PT1996744E - Métodos de revestimento antimicrobiano - Google Patents

Description

ΕΡ 1 996 744/ΡΤ DESCRIÇÃO "Métodos de revestimento antimicrobiano"

Este pedido de patente reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório dos E.U.A. N.0 de Série 60/762 769 depositado em 27 de Janeiro de 2006, Pedido de Patente Provisório dos E.U.A. N.° de Série 60/763 262 depositado em 30 de Janeiro de 2006, Pedido de Patente Provisório dos E.U.A. N.0 de Série 60/776 537 depositado em 25 de Fevereiro de 2006 e Pedido de Patente Provisório dos E.U.A. N.° de Série 60/779 917 depositado em 6 de Março de 2006, cujas revelações são incorporadas por referencia. Este pedido de patente é um pedido de patente de continuação-em-parte do Pedido de Patente dos E.U.A. N.° de Série 10/741 015 depositado em 18 de Dezembro de 2003 que reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório dos E.U.A. N.° de Série 60/434 784, depositado em 18 de Dezembro de 2002.

CAMPO DO INVENTO 0 invento refere-se a métodos de deposição de plasma de iões de arco catódico para preparar revestimentos de metal modificado úteis para formar uma superfície antimicrobiana sobre dispositivos e materiais utilizados em aplicações médicas. Em particular, o invento refere-se a um processo para depositar prata (Ag), e outros metais antimicrobianos, ou suas combinações, sob condições altamente controladas para formar revestimentos antimicrobianos que têm adesão melhorada e mantêm actividade durante períodos de tempo prolongados.

ANTECEDENTES

As propriedades germicidas de metais tais como prata, zinco, nióbio, tântalo, háfnio, zircónio, titânío, crómio, níquel, cobre, platina e ouro estão bem documentadas. Destes metais, a prata, na forma de iões ou compostos, é provavelmente o metal antimicrobiano melhor conhecido e mais amplamente utilizado. A prata elementar tem algum benefício antimicrobiano, mas é geralmente demasiado não reactiva para a maioria das aplicações antimicrobianas. Uma forma oxidada de prata é considerada mais activa como antimicrobiano conforme indicado pela observação de que a pintura e a 2 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ impressão de óxidos de prata conduzem a uma diminuição na sua reactividade e solubilidade. Têm sido feitas tentativas para melhorar a reactividade da prata através da utilização de óxidos de prata e combinações de prata com outros materiais utilizando métodos aceites de química em solução. A Patente dos Ε.ϋ.Α. ϋ.° 4 828 832 descreve a utilização de soluções de um sal de prata metálica tais como nitrato de prata aquoso em combinação com um agente oxidante, tal como perõxido de benzoilo, para tratar infecções de pele. A Patente dos E.U.A. ίΤ.Ώ 5 824 267 revela a incrustação da superfície de um artigo de plástico com partículas metálicas de prata e partículas metálicas de base ou cerâmicas para conferir propriedades antibacterianas ao artigo de plástico. As partículas metálicas de prata extremamente finas são obtidas por deposição química a partir de uma solução aquosa de sal um de prata.

Ainda que métodos em solução de gerar partículas de prata sejam capazes de proporcionar prata antimicrobianamente activa, existe pouco controlo sobre a estrutura das partículas de prata resultantes, pelo que estes métodos estão limitados nas suas aplicações. Para além disso, algumas espécies iónicas, tais como nitrato de prata aquoso, são demasiado reactívas para a maioria das aplicações por causa do potencial para irritação da pele e têm por isso de ser cuidadosamente monitorizadas e controladas. Outro problema com a química em solução é o desenvolvimento de combinações estáveis sem gerar subprodutos nocivos. Iões prata ligados em soluções de pastas, tintas, polímeros ou géis tendem a ter uma. vida curta em prateleira, em parte por causa das reacções secundárias com vários constituintes que podem ocorrer em soluções de base aquosa.

Existe uma necessidade clara de superfícies antimicrobianas que sejam capazes de gerar uma libertação prolongada de iões metálicos antimicrobianos. A capacidade de uma superfície para gerar uma libertação prolongada de iões antimicrobianos seria particularmente útil em pensos e cirúrgicas, implantes, ligaduras cirúrgicas e para feridas, suturas cateteres e outros dispositivos médicos, 3 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ próteses, aplicações dentárias e regeneração de tecido. Outros dispositivos que beneficiariam também de uma libertação prolongadas de materiais antimicrobianos incluem utensílios médicos e superfícies, superfícies de restauração, máscaras faciais, vestuário, maçanetas de portas e outros acessórios, piscinas, banheiras, filtros de água potável, sistemas de arrefecimento, materiais hidrófilos porosos, humidificadores e sistemas de ventilação,

Um método para gerar uma libertação prolongado de iões metálicos é descrito na Patente dos E.U.A. N.° 4 886 505. De acordo com o método, um dispositivo é revestido com um primeiro metal, tal como prata, e um segundo metal, tal como platina, que está ligado ao primeiro metal através de um comutador. A presença dos metais prata e platina na presença de fluidos corporais resulta numa acçâo galvânica destinada a soltar ou libertar iões de prata. A libertação de iões é controlada pelo comutador, que é operado externamente ao dispositivo. A técnica de aplicar uma corrente a um penso para feridas ou a um dispositivo médico revestidos a prata é também o tema das Patentes dos E.U.A. N.os 4 219 125 e 4 411 648. Ainda que a utilização de controlos de comutação externa ou de uma corrente eléctrica externa possa melhorar a taxa de libertação de iões metálicos, estas correntes ou controlos externos podem não ser práticos para uma variedade de aplicações. A Patente dos E.U.A. N.° 6 365 220 descreve um processo para produzir uma superfície antimicrobiana que proporciona uma libertação prolongada de iões antimicrobianos sem a necessidade de uma corrente eléctrica externa para manter a libertação. De acordo com a revelação, múltiplas camadas de películas finas metálicas são depositadas sobre um substrato utilizando um processo de pulverização catódica ou evaporação. Utilizando combinações de metais diferentes para as diferentes camadas, e utilizando técnicas de ataque ácido para tornar rugosa ou texturar a superfície das camadas, podem ser geradas múltiplas interfaces de microcamada. As múltiplas interfaces, quando expostas a fluidos corporais, proporcionam a libertação de iões por acção galvânica e não galvânica. 4 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ A Patente dos Ε.ϋ.Α. Ν.° 5 837 275 revela também revestimentos antimicrobianos que proporcionam uma libertação prolongada de iões antimicrobianos. São preparados revestimentos por uma técnica de pulverização catódica utilizando parâmetros de deposição específicos. Os revestimentos são descritos como películas metálicas exibindo "desordem atómica" que é reivindica como requerida para libertação prolongada de iões metálicos.

Cristais ordenados individuais de tetróxido de tetraprata (Ag404) são reivindicados como úteis como um antimicrobiano no tratamento de doenças de pele (Patente dos E.U.A. N.° 6 258 3 85). Uma tal composição, porém, não é prática para outras utilizações que não a tópica, e não foi demonstrada a sua capacidade para proporcionar uma libertação prolongada de materiais antimicrobianos durante um longo período de tempo (í.e., vários dias) sem reap11cação. A deposição de materiais antimicrobianos está habitualmente limitada a um de três métodos distintos para. produzir revestimentos de prata e óxido de prata. Cada um destes métodos têm sérias desvantagens e nenhum foi desenvolvido para produzir eficientemente películas antimicrobianas uniformemente distribuídas, altamente aderentes, sobre superfícies de dispositivos e instrumentos médicos. Processos do estado da especialidade habifcualmente utilizados, tais como pulverização catódica, banho e Deposição Assistida por Feixe de Iões (Icn Beam Assísted Deposition), produzem revestimentos com adesão limitada a substratos flexíveis ou dispositivos elásticos. São por vezes necessárias camadas adicionais para aumentar a adesão com um custo significativo em tempo de processamento. É conhecida na especialidade a deposição de materiais metálicos sobre um substrato por arco catódico num vácuo. Em contraste com outros métodos de deposição de vapor de plasma, a deposição de plasma de iões (IPD) pode produzir revestimentos densos multicomponente de elevada pureza como descrito em Publicação do Pedido de Patente dos E.U.A. N.° 2004/0185182. No entanto, os métodos de deposição de arco catódico convencionais enfermam de certas desvantagens. Pode ocorrer um desperdício de material caro devido à utilização ineficiente do material de alvo e â falta de controlo das 5 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ partículas. A falta de controlo sobre o material que esta a ser depositado pode resultar na formação de partículas de tamanhos variáveis, o que conduz à deposição de revestimentos não uniformes. Tipicamente, os processos de arco catódico requerem também que a superfície do substrato seja aquecida a temperaturas muito elevadas, o que pode danificar o material de substrato e limitar seriamente a escolha de substratos. A WO 03/044240 refere-se a um processo e equipamento para depositar películas finas sobre a superfície de um substrato utilizando deposição de arco catódico. A WO 04/059027 A2 refere-se a um processo para depositar materiais antimicrobianos sob ou sobre a superfície de um substrato utilizando deposição de plasma iónico. 0 processo inclui o passo de proporcionar um material de cátodo alvo possuindo potencial antimicrobiano que é disposto dentro de um vácuo parcial, alimentar o cátodo para gerar a descarga de plasma para ionizar o material de alvo num plasma de partículas constituintes.

BREVE SUMÁRIO DO INVENTO 0 presente invento é dirigido à necessidade continuada de materiais antimicrobianos que adiram a qualquer superfície, tenham velocidades de libertação controladas e longevidade, e sejam não tóxicos numa aplicação desejada. Revestimentos antimicrobianos com estas caraciterísticas podem ser depositados sobre uma vasta gama de superfícies de substrato utilizando o novo processo de deposição IPD de arco catódico aqui descrito. Ê um objectivo do presente invento proporcionar um método para depositar materiais antimicrobianos sobre um substrato utilizando um processo de deposição de plasma iónico para formar camadas discretas de partículas antimicrobianas.

Um objectivo adicional do invento é proporcionar um método para produzir superfícies antimicrobianas sobre qualquer produto acabado, eliminando assim a necessidade de utilizar tecnologias complexas de química, contracolagem, impressão e ligação. 6

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Outro objectivo do invento é proporcionar uma superfície antimicrobiana que proporcione uma libertação prolongada de um agente antimicrobiano in vivo com níveis terapeuticamente eficazes durante períodos de tempo prolongados.

Outro objectivo do invento ê proporcionar uma superfície antimicrobiana por impregnação ou depósito de metais dispersos e/ou metal/ôxidos de metal de um ou inais elementos no interior de um substrato para a libertação prolongada de iões metálicos.

Deste modo, em concretizações particularmente preferidas, o presente invento proporciona a deposição, impregnação ou colocação de iões de prata ou de outros metais ligados em estruturas no estado sólido de compostos de metal e óxido de metal cristalinos, de dimensão nano, pico e micro, que podem ser desenhadas como combinações de óxidos mono-, bi- e polivalentes dispersos sob ou sobre uma superfície. Os iões prata serão depois libertados por contacto com patogénios devido a actividade enzimática ou libertados pela adição de água ou contacto com fluidos corporais. 0 processo revelado é útil para o fabrico de uma ampla variedade de dispositivos que requerem uma composição controlada, mas é particularmente útil no fabrico de rolos de área pequena a muito grande, tais como ligaduras, ou componentes individuais, tais como cateteres, stents ou implantes, que requerem uma superfície germicida, bactericida, biocida ou antimicrobiana. 0 processo resulta no controlo da quantidade, do tamanho de partícula e da energia do material ionizado para ser combinado com oxigénio ionizado ou outros gases, e é aplicável a uma vasta gama de óxidos e nitretos monovalentes, bivalentes e polivalentes, e a combinações de camadas. 0 processo pode ser utilizado para produzir produtos antimicrobianos ou para tratar superficialmenfce produtos existentes e matérias-primas. 0 processo pode ser utilizado concorrentemente para criar dispositivos de energia de pequena escala para melhorar a actividade antimicrobiana ou para alimentar outros dispositivos de nanotecnologia; por 7

ΕΡ 1 996 744/PT exemplo, baterias de óxido de prata para alimentar microbombas, implantes, superfícies galvânicas e outros dispositivos com necessidade de energia.

Por conseguinte, um aspecto do invento é proporcionar um processo para depositar uma superfície antimicrobiana sobre um substrato que compreende os passos de colocar um cátodo alvo compreendendo um metal antimicrobiano potencial no interior de uma câmara sob vácuo e alimentar o cátodo para gerar um arco no cátodo que ioniza o metal do cátodo num plasma de partículas ionizadas; introduzir um gás reactivo, tal como oxigénio, na câmara de vácuo tal que o gás reage com as partículas de plasma ionizadas, e controlar a deposição das partículas de plasma sobre o substrato movendo o substrato para mais próximo ou para ma is longe do alvo de um modo controlado durante o processo de deposição. 0 controlo adicional do processo de deposição pode ser conseguido por um meio de controlo do arco pelo qual a fonte de energia ao cátodo é ajustada para alterar a velocidade de produção do arco.

Um aspecto adicional do invento é proporcionar uma superfície antimicrobiana sobre um substrato compreendendo uma dispersão de partículas de óxido de metal, onde o metal é seleccionado o grupo consistindo de prata, níquel, zinco, cobre, ouro, platina, nióbio, tântalo, háfnio, zírcónio, titânio, crómio e suas combinações. 0 presente invento refere-se a um processo para depositar materiais antimicrobianos sobre um material de substrato seleccionado. 0 substrato pode ser de qualquer material, tal como metal, cerâmico, plástico, vidro, folhas flexíveis, papéis porosos, cerâmicos ou suas combinações. Ainda que o substrato possa compreender vários dispositivos, os dispositivos médicos são particularmente preferidos. Estes dispositivos médicos incluem cateteres, implantes, stents, tubos traqueais, pinos ortopédicos, derivações (snunts) f drenos, dispositivos protésicos, implantes dentários, pensos e coberturas para feridas. No entanto, deverá ser entendido que o invento não está limitado a estes dispositivos e pode estender-se a outros dispositivos úteis no campo médico, tais como máscaras faciais, vestuário, instrumentos cirúrgicos e superfícies. 8 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ

Existem dois factores importantes no que se refere à infecção de um implante: a introdução de bactérias durante a cirurgia de implante; e as aberturas transdérmicas após cirurgia. Os dispositivos transdérmicos são um local preferencial para infecções. À medida que o dispositivo se separa da pele, forma-se uma fissura entre a pele e o dispositivo, permitindo a contaminação bacteriana.

Em aspectos adicionais, este invento está relacionado com métodos melhorados e maís económicos para proporcionar superfícies antimicrobianas afinadas ou outros componentes sobre dispositivos médicos para utilização no corpo humano, bem como em aplicações veterinárias e outras. 0 material antimicrobiano pode ser qualquer material sólido ou combinação de materiais possuindo propriedades antimicrobianas. Materiais preferidos são metais possuindo propriedades antimicrobianas potenciais e que são biocompatíveis (i.e., não danificantes no ambiente pretendido). Estes metais incluem prata, zinco, niõbio, tântalo, hãfnio, zircónio, titânio, crómio, níquel, cobre, platina e ouro (também aqui denominados como "metais antimicrobianos). 0 termo "propriedades antimicrobianas potenciais" pretende reconhecer o facto de estes metais, no seu estado elementar, serem tipicamente demasiado não reactivos para actuarem como antimicrobianos eficazes. No entanto, existe um efeito antimicrobiano muito mais forte quando os metais estão ionizados. Assim, os metais ant imicrobianos ;m propriedades antimicrobianas potenciais, que são concretizadas com a ionização dos metais. Quando ionizados, os metais antimicrobianos podem também ser combinados com. vários gases reactivos, por exemplo, azoto ou oxigénio, para formar compostos de nitritos, óxidos e/ou suas combinações.

DEFINIÇÕES A Deposição de Plasma Iónico (IPD, lonic Plasm Deposition) é método de criação de plasma altamente energizado utilizando uma descarga de arco catódico sobre um material alvo. 0 arco catódico, também conhecido como arco de vácuo, é um dispositivo para criar um plasma a partir de um metal 9 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ sólido. Um arco é um golpe sobre o metal, e uma densidade de energia elevada do arco vaporiza e ioniza o metal, criando um plasma que sustenta o arco. Um arco de vácuo é diferente de um arco de alta pressão porque o próprio vapor do metal está ionizado, em vez de um gás ambiente.

Macros ou macropartícuias sâo partículas maiores do que um ião simples; nanopartícuias (ou pequenas) são partículas com cerca de 100 nanómetros de tamanho; macropartícuias médias sáo partículas de 100 nanometros a cerca de 1 mícron; macropartículas grandes são partículas superiores a 1 mícron.

Uma explosão de Coulomb ocorre quando uma fonte de energia suficientemente intensa quebra um grupo de átomos, tal como um agregado gasoso, objecto ou alvo, tal que o campo eléctrico da fonte de energia retira dos átomos alguns ou a totalidade dos electrões. Sem electrões, o grupo de iões explode devido â repulsão de Coulomb das cargas positivas. A deposição de vapor de plasma (PVD, Plasma Vapour Deposition) é um processo de deposição de películas finas na fase gasosa no qual o material de origem é transferido fisicamente no vácuo para o substrato sem qualquer reacção química envolvida. Este tipo de deposição inclui deposição por feixe de electrões com evaporação térmica e deposição de pulverização catódica. O processo IPD é um subtipo de deposição de vapor física. O termo "dispositivo médico", como aqui utilizado, pretende abranger genericamente todos os dispositivos utilizados no campo médico, incluindo stents, cateteres, vários implantes e outros, independentemente do material a partir do qual são fabricados. Referências a dispositivos médicos e outras referências médicas sáo aqui entendidas para incluir também dispositivos e aplicações veterinárias. O termo "propriedades antimicrobianas potenciais" pretende reconhecer o facto de alguns metais, no seu estado elementar, serem tipicamente demasiado não reactivos para actuar como antimicrobianos eficazes, mas, no entanto, podem exibir um efeito antimicrobiano muito mais forte quando ionizados. Assim, os metais antimicrobianos têm propriedades 10 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ antimicrobianas potenciais, que em muitos casos são concretizadas com a ionização dos metais. Quando ionizados, os metais antimicrobianos podem também ser combinados com vários gases reactivos, por exemplo, azoto ou oxigénio, para formar compostos de nitretos ou óxidos, e suas combinações.

Como aqui utilizado, "multivalente" refere-se a um ou mais estados de valência e deverá ser entendido para referir a carga sobre um ião ou a carga que pode ser atribuída a um ião particular com base no seu estado electrónico. A não ser que indicado de outro modo, óxido de prata, é definido como a forma singular de óxido de prata (AgO). 0 termo “cerca de", como aqui utilizado, pretende indicar que um número particular não é necessariamente exacto mas pode ser maior ou menor como determinado pelo procedimento ou método particular utilizado. PEEK poliéter-étercetona PTFE politetrafluoroetileno EPTFE - politetrafluoroetileno expandido UHMWPE é polietileno de massa molecular ultraelevada. É entendido que “um" como utilizado para definir as reivindicações não está necessariamente limitado a uma única espécie.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO A FIG. 1 é um esquema de um equipamento de IPD. 1. Material alvo, 2. Substrato que está a ser revestido, 3 . Mecanismo para mover o substrato para mais próximo ou para mais longe do alvo, 4, Câmara de vácuo, e 5. Fonte energia para o alvo. A FIG. 2 ê outra concretização do equipamento de IPD. 1. Material alvo, 2. Substrato que está a ser revestido, 3. Mecanismo que tem a capacidade para mover o substrato para mais próximo ou para mais longe do alvo, 4. Câmara de vácuo, 5. Fonte de energia para o alvo, e 6. Controlo do arco que determina a velocidade do arco. 11 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO O presente invento proporciona várias vantagens em relação a outros revestimentos antimicrobianos e processes do estado da técnica para depositar revestimentos antimicrobianos, incluindo libertação controlável, incrustação do revestimento no substrato, temperaturas de operação mais baizas para certos materiais, volume de produção significativamente melhorado em eficiência de processamento em comparação com processos de arco catódico convencionais, escalabilidade e aplicação a uma ampla variedade de materiais de substrato.

Adicionalmente, têm sido obtidos revestimentos superiores não disponíveis utilizando métodos de IPD convencionais, incluindo revestimentos de óxido de prata, óxido de cobre e nitreto de háfnio. Estes materiais têm uma actividade antimicrobiana mais elevada para espessuras comparáveis em comparação com processos mais dispendiosos, tais como os delineados na Patente dos E.U.A. N.° 5 454 886, aqui incorporadas por referência. Assim, podem ser conseguidos revestimentos mais finos e tempo de processamento mais curto com os mesmos resultados antimicrobianos utilizando os novos métodos baseados em IPD. Ê possível um volume de produção mais elevado, o que pode resultar em economias de custos de produção, e ê uma vantagem muito significativa, especialmente para a indústria médica.

Um factor que contribui para a superioridade de películas obtidas utilizando o processo revelado é a constatação de que o novo processo de IPD produz um aumento, em vez de uma diminuição, na deposição de macropartícuias, o que de facto melhora a qualidade da película. A tendência predominante para um especialista na utilização de processos de deposição de arco catódico tradicionais tem sido muitos anos reduzir as macropartícuias depositadas aesae de modo há a produzir películas mais limpas e mais uniformes. 0 conhecimento convencional na indústria tem sido que as macropartícuias em geral são prejudiciais para a qualidade das películas depositadas. 0 presente invento refere-se a um processo para depositar materiais antimicrobianos sobre um material de 12

ΕΡ 1 996 744/PT substrato selsccionado. 0 substrato pode ser de qualquer material, tal como metal, cerâmico, plástico, vidro, folhas flexíveis, papéis porosos, cerâmicos ou suas combinações. Ainda que o substrato possa ser qualquer um de vários dispositivos, os dispositivos médicos são particularmente preferidos, incluindo cateteres, implantes, stents, tubos drenos, traqueais, pinos ortopédicos, derivações, dispositivos protésicos, implantes dentários, pensos e coberturas para feridas. Contudo, deverá ser entendido que o invento não está imitado a estes dispositivos pode médico, tais cirúrgicos e abranger outros dispositivos úteis no campo como máscaras faciais, vestuário, instrumentos superfícies.

Existem dois factores importantes no que se refere à infecção de um implante: a introdução de bactérias durante a cirurgia de implante; e as aberturas transdérmicas apôs cirurgia. Os dispositivos transdérmicos são um local preferencial para infecções. Ã medida que o dispositivo se separa da pele, forma-se uma fissura entre a pele e o dispositivo, permitindo a contaminação bacteriana. 0 presente invento, está assim relacionado com métodos melhorados e mais económicos para proporcionar superfícies antimicrobianas ou outros componentes sobre dispositivos médicos para utilização no corpo humano bem como em aplicações veterinárias e outras. 0 material antimicrobiano pode ser qualquer material sólido ou combinação de materiais possuindo propriedades antimicrobianas. Materiais preferidos são metais possuindo propriedades antimicrobianas potenciais e que são biocompatíveis (i.e., não danificantes no ambiente pretendido). Estes metais incluem prata, zinco, niôbio, tântalo, háfnio, zircónio, titânio, crómio, níquel, cobre, platina e ouro (também aqui denominados como "metais antímicrobianos"). De acordo com o presente invento, metais antimicrobianos sâo depositados sobre ou sob uma superfície de um substrato por ionização, num vácuo, de um cátodo de um metal alvo no interior de um plasma de constituintes particulados. Dispositivos de deposição de plasma iónico, tais como os descritos na Publicação do Pedido de Patente Internacional WO 03/044240, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência, podem ser modificados de acordo com o invento e utilizados para efectuar a deposição controlada dos materiais antimicrobianos de acordo com os métodos descritos. 13 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ

Um facfcor que contribui para a superioridade de películas obtidas utilizando o novo processo IPD é a constatação de que um aumento, em vez de uma diminuição, na deposição de macropartículas melhora de facto a qualidade da película. A tendência predominante para um especialista na utilização de processos de deposição de arco catódico tem sido desde há muitos anos reduzir o número de macropartículas de modo a produzir películas mais limpas e mais uniformes. 0 conhecimento convencional na indústria é que as macropartículas em geral são nocivas para a qualidade das películas depositadas.

Em contraste, tem-se constatado que uma quantidade acrescida de macropartículas resulta num modo eficaz para controlar a actividade antibacteriana de películas de óxido de prata. Para uma libertação rápida de prata no tecido circundante, pode-se também aplicar um revestimento espesso, razoavelmente isento de macropartículas de AgO puro. Para uma libertação mais afinada, utiliza-se um esquema de libertação retardada.

Quando se deposita um revestimento sobre um substrato utilizando um arco catódico, pode-se controlar quantidade relativa de macropartículas ejectadas a partir do alvo. Macropartículas são gotas fundidas de metal que são ejectadas a partir do alvo sem estarem totalmente vaporizadas. Estas gotas são densas e constituídas de material alvo puro. As superfícies destas gotas estão usualmente carregadas, enquanto o grosso do material é neutro. do plasma, a estrutura do de AgO sobre nterior. Esta

Quando as macropartículas passam através superfície exterior é oxidada, formando uma tipo "rebuçado revestido", com um revestimento o lado exterior da partícula e prata pura no i actua como uma cápsula de libertação retardada.

Os efeitos de libertação retardada ocorrem devido à instabilidade inerente do "invólucro" exterior de AgO e a um "invólucro" interior mais estável de prata pura. 0 revestimento exterior de óxido de prata liberta a sua actividade antimicrobiana de um modo relativamente rápido, matando quaisquer bactérias na área circundante. Durante o 14 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ processo de libertação, a prata pura do interior é oxidada e libertada lentamente para manter actividade antimicrobiana ao longo do tempo. 0 período de tempo é determinado pelo tamanho da macropartícula. Assim, podem ser desenhados revestimentos específicos de tamanhos específicos de macropartículas para manter actividade antimicrobiana durante um período de tempo seleccionado. Gamas de tamanhos típicas para macropartículas são de 10 nm a 10 mícron, dependendo do período de tempo durante o qual se deseja manter actividade. A eluição é um factcr importante na actividade antimicrobiana; no entanto, a quantidade de prata eluída está relacionada com a actividade antimicrobiana de um dispositivo revestido a Ag/AgO. A taxa de eluição tem de ocorrer com um certo nível de modo a ser eficas contra a infecção e formação de biofilme. A taxa mínima é aproximadamente 0.005 mg de Ag por polegada quadrada (0.0048 mg/ polegada quadrada). A actividade antimicrobiana de um revestimento de óxido de prata, preparado peio método aqui revelado, será eluída a esta taxa durante pelo menos 60 dias. Revestimentos de prata/õxído de prata preparados por outros métodos não são eluídos a uma taxa constante durante um período superior a 7 dias.

Outra particularidade importante do presente invento é a capacidade para incrustar um revestimento de óxido de prata na superfície do dispositivo, obtendo assim uma adesão superior em comparação com revestimentos depositados por outros métodos de deposição, 0 processo de incrustação pode ser controlado utilizando o método de controlo do arco a uma distância específica do alvo, tal que podem ser obtidos revestimentos incrustados até 100 nm e mais para plásticos e até 10 nm para metais e cerâmicos.

Um dispositivo adequado para realização do processo de deposição de plasma iónico é ilustrado na FIG. 1. Como se mostra FIG. 1, um cátodo 1 do material alvo está disposto dentro de uma câmara de vácuo 4, O cátodo 1 é ionizado gerando um arco no cátodo a partir de uma energia fornecida por uma fonte de energia 5 ao cátodo. Os constituintes do plasma são seleccionados, controlados ou dirigidos para o substrato por um mecanismo de controlo 3 que move o substrato 2 para próximo ou para longe do alvo 1. 15 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ

Pode-se também utilizar um controlo adicional da fonte de energia 6 como se mostra na FIG. 2 para proporcionar controlo adicional dos constituintes do plasma por controlo da velocidade do arco.

No caso em que o metal antimicrobiano desejado é prata, por exemplo, um cátodo de prata é colocado na câmara de vácuo do dispositivo de deposição de plasma iónico, em conjunto com um substrato seleccionado. A prata utilizada como o cátodo ê preferivelmente prata de grau médico (i.e. 93,39% pura) para evitar quaisquer materiais potencialmente tóxicos, ainda que se possa utilizar também prata metálica de pureza inferior. A câmara de vácuo é bombeada até uma pressão de trabalho adequada, tipicamente na gama de 0,0133322 Pa (0,1 mT) a 3,99366 (30 mT) ; no entanto, a capacidade do processo de IPD para produzir superfícies antimicrobianas eficazes possuindo taxas de libertação prolongada não está dependente de qualquer pressão de trabalho específica dentro da gama típica de 0,0133322 Pa (0,1 mT) a 3,39966 (30 mT) .

Similarmente, o processo de deposição de plasma iónico não está dependente da temperatura de operação. Temperaturas de operação típicas estão na gama de 25 a 75°C e qualquer temperatura dentro desta gama é adequada para produzir superfícies antimicrobianas. O substrato pode ser rodado, tal como numa mesa giratória, ou rolado através da área de deposição em qualquer orientação em relação à trajectória do fluxo de entrada de material de deposição. É fornecida energia ao cátodo para gerar um arco eléctrico no cátodo. Esta energia pode variar desde alguns amperes de corrente até várias centenas de amperes, numa voltagem apropriada para o material de fonte. A voltagem está tipicamente na gama de 12 volts a 60 volts, e está apropriadamente dimensionada para a dimensão do material de origem, que pode ter desde algumas polegadas até vários pés de comprimento. 0 arco eléctrico ioniza o cátodo de prata metálica num plasma de iões de prata, partículas carregadas neutramente e electrões.

Introduz-se oxigénio no plasma com um caudal típico de 10 a 1000 cm3 (padrão)/min e combina-se com os iões prata para formar partículas de óxido de prata. As partículas de óxido 16 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ de prata podem ter um tamanho de partícula na gama desde menos de 1 nanometro até cerca de 50 mícron, dependendo da taxa desejada de libertação de iões e da utilização final do substrato. É também possível controlar a taxa de libertação de iões metálicos das superfícies antimicrobianas de modo a obter uma taxa de libertação eficaz durante um período de tempo prolongado. Esta libertação de metal controlada é obtida depositando uma combinação de óxidos de várias estruturas, incluindo óxidos monovalentes, bivalentes e muitivalentes, sobre o substrato. Combinações de óxidos exibem diferentes taxas de libertação de iões o que contribui para o controlo das concentrações de iões e para a libertação prolongada dos iões metálicos para uma actividade antimicrobiana melhorada. Podem também ser criados óxidos multivalenc.es sobre partículas metálicas neutras à medida que estas são oxidadas no plasma. Isto melhora adicionalmente a libertação prolongada dos materiais depositados criando combinações de óxidos de vários tamanhos e estados de valência. 0 benefício destas combinações é um aumento na libertação de iões durante um período de tempo mais longo. As partículas de óxido de prata são depois depositadas sobre a superfície de substrato na forma de uma dispersão de partículas de óxido de prata. A eficácia da superfície antimicrobiana na entrega de uma resposta antimicrobiana está também dependente do tempo de processamento para formar a superfície antimicrobiana. Tempos de processamento mais longos desde 5 segundos até vários minutos resultam em superfícies antimicrobianas possuindo diferentes respostas antimicrobianas.

Obtém-se também libertação controlada do metal depositando uma combinação de diferentes óxidos de metal sobre o substrato. Estas combinações incluem prata e titânio, prata e ouro, prata e cobre, prata, cobre e ouro. Podem ser combinados outros materiais tais como metais co-depositados, ligas ou como camadas alternantes em várias combinações. 0 controlo e a flexibilidade do ambiente de plasma permitem uma gama de combinações muito maior e, consequentemente, uma vasta gama de revestimentos configurados à medida. 17 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ Ο invento é adicionalmente ilustrado pelos exemplos não limitativos seguintes.

EXEMPLOS

Materiais e Métodos

Ensaio de eluição simples - 0 ensaio de eluição foi r-ealizado para determinar o perfil de eluição de prata de amostras de polipropileno revestidas. 0 ensaio de eluição de prata proporciona um método quantitativo para determinar a quantidade de prata libertada a partir do artigo de teste durante um período de tempo especificado. 0 ensaio foi conduzido de acordo com a actual FDA Good Laboratory Practice, GLP, Standards, 21 CFR, Part 58. Cada artigo de teste foi extraído em NaCl a 0,9% USP para injecção a uma temperatura de 37 + 1°C para análise da eluição de prata por Espectroscopia de Plasma Acoplado Indutívamente (ICP, Inductively Couplecl Plasma) , Cada amostra é colocada separadamente em 10 mL de NaCl a 0,9% USP durante um período de tempo especificado. Os períodos de tempo utilizados durante este estudo foram 15 min, 3 0 mín, I h, 2 h, 4 b, 8 h, 24 h, dias 2-7, dia 10, dia 15, dia 20, dia 25 e dia 30. Para cada período de tempo, decantou·· se o fluído que envolvia a amostra para um recipiente de vidro limpo e adicionou-se NaCl fresco ao recipiente de amostra. Ajustou-se o liquido decantado até um volume total de 50 mL com água desionizada, depois digeriu-se com ácido e examinou-se por ICP para determinar o teor em prata.

Ensaio da Zona de Inibição (ZOI) da Amostra - O ensaio da ZOI é um teste fácil da actividade antimicrobiana às 24 horas. 0 teste não é quantitativo e apenas proporciona informação suficiente para indicar se um teste de diluição em série ê garantido. Este teste não proporciona qualquer informação no que se refere a regeneração ou necrose do tecido.

Ensaio de Diluição em Série de Amostra - O ensaio de diluição em série proporciona uma medição exacta da quantidade de bactérias num dado volume. Quando comparado com uma amostra de controlo, pode proporcionar uma medição quantitativa da actividade do revestimento antimicrobiano. 18

ΕΡ 1 996 744/PT

Prepara-se uma solução bacteriana padrão a partir de um padrão McFarland 0,5. 0 padrão está calibrado para dar uma leitura de DO entre 0,0 8 e 0,1 a 625 nm, o que dã uma contagem bacteriana normalizada de 1,5 x 1Q8 cfu/mL.

Embora as concretizações seguintes do presente invento tenham sido descritas em detalhe, é evidente que ocorrerão aos peritos na especialidade modificações e adaptações destas concretizações. Deve ser entendido que estas modificações estão dentro do âmbito do invento. EXEMPLO 1, Cateter revestido a prata (método publicado)

Preparou-se um cateter revestido a prata utilizando o mesmo procedimento descrito no Exemplo 6 da Patente dos E.U.A. N.0 5 454 886. Depositou-se prata metálica sobre secções de 2,5 cm de cateter de Foley em látex utilizando pulverização catódica em magnetrão. As condições operatórias foram realizadas de um modo tão semelhante quanto possível com base no exemplo publicado; i.e., a taxa de deposição foi de 20 nm (200 Ã) por minuto; a pressão do gás de trabalho árgon foi de 3,99966 Pa (30 mTorr) ; e a relação entre a temperatura de substrato e o ponto de fusão do revestimento de prata metálica, T/Tm, foi de 0,30. Neste exemplo, os ângulos de incidência foram variáveis uma vez que o substrato era redondo e rugoso; isto é, os ângulos de incidência variaram à volta da circunferência, numa escala mais fina, através dos lados e cumes das numerosas particularidades da superfície. Testou-se o efeito antimicrobiano sobre S. aureus por uma zona de inibição, (Tabela 1). TABELA 1

Resultados reportados Patente 5 454 886 Resultados Experimentais zona de inibição 0,5 mm T/Tm 0,38 Zona de inibição 16 mm <1 mm T/Tm 0,30 0,3

Sob as mesmas condições de T/Tm, anteriormente publicadas, e repetindo as mesmas condições conforme indicadas no Exemplo 6 da Patente 5 454 889, a zona de inibição (ZOI) observada à volta da tubagem foi 19

ΕΡ 1 996 744/PT significativamente inferior à ZOI noticiada, o teste de ZOI foi realizado utilizando S. aureus como noticiado no Exemplo 1 da Patente 5 454 886. EXEMPLO 2. Revestimento antimicrobiano por pulverização catódica em mangnetrão DC (método publicado).

Seguiu-se o procedimento do Exemplo 7 da Patente 5 454 886. Revestiu-se um i α eu t·" r de Foley de látex revestidc

Teflon por pulverização catódica em magnetrão DC de prata 93,33 % pura sobre a superfície utilizando as condições: Potência 0,5 kW, 5,33288 Pa (40 mTorr) de Ar/Q2, temperatura inicial do substrato 20°C, uma distância cátodo/ânodo de 100 mm, e uma espessura de película final de 300 nm. Os gases de trabalho utilizados foram Ar comercial e Ar/o2 39/1% em peso.

Testou-se do efeito antimicrobiano do revestimento por um teste de zona de inibição. Colocou-se agãr Mueller-Hinton em placas de Petri. Deixaram-se as placas de agãr secar à superfície antes de serem inoculadas com um tapete de Staphylococcus aureus ATCC#25923. 0 inoculante foi preparado a partir de discos Bactroi (Difco, M.) que foram reconstituídos de acordo com as instruções do fabricante. Imediatamente após inoculação, os materiais revestidos a testar foram colocados sobre a superfície do agãr. incubaram-se os discos durante 24 b a 37°C. Após o período de incubação, mediu-se a ZOI e calculou-se uma zona de inibição corrigida como se segue: zona de inibição corrigida = zona de inibição - diâmetro do material de teste em contacto com o agãr. Os resultados publicados não mostraram qualquer zona de inibição para as amostras não revestidas. Uma zona de inibição corrigida de 11 mm foi reportada para cateteres de pulverização catódica em Ar/02 99/1% em peso utilizando uma pressão de gás de trabalho de 5,33288 Pa (40 mTorr

Repetiu-se a experiência sob as condições publicadas listadas na Tabela 2, Observou-se uma pequena ZOI com menos de um mm. 20 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ TABELA, 2

Condições de pulverização catódica em magnetrão DC utilizadas para revestimentos antimicrohianos Amostras de pulverização catódica em árgon comercial Amostras de pulverização catódica em Ar/02 93/1% em peso Potência 0, l kw Potência Pressão de árgon 0,66661 Pa [5 mTorr) Pressão de Ar/0; 5,33288 mTorr) ir 3. ( 4 0 Tempera;; ara do substrato inicial 20 °C Temperatura do substrato inicial 20 °C Distância cãtodo/ânodo 4 0 mm Distância cátodo,/ânodo 10 0 mm Espessura da película 250 η··· (2500 Ã) Espessura da película 300 Illll (3000 Â) ZOI (noticiada) 0 3 3 mm Re su 11ados experii anteriores) menta is (repeti çã.o sob as condições publicadas ZOI 0 < 1 mm

Na repetição das condições publicadas anteriores, os resultados experimentais mostraram uma pequena ZOI inferior a um mm. EXEMPLO 3. Películas antimicrobianas de prata compósitas (método publicado)

Este exemplo demonstra um procedimento do estado da especialidade para preparar um revestimento antimicrobiano compósito formado por pulverização catódica reactiva como como descrito no Exemplo 11 da Patente 5 454 886. A Tabela 3 lista as condições de pulverização catódica publicadas e as condições utilizadas para o estudo de comparação comparativamente aos resultados experimentais obtidos seguindo os passos do procedimento publicado. 21 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ TABELA 3

Condições de pulverização catódica

Publicado Experimental Alvo Ag 99,99% 99,9.9% Gás de trabalho Ar/02 30/20% Ar/02 80/20% Pressão do gás de trabalho 0,333305-6,6661 Pa (2,5-50 rnTorr) 5,33288 Pa {40 mTorr) Potência 0,1-2,5 kW 0,5 kW Temperatura do substrato -5 a 20°C 2 0 0 C Distância ânodo/cátodo 40 a 100 mm 100 mm Pressão de base <0,0533288 Pa (<4xlC Torr) ZOI 6-12 mm 0 a 2 mm EXEMPLO 4, Ensaio in vitro de cateteres revestidos com óxido de prata

Este exemplo demonstra a eficácia do revestimento antimicrobiano sobre uma gama de organismos gram-positivos e gram--negativos. Os organismos testados para a zona de inibição geral foram: Bactérias gram-positivas E. faecalis, S. aureus MR e 5. epidermis. As bactérias gram-negativas foram E. colí, K. pneumoniae e P. aerugosia. 0 método utilizado para teste de uma SOI foi um máximo de transferência de placa-para-plaea durante 4 dias. Cada uma das bactérias acima listadas foi plaqueada sobre agár de soja tríptico. Inoculou-se a placa pré-preparada com a bactéria, dividiu-se em três secções iguais, e colocou-se uma amostra de cateter de Foley de uma polegada de comprimento, revestida com 200 nm de óxido de prata, no centro de cada placa após inoculação. Colocaram-se as amostras numa incubadora a 37°C e mediu-se a SOI às 24, 48, 72 e 96 horas. A SOI total é definida como a ZQI menos a largura da amostra. Para esta experiência, efectuaram-se as medições da ZOI total e dividiram-se ao meio. Se nâo existia qualquer ZOI mensurável e nem qualquer biofilme, e o organismo não cresceu sobre ou ligado à amostra, a medição foi registada como 0,0 mm. Quando se observou um biofilme, este foi registado como -1,0 mm. Repetiu-se a transferência de placa-para-placa até se notar um biofilme ou registar uma medição de 0,0 mm para 2 transferências. Cada organismo teve três placas e cada placa teve três pontos de dados para a amostra 22 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ lado a lado e para o cateter de controlo. Efectuaram-se as medições diariamente. Ponderaram-se as três medições por placa para se obter uma ZOI de placa diariamente. Isto foi efectuado para compensar passagens que são demasiado pesadas ou leves em concentração. Todas as medições efectuadas foram registadas em mm. Uma medição de 0,0 indicou que o organismo cresceu até à amostra de prata mas náo aderiu nem criou um biofilme sobre o cateter de amostra com prata. Todas as amostras de controlo tinham biofilmes desde o Dia 1 sem excepções. Os resultados são apresentados na Tabela 4. ΤΆΒΕΙΑ 4

Placa Placa Placa de Placa Placa Placa de Placa Placa Placa da 1 1 Controlo 2 2 Controlo 3 3 Controlo 1 2 3 E. faecalis Larga- Largu- Largu.- ( + } ra da ra da ra da zona zona zona ÍTTER/ ZOI írcra) ZOI ímrc) ZOI Dia 1 2,0 1,0 0,0 3,0 1,5 0,0 1,0 0,5 0,0 3,0 1,5 0,0 4,0 2,0 0,0 4,0 2,0 0,0 3,0 1,5 0,0 3,0 1,5 0, 0 3,0 1,5 0,0 D.ia 2 0, 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 f 0 0 , 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0 0, 0 0, 0 0 , 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Dia 3 0, 0 0, 0 0, 0 0 , 0 0,0 0 , 0 2,0 1,0 0, 0 0,0 0,0 0, 0 0 , 0 0, 0 0,0 3,0 1,5 0,0 0, 0 0, 0 0, 0 0 , 0 0,0 0, 0 4 , 0 2,0 0, 0 s. epíderrnis (+) Dia i 3,0 1,5 0, 0 9,0 4,5 0,0 2,0 1,0 0,0 3 , 0 1,5 0, 0 12 , 0 6,0 0, 0 9,0 4,5 0, 0 S, 0 4,0 0,0 10,0 5,0 0,0 S , 0 4,0 0,0 Dia 2 1,0 0,5 0, 0 0 , 0 0, 0 0,0 2,0 1,0 0,0 0,0 0, 0 0, 0 1,0 0,5 0,0 4,0 2,0 0,0 2,0 1,0 0, 0 0 , 0 0,0 0,0 2,0 1,0 0,0 Dia 3 3,0 1,5 0,0 6,0 3 ; 0 0,0 5.0 2,5 0,0 0,0 0,0 0 , 0 4,0 2,0 0,0 6,0 3,0 0,0 2,0 1,0 0, 0 3 , 0 1,5 0, 0 6 0 3,0 0, 0 Dia 4 1,0 0,5 0, 0 2,0 1,0 0,0 0 , 0 0,0 0,0 4,0 2,0 0 , 0 2,0 1,0 0,0 2,0 1,0 0,0 2,0 1,0 0, 0 2 , 0 1,0 0, 0 2 0 1,0 0, 0 E. coli (-) Dia 1 2,0 1,0 0, 0 5,0 2,5 0, 0 0 , 0 0,0 0,0 7,0 3,5 0, 0 2,0 1,0 0,0 0 , 0 0, 0 0,0 1, 0 0,5 0, 0 10 , 0 5,0 0, 0 6 0 3,0 0, 0 Dia 2 0, 0 0, 0 0, 0 4,0 2,0 0, 0 0 0 0,0 0, 0 4,0 2,0 0, 0 5,0 2,5 0,0 0 , 0 0, 0 0,0 2,0 1,0 0, 0 2 , 0 1,0 0, 0 0 , 0 0,0 0, 0 Dia 3 2,0 1,0 0,0 4,0 2,0 0, 0 0 , 0 0,0 0, 0 1,0 0,5 0, 0 4,0 2,0 0,0 0 , 0 0, 0 0,0 1,0 0,5 0,0 3,0 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0 23 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ

Dia 4 0,0 0,0 0, 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0.0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 , 0 0,0 0, 0 2,0 1,0 0 f 0 0,0 0,0 0 f 0 K. pneumoniae V ) Dia 1 1, 0 0,5 0, 0 1,0 0,5 0,0 1,0 0,5 0,0 3,0 1,5 0, 0 4,0 2,0 0,0 4,0 2.0 0,0 2,0 1,0 0, 0 1,0 0,5 0,0 2,0 1,0 0,0 Dia 2 0,0 0, 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1 f 0 0,5 0,0 4,0 2,0 0 f 0 3,0 1,5 0 f 0 0,0 0,0 0. 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Dia 3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 1,0 0,0 0 , 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 f 0 3,0 1,5 0 f 0 0,0 0,0 0. 0 0,0 0,0 0,0 4,0 2,0 0,0 ρ t aeruginosa Η Dia i 1,0 0,5 0, 0 6,0 3,0 0,0 2 .. 0 1.0 0,0 2,0 1,0 0, 0 7,0 3,5 0,0 4,0 2,0 0,0 1, 0 0,5 0,0 5,0 2,5 0, 0 2,0 1,0 0, 0 Dia 2 0,0 0,0 0,0 4,0 2,0 0 f 0 1,0 0,5 0 f 0 1,0 0,5 0, 0 5,0 2,5 0,0 0,0 0.0 0,0 1, 0 0,5 0,0 4,0 2,0 0,0 1,0 0,5 0,0 Dia 3 0,0 0,0 0,0 3,0 1,5 0,0 2,0 1,0 0 f 0 0,0 0,0 0, 0 3,0 1,5 0,0 3,0 1.5 0,0 0,0 0,0 0,0 3,0 1,5 0,0 4,0 2,0 0,0 S, ãU.rQLlS MR ( + ) Dia i 2,0 1,0 0, 0 5,0 2,5 0,0 1,0 0.5 0,0 3,0 1,5 0,0 2,0 1,0 0,0 2,0 1,0 0,0 2,0 1,0 0,0 10,0 5,0 C , 0 0,0 0,0 C , ϋ Dia 2 3,0 1,5 0, 0 4,0 2,0 0,0 0,0 0.0 0,0 2,0 1,0 0,0 5, o 2,5 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 2,5 0,0 2,0 1,0 C , 0 0,0 0,0 C, 0 Dia 3 0,0 0,0 0,0 4,0 2,0 0,0 3,0 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0 4,0 2,0 0,0 4,0 2,0 0,0 0 f 0 0, 0 0,0 3,0 1,5 0 f 0 3,0 1,5 0f 0 Dia 4 0,0 0,0 0, 0 0,0 0,0 C, 0 2,0 1,0 C, 0 0,0 0,0 0, o 2,0 1,0 0,0 *! Λ 1.5 0,0 0, 0 0, 0 0, 0 2,0 1,0 0,0 3,0 1,5 0,0 .ίΐιΧ,ΕΐιΜPíjO 5. Ensaio ±η vivo de um cateter revestido a óxido de prata

Este exemplo demonstra o ensaio In vivo de duas peças idênticas de material de cateter com um revestimento de óxido de prata de 200 nm num coelho. Os dispositivos de teste foram esterilizados com ETO. Para cada uma das duas peças de cateter, prepararam-se quatro segmentos da porção antimicrobiana do cateter (aproximadamente 4 polegadas de comprimento). Os dispositivos de teste foram utilizados conforme fornecidos e mantidos â temperatura ambiente. 24 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ

Implementou-se um total de oito segmentos de cateter (quatro segmentos de cada material de cateter) num coelho New Zeaiand White fêmea. Antes da implantação no Dia 1, pesou-se o animal e anestesiou-se com uma injecçáo intravenosa de um cocktail de cetamina/xilazina (87 mg/mL de cetamina, 13 mg/mL de xilazina) com 0,1 mL/kg. 0 animal tinha 23-25 semanas de idade e pesava 2,63 kg no Dia 1.

Uma semana após implantação do cateter, colocou-se um organismo de desafio (S. aureus ou E. coli) sobre a peie à volta do local de entrada de cada cateter (dois segmentos de cada material de cateter desafiados com S. aureus e os restantes dois segmentos de cada material de cateter desafiados com Ξ. coli). O animal foi sacrificado 48 horas após o desafio bacteriano.

Os parâmetros de tratamento estão descritos abaixo na Tabela 5. 0 desafio bacteriano teve lugar no Dia 8, de acordo com o protocolo utilizado, TABELA 5 Grupo N.» Implantação (8 locais da implantação Via Local de implante Desafio bacteriano Necropsia (Dia) A .1 1 segmento de cateter/'locai Percutânea Per- espinal Dia 8 Dia 10 A área paravertebral foi grampeada com grampos eléctricos e preparada com povidona-iodo e álcool a 70%. 0 animal teve oito locais de implantação ao longo do dorso. Cada local estava a 2,5-5,0 cm da. linha média e os locais estavam afastados aproximadamente 2,5 cm. Os locais de implante foram identificados por um marcador permanente.

Em cada local de implante, a pele foi perfurada até ao músculo com uma agulha de calibre 16. 0 segmento de cateter foi introduzido ao longo do Dl da agulha para o interior do músculo e removeu-se a agulha, deixando metade do segmento de cateter implantado através da pele no interior do músculo. Implantou-se uma secção de material de cateter em cada local. Implantaram-se no coelho quatro segmentos de cada uma das duas peças idênticas, com um total de oito implantes. 0 segmento de cateter exposto foi coberto com um penso estéril. As localizações dos locais de implante no dorso do animal estão identificadas na Tabela 6. 25

ΕΡ 1 996 744/PT TABELA 6

Local N.s Lado Regiio Material implantado 1 Esquerdo Craníal 3659-16 2 Esquerdo Cranial-média 3659-16 3 Esquerdo Caudal-média 3659-17 4 Esquerdo Caudal 3659-17 5 Direito Craníal 3659-16 S Direito Cranial-raédia 3659-16 7 Direito Caudal-média 3659-17 8 Direito Caudal 3659-17 Mo Dia 8, removeu-se o penso estéril de cada segmento de cateter exposto. A pele a volta de cada local de entrada de cateter recebeu uma instilação à superfície de uma suspensão de 1 mL contendo 2,2 x 105 CFU/mL de S. aureus ou 5,10 x 1Q2 CFU/rrtL de E. coli. Um segmento de cada material de cateter foi desafiado com S. aureus e um segmento de cada material de cateter foi desafiado com E. coli. Após inoculação, os segmentos de cateter foram recobertos com um penso estéril. 0 organismo de inoculação utilizado em cada local está listado na Tabela 7.

Local N.e Região Material implantado Organismo de inoculação Comentários 1 Esquerdo Cranial 3653-16 S. aureus Administrado 1 ml de suspensão de bactérias topicamente 2 Esquerdo cranial· 3653-16 N/A N/A média 3 Esquerdo Caudal- 3653-17 N/A N/A média Λ Esquerdo Caudal 3655-17 N/A N/A 5 Direito Cranial 3653-16 N/A N/A ç. Direito Cranial ·· 3655-16 E, coli Administrado 1 ml de média suspensão de bactérias topicamente η Direito Caudal- 3659-17 E. coli Administrado 1 mi de média suspensão de bactérias topicamente 3 Direito Caudal 3653-17 S. ãlirOUS Administrado 1 ml de suspensão de bactérias topicamente N/A = Não aplicável Mo Dia 10, O animal foi eutanizado com uma inj ecção intravenosa de uma solução de eutanásia comercial de acordo 26 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ com ο protocolo 01-11-21-22-02-026 do Brain Chemistry Gptimization Program. 0 implante inteiro foi recolhido assepticamente e submetido a determinação bacteriana quantitativa. Colheu-se um esfregaço superficial da área do tracto de músculo e pele. Não foram colhidos alguns esfregaços neste estudo porque vários cateteres tinham recuado e o tracto de implante não estava visível. Colocou-se uma porção do músculo à volta do tracto de implante em formalina tamponada neutra a 10% e submeteu-se a Colorado Histo-Prep (Fort Collins, CO) para avaliação por um patologista veterinário credenciado. Para quatro dos oito locais de implante (Locais N.°3 1, 6, 7 e 8} , as porções internas e externas do implante foram colhidas separadamente em Caldo Tríptico de Soja. Estes foram os locais que ainda tinham uma porção do cateter saída da pele.

As observações clínicas mostraram que o coelho permaneceu saudável e não mostrou quaisquer sinais de infecção, como se observa na Tabela 8. TABELA 8

Observações clínicas da saúde do coelho

Grupo Animal N.2 Observações Clinicas *A»CJL Geral Fezes Apetite A 17 2-3 G0 SO A0 4-5 G0 SI A0 6-8 G0 SO A0 9-10 G0 Cp A0

Legenda: GO - Pareceu normal; vivo, alerta e responsivo 50 ·--· Fezes normais 51 = Pezes moles AI = Quantidade normal de comida consumida

Para cada material de teste, um local de implante foi inoculado com S. aureus e um local de implante foi inoculado com E. colí (Locais N.os 1, 6, 7 e 8) . Para os locais inoculados, avaliaram-se duas localizações de implante, identificadas como interna e externa, quanto ao crescimento microbiano e identificação. As secções de cateter acima da pele foram identificadas como os locais de implante externos e as secções de cateter sob a pele foram identificadas como os locais de implante internos.

Para os restantes quatro locais de implante (Locais N,os 2-5), não foi realizada qualquer inoculação, uma vez que não 27 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ existia qualquer implante externo visível na pele no dia de inoculação (Dia 8). Para estes locais, avaliaram-se as porções subcutâneas do cateter quanto ao crescimento microbiano e identificação.

Para o local implantado com o material de cateter 3653- 16 e desafiado com S. aureus (Local N.° 1), o crescimento positivo do organismo de desafio foi identificado em ambos os locais de implante internos e externos. Para o local implantado com o material de cateter 3659-16 e desafiado com E. coli (Local N.° 6), estava presente crescimento bacteriano no local de implante interno identificado como Staphylococcus hominís; este crescimento foi devido a contaminação ambiental. Neste local, não foi identificado qualquer crescimento do organismo de desafio {E. coli) no local de implante interno ou externo.

Para o local implantado com o material, de cateter 3659- 17 anti desafiado com s. aureus (Local N. ° 8), foi identificado crescimento positivo do organismo de desafio apenas no local de implante externo. Para o local implantado com o material de cateter 3659-17 e desafiado com E. coli (Local N.° 7), não estava presente qualquer crescimento no local de implante interno ou externo.

Para os restantes quatro locais de implante, que não foram inoculados (Locais N.os 2-5), não estava presente qualquer crescimento bacteriano. Ver Tabela 9. 28

ΕΡ 1 996 744/PT TABELA 9

Resultados do crescimento microbiano a partir dos locais de implante

Identificação do crescimento

Grupo Animal Local de Material microbiológico N.2 implantado Organismo Resultados ID da de desafio da cultura bactéria A 17 1 - Interno 3659-16 S. aureus Crescimento 5. positivo aureus 1 Externo 3 6 5.9 - 16 S, c3UjV6US Crescimento c positivo aureus 2 3659-16 Nenhuma Sem N/A bactéria crescimento aplí cada 3 3659-17 Nenhuma Sem N/A bactéria aplicada crescimento Λ 3659-17 Nenhuma Sem N/A bactéria aplicada crescimento 5 3659-16 Nenhuma Sem N/A bactéria aplicada crescimento 6 - Interno 3 6 59 -16 E. coli Crescimento positivo hom.inis 6 - Externo 3 £ 5 9 ·· 1 o E. coli Sem N/A crescimento 7 - Interno 3659-17 F., coli Sem Iv / A crescimento 7 - Externo 3659-17 E. coli Sem N/A crescimento 8 -· Interno 365.9-17 S . c3 U1Γ ç? V 3 Sem N/A crescimento 8 ·· Externo 3659-17 5. aureus Crescimento 5. positivo aureus N/A Não aplicável Não havia qualquer evidência visível gritante de reacção ou infecção do tecido em qualquer dos locais de implante. Para todos os locais de implante, houve uma descoloração de negro a cinzento da faseia subcutânea e do músculo na localização do implante. Os resultados estão resumidos na Tabela 10. 29

ΕΡ 1 996 744/PT TABELA 1Ο

ah V

Observações de necropsia Anxitíiâl Local de Material Observações da necropsia Grupo N. s implante implantado Condição na localização Observações gerais 2 A 17 1 3659-16 Cateter arrancado do músculo Sem evidência visível gritante de reacção ou infecção do tecido 3659-16 Porção do cateter no músculo, recuou metade do percurso Sem evidência visível gr.i tante de reacção ou infecção do tecido 3 3659-17 Porção de cateter no músculo Sem evidência visível gritante de reacção ou infecção do tecido 4 3659-17 Porção de cateter ainda no musculo Sem evidência visível gritante de reacção ou infecção do tecido c; 3659-16 Porção de cateter ainda no musculo Sem evidência visível gritante de reacção ou infecção do tecido 6 3659-16 Ca t eter ar rançado do músculo Sem evidência visível gritante de reacção ou infecção do tecido n 3659-17 Cateter arrancado do músculo Sem evidência visível gritante de reacção ou infecção cio tecido 8 3659-17 Cateter arrancado do músculo Sem evidência vis íve1 gr it an t e de reacção ou infecção do tecido N/A = Não aplicável

Os resultados mostraram que os cateteres ant imicrobianos impregnados com prata/õxido de prata preveniram a formação de bactérias, colónias bacterianas e biofilmes. Os resultados antimicrobianos foram consistentes em todos os locais de implante, e o revestimento antimicrobiano permaneceu eficaz mesmo após um desafio microbiano no Dia 8 com E. coli ou S. aureus. Não se observou qualquer necrose. As lesões eram consistentes com uma reacção de corpo estranho no músculo, com uma reacção inflamatória mais aguda no tecido subcutâneo. 30 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ EXEMPLO 6, Eluição de revestimento de óxido de prata

Avaliou-se um total de vinte amostras de teste de polipropileno de um cm2 revestido com o revestimento de óxido de prata típico, Tomaram-se dois grupos com um total de dez amostras diferentes para cada um dos grupos de teste. O ensaio foi realizado em duplicado utilizando análise de plasma acoplado indutivamente para determinar a quantidade de prata presente em cada momento. Ponderaram-se depois os valores para um total de dez valores reportados para cada grupo de teste. Os valores de eluição são apresentados como mg/amostra, que neste caso é mg/polegada quadrada.

As amostras exibiram todas um comportamento consistente durante as primeiras 24 horas na solução de NaCl. Verificou-se um ligeiro pico à volta das quatro horas, antes dos valores estabilizarem à volta das 24 horas.

Todas as amostras eram muito consistentes no seu comportamento. Os valores eram razoavelmente estáveis desde o dia 1 até ao dia 5; os valores tiveram depois um pico à volta do dia 6 e depois estabilizaram do dia 7 ao dia 30. A eluição média para as amostras de polipropileno revestidas ao longo de todos períodos é aproximadamente 0,005 mg por 6,4516 cm2 (polegada quadrada) ¢0,0048 mg/polegada2) . As amostras mostram uma eluição de prata razoavelmente consistente ao longo de toda a duração do estudo com ligeiros picos observados âs 4 horas e após 6 dias em solução salina, utilizando os valores de eluição e um valor de prata total aproximado de 1,05 mg por 6,4516 cm2 (polegada quadrada) (obtido a partir do ensaio externo) para o po1iprop i1eno. EXEMPLO 7, Teste de cicatrização in vivo de substrato de ePTFE revestido

Através de um ensaio in vivo, este exemplo demonstra a. capacidade do revestimento de óxido de prata de 200 nm para não causar necrose. Amostras de ePTFE de 1 cm2 foram revestidas com o revestimento padrão de óxido de prata de 200 nm e implantadas subcutaneamente num coelho como delineado no Exemplo 6 anterior. Os substratos foram explantados aos dias 9 e 22 dias para estudar a cicatrização 31 ΕΡ 1 996 744/PT do tecido envolvente da peça implantada revestida com óxido de prata. Os resultados são esquematizados na Tabela 11.

Relatório de Histologia sobre o revestimento de óxido de prata de 200 nm

Grupo de tratamento Duração do implante Dias ePTFE// Superfície visceral ePTFE// Superfície da rede Observações de partículas / particulados de prata Malha não revestida Controlo 9 Uma a várias camadas de mps; + 10 cairia das de sscs com ncf MF: rodeada por mps w gcs occ w ncf Rede; cheia w m.ps w ncf; occ puins & baso Nenhum Resposta fibrótica modes taroente fina consistindo de f i brob 1 astos (células fusiformes) com uma matriz de colagéníc. Macrófagos & células gigantes occ na interface Resposta fibrõtica na superfície de ePTFE continua com resposta na rede e elementos mo η o f i 1 a m e n t. a r e s circundantes Nenhum. Malha revestida com óxido de prata Amostra 1 200 nm 9 Urna a várias camadas de raps grandes. Sobreposição fibrõtica sugere penda de núcleos. Kucleose. Gcs proeminentes. MF: Dec nos de mps Rede: malha de de fibrina celular espaçadamente. Resíduos de tecido. Áreas focais de resíduos necróticos. Gcs proeminente com partes de partículas de prata maiores occ. Lâmina continua de mps w partes - vis superfície 22 Notada reaposta fibrõtica. típica. Ppt negro (compatível com resíduos refrácteis) notado em m.acrófagcs com resposta. Resíduos ref w mps & gcs na interface. Resposta fibrót ica na superfície de TPB. Basôfilos/ raastócitos abundantes na resposta, Notado ppt negro occ (resíduos ref) . Resíduos ref. wi mps & gcs na interface Ppt egro compatível cora resíduos refrácters notados com raps & gcs na resposta fibrõtica e na interface de TFE Malha revestida eom óxido de prata Amostra 2 200 nm 9 Uma a várias camadas de mps. Ncf modesto. MF: rodeado por mps w occ gcs // Rede: l.igeiramente reduzida; Ncf modesto w mps; resposta vascular proeminente Particulados de Ag freq wi mps. Sobretudo lamina fibrõtica intracelulare {vis superfície; -partes wi mps 32 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ 22

Notada resposta fibrótica típica, Mps dispersos cora residos de ppt neqrc (refrãctil) e padrão de larair.a w Tnps contendo ppt negro. Superfície de TFE forrada por resíduos wo rops

Resposta fibrótica na superfície de TFE, Mps dispersos occ w ppt negro

Ppt disperso wi wps wi resposta de rede e resposta visceral. são como se

As abreviaturas utilizadas na Tabela segue: occ PMSs Mps SSCs MF Baso W Ncf ocasional células polimorfonucleares mucopoli ssacáridos células fusiformes microfibra basófilos com factor quimiotáctico de neutrófilo EXEMPLO 8. Deposição de arco catódico com substrato móvel

Este exemplo demonstra como um substrato móvel afecta o tamanho de macropartícuia, controlando assim a libertação do óxido de prata. 0 substrato, substrato um, foi colocado num suporte móvel a uma distância de 3 0 polegadas do alvo. Bombeou-se a câmara até um nível de 0,066661 Pa (5 x 10'4 Torr) . 0 arco foi iniciado com uma corrente de 100 amperes e 16 volts. Foi introduzido oxigénio no interior da câmara com um caudal de 200 cmJ (padrão). 0 substrato foi movido para mais próximo do alvo a uma velocidade de uma polegada a cada 15 segundos. Continuou-se este movimento até o substrato estar a 8 polegadas do alvo.

Numa experiência complementar, um substrato, substrato dois, foi colocado a uma distância de 3 0 polegadas do alvo com a mesma corrente, voltagem, tempo total e caudal de oxigénio. Desta vez, o substrato foi deixado estacionário. 0 ensaio de ZOI inicial mostrou a zona do mesmo tamanho num período de 24 horas. A transferência de placa foi 33 ΕΡ 1 996 744/ΡΤ realizada para várias bactérias e os resultados são apresentados na Tabela 12, Observa-se que o substrato que foi movido na direcção do alvo durante o processo de deposição exibiu actividade antimícrobiana durante um período de tempo mais longo do que o substrato que foi deixado estacionário.

Para além do ensaio da ZOI, examinaram-se secções transversais dos dois substratos utilizando análise de SEM. Ma amostra um, a quantidade e tamanho das macropartícuias aumentaram com a espessura da película; i.e., existiam menos macropartícuias mais pequenas na proximidade do substrato, e o número e tamanho aumentavam à medida que a espessura da película crescia. Inversamente, a secção transversal na amostra dois era uniforme com muito poucas macropartícuias. TABELA 12

Substrato L Substrato 1 Placa 1 Placa 1 Placa de Placa 1 Placa 1 Placa de ZOI (mm) w o H controlo ZOI {ia} ZOI (nun) controlo L'' faecalis 0,0 0,0 Dia 1 4,0 4,0 0,0 3,0 3,0 0,0 4,0 4,5 0,0 4,0 2,0 0,0 3,0 4,5 0,0 3, 0 2,0 0,0 Dia 2 2,0 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,0 1,5 0,0 0,0 0, 0 0,0 2,0 3,0 0,0 0 0 J f .J 0,0 0,0 Dia 3 1 f 0 'j f b 0,0 0,0 0,0 0,0 1, 0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 s epidermis (+) Dia i 10,0 10,0 0,0 9,0 8,0 0,0 1 1, 0 .10.0 0,0 12,0 6,0 0,0 9,0 10,0 0,0 O O i—í 12,0 0,0 Dia 2 7,0 Ί. C. -» ( _/ 0,0 0,0 0,5 0,0 7,0 3 . b 0,0 1,0 0,0 0,0 5,0 2,5 0,0 0,0 0,0 0,0 Dia 3 6,0 6.0 0,0 0,0 0,5 0.0 4,5 5,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 5,0 0,0 1,0 0,0 Λ Λ υ, u 34

ΕΡ 1 996 744/PT

Dia 4 1,0 2,0 o o o o 0,0 0,0 4,0 2,0 0,0 0,0 0,0 0.0 2,0 1,0 0,0 0 . 0 ο ο ο ο ο , υ E. coli (-) Dia 1 5, 0 6,0 0,0 5,0 6, 0 ο ο 7,0 6,0 o o o co 4,0 0,0 1,0 5,0 o o ‘1 Γ> Λ 1 υ , υ 9,0 0 , 0 Dia 2 3,0 2,5 0,0 0 . 0 1,0 0 0 υ λ υ 4,0 2,5 o o ο 1—1 0,0 0,0 2,0 1,0 0,0 3,0 2 , 5 0.0 Dia 3 2,0 2,0 0,0 0 ,. 0 0,0 0,0 3,0 2 5 o o ο ο 0,0 0 f 0 2,0 2,0 0,0 1,0 0 , 5 0 ,. 0 Die. 4 1,0 0,0 o o 0,0 0,0 0,0 1,0 r\ |~ o o Γ> ο U , υ 0,0 0 . 0 o o O i—1 0,0 0,0 Ο ο 0,0 is pneumoniae (-) D13. 1 3,0 4,0 0,0 2,0 2,0 0,0 3 , 0 z t ... 0,0 4.0 3 , 0 0,0 2,0 3,0 o o 2,0 3,0 0,0 Dia 2 2, 0 3,0 0,0 0,0 ο ο ο ο 1,0 1,5 o o ο 1—1 0,0 0,0 1,0 r\ |~ o o Γ> ο L-, υ 0,0 0 . 0 Dia 3 o o r\ r\ L- , υ 0,0 0 . 0 ο ο ο ο ο , υ 1,0 i - o o 0,0 0,0 0,0 0,0 0 i 0 0,0 0,0 0,0 0 t 0 p m ae.rugi nosa (-) D.ia I 10,0 12,0 0,0 6,0 6,0 0 ,. 0 12, 0 12,0 0,0 7,0 6, 5 ο ο 10,0 10,0 o o ο ιο 6,5 0,0 Dia 2 4,0 3,0 0,0 1,0 LO Ο 0,0 4,0 2,5 0,0 3 , 0 2,5 ο ο U , υ 4,0 1,0 o o 3,0 0,5 0,0 Dia 3 2, 0 3,0 0,0 ο ο Ο ο ο ο 1,5 1,0 0,0 0 ,. 0 0,0 0,0 3,0 1,5 o o ο ο 0,0 ο ο S. aiireus MR ' + Dia 1 12,0 14,0 o o 6,0 '7,0 0 . 0 13,0 12f5 0,0 4,0 7,0 0,0 12,0 10,0 0,0 12,0 10,0 0,0 35

ΕΡ 1 996 744/PT

Dia 2 9 0 8,0 O O o CSI 2,0 0,0 '7 0 '7 e: 1 / 'J 0,0 4,0 2,0 0,0 10 0 7,0 0,0 2,0 4,0 o o Dia 3 4 0 5,0 O O 1,0 0,0 0, 0 5 o 4,5 0,0 4,0 1 0 o o 6 0 ° co 0,0 0,0 o o O O Dia 4 -1- 0 2,5 0,0 0,0 0,0 0,0 2 0 3,0 O O O o O O O o 0 V f ... 0,0 0,0 0,0 0 f 0 EXEMPLO 9. Controlo do arco

Este exemplo demonstra como o controlo do arco está directamente relacionado com o tamanho e frequência das macropartículas produzidas. Neste exemplo, foi realizado o processamento de duas amostras, A primeira, amostra três, não teve qualquer controlo do arco e o substrato foi colocado a uma distância de 30,48 cm (12 polegadas) do alvo. A segunda, amostra quatro, teve controlo do arco e o substrato foi também colocado a uma distância de 30,48 cm (12 polegadas) do alvo. Ambas as amostras foram colocadas na câmara, em momentos separados para ensaios separados, e bombeou-se até 0,066661 Pa (5 x 10“4 Torr) . Para começar regulou-se o arco a 100 amperes para todas as fontes de energia. Cada alvo teve duas alimentações para um total de início de 200 amperes. A amostra três foi processada durante cinco minutos sem qualquer controlo de arco. A amostra quatro foi processada com uma comutação de corrente optimisada com uma frequência de 300 hertz. A comutação manteve sempre 200 amperes sobre alvo, mas cada fonte de energia foi aumentada e reduzida gradualmente tal que, num dado momento, a corrente não era igual nas alimentações. Isto forçou o arco a viajar uma distância específica num tempo específico, controlando-se desse modo a densidade e o tamanho das macropartículas. A análise da secção transversal por SEM foi realizada com as amostras três e quatro. Observou-se que, enquanto as películas eram consistentes através de toda a espessura, a amostra quatro tinha um tamanho e uma densidade média, de macropartículas muito mais elevada do que a amostra três. 0 tamanho médio das macropartículas na amostra três era aproximadamente um mícron com uma densidade de 103 / cm2. 0 36

ΕΡ 1 996 744/PT tamanho médio de macroparticuias na amostra quatro era aproximadamente três mícron com uma densidade de 104 / cm2. EXEMPLO 10. Ensaio in vitro de AgO sobre metais

Este exemplo demonstra a eficácia do revestimento de AgO sobre Ti-6-4 e CoCrMo. As amostras cinco e seis foram limpas utilizando procedimentos usuais e colocadas na câmara de vácuo a uma distância de 30,48 cm (12 polegadas) do alvo. O revestimento de óxido de prata típico foi depositado sobre as peças e o ensaio de ZOI foi efectuado durante três dias. A amostra cinco era Ti-6-4 e a amostra seis era CoCrMo. Os resultados estão resumidos na Tabela 13. 37

ΕΡ 1 996 744/PT «ΑαΜμαιΜ% ito

Substrato S Substrato 6 Placa 1 Placa 1 Placa da Placa 1 Placa 1 Placa de ZQI (mm) ZOl (mu) controlo ZOl (mm) ZQI (mm) controlo s. epidermis ( + ) Dia 1 12,0 10,0 0,0 1 o . 0 11,0 r> O L’ , 0 12,0 Q κ - f - 0,0 11,0 12,0 0,0 10,0 14.5 0,0 11,0 9,0 0 . 0 Dia. 2 8,0 P P ». f ... 0,0 8,0 8,0 0,0 8,0 8,5 0, 0 8,0 8,5 0,0 6,0 2.5 0,0 8,0 8,0 0 f 0 Dia 3 5,0 6,0 0,0 5,0 4,0 0,0 4,5 3 . b 0,0 6,0 7,0 0, 0 4,0 3,0 0,0 6,0 4,5 0,0 E, colí [- Dia 1 5, 0 2,5 0,0 5,0 2,5 0,0 7,0 P ^ ... f ... 0,0 8,0 4,0 0,0 1,0 r\ j~ 0,0 10,0 5,0 G . 0 Dia 2 3,0 1,5 0,0 0 . 0 0,0 f\ r\ υ, u 4,0 2,0 0,0 1,0 0,5 0,0 2,0 1,0 0,0 3,0 1,5 0 . 0 Dia 3 2,0 1, o 0,0 0.0 0,0 0,0 3,0 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 1,0 0,0 1, o 0, 5 0.0 S. aureus MR (·) Dia 1 12,0 16,0 0,0 16,0 12,0 0,0 13,0 12,5 0,0 14.0 .12,0 0,0 12,0 11,0 0, 0 12,0 9,0 0,0 Dia 2 10,0 14,0 0,0 10,0 9, 0 0,0 9,0 10,0 0,0 9.0 10, 0 0,0 11,0 10 . 0 0,0 9,0 5,0 0 . 0 Dia 3 3,0 6,0 0,0 5,0 7,5 r> o 0,0 S, 0 6,5 0,0 4,0 8,0 0,0 5,0 5,0 0,0 3,0 0,0 0 . 0

Li sboa, 2 011-0 2 - 2 3

Claims (16)

1. ΕΡ 1 996 744/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1. Método de deposição de plasma de iões de arco catódico para produzir um revestimento de metal/óxido de metal antimicrobiano sobre um substrato, compreendendo posicionar um substrato seleccionado entre um ânodo e um cátodo alvo, o referido alvo compreendendo um metal ionizável, introduzir oxigénio gasoso numa câmara de vácuo que aloja o cátodo alvo e o substrato, onde a câmara está pressurizada a 0,0133322 Pa (0,1 mTorr) a 3,99966 Pa (30 mTorr), e produzir uma descarga de arco entre o ânodo e o cátodo alvo onde a velocidade do arco é opcionalmente controlada de modo variável para produzir partículas na gama de 1 nm a 50 mícron; caracterizado por o movimento do substrato para mais próximo ou para mais longe do alvo estar ajustado numa gama de 2,54 cm (1 polegada) a 127 cm (50 polegadas) durante um tempo predeterminado a uma temperatura entre 25CC e 75“C durante a descarga de arco para depositar um revestimento antimicrobiano aderente, de alta densidade, possuindo uma espessura de 50 nm a 5 mícron sobre o substrato.
2. 2. Método da reivindicação 1 onde a energia para o arco é controlada externamente por uma única fonte de energia variável ou por pelo menos duas fontes de energia variáveis independentemente ligadas em posições opostas em relação ao cátodo alvo.
3. 3. Método da reivindicação 2 onde a energia para o arco é ajustada a 12 a 60 volt proporcionando 5 a 500 amperes durante a deposição de um revestimento de 100-200 nm sobre o substrato.
4. 4. Método da reivindicação 1 onde o metal ionizável é um metal seleccionado entre o grupo consistindo de prata, ouro, platina, cobre, tântalo, titânio, zircónio, háfnio e zinco.
5. 5. Método da reivindicação l onde o substrato compreende um polímero ou cerâmico. o polímero é PEEK ou
6. 6. Método da reivindicação 5 onde polietileno. ΕΡ 1 996 744/ΡΤ 2/3
7. 7. Película antimicrobiana de Ag/AgO altamente aderente depositada pelo método da reivindicação 1 sobre um substrato de metal ou polímero onde a velocidade do arco é controlada tal que o Ag/AgO impregna o substrato de metal até uma profundidade de 10 nm ou impregna o substrato de polímero até uma profundidade de 100 nm.
8. 8. Película antimicrobiana de Ag/AgO da reivindicação 7 onde o substrato de metal é titânio, aço, crómio, zircónio. níquel, suas combinações e ligas.
9. 9. Película antimicrobiana de Ag/AgO da reivindicação 7 onde o substrato de polímero é polipropileno, poliuretano, EPTFE, PTFE, poli-imida, poliéster, PEEK, UHMWPE ou nylon e suas combinações.
10. 10. Método da reivindicação 1 compreendendo adicionalmente monitorizar a quantidade de prata depositada na película em relação â distância do substrato ao alvo, onde uma actividade antimicrobiana aumentada da película está correlacionada com uma diminuição na relação prata/óxido de prata na película.
11. 11. Método da reivindicação 10 compreendendo adicionalmente ajustar a velocidade do arco e monitorizar o tamanho de partícula de prata/óxido de prata depositado onde um aumento no número de macropartículas aumenta a actividade antimicrobiana da película.
12. 12. Dispositivo médico revestido com uma película de Ag/AgO antimicrobiana produzida pelo método da reivindicação 1.
13. 13. Dispositivo médico da reivindicação 12 compreendendo um substrato de rede revestido com uma película de Ag/AgO antimicrobiana produzida pelo método da reivindicação 1.
14. 14. Dispositivo da reivindicação 13 onde o substrato de rede é um saco de rede revestido com a referida película antimicrobiana.
15. 15. Dispositivo da reivindicação 13 onde o substrato de rede é um metal, polímero ou cerâmico. ΕΡ 1 996 744/PT 3/3
16. 16. Dispositivo da reivindicação 14 onde o saco de rede compreende um polímero biodegradável sobre o qual a película antimicrobiana está depositada. Lisboa, 2011-02-23 ΕΡ 1 996 744/PT 1/2

    ΕΡ 1 996 744/PT 2/2