MXPA99008275A - Recubrimientos antimicrobianos que tienen propiedades de indicador y apositos de heridas - Google Patents
Recubrimientos antimicrobianos que tienen propiedades de indicador y apositos de heridasInfo
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Abstract
Se describen materiales antimicrobianos en multicapas formados para producir un color de interferencia y asíun indicador de un efecto antimicrobiano. Los materiales incluyen una capa de base parcialmente reflejante y una capa superior parcialmente reflejante, parcialmente transmisora, equilibradas para producir un color de interferencia. La capa superior es formada a partir de un metal antimicrobiano con desorden atómico. La disolución o un cambio en la composición de la capa superior al contacto con un alcohol o electrolito provoca un cambio en la longitud de trayectoriaóptica para producir un cambio en el color de interferencia del material. También se proporcionan apósitos de heridas en multicapas, laminados. El apósito incluye una primera y una segunda capa y de preferencia una tercera capa. Las primeras y terceras capas son formadas de materiales perforados, no adherentes y más de preferencia portan un recubrimiento antimicrobiano como se describe anteriormente. La segunda capa es emparedada entre las primeras y terceras capas y es formada de un material absorbente. Por lo menos una de las capas es formada a partir de un material de plástico. Las capas son laminadas conjuntamente mediante soldaduras ultrasónicas espaciadas intermitentemente en el apósito para permitir que el apósito sea cortado al tamaño sin deslaminación.
Description
RECUBRIMIENTOS ANTIMICROBIANOS QUE TIENEN PROPIEDADES DE INDICADOR Y APOSITOS DE HERIDAS Campo de la invención La invención es concerniente con recubrimientos antimicrobianos formados a partir de uno o más metales antimicrobianos y con apositos de heridas laminados en multícapas .
Antecedentes de la invención Las quemaduras y heridas relacionadas presentan un problema serio en el control de infecciones . Los iones de metales nobles tales como iones de plata y oro son conocidos por- su actividad antimicrobiana y se han utilizado en el cuidado médico durante muchos años para impedir y tratar la infección. El nitrato de plata soluble en agua se ha utilizado ampliamente como astringente y como un potente solución antimicrobiana. Por ejemplo, preparaciones de solución de plata al 10% son aplicadas directamente a úlceras de la boca; apositos humectados con soluciones de nitrato de plata al 0.5% se utilizan para cubrir quemaduras de segundo y tercer grado, especialmente para proteger contra infecciones gram negativas; y gotas de una solución de nitrato de plata al 1% en los ojos es un tratamiento legalmente requerido en muchas áreas del mundo para la profilaxis de oftalmía neuratorum. REF.: 31100 Se aprecia que el -efecto antimicrobiano de estas soluciones de nitrato de plata conocidas está relacionado directamente con la concentración de los iones de plata. Desafortunadamente las soluciones de nitrato de plata solubles en agua proporcionan muy poca actividad residual debido a la reactividad de los iones de plata con cloruro, etc. en los fluidos corporales. Para compensar esta carencia de longevidad en el uso, soluciones de plata solubles, tales como nitrato de plata, se utilizan a concentraciones bastantes altas (3000 a 3500 mg/l) que son requeridas para el control bacteriano (2 a 5 mg/l) en un esfuerzo por extender la duración del efecto antimicrobiano. Como resultado, la solución puede tener efectos irritantes y astringentes sobre las heridas. Por ejemplo, las soluciones al 1% utilizadas profilácticamente para la oftalmía neuratorum deben ser seguidas en pocos segundos con un enjuague con cloruro de sodio al 0.85% para impedir la conjuntivitis. El tratamiento de heridas por quemaduras en uso - actual para las quemaduras de segundo grado emplean soluciones de nitrato de plata al 0.5% que deben ser agregadas frecuentemente en todo el día (usualmente 12 veces al día) con el fin de reponer el ion de Ag+ activo. También están en uso las cremas de sulfadiacina de plata que necesitar reaplicación frecuente y raspado para retirar los desechos y barrera química y que también pueden provocar sensibilidad o reacción alérgica al componente de sulfa. Se han buscado mejoras significativas para minimizar las propiedades adversas desde el cambio de siglo. Algunos esfuerzos se han enfocado en el uso de soluciones coloidales de sales ionizadas deficientemente, insolubles, tales como complejos de óxido con proteínas para reducir la velocidad de liberación de los iones de plata. Otros esfuerzos se enfocaron en producir plata en una forma activada, por ejemplo al depositarla sobre carbono poroso para=~proporcionar una liberación más lenta de los iones de plata o al activar la plata después de la deposición, por ejemplo mediante tratamiento con agentes oxidantes fuertes. Todavía otros esfuerzos estuvieron dirigidos a la activación eléctrica de los recubrimientos de plata para impulsar la liberación de plata o deposición con un metal electroquímicamente diferente, más noble para usar acción galvánica de metal doble como la fuerza directora para liberar los iones de plata. A la fecha, se buscan mejoras en los agentes antimicrobianos derivados de metales antimicrobianos tales como plata y procedimientos de tratamiento de heridas que usan los mismos para mejorar la eficacia antimicrobiana de los iones de metal, para reducir la frecuencia de la aplicación del agente antimicrobiano y para mejorar el control de infección en el tratamiento de heridas. También es necesario un indicador visible de la actividad y efecto antimicrobiano, para minimizar la sobreaplicación dé los agentes antimicrobianos y la remoción innecesaria del aposito de herida y así mejorar el confort del paciente y minimizar las reacciones de sensibilidad a los metales antimicrobianos. Se han desarrollado materiales antimicrobianos que proporcionan un efecto antimicrobiano eficaz y sostenido. Tales materiales son descritos por ejemplo en la patente norteamericana No. 5,454,886 -expedida el 3 de Octubre de 1995 a Burrell et al. Los materiales son formados como polvos, hojas, hojuelas, recubrimientos o películas delgadas a partir de uno o más metales antimicrobianos para contener desorden atómico.
Breve descripción de la invención Se han realizado una diversidad de descubrimientos sorprendentes cuando se trabajó en mejoras a los materiales antimicrobianos formados con desorden atómico descritos en solicitudes de patente previas. En primer lugar, se ha descubierto que una película delgada de un material de metal antimicrobiano sobre un recubrimiento de capa base reflejante, tal como un recubrimiento de plata reflector, fue capaz de producir un color "de interferencia. Mediante la alteración del índice de refracción y/o el espesor de la capa superior, se produjeron diferentes colores de interferencia discernibles. ~ En segundo lugar, se ha descubierto que si la capa de metal antimicrobiana superior era * formada con desorden atómico para producir un efecto antimicrobiano cuando se expone a alcohol o electrolito, se producían colores de interferencia nítidos, que proporcionan un indicador útil de la activación (liberación de iones, etc.) de dispositivos médicos y los semejantes que portan tal recubrimiento. Aún una disolución menor o cambios en la composición de la capa superior del recubrimiento, tales como el contacto con e la punta del dedo, provocaban un cambio de color detectable. En tercer lugar, se descubrió que _una sola capa de un metal antimicrobiano formada con desorden atómico podría ser producida con un color inicial que cambiaba al contacto con un alcohol o electrolito para generar un color de interferencia que era diferente del color inicial. Sin estar limitados por lo mismo, se cree que al poner en contacto el material atómicamente desordenado forma una capa delgada en la parte superior del material (de aquí en adelante en la presente denominado como "capa superior generada in situ") que tiene una composición lo suficientemente diferente de la capa base subyacente que es capaz de proporcionar un color de interferencia. Así, la presente invención se extiende a un método para indicar la exposición de un material antimicrobiano en multicapas formado con desorden atómico a un alcohol o electrolito por medio del uso de color de interferencia. En un amplio aspecto, la invención proporciona un material antimicrobiano en multicapas que comprende: a) una capa base de un material parcialmente reflejante capaz de generar un color de interferencia cuando es cubierto con una capa superior parcialmente transmisora de la luz, parcialmente reflejante y b) una capa superior formada sobre la capa base, la capa superior es una película delgada parcialmente transmisora de la luz, parcialmente reflejante que contiene por lo menos un metal antimicrobiano y que tiene un espesor de tal manera que se produce un color de interferencia, la capa superior tiene un índice de refracción diferente de aquel de la capa base y el metal antimicrobiano es formado con suficiente desorden atómico de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua en una concentración suficiente pararproporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base- sostenida. La invención se extiende a materiales antimicrobianos en los cuales la capa superior es formada por -encima de la capa base mediante técnicas tales como deposición de vapor y con materiales que tienen una capa superior generada in situ.
La capa base podría ser provista como un sustrato (por ejemplo dispositivo médico) que es parcialmente reflejante de tal manera que puede proporcionar un color de interferencia cuando es cubierto con una capa superior parcialmente reflejante, parcialmente transmisora. De preferencia, la capa base es formada a partir de un metal seleccionado de Ag, Au, Pt, Pd, Cu, Ta o Al; el Au, Ag, Pt, Pd y Cu que son los más preferidos. De preferencia, las capas superiores y la capa base son formadas a partir de metales antimicrobianos formados con desorden atómico. La capar superior es formada más de preferencia a partir de Au o Ag. Más de preferencia, la capa superior es de un material compuesto formado mediante deposición del metal antimicrobiano en una matriz con átomos o moléculas de un diferente material, en donde el material diferente proporciona desorden atómico- en la matriz. El material diferente puede ser un metal biocompatible tal como Ta,- Ti, Nb, V, Hf, Zñ, Mo, Si o Al u óxidos, nitruros, carburos, boruros, haluros, sulfuros o hidruros de tales metales biocompatibles. Alternativamente, el material diferente podría consistir de átomos- o moléculas absorbidas o atrapadas de la atmósfera utilizada en un proceso de deposición de vapor, que incluye oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, boro, azufre o --alógenos . Como alternativa adicional, el material diferente puede ser un óxido, nitruro, carburo, boruro, haluro, sulfuro o hidruro de un metal antimicrobiano. Más de preferencia, la capa superior es formada con Ag como el metal de matriz y ya sea uno o ambos de óxido de plata y oxígeno absorbido o atrapado como el material diferente. La capa base, cuando se proporciona como un recubrimiento sobre un sustrato, es de preferencia de por lo menos 25 nm de espesor y más de preferencia de por lo menos 60 nm de espesor. Si se forma a partir de un metal antimicrobiano atómicamente desordenado, la capa base es de preferencia de entre aproximadamente 300 y 2500 nm de espesor para proporcionar un efecto antimicrobiano prolongado después que la capa superior es disuelta. La capa superior es de preferencia menor de 400 nm de espesor y más de preferencia es de entre 5 y 210 nm de espesor. Más de preferencia, la capa superior es de entre 40 y 160 nm de espesor. — La invención también se extiende a un proceso para producir un material antimicrobiano en multicapas capaz de indicar la exposición a un alcohol o un electrolito a base de agua. El proceso incluye: a) proporcionar una capa base de un material parcialmente reflejante capaz de generar un color de interferencia cuando es cubierto con una capa superior parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz y b) proporcionar una capa superior sobre la capa base, la capa superior consiste de una película delgada parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz que contiene por lo menos un metal antimicrobiano y que tiene un espesor de tal manera que se produce un color de interferencia, la capa superior tiene un índice de refracción diferente de aquel de la capa base y el metal antímicrobiano es formado con desorden atómico suficiente de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base sostenida. La capa superior puede ser provista al depositarla por encima de la capa base, por ejemplo mediante deposición de vapor o la capa superior puede ser provista como una capa superior generada in situ. Ya sea en un proceso u otro, se presenta un cambio de color al contacto con un alcohol o electrolito a base de agua para indicar la activación del material. También se ha descubierto, cuando se trabaja con materiales de aposito de heridas que los apositos de heridas en multicapas podrían ser laminados conjuntamente con el uso de soldadura ultrasónica en sitios intermitentes, para producir un aposito de heridas que podría ser convenientemente cortado al tamaño, sin provocar deslaminación de las capas y sin tener que recurrir al uso de costura o adhesivos para unir las capas conjuntamente. La presencia de las soldaduras ultrasónicas en sitios intermitentes sobre el aposito fue sorprendentemente ventajoso con respecto a los apositos cosidos o el uso de adhesivos, puesto que se encontró que los apositos soldados ultrasónicamente tienen excelentes propiedades de conformabilidad (esto es, capacidad para conformarse a los contornos de la herida y la piel) . En los apositos de heridas que tienen una o más rcapas perforadas para permitir la penetración del fluido, también se encontró que las soldaduras ultrasónicas interferían solo mínimamente con las propiedades de penetrabilidad de los apositos. Importantemente, cuando los apositos de heridas fueron recubiertos con recubrimientos de metal antimicrobianos de esta_ invención, esto es, apositos que incluyen un recubrimiento de una o más capas de un metal antimicrobiano formado con desorden atómico, se encontró que las soldadura ultrasónica a capas laminadas del aposito de heridas no inhibía la actividad antimicrobiana. El desorden atómico en un material es fácilmente eliminado cuando se aplica calor al material puesto que el calor puede recoser los defectos cristalinos .
Así, en otro aspecto amplio, la invención proporciona un aposito de heridas laminado, en multicapas, que_ incluye : una primera capa frontal a la herida formada de un material perforado no adherente; una segunda capa laminada a la primera capa y que es formada de un material absorbente; una tercera capa opcional laminada a una o ambas de las primeras y segundas capas; por lo menos una de las primeras, segundas y terceras capas opcionales son formadas de un material de plástico; y las primeras, segundas y terceras capas opcionales son laminadas conjuntamente mediante soldadura ultrasónica espaciadas intermitentemente sobre el aposito para permitir que el aposito sea cortado al tamaño sin provocar deslaminación. El aposito de heridas es formado de preferencia por un recubrimiento antimicrobiano que es más de preferencia el material añtimicrobiano en multicapas resumida anteriormente, para proporcionar un indicador de color de interferencia de la ^activación al contacto con un electrolito a base de alcohol o agua. Como se usa en la presente y en las reivindicaciones, los términos y frases resumidos posteriormente en la presente tienen los significados que siguen. "Metal" o "metales" incluyen uno o más metales ya sea en forma de metales sustancialmente puros, aleaciones o compuestos tales como óxidos, nitruros, boruros, sulfuros, haluros o hidruros. "Metales antimicrobianos" son metales cuyos iones tienen un efecto antimicrobiano. De preferencia, el metal también será biocompatible. " Los metales antimicrobianos preferidos incluyen Ag, Au, Pt, Pd, Ir (esto es, los metales nobles) , Sn, Cu, Sb, Bi y Zn. _ "Biocompatible" significa no tóxico para la utilidad propuesta. Así, para utilidad humana, biocompatible significa no tóxico para los humanos o tejidos humanos. "Efecto antimicrobiano" significa que los átomos, iones, moléculas o cúmulos de metal antimicrobiano (de aquí en 'adelante "especies" del metal antimicrobiano) son liberados al alcohol o electrolito con el cual el material -se pone en contacto en concentraciones diferentes para inhibir el crecimiento bacteriano (u otros microbios) en la vecindad del material. El método más común para medir el efecto antimicrobiano es mediante la medición de la zona de inhibición (ZOI) creada cuando el material es colocado en un césped bacteriano. Una ZOI relativamente pequeña o ninguna ZOI (por ejemplo menor de 1 mm) indica un efecto antimicrobiano no útil, en tanto que una ZOI más grande (por ejemplo mayor de 5 mm) indica un efecto antimicrobiano altamente útil. Un procedimiento para una prueba de ZOI se res-ume en los ejemplos que siguen. "Liberación sostenida" o "base sostenible" se utilizan para definir la liberación de átomos, moléculas, iones o cúmulos del metal antimicrobiano que continúa con el paso del tiempo medida en horas o días y así distingue la liberación de tales especies de metal de la mayor parte del metal, que libera tales especies a una velocidad y concentración que es demasiado baja para obtener un efecto antimicrobiano y de sales altamente solubles de metales antimicrobianos tale como nitrato de plata que liberan iones de plata virtualmente de manera instantánea pero no continua en contacto con un alcohol o electrolito. "Desorden atómico" incluye altas concentraciones de: defectos puntuales en un reticulado cristalino, vacíos, defectos de línea tales --co o dislocaciones, átomos intersticiales, regiones amorfas, fronteras de ganancia y subgrano • y los semejantes -en relación con su estado cristalino ordenado normal. El desorden atómico conduce a irregularidades en la ^topografía superficial y deshomogeneidades en la estructura en una escala nanométrica.
"Estado cristalino ordenado normal" significa la cristalinidad normalmente encontrada en la mayor parte de los materiales de metal, aleaciones o compuestos formados como productos de metal moldeados, forjados o recubiertos. Tales materiales contienen solo bajas concentraciones de tales defectos atómicos, vacíos, fronteras de grano y dislocaciones. "Difusión" cuando se utiliza para describir condiciones que limitan la difusión en procesos para crear y retener desorden atómico, esto es, que paralizar o detener el -desorden atómico, significa difusión de átomos y/o moléculas sobre la superficie o en la matriz del material que es formado. "Sustrato" significa • cualquier superficie, usualmente aquella de un dispositivo médico que es en sí misma parcialmente reflejante-o que puede ser recubierta con un recubrimiento de metal parcialmente reflejante mediante tales técnicas de deposición de vapor en las que se incluyen deposición por evaporación o deposición de vapor físicas. En esta solicitud, se debe entender que cuando se afirma que se proporciona una capa base reflejante sobre un sustrato, no significa que cada sustrato necesita tener tal capa formada sobre el mismo, sino que significa que incluye un sustrato que.-es inherentemente reflejante, tal como por ejemplo placas o instrumentos reflejantes formados de polímeros, metales o dieléctricos de tal manera que puede proporcionar un color de interferencia. "Dispositivo médico" significa cualquier dispositivo, aparato, accesorio, fibra, tela o material diseñado para alguna utilidad médica, del cuidado de la salud o de higiene personal^ en los que se incluyen sin limitación agujas ortopédicas, placas, implantes, tubos traqueales, catéteres, bombas de insulina, cierres de heridas, drenes, derivaciones, apositos, conectadores, dispositivos prostéticos, conductores de marcapasos, agujas, prótesis dentales, tubos ventiladores, instrumentos quirúrgicos, apositos de - heridas, almohadillas de incontinencia, productos de - calzado de empaque estéril, productos de higiene personal tales como pañales y toallas sanitarias y equipo de laboratorio biomédico/biotécnico tales como mesas, cubiertas y cubiertas de pared y los semejantes. Los dispositivos médicos se pueden elaborar- de cualquier material apropiado, por ejemplo metales, en los que se incluyen acero, aluminio y sus aleaciones, látex, nyloñ, silicona, poliéster, vidrio, cerámica, papel, tela y otros plásticos y hules. Para dispositivos médicos internos, el dispositivo se elaborará de un material bioinerte o biocompatible. El dispositivo puede tomar cualquier forma determinada por su utilidad que fluctúa desde hojas planas a discos, rodillos y tubos huecos. El dispositivo puede ser rígido o flexible, un facto-T determinado por su utilidad propuesta . "Alcohol o electrolito a base de agua" incluye cualquier alcohol o electrolito a base de agua con los cuales los materiales antimicrobianos de la presente invención se podrían poner en contacto con el fin de activar
(esto es, provocar la liberación de especies del metal antimicrobianos) al mismo. El término se propone incluir alcoholes, agua, geles, fluidos, disolventes y tejidos que contienen agua, en los que se incluyen fluidos corporales
(por ejemplo sangre, orina o -Taliva) y tejido corporal (por ejemplo piel, músculo o hueso) . "Cambio de color" incluye cambios de intensidad de la luz bajo luz monocromática también como cambios de tono de luz blanca que contiene más de una longitud de onda. Un "color de interferencia" es producido cuando la luz - choca sobre dos o más superficies parcialmente reflejantes separadas por una distancia que lleva la relación correcta a la longitud de onda de la luz a ser eliminada por interferencia destructiva. "Parcialmente reflejante" cuando se utiliza para describir los materiales de capa base o de capa superior, significa que el material tiene una superficie que refleja una porción de la luz incidente, pero que también transmite una porción de la luz incidente. La reflexión se presenta cuando un rayo de luz entrante se encuentra con una frontera o interfase caracterizada por un cambio en el índice de refracción entre los dos medios. Para la capa superior de los-materiales antimicrobianos de esta invención, aquella interfase es con el aire. Para la capa base, la interfase es con la capa superior. La refléctancia de las capas base y la capa" superior es equilibrada para generar un color de interferencia . "Parcialmente transmisor de la luz" cuando se utiliza para describir una película delgada del material de capa_ superior significa que la película delgada es capaz de transmitir por lo menos una porción de la luz visible incidente a través de la película delgada. "Detectable" cuando se utiliza para describir un cambio de color significa un desplazamiento observable en la longitud de onda dominante de la luz reflejada, ya sea si el cambio es detectado por instrumentos, tal como un espectrofotómetro o por el ojo humano. La longitud de onda dominante es la longitud de onda responsable por el calor color que es observado. _ "Herida" significa corte, lesión, quemadura u otro trauma a un tejido humano o animal que requiere un aposito de herida. "Aposito de herida" significa una cubierta para una herida.
Descripción de los dibujos La figura 1 es una vista seccional esquemática de un recubrimiento antimicrobiano coloreado de esta invención que jnuestra la generación de un color de interferencia; La figura 2 es una vista seccional esquemática de un aposito de heridas de tres capas de acuerdo con la presente invención.
Descripción de las modalidades preferidas 1. Materiales antimicrobianos en multicapas con color de interferencia . La invención proporciona materiales antimicrobianos formados con por lo menos dos capas, una capa base y una capa superior, para producir un color de interferencia. Ambas capas son parcialmente reflejantes; la capa superior es parcialmente transmisora de la luz. La capa superior es una película delgada que contiene por lo menos un metal antimicrobiano formado con suficiente desorden atómico de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base sostenible. De esta manera, la capa superior en_ contacto con el alcohol o electrolito sufrirá un cambio en la longitud de trayectoria óptica, ya sea por un cambio en el espesor resultante de alguna disolución o por medio de un cambio en el índice de refracción de la capa superior resultante de un cambio en la composición de una capa delgada recién formada sobre la capa superior. Ya sea uno o ambos de estos resultados son suficientes para provocar un cambio de color detectable, para proporcionar así un indicador de que se ha activado el recubrimiento superior. La generación de colores de interferencia es conocida en la técnica para efectos decorativos, rejillas de difracción y técnicas de análisis de diagnóstico y así las propiedades de por lo menos dos capas de materiales necesarias para generar un color de interferencia, esto es el equilibrio de reflectancia, transmitancia, espesores de capas e índices de refracción de las capas son en general bien conocidos en la técnica. La técnica previa ha enseñado en general anodizar un metal para producir una capa delgada de un óxido en general transparente por encima de un metal base- reflejante (véase por ejemplo la patente norteamericana 5,124,172 expedida el 23 de Junio de 1992 a Burrell et al.). Otra _ técnica previa ha enseñado el recubrimiento mediante bombardeo iónico de ciertos metales reflejantes con óxidos de los mismos o diferentes metales con el fin de generar colores de interferencia (véase por ejemplo la patente norteamericana 4,702,955 expedida el 17 de Octubre de 1987 a Allred et al.). Sin embargo, no todos los metales son fácilmente anodizables. Además, la técnica enseña que el bombardeo iónico de tales óxidos de metal antimicrobianos importantes tales como óxido de plata, no es posible sin descomposición (véase por ejemplo la patente norteamericana 4,728,323 expedida el 1 de Marzo de 1981 a Matson) . Así, se resumen en la presente nuevos procedimientos para producir materiales antimicrobianos capaces de producir colores de interferencia y una indicación de generación de un efecto antimicrobiano. Los materiales antimicrobianos de esta invención y la generación de un color de interferencia son mostrados esquemáticamente en la figura 1. El material incluye una capa base 2 y una capa superior 4 sobre la capa base 2. Las capas base y superior 2, 4 se proporcionan en general sobre un sustrato 6, tal como la -superficie de un dispositivo médico. Sin embargo, si el sustrato es en sí mismo parcialmente reflejante, el sustrato puede servir como la capa base. La capa base 2 y la capa superior 4 se forman a partir de un material parcialmente reflejante. De esta manera, por lo menos una porción de la luz entrante es reflejada de la superficie de la capa en tanto que otra porción es transmitida a través de la capa. La capa superior 4 es parcialmente transmisora de la luz para permitir que la luz incidente alcance la interfase con la capa base 2. Así, la capa superior 4 no se puede aproximar al 100% de reflectividad, tal como en el Al o Ag puros o no se pueden generar colores de interferencia como es bien conocido en la técnica. Los materiales para las capas 2, 4 deben ser equilibrados en sus reflectancias con el fin de generar un color de interferencia. En general, la capa superior 4 es depositada como una película delgada que tiene un espesor que mantiene una transmitancia apropiada para' generar un color de interferencia. Además, el índice de refracción para los materiales en las capas 2, 4 es diferente, efectuado por las diferencias en sus composiciones reales o efectivas. Por ejemplo, materiales diferentes en las dos capas darán como resultado que los materiales " tengan índices de refracción reales diferentes. Sin embargo, si se desea elaborar las capas 2, 4 del mismo material, las capas pueden ser depositadas con diferentes porosidades o diferentes niveles/tipos de desorden atómico, con el fin de obtener composiciones efectivas diferentes y así diferentes índices de refracción. De esta manera, en la figura 4, la luz entrante A se refleja de la interfase 7 de las capas base y superior 2, 4. La luz entrante B se refleja de la interfase 8 de la capa superior 4 con aire e interfiere con la luz reflejada de la interfase 7 para generar un "color de interferencia" C. El color particular que es generado y su brillantez dependerán de las propiedades de las capas 2, 4, más importantemente de la "composición de las capas, que determina sus propiedades de transmitancia y absorción, junto con su índice de refracción y del espesor de las capas. En general, es deseable generar colores de interferencia de primer y segundo orden al limitar el espesor de la capa base y la capa superior para minimizar el número de reflexiones internas. Los colores de interferencia de primer y segundo orden son en general más brillantes que los colores de tercer y cuarto orden etc., lo que los hace más agradables estéticamente, más reproducibles consistentemente en la fabricación y más susceptibles al cambio de color detectable en variaciones del espesor en la disolución de aún una cantidad menor de la capa superior 4. La propiedad que determina el color particular que es generado es el espesor óptico efectivo de la capa superior 4, esto es el producto del índice de refracción del material de la capa superior --y el espesor real de la capa superior 4. Así, el color que -se desea puede ser alterado al cambiar el espesor real o la capa superior 4 o su índice de refracción. De acuerdo con la invención, la capa base 2 es de un material parcialmente reflejante capaz de generar un color de interferencia cuando es cubierta con una capa superior parcialmente reflectora, parcialmente transmisora 4. Los materiales reflejantes tales como polímeros, dieléctricos o metales pueden ser usados en la capa base. Para obtener el nivel deseado de reflectancia, la capa base 2 puede ser recubierta con una capa adicional (no mostrada) para cambiar su reflectancia. Por ejemplo, una placa de plástico reflejante podría ser recubierta con un recubrimiento discontinuo (islas) o un recubrimiento delgado continuo de un metal reflejante tal como plata para producir una capa base cuya reflectancia promedio podría ser mejor equilibrada que aquella de la- capa superior para generar el efecto de color de interferencia deseado. De preferencia, el material en la capa base 2 es un metal reflejante. Tales metales son conocidos en la técnica e incluyen por ejemplo uno o más de los metales de válvula, por ejemplo Ta, Nb, Ti, Zr y Hf, también como metales de transición tales como Au, Ag, "Pt, Pd, Sn, Cu, V, y Mo o el metal Al. Más de preferencia, el material base es formado a partir de Ag, Au, Pt, Pd, Cu, Ta y Al . El uso de un metal tal como tantalio como la capa base 2, puede provocar reducción de materiales que contienen óxido en la capa_ superior 4. Para evitar esto, se debe incluir una capa de barrera (no mostrada) tal como de óxido de tantalio formada -mediante anodizado de por lo menss una porción de la superficie superior del metal de Ta por encima de una capa de tantalio. Los metales preferidos para la capa base 2 son los metales antimicrobianos Au, Ag, Pt, Pd, Sn y Cu, más de preferencia Au, Pt y Ag en forma parcialmente reflejante. La capa base 2 puede ser formada mediante técnicas conocidas, tales como las técnicas de deposición de vapor de evaporación o de deposición de vapor física. De preferencia, la capa base 2 es formada como una película delgada mediante deposición de vapor física con desorden atómico, como se resume posteriormente y en las solicitudes de patente previas, por ejemplo la patente norteamericana 5,454,889- con el yi de producir un efecto antimicrobiano sostenible cuando la capa base es expuesta finalmente a un alcohol o electrolito a base de agua. El espesor de la capa base 2 no es en general crítico, a condición de que sea parcialmente reflejante. Los espesores preferidos variarán ampliamente con la composición del material y el color deseado. Sin embargo, ya que la capa 2 es de preferencia una película delgada formada mediante técnicas de deposición de vapor físicas, debe ser de por lo menos aproximadamente 25 nm de espesor para crear un color útil. Para generar colores de interferencia de primer y segundo orden y para producir un efecto antimicrobiano de acuerdo con los aspectos preferidos de la invención, la capa base 2 debe ser mayor de 60 nm de espesor, más de preferencia de 300 a 2500 nm de espesor y más de preferencia 600 a 900 nm de espesor.
La capa superior 4 es formada de una película delgada parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz que contiene por lo menos un metal antimicrobiano formado con desorden atómico para producir un efecto antimicrobiano sostenible y un cambio de color final, cuando se expone a un alcohol o un electrolito a base de agua. El metal antimicrobiano es de preferencia uno o más de Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi y Zn en forma parcialmente reflejante, parcialmente transmisora. Más de preferencia, el metal antimicrobiano es Ag, Au, Pt, Pd o Cu. El espesor de la capa superior 4 formada a -.partir de estos metales es de preferencia menor de 400 nm con el fin de mantener el nivel preferido de transmisión de luz. El espesor deseado variará con la composición de la capa superior 4 y con el color final deseado y el cambio de color. Para el color de interferencia de primer y segundo orden los espesores serán en general menores de aproximadamente 400 nm. Más de preferencia, el espesor fluctuará de 5 a 210 nm, más de preferencia de 10 a 100 nm. La capa superior 4 puede ser una película delgada del material de la capa base, formada con un índice de refracción diferente por ejemplo mediante la alteración de las ^condiciones de deposición" para cambiar la porosidad, composición y/o grado de desorden atómico en las capas 2, 4.
Cuando la capa base 2 es formada en sí misma a partir de un metal antimicrobiano con desorden atómico, la capa superior 4 se puede proveer como una capa superior generada in situ en virtud de su espesor y/o composición que cambia al contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, para producir un color de interferencia que difiere del color inicial de la capa base 2. Más de preferencia, la capa superior 4 es una película delgada de un material compuesto formado mediante deposición o co-deposición secuencial o reactivamente de un metal antimicrobiano en una matriz con átomos o moléculas de un material diferente para crear desorden atómico en la matriz, de la manera resumida posteriormente en la presente. El -material diferente es seleccionado de: a) metales biocompatibles, c) oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, boro, azufre o halógenos o c) un óxido, nitruro, carburo, boruro, haluro, sulfuro o hidruro ya sea de un metal antimicrobiano o metal biocompatible. Más de preferencia, el material de la capa superior es un material compuesto que contiene plata y uno ~o ambos de óxido de plata y átomos o moléculas que contienen oxígeno atrapado o absorbido en la matriz de plata. El término "óxido de plata" se propone incluir cualquier óxido o mezcla de -óxidos de plata. Sin embargo, la capa superior 4 es de preferencia formada no solamente de AgO y/o Ag20 puesto que la solubilidad de estos materiales es baja para proporcionar un efecto antimicrobiano útil de acuerdo con la presente invención.
A) Materiales antimicrobianos que contienen desorden atómico Por lo menos la capa superior 4 y de preferencia también la capa base 2 se forman en una forma cristalina a partir de metales antimicrobianos con desorden atómico para producir un efecto antimicrobiano. La producción de desorden atómico por medio de técnicas de deposición de vapor físicas se describe en la solicitudes --de patente previas en las que se incluyen la patente norteamericana 5,454,886 y como se resume posteriormente en la presente. El metal antimicrobiano es depositado como una película metálica delgada sobre una o más superficies del sustrato, normalmente un dispositivo médico, mediante técnicas de deposición de vapor. Las técnicas de vapor físico que son bien conocidas en la técnica depositan el metal del vapor, en general de átomo en átomo sobre una superficie de sustrato. Las técnicas incluyen evaporación al vacio o mediante arco, bombardeo iónico, bombardeo iónico mediante magnetrón y galvanoplastia. La deposición se lleva a cabo de una manera para crear desorden atómico en el recubrimiento como se describe anteriormente en la presente. Varias condiciones responsables para producir desorden atómico son útiles. Estas condiciones son en general aquellas que se han enseñado para evitar las técnicas de deposición en película delgada puesto que el objeto de la mayoría de las deposiciones de película delgada es crear una película lisa y densa, libre de defectos (véase por ejemplo J.A. Thornton, supra) . En tanto que tales condiciones se han investigado en la técnica, no se han relacionado con la solubilidad mejorada de los recubrimientos así producidos antes de la invención de la solicitante. Las condiciones preferidas que se usan para crear desorden atómico durante el proceso de deposición incluyen: - una baja temperatura de sustrato, esto es mantener la superficie a ser recubierta a una temperatura de tal manera que la proporción de la temperatura del sustrato al punto de fusión del metal (en grados Kelvin) es menor de aproximadamente 0.5, más ~ de preferencia menor de aproximadamente 0.35 y máeT de preferencia menor de aproximadamente 0.3; y opcionalmente uno o ambos de: - una presión del gas de trabajo (o ambiental) más alto que la normal, esto es, para la evaporación al vacío: evaporación por haz de electrones o de arco, mayor de 0.01 mT, evaporación mediante bombardeo iónico de gas (galvanoplastia a presión) o evaporación mediante arco reactivo, mayor de 20 mT; para el bombardeo iónico: mayor de 75 mT; para el bombardeo iónico mediante magnetrón: mayor de aproximadamente 10 mT; y para galvanoplastia iónica: mayor de aproximadamente 200 mT; y - mantener el ángulo de incidencia del flujo del recubrimiento sobre la superficie a ser recubierta a menos de aproximadamente 75° y de preferencia menos de aproximadamente 30°. Los metales usados en el recubrimiento son aquellos que se sabe que liberan iones, etc., que tienen un efecto antimicrobiano, como se resume anteriormente en la presente. Para la mayoría de los dispositivos médicos, el metal también debe ser biocompatible. Los metales preferidos incluyen los metales nobles Ag, Au, Pt, Pd e Ir también como Sn, Cu, Sb, Bi y Zn o aleaciones o compuestos de estos metales u otros metales. Más preferidos son Ag o Au o aleaciones o compuestos de uno -o más de estos metales. Una película delgada es formada sobre por lo menos una parte de la superficie del dispositivo de sustrato/médico. Por razones económicas, la película tiene un espesor no mayor que aquel necesario para proporcionar la liberación de los iones de metal en una base sostenible en un periodo de tiempo apropiado y para generar el color de interferencia deseado. En los rangos preferidos de espesores resumidos anteriormente, el espesor variará con el metal particular en el recubrimiento (que hace variar la solubilidad y resistencia a la abrasión) y con el grado de desorden atómico en (y así la solubilidad de) el recubrimiento. El espesor será lo suficientemente delgado de tal manera que el recubrimiento no interfiera con las tolerancias dimensionales o la flexibilidad del dispositivo para su utilidad diseñada. El efecto antimicrobiano del material así producido se obtiene cuando el sustrato recubierto se pone en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, tal como un fluido corporal o tejido corporal, para liberar así iones de metal, átomos, ^ moléculas o cúmulos. La concentración de la especie de metal que es necesaria para producir un efecto antimicrobiano variará de un metal a otro. En general, el efecto antimicrobiano se obtiene en fluidos corporales tales como plasma, suero u orina a concentraciones menores de aproximadamente 0.5 - 5 µg/ml. La capacidad de obtener la liberación de átomos de metal, iones, moléculas o cúmulos en una base sostenible de un recubrimiento es determinada por una diversidad de factores en los que se incluyen, las características del recubrimiento tales como composición, estructura, solubilidad y espesor y de la naturaleza del ambiente en el cual el dispositivo es utilizado. A medida que el nivel de desorden atómico se incrementa, la cantidad de especies de metal liberadas por unidad de tiempo se incrementa. Por ejemplo, una película de metal._ de plata depositada mediante bombardeo iónico de magnetrón a T/Tm < 0.5 y una presión del gas de trabajo de aproximadamente 7 mTorr libera aproximadamente 1/3 de los iones de plata que una película depositada bajo condiciones similares, pero a 30 mTorr, los liberará en 10 días. Las películas que son creadas con una estructura intermedia (por ejemplo presión más baja, menor ángulo de incidencia, etc.) tienen valores de liberación de Ag intermedios a estos valores, como se determina mediante bioanálisis. Esto proporciona entonces un método para producir recubrimientos metálicos de liberación controlada de acuerdo con esta invención. Recubrimiento de liberación lenta son preparados de tal manera que el grado de desorden es bajo en tanto que se preparan recubrimientos de liberación rápida de tal manera que el grado de desorden es alto. Para los recubrimientos continuos, uniformes, el tiempo requerido para la disolución total será función del espesor de la película y la naturaleza del ambiente al cual son expuestos. La relación con respecto al espesor es aproximadamente lineal, esto es un incremento duplicado en espesor de la película dará como resultado un incremento de aproximadamente dos veces en longevidad. También es posible controlar la liberación del metal de un recubrimiento mediante la formación de un recubrimiento de película delgada con una estructura modulada. Por ejemplo, un recubrimiento depositado mediante bombardeo iónico de magnetrón de tal manera que la presión del^ gas de trabajo sea baja Jpor ejemplo de 15 mTorr) para el - 50% del tiempo de deposición y alta (por ejemplo de 30 mTorr) para el tiempo restante, tiene una liberación inicial rápida de iones de metal, seguida por un periodo más largo de liberación lenta. Este tipo de recubrimiento es extremadamente efectivo en dispositivos tales como catéteres urinarios para los cuales se requiere una liberación inicial rápida para obtener concentraciones antimicrobianas inmediatas, seguida por una velocidad de liberación más lenta para sostener la concentración de los iones de metal por un periodo de semanas. La temperatura del sustrato utilizado durante la deposición de vapor no debe ser tan baja que se lleve a cabo el recocido o recristalización del recubrimiento a medida que ~el recubrimiento se calienta a temperaturas ambientes o a temperaturas a las cuales va a ser utilizado (por ejemplo temperatura corporal) . Esta delta T (?T) permite que el diferencial de temperatura entre la temperatura del sustrato durante la deposición y la temperatura de uso final variarán de metal en metal. Para los metales más preferidos de Ag y Au, se utilizan temperaturas de sustrato preferidas de -20 a 200°C, más de preferencia -10°C a 100°C.
También se puede obtener el desorden atómico, ya sea en una u otra o ambas de las capas base y superior 2, 4 de acuerdo con la presente invención, al preparar materiales de metal compuesto, esto es materiales que contienen uno o más"" metales antimicrobianos en una matriz de metal que incluye átomos o moléculas diferentes de los metales antimicrobianos . La técnica preferida para preparar un material compuesto es depositar o co-depositar secuencialmente el (los) metal (es) antimicrobiano (s) con uno o más metales inertes, biocompatibles, seleccionados de Ta, Ti, Nb, Zn, V, Hf, Mo, Al y aleaciones de estos metales u otros elementos metálicos, comúnmente otros metales de transición. Algunos metales inertes tienen radios atómicos diferentes de aquellos de ios metales antimicrobianos, lo que da como resultado desorden atómico durante la deposición. Las aleaciones de esta clase también pueden servir para reducir la difusión atómica y estabilizar así la estructura desordenada. Se utiliza de preferencia equipo de deposición de película delgada con múltiples objetivos para la colocación de cada uno de los metales antimicrobianos o inertes. Cuando las capas son secuencialmente depositadas la(s) capa(s) del (los) metal (es) inerte (s) debe (n) ser discontinua (s) , por ejemplo como islas dentro de la matriz de metal antimicrobiana. La proporción final del (los) metal (es) antimicrobiano (s) al (a los) metal (es) inerte (s) debe ser mayor de aproximadamente 0.2. Los metales inertes más"" preferibles son Ti, Ta, Zn y Nb. También es posible formar el recubrimiento antimicrobiano a partir de óxidos, carburos, nitruros, sulfuros, boruros, haluros o hidruros de uno o más de los metales antimicrobianos y/o uno o más de los metales antimicrobianos y/o uno o más de los metales inertes para obtener el desorden atómico deseado. Otro material compuesto en el alcance de la presente invención es formado al depositar o codepositar reactiva o secuencialmente,—- mediante técnicas de vapor físicas, un material que se hace reaccionar con la película delgada del (de los) metal (es) antimicrobiano (s) . El material que__ se hace reaccionar es un óxido, nitruro, carburo, boruro, sulfuro, hidruro o haluro del metal antimicrobiano y/o"" inerte formado in situ mediante inyección de los reactivos apropiados o gases que contienen los mismos (por ejemplo aire, oxígeno, agua, nitrógeno, hidrógeno, boro, azufre, halógeno) a la cámara de deposición. Átomos o moléculas de estos gases también pueden ser absorbidos o atrapados en la película de metal para crear desorden atómico. El reactivo puede ser alimentado continuamente durante la deposición para la co-deposición o puede ser usado para proporcionar una deposición secuencial. La proporción final del (de los) metal (es) antimicrobiano (s) al producto de reacción debe ser mayor de aproximadamente 0.2. Aire, oxígeno, nitrógeno - e hidrógeno son reactivos particularmente preferidos. Las técnicas de deposición anteriores para preparar recubrimientos compuestos se pueden usar con o sin las condiciones de temperaturas de sustrato más bajas, altas presiones del gas de trabajo y bajos ángulos de incidencia discutidos previamente. Una óT- más de estas condiciones son preferidas para retener y mejorar la cantidad de desorden atómico creado en el recubrimiento. Puede ser ventajoso, antes de la deposición de un antimicrobiano de acuerdo con la presente invención, proporcionar una capa de adhesión sobre el sustrato o dispositivo médico a ser recubierto, como es conocido en la técnica. Por ejemplo, para un dispositivo de látex, una capa de Ti, Ta o Nb puede ser depositada primero para mejorar la adhesión del recubrimiento antimicrobiano depositado subsecuentemente. Si se utiliza Ta, puede ser necesaria una capa de barrera tal como óxido de tantalio formada mediante anodizado, como se resume anteriormente.
2. Apositos de heridas El aposito de heridas de acuerdo con la invención incluye por lo menos dos y de- preferencia por lo menos tres capas, laminadas conjuntamente mediante soldadura ultrasónica. Un aposito de heridas de tres capas de acuerdo con la invención se muestra en general con el número 10 en la figura 2, que incluye una primera capa 12, la cual estará de frente a la herida en el- uso, una segunda capa 14, que forma de preferencia un núcleo absorbente y una tercera capa opcional 16 que forma la capa_ externa. Las capas 12 y 14 (y opcionalmente 16) son laminadas conjuntamente mediante soldaduras ultrasónicas 18 en sitios intermitentes en el aposito 10.
A) Capa de frente a la herida La primera capa 12 del aposito 10 de heridas se forma de un material perforado, de preferencia no adherente que permite que los fluidos penetren o se difundan a través del mismo ya sea en una o ambas direcciones. El material perforado puede ser formado de una tela tejida o no tejida, una tela no tejida es preferida, tal como de algodón, gasa, una película polimérica tal como polietileno, nylon, polipropileno o poliéster, un elastómero tal como elastómeros de poliuretano o polibutadieno o una espuma tal como una espuma de poliuretano de celdas abiertas. Materiales no adherentes perforados ejemplares útiles para el aposito de heridas incluyen mallas no tejidas tales como DELNET™ P530 que es un velo para heridas no tejido formado de polietileno de alta densidad al utilizar extrusión, procesos de grabado y orientación, producido por Applied Extrusión Technologies, Inc. de Middleto n, Delaware, Estados Unidos de Norteamérica. El mismo producto está disponible como Exy-Dry CONFORMANT 2™ Wound Veil, de Frass Survival Systems, Inc., Bronx, New York, Estados Unidos de Norteamérica como un subconjunto de aquellos productos de la compañía Wound Dressing Roll "(no adherentes). Otras mallas no tejidas útiles incluyen CARELLE™ o NYLON 90™ disponibles de Carolina Formed Fabrics Corp., N-TERFACE™, disponible de Winfield Laboratories, Inc., de Richardson, Texas, Estados Unidos de Norteamérica. Mallas tejidas ejemplares se pueden formar a partir de fibra de —vidrio o acetato o gasas de algodón. Una espuma de poliuretano hidrofílica ejemplar es HYPOL™, disponible de W.R. Grace & Co., New York, NY, Estados Unidos de Norteamérica. Como se resume más plenamente' a continuación con respecto a la técnica de soldadura ultrasónica, por lo menos una -de las primeras y segundas capas 12, 14 se forma a partir de un material polimérico que se puede tratar mediante soldadura ultrasónica, esto es que se fundirá en la aplicación de calor localizado y luego fusionará las capas conjuntamente en el enfriamiento.
B) Capa absorbente La segunda capa absorbente es formada a partir de un material absorbente para absorber la humedad de la herida o como en el caso de un aposito de heridas por quemaduras, para mantener la humedad próxima a la herida. De preferencia, el material absorbente es un núcleo de rayón/poliéster no tejido -.perforado mediante agujas, absorbente ' tal como SONTARA™ 8411, una mezcla de rayón/poliéster 70/30 disponible comercialmente de Dupont Canadá, Mississauga, Ontario, Canadá. Este producto es vendido por National Patent Medical como una almohadilla de gasa estéril de la Cruz Blanca Norteamericana. Sin embargo, otros materiales absorbentes apropiados incluyen materiales tejidos o no tejidos, los no tejidos son preferidos, elaborados de fibras tales como rayón, poliéster, rayón/poliéster, poliéster/algodón, fibras de algodón y celulósicas. Ejemplares son las guatas de celulosa encrespadas que tienen un fieltro de aire de fibras de pulpa tendidas mediante aire, algodón, gasa y otros materiales absorbentes bien conocidos apropiados para apositos de heridas .
C) Capa externa La tercera capa 16 del aposito 10 de heridas es opcional, pero es incluida de preferencia para regular la pérdida de humedad o para actuar como una capa de barrera (por ejemplo para la penetración de humedad, oxígeno) , para portar un recubrimiento antimicrobiano o alternativamente para actuar como una capa adhesiva para asegurar el aposito de heridas alrededor de la herida. En el caso de apositos de heridas por quemaduras, la tercera capa 16 es formada de preferencia de material perforado no adherente, tal como se utiliza en la primera capa 12. Esto permite la penetración de humedad ya que se agregan agua estéril y los semejantes.
D) Capas opcionales adicionales Capas adicionales (no mostradas) pueden ser incluidas entre o por encima de las primeras, segundas y terceras capas 12, 24, 16 como es bien conocido en los apositos de heridas. Así, el uso de los términos primera, segunda y tercera capa, como se usa en la presente y en las reivindicaciones no se propone excluir tales capas adicionales .
E) Soldadura ultrasónica Las primeras y segundas capas (y de preferencia la tercera capa, si está presente) son laminadas conjuntamente en sitios espaciados intermitentes a través del aposito 10 mediante soldaduras ultrasónicas 18. La soldadura ultrasónica es una técnica conocida en el arte de acolchado y así no será discutida extensamente. Brevemente, se aplican calor (generado ultrasónicamente) y presión ya sea a un lado u otro del aposito 10 en puntos localizados por medio de un cuerno ultrasónico para provocar la fusión de por lo menos uno de los materiales de plástico en la primera y segunda capa 12, 14 y la unión subsecuente de manera conjunta de las capas en el enfriamiento. Las soldaduras aparecen en puntos circulares localizados y son de preferencia de menos de 0.5 cm de diámetro. Si la tercera capa 16 está presente, la soldadura ultrasónica se puede llevar a cabo ya sea de un lado-u otro del aposito y unirá todas las tres capas 12, 14 y 16 ~conjuntamente . El uso de soldadura ultrasónica de las capas en sitios espaciados tiene la ventaja de retener las propiedades absorbentes y de penetración de humedad de las capas 12, 14 en tanto que retiene las propiedades de conformación del aposito. Las costuras del borde, tejido por puntos y adhesivos tienen la desventaja de interferir con una o más de estas propiedades deseables de los apositos de heridas. Además, mediante el espaciamiento de las soldaduras 18 en sitios intermitentes a través del aposito, el aposito de herida puede ser cortado a tamaños más pequeños, como sea necesario, sin provocar deslaminación. Los espaciados preferidos de aproximadamente 2.5 cm entre las soldaduras permiten que el aposito sea cortado a tamaños de aproximadamente 2.5 cm, en tanto que mantiene por lo menos una ~~ soldadura para mantener a las capas laminadas conj untamente .
F) Recubrimientos antimicrobianos sobre apositos de herida El aposito de heridas de esta invención incluye de preferencia un recubrimiento antimicrobiano formado a partir de un metal antimicrobiano. El recubrimiento es aplicado a una o más de las capas 1'2 , 14, 16 pero más de preferencia es aplicado a por lo menos la primera capa 12 de frente a la herida para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado próximo a la herida. El recubrimiento también puede ser aplicado a la capa externa 16 para un efecto antimicrobiano adicional . El recubrimiento es -formado más de preferencia con desorden atómico y de acuerdo con los procedimientos resumidos y como se describe en la patente norteamericana 5,45-", 886. Más de preferencia, el recubrimiento es formado como un recubrimiento antimicrobiano en multicapas, como se resume anteriormente, para producir un color de interferencia. De esta manera, el recubrimiento proporciona no solamente un efecto antimicrobiano para limitar la infección sino también actúa" como un indicador de la activación del aposito. A medida que la capa superior del recubrimiento es activada al ponerla en contacto con un electrolito tal como un exudado de herida, sangre o agua agregada, aún una disolución menor del metal antimicrobiano da como resultado un cambio de color detectable, lo que indica que se proporciona un efecto antimicrobiano. Si no hay ningún cambio de color, se podría proporcionar humedad adicional al recubrimiento mediante la adición de agua, hasta que se detecta un cambio de color. En el tratamiento de heridas por quemaduras con los apositos de heridas de esta invención, los exudados de heridas son usualmente suficientes para activar el recubrimiento. Una vez activado, el -aposito debe ser mantenido en una condición húmeda mediante la adición de agua estéril si es necesario.
G) Esterilización y empaque de los apositos de herida Los apositos de heridas con recubrimientos antimicrobianos de un metal antimicrobiano formados con desorden atómico son esterilizados de preferencia sin aplicar energía térmica excesiva que puede reforzar el desorden atómico, para reducir y eliminar mediante esto un efecto antimicrobiano útil. La radiación gamma es preferida para esterilizar tales apositos de heridas, como se discute en la patente norteamericana 5,454,886. Se debe apreciar que el uso de soldadura ultrasónica para laminar las capas a apositos de heridas con recubrimientos antimicrobianos formados a partir de metales antimicrobianos con desorden atómico es ventajoso puesto que obtiene la unión o pegado en puntos localizados y evita la aplicación de calor a cualquier porción significativa del aposito, para evitar mediante esto cualquier reducción significativa en el efecto antimicrobiano por medio del refuerzo del desorden atómico. Los apositos de heridas esterilizados pueden ser sellados en empaques herméticos al aire que excluyen la penetración de luz para evitar la oxidación adicional del recubrimiento antimicrobiano. Los sacos o bolsas desprendibles de poliéster metalizados son preferidos. La vida en almacenamiento de los apositos de heridas antimicrobianas es así sellada durante más de un año.
H) Tratamiento de heridas por quemadura Pruebas en animales y humanos con el aposito de heridas por quemaduras de la presente invención, que porta un recubrimiento antimicrobiano en bicapa formado con plata que tiene desorden atómico, fabricado como se resume anteriormente y como se describe en mayor detalle en el ejemplo 3, han demostrado resultados excelentes en el control de la infección. Además, se ha encontrado que el recubrimiento de metal antimicrobiano mejora el método de manipulación de los apositos, para reducir la estática y agregar peso al aposito para mantenerlo en su lugar durante el tratamiento y el procedimiento de envoltura. En servicio, los apositos son mantenidos húmedos, al 100% de humedad relativa. El exudado de la herida puede ser suficiente en sí mismo para mantener este nivel de humedad. De otra manera, se ha encontrado que la adición de agua estéril, por ejemplo tres veces al día es suficiente. Después de esto el aposito de heridas es envuelto de una manera conocida para mantener a la herida húmeda y limpia. Los apositos son cambiados como se requiera para la observación y limpieza de la herida, pero no necesita ser cambiado más frecuentemente que cada 24 horas y puede proporcionar un efecto antimicrobiano por un periodo de tiempo mucho más largo.
I) Ventajas Las ventajas de tales apositos de heridas por quemaduras contra lo regímenes de tratamiento de heridas por quemaduras convencionales se resumen a continuación: i) La cantidad de especies de Ag+ o plata en solución adyacente al aposito es controlada por la concentración de Ag+ en equilibrio en la solución a una concentración de 60 - 100- µg/ml, que es suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano sostenible por un periodo de tiempo considerable. El uso de una solución al 0.5%" de nitrato de plata aplicado 12 veces al día proporciona una exposición acumulativa a los iones de plata de 61,000 µg/6.45 cm2 (pulgada2) (calculada suponiendo un aposito de 8 pliegues con capacidad absorbente de 200 µl/6.45 cm2 (pulgada2) por pliegue). Un cálculo comparable para apositos recubiertos de plata de esta invención, suponiendo un drene máximo de la herida de 8 -ml/6.45 cm2 (pulgada2) /día es de 800 µg/6.45 cm2 (pulgada2) /día. ii) En comparación con los tratamientos de nitrato de plata, los apositos de heridas por quemaduras recubiertos de plata de esta invención eliminan el manchado de nitrato de -plata, para dejar a los pacientes y parientes menos impactados por la decoloración en el sitio de la lesión y para reducir los costos de limpieza del hospital (por- las camas, pisos, etc.). iii) Con el tratamiento de nitrato de plata, el ion Ag+ se acompleja con los -iones cloruro en la interfase del aposito de heridas para formar una zona no antimicrobiana. Los apositos de heridas recubiertos de plata de esta invención proporcionan una liberación sostenida de las especies de plata a una ^concentración controlada y en equilibrio no excesiva, para asegurar que las especies de plata permanezcan disponibles "en la interfase de la herida. iv) El núcleo absorbente del aposito de heridas mantiene una alta humedad relativa en el sitio de la herida, para mantener un efecto antimicrobiano y para minimizar el secado y la desecación del "nuevo crecimiento celular. El núcleo absorbente también proporciona una "zona antimicrobiana" por encima de la herida, que se extiende a través del espesor del aposito para crear un tiempo de residencia/exposición suficiente para los microbios migrantes para asegurar que -sean exterminados. Esto es a diferencia del tratamiento de nitrato de plata en el cual no hay ningún reemplazo del ion de plata en la superficie de la herida después que es consumido por los iones cloruro o proteínas (se excluye la posibilidad de difusión) . v) El aposito de heridas necesita desde una humectación mínima a ninguna humectación (no más de 3 veces al día) para limitar el problema de hipotermia encontrado con "los tratamientos de nitrato de plata que requieren una humectación 12 veces al día y la limpieza necesaria cuando se utilizan cremas de sulfadizina de plata. iv) Se ha encontrado que el recubrimiento de plata sobre los materiales de aposito de heridas son no adherentes y así menos alterables a la cicatrización de la herida que los apositos que se adhieren, que son usados frecuentemente en los tratamientos de nitrato de plata. viii) El aposito de heridas recubierto de plata de esta invención, producido con un color de interferencia y una capa superior que libera iones plata, etc., al contacto con un electrolito, proporciona un cambio de color visible para demostrar que la película de metal antimicrobiana ha sido activada y que las especies de plata son liberadas.
3. Ejemplos La invención es ilustrada adicionalmente mediante los^siguientes ejemplos no limitantes.
1. Ejemplo 1 Este ejemplo es incluido para demostrar recubrimientos de color en multicapas sobre varias capas base reflejantes cubiertas con capas superiores de plata antimicrobianas con el fin de generar colores de interferencia de primer y segundo orden. Se produjeron recubrimientos de metal en bicapa mediante bombardeo iónico de magnetrón sobre capas base de portaobjetos de vidrio de Ag, Ta y Au y cobertura con capas superiores de Ag bajo las condiciones de bombardeo iónico resumidas en la tabla 1. Para demostrar el Al como una capa base, la capa de Ag superior fue bombardeada iónicamente sobre hoja de Al, las condiciones de bombardeo iónico de Ag se resumen en la tabla 1.
Condiciones de bombardeo iónico: Capa base ~~ Capa superior Objetivo 99.99% Ag, Ta, Au 99.99% de Ag Tamaño del objetivo 20.3 cm de diámetro 20.3 cm de diámetro Gas de trabajo 100% de argón 99/l% Ar/02 Presión del gas de trabajo 40 mTorr 40 mTorr Potencia 0.1 KW 0.05 KW Temperatura del sustrato 20°C 20°C Presión base 2.0 X 10"6 Torr 2.0 X 10-6 Torr Distancia ánodo/cátodo 100 mm 100 mm Tiempo de bombardeo Ta - 16 min, 220 n 1 - 10 min, 10 - 100 nm iónico/espesor de película Ag - 8 min, 200 nm Au - 9 min, 200 nm Voltaje Ta - 193 V 295 V Ag - 291 V Au - 322 V El espesor de la capa superior se hizo variar como se resume en la tabla 2 a continuación. Las capas base de Ag, Ta y Au tuvieron espesores de 200 nm. Los recubrimientos en bicapas resultantes tuvieron las apariencias como se resumen en la tabla 2.
Tabla 2 Espesor de capa Capa base Ag Capa base Ag 100% Capa base Ta 100% Capa base Au 100% superior 99/1% de Ar/02 de Ar de Ar de Ar color: latón color: plateado color: gris color: dorado
nm latón/rojo rojo pálido gris claro amarillo/anaranjado
nm morado rosa/amarillo plata castaño rojizo 30 nm azul/morado morado claro plata azul 40 nm azul claro gris/azul dorado a plata turquesa 50 nm azul claro/amarillo plata morado a plata cerceta 60 nm amarillo claro amarillo claro azul a plata azul claro/verde 70 nm- latón verde claro/amarillo azul a plata amarillo 80 nm morado rosa claro olivo a gris verde/amarillo 90 nm" morado/rosa rosa olivo a gris olivo 100 nm aguamarina agua/rosa rosa agris rosa claro/amarillo Los recubrimientos formados sobre metal de Ta cambiaron a plateado o gris en aproximadamente 10 minutos del bombardeo iónico, io que indica la necesidad de una capa de barrera que impida la reducción de la capa superior a metal base de Ag . Cuando una capa superior de plata fue bombardeada iónicamente sobre muestras de hoja de Al, bajo condiciones como se resumen anteriormente, pero en 96/4% en peso de Ar/02 a 0.15 KW, se observó un""color de interferencia azul. Las condiciones de bombardeo iónico se hicieron variar para las muestras de capa base de Ag al cambiar el gas de trabajo a 96/4% en peso de Ar/02 y la deposición de una película de 900 nm, luego se cubre con una capa superior de Ag bombardeada iónicamente en 96/4% en peso de Ar/02 a 0.Í5 KW, V = 346 V, durante aproximadamente 1, 1.5 y 2.25 minutos para obtener películas de aproximadamente 67, 100, 140 nm. Los colores de interferencia producidos fueron morado, azul y amarillo respectivamente.
Ejemplo 2 Este ejemplo es -incluido para demostrar un recubrimiento de plata antimicrobiano en bicapa sobre un material de aposito de heridas. Un aposito de heridas de polietileno" de alta densidad, CONFORMANT 2™ fue recubierto con -una capa base de plata y una capa superior de plata/óxido para generar un - recubrimiento antimicrobiano coloreado que tiene valor de indicador. Las capas de recubrimiento fueron formadas-mediante bombardeo iónico de electrones mediante magnetrón bajo las condiciones resumidas en lá tabla 3.
Tabla 3 Condiciones de bombardeo iónico: Capa base Capa superior Objetivo 99.99% Ag 99.99% Ag Tamaño del objetivo 20.3 cm de diámetro 20.3 cm de diámetro Gas de trabajo 96/4% en peso de Ar/02 94/4% en peso de Ar/02
Presión del gas de trabajo 40 mTorr 40 mTorr Potencia 0.3 KW 0.15 KW Temperatura del sustrato 20°C 20°C Presión base 3.0 X 10'6 Torr 3.0 X lO'6 Torr Distancia ánodo/cátodo 100 mm 100 mm Tiempo de bombardeo iónico 7.5 - 9 min 1.5 min Voltaje 369 - 373 V 346 V El recubrimiento resultante fue azul en apariencia. Un contacto de la punta del dedo fue suficiente para" provocar un cambio de color a amarillo. La capa base fue de aproximadamente 900 nm de espesor, en tanto que la capá." superior fue de 100 nm de espesor. Se llevó a cabo una ^prueba de zona de inhibición. Se proporciona agar Mueller Hinton en cajas de petri. Se permite que las placas de agar se sequen en la superficie antes de ser inoculadas con un cultivo de Staphylococcus aureus ATCC#25923. El inoculante fue preparado de Bactrol Discs (Difco, M.) que fueron reconstituidos según las instrucciones del fabricante. Inmediatamente después de la inoculación, los materiales recubiertos a ser probados fueron colocados sobre la superficie del agar. Los platos fueron incubados durante 24 horas a 37 °C. Después de este periodo de incubación, se calculó la zona de inhibición
(zona de inhibición corregida = zona de inhibición diámetro del material de prueba en contacto con el agar) .
Los resultados demuestran una ZOI corregida de aproximadamente 10 nm. El recubrimiento fue analizado mediante digestión de ácido nítrico y análisis de absorción atómica para encontrar que contiene 0.24 +/- 0.04 mg de plata por mg de polietileno de alta densidad. El recubrimiento es una aleación binaria de plata (>97%) y oxígeno con contaminantes despreciables, en base a espectroscopia de masas de ion secundaria. El recubrimiento, tal como se observa mediante SEM, fue altamente poroso y consistía de nanocristales de ejes iguales organizados en estructuras de columnas gruesas con un tamaño de grano promedio de 10 nm. Los estudios de liberación de plata demostraron que la plata era liberada continuamente del recubrimiento hasta que se alcanzaba una concentración de equilibrio de aproximadamente 66 mg/l (determinada mediante absorción atómica) , un nivel que es de 50 a 100 veces más alto que lo que se esperaba del metal de plata a granel (solubilidad < 1 mg/l) . Al hacer variar las condiciones de recubrimiento para la capa superior para alargar el tiempo de bombardeo iónico a 2 minutos, 15 segundos, se produce un recubrimiento amarillo. La capa superior tenía un espesor de aproximadamente 140 nm y avanzó de un cambio de color a morado con un contacto de la -punta del dedo. Similarmente, se produjo un recubrimiento morado al acortar el tiempo de bombardeo iónico a 1 minuto, para obtener un espesor de capa superior de aproximadamente 65 nm. Un contacto de la punta del dedo provocó un cambio de color a amarillo.
Ejemplo 3 Este ejemplo es incluido para demostrar un aposito de heridas por quemaduras en- ulticapas de acuerdo con la presente invención. Un aposito de CONFORMANT 2™ de material de aposito de malla de polietileno de alta densidad fue recubierto con un recubrimiento antimicrobiano azul en bicapa como se resume en el ejemplo 2, al utilizar las condiciones de bombardeo iónico de la tabla 3. Dos capas de este material de aposito recubierto se colocaron por encima y debajo de un material de núcleo absorbente formado a partir de rayón/poliéster ---perforado mediante agujas
(SONTARA™ 8411) . La primera capa de frente a la herida del polietileno recubierto fue "orientada con el lado del recubrimiento azul hacia abajo, en tanto que la tercera capa externa de polietileno recubierto fue orientada con el recubrimiento azul de frente hacia adentro hacia el núcleo absorbente. Las tres capas fueron laminadas conjuntamente al utilizar soldadura ultrasónica para producir soldaduras entre todas las tres capas espaciadas a intervalos de aproximadamente 2.5 cm a través del aposito. Esto permite que el aposito de herida sea cortado a porciones de tamaño de aproximadamente 2.5 cm para'el tratamiento de heridas más pequeñas, en tanto que todavía- proporciona por lo menos una soldadura en la porción de aposito.
Los apositos recubiertos fueron esterilizados al utilizar radiación gama y una dosis de esterilización de 25 KGy. El aposito terminado fue empacado en sacos o bolsas desprendibles de poliéster metalizados sellados individualmente y han demostrado que tienen una vida en almacenamiento mayor de un año" en esta forma. La capacidad absorbente y el contenido de humedad del- aposito terminado fueron probadas para asegurar que el aposito mantenía la capacidad de absorber después del recubrimiento. Los apositos empacados, estériles fueron probados y comparados con apositos de control sin tratar, no recubiertos. La capacidad de absorción de los apositos de prueba fue 'de 7.36 g de agua destilada y 7.32 g de 1.23 nitrato de sodio, en comparación con la absorción por los" apositos de control de 7.76 g y 7.45 g respectivamente, lo que indica absorciones similares por ambos materiales. La penetración de gota de los apositos recubiertos fue probada y se encontró que no difería "de los apositos de control. El contenido de humedad fue de 4.1% y 3.6% para el aposito recubierto y para los controles sin tratar respectivamente. En base a estos resultados, se concluye que el recubrimiento de la presente invención " no altera las propiedades relacionadas con la humedad del aposito. Un estudio clínico- con 30 pacientes humanos con varios grados de heridas por quemaduras al utilizar los apositos de herida recubiertos anteriores ha demostrado una capacidad para disminuir la "infección" de la herida por quemaduras (4 órganos/50 biopsias para el aposito de esta invención contra 16 órganos/50 biopsias para el tratamiento de nitrato de plata) , los apositos son cambiados cada 24 horas y son mantenidos al 100% de humedad relativa mediante la aplicación de agua estéril 3 veces al día, en comparación con un tratamiento de heridas por quemaduras de control (o referencia) con soluciones al 0.5% de nitrato de plata aplicadas 12 veces al día, los apositos son cambiados cada 24 horas. En lo anterior, "infección" significa más de 1 X 105 unidades/g de tejido que forman colonias.
Ejemplo 4 Este ejemplo es incluido para demostrar un material antimicrobiano con una capa superior generada in situ en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua con el fin de provocar un cambio de color por medio .de la generación de un color de .interferencia. Se produjo un recubrimiento antimicrobiano de una sola capa mediante bombardeo iónico por magnetrón sobre un aposito de heridas de polietileno de alta densidad al utilizar la capa base como se resume en el ejemplo 3, las condiciones de bombardeo iónico son aquellas resumidas en la tabla 3 del ejemplo 2. El recubrimiento resultante fue de aproximadamente 900 nm de espesor y de color latón en apariencia. El recubrimiento fue humectado con un contacto de la punta del dedo húmedo (saiiva) , para provocar que el color del recubrimiento cambie a azul. Sin estar limitados por lo mismo, se cree que el cambio de color es el resultado de la generación in situ de una película delgada que cumple con la descripción de una capa superior reflejante y transmisora de la luz como se resume anteriormente, sobre una capa base reflejante, para crear así las condiciones necesarias para producir un color de interferencia. Se cree que el mecanismo es como sigue. El agua sobre el recubrimiento provoca un cambio en el espesor del recubrimiento y la composición de una capa superior delgada del recubrimiento, para crear mediante esto una capa superior delgada que tiene un índice de refracción diferente del recubrimiento subyacente. El agua de la punta del dedo fue suficiente para desplazar el aire en los poros superficiales de la película (que se sabe que es porosa en base a SEM) , para iniciar la disolución de la película y cambiar el índice de refracción de la capa delgada. El color de interferencia azul resulta de la luz incidente que se refleja de la interfase de aire/capa delgada y la interfase de capa delgada/capa base y la recombinación para crear un color cambiado a azul.
Todas las publicaciones mencionadas en esta especificación son indicadoras del nivel de experiencia de aquellos experimentados en la técnica con la cual esta invención es concerniente. -Todas las publicaciones son incorporadas en la presente por referencia a la misma extensión como si cada publicación individual fuera indicada específica e individualmente para ser incorporada por referencia . Los términos y expresiones en esta especificación, a no ser que se definan de otra manera en la presente, se utilizan como términos de descripción y no de limitación. No hay ninguna intención, al utilizar tales términos y expresiones, de excluir equivalentes de las características ilustradas y descritas, se reconocerá que el alcance de la invención es definido y limitado solamente mediante las siguientes reivindicaciones. Se hace constar que en relación con 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 (46)
- Reivindicaciones Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un material antimicrobiano en multicapas caracterizado porque comprende: una capa base de un material parcialmente reflejante capaz de generar un color de interferencia cuando es cubierta con una capa superior parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz; una capa superior formada sobre la capa base, la capa superior consiste de una "película delgada parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz que contiene por lo menos un metal antimicrbbiano y que tiene un espesor de tal manera que se produce un color de interferencia, la capa- superior tiene un índice de refracción diferente de aquel de la capa base y el metal antimicrobiano es formado con suficiente desorden atómico de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antiomicrobiano localizado en una base sostenible.
- 2. El material - de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material en la capa base es un metal seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd, Cu, Ta, Al y aleaciones o compuestos de uno o más de estos metales, en forma parcialmente reflejante.
- 3. El material - de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el metal antimicrobiano de la capa superior es seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn y aleaciones o compuestos de uno" o más de estos metales.
- 4. El material de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el material en la capa base y el metal antimicrobiano de la capa superior es un metal seleccionado del grupo que consiste de Au, Ag, Pt, Pd y Cu en una forma parcialmente reflejante y se forma mediante deposición de vapor con suficiente desorden atómico, de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos " del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base sostenible.
- 5. El material de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el metal de la capa baser y la capa superior es Ag, Pt o Au.
- 6. El material de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la capa superior es una película delgada de un material compuesto formado mediante deposición o co-deposición secuencial o reactivamente del metal antimicrobiano mediante deposición de vapor en una matriz con átomos o moléculas de un material diferente para crear desorden atómico en la matriz, el material diferente es seleccionado del grupo que consiste de metales biocompatibles, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, boro, azufre o halógenos o un óxido, nitruro, carburo, boruro, haluro, sulfuro o hidruro de ya sea uno o ambos del metal antimicrobiano o un metal biocompatible.
- 7. El material _ de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el metal biocompatible es seleccionado del grupo que consiste de Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si y Al y en donde el metal antimicrobiano es seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd y Cu.
- 8. El material -- de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el metal antimicrobiano es plata y el material diferente es uno o ambos de óxido de plata y átomos o moléculas que contienen oxígeno atrapado o absorbido en la matriz.
- 9. El material -- de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa superior es de menos de 400 nm de espesor y la capa base es de por lo menos 25 nm de espesor.
- 10. El material-- de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la capa superior es de entre 5 y 210 nm de espesor y la capa base es de por lo menos 60 nm de espesor.
- 11. El material de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la capa superior es de aproximadamente 40 - 160 nm de espesor y la capa base es de por lo menos aproximadamente 300 nm de espesor.
- 12. El material de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas base y superior se proporcionan en un dispositivo médico.
- 13. El material de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las capas base y superior se proporcionan en un aposito de heridas. ""
- 14. Un proceso para producir un material antimicrobiano en multicapas capaz de indicar la exposición a un alcohol o electrolito a base de agua, caracterizado porque comprende las etapas de: proporcionar una capa base de un material parcialmente reflejante capaz de generar un color de interferencia cuando es cubierta con una capa superior parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz; proporcionar una capa superior sobre la capa base, la capa superior es de una película delgada parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz que contiene por lo menos un metal antimicrobiano y que tiene un espesor de tal manera que se produce un color de interferencia, la capa superior tiene un índice de refracción diferente de aquel de la capa base y el metal antimicrobiano es formado con suficiente desorden atómico de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en uña base sostenible.
- 15. El proceso'- de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material en la capa base es un metal seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd, Cu, Ta, Al y aleaciones o compuestos de uno o más de estos metales, en forma parcialmente reflejante.
- 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el metal antimicrobiano en la capa superior es seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn y aleaciones o compuestos de uno o más de estos metales.
- 17. El proceso ~ de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el material en la capa base y el metal antimicrobiano en la capa superior es un metal seleccionado del grupo que consiste de Au, Ag, Pt, Pd y Cu en una forma parcialmente reflejante y se forma mediante deposición de vapor con suficiente desorden atómico, de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a "base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base sostenible.
- 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el metal en la capa base y la capa superior es de Ag, Pt o Au.
- 19. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la capa superior es de una película delgada de un material compuesto formado mediante deposición o co-deposición secuencial o reactivamente del metal antimicrobiano mediante deposición de vapor en una matriz con átomos o moléculas de un material diferente para crear desorden atómico en la matriz, el material diferente es seleccionado del grupo que consiste de metales biocompatibles, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, boro, azufre o halógenos o un óxido, nitruro, carburo, boruro, haluro, sulfuro o hidruro ya sea de uno o ambos del metal antimicrobiano o un metal biocompatible.
- 20. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el metal biocompatible es seleccionado del grupo que consiste de Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si y Al y en donde el metal antimicrobiano es seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd y Cu.
- 21. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el metal antimicrobiano es plata y el material diferente es uno o ambos de óxido de plata y átomos o moléculas que contienen oxígeno atrapado o absorbido en la matriz.
- 22. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la capa superior es menor de 400 nm de espesor y la capa base es de por lo menos 25 nm de espesor.
- 23. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la capa superior es de entre 5 y 210 nm de espesor y la capa base es de por lo menos 60 nm de espesor.
- 24. El proceso de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la capa superior es de aproximadamente 40 - 160 nm de espesor y la capa base es de por lo menos 300 nm de espesor.
- 25. El proceso "" de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque las capas base y superior se proporcionan en un dispositivo médico.
- 26. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque las capas base y superior se proporcionan en un aposito de herida.
- 27. Un aposito de heridas laminado en multicapas, caracterizado porque comprende: una primera capa de frente a la herida formada de un material perforado no adherente; u?,a segunda capa laminada a la primera capa y que es formada de un material absorbente; _ un tercera capa opcional laminada a una o ambas de las primeras y segundas capas; por lo menos una de las primera, segunda y tercera capa opcional se forman de un material de plástico; y las primera, segunda y tercera capa opcional son laminadas conjuntamente mediante soldaduras ultrasónicas espaciadas intermitentemente en el aposito para permitir que el aposito sea cortado al tamaño sin provocar deslaminación.
- 28. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la primera capa incluye un recubrimiento que contiene un metal antimicrobiano.
- 29. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la primera capa inciúye una película delgada que contiene por lo menos un metal antimicrobiano, el metal antimicrobiano es formado con suficiente desorden atómico de tal manera que la película delgada, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base sostenible.
- 30. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la primera capa incluye un recubrimiento antimicrobiano en multicapas que comprende: una capa base de un material parcialmente reflejante capaz de generar un color de interferencia cuando es cubierta con una capa superior parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la- luz; una capa superior formada sobre la capa base, la capa superior es de una película delgada parcialmente reflejante, parcialmente transmisora de la luz que contiene por lo menos un metal antimicrobiano y que tiene un espesor de tal manera que se produce un color de interferencia de primer y segundo orden, la capa superior tiene un índice de refracción diferente de aque]- de la capa base y el metal antimicrobiano es formado con suficiente desorden atómico de tal "manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base sostenible.
- 31. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el recubrimiento antimicrobiano en multicapas es provisto sobre ambas de la primera y terceras capas, de tal manera que un cambio de color es detectable ya sea sobre un lado u otro del aposito de heridas. _-- _
- 32. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el material en la capa base es un metal seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd, Cu, Ta, Al y aleaciones o compuestos de uno o más de estos metales, en una forma parcialmente reflejante.
- 33. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el metal antimicrobiano en la capa superior es seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi, Zn y aleaciones o compuestos de uno o más de estos metales.
- 34. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el material en la capa base y el metal antimicrobiano en la capa superior es un metal seleccionado del grupo que consiste de Au, Ag, Pt, Pd y Cu en una forma parcialmente reflejante y se forma mediante deposición de vapor con suficiente desorden atómico de tal manera que la capa superior, en contacto con un alcohol o electrolito a base de agua libera iones, átomos, moléculas o cúmulos del metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una • base sostenible.
- 35. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el metal en la capa base--y la capa superior es Ag,"Pt o Au.
- 36. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la capa superior es una película delgada de un material compuesto formado mediante deposición o co-deposición secuencial o reactivamente del metal antimicrobiano mediante deposición por vapor en una matriz con átomos o moléculas de un material diferente para crear desorden atómico en la matriz, el material diferente es seleccionado del grupo que consiste de metales biocompatibles, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, boro, azufre o halógenos o "un óxido, nitruro, carburo, boruro, haluro, sulfuro o hidruro ya sea de uno u otro o ambos del metal antimicrobiano o un metal biocompatible.
- 37. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque el metal biocompatible es seleccionado -del grupo que consiste de Ta, Ti, Nb, V, Hf, Zn, Mo, Si y Al y en donde el metal antimicrobiano es seleccionado del grupo que consiste de Ag, Au, Pt, Pd y Cu.
- 38. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque el metal antimicrobiano es plata y el material diferente es uno o ambos de óxido de plata y átomos o moléculas que contienen oxígeno atrapado o absorbido en la matriz.
- 39. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la capa superior es menor de 400 nm de espesor y la capa base es de por lo menos 25 nm de espesor.
- 40. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la capa superior es de entre 5 y 210 nm de espesor y la capa base es de por lo menos 60 nm de espesor.
- 41. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la capa superior es de aproximadamente 40 - 160 nm de espesor y la capa base es de por lo menos aproximadamente 300 nm de espesor.
- 42. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque las capas base y superior se proporcionan en un dispositivo médico.
- 43. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque las capas base y superior se proporcionan en un aposito de heridas.
- 44. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el material en la capa base es un metal seleccionado del grupo que consiste de Au, Ag, Pt, Pd y Cu en una forma parcialmente reflejante y se forma mediante deposición de vapor con suficiente desorden atómico de tal manera que la capa superior, en conflicto con un alcohol o electrolito a base de agua, libera iones, átomos, moléculas o cúmulos de metal antimicrobiano al alcohol o electrolito a base de agua a una concentración suficiente para proporcionar un efecto antimicrobiano localizado en una base sostenible.
- 45. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque las primera y tercera capa opcional son formadas a partir de un material de polietileno de alta densidad no tejido, perforado no adherente .
- 46. El aposito de heridas de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque la segunda capa es formada a partir de un material de rayón/poliéster no tejido, absorbente.
Applications Claiming Priority (1)
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US08818869 | 1997-03-17 |
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