抗微生物-抗生物膜组合物及其使用方法
【专利说明】抗微生物-抗生物膜组合物及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年3月7日提交的题为“抗微生物组合物及其用于治疗和预防伤口感染的用途”的美国临时专利申请号61/773，912 ;2013年4月26日提交的题为“抗微生物-抗生物膜组合物及其使用方法”的国际专利申请号PCT/CA2013/050324 ;和2013年6月13日提交的题为“抗微生物-抗生物膜组合物及其使用方法”的美国临时专利申请号61/834,654的权益和优先权。上述专利申请的内容通过引用明确纳入本文的详细说明中。
发明领域
[0003]本发明可涉及使用抗微生物和抗生物膜组合物来预防和治疗伤口感染的方法。还可涉及配制用于伤口护理、消毒剂、美容剂和医用设备/装置的应用的包含螯合剂、锌盐、抗微生物剂和药学上可接受的赋形剂的组合物的方法。更具体地，本发明可涉及递送含有两种或更多种螯合剂和锌盐的药学上可接受的制剂的高效方法。
[0004]发明背景
[0005]从微生物的视角来看，正常、完整的人和动物皮肤的主要功能是控制在皮肤表面上存活的微生物群并防止下方组织被潜在的病原体集落定殖和入侵。皮下组织的暴露(即，伤口 )提供了潮湿、温暖并有营养的环境，其有助于微生物定殖和增殖。
[0006]由于大多数情况下，伤口定殖存在多种微生物，涉及具有潜在致病性的多种微生物，任何伤口都具有受到感染的一定风险。在感染事件中，伤口无法愈合，患者遭受增加的创伤以及增加的治疗成本。一般的伤口处理实践越来越需要资源。超过2%的美国人患有这类慢性非愈合性伤口，并且美国健康护理系统每年因此花费200亿美元。伤口对于人类和动物都是巨大的世界性问题。
[0007]因此，不仅出于对患者而言增加的创伤，也从其对财政资源的负担和健康护理系统内低成本管理要求增加的角度来看，健康护理人员中关于伤口感染的担心是合情合理的。大多数伤口感染是由以下细菌导致的：金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)(20 % )、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis) (14 % )、肠球菌(Enterococcispp. ) (12 % )、大肠杆菌（Escherichia coli) (8 % )、绿胺假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa) (8% )、肠杆菌（Enterobacter spp. ) (7% )、变形杆菌（Proteus spp. ) (3% )、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae) (3%)、链球菌(Streptococci) (3% )和白色念珠菌(Candida albicans) (3% ) ο
[0008]伤口通常具有多个愈合障碍。伤口愈合和感染受到细菌在伤口环境内产生稳定兴旺的群落的能力和宿主控制细菌群落的能力之间的关系的影响。由于细菌能够在它们粘附于表面之后迅速形成它们自己的保护性微环境（生物膜），宿主控制这些生物体的能力可能随着生物膜群落的成熟而降低。在稳定的生物膜群落内，好氧菌和厌氧菌之间的相互作用可能增加它们的净致病作用，增强它们导致感染并延迟愈合的潜力。在过去的几年中，一些人已经将生物膜与慢性伤口联系起来。对慢性伤口的显微镜评价显示在至少60%的慢性伤口中，具有在集群细菌周围粘附的胞外聚合物质的组织良好的生物膜。
[0009]近年来，人们付出了很多努力使用抗生素和抗微生物剂来治疗人和动物中非愈合性临床感染的伤口。这些抗微生物剂是不同的化学组合物并且可包括肽、消毒剂（美国专利号6，700, 032)、抗生素、银离子/化合物（美国专利申请公开号2005/0035327)、壳聚糖(美国专利申请公开号2006/0210613 ;美国专利号6，998，509)、呋喃西林、铋硫醇和木糖醇(W0 2005/058381)。
[0010]其他人已经进行了多次尝试来产生包含抗微生物剂的伤口护理器具如敷料或绷带，凝胶和软膏。例如，美国专利号3，930，000公开了使用尿囊酸银锌（silver zincallantoinate)来杀灭。从微生物的视角来看，正常、完整的人和动物皮肤的主要功能是控制在皮肤表面上存活的微生物群并防止下方组织被潜在的病原体集落生长和入侵。皮下组织的暴露（即，伤口）提供了潮湿、温暖并有营养的环境，其有助于微生物定殖和增殖。
[0011]历史上，已经假设导致慢性感染的细菌的性质与在液体生长基质中悬浮生长的细菌的性质相似。然而，过去20年间的研究显示，许多慢性感染是生物膜模式的微生物生长的结果。与其浮游对应物相比，生物膜中的细菌对抗生素/抗微生物剂有100至1000倍的抗性。最近的研究已经证明，生物膜是慢性伤口无法愈合的潜在原因（Singh和Barbul，Wound Rep Reg. 16 :1，2008)。另外，James 等(Wound Rep Reg. 16 :37-44, 2008)最近已经证明，在超过60 %的与慢性伤口（如糖尿病足溃疡、静脉腿部溃疡和压迫性溃疡）关联的细菌感染中存在生物膜。
[0012]慢性伤口感染通常是缓慢发展的持续性感染，似乎很少被免疫防御解决，并且对抗微生物疗法的响应短暂。因此，存在对开发同时具有抗生物膜和抗微生物活性的用于预防和治疗涉及生物膜的急性以及慢性伤口的伤口护理产品的尚未实现的临床需求。同时具有抗生物膜和抗微生物活性的组合物通过抑制生物膜形成和/或通过破坏预先形成的生物膜来杀死对抗生素/抗微生物剂和身体免疫系统具有高度抗性的生物膜细菌。此外，也存在对包含通常认为是安全的（GRAS)物质的非抗生素伤口护理或消毒剂组合物的需求。
[0013]在屠宰场或肉类加工企业中，存在肉类和设备（例如，绞肉机、切割机、切块机、搅拌器、填料器等）受到食物毒性微生物的污染的问题。在常规的肉类加工企业中，次氯酸钠用作肉类灭菌加工期间的抗微生物剂。肉类（如尸体）通常被浸入次氯酸钠溶液中持续一段时间。然而，存在粘附于肉上的次氯酸钠的反应产物对人体的安全性问题。
[0014]因此，需要对人有高度安全性并具有长效抗微生物能力的用于肉类灭菌的抗微生物剂。这类抗微生物剂将使肉类更新鲜并保存更久，并且降低或防止产品的降解。
【发明内容】
[0015]本发明可提供用于预防、净化或治疗急性和慢性伤口感染，或用于水果、蔬菜、肉类产品、肉类和食物加工企业的消毒的组合物和方法。
[0016]本发明的一个实施方式可提供包含（a) —种或多种螯合剂，和（b) —种或两种金属离子盐的组合物。
[0017]在另一个实施方式中，本发明的组合物包含：(a)少量的至少2种螯合剂，(b)少量的至少I种金属离子盐，其中各组分（a)和（b)的量对于形成针对伤口感染的有效抗感染组合物和作为消毒剂应用而言是足够的。
[0018]在另一个实施方式中，本发明的组合物包含：(a)少量的至少2种螯合剂，(b)少量的至少一种金属离子盐，和（C)药学上可接受的赋形剂。
[0019]本发明的另一个实施方式提供了包含2种螯合剂和一种或两种金属离子盐的抗感染组合物，其有效针对细菌和真菌引起的伤口感染（割伤、瘀青、手术部位、撕裂、磨擦、刺穿、切口、枪击、灼烧、脓皮病、特应性皮炎、湿疹、压迫性溃疡、静脉和动脉腿部溃疡、糖尿病足溃疡等的感染)、囊性纤维化（CF)-相关的感染、社区或医院获得性感染或者食源性疾病。
[0020]本发明的组合物可用于针对一种或多种选自下组的感染相关细菌或酵母：甲氧西林耐药性金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) (MRSA)、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis)、凝固酶阴性葡萄球菌（Coagulase negativestaphylococci) (CoNS)、万古霉素耐药性肠球菌（Vancomycin resistant Enterococci)(VRE)、碳青霉稀耐药性肺炎克雷伯氏菌(Carbapenem resistant Klebsiellapneumoniae)、绿胺假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa)、鲍氏不动杆菌（Acinetobacterbaumannii)、甲氧西林耐药性伪中间葡萄球菌（Methicillin resistant Staphylococcuspseudintermedius) (MRSP)、皮肩芽抱菌（Malassezia pachydermatis)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、大肠杆菌 0157 :H7 (Escherichia coli 0157 :H7)、白色念珠菌（Candida albicans)、单核细胞增生利斯特氏菌（Listeria monocytogenes)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)、芽抱杆菌(Bacillus spp·)、无乳链球菌(Streptococcusagalactiae)、乳房链球菌(Streptococcus uberis)、大肠杆菌(Esherichia coli)、猪霍乱沙门氏菌（Salmonella choleraesuis)、嗜麦芽糖寡养单胞菌（Stenotrophomonasmaltophilia)、奚肠球菌(Enterococcus faecalis)、奇异变形菌(Proteus mirabilis)、克雷伯氏菌（Klebsiella spp·)、肠杆菌（Enterobacter spp.)和梓檬酸杆菌（Citrobacterspp.)o
[0021]本发明的另一个实施方式可提供包含至少2种螯合剂和一种或两种金属离子盐的用于针对兽医伤口感染、或乳腺炎和耳炎相关的细菌和真菌的抗感染组合物。
[0022]在一个实施方式中，螯合剂为约5000mg/L至约50000/L组合物。在一个实施方式中，金属离子盐为约1000mg/L至约10000mg/L组合物。
[0023]螯合剂可选自下组：EDTA、EGTA、DTPA、EDDHA、IDA、CDTA、HEDTA、HEIDA、NTA、柠檬酸钠、梓檬酸钾、卵传铁蛋白（ovotransferrin)和乳铁蛋白。金属离子盐可选自下组：氯化锌、乳酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌、硫酸锌、乙酸锌、银离子或磺胺嘧啶银、硫酸银、硝酸银和碳酸银。
[0024]在另一个实施方式中，螯合剂是EDTA和柠檬酸钠，并且金属离子盐是氯化锌或硫酸锌。EDTA可以约10mg/ml存在，并且柠檬酸钠可以约10mg/ml存在。氯化锌或乙酸锌可以约lmg/ml存在。
[0025]组合物还可包含选自下组的一种或多种成分：水、柠檬酸盐缓冲液、柠檬酸、稳定剂、调味剂、维生素、矿物质、草药、表面活性剂、抗微生物肽、抗微生物剂和pH调节剂。
[0026]本发明还可教导以多种方式制备用于伤口护理应用的合适制剂的方法，例如，消毒溶液、乳液、乳膏、凝胶、喷剂、热可逆凝胶喷剂、糊料、香油、绷带、敷料、纱布、伤□冲洗器具、缠绕物和乳腺炎乳头浸溶液。
[0027]本发明还教导了制备用于消毒剂和化妆品的合适制剂的方法。消毒剂在对水果、蔬菜、食品和肉类加工企业、医院、牲口棚、医用仪器、和其他工业和