抗微生物制剂及其使用方法
专利名称：抗微生物制剂及其使用方法
技术领域：
本发明涉及抗微生物制剂及其使用方法，更具体来讲，本发明涉及用于治疗与细菌相关的病症和疾病的组合物。
背景技术：
已表明，牙科粘固粉(cements)中的铜表现出杀菌活性。见如M.Dumas和M.Blush.Bacteriocidal Effects of Copper CementsA Review ofthe Literature(铜粘固粉的杀菌作用文献综述)，Tufts Dental Outlook，27(2)1-5(1954)。类似地，银也已显示具有抗微生物特性。见如Hill等，Relative Efficiency of Germicidal Cements(杀菌粘固粉的相对功效)，The Journal of the American Dental Association，21(3)1565-1571(1934)。
生物膜为细菌、螺旋体、真菌、球菌、病毒等不同微生物的集落，它们群聚并开始产生使其不被人类免疫系统识别的粘液(粘多糖)。生物膜对免疫细胞和抗生素有抵抗力。生物膜中的微生物比不在生物膜中的细胞更易存活，且对环境具有更强的抵抗力。见如Merritt等，Bacterial Biofilm and Dentistry(细菌生物膜和牙科学)，CDA Journal，29(5)355-360(2001))。生物膜为发生牙科疾病的首要原因。生物膜可在各种环境包括口中和供水管道中形成，同上。
微生物是在哺乳动物中形成许多疾病和不利病症的原因。而且，尽管已知铜能有效抵抗与微生物有关的疾病和病症，但一般高浓度的铜有毒并引起牙齿变色。因此，需要无毒且有效抵抗各种生物体及相关疾病和病症的抗微生物制剂。
发明概要本发明为抗微生物制剂，该制剂含有约2-90％重量的锌化合物如氧化锌、约0.05-2％重量的银化合物、约0.05-10％重量的铜化合物和约2-50％重量的铋。本发明也包括含有抗微生物制剂加介质的抗微生物混合物。介质可为磷酸和水和/或其组合。本发明制剂也可与广泛的各种化妆品和药用组合物组合使用，包括护肤霜、凡士林、收敛剂、复合树脂、涂剂(varnish)、玫瑰油、指甲抛光剂、乳膏和粘合树脂。
本发明也提供制备抗微生物制剂的新方法，和使用该抗微生物制剂治疗各种适应症或病症如生物膜、皮肤刺激和真菌感染的方法。
发明详述本发明提供含有低、无毒量的铜、银、锌和铋的制剂，这些制剂在治疗生物膜中发现的微生物及其他相关疾病和病症中有效。对于牙科适应症，本发明制剂阻碍生物膜的形成、消除存在的生物膜并促进次生牙本质的形成。在其他应用、适应症、疾病或病症中，本发明制剂延迟微生物的生长并治疗发炎的组织。特别是，抗微生物制剂可治疗趾甲、手指甲和蹄的微生物生长以及皮肤刺激。抗微生物制剂也可用于治疗供水线的污染。特别是，牙科治疗装置的供水线。
本发明提供高度抗微生物、无毒、生物相容、对牙组织无刺激的制剂和混合物，它们颜色牢，容易制备，有适当的凝固时间，有较好的机械性能，促进次生牙本质的形成，并增加填充物、铸造物和牙髓病用桩(endodontic posts)的使用年限。
本发明制剂可与宽范围的各种牙用组合物和治疗剂组合使用，包括但不限于树脂、填充物、基板、牙周填塞物、粘固粉、封闭剂如根管封闭剂或牙根裂缝封闭剂和用于直接覆盖牙髓的氢氧化钙制剂。
本发明的抗微生物制剂可以粉末或固体形式提供。该制剂可与介质如磷酸或水混合，得到混合物。当抗微生物制剂与磷酸混合时，就制成了磷酸锌粘固粉。该制剂也可与其他组合物和本文描述的物质混合，和/或与其他组合物和物质组合使用。
本发明的抗微生物制剂包含约2-90％重量的锌化合物如氧化锌、约0.05-2％重量的银化合物、约0.05-10％重量的铜化合物和约2-50％重量的铋。与本发明组合使用的合适锌化合物包括氧化锌。与本发明组合使用的银化合物包括氯化银、磷酸银和硝酸银。与本发明组合使用的铜化合物包括氧化铜、氧化亚铜、碘化亚铜、碘化铜、磷酸铜、磷酸氢铜(II)和硅酸铜。
本发明抗微生物制剂可包括其他化合物。例如，可加入铁或铁化合物进一步增强主题制剂的抗微生物效果。本发明的抗微生物制剂和混合物也可与其他组合物混合，或者与其他化合物或牙用组合物组合使用。例如，本发明制剂可与氢氧化钙混合，并置于牙齿上以预防或延迟龋化。该制剂也可与复合树脂混合，并作为基板放置。如果向制剂加入介质如磷酸，磷酸锌粘固粉中的活化铜离子也会渗入牙本质小管中，并进一步帮助长期预防龋化和生物膜的形成。本发明制剂也可与含氟化合物组合使用，包括但不限于氟化钠和氟化亚锡。
本发明的制剂和混合物具有低、无毒浓度的铜，并有效抵抗生物膜的形成以及治疗已有的生物膜。活化铜离子也预防牙蛀、龋牙和牙菌斑的形成。因此，本发明制剂可用于单独或与其他化合物如氟化亚锡和氟化钠组合，治疗牙蛀。
铜是骨、单纯性(bland)和神经组织的重要成分，并调节组织代谢中所有分解代谢和合成代谢过程之间的基本平衡。它是在结缔组织和骨形成所必需的许多酶中的辅因子，保护细胞免于氧化以及免于外源和内源毒性剂的破坏性影响。在生命免疫机能中，尽管铁的存在促进铜的活性，但铜对基础免疫血红素因子中血红素的合成必不可少，并且是促进过氧化氢酶(一种抗微生物酶)合成的主要因素。铜代谢紊乱引起骨组织代谢中营养失衡，引起轻微毒性物质蓄积、抵抗力减弱、免疫力降低、白细胞数量降低、组织变性和恶性肿瘤。这些缺陷也降低红细胞的寿命和骨髓产生它们的能力。在牙科适应症中，铜增强局部和全身的免疫力，并预防与局部牙科手术相关组织中的慢性炎症和感染。铜支持组织代谢，并提高口腔包括牙齿和骨组织的解毒作用。
铁是血红素因子免疫的另一种主要成分，也在活组织的氧化酶(细胞色素)和产生白细胞所必须的髓过氧化物酶中发现。铁也是过氧化氢酶的成分，过氧化氢酶是破坏其他代谢过程和炎症的毒副产物的细胞内酶，也是抵抗矿物质和重金属毒素的有效解毒剂。铁为合成破坏微生物的酶和免疫物质所必须的物质。铁代谢紊乱导致变性过程、慢性感染和炎症及全身免疫力减弱。在牙科适应症中，铁提高免疫反应，是帮助预防牙齿和齿龈慢性感染和疼痛的主要物质。
本发明的制剂和混合物可应用于牙齿，而不需除去所有龋化的组织或使牙髓组织暴露。本发明可用于促进次生牙本质的形成。
为了容易理解本发明，许多术语定义如下。本文定义的术语具有本发明相关领域中普通技术人员通常理解的含义。术语如″一″和″该″并不表示仅指单数实体，而且也包括用于举例说明的具体实例的总类。本文中的术语用于描述本发明的具体实施方案，但它们的使用并不限制本发明，权利要求书中描述的除外。
“生物膜”为附着在固体表面的微生物集落。生物膜集落可包括细菌、螺旋体、真菌、球菌、酵母、原生动物和其他微生物。“生物膜”包括由微生物集落产生的粘液、粘多糖和其他化合物。
“煅烧”指由于金属被加热至高温，金属转化为其氧化物。
“牙本质”指牙髓腔周围的钙化组织。
“活化”铜指失去一个或多个电子的铜。
在本发明制剂中，当铜被银活化时，铜的抗微生物作用增强。银电流式活化铜，因为银是与铜不同的金属。我们通过铜活化产生离子自旋，使得铜离子穿透生物膜，并延迟微生物生长。这使得不使用高浓度铜或银也得到抗微生物活性。
已报道铜离子可被铁活化。而且，已显示活化铜离子可用于某些牙用组合物。在含铜离子的牙用组合物中使用铋已显示有效。见如M.Dumas和M.Blush.Bacteriocidal Effects of Copper CementsA Review ofthe Literature(铜粘固粉的杀菌作用文献综述)，Tufts Dental Outlook，27(2)1-5(1954)。
本发明制剂可与化妆品和/或药用组合物，及相关化合物如烷撑二醇或者与羟烷基纤维素的一种或多种衍生物组合的烷撑二醇、醇如乙醇或丙醇、二醇如丁二醇或己二醇、多元醇如山梨醇或甘油、聚乙二醇或聚丙二醇组合使用。生物学上可接受的羟烷基纤维素也可与本发明制剂组合使用。
局部治疗包括单独使用本发明抗微生物混合物，或者本发明抗微生物混合物与组织相容性溶媒如洗剂-、乳膏-、软膏-或凝胶-基的溶媒组合使用。这些溶媒在本领域已知，并可购买用于将活性成分配制成适合局部应用的形式。
实施例实施例1用作皮肤病症和疾病治疗的抗微生物制剂。
首先，通过在密闭的混合器中混合干燥粉末，来煅烧(灰化、焙烧)二氧化硅、氧化镁、氧化锌和次硝酸铋。然后，将粉末置于气密性瓷坩埚中，并加热至1,050℃，保持3小时。结果得到的细粉末比未煅烧的相同粉末更有益，且毒性更小。
接着，将氯化银在低氧、低光环境中研磨，以保护化合物。然后将氯化银粉末与煅烧的粉末在密闭混合器中均匀地混合在一起。
然后，将碘化亚铜加入混合物中，并在密闭容器中充分混合；然后，将氧化钛逐渐混入制剂中-开始0.25％重量至最大1％重量，直至获得理想的色泽。白色铜粘固粉在其未处理状态呈浅黄色。1％的氧化钛使粉末变得雪白。这样，可适应颜色的各种不同偏好。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用，和/或与凡士林等组合使用。
实施例2用作白色铜粘固粉的抗微生物制剂。
该制剂抗微生物，具有高度生物相容性、颜色牢、易混合，有适当的凝固时间；凝固之后易清除，增加填充物、铸造物和牙髓病用桩的使用年限并促进次生牙本质的形成。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用。
如上述讨论，为了煅烧白色铜粘固粉，该制剂可于高温下加热，保持一段延长时间。
实施例3用于制备红色铜粘固粉的抗微生物制剂。
首先，通过在密闭的混合器中混合干燥粉末，来煅烧(灰化)二氧化硅、氧化镁、氧化锌、次硝酸铋和氧化铁。然后，将混合物置于气密性瓷坩埚中，并加热至1,050℃，保持3小时。结果，所述细粉末比未煅烧的相同粉末更有益，且毒性更小。
然后，于低氧、低光的环境中将氯化银研磨或碾碎得更细，以使化合物避免氧化和颜色改变。在该操作之后，将氯化银粉末与上述煅烧的基质在密闭混合器中混合均匀。可于相同点加入氧化铜，并充分混合，得到红色粉末，完成该制剂。
该制剂抗微生物，具有高度生物相容性、颜色牢、易混合，有适当的凝固时间；凝固之后易清除，增加填充物、铸造物和牙髓病用桩的使用年限并促进次生牙本质的形成。红色铜粘固粉可以对包括以下的生物能量功能水平产生直接影响和降低向病理性图案和组织转化的趋势毛囊囊肿、牙瘘、牙足肉芽肿、基底脓肿、龈沟、溃疡性龈炎、上颌骨骨炎、渗出性骨炎、硬化性骨炎、消化链球菌(pepto-streptococci)、布氏疏螺旋体(borrelia burgdorfer)、坏疽性牙髓、急性牙髓炎和龋齿。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用。为了焙烧用于制备红色铜粘固粉的制剂，该制剂可于高温延长加热一段时间。实施例3的制剂尤其可单独、或与约0.05％-5％重量的含氟化合物如氟化亚锡和氟化钠组合用于预防和治疗牙蛀。
实施例3的红色铜粉末也可与400ppm无水乙醚和/或COPALITEWE(不含氯仿的牙科涂剂)的组合混合，以治疗趾甲真菌感染。迄今为止，该组合物已成功治疗九例对非处方药和处方药耐药的趾甲真菌感染。
实施例4牙根管封闭剂。
当以丁子香酚液体为介质时，该制剂可与400ppm无水乙醚和/或Copalite WE(无氯仿牙科涂剂)的组合混合，并可用于封闭牙根管。
实施例5治疗趾甲和指甲真菌感染。
加入1-100克玫瑰油作为乳化剂。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用。例如，该制剂可与收敛剂混合。
然后，当需要时将该抗微生物制剂直接施用于感染区。
实施例6治疗皮肤刺激。
加入1-100克玫瑰油作为乳化剂。
该制剂可以粉末使用，或与水性介质或其他组合物或物质混合使用。例如，该制剂可与凡士林混合。
然后，当需要时将该抗微生物制剂直接施用于感染区。
实施例7治疗马的白线病。
马白线病是蹄壁内部的退化，发生在蹄壁/蹄底接合处。蹄壁/蹄底接合处的分离使微生物进入。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质或其他组合物或物质混合使用。
当需要时，将该抗微生物制剂直接施用于感染区。
实施例8处理牙科供水线。
该制剂可以粉末使用，或与水性介质混合使用。
将该制剂引入牙科治疗装置的供水线中，并使液体静置过夜。第二天早晨，冲洗供水线一分钟。商用测试试剂盒显示牙科治疗装置供水线中的微生物被清除。
实施例9在停滞性系统(Stagnant System)中牙科粘固粉的生物膜预防功效。
使用三种类型标准尺寸的试样(coupons)(标记为1、2和3)，该试样含有细粒状抗微生物制剂，该抗微生物制剂含牙科粘固粉粉末。这些试验在停滞的试管中进行。
将三种类型牙科粘固粉试样(标记为1、2和3)、牙科粘固粉粉末和聚碳酸酯试样(作为未处理对照组)置于试管中，该试管含有5mL浓度为30mg/L的无菌胰胨豆胨培养基。将各类型试样置于3个分开的试管中(用于3次平行测定)。将牙科粘固粉粉末置于试管中，浓度为1g/L(5mg/5mL)。将各试管加盖盖住，以确保维持无菌，并静置48小时以促进生物杀伤剂从涂覆的试样溶解。之后，各试管接受含金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的100μL一次性大剂量(bolus)，浓度为2.8×103细胞。每个试样类型(和粉末)一个对照试管，对照试管不接种。接种之前，金黄色葡萄球菌(S.aureus)从TSB培养基的冷冻储用培养物中生长至所需的浓度。接种之后，覆盖试管并温育48小时，之后取出试样，并将附着的生物膜完全刮下，置于稀释缓冲液中，使用组织匀浆器解聚，并连续稀释，接种在R2A琼脂上。以试样表面上的CFU/cm2报告结果。
当未涂覆聚碳酸酯试样暴露在显示细胞以平均密度为1.08×106CFU/cm2定植的S.aureus接种物中时，没有任何一个牙科粘固粉试样含有任何可测量的生物膜聚集(表1)。于测试条件下，所有供试牙科粘固粉制剂和牙科粘固粉粉末在预防生物膜聚集方面100％有效。
表1.
实施例10反应性试验和生物学共振(Biological Resonance)试验。
通过反应性试验，表明本公开的制剂对IgG、IgM和IgA抗体产生的生物相容性优于其他磷酸锌粘固粉。此外，生物学共振试验表明，本公开的制剂较少受引起以下病理性障碍和/或疾病的生物体影响毛囊囊肿、牙瘘、牙根肉芽肿、基底脓肿、龈沟、溃疡性龈炎、上颌骨骨炎、渗出性骨炎、硬化性骨炎、坏疽性牙髓、急性牙髓炎、龋齿、消化链球菌(pepto-streptococci)和龋齿。
实施例11在停滞性系统中牙科粘固粉预防生物膜的功效。
在″停滞″的试管中测试了本发明牙科粘固粉的功效，显示在预防生物膜形成中有效。
为了确定生物体达到对数期的最佳培养基浓度和所需时间，完成变异链球菌(Streptococcus mutans)ATCC 25175和类干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)的生长曲线研究。变异链球菌(S.mutans)在全浓度脑心浸液(BHI)肉汤中厌氧性生长，类干酪乳杆菌(L.paracasei)在全浓度乳杆菌(Lactobacilli)MRS肉汤中需氧性生长。将两种培养物于37℃温育。基于生长曲线的研究，确定S.mutans于37℃，在BHI肉汤中厌氧性温育22小时后达到对数期，L.paracasei于37℃，在乳杆菌(Lactobacilli)MRS肉汤中需氧性温育46小时后达到对数期。
将各类型的八个试样置于玻璃闪烁瓶中并高压灭菌。将浓度为37mg/L的无菌BHI肉汤和浓度为55mg/L的灭菌乳杆菌(Lactobacilli)MRS肉汤加入适当的瓶中。于室温下温育试管48小时。将试管与浓度为103-104CFU/ml的100μl S.mutans或L.paracasei一起温育生长适当时间。于室温下，将S.mutans接种的瓶厌氧性温育48小时。于室温下，将L.paracasei接种的瓶需氧性温育48小时。
48小时温育结束后，将试样从瓶中取出，刮除生物膜。将生物膜样品经匀化解聚。稀释样品并接种在胰胨豆胨琼脂上。于37℃下，厌氧性温育S.mutans样品60小时。于37℃下，需氧性温育L.paracasei样品60小时。
该试验结果在以下表2中即时提供。
表2.测试试管标记号、接种物、培养基和平均定植。
粘固粉试样GLS＝GC美国的Fuji II玻璃离聚物粘固粉，Lot#75 N05K KRCC＝DOC′S BEST Red磷酸铜锌粘固粉(Lot# A2920-9)WC＝DOC′S BEST White磷酸铜锌粘固粉(Lot#i3810-6)WC+＝实施例2的白色铜粘固粉PC＝3M的Durelon粘固粉，Lot#166317RCC由适当量(％重量)的以下化合物的制剂制备氧化锌(75-85)；氧化镁(7-8.5)；氧化铜(5.5-6.5)；次硝酸铋(2.5-3.5)；二氧化硅(1.5-2.5)；氧化铁(小于1.5)和氟化钠(小于0.1)，并与磷酸介质混合。
WC由适当量(％重量)的以下制剂制备氧化锌(75-85)；氧化镁(7-8.5)；氧化亚铜(6.5-7.5)；次硝酸铋(2.5-3.5)；二氧化硅(1.5-2.5)和氟化钠(小于0.1)，并与磷酸介质混合。
尽管结合具体实施方案对本发明进行了描述，但这些描述并无意按限制意义理解。参照本发明说明书，所公开实施方案的各种修改以及本发明的替代实施方案对本领域技术人员来讲将是显而易见的。本领域技术人员应认识到，为实施本发明的相同目的，可容易地用公开的概念和具体实施方案作为改进或设计其他结构的基础。本领域技术人员也应认识到，这些等同的解释没有背离权利要求书中所描述本发明的宗旨和范围。
因此，期望权利要求书将涵盖落入本发明真实范围内的任何此类修改或实施方案。
权利要求
1.一种抗微生物制剂，所述制剂包含(a)约2-90％重量的氧化锌；(b)约0.05-2％重量的银化合物，所述银化合物选自氯化银、磷酸银和硝酸银；(c)约0.05-10％重量的铜化合物，所述铜化合物选自氧化铜、氧化亚铜、碘化亚铜、碘化铜、磷酸铜、磷酸氢铜(II)和硅酸铜；和(d)约2-50％重量的铋化合物，所述铋化合物选自次碳酸铋和次硝酸铋。
2.权利要求1的抗微生物制剂，所述制剂还包含0.05-3％重量的铁化合物，所述铁化合物为氧化铁。
3.权利要求1的抗微生物制剂，所述制剂还包含一种或多种选自以下的化合物二氧化硅、氧化镁、氧化钛、部分氢化的松香、硫酸钡和硼酸钠。
4.一种抗微生物混合物，所述混合物包含(a)权利要求1的抗微生物制剂(A)；和(b)介质，该介质包含选自磷酸和水的化合物。
5.一种治疗牙齿上微生物的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者。
6.一种治疗皮肤刺激的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与凡士林、牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者，条件是所述涂剂不含氯仿。
7.一种治疗真菌感染的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者，条件是所述涂剂不含氯仿。
8.一种治疗白线病的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂组合，给予有需要的患者，条件是所述牙科涂剂不含氯仿。
9.一种预防牙蛀的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者。
10.一种制剂，所述制剂包含(a)约4％重量的二氧化硅；(b)约6％重量的氧化镁；(c)约73％重量的氧化锌；(d)约5％重量的次硝酸铋；(e)约3％重量的氧化铁；(f)约7％重量的氧化铜；和(g)约1％重量的氯化银。
11.一种制剂，所述制剂包含(a)约4％重量的二氧化硅；(b)约6％重量的氧化镁；(c)约81％重量的氧化锌；(d)约5％重量的次硝酸铋；(e)约2％重量的氧化铜；(f)约1％重量的氯化银；和(g)约1％重量的氯化钛。
12.一种制剂，所述制剂包含(a)约4％重量的氧化锌；(b)约25％重量的氢化松香树脂；(c)约14％重量的次碳酸铋；(d)约11％重量的硫酸钡；(e)约2％重量的硼酸钠；(f)约7％重量的氧化亚铜；和(g)约1％重量的氯化银。
13.一种药剂盒，所述药剂盒包含(1)抗微生物制剂，所述制剂包含(a)约2-90％重量的氧化锌；(b)约0.05-2％重量的银化合物，所述银化合物选自氯化银、磷酸银和硝酸银；(c)约0.05-10％重量的铜化合物，所述铜化合物选自氧化铜、氧化亚铜、碘化亚铜、碘化铜、磷酸铜、磷酸氢铜(II)和硅酸铜；和(d)约2-50％重量的铋化合物，所述铋化合物选自次碳酸铋和次硝酸铋；以及(2)牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠。
全文摘要
描述了含无毒性量的锌、银、铋和铜的制剂和混合物，它们用作各种由细菌或其他微生物引起的病症和疾病的治疗。
文档编号A61K33/30GK1942162SQ200580011547
公开日2007年4月4日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月18日
发明者玛丽安娜·库利, 蒂莫西·W·弗雷泽 申请人:玛丽安娜·库利, 蒂莫西·W·弗雷泽
技术领域：
本发明涉及抗微生物制剂及其使用方法，更具体来讲，本发明涉及用于治疗与细菌相关的病症和疾病的组合物。
背景技术：
已表明，牙科粘固粉(cements)中的铜表现出杀菌活性。见如M.Dumas和M.Blush.Bacteriocidal Effects of Copper CementsA Review ofthe Literature(铜粘固粉的杀菌作用文献综述)，Tufts Dental Outlook，27(2)1-5(1954)。类似地，银也已显示具有抗微生物特性。见如Hill等，Relative Efficiency of Germicidal Cements(杀菌粘固粉的相对功效)，The Journal of the American Dental Association，21(3)1565-1571(1934)。
生物膜为细菌、螺旋体、真菌、球菌、病毒等不同微生物的集落，它们群聚并开始产生使其不被人类免疫系统识别的粘液(粘多糖)。生物膜对免疫细胞和抗生素有抵抗力。生物膜中的微生物比不在生物膜中的细胞更易存活，且对环境具有更强的抵抗力。见如Merritt等，Bacterial Biofilm and Dentistry(细菌生物膜和牙科学)，CDA Journal，29(5)355-360(2001))。生物膜为发生牙科疾病的首要原因。生物膜可在各种环境包括口中和供水管道中形成，同上。
微生物是在哺乳动物中形成许多疾病和不利病症的原因。而且，尽管已知铜能有效抵抗与微生物有关的疾病和病症，但一般高浓度的铜有毒并引起牙齿变色。因此，需要无毒且有效抵抗各种生物体及相关疾病和病症的抗微生物制剂。
发明概要本发明为抗微生物制剂，该制剂含有约2-90％重量的锌化合物如氧化锌、约0.05-2％重量的银化合物、约0.05-10％重量的铜化合物和约2-50％重量的铋。本发明也包括含有抗微生物制剂加介质的抗微生物混合物。介质可为磷酸和水和/或其组合。本发明制剂也可与广泛的各种化妆品和药用组合物组合使用，包括护肤霜、凡士林、收敛剂、复合树脂、涂剂(varnish)、玫瑰油、指甲抛光剂、乳膏和粘合树脂。
本发明也提供制备抗微生物制剂的新方法，和使用该抗微生物制剂治疗各种适应症或病症如生物膜、皮肤刺激和真菌感染的方法。
发明详述本发明提供含有低、无毒量的铜、银、锌和铋的制剂，这些制剂在治疗生物膜中发现的微生物及其他相关疾病和病症中有效。对于牙科适应症，本发明制剂阻碍生物膜的形成、消除存在的生物膜并促进次生牙本质的形成。在其他应用、适应症、疾病或病症中，本发明制剂延迟微生物的生长并治疗发炎的组织。特别是，抗微生物制剂可治疗趾甲、手指甲和蹄的微生物生长以及皮肤刺激。抗微生物制剂也可用于治疗供水线的污染。特别是，牙科治疗装置的供水线。
本发明提供高度抗微生物、无毒、生物相容、对牙组织无刺激的制剂和混合物，它们颜色牢，容易制备，有适当的凝固时间，有较好的机械性能，促进次生牙本质的形成，并增加填充物、铸造物和牙髓病用桩(endodontic posts)的使用年限。
本发明制剂可与宽范围的各种牙用组合物和治疗剂组合使用，包括但不限于树脂、填充物、基板、牙周填塞物、粘固粉、封闭剂如根管封闭剂或牙根裂缝封闭剂和用于直接覆盖牙髓的氢氧化钙制剂。
本发明的抗微生物制剂可以粉末或固体形式提供。该制剂可与介质如磷酸或水混合，得到混合物。当抗微生物制剂与磷酸混合时，就制成了磷酸锌粘固粉。该制剂也可与其他组合物和本文描述的物质混合，和/或与其他组合物和物质组合使用。
本发明的抗微生物制剂包含约2-90％重量的锌化合物如氧化锌、约0.05-2％重量的银化合物、约0.05-10％重量的铜化合物和约2-50％重量的铋。与本发明组合使用的合适锌化合物包括氧化锌。与本发明组合使用的银化合物包括氯化银、磷酸银和硝酸银。与本发明组合使用的铜化合物包括氧化铜、氧化亚铜、碘化亚铜、碘化铜、磷酸铜、磷酸氢铜(II)和硅酸铜。
本发明抗微生物制剂可包括其他化合物。例如，可加入铁或铁化合物进一步增强主题制剂的抗微生物效果。本发明的抗微生物制剂和混合物也可与其他组合物混合，或者与其他化合物或牙用组合物组合使用。例如，本发明制剂可与氢氧化钙混合，并置于牙齿上以预防或延迟龋化。该制剂也可与复合树脂混合，并作为基板放置。如果向制剂加入介质如磷酸，磷酸锌粘固粉中的活化铜离子也会渗入牙本质小管中，并进一步帮助长期预防龋化和生物膜的形成。本发明制剂也可与含氟化合物组合使用，包括但不限于氟化钠和氟化亚锡。
本发明的制剂和混合物具有低、无毒浓度的铜，并有效抵抗生物膜的形成以及治疗已有的生物膜。活化铜离子也预防牙蛀、龋牙和牙菌斑的形成。因此，本发明制剂可用于单独或与其他化合物如氟化亚锡和氟化钠组合，治疗牙蛀。
铜是骨、单纯性(bland)和神经组织的重要成分，并调节组织代谢中所有分解代谢和合成代谢过程之间的基本平衡。它是在结缔组织和骨形成所必需的许多酶中的辅因子，保护细胞免于氧化以及免于外源和内源毒性剂的破坏性影响。在生命免疫机能中，尽管铁的存在促进铜的活性，但铜对基础免疫血红素因子中血红素的合成必不可少，并且是促进过氧化氢酶(一种抗微生物酶)合成的主要因素。铜代谢紊乱引起骨组织代谢中营养失衡，引起轻微毒性物质蓄积、抵抗力减弱、免疫力降低、白细胞数量降低、组织变性和恶性肿瘤。这些缺陷也降低红细胞的寿命和骨髓产生它们的能力。在牙科适应症中，铜增强局部和全身的免疫力，并预防与局部牙科手术相关组织中的慢性炎症和感染。铜支持组织代谢，并提高口腔包括牙齿和骨组织的解毒作用。
铁是血红素因子免疫的另一种主要成分，也在活组织的氧化酶(细胞色素)和产生白细胞所必须的髓过氧化物酶中发现。铁也是过氧化氢酶的成分，过氧化氢酶是破坏其他代谢过程和炎症的毒副产物的细胞内酶，也是抵抗矿物质和重金属毒素的有效解毒剂。铁为合成破坏微生物的酶和免疫物质所必须的物质。铁代谢紊乱导致变性过程、慢性感染和炎症及全身免疫力减弱。在牙科适应症中，铁提高免疫反应，是帮助预防牙齿和齿龈慢性感染和疼痛的主要物质。
本发明的制剂和混合物可应用于牙齿，而不需除去所有龋化的组织或使牙髓组织暴露。本发明可用于促进次生牙本质的形成。
为了容易理解本发明，许多术语定义如下。本文定义的术语具有本发明相关领域中普通技术人员通常理解的含义。术语如″一″和″该″并不表示仅指单数实体，而且也包括用于举例说明的具体实例的总类。本文中的术语用于描述本发明的具体实施方案，但它们的使用并不限制本发明，权利要求书中描述的除外。
“生物膜”为附着在固体表面的微生物集落。生物膜集落可包括细菌、螺旋体、真菌、球菌、酵母、原生动物和其他微生物。“生物膜”包括由微生物集落产生的粘液、粘多糖和其他化合物。
“煅烧”指由于金属被加热至高温，金属转化为其氧化物。
“牙本质”指牙髓腔周围的钙化组织。
“活化”铜指失去一个或多个电子的铜。
在本发明制剂中，当铜被银活化时，铜的抗微生物作用增强。银电流式活化铜，因为银是与铜不同的金属。我们通过铜活化产生离子自旋，使得铜离子穿透生物膜，并延迟微生物生长。这使得不使用高浓度铜或银也得到抗微生物活性。
已报道铜离子可被铁活化。而且，已显示活化铜离子可用于某些牙用组合物。在含铜离子的牙用组合物中使用铋已显示有效。见如M.Dumas和M.Blush.Bacteriocidal Effects of Copper CementsA Review ofthe Literature(铜粘固粉的杀菌作用文献综述)，Tufts Dental Outlook，27(2)1-5(1954)。
本发明制剂可与化妆品和/或药用组合物，及相关化合物如烷撑二醇或者与羟烷基纤维素的一种或多种衍生物组合的烷撑二醇、醇如乙醇或丙醇、二醇如丁二醇或己二醇、多元醇如山梨醇或甘油、聚乙二醇或聚丙二醇组合使用。生物学上可接受的羟烷基纤维素也可与本发明制剂组合使用。
局部治疗包括单独使用本发明抗微生物混合物，或者本发明抗微生物混合物与组织相容性溶媒如洗剂-、乳膏-、软膏-或凝胶-基的溶媒组合使用。这些溶媒在本领域已知，并可购买用于将活性成分配制成适合局部应用的形式。
实施例实施例1用作皮肤病症和疾病治疗的抗微生物制剂。
首先，通过在密闭的混合器中混合干燥粉末，来煅烧(灰化、焙烧)二氧化硅、氧化镁、氧化锌和次硝酸铋。然后，将粉末置于气密性瓷坩埚中，并加热至1,050℃，保持3小时。结果得到的细粉末比未煅烧的相同粉末更有益，且毒性更小。
接着，将氯化银在低氧、低光环境中研磨，以保护化合物。然后将氯化银粉末与煅烧的粉末在密闭混合器中均匀地混合在一起。
然后，将碘化亚铜加入混合物中，并在密闭容器中充分混合；然后，将氧化钛逐渐混入制剂中-开始0.25％重量至最大1％重量，直至获得理想的色泽。白色铜粘固粉在其未处理状态呈浅黄色。1％的氧化钛使粉末变得雪白。这样，可适应颜色的各种不同偏好。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用，和/或与凡士林等组合使用。
实施例2用作白色铜粘固粉的抗微生物制剂。
该制剂抗微生物，具有高度生物相容性、颜色牢、易混合，有适当的凝固时间；凝固之后易清除，增加填充物、铸造物和牙髓病用桩的使用年限并促进次生牙本质的形成。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用。
如上述讨论，为了煅烧白色铜粘固粉，该制剂可于高温下加热，保持一段延长时间。
实施例3用于制备红色铜粘固粉的抗微生物制剂。
首先，通过在密闭的混合器中混合干燥粉末，来煅烧(灰化)二氧化硅、氧化镁、氧化锌、次硝酸铋和氧化铁。然后，将混合物置于气密性瓷坩埚中，并加热至1,050℃，保持3小时。结果，所述细粉末比未煅烧的相同粉末更有益，且毒性更小。
然后，于低氧、低光的环境中将氯化银研磨或碾碎得更细，以使化合物避免氧化和颜色改变。在该操作之后，将氯化银粉末与上述煅烧的基质在密闭混合器中混合均匀。可于相同点加入氧化铜，并充分混合，得到红色粉末，完成该制剂。
该制剂抗微生物，具有高度生物相容性、颜色牢、易混合，有适当的凝固时间；凝固之后易清除，增加填充物、铸造物和牙髓病用桩的使用年限并促进次生牙本质的形成。红色铜粘固粉可以对包括以下的生物能量功能水平产生直接影响和降低向病理性图案和组织转化的趋势毛囊囊肿、牙瘘、牙足肉芽肿、基底脓肿、龈沟、溃疡性龈炎、上颌骨骨炎、渗出性骨炎、硬化性骨炎、消化链球菌(pepto-streptococci)、布氏疏螺旋体(borrelia burgdorfer)、坏疽性牙髓、急性牙髓炎和龋齿。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用。为了焙烧用于制备红色铜粘固粉的制剂，该制剂可于高温延长加热一段时间。实施例3的制剂尤其可单独、或与约0.05％-5％重量的含氟化合物如氟化亚锡和氟化钠组合用于预防和治疗牙蛀。
实施例3的红色铜粉末也可与400ppm无水乙醚和/或COPALITEWE(不含氯仿的牙科涂剂)的组合混合，以治疗趾甲真菌感染。迄今为止，该组合物已成功治疗九例对非处方药和处方药耐药的趾甲真菌感染。
实施例4牙根管封闭剂。
当以丁子香酚液体为介质时，该制剂可与400ppm无水乙醚和/或Copalite WE(无氯仿牙科涂剂)的组合混合，并可用于封闭牙根管。
实施例5治疗趾甲和指甲真菌感染。
加入1-100克玫瑰油作为乳化剂。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质混合使用。例如，该制剂可与收敛剂混合。
然后，当需要时将该抗微生物制剂直接施用于感染区。
实施例6治疗皮肤刺激。
加入1-100克玫瑰油作为乳化剂。
该制剂可以粉末使用，或与水性介质或其他组合物或物质混合使用。例如，该制剂可与凡士林混合。
然后，当需要时将该抗微生物制剂直接施用于感染区。
实施例7治疗马的白线病。
马白线病是蹄壁内部的退化，发生在蹄壁/蹄底接合处。蹄壁/蹄底接合处的分离使微生物进入。
该制剂可以粉末使用，或与水或非水介质或其他组合物或物质混合使用。
当需要时，将该抗微生物制剂直接施用于感染区。
实施例8处理牙科供水线。
该制剂可以粉末使用，或与水性介质混合使用。
将该制剂引入牙科治疗装置的供水线中，并使液体静置过夜。第二天早晨，冲洗供水线一分钟。商用测试试剂盒显示牙科治疗装置供水线中的微生物被清除。
实施例9在停滞性系统(Stagnant System)中牙科粘固粉的生物膜预防功效。
使用三种类型标准尺寸的试样(coupons)(标记为1、2和3)，该试样含有细粒状抗微生物制剂，该抗微生物制剂含牙科粘固粉粉末。这些试验在停滞的试管中进行。
将三种类型牙科粘固粉试样(标记为1、2和3)、牙科粘固粉粉末和聚碳酸酯试样(作为未处理对照组)置于试管中，该试管含有5mL浓度为30mg/L的无菌胰胨豆胨培养基。将各类型试样置于3个分开的试管中(用于3次平行测定)。将牙科粘固粉粉末置于试管中，浓度为1g/L(5mg/5mL)。将各试管加盖盖住，以确保维持无菌，并静置48小时以促进生物杀伤剂从涂覆的试样溶解。之后，各试管接受含金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的100μL一次性大剂量(bolus)，浓度为2.8×103细胞。每个试样类型(和粉末)一个对照试管，对照试管不接种。接种之前，金黄色葡萄球菌(S.aureus)从TSB培养基的冷冻储用培养物中生长至所需的浓度。接种之后，覆盖试管并温育48小时，之后取出试样，并将附着的生物膜完全刮下，置于稀释缓冲液中，使用组织匀浆器解聚，并连续稀释，接种在R2A琼脂上。以试样表面上的CFU/cm2报告结果。
当未涂覆聚碳酸酯试样暴露在显示细胞以平均密度为1.08×106CFU/cm2定植的S.aureus接种物中时，没有任何一个牙科粘固粉试样含有任何可测量的生物膜聚集(表1)。于测试条件下，所有供试牙科粘固粉制剂和牙科粘固粉粉末在预防生物膜聚集方面100％有效。
表1.
实施例10反应性试验和生物学共振(Biological Resonance)试验。
通过反应性试验，表明本公开的制剂对IgG、IgM和IgA抗体产生的生物相容性优于其他磷酸锌粘固粉。此外，生物学共振试验表明，本公开的制剂较少受引起以下病理性障碍和/或疾病的生物体影响毛囊囊肿、牙瘘、牙根肉芽肿、基底脓肿、龈沟、溃疡性龈炎、上颌骨骨炎、渗出性骨炎、硬化性骨炎、坏疽性牙髓、急性牙髓炎、龋齿、消化链球菌(pepto-streptococci)和龋齿。
实施例11在停滞性系统中牙科粘固粉预防生物膜的功效。
在″停滞″的试管中测试了本发明牙科粘固粉的功效，显示在预防生物膜形成中有效。
为了确定生物体达到对数期的最佳培养基浓度和所需时间，完成变异链球菌(Streptococcus mutans)ATCC 25175和类干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)的生长曲线研究。变异链球菌(S.mutans)在全浓度脑心浸液(BHI)肉汤中厌氧性生长，类干酪乳杆菌(L.paracasei)在全浓度乳杆菌(Lactobacilli)MRS肉汤中需氧性生长。将两种培养物于37℃温育。基于生长曲线的研究，确定S.mutans于37℃，在BHI肉汤中厌氧性温育22小时后达到对数期，L.paracasei于37℃，在乳杆菌(Lactobacilli)MRS肉汤中需氧性温育46小时后达到对数期。
将各类型的八个试样置于玻璃闪烁瓶中并高压灭菌。将浓度为37mg/L的无菌BHI肉汤和浓度为55mg/L的灭菌乳杆菌(Lactobacilli)MRS肉汤加入适当的瓶中。于室温下温育试管48小时。将试管与浓度为103-104CFU/ml的100μl S.mutans或L.paracasei一起温育生长适当时间。于室温下，将S.mutans接种的瓶厌氧性温育48小时。于室温下，将L.paracasei接种的瓶需氧性温育48小时。
48小时温育结束后，将试样从瓶中取出，刮除生物膜。将生物膜样品经匀化解聚。稀释样品并接种在胰胨豆胨琼脂上。于37℃下，厌氧性温育S.mutans样品60小时。于37℃下，需氧性温育L.paracasei样品60小时。
该试验结果在以下表2中即时提供。
表2.测试试管标记号、接种物、培养基和平均定植。
粘固粉试样GLS＝GC美国的Fuji II玻璃离聚物粘固粉，Lot#75 N05K KRCC＝DOC′S BEST Red磷酸铜锌粘固粉(Lot# A2920-9)WC＝DOC′S BEST White磷酸铜锌粘固粉(Lot#i3810-6)WC+＝实施例2的白色铜粘固粉PC＝3M的Durelon粘固粉，Lot#166317RCC由适当量(％重量)的以下化合物的制剂制备氧化锌(75-85)；氧化镁(7-8.5)；氧化铜(5.5-6.5)；次硝酸铋(2.5-3.5)；二氧化硅(1.5-2.5)；氧化铁(小于1.5)和氟化钠(小于0.1)，并与磷酸介质混合。
WC由适当量(％重量)的以下制剂制备氧化锌(75-85)；氧化镁(7-8.5)；氧化亚铜(6.5-7.5)；次硝酸铋(2.5-3.5)；二氧化硅(1.5-2.5)和氟化钠(小于0.1)，并与磷酸介质混合。
尽管结合具体实施方案对本发明进行了描述，但这些描述并无意按限制意义理解。参照本发明说明书，所公开实施方案的各种修改以及本发明的替代实施方案对本领域技术人员来讲将是显而易见的。本领域技术人员应认识到，为实施本发明的相同目的，可容易地用公开的概念和具体实施方案作为改进或设计其他结构的基础。本领域技术人员也应认识到，这些等同的解释没有背离权利要求书中所描述本发明的宗旨和范围。
因此，期望权利要求书将涵盖落入本发明真实范围内的任何此类修改或实施方案。
权利要求
1.一种抗微生物制剂，所述制剂包含(a)约2-90％重量的氧化锌；(b)约0.05-2％重量的银化合物，所述银化合物选自氯化银、磷酸银和硝酸银；(c)约0.05-10％重量的铜化合物，所述铜化合物选自氧化铜、氧化亚铜、碘化亚铜、碘化铜、磷酸铜、磷酸氢铜(II)和硅酸铜；和(d)约2-50％重量的铋化合物，所述铋化合物选自次碳酸铋和次硝酸铋。
2.权利要求1的抗微生物制剂，所述制剂还包含0.05-3％重量的铁化合物，所述铁化合物为氧化铁。
3.权利要求1的抗微生物制剂，所述制剂还包含一种或多种选自以下的化合物二氧化硅、氧化镁、氧化钛、部分氢化的松香、硫酸钡和硼酸钠。
4.一种抗微生物混合物，所述混合物包含(a)权利要求1的抗微生物制剂(A)；和(b)介质，该介质包含选自磷酸和水的化合物。
5.一种治疗牙齿上微生物的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者。
6.一种治疗皮肤刺激的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与凡士林、牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者，条件是所述涂剂不含氯仿。
7.一种治疗真菌感染的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者，条件是所述涂剂不含氯仿。
8.一种治疗白线病的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂组合，给予有需要的患者，条件是所述牙科涂剂不含氯仿。
9.一种预防牙蛀的方法，所述方法包括步骤将有效量的权利要求1的抗微生物制剂单独或与牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠组合，给予有需要的患者。
10.一种制剂，所述制剂包含(a)约4％重量的二氧化硅；(b)约6％重量的氧化镁；(c)约73％重量的氧化锌；(d)约5％重量的次硝酸铋；(e)约3％重量的氧化铁；(f)约7％重量的氧化铜；和(g)约1％重量的氯化银。
11.一种制剂，所述制剂包含(a)约4％重量的二氧化硅；(b)约6％重量的氧化镁；(c)约81％重量的氧化锌；(d)约5％重量的次硝酸铋；(e)约2％重量的氧化铜；(f)约1％重量的氯化银；和(g)约1％重量的氯化钛。
12.一种制剂，所述制剂包含(a)约4％重量的氧化锌；(b)约25％重量的氢化松香树脂；(c)约14％重量的次碳酸铋；(d)约11％重量的硫酸钡；(e)约2％重量的硼酸钠；(f)约7％重量的氧化亚铜；和(g)约1％重量的氯化银。
13.一种药剂盒，所述药剂盒包含(1)抗微生物制剂，所述制剂包含(a)约2-90％重量的氧化锌；(b)约0.05-2％重量的银化合物，所述银化合物选自氯化银、磷酸银和硝酸银；(c)约0.05-10％重量的铜化合物，所述铜化合物选自氧化铜、氧化亚铜、碘化亚铜、碘化铜、磷酸铜、磷酸氢铜(II)和硅酸铜；和(d)约2-50％重量的铋化合物，所述铋化合物选自次碳酸铋和次硝酸铋；以及(2)牙科涂剂、氟化亚锡或氟化钠。
全文摘要
描述了含无毒性量的锌、银、铋和铜的制剂和混合物，它们用作各种由细菌或其他微生物引起的病症和疾病的治疗。
文档编号A61K33/30GK1942162SQ200580011547
公开日2007年4月4日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月18日
发明者玛丽安娜·库利, 蒂莫西·W·弗雷泽 申请人:玛丽安娜·库利, 蒂莫西·W·弗雷泽
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