(57)【要約】  その少なくとも１つの表面に抗菌コーティングを有する埋め込み型整形外科用装置を開示する。抗菌コーティングは、アレキシジンおよび担体ポリマーを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
その少なくとも１つの表面に抗菌コーティングを含む整形外科用装置であって、抗菌コーティングが、アレキシジンおよび担体ポリマーを含む、整形外科用装置。
【請求項２】
埋め込み物、ロッド、ネジ、クギ、ワイヤ、ピン、アンカー、プレートまたはケージのうち少なくとも１種の形態の、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項３】
抗菌コーティングが、水、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトンまたはこれらの混合物からなる群から選択される溶媒をさらに含む、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項４】
抗菌コーティングが、０．００１質量％〜４．０質量％の範囲の濃度のアレキシジンを有する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項５】
抗菌コーティングが、０．０１質量％〜２．０質量％の範囲の濃度のアレキシジンを有する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項６】
担体ポリマーが、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステル、セルロース、ナイロン、多糖、アクリレート、ポリアクリロニトリル、アルギネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ビスコース、エラステイン、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｌｅｎｅ）オキシド、エチレンメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、アクリレート、コットンまたはこれらの混合物のうち少なくとも１種を含む、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項７】
抗菌コーティングが、感染に関与するグラム陽性菌、グラム陰性菌および真菌病原体に対して広域スペクトル抗菌効果を有する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項８】
抗菌コーティングが、ブドウ球菌（Staphylococcus）属種、例えば、黄色ブドウ球菌および表皮ブドウ球菌、カンジダ属種、緑膿菌、腸球菌（Enterococcus）属種、クレブシエラ（Klebsiella）属種、例えば、クレブシエラ・ニューモニエ（Klebsiella pneumoniae）、プロビデンシア・スチュアルティ（Providencia stuartii）、ミラビリス変形菌、エンテロバクター（Enterobacter）属種、アシネトバクター（Acinetobacter）属種および大腸菌（Escherichia coli）に対して抗菌効果を有する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項９】
抗菌コーティングが、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、カンジダ属種、緑膿菌、腸球菌属種、クレブシエラ・ニューモニエ、プロビデンシア・スチュアルティイ、ミラビリス変形菌、エンテロバクター属種、アシネトバクター属種および大腸菌の最小発育阻止濃度を超える濃度でアレキシジンを含む、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１０】
抗菌コーティングが、整形外科用装置の表面でのバイオフィルム形成を防止する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１１】
抗菌コーティングが、抗菌剤としてクロルヘキシジンを含む比較抗菌コーティングよりも優れた抗菌効果を有する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１２】
抗菌コーティングが、抗菌剤としてクロルヘキシジンを含む比較抗菌コーティングよりも、微生物耐性が生じる可能性を低減させる、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１３】
抗菌コーティングが、創傷治癒を促進する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１４】
抗菌コーティングが、抗菌剤としてクロルヘキシジンを含む比較抗菌コーティングよりも、紅斑、静脈炎および／または内膜過形成を含む炎症反応を減少させる、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１５】
抗菌コーティングが、骨密度を増進する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１６】
抗菌コーティングは、抗菌剤としてクロルヘキシジンを含む比較抗菌組成物よりも、有害反応、例えば、過敏症およびアレルギーを引き起こす可能性がはるかに低い、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１７】
抗菌コーティングが、低アレルギー性である、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１８】
抗菌コーティングを整形外科用装置に接着するための接着剤材料をさらに含む、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１９】
アレキシジンが、乾燥状態であり、微生物の増殖を抑制する有効量である、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項２０】
抗菌コーティングが、整形外科用装置を取り囲む組織へのアレキシジンの持続放出または制御放出をもたらす、請求項１に記載の整形外科用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には整形外科用装置、さらに詳細には感染を予防するためにアレキシジンを含有する抗菌コーティングで処理した埋め込み型整形外科用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、埋め込み型整形外科用装置は人々の間に普及している。整形外科用装置は、欠けている関節または骨の置換のため、長骨骨折および変形の固定のため、関節炎の関節の置換のため、他の整形外科および顎顔面用途のために用いられる。これらの装置は、埋め込み前に高度に殺菌または滅菌されるが、それにもかかわらず、多くの整形外科用装置は、患者の身体内に埋め込まれた後、重篤な感染を引き起こす。整形外科骨折および再建装置の感染は、症例の約５％で生じ、米国だけで年間合計約１０００００件である。感染因子、例えば、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）および黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、グラム陰性桿菌ならびにカンジダ（Candida）属種（真菌因子群）は、整形外科用装置関連の感染に主として関与する。
整形外科用埋め込み物関連の感染は、患者に深刻な健康リスクおよび合併症をもたらす。感染が早期に検出されず、治療が成功しなかった場合、感染が進行し、整形外科用装置を除去しなければならない。厳密な長期の抗生物質レジメンが患者に通常適用され、感染が除去される。代替の整形外科用装置は、感染が除去された後でのみ安全に再度埋め込むことができる。したがって、整形外科用埋め込み物関連の感染は、健康管理上の大きな負担であり、長期間の患者の苦痛、ならびにかなりの罹患率、さらに死亡率につながる。
様々な方法が、埋め込み型整形外科用装置関連の感染を予防するために用いられてきた。例えば、ある方法は、抗菌コーティングで整形外科用装置をコーティングすることを含む。抗菌コーティングは、抗菌剤を含み、整形外科用装置が患者に埋め込まれている期間、十分な抗菌効果を維持できなければならない。
クロルヘキシジンは、埋め込み型医療装置用の多くの抗菌コーティングで抗菌剤として一般に用いられる。クロルヘキシジンは、医療装置である程度有用であったが、クロルヘキシジンには幾つかの深刻な欠点がある。例えば、クロルヘキシジンは、感作物質として機能する能力を有することが知られており、まれに、急性アナフィラキシーの形態で即時型過敏症を誘発し得る。別の欠点は、クロルヘキシジンは、広域スペクトル抗菌剤として機能するために、高濃度で存在する必要がある。クロルヘキシジンのこのような濃度により、一部の患者においては皮膚炎またはアレルギー反応が引き起こされる場合がある。さらに、クロルヘキシジンは、一部の微生物に対して効果がない場合があり、および／または微生物を迅速に殺滅しない場合もある。したがって、患者の組織に対して高レベルの抗菌活性および低い毒性を有する改良された抗菌組成物がいまだ必要とされている。
【０００３】
アレキシジンは、口腔および眼科（例えば、コンタクトレンズの洗浄および殺菌用）用途のための洗浄液中の抗菌剤として広範に用いられる殺菌剤であり、様々な製品において商品化されており、ソフトコンタクトレンズでの使用では典型的には約１００ｐｐｍ以下のレベルである。口腔殺菌剤としては、アレキシジンの典型的な濃度は約１％である。一般に、安全性および快適性を十分に高めるためには、信頼性の高い殺菌を維持しながら、抗菌剤を可能な限り低いレベルで提供することが望ましい。いままで、アレキシジンは、埋め込み型医療装置および整形外科用装置用の抗菌コーティングで抗菌剤として用いられていなかった。
アレキシジンとクロルヘキシジンはいずれも、ビスビグアニドとして公知の抗菌剤である。いずれの抗菌剤も、ビグアニドおよびヘキサメチレン構造を有する。しかし、アレキシジンは、クロロフェニル末端基の代わりにエチルヘキシル末端基を有するため、クロルヘキシジンとは異なる。この構造の違いにより、アレキシジンは、微生物の細胞質膜で脂質相分離およびドメイン形成を引き起こすことが示されている。微生物膜内でのドメイン形成により、アレキシジンは、クロルヘキシジンと比較して、非常に迅速な膜透過性変化を引き起こすことができ、これは、より迅速な殺菌効果をもたらす。アレキシジンの迅速な微生物作用により、迅速な殺菌を必要とする状況（緊急外傷手術前の皮膚の準備など）で用いられ得る皮膚殺菌組成物でアレキシジンは特に有益である。アレキシジンは、抗癌剤としてアポトーシスを促進すること、および抗炎症および抗糖尿病性を有することも示されており、これは、迅速な創傷治癒を補助し得る。さらに、アレキシジンは、クロルヘキシジンと比較して、ＩｇＥ（免疫グロブリンＥ）介在過敏症を引き起こすリスクが非常に低いことも示されている。
埋め込み型整形外科用装置用の従来の抗菌コーティングは、不十分な場合が多く、いまだに感染を引き起こす場合がある。したがって、改良された抗菌コーティングおよび埋め込み型整形外科用装置が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本明細書に開示される埋め込み型整形外科用装置および抗菌コーティングは、現在利用できる整形外科用装置のこれらの欠点の１つまたは複数を克服することを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によれば、その少なくとも１つの表面に抗菌コーティングを有する埋め込み型整形外科用装置が開示される。抗菌コーティングはアレキシジンおよび担体ポリマーを含む。
本方法および装置を開示し説明する前に、方法および装置は、特定の合成方法、特定の成分または特定の組成に限定されないことを理解されたい。本明細書で使用する専門用語は、特定の実施形態のみを説明することを目的としており、限定することを意図するものではないことも理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する、単数形「１つ（ａ、ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、別段の文脈による明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。本明細書において、範囲は、「約」ある特定の値から、および／または「約」別の特定の値までとして表され得る。このような範囲が表されているとき、別の実施形態は、ある特定の値から、および／または他の特定の値までを含む。同様に、値が、先行詞「約」の使用により近似値として表されているとき、特定の値が別の実施形態を形成することが理解されるであろう。範囲各々の端点は、他の端点に関連しても、別の端点とは独立しても有意であることがさらに理解されるであろう。
「任意選択の」または「任意選択で」は、続いて説明される事象または状況が起こる場合も、または起こらない場合もあり、該説明は、前記事象または状況が起こる場合、およびこれが起こらない場合を含むことを意味する。
本明細書の説明および特許請求の範囲を通じて、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語および該用語の変形体、例えば「含むこと（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「含むがこれらに限定されない」を意味し、例えば、他の添加剤、成分、整数またはステップを排除することを意図するものではない。「例示的な」は、「〜の１つの例」を意味し、好ましいまたは理想的な実施形態の指示を伝えることを意図するものではない。「など（ｓｕｃｈ  ａｓ）」は、限定的な意味ではなく、例示のために用いられる。
本明細書で使用する「アレキシジン」という用語は、アレキシジン、アレキシジン塩基、アレキシジン塩酸塩、アレキシジン二塩酸塩、アレキシジン一酢酸塩、アレキシジン二酢酸塩、アレキシジングルコン酸塩、アレキシジン二グルコン酸塩およびこれらの混合物を含む。一般に、抗菌組成物で用いられるアレキシジンは、アレキシジンを製造するための当技術分野で公知の方法のいずれかにより調製され得る。
一態様において、本明細書で使用する「抗菌剤」という用語または語句は、微生物のバイオフィルムおよび胞子を含む物質からの生存微生物の破壊および除去に関与するか、またはこれらを引き起こす剤を示すが、これに限定されない。また、抗菌剤は、生存微生物およびこれらの胞子を減少させる剤を示し得るが、これに限定されず、必ずしもすべての生存微生物およびこれらの胞子の完全な除去を意味するわけではない。
【０００７】
本明細書で使用する「低アレルギー性」という用語は、アレルギー反応の減少、またはアレルゲンに対する過敏性反応を誘発する傾向の減少を示し、それにはＩｇＥ（免疫グロブリンＥ）抗体が介在し得る。
本明細書で使用する「整形外科用装置」という用語は、整形外科用途で用いられる医療装置を示し、該装置としては、ロッド、ネジ、ピン、アンカー、ケージおよびこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
本明細書で使用する「埋め込み型」という用語は、身体内、例えば、身体血管内のある場所に部分的または全体的に配置される整形外科用装置を示す。さらに、用語「埋め込み」および「埋め込まれた（ｉｍｐｌａｎｔｅｄ）」は、身体内、例えば、身体血管内のある場所での医療装置の部分的または全体的な位置付けを示す。
本明細書で使用する「最小発育阻止濃度」および「ＭＩＣ」という用語は、互換的に用いられ、その濃度未満では、細菌の増殖が抑制されない、所与の培地中の抗菌剤の最小濃度を示す。
本明細書で使用する「最小殺菌濃度」または「ＭＢＣ」という用語は、互換的に用いられ、その濃度未満では細菌の増殖が排除されない、所与の培地中の抗菌剤の最小濃度を示す。
【０００８】
開示された方法およびシステムを実施するために使用できる成分を開示する。これらおよび他の成分は、本明細書に開示されており、これらの成分の組み合わせ、サブセット、相互作用、群などが開示されている場合、これらの、各様々な個々のおよび集合的な組み合わせおよび置換の具体的な参照が、明確に開示されていない場合があるが、各々が、すべての方法およびシステムについて、本明細書で特に企図および説明されることが理解される。これは、本出願のすべての態様に適用され、開示される方法のステップを含むが、これに限定されない。したがって、実施できる様々な追加のステップが存在する場合、これらの追加のステップ各々が、開示される方法の任意の特定の実施形態または実施形態の組み合わせで実施できることが理解される。
本方法および装置は、好ましい実施形態およびそこに含まれる実施例の以下の詳細な説明、ならびに図およびこれらの上記および以下の説明を参照することにより、より容易に理解され得る。
数字（例えば、量、温度など）に関して精度を確保するよう努めてきたが、いくらかの誤差および偏差が考慮されるべきである。別段の指示がない限り、部は質量部であり、温度は℃であるか、または周囲温度であり、圧力は、大気圧またはその近傍である。
【０００９】
本開示では、埋め込み型整形外科用装置の少なくとも１つの表面をコーティングするために用いられる抗菌コーティング中でアレキシジンが用いられる。本開示のある種の態様において、抗菌コーティングは、抗菌剤としてアレキシジン、および担体ポリマーを含む。
本明細書に開示される整形外科用装置の埋め込み持続期間は、永久であり得るか、または患者の残存生存期間、または整形外科用装置が患者から物理的に除去されるまで所定の場所にとどまることを意図し得る。
本明細書に開示される埋め込み型整形外科用装置および抗菌コーティングは、様々な微生物に対して驚くべきかつ予想外の広域スペクトル活性を示す。詳細には、アレキシジンを含む本開示の抗菌コーティングから得られた抗菌効果は、クロルヘキシジンを含む比較抗菌コーティングから得られた結果をはるかに上回る。
一態様において、抗菌コーティングは、感染に関与するグラム陽性菌、グラム陰性菌および真菌病原体に対して広域スペクトル抗菌効果を有する。例えば、抗菌コーティングは、プランクトンとバイオフィルムの両方の形態のグラム陽性菌、例えば、黄色ブドウ球菌、グラム陰性菌、例えば、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、または真菌、例えば、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）に対して有効であり、幅広い範囲で有効である。したがって、本明細書に記載の抗菌コーティングおよび埋め込み型整形外科用装置を使用する方法を、これらの微生物により引き起こされる感染の予防および治療のために提供できる。
【００１０】
本開示のある種の態様において、本開示の抗菌コーティングは、埋め込み型整形外科用装置を取り囲む組織へのアレキシジンの即時および持続送達をもたらし得る。したがって、これらの埋め込み型整形外科用装置の使用は、患者の身体を病原体から保護するのに有効であり得る。
抗菌コーティングは、様々な治療剤をさらに含み得る。一態様において、治療剤としては、抗生物質、麻酔剤、鎮痛剤、抗炎症剤、骨密度増加剤またはこれらの混合物を挙げることができるが、これらに限定されない。一態様において、抗菌コーティングは、骨密度を改善し得る。別の態様において、抗菌コーティングは、創傷治癒を促進し得る。創傷治癒は、創傷治癒を促進することが当技術分野で公知の抗菌コーティング中でアレキシジンを単独で使用するか、又抗菌コーティングに他の適当な薬剤を取り込むことにより達成され得る。
本明細書に開示される抗菌組成物の驚くべきかつ予想外の知見は、特にクロルヘキシジンベース抗菌組成物と比較して、それが低アレルギー性であることが示されたことである。別の態様において、抗菌組成物は、有害反応、例えば、過敏症およびアレルギーを引き起こす可能性が低いとも思われる。アレルギー反応および応答の検出方法および装置は、米国特許出願公開第２０１４／０１８７８９２号に記載されており、その内容は、その全体が参照により本明細書に援用される。ある種の態様において、抗菌組成物は、炎症反応、例えば、紅斑、静脈炎および内膜過形成の減少も補助し得る。
【００１１】
アレキシジン
抗菌コーティングは、アレキシジン、アレキシジン塩基、アレキシジン塩酸塩、アレキシジン二塩酸塩、アレキシジン一酢酸塩、アレキシジン二酢酸塩、アレキシジングルコン酸塩、アレキシジン二グルコン酸塩およびこれらの混合物の１種または複数を含み得る。一般に、抗菌コーティングで使用するアレキシジンは、アレキシジンを製造するための、当技術分野で公知の方法のいずれかにより調製され得る。
本開示の抗菌コーティングの１つの利点は、優れた抗菌効果が、他の抗菌剤、例えば、クロルヘキシジンよりも低い濃度のアレキシジンを使用して得られることである。一態様において、抗菌コーティングは、０．０００１質量％〜４．０質量％の範囲の濃度のアレキシジンを有し得る。別の態様において、抗菌コーティングは、０．０１質量％〜２．０質量％の範囲の濃度のアレキシジンを有し得る。別の態様において、抗菌コーティングは、少なくとも約０．０５質量％の濃度のアレキシジンを有し得る。しかし、抗菌コーティング中のアレキシジンの濃度は、本開示では限定されない。整形外科用装置上の抗菌コーティングの好ましい量は、整形外科用装置の性質および埋め込み部分の性質に応じて変化し得る。
【００１２】
本開示のある種の態様において、抗菌コーティングは、クロルヘキシジン、トリクロサンまたは銀を含まない場合がある。例えば、いくつかの態様において、アレキシジンは、抗菌コーティング中に存在する唯一の抗菌剤であってもよい。
溶媒
本開示のある種の態様において、溶媒が、抗菌コーティング中で用いられ得る。溶媒としては、水、有機溶媒、またはこれらの任意の組み合わせを挙げることができる。適当な有機溶媒としては、例えば、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、クエン酸またはこれらの混合物を挙げることができるが、これらに限定されない。好ましくは、溶媒は、担体ポリマーとアレキシジンの両方がそれに可溶であるものである。本開示の一態様において、抗菌コーティングで用いられる溶媒はアルコール、例えば、イソプロパノール、メタノールもしくはエタノール、またはこれらの混合物である。１種超の溶媒が、抗菌コーティングで用いられ得る。例えば、ある種の態様において、溶媒はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）とメタノール、ＴＨＦとエタノール、ＴＨＦとイソプロピルアルコール、ＴＨＦとクエン酸、またはＴＨＦとイソプロピルアルコールとクエン酸を含み得る。
【００１３】
担体ポリマー
本開示の一態様において、抗菌コーティングは、担体ポリマーを含む。担体ポリマーはアレキシジンに可溶であるポリマーを一般に含む。また、担体ポリマーは、アレキシジンの抗菌性に何ら有害な影響を与えない生体適合性ポリマーであり得る。さらに、担体ポリマーは、任意の方法で整形外科用装置の完全性に悪影響を与えないポリマーであり得る。適当な担体ポリマーとしては、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステル、セルロース、ポリメチルメタクリレート、アクリレートまたはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。本開示の一態様において、担体ポリマーはポリウレタンである。
整形外科用装置
本開示の抗菌コーティングの塗布に特に適した特定の整形外科用装置としては、整形外科用埋め込み物、例えば、関節プロテーゼ、ネジ、クギ、ナット、ボルト、プレート、ロッド、ピン、ワイヤ、インサーター（ｉｎｓｅｒｔｅｒ）、オステオポート（ｏｓｔｅｏｐｏｒｔ）、ハロシステム（ｈａｌｏ  ｓｙｓｔｅｍ）ならびに脊椎および長骨骨折の安定化もしくは固定または関節離断術に用いられる他の整形外科用装置が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
本開示のある種の態様において、整形外科用装置は、金属材料、非金属材料、例えば、ポリマー材料もしくはセラミック、またはこれらの組み合わせからなり得る。適当な金属材料としては、例えば、ステンレス鋼、チタン、クロム、コバルトおよびこれらの合金を挙げることができる。適当なポリマー材料または非金属材料としては、ゴム、プラスチック、ナイロン、シリコーン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンテトラフタレート（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ラテックスおよびエラストマーを挙げることができる
【００１５】
方法
本開示の抗菌コーティングは、当業者に公知の任意の方法により調製され得る。例えば、抗菌コーティング溶液は、アレキシジンおよび担体ポリマーと溶媒とを混合することにより調製され得る。
ある種の態様において、抗菌コーティング溶液はその後、整形外科用装置の少なくとも一部に塗布されてもよく、次いで、コーティング溶液を乾燥または硬化させて、抗菌コーティングを形成する。コーティング溶液は、当業者に公知の任意の方法を用いて整形外科用装置に塗布され得る。本開示の一態様において、抗菌コーティング溶液は、整形外科用装置の表面にスプレーされ得る。他の態様において、整形外科用装置を抗菌コーティング溶液に浸し、コーティングを形成してもよく、または整形外科用装置の表面にブラシコーティング、ダイコーティング、拭き塗り、塗装、またはロール塗りを行ってもよい。さらに他の態様において、押出法は、整形外科用装置に抗菌層を形成するのに、または該装置でのアレキシジンのバルク分布に有用であり得る。抗菌コーティング溶液を塗布するこれらの技術または方法のいずれかを組み合わせて使用するか、および／または複数回繰り返して、所望の抗菌コーティングを形成することができる。
別の態様において、整形外科用装置は、抗菌コーティング溶液に約５秒〜約５分間浸されてもよい。別の態様において、整形外科用装置は、抗菌コーティング溶液に約２秒〜約２分間浸されてもよい。ある種の態様において、整形外科用装置は、抗菌コーティング溶液に少なくとも４秒間浸される。しかし、整形外科用装置は、整形外科用装置の完全性に悪影響を与えずに、抗菌コーティング溶液に長時間浸されてもよい。本開示の１つの利点は、抗菌コーティング組成物が迅速な殺菌剤であることである。この利点は、整形外科用埋め込み物自体、埋め込み部位およびその周辺の滅菌および／または殺菌を直ちに促進する必要がある、整形外科埋め込み手術中に特に役立つ。
【００１６】
本開示のある種の態様において、整形外科用装置は、溶媒が蒸発するような室温で乾燥されてもよい。一態様において、整形外科用装置は、溶媒を抗菌コーティング組成物から除去することにより乾燥されてもよい。別の態様において、溶媒は、抗菌コーティング組成物から除去され得、ある量のアレキシジンが、整形外科用装置の表面に残り得る。整形外科用装置上のアレキシジンの残量により、整形外科用装置に抗菌効果が与えられ得、それは、整形外科手術中および、場合によっては、整形外科手術後の感染をさらに予防する働きをする。
アレキシジンは、その遊離形態で整形外科用装置の表面に残存し得る。あるいは、アレキシジンは、担体ポリマーのマトリックスに埋め込まれ得、それにより、整形外科用装置を介して患者に長期間の抗菌効果が与えられ得る。本開示のある種の態様において、抗菌コーティング組成物は、整形外科用装置中にまたはその表面に注入、吸収、浸透、コーティング、接着されてもよい。
【実施例】
【００１７】
略記
実施例で使用する略記は以下の通りである：
【表１】
2018520838.tif 000002
本発明の実施例を以下に示すが、本発明は、これらに限定されず、様々な変更および修正が、添付の特許請求の範囲内で行われ得ることが、当業者に明らかとなるであろう。
（例１）クロルヘキシジンを含有する抗菌溶液組成物
表Ａに示す配合を有する抗菌溶液を調製した。
【表２】
2018520838.tif 000003
【００１８】
（例２）アレキシジンを含有する抗菌溶液組成物
表Ｂに示す配合を有する抗菌溶液を調製した。
【表３】
2018520838.tif 000004
（例３）整形外科用装置用の抗菌コーティングを製造するための組成物
表Ｃに示す配合を有するコーティング溶液を、ステンレス鋼またはチタン材料からなる整形外科用セルフドリリングピン（ｓｅｌｆ−ｄｒｉｌｌｉｎｇ  ｐｉｎ）に塗布するために調製した。
【００１９】
【表４】
2018520838.tif 000005
【００２０】
（例４）実施例３と同様に調製したセルフドリリングピンの抗菌性能
使用した試験方法の説明
ステンレス鋼またはチタン材料のいずれかからなる、コーティングしていない対照整形外科用ピンおよびアレキシジンでコーティングした整形外科用ピンを、スクリューキャップチューブに入れた。３．０×１０3ＣＦＵ／ｍｌの濃度でのトリプチケースソイブロス（Ｔｒｙｐｔｉｃａｓｅ  Ｓｏｙ  Ｂｒｏｔｈ）中の黄色ブドウ球菌を、ピン全体を覆うのに十分な量（７〜９ｍｌ）で各チューブに添加した。ピンを、３７℃にて静止条件下で接種ブロス中でインキュベートした。毎日、１００μｌの一定分量をブロスから除去し、０．８５％生理食塩水で連続希釈し、Ｄｅｙ  Ｅｎｇｌｅｙ（Ｄ／Ｅ）ニュートラライジング寒天培地に播種した。２４時間後、もしあれば、得られたコロニーを数え、記録した。サンプリングを１１日間かけて行った。１１日目、サンプリング後、１０3ＣＦＵ／ｍｌを含有する黄色ブドウ球菌の新たに接種されたチューブにピンを移した。２４時間のインキュベーション後（１２日目）、ピンをブロスから除去し、０．８５％生理食塩水中で静かに濯ぎ、Ｄ／Ｅブロスを含有するチューブに入れた。ピンをニュートラライジングブロス中で２０分間超音波処理した。次いで、超音波処理したブロスをサンプリングし、Ｄ／Ｅアガーに播種した。プレートを３７℃で２４時間インキュベートし、コロニーを数え、記録した。
【００２１】
試験結果
ステンレス鋼およびチタン製のピンの結果を、以下の表ＤおよびＥに示す。
【表５】
2018520838.tif 000006
【表６】
2018520838.tif 000007
（例５）アレキシジンおよびクロルヘキシジンの最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）および最小殺菌濃度（ＭＢＣ）
使用した試験方法の説明
０〜５１２ｐｐｍの濃度範囲に対応するように、１：１希釈を行うことにより、９６ウェルプレートのウェルに薬物アレキシジンおよびクロルヘキシジンのストック溶液から希釈系列を調製した。各薬物濃度から１０μＬを、約１０5ＣＦＵ／ｍｌの細菌または酵母種を含有する培養ブロス１９０μＬと混合した。試験プレートを１８〜２４時間インキュベートした後、各ウェルの吸光度をＢｉｏＴｅｋプレートリーダーで６７０ｎｍにて測定した。ＭＩＣ値は、微生物の増殖を完全に抑制する薬物の最低濃度であった（任意の微生物なしの薬物対照ウェルの測定値でまたはそれ未満での吸光度測定値を用いて）。薬物対照ウェルと比較したとき、増殖を含むウェルは、吸光度測定値が高くなくてはならない。ＭＩＣの吸光度を測定した後、各試験ウェル１０μｌを、６または１２ウェルマイクロタイタープレートのＤ／Ｅ寒天培地の表面に撒き、ＭＢＣを決定した。プレートを３７℃で２４〜４８時間反転インキュベートした後、コロニーの数を数えた。ＭＢＣ値は、増殖が観察されない薬物の最低濃度であった。
【００２２】
試験結果
クロルヘキシジンと比較したアレキシジンのＭＩＣおよびＭＢＣ結果を以下の表ＦおよびＧに示す。アレキシジンのＭＩＣとＭＢＣ両方の値が、試験した大部分の微生物についてクロルヘキシジンの値より低いか、または同様であり、アレキシジンが、クロルヘキシジンよりはるかに強力な抗菌剤であることが示された。
【００２３】
【表７】
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【００２４】
【表８】
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（例６）アレキシジンおよびクロルヘキシジンの殺滅時間の比較
使用した試験方法の説明
いずれも濃度１２８ｐｐｍのアレキシジンおよびクロルヘキシジンを、グラム陽性菌（黄色ブドウ球菌）、グラム陰性菌（緑膿菌）および真菌（カンジダ・アルビカンス）に曝露した。各微生物のチャレンジ濃度は、１０4〜１０5ＣＦＵ／ｍＬであり、曝露時間は０．５〜６０分で様々であった。以下の表Ｈは、アレキシジンとクロルヘキシジン両方の殺滅時間の結果を示す。アレキシジンへの曝露の０．５〜１分以内に、全３種の微生物の完全な殺滅が観察された。対照的に、クロルヘキシジンでは、完全な殺滅が観察されるのに、カンジダ・アルビカンスおよび黄色ブドウ球菌については６０分、緑膿菌については５分かかった。
【００２５】
試験結果
【表９】
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【００２６】
安全性評価
例３の抗菌組成物の生体適合性および毒性を、以下に示す６つの試験を用いて評価した。試験結果は、有害反応がないことを示しており、アレキシジンで処理した外科用装置の安全性および生体適合性を証明している。驚くべきことに、これらの結果は、抗菌組成物が、低アレルギー性であることをさらに示している。
【００２７】
（例７）
皮内注射試験（ＩＳＯ）を行った。試験ウサギに、例３の抗菌組成物を皮内注射した。試験ウサギはすべて体重が増加し、２４時間、４８時間および７２時間の観察時点で毒性徴候を示さなかった。
（例８）
Ｋｌｉｇｍａｎ最大化試験（ＩＳＯ）を行った。モルモットの皮膚を試験物質抽出物で処理したところ、チャレンジに対する反応が示されなかった（０％感作）。
（例９）
筋肉内埋め込みによる２８日間の全身毒性試験を行った。例３の抗菌組成物からなる試験物質を５匹のラットの筋組織に２８日間埋め込んだとき、試験物質では、毒性の徴候は局所的にも全身にも示されなかった。
【００２８】
（例１０）
筋肉内埋め込み試験（ＩＳＯ）を行った。試験物質の埋め込み部位の巨視的評価では、炎症、カプセル化、出血または壊死の顕著な徴候は示されなかった。しかし、これらの部位の巨視的評価（組織構造）では、埋め込み物を有さない対照部位と比較して、適度な反応性が示された。
【００２９】
（例１１）
安全性および有効性を決定するためのヒツジモデルへの筋肉内埋め込みを行った。例３に開示した抗菌組成物からなる試験装置は良好な耐容性を示した。試験動物はすべて、７日および３０日の全試験期間健康を維持し、臓器毒性の徴候は観察されなかった。アレキシジンで処理した装置は、装置および装置周辺の静脈組織での黄色ブドウ球菌（埋め込み部位を感染させるために使用したチャレンジ微生物）によるコロニー形成を減少させるのに非常に有効であった。未処理の対照装置と比較して、アレキシジンで処理した装置では、装置および周辺組織での細菌コロニー形成が７〜８Ｌｏｇ10減少した。また、アレキシジンで処理した装置では、未処理の対照装置と比較して、装置に関連した血栓の質量の９９％減および長さの９２％減が見られた。また、アレキシジンで処理した装置では、未処理の装置と比較して、炎症反応が著しく減少した。
【００３０】
（例１２）
例３の抗菌組成物の溶血指数（ＨＩ）も試験した。例３の抗菌組成物のＨＩは、クロルヘキシジンに匹敵することが示された。
【国際調査報告】
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