发明名称 抗微生物性聚合物表面
摘要 本发明揭示杀菌性组成物,其包括一经固定化在一材料上面的聚合物型化合物。也揭示出使用抗菌性聚阳离子,例如聚(乙烯基-N-啶溴)以共价键结合方式将常用材料的表面衍化之方法;该方法的第一步骤包括用一毫微层的氧化矽涂覆该表面。以此种方式衍化过的各种商业合成聚合物都具有杀菌性,亦即,彼等可以杀死与彼等接触的高达99%之经沉积革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌,不论经由空气或水沉积者都一样。
申请公布号 TW590779 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW091108165 申请日期 2002.04.19
申请人 麻省理工学院;达伏滋学院董事 发明人 C. 乔格.泰勒;廖俊仁;金.路易斯;亚历山大M. 克林巴那夫
分类号 A61L15/44;C08F283/00;C08F283/04;C08L39/08;C08L67/03 主分类号 A61L15/44
代理机构 代理人 王盛发 台北市大安区金山南路二段十二号八楼之一
主权项 1.一种抗微生物性表面,其包括一材料与一经固定 化在该材料上的化合物,其中该化合物为疏水性, 亲油性之聚阳离子。 其中该化合物系以供价键结合在该表面上且该化 合物为式I所表者: 其中 R于每一发生处分别表氢,烷基,烯基,炔基,醯基,芳 基,羧基,烷氧羰基,芳氧羰基,羧醯胺基,烷胺基,醯 胺基,烷氧基,醯氧基,羟基烷基,烷氧烷基,胺基烷 基,(烷胺基)烷基,硫基,烷硫基,硫烷基,(烷硫基)烷 基,胺基甲醯基,基,硫基,磺醯基,磺酸根,磺醯 胺基,磺醯基胺基,或磺醯氧基; R'于每一发生处独立地表烷基,接系到一表面的亚 烷基,或接系到一表面的醯基; Z于每一发生处独立地表Cl,Br,或I;且 n为小于或等于约1500的整数。2.如申请专利范围第 1项之抗微生物性表面,其中该共价键联结为醯基 联结。3.如申请专利范围第1项之抗微生物性表面, 其中该共价键联结为亚烷基联结。4.如申请专利 范围第3项之抗微生物性表面,其中该亚烷基键联 结为-C4H8-联结。5.如申请专利范围第1项之抗微生 物性表面,其中该以共价键结合到该表面的化合物 具有约10,000克/莫耳至约300,000克/莫耳之分子量。6 .如申请专利范围第1项之抗微生物性表面,其中该 以共价键结合到该表面的化合物具有约150,000克/ 莫耳至约300,000克/莫耳之分子量。7.如申请专利范 围第1项之抗微生物性表面,其中该以共价键结合 到该表面的化合物为聚(4-乙烯基-N-烷基啶溴)。 8.如申请专利范围第1项之抗微生物性表面,其中该 以共价键结合到该表面的化合物为聚(4-乙烯基-N- 己基啶溴)。9.如申请专利范围第1项之抗微生物 性表面,其中该表面包括一层氧化矽。10.如申请专 利范围第1项之抗微生物性表面,其中该表面系选 自下列所构成的组合之中者:低密度聚乙烯(LDPE), 高密度聚乙烯(HDPE),聚丙烯(PP),耐纶(nylon),与聚(对 苯二甲酸乙二醇酯)(PET)。11.如申请专利范围第1项 之抗微生物性表面,其中该表面系由一医学装置所 构成。12.如申请专利范围第11项之抗微生物性表 面,其中该医学装置系选自下列所构成的组合之中 者:别针,螺旋,板,心室动脉分流器,心室腹膜分流 器,透析分流器,心脏瓣膜,节律器,注输泵,血管移 植具,血管撑体,缝线,手术网,置换矫正器,乳房植 体,组织扩充器,隐形眼镜,气孔用具,人造喉,气管 内用管,气管用管,胃造口术用管,胆泄液管,胆移植 模(biliary stents),插管,绷带,胶带,与透明塑胶黏着 片。13.一种使一表面具有杀菌性之方法,其包括下 列诸步骤: 用SiO2涂覆该表面; 将该表面上的一部分SiO2水合化形成衆多Si-OH基; 将在该表面上的至少一部份该衆多Si-OH基经由用 三-(烷氧基)-Si-O-(烷基)-NH2剂处理转化成衆多Si-O-( 烷基)-NH2基; 将在该表面上的一部份该衆多Si-O-(烷基)-NH2基用1, n-二卤基烷予以烷基化而得衆多Si-O-(烷基)-NH-(烷 基)-卤离子基;及 用含胺聚合物与烷基卤化物处理该衆多Si-O-(烷基) -NH-(烷基)-卤离子基,藉此将该含胺聚合物以共价 键键结到该表面上。14.如申请专利范围第13项之 方法,其中该表面为聚合物表面。15.如申请专利范 围第14项之方法,其中该聚合物表面系选自下列所 构成的组合之中者:LDPE,HDPE,PP,耐纶,与PET。16.如申 请专利范围第13项之方法,其中该三-(烷氧基)-Si-O-( 烷基)-NH2剂为3-胺基丙基三-乙氧基矽烷。17.如申 请专利范围第13项之方法,其中该1,n-二卤基烷为1,4 -二溴丁烷。18.如申请专利范围第13项之方法,其中 该含胺聚合物为聚(4-乙烯基-啶)。19.如申请专 利范围第13项之方法,其中该烷基卤化物为1-溴己 烷。20.如申请专利范围第13项之方法,其中该表面 为选自下列所构成的组合之中的聚合物表面:LDPE, HDPE,PP,耐纶,与PET;该三-(烷氧基)-Si-O-(烷基)-NH2剂为 3-胺基丙基三-乙氧基矽烷;该1,n-二卤基烷为1,4-二 溴丁烷;该含胺聚合物为聚(4-乙烯基-啶);且该烷 基卤化物为1-溴己烷。21.一种使一表面具有杀菌 性之方法,其包括下列诸步骤: 用SiO2涂覆该表面; 将该表面上的一部分SiO2水合化形成衆多Si-OH基; 将在该表面上的至少一部份该衆多Si-OH基经由用 三-(烷氧基)-Si-O-(烷基)-NH2剂处理转化成衆多Si-O-( 烷基)-NH2基; 用经活化的丙烯酸将该Si-O-(烷基)-NH2基醯基化而 得衆多Si-O-(烷基)-NH-丙烯酸根基; 将该Si-O-(烷基)-NH-丙烯酸根基与含胺单体共聚合 形成以共价键方式联结到该表面之含胺聚合物;及 用烷基卤化物处理该以共价键方式联结之含胺聚 合物。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该表 面为聚合物表面。23.如申请专利范围第21项之方 法,其中该聚合物表面系选自下列所构成的组合之 中者:LDPE,HDPE,PP,耐纶,与PET。24.如申请专利范围第 21项之方法,其中该三-(烷氧基)-Si-O-(烷基)-NH2剂为3 -胺基丙基三-乙氧基矽烷。25.如申请专利范围第21 项之方法,其中该经活化丙烯酸为丙烯醯基氯。26. 如申请专利范围第21项之方法,其中该含胺单体为4 -乙烯基-啶。27.如申请专利范围第21项之方法, 其中该烷基卤化物为1-溴己烷。28.如申请专利范 围第21项之方法,其中该表面为选自下列所构成的 组合之中的聚合物表面:LDPE,HDPE,PP,耐纶,与PET;该三 -(烷氧基)-Si-O-(烷基)-NH2剂为3-胺基丙基三-乙氧基 矽烷;该经活化丙烯酸为丙烯醯基氯;该含胺单体 为4-乙烯基-啶;且该烷基卤化物为1-溴己烷。29. 如申请专利范围第13或21项之方法,其中系使该表 面具有对革兰氏阳性菌之杀菌性。30.如申请专利 范围第13或21项之方法,其中系使该表面具有对革 兰氏阴性菌之杀菌性。图式简单说明: 第一图显示出市售NH2-载玻片(左)与一经己基-PVP- 改质载玻片(右),于彼等之上有喷布金黄葡萄球菌( S. aureus)的水悬浮液(约106细胞/毫升蒸馏水),空气 乾燥2分钟,并于0.7%琼脂下在细菌生长培养基内于 37℃下培育整个晚上。 第二图绘示出在用不同的线型烷基溴化物N-烷基 化的PVP改质过的载玻片所具经感染表面上生长的 金黄葡萄球菌菌落数目相对于在市售NH2-载玻片上 生长的金黄葡萄球菌菌落数目之百分比。 第三图绘示出用方法A制备出的本发明一种化合物 。 第四图绘示出用聚(乙烯基-N-己基啶溴)(己基-PVP )将聚合物表面衍化的示意说明,其中包括下列四 个步骤:使用燃烧化学蒸气沉积涂覆一SiO2单层;用3 -胺基丙基三-乙氧基矽烷处理;用1,4-二溴丁烷烷基 化;及在1-溴己烷存在下用己基-PVP衍化。 第五图绘示出市售HDPE载片(左)和一经己基-PVP-改 质载片(右),于彼等之上有喷布(a)金黄葡萄球菌或 大肠杆菌(E. coli)的水悬浮液(约106细胞/毫升蒸馏 水),空气乾燥2分钟,并于0.7%琼脂下在细菌生长培 养基内于37℃下培育整个晚上所得照片。 第六图绘示出市售HDPE载片(左)和一经己基-PVP-改 质载片(右),于彼等之上有让(a)金黄卜萄球菌或大 肠杆菌(E. coli)从PBS,pH7.0水悬浮液(约106细胞/毫升 PBS)黏附,并于1.5%琼脂下在细菌生长培养基内于37 ℃下培育整个晚上所得照片。 第七图绘示出经己基-PVP-衍化过的HDPE对经沉积在 该改质聚合物表面上的来自空气中(1)或来自水中( o)之金黄葡萄球菌细胞的杀菌效率相对于啶基 表面密度之关系图。赴百分比値系对应于黏附到 有改质载片黏附到无改质载片较大的细菌细胞数 目。 第八图以图解绘示出经己基-PVP-以共价键方式涂 覆过的聚乙烯载片对于野生型与多种抗-抗生素型 金黄葡萄球菌菌株之杀菌活性。将来自空气中(黑 影棒条)或来自水中(虚线棒条)之细菌悬浮液琛基 在该等载片的表面之上。相对于平均杀菌效率値 的标准偏差系以误差棒条表出。 第九图以图解绘示出经己基-PVP-以共价键方式涂 覆过的聚乙烯载片对于两种金黄葡萄球菌母株/突 变株配对之杀菌活性。于第一配对(A)中,突变株丧 失掉由norA基因(此基因已被剔除(knock-out))所编码 的MDR泵,而与其相同的母株则具有该泵。于第二配 对(B)中,母株缺乏由qacA基因所编码的MDR泵,而载有 质体的菌株则具有该泵。
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