JP2023522424A - 抗ウイルス及び抗菌組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、抗ウイルス剤及び／又は抗微生物剤としての組成物の使用であって、前記組成物が、少なくとも、正電荷の天然又は非天然アミノ酸と、有機酸と、カチオン性ポリマーと、双性イオン性界面活性剤と、を含む、使用に関する。

Description

本発明は、抗ウイルス剤及び／又は抗微生物剤としての組成物の使用に関する。

コロナウイルス（ＣｏＶ）は、エンベロープ陽性ＲＮＡウイルスであり、ニドウイルス（Ｎｉｄｏｖｉｒａｌｅｓ）目のコロナウイルス（ｃｏｒｏｎａｖｉｒｉｄａｅ）科に属する。コロナウイルスは、突然変異及び組換えを通じて新たな環境に適応することが可能であり、宿主範囲及び組織向性を改変するようにプログラムされている。コロナウイルスは、系統学的にα、β、γ及びδの４つの属に細分化され、α型及びβ型はヒトに感染可能であることが知られている。コロナウイルスβは、重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）と中東呼吸器症候群（ＭＥＲＳ）に分類でき、どちらも人獣共通感染症と見なされる。コロナウイルスのゲノムは、スパイク（Ｓ）タンパク質、ヌクレオキャプシド（Ｎ）タンパク質、膜（Ｍ）タンパク質、及びエンベロープ（Ｅ）タンパク質の４つの主要な構造タンパク質をコードし、これらはすべて、構造的に完全なウイルス粒子を産生するために必要である。

一般に、ＳＡＲＳ－ＣＯＶ－２などのパンデミックウイルスは、特定の微生物／ウイルス特徴により、病棟若しくは老人ホームなどの高負荷環境における媒介物（感染を運ぶ無生物）及び／又はエアロゾルを介した微生物の伝染を完全に防ぐことが非常に困難となることを強調している。そのような高病原性の特徴としては、上気道における微生物及び／又はウイルスの負荷が高いこと、感染者が無症状の間に微生物/ウイルスを伝染させる能力、対象が単に呼気するか又は話すだけの場合でさえ、微生物／ウイルスが空気中を数メートル移動する能力、並びに微生物／ウイルスが、空気中で何時間も浮遊した後、様々な表面上で何日もの間生存し、感染力を維持する能力が挙げられる。これにより、このウイルスは非常に伝染性が高くなり（ｖｉｒｕｌｅｎｔ）、宿主なしで長期間生存できるようになると思われる。意味深い（ｒｅｖｅａｌｉｎｇ）事実は、様々な表面上での生命維持の違い、及びウイルスが様々な表面上で生存できる時間のばらつきの主因となるものの発見である。

そのような病原体によれば、高負荷環境に長期間さらされる人々が病原体にさらされ、定着されることは避けられない。危険にさらされている人々のために、保健機関は、エアロゾル化された飛沫で病原体が伝染する危険性を低減するために、ＰＰＥ（個人用防護具）の使用を推奨している。ＰＰＥの要件には、通常、手袋、ガウン、フェイスシールド及びマスク（Ｎ９５、サージカル又はコミュニティマスク）のうちのいずれか１つ又はそれらの組み合わせが含まれる。ミラノのホスピタル・クリニコ・サン・カルロス（Ｈｏｓｐｉｔａｌ Ｃｌｉｎｉｃｏ Ｓａｎ Ｃａｒｌｏｓ）での最近の研究によって示唆されているように、高負荷環境でのＰＰＥ要件は広範囲にわたる可能性があり、１２床の集中治療室（ＩＣＵ）での２４時間シフトにおいて、医師１２名、看護師３２名、放射線技師２名、清掃員２名、及びコンサルタント２名が配置されることが示唆されている。２４時間シフトにおいて、これら５０名の提供者は、１００セットの手袋（手袋を二重にするため）、５０着のガウン、５０個のフェイスシールド、及び５０枚のマスクを必要とする。このイタリアのモデルを米国全体に当てはめると、毎日約８３０，０００セットの手袋、４１５，０００着のガウン、４１５，０００個のフェイスシールド、及び４１５，０００枚のマスクが必要となる。明らかに、これはＰＰＥのサプライチェーンに大きな負荷をかけることになり、保健機関は、ａ）再利用するか、又はｂ）ＰＰＥをゼロから製造するかのいずれかを提唱しているが、どちらもＰＰＥの保護能力について懸念されている。

様々なアルコールの抗微生物及び抗ウイルス特性は何年も前からよく知られており、皮膚上の微生物を死滅させるように設計されたアルコールベースの消毒液製剤は、微生物及びウイルスへの曝露から医療従事者を保護するために、ＰＰＥに加えて、病院環境で一般的に使用されている。手は一般的な微生物拡散媒介物であり、ヘルスケアにおける手指衛生に関するＷＨＯのガイドラインで概説されているように、
ａ）手は、微生物／ウイルスが成長するための魅力的な環境となる；
ｂ）微生物汚染は、適切な手の洗浄が行われない場合、患者ケアの継続期間が長くなるにつれて直線的に増加する；
ｃ）無生物環境には、一般的に、微生物／ウイルスが定着する（例えば、電話、コンピューターのキーボード、及び更にはＰＰＥの表面）。

ＰＰＥは感染媒介物として機能するだけでなく、現在の世界的ＣＯＶＩＤ－１９パンデミックなどの需要が増大する時期には、未着用のＰＰＥの供給がかなり制限される可能性がある。更に、ウイルスは、湿潤環境から発生し、空気感染する。ウイルスは、水の外側の超薄層を担持する。したがって、ウイルスは、表面上で数日間生存する。ウイルスがＰＰＥ（Ｎ９５など）のような表面上に着地すると、平均で７日間感染力を維持し、再度空気感染する可能性があることが試験されている。

したがって、本発明の課題は、ウイルス感染から口及び鼻を保護するための、安全な成分から作製された抗ウイルス及び抗菌組成物を提供することである。

この課題は、本発明による組成物によって解決される。更なる好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。

本発明による組成物が、極めて強力な抗ウイルス剤及び／又は抗微生物剤であり、この組成物が、少なくとも
－正電荷の天然又は非天然アミノ酸と、
－有機酸と、
－カチオン性ポリマーと、
－双性イオン性界面活性剤と、を含むことが見出された。

図１は、実験装置の概略図を示す。 図２は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の侵入を阻害する溶液及び混合物の抗ウイルス活性を示す。 図３は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の侵入を阻害する混合物の抗ウイルス活性を示す。 図４は、実験装置の概略図を示す。

本発明による組成物の成分の独自の組み合わせが、驚くべきことに、エンベロープウイルス及び細菌を不活性化する相乗効果を生み出すことが見出された。これらの成分は、ウイルスの膜、スパイク及びエンベロープのタンパク質、脂質及びアミノ酸を標的とすることにより、エンベロープウイルスを不活性化するように選択的に働く。組成物の強力なカチオン性ポリマーは、ウイルスのイオン電荷のバランスを妨害し、それにより、ウイルスを引き寄せ、ウイルス電荷を全滅させる。これにより、ウイルスのイオン電荷の平衡に不均衡が生じる。更に、有機酸及びアミノ酸は、感染性ウイルスＲＮＡのタンパク質と相互作用し、それを不能にする。したがって、本発明による組成物の成分の相乗作用により、ウイルス及び細菌を不活性化することが可能になる。本発明による組成物は、ウイルス及び／又は細菌を数分で不活性化できる活性表面を創出する。本発明による組成物の成分は、水生状態でその解離及び活性を保証する。したがって、本発明による組成物は、マスクなどの担体に適用されると、ウイルスを捕捉するだけでなく、同時にウイルスを永久に不活性化することができる。更に、ウイルスは、一旦破壊されると、本発明による組成物で処理された表面に付着することはない。

本発明による組成物は、９５重量％までの水を含むことができる。しかしながら、組成物は、濃縮物として、又は更には本質的に水を含まない組成物として提供することもできる。全ての成分は水に容易に溶解できるため、組成物を、例えばスプレーとして使用する場合には、濃縮物として保管し、その後、使用前に希釈することができる。しかしながら、例えば、本発明による組成物を喉あめとして提供する場合には、有効成分を溶解するために唾液を使用することもできる。

本発明による成分は、「水溶性」という用語が意味するように、水に容易に溶解する（したがって、示された濃度の全ての成分は、２５℃で透明な溶液になる）ので、水分はウイルス上の水外表面と結合することができ、これが、そのような成分が周囲の水層内へと毛管伝播されてウイルスの不活性化をもたらす重要な成功要因である。

好ましくは、本発明による組成物は、リンゴ酸、クエン酸、乳酸、酢酸、グルタミン酸、アスコルビン酸及び安息香酸又はそれらの混合物からなる群から選択される有機酸、好ましくはリンゴ酸及び／又はグルタミン酸を含む。前記酸は、全てＧＲＡＳ化合物（一般に、安全な化合物と見なされている）であり、防腐剤、染料、香料において、及び食品産業で一般的に使用されている。前記有機酸は、本発明による組成物のｐＨを低下させ、ウイルス又は細菌のタンパク質、ＲＮＡ及び脂質と相互作用することにより、抗ウイルス剤又は抗菌剤として作用する。これらの酸成分は、本発明による組成物に粉末として添加することができる。特にリンゴ酸及びグルタミン酸は、本発明による組成物にも含有される正電荷のアミノ酸との相乗効果を有するので、好ましい。更に、グルタミン酸は、モイスチャライザー及びスキンコンディショニング剤として知られており、これは更なる利点である。

好ましくは、本発明による組成物は、Ｌ－アルギニン、Ｌ－リジン、Ｌ－ヒスチジン、オルニチン、２，４－ジアミノブタン酸、２，３－ジアミノプロパン酸、３－（アミノイミノメチル）アミノ－アラニン、２－アミノ－４－（アミノイミノメチル）アミノブタン酸、Ｎ６－（アミノイミノメチルイ）リジン（Ｎ６－（ａｍｉｎｏｉｍｉｎｏｍｅｔｈｙｌｙ）ｌｙｓｉｎｅ）、２－アミノ－７－（アミノイミノメチル）アミノヘプタン酸、２，７－ジアミノヘプタン酸、２，８－ジアミノオクタン酸、２，９－ジアミノノナン酸、２，１０－ジアミノデカン酸、４－（アミノイミノメチル）フェニルアラニン、及び４－（アミノイミノメチル）アミノフェニルアラニンからなる群から選択される正電荷のアミノ酸、好ましくは天然アミノ酸Ｌ－アルギニン、Ｌ－リジン及びＬ－ヒスチジンを含む。Ｌ－アルギニンにより最良の結果を得ることができた。Ｌ－アルギニンは、タンパク質構造膜に結合している間も依然としてプロトン化された状態である強い正電荷を持つ唯一のアミノ酸である。Ｌ－アルギニンは、ウイルスタンパク質に結合し、密集を引き起こし、タンパク質凝集を抑制することができ、それによりエンベロープウイルスは攻撃に対して脆弱になる。更に、Ｌ－アルギニンは、その陽イオン電荷のために、脂質領域に細孔形成を引き起こすことによって脂質膜を妨害し、イオンチャネル内のイオンの流れ及びウイルスキャプシドのリン脂質を妨害して混乱させることができる。

本発明による組成物は、カチオン性ポリマーを含む。活性カチオン電荷は、ＧＲＡＳ（一般的に安全と認められている）材料又は工業用合成化合物のいずれかによって提供される。好ましくは、カチオン性ポリマーは、ポリクオタニウム、脂肪族アミン、ポリエチレンイミン又はそのコポリマー、カチオン性デンプン、金属カチオン成分及びそれらの混合物からなる群から選択される。最も好ましくは、本発明による組成物は、少なくとも１つのポリクオタニウムを含む。

本発明の文脈内で、ポリクオタニウム（ＩＮＣＩ名称）という用語は、パーソナルケア産業で通常使用される、ポリマー中に四級アンモニウム中心を含むポリカチオン性ポリマーを表す。例えば、これらのポリマーのＰＱ－１～ＰＱ－４７は、欧州連合官報（ｔｈｅ Ｏｆｆｉｃｉａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｕｎｉｏｎ）の２００６年２月９日付けの委員会決定（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ）に列挙されている（２００６／２５７／ＥＣ）。更に多くのポリクオタニウムポリマーが知られており、特に以下のポリクオタニウムポリマーが含まれる。

本発明の文脈内で、金属カチオン成分という用語は、コロイド銀又はコロイド銅などの、界面活性剤層によって安定化される金属イオンを含むコロイド系を表す。最も好ましくは、前記金属カチオン成分は、ポリエチレンイミンなどの更なるカチオン性ポリマーと共に存在する。例えば、ポリエチレンイミンとコロイド銀との組み合わせは、これらの成分を単独で使用する場合よりも高い抗菌性及び／又は抗ウイルス性対数（ｌｏｇ）をもたらす。

カチオン性ポリマーは、カチオン性デンプンでもあり得る。デンプン顆粒から作製されたカチオン性デンプンは、四級アンモニウムと反応して、ｐＨに関係なく連続的な正電荷を生成した。多くの異なる市販のカチオン性デンプンを本発明のために使用することができる。この例としては、ＣＨＡＲＧＥＭＡＳＴＥＲカチオン性デンプン系統（アイオワ州マスカチンのＧｒａｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＣＨＡＲＧＥＭＡＳＴＥＲ系統のカチオン性デンプン）が挙げられる。Ｃｈａｒｇｅｍａｓｔｅｒ Ｌ３４０が特に好ましい。カチオン性デンプンは無毒であり、食品グレードで製造することができ、これは無論、特に本発明による組成物を経口適用する場合に大きな利点である。

本発明の一実施形態では、カチオン性ポリマーは、高分子量（２５ｋＤａ）又は低分子量（１．８ｋＤａ）を有することができる直鎖又は分岐鎖のポリエチレンイミンである。好ましくは、このポリエチレンイミンは、エチレンジアミン基から構成される繰り返し単位を含む分岐鎖ポリエチレンイミンである。このポリエチレンイミンは、一級、二級及び三級のアミノ基を含有することができる。前記分岐鎖ポリエチレンイミドは、好ましくはフタルアルデヒド及びＰＥＧからなる群から選択される架橋剤で少なくとも部分的に架橋することができるが、その理由は、これらの組み合わせが、表面に対する本発明による組成物の有効性を有意に増加させるか、又はさらには２倍にするからである。

いくつかの実施形態では、疎水性ポリカチオン性ポリマーは、Ｎ，Ｎ－ドデシル、メチル－ポリエチレンイミン又はＮ，Ｎ－ヘキシル、メチル－ポリエチレンイミンなど、様々なアルキル鎖長を有するＮ－アルキル化ポリエチレンイミンである。他の実施形態では、ポリマーは、ポリ（４－ビニル－Ｎ－アルキルピリジン）である。

更に、本発明による組成物は、双性イオン性界面活性剤を含む。双性イオン性界面活性剤は、正電荷及び負電荷を有するため、ｐＨ変化の影響を受けにくい。双性イオン性界面活性剤は、ウイルス膜及びエンベロープタンパク質のタンパク質を構成するアミノ酸の疎水性及び親水性側の両方と相互作用し、それによりウイルスタンパク質の崩壊をもたらす。好ましい双性イオン性界面活性剤は、コカミドプロピルベタインである。コカミドプロピルベタインは、炭化水素鎖が長いため、脂質と相互作用でき、その極性頭部はウイルスのイオン電荷と相互作用できる。

双性イオン性界面活性剤の効果がポリソルベートなどの非イオン性界面活性剤の添加によって強化され、膜脂質及びタンパク質の溶解性が向上することを示し得た。

正電荷のアミノ酸及び有機酸の存在は、それらが本発明による組成物を緩衝するという効果を有する。エンベロープ及びスパイクのタンパク質は５．５の等電点を有するので、特にＳＡＲＳ－ＣＯＶ－２を不活性化するために、本発明の組成物は、５．５を超えるｐＨを有するのが好ましいことが見出された。

一実施形態では、本発明による組成物は、正電荷のアミノ酸としてのＬ－アルギニンと、有機酸としてのリンゴ酸及び／又はグルタミン酸を、好ましくは１：１０～１０：１の比で含む。Ｌ－アルギニンと前記有機酸のうちの１つ又は両方との組み合わせは、水素結合の増加によりタンパク質の溶解度を約６倍と大幅に増加させ、したがって前記成分とウイルスタンパク質の表面との間の相互作用を増加させる。

本発明による組成物は、皮膚の保湿、皮膚の軟化、皮膚バリアの維持、刺激防止、又は他の皮膚の健康上の利点を提供するために、保湿剤を含むことができる。保湿剤のいくつかの非限定的な例としては、ヒドロキシエチルグリセリン、尿素、アガロース、尿素、５－オキソ－Ｌ－プロリン、フルクトース、グルコース、ハチミツ、ラクトース、マルトース、ポリエチレングリコール、ソルビトール、及びそれらの混合物が挙げられる。

好ましくは、本発明による組成物はエタノールを含まない。エタノールは、コロナウイルスを含む一部のウイルスを取り囲むエンベロープタンパク質を攻撃して破壊する。一方、ほとんどのウイルスを死滅させるには、手指消毒剤は少なくとも６０％のアルコールが含有している必要がある。しかしながら、そのような高レベルのエタノールは皮膚を乾燥させ、最悪の場合、特に湿度の低い気候又は年間の「乾燥した」月に、皮膚炎を引き起こす。

更に、本発明による組成物は、正電荷を増加させるためにカチオン性界面活性剤を更に含むことができる。カチオン性界面活性剤の例としては、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化オクチルトリメチルアンモニウム、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化オクチルジメチルベンジルアンモニウム、塩化デシルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ジドデシルジメチルアンモニウム、塩化ジオクタデシルジメチルアンモニウム、塩化獣脂トリメチルトリメチルアンモニウム、塩化ココトリメチルアンモニウム、及び対応するそれらの水酸化物が挙げられる。

少なくとも合計で０．０２重量％～８重量％の正電荷の天然又は非天然アミノ酸と、０．０２重量％～８重量％の有機酸と、０．０２重量％～５重量％のカチオン性ポリマーと、０．０２重量％～８重量％の双性イオン性界面活性剤と、を含む組成物を使用することで、特に良好な結果を得ることができた。好ましくは、そのような組成物は、９２重量％までの水を含む。特に好ましいのは、少なくとも０．０２重量％～８重量％のＬ－アルギニンと、０．０２重量％～５重量％のリンゴ酸又はグルタミン酸、又はそれらの混合物と、０．０２重量％～５重量％のポリクオタニウムと、０．０２重量％～８重量％のコカミドプロピルベタインと、を含む組成物である。好ましくは、そのような組成物は、９２重量％までの水を含む。

本発明による組成物は、多種多様な細菌及びウイルス、特にコロナウイルス、インフルエンザウイルス、ヒトライノウイルス（ＨＲＮ）、パラインフルエンザウイルス（ＰＩＮ）、呼吸器合胞体ウイルス（ＲＳＮ）、アデノウイルス、メタニューモウイルス、及びライノウイルスからなる群から選択されるウイルス、とりわけＳＡＲＳ－ＣＯＶ－２又はその変異体を不活性化することができる。本発明の組成物は、空気感染ウイルスに対して特に活性である。

本発明による組成物は、スプレー、プレスプレーゲル（スプレー及び乾燥システム）、水溶性ポッド、ミスト、ストリップ又は喉あめなどの異なる製剤で適用することができる。

水溶性ポッドは、本発明による組成物を濃縮物として保管することを可能にするが、ボトルは再利用することができ、それによって送料と水代を回避し、個々のプラスチックボトル及びスプレーシステムの費用を節約する。更に、この水溶性ポッドは、持続可能性の価値が高い。本発明の組成物を含有する水溶性ポッドは、単独で、又は洗濯洗剤若しくは食器洗い洗剤などの他の成分と共に適用することができる。ポッド内の本発明の組成物は、病院のベッドリニン（ｂｅｄ ｌｉｎｉｎｓ）などの布地をまとめて活性化し、それによって患者を細菌及びウイルスから保護することが可能である。更に、本発明の組成物は、食器及び器具、並びに洗浄装置内に配置された道具又は任意の物体を活性化するために使用することができる。本発明の組成物は、洗浄プロセスのすすぎサイクル前、中若しくは後、又は乾燥中に適用することができる。本発明の組成物には、布地の快適性及び香りを高めるために香料を添加することができる。

鼻腔洗浄（ｓｉｎｕｓ ｗａｓｈ）系などの洗浄系は、当業者に知られている。本発明による組成物は、洗浄系として直接使用することができるか、又は濃縮物として通常の生理食塩水に添加することができる。

本発明の一実施形態では、本発明による組成物又はその本質的に水を含まない乾燥形態でコーティングされた担体に関する。本質的に水を含まないという用語は、含水量が１０％未満であることを意味する。噴霧乾燥は、微粒子を調製するための装置によって組成物を担体表面に噴霧し、次いで水分を蒸発させることによって乾燥させる方法である。したがって、本質的に水を含まない形態の本発明による組成物でコーティングされた担体は、担体が本発明による組成物の成分を含む薄層で被覆され、水が部分的又は完全に蒸発されていることを意味する。興味深いことに、本発明による組成物は、その乾燥形態で活性である。コロナウイルスは空気感染ウイルスであるため、ウイルス粒子上のその水層は、本発明による組成物を再活性化し、ウイルスを捕捉して不活性化する。

本発明による組成物でコーティングされた担体は、好ましくは１平方センチメートル当たり１５００万個を超える、好ましくは５０００万個を超える、及び最も好ましくは１億個を超える正電荷のイオンを有し、負電荷のウイルス及び細菌を付着させる。この表面と接触すると、ウイルスタンパク質のキャプシド又はエンベロープが破壊される。

本発明の文脈における担体という用語は、ウイルス又は細菌と接触する可能性のある任意の表面を表す。好ましくは、前記担体は、成形繊維、プラスチック、不織布、フォーム及び連続気泡フォーム、ゴム及び織物を含むか、又はそれらからなる。本発明による組成物により、呼吸を可能にし、侵入を阻止し、ウイルスを不活性化することができるスマートアクティブな表面マスクを作製することができる。特に、Ｎ９５マスクを使用する必要がなくなる。Ｎ９５マスクは、呼吸困難を引き起こす可能性があり、汎用的なフリーサイズであるため、使用中に著しい不快感、皮膚刺激、及び不便さをもたらす。実際、最近の新たな規制では、新鮮な空気を吸えるようにするために、Ｎ９５を連続して直接顔に使用するのを７５分以内に制限している。

成形繊維で作製されたマスクなどの担体が、特に好ましい。担体は、現地で（ｌｏｃａｌｌｙ）入手できるリサイクル可能な紙パルプから作製される。そのような担体は、特定のサイズ及び形状で人間工学的に最適化でき、例えば、男女の顔つきの違いに対処できる。更に、内側透明プラスチックフィルムをマスクの内側に積層することで、優れた保護を提供しながら、皮膚及び顔との親和的な相互作用が可能になるであろう。更に、そのような透明なフィルムは、マスクの内側に統合され、配置されて、保護を提供しながらも口が透けて見え、抗ウイルススプレー処理を使用してウイルスの蓄積から保護されることができる。鼻の領域には、適切に処理された膜が装備されて、継続的に新鮮な空気を吸うことができる。金型の資本費用は非常に安く、貧困国でも前記担体を製造することができる。成形繊維の表面構造により、本発明による組成物の良好な保持が可能になる。

コーティングされた表面は、乾燥している間も水、湿気、空気から及び鼻又は口を介した呼吸からの水分の吸収を許容する。ＰＰＥ、マスク及び鼻用デバイスは前処理でき、その表面はすぐに活性となるであろう。

本発明による組成物は、表面処理としても使用することができる。表面処理により、エンベロープウイルス及び細菌をブロックし、捕捉し、及び死滅させ、湿潤環境又は乾燥環境での移動及び感染に対する保護を最大にする。そのような表面としては、ドアノブ、エレベーターのボタン、階段の手すり、電話機、コンピューターのキーボード、及び水道の蛇口が挙げられ、これらはすべて一般的にウイルス伝搬の媒介物として機能する。

本発明による組成物で処理するか、又は前処理することができる担体は、好ましくは個人用防護具（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）であり、最も好ましくはエアフィルター、個人用防護具（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、Ｎ９５サージカルマスク、コミュニティマスク、織物マスク、フォームマスク、バンダナマスク、成形繊維デバイス、フォーム織物、綿織物、セルロース織物、複合材、鼻挿入物、フォーム鼻挿入物、鼻フィルター、鼻スクリーン、鼻フィルター、エアフィルター、手術衣、カバーリング、及び拭き取り布からなる群から選択される。

本発明による組成物のすべての成分は、水溶性又は水溶解性である。したがって、担体は、洗濯機又は手で洗浄することができ、それによって本発明による組成物を除去することができる。その後、本発明による組成物で再び処理する前に、担体を乾燥、例えば清浄な空間で風乾させることができる。したがって、本発明による組成物により、再利用可能な個人用防護具の使用が可能になる。

活性表面イオンをもたらすプラズマ／コロナで前処理された担体は、使用前に処理された表面を保護するために、調整雰囲気包装、ガスバリア性プラスチック、ホイル及び窒素リッチ環境、又は真空タイプの包装で保管することができる。

担体がフィルターシステムを含む個人用防護具である場合、前記フィルターシステムは、活性炭及び酸性タンパク質フィブリル膜を含むことができる。本発明の組成物は、フィブリル膜のカチオン性質を高め、それによりフィルターシステムの有効性を高める。更に、そのようなフィブリルタンパク質ベースの膜は、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）／分岐鎖ポリエチレンイミン（ＢＰＥＩ）で更にコーティングされるか、若しくはそれを含浸されてもよく、又はコロイド銀及び／若しくはコロイド銅イオンと混合されて、担体表面上の正電荷を更に増加させてもよく、この担体表面が、負電荷ウイルス及び細菌に対してプラスの磁石のように機能する。

本発明による組成物は、局所的又は経口的に適用することもできる。組成物は、その安全な成分のため、マスク周辺の素肌だけでなく、鼻、喉、口、及び呼吸器系全体を含むマスクの内側にも噴霧できる。組成物は、スプレー、食品ベースの調製剤、喉あめ、オーラルストリップ、鼻洗浄システム用溶液（鼻洗浄剤）及び霧状ミストを含む、消費者製品及び医療製品の標準的な送達技術を介して、鼻及び口から肺まで、ヒトの呼吸器系に適用できる。特に好ましくは、本発明による組成物は、鼻からの吸入による感染が、口からの感染の１０，０００倍の頻度であることが医学的に証明されているため、鼻洗浄用システムにおいて使用される。本発明による組成物を用いた鼻うがいは、この領域におけるウイルス負荷を大幅に減少させることができる。

鼻用システムを保護するために、吸入空気中に浮遊するウイルス粒子を捕捉することが可能なアクティブな抗ウイルス装置を使用できる。そのような鼻用システムは、例えば化粧用鼻保護具、鼻用エアフィルター（米国特許第６，９６２，１５６号、米国特許第６，９７１，３８７号、米国特許第６，９８１，５０１号）、鼻タンポンとして、又は（例えば、既存の柔軟なフレーム及び交換可能なフィルターを含む）いびき用の鼻拡張器として当該分野で知られている。前記システムは、本発明による組成物で部分的又は完全に処理することができ、したがってウイルスが鼻用システムを通って吸入されるとそれを不活性化する。そのようなシステムの製造プロセスは、例えば、化学反応プロセスによりフォームを製造し、次いで熱プロセス又は化学プロセスによってフォーム内のセル壁を除去し、それによって網状フォームを作製することを含むことができる。網状フォームは、骨格構造内に空隙及び複雑な構造（ｉｎｔｒｉｃａｃｉｅｓ）を有する三次元マトリックスからなる。好ましくは、フォームは、低密度で軽量の連続気泡網状ポリウレタンフォームである。フォームを網状にすることで、フォーム構造内のセル数、その設計、形状、及び位置の管理が可能になる。あるいは、ポリエーテル又はポリエステルフォームを使用してもよい。そのようなフォームの多孔率は、１インチ当たり１０～１００個の孔の範囲であることができる。あるいは、システムは、成形繊維で作製できる。選択された多孔率又は成形繊維の性質に依存して、構造は、本発明による組成物の高い通気性及び高い保持力を可能にする。そのような鼻用システムは、非常に費用対効果が高く、安全で、非常に効果的で、非常に持続可能性である。例えば、レストラン、劇場、学校、並びに公共交通機関及び飛行機など、あらゆる屋内活動で使用できる。

更に、そのような鼻用システムは、低温大気圧プラズマで前処理することができる。低温大気圧プラズマ及び／又はコロナは、当業者に知られており、表面のカチオン性電荷及び静電荷を増加させることができる。好ましくはステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム及びステアリン酸亜鉛からなる群から選択されるステアリン酸金属塩を、生成されたイオン電荷を維持及び拡張するのに役立つ発泡プロセス又は噴霧プレプラズマ処理中に添加することができる。更に、そのような基材は、イオン密度及び保持力を高めるために、食品グレードのシリコーンベース材料、好ましくはポリジメチルシロキサンＰＭＤＳで処理することができる。これらの処理されたフォーム構造は、臭気が少なく、いくつかの実施形態では、特定の医療仕様に適合するように作製される。

本発明による組成物は、ゲル化剤、フィルム形成剤、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）などの融合助剤（ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）、メトセル、カルボキシメチルセルロース、塩化ベンザルコニウムなどの防腐剤、懸濁化剤、増粘剤、皮膚軟化剤、及び主要な有効成分の抗ウイルス効力に影響を与えないその他の成分のような、美容医療用途で典型的に使用される他の添加剤を含有してもよい。そのような追加の成分は、当業者に知られている。

本発明の更なる実施形態において、担体は、低温大気圧プラズマで更に処理される。低温大気圧プラズマは当業者に知られており、表面のカチオン電荷を増加させることができる。本発明による担体又は組成物上のステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム又はステアリン酸亜鉛などのステアリン酸金属塩の存在は、静電荷を安定化させ、抗ウイルス特性の強化及び保持を可能にすることができる。

実施例１：コーティングされたペトリ皿上でのＩｓｏ様実験
ステップ１：各サンプルについて、４００ｕｌのＲ１８ローダミン標識不活性化ウイルス接種溶液をＰＢＳ中で調製する。

ステップ２：サンプルに接種材料を適用し、図１（ＩＳＯ２１７０２）に示すようにＬＤＰＥ不活性フィルムでサンプルを挟む。

－ペトリ皿５を本発明による組成物でコーティングし、乾燥させて抗ウイルス表面３を形成する。

－Ｃｏｖｉｄ１９ウイルスと同じ組成を有するが、ｍＲＮＡゲノムが除去され、蛍光色素に置き換えられた、人工的に不活性化されたエンベロープコロナウイルスサンプル２を、抗ウイルス表面３に加える。

－ウイルス溶液が適用されたら、プラスチックフィルム１でペトリ皿の抗ウイルス表面を覆う。

ステップ３：サンプルを室温で２４時間、暗所環境でインキュベートする。

ステップ４：各サンプルに１０ｍｌのＰＢＳを加えて、接種材料を回収する。

ステップ５：ピペットで２ｍｌの回収混合物を透明なキュベットに取る（１サンプルにつき２回繰り返す）。

ステップ６：蛍光光度計で発光スペクトルを測定する（励起波長５６０ｎｍ、５８０ｎｍ～６５０ｎｍでの発光測定）。

溶液の抗ウイルス効果は、上記の試験手順を使用して判定した。

ウイルスの相互作用及び崩壊は、ウイルスの崩壊に起因する抗ウイルス表面上の蛍光濃度を測定することによって判定する。範囲は、（ＰＣ）として表される蛍光染料の最大量及び相互作用がないことを示す（ＮＣ）として表される染料なしによって規定する。下のグラフは、製剤がウイルスに対する有効性を実証したことを示している。

実施例２：ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の阻害
細胞培養物：Ｖｅｒｏ Ｅ６細胞（ＡＴＣＣ ＣＲＬ－１５８６）を、１０％ウシ胎児血清、１００ＩＵ／ｍｌペニシリン、及び１００μｇ／ｍｌストレプトマイシン（すべてＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ製）を含むダルベッコ改変イーグル培地（ＤＭＥＭ）中で培養した。ヒトＡＣＥ２を過剰発現するＨＥＫ－２９３Ｔは、Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｏｍｐａｎｙから提供され、それを１０％ウシ胎児血清、１００ＩＵ／ｍｌペニシリン及び１００μｇ／ｍｌストレプトマイシン、及び１μｇ／ｍｌピューロマイシン（すべてＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ製）中で維持した。

疑似ウイルスの製造：ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２スパイク（Ｓｐｉｋｅ）タンパク質を発現するＨＩＶ－１ルシフェラーゼ・レポーター疑似ウイルスは、２つのプラスミドを使用して生成した。ｐＮＬ４－３．Ｌｕｃ．Ｒ－．Ｅ－は、ＮＩＨ ＡＩＤＳレポジトリから入手した。ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２．ＳｃｔΔ１９は、Ｃ末端の最後の１９アミノ酸が欠失したＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２スパイクの完全なタンパク質配列から生成し（Ｇｅｎｅａｒｔ）、ヒトコドン最適化し、ｐｃＤＮＡ３．４－ＴＯＰＯ１に挿入した。スパイクプラスミドに、Ｘ－ｔｒｅｍｅＧＥＮＥ ＨＰ Ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ Ｒｅａｇｅｎｔ（Ｍｅｒｃｋ）を用いてＨＥＫ－２９３Ｔ細胞をトランスフェクトし、２４時間後に細胞にｐＮＬ４－３．Ｌｕｃ．Ｒ－．Ｅ－をトランスフェクトした。４８時間後に上清を回収し、０．４５μｍ（Ｍｉｌｌｅｘ Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）でろ過し、使用するまで－８０℃で保管した。等量の融合性ウイルスを使用するために、ヒトＡＣＥ２を過剰発現するＨＥＫ－２９３Ｔ中でウイルスを滴定した。

疑似ウイルスアッセイ：ヒトＡＣＥ２を過剰発現するＨＥＫ－２９３Ｔを使用して、提供された混合物とそれらのビヒクルを、示された希釈率で試験した。一定の疑似ウイルス力価を使用して、サンプルの存在下で細胞をパルスした。接種の４８時間後、細胞をＢｒｉｇｈｔ Ｇｌｏ Ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ Ａｓｓａｙシステム（Ｐｒｏｍｅｇａ）で溶解した。発光は、ＥｎＳｉｇｈｔ Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ Ｐｌａｔｅ Ｒｅａｄｅｒ（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）で測定した。関連する細胞毒性効果を検出するために、混合製剤も培地で試験し、疑似ウイルスの不在下、細胞上で同様に培養した。これらの生成物の細胞毒性効果を、ＣｅｌｌＴｉｔｅｒ－Ｇｌｏ発光細胞生存度アッセイ（Ｐｒｏｍｅｇａ）を使用して、接種の４８時間後に測定した。

結果
ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の標的細胞への侵入を阻害する提供された混合物の能力を試験した。ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２のスパイクタンパク質で偽型化されたレポーターレンチウイルスを使用するルシフェラーゼベースのアッセイを採用した。これにより、ヒトＡＣＥ２受容体を発現する標的ＨＥＫ－２９３Ｔ細胞とのウイルス融合の検出が可能になる。ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の元のスパイクタンパク質を含有する一定濃度のレポーター疑似ウイルスを、増加濃度の、示されたＣＰＣを含有する洗口液又はそれらの対応するビヒクルと混合し、標的細胞に加えた。混合物の誘発された細胞毒性を制御するために、疑似ウイルスの不在下で、標的細胞も、示された生成物の濃度を増加させて培養した。Ａ（ｐＨ７）、Ｃ、及びＥを除くすべての溶液は、細胞毒性効果が観察されなかった濃度で、用量依存的にウイルス融合を阻害することができた（図２）。これらの溶液の組み合わせ（混合物）は、非細胞毒性濃度でのウイルス侵入の阻害に非常に効果的であった。活性溶液を含む新しい混合物が調製され、細胞毒性効果が観察されなかった濃度で用量依存的にウイルス融合を阻害することができた（図３）。これらの結果は、溶液及びそれらの混合物がＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルスの標的細胞への侵入を阻止できることを示している。

図面
図２：ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の侵入を阻害する溶液及び混合物の抗ウイルス活性。増加濃度の溶液及びそれらの混合物の存在下で、固定濃度のＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２に曝露された、ＡＣＥ２を発現する標的ＨＥＫ－２９３Ｔ細胞に対するウイルス侵入阻害。疑似ウイルスの不在下で増加濃度の溶液及び混合物に曝露されたＡＣＥ２細胞を発現するＨＥＫ－２９３Ｔ細胞に対する細胞毒性効果も示されている（右パネル）。

図３：ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２の侵入を阻害する混合物の抗ウイルス活性。増加濃度の混合物の存在下で固定濃度のＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２に曝露された、ＡＣＥ２を発現する標的ＨＥＫ－２９３Ｔ細胞に対するウイルス侵入阻害。疑似ウイルスの不在下で増加濃度の混合物に曝露されたＡＣＥ２細胞を発現するＨＥＫ－２９３Ｔ細胞に対する細胞毒性効果も示されている（右パネル）。

実施例３：活性表面イオン電荷密度の測定
表面電荷密度の量は、感知電極内で誘導された鏡像電荷を測定することによって決定できる。処理された表面は感知電極に近づいたり、それから遠ざかったりを繰り返し、誘導された鏡像電荷は感知電極に接続された回路においてＡＣ電流を生成する。誘導電流が測定され、それは表面電荷に比例する。

この装置は、金属ボックスに入っているサンプルスピナー、感知電極、及びＫｅｉｔｈｌｅｙ８２３ナノボルト増幅器からなる（図４）。

Ｃ及びＲは、増幅器の入力回路の容量及び抵抗である。入力容量は８０ｐＦと測定され、入力抵抗は５０ＭＯｈｍである。

感知電極は直径１．３ｍｍの銅線から作製される。金属ボックスの上部が閉鎖位置にある場合、感知電極はサンプル表面から約１．５ｍｍ上にある。サンプル基材の半分は処理済みで、残りの半分は未処理である。サンプルの回転中、処理された表面及び未処理の表面は、感知電極下で繰り返し移動する。表面電荷は、次の式を使用して計算される：
Ｑ＝Ｖ＊Ｃ／Ａ

式中、Ｑは単位面積当たりの電荷であり、Ｖは感知電極上で測定された電圧であり、Ａは感知電極下でのサンプルの面積である。

サンプル調製：
紙又は段ボール製の基材ディスクを、直径約２．５インチの円形に調製する。処理されたサンプルを、接着剤又はテープを使用して直径の５０％に取り付ける。この装置は、処理された表面及び未処理の表面上の電荷の差を感知することによってイオン電荷を検出する。半分が処理され、もう半分が処理されていないディスクを調製する。ディスクが回転すると、感知電極が電荷差を検出する。

サンプル調製：
紙又は段ボール製の基材ディスクを、直径約２．５インチの円形に調製する。処理されたサンプルを、接着剤又はテープを使用して直径の５０％に取り付ける。

この装置は、処理された表面及び未処理の表面上の電荷の差を感知することによってイオン電荷を検出する。半分が処理され、もう半分が処理されていないディスクを調製する。ディスクが回転すると、感知電極が電荷差を検出する。装置を利用し、同じ試験手順に従って、「Ｌｉｖｉｎｇｕａｒｄ」市販マスクの多数のサンプルを試験した。表面上の平均イオン密度を以下の表に示す。

実施例４：
提供された３つの異なる化合物に対して２つの細菌株を試験した。グラム陰性菌株の大腸菌（Ｅ． ｃｏｌｉ）Ｋ１２をＬＢ培地中で成長させ、グラム陽性菌株の黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）１１３をＢＨＩ培地で一晩培養した後、抗微生物試験を行った。細菌密度は、ＯＤ６００測定によって判定し、それぞれブロス培地１ｍＬ当たり約１０８個の細菌細胞に調整した。等量の化合物溶液及び細菌細胞を混合し、３７℃でインキュベートした。死滅効果を判定するために、２０μＬの混合細菌懸濁液を、対応する化合物とのインキュベーションの１時間後、３時間後、６時間後、及び３０時間後に、ＬＢ寒天プレート（大腸菌の場合）及びＢＨＩ寒天プレート（黄色ブドウ球菌の場合）に１０倍連続希釈で分配することによって計算した。プレートを更に３７℃で２４時間インキュベートし、コロニー形成単位（ＣＦＵ）をカウントすることによって細菌の生存度を判定した。

抗菌効果について製剤サンプルを試験すると、阻害は効果的であるが、速度論的に遅いことが分かる。２時間のインキュベーション後の細菌数の減少はわずかであった。しかしながら、２４時間の培養後、生き残った細菌はほとんど検出できない。減少時間は、成分の濃度を上げることで改善できる。

Claims (15)

1. 抗ウイルス剤及び／又は抗微生物剤としての組成物の使用であって、水溶性組成物が、少なくとも
   －正電荷の天然又は非天然アミノ酸と、
   －有機酸と、
   －カチオン性ポリマーと、
   －双性イオン性界面活性剤と、
   を含む、使用。
2. 前記組成物が、９２重量％までの水を含む、請求項１に記載の使用。
3. 前記有機酸が、リンゴ酸、クエン酸、乳酸、酢酸、グルタミン酸、アスコルビン酸及び安息香酸又はそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくはリンゴ酸及び／又はグルタミン酸である、請求項１又は２に記載の使用。
4. 前記正電荷のアミノ酸が、Ｌ－アルギニン、Ｌ－リジン、Ｌ－ヒスチジン、オルニチン、２，４－ジアミノブタン酸、２，３－ジアミノプロパン酸、３－（アミノイミノメチル）アミノ－アラニン、２－アミノ－４－（アミノイミノメチル）アミノブタン酸、Ｎ６－（アミノイミノメチルイ）リジン（Ｎ６－（ａｍｉｎｏｉｍｉｎｏｍｅｔｈｙｌｙ）ｌｙｓｉｎｅ）、２－アミノ－７－（アミノイミノメチル）アミノヘプタン酸、２，７－ジアミノヘプタン酸、２，８－ジアミノオクタン酸、２，９－ジアミノノナン酸、２，１０－ジアミノデカン酸、４－（アミノイミノメチル）フェニルアラニン、及び４－（アミノイミノメチル）アミノフェニルアラニンからなる群から選択され、好ましくはＬ－アルギニン、Ｌ－リジン、Ｌ－ヒスチジンであり、最も好ましくはＬ－アルギニンである、請求項１～３のいずれか一項に記載の使用。
5. 前記カチオン性ポリマーが、ポリクオタニウム、脂肪族アミン、ポリエチレンイミン又はそのコポリマー、カチオン性デンプン、金属カチオン成分、及びそれらの混合物からなる群から選択され、好ましくはポリクオタニウムであり、最も好ましくはポリクオタニウム及び誘導体である、請求項１～４のいずれか一項に記載の使用。
6. 前記カチオン性ポリマーが、好ましくはフタルアルデヒド及びＰＥＧからなる群から選択される架橋剤で、少なくとも部分的に架橋された分岐鎖ポリエチレンイミンである、請求項５に記載の使用。
7. 前記組成物が、保湿剤及び／又は帯電防止材料を更に含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の使用。
8. 前記組成物が、正電荷のアミノ酸としてのＬ－アルギニンと、有機酸としてのリンゴ酸及び／又はグルタミン酸を、好ましくは１：１０の比で含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の使用。
9. 前記組成物が、少なくとも
   ０．０２～８重量％の正電荷の天然又は非天然アミノ酸と、
   ０．０２～８重量％の有機酸と、
   ０．０２～５重量％のカチオン性ポリマーと、
   ０．０２～８重量％の双性イオン性界面活性剤と、を含み
   好ましくは、少なくとも
   ０．０２～８重量％のＬ－アルギニンと、
   ０．２～５重量％のリンゴ酸若しくはグルタミン酸又はそれらの混合物と、
   ０．０２～５重量％のポリクオタニウムと、
   ０．０２～８重量％のコカミドプロピルベタインと、を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の使用。
10. 前記組成物が、エタノールを含まない、請求項１～９のいずれか一項に記載の使用。
11. コロナウイルス、インフルエンザウイルス、ヒトライノウイルス（ＨＲＮ）、パラインフルエンザウイルス（ＰＩＮ）、呼吸器合胞体ウイルス（ＲＳＮ）、アデノウイルス、メタニューモウイルス、及びライノウイルスからなる群から選択されるウイルス及び細菌、特にＳＡＲＳ－ＣＯＶ－２又はその変異体、を不活性化するための、請求項１～１０のいずれか一項に記載の使用。
12. 前記組成物が、スプレー、プレスプレーゲル、水溶性ポッド、ミスト、ストリップ、喉あめ及び洗浄システムとして提供される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の使用。
13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の組成物又はその本質的に水を含まない乾燥形態でコーティングされた、担体。
14. エアフィルター、個人用防護具、Ｎ９５サージカルマスク、コミュニティマスク、織物（ｔｅｘｔｉｌｅ）マスク、フォームマスク、バンダナマスク、成形繊維デバイス、フォーム織物、綿織物、セルロース織物、複合材、鼻挿入物、フォーム鼻挿入物、鼻フィルター、鼻スクリーン、鼻フィルター、エアフィルター、手術衣、カバーリング、及び拭き取り布からなる群から選択される、請求項１３に記載の担体。
15. 低温大気圧プラズマ及び／又はコロナで更に処理されて、表面静電荷及びカチオン電荷を生成する、請求項１３又は１４に記載の担体。

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