaluó por absorción a 630 nm utilizando un lector de placas ELISA (Biotek Instruments, inooski, VT, USA) de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. La Concentración Inhibidora Mínima (MIC, por sus siglas en inglés) se expresó como la concentración más baja del fármaco que inhibe el crecimiento durante 24 h. Los conteos bacterianos viables (cfu/ml) se determinaron por el plaqueo estándar en agar nutriente. Las Concentraciones Bactericidas Mínimas (MBC, por sus siglas en inglés) se expresaron como la concentración del fármaco que reduce la viabilidad inicial en 99.9% a las 24 h de la incubación. El método de tablero se-utilizó para evaluar la actividad de las combinaciones antimicrobianas. El índice de la concentración inhibidora fraccional (FICI) y el índice de la concentración bactericida fraccional (FBCI) se calcularon de acuerdo con Eliopoulos y otros (Eliopoulos y Moellering, (1996) Antimicrobial combinations . In Antibiotics in Laboratory Medicine (Lorian, V., Ed.), pp. 330-96, Williams y Wilkins, Baltimore, MD, USA) . La sinergia se define como un índice FICI o FBCI de =0.5, sin interacción a >0.5-4 y antagonismo a >4 (Odds, FC (2003) Synergy, antagonism, y what the chequerboard puts between them. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 52:1). La sinergia también se define convencionalmente como una disminución de =4 veces en la concentración del antibiótico. Los resultados se presentan en las Tablas 2-17 TABLA 2 S. aureus - Resistente a Nafcilina BE=0.2 ug/ml de BisEDT; las cepas de bacterias se obtuvieron de Laboratorio de Microbiología Clínica en el Hospital de la Universidad de Winthrop, Mienola, NY. La nafcilina se obtuvo de Sigma (St. Louis, MO) .
TABLA 3 S. aureus - Resistente a Nafcilina BE=0.2 µg/ml de BisEDT; las cepas de bacterias se obtuvieron de Laboratorio de Microbiología Clínica en el Hospital de la Universidad de Winthrop, Mienola, NY. La nafcilina se obtuvo de Sigma (St. Louis, MO) .
TABLA 4 S. aureus Rifampina/Neomiciña/Paromomicina BE=0.2 ug/ml de BisEDT; la cepa S2446-3 se obtuvo de Laboratorio de Microbiología Clínica en el Hospital de la Universidad de Winthrop, Mienola, NY. Los antibióticos se obtuvieron de Sigma.
TABLA 5 S. epidermidis - Resistente a GM GM = gentamicina ; la cepa S2400-1 se obtuvo de Laboratorio de Microbiología Clínica en el Hospital de la Universidad de Winthrop, Mienola, NY. La gentamicina se obtuvo del Departamento de Farmacia en Winthrop; sinergia en negrillas TABLA 6 S. epidermidis - Resistente a GM Datos en ug/ml; la cepa S2400-1 se obtuvo de Laboratorio de Microbiología Clínica en el Hospital de la Universidad de Winthrop, Mienola, NY. Los antibióticos se obtuvieron del Departamento de Farmacia en Winthrop.
TABLA 7 S. epidermidis -S2400-1 Datos en ug/ml,-,1a cepa S2400-1 se obtuvo de Laboratorio de Microbiología Clínica en el Hospital de la Universidad Winthrop, Mienola, NY. Los antibióticos se obtuvieron Departamento de Farmacia en Winthrop.
TABLA 8 S. epidermidis -S2400-1 MBC Datos en µg/ml ; la cepa S2400-1 se obtuvo de Laboratorio Microbiología Clínica en el Hospital de la Universidad Winthrop, Mienola, NY. Los antibióticos se obtuvieron Departamento de Farmacia en Winthrop.
TABLA 9 S. epidermidis ATCC 35984 MIC Datos en µ9/p\1 ; Los antibióticos se obtuvieron Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad Winthrop, Mineóla, NY.
TABLA 10 E. coli - Resistente a ampicilina/Cloranfenicol AB = antibiótico; CM = cloranfenicol ; AM = ampicilina; BE = BisEDT a 0.3 pg/ml; las cepas se obtuvieron de Laboratorio del Dr. MJ Casadaban, Departamento de Genéticas Moleculares y Biología Celular, Universidad de Chicago, Chicago, IL. Los antibióticos se obtuvieron del Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad de Winthrop, Mineóla, NY.
TABLA 11 E. coli - Resistente a Tetraciclina : Doxiciclina + BisEDT DOX = doxiciclina; BE = BisEDT a 0.3 µ9/p\1 ; las cepas se obtuvieron de Laboratorio del Dr. I Chopra, Departamento de Bacteriología, Universidad de Bristol, Bristol, UK. Los antibióticos se obtuvieron del Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad de Winthrop, Mineóla, NY.
TABLA 12 P. aeruginosa - Resistente a Trobamicina: Sinergia BisEDT Agr = resistente a aminoglicósido; NN = tobramicina ; PA = Pseudomonas aeruginosa; BE = BisEDT a 0.3 ug/ml; las cepas se obtuvieron de Laboratorio del Dr. K. Poole, Departamento de Microbiología e Inmunología, Universidad Queens, Ontario, CN. Los antibióticos se obtuvieron del Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad de Winthrop, Mineóla, NY.
TABLA 13 B. cepacia Tobramicina+Sinergia BE NN = Tobramicina; BE = BisEDT a 0.4 µg/ml ; las cepas se obtuvieron de Laboratorio del Dr. J.J. LiPuma, Departamento de Enfermedades Pediátricas y Comunicables, Universidad Michigan, Ann Arbor, NI; también Veloira y otros 2003. La Tobramicina se obtuvo del Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad de Winthrop, Mineóla, NY.
TABLA 14 B. cepacia Tobramicina+Sinergia BE NN = Tobramicina; BE = BisEDT a 0.4 ]ig/ml; las cepas se obtuvieron de Laboratorio del Dr. J.J. LiPuma, Departamento de Enfermedades Pediátricas y Comunicables, Universidad Michigan, Ann Arbor, NI; también Veloira y otros 2003. La Tobramicina se obtuvo del Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad de inthrop, Mineóla, NY.
TABLA 15 Cepas Resistentes a Tobramicina MIC NN = Tobramicina; BE = BisEDT a 0.8 ug/ml ; Lipo-BE-NN = BE-NN liposómico; las cepas se obtuvieron de Laboratorio del Dr. A. Omri, Departamento de Química y Bioquímica, Universidad Laurentiana, Ontario, CN; (Las cepas M con B. cepacia mucoide; PA = P. aeruginosa; SA = S. aureus) . La Tobramicina se obtuvo del Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad de Winthrop, Mineóla, NY.
TABLA 16 Cepas Resistentes a Tobramicina MBC NN = Tobramicina; BE = BisEDT a 0.8 µ9/??1 ; Lipo-BE-NN = BE-NN liposómico; las cepas se obtuvieron de Laboratorio del Dr. A. Omri, Departamento de Química y Bioquímica, Universidad Laurentiana, Ontario, CN; (Las cepas M con 23. cepacia mucoide; PA = P . aeruginosa; SA = S . aureus) . La Tobrami se obtuvo del Departamento de Farmacia del Hospital de la Universidad de Winthrop, Mineóla, NY.
TABLA 17 BisEDT-Sinergia Piritiona BE = BisEDT; NaPYR = piritiona sódica; los químicos se obtuvieron de Sigma-Aldrich; sinergia en negrillas. Las cepas bacterianas indicadas fueron de la Colección de Cultivo de Tipo Americano (ATCC, Manassas, VA) .
EJEMPLO 7 COMPARATIVO DE EFECTOS DE BISMUTO-TIO (BT) Y ANTIBIOTICO FRENTE A BACTERIA GRAM- POSITIVA Y GRAM-NEGATIVA INCLUYENDO CEPAS BACTERIANAS RFESISTENTES A ANTIBIOTICO En este ejemplo las actividades in vitro de BisEDT y agentes comparadores se evaluaron contra múltiples aislados de bacteria gram-positiva y gram-negat iva que son responsables de infecciones de la piel y el tejido blando.
Materiales y Métodos. Los compuestos de prueba y los intervalos de concentración de prueba son como siguen: BisEDT (Domenico y otros, 1997; Domenico y otros, Antimicrob . Agents Chemother. 45 (5) : 1417-1421. y Ejemplo 1), 16-0.015 µg/ml; linezolid (ChemPacifica Inc., #35710), 64-0.06 pg/ml; Daptomicina (Cubist Pharmaceuticals #MCB2007) , 32-0.03 ug/ml y 16-0.015 g/ml; vancomicina (Sigma-Aldrich, St . Louis, MO, # V2002) , 64-0.06 g/ml ; ceftazidima, (Sigma #C3809) , 64-0.06 ug/ml y 32-0.03 ug/ml; imipenem (Farmacopea de los Estados Unidos, NJ, #1337809) 16-0.015 ug/ml y 8-0.008 ug/ml ; ciprofloxacina (Farmacopea de los Estados Unidos, # IOC265) , 32-0.03 g/ml y 4-0.004 ug/ml ; gentamicina (Sigma #G3632) 32-0.03 ug/ml y 16-0.015 g/ml. Todos los artículos de prueba, excepto la gentamicina, se disolvieron en DMSO; la gentamicina se disolvió en agua. Las soluciones concentradas se prepararon a 40 veces la concentración más alta en la placa de prueba. La concentración final de DMSO en el sistema de levadura fue de 2.5%.
Organismos. Los organismos de prueba se obtuvieron de los laboratorios clínicos como sigue: CHP, Ciarían Health Partners, Indianápolis , IN ; UCLA, University of California, Los Angeles Medical Center, Los Angeles, CA; GR Micro, Londres, RU; PHRI TB Center, Public Health Research Institute Tuberculosis Center, New York, NY ATCC, American Type Culture Collection, Manassas, VA; t Sinai Hosp., Mount Sinai Hospital, New York, NY; UCSF, University of California San Francisco General Hospital, San Francisco, CA; Bronson Hospital, Bronson Methodist Hospital, Kalamazoo, MI; los aislados de control de calidad fueron de American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA) . Los organismos se colocaron para el aislamiento en medio agar apropiado para cada organismo. Las colonias se recogieron con un hisopo de las placas de aislamiento y se colocaron en suspensión en caldo apropiado conteniendo un crioprotecto . Las suspensiones se alicuotaron en recipientes criogénicos y se mantuvieron a -80°C. Las abreviaturas son: BisEDT, bismuto-1 , 2 -etanditiol ; LZD, linezolid; DAP, daptomicina ; VA, vancomicina ; CAZ, ceftazidima; IPM, imipenem; CIP, ciprofloxacina ; GM, gentamicina; MSSA, Staphylococcus aureus susceptible a meticilina; CLSI QC, cepa de control de calidad del Clinical y Laboratory Standards Institute; MRSA, Staphylococcus aureus resistente a meticilina; CA-MRSA, Staphylococcus aureus resistente a meticilina adquirido comunitariamente; MSSE, Staphylococcus epidermidis susceptible a meticilina; MRSE, Staphylococcus epidermidis resistente a meticilina; VSE, Enterococcus susceptible a vancomicina .
Los aislados se colocaron de recipientes congelados en medio apropiado: Agar de Soja de Tripticasa (Becton-Dickinson, Sparks, MD) para la mayor parte de los organismos o Agar de Soja de Tripticasa más 5% de sangre de oveja (Cleveland Scientific, Bath, OH) para estreptococo. Las placas se incubaron durante la noche a 35°C. Los organismos de control de calidad se incluyeron. El medio utilizado para el ensayo MIC fue Caldo II de Mueller Hinton (MHB II- Becton Dickinson, # 212322) para la mayor parte de los organismos. MHB II se suplemento con 2% de sangre de caballo lisada (Cleveland Scientific Lot# H13913) para acomodar el crecimiento de Streptococcus pyogenes y Streptococcus agalactiae. El medio se preparó a 102.5% del peso normal para compensar la dilución creada por la adición de 5 µ? de solución de fármaco a cada cavidad de los paneles de microdilución . Además, para las pruebas con daptomicina, el medio se suplemento con 25 mg/1 de Ca2+ adicional.
El método del ensayo MIC siguió el procedimiento descrito por Clinical y Laboratory Standards Institute (Clinical y Laboratory Standards Institute. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; Approved Standard-Séptima Edición. Clinical y el documento M7-A7 del Laboratory Standards Institute [ISBN 1-56238-587-9] . Clinical y Laboratory Standards Institute, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2006) y utilizó manipuladores de líquido automatizados para conducir diluciones seriales y transferencias de líquidos. Los manipuladores de líquidos automatizados incluyeron Multidrop 384 (Labsystems, Helsinki, Finlandia) , Biomek 2000 y Multimek 96 (Beckman Coulter, Fullerton CA) . Las cavidades de las Columnas 2-12 de placas de micro-dilución de 96 cavidades estándar (Falcon 3918) se llenaron con 150 µ? de DMSO o agua para gentamicina en el Multidrop 384. Los fármacos (300 µ?) se dispensaron en la Columna 1 de la fila apropiada de estas placas. Esto se convertiría en las placas madre de las cuales las placas de prueba (placas hijas) se prepararon. El Biomek 2000 completó las transferencias seriales a través de la Columna 11 en las placas madre. Las cavidades de la Columna 12 no contuvieron fármaco y fueron las cavidades de control del cultivo de organismos en las placas hija. Las placas hija se cargaron con 185 µ? del medio de prueba apropiado (descrito anteriormente) utilizando el Multidrop 384. Las placas hija se prepararon en el instrumento Multimek 96 que transfirió 5 µ? de la solución del fármaco de cada cavidad de una placa madre a cada cavidad correspondiente de cada placa hija en un solo paso. La vacuna estandarizada de cada organismo se preparó por los métodos CLSI (ISBN 1-56238-587-9, citado supra) . Las suspensiones se prepararon en MHB para igualar la turbidez de 0.5 del estándar de McFarland. Las suspensiones se diluyeron a 1:9 en caldo apropiado para el organismo. La vacuna para cada organismo se dispersó en depósitos estériles divididos por longitud (Beckman Coulter) , y se utilizó el Biomek 2000 para vacunar las placas. Las placas hija se colocaron en superficie de trabajo invertida del Biomek 2000 de tal forma que la vacunación tomó lugar de una baja a alta concentración del fármaco. El Biomek 2000 suministró 10 µ? de vacuna estandarizada en cada cavidad. Esto produjo una concentración celular final en las placas hija de aproximadamente 5 x 105 unidades formadoras de colonia/ml. De esta forma, las cavidades de las placas hija finalmente contuvieron 185 µ? de vacuna bacteriana. Las placas se apilaron de 3 en tres, se cubrieron con una tapa en la placa superior, se colocaron en bolsas de plástico, e incubaron a 35°C por aproximadamente 18 horas para la mayor parte de los aislados. Las placas con Streptococcus se leyeron después de 20 horas de incubación. Las microplacas se visualizaron desde el fondo utilizando un visualizador de placas. Para cada medio de prueba, se observó una placa de control de solubilidad vacunada para evidenciar la precipitación del fármaco. MIC se leyó y registró como la concentración de fármaco más baja que inhibió el crecimiento visible del organismo .
Resultados. Todos los fármacos comercializados fueron solubles a todas las concentraciones ensayadas en ambos medio. BisEDT exhibió un rastro de precipitado a 32 ug/ml, pero las lecturas MIC no se vieron afectadas como las concentraciones inhibidoras para todos los organismos ensayados estuvieron por debajo de esa concentración. En cada día del ensayo, se incluyó una(s) cepa(s) de control de calidad apropiada en los ensayos MIC. Los valores MIC derivados de estas cepas se compararon con los intervalos de control de calidad publicados (Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Décimo octavo Suplemento Informacional . Documento CLSI M100-S18 [ISBN 1-56238-653-0]. Clinical y Laboratory Standards Institute, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2008) para cada agente, según fue apropiado.
En cada día del ensayo, se incluyó una(s) cepa(s) de control de calidad apropiada n los ensayos MIC. Los valores MIC derivados para estas cepas se compararon con los intervalos de control de calidad publicados (Clinical y Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Décimo octavo Suplemento Informacional. Documento CLSI M 100-S18 [ISBN 1-56238-653-0] ) para cada agente, según fue apropiado. De los 141 valores para cepas de control de calidad los intervalos publicados, 140(99.3%) estuvieron dentro de los intervalos especificados. La única excepción fue imipenem frente a S. aureus 29213 que produjo un valor de una sola corrida (= 0.008 pg/ml) que fue una dilución por debajo del intervalo QC publicado. Todos los otros resultados del control de calidad en esa corrida estuvieron dentro de los intervalos de control de calidad especificados.
BisEDT demostró una potente actividad contra ambos, Staphylococcus aureus susceptible a meticilina (MSSA) , S. aureus resistente a meticilina (MRSA, por sus siglas en inglés) , y MRSA adquirido comunitariamente (CA-MRSA) , inhibiendo todas las cepas ensayadas 1 ug/ml o menos con valores MIC90 de 0.5 µ9/p?1 para los tres grupos de organismos. BisEDT exhibió mayor actividad que la del linezolid y vancomicina y equivalente a la de daptomicina. Imipenem fue más potente que BisEDT contra MSSA (MIC90 = 0.03 g/ml) . Sin embargo, MRSA y CAMRSA fueron resistentes a Imipenem a pesar de que BisEDT demostró una actividad equivalente a la mostrada por MSSA. BisEDT fue altamente activo contra Staphylococcus epidermidis susceptible a meticilina y resistente a meticilina (MSSE y MRSE) , con valores MIC90 de 0. 12 y 0.25 g/ml , respectivamente. BisEDT fue más activo contra MSSE que cualquiera de los otros agentes ensayados excepto Imipenem. BisEDT fue el agente más activo ensayado contra MRSE.
BisEDT demostró una actividad equivalente a la de daptomicina, ancomicina, y imipenem frente a Enterococcus faecalis susceptible a vancomicina (VSEfc) con un valor MIC90 de 2 µg/ml. Significativamente, BisEDT fue el agente más activo ensayado contra Enterococcus faecalis resistente a vancomicina (VREfc) con un valor MIC90 de 1 ug/ml.
BisEDT fue muy activo frente a Enterococcus faeciu susceptible a vancomicina (VSEfm) con un valor MIC90 de 2 µ9/p?1 ; su actividad fue equivalente o similar a la de daptomicina y una dilución mayor que la de vancomicina. BisEDT y linezolid fueron los agentes más activos ensayados contra Enterococcus faecium (VREfm) , cada un demostrando un valor MIC90 de 2 µg/ml . La actividad de BisEDT frente a Streptococcus pyogenes (valor MIC90 de 0.5 ug/ml) fue equivalente a la de vancomicina, mayor que la de linezolid, y ligeramente menor que la de daptomicina y ceftazidima. El compuesto inhibió todas las cepas ensayadas a 0.5 pg/ml o menor. En estos estudios, las especies que fueron menos sensibles a BisEDT fueron las de Streptococcus agalactiae en donde el valor MIC90 observado fue 16 µ9/??1. BisEDT fue menos activo que todos los agentes ensayados excepto gentamicina.
La actividad de BisEDT y comparadores contra la bacteria Gram-negativa incluyeron la potencia de BisEDT demostrada frente a Acinetobacter baumanii (valor MIC90 de 2 µg/ml) haciendo a BisEDT el compuesto más activo ensayados. Los MIC elevados para un número significativo de aislados de prueba para los agentes comparadores dio como resultado valores MIC90 fuera de escala para estos agentes. BisEDT fue un inhibidor potente de Escherichia coli, inhibiendo todas las cepas a 2 µ9/p?1 o menos (MIC90 = 2 µ9/p?1) . El compuesto fue menos activo que imipenem, pero más activo que ceftazidima, ciprofloxacina , y gentamicina. BisEDT también demostró actividad contra Klebsiella pneumoniae con un valor MIC90 de 8 pg/ml que fue equivalente al del imipenem. Los valores MIC90 relativamente altos exhibidos por imipenem, ceftazidima, ciprofloxacina, y gentamicina indicaron que este fue un grupo de organismos altamente resistente a antibióticos. BisEDT fue el compuesto más activo ensayado contra Pseudomonas aeruginosa con un valor MIC90 de 4 g/ml . Hubo un alto nivel de resistencia a los agentes comparadores para este grupo de aislados de prueba.
En resumen, BisEDT demostró una potencia del amplio espectro contra múltiples aislados clínicos que representan múltiples especies, incluyendo especies comúnmente involucradas en infecciones de la piel agudas y crónicas y de la estructura de la piel en humanos. La actividad de BisEDT y los agentes comparadores clave se evaluó contra 723 aislados clínicos de bacteria Gram-positiva y Gram-negativa . El compuesto BT demostró una actividad de amplio espectro, y para un número de los organismos de prueba en este estudio BisEDT fue el compuesto más activo ensayado en términos de actividad anti-bacteriana . BisEDT fue más activo contra MSSA, MRSA, CA-MRSA, MSSE, MRSE , y S. pyogenes, en donde el valor MIC90 fue de 0.5 ug/ml o menor. También se demostró una potente actividad para VSEfc, VREfc, VSEfm, VREfm, A. baumanii, E. coli, y P. aeruginosa en donde el valor MIC90 estuvo en el intervalo de 1 - 4 µ9/?t?1. Los valores MIC90 observados fueron, para K. pneu oniae (MIC90 = 8 yg/ml) , y para S. agalactiae (MIC90= 16 g/ml) .
EJEMPLO 8 ACTIVIDADES POTENCIADORAS Y SINERGISTAS DE BT MICROPARTICULADO-ANTIBIOTICO Este ejemplo muestra los bismuto tioles microparticulados (BT) promueven la actividad antibiótica a través de las interacciones de potenciación y/o sinergia.
Un factor complejo principal en el tratamiento de infecciones es la resistencia emergente de la bacteria a antibióticos. La resistencia a meticilina en S. epidermidis (MRSE) y S. aureus (MRSA, por sus siglas en inglés) realmente refleja resistencia a múltiples fármacos, haciendo a estos patógenos muy difíciles de erradicar. Sin embargo, ningún Estafilococo de cientos de cepas ensayadas mostró resistencia a los BT. Además, los BT a concentraciones sub-inhibidoras (subMIC) redujeron la resistencia a varios antibióticos importantes .
Staphylococcus aureus. Se proporciona una demostración gráfica de los efectos re-sensibilizantes a antibiótico de bismuto etanditio subMIC (BisEDT) frente a MRSA (Figura 4) mostrando una acción antibiótica mejorada de varias clases de antibióticos, incluyendo gentamicina, cefazolina, cefepime, imipenim, sulfametroxazol , y levofloxacina . De esta forma, BisEDT no mejoró específicamente la actividad de la mayor parte de los antibióticos. Los estudios de susceptibilidad antimicrobiana en dilución de caldo se realizaron contra 12 cepas MRSA utilizando varios antibióticos combinados con niveles subMIC de BisEDT (Tabla 18) .
Ambas concentraciones para prevención de biopelículas (BPC, por sus siglas en inglés) y la concentración inhibidora mínima (MIC, por sus siglas eh inglés) se determinaron en un medio de cultivo especial de biopelículas (BHIG/X) . La MIC y BPC para gentamicina y cefazolina se redujeron por BisEDT subMIC (BisEDT MIC, 0.2-0.4 µg/ml) , pero no por debajo del punto de ruptura para la sensibilidad. BisEDT subMIC mejoró la sensibilidad de MRSA a gatifloxacina y cefepime cerca del punto de ruptura para la sensibilidad. Estas cepas ya eran sensibles a vancomicina, pero se hicieron considerablemente más en la presencia de BisEDT subMIC. En general, las MIC y BPC se redujeron de 2 a 5 veces con BisEDT subMIC.
TABLA 18.
Actividad Antimicrobiana de Combinaciones de BT-Antibióticos frente a MRSA Los 12 aislados clínicos MRSA se cultivaron en BHIG/X y se expusieron a diluciones seriales de antibióticos en la presencia de 0-0.1 g/ml de BisEDT. MIC y BPC, calculados en ug/ml , con las desviaciones medias ± estándar de al menos tres ensayos . La columna de la derecha enumera 5 MIC Estándar para sensibilidad (S) y resistencia a antibióticos (R) .
Se muestra un estudio de dilución de caldo de aislados MRSA resistentes a cefepime en la Tabla 19. BisEDT a 0.1 ug/ml significativamente mejoró la actividad inhibidora de cefepime en 11 de los 12 aislados. Entre estudio particular, los datos indicaron la sinergia entre BisEDT y cefepime (FIC <0.5), con muchos de los aislados en el punto de ruptura para sensibilidad.
TABLA 19 MRSA resistente a cefepime Sensibilizado con BisEDT Se ensayaron doce MRSA resistentes a cefepime en medio BHIG/X en placas de poliestireno para sensibilidad a cefepime combinado con BisEDT subMIC a 3°C por 48 h.
Los resultados de los estudios de combinación con naficilina o gentamicina se muestran en la Tabla 20. Combinado con naficilina, BisEDT (0.2 11 g/ml) redujo el MIC90 para naficilina en aproximadamente 4 veces frente a MRSA (FIC, 0.74) . Combinado con gentamicina, BisEDT redujo el MIC90 para gentamicina aproximadamente 10 veces frente a MRSA (FIC, 0.6). Los BT invirtieron la resistencia de los cuatro aislados resistentes a gentamicina ensayados a concentraciones clínicamente relevantes [Domenico y otros, 2002] . Las MIC para estos agentes antimicrobianos se redujeron sustancialmente, especialmente para gentamicina. El caldo utilizado en estos estudios fue Caldo de Soja de Tripticasa (TSB) con 2% de glucosa, que mostró resultados similares a los vistos en Caldo II de Mueller-Hinton fortificado con 1% de sangre de oveja.
TABLA 20 MRSA: Nafcilina o Gentamicina + Sinergia BisEDT NAF o GM en ug/ml ; BE a 0.2 pg/ Staphylococcus epidermidis . Las actividades de la mayor parte de las clases de antibióticos se promovieron en la presencia de BisEDT. Con respecto al BPG, clindamicina y gatifloxacina mostraron una actividad antibiopelícula más significativa frente a S. epidermidis cuando se combinaron con BisEDT (Figura 5) . Dicho en términos diferentes, BPG para clindamicina, gatifloxacina y gentamicina se redujo 50, 10, y 4 veces respectivamente, en la presencia de subMIC de BisEDT. Solamente se observaron modestas disminuciones en la concentración de la prevención de biopelículas (BPG) para minociclina, vancomicina, y cefazolina, aunque la rifampicina y naficilina permanecieron sin afectación a 0.05 ug/ml de BisEDT. A 0.111 g/ml de BisEDT no se detectó ninguna biopelícula, independientemente del antibiótico empleado, lo que significa que no ocurrió ningún antagonismo. Esta concentración de BisEDT estuvo cerca de MIC para S. epidermidis [Domenico y otros, 2003] (Ver Figura 5) .
Con respecto a la inhibición del crecimiento, siete de los ocho antibióticos ensayados mejoraron significativamente en la presencia de 0.1 µg/ml (0.5 µ?) de BisEDT frente a S. epidermidis (Figura 6) . El cambio en MIC fue más pronunciado para clindamicina y gentamicina, seguido por vancomicina, cefazolina, minociclina, gatifloxacina y naficilina, la rifampicina sin afectación. De los antibióticos esta cepa fue resistente a (NC, CZ, GM, CM) , solamente se invirtió la resistencia a cefazolina a niveles clínicamente relevantes por BisEDT.
La concentración bactericida mínima (MBC, por sus siglas en inglés) para la mayor parte de los antibióticos ensayados frente a S. epidermidis disminuyó ligeramente con subMIC de BisEDT. La gentamicina mostró la mayor reducción en MBC (4 a 16 veces), seguida por cefazolina (4a 5 veces), vancomicina y naficilina (3 a 4 veces) , minociclina y gatifloxacina (2 a 3 veces) , mientras la MBC de clindamicina y rifampicina MBC permaneció en su gran parte sin afectación. La clindamicina es un agente bacteriostático, lo que explica su falta de actividad bactericida. La resistencia a cefazolina se invirtió con respecto a MBC [Domenico y otros, 2003]. Estos efectos fueron aditivos. La potenciación de los agentes antimicrobianos también es demostró in vivo en un modelo de rata de infección de injerto (Tabla 21) . Los niveles de BisEDT tan bajos como 0.1 g/ml fueron capaces de promover la prevención de biopelículas resistentes a S. epidermidis biopeliculas por 7 días.
Como se resume en la Tabla 21, los implantes impregnados con 0.111 g/ml de BisEDT, 11 g/ml de RIP y 11 g/ml de rifampina, solos o combinados se implantaron s.c. en ratas. La solución fisiológica (1 mi) conteniendo las cepas MS y MR a xlO7 cfu/ml se vacunaron en la superficie del injerto utilizando una jeringa de tuberculina. Todos los injertos se explantaron a los 7 días después del implante y se sonicaron por 5 minutos en solución salina estéril para eliminar la bacteria adherente. La cuantificación de la bacteria viable se obtuvo mediante el cultivo de diluciones en placas de agar de sangre. El límite de detección fue de aproximadamente 10 cfu/cm2.
TABLA 21 RIP, BT, y rifampina frente a S. epidermidis en un injerto Cada grupo constó de 15 animales; MS, S. epidermidis susceptible a meticilina; MR, S. epidermidis resistente a meticilina Segmentos de injerto de dacrón impregnados con 0.1 mg/1 de BT, 10 mg/1 de RIP, 10 mg/1 de rifampina Estadísticamente significativo cuando se compara con los grupos de control MS y MR Estadísticamente significativo cuando se compara con el grupo MS3 e Estadísticamente significativo cuando se compara con los grupos MR1 , MR2 , y MR3.
Bacteria Gram-negativa . La actividad de la tobramicina frente a Pseudomonas aeruginosa resistente se mejoró varias veces con subMIC de BisEDT (Tabla 22) . En estos ensayos, el MIC se definió más precisamente como IC24.
TABLA 22 P. aeruginosa resistente a Tobramicina: Efecto BisEDT Las cepas resistentes de P. aeruginosa se cultivaron en caldo II de Mueller-Hinton a 37°C en la presencia de tobramicina (NN) y BisEDT (BE; 0.33 g/ml) . La MIC se determinó como la concentración del antibiótico que inhibió el crecimiento por 24+1 h.
Contras la Burkholderia cepacia resistente a tobramicina, 0.4 ug/ml de BisEDT convirtieron siete de los aislados sensibles a tobramicina (media FIC; 0.48) , y redujeron el MIC90 10 veces (Tabla 23) . Ambos MIC y MBG de tobramicina se redujeron significativamente a niveles obtenibles frente a 50 aislados clínicos de Burkholderia cepacia con subMIC de BisEDT [Veloira y otros, 2003] . BisEDT y tobramicina en forma liposómica han probado ser altamente sinérgicos frente a P. aeruginosa. (Halwani y otros, 2008; Halwani y otros, 2009) .
TABLA 23 Trobamicina y BisEDT frente a B. cepacia Las tres cepas inhibidas por BisEDT a 0.4 ug/ml se excluyeron del estudio.
El índice FIC = 0.5 indica sinergia; FCI <1.0 indica potenciación .
La Escherichia coli resistente a cloranfenicol y ampicilina se hizo sensible a estos fármacos por la adición de subMIC de BisEDT (Tabla 24) .
TABLA 24 E. coli resistente a Cloranfenicol/Ampieilina : Efecto BisEDT Las cepas de E. coli resistentes se cultivaron en caldo II de Mueller-Hinton a 37°C en la presencia de cloranfenicol (CM) o ampicilina (AMP) y BisEDT solos o en combinación (BE; 0.33 µg/ml) . El MIC se determinó como la concentración del antibiótico que inhibió el crecimiento por 24+1 h.
La Escherichia coli resistente a tetraciclina se hizo sensible a doxiciclina por la adición de subMIC de BisEDT (Tabla 25) . La combinación exhibió sinergia contra las cepas TET M y TET D (FIC < 0.5), con efectos aditivos frente a las cepas TET A y TET B.
TABLA 25 coli resistente a Tetraciclina : Efecto BisEDT Las cepas de E. coli resistentes se cultivaron en caldo II de Mueller-Hinton a 37°C en la presencia de doxiciclina (DOX) y BisEDT solo o en combinación (BE; 0.33 g/ml) . La MIC se determinó como la concentración del antibiótico que inhibió el crecimiento por 24+1 h.
Referencias Domenico P, R O'Leary, BA Cunha. 1992. Differential effect of bismuth y salicylate compounds on antibiotic sensitivity of Pseudomonas aeruginosa . Eur J Clin Microbiol Infec Dis 11:170-175; Domenico P, D Parikh, BA Cunha. 1994. Bismuth modulation of antibiotic activity against gastrointestinal bacterial pathogens . Med Microbial Lett 3:1 14-119; Domenico P, Kazzaz JA, Davis JM, Niederman MS . 2002. Subinhibitory bismuth etanditiol (BisEDT) sensitizes resistant Staphylococcus aureus to naficillin or gentamicin. Annual Meeting, ASM, Salt Lake City, UT; Domenico P, Kazzaz JA, Davis JM. 2003. Combating antibiotic resistance ith bismuth-tiols . Research Advances in Antimicrob Agents Chemother 3:79-85; Domenico P, E Gurzenda, A Giacometti, O Cirioni, R Ghiselli, F Orlando, M Korem, V Saba, G Scalise, N Balaban. 2004. BisEDT y RIP act in synergy to prevent graft infections by resistant staphylococci. Peptides 25:2047-2053; Halwani M, Blomme S, Suntres ZE, Alipour M, Azghani AO, Kumar A, Otnri A. 2008. Liposomal bismuth-etanditiol formulation enhances antimicrobiano activity of tobramycin. Intl J" Pharmaceut 358:278-84; Halwani M, Hebert S, Suntres ZE, Lafrenie R , Azghani AO, Omri A. 2009. Bismuth-tiol incorporation enhances biological activities of liposomal tobramicyn against bacterial biofilm y quorum sensing molecules production by Pseudo onas aeruginosa. Int J Pharmaceut 373:141-6; Veloira WG, Gurzenda EM, Domenico P, Davis JM, Kazzaz JA. 2003. Synergy of tobramycin y bismuth tiols against Burkholderia cepacia. J Antimicrob Chemother 52 : 915-919.
EJEMPLO 9 ACTIVIDAD POTENCIADORA Y SINERGISTA DE BT MICROPARTICULADO- A TIBIOTICO Este ejemplo muestra que BisEDT de tiol de bismuto microparticulado promueve la actividad antibiótica a través de las interacciones de potenciación y/o sinergistas con antibióticos frente a organismos objetivo microbianos específicos. Los datos de un solo punto para cada combinación indicada en la Tabla 26 se generaron esencialmente de acuerdo con los métodos utilizados en el Ejemplo 8.
TABLA 26 Valores FICI para combinaciones de BisEDT-antibiótico de un solo punto SA, Staphylococcus aureus; MRSA, Staphylococcus aureus resistente a meticilina; E Fe, Enterococcus faecalis; SP, Streptococcus pneumoniae; PRSP, Streptococcus pneumoniae resistente a penicilina; EC, Escherichia coli; KP, Klebsiella pneumoniae; PA, Pseudomonas aeruginosa; Beep, Burkholderia cepacia; Bmult, Bukholderia multivorans ; Abau, Acinetobacter baumanii; Msmeg, Mycobacterium smegmatis.
EJEMPLO 10 ACTIVIDADES POTENCIADORAS Y SINERGISTA DE BT MICROPARTICULADO-ANTIBIOTICO Se ensayaron los efectos de combinaciones de Bis- EDT microparticulado y cuatro análogos Bis-EDT preparados como se describe anteriormente, y otros agentes contra cepas representativas de varias bacterias patogénicas Gramnegativas . Se utilizó una modificación del método de laboratorio común para determinar el sinergismo (FICI = 0.5), potenciación (0.5 < FICI = 1.0), antagonismo (FICI > 4.0) e indiferencia (1.0 < FICI < 4.0) utilizando concentraciones inhibidoras fracciónales (FIC, por sus siglas en inglés) e índices FIC (FICI) (Eliopoulos G y R Moellering . 1991. Antimicrobial combinations . In Antibiotics in Laboratory Medicine, Tercera Edición, editado por V Lorian. Williams y Wilkins, Baltimore, MD, pp . 432-492; Odds, 2003 J. Antimicrob. Chemother. 52(1) :1) . Se utilizó la técnica del tablero para determinar índices FIC y se utilizaron en este estudio.
TABLA 27 Componentes de Prueba Las soluciones de reserva para todos los artículos de prueba se prepararon a 40X la concentración objetivo final en el solvente apropiado. Todos los artículos de prueba estuvieron en solución bajo estas condiciones. Las concentraciones de fármaco finales en placas de ensayo FIC se fijaron para asociarse con el valor MIC de cada agente para cada organismo de prueba, a menos que la cepa fuera totalmente resistente al agente de prueba. Los intervalos de concentración ensayados se despliegan en la Tabla 27. Los organismos de prueba fueron originalmente recibidos de fuentes clínicas, o de la Colección de Cultivos de Tipo Americano. Después de la recepción, los aislados se colocaron sobre Agar II de Soja Tríptica (TSA) . Las colonias se cosecharon de estas placas y se preparó una suspensión de célula en un medio de cultivo de caldo apropiado conteniendo el crioprotector . Las alícuotas después se congelaron a -80 °C. Las semillas congeladas de los organismos a ser tratados en un ensayo dado se descongelaron, colocaron para aislamiento sobre placas TSA, e incubaron a 35°C. Todos los organismos se ensayaron en Caldo II de Mueller Hinton (Becton Dickinson, Lote No.9044411). El caldo se preparó a 1.05X de peso/volumen normal para compensar el 5% de volumen de los fármacos en las placas de prueba final.
Los valores de la Concentración Inhibidora Mínima (MIC, por sus siglas en inglés) se determinaron previamente utilizando el método de micro-dilución de caldo para la batería aeróbica (Clinical y Laboratory Standards Institute (CLSI) . Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; Approved Standard Octava Edición. Documento CLSI M07-A8 [ISBN 1-56238-689-1] . Clinical y Laboratory Standards Institute, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2009) .
Los valores FIC se determinaron utilizando un método de micro-dilución de caldo previamente descrito (Sweeney y otros, 2003 Antimícroj . Agents Chemother. 47 (6) : 1902-1906) . Para preparar las placas de prueba, se utilizaron manipuladores de líquido automatizados (Multidrop 384, Labsystems, Helsinki, Finlandia; Biomek 2000 y Multimek 96, Beckman Coulter, Fullerton CA) para conducir las diluciones seriales y las transferencias de líquido.
Las cavidades apropiadas de placas de microtitulación de 96 cavidades (Falcon 3918) se llenaron con 150 µ? del solvente apropiado en columnas 2-12 utilizando el Multidrop 384. Se agregaron 300 microlitros de cada fármaco de prueba secundario a cada cavidad en la Columna 1 de las placas. Estas placas se utilizaron para preparar las "placas madre" del fármaco que proporcionaron las diluciones de fármaco seriales para las placas de combinación de fármaco. Se utilizó el Biomek 2000 para transferir 150 µ? de cada solución de fármaco secundaria (40X) de las cavidades en la Columna 1 de la placa madre y para crear diluciones seriales de once veces. Las placas madre de Bis-EDT (y 149 análogos) se diluyeron serialmente de la parte superior al fondo a mano, utilizando una pipeta multi-canal. Dos placas madre, una para cada fármaco secundario y una para Bis-EDT (o análogos) , se combinaron para formar un patrón de "tablero" mediante la transferencia de volúmenes iguales (utilizando una pipeta multi-canal) a la placa de combinación de fármacos. La Fila H y la Columna 12 cada una contuvieron diluciones seriales de uno de los agentes solo para la determinación de la MIC.
Las "placas hija" se cargaron con 180 µ? de medio de prueba utilizando el Multidrop 384. Después, se utilizó el Multimek 96 para transferir 11 1 de la solución del fármaco de cada cavidad de la placa madre de la combinación del fármaco a cada cavidad correspondiente en la placa hija en un solo paso. Finalmente, las placas hija se vacunaron con el organismo de prueba. La vacuna estandarizada de cada organismo se preparó por medio de las instrucciones publicadas (CLSI, 2009) . Para todos los aislados, la vacuna para cada organismo se dispensó en depósitos estériles divididos por longitud (Beckman Coulter) , y se utilizó el Biomek 2000 para vacunar las placas. El instrumento suministró 11 1 de vacuna estandarizada en cada cavidad para producir una concentración de célula final en las placas hijas de aproximadamente 5 x 105 unidades formadoras de colonia/ml .
El formato de la prueba dio como resultado la creación de un tablero de 8 x 1.2 en donde cada compuesto se ensayó solo (Columna 12 y Fila H) y en combinación con proporciones variables de la concentración del fármaco. Todas las placas de organismos se colocaron de tres en tres, se cubrieron con una tapa en la placa superior, se colocaron en bolsas de plástico e incubaron a 35°C por aproximadamente 20 horas. Después de la incubación, las microplacas se removieron de las incubadoras y visualizaron desde el fondo utilizando un visualizador de placas ScienceWare. Las hojas de lectura preparadas se marcaron para la MIC del fármaco 1 (fila H) , el MIC del fármaco 2 (columna 12) y las cavidades de la interface de crecimiento-no crecimiento.
Se utilizó el programa Excel para determinar la FIC de acuerdo con la fórmula: (MIC del Compuesto 1 en combinación/MIC del Compuesto 1 solo) + (MIC del Compuesto 2 en combinación/MIC del Compuesto 2 solo) . FICI para el tablero se calculó de los FIC individuales por la fórmula : (FICI + FIC2 + ... FICn) /n, en donde n = número de cavidades individuales por placas, que se calcularon para los FIC. En casos en donde un agente solo produjo un resultado MIC fuera de la escala, se utilizó la siguiente escala más alta como el valor MIC en el cálculo FIC.
El Bis-EDT microparticulado, los cuatro análogos BT microparticulados , y todos los otros agentes (y combinaciones de agentes) fueron solubles a las 150 concentraciones de prueba finales. Los valores MIC y FICI que se determinaron se presentan en las Tablas siguientes.
TABLA 28 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-lB-3 y Piperacilina Concentración Inhibidora Mínima ¦"¦FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 29 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-lB-3 y Aztreonam ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima ^ ICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 30 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-15 y Piperacilina ""¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima ¦"¦FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 31 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-15 y Aztreonam ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 32 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-8-2 y Piperacilina ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima lCI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 33 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-8-2 y Aztreonam ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 34 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-11 y Piperacilina ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 35 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-11 y Aztreonam 1MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 36 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-2B y Piperacilina ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima ""¦FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 37 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-2B y Aztreonam ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 38 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-lB-3 y Cefotaxima ^IC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 39 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-lB-3 y Cefepime ^IC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI/ Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 40 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-15 y Cefotaxima ^"MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 41 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-15 y Cefepime ^IC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 42 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-8-2 y Cefotaxima ""^MIC, Concentración Inhibidora Mínima ""¦FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 43 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-8-2 y Cefepime ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 44 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-11 y Cefotaxima ¦"¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima ""¦FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 45 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-11 y Cefepime ^IC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 46 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-2B y Cefotaxima ""¦MIC, Concentración Inhibidora Mínima 1FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional TABLA 47 Resumen de la Concentración Inhibidora Mínima y Resultados de la Concentración Inhibidora Final para MB-2B y Cefepime Concentración Inhibidora Mínima ""¦FICI, Indice de Concentración Inhibidora Fraccional EJEMPLO 11 EL EFECTO DE LOS BISMUTO TIOLES EN UN DEFECTO CRITICO DE FEMUR RATTUS NORVEGICUS El estándar actual para el cuidado de fracturas abiertas es la irrigación, descombrado y antibióticos; esto pretende reducir la carga bacteriana en la lesión en el punto en donde la infección no ocurre. A pesar de estos tratamientos, las infecciones aún complican hasta el 75% del severo combate de las fracturas de tibia. De manera interesante, aun cuando las infecciones tempranas por lo general son causadas por la bacteria gram-negativa, las infecciones tardías que están implicadas en problemas de curación y amputación se deben a las infecciones por la bacteria gram-positiva, frecuentemente las especies de Estafilococo (Johnson 2007) .
Una de las razones por las que S. aureus es resistente al tratamiento estándar es su habilidad para formar una biopelícula. Las bacterias en las biopelículas son capaces de resistir concentraciones de compuestos antimicrobianos que aniquilarían organismos similares en un medio de cultivo (Costerton 1987) .
El objetivo de este estudio fue determinar si los BT reducen la infección en un modelo de fractura abierta contaminada por sí mismo o con antibióticos. El modelo de defecto crítico de fémur de rata contaminado es un modelo bien aceptado y se utiliza para los experimentos descritos en este Ejemplo. Este modelo ofrece un modelo estandarizado para comparar varios posibles tratamientos y sus efectos en la reducción de la infección y/o mejora de la curación.
Los compuestos (CPD) CPD-8-2 (bismuto piritiona/ butanditiol; Tabla 1) y CPD-11 (bismuto piritiona/ etanditiol; Tabla 1) son dos análogos de BIS-Bis que han demostrado un potencial frente a Biopelículas que secretan bacteria in vitro, sin embargo con un espectro de actividad diferente al de Bis-EDT.
Las tres formulaciones BT, Bis-EDT, CPD-11 y CPD-8-2 (ver Tabla 1) demostraron efectos inhibidores en las cepas de S. aureus in vitro cuando se utilizaron con y sin Tobramicina y Vancomicina en un vehículo de perlas de cemento de Poli Metil Metacrilato (PMMA) . Las tres formulaciones de BT microparticulados se produjeron en una forma de gel hidrogel clínicamente útil como se describe en la presente. Estos BT se ensayaron suspendidos en un gel a una concentración de 5 mg/ml" que se ha encontrado es una concentración apropiada para el suministro del gel . Las formulaciones en gel conformaron el contorno de la lesión, y no requieren remoción después de la aplicación.
Se utilizaron dos brazos del tratamiento: en el primero, se utilizó BT singularmente; en el segundo se utilizó BT junto con un antibiótico sistémico (ABx) . (a) BT Singularmente .
Seis horas después de la vacunación con S. aureus, la lesión se desbridó, irrigó con salina y se insertó 1 mi de gel BT dentro del defecto. (b) BT con Antibióticos Sistémicos (ABx) .
Seis horas después de la vacunación con S. aureus, la lesión se desbridó, irrigó con salina y se insertó 1 mi del gel BT dentro del defecto. El antibiótico utilizado fue Cefazolina a una dosis equivalente a 5 mgKg"1 suministrados vía inyección subcutánea dos veces al día por un total de 3 días después del daño. La primera . dosis se administró inmediatamente antes de la deyección. Los datos previos sugieren que esta dosis resultaría en una reducción en niveles bacterianos de *106 a ¾104 y por consiguiente aún permitir que se mida el efecto relativo de diferentes BT . (c) Control Seis horas después de la vacunación con S. aureus, la lesión se desbridó e irrigó con salina. Los animales de control también se trataron con Cefazolina por medio del régimen arriba descrito.
PROCEDIMIENTO : El procedimiento para el modelo de lesión de rata in vivo se realizó como se describe por Chen y otros (2002 J. Orthop. Res. 20:142; 2005 J". Orthop. Res. 23:816; 2006 J. Bone Joint Surg. Am. 88:1510; 2007 J. Orthop. Trauma 21:693). Las ratas se anestesiaron y prepararon para cirugía. El aspecto anterolateral del eje femoral se expuso a través de una incisión de 3-cm. El periostio y el músculo acoplado de se separaron del hueso. Se colocó una placa de poliacetilo (27 x 4 x 4 mm) en la superficie anterolateral del fémur. Las palcas se pre-perforaron para aceptar alambres Kirschener roscados de 0.9-mm de diámetro. Las bases de estas placas se formaron para adaptarse al contorno del eje femoral. Se perforaron orificios piloto a través de ambas cortezas del fémur utilizando la placa como una plantilla y el alambra Kirschner roscado se insertó a través de la placa y el fémur. Las muescas con 6 mm de separación en la placa sirvieron como una guía para la remoción del hueso. Se utilizó una pequeña sierra oscilante para crear el defecto a pesar de que el tejido se enfrió por irrigación continua en un esfuerzo de evitar el daño térmico.
Varios grupos de 10 animales cada uno se vacunaron con 1 x 105 CFU de S. aureus y trataron con BT solo o en combinación con antibióticos 6 horas post-vacunación como se describe anteriormente. Los grupos fueron como sigue: gel de BisEDT; gel MB-11; gel MB-8-2; gel Bis-EDT y Abx; gel MB-11 y Abx; gel MB-8-2 y Abx; Control (Abx solo) .
Los animales se sacrificaron 14 días después de la cirugía y el hueso y el hardware se enviaron a análisis microbiológico, los resultados de los cuales se muestran en la Figura 7.
Con base en el análisis de poder, los animales por grupo darán un poder de 80% para detectar 25% de diferencia entre los grupos de tratamiento y control. Esto con una desviación estándar esperada de 35% y alfa de 0.05.
Como se muestra en la Figura 7, en combinación con Bis-EDT, MB-11 y MB-8-2, la actividad del antibiótico Cefazolina se mejoró según comparada con Cefazolina o cualquiera de los compuestos Bis solo para reducir infección por S. aureus de hueso lesionado. La Cefazolina en combinación con MB-11 y MB-8-2 mostró una actividad antibiótica mejorada cuando se compara con Cefazolina sola para reducir infección por S. aureus detectada en hardware. Bis-EDT no parece que afecte la actividad de la Cefazolina en esta capacidad.
EJEMPLO 12 ACTIVIDAD DE COMPUESTOS QUE CONTIENEN BISMUTO FRENTE A ORGANISMOS MARINOS Este ejemplo describe la actividad antimicrobiana de compuestos que contiene bismuto. Los valores MIC de tres compuestos que contienen bismuto, bismuto dimercaprol (BisBAL) , bismuto dimercaptotolueno (BisTOL) , y bismuto etanditiol (BisEDT) , frente a tres diferentes bacterias marinas se determinó utilizando métodos rutinariamente practicados por expertos en la técnica. Los datos se presentan en la siguiente tabla.
EJEMPLO 13 EFECTO DE COMPUESTOS QUE CONTIENE BISMUTO EN COMPORTAMIENTO DE ASENTAMIENTO DE LA LAPA Los compuestos BisBAL y BisTOL se incluyeron en un ensayo para determinar la actividad inhibidora de cada compuesto en el comportamiento del asentamiento de la larva de lapa. Los métodos se llevaron a cabo de acuerdo con las técnicas practicadas en la técnica. BisBAL tuvo un EC50 (la concentración a la cual ocurre la inhibición de 50% del asentamiento) de 1.6 ppm, y BisTOL. tuvo un EC50 de 15.4 ppm. En otro experimento, BisEDT se disolvió ya sea directamente en agua marina natural o primero se disolvió en DMSO y después se diluyó en agua marina natural. Las mediciones de EC50 no fueron estadísticamente diferentes. BisEDT tuvo un EC50 de 1.5 ppm cuando se disolvió directamente en agua marina y tuvo un EC50 de 2.1 ppm cuando primero se disolvió en DMSO. El EC50 del biocida comercial, SEANINE 211, fue de 0.5 ppm.
EJEMPLO 14 EFECTO DE LOS COMPUESTOS QUE CONTIENEN BISMUTO EN EL ASENTAMIENTO DE LAS ALGAS El efecto de tres compuestos que contienen bismuto, bismuto dimercaprol (BisBAL) , bismuto dimercaptotolueno (BisTOL) , y bismuto etanditiol (BisEDT) , en el asentamiento de las algas se determinó, particularmente la habilidad de cada compuesto para inhibir la germinación de esporas Enteromorfas . Cada compuesto se ensayó a 0.001, 0.01, 0.1, 1.0, y 10.0 µg/ml . BisEDT fue el compuesto más efectivo; a 1 µg/ml BisEDT, inhibió la germinación de aproximadamente el 50% de la población de esporas de alga, y a 10 ug/ml, se inhibió la germinación de aproximadamente el 75% de las esporas de algas. Hasta 10 microgramos por mi de BisBAL y BisTOL tuvieron un efecto inhibidor en la germinación de las esporas de esta especie de algas particular.
EJEMPLO 15 EFECTO DE LOS COMPUESTOS QUE CONTIENE BISMUTO EN EL ASENTAMIENTO DE ALGAS Se determinó el efecto de tres compuestos con contenido de bismuto, bismuto dimercaprol (BisBAL) , bismuto dimercaptotolueno (BisTOL) , y bismuto etanditiol (BisEDT) , en una diatoma marina de acuerdo con las técnicas practicadas en la técnica. El asentamiento de las diatomas marinas (diatomas por campo de visualización) se inhibió mediante concentraciones en aumento de cada uno de los tres compuestos (0.001, 0.01, 0.1, 1.0, y 10.0 pg/ml). Cada compuesto exhibió una actividad inhibidora a 0.1 µ9/p?1; BisEDT fue el más activo, demostrando casi 100% de inhibición. Cada uno de BisTOL y BisBAL exhibió aproximadamente 30% de asentamiento de diatoma marina a 0.1 g/ml.
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Las varias modalidades descritas anteriormente pueden combinarse para proporcionar modalidades adicionales. Todas las patentes de E.U.A. las publicaciones de solicitudes de patente de E.U.A. las solicitudes de patentes de E.U.A., las patentes foráneas, las solicitudes de patentes foráneas y las publicaciones no de patente referidas en esta descripción y/o enumeradas en la Hoja de Datos de la Solicitud se incorporan en la presente por referencia, en su totalidad. Los aspectos de las modalidades pueden modificarse, si es necesario para emplear conceptos de varias patentes, solicitudes y publicaciones para proporcionar más modalidades adicionales. Estos y otros cambios pueden hacerse a las modalidades en vista de la descripción antes detallada. En general, en las siguientes reivindicaciones, los términos utilizados no deberán construirse como limitantes de las reivindicaciones a las modalidades específicas descritas en la descripción y las modalidades, pero deberán construirse para incluir todas las posibles modalidades junto con el completo alcance de equivalentes en los cuales las reivindicaciones se titulan. Por consiguiente, las reivindicaciones no están limitadas por la descripción.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (35)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Un método para proteger una planta contra un patógeno bacteriano, fúngico o viral, caracterizado porque comprende : poner en contacto la planta con una cantidad efectiva de una composición de tiol de bismuto (BT) bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para uno o más de: (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral, (ii) la inhibición de la viabilidad de la célula o el crecimiento de la célula de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, fúngico o viral , (iii) inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, fúngico o viral, y (iv) inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda las células que forman la biopelícula del patógeno bacteriano, fúngico o viral, en donde la composición BT comprende una suspensión sustancialmente monodispersa de micropartículas que comprenden un compuesto BT, las micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µ?? a aproximadamente 10 m.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el patógeno bacteriano comprende células de Erwinia amylovora .
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el patógeno bacteriano se selecciona del grupo que consiste de Erwinia amylovora, Xanthomonas campestris pv dieffenbachiae, Pseudomonas syringae, Xylella fastidiosa; Xylophylus ampelinus; Monilinia fructicola, Pantoea stewartii subsp. Stewartii, Ralstonia solanacearum, y Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus .
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el patógeno bacteriano exhibe resistencia a antibiótico.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el patógeno bacteriano exhibe resistencia a estreptomicina.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la planta es una planta de cultivo de alimentos .
7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la planta de cultivo de alimentos es un árbol frutal.
8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el árbol frutal se selecciona del grupo que consiste de árbol de manzana, árbol de pera, árbol de durazno, un árbol de nectarinas, un árbol de ciruelas un árbol de chabacano.
9. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la planta de cultivo de alimentos es un árbol de plátano del género Musa.
10. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la planta de cultivo de alimentos es una planta seleccionada de una planta tuberosa, una planta leguminosa, y una planta de granos se cereal.
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la planta tuberosa se selecciona del grupo que consiste de Solanum tuberosum (papa) , y Ipomoea batatas (papa dulce) .
12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de poner en contacto se lleva a cabo una o una pluralidad de veces.
13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque al menos un paso de poner en contacto comprende uno de aspersión, inmersión, recubrimiento y pintado de la planta.
14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque al menos un paso de poner en contacto se lleva a cabo en un florecimiento de la flor, en una punta verde o en un sitio de crecimiento de la planta.
15. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque al menos un paso de contacto se lleva a cabo dentro de las 24, 48 ó 72 horas del primer florecimiento de flores en la planta.
16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición BT comprende uno o más compuestos BT seleccionados del grupo que consiste de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol , Bis-DTT, Bis-2-mercaptoetanol , Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, BisPyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, bismuto-l-mercapto-2-propanol , y BisEDT/2-hidroxi-l-propantiol .
17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el patógeno bacteriano exhibe resistencia a antibiótico.
18. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-17, caracterizado porque además comprende poner en contacto la planta con un antibiótico sinérgico o potenciador, simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la planta con la composición BT.
19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el antibiótico sinérgico o potenciador comprende un antibiótico que se selecciona del grupo que consiste de un antibiótico aminoglicósido, un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa, y un antibiótico de amino penicilina.
20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el antibiótico sinérgico o potenciador es un antibiótico de aminoglicósido que se selecciona del grupo que consiste de amicasina, arbecasina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
21. Un método para superar la resistencia de antibióticos en una planta en o en donde un patógeno de la planta bacteriana resistente a antibiótico está presente, caracterizado porque comprende: (a) poner en contacto la planta con una cantidad efectiva de una composición BT bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para uno o más de: (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico; (ii) la inhibición de la viabilidad de la célula o el crecimiento de la célula de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, resistente al antibiótico, (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, resistente a antibióticos, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda las células que forman la biopelícula del patógeno bacteriano resistente al antibiótico, en donde la composición BT comprende una suspensión sustancialmente monodispersa de micropartículas que comprenden un compuesto BT, las micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.5 µp? a aproximadamente 10 pm; y (b) poner en contacto la planta con un antibiótico sinérgico o potenciador, simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la planta con una composición BT.
22. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-21, caracterizado porque la composición de tiol de bismuto comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) sustancialmente todas las micropartículas tienen un diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µ?? a aproximadamente 5 ]im y se forman a través de un proceso que comprende : (a) mezclar, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para obtener una solución que está sustancialmente libre de un precipitado sólido, (i) una solución acuosa ácida que comprende una sal de bismuto que comprende bismuto en la concentración de al menos 50 mM y que carece de un solubilizante hidrófilo, polar u orgánico, con (ii) etanol en una cantidad suficiente para obtener una mezcla que comprende aproximadamente 25% de etanol en volumen; y (b) agregar a la mezcla de (a) una solución etanólica que comprende un compuesto que contiene tiol para obtener una solución de reacción, en donde el compuesto que contiene tiol está presente en una solución de reacción a una relación molar de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 3:1 con relación al bismuto, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para la formación de un precipitado que comprende las micropartículas que comprenden el compuesto BT.
23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la sal de bismuto es Bi(N03)3.
24. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la solución acuosa ácida comprende por lo menos 5%, 10%, 15%, 20%, 22% o 22.5% de bismuto en peso.
25. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la solución acuosa ácida comprende al menos 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5% o 5% de ácido nítrico en peso.
26. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el compuesto que contiene tiol comprende uno o más agentes seleccionados del grupo que consiste de 1 , 2 -etanditiol , 2 , 3 -dimercaptopropanol , piritiona, ditioeritritol, 3 , 4-dimercaptotolueno, 2,3-butanditiol, 1 , 3-propanditiol , 2-hidroxipropan tiol, 1-mercapto-2 -propanol , ditioeritritol, ácido alfa-lipoico, ditiotreitol , metantiol (CH3SH [m-mercaptano] ) , etantiol (C2H5SH [e-mercaptano] ) , 1-propantiol (C3H7SH [n-P mercaptano] ) , 2-propantiol (CH3CH (SH) CH3 [2C3-mercaptano] ) , butantiol (C4H9SH ( [n-butil mercaptano] ) , ter-butil mercaptano (C(CH3)3SH [t-butil mercaptano]), pentantiol (C5HnSH [pentil mercaptano] ) , co-enzima A, lipoamida, glutationa, cisteína, cistina, 2 -mercaptoetanol , ditiotreitol, ditioeritritol, 2-mercaptoindol , transglutaminas , (11-mercaptoundecil) hexa (etilenglicol) , (11-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) , (11-mercaptoundecil) tetra (etilenglicol) nanopartículas de oro funcionalizadas, 1 , 1 ' , 41 , 1 " -terfenil-4 -tiol , 1,11-undecanditiol , 1, 16-hexadecanditiol, 1, 2 -etanditiol de grado técnico, 1 , 3 -propanditiol , 1 , 4 -bencenmetantiol , 1,4-butanditiol, 1 , 4 -butanditiol diacetato, 1 , 5 -pentaditiol , 1,6-hexanditiol, 1 , 8 -octanditiol , 1 , 9-nonanditiol , adamantantiol , 1-butantiol, 1-decantiol, 1-dodecantiol , 1-heptantiol , 1-heptantiol purum, 1-hexadecantiol , 1-hexantiol, 1-mercapto- (trietilenglicol ) , nanopartículas de oro funcionalizadas de éter metílico de 1 -mercapto- (trietilenglicol) , l-mercapto-2-propanol, 1-nonantiol, 1-octadecantiol , 1-octantiol, 1-octantiol, 1-pentadecantiol , 1-pentantiol , 1-propantiol, 1-tetradecantiol , 1-tetradecantiol purum, 1-undecantiol , 11-(lH-pirrol-l-il) undecan-l-tiol, clorhidrato de 11-amino-l-undecantiol, 11-bromo-l-undecantiol , 11-mercapto-1-undecanl , 11-mercapto-l-undecanol, ácido 11 -mercaptoundecanoico , ácido 11-mercaptoundecanoico, trifluoroacetato de 11-mercaptoundecilo, ácido 11-mercaptoundecilfosfórico, ácido 12-mercaptododecanoico, ácido 12 -mercaptododecanoico, ácido 15-mercaptopentadecanoico, ácido 16-mercaptohexadecanoico, ácido 16-mercaptohexadecanoico, 1H,1H,2H,2H-perfluorodecantiol , 2 , 21 - (etilendioxi ) dietantiol , 2,3-butanditiol, 2-butantiol, 2-etilhexantiol , 2-metil-l-propandiol, 2-metil-2-propantiol, 2 - feniletantiol , 3 , 3 , 4 , 4 , 5 , 5 , 6 , 6 , 6 -nonafluoro- 1-hexantiol purum, 3- (dimethoximetilsilil) -1-propantiol , 3-cloro-l-propantiol , 3-mercapto-l-propanol , 3 -mercapto-2 -butanol, 3 -mercapto-N-nonilpropionamida, ácido 3-mercaptopropionico, gel de sílice funcionalizado de 3-mercaptopropil, 3-metil-l-butantiol, 4,4' -bis (mercaptometil) bifenilo, 4,4' -dimercaptoestilbeno, alcohol 4- (6-mercaptohexiloxi)bencílico, 4-ciano-l-butantiol, 4 -mercapto-1-butanol, 6- (ferrocenil) hexantiol , 6-mercapto-l-hexanol, ácido 6-mercaptohexanoico, 8-mercapto- 1-octanol , ácido 8-mercaptooctanoico, 9-mercapto-1-nonanol , bifenil- 4,4 '-ditiol, 3 -mercaptopropionato de butilo, 1-butantiolato de cobre (I), ciclohexantiol, ciclopentantiol , nanopartículas funcionalizadas de plata de decantiol, nanopartículas de oro funcionalizadas de dodecantiol, nanopartículas funcionalizadas de plata de dodecantiol, éter hexa (etilenglicol) mono-11- (acetiltio) undecílico, ácido mercaptosuccínico, 3 -mercaptopropionato de metilo, nanoTéter BPA-HH, NanoThinks™ 18, NanoThinks™ 8, NanoThinks™ ACID11, NanoThinks™ ACID16, NanoThinks™ ALC011, NanoThinks™ THI08, nanopartículas de oro funcionalizadas de octantiol, PEG ditiol promedio Mn 8,000, PEG ditiol peso molecular promedio de 1,500, PEG ditiol peso molecular promedio de 3,400, S- (11-bromoundecil ) tioacetato, S- (4 -cianobutil ) tioacetato, tiofenol, trietilenglicol mono-ll-mercaptoundecil éter, tris (3 -mercaptopropionato) de trimetilpropano, [11- (metilcarboniltio) undecil] tetra (etilenglicol) , m-carborano- 9-tiol, p-terfenil-4 , 4 " -ditiol , ter-dodecilmercaptano, y ter-nonil mercaptano.
27. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-21, caracterizado porque el patógeno bacteriano comprende por lo menos uno de : (i) una o más bacterias gramnegativas ; (ii) una o más bacterias grampositivas ; (iii) una o más bacterias sensibles al antibiótico; (iv) una o más bacterias resistentes a antibiótico; (y) un patógeno bacteriano que selecciona del grupo que consiste de Staphylococcus aureus (S. aureus) , MRSA (S. aureus resistente a meticilinaj , Staphylococcus epidermidis , MRSE (S. epidermidis resistente a meticilina , Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium avium, Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa resistente a fármacos, Escherichia coli, E. coli enterotoxigénico, E. coli enterohemorrágico, Klebsiella pneumoniae, Clostridium difficile, Heliobacter pylori, Legionella pneumophila, Enterococcus faecalis , Enterococcus faecalis susceptible a meticilina, Enterobacter cloacae, Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris, Yersinia enterocolitica, Vibrio cholera, Shigella flexneri , Enterococcus resistente a vancomicina (VRE) , complejo de Burkholderia cepacia, Francisella tularensis , Bacillus anthracis, Yersinia pestis, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumonía, Streptococcus pneumonía resistente a penicilina, Escherichia coli, Burkholderia cepacia, Bukholderia multivorans, Mycobacterium smegmatis y Acinetoj acter baumannii .
( 28. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-21, caracterizado porque comprende poner en contacto la planta con por lo menos uno de (i) un antibiótico sinérgico y (ii) un antibiótico mej orador de la eficacia antimicrobiana cooperativa, simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con respecto al paso de poner en contacto la superficie con la composición BT.
29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el antibiótico sinérgico o el antibiótico potenciador de la eficacia antimicrobiana cooperativa comprende un antibiótico que se selecciona del grupo que consiste de un antibiótico de aminoglicósido, un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina, un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa, y un antibiótico de aminopenicilina .
30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el antibiótico sinérgico o el antibiótico potenciador de la eficacia antimicrobiana cooperativo es un antibiótico de aminoglicósido que se selecciona del grupo que consiste de amicasina, arbecasina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
31. Un método para superar la resistencia a antibióticos en o sobre una planta en donde el patógeno bacteriano resistente al antibiótico está presente, caracterizado porque comprende: poner en contacto la planta simultánea o secuencialmente y en cualquier orden con una cantidad efectiva de (1) por lo menos una composición de tiol de bismuto (BT) y (2) por lo menos un antibiótico que es capaz de mejorar o actuar sinérgicamente con por lo menos una composición BT, bajo condiciones y durante un tiempo suficiente para uno o más de: (i) la prevención de la infección de la planta a través del patógeno bacteriano, (ii) la inhibición de la viabilidad celular o el crecimiento celular de sustancialmente todas las células planctónicas del patógeno bacteriano, y (iii) la inhibición de la formación de la biopelícula a través del patógeno bacteriano, y (iv) la inhibición de la viabilidad de la biopelícula o el crecimiento de la biopelícula de sustancialmente toda las células que forman la biopelícula del patógeno bacteriano, en donde la composición BT comprende una pluralidad de micropartículas que comprenden un compuesto de tiol de bismuto (BT) , sustancialmente todas las micropartículas tienen diámetro medio volumétrico de aproximadamente 0.4 µp? a aproximadamente 5 µp?; y por lo tanto superan la resistencia a antibiótico en la superficie del tejido epitelial.
32. El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el patógeno bacteriano exhibe resistencia a un antibiótico que se selecciona del grupo que consiste de meticilina, vancomicina, naficilina, gentamicina, ampicilina, cloranfenicol , doxiciclina, tobramicina, clindamicina y gatifloxacina .
33. El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque la composición BT comprende uno o más compuestos BT seleccionados del grupo que consiste de BisBAL, BisEDT, Bis-dimercaprol , Bis-DTT, Bis-2-mercaptoetanol, Bis-DTE , Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, 30 Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, BisPyr/Ery, bismuto-l-mercapto-2-propanol, y Bis-EDT/2 -hidroxi-l-propantiol .
34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el antibiótico sinérgico o potenciador comprende un antibiótico que se selecciona del grupo que consiste de clindamicina, gatifloxacina, un antibiótico de aminoglicosida , un antibiótico de carbapenem, un antibiótico de cefalosporina , un antibiótico de fluoroquinolona, un antibiótico de penicilina resistente a penicilinasa, y un antibiótico de aminopenicilina .
35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el antibiótico sinérgico o potenciador es un antibiótico de aminoglicosida que se selecciona del grupo que consiste de amicasina, arbecasina, gentamicina, canamicina, neomicina, netilmicina, paromomicina, rodoestreptomicina, estreptomicina, tobramicina y apramicina.
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