抗微生物-抗生物膜組合物及其使用方法
【專利說明】抗微生物-抗生物膜組合物及其使用方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年3月7日提交的題為“抗微生物組合物及其用于治療和預(yù)防傷口感染的用途”的美國臨時專利申請?zhí)?1/773，912 ;2013年4月26日提交的題為“抗微生物-抗生物膜組合物及其使用方法”的國際專利申請?zhí)朠CT/CA2013/050324 ;和2013年6月13日提交的題為“抗微生物-抗生物膜組合物及其使用方法”的美國臨時專利申請?zhí)?1/834,654的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。上述專利申請的內(nèi)容通過引用明確納入本文的詳細(xì)說明中。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明可涉及使用抗微生物和抗生物膜組合物來預(yù)防和治療傷口感染的方法。還可涉及配制用于傷口護(hù)理、消毒劑、美容劑和醫(yī)用設(shè)備/裝置的應(yīng)用的包含螯合劑、鋅鹽、抗微生物劑和藥學(xué)上可接受的賦形劑的組合物的方法。更具體地，本發(fā)明可涉及遞送含有兩種或更多種螯合劑和鋅鹽的藥學(xué)上可接受的制劑的高效方法。
[0004]發(fā)明背景
[0005]從微生物的視角來看，正常、完整的人和動物皮膚的主要功能是控制在皮膚表面上存活的微生物群并防止下方組織被潛在的病原體集落定殖和入侵。皮下組織的暴露(即，傷口 )提供了潮濕、溫暖并有營養(yǎng)的環(huán)境，其有助于微生物定殖和增殖。
[0006]由于大多數(shù)情況下，傷口定殖存在多種微生物，涉及具有潛在致病性的多種微生物，任何傷口都具有受到感染的一定風(fēng)險。在感染事件中，傷口無法愈合，患者遭受增加的創(chuàng)傷以及增加的治療成本。一般的傷口處理實踐越來越需要資源。超過2%的美國人患有這類慢性非愈合性傷口，并且美國健康護(hù)理系統(tǒng)每年因此花費200億美元。傷口對于人類和動物都是巨大的世界性問題。
[0007]因此，不僅出于對患者而言增加的創(chuàng)傷，也從其對財政資源的負(fù)擔(dān)和健康護(hù)理系統(tǒng)內(nèi)低成本管理要求增加的角度來看，健康護(hù)理人員中關(guān)于傷口感染的擔(dān)心是合情合理的。大多數(shù)傷口感染是由以下細(xì)菌導(dǎo)致的：金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)(20 % )、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis) (14 % )、腸球菌(Enterococcispp. ) (12 % )、大腸桿菌（Escherichia coli) (8 % )、綠胺假單胞菌（Pseudomonasaeruginosa) (8% )、腸桿菌（Enterobacter spp. ) (7% )、變形桿菌（Proteus spp. ) (3% )、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae) (3%)、鏈球菌(Streptococci) (3% )和白色念珠菌(Candida albicans) (3% ) ο
[0008]傷口通常具有多個愈合障礙。傷口愈合和感染受到細(xì)菌在傷口環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定興旺的群落的能力和宿主控制細(xì)菌群落的能力之間的關(guān)系的影響。由于細(xì)菌能夠在它們粘附于表面之后迅速形成它們自己的保護(hù)性微環(huán)境（生物膜），宿主控制這些生物體的能力可能隨著生物膜群落的成熟而降低。在穩(wěn)定的生物膜群落內(nèi)，好氧菌和厭氧菌之間的相互作用可能增加它們的凈致病作用，增強它們導(dǎo)致感染并延遲愈合的潛力。在過去的幾年中，一些人已經(jīng)將生物膜與慢性傷口聯(lián)系起來。對慢性傷口的顯微鏡評價顯示在至少60%的慢性傷口中，具有在集群細(xì)菌周圍粘附的胞外聚合物質(zhì)的組織良好的生物膜。
[0009]近年來，人們付出了很多努力使用抗生素和抗微生物劑來治療人和動物中非愈合性臨床感染的傷口。這些抗微生物劑是不同的化學(xué)組合物并且可包括肽、消毒劑（美國專利號6，700, 032)、抗生素、銀離子/化合物（美國專利申請公開號2005/0035327)、殼聚糖(美國專利申請公開號2006/0210613 ;美國專利號6，998，509)、呋喃西林、鉍硫醇和木糖醇(W0 2005/058381)。
[0010]其他人已經(jīng)進(jìn)行了多次嘗試來產(chǎn)生包含抗微生物劑的傷口護(hù)理器具如敷料或繃帶，凝膠和軟膏。例如，美國專利號3，930，000公開了使用尿囊酸銀鋅（silver zincallantoinate)來殺滅。從微生物的視角來看，正常、完整的人和動物皮膚的主要功能是控制在皮膚表面上存活的微生物群并防止下方組織被潛在的病原體集落生長和入侵。皮下組織的暴露（即，傷口）提供了潮濕、溫暖并有營養(yǎng)的環(huán)境，其有助于微生物定殖和增殖。
[0011]歷史上，已經(jīng)假設(shè)導(dǎo)致慢性感染的細(xì)菌的性質(zhì)與在液體生長基質(zhì)中懸浮生長的細(xì)菌的性質(zhì)相似。然而，過去20年間的研究顯示，許多慢性感染是生物膜模式的微生物生長的結(jié)果。與其浮游對應(yīng)物相比，生物膜中的細(xì)菌對抗生素/抗微生物劑有100至1000倍的抗性。最近的研究已經(jīng)證明，生物膜是慢性傷口無法愈合的潛在原因（Singh和Barbul，Wound Rep Reg. 16 :1，2008)。另外，James 等(Wound Rep Reg. 16 :37-44, 2008)最近已經(jīng)證明，在超過60 %的與慢性傷口（如糖尿病足潰瘍、靜脈腿部潰瘍和壓迫性潰瘍）關(guān)聯(lián)的細(xì)菌感染中存在生物膜。
[0012]慢性傷口感染通常是緩慢發(fā)展的持續(xù)性感染，似乎很少被免疫防御解決，并且對抗微生物療法的響應(yīng)短暫。因此，存在對開發(fā)同時具有抗生物膜和抗微生物活性的用于預(yù)防和治療涉及生物膜的急性以及慢性傷口的傷口護(hù)理產(chǎn)品的尚未實現(xiàn)的臨床需求。同時具有抗生物膜和抗微生物活性的組合物通過抑制生物膜形成和/或通過破壞預(yù)先形成的生物膜來殺死對抗生素/抗微生物劑和身體免疫系統(tǒng)具有高度抗性的生物膜細(xì)菌。此外，也存在對包含通常認(rèn)為是安全的（GRAS)物質(zhì)的非抗生素傷口護(hù)理或消毒劑組合物的需求。
[0013]在屠宰場或肉類加工企業(yè)中，存在肉類和設(shè)備（例如，絞肉機(jī)、切割機(jī)、切塊機(jī)、攪拌器、填料器等）受到食物毒性微生物的污染的問題。在常規(guī)的肉類加工企業(yè)中，次氯酸鈉用作肉類滅菌加工期間的抗微生物劑。肉類（如尸體）通常被浸入次氯酸鈉溶液中持續(xù)一段時間。然而，存在粘附于肉上的次氯酸鈉的反應(yīng)產(chǎn)物對人體的安全性問題。
[0014]因此，需要對人有高度安全性并具有長效抗微生物能力的用于肉類滅菌的抗微生物劑。這類抗微生物劑將使肉類更新鮮并保存更久，并且降低或防止產(chǎn)品的降解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明可提供用于預(yù)防、凈化或治療急性和慢性傷口感染，或用于水果、蔬菜、肉類產(chǎn)品、肉類和食物加工企業(yè)的消毒的組合物和方法。
[0016]本發(fā)明的一個實施方式可提供包含（a) —種或多種螯合劑，和（b) —種或兩種金屬離子鹽的組合物。
[0017]在另一個實施方式中，本發(fā)明的組合物包含：(a)少量的至少2種螯合劑，(b)少量的至少I種金屬離子鹽，其中各組分（a)和（b)的量對于形成針對傷口感染的有效抗感染組合物和作為消毒劑應(yīng)用而言是足夠的。
[0018]在另一個實施方式中，本發(fā)明的組合物包含：(a)少量的至少2種螯合劑，(b)少量的至少一種金屬離子鹽，和（C)藥學(xué)上可接受的賦形劑。
[0019]本發(fā)明的另一個實施方式提供了包含2種螯合劑和一種或兩種金屬離子鹽的抗感染組合物，其有效針對細(xì)菌和真菌引起的傷口感染（割傷、瘀青、手術(shù)部位、撕裂、磨擦、刺穿、切口、槍擊、灼燒、膿皮病、特應(yīng)性皮炎、濕疹、壓迫性潰瘍、靜脈和動脈腿部潰瘍、糖尿病足潰瘍等的感染)、囊性纖維化（CF)-相關(guān)的感染、社區(qū)或醫(yī)院獲得性感染或者食源性疾病。
[0020]本發(fā)明的組合物可用于針對一種或多種選自下組的感染相關(guān)細(xì)菌或酵母：甲氧西林耐藥性金黃色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) (MRSA)、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis)、凝固酶陰性葡萄球菌（Coagulase negativestaphylococci) (CoNS)、萬古霉素耐藥性腸球菌（Vancomycin resistant Enterococci)(VRE)、碳青霉稀耐藥性肺炎克雷伯氏菌(Carbapenem resistant Klebsiellapneumoniae)、綠胺假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa)、鮑氏不動桿菌（Acinetobacterbaumannii)、甲氧西林耐藥性偽中間葡萄球菌（Methicillin resistant Staphylococcuspseudintermedius) (MRSP)、皮肩芽抱菌（Malassezia pachydermatis)、鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium)、大腸桿菌 0157 :H7 (Escherichia coli 0157 :H7)、白色念珠菌（Candida albicans)、單核細(xì)胞增生利斯特氏菌（Listeria monocytogenes)、空腸彎曲桿菌(Campylobacter jejuni)、芽抱桿菌(Bacillus spp·)、無乳鏈球菌(Streptococcusagalactiae)、乳房鏈球菌(Streptococcus uberis)、大腸桿菌(Esherichia coli)、豬霍亂沙門氏菌（Salmonella choleraesuis)、嗜麥芽糖寡養(yǎng)單胞菌（Stenotrophomonasmaltophilia)、奚腸球菌(Enterococcus faecalis)、奇異變形菌(Proteus mirabilis)、克雷伯氏菌（Klebsiella spp·)、腸桿菌（Enterobacter spp.)和梓檬酸桿菌（Citrobacterspp.)o
[0021]本發(fā)明的另一個實施方式可提供包含至少2種螯合劑和一種或兩種金屬離子鹽的用于針對獸醫(yī)傷口感染、或乳腺炎和耳炎相關(guān)的細(xì)菌和真菌的抗感染組合物。
[0022]在一個實施方式中，螯合劑為約5000mg/L至約50000/L組合物。在一個實施方式中，金屬離子鹽為約1000mg/L至約10000mg/L組合物。
[0023]螯合劑可選自下組：EDTA、EGTA、DTPA、EDDHA、IDA、CDTA、HEDTA、HEIDA、NTA、檸檬酸鈉、梓檬酸鉀、卵傳鐵蛋白（ovotransferrin)和乳鐵蛋白。金屬離子鹽可選自下組：氯化鋅、乳酸鋅、檸檬酸鋅、葡萄糖酸鋅、硫酸鋅、乙酸鋅、銀離子或磺胺嘧啶銀、硫酸銀、硝酸銀和碳酸銀。
[0024]在另一個實施方式中，螯合劑是EDTA和檸檬酸鈉，并且金屬離子鹽是氯化鋅或硫酸鋅。EDTA可以約10mg/ml存在，并且檸檬酸鈉可以約10mg/ml存在。氯化鋅或乙酸鋅可以約lmg/ml存在。
[0025]組合物還可包含選自下組的一種或多種成分：水、檸檬酸鹽緩沖液、檸檬酸、穩(wěn)定劑、調(diào)味劑、維生素、礦物質(zhì)、草藥、表面活性劑、抗微生物肽、抗微生物劑和pH調(diào)節(jié)劑。
[0026]本發(fā)明還可教導(dǎo)以多種方式制備用于傷口護(hù)理應(yīng)用的合適制劑的方法，例如，消毒溶液、乳液、乳膏、凝膠、噴劑、熱可逆凝膠噴劑、糊料、香油、繃帶、敷料、紗布、傷□沖洗器具、纏繞物和乳腺炎乳頭浸溶液。
[0027]本發(fā)明還教導(dǎo)了制備用于消毒劑和化妝品的合適制劑的方法。消毒劑在對水果、蔬菜、食品和肉類加工企業(yè)、醫(yī)院、牲口棚、醫(yī)用儀器、和其他工業(yè)和