(57)【要約】硝酸グリセリン(例えば、三硝酸グリセリン)を、キレート剤(例えば、クエン酸塩)、過酸化物、脂肪酸、および／またはアルコール(例えば、エタノール)と組み合わせて含む、抗菌溶液を提供する。種々の局面において、これらの構成成分は、相乗的に作用して、バイオフィルム中に存在する細菌または真菌などの微生物を死滅させうるまたはその増殖を低下させうる。2015525801.tif 000006
2015525801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝酸グリセリン、ならびに約10％(v/v)を上回るレベルのアルコール、過酸化物、脂肪酸、および／またはキレート剤を含む、抗菌溶液。
【請求項２】
硝酸グリセリン、アルコール、およびキレート剤を含む、請求項1記載の溶液。
【請求項３】
硝酸グリセリン、過酸化物、およびキレート剤を含む、請求項1記載の溶液。
【請求項４】
過酸化物が約0.01〜10％のレベルである、請求項3記載の溶液。
【請求項５】
過酸化物が約0.1〜3％のレベルである、請求項4記載の溶液。
【請求項６】
過酸化物が約0.1〜2％のレベルである、請求項4記載の溶液。
【請求項７】
硝酸グリセリン、脂肪酸、およびキレート剤を含む、請求項1記載の溶液。
【請求項８】
脂肪酸が約0.001〜10％のレベルである、請求項7記載の溶液。
【請求項９】
脂肪酸が約0.01〜5％のレベルである、請求項8記載の溶液。
【請求項１０】
脂肪酸が約0.05〜3％のレベルである、請求項9記載の溶液。
【請求項１１】
硝酸グリセリンおよび過酸化物を含む、請求項1記載の溶液。
【請求項１２】
過酸化物が、過酸化水素、過酸化バリウム、過酸化カルシウム、過酸化マグネシウム、過酸化ストロンチウム、または過酸化ベンゾイルである、請求項11記載の溶液。
【請求項１３】
過酸化物が過酸化水素である、請求項12記載の溶液。
【請求項１４】
約0.1〜3％の過酸化水素を含む、請求項13記載の溶液。
【請求項１５】
キレート剤をさらに含む、請求項11記載の溶液。
【請求項１６】
GTN、脂肪酸、およびキレート剤を含む、請求項1記載の溶液。
【請求項１７】
脂肪酸がC6-12アルカン酸である、請求項16記載の溶液。
【請求項１８】
脂肪酸がC6-10アルカン酸である、請求項17記載の溶液。
【請求項１９】
脂肪酸が、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、カプリル酸 (オクタン酸)、カプロン酸、 またはラウリン酸である、請求項18記載の溶液。
【請求項２０】
脂肪酸がカプリル酸(オクタン酸)である、請求項19記載の溶液。
【請求項２１】
約0.01〜5％のカプリル酸を含む、請求項20記載の溶液。
【請求項２２】
界面活性剤、湿潤剤、皮膚軟化剤、保湿剤、芳香剤、または風味剤をさらに含む、請求項1記載の溶液。
【請求項２３】
硝酸グリセリンおよびアルコールを含む、請求項1記載の溶液。
【請求項２４】
硝酸グリセリンおよびキレート剤を含む、請求項1記載の溶液。
【請求項２５】
硝酸グリセリンが三硝酸グリセリン(GTN)である、請求項1記載の溶液。
【請求項２６】
三硝酸グリセリンが約0.05から約1500マイクログラム/mlの濃度を有する、請求項1記載の溶液。
【請求項２７】
三硝酸グリセリンが約1から約1000マイクログラム/mlの濃度を有する、請求項26記載の溶液。
【請求項２８】
三硝酸グリセリンが約10から約500マイクログラム/mlの濃度を有する、請求項27記載の溶液。
【請求項２９】
硝酸グリセリンが、二硝酸グリセリンまたは一硝酸グリセリンである、請求項1記載の溶液。
【請求項３０】
キレート剤が、クエン酸塩、四酢酸、チオ硫酸塩、N-アセチルシステイン、ジスルフィラム、ヒドロキシ酸、ヒドロキサム酸、エチレンジアミンジコハク酸 (EDDS)、テトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート (THPF)、またはMesNAである、請求項1記載の溶液。
【請求項３１】
キレート剤がクエン酸塩である、請求項30記載の溶液。
【請求項３２】
キレート剤が、エチレンジアミンジコハク酸(EDDS)またはテトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート(THPS)である、請求項30記載の溶液。
【請求項３３】
キレート剤がヒドロキシ酸である、請求項30記載の溶液。
【請求項３４】
ヒドロキシ酸がα-ヒドロキシ酸である、請求項33記載の溶液。
【請求項３５】
ヒドロキシ酸が、乳酸、グルコン酸、グリコール酸、ガラクツロン酸、サリチル酸、またはグルカロン酸である、請求項33記載の溶液。
【請求項３６】
キレート剤がヒドロキサム酸である、請求項30記載の溶液。
【請求項３７】
ヒドロキサム酸が、ヒドロキサム酸、ベンゾヒドロキサム酸、サリチルヒドロキサム酸、またはスベロイルアニリド ヒドロキサム酸(SAHA)である、請求項36記載の溶液。
【請求項３８】
クエン酸塩が溶液の約0.1〜10％(v/v)を構成する、請求項31記載の溶液。
【請求項３９】
クエン酸塩が溶液の約1〜10％(v/v)を構成する、請求項38記載の溶液。
【請求項４０】
クエン酸塩が溶液の約3.5〜7％を構成する、請求項39記載の溶液。
【請求項４１】
クエン酸塩が溶液の約4％を構成する、請求項40記載の溶液。
【請求項４２】
キレート剤がMesNAである、請求項30記載の溶液。
【請求項４３】
MesNAが溶液の約1〜10％(v/v)を構成する、請求項42記載の溶液。
【請求項４４】
MesNAが溶液の約5％を構成する、請求項43記載の溶液。
【請求項４５】
キレート剤がジスルフィラムである、請求項30記載の溶液。
【請求項４６】
ジスルフィラムが約0.05〜5 mg/mlの濃度を有する、請求項45記載の溶液。
【請求項４７】
アルコールが、エタノール、メタノール、イソプロパノール、ブチルアルコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、クロロブタノール、またはフェニルエチルアルコールである、請求項1記載の溶液。
【請求項４８】
アルコールがエタノールである、請求項1記載の溶液。
【請求項４９】
アルコールが、溶液の約10％超から約80％(v/v)までを構成する、請求項1記載の溶液。
【請求項５０】
アルコールの濃度が、10％超から約40％までの範囲である、請求項49記載の溶液。
【請求項５１】
アルコールの濃度が、約15〜30％(v/v)の範囲である、請求項50記載の溶液。
【請求項５２】
アルコールの濃度が約20％である、請求項1記載の溶液。
【請求項５３】
薬学的に許容される組成物または薬学的に許容される賦形剤としてさらに定義される、請求項1記載の溶液。
【請求項５４】
10％超から約60％までのエタノール、約1〜20％のクエン酸塩、および約10〜500マイクログラム/mlの三硝酸グリセリンを含む、請求項1記載の溶液。
【請求項５５】
約15％から約30％のエタノール、約2.5〜10％のクエン酸塩、および約50〜250マイクログラム/mlの三硝酸グリセリンを含む、請求項1記載の溶液。
【請求項５６】
ある表面上の微生物を低減させるのに十分な時間だけ請求項1〜55のいずれか一項記載の抗菌溶液と該表面を接触させる段階を含む、該表面から微生物を低減させるための方法。
【請求項５７】
微生物が、表面上のバイオフィルム中に存在する、請求項56記載の方法。
【請求項５８】
表面が、カテーテル、医療デバイス、送水管路、流体管路、石油またはガスのパイプライン上に含まれる、請求項56記載の方法。
【請求項５９】
表面が、血管カテーテルの内部上に含まれる、請求項58記載の方法。
【請求項６０】
適当な容器手段中に請求項1〜55のいずれか一項記載の溶液を含む、キット。
【請求項６１】
使用のための説明書をさらに含む、請求項60記載のキット。
【請求項６２】
適当な容器手段が、バイアル、シリンジ、またはディスペンサーである、請求項60記載のキット。
【請求項６３】
前記溶液がスワブまたはワイプの中またはその表面に含まれる、請求項60記載のキット。
【請求項６４】
請求項1〜55のいずれか一項記載の溶液を創傷の少なくとも一部に投与するまたは接触させる段階を含む、対象において創傷を処置する方法。
【請求項６５】
対象がヒトである、請求項64記載の方法。
【請求項６６】
前記溶液が対象に局所的に投与される、請求項64記載の方法。
【請求項６７】
前記溶液が洗浄液として投与される、請求項64記載の方法。
【請求項６８】
創傷に前記溶液を灌注する段階をさらに含む、請求項64記載の方法。
【請求項６９】
前記溶液が、創傷床、上皮組織、内皮組織、または器官表面に適用される、請求項64記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる、2012年8月8日に出願された米国特許仮出願第61/680,964号の恩典を主張する。
【０００２】
1.  発明の分野
本発明は概して、分子生物学および医学の分野に関する。より具体的には、硝酸グリセリンを含む抗菌組成物に関係する。
【背景技術】
【０００３】
2.  関連技術の説明
現在、ヒトまたは動物との接触が生じうる場所でのバイオフィルム根絶のための組成物は概して、高いアルコール濃度、抗生物質、および／または比較的毒性の強い濃度の消毒剤を必要とする。抗生物質は多くの場合、高価であり、かつそれらの予防的使用は、抗菌耐性を誘発する可能性のために問題となる。
【０００４】
血管カテーテルは現在、管腔を介する注入と注入の間または採血と採血の間、生理食塩水またはヘパリン溶液により液圧的にロックされる。液圧的にロックした管腔は概して、使用と使用の間にキャップが外される。管腔は、汚染された注入液の導入、キャップを外す際の環境曝露、またはルアーおよび／もしくはキャップとの手作業での接触により、細菌または真菌で汚染されるおそれがある。カテーテルを挿入した患者で血流感染が疑われる場合には、抗菌薬ロックによるカテーテルの殺菌および再生を利用することができる。抗生物質ロック溶液がしばしば用いられるが、高価でありかつ抗生物質耐性菌が発生するリスクがあるという不利益を有する。抗生物質耐性菌の感染は典型的には、治療コストおよび死亡率が高い。高濃度のエタノール溶液も試みられてきた。70％エタノールロック溶液のフラッシングは、感染の大幅な低減をもたらさず、酩酊状態に関連する重篤ではない症状を高い頻度で伴った(Slobbe et al., Prevention of Catheter-Related Bacteremia with a Daily Ethanol Lock in Patients with Tunneled Catheters: A Randomized, Placebo-Controlled Trial, PLoS ONE 5(5): el0840（非特許文献1）)。50％エタノールによる1〜3時間のロックを含む予防的臨床試験は、長期型カテーテルを伴う入院患者において感染を低減させるのに有効ではなかった(Crnich et al., Prospective Randomized Double-Blind Trial of an Ethanol Lock for Prevention of CLABSI [Abstract]. In: 49th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy. San Francisco, USA. 2009（非特許文献2）)。
【０００５】
バイオフィルム中に存在する微生物は、根絶するのが特に難しいことがある。バイオフィルム表現型は、不応性のデバイス関連感染および院内感染において重大であり、低濃度のプランクトン状態の微生物よりはるかに根絶するのが難しい。バイオフィルム形成は多くの場合、細菌生物または真菌生物による感染の発生の重要な部分である。加えて、バイオフィルム形成は、汚損したパイプおよび他の産業用機器による悪臭、退色、分解、および他の重大な問題を引き起こすおそれがある。特に関心対象となる1つの医学的用途は、血管カテーテルの管腔表面の殺菌である。管腔内感染は、薬剤または栄養の注入用血管アクセスを必要とする長期間カテーテルを挿入した患者にとって重大な問題である。カテーテルの使用と使用の間に、カテーテルの管腔は典型的には、生理食塩水またはヘパリン-生理食塩水溶液によりロックされ、血液が凝固して管腔を閉塞させるのを防止する。アクセス手順時の取り扱いの過程でまたは汚染された注入液の使用により、カテーテル管腔は、病原菌がコロニー形成するようになるおそれがあり、菌血症またはカンジダ血症の発生源となるおそれがある。管腔を発生源とするコロニー形成は、遅発性カテーテル関連血流感染の最も一般的な原因である。バイオフィルム中に存在する微生物を死滅させるのに用いられうる新たな抗菌組成物の必要性が存在することは明らかである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Slobbe et al., Prevention of Catheter-Related Bacteremia with a Daily Ethanol Lock in Patients with Tunneled Catheters: A Randomized, Placebo-Controlled Trial, PLoS ONE 5(5): el0840
【非特許文献２】Crnich et al., Prospective Randomized Double-Blind Trial of an Ethanol Lock for Prevention of CLABSI [Abstract]. In: 49th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy. San Francisco, USA. 2009
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、新たな抗菌組成物および方法を提供することにより従来の技術分野における限界を克服する。ある特定の局面において、例えば三硝酸グリセリン(GTN、ニトログリセリン)などの硝酸グリセリンを含む抗菌溶液が、キレート剤、過酸化物、脂肪酸、および／またはアルコールとの併用で提供され、例えば、バイオフィルム中の微生物を効果的に死滅させるために用いられうる。本発明は、キレート剤および／またはアルコールと併用したGTNが、細菌または真菌などバイオフィルム中に存在する微生物を相乗的に死滅されるために用いられうるという発見に一部基づく。ある特定の局面において、本発明の溶液は、医療機器上で(例えば、カテーテル中のロック溶液として用いられる)、石油もしくはガスパイプラインを清浄にするもしくはフラッシュするために、食品調製物表面上で、創傷処置のために、歯周もしくは歯科デバイス上でもしくは口腔内手術もしくは歯科処置時に、または皮膚の清浄もしくは消毒において、抗菌溶液として用いられうる。本発明の局面は、硝酸グリセリン、ならびに約10％(v/v)を上回るレベルのアルコール、過酸化物、脂肪酸、および／またはキレート剤を含む抗菌溶液に関する。溶液は、液体、懸濁剤、または流動媒体中のエマルジョンであってもよい。溶液は、硝酸グリセリンおよびキレート剤を含んでもよい。溶液は、硝酸グリセリン、過酸化物、およびキレート剤を含んでもよい。過酸化物は、約0.01〜10％、より好ましくは約0.1〜3％、より一層好ましくは約0.1〜2％のレベルであってもよい。いくつかの態様において、溶液は、硝酸グリセリン、脂肪酸、およびキレート剤を含む。脂肪酸は、約0.001〜10％、より好ましくは約0.01〜5％、より好ましくは約0.05〜3％のレベルであってもよい。いくつかの態様において、溶液は硝酸グリセリンおよび過酸化物を含む。過酸化物は、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、または過酸化バリウムであってもよい。いくつかの態様において、過酸化物は、過酸化バリウム、過酸化カルシウム、過酸化マグネシウム、または過酸化ストロンチウムなどの無機過酸化物である。いくつかの態様において、過酸化物は過酸化水素である。溶液は、約0.1〜3％の過酸化水素を含んでもよい。溶液は、キレート剤をさらに含んでもよい。いくつかの態様において、溶液は、GTN、脂肪酸、およびキレート剤を含む。脂肪酸は、C6-12アルカン酸またはC6-10アルカン酸であってもよい。いくつかの態様において、脂肪酸は、ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、カプリル酸 (オクタン酸)、カプロン酸、またはラウリン酸である。いくつかの態様において、脂肪酸は、カプリル酸(オクタン酸)である。溶液は、約0.01〜5％のカプリル酸を含んでもよい。溶液は、界面活性剤、湿潤剤、皮膚軟化剤、保湿剤、芳香剤、または風味剤をさらに含んでもよい。いくつかの態様において、1つまたは複数のポリマーを、抗菌溶液に添加して、溶液を濃化するあるいは溶液をより粘性の高いものにしてもよい。増粘剤としてすなわち粘性を増大させるためにポリマーを含有する抗菌溶液は、例えばコーティング剤中でまたはコーティング剤として有用である可能性がある。例えば、コーティング剤は、医療機器上に含まれるかあるいはそれに塗布されてもよく、またはコーティン��剤は、対象に経口的にまたは非経口的に適用され、例えば細菌および真菌の増殖を低減させるあるいはそれらを死滅させる可能性がある。
【０００８】
溶液は、硝酸グリセリンおよびアルコールを含んでもよい。いくつかの態様において、溶液は、硝酸グリセリン、アルコール、およびキレート剤を含む。硝酸グリセリンは、三硝酸グリセリン(GTN)であってもよい。三硝酸グリセリンは、約0.05から約1500マイクログラム/ml、約1から約1000マイクログラム/ml、または約10から約500マイクログラム/mlの濃度を有してもよい。硝酸グリセリンは、二硝酸グリセリンまたは一硝酸グリセリンであってもよい。キレート剤は、クエン酸塩、四酢酸、チオ硫酸塩、N-アセチルシステイン、ジスルフィラム、ヒドロキシ酸、ヒドロキサム酸、エチレンジアミンジコハク酸(EDDS)、テトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート(THPF)、またはMesNAであってもよい。キレート剤はクエン酸塩であってもよい。キレート剤は、エチレンジアミンジコハク酸(EDDS)またはテトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート(THPF)であってもよい。いくつかの態様において、キレート剤は、α-ヒドロキシ酸などのヒドロキシ酸である。ヒドロキシ酸は、乳酸、グルコン酸、グリコール酸、ガラクツロン酸、サリチル酸、またはグルカロン酸であってもよい。いくつかの態様において、キレート剤はヒドロキサム酸である。ヒドロキサム酸は、ヒドロキサム酸、ベンゾヒドロキサム酸、サリチルヒドロキサム酸、またはスベロイルアニリド ヒドロキサム酸(SAHA)であってもよい。クエン酸塩は、溶液の約0.1〜10％、約1〜10％、約3.5〜7％、または約4％(v/v)を構成してもよい。キレート剤はMesNAであってもよい。MesNAは、溶液の約1〜10％または約5％(v/v)を構成してもよい。キレート剤はジスルフィラムであってもよい。ジスルフィラムは、約0.05〜5 mg/mlまたは約0.1〜0.5 mg/mlの濃度を有してもよい。アルコールは、エタノール、メタノール、イソプロパノール、ブチルアルコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、クロロブタノール、またはフェニルエチルアルコールであってもよい。アルコールは、溶液の約10％超から約80％(v/v)まで、10％超から約40％まで、約15〜30％、または約20％を構成してもよい。溶液は、薬学的に許容される組成物または薬学的に許容される賦形剤としてさらに定義されてもよい。いくつかの態様において、溶液は、10％超から約60％までのエタノール、約1〜20％クエン酸塩、および約10〜500マイクログラム/ml三硝酸グリセリンを含む。いくつかの態様において、溶液は、約15％から約30％のエタノール、約2.5〜10％のクエン酸塩、および約50〜250マイクログラム/mlの三硝酸グリセリンを含む。
【０００９】
本発明の別の局面は、表面上の微生物を低減させるのに十分な時間だけ本発明の抗菌溶液とある表面を接触させる段階を含む、該表面から微生物を低減させるための方法に関する。微生物は、表面上にあるバイオフィルム中に存在しうる。表面は、カテーテル、医療デバイス、送水管路、流体管路、石油もしくはガスのパイプライン、製氷機パイプ、または飲料分配用パイプ上に含まれうる。いくつかの態様において、表面は、血管カテーテルの内部上に含まれる。
【００１０】
いくつかの態様において、抗菌溶液は、例えばカテーテルなどの医療デバイスのロック溶液またはフラッシュ溶液として用いられるか、または、抗菌溶液は、(例えば、対象の皮膚の一部を殺菌するまたは対象の創傷を清浄にするもしくは殺菌するために)対象に局所的に適用されうる。例えば、硝酸グリセリン(例えばGTN)、脂肪酸(例えばC6-12アルカン酸、C6-10アルカン酸、カプリル酸)、およびキレート剤を含む溶液がフラッシュ溶液として用いられうる。フラッシュ溶液は、例えば、カテーテルまたは他の医療デバイスをフラッシュするために用いられうる。いくつかの態様において、フラッシュ溶液は、ヒト対象などの対象の創傷に灌注するもしくは該創傷を清浄にするために適用、使用されうるか、または該創傷用の洗浄液で使用されうる。これらのアプローチは、抗生物質または他の処置に抵抗性を有する細菌を含む可能性がある創傷を有する対象、または例えば癌、HIV感染などの感染もしくは疾患の結果として免疫抑制状態である対象において、特に有用である可能性がある。いくつかの態様において、硝酸グリセリン(例えば GTN)、アルコール(例えばエタノール)、およびキレート剤を含む溶液は、ロック溶液として用いられる可能性がある。下記の実施例に示すように、GTN、20％エタノール、およびキレート剤を含む溶液は、1年の保存安定を示すことが示された。
【００１１】
本発明のさらに別の局面は、適当な容器手段中に本発明の抗菌溶液を含むキットに関する。キットは、使用のための説明書をさらに含んでもよい。適当な容器手段は、バイアル、シリンジ、またはディスペンサーであってもよい。溶液は、スワブまたはワイプの中またはその表面に含まれてもよい。
【００１２】
本発明の別の局面は、本発明の抗菌溶液を創傷の少なくとも一部と接触させるまたは創傷の少なくとも一部に投与する段階を含む、対象において創傷を処置する方法に関する。好ましくは、治療的有効量の抗菌溶液が創傷に適用される。対象はヒトであってもよい。溶液は対象に局所的に投与されてもよい。いくつかの態様において、溶液は洗浄液として投与される。方法は、創傷に溶液を灌注する段階をさらに含んでもよい。溶液は、創傷床、上皮組織、内皮組織、または器官表面に適用されてもよい。
【００１３】
いくつかの態様において、キットは、溶液がロック溶液として供給されるように設計された容器中に抗菌溶液を含む。例えば、溶液は、バイアルまたはシリンジ中に含まれ、例えばカテーテルなどの医療デバイスの表面上にまたはその中に添加または供給されうる。キットは、医療処置または清浄処置時の使用のための説明書を含んでもよい。キットは、1つまたは複数の利用のためのシリンジ、スワブ、またはワイプと共にパッケージ化されてもよい。溶液は、シリンジ、バイアル、チューブ、クリーム、軟膏、ワイプ、またはフィルム中に含まれてもよい。いくつかの態様において、キットは、硝酸グリセリンならびに(a)アルコールおよび／またはキレート剤を含む単一の溶液を含む。他の態様において、硝酸グリセリン、アルコール、過酸化物、脂肪酸、および／またはキレート剤は、キット中の別々の容器中に含有され、使用前に混合(例えば、混合、超音波処理など)されうる。例として、複数の可能性を以下に示す。
2015525801.tif 000003
【００１４】
流体接触により表面を殺菌するために必要とされる接触時間は、生物体によりおよび／または処置されるバイオフィルムがどの程度定着しているかにより変化しうる。下記の実施例に示すように、血管内デバイスで使用するのに適した十分に低い毒性の組成物との接触により、バイオフィルムが2時間以内に根絶できることを、発明者らは見いだしている。
【００１５】
本明細書で開示される組成物で処置されうる他の生理的表面には、例えば、皮膚および創傷床、歯、口および鼻咽頭、手術部位、器官、神経組織、腱、軟骨および骨が含まれる。いくつかの態様において、本発明の溶液は、スプレーされるか、噴霧されるか、もしくは対象により肺、洞、もしくは呼吸組織に吸入されて、創傷もしくは組織を処置もしくは清浄にしうるか、または組織上の細菌または真菌の増殖を低減させうる。いくつかの態様において、本発明の溶液は、ヒト患者などの対象に局所的に投与されて、性行為感染症(STD)を処置または予防しうる。生理的表面との接触に関して、本発明の抗菌組成物は、ゲル、クリーム、またはフィルムの状態に製剤化されてもよく、組成物は、1つまたは複数の着色添加剤、芳香添加剤、滑性添加剤、保湿添加剤、鎮痛添加剤、および／または抗炎症添加剤を含んでもよい。これらの組成物が適用されうる植込み型医療デバイス表面には、これらに限定されないが、カテーテル、コード、チューブ、ドレイン、シャント、ステント、縫合糸、クリップ、ステープル、ドレッシング、メッシュ、ケーシング等が含まれる。プラント、デバイス、建築物、または機械の環境的に露出している表面は、これらの組成物により処理することができ、シャワー、ロッカー室、浴室、および医療施設における表面を含む。グローブ、マスク、人工呼吸器、パッチ、フットカバー、靴敷き、サンダル(flip flop)、耳栓、鼻栓等の、パーソナルケア物品および／または防護物品の表面は、これらの組成物で実質的に殺菌されうる。
【００１６】
本発明の抗菌組成物は、微生物を死滅させるまたは微生物の増殖を低減させるために、さまざまな時間で表面と接触しうる。例えば、接触は、少なくとも1、2、3、4、5時間、または少なくとも1、2、3、4、5日もしくはそれ以上、または1、2、3、4、5週間もしくはそれ以上等にわたって行われてもよい。いくつかの態様において、接触は、5、4、3、2もしくは1時間未満、または45、30もしくは15分間未満にわたって行われてもよい。
【００１７】
本明細書で用いられる「1つの(a)」または「1つの(an)」は、1つまたは複数を意味しうる。特許請求の範囲で用いられる語句「1つの(a)」または「1つの(an)」は、語句「含む」と同時に用いられるとき、1つまたは1つより多くを意味しうる。
【００１８】
開示は選択肢のみを指すという定義および「および／または」を裏付けているが、特許請求の範囲における「または」という用語の使用は、選んだ選択肢のみを指すことまたは選択肢が互いに排他的であることが明示されていない限り、「および／または」を意味するように用いられる。本明細書で用いられる「別の」は少なくとも2番目または複数番目を意味しうる。
【００１９】
本出願全体を通して、「約」という用語は、値を決定するために利用されるデバイス、方法の固有の誤差のばらつき、または研究対象間に存在するばらつきを値が含むことを示すために用いられる。
【００２０】
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、発明の精神および範囲内にあるさまざまな変更および修正がこの詳細な説明から当業者に明らかになることから、詳細な説明および特定の例は、発明の好ましい態様を示しているが、例示のみを目的として与えられていることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
以下の図面は、本明細書の一部を形成し、本発明のある特定の局面をさらに明らかにするために含まれる。本発明は、1つまたは複数のこれら図面を、本明細書に示す特定の態様の詳細な説明と組み合わせて参照することにより、よりよく理解されうる。
【図１】図1A〜1Bは、緑膿菌(P. aeruginosa)およびカンジダ・アルビカンス(C. albicans)に対するGTNおよびクエン酸塩の相乗作用。
【図２】緑膿菌およびMRSAに対する、0.2 mg/mlのGTN濃度での、GTNと2種のキレート剤であるクエン酸塩およびジスルフィラムとの相乗作用。
【図３】1 mg/mlのGTN濃度での、緑膿菌に対する、GTNおよびさらに別のキレート剤であるMesNAの相乗作用。
【図４】クエン酸塩およびMesNAを2種のキレート剤として用いるとき、緑膿菌に対するGTNによる相乗作用は、0.1 mg/mlのGTN濃度で達成することができる。
【図５】10％エタノール、クエン酸塩、およびGTNの相乗作用。
【図６】15％エタノール、クエン酸塩、およびGTNの相乗作用。
【図７】20％エタノール、クエン酸塩、およびGTNの相乗作用。
【図８】0.05％のGTNおよび0.3％の過酸化水素(H202−バイオエンハンサー)の相乗作用。
【図９】GTNおよび乳酸(酸性キレート剤)の相乗作用。
【図１０】GTNおよびカプリル酸(バイオエンハンサー)の相乗作用。溶液はpH 4.7に調整した。
【図１１】GTNおよびエチレンジアミンジコハク酸(EDDS−キレート剤)の相乗作用。
【図１２】GTNおよびテトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート(THPS−生物致死性キレート剤)の相乗作用。
【図１３】GTN＋カプリル酸およびグルコン酸(酸性キレート剤)の相乗作用。pHは調整しなかった。
【図１４】GTN＋カプリル酸＋グルクロン酸(酸性キレート剤)の相乗作用。pHは調整しなかった。
【図１５】7％のクエン酸塩＋0.01％のGTN＋20％のエタノール抗菌溶液におけるエタノールのカプリル酸への置換。
【図１６】7％のクエン酸塩＋0.1％のカプリル酸＋0.01％のGTNの相乗作用。
【図１７】7％のクエン酸塩＋20％のエタノール＋0.01％のGTNの1年保存安定性。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
例示的態様の説明
本発明は、表面上の微生物増殖またはバイオフィルム形成を阻害するための組成物および方法を、さまざまな局面において提供する。例えば、下記の実施例に示すように、硝酸グリセリンがアルコールまたはキレート剤と協同して、バイオフィルム形成を低減させるおよび／またはバイオフィルム中に存在する微生物を死滅させることができることが観察されている。本明細書で提供される抗菌溶液または組成物は、環境における表面上、ならびに医療、パーソナルケア、食品、獣医学、公衆衛生、産業、および／または公共の空間において用いられる製品上で用いられうる。いくつかの態様において、抗菌溶液は、哺乳動物毒性をほとんどもしくは実質的に全く示さない、および／またはカテーテルを作製するのに用いられる材料に対して有害な影響をほとんどもしくは全く有しない。いくつかの態様において、本明細書で提供される抗菌溶液は、哺乳動物またはヒトなどの対象に局所的にまたはその皮膚もしくは他の組織に適用することができる。
【００２３】
エタノール(例えば、約10〜30％、好ましくは約15〜20％のエタノール)を三硝酸グリセリン(GTN)と組み合わせて含む溶液は、約2時間以内にバイオフィルムを相乗的かつ完全に根絶することが観察された。GTNは、数分の半減期を有し、急速に代謝され排出されることから、GTNは、ヒト患者への作用物質の投与を含む態様にとって(例えば、ロック溶液において)、治療上魅力的なものとなりうる。さまざまなGTN濃度(例えば、約1〜100 マイクログラム/ml)およびロック量は十分に、臨床試験で安全に用いられているニトログリセリンの静脈内ボーラス投与量の範囲内にある。さまざまなクエン酸塩濃度(例えば、約1〜10％、好ましくは約7％)が用いられてもよく、それらは安全な臨床での使用歴を有する濃度範囲内にある。いくつかの態様において、本明細書で提供される抗菌溶液は、抗菌ロック療法のための安全で費用のかからない組成物を提供しうる。下記の実施例で示すように、GTNは、過酸化物、キレート剤、(アルコールおよびキレート剤)、または(脂肪酸およびキレート剤)と組み合わせたときに、微生物の死滅またはバイオフィルムの処置で相乗作用を示すことが観察された。下記の実施例で示されるように、バイオフィルム破壊は、本発明の溶液によって、希釈濃度でのグラム陰性菌については約15分以下、およびグラム陽性菌については約30分以下で達成されうる。
【００２４】
本発明の抗菌溶液は、例えば、医療デバイスの表面を殺菌するために用いられる可能性があり、または、それらは、哺乳動物対象もしくはヒト患者などの対象の皮膚もしくは創傷を清浄にするために用いられうる。いくつかの態様において、溶液は、例えばカテーテルのフラッシュ溶液として、対象に投与されうるか、あるいは溶液は、創傷を清浄にするもしくは創傷に灌注するために、または創傷を処置するために洗浄液の状態で用いられうる。いくつかの態様において、溶液は、例えば、対象への針の挿入前に対象の皮膚を清浄にするために、対象上で局所的に使用されうる。
【００２５】
I.  定義
本明細書で用いられる「抗菌医療デバイス」および「医療デバイス」という用語は、構成部品または付属品を含む、計器、装置、器具、機械、考案品(contrivance)、インプラント、または類似もしくは関連する他の物品を指し、上記のような連続した抗菌接触に供され、かつ対象における疾患または他の健康関連状態の診断、治療、および/または予防での使用が意図される。対象は、哺乳動物またはヒトなど任意の脊椎動物でありうる。抗菌医療デバイスの非限定的な例には、末梢挿入型中心静脈カテーテル、透析カテーテル、長期トンネル型中心静脈カテーテル、末梢静脈カテーテル、シングルルーメンおよびマルチルーメン短期中心静脈カテーテル、動脈カテーテル、ならびに肺動脈スワン-ガンツカテーテルなどの血管カテーテル；尿道カテーテル、他の長期尿路デバイス、組織結合性尿路デバイス(tissue bonding urinary device)、腎臓ステント、陰茎プロテーゼ、人工血管、血管アクセスポート、創傷ドレーンチューブ、水頭症シャント、脳室ドレナージカテーテル、神経および硬膜外カテーテル、神経刺激装置、腹膜透析カテーテル、ペースメーカーカプセル、人工尿道括約筋、小さなまたは一時的な関節代替物、拡張物質、心臓弁、整形外科用プロテーゼ、脊髄ハードウエア(spinal hardware)、手術部位修復メッシュ(例えばヘルニアメッシュ)、気管内チューブ、胆管ステント、胃腸チューブ、グローブ(ラテックス、非ラテックス、およびニトリルを含む)、他の医療用装着物、カルテ、ベッド用柵、コンドーム、結腸直腸路インプラント、男性および女性の生殖用インプラント(male and female reproductive implant)、整容用または再建用インプラント(例えば、乳房、頤、頬、臀部、鼻)、聴診器の円筒形の容器を含む医療デバイスの包装材および袋、整形外科用インプラント(例えば、関節(膝関節、股関節、肘関節、肩関節、足関節)、プロテーゼ、外部固定ピン、髄内桿体および髄内釘、脊椎インプラント)、微生物の外寄生および／または活動に供されうる他の医療用留置デバイス；ならびに、心臓ペースメーカー、除細動器、電子デバイスのリード、アダプター、リード延長線、植込み型注入デバイス、植込み型パルス発生器、植込み型生理学的モニタリングデバイス、植込み型パルス発生器または植込み型注入デバイスを皮膚下に取り付けるためのデバイス、および植込み型注入デバイスを再充填するためのデバイス(例えば、再充填針およびポートアクセスカニューレ)などの金属製デバイスが含まれる。いくつかの態様において、本発明の抗菌組成物または溶液は、血管カテーテルの管腔表面上の微生物(例えば、真菌の細菌)を実質的に殺菌するかまたはその増殖を低減させるために用いられうる；例えば、抗菌組成物または溶液は、カテーテルをフラッシュするためにおよび／またはロック溶液として用いられうる。
【００２６】
本明細書で用いられる「抗菌作用物質」という用語は、細菌微生物もしくは真菌微生物などの微生物の増殖もしくは複製を妨げるもしくは低減させる、または微生物を死滅させる能力を有する、抗生物質または消毒剤などの作用物質を指す。
【００２７】
本明細書で用いられる「抗生物質」という用語は、細菌の増殖もしくは複製を妨げるもしくは低減させる、または細菌生物もしくは真菌生物を死滅させる能力を有する、化合物または作用物質を指す。そのような作用物質は概して、対象における全身感染の処置で適用される。抗生物質の非限定的なクラスには、例えば、テトラサイクリン、ミノマイシン、リファマイシン、ネオマイシン系、バシトラシン、ポリミキシン系、アミノグリコシド系、カルバペネム系、セファロスポリン系、セファゾリン系、アゾール系、ニトロフラントイン系、およびリファンピンが含まれる。本発明の抗菌組成物は、1つまたは複数の抗生物質を含んでもよい。
【００２８】
本発明で用いられる「消毒剤」という用語は、微生物(細菌、真菌、原虫、およびウイルスなど)の増殖および複製を妨げるもしくは低減させる、または微生物を死滅させる能力を有するが、通常は吸収、浸透、または全身毒性に関連する制限のために、一般に対象の全身感染の処置には適用されない、化合物または作用物質を指す。本発明の抗菌組成物に含まれうる消毒剤の非限定的なクラスには、クロルヘキシジンなどのグアニジウム化合物が含まれる。用いられうる消毒剤の他の例には、フェノキシド消毒剤(例えば、クロホクトール、クロロキシレノール、トリクロサン)、四級アンモニウム化合物、セチルピリジニウム化合物、ヨウ素化合物、次亜塩素酸塩類、メントール類、ユーカリプトール、チモール類、サリチル酸塩類、クロロキシレノール類、アルデヒド類、グルタルアルデヒド、ペプチド類、ペプチド模倣物、酸、塩基、酸化剤、ガルジン(gardine)、ゲンジン(gendine)、ゲンレノール(genlenol)、ゲンロサン(genlosan)、またはゲンホクトール(genfoctol)が含まれる。
【００２９】
クロルヘキシジンは、ブドウ球菌(staphylococci)および他のグラム陽性菌、ならびにさまざまな真菌に対して活性を有する、消毒清浄剤である。クロルヘキシジンは、本明細書に記載の消毒溶液に含まれうる。クロルヘキシジンは、水、およびアルコール類、ケトン類、エーテル類、アルデヒド類、アセトニトリル、酢酸、塩化メチレン、およびクロロホルムを含む有機溶液のいずれにも可溶である。本明細書で使用するとき、クロルヘキシジンという用語は、クロルヘキシジンの塩を含みうる。クロルヘキシジンの代わりにまたはそれと組み合わせて用いられうる他の消毒剤には、アレキシジン類、オクテニジン類、およびポリヘキサメチルビグアニド類が含まれる。
【００３０】
本明細書で用いられる「有機溶媒」という用語は、抗菌作用物質を溶解するために用いることができる溶媒を指し、特に、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル類(例えば、テトラヒドロフラン)、アルデヒド類(例えば、ホルムアルデヒド)、アセトニトリル、酢酸、塩化メチレン、およびクロロホルムを含む。
【００３１】
本明細書で用いられる「浸透剤」という用語は、医療デバイスのマトリクス内へのグアニジウム化合物などの抗菌作用物質の浸透を促進する能力を有する、有機化合物などの作用物質を指す。このような化合物の非限定的な例は、エステル類(例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル、およびそれらの組み合わせ)、ケトン類(例えば、アセトンおよびメチルエチルケトン)、塩化メチレン、およびクロロホルムである。本発明の抗菌溶液は、1つまたは複数の浸透剤および／または有機溶媒を含みうる。
【００３２】
本明細書で用いられる「アルカリ化剤」という用語は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水溶液(例えば、27％水酸化アンモニウム)、ジエチルアミン、およびトリエチルアミンを含む、有機塩基および無機塩基を指す。本発明の抗菌溶液は、アルカリ化剤を含みうる。
【００３３】
本発明で用いられる「細菌生物および真菌生物」という用語は、細菌および真菌の全ての属および種を意味し、これらに限定されないが、全ての球菌、桿菌、およびらせん状菌を含む。細菌の非限定的な例には、グラム陽性菌およびグラム陰性菌の中でも特に、ブドウ球菌(例えば、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus))、エンテロコッカス・フェカリス(Enterrococcus faecalis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、大腸菌(Escherichia coli)が含まれる。真菌生物の非限定的な例には、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)およびカンジダ・クルセイ(Candida krusei)が含まれる。
【００３４】
本発明の方法による処置に適用できる医療デバイスには概して、ゴム、プラスチック、ポリエチレン、ポリウレタン、シリコン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ラテックス、ニトリル、ならびに他のポリマー材料およびエラストマー材料などの非金属材料、ならびにチタンなどの金属、ならびにステンレス鋼およびニチノールなどの金属合金が含まれる。当業者なら、本明細書に記載の非金属、金属、および金属合金のリストは例示のためだけのものであり、排他性を有することは意図されないことを理解する。本明細書に記載の処置に適用できる他の材料もまた、本発明の範囲内にある。
【００３５】
本明細書に記載される少なくともいくつかの態様において、医療デバイスは、抗菌成分との連続した接触後に洗浄される。本明細書で用いられる「洗浄する」は、物質を除去することを目的とした医療デバイスへの液体の適用を指す。例えば、洗浄は、医療デバイスの表面を脱イオン水と接触させることとしてさらに定義されうる。接触は、医療デバイスに結合しなかった抗菌作用物質および溶媒の除去をもたらしうる。当業者に公知の任意の方法は、医療デバイスを洗浄する際に適用されうる。洗浄は例えば、当業者に公知の任意の方法を用いて洗浄溶液中でデバイスをすすぐ、洗浄溶液中に浸す、または浸漬することを含む。
【００３６】
本明細書で明確に記載されていない抗菌剤を医療デバイスと接触させることに関するさらなる詳細は、例えば、米国特許第5,217,493号、第5,624,704号、第5,902,283号および第7,651,661号、ならびに米国特許出願公開第2005/0197634号、第2003/0078242号、第2007/0154621号、第2008/0183152号、第2010/0055086号、第2011/0201692号および第2012/0064372号において見出すことができ、これら全ては参照により組み入れられる。
【００３７】
いくつかの態様において、本発明の消毒溶液は、例えば医療デバイスへの適用時に、加熱されうる。本明細書で用いられる「加熱する」は、熱源がないときの組成物の温度と比較した、熱源の適用による組成物の温度の上昇を指す。加熱は、当業者に公知の任意の方法でありうる。
【００３８】
II.硝酸グリセリン類
本発明は、硝酸グリセリン (GTN)などの硝酸グリセリン類が、アルコールおよび／またはキレート剤などのバイオフィルム破壊剤と組み合わせて抗菌組成物に含まれて、例えばバイオフィルム中に存在する微生物を死滅させうるという発見に、一部基づく。下記の実施例に示すように、GTNはアルコールおよび／またはキレート剤と相乗的に相互作用し、細菌または真菌などの微生物を死滅させることが観察されている。
【００３９】
硝酸グリセリン類には、一硝酸塩、二硝酸塩、または三硝酸塩（例えば、一硝酸グリセリン、二硝酸グリセリン、または三硝酸グリセリン）が含まれる。一硝酸グリセリン、二硝酸グリセリン、および／または三硝酸グリセリンの混合物は、本発明のさまざまな態様で用いられうる。GTNはまた、ニトログリセリン(nitroglycerin)、ニトログリセリン(nitroglycerine)、トリニトログリセリン(trinitroglycerin)、トリニトログリセリン(trinitroglycerine)、1、2、3-トリニトロキシプロパン、および三硝酸グリセリンとも呼ばれる。
【００４０】
さまざまな濃度の硝酸グリセリン、例えばGNTなどが、本発明で用いられうる。いくつかの態様において、硝酸グリセリンは、約0.05〜2000、0.1〜2000、0.1〜1750、0.1〜1500、0.1〜1250、0.1〜1000、1〜1000、10〜500、25〜500、25〜250、50〜500、75〜150、または約10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、もしくは200マイクログラム/mlの量で、またはその中で導き出せる任意の範囲の量で、本発明の抗菌組成物または溶液中に存在しうる。いくつかの態様において、例えば11、12.5などの中間濃度が考えられる。例えば、硝酸グリセリンの濃度は、約10、11、12、13、14、15、20、または25マイクログラム/mlを上回ってもよい。いくつかの態様において、硝酸グリセリンは、約2000、1750、1500マイクログラム/ml未満の濃度であってもよい。いくつかの態様において、約50〜125または約100マイクログラム/ml硝酸グリセリンが、これらの濃度は臨床上安全に使用できることから、血管内抗菌カテーテルロック溶液などのロック溶液中に含まれうる。ある特定の好ましい態様において、硝酸グリセリンはGTNである。
【００４１】
硝酸グリセリンは好ましくは、アルコールまたはキレート剤などのさらなる抗菌剤と組み合わせて、抗菌組成物または溶液中に含まれる。いくつかの態様において、約25〜250マイクログラム/mlのGTN(または他の硝酸グリセリン)が、例えば、約10〜70、15〜50、15〜50、15〜30、もしくは約20％、またはその任意の範囲のエタノールなどのアルコールと組み合わせて、消毒組成物または溶液中に含まれてもよく；これらの濃度は、ロック溶液、またはある程度の量の消毒剤がヒト患者などの対象に投与または注射されうる態様において、特に有用である可能性がある。ある特定の好ましい態様において、抗菌組成物は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20％を上回るエタノールなどのアルコールを含みうる。いくつかの態様において、抗菌溶液は、約20％のエタノール、約7％のクエン酸塩、および約100マイクログラム/mlのニトログリセリンを含んでもよく；これらの組成物および濃度は、血管内抗菌カテーテルロックでの安全な使用に特に適している可能性がある。
【００４２】
いくつかの態様において、硝酸グリセリンは抗菌溶液中に存在する。ある特定の好ましい態様は、硝酸グリセリンおよびさらなる抗菌剤を含む溶液、すなわち液体を対象とするが、それにもかかわらず、さまざまなゲルまたは半固体組成物がさまざまな態様において用いられうることが想定される。他の態様において、組成物は、液体と接触すると活性化されるようになる抗菌保護コーティングを形成するように乾燥させることができる。いくつかの態様において、GTNを含む抗菌溶液は、水をベースとしたまたは水性の溶液でありうる。それにもかかわらず、例えば、有機溶媒または無機非水性溶媒(すなわち、水以外の溶媒)を含む、GTNの非水性溶液が本発明の種々の局面で用いられうることが想定される。抗菌組成物は、最終的にコーティングを形成する、または物品内に含浸させるように適用させることができる。コーティングの場合には、乾燥時に硝酸グリセリン組成物に結合する他のポリマーを含むことは利点となりうる。
【００４３】
本発明のある特定の好ましい態様において、1つまたは複数の硝酸グリセリンが好ましくは含まれるが、硝酸エーテルまたはニトロアルコールが硝酸グリセリンの代わりにまたはそれと組み合わせて用いられうることが想定される。本発明の抗菌組成物または溶液に含まれうる硝酸エーテルの非限定的な例には、ニトロフェニルエーテル類、ニトロハロゲン化エーテル類、およびニトロアルキルエーテル類が含まれる。
【００４４】
III.  アルコール類
本発明の抗菌溶液は、アルコールを含んでもよい。本発明で用いられうるアルコール類の非限定的な例には、エタノール、メタノール、イソプロパノール、ブチルアルコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、クロロブタノール、およびフェニルエチルアルコール等が含まれる。いくつかの態様において、アルコールは、例えば、糖アルコール類、ジオール類(例えば、ジプロピレン グリコール)、トリオール類(例えば、トリプロピレン グリコール類)、ポリアルコール類などのポリオールであってもよい。いくつかの態様において、アルコールは、例えばプロピレングリコールなどのグリセロールまたはグリコールであってもよい。
【００４５】
アルコールの濃度は好ましくは、5％〜80％(v/v)の範囲、約10％から約50％、15％から40％、約20〜30％、または約20％である。アルコールは、例えば、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％(v/v)、またはその中で導き出せる任意の範囲を含む濃度で、抗菌溶液中に存在しうる。いくつかの態様において、アルコールの濃度は、約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20％を上回る。ロック溶液の調製など、いくつかの態様において、毒性を低減させるまたは実質的に除去するために、例えば、約10％超から約40％まで、約10〜30％、または約20％(v/v)など、より低濃度のアルコールが用いられうる。上記に加えて、11％、22.5％、および26％等の中間濃度のアルコールの使用も考えられる。アルコールが血管カテーテルロック溶液に含まれる場合、低いアルコール濃度は、カテーテルを作っているプラスチックの物理的特性に対する影響がより少ない可能性があり、静脈内にカテーテルが留置されている患者への危険性を低減させる可能性がある。GTNは単独では水溶性が低いため、エタノールは、水溶液においてGTNとの共溶媒として機能することができる。
【００４６】
IV.  キレート剤
GTNを含む抗菌溶液は、キレート剤などのバイオフィルム破壊剤をさらに含んでもよい。いくつかの態様において、キレート剤は、クエン酸塩類、四酢酸、チオ硫酸塩、N-アセチルシステイン、ジスルフィラム、およびMesNAからなる群より選択される。それにもかかわらず、多種多様なキレート剤が、本発明の抗菌溶液を調製するのに有用であると考えられる。これには、EDTA遊離酸、EDTA 2Na、EDTA 3Na、EDTA 4Na、EDTA 2K、EDTA 2Li、EDTA 2NH4、EDTA 3K、Ba(II)-EDTA、Ca(II)-EDTA、Co(II)-EDTA Cu(II)-EDTA、Dy(III)-EDTA、Eu(III)- EDTA、Fe(III)-EDTA、In(III-EDTA、La(III)-EDTA、CyDTA、DHEG、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、DTPA-OH、EDDA、EDDP、EDDS、EDDPO、EDTA-OH、EDTPO、EGTA、HBED、HDTA、HIDA、IDA、メチル-EDTA、NTA、NTP、NTPO、O-ビストレン(Bistren)、THPS、TTHA、EGTA、DMSA、ヒドロキシ酸、ヒドロキサム酸、エチレンジアミンジコハク酸(EDDS)、テトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート(THPS)、デフェロキサミン、ジメルカプロール、クエン酸亜鉛、ホスホニウムキレート剤、ビスマスとクエン酸塩の組み合わせ、ペニシラミン、サクシマー、またはエチドロネート等の、キレート剤が含まれる。バリウム、カルシウム、セリウム、コバルト、銅、鉄、マグネシウム、マンガン、ニッケル、ストロンチウム、ガリウム、または亜鉛に結合する、任意のキレート剤が、本発明での使用に許容可能であると考えられる。硝酸グリセリンとの組み合わせで有用である他のバイオフィルム破壊剤には、酵素、D-アミノ酸、およびクオラムセンシング阻害剤が含まれる。いくつかの態様において、EDDSまたはTHPSは好ましくは、パイプラインを清浄にする、または石油パイプラインからバイオフィルムを除去もしくは殺菌するために使用される溶液中に含まれうる。
【００４７】
いくつかの態様において、キレート剤はヒドロキシ酸(フルーツ酸とも呼ばれる)またはヒドロキサム酸である。ヒドロキシ酸は、例えば、1つまたは複数の乳酸、グルコン酸、クエン酸、ガラクツロン酸、サリチル酸、グリコール酸、またはグルカロン酸を含んでもよい。ヒドロキサム酸は、ヒドロキサム酸、ベンゾヒドロキサム酸、サリチルヒドロキサム酸、またはスベロイルアニリド ヒドロキサム酸(SAHA)であってもよい。本発明で用いられうるまたは本発明の抗菌溶液に含まれうるさらなるヒドロキサム酸は、Muri et al.(2002)およびPal and Saha(2012)に記載される。いくつかの態様において、キレート剤は、ポリガラクツロン酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリヒドロキサム酸類、またはコポリマー類等の重合体型で存在しうる。いくつかの態様において、キレート剤は、例えば、グルコノラクトンまたはラクチドグリコリド等を介した、加水分解により活性化できるエステルまたは無水物などの潜在型のまたは保護された形で存在しうる。
【００４８】
クエン酸塩
本明細書で用いられる「クエン酸塩」は、クエン酸の共役塩基を指し、クエン酸の塩を含む。溶液中のクエン酸塩は、例えば、クエン酸ナトリウムとも呼ばれるクエン酸三ナトリウム、または任意の他のクエン酸塩によってもたらされうる。種々の濃度のクエン酸塩が本発明で用いられうる。例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20％、もしくはそれ以上、またはその中で導き出せる任意の範囲が用いられうる。いくつかの態様において、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、もしくは10％、またはその中で導き出せる任意の範囲(例えば、1〜10、5〜9、5〜7.5％等)の濃度が、カテーテルロック溶液などのロック溶液に含まれうる。下記実施例に示すように、1 mg/mlのGTNも7％のクエン酸塩も単独では、緑膿菌またはカンジダ・アルビカンスの成熟バイオフィルムを2時間以内に根絶することができず；組み合わせた場合に、1 mg/mlのGTN および7％のクエン酸塩は、この時間内にこれらのバイオフィルムを完全に根絶することができた。
【００４９】
V.  脂肪酸
いくつかの態様において、溶液は、脂肪酸、脂肪酸エステル、または脂肪酸無水物を含む。下記実施例で示すように、GTNおよびキレート剤を含む組成物に脂肪酸を含むことによって、微生物を相乗的に死滅させることが示された。これらの結果は、溶液がバイオフィルムを極めて急速に(例えば、15〜30分以内またはそれ未満で)破壊できることを示す。いくつかの好ましい態様において、脂肪酸(例えば、C6-12アルカン酸またはC6-10アルカン酸)を硝酸グリセリン(例えば、GTN)およびキレート剤と組み合わせて含む組成物が、例えばカテーテル等の医療デバイスのロック溶液として用いられうる。一般に、脂肪酸を含む溶液のpHは、脂肪酸がプロトン化されるように、脂肪酸のpKを下回るべきである。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、脂肪酸のプロトン化は、脂肪酸の抗菌活性の改良にとって決定的な意味を持つまたは必要不可欠なものである可能性があると予想される。抗菌溶液がヒト患者または哺乳類非ヒト動物などの対象に挿入される態様において、溶液は、約pH7に実質的にあるいは完全に中和され得、このpHで脂肪酸は中和され、次いで対象により栄養素として代謝されうる。溶液が創傷に適用される態様において、創傷は、対象と比較して幾分低下したpHを示す可能性があり、例えば、哺乳動物またはヒトの対象は対象の大部分にわたって約pH7で血液を有しているが、創傷浸出液では約5のpHが観察されうる。いくつかの態様において、溶液中の脂肪酸の一部は、創傷に適用されるときに中和されうるが、有意なおよび/または相乗的な抗菌性の死滅は、抗菌溶液の結果として創傷で生じうることが予想される。
【００５０】
脂肪酸は、C6-12アルカン酸、またはより好ましくはC6-10アルカン酸であってもよい。脂肪酸は、ヘキサン酸、デカン酸、ドデカン酸、カプリル酸(オクタン酸)、カプロン酸、またはラウリン酸であってもよい。いくつかの態様において、脂肪酸はカプリル酸である。
【実施例】
【００５１】
VI.  実施例
以下の実施例は、本発明の好ましい態様を明示するために含まれる。以下に続く実施例で開示される技術は、本発明の実施において十分に機能するように発明者らにより発見された技術であり、よって、その実施のための好ましい形態を構成すると考えられることを、当業者なら理解するはずである。一方で、当業者なら本開示に照らし、開示されている特定の態様において多くの変更を行うことができ、本発明の精神および範囲から逸脱しない範囲内で同様のまたは類似の結果が得られることを理解する。
【００５２】
実施例1
三硝酸グリセリンの、抗菌溶液中の他の構成要素との相乗作用
バイオフィルム根絶実験は、改変Kuhnsバイオフィルム根絶モデルを用いて行われた。簡単に言うと、医療用グレードのエラストマーで作られているシリコンディスクを24ウェル組織培養プレート内に配置し、37℃の血漿中で一晩インキュベートした。次いで、血漿を除去し、1 mLの5.5×l05 CFU/mL攻撃菌の接種菌液に置き換えた。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、緑膿菌(PA)、およびカンジダ・アルビカンス(CA)を、感染をもたらす代表的な病原性グラム陽性病原体、グラム陰性病原体、および真菌病原体として選択した。次に、プレートを37℃でさらに24時間インキュベートし、成熟バイオフィルムの形成に十分な時間を与えた。次に、接種菌液を除去し、ディスクを30分間0.9％滅菌生理食塩水中で振盪し洗浄した。洗浄後、ディスクを1 mLの種々の殺菌溶液中に配置し、37℃で2時間インキュベートした。次に、ディスクを取り出し、中和剤を含む5 mLの0.9％滅菌生理食塩水中に置き、超音波処理し、残りの全てのバイオフィルムを破壊した。次いで、0.9％滅菌生理食塩水で段階希釈物を作製し、全ての細菌生物については寒天プレート(TSA＋5％羊血)上に、酵母についてはサブロー・デキストロース寒天(Sabouraud Dextrose Agar)上にプレーティングすることにより、結果として生じる溶液を定量的に培養した。バイオフィルムの完全な根絶は、処置後に生存コロニー回復がないことを要件とする。対照よりも少ない生菌の回復は、バイオフィルムの部分的根絶を示す。三硝酸グリセリン(GTN)のキレート剤およびエタノールとの相乗作用を示す複数の実験からの結果を下記に表にする。報告した結果は、上記のバイオフィルム根絶法から回復した生存コロニー(cfu/ml)である。
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【００５３】
これらの結果は、GTNの濃度が、2時間以内に成熟バイオフィルムを完全に根絶するためには、エタノールおよびクエン酸塩の存在下で、単独で必要とされるであろう量に対し10倍(100 マイクログラム/mlに)減少しうることを示す。これらのレベルは、静脈内または局所での使用にとっての安全濃度である濃度を達成する。類似の相乗作用は、GTNおよび他のキレート剤単剤または他のキレート剤の組み合わせ(CAおよびPAに対するGTNおよびクエン酸塩、PAに対するGTNおよびMesNA、MRSAおよびPAに対するGTN、クエン酸塩、およびジスルフィラム、ならびにPAに対するGTN、クエン酸塩、およびMesNA)でも見られる。エタノール-クエン酸塩-GTN組成物は、血管カテーテル抗菌ロック療法で特に有用であり、コロニー形成されたカテーテルの再生に必要とされる抗生物質または高いエタノール濃度の必要性をより安全かつ経済的に排除することができる。
【００５４】
相乗作用を図1〜7においてグラフで示す。図1A〜Bは、緑膿菌に対して0.5 mg/ml濃度でのGTNについて、さらにはカンジダ・アルビカンスに対して1 mg/ml濃度でのGTNについて、GNTとクエン酸塩の相乗作用を図示する。
【００５５】
図5〜7は、一連のエタノール濃度でのクエン酸塩とのGTN相乗作用を示す。具体的には、一連の図は、エタノール濃度が増加するにつれ、どのように相乗的GTN濃度が低下しうるかを示す。図5は、10％のエタノールおよび7％のクエン酸塩で、0.2 mg/mlのGTN濃度が緑膿菌およびカンジダ・アルビカンスを根絶し、0.5 mg/mlのGTN濃度がMRSAを完全に根絶したことを示す。図6は、エタノール濃度が15％に上昇するとき、MRSAを根絶するために必要とされるGTN濃度が0.2 mg/mlに低下したことを示す。図7は、エタノール濃度が20％にさらに上昇したとき、MRSAを根絶するために必要とされるGTN濃度が0.1 mg/mlに低下することを示す。
【００５６】
実施例2
硝酸グリセリン類を使用する、バイオフィルムを阻害するための組成物
さらなるバイオハンサー、キレート剤、および組み合わせを、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、およびカンジダ・アルビカンスのバイオフィルムに対してGTNとの組み合わせで試験した。バイオフィルム根絶試験(実験1〜7と同様)は、バイオフィルムが24時間形成できるようなっていたシリコンディスク上で行われた。殺菌溶液への曝露時間は、15分から2時間の範囲の時間であり、続いて、超音波処理および定量的プレーティングにより1 cm2のディスク当たりの生存コロニー形成単位(CFU)を定量的に計数した。過酸化水素、乳酸、カプリル酸、エチレンジアミンジコハク酸、テトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート、グルコン酸、およびグルクロン酸のGTNとの相乗作用の例を図8〜14に示す。これらの溶液は、例えば、ロック溶液としてカテーテルを殺菌するために、用いられうる。
【００５７】
実験は、7％クエン酸塩＋0.01％ GTN＋20％エタノールの組成物が、20％のエタノールの代わりに0.1％のカプリル酸を使うことにより3種類のモデル生物全てを根絶できるかどうか試験した。カプリル酸溶液は、pH4.7に酸性化された。2時間バイオフィルム根絶実験の結果を図15に示す。7％クエン酸塩＋0.01％ GTN＋20％エタノールで見られるような、2時間以内の全ての生物のバイオフィルムの完全な根絶が、7％クエン酸塩＋0.01％ GTNおよび0.1％カプリル酸pH 4.7で見られた。図7(0.01％ GTN＋7％クエン酸塩＋20％エタノール)と同様の相乗作用が、図16(0.01％ GTN＋7％クエン酸塩＋0.1％カプリル酸)においてMRSAについて見られた。図7と16を比較する際に、0.1 mg/mlは0.01％と同じであることに留意されたい。
【００５８】
7％クエン酸塩＋0.01％ GTN＋20％エタノール溶液の保存安定性を、25℃で1年保存の後に試験した。溶液は、ガラス容器中で保存され、光曝露から保護された。ベースラインのバイオフィルム根絶有効性(図7)と1年保存後の有効性との比較を図17に示す。7％クエン酸塩＋20％エタノール＋0.01％ GTN溶液の抗菌活性は、25℃で1年保存した後も変化しなかった。これらの実施例は、GTNと過酸化水素、乳酸、カプリル酸、エチレンジアミンジコハク酸、テトラキス ヒドロキシメチル ホスホニウムスルファート、グルコン酸、および/またはグルクロン酸との間の相乗作用を明確に示す。
【００５９】
本明細書に開示されたおよび特許請求の範囲に記載された全ての方法は、本開示に照らし過度な実験なく作製および実行できる。本発明の組成物および方法は、好ましい態様に関して記載されているが、本発明の概念、精神、および範囲から逸脱することなく本明細書に記載の方法および方法の段階または段階の順序に変形を加えることができことは当業者には明らかである。より具体的には、化学的かつ生理学的に関連するある特定の作用物質は、本明細書に記載の作用物質と置き換えられてもよく、同様のまたは類似の結果が達成されうることは明らかである。当業者に明らかなそのような類似する代替物および変更形態は全て、添付の特許請求の範囲により定義される発明の精神、範囲、および概念の範囲内にあるものと見なされる。
【００６０】
参照文献
以下の参照文献は、本明細書に記載の事項への例示的な手順の補足またはその他の詳細な補足を提供する範囲において、参照により本明細書に特に組み入れられる。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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