KR20070054642A - 지지체를 항균제로 코팅하기 위한 방법 및 이 방법에 의해형성된 제품 - Google Patents

지지체를 항균제로 코팅하기 위한 방법 및 이 방법에 의해형성된 제품 Download PDF

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Abstract

은과 같은 항균 고분자 혼합제로 발포체 또는 드레싱을 균일하게 코팅하기 위한 방법 및 상기 방법에 의해 형성된 발포체 또는 드레싱. 이러한 발포체 또는 드레싱은 음압 상처 치료법과 함께 사용되는 경우에 특히 바람직하다.
항균, 세균, 드레싱, 상처, 코팅

Description

지지체를 항균제로 코팅하기 위한 방법 및 이 방법에 의해 형성된 제품{METHOD FOR COATING SUBSTRATE WITH ANTIMICROBIAL AGENT AND PRODUCT FORMED THEREBY}
본 발명은 일반적으로 망상형 발포체(reticulated foam)를 코팅하기 위한 방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 망상형 발포체 전체에 걸쳐 균일한 코팅을 부여하는 항균제를 사용하여 망상형 발포체를 코팅하기 위한 방법 및 상기 방법에 의해 형성된 제품에 대한 것이며 본 발명은 이에만 한정되지 않는다.
본 출원은 2004년 7월 26일자로 출원된 미국 가출원 번호 60/591,014호에 대하여 우선권을 주장하며 상기 출원은 본 명세서에 참조로서 병합된다.
상처 드레싱과 결합되는 여러 가지 신규 및/또는 기존의 항균성 화합물은 미생물 오염을 조절할 수 있으며 감염의 비율을 잠재적으로 낮출 수 있다. 코팅 균일성(coating uniformity)은 상처 드레싱의 항균 성능의 실질적인 핵심이다. 드레싱의 전체 체적이 고분자 코팅 시스템으로 균일 코팅을 할 수 있는 의료용 상처 드레싱 또는 발포체를 코팅하는 방법은 공지되어 있지 않다.
특히, 소정의 발포체는 대략 1.25인치 정도의 매우 얇은 두께를 갖는다. 이들 드레싱의 두께는 코팅 공정을 제한하며, 소망한 항균제가 상처에 노출되는 한편 구조체가 모든 방향으로 절단될 수 있도록 전체 구조체를 걸쳐 균일한 코팅을 보장하는 방법은 없다.
증착(물리 및 화학), 정전 도장(electrostatic coating), 분무 및 스퍼터 코팅(sputter coating)과 같은 소정의 코팅 방법이 존재한다. 하지만, 이들 코팅 방법은 비용이 많이 들며 망사형 발포체와 같은 소정의 드레싱의 3차원 표면을 균일하게 코팅하는 것에 적합하지 않다. 게다가, 이들 방법은 의료 분야의 드레싱의 사용자를 걱정하게 하는 심각한 환경 논란을 갖는다.
항균물질을 드레싱에 첨가하는 다른 방법은 발포체 공정 자체에 첨가물 또는 보조 요법의 사용 또는 조합 제품(예를 들어, 얇은 항균 드레싱을 발포체에 부착)이 존재하지만, 사용하기 어렵다. 특히 이들 방법은 발포체에 기계적 충격을 주고 발포체의 투과성에 재료적 충격을 주는 것으로 공지된다.
상처 크기와 형태로 인하여 거의 무한한 변형을 가지며, 상처 드레싱은 상처 드레싱은 상처를 수용하기에 적합해야 하며 추가 감염을 방지하기 위하여 적합한 항균 특성을 제공해야 한다. 따라서, 발포체가 상처 형태와 크기에 들어맞게끔 접합하게 되도록 드레싱 또는 발포체를 상처를 소독하기에 충분한 항균제로 균일하게 코팅하는 공정을 개발하는 것이 필요하며 사용하기 간단하고 비용 효율적이어야 한다.
본 발명은 발포체 또는 드레싱을 균일하게 코팅하기 위한 방법 및 항균성 고분자로 이러한 방법에 의해 형성된 발포체 또는 드레싱의 개발을 통해 이러한 요구를 충족시킨다. 이러한 발포체 또는 드레싱은 음압 상처 치료법(negative pressure wound therapy)에 특히 적합하다.
본 발명의 방법 및 장치의 보다 완전한 이해는 첨부된 도면들을 참조로 하여 동일한 부재에 동일한 도면 부호를 갖는 본 발명의 아래의 실시예로부터 획득될 수 있다.
도 1은 상처 드레싱을 항균제로 균일하게 코팅하기 위한 방법의 순서도;
도 2는 도 1의 방법의 소정 단계의 개략도;
도 3은 상처 부위에 적용된 도 1의 방법을 사용하여 코팅된 드레싱의 개략적인 평면도;
도 4는 음압 치료 장치와 조합하여 상처 부위 상의 도 3의 드레싱의 측면도;
및
도 5는 드레싱의 균일한 코팅을 도시하는 도 3의 5-5선을 따른 단면도.
본 발명은 신규 방법을 사용하여 은(Au)과 같은 항균성 고분자 혼합제를 상처 드레싱에 균일하게 코팅하기 위한 방법 및 상기 방법에 따라 형성된 상처 드레싱을 제공한다. 균일 코팅의 방법은 드레싱의 사용자가 상기 드레싱을 어느 방향으로도 절단할 수 있도록 하며 상처를 소독하기에 충분한 항균제로 균일하게 코팅된 노출 표면을 여전히 갖도록 한다.
폴리우레탄 발포체는 은 수화겔 고분자(silver hydrogel polymer)로 균일하 게 코팅된다. 고분자 코팅 자체는 PVP 또는 폴리비닐피롤리돈을 포함하며, 이것은 피롤리돈 측기(side group)을 구비한 수용성 고분자이며 식품첨가물(food additive), 안정제(stabilizer), 청징제(clarifying agent), 부가 정제(tableting adjunct) 및 분산제(dispersing agent)로서 일반적으로 사용된다. 가장 잘 알려진 것은 베타다인(포비돈-요오도 제제화)의 고분자 성분이다. 또한, 코팅은 키틴의 탈아세틸 유도체(acetylated derivative)인 키토산과, 새우, 게 및 다른 갑각류의 껍질로부터 정제된 다당류를 포함할 수 있다. 키토산은 지혈 드레싱(hemostatic dressing)에도 사용되어 왔다. 고분자의 세 번째 선택적인 성분은 20 중량%의 활성 은이온을 구비한 은염 분말(silver salt powder)인 은 나트륨 알루미노규산염(silver sodium aluminosilicate)이 바람직하다.
도 1을 참조하면, 은 고분자 코팅 또는 항균 코팅을 발포체에 주입하기 위한 방법(100)은 순서도로 도시된다. 먼저, 친수성 겔은 코팅 용액을 생성하기 위해 은과 혼합된다(단계 102). 이어서, 용액은 보유 탱크(holding tank)에 배치되며 밀폐되고 어두운 환경에서 연속적으로 교반된다(단계 104). 어두운 환경은 선택적이지만, 은의 광감도(light-sensitivity)로 인해 포함된다. 빛에 노출된 환경에서는, 발포체가 색이 변하고 이로 인해 불쾌한 형상으로 이어진다. 망상형 폴리우레탄 다이 커트(die cut)를 포함할 수 있는 발포체는 보유 탱크에 배치된다(단계 106). 이어서, 발포체는 용액으로 적셔지는데, 이는 발포체를 담그거나 가압함으로써 달성된다(단계 108). 이어서, 초과 용액이 발포체로부터 제거된다(단계 110). 롤러 닙(roller nip) 또는 유사 장치는 발포체로부터 제거되는 용액의 양을 제어하기 위 해 사용될 수 있다. 선택적으로, 적셔진 동안의 포화된 발포체의 무게가 계산될 수 있다(단계 102).
이어서, 발포체는 소정의 온도로 설정되고 용액 코팅된 발포체를 완전히 건조하는 시간으로 설정된 강제 대류 오븐에 배치된다(단계 114). 선택적으로, 발포체의 건조 상태를 확인하기 위하여, 발포체의 무게가 다시 한번 학인될 수 있다(단계 116). 광감도가 논란거리로 되는 경우에는, 발포체는 수증기 전달률(moisture vapor transmission rate) 파우치에 배치될 수 있으며 상기 파우치는 발포체가 빛과 습기에 노출되는 것을 제한한다(단계 118). 이제 발포체는 부분층 화상, 외상, 외과수술 상처, 삼출액이 많은 상처(dehisced wound), 당뇨 상처(diabetic wound), 피부궤양(pressure ulcer), 하지궤양(leg ulcer), 조직 절편(flap) 및 이식편(graft)과 같은 이러한 부위에 사용할 준비가 되어 있다.
일 실시예에 있어서, 전술한 방법에 의해 형성된 발포체는 2가지 일반적인 박테리어(황색포도알균 및 녹농균)에 대해 시험관 내에서 효능이 달성되며, 20% 은 염 하중(4 중량% 은, 대략 0.1% 내지 대략 6%가 적어도 부분적으로 효력이 있는 것으로 도시)을 구비한다. 드레싱은 은이온의 제어되고 정상 상태 방출을 통해 72시간 동안 그 효력을 유지한다. 특히, 은 코팅과 음이온이 풍부한 외부 환경 사이의 확산 구배는 은 이온의 해리와 점차적인 전송을 유발한다. 전술한 방법을 사용함으로써, 6 대수 감소(log reduction) 또는 약 99.9999%의 병원성 박테리아가 약 24시간 내지 약 72시간 사이에 제거된다.
코팅 공정은 효소 항생제(enzymatic debrider), 마취제(anesthesia agent), 성장 인자(growth factor) 및 여러 가지 다른 생물 약제(biopharmaceutical)와 같은 다른 첨가물을 용이하게 통합할 수 있다. 게다가, 코팅은 비록 매우 얇은 코팅(약 2 내지 10 마이크로미터)이 바람직하나 코팅 두께에 따라 특정하게 공식화될 수 있다. 공식화는 큰 입자 크기와 농도, 비율 방출 기간과 같은 다양한 방출 동태에 적합하도록 될 수 있다.
균일하고 주입된 코팅은 은 이온이 외부 및 발포체 내에서 이동하도록 한다. 이러한 방식으로, 박테리아는 상처 베드에서 제거될 뿐만 아니라 드레싱 자체에서도 제거된다. 이것은 드레싱이 음압 치료와 조합되어 사용되는 때에 특히 적합하다. 또한, 이러한 방법의 부가적인 이득은 악취 감소이다.
도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 방법의 소정 단계들을 개략적으로 도시한다. 먼저, 친수성 겔 용액과 은과 같은 항균제 또는 다른 제가 교반될 탱크에 도시된다(단계 200). 이어서, 발포체가 교반 탱크 내부로 삽입된다(단계 202). 포화된 이후에는, 발포체가 제거되고 롤러 또는 유사물을 통해 초과 용액을 제거한다(단계 204). 초과 용액이 포획되고(단계 206), 용액으로부터 입자를 제거하기 위하여 충분히 미세한 필터에 의해 걸러지며 공정 중에 형성될 수 있는 용액의 덩어리를 분리한다(단계 208). 소정의 은 용액 코팅 실험중에 150 마이크론 필터가 효과적이라는 것이 발견되었다. 필터 처리된 용액은 이어서 재사용을 위해 탱크로 복귀된다(단계 210).
제거 단계(204)로부터의 발포체는 건조를 위해 대류 오븐에 배치된다(단계 212). 소정의 은 용액 코팅 실험중에, 오븐의 온도가 약 90℃로 설정될 때 20분이 효과적인 건조 시간이라는 것이 발견된다. 하지만, 코팅의 파괴를 최소화하기 위하여 대략 적어도 6분 이상 동안 발포체를 건조하는 것이 바람직하다. 발포체는 이어서 사용자에게 탁송하기 위하여 수증기 전달률 파우치 또는 유사 용기와 같은 적합한 용기에 포장된다(단계 214).
도 3을 참조하면, 상처 부위에 적용된 것과 같은 도 1의 방법을 사용하여 코팅된 드레싱(300)의 개략적인 평면도가 도시된다. 화살표로 나타난 바와 같이, 드레싱(300)의 은 이온은 상처 부위(302)와 접촉하며 상처에 형성된 박테리아를 효과적으로 제거한다.
드레싱(300)은 키네틱 컨셉사(Kinetic Concepts, Inc.)에 의해 제조된 것과 같은 음압 치료 장치와 조합되어 사용되는 때에 특히 효과적이다. 도 4는 음압 치료 장치(400)와 조합된 상처 부위(302) 상의 도 3의 드레싱(300)의 측면도이며, 상기 장치는 제어 시스템(402), 드레싱(300)과 상처 부위(302)를 덮어주기 위한 드레이프(drape)(404), 드레싱(300)을 통해 제어 시스템(402) 및 상처 부위(302)에 연결된 진공 호스(406), 및 진공 호스(406)를 드레이프(404)에 연결하기 위한 연결부(408)를 포함한다. 드레싱(300)을 통해 제어 시스템(402)에 의한 음압의 적용은 해로운 병원균을 균일하게 코팅된 드레싱(300)을 통과하여 효율적으로 빨아들이며, 이로 인해 병원균을 없앤다. 게다가, 상처 부위(302)와 접촉하는 드레싱(300)의 다른 표면은 동일한 결과를 이루어 낸다.
도 5를 참조하면, 도 3의 5-5선을 따른 드레싱(300)의 단면도를 도시하며, 이는 드레싱(300)의 균일한 코팅을 나타낸다. 드레싱(300)은 상부 표면(500), 하부 표면(502), 측부 표면(504, 506) 및 내부 표면(508)을 구비한다. 모든 표면(500, 502, 504, 506 및 508)들은 은 코팅으로 도포되며, 이로 인해 표면과 직접 접촉하고 드레싱(300)으로부터 이동하는 은 이온에 의해 간접적으로 노출되는 병원균에 대한 효과적인 차단을 제공한다.
전술한 기재는 본 발명을 이행하기 위한 바람직한 실시예이며, 본 발명의 사상은 이러한 기재에 의해 한정되지 않는다. 대신에, 본 발명의 사상은 아래의 청구항에 의해 한정된다.

Claims (20)

  1. 코팅 용액을 생성하기 위해 친수성 겔과 은을 혼합하는 단계;
    코팅 용액을 밀폐된 환경에서 교반하는 단계;
    발포체를 밀폐된 환경에 배치하는 단계;
    발포체를 코팅 용액으로 포화시키는 단계;
    초과 용액을 포화된 발포체로부터 제거하는 단계; 및
    포화된 발포체를 건조시키는 단계를 포함하는, 상처 부위에 배치하기 위한 발포체를 코팅하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    발포체는 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    코팅 용액은 은 수화겔 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    코팅은 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 함유하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    코팅은 키토산을 함유하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    코팅은 은 나트륨 알루미노규산염을 함유하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    친수성 겔 혼합 단계 이후에 용액을 보유 탱크에 배치하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    환경은 발포체가 색상이 변하는 것을 방지하기 위하여 어두운 환경인 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    발포체는 망상형 폴리우레탄 다이 컷을 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    발포체를 용액으로 포화시키는 단계는 발포체를 용액에 담금으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    발포체를 용액으로 포화시키는 단계는 발포체가 용액을 흡수하도록 용액에 발포체를 가압(squeezing)함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    발포체를 포화시키는 단계 이후에 상기 포화된 발포체의 무게를 측정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    발포체를 건조시키는 단계 이후에 상기 발포체의 무게를 재차 측정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    포화된 발포체를 건조시키는 단계는 발포체를 소정의 시간 동안 소정의 온도로 설정된 강제 공기 대류 오븐에 배치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 발 포체 코팅 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    발포체가 빛과 습기에 노출되는 것을 제한하기 위하여 상기 발포체를 수증기 전달률 파우치에 포장하는 것을 특징으로 하는 발포체 코팅 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    발포체를 상처 부위에 배치하는 단계;
    상처 부위를 드레이프로 덮어주는 단계;
    진공 호스의 일 단부를 드레이프를 통해 발포체에 연결하고 타 단부를 진공기에 연결하는 단계; 및
    병원균 및 다른 해로운 물질을 없애기 위해서 발포체를 통해 병원균 및 다른 해로운 물질을 흡입하도록 상처 부위에 음압을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 발포체 코팅 방법.
  17. 코팅 용액을 생성하기 위해 친수성 겔과 은을 혼합하는 단계;
    코팅 용액을 보유 탱크에서 교반하는 단계;
    발포체는 보유 탱크에 배치하는 단계;
    발포체를 소정의 시간 동안 코팅 용액에 담금으로써 상기 발포체를 코팅 용액으로 포화시키는 단계;
    롤러를 통해 포화된 발포체를 롤링함으로써 상기 포화된 발포체로부터 초과 용액을 제거하는 단계;
    발포체를 완전히 건조시키기 위하여 적어도 약 6분 동안 약 90℃의 온도로 대류 오븐에서 포화된 발포체를 건조시키는 단계;
    발포체를 상처 표면에 적용하는 단계;
    진공기를 발포체에 연결하는 단계;
    상처 표면을 감싸는 단계; 및
    진공을 통해 상처에 음압을 적용하는 단계를 포함하는, 상처를 치료하기 위한 방법으로서,
    상처의 해로운 물질은 발포체 상의 코팅을 통해 중화되는 것을 특징으로 하는 상처 치료 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    코팅 용액은 항생제를 포함하는 것을 특징으로 하는 상처 치료 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    코팅은 마취제를 포함하는 것을 특징으로 하는 상처 치료 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    코팅은 성장 인자를 포함하는 것을 특징으로 하는 상처 치료 방법.
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