JP2020075887A - バイオフィルム除去剤およびバイオフィルム除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バイオフィルムの除去性能が優れ、かつ人体への負荷が少ないバイオフィルム除去剤を提供すること。【解決手段】本発明のバイオフィルム除去剤は、水と、脂肪酸カリウムとからなるバイオフィルム除去剤であって、前記脂肪酸カリウムは、（Ａ）オレイン酸カリウムと、（Ｂ）ラウリン酸カリウムおよびカプリン酸カリウムからなる群から選択される少なくとも１種とを、含有し、前記脂肪酸カリウムの含有量が、前記バイオフィルム除去剤全量に対して、６質量％以上３４質量％以下であり、前記（Ａ）成分の純分の含有量が、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の純分の合計量に対して、６質量％以上８５質量％以下であり、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の純分の合計量が、前記脂肪酸カリウム全量に対して、７５質量％以上であることを特徴とするものである。【選択図】なし

Description

本発明は、バイオフィルム除去剤およびバイオフィルム除去方法に関する。

バイオフィルム（菌膜）とは、微生物により形成される構造体である。バイオフィルムが形成されると、微生物を原因とする危害が発生して人体に様々な影響を及ぼす可能性がある。また、バイオフィルムを形成した微生物集合体に対しては、水系に分散浮遊状態にある微生物に対する場合と比較して、殺菌剤のような微生物制御薬剤の効果が十分に出ない傾向にある。

そこで、このバイオフィルムを除去できる皮膚洗浄剤組成物などに関する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
しかしながら、特許文献１に記載の皮膚洗浄剤組成物、および、特許文献３に記載のバイオフィルム除去剤は、皮膚に対する刺激性が比較的に高く、人体への負荷が多いという問題点があった。一方で、特許文献２に記載の皮膚洗浄剤組成物は、バイオフィルムの除去性能の点で未だ必ずしも十分なものではなかった。

特開２０１０−２４１７４０号公報 特開２０１３−１２４２２９号公報 特開２０１３−１８５０３６号公報

本発明は、バイオフィルムの除去性能が優れ、かつ人体への負荷が少ないバイオフィルム除去剤、並びにそれを用いたバイオフィルム除去方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなバイオフィルム除去剤およびバイオフィルム除去方法を提供するものである。
すなわち、本発明のバイオフィルム除去剤は、水と、脂肪酸カリウムとからなるバイオフィルム除去剤であって、前記脂肪酸カリウムは、（Ａ）オレイン酸カリウムと、（Ｂ）ラウリン酸カリウムおよびカプリン酸カリウムからなる群から選択される少なくとも１種とを、含有し、前記脂肪酸カリウムの含有量が、前記バイオフィルム除去剤全量に対して、６質量％以上３４質量％以下であり、前記（Ａ）成分の純分の含有量が、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の純分の合計量に対して、６質量％以上８５質量％以下であり、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の純分の合計量が、前記脂肪酸カリウム全量に対して、７５質量％以上であることを特徴とするものである。

本発明のバイオフィルム除去剤においては、有機溶剤を含有しないことが好ましい。

本発明のバイオフィルム除去方法は、前記バイオフィルム除去剤を用いたバイオフィルム除去方法であって、前記バイオフィルム除去剤を被処理物に塗布する工程と、前記バイオフィルム除去剤が塗布された被処理物を洗浄して、バイオフィルムを除去する工程と、を備えることを特徴とする方法である。

本発明によれば、バイオフィルムの除去性能が優れ、かつ人体への負荷が少ないバイオフィルム除去剤、並びにそれを用いたバイオフィルム除去方法を提供できる。

以下、本発明のバイオフィルム除去剤およびバイオフィルム除去方法の実施形態を説明する。
［バイオフィルム除去剤］
先ず、本実施形態のバイオフィルム除去剤について説明する。
本実施形態のバイオフィルム除去剤は、以下説明する水と、脂肪酸カリウムとからなるものである。
本実施形態のバイオフィルム除去剤は、水および脂肪酸カリウムのみからなることが好ましい。この脂肪酸カリウムのみにより、バイオフィルム除去性能を確保できる。そして、本実施形態のバイオフィルム除去剤においては、脂肪酸カリウム以外のバイオフィルム除去成分を用いる必要がない。
また、本実施形態のバイオフィルム除去剤においては、必要のない成分を用いないという観点から、脂肪酸カリウム以外の成分（例えば、有機溶剤（アルコールなど）、および抗菌剤など）を含有しないことが好ましい。

本実施形態のバイオフィルム除去剤は、水、および、脂肪酸カリウムのみからなり、これらの成分以外の成分を実質的に含有しないことが好ましい。
本実施形態のバイオフィルム除去剤に用いる水は、精製水であることが好ましい。精製水としては、ＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）水、脱イオン水、および蒸留水などが挙げられる。また、精製水としては、日本薬局方または医薬部外品原料規格に合致した精製水であることがより好ましい。

本実施形態に用いる脂肪酸カリウムは、（Ａ）オレイン酸カリウムと、（Ｂ）ラウリン酸カリウムおよびカプリン酸カリウムからなる群から選択される少なくとも１種とを、含有する必要がある。（Ａ）成分および（Ｂ）成分との組み合わせにより、バイオフィルム除去剤としての液状の安定性を向上でき、しかも泡立ちや泡持ちも向上できる。

本実施形態に用いる（Ａ）成分は、天然にきわめて多く存在する脂肪酸であるオレイン酸のカリウム塩であり、人体への負荷が少ないことも確認されている。
なお、本実施形態に用いるオレイン酸カリウムは、原料としてオレイン酸と、カリウム化合物（水酸化カリウムなど）とから得られる。ここで、原料としてオレイン酸には、通常、不純物が含まれている。この不純物としては、多くはリノール酸であるが、それ以外には、ステアリン酸、リノレン酸およびパルチミン酸などが含まれている。

本実施形態に用いる（Ｂ）成分は、天然にきわめて多く存在する脂肪酸であるラウリン酸やカプリン酸のカリウム塩であり、人体への負荷が少ないことも確認されている。
なお、本実施形態に用いるラウリン酸カリウムは、原料としてラウリン酸と、カリウム化合物（水酸化カリウムなど）とから得られる。ここで、原料としてラウリン酸には、通常、微量ではあるが、不純物が含まれている。この不純物としては、カプリン酸およびミリスチン酸などが含まれている。
本実施形態に用いるカプリン酸カリウム（デカン酸カリウム）は、原料としてカプリン酸と、カリウム化合物（水酸化カリウムなど）とから得られる。ここで、原料としてカプリン酸には、通常、微量ではあるが、不純物が含まれている。この不純物としては、カプリル酸およびラウリン酸などが含まれている。

（Ａ）成分および（Ｂ）成分以外の不純物としては、カプリル酸カリウム、ミリスチン酸カリウム、パルミチン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、パルミトオレイン酸カリウム、リノール酸カリウム、リノレン酸カリウム、アラキジン酸カリウムおよびベヘン酸カリウムなどが挙げられる。

本実施形態においては、脂肪酸カリウムの含有量が、バイオフィルム除去剤全量に対して、６質量％以上３４質量％以下であることが必要である。脂肪酸カリウムの含有量が６質量％未満では、バイオフィルム除去剤の泡立ちや泡持ちが不十分となってしまう。他方、脂肪酸カリウムの含有量が３４質量％を超えると、バイオフィルム除去剤がゲル状となってしまう。
脂肪酸カリウムの含有量は、泡立ちや泡持ちを向上できるという観点から、バイオフィルム除去剤全量に対して、７質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、１５質量％以上であることが特に好ましい。
脂肪酸カリウムの含有量は、液状の安定性を向上できるという観点から、バイオフィルム除去剤全量に対して、３０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましい。

本実施形態においては、（Ａ）成分の純分の含有量が、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量に対して、６質量％以上８５質量％以下であることが必要である。（Ａ）成分の純分の含有量が６質量％未満では、バイオフィルム除去剤の泡立ちや泡持ちが不十分となってしまう。他方、（Ａ）成分の純分の含有量が８５質量％を超えると、液状の安定性が低下し、バイオフィルム除去剤の泡立ちや泡持ちが不十分となってしまう。
（Ａ）成分の純分の含有量は、泡立ちや泡持ちを向上できるという観点から、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量に対して、１０質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましい。
（Ａ）成分の純分の含有量は、液状の安定性を向上でき、泡立ちや泡持ちを向上できるという観点から、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量に対して、７０質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましく、５０質量％以下であることが特に好ましい。

本実施形態においては、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量が、脂肪酸カリウム全量に対して、７５質量％以上であることが必要である。（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量が７５質量％未満では、バイオフィルム除去剤の液状の安定性が不十分となってしまう。
（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量は、液状の安定性を向上できるという観点から、脂肪酸カリウム全量に対して、８０質量％以上であることが好ましく、８５質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。
（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量は、天然材料からの生産のし易さの観点から、脂肪酸カリウム全量に対して、９８質量％以下であることが好ましく、９５質量％以下であることがより好ましく、９２質量％以下であることが特に好ましい。

本実施形態のバイオフィルム除去剤は、本発明の目的を阻害しない範囲内において、添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、ｐＨ調整剤およびキレート剤からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。また、より具体的な添加剤としては、クエン酸、酒石酸、乳酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、フマル酸、コハク酸、グリコール酸、フィチン酸、またはこれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。
また、上記の添加剤を用いる場合、本実施形態のバイオフィルム除去剤は、水と、脂肪酸カリウムと、上記の添加剤と、からなることが好ましい。

本実施形態のバイオフィルム除去剤は、水と、脂肪酸カリウムと、を上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。

［バイオフィルム除去方法］
次に、本実施形態のバイオフィルム除去方法について説明する。
本実施形態のバイオフィルム除去方法は、前記本実施形態のバイオフィルム除去剤を用いたバイオフィルム除去方法であって、以下説明する塗布工程および除去工程を備える方法である。

塗布工程においては、前記バイオフィルム除去剤を被処理物に塗布する。
ここで、バイオフィルム除去剤は、泡状であることが好ましい。液状のバイオフィルム除去剤を泡状のバイオフィルム除去剤とする方法としては、泡立て器などを用いる従来公知の方法を採用できる。なお、バイオフィルム除去剤を、被処理物に塗布した後に、泡立ててもよい。
被処理物としては、人体（手、腕、顔、頭、首、胴体、腰および足など）、動物および物体などが挙げられる。
塗布方法としては、従来公知のバイオフィルム除去剤の塗布方法を採用できる。具体的には、（i）容器入りのバイオフィルム除去剤を容器から押出し、泡立てて塗布する方法、（ii）バイオフィルム除去剤を、手で擦り付け、泡立てる方法などが挙げられる。
バイオフィルム除去剤の温度は、特に限定されず、例えば、１５℃以上４５℃以下であればよい。
バイオフィルム除去剤の塗布量は、特に限定されず、バイオフィルムを除去する面積に応じて、適宜決定すればよい。

除去工程においては、被処理物を洗浄して、バイオフィルムを除去する。
被処理物を洗浄する際には、通常、水を用いる。水としては、精製水、生理食塩水および水道水などが挙げられる。
水の温度は、人にとって適温であるという観点から、１５℃以上４０℃以下であることが好ましく、２５℃以上３５℃以下であることがより好ましい。

以上のように、本実施形態のバイオフィルム除去方法により、バイオフィルム除去剤を用いて、バイオフィルムを除去できる。また、本実施形態のバイオフィルム除去剤は、人体への負荷が少ないので、本実施形態のバイオフィルム除去方法により、人体への負荷が少ない方法で、バイオフィルムを除去できる。

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

［実施例１］
反応槽に、精製水７８．７ｇを投入し、その後、水酸化カリウム（１００質量％）４．２ｇを投入し、この反応槽を７０℃の温浴に入れ、攪拌機により攪拌しながら、オレイン酸（東京化成工業社製、純分：８７質量％）７．９ｇおよびラウリン酸（東京化成工業社製、純分：９９質量％以上）９．２ｇを加えて、反応させた。その後、冷却して、バイオフィルム除去剤（水８０質量％、脂肪酸カリウム２０質量％）を得た。
得られたバイオフィルム除去剤において、脂肪酸カリウムの含有量は、バイオフィルム除去剤全量に対して、２０質量％であった。また、（Ａ）成分の純分の含有量は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量に対して、４１．５質量％であった。さらに、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量は、脂肪酸カリウム全量に対して、９４質量％であった。実施例１における、脂肪酸カリウムの含有量、（Ａ）成分の純分の含有量、並びに、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量は、表１に示す。また、実施例１における脂肪酸組成（各脂肪酸の脂肪酸全量に対する配合比率）を表１に示す。

［実施例２〜１７および比較例１〜１３］
脂肪酸カリウムの含有量、（Ａ）成分の純分の含有量、並びに、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量が、それぞれ表１に記載の通りとなるようにした以外は、実施例１と同様にして、バイオフィルム除去剤を得た。なお、実施例９では、（Ｂ）成分としてカプリン酸カリウムを用いているが、実施例１〜８および１０〜１８では、（Ｂ）成分としてラウリン酸カリウムを用いている。
また、脂肪酸カリウムの含有量、（Ａ）成分の純分の含有量、並びに、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の純分の合計量が、それぞれ表２に記載の通りとなるようにした以外は、実施例１と同様にして、バイオフィルム除去剤を得た。
また、実施例２〜１７および比較例１〜１３では、以下の脂肪酸を用いた。なお、実施例２〜１７における脂肪酸組成を表１に示す。また、比較例１〜１３における脂肪酸組成を表２に示す。
オレイン酸（東京化成工業社製、純分：８７質量％）
ラウリン酸（東京化成工業社製、純分：９９質量％以上）
カプリン酸（デカン酸、富士フイルム和光純薬社製、純分：９８質量％）
パルミチン酸（東京化成工業社製、純分：９９質量％以上）

［バイオフィルム除去剤の評価］
バイオフィルム除去剤の評価（バイオフィルム除去性、泡立ち・泡持ち、液状の安定性、経時安定性、皮膚刺激性）を以下のような方法で行った。実施例について得られた結果を表１に示す。また、比較例について得られた結果を表２に示す。
（１）バイオフィルム除去性
バイオフィルム除去剤を試料とし、下記の試験方法によりバイオフィルムの除去率を測定した。そして、バイオフィルムの除去率に基づいて、下記の基準に従って、バイオフィルム除去性を評価した。
〇：バイオフィルムの除去率が、７５％以上である。
×：バイオフィルムの除去率が、７５％未満である。
（バイオフィルムの作製）
継代スラント（ＯＪ−１、ＡＴＣＣ Ｎｏ．ＢＡＡ−２８５６）を、ＴＳＡ（Ｔｒｙｐｔｉｃａｓｅ ｓｏｙ ａｇａｒ）スラント培地にて、３７℃で２４時間前培養した。次に、ＴＳＡスラント培地から菌を掻き取り、波長６００ｎｍにおける吸光度が０．１となるようにＴＳＢ（Ｔｒｙｐｔｉｃ Ｓｏｙｂｅａｎ Ｂｒｏｔｈ）で希釈し、菌液とした。次に、菌液を、ウェル（コーニング社製の細胞培養プレート１２ｗｅｌｌ、培養細胞用）へ１ｍＬずつ分注した。次に、温度３７℃で２４時間静置培養し、バイオフィルムを形成させた。なお、菌液を分注せずに培養したウェルも準備した（このウェルは、除去率の算出に用いる）。
（バイオフィルムの除去）
バイオフィルムの上澄み液を除去し、滅菌生理食塩水１ｍＬを分注し取り除く操作（以下、洗浄という）を１回行った。次に、直前に数秒ボルテックスをかけた試料１ｍＬを各ウェルに分注した。次に、常温で１分間静置処理した。次に、被検物質を除去し、滅菌生理食塩水１ｍＬで３回洗浄した。各試料につき、Ｎ＝３で同様の操作を行った。なお、試料の代わりに、滅菌生理食塩水を分注したものを測定し、ネガティブコントロールとした（このウェルは、除去率の算出に用いる）。
（バイオフィルムの除去率の測定）
０．１質量％クリスタルバイオレット水溶液を０．５ｍＬずつ分注し、１時間静置した。次に、上澄み液を除去し、滅菌生理食塩水１ｍＬで２回洗浄し、その後、９９．５容量％エタノールを２ｍＬずつ分注した。次に、ウェル底に不溶化した沈着物をプラスチック製コーニング棒で掻き取り、１時間静置してクリスタルバイオレットを抽出した。次に、新しいプレートに移し替え、プレートリーダーを用いて、波長５７０ｎｍにおける吸光度を測定した。
なお、滅菌生理食塩水接触後のウェルの吸光度（Ａｃ）、菌液なしで培養したウェルの吸光度（Ａｂ）、および、試料接触後のウェルの吸光度（Ａｓ）を測定した。そして、これらの測定値より、下記数式（Ｆ１）に基づいて、バイオフィルムの除去率を算出した。

（２）泡立ち・泡持ち
バイオフィルム除去剤を試料とし、試料約０．５ｇを予洗いした手に取り、通常手を洗浄するときの手順で試料を泡立て、その状態を観察した。そして、下記の基準に従って、泡立ち・泡持ちを評価した。
〇：十分な泡が立ち、泡持ちも良好である。
△：泡量が少ないが泡が立ち、使用可能である。
×：十分に泡立たない。
（３）液状の安定性
バイオフィルム除去剤を作製したときの状態、或いは、作製後２４時間が経過したときの状態を目視で確認した。そして、下記の基準に従って、液状の安定性を評価した。
〇：沈殿の析出がなく、液状で流動性がある。
△：一部がゲル化するが、２４時間後には液状になり、使用可能である。
×：脂肪酸カリウムの析出がある、或いは、全体若しくは一部がゲル化して２４時間後も液状にならない。
（４）経時安定性
バイオフィルム除去剤を試料とし、試料２．５ｇをガラス製バイアル瓶に入れ、６０℃の恒温器に３日間保管したときの試料と、１℃の恒温器で３日間保管したときの試料との外観を目視にて比較した。そして、下記の基準に従って、液状の安定性を評価した。
〇：各試料の外観が、同等もしくはわずかな色調の変化である。
△：明らかな色調の変化が見られるが、使用可能である。
×：著しく色調が変化した。
（５）皮膚刺激性
バイオフィルム除去剤を試料とし、試料約０．５ｇを予洗いした手に取り、通常手を洗浄するときの手順で試料を泡立てた。その後、約３５℃の水道水で十分に手をすすぎ、水分をふき取った。そして、下記の基準に従って、皮膚刺激性を評価した。
〇：水分をふき取ってから１分経過するまでに、皮膚への刺激を感じない。
×：水分をふき取ってから１分経過するまでに、皮膚への刺激を感じる。

表１および表２に示すように、実施例１〜１７で得られたバイオフィルム除去剤は、バイオフィルム除去性、泡立ち・泡持ち、液状の安定性、経時安定性、および皮膚刺激性が全て良好であることが分かった。このことから、オレイン酸カリウムを含有するバイオフィルム除去剤は、バイオフィルムの除去性能が優れ、かつ人体への負荷が少ないことが確認された。

本発明のバイオフィルム除去剤は、バイオフィルムを除去するための技術として有用である。

Claims (3)

1. 水と、脂肪酸カリウムとからなるバイオフィルム除去剤であって、
   前記脂肪酸カリウムは、（Ａ）オレイン酸カリウムと、（Ｂ）ラウリン酸カリウムおよびカプリン酸カリウムからなる群から選択される少なくとも１種とを、含有し、
   前記脂肪酸カリウムの含有量が、前記バイオフィルム除去剤全量に対して、６質量％以上３４質量％以下であり、
   前記（Ａ）成分の純分の含有量が、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の純分の合計量に対して、６質量％以上８５質量％以下であり、
   前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の純分の合計量が、前記脂肪酸カリウム全量に対して、７５質量％以上である
   ことを特徴とするバイオフィルム除去剤。
2. 請求項１に記載のバイオフィルム除去剤において、
   有機溶剤を含有しない
   ことを特徴とするバイオフィルム除去剤。
3. 請求項１または請求項２に記載のバイオフィルム除去剤を用いたバイオフィルム除去方法であって、
   前記バイオフィルム除去剤を被処理物に塗布する工程と、
   前記バイオフィルム除去剤が塗布された被処理物を洗浄して、バイオフィルムを除去する工程と、
   を備えることを特徴とするバイオフィルム除去方法。