(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メチレンブルー及びゲンチアナバイオレット色素の混合物を結合した多孔性のポリビニルアルコール−アセタール共重合体スポンジを具備する医療用及び個人使用のための抗菌性吸収材。
【請求項２】
以下のステップを具備する抗菌性吸収材の製造方法；
メチレンブルー及びゲンチアナバイオレット色素の混合物である溶液中でポリビニルアルコール−アセタールスポンジをインキュベートし、前記色素を前記スポンジに対して結合させるステップと；
続いて、前記スポンジを洗浄して非結合色素を除去するステップと；及び
前記スポンジを乾燥し、前記抗菌性吸収材を形成するステップ。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、医療用製品及び個人用ケア製品、特に、殺菌性包帯、並びに生理用ナプキン及びタンポン材に関する。
２．関連技術の説明
現代医学における滅菌技術、特に滅菌済み包帯材の重要性は、過大評価されることは殆どない。少し前の医療従事者が、膿及びその他の徴候（現在では感染を知らせる）は創傷治癒に不可欠であると考えていた、という話は生物学を学ぶ殆ど全ての学生が聞いている。当時の従事者は、予想された膿及び炎症が見られない傷を再度開口した。これは、リスター（Lister）によって、滅菌法及びその後の傷を包み込むための滅菌済み包帯材の適用の重要性が発見されたことにより改められた。残る問題は、滅菌包帯材であっても、何れは微生物が増殖することである。
外科用包帯及びパッキング材の主な機能は、放出される種々の流体を吸収することである。これらの流体は、多くの場合、栄養分に富み、多くの細菌の増殖を助ける能力を有している。外科的開口部及び皮膚表面が、完全に無菌であることは希であるため、包帯材は、間もなく細菌群の急速な成長を助長するようになる。これらの細菌は、容易に重篤な感染を引き起こし、また、種々の有害な毒素を放出し得る。そのような問題に対する自明の解決法は、細菌の増殖が起らないように頻繁に包帯材を交換することである。更なる解決策は、ある種の消毒薬でその包帯材を処理し、細菌の増殖を抑制することである。残念ながら、該材から容易に洗い流されないような効果的な消毒薬を製造することは困難であり、従って、その効果が顕著に低下したり、体組織に対して炎症や障害を引き起こす可能性が存在することは明らかである。
このような問題は、創傷部又は外科切開部のための包帯類、手当て用品類又はパッキング類に限られるものではない。吸収性パッキング類が、危険な細菌増殖に関する著しい可能性を伴なう正常な体の開口部に置かれる例は多い。種々の鼻用パッキングは、鼻腔（nasal passageways）への挿入の後で、細菌が存在する状態になる。多くの死亡例は、女性用ケア製品、特にタンポン類における、黄色ブドウ球菌（Traphylococcus aureus）の増殖により惹起される「トキシックショック症候群」に起因するものである。これらに関する問題を解決することを試みる多数の特許が存在する。読者の注意を、ブラウン−スクロボット（Brown-Skrobot）に対する米国特許第５，６４１，５０３号に向けるが、これは、殺菌性タンポンの製造を試みるものであり、且つトキシックショック問題に関する参考文献の有益なリストを収容している。問題点は、多くの有効な殺菌剤（例えば、ヨウ素）が、血液や経血等のタンパクに富む溶液の存在する中では部分的又は完全に無効になることである。
他の発明の多くは、殺菌性包帯やパッキング材を製造することが困難である。オータント（Autant）らに対する米国特許第５，４４１，７４２号は、殺生物能を有する改良されたセルロース誘導体材料を開示する。残念ながら、水により該殺生物剤はその材料から放出され、それに付随し、周辺組織に対する刺激性又は毒性の問題が生じる。ヨウ素は好ましい殺生物性物質である。カラケル（Karakelle）らに対する米国特許第５，３０２，３９２号、及びウサラ（Usala）に対する米国特許第５，２３６，７０３号は、両者ともポリビニルピロリドンを含有する重合体類によりヨウ素を結合し放出する。もう１つのアプローチは、シェリダン（Sheridan）に対する米国特許第５，０９１，１０２号に見られるものであり、これはカチオン性界面活性剤の存在により、乾燥織布に殺菌能を提供するものである。これらの発明の全ては、該材から浸出可能な高毒性又は低毒性を有するという問題を抱えている。必要とされるのは包帯材に留まる殺菌剤であり、生組織において如何なる負の効果をも示すことなく、該包帯材において細菌の増殖を予防できるものである。
発明の目的及び概要
従って、細菌の増殖を支持することなく、生体からの流体を理想的に吸収する清浄用品（cleaning）、包帯類、外科用パッキング類、生理用ナプキン類、タンポン類及び他のそのような装置において使用するための殺菌性を有する吸収材を提供することが本発明の目的であり；
血液及びタンパクの存在下にあってさえも、活性を維持する殺菌性材を提供することが本発明のもう１つの目的であり；及び
前記吸収材が、周辺組織に対して可能な刺激の原因となる殺菌剤を放出しないことが本発明の更なる目的である。
次に続く明細書を読むことで当該分野の通常の技術を有する者に明らかになるであろう以上の目的及び更なる目的は、殺菌性色素を含有するポリビニルアルコール−アセタール共重合体のスポンジ様マトリックスを使用することにより提供される。この重合体は、多くの殺菌性色素に対して格別に優れた親和性を示し、且つそれらを血液又は他の水溶性溶液から隔てることが可能である。従って、殺菌性色素で処理された本材のスポンジ類は、水溶性溶液に色素を放出しない。該材は、一般的に、創傷部又は生体開口部に対して粒子又は微粒子を放出することがない多孔マトリックスである。結合した殺菌性色素の存在によって、該スポンジは、多くの異なった状況における細菌増殖を阻害するようになる。このために、本発明は、無菌的吸収材が必要とされる何れの用途に対しても理想的なものである。
好ましい態様の詳細な説明
以下の記載は、何れの当業者も本発明を製造して使用できるように提供され、且つ本発明者により企図された彼の発明を実施する場合のベストモードを示す。しかしながら、本発明の一般的な本質をここで定義するために、特に、殺菌性色素を含有したポリビニルアルコール−アセタール共重合体を使用する方法を提供し、それにより細菌の増殖を防止する医療用包帯若しくはパッキング材又はタオルを提供しているため、種々の変更が可能であることは直ちに当業者に明白となるであろう。
「殺菌性色素」により、一般的に「活性色素（vital dye）」として知られる多くの有機色素［メチレンブルー及び関連するチオニン色素（電気陰性又は酸性）、アクリジンオレンジ、アクリジンイエロー及び関連するアクリフラビン（アクリジン）色素（電気陽性又は塩基性）、キナクリン及びその誘導体、ブリリアントグリーン、ゲンチアナバイオレット、クリスタルバイオレット及び関連するトリフェニルメタン色素（電気陽性）、並びにトリパンブルー及びトリパンレッド等のビスナフタレン色素を含む］の何れかが示される。
これらの色素の殺菌性の原因は完全には知られていない。多くの殺菌性色素が、酸化的代謝の多くの電子輸送成分の領域で酸化還元（レドックス）ポテンシャルを有していることから、これらの色素が「短絡循環（short circuiting）」により電子輸送経路を管理している可能性があるようである。一般的に、該色素は、グラム陰性菌とグラム陽性菌に対して異なる活性を示し、電子陰性（酸性）色素はグラム陰性菌に対してより効果的であり、電気陽性（塩基性）色素は黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）等のグラム陽性菌に対してより効果的である。
ポリビニルアルコール−アセタール（PVA）は、ポリビニルアルコールとホルムアルデヒド（アセタール）との共重合体であり、また、ポリ酢酸ビニルを含んでいてもよい。本発明の使用に好ましいＰＶＡは、既に、外科用スポンジ類及びパッキング類として広汎に使用されている該重合体の医療用等級のものである。これは均一の孔サイズを有し、且つ微粉及び溶質の何れの放出もない。本材料。好ましい材料において、空隙は重合中に該材料を発泡することにより導入される。ＰＶＡの特殊な性質は、多くの電子陰性色素と電気陽性色素を同様に結合する能力である。大抵の結合材は、陰性色素又は陽性色素の一方とのみ結合するものであって、その両方に対しては結合しない。
本発明の抗菌材は、適切なＰＶＡ基質に対して１以上の殺菌性色素の有効量を結合することにより製造される。「適切な」基質は、特定の役割に対して充分な間隙率と吸収性とを有したＰＶＡ材を意味する。例えば、単純な包帯類は、清浄用タオルと同様に、相当の多孔を有し、それ故に普通以上に軽量であり、且つ可撓性である材料を最も好ましく使用することができる。しかしながら、タンポン類は、該材料の中でも、多少高密度で、高い吸収程度を有するものを最も好ましく使用することができる。該ＰＶＡ材における気泡の数及びサイズが、これらの性質を制御する。問題となる適用に必要となる性質は当業者に周知である。既に、ＰＶＡは、鼻用パッキング類及び他の外科用パッキング類に使用されている。それと同じ等級のＰＶＡを本発明を用いたそれらの適用に対して使用することが可能である。「有効量」は、計画された使用期間に亘り細菌の増殖を阻害するのに十分な色素を示す。一般的に、該材料と人体との接触時間が長くなる程、より高濃度の色素が必要になるであろう。
一般的に、過剰容量の色素溶液中に該ＰＶＡ材を浸漬し、続いて非結合色素を完全に洗い流せば足りる。この過程は、その洗浄水を分光測光法により検査し、非結合色素が完全に除去されたことを確認することによって容易に自動化が可能である。初期試験は水溶性溶液として該色素を適用する。該殺菌性色素の多くは、水よりもエタノール中でより溶け易いが、ＰＶＡもエタノール中で多少溶けてしまうためこの溶媒は使用できない。しかしながら、多くの殺菌性色素はグリセリン中にもかなり溶け易い。従って、５０％以上のグリセリンを含有する治療溶液類は非常に有益である。最終的な洗浄用溶液もまた、低率のグリセリン（１−２％）を含有することが有利であり、その理由は、該ＰＶＡ中に残存する微量のグリセリンが、該材を乾燥した場合における柔軟性を維持すること、及び将来的な水取込みを改善することに役立つからである。
１つの試験において、２×２インチの平方片（４分の１インチ厚）のＰＶＡを、４ｍｇ／ｍｌ溶液のゲンチアナバイオレット（C.I.Basic Violet 3）で飽和し、３０分間の結合時間の後で非結合色素を洗い流した。次に、染色したＰＶＡを、２．０ｍｌの大腸菌（Escherichia coli）懸濁液又は表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）懸濁液の何れかで処理した。３０分間のインキュベートの後で、該平方片を絞り、得られた液体を用いて細菌用寒天プレートに画線を施した。３７℃での２４時間のインキュベートの後、該プレートを読み取った。大腸菌に実質的な増殖が見られたのに対し、表皮ブドウ球菌試料群における細菌増殖は見られなかった。これは、塩基性色素類が、グラム陰性菌（エシェリキア）よりもグラム陽性菌（スタフィロコッカス）に対してより効果的であるという公知の結果を示すものである。ここで重要な点は、本発明の目標が細菌増殖を抑制することであり、この試験によって細菌が実際に殺傷されたことが示されることである。
本願発明のより実際的な試験として、該２×２の試験用平方片を塩基性色素（ゲンチアナバイオレット）及び酸性色素（メチレンブルー）の両方の混合物で処理した。該平方片は、夫々を４ｍｇ／ｍｌ含有するストック溶液で２日間処理した。洗浄後、該平方片を、１００細胞の大腸菌又は表皮ブドウ球菌の何れかを含む１．０ｍｌの細菌増殖用培地で処理した。その平方片を３７℃で２４時間インキュベートし、続いて絞った。得られた溶液を逐次的に希釈し、前述の通りに平板培養した。初期試験から予想された通り、全ての表皮ブドウ球菌が殺傷され、コロニーの成長は見られなかった。意義深くも、大腸菌処理群からもコロニーは得られなかった。該色素を含有しない対象群材料では、多量な細菌の増殖が見られた。殺菌性色素混合物は、グラム陽性菌とグラム陰性菌の両方を殺傷したことは意義深い。この試験を、更に、エルジニア・エンテロコリチカ（Yersinia enterocolitica：グラム陰性菌）、霊菌（Serratia marcesceus：グラム陰性菌）及び黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus：グラム陽性菌）に対して繰り返したが、処理後の生存菌は見られなかった。このように、ＰＶＡに結合した塩基性色素及び酸性色素の混合物は、広汎な種類の一般的な細菌の成長を抑制する。細菌の増殖用培地として血液及び血漿を使用してこの試験を繰り返したところ、本発明の重要な目的、即ち、タンパク溶液が存在する中での殺菌活性が、満たされていることを示す同様な結果を得た。これらの試験は、この材料が、外科用吸収材、トキシックショック症候群を防止する生理用タンポン、或いは治療面を清浄する殺菌性タオルに理想的であることを示している。
メチレンブルー及びクリスタルバイオレットの両者の局所的使用には長い歴史がある。それらは一般的に非刺激性であり、更に予備試験が染色されたＰＶＡであっても非刺激性であることを示している。本材の非常に優れた効果は、恐らく、色素の洗浄による除去、及び希釈されるのを防ぐ、ＰＶＡによる該色素の結合に起因するものである。結合された色素は、除菌に効果的であるような局所的に非常に高い色素濃度を与える。恐らく、染色されたＰＶＡとの接触面において、該色素はＰＶＡから該細菌細胞に移動するのであろう。仮に、染色されたＰＶＡが非刺激性であると思われても、該材料の接触面において、殺菌性色素分子がヒト組織に移動し得ることに対する多少の懸念が残るかもしれない。この問題は、非染色ＰＶＡの薄い表面層（これは、殺菌性色素で処理されていない；その多くは当業者に公知の安全且つ非活性的な何かの色素で良好に着色されてもよい）、或いは何か他の透過性材料を提供し、ヒト組織と該染色材料との間の直接な接触を防ぐことにより排除することが可能である。タンポン等の幾つかの製品の場合には、「清潔な」白色の製品が心理学的にはより受け入れられ易いかもしれない。そのような場合には、白色のＰＶＡ又は他材の薄い包囲層を必要としてもよい。
一般的に、ＰＶＡは好ましい結合材であるが、この理由は、ＰＶＡが種々の殺菌性色素、特にメチレンブルー及びゲンチアナバイオレットに対して非常に高い親和性を示すからである。他の結合材が、同様な性質で認められる可能性もある。本発明者らは、ある種のポリウレタン発泡体もまた、該色素類の結合に効果的であることを見出している。材料を本発明に対する妥当性に関して試験することは非常に容易である。有効な材料は、該殺菌性色素により容易に着色されるであろう。更に、大量の水による洗浄を行っても、しっかりと結合した該色素を除去することは不可能であろう。本発明は、形成された重合体を色素溶液で処理するステップを含むことを記載している。該色素が重合体の製造中に導入できない理由はないが、全行程を簡素化するために、この方法は、本発明の染色された重合体を製造するための一般的に好ましい方法である。
多くの変更及び修飾が、当該分野における通常の技術を有する者によって、本発明の意図及び範囲を逸脱せずになされ得るであろう。本発明を説明するために本明細書において使用された語句及びその種々の態様は、それらが一般的に定義される意味の範囲のみで理解されるべきものではなく、本明細書における特殊な限定により、一般的に定義された意味の範囲を超えた構造、材料又は実施を含むと理解れるべきものである。従って、仮に要素が、本明細書の文脈の中で１以上の意味を含むものとして理解され得るものであれば、請求の範囲におけるその使用は、本明細書及びその語句自身により支持され得る全ての意味を包括していると理解されるべきである。従って、以下の請求項の語句又は要素の定義は、本明細書において文字どおり示される要素の組合せを含むだけではなく、実質的に同じ結果を得るために実質的に同じ様式で実質的に同じ機能を果たすための全ての均等的な構造、材料又は実施をも含むと定義される。
権利請求された要素の均等物に加えて、現在又は後程、当業者に公知の明白な置換は、限定された要素の範囲内にあるべきことが定義される。従って、請求項は、特に上記で説明され、また記述されたもの、概念的に均等である物、明白に置換することが可能であるもの、更にまた、本発明の本質的な考案を本質的に組み込むものも含んでいると理解されるべきである。当業者は、実際に記載された好ましい態様の種々の改変及び修飾が、本発明の範囲及び意図から逸脱することなく設計し得ることを正しく認識しているであろう。説明された態様は、例示の目的のためだけに示されており、本発明を制限するものとして捕えられるべきものではない。従って、添えられた請求項の範囲内で、本発明はここに特に記載される以上に実施され得ると理解されるべきであろう。