智能自我去污聚合物和抑制细菌及真菌生长的方法
【专利摘要】本发明提供了抑制微生物生长的智能抗微生物材料和敷料。内源性化学物质如从细菌产生的代谢物被用作为化学底物并通过酶转化而产生消毒化合物，所述消毒化合物将继而抑制所靶向的微生物。该材料将保持无活性直至其遇到表达和/或分泌特异性代谢物或标记的微生物之时。包埋在智能材料中的一种或多种酶将代谢物转化为消毒化合物，其继而杀灭微生物或阻止其在材料表面上繁殖。
【专利说明】智能自我去污聚合物和抑制细菌及真菌生长的方法
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本专利申请要求2012年6月15日提交的待审美国临时专利申请系列号61/660,065的优先权。美国临时专利申请系列号61/660,065的完整内容通过参考引入本专利申请，如同在此充分描述。
【技术领域】
[0003]本发明涉及生产智能抗微生物系统以抑制微生物生长。内源性化学物质如从细菌产生的代谢物被用作为化学底物，然后通过酶转化而产生消毒化合物，所述消毒化合物继而抑制所靶向的微生物。
【背景技术】
[0004]杀生物剂更具体而言抗微生物剂常用于医药和农业中来控制不希望的生物种群。大多数杀生物剂不特异性杀灭特定类型或种类的生物体，对其它(非靶向)细胞和组织具有负面影响并且可对环境有害。
[0005]此外，使用含银产物进行伤口处理涉及银质沉着、或银毒性(仙以匕111 1.1811等人,061:61-11111181:1011 0^ 511乂61~ 111 8100(1, 1)1-1116, 811(1 11881168 0^ ^0111111:661~8 811(18111-11 ^81:16111:8, 3701111.0116111.1683, (1991)；八1已11 8.6.1^118(10^11,八？1181~11180010^10^1
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[0006]然而，一旦条件改变且危险超过“威胁”浓度，杀生物剂必须容易得到。本发明的目的是定义一种蛋白质聚合物材料，其仅当条件确定必需消毒时才生成杀生物剂和杀微生物齐0。适宜的“触发”环境条件包括但不限于，身体活性迹象如体温和出汗增加，微生物污染迹象包括从播散生物体作为代谢产物产生的挥发性和非挥发性有机物(包括排泄的蛋白酶、有机酸和生物胺)，以及环境中可养育微生物生长的条件包括过量的湿度、体液和废物，和存在胞外多糖。目前没有材料仅当存在靶生物体时特异性产生抗微生物化合物如氧化剂。现有材料中大多数或需要在用前活化或在脱离包装后即刻有活性。
[0007]过氧化氢作为一种氧化剂已用于消毒伤口多年。一个问题是其迅速分解为水和氧，使其难以长时间使用。而且非常高浓度03%)的过氧化氢对宿主细胞有毒。这就是为什么要求氧化剂源(如过氧化氢)仅当存在“触发”条件时才消毒伤口是重要的。
[0008]美国专利如.6，228，128了0匕118611公开了对微生物和/或病毒的处理，包括用有效量的真菌乳糖酶和有效量的一种或多种增强剂在氧存在下处理所述微生物和/或病毒。此处的酶需要增强剂来使发明有效发挥作用，且酶在活化后总是有活性的。
[0009]美国专利价).7，927，5880^18等人公开了含有酶的敷料和含有水来源以使敷料被活化的敷料。其没有提示酶可被“触发”条件开启。
[0010]美国专利价).7，731，9540^18等人公开了包含氧化还原酶的皮肤敷料，其中所述酶以水合条件存在。所述酶在用前水合且总是有活性的。美国专利如.7, 731，954在活化后仅能持续至多2天。该发明不响应环境条件，过氧化氢酶的进入是效率降低条件。其没有禁止抑制过氧化氢酶使用从氧化还原酶产生的过氧化氢的方式，也没有禁止在应用后保持活性超过2天的方式。
[0011]美国专利如.7,713,9551111^6?%等人描述了用于表面的抗微生物涂层。其公开了使用基于桥联多环化合物的涂料体系以赋予表面以自我清洁特性。其没有公开使用可被环境活化、当存在靶生物体时产生氧化剂的酶。
[0012]美国专利如.6，759，22016^611116等人公开了将酶装载到聚合物中以及如何改进装载。其没有公开使酶仅被环境活化。其进而也没有教导所述聚合物可用于抗微生物目的或作为敷料。
[0013]期望制备这样一种材料，其当存在靶生物体时生成抗微生物化合物，所述材料无需底物来起效且可长时间使用，例如但不限于超过三至四周的时间段。
【发明内容】
[0014]本发明涉及抑制微生物生长的智能抗微生物系统。内源性化学物质(如从细菌产生的代谢物)将被用作为化学底物并通过酶转化而产生消毒化合物，所述消毒化合物将继而抑制所靶向的微生物。该材料将保持无活性直至其遇到表达和/或分泌特异性代谢物或标记的微生物之时。包埋在智能材料中的一种或多种酶将代谢物转化为消毒化合物，其继而杀灭微生物或阻止其在材料表面上繁殖。这样的材料可潜在应用于食品包装、医院涂料、建筑涂料、伤口愈合材料和假体衬垫、汽车、飞机和其它交通运输装置的内部的涂料以及可移动个人电子设备(如移动电话、膝上型电脑、便携式媒体设备和其它个人物品)的涂料。
[0015]在本发明的一个实施方案中，材料包含赋形剂、与赋形剂混合的第一聚合物、包含在第一聚合物中的至少一种酶和含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与材料接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒齐0、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。优选这种材料包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或包封在第一聚合物之中。这种材料的另一个实施方案包括其中所述材料具有至少一种引发剂组合物，使所述材料光聚合以形成凝胶或膜。这种材料的另一个实施方案包括至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，例如但不限于羟胺、银、土霉素、叠氮化物和二硫苏糖醇及其组合。
[0016]在本发明的另一个实施方案中，提供一种材料，其包含赋形剂、与赋形剂混合的第一聚合物、与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质和含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与材料接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。本发明的另一个实施方案包括这种材料，其包括至少一种杀生物剂组合物，所述组合物优选以物理方式包封在第一聚合物之中或共价系连到第一聚合物。本发明的另一个实施方案包括这种材料，其包括至少一种杀生物剂组合物，其中所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂。
[0017]本发明的另一个实施方案提供了敷料，其包含包括第一面和第二面的单层，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层，第一聚合物置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或所述层之中；包含在第一聚合物之中的至少一种酶，和包含在所述单层之中的含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒齐0、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。优选该敷料包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封在第一聚合物之中。该敷料的另一个实施方案包括其中如本文所述的单层还包含置于所述层的至少第一面上或所述层之中的至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，并任选包括其中所述过氧化氢酶活性抑制剂置于所述层的第二面上或所述层之中。
[0018]在本发明的一个优选实施方案中，如本文所述的敷料包含附着到所述层的第一面或所述层的第二面的至少一部分的盖面(⑶^虹)以使所述层粘附到患者伤口部位或使所述层粘附到患者伤口部位附近区域。更优选本发明的敷料包括其中所述层是可生物降解的。
[0019]本发明的另一个实施方案提供了敷料，其包含包括第一面和第二面的单层，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层，第一聚合物置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或所述层之中；与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，并且其中所述蛋白质置于所述层的至少第一面上或所述层中，并且任选包括其中所述蛋白质置于所述层的第二面上或所述层之中；和置于所述层之中的含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。优选该敷料包括至少一种杀生物剂组合物。优选所述杀生物剂组合物以物理方式包封在第一聚合物之中或共价系连到第一聚合物。在本发明的另一个实施方案中，敷料包括至少一种杀生物剂组合物，其中所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂。在如本文所述的本发明敷料的另一个实施方案中，盖面附着到所述层的第一面或所述层的第二面的至少一部分以使材料粘附到患者伤口部位或使材料粘附到患者伤口部位附近区域。在本发明敷料的另一个实施方案中，优选敷料的层是可生物降解的。
[0020]在本发明的又一个实施方案中，提供了向患者真皮或表皮提供治疗的方法，包括将敷料置于与患者表皮或真皮接触，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的单层，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层，(11)置于所述层的至少第一面上或所述层之中的第一聚合物，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或所述层之中，(111)包含在第一聚合物之中的至少一种酶，和(14包含在所述层之中的含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；使至少一种靶分析物接触所述敷料，且优选所述敷料的层，来形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到患者的表皮或真皮以向患者提供治疗。在本发明的另一个实施方案中，该方法还提供包括至少一种引发剂组合物来使所述层光聚合以形成凝胶或膜。在本发明的另一个实施方案中，该方法还提供包括至少一种过氧化氢酶活性抑制齐0，其置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并任选包括其中所述过氧化氢酶活性抑制剂置于所述层的第二面上或所述层之中。
[0021]本发明的另一个实施方案提供了向患者真皮或表皮提供治疗的方法，包括将敷料置于与患者表皮或真皮接触，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的单层，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层，(11)置于所述层的至少第一面上或所述层之中的第一聚合物，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或所述层之中，(111)与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，和(14置于所述层之中的含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中至少一种蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；使至少一种靶分析物接触所述敷料，或优选所述敷料的层，来形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到患者的表皮或真皮以向患者提供治疗。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供引发剂组合物来使所述层光聚合以形成凝胶或膜。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，其置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并任选包括其中所述过氧化氢酶活性抑制剂置于所述层的第二面上或所述层之中。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供至少一种杀生物剂组合物。优选所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂。
[0022]本发明的另一个实施方案提供抑制细菌和/或真菌生长的方法，包括向怀疑有细菌和/或真菌污染的表面应用有效量的材料，所述材料包含(1)赋形剂，(11)与赋形剂混合的第一聚合物，(111)包含在第一聚合物之中的至少一种酶，和(^)含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；从怀疑污染表面提供至少一种靶分析物来接过氧化氢酶以形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到所述表面来抑制细菌和/或真菌。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供至少一种引发剂组合物来使材料光聚合形成凝胶或膜。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括向所述表面应用至少一种过氧化氢酶活性抑制剂。
[0023]本发明的另一个实施方案提供抑制细菌和/或真菌生长的方法，包括向怀疑有细菌和/或真菌污染的表面应用有效量的材料，所述材料包含(1)赋形剂，(11)与赋形剂混合的第一聚合物，(111)与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，和(14含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；从怀疑污染表面提供至少一种靶分析物来接触蛋白质以形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到所述表面来抑制细菌和/或真菌。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供至少一种引发剂组合物来使材料光聚合形成凝胶或膜。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括向所述表面应用至少一种过氧化氢酶活性抑制剂。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供至少一种杀生物剂组合物。优选所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂组合物。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1显示在不含过氧化氢酶抑制剂羟胺(撤)的平板上于371温育18小时后的金黄色葡萄球菌生长。八)在不含撤的13八平板上金黄色葡萄球菌生长良好。8)在不含撤和含有空白聚氨酯聚合物的平板上金黄色葡萄球菌生长良好。0在不含撤和含有乳酸氧化酶聚合物的平板上金黄色葡萄球菌生长良好。
[0025]图2显示在含有500碰羟胺(一种过氧化氢酶抑制剂)的平板上于371温育18小时后的金黄色葡萄球菌生长。八)金黄色葡萄球菌的生长不受羟(撤)胺存在的影响。8)在不含酶的聚合物存在下和在撤存在下金黄色葡萄球菌生长均正常。0撤抑制过氧化氢酶活性，因此其不能分解％02，从101转化乳酸产生的！！202抑制金黄色葡萄球菌在固态培养基上的生长。
[0026]图3显示在不同温度贮存后聚合物随时间保留酶活性。
[0027]图4显示在葡糖氧化酶(酶)存在下13 -0-葡萄糖、水和氧转化为0-葡糖酸和过氧化氢。
[0028]图5显示在乳酸氧化酶(酶)存在下卜乳酸、水和氧转化为丙酮酸和过氧化氢。
[0029]图6显示在丙酮酸氧化酶(酶)存在下丙酮酸、磷酸、氧和水转化为乙酰磷酸、二氧化碳和过氧化氢。
[0030]图7显示在氯过氧化物酶(酶)存在下亚氯酸钠和水转化为二氧化氯和活性氧(1-6801:1^6 0X7^611 8^60168)。
[0031]图8显示在单胺氧化酶(酶)存在下单胺部分、氧和水转化为醛、氨和过氧化氢。
[0032]图9显示在二胺氧化酶(酶)存在下二胺部分、水和氧转化为单胺部分、铵和过氧化氢。
[0033]发明详述
[0034]如本文所用的术语“化学组分”是可截留在聚合物之内或与聚合物结合的任何化学物质如染料、缓冲剂和抗微生物剂。如本文所用的术语“材料”是聚合物、水凝胶、织物或膜。如本文所用的术语“消毒化合物”是选自消毒剂、防腐剂、抗微生物剂、杀生物剂或其组合的任何化合物。
[0035]本发明提供抑制微生物生长的智能抗微生物材料和敷料。内源性化学物质(如从细菌产生的代谢物)将被用作为化学底物并通过酶转化而产生消毒化合物，所述消毒化合物将继而抑制所靶向的微生物。该材料将保持无活性直至其遇到表达和/或分泌特异性代谢物或标记的微生物之时。包埋在智能材料中的一种或多种酶将代谢物转化为消毒化合物，其继而杀灭微生物或阻止其在材料表面上繁殖。这样的材料可潜在应用于食品包装、医院涂料、建筑涂料、伤口愈合材料和假体衬垫、汽车、飞机和其它交通运输装置的内部的涂料以及可移动个人电子设备(如移动电话、膝上型电脑、便携式媒体设备和其它个人物品)的涂料。
[0036]相应地，本发明提供了可按需供应一种或多种消毒化合物的智能聚合物。这类消毒化合物的产生将仅在环境中发现的靶分析物存在下开启。本发明可保持活性持续延长时间，如至少4周(参见图3)。所述智能聚合物包含化学组分和酶，其按需生成消毒化合物。需求可通过例如但不限于以下来证明:身体活性的迹象如体温和出汗的增加，微生物污染的迹象，产生代谢产物如挥发性和非挥发性有机物(包括但不限于有机酸、生物胺和排泄的蛋白酶)，以及可养育微生物生长的环境条件的变化，包括过量的湿度、体液和废物，和存在胞外多糖。这些材料具有广泛的适用性，诸如但不限于在急性和慢性创伤护理领域、最小化基于应力(81^688-)32186(1)的对皮肤组织的磨损效应(冊虹6打6(^)、改善皮肤与材料主体(诸如但不限于假体和鞋类)的相互作用、药理学以及智能抗真菌和抗微生物表面和涂
/'2^寸寸。
[0037]如本文所用的术语“患者”包括动物界的成员，包括动物、智人(001110 881)16118)和温血或冷血生物。如本文所用的术语“伤口”包括患者身体一部分或组织或器官的损伤，或患者身体一部分或组织或器官的切口。伤口可由例如但不限于物理创伤引起，且可表征为患者身体部分、组织或器官的撕裂、切割、穿刺或断裂。
[0038]如本文所用的术语“有效量”是产生期望结果所需的量，例如抑制细菌或真菌生长所需的材料或组合物的量。
[0039]如本文所用的术语“交联”包括两条聚合物分子链通过将链中的特定碳原子通过主价化学键连接起来的由元素、基团或化合物组成的桥而相连。所述桥被称为交联剂。如本领域技术人员所理解的，交联在自然界中在由通过胱氨酸残基的二硫键连接的多肽链组成的物质中发生，例如在角蛋白、胰岛素和其它蛋白质中。例如，本领域技术人员理解，多糖分子可交联形成稳定的凝胶结构。交联可人工实现，例如通过添加化学物质(交联剂)和将混合物暴露于热或通过对聚合物进行高能辐照。例如，本领域技术人员理解，聚乙烯的交联可通过高能辐照的方式或用有机过氧化物来进行。
[0040]本发明的一个实施方案需要将氧化酶共价固定或物理包封在聚合物织物之中以用于皮肤上。汗液携带多种组分(乳酸、葡萄糖、肌酐等)，其是氧化酶的底物(反应物)(参见图4和5)。织物中有活性的和稳定的氧化酶通过产生过氧化氢而响应，过氧化氢可用作消毒剂。在更优选的实施方案中，聚合物还携带卤素过氧化物酶(即氯过氧化物酶、溴过氧化物酶、碘过氧化物酶)，该酶在齒化物盐和过氧化氢存在下生成卤素。这种材料当暴露于汗液时生成低水平的氯和其它强氧化剂(如活性氧)并杀灭否则可能在汗液中繁殖职仏)的生物物质。该材料在无汗液时则是无害的且对皮肤没有实际影响。
[0041]本发明的另一个实施方案利用与伤口内繁殖细菌的代谢产物(包括但不限于有机酸和生物胺)反应的氧化酶。随着伤口内繁殖细菌的浓度增加，伤口液中代谢产物的浓度也增加。随着伤口内菌落计数增加，由携带混合氧化酶的本发明生物复合聚合物组成的伤口敷料生成过氧化氢。再者，本发明的优选实施方案还携带卤素过氧化物酶以在卤化物盐和过氧化氢存在下生成卤素。这种智能敷料对伤口没有化学活性或影响，直至伤口液之中的代谢产物将充足的代谢产物递送到敷料来触发消毒剂的合成。
[0042]此外，本发明的附加实施方案利用由结构蛋白和合成单体组成的生物复合交联聚合物涂层。夹带或以物理方式包封在聚合物之中的是杀生物剂。许多微生物、霉菌和真菌随着其繁殖和生长而释放蛋白酶。当这类生物体在所述生物聚合物材料表面上繁殖时，分泌(排泄)的蛋白酶切割聚合物之中结构蛋白中的肽键，改变聚合物的形态并有效增加基质内交联之间的距离。交联之间较大的距离改善所夹带杀生物剂的扩散和释放。总之，涂层保持完整和稳定，直至繁殖微生物通过分泌特定蛋白酶触发杀生物剂的释放。
[0043]本发明的另一个实施方案提供一种材料，其包含赋形剂；与赋形剂混合的第一聚合物；包含在第一聚合物之中的至少一种酶；和含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。优选所述抗微生物剂包括过氧化物和卤素气体。所述含水组合物可以是例如但不限于水或缓冲液。优选含水组合物为材料总重的0.1重量百分比(0.1被.% )到99.0重量百分比(99.0被.% )，更优选从材料总重的5.0^1:.%到75.0^1:.%。如本文所述的该材料的另一个实施方案包括其中赋形剂是不同于第一聚合物的第二聚合物。优选如本文所述的本发明材料包括其中所述酶共价附着到第一聚合物或其中所述酶固定或包封在第一聚合物之中。所述酶是选自下组的至少一种:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。更优选所述酶是选自下组的至少一种:氧化酶、蛋白酶、脂酶、过氧化物酶、酪氨酸酶、糖苷酶、核酸酶、醛缩酶、磷酸酶、硫酸酯酶和脱氢酶。更优选所述酶是氧化酶，为葡糖氧化酶或乳酸氧化酶。更优选所述酶是过氧化物酶，为齒素过氧化物酶。更优选所述齒素过氧化物酶是氯过氧化物酶。更优选如本文所述的本发明材料包括其中所述酶是一种或多种氧化酶，其被靶分析物中的一种或多种活化，所述靶分析物是化学组分(其为繁殖微生物)中一种或多种的代谢副产物，其中所述代谢副产物被转化为消毒剂，所述消毒剂是过氧化氢。所述繁殖微生物的代谢副产物优选选自生物胺和有机酸。
[0044]本发明的第一聚合物可为任何数目的聚合物。所述聚合物可为例如阳离子型、阴离子型或非离子型聚合物。例如，所述聚合物可以是氨基甲基化聚丙烯酰胺、队化二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的季铵化衍生物、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸和聚磺基苯乙烯。优选第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
[0045]本发明的赋形剂可以是有活性或无活性的组合物。本领域技术人员理解，活性赋形剂不仅赋予制剂以物理特征，例如将制剂组分加入或分散在其中的基质(或载体)，而且还赋予其自身的治疗特性，例如矿脂、甘油和二甲聚硅氧烷，其都具有润肤软化特性。在本发明的另一个实施方案中，例如，赋形剂可以是聚合物或共聚物，这类聚合物和共聚物如本文所述。当赋形剂是聚合物时，赋形剂在此称为“第二聚合物”，以将其与本发明的“第一聚合物”区分。第二聚合物可与材料的第一聚合物相同或不同。更优选本发明的赋形剂是聚乙二醇。
[0046]如本文所述的本发明材料的另一个实施方案包括至少一种引发剂组合物。优选所述弓I发剂组合物是紫外弓I发剂组合物。优选本发明的材料经光聚合形成凝胶或膜。
[0047]在如本文所述的本发明的另一个实施方案中，所述材料还包括至少一种过氧化氢酶活性抑制剂。优选该过氧化氢酶活性抑制剂是选自下组的至少一种:羟胺、银、土霉素、叠氮化物和二硫苏糖醇。更优选该过氧化氢酶活性抑制剂与所述材料的第一聚合物共价键入口。
[0048]本发明的另一个实施方案提供一种材料，其包含赋形剂；与赋形剂混合的第一聚合物；与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质；和含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与材料接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。优选这种材料还包括至少一种杀生物剂组合物，其中所述杀生物剂组合物以物理方式包封在第一聚合物之中或共价系连到第一聚合物。更优选所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂。
[0049]本发明的另一个实施方案提供了一种敷料，其包含具有包括第一面和第二面的单(一)层的材料，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层；置于所述层的至少第一面上或之中的第一聚合物，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或之中；包含在第一聚合物之中的至少一种酶；和包含在所述材料之中的至少一种含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。更优选如本文所述的敷料包括其中所述抗微生物剂包括过氧化物和齒素气体。更优选如本文所述的敷料包括其中所述酶是一种或多种氧化酶，其被靶分析物中的一种或多种活化，所述靶分析物是化学组分(其为繁殖微生物)中一种或多种的代谢副产物，其中所述代谢副产物被转化为消毒剂，所述消毒剂是过氧化氢。如本文所述的本发明敷料包括其中所述繁殖微生物的代谢副产物选自生物胺和有机酸。例如但不限于，所述繁殖微生物的代谢副产物是选自下组的一种或多种:乳酸、葡萄糖、肌酐、尸胺、腐胺、组胺和酪胺。本领域技术人员将理解，当敷料的酶是固定在第一聚合物之中的卤素过氧化物酶时，所述卤素过氧化物酶能够在一种或多种卤化物盐的存在下将过氧化氢转化为一种或多种卤素气体。在如本文所述的本发明的敷料中，所述层可由任何数目的组合物制成，例如但不限于膜、纤维、织物、线、纱布或聚合物组合物。所述敷料的层必须能够以物理方式支持或允许第一聚合物、酶和含水组合物被包含在所述层上或之中。更优选如本文所述的敷料包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封在第一聚合物之中。所述酶是选自下组的至少一种:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。优选所述酶是选自下组的至少一种:氧化酶、蛋白酶、脂酶、过氧化物酶、酪氨酸酶、糖苷酶、核酸酶、醛缩酶、磷酸酶、硫酸酯酶和脱氢酶。更优选氧化还原酶是葡糖氧化酶、乳酸氧化酶或卤素过氧化物酶中的至少一种。更优选所述卤素过氧化物酶是氯过氧化物酶。优选如本文所述的本发明的这种敷料包括其中第一聚合物可以是任何数目的聚合物或共聚物。所述聚合物可为例如但不限于阳离子型、阴离子型或非离子型聚合物或其组合。例如，所述聚合物可以是氨基甲基化聚丙烯酰胺、队化二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的季铵化衍生物、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸和聚磺基苯乙烯。优选第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。如本文所述的这种敷料的另一个实施方案包括至少一种引发剂组合物，其置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并且任选包括其中所述引发剂组合物置于所述层的第二面上或所述层之中，其中所述层经光聚合物形成凝胶或膜。优选所述引发剂组合物是紫外引发剂组合物。如本文所述的这种敷料的另一个实施方案还包括至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，其置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并且任选包括其中所述过氧化氢酶抑制剂置于所述层的第二面上或所述层之中。优选该过氧化氢酶活性抑制剂是选自下组的至少一种:羟胺、银、土霉素、叠氮化物和二硫苏糖醇。更优选如本文所述的本发明敷料包括其中该过氧化氢酶活性抑制剂与第一聚合物共价键合。在本发明的又一个实施方案中，如本文所述的本发明敷料还包括附着到所述层的第一面或所述层的第二面的至少一部分的盖面以使所述层粘附到患者伤口部位或使所述层粘附到患者伤口部位附近区域。更优选如本文所述的本发明敷料包括其中所述层是可生物降解的。
[0050]在本发明的另一个实施方案中，提供了一种敷料，其包含(1)包括第一面和第二面的单层，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层；(11)置于所述层的至少第一面上或所述层之中的第一聚合物，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或所述层之中；(111)与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，并且其中所述蛋白质置于所述层的至少第一面上或所述层中，并且任选包括其中所述蛋白质置于所述层的第二面上或所述层之中；和(^)置于所述层之中的含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒齐0、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。优选例如所述靶分析物是蛋白酶。如本文所述的这种敷料的另一个实施方案还包括至少一种杀生物剂组合物，其中所述杀生物剂组合物以物理方式包封在第一聚合物之中或共价系连到第一聚合物。在如本文所述的这种敷料的另一个实施方案中，还包括至少一种杀生物剂组合物，其中所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂。在如本文所述的这种敷料的又一个实施方案中，盖面附着到所述层的第一面或所述层的第二面的至少一部分以使所述层粘附到患者伤口部位或使所述层粘附到患者伤口部位附近区域。优选敷料的层是可生物降解的。
[0051]本发明的另一个实施方案提供了向患者真皮或表皮提供治疗的方法，包括将敷料置于与患者表皮或真皮接触，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的单层，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层，(11)置于所述层的至少第一面上或所述层之中的第一聚合物，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或所述层之中，(111)包含在第一聚合物之中的至少一种酶，和(14包含在所述层之中的含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；使至少一种靶分析物接触所述敷料，且优选所述敷料的层，来形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到患者的表皮或真皮以向患者提供治疗。所述层、第一聚合物、一种或多种酶和含水组分如本文所述。优选该方法包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封或包埋在第一聚合物之中。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，其置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并任选包括其中所述过氧化氢酶活性抑制剂置于所述层的第二面上或所述层之中。所述过氧化氢酶活性抑制剂如本文所述。
[0052]本发明的另一个实施方案提供了向患者真皮或表皮提供治疗的方法，包括将敷料置于与患者表皮或真皮接触，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的单层，其中第一面朝向相对于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的层，(11)置于所述层的至少第一面上或所述层之中的第一聚合物，并任选包括其中第一聚合物置于所述层的第二面上或所述层之中，(111)与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，和(14置于所述层之中的含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中至少一种蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；使至少一种靶分析物接触所述敷料来形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到患者的表皮或真皮以向患者提供治疗。所述层、第一聚合物、一种或多种蛋白质和含水组分如本文所述。优选该方法包括其中所述蛋白质固定在第一聚合物之中或其中所述蛋白质包封在第一聚合物之中。在这种方法的另一个实施方案中，该方法还包括提供至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，其置于所述层的至少第一面上或所述层之中，并任选包括其中所述过氧化氢酶活性抑制剂置于所述层的第二面上或所述层之中。这种方法的另一个实施方案包括提供至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂。所述过氧化氢酶活性抑制剂和杀生物剂如本文所述。
[0053]本发明的另一个实施方案提供抑制细菌和/或真菌生长的方法，包括向怀疑有细菌和/或真菌污染的表面应用有效量的材料，所述材料包含(1)赋形剂，(11)与赋形剂混合的第一聚合物，(111)包含在第一聚合物之中的至少一种酶，和(^)含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；从怀疑污染表面提供至少一种靶分析物来接过氧化氢酶以形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到所述表面来抑制所述细菌和/或所述真菌。所述赋形剂、第一聚合物、一种或多种酶和含水组分如本文所述。优选该方法包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封或包埋在第一聚合物之中。在本发明的另一个实施方案中，该方法包括提供至少一种过氧化氢酶活性抑制剂。所述过氧化氢酶活性抑制剂如本文所述。
[0054]本发明的另一个实施方案提供抑制细菌和/或真菌生长的方法，包括向怀疑有细菌和/或真菌污染的表面应用有效量的材料，所述材料包含(1)赋形剂，(11)与赋形剂混合的第一聚合物，(111)与第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，和(14含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种；从怀疑污染表面提供至少一种靶分析物来接触蛋白质以形成选自消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合的至少一种产物；和将所述产物释放到所述表面来抑制所述细菌和/或真菌。所述赋形剂、第一聚合物、一种或多种蛋白质和含水组合物如本文所述。优选该方法包括提供其中所述蛋白质固定在第一聚合物之中或其中所述蛋白质包封在第一聚合物之中。在这种方法的另一个实施方案中，该方法还包括向所述表面应用至少一种过氧化氢酶活性抑制剂。在这种方法的又一个实施方案中，该方法还包括提供至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从交联聚合物释放杀生物剂。所述过氧化氢酶活性抑制剂和杀生物剂如本文所述。
【具体实施方式】
[0055]以下实施例显示本发明的众多实施方案。基于实际实施的本发明的工作实施例2、3和6以及本发明的预言实施例1、4、5和7，应理解本发明可使用多种酶。本领域技术人员将领会本发明实际实施的工作实施例和预言实施例并非旨在以任何方式限制本发明权利要求书的范围。
[0056]实施例1:响应型水凝胶的合成
[0057]在本发明的这一实施方案中，选择膜作为所选应用方法，并且优化制剂。最终制剂包含五种组分#￡￠(聚乙二醇)二丙烯酸酯(22^ % ), ？26 10,000^/11101(33^% ),-(紫外)引发剂(10被^)、缓冲液(350%)和经修饰的氯过氧化物酶和葡糖氧化酶(0.002%^将聚乙二醇二丙烯酸酯(220呢-分子量3，4008/001)和线型聚乙二醇(330呢-10，000丽)首先加入50禮磷酸钠溶液(邱=8.0)。然后，加入10091 15被％在乙醇中的2-羟基-144-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮，然后加入葡糖氧化酶(40单位终体积)和氯过氧化物酶(20单位/01终体积)。将少量(100 9 1)溶液置于两片25臟直径盖玻片之间。然后通过将其暴露于51 81)60^011116紫外灯(--48型)2分钟使样品光聚合成为凝胶。所得的聚合物膜携带生物活性的葡糖氧化酶和氯过氧化物酶。其响应氯化钠盐溶液中的葡萄糖而产生氯。
[0058]实施例2:生物胺响应型聚氨酯的合成
[0059]将预定单位活性的单胺氧化酶、二胺氧化酶和过氧化物酶(175,108)混合在一起并溶于足量的磷酸钾缓冲液邱单胺氧化酶的单位活性在此定义为，一单位的单胺氧化酶为在特定测定条件下在371于邱7.5每分钟将1 ^ 11101酪胺氧化为对羟基苯基乙醛和过氧化氢的酶量。二胺氧化酶的单位活性定义为在特定测定条件下在301于邱8.0每分钟使得从腐胺形成过氧化氢的酶量。过氧化物酶的单位活性定义为在特定测定条件下在201于邱6.0在20秒内从焦掊酸形成1.0呢红掊酚的酶量。所得聚合物响应氯化钠盐溶液中的腐胺而产生氯。
[0060]聚合的酶溶液如美国专利如.6，759，220中所述，其内容在此通过参考引入。例如，酶溶液聚合如下。总体而言，公认六个类别或类型的酶(通过其催化的反应类型分类)。催化还原/氧化或氧化还原反应的酶总称为￡(:1(1类酶)氧化还原酶。催化特定原子团或基团转移的酶总称为202转移酶。催化水解的酶总称为￡0水解酶。催化从底物去除特定化学基团或向底物添加特定化学基团的酶总称为￡(?裂合酶。催化异构化的酶总称为异构酶。催化底物单元联合或结合在一起的酶总称为￡(?连接酶。如本文所用的术语“表面活性剂”泛指降低其溶于其中的液体(例如水)的表面张力的表面活性物质。优选表面活性剂是非离子型的且占混合物含水组分的0.5到5.0重量百分比。在本发明聚氨酯的合成中，将氨基甲酸酯预聚物与水混合。反应混合物的含水组分包括水、酶、表面活性剂和缓冲盐。含水组分中表面活性剂重量百分比由此通过将表面活性剂的重量除以整个含水组分的重量并将结果乘以100%来计算。本发明中的酶装载可大于聚氨酯聚合物的大约0.1^%(酶的重量/[含酶聚合物产物的重量]^00%)而保留实质性的酶活性。甚至当酶装载大于聚氨酯聚合物的大约0.5被％时也维持相对高活性。事实上，甚至当酶装载大于聚氨酯聚合物的大约1被％时也维持相对高活性。本发明的聚氨酯聚合物优选包括氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶或连接酶中的至少一种。适用于本发明的酶的实例包括但不限于脂酶、过氧化物酶、酪氨酸酶、糖苷酶、核酸酶、醛缩酶、磷酸酶、硫酸酯酶或脱氢酶。应理解，在本发明的优选实施方案中，多于一种类型的酶容易共同固定在聚氨酯聚合物之中。所述酶可以是相同类别内(例如两种水解酶)或不同酶类别内。在另一方面，本发明提供了包含超过大约0.10%酶装载的聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物在足量表面活性剂(优选非离子型)存在下合成以在聚合物进行酶装载时增加酶活性(与不使用表面活性剂情况时相比在又一方面，本发明提供了改善酶装载超过大约0.1被％合成的聚氨酯聚合物的酶活性的方法。该方法包括以下步骤:在聚氨酯聚合物合成期间加入足量的表面活性剂(优选非离子型)以在酶装载时增加酶活性。本发明的聚合物和方法提供了随着这类聚合物的酶装载或酶含量增加(例如至高于大约0.1被％的聚合物)增强的酶活性保留。相对大量的酶被固定在本发明的聚合物之中而保留显著部分的天然酶特异性活性。
[0061]本发明的含酶的聚氨酯聚合物可例如通过相对亲水的聚氨酯预聚物与水溶液的反应产生聚氨酯泡沫来合成。在本研究中所用的聚氨酯预聚物是用多个异氰酸酯官能团加帽(即在链末端官能化)的氨基甲酸酯。含有多个异氰酸酯官能团的预聚物具有在与二醇或水反应后形成化学交联的能力。水与异氰酸酯反应，启动发泡反应，在其中形成氨基甲酸中间体。氨基甲酸迅速降解为胺并逸出002。二氧化碳冒泡通过高度粘性的反应中的聚合物溶液，产生多孔泡沫结构。由于胺容易与异氰酸酯反应，在水溶液中的多官能预聚物导致产生交联的聚氨酯基质。因为绝大多数酶在水溶液中最有活性，水不仅用来启动预聚反应，而且还提供将酶递送到反应的途径。蛋白质(诸如酶)具有经由赖氨酸残基存在的许多胺基团，可容易与异氰酸酯官能团反应，通过酶与聚合物的多点连接形成交联的聚合物-蛋白质网络。预聚物分子(例如具有大约300到大约10，000的分子量)可具有多个异氰酸酯官能团/基团。此外，酶可具有经由赖氨酸残基存在的并在蛋白质~末端的反应性胺官能团。
[0062]据信当复合材料的酶含量高到足以压倒聚合物的容量来给掺入其中的酶提供足够的通路来以等于最大可实现催化速率的速率结合底物或释放产物时，本发明的含酶的聚氨酯聚合物的合成中所用的表面活性剂增强生物催化聚合物的活性。关于这点，具有过多酶含量的聚合物在扩散方面限制了其催化反应的能力。据信使用一定范围浓度的特定表面活性剂消除其中掺入了相对大量酶的聚合物超级结构施加的扩散限制。如本领域已知的，反应条件的变化影响聚氨酯泡沫的物理特性和酶-泡沫相互作用的程度。下面描述的是本发明所用的生物聚合物合成的典型操作。一开始，将含有特定浓度(在本发明的研究中大约0-8被％ )特定表面活性剂的401邱7.811*18缓冲液(10^)置于窄圆柱混合管中。随后，加入酶溶液(例如在相同缓冲液中的大约11111 1.51118/1111脲酶)。最后，向混合物中加入大约 41111￠161)01711161'，其获自 00界 01161111081 031111)8117 子公司只已11？?81111~6 01161111081
001-1).(预热至301以限制由高粘度引起的操作问题^然后将溶液密切混合。在最初的“奶油”阶段，将溶液注入圆柱模具中，其涨起来然后在2-5分钟内定型。聚合物合成在少于10分钟内完成。在水与异氰酸酯反应期间逸出的(?将泡沫抬高至大约50-6001的终体积。在最初10分钟“设置”时间，以数种方式处理泡沫样品。将一些泡沫样品立即封装在小瓶中，而对其它进行预清洗。大体积的泡沫样品通常置于通风橱中或冻干器中以促进去除来自于反应仍存在的残余水和002。将泡沫贮存在多种条件下直至测定酶活性。本研究所用的混合系统需要于2500印111混合30-40秒来用取？01 3000 ( 一种基于甲苯二异氰酸酯的预聚物)产生高质量泡沫。混合系统包括高3.2挪、直径1.30.11的桨形金属环。一种更疏水的预聚物取？01 5000(基于亚甲基双(对苯基异氰酸酯))需要额外的混合。混合不足可导致未反应的残余预聚物分散在致密的聚氨酯硬块中。过度混合使得逸出的(?不能作用于抬高泡沫。适当混合的泡沫在整个反应过程中体积将通常增加大约6倍。
[0063]在本发明的一个实施方案中，使酶和表面活性剂的水溶液与基于异氰酸酯的预聚物在充足搅拌下接触以起始反应。酶可例如以冻干粉末或水溶液加入，其可以是纯或不纯的。如本文所用的术语“不纯”泛指酶含有例如其它蛋白质/酶和生物分子。几乎任何酶或酶的组合都可共同固定在本发明的相同聚合物之中。
[0064]在本发明的模型研究中，使用或不使用一系列表面活性剂来合成含酶聚合物。掺入本发明聚合物中的酶包括例如有机磷水解酶⑴?!!)、有机磷酸酐酶(￡111117办01 ￡186)⑴?八八)、丁酰胆碱酯酶(8(--、脲酶和枯草菌溶素(811)31:1118111 081-18)361-?) 0
[0065]实施例3:调整的生物聚合物对葡萄糖的氯化响应
[0066]复合聚合物的氯化活性通过追踪有色底物(硫素)的氯化来测量。硫素是一种蓝紫色染料，其在598=0吸光并在氯化后经历褪色(至无色一组测试在100禮磷酸盐柠檬酸盐缓冲液中于邱4.0进行。反应采用以下试剂:0.02511)1硫素和20禮(在柠檬酸盐磷酸盐缓冲液中)，0.3% 过氧化氢(在去离子水中)，18%葡萄糖(在去离子水中)，在柠檬酸盐磷酸盐缓冲液中的20单位/11^氯过氧化物酶(其中一单位的氯过氧化物酶于邱2.75和251^每分钟将催化11111101单氯双甲酮转化为二氯双甲酮)和40单位/此葡糖氧化酶(其中一单位葡糖氧化酶于邱5.1在351每分钟将氧化1.01100113 -0-葡萄糖成0-葡萄糖酸内酯)。反应混合物包含1.45^1硫素/似口溶液，30111底物溶液(葡萄糖或过氧化物)和25 9 I酶溶液(总计)。在对照反应中用缓冲液替换酶或底物。硫素/似口溶液于598鹽的吸光度为0.668且经2分钟不变化。含有硫素4乂1溶液和过氧化物的反应混合物具有0.670吸光度持续2分钟。进行对照反应以展示当氯过氧化物酶与过氧化氢溶液和他反应时硫素的颜色消失。经两分钟硫素的吸光度从0.667降为0.377，表明发生硫素的氯化。当将葡糖氧化酶和葡萄糖加入硫素/似01溶液时，没有观察到颜色变化，吸光度保持恒定在0.670持续两分钟。当将氯过氧化物酶加入硫素4化1溶液中的葡萄糖而不存在葡糖氧化酶时，没有发生颜色变化。当将氯过氧化物酶加入含有葡糖氧化酶、葡萄糖和硫素4乂1溶液的溶液时颜色变化没有发生。经两分钟吸光度从0.680变为0.456，表明酶促生成的过氧化氢和版^1被氯过氧化物酶利用来氯化硫素。
[0067]此外，用含酶的聚氨酯聚合物来测试在葡萄糖和氯化钠存在下硫素的氯化。将含有大约9.5单位/“单位丨克)氯过氧化物酶和80单位丨免葡糖氧化酶的501118聚合物加入1.92501柠檬酸盐磷酸盐缓冲液和似口 (201111)中。将75 “小份的葡萄糖溶液加入搅拌的反应器中。将溶液搅拌5分钟，此时取725 9 I小份并加入725 9 I在柠檬酸盐磷酸盐缓冲液中的0.025禮硫素溶液。经两分钟吸光度从0.301降为0.212。使用不含酶的50呢聚合物进行相同试验。吸光度保持恒定两分钟。
[0068]实施例4:蛋白酶-触发的可蚀水凝胶的合成
[0069]将1克牛血清白蛋白和10呢荧光葡聚糖溶于20此11-18缓冲液(501?邱7)。将2克基于甲苯二异氰酸酯的预聚物①挪01161111081 ；商品名册?01 2060)在机械搅拌少于大约1分钟条件下立即加入。该预聚物是2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯异氰酸酯与聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的部分聚合产物，其中所得的预聚物具有多个末端异氰酸酯基团。所得的蛋白质-聚合物凝胶具有大约208的团块。
[0070]实施例5:实施例4的生物聚合物的侵蚀
[0071]从以上实施例4所述的大块聚合物切下聚合物样品并称重。然后将样品贮存(一式两份)在3种不同环境24小时。将补充0.05被％叠氮化钠的30此11-18缓冲液(50^)1)? 8.0用作对照溶液。加入叠氮化物作为在试验期间直接防止微生物污染的手段。两种其它温育溶液含有不同水平的胰蛋白酶，分别为0.1和0.81118/111匕温育24小时后，聚合物部分之中大致20%葡聚糖扩散出凝胶并在大容积溶液中检测到。周围溶液的蛋白水解活性引起凝胶的白蛋白组分水解，有效增加分子交联之间的距离。由此，当分别在0.1和0.胰蛋白酶中温育时，55%和80%的夹带葡聚糖从聚合物释放。
[0072]实施例6:利用微生物代谢物抑制微生物生长
[0073]利用微生物金黄色葡萄球菌(31:511)11710(30(^118￡1111-6118) (8.￡1111-0118/81:81)11)。金黄色葡萄球菌是一种重要的细菌用于研究并最终能够抑制它，因为作为感染结果葡萄球菌可引起多种疾病。菌株甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌或是一种多重耐药的细菌，使得任何感染难以用标准抗生素治疗并因此是更为危险的感染；耐药例数在过去十年间增加了 90%。謝“是医院环境中遇到的最为显著的感染，美国医院每年花费$32-42亿来治疗受感染患者。感染患者常需要更长住院时间和更多待在重症加强病房的时间。本发明利用金黄色葡萄球菌产生的代谢物(即乳酸)并使用乳酸氧化酶([03将其转化为过氧化氢。
[0074]?乳酸由金黄色葡萄球菌在其正常生长周期期间产生
[0075]-乳酸氧化酶(11^)将乳酸转化为过氧化氢
[0076]- ！！202可抑制微生物生长
[0077]- ！！202可进一步通过氯过氧化物酶(⑶。)与氯化物结合以生成活性氧如次氯酸(11001)和二氧化氯 ￠1(?)
[0078]?然而，金黄色葡萄球菌是过氧化氢酶阳性的
[0079]-过氧化氢酶是快速分解！！202成为水($0)和氧((?)的酶
[0080]?从乳酸反应产生的任何过氧化氢在其可抑制金黄色葡萄球菌生长之前将被过氧化氢酶转化为水和氧，除非过氧化氢酶被抑制
[0081].我们用抑制剂，羟胺(撤)，抑制了过氧化氢酶，撤的浓度自身对金黄色葡萄球菌生长没有作用
[0082]-因此，从乳酸反应产生的！！202抑制金黄色葡萄球菌生长
[0083]试验设计:将终浓度500碰的撤加入胰酶解酪蛋白大豆琼脂金黄色葡萄球菌的最佳生长培养基)，然后浇平板
[0084]?还制备平板(不含撤)作为对照
[0085]?平板固化后，将100此的1:10稀释的金黄色葡萄球菌铺板
[0086]-金黄色葡萄球菌过夜培养物从来自新鲜划线平板的单一菌落生长。将其在无菌水中稀释然后铺板到I或撤平板上
[0087]?将空白聚合物、川/呢10^聚合物或无聚合物加入13八或13“撤平板
[0088]-切取250呢量的空白和含[似聚合物泡沫并彻底清洗(用无菌(11120)然后加入平板
[0089]? 250单位=250呢聚合物
[0090]?将平板+/-聚合物泡沫于371温育过夜(?18110110)
[0091]试验结果:
[0092]如图1所示，在不含抑制剂的平板上金黄色葡萄球菌生长正常无抑制(图1八无酶的聚氨酯聚合物泡沫对微生物生长具有作用(图川)。尽管聚合物将乳酸(从金黄色葡萄球菌产生)转化为过氧化物，由于金黄色葡萄球菌是过氧化氢酶阳性的并分解所产生的过氧化氢，在无过氧化氢酶抑制剂存在的情况下，金黄色葡萄球菌生长不受10^聚合物抑制(图10。
[0093]如图2所示，在含有过氧化氢酶抑制剂撤的平板上金黄色葡萄球菌生长正常无抑制。尽管撤抑制过氧化氢酶活性，其不抑制金黄色葡萄球菌的生长(图2八不含酶的聚氨酯聚合物泡沫对微生物生长没有作用。聚氨酯泡沫复合材料和撤对金黄色葡萄球菌生长都没有作用(图〗^)。撤抑制过氧化氢酶活性，因此其不能分解过氧化氢(从转化乳酸产生)。从所述反应产生的过氧化氢抑制金黄色葡萄球菌在固体培养基上的生长(图 20。
[0094]本领域技术人员理解本发明的方法包括其中过氧化氢酶抑制剂选自下组:羟胺、银、含银组合物、土霉素、叠氮化物和二硫苏糖醇。
[0095]本发明的方法可用于抑制其它革兰氏阳性细菌，如葡萄球菌属细菌，例如但不限于表皮葡萄球菌61)1(161-1111(118)，和抑制革兰氏阴性细菌，例如但不限于假单胞菌属细菌包括但不限于例如铜绿假单胞菌(^8611(1011101188、克雷伯氏菌属(1(16)38161121)细菌包括例如但不限于肺炎克雷伯氏菌(1(16)3816113 ￠1161111101113)，和不动杆菌属(4(311161:013狀1:6^)细菌包括但不限于鲍氏不动杆菌0^11161:013狀1:61~本发明的方法可用于抑制某些真菌生长,例如但不限于属于念珠菌属、毛癖菌属和曲霉属的真菌。红色毛癣菌1-11)31-11111)是一种真菌，它是足癣、股癣和皮肤癣菌感染的常见原因。白色念珠菌￡1113108118)是引起口、咽喉和生殖泌尿道酵母菌感染的常见真菌。黑曲霉(八邓61^111118是食品中的常见真菌污染物。
[0096]在本发明的另一个实施方案中，所述方法包括将有效量的11)1酶应用于怀疑污染有革兰氏阳性和/或革兰氏阴性细菌的表面上。经处理的怀疑污染表面可随后接触有效量的撤，或者所述方法任选包括其中可将11)1酶和撤同时应用于怀疑污染表面。酶可通过任何机械方式应用于污染表面，例如但不限于刷、倒、擦和喷，及其组合。优选机械方式包括使污染表面与含有一种或多种酶的织物或聚合物基质接触。更优选所述方法包括其中酶包封在聚合物基质之中或共价键合到聚合物基质。聚合物基质可以是例如但不限于含有一种或多种酶的聚氨酯泡沫。
[0097]在本发明的另一个实施方案中，提供抑制非过氧化氢酶阳性(即过氧化氢酶阴性)细菌生长的方法，通过使非过氧化氢酶阳性细菌和丨或真菌经受有效量101酶以产生有效量过氧化氢，其抑制所述非过氧化氢酶阳性细菌或真菌的微生物生长。不产生过氧化氢酶的细菌包括例如但不限于某些肠杆菌科细菌。该方法任选进一步包括使经过氧化氢处理的细菌或真菌经受有效量的含氯组合物处理，例如通过添加有效量的氯过氧化物酶(0^0)以生成活性氧如次氯酸￠10(:1)和二氧化氯((^(^)。优选采用机械方式来使细菌和/或真菌经受有效量的11)1酶，例如但不限于刷、倒、擦和喷，及其组合。优选机械方式包括使细菌或真菌与含有一种或多种酶的织物或聚合物基质接触。更优选所述方法包括其中酶的一种或多种包封在聚合物基质之中或共价键合到聚合物基质。聚合物基质可以是例如但不限于含有一种或多种酶的聚氨酯泡沫。
[0098]本发明的又一个实施方案包括抑制血液污染的表面上细菌和/或真菌生长的方法，包括使血液污染的表面经有效量的乳酸氧化酶仏03处理，然后使经11)1处理的细菌和/或真菌经有效量的氯过氧化物酶处理，其中氯过氧化物酶和血液中的氯化物产生次氯化物和二氧化氯。次氯化物和二氧化氯抑制产生过氧化氢酶的细菌。任选所述方法包括其中将酶和氯过氧化物酶同时置于与血液污染表面接触。血液可以是人类或动物来源的。不受限于特定理论，本发明的这一实施方案涉及氯过氧化物酶和血液中存在的氯化物之间的竞争性反应以形成次氯化物和二氧化氯种类。优选采用机械方式来使污染表面经有效量的11)1酶处理，例如但不限于刷、倒、擦和喷，及其组合。优选机械方式包括使污染表面与含有酶中的一种或多种的织物或聚合物基质接触。更优选所述方法包括其中酶的一种或多种包封在聚合物基质之中或共价键合到聚合物基质。聚合物基质可以是例如但不限于含有一种或多种酶的聚氨酯泡沫。
[0099]所述反应的另一个实施方案需要使用两种或多种氧化酶按顺序工作，第一种酶使用环境供应的底物，每种剩余的酶从先前酶促反应的副产物得到其底物。在这种情形中，产生的过氧化氢的量的扩增倍数为系列中氧化酶的数目。例如，乳酸氧化酶催化乳酸转化为丙酮酸和过氧化氢。将乳酸氧化酶与丙酮酸氧化酶偶联会使所产生的过氧化物的量加倍，因为丙酮酸氧化酶催化在第一反应中产生的丙酮酸转化为乙酰磷酸和过氧化氢(参见图5和6)。
[0100]如本文所用的术语“污染表面”包括例如但不限于任何有细菌或真菌的表面，且包括见于医院的表面，包括那些在患者房间、手术室见到的表面，医疗设备和仪器、织物、天然或制造敷料的表面，床表面和扶手，以及见于家居和健身房的住宅和商业表面，包括淋浴室和更衣区域，且包括患者身体的表面，包括但不限于患者完整或破损的皮肤，和可从患者身体外部或内部接触到的患者伤口。
[0101]实施例7:利用真菌代谢物抑制建筑物上的生长
[0102]真菌分泌一种常见的代谢物草酸来分解植物和树的细胞壁以使真菌能接触到内部的蛋白质，这会根除植物和树。这种微生物代谢物被草酸氧化酶((^0)催化；0X0常见于对真菌有抗性的植物。在本发明的本实施方案中，将预定单位活性的草酸氧化酶固定或包封于永久或半永久建筑材料之中，例如但不限于涂料。草酸氧化酶催化草酸转化以产生二氧化碳和过氧化氢(一种常见消毒剂)，酶((^0)将保持无活性直至存在真菌并将随后产生抗微生物剂以抵抗真菌在表面上生长。所述智能材料(或涂料)将转化环境中存在的化学物质成为过氧化物或自由基来抑制微生物生长。这些材料(或涂料)将是自主的，在于其不产生消毒剂直至受到真菌存在的诱导。
[0103]本领域技术人员将领会，可对上述实施方案做出改变而不偏离其广义发明构思。这些实施例不旨在限制如本文所述的本发明的范围。这些实施例的目的是例示，对本领域技术人员而言显然可对本发明做出许多变动和细节而不偏离在此所述的本发明。因此应理解本发明不限于所披露的特定实施方案和实施例，而旨在涵盖在如所附权利要求书限定的本发明实质精神和范围内的修饰。
【权利要求】
1.一种材料,其包含: 赋形剂； 与所述赋形剂混合的第一聚合物； 包含在所述第一聚合物之中的至少一种酶；和 含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从所述第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。
2.权利要求1的材料，其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或包封在所述第一聚合物之中。
3.权利要求1的材料，其中所述酶是选自下组的至少一种:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。
4.权利要求3的材料，其中所述氧化还原酶是葡糖氧化酶、乳酸氧化酶、齒素过氧化物酶或氯过氧化物酶中的至少一种。
5.权利要求1的材料，其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
6.权利要求1的材料，包括至少一种引发剂组合物，且其中所述材料经光聚合形成凝胶或膜。
7.权利要求1的材料，其中所述抗微生物剂包括过氧化物和卤素气体。
8.权利要求1的材料，其中所述酶是被靶分析物中一种或多种活化的一种或多种氧化酶，所述靶分析物是所述化学组分中一种或多种的代谢副产物，所述化学组分是繁殖微生物，其中所述代谢副产物被转化为所述消毒剂，所述消毒剂是过氧化氢。
9.权利要求8的材料，其中所述繁殖微生物的所述代谢副产物选自下组:生物胺和有机酸。
10.权利要求1的材料，包括至少一种过氧化氢酶活性抑制剂。
11.权利要求10的材料，其中所述过氧化氢酶活性抑制剂是选自下组的至少一种:羟胺、银、土霉素、叠氮化物和二硫苏糖醇。
12.权利要求10的材料，其中所述过氧化氢酶活性抑制剂与所述第一聚合物共价键口 ο
13.—种材料,其包含: 赋形剂； 与所述赋形剂混合的第一聚合物； 与所述第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质；和 含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从所述第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。
14.权利要求13的材料，包括至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式包封在所述第一聚合物之中或共价系连到所述第一聚合物。
15.权利要求13的材料，包括至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与所述交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从第一聚合物裂解后从所述交联聚合物释放所述杀生物剂。
16.—种敷料,其包含: 包括第一面和第二面的单层，其中所述第一面朝向相对于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的所述层； 置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中的第一聚合物，并任选，包括其中所述第一聚合物置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中； 包含在所述第一聚合物之中的至少一种酶；和 包含在所述单层之中的含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从所述第一聚合物释放消毒齐[J、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。
17.权利要求16的敷料，其中所述层是膜、纤维、织物、线、纱布或聚合物组合物。
18.权利要求16的敷料，其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或其中所述酶包封在所述第一聚合物之中。
19.权利要求16的敷料，其中所述酶是选自下组的至少一种:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。
20.权利要求16的敷料，其中所述氧化还原酶是葡糖氧化酶、乳酸氧化酶、卤素过氧化物酶或氯过氧化物酶中的至少一种。
21.权利要求16的敷料，其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
22.权利要求16的敷料，包括至少一种引发剂组合物，其置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中，并且任选地包括其中所述引发剂组合物置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中，其中所述层经光聚合形成凝胶或膜。
23.权利要求16的敷料，其中所述抗微生物剂包括过氧化物和卤素气体。
24.权利要求16的敷料，其中所述酶是被靶分析物中一种或多种活化的一种或多种氧化酶，所述靶分析物是所述化学组分中一种或多种的代谢副产物，所述化学组分是繁殖微生物，其中所述代谢副产物被转化为所述消毒剂，所述消毒剂是过氧化氢。
25.权利要求16的敷料，其中所述繁殖微生物的所述代谢副产物选自下组:生物胺和有机酸。
26.权利要求16的敷料，包括至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，其置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中，并且任选地包括其中所述抑制剂置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中。
27.权利要求26的敷料，其中所述过氧化氢酶活性抑制剂是选自下组的至少一种:羟胺、银、土霉素、叠氮化物和二硫苏糖醇。
28.权利要求26的敷料，其中所述过氧化氢酶活性抑制剂与所述第一聚合物共价键口 ο
29.权利要求16的敷料，包括附着到所述层的所述第一面的至少一部分或所述层的所述第二面的至少一部分的盖面以使所述层粘附到患者伤口部位或使所述层粘附到所述患者所述伤口部位附近区域。
30.权利要求16的敷料，其中所述层是可生物降解的。
31.一种敷料，其包含: 包括第一面和第二面的单层，其中所述第一面朝向相对于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的所述层； 置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中的第一聚合物，并任选地包括其中所述第一聚合物置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中； 与所述第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，并且其中所述蛋白质置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中，并任选地包括其中所述蛋白质置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中；和 置于所述层之中的含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从所述第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种。
32.权利要求31的敷料，包括至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式包封在所述第一聚合物之中或共价系连到所述第一聚合物。
33.权利要求31的敷料，包括至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与所述交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从所述第一聚合物裂解后从所述交联聚合物释放所述杀生物剂。
34.权利要求31的敷料，包括附着到所述层的所述第一面的至少一部分或所述层的所述第二面的至少一部分的盖面以使所述层粘附到患者伤口部位或使所述层粘附到所述患者所述伤口部位附近区域。
35.权利要求31的敷料，其中所述层是可生物降解的。
36.向患者真皮或表皮提供治疗的方法，其包括: 将敷料置于与患者表皮或真皮接触，所述敷料包含(i)包括第一面和第二面的单层，其中所述第一面朝向相对于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的所述层，(ii)置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中的第一聚合物，并任选地包括其中所述第一聚合物置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中，(iii)包含在所述第一聚合物之中的至少一种酶，和(iv)包含在所述层之中的含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从所述第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种； 使至少一种靶分析物接触所述敷料来形成选自下组的至少一种产物:消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合；和 将所述产物释放到所述患者的表皮或真皮以向所述患者提供治疗。
37.权利要求36的方法，包括其中所述层是膜、纤维、线、织物、纱布或聚合物组合物。
38.权利要求36的方法，包括其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或其中所述酶包封在所述第一聚合物之中。
39.权利要求36的方法，包括其中所述酶是选自下组的至少一种:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。
40.权利要求36的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
41.权利要求36的方法，包括至少一种引发剂组合物，且其中所述层经光聚合形成凝胶或膜。
42.权利要求36的方法，包括至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，其置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中，并任选地包括其中所述抑制剂置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中。
43.向患者真皮或表皮提供治疗的方法，其包括: 将敷料置于与患者表皮或真皮接触，所述敷料包含(i)包括第一面和第二面的单层，其中所述第一面朝向相对于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、长度和宽度的所述层，(ii)置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中的第一聚合物，并任选地包括其中所述第一聚合物置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中，(iii)与所述第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，和(iv)置于所述层之中的含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述层接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从所述第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种； 使至少一种靶分析物接触所述敷料来形成选自下组的至少一种产物:消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合；和 将所述产物释放到所述患者的表皮或真皮以向所述患者提供治疗。
44.权利要求43的方法，包括其中所述材料是膜、纤维、织物、纱布或聚合物组合物。
45.权利要求43的方法，包括其中所述蛋白质固定在所述第一聚合物之中或其中所述蛋白质包封在所述第一聚合物之中。
46.权利要求43的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
47.权利要求43的方法，包括至少一种引发剂组合物，且其中所述材料经光聚合形成凝胶或膜。
48.权利要求43的方法，包括至少一种过氧化氢酶活性抑制剂，其置于所述层的至少所述第一面上或置于所述层之中，并任选地包括其中所述抑制剂置于所述层的所述第二面上或置于所述层之中。
49.权利要求43的方法，包括至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与所述交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从所述第一聚合物裂解后从所述交联聚合物释放所述杀生物剂。
50.抑制细菌和/或真菌生长的方法，其包括: 向怀疑有细菌和/或真菌污染的表面应用有效量的材料，所述材料包含(i)赋形剂，(ii)与所述赋形剂混合的第一聚合物，(iii)包含在所述第一聚合物之中的至少一种酶，和(iv)含水组合物，其中所述酶的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述酶能够在靶分析物存在下被活化以从所述第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种； 从所述怀疑污染表面提供至少一种靶分析物来接触所述酶以形成选自下组的至少一种产物:消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合；和 将所述产物释放到所述表面来抑制所述细菌和/或所述真菌。
51.权利要求50的方法，包括其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或其中所述酶包封在所述第一聚合物之中。
52.权利要求50的方法，包括其中所述酶是选自下组的至少一种:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。
53.权利要求50的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
54.权利要求50的方法，包括至少一种引发剂组合物，且其中所述材料经光聚合形成凝胶或膜。
55.权利要求50的方法，包括将至少一种过氧化氢酶活性抑制剂应用于所述表面。
56.抑制细菌和/或真菌生长的方法，其包括: 向怀疑有细菌和/或真菌污染的表面应用有效量的材料，所述材料包含(i)赋形剂，(ii)与所述赋形剂混合的第一聚合物，(iii)与所述第一聚合物共价连接或交联的至少一种蛋白质，和(iv)含水组合物，其中所述蛋白质的量足以催化置于与所述材料接触的化学组分的转化，且其中所述蛋白质能够响应靶分析物而进行水解以从所述第一聚合物释放消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合中的至少一种或多种； 从所述怀疑污染表面提供至少一种靶分析物来接触所述蛋白质以形成选自下组的至少一种产物:消毒剂、抗微生物剂、抗氧化剂或其组合；和 将所述产物释放到所述表面来抑制所述细菌和/或所述真菌。
57.权利要求56的方法，包括其中所述蛋白质固定在所述第一聚合物之中或其中所述蛋白质包封在所述第一聚合物之中。
58.权利要求57的方法，包括其中所述蛋白质是选自下组的至少一种:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶。
59.权利要求56的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
60.权利要求56的方法，包括至少一种引发剂组合物，且其中所述材料经光聚合形成凝胶或膜。
61.权利要求56的方法，包括将至少一种过氧化氢酶活性抑制剂应用于所述表面。
62.权利要求56的方法，包括至少一种杀生物剂组合物，所述杀生物剂组合物以物理方式系连到所述蛋白质或与所述交联聚合物相接触，使得所述蛋白质从所述第一聚合物裂解后从所述交联聚合物释放所述杀生物剂。
【文档编号】C12Q1/26GK104411341SQ201380030998
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年6月12日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】A·M·利驰, J·P·沃尔克, S·唐纳赫, J·D·约翰逊, J·J·辛克莱尔 申请人:阿根塔塞有限责任公司弗利尔系统股份有限公司分公司