季铵聚合物和共聚物的消毒剂的制作方法

专利名称：季铵聚合物和共聚物的消毒剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于包括皮肤在内的表面的消毒剂，这些消毒剂在涂布于 表面后可提供长时间的持续的抗微生物活性。
背景技术：
人类和动物的健康可受到许多微生物，包括细菌、酵母、病毒、真 菌、霉以及原生动物的危害。已知人类和动物与微生物的接触会导致许多 不同的疾病。
众所周知使用肥皂和水清洗硬质表面(例如准备食物的表面和外科 手术室的设备)、食物(例如水果和蔬菜)和皮肤(例如手)可从这些表 面除去许多微生物。大部分透过使用肥皂洗手除去微生物是由于肥皂的表 面活性和清洗过程的机械作用的结合所致。由于用肥皂清洗可有效除去已 存在的大量微生物，但对其后与已清洗的手接触的微生物仅有很小的持续
效果，因而常建议人们勤洗手以减少病毒、细菌和其他樣￡生物的传播。遵 守这一建议对个人健康和卫生是重要的，特别对于那些在健康和食品工业 工作的人们尤为重要。
用于从包括皮肤在内的表面除去微生物的抗微生物清洁产品有多种 类型。最常见的用于个人卫生及在健康和食品工业工作的人们所采用的类 型包括那些含有肥急和醇类的抗^t生物清洁品。
传统的漂洗型消毒剂产品，例如清洁剂和肥急，在按照正确的步骤 使用下通常可有效减少已存在于表面上的微生物的数目。例如，Dial 液 体肥皂含有三氯沙，当用于洗手时，可在一次30秒的洗手后将存在于皮 肤上的细菌的数目减小约2.0-2.5个数量级(99.0-99.7%),这一结果是通过标准的卫生保健人员洗手测试(Health Care Personal Handwash Tests (HCPHWT))测量的。换句话说，在清洗后，相比在30秒洗手之前已存 在于未清洗的皮肤，以清洗的皮肤仅含0.3%-1.0%的细菌。尽管在正确使 用下，肥皂是可除去当时大多数已存在的细菌，持续保留在表面上的抗微 生物活性是很小，因此在洗完手后，透过与其他被污染表面的接触会导致 双手再被污染。并且，由于开发这些传统的漂洗型消毒剂产品是用于在使 用大量水的清洗过程，因此它们的使用就局限在可获得丰富水源的地方。
另 一种常用的消毒剂类型是那些含有相对较高醇类水平的产品。醇 基的消毒剂产生立即除去或使存在于处理表面上的绝大部分微生物失去 活性。醇基的消毒剂如典型的乙醇具有额外的优势，由于它易于在体温下 从皮肤挥发因而作为消毒剂。Purell 是使用醇作为活性成分的皮肤消毒剂 的一个例子。同样，尽管醇基消毒剂在正确使用下， 一般可有效除去或消 灭在使用消毒剂前已存在于皮肤的细菌，但处理后的皮肤会透过与其他被 污染表面的接触而立即被再次污染。
最近的研究表明，醇含量低于约60%的醇基消毒剂可能不适合提供 令人滿意的程度的抗微生物活性，而醇含量高于约95%的醇基消毒剂由于 蛋白质在无水时不容易变性所以效力也不够 ['7/awd //yg/e恥
SAFEFOOD NEWS - Spring 2004 - Vol 8 No. 3, Colorado State University Cooperative Extension]。
也有使用其他的水溶性活性成分作为皮肤消毒剂来代替醇或与其结 合。Birnbaum等人在美国专利6,441,045中公开了 一种用作皮肤消毒剂的 水溶性四元化合物。Beerse等人在美国专利6,217,887中公开了一种用于 皮肤的抗微生物组合物，这种组合物留在皮肤上而不是被漂洗掉，其在含 多达98.85%的水的溶液中含有抗微生物活性成分、阴离子表面活性剂及质 子供体。Petersen等人在美国专利6,627,207中公开了一种具有低的醇含 量(<30%)的水基的快速干燥的凝胶型消毒剂。Osborne等人在美国专 利5,776，430和5,906,808中公开了一种局部的抗樣i生物清洁剂组合物，其 含有0.65-0.85%的葡萄糖酸氯己定，或药学上可接受的盐，以及50-60%的变性的醇。Kross在美国专利5,597,561中公开了 一种用于预防微生物感 染的水基粘性消毒组合物，其含有质子酸、金属亚氯酸盐和胶凝剂。Smyth 等人在美国专利5,916,568中公开了一种快速千燥的手消毒剂，其由醇、 过氧化氢和帮助预防皮肤刺激的润肤剂组成。Sawan等人在美国专利 6,180,584中公开了一种消毒剂组合物，其由聚合的成膜材料和由载体携带 的金属生物杀灭剂组成，当其涂布于表面上时，在表面形成不溶于水的聚 合物膜，其中的生物杀灭剂与聚合物膜非沥滤地结合、复合、締合或分散 于聚合物膜中。
Causton等人在美国专利5，869，600中公开了不溶于水和利用作为含 有一定水平的季铵基团的醇溶性共聚物作为成膜聚合物的止汗药的应用。
其他的途径运用了将活性硅烷基的季铵盐化合物通过硅氧烷键而连接 到特定基质上的方法。例如，AEGIS环境(AEGIS Environments )的产品 生产线中包括使用了 3-(三曱氧硅基)丙基二甲基十八烷基氯化铵的聚合 物，和通常使用醇基溶液进行涂布的产品。根据产品资料说明，AEM5700 是一种在甲醇溶液含43%的3-(三曱氧硅基)丙基二曱基十八烷基氯化铵， 其可用于涂布纺织物和其他物品表面。该方法导致在季铵抗微生物化合物 和被处理表面之间形成永久的共价键。因此，即使使用醇基溶剂，也几乎 不可能除去这些涂布的抗微生物剂。并且，活性的三甲氧硅基化合物是有 毒和不适合用于皮肤。
Sawan在美国专利6264936中描述了 一种抗微生物材料，其可用于在
基质表面形成一抗微生物涂层或层来杀灭与其接触的微生物。这种在该文 献中声称其为"非沥滤"的抗微生物涂层或层是固定在基质表面上具有与有
基体联系的杀生物的金属材料的有机基质的组合。当微生物接触到涂层或 层时，将有足以杀灭《鼓生物量的杀生物的金属材料转移到微生物中。具体 而言，使用的金属抗微生物剂是银。尽管该方法原意是提供"非可滤去的" 涂层，但金属抗微生物剂转移到微生物中的事实却与非可滤去的通常定义 相反的。并且，尽管已知的银和银盐具有非常低的溶剂性，但抗微生物 活性机制却取决于银离子的有限溶液浓度。事实上，Sawan后来(第3栏，9行)满足了上述关于"基本上是低滤去性的"的陈述。在Sawan专利的优 选实施方式中，有机材料含有聚亚己基双胍聚合物，其与环氧化物如N,N-二亚曱基双縮水甘油基苯胺进行交联形成交联的网或基体。该交联步骤为 防止基体分解是必要的。Sawan描述的材料通常要求固化步骤， 一般在80 。-120。C范围内，而这对于许多基质，特别是人类皮肤是不适合的。并且， 优选的有机基体聚合物(聚亚己基双胍)已知在高浓度下对人体细胞有毒 (见美国专利6,369,289 Bl )。使用银作为抗微生物剂也产生了 一些不合意 的影响。该方法的一个缺点是某些细菌已能够形成对银的抵抗性。(Silver S., "BacfeWa/ 7ver ms7's她ce.'wo/ecw/"r 朋t/ w化s 附/swses1
w7曹c謹/ 麵血"FEMS Microbiology Reviews, 2003; ^2:341-353). 该方 法的另 一个缺点是扩散的银可进入伤口并可能在皮肤上形成污点。银的另 外的缺点是原材料的成本高。类似的方法描述在美国专利6,180,584; 6，126，931; 6.030632; 5,869,073,5,849,311;和5,817,325中。
需要用于消毒表面的改进的手段和方法，这不仅是为了改善个人卫 生，也是为了降少在健康食物工业中的可能污染源。用目前使用的非持久 的消毒剂，健康事业中的人员(例如医生，护士，和病人)以及食品工业 中的人员(例如食品加工人员，食品制备人员，厨师，和侍者)必须每天 20次或更多次地在他们皮肤上涂敷消毒剂，例如肥皂。因此，就工作在健 康和食品工业中的个人卫生和卫生而言，就需要能有效消毒表面且在该表 面保留持久的对抗消毒后与处理表面接触的微生物的活性的消毒剂
发明内容
工业应用性
在健康事业的各个方面均需要有效持久的表面消毒剂。本发明的一 个方面是本发明将在手术、注射、静脉切开术、和导管插入前发挥作用。 在皮肤被刺穿、破裂或出现裂口时，微生物威胁着患者的健康和安全。例 如，这类病原体可在手术过程中产生危害。如果在手术前未对切口进行充分消毒，则存在于皮肤上的#1生物将在后面的手术过程中进入切口并导 致感染。为了预防这种感染，关键是在手术前对切开部位用具有高抗微生 物活性和能产生广谱抗微生物作用的消毒剂进行消毒。由于手术过程可 持续数小时，因此另一重要的方面是对切口部位的最初消毒能持久并在延 长的时间内提供持续的抗微生物活性。在美国，食品和药品管理局要求
术前皮肤消毒剂应能够将干燥皮肤区域如腹部的菌落数目减少至少2.5个 数量级，或者降低到不足以进行置信定量的低水平(低于约25cfli/cm2)。 在潮湿的皮肤上，例如腹股沟区域，消毒剂应当将最初的细菌数目降低至 少3.21og (1.5 x 103 cfu/mL),且能够使细菌数目维持在该水平至少4小时。
食品工业也需要有效、持续和耐久的表面消毒剂，这些食品工业包 括食品采集(例如牛乳头的消毒)，食品加工(例如屠宰厂)，食品包装(例 如鱼罐头工厂)，以及食品销售(如饭店和食品店)。本发明的一个方面是 本发明的组合物将对进行食品处理的人员有用，特别是对既进行食品处理 又接触钱的人员(例如熟食店的出纳员和侍者)这种难以实现彻底清洁的 情况尤为有用。
许多有机物可出现对抗微生物化合物的耐药性是一个严重的问题。 新闻媒体中常有关于由有机物如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MSRA) 引起的猖獗的感染的报道。这种耐药性已知在许多抗生素以及金属基的系 统(例如银)中都有出现。然而，季铵化合物却不会引发有机物出现抗药性。
定义
本文中使用的下列术语具有以下含义
"敬生物"是指任何有机体或如细菌、病毒、原生动物、酵母、真菌、 霉、孢子或由它们中的任何一种形成的有机物的组合。
"抗微生物的"是指化合物、组合物、制品或材料的杀微生物的或抑制微生物生长的性能，其能够杀灭、摧毁、钝性或中和微生物；或防止或减
緩微生物的生长、存活能力或繁殖。
"消毒剂"是一种消灭、中和或干扰微生物生长或存活的试剂。
"醇"是指具有化学式CnH2^0H,且n为l-4的挥发性液体。
"可溶的"是指物质能够溶解于一定量的特定液体例如醇或水中。
"易溶的"是指溶质基本上是100%可溶的，可在室温下和在特定溶剂， 例如特定的醇形成含多达20重量％溶质的溶液。
"不溶的，，是指物质在大量过量(例如超过100倍)的特定溶剂，例如 水中没有显著溶解。
"挥发的"是指溶剂或液体在室温下完全蒸发。
"耐久的"是指不溶于水，不容易通过例如排汗、无意间与水性流体接 触或用水洗流体轻^:清洗而除去。
"接触杀灭"是指一种消灭的手段，其不需要向接触的流体沥滤，洗脱， 或释放出可导致流体消毒的水平。
"抗微生物金属材料"是指以能够向组合物赋予抗微生物活性形式存 在的金属，例如胶状的银，或金属的盐。本发明在没有抗微生物金属材料 的存在下提供了抗微生物活性。
本发明提供了 一种消毒剂组合物，其含有可溶于醇而不溶于水和适 合对各种表面包括皮肤进行消毒且提供长期抗微生物性能的抗微生物聚 合物。
本发明提供了 一种消毒剂组合物，其含有在含醇溶剂中的抗微生物 聚合物，其中抗微生物聚合物易溶于醇但不溶于水，且其中的溶剂作为将 所述抗微生物聚合物涂布于表面上的载体，这样在所述表面形成抗微生物 聚合物的涂层。
本发明的优点是抗微生物聚合物对所述表面赋予了持久的抗微生物活性。
本发明的一个方面是经过对抗微生物聚合物的选择，其抗微生物活性是通过接触杀灭机制体系，其不需要向接触的流体沥滤、洗脱或释放出 可导致流体消毒的水平。并且，抗微生物聚合物最好不会从涂布了抗微生 物组合物的表面发生相当程度的沥滤、洗脱或释放。
在本发明的特别的实施方式中，含醇的溶剂含有至少一种选自由乙 醇、曱醇和异丙醇组成的组的醇。
在本发明的特别的实施方式中，消毒剂溶液的醇含量为重量百分比
在60%-95%之间。
在本发明的特别的实施方式中，抗微生物聚合物可基本上由一些至 少一个含烯丙基或乙烯基单体部分构成的分子组成。在本发明的一些实施 方式中，抗微生物聚合物可基本上由一些至少一个含季铵的单体部分构成 的分子組成。
本发明的一个方面是，季铵部分是共价连接到聚合物上，或通过共 价化学键连接到抗微生物聚合物的分子结构上，和聚合物分子结构的 一部 分，且所述季铵部分是位于聚合物的主链上，或者位于聚合物的侧链上。 "主链，，和"侧链，，是用于描述聚合物分子结构的常用术语，本领域技术人员 应当对之熟悉。
成，例如通过双官能的醇与二异氰酸酯的反应形成聚氨酯聚合物，该聚合 物含有单体部分中的至少一个季铵基团，其通过共价化学键连接到聚合物 分子结构上。优选地，聚氨酯聚合物中的季铵基团的数目至少是每650g 的聚氨酯聚合物中至少有l摩尔(6.02x 1023)个季铵基团。更优选地，聚 氨酯聚合物中的季铵基团的数目至少是每350g的聚氨酯聚合物中至少有 1摩尔(6.02 x 1023)个季铵基团。
抗微生物聚合分子具有的平均聚合度为5- 25,000;优选地为50 -10,000;更优选地为100-5,000。
在本发明的一个方面，消毒剂组合物所涂布的表面可以是动物的皮 肤、人的皮肤、非生命物的多孔表面或非生命物的非多孔表面。
例如，消毒剂组合物可在医疗过程前涂布在皮肤上。术语"医疗过程"包括但不限于手术、注射、静脉切开术和导管插入，且进一步包括其他的 破坏皮肤的过程。
在本发明的另 一方面，消毒剂组合物可涂布于卫生保健工作人员的 手上，以最大程度地减少在感染的患者之间或在患者的感染部位之间的微 生物的传播。
本发明的优点是抗微生物聚合物涂层的许多实施方式是无色的，不 会明显对皮肤造成染色。
本发明的另 一方面是提供一种抗微生物剂组合物，其含有使涂层可 视的染料。在一些实施方式中，染料结合在抗微生物聚合物中，从而防 止了染料从涂层中的迁出。
本发明的优点是，在溶剂蒸发掉后，涂层通常是无味的。
消毒剂组合物的许多实施方式具有在约5和约9之间的pH，优选地 为在6.5和8.0之间的pH。
消毒剂组合物的各种实施方式涂布在皮肤上的形式选自由液体、凝 胶、泡沫和气溶力交组成的组。
消毒剂组合物另外还可选4奪地含有至少一种添加剂，该添加剂选自 由药物、抗微生物剂、消毒剂、增稠剂、保湿液、润肤剂、维生素、临时 染料、永久染料和UV吸收剂组成的组。当这样的添加剂是抗微生物剂时， 其可以是醇，它也作为具有持久活性的抗微生物聚合物的溶剂。抗微生物 剂或消毒剂添加剂也可以是季铵盐、双胍或酚类化合物。在特别的实施方 式中，加入的抗微生物剂或消毒剂是季铵盐，例如苯扎氯、爷索氯铵、二 曱基二癸基氯化铵或它们的混合物。在另一实施方式中，加入的抗微生物 剂或消毒剂是双胍，例如双氯苯双胍己烷或聚(六亚曱基双胍)。在又一 实施方式中，加入的抗微生物剂或消毒剂是酚类化合物，例如苯酚或三氯 沙。在一些实施方式中，润肤剂是丙二醇、二丙二醇、甘油或它们的混合 物。在另一实施方式中，药物是抗生素、抗炎药、止痛剂或麻醉剂。
在一些实施方式中，抗微生物聚合物可通过混合一种物种的单体与 至少一种其他不同物种的单体和单体的共聚和反应，将这些单体进行共聚合而制得易溶于醇而不溶于水的共聚物，其中至少一种单体含有至少一个 季铵部分。
在一些实施方式中，抗微生物聚合物可通过单体的聚合反应而制得 易溶于醇而不溶于水的共聚物，其中单体含有至少一个季铵部分。
在本发明的另一可选择的方面，提供的聚合物含有的染料(例如荧 光素)和抗微生物剂(例如季铵)单元，两者均共价结合到聚合物分子结 构上，或通过共价化学键而连接在聚合物分子结构上，从而是聚合物分子 结构的部分，和位于聚合物的主链上，或者位于聚合物的侧基上。
本发明的一个方面是提供一种聚氨酯聚合物，其易溶于基本上由醇 组成的溶剂，但不溶于水，并且含有至少一个通过共价化学键而连接在聚 合物分子结构上的季铵部分，当涂布于表面上时，其可提供持久的抗微生 物活性。
本发明的一个方面是在抗微生物聚合物和其涂布的基质之间无共价 化学键的形成。另外，通过使用醇或具有相当醇含量的溶剂可以将抗微生 物聚合物从其附着的表面除去。
本发明的一个方面是没有使用金属或金属盐作为抗微生物剂。
本发明的一个方面是在抗微生物聚合物涂布到表面上后不需要进行 固化步骤来赋予其不溶性。
具体实施例方式
本发明的一个有代表性的实施方式使用了具有由一种类型的单体部
分构成的聚合分子的抗微生物聚合物；或者，聚合分子可由超过一种类型 的单体部分构成。在本发明的有代表性的实施方式中，季铵部分赋予了聚
合分子抗微生物活性。合意的情况是，含季铵的单体部分构成聚合分子重 量的至少2%,更优选地为占聚合分子的至少10%,最优选地为占聚合分 子的至少25%。优选地，在聚合分子中的季铵部分的数目至少是每650g 的聚合物中至少有l摩尔(6.02x 1023)个季铵部分。更优选地，在抗微生 物聚合物中的季铵部分的数目至少是每650g的聚合物中至少有1摩尔(6.02 x 1023)个季铵部分。
抗微生物聚合物是配制为不溶于水但易溶于至少含75重量％醇的 水溶液。更优选的是，抗微生物聚合物配制为不溶于水但易溶于至少含 50重量％醇的该水溶液，和最优选的是配制为不溶于水但易溶于至少含 25重量％醇的水溶液。本发明的一方面是溶解于含醇溶剂的抗微生物聚 合物可涂布于包括皮肤在内的表面上。
聚合物在不同溶剂中的相对溶解性是重要。本发明涉及的是溶于醇 但不溶于水的聚合物。这种性能的特殊组合仅在许多不同类型的天然的和 合成聚合物中的很小一部分当聚合物中有所反应。聚合物一般可分为两 类水溶性的和非水溶性的。 一些非水溶性的聚合物可溶解于各种有机溶 剂中。溶解性一般取决于具体的聚合物-溶剂的组合的性能，当聚合物和溶 剂的结构相似时，产生可溶的组合。溶剂的极性可能是最为重要的影响因 素。 一些常见溶剂的极性按极性最高到最低的排列是水、乙醇、乙醚、 曱苯和己烷。许多水溶性聚合物也溶于醇中。醇的极性按曱醇、乙醇和异 丙醇的顺序递减，以曱醇的极性与水最为接近。因此，许多水溶性聚合物 是易溶解在曱醇，比在乙醇或异丙醇中溶解性更好。乙醇和异丙醇是实施 本发明的优选溶剂。异丙醇对于大多数聚合物而言不是非常好的溶剂。即 使是高度溶于水的聚环氧乙烷也与许多其他水溶性聚合物如聚 DADMAC、藻酸盐、聚丙烯酸酯和甚至聚乙烯醇一样不溶于异丙醇。天然 的和合成的聚合物中的绝大多数都不溶于异丙醇。对于聚合物也不溶于水
含醇的溶剂达到两倍目的，不仅作为载体，而且也作为即时的消毒 剂。当含醇的溶剂蒸发后，在皮肤或其它基质上留下抗微生物聚合物涂层。 该涂层由于不溶于水和经久耐用，例如它不易由于排汗，与水性流体的偶 然接触或用水性流体的轻微清洗而除去。
本发明的一方面是将醇用作溶剂和载体，这些醇包括但不限于乙醇、 曱醇、异丙醇以及它们的混合物。本发明一个有代表性的实施方式的一方 面是醇溶剂是变性醇，具体是由Denatured Alcohol SDA3-C,这是由美国 国牙兑局的烟酒牙兌收部(Alcohol and Tobacco Tax Division of the InternalRevenueService )定义的含5%异丙醇变性剂的乙醇(即95%乙醇/5%异 丙醇)的商业非饮料等级的变性醇。
抗微生物聚合物也可溶解于其他有机溶剂如丙酮、曱基乙基酮、四 氲呔喃、乙酸乙酯、醚、酯、苯、曱苯、碳酸酯、烃或氯化烃中，和抗微
这些溶剂不一定提供如醇所提供的即时消毒的优势。
本发明的特征是抗微生物性能永久地锁入了聚合物结构中。例如， 这可通过将具有抗微生物性能的化学功能直接引入到聚合物分子结构中 而实现。这不但提供了持久的和持续的抗微生物效果，而且防止了溶解的 抗微生物成分，例如那些低分子量的物质从抗微生物涂层中滤出而进入基 质，或迁移到不希望具有抗微生物活性的区域。例如，当涂布于皮肤上是， 组合物将提供持续的抗微生物活性，然而，在醇基载体溶剂蒸发后，抗微
有不良的影响。
本发明的优点是组合物可用于保护与生物战争试剂接触危险的人员 (例如军队工作人员和邮政工作人员)，这可通过对他们的皮肤进行处理或 对与这些人员接触的设备和材料的表面进行处理而进行。
本发明的一方面是本发明的组合物可用于动物皮肤(例如牛乳头的 消毒、手术过程以及兽医过程)。
本发明的优势是利用季铵化合物作为活性抗微生物剂，而季铵化合 物不会促进有机物如MRSA或VRE的发展出抗药性。以下提供了展示本 发明的材料对这些有机物的有效性的实施例。
可包括增稠剂来增加粘度或提供凝胶形式的产品。也可加入添加剂，例如 润湿剂、维生素、UV吸收剂、药物、抗^t生物剂或其他惰性或活性试剂。 这些添加剂不需要是非水溶性的，它们可在短时间内发挥作用或截留在聚 合物涂层中而稳定及不会轻易地由水性流体带走。此外，也可向组合物中 加入永久的或临时的染料，或在聚合物涂层涂布于表面上后加入，作为聚合物涂层存在的可视指示物。
尽管本发明组合物提供了具有非沥滤抗微生物活性功效的聚合物膜 或涂层，但在某些情况下，可在组合物中加入额外的抗微生物或消毒试剂 以提供额外的功效。这种额外的试剂不是共价地连结到聚合物上的，因此 可^C沥滤掉。这并不改变先前描述的抗微生物聚合物的非沥滤性质。当额 外的抗微生物试剂完全从组合物中沥滤出后，抗微生物聚合物仍将提供非 沥滤的抗微生物活性。并且，抗微生物聚合物基体可达到减慢额外试剂的 沥滤速率，从而延长加入的试剂的功效。有用的抗微生物或消毒添加剂的 例子包括季铵盐，双胍，和酚类化合物。在一些实施方式中，加入的抗微 生物剂或消毒剂是季铵盐，例如苯扎氯、苄索氯铵、二曱基二癸基氯化铵 或它们的'混合物。
在另一实施方式中，加入的抗微生物剂或消毒剂是双胍，例如双氯 苯双胍己烷或聚(六亚曱基双胍)。在另一实施方式中，加入的抗微生物 剂或消毒剂是酚类化合物，例如苯酚或三氯沙。
本发明的一方面是组合物可配制成液体、凝胶、泡沫或气溶胶喷雾 剂，并可涂布在包括人类或其他动物皮肤在内的表面上以达到持久的抗微 生物效果。
和应用。本发明的一方面是这些聚合物分子可通过两种不同单体，即第
一单体(A)和第二单体(B)的混合物的自由基乙烯基聚合反应合成，其 中至少一种单体含有季铵基团。第一单体(A)，以及第一单体(A)的均 聚物通常为水溶性的，而第二单体(B)通常为非水溶性的。可使用对单 体A和B均有效的溶剂(例如乙醇)来制备适合于两种单体进行共聚合的 均匀溶液。A+B的共聚物溶于醇。应当理解的是，这仅是配制组合物的一 种可能的方法的展示，本领域技术人员将认识到可有许多其他的方法来制 备溶于醇但不溶于水的抗微生物聚合物分子。也可使用三种或更多种的单
体的混合物来制备适合的抗微生物共聚物。
本发明的一方面是聚合物分子可通过逐步聚合法合成，例如通过双 官能的醇与二异氰酸酯反应形成聚氨酯聚合物。本发明的 一方面是可利用的逐步增长的聚合物也可以包括但不限于聚酰胺(尼龙)，聚酯和聚脲。 可通过使用具有反应官能团的抗微生物化合物可达到在聚合物中引入抗
微生物部分。例如，Akzo Nobel提供了以商标Ethoquad出售的一系列化 合物。其中的一个例子是Ethoquad C/12-75DK,其为具有两个活性羟乙 基取代基的曱基/C12季铵化合物，能与二异氰酸酯如亚苄基-2,4-二异氰酸 酯(TDI)反应形成在聚合物主链结构上含季铵部分的抗微生物聚氨酯聚 合物。
在本发明的一个实施方式中，可在抗微生物聚合物结构上引入或共
料分子含有两个羟基，可与二异氰酸酯反应形成聚氨酯结构的一部分。当 焚光素和Ethoquad C/12-75DK的混合物与TDI反应时，所得聚合物在聚合 物主链结构中同时含有染料(荧光素)和抗微生物(季铵)单元。
抗;隞生物部分也可在聚合物形成之后进入聚合物。这可通过如酯交 换反应或其他取代反应，例如Ethoquad与聚丙烯酸酯的反应来实现。
合成的聚合物分子具有的平均聚合度是5 - 25,000 (每个分子中的单 体单元)，但优选的是50-10,000和最优选的是100 - 500。用于生成聚合物 的适合的乙烯基单体包括但不限于含烯丙基的单体、含乙烯基的单体、苯 乙烯衍生物、烯丙基胺、铵盐、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、曱 基丙烯酰胺、曱基丙烯酸二甲基氨基乙酯(四元曱基氯化物)、曱基丙烯 酸二曱基氨基乙酯(四元苄基氯化物)、丙烯酸二甲基氨基乙酯(四元甲 基氯化物)、丙烯酸二曱基氨基乙酯(四元节基氯化物)以及其他具有结 构CH2-CR-(00)-X-(CH2)n-!^R'R"R'"〃Y-(其中R是氢或曱基，n等于2 或3，X是O、 S或NH、 R'、 R"以及R"'独立地选自由H、 C1-C16烷 基、芳基、芳胺、烷芳基以及芳烷基组成的组，和Y-是季氮正电荷的反 阴离子、二烯丙基二曱基铵盐、乙烯基吡啶和其盐以及乙烯基苄基三曱基 铵盐)的化合物。
适合的用于产生聚合物的自由基引发剂包括但不限于偶氮化合物如 AIBN以及相关化合物，和过氧化物如过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、 叔丁基过氧化氢、过硫酸钠、过氧化氢、过氧化钠以及其他的常用作自由基聚合反应引发剂的过氧化物和过氧化氢。也可采用光引发的聚合反应， 其中适合的光可I发剂(例如苯甲酮衍生物)被用于在光照下？ 1发聚合反应。 辐射聚合也可采用，其中聚合反应是通过暴露于离子辐射(例如Y射线) 而引发。
可采用各种测试方法来测量这里描述的抗微生物聚合物和组合物的
抗樣t生物功效。下面将描述"载体持久性测试(Carrier Persistence Test)" 或CPT。本发明的组合物和材料的CPT测试给出了优异的结果。减少的细 菌数目一般超过6-log (存活有机物减少99.9999%)。当用CPT方法测试 时，本发明描述的材料可产生3-log的细菌减少。优选地，当用CPT方法 测试时，本发明描述的材料可产生4-log的细菌减少。更优选地，当用CPT 方法测试时，本发明描述的材料可产生5-log的细菌减少。进一步优选地， 当用CPT方法测试时，本发明描述的材料可产生6-log的细菌减少。应当 理解的是CPT是一种比较测试，其中抗微生物材料与未用抗微生物试剂处 理的对照材料进行比较。在具体CPT测试中可获得的最大理论log减少是 受到细菌种群在未处理对照生长的限制。因此，即使实际的log减少低于 具体的数目，也可能获得近乎100%的存活有机物的消除。
实施例
以下提供的实施例用于展示本发明并教导本领域技术人员如何制造 和使用本发明的主题。它们不应当认为对本发明的内容进行限制。
实施例Al: (2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)三甲基氯化铵和曱基丙烯酸丁酯 的共聚合反应
将2.5 g四元乙烯基单体(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)三甲基氯化铵的75% 的水溶液 (Aldrich Chemical Co. ))、 7.5 g曱基丙烯酸丁酯(Aldrich Chemical Co.)和0.1 g AIBN (2,2，-偶氮双(2-曱基methyl丙腈)(Aldrich Chemical Co.)溶解于10 g乙醇中配制成溶液。向溶液中通入氩气60秒以 赶出溶解的氧，然后在氩气氛围下密封在玻璃小瓶中。将小瓶置于70°C 的烘箱中24小时。然后在乙醇中稀释含共聚物的溶液(1:25)。
18实施例A2: 将组合物涂布于皮肤。
将约1 mL实施例Al中所配制的溶液涂布在人类志愿者的手背皮肤上， 然后用带手套的手指展开并揉搓直至干燥。干燥后，留下不显眼的膜，该 膜不发粘且志愿者几乎觉察不到。溴百里酚蓝(BTB)是已知的指示剂染 料并与季铵化合物产生强烈结合。为了使聚合物膜可视，将涂布了含聚合
物溶液的手部区域用0.5%的pH调节到10的BTB指示剂染料漂洗。该涂 布了指示剂染料的手在温热的自来水下漂洗30秒，并经光电干扰除去过 量的BTB指示剂染料溶液。用共聚物溶液处理过的皮肤区域显示出蓝/绿 色，而周围皮肤不显色，表面存在涂布的聚合物。只有在用清洁剂溶液用 力擦洗后，涂层才消退到BTB指示剂染料的4全验结果不再显示有聚合物涂 层存在。
实施例A3:(乙烯基节基)三曱基氯化铵和曱基丙烯酸丁酯的共聚合反 应(H國l )。
将2.5 g四元乙烯基单体(乙烯基千基)三曱基氯化铵(Aldrich Chemical Co.))、 7.5g曱基丙烯酸丁酉旨(Aldrich Chemical Co.)和0.1 gAIBN(2,2，-偶 氮双(2-曱基methyl丙腈)(Aldrich Chemical Co.)溶解于20 g曱醇中配制 成溶液。向溶液中通入氩气60秒以赶出溶解的氧，然后在氩气氛围下密 封在玻璃小瓶中。将小瓶置于70。C的烘箱中24小时。然后在乙醇中稀释 含共聚物的溶液(1:2)。该化合物被称作"H-1",并在后面的实施例中以之 表示。
实施例A4: 将组合物涂布于聚丙烯上。
实施例A3产生的溶液填入几个15 mL聚丙烯离心分离试管并留置过夜从 而使试管内表面形成涂层。然后倒出溶液，并在设定到50。C的低温烘箱 中完全蒸发掉醇。为了使试管内部的聚合物涂层可视，在其中的一个试管 中加入约5 mL的0.5%的BTB指示剂染料水溶液，然后振荡使其覆盖试管 的整个内部。在用蒸馏水漂洗试管几次后，试管内表面仍保留深蓝色，表明试管内表面涂布了不溶于水的聚合物。
实施例A5: 聚合组合物的抗微生物活性。
将金黄色葡萄球菌的过夜培养物的10-4稀释液的2 mL试样量( 1 x 108 CFU/mL)加入一个按实施例A4处理过的聚丙烯离心试管(样品)，以及 一个未处理的聚丙烯离心试管(对照)。在37。C进行过夜培育期间，缓慢
转动试管以保证细菌培养物和试管内表面之间的接触。次日，由各试管收 集到的细菌培养物的一系列稀释液被划于细菌培养板上。由未处理的对照 试管收集到的培养物产生2.5xl04CFU,而在由处理过的样品试管收集到 的培养物划线的板上未观察到菌落。数出的菌落数目上的差别转化成细 菌数目上的减少至少是4.4 log。
实施例A6: 溶于醇但不溶于水的季铵聚氨酯(H3-C )的合成。
将50 g的Ethoquad C/12-75DK (Akzo Nobel)置于旋转蒸发器上的圓底烧瓶 中蒸发至干燥。残渣( 37.5 g)在约50。C搅拌下重新〗容解在70 mL的四 氢呋喃(THF)中。加入40g的亚千基-2,4-二异氰酸酯(TDI),将溶液浸 在 50。C的水浴中搅拌1小时。溶液粘度随着时间而增加，当冷却到室温 时，溶液仍保持清澈。在室温下储存溶液过夜，观察到粘度有进一步的增 加。加入9g的二丙二醇，溶液在50。C搅拌4小时。然后将混合物置于旋 转蒸发器上，在 50。C经真空除气除去所有的挥发性溶剂(主要为THF) 然后将混合物溶解于100 mL的异丙醇中，重复进行真空除气。此后，再 次将混合物溶解于100mL的异丙醇中，再次重复进行真空除气。接着， 将混合物重新溶解于100mL的异丙醇中，得到清澈的粘性黄色溶液，其 中含固体聚合物成分~56重量％。然后将聚合物溶液稀释成固体浓度范围 在1%到10%的不同浓度，并将这些溶液用于涂布各种物体，例如载玻片 和聚丙烯试管。干燥后的涂层呈现出从清澈到轻微不透明，没有粘性并附 着于基质上。并且，涂层不会因用水或盐水溶液漂洗而被除去。可以认为 产物聚合物含有线性聚氨酯，且在聚合物主链结果上具有季铵单元。本实施例的产品被称作"H3-C",其用作下面一些实施例中的抗微生物涂层。
实施例A7: 溶于醇但不溶于水的含共价结合的荧光素部分的季铵聚氨 酯(H3-F)的合成。
将50 mg的焚光素染料(中性分子)溶解于3 mL的THF中，然后与8 g 的亚千基-2,4-二异氰酸酯(TDI)混合。溶液在 50。C搅拌1小时，然后在 室温下储存过夜。其后与10 g的Ethoquad C/12-75DK (Akzo Nobel)混合， 该Ethoquad C/12-75DK已事先经真空除气除去了异丙醇溶剂并在约50°C 搅拌下重新溶解在14 g的四氢呋喃(THF)中。然后将该混合物在 50。C 搅拌数小时，接下来进行真空除气。将混合物再次溶解于异丙醇中，然后 进行真空除气。重复进行一次溶解/除气，并将产物溶解于 50 mL的异丙 醇中。得到溶液的固体含量为17.4重量％。本反应的产物应当是在聚合物 主链结构中含季铵部分的荧光素标记的线性聚氨酯。此外，聚合物还应在 聚合物主链结构中含有荧光素部分。荧光素提供了 一种检测聚合物存在、 扩散、存留和迁移的有用的诊断工具。如前面实施例中所描述地那样在各 种基质上形成涂层，且这些涂层与上面描述过的涂层具有相似的性能。将 涂布过的载玻片放置于50 mL的含15 mL去离子水或15 mL磷酸盐緩冲盐 水的培养试管中，并置于37。C的振荡培育器中数小时。然后通过495 nm 的可见光谱(Spectronic 20)分析溶液。未4企测到有荧光素的沥滤，这表明 染料完全进入了聚合物结构中。
实施例A8: 抗^:生物涂层组合物的制备。
将适量的上面描述的四元聚氨酯(H3-C)和甘油在异丙醇中稀释，得到含 10重量％ H3-C和5重量％甘油的组合物。当在载玻片上制备涂层时， 溶液保持清澈，且聚合物的成膜性和粘附性未受到不利影响。
实施例A9: 含润肤剂的抗微生物涂层组合物(SS-1C)的制备。
将适量的上面描述的四元聚氨酯(H3-C)和甘油在异丙醇中稀释，以获得含IO重量。/qH3-C、 5重量％丙二醇和5% 二丙二醇以及平衡量的异丙醇 (80重量％)的组合物。当在载玻片或猪皮上制备涂层时，溶液保持清澈， 且聚合物的成膜性和粘附性以及抗微生物效力未受到不利影响。丙二醇和 二丙二醇是已知具有润肤性能，并广泛用于局部皮肤用品如乳液和化妆品 中。
实施例A10: 含润肤剂的抗微生物涂层组合物的制备。
用异丙醇以1份SS-1C对1份异丙醇以及1份SS-1C对3份异丙醇的比例 稀释实施例A9的制剂(SS-1C)。
实施例All: 含润肤剂和UV吸收剂的抗微生物涂层组合物的制备。
对实施例A9的制剂(SS-1C)进行改进，加入UV-吸收剂或UV-阻隔太阳 的成分，以保护皮肤不吸收紫外线以及预防晒伤。UV-吸收剂或UV-阻隔 添加剂选自包括以下在内的物质对氨基苯曱酸(PABA)、 PABA酉旨、 肉桂酸、二苯酮、水杨酸盐、氰双苯丙烯酸辛酯、二苯甲酰-曱烷、丁基曱 氧基二苯甲酰基曱烷、羥苯甲酮、氧化锌和二氧化钛。
实施例A12: 含润肤剂和维生素E的抗微生物涂层组合物的制备。
对实施例A9的制剂(SS-1C)进行改进，加入1%的维生素E。维生素E 几乎不溶于水但可自由地溶解于醇中。
实施例A13: 含抗微生物添加剂的抗微生物涂层组合物的制备 (SS1C-BAC3)。
将l.lg苯扎氯和35.5g实施例A9的制剂(SS-1C)混合制备出抗微生物涂 层组合物(SS1C-BAC3)。苯扎氯完全溶解，所得溶液清澈无色。使用ASTM 测试方法#E 1874-97 ("用杯擦洗技术评价抗微生物洗涤的标准试验方法"
7k /2m々we"))的修改版本对该组合物进行如下抗樣i生物效力测试改变包括使用从屠宰场收集到的猪皮肤而不是来自或的人类志愿者的皮肤。除
SS1C-BAC3材;阡外，还配制了由5%丙二醇和在异丙醇的5% 二丙二醇 的溶液组成的安慰剂。结果陈述如下
用于猪皮肤的修改的杯擦洗技术概括和结果。
1. 猪皮肤样品的制备和消毒
1.1该方法中总共用到9个样品-3个样品用于产品(SS1C-BAC3)测试， 3个用作安慰剂，另外3个用作阴性对照。在一片猪皮肤样品上沿着皮氏 培养jnL的底部轮廓切出圆形的切片，这样样品的尺寸就完全与皮氏培养皿 的底部相配。从一片皮肤上切下9个样品，并角质层朝上置于各自的皮氏 培养皿底部。
1.2用在70%醇中完全饱和的纸巾擦拭皮氏培养皿中的样品皮肤，然后置 于BSC (生物安全箱)内的UV光下干燥约10分钟。皮氏培养亚的盖子 (朝上)也放置在样品一侧置于UV光下。
2. 测试产品和安慰剂的涂布
2.1在UV光下干燥后，将BSC切换到荧光，并打开送风^L，在每片皮肤 上画上lxl平方英尺的墨水标记物，以被用作涂布部位。再次打开UV光 几分钟以保证在对皮肤进行标记时没有发生污染，此时盖子仍然朝上放 置。
2.2将BSC切换回焚光，并打开送风机，将盖子盖回盛有样品的皮氏培养 皿上。
2.3每次解开一个样品的皮氏培养皿的盖子，并向前三个样品(指定正方 形内)中各自加入0.5 mL的测试产品。在每次涂布间更换消毒吸液管尖部。
2.4对安慰剂重复步骤2.2三次，剩余的3个样品皮肤留作阴性对照。
3. 杯擦洗技术的实施
3.1当产品和安慰剂均涂布完后，将9个样品均盖上盖置于BSC中， 一次 取出 一个样品进行测试。
3.2将杯子(约直径为1.5 cm和高为1.5 in)放置在样品涂布部位中心， 用力压下形成杯子/皮肤印迹。杯子首先在95%的醇中消毒，然后用火焰 干燥。在一个人维持对杯子的恒定压力以保护杯子/皮肤印迹的同时，另 一人将0.25 mL的接种体分配到杯中。分配完成后，接种体留于杯中进行 5分钟暴露。
3.3接种5分钟后，使用在95%的醇中消毒，然后用火焰干燥的玻璃棒沿 杯子内的皮肤周围洗擦30秒。洗擦30秒后，用消毒吸液管将流体回收到 0.5 mL的中和剂中。
3.4收集完样品流体后，将0.25mL的中和剂分配到相同测试部位进行第 二次回收，用新烧过的玻璃棒进行另外一次30秒的洗擦。将流体回收到 从第 一次洗#^获得的相同溶液中。
3.5对剩余的8个样品重复进行步骤3.2-3.4。
4. 数据收集
配制回收的洗擦流体的标准系列稀释液，然后使用平板涂布技术对结果进 行定量。对板进行过夜培养，并从阴性对照和安慰剂计算出减少的对数值。
5. 结果
在产品对大肠杆菌的测试中，两次连续测试显示出完全杀灭，这对应于在 该种情况下平均减少的对数值为4.5。
安慰剂未显示出对测试有机物有效果。薄膜效力测试(TFET):
概述薄膜效力测试(TFET)是用于确定抑菌溶液的细菌抑制能力，该 测i式的基础是Bhende, S; Rothenburger, S; Spangler, D.J;的"Dermabond皮 肤粘合剂的活体外微生物屏障性能评价"(In Vitro Assessment of Microbial Barrier Properties of Dermabond Topical Skin Adhesive ) .Surgical Infections 3(3), pp 251-257 (2002)。 TFET的操作步骤由将抗菌溶液涂布于适当的培 养基板上以及使溶液完全干燥组成。然后在板上接种 1 xl(T6 CFU/ml的 期望的有机体，在接种体被完全吸收后培养过夜。然后检查涂布区域的 抑菌活性。
炎, 用于该检测的培养板是适合相应微生物而选择的培养板。每
种有机物使用60块板。
MS^ MSA (甘露醇盐琼脂)是金黄色葡萄球菌和MRSA的选 择性培养基。
￡MA伊红-曱烯蓝琼脂是大肠杆菌的选择性培养基。
￡A肠球菌琼脂是VRE的选择性培养基。
;^差； 将100 的抗菌溶液涂布在每个板上，并在接种前在生物安全 箱内空气干燥至少1小时。
#并； 除非另有说明，测试有机体在适合的培养基中生长并培养过 夜。经培养获得106 CFU/ml的滴定量。然后用1000 ^的细 菌溶液接种涂布的板，然后通过使板做圆形运动而将接种体均 匀地涂布于其上。
除非另有指明，样品在37°C的高湿度室内进行培育及过夜暴露。
潜^; 培育之后，检查每个板上在涂布区域上的抑菌活性。结果读
作通过/未通过。如果没有细菌生长，则板读作通过，如果有 细菌在涂布区域生长，则板读作未通过。TFET结果 实施例Tl
使用薄膜效力测试(TFET)确定抗菌溶液的抑菌能力。TFET的操作步骤 由使用培养基板作为载体，并在板中心涂布100 (xl选择的抗微生物溶液组 成。在接种前对抗微生物溶液进行空气干燥至少1小时。涂布的板用1000 pl的接种体在106CFU/ml的滴定度下接种。通过旋转板而均匀地涂布接 种体直到接种体完全覆盖在板的整个表面积。然后使接种的板干燥并随 后在37。C下培育过夜。过夜培育之后，检查抗微生物溶液涂布区域细菌生 长的抑制情况，结果记为通过/未通过。如果观察到了生长抑制，则认为 板通过了测试。如果未观察到生长抑制，则认为板未通过测试。用于金 黄色葡萄球菌，ATCC弁6538的培养基是甘露醇盐琼脂(MSA),使用的抗 微生物溶液是H3-C (实施例A6中获得)。
金黄色葡萄球菌的结果如下
抗微生物溶液24小时结果 48小时结果
5% H3-C 60通过/ 0未通过 60通过/ 0未通过
10%H3-C 60通过/0未通过 60通过/0未通过
实施例T2:
实施例T2使用耐曱氧西林的金黄色葡萄球菌(MSRA, ATCC #BAA-44 ) 作为测试有机体，再次使用MSA作为培养基。
MRSA的结果如下
抗微生物溶液24小时结果 48小时结果
5% H3-C 60通过/ 0未通过 60通过/ 0未通过
实施例T3:
实施例T3使用大肠杆菌，ATCC #15597作为测试有机体，并另外使用了
26伊红-甲烯蓝琼脂^ 大肠杆菌的结果如 抗樣t生物溶液
5% H3隱C 10%H3-C
7培养基。
24小时结果
60通过/ 0未通过
60通过/0未通过
48小时结果
60通过/0未通过
60通过/0未通过
实施例T4:
实施例T4使用了耐万古霉素粪肠球菌(VRE, ATCC # 700221)测试有机 体，并另外使用了肠球菌琼脂作为培养基。
VRE的结果如下
抗微生物溶液 24小时结果 48小时结果
5% H3-C 60通过/ 0未通过 60通过/ 0未通过
实施例T5:
实施例T4使用的H-l制剂(见实施例A3 )作为抗微生物溶液。 金黄色葡萄球菌的结果如下
抗微生物溶液 24小时结果 48小时结果
10%H-1 60通过/0未通过 60通过/0未通过
实施例T6:
实施例T6也使用了 H-l制剂作为抗微生物溶液。 大肠杆菌的结果如下
抗;徵生物溶液 24小时结果 48小时结果
10%H-1 60通过/0未通过 60通过/0未通过对比例T7:
为了与本发明的组合物进行比较，实施例T7使用了 Zero牌的手消毒杀菌 剂(Aquagen International, Inc.) 4乍为4元农i生物;容液。
金黄色葡萄球菌的结果如下
抗微生物溶液 24小时结果 48小时结果
Zero 8通过/ 52未通过 0通过/ 60未通过
对比例T8:
为了与本发明的组合物进行比较，实施例T8也使用了 Zero牌的手消毒杀 菌剂作为抗微生物溶液。
大肠杆菌的结果如下
抗孩t生物溶液 24小时结果 48小时结果
Zero 0通过/60未通过 0通过/60未通过
对比例T9:
为了与本发明的组合物进行比较，实施例T9使用了 Purell牌的手消毒杀 菌剂(GOJO Industries, Inc.)作为抗微生物溶液。
金黄色葡萄球菌的结果如下
抗微生物溶液 24小时结果 48小时结果
Purell 0通过/60未通过 0通过/60未通过
对比例T10:
为了与本发明的组合物进行比较，实施例T10也使用了 Purell牌的手消毒 杀菌剂(GOJO Industries, Inc.)作为抗微生物溶液。大肠杆菌的结果如下
抗微生物溶液 24小时结果 48小时结果
Purell 0通过/60未通过 0通过/ 60未通过
载体持久性测试(CPT):
概述该过程是改版的EPA的标准操作步骤喷雾消毒剂对金黄色葡萄 球菌、铜绿假单胞菌和牛型结核分支杆菌的测试(7^//Mg Spray
Afyco&cter/Mw 6ov& );其为对AOAC方法的一个改版，用于确定喷雾产品 作为手表面消毒剂对三种测试有机物牛型结核分支杆菌(BCG)、铜绿假单 胞菌和金黄色葡萄球菌的效力。
CPT的操作步骤由将抗^t生物测试溶液涂布于选"^奪的载体上以及使载体用 适合的测试有机物接种前完全干燥组成。接种后，培育载体一段指定的 暴露时间，然后置于中和溶液中，接着采用标准方法进行连续稀释并种板 进行效力定量。
戎#,载体为25cm2 ,可有各种材料构成。用适合于载体组成的方 法对载体进行消毒。用于本测试中的三种载体类型是硼硅酸
盐玻璃、Vitro-Skin和猪皮肤；然而适用于本方法的载体不限 于上述提及的方法。
^^在凝i^^裙；硼硅酸盐玻璃用乙醇清洗并在空气中干燥。干燥后，将 硼硅酸盐载玻片置于皮氏培养皿中并高压灭菌15分钟。
活谬//、^:成.'根据厂家说明书准备Vitro-Skin。 如果Vitro-Skin需要重新 消毒，则需根据厂家说明书用70%的醇进行消毒，并千燥和 重新水合。Vitro-Skin直接由制造商(IMS Inc., Orange, CT) 购买。VITRO-SKIN是一种先进的测试基质，其有效地模拟 了人类皮肤的表面性质。它含有最优化的蛋白质和脂质成 分，并设计成具有与人类皮肤类似的局部解剖学、pH、临界 表面张力和离子强度。猪皮肤用70%的醇进行消毒。该过程包括充分用70%的醇润湿 载体，并使载体在生物安全箱(BSC)中进行充分的空气干燥。 或者，可将猪皮肤暴露于UV光10分钟。从当地的屠宰场购
买新鲜猪皮肤。
溶液体积不应当超过1000 pl ,也不应当少于20 pl。 在接种 前将抗微生物溶液在BSC中进行空气干燥至少1小时。
除非另外指出，测试有机物在适合的培养基中生长并在37°C 培育过夜。接总体经改性产生108 CFU/ml的滴定量。然后 用10 pl-20 ^的接种体对携载抗微生物溶液的载体接种。接 种体将用饱和了接种体的消毒棉签进行分布。接种完成后立 即开始记录暴露时间。
^麄.. 除非另有指明，暴露时间为一夜，样品在37°C的高湿度室内 培育。
在回收有机物前中和接种载体，以消除抗微生物溶液的抗微生 物活性。除非另有指明，所有的中和均用20 ml试样量的 Letheen肉汤在50 ml的圓锥形离心试管中进行至少10分钟。
有机体的回收从中和试管中开始。旋转中和的载体1分子， 然后采用标准的连续稀释和板方法回收有机体。在37°C过夜 培育板，在次日定量出菌落形成单元数。
^",裙.. 没有任何抗微生物涂层的载体基质用作阴性对照以确定微生 物生长基线。在每套样品中，对照物质与测试物质具有相同组 合物。报道了对照基质的菌落计数。
使用微软的Excel电子数据表进行计算。保留电子数据表的电 子备份和纸件备份。计算每个载体的CFU/mL: /(io-w+ io-x+ io-y+ l(T)
其中io_w、 io_x、 io—y和i(f是种板的稀释物。当一种或多种稀释物
产生的板计数大于300或小于30时，这些计数和它们相应的稀释物将不 会用于计算。当两个板的一个计数产生300或更少的CFU时，该板计数 及其相应的稀释物将被采用，但不会确定其平均值。
注意板计数为O将用于所有的计算中。 为计算减少的对数值
LR = Log[(用于处理的载体的CFU/ml )/(用于对照载体的CFU/ml)]
载体持久性测试结果 实施例CI:
将H-l抗微生物聚合物(见实施例A3)的10%的溶液涂布于硼硅酸盐载 玻片载体上。使用移液管尖将250 ^的Nimbuderm H-l均匀涂布于载玻 片载体的25 cm2表面上。接种前使载玻片载体干燥至少1小时。载体 用10 (il的108 CFU/ml的接种体进行接种，以保证达到106 CFU/ml的目 标负载。使用的有机体为金黄色葡萄球菌ATCC#6538,暴露时间为30分 钟。暴露后，将接种的载玻片载体置于20 ml Letheen肉汤的中和溶液中 不少于10分钟进行彻底中和，Letheen肉汤在使用前冷却到4。C 。中和完 成后，载体在中和肉汤中旋转1分钟以便于有机体回收。按照标准的连 续稀释和板方法回收存活的有机体。
结果如下
金黄色葡萄球菌对照载体数目3.20xl06 CFU/ml 载体硼硅酸盐载玻片 暴露时间30分钟
样品 溶液 减少的对数值1 10%H-1 6.51*
2 10%H-1 6.51*
3 腦H國1 6.51*
4 腦H-l 6.51*
(* =完全杀灭)
实施例C2:
实施例C2与实施例Cl除暴露时间外完全相同。用于实施例C2的暴露 时间为16小时(过夜暴露)。
结果如下
金黄色葡萄球菌对照载体数目2.30E07 CFU/ml
载体硼^f圭酸盐载玻片
暴露时间:16小时
样品溶液减少的对数值
110% H-l7.36*
2腦H-17.36*
3腦H-17.36*
4腦H-17.36*
腦H-17.36*
610%H-17.36*
(* =完全杀灭)
实施例C3:
实施例C3与实施例C2除有机体外完全相同。使用的有机体是大肠杆菌 ATCC 15597。
32结果如下
大肠杆菌对照载体数目1.06E05 CFU/ml
载体硼硅酸盐载玻片
暴露时间:16小时
样品溶液减少的对数值
1腦H-l5.03*
2腦H-15.03*
腦H隱15.03*
410%H-15.03*
10%H-15.03*
610%H-15.03*
(* =完全杀灭)
实施例C4:
实施例C4与实施例C3除载体外完全相同。使用的载体为Vitro-Skin。 结果如下
大肠杆菌对照载体数目2.87E06 CFU/ml
载体Vitro-Skin
暴露时间:16小时
样品溶液减少的对数值
1腦H-l6.46*
2腦H-16.46*
3腦H-16.46*
4腦H-16.46*
510%H-16.46*<formula>formula see original document page 34</formula>
实施例C5:
将H-3抗孩i生物聚合物(见实施例A6)的10%的溶液涂布于硼硅酸盐载 玻片载体上。使用移液管尖将250 pi的H-3(含10%聚合物)均匀涂布于 载玻片载体的25cm2表面上。接种前使载玻片载体干燥至少1小时。载 体用10(il的108 CFU/ml的接种体进行接种，以保证达到106 CFU/ml的 目标负载。使用的有机体为金黄色葡萄球菌ATCC#6538,暴露时间为30 分钟。暴露后，将接种的载玻片载体置于20mlLetheen肉汤的中和溶液 中不少于IO分钟进行彻底中和。Letheen肉汤在使用前冷却到4。C 。中和 完成后，载体在中和肉汤中旋转1分钟以便于有机体回收。按照标准的 连续稀释和板方法回收存活的有机体。
结果如下
大肠杆菌对照载体数目 1.06E05 CFU/ml
载体硼硅酸盐载玻片
暴露时间:16小时
样品溶液减少的对数值
110%H-35.03*
210%H-35.03*
310%H-35.03*
410%H-35.03*
10%H-35.03*
610%H-35.03*
(* =完全杀灭)实施例C6:
实施例C6与实施例C5除载体外完全相同。使用的载体为Vitro-Skin。 结果如下
大肠杆菌对照载体数目 2.87E06 CFU/ml
载体 Vitro-Skin 暴露时间16小时
样品溶液减少的对数值
1腦H-36.46*
2腦H-36.46*
310%H-36.46*
410%H-36.46*
腦H画36.46*
610%H-36.46*
(*=完全杀灭)
实施例C7:
实施例C7与实施例C5除皮肤消毒剂溶液浓度外完全相同。H3-C皮肤消 毒剂的浓度现在降低到7%。
结果如下
大肠杆菌对照载体数目2.50E06 CFU/ml 载体硼硅酸盐载玻片 暴露时间16小时 样品 溶液 1 7% H3-C
减少的对数值 6.40*2 7% H3-C 6.40*
3 7% H3-C
4 7% H3画C 6.40*
5 7% H3-C 6.40*
6 7% H3-C 6.40*
(* =完全杀灭)
实施例C8:
实施例C8与实施例C7除载体外完全相同。使用的载体为Vitro-Skin。 结果如下
大肠杆菌对照载体凄t目 2.08E06 CFU/ml
载体Vi加-Skin
暴露时间:16小时
样品溶液减少的对数值
17% H3-C6.32*
27%H3-C6.32*
37% H3-C6,32*
47% H3-C6.32*
7% H3画C6.32*
67% H3-C6.32*
=完全杀灭)
实施例C9:
实施例C9与实施例C7除皮肤消毒剂溶液浓度外完全相同。H3-C皮肤消毒剂的浓度现在进一步降低到1%。 结果如下
大肠杆菌对照载体数目 2.77E04 CFU/ml 载体硼硅酸盐载玻片 暴露时间16小时
样品溶液減少的对凌史值
11% H3-C4.44*
21%H3-C4.44*
1%H3-C4.44 =h
41%H3-C4.44*
1%H3-C4.44*
61%H3-C4.44*
(* =完全杀灭)
实施例CIO:
实施例CIO与实施例C9除有机体外完全相同。使用的有机体是金黄色葡 萄5求菌ATCC 6538。
结果如下
金黄色葡萄球菌对照载体数目 1.25E03 CFU/ml 载体硼硅酸盐载玻片 暴露时间16小时
样品溶液 减少的对数值
1 1%H3-C 3.10*
2 1%H3-C 3.10*3 1%H3-C 3.10*
4 1%H3-C 3.10*
5 1%H3-C 3.10*
6 1%H3-C 3.10*
实施例Cll:
实施例Cll与实施例CIO除有机体外完全相同。使用的有机体是铜绿假单 胞菌ATCC 15442。
结果如下
铜绿假单胞菌对照载体数目 3.93E06 CFU/ml 载体硼硅酸盐载玻片
暴露时间:16小时
样品溶液减少的对数值
11%H3-C6.59*
21%H3-C6.59*
31%H3-C6.59*
410/0H3-C6.59*
1% H3-C6.59*
61% H3-C6.59*
(* =完全杀灭)
实施例C12:
将H3-C的抗微生物聚合物的1%溶液涂布在硼硅酸盐载玻片载体上。使 用消毒溶液饱和的无纺擦拭材料(聚酯/棉)擦过25 cm2的载玻片表面两 次来涂布消毒溶液。接种前使该涂布的载玻片载体干燥至少1小时。然后涂布的载玻片接种108 CFU/ml的接种体，以保证达到106 CFU/ml的目标 负载。使用的有机体为大肠杆菌ATCC #15597,暴露时间为16小时。暴 露后，将接种的载玻片载体置于20 ml Letheen肉汤的中和溶液中不少于 IO分钟进行彻底中和。Letheen肉汤在使用前冷却到4。C 。中和完成后， 载体在中和肉汤中旋转1分钟以便于有机体回收。按照标准的连续稀释 和板方法回收存活的有机体。
结果如下
大肠杆菌对照载体数目 1.57E06 CFU/ml
载体硼硅酸盐载玻片
暴露时间:16小时
样品溶液减少的对数值
11%H3-C6.19*
21%H3-C6.19*
31%H3-C6.19*
41% H3國C6.19*
1%H3-C6.19*
61%H3-C6.19*
(* =完全杀灭)
实施例C13:
实施例C13与实施例C12除有机体外完全相同。使用的有机体是铜绿假单 胞菌ATCC 15442。
结果如下
铜绿假单胞菌对照载体数目 4.70E06 CFU/ml载体硼硅酸盐载玻片暴露时间:16小时样品溶液减少的对数值11%H3-C6.67*21%H3-C6.67*31%H3-C6.67*41%H3-C6.67*1%H3-C6.67*61%H3-C6.67*(* =完全杀灭)对比例C14:在硼硅酸盐载玻片载体上涂布Purell牌瞬间手消毒剂溶液(GOJO Industries, Inc.)。使用移液管尖将250 ^的Purell均匀涂布于载玻片载体 的25 cm2表面上。接种前使载玻片载体干燥至少1小时。载体用10 ^ 的1()SCFU/ml的接种体进行接种，以保证达到10eCFU/ml的目标负载。 使用的有机体为金黄色葡萄球菌ATCC#6538，暴露时间为30分钟。暴露 后，将接种的载玻片载体置于20mlLetheen肉汤的中和溶液中不少于10 分钟进行彻底中和。Letheen肉汤在使用前冷却到4。C 。中和完成后，载 体在中和肉汤中旋转1分钟以便于有机体回收。按照标准的连续稀释和 板方法回收存活的有机体。金黄色葡萄球菌对照载体数目 1.02E05 CFU/ml载体硼硅酸盐载玻片暴露时间30分钟样品 溶液 减少的对数值1 Purell 1.072 Purell 1.22
3 Purell 1.17
4 Purell 1.07
5 Purell 1.19
6 Purell 1.14
对比例C15:
实施例C15与实施例C14除有机体外完全相同。使用的有机体是大肠杆菌 ATCC #15597。
结果如下
大肠杆菌对照载体数目4.70E06 CFU/ml 载体 硼石圭酸盐载玻片 暴露时间30分钟
样品 溶液 减少的对数值
1 Purell 0.89
2 Purell 0.50
3 Purell -1.46
4 Purell -4.95
5 Purell 0.75
对比例C16:
实施例C16与实施例C14除有机体外完全相同。使用的有机体是铜绿假单 胞菌ATCC 15442。
结果如下铜绿假单胞菌对照载体数目4.70E06 CFU/ml 载体硼硅酸盐载玻片 暴露时间30分钟
样品 溶液 减少的对数值
1 Purell 0.37
2 Purell 0.33
3 Purell 0.37
实施例C17:
将实施例A9的材料(SS-1C)涂布在猪皮肤载体上。使用移液管尖将IOOO W的SS-1C均匀涂布于猪皮肤载体的25 cm2表面上。接种前使猪皮肤载 体干燥至少l小时。载体用20pl的108CFU/ml的接种体进行接种，以 保证达到106 CFU/ml的目标负载。使用的有机体为粘质沙雷氏菌ATCC #13380,暴露时间为4小时。暴露后，将接种的猪皮肤载体置于20 ml Letheen肉汤中和溶液中不少于10分钟进行彻底中和，Letheen肉汤在使 用前冷却到4。C 。中和完成后，载体在中和肉汤中旋转1分钟以便于有机 体回收。按照标准的连续稀释和板方法回收存活的有机体。
结果如下
粘质沙雷氏菌对照载体数目 1.18E07 CFU/ml 载体猪皮肤 暴露时间4小时
样品 溶液 减少的对凄史值
1 10% SS-C 7.07
2 10% SS-C 7.07
3 10%SS-C 7.07实施例C18:
实施例C18与实施例C17除有机体外完全相同。使用的有机体是大肠杆菌 ATCC 8739。
结果如下
大肠杆菌对照载体数目 1.54E07 CFU/ml 载体猪皮肤 暴露时间4小时
样品 样品 减少的对数值
1 10%SS-C 7.19
2 10%SS-C 7.19
3 腦SS-C 7.19
实施例C19:
实施例C19与实施例C17除有机体外完全相同。使用的有机体是Mi &4 (耐 甲氧西林的金黄色葡萄球菌)
结果如下
M/ &4对照载体数目 2.63E07 CFU/ml 载体猪皮肤 暴露时间4小时
样品 溶液 减少的对数值
1 腦SS-C 7.42
2 10% SS-C 7.42
3 10% SS画C 7.42实施例C20:
实施例C20与实施例C17除有机体外完全相同。使用的有机体是Ki^，(耐 万古霉素肠球菌)
结果如下 F朋对照载体lt目 载体猪皮肤 暴露时间4小时 样品 溶液
1 10% ss-c
2 10% SS-C
3 腦SS-C
3.23E06 CFU/ml
减少的对IK直 6.51 6.51 6.5权利要求
以上对发明进行了描述，希望获得专利保护的权利要求为1.一种向表面赋予持久抗微生物活性的组合物，其含有抗微生物聚合物和基本上由醇组成的溶剂，其中所述抗微生物聚合物易溶于溶剂但不溶于水，其中所述溶剂作为将所述抗微生物聚合物涂于表面的载体，并且其中所述抗微生物活性不是由抗微生物金属材料提供。
1. 一种向表面赋予持久抗微生物活性的组合物，其含有抗微生物聚合 物和基本上由醇组成的溶剂，其中所述抗微生物聚合物易溶于溶剂 但不溶于水，其中所述溶剂作为将所述抗微生物聚合物涂于表面的 载体，并且其中所述抗微生物活性不是由抗微生物金属材料提供。
2. 权利要求l的组合物，其中所述抗微生物聚合物含有第一物种的单 体部分和第二物种的单体部分，其中至少一种所述物种具有至少一 个季铵基团。
3. 权利要求2的组合物，其中所述第一单体部分是含烯丙基或乙烯基 的单体部分，以及所述第二单体部分是含烯丙基或乙烯基的单体部分。
4. 权利要求l的组合物，其中所述抗微生物聚合物是含有以共价化学键连接到聚合物分子结构上的单体部分的聚合物，该聚合物含有至 少一个季接基团。
5. 权利要求4的组合物，其中所述单体部分是含埽丙基或乙烯基的单 体部分。
6. 权利要求l的组合物，其中所述抗微生物聚合物是使用逐步聚合反 应合成的。
7. 权利要求6的组合物，其中所述抗微生物聚合物是含有以共价化学 键连接到聚合物分子结构上的单体部分的聚氨酯聚合物，该聚合物 含有至少一个季铵基团。
8. 权利要求1的组合物，其中所述抗微生物聚合物具有平均聚合度为5 -25,000。
9. 权利要求l的组合物，其中所述溶剂基本上由一种或多种选自由乙 醇、甲醇和异丙醇组成的组的醇所构成。
10. 权利要求1的组合物，其中所述醇含有所述组合物的重量的60-95%。
11. 权利要求l的组合物，其中所述抗微生物聚合物具有通过接触杀灭 机制产生的抗微生物活性。
12. 权利要求l的组合物，其中所述抗微生物聚合物具有不需要从涂了 抗微生物组合物的表面沥滤、洗脱或释放的抗微生物活性。
13. 权利要求l的组合物，进一步含有染料。
14. 权利要求13的组合物，其中所述染料通过共价化学键连接到抗微生 物聚合物上，从而防止染料从抗微生物聚合物中迁移。
15. 权利要求14的组合物，其中所述染料是荧光素。
16. 权利要求l的组合物，其中所述聚合物是无色的。
17. 权利要求l的组合物，其中所述聚合物是无味的。
18. 权利要求l的组合物，其中所述组合物的pH在5-9之间。
19. 权利要求l的组合物，其中所述组合物的形式选自由液体、凝胶、 泡沫和气溶胶组成的组。
20. 权利要求l的组合物，进一步含有可沥滤的抗微生物剂。
21. 权利要求20的组合物，其中所述抗微生物剂选自由季铵盐、双胍和 酚类化合物组成的组。
22. 权利要求21的组合物，其中所述季铵盐是苯扎氯铵、苄索氯铵、二 甲基二癸基氯化铵或它们的混合物。
23. 权利要求21的组合物，其中所述双胍是双氯苯双胍己烷或聚(六亚 曱基双胍)。
24. 权利要求21的组合物，其中所述酚类化合物是苯酚或三氯沙。
25. 权利要求l的组合物，进一步含有润肤剂。
26. 权利要求25的组合物，其中所述润肤剂是丙二醇、二丙二醇、甘油 或它们的混合物。
27. —种向皮肤赋予持久抗微生物活性的组合物，其含有抗微生物聚合物和基本上由醇组成的溶剂，其中所述抗微生物聚合物易溶于溶剂 但不溶于水，并且其中所述溶剂作为将所述抗^t生物聚合物涂布于 皮肤的载体。
28. 权利要求27的组合物，进一步含有至少一种添加剂，其选自由药物、 抗微生物剂、消毒剂、增稠剂、保湿液、润肤剂、维生素、临时染 料、永久染料和UV吸收剂组成的组。
29. —种对表面进行消毒的方法，包括将组合物涂布于表面并允许所述 溶剂挥发，留下抗微生物聚合物的涂层，其中所述组合物含有所述 抗微生物聚合物和基本上由醇组成的溶剂，其中所述抗微生物聚合 物易溶于溶剂但不溶于水，其中所述溶剂作为将所述抗微生物聚合 物涂布于表面的载体，并且其中所述组合物不含有抗微生物金属材 料。
30. 权利要求22的方法，其中所述表面是皮肤。
31. 权利要求23的方法，其中在医疗过程前涂布所述组合物。
32. —种抗微生物组合物，含有聚氨酯聚合物和基本上由醇组成的溶剂， 聚氨酯聚合物易溶于溶剂但不溶于水，其中所述聚氨酯聚合物含有 至少一个含季铵基团的部分，该部分通过共价化学键连接到聚合物 分子结构上，从而所述组合物当涂布于表面上时提供持久的抗微生 物活性。
33. 权利要求32的组合物，其中每350g的所述聚氨酯聚合物中大约有 1摩尔的所述含季铵基团的部分连接在所述聚氨酯聚合物的分子结 构上。
34. 权利要求32的组合物，其中染料通过共价化学键连接到聚氨酯聚合 物上，从而防止染料从聚合物中迁移。
35. 权利要求34的组合物，其中所述染料是荧光素。
全文摘要
一种溶于醇但不溶于水的消毒剂组合物和使用其进行消毒和向各种表面包括皮肤提供长期的抗微生物性能的方法。组合物含有可向表面赋予抗微生物性能的抗微生物组合物而无需使用金属的或含金属的化合物。该组合物涂布于表面并允许其挥发而留下抗微生物聚合物涂层。
文档编号A01N47/44GK101291580SQ200680039366
公开日2008年10月22日 申请日期2006年8月22日 优先权日2005年8月22日
发明者威廉·托基, 格拉尔德·奥尔德曼 申请人:奎克-麦德技术公司