KR100401780B1 - 항미생물재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분자상 할로겐으로 함침된 항미생물 재료를 제공한다. 항미생물 재료는 플라스틱 물질 및 플라스틱 물질 내에 포획된 분자상 할로겐 물질을 포함한다. 본 발명은 지향성 방출 재료도 제공한다. 지향성 방출 재료는 할로겐 방출의 속도 및 위치를 조절하게 한다. 본 발명은 또한 플라스틱 물질을 함침시키는 방법을 제공한다.

Description

항미생물 재료{Antimicrobial Materials}
발명의 배경
본 발명은 일반적으로 소독제 및 이를 함유하는 제품에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 항미생물 특성을 가지는 재료 및 그로부터 제조된 제품에 관한 것이다.
의약업계에서, 체내로 도입되거나 또는 체내로의 경로를 제공하는 제품들의 주요 문제 중 하나는 세균성 감염이다. 의약업계는 의료 기기의 세균 오염으로 인해 유발되는 세균성 감염의 발생을 줄이기 위해 끊임없이 노력해 왔다. 통상적으로 오토클레이트내에서 멸균시킬 수 없거나 또는 이용시 세균 존재 환경에 노출되는 의료 기기의 경우가 특히 이에 해당한다.
예를 들어, 봉합선, 카테터, 외과용 테이프, 관, 스폰지, 장갑, 패드, 외과용 덮개, 투석 연결기, 및 몇몇 의료 용구들은 오토클레이브하여 멸균할 수 없다. 이들은 종종 병원성 세균이 존재하는 영역에서 이용된다. 따라서, 이러한 의료 기기에 있어서, 당업계는 오랫 동안 이들 의료 기기들을 항균성, 바람직하게는 항미생물성을 갖도록 하는 수단 및 방법을 모색해 왔다.
당업계의 일반적인 접근법은 이 의료 기기들 또는 그의 표면을 항균제로 코팅하는 방법이었다. 그러나 대부분의 항균제가 효과적인 항균 작용을 발휘하기 위해서는 부분적으로 수용성이거나 또는 적어도 충분한 가용성이 요구되는 때문에 항균제의 단순한 코팅은 부적당한 것으로 밝혀졌다. 이러한 이유로, 당업계에서는 의료 기기 내에 항균제를 혼입시키거나 또는 적어도 의료 기기 상에 안정한 피복물을 제공하는 방법을 모색하였다.
의료 기기의 제조를 위한 중합체 물질의 이용이 증가함에 따라, 항미생물성 중합체를 이용하는 것이 훨씬 더 바람직했다. 따라서, 당업계는 플라스틱과 항균제의 다양한 혼합물을 찾아 냈다. 항균제는 플라스틱에 고정되어 부차가거나 또는 플라스틱에 혼입되며, 그의 혼합물을 이들 플라스틱 의료 기기의 제조에 이용할 수 있다.
당업계에서 비교적 최근에 이러한 노력에는 무수하게 많은 서로 상이한 방법들이 동원되었다. 에를 들어, 미합중국 특허 제3,401,005호는 만족스럽게 기능하는 제품을 제조하기 위해, 폴리비닐피롤리돈 및 요오드가 결착된 조성물을 면거즈에 도포한다. 건조된 후, 피복된 물질을 살균성이 지니게 된다. 유사한 방법으로, 폴리비닐피롤리돈 및 요오드가 결착된 조성물을 흡수성의 젤라틴 발포체에 가하여 외과용 스폰지를 제조한다. 상기 제3,401,005호 특허에서, 요오드는 폴리비닐피롤리돈과 복합체를 형성한다. 이 결착된 조성물은 사용 조건 하에서 요오드를 방출하는 것으로 밝혀졌다.
요오드와 결착(comlex)된 고형 폴리비닐피롤리돈은 미합중국 특허 제3,898,326호에 소독 물질으로서 유용함이 기재되어 있다. 미합중국 특허 제4, 017,407호는 이 결착된 조성물의 의미를 확대하여 표백제까지 포함시킨다.
미합중국 특허 제4,381,380호는 항균적 적용에 이용되는 중합체성 살균 조성물에 관한 것이다. 제4,381,380 특허의 조성물은 조성물에 살균성을 제고아기 위해 충분한 수의 결합으로 -0-(CO)-NH- 우레탄 결합과 결착된 요오드를 포함하는, 성글게교차 결합된 폴리우레탄인 플라스틱을 포함한다. 우레탄 결합으로 요오드를 결착하는데 1% 내지 15% 농도의 요오드 용액을 이용하였다.
자가멸균성 물질로서 요오드와 완전히 결착된 플라스틱을 이용하는 방법은 몇가지 단점을 내포한다. 그 중에서, 용액 중의 요오드 농도 및 요오드 용액의 용매는 폴리우레탄과 결착되는 요오드의 양을 제한한다. 또한, 요오드와 결착된 플라스틱으로부터의 요오드의 방출 속도는 플라스틱이 요오드에 대해 가지는 친화성에 의해 좌우된다. 결과적으로, 이를 결착된 플라스틱은 종종 항미생물 치료에 충분한 양의 요오드를 대기 중이나 액체 중으로 효과적으로 전달시키지 못한다.
따라서, 증가된 농도의 살균 물질을 함유하며, 이 살균 물질을 효과적으로, 또한 적절한 조절 하에 전달하는 개선된 항미생물 재료에 대한 필요성이 존재한다.
발명의 요약
본 발명은 플라스틱 재료 및 이 플라스틱 재료 내에 포획된 분자상 할로겐을 포함하는, 개선된 항미생물 재료를 제공한다. 분자상 할로겐은 주로 플라스틱 재료 내로 흡수되며, 일부만이 플라스틱 재료에 결착(complex)한다.
한 실시 태양에서, 약 0 내지 40%의 분자상 할로겐이 플라스틱 재료 내에 포함된다.
바람직한 실시 태양에서, 분자상 할로겐은 요오드이다.
본 발명은 또한 할로겐 전달 위치 및 속도를 효과적으로 조절하도록 하는 지향성(指向性) 방출 재료를 제공한다. 상기 지향성 방출 재료는 그 안에 할로겐이 함침되어 있는 제1 플라스틱 재료을 포함한다. 제1 플라스틱 재료 및 할로겐은 할로겐에 대한 제1 방출 속도를 갖는 외부 표면을 구성한다. 지향성 방출 재료는 또한 그 안에 할로겐이 함침된 제2 플라스틱 재료를 포함한다. 제2 플라스틱 재료 및 할로겐은 할로겐에 대한 제2 방출 속도를 갖는 내부 표면을 구성한다. 제2 방출 속도는 제1 방출 속도보다 빨라 할로겐이 일정한 방향으로 방출되도록 한다.
한 실시 태양에서, 지향성 방출물질에 이용될 수 있는 적당한 플라스틱 재료들에는 폴리카르보네이트/폴리에스테르 블렌드; 폴리에틸렌; 폴리우레탄; 폴리프로필렌; 폴리스티렌; 코폴리에스테르; 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체가 있다. 또한, 본 발명은 소독 재료 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 플라스틱 재료을 이 플라스틱 재료 내에 흡수되는 할로겐 가스에 접촉시키는 단계를 포함한다. 한 실시 태양에서, 소독 재료 제조 방법은 플라스틱 재료을 의료 기기로 성형하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 플라스틱 재료은 의료 기기로 성형한 후, 할로겐 가스와 접촉시킨다.
본 발명은 또한 플라스틱 재료을 함침시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 밀폐된 용기 내에 요오드 결정을 넣는 단계를 포함한다. 이어서, 요오드를 상기 플라스틱 재료에 흡수시키기에 충분한 시간 동안 상기 플라스틱 재료을 상기 밀폐된 용기내에 방치시킨다.
본 발명의 효과는 향상된 항미생물 재료를 제공한다는 점이다.
본 발명의 또다른 효고는 본 발명이 플라스틱 재료로의 할로겐 가스 함침을 제공하여 분자상 할로겐의 흡수를 증가시킨다는 점이다.
본 발명의 또다른 효과는 본 발명이 할로겐 전달의 위치 및 속도 조절을 효과적으로 허용하는 지향성 방출 재료를 제공한다는 점이다.
또한, 본 발명의 추가의 효과는 본 발명이 항미생물 재료로서 이용되는 할로겐의 전달을 조절할 수 있는 항미생물성 중합체를 제공한다는 점이다.
또한, 본 발명의 효과는 본 발명이 플라스틱 재료을 요오드로 함침시키는 신규 방법을 제공한다는 점이다.
본 발명의 추가의 특징 및 효과는 하기하는 바람직한 실시 태양 및 도면의 상세한 설명에 기재되어 있으며 이로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 처리된 다양한 플라스틱 샘플의 흡수 속도를 중량%로 나타낸다.
도 2는 다양한 코폴리에스테르 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체의 실온에서의 흡수 속도를 중량%로 나타낸다.
도 3은 60℃ 및 실온에서 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌의 흡수 속도를 중량%로 나타낸다.
도 4는 실험실 후드에 방치되었을때의 다양한 플라스틱 재료로부터 흡수 및 방출되는 요오드의 중량%를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 각각 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 및 코폴리에스테르의 단기간 동안의 방출 속도를 중량(g) 대 시간(hr)으로 나타낸다.
도 7은 본 발명에서 시험된 3개의 플라스틱 재료의 요오드 방출 속도를 중량% 대 일(day)로 나타낸다.
도 8 내지 도 10은 다양한 플라스틱 재료의 신장도에 대한 요오드의 효과를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 플라스틱 샘플을 함침시키는 방법을 나타낸다.
도 12는 코폴리에스테르 샘플로의 요오드의 흡수를 중량% 대 시간으로 나타낸다.
도 13은 코폴리에스테르 샘플의 요오드의 방출 속도를 중량% 대 시간으로 나타낸다.
도 14는 상응하는 투석 연결기를 가지는 요오드 함침 투석 캡을 나타낸다.
도 15는 상응하는 투석 연결기를 가지며 함침된 디스크를 포함하는 투석 캡을 나타낸다.
도 16은 요오드 용액으로부터의 알콜 및 요오드의 증발 속도를 중량(g) 대 시간(min)으로 나타낸다.
도 17은 3개의 시험 용기 내의 다양한 샘플로의 요오드 흡수를 중량 대 시간으로 나타낸다.
도 18A 내지 도 18C는 시험 용기 1, 용기 2 및 용기 3 내의 함침된 샘플로부터의 요오드의 방출를 중량% 대 시간으로 나타낸다.
본 발명은 항미생물 재료를 제조하는 향상된 방법 및 물질을 제공한다. 본 발명에서, 분자상 할로겐은 플라스틱 재료내에 함침된다. 플라스틱 내에 함침시킬 할로겐 가스를 이용하는 것은 액체 할로겐을 이용할 경우보다 더 많은 양의 분자상 할로겐이 함침된다.
단지 예시의 목적으로, 상세한 설명은 본 발명에서 이용될 수 있는 적당한 할로겐으로서 분자상 요오드의 이용을 설명한다. 요오드는 공지된 광범위 미생물 살생제이다. 그러나, 당업계의 숙련된 기술자는 염소 및 브롬과 같은 다른 할로겐들도 항균제로 적당하다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이 모든 할로겐의 이용을 포함한다.
본 발명의 항미생물 재료는 내부에 흡수된 분자상 할로겐을 포획하는 프라스틱 재료로 구성된다. 원자상 할로겐을 플라스틱 재료에 포획시키기 위해서는, 가스성 요오드와 같은 할로겐 가스를 플라스틱 재료과 접촉시킨다.
한 실시 태양에서는, 원자상 요오드를 플라스틱 물질에 접촉시킨다. 원자상 요오드가 요오드 가스로 승화한 후, 분자상 요오드가 플라스틱 재료 내로 흡수된다. 요오드는 항미생물 활성을 잃지 않고 플라스틱 재료내로 들어가고 나갈 수 있다. 플라스틱 재료 내로 요오드 가스를 흡수시키는 것은 요오드 용액을 이용하는 종래의 처리법과는 상이하며 사실, 그에 비해 잇점을 제공한다.
본 발명에서, 분자상 요오드는 주로 플라스틱 재료내에 포획되고 요오드의 일부 만이 이 플라스틱 재료과 화학적으로 결착한다. 이러한 요오드의 점진적 방출은 플라스틱 재료 내의 분자상 요오드의 이동성에 따라 좌우된다.
종전 기술의 화학적 장벽에 반해, 물리적 장벽이 공기 또는 액채로의 요오드의 신속한 방출을 방지한다. 이저에는, 연구원들은 요오드와 특정 플라스틱 재료간의 화학적 착물을 형성하여 소독형 기기를 제조하는데 촛점을 두었다. 이러한 종전의 방법에서는, 요오드는 플라스틱 재료의 분자 구조에 기인한 특이적 친화성의 결과로 결합된다. 이러한 결합은 특정 플라스틱 재료에 있어서 특징적이지만 요오드의 용해도 특성에 기초하는 것은 아닌 결합 작용에 기인한다.
반면, 본 발명은 분자상 요오드의 지용성을 이용한다. 이 지용성은 분자상 요오드가 가역적으로 플라스틱을 투과하도록 한다. 플라스틱에 포획된 요오드는 요오드의 지속적 전달이 가능하도록 한다.
요오드 전달 속도는 몇가지 요인에 의해 좌우된다. 예를 들어, 이러한 요인에는 그 중에서도 요오드 농도, 온도, 압력, 물질, 표면적이 있다. 이들 요인들을 적당히 조절함으로써, 소독될 물질로의 요오드의 전달의 조절의 기초를 제공한다. 예를 들어, 수용액에 요오드화칼륨을 가하여 요오드가 플라스틱 재료로부터 방출되는 속도를 증가시킨다.
플라스틱 재료을 구성하는 중합체 또는 중합체 제제의 선택으로써 요오드 흡수 및 방출 특성을 조절할 수 있다. 본 발명자들은 상이한 플라스틱이 요오드에 대해 상이한 용해도 특성을 가지는 것을 발견하였다. 일부 플라스틱은 다른 플라스틱보다 더 많은 양의 요오드를 섭취하여 요오드의 지속적 전달을 위한 보다 큰 저장기가 된다(예: 폴리프로필렌 대 폴리스티렌).
본 발명에 적당한 플라스틱 재료은 하기 계통 기준에 근거하여 분류될 수 있다.
요오드 비상존성 물질의 예에는 고도로 불포화된 물질(예: 천연 고무)이 있으며, 포화 플라스틱 도는 불포화도가 낮은 플라스틱은 요오드 상존성이다. 요오드 상존성이고 흡수량이 낮은 플라스틱의 예에는 폴리프로필렌 및 폴리스티렌이 있다. 예기치 않게도, 요오드 흡수량이 높은 플라스틱들은 요오드 방출 속도에 있어서, 상단한 차이를 보였다. 흡수량이 많고 방출도가 낮은 플라스틱의 예는 코폴리에스테르이다, 흡수량이 많고 방출도가 높은 플라스틱은 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체이다. 이들 다양한 플라스틱 재료의 기계적 특성은 높은 요오드 함침량에서도 유의하게 변화를 보이지 않는다.
요오드 함침에 대해 상이하게 대응하는 다양한 물질의 존재가 인식되어, 본 발명은 또한 요오드 전단 위치 및 속도를 조절하는 지향성 방출 재료도 제공한다. 이 목적을 위하여, 상이한 조성의 플라스틱의 층을 쌓아 요오드 방출에 대한 장벽을 마련할 수 있다. 또한, 유용한 제품의 제조 공정 중 횟수를 달리하여 플라스틱을 요오드로 함킴시킴으로써 이 물질에 항미생물성(살균성, 항바이러스성, 및 항진균성)을 부여한다.
적당한 플라스틱 재료의 선택이 이러한 물질의 목적 용도에 의해 주로 좌우된다는 것은 당연하다. 예를 들어, 특정 플라스틱 재료의 그것이 신속한 할로겐 방출 속도를 가지기 때문에, 할로겐 방출 속도가 느린 다른 플라스틱 재료을 제치고 선택될 수 있다. 그중에서, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 코폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트/폴리에스테르 블렌드 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체와 같은 플라스틱 재료들이 본 발명에 이용될 수 있다.
플라스틱의 다양성 및 항미생물제로서의 요오드의 강력한 활성으로 인해, 요오드 함침된 플라스틱은 의료, 산업, 식품 및 식수 처리 등에 광범위하게 적용된다. 제조될 수 있는 요오드 함침 물질의 예는 백혈구 필터 패드; 투석막; 수용액 처리용 컬럼을 제조를 위한 플라스틱 비드, 수조에 이용된 플라스틱 볼, 혈액 봉지; 혈액관; 의료용 장갑; 복막 투석 카테터 및 복막 투석 연결기이다. 요오드 함침 물질로 소독된 물질의 예에는 혈액 및 전체 혈액, 적혈구 세포 농축액, 혈장, 혈소판 농축액을 포함한 그의 구성 성분, 감마 글로불린, 응집물 제품(예: 인자 VIII, 인자 IX, 단백질 C 등) 및 알부민을 포함한 혈장 분획 제품; 조직 배양 배지에서 제조된 재조합 제품; 조직 배양 배지 제제(태아 송아지, 신생 송아지, 인간 혈청) 내에서 이용되는 동물 형청, 우유를 포함한 낙농 제품; 수영장 용수; 산업 용수(예: 냉각탑 용수); 하수 처리 용수; 칫솔 강모; 전화 손잡이; 및 벤치 탑이 있다.
플라스틱 재료로의 분자상 요오드의 함침을 설명하는 실험을 예로서 하기하며 이에만 국한되는 것은 아니다.
실험 1
본 실험을 이용하여 다양한 액체 비히클 중의 요오드로 폴리프로필렌 시험관을 함침시큰 출력을 측정하였다. 또한, 본 실험은 함침된 시험관의 요오드를 방출할 수 있는 출력을 평가하였다.
폴리프로필렌을 함침시키기 위해, 0.25 g의 원자상 요오드(암회색 결정)을 여과지위에 놓았다. 이어서, 여과지를 접고 테이프로 봉하여 요오드 결정이 안전히 보유되도록 하였다. 요오드를 보유하는 여과지를 50 ml폴리프로필렌 원심분리관에 넣었다.
요오드 가스가 고상 요오드로부터 방출되면서, 방출된 요오드가 폴리프로필렌에 포획된다. 폴리프로필렌의 색상이 초기에는 연갈색으로 변하고 점점 시간이 지남에 따라, 어두운 초콜렛 갈색으로 변한다. 총 24 개의 관을 이 방법으로 처리하였다. 이 관들을 실온에서 약 2일간 방치시켰다. 2일 후, 관들이 균일하고 어두운 초콜렛 갈색을 띠는 것이 관찰되었다. 이 결과는 요오드가 상당량 흡수되었다는 것을 나타내었다.
그러나, 요오드가 들어 있는 봉투 중 하나를 개봉하여 0.2 g의 요오드를 회수할 수 있었으며, 다량의 요오드가 여전히 고체 결정으로 존재하는 것으로 나타났다. 요오드가 요오드 함침된 폴리프로필렌 관에 의해 방출될 수 있다는 것을 보여 주기 위해, 추출 용액으로서 1 내지 3의 제조액을 이용하여 다음 실험을 수행하였다.
(1) 식염 용액(0.9% NaCl)을 이용하였다. 요오드는 식염수에 약간만 녹는 것으로 알려졌다.
2) 10% 요오드화칼륨(KI) 용액을 이용하였다. 요요드는 요오드화칼륨을 함유하는 수용액 중에 매우 잘 녹는 것으로 알려져 있다.
(3) 아밀로스의 200 mg/ml 식염수 중 현탁액을 이용하였다. 원자상 요오드의 존재는 요오드의 농도가 증가함에 따라 백색 물질로부터 황갈색, 자색 및 자주색으로의 아밀로스의 특유의 색상 반응을 이용하여 검출할 수 있다.
요오드가 회수될 수 있는가 및 이러한 요오드의 방출 속도를 측정하기 위하여 하기 단계들을 수행하였다. 40 ml의 추출 용액(상기 1 내지 3)을 별도의 요오드 함침된 50 ml 폴리프로필렌 원심 분리 관에 가하였다. 이어서 관을 엔드 오버 엔드(end-over-end) 혼합기에 놓았다. 45 분, 75 시간, 18 시간 및 30 시간 동안 회전시킨 후 모든 관에서 1 ml 씩의 샘플을 채취하였다.
하기 관찰 사항은 요오드가 플라스틱으로부터 회수될 수 있으며 방출 속도가, 다른 요인들 중에서도 추출 매질 내에서의 요오드의 용해도에 좌우된다는 것을 보여준다. 첫째, 식염수의 약간의 황색 변색 현상이 30 시간 회전 후에 관찰되어, 약간 양의 요오드가 식염수에 존재하다는 것을 나타낸다. 요오드화칼륨 용액에서는 30시간 회전 후 진한 황색으로부터 알 수 있듯이 더 많은 양의 요오드가 방출되었다. 황색 강도는 45 분 회전 후에 검출되며 점점 더 시간이 감에 따라 진해진다. 이 결과는 요오드가 용액으로 지속적으로 전달되고 있음을 나타낸다. 또한, 아밀로스 추출 용액은 45 분 방치 후에 황색, 방치 7 시간 후에는 자색/갈색, 방치 8 시간 및 그후에는 어두운 자주색으로 약간씩 변색되었다. 이 결과는 원자상 요오드가 관으로부터 식염수 매질로 방출된 후, 아밀로스에 의해 포획되어 요오드에 의한 아밀로스 특유의 색상 변화가 일어난다는 것을 나타낸다.
본발명의 항미생물 재료의 능력을 예증해 주는 실험드을 예로서 하기하며, 단 이에만 국한되는 것은 아니다.
실험 2
본 실험에서는 실온에서 조직 배양 배지(RPMI 1640)중에서 요오드 함침된 폴리우레탄 비드에 의한 소포성 구내염 바이러스(vesicular stomatitis virus)(VSV)의 불활성화 속도를 측정하였다. 요오드 함침된 폴리우레탄 비드는 실온에서 3 내지 4일간 비드를 100 g의 폴리우레탄 펠리트와 요오드 결정을 함께 방치함으로써 제조하였다.
시험 방법:
300 ml의 RPMI 1640을 50 ml의 시험관에 가하였다. VSV(인디아나 균주)를 1/500 희석 배수로 배지에 가하였다. 3개의 50 ml 시험관을 시험에 이용하였다. 2.5 g의 I2-PU 비드를 첫번째 시험관에 가하였다. 1 g의 I2-PU 비드를 두번째 시험관에 가하였다. 2.5 g의 PU 비드(PU 비드 대조군)를 세번째 시험관에 가하였다. 각 시험관을 매회 PBS 20 ml을 이용하여 2회 세척하였다(폴리우레탄 비드 1g 당 약 30 펠리트를 함유한다).
바이러스 배지 10 ml을 각각의 시험관에 가하였다. 반응 배양은 약 20 rpm속도의 엔드 오버 엔드 회전 (end-over-end rotation)에 의해 수행하였다. 비처리된 바이러스 샘플을 방법 대조군로서 채취하였다.
30 분, 1 시간, 2 시간 및 철야(18 시간) 간격으로, 하나씩의 시료를 각 군으로부터 채취하였다. 방법 대조군를 1 시간 간격으로 채취하였다. 샘플을 1.5 % 나트륨 티오설페이트로 퀀칭시켜 샘플에 존재하는 요오드를 화학적으로 중화시켰다. 대조군 및 샘플을 제한 회석 분석법을 이용하여 베로(vero) 세포 중에서 시험하였다. 비처리된 방법 대조군를 기준으로 하여, 바이러스 주입량은 106.55TCID 50/ml 이었다. 하기 표1에 분석 결과를 상술한다.
표 1
실험 3
본 실험으로서 실온에서의 정상 인간 혈장 내에서의 요오드 함침 폴리우레탄 비드에 의한 VSV 불활성화 속도를 측정하였다. 요오드 함침 폴리우레틴 비드는 100 g의 폴리우레탄 펠리트를 2 g의 결정 요오드와 실온에서 3 내지 4일간 방치함으로써 제조하였다.
시험 방법:
정상 인간 혈장 400 ml을 50 ml의 시험관에 가하였다. VSV(인디아나 균주)를 배지에 가하였다.
3개의 50 ml 시험관을 시험에 이용하였다. I2-PU 비드 2.5g 을 첫번째 시험관에 가하였다. 1 g의 I2-PU 비드를 두번째 시험관에 가하였다. 2.5 g의 PU비드(PU비드대조군)를 세번째 시험관에 가하였다. 각각의 시험관을 매회 20 ml의 PBS 로 2회 세척하였다. (폴리우레탄 비드 1g 당 약 30 펠리트를 함유한다.)
바이러스 혈장 10ml을 각 시험관에 가하였다. 반응 배양을 약 20rpm의 속도로 엔드 오버 엔드 회전시켜 수행하였다. 비처리 바이러스 혈장 2ml을 멸균 시험관에 가하고 방법 대조군을 이용하였다(엔드 오버 엔드 회전시키지 않음).
30 분, 1 시간, 2 시간 및 철야(18 시간) 간격으로, 각각의 군에서 1개의 샘플을 채취하였다. 방법 대조군는 1 시간 간격으로 채취하였다. 각각의 샘플을 1.5% 나트륨 티오설페이트를 이용하여 반응을 중단시키고 샘플내에 존재하는 요오드를 화학적으로 중화시켰다.
이어서, 대조군 및 샘플을 모두 제한 희석 분석법을 이용하여 베로 세포내에서 시험하였다. 미처리 방법 대조군를 기준으로 하여, 바이러스 주입량은 106.73TCID 50/ml이었다. 하기하는 표 2 에서 분석 결과를 상술한다.
표 2
실험 4
본 실험을 이용하여 실온에서의 조직 배양 배지(PRMI 1640) 내에서의 요오드 함침폴리우레탄 비드에 의한 HIV 불활성화 속도를 측정하였다. 요오드 함침 폴리우레탄 비드는 폴리우레탄 펠리트 100 g과 2 g의 요오드 결정을 실온에서 3 내지 4일간 함께 배양함으로써 제조하였다.
시험 방법:
PRMI 1640 배지 18 ml을 50 ml 시험관에 가하였다. HUV(IIIB)를 배지에 가하였다. 0.5 g의 1 PU 비드를 첫번째 군의 각각의 시험관에 가하였다. 0.1 g의 I2-PU 비드를 두번째 군의 각각의 시험관에 가하였다. 0.5 g의 PU 비드(PU 비드 대조군)를 세번째 군이 각각의 시험관에 가하였다. 각각의 시험관을 매회 20 ml의 PBS를 이용하여 2회 세척하였다. (폴리우레탄 비드 1 g당 약 30 펠리트를 함유함.)
2 ml의 바이러스 배지를 각각의 시험관에 가하였다. 반응 배양은 약 20 rpm 속도로 앤드 오버 앤드 회전시킴으로써 수행하였다. 2 ml의 미처리 바이러스 배지를 멸균 시험관에 가하고 방법 대조군로 이용하였다.
1 시간, 2 시간 및 철야(18 시간) 간격으로, 각각의 군으로부터 하나의 샘플을 채취하였다. 방법 대조군를 1 시간 간격으로 채위하였다. 샘플을 1.5% 소듐티오술페이트를 이용하여 반응을 중단시키고 샘플에 존재하는 요오드를 화학적으로 중화시켰다.
이어서, 대조군 및 샘플을 모두 신티움(syncytia) 형성 분석법에 의해 MT-2 세포내에서 시험하였다. 미처리 방법 대조군들 기준으로 하여, 이 바이러스 주입량은 104.85TCID 50/ml이었다. 하기하는 표3에서 분석 결과를 상술한다.
표 3
실험 5
본 실험을 이용하여 실온에서의 100% 정상 인간 혈장 내에서의 요오드 함침폴리우레탄 비드에 의한 HIV 불활성화 속도를 측정하였다. 요오드 함침 폴리우레탄 비드는 폴리우레탄 펠리트 100 g과 2 g의 요오드 결정을 실온에서 3 내지 4일간 함께 배양함으로써 제조하였다.
시험 방법
정상 인간 혈장 18 ml을 50 ml시험관에 가하였다. HIV(IIIB)를 배지에 가하였다. 9개의 15 ml시험관을 세개의 군으로 나누었다. 첫번째 군에, 0.5 g의 I2-PU 비드를 각각의 시험관에 가하였다. 0.1 g의 I2-PU 비드를 두번째 군의 각각의 시험관에 가하였다. 0.5 g의 PU 비드(PU 비드 대조군)를 세번째 군의 각각의 시험관에 가하였다. 각각의 시험관을 매회 20 ml의 PBS를 이용하여 2회 세척하였다. (폴리우레탄 비드 1 g 당 약 30 펠리트를 함유함.)
2 ml의 바이러스 혈장을 각각의 시험관에 가하였다. 반응 배양은 약 20 rpm 속도로 앤드 오버 앤드 회전시킴으로써 수행하였다. 2 ml의 미처리 바이러스 혈장을 멸균 시험관에 가하고 방법 대조군으로 이용하였다.
1 시간, 2 시간 및 철야(18 시간) 간격으로, 각각의 군으로부터 하나의 샘플을 채취하였다. 방법 대조군를 1 시간 간격으로 채취하였다. 샘플을 1.5% 소듐티오술페이트를 이용하여 중단시키고 샘플에 존재하는 요오드를 화학적으로 중화시켰다. 이어서, 대조군 및 샘플을 모두 신티움(syncytia) 형성 분석법에 의해 MT-2 세포내에서 시험하였다. 미처리 방법 대조군들 기준으로 하여, 이 바이러스 주입량은 105.5TCID 50/ml이었다. 하기하는 표4에 분석 결과를 상술한다.
표4
다양한 요오드 함침 플라스틱의 상이한 흡수 및 방출 특성을 측정하는 실험의 결과를 하기 하며 이는 예시를 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
다양한 플라스틱에 대해 이들 각각의 요오드 흡수 및 방출 특성 측정 시험을 수행하였다. 예를 들어, 하기 플라스틱을 시험하였다; 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 코폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트/폴리에스테르 블렌드 및 스테렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체.
이러한 시험에 근거하여, 코폴리에스테르(하이트렐TM)(HytrelTM) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(크라톤TM)(KratonTM)가 가장 효과적인 플라스틱 재료임이 밝혀졌다. 본 발명에 이용되는 코폴리에스테르는 하이트렐TM(HytrelTM)이라는 상표명으로 시판되며, 미국 델라웨어주 월밍턴에 위치한 듀퐁사로부터 구입할 수 있다. 본 발명에 이용된 스테린-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 크라톤TM(KratonTM)이라는 상표명으로 시판되며, 미국 텍사스주 휴스톤에 위치한 쉘사로부터 구입할 수 있다.
아래의 설명은 이들 특정 플라스틱 재료의 용도에 그 촛점을 두었다. 그러나, 본 발명은 이들 물질에만 제한되는 것이 아니며, 상기 명세서의 범위 및 하기 특허 청구 범위를 망라한다. 적당한 플라스틱 재료의 선택은 이 물질의 용도에 주로 좌우된다는 사실을 당업계의 숙련가들에게 주지의 사실이다. 따라서, 하기 실험 결과는 단순히 예시적인 상세 사항을 제공하는 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것은 아님이 이해되어야 한다.
플라스틱 내의 요오드 흡수 양상은 우선 중량 %로써 추적하였다. 실행된 다양한 실험에서, 플라스틱 샘플을 요오드 함침 전 및 함침 후의 중량을 측정하였다. 중량차를 근거로 하여, 본 발명자들은 플라스틱 샘플로 흡수된 요오드의 양을 측정할 수 있다.
초기에 평가된 몇몇의 연구 결과, 코폴리에스테르는(하이트렐TM) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(크라톤TM)은 둘다 다량의 요오드를 흡수하였다. 연속 모니터 결과 역시 이들 물질이 상이한 방출 속도를 가진다는 것을 보여주었다.하고합체는 신속히 요오드를 방출하고 코폴리에스테르는 배기 상태가 양호한 후드 내에서 조차 요오드를 보유하였다. 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 신속히 요오드를 방출하고 코폴리에스테르는 배기 상태가 양호한 후드 내에서 조차 요오드를 보유하였다.
하기 실험들에서 다양한 플라스틱의 기계적 특성에 대한 요오드의 영향을 측정하였다. 요오드는 강한 산화제이므로 쉽게 불포화 중합체를 공격한다. 다양한 시험결과, 요오드는 폴리이소프렌, 산토프렌, 실리콘 고무, 엑델, PCCE, 및 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(인사이트 CGCT)에서 분해하는 것이 밝혀졌다.
실험 6 - 흡수 실험
도 1 내지 도 3은 상이한 플라스틱 재료의 흡수 곡선을 보여준다. 도 1은 직쇄상저밀도 폴리에틸렌(CGCT), 폴리프로필렌(에스코렌TM), 코폴리에스테르(하이트렐TM), 폴리카르보네이트/폴리에스테르 블렌드(MakroblendTM)(마크로블렌드TM) 및 폴리스티렌 샘플에 흡수된 요오드 중량% 대 시간(hr) 그래프이다. 도 2는 실온에서의 다양한 코폴리에스테르(하이트렐TM) 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체(크라톤TM)의 요오드 중량% 대 시간(일) 그래프이다. 코폴리에스테르는 더 많은 %의 요오드를 흡수하여 그래프 상에서 그래프의 상부에 도시된다. 반면, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체는 더 소량의 요오드를 흡수하여 그래프 상에서 그래프의 하부에 도시된다. 다양한 물질의 흡수 속도가 상이하다는 점이 주목할 만하다.
몇몇 인자가 이들 물질의 흡수 속도에 영향을 미친다. 부분적 기하 구조, 요오드 용기 컨테이너, 요오드 함량 및 온도가 흡수 메카니즘에 영향을 미칠 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 온도는 흡수 속도에 상당한 영향을 미친다. 도 3은 60℃ 및 실온에서의 CGCT(LLDPE)의 요오드 중량% 대 시간(hr)로써 흡수 속도를 나타낸다.
실험 7-요오드 방출 시험
물질들을 요오드로 처리하고 흡수 과정에서 회수한 후에는, 요오드가 천천히 샘플로부터 증발할 것이다. 요오드가 이렇게 증발 또는 방출됨으로 하여 장치들을 멸균 상태로 유지하는데 필요한 항미생물 작용을 제공한다. 방출 속도는 물질 의존성이다.
도 4는 실험실 후드에 방치하였을때의 다양한 물질의 방출 특성을 보여준다. 구체적으로, 도 4는 장시간 동안(예: 3개월 이상)에 다양한 물질로부터 흡수되고 방출된 요오드의 중량 %를 보여준다. 도 4에 나타내어진 흡수 농도는 최대 흡수 농도가 아니다. 그러나, 흡수 농도는 상이한 물질들의 방출 속도를 간접적으로 나타낸다.
도5 및 도 6은 각각 25℃에서의 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 및 코폴리에스테르의 단기간의 방출 속도를 나타낸다. 도 6은 코폴리에스테르의 흡수된 요오드 보유능을 보여준다. 코폴리에스테르는 후드 내의 개방된 바이알 내에서 6 개월 후에, 30% 이상의 함침된 요오드를 보유할 수 있다.
실험 8- 기계적 특성
몇몇 중합체의 기계적 특성에 대한 요오드의 영향도 연구되었다. 요오드가 산업및 의료적 용도로 이용되는 요오드 함침 물질의 유용성 및 성능에 대해 부정적으로 영향을 미치는 지의 여부를 평가하는 실험이 실시되었다. 요오드는 일부 중합체를 쉽게 분해시키지만, 다른 중합체에는 비교적 영향력이 적다. 하기하는 정보는다양한 처리 플라스틱의 기계적 안정성에 대한 시험에 대해 실시된 실험의 세부사항에 관한 것이다. 다양한 플라스틱이 개방형계 및 폐쇄형계에서 시험되었다.
제조예:
샘플, 주입 주형 인장 바(injection milded tensile bar)를 유리 마개에 의해 밀봉된 원뿔형 플라스크 내에 넣었다. 요오드 2 g 이상을 칭량하여 여지 주머니로 포장하였다. 이 주머니를 상기 유리 용기내에 넣었다. 흡수를 가속화하기 위해, 일부 샘플을 60℃의 오븐에 넣었다.
개방계 대 폐쇄계:
보관 및 사용 수명을 다하기 위해서는, 함침된 물질을 싸서 요오드 확산을 최소화하는 것이 바람직하다. 개방계는 제품 개봉 후 물질 사용 기간을 의미한다. 폐쇄계는 제품 보관 기간 도중의 요오드의 영향을 의미한다. 요오드 함량이 시험 기간내내 높이 유지되므로 폐쇄계 내에서의 시험이 기계적 특성에 더욱 가혹할 것으로 예상된다.
표 5A 내지 표 6B는 다양한 플라스틱의 기계적 특성에 대한 요오드 함침의 영향을 제시한다. 시험은 보관 조건(예: 개방계) 및 요오드 함량, 함침 온도, 및 노출 기간의 영향을 평가한다. 각각의 플라스틱 샘플의 인장 강도 및 신장도%도 측정하였다.
표 5A 및 표 5B는 함침 온도 60℃의 개방계 내에서의 기계적 시험 결과를 제시한다. 이는 표에 기재된 바와 같이, 3 일간 8 %의 요오드를 흡수한 하이트렐TM샘플에 대해 4개월 후에는 유의한 영향을 주지 않는다. 반면, 5 일간 14 %의 요오드를 흡수한 하이트렐 셈플은 즉시 파손된다. 3일간 5%의 요오드를 흡수한 크레이톤 샘플에 대해 4개월 후에는 영향을 주지 않는다. 12일간 2.6%의 요오드를 흡수한 폴리프로필렌 샘플은 파손시의 신장도%가 30% 감소한다. 또한, 12일간 4.56%의 요오드를 흡수한 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 샘플은 파손시의 신장도%가 35% 감소한다.
표 5A
표 5B
표6A 및 6B는 함침 온도 25℃의 폐쇄계 내에서 실시되는 기계적 시험 결과를 나타낸다. 이러한 폐쇄계 하에서, 4.3%의 요오드를 흡수한 하이트렐TM샘플에 대해 6일 후에는 아무런 영향을 주지 않았다. 0.08% 요오드를 흡수한 이소플래스트 폴리우레탄(PL) 샘플에 대해 9 주 후에는 영향을 주지 않았다. 반면, 14%의 요오드를흡수한 프레베일(Pravail) 폴리우레탄 샘플은 9주 후에 쉽게 파손되었다. 반면, 요오드를 4.6% 흡수한 펠레탄 폴리우레탄 샘플을 유의한 효과를 보이지 않았다.
표 6A
표 6B
표 5A-6B는 여러 물질로 요오드를 함침시키는 것은 이 여러 중합체 물질들의 기계적 특성에 악영향을 미치지 않는다는 것을 보여준다. 기계적 특성 및 크기가 함침후 변환하기는 하지만, 여전히 양호하다. 따라서, 여러 중합체 물질은 요오드로 함침될 수 있으며, 예를 들어, 의료 및 산업 기기의 제조에 이용될 수 있다.
함침 결과:
이 실험은 함침 실용성 검사 결과를 제공한다. 하기 물질 또는 블렌드를 요오드함침 연구에 선택하였다. (1) 코폴리에스테르; (2) 폴리우레탄; (3) 스티렌-에틸렌-부필렌-스티렌 공중합체; (4) PVP/코폴리에스테르 및 (5) PVOH/스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체.
디스크 및 미니 인장 바들을 압축 성형된 시트로부터 잘라냈다. 116 +/-3 ℉의 온도에서 오븐 내에서 약 24시간 동안 진공(-15 내지 -25 psi)하에 요오드 함침시켰다. 샘플을 우선 밀폐된 바이알 내에 넣은 후, 진공 오븐에 넣었다.
요오드 처리 후, 하기 3개의 파라미터를 2 개월 동안 모니터하였다:(1) 요오드 중량 손실: (2) 기계적 특성; (3) 크기. 도 7은 배기 후드 하에서의 3개 중합체 물질의 요오드 방출 속도를 보여준다. 표7A, 7B 및 7C등은 중량% 손실 데이타를 2개월 연구 기간 동안 수집된 중량 손실%를 제시한다. 도 8 내지 도 10은 코폴리에스테르, 폴리우레탄, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 각각의 신장도에 대한 요오드의 영향을 설명한다. 마찬가지로, 표8은 2개월 간에 걸쳐 수집된 기계적 신장도 데이타를 제시한다.
표 7A
표 7B
표 7C
표 8A
표 8B
실시된 다수의 시험 결과, 코폴리에스테르 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 공중합체가 가장 효과적인 물질임이 판명되었다. 아래의 표9에 상기 물질들의 주요 특성 및 폴리우레탄의 주요 특성을 상세히 기술한다.
표 9
본 발명의 항미생물 활성을 보여주는 시험 결과를 예로서 아래에 기술하며, 여기에 만 국한되는 것은 아니다.
실험 9 - 항미생물적 결과
이 실험은 미생물적 실용성 검사 결과를 제시한다. 이 시험은 다양한 플라스틱 재료에 대해 요오드의 농도 및 여러 개의 함침 프로세스 파라미터를 변화시키면서, 수행하였다.
선택된 시험 방법은 특정 의료 장비, 즉 연속 휴대용 복막 투석 (CAPD) 연결기의 외부 영역에 이용되는 모든 항미생물제는 생물학적 불순물 축적을 방지하는 역할을 하여야 한다는 요구 사항에 기초한다. 예를 들어, 교환 도중의 우연한 연결기 외부 영역 오염은 체재 시간 동안에 제거되어 생물학적 경계상의 축적이 방지된다.
물질의 초기 시험은 1) 직접 표면 오염; 2) 오염 유기체로서 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 105집락 형성 단위 농도 및 3) 15분의 노출 시간의 시험 파라미터로 구성되었다.
이들 초기 파라미터는 하기 이유로 선택되었다. 초기 개념은 항미생물 재료로 접촉 오염되기 쉬운 영역에 이용하는 것이다. 스타필로코커스 아우레우스는 CAPD 복막염의 두번째 주요한 원인이다. 이 균은 스타필로코커스 에피더미디스와 필적할만한 감수성을 가지지만 위시험 실패를 야기하는 외부 오염 물질일 가능성이 더 적기 때문에 선택되었다. 생존 오염 물질의 5개의 log10감소치를 선택하여 접촉 또는 공기 오염의 최악의 경우를 나타낸다.
공고된 문헌 및 종래의 문헌에 포비돈 요오드가 효과적으로 매우 짧은 노출시간(10분 미만)내에 표면을 소독할 수 있다는 것이 기재되어 있다. 후속 시험의 시험파라미너들은 약간씩 수정되었다. 첫째, 함침된 물질을 접촉 오염에 직접 노출시키지 않고 노출될 수 있는 다른 표면에 접촉시키는 시나리오로 시험하였다. 이 시나리오를 적절히 평가하기 위하여, 비함침 오염시키고 함침 물질을 샌드위치 배치 점의 상부에 놓았다. 둘째, 노출 시간을 1 시간으로 신장시켰다. 사실, CAPD 체류 시간은 약 4 시간이다; 15 분 대신 1 시간 동안 시험하는 것은 여전히 상당한 안전 요인을 부여한다.
표 10A 및 10B는 다양한 물질의 항미생물 효과 시험 결과를 보여준다. 코폴리에스테르(하이트렐TM) 및 스티렌-에틸렌-스티렌 공중합체(크라톤TM) 물질이 가장 포괄적인 연구 대상이었다. 극소 농도의 요오드가 함침된 경우에도 이들 물질들은 효과를 보였다. 초기 요오드 농도가 7.55%인 코폴리에스테르 샘플은 대기 중에 개방된 용기 내에 4 개월간 보관된 후에도 효과를 가지고 있었다. 초기 요오드 농도가 각각 1.25% 및 1.21%인 코폴리에스테르 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 샘플은 밀폐된 용기내에서 6 주간 보관된 후에도 효과를 가졌다.
표 10A
표 10B
폴리프로필렌-크라톤 블렌드 및 폴리우레탄도 효과를 보였다. S.아우레우스의 5log10감소 양상과 일치하지 않는 두 물질들은 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(CGCT)및 폴리프로필렌(에스코렌TM)이다.
상기 시험 파라미터 이외에, 항균 활성에 대한 글리세롤(신체 오일 대체물질)의 효과 및 온도의 영향에 대한 예비 시험을 실시하였다. 함침 물질의 항균 활성에 대한 글리세롤 효과의 평가 결과 오일은 효과를 감소시킨다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 효과의 감소는 요오드 농도가 높은 경우, 아미도 필요한 항균 농도를 초과한 경우에는 관찰되지 않았다. 본 발명자들은 요오드 함침 과정에 이용한 온도가 효과 및(또는) 신장도에 영향을 미칠 수 있다고 생각한다.
본 발명은 또한 항미생물 재료의 제조 방법도 제공한다. 이 방법은 플라스틱 재료을 할로겐 가스와 접촉시켜 이 플라스틱 재료에 흡수시키는 단계를 포함한다. 상기한 바와 같이, 요오드 함침 플라스틱은 의약, 산업, 식품 및 식수 처리 등의 광범위하게 적용된다. 한 실시 태양에서, 플라스틱 재료은 의료 장치로 성형된 후, 할로겐 가스에 접촉될 수 있다.
마찬가지로, 본 발명은 플라스틱 재료을 함침시키는 방법을 제공한다. 이 방법에 따라, 요오드 결정을 밀폐된 용기에 넣는다. 후속하여, 함침될 플라스틱 재료을 요오드가 플라스틱 재료에 흡수되기에 충분한 시간 동안 상기 밀폐 용기 내에 방치시킨다.
본 발명에 따라 요오드를 플라스틱 재료에 함침시키는데 있어서, 상이한 개념적 방법들을 예로써 하기하며, 이에만 국한되는 것은 아니다. 하기 실시예들은 투석 시스템에 이용되는 투석 연결기의 함침에 그 촛점을 두지만, 본 발명이 이들실시예에만 국한되는 것은 아니다.
개념 1- 요오드 함침 캡
도 11에 도시된 바와 같이, 플라스틱 캡(14)를 밀폐된 용기(12) 내에서 원자상 요오드에 노출시킴으로써, 캡(14)를 요오드로 함침시켰다. 우선 가스성 요오드(10)의 공급원(예: 무수 요오드 결정)을 밀폐된 용기(12)에 넣었다. 후속하여, 플라스틱 캡(14)를 밀폐된 용기(12)내에서 요오드가 이 플라스틱 캡(14)에 흡수되기에 충분한 시간 동안 밀폐 용기(12)내에 방치하였다. 효과적으로 원자상 요오드는 밀폐용기(12)내로 승화한 후, 플라스틱 (14)로 흡수되었다.
요오드를 플라스틱 캡(14)에 온도, 용기(12)내의 요오드량, 및 플라스틱 유형에 따라 속도를 달리 하여, 일정 시간 동안 흡수시켰다. 도 12는 25℃에서의 요오드의 하이트렐TM으로의 흡수 양상을 중량% 대 시간으로 도시한다. 캡으로부터의 요오드 방출은 캡이 요오드 공급원으로 부터 분리되어 대기 중에 개방되었을때 일어난다. 요오드 방출 속도는 플라스틱 내의 요오드 농도, 온도 및 플라스틱의 유형에 따라 다르다. 도 13은 25℃에서의 하이트렐?로부터의 요오드 방출 속도를 중량% 대 시간으로 도시한다.
이 방법으로 제조된 샘플에 대해 실시된 항미생물 시험 결과 요오드 농도 0.43%에서도, S.아우레우스의 감소 5 log10감소 양상을 보였다. 이 시험은 이 개념에 의한 방법이 예비적 실용성을 증명해준다.
한 실시 태양에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 복막 투석용 연결 해체캡(16)은 요오드로 함침될 수 있다. 요오드는 천천히 연결 해체 캡(16)으로부터 방출되어 캡(16)에 연결기를 삽입시 투석 연결기(18)을 소독시킨다.
개념 2: 캡 내의 선-함침 디스크
대부분의 적용에 있어서, 원하지 않는 위치(예: 이용자의 손가락 또는 의복)에서 요오드 방출을 차단하고 방출된 요오드를 소독 위치에 집중시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 캡 외부가 아니라 캡 내부로부터 요오드가 방출되는 것이 유리할 것이다.
이 개념에서, 플라스틱 디스크를 개념 1에서 캡을 함침시킨 것과 동일한 방법으로 요오드로 함침시켰다. 도 15에 도시된 바와 같이, 디스크(20)을 함침시킨 후, 디스크(20)을 내요오드성 캡(22)의 기저부에 놓고 내부를 요오드 차단 포장으로 밀봉하였다. 디스크(20)은 요오드를 함유하며 캡(22)은 차단벽으로 가능하여 제품이 이용될 때, 요오드가 이탈하는 것을 방지함으로써, 여하한 오염 문제를 배제하고 캡내에 요오드를 농축시킨다.
개념 3: 조립후 함침 방법
여기서는 상기와 같은 캡디스크 개념이 이용되나, 디스크를 선함침시키지 않고, 원자상 요오드를 조립 시점에서 시스템에 가하였다. 소량의 요오드를 캡 내에 가하고, 디스크를 요오드 상부에 위치시켜 두 성분 사이의 요오드를 포획한다. 후속하여 조립축을 포장하고 소비자에게 도달되기에 앞서 포장된 상태에서 요오드가 디스크에 함침된다(함침은 아미도 1주일 내에 완료될 것이다). 이 조립 방법은 함침장비가 필요하지 않으며, 함침 과정 도중에 늦춰지는 디스크의 재고를 없앤다.또한, 요오드 가스의 보유가 현저히 단순화된다. 이 장치에서의 항미생물 효과가 시험되어 효과가 있음이 판명되었다.
개념 4: 용매 분산 요오드 함침
개념 3의 조립 방법이 이용되며 단, 원자상 요오드를 용매(예: 이소프로필 알콜(IPA))에 용해시켜, 이 용액을 캡에 가하였다. 후속하여 디스크를 요오드 용액 위에 위치시킨 후 조립품을 포장하였다. 알콜은 신속히 포장 내로 증발되며, 건조된 요오드는 디스크 내로 확산되기 시작한다. 도 16은 용액으로부터의 알콜 및 요오드의 2물질의 별도의 증발 속도를 중량 대 시간으로 도시한다.
요오드 용액을 제조 과정 중에 도입시킬 경우, 제조 속도 하에서 소량의 요오드를 적용할 수 있게 된다. 또한, 이 방법은 표준적인 공장에서 현재 이용되는 제조 장비 및 기술의 상당수를 이용하므로 제품 제조의 비용을 감소시킨다. 장시간에 걸쳐, 연결 해제 캡은 요오드 가스를 방출하여 그와 연결되는 성분을 소독시킬 것이다. 이 설계는 액체 매질을 제거하면서 항미생물적 효과를 유지한다는 점에서 유리하다.
요오드로의 투석 연결 해체 캡의 플라스틱 성분 함침의 실용성 및 상기 성분의 바이러스 시킬 효과를 보여주는 실험을 하기하며 여기에만 국한되는 것은 아니다.
실험 10
본 실험은 요오드로 하이트렐?캡을 함침시키는 능력을 보여준다. 본 실험은또한 상기 샘플로부터의 요오드 방출 속도도 시험한다. 또한, 본 실험은 요오드 함침 캡의 기계적 안정성 및 이것의 바이러스 불활성화 효과를 평가한다.
요오드 흡수 연구:
하이트렐?샘플을 이용하여 본 실험의 시험을 실시하였다. 구체적으로, 각 용기마다 9개의 샘플이 들은 3개의 샘플 용기를 이용하였다.
샘플들은 3개의 샘플 용기에 넣기 전에, 각 샘플의 중량을 기록하였다. 약 2.5 g 의 요오드를 작은 여지 주머니 내에 넣었다. 후속하여, 9개의 칭량된 샘플을 각각의 용기에 담고 요오드 주머니를 각각의 용기 목에 위치시켰다. 후속하여 각각의 용기 덮개를 단단히 밀폐하여 밀봉된 용기를 만들었다.
노출 시간 및 온도를 각각의 용기의 각 샘플 마다 기록하였다. 요오드 함량을 측정하기 위하여, 각각의 샘플을 주기적으로 칭량하고 그 변화를 기록하였다. 표 11A-13에 이 흡수 연구 결과를 상세히 기술한다. 도 17은 세개의 용기내의 샘플들의 요오드 흡수를 요오드 중량% 대 시간으로 도시한다. 용기 1 내의 샘플을 약 60℃에서 72시간 동안 노출시켰으며 2.29 중량%의 요오드를 흡수하였다. 샘플 용기 2 및 샘플 용기 3내의 샘플들을 약 27℃에서 72시간 및 13시간 동안 노출시켰으며 1.06 중량% 및 0.43 중량%의 요오드를 흡수하였다.
표 11A
표 11B
표 12A
표 12B
표 13
요오드 방출 연구:
이 연구는 상기 흡수 연구에서 제조된 샘플로부터의 요오드 방출 속도를 측정한다. 요오드 방출을 측정하기 위해, 샘플들을 흄(fume) 후드 내의 개방된 플라스틱 비이커에 보관하여 하이트렐?물질로부터 이탈하도록 하였다. 샘플을 장시간에 걸쳐 칭량하여 방출 속도를 측정하였다. 표 14A 내지 표 16B에 이 연구 결과를 상세히 기술한다. 도 18A 내지 도 18C는 각각 용기1, 용기 2 및 용기 3내의 샘플로부터의 요오드 방출을 요오드 중량% 대 시간으로 나타낸다.
표 14A
표 14B
표 15A
표 15B
표 16A
표 16B
기계적 시험 연구:
본 연구는 상기 흡수 연구에서 제조된 샘플의 인장 특성을 측정하였다. 흡수연구에 이용된 것과 동일한 대조군을 이 연구에도 이용하였다. 샘플 각각을 인스트롬(Instrom) 인장 시험기를 이용한 인장 시험에 근거하여 평가하였다.
표 17 내지 20에 이 연구의 결과를 상세히 기술한다. 표 17은 대조군, 무수 비함침 하이트렐?샘플에 대한 시험 결과을 보여준다. 표 18은 0.43%의 무수 요오드로 함침된 하이트렐?샘플에 대한 시험 결과를 보여준다. 표 19는 1.06%의 무수 요오드로 함침된 하이트렐?샘플에 대한 시험 결과를 보여준다. 마지막으로, 표 20은 2.29%의 무수 요오드로 함침된 하이트렐?샘플에 대한 시험 결과를 보여준다.
표17
비함침 하이트렐?- 대조군
표 18
0.43%의 무수 요오드로 함침된 하이트렐?
표 19
1.06%의 무수 요오드로 함침된 하이트렐?
표 20
이들 기계적 시험법 결과, 요오드는 파손시 신장도에 부정적 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그러나, 파손력은 2.29%요오드 캡에서 약간 감소한다. 본 발명자들은 이 결과가 흡수 기간 동안의 60 ℉의 온도에 노출되었기 때문인 것으로 생각한다.
항미생물 효과 연구:
함침된 플라스틱 성분의 미생물 사멸 능력을 측정하기 위해, 2개의 실험적 분석을 실시하였다. 첫번째 실험에서는 상기 흡수 연구에서 제조된 함침된 캡을 이용하여 스타필로코커스 아우레우스 세균 약 105집락 형성 단위를 사멸시켰다.
연결 장치를 고의로 105집락 형성 단위의 S.아우레우스로 오염시켰다. 3개의 농도의 요오드로 함침시킨 캡을 연결 장치에 놓고 1 시간 동안 방치시켰다. 1 시간 후, 캡을 제거하고 연결 장치를 요오드 불활성화제를 함유하는 세균 성장 배지 내에 넣어 여하한 후속적 살균 활성을 정지시켰다. 배지를 35℃에서 배양하여 S. 아우레우스의 성장을 관찰하였다.
그 결과를 표21에 기재한다.
두번째 실험은 요오드 함침된 캡에 대한 캡 기저부에 위치된 요오드 비함침 플라스틱 디스크의 항미생물적 효과를 평가하였다. 시험 계획은 비함침 캡의 경우와 실질적으로 동일하였다. 시험 결과 디스크로부터의 요오드 증기는 연결 장치를 소독하는데 충분한 것으로 나타났다.
본 명세서에 기재된 바람직한 실시 태양에 대한 다양한 변화 및 변형은 당업계의 숙련가에게는 당연한 것이라는 것이 이해되어야 한다. 이러한 변화 및 변형은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 또한 그의 잇점을 감소시키지 않고 실시될 수 있다. 따라서, 이러한 변화 및 변형은 첨부되는 특허 청구의 범위에 포함될 수 있다.

Claims (4)

  1. 제2 층에 연결되어 있는 제1 층을 포함하는 두 층 구조물을 포함하며,
    여기서, 상기 제1 층은 할로겐이 함침되어 있는 제1 프라스틱 재료를 포함하고, 상기 제1 플라스틱 재료는 상기 할로겐과 함께, 할로겐에 대하여 제1 방향으로 제1 방출 속도를 갖는, 제1 방향을 향하는 외부 표면을 구성하고;
    상기 제2 층은 할로겐이 함침되어 있는 제2 플라스틱 재료(상기 제1 플라스틱 재료와 다름)를 포함하고, 상기 제2 플라스틱 재료는 상기 할로겐과 함께, 할로겐에 대한 제2 방출 속도를 갖는, 제2 방향을 향하는 내부 표면을 구성하고, 상기 제2 방향으로의 제2 방출 속도는 제1 방향으로의 제1 방출 속도보다 더 빨라, 할로겐의 지향성 방출이 이루어지는 것인 방출 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 플라스틱 재료가 각각 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 코폴리에스테르, 폴리카르보네이트/폴리에스테르 블렌드 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방출 재료.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2 플라스틱 재료 내에 약 0 내지 40%의 할로겐이 함침되어 있는 방출 재료.
  4. 제1항에 있어서,상기 할로겐이 요오드인 방출 재료.
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