專利名稱：生物活性玻璃組合物在抗炎癥和抗微生物中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含生物活性玻璃的組合物，從這些組合物中得到的水提取物，含有這些組合物的化妝品，含有這些組合物的植入物，以及利用這些組合物去促進(jìn)愈合，減少炎癥和細(xì)菌感染的方法。更特別的是，本發(fā)明涉及含有生物活性玻璃的微粒，任選地包含一種或多種有助于運(yùn)送和分配這些微粒同時(shí)也有其它治療作用的物質(zhì)的組合物，以及對這些組合物的應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)傷害發(fā)生時(shí)，細(xì)胞損害起始于突然事件的發(fā)生，例如割傷，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞破裂，毛細(xì)血管和其它血液器官嚴(yán)重受損或受擠壓。然后，由于細(xì)菌的生長或由于發(fā)炎應(yīng)答會發(fā)生隨后的損害。
愈合過程包括幾個(gè)步驟，包括血液凝固，發(fā)炎、受損組織的修復(fù)(或纖維組織形成)，血管重生(或再次血管化)，上皮重新形成和再模造。這些步驟中有幾個(gè)，雖然對于促進(jìn)正常的愈合來說是必需的，但如果未被控制可能導(dǎo)致瘢痕增生和其它健康相關(guān)問題。
例如，未被控制的炎病可能帶來有害后果。舉例來說，許多慢性的甚至致命的疾病，比如氣喘，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，肺纖維化，腹膜粘連，過敏及自身免疫性疾病是某種未被控制的炎癥應(yīng)答的一種結(jié)果。一種由細(xì)菌感染引起的肺部炎病(例如肺炎)若未被解決，可能會最終導(dǎo)致擴(kuò)大的組織損害和慢性肺膿腫。腹膜腔的炎癥和腹部外科導(dǎo)致的粘連是婦女不育的一個(gè)主要原因。哮喘是一種常見的致命疾病，它由肺部不被注意的刺激引發(fā)的炎癥應(yīng)答而導(dǎo)致。
某種過度的炎癥應(yīng)答可能會使腫脹擴(kuò)大，而它可能導(dǎo)致作為缺氧癥結(jié)果的附加傷害。疼痛是由激肽和溶菌酶的作用以及腫脹對神經(jīng)未梢的壓力等這些因素合并造成的結(jié)果。未被控制的炎癥應(yīng)答能形成一個(gè)神經(jīng)反饋環(huán)并導(dǎo)致過多的痛覺即傷害周圍的面積仍保持疼痛的現(xiàn)象。因此，對于醫(yī)藥界來說發(fā)展抗炎癥物質(zhì)具有極大的利益。
創(chuàng)傷處感染細(xì)菌的數(shù)量是影響傷愈合的一項(xiàng)重要因素，尤其對于皮膚潰瘍，一些細(xì)菌菌落的形成是不可避免的，甚至可能對于刺激機(jī)體自然的免疫應(yīng)答是有利的。然而，過多的細(xì)菌菌落明顯是有害的并會導(dǎo)致高水平的細(xì)菌廢物，慢性炎癥及嚴(yán)重的滲出液，增加組織壞死并最終完全感染。當(dāng)每克組織上負(fù)擔(dān)的細(xì)菌數(shù)高于約105個(gè)微生物時(shí)傷口一般不會愈合。
局部的抗微生物物質(zhì)，包括有機(jī)體特異的抗生素，例如桿菌肽和銀磺胺嘧啶典型地應(yīng)用于創(chuàng)傷的治療。然而，這些物質(zhì)普遍被認(rèn)為作用相對微弱。更重要的是，近來對這些物質(zhì)產(chǎn)生抗藥性的微生物株系增多，已導(dǎo)致許多難以處理的感染情況。其它典型使用的抗微生物的物質(zhì)，使如碘和酒精，損害天然的組織和修復(fù)細(xì)胞并阻滯皮膚創(chuàng)傷的愈合過程。
許多治療創(chuàng)傷和加速創(chuàng)傷愈合的治療方案被提出。通常，這些治療方案涉及采用生長因子，例如血小板衍生生長因子(PDGF)或從利用創(chuàng)傷患者自身皮膚所取得的培養(yǎng)細(xì)胞。這些方法由于準(zhǔn)備生長因子的困難，準(zhǔn)備細(xì)胞培養(yǎng)的時(shí)間消耗和這樣的治療方法的高成本而受到限制。而且現(xiàn)在這樣的療法是否有相關(guān)的潛在副作用仍是未知的，例如，長期使用皮質(zhì)類固醇會伴隨著有害的副作用。
提供治療創(chuàng)傷特別是治療患者的細(xì)菌感染和炎癥應(yīng)答的組合物和方法將是很有益的。本發(fā)明就提供這樣的組合物和方法。
發(fā)明概述公開了有效縮短愈合時(shí)間，并阻止機(jī)體自然防御系統(tǒng)失控的治療創(chuàng)傷的組合物及方法。這些組合物和方法與其它組合物和方法相比使創(chuàng)傷有效地縮短了愈合時(shí)間。受傷部位周圍的炎癥極大地減輕。創(chuàng)傷或燒傷之后的瘢痕形成率降低。也減少了細(xì)菌的存在，增加了皮膚移植的成功。
這些組合物單獨(dú)或與某種另外的抗菌和/或抗炎物質(zhì)組合包含非互相連結(jié)的生物活性玻璃微粒，并任選地包含其它用于治療的物質(zhì)。包含有這些組合物，單獨(dú)或與某種合適的載體組合，優(yōu)選地用于局部給藥的制劑也在這里公開。同時(shí)還公開了從生物活性玻璃中取得的抗菌溶液及其制備和應(yīng)用方法。
這些組合物能被摻入植入材料中，例如修復(fù)植入體，縫線、印膜、螺絲釘、薄片、管等等，從而賦予這些材料抗菌和抗炎癥的性能。通過將組合物摻入用于離體或體外培養(yǎng)細(xì)胞的裝置中也能賦予這些裝置抗菌性能。
要從生物活性玻璃的水提取物中取得抗菌和抗炎組合物可通過將生物活性玻璃放置在某種水溶液中，讓玻璃在其中溶解至一段合適的時(shí)間，例如一個(gè)星期或更長，然后將未溶解的玻璃微粒過濾掉而得到。也可以將溶劑蒸發(fā)掉，得到具有抗菌性質(zhì)的固體材料。這些組合物可用于那些防止或減少細(xì)菌感染將是有利的場所，例如，食物的添加劑，化妝品，用于細(xì)胞培養(yǎng)的介質(zhì)和緩沖溶液。
在局部用于治療創(chuàng)傷或灼傷時(shí)，使創(chuàng)傷或灼傷與預(yù)期應(yīng)用的有效量的組合物接觸。當(dāng)用于皮膚移植時(shí)，包含生物活性玻璃的組合物或者用在放置供體組織之前的移植位點(diǎn)上，或者用在供體組織本身。
這些組合物能被施用于肺系統(tǒng)，例如，經(jīng)由一個(gè)吸入器，它們可作為治療肺炎或慢性竇感染的輔助治療手段。這些組合物也可以與本身會導(dǎo)致炎癥的治療用物質(zhì)共同施用于肺系統(tǒng)，使得這些物質(zhì)引起的炎癥應(yīng)答最小化。這些組合物能直接用于外科手術(shù)位點(diǎn)來使手術(shù)后的粘連最小化，使位點(diǎn)周圍炎癥最小化，并防止或使該位點(diǎn)的感染最小化。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物被包含在一個(gè)聚合材料中，優(yōu)選地是一種生物可降解的聚合材料中，然后應(yīng)用于外科手術(shù)位點(diǎn)以使手術(shù)后粘連最小化。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳述公開了有效縮短創(chuàng)傷愈合時(shí)間并阻止機(jī)體自然防御系統(tǒng)失控的治療傷口的組合物和方法。與其它情況相比，這些組合物和方法使創(chuàng)傷有效地縮短了愈合時(shí)間。使創(chuàng)傷周圍的炎癥極大地減輕。伴隨創(chuàng)傷或燒傷之后的瘢痕形成率降低。也減少了細(xì)菌的存在。增加了皮膚移植的成功。
這些組合物單獨(dú)或與某種另外的抗菌和/或抗炎物質(zhì)組合包含非互相連結(jié)的生物活性玻璃微粒，并任選地包含其它用于治療的物質(zhì)，包含有這些組合物和某種合適的載體，優(yōu)選地用于局部給藥的制劑也在這里公開。同時(shí)還公開了從生物活性玻璃中取得的抗菌溶液及其制劑和應(yīng)用方法。
不局限于任何特定的原理或機(jī)制，微粒化的生物活性玻璃的表面積和反應(yīng)性被認(rèn)為能提供從某溶液中吸附水合氫離子和釋放鈉從而使環(huán)境中的pH值升高。通過血紅蛋白的pH值依賴性結(jié)合，傷口或灼傷處的氧的量因而得以提高。
這些反應(yīng)也在玻璃表面形成較高的負(fù)表面電荷并發(fā)展了吸附膠原蛋白纖維，纖連蛋白和細(xì)胞的高度特異的表面面積(例如在12個(gè)小時(shí)內(nèi)可從0.5m2/g起始直至超過50m2/g)。而且，生物活性玻璃促使傷口滲出液和血液中自然存在的鈣離子和磷酸根形成沉淀，從而迅速形成磷酸鈣層，而磷酸鈣層可以結(jié)合膠原，纖維蛋白和纖連蛋白，并使創(chuàng)傷快速并有效地穩(wěn)定下來。此外，生物活性玻璃被認(rèn)為能強(qiáng)烈地抑制存在于慢性創(chuàng)傷中活性過大的炎癥應(yīng)答，在一些實(shí)例中，用在這里公開的組合物和方法治愈的創(chuàng)傷或灼傷愈合時(shí)甚至沒有焦痂形成的必然性。也就是說，新的上皮組織能直接形成，這里描述的包含生物活性玻璃的組合物被注射入小鼠腹膜腔中時(shí)表現(xiàn)出提高IL-6濃度，但沒有伴隨其它細(xì)胞因子的升高，例如TNF-α,IL-1和IL-10。其它細(xì)胞因子的缺乏顯示這整個(gè)應(yīng)答是抗炎而不是促炎的。
術(shù)語“創(chuàng)傷”和“灼傷”在這里共同被作為“損傷”提及，并且有它們通常的含義，“正常”在它通常運(yùn)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的這一意義上應(yīng)用。術(shù)語“抗菌物質(zhì)”和“抗生素”在這里應(yīng)用的意思是指藥物學(xué)上可接受的合成的或天然物質(zhì)，它們破壞或抑制微生物，既包括抗細(xì)菌的也包括抗病毒物質(zhì)?！搬t(yī)學(xué)從業(yè)者”指在創(chuàng)傷和灼傷治療領(lǐng)域具有一般技能的人。典型的這個(gè)人是醫(yī)生、護(hù)士、牙醫(yī)或護(hù)理員。
Ⅰ．包含生物活性玻璃的組合物單獨(dú)包含或與抗菌物質(zhì)或抗炎物質(zhì)組合的非相互連接的生物活性玻璃的組合物能應(yīng)用于多種目的。
在這里采用的術(shù)語“生物活性玻璃”或“生物學(xué)上有活性的玻璃”指的是一種主要成分為硅氧化物的，并在與生理液反應(yīng)時(shí)能與生長中的組織相結(jié)合的一種無機(jī)玻璃材料。
生物活性玻璃對本領(lǐng)域中技術(shù)人員來說是很熟悉的，并被公開，例如，在L.Hench和J.Wilson編著的，發(fā)表于1993年，WorldScientific,New Jersey上的生物陶瓷導(dǎo)論(An Introduction toBioceramics)中，該文獻(xiàn)的內(nèi)容由此被引入作參考。
所述玻璃優(yōu)選地包括重量占40％到86％的二氧化硅(SiO2)，大約0到35％重量比的氧化鈉(Na2O)，大約4％到46％重量比的氧化鈣(CaO)，和大約1％到15％重量比的五氧化二磷(P2O5)。更優(yōu)選地，這種玻璃包含重量占40％到60％的二氧化硅(SiO2)，大約5％到30％重量比的氧化鈉(Na2O)，大約10％到35％重量比的氧化鈣(CaO)，大約1％到12％重量比的五氧化二磷(P2O5)。這些氧化物能以固體溶液或混合的氧化物存在，或作為氧化物的混合物存在。
除了硅、鈉、磷和鈣氧化物之外，CaF2、B2O3、Al2O3、MgO和K2O也可包含于組合物中。優(yōu)選的B2O3的范圍是重量比是從0到10％。優(yōu)選的K2O的范圍是重量比是從0到8％。優(yōu)選的MgO的范圍是重量比是從0到5％。
抗微生物的鹽類例如AgNO3CuO和ZnO或其它含銀、銅和鋅離子的抗微生物鹽類，例如硝酸鹽、乙酸鹽等等能被加入。這些鹽類優(yōu)選的范圍是重量比是從0到5％。
最優(yōu)選的玻璃是BioglassTM(Florida大學(xué)的商標(biāo))，它具有的組合物包含重量占大約45％的二氧化硅，大約24.5％重量比的鈉氧化物，大約6％重量比的磷氧化物和大約24.5％重量比的鈣氧化物。另一種優(yōu)選材料是羥基磷灰石。
在本發(fā)明中顆?；姆窍嗷ミB接的生物活性玻璃是優(yōu)選的，那就是說，玻璃是處在小的分離的微粒狀態(tài)，而不是微粒的融合基質(zhì)或玻璃纖維連成網(wǎng)眼或織物狀(結(jié)網(wǎng)的或非結(jié)網(wǎng)的)。注意在某些條件本發(fā)明的分離微?？赡苴呄蛴谝?yàn)殪o電或其它外力而緊靠在一起，但仍被認(rèn)為是非相互連接的。優(yōu)選地，微粒大小應(yīng)小于約90微米；更優(yōu)選地，應(yīng)小于大約20微米；甚至更加優(yōu)選地，應(yīng)小于約5微米，理想的微粒大小是當(dāng)用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)應(yīng)小于大約2微米。
與無孔生物活性玻璃組合物相比，高度有孔化的生物活性玻璃由于它相對快的降解速率和極高的表面積而具有與生物活性玻璃的小微粒相似的抗菌和抗炎性能。當(dāng)高度有孔化的生物活性玻璃被用于替代或補(bǔ)充生物活性玻璃的小微粒時(shí)，孔的大小在大約0到500μm之間，優(yōu)選地應(yīng)從大約10到150μm，更優(yōu)選地在大約50到100μm之間。玻璃的孔隙率度在大約0到85％之間，優(yōu)選地應(yīng)在大約30％到80％，更優(yōu)選地在大約40％到60％之間。有孔的生物活性玻璃可以被制備，例如通過摻入某種可濾除的物質(zhì)到生物活性玻璃中然后再將該物質(zhì)從玻璃中濾除。合適的可濾除物質(zhì)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是熟悉的，包括，舉例來說，如氯化納和其它水溶性鹽類。可濾除物質(zhì)微粒的粒度大致是最終形成孔的大小。可濾除物質(zhì)的相對量和大小可提高孔隙率度。在這里也描述到孔隙度能通過采用燒制得到和/或通過控制玻璃凝膠處理周期來控制材料的孔和孔間來得到。
玻璃組合物能通過幾種方式制備出來，如提供熔化取得的玻璃，溶膠取得的玻璃和燒制成的玻璃微粒。燒制的微?？梢允窃谌苣z中取得的或是反應(yīng)前熔化得到的形式。溶膠取得的玻璃一般是通過在溶液中混合金屬醇鹽來合成一個(gè)無機(jī)網(wǎng)絡(luò)，隨后通過水解，凝膠化和低溫(大約200到900℃)加熱來生產(chǎn)玻璃來制備。已知通過這種方式生產(chǎn)的溶膠取得的玻璃與熔化取得的玻璃或多孔的熔化取得的玻璃相比較具有起始的高度特異的表面面積。溶膠取得的玻璃的表面積至少有大約50m2/g。熔化取得的玻璃通常是通過混合氧化物或碳酸鹽的顆粒，然后在高溫，典型地是在大約1250到1400℃之間來熔化和使這些混合物形成勻漿來制備。熔化玻璃可以多孔化并粉碎來生產(chǎn)小的顆粒材料。
玻璃組合物優(yōu)選地是熔化方式取得的。在每一個(gè)制備過程中，應(yīng)優(yōu)選地采用試劑級玻璃，特別是因?yàn)槭褂迷摬Ａ碇苽渥罱K可以施用于患者的材料。
A、熔化取得的玻璃熔化取得的玻璃組合物可以這樣來制備，例如，制備用于制備玻璃組合物的各金屬氧化物和其它成分的摻和物，將這些摻和物混合，熔化這些摻和物，然后冷卻混合物。熔化溫度在很大程度上取決于玻璃組合物，其范圍，舉例來說可從約900℃到1500℃，優(yōu)選的是大約1250℃到1450℃。優(yōu)選混合熔融物，舉例來說，通過通入氧氣，確保各組分完全混成勻漿。
混合物可以被冷卻，舉例來說，通過將熔化了的摻和物加到適宜的液體中，例如去離子水，從而生產(chǎn)出玻璃孔?？紫兜男纬煽赏ㄟ^將玻璃碾成粉末，將粉末與泡沫劑混合，然后在真空和高溫下熱擠壓這些混合物。玻璃粉末的粒度在大約2到70μm之間，真空度優(yōu)選地小于50Mpa，熱擠壓優(yōu)選地在高于400℃的溫度中進(jìn)行，優(yōu)選地在約400到500℃之間，合適的泡沫劑包括在高溫下釋放二氧化碳和/或水的化合物，舉例來說，如金屬氫氧化物，金屬碳酸鹽，和過氧化物，例如過氧化氫。優(yōu)選的金屬碳酸鹽是碳酸氫鈉，碳酸鈉和碳酸鈣。優(yōu)選地以占玻璃粉末重量的約1-5％之間，更優(yōu)選地在2-3％之間范圍加入泡沫劑。熔化取得的有孔玻璃的制備過程的描述，舉例來說，可見于Ducheyne和E1 Ghannam，美國專利5648301中，它的內(nèi)容在這里被引用作參考。
B、燒制的玻璃微粒玻璃能采用已知的一套方法來燒制。在一個(gè)實(shí)施方案中，形成玻璃粉末和泡沫劑與合適的粘合劑例如聚乙烯醇的水懸浮液。懸溶液被注入一個(gè)模子中，干燥，然后在高溫下燒制，這些溫度變化范圍依賴于所用的玻璃組合物和泡沫劑，在大約500到1000℃之間。更優(yōu)選地是在約600到800℃之間。
C、溶膠取得的玻璃纖絲在本領(lǐng)域中已知控制玻璃凝膠熱處理周期從而控制材料的孔和孔間距來產(chǎn)生有孔玻璃材料。然而，由于采用這種方法要得到大于0.1微米的孔直徑是困難的，所以在這里描述的燒制和發(fā)泡過程一般來說是更優(yōu)選的。
D、有孔材料的瀝濾物為了有助于制備高度有孔的玻璃組合物，玻璃組合物可包含一種能優(yōu)選地從玻璃組合物中瀝濾出來的材料，并且通過這樣做使組合物有高孔隙率。舉例來說，能在合適的溶液，酸或堿中溶解的材料的小顆粒可以與玻璃混合或熔化入玻璃中并隨后瀝濾出來。最終得到的孔差不多與瀝濾出的微粒具有相同的大小。在某種材料是熔化取得的玻璃組合物的一部分的情況下，孔的大小和孔隙率程度依賴于相對于玻璃量加入的材料的量。舉例來說，如果瀝濾出的材料占玻璃的80％左右，那么當(dāng)材料被瀝濾出來時(shí)玻璃將接近80％的有孔化。當(dāng)瀝濾玻璃組合物時(shí)，應(yīng)注意不要將帶給玻璃生物活性的那些組分瀝濾掉，例如鈣和磷的氧化物。
Ⅱ．含有生物活性玻璃的制劑生物活性玻璃可做成局部的藥物制劑施用于創(chuàng)傷，例如以懸浮液，洗劑，霜?jiǎng)幐嗷蚰z的形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白其它適用的局部給藥的載體，例如在U.S.P.D上所列出的那些。
其它治療物質(zhì)除生物活性玻璃之外，制劑中還能包含其它治療物質(zhì)，例如抗生素，抗病毒素，愈合促進(jìn)物質(zhì)，抗炎物質(zhì)，免疫抑制劑，生長因子，抗代謝物，細(xì)胞粘合分子(CAMs)，成骨蛋白(BMPs)，血管生成物質(zhì)，抗凝血?jiǎng)┖途植柯樽韯?鎮(zhèn)痛劑。
抗生素可以是適合皮膚治療的局部抗生素。這樣的抗生素的例子包括但不局限于以下抗生素氯霉素、金霉素、克林霉素(clyndamycin)，氯碘喹啉，紅霉素，新霉素B，短桿菌肽，梭鏈孢酸，慶大霉素，氨芐磺胺，莫匹羅星，新霉素，多粘菌素B，桿菌肽，磺胺嘧啶銀，四環(huán)素和金霉素。
合適的抗病毒素包括局部抗病毒素，例如無環(huán)鳥苷和更昔洛韋。合適的抗炎物質(zhì)包括皮質(zhì)類甾醇，叔丁醋酸氫化可的松和非類固醇抗炎藥物。合適的生長因子包括基礎(chǔ)成纖維生長因子(bFGF)，表皮生長因子(EGF)，轉(zhuǎn)化生長因子α和β(TGFα和β)，血小板衍生生長因子(PDGF)和血管內(nèi)皮生長因子/血管通透因子(VEGF/VPF)。合適的局部麻醉劑包括苯佐卡因和利多卡因。
在一個(gè)實(shí)施方案中，治療物質(zhì)是一種如若不然在其釋放位點(diǎn)上會引起炎癥的物質(zhì)，而生物活性玻璃微粒減輕相關(guān)的炎癥。舉例來說，許多化合物，例如胺類化合物，當(dāng)被用于局部用藥時(shí)即在透皮貼中局部給藥時(shí)，會導(dǎo)致發(fā)炎。許多其它化合物當(dāng)經(jīng)由肺給藥，即經(jīng)由一個(gè)吸入器施用時(shí)，會導(dǎo)致發(fā)炎。
不用任何載體或賦形劑而將粒狀生物活性玻璃直接放在一個(gè)創(chuàng)傷面中或一個(gè)灼傷上是可行的。優(yōu)選在用于局部施用的任何醫(yī)藥可接受的載體中單獨(dú)混合生物活性玻璃或與一種或多種其它治療物質(zhì)組合的生物活性玻璃，例如懸浮液，油膏，霜?jiǎng)┗蚰z，從而有利于施用到創(chuàng)傷上。舉例來說，本發(fā)明的組合物可以與白凡士林混合形成油膏，與礦物油形成懸浮液，與某種商業(yè)上可得到的霜類化妝品基質(zhì)形成非油脂霜?jiǎng)蚺c某種商業(yè)上可得到的水溶性的，潤滑凝膠例如KY Gel(商標(biāo))形成高水質(zhì)凝膠。
生物活性玻璃和其它治療物質(zhì)可以與其它創(chuàng)傷和灼傷治療用品或敷料相結(jié)合，例如但不局限于，膠原，纖維蛋白，纖連蛋白，各種生長因子例如PDGF,TGF-β，維生素E，紗布，棉花，纖維素，合成的創(chuàng)傷或灼傷敷料以及其它本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的創(chuàng)傷或灼傷敷料/治療用品。纖維玻璃敷料，包括從生物活性玻璃的纖維制成的纖維玻璃也能被應(yīng)用。除此之外，生物活性玻璃可以與任何生物相容性材料相結(jié)合，例如生物可降解聚合物，比如與聚乳酸/乙醇酸，形成一種促進(jìn)傷口愈合的復(fù)合材料。
而生物活性玻璃與載體的比例不是關(guān)鍵的，優(yōu)選地生物活性玻璃與其它治療物質(zhì)以及載體的混合物包含大約從20％到約80％的生物活性玻璃。優(yōu)選的生物活性玻璃的微粒大小范圍據(jù)介紹不大于約90微米。具體地說，微粒大小小于約10微米與小于約2微米一樣也能被應(yīng)用，這些微粒大小是采用SEM或激光散射技術(shù)測量的，這樣一個(gè)小的尺寸范圍的微粒一般提供了本發(fā)明的優(yōu)勢，但并沒有杜絕任何有害的免疫應(yīng)答。這種現(xiàn)象是非預(yù)料的結(jié)果，鑒于在文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的生物對小的合成微粒的應(yīng)答的常規(guī)。其它治療物質(zhì)的比例的變化與應(yīng)用的性質(zhì)和物質(zhì)相關(guān)。然而，優(yōu)選的比例是這樣的，即施用于創(chuàng)傷或灼傷的物質(zhì)的量應(yīng)與用標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)藥治療時(shí)可接受的用藥范圍一致。
如果生物活性玻璃與局部載體，例如油膏相混合的話，那么優(yōu)選的是玻璃不在應(yīng)用之前發(fā)生重要的預(yù)反應(yīng)。這一點(diǎn)能做到，例如，通過在混合之后立即應(yīng)用組合物。換言之，局部載體可具有這樣一種性質(zhì)即不與玻璃發(fā)生預(yù)反應(yīng)，例如，舉例來說甘油。生物活性粒狀玻璃和局部載體可以是分開的組分位于兩個(gè)部分的系統(tǒng)中，其中生物活性玻璃和局部載體被混合并同時(shí)被施用。舉例來說，可以應(yīng)用帶有2個(gè)分開的貯藏室和一個(gè)混合室的一種兩部分混和注射器。其它的兩部分系統(tǒng)也可以采用。舉例來說，生物活性粒狀玻璃能被摻入繃帶中并且對創(chuàng)傷或灼傷施用局部載體，隨后綁上繃帶。其它的兩部分送遞系統(tǒng)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。
Ⅲ．包含生物活性玻璃的制品這些組合物能被摻入到植入體材料中，例如修復(fù)術(shù)的植入體，片、栓、瓣膜、縫線、印膜，螺絲，薄片、管等，通過摻入生物活性玻璃微粒進(jìn)入植入的材料中，這些組合物可以是用模型澆鑄的或用機(jī)器做的。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過將生物活性玻璃的非相互連接微粒摻入裝置中而給予用于離體或體外細(xì)胞培養(yǎng)裝置以抗菌性能。
制品通過生物活性玻璃的摻入而被給予抗菌性能，從而允許這些物品被植入或用于細(xì)胞培養(yǎng)，減少了細(xì)菌交叉感染的可能性。
Ⅳ．從生物活性玻璃取得的水溶液抗細(xì)菌(和抗真菌)的組合物從生物活性玻璃的水提取物中取得的方法是將生物活性玻璃放置在水溶液中，讓玻璃溶解一段合適的時(shí)間，然后濾除未溶解的玻璃微粒。溶劑能被蒸發(fā)以提供一個(gè)具有抗菌性能的固體材料。這些組合物能被用于細(xì)菌存在的地方，舉例來說，食品添加劑，用于細(xì)胞培養(yǎng)的溶液，以及緩沖溶液。
不受縛于某一特異的原理，一個(gè)復(fù)雜的關(guān)系被認(rèn)為存在于從玻璃中被釋放出來的離子的類型，離子的數(shù)量及釋放發(fā)生率，溶液pH值及最終的抗微生物或抗炎應(yīng)答這些問題之中。這種效果在生物活性玻璃微粒自身及從玻璃微粒取得的離子溶液中均能觀察到。因此，在下面描述的應(yīng)用中，生物活性玻璃微粒能被用來代替或添加于從微粒取得的溶液。
食品添加劑眾多食物可能被細(xì)菌例如E.coli感染。粉碎的牛肉和雞肉特別容易受細(xì)菌感染。從生物活性玻璃中得到的水提取物的水溶液具有抗菌性能，如下面實(shí)施例3中所描述的一樣，抗菌效果部分取決于溶液的堿性性質(zhì)(PH大于大約7，優(yōu)選地大于大約9，更優(yōu)選地大于大約10.5)。然而，具有相對高pH值的氫氧化鈉水溶液在殺菌上并不有效。因此，具有額外的抗菌元素的水溶液優(yōu)于僅僅具有相對高的pH值的溶液。
組合物能被噴在已污染的表面，或摻入到食物產(chǎn)品，例如粉碎牛肉中。既然生物活性玻璃已被FDA確認(rèn)可用于多種用途，那么生物活性玻璃的提取物應(yīng)該對人類是無害的。
化妝品液體基質(zhì)的化妝品，例如皮膚洗劑，香波和頭發(fā)漂洗劑，直接應(yīng)用于人的皮膚。然而目前的制造過程一般控制細(xì)菌污染是當(dāng)產(chǎn)品在密封的容器中時(shí)，在打開包裝之后，細(xì)菌，真菌和/或霉菌可能污染化妝品。通常，各種抗菌物質(zhì)被加入到化妝品中以使這個(gè)污染過程最小化。
這些組合物可以被包含入化妝品中來使細(xì)菌，真菌和/或霉菌的污染最小化。組合物能被加入到，舉例來說，化妝品基質(zhì)中，例如液體粉底，香波、染發(fā)劑，唇膏，皮膚洗劑，乳液，霜類以及其它?；瘖y品中可包含這里描述的離子溶液和/或這里描述的生物活性玻璃微粒。
固體組合物水溶液可以被干燥來提供一種抗菌組合物，舉例來說，通過噴霧干燥或真空干燥。組合物可摻入到其它殺菌溶液中，例如Betadine溶液中為溶液提供額外的抗菌成分。
細(xì)胞生長和培養(yǎng)有許多溶液用于培養(yǎng)細(xì)胞。這些包括Dulbecco’s最小必需培養(yǎng)基，Hank’s平衡鹽溶液及其它。這些溶液必須與被培養(yǎng)的細(xì)胞等滲。細(xì)胞培養(yǎng)中常見的問題是在培養(yǎng)中想得到的細(xì)胞中伴隨有細(xì)菌生長。細(xì)菌的生長能通過在細(xì)胞培養(yǎng)基中摻入生物活性玻璃提取物而被最小化。
緩沖溶液緩沖溶液，例如HEPES和TRIS，經(jīng)常處于支持細(xì)菌生長的最佳pH值。添加生物活性玻璃提取物到組合物中將給予溶液抗菌性能，而提取液的抗菌效果部分取決于相對高的pH值，較低的pH值也稍微有效。如實(shí)施例3中所顯示的，作為一種抗菌溶液甚至在pH為7.6時(shí)一般也有效。因此，盡管緩沖液pH值稍低，但該溶液仍將顯示抗菌性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，緩沖溶液是一種I.V.溶液，舉例來說，磷酸鹽緩沖液。
Ⅴ．促進(jìn)創(chuàng)傷愈合的方法生物活性玻璃微粒能極大減少創(chuàng)傷愈合必需的時(shí)間。而且，含有非相互連接生物活性玻璃微粒(或包含高度有孔化生物活性玻璃的植入體)和其它抗菌物質(zhì)的組合物能增加自然愈合過程。組合物的有效性最突出地顯示在免疫受損患者，即愈合創(chuàng)傷的能力稍受抑制的人身上。
在目前的臨床應(yīng)用中，組合物能通過和局部制劑相似的方式施用于創(chuàng)傷或灼傷。應(yīng)用的確切的量是由醫(yī)藥從業(yè)者決定，但典型的應(yīng)用是一般一天至少一次把組合物灑在預(yù)定面積上并在周圍放上薄膜。施用組合物之后，受傷處采用可接受的醫(yī)藥慣例來處理。例如，應(yīng)用組合物之后，受傷處典型地用無菌繃帶包扎，患者可被施用抗生素，鎮(zhèn)痛藥和/或其它全身的藥物療法。受傷處的治療是連續(xù)的，直到經(jīng)過醫(yī)藥從業(yè)者的判斷，傷口已經(jīng)愈合，進(jìn)一步治療已沒有必要時(shí)為止。
導(dǎo)致有效的創(chuàng)傷愈合或提供創(chuàng)傷抗菌治療的方法包括用有效促進(jìn)創(chuàng)傷愈合或抗菌量的非相互連接生物活性玻璃顆粒接觸創(chuàng)傷，可選擇性地與一種另外的抗菌或抗炎癥物質(zhì)結(jié)合。
在一個(gè)實(shí)施方案中，化合物被用于填充空洞，包括在醫(yī)療過程中產(chǎn)生的空洞。例如，在一個(gè)牙根管道手術(shù)中鉆開的牙可用包含生物活性玻璃的組合物填充。這將有助于防止細(xì)菌感染直至牙齒最后填好。包含生物活性玻璃的組合物也能被用于填充牙齒與牙齦之間可能出現(xiàn)的空洞。包含生物活性玻璃的組合物能用于填充血管瘤中存在的空洞，并防止在填充的空洞中細(xì)菌生長。能被填充的其它空洞包括外科手術(shù)形成的那些空洞，例如脾臟、卵巢、膽結(jié)石或腫瘤的切除。
Ⅵ．移植皮膚的方法移植皮膚的方法包括將非相互連接的生物活性玻璃微粒在放置供體組織之前施用到移植位點(diǎn)上，或者施用給供體組織本身。
移植皮膚的方法包括在供體組織被放置在預(yù)定位置之前將微?；纳锘钚圆Ａ┯媒o移植位點(diǎn)或者供體組織。那些對皮膚移植的詳細(xì)描述感興趣的可參考皮膚移植“Skin Grafts”，發(fā)表于1992年的Selected Readings in plastic Surgery,Vol.7,No.2,P.L.Kelton,MD,Baylor University Medical Center.在移植前也可以用局部載體進(jìn)一步移植物。生物活性玻璃在移植中的應(yīng)用被認(rèn)為能提高移植物被接受和摻入宿主主體的可能性。生物活性玻璃微粒在宿主和移植組織之間充當(dāng)中間結(jié)合體的角色，抑制可能導(dǎo)致排斥的總炎癥應(yīng)答，同時(shí)加速導(dǎo)致更快更成功接受移植組織的總愈合過程。
Ⅶ．改善瘢痕組織的外觀和結(jié)構(gòu)的方法用于改善創(chuàng)傷愈合時(shí)形成的瘢痕組織特別是瘢痕疙瘩組織的外觀和結(jié)構(gòu)的方法，涉及用能有效改善瘢痕外觀量的生物活性玻璃非相互連接微粒在創(chuàng)傷愈合時(shí)與之接觸。在這種方法中，微粒優(yōu)選地存在于無菌的治療可接受的載體中，例如油膏或凝膠。
在正愈合的創(chuàng)傷處生物活性玻璃微粒的存在可通過至少兩種機(jī)制改變瘢痕組織的形成。首先，生物活性玻璃通過吸附炎癥中介子例如前列腺素，TNF-α,IL-1和多種細(xì)胞因子以及釋放能導(dǎo)致胞外滲透壓升高的離子而起作用去減小全部的炎癥應(yīng)答。減少了的炎癥應(yīng)答將降低巨噬細(xì)胞和其它炎癥細(xì)胞的數(shù)量和活性，從而減少釋放去補(bǔ)充成纖維細(xì)胞的趨化因子的濃度。從過度活躍水平降低下來的成纖維細(xì)胞活性的最終結(jié)果是瘢痕組織密度降低。
其次，生物活性玻璃吸引并結(jié)合膠原纖維到它們的表面。當(dāng)成纖維細(xì)胞滲入創(chuàng)傷時(shí)它們隨著玻璃微粒移動(dòng)并沿著微粒表面并且在表面上構(gòu)筑膠原。吸引和結(jié)合膠原纖維的生物活性玻璃微粒的隨機(jī)分布將決定纖維自己隨機(jī)的定向。當(dāng)玻璃微粒消溶時(shí)，它們留下了一個(gè)隨機(jī)定向的膠原纖維基底，其機(jī)械性能更與那些未受傷的組織匹配。
利用上述方法治療創(chuàng)傷和移植皮膚的其他好處是在愈合處形成的瘢痕組織能與周圍皮膚更相同和更匹配。這樣，瘢痕組織，其形成一般是不可避免的，能具有一個(gè)較好的外觀。這種益處對于治療面部創(chuàng)傷和灼傷尤其重要。本發(fā)明組合物也能用于改善當(dāng)創(chuàng)傷或灼傷愈合時(shí)瘢痕形成的外觀和結(jié)構(gòu)。
Ⅷ．減輕炎癥的方法組合物能被用于減輕患者的炎癥。過度急性或慢性的炎癥能導(dǎo)致患者處于多種疾病狀態(tài)，舉例來說，關(guān)節(jié)炎和腱鞘炎，肺部疾病例如氣喘和氣腫，以及外科手術(shù)后(腹膜)粘連。
非常小的微粒狀生物活性玻璃當(dāng)與身體組織接觸時(shí)具有能發(fā)揮抗炎效果的性能。似乎在生物活性玻璃施用的最早階段生物活性玻璃就抑制組織腫瘤壞死因子α(TNF-α)和白介素(IL-1)的產(chǎn)生。這種效果是短暫的并且不減小任何從屬的免疫應(yīng)答。這一點(diǎn)與施用生長因子，抗生素或其它細(xì)胞因子完全不同，施用生長因子，抗生素或其它細(xì)胞因子全都表現(xiàn)出對免疫系統(tǒng)從屬的影響，即使它們可能很小。
TNF-α是強(qiáng)炎癥細(xì)胞因子原，它不僅參與正常的炎癥應(yīng)答，與其它炎癥疾病受體一樣也參予局部缺血一重灌流損傷，膿毒，慢性心臟病，病毒性心肌炎和異體心臟移植排斥作用所引起的心肌功能障礙和心肌壞死。因此，通過抑制TNF-α的產(chǎn)生，組合物減少了這些疾病發(fā)生的可能性。
這個(gè)實(shí)施方案中優(yōu)選的生物活性玻璃的大小范圍是這樣的，即微粒在通過身體時(shí)不會實(shí)際阻塞血管、淋巴管或肺部通道。用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)大小小于20微米的微粒是特別優(yōu)選的，因?yàn)槊庖呋瘜W(xué)結(jié)果顯示身體不會象對其它微粒，例如硅石微粒那樣對這些微粒產(chǎn)生應(yīng)答。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)顯示在Bioglass微粒被注射的地方機(jī)體未出現(xiàn)非正常的或隆起的巨噬細(xì)胞的聚集。這與其它材料的小微粒形成完全的對比，例如滑石粉、石棉、硅氧烷和金屬碎片，它們已知能是強(qiáng)炎癥原性的。
不打算受縛于任何特異原理或機(jī)制，據(jù)認(rèn)為是微粒化生物活性玻璃的高表面積和反應(yīng)性提供了可溶性的鈉、鈣、磷、硅和其它離子物質(zhì)的釋放。離子環(huán)境伴隨著升高的pH值，據(jù)認(rèn)為是通過影響重要的炎癥的細(xì)胞中介子的表達(dá)這樣一條路徑來起作用的。除此之外，嗜中性白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和其它免疫細(xì)胞與微粒表面的直接接觸可以在細(xì)胞功能上引出非意料到的抗炎效果。
將抗炎生物活性玻璃微粒摻入到準(zhǔn)備通過肺部運(yùn)輸治療物質(zhì)的組合物中，這種摻入在當(dāng)那些物質(zhì)運(yùn)送后在肺中引起炎癥時(shí)是有利的。
局部炎癥結(jié)果，例如那些利用透皮貼在一些患者中觀察到的，能通過摻入生物活性玻璃微粒到局部制劑中，例如凝膠、霜、泡沫、膏或透皮貼中來得到緩和。
已經(jīng)做了大量的努力去經(jīng)肺部途徑運(yùn)送藥物。當(dāng)運(yùn)送時(shí)有幾種治療物質(zhì)會引起局部炎癥結(jié)果。這些結(jié)果可通過在用于肺部施藥的組合物中摻入生物活性玻璃微粒而最小化。在一個(gè)實(shí)施方案中，生物活性玻璃的水提取物可被用來代替或添加于生物活玻璃微粒以獲得同樣的抗炎效果。水溶液能在一個(gè)鼻內(nèi)藥物運(yùn)送裝置中被用作藥物載體。
生物活性玻璃微粒和/或包含從生物活性玻璃中得到的提取物的溶液，能通過局部注射到患者炎癥位點(diǎn)而得到運(yùn)送，例如，在一個(gè)發(fā)炎的關(guān)節(jié)或肌腱處。
生物活性玻璃微粒和/或包含從生物活性玻璃中得到的提取物的溶液，能通過靜脈內(nèi)，肌肉內(nèi)或腹腹內(nèi)注射來運(yùn)送以提供全身的抗炎效果。這些效果可以是有治療作用和/或預(yù)防效果的，舉例來說，生物活性玻璃和/或包含從生物活性玻璃中得到的提取物的溶液的系統(tǒng)運(yùn)送能有效地減小外部攻擊引起的炎癥的起始。
生物活性玻璃微粒能局部施用于外科手術(shù)位點(diǎn)以使手術(shù)后粘連最小化。玻璃微粒能任選地?fù)饺氲綉?yīng)用于外科位點(diǎn)的聚合材料中。優(yōu)選地，該聚合材料是可生物降解的，當(dāng)聚合物降解時(shí)微粒被釋放。適于這個(gè)目的的聚合物材料已被公開，舉例來說，Hubbell等的美國專利5,410,016，其內(nèi)容在這里被引入作參考。其它適于這個(gè)目的材料，例如Interceed，瓊脂糖和交聯(lián)藻酸鹽，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是熟知的。
高度有孔化生物活性玻璃由于它相對高的表面積而具有與小玻璃微粒相同的抗炎效果。
生物醫(yī)藥植入體在植入位點(diǎn)上經(jīng)常引起炎癥。生物活性玻璃小微粒和/或高度有孔化生物活性玻璃摻入到植入體，特別是植入體的表面，能極大地減少與植入體相關(guān)的炎癥的發(fā)生。這在縫線材料中特別有用，使與這些材料相關(guān)的炎癥最小化。如下面所討論到的，組合物的抗菌性能也允許縫線在縫線位點(diǎn)周圍的感染最小化。
“生物活性玻璃有效的抗炎量”指的是能有效減少炎癥的具有合適粒度的生物活性玻璃的量。本領(lǐng)域技術(shù)人員能通過對肺系統(tǒng)或?qū)ζつw施用治療物質(zhì)，舉例來說經(jīng)由一個(gè)透過皮的運(yùn)送系統(tǒng)以及其它方式來很容易評估與創(chuàng)傷位點(diǎn)相關(guān)的炎癥的確切或預(yù)期情況，該創(chuàng)傷位點(diǎn)舉例來說是由損傷，外科手術(shù)過程，關(guān)節(jié)炎或其他自身免疫疾病等引起的。本領(lǐng)域技術(shù)人員也能利用這個(gè)評估來決定施用于炎癥位點(diǎn)或預(yù)期的炎癥位點(diǎn)的合適抗炎的生物活性玻璃的量。
Ⅸ．減少細(xì)菌感染的方法生物活性玻璃的大顆粒和無孔生物活性玻璃不具有可測量的殺菌性能。然而，生物活性玻璃小微粒和高度有孔化生物活性玻璃當(dāng)存在于水環(huán)境中時(shí)，確實(shí)具有可測量的殺菌性能。殺菌性能已顯示可抗金黃色葡萄球菌(Staph.aureus)，表皮葡萄球菌(staph.epidermidis)和各種常見于皮膚中和皮膚上的鏈球菌。不屬于某一特異的作用機(jī)制，這種作用據(jù)認(rèn)為是極大地提高了小微粒生物活性的結(jié)果，它可導(dǎo)致周圍水環(huán)境pH極度升高。既能廣譜殺菌同時(shí)又保持組織生物相容性的聯(lián)合性能使生物活性玻璃的小微粒成為合適的抗菌治療物質(zhì)，特別是對于皮膚病例如皮膚潰瘍。
抗菌作用隨微粒大小的降低而提高，優(yōu)選的微粒大小部分依賴于起始的細(xì)菌量和想得到的殺菌力，例如，對于一般的細(xì)菌負(fù)荷量和未感染的創(chuàng)傷來說，小于20微米大小范圍的組合物就足夠了。然而，對于較高的細(xì)菌負(fù)荷量其感染的危險(xiǎn)加強(qiáng)，組合物應(yīng)包含通過SEM或激光散射技術(shù)測量的小于5微米大小的微粒。
“生物活性玻璃有效的抗菌量指的是具有合適的微粒大小能有效減少細(xì)菌感染的生物活性玻璃的量。本領(lǐng)域技術(shù)人員能很容易地評估一個(gè)創(chuàng)傷的細(xì)菌負(fù)荷量，并利用這個(gè)評估來決定施用于創(chuàng)傷的生物活性玻璃的合適的微粒大小和數(shù)量。當(dāng)在這里應(yīng)用時(shí)，術(shù)語‘抗菌的’也用于指組合物減少由真菌或霉菌引起的感染的能力。
參考下面非限制的例子能更請楚地理解本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1用載體中微?；纳锘钚圆Ａе委焺?chuàng)傷受傷后不久即發(fā)生血管炎的患者的創(chuàng)傷被拍成照片，這種類型的創(chuàng)傷典型地要求大約3個(gè)月的完全愈合時(shí)間。這個(gè)創(chuàng)傷治療采用了由細(xì)微粒度的非相互連接微?；锘钚圆ＡВ植靠股?，包括磺胺嘧啶，以及凡士林基質(zhì)載體組成的混合物。
在用生物活性玻璃組合物治療后，即第一張照片拍攝4天后，同一創(chuàng)傷又拍了第二張照片，同一創(chuàng)傷的第三張照片在第二張拍完7天后拍攝，同一創(chuàng)傷的第4張照片在第二張拍完14天后拍攝。這些照片證明創(chuàng)傷愈合得很好。類似的帶有血管炎的患者的創(chuàng)傷不能預(yù)期至少要大約3個(gè)月才顯示相似程度愈合。
舉例來說，第二張照片顯示出，僅僅4王之后，創(chuàng)傷處滲漏停止而且創(chuàng)傷表面變干。如果這樣一個(gè)帶血管炎患者的創(chuàng)傷僅用局部抗生素處理，通常要花大約2周來停止?jié)B漏。第三張照片顯示愈合機(jī)制很好地進(jìn)行，并且僅在11天之后脂肪組織已覆蓋在創(chuàng)傷表面。第4張照片顯示僅僅18之后，創(chuàng)傷已大約50％愈合。在帶有血管炎的患者中，照片上類型的創(chuàng)傷一般要花大約6至8周才能達(dá)到50％愈合階段。
實(shí)施例2、糖尿病患者延遲愈合的治療遭受愈合延遲損害的糖尿病人采用微粒大小小于40μm的微?；锘钚圆Ａc等體積NEOSPORINTM抗生素油膏的混合物來治療。這種油膏主要是以凡士林為基質(zhì)的抗菌素物質(zhì)的混合體?；旌衔镏苯佑糜谟涎舆t損害處大約1/2cm長，1/2cm寬。這些損害一般是超過14天仍不愈合，混合物一天用2次。24小時(shí)之內(nèi)滲漏停止。創(chuàng)傷關(guān)閉和愈合在5天之內(nèi)完成。在48小時(shí)之內(nèi)，瘢痕組織即在傷口邊緣周圍出現(xiàn)。
當(dāng)瘢痕組織繼續(xù)發(fā)展時(shí)，它的外觀比在這種患者中被治療的損傷類型的典型外觀更接近周圍組織。發(fā)展完全之后，瘢痕組織的外觀幾乎接近周圍組織。
實(shí)施例3．生物活性玻璃的抗菌性能小的微?；纳锘钚圆ＡШ透叨扔锌谆锘钚圆ＡЬ哂锌咕钚浴Ｔ谒芤褐?，含有45％二氧化硅，24.5％氧化鈉，24.5％氧化鈣和6％磷氧化物的生物活性玻璃組合物在水溶液中使pH上升。隨后的實(shí)驗(yàn)被進(jìn)行來證明最終溶液的抗菌性能。
營養(yǎng)肉湯(10ml)分別被加入5克孔的大小為355到500μm之間的微粒化生物活性玻璃，5克微粒大小在455到600μm之間的玻璃珠(不是生物活性玻璃)，和沒有加入玻璃珠。得到的溶液在37℃旋轉(zhuǎn)孵育1小時(shí)。各取出950μl上清液加入過夜培養(yǎng)的50μl S.Sanguis中，37℃孵育1小時(shí)。通過活體計(jì)數(shù)來測定生存數(shù)。觀察到生物活性玻璃上清液中活體數(shù)的平均減少達(dá)到97％，而玻璃珠上清液則很少或沒有殺傷力(13％)。
為了確定pH變化所起的作用，實(shí)驗(yàn)采用以下方式重復(fù)將50μlS.sanguis加入到未調(diào)制的BGS(生物活性玻璃溶液)，BGS和HCl(PH大約7.2),BGS和NaCl(pH大約9.8)(氯離子添加的對照)和肉湯(pH大約7.2)。孵育在高pH溶液中的培養(yǎng)物顯示存活率降低81％(未調(diào)制BGS)和82％(BGS和NaCl)，與之相比的是在HCl處理過的BGS中5％降低率。隨后的實(shí)驗(yàn)用非生物活性玻璃取得的堿性溶液(NaOH,pH9.8)顯示出較低的抗菌活性，殺傷力為40％。這證明雖然生物活性玻璃上清液pH值降低會減小其抗菌活性，但不是所有觀察到的殺傷力均歸功于它們的高pH值。
實(shí)施例4、生物活性玻璃微粒的抗炎效果包含25mg生物活性玻璃的胎牛血清和磷酸鹽緩沖液1∶1混合溶液的1ml懸浮液被腹膜內(nèi)注射到一組5只成年雄性小鼠體內(nèi)。另外一組5只小鼠接受沒有生物活性玻璃的同樣的溶液來作為對照。注射后兩小時(shí)，對洗過的腹腔液檢查白細(xì)胞聚集的情況及炎癥中介子TNF-α和IL-1。通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)沒有高于對照水平的額外的細(xì)胞被聚集。ELISA測定顯示TNF-α和IL-1未超過對照水平。IL-6水平適度上升，但沒有可觀察的TNF-α和IL-1水平，這顯示了一般的抗炎作用?？紤]到在該情況下另外引起強(qiáng)烈炎癥應(yīng)答的微?；镔|(zhì)確實(shí)存在，聚集細(xì)胞和它們的炎癥信號的缺乏代表著炎癥應(yīng)答的直接抑制作用。
實(shí)施例5、生物活性玻璃微粒的抗炎效果一只中年雄性鼠在右前臂患有兩處開放皮膚潰瘍。這些創(chuàng)傷未愈合并高度發(fā)炎，有大量滲出液，開放的有細(xì)菌菌落的傷口的局部炎癥應(yīng)答導(dǎo)致了浮腫和紅斑。用小的微?；锘钚圆ＡЬ植恐委焹商巶诤?，所有局部炎癥癥狀停止了，潰瘍正常地進(jìn)行愈合。
權(quán)利要求
1．用于促進(jìn)創(chuàng)傷和灼傷愈合和/或用于改善這樣的創(chuàng)傷和灼傷導(dǎo)致的瘢痕組織的外觀的在載體中包含非連接的生物活性玻璃小顆粒的組合物。
2．權(quán)利要求1中的組合物，進(jìn)一步包含一種或更多治療物質(zhì)。
3．權(quán)利要求2中的組合物，其中的治療物質(zhì)選自愈合促進(jìn)物質(zhì)，生長因子，抗炎物質(zhì)和局部麻醉劑。
4．權(quán)利要求2中的組合物，其中的治療物質(zhì)是一種局部抗生素。
5．權(quán)利要求4中的組合物，其中的局部抗生素選自氯霉素，金霉素，克林霉素，氯碘喹啉，紅霉素，新霉素B，短桿菌肽，梭鏈孢酸，慶大霉素，氨芐磺胺，莫匹羅星，新霉素，多粘菌素B，桿菌肽，磺胺嘧啶銀，四環(huán)素和其組合物。
6．權(quán)利要求1中的組合物，其中藥物可接受的載體是霜基質(zhì)，高濕度凝膠，白凡士林，輕礦物油或其混合物。
7．權(quán)利要求1中的組合物，其中的生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分 百分比SiO240-86CaO 10-46Na2O 0-35P2O52-8CaF20-25B2O30-10K2O 0-8MgO 0-5。
8．權(quán)利要求1中的組合物，其中的生物活性玻璃具有占如下重量百分比的組成成分 百分比SiO245CaO 24.5Na2O 24.5P2O56。
9．權(quán)利要求1中的組合物，其中生物活性玻璃具有的微粒大小范圍當(dāng)用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于大約90微米。
10．權(quán)利要求1中的組合物，其中生物活性玻璃具有的微粒大小范圍當(dāng)用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于大約20微米。
11．權(quán)利要求1中的組合物，其中生物活性玻璃具有的微粒大小范圍當(dāng)用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于大約2微米。
12．治療創(chuàng)傷和灼傷的方法，包括用有效創(chuàng)傷愈合量的生物活性玻璃與創(chuàng)傷接觸。
13．移植皮膚的方法，包括應(yīng)用生物活性微?；Ａв谝浦参稽c(diǎn)，供體組織，或兩者皆用。
14．權(quán)利要求13中的方法，進(jìn)一步包括應(yīng)用局部抗生素于移植位點(diǎn)，供體組織，或兩者皆用。
15．創(chuàng)傷或灼傷敷料，包括繃帶，局部抗生素和非連接的生物活性玻璃微粒。
16．權(quán)利要求15中的創(chuàng)傷或灼傷敷料，其中繃帶是棉花，紗布，玻璃纖維或人工合成的材料。
17．權(quán)利要求16中的敷料，其中玻璃纖維是由生物活性玻璃制成的。
18．一種創(chuàng)傷或灼傷治療應(yīng)用裝置，包括在第一室中有局部載體，第二室中有非連接的生物活性玻璃微粒以及一個(gè)用于混合局部抗生素和生物活性玻璃的混合裝置。
19．權(quán)利要求18中的裝置，其中創(chuàng)傷或灼傷治療裝置是一種多室的注射器。
20．加速創(chuàng)傷或灼傷愈合的方法，包括用有效促進(jìn)創(chuàng)傷或灼傷愈合量的微?；锘钚圆Ａc創(chuàng)傷或灼傷接觸。
21．在創(chuàng)傷或灼傷愈合期間改善形成的瘢痕外觀的方法，包括用有效改善瘢痕外觀量的非連接微粒化生物活性玻璃與創(chuàng)傷或灼傷接觸。
22．權(quán)利要求21中的方法，其中生物活性玻璃存在于一種包含非連接形式的生物活性玻璃，生物活性玻璃的小微粒和一種合適的載體的組合物中。
23．權(quán)利要求1中的組合物，其中生物活性玻璃微粒已經(jīng)與一種生物相容的，生物可降解的材料形成復(fù)合材料。
24．在創(chuàng)傷中減小炎癥水平的方法，包括用有效減小炎癥量的生物活性玻璃與創(chuàng)傷接觸。
25．權(quán)利要求24中的方法，其中的炎癥是慢性炎癥。
26．在創(chuàng)傷中減小細(xì)菌感染水平的方法，包括用有效抗菌量的生物活性玻璃與創(chuàng)傷接觸。
27．權(quán)利要求26中的方法，其中的生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分百分比SiO240-86CaO 10-46Na2O 0-35P2O52-8CaF20-25B2O30-10K2O0-8MgO 0-5。
28．權(quán)利要求26中的方法，其中生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分百分比SiO245CaO 24.5Na2O 24.5P2O56。
29．權(quán)利要求26中的方法，其中生物活性玻璃微粒大小范圍當(dāng)用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約90微米。
30．權(quán)利要求26中的方法，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約20微米。
31．權(quán)利要求26中的方法，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或光刻度技術(shù)測量時(shí)小于約2微米。
32．包含非連接的生物活性玻璃的小微粒的抗菌組合物。
33．權(quán)利要求32中的組合物，其中生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成份 百分比SiO240-86CaO 10-46Na2O 0-35P2O52-8CaF20-25B2O30-10K2O 0-8MgO 0-5。
34．權(quán)利要求32中的組合物，其中生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分 百分比SiO245CaO 24.5Na2O 24.5P2O56。
35．權(quán)利要求32中的組合物，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約90微米。
36．權(quán)利要求32中的組合物，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約20微米。
37．權(quán)利要求32中的組合物，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約2微米。
38．包含生物活性玻璃小微粒的水提取物的抗菌組合物。
39．權(quán)利要求38中的組合物，其中生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分 百分比SiO240-86CaO 10-46Na2O 0-35P2O52-8CaF20-25B2O30-10K2O0-8MgO 0-5。
40．權(quán)利要求38中的組合物，其中生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分百分比SiO245CaO 24.5Na2O 24.5P2O56。
41．包含非連接生物活性玻璃微粒和/或其水提取物的化妝品產(chǎn)品，其與含水的液體的化妝品基質(zhì)組合。
42．權(quán)利要求41中的化妝產(chǎn)品，其中化妝品基質(zhì)包括選自液體粉底，皮膚洗劑，乳劑，香波，染發(fā)劑和霜?jiǎng)┑囊后w材料。
43．權(quán)利要求41中的化妝產(chǎn)品，其中生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分百分比SiO240-86CaO 10-46Na2O 0-35P2O52-8CaF20-25B2O30-10K2O0-8MgO 0-5。
44．權(quán)利要求41中的化妝產(chǎn)品，其中生物活性玻璃具有如下重量百分比的組成成分百分比SiO245CaO 24.5Na2O 24.5P2O56。
45．權(quán)利要求41中的化妝產(chǎn)品，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約90微米。
46．權(quán)利要求41中的化妝產(chǎn)品，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約20微米。
47．權(quán)利要求41中的化妝產(chǎn)品，其中生物活性玻璃微粒大小范圍用SEM或激光散射技術(shù)測量時(shí)小于約2微米。
48．包含權(quán)利要求1中的組合物的輔助植入體，縫線，印膜，螺絲釘，薄板和管子等。
49．包含權(quán)利要求1中的組合物的用于體外細(xì)胞培養(yǎng)的裝置。
全文摘要
能有效縮短愈合時(shí)間,減小瘢痕形成的發(fā)生率,提高皮膚移植的成功率,減小炎癥應(yīng)答并為需要的患者提供抗菌治療的,包括小的非相互連接的生物活性玻璃微粒或高度有孔化生物活性玻璃的用于治療創(chuàng)傷的組合物以及方法被公開。組合物包括單獨(dú)或與抗菌物質(zhì)和/或抗炎物質(zhì)組合的非相互連接的生物活性玻璃微粒。該組合物包含適用于局部施用的載體。通過將小的生物活性玻璃微?；蛴锌谆锘钚圆Ａ饺氲街踩氩牧现?植入材料能被賦予抗菌性能,例如輔助植入體,縫線,印膜,螺絲釘,薄板,管子等。通過將非相互連接的生物活性玻璃微粒摻入到用于離體或體外細(xì)胞培養(yǎng)裝置中,也能賦予這些裝置抗菌性能。也公開了從生物活性玻璃水提取物中取得的抗菌組合物。這些組合物可用于,例如食品制備,用于細(xì)胞培養(yǎng)的溶液,緩沖液例如ⅰ.ⅴ.溶液中。
文檔編號A61K8/02GK1325291SQ99813123
公開日2001年12月5日 申請日期1999年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月10日
發(fā)明者D·C·格林斯潘, J·K·韋斯特, S·李, J·L·梅耶爾斯, M·迪爾蒙德 申請人:美國生物材料公司