TW202203989A - 用於裝置之塗層 - Google Patents

用於裝置之塗層 Download PDF

Info

Publication number
TW202203989A
TW202203989A TW110112343A TW110112343A TW202203989A TW 202203989 A TW202203989 A TW 202203989A TW 110112343 A TW110112343 A TW 110112343A TW 110112343 A TW110112343 A TW 110112343A TW 202203989 A TW202203989 A TW 202203989A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coating
amino acid
salt
polymer film
metal layer
Prior art date
Application number
TW110112343A
Other languages
English (en)
Inventor
巴特斯 羅伯特 帖西朵
波利斯 喬安 吉拉伯特
構密茲 沙巴朵兒 波羅斯
Original Assignee
西班牙商崔蒂伯斯公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 西班牙商崔蒂伯斯公司 filed Critical 西班牙商崔蒂伯斯公司
Publication of TW202203989A publication Critical patent/TW202203989A/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/08—Materials for coatings
    • A61L29/10—Inorganic materials
    • 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
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/08—Materials for coatings
    • A61L29/10—Inorganic materials
    • A61L29/106—Inorganic materials other than carbon
    • 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
    • A61L29/00—Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. lubricating compositions
    • A61L29/16—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
    • 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
    • A61L31/08—Materials for coatings
    • A61L31/082—Inorganic materials
    • A61L31/088—Other specific inorganic materials not covered by A61L31/084 or A61L31/086
    • 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
    • A61L31/08—Materials for coatings
    • A61L31/10—Macromolecular materials
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/04—Polyamides derived from alpha-amino carboxylic acids
    • 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
    • A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/102—Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
    • A61L2300/104—Silver, e.g. silver sulfadiazine
    • 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
    • A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/02—Methods for coating medical devices
    • 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
    • A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/06—Coatings containing a mixture of two or more compounds
    • 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
    • A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/08—Coatings comprising two or more layers
    • 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
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/22—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of hollow organs, e.g. bladder, esophagus, urether, uterus

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本發明係關於一種用於一裝置之塗層，其中該塗層包括：一聚合物膜，其中該聚合物膜包括由包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一聚合溶液形成的一聚合產物；及一金屬層，其形成於該聚合物膜上。

Description

用於裝置之塗層
本發明係關於一種用於可具有定製性質之裝置之塗層。本發明亦提供一種包括該塗層之經塗佈裝置及用於在一裝置上形成一塗層之方法。
醫院獲得性感染(HAI)表示一全球主要死因。全部患者容易感染HAI，但潛在疾病、植入醫療裝置、注射劑、傳染病或近期手術增加HAI之機會。當前，全部住院之約5至10%導致一類HAI。此在美國及歐盟每年影響約5百萬患者。此係美國第四個主要死因，每年有210,000個患者。估計在美國HAI之治療費用每年為280至450億美元。
估計約70%之HAI直接由可植入醫療裝置之移生引起，包含中線相關聯之血流感染(11%)、導管相關聯之UTI (36%)、呼吸機相關聯之肺炎(11%)及手術位點感染(20%)。
特定言之，導尿管、靜脈導管(諸如中心靜脈導管)、氣管支架、蒙哥馬利管及氣管內管易於移生。全部此等類型之裝置包括植入至一患者中之一圓柱管。
此等裝置之植入可導致藉由抗生素抗藥性細菌、真菌、病毒及其他病原體在管之內表面上引起一細菌感染。此可引起(例如)血流感染、肺炎、尿路感染、腦膜炎或腸胃炎。
本發明可藉由提供具有可具有定製性質之一表面之一塗層而解決此等問題，一個實例係對細菌之一定製抗性。本發明之塗層之此等定製性質可為本發明之塗層之金屬層之表面結構之結果。本發明之塗層之金屬層之表面結構可能受聚合物膜中之組分之影響。其等可能進一步受形成金屬層之條件之影響。
本發明提供一種用於一裝置之塗層，其中該塗層包括：一聚合物膜，其中該聚合物膜包括由包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一溶液形成的一聚合產物；及一金屬層，其形成於該聚合物膜上。
本發明亦提供一種經塗佈裝置，該經塗佈裝置包括：一裝置；及如本文中描述之一塗層，其位於該裝置之一表面之至少部分上。
已發現，含多巴胺之聚合溶液中存在至少一種氨基酸或其鹽影響形成於聚合物膜上之一金屬層之性質。舉例而言，已發現，存在至少一種氨基酸或其鹽可輔助產生適於可撓性基板(諸如適於彈性裝置)之一穩定且連續金屬層，且亦影響金屬層對細菌之抗性。特定言之，已發現本發明之連續金屬層具有一良好抗細菌性。
此外，在形成聚合物膜期間改變聚合溶液中之至少一種氨基酸或其鹽的量可導致形成於聚合物膜上之金屬層之不同性質，從而提供定製塗層之性質之一進一步能力。特定言之，已發現在形成聚合物膜期間以介於0.001 mg/mL與10 mg/mL之間之一濃度在聚合溶液中提供至少一種氨基酸或其鹽導致具有特別理想抗細菌性質之金屬層。在濃度超過10 mg/mL時，此等有益效應可能不會如此明顯。
如上所述，聚合物膜由包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一溶液形成。由於此所致，聚合物膜可為包括至少一種氨基酸或其鹽之聚多巴胺。
不特別限制可搭配本發明使用之裝置之幾何形狀。然而，已發現本發明對於具有內部區域(諸如圓柱形狀)之裝置(舉例而言，管)特別有用。本發明之方法可用於向此等難以到達區域提供定製塗層。
本發明之裝置可為一醫療裝置。本文中，一醫療裝置可為意欲用於醫療目的之任何裝置。例如，醫療裝置可為一可植入醫療裝置，即，意欲永久或暫時放置於一患者體內之一裝置。可植入醫療裝置可為一支架、一導管、或呈一管之形式之另一裝置。特定言之，可植入醫療裝置可為一導尿管、諸如一中心靜脈導管之一靜脈導管、一氣管支架、一蒙哥馬利管或一氣管內管。一般而言，本發明之可植入醫療裝置可為包括一實質上內表面之可植入醫療裝置，該內表面與醫療裝置外部之環境流體(特定言之，液體)連通。此等內表面將特別受益於由本發明提供之可能性質定製。
塗層存在於裝置之一表面之至少一部分上。塗層可存在於與裝置外部之環境流體連通之裝置之全部表面上。以此方式，在曝露於外部環境之全部表面上達成塗層之益處。
其上形成塗層之表面可由任何材料製成。例如，表面可為一金屬表面或一聚合物表面。聚合物表面包含聚矽氧、聚氨酯及乳膠。例如，聚合物表面可為聚二甲矽氧烷。
經塗佈之表面可為可撓性的。本發明之塗層特別適於可撓性基板。如本文中使用，術語可撓性可係指具有小於5 GPa、或小於3 GPa、或小於2 GPa、較佳地小於1 GPa且最佳地小於0.5 GPa之一楊氏模量之一材料。
聚合物膜包括由包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一聚合溶液形成的一聚合產物。聚合產物係在聚合溶液曝露於適於多巴胺聚合之條件時由該聚合溶液形成之產物。聚合溶液可包括大於或等於0.001 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括大於或等於0.01 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括大於或等於0.1 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括大於或等於1 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。在不希望受理論束縛之情況下，據信聚合溶液中之至少一種氨基酸或其鹽之一濃度越大，其對所得聚合物膜及金屬層之性質之影響越大。
聚合溶液可包括小於或等於50 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括小於或等於20 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括小於或等於10 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括小於或等於8 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括小於或等於6 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括小於或等於4 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括小於或等於2 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括小於或等於1 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。至少一種氨基酸或其鹽之一較低濃度限制用於其對所得塗層之性質具有最有效影響之一區域之至少一種氨基酸或其鹽的量。
聚合溶液可包括小於或等於10 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括大於或等於0.001 mg/mL且小於或等於10 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。聚合溶液可包括大於或等於0.2 mg/mL且小於或等於10 mg/mL之至少一種氨基酸或其鹽。在不希望受理論束縛之情況下，發現在聚合期間在聚合溶液中存在大於或等於0.001 mg/mL且小於或等於10 mg/mL且特別地大於或等於0.2 mg/mL之一濃度之至少一種氨基酸或其鹽影響所得聚合物膜之性質同時限制所使用之至少一種氨基酸之總量。
聚合溶液可包括小於或等於10 mg/mL之多巴胺或其鹽。聚合溶液可包括大於或等於0.7 mg/mL之多巴胺或其鹽。聚合溶液可包括大於或等於0.7 mg/mL且小於或等於10 mg/mL之多巴胺或其鹽。
關於多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽的量，多巴胺與至少一種氨基酸之莫耳比係或可係在50:1至1:50、較佳地10:1至1:10之範圍中，較佳地在5:1至1:5之範圍中，最佳地在2:1至1:2之範圍中。多巴胺與至少一種氨基酸之莫耳比在50:1至1:10、或50:1至1:5、或50:1至1:2之範圍中可為較佳的。多巴胺與至少一種氨基酸之莫耳比在50:1至2:1、或50:1至10:1之範圍中可為特別較佳的。
在提及至少一種氨基酸的量時，此可係指存在之氨基酸之總量，或可僅係指一種特定氨基酸(舉例而言，離氨酸)。
聚合溶液可進一步包括一緩衝溶液。聚合溶液可基本上由多巴胺或其鹽、至少一種氨基酸或其鹽及一溶劑中之一緩衝劑組成或由其等組成。緩衝劑可為三(羥甲基)氨基甲烷(Tris)、[三(羥甲基)甲氨基]丙磺酸 (TAPS)、2-(雙(2-羥乙基)氨基)乙酸(Bicine)、N-[三(羥甲基)甲基]甘氨酸(Tricine)、3-[N-三(羥甲基)甲氨基]-2-羥基丙磺酸(TAPSO)、4-(2-羥乙基)-1-哌嗪丙磺酸(HEPES)、2-[[1,3-二羥基-2-(羥甲基)丙烷-2-基]氨基]乙磺酸(TES)或3-(N-嗎啉代)丙磺酸(MOPS)。特定言之，緩衝劑可為Tris。聚合溶液可包括大於或等於1毫莫耳/L且小於或等於100毫莫耳/L之一濃度之一緩衝劑。
聚合溶液可包括多巴胺之鹽或游離鹼。多巴胺鹽可為鹽酸多巴胺。
多巴胺或其鹽之聚合可藉由此項技術中已知之任何聚合程序進行。例如，多巴胺之聚合可為氧化聚合。可藉由使聚合溶液呈鹼性而達成多巴胺之氧化聚合。可藉由將聚合溶液之pH值調整為介於7與12之間、較佳地介於8與9之間而達成多巴胺之氧化聚合。當在氧化聚合期間在溶液中存在一裝置之表面之一部分時，膜將在表面之該部分上形成。可允許聚合進行達介於4小時與36小時之間。可在任何適合溫度(特定言之大於或等於15℃及/或小於或等於80℃，舉例而言25℃)下進行聚合。為了容易起見，可在室溫下發生聚合。如本文中描述，室溫可為20℃。
所得聚合物膜可具有小於或等於2,000 nm之一厚度。聚合物膜可具有小於或等於1,000 nm之一厚度。聚合物膜可具有小於或等於800 nm之一厚度。聚合物膜可具有小於或等於500 nm之一厚度。聚合物膜可具有小於或等於250 nm之一厚度。相較於一較厚聚合物膜，可更快地形成一較薄聚合物膜且其需要更少材料。聚合物膜可具有大於1 nm之一厚度。
至少一種氨基酸或其鹽可為至少一個類型之蛋白氨基酸或其鹽。實際上，本發明之至少一種氨基酸或其鹽可由紫貽貝足絲蛋白-5 (Mefp‑5)中存在之至少一種蛋白氨基酸或其鹽組成，其中Mefp‑5包括絲氨酸、麩氨酸、離氨酸、甘氨酸、脯氨酸、天冬醯胺、丙氨酸、組氨酸及精氨酸。較佳地，至少一種氨基酸或其鹽包括離氨酸或其鹽、或甘氨酸或其鹽。當至少一種氨基酸或其鹽包括離氨酸或其鹽時，本發明可為特別有效的。至少一種氨基酸或其鹽可由離氨酸或其鹽組成。
多巴胺或至少一種氨基酸之鹽可獨立地為任何鹽。例如，多巴胺或至少一種氨基酸之鹽可為無機酸鹽(例如，鹽酸鹽、氫溴酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽)、磺酸鹽(例如，甲磺酸鹽、乙磺酸鹽、羥乙基磺酸鹽、甲苯磺酸鹽、萘磺酸鹽)、或羧酸鹽(例如，乙酸鹽、丙酸鹽、馬來酸鹽、苯甲酸鹽、水楊酸鹽、延胡索酸鹽)。至少一種氨基酸或其鹽可包括至少一種氨基酸之鹽酸鹽。例如，至少一種氨基酸或其鹽可由鹽酸離氨酸組成。
貽貝蛋白Mefp‑5具有由於其高3,4-苯丙氨酸含量所致之顯著黏著性質。在不希望受理論束縛之情況下，本發明之發明者相信在結構上類似於氨基酸3,4-苯丙氨酸之多巴胺或其鹽之聚合產物之性質亦可能受聚合溶液中之Mefp-5蛋白包含至少一種氨基酸或其鹽影響。
如上所述，離氨酸係特別較佳的。已驚訝地發現，在形成聚合物膜之聚合溶液中包含離氨酸或甘氨酸增加隨後可形成於聚合物膜上之金屬塗層的量。亦已發現，包含離氨酸及甘氨酸可影響隨後金屬塗層之表面形態。因此，已發現，聚合溶液中存在諸如離氨酸及甘氨酸之氨基酸影響所得聚合物膜上之一隨後金屬塗層之最終性質。
已進一步發現，併入離氨酸可用於影響金屬塗層與細菌之相互作用。特定言之，離氨酸之增加量與對細菌在金屬層上移生之一較大抵抗力相關聯。
在不希望受理論束縛之情況下，據信歸因於細菌粘附至經處理表面且移生於其上之能力之變化，發生抗細菌性質之變化。可相對於一參考表面量測抗細菌性質之變化。參考表面可為在聚合期間缺少至少一種氨基酸或其鹽之情況下形成之一等效表面。具有對細菌粘附之一足夠抵抗力之表面可被稱為憎菌的。
可相對於一參考表面評估本發明之一憎菌表面，例如，在細菌粘附之一體外測定之後，本發明之一表面可具有比一參考表面更少之菌落形成單位(CFU)。此一參考表面可為本發明之一金屬層，惟聚合溶液不包括至少一種氨基酸或其鹽除外。替代地，參考表面可為聚二甲矽氧烷(PDMS)。
與本發明相關聯之定製抗細菌性質可用於醫療領域中利用之裝置(本文中稱為醫療裝置)。利用本發明之醫療裝置可幫助促進減少HAI之發生數目。
如上所述，聚合物膜可形成於一裝置之至少部分上。接著，裝置之此部分將受益於藉由根據本發明之隨後處理賦予之定製性質(諸如抗細菌性質)。以此方式，可將諸如抗細菌性之性質定製為將從此等性質受益最大之裝置之區域。舉例而言，在一導管之情況中，導管之管之內表面特別易於細菌移生且故特別受益於本發明之聚合物膜及金屬層可能具有之抗細菌性質。聚合物膜可形成於裝置之至少部分上，其中該部分係與裝置之外部環境連通之一實質上內表面，諸如一管(例如，支架及導管之管)之內表面。醫療裝置之實質上內表面通常用於輸送流體且故處於細菌移生之特定風險。
聚合物膜可形成於裝置之一表面之至少部分上，其中該部分係基板之一外表面。裝置之外表面可為一管、支架或導管之外表面。一管、支架或導管之外部與將裝置植入其中之組織直接實體接觸。因此，存在由於與組織直接實體接觸之表面上之細菌移生所致之HAI的風險。因此，本發明可能具有之抗細菌性質可特別適於此等表面。
聚合物膜可形成於裝置之全部表面上。此提供在整個裝置上形成諸如抗細菌性質之定製性質的能力，其可幫助促進減少HAI。
金屬層可位於全部聚合物膜上或僅膜之部分上。在金屬層形成於膜之部分上之情況下，膜之此部分將受益於本發明可能具有之諸如抗細菌性質之定製性質。以此方式，可將性質定製為將從此等性質受益最大之裝置之區域。舉例而言，在一導管之情況中，導管之管之內表面特別易於細菌移生且故特別受益於本發明可能具有之金屬層之抗細菌性質。金屬層可形成於聚合物膜之至少部分上，其中該部分位於與基板之一外表面連通之該基板之一實質上內表面上。例如，該實質上內表面可為一管之內表面(例如，一導管之內表面、一支架管之內表面、一蒙哥馬利管之內表面、或一氣管內管之內表面)。
金屬層可形成於聚合物膜之至少部分上，其中該聚合物膜形成於裝置之一外表面上。該裝置之外表面可為一管、支架或導管之外表面。一管、支架或導管之外表面與將裝置植入其中之組織直接接觸。存在由於此等表面之細菌移生所致之HAI的風險。因此，本發明可能具有之抗細菌性質可特別適於此等表面。
本發明之金屬層可形成於全部聚合物膜上。此提供在藉由聚合物膜覆蓋之裝置之整個區域上形成諸如抗細菌性質之定製性質的能力，其可幫助促進減少HAI。特定言之，在聚合物膜形成於裝置之全部表面上之情況下，金屬層亦將存在於裝置之全部表面上。
本發明之金屬層可為一連續膜，即，該膜中不存在破裂，使得不存在未連接至金屬層之其餘部分之金屬層之區域。一連續膜可為跨至少1 μm2 之一面積連續之一膜。一連續膜可為跨至少10 μm2 、較佳地至少100 μm2 、更佳地至少1 mm2 且最佳地至少1 cm2 之一面積連續之一膜。已發現本發明在產生一連續金屬層而非將金屬離子併入至聚合物膜中係有效的。在本發明之金屬層係一連續膜之情況下，金屬層之抗細菌性質可能不存在中斷。因此，其中金屬層係一連續膜之本發明之金屬層具有一經改良抗細菌性。特定言之，金屬層中之微型及奈米結構可促進疏水及憎菌性質。已發現，其中金屬係銀之金屬層可具有特別抗細菌性質。
金屬層包括一金屬。較佳地，金屬層可包括一個11族金屬(例如，銅、銀或金)。如上所述，金屬層包括銀金屬或由其組成係特別較佳的。
關於本發明可尤其藉由離氨酸之存在證明之抗細菌性，在不希望受理論束縛之情況下，據信調整金屬層之表面粗糙度及疏水性的能力允許定製此等性質。
本發明之聚合物膜提供經由還原金屬離子以形成一金屬層來固定金屬的一平台。
金屬層可以0.05 mg/cm2 或更大的量存在。金屬層可以0.1 mg/cm2 或更大的量存在。金屬層可以0.2 mg/cm2 或更大的量存在。本文中，金屬層的量係指金屬層之外表面之每單位面積之金屬層之質量。
本發明之塗層具有一表面粗糙度，其中塗層之表面粗糙度係指金屬層之表面粗糙度。金屬層之表面可具有大於或等於20 nm之一表面粗糙度Ra (算術平均值)及/或大於或等於25 nm之一表面粗糙度Rq (均方根)。金屬層之表面可具有大於或等於50 nm之一表面粗糙度Ra。較佳地，金屬層之表面具有大於或等於100 nm之一表面粗糙度Ra。在一些實施例中，金屬層之表面具有大於或等於50 nm之一表面粗糙度Rq。較佳地，金屬層之表面具有大於或等於100 nm之一表面粗糙度Rq。在不希望受理論束縛之情況下，據信一較大表面粗糙度可導致一較大程度之抗細菌性質。
在本發明之背景內容中，可由算術平均值粗糙度(Ra)及/或均方根粗糙度(Rq)定義表面粗糙度。可根據ISO 4287及ISO 4288標準解釋此等參數。
裝置可進一步包括一覆蓋層，其中該覆蓋層形成於金屬層上。覆蓋層可形成於金屬層之一部分上或全部金屬層上。覆蓋層可僅形成於金屬層之一部分上。特定言之，覆蓋層可形成於一支架、導管或管之外表面上之金屬層上。一支架、導管或管之外表面上之金屬層可特別易受實體損壞且可特別受益於由一覆蓋層提供之實體保護。覆蓋層可為可移除的。以此方式，覆蓋層可在使用之前為下伏金屬層提供保護但接著移除以曝露金屬層。
覆蓋層可為水溶性的。以此方式，當覆蓋層與一含水環境接觸時，可移除該覆蓋層。覆蓋層可包括選自聚乙烯醇、聚氨酯、丙烯酸酯類聚合物、或聚矽氧聚合物的聚合物。
本發明亦提供一種在一裝置上形成一塗層之方法，其中該方法包括：將一裝置之一表面之至少部分曝露於包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽的一聚合溶液；使該聚合溶液聚合以便在該裝置之該表面之該至少一部分上形成一聚合物膜；及將該聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液以便在該聚合物膜上形成一金屬層。
本文中關於本發明之塗層描述之任何特徵類似地應用於形成塗層之方法且反之亦然。
本發明亦提供一種在一裝置上形成一塗層之方法，其中該方法包括：(a)將該裝置之一表面之至少一部分曝露於包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽的一聚合溶液；(b)使該聚合溶液聚合以便在該裝置之該表面之該至少一部分上形成一聚合物膜，其中該聚合溶液之pH值可介於7與12之間；及(c)將該聚合物膜曝露於包括諸如銀離子之金屬離子之一溶液，以便在該聚合物膜上形成一金屬層。
包括金屬離子之溶液可包括可經還原以便將金屬層沈積於聚合物膜上的任何金屬離子。溶液中之金屬離子可處於+1氧化態。處於+1氧化態之金屬離子可為處於+1氧化態之11族金屬離子(例如，Cu(I)、Ag(I)或Au(I))。在一較佳實施例中，包括金屬離子之溶液包括銀離子。例如，包括金屬離子之溶液可為托倫斯試劑。托倫斯試劑係包括二氨銀(I)之一溶液。導致金屬離子還原之條件可為存在還原基團。還原基團可由本發明之聚合物膜中存在之還原基團組成。在還原基團由聚合物膜中存在之還原基團組成之情況下，僅將聚合物膜曝露於包括金屬離子之溶液可導致該等金屬離子還原且形成金屬層。還原基團可包括聚合物膜中存在之還原基團及添加至包括金屬離子之溶液之額外還原基團。添加額外還原基團可允許較快地形成金屬層。
可藉由將聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液而在聚合物膜上形成金屬層，其中包括金屬離子之溶液處於大於或等於40℃且小於或等於120℃下。可藉由將聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液而在聚合物膜上形成金屬層，其中包括金屬離子之溶液處於大於或等於45℃且小於或等於120℃下。可藉由將聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液而在聚合物膜上形成金屬層，其中包括金屬離子之溶液處於大於或等於60℃且小於或等於100℃下。例如，可藉由將聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液而在聚合物膜上形成金屬層，其中包括金屬離子之溶液處於80℃下。可藉由將聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液達大於或等於30分鐘且小於或等於8小時而在聚合物膜上形成金屬層。可藉由將聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液達大於或等於1小時且小於或等於4小時而在聚合物膜上形成金屬層。在一較佳實施例中，可藉由將聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液達2小時而在聚合物膜上形成金屬層。特定言之，已發現將聚合物膜曝露於包括銀離子之一溶液(其中包括銀離子之溶液處於大於或等於45℃且小於或等於120℃下達大於或等於30分鐘且小於或等於8小時之一週期)可幫助形成本發明之連續銀層。曝露之時間及溫度兩者可影響形成一連續金屬層。
本發明之方法可包括：將裝置之一表面之至少部分曝露於含有最大值100毫莫耳/L之三(羥甲基)氨基甲烷(Tris緩衝劑)、最大濃度10 mg/mL之鹽酸多巴胺及最大濃度100 mg/mL之至少一種氨基酸鹽酸鹽的一溶液；及將溶液之pH值調整為介於7與12之間；在室溫下處於介於7與12之間之pH值達4至36小時之後，用蒸餾水洗滌裝置以移除任何多巴胺/氨基酸聚集體且留下一聚合物膜(其提供可將銀沈積於其上之一支架)；及藉由在托倫斯試劑中加熱及培育聚合物膜而在聚合物膜上形成一金屬層。
可從硝酸銀溶液開始製備托倫斯試劑，其中硝酸銀以大於或等於0.01莫耳/L且小於或等於10莫耳/L之一濃度存在。將氫氧化銨(15% v/v)以大於或等於1:100 (氫氧化銨:硝酸銀)且小於或等於1:10 (氫氧化銨:硝酸銀)之一比例添加至硝酸銀溶液。此導致金屬銀之沈積，其形成一連續塗層。本發明之所得金屬層具有藉由其上形成該金屬層之聚合物層之性質定製之一表面形態及疏水性。
可藉由將一裝置之一表面之至少一部分浸入包括多巴胺及離氨酸之一聚合溶液中而形成本發明之聚合物膜。接著，可將溶液之pH值調整為介於7與12之間，從而導致多巴胺/離氨酸之氧化聚合以形成一聚合物膜。為形成本發明之一塗層，接著可將聚合物膜浸入一托倫斯試劑中。在浸入托倫斯試劑中培育及加熱之後，金屬銀已在聚合物膜上還原以形成一金屬層。在圖1中概述此實施例。
所得金屬層具有表面粗糙度，據信其促進一超疏水性。一表面可為超疏水的，其中該表面具有大於或等於120°之一水接觸角。本發明者發現，本發明之金屬層之定製疏水性及表面粗糙度之組合似乎促進抗細菌性。
從形成於一表面與一水滴之間之角判定該表面之水接觸角。表面在壓縮空氣流下乾燥且將一水滴沈積於乾燥表面上。使用一Krüss DSA100液滴形狀分析器運用液滴法進行水接觸角量測。在圖14中表示取決於接觸角之不同潤濕性位準。在25℃下量測水接觸角。
實例 1-PDMS 基板製備
藉由以10:1 (聚矽氧彈性體:固化劑)比例混合SylgardTM 184聚矽氧彈性體工具包(參考2085925)之兩個組分且接著用一塗料施用器鋪展混合物以獲得一500 μm厚膜而製備聚二甲矽氧烷(PDMS)基板。膜在150℃下培育10分鐘且後來將其切割成10 mm直徑之圓形。在70% v/v乙醇之水溶液中洗滌並儲存基板圓形。實例 2-PDA 塗層
藉由將0.121 g的鹽酸多巴胺(參考H852，Sigma Aldrich®)及對應量的離氨酸及/或甘氨酸添加至100 mL的50 mM Tris緩衝溶液(參考Sigma Aldrich®)中而製備PDA溶液。將溶液之pH值調整為鹼性(pH值 ＞ 8，較佳地10)以允許PDA之最佳化自聚合。來自實例1之一PDMS膜在室溫下浸入多巴胺溶液中達6小時。用MilliQ沖洗新鮮經塗佈薄膜以消除過量PDA。實例 3- 銀塗層
將來自實例2之PDA塗佈樣本浸入一托倫斯試劑中以執行金屬塗佈。藉由將1.70 g的硝酸銀(參考Sigma Aldrich®)添加至100 mL的MilliQ水而製備托倫斯試劑。接著，在攪拌下添加足量的15% (v/v)氨水溶液以沉澱氧化銀且重新溶解所形成之銀沉澱物。PDMS膜在80℃溫度下浸入托倫斯溶液中達1.5小時。用MilliQ沖洗新鮮經塗佈薄膜以移除過量PDA。實例 4- 表面粗糙度及疏水性研究
本發明者發現，在多巴胺之氧化聚合期間在聚合溶液中存在至少一種氨基酸增加銀還原程序且因此允許更多銀沈積於聚合物膜上(參見圖2A)。此較高量的銀使金屬層之微奈米結構更顯著且調整金屬層之疏水性(參見圖2B)。所沈積銀的量及疏水性兩者隨著聚合溶液中之離氨酸之濃度而增加。
在不限於理論之情況下，據信由金屬層之表面之微奈米粗糙度之形態變化引起此疏水性增加。圖3展示塗佈有本發明之具有聚合溶液中之不同濃度之離氨酸之金屬層之聚矽氧之表面粗糙度之FE-SEM顯微術影像及共焦3D重建。
在未將離氨酸添加至聚合介質時，樣本具有具一粗糙度Ra = 20 nm (其被認為係奈米級之粗糙度之一低值)之一平坦表面。在離氨酸濃度增加至0.2 mg/mL時，觀察到在具有一高度5 μm之樣本之表面上形成一些尖銳結構(圖3B)。離氨酸之較高濃度值導致形成新結構，從而顯示銀塗層上之一正方形圖案(圖3C及圖3D)。此形成圖案具有兩個粗糙度區域：針對零及近零氨基酸濃度觀察到之一初始奈米粗糙度及歸因於在較高氨基酸濃度下形成尖銳結構而觀察到之微粗糙度。分別在圖4A及圖4B上呈現相對於離氨酸之濃度之算術及二次平均粗糙度(Ra及Rq)之值。值Ra及Rq確認FESEM及共焦影像之結果(圖3)，即，增加聚合溶液中之氨基酸濃度會增加所獲得金屬層之粗糙度位準。認為存在兩個數量級之粗糙度在增加基板之疏水性及抗細菌性質方面起到一關鍵作用。
亦由包括甘氨酸之一聚合溶液且由包括甘氨酸及離氨酸之一聚合溶液製備本發明之金屬層。圖12中提供所得金屬層之表面之水接觸角。實例 5-FESEM 及共焦顯微術
實例3之塗銀PDMS膜在一壓縮空氣流下乾燥且運用一場致發射掃描電子顯微鏡(Zeiss Merlin、FESEM)研究樣本之表面形態。藉由共焦顯微術及干涉儀(Leica DCM 3D 3.3.2)評估表面粗糙度。使用一樣本區段之共焦影像來量測金屬塗層厚度。為此，使用一手術刀從主樣本切割幾毫米(較佳地3 mm)之薄層以獲得試樣。使用雙面膠帶將試樣放置於一樣本架支撐結構上且使用共焦顯微術來評估該等試樣，如圖13中展示。接著，使用一影像處理軟體(LeicaMap 6.2)來獲得膜厚度之不同量測，從而獲得接近1 μm之一平均值。
可從研究表面之長度(mm)值，及表面之深度(μm)值判定算術表面粗糙度(Ra)及二次表面粗糙度(Rq)。藉由以下方程式判定Ra：
Figure 02_image001
其中x係研究區域之長度，Z(x)係研究區域之深度且lb係所執行量測之數目。以Z軸之長度單位表示結果。
藉由以下方程式判定Rq：
Figure 02_image003
其中x係研究區域之長度，Z2 (x)係研究區域之深度之平方且lb係所執行量測之數目。以Z軸之長度單位表示結果。
用一lb值15及約15 μm之一x值判定本發明之樣本之Ra及Rq值。實例 6- 電感耦合電漿
使用電感耦合電漿質譜分析(ICP)來量化本發明之塗層中存在之金屬銀的量。將本發明之塗銀PDMS膜浸入5 mL的MilliQ水中達至少一天。在浸入之後，在4℃下取出且儲存一1 mL水樣直至其在CP-OES Perkin Elmer Avio 500上運行以判定其中之銀的量。可從1 mL樣本中之銀的量判定塗銀PDMS膜中之銀的總量。ICP係使用一電感耦合電漿離子化樣本的一類質譜分析法。其霧化樣本且產生原子及小的多原子離子(在此情況中為銀離子)，接著偵測其等。實例 7- 細菌粘附力研究
在革蘭氏陽性菌(金黃色葡萄球菌 -MRSA)及革蘭氏陰性菌(銅綠假單胞菌 -PAO1)之一細菌粘附力研究中測試本發明之金屬層。在兩個此等研究中，使用聚二甲矽氧烷(PDMS)之聚矽氧基樣本作為陰性對照。
關於革蘭氏陽性菌，圖5A及圖8A證明聚合溶液中存在氨基酸導致細菌粘附力降低至多兩個數量級。關於革蘭氏陰性菌，圖5B及圖8B證明聚合溶液中存在氨基酸導致細菌粘附力降低。此外，圖5B證明聚合溶液中之較高濃度之氨基酸可導致一更憎菌金屬層。實例 8- 抗菌效應研究
在一細菌生長測定中測試本發明之金屬層以確認細菌粘附力研究中展示之CFU之減少可歸因於一較大憎菌效應。圖6展示曝露於本發明之金屬層之樣本之一細菌接種物生長72小時之後細菌之光密度值。
在72小時之後，針對聚合溶液中之氨基酸之測試濃度之任一者之革蘭氏陽性菌(MRSA)或革蘭氏陰性菌(PAO1)之光密度不存在觀察差異。相對於陰性對照(PDMS)之本發明之金屬層之間之光密度亦不存在差異。此確認細菌粘附力研究中展示之CFU之減少可歸因於更抗細菌移生之一憎菌塗層。實例 9- 具有憎菌塗層之導尿管
作為本發明之概念之應用證明，購自Degania Medical©之一常規弗利導尿管在內部塗佈有憎菌金屬層。在作為動物模型之普通豬中執行之一體內測試期間評估經塗佈導管之憎菌行為。經塗佈導管(Tractivus)、常規導管(對照)及抗菌導管(BARD)在15天內植入每組6只豬中以觀察端點處附接於裝置中之細菌的量。圖9中展示之結果顯示即使在與抗菌導管比較時，細菌粘附力在測試期間降低一個數量級。實例 10- 具有憎菌塗層之氣管支架
為評估本發明之有效性，將本發明之憎菌金屬層施用於聚矽氧氣管支架上以便在一體內測試期間量化生物膜形成。使用小型豬作為動物模型來執行體內測試，其中一氣管支架在30天內植入至小型豬氣管。在第15天及在終點(30天)，使用一可撓性支氣管鏡來執行支架之一支氣管洗滌以從支氣管洗滌收集流體。圖10展示30天之後支氣管洗滌之細菌量化及固定於外植裝置之表面上之細菌。在具有本發明之憎菌金屬層之氣管支架之表面上觀察到小一個數量級之細菌且未觀察到生物膜。實例 11- 中心靜脈導管
為評估本發明在一中心靜脈導管(CVC)中實施之適合性，明確言之若金屬塗層存在且對紅血球產生影響，則實行溶血測試以確認本發明在與紅血球接觸時不會引起溶血(圖11)。藉由在30分鐘及24小時之一週期中將血液從一健康供體引入至塗佈有本發明之金屬塗層之一CVC而執行溶血測試。結果證明紅血球中存在之溶血位準低於2%。此等低溶血值指示本發明可用於避免必須植入循環系統中之裝置中之細菌感染。
以下實施例清單形成描述之部分 1.一種用於一裝置之塗層，其中該塗層包括 一聚合物膜，其中該聚合物膜包括由包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一聚合溶液形成的一聚合產物；及 一金屬層，其形成於該聚合物膜上。 2.一種經塗佈裝置，其包括 一裝置，及 根據實施例1之塗層，其位於該裝置之一表面之至少一部分上。 3.一種在一裝置上形成一塗層之方法，其中該方法包括： a.將該裝置之一表面之至少一部分曝露於包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一聚合溶液； b.使該聚合溶液聚合以便在該裝置之一表面之該至少一部分上形成一聚合物膜；及 c.將該聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液以便在該聚合物膜上形成一金屬層。 4.根據實施例1之塗層，根據實施例2之經塗佈裝置，或根據實施例3之方法，其中該至少一種氨基酸包括選自離氨酸、組氨酸、甘氨酸、絲氨酸、精氨酸、白氨酸、天冬醯胺、麩氨酸、丙氨酸、酪氨酸及脯氨酸之清單的至少一種氨基酸。 5.根據實施例1或實施例4之塗層，根據實施例2或實施例4之經塗佈裝置，或實施例3或實施例4之方法，其中該至少一種氨基酸包括離氨酸及甘氨酸之至少一者。 6.根據實施例1、4或5中任一項之塗層，根據實施例2、4或5中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至5中任一項之方法，其中該至少一種氨基酸包括離氨酸。 7.根據實施例1或4至6中任一項之塗層，根據實施例2或4至6中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至6中任一項之方法，其中該塗層進一步包括一覆蓋層，其中該覆蓋層形成於該金屬層上。 8.根據實施例7之塗層，根據實施例7之經塗佈裝置，或根據實施例7之方法，其中該覆蓋層包括選自聚乙烯醇、聚氨酯、丙烯酸酯類聚合物、或聚矽氧聚合物的聚合物。 9.根據實施例7或實施例8之塗層，根據實施例7或實施例8之經塗佈裝置，或根據實施例7或實施例8之方法，其中該覆蓋層係水溶性的。 10.根據實施例1或4至9中任一項之塗層，根據實施例2或4至9中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至9中任一項之方法，其中該聚合物膜具有小於或等於1000 nm之一厚度。 11.根據實施例1或4至10中任一項之塗層，根據實施例2或4至10中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至10中任一項之方法，其中該金屬層係連續的。 12.根據實施例1或4至11中任一項之塗層，根據實施例2或4至11中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至11中任一項之方法，其中該金屬層以0.2 mg/cm2 或更大的量存在。 13.根據實施例1或4至12中任一項之塗層，根據實施例2或4至12中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至12中任一項之方法，其中該金屬層包括銀。 14.根據實施例1或4至13中任一項之塗層，根據實施例2或4至13中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至13中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於20 nm之一表面粗糙度Ra及/或大於或等於25 nm之一表面粗糙度Rq。 15.根據實施例1或4至14中任一項之塗層，根據實施例2或4至14中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至14中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於100°之一水接觸角。 16.根據實施例1或4至15中任一項之塗層，根據實施例2或4至15中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至15中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於50 nm之一表面粗糙度Ra。 17.根據實施例1或4至16中任一項之塗層，根據實施例2或4至16中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至16中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於50 nm之一表面粗糙度Rq。 18.根據實施例1或4至17中任一項之塗層，根據實施例2或4至17中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至17中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於100 nm之一表面粗糙度Ra。 19.根據實施例1或4至18中任一項之塗層，根據實施例2或4至18中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至18中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於100 nm之一表面粗糙度Rq。 20.根據實施例1或4至19中任一項之塗層，根據實施例2或4至19中任一項之經塗佈裝置，或根據實施例3至19中任一項之方法，其中該聚合溶液之pH值介於7與12之間。 21.根據實施例1或4至20中任一項之塗層，根據實施例2或4至20中任一項之經塗佈裝置，或根據實施例3至20中任一項之方法，其中該聚合溶液中之該至少一種氨基酸或其鹽之濃度大於或等於0.0001 mg/mL且小於或等於10 mg/mL，或其中該聚合溶液中之該至少一種氨基酸或其鹽之該濃度大於或等於0.001 mg/mL且小於或等於10 mg/mL。 22.根據實施例1或4至21中任一項之塗層，根據實施例2或4至21中任一項之經塗佈裝置，或根據實施例3至21中任一項之方法，其中該聚合溶液中之該至少一種氨基酸或其鹽之該濃度大於或等於0.001 mg/mL。 23.根據實施例2或4至22中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至22中任一項之方法，其中該裝置之該表面之該至少部分係可撓性的。 24.根據實施例2或4至23中任一項之經塗佈裝置，或實施例3至23中任一項之方法，其中該裝置之該表面之該至少部分由聚合物形成。 25.根據實施例24之經塗佈裝置，或根據實施例24之方法，其中該裝置之該表面之該至少部分由聚矽氧聚合物或聚氨酯形成。 26.實施例25之經塗佈裝置，或根據實施例25之方法，其中該裝置之該表面之該至少部分由聚二甲矽氧烷形成。 27.根據實施例3至26中任一項之方法，其中包括金屬離子之該溶液係托倫斯試劑。 28.一種經塗佈裝置，其可藉由實施例3至27中任一項之方法獲得。
藉由附圖描述本發明。 圖1。在本發明之一裝置上形成一塗層之方法之一實施例。 圖2。(A)依據聚合溶液中之離氨酸濃度而變化之藉由聚矽氧樣本上之表面正規化之銀量化，及(B)依據聚合溶液中之離氨酸濃度而變化之聚矽氧樣本上之銀表面之水接觸角。誤差條指示標準差(SD)。 圖3。針對不同離氨酸濃度(a)僅聚多巴胺(PDA)、b)離氨酸0.2 mg/mL、c)離氨酸3 mg/mL、d)離氨酸10 mg/mL)塗佈有固定於PDA/離氨酸塗層上之金屬銀表面之聚矽氧之表面粗糙度之FE-SEM顯微術影像及共焦3D重建。 圖4。具有聚合溶液中之不同離氨酸濃度之塗銀樣本之粗糙度值(Ra及Rq)。 圖5。塗佈有不同離氨酸濃度之聚二甲矽氧烷(PDMS)樣本上之粘附細菌之量化。用革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(MRSA) (A)及革蘭氏陰性菌銅綠假單胞菌(PAO1) (B)執行粘附力測試。比較全部樣本與未塗佈PDMS作為細菌移生之一參考。誤差條指示SD，*指示「顯著」，其中P ＜ 0.005，**指示「非常顯著」，其中P ＜ 0,001，且n.s.指示「不顯著」。 圖6。在細菌生長曲線的72小時之後之光密度之終點值。細菌(PAO1或MRSA)曝露於不同樣本以便評估可能抗菌效應。所評估樣本係作為陰性對照之PDMS及具有不同離氨酸濃度之本發明之金屬層。誤差條指示SD。 圖7。針對聚合溶液中之甘氨酸/離氨酸濃度之不同混合物之塗銀樣本之粗糙度值(Ra及Rq)。 圖8。塗佈有本發明之塗層之PDMS樣本上之粘附細菌之量化，其中聚合物膜由具有不同甘氨酸濃度之一聚合物溶液形成。用革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(MRSA) (A)及革蘭氏陰性菌銅綠假單胞菌(PAO1) (B)執行粘附力測試。比較全部樣本與未塗佈PDMS作為細菌移生之一參考。誤差條指示SD，*指示「顯著」，其中P ＜ 0.005，**指示「非常顯著」，其中P ＜ 0,001，且n.s.指示「不顯著」。 圖9。體內15天之後在一尿液弗利導管上之細菌粘附力量化。所研究之弗利導管係一Degania©常規2種弗利導管作為對照，即具有一內部憎菌金屬層(Tractivus)之相同導管及來自BARD之一Bactiguard©弗利導管。 圖10。對小型豬執行之體內氣管支架之細菌量化(CFU)。在研究結束時在15天之各週期之後且在支架之表面上藉由支氣管洗滌對細菌進行量化。 圖11。評估與本發明之金屬層接觸之紅血球之行為的溶血測試。 圖12。本發明之包括甘氨酸之金屬層之水接觸角(WCA)。 圖13。在未進行及進行厚度量測之情況下聚矽氧基板上之金屬銀層之共焦顯微術影像(分別為A及B)。厚度量測顯示具有接近1 μm之一厚度之一金屬層。 圖14。取決於接觸角之一表面上之水滴之不同潤濕性位準之表示。低潤濕性：不良相互作用基板-指示疏水性之水(θ ＞ 90°)、標準潤濕性(θ ＜ 90°)及完全潤濕(θ約0°)。

Claims (15)

  1. 一種用於一裝置之塗層，其中該塗層包括 一聚合物膜，其中該聚合物膜包括由包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一聚合溶液形成的一聚合產物；及 一金屬層，其形成於該聚合物膜上。
  2. 一種經塗佈裝置，其包括 一裝置，及 如請求項1之塗層，其位於該裝置之一表面之至少一部分上。
  3. 一種在一裝置上形成一塗層之方法，其中該方法包括： 將該裝置之一表面之至少一部分曝露於包括多巴胺或其鹽及至少一種氨基酸或其鹽之一聚合溶液； 使該聚合溶液聚合以便在該裝置之一表面之該至少一部分上形成一聚合物膜；及 將該聚合物膜曝露於包括金屬離子之一溶液以便在該聚合物膜上形成一金屬層。
  4. 如請求項1之塗層，如請求項2之經塗佈裝置，或如請求項3之方法，其中該至少一種氨基酸包括選自離氨酸、組氨酸、甘氨酸、絲氨酸、精氨酸、白氨酸、天冬醯胺、麩氨酸、丙氨酸、酪氨酸及脯氨酸之清單的至少一種氨基酸。
  5. 如請求項1或請求項4之塗層，如請求項2或請求項4之經塗佈裝置，或請求項3或請求項4之方法，其中該至少一種氨基酸包括離氨酸及甘氨酸之至少一者。
  6. 4或5中任一項之塗層，如請求項2、4或5中任一項之經塗佈裝置，或請求項3至5中任一項之方法，其中該至少一種氨基酸包括離氨酸。
  7. 如請求項1或4至6中任一項之塗層，如請求項2或4至6中任一項之經塗佈裝置，或請求項3至6中任一項之方法，其中該金屬層係連續的。
  8. 如請求項1或4至7中任一項之塗層，如請求項2或4至7中任一項之經塗佈裝置，或請求項3至7中任一項之方法，其中該金屬層以0.2 mg/cm2 或更大的量存在。
  9. 如請求項1或4至8中任一項之塗層，如請求項2或4至8中任一項之經塗佈裝置，或請求項3至8中任一項之方法，其中該金屬層包括銀。
  10. 如請求項1或4至9中任一項之塗層，如請求項2或4至9中任一項之經塗佈裝置，或請求項3至9中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於20 nm之一表面粗糙度Ra及/或大於或等於25 nm之一表面粗糙度Rq。
  11. 如請求項1或4至10中任一項之塗層，如請求項2或4至10中任一項之經塗佈裝置，或請求項3至10中任一項之方法，其中該金屬層具有大於或等於100°之一水接觸角。
  12. 如請求項1或4至11中任一項之塗層，如請求項2或4至11中任一項之經塗佈裝置，或如請求項3至11中任一項之方法，其中該聚合溶液之pH值介於7與12之間。
  13. 如請求項2或4至12中任一項之經塗佈裝置，或請求項3至12中任一項之方法，其中該裝置之該表面之該至少部分由聚合物形成。
  14. 如請求項13之經塗佈裝置，或如請求項13之方法，其中該裝置之該表面之該至少部分由聚矽氧聚合物或聚氨酯形成。
  15. 一種經塗佈裝置，其可藉由請求項3至14中任一項之方法獲得。
TW110112343A 2020-04-03 2021-04-06 用於裝置之塗層 TW202203989A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20382268.9 2020-04-03
EP20382268.9A EP3888716A1 (en) 2020-04-03 2020-04-03 Coating for a device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202203989A true TW202203989A (zh) 2022-02-01

Family

ID=70189891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110112343A TW202203989A (zh) 2020-04-03 2021-04-06 用於裝置之塗層

Country Status (13)

Country Link
US (1) US20230119445A1 (zh)
EP (2) EP3888716A1 (zh)
JP (1) JP2023520554A (zh)
CN (1) CN115605238A (zh)
AR (1) AR121739A1 (zh)
AU (1) AU2021249480A1 (zh)
BR (1) BR112022019984A2 (zh)
CA (1) CA3174403A1 (zh)
CL (1) CL2022002717A1 (zh)
IL (1) IL297011A (zh)
MX (1) MX2022012445A (zh)
TW (1) TW202203989A (zh)
WO (1) WO2021198495A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114479146B (zh) * 2022-02-17 2023-06-27 江阴纳力新材料科技有限公司 聚多酚改性的聚合物膜及其制备方法、金属化聚合物膜
CN114767944B (zh) * 2022-03-14 2023-06-20 四川大学华西医院 具备超亲水能力的抗菌抗凝涂层材料及其制备方法与应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1993474A4 (en) * 2006-03-03 2013-01-09 Bard Inc C R ANTIMICROBIAL COATING
WO2008049108A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Northwestern University Surface-independent, surface-modifying, multifunctional coatings and applications thereof
AU2009296249B2 (en) * 2008-09-26 2013-04-04 Kensey Nash Corporation Bioadhesive constructs
WO2012123273A1 (en) * 2011-03-11 2012-09-20 Basf Se Antimicrobial coating
WO2014012079A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 President And Fellows Of Harvard College Multifunctional repellent materials
GB201310985D0 (en) * 2013-06-20 2013-08-07 Univ Singapore Surface Modification
CN104018141A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 哈尔滨工业大学 一种柔性耐用的超疏水涂层的制备方法及应用
CN104984456B (zh) * 2015-05-25 2018-08-28 中国科学院长春应用化学研究所 一种抗菌型聚氨酯类医疗器械、其制备方法及抗菌型留置针外周导管
CN106011809B (zh) * 2016-04-25 2018-10-23 北京化工大学 一种通过邻苯二酚-多胺制备表面包覆银的复合材料的方法
CN110064075B (zh) * 2019-04-23 2020-10-13 北京科技大学 一种基于纳米银/d-半胱氨酸的自组装抗菌涂层及制备方法
CN110882423B (zh) * 2019-10-15 2021-11-02 杭州未名信科科技有限公司 一种抗生物污染的涂层及其制备方法、植入式医疗器械

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021249480A1 (en) 2022-11-10
JP2023520554A (ja) 2023-05-17
EP4126092A1 (en) 2023-02-08
MX2022012445A (es) 2023-01-11
CN115605238A (zh) 2023-01-13
IL297011A (en) 2022-12-01
US20230119445A1 (en) 2023-04-20
WO2021198495A1 (en) 2021-10-07
CA3174403A1 (en) 2021-10-07
CL2022002717A1 (es) 2023-04-10
EP3888716A1 (en) 2021-10-06
AR121739A1 (es) 2022-07-06
BR112022019984A2 (pt) 2022-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. The recent advances in surface antibacterial strategies for biomedical catheters
US6706408B2 (en) Silane coating composition
EP1945380B1 (en) Ultra-thin photo-polymeric coatings and uses thereof
TW202203989A (zh) 用於裝置之塗層
Shen et al. A tailored positively-charged hydrophobic surface reduces the risk of implant associated infections
CN105916597A (zh) 用于改善医疗装置的生物相容性的交联peg 聚合物涂层
Awonusi et al. In vitro and in vivo studies on bacteria and encrustation resistance of heparin/poly-L-lysine-Cu nanoparticles coating mediated by PDA for ureteral stent application
Bai et al. Mussel-inspired surface modification of urinary catheters with both zwitterionic and bactericidal properties for effectively preventing catheter-associated infection
Pawłowski et al. Cytocompatibility, antibacterial, and corrosion properties of chitosan/polymethacrylates and chitosan/poly (4‐vinylpyridine) smart coatings, electrophoretically deposited on nanosilver‐decorated titania nanotubes
US20220226546A1 (en) Surface coating structure of surgical prosthesis and method for modifying surface of surgical prosthesis using same
Ozkan et al. Bioinspired superhydrophobic surfaces with silver and nitric oxide-releasing capabilities to prevent device-associated infections and thrombosis
Li et al. Anti-bacterial properties of collagen-coated glass and polydimethylsiloxane substrates
US20180353656A1 (en) Sphingolipid Coatings and Process for Manufacturing Sphingolipid Coatings Effective for Inhibiting Biofilm Formation
JP6159644B2 (ja) 医療用樹脂成形物へのコーティング方法
WO2004009253A1 (en) Surface-localized release of an anti-biofouling agent via micropatterning
Wang et al. Multimechanism Long-Term Antibacterial Coating with Simultaneous Antifouling, Contact-Active, and Release-Kill Properties
JP2006507396A (ja) ｐＨ緩衝剤を含むポリマーコーティング
WO2024062499A1 (en) Antimicrobial coating compositions and formulations thereof
Ulusan A Comparison on protein, bacterial anti-adhesive and anti-bacterial properties of zwitterionic block copolymer micelle containing ultra-thin films of varying compositions
Marques Antifouling surfaces as a strategy to prevent microorganism’s adhesion on medical devices
CA3228893A1 (en) Methods of making omniphobic materials with hierarchical structures and uses thereof
JPH1085320A (ja) 制生塗料及び方法
EP4388051A1 (en) Fluorine-free superhydrophobic surfaces, methods of making and uses thereof
Friedlander et al. Liquid-Infused Silicone As a Biofouling-Free Medical Material
CN118576783A (zh) 一种亲水超润滑涂层及其制备方法