СОЛЬВАТИРУЮЩАЯ СИСТЕМА И ГЕРМЕТИК ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
SOLVATING SYSTEM AND HERMETIC FOR MEDICAL APPLICATION

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение относится к лечению инфекционных заболеваний уха, носа или горла, в том числе хронического среднего отита с выпотом (COME), рецидивирующего острого среднего отита (RAOM), холестеатомы, хронического риносинусита (CRS), педиатрического хронического синусита, тонзиллита, аденоидита, синдрома ночного апноэ и хронического острого фарингита.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] COME и RAOM являются воспалительными заболеваниями среднего уха. Образование биопленки может быть важным фактором в патогенезе COME, см. Post J.C. "Direct evidence of bacterial biofilms in otitis media", Laryngoscope 111(12):2083-94 (2001), Ehrlich et al."Mucosal Biofilm Formation on Middle-Ear Mucosa in the Chinchilla Model of Otitis Media", JAMA 287(13): 1710-15 (2002) и Fergie N. et al. "Is otitis media with effusion a biofilm infection?", Clin Otolaryngol Allied Sci. 29(1):38-46 (2004). Биопленки образуются, когда бактерии взаимодействуют с поверхностью с формированием полимерных пленок (иногда называемых эксополисахаридными или внеклеточными полисахаридными полимерами), которые покрывают поверхность и способствуют дальнейшей бактериальной пролиферации живой колонии. Бактерии, поселившиеся в биопленках, гораздо труднее удалить или уничтожить, чем бактерии в плактоническом (суспендированном) состоянии, и они являются чрезвычайно устойчивыми ко многим антибиотикам и биоцидам. Как было показано, внеклеточная полисахаридная (EPS) матрица и токсины, продуцируемые рядом различных бактерий, вызывают воспаление у хозяина. Как оказалось, хроническое воспаление, связанное с COME и RAOM, является реакцией хозяина на образование бактериальной биопленки.
[0003] Как правило, пациентов, страдающих COME и RAOM в начальной стадии, подвергают лечению с применением пероральных антибиотиков и затем, при необходимости, проводят более агрессивное лечение путем введения тимпаностомической трубки. Иногда в случае возникновения серьезной инфекции или высокого содержания мокроты в среднем ухе, среднее ухо можно подвергнуть промыванию (например, соляным раствором). Хотя тимпаностомические трубки эффективно действуют на большинство пациентов, примерно 20% пациентов, в ухо которых первоначально помещали тимпаностомическую трубку, требовали дополнительного хирургического вмешательства (аденоидэктомию, второй набор тимпаностомических трубок и, обычно, как аденоидэктомию, так и введение тимпаностомической трубки) для лечения продолжительного COME или продолжительного RAOM.
[0004] Холестеатома является еще одним заболеванием уха, которое вызывает озабоченность. Хотя в целом первоначально полагали, что она является кистой, состоящей из дермальных клеток, оказалось, что бактериальные биопленки также участвуют в этом заболевании, см. Chole et al. "Evidence for Biofilm Formation in Cholesteatomas ", Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 128, pp.1129-33 (Oct. 2002). В холестеатоме, по-видимому, формируются бактериальные биопленки, провоцирующие воспаление и вызывающие образование доброкачественной опухоли, состоящей, главным образом, из бактерий в ее центре и дермальных клеток. Опухоль может разрушать как цепь слуховых косточек (слуховых костей), так и сосцевидный отросток, губительно воздействуя на слух. Хирургическое вмешательство и иссечение является наиболее распространенным способом удаления холестеатомы. До 25% этих процедур заканчиваются неудачей вследствие рецидива холестеатомы и, следовательно, требуют дополнительной хирургической операции или другого лечения.
[0005] CRS представляет собой воспаление околоносовых пазух и связано с предшествующим или последующим насморком, закупоркой носовых ходов или лицевым давлением, болью или припухлостью лица, продолжающимися в течение по меньшей мере примерно двух недель. CRS поражает приблизительно 10% или более населения США. Большинство пациентов с CRS в первой стадии лечат терапевтическими методами, но ежегодно сотни тысяч больных подвергают функциональным эндоскопическим операциям околоносовых пазух (FESS) в случае не поддающегося лечению CRS. Больные CRS часто характеризуются пониженным качеством жизни, и на них могут потребоваться миллионы долларов на ежегодную медико-санитарную помощь и оплату потерь рабочего времени. CRS представляет собой Th1 и Th2 воспалительную реакцию на ряд механизмов, в том числе, но не ограничиваясь ими, бактериальные токсины, внеклеточные полисахаридные матрицы, выделяемые бактериями и содержащиеся в бактериальной биопленке, грибы, развитые аллергические реакции на бактерии и грибы (IgE) и аутоиммунные нарушения. Бактерии, связанные с CRS и воспаления вызываемые ими, выбирают из группы Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumonia, Haemophilus influenzae и Moraxella catarrhalis. Биопленки, содержащие один или более из этих видов бактерий и возможно также содержащие грибы, могут представлять собой важный фактор в патогенезе CRS, см., например, Ramadan et al. "Chronic rhinosinusitis and biofilms", Otolaryngol Head Neck Surg. 132:414-417 (2005) и Ferguson et al. "Demonstration of Biofilm in Human Bacterial Chronic Rhinosinusitis", Am J Rhinol, 5:19, pp.452-57 (2005). Внеклеточная полисахаридная (EPS) матрица, токсины, продуцируемые колонией бактерий, и грибы, которые может содержать бактериальная биопленка, все они способны провоцировать воспалительную реакцию хозяина.
[0006] Аденоиды (носоглоточные миндалины) и миндалины (небные миндалины) подвержены некоторым заболеваниям уха, носа и горла, в том числе COME, RAOM, педиатрическому хроническому синуситу, тонзиллиту, аденоидиту, педиатрическому обструктивному синдрому ночного апноэ (OSA), OSA у взрослых и хроническому острому фарингиту. Язычные миндалины также могут инфицироваться и вызывать различные проблемы. Лечение этих различных заболеваний на начальных стадиях обычно осуществляют с применением пероральных способов медикаментозного лечения или, в случае OSA, путем применения положительного давления в воздухоносных дыхательных путях (СРАР). Неудачный исход этих способов лечения часто сопровождается хирургическим удалением миндалин, аденоидов или миндалин и аденоидов, поскольку они содержат бактерии или затрудняют анатомирование. Осложнения, связанные с хирургическими процедурами удаления, включают послеоперационное кровотечение, обезвоживание, потерю веса, перитонзиллярный абсцесс, кривошею (ригидность затылка), возобновление роста ткани, повторную операцию вследствие неполного удаления ткани, непрерывный COME или RAOM, непрерывный OSA и, в некоторых случаях, смертельный исход. Послеоперационное лечение традиционно ограничивалось определенным режимом питания, промываниями и применением пероральных антибиотиков для предотвращения послеоперационной боли и инфекций.
[0007] Этиология и хронический характер по меньшей мере COME, RAOM, холестеатомы и CRS, по-видимому, связаны с присутствием бактериальных биопленок, а также с трудностям при их удалении после операции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Пациенты, как взрослые, так и дети, а также их родители, негативно относятся к рецидивам инфекции и возможной необходимости проведения повторной или дополнительной хирургической операции. Хотя на начальной стадии, чтобы решить эту проблему, возможно введение повышенных доз антибиотиков, как было показано, антибиотики неэффективны против хронических инфекций, в которых участвует бактериальная биопленка, а их введение может также способствовать развитию устойчивости к лекарственным препаратам исследуемых и других видов бактерий. Было бы весьма желательным применять альтернативные способы лечения, которые бы позволили уменьшить или исключить количество требуемых антибиотиков, которые пока еще препятствуют рецидиву подвергаемого лечению состояния. Если в состоянии, подвергаемом лечению, участвует бактериальная биопленка на поверхности ткани, было бы предпочтительным удалить или разрушить эту биопленку с большей эффективностью, чем в случае применения солевогоорошения, с тем, чтобы антибиотики или собственные естественные защитные механизмы организма могли более эффективно атаковать оставшиеся бактерии. Было бы также предпочтительным по меньшей мере временно изолировать или иным образом защитить поверхность, подвергаемую лечению таким способом, для того, чтобы противодействовать бактериальной адгезии и повторному образованию биопленки. Было бы также предпочтительным сделать это таким образом, чтобы удовлетворить требованиям биосовместимости при контакте с человеческой тканью и применять небольшие дозировки вводимых веществ с минимальными сроками применения. В нашей находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке No. 11/739,508, поданной 24 апреля 2007 года, полное описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки, описана сольватирующая система, содержащая соединение, образующее комплексы с ионами металлов, и поверхностно-активное вещество, и ее применение для разрушения бактериальных биопленок в среднем или внутреннем ухе.
[0009] В одном аспекте настоящего изобретения предложено применение:
(а) поверхностно-активного вещества, способного к отделению, удалению или разрушению иным образом по меньшей мере части биопленки, прикрепившейся или адгезированной по меньшей мере к части среднего или внутреннего уха, к поверхности в носовой полости или в полости носовых пазух или к ткани рта или глотки, и
(b) полимерного пленкообразующего медицинского герметика, который может создать защитный слой поверх места, на котором была разрушена такая биопленка, для производства лекарственной системы для лечения инфекционных заболеваний уха, носа или горла.
[0010] В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ лечения инфекционных заболеваний уха, носа или горла, включающий:
а) нанесение сольватирующей системы, содержащей поверхностно-активное вещество, на обрабатываемую область, на которой имеется бактериальная биопленка, прикрепившаяся или адгезированная по меньшей мере к части среднего или внутреннего уха, к поверхности в носовой полости или в полости носовых пазух или к ткани рта или глотки,
b) отделение, удаление или иным образом разрушение по меньшей мере части биопленки, и
c) нанесение на место лечения защитного слоя полимерного пленкообразующего медицинского герметика.
[0011] Другим аспектом настоящего изобретения является композиция, препятствующая повторной бактериальной колонизации и повторному образованию биопленки на ткани, с которой биопленка была ранее удалена, причем указанная композиция содержит полимерный пленкообразующий медицинский герметик и противомикробное средство, включающее галлийсодержащее соединение.
[0012] Описанные применение, способ и композицию можно применять для лечения среднего или внутреннего уха или соответствующего послеоперационного ухода и для ринологического лечения, лечения ротовой полости или фарингита или соответствующего послеоперационного ухода. Описанные способ и композицию можно также применять для лечения расстройств или хронических состояний, в том числе хронического среднего отита с выпотом, рецидивирующего острого среднего отита, холестеатомы, хронического риносинусита, педиатрического хронического синусита, тонзиллита, аденоидита, синдрома ночного апноэ, хронического острого фарингита и других инфекционных заболеваний уха, носовых пазух, ротовой полости или горла.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] На фиг.1 представлена схема в поперечном разрезе среднего уха, подвергаемого лечению с помощью описанного способа.
[0014] На фиг.2 представлено увеличенное изображение части фиг.1.
[0015] На фиг.3 представлено схематическое изображение полости носовых пазух, подвергаемых лечению с помощью описанного способа.
[0016] На фиг.4 представлен вид в перспективе хирургического инструмента для удаления биопленки, который можно применять в описанном способе.
[0017] Одинаковые стандартные символы на различных чертежах указывают на одинаковые элементы. Элементы на чертежах выполнены без учета масштаба.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] Нижеследующее подробное описание содержит некоторые варианты реализации изобретения и не несет ограничивающего смысла. В настоящем документе все веса, количества и соотношения выражены по массе, если специально не указано иное. Термины, показанные ниже, имеют следующие значения.
[0019] Термин "противомикробное средство" относится к веществу, обладающему способностью вызывать снижение более чем на 90% (а именно, по меньшей мере, уменьшение 1 логарифмического порядка) популяции одного или более видов Staphycoccus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumonia, Haemophilus influenzae или Moraxella catarrhalis или любых других бактерий, участвующих в этиологии COME, RAOM, холестеатомы или хронического риносинусита, установленное с применением процедуры определения количества бактерий посевом на планшетах, описанной ниже в примерах.
[0020] Термины "прикрепившийся" и "адгезированный" при использовании в отношении бактериальной биопленки и поверхности означают, что биопленка образуется и по меньшей мере частично покрывает или закрывает поверхность и в некоторой степени устойчива к удалению с поверхности. Поскольку природа этой взаимосвязи является сложной и мало изученной, при использовании данного термина не подразумевается конкретного механизма присоединения или адгезии.
[0021] Термин "адгезия" обозначает прилипание материала к тканям или ткани к ткани, с которой она находится в тесном контакте в течение длительного времени, или ткани, которая соединяет противолежащие ткани или протезные материалы через обычно открытое пространство.
[0022] Термин "бактериальная биопленка" означает сообщество бактерий, прикрепившихся к поверхности, при этом микроорганизмы в сообществе заключены в EPS матрицу, образованную бактериями.
[0023] Термин "биосовместимый" при применении к веществу означает, что вещество не представляет существенной опасности или не оказывает нежелательных эффектов на организм пациента.
[0024] Термин "биодеградируемый" при применении к веществу означает, что вещество будет разлагаться или эродировать in vivo с образованием более маленьких химических продуктов. Такой процесс деградации может иметь ферментативную, химическую или физическую природу.
[0025] Термин "биорассасывающийся" при применении к веществу означает, что вещество способно абсорбироваться телом пациента.
[0026] Термины "отделение", "удаление" и "разрушение" при применении к бактериальной биопленке, прикрепившейся или прилипшей к поверхности, означает, что по меньшей мере большее количество биопленки, первоначально присутствующее на поверхности, больше не прикреплено или не прилипло к поверхности. При таком применении не предполагают конкретного механизма отделения, удаления или разрушения.
[0027] Термин "кровоостанавливающее средство" означает прибор или материал, который останавливает кровотечение.
[0028] Термин "носовая полость или полость носовых пазух" относится к различным тканям, обычно ограничивающим воздушные протоки и полости в носу и носовой пазухе, в том числе, но не ограничиваясь ими, ноздри, носовые раковины, передняя, решетчатая, клиновидная и максиллярная носовые пазухи, отверстие носовых пазух и носоглотка, и предметы или изделия (например, протезы, перевязочный материал или стенты), которые можно поместить в носовой полости или полости носовых пазух.
[0029] Термин "полимерный герметик" означает, что герметик получают из синтетического поперечно-сшитого или несшитого полимера, или герметик представляет собой природный материал, такой как белок, который был поперечно сшит (например, белок, сшитый синтетическим способом).
[0030] Термин "время пребывания" при применении к полимерному герметику в месте лечения обозначает период времени, в течение которого герметик остается в месте in vivo при длительном наблюдении.
[0031] Термин "комплексообразующее соединение" означает химический реагент, который будет связываться с другим веществом, в частности с ионом металла, с целью препятствия или предотвращения выделения вещества из раствора. Термин "соединение, образующее комплекс с ионом металла" обозначает комплексообразующее соединение, которое будет связываться с одним или более ионов металлов, такими как щелочные металлы, щелочноземельные металлы, железо и т.п. с целью препятствия или предотвращения выделения иона металла из раствора. В порядке увеличения атомного веса щелочные металлы располагаются следующим образом: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций, и щелочноземельные металлы располагаются следующим образом: берилий, магний, кальций, стронций, барий и радий.
[0032] Термин "сольватирующий" означает образование раствора или дисперсии, содержащие растворитель или другой носитель, в котором растворенное вещество растворяется или суспендируется.
[0033] Как показано на фиг.1, описанный способ можно реализовать в ухе 10, вставляя канюлю 12 через наружный слуховой проход 14 и слуховую трубку 16 (которая, например, возможно, была вставлена посредством миринготомии) или другое доступное отверстие в барабанной перепонке 18, и оттуда в среднее ухо 20. Канюлю 12 можно также вставить другими способами без миринготомии, например через иглу или другое устройство наведения, направленное через ухо, евстахиевы трубы, нос или рот, и управляемое вслепую или путем применения управляемых методов, таких как микроэндоскопия, направленная эндоскопия с виртуальным изображением или направленная хирургия с изображением с применением гибкого, рельсового устройства с наконечником. Как показано на фиг.1, дистальный торец 22 канюли 12 расположен выше перешейка 24 евстахиевой трубы 26. Канюлю 12 можно расположить и при необходимости модифицировать по форме или размеру таким образом, чтобы лечить другие части среднего уха 20 (которые для целей этого описания, как полагают, включают по меньшей мере барабанную перепонку, выстилку среднего уха, внутренние структуры, такие как цепь слуховых косточек, и пограничные структуры, таких как сосцевидный отросток) или лечить части внутреннего уха (которые для целей этого описания, как полагают, включают по меньшей мере полукружные каналы 28 и улитку 30). Например, если необходимо лечение внутреннего уха, может быть сделано дополнительное отверстие для введения (например, в мембране около окна улитки или овального окна).
[0034] На фиг.2 приведено увеличенное изображение части фиг.1. Показано нанесение сольватирующей системы на бактериальную биопленку вблизи перешейка евстахиевой трубы путем распределения сольватирующей системы через проходы 34, расположенные в боковой стенке 36, на бактериальную биопленку, например биопленку 38, расположенную на верхней части 40 евстахиевой трубы 26. Специалисту в данной области очевидно, что сольватирующую систему можно приложить к требуемому месту лечения, применяя способы или устройства, отличные от канюли 12. Типичные указанные способы включают трепанацию, и типичные указанные устройства включают шприцы (например, стеклянные шприцы и шприцы с баллончиком) и другие устройства, которые могут обеспечить доступ к среднему или внутреннему уху через барабанную перепонку, евстахиевы трубы или нос.
[0035] Как показано на фиг.3, описанный способ можно реализовать в носовой полости или полости носовых пазух 100 пациента, в том числе максиллярных носовых пазухах 110a, 110b и передних носовых пазухах 112а, 112b, к которым можно получить доступ через ноздри 114а, 114b. Следует отметить, что внешние особенности пациента, в том числе ноздри 114а, 114b, показаны пунктирными линиями. Если пациент страдает, например, от хронического риносинусита, одно или более мест лечения, таких как место лечения 116, связанное с поверхностью гайморовой пазухи 110a, можно хирургически обработать, чтобы, по существу, удалить часть или всю биопленку в месте лечения и предотвратить или воспрепятствовать бактериальной повторной колонизации. Место лечения 116 включает реснитчатый эпителий гайморовой пазухи 110а и соответствующий слой бактерий, населяющих соответствующую биопленку (не показано на фиг.3). Место лечения не обязательно является природной тканью и вместо этого может представлять собой искусственную структуру (не показано на фиг.3), например перевязочный материал для носовых пазух или стент, покрытый по меньшей мере частично слоем бактериальной биопленки. Описанную сольватирующую систему можно приложить к месту лечения 116 путем применения интродуктора 120 с сочлененной насадкой 122, содержащей канал для орошения (невидимый на фиг.3), через который сольватирующая система может перемещаться к дистальному торцу интродуктора и оттуда к месту лечения. Сольватирующую систему и остатки биопленки можно удалить с места лечения через аспирационный канал (невидимый на фиг.3). Описанный полимерный пленкообразующий медиальный герметик можно подобным образом приложить к месту лечения, применяя тот же или другой канал для орошения в интродукторе 120. Специалисту в данной области очевидно, что сольватирующую систему, герметик или сольватирующую систему и герметик можно приложить к месту лечения, применяя другие способы или устройства. Типичные другие способы включают трепанацию, и типичные другие устройства включают шприцы (например, стеклянные шприцы и шприцы с баллончиком).
[0036] На фиг.4 показан типичный хирургический инструмент 200 для удаления биопленки, который можно применять в описанном способе. Инструмент 200 включает рукоятку 202, интродуктор 222, насадку 224 (упомянутую, но не показанную) и каналы для промывания и аспирации (не показаны на фиг.4). Инструмент 200 может также включать первый узел силового привода 226 (упомянутый, но не показанный) и второй узел силового привода 228 (упомянутый, но не показанный). Маховичок управления 230 в первом узле силового привода 226 может управляться пользователем и осуществлять сгибание интродуктора 222, и маховичок управления 232 во втором узле силового привода 228 может управляться пользователем и осуществлять перемещение или вращение насадки 224 относительно интродуктора 222. Рукоятка 202 служит, в общем, в качестве емкости для размещения различных других деталей инструмента 200 и удерживает интродуктор 222. Рукоятка 202 может иметь удобную для захвата форму пистолета, ограничивающую участок захвата 234 и нос 236. Размер и форму участка захвата 234 делают такими, чтобы пользователь мог держать инструмент в руке, при этом нос 236 адаптируют для связи с интродуктором 222. Пусковое устройство 238 и связанные с ним датчик и клапан (не показаны на фиг.4) можно применять регулирования передвижения описанной сольватирующей системы через трубопровод для орошения 240 и оттуда к дистальному торцу интродуктора 222 через насадку 224 и к требуемому месту лечения. Пусковое устройство 238 можно обеспечить возможностью разнонаправленного движения и соединить с одним или более дополнительных датчиков и клапанов (не показаны на фиг.4) для регулирования удаления сольватирующей системы, остатка биопленки и других остатков органических веществ с места лечения через насадку 224 и оттуда в аспирационной трубопровод 242. Пусковое устройство 238 можно также применять для регулирования перемещения описанного герметика через отдельную полость в трубопровод для орошения 240 и оттуда к дистальному торцу интродуктора 222 через насадку 224 и к желаемому месту лечения.
[0037] Описанный способ можно также реализовать путем нанесения сольватирующей системы и герметика на миндалины, аденоиды или прилегающую ткань. Это можно сделать, если миндалины и аденоиды являются интактными. Описанный способ можно также реализовать после операции по удалению миндалин или аденоидов, или миндалин и аденоидов, или вместо операции, например, путем нанесения сольватирующей системы и герметика на глотку, например на миндаликовую пазуху.
[0038] Сольватирующую систему можно направить через катетер, канюлю, шприц, интродуктор или другую подходящую трубку и приложить к предпочтительному месту лечения с целью отделения, удаления или иным образом разрушения по меньшей мере части бактериальной биопленки, прикрепившейся или прилипшей к месту лечения. Сольватирующую систему желательно наносить по меньшей мере в количестве и с толщиной, достаточными для покрытия предпочтительной части биопленки. Лечение может включать химическое разбавление или механическое разрушение. Например, сольватирующую систему можно нанести с соответствующей осторожностью в виде спрея под давлением с целью удаления в месте лечения бактериальной биопленки, скопления бактерий и других инородных тел. Нанесение сольватирующей системы или других жидкостей (например, солевого раствора) в подходящие места лечения можно осуществить с применением большого по величине давления, формы факела струи, движения или с применением других методов, предназначенных для выполнения гидрохирургической обработки раны в месте лечения. Не желая быть связанными теорией, сольватирующая система может растворять биопленку и переводить ее в раствор или суспензию так, что разрушаемую таким образом биопленку можно легко смыть или иным образом удалить с места лечения путем применения аспирации, промывания полости или других методов удаления. Например, согласно процедуре, выполняемой в среднем ухе, этот процесс можно осуществить посредством миринготомии или через евстахиеву трубу или нос. Любые бактерии, остающиеся на месте лечения, затем могут быть более легко атакованы противомикробным средством или защитными силами организма. Бактериальной атаке можно, например, содействовать путем включения противомикробного средства в сольватирующую систему или в полимерный пленкообразующий медицинский герметик, или путем отдельного нанесения противомикробного средства, во время или после операции (например, топически, перорально или системно). Может быть предпочтительным инжектирование достаточного количества сольватирующей системы в зону лечения с целью вытеснения гноя или другого вещества, которое может там присутствовать, позволяя избытку вещества вытекать из зоны лечения до тех пор, пока цвет избыточного материала больше не изменится. Сольватирующую систему можно оставить на месте до тех пор, пока она может вытекать или иным образом выделяться, или рассасываться, или сольватирующую систему можно оставить в течение подходящего времени (например, несколько минут, несколько часов или больше), а затем смыть, используя солевой раствор или другую подходящую жидкость. Предпочтительно, если сольватирующую систему прикладывают непосредственно к месту лечения, поскольку непосредственное нанесение может способствовать более быстрому разрушению биопленки. Например, для процедур, выполняемых в среднем или внутреннем ухе, предпочтительно, если сольватирующий раствор наносят непосредственно в область среднего или внутреннего уха, а не просто наносят на наружный слуховой проход и оставляют перемещаться через барабанную перепонку. Нанесение сольватирующей системы и удаление сдвинутой со своего места или разрушенной биопленки и бактерий можно также повторить, если требуется обеспечить полное удаление вредных микроорганизмов.
[0039] Чтобы помешать повторной бактериальной колонизации и повторному образованию биопленки, на обрабатываемое место также наносят описанный полимерный пленкообразующий медицинский герметик. Нанесение можно, например, осуществить с применением канюли 12, как показано на фиг.1 и на фиг.2, интродуктора 120 или 222, как показано на фиг.3 и на фиг.4, или катетера, шприца или другой подходящей трубки для диспергирования пленкообразующего медицинского герметика в обрабатываемом месте. При нанесении применяемый герметик может полностью заполнить обрабатываемое место, но желательно этого не делать, поскольку предпочтительно наносить его в виде пленки или другого однородного покрытия, которое оставляет в обрабатываемом месте по меньшей мере частичное отверстие для воздуха. Например, при нанесении покрытия на обрабатываемое место, в отсутствие заполнения герметиком среднего уха, цепь слуховых косточек может оставаться свободной и перемещаться с движением барабанной перепонки вследствие давления звуковых волн, при этом функция среднего и внутреннего уха может быть сохранена во время лечения. При необходимости герметик можно нанести на часть или на всю цепь слуховых косточек или на часть или всю барабанную перепонку, чтобы обеспечить степень стабилизации во время излечения. В качестве дополнительного примера, при нанесении только покрытия, без заполнения герметиком обрабатываемого места лечения в носу, во время лечения могут быть сохранены дыхательные функции. Предпочтительно, если герметик адгезирует к природным тканям в обрабатываемом месте и устойчив к отделению или другому разрушению до тех пор, пока не произойдет естественное разложение или ресорбция герметика (например, после времени пребывания в течение одного или более дней, недель или месяцев). За это время возможность повторной колонизации или повторного инфицирования может быть существенно уменьшена или предотвращена, при этом достигается эффективное излечение, и происходит образование новых реснитчатых (мерцательных) клеток эпителия. Герметик может обеспечить различные преимущества с терапевтической точки зрения, в том числе, но не ограничиваясь ими, способность отталкивать налипающие бактерии (устойчивость к адгезии бактерий), противоинфекционные свойства, местную иммунную модуляцию, предохранение тканей, снижение или устранение боли или кровотечения, уменьшение воспаления, оптимизацию окружающей среды для возобновления роста клеток мерцательного эпителия, уменьшение прилипания к критически важным анатомическим органам или т.п. Эти преимущества могут возникать благодаря различным механизмам, в том числе а) ингибированию бактериальной колонизации, b) ингибированию взамодействия бактерий с тканью, с) уменьшению заболеваемости ткани или абсцедирования, d) снижению или предотвращению рецидива заболевания (например, особенно уменьшению хронического воспаления, связанного с бактериальным токсином и EPS), е) покрытию и защите ткани во время лечения, например, путем поддержания раны влажной, что способствует агрегации тромбоцитов, или путем закрытия сухой раны без чрезмерного образования шероховатостей, f) гемостазу, g) оптимизации окружающей среды для образования мерцательных клеток слизистой оболочки, h) ускорению роста или возобновлению роста ресничек эпителия, i) предотвращению прилипания протеза или тимпанослизистых трансплантатов к нативной ткани, и j) доставке терапевтического средства (средств) к месту лечения. Предпочтительно, чтобы герметик прикреплялся к части слизистой оболочки, покрывал другие части слизистой оболочки, одновременно оставляя реснички эпителия свободными в тех частях, к которым он не прикрепился, позволяя ресничкам совершать естественное ритмичное движение (а именно пульсацию ресничек), осуществлял введение противомикробных средств или дополнительных нужных терапевтических препаратов, и предотвращал прилипание бактерий к месту лечения.
[0040] В описанном способе можно применять различные сольватирующие системы. Как указано выше, сольватирующая система включает поверхностно-активное вещество. Предпочтительно, чтобы поверхностно-активное вещество было водорастворимым и нетоксичным. Типичные поверхностно-активные вещества включают анионные поверхностно-активные вещества, неионные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества и цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества. Типичные анионные поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, С6-С24 алкилбензолсульфонаты; С6-С24 олефинсульфонаты; С6-С24 парафинсульфонаты; кумолсульфонат; ксилолсульфонат; С6-С24 алкилнафталинсульфонаты; сульфонаты или дисульфонаты С6-С24 алкил- или диалкилдифениловые эфиры, С4-С24 моно- или диалкилсульфосукцинаты; сульфонированные или сульфатированные жирные кислоты; сульфаты С6-С24 спиртов (например, сульфаты С6-С12 спиртов); С6-С24 сульфаты простых эфиров, имеющих от 1 до примерно 20 этиленоксидных групп; С4-С24 алкиловые, ариловые или алкипариловые эфиры фосфорной кислоты или их алкоксилированные аналоги, имеющие от 1 до примерно 40 этиленовых, пропиленовых или бутиленоксидных группировок; и их смеси. Например, анионное поверхностно-активное вещество может представлять собой хенодезоксихолат натрия, натриевую соль N-лаурилсаркозина, додепилсульфат лития, натриевую соль 1-октансульфоновой кислоты, гидрат холата натрия, деоксихолат натрия, додецилсульфат натрия (также известный, как лаурилсульфат натрия) или гликодезоксихолат натрия.
[0041] Типичные катионные поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, четвертичные аминосоединения, имеющие формулу
где каждый R, R', R" и R'" представляют собой С1-С24 алкильную, арильную или аралкильную группу, которая может содержать один или более Р, О, S или N гетероатомов, и Х представляет собой F, Cl, Вr, I или алкилсульфат.Например, катионное поверхностно-активное вещество может представлять собой моногидрат хлорида гексадецилпиридиния или бромид гексадецилтриметиламмония.
[0042] Типичные неионные поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, этоксилаты С6-С24 спирта (например, этоксилаты С6-С14 спирта), имеющие от 1 до примерно 20 этиленоксидных групп (например, примерно от 9 до примерно 20 этиленоксидных групп); С6-С24 алкилфенолэтоксилаты (например, С8-С10 алкилфенолэтоксилаты), имеющие от 1 до примерно 100 этиленоксидных групп (например, примерно от 12 до примерно 20 этиленоксидных групп); С6-С24 алкилполигликозиды (например, С6-С20 алкилполигликозиды), имеющие от 1 до примерно 20 гликозидных групп (например, примерно от 9 до примерно 20 гликозидных групп); С6-С24 этоксилаты эфиров жирных кислот, пропоксилаты или глицериды; С4-С24 моно- или диалканоламиды; и их смеси. Например, неионное поверхностно-активное вещество может представлять собой додециловый эфир полиоксиэтиленгликоля, N-деканоил-N-метилглюкамин, дигитонин, н-додецил-B-D-мальтозид, октил-В-О-глюкопиранозид, октилфенолэтоксилат, изооктилфениловый эфир полиоксиэтилена, полиоксиэтиленсорбитанмонолаурат или полиоксиэтиленсорбитанмоноолеат.
[0043] Типичные цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, аминоалкилсульфонатные соединения, имеющие формулу
где каждый R, R', R" и R'" представляют собой С1-С24 алкильную, арильную или аралкильную группу, которая может содержать один или более Р, О, S или N гетероатомов; аминоксидные соединения, имеющие формулу
где каждый R, R' и R" представляют собой С1-С24 алкильную, арильную или аралкильную группу, которая может содержать один или более Р, О, S или N гетероатомов; и бетаиновые соединения, имеющие формулу
где каждая R, R' и R" представляют собой С1-С24 алкильную, арильную или аралкильную группу, которая может содержать один или более Р, О, S или N гетероатомов, и n равен примерно 1-10. Например, цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество может представлять собой 3-[(3-холамидопропил) диметиламмонио]-2-гидрокси-1-пропансульфонат, 3-[(3-холамидопропил)диметиламмонио]-1-пропансульфонат (иногда называемый CHAPS), внутреннюю соль 3-(децилдиметиламмонио)пропансульфонат (аммониокаприлилсульфобетаин), или N-додецил-N,N-диметил-3-аммонио-1-пропансульфонат.
[0044] Предпочтительные поверхностно-активные вещества включают алкилсульфаты, алкилсульфонаты, арилсульфонаты и цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества. Предпочтительные поверхностно-активные вещества можно получить в виде чистых соединений или в некоторых примерах их можно получить путем применения продуктов, таких как жидкое Кастильское мыло. Поверхностно-активные веществ, могут, например, присутствовать в концентрации по меньшей мере примерно 0.002 М, по меньшей мере примерно 0.005 М, или по меньшей мере примерно 0.01 М, например, примерно от 0.002 до примерно 1 М, примерно от 0.005 до примерно 0.7 М или примерно от 0.01 до примерно 0.5 М. Выраженные в массовых процентах относительно сольватирующей системы поверхностно-активные вещества могут, например, составлять более 0.2 вес.%, примерно от 0.3% до примерно 30%, примерно от 0.5% до примерно 25% или примерно от 1% до примерно 20%. Повышенные количества поверхностно-активного вещества могут способствовать более быстрому разрушению биопленки.
[0045] Сольватирующая система может содержать соединение, образующее комплекс с ионами металлов. Предпочтительно, если комплексообразующее соединение представляет собой слабую кислоту, чья активность является достаточной для связывания одного или более ионов металла в эксополисахаридной или внеклеточной полисахаридной матрице, но которая не является настолько сильной, чтобы причинить вред ткани, подвергаемой лечению. Представляющие интерес ионы металлов (вследствие их вероятного участия в рассматриваемых бактериальных биопленках) включают натрий, кальций и железо. Предпочтительно, если соединение, образующее комплекс с ионами металлов, является водорастворимым, нетоксичным и, при использовании в ухе, не проявляет склонности к усилению долгосрочной потери слуха. Типичные кислоты включают, но не ограничиваются ими, карбоновые кислоты, двухосновные кислоты или трехосновные кислоты, такие как муравьиная кислота, уксусная кислота, хлоруксусная кислота, дихлоруксусная кислота, щавелевая кислота, оксаминовая кислота, гликолевая кислота, молочная кислота, пировиноградная кислота, аспарагиновая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, янтарная кислота, иминодиуксусная кислота, глутаровая кислота, 2-кетоглутаровая кислота, глютаминовая кислота, адипиновая кислота, лимонная кислота, глюкуроновая кислота, мупиновая кислота, нитрилтрехуксусная кислота, салициловая кислота, кетопимелиновая кислота, бензойная кислота, миндальная кислота, хлорминдальная кислота, фенилуксусная кислота, фталевая кислота и борная кислота; минеральные кислоты, такие как соляная кислота, ортофосфорная кислота и фосфоновая кислота; и их смеси. Лимонная кислота является предпочтительной кислотой. Соединение, образующее комплекс с ионами металлов, может, например, присутствовать в концентрации по меньшей мере примерно 0.01 М, по меньшей мере примерно 0.05 М или по меньшей мере примерно 0.1 М, например, примерно от 0,01 до примерно 0.5 М, примерно от 0.05 до примерно 0.4 М или примерно от 0.1 до примерно 0.3 М. Увеличение количества соединения, образующего комплекс с ионами металлов, может способствовать более быстрому разрушению биопленки.
[0046] Сольватирующая система может включать различные другие ингредиенты, в том числе воду и другие растворители (например, спирты), буферные вещества, противомикробные средства и различные вспомогательные вещества. Предпочтительно, если сольватирующая система содержит воду и одно или более буферное вещество. Предпочтительно, если буферное вещество поддерживает сольватирующую систему при рН, подходящим для контакта с тканью человека, и желательно, при рН большем 5. Например, в сольватирующей системе можно установить рН, близкий к нейтральному, например, рН больше 5 и меньше 8.5. Буферные вещества могут, например, составлять до примерно 25% относительно массы сольватирующей системы. Типичные буферные вещества включают, но не ограничиваются ими, хлорид калия, глицин, гидрофталат калия, ацетат натрия, барбитон натрия и цитрат натрия. Если соединение, образующее комплекс с ионами металлов, представляет собой слабую кислоту, желательно, чтобы буферное вещество являлось солью этой кислоты.
[0047] Также являются предпочтительными сольватирующие системы, содержащие одно или более противомикробных средств. EPS матрица дает возможность биопленке приклеиться к подстилающей поверхности и также защищает вкрапленные микроорганизмы; таким образом, бактерии в биопленке являются приблизительно в 100-1000 раз более устойчивыми к воздействию антибиотиков, чем планктонные бактерии. После того как биопленка распалась на несвязанные полимеры или фрагменты и сольватировалась или иным образом разрушилась сольватирующей системой, противомикробное средство может гораздо более эффективно атаковать оставшиеся бактерии. Типичные противомикробные средства включают активные соединения кислорода, такие как пероксид водорода, выделенные или равновесно полученные или выделенные перкислоты, такие как хлорпербензойные кислоты, перуксусная кислота, пергептановая кислота, пероктановая кислота, пердекановая кислота, пермуравьиная кислота, перлимонная кислота, пергликолевая кислота, пермолочная кислота, пербензойная кислота и моноэфиры перкислот, полученные из двухосновных кислот или двухосновных эфиров, таких как адипиновая, янтарная, глутаровая или малоновая кислота; аминогликозиды; амфениколы; ампициллины; ансамицины; бета-лактамы, такие как карбацефемы, карбапенемы, цефалоспорины, цефамицины, монобактамы, оксацефемы, пенициллины и любые их производные; эфиры карбоновых кислот, такие как п-гидроксиалкилбензоаты и алкилциннаматы; соли хитозана; липиды в кубической фазе; галлийсодержащие противомикробные средства, такие как ацетилацетонат галлия, бромид галлия, хлорид галлия, фторид галлия, иодид галлия, мальтолат галлия, нитрат галлия, нитрид галлия, перколат галлия, фосфид галлия и сульфат галлия; йодсодержащие соединения и другие активные соединения галогенов, такие как йод, интергалогениды, полигалогениды, гипохлориты металлов, хлорноватистая кислота, гипобромиты металлов, бромноватистая кислота, хлор- и бромгидантоины, диоксид хлора и хлорит натрия; линкозамиды; макролиды; нитрофураны; органические пероксиды, в том числе перикись бензоила и пероксиды алкилбензоила; озон; фенольные производные, в том числе о-фенилфенол, о-бензил-п-хлорфенол, трет-амилфенол и С1-С6 алкилгидроксибензоаты; четвертичные соединения аммония, такие как алкилдиметилбензил аммоний хлорид и диалкилдиметил аммоний хлорид; хинолины; генераторы синглетного кислорода; сульфонамиды; сульфоны; сульфоновые кислоты, такие как додецилбензолсульфоновая кислота; тетрациклиновые антибиотики, такие как тетрациклин, хлортетрациклин, окситетрациклин, демекоциклин, доксициклин, лимециклин, меклоциклин, метациклин, метоциклин, миноциклин и т.п.; ванкомицин; их производные и смеси. Многие из перечисленных веществ представляют классы, включающие полезные специфические вещества, конкретное применение которых хорошо известно специалистам в данной области. Например, типичные пенициллины включают, но не ограничиваются ими, амдиноциллин, амдиноциллин пивоксил, амоксициллин ампициллин, апалциллин, аспоксициллин, аксидоциллин, азлоциллин, акампициллин, бакампициллин, бензилпенициллиновую кислоту, бензилпенициллин натрия, карбенициллин, кариндациллин, клометоциллин, клоксациллин, циклациллин, диклоксациллин, эпициллин, фенбенициллин, флоксациллин, гетациллин, ленампициллин, метампициллин, метициллин натрия, мезлоциллин, нафциллин натрия, оксациллин, пенамециллин, пенетамат гидриодид, пенициллин G бенетамин, пенициллин G бензатин, пенициллин G бензгидриларнин, пенициллин G кальция, пенициллин G гидрабамин, пенициллин G калия, пенициллин G. прокаин, пенициллин N, пенициллин О, пенициллин V, пенициллин V банзатин, пенициллин V гидрабамин, пенимепициклин, фенетициллин калия, пиперациллин, пивампициллин пропициллин, хинациллин, сульбенициллин, сультамициллин, талампициллин, темоциллин, тикарциллин и их смеси или другие вещества (например, пенициллины, смешанные с клавулановой кислотой, такие как смесь амоксициллина и клавулановой кислоты, доступной в виде AUGMENTIN™ от компании GlaxoSmithKline).
[0048] Противомикробное средство, такое как средства, описанные выше, можно применять на отдельной стадии лечения (при необходимости, в подходящем носителе) после применения сольватирующей системы и перед применением полимерного пленкообразующего медицинского герметика. Противомикробное средство можно также применять в качестве части герметика. Применяют ли его как часть сольватирующей системы, на отдельной стадии, или как часть герметика, предпочтительно, чтобы противомикробное средство обеспечивало снижение более чем на 99% (а именно, по меньшей мере, снижение на 2 логарифмических порядка), более чем на 99.9% (а именно, по меньшей мере, снижение на 3 логарифмических порядка), более чем на 99.99% численное снижение (а именно, по меньшей мере, снижение на 4 логарифмических порядка) или более чем на 99.999% (а именно, по меньшей мере, снижение на 5 логарифмических порядков) популяции одного или более видов бактерий S. aureus, Р. aeruginosa, S. pneumonia, H. influenzae или M. Catarrhalis, которое оценивают с применением процедуры определения количества бактерий посевом на планшетах, описанное ниже в примерах.
[0049] Сольватирующая система может содержать дополнительные терапевтические вещества. Типичные терапевтические вещества включают любое вещество, подходящее для отологического, ринологического или фарингитного применения, в том числе анальгетики, антихолинергические средства, противогрибковые препараты, антигистаминные препараты, препараты крови, стероидные или нестероидные противовоспалительные препараты, противопаразитарные препараты, противовирусные препараты, биостатические композиции, химиотерапевтические/антибластомные препараты, цитокины, противоотечные препараты, иммуносупрессоры, муколитические препараты, нуклеиновые кислоты, пептиды, белки, стероиды, сосудосужающие средства, витамины, их смеси и другие терапевтические вещества, которые очевидны специалистам в данной области. Некоторые такие дополнительные терапевтические вещества более подробно описаны ниже в связи с полимерным пленкообразующим медицинским герметиком. Другие вспомогательные вещества, которые можно включить в сольватирующую систему, включают красители, пигменты или другие красящие вещества (например, FD & С Red No. 3, FD & С Red No. 20, FD & С Yellow No. 6, FD & С Blue No.2, D & С Green No. 5, D & С Orange No. 4, D & С Red No. 8, карамель, диоксид титана, фруктовые или овощные красящие вещества, такие как свекольный порошок или бета-каротин, куркума, красный перец и другие материалы, известные специалистам в данной области); индикаторы; ароматизирующие вещества или подсластители, в том числе, но не ограничиваясь ими, анисовое масло, вишня, коричное масло, цитрусовое масло (например, масло лайма, лимонное или апельсиновое масло), какао, эвкалипт, травяные ароматизаторы (например, гвоздичное масло, масло мускатного шалфея или масло кассии), лактозу, мальтозу, ментол, масло перечной мяты, сахарин, цикламат натрия, масло кудрявой мяты, сорбит, сахарозу, ванилин, винтергриновое масло, ксилитол и их смеси; антиоксиданты; пеногасители; и реологические модификаторы, в том числе загустители и тиксотропные вещества.
[0050] Предпочтительно, если сольватирующая система имеет достаточно низкую вязкость, чтобы легко приникать к месту лечения, например при применении спрея с механическим распылением или другого спрея, промывании полости, аэрозольном орошении, нанесении лекарственного препарата, капиллярном затекании или просачивании. Предпочтительно, чтобы сольватирующую систему можно было также легко удалить с места лечения путем последующего смывания, промывания, дренирования или поглощения. Сольватирующую систему не следует применять в жидкой форме, но ее можно, например, применять в виде порошка, геля, пены, тампона, полоски пленки или в виде другой подходящей формы. Сольватирующую систему можно нанести на места лечения в среднем или внутреннем ухе, на связанные структуры, такие как евстахиевы трубы, в носовую полость или полость носовых пазух или на ткани рта или глотки. Сольватирующая система особенно хорошо подходит для лечения реснитчатых тканей. Предпочтительно, чтобы сольватирующая система являлась биосовместимой с чувствительными тканями и структурами среднего или внутреннего уха, и желательно не содержала ингредиентов, которые могли бы причинить вред таким тканям или структурам или чрезмерно подорвать слух на длительное время.
[0051] В описанном способе можно применять различные полимерные пленкообразующие медицинские герметики. Предпочтительно, чтобы герметик являлся биодеградируемым или биорассасывающимся материалом со временем пребывания in vivo от одного дня до нескольких (например, 2, 3 или 4) дней, недель или месяцев. Герметик может быть несшитым, поперечно-сшитым до нанесения на место лечения, или стать поперечно-сшитым после применения. Согласно одному варианту реализации изобретения герметик может являться вязкоупругим материалом. Согласно другому варианту реализации изобретения герметик может затвердевать после применения. Герметик может представлять собой синтетический полимер (например, полиэтиленгликоль или ПЭГ), природный полимер (например, полисахарид, липид или полипептид) или синтетически-модифицированный природный полимер (например, полипептид, прореагировавший с ПЭГ). Другие типичные синтетические полимеры включают полиацетали, полиакриловые кислоты, полиалкиленоксалаты, полиалкиленсукцинаты, полиамиды, полиаминовые кислоты, полиаспарагиновую кислоту, полиангидриды, поликапролактоны, поликарбонаты, полицианоакрилаты, полидиаксононы, полиэфирамиды, простые эфиры сложных полиэфиров, полиэтиленоксид (РЕО), поли(гликолевые кислоты) и другие поли(гликолиды), полигидроксибутираты, полигидроксивалераты, поликетали, поли(молочную кислоту) и другие полилактиды, в том числе поли(лактид-со-гликолиды), поли(яблочные кислоты), полиортоэфиры, полифосфазины, полифосфоэфиры, полипропиленоксид (РРО), разлагаемые полиуретаны, поливиниловый спирт (PVA), поливинилпирролидон (PVP) и сополимеры, терполимеры, их композиции и смеси.
[0052] Типичные полисахариды включают агар; целлюлозу и ее производные, такие как окисленная целлюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза (CMC), карбоксиметиламилоза (СМА), карбоксиэтилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза (НРМС); хитин; хитозан и его производные, такие как карбоксиметилхитозан и триметилхитозан; декстран и его производные, такие как карбоксиметилдекстран; гликоген; гликозаминогликаны, такие как гиалуронан (например, гиалуроновая кислота и ее производные, в том числе эфиры и полимеры), гепарин, гепаринсульфат, дерматинсульфат и хондроитин-6-сульфат; смолы, такие как альгинат, геллановая камедь и ксантановая камедь; пектин; крахмал и его производные.
[0053] Типичные липиды включают липидные соединения на основе глицерина, такие как моноолеат глицерина и жидкие кристаллические липиды, которые можно ввести в жидкой форме и которые при контакте с влагой переходят в кубическую фазу и образуют воскообразный кубический или кристаллический материал.
[0054] Типичные полипептиды включают альбумин, коллаген, желатин, шелк и их производные. Например, поперечно-сшитые гидрогели можно получить из многих полипептидов посредством их реакции с подходящим сшивающим агентом, таким как альдегид (например, глутаральдегид или формальдегид), карбодиимид, хитин, CMC, диизоцианат или гликоль, такой как ПЭГ.
ТМ
ТМ
ТМ
[0055] Полимерный пленкообразующий медицинский герметик может включать противомикробные средства, дополнительные терапевтические вещества и другие вспомогательные вещества, подобно веществам, упомянутым выше в отношении сольватирующей системы. Герметики, содержащие терапевтические вещества, которые проявляют как противоинфекционные, так и противовоспалительные свойства (например, тетрациклины) являются предпочтительным вариантом реализации изобретения. Герметики, содержащие дополнительные терапевтические вещества, такие как противогрибковые препараты, антигистаминные препараты, стероидные или нестероидные противовоспалительные препараты, противопаразитарные препараты, противовирусные препараты, химиотерапевтические/антибластомные препараты, противоотечные препараты или муколитические препараты, являются другим предпочтительным вариантом реализации изобретения. Герметики, содержащие противомикробные средства и дополнительные терапевтические вещества, являются еще одним предпочтительным вариантом реализации изобретения. Типичные противогрибковые препараты включают, но не ограничиваются ими, аллиламины, имидазолы, полиены, тиокарбаматы, триазолы, их производные и смеси. Типичные антигистаминные препараты включают, но не ограничиваются ими, азеластин, дифенгидрамин, лоратидин, их производные и смеси. Типичные стероидные противовоспалительные препараты включают, но не ограничиваются ими, 21-ацетоксипрегненолон, альклометазон, альгестон, амцинонид, беклометазон, бетаметазон, будезонид, хлоропреднизон, клобетазол, клобетанзон, клокортолон, клопреднол, кортикостерон, кортизон, кортивазол, дефлазакорт, дезонид, дезоксиметазон, дексаметазон, дифлоразон, дифлукортолон, дифлупреднат, эноксолон, флуазакорт, флуклоронид, флуметазон флунизолид, флуоцинолон ацетонид, флуоцинонид, флуокортин бутил, флуокорголон, флуорометолон, флуперолон ацетат, флупредниден ацетат, флупреднизолон, флурандренолид, флутиказон пропионат, формокорталь, хальцинонид, галобетазол пропионат, галометазон, галопредон ацетат, гидрокортамат, гидрокортизон, лотепреднол этабонат, мазипредон, медризон, мепреднизон, метилпреднизолон, мометазон фуроат, параметозон, предникарбат, преднизолон, преднизолон 25-диэтиламиноацетат, преднизолон натрия фосфат, преднизон, предниваль, преднилиден, римекзолон, тиксокортол, триамцинолон, триамцинолон ацетонид, триамцинолон бенетонид, триамцинолон гексацетонид, их производные и смеси. Предпочтительные стероидные противовоспалительные препараты включают беклометазон, будезонид, флутиказон проприонат и мометазона фуроат. Типичные нестероидные противовоспалительные препараты включают, но не ограничиваются ими, СОХ ингибиторы (СОХ-1 или СОХ неспецифические ингибиторы) и селективные СОХ-2 ингибиторы. Типичные СОХ ингибиторы включают, но не ограничиваются ими, производные салициловой кислоты, такие как аспирин, салицилат натрия, холин магний трисалицилат, салицилат, дифлунизал, сульфасалазин и ольсалазин; пара-аминофенольные производные, так как ацетаминофен; индол и инденуксусные кислоты, такие как индометацин и сулиндак; гетероарилуксусные кислоты, такие как толметин, дикофенак и кеторолак; арилпропионовые кислоты, такие как ибупрофен, напроксен, флурбипрофен, кетопрофен, фенопрофен и оксапрозин; антраниловые кислоты (фенаматы), такие как мефенамовая кислота и мелоксикам; енольные кислоты, такие как оксикамы (пироксикам, мелоксикам); алканоны, такие как набуметон; их производные и смеси. Типичные СОХ-2 ингибиторы включают, но не ограничиваются ими, диарил-замещенные фураноны, такие как рофекоксиб; диарил-замещенные пиразолы, такие как целекоксиб; индолуксусные кислоты, такие как этодолак и сульфонанилиды, такие как нимесулид; их производные и смеси. Типичные противопаразитарные препараты включают, но не ограничиваются ими, атоваквон клиндамицин, дапзон, йдохинол, метронидазол, пентамидин, примахин, пириметамин, сульфадиазин, триметоприм/суфаметоксазол, триметрексат, их производные и смеси. Типичные противовирусные препараты включают, но не ограничиваются ими, ацикловир, фамцикловир, валацикловир, эдоксудин, ганцикловир, фоскамет, цидовир (доступный как VISTIDE™ от компании Gilead Sciences, Inc.), витразерт, формивирсен, НРМРА (9-(3-гидрокси-2-фосфонометоксипропил)аденин), РМЕА (9-(2-фосфонометоксиэтил)аденин), HPMPG (9-(3-гидрокси-2-(фосфонометокси)пропил)гуанин), PMEG (9-[2-(фосфонометокси)этил]гуанин), НРМРС (1-(2-фосфонометокси-3-3гидроксипропил)-цитозин), рибавирин, EICAR (5-этил-1-бета-D-рибофуранозилимидазол-4-карбонксамин), пиразофурин (3-[бета-D-рибофуранозил]-4-гидроксипиразол-5-карбохамин), 3-деазагуанин, GR-92938X (1-бета-D-рибофуранозилпиразол-3,4-дикарбохамид), LY253963 (1,3,4-тиадиазол-2-ил-цианамид), RD3-0028 (1,4-дигидро-2,3-бензодитин), CL387626 (4,4'-бис[4,6-ди][3-аминофенил-N,N-бис(2-карбамоилэтил)-сульфонилимино]-13,5-триазин-2-ил-амино-бифенил-2-,2'-дисульфоновая кислота, динатриевая соль), BABIM (бис[5-амидино-2-бензимидазолил]-метан), NIH351, их производные и смеси. Типичные химиотерапевтические/антибластомные препараты включают, но не ограничиваются ими, противоопухолевые препараты (например, раковые химиотерапевтические препараты, модификаторы биологических реакций, ингибиторы васкуляризации, блоки рецепторов гормона и криотерапевтические препараты или другие вещества, которые разрушают или ингибируют неоплазию или онкогенез), такие как алкилирующие агенты или другие вещества, которые непосредственно уничтожают раковые клетки, атакуя их ДНК (например, циклофосфамид и изофосфамид), нитрозомочевины или другие вещества, которые уничтожают раковые клетки путем ингибирующих изменений, необходимых для клеточной репарации ДНК (например, кармустин (BCNU) и ломустин (CCNU)), антиметаболиты и другие вещества, которые блокируют рост раковых клеток, препятствуя некоторым функциям клеток, обычно синтезу ДНК (например, 6 меркаптопурин и 5-фторурацил (5FU)), противоопухолевые антибиотики и другие соединения, которые действуют путем связывания или проникновения в ДНК и предотвращения синтеза РНК (например, доксорубицин, даунорубицин, эпирубицин, идарубицин, митомицин-С и блеомицин), растительные (барвинка) алкалоиды и другие противоопухолевые препараты, получаемые из растений (например, винкристин и винбластин), стероидные гормоны, ингибиторы гормонов, антагонисты рецепторов гормонов и другие вещества, которые воздействуют на рост восприимчивых к гормонам раков (например, тамоксифен, герцептин, ингибиторы ароматазы, такие как аминоглитетамид и форместан, ингибиторы триазола, такие как летрозол и анастразол, и стероидные ингибиторы, такие как эксеместан), антиангиогенные белки, маленькие молекулы, генные способы лечения или другие вещества, которые ингибируют развитие кровеносных сосудов или васкуляризацию опухолей (например, мет-1, мет-2 и талидомид), бевацизумаб (доступный как AVASTIN от компании Genentech), схаламин, эндостатин, ангиостатин, ANGIOZYME™ от компании Ribozyme Pharmaceuticals, неовастат (доступный как АЕ-941 от компании AetePHK Zentaris), СС-5013 (доступный как REVIMID™ от компании Celgene Corp.), меди-522 (доступный как VITAXIN™ от компании Medlmmune, Inc.), 2-метоксиэстрадиол или 2МЕ2 (доступный как PANZEM от компании Entremed, Inc.), карбоксиамидотриазол (CAI), пролекарство комбретастатин А4 (СА4Р), SU6668, SU1 1248, BMS-275291, COL-3, EMD 121974, IMC-1C1 1, IM862, TNP-470, целекоксиб (доступный как CELEBREX™ от компании Pfizer Inc.), рефекоксиб, интерферон альфа, интерлейкин-12 (IL-12) или любые соединения, идентифицированные в публикации Science Vol.289, Pages 1197-1201 (17 августа 2000), которая непосредственно включена в настоящий документ посредством ссылки, модификаторы биологических реакций (например, интерферон, бацилла Кальмета-Герена (BCG), моноклональные антитела, интерлейкин 2, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (GCSF) и т.д.), антагонисты PGDF рецепторов, герцептин, аспарагиназ, бусульфан, карбоплатин, цисплатин, кармустин, хлорамбуцил, цитарабин, дакарбазин, этопозид, флукарбазин, фторурацил, немцитабин, гидроксимочевина, ифосфамид, иринотекан, ломустин, мелфалан, меркаптопурин, метотрексат, тиогуанин, тиотепа, томудекс, топотекан, треосульфан, винбластин, винкристин, митоазитрон, оксалиплатин, прокарбазин стрептоцид, таксол или паклитаксел, таксотер, аналоги/конгенеры, их производные и смеси. Типичные противоотечные препараты включают, но не ограничиваются ими, эпинефрин, оксиметазолин, фенилэфрин, псевдоэфедрин, тетрагидрозолидин, ксилометазолин, их производные и смеси. Типичные муколитические препараты включают, но не ограничиваются ими, ацетилцистеин, дорназ альфа, гуаифенезин, их производные и смеси.
[0056] В тех случаях, когда желательно удалить воду из ткани, например удалить жидкость из полипов или отечной ткани, в герметике можно применять гиперосмолярный препарат. Типичные гиперосмолярные препараты включают, но не ограничиваются ими, фуросемид, гель хлорида натрия и другие солевые препараты, которые вытягивают воду из ткани или веществ, которые прямо или косвенно изменяют осмотическое содержание слизистого слоя. Если желательно замедленное высвобождение или отсроченное высвобождение терапевтического вещества, в герметик можно также включать модификатор вещества с замедленным высвобождением. Терапевтическое вещество можно также инкапсулировать, например, в полимерные микросферы, с целью дополнительной отсрочки или замедления высвобождения терапевтического вещества.
[0057] Желательно, чтобы герметик имел достаточно низкую вязкость и был способен легко проникать к обрабатываемому месту, например, при применении спрея с механическим распылением или другого спрея, промывании полости, при аэрозольном орошении, нанесении лекарственного препарата, капиллярном затекании или просачиванием. Герметик не обязательно применять в жидкой форме, его можно применять, например, в виде порошка, геля, пены, тампона, полоски пленки или в другой подходящей форме. Герметик может также представлять собой текучую жидкость, которая сшивается, полимеризуется или иным образом изменяет свою консистенцию, образуя герметик. Герметик можно наносить на обрабатываемое место в среднем или внутреннем ухе, к связанным структурам, таким как евстахиевы трубы, к носовой полости или полости носовых пазух или к ткани рта или глотки. Герметик особенно хорошо подходит для лечения тканей реснитчатого эпителия. Применяемый герметик может быть биорассасывающимся или биодеградируемым после необходимого периода времени, после того как произошло лечение. Желательно, чтобы герметик имел по меньшей мере одну характеристику, которая способствовала удержанию герметика на месте лечения. Эту характеристику можно выбрать из различных свойств, в том числе, но не ограничиваясь ими, толщины, размера, формы, плотности, вязкости, твердости, биоадгезивности, мукоадгезивности, способа нанесения или введения и т.п. Герметик может предотвратить повторную бактериальную колонизацию или образование или повторное образование бактериальных биопленок путем покрытия обрабатываемого места (например, слизистой оболочки, с которой была удалена бактериальная биопленка с помощью сольватирующей системы) альтернативной пленочной структурой, поверхность которой не является легко проницаемой для бактерий, связанных с инфекционными заболеваниями уха, носа или горла. Предпочтительно, чтобы герметик был биосовместим с чувствительными тканями и структурами среднего или внутреннего уха, и желательно не содержал ингредиентов, которые могли бы потенциально причинить вред таким тканям или структурам или существенно ухудшить слух в течение длительного времени.
[0058] Желательно, чтобы сольватирующую систему и герметик можно было применять в качестве части многостадийного режима лечения, в результате которого происходит разрушение бактериальной биопленки и создаются препятствия для ее повторного образования. Например, можно осуществить ряд стадий, которые в общих чертах можно классифицировать как очистка/разрушение, уничтожение, защита/покрытие, аэрирование и излечение. Стадию очистки/разрушения можно осуществить путем введения сольватирующей системы, как описано выше. Стадию уничтожения можно осуществить путем нанесения подходящего противомикробного средства на место лечения. Как описано выше, это можно осуществить, путем включения противомикробного средства в сольватирующую систему, в герметик или в сольватирующую систему и герметик. Как указано выше, противомикробное средство можно также применять в качестве отдельной стадии между применением сольватирующей системы и применением герметика. Противомикробное средство можно также прикладывать или вводить после операции. Стадию защита/покрытие можно выполнить путем покрытия защитным слоем герметика по меньшей мере части указанной ткани, обработанной как описано выше. Стадию аэрирования можно осуществить путем сохранения или образования подходящего отверстия или отверстий (например, узкого длинного разреза в барабанной перепонке или отверстия в закрытых или частично закрытых носовых ходах, носовых пазухах или в устье носовых пазух) и сохранения отверстия или отверстий открытыми в течение периода времени, достаточного для аэрирования места лечения. На период времени может оказывать влияние природа отверстия (отверстий) и, при лечении уха, наличие или отсутствие вставленной тимпаностомической трубки. Например, если в барабанной перепонке был сделан разрез, а трубка не помещена в это отверстие, то разрез может оставаться открытым в течение нескольких дней и зажить, тем самым естественным образом закрыв пространство внутри уха. Стадию излечения можно осуществить путем возвращения очищенной, защищенной и закрытой поверхности ткани в нормальное состояние, например, посредством одного или более механизмов излечения, таких как модуляция воспалительной реакции, фагоцитоз, ремодулирование слизистой оболочки, образование новых реснитчатых (мерцательных) клеток эпителия или полное или частичное восстановление нормального слуха, равновесия или дыхания. Предпочтительно, если в некоторых случаях описанный способ можно осуществить без хирургического вмешательства, например при лечении носа путем нанесения и удаления сольватирующей системы и путем нанесения герметика посредством обычных методов аспирации/всасывания или путем простого промывания пораженных носовых проходов без инфузии сольватирующей системы или герметика в более труднодоступные носовые пазухи за пределами их устья.
[0059] Изобретение также проиллюстрировано следующими неограничивающими примерами.
Пример 1
[0060] Бактериальные изоляты S. aureus и P. aeruginosa бактерий извлекали из носовых пазух пациентов с заболеваниями носовых пазух. Из исследований были исключены пациенты с муковисцидозом или скрытым иммуносупрессорным заболеванием (ВИЧ-инфекцией, инсулинозависимым сахарным диабетом или почечным заболеванием) и пациенты, принимавшие антибиотики или пероральный преднизон в предыдущий месяц. Все пациенты имели невосприимчивый синусит, то есть стойкие симптомы, устойчивые к медицинской терапии, несмотря на то, что пациентам была технически успешно проведена функциональная эндоскопическая операция носовых пазух (FESS) с целью лечения невосприимчивого хронического риносинусита (CRS) с носовым полипозом или без него. Проявление CRS диагностировали в соответствии с нормативами 2003 American Academy of Otolaryngology-Head и Neck Surgery (AAO-HNS), изложенными в Benninger et al. "Adult chronic rhinosinusitis: Definitions, diagnosis, epidemiology and patnophysiology", Otolaryngol Head Neck Surg 129(3 suppl):S1-S32 (2003). Выбранные пациенты были невосприимчивы к медицинской терапии в течение более 12 месяцев до отбора проб, и неудачный исход FESS рассматривался как не связанный с техническими факторами, такими как обструктивная синехия, обструкция лобной пазухи или оставшийся крючковидный отросток. Пробы отбирали последовательно, было получено до 10 образцов каждой из S. aureus и P. aeruginosa согласно прямому руководству по эндоскопии и с применением процедуры, описанной Nadel et al. "Endoscopically guided cultures in chronic sinusitis", Am f Rhinol 12:233-241 (1998). Коротко процесс можно представить следующим образом: был введен местный анестетик, крыло носа отведено назад, и применен эндоскоп с целью визуализации полости среднего хода носа и полости носовых пазух. Был вставлен тонкий, эластичный тампон из альгината кальция (STARSWAB II™ Collection и Transport System, Starplex Scientific, Etobicoke, Онтарио) и направлен к месту наибольшего нагноения. Если нагноение не наблюдалось, в течение 15 секунд брали мазок с поверхности гайморовой пазухи. Действовали осторожно, чтобы избежать контакта с боковой стенкой носа или преддверием носа. Пробы помещали на планшет и инкубировали, применяя стандартные процедуры. Бактерии идентифицировали с применением VITEK 2™ system (Biomerieux, Дарем, Северная Каролина). Для подтверждения присутствия биопленки применяли кристаллический фиолетовый краситель согласно способу, описанному Stepanovic et al. "A modified microtiter-plate test for quantification of staphylococcal biofilm formation", J Microbiol Methods 40:175-179 (2000). Для инкубации и культивирования предварительно замороженные штаммы инокулировали 0.5% овечьей кровью на триптическом соевом агаре (TSA). Через 24 часа, от одной до четырех колоний на штамм культивировали на TSA. Культуры инкубировали при 37°С в течение 24 часов, чтобы довести их состояние до триптиказо-соевого бульона (TSB)-TSA и гарантировать отсутствие загрязнения. Затем колонии, выращенные на TSA твердой среде, усиливали в 5 мл TSB среды посредством 0.5% глюкозы согласно способу, описанному Gotz "Staphylococcus and biofilms", Mol Microbiol 43:1367-1378 (2002), и инкубировали при 37°С по меньшей мере в течение 24 часов.
3
2
9
3
2
2
2
2
3
+
-
[0061] Применяли капельный реактор (DFR) для определения эффективности различных исследуемых растворов, наносимых на S. aureus и P. aeruginosa биопленки, находящихся на предметных стеклах, покрытых гидроксиапатитом (НА), удалять указанные бактериальные биопленки посредством гидродинамической силы и без нее. Предметные стекла в DFR наклоняли под углом 10° относительно горизонтали, моделируя, тем самым, окружающую среду с небольшим сдвигом. DFR помещали в инкубатор при 37°С в аэробных условиях. Приблизительно за 20 минут до бактериальной инокуляции на предметные стекла в DFR капали стерильную среду (10% TSB для S. aureus; 1% TSB для P. aeruginosa) и оставляли накапливаться на стеклах с образованием требуемого слоя. Затем предметные стекла инокулировали 1 мл культуры S. aureus или P. aeruginosa. Изменяли наклон DFR таким образом, чтобы предметные стекла размещались горизонтально в течение 4 часов, что позволило бактериям прикрепиться к субстрату. Затем DFR устанавливали так, что предметные стекла снова размещались под 10° углом, при этом стерильная среда капала на стекла со скоростью 10 мл в час. Через 3 дня проводили эксперименты по удалению биопленки. Применяли два способа обработки биопленок, образованных каждым видом бактерий. Первый способ применения включал статическую обработку в DFR, при этом сольватирующая система (называемое CAZS) капала на биопленки. CAZS сольватирующее вещество содержало неионизированную воду, 25 г/л (что соответствует 0.13 М), лимонную кислоту, 5.35 г/л (что соответствует 0.02 М), каприлилсульфобетаиновое цвиттер-ионное поверхностно-активного вещество (CH(CH)N(CH)CHCHCHSO , CAS 15163-36-7) и достаточное количество цитрата натрия (примерно 240 г/л) для буферизации системы до pH, равного 5.4. Второй способ применения включал нанесение солевого раствора или нанесение CAZS вне DFR путем промывания струей под давлением с целью приложения к биопленке гидродинамической силы. Для всех способов лечения были проведены предварительные серии экспериментов, чтобы гарантировать, что отклонения между предметными стеклами находились в пределах предельно допустимых уровней. Кроме того, были приготовлены различные планшеты обоих видов бактерий для определения отклонений в пределах одной серии эксперимента и в пределах разных серий экспериментов. Для каждой серии DFR эксперимента было сделано контрольное предметное стекло. Оценивались три серии экспериментов для каждого способа обработки каждого вида бактерий.
[0062] При статической обработке поток в DFR останавливали, DFR устанавливали в горизонтальном направлении и удаляли покров. 25 мл порцию CAZS помещали на одно предметное стекло. Контрольные предметные стекла не обрабатывали CAZS. Через 10 минут предметные стекла промывали соляным раствором (25 мл). Затем DFR отсоединяли от входной трубки, и каждое предметное стекло удаляли из-под ламинарного шкафа и помещали в стерильную 50-миллиметровую трубку. После еще одного промывания солевым раствором (2 мл) поверхность предметного стекла неоднократно выскабливали, и в трубку собирали соскобы и солевой раствор. Трубку встряхивали в течение 10 секунд, подвергали воздействию ультразвуком в течение 2 минут и снова встряхивали в течение 10 секунд для диспергирования бактерий в суспензии. Затем суспензии последовательно разбавляли и 100 мкл аликвоты помещали в три планшета, содержащих TSA, и инкубировали при 37°С в течение 24 часов. Колониеобразующие единицы (CFUs) считали вручную, и рассчитывали количество CFUs на квадратный сантиметр. Результаты подсчетов на планшетах логарифмировали (log 10) и выражали как среднее значение (±SD), полученное на основе планшетных подсчетов двух серий DFR экспериментов для каждого из трех предметных стекол.
[0063] При гидродинамической обработке предметные стекла удаляли из DFR и помещали в перчаточный бокс. Предметные стекла помещали в держатель и опрыскивали в течение приблизительно 20 секунд посредством примерно 150 мл солевого раствора или CAZS, применяя устройство, обеспечивающее промывание струей под давлением. Опрыскивание осуществляли плавным движением как из стороны в сторону, так с сверху-снизу так, что все участки опрыскивались дважды, один раз по каждой оси. Затем предметные стекла помещали в стерильные 50 мл трубки, промывали, выскребали, диспергировали, инкубировали и оценивали, как описано выше.
[0064] Рассчитывали среднее (±SD) снижение (в процентах) относительно контрольных значений количества бактерий S. aureus и P. aeruginosa (а именно количество CFUs на каждом планшете) после каждого способа лечения и результаты оценивали с применением двухвыборочных t критериев (MINITAB™ version 14, Minitab, State College, PA). Считали, что значение f, меньшее чем 0.05, представляет достоверное отличие от контрольного значения. Результаты показаны ниже в таблице 1, результаты выражены как среднее количество (±SD) колониеобразующих единиц на сантиметр (log), полученное при оценке трех планшетов, проведенной два раза.
Таблица 1Определение количества бактерий на планшетах в зависимости от способа обработки
Способ обработки
Staphylococcus aureus
Pseudomonas aeruginosa
Нет (Контрольные пробы)
8.7±0.4
9.2±0.2
Статическое нанесение CAZS
6.2±0.3
6.3±1.3
Гидродинамическре нанесение солевого раствора
6.4±0.2
6.9±0.1
Гидродинамическре нанесение CAZS
4.8±0.3
4.0±0.5
2
8
6
9
6
8
6
9
6
8
4
9
4
[0065] Результаты в таблице 1 показывают, что было достигнуто существенное удаление бактериальных биопленок. Перед лечением образовались обильные биопленки в DFR культурах как S. aureus так и P. aeruginosa, при этом количество CFU для контрольных проб находилось в диапазоне от 7.8 до 9.5 log/см. Статическое введение CAZS приводило к 2.5-кратному логарифмическому уменьшению (5.11×10-1.65×10; Р=0.001) количества S. aureus CFUs и 2.9-кратному логарифмическому уменьшению (1.69×10-1.91×10; Р=0.002) количества P. aeruginosa CFUs. Механическое разрушение с применением гидродинамической обработки солевым раствором в отдельности уменьшало количество S. aureus CFUs на 2.3 логарифмические единицы (5.11×10-2.38×10; Р - 0.001) и количество P. aeruginosa CFUs на 2.4 логарифмические единицы (1.69×10-7.31×10; Р=0.001). Однако механическое разрушение с применением гидродинамической обработки посредством CAZS уменьшало количество S. aureus CFU на 3.9 логарифмические единицы (5.1.1×10-6.37×10; Р=0.001) и количество P. aeruginosa CFU на 5.2 логарифмические единицы (1.69×10-1.04×10; P=0.001).
[0066] Конфокальную сканирующую лазерную микроскопию (CSLM) применяли при исследовании трех предметных стекол (для каждого способа лечения и вида бактерий), на которых не определяли количество бактерий, чтобы получить изображение архитектуры биопленки в контрольных и обработанных пробах. Для выполнения CSLM предметные стекла окрашивали, применяя комплект BACLIGHT™ Live/Dead (Molecular Probes, Invitrogen, Карлсбад, Калифорния), содержащий два красителя на основе нуклеиновых кислот (SYTO 9, который определяет живые клетки по наличию флуоресценции в зеленой области видимого спектра, и пропидиум иодид, который позволяет определить мертвые клетки по наличию флуоресценции в красном видимом спектре). После окрашивания предметные стекла исследовали с помощью CSLM при 630-кратном увеличении, применяя LEICA™ SP2 акустико-оптический светоделитель с 2-фотонной MAI TAI™ приставкой (Leica Microsystems, Бэннокберн, Иллинойс) для флуоресцентного возбуждения и детектирования в зеленой и красной областях видимого спектра. Каждый участок предметного стекла разделили на 10 равных по размеру сегментов. Поле зрения микроскопа выбирали произвольно из каждого сегмента, и получали изображения с 1 мкм интервалами от верхней части биопленки до субстрата, тем самым, создавая набор изображений для каждого местоположения. CSLM анализ выявил, что толстая биопленка устилала контрольные предметные стекла. Гидродинамическая обработка соляным раствором и статическая обработка посредством CAZS заметно уменьшали количество биопленочного покрытия и снижали структуру оставшейся биопленки. Гидродинамическая обработка посредством CAZS приводила к еще большему уменьшению как биопленочного покрытия, так и степени упорядочения биопленочного сообщества. В целом, полученные результаты соответствовали оценкам определения количества бактерий на планшетах в отношении снижения количества биопленки, достигаемого при каждом способе лечения.
[0067] Из трех изученных способов лечения силовое орошение посредством CAZS и промывания струей под давлением являлось наиболее эффективным в разрушении бактериальной биопленки. Орошение под давлением с применением солевого раствора существенно уменьшало количество биопленки. Однако присутствие поверхностно-активного вещества и лимонной кислоты в орошающем растворе значительно усилило уменьшение количества CFU в обоих S. aureus и P. aeruginosa биопленках. Имели место большие, статистически значимые снижения, при этом количество бактерий на планшетах в среднем логарифмически уменьшилось в 3.9 и 5.2 раз (уменьшение от 10,000 до 100,000 раз) соответственно для S. aureus и P. aeruginosa биопленок. Уменьшение этой величины in vitro указывает, что соответствующий in vivo способ лечения среднего или внутреннего уха, носовой полости или полости носовых пазух или тканей рта и носоглотки должен эффективно разрушать обнаруженные в этих местах бактериальные биопленки. Оставшийся после вышеуказанного лечения низкий уровнь стойкой бактериальной инфекции может быть понижен за счет защитных механизмов в организме хозяина или топически, или перорально вводимого противомикробного средства, а также путем применения герметика, как описано выше.
Пример 2
[0068] Экспериментальные исследования, проведенные с применением культур S. aureus и P. aeruginosa, выращенных на твердой среде TSA (а именно культуры, полученные без применения НА-покрытых стеклянных предметных стекол и DFR, и с меньшей вероятностью образования стойкой биопленки), указывают, что сольватирующая система, содержащая поверхностно-активное вещество, но не соединение, образующее комплекс с ионами металлов, может быть менее эффективной в качестве разрушителя биопленки, чем сольватирующая система, которая также содержит соединение, образующее комплекс с ионами металлов. Однако и та и другая сольватирующие системы могут более эффективно разрушать биопленку, чем солевой раствор.
Пример 3
[0069] CAZS сольватирующая система, применяемая в примере 1, была модифицирована путем замены некоторого количества воды нитратом галлия так, что модифицированная система содержала 25% нитрата галлия. Также приготавливали контрольный раствор, содержащий 25% нитрата галлия в неионизированной воде. При оценке с применением статического способа обработки, описанного в примере 1, введение нитрата галлия приводило 3.4-кратному логарифмическому снижению (среднее значение из 4 серий эксперимента) количества S. aureus CFUs и 4.1-кратному логарифмическому снижению (среднее значение из 3 серий эксперимента) количества P. aeruginosa CFUs относительно контрольного раствора. Статистическое введение раствора, содержащего CAZS и нитрат галлия, приводило к 5.2-кратному логарифмическому снижению (среднее значение из 2 серий эксперимента) количества S. aureus CFUs и к 5.5-кратному логарифмическому снижению (среднее значение из 2 серий эксперимента) количества P. aeruginosa CFUs.
[0070] Хотя в настоящем документе были проиллюстрированы и рассмотрены конкретные варианты реализации изобретения с целью описания предпочтительных вариантов, специалистам в данной области очевидно, что широкое разнообразие альтернативных или эквивалентных реализаций изобретения, предназначенных для достижения тех же целей, можно заменить на конкретные показанные и описанные варианты изобретения, не отступая от сущности настоящего изобретения. Такое применение предполагает охватить любые адаптации и вариации предпочтительных вариантов изобретения, которые рассматривались в настоящей заявке. Поэтому очевидно полагают, что это изобретение ограничено только формулой изобретения и ее эквивалентами.