RU2650376C2 - Модифицированная поверхность, способная приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность, способ ее получения и применения - Google Patents
Модифицированная поверхность, способная приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность, способ ее получения и применения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650376C2 RU2650376C2 RU2016110102A RU2016110102A RU2650376C2 RU 2650376 C2 RU2650376 C2 RU 2650376C2 RU 2016110102 A RU2016110102 A RU 2016110102A RU 2016110102 A RU2016110102 A RU 2016110102A RU 2650376 C2 RU2650376 C2 RU 2650376C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal
- nanoparticles
- substrate
- light
- modified
- Prior art date
Links
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 230000000694 effects Effects 0.000 title abstract description 11
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 title 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 137
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 23
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 16
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 9
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 claims description 5
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 4
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 208000012287 Prolapse Diseases 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002715 modification method Methods 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 206010019909 Hernia Diseases 0.000 claims 1
- 230000032770 biofilm formation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 12
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 10
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 6
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 6
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 5
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 5
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 5
- HOGDNTQCSIKEEV-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxybutanediamide Chemical compound NC(=O)CCC(=O)NO HOGDNTQCSIKEEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 239000002831 pharmacologic agent Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 4
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 4
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000006150 trypticase soy agar Substances 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002078 nanoshell Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 3
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 3
- NIJWSVFNELSKMF-UHFFFAOYSA-N (2,3,4,5,6-pentafluorophenyl) 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F NIJWSVFNELSKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GPWNWKWQOLEVEQ-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminopyrimidine-5-carbaldehyde Chemical compound NC1=NC=C(C=O)C(N)=N1 GPWNWKWQOLEVEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 229930194542 Keto Natural products 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 2
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- FRTGEIHSCHXMTI-UHFFFAOYSA-N dimethyl octanediimidate Chemical compound COC(=N)CCCCCCC(=N)OC FRTGEIHSCHXMTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 2
- 239000008177 pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N phloretic acid Chemical compound OC(=O)CCC1=CC=C(O)C=C1 NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- QJBZDBLBQWFTPZ-UHFFFAOYSA-N pyrrolnitrin Chemical compound [O-][N+](=O)C1=C(Cl)C=CC=C1C1=CNC=C1Cl QJBZDBLBQWFTPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 125000000446 sulfanediyl group Chemical group *S* 0.000 description 2
- 229940071240 tetrachloroaurate Drugs 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQXIMYREBUZLPM-UHFFFAOYSA-N 1-aminoethanethiol Chemical compound CC(N)S ZQXIMYREBUZLPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HKNNAYPWWDWHFR-UHFFFAOYSA-N 1-sulfanylbutan-1-ol Chemical compound CCCC(O)S HKNNAYPWWDWHFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDAWVOFJSUUKMR-UHFFFAOYSA-N 12-sulfanyldodecanoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCCCCS SDAWVOFJSUUKMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVJXGCIPWAVXJP-UHFFFAOYSA-N 2,5-dioxo-1-oxoniopyrrolidine-3-sulfonate Chemical compound ON1C(=O)CC(S(O)(=O)=O)C1=O GVJXGCIPWAVXJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002444 Exopolysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 1
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 1
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000016359 Fibronectins Human genes 0.000 description 1
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 229920002306 Glycocalyx Polymers 0.000 description 1
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000000114 Pain Threshold Diseases 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Chemical group 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 102000001848 Salivary Proteins and Peptides Human genes 0.000 description 1
- 108010029987 Salivary Proteins and Peptides Proteins 0.000 description 1
- 241000607142 Salmonella Species 0.000 description 1
- HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N Trehalose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- IYRFEPNPMFOBGQ-UHFFFAOYSA-M [Br-].C(CCCCCCCCCCCCCCC)C[N+](C)(C)C(C)=O Chemical compound [Br-].C(CCCCCCCCCCCCCCC)C[N+](C)(C)C(C)=O IYRFEPNPMFOBGQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N alpha,alpha-trehalose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 229960000686 benzalkonium chloride Drugs 0.000 description 1
- CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N benzyl(dimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[NH+](C)CC1=CC=CC=C1 CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 229940095731 candida albicans Drugs 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 125000004427 diamine group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 210000000959 ear middle Anatomy 0.000 description 1
- 230000002900 effect on cell Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008029 eradication Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 210000004517 glycocalyx Anatomy 0.000 description 1
- 125000003827 glycol group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- YYGBVRCTHASBKD-UHFFFAOYSA-M methylene green Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=C([N+]([O-])=O)C2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 YYGBVRCTHASBKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 235000021062 nutrient metabolism Nutrition 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000242 pagocytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037040 pain threshold Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008832 photodamage Effects 0.000 description 1
- 238000007626 photothermal therapy Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Chemical group 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229960002132 pyrrolnitrin Drugs 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000012414 sterilization procedure Methods 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/12—Powders or granules
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L31/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/60—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a special physical form
- A61L2300/606—Coatings
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к модифицированной поверхности, которая при облучении светом способна приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность, превращая, таким образом, поверхность субстрата в бактериостатическую и бактерицидную поверхность столько раз, сколько требуется и на длительный срок. Модифицированная поверхность включает: субстрат, выполненный с возможностью прикрепления тепловых наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс, и тепловые наночастицы, поддерживающие локальный плазмонный резонанс, связанные с указанным субстратом с формированием теплового покрытия, где тепловое покрытие имеет плотность тепловых наночастиц на мкм2 поверхности субстрата от 10 до 1000, причем тепловые наночастицы способны увеличивать их температуру посредством облучения светом длиной волны в диапазоне, который соответствует длине волны локального поверхностного плазмонного резонанса указанных наночастиц, посредством чего указанное тепловое покрытие повышает свою температуру, давая возможность повышения температуры указанного теплового покрытия, с предотвращением прикрепления микроорганизма к данной поверхности, ингибированием формирования биопленки на данной поверхности и/или разрушением уже сформированной биопленки на данной поверхности. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к модифицированной поверхности, способной приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность. В частности, настоящее изобретение относится к новой модифицированной поверхности, которая при облучении светом превращает поверхность субстрата, имеющего указанную модифицированную поверхность, в бактериостатическую и бактерицидную поверхность. Настоящее изобретение также относится к способу модификации поверхности с целью приобретения у нее бактериостатической и бактерицидной активности при ее облучении светом, а также относится к медицинскому или немедицинскому устройству, имеющему указанную поверхность. Модифицированная поверхность согласно настоящему изобретению подходит для предотвращения прикрепления микроорганизмов к данной поверхности, ингибировать формирование биопленки на данной поверхности и/или разрушать уже сформированную биопленку на данной поверхности при ее облучении светом. Этих эффектов можно достичь столько раз, сколько это необходимо и бессрочно без доставки противомикробного агента или фармацевтического агента, такого как антибиотик или лекарственное средство, соответственно.
Уровень техники
Организмы, которые прикрепляются, например, к поверхности катетера, поддерживают себя путем продуцирования «внеклеточной слизи», вещества, богатого экзополисахаридами, часто называемого волокнистым гликокаликсом или микробной биопленкой. Микроорганизмы связываются с поверхностью белков хозяина, таких как фибрин и фибронектин с образованием биопленки. Организмы, внедряющиеся в слой биопленки, становятся более устойчивыми к противомикробным агентам и терапиям. Известным способом удаления биопленок является применение полостных промывочных растворов, включающих комбинацию противомикробных агентов а также антикоагулянтов.
Другая стратегия заключается в пропитывании поверхностей указанных катетеров противомикробными агентами с целью предотвращения колонизации и образования биопленки. Желательна разработка улучшенного способа предотвращения внутрисосудистых инфекций, связанных с катетером.
Значительное количество внимания и исследований было направлено на предотвращение колонизации бактериальными и грибными организмами поверхностей ортопедических имплантатов путем использования противомикробных агентов, таких как антибиотики, связанные с поверхностью таких устройств. Целью таких попыток было получение достаточного бактериостатического или бактерицидного действия для предотвращения колонизации. Ранее применяли различные способы для покрытия поверхностей медицинских устройств антибиотиком.
В патенте США No. 4442133, Greco et al., описан способ покрытия поверхности медицинских устройств антибиотиками, включающий в себя первое покрытие выбранных поверхностей с помощью хлорида бензалкония с последующим ионным связыванием с композицией антибиотиков.
В патенте США No. 4879135, Greco et al., описана модификация поверхности хирургических имплантатов путем связывания лекарственных средств, которые после имплантации медленно высвобождались. Более конкретно, он относится к улучшенным хирургическим имплантатам, обладающим замедленной локализованной доставкой фармакологических агентов, как например, антибиотиков, обладающих продолжительной активностью, или агентов с пониженной тромбогенностью, а также он относится к способам их получения. Модификация поверхности хирургических имплантатов с помощью адгезии на них фармакологических агентов для целей минимизации инфекции и отторжения протезов хорошо известна и одно время породила широкий интерес.
Биопленка представляет собой накапливающиеся микроорганизмы, включающие бактерии, грибы и вирусы, которые заключены в полисахаридном матриксе и прикреплены к твердым биологическим и небиологическим поверхностям. Биопленки важны с медицинской точки зрения, поскольку они могут отвечать за большинство микробных инфекций в организме. Биопленки отвечают за множество инфекций ротовой полости, среднего уха, инфекций, связанных с постоянными катетерами и трахеальными и дыхательными трубками.
Биопленки обладают значительной устойчивостью к обработке стандартными местными и внутривенными противомикробными агентами. Как полагают, это связано с неспособностью антибиотиков проникать через полисахаридное покрытие биопленки.
Бактерии и другие микроорганизмы, заключенные внутри биопленок, также устойчивы к обоим механизмам защиты организма - иммунологическому и неспецифическому. Бактериальный контакт с твердой поверхностью запускает экспрессию панели бактериальных ферментов, которые обуславливают образование полисахаридов, которые стимулируют колонизацию и защиту бактерий. Полисахаридная структура биопленок такова, что иммунный ответ может быть направлен только на те антигены, которые находятся на внешней поверхности биопленки, и антитела и другие сывороточные или слюнные белки часто не способны проникать в биопленку.
Кроме того, может эффективно предотвращаться фагоцитарное поглощение бактерий, растущих внутри комплексного полисахаридного матрикса, прикрепленного к твердой поверхности.
Использование множества различных медицинских устройств может приводить к инфекции при контакте с тканью или жидкостью организма. Примеры таких устройств представляют собой катетеры для сосудистого доступа (артериальные и венозные), интродъюсеры, сосудистые трансплантаты, мочевые катетеры и ассоциированные с ними устройства, такие как дренажные мешки и коннекторы, и дренажные трубки для брюшной полости, мешки и коннекторы и многие другие.
WO 200289750 относится к фотодинамической терапии с применением пирролнитрина. В частности, он относится к улучшенным хирургическим имплантатам, обладающим замедленной локализованной доставкой фармакологических агентов, как например, агентов с продолжительной активностью антибиотиков или пониженной тромбогенностью, и к способам их получения. Более конкретно, он описывает способ световой эрадикации клеток и бесклеточных организмов, как например, во время in vitro или in vivo процедуры дезинфекции или стерилизации, или способ эрадикации опухолевых клеток или бесклеточных организмов. В одном варианте реализации способа применяют фоточувствительный материал, пирронитрин, в растворе и химический агент, такой как поверхностно-активное вещество. Согласно этой международной патентной заявке описана фотодинамическая терапия с применением фоточувствительного материала, такого как метиленовый синий, метиленовый зеленый или толуиденовый синий в комбинации с пирронитрином, и свето-испускающего устройства, такого как светящийся шпатель, светящийся пластырь, светящаяся прокладка или свето-испускающее или свето-передающее изделие.
В настоящее время широко используются наночастицы для биомедицинской обработки, особенно в области нанотехнологии. Эти наночастицы должны достигать области патологии и проходить сквозь экстремально малые отверстия внутри организма. Например, необходимо транспортировать золотые наночастицы к злокачественным опухолям через отверстия приблизительно 100 нм, образованные в области точек разветвления между существовавшими ранее кровеносными сосудами и новыми кровеносными сосудами, сформированными злокачественными опухолями. Золотые наночастицы в форме стержней будут преодолевать трудности, достигая области патологии благодаря их форме.
В европейском патенте No. ЕР 2241394 описана композиция золотых наночастиц, которые могут проходить сквозь малые отверстия in vivo легче, чем золотые наночастицы в форме стержней и которые могут применяться в качестве самонагревающегося акцептора энергии.
Международная патентная заявка No. WO 2009/024636 относится к фототермической обработке. Более конкретно, в ней описан инкапсулированный гибридный материал. Такая инкапсуляция в диоксиде кремния особенно предпочтительна при измерениях для контроля текстурных параметров покрытия, и в то же время предлагает много возможностей для функционализации. Это особенно удобно для включения золотых наночастиц в мезопористый диоксид кремния, что дает возможность управления высокой пористостью и получения контролируемого размера пор и большой площади поверхности. Гибридный материал дает возможность прикрепления лекарственного средства и/или биомаркера на поверхности диоксида кремния, который формирует наносферы. Гибридный материал содержит по меньшей мере два компонента: золотые наночастицы размером от 10 до 60 нм внутри матрицы неорганического соединения, предпочтительно кремния. Свет, поглощаемый наночастицами, быстро превращается в тепло. Включение двух или более золотых наночастиц внутрь капсулы включает в себя взаимодействие между ними против электромагнитных стимулов, которые дают возможность их применения в качестве диагностических средств, контроля высвобождения лекарственного средства или фототермических обработок.
В патентной заявке US 20130018299 описаны наноконструкты, содержащие нанооболочки, и способы применения наноконструктов для лечения или облегчения патологического состояния. Более конкретно, описан способ формирования деградируемых нанооболочек на полимерном субстрате ядра. Нанооболочки включают металл, углерод или проводящий полимер. Наноконструкты могут вводить в ткань-мишень объекта, который может быть человеком или животным. К наноконструктам может быть применен источник энергии. Наноконструкты поглощают энергию и затем превращают энергию в тепло, обеспечивая таким образом терапию посредством доставки объекту лекарственного средства, содержащегося в указанных наноконструктах. Свет активирует доставку лекарственного средства.
В международной патентной заявке WO 2010/107720 описана система превращения энергии с ее повышением и/или с ее понижением, и система получения фотостимулированной реакции в среде. Описанная наночастица выполнена с возможностью генерации второй длины волны излучения λ2, имеющей более высокую энергию, чем первая длина волны λ1, при экспонировании с первой длиной волны излучения λ1. Система разработана для получения фотостимулированной реакции в среде. Кроме того, такая система включает рецептор, расположенный в среде поблизости от наночастицы, которая при активации с помощью второй длины волны X2, генерирует фотостимулированную реакцию. Таким образом, снова эмиссия света (λ2) обуславливает активацию определенной реакции. То есть, эти частицы выполнены с возможностью превращения падающего света в отличающийся испускаемый свет.
Таким образом, по-прежнему существует потребность в обеспечении новых путей предотвращения инфекции, ингибирования биопленки и/или разрушения биопленки, которые были бы приемлемы для любого типа субстрата, чьи свойства поддерживались бы в течение долгого срока и, особенно, без доставки противомикробного агента или фармацевтического агента, такого как антибиотик или лекарственное средство, соответственно.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение было осуществлено с учетом уровня техники, описанного выше.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение модифицированной поверхности, способной приобретать бактериостаическую, бактерицидную и противомикробную активность легким надежным и безвредным для человека и животного способом, а также обеспечение способа модификации поверхности с ее приобретением бактериостатической и бактерицидной активности на длительный срок каждый раз, когда ее облучают светом. Изобретение также относится к медицинскому или немедицинскому устройству, имеющему такую модифицированную поверхность, которая при облучении светом предотвращает прикрепление к своей поверхности микроорганизмов, ингибирует образование биопленки на этой поверхности и/или разрушает уже сформированную биопленку на такой поверхности.
Для решения проблемы, изложенной в уровне техники, в настоящем изобретении предложена модифицированная поверхность, которая способна превращать поверхность субстрата, который содержит указанную модифицированную поверхность, в бактериостатическую и бактерицидную поверхность при ее облучении светом, предотвращая таким образом прикрепление микроорганизмов к данной поверхности, ингибируя образование биопленки на такой поверхности и/или разрушая уже образованную биопленку на такой поверхности. Более конкретно, заявлена модифицированная поверхность, способная приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность, которая включает:
- субстрат, выполненный с возможностью прикрепления тепловых наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс; и,
- тепловые наночастицы, поддерживающие локальный плазмонный резонанс, связанный с указанным субстратом с образованием теплового покрытия,
причем тепловые наночастицы способны увеличивать их температуру с помощью облучения светом длины волны в диапазоне, который соответствует длине волны локального поверхностного плазмонного резонанса указанных наночастиц, посредством чего указанное тепловое покрытие повышает свою температуру, давая возможность повышения температуры указанного теплового покрытия, чтобы избежать прикрепления микроорганизма к данной поверхности, ингибировать формирование биопленки на данной поверхности и/или разрушить уже сформированную биопленку на данной поверхности.
Неожиданно, указанная модифицированная поверхность становится бактериостатической и бактерицидной поверхностью при облучении ее светом длиной волны в диапазоне, который соответствует длине волны локального плазмонного резонанса указанных наночастиц, на долгий срок каждый раз, когда ее облучают светом.
Термин «поверхностный плазмонный резонанс» (SPR) относится к суммарным резонансным колебаниям электронов материала, возбуждающихся падающим светом (облучение светом). Условия резонанса устанавливаются, когда частота (диапазон длины волны) света соответствует или объединяется с природной частотой (диапазон длины волн) квазисвободных электронов, колеблющихся против восстанавливающей силы положительных ядер. SPR в наночастицах с размером порядка нанометров (диаметр <100 нм) также называют локализованным или локальным поверхностным плазмонным резонансом (LSPR).
Термин «облучение светом» или «облученные светом» означает в данном документе диапазон оптических длин волн, используемый для повышения температуры тепловых наночастиц. Длины волн данного света должны перекрываться с длиной волны плазмонного резонанса наночастиц. Для хирургических имплантатов диапазон длины волны облучения предпочтительно составляет 750-1200 нм.
Термин «тепловая наночастица» означает в данном документе плазмонную наночастицу, сконструированную для генерации электрического поля внутри наночастицы при облучении светом. Тепловая наночастица представляет собой плазмонную наночастицу, сконструированную с возможностью поглощения в наночастице падающего света при ее облучении светом, который, по большей части, рассеивается в ионы, и которая устанавливает связь между светом, улавливаемым наночастицами, и соответствующей энергией, которая хранится в электронном облаке, генерируя нагревание наночастицы.
Таким образом, тепловая наночастица, которая представляет собой плазмонную наночастицу, выполнена с возможностью генерации электрического поля внутри наночастицы при ее облучении светом. Таким образом, генерированное электрическое поле (Е) внутри наночастицы отвечает за теплообразование наночастицы, и энергия теплообразования (Q) внутри наночастицы прямо пропорциональна сечению поглощения (σABS).
Материал указанных наночастиц может быть любым при условии, что он поддерживает (локальный) поверхностный плазмонный резонанс. Примеры этих материалов представляют собой металл, полупроводник, оксид, оксид металла или их комбинацию, предпочтительно представляет собой золото, серебро или медь.
Указанные тепловые наночастицы могут иметь размер в диапазоне от 1 нм до 1 мкм, более предпочтительно, от 1 нм до 100 нм.
Указанные тепловые наночастицы имеют форму, выбранную из цилиндрической, треугольной, пирамидальной, кубической, сферической, формы звезды, формы стержня или их комбинации. Любая другая форма также предусмотрена объемом настоящего изобретения при условии, что она дает возможность генерации электрического поля (Е) внутри наночастицы при ее облучении светом.
Предпочтительно, поведение света в тепловой наночастице, которая связана или закреплена на субстрате согласно настоящему изобретению, представляет собой линейное взаимодействие, то есть испускаемый свет (после взаимодействия) равен энергии падающего света. В линейном взаимодействии (LI), диэлектрическая поляризация (Р) линейно отвечает на электрическое поле (Е) света.
Кроме того, колебание электронов указанных тепловых наночастиц, стимулированное облучением света, вызывает повышение температуры наночастицы, в результате чего тепловое покрытие, которое содержит тепловые наночастицы, дополнительно нагревается с помощью тепловой диффузии.
Повышение температуры указанного покрытия, которое содержит указанные тепловые наночастицы, индуцирует разрушение внеклеточных полимерных веществ, которые используются микроорганизмами для прикрепления к поверхности, предотвращая таким образом их прикрепление к поверхности. Кроме того, это повышение температуры модифицированной поверхности также разрушает микроорганизмы, уже прикрепленные к поверхности, с получением таким образом ингибирования создания биопленки.
Предпочтительно, с использованием модифицированной поверхности согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается новый путь предотвращения инфекции, ингибирования биопленки и разрушения биопленки, приемлемый для любого субстрата, который сконфигурирован для прикрепления указанных наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс, столько раз, сколько это необходимо и бессрочно без доставки противомикробного агента или фармацевтического агента.
Тепловые плазмонные наночастицы могут прикрепляться к субстрату различными способами. Например, тепловые наночастицы могут прикрепляться посредством ковалентной связи с использованием функциональной молекулы или посредством электростатического взаимодействия или посредством реакции комплексообразования. Комбинация этих различных способов для прикрепления наночастиц к субстрату также рассматривается в объеме настоящего изобретения. Функциональная молекула является бифункциональной молекулой, содержащей по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы.
Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается модифицированная поверхность (тепловое покрытие), которая функционирует в качестве плазмонной мета-поверхности, которая поддерживает поверхностный плазмон, с которым ассоциирует свет.
Неожиданно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что повышение температуры теплового покрытия достаточно высоко, чтобы вызвать разрушение биопленки, уже сформированной на поверхности. При данных обстоятельствах, описанных выше, облучение светом с длиной волны выбранного спектра обеспечивает повышение температуры электронов плазмонных наночастиц, посредством чего повышается температура теплового покрытия достаточно, чтобы превратить модифицированную поверхность в бактериостатическую и бактерицидную поверхность, которая предотвращает прикрепление микроорганизмов к этой поверхности, ингибирует формирование биопленки на этой поверхности и/или разрушает уже сформированную биопленку на данной поверхности.
Когда бактериостатическая и бактерицидная активность относится к хирургическим имплантатам для применения у человека, то является предпочтительным облучение светом в инфракрасном диапазоне спектра с целью уменьшения повреждения окружающих здоровых тканей. Исключительно для справки в таблице ниже приведено соответствие длины волны энергии фотонов.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что модифицированная поверхность субстрата согласно первому аспекту обеспечивает поверхность, способную приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность при облучении светом длиной волны в определенном диапазоне, другим способом, отличным от стандартно используемых противомикробных агентов, антибиотиков, которые прикрепляются к поверхности субстратов, или другим способом, отличным от стандартно используемых фармакологических агентов, которые обладают свойством отсроченной и локализованной доставки указанных агентов, которые доставляют фоточувствительный материал, который активируется с помощью фототермической терапии.
В общем, модифицированная поверхность, предложенная согласно первому аспекту настоящего изобретения, является легкой, надежной и безопасной для хирургических имплантатов или медицинских устройств. Модифицированная поверхность согласно первому аспекту также применяется для немидицинского устройства, например, для кухонных поверхностей, трубопроводов, игрушек или других субстратов, подвергающихся стерилизации или чистке для разрушения уже сформированной биопленки на данной поверхности или для предотвращения прикрепления микроорганизмов к поверхности.
Таким образом, повышение температуры (ΔΤ положительно) теплового покрытия, вызванное облучением светом длиной волны в определенном диапазоне, дает возможность превращения модифицированной поверхности в бактерицидную и бактериостатическую поверхность. Предпочтительно, бактериостатическая и бактерицидная активность может поддерживаться в течение долгого срока. Кроме того, бактериостатическая и бактерицидная активность субстрата, сформированного таким образом, может воспроизводиться с помощью нового облучения светом с длиной волны в определенном диапазоне спектра, пока есть потребность в данной активности.
Предпочтительно, повышение температуры модифицированной поверхности может контролироваться типом материала, размером, формой тепловых наночастиц, плотностью тепловых наночастиц, прикрепленных на субстрате, и интенсивностью применяемого света, которая управляется источником светового облучения.
Кроме того, повышение температуры модифицированной поверхности может быть настолько локальным, насколько это необходимо, путем ограничения облучаемой площади.
Это не ограничивается типом материала субстрата. Единственное условие заключается в том, чтобы материал субстрата был способен закреплять поверхностную плазмонную наночастицу на субстрате непосредственно или с помощью ранее приготовленного субстрата или наночастицы. Предпочтительно, субстрат состоит из волокна, ткани, сплава, стали, пластика, стекла, керамического материала, полимера, смолы, или их комбинации.
Субстрат также может представлять собой текстиль, наряду с тканными, вязанными плетенными и неткаными изделиями.
Полимеры, применяемые для медицинского устройства, представляют собой такие, как например полипропилен, полиэтилен, полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, высокомолекулярный полиэтилен, ультравысокомолекулярный полиэтилен, полиэтилентерефталат, полипропилентерефталат, полибутилентерефталат, политетрафторэтилен и т.п.. Кроме того, могут использоваться подходящие абсорбируемые полимеры.
Как установлено выше, структурные параметры наночастицы (форма, размер, материал) определяют спектральные признаки плазмонного резонанса (центральная длина волны, диапазон резонанса и т.д.). В этом смысле, оптическая длина волны должна быть адаптирована к LSPR наночастицы и наоборот. Хотя следует заметить, что причина для смещения плазмонного резонанса и, соответственно возбуждение, определенной области спектра может происходить для избежания фотоповреждения обрабатываемой поверхности, особенно в организме.
Допускается использование любого источника света, который способен генерировать оптическую длину волны внутри целевого диапазона спектра (LSPR) тепловой наночастицы для облучения модифицированной поверхности. Без намерения ограничить возможные источники и исключительно в качестве примера в данном документе описаны флуоресцентная и галогеновая лампа, лазер, интенсивный импульсный свет, светоиспускающий диод, свет лампы накаливания или хемилюминесцентный свет или их комбинация.
Для медицинских применений свет облучения предпочтителен внутри инфракрасного диапазона спектра, так как человеческая ткань прозрачна для инфракрасного света на глубину до нескольких сантиметров. Таким образом, можно повысить температуру модифицированной поверхности с помощью облучения света, например, извне тела.
Второй аспект настоящего изобретения относится к способу модификации поверхности, способной приобретать бактериостатическую, бактерицидную и противомикробную активность согласно первому аспекту, причем способ включает:
- получение субстрата для прикрепления тепловых наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс;
- выбор тепловых наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс; и
- связывание выбранных тепловых наночастиц с указанным субстратом, с формированием посредством этого теплового покрытия,
причем тепловые наночастицы способны повышать их температуру с помощью облучения светом в диапазоне длины волны, который соответствует длине волны локального поверхностного плазмонного резонанса указанных наночастиц, посредством чего указанное тепловое покрытие повышает свою температуру, давая возможность повышения температуры указанного теплового покрытия для того, чтобы избежать прикрепления микроорганизма к данной поверхности, ингибировать формирование биопленки на данной поверхности и/или разрушить уже сформированную биопленку на данной поверхности.
Получение субстрата может включать одну или несколько из следующих обработок, когда требуется активировать или функционализировать субстрат:
- активацию поверхности субстрата с помощью способа модификации поверхности;
- функционализацию поверхности субстрата с использованием функциональной молекулы, которая содержит по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы; и
- функционализацию поверхности тепловых наночастиц с использованием функциональной молекулы, которая содержит по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы.
Из данного описания понятен тот факт, что существуют субстраты, которым не требуется активация или функционализация.
В данном документе описаны способы модификации поверхности для ее активации, причем способ полимеризации в холодной плазме является предпочтительным. В данном документе описаны способы функционализации поверхности, причем предпочтительным является диаминовое производное в качестве функциональной молекулы.
Способы связывания тепловых наночастиц с указанным субстратом также описаны в данном документе.
Материал и структурные параметры тепловых наночастиц, а также диапазон длины волны облучения также описаны в данном документе.
Третий аспект настоящего изобретения относится к медицинскому устройству или к немедицинскому устройству, содержащему модифицированную поверхность согласно первому аспекту настоящего изобретения, так что медицинское устройство или немедицинское устройство содержит тепловое покрытие, способное приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность при облучении светом, предотвращая таким образом прикрепление микроорганизма к данной поверхности, ингибируя формирование биопленки на данной поверхности и/или разрушая уже сформированную биопленку на данной поверхности.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания того, что было описано, прилагаются некоторые чертежи, в которых схематично и исключительно в качестве примера показан частный случай варианта реализации изобретения.
Фигура 1 представляет собой блок-схему, изображающую стадии способа модификации поверхности субстрата (А) согласно частному варианту реализации настоящего изобретения. В данном варианте реализации субстрат (А) готовили, активируя поверхность с помощью полимеризации в холодной плазме (1), затем с помощью функционализации (2) поверхности с использованием диаминовых групп и, наконец, с помощью прикрепления или связывания (3) тепловых наночастиц с образованием теплового покрытия. Субстрат, имеющий модифицированную поверхность, имплантировали (4), например, в организм, и затем облучали светом с помощью лазера/IPL (5).
Фигура 2 представляет собой схематическое изображение сетки, содержащей модифицированную поверхность согласно Примеру 1. На данной фигуре реакция EDC/NHS представляет собой реакцию карбоксил-амин: Карбодиимиды (EDC), и N-гидроксисукцинамид (NHS), группа сшивки карбоксил-амина и группа сшивки с реакционноспособной аминогруппой, соответственно.
На Фигуре 3 показана SEM (Сканирующая Электронная Микроскопия) модифицированной сетки после модификации с помощью способа EDC-NHS (Пример 1). Важно особо отметить прикрепление агрегатов наностержней.
На Фигуре 4 показана флуоресцентная микроскопия сетки, модифицированной с помощью тепловых золотых наностержней, посредством комплексообразования с аминогруппами согласно Примеру 2. Прикрепление наночастиц к сетке отслеживали с помощью флуоресцентной микроскопии. Интенсивность сигнала пропорциональна количеству тепловых золотых наностержней, прикрепленных к поверхности.
На Фигуре 5 показана SEM (Сканирующая Электронная Микроскопия) микроскопия поверхности сетки, модифицированной с помощью тепловых золотых наностержней с помощью способа комплексообразования (Пример 2), где полученное распределение регулярной поверхности сравнивали с методом EDC-NHS (Пример 1). Наблюдали более чем 200 наностержней на 1 мкм2 сетки.
На Фигуре 6 показано количество наностержней, прикрепленных к сетке, путем сравнения двух картинок а) с b), правой картинки b) с помощью флуоресцентного метода.
Фигуры 7-10 предназначены для демонстрации ингибирования, разрушения и предотвращения прикрепления микроорганизмов к модифицированной поверхности согласно настоящему изобретению.
На Фигуре 7 синим цветом показано формирование биопленки (тень, окружающая нитки сетки) на модифицированной сетке после инкубации бактерий и без какого либо светового облучения.
На Фигуре 8 показано ингибирование биопленки и ее разрушение на модифицированной сетке после облучения светом длиной волны в диапазоне 750-1200 нм, где длина волны плазмона тепловой плазмонной наночастицы, которая связана с субстратом, составляет 840 нм.
На Фигуре 9 синим цветом (пометки) показаны микроорганизмы, прикрепленные к нити модифицированной поверхности сетки.
На Фигуре 10 показано предотвращение прикрепления микроорганизмов к модифицированной поверхности сетки после облучения светом с длиной волны в диапазоне 750-1200 нм, которая объединяется с длиной волны 840 нм, которая является длиной волны плазмона тепловой плазмонной наночастицы, связанной с поверхностью.
Подробное описание изобретения
С целью выполнения субстрата с возможностью прикрепления к тепловой поверхностной плазмонной наночастице, с которой может объединяться свет, субстрат может быть активирован заранее с использованием любого метода модификации поверхности, известного в данной области техники. Исключительно в качестве примера в данном документе описаны физико-химические методы, такие как обработка активными газами и парами или облучение (плазма); отложение полимеров из активных газов и паров (химическое паровое отложение); обработки активным газом или ускоренными ионами (газофазное окисление озоном, ионно-лучевая обработка); сшивки поверхностных молекул; или механические способы, такие как флотация; или химические способы, такие как физическая абсорбция, химическая конъюгация с поверхностными группами, химическая модификация поверхности; или привитая полимеризация с использованием инициации радиацией или химической инициации; или покрытие поверхности с использованием активного компонента или матрицы покрытия, которая содержит активный компонент.
Существуют субстраты, которым не требуется активации, так как они уже активированы с помощью, например, их естественного состояния. С целью идентификации того, активирован субстрат или нет, специалист будет использовать известные методы измерения, такие как измерение угла контакта, где измеряется угол между поверхностью и каплей воды. Учитывая эти данные, можно рассчитать поверхностную энергию. Другой способ - это дать поверхности прореагировать с известным хромофором и измерить прикрепленное количество по сравнению с калибровочной кривой.
Субстрат тепловой поверхностной плазмонной наночастицы также может содержать функционализированные группы, или их функционализируют с помощью способа активации с использованием реакционноспособных групп: -СООН (карбоновые кислоты), -СНО (альдегид), -NH2 (амин), -CONH2 (амид), -CN (нитрил), -ОН (спирт), -SH (тиол), и т.д.. Вообще: фтор, хлор, бром, иод, карбальдегид, кето, карбоксил, циано, нитро, амидо, гидроксил, амино, сульфат, сульфит, фосфат, фосфит, гидроксил, окси, меркапто или тио; или комплексообразующие группы; группы, способные образовывать водородные связи; молекулы, содержащие ионные группы для ионного поглощения. Альтернативные примеры представляют собой широко распространенные сшивающие агенты типа имидоэфирного сшивающего агента диметилсуберимидат, N-гидроксисукцинимидного эфира, формальдегида, глутаральдегида, и т.д. или им подобные.
Таким образом, субстрат или тепловая поверхностная плазмонная наночастица может быть предварительно функционаизирована с использованием функциональной молекулы, предпочтительно, бифункциональной молекулы или функциональной молекулы, имеющей по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы. Функциональная молекула представляет собой сшивающий агент, который должен содержать по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы, позволяя по меньшей мере первой реакционноспособной концевой группе иметь возможность заранее прикрепляться к субстрату или не активироваться, и позволяя второй реакционноспособной концевой группе иметь возможность прикрепляться к поверхностной плазмонной наночастице. Исключительно в качестве примера в данном документе описаны следующие реакционноспособные концевые группы для прикрепления поверхностной плазмонной наночастицы к субстрату: -СООН (карбоновые кислоты), -СНО (альдегид), -CONH2 (амид), -CN (нитрил), -ОН (спирт), -SH (тиол) и т.д. Вообще: фтор, хлор, бром, иод, карбальдегид, кето, карбоксил, циано, нитро, амидо, гидроксил, амино, сульфат, сульфит, фосфат, фисфит, гидроксил, окси, меркапто или тио; или комплексообразующие группы; группы, способные образовывать водородные связи; молекулы, содержащие ионные группы для ионного поглощения. Альтернативные примеры представляют собой широко распространенные сшивающие агенты типа имидоэфирного сшивающего агента диметилсуберимидата, N-гидроксисукцинимидного эфира, формальдегида, глутаральдегида, и т.д. Другие коммерчески доступные бифункциональные сшивающие агенты могут представлять собой БОК-амино, этантиол, меркапто-1-бутанол и т.д.
Таким образом, поверхностные плазмонные наночастицы также могут быть модифицированы с целью связывания с субстратом, как описано в данном документе. Данная модификация может быть осуществлена с использованием гетеро- или гомофункциональных молекул, способных связываться с одной стороны с поверхностью наночастицы и с другой стороны с субстратом, как например, модификация поверхности золота с использованием тиол-содержащих реагентов, которые имеют с другой стороны целевую функциональную группу, способную связываться с субстратом либо ковалентно, либо с помощью ионного взаимодействия. Эти гетеро- или гомофункциональные молекулы включают все HS-R-функциональные группы, где -R относится к любой алкильной или полиэтиленгликолевой цепи, и функциональные группы относятся к любой химической группе, способной активироваться и связываться с поверхностью субстрата. В особенности, HS-R-COOH, HS-R-HN2, HS-R-SH, HS-R-SO3, и HS-R-N(CH2)3 + подходят для целей настоящего изобретения. Поверхность тепловых наночастиц также может быть модифицирована с помощью поливинилпирролидона и большого количества полимеров.
С другой стороны, существуют субстраты, которым не требуется ни активация, ни применение функциональной молекулы. Эти субстраты могут представлять собой полимер или со-полимер, который содержит на своей поверхности активные группы, такие как свободные аминогруппы. Эти активные группы могут непосредственно прикрепляться к тепловой поверхностной плазмонной наночастице без необходимости предварительного приготовления субстрата. Предпочтительно, метод прикрепления является необратимым.
Прикрепление тепловой поверхностной плазмонной наночастицы к субстрату может проводиться с помощью ковалентной связи посредством функциональной молекулы, которая имеет по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы, или с помощью электростатического взаимодействия или с помощью реакции комплексообразования, или с помощью их комбинации. Таким образом, субстрат может быть приготовлен так, чтобы он был способен прикрепляться к тепловой поверхностной плазмонной наночастице, и, кроме того, тепловая поверхностная плазмонная наночастица может быть приготовлена таким же способом, так, чтобы она была способна прикреплять субстрат.
В одном варианте реализации поверхность субстрата активируют с помощью полимеризации в холодной плазме, например, активируют с помощью отложения молекул типа PFM (пентафторфенилметакрилат).
В одном варианте реализации, субстрат или тепловую поверхностную плазмонную наночастицу функционализируют с помощью функциональной молекулы, причем предпочтительно функциональная молекула представляет собой диаминовое производное.
Медицинское устройство может представлять собой хирургический имплантат, зонд, сетку, нить, прямые щипцы, медицинские иглы, внутрисосудистые катетеры, эндотрахеальные трубки и имплантаты, протезы и любой медицинский продукт, применяемый в области медицины. В одном варианте реализации, медицинское устройство представляет собой грыжевую сетку, сетку при пролапсе, уретральную ленту, раневую повязку, протезы сосудов, стенты, стент-графты или подобные. Кроме имплантатов хирургические инструменты охвачены настоящим изобретением с помощью термина медицинское устройство. В одном варианте реализации поверхность представляет собой медицинское устройство.
Как описано выше, тепловые плазмонные наночастицы, связанные в субстрате, могут иметь размер частицы в диапазоне от 1 нм до 1 мкм, более предпочтительно, от 1 нм до 100 нм. Таким образом, согласно настоящему изобретению, макроповерхность субстрата, например, сетку, оборудуют с помощью тепловых наночастиц, имеющих размер порядка нанометра или микрометра. Таким образом, плотность оборудованных тепловых наночастиц в субстрате может быть модифицирована до определенного значения с целью контроля повышения температуры модифицированной поверхности до определенного значения для того, чтобы уничтожать или избегать прикрепления конкретного типа биопленки. Плотность тепловых наночастиц, оборудованных в субстрате, может составлять от 10 до 1000 (тепловых наночастиц/мкм2).
Для понимания механизма уменьшения, уничтожения или предотвращения формирования биопленки на модифицированной поверхности согласно настоящему изобретению следует понимать, что биопленка, которая прикрепляется к субстрату, состоит из множества бактерий, совместно прикрепленных посредством физических выступающих частей и внеклеточных полимерных веществ. Ростом биопленки управляет ряд физических, химических и биологических процессов. Оптимальная температура для микроорганизма ассоциирована с увеличением поглощения питательных веществ, приводя в результате к быстрому формированию биопленки. Обмен питательных веществ непосредственно ассоциирован и зависит от присутствия ферментов. Поэтому, будет справедливым утверждение о том, что формирование биопленки зависит от присутствия и скорости реакции ферментов. Температура коррелирует со скоростью реакции ферментов и поэтому оказывает влияние на развитие клеток. Оптимальные температуры приводят к здоровому росту бактериальных популяций.
В свою очередь, температуры, далекие от оптимального значения, эффективно уменьшают бактериальный рост. Это связано с уменьшением скорости реакции бактериальных ферментов. Помимо ферментов на физические свойства соединений внутри и вокруг клеток влияет температура окружающей среды. Kisk'o and О. Szab'o-Szab'o [Biofilm removal of Pseudomonas strains using hot water sanitation. Acta Univ. Sapientiae, Alimentaria, 4 (2011) 69-79] наблюдали уменьшение количества клеток в биопленках при высоких температурах. В планктонных клетках P. aeruginosa было показано 6-1og-уменьшение после обработки горячей водой (85°С). Когда Pseudomonas aeruginosa прикреплялись к поверхности нержавеющей стали (клетки прикреплялись к поверхности обратимо), уменьшение было более умеренным: 4,9. Клетки биопленки показали наибольшую устойчивость (3,2-log-уменьшение) против обработки водой 85°С. Scher et al. [Appl. Environ. Microbiol. March 2005 vol. 71 no. 3, page 1163-1168] обнаружили аналогичные результаты для биопленок сальмонеллы; тепловые обработки (при 70°С) приводили к менее чем 5-log-уменыпению через 40 мин. Обработка при 80°С уничтожала клетки (8-log-уменыпение) в течение 5 мин или менее. Кроме того, клетки типа дрожжевых (бластоконидии) С. albicans, растущие экспоненциально на глюкоза-содержащей среде, подвергались драматической потере жизнеспособности клеток при воздействии на них жесткого теплового стресса (52,5°С в течение 5 мин) [Juan Carles Arguelles Thermotolerance and trehalose accumulation induced by heat shock in yeast cells of Candida albicans.. FEMS Microbiology Letters Volume 146, Issue 1, page 65-71, January 1997].
Таким образом, специалисту в данной области известно, как определить температуру, которая требуется для уменьшения, уничтожения или предотвращения формирования биопленки для каждого типа микроорганизмов.
Описанные выше тепловые плазмонные наночастицы, связанные в субстрате, могут иметь форму частиц, выбранную из цилиндрической, треугольной, пирамидальной, кубической, сферической, формы звезды, формы стержня или их комбинации или любой другой формы, которая может быть способна прикрепляться в субстрате, выполненном для этой цели.
Как описано выше, материал тепловых плазмонных наночастиц может представлять собой золото, серебро, медь или любой другой металл, демонстрирующий эффект плазмонного резонанса на своей поверхности; материал также может быть полупроводником, оксидом, оксидом металла или любым другим материалом, демонстрирующим эффект плазмонного резонанса на своей поверхности. Предпочтительно, тепловые плазмонные наночастицы представляют собой золотые наночастицы благодаря тому факту, что золотые наночастицы не токсичны сами по себе. Определение того, какой из материалов демонстрирует эффект плазмонного резонанса на своей поверхности, относится к области знаний специалиста в данной области.
Таким образом, согласно настоящему изобретению параметры размера, формы или материала тепловых наночастиц могут быть модифицированы для модуляции повышения температуры субстрата до определенного значения. Кроме того, другие параметры, такие как источник света, облучающего модифицированную поверхность, также может использоваться для дополнительного контроля повышения температуры субстрата до определенного значения.
Далее подробно описан лучший способ осуществления настоящего изобретения.
В лучшем способе поверхность является поверхностью хирургического имплантата. Хирургический имплантат представляет собой сетку, имеющую модифицированную поверхность, где сетку имплантируют в тело человека. Сетка сделана из полипропилена (РР).
В данном варианте реализации активацию полипропилена проводят с помощь полимеризации в холодной плазме с получением реакционноспособных химических групп. На второй стадии сетку погружают в раствор диамина с получением реакционноспособной группы на поверхности. На третьей стадии, тепловые золотые наночастицы ковалентно присоединяются к поверхности сетки путем прикрепления к реакционноспособным аминогруппам.
Эти тепловые золотые наночастицы поглощают свет при 840 нм, который принадлежит к инфракрасной области спектра. При облучении при данной длине волны с использованием лазера или IPL (интесивный импульсный свет), тепловые золотые наночастицы начинают сами нагреваться. Повторный импульс света превращает сетку в бактериостатическую/бактерицидную поверхность. Золотые наночастицы не токсичны сами по себе, и облучение светом в инфракрасном диапазоне спектра не является инвазивным, как результат возможны повторные облучения светом в любое время после имплантации.
Примеры
Наночастицы получали с помощью хорошо известного 2-стадийного способа выращивания затравок (seed mediated process). Размеры наностержня и, соответственно, длина волны поглощения SPR могут быть адаптированы путем вариации соотношений нитрата серебра/аскорбиновой кислоты/затравки.
Приготовление затравки
Затравки коллоидного золота сначала получали путем смешивания водного раствора гексадецилцетилтриметиламмоний бромида (СТАВ, 0,2 М, 5 мл) и гидрата тетрахлораурат(III) водорода (0,5 мМ, 5 мл), которые поддерживали при 27°С. Затем добавляли свежеприготовленный раствор боргидрида натрия (NaBH4, 0,01 M, 0,6 мл), заранее охлажденный до 4°С, при интенсивном перемешивании в течение 2 минут. В этот момент затравке давали возможность осаждения в течение 2 ч при 30°С, чтобы дать возможность прореагировать оставшемся NaBH4. Таким образом, получали суспензию золотых наночастиц размером 1-2 нм, которые использовали в качестве затравки для приготовления наночастиц. Этот раствор будет дополнительно обозначен как Затравочная Суспензия.
Рост тепловых наночастиц:
Готовили «ростовой раствор», который состоял из СТАВ (0,2 М, 20 мл), к которому добавляли различные количества исходного раствора нитрата серебра (4 мМ) в зависимости от целевого соотношения наночастиц и давали смеси возможность перемешиваться при слабом помешивании. Добавляли гидрат тетрахлораурат(III) водорода (1 мМ, 20 мл) и получали желтый/коричневый раствор. После добавления аскорбиновой кислоты (79 мМ, 0,29 мл) к желтому/коричневатому раствору смесь должна стать бесцветной. Затем к ростовому раствору добавляли 72 мкл зрелой Затравочной Суспензии, быстро перемешивали и оставляли в покое на 8 часов при 30°С для предотвращения СТАВ кристаллизации. Изменение исходного цвета смеси можно заметить приблизительно через 10 мин. В результате этой процедуры получали суспензию наночастиц, представляющих максимум LSPR при примерно 820 нм (±20 нм) и максимальное поглощение 1,6 ОЕ.
Приготовление -СООН Смеси наночастиц.
20 мл суспензии наночастиц, полученной в Примере 1, центрифугировали дважды при 14000 об./мин., 30 минут. Каждый раз надосадочную жидкость удаляли и заменяли с помощью 4 мМ СТАВ в водном растворе.
Смесь раствора карбоксилирующих реагентов готовили следующим образом: 97 мг SH-PEG-COOH (Mw:3000) и 3 мг меркаптоундецилкарбоновой кислоты (MUA) растворяли в 10 мл воды и рН доводили до 7.
К суспензии наночастиц (20 мл) добавляли 2 мл смеси карбоксилирующих реагентов (10 мг/мл) и помещали в ультразвуковую ванну при 45°С. Полученную смесь подвергали воздействию ультразвука в течение 30 минут и затем помещали на ночь при 30°С.
Полученную карбоксилированную нанокомплексную суспензию затем центрифугировали (14000 об/мин, 30 минут), супернатант удаляли и, наконец, ресуспендировали с использованием чистой воды с получением поглощения около 3,5 ОЕ с максимумом SPR.
ПРИМЕР 1
Модификация сетки с помощью тепловых золотых наночастиц
Вышеописанные тепловые золотые наночастицы прикрепляли к сетке для хирургического имплантата. Тепловые золотые наночастицы конъюгировали с сеткой с помощью реакций 1-этил-3-[3-диметиламинопропил] карбодиимид гидрохлорида (EDC) и N-гидроксисульфосукцинимида (NHS). Вкратце, 5 мг NHS и 10 мг ECD растворяли в 1 мл буфера 50 мМ фосфата рН 7. Сразу после добавляли к буферному раствору 2 мл раствора GNR. После этой стадии сетки погружали в такой раствор на 4 часа. Сразу после сетку промывали чистой водой для удаления несвязанных тепловых золотых наночастиц. Фигуры 2 и 3.
ПРИМЕР 2
Модификация сетки с помощью тепловых золотых наночастиц
В данном примере, тепловые золотые наночастицы, полученные, как описано выше, и суспендированные в СТАВ, связывали с амино-модифицированной сеткой без дополнительной модификации. Использовали способность металлического золота к комплексообразованию с аминогруппами для формирования большего количества комплексных связей, которые приводят к стабильному прикреплению золотых наночастиц к сетке. На практике, тепловые золотые наночастицы, суспендированные в СТАВ, после стадии роста (100 мМ СТАВ) центрифугировали, и надосадочную жидкость заменяли чистой водой для доведения концентрации СТАВ до 3 мМ, и концентрации наночастиц до поглощения 8 ОЕ при 820 нм. Сетку, модифицированную аминогруппами, добавляли к этой суспензии и инкубировали в течение ночи при 50°С для осуществления прикрепления тепловых золотых наночастиц к сетке. Сетку затем интенсивно промывали чистой водой. Фигуры 4 и 5.
Альтернативно, время инкубации может быть уменьшено с помощью увеличения температуры или путем добавления различных количеств этанола к инкубационным суспензиям до 30%. В любом случае степень модификации может контролироваться путем контроля времени инкубации.
Бактериальный рост и эффект облучения светом
Исходные бактерии S. aureus 8,8×108 кое/мл (консервировали 4 дня при 4°С перед анализом).
Жидкая культуральная среда: Бульон с сердечно-мозговой вытяжкой (ΒΗΙ бульон).
Твердая культуральная среда: триптический соевый агар (TSA).
Чашки Петри 6 см и 10 см.
Все работы осуществляли в стерильных условиях, S. aureus разводили с использованием BHI бульона до 2,96×106 кое/мл. Чашки Петри 6 см (8) готовили, заливая примерно 3 мм толщины твердой средой TSA. В 2 чашки помещали необработанные сетки (4 см2), а в другие две чашки помещали сетки, модифицированные наностержнями (4 см2). Все четыре теста инокулировали с использованием 350 мкл S. aureus (1,03×106 КОЕ), и затем другой срез твердой TSA помещали поверх инокулированной сетки с получением агарового сендвича. 350 мкл инокулята по-видимому корректно распределялись по всей агаровой поверхности. Сендвичи помещали на 37°С и инкубировали в течение 6 часов.
Два образца (сетки, оборудованные или необорудованные тепловыми наночастицами) обрабатывали с помощью IPL (Интенсивное импульсное излучение) за 1, 2, 3, 4, 5, 6 часов. Два импульса IPL на каждой стороне сендвича (11 джоуль/см2, 40 мсек, свет отфильтрованный при 755 нм). Те, чьи значения ниже критического болевого порога, затем наносили на человеческую кожу.
Четыре образца сетки затем извлекали, слабо отмывали в 20 мл стерильного PBS и помещали в 10 мл PBS, содержащего 2 мм стерильных стеклянных гранул. Для осуществления экстракции биопленок образцы обрабатывали 2 минуты в УЗ-бане 45 кГ и затем 2 минуты на вортексе. Полученную суспензию затем помещали для культивирования в 10 см чашках Петри с агаром (100 мкл инокулята) при различных разведениях в PBS 1:10, 1:100, все в двух экземплярах.
Образцы хранили при 37°С, и подсчет КОЕ осуществляли через 18 часов.
Результаты:
Экспериментальные данные демонстрируют ингибирование роста биопленок S. aureus (3-log-уменьшение роста) при оборудовании сетки тепловыми золотыми наностержнями и IPL с помощью теплового эффекта SPR-резонанса наностержней. Фигуры 7, 8, 9 и 10 демонстрируют эффекты, когда модифицированную поверхность согласно изобретению облучают светом.
Claims (28)
1. Модифицированная поверхность, способная приобретать бактериостатическую, бактерицидную и противомикробную активность, включающая:
субстрат, выполненный с возможностью прикрепления тепловых наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс; и,
тепловые наночастицы, поддерживающие локальный поверхностный плазмонный резонанс, связанные с указанным субстратом с формированием теплового покрытия, где тепловое покрытие имеет плотность тепловых наночастиц на мкм2 поверхности субстрата от 10 до 1000,
причем тепловые наночастицы способны увеличивать их температуру посредством облучения светом длиной волны в диапазоне, который соответствует длине волны локального поверхностного плазмонного резонанса указанных наночастиц, посредством чего указанное тепловое покрытие повышает свою температуру, давая возможность повышения температуры указанного теплового покрытия, с предотвращением прикрепления микроорганизма к данной поверхности, ингибированием формирования биопленки на данной поверхности и/или разрушением уже сформированной биопленки на данной поверхности.
2. Модифицированная поверхность по п. 1, где указанные тепловые наночастицы, поддерживающие локальный поверхностный плазмонный резонанс, связаны с указанным субстратом необратимым способом прикрепления.
3. Модифицированная поверхность по п. 1, где указанный субстрат выполнен из волокна, ткани, сплава, стали, пластика, полимера, смолы, стекла, керамического материала или их комбинации.
4. Модифицированная поверхность по любому из предыдущих пп. 1-3, где указанная тепловая наночастица имеет размер в диапазоне от 1 нм до 1 мкм.
5. Модифицированная поверхность по любому из предыдущих пп. 1-3, где указанная тепловая наночастица имеет форму, выбранную из цилиндрической, треугольной, пирамидальной, кубической, сферической, формы звезды, формы стержня или их комбинации.
6. Модифицированная поверхность по любому из предыдущих пп. 1-3, где материал указанных тепловых наночастиц выбран из золота, серебра, меди, полупроводника, оксида, оксида металла или их комбинации.
7. Модифицированная поверхность по любому из предыдущих пп. 1-3, где указанные тепловые частицы связаны с указанным субстратом с помощью ковалентной связи посредством функциональной молекулы или связаны непосредственно с субстратом с помощью электростатического взаимодействия или с помощью реакции комплексообразования или с помощью их комбинации.
8. Модифицированная поверхность по п. 7, где функциональная молекула представляет собой бифункциональную молекулу или функциональную молекулу, содержащую по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы.
9. Модифицированная поверхность по п. 1, где облучение светом осуществляют из источника, выбранного из флуоресцентной или галогеновой лампы, лазера, интенсивного импульсного света, светоиспускающего диода, света лампы накаливания или хемилюминесцентного света или их комбинации.
10. Способ модификации поверхности, способной приобретать бактериостатическую, бактерицидную и противомикробную активность по любому из предыдущих пп. 1-9, включающий:
получение субстрата для прикрепления тепловых наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс;
выбор тепловых наночастиц, поддерживающих локальный поверхностный плазмонный резонанс; и
связывание выбранных тепловых наночастиц с указанным субстратом, с формированием посредством этого теплового покрытия, где тепловое покрытие имеет плотность тепловых наночастиц на мкм2 поверхности субстрата от 10 до 1000,
причем тепловые наночастицы способны увеличивать их температуру посредством облучения светом длиной волны в диапазоне, который соответствует длине волны локального поверхностного плазмонного резонанса указанных наночастиц, посредством чего указанное тепловое покрытие повышает свою температуру, давая возможность повышения температуры указанного теплового покрытия, с предотвращением прикрепления микроорганизма к данной поверхности, ингибированием формирования биопленки на данной поверхности и/или разрушением уже сформированной биопленки на данной поверхности.
11. Способ по п. 10, где получение субстрата включает одну или более из следующих обработок:
активацию поверхности субстрата с помощью способа модификации поверхности;
функционализацию поверхности субстрата с использованием функциональной молекулы, которая содержит по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы; или
функционализацию поверхности тепловых наночастиц с использованием функциональной молекулы, которая содержит по меньшей мере две реакционноспособные концевые группы.
12. Способ по п. 11, где способ модификации поверхности для ее активации выбирают из обработки активными газами и парами или облучения; отложения полимеров из активных газов и паров; обработок активным газом или ускоренными ионами; сшивки поверхностных молекул; или из механических способов; или химических способов; или привитой полимеризации с использованием инициации радиацией или химической инициации; или покрытия поверхности с использованием активного компонента или матрицы покрытия, которая содержит активный компонент.
13. Способ по п. 11 или 12, где способ модификации поверхности представляет собой полимеризацию в холодной плазме.
14. Способ по п. 11, где функционализацию поверхности субстрата или функционализацию поверхности тепловых наночастиц проводят с помощью функциональной молекулы, выбранной из сшивающего агента, комплексообразующих групп, групп, способных к формированию водородных связей, или из молекул, содержащих ионные группы для ионного поглощения.
15. Способ по п. 11 или 14, где функционализацию поверхности проводят с помощью диаминового производного.
16. Модифицированная поверхность по любому из предыдущих пп. 1-9, представляющая собой медицинское устройство, выбранное из хирургического имплантата, зонда, сетки, нити, медицинской иглы, грыжевой сетки, сетки при пролапсе, уретральной ленты, раневой повязки, стента, стент-графта, медицинского продукта или подобного.
17. Модифицированная поверхность по любому из предыдущих пп. 1-9, представляющая собой немедицинское устройство, выбранное из кухонной поверхности, трубопровода, игрушек или любого немедицинского продукта.
18. Медицинское или немедицинское устройство, содержащее тепловое покрытие, способное приобретать бактериостатическую, бактерицидную или противомикробную активность по любому из предыдущих пп. 1-9.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP13382384 | 2013-10-01 | ||
| EP13382384.9 | 2013-10-01 | ||
| PCT/EP2014/071008 WO2015049267A1 (en) | 2013-10-01 | 2014-10-01 | A modified surface capable of having bacteriostatic and bactericide activity, the method for obtaining it and use thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016110102A RU2016110102A (ru) | 2017-11-13 |
| RU2650376C2 true RU2650376C2 (ru) | 2018-04-11 |
Family
ID=49448080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110102A RU2650376C2 (ru) | 2013-10-01 | 2014-10-01 | Модифицированная поверхность, способная приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность, способ ее получения и применения |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10314311B2 (ru) |
| EP (1) | EP3051951B1 (ru) |
| CN (1) | CN105813461B (ru) |
| DK (1) | DK3051951T3 (ru) |
| ES (1) | ES2727712T3 (ru) |
| HU (1) | HUE044207T2 (ru) |
| PL (1) | PL3051951T3 (ru) |
| PT (1) | PT3051951T (ru) |
| RU (1) | RU2650376C2 (ru) |
| TR (1) | TR201904983T4 (ru) |
| WO (1) | WO2015049267A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737417C1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-11-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) | Способ борьбы с бактериальными биоплёнками |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10660979B2 (en) | 2015-08-26 | 2020-05-26 | The General Hospital Corporation | System and method for electrical control of bacteria |
| CN106363192B (zh) * | 2016-11-11 | 2019-05-10 | 南京东纳生物科技有限公司 | 一种金纳米棒制备的连续进料并行反应装置及应用 |
| EP3638024A4 (en) | 2017-06-16 | 2020-11-11 | McPeak, Kevin Michael | METAL-SEMICONDUCTOR-METAL PLASMONIC DEVICE AND ABSORBER AND ASSOCIATED MANUFACTURING PROCESS |
| RU2703472C2 (ru) * | 2017-11-24 | 2019-10-17 | Антон Юрьевич Цуканов | Способ неинвазивной санации мочеточниковых стентов |
| CN109112462B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-08-25 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种电热抗菌涂层及其制备方法 |
| DK3639661T3 (da) | 2018-10-18 | 2022-05-09 | B Braun Surgical Sa | Indretning, der er i stand til at have antimikrobiel, især bakteriostatisk eller baktericid, aktivitet |
| CN111657961B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-04-27 | 北京印刷学院 | 一种在皮肤上制备超表面用于血糖检测的方法 |
| CN114099789A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-01 | 西北工业大学 | 近红外光引发快速灭菌的润滑抗黏附弹性材料及制备方法 |
| WO2023129629A1 (en) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | PlasmaTex, LLC | Pulsed laser processing of medical devices |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044146A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-09 | University Of York | Metal nanoparticles |
| WO2012031282A2 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Tufts University/Trustees Of Tufts College | Plasmonic nanoparticle-doped silk materials |
| WO2012059944A2 (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | Indian Institute Of Technology, Delhi | Blue coloured aqueous dispersion of silver nanoparticles a process for preparation and compositions thereof |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4442133A (en) | 1982-02-22 | 1984-04-10 | Greco Ralph S | Antibiotic bonding of vascular prostheses and other implants |
| US4879135A (en) | 1984-07-23 | 1989-11-07 | University Of Medicine And Dentistry Of New Jersey | Drug bonded prosthesis and process for producing same |
| US6623513B2 (en) | 2001-01-19 | 2003-09-23 | Advanced Photodynamic Technologies, Inc. | Apparatus and method of photodynamic eradication of organisms utilizing pyrrolnitrin |
| US8017237B2 (en) | 2006-06-23 | 2011-09-13 | Abbott Cardiovascular Systems, Inc. | Nanoshells on polymers |
| US8389958B2 (en) | 2009-03-18 | 2013-03-05 | Duke University | Up and down conversion systems for production of emitted light from various energy sources |
| ES2319056B1 (es) | 2007-08-14 | 2010-02-15 | Consejo Superior De Investigaciones Cientificas (70%) | Material hibrido nanoestructurado que comprende nanoparticulas de oro metodo de preparacion y uso. |
| CN101835556A (zh) | 2007-12-28 | 2010-09-15 | 国立大学法人滋贺医科大学 | 金纳米粒子组合物、dna芯片、近红外线吸收材料、药物递送系统(dds)用药物载体、着色剂、生物传感器、化妆品、生物体内诊断用组合物及治疗用组合物 |
| CN107149689A (zh) * | 2009-11-10 | 2017-09-12 | 免疫之光有限责任公司 | 对可辐射固化介质进行固化的系统和产生光的方法 |
| WO2011148870A1 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 金属微粒子複合体及びその製造方法 |
| PL3210591T3 (pl) * | 2010-08-27 | 2019-08-30 | Sienna Biopharmaceuticals, Inc. | Kompozycje i sposoby do termomodulacji celowanej |
-
2014
- 2014-10-01 RU RU2016110102A patent/RU2650376C2/ru active
- 2014-10-01 TR TR2019/04983T patent/TR201904983T4/tr unknown
- 2014-10-01 ES ES14777622T patent/ES2727712T3/es active Active
- 2014-10-01 US US15/026,485 patent/US10314311B2/en active Active
- 2014-10-01 PT PT14777622T patent/PT3051951T/pt unknown
- 2014-10-01 PL PL14777622T patent/PL3051951T3/pl unknown
- 2014-10-01 WO PCT/EP2014/071008 patent/WO2015049267A1/en active Application Filing
- 2014-10-01 HU HUE14777622 patent/HUE044207T2/hu unknown
- 2014-10-01 EP EP14777622.3A patent/EP3051951B1/en active Active
- 2014-10-01 DK DK14777622.3T patent/DK3051951T3/en active
- 2014-10-01 CN CN201480054047.4A patent/CN105813461B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009044146A1 (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-09 | University Of York | Metal nanoparticles |
| WO2012031282A2 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Tufts University/Trustees Of Tufts College | Plasmonic nanoparticle-doped silk materials |
| WO2012059944A2 (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-10 | Indian Institute Of Technology, Delhi | Blue coloured aqueous dispersion of silver nanoparticles a process for preparation and compositions thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737417C1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-11-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) | Способ борьбы с бактериальными биоплёнками |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3051951B1 (en) | 2019-03-13 |
| EP3051951A1 (en) | 2016-08-10 |
| WO2015049267A1 (en) | 2015-04-09 |
| ES2727712T3 (es) | 2019-10-18 |
| PL3051951T3 (pl) | 2019-08-30 |
| PT3051951T (pt) | 2019-05-08 |
| HUE044207T2 (hu) | 2019-10-28 |
| DK3051951T3 (en) | 2019-04-23 |
| TR201904983T4 (tr) | 2019-05-21 |
| CN105813461A (zh) | 2016-07-27 |
| CN105813461B (zh) | 2020-07-10 |
| RU2016110102A (ru) | 2017-11-13 |
| US20160227786A1 (en) | 2016-08-11 |
| US10314311B2 (en) | 2019-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2650376C2 (ru) | Модифицированная поверхность, способная приобретать бактериостатическую и бактерицидную активность, способ ее получения и применения | |
| Zhang et al. | Synergistic antibacterial activity of physical-chemical multi-mechanism by TiO2 nanorod arrays for safe biofilm eradication on implant | |
| Zhang et al. | Copper ferrite heterojunction coatings empower polyetheretherketone implant with multi-modal bactericidal functions and boosted osteogenicity through synergistic photo/Fenton-therapy | |
| Zhang et al. | A multifunctional antibacterial coating on bone implants for osteosarcoma therapy and enhanced osteointegration | |
| Chu et al. | Near-infrared carbon dot-based platform for bioimaging and photothermal/photodynamic/quaternary ammonium triple synergistic sterilization triggered by single NIR light source | |
| Zhang et al. | Near-infrared light II-assisted rapid biofilm elimination platform for bone implants at mild temperature | |
| Sakthi Devi et al. | Applications of gold and silver nanoparticles in theranostics | |
| Ramasamy et al. | Recent nanotechnology approaches for prevention and treatment of biofilm‐associated infections on medical devices | |
| Wang et al. | TiO2 nanotube platforms for smart drug delivery: a review | |
| de Miguel et al. | Plasmon-based biofilm inhibition on surgical implants | |
| Moritz et al. | The newest achievements in synthesis, immobilization and practical applications of antibacterial nanoparticles | |
| Khantamat et al. | Gold nanoshell-decorated silicone surfaces for the near-infrared (NIR) photothermal destruction of the pathogenic bacterium E. faecalis | |
| CN105377749B (zh) | 掺杂的金属氧化物纳米颗粒和其用途 | |
| Tran et al. | Nanomaterial‐based treatments for medical device‐associated infections | |
| Cheng et al. | Nanoparticle-based photodynamic therapy: New trends in wound healing applications | |
| CN113181431B (zh) | 形成于基材表面的抗菌及骨整合涂层及在基材表面制备抗菌及骨整合涂层的方法 | |
| Wang et al. | Construction of perfluorohexane/IR780@ liposome coating on Ti for rapid bacteria killing under permeable near infrared light | |
| Hu et al. | Environment‐Responsive Therapeutic Platforms for the Treatment of Implant Infection | |
| Wu et al. | Interdisciplinary‐inspired smart antibacterial materials and their biomedical applications | |
| Zhu et al. | Antimicrobial and antifouling surfaces through polydopamine bio-inspired coating | |
| Ma et al. | Developing a versatile multiscale therapeutic platform for osteosarcoma synergistic photothermo-chemotherapy with effective osteogenicity and antibacterial capability | |
| WO2011045029A1 (en) | A composite comprising at least one type of perfluoroalkyl-perfluoro-phthalocyanine | |
| Sahare et al. | Engineered titania nanomaterials in advanced clinical applications | |
| Han et al. | The current status of stimuli-responsive nanotechnologies on orthopedic titanium implant surfaces | |
| Alheshibri et al. | Synthesis of highly stable Ag/Ta2O5 nanocomposite by pulsed laser ablation as an effectual antibacterial agent |