(57)【要約】  種又は刺激を検出又は感知するためのポリウレタン材料であって、ポリウレタンネットワークを含み、その中に固定化された、又はその中に固定化することにより改変された、種又は刺激を検出又は感知するためのリガンド又は部分を含む親水性ポリマー及び検出又は感知を指示するためのインジケーターを含み、種又は刺激は、化学的又は生物学的種又は刺激から選択される、ポリウレタン材料;医学的、デンタル、衛生、使用局部の滅菌、公衆衛生、パーソナルケア、バイオサーベイランス又は包装における使用のための材料、好ましくは、細菌を検出及び/若しくは感知若しくは結合するための、又はpHを検出若しくは感知するための、又はリーダーを使用して検出若しくはスキャニングするためのそれらの使用;キット及びそれを含むデバイス;並びにそれらを調製するプロセス。
2017523280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種又は刺激を検出又は感知するためのポリウレタン材料であって、
ポリウレタンネットワークを含み、
その中に固定化された、又はその中に固定化することにより改変された、流体連通することにより種又は刺激を検出又は感知するための固定化されたリガンド又は部分を含む親水性ポリマーを含み、及び
検出又は感知を指示する固定化されたインジケーターを含み、
ポリウレタンネットワーク及び親水性ポリマーは、半相互貫入ネットワーク又はもつれたネットワークの様式で提供され、
種又は刺激は化学的若しくは生物学的種又は刺激から選択される
ポリウレタン材料。
【請求項２】
種が、酸及び塩基の基並びに微生物、好ましくは、細菌、酵母、真菌、及びそれらの組合せから選択され、刺激が、温度、pH、イオン強度、親水性、極性及び種応答から適切に選択される、請求項1に記載のポリウレタン材料。
【請求項３】
リガンド又は部分及びインジケーターが、流体相中に、好ましくは、溶解又は溶媒和により流体相にされた親水性ポリマー又はその一部若しくはその量の存在下でのネットワーク形成により、使用時にポリウレタン材料から浸出し得ない様式で固定化される、請求項1又は2に記載のポリウレタン材料。
【請求項４】
親水性ポリマーが、高度に分岐しているか若しくは直鎖状であるか又はここで定義した高度に分岐した親水性ポリマー及び直鎖状親水性ポリマーの少なくとも1種のブロックコポリマーを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項５】
ブロックコポリマーが、コアブロック及び外側の又は周辺の1以上のブロックを含み、コアが、高度に分岐した及び直鎖状の親水性ポリマーの1種を調製するプロセス並びに停止されてその後延長された又は他の高度に分岐した及び直鎖状親水性ポリマーを調製するプロセスの後で再開されたプロセスにより調製されることにより特徴づけられる、請求項4に記載のポリウレタン材料。
【請求項６】
リガンドが、抗生物質活性が欠けた様式で改変された若しくは固定化された若しくは両方の抗生物質、又は抗生物質材料としては分類されず、抗生物質耐性を付与することも予期されない抗生物質を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項７】
シートとして又は成形された物体として提供される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項８】
親水性ポリマーが、ポリアクリルアミド、ポリアルキルアクリルアミド、ポリアリルアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、及びそれらのコポリマーから選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項９】
固定化された親水性ポリマーが、ポリウレタンネットワークとの半相互貫入ネットワーク(s-IPN)又はもつれたネットワークの様式で導入される、請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１０】
インジケーターが、蛍光又はその強度、量、大きさ若しくは波長等のシグナルの変化、又は分子の若しくは相の変化、より好ましくは、電磁波スペクトルのUV、可視若しくは赤外領域における吸収若しくは発光スペクトルの変化により、最も好ましくは、蛍光若しくは蛍光強度の変化として、種又は刺激又は刺激応答の検出又は感知を指示する、請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１１】
フォーム又はフィルム、有孔フィルム、膜、水蒸気透過(MVT)水不透過性膜、接着層若しくはコーティング、シート、ブロック、不織布若しくは織布、糸又はリボンの形態にあり、発泡している又は多孔性である、例えばキセロゲルである、請求項1〜10のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１２】
フィルム、有孔フィルム、膜、水蒸気透過(MVT)水不透過性膜、接着層若しくはコーティング、シート、ブロック、不織布若しくは織布、糸又はリボンの形態にあり、発泡していない、請求項1〜11のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１３】
ポリウレタンネットワークが、イソシアネート末端モノマーと長鎖ジオール及び/又はポリオールとの反応の生成物である、請求項1〜12のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１４】
ポリウレタンフォームが、イソシアネート末端ポリエーテルプレポリマーと水とを反応させることにより調製される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１５】
ブロック、フィルム、膜等の非発泡ポリウレタンが、イソシアネート末端ポリエーテルプレポリマーとジオール又はポリオールとを反応させることにより調製される、請求項1〜14のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１６】
キセロゲル等の非水性ポリウレタンが、ポリイソシアネートのプレポリマーとポリオール、例えば、ジエチレングリコール又は低分子量ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコール(PEG又はPPG)等のグリコールとを反応させることにより調製される、請求項1〜15のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１７】
親水性ポリマーが、ネットワーク形成反応を終わらせる前に、又はそうでなければ押し出し若しくはキャスティング前に、ポリウレタン成分と組み合わされる、請求項1〜16のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１８】
親水性ポリマーが、好ましくは、1種以上の重合反応成分と組み合わされる前に溶媒に溶解されているか又はin situで1種以上の重合反応成分に溶解若しくは溶媒和されて、流体相で提供される、請求項1〜17のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項１９】
親水性ポリマーが、アルキルがエチル、プロピル又はブチルであるポリアルキルアクリルアミド、好ましくは、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)、ポリアクリル酸、及びポリメタクリル酸から選択される、請求項1〜18のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項２０】
リガンド又は部分が、1種以上の酸性基又は塩基性基から、並びに1種以上のペプチド抗生物質及びグリコペプチド及びリポペプチドを含むそれらの誘導体、非ペプチド抗生物質及びそれらの誘導体、細菌を検出若しくは感知する抗体フラグメント、アプタマー等の小さいRNA及びDNA配列等のペプチド配列、及び細菌を検出若しくは感知するオリゴ糖及び単糖類並びにそれらの組合せから選択され、好ましくは、リガンド又は部分が、微生物を型ごとに検出する、例えば、グラム陽性細菌及びグラム陰性細菌から選択される型ごとに細菌を検出するためのものである、請求項1〜19のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項２１】
インジケーターが、蛍光性色素、色変化インジケーター、及びそれらの組合せを含むソルバトクロミック色素並びにそれらの重合性モノマー又はオリゴマーから選択される、請求項1〜20のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項２２】
医療、デンタル、衛生、使用部位の滅菌、公衆衛生、パーソナルケア、バイオサーベイランス又は包装の用途の、好ましくは、細菌を検出及び/若しくは感知若しくは結合するための、又はpH等を検出若しくは感知するための、より好ましくは、創傷の管理において、より好ましくは、創傷ドレッシング又はその一部である、請求項1〜21のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項２３】
指示情報を取得するための調査手段;
指示情報を処理して出力情報を生成するためのプロセッサー;及び
出力情報を表示するためのディスプレイ又はディスプレイへの接続性
を含むデバイスを使用して、指示又は指示の変化に関する情報を受信し、部位に存在する微生物又はpHに関する出力情報を提供するように構成された、検査若しくはスキャニングデバイス又はリーダーを使用した、検査又はスキャニング又は読み取りのための、請求項1〜21のいずれか一項に記載のポリウレタン材料。
【請求項２４】
請求項23に記載の材料を含むキットであって、指示及び指示の変化に関する情報を処理して、検出又は感知情報を生成するための参照情報を提供する参照ストリップを更に含む、キット。
【請求項２５】
請求項1〜23のいずれか一項に記載のポリウレタン材料を含み、創傷ドレッシング若しくはその一部、創傷流体を調査するためのデバイス、医療用若しくは歯科用スポンジ若しくはワイプ、又はpHセンサーを含む、デバイス。
【請求項２６】
ネットワーク形成又はその一部が、上記で定義したリガンド又は部分及びインジケーターを含む親水性ポリマーの存在下で行われるポリウレタンネットワークの形成を含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載のポリウレタン材料を調製するための方法。
【請求項２７】
親水性ポリマーが、ある量の、鎖延長剤又は架橋剤等のネットワーク形成剤と一緒に、ポリウレタンプレポリマー、好ましくは、イソシアネート末端モノマー及び長鎖ジオール及び/又はポリオール又はそれらのプレポリマー反応生成物と一緒に存在する、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
ネットワーク形成が架橋又は鎖延長を含む、請求項26又は27に記載の方法。
【請求項２９】
親水性ポリマー又はその一部若しくは量が、好ましくは、適切な溶媒に溶解されて又はポリウレタンを生成する反応の成分により溶媒和されて、流体相中に存在する、請求項26〜28のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定化された親水性ポリマーを含む、化学的若しくは生物学的種又は刺激を検出又は感知するための刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料、それを含むデバイス、及びそれらを調製するプロセス、及び例えば医療、デンタルケア、公衆衛生、使用局部の滅菌、衛生、パーソナルケア又は包装におけるそれらの使用に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、フォーム、フィルム、膜、ゲル、メッシュ、繊維等を含む形態にある、細菌、酸及び塩基の基、pH等の化学的若しくは生物学的種又は刺激を検出又は感知するためのそのような材料に関し、それらのデバイス、プロセス及び使用に、とりわけ、創傷管理、公衆衛生用途等において、とりわけ、中程度及び高度に滲出性の慢性及び急性創傷のケアを含む創傷ケアにおいて、滅菌、衛生又は空調、水の公衆衛生等を含む公衆衛生において、細菌を検出若しくは感知及び/若しくは結合するため又はpHを検出若しくは感知するための使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
刺激応答性ポリマーでは、特定の温度範囲内でポリマーが相変化する応答事象:コイル状から球状への転移(Tc-g)が起こる。該相変化は、直接観察することができるか又はポリマーの親水性若しくは疎水性の変化として検出することができる。下限臨界転移温度(LCST)が転移温度と記録される。
【０００４】
WO2010/094976(Rimmerら)には、創傷及び体液等の媒体から感染性細菌を除去するために使用することができる細菌結合機能性を有する本明細書で高度に分岐したと称する超分岐、親水性熱応答性ポリマーが開示されている。熱応答性ポリマーは、刺激応答性ポリマーの一般的クラスに属する。これらの熱応答性ポリマーでは、細菌を結合すると、ポリマーをTc-gを越えて転移させる結合事象が起こる。
【０００５】
本発明者らは、今回、これらの高度に分岐した親水性ポリマーを、そうでなければ不活性ポリマー材料及び表面に加えることは、細菌結合機能性をそのような材料に付与するために魅力的な提案であることを見出した。しかしながら、多くの場合、機能性ポリマーと不活性ポリマー材料とを単に混合してブレンドを生成すると、高度に分岐した親水性ポリマーの浸出が起こりやすい材料が生ずる。これは、高度に分岐した親水性ポリマーは水溶性であり、一般的に水性相中に抽出され得るので起こり、溶液からの適用又は医学的用途における使用は、水性環境という理由で排除される。それ故、そのような高度に分岐した親水性ポリマーを医科用デバイスで使用される構造材料に加えるためには、それが浸出することを防止することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】WO2010/094976
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それ故、非浸出性細菌結合ポリマーを含むポリマー材料に対する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、それ故、本明細書において、
種又は刺激を検出又は感知するためのポリウレタン材料であって、
ポリウレタンネットワークを含み、
その中に固定化された、又はその中に固定化することにより改変された、流体接触により種又は刺激を検出又は感知するためのリガンド又は部分を含む親水性ポリマーを含み、及び
検出又は感知を指示するための固定化されたインジケーターを含み、
種又は刺激は、化学的若しくは生物学的種又は刺激から選択される、
ポリウレタン材料を提供する。
【０００９】
種は、好ましくは、酸及び塩基の基並びに微生物、好ましくは、細菌、酵母、真菌、及びそれらの組合せから選択される。
【００１０】
刺激は、温度、pH、イオン強度、親水性、極性及び種応答から適当に選択される。
【００１１】
検出又は感知は、適当には種又は刺激又はそれらの環境との密な接触によるものである。材料は、好ましくは、それとの密な接触により種又は刺激を感知又は検出するためのものである。固定化されたリガンド又は部分は、流体環境中でも結合が保たれる様式で親水性ポリマーに結合される。
【００１２】
ポリウレタン/ウレアは、イソシアネートとアルコール及び/又は水との重合により形成することができる。鎖が延長された又は架橋されたポリウレタン等のポリウレタンネットワークは、多価アルコールとジイソシアネートとの重合により形成することができる。本発明者らは、今回、驚くべきことに、高度に分岐した親水性細菌結合ポリマーは、ポリウレタンの重合中、より詳細には、ネットワーク形成中又はそれに先立って、例えば、鎖延長工程若しくは架橋工程中若しくはそれに先立って又は段階的成長重合中に混合することによりポリウレタン中に固定化され得ることを見出した。ポリウレタンネットワークは、高度に分岐した親水性ポリマーの存在下で成長するように思われる。該高度に分岐した親水性ポリマーは、ネットワーク内で絡み合わされ、その中に浸透して、そこでポリウレタンネットワークから外へ拡散することができなくなるように思われる。
【００１３】
本研究の延長で、本発明者らは、対応する直鎖状又は中程度に分岐した親水性ポリマー及びそれらのブロックコポリマーは、同様な様式で混合することにより固定化できることも見出した。ポリウレタンネットワークは、任意のそのような親水性ポリマーの存在下で成長するように思われる。親水性ポリマーは、ネットワーク内でもつれて、それによりそれは、ポリウレタンネットワークから外へ拡散することができなくなるように思われる。
【００１４】
好ましくは、リガンド又は部分及びインジケーターは、流体相中、好ましくは、溶解、溶媒和等により流体相にされ、親水性ポリマー又はその一部若しくはその量の存在下におけるネットワーク形成により固定化される。
【００１５】
ポリウレタン材料は、その中における刺激応答性親水性ポリマーの固定化により改変されたポリウレタンネットワークを含む刺激応答性ポリウレタン材料であることができる。親水性ポリマー鎖の骨格に共有結合で連結された蛍光色素ナイルレッドアクリレート等のインジケーターは、ポリマーコイルの疎水性及び刺激応答を受けたときの疎水性の変化を直接蛍光で調査することを可能にする。
【００１６】
或いは又はそれに加えて、ポリウレタン材料は、種又は刺激を検出又は感知するインジケーターを含む親水性ポリマーがその中に固定化されることにより改変されたポリウレタンネットワークを含む、種又は刺激を指示するポリウレタン材料であることもできる。親水性ポリマー鎖の骨格に共有結合で連結された蛍光色素ナイルレッドアクリレート等のインジケーターは、親水性ポリマーの疎水性及び種又は刺激を検出又感知したときの疎水性の変化を直接蛍光で調査することを可能にする。
【００１７】
或いは又はそれに加えて、ポリウレタン材料は、直鎖状親水性ポリマーがその中に固定化されることにより改変されたポリウレタンネットワークを含むこともできる。
【００１８】
好ましくは、親水性ポリマーは、種を指示する又は刺激を指示する親水性ポリマーである。
【００１９】
それに加えて、ポリウレタン材料は、本明細書で前に定義された種又は刺激のモニタリングためのものであってもよい。モニタリングのためのポリウレタン材料は、連続した又は定期的な感知又は検出を提供する。
【００２０】
それに加えて、ポリウレタン材料は、本明細書で前に定義された種又は刺激を評価するためのものであってもよい。評価のためのポリウレタン材料は、感知又は検出の定量化又は定性化を提供する。
【００２１】
好ましくは、親水性ポリマーは、本明細書で前に定義された種又は刺激を感知及び/又は検出するためのリガンド又は部分を含む。好ましくは、親水性ポリマーは、検出又は感知を指示するためのインジケーターを含む。
【００２２】
好ましくは、材料、より好ましくは、該材料中に固定化された親水性ポリマーは、刺激応答を誘発する種を検出及び/若しくは感知及び/若しくは結合するための機能性を含むか、並びに/又は刺激応答のためのインジケーターを含む。好ましくは、機能性は、本明細書で前に定義されたリガンド又は部分を含む。
【００２３】
親水性ポリマーは、高度に分岐していても直鎖状であってもよく、又はその一部若しくは部分は高度に分岐していてもよく、及びその一部若しくは部分は分岐していても直鎖状であってもよい。高度に分岐した又は直鎖状ポリマーは、中程度に分岐した一部又は部分を組み込むことができる。そのような一部が高度に分岐して一部が直鎖状の親水性ポリマーは、本明細書では、延長されたポリマーと称される。延長された親水性ポリマーは、第1の親水性ポリマーの存在下で実施される第1のポリウレタン反応工程で得られ、該反応は第2の親水性ポリマーの存在下で実施される第2のポリウレタン反応工程の使用により延長される。
【００２４】
高度に分岐したポリマーは、当技術分野においては超分岐とも名付けられ、本明細書における高度に分岐したポリマーへの言及は、そのような超分岐ポリマーにも言及すると受け取られるべきである。
【００２５】
本明細書における親水性ポリマーへの言及は、それらの唯一若しくは数種と指示されていない限り、又はそれらの唯一若しくは数種が意味されていない限り、本明細書で延長された親水性ポリマーと名付けられた、それらの高度に分岐した親水性ポリマー、中程度に分岐した親水性ポリマー、直鎖状親水性ポリマー又はブロックコポリマーを含む。
【００２６】
さらなる態様において、本明細書で定義された高度に分岐した親水性ポリマー及び直鎖状親水性ポリマーの少なくとも1種のブロックコポリマーを含む本明細書で定義されたリガンド又は種を含む新規な親水性ポリマーが提供される。好ましくは、該ブロックコポリマーは、コアブロック及び外側の又は周辺のブロック(単数又は複数)を含む。好ましくは、該ブロックコポリマーは、コアが、高度に分岐した直鎖状親水性ポリマーの1種を調製するプロセス、及び停止されてその後で延長された又は他の高度に分岐した直鎖状親水性ポリマーを調製するプロセスの後で再開されたプロセスにより調製されるその調製により特徴づけられる。ポリウレタン材料は、1種の親水性ポリマー又はそれらの複数又はブレンドを含んでいてもよい。
【００２７】
本明細書で定義された親水性ブロックポリマーのLCSTは、ブロック構造、特に周辺のブロックの構造に依存する。
【００２８】
したがって、親水性ブロックコポリマーの複数又はブレンドを含むポリウレタン材料は、複数のLCSTにより特徴づけられる。好ましくは、LCSTは、分岐した直鎖状の相当物よりはるかに低いLCSTを有する分岐した分岐ポリマーの範囲に入る。ポリウレタン材料は、種又は刺激の検出又は感知又は数量化に有用である。
【００２９】
更に有利には、LCSTの分布を提供する親水性ブロックコポリマーを含むポリウレタン材料は、種又は刺激の定量的評価を提供し、その場合、検出又は感知された応答のレベルは、種の量若しくはそれらの増殖の程度、又は存在する刺激の程度に比例する。
【００３０】
材料のさらなる特徴を本明細書の下で定義する。
【００３１】
特に有利には、該材料は、リガンド又は部分を含み、特に、細菌結合若しくは細菌検出リガンド若しくは部分又はそうでなければ抗生物質活性がないポリマー材料に加えられた機能性を含む。そのような材料は、抗生物質活性がない材料を用いて、細菌のin situにおける同定を可能にするように適合される。
【００３２】
この理論に拘束されることなく、本発明者らは、親水性ポリマーは、検出又は感知に加えて細菌を結合する能力を保持すると考える。
【００３３】
好ましくは、リガンドは、抗生物質活性を欠く又は細菌の外膜を再編成する能力を欠き、好ましくは、細菌を感知又は検出する能力を保持する様式で改変された又は固定化された又は両方の抗生物質又はその誘導体を含む。
【００３４】
材料は、細菌を検出又は感知及び/若しくは結合する非浸出性リガンド若しくは部分又は非浸出性の細菌検出機能を適当に含み、より詳細には、細菌を検出又は感知する非浸出性親水性ポリマーを含む。
【００３５】
適当には、材料は、親水性ポリマー、より詳細には、それにより細菌を検出又は感知又は結合するリガンド又は部分又は機能性又はそれにより含まれる機能が浸出することを防止する様式で、構造材料中に固定化された、細菌を結合又は細菌を検出又は感知するリガンド又は部分又は機能性を含む親水性ポリマーを有する構造材料としてポリウレタン材料を含む。
【００３６】
本明細書で前に定義された細菌等の微生物を感知及び/又は評価及び/又は検出する材料は、抗生物質材料としては分類されない。したがって、そのような材料は、処方箋又は他の投薬する権限を必要とせずに、特に処方箋又は抗生物質の薬物療法を適用する他の権限を必要とせずに、創傷箇所等の環境又は部位に適用することができる。
【００３７】
それ故、好ましくは、そのような材料は、意図的に抗生物質ではない。好ましくは、材料、親水性ポリマー及び細菌を検出又は感知するリガンド又は部分又は機能性は、それらの存在を感知、評価又は検出するために、生きた細菌等の微生物と相互作用するように構成されるが、細菌等の微生物は、材料と接触して生きたままである。好ましくは、細菌等の微生物は、材料との相互作用により、少なくとも抗生物質耐性に関して実質的に変化しない。この理論に拘束されることなく、細菌等の微生物は、材料との相互作用によっては、少なくとも抗生物質耐性を誘発し得る程度に撹乱されず、又は材料との接触の結果として、少なくとも抗生物質耐性を誘発し得る程度には侵害若しくは侵入されないと考えられる。好ましくは、材料は、微生物又は細菌と永続的に相互作用し得る殺菌剤等の殺微生物剤を放出するように構成されない。
【００３８】
ポリウレタン材料は、シート又は層等の構造材料として提供される。シート又は層としての提供は、ポリウレタン材料が、水又は水性媒体又は創傷流体等の生理学的流体によって洗い流されないことを確実にする。ポリウレタン材料は、それにより、部位に置かれてその部位における位置で保持され得る。
【００３９】
親水性ポリマーは、本明細書で前に定義されたポリウレタンポリマーネットワーク内に固定化される。適当には、インジケーターは、親水性ポリマーに固定化され、好ましくは、それに共有結合で結合される。適当には、リガンド又は部分は、親水性ポリマーに固定化され、好ましくは、それに共有結合で結合される。固定化又は親水性ポリマー、ポリウレタンポリマーネットワーク若しくは親水性ポリマー等の成分内に又はそれにより固定化されたリガンド又はインジケーターに対する本明細書における言及は、その成分内又はその上におけるその存在、及びそれが材料の意図される使用又は寿命の間を通して、該成分内又はその上における残留に対するものである。
【００４０】
好ましくは、親水性ポリマー、及びそれによってインジケーターは、ポリウレタン材料全体に分布している。したがって、親水性ポリマー及びそれによってインジケーターは、ポリウレタン材料内の位置により特徴づけられる。親水性ポリマー及び/又はインジケーターは、位置情報と関連し得又はそれを提供することができる。位置情報は、例えば、材料マップの形態であってもよい。例えば、インジケーターは、指示の材料マップ又は指示の変化等の指示又は指示の変化について位置情報を提供することができる。インジケーターは、その直ぐ近くにある種又はリガンドを検出又は感知するように適当に適合される。
【００４１】
好ましくは、親水性ポリマー、リガンド又は部分及び/又はインジケーターは、水、水性媒体又は生理学的流体等の存在下に0〜45℃の範囲等の周囲温度で、とりわけ生理学的条件下で固定化されたままである。
【００４２】
したがって、固定化された親水性ポリマー、リガンド、部分及び/又はインジケーターは、材料内又はその上に保持される。したがって、親水性ポリマー、リガンド、部分及び/又はインジケーターは、ポリウレタン材料における存在する細菌又はpHを感知、検出又は指示することができる。固定化された親水性ポリマー、リガンド、部分及び/又はインジケーターは、ポリウレタン材料内又はその上の1つ以上のゾーンで保持され得る。したがって、親水性ポリマー、リガンド、部分及び/又はインジケーターは、細菌又はpHを該ゾーンで感知、検出又は指示することができる。
【００４３】
特に有利には、ポリウレタン材料は、親水性ポリマーとポリウレタン反応成分又は重合成分とをブレンドすることだけを含む簡単な様式で得られる。
【００４４】
それ故、好ましくは、親水性ポリマーは、重合反応中に導入することにより、ネットワーク内に固定化され、それは、プレポリマーの形成又はポリウレタンネットワークの段階的成長中であってもよく、それによって、親水性ポリマーは、ネットワークの成長中、又はその鎖延長若しくは架橋中に存在する。
【００４５】
本発明の簡単な説明
好ましくは、刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料は、例えば、ポリウレタンネットワーク内に固定化された高度に分岐した及び/又は中程度に分岐した及び/又は直鎖状親水性ポリマー等の親水性ポリマーを有する、鎖延長された又は架橋されたポリウレタンネットワーク等のポリウレタンネットワークを含み、
該親水性ポリマーは、1種以上の刺激、又は温度、pH、イオン強度、親水性、極性から選択される1種以上の刺激の変化、及びそのような変化を生じさせる種の相互作用、感知又は結合に応答性である。
【００４６】
温度、pH及びイオン強度、親水性要因及び極性要因から選択される刺激に対する応答は、1種以上の種により又は何らかのそのような刺激を示す、及び特に極性若しくは親水性の刺激を示す環境により、又は材料で若しくはその近傍でそのような刺激若しくは環境を生じさせる種により、誘発又は改変され得る。
【００４７】
本発明は、一方では、その最も広い態様において、例えばポリウレタンネットワーク内に固定化された高度に分岐した及び/又は中程度に分岐した及び/又は直鎖状親水性ポリマーを有する鎖延長された又は架橋されたポリウレタンネットワーク等のポリウレタンネットワークを含む刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料を提供すると定義することができて、ここで、該親水性ポリマーは、ポリアクリルアミド、ポリアルキルアクリルアミド、ポリアリルアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、有用な生理学的温度範囲又は本明細書で前に定義された部位若しくは環境で支配的な温度範囲でTc-gを示す水溶性ポリマー及びそれらのコポリマーから選択される。
【００４８】
固定化された親水性ポリマーは、ポリウレタンネットワークとの半相互貫入ネットワーク(s-IPN)、又はもつれたネットワークの様式で、丁度良い具合に導入される。例えば刺激応答性ポリマー等の固定化された高度に分岐した親水性ポリマーは、半相互貫入ネットワーク(s-IPN)の形態で、ポリウレタンネットワーク中に存在することができる。中程度に分岐した又は直鎖状の又はそれらと高度に分岐したポリマーとの組合せの固定化された親水性ポリマーは、ポリウレタンネットワークとのもつれたネットワークの形態で存在することができる。
【００４９】
或いは又はそれに加えて、固定化された親水性ポリマーは、ポリウレタンネットワークとの他の結合をするか又は極性若しくはイオン性引力を受ける可能性がある。
【００５０】
固定化された親水性ポリマーは、ポリウレタンネットワークの生成後に、好ましくは、重合媒体からのそれらの単離及び洗浄等の後続の処理工程を含むプロセスの後処理の後で残留するそのポリマーである。
【００５１】
効果的な固定化は、例えば、ポリマーについての水性溶媒中の残留物抽出により便利に評価することができる。
【００５２】
特に有利には、固定化された親水性ポリマーは、水性条件、生理学的媒体等の水性溶媒条件、及び検出のための条件及び/若しくは細菌、酸若しくは塩基を含むか若しくはそれらから選択される種の結合条件等を含むか又はそれらから選択される条件下で、ポリウレタンネットワーク内に保持される。
【００５３】
刺激応答性ポリウレタン材料は、本明細書で前に定義された高度に分岐した親水性ポリマーにより浸透された、鎖延長された又は架橋されたポリウレタンポリマーの封入された半相互貫入ネットワーク(ES-IPN)の形態にある。このことにより、それはES-IPNと同じ合成経路を辿ることが意味されるが、本発明者らは、それが真のIPN構造を形成することを確信できない。重要なことは、刺激応答性ポリウレタン材料は、高度に分岐した親水性ポリマーの存在下における重合の生成物であることである。適当には、刺激応答性ポリウレタン材料は、高度に分岐した親水性ポリマーの存在下における重合反応の生成物である。例えば、段階的成長重合の部類に入れてもよい重合反応は、ポリウレタン鎖を高度に分岐した親水性ポリマーの周りに及びそれを通して成長させ、親水性ポリマーは、そのようにしてポリウレタンネットワーク内に絡み合わされ封入される。
【００５４】
完全又は半相互貫入ネットワーク(F-IPN又はS-IPN)は、2つ以上の架橋されたネットワークを含むか、又は互いに浸透し合う2つ以上の架橋されたネットワーク又は分子の規模でポリマー若しくは高分子に浸透する1つ以上のネットワークにより特徴づけられる1種以上の架橋されたポリマーネットワーク及び1種以上のポリマー若しくは高分子を含むポリマーと定義される。そのようなS-IPNでは、結合を破壊しないネットワーク及びポリマー又は高分子の理論的分離が可能である。
【００５５】
S-IPN及びF-IPNは、それらが両成分の性質及び機能性を有する材料を提供することができるので、多くの方面で非常に有用である。しかしながら、F-IPNは製造が困難であり、その理由は、互いに干渉しない同時に起こる重合プロセスか、又は予め形成されたネットワークを別のモノマーで膨潤させてからこのポリマー/モノマーブレンドを重合させるかのいずれかを見出すことがしばしば必要だからである。同時に起こる重合経路は材料のある特定の組合せにのみ適用可能であり、膨潤手法は予め成形されたデバイスのゆがみを生じ得る。それに対して、ネットワークポリマーの重合及び架橋中に高分子で混合することにより、より容易に製造することができるS-IPNは、架橋した成分を膨潤させて直鎖状成分を溶解する流体と接触してしばしば使用されるが、有用ではなく、それは、直鎖状成分が架橋した成分から容易に抽出され又は浸出し得るので、理論的にも実際的にも分離可能だからである。
【００５６】
本発明は、高度に分岐した親水性ポリマーが、鎖延長されたか又は架橋したポリウレタンポリマーネットワーク内で絡み合わされ、該ネットワークによって浸透されて、それによりその中に封入されている、本明細書で前に定義されたES-IPNの形態のS-IPNの改善に関する。本発明者らは、驚くべきことに、本明細書で前に定義された高度に分岐した親水性ポリマーは、理論では浸透するネットワークから分離可能なだけで、実際には可能でなく、鎖延長又は架橋したポリウレタンポリマーネットワークから浸出又は抽出され得ないことを見出した。この理論に拘束されることなく、高度に分岐した親水性ポリマーは、ネットワークを通して拡散することはできず、その理由は、分岐点がネットワークの鎖又は架橋を越えて拡散できないからである。或いは又はそれに加えて、高度に分岐した親水性ポリマーの一部又は全部又は一部は、ポリウレタンと、水素結合、共有結合、グラフトの形態で又は他の相互作用で結合を形成する。結合は、水性溶媒の存在下で完全なままである。高度に分岐した親水性ポリマーの固定化は、そのような結合の形成又は浸透するネットワークによる封入又は両方の結果であってもよい。
【００５７】
第2の実施形態において、本発明は、直鎖状の親水性ポリマーが、鎖延長された又は架橋されたポリウレタンポリマーネットワークによりもつれて、それによりその中に封入された当技術分野において公知のもつれたネットワークの改善に関する。本発明者らは、驚くべきことに、本明細書で前に定義された直鎖状の親水性ポリマーは、理論で浸透するネットワークから分離可能なだけで、実際には可能でなく、ポリウレタンポリマーネットワークから浸出又は抽出され得ないことを見出した。
【００５８】
この理論に拘束されることなく、直鎖状親水性ポリマーは、ネットワークを通して拡散することはできず、その理由は、ポリマーは、もつれているので、ネットワークから外へ拡散できないからである。例えば、ポリマーは、もつれているか又は内部の立体的要因又は極性引力を含むことができ、その結果、高度に分岐した親水性ポリマーに類似して、ES-IPNについて本明細書で前に定義された様式で挙動する。
【００５９】
本発明者らは、驚くべきことに、本明細書で前に及び下で定義された刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料は、封入された又はもつれた親水性ポリマーを放出しないことを見出した。コポリマーのために効果的な溶媒、例えば、水性エタノール、エタノール、ジクロロメタン又はアセトン中の徹底的な洗浄で、コポリマーは、前記溶媒中におけるポリウレタンネットワークの極性、脂質効果、膨潤又は安全性にも拘わらず、ポリウレタンネットワーク中に保たれたままである。コポリマーは、それ故、周囲のポリマーネットワークの膨潤による、溶媒抽出による又は溶媒和効果による除去に抵抗性であるような様式で保たれる。
【００６０】
本発明者らは、本明細書で定義された親水性ポリマーをポリウレタン材料に固定化して、極性の溶媒和力の程度が異なる広い範囲の溶媒を使用して親水性ポリマーをポリウレタンネットワークから除去する試みを示した。溶媒は:
含水エタノール(5%)、
ジクロロメタン(DCM)、
アセトン
エタノール及び
DMSO
を含んだ。
DCMは極性が最も小さく、DMSOは最も極性である。
溶媒は、増大する溶媒極性と共に増大する親水性ポリマーの溶解性を考慮して選択した。溶媒は、ポリウレタン材料を膨潤させる溶媒の能力を更に考慮して選択した。
DMSOは、ポリウレタン材料の極性及び膨潤の両方の観点から、材料を最も除去しそうな溶媒であることを示す。
ポリウレタン材料は、ネットワーク内に伴われた残留する又は低MWの親水性ポリマーを除去する後処理による溶媒抽出のために調製した。
固定化された親水性ポリマーは、どのような溶媒によってもポリウレタンから浸出しなかった。
【００６１】
それ故、好ましくは、高度に分岐した親水性ポリマーは、微生物又はpHを検出又は感知する、例えば、細菌等の微生物及び酸又は塩基の基及びpHを含む種又は刺激を検出又は感知する機構を有するリガンドの前記ポリマーへの連結により機能化される。好ましくは、親水性ポリマーは、共有結合で結合された細菌感知又はpH感知リガンド又は部分により機能化される。
【００６２】
より好ましくは、ポリマーは、1種以上のリガンド又は部分を、複数又は多数の分岐に、好ましくは、前記分岐の末端に又は親水性ポリマー骨格に沿って複数の位置に及びそれらの端部に連結することにより、高度に機能化される。好ましい高度に分岐したポリマーは、LCST未満で完全に溶媒和した開いたコイル構造を取り、それにより、リガンドは、高度に露出されて、種の結合又は凝集事象で役割を果たすように利用され得る。好ましくは、本明細書で前に定義された刺激の変化に対する応答は、前記リガンドを含む種の結合又は凝集事象により誘発される。
【００６３】
本明細書では、微生物性又は微生物は、細菌性若しくは細菌、酵母、真菌性、真菌(単数又は複数)又はそれらの組合せを含む。本明細書の上で及び下での細菌への言及は、他に特に指示のない限り、又は他の意味を指していない限り、微生物への言及を含む。
【００６４】
材料は、剛直であっても形状適合性であってもよい。好ましくは、材料は形状適合性である。
【００６５】
本明細書で前に定義された材料は、好ましくは、環境、好ましくは、流体、特に水分及び生理学的流体等の水性流体及び蒸気を含む水性流体を含む、又は含有する又はそれらからなる又はそれらと関連する環境に存在するか又は含まれる種又は刺激を検出又は感知するように構成される。材料は、好ましくは、そのような環境と流体連通しているように構成される。好ましくは、そのような環境は、滲出性の又は多湿の環境等の水分の多い環境、例えば、滲出性の若しくは多湿の創傷環境又は創傷流体貯留器(リザーバー)若しくは導管等の関連する環境である。本明細書で前に定義された材料は、流体接触により活性化され得る。
【００６６】
更に有利には、ポリウレタン材料は、種又は刺激応答のモニタリングのためのものである。これにより、種又は刺激又は存在する種における若しくはポリウレタン材料の近傍又は部位における刺激の変化のリアルタイムのin situモニタリングが初めて可能になる。
【００６７】
特に有利には、本明細書で前に定義されたポリウレタン材料は、種又は刺激又は刺激応答の検出又は感知を、色の変化等の光学的変化により、より詳細には、蛍光、又はその強度、量、大きさ若しくは波長等のシグナルの変化、又は分子の若しくは相の変化、より好ましくは、電磁スペクトルのUV、可視若しくは赤外領域における吸収若しくは発光スペクトルの変化として、最も好ましくは、蛍光又は蛍光強度の変化として示すインジケーターを含む。
【００６８】
指示は、刺激応答により及び/又は材料中に含まれるインジケーターによることができる。好ましくは、親水性ポリマー又はその部分は親水性モノマーと指示モノマーとのコポリマーである。
【００６９】
好ましくは、親水性ポリマーは、インジケーターを、前記ポリマーに、鎖中又は分岐末端で連結することにより機能化される。インジケーターは、例えば、1種以上の色素、造影剤、例えば、細菌との相互作用又は結合で、検出可能な変化をする指示モノマー又はマーカーを含むことができる。
【００７０】
創傷は感染される可能性があり、存在する細菌がグラム陰性かグラム陽性かを決定して、それに従って適当な治療計画を決定するための迅速且つ容易な手段がない。
【００７１】
これまでは、創傷等の部位における細菌の同定には、プローブ等によりpHを試験、調査するために、組織生検、スワブ又は創傷流体試料の拭き取りによる等の侵襲的サンプリングが必要であった。
【００７２】
創傷ケア管理の分野では、創傷のpHは創傷治癒状態を示すことができ、さらなる作用が創傷治癒を助長するために必要であり得る場合を示すことができると長く理解されてきた。該pHは、酸素放出、血管新生、プロテアーゼ活性及び細菌の毒性を含む多くの要因に影響し得る。pHが上昇してアルカリ性の急性及び慢性の創傷は、pHが中性に近い創傷よりも治癒速度が低いことが示されている。例えば、慢性創傷のpHが6から7.5の間であれば、これは、創傷治癒が順調に進行していることを示す。それに対して、pHが7.5及び8の間であれば、これは創傷がモニターされるべきであることを示し、8を超えるpHは臨床的介入が必要であることを示す。それ故、創傷治癒を評価して、必要であれば介入し得るために、創傷pHをモニターすることができることは重要である。
【００７３】
本発明者らは、驚くべきことに、本明細書で前に定義されたポリウレタン材料は、本明細書で前に定義された細菌等の種、酸及び塩基の基並びに刺激をリアルタイムで検出及び/又は感知及び/又はモニターして、それらをin situで指示するための、リガンド及びインジケーターを組み込んでいるドレッシング(包帯)等の材料又はデバイスの提供を可能にすることを今回見出した。例えば細菌の結合は、ドレッシング被覆層又は創傷接触層等の材料のin situにおける視覚的検査又はスキャニングにより、指示又はそれらの外見の変化で裏付けることができる。
【００７４】
それに加えて、ポリウレタン材料は、例えば、創傷等の部位における細菌の可視化を可能にする。
【００７５】
本発明者らは、親水性ポリマーをポリウレタンネットワーク内に導入することができた。それにより該ポリマーはその中に固定化されて浸出しない。
【００７６】
本発明者らは、以下のことを示した。
-  カルボン酸又はスクシンイミド末端基を有する高度に分岐した、直鎖状の又は延長されたPNIPAMの、ポリウレタンフォーム中への組み込み、及びPNIPAMが固定化できて除去できないことを示す抽出の検討。
-  細菌を結合する末端基を有する高度に分岐した、直鎖状の又は延長されたPNIPAMの、ポリウレタンフォーム中への組み込み、及びPNIPAMが固定化できて除去できないことを示す抽出の検討。
-  カルボン酸又は細菌を結合する末端基を有し、ポリマー鎖に沿ってナイルレッドで標識された、高度に分岐した、直鎖状の又は延長されたPNIPAMの、ポリウレタンフォーム又はフィルム中への組み込み、及びPNIPAMが固定化できて除去できないことを示す抽出の検討。
【００７７】
本発明者らは、細菌がグラム陽性か又はグラム陰性かを示す型ごとの選択的な細菌の結合を示した。
【００７８】
本明細書の下における、高度に分岐した又は直鎖状のという親水性ポリマーに対する言及は、他の意味を指していない限り、互換的に読むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１．１】明細書で定義されたポリウレタン材料を調製するためのスキームを例示する図である。
【図１．２】明細書で定義されたポリウレタン材料を調製するためのスキームを例示する図である。
【図１．３】リガンド及びインジケーターを含む本明細書で定義された親水性ポリマーを調製するためのスキームを例示する図である。
【図２】延長された親水性ポリマー構造のLCST効果を例示する図である。
【図３．１】試料の刺激応答を例示する図である。
【図３．３】本明細書中の材料を例示する図である。
【図３．８】本明細書中の材料の保持及び親水性ポリマーのローディングを例示する図である。
【図４．１】本明細書中の材料の組織学的切片全体の親水性ポリマーの分布を例示する図である。
【図４．２】本明細書中の材料の蛍光活性を例示する図である。
【図５．１】本明細書中の材料による細菌の選択的結合を例示する図である。
【図５．２】細菌性阻害のない本明細書中の材料を例示する図である。
【図５．４】蛍光検出により示されるPU中のポリマーによる細菌の結合を示す図である。
【図５．５】細菌の型特異的結合及び指示を示す本明細書中の材料のグラム染色を例示する図である。
【図６】本明細書中のドレッシングを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
刺激応答性ポリウレタン材料
ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM又はPIPAAm)等の本明細書で前に定義された高度に分岐した親水性ポリマーは、好ましくは、本明細書で下限臨界溶解温度(LCST)と称される臨界温度未満で水性媒体に溶解する。温度がLCSTを超えて上昇すると、該ポリマーは一次粒子を形成し、それは凝集して次に反応容器中で沈降して固体の塊を形成する。温度依存性の溶解性を有するそのようなポリマーは、熱応答性ポリマー、及び総称的に刺激応答性ポリマーとして公知である。
【００８１】
そのようなポリマーでpH、温度又はイオン強度の臨界値で起こり得る巨視的変化が起こるのは、ポリマーが開いた(溶媒和した)コイル状から球状として公知の崩壊した状態に変化するからである。任意のポリマー水溶液が、このようにpH、温度又はイオン強度の変化に応答するが、多くの系で、臨界点は100℃を超えるか又は0℃未満の温度で存在する。
【００８２】
機能化された刺激応答性ポリマーが、本明細書の上のWO2010/094976に、細菌結合機能性を有する超分岐の、別の表現では高度に分岐した、親水性熱応答性ポリマーの形態で開示されている。これらの機能性ポリマーは、ポリマーが完全に溶媒和した開いたコイルから脱溶媒和した球状構造に移る脱溶媒和に駆られた転移(Tc-g)を通過することにより細菌の結合に応答する。高度に溶媒和したリガンドのこの脱溶媒和は、ポリマーの溶解力全体に大きい摂動を生じさせて、この摂動は、ポリマーの球状への崩壊が体温で起こり得る程度に、その下限臨界溶解温度(LCST)における有意な低下を生じさせ得る。
【００８３】
高度に分岐した刺激応答性ポリマーの細菌に結合するそのような機能化は、刺激応答及びLCSTを有用に誘発又は改変し得る。例えば、細菌等の種又は極性若しくは親水性環境と結合又は相互作用する能力を付与する機能化は、ポリマーを、そのLCST未満の温度でその崩壊した状態に追いやり、そのLCSTは、典型的には60℃を超える。その結果として、ポリマーは室温又は体温で配座を自発的に変化させることはなく、細菌がポリマーに結合したときに、この温度で崩壊するだけであるから、このポリマーの取り扱いでは温度の精密な制御は必要ない。
【００８４】
それ故、好ましくは、高度に分岐した親水性ポリマーは、刺激応答を誘発又は改変する様式で種と相互作用する機構を有するリガンドの前記ポリマーへの連結により機能化される。より好ましくは、刺激に対する応答は、LCSTの変化、例えば、LCSTの低下である。これは、意図される使用の温度範囲、例えば材料が応答性であるべき環境の温度範囲内へのLCSTの低下により有利に利用することができる。医学的用途の場合、LCSTは、室温から生理学的体温の範囲内にあるように、改変により影響され得る。
【００８５】
ポリウレタン材料
ポリウレタン材料は、意図される目的に適したどのような形態でもあってよい。好ましくは、ポリウレタン材料は、フォーム、フィルム、有孔フィルム、膜、水蒸気透過(MVT)水不透過性膜、接着層又はコーティング、シート、ブロック、不織布又は織布、繊維等及びそれらの組合せの形態にある。
【００８６】
本明細書で前に定義された形態にあるポリウレタン材料は、発泡している、発泡していない、又はキセロゲルであってもよい。
【００８７】
フォームは好ましくは、当技術分野で公知の開放気泡である。本発明者らは、ポリウレタンフォームの形成が、親水性ポリマーの存在により撹乱されないことを見出した。
【００８８】
キセロゲルは、収縮が妨げられずに乾燥されることによりゲルから形成された固体である。キセロゲルは、通常、非常に小さい孔径(1〜10nm)と共に高い空孔率(15〜50%)及び非常に大きい表面積(150〜900m2/g)を保持する。
【００８９】
キセロゲルは、本明細書で前に定義された親水性ポリマーのゲル形態での固定化に申し分なく適している。当技術分野において公知のように、接着層又はコーティングは、デバイス又はその一部にゲルとして、より好ましくは、キセロゲルとして適用することができる。
【００９０】
好ましくは、ポリウレタン材料は、創傷表面等の部位にぴったり合うか又は被うように適合する又は変形される又は適合される機構を有する。形状適合性の材料は、表面全体にわたる種のマッピング、例えば、部位、特に創傷全体にわたって細菌又はpHプロファイルのマッピングを容易にする利点を有する。これは、単離した位置で細菌又はpHを検出する上で明らかな利益を有する。マッピングは、創傷におけるpH又は細菌は創傷全体にわって均一ではないことが多いので、特に有益である。重要なことは、全ての創傷は臨界レベル未満の細菌しか含有しないが、個体数が増大したときに、重症度の順に、汚染、定着、臨界的定着、及び最終的に感染レベルとして分類される、創傷で有害な大きさに達すると推測される。これらのレベルには、当技術分野において公知の意味が与えられている。利点は、細菌が容易に増殖し得る、及び検出された細菌の供給源若しくは中心点又はそれらの個体数を迅速に確認することが望まれる系に関する、例えば、創傷、空調系、水管理系等に関する本明細書で定義されたポリウレタン材料の使用においても明らかである。本明細書で前に定義された形状適合性の被覆材料の形態にあるポリウレタン材料は、有害な大きさのものである細菌個体群の位置を検出する機構を付与する。
【００９１】
ポリウレタンネットワーク
好ましくは、ポリウレタンネットワークは、イソシアネート末端モノマーと長鎖ジオール及び/又はポリオールとの反応の生成物である。反応は、イソシアネート末端オリゴマープレポリマーを生成する。ポリウレタンネットワークは、重合反応と同時に又はその後で導入され得る鎖を延長する長鎖ジオール及び/又はポリオール又は架橋剤を使用した、前記イソシアネート末端オリゴマープレポリマーの鎖延長又は架橋の結果である。
【００９２】
イソシアネート末端モノマーは、芳香族であっても脂肪族であってもよい。好ましくは、芳香族イソシアネート末端モノマーは、トルエンジイソシアネート(TDI)、メチレンジフェニルイソシアネート(MDI)、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI)及びナフタレンジイソシアネート(NDI)の1種以上から選択される。
【００９３】
好ましくは、脂肪族イソシアネート末端モノマーは、ヘキサメチレンジイソシアネート及びジシクロヘキシルメチルジイソシアネート(水素化されたMDI)等の1種以上から選択される。
【００９４】
長鎖ジオール又はポリオールは、1種以上のポリエステル、ポリカプロラクトン、ポリエーテル及びポリカーボネートのポリオール又はジオール、より好ましくは、それらのポリオールから便利に選択される。例えばポリエーテル長鎖ポリオールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)及びポリオキシエチレングリコール(PEG)から選択される。
【００９５】
イソシアネート末端モノマー及び長鎖ジオール又はポリオールは、それらのイソシアネート末端ポリエーテルプレポリマーの形態で、例えば広範囲のHYPOLポリウレタンプレポリマー(W R Grace社)で市販されているように、便利に提供されている。HYPOLプレポリマーは、芳香族イソシアネートのプレポリマーを含む。
【００９６】
HYPOLポリウレタンフォームは、イソシアネート末端ポリエーテルプレポリマーと水とを反応させることにより調製することができる。
【００９７】
ブロック、フィルム、膜等の非発泡HYPOLポリウレタンは、イソシアネート末端ポリエーテルプレポリマーとジオール又はポリオールとを反応させることにより調製することができる。
【００９８】
キセロゲル等の本質的に非水性のポリウレタンは、ポリイソシアネートのプレポリマーと、ポリオール、例えば、ジエチレングリコール又は低分子量ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコール(PEG又はPPG)等のグリコールとを反応させることにより調製することができる。そのようなポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネートであってもよい。そのようなポリイソシアネートは、例えばDesmodur N100として市販されている。
【００９９】
親水性ポリマー
適当に、親水性ポリマーは、鋳型中に又は表面上にキャスティングする前にポリウレタン成分と組み合わされる。ポリウレタン材料は、鋳型中又は表面上にキャスティングされて、発泡若しくは非発泡ブロック若しくはシート、ゲル、膜若しくはフィルムを形成し、又は繊維等を形成することができる。
【０１００】
親水性ポリマーは、ポリウレタン成分とそれらの反応中に及び鎖延長又は架橋に先立って簡単にブレンドすることができて、それによりポリウレタンネットワーク内に固定化されることが、本発明の1つの利点である。親水性ポリマーは、それぞれの成分を組み合わせる前に、ポリウレタン成分の1種とブレンドすることができる。例えば、親水性ポリマーは、イソシアネート成分又はポリオール成分又は両方、例えば、HYPOL相又はポリウレタン系中の長鎖ジオール及び/若しくはポリオール相と組み合わせてもよい。
【０１０１】
好ましくは、親水性ポリマーは、流体相に、好ましくは、1種以上の重合反応成分と組み合わせる前に溶媒に溶解して、又は1種以上の重合反応成分にin situで溶解又は溶媒和して提供される。溶解された形態で導入された親水性ポリマーは、ポリウレタンポリマーと相互貫入の又はもつれたネットワークを、より容易に形成することができる。
【０１０２】
親水性ポリマーは親水性環境を提供する。ポリマー又はその上に固定化されたインジケーターは、環境の親水性の性質の変化、例えば、親水性の増大若しくは減少、又は極性の増大若しくは減少に関する指示又は応答を提供する。特に本明細書で前に定義された材料では、親水性の減少は、微生物の環境等における脂質膜の存在を含む多くの要因によって開始される。親水性の変化は局所的であってもよく、即ち、親水性ポリマーのゾーン内又はそれに特異的に起こり得、それによりポリウレタン材料のゾーン内又はそれに特異的に起こり得る。
【０１０３】
インジケーターは、親水性ポリマー中に、好ましくは、それに共有結合で結合され、より好ましくは、本明細書で前に定義されたコポリマーとして含まれている。インジケーターは、親水性ポリマー又は表面の直近のゾーンに関して指示及び指示の変化を提供するように構成される。特に有利には、材料は、それにより、細菌、酸若しくは塩基の基又はpH等の検出された種又は刺激の位置に関して指示を提供するように構成される。
【０１０４】
親水性ポリマーは、ポリウレタン材料中に任意の所望の量で提供され得る。親水性ポリマーは、痕跡量から鎖延長又は架橋プロセスが耐える最大量までの量で存在することができる。好ましくは、親水性ポリマーは、痕跡量以上の量、好ましくは、0.01質量%から20質量%まで、例えば0.1質量%から20質量%まで、好ましくは、1質量%から20質量%の量で存在する。経済的考慮により、下限で、例えば0.01質量%から4質量%の範囲における操業が奨励され、性能の考慮に対するバランスで、例えば4〜20質量%の範囲の中間領域又は上限、例えば4〜15質量%における操業が奨励される。特に有利には、本発明者らは、6〜20質量%、例えば6〜15質量%の範囲の親水性ポリマーの量を達成することが可能であることを見出した。
【０１０５】
高度に分岐した親水性ポリマー又は直鎖状親水性ポリマーは、好ましくは、ポリアクリルアミド類、ポリアクリル酸類、例えば、ポリアクリルアミド、ポリアルキルアクリルアミド、ポリアリルアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、及びそれらのコポリマー、酸性モノマーのポリマー並びにカチオン性モノマーのポリマーから選択される。より好ましくは、高度に分岐した親水性ポリマーは、アルキルがエチル、プロピル又はブチルであるポリアルキルアクリルアミド、例えば、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、及びそれらのコポリマーから選択される。コポリマーは、他のポリマー又は基質とのものであってもよい。コポリマーは、同じ又は異なった応答性を付与することができる。
【０１０６】
特に微生物の検出のために構想されるのは、ポリアルキルアクリルアミドであり、好ましくは、そこで、アルキルが、エチル、プロピル又はブチルであり、より好ましくは、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)である。
【０１０７】
特にpH検出のために構想されるのは、ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸である。
【０１０８】
高度に分岐した親水性ポリマー又は直鎖状親水性ポリマーは、実質的に均一な分子量又は分子量分布で存在することができる。分子量分布は、分岐又は鎖長さの分布の全体及びそれにより全機能化、即ちリガンド含有率の分布を表す。有利なことに、分子量分布で提供されるそのようなポリマーは、例えば細菌等の種の結合の低い、中間及び高い感度の応答又は指示を提供する。
【０１０９】
更に有利には、分子量分布で存在する親水性ポリマーは、種又は刺激の定量的評価を提供し、そこで、検出又は感知された応答のレベルは、種の量又はそれらの増殖の程度、又は存在する刺激の程度に比例する。
【０１１０】
高度に分岐した親水性ポリマー
高度に分岐した刺激応答性ポリマー又は高度に分岐した親水性ポリマーは、超分岐のものとしても当技術分野において公知である。分岐の程度は、変化してもよく、多くの方法で、例えば、モノマー箇所の合計数により除された分岐箇所の数として表すことができる。
【０１１１】
複数の繰り返し単位及び複数の分岐点を含むようなポリマーを考えることは、多分更に便利であり、ここで分岐の程度が、繰り返し単位の分岐点に対する比として定義される。好ましくは、本明細書で前に定義された高度に分岐した親水性ポリマーは、45:1未満、好ましくは、35:1未満、例えば、30:1未満、及び好ましくは、20:1未満の繰り返し単位の分岐点に対する比により特徴づけられる。例えば、5〜45:1、好ましくは、8〜35:1、より好ましくは、10〜30:1、最も好ましくは、12〜20:1の範囲。これは、モノマーの重合剤又は分岐剤に対する比に対応する。好ましくは、モノマー:分岐剤、例えばRAFT剤は、5〜45:1、好ましくは、8〜35:1、より好ましくは、10〜30:1、最も好ましくは、12〜20:1の範囲である。
【０１１２】
感知又は検出するリガンド又は部分
リガンド又は部分は、好ましくは、共有結合で親水性ポリマーに結合される。
【０１１３】
リガンド又は部分は、例えばカルボン酸又はスクシンイミド基等の連結基に共有結合で結合され得る。
【０１１４】
好ましくは、親水性ポリマーは、連結基を提供する連結モノマーとのコポリマーである。
【０１１５】
好ましくは、直鎖状親水性ポリマーは、本明細書で前に定義されたモノマーと例えばビニル安息香酸等の連結モノマーとのコポリマーである。
【０１１６】
好ましくは、高度に分岐した親水性ポリマーは、本明細書で前に定義されたモノマーと連結モノマー例えばRAFTモノマー等のコポリマーである。
【０１１７】
或いは、リガンド又は部分は、親水性ポリマーにより提供される官能基、又は親水性ポリマーにより提供される官能基の交換により提供される官能基を含むことができる。リガンド又は部分は、例えば、酸性又は塩基性の官能基を含むことができる。
【０１１８】
リガンド又は部分は、好ましくは、複数のポリマー分岐の端部又はポリマー骨格の端部を含むポリマー鎖末端に、及び任意選択でそれらに加えてポリマー骨格に沿った複数の箇所に提供される。リガンド又は部分は、実質的に全てのポリマー分岐又は骨格箇所及び末端に又はそれらのパーセンテージで提供され得る。
【０１１９】
リガンドは、親水性ポリマー内の任意の好都合な比で、例えば35:1までのリガンド:親水性ポリマーで結合することができる。
【０１２０】
本発明者らは、親水性ポリマーが測定可能な応答を生ずる十分なリガンドを提示する下限及びリガンドが細菌の検出に自由に利用され得るように配向される上限における結合比の最適範囲があることを見出した。この最適範囲より上では、リガンドへの接近が妨げられるようになり、一部のリガンドが結合に利用できなくなる可能性がある。
【０１２１】
利点として、本明細書で前に定義された高い比で存在するリガンドは、親水性ポリマーの近傍に種が優勢な環境を創り出す様式で、結合又は相互作用により細菌等の種を集め又は蓄積する機構を有する。本発明者らは、これは、検出、感知又は結合の感度の範囲、及び例えば、細菌等の種の検出、感知及び/又は結合の低い、中間及び高い感度の指示を提供するポリマー材料の機構を更に強化すると考える。
【０１２２】
親水性ポリマーは、複数の種又は刺激に選択的な複数のリガンドを含むことができる。複数のリガンドは、同じポリマー分子に提供され得る。或いは、ある量の親水性ポリマーが1つの種又は刺激に選択的なリガンドを含むことができ、ある量の親水性ポリマーがさらなる種又は刺激に選択的なさらなるリガンドを含むこともできる。
【０１２３】
2種以上のリガンドの場合、親水性ポリマーは2種以上のインジケーターを提供することができる。1つのインジケーターは、1つのリガンドにより感知又は検出又は結合を指示することに特異的であってもよく、さらなるインジケーターは、さらなるリガンドを指示、感知又は検出することに特異的であってもよい。
【０１２４】
コポリマーに関するリガンドの配向は、取るに足らないものではない。親水性ポリマーは、例えば分岐末端に、骨格に沿って又は鎖末端に、懸垂様式で配置されたリガンドを適当に含む。
【０１２５】
微生物を検出するリガンド又は部分は、最も好ましくは、ポリアルキルアクリルアミド又はそのコポリマーを含む親水性ポリマーに固定化されている。
【０１２６】
pHを感知又は検出する機能又は部分は、最も好ましくは、例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸又はそれらのコポリマー等の親水性ポリマーにより固定化されて存在する。
【０１２７】
リガンド又は部分は、親水性ポリマーに、直鎖状の又は分岐の末端に、骨格に沿って又は両方で懸垂する基として適当に提供される。
【０１２８】
pH感知機能
のpH検出機能、本明細書の上及び下のリガンド又は部分は、1種以上の酸性基又は塩基性基から適当に選択される。好ましくは、pH検出機能又は部分は、例えば-COOH基を含む1種以上の酸基から選択される。
【０１２９】
pH検出機能の応答は、異なったpHで電荷を帯びるか又は荷電しない。-COOH基は、高いpHで荷電し、又は低いpHで荷電しない。部位における高いpHから低いpHへの変化はコイル状から球状への崩壊を引き起こす。
【０１３０】
pH検出又は刺激応答のpHは、pH感知機能性又は部分に依存する。pH感知機能性又は部分に依存して、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリマーにおけるコイル状から球状への崩壊は、所与のpKaで起こり、例えばpH感知機能性又は部分が-COOHである場合、崩壊はpKa5の領域においてである。
【０１３１】
したがって、pHを感知又は検出する本明細書で前に定義された材料では、刺激応答は、種又は刺激、又は微生物の存在若しくはpHの変化等の種若しくは刺激の変化の検出又は感知に応答性であり、インジケーターは刺激応答に応答性である。好ましくは、刺激は、極性又は親水性の変化であり、刺激に対する応答は親水性ポリマーの親水性の、より好ましくは、コイル状から球状への崩壊の形態の変化である。
【０１３２】
本明細書で前に定義されたインジケーターは、種又は刺激又はコイル状から球状への崩壊の検出又は感知を指示するように構成される。
【０１３３】
微生物を検出するリガンド
微生物検出機能は、微生物を検出又は感知及び任意選択でそれらと相互作用又は結合する1種以上のリガンド又は部分から適当に選択される。リガンドは、検出及び/又はモニターすることが望ましい微生物(単数又は複数)に特異的であることができる。
【０１３４】
好ましくは、リガンド又は部分は、1種以上のペプチド抗生物質及びグリコペプチド及びリポペプチドを含むそれらの細菌誘導体、非ペプチド抗生物質及びそれらの誘導体、細菌を検出、感知又はそれに結合する抗体フラグメント、アプタマー等の小RNA等及びDNA配列等のペプチド配列、並びに細菌を検出、感知又はそれに結合するオリゴ糖及び単糖類並びにそれらの組合せから選択される。適当な細菌に結合するリガンドの他の例は、細菌の任意の細胞表面受容体を選択的に検出、感知及び任意選択でそれに結合する任意の低分子量化合物を含む。とりわけ適当なリガンドは、細菌を感知又は検出する又はそれに結合するペプチド及びそれらの組合せ、特に抗生物質又は非抗生物質ペプチド及びそれらの誘導体である。
【０１３５】
誘導体は、殺菌活性を欠く改変を含み、本明細書では、抗微生物的に不活性、好ましくは、抗生物質的に不活性である。誘導体は、細菌を検出してそれと相互作用する、例えば、細菌の外膜を再編成する能力を保持し得る。
【０１３６】
細菌を検出、感知及び/又はそれと結合するリガンド又は部分は、グラム陽性細菌と相互作用若しくは結合する1種以上のリガンド及び/又はグラム陰性細菌と相互作用若しくは結合する1種以上のリガンドから適当に選択される。親水性ポリマーは、同じポリマー分子に提供されたグラム陽性細菌に選択的な1種以上のリガンド及びグラム陰性細菌に選択的な1種以上のリガンドを含むことができる。或いは、ある量の親水性ポリマーが、グラム陽性細菌に選択的な1種以上のリガンドを含むことができ、ある量の親水性ポリマーがグラム陰性細菌に選択的な1種以上のリガンドを提供することができる。
【０１３７】
2種以上のリガンドの場合、親水性ポリマーは、2種以上のインジケーターを提供することができる。1つのインジケーターは、1つのリガンドによりグラム陽性細菌の感知又は検出を指示することに特異的であってもよく、さらなるインジケーターは、さらなるリガンドによりグラム陰性細菌を指示、感知又は検出することに特異的であってもよい。
【０１３８】
リガンドは、例えば黄色ブドウ球菌(Staph. aureus)、表皮ブドウ球菌(Staph. epidermidis)及びMRSA等のブドウ球菌(Staphylococcus)、ストレプトコッカス属(Streptococcus)、エンテロコッカス属(Enterococcus)、コリネバクテリウム属(Corynebacterium)及びクロストリジウム・ディフィシル(C. difficile)等のクロストリジウム属(Clostridium)、更にペプトストレプトコッカス属(Peptostreptococcus)、ラクトバチルス属(Lactobacillus)、プロピオニバクテリウム属(Propionibacterium)、ビフィズス菌(Bifidobacterium)及びアクチノマイセス属(Actinomyces)から選択されるグラム陽性細菌を感知又は検出する機構を有することができる。或いは又はそれに加えて、リガンドは、例えば、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)等のプロテオバクテリア門(proteobacteria)、大腸菌(Escherichia. coli)、サルモネラ属(Salmonella)、赤痢菌属(Shigella)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)等のシュードモナス属(Pseudomonas)、プロテウス属(Proteus)、クレブシエラ属(Klebsiella)、更にレジオネラ属(Legionella)、ヘモフィルス属(Hemophilus)、ナイセリア属(Neisseria)、A.  バウマニ種(A. baumannii)等のアシネトバクター属(Acinetobacter)、バクテロイデス属(Bacteroides)、プレボテーラ属(Prevotella)、フソバクテリウム属(Fusobacterium)、ポルフィロモナス属(Porphyromonas)及びシアノバクテリア(cyanobacteria)及びスピロヘータ目(spirochaetes)から選択されるグラム陰性細菌を感知又は検出する機構により相互作用することができる。
【０１３９】
リガンドは、創傷環境で出合う細菌に対して選択的であることが好ましい。そのような細菌は、例えば緑膿菌等のグラム陰性の好気性細菌を含んでいてもよい。黄色ブドウ球菌、より詳細には、ORSA(オキサシリン耐性黄色ブドウ球菌)としても公知のMRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)等のグラム陽性細菌、バクテロイデス・フラジリス(Bacteroides fragilis)等の嫌気性細菌、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)等の酵母及びアスペルギルス・ブラジリエンシス(Aspergillus brasiliensis)等の真菌を含んでもよい。利点として、リガンドは、少なくともグラム陽性及び/又はグラム陰性細菌を、例えば、汚染され、定着され、危機的に定着された及び感染したレベルをいずれかを含む汚染微生物数のレベルで、感知又は検出、及び任意選択でそれらと相互作用及び/又は結合する機構を有する。これらのレベルは、当技術分野において公知の意味を与えられている。
【０１４０】
より好ましくは、細菌結合リガンドは、バンコマイシン、ポリミキシン、ベータ-ラクタム並びにテイコプラニン抗生物質並びにセクロピン及びメリチンハイブリッド等のカチオン性ペプチド並びにCEME並びにディフェンシン並びにそれらの抗微生物的に不活性な、好ましくは、抗生物質的に不活性な誘導体の1種以上から選択される。
【０１４１】
細菌結合リガンドは、親水性ポリマーと反応する又はそれを誘導体化するのに適したそれらの反応性形態から誘導することができる。例えばリガンドとして親水性ポリマーに提供されたポリミキシンは、親水性ポリマーと反応性の改変されたポリミキシンから誘導される。特にポリミキシンは、抗生物質活性を欠く形態で提供される。抗生物質的に不活性なポリミキシンは、その1つのアシル鎖で脱アシル化されている。
【０１４２】
好ましくは、親水性ポリマーは、1種以上のペプチド抗生物質の連結により誘導体化される。
【０１４３】
好ましくは、前記リガンドの高度に分岐した親水性ポリマーへの連結は、複数のポリマー分岐の端部において、又はポリマー骨格に沿った複数の箇所で及びポリマー鎖末端においてである。連結は、好ましくは、例えばカルボン酸又はスクシンイミド基等の結合基への連結により達成される。好ましくは、連結は多くのポリマー分岐又は多くの骨格箇所の端部及びポリマー鎖末端においてである。連結は、ポリマー分岐又は骨格箇所及び末端の実質的に全てにおいて又はそれらのパーセンテージにおいてであってもよい。
【０１４４】
好ましくは、細菌を感知又は検出する、及び任意選択でそれに結合する親水性ポリマーは、バンコマイシン又はポリミキシン又は本明細書で前に定義された誘導体を、1モルの親水性ポリマーに対して35モルまでのリガンドの比で含む。
【０１４５】
リガンド:親水性ポリマーを、質量:質量比として表すと便利である。好ましくは、そのようなリガンド:親水性ポリマーは、3〜30:100質量:質量の範囲にある。
【０１４６】
本発明者らは、親水性ポリマーが測定可能な応答を生ずるのに十分なリガンドを提示する下限とリガンドが細菌を検出するために自由に利用され得るように配向される上限における結合比に最適範囲があることを見出した。この最適範囲を超えると、リガンドが妨げられて一部のリガンドが結合に利用できなくなる可能性がある。
【０１４７】
利点として、本明細書で前に定義された高い比で存在するリガンドは、直鎖状ポリマーの近傍に種が優勢な環境を創り出す様式で、細菌等の種を結合又は相互作用により集め又は蓄積する機構を有する。本発明者らは、これは、検出又は結合の感度の範囲、及び例えば、細菌の検出及び/又は結合の低い、中間及び高い感度の指示を提供するポリマー材料の機構を更に強化すると考える。
【０１４８】
コポリマーに関するリガンドの配向は、取るに足らないものではない。親水性ポリマーは、例えば分岐末端に、骨格に沿って、又は鎖末端に、懸垂様式で配置されたリガンドを適当に含む。
【０１４９】
インジケーター
本明細書で前に定義されたインジケーターは、好ましくは、光学的変化、分子の若しくは相変化、又は電磁スペクトルのUV、可視若しくは赤外領域における吸収若しくは発光シグナル若しくはスペクトルの変化の形態における指示又は指示の変化を提供する。
【０１５０】
インジケーターは、前記刺激により直接又は間接的に誘発された結合又はその環境に対する感度の結果としての刺激応答の変化を指示することができる。好ましいインジケーターは、刺激の変化或いは細菌の存在若しくは型又はpHの変化、又は極性若しくは親水性の変化等の本明細書で前に定義された刺激応答の変化を指示する。
【０１５１】
色素、造影剤、指示モノマー等のインジケーターは当技術分野において公知であり、種を直接、例えばそれらとの相互作用により、又は間接的に、例えば、種により開始された変化を感知若しくは検出する、例えば、本明細書で前に記載したコイル状から球状への転移を生ずる脱溶媒和若しくは本明細書で前に定義されたリガンドへの結合により、感知又は検出することができる、種に敏感なインジケーターを含む。インジケーターは、細菌、それらの脂質に富む環境等の疎水性又は親水性又は極性の環境、pH等に敏感なものから適当に選択される。
【０１５２】
好ましくは、インジケーターは、蛍光性色素、色変化インジケーターを含むソルバトクロミック色素、及びそれらの組合せ及びそれらの重合性モノマー又はオリゴマーから選択される。ソルバトクロミズムは、化学物質の、溶媒極性の変化に基づいて色を変化させる能力である。好ましいインジケーターは、重合性の蛍光性ソルバトクロミック色素、即ち親水性ポリマーとのコポリマーとして組み込むことができ、極性の変化に応答して蛍光を変化させる色素を含む。ソルバトクロミック色素は、極性から非極性への転移に応答して最大吸収及び蛍光の変化を提供する。好ましいソルバトクロミックインジケーターは、広い範囲の極性感知を示す。
【０１５３】
好ましいインジケーターは、重合性であるか又は重合性にされ得る及び蛍光性ソルバトクロミック挙動を示す任意のものを含む。
【０１５４】
より好ましくは、インジケーターは、ナフタレン、フェノキサジン、フェニルアゼン及びフェニルアゾ化合物並びにそれらの誘導体、例えば、
ダンシルカダベリン、(5-アミノペンチル)-5-ジエチルアミノ-1-ナフタレンスルホンアミド)並びに塩化ダンシル及びN-[2[[[(5-N,N-ジメチルアミノ)-1-ナフタレニルスルホニル]-アミノ]エチル]-2-プロペンアミド(DANSAEP)を含むその反応性誘導体、
ナイルレッド(商標)、(9-ジエチルアミノ-5H-ベンゾ[a]フェノキサジン-5-オン)2-[4(2-ヒドロキシエチルスルホニル)-フェニル]ジアゼニル]-4-メチルフェノール、
ナイルブルー、5-アミノ-([9-(ジエチルアミノ)ベンゾ[a]フェノキサジン-7-イウム)スルホネート及び対応するアクリルアミドを含む重合性形態、
1-ヒドロキシ-4-[4[(ヒドロキシエチルスルホニル)-フェニルアゾ]-ナフタレン-2-スルホネート、
2-フルオロ-4-[4[(2-ヒドロキシエタンスルホニル)-フェニルアゾ]-6-メトキシフェノール、
4-[4-(2-ヒドロキシエチルスルホニル)-フェニルアゾ]-2,,6-ジメトキシフェノール、例えば4-(2-アクリロイルオキシエチルアミノ)-7-ニトロ-2,1,3-ベンゾオキサジアゾール(NBD-AE)を含むベンゾフラザン骨格を有する蛍光性モノマー及び
4-(2-アクリロイルアミノエチルアミノ)-7-ニトロ-2,1,3-ベンゾジアゾール(NBD-AA)、
2-(6-(ジメチルアミノ)-1,3-ジオキソ-1H-ベンゾ(de)イソキノリン-2(3H)-イル)エチルメタクリレート
を含む4-アミノ-1,8ナフタルイミド誘導体
並びにそれらの反応性誘導体及び組合せ
の1種以上から選択される。
【０１５５】
本明細書におけるナイルレッド(商標)への言及は、その反応性誘導体、特にヒドロキシルナイルレッド(商標)、9-(ジエチルアミノ-2-ヒドロキシ-5H-ベンゾ[a]フェノキサジン-5-オン及びナイルレッド(商標)アクリレート、9-(ジエチルアミノ-2-アクリロイルオキシ-5H-ベンゾ[a]フェノキサジン-5-オンを含む。ナイルレッドは、細菌及び細胞内脂質のための蛍光性インジケーターとして公知である。ナイルレッドは、脂質に富む環境で蛍光を発する。蛍光は、環境の極性に従って異なった波長にあり、ナイルレッドは大部分の極性溶媒中で蛍光を発しない。それは落射蛍光顕微鏡を使用して容易に可視化することができる。
【０１５６】
ナイルレッド(商標)は、9-ジエチルアミノ-5H-ベンゾ[a]フェノキサジン-5-オンとして市販されている。ヒドロキシルナイルレッド(商標)は、公知の様式で得ることができ、又はナイルレッドアクリレートは、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれるChemistry of Materials、2011、23、3348〜3356頁に開示されたように、ナイルレッドのヒドロキシル誘導体を合成して塩化アクリロイルと反応させることにより、得ることができる。
【０１５７】
ナイルレッド(商標)モノマーの蛍光特性は、ナイルレッド(商標)と本質的に同じであり、以下の通りである。
ナイルレッドの水中における最大吸光度=584nm、水中における最大発光=666nm
シクロヘキサン中における最大吸光度=469nm、シクロヘキサン中における最大発光=570nm、引用文献Green Chemistry、2001、3、210〜215頁
【０１５８】
ナイルブルーは5-アミノ9-(ジエチルアミノ)ベンゾ[a]フェノキサジン-7-イウムスルホネートとして市販されており、それは対応するアクリルアミドに好都合に変換することができる。
水中におけるナイルブルーの最大吸光度=635nm、水中における最大発光=674nm
クロロホルム中における最大吸光度=624nm、クロロホルム中における最大発光=647nm。
【０１５９】
本明細書におけるダンシル(商標)への言及は、その反応性誘導体、特に塩化ダンシルを含む。ダンシル(商標)は、ダンシル(商標)カダベリン、(5-アミノペンチル)-5-ジエチルアミノ-1-ナフタレンスルホンアミド)として市販されている。ダンシルカダベリンは、塩化アクリロイルと反応させてアクリルアミド誘導体を得ることができるか、又はその内容が参照により本明細書に組み込まれるChemical Physics Letters、307(1999)、55〜61頁に開示されたように、N-[2[[[(5-N,N-ジメチルアミノ)-1-ナフタレニルスルホニル]-アミノ]エチル]-2-プロペンアミド(DANSAEP)として提供され得る。
【０１６０】
ダンシルカダベリンは市販されている。ダンシルアクリルアミドは、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれるChemical Physics Letters、307(1999)、55〜61頁に開示されたように、公知の様式で得ることができる。
【０１６１】
ダンシルモノマーは、
水中における最大吸光度=329nm、水中における最大発光=530nm、
ヘキサン中における最大吸光度=333.7nm、ヘキサン中における最大発光=463nm
を含む蛍光特性を有する。
【０１６２】
本明細書で前に定義されたベンゾフラザン骨格を有する蛍光性モノマーは、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれるAnalytical Chemistry、2003、75、5926〜5935頁に開示されたように、公知の様式で得ることができる。
【０１６３】
ベンゾフラザン骨格を有する蛍光性モノマーは、469nmで励起され得る。
NBD-AE:イソブタノール中の最大発光519nm、水中の最大発光535nm
NBD-AA:イソブタノール中の最大発光521nm、水中の最大発光536nm
【０１６４】
本明細書で前に定義された4-アミノ-1,8ナフタルイミド誘導体は、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれるJournal of Materials Chemistry、C、2013、1、6603〜6612頁で開示されたように、公知の様式で得ることができる。
【０１６５】
4-アミノ-1,8ナフタルイミド誘導体。NIPAMと共に重合されると、PBS中20℃で最大吸光度=448nm、PBS中20℃で最大発光=544nm、クロロホルム中で最大吸光度=422nm、クロロホルム中で最大発光=513nmを有する。
【０１６６】
適当には、インジケーターは、極性又は非極性環境における、直接又は間接的に観察され得る波長範囲に含まれる最大発光から適切に選択される。適当に種又は刺激を検出又は感知すると、親水性ポリマーの親水性が低下して極性が小さくなり、それに対応して最大発光が偏移する。
【０１６７】
インジケーターは、正にソルバトクロミックであることもあり、極性の増大と共に最大発光波長の増大を示し、又は負にソルバトクロミックであることもあり、極性の増大と共に最大発光波長の減少を示す。
【０１６８】
例えば、バンコマイシン及びポリミキシンリガンドを含む材料では、インジケーターは、グラム陽性細菌のバンコマイシン検出に選択的なナイルレッド誘導体及びグラム陰性細菌のポリミキシン検出に選択的なナイルブルー誘導体を含むことができる。
【０１６９】
好ましいインジケーターは、狭い発光範囲、より好ましくは、狭い励起及び発光範囲を、例えば、5から100nmまで、より好ましくは、5から50nmまで、最も好ましくは、2〜20nmの範囲に有する。
【０１７０】
インジケーターは、任意の所望の様式で、刺激応答性ポリウレタン材料に組み込むことができ、好ましくは、高度に分岐した親水性ポリマーに、好ましくは、共有結合により複数の又は多くの分岐で組み込まれる。好ましくは、インジケーターは、本明細書で前に説明した親水性ポリマーとのコポリマーとして、好ましくは、重合性の指示モノマーのコポリマーとして提供される。好ましくは、インジケーターは、種を検出する官能基、例えばリガンド又は官能性に対応する比で組み込まれる。より好ましくは、インジケーターは、共有結合で複数の又は多くの分岐又は分岐末端に結合される。
【０１７１】
特に有利には、インジケーターは、親水性ポリマー:インジケーターのモル比>50:1、好ましくは、1000〜2500:1、例えば1500〜2200:1として規定される量で存在する。そのような比較的低い量で存在するインジケーターは、必要な感度を提供し、その上優れた指示を提供する。
【０１７２】
或いは、指示モノマーは、親水性モノマーと共に、3〜30:100の指示モノマー:親水性モノマーの質量/質量比で提供することができる。
【０１７３】
使用
本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料は、種又は刺激の結合を検出若しくは感知するか又は指示すること、例えば、化学的若しくは生物学的種又は刺激の結合を検出若しくは感知するか又は指示することが所望の任意の使用のためのものであってもよい。
【０１７４】
適当には、材料は、医学的、デンタル、衛生、使用局部の滅菌、公衆衛生、パーソナルケア、バイオサーベイランス及び包装から選択される用途で使用するためのものである。
【０１７５】
好ましくは、材料は、細菌を検出及び/若しく感知する若しくはそれと結合するため、又はpH等を検出若しくは感知するためのものである。
【０１７６】
そのような使用は、例えば創傷の管理、医科用及び歯科用物品を含む物品の衛生及び滅菌、食品の、若しくは水及び空気を含む流体の衛生及び滅菌、又は食品調製若しくは包装工場、換気系、水管理系等のそれらの調製及び産出のための系、特に細菌の検出又は結合、pHのモニタリング等が有益なそのような使用を含む。
【０１７７】
材料は、意図される使用のために適当な所望の形態、例えばシートの形態であってもよい。適当には、ポリウレタン材料は、発泡又は非発泡のブロック、シート、フィルム、膜、層又はコーティング、繊維、織布又は不織布の形態にあり、特に形状適合性のフォームのブロック又はシートであり、フィルム、膜、織布又は不織布又は層が、本明細書で前に述べたように特に構想される。
【０１７８】
好ましい実施形態において、材料は、創傷流体、血清、尿を含む生物学的流体を調査するための、医科用又は歯科用スポンジ又はワイプ等として創傷ドレッシング若しくはその一部として、又はそのような用途若しくは独立の用途におけるpHプローブ若しくはセンサーとして使用するためのものである。
【０１７９】
創傷ドレッシング若しくはその一部として、又は生物学的流体を調査することに使用するための材料は、創傷流体を調査するための使用を含み、例えば、ディップスティック、真空ライン又は創傷流体導管のライニング、創傷流体導管ポートのつば、創傷流体フィルター、創傷充填材又は創傷充填材のための表層フィルム等、特に陰圧創傷療法(NPWT)に関して、ポートにおいて本明細書で前に定義された水分の多い部位又は環境を提供する他の用途におけるポートのためのつば等の形態であってもよい。
【０１８０】
好ましくは、材料は、創傷ドレッシングを含み又は一次若しくは二次創傷ドレッシングと共に二次若しくは一次ドレッシングとして使用するためのものである。一次ドレッシングとして、材料は、創傷接触層、又は吸収剤、臭気吸収のための創傷充填材の形態、又は例えば水分の多い創傷治癒における二次ドレッシングのような形態であってもよい。二次ドレッシングとして、材料は、一次ドレッシングに補完的な流体吸収又は臭気吸収層の形態であっても一次ドレッシングをその位置に保持する表層フィルムの形態であってもよい。そのような決定は、臨床医の選択であってもよい。pH又は細菌の存在は、一次ドレッシングとして材料を適用及び創傷から除去の際に評価され得る。材料は、二次ドレッシングの下側の表面に又はその近傍に位置付けることを意図されてもよい。材料は、二次ドレッシングのための創傷と接触する層であってもよい。材料は、一次ドレッシングのための被覆層、又は中間層として使用するためのものであってもよい。
【０１８１】
深い又は慢性創傷の管理において、材料は、細菌又はpHを検出するために創傷中に置くことができ、傷つけずに創傷から除去することができる。陰圧で創傷ドレッシングを使用するためのフォームが特に企画される。
【０１８２】
固定化されたPNIPAMポリマーを含有するポリウレタン材料は、創傷から遠隔でpH又は細菌を検出するために使用することができる。例えば、ポリウレタン材料は、NPWTポリウレタン材料の真空ラインに、例えばNPWTドレッシングに備えられたポートへの入り口に挿入するための、ポリウレタンフィルム又はポリウレタンフォームのプラグの形態で提供することができる。ポリウレタン材料は、それにより創傷床から出る創傷流体に接触して真空ラインを通して抜き出されるように構成される。そのような創傷流体は、それによりポリウレタン材料を越えて又はそれを通って流されてもよい。ポリウレタン材料は、それにより流体に関する種又は刺激の指示を提供することができる。
【０１８３】
ポリウレタン材料は、充填材材料の上に置かれたNPWTドレッシングのドレープの下で使用するためにポリウレタンフィルムの形態で提供されてもよい。それにより、ポリウレタン材料は、真空ラインを通して除去するための流体の貯留器としての充填材材料内に含まれる創傷流体と接触するように構成される。ポリウレタン材料は、それにより流体に関する種又は刺激の指示を提供することができる。
【０１８４】
ポリウレタン材料は、ディップスティック又はスワブとして使用するためにポリウレタンフォームの形態で提供することができる。ポリウレタン材料は、それにより、創傷部位中に含まれる創傷流体に創傷表面との接触により接触するように構成される。ポリウレタン材料は、それにより流体に関する種又は刺激の指示を提供することができる。
【０１８５】
したがって、創傷ドレッシング若しくはその一部として又は生物学的流体を調査することに使用する材料は、創傷流体を調査するのための使用を含み、例えば、ディップスティック、真空ライン又は創傷流体導管のライニング又はプラグ、創傷流体導管ポートのためのつば、創傷流体フィルター、創傷充填材又は創傷充填材のための表層フィルム等、特に陰圧創傷療法に関する流体環境と接続するポートのためのつば等の形態であってもよい。
【０１８６】
材料は、創傷又は部位のために適当な形状若しくはサイズ又は形状若しくはサイズの範囲で提供することができ、又はサイズ若しくは形状に切断することもできる。好ましくは、該材料は、例えば創傷ドレッシング若しくはその一部としての本明細書で前に定義された使用のための、又は創傷流体の調査で使用するための、又は本明細書で前に定義された他の使用のための材料の製造において、サイズ及び形状に切断するために、ブロック又はシート、フィルム又は膜の形態にある。
【０１８７】
特に有利には、親水性ポリマーは、ポリウレタンネットワーク全体にわって分布したインジケーター及びリガンド又は部分を提供し、それにより、インジケーター及びリガンド又は部分は、サイズ又は形状に切断されたときでさえ、ポリウレタン材料のシートの任意の面に提供される。これは、表面にコーティングとして適用された細菌又はpH感知機能を有する、コーティング後の切断により露出した面では活性でない材料と比較されたときに特に有利である。
【０１８８】
材料は、本明細書で前に定義された微生物により汚染された又は汚染されやすい創傷を治療することに使用するためのものであってもよい。特に有用な適用は、細菌、酵母及び/又は真菌により汚染された又は汚染されやすい創傷の治療においてである。
【０１８９】
創傷管理は、慢性及び急性の、全層、中間層、並びに浅い肉芽を形成する滲出性創傷の管理を含む。本明細書で前に定義された材料が特定の使用を有する創傷は、例えば、下肢潰瘍等の潰瘍及び褥瘡、褥瘡性潰瘍、糖尿病性潰瘍、外科的創傷、外傷性創傷、供与箇所、中間層熱傷等の熱傷、トンネル及び瘻管創傷、続発を考えて治すべく残された創傷、並びに外科的に又は機械的にデブリードマンを行った空洞創傷、洞及び開放創傷等の出血傾向のある創傷を含む。
【０１９０】
材料は、視覚による検査又は適当な検査若しくはスキャニングデバイス若しくはリーダーを使用する検査を意図されていてもよい。
【０１９１】
指示又は指示の変化に関する情報を受信し、部位に存在する微生物又はpHに関する出力情報を提供するように構成された検査若しくはスキャニングデバイス又はリーダーを使用し、指示情報を取得するための調査手段を含むデバイスを使用して、検査又はスキャニング又は読み取るための材料;
指示情報を処理して出力情報を生成するためのプロセッサー、及び出力情報を表示するためのディスプレイ又はディスプレイへの接続性。
【０１９２】
本明細書における調査手段は、便宜上センサー又は検出器と記載されてもよく、好ましくは光センサーを含む。光センサーは、当技術分野において公知であり、例えば電荷結合素子(CCD)及び相補型金属酸化膜半導体(CMOS)における活性な画素センサーを含む。
【０１９３】
調査手段又はセンサー又は検出器は、カメラ等の記録手段を更に含むことができる。
【０１９４】
調査手段又はセンサー又は検出器は、取得されるべき指示情報に適している。
【０１９５】
指示情報が蛍光シグナルである場合、調査手段又はセンサー又は検出器は、それに加えて励起光源を含むことができる。励起光源は、蛍光性の指示する手段に、蛍光の読み取り又は本明細書で前に定義された蛍光シグナルの形態で蛍光発光等の蛍光情報を生成するための励起光を提供するという目的を有する。
【０１９６】
発光フィルターは、励起光を排除する目的で適当に更に提供され得る。発光フィルターは、蛍光を観察する技術分野で公知である。好ましくは、発光フィルターは、中心波長付近、例えば647nmで、例えば635〜660nmの狭い帯域幅で光を通す。
【０１９７】
蛍光チャンバーは、それに加えて、励起光源及び発光フィルター(存在すれば)を含有する目的で提供され得る。蛍光チャンバーは、励起光を感知デバイスに送達するための制御された照明環境、そこから発された光の受光、及び周囲の光の制御を提供する。好ましくは、蛍光チャンバーは、励起光及び発光を覆い隠し得る周囲の光を排除する。蛍光チャンバーは、インターフェイスデバイスと分離されていても一体化されていてもよく、別のチャンバーが、例えば、材料を受け入れるハウジングを含むこともできる。
【０１９８】
蛍光チャンバーは、材料を受け入れるように適合された閉じたチャンバーであっても、材料を覆うように位置するように適合されたスカートを含んでいてもよい。好ましくは、スカートは形状適合性又は可撓性である。形状適合性又は可撓性のスカートは、in situで部位において材料の上に位置してもよく、材料及び/又は部位の輪郭に従って周囲の光を排除する。創傷管理の場合、部位は、不規則な形状の身体部分であってもよい。
【０１９９】
光源は、1種以上のレーザー、LED等から選択することができる。光源は、同じ又は異なった波長で光を発することができる。光源は、1枚以上のフィルターと共同して所望の波長の発出を可能にすることができる。
【０２００】
光源は、広いスペクトルの光を発するための光源を、所望の波長の励起光を選択するための発光フィルターと一緒に含んでもよく、又は特定の狭い帯域幅の光若しくは狭い帯域幅の所望の波長等の狭い帯域幅の光を発するための1つ以上の光源を含んでもよい。例えば、光源は、中心波長付近の狭い帯域幅で1つ以上のLED発光を含むことができる。
【０２０１】
好ましくは、光源は、指示する手段の励起波長に対応する波長で光を発する。適当な波長は、例えば590nmの範囲であってもよい。好ましくは、光源は、中心波長付近、例えば590nmで、例えば580〜600nmの狭い帯域幅で光を発する。
【０２０２】
プロセッサーは、取得された指示情報を受信する手段、取得された情報を処理するためのソフトウェアにアクセスする手段及び処理された情報を出力する手段を含む。
【０２０３】
取得された指示情報を受信する手段は、無線又は有線接続を含むことができる。ソフトウェアにアクセスする手段は、ソフトウェアでプログラムされた内蔵若しくは外部メモリー又は遠隔のソフトウェアへのインターネットアクセス又はそれらの組合せを含むことができる。
【０２０４】
ディスプレイは、光学的ディスプレイでもデジタルディスプレイでもよい。ディスプレイは、処理された出力情報を光学的又はデジタルフォーマットで適当に提供する。好ましくは、ディスプレイは、デジタル像、定量的に読み出されたデジタル又はデジタルテキストを表示する視覚的ディスプレイユニットである。テキストは、例えば、使用者への「感染した(infected)」、「処置をせよ(take action)」、「専門家に相談せよ(see specialist)」等の指示を含むことがある。
【０２０５】
ディスプレイは、光検出器及びディスプレイを単一ユニット中で組み合わせたカメラ中に含まれるディスプレイであることが便利である。
【０２０６】
ディスプレイは、検査若しくはスキャニングデバイス又はリーダーと一体化されていても遠隔で分離されていてもよい。例えば、スキャニングデバイス又はリーダーは、蛍光チャンバー内で受けられるように適合された一体型のディスプレイを有する携帯電話又は他のハンドヘルドであってもよい。或いは又はそれに加えて、ディスプレイは、遠隔のディスプレイであり、例えば、デバイスは、出力情報を遠隔のディスプレイに提供することができ、出力情報を表示のために伝達する手段を含むことができる。遠隔のディスプレイの場合、デバイスは、遠隔のディスプレイのための接続性、例えば、有線通信ケーブルのためのソケット、通信架台(mounting)若しくはクレードルのためのソケット、又はBluetooth(登録商標)、telecomsシステム、wifi等の無線接続手段又は他の適当な手段を含む。遠隔のディスプレイは、1種以上のVDU、TVコンソール(任意選択で壁架け型)、プリンター、材料の成分又は材料を含む構造物等を含むことができる。変形は無数にあり、視覚的ディスプレイ、コンピューティング及び遠隔通信の分野で周知である。
【０２０７】
好ましくは、インターフェイスデバイスは、携帯式であり、より好ましくはハンドヘルドである。
【０２０８】
便宜上、携帯式ハンドヘルドインターフェイスデバイスは、任意選択で、スマートフォンを本明細書で前に定義された励起光源及び蛍光チャンバーと一緒に含む。ソフトウェアは、外部ソフトウェアへのアクセスが必要でないアプリの形態で提供されることもある。該アプリは、発光蛍光等の指示情報の像を捕らえて処理することができる。
【０２０９】
検査及び/若しくはスキャニングデバイス又はリーダーは、材料を受信してそれらからの指示又は指示の変化に関する情報を直接ダウンロードするドック、パネル又はスロット等の手段を含むことができる。
【０２１０】
処理された出力情報は、任意選択で蛍光強度基準又は対照に対して較正された蛍光強度のマップ又は「ヒートマップ」等のマップの形態であってもよい。
【０２１１】
処理された出力情報は、任意選択で位置及び/又は配向の情報、対象の情報、例えば患者情報、日付等を含む。処理された出力情報は、同じ又は異なった部位に関する処理された出力情報にオーバーレイするか又は他の方法で比較することができる。
【０２１２】
さらなる態様において、本明細書で前に定義された前記材料を含むポリウレタン材料又はデバイス又はドレッシングを検査又はスキャニング又は読み取るための方法であって、
材料に関して本明細書で前に定義された検査及び/若しくはスキャニングデバイス又はリーダーを配置することと、
検査及び又はスキャニングデバイスを活性化して、
検出及び/又は感知デバイスを調査することと、
指示情報を処理するために取得し、任意選択でそれに加えて指示情報を処理し、任意選択でそれに加えて
出力情報を表示するために記録又は保存、表示又は伝達することと
を含む、方法が提供される。
【０２１３】
該方法は、出力情報を創傷の健康状態の評価として分類することを適当に含む。評価は、一般的に悪化、安定又は改善と分類することができる。
【０２１４】
処理された情報は、例えば、局在化された創傷の健康状態の評価として更に分類されることもある。評価は、局在化された、中程度の又は広い健康状態として一般的に分類され得る。
【０２１５】
該方法は、モニタリング又は評価に基づく治療計画を決定すること更に含むことができる。治療は、例えば、現在の治療を継続すること、現在の治療を増やすこと、治療を変更すること、又は創傷の健康状態に関して更に情報を求めることを含んでもよい。
【０２１６】
方法を、例えば、以下の流れ図:「創傷に関するインジケーターとしての材料の使用」の流れ図の例、例えば、検出され得る異なった応答から生ずる臨床医の決定で例示する。
【０２１７】
【表１】
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【０２１８】
さらなる態様において、本明細書で前に定義された材料を含むキットであって、指示及び指示の変化に関する情報を処理して、細菌又はpHに関する出力情報を生成する参照情報を提供する参照ストリップを更に含む、キットが提供される。好ましくは、参照ストリップは、デバイスを較正する情報を提供する。例えば、参照ストリップは、デバイスを較正して蛍光発光の所望の波長を採り上げ、取得された波長情報を処理するために必要に応じて補正する。
【０２１９】
或いは、参照ストリップは、本明細書で定義された材料又はデバイス又はドレッシングと一体化されて提供されてもよい。
【０２２０】
デバイス
さらなる態様において、本発明は、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料を含むデバイスを含む。好ましくは、該デバイスは、本明細書で前に定義された、より詳細には、医学的、デンタル、衛生、使用部位の滅菌、公衆衛生、パーソナルケア、バイオサーベイランス及び包装から選択される使用のためのものである。好ましくは、デバイスは、細菌を検出及び/又は結合するため、pH等を検出するためのものである。
【０２２１】
好ましい実施形態において、デバイスは、本明細書で前に定義された創傷ドレッシング又はその一部、創傷流体を調査するためのデバイス、本明細書で前に定義された医科用又は歯科用スポンジ又はワイプ、pHセンサー等を含む。より好ましくは、該デバイスは、細菌を検出又は感知する及び/又は結合するため、pH等を検出又は感知するためのものである。
【０２２２】
好ましくは、デバイスは、形状適合性の弾性の孔開きフィルム、中間の形状適合性の親水性フォーム層、及び層が近接して同一の広がりを有する関係で連結されている、連続した水蒸気を透過する形状適合性のポリマーフィルムの外側の層を含む。この実施形態において、デバイスは、市販の親水性吸収性フォーム、織繊維若しくは不織繊維、フィルム若しくは膜の改変、又は吸収性親水性フォーム、織布若しくは不織繊維、繊維、フィルム若しくは膜を含む創傷ドレッシングを含むことができる。本明細書で前に定義されたポリウレタン材料を有利に組み込むことができるポリウレタンフォーム又はポリウレタンフォームドレッシングは、ALLEVYN(商標)フォーム、ALLEVYN(商標) Adhesive、ALLEVYN(商標) Gentle Border、ALLEVYN(商標) Gentle、ALLEVYN(商標)Ag Gentle Border、ALLEVYN(商標)Ag Gentle、PICO(商標)及び他の市販の吸収剤、ポリウレタンポリオール部分に基づく、本明細書で前に定義されたポリウレタン材料を生成する方法ととりわけ適合性の親水性ポリウレタンフォームを含む。
【０２２３】
本発明は、本明細書で前に定義された微生物応答性ポリウレタンフォームを含む創傷ドレッシングの形態にある医科用デバイスを提供することに特に適用される。
【０２２４】
本明細書で前に定義されたデバイス又はポリウレタン材料は、当技術分野において公知のように、無菌、より詳細には最終的に無菌であることができる。好ましくは、そのようなデバイス又は材料は、滅菌された一次包装内に提供される。該方法は、適当には、公知の様式の任意選択の滅菌及び包装を含む。滅菌は、例えば、ガンマ線若しくは電子線照射等の放射線照射により、又は熱滅菌により適当に行われる。
【０２２５】
特に有利には、本発明者らは、材料及びデバイスが、無菌又は最終的に無菌形態で、それらに有害な効果がなく提供され得ることを見出した。
【０２２６】
検出又は感知するための方法
さらなる態様において、部位における細菌又はpHを検出又は感知するための方法であって、本明細書で前に定義された材料を部位に適用することと、材料を調査して、種の検出又は感知を指示する指示を得ることと、任意選択で、それに加えて指示又は指示の変化についてモニターすることとを含む、方法が提供される。
【０２２７】
該方法は、例えば、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料を、対象又は部位に適用すること、及び刺激の変化又は刺激応答についてモニターすることを含む、対象又は部位における刺激をモニターすることを含むことができる。
【０２２８】
調査すること又はモニターすることは、材料を、例えば、インジケーターにより直接調査すること又はモニターすることを含むことができる。
【０２２９】
或いは、調査すること又はモニターすることは、例えばインジケーターを用いて、材料をスキャンするか若しくはそれとインターフェイスする又は材料の検査のためのデバイスにおける光学的又はデジタル読み取り又はシグナルにより間接的に調査すること又はモニターすることを含む。
【０２３０】
好ましくは、該方法は、対象又は部位における又はそれらに関して微生物を検出するための方法であって、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料を対象又は部位に適用することと、刺激の変化又は微生物結合事象により開始された刺激応答についてモニターすることとを含む方法である。微生物は、細菌、真菌及び酵母から選択される。
【０２３１】
或いは又はそれに加えて、該方法は、対象若しくは部位の又はそれらに関するpHを検出する方法である。
【０２３２】
治療方法
さらなる態様において、対象又は部位に関して種又は刺激を検出又はモニターするための方法であって、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料等のポリウレタン材料又は種を指示するポリウレタン材料又はデバイスを対象又は部位に適用することと、本明細書で前に定義された指示を検出又は感知することと、指示若しくは刺激の変化又は刺激応答又は種の相互作用若しくは結合を、例えば、インジケーターで直接又はリガンドによる種の結合の結果として間接的にモニターすることとを含む方法が提供される。
【０２３３】
好ましくは、該方法は、対象又は部位における又はそれに関する微生物を検出するための方法であって、刺激応答性ポリウレタン材料若しくは種を指示するポリウレタン材料等のポリウレタン材料又は本明細書で前に定義されたデバイスを、対象又は部位に適用することと、刺激の変化又は微生物結合事象により開始された刺激応答又は種の検出若しくは感知についてモニターすることとを含む方法である。微生物は、細菌、真菌及び酵母から選択される。
【０２３４】
好ましくは、該方法は、それを必要とする対象における創傷の治療のためのものあって、創傷は、微生物の汚染に罹りやすい又は微生物で汚染されている疑いがあり、モニタリングは、微生物結合事象により誘発される刺激応答に対するものである、又はモニタリングは、例えばインジケーターを用いて直接若しくはリガンドによる種の結合の結果として間接的な、種との相互作用若しくは結合に対するものである。
【０２３５】
適当には、該方法は、微生物応答性ポリウレタン材料を調査、検査又はスキャニングして細菌の結合又は近接を決定することを含む。
【０２３６】
調製プロセス
刺激応答性ポリウレタン材料の調製
ポリウレタンネットワークの形成を含む、本明細書で前に定義されたポリウレタン材料を調製するためのプロセスであって、ネットワーク形成又はその一部は、本明細書で前に定義されたリガンド又は部分及びインジケーターを含む親水性ポリマーの存在下で実施される、プロセスが提供される。
【０２３７】
好ましくは、親水性ポリマーは、ある量の鎖延長剤又は架橋剤等のネットワーク形成剤と一緒に存在する。
【０２３８】
ポリウレタンネットワークは、ポリウレタンプレポリマーの反応生成物から、好ましくは、イソシアネート末端モノマーと長鎖ジオール及び/又はポリオールの反応により生じたプレポリマーの反応から適当に生成される。
【０２３９】
ネットワーク形成剤は、プレポリマーの反応と同時に又はその後で導入することができる。
【０２４０】
ネットワーク形成は、架橋、鎖延長等を適当に含む。
【０２４１】
好ましくは、親水性ポリマー又はその一部又は量は、流体相に、好ましくは、適当な溶媒に溶解されて又はポリウレタンを生成する反応の成分により溶媒和されている。親水性ポリマーは、流体相に導入されてもよく、又はin situで流体相を取ることもできる。部分的又は完全に溶解した又は溶媒和した形態で存在する親水性ポリマー又はその量は、ポリウレタンポリマーと相互貫入又はもつれたネットワークを形成することができる。
【０２４２】
或いは、親水性ポリマーは、粉末形態等の固体相で、イソシアネート、プレポリマー、水性相、例えばHYPOL成分、ジオール成分等のポリウレタン反応成分中で、任意選択で親水性ポリマーのためのある量の添加された溶媒と一緒に、均質混合するために提供される。非水性成分中への均質混合は、水性成分を同時に又は後で添加して実施することができる。親水性ポリマー又はその一部若しくは量は、それにより反応成分に溶解される。その上、均質混合は、生ずるポリウレタン材料全体にわって分布した親水性ポリマーを提供する。
【０２４３】
該プロセスは、複数種の本明細書で前に定義された親水性ポリマーを同時に又は順に導入することを含むことができる。
【０２４４】
親水性ポリマーが、1種以上のポリウレタン成分と組み合わせた後で、組み合わされたポリウレタン反応成分が押し出され又はキャスティングされることが適当である。キャスティングは、当技術分野において公知のように、鋳型中又は表面上に行われてよい。押し出し又はキャスティングは、発泡又は非発泡ブロック又はシート、ゲル、膜又はフィルム、又は紐、リボン、糸又は繊維形態様のものを形成する様式に適当である。
【０２４５】
親水性ポリマーは、ポリウレタン成分とそれらの反応中に、及び鎖延長又は架橋に先立って簡単にブレンドすることができ、それによりポリウレタンネットワーク内に固定化されることが本発明の1つの利点である。親水性ポリマーは、それぞれの成分を組み合わせる前に、ポリウレタン成分の1種とブレンドしてもよい。例えば、親水性ポリマーは、イソシアネート成分又はポリオール成分又は両方、例えばHYPOL相又は長鎖ジオール及び/又はポリオール相とポリウレタン系中で組み合わせてもよい。
【０２４６】
プロセスは、本明細書で前に定義されたフォーム、キセロゲル、フィルム又は他の非発泡の材料を調製するためのプロセスであってもよい。
【０２４７】
親水性ポリマーの固定化を保存するために必要な低含水率のゲルと親水性ポリマーを溶解してネットワークの相互貫入又はもつれを可能にすることを助長する水の存在との間にバランスがある。ポリウレタン材料は、溶媒からのキャスティング等でキャスティングされても、当技術分野において公知の上の形態に押し出されてもよい。
【０２４８】
該プロセスは、好ましくは、任意選択の段階的成長重合、及びそれらの鎖延長又は架橋を含む、本明細書で前に定義された、芳香族イソシアネートモノマーと長鎖ジオール及び/又はポリオールとの重合反応を含む、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料を調製するためのプロセスであってもよく、プロセスの一部又は全部は、本明細書で前に定義された1種以上の高度に分岐した親水性ポリマーの存在下で実施される。
【０２４９】
該反応は、水性であっても非水性であってもよい。
【０２５０】
該反応は、便宜上、スキームa1において非限定的な様式で以下のように例示することができる。
【０２５１】
スキームa1
ポリウレタン材料は、本明細書で下に定義される親水性ポリマー(I)の存在下で、本明細書で前に定義されたジイソシアネートとポリオールとの段階的成長重合により得られる。
O=C=NR1N=C=O + HO-R2-OH →*  [poly CONH-R1 co- NHCO R2  O / t + poly co-Ind/ Lig] (I)
(式中、R1は、例えば、トルエン、メチレンジフェニル、パラフェニレン及びナフチルから選択される芳香族ヒドロカルビルであり;
R2は、アルキル、ポリエステル、ポリカプロラクトン、ポリエーテル及びポリカーボネートから選択され;
*は、本明細書で下に定義される高度に分岐した親水性ポリマー又は直鎖状親水性ポリマーであり及び/tは末端の又は鎖ポリマーの部分を示す)。
【０２５２】
好ましくは、該プロセスは、対応するイソシアネート末端オリゴマープレポリマーを生成する本明細書で前に定義された段階的成長重合を含み、該プレポリマーは同時に又はその後で鎖延長され又は架橋される。この反応は、便宜上、スキームa2において非限定的な様式で以下のように例示することができる。
【０２５３】
スキームa2
O=C=NR1N=C=O + HO-R2-OH →*  [prepoly CONH-R1 co- NHCO R2  O / p + poly co-Ind/ Lig] (I) →*, x  [poly CONH-R1 co- NHCO R2  O / t + poly co-Ind/ Lig ](I)
(式中、変数は、本明細書で前に及び本明細書で下に定義された通りであり
/pは、末端又は鎖プレポリマーの/tと同じであっても異なっていてもよい部分を示し;及び
本明細書で前に又は本明細書で下に定義されるように、X=架橋剤又は鎖延長剤である)。
【０２５４】
スキームa2は、2つの別の工程として又は単一の工程として実施することができ、架橋剤又は鎖延長剤xはその間絶えず存在する。
【０２５５】
重合は、任意の適当な方法を使用して実施することができ、例えば溶液重合、懸濁重合、乳化重合及びバルク重合法の全てが使用され得る。
【０２５６】
該プロセスは、必要とされるときに、ブレンド、任意選択でキャスティング又は押し出し、任意選択で発泡、及び硬化を適当に含む。好ましくは、硬化は成分の混合により開始される。
【０２５７】
接触は、当技術分野において公知の任意選択の開始剤、触媒、膨張剤又は発泡剤、界面活性剤、鎖延長剤、架橋剤等の存在下であってもよい。
【０２５８】
ポリウレタンフォームは、気泡径を制御し、崩壊を防止するために界面活性剤を使用して適当に生成される。
【０２５９】
フォームを調製することが所望される場合、プロセスは、発泡剤をin situで生成することができる。或いは又はそれに加えて、発泡剤を添加してもよい。In situで生成された発泡剤は、水とイソシアネートの反応から生成されるCO2ガスを含む。添加される発泡剤は、N2ガス並びにHFC-245fa(1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン)及びHFC-134a(1,1,1,2-テトラフルオロエタン)等の揮発性液体、並びにn-ペンタン等の炭化水素を含む。
【０２６０】
鎖延長剤(f=2)及び架橋剤(f=3以上)は、当技術分野において公知の低分子量ヒドロキシル及びアミン末端化合物から適当に選択される。架橋剤は、フォームの調製で使用される水等の架橋剤から選択することができる。
【０２６１】
ポリオールは、樹脂又は触媒、界面活性剤、鎖延長剤及び/若しくは架橋剤を組み込んだブレンドで市販されている。
【０２６２】
プロセスは、室温で又は連鎖移動速度を増大させることが所望であれば高温で実施することができる。好ましくは、プロセスは、室温から40℃までで実施される。高温は、適当には100℃を超える範囲、好ましくは、125から175℃である。
【０２６３】
生成物のポリウレタン材料、例えば[ポリCONH-R1co-NHCO R2 O/t+ポリco-lnd/Lig] (I)は、更に後処理する必要なしに反応媒体から適当に単離される。しかしながら、所望であれば、プロセスは、任意選択で、残留する固定化されていないポリマーを除去するために、水性溶媒中でポリマーをさらなる工程で洗浄又は抽出を含んでもよい。これは、親水性ポリマーが広い多様な分子量、分岐機能化等で存在して、それにより、一部のポリマーが伴われるが固定化されていない場合に、有用であり得る。好ましくは、洗浄又は抽出は、好ましくは、エタノール、水性エタノール、CH2Cl2、アセトン及びDMSOから選択される、親水性ポリマーのための任意の溶媒による。一連の溶媒浴、ニップローラー及びオーブン等の公知の技法を用いることができる。好ましい溶媒は、水性エタノールである。乾燥は、室温を超える、例えば約60℃であってもよい。
【０２６４】
プロセスを、非限定的な様式で図1に例示する。
【０２６５】
適当には、プロセスは、前の工程で本明細書で前に定義された高度に分岐した親水性ポリマーの調製を含む。
【０２６６】
高度に分岐した親水性ポリマーの調製
PNIPAM等の高度に分岐した親水性ポリマーの調製は、当技術分野において公知であり、前に挙げたポリアクリルアミド、ポリアルキルアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルエーテル、ポリビニルカプロラクタム及びそれらのコポリマーのモノマーからの調製を適当に含む。調製は、図1に例示されるように適当である。
【０２６７】
親水性ポリマーは、公知のラジカル重合プロセスにより適当に調製される。
【０２６８】
好ましくは、ポリマーは、制御されたラジカル重合により、より好ましくは、RAFT剤を用いて可逆的付加開裂連鎖移動重合(RAFT)により調製される。
【０２６９】
RAFT剤は、市販の重合性ジチオエステルから選択することができる。RAFT剤は、好ましくは、式Z-C(=S)-S-R(Z及びRは有機基である)等のジチオエート又はジチオエステルである。
【０２７０】
適当には、親水性ポリマーを調製するラジカル重合反応は、ナイルレッド等のインジケーターの存在下で実施される。これも、図1に例示する。ナイルレッドは、この手段によりポリマー分岐に所望の比及び位置で組み込まれる。
【０２７１】
プロセスは、室温で又は連鎖移動速度を増大させることが所望であれば高温で実施することができる。好ましくは、プロセスは、室温から90℃までの範囲の高温で、例えば約55から65℃で実施される。
【０２７２】
インジケーターを組み込んだこのように調製されたポリマーは、種の結合及び/又は検出のためのリガンド、例えばバンコマイシン又はポリミキシンに共有結合するための反応性末端基を導入するために、適当に更に反応させられる。反応性末端基は、N-ヒドロキシスクシンイミドとの反応により生じたスクシンイミド及びジシクロヘキシルカルボジイミドから適当に選択される。
【０２７３】
反応は、便宜上、スキームb(i)〜(iii)において非限定的な様式で以下のように例示することができる。
工程i)において、機能性インジケーターコポリマー(I)は、親水性ポリマー-インジケーター-コポリマー(II)から得られる。
【０２７４】
スキームb(i)
HBpoly co-Ind/ L1 (II) + Lig → HBpoly co-Ind/ Lig (I)
(式中、
HBpolyは、HBpolyNIPAM等の本明細書で前に定義された高度に分岐したポリマーを示し;
Indは、ナイルレッド(NR)等の本明細書で前に定義されたインジケーターであり;
co-は、polyとIndのコポリマーを示し;
L1は、スクシンイミド部分等の反応性官能基であり;
/は、1つ以上の末端部分を示し;及び
Ligは、本明細書で前に定義された機能性リガンドを表す)。
【０２７５】
好ましくは、工程ii)において、反応性親水性ポリマー-インジケーター-コポリマー(II及びII')は、親水性ポリマー-インジケーター-RAFTポリマー(III)から相互変換によって得られる。
【０２７６】
スキームb(ii)
HBpoly co-Ind/RAFT (III) → HBpoly co-Ind/L2 (II) → HBpoly co-Ind/ L1 (II’)
(式中、HBpoly、co-、Ind、/、RAFT及びL1は、本明細書で前に定義された通りであり、及び
L2は、カルボン酸部分等の反応性官能基である)。
【０２７７】
好ましくは、工程iii)において、親水性ポリマー-インジケーター-RAFTポリマー(III)は、反応性インジケーター(VI)の存在下でラジカル重合によりモノマー(IV)及びRAFT剤(V)から得られる。
【０２７８】
スキームb(iii)
mono (IV) + RAFT (V) + Ind-L3 (VI) →** HBpoly co-Ind/ RAFT (III)
(式中、Ind、HBpoly、co-及び/は本明細書で前に定義された通りであり;及び
monoは、本明細書で前に定義された親水性ポリマーを調製するための任意のモノマーであり;
RAFTは、4-ビニルベンジル-ピロールカルボジチオエート等の任意の適当なジチオエート又はジチオエステルであり;
L3は、アクリレート等の反応性官能基であり;
**は、本明細書で前に定義されたAVCA等の開始剤である)。
【０２７９】
条件は、上に記載した通りであり、当技術分野において公知である。
【０２８０】
インジケーターを鎖端部の近くに又は端部に導入することが所望であれば、スキームbの変形で、Indが工程iii)中又はその後で導入される。
【０２８１】
プロセスを、図1aにおいて非限定的な様式で更に例示する。
【０２８２】
直鎖状親水性ポリマーの調製
PNIPAM等の直鎖状親水性ポリマーの調製は当技術分野において公知であり、前に挙げたポリアクリルアミド、ポリアルキルアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルエーテル、ポリビニルカプロラクタム及びそれらのコポリマーのモノマーからの重合を適当に含む。
【０２８３】
重合は、機能性リガンドの連結剤と一緒に適当に実施される。連結剤は、直鎖状ポリマー鎖に好都合に導入された懸垂物であり、例えば、懸垂するコポリマーの形態で上のモノマーと共に導入される。
【０２８４】
連結剤は、例えばビニル安息香酸(VBA)である。
【０２８５】
重合反応のための開始剤は、存在していてもよく、適当にAVCAから選択される。
【０２８６】
直鎖状ポリマーを調製する反応は、ナイルレッド等のインジケーターの存在下で適当に実施される。したがって、ナイルレッドは、本明細書で前に定義された所望の比でポリマー鎖に沿って組み込まれ、そこに懸垂する。
【０２８７】
該プロセスは、室温で又は連鎖移動速度を増大させることが所望であれば、高温で実施することができる。好ましくは、該プロセスは、40℃から80℃までの範囲の高温で、例えば約55から65℃で実施される。
【０２８８】
インジケーター及び連結剤を組み込まれた直鎖状ポリマーは、リガンド例えばバンコマイシン又はポリミキシンへの共有結合を形成するように適当に相互変換される。相互変換は、連結剤を、N-ヒドロキシスクシンイミドとの反応により生じたスクシンイミド及びジシクロヘキシルカルボジイミドから選択される反応性基で適当に置き換える。
【０２８９】
反応は、便宜上、スキームb(i)〜(III)において非限定的な様式で以下のように例示することができる。
工程i)において、親水性ポリマー-インジケーター-リガンドコポリマー(I)が、親水性ポリマー-インジケーター-コポリマー(II)から得られる。
【０２９０】
スキームb(i)
Lpoly co-Ind - co L1 (II) + Lig → Lpoly co-Ind − co - Lig (I)
(式中、
Lpolyは、LpolyNIPAM等の本明細書で前に定義された直鎖状ポリマーを示し;
Indは、ナイルレッド(NR)等の本明細書で前に定義されたインジケーターであり;
co-は、コポリマーを示し;
L1は、スクシンイミド部分等の反応性官能基であり;及び
Ligは、本明細書で前に定義された機能性リガンドを表す)。
【０２９１】
好ましくは、工程ii)において、反応性親水性ポリマー-インジケーター-コポリマー(II)は、親水性ポリマー-インジケーター-連結剤(III)から相互変換により得られる。
【０２９２】
スキームb(ii)
Lpoly co-Ind − co- Aa (III) → Lpoly co-Ind - co L1 (II)
(式中、Lpoly、co-、Ind、及びL1は、本明細書で前に定義された通りであり;並びに
AaはVBA等の連結剤である)。
【０２９３】
好ましくは、工程iii)において、親水性ポリマー-インジケーター-連結剤(III)は、モノマー(IV)及び連結剤(V)から反応性インジケーター(VI)の存在下における重合により得られる。
【０２９４】
スキームb(iii)
mono (IV) + Aa (V) + Ind-L3 (VI) →** Lpoly co-Ind/ Aa (III)
(式中、Ind、Lpoly、Aa、co-は、本明細書で前に定義された通りであり;及び
monoは、本明細書で前に定義された親水性ポリマーを調製するための任意のモノマーであり;
Aaは、VBA等の任意の適当な連結剤であり;
L3は、アクリレート等の反応性官能基であり;
**は、本明細書で前に定義されたAVCA等の開始剤である)。
【０２９５】
条件は、上で記載した通りであり、当技術分野において公知である。
【０２９６】
スキームbの変形で、インジケーターを鎖端部の近く又はそこに導入することが所望であれば、Indは、工程iii)中に又はその後で導入される。
【０２９７】
プロセスを、図1bにおいて非限定的な様式で例示する。
【０２９８】
多くのクラスの親水性ポリマーを製作することができる。
I.懸垂するインジケーターを有する直鎖状ポリマー。
II.ポリマーのいたるところで懸垂するインジケーターを有する高度に分岐したポリマー。
III.内部の鎖セグメントにインジケーターを有する高度に分岐したポリマー。
IV.外側の直鎖状セグメントにインジケーターを有する高度に分岐したポリマー。
V.外側の分岐したセグメントにインジケーターを有する高度に分岐したポリマー。
VI.鎖端部に連結されたインジケーターを有する高度に分岐したポリマー。
インジケーターは、好ましくは、ナイルレッド及びナイルブルーから選択される。
【０２９９】
ここで、各クラスは、ポリマー鎖を通して異なった位置におけるインジケーターの存在を示し、このインジケーターは、ポリマーのその部分全域に特異的な環境を示すために使用することができる。クラスVIに存在するナイルブルーは、他のクラスでもナイルレッドに代わる物として同じように使用することができる。
【０３００】
直鎖状ポリマー(クラスI)は、NIPAM、ナイルレッドアクリレート及びビニル安息香酸を共重合することにより調製した。次に、カルボン酸基をN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)エステルを介するバンコマイシン(pH9)との反応により改変(修飾)した。高度に分岐したポリマーは、図1.3に例示した技法の改変を使用して製作した。これらのクラスIIポリマーは、NIPAM、ナイルレッドアクリレート及び4-ビニルベンジル-ピロールカルボジチオエート(VBP)を共重合し、続いて末端基をカルボン酸に改変して、次にバンコマイシンを、NHSエステルを介して、末端基にコンジュゲートすることにより調製した。
【０３０１】
クラスIII、IV及びVのポリマーは、HB-PNIPAMの段階的鎖延長により調製した。即ち、工程1において、クラスIIの重合と同様な重合を実施して、次に工程2において、第2のモノマー供給物をSCVP-RAFTプロセスで製作されるジチオエート鎖端部への移動により重合した。クラスIIIのポリマーでは、ナイルレッドアクリレートは第1の工程に含まれ、第2の工程には含まれず、クラスIVのポリマーは分岐モノマー(VBP)のナイルレッドアクリレートを第2工程の重合でのみ含み、並びにクラスVでは第2の工程でモノマー供給物がナイルレッドアクリレート、NIPAM及びVBPを含んだ。
【０３０２】
クラスVIのポリマーは、NHSカップリング反応を介してナイルブルーをスクシンイミドポリマー鎖端部に連結することにより作製した。
【０３０３】
デバイスの製造方法
さらなる態様において、本発明は、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料又は種を指示するポリウレタン材料等のポリウレタン材料を含むデバイスを製造するための方法であって、前記材料を用意することと、任意選択で公知の様式で滅菌してそれを成形することとを含む、方法を含む。
【０３０４】
治療方法
さらなる態様において、対象又は部位に関して、種又は刺激を検出又はモニターするための方法であって、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料若しくは種を指示するポリウレタン材料等のポリウレタン材料又はデバイスを対象又は部位に適用することと、指示又は刺激の変化又は刺激応答又は種との相互作用又は結合を、例えばインジケーターで直接又はリガンドによる種の結合の結果として間接的にモニターすることとを含む、方法が提供される。
【０３０５】
モニタリングは、材料を、例えば、インジケーターにより直接モニターすることを含んでもよい。
【０３０６】
或いは、モニタリングは、例えばインジケーターを用いて、材料をスキャニングするか又はそれとインターフェイスするためのデバイスにおける光学的又はデジタル読み取り又はシグナルにより間接的に材料をモニターすることを含む。
【０３０７】
好ましくは、該方法は、対象又は部位における又はそれらに関して微生物を検出する方法であって、本明細書で前に定義された刺激応答性ポリウレタン材料若しくは種を指示するポリウレタン材料等のポリウレタン材料又はデバイスを対象又は部位に適用することと、刺激の変化又は微生物結合事象により開始された刺激応答又は種の検出若しくは感知についてモニターすることとを含む方法である。微生物は細菌、真菌及び酵母から選択される。
【０３０８】
さらなる態様において、それを必要とする対象の治療のための方法であって、刺激応答性ポリウレタン材料若しくは種を指示するポリウレタン材料等のポリウレタン材料又は本明細書で前に定義されたデバイスを対象に適用することと、刺激の変化又は刺激応答又は種若しくは刺激の感知若しくは検出についてモニターすることとを含む方法が提供される。
【０３０９】
好ましくは、該方法は、創傷が微生物の汚染に罹りやすい又は微生物で汚染されている疑いがある、それを必要とする対象における創傷の治療のためのものであって、モニタリングは、微生物結合事象により誘発された刺激応答に対するものである、又はモニタリングは、例えばインジケーターで直接若しくはリガンドによる種の結合の結果として間接的な、種との相互作用若しくは結合に対するものである。
【０３１０】
適当には、該方法は、微生物応答性ポリウレタン材料を検査又はスキャニングして細菌の結合又は近接を決定することを含む。
【０３１１】
本明細書の記載及び特許請求の範囲を通して、「含む(comprise)」及び「含有する(contain)」という語及びそれらの語の変形、例えば「含んでいる(comprising)」及び「含む(comprises)」は、「を含むがそれらに限定されない」を意味し、他の部分、添加剤、成分、整数又は工程を排除することは意図されない(及び排除しない)。
【０３１２】
本明細書の記載及び特許請求の範囲を通して、文脈上別段要求されない限り、単数は複数を包含する。特に、不定冠詞が使用される場合、文脈上別段要求されない限り、本明細書は単数と同様に複数を考慮すると理解されるべきである。
【０３１３】
ここで、本発明を、以下の実施例及び図によって非限定的な様式で例示する。
【実施例】
【０３１４】
以下の実施例において、表記/はコポリマーを示し、末端の機能性の指示ではない。
【０３１５】
1.親水性(高度に分岐した(HB)、直鎖状(L)又は延長された(組み合わされた分岐比即ち、組み合わされたHB/L))のコポリマーを、ポリマー鎖に沿って重合して色素(ナイルレッド、ダンシルその他)の標識を組み込み、並びに分岐の末端又は直鎖状の末端を抗生物質バンコマイシン及び/又はポリミキシンで機能化することにより機能化した。
【０３１６】
2.次に、親水性(高度に分岐した、直鎖状の、又は延長された)ポリマーを、ポリウレタンプレポリマー(ポリオール及びイソシアネート)と、段階的成長重合条件下で発泡させながら混合した。
【０３１７】
3.それに続く抽出の検討を、親水性ポリマーが浸出するか、又はこのようにして形成されたPUフォームから実際に抽出され得るかを決定するために実施した。ナイルレッド標識は、ポリウレタンフォーム及び該フォームから単離された抽出洗浄物に関してHBポリマーの可視化を容易にした。
【０３１８】
1.高度に分岐したコポリマー及び高度に分岐して延長されたコポリマーの合成
1.1 4-ビニルベンジル-ピロールカルボジチオエート(RAFT剤)の合成
水素化ナトリウム(11.92g)を乾燥した500mlの3口丸底フラスコに160mlのDMFと一緒に加えた。10mlのDMF中のピロール(20g)を急速に撹拌しながら混合物に30分間かけて加えた。混合物を更に30分間撹拌して、次に氷浴で0℃に冷却した。10mlのDMF中の二硫化炭素(18ml)を10分間かけて滴下添加して、溶液を30分間撹拌して次に0℃に冷却した。10mlのDMF中の4-ビニル安息香酸(45.48g)を20分間かけて滴下添加して、混合物を終夜室温で撹拌した。混合物を2つに分けて分液漏斗に移し、80mlのジエチルエーテル及び80mlの水を加えた。有機層を回収して、水性層をエーテルで3回抽出した。このプロセスを他の半分にも繰り返し、エーテル抽出物を合わせて硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒をロータリーエバポレーションにより除去すると赤色/褐色の油が得られた。溶離剤として石油精40〜60℃を使用して、粗RAFT剤をカラムクロマトグラフィーにより精製した。溶媒をロータリーエバポレーションにより除去すると明黄色の油が得られたが、それは室温付近で固化する。収率は通常およそ50〜60%であった。
【０３１９】
1.2 ナイルレッドアクリレートの合成
(5-ジエチルアミノ)-2-ニトロソフェノール塩酸塩
3-ジエチルアミノフェノール(5g)を濃HCl(11ml)と水(6ml)の混合物中に溶解して氷上で冷却した。水(35ml)中の亜硝酸ナトリウム(2.1g)の溶液を1時間かけて滴下添加して、生じたスラリーを氷上で更に2時間撹拌した。粗生成物を沸騰するエタノールに溶解してジエチルエーテルで再結晶すると黄色/橙色の固体が得られた(3.7g、50%収率)。質量分析法  実測値m/z=195、計算値195。
【０３２０】
9-ジエチルアミノ-2-ヒドロキシ-5H-ベンゾ[R]フェノキサジン-5-オンヒドロキシナイルレッド
5-ジエチルアミノ-2-ニトロソフェノール塩酸塩(1.5g)及び1,6-ジヒドロキシナフタレン(1.05g)をDMF(180ml)に溶解して7時間還流させた。溶媒を除去して残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(石油精:酢酸エチル20%〜100%)により精製して0.52g(20%)の暗青色の固体を得た。1H NMR in DMSO d6 : d = 10.4 (1H, s), 7.95 (1H, d), 7.88 (1H, d), 7.6 (1H, d), 7.08 (1H, d), 6.8 (1H, d), 6.6 (1H, d), 6.15 (1H,s), 3.5 (4H, q), 1.18 (6H, t). 質量分析 実測値 m/z = 335, 予想値 335.
【０３２１】
ナイルレッドアクリレート
ヒドロキシナイル(0.5g)をジクロロメタン(140ml)に溶解してトリエチルアミン(870ml)及び塩化アクリロイル(500ml)を加えた。該溶液を室温で7時間撹拌した。溶媒を除去して、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(石油精:酢酸エチル(2:1))により精製して0.2g(34%)を得た。1H NMR in DMSO d6 : d = 8.3 (1H, d), 8.2 (1H, d), 7.6 (1H, d), 7.5 (1H, d), 6.85 (1H, d), 6.75 (1H, d), 6.6 (1H, d), 6.5 (1H, q), 6.3(1H, s), 6.2 (1H, d), 3.5 (4H, q), 1.2 (6H, t). 質量分析 実測値 m/z = 389, 予想値 389.
【０３２２】
1.3 RAFT重合による高度に分岐したポリN-イソプロピルアクリルアミド
HB-PNIPAMを異なった程度の分岐で、以下のように調製した。
1.3.1 15:1のNIPAM:RAFT剤、ナイルレッドコポリマー
50mlのジオキサンに溶解した10gのN-イソプロピルアクリルアミド、1.53gのRAFT剤(上の1.1)、1.65gの4,4'-アゾビス(4-シアノ吉草酸)(ACVA、開始剤)、0.02gのナイルレッドアクリレートを、ガラスアンプルに加えた。脱気後、アンプルを溶封して60℃の水浴に48時間置いた。ポリマーがジエチルエーテル中への沈殿により得られ、濾過してピンク色の粉末を得た。
【０３２３】
1.3.2 25:1 NIPAM:RAFT剤、ナイルレッドコポリマー(0.2%及び0.4%ナイルレッド)
50mlのジオキサンに溶解した10gのN-イソプロピルアクリルアミド、0.91gのRAFT剤、0.99gのACVA、0.02gのナイルレッドアクリレートを、ガラスアンプルに加えた。脱気後アンプルを溶封して60℃の水浴に48時間置いた。ポリマーがジエチルエーテル中への沈殿により得られ、濾過してピンク色の粉末を得た。
【０３２４】
対応するコポリマー1.3.2.1を、同じ様式で0.04gのナイルレッドアクリレートを使用して調製した。
【０３２５】
1.3.3 45:1 NIPAM:RAFT剤、ナイルレッドコポリマー
50mlのジオキサンに溶解した10gのN-イソプロピルアクリルアミド、1.53gのRAFT剤、1.65gのACVA、0.02gのナイルレッドアクリレートを、ガラスアンプルに加えた。脱気後アンプルを溶封して60℃の水浴に48時間置いた。ポリマーがジエチルエーテル中への沈殿により得られ、濾過してピンク色の粉末を得た。
【０３２６】
1.3.4 高度に分岐して延長されたコポリマーの合成
1.3.4.1 15:1 NIPAM:RAFT剤がコア、15:1 NIPAM:RAFT剤ナイルレッドが外側の延長されたコポリマー
外側だけにナイルレッドを有する対応するコポリマーを、ナイルレッドを使用しないことにより改変された上の1.3.1の方法を使用して得られた5gの15:1 NIPAM:RAFTコポリマーと、5gのN-イソプロピルアクリルアミド、0.77gのRAFT剤及び0.83gのACVA、及び0.01gのナイルレッドとを組み合わせて調製した。
【０３２７】
1.3.4.2 25:1 NIPAM:RAFT剤がコア、25:1 NIPAM:RAFT剤ナイルレッドが外側のコポリマー
外側だけにナイルレッドを有する対応するコポリマーを、ナイルレッドを使用しないことにより改変された上の1.3.2の方法を使用して得られた5gの25:1 NIPAM:RAFTポリマーと、5gのNIPAM、0.45gのRAFT剤、0.5gのACVA及び0.01gナイルレッドアクリレートとを組み合わせて調製した。
【０３２８】
1.3.5 異なる色素を用いるコポリマーの合成
1.3.5.1 NIPAM:RAFT剤、ダンシルコポリマー
ダンシルを有する対応するコポリマーを、ナイルレッドアクリレートの代わりにダンシルアクリルアミドを使用して、上の方法と同様にして調製した。
【０３２９】
1.3.6 異なるモノマーを用いるコポリマーの合成
1.3.6.1 25:1 EPAM:RAFT剤、ナイルレッドコポリマー
エチルアクリルアミドモノマーを有する対応するコポリマーを、n-イソプロピルアクリルアミドの代わりにエチルアクリルアミドを使用して上の方法(1.3.2)と同様にして調製した。
【０３３０】
1.3.6.2 25:1(EPAM/NIPAM 50/50):RAFT剤、ナイルレッドコポリマー
エチルアクリルアミドモノマーを有する対応するコポリマーを、n-イソプロピルアクリルアミドの代わりにエチルアクリルアミドを使用して、上の方法(1.3.2)と同様にして調製した。
【０３３１】
1.4 直鎖状コポリマー及び延長された直鎖状コポリマーの合成
1.4.1 直鎖状ポリマー;N-イソプロピルアクリルアミドとビニル安息香酸のコポリマー及びナイルレッド
37mlのジオキサン、7.5mlのジメチルホルムアミドに溶解した6gのN-イソプロピルアクリルアミド、0.31gのビニル安息香酸、0.155gのACVA、0.012gのナイルレッドアクリレートを、ガラスアンプルに加えた。脱気後アンプルを溶封して60℃の水浴に48時間置いた。ポリマーがジエチルエーテル中への沈殿により得られ、濾過してピンク色の粉末を得た。
【０３３２】
1.4.2 25:1 NIPAM:RAFT剤がコア、直鎖状のナイルレッドが外側の延長されたコポリマー
分岐したコアと外側にだけナイルレッドを含む直鎖状の外側とを有する対応するコポリマーを、ナイルレッドを使用しないことにより改変された上の1.3.2の方法を使用して得られた6gの25:1 NIPAM:RAFTポリマーと、6gのNIPAM、0.31gのビニル安息香酸、0.155gのACVA及び0.012gナイルレッドアクリレートとを組み合わせて、上の1.4.1の方法を使用して調製した。
【０３３３】
1.5 バンコマイシンのポリマーへの連結
1.5.1 15:1のポリマーへの連結
鎖端部のカルボン酸への変換
3gのRAFTポリマーを25mlのDMFに溶解して65℃に加熱した。ACVAを72時間にわって3回加え(各回10g)、その時間の後、ポリマーをジエチルエーテル中への沈殿により回収して更に限外濾過により精製した。ロータリーエバポレーション後、赤色の固体が得られた。
【０３３４】
鎖端部のスクシンイミドへの変換
1.5gのカルボン酸末端のポリマーを20mlのDMFに溶解した。5mlのDMF中の0.4225gのN-ヒドロキシスクシンイミド及び0.453gのジシクロヘキシルカルボジイミドを加えて、該溶液を24時間撹拌し、その後ポリマーをジエチルエーテル中で沈殿させて限外濾過した。ロータリーエバポレーション後、赤色の固体が得られた。
【０３３５】
バンコマイシンの連結
200mgのスクシンイミド誘導体化ポリマーを10mlの水に氷上で溶解して、5mlの水に溶解した120mgのバンコマイシン、5mlのリン酸緩衝生理食塩水(pH8.5)を加えて、pHを10に調節した。4℃で48時間後、ポリマーを限外濾過により精製し、凍結乾燥してピンク色の固体を得た。
【０３３６】
1.5.2 25:1のポリマーへの連結
鎖端部のカルボン酸への変換
3gのRAFTポリマーを25mlのDMFに溶解して65℃に加熱した。ACVAを72時間にわって3回加えて(各回5.9g)、その時間の後ポリマーをジエチルエーテル中への沈殿により回収して、限外濾過により更に精製した。ロータリーエバポレーション後、赤色の固体が得られた。
【０３３７】
鎖端部のスクシンイミドへの変換
1.5gのカルボン酸末端のポリマーを20mlのDMFに溶解した。5mlのDMF中の0.255gのN-ヒドロキシスクシンイミド及び0.453gのジシクロヘキシルカルボジイミドを加えて、該溶液を24時間撹拌し、その後ポリマーをジエチルエーテル中で沈殿させて限外濾過した。ロータリーエバポレーション後、赤色の固体が得られた。
【０３３８】
バンコマイシンの連結
250mgのスクシンイミド誘導体化ポリマーを10mlの水に氷上で溶解して、5mlの水に溶解された100mgのバンコマイシン、5mlのリン酸緩衝生理食塩水(pH8.5)を加えて、pHを10に調節した。4℃で48時間後、ポリマーを限外濾過により精製し、凍結乾燥してピンク色の固体を得た。
【０３３９】
1.5.3 45:1のポリマーへの連結
鎖端部のカルボン酸への変換
3gのRAFTポリマーを25mlのDMFに溶解して65℃に加熱した。ACVAを72時間にわって3回加えて(各回3.24g)、その時間の後、ポリマーをジエチルエーテル中への沈殿により回収して、限外濾過により更に精製した。ロータリーエバポレーション後、赤色の固体が得られた。
【０３４０】
鎖端部のスクシンイミドへの変換
1gのカルボン酸末端のポリマーを15mlのDMFに溶解した。5mlのDMF中の0.094gのN-ヒドロキシスクシンイミド及び0.1.66gのジシクロヘキシルカルボジイミドを加えて、該溶液を24時間撹拌し、その後ポリマーをジエチルエーテル中で沈殿させて限外濾過した。ロータリーエバポレーション後、赤色の固体が得られた。
【０３４１】
バンコマイシンの連結
250mgのスクシンイミド誘導体化ポリマーを10mlの水に氷上で溶解して、5mlの水に溶解された112mgのバンコマイシン、5mlのリン酸緩衝生理食塩水(pH8.5)を加えてpHを10に調節した。4℃で48時間後、ポリマーを限外濾過により精製し、凍結乾燥してピンク色の固体を得た。
【０３４２】
1.5.4 直鎖状ポリNIPAM-co-VBAへの連結
カルボン酸基のスクシンイミドへの変換
1.5gのポリマーを20mlのDMFに溶解した。5mlのDMF中の0.255gのN-ヒドロキシスクシンイミド及び0.453gのジシクロヘキシルカルボジイミドを加えて、該溶液を24時間撹拌し、その後ポリマーをジエチルエーテルで沈殿させて限外濾過した。ロータリーエバポレーション後、赤色の固体が得られた。
【０３４３】
バンコマイシンの連結
300mgのスクシンイミド誘導体化ポリマーを10mlの水に氷上で溶解して、5mlの水に溶解した135mgのバンコマイシン、5mlのリン酸緩衝生理食塩水(pH8.5)を加えて、pHを10に調節した。4℃で48時間後、ポリマーを限外濾過により精製し、凍結乾燥してピンク色の固体を得た。
【０３４４】
1.5.5 延長されたコポリマーへの異なる色素を用いた連結
1.5.5.1 15:1 NIPAM:RAFT剤がコア、15:1 NIPAM:RAFT剤ナイルレッドが外側のコポリマー
コポリマー1.3.4.1を、バンコマイシンを用いて上のコポリマー1.5.1と同じ方法で誘導体化して、バンコマイシンの鎖端部を得た。
【０３４５】
1.5.5.2 25:1 NIPAM:RAFT剤がコア、25:1 NIPAM:RAFT剤ナイルレッドが外側のコポリマー
コポリマー1.3.4.2を、バンコマイシンを用いて上のコポリマー1.5.2と同じ方法で誘導体化して、バンコマイシンの鎖端部を得た。
【０３４６】
1.5.5.3 25:1 NIPAM:RAFT剤がコア、直鎖状のナイルレッドが外側の延長されたコポリマー
コポリマー1.4.2.を、バンコマイシンを用いて上のコポリマー1.5.4と同じ方法で誘導体化してバンコマイシンの鎖端部を得た。
【０３４７】
1.5.6 コポリマーへの異なる色素を用いた連結
1.5.6.1 NIPAM:RAFT剤、ダンシルコポリマー
コポリマー1.3.5.1を、バンコマイシンを用いて上のコポリマー1.5と同じ方法で誘導体化してバンコマイシンの鎖端部を得た。
【０３４８】
1.5.7 コポリマーへの異なるモノマーを用いた連結
1.5.7.1 25:1 EPAM:RAFT剤、ナイルレッドコポリマー
コポリマー1.3.6.1を、バンコマイシンを用いて上のコポリマー1.5.2と同じ方法で誘導体化してバンコマイシンの鎖端部を得た。
【０３４９】
1.5.7.2 25:1(EPAM/NIPAM 50/50):RAFT剤、ナイルレッドコポリマー
コポリマー1.3.6.2を、バンコマイシンを用いて上のコポリマー1.5.2と同じ方法で誘導体化してバンコマイシンの鎖端部を得た。
【０３５０】
1.6.ポリミキシンのポリマーへの連結
硫酸ポリミキシンBの改変
200mgの塩化フルオロメチルオキシカルボニルFMOC(200mg)を5mlの1M炭酸ナトリウム溶液に加えて、10mlの水に溶解した500mgの硫酸ポリミキシンBと混合し、24時間撹拌した。生じた固体を濾過して水で洗浄してから乾燥した。20mlのTRIS緩衝液中の200mgのFMOC-ポリミキシンを8mlのリン酸緩衝生理食塩水(pH8)中の8mgのポリミキシンアシラーゼと混合して終夜撹拌した。生成物を濾過して水で洗浄した。
【０３５１】
スクシンイミド誘導体化鎖端部を有する超分岐ポリマーへのポリミキシンの連結
1.6.1 25:1のポリマーへの連結
300mgのポリマーを5mlのDMFに溶解した。100mgの誘導体化ポリミキシンを加えて、該溶液を48時間撹拌した。該溶液を100mlの水中に10mlの20%ピペリジン水溶液と一緒に注ぎ入れ、FMOC保護基を切断した。ポリマーを限外濾過により精製し、凍結乾燥してピンク色の固体を得た。
【０３５２】
1.6.2 45:1のポリマーへの連結
250mgのポリマーを5mlのDMFに溶解した。75mgの誘導体化ポリミキシンを加えて、該溶液を48時間撹拌した。該溶液を100mlの水中に9mlの20%ピペリジン水溶液と一緒に注ぎ入れ、FMOC保護基を切断した。ポリマーを限外濾過により精製し、凍結乾燥してピンク色の固体を得た。
【０３５３】
1.6.3 FMOCなしの連結
連結をFMOC保護なしで、低pHの希薄な条件下に実施した。
【０３５４】
2.ポリウレタン材料における合成されたコポリマーの固定化
2.1 HBPNIPAM/バンコマイシン/ナイルレッドが固定化されたPUフォームの生成
材料
PNIPAM/ナイルレッド/van(上の1.5)
Hypol 2002(イソシアネート溶液):バッチ番号21.8.12(Smith & Nephew社)
Brij溶液:バッチ番号21.8.12(Smith & Nephew社)
THF:バッチ番号STBD2989V(Sigma社)
【０３５５】
2.1.1方法
工程1.Hypol 2002(バッチ番号21.8.1、38℃で保存、10g)を小さい60mlのプラスチック容器中に秤量して、PNIPAM/ナイルレッドポリマー(0.5g、粉末又はTHF5mlに溶解)を加えて、徹底的に混合してから、インキュベーター中に約5分間置いた。
【０３５６】
工程2.水性相(Brij溶液)を、小さい60mlのプラスチックポット中に秤量した(8.5g)。
【０３５７】
工程3.Hypol/ポリマーミックスをインキュベーターから取り出して、水性相を直ちに加えて、該混合物を、急速にスパチュラで、2相がクリーム状のエマルションとなるまで(約10〜15秒間)撹拌した。
【０３５８】
工程4.該エマルションを清潔な60mlの容器に注ぎ入れ発泡させた。
【０３５９】
工程5.約15分後、フォームが硬化して粘着性のない弾性のフォームになったら、それを容器から取り出して40〜50℃で終夜20mbarに設定された真空オーブン中で乾燥した。
【０３６０】
2.1.2 方法
方法2.1.1の工程1〜5を以下のように調節して続けた。
工程1.Hypol(5g)をインキュベーター中に入れた。
【０３６１】
工程2.Brij(5g)、PEG3400(40mg)及びPNIPAM/ナイルレッドバンコマイシンコポリマー(0.25g)を一緒に混合して冷蔵庫に入れて冷却した。
【０３６２】
方法2.1.1のような工程3〜5
上の方法の工程1から5を、以下の量のHB-PNIPAM試料ポリマー、Hypol及び水性相を使用して繰り返した。
【０３６３】
【表２】
2017523280.tif 000004
【０３６４】
全ての場合及び全ての後で行う固定化において、コポリマーを発泡反応に影響を与えずに組み込んだ。優れた品質のフォームが均一なピンク色又は(2.1.1.6-ダンシル)クリーム色で得られて、色素がフォーム中に均一に分散されたことを示した。
【０３６５】
2.2 HBPNIPAM/バンコマイシン/ナイルレッドが固定化されたPUフィルムの生成
材料
HBPNIPAM/ナイルレッド/van(上の1.5)
Hypol 2002(イソシアネート溶液):バッチ番号857370 (Smith & Nephew社)
THF (Sigma Aldrich社、バッチ番号STBB0055H9)
オクタン酸スズ  Sigma Aldrich社  バッチ番号SLBC8056V
ブタンジオール  Sigma Aldrich社  バッチ番号STBF1852V
【０３６６】
2.2.1 方法
工程1.Hypol(5g)を取り扱いやすくするために40℃に加熱して、オクタン酸スズ(0.5ml)をTHF(40ml)に溶解した。THF(10ml)中のブタンジオール(0.227g)を加えて、該溶液を5時間還流させた。
【０３６７】
工程2.HBPNIPAM/ナイルレッドポリマー(0.5g、水/THF(1ml/2ml)中に溶解)をHYPOL/ブタンジオール溶液に加えて更に1時間還流させた。
【０３６８】
工程3.Hypol/ポリマー溶液を冷却させた。
【０３６９】
工程4.冷却されたHypol/ポリマー溶液をシリコーン処理された剥離紙上に注いだ。
【０３７０】
工程5.溶媒を蒸発させた。生じたフィルムを、確立された手順を使用して洗浄した。
【０３７１】
2.2.1 結果
ピンク色に着色したフィルムが得られた。更に抽出すると透明な洗浄液が生じて、PNIPAMがフィルムに首尾良く固定化されたことが示された。
【０３７２】
2.3 HBPNIPAM/バンコマイシン/ナイルレッドが固定化されたPUキセロゲル接着剤の生成
材料
上の2.2と同様。
【０３７３】
2.3.1方法
予備工程1.プレポリマーの生成:1:1のポリオキシエチレンのポリオキシプロピレン残基に対する比及び4095の分子量を有するポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンジオールモノブチルエーテル(300g、OH価に基づいて0.073モル)とポリマーメチレンジフェニルジイソシアネート(37.21g、0.266モル、-NCO官能価2.7)とを、2.5のNCO/OH比で、オーバーヘッドスターラーを取り付けた700cm3のセパラブルフラスコ中で一緒に混合しした。
【０３７４】
フラスコを、90℃の温度に設定された水浴で加熱した。
【０３７５】
ジブチルスズジラウレート(0.2%質量/質量)を含む触媒を加えた。混合物を90℃で2時間撹拌した。
【０３７６】
このように形成されたプレポリマーを冷却させた。プレポリマーは黄金色の粘稠な液体であったが、それは使用する準備ができるまで蓋をしたボトルで保存することができる。
【０３７７】
プレポリマーは、1.98%のイソシアネート含有率を有することがわかった。
【０３７８】
工程1.HBPNIPAM/ナイルレッドポリマーを予備工程1からのプレポリマーに溶解して、方法2.1.1のHYPOLの代わりに使用した。
【０３７９】
方法2.1.1の工程2〜3及び方法2.2.1の工程4〜5を以下のように調節して続けた。
方法2.1.1の工程2。Brij溶液の代わりにグリコールを使用した。プレポリマーのポーション及び全ての利用可能なイソシアネートと反応し得るグリコールの計算量を、室温で均一になるまで混合する。
【０３８０】
工程3  方法2.1.1と同様。
【０３８１】
工程4  方法2.2.1と同様。プレポリマーPNIPAMジエチレングリコールを、次にシリコーン剥離紙上に単位面積当たりの質量280g/smで広げて90℃で硬化させて接着剤の塊を得た。
【０３８２】
工程5  方法2.2.1と同様。接着剤の塊は、完全に水和されたときには、85質量%の水を含有する。
【０３８３】
熱可塑性ポリエーテルポリウレタンのプレキャストフィルムは、接着剤の塊上に移して被覆することができ、そのように形成された積層のストリップは断片に切られて、それは接着性ドレッシングに適しており、防菌性及び耐水性の包装に包装されて放射線照射により滅菌される。
【０３８４】
2.3.2 方法
工程1  ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレングリコールを、Desmodur N100、本質的に三官能性の無溶媒の脂肪族ポリイソシアネートと、2:1のモル比で反応させて、プレポリマーを形成させることを除いて、方法2.3.1と同様。
【０３８５】
3.固定化及び抽出の検討;親水性応答及び滅菌
目的:この実施例は、ポリウレタンネットワーク中における分岐したポリマーの固定化を示す。固定化された分岐したポリマーの疎水性応答は、異なった溶液におけるナイルレッド着色の変化により裏付けられるように維持された。5回の洗浄は、残留する結合していないポリマーを除去するのに効果的なことがわかった。フォーム中に固定化されたHBPNIPAMポリマー(例えば、ALLEVYNフォーム)を水性EtOH及び純EtOHの洗浄物のUV及び編集したピーク波長を分析した。
【０３８６】
(実施例3.1)溶媒抽出水性エタノール
上の方法により製作された3種のポリマーを、発泡プロセス中にフォームに組み込んだ。次に、これらのフォームを洗浄して洗浄溶液を分析し、いずれかのポリマーがフォームから浸出したかを決定した。フォームは、異なった親水性環境でも試験してフォームに対する疎水性の効果を決定した。
【０３８７】
試料
3.1.1 RAFT剤が依然として連結されているHBPNIPAM/ナイルレッドコポリマー固定化PUフォーム
3.1.2 RAFT剤が除去されてカルボキシル官能性を生じた、蛍光性タグを含有するHBPNIPAMポリマー固定化PUフォーム
3.1.3 RAFT剤が除去されてカルボキシル官能性を生じたHBPNIPAMポリマー固定化PUフォーム
ポリマーフォームの水性/エタノール抽出物
1.各フォームの試料(0.5g)をプラスチック容器(60ml)に入れて、5%水性エタノール(20ml)を加えた。
2.該混合物をオービタルシェーカーを使用して撹拌し、2時間放置した。
3.該フォームを該液体から取り出してできるだけ多くの溶液を絞り出した。
4.抽出された溶液を、次にUVスペクトル分析を使用して試験し、以下の試料を分析した。
対照フォームを作製して、ポリマーフォームに加えて洗浄した。対照フォームからの洗浄剤のUVスペクトルは、標準フォームから洗い流された何らかの残留物の指示を与え、ポリマーフォームの洗浄剤のスペクトルと何らかの差が見られるかを決定するために使用することができる。該UVスペクトルは5%水性エタノールを使用して実施された洗浄剤1及び2並びにエタノールで実施された洗浄剤を示した。対照フォームについての3種のスペクトルは、全て284.49nmと285.48nmの間に最大ピークを有し、それ故、これらの条件下で洗浄された任意のフォームについてこの領域に又はその近くにあるピークが予想された。
【０３８８】
該ポリマーは、フォーム中に首尾良く固定化されて、少量だけが洗い流されたと思われる。ポリマー1.3.2及び1.3.3も、フォーム中に首尾良く固定化されて、UVスペクトルからわかるように、これらの少量だけが洗い流された。
【０３８９】
結果  ナイルレッドポリマー及びナイルレッドポリマーフォームの疎水性及び親水性応答
ナイルレッドポリマー試料3.1.1を、脱イオン水及びTHF中に入れて、ポリマーが疎水性に応答する2通りの異なった環境を与えた。水中のナイルレッドは、紫色/ピンク色の着色を有することにより応答し、THF中のナイルレッドは、ピンク色/橙色の僅かに蛍光性の溶液を生じた。これは、ナイルレッドはNIPAMと共重合されているが、疎水性の程度の変化に依然として反応することを示す。ポリマーをエタノール及びアセトンに入れても疎水性の異なった程度で色スペクトルを示し、エタノールは疎水性が最も小さく、THFは最も疎水性の環境であった。これは図3.1(a)で見ることができる。
【０３９０】
フォーム3.1.1を水及びTHFの両方に入れて、フォームのこれらの断片の像を図3.1(b)で見ることができる。水中のフォームは紫色/青色を有し、THF中のフォームはピンク色/橙色を有して、ナイルレッドポリマーが、フォーム中に組み込まれ/固定化されたときに、異なった疎水性環境に依然として反応性であることを示す。
【０３９１】
(実施例3.2)フォームの固定化
試料
3.2.1 HBPNIPAM/バンコマイシン/NRコポリマーが固定化されたフォーム
Allevyn/HBPNIPAM NRバンコマイシンの水性EtOH洗浄液のUVは、バンコマイシンで機能化されたポリマーの固定化を示した。5通りの洗浄液は、残留する結合されていないポリマーを除去するのに効果的であることが見出された(標準的プロトコル)。
【０３９２】
(実施例3.3)溶媒抽出水性エタノール
HBPNIPAM/バンコマイシンコポリマー及びHBPNIPAM/ポリミキシンコポリマーがAllevyn型フォーム中に固定化されたどうかの決定を、IR分析によって決定した。
【０３９３】
1 方法
試料3.3.1 HBPNIPAM/バンコマイシンコポリマー
1. Hypol(5.13g)をプラスチックの100mlビーカー中に秤量し、HBPNIPAM/バンコマイシンコポリマー(0.25g)を加えて、それらを徹底的に一緒に混合しした。
2. 該混合物を、その温度が38℃に達するようなインキュベーターに入れた。
3. 該ミックスが38℃になったら、Brij懸濁液(4.25g、5℃で)を加えて、混合物全体を激しく5〜6秒間撹拌してから新鮮なビーカーに注ぎ入れ膨れ上がらせた。
4. 約10分後にフォームは硬化しており、ビーカーから取り出して、オーブン中で終夜乾燥させた(50℃、48時間)。
試料3.3.2 HBPNIPAM/ポリミキシンコポリマー
方法は上で詳細に述べた通りである。以下の量を使用した。
【０３９４】
HBPNIPAM/ポリミキシンコポリマー  0.26g
Hypol 5.12g
Brij懸濁液  4.25g
両フォームの徹底的洗浄を、標準的プロトコルの場合のように実施した。
【０３９５】
2種の異なったフォームのIR結果を、3.3.1及び3.3.2について対照フォーム及び参照のスペクトルと比較した。HBPNIPAM/バンコマイシンコポリマーフォームのIRスペクトルは、標準フォームとの差が少ししかないことがわかった。波長数1650及び1375cm-1において、HBPNIPAM/バンコマイシンコポリマーフォームにいくつかの追加のピークが現れ、これらはHBPNIPAM/バンコマイシンコポリマーのIR参照からのピークと同様な位置にあり得る。このことは、HBPNIPAM/バンコマイシンコポリマーがフォーム内に封入されたことを示唆し得る。プロットを重ねるとHBPNIPAM/バンコマイシンコポリマーフォームのIRがフォーム参照のIRにより差し引かれて示され;HBPNIPAM/バンコマイシンコポリマー参照と比較されたときに、一部のHBPNIPAM/バンコマイシンコポリマーがフォーム内に封入されたことを明確に見ることができた(上に置かれたプロットにより強調されて)。
【０３９６】
HBPNIPAM/ポリミキシンコポリマーフォームを光学顕微鏡(図3.3)の使用により更に評価して、それによりHBPNIPAM/ポリミキシンコポリマー試料3.3.2の若干のストランドがフォーム内にカプセル化されたことがわかった。
【０３９７】
各フォームの断片も徹底的に洗浄して、洗浄溶液の各々についてUV測定した。両フォームの全ての残留物は5度目の洗浄により洗い流されたことがわかり、これは任意の残留するポリマーがフォーム内に封入されたことを意味する。
【０３９８】
(実施例3.4)溶媒抽出水性エタノール
試料
3.4.1 HBPNIPAM/バンコマイシン/ナイルレッド(15:1、NIPAM:RAFT)が固定化されたフォーム
3.4.2 HBPNIPAM/バンコマイシン/ナイルレッド(25:1、NIPAM:RAFT)が固定化されたフォーム
3.4.3 HBPNIPAM/バンコマイシン/ナイルレッド(45:1、NIPAM:RAFT)が固定化されたフォーム
HBPNIPA M/バンコマイシンのAllevyn型フォーム中への固定化があったかどうかの決定が、フォームの洗浄溶液のIP分析及びUVにより決定された。
【０３９９】
対照フォームについて、目的のピークはおよそ284〜285nmであるが、ラムダマックスは吸光度の強度が減少するにつれて偏移する。洗浄する毎にピークは高さ(/強度)が減少することがわかり、これは、5度目の洗浄により実際上全ての残留物がフォームから洗い流されたことを示す。HBPNIPAM/バンコマイシン/ナイルレッドが固定化されたフォームについての結果は、目的のピークが対照フォームより初めは強く現れるが、各フォームについて、それらは5度目の洗浄により全て事実上消え去ったことを示し、これは、全ての残留物が5度目の洗浄により洗い流されることを再び示す。
【０４００】
IRスペクトルは、対照フォームと固定化されたポリマーを有するフォームとの間でいくつか重要な差を示す。最も明白な差は1650cm-1にある。それはNIPAM:RAFTの比が大きくなるほどフォーム中に固定化されるポリマーが少なくなると思われることを示す。IRスペクトルの差は1380cm-1にもある。IRスペクトルにおけるこれらの差は、バンコマイシンポリマーがフォーム内に固定化されたことを示す。
【０４０１】
(実施例3.5)ポリマーの固定化
試料
3.5.1 対照フォーム
3.5.2 HBPNIPAM/ポリミキシンコポリマー(45:1 NIPAM:RAFT)が固定化されたフォーム
3.5.3 HBPNIPAM/ポリミキシンコポリマー(25:1 NIPAM:RAFT)が固定化されたフォーム
3.5.4 HBPNIPAM/ナイルレッドの延長された外側の殻にバンコマイシンコポリマー(15:1 NIPAM:RAFT)が固定化されたフォーム
3.5.5 直鎖状PNIPAM/バンコマイシンコポリマー(25:1 NIPAM:VBA)が固定化されたフォーム
3.5.6 直鎖状PNIPAM/バンコマイシンコポリマー(20:1 NIPAM:VBA)が固定化されたフォーム
全ての試料を5%水性エタノールで洗浄して、洗浄液のUVスペクトルを取り、いつ抽出可能な残留物がフォームから除去されたかを決定した。各フォームについて、5度目の洗浄により事実上全ての残留物が洗い流されたことがスペクトルからわかる。スペクトルから、対照フォームからの残留物があった以外に、機能性試験のフォームから除去される追加の残留物はないように思われた。
【０４０２】
洗浄されたフォームもIRにより分析した。
【０４０３】
試料3.5.2及び3.5.3は両方共固定化されたコポリマーを含有し、それらはポリミキシンを含有した。これらのフォーム及び対照フォームについてIRスペクトルを比較した。
【０４０４】
それに加えて、試料3.5.3(ポリミキシンPNIPAMが固定化されたフォーム)のスペクトルから対照フォームのスペクトルを差し引いたものが、フォーム内に真に封入されたものを示す。
【０４０５】
このスペクトルのピークは、参照ポリミキシン及びPNIPAMポリマー(Farapak)のピークと対応して、機能性ポリマーが封入されていることを示す。
【０４０６】
スペクトルを、発泡プロセス中に組み込まれたバンコマイシン機能性PNIPAMを有するフォームについて比較した。対照と比較すると、3600〜3200cm-1、1650cm-1及び1375cm-1においてシグナルの増大があり、これは、機能性PNIPAMがフォーム内に封入されたことを示す。このことは、対照が試料3.5.5から差し引かれた比較スペクトルを見ることにより更に示されて、残留するピークが、参照バンコマイシン及び参照ポリマー(Farapak)のスペクトルからのものに対応することを示す。これは、フォーム内に機能性PNIPAMがあることを意味する。
【０４０７】
最後に、上のバンコマイシンPNIPAMフォーム試料3.4.1から3.4.3のIRスペクトルを、3.5.4〜6のバンコマイシンPNIPAMフォームと比較した;後者は1650cm-1においてより強いシグナルを有すると思われ、より高濃度のバンコマイシンPNIPAMがフォーム内に封入されたことを多分意味する。
【０４０８】
(実施例3.6)溶媒抽出水性エタノール;滅菌
試料
3.6.1 ポリウレタンフォームに固定化されたHBPNIPAM/バンコマイシンコポリマー(25:1 NIPAM:RAFT)。
3.6.2 ポリウレタンフォームに固定化されたHBPNIPAM/ポリミキシンコポリマー(25:1 NIPAM:RAFT)。
3.6.3 ポリウレタンフォームに固定化された直鎖状PNIPAM/バンコマイシンコポリマー(25:1 NIPAM:VBA)。
【０４０９】
3種の試料フォームの各々の断片をガンマ滅菌にかけ、別の断片はETOX滅菌に送り、第3の断片は非滅菌比較として保有した。3種のフォーム全てについて、滅菌は試料の色に対して可視的効果を有しないことがわかった。
【０４１０】
（例）
次に、フォームの小断片を5%水性エタノール溶液及びアセトン中に入れた。該水性エタノールはより親水性の環境を、アセトンはより疎水性の環境を代表する。親水性環境は、周囲に細菌がいないときにポリマーが曝され、水分子により取り囲まれるときにポリマーの分岐が開く環境を表す。疎水性環境は、ポリマーが細菌の存在下にあり、水分子はポリマーの各分岐をもはや取り囲まず、これらの分岐はそれら自体で丸まるときを表す。
【０４１１】
エタノール中のフォームは紫色を有し、アセトン中のフォームはピンク色を有し、これは、ナイルレッドポリマーはフォーム中に組み込まれ/固定化されたときに、異なった疎水性環境に依然として反応性であることを示す。
【０４１２】
次に、直鎖状バンコマイシンポリマーフォーム試料3.6.3を検査した。ETOX滅菌された試料は、2通りの異なった環境で、明らかに異なった色が観察されることを示し、親水性の水性エタノールの環境は紫色を生じさせ、疎水性のアセトンの環境はピンク色を生じさせた。ガンマ滅菌された試料で色の変化は依然として起こり、ETOX試料についてと同じほど強く現れる。
【０４１３】
ETOX滅菌された試料について、2通りの異なった環境で、明らかに異なった色が観察され、全ての試料で、親水性の水性エタノールの環境は紫色を生じさせ、疎水性のアセトンの環境はピンク色を生じさせた。ガンマ滅菌された試料でも、色の変化は依然として起こったが、ETOX試料についてと同じほど強くはなかった。
【０４１４】
ガンマ滅菌された直鎖状バンコマイシンポリマーフォーム試料3.6.3について、色の変化は依然として起こり、ETOX試料についてと同じほど強く現れた。
【０４１５】
(実施例3.7)溶媒抽出エタノール、アセトン、ジクロロメタン
溶媒EtOH、アセトン、CH2Cl2で洗浄された多数のフォームについての溶媒洗浄液の赤色着色及びフォームの赤色着色の変化の観察
25:1 HBPNIPAM/NR/Van/ポリミキシンが固定化されたフォーム
45:1 HBPNIPAM/NR/ポリミキシンが固定化されたフォーム(僅かに青白くなり、それ故更に研究した)
25:1 HBPNIPAM/NR/VAN/ポリミキシンが固定化されたフォーム(変化しないように思われ、色の変化が観察されない全ての他の試料の代表的なものである)。
【０４１６】
Table 1(表3)及びTable 2(表4)は、抽出後の溶媒の各々の観察を示し、それらが透明であったか又は着色したかを示す。見出されたことは、全ての試料は、全ての抽出溶媒ついてピンク色の着色を有した45:1 HBPNIPAM/NR/ポリミキシンフォーム及び非常に僅かなピンク色だったにすぎない45:1 HBPNIPAM/NR/Vanフォームエタノール抽出物を除いて、透明であることである。
【０４１７】
それ故、延長された抽出を、45:1 HBPNIPAM/NR/ポリミキシンフォームについてエタノールで2時間、次に該溶媒を新鮮エタノールと取り替えて更に2時間の抽出、したがって合計4時間の抽出を実施した。2時間後のエタノールは予想されたようにピンク色に着色したが、それに続く2時間に使用されたエタノールは透明であり、これは、それより多くの材料がフォームから浸出し得ないことを示した。それに加えて、2時間を超えるジクロロメタンによる延長された抽出は、フォームがピンク色を依然として保持していて、溶媒もピンク色を帯びるという結果を生じた。新鮮溶媒を用いたこのフォームの継続された洗浄は、4時間後にやはり透明を示すと予想されたので、実施しなかった。
【０４１８】
それ故、PNIPAMポリマーは、フォーム構造内に非常にしっかり保持されている。45:1ポリマー試料から抽出された材料は、本明細書で前に定義された後処理で除去される残留する材料のより多い量に起因する。より長い時間抽出されたものを含む抽出後の全てのフォームは、ピンク色のままであり、これは、全てのポリマーが除去されるわけではないことを示す。
【０４１９】
【表３】
2017523280.tif 000005
【０４２０】
(実施例3.8)LEDを光源とするMLDデバイスを使用する蛍光検出により示されたPU中におけるポリマーの保持
目的
ポリウレタンフォームドレッシングにしたときのP-NIPAM/van/ナイルレッドポリマーの保持を研究すること。
材料
25:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中4質量%及び実施例2.1.2の方法により調製されたPUフォーム中10質量%)
方法
インターフェイスデバイスを使用してフォーム及びフィルムドレッシングの像(励起は580nm LEDアレイにより、及び発光は647±5nm帯域通過フィルターを用いて測定)を撮った。
【０４２１】
25:1 P-NIPAM/vanナイルレッドポリウレタンフォームを、デバイスで撮像し、次に5%水性エタノールで5回洗浄した。洗浄後にフォームをデバイスで再び撮像した。
【０４２２】
結果
洗浄後、25:1 P-NIPAM/vanナイルレッド(10質量%)フォームの蛍光に差は見られなかった。
【０４２３】
洗浄後の対応する25:1 P-NIPAM van/NRフォーム(4質量%)は、図3.8に示されるようにポリマーの優れた保持を示した。この例は、フォーム中におけるポリマーの保持を明確に示す。
25:1 P-NIPAM/van/NRポリマーによるフォームの増大した充填(4%から10%に)は、図3.8(b)に例示したように、撮像されたときに増強した蛍光を生じた。
【０４２４】
(実施例4)
(実施例4.1)ポリウレタンフォーム中におけるポリマー分布
目的
ポリウレタンフォームに加えられたときのP-NIPAM/vanナイルレッドポリマーの分布を研究すること。
【０４２５】
材料
25:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中における4質量%のポリマー)
方法
25:1 P-NIPAM/vanナイルレッドポリウレタンフォームをパラフィンワックスに包埋し、ミクロトームを使用して4μmの切片を切った。次に切片を顕微鏡スライド上に載せた。フォーム内の蛍光を倒立型蛍光顕微鏡を使用して可視化した。
【０４２６】
結果
ナイルレッドの蛍光(図4.1で白色として示した)をポリウレタンフォームの組織切片全域で見ることができたが、フォーム切片の気泡又は細孔内で蛍光は見られなかった。
【０４２７】
(実施例4.2)LEDを光源とするデバイスを使用するPUフォーム中におけるポリマーの蛍光検出
フォームの像を、蛍光励起及び撮像デバイス(励起は580nm LEDアレイにより、発光は647±5nm帯域通過フィルターを用いて測定)を使用して撮った。
4.2.1 ポリマーの熱的応答
目的
ポリウレタンフォーム又はフィルムドレッシングにしたときのP-NIPAM/バンコマイシンナイルレッドポリマーの蛍光特性を研究すること。
【０４２８】
材料
25:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中における4質量%のポリマー)
方法
像は種々の温度で5%水性エタノールを用いて5回の洗浄後にフォームドレッシングを撮った。
【０４２９】
結果
ポリウレタンフォーム中の25:1 P-NIPAM/vanナイルレッドポリマーを4℃、室温、及び50℃でポリマーを含まないポリウレタンフォーム(対照)と一緒にインキュベートした。次に、フォームを励起及び撮像デバイスを使用して撮像すると、温度を上昇させたときの蛍光飽和(青色画素)における増大を、明瞭に見ることができた。この結果は、該ポリマーが、依然として熱応答性コイル状から球状に転移できることを示唆した
結果を図4.2.1に示す。
【０４３０】
(実施例4.2.2)接着剤フィルムに支持されたPUフォーム中にポリマーを含むドレッシングの蛍光活性
目的
ポリウレタンフォームドレッシングにしたときのP-NIPAM/van/ナイルレッドポリマーの蛍光を検出する能力を研究すること。
【０４３１】
材料
OPSITE接着剤フィルムに支持されたPUフォーム中に25:1 P-NIPAM/van/NRを含むIsland Dressing(実施例2.1.1の方法により調製した)
方法
材料を撮像した。
結果
図4.2.2における結果は材料の蛍光の優れた撮像を示す。
【０４３２】
(実施例4.4)蛍光検出により示されるPUフィルム中のポリマーによる細菌の結合
目的
ポリウレタンフィルムドレッシングにしたときのP-NIPAM/van/ナイルレッドポリマーによる細菌の結合を研究すること。
【０４３３】
材料
25:1 P-NIPAM/COOH/NR(PUフィルム中のポリマー)
方法
25:1 P-NIPAM/COOHナイルレッドポリマー(1.5.2)をポリウレタンフィルム中にキャスティングした。インターフェイスデバイスを使用して、ナイルレッドからの蛍光を撮像することが可能であり、蛍光は温度と共にいくらか増大を示すように思われる。蛍光は、フィルムの温度が4℃から42℃に上昇したときにも、上記の蛍光プレートリーダーを使用して30分間を越えて測定した。
【０４３４】
結果
図4.4に示したこの結果は、フィルム内のポリマーが熱応答性であり、コイル状から球状に転移し得ることを示唆する。
【０４３５】
(実施例5)細菌の結合及び指示
5.1 蛍光検出により示されるPU中のポリマーによる(分岐の程度による)細菌の選択的結合(グラム型別)
目的
ポリウレタンフォームドレッシングにしたときのP-NIPAM/van/ナイルレッドポリマーによる細菌の結合を研究すること。
【０４３６】
材料
25:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中のポリマー)、15:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中のポリマー)、直鎖状の延長されたP-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中のポリマー)、超分岐の延長されたP-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中のポリマー)
方法
25:1、15:1の直鎖状の延長された、及び超分岐の延長されたP-NIPAM/vanナイルレッドポリウレタンフォーム試料をPBS、黄色ブドウ球菌又は緑膿菌のいずれかと30分間培養した。蛍光読み取りを、Tecan M200プレートリーダーを使用して60秒毎に行った。フォームの蛍光は、実験開始時に、厚さ及び空孔率における変動のために実質的に変動しており、そのため、2分と15分の間の蛍光の変化率（倍）を、黄色ブドウ球菌に対する効果的な応答が起こったかどうかを決定するために使用した。
【０４３７】
結果
25:1、15:1及びHB-ext P-NIPAM/vanナイルレッドフォームドレッシングは、黄色ブドウ球菌と培養されたときには正の変化率（倍）を有したが、緑膿菌とではそうならず、これらのドレッシングは、可溶性ポリマーと同様な様式で細菌に応答していることを示唆した。
【０４３８】
(実施例5.2)細菌の増殖阻害
目的
P-NIPAM/vanナイルレッドポリマーが殺菌性であるかどうかを試験すること。
P-NIPAM/vanナイルレッドポリマーがvanを放出しないことを実証すること
材料
25:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製した)
方法
黄色ブドウ球菌は、ブレインハートインフュージョン寒天プレート(1)上でプレート全体を細菌(2)の菌叢で覆うように広がった。3滴の10μlのバンコマイシン(1mg/ml)(4)をプレートの一方の側に細菌阻害のための陽性対照として分配し、3滴の10μlの洗浄後の25:1 P-NIPAM/vanナイルレッドポリマー(3)をプレートの他方の側で加えた。次にプレートを37℃で終夜インキュベートした。
【０４３９】
結果
終夜のインキュベーション後に、黄色ブドウ球菌の増殖阻害は、数滴のバンコマイシン(4)が入れられた場合に、明確に可視であったが、それに対して数滴の25:1 P-NIPAM/vanナイルレッドポリマー(3)による可視的増殖阻害はなかった。
【０４４０】
結果を、数滴のバンコマイシン(4)及び数滴の洗浄後の25:1 P-NIPAM/vanナイルレッドポリマー(3)を用いた細菌(2)の菌叢を有する寒天プレート(1)を例示する図5.2に示す。
【０４４１】
(実施例5.3)結合後の細菌の回収率により示されるPUフォーム中のポリマーの非殺菌活性
目的
ポリウレタンフォームドレッシングにしたときのP-NIPAM/van/ナイルレッドポリマーにより結合後に生きた細菌の回収率によりPUフォーム中のポリマーの非殺菌活性を研究すること。
【０４４２】
材料
25:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.11の方法により調製されたPUフォーム中のポリマー)
方法
追加のグラフ/像
結果
図5.3は、PBSからの回収率に対応する15:1 P-NIPAM/vanからの細菌の回収率を示す。フォーム中のポリマーは非細菌性であると結論される。
【０４４３】
(実施例5.4)蛍光検出により示されるPU中のポリマーによる細菌の結合
目的
ポリウレタンフォームドレッシングにしたときのP-NIPAM/van/ナイルレッドポリマーによる細菌の結合を研究すること。
材料
25:1 P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中のポリマー)
方法
黄色ブドウ球菌の25:1 P-NIPAM/vanナイルレッドポリウレタンフォームへの結合を、細菌をフォームと共に37℃で24時間インキュベートした後で評価した。次にフォームをパラフィンワックスに包埋し、ミクロトームを使用して4μmの切片を切った。切片を顕微鏡スライド上に載せて、キシレンを使用してワックスを除去した。次に切片をグラム染色して細菌を目立たせた。切片を直立明視野顕微鏡を使用して20×倍率レンズで撮像した。
結果
結果を図5.4に例示する。非常に多くの量の黄色ブドウ球菌(暗紫色の球菌)がフォームに、特に縁に付着しているのを見ることができた。
【０４４４】
(実施例5.5)細菌とインキュベートされたフォームのグラム染色
目的
ポリウレタンフォームドレッシングにしたときのP-NIPAM/van/ナイルレッド及びP-NIPAM/ポリ/ナイルレッドポリマーによるグラム陽性及びグラム陰性細菌の選択的結合を研究すること。
【０４４５】
材料
P-NIPAM/van/NR(実施例2.1.1の方法により調製されたPUフォーム中のポリマー)
方法
実施例5.4の方法を使用する。
バンコマイシン-HB-PNIPAMに基づくポリマー及びポリミキシン-HB-PNIPAMに基づくポリマーの両方をポリウレタンフォーム中に組み込んだ。それらは、任意のフォームに基づくドレッシング中に容易に組み込むことができる。
【０４４６】
結果
2種のポリマーは、グラム陽性及びグラム陰性細菌と異なるように反応することが示された。実施例の像は、図5.5.1から図5.5.4で見ることができ、図5.5.1は、黄色ブドウ球菌(グラム陽性細菌)と共に対照フォーム(ポリマーが存在しない)のグラム染色を示す。図5.5.2は、PBS(リン酸緩衝溶液)中の、フォーム中に固定化されたバンコマイシンナイルレッドポリマーを示し、図5.5.3は、緑膿菌(グラム陰性細菌)と共にインキュベートされた該フォームを示し、図5.5.2と図5.5.3の間に差がないことを見ることができて、それはフォーム上に細菌の捕捉はないことを意味する。図5.5.4においてフォーム中に固定化されたバンコマイシンナイルレッドポリマーが、黄色ブドウ球菌と共にインキュベートされたのに対して、黒色粒子がフォーム上に見られ、これは、グラム陽性細菌がフォーム中のポリマーにより捕捉されたことを示す。
【０４４７】
該実施例は、細菌がグラム陽性であるか又はグラム陰性であるかを検出する能力に関する記載された発明の利点を例示する。
【図１．１】
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【図１．２】
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【図１．３】
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【図２】
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【図３．１】
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【図３．３】
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【図３．８】
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【図４．１】
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【図４．２】
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【図５．１】
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【図５．２】
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【図５．３】
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【図５．４】
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【図５．５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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