[go: up one dir, main page]

KR20130132410A - 농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올 - Google Patents

농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올 Download PDF

Info

Publication number
KR20130132410A
KR20130132410A KR1020137006121A KR20137006121A KR20130132410A KR 20130132410 A KR20130132410 A KR 20130132410A KR 1020137006121 A KR1020137006121 A KR 1020137006121A KR 20137006121 A KR20137006121 A KR 20137006121A KR 20130132410 A KR20130132410 A KR 20130132410A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antibiotic
bis
antibiotics
compound
plant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020137006121A
Other languages
English (en)
Inventor
브랫 휴 제임스 베이커
Original Assignee
마이크로비온 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US2011/023549 external-priority patent/WO2011097347A2/en
Application filed by 마이크로비온 코포레이션 filed Critical 마이크로비온 코포레이션
Publication of KR20130132410A publication Critical patent/KR20130132410A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7042—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0014—Skin, i.e. galenical aspects of topical compositions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N55/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing organic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen and sulfur
    • A01N55/02—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing organic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen and sulfur containing metal atoms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/72—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms
    • A01N43/82—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms five-membered rings with three ring hetero atoms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/28—Compounds containing heavy metals
    • A61K31/29—Antimony or bismuth compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/245—Bismuth; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0043—Nose
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0048—Eye, e.g. artificial tears
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0053—Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/007—Pulmonary tract; Aromatherapy
    • A61K9/0073—Sprays or powders for inhalation; Aerolised or nebulised preparations generated by other means than thermal energy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/141—Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers
    • A61K9/145—Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers with organic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/70—Web, sheet or filament bases ; Films; Fibres of the matrix type containing drug
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/02—Stomatological preparations, e.g. drugs for caries, aphtae, periodontitis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/10—Antimycotics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12—Antivirals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00—Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

세균성 생물막을 포함하는 천연 및 인공 표면을 치료하기 위한, 신규한 균질한 미립자 현탁액을 포함하는 조성물 및 방법이 기술되어 있으며, 방부제 제형을 포함하는 제형을 제공하기 위한, 비스무트-티올(BT)과 특정 항생제 간의 기대치 않은 시너지 또는 강화 효과를 포함한다. 또한, 개시된 BT 화합물 및 BT 화합물-플러스-항생제 조합의 이전에 예측되지 않은 항세균 특성 및 항-생물막 특성이 개시되며, 특정 그람-양성 세균성 감염을 치료하기 위한 이러한 특정 조성물의 차별적인 효능, 및 특정 그람-음성 세균성 감염을 치료하기 위한 이러한 특정 조성물의 뚜렷이 차별적인 효능을 포함한다.

Description

농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올{BISMUTH-THIOLS AS ANTISEPTICS FOR AGRICULTURAL, INDUSTRIAL AND OTHER USES}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011년 2월 3일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/US2011/023549호, 및 2010년 8월 12일자로 출원된 미국 가 특허출원 제61/373,188호의 이익을 주장하며, 이들 문헌 각각은 이들의 전문이 본원에 참조로 포함된다.
본원에 현재 기재된 발명 양태는 미생물 감염의 치료용 조성물 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 양태는 세균성 생물막 및 다른 상태의 치료를 포함하는, 농업, 산업, 제조업, 임상, 개인 건강 및 다른 상황에서의 세균성 감염을 관리하기 위한 개선된 치료에 관한 것이다.
미생물 감염에 대한 반응과 이에 대한 내성, 및/또는 일반적으로 식물 및 동물(인간 포함) 체조직의 치유 또는 유지에 기여하는 일련의 복합적인 세포 및 분자적 상호작용은, 다양한 외부 인자, 예컨대 기회 감염 및 병원내 감염(예를 들면, 감염 위험성을 증가시킬 수 있는 임상 요법), 항생제(이는 세포 성장, 이주 또는 다른 작용에 영향을 줄 수 있으며 또한 항생제-내성 미생물을 위해 선택할 수 있음)의 국소 또는 전신적 투여, 및/또는 다른 인자에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다.
불행히도, 전신 또는 국소적으로 도입된 항생제는 종종 많은 만성 감염의 치료에 효과적이지 않으며, 일반적으로 급성 세균성 감염이 있지 않은 한 사용되지 않는다. 현행 접근법은 항생제의 투여 또는 적용을 포함하나, 이러한 치료는 항생제-내성의 세균성 균주의 출현을 촉진할 수 있고 및/또는 세균성 생물막에 대해 비효과적일 수 있다. 그러므로 약물 내성 세균(예를 들어, 메치실린 내성 스타필로코 쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 또는 MRSA)이 검출되는 경우 방부제(antiseptic)를 사용하는 것이 특히 중요할 수 있다. 널리 사용되는 다수의 방부제가 있으나, 확립된 세균 집단(population) 또는 하위집단이 이들 약품, 또는 임의의 다른 현행 이용가능한 치료에 반응하지 않을 수 있다. 추가적으로, 다수의 방부제가 확립된 세균 감염에 대하여 효과적이기 위하여 요구될 수 있는 농도에서 숙주 세포에 대해 독성이 있을 수 있어, 이러한 방부제는 부적합하다. 이러한 문제는 다수의 작물 식물과 같은 상업적으로 및/또는 농업적으로 중요한 식물의 표면 외형(feature)을 포함하는, 또한 호흡기(예를 들어 기도, 비인두 및 후두 경로, 기관(tracheal), 폐, 기관지, 세기관지, 폐포 등) 또는 위장(예를 들어, 볼내, 식도, 위, 장, 직장, 항문 등) 관과 같은 내부 상피 표면, 또는 다른 상피 표면을 포함하는 천연 표면으로부터 감염을 제거(clear)하기 위한 노력의 경우에 특히 심각할 수 있다.
특히 문제되는 것은, 세포간 부착에 의한, 유리된, 단일-세포화된("플랑크톤성") 세균의, 행동 양식, 유전자 발현, 및 항생제를 포함하는 환경 제제에 대한 감수성이 현저히 상이한 조직화된 다세포 군락(community: 생물막)으로의 집합에 의한, 비교적 최근에 인식된 세균의 조직체인 세균성 생물막으로 구성된 감염이다. 생물막은 플랑크톤성 세균에서 발견되지 않는 생물학적 방어 메카니즘을 운용할 수 있으며, 당해 메카니즘은 항생제 및 숙주 면역 반응에 대해 생물막 군락을 보호할 수 있다. 확립된 생물막은 조직-치유 공정으로 저지시킬 수 있다.
지속적이며 잠정적으로 유해한 감염의 근간이 되는 일반적인 미생물학적 오염원은 에스. 아우레우스(S. aureus), 예를 들면, MRSA(메티실린 내성 스타필로코쿠스 아우레우스(Methicillin Resistant Staphylococcus aureus)), 엔테로코쿠스(Enterococcus), 이. 콜라이(E. coli), 피. 아에루기노사(P. aeruginosa), 스트렙토코키(Streptococci), 및 악시네토박터 바우만니이(Acinetobacter baumannii)를 포함한다. 이들 유기체중 일부는 구강에 대한 비-영양의 임상 표면에서 생존하는 능력을 나타낸다. 에스. 아우레우스(S. aureus)는 건조 유리에서 4주 동안, 그리고 건조된 혈액 및 면섬유에서 3개월 내지 6개월 동안 생존할 수 있음이 밝혀졌다(Domenico et al., 1999 Infect. Immun. 67:664-669). 이. 콜라이(E. coli) 및 피. 아에루기노사(P. aeruginosa)는 건조된 혈액 및 면섬유에서 에스. 아우레우스(S. aureus)보다 훨씬 더 오래 생존하는 것으로 밝혀졌다(동일 문헌 참조(ibid)).
미생물 생물막은 소독제(disinfectant) 및 항생제 둘다에 대해 실질적으로 증가된 내성과 관련되어 있다. 세균 및/또는 진균이 표면에 부착하는 경우에 생물막 모폴로지가 생성된다. 이러한 부착은 유전자의 변경된 전사를 개시하여 현저하게 탄성이고 침투하기 어려운 다당류 매트릭스의 분비를 초래하여 미생물을 보호한다. 생물막은 항생제에 대한 이들의 매우 실질적인 내성 외에도, 포유동물 면역계에 대해서도 매우 내성이 있다. 생물막은, 일단 이들이 확립되면 근절하기 매우 어렵기 때문에, 생물막 형성을 예방하는 것은 매우 중요한 임상적 우선사항이다. 최근의 조사는, 개방된 상처가 생물막에 의해 급속하게 오염될 수 있음이 밝혀냈다. 이들 미생물 생물막은 상처 치유를 지연시키는 것으로 보이며 심각한 상처 감염의 확립과 관련이 있을 가능성이 매우 크다.
손상되지 않은, 기능을 하는 피부 및 다른 상피 조직의 유지(예를 들어, 일반적으로 유기체와 이의 외부 환경 간의 장벽을 형성하는 무혈성 상피 표면, 예컨대 피부에서 발견되는 것, 및 또한 호흡기 및 위장관의 내층(lining)에서 발견되는 것, 선(glandular) 조직 등)는 인간 및 다른 동물의 건강 및 생존에 중요하다.
비스무트 티올 -( BT )계 방부제
항미생물, 특히 항세균 특성을 갖는 다수의 천연 생성물(예를 들면, 항생제) 및 합성 화학물질이 당해 분야에 공지되어 있으며 화학 구조 및 항미생물 효과, 예를 들면, 미생물을 사멸시키는 능력(살세균 특성과 같은 "살균(cidal)" 효과), 미생물 성장을 중단시키거나 쇠퇴시키는 능력(정균 특성과 같은 "정지(static)" 효과), 또는 부위를 집락화시키거나 감염시키는 것, 엑소다당류(exopolysaccharide)의 세균 분비 및/또는 플랑크톤으로부터 생물막 집단으로의 전환 또는 생물막 형성의 확장과 같은 미생물 기능을 방해하는 능력에 의해 적어도 부분적으로 특징지어진다. 항생제, 소독제, 방부제 등(비스무트-티올 또는 BT 화합물 포함)이, 예를 들면, 살세균 효능 또는 정균 효능, 효과적인 농도, 및 숙주 조직에 대한 독성 위험을 포함하는 이러한 조성물의 선택 및 사용에 영향을 미치는 인자를 포함하여, 예를 들어, U.S. 6,582,719에 논의되어 있다.
5족 금속인 비스무트는 (은과 같이) 항미생물 특성을 지닌 원소이다. 비스무트 자체는 치료학적으로 유용하지 않을 수 있으며 특정의 부적절한 특성을 나타낼 수 있으므로, 대신 착화제, 담체 및/또는 다른 비히클을 사용한 전달 수단으로 전형적으로 투여될 수 있으며, 이의 가장 일반적인 예는 Pepto Bismol®이며, 여기서 비스무트는 서브살리실레이트와 결합(킬레이트)된다. 앞서의 연구는, 예시적인 비스무트 티올(BT) 화합물을 제공하는 비스무트와, 에탄 디티올과 같은 특정의 티올- (-SH, 설프하이드릴) 함유 화합물의 조합이 현재 이용가능한 다른 비스무트 제제와 비교하여, 비스무트의 항미생물 효능을 개선시킨다는 점을 확인하였다. BT를 생산하는데 사용될 수 있는 많은 티올 화합물이 존재하며(예를 들면, Domenico et al., 2001 Antimicrob . Agent . Chemotherap . 45(5):1417-1421, Domenico et al., 1997 Antimicrob. Agent . Chemother . 41(8):1697-1703, 및 U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, 및 U.S. 6,380,248에 개시됨; 또한, 예를 들면, U.S. 6,582,719 참조), 이들 제제 중 몇몇은 생물막 형성을 억제할 수 있다.
BT 화합물은 MRSA[메티실린 내성 에스. 아우레우스(S. aureus)], MRSE[메티실린 내성 에스. 에피더미디스(S. epidermidis)], 마이코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 마이코박테리움 아비움(Mycobacterium avium), 약물-내성 피. 아에루기노사(P. aeruginosa), 장독소생성 이. 콜라이(E. coli), 장출혈성 이. 콜라이, 클렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae), 클로스트리디움 디피실레(Clostridium difficile), 헬리오박터 파일로리(Heliobacter pylori), 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로박터 클로아카에(Enterobacter cloacae), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 비브리오 콜레라에(Vibrio cholerae), 및 시겔라 플렉스네리(Shigella Flexneri)에 대한 활성이 입증되어 있다(Domenico et al., 1997 Antimicrob . Agents Chemother . 41:1697-1703). 또한, 사이토메갈로바이러스, 헤르페스 단성 바이러스 제1형(HSV-1) 및 HSV-2, 및 효모 및 진균, 예를 들면, 칸디다 알비칸스(Candida albicans)에 대한 활성의 증거가 존재한다. BT 역할은 또한 세균 병원성 감소, 광범위한 스펙트럼의 항생제-내성 미생물(그람-양성 및 그람-음성)의 억제 또는 사멸, 생물막 형성의 예방, 패혈성 쇼크의 예방, 패혈증 치료, 및 이들이 내성을 이미 나타낸 항생제에 대한 세균 민감성의 증가에 있어 입증되어 있다(예를 들어, Domenico et al., 2001 Agents Chemother . 45:1417-1421; Domenico et al., 2000 Infect . Med . 17:123-127; Domenico et al., 2003 Res . Adv . In Antimicrob . Agents & Chemother . 3:79-85; Domenico et al., 1997 Antimicrob . Agents Chemother . 41(8):1697-1703; Domenico et al., 1999 Infect . Immun . 67:664-669: Huang et al. 1999 J Antimicrob . Chemother. 44:601-605; Veloira et al., 2003 J Antimicrob . Chemother. 52:915-919; Wu et al., 2002 Am J Respir Cell Mol Biol . 26:731-738 참조).
십년을 훨씬 넘는 동안의 BT 화합물의 이용가능성에도 불구하고, 특정한 감염성 질환 징후를 위한 적절한 BT 화합물의 효과적인 선택은 달성하기 힘든 목표로 남아있으며, 여기서 특정한 미생물에 대한 특정한 BT의 거동은 예측될 수 없고, 여기서 특정한 미생물에 대한 특정한 BT 및 특정한 항생제의 상승작용 활성(synergistic activity)은 예측될 수 없으며, 여기서 시험관내 BT 효과는 생체내에서 BT 효과를 항상 예측할 수 없고, 여기서 플랑크톤성(단일-세포) 미생물 집단에 대한 BT 효과는 생물막으로 조직화된 세균과 같은, 미생물 군락에 대한 BT 효과를 예측할 수 없다. 또한, 가용성, 조직 투과성, 생체이용율, 생분포 등에 있어서의 제한은, 일부 BT 화합물의 경우에 임상적인 이점을 안전하게 및 효과적으로 전달하는 능력을 방해한다. 본원에 기재된 발명은 이들 요구들에 초점을 맞추고 있으며 다른 관련된 장점을 제공한다.
식물 및 농업 제품의 보호: 관련 기술의 설명
농업 및 식물에 관한 기술에서, 생물막 및 식물의 질병을 감소시키기 위한 제형, 및 이러한 제형을 예를 들어, 종자, 식물, 과실 및 꽃, 토양, 및 절단된 꽃, 나무, 과실, 잎, 줄기 및 다른 식물 부위 상에 사용하는 방법에 대한 인식된 필요성이 있다.
농업에서, 매년 수십억 달러의 작물이 생물막 형성으로 인해 손실된다. 탄저병 및 식물의 생물막-관련 질환의 문제는 이를 해결하기 위하여 시도되어 온 수많은 불만족스러운 접근에도 불구하고 잘 알려져 있다. 또한, 온전한 살아있는 식물에 의해 이용되는 정상적인 보호 메커니즘이 수확된 제품에서는 더 이상 유효하지 않기 때문에, 식물 질병은 과실, 야채, 절단된 꽃 및 나무, 및 다른 식물 제품을 운송 및 보관하는 것에 수반된 산업에 영향을 준다.
그러므로 농업 목적을 위하여 환경 규제에 대한 준수를 유지하면서 원 위치, 운송시, 또는 상업적인 현장에서 잎, 줄기, 과실 및 꽃의 표면 상에서의 미생물 성장의 양을 감소시키는 것이 바람직하다. 동시에, 이들 제품의 바람직한 특징들을 강화하기 위하여 식물 조직 팽창, 온전성 및 품질을 유지하기 위하여 절단된 꽃, 식물 및 나무 내부의 물 흐름을 허용하는 것이 바람직하다.
식물 내 감염성 질병을 야기하는 유기체로는 진균, 세균, 바이러스, 원생 동물, 선충류 및 기생 식물을 포함한다. 또한 곤충 및 다른 해충이 식물 조직을 소비하고 식물 조직을 미생물에 노출시킴으로써 식물 건강에 영향을 준다.
생물막은 세균이 전형적으로 수생 조건 하, 또는 물방울 내, 또는 다른 고습 조건과 같은 수성 환경 내의 표면에 결합할 때 발생하며, 결합 이후 생물막 형성자(former)는 금속, 플라스틱, 의료 임플란트 및 조직을 포함하는 다양한 물질에 결합할 수 있는 점착성 물질을 분비하기 시작한다. 이들 생물막은 산업 및 농업 환경에서, 물질의 분해 및 파이프의 고장을 포함하는 많은 문제를 야기할 수 있고, 의료 환경 내에서 발생하는 경우 주변 조직의 감염을 야기할 수 있다. 의료 분야는 생물막 형성에 의해 야기되는 문제에 대해 특히 민감하고; 이식된 의료 장치, 카테터(뇨, 정맥, 투석, 심장) 및 서서히 치유되는 상처는 생물막 내에 존재하는 세균에 의하여 쉽게 침투된다. 농업에서, 생물막은 유선염(mastitis), 피어스병, 감자의 둘레썩음병(ring rot), 다양한 작물 마름병 및 많은 종류의 식물에 탄저병을 야기할 수 있다. 또한, 생물막은 절단된 꽃 및 나무의 품질 및 제품 수명을 감소시킨다.
많은 식물 질병은 토양 토착의 생물막-생성 세균에 의해 야기된다. 천연 환경 내 대부분의 미생물은 일반적으로 생물막으로 설명되는 다세포의 집합체 내에 존재한다. 세포는 세포외 다당류(exopolysaccharides), 단백질 및 DNA를 포함하는 다양한 세포외 고분자 물질(EPS)을 포함하는 복합 매트릭스를 통해 표면 및 각각 서로에 부착한다. 식물-관련 세균은 발병 및 공생 동안, 공생적인 관계로 숙주 조직 표면과 상호작용한다. 식물과 관련된 세균의 관찰은, 세포의 작은 클러스터로부터 광범위한 생물막으로 변하는 생물막-타입 구조물을 점진적으로 보여준다. 식물 조직, 영양물 및 물 가용성(water availability)의 표면 특성, 및 집락화 세균의 성향은 생성되는 생물막 구조에 강하게 영향을 준다(Ramey et al., 2004 Curr Opinion Microbiol. 7:602-9).
육지의 환경은 자원 풀(resource pool)에 대해 경쟁하고 이를 변경할 수 있는 풍부하고 다양한 미생물 집단을 품는다. 이러한 복잡하고 경쟁적인 환경에서, 식물은 영양물-풍부 조직의 보호적인 안식처(oases)를 제공한다. 식물은 이들의 잎, 뿌리, 종자 및 내부 맥관 구조 상에서 세균에 의해 집락화된다. 각각의 조직 타입은 미생물의 집락 구성원에 대한 도전 및 기회를 나타내는 독특한 화학적 및 물리적 특성을 갖는다. 생물막은 식물-미생물 상호작용을 지휘하거나 조절하는 유의적인 잠재성을 갖고, 연합 하에 또는 이후 단계에서 형성될 수 있다. 많은 미생물 활성이 집락화된 식물 환경을 활발하게 변경함에 따라 추가적인 시간적 및 공간적 복잡성이 발생한다.
표면-연합된 세균은 농업에 상당한 영향을 미친다. 선진국에서, 식물 질병에 의해 야기되는 손실은 개발도상국에서 훨씬 더욱 높은 퍼센트인 작물 수확의 25%에 달한다. 착생식물 집단은 감염의 저장소 및 미래의 원천에 해당하고, 숙주 및 비-숙주 식물 상에서 발견될 수 있다. 포도덩굴의 세균성 병원체인, 자일로필러스 암페리너스(Xylophylus ampelinus)는 이들 식물의 맥관 구조에 두꺼운 생물막을 형성한다(Grail & Manceau 2003). 자일렐라 파스티디오사(Xylella fastidiosa)는 포도덩굴의 피어스병의 원인이 되는 약제이다. 엑스. 파스티디오사(X. fastidiosa)는 많은 경제적으로 중요한 작물의 목질부 도관 내에 생물막을 형성할 수 있다. 병원성의 메커니즘은 주로 엑스. 파스티디오사(X. fastidiosa)의 집합 및 생물막 형성에 의한 목질부 도관의 폐색에 기인한다. 도관 봉쇄는, 포도덩굴의 피어스병 및 감귤류의 얼룩백화증의 발병력을 촉진하는 천연 매질을 제공하는 목질부 수액(xylem sap)과 함께, 질병 발달에 대한 주요 요인인 것으로 여겨진다(Zaini et al., 2009 FEMS Microbiol LETT. 295:129-34).
대부분의 관련 식물 병원체 중 하나인, 슈도모나스 시린개(Pseudomonas syringae)는 콩의 갈색반점병을 야기한다. 이는 군거하지 않는 작은 그룹(10개 세포 이하)으로 드물게 잎 표면을 집락화하며, 더욱 큰 집단(1000개 세포 이상)이 주로 더욱 높은 영양물 이용 가능성을 갖는 모상체(trichome) 또는 옆맥(vein) 가까이에서 발달한다. 큰 집합은 군거하지 않는 세포보다 탈수 스트레스를 더욱 잘 견딘다. 피. 시린개(P. syringae)는, 숙주 식물 조직 상의 감염을 야기하지 않을 때 착생식물(즉, 식물의 공중 부분의 이주종)로서 생존한다(Monier et al. PNAS 2003;100:15977-82).
슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida)는 토양 내 뿌리 삼출물의 존재에 급속하게 반응할 수 있고, 뿌리 집락 부위에 모이고 안정한 생물막을 확립한다(Espinosa-Urgel et al. Microbiol 2002;148:341-3).
잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 캄페스트리스(Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc))는 십자화과의 식물 상에 흑균병을 야기하고, 뿌리 내 상처 부위를 통해 맥관 구조에 접근한다. 발병력은 분해적인 세포외효소, 및 발병력에 필요한 세포외다당류 잔탄 검과 관련된다(Dow et al. PNAS 2003;100:10995-1000).
잔토모나스 스미티이 아종 시트리(Xanthomonas smithii subsp. citri)는 질병, 감귤류 동고병의 원인이 된다. 이러한 질병은 유럽을 제외한 세계의 대부분의 나라에서 발견되어 왔다. 병원체는 많은 나라에서 박멸시켰다. 잔토모나스 스미티이(Xanthomonas smithii)는 감귤류 식물의 과실, 잎 및 가지 상에 동고병 손상을 형성한다. 바람이 동반된 비는 공급원으로부터 15 km까지 상기 세균을 확산시켜 기공 또는 상처를 통해 감귤류 나무를 감염시킬 수 있다(Sosnowski, et al. Plant Pathol 2009;58 :621-35).
판토에아 스테와티 아종 스테와티(Pantoea stewartii subsp. stewartii)는 옥수수에서 스튜어트 시들음 병을 야기하고 옥수수 벼룩잎벌레에 의해 전염된다. 상기 세균은 주로 숙주 목질부에 거주하고 다량의 세포외다당류를 생성한다(von Bodman et al. PNAS 1998;95:7687-92).
랄스토니아 솔라나세아룸(Ralstonia solanacearum)은 많은 식물에서 치명적인 시들음병을 야기하는 토양-매개의 병원체이다. 발병력은 복합 조절 네트워크에 의해 제어되는 EPS 및 세포벽-분해 효소에 의존한다(Kang et al. Mol Microbiol 2002; 46:427-37).
클라비박터 미시가넨시 아종 스페도니쿠스(Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus)는 감자의 세균성 둘레썩음병을 야기하는 그람-양성의 식물 병원체이다. 마크(Marques)와 동료들은 거대 세균성, 매트릭스에 둘러싸인 집합체가 목질부 도관에 부착한다는 점을 보여주었다(Marques et al. Phytopathol 2003;93:S57).
생물막을 생성하는 에르위니아 크리산테미(Erwinia chrysanthemi)는 식물 조직의 급속한 쇠약을 통해 무름병을 야기한다. 펙틴 효소의 생성은 쿼럼-센싱(quorum-sensing, QS)가 조절되는 것일 수 있으며, 이에 따라 세균성 집합체 형성이 불가능한 것이 펙티노리틱(pectinolytic) 효소 분비를 막을 수 있다. 관련된 식물 병원체인 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora)는 모든 장미과 패밀리의 대략 75개의 다른 식물종을 감염시킨다. 이러한 세균을 위한 숙주는 사과, 배, 블랙베리, 코토네아스터, 야생능금(crabapple), 피라칸타(firethorn(Pyracantha)), 산사나무, 모과 또는 명자 나무, 마가목, 배, 마르멜로(quince), 라스베리, 서비스베리, 및 조팝나무를 포함한다. 재배된 사과, 배 및 마르멜로가 가장 심하게 영향을 받는 종이다. 2000년도에 미시간주의 단일의 화상병 유행으로 220,000 이상의 나무가 죽고 4천 2백만 달러의 총 손실을 가져왔다. 미국내 화상병에 대한 연간 손실 및 제어 비용은 1억 달러 이상인 것으로 추정된다(Norelli et al. Plant Dis 2003;87:26-32).
이. 아밀로보라(E. amylovora)는 2개의 세포외 다당류, 아밀로보란과 레반을 생성하며, 이들은 숙주 식물에서 특징적인 화상병 시들음 증상을 야기한다(Koczan et al. Phytopathol 2009;99:1237-44). 또한, 다른 유전자, 및 이들의 코딩된 단백질이, 소르비톨 대사, 단백질 분해 활성 및 철 수확(iron harvesting)을 촉진하는 효소를 코딩하는 이. 아밀로보라(E. amylovora)의 발병력 인자로서 규정되었다(Oh & Beer. FEMS Microbiology Lett 2005;253:185-192).
식물의 어떤 부분이 생물막-형성자와 같은 미생물의 식물 병원체에 의해 발병되었는가에 관계없이, 그 효과는 일반적으로 식물을 약하게 하거나 죽인다. 잎을 감염시킴으로써, 병원체는 이의 식량을 생산하는(예를 들어, 광합성을 통한) 식물의 능력을 손상시킨다. 일부 식물 병원체는 잎을 공급하는 줄기의 유체 수송 도관을 막으며, 이러한 병원체가 뿌리를 공격하는 경우, 물과 영양분의 섭취가 감소시키거나 완전히 중지된다. 식물 맥관 구조의 봉쇄는 종종, 토양 내에서 성장하는 식물 및 꽃병의 물 속의 절단된 식물 모두에서 물과 영양분의 흐름을 막히게 하는 생물막-생성 세균을 수반한다.
식물이 이들 미생물 중 하나에 의해 공격을 받게 되는 경우, 결과적인 손상은 식물 조직의 추가적인 미생물의 침입에 대한 기회를 제공하고, 이는 식물을 궁극적으로 손상시키고 파괴시키는 연합된 맹공격이 된다. 가뭄 또는 영양분 부족과 같은 환경적 스트레스 하에 있는 식물은 특히 미생물 공격에 민감하다.
때때로 미생물의 '감염'은 두 생물체가 이익을 얻는 경우, 공생적이다. 이러한 좋은 예는 콩과(완두콩 패밀리) 식물의 뿌리 상의 결절에 거주하는 잘 알려져 있는 질소 고정 세균(리조븀(Rhizobium))이 있으며, 상기 식물은 식량과 보호를 제공하는 동안, 상기 세균은 대기로부터 질소를 취하여 이를 숙주에 의해 이용가능한 형태로 전환시킨다. 또 다른 예로서, 균근은 식물 뿌리와 공생적인 관계를 갖는 전반적인 진균목(Order)이다. 이러한 상호 유익한 공생의 관점에서, 해로운 미생물 병원체에 대한 식물의 보존 또는 보호는 바람직하게는 가능한한 이들 공생적 관계를 중단시키지 않는 항미생물제를 사용할 수 있다.
부생성 진균은 우수한 토양 구조에 필요한 부식토를 생산하기 위하여 죽은 유기체를 분해하는데 필수적이다. 이들은 어떠한 엽록소도 가지지 않아서 에너지를 포획하기 위하여(예를 들어, 광합성을 통해) 빛을 사용할 수 없고; 대신에 이들은 살아 있는 또는 죽은 - 식물 및 동물 물질을 분해시킴으로써 이들의 에너지를 얻는다. 이들은 또한 특정 식물종, 예를 들어 필수적인 영양분을 흡수하기 위하여 이들없이 생존할 수 없는 침엽수의 잔뿌리 내 균근과 공생적인 관계로 살아갈 수 있다. 해로운 식물 병원체를 제어하기 위한 화학적 약제의 널리 퍼진 사용은 이들 이로운 진균의 균형에 손상을 줄 수 있고, 유기 관리의 원칙에 반한다.
그러나, 살아 있는 식물을 공격하고 이들을 약하게 하거나 죽이는 다른 덜 환영하는 진균류가 있다. 미생물 식물 병원체의 다른 카테고리인 바이러스는 식물 조직의 세포 내에 거주할 수 있고 이에 따라 종종 국부적으로 적용되는 화학물질로 처리될 수 없어서, 감염된 식물은 반드시 파괴된다. 현재 식물의 치료를 위해 특수하게 개발된 항생제가 없으며(비록 다른 목적을 위하여 개발된 몇몇 항생제가 식물에 대한 사용을 발견하였을지라도), 병원체성 세균 공격에 취약한 다수의 경제적으로 중요한 식물종들이 남아 있다. 예를 들어, 장미과의 수많은 식물종들의 화상병 침입이 치료 불가능한 것으로 입증되었다. 반대로, 진균류 성장 서식지가 다르기 때문에, 즉 다수의 바람직하지 않은 병원체 진균류가 영양물을 추출하는 뿌리-유사 구조를 사용하여, 식물 표면에서 성장하고 식물 조직 내에서는 성장하지 않는 경향이 있기 때문에, 많은 해로운 진균류가 식물 숙주를 손상시키지 않고 국부적으로 적용된 화학물질로 사멸될 수 있다.
많은 식물 병원체를 사멸시키는 것이 종종 어렵거나 불가능하기 때문에, 해로운 미생물 병원체에 대해 식물을 보호하기 위한 다수의 전략들이, "예방이 치료보다 좋다"는 철학을 채택한다. 식물이 번식하고 성장할 때 우수한 위생을 관찰함에 따라, 확립되려는 미생물 감염에 대한 기회를 막음으로써 많은 미생물성 식물 질병이 예방될 수 있다. 종종, 이러한 약제가 확립된 감염에 대한 조치라기 보다는 예방적으로 사용되는 경우, 유의적으로 더욱 낮은 양의 살충제(pesticide) 또는 살미생물제(microbicide)가 효과적일 수 있다.
또한 식물은, 예를 들어 나쁜 토양질(예를 들어, 영양분 부족) 단독, 또는 가뭄 또는 과도한 강우량 또는 범람과의 조합으로 인하여, 이들이 최적 또는 근-최적의 조건 하에서 성장하지 않는 경우, 질병에 더욱 민감할 수 있다. 예를 들어, 극도의 습한 조건은 병원체성 진균 및/또는 세균의 성장을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 피. 시린개(P. syringae)의 쿼럼 센싱은 잎 표면의 물 이용가능성에 의해 좌우된다(Dulla & Lindow. PNAS 2008;105:3-082-7). 물론, 일부 식물 질병이 곤충에 의해 전염되고 다른 것은 바람으로 운반되어 전염되는 한에 있어서는, 모든 식물 질병이 우수한 농업 위생으로 예방될 수 있는 것은 아니다. 예를 들어, 진딧물 및 다른 수액을 흡인하는 곤충들이 바이러스의 주요 벡터이다. 진균류 질병의 포자는 대기 중에서, 그리고 빗방울 및 물방울 속에서 운반된다.
종자 및 싹 상의 생물막
종자에 대한 세균 점착은 근권 집락화에 강하게 영향을 주는 과정이다. 종자 공급자는 발달하는 근권을 예방접종하기 위하여 종종 일부러 미생물의 생물막으로 종자 스톡을 코팅한다. 반대로, 인간 소비용으로 사용되는 종자 및 싹 상의 생물막은 종종 위장 감염의 일반적인 원천이 된다. 피. 푸티다(P. putida)는 종자에 효과적으로 점착하고 이후에 근권을 집락화시킨다. 밀 조직 내에서 발견된 비병원성 방선균의 내생 식물 집단은 표면-멸균된 종자의 방선균에 의한 내부 집락화로부터 유래하였다. 이로운 질소-고정 세균의 내생 식물 종자 집단은 미래의 근권 집락화를 확보하는데 도움을 줄 수 있다. 종자 집락화의 다른 연구는, 알파파 종자 및 싹의 주사 전자 현미경에서 EPS 내에 삽입되어 있는 막대 형태의 구균성 세균을 보고하고 있다. 생물막은 종자 및 싹에 대한 세척 및 다른 일반적인 항세균 처리에 대해 굉장한 내성이 있다. Fett et al.은 알파파 싹 상의 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli) O157:H7 및 살모넬라 집단 모두가, 점착성 미생물의 수를 감소시키기 위하여 단순한 물 세척보다 훨씬 더 가혹한 처리를 필요로 하고, 완전한 제거가 결코 이루어질 수 없다는 점을 확인하였다. 생존하는 세균은 생물막 내에 거주하는 듯 하였다(Ramey et al. Curr Opinion Microbiol 2004;7:602-9).
절단된 꽃과 나무
도관의 병원체는 식물 숙주의 목질부 또는 체관부에 거주하고 일반적으로 전파를 위한 곤충 벡터 또는 상처에 의존한다. 꽃 또는 나무를 절단하는 것은 특히 도관 감염이 쉬운 상처를 입히는 것과 유사한 유형이다. 생물막 세균은 절단 표면에서 맥관 구조에 들어가 이를 막히게 하고, 물, 미네랄 및 영양분의 흐름을 방해한다. 꽃병 물 중에 희석된 절단된 꽃 보존제는 종종 생물막 형성을 감소시키는 ㅅ살리실레이트 또는 아스피린을 함유하고(Domenico et al., J Antimicrob Chemo 1991;28:801-10; Salo et al., Infection 1995;23:371-7), 세균 성장을 막고 생물막을 붕괴시키는 낮은 pH를 제공한다.
농업에서의 항미생물제. 식물 병원체 침입의 근절은 전세계적으로 식물 산업, 관리되는 정원 및 천연 환경의 보호를 위해 매우 중요하다. 풍토성이 되는 병원체의 결과는 심각할 수 있으며, 일부 경우에 국가의 경제에 영향을 미친다. 병원체의 근절을 위한 현재의 전략은 감염된 숙주 식물의 치료, 제거 및 폐기를 위한 기술에 의존한다. 이들 기술이 성공한 많은 예들이 있으나 그렇지 않은 곳도 많다. 성공은 병원체의 생물학 및 역학, 그리고 숙주와 이의 상호작용에 대한 충분한 이해에 의존한다. 세계 곳곳에, 특히 오스트랄라시아에 식물 병원체 및 병에 걸린 숙주 소재를 다루는 예들을 조사하면서, 연소(burning), 매장, 가지치기, 퇴비화, 토양- 및 생물훈증, 솔라리제이션, 스팀 살균 및 생물학적 벡터 제어를 포함하는 다양한 기술들이 사용되어 왔다(Sosnowski, et al. Plant Pathol 2009; 58:621-35).
또한 항생제가 고가의 과실, 야채, 및 관상용 식물의 특정 세균성 질병을 제어하기 위하여 1950년대 이래로 사용되어 왔다. 오늘날, 식물에 주로 사용되는 대부분의 항생제는 옥시테트라사이클린 및 스트렙토마이신이다. 미국에서, 식물에 적용되는 항생제는 전체 항생제 사용의 0.5% 미만을 차지한다. 옥시테트라사이클린에 대한 식물 병원체의 내성은 드무나, 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora), 슈도모나스 종(Pseudomonas spp.), 및 잔토모나스 캄페스트리스(Xanthomonas campestris)의 스트렙토마이신-내성의 균주의 출현이 몇몇 중요한 질병의 제어를 지체시켰다. 따라서, 인간 의학 내 항생제-내성 위기에서 식물에 대한 항생제 사용의 역할은 논의의 주제이다(McManus et al. Annu Rev Phytopathol 2002;40:443-65).
스트렙토마이신-내성 (SmR) 식물 병원체의 출현은 식물의 세균성 질병의 제어를 복잡하게 하였다. 예를 들어, 미국에서, 스트렙토마이신은 엑스. 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아(X. campestris pv. vesicatoria)의 제어를 위하여 토마토와 고추에 허용되나, 이는 내성 균주가 이제 널리 퍼져 있기 때문에 이러한 목적을 위하여 거의 사용되지 않는다. 화상병 병원체인, 이. 아밀로보라(E. amylovora) 내 내성은 광범위한 경제적 및 정치적 영향을 주어 왔다. SmR이 보고된 다른 식물 병원체성 세균은 펙토박테리움 카로토보라(Pectobacterium carotovora), 슈도모나스 치코리이(Pseudomonas chichorii), 슈도모나스 라크리만스(Pseudomonas lachrymans), 슈도모나스 시린개 피브이. 파풀란스(Pseudomonas syringae pv. papulans), 슈도모나스 시린개 피브이. 시린개(Pseudomonas syringae pv. syringae), 및 잔토모나스 디에펜바키아(Xanthomonas dieffenbachiae)를 포함한다(McManus et al. Annu Rev Phytopathol 2002;40:443-65). SmR 이. 아밀로보라(E. amylovora)의 출현은 미국 서부 및 미시간 주에서 화상병 유행을 심하게 하였다.
스트렙토마이신 및 옥시테트라사이클린은 미국 환경보호국(U.S. Environmental Protection Agency, EPA)에 의해 가장 낮은 독성 카테고리로 지정되었으며, 발암성 또는 돌연변이 유발 활성은 어느 항생제에서도 관찰되지 않았다.
항생제에 대한 대체가 이용가능하고, 적어도 어느 정도는 실제적이다. 사실상, 대부분의 경작 시스템에서 세균성 질병 관리는 숙주의 유전적 내성, 공중위생(접종물의 회피 또는 제거), 및 질병 발달에 불리한 환경을 만들어 내는 재배 기량의 통합에 기초한다. 다양한 종의 세균 및 진균을 사용한 식물의 생물학적 통제(biocontrol)에 대한 관심이 증가하고 있다. 근권 세균은 뿌리 영역 내 효과적인 미생물 경쟁자로서 고려된다. 대표적인 많은 다른 세균 속들이 토양 내로, 종자, 뿌리, 덩이줄기 또는 작물 성장을 향상시키기 위한 다른 식재 소재 상으로 도입되어 왔다. 이들 세균 속들은 아시네토박터(Acinetobacter), 아그로박테리움(Agrobacterium), 아스로박터(Arthrobacter), 아조스피릴룸(Azospirillum), 바실러스(Bacillus), 브래디리조븀(Bradyrhizobium), 프란키아(Frankia), 슈도모나스(Pseudomonas), 리조븀(Rhizobium), 세라티아(Serratia), 티오바실러스(Thiobacillus) 등 여러 가지를 포함한다. 예를 들어, 바실러스(Bacillus)의 특정 종은 많은 식물에서 전신적인 내성을 유도할 수 있다(Choudhary &Johri. Microbiol Res 2009;164:493-513).
비록 몇몇 종이 구리에 대해 내성이 있게 되었지만, 구리 화합물의 적용은 일부 세균성 식물 병원체의 집단을 감소시키는데 효과적이고(Cooksey Annu Rev Phytopathol 1990;28:201-14), 대부분의 과수 작물이 구리 손상에 민감하다.
다수의 합성 및 천연 치료법이 다양한 식물 질병에 대해 존재한다. 천연 치료법은 잎 점무늬병, 백분병(mildew) 및 붉은 곰팡이 병을 위한 사과 사이다 식초; 탄저병, 초기 토마토 마름병, 잎 마름병, 백분병(powdery mildew)을 위한 분무제 및 일반적인 살진균제로서의 베이킹 소다; 님 오일; 황; 마늘; 과산화수소; 퇴비차(compost teas) 등을 포함한다. 수많은 합성 화학물질이 식물 질병을 예방 또는 치료하기 위하여 사용되며, 수용성 또는 불수용성 제형이 사용된다. 살미생물제(microbicide)는 페녹사신(phenoxarsine) 또는 페나사진(phenarsazine), 말레이미드, 이소인돌 디카복시미드, 할로겐화 아릴 알카놀, 4-티옥소피리미딘 유도체(미국 특허 제6384040호), 헤테로사이클릭 오가노실릴 화합물 및 이소티아졸리논을 포함한다. 많은 살미생물제가 피리티온 유도체와 결합되어 상승작용적 화합물을 만든다(예를 들어, EP1468607). 특정 이소티아졸카복사미드는 식물 해충의 제어를 위해 사용될 수 있다(예를 들어, US 6552056; WO 2001/064644).
분말 또는 결정형의 살미생물제의 독성 문제를 인식하고, 미국 특허 재발행 제29,409호는 최종 용도 수지 조성물로 제작되는 제형 혼합물에 첨가될 수 있는 액체 용매 중에 살미생물제를 용해시키는 것을 교시한다. 비록 액체 분산액이 최종 용도 수지 조성물을 제조하는 위치에서 안전하게 사용될 수 있을지라도, 부주의한 사용 또는 상기 액체의 폐기가 여전히 환경 및 보건상의 위험을 내포할 수 있다. 양자택일적으로, 살미생물제는 또한 수용성 열가소성 수지 중에 가할 수 있다. 살미생물제는 열가소성 수지 조성물을 경직시키고 이의 표면 상의 미생물 성장을 억제하기 위하여 이에게 살생 활성을 주도록 첨가될 수 있다(US 5,229,124). 이는 비닐 알코올과 (알킬렌옥시) 아크릴레이트의 공중합체인 담체 수지 중에 용해된 살미생물제로 필수적으로 이루어진 단단한 용융-블렌딩된 용액이다. 비록 살미생물제가 높은 독성의 화학물질일 수 있을지라도, 최종 용도 제품 내 이의 낮은 농도 및 수지 조성물에 의한 이의 보존이 최종 용도 제품 내 살미생물제가 인간 또는 동물에게 위험을 주지 않도록 보장한다.
이소티아졸리논은 종종 농업에서 살미생물제로서, 예를 들어 N-알킬벤젠설포닐카바모일-5-클로로이소티아졸 유도체로서 사용된다(예를 들어, US 5,045,555). 이러한 살미생물제는 예를 들어, 제지 산업, 직물 산업에서, 코팅 및 접착제를 제조하기 위하여, 페인팅, 금속 가공에서, 수지 산업, 목재 산업, 건설 산업, 농업, 임업, 어업, 식품 산업 및 석유화학 산업에서는 물론 의약품에서 광범위하게 유용하다. 이는 강한 살미생물 효과를 나타내고, 가공용수, 순환용수, 원료 또는 제품에 적절한 양으로 첨가될 수 있다. 더 나아가, 이는 종자, 묘목 및 원료뿐만 아니라 소독 또는 멸균 설비, 공장, 가축 외양간 또는 기구를 위해 사용될 수 있다. 또한, 이소티아졸론의 다른 유도체가 알려져 있다(미국특허 제3,523,121호 및 J. Heterocyclic Chem., 8, 587 (1971)). 그러나, 모든 공지의 유도체 화합물이 동물 및 어류에 높은 독성이 있고, 이는 이들의 적용을 상당히 제한한다.
또한 중탄산 나트륨이 일반적으로 식물에 적용되는 경우 살진균 특성을 가지는 것으로 확인되었으나, 전형적으로 효능을 달성하기 위하여 잦은 재적용을 필요로 한다.
식물 숙주-기생충 관계에서 철의 역할은 에르위니아 크리산테미(Erwinia chrysanthemi) 및 이. 아밀로보라(E. amylovora) 각각에 의해 유발된 부패병과 화상병과 같이 다른 질병에서 밝혀졌다(Expert. Annu Rev Phytopathol 1999;37:307-34). 생물학적 시스템에서의 이의 독특한 지위로 인하여, 철은 식물 병원체의 활성을 제어한다. 병원체에 의한 시데로포어(siderophore)의 생산은 숙주 조직 유래의 철을 획득하기 위한 강력한 전략을 나타낼 뿐만 아니라 철 독성에 대한 보호제로서 작용할 수도 있다. 발병 동안 금속을 바인딩하고 어쩌면 봉쇄하는 숙주의 필요성이 또 다른 주요한 사안이다. 세균의 철 섭취 및 세포 호흡을 방해하는 항미생물제가 식물 소독에서 중요한 역할을 할 수 있다.
많은 천연 제품(예를 들어, 항생제), 및 항미생물, 방부, 특히 항세균 특성을 갖는 합성 화학물질들이 알려져 있으며 화학적 및 생물학적으로 적어도 부분적으로 특징 지워졌다. 예시적인 특징으로는 미생물을 죽이는 능력(살세균 효과), 미생물 성장을 정지시키거나 손상시키는 능력(정균적 효과), 또는 부위를 집락화하거나 감염시키는 것, 대사 산물의 세균 분비(이의 일부는 악취를 풍김), 및/또는 플랑크톤성으로부터 생물막 집단으로의 전환 또는 생물막 형성의 확장과 같은 미생물의 기능을 방해하는 능력(항-생물막 효과)을 포함한다. 항생제, 소독제, 방부제 등(비스무트-티올 또는 BT 화합물 포함)이 U.S. 6,582,719에 논의되어 있으며, 이는 예를 들어, 살세균, 정균, 또는 항-생물막 효능, 유효 농도, 및 숙주 조직에 대한 독성 위험성을 포함하고, 이러한 조성물의 선택 및 사용에 영향을 주는 인자들을 포함한다.
생물막 내에 보호되는 세균의 미세집락은 전형적으로 방부제 또는 소독제에 내성이 있다. 예를 들어 자유-부유 세균을 죽이는 항생제 투여량은 생물막 세균을 죽이기 위해 1,500배 만큼 증가될 필요가 있다. 이러한 높은 농도에서, 일부 항미생물제는 독성이 있을 수 있다. 예를 들어, 브롬화 및 염소화 화합물을 산화시키는 것은 높은 독성이 있고 부식성이다.
꽃-마름병 단계의 억제는 화상병을 관리하는데 주요하다. 꽃 감염이 발생하기 위하여, 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora)는 착생 단계에서 암술머리의 표면 상에서 증식할 필요가 있다. 비는 이. 아밀로보라(E. amylovora)에 대해 억제하지 않는 삼투압(osmotic potential)으로 꽃받침통 상에서 당을 희석시키기 때문에 감염을 위하여 필요하다. 또한, 비는 꽃받침통에 암술머리 유래의 세균을 재분배하기 위한 매개물로서 중요하다. 이들 관찰은 이러한 착생 단계 동안, 및 과도한 비 이후에는 항생제 분무의 사용에 대한 최적 횟수가 있다는 점을 제안한다(Johnson & Stockwell. Annu Rev Phytopathol 1998;36:227-48).
다른 세균성 착생 식물은 또한 이들이 병원체의 착생 성장과 상호작용하고 이를 억제할 수 있는 암술머리를 집락화시킨다. 이. 아밀로보라(E. amylovora)의 상업적으로 이용가능한 세균 길항제(BlightBan, Pseudomonas fluorescens A506)가 항생제 분무 프로그램 내에 포함될 수 있다. 화학적 방법과 세균 길항제의 통합으로 병원체의 집단을 억제하고, 이에 수반되어 비병원체성의 경쟁하는 미생물로 암술머리에 의해 제공되는 생태적 적소를 채운다(Johnson & Stockwell. Annu Rev Phytopathol 1998;36:227-48).
피리티온은 피리딘-N-옥사이드의 유도체인 2-머캡토피리딘-N-옥사이드(CAS# 1121-31-9)로부터 유래된 짝염기(conjugate base)이다. 이의 항진균 효과는 수송 메커니즘을 활발하게 하는 양성자 펌프를 막음으로써 막 수송을 방해하는 이의 능력에 있다. 실험은 진균이 낮은 농도에서 피리티온을 비활성화시킬 수 있음을 시사하였다(Chandler & Segel. Antimicrob. Agents Chemother 1978;14:60-8). 피리티온 아연은 아연의 배위 착물이다. 이러한 무색의 고체는 항진균제 및 항세균제로서 사용된다. 이의 낮은 수용해도(중성 pH에서 8 ppm)로 인하여, 피리티온 아연은 옥외 페인트, 시멘트, 및 백분병과 조류에 대한 보호를 제공하는 다른 제품에 사용하기 적합하다. 이는 효과적인 살조제(algaecide)이다. 그러나, 이는 금속 카르복실레이트 경화제에 의존하는 페인트와 화학적으로 비혼화성이다. 다량의 철을 함유하는 물을 포함하는 라텍스 페인트에 사용되는 경우, 철 이온을 우선적으로 바인딩하는 금속 이온 봉쇄제가 필요하다.
농업에서의 특별한 문제는 자유의 단일 세포의("플랑크톤성") 세균이 세포간 점착에 의해, 현저하게 다른 패턴의 거동, 유전자 발현, 및 항생제를 포함하는 환경 약제에 대한 민감성을 갖는, 조직화된, 다-세포적 군락(생물막)으로 조립한, 비교적 최근에 인정된 세균 조직인, 세균성 생물막으로 구성되는 감염이다. 생물막은 플랑크톤성 세균에서는 발견되지 않는 생물학적 방어 메커니즘을 전개할 수 있으며, 이러한 메커니즘은 항생제 및 숙주 면역 반응에 대항하여 생물막 군락을 보호할 수 있다. 확립된 생물막은 식물의 성장, 발달 또는 상처-치유 과정을 정지시킬 수 있다.
미생물의 생물막은 소독제 및 항생제 모두에 대해 실질적으로 증가된 내성과 연관되어 있다. 생물막 모폴로지는 세균 및/또는 진균이 표면을 공격할 때 생긴다. 이러한 부착은 유전자의 변경된 전사를 일으켜, 다당류 매트릭스를 침투하는데 있어 현저하게 되튀고 어려운 분비로 이어져 미생물을 보호한다. 생물막은 이들의 항생제에 대한 매우 실질적인 내성에 더하여, 식물 면역 방어 메커니즘에 매우 내성이다. 생물막은 일단 확립되면 근절시키기 매우 어려워서, 생물막 형성을 예방하는 것이 매우 중요한 농업적 우선사항이다. 최근의 연구는 개방 상처가 생물막에 의해 빠르게 오염될 수 있음을 보여주고 있다. 이들 미생물의 생물막은 성장, 발달 및/또는 상처 치유를 손상시키는 것으로 여겨지며, 심각하고 종종 고치기 어려운 감염의 확립과 관련될 가능성이 크다.
명백히 생물막으로서 발생하는 미생물 감염을 포함하는, 식물 내 및 식물 상에서의 미생물 감염을 치료 및 예방하기 위한 개선된 조성물 및 방법이 필요하다. 본원에 기술된 특정 구현예는 이러한 필요를 해결하고 다른 관련 장점들을 제공한다.
간단한 요약
본원에 기술된 대로, 및 이론에 얽메이지 않고 본원에 최초로 기재된 특정 구현예에 따라서, 비스무트-티올(BT) 화합물은 광범위한 농업, 산업, 제조업 및 다른 상황 뿐만 아니라 감염성 질환 및 관련 상태의 치료 또는 예방 및 개인 건강관리에서 사용하기 위한 방부제로서 사용될 수 있는 한편, BT에 의해 적어도 부분적으로 매개된 방지 또는 예방에 의해 실현되는 절약을 포함하고, 이러한 감염의 치료에 부과되는 비용을 또한 감소시킨다.
또한, 본 명세서에 기술된 특정 구현예에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 BT 화합물 및 하나 이상의 항생제 화합물을 포함하는, 세균 생물막 또는 생물막 형성과 관련된 세균(예를 들면, 생물막을 형성할 수 있거나 그 이외에 이를 촉진할 수 있는 세균)을 함유하는 식물 또는 식물 조직(예를 들어, 뿌리, 구근, 줄기, 잎, 가지, 넝쿨(vine), 덩굴(runner), 눈(bud), 꽃 또는 이의 부분, 그린팁, 과실, 종자, 꼬투리 등) 및 동물 조직 및/또는 천연 및 인공 표면을 치료하기 위한 제형이 고려되며, 여기서 비제한된 이론에 따라서 본 기재내용을 기초로 한 BT 화합물(들) 및 항생제(들)의 적절히 선택된 조합은 이러한 제형의 항세균(항-생물막 포함) 효과 및/또는, 세균 생물막을 함유하는 감염을 포함하는 미생물 감염에 대한 방지, 예방 및/또는 치료학적으로 효과적인 치료를 위한 예측되지 않는 향상 효과에 있어서 지금까지 예측되지 않는 상승효과를 제공한다.
또한, 이들 및 관련 구현예에서 사용하기 위하여 유리하게는 실질적으로 단분산 미립자 현탁액(monodisperse microparticulate suspension)을 포함하는 비스무트-티올 조성물, 및 이들의 합성을 위한 방법 및 용도가 본원에서 제공된다.
따라서, 본 명세서에 기술된 본 발명의 특정 구현예에 따라서, 하기 단계를 포함하는 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 대하여 식물을 보호하는 방법이 제공된다: 하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안 비스무트-티올(BT) 조성물의 유효량과 식물 또는 이의 부분(예를 들어, 뿌리, 구근, 줄기, 잎, 가지, 넝쿨, 덩굴, 눈, 꽃 또는 이의 부분, 그린팁, 과실, 종자, 꼬투리 등)을 접촉시키는 단계: (i) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방; (ii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제; (iii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및 (iv) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제; 이때, 상기 BT 조성물은 BT 화합물을 포함하는 미립자(microparticle)의 실질적으로 단분산인 현탁액을 포함하고, 상기 미립자는 약 0.4 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐. 다른 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora) 세포를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 디에펜바키아(Xanthomonas campestris pv dieffenbachiae), 슈도모나스 시린개(Pseudomonas syringae), 자이렐라 파스티디오사(Xylella fastidiosa); 자일로피루스 암페리누스(Xylophylus ampelinus); 모닐리니아 프럭티콜라(Monilinia fructicola), 판토에아 스테와티 아종 스테와티(Pantoea stewartii subsp. Stewartii), 랄스토니아 솔라나세아룸(Ralstonia solanacearum) 및 클라비박터 미시가넨시 아종 스페도니쿠스(Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특정 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타낸다. 특정 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 스트렙토마이신 내성을 나타낸다. 특정 구현예에서, 상기 식물은 식량 작물 식물이며, 특정 추가적인 구현예에서, 과수(fruit tree)이다. 특정 추가적인 구현예에서, 상기 과수는 사과 나무, 배 나무, 복숭아 나무, 넥타린(nectarine) 나무, 자두 나무, 또는 살구 나무로부터 선택된다. 특정한 다른 구현예에서, 상기 식량 작물 식물은 무사(Musa) 속의 바나나 나무이다. 특정한 다른 구현예에서, 상기 식량 작물 식물은 괴경 식물, 콩과 식물, 및 곡류 식물로부터 선택된다. 특정 추가적인 구현예에서, 상기 괴경 식물은 솔라눔 투베로숨(Solanum tuberosum)(감자), 및 이포모에아 바타타스(Ipomoea batatas)(고구마)로부터 선택된다. 상기 기재된 방법의 특정 구현예에서, 상기 접촉시키는 단계는 1회 또는 다수회 수행된다. 특정 추가적인 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물에 대한 분무, 침지, 코팅 및 페인팅 중 하나를 포함한다. 특정한 다른 추가적인 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물의 꽃의 개화 부위, 그린-팁(green-tip) 또는 성장 부위에서 수행된다. 특정 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물의 제1 개화기의 24, 48 또는 72 시간 이내에 수행된다.
상기 기재된 방법의 특정 구현예에서, 상기 BT 조성물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로부터 선택되는 하나 이상의 BT 화합물을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타낸다.
상기 기재된 방법의 특정한 추가적인 구현예에서, 상기 방법은 식물을 상승작용(synergizing) 또는 강화작용(enhancing) 항생제와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 식물을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로부터 선택되는 항생제를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제이다.
특정한 다른 구현예에 따라, 하기 단계를 포함하는 항생제-내성 세균성 식물 병원체가 존재하는 식물에서 항생제 내성을 극복하는 방법이 제공된다: (a) 하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안 BT 조성물의 유효량과 식물을 접촉시키는 단계: (i) 항생제-내성 세균성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방; (ii) 항생제-내성 세균성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제; (iii) 항생제-내성 세균성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및 (iv) 항생제-내성 세균성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제; 이때, 상기 BT 조성물은 BT 화합물을 포함하는 미립자의 실질적으로 단분산인 현탁액을 포함하고, 상기 미립자는 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐; 및 (b) 식물을 상승작용 또는 강화작용 항생제와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 식물을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계.
상기 기재된 방법의 특정 구현예에서, 상기 비스무트-티올 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가지며 하기 단계를 포함하는 공정에 의해 형성된다: (a) 고체 침전물이 실질적으로 없는 용액을 얻기 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (i) 비스무트를 포함하는 비스무트염을 적어도 50 mM의 농도로 포함하고, 친수성, 극성 또는 유기 가용화제를 결여한 산성 수용액을, (ii) 약 25 부피%의 에탄올을 포함하는 혼합물을 얻기에 충분한 양의 에탄올과 혼합하는 단계; 및 (b) BT 화합물을 포함하는 미립자를 포함하는 침전물의 형성을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, 상기 단계 (a)의 혼합물에 티올-함유 화합물을 포함하는 에탄올 용액을 첨가하여 반응 용액을 얻는 단계, 이때 상기 티올-함유 화합물은, 비스무트 대비 약 1:3 내지 약 3:1의 몰비로, 반응 용액 중에 존재함.
특정 구현예에서, 상기 비스무트염은 Bi(NO3)3이다. 특정 구현예에서, 상기 산성 수용액은 적어도 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 22 중량% 또는 22.5 중량%의 비스무트를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 산성 수용액은 적어도 0.5 중량%, 1 중량%, 1.5 중량%, 2 중량%, 2.5 중량%, 3 중량%, 3.5 중량%, 4 중량%, 4.5 중량% 또는 5 중량%의 질산을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 티올-함유 화합물은 1,2-에탄 디티올, 2,3-디머캡토프로판올, 피리티온, 디티오에리쓰리톨, 3,4-디머캡토톨루엔, 2,3-부탄디티올, 1,3-프로판디티올, 2-하이드록시프로판 티올, 1-머캡토-2-프로판올, 디티오에리쓰리톨, 알파-리포산, 디티오쓰레이톨, 메탄티올(CH3SH [m-머캡탄]), 에탄티올(C2H5SH [e-머캡탄]), 1-프로판티올(C3H7SH [n-P 머캡탄]), 2-프로판티올(CH3CH(SH)CH3 [2C3 머캡탄]), 부탄티올(C4H9SH ([n-부틸 머캡탄]), 터트-부틸 머캡탄(C(CH3)3SH [t-부틸 머캡탄]), 펜탄티올(C5H11SH [펜틸 머캡탄]), 코엔자임 A, 리포아미드, 글루타티온, 시스테인, 시스틴, 2-머캡토에탄올, 디티오쓰레이톨, 디티오에리쓰리톨, 2-머캡토인돌, 트랜스글루타미나제, (11-머캡토운데실)헥사(에틸렌 글리콜), (11-머캡토운데실)테트라(에틸렌 글리콜),(11-머캡토운데실)테트라(에틸렌 글리콜) 작용기화 금 나노입자, 1,1',4',1"-터페닐-4-티올, 1,11-운데칸디티올, 1,16-헥사데칸디티올, 1,2-에탄디티올 공업용급(technical grade), 1,3-프로판디티올, 1,4-벤젠디메탄티올, 1,4-부탄디티올, 1,4-부탄디티올 디아세테이트, 1,5-펜탄디티올, 1,6-헥산디티올, 1,8-옥탄디티올, 1,9-노난디티올, 아다만탄티올, 1-부탄티올, 1-데칸티올, 1-도데칸티올, 1-헵탄티올, 1-헵탄티올 푸룸, 1-헥사데칸티올, 1-헥산티올, 1-머캡토-(트리에틸렌 글리콜), 1-머캡토-(트리에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 작용기화 금 나노입자, 1-머캡토-2-프로판올, 1-노난티올, 1-옥타데칸티올, 1-옥탄티올, 1-옥탄티올, 1-펜타데칸티올, 1-펜탄티올, 1-프로판티올, 1-테트라데칸티올, 1-테트라데칸티올 푸룸, 1-운데칸티올, 11-(1H-피롤-1-일)운데칸-1-티올, 11-아미노-1-운데칸티올 하이드로클로라이드, 11-브로모-1-운데칸티올, 11-머캡토-1-운데칸올, 11-머캡토-1-운데칸올, 11-머캡토운데카노산, 11-머캡토운데카노산, 11-머캡토운데실 트리플루오로아세테이트, 11-머캡토운데실포스포르산, 12-머캡토도데카노산, 12-머캡토도데카노산, 15-머캡토펜타데카노산, 16-머캡토헥사데카노산, 16-머캡토헥사데카노산, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데칸티올, 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올, 2,3-부탄디티올, 2-부탄티올, 2-에틸헥산티올, 2-메틸-1-프로판티올, 2-메틸-2-프로판티올, 2-페닐에탄티올, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로-1-헥산티올 푸룸, 3-(디메톡시메틸실릴)-1-프로판티올, 3-클로로-1-프로판티올, 3-머캡토-1-프로판올, 3-머캡토-2-부탄올, 3-머캡토-N-노닐프로피온아미드, 3-머캡토프로피온산, 3-머캡토프로필-작용기화 실리카 겔, 3-메틸-1-부탄티올, 4,4'-비스(머캡토메틸)비페닐, 4,4'-디머캡토스틸벤, 4-(6-머캡토헥실옥시)벤질 알코올, 4-시아노-1-부탄티올, 4-머캡토-1-부탄올, 6-(페로세닐)헥산티올, 6-머캡토-1-헥산올, 6-머캡토헥사노산, 8-머캡토-1-옥탄올, 8-머캡토옥타노산, 9-머캡토-1-노난올, 비페닐-4,4'-디티올, 부틸 3-머캡토프로피오네이트, 구리(I) 1-부탄티올레이트, 시클로헥산티올, 시클로펜탄티올, 데칸티올 작용기화 은 나노입자, 도데칸티올 작용기화 금 나노입자, 도데칸티올 작용기화 은 나노입자, 헥사(에틸렌 글리콜)모노-11-(아세틸티오)운데실 에테르, 머캡토숙신산, 메틸 3-머캡토프로피오네이트, 나노테터(nanoTether) BPA-HH, NanoThinksTM18, NanoThinksTM8, NanoThinksTM ACID11, NanoThinksTM ACID16, NanoThinksTM ALC011, NanoThinksTM THI08, 옥탄티올 작용기화 금 나노입자, PEG 디티올 평균 Mn 8,000, PEG 디티올 평균 분자량 1,500, PEG 디티올 평균 분자량 3,400, S-(11-브로모운데실)티오아세테이트, S-(4-시아노부틸)티오아세테이트, 티오페놀, 트리에틸렌 글리콜 모노-11-머캅토운데실 에테르, 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), [11-(메틸카보닐티오)운데실]테트라(에틸렌 글리콜), m-카보란-9-티올, p-터페닐-4,4"-디티올, 터트-도데실머캡탄, 터트-노닐 머캡탄으로부터 선택된 하나 이상의 제제를 포함한다.
특정 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 하기 중 적어도 하나를 포함한다: (i) 하나 이상의 그람-음성 세균; (ii) 하나 이상의 그람-양성 세균; (iii) 하나 이상의 항생제-민감성 세균; (iv) 하나 이상의 항생제-내성 세균; (v) 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)(에스. 아우레우스(S. aureus)), MRSA(메티실린-내성, 에스. 아우레우스(S. aureus)), 스타필로코쿠스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis), MRSE(메티실린-내성 에스. 에피더미디스(S. epidermidis)), 마이코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 마이코박테리움 아비움(Mycobacterium avium), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 약물-내성 피. 아에루기노사(P. aeruginosa), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 장독소생성 이. 콜라이(E. coli), 장출혈성 이. 콜라이(E. coli), 클렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae), 클로스트리디움 디피실레(Clostridium difficile), 헬리코박터 파일로리(Heliobacter pylori), 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 메티실린-민감성 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로박터 클로아카에(Enterobacter cloacae), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 비브리오 콜레라(Vibrio cholera), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 반코마이신-내성 엔테로코쿠스(Enterococcus)(VRE), 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia) 복합체, 프란시셀라 툴라렌시스(Francisella tularensis), 바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 스트렙토코쿠스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 페니실린-내성 스트렙토코쿠스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia), 부콜데리아 물티보란스(Bukholderia multivorans), 마이코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis) 및 악시네토박터 바우만니이(Acinetobacter baumannii)로부터 선택되는 세균성 병원체.
특정 구현예에서, 상기 방법은 식물을 (i) 상승작용 항생제 및 (ii) 협동적 항미생물 효능 강화작용 항생제 중 적어도 하나와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 표면을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계를 포함한다. 특정한 추가적인 구현예에서, 상기 상승작용 항생제 또는 협동적 항미생물 효능 강화작용 항생제는 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 글리코펩타이드 항생제, 린코사미드 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로부터 선택되는 항생제를 포함한다. 특정한 추가적인 구현예에서, 상기 상승작용 항생제 또는 협동적 항미생물 효능 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제이다.
특정한 다른 구현예에서, 하기 단계를 포함하는 항생제-내성 세균성 병원체가 존재하는 식물에서 항생제 내성을 극복하는 방법이 제공된다: 하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (1) 적어도 하나의 비스무트-티올(BT) 조성물 및 (2) 상기 적어도 하나의 BT 조성물을 강화하거나 또는 이와 함께 상승적으로 작용할 수 있는 적어도 하나의 항생제의 유효량과 동시에 또는 순차적으로 그리고 임의의 순서로, 식물을 접촉시키는 단계: (i) 세균성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방; (ii) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제; (iii) 세균성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및 (iv) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제; 이때, 상기 BT 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐; 및 이에 의하여 상피 조직 표면 상에서 항생제 내성을 극복하는 단계. 특정한 다른 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 메티실린, 반코마이신, 나피실린, 젠타마이신, 암피실린, 클로람페니콜, 독시사이클린, 토브라마이신, 클린다마이신 및 가티플록사신으로부터 선택되는 항생제에 대해 내성을 나타낸다. 특정한 다른 구현예에서, 상기 BT 조성물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로부터 선택되는 하나 이상의 BT 화합물을 포함한다. 특정한 구현예에서, 상승작용 또는 강화작용 항생제는 클린다마이신, 가티플록사신, 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로부터 선택되는 항생제를 포함한다. 특정한 다른 구현예에서, 상기 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제이다.
특정한 다른 구현예에 따라, 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가지며, 상기 BT 화합물이 비스무트 또는 비스무트염 및 티올-함유 화합물을 포함하는, 비스무트-티올 조성물이 제공된다. 다른 구현예에서, 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가지며 하기 단계를 포함하는 공정에 의해 형성되는 비스무트-티올 조성물이 제공된다: (a) 고체 침전물이 실질적으로 없는 용액을 얻기 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (i) 비스무트를 포함하는 비스무트염을 적어도 50 mM의 농도로 포함하고, 친수성, 극성 또는 유기 가용화제를 결여한 산성 수용액을, (ii) 적어도 약 5 부피%, 10 부피%, 15 부피%, 20 부피%, 25 부피% 또는 30 부피%의 에탄올을 포함하는 혼합물을 얻기에 충분한 양의 에탄올과 혼합하는 단계; 및 (b) BT 화합물을 포함하는 미립자를 포함하는 침전물의 형성을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, 상기 단계 (a)의 혼합물에 티올-함유 화합물을 포함하는 에탄올 용액을 첨가하여 반응 용액을 얻는 단계, 이때 상기 티올-함유 화합물은, 비스무트 대비 약 1:3 내지 약 3:1의 몰비로, 반응 용액 중에 존재함. 특정 구현예에서, 상기 비스무트염은 Bi(NO3)3이다. 특정 구현예에서, 상기 산성 수용액은 적어도 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 22 중량% 또는 22.5 중량%의 비스무트를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 산성 수용액은 적어도 0.5 중량%, 1 중량%, 1.5 중량%, 2 중량%, 2.5 중량%, 3 중량%, 3.5 중량%, 4 중량%, 4.5 중량% 또는 5 중량%의 질산을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 티올-함유 화합물은 1,2-에탄 디티올, 2,3-디머캡토프로판올, 피리티온, 디티오에리쓰리톨, 3,4-디머캡토톨루엔, 2,3-부탄디티올, 1,3-프로판디티올, 2-하이드록시프로판 티올, 1-머캡토-2-프로판올, 디티오에리쓰리톨, 알파-리포산 및 디티오쓰레이톨로부터 선택되는 하나 이상의 제제를 포함한다.
다른 구현예에서, 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가지는 비스무트-티올 조성물의 제조방법이 제공되며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다: (a) 고체 침전물이 실질적으로 없는 용액을 얻기 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (i) 비스무트를 포함하는 비스무트염을 적어도 50 mM의 농도로 포함하고, 친수성, 극성 또는 유기 가용화제를 결여한 산성 수용액을, (ii) 적어도 약 5 부피%, 10 부피%, 15 부피%, 20 부피%, 25 부피% 또는 30 부피%의 에탄올을 포함하는 혼합물을 얻기에 충분한 양의 에탄올과 혼합하는 단계; 및 (b) BT 화합물을 포함하는 미립자를 포함하는 침전물의 형성을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, 상기 단계 (a)의 혼합물에 티올-함유 화합물을 포함하는 에탄올 용액을 첨가하여 반응 용액을 얻는 단계, 이때 상기 티올-함유 화합물은, 비스무트 대비 약 1:3 내지 약 3:1의 몰비로, 반응 용액 중에 존재함. 특정 구현예에서, 상기 방법은 침전물을 회수하여 불순물을 제거하는 단계를 추가로 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 비스무트염은 Bi(NO3)3이다. 특정 구현예에서, 상기 산성 수용액은 적어도 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 22 중량% 또는 22.5 중량%의 비스무트를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 산성 수용액은 적어도 0.5 중량%, 1 중량%, 1.5 중량%, 2 중량%, 2.5 중량%, 3 중량%, 3.5 중량%, 4 중량%, 4.5 중량% 또는 5 중량%의 질산을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 티올-함유 화합물은 1,2-에탄 디티올, 2,3-디머캡토프로판올, 피리티온, 디티오에리쓰리톨, 3,4-디머캡토톨루엔, 2,3-부탄디티올, 1,3-프로판디티올, 2-하이드록시프로판 티올, 1-머캡토-2-프로판올, 디티오에리쓰리톨, 알파-리포산, 디티오쓰레이톨, 메탄티올(CH3SH [m-머캡탄]), 에탄티올(C2H5SH [e-머캡탄]), 1-프로판티올(C3H7SH [n-P 머캡탄]), 2-프로판티올(CH3CH(SH)CH3 [2C3 머캡탄]), 부탄티올(C4H9SH ([n-부틸 머캡탄]), 터트-부틸 머캡탄(C(CH3)3SH [t-부틸 머캡탄]), 펜탄티올(C5H11SH [펜틸 머캡탄]), 코엔자임 A, 리포아미드, 글루타티온, 시스테인, 시스틴, 2-머캡토에탄올, 디티오쓰레이톨, 디티오에리쓰리톨, 2-머캡토인돌, 트랜스글루타미나제, (11-머캡토운데실)헥사(에틸렌 글리콜), (11-머캡토운데실)테트라(에틸렌 글리콜),(11-머캡토운데실)테트라(에틸렌 글리콜) 작용기화 금 나노입자, 1,1',4',1"-터페닐-4-티올, 1,11-운데칸디티올, 1,16-헥사데칸디티올, 1,2-에탄디티올 공업용급(technical grade), 1,3-프로판디티올, 1,4-벤젠디메탄티올, 1,4-부탄디티올, 1,4-부탄디티올 디아세테이트, 1,5-펜탄디티올, 1,6-헥산디티올, 1,8-옥탄디티올, 1,9-노난디티올, 아다만탄티올, 1-부탄티올, 1-데칸티올, 1-도데칸티올, 1-헵탄티올, 1-헵탄티올 푸룸, 1-헥사데칸티올, 1-헥산티올, 1-머캡토-(트리에틸렌 글리콜), 1-머캡토-(트리에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 작용기화 금 나노입자, 1-머캡토-2-프로판올, 1-노난티올, 1-옥타데칸티올, 1-옥탄티올, 1-옥탄티올, 1-펜타데칸티올, 1-펜탄티올, 1-프로판티올, 1-테트라데칸티올, 1-테트라데칸티올 푸룸, 1-운데칸티올, 11-(1H-피롤-1-일)운데칸-1-티올, 11-아미노-1-운데칸티올 하이드로클로라이드, 11-브로모-1-운데칸티올, 11-머캡토-1-운데칸올, 11-머캡토-1-운데칸올, 11-머캡토운데카노산, 11-머캡토운데카노산, 11-머캡토운데실 트리플루오로아세테이트, 11-머캡토운데실포스포르산, 12-머캡토도데카노산, 12-머캡토도데카노산, 15-머캡토펜타데카노산, 16-머캡토헥사데카노산, 16-머캡토헥사데카노산, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데칸티올, 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올, 2,3-부탄디티올, 2-부탄티올, 2-에틸헥산티올, 2-메틸-1-프로판티올, 2-메틸-2-프로판티올, 2-페닐에탄티올, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로-1-헥산티올 푸룸, 3-(디메톡시메틸실릴)-1-프로판티올, 3-클로로-1-프로판티올, 3-머캡토-1-프로판올, 3-머캡토-2-부탄올, 3-머캡토-N-노닐프로피온아미드, 3-머캡토프로피온산, 3-머캡토프로필-작용기화 실리카 겔, 3-메틸-1-부탄티올, 4,4'-비스(머캡토메틸)비페닐, 4,4'-디머캡토스틸벤, 4-(6-머캡토헥실옥시)벤질 알코올, 4-시아노-1-부탄티올, 4-머캡토-1-부탄올, 6-(페로세닐)헥산티올, 6-머캡토-1-헥산올, 6-머캡토헥사노산, 8-머캡토-1-옥탄올, 8-머캡토옥타노산, 9-머캡토-1-노난올, 비페닐-4,4'-디티올, 부틸 3-머캡토프로피오네이트, 구리(I) 1-부탄티올레이트, 시클로헥산티올, 시클로펜탄티올, 데칸티올 작용기화 은 나노입자, 도데칸티올 작용기화 금 나노입자, 도데칸티올 작용기화 은 나노입자, 헥사(에틸렌 글리콜)모노-11-(아세틸티오)운데실 에테르, 머캡토숙신산, 메틸 3-머캡토프로피오네이트, 나노테터(nanoTether) BPA-HH, NanoThinksTM18, NanoThinksTM8, NanoThinksTM ACID11, NanoThinksTM ACID16, NanoThinksTM ALC011, NanoThinksTM THI08, 옥탄티올 작용기화 금 나노입자, PEG 디티올 평균 Mn 8,000, PEG 디티올 평균 분자량 1,500, PEG 디티올 평균 분자량 3,400, S-(11-브로모운데실)티오아세테이트, S-(4-시아노부틸)티오아세테이트, 티오페놀, 트리에틸렌 글리콜 모노-11-머캅토운데실 에테르, 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), [11-(메틸카보닐티오)운데실]테트라(에틸렌 글리콜), m-카보란-9-티올, p-터페닐-4,4"-디티올, 터트-도데실머캡탄, 터트-노닐 머캡탄으로부터 선택된 하나 이상의 제제를 포함한다.
다른 구현예에서, 하기 단계를 포함하는 세균성 병원체, 진균성 병원체 및 바이러스성 병원체 중 하나 이상에 대하여 식물 표면(예를 들어, 뿌리, 구근, 줄기, 잎, 가지, 넝쿨, 덩굴, 눈, 꽃 또는 이의 부분, 그린팁, 과실, 종자, 꼬투리 등) 또는 상피 조직 표면과 같은 생물학적 조직 표면을 포함하는 천연 또는 인공 표면을 보호하는 방법이 제공된다: 하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안 비스무트-티올(BT) 조성물의 유효량과 상피 조직 표면을 접촉시키는 단계: (i) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 상기 표면의 감염의 예방; (ii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제; (iii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및 (iv) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제; 이때, 상기 BT 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 상기 모든 미립자는 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐. 특정 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 하기 중 적어도 하나를 포함한다: (i) 하나 이상의 그람-음성 세균; (ii) 하나 이상의 그람-양성 세균; (iii) 하나 이상의 항생제-민감성 세균; (iv) 하나 이상의 항생제-내성 세균; (v) 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)(에스. 아우레우스(S. aureus)), MRSA(메티실린-내성, 에스. 아우레우스(S. aureus)), 스타필로코쿠스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis), MRSE(메티실린-내성 에스. 에피더미디스(S. epidermidis)), 마이코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 마이코박테리움 아비움(Mycobacterium avium), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 약물-내성 피. 아에루기노사(P. aeruginosa), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 장독소생성 이. 콜라이(E. coli), 장출혈성 이. 콜라이(E. coli), 클렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae), 클로스트리디움 디피실레(Clostridium difficile), 헬리코박터 파일로리(Heliobacter pylori), 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 메티실린-민감성 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로박터 클로아카에(Enterobacter cloacae), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 비브리오 콜레라(Vibrio cholera), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 반코마이신-내성 엔테로코쿠스(Enterococcus)(VRE), 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia) 복합체, 프란시셀라 툴라렌시스(Francisella tularensis), 바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 스트렙토코쿠스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 페니실린-내성 스트렙토코쿠스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia), 부콜데리아 물티보란스(Bukholderia multivorans), 마이코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis) 및 악시네토박터 바우만니이(Acinetobacter baumannii)로부터 선택되는 세균성 병원체. 특정한 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타낸다. 특정한 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 메티실린, 반코마이신, 나피실린, 젠타마이신, 암피실린, 클로람페니콜, 독시사이클린, 및 토브라마이신으로부터 선택되는 항생제에 대해 내성을 나타낸다.
특정한 구현예에서, 상기 천연 또는 인공 표면은 구강/협강(buccal cavity) 표면, 보철 기구, 세라믹, 플라스틱, 고분자, 고무, 금속 제조 물품, 페인팅된 표면, 배 선체, 방향키, 프로펠러, 닻, 홀드(hold), 밸러스트 탱크, 독(dock), 드라이 독(dry dock), 부두(pier), 파일링(piling), 차단벽(bulkhead)을 포함하는 해양 구조물, 또는 다른 천연 또는 인공 표면을 포함한다.
특정한 구현예에서, 상기 표면은 표피, 진피, 기도, 위장관 및 선의 내층(glandular lining)으로부터 선택되는 조직을 포함하는 상피 조직 표면을 포함한다.
특정 구현예에서, 상기 접촉시키는 단계는 1회 또는 다수회 수행된다. 특정 추가적인 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 천연 또는 인공 표면에 대한 분무, 세척(irrigating), 침지 및 페인팅 중 하나를 포함한다. 특정 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 흡입, 섭취 및 경구적 세척(irrigating) 중 하나를 포함한다. 특정 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 국부, 복막내, 경구, 비경구, 정맥내, 동맥내, 경피, 설하, 피하, 근육내, 볼점막을 통한(transbuccally), 비강내, 흡입을 통한, 안구내, 귀내, 심실내(intraventricularly), 피하, 지방내(intraadiposally), 관절내 및 수막강내(intrathecally)로부터 선택되는 경로에 의한 투여를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 BT 조성물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 BT 화합물을 포함한다.
특정 구현예에서, 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타낸다. 특정한 다른 구현예에서, 상기 기재된 방법은 천연 또는 인공 표면을 상승작용(synergizing) 항생제 및/또는 강화작용(enhancing) 항생제와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 표면을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계를 추가로 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 상승작용 및/또는 강화작용 항생제는 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 글리코펩티드 항생제, 린코사미드 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로부터 선택되는 항생제를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 상승작용 및/또는 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제이다.
본 명세서에 기술된 본 발명의 다른 구현예에서, 하기 단계를 포함하는 항생제-내성 세균성 병원체가 존재하는 천연 또는 인공 표면 상의 항생제 내성을 극복하는(예를 들어, 동일한 세균 종의 세균에 대한 항-세균 효과를 갖는 것으로 알려진 적어도 하나의 항생제의 적어도 하나의 항-세균 효과에 내성이 있어, 이러한 병원체가 항생제에 대해 영향을 받기 쉽게 되도록 하는) 방법이 제공된다: 하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (1) 적어도 하나의 비스무트-티올(BT) 조성물 및 (2) 상기 적어도 하나의 BT 조성물을 강화하거나, 및/또는 이와 함께 상승적으로 작용할 수 있는, 적어도 하나의 항생제의 유효량과 동시에 또는 순차적으로 그리고 임의의 순서로, 상기 표면을 접촉시키는 단계: (i) 세균성 병원체에 의한 표면의 감염의 예방; (ii) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제; (iii) 세균성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및 (iv) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제; 이때, 상기 BT 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐; 및 이에 의하여 상피 조직 표면 상에서 항생제 내성을 극복하는 단계. 특정 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 하기 중 적어도 하나를 포함한다: (i) 하나 이상의 그람-음성 세균; (ii) 하나 이상의 그람-양성 세균; (iii) 하나 이상의 항생제-민감성 세균; (iv) 하나 이상의 항생제-내성 세균; (v) 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)(에스. 아우레우스(S. aureus)), MRSA(메티실린-내성, 에스. 아우레우스(S. aureus)), 스타필로코쿠스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis), MRSE(메티실린-내성 에스. 에피더미디스(S. epidermidis)), 마이코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 마이코박테리움 아비움(Mycobacterium avium), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 약물-내성 피. 아에루기노사(P. aeruginosa), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 장독소생성 이. 콜라이(E. coli), 장출혈성 이. 콜라이(E. coli), 클렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae), 클로스트리디움 디피실레(Clostridium difficile), 헬리코박터 파일로리(Heliobacter pylori), 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 메티실린-민감성 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로박터 클로아카에(Enterobacter cloacae), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 비브리오 콜레라(Vibrio cholera), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 반코마이신-내성 엔테로코쿠스(Enterococcus)(VRE), 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia) 복합체, 프란시셀라 툴라렌시스(Francisella tularensis), 바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 스트렙토코쿠스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 페니실린-내성 스트렙토코쿠스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia), 부콜데리아 물티보란스(Bukholderia multivorans), 마이코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis) 및 악시네토박터 바우만니이(Acinetobacter baumannii)로부터 선택되는 세균성 병원체.
특정 구현예에서, 상기 세균성 병원체는 메티실린, 반코마이신, 나피실린, 젠타마이신, 암피실린, 클로람페니콜, 독시사이클린, 토브라마이신, 클린다마이신 및 가티플록사신으로부터 선택되는 항생제에 대해 내성을 나타낸다.
특정한 구현예에서, 상기 천연 또는 인공 표면은 구강/협강(buccal cavity) 표면, 보철 기구, 세라믹, 플라스틱, 고분자, 고무, 금속 제조 물품, 페인팅된 표면, 배 선체, 방향키, 프로펠러, 닻, 홀드(hold), 밸러스트 탱크, 독(dock), 드라이 독(dry dock), 부두(pier), 말뚝(piling), 차단벽(bulkhead)을 포함하는 해양 구조물, 또는 다른 천연 또는 인공 표면을 포함한다.
특정한 구현예에서, 상기 표면은 표피, 진피, 기도, 위장관 및 선의 내층(glandular lining)으로부터 선택되는 조직을 포함하는 상피 조직 표면을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 접촉시키는 단계는 1회 또는 다수회 수행된다. 특정 추가적인 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 표면에 대한 분무, 세척(irrigating), 침지 및 페인팅 중 하나를 포함한다. 특정 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 흡입, 섭취 및 경구적 세척(irrigating) 중 하나를 포함한다. 특정 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 국부, 복막내, 경구, 비경구, 정맥내, 동맥내, 경피, 설하, 피하, 근육내, 볼점막을 통한(transbuccally), 비강내, 흡입을 통한, 안구내, 귀내, 심실내(intraventricularly), 피하, 지방내(intraadiposally), 관절내 및 수막강내(intrathecally)로부터 선택되는 경로에 의한 투여를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 BT 조성물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 BT 화합물을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 상승작용 및/또는 강화작용 항생제는 클린다마이신, 가티플록사신, 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 글리코펩타이드 항생제, 린코사미드 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로부터 선택되는 항생제를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 상승작용 및/또는 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제이다.
다른 구현예에 따라, 하기를 포함하는 방부제 조성물이 제공된다: (a) 적어도 하나의 BT 화합물; (b) 상기 BT 화합물에 의해 강화되거나 및/또는 상기 BT 화합물과 함께 상승적으로 작용할 수 있는 적어도 하나의 항생제 화합물; 및 (c) 국부적 사용을 위한 담체를 포함하는, 약학적으로 허용가능한 부형제 또는 담체. 특정 구현예에서, 상기 BT 화합물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로부터 선택된다. 특정 구현예에서, 상기 BT 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 갖는다. 특정 구현예에서, 상기 BT 화합물은 BisEDT 및 BisBAL로부터 선택된다. 특정 구현예에서, 상기 항생제 화합물은 메티실린, 반코마이신, 나피실린, 젠타마이신, 암피실린, 클로람페니콜, 독시사이클린, 토브라마이신, 클린다마이신 가티플록사신 및 아미노글리코사이드 항생제로부터 선택되는 항생제를 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 아미노글리코시드 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로부터 선택된다. 특정 구현예에서, 상기 아미노글리코시드 항생제는 아미카신이다.
특정한 다른 구현예에서, 하기 단계를 포함하는 세균성 생물막을 지지 또는 함유하는 천연 또는 인공 표면을 치료하는 방법이 제공된다: (a) (i) 그람 양성 세균, (ii) 그람 음성 세균 및 (iii) (i) 및 (ii) 모두 중 하나를 포함하는 것으로서 상기 표면 상 또는 표면 내 세균성 감염을 확인하는 단계; (b) 상기 표면에 하나 이상의 비스무트 티올(BT) 조성물을 포함하는 제형을 투여하여 상기 표면을 치료하는 단계, 이때 (i) 상기 세균성 감염이 그람 양성 세균을 포함하는 경우에는, 상기 제형이 치료적으로 유효한 양의 적어도 하나의 BT 화합물, 및 리파마이신인 적어도 하나의 항생제를 포함하고, (ii) 상기 세균성 감염이 그람 음성 세균을 포함하는 경우에는, 상기 제형이 치료적으로 유효한 양의 적어도 하나의 BT 화합물 및 아미카신 포함하고, (iii) 상기 세균성 감염이 그람 양성 및 그람 음성 세균을 모두 포함하는 경우에는, 상기 제형이 치료적으로 유효한 양의 하나 또는 다수의 BT 화합물, 리파마이신 및 아미카신 포함함.
특정 구현예에서, 생물막은 하나 또는 다수의 항생제-내성 세균을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 표면을 치료하는 단계는 하기 중 적어도 하나를 포함한다: (i) 세균성 생물막의 박멸, (ii) 세균성 생물막의 감소, 및 (iii) 세균성 생물막의 성장 약화. 특정 구현예에서, 상기 BT 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 갖는다.
본 명세서에 기술된 본 발명 구현예의 이들 및 다른 양태는 이하 상세한 설명 및 첨부되는 도면을 참조하여 명백할 것이다. U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, 및 U.S. 6,380,248을 포함하는, 본 명세서 내에 언급되고 및/또는 출원 데이터 시트(Application Data Sheet) 내에 등재된 모든 미국 특허, 미국 특허공개, 미국 특허출원, 해외 특허, 해외 특허출원 및 비-특허 간행물은, 각각이 개별적으로 포함되는 것처럼, 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다. 본 발명의 양태 및 구현예는 필요한 경우 다양한 특허, 출원 및 간행물의 개념을 채용하도록 변형되어 또 다른 구현예를 제공할 수 있다.
상세한 설명
본 명세서에 개시된 본 발명의 특별한 구현예는 특정 다른 BT 화합물(미립자로서 제공될지라도)과 달리, 본 명세서에 제공된 바와 같은 특정 비스무트-티올(BT) 화합물(바람직하기로 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 갖는 BT 미립자 포함)이 세균성 생물막을 포함할 수 있는 감염을 포함하는 다수의 임상적으로 중요한 감염과 관련된 세균을 포함하는, 특별한 세균에 대해 강력한 방부, 항세균 및/또는 항-생물막 활성을 나타낸다는 놀라운 발견에 기초한다.
기대치 않게, 모든 BT 화합물이 예측할 수 있는 방식에서 이러한 세균에 대해 일률적으로 효과적인 것은 아니었으나, 대신 표적 세균 종에 따라 다른 효능을 나타내었다. 특히 그리고 본 명세서에 기술된 바와 같이, 비제한적인 이론에 따라, 세균성 생물막 감염을 포함하는, 세균성 감염의 관리를 위한 임상적 관련 전략을 최초로 제공할 수 있는 방식으로, 특정 BT 화합물(바람직하기로 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 갖는 BT 미립자 포함)이 그람-음성 세균에 대해 더욱 강한 효능을 나타내는 것으로 확인된 반면, 특정 다른 BT 화합물(바람직하기로 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 갖는 BT 미립자 포함)은 그람-양성 세균에 대해 더욱 큰 효능을 나타내는 것으로 확인되었다.
또한 그리고 이하에 더욱 상세히 기술된 바와 같이, 본 명세서에 기술된 본 발명의 특정 구현예는, 본 명세서에 개시된 바와 같이 입자 크기에 관해 실질적으로 단분산인(예를 들어, 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐) 다수의 BT 미립자를 포함하는 제제 내에서 제조될 수 있는 신규한 비스무트-티올(BT) 조성물에 의해 제공되는 놀라운 이점에 관한 것이다. 특정한 이들 및 관련 구현예에서, BT 미립자는 지질 비히클 또는 리포좀, 예컨대 멀티라멜라(multilamellar) 포스포콜린-콜레스테롤 리포좀 또는 다른 멀티라멜라 또는 유니라멜라 리포좀성 비히클의 구성성분으로서 제공되지 않는다.
특정 구현예에 관해, 본 명세서에 또한 개시된 바와 같이, 이전에 이러한 세균성 감염에 대한 강력한 치료 효과가 부족한 것으로 확인되었던 특정 항생제의 항세균 및 항-생물막 효능이, 하나 이상의 이들 항생제와 선택된 BT 화합물을 함께 협력하여, 동시에 또는 순차적으로 및 어느 순서로든 사용하여 감염을 치료(예를 들어, 천연 또는 인공 표면과 같은 감염 부위 상에 또는 내에 직접적인 적용)함으로써 유의적으로 강화(예를 들어, 통계적으로 유의적인 방식으로 증가)될 수 있다는 점이 발견되었다. 본 개시 이전에 예측될 수 없었던 방식으로, 특정 BT 화합물은 특정 항생제와 결합하여 특정 세균 종 또는 세균 균주에 대한 항세균 및/또는 항-생물막 활성에 관하여 본원에서 제공된 바와 같은 상승작용 또는 강화작용 조합을 제공할 수 있다. 이하에 더욱 상세하게 기술한 바와 같이, 이러한 조합의 예측되지 않은 성질은, 특정 BT/항생제 조합이 특정 세균에 대해 상승적으로 작용하거나 또는 강화를 나타내는 반면, 특정 다른 BT/항생제 조합은 이러한 상승적인 또는 강화된 항세균 및/또는 항-생물막 활성을 나타내지 못한다는 점을 관찰함으로써 입증된다.
이들 및 관련된 구현예에 따라, 항생제 및 BT 화합물은 동시에 또는 순차적으로 및 어느 순서로든 투여될 수 있으며, 특별한 감염(예를 들어, 그람-음성 또는 그람-양성 세균에 의해 형성된 생물막)의 치료를 위한 본 명세서에 개시된 바와 같은 하나 이상의 항생제 및 하나 이상의 BT 화합물의 특이적인 상승작용 또는 강화작용 조합이 예측가능한(예를 들어, 단지 첨가제) 활성을 나타내지 않으나 대신에 선택된 항생제, 선택된 BT 화합물 및 구체적으로 확인된 표적 세균의 함수로서, 기대치 않은 상승적인 또는 강화하는(예를 들어, 초-첨가제(supra-additive)) 방식으로 작용하였다.
예를 들어, 광범위의 실제적 또는 잠재적으로 미생물이 감염된 천연 및/또는 인공 표면의 맥락에서, 그리고 더 나아가 향상된 실질적인 단분산의 미립자 BT 제형의 맥락에서 본 명세서에 기술된 설명으로서 그러나 제한없이, 특별한 항생제 화합물 및 특별한 BT 화합물 중 어느 하나 또는 둘다는 특별한 세균 균주 또는 종에 대해 단독으로 사용되는 경우에 제한된 항세균 효과를 발휘할 수 있으나, 상기 항생제 화합물 및 BT 화합물 모두의 조합은 동일한 세균 균주 또는 종에 대해 강력한 항세균 효과를 나타내고, 이러한 효과는 단독으로 사용된 경우 각각의 화합물의 효과의 단순한 합보다 정도(통계적인 유의성을 가짐)가 더욱 크고, 이에 따라 비-제한적인 이론에 따라 항생제-BT 시너지(예를 들어, FICI ≤ 0.5) 또는 항생제 효능에 대한 BT 및/또는 BT 효능에 대한 항생제의 강화 효과(예를 들어, 0.5 < FICI ≤ 1.0)를 반영하는 것으로 여겨진다. 따라서, 모든 BT 화합물이 모든 항생제와 상승작용을 하거나 이를 강화시킬 수 있는 것은 아니며, 모든 항생제가 모든 BT 화합물과 상승작용을 하거나 이를 강화시킬 수 있는 것은 아니어서, 항생제-BT 시너지 및 BT-항생제 강화가 일반적으로 예측가능하지 않다. 대신에, 본 명세서에 개시된 바와 같은 특정 구현예에 따라, 상승작용 또는 강화작용 항생제 및 BT 화합물의 특이한 조합이 놀랍게도 본 명세서에 기술된 바와 같은 천연 및/또는 인공 표면과 같은 특별한 환경, 및 더 나아가 특정 경우에 특별한 세균에 의해 형성된 생물막에 대한 항세균 효과를 포함하여, 특별한 세균에 대한 강력한 항세균 효과를 준다.
즉, 특정 BT-상승작용 항생제가 본 명세서에 기술되며, 이는 본 명세서에 제공된 바와 같은 적어도 하나의 BT 화합물을 포함하는 적어도 하나의 BT 조성물과 상승적으로(FICI ≤ 0.5) 작용할 수 있는 항생제를 포함하고, 이때 이러한 시너지는, 항생제가 존재하나 BT 화합물은 존재하지 않는 경우 및/또는 BT 화합물은 존재하나 항생제가 존재하지 않는 경우에 측정될 수 있는 효과보다 정도에 있어서 더욱 큰(즉, 적절한 대조구 조건 대비 통계적으로 유의적인 방식으로) 측정가능한 효과로서 나타난다. 유사하게, 특정 BT-항생제 조합이 강화(0.5 < FICI ≤ 1.0)를 나타내고, 이때 이러한 강화는, 항생제가 존재하나 BT 화합물은 존재하지 않는 경우 및/또는 BT 화합물은 존재하나 항생제는 존재하지 않는 경우에 측정될 수 있는 효과보다 정도에 있어서 더욱 큰(즉, 적절한 대조구 조건 대비 통계적으로 유의적인 방식으로) 측정가능한 효과로서 나타난다.
이러한 측정가능한 효과의 예로는 특정 구현예에서 (i) 세균성 병원체에 의한 감염, (ii) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제, (iii) 세균성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제, 및 (iv) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제를 포함할 수 있으나, 본 발명은 이렇게 제한되는 것으로 의도되지 않아서, 다른 고려되는 구현예에서 항생제-BT 시너지는, 하나 이상의 다른 임상적으로 유의적인 파라미터, 예를 들어 하나 이상의 항생제 또는 다른 약물 또는 화학적 약제에 대한 세균성 병원체의 내성 또는 민감성의 정도, 하나 이상의 화학적, 물리적 또는 역학적인 조건(예를 들어, pH, 이온 강도, 온도, 압력)에 대한 세균성 병원체의 내성 또는 민감성의 정도, 및/또는 하나 이상의 생물학적 약제(예를 들어, 바이러스, 다른 세균, 생물학적 활성의 폴리뉴클레오티드, 면역세포 또는 면역세포 생성물, 예컨대 항체, 사이토카인, 케모카인, 분해 효소를 포함하는 효소, 막-붕괴 단백질, 자유 라디칼, 예컨대 반응성 산소종 등)에 대한 세균성 병원체의 내성 또는 민감성의 정도의 변경(예를 들어, 통계적으로 유의적인 증가 또는 감소)을 포함할 수 있는 하나 이상의 측정가능한 효과로서 나타날 수 있다.
당업자는 본 명세서에 제공된 바와 같이, 상승작용 또는 강화작용 항생제-BT 조합의 효과가 상기 조합의 하나의 구성성분이 존재하지 않는 경우에 관찰되는 효과의 단순한 합을 초과할 때 존재하는 항생제-BT 시너지 또는 강화를 규명하기 위한 목적으로, 세균 집단의 구조, 기능 및/또는 활성에 대한 특별한 약제의 효과를 결정할 수 있는 이들 및 다양한 다른 기준들을 이해할 것이다(예를 들어, Coico et al. (Eds.), Current Protocols in Microbiology, 2008, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ; Schwalbe et al., Antimicrobial Susceptibility Testing Protocols, 2007, CRC Press, Boca Raton, FL).
예를 들어, 특정 구현예에서 시너지는, Eliopoulos et al.에 따라 분할 저해 농도 지수(fractional inhibitory concentration index, FICI) 및 분할 살세균 농도 지수(fractional bactericidal concentration index, FBCI)를 계산하기 위하여 후보 약제(예를 들어, 개별적인 BT 및 항생제, 및 이의 조합)의 다양한 농도를 사용하여 본 명세서에 기술된 바와 같은 항세균 효과를 측정함으로써 측정될 수 있다(Eliopoulos and Moellering, (1996) Antimicrobial combinations. In Antibiotics in Laboratory Medicine (Lorian, V., Ed.), pp. 330-96, Williams and Wilkins, Baltimore, MD, USA). 시너지는, FICI 또는 FBCI 지수=0.5, 및 >4의 길항작용으로서 정의될 수 있다(예를 들어, Odds, FC (2003) Synergy, antagonism, and what the chequerboard puts between them. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 52:1). 또한, 시너지는 항생제 농도의 =4-배 감소로서, 또는 택일적으로, 예를 들어 Hollander et al.(1998 Antimicrob . Agents Chemother . 42:744)에 기재된 바와 같은 분할 저해 농도(FIC)를 사용하여 통상적으로 정의될 수 있다. 특정 구현예에서, 시너지는 조합의 효과가 제2의 약물의 농도를 제1의 약물의 농도로 대체한 경우보다 더욱 큰(예를 들어, 통계적으로 유의적인 방식으로) 두 약물(예를 들어, 항생제 및 BT 조성물)의 조합으로부터 발생하는 효과로서 정의될 수 있다.
따라서, 본 명세서에 기술된 바와 같이 특정한 바람직한 구현예에서, BT 및 항생제의 조합은 0.5 이하의 FICI 값이 관찰되는 경우 상승작용하는 것으로 이해된다(Odds, 2003). 또한 본 명세서에 기술된 바와 같이, 특정한 다른 바람직한 구현예에서 비-제한적인 이론에 따라, 특정 BT-항생제 조합이, 이러한 시너지에 대한 높은 가능성을 의미하는 0.5 내지 1.0의 FICI 값을 나타낼 수 있고, 이는 일방적 또는 상호간 강화된 협력적인 항미생물 효능을 나타내는 적어도 하나의 BT 및 적어도 하나의 항생제의 비-최적(non-optimal) 농도를 사용하여 관찰될 수 있다는 점이 개시된다. 또한 이러한 효과는 "강화된" 항생제 활성 또는 "강화된" BT 활성으로서 본 명세서에서 언급될 수 있다.
강화된 항생제 및/또는 BT 활성은, (i) 주어진 표적 미생물(예를 들어, 주어진 세균 종 또는 균주)에 대한 BT의 특징적인 최소 억제 농도(MIC)보다 낮은(통계적으로 유의적인 방식으로) 농도의 적어도 하나의 BT, 및 (ii) 특징적인 IC50(미생물 집단의 50%의 성장을 억제하는 농도; 예를 들어, Soothill et al., 1992 J Antimicrob Chemother 29(2):137)보다 낮은(통계적으로 유의적인 방식으로) 농도 및/또는 주어진 표적 미생물에 대한 항생제의 생물막-예방 농도(BPC)보다 낮은 농도의 적어도 하나의 항생제 모두의 존재가, 어느 하나의 항미생물제(예를 들어, BT 또는 항생제)가 다른 항미생물제(예를 들어, 항생제 또는 BT)의 부재시와 동일한 농도로 사용된 경우에 관찰되는 항미생물 효과 대비 강화된(통계적으로 유의적인 방식으로) BT-항생제 조합의 항미생물 효능을 초래할 때, 특정 구현예에 따라 측정될 수 있다. 바람직한 구현예에서, "강화된" 항생제 및/또는 BT 활성은, 1.0 이하 및 0.5 초과인 FICI 값이 결정된 경우에 존재한다.
본 개시에 기초하여 당업자가 이해하듯이, 특정 구현예에서 상승적인 또는 강화된 항생제 및/또는 BT 활성은 당업계에 알려진 방법, 예컨대 로웨 첨가(Loewe additivity)-기초의 모델(예를 들어, FIC 지수, 그레코 모델(Greco model)), 또는 블리스 인디펜던스(Bliss independence) 기초의 모델(예를 들어, 비-파라미터적 및 준-파라미터적(semi-parametric) 모델)을 사용한 방법, 또는 다른 본 명세서에 개시된 방법 및 당업계에 알려진 방법(예를 들어, Meletiadis et al., 2005 Medical Mycology 43:133-152)에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 시너지 또는 강화된 항생제 및/또는 BT 활성을 결정하기 위한 예시적인 방법은, 예를 들어, Meletiadis et al., 2005 Medical Mycology 43:133-152 및 여기에 인용된 참조문헌(또한 Meletiadis et al., 2002 Rev Med Microbiol 13:101-117; White et al., 1996 Antimicrob Agents Chemother 40:1914-1918; Mouton et al., 1999 Antimicrob Agents Chemother 43:2473-2478 참조)에 기술되어 있다.
특정한 다른 구현예는 선택된 항생제, 선택된 BT 화합물 및 하나 이상의 포함된 감염의 구체적으로 확인된 표적 세균 종의 함수로서, BT 화합물(들) 및 항생제(들)이 생체내에서 예측가능한(예를 들어, 단순 첨가제) 활성을 나타내지 않으나 대신에 기대치 않게 상승적인 또는 강화하는(예를 들어, 초-첨가제; 또는 2 이상의 이러한 약제가, 제2의 약제가 제1의 약제로 대체된 경우에 얻어지는 효과보다 더욱 큰(예를 들어, 통계적으로 유의적인 방식으로) 조합으로 존재할 때의 효과를 줌) 방식으로 작용하는 경우일지라도, 특별한 감염(예를 들어, 그람-음성 또는 그람-양성 세균에 의해 형성된 생물막)의 치료를 위해 생체내 상승작용 또는 강화작용 효과를 나타낼 수 있는, 본 명세서에 개시된 바와 같은 하나 이상의 항생제 및 하나 이상의 BT 화합물의 특이적인 조합을 고려한다. 그러므로, 이들 및 관련 구현예에 따라, 특정한 생체내 상황에서 FICI 또는 FBCI 값(시험관내에서 결정됨)이 용이하게 이용가능하지 않을 수 있으나, 대신에 BT-항생제 상승작용 또는 강화작용 효과는 감염의 정량가능한 측정기준에 의해 제공되는 방식으로 결정될 수 있는 것으로 이해된다.
예를 들어, 실시예 11에 기술된 바와 같은 생체내 개방 골절 Rattus norvegicus 대퇴부 중대 결점 모델과 같은 일 구현예에서, 항생제 처리 또는 BT 화합물 단독과 비교하여 BT-항생제 조합에 대한 처리-후 관찰된 세균 총계(count) 상의 통계적으로 유의적인 감소가 상승작용 또는 강화작용 효과의 표시이다. 통계적 유의성은 당업자에게 잘 알려진 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 특정한 다른 구현예에서, 항생제 처리 또는 BT 화합물 단독과 비교하여 BT-항생제 조합에 대한 처리-후 손상에서 관찰된 세균 총계의 적어도 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 또는 50%까지의 이러한 또는 다른 생체내 모델에서 관찰된 감소가 상승작용 또는 강화작용 효과의 표시로서 간주된다.
생체내 감염의 다른 예시적인 표시는 감염의 심각성을 정량화하기 위해 개발되어온 확립된 방법론, 예컨대 당업자에게 알려진 다양한 상처 점수 체계(wound scoring system)(예를 들어, scoring systems reviewed in European Wound Management Association (EWMA), Position Document: Identifying criteria for wound infection. London: MEP Ltd, 2005 참조)에 따라 결정될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 BT-항생제 조합의 상승작용 또는 강화작용 활성을 평가하는데 사용될 수 있는 예시적인 상처 점수 체계는 ASEPSIS (Wilson AP, J Hosp Infect 1995; 29(2): 81-86; Wilson et al., Lancet 1986; 1: 311-13), the Southampton Wound Assessment Scale (Bailey IS, Karran SE, Toyn K, et al. BMJ 1992; 304: 469-71)를 포함한다. 또한, Horan TC, Gaynes P, Martone WJ, et al . ,1992 Infect Control Hosp Epidemiol 1992; 13: 606-08을 참고한다. 추가적으로, 숙력된 임상의에게 알려진 상처 치유의 공인된 임상적 표시는 또한 BT 화합물 및/또는 항생제의 존재 또는 부재시, 예컨대 상처 크기, 깊이, 육아 조직 상태, 감염 등으로 측정될 수 있다. 따라서, 본 개시에 기초하여, 당업자는 BT 조성물-항생제 조합이 생체내 상처 치유를 변경(예를 들어, 적절한 대조구 대비 통계적으로 유의적인 방식으로의 증가 또는 감소)시키는지 여부를 결정하기 위한 다양한 방법을 용이하게 이해할 것이다.
이들 및 관련 구현예의 관점에서, 본원에서는, 본 명세서에 제공된 바와 같은, 하나 이상의 BT 화합물, 및 임의로 하나 이상의 항생제 화합물, 예컨대 하나 이상의 상승작용 항생제, 또는 하나 이상의 강화작용 항생제를 포함하는 유효량(예를 들어, 특정 구현예에서 치료적으로 유효한 양)의 조성물 또는 제형을 사용하여, 세균성 생물막을 지지 또는 포함하는 표면과 같은 미생물적으로 감염된 천연 및 인공 표면을 치료하기 위한 광범위한 방법이 제공된다. 본 개시에 기초하여, 이전에는 이러한 항생제가 동일한 타입의 감염에 대해 비효과적인 것으로서 당업자에게 간주되었던, 특정 항생제가 이제는 주어진 타입의 감염의 치료에 사용되기 위해 고려된다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 특정 구현예는 방부제로서 사용하기 위한 하나 이상의 BT 화합물을 포함하는 조성물을 고려한다. 방부제는 미생물을 죽이거나 이의 성장을 막는 물질이고, 전형적으로 생체 조직에 적용될 수 있고, 일반적으로 무생물의 물건에 적용되는 소독제(disinfectant) 유래의 부류와 구분할 수 있다(Goodman and Gilman's "The Pharmacological Basis of Therapeutics", Seventh Edition, Gilman et al., editors, 1985, Macmillan Publishing Co., (hereafter, Goodman and Gilman") pp. 959-960). 방부제의 일반적인 예로는 에틸 알코올 및 요오드 팅크제이다. 살균제(germicide)는 미생물성 병원체와 같은 미생물을 죽이는 방부제를 포함한다.
본 명세서에 기술된 특정 구현예는 하나 이상의 BT 화합물 및 하나 이상의 항생제 화합물(예를 들어, 본 명세서에서 제공되는 바와 같은 상승작용 항생제 및/또는 강화작용 항생제)을 포함하는 조성물을 고려할 수 있다. 항생제는 당업계에 알려진 것이며, 전형적으로 다른 종의 미생물을 죽이기 위한 하나의 종의 미생물에 의해 생산된 화합물로부터 제조된 약물, 또는 동일하거나 유사한 화학적 구조 및 작용 메커니즘을 갖는 합성 생성물, 예를 들어 국부적으로 적용되는 경우를 포함하여, 살아있는 유기체의 몸체 내 또는 이의 상부에서 미생물을 파괴하는 약물을 포함한다. 본 명세서에 개시된 구현예 중에는 하기 부류 중 하나에 속할 수 있는 항생제가 있다: 아미노글리코시드, 카바페넴, 세팔로스포린, 플루오로퀴놀론, 글리코펩티드 항생제, 린코사미드(예를 들어, 클린다마이신), 페니실리나제-내성 페니실린, 및 아미노페니실린. 따라서, 항생제는 이에 제한될 필요는 없으나, 옥사실린, 피페라실린, 세푸록심, 세포탁심, 세페핌, 이미페넴, 아즈트레오남, 스트렙토마이신, 토브라마이신, 테트라사이클린, 미노사이클린, 시프로플록사신, 레보플록사신, 에리쓰로마이신, 리네졸리드, 포스포마이신(phosphomycin), 카프레오마이신, 이소니아지드, 안사마이신, 카바세펨, 모노박탐, 니트로퓨란, 페니실린, 퀴놀론, 설폰아미드, 클로파지민, 답손, 카프레오마이신, 시클로세린, 에탐부톨, 에티온아미드, 이소니아지드, 피라진아미드, 리팜피신, 리팜핀, 리파부틴, 리파펜틴, 스트렙토마이신, 아스페나민, 클로르암페니콜, 포스포마이신(Fosfomycin), 푸시드산, 리네졸리드, 메트로니다졸, 무피로신, 플라텐시마이신, 퀴누프리스틴, 달포프리스틴, 리팍시민, 티암페니콜, 티니다졸, 아미노글리코시드, 베타-락탐, 페니실린, 세팔로스포린, 카바페넴, 플루오로퀴놀론, 케토리드, 린코사미드, 마크로리드, 옥사졸리디논, 스트레토그라민, 설폰아미드, 테트라사이클린, 글리실사이클린, 메티실린, 반코마이신, 나피실린, 젠타마이신, 암피실린, 클로르암페니콜, 독시사이클린, 토브라마이신, 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신, 아프라마이신, 클린다마이신, 가티플록사신, 아미노페니실린, 및 당업계에 공지된 다른 것들을 포함할 수 있다. 이들 및 다른 임상적으로 유용한 항생제의 개론은 입수 가능하며 당업자에게 알려져 있다(예를 들어, Washington University School of Medicine, The Washington Manual of Medical Therapeutics (32nd Ed.), 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA; Hauser, AL, Antibiotic Basics for Clinicians, 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA).
특정한 본 명세서에 개시된 구현예에서 하나 이상의 BT 화합물을 사용하기 위한 예시적인 부류의 항생제는 아미노글리코시드 부류의 항생제이며, 이는 Edson RS, Terrell CL. The aminoglycosides . Mayo Clin Proc . 1999 May; 74(5):519-28에 논의되어 있다. 이러한 부류의 항생제는 세균의 리보좀의 서브유닛의 결합 및 비활성화를 통하여, 세균의 단백질 합성을 손상시킴으로써 세균 성장을 억제한다. 이러한 정균 특성 이외에, 아미노글리코시드는 또한 그람-음성 세균의 세포벽의 붕괴를 통한 살세균(bacteriocidal) 효과를 나타낸다.
아미노글리코시드 항생제는 젠타마이신, 아미카신, 스트렙토마이신 등을 포함하고, 비록 내성 균주의 케이스가 보고되었을지라도, 일반적으로 그람-음성 세균, 마이코박테리아 및 다른 미생물 병원체의 처리에 유용한 것으로 여겨진다. 아미노글리코시드는 소화관을 통해 흡수되지 않아서 일반적으로 경구 제형으로 다룰 수 있는 것으로서 여겨지지 않는다. 예를 들어, 아미카신은, 비록 종종 젠타마이신-내성의 세균 균주에 대해 효과적이지만, 전형적으로 정맥내 또는 근육내로 투여되며, 이는 환자에게 고통을 야기할 수 있다. 추가적으로, 아미카신과 같은 아미노글리코시드 항생제와 관련된 독성은 신장 손상 및/또는 돌이킬 수 없는 청각 손실을 이끌 수 있다.
이들 특성에도 불구하고, 본 명세서에 개시된 특정 구현예는, 예를 들어, 구강, 위장관/ 소화관을 따라 하나 이상의 위치에서 상피 조직 표면을 치료하기 위하여, 상승작용 BT/항생제 조합(예를 들어, 이때 항생제는 아미노글리코시드에 제한될 필요는 없음)의 경구 투여를 고려한다. 또한 특정한 다른 구현예에서, 무생물 물건의 외부 표면 상의 미생물을 죽이거나 이의 성장을 막는 제제를 뜻하는, 소독제로서의 본 명세서에 기술된 조성물 및 방법의 사용이 고려될 수 있다.
또한 본 명세서의 어느 곳에서나 기술된 바와 같이, BT 화합물은 비스무트 또는 비스무트염 및 티올-(예를 들어, -SH, 또는 설프하이드릴) 함유 화합물을 포함하는 조성물일 수 있으며, 이들은 하기에 기술된 것(이의 제조방법 포함)을 포함한다: Domenico et al., 1997 Antimicrob . Agent . Chemother . 41(8):1697-1703, Domenico et al., 2001 Antimicob . Agent . Chemother . 45(5):1417-1421, 및 U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, 및 U.S. 6,380,248; 또한, 예를 들어, U.S. 6,582,719 참조. 그러나, 특정 구현예는 이에 제한되지 않고, 비스무트 또는 비스무트염 및 티올-함유 화합물을 포함하는 다른 BT 화합물을 고려할 수 있다. 티올-함유 화합물은 하나, 둘, 셋, 넷, 다섯, 여섯 또는 그 이상의 티올(예를 들어, -SH)기를 함유할 수 있다. 바람직한 구현예에서 BT 화합물은 이온 결합을 통해 및/또는 배위 착물로서 티올-함유 화합물과 함께 비스무트를 포함하는데 반해, 일부 다른 구현예에서는 비스무트가 유기금속 화합물에서 발견될 수 있는 것과 같은 공유 결합을 통해 티올-함유 화합물과 연합될 수 있다. 그러나, 특정한 고려되는 구현예는 비스무트가 유기 부분에 대한 공유 결합에서 발견되는 화합물과 같은 유기금속 화합물인 BT 화합물을 명백하게 제외한다.
[표 1]
예시적인 BT 화합물들 *
Figure pct00001
*는, 비교를 위한, 사용된 반응물의 화학량론적인 비율, 및 황 함유 화합물과 3가 착물을 형성하는 비스무트의 알려져 있는 경향에 기초한, 단일의 비스무트 원자 대비 원자비(atomic ratio)를 나타낸다. 나타낸 바와 같은 원자비는 주어진 제제 내 모든 종에 대한 정확한 분자식이 아닐 수 있다. 괄호 내 숫자는 하나(또는 그 이상)의 티올 약제에 대한 비스무트의 비율이다(예를 들어, Bi:thiol1/thiol2). "CPD"는 화합물이다.
특정한 본 명세서에 개시된 구현예에서 사용하기 위한 BT 화합물은 확립된 과정(예를 들어, U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, 및 U.S. 6,380,248; Domenico et al., 1997 Antimicrob . Agent . Chemother . 41(8):1697-1703, Domenico et al., 2001 Antimicob . Agent . Chemother . 45(5):1417-1421)에 따라 제조될 수 있고, 특정한 다른 구현예에서 BT 화합물은 또한 본 명세서에 기술된 방법론에 따라 제조될 수 있다. 따라서, 특정한 바람직한 구현예는 BT 화합물을 제조하기 위한, 특히 실질적으로 단분산인 미립자 형태의 BT 화합물을 얻기 위한, 본 명세서에 기술된 합성 방법을 고려하며, 이때 적어도 50 mM, 적어도 100 mM, 적어도 150 mM, 적어도 200 mM, 적어도 250 mM, 적어도 300 mM, 적어도 350 mM, 적어도 400 mM, 적어도 500 mM, 적어도 600 mM, 적어도 700 mM, 적어도 800 mM, 적어도 900 mM 또는 적어도 1 M의 농도로 용해된 비스무트를 함유하고 친수성, 극성 또는 유기 가용화제를 결여한 비스무트 산성 수용액을 에탄올과 혼합하여 제1 에탄올 용액을 얻고, BT 화합물을 포함하는 미립자를 포함하는 침전물의 형성을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안(예컨대, 본 명세서에 기술된 바와 같은 그리고 본 명세서 개시에 기초하여 당업자에 의해 이해되는 바와 같은 농도, 용매 강도, 온도, pH, 혼합 및/또는 압력 등의 조건), 이를 티올-함유 화합물을 포함하는 제2 에탄올 용액과 반응시켜 반응 용액을 얻으며, 여기에서 상기 티올-함유 화합물은, 비스무트 대비 약 1:3 내지 약 3:1의 몰비로 상기 반응 용액 중에 존재한다.
따라서, 예시적인 BT는 화합물 1B-1, Bis-EDT (비스무트-1,2-에탄 디티올, 1:1의 반응물); 화합물 1B-2, Bis-EDT (1:1.5); 화합물 1B-3, Bis-EDT (1:1.5); 화합물 1C, Bis-EDT (가용성 Bi 제제, 1:1.5); 화합물 2A, Bis-Bal (비스무트-영국 항-루이사이트(British anti-Lewisite) (비스무트-디머캡롤, 비스무트-2,3-디머캡토프로판올), 1:1); 화합물 2B, Bis-Bal (1:1.5); 화합물 3A Bis-Pyr (비스무트-피리티온, 1:1.5); 화합물 3B Bis-Pyr (1:3); 화합물 4, Bis-Ery (비스무트-디티오에리쓰리톨, 1:1.5); 화합물 5, Bis-Tol (비스무트-3,4-디머캡토톨루엔, 1:1.5); 화합물 6, Bis-BDT (비스무트-2,3-부탄디티올, 1:1.5); 화합물 7, Bis-PDT (비스무트-1,3-프로판디티올, 1:1.5); 화합물 8-1 Bis-Pyr/BDT (1:1/1); 화합물 8-2, Bis-Pyr/BDT (1:1/0.5); 화합물 9, Bis-2-하이드록시, 프로판 티올 (비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 1:3); 화합물 10, Bis-Pyr/Bal (1:1/0.5); 화합물 11, Bis-Pyr/EDT (1:1/0.5); 화합물 12 Bis-Pyr/Tol (1:1/0.5); 화합물 13, Bis-Pyr/PDT (1:1/0.5); 화합물 14 Bis-Pyr/Ery (1:1/0.5); 화합물 15, Bis-EDT/2-하이드록시, 프로판 티올 (1:1/1)(예를 들어, 표 1 참조)을 포함한다.
이론에 얽매이는 것을 원하지 않고, 특정한 바람직한 구현예에서 비스무트 질산염을 포함하는 질산 수용액과 같은 비스무트를 포함하는 산성 수용액을 제조하는 또는 얻는 단계를 포함할 수 있는, 본 명세서에 개시된 BT 화합물을 제조하는 방법은, 바람직하게는 대규모 생산 용이성, 향상된 생성물 순도, 균일성 또는 일관성(입자 크기의 균일성 포함), 또는 본 주제에 관한 제형의 제조 및/또는 투여에 유용한 다른 특성들을 포함하는, 하나 이상의 바람직한 특성을 갖는 BT 화합물을 포함하는 조성물을 수득할 수 있는 것으로 여겨진다.
특별한 구현예에서, 최초로 본원에 기술된 방법에 따라 제조된 BT 조성물이, 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 특정한 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 부피 평균 직경(VMD)을 각각 갖는 미립자의 실질적으로 단분산인 현탁액과 같은, 이들의 발생에 관한 유리한 균질도를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 입자 크기의 척도는 부피 평균 직경(VMD), 중량 평균 직경(MMD), 또는 공기역학 중량 평균 직경(MMAD)으로서 언급될 수 있다. 예를 들어, 이들 측정은 충돌(impaction)(MMD 및 MMAD) 또는 레이저(VMD) 특징화(characterization)를 통해 수행될 수 있다. 액체 입자의 경우, VMD, MMD 및 MMAD는 환경 조건, 예를 들어 표준 습도가 유지되는 경우에 동일할 수 있다. 그러나, 습도가 유지되지 않는 경우, MMD 및 MMAD 측정은 충격기(impactor) 측정 동안 탈수로 인하여 VMD보다 작을 것이다. 이러한 설명의 목적으로, VMD, MMD 및 MMAD 측정은 표준 조건하에 있는 것으로 고려함으로써, VMD, MMD 및 MMAD의 설명이 비교될 것이다. 유사하게, MMD 및 MMAD에서 건조 분말 입자 크기 측정은 또한 비교가능한 것으로 고려된다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 바람직한 구현예는 BT-함유 미립자의 실질적으로 단분산인 현탁액에 관한 것이다. 제한된 기하학적 표준 편차(GSD)를 갖는 정의된 BT 입자 크기의 생성은 예를 들면, BT 침착, 천연 또는 인공 표면 내 또는 위의 원하는 표적 부위에 대한 접근성 및/또는 BT 미립자가 투여되는 대상에 의한 내약성(tolerability)을 최적화시킬 수 있다. 협소한 GSD는 원하는 VDM 또는 MMAD 크기 범위를 벗어나는 입자의 수를 제한한다.
일 구현예에서, VMD가 약 0.5 마이크론 내지 약 5 마이크론인, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 BT 화합물을 함유하는 미립자의 액체 또는 에어로졸 현탁액이 제공된다. 다른 구현예에서, 약 0.7 마이크론 내지 약 4.0 마이크론의 VMP 또는 MMAD를 갖는 액체 또는 에어로졸 현탁액이 제공된다. 다른 구현예에서, 약 1.0 마이크론 내지 약 3.0 마이크론의 VMD 또는 MMAD를 갖는 액체 또는 에어로졸 현탁액이 제공된다. 특정의 다른 바람직한 구현예에서, 약 0.1 내지 약 5.0 마이크론 VMD, 또는 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8 또는 약 0.9 마이크론 내지 약 1.0, 약 1.5, 약 2.0, 약 2.5, 약 3.0, 약 3.5, 약 4.0, 약 4.5, 약 5.0, 약 5.5, 약 6.0, 약 6.5, 약 7.0, 약 7.5 또는 약 8.0 마이크론의, 본 명세서에 기술된 바와 같이 제조된 BT 화합물을 포함하는, 하나 또는 다수의 BT 화합물 입자를 포함하는 액체 현탁액이 제공된다.
따라서 및 특정의 바람직한 구현예에서, "실질적으로" 단분산인, 본원에 최초로 기술된 BT 제제, 예를 들어, "실질적으로" 모든 미립자가 지정된 범위 이내(예를 들면, 약 0.4㎛ 내지 약 5㎛)의 부피 평균 직경(VMD)을 가지는, 미립자 형태의 BT 화합물을 포함하는 BT 조성물은 입자의 적어도 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 또는 94%, 보다 바람직하게는 적어도 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 이상이 언급된 크기 범위내의 VMD를 갖는 조성물을 포함한다.
본 명세서에 기술된 합성 방법에 따라 제조된 BT 조성물의 이들 및 관련된 특성은, 더 낮은 비용 및 생산 용이성, 및 하나 이상의 약제학적, 제형학적 및 약용화장품 표준에 따른 규정 준수를 가능하게 하는 방식으로 이의 특성화를 허용할 수 있는 조성물 내 균일성을 포함하는 앞서 기술된 BT 이상의 전례없는 이점을 제공한다.
추가로 또는 대안적으로, 본 명세서에 기술된 실질적으로 단분산인 BT 미립자는 미분화에 대한 필요성 없이, 즉, 미립자를 생성하는데 전형적으로 사용되는 고가이고 노동-집약적인 분쇄 또는 초임계 유체 가공 또는 다른 장치 및 과정 없이, 유리하게 생산할 수 있다(예를 들어, Martin et al. 2008 Adv . Drug Deliv . Rev. 60(3):339; Moribe et al., 2008 Adv . Drug Deliv . Rev . 60(3):328; Cape et al., 2008 Pharm . Res. 25(9):1967; Rasenack et al. 2004 Pharm . Dev . Technol . 9(1):1-13). 따라서, 본 구현예는 향상되고 실질적으로 균일한 가용화 특성, 경구, 흡입 또는 피부학적/피부 상처 국소 형태와 같은 원하는 투여 형태에 대한 적합성, 증가된 생체이용율(bioavailability) 및 다른 유리한 특성을 포함하나, 이에 한정되지 않는 실질적으로 균일한 미립자 제제의 유리한 효과를 제공한다.
BT 화합물 미립자 현탁액은 수성 제형으로서, 무수 분말로서 할로겐화된 탄화수소 추진체를 포함하는 수성 및 또한 유기 용매 중의 현탁액 또는 용액으로서, 또는 예를 들면, 현탁액 속에 개개의 미립자를 유지시키기 위해, 처방에 친숙한 자들에게 공지될 수 있는 바와 같은 습윤제, 표면활성제, 미네랄 오일 또는 다른 성분 또는 첨가제를 함유하는 제제를 포함하는, 하기 설명된 바와 같은 다른 형태로 투여될 수 있다. 수성 제형은 예를 들면, 수압 또는 초음파 입자분무(atomization) 중 어느 하나를 사용하는 액체 분무기(nebulizer)로 에어로졸화할 수 있다. 추진체-계 시스템은 적합한 가압 분배기를 사용할 수 있다. 건조 분말은 BT-함유 미립자를 효과적으로 분산시킬 수 있는, 건조 분말 분산 장치를 사용할 수 있다. 원하는 입자 크기 및 분포는 적절한 장치를 선택함으로써 수득할 수 있다.
위에서 또한 나타낸 바와 같이, 특정 구현예에 따라 실질적으로 모든 이러한 미립자의 부피 평균 직경(VMD)이 약 0.1 내지 약 8 마이크론이고, 특정의 바람직한 구현예에서 약 0.4 마이크론 내지 약 5 마이크론인, BT 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하는 비스무트-티올(BT) 조성물을 제조하는 방법이 또한 본원에 제공된다.
일반적인 측면에서, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다: (a) 고체 침전물이 실질적으로 없는 용액을 얻기 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (i) 비스무트를 포함하는 비스무트염을 적어도 50 mM의 농도로 포함하고, 친수성, 극성 또는 유기 가용화제를 결여한 산성 수용액을, (ii) 적어도 약 5 부피%, 10 부피%, 15 부피%, 20 부피%, 25 부피% 또는 30 부피%, 및 바람직하게는 약 25 부피%의 에탄올을 포함하는 혼합물을 얻기에 충분한 양의 에탄올과 혼합하는 단계; 및 (b) BT 화합물을 포함하는 미립자를 포함하는 침전물의 형성을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, 상기 단계 (a)의 혼합물에 티올-함유 화합물을 포함하는 에탄올 용액을 첨가하여 반응 용액을 얻는 단계, 이때 상기 티올-함유 화합물은, 비스무트 대비 약 1:3 내지 약 3:1의 몰비로, 반응 용액 중에 존재함.
특정의 바람직한 구현예에서, 비스무트 염은 Bi(N03)3일 수 있지만, 본 개시 내용에 따라서 비스무트는 또한 다른 형태로 제공될 수 있음을 인지할 것이다. 특정 구현예에서, 산성 수용액 중 비스무트 농도는 적어도 100 mM, 적어도 150 mM, 적어도 200 mM, 적어도 250 mM, 적어도 300 mM, 적어도 350 mM, 적어도 400 mM, 적어도 500 mM, 적어도 600 mM, 적어도 700 mM, 적어도 800 mM, 적어도 900 mM 또는 적어도 1M일 수 있다. 특정 구현예에서, 산성 수용액은 적어도 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 22 중량% 또는 22.5 중량%의 비스무트를 포함한다. 특정의 바람직한 구현예에서 산성 수용액은 적어도 5 중량% 이상의 질산을 포함하며, 특정의 다른 구현예에서 산성 수용액은 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 1.5 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 2.5 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 3.5 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 4.5 중량% 또는 적어도 5 중량%의 질산을 포함할 수 있다.
티올-함유 화합물은 본 명세서에 기술된 바와 같은 임의의 티올-함유 화합물일 수 있으며, 특정 구현예에서, 1,2-에탄 디티올, 2,3-디머캅토프로판올, 피리티온, 디티오에리트리톨, 3,4-디머캅토톨루엔, 2,3-부탄디티올, 1,3-프로판디티올, 2-하이드록시프로판 티올, 1-머캅토-2-프로판올, 디티오에리트리톨 및 디티오트레이톨 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 티올-함유 화합물은 알파-리포산, 메탄티올 (CH3SH [m-머캅탄]), 에탄티올 (C2H5SH [e-머캅탄]), 1-프로판티올 (C3H7SH [n-P 머캅탄]), 2-프로판티올 (CH3CH(SH)CH3 [2C3 머캅탄]), 부탄티올 (C4H9SH ([n-부틸 머캅탄]), 터트-부틸 머캅탄 (C(CH3)3SH [t-부틸 머캅탄]), 펜탄티올(C5H11SH [펜틸 머캅탄]), 코엔자임A, 리포아미드, 글루타티온, 시스테인, 시스틴, 2-머캅토에탄올, 디티오트레이톨, 디티오에리트리톨, 2-머캅토인돌, 트랜스글루타미나제 및, 시그마-알드리히[Sigma-Aldrich(미주리주 세인트 루이스 소재)]로부터 이용가능한 다음 티올 화합물 중의 어느 것을 포함한다: (11-머캅토운데실)헥사(에틸렌 글리콜), (11-머캅토운데실)테트라(에틸렌 글리콜), (11-머캅토운데실)테트라(에틸렌 글리콜) 기능화된 금 나노입자, 1,1',4',1"-테르페닐-4-티올, 1,11-운데칸디티올, 1,16-헥사데칸디티올, 1,2-에탄디티올 기술적 등급, 1,3-프로판디티올, 1,4-벤젠디메탄티올, 1,4-부탄디티올, 1,4-부탄디티올 디아세테이트, 1,5-펜탄디티올, 1,6-헥산디티올, 1,8-옥탄디티올, 1,9-노난디티올, 아다만탄티올, 1-부탄티올, 1-데칸티올, 1-도데칸티올, 1-헵탄티올, 1-헵탄티올 푸룸, 1-헥사데칸티올, 1-헥산티올, 1-머캅토-(트리에틸렌 글리콜), 1-머캅토-(트리에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 기능화된 금 나노입자, 1-머캅토-2-프로판올, 1-노난티올, 1-옥타데칸티올, 1-옥탄티올, 1-옥탄티올, 1-펜타데칸티올, 1-펜탄티올, 1-프로판티올, 1-테트라데칸티올, 1-테트라데칸티올 푸룸, 1-운데칸티올, 11-(1H-피롤-1-일)운데칸-1-티올, 11-아미노-운데칸티올 하이드로클로라이드, 11-브로모-1-운데칸티올, 11-머캅토-1-운데칸올, 11-머캅토-1-운데칸올, 11-머캅토운데칸산, 11-머캅토운데칸산, 11-머캅토운데실 트리플루오로아세테이트, 11-머캅토운데실인산, 12-머캅토도데칸산, 12-머캅토도데칸산, 15-머캅토펜타데칸산, 16-머캅토헥사데칸산, 16-머캅토헥사데칸산, 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로데칸티올, 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올, 2,3-부탄디티올, 2-부탄티올, 2-에틸헥산티올, 2-메틸-1-프로판디올, 2-메틸-2-프로판티올, 2-페닐에탄티올, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로-1-헥산티올 푸룸, 3-(디메톡시메틸실릴)-1-프로판티올, 3-클로로-1-프로판티올, 3-머캅토-1-프로판올, 3-머캅토-2-부탄올, 3-머캅토-N-노닐프로피온아미드, 3-머캅토프로피온산, 3-머캅토프로필-기능화된 실리카겔, 3-메틸-1-부탄티올, 4,4'-비스(머캅토메틸)비페닐, 4,4'-디머캅토스틸벤, 4-(6-머캅토헥실옥시)벤질 알코올, 4-시아노-1-부탄티올, 4-머캅토-1-부탄올, 6-(페로세닐)헥산티올, 6-머캅토-1-헥산올, 6-머캅토헥산산, 8-머캅토-1-옥타놀, 8-머캅토온타노산, 9-머캅토-1-노나놀, 비페닐-4,4'-디티올, 부틸 3-머캅토프로피오네이트, 구리(I) 1-부탄티올레이트, 사이클로헥산티올, 사이클로펜탄티올, 데칸티올 기능화된 은 나노입자, 도데칸티올 기능화된 금 나노입자, 도데칸티올 기능화된 은 나노입자, 헥사(에틸렌 글리콜)모노-11-(아세틸티오)운데실 에테르, 머캅토석신산, 메틸 3-머캅토프로피오네이트, 나노테터 BPA-HH, NanoThinksTM 18, NanoThinksTM 8, NanoThinksTM, ACID11, NanoThinksTM ACID16, NanoThinksTM ALC011, NanoThinksTM THIO8, 옥탄티올 기능화된 금 나노입자, PEG 디티올 평균 Mn 8,000, PEG 디티올 평균 분자량 1,500, PEG 디티올 평균 분자량 3,400, S-(11-브로모운데실)티오아세테이트, S-(4-시아노부틸)티오아세테이트, 티오페놀, 트리에틸렌 글리콜 모노-11-머캅토운데실 에테르, 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), [11-(메틸카보닐티오)운데실]테트라(에틸렌 글리콜), m-카르보란-9-티올, p-테르페닐-4,4"-디티올, 터트-도데실머캅탄, 및 터트-노닐 머캅탄.
온도, pH, 반응 시간, 용질을 용해시키기 위한 교반(stirring 또는 agitation)의 사용 및 침전물을 수집하고 세척하기 위한 과정을 포함하는 예시적인 반응 조건이 본 명세서에 기술되어 있으며 당해 분야에 일반적으로 공지된 기술을 사용한다.
BT 화합물을 제조하기 위한 앞서 기술된 방법과는 달리, BT를 제조하기 위한 본 방법에 따라, BT 생성물은 실질적으로 모든 미립자가 특정의 바람직한 구현예에서 VMD가 약 0.4 내지 약 5 마이크론이고 특정의 다른 구현예에 따라 일반적으로 약 0.1 마이크론 내지 약 8 마이크론인, 미립자 현탁액으로서 제공된다. 또한, 앞서의 시도와는 달리, 본 구현예에 따라 비스무트는 적어도 약 50 mM 내지 약 1 M 농도의 비스무트 염, 및 적어도 약 0.5% 내지 약 5% (w/w) 및 바람직하게는 5%(중량/중량) 미만의 양의 질산을 포함하고 친수성, 극성 또는 유기 가용화제를 결여한 산성 수용액으로 제공된다.
이와 관련하여, 본 발명의 방법은, 비스무트가 50 μM에서 수용성이 아니고(예를 들면, U.S. RE37793), 비스무트가 물 속에서 불안정하며(예를 들면, Kuvshinova et al., 2009 Russ . J Inorg . Chem 54(11):1816), 비스무트가, 친수성, 극성 또는 유기 가용화제가 존재하지 않는 경우 질산 용액 속에서도 불안정한 일반적으로 인정된 당해 분야의 교시내용의 측면에서 놀랍고 예측불가능한 이점을 제공한다. 예를 들면, BT 제제 방법을 정의하는 기술(예를 들면, Domenico et al., 1997 Antimicrob . Agents . Chemother . 41:1697; U.S. 6,380,248; U.S. RE37793; U.S. 6,248,371) 모두에서, 친수성 가용화제 프로필렌 글리콜이 비스무트 니트레이트를 용해시키기 위해 필요하며, 티올과의 반응을 위해 제조된 용액의 비스무트 농도는 15 mM 보다 훨씬 낮아서, BT 화합물에 대한 이용가능한 생산 양상을 제한한다.
대조적으로, 본 발명의 기재내용에 따라서, 비스무트를 용해시키기 위한 친수성, 극성 또는 유기 가용화제에 대한 요구조건은 없지만, 보다 높은 농도가 놀랍게도 달성된다. 친수성, 극성 또는 유기 가용화제는 프로필렌 글리콜 (PG) 및 에틸렌 글리콜 (EG)을 포함하며 또한 디옥산 및 디메틸설폭사이드(DMSO), 폴리올(예를 들면, PG 및 EG를 포함하고 또한 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리프로필렌글리콜 (PPG), 펜타에리트리톨 및 다른 것들을 포함)과 같은 극성 용매, 글리세롤 및 만니톨과 같은 다가 알코올, 및 다른 제제를 포함하는 다수의 공지된 가용성 증진제 중 어느 것을 포함할 수 있다. 고 극성의 다른 수-혼화성 유기 물질은 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF) 및 NMP(N-메틸-2-피롤리돈)을 포함한다.
따라서, 본 명세서에 제공된 바와 같은 친수성, 극성 또는 유기 가용화제로서 일반적으로 사용되는 것들을 포함하는 용매는, 예를 들면, 카탈란(Catalan) 등의 시스템(예를 들면, 1995 Liebigs Ann . 241; see also Catalan, 2001 In : Handbook of Solvents, Wypych (Ed.), Andrew Publ., NY, 및 이에 인용된 참조문헌)을 사용하여 용매 극성/분극률(SPP) 등급 값을 기준으로 선택할 수 있음을 당업자는 이해할 것이며, 이에 따라 예를 들어, 물은 0.962의 SPP 값을 갖고, 톨루엔은 0.655의 SPP 값을 가지며, 2-프로판올은 0.848의 SPP 값을 갖는다. 2-N,N-디메틸-7-니트로플루오렌/2-플루오로-7-니트로플루오렌 프로브(probe)/유사동형 쌍(homomorph pair)의 자외선 측정을 기준으로 한 용매의 SPP 값을 측정하기 위한 방법이 기술되어 있다(Catalan et al ., 1995).
특별한 BT 조성물의 용해도 특성을 기준으로 한 원하는 SPP 값을 가진 용매(순수한 단일 성분 용매 또는 2개, 3개, 4개 이상의 용매의 용매 혼합물로서에 상관없이; 용매 혼화성에 대해서는 예를 들면, Godfrey 1972 Chem . Technol . 2:359 참조)는, 본 명세서에 기술된 합성 방법 단계에 관한 특정의 바람직한 구현예에 따라서, 위에 나타낸 바와 같이, 친수성, 극성 또는 유기 가용화제가 비스무트를 용해시키기 위해 요구되지 않지만, 본 기재내용의 측면에서 당업자에 의해 용이하게 확인될 수 있다.
용해도 매개변수는 또한, 상호작용 매개변수 C, 힐데브란드 용해도 매개변수(Hildebrand solubility parameter) d, 또는 각각 용매의 극성, 수소 결합 포텐셜 및 분산력 상호작용 포텐셜을 기술하는, 부분적인[한센(Hansen)] 용해도 매개변수: δp, δh 및 δd를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 비스무트를 포함하는 비스무트 염이 용해될 용매 또는 공-용매 시스템을 기술하는 용해도 매개변수에 대한 최대 값은 예를 들면, 미립자 BT 조성물을 제조하기 위한 본 명세서의 기술된 방법에 따른 비스무트 염을 포함하는 수용액에 대한 제한을 제공할 수 있다. 예를 들면, 보다 높은 δh 값은 보다 큰 수소 결합능을 가질 것이므로 물과 같은 용매 분자에 대한 친화성이 더 크다. 따라서, 용매에 대해 관찰된 최대 δh의 보다 높은 값이 보다 더 친수성인 환경이 요구되는 상황에서 바람직할 수 있다.
비-제한적인 예로서, 하기 나타낸 화학식 I의 구조를 갖는 BisEDT는 다음 반응식에 따라 제조할 수 있다:
Figure pct00002
간략히, 비제한적인 설명적 실시예로서, 과량(11.4 L)의 5% HNO3 수용액에 상온에서 0.331 L(약 0.575 몰)의 산성 비스무트 수용액, 예를 들면, Bi(NO3)3 용액[예를 들면, 43% Bi(NO3)3 (w/w), 5% 질산(w/w), 52% 물(w/w), 오하이오주 신시네티 소재의 쉐퍼드 케미칼 캄파니(Shepherd Chemical Co.)로부터 입수 가능함]을 교반하면서 서서히 가한 후, 무수 에탄올(4 L)을 서서히 첨가할 수 있다. 티올 화합물, 예를 들면, 1,2-에탄디티올 [~0.55 M]의 에탄올 용액(1.56 L)을, 1.5 L의 무수 에탄올, 72.19 mL (0.863 몰)의 1,2-에탄디티올에 60 mL의 주사기로 가한 후 5분 동안 교반함으로써 개별적으로 제조할 수 있다. 1,2-에탄디티올(CAS 540-63-6) 및 다른 티올 화합물은 예를 들면, 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마 알드리히(Sigma-Aldrich)로부터 입수 가능하다. 티올 화합물의 에탄올 용액을 Bi(NO3)3/HNO3 수용액에 밤새 교반하면서 서서히 가하여 반응 용액을 형성시킨다. 티올-함유 화합물은 반응 용액 중에 특정의 바람직한 구현예에 따라 비스무트에 대해 약 1:3 내지 약 3:1의 몰 비로 존재할 수 있다. 형성된 생성물을 본 명세서에 기술된 바와 같이 미립자를 포함하는 침전물로서 침전되도록 한 후, 여과로 수집하고 에탄올, 물 및 아세톤으로 연속 세척하여 황색의 무정형 분말 고체로서 BisEDT를 수득한다. 조 생성물(crude product)을 무수 에탄올 중에서 교반하면서 재용해한 후 여과하고 에탄올로 수회 연속 세척한 후 아세톤으로 수회 세척한다. 세척된 분말을 1M NaOH (500mL) 중에서 연마한 후, 여과하고 물, 에탄올 및 아세톤을 연속 세척하여 정제된 미립자 BisEDT를 수득할 수 있다.
비-제한적 이론에 따라서, 비스무트는 세균의 세포외다당류와 같은 세포외 고분자성 물질(EPS)을 생산하는 세균의 능력을 억제하며, 이러한 억제는 손상된 생물막 형성을 초래한다. 세균은 생물막 부착을 위한 아교-유사 EPS를 사용하는 것으로 여겨지고 있다. 감염의 특성에 따라서, 생물막 형성 및 EPS의 합성(elaboration)은 상처 치유의 방해와 같은 세균 병원성에 기여할 수 있다. 그러나, 비스무트 단독은 중재제로서 치료학적으로 유용하지 않으며, 대신 BT와 같은 복합체의 일부로서 전형적으로 투여된다. 따라서, 비스무트-티올(BT)은 비스무트와 티올 화합물의 킬레이트화로부터 생성되며, 비스무트의 항미생물 치료학적 효능에 있어 현저한 개선을 나타내는 화합물을 포함하는 조성물의 계열이다. BT는 현저한 항-감염성, 항-생물막, 및 면역조절 효과를 나타낸다. 비스무트-티올은 광범위한 스펙트럼의 미생물에 대해 효과적이며, 전형적으로 항생제-내성에 의해 영향받지 않는다. BT는 현저하게 낮은(억제 농도 이하) 농도에서 생물막 형성을 방지하고, 동일한 억제 농도 이하 수준에서 일반적인 상처 병원체의 많은 병원체성 특성을 방지하고, 동물 모델에서 패혈성 쇼크를 예방할 수 있으며, 많은 항생제와 상승작용적일 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 하나 이상의 규정된 항생제 화합물과 조합되는 경우 하나 이상의 규정된 BT의 항세균 효과에 있어서 이러한 상승작용은 특별한 세균 유형에 대한 별개의 항생제 및 BT 효과의 프로파일을 기초로 용이하게 예측할 수 없지만, 놀랍게도 그람-음성 또는 그람-양성(또는 둘다) 세균이 존재하는지의 확인을 포함하는, 특수 세균 집단의 측면에서 특별한 BT-항생제 조합의 선택으로부터 생성될 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에 기재된 것으로서, 특정의 BT와 상승작용하는 항생제는 아미카신, 암피실린, 아즈트레오남, 세파졸린, 세페핌, 클로람페니콜, 시프로플록사신, 클린다미신(또는 다른 린코사미드 항생제), 다프토마이신(Cubicin®), 독시사이클린, 가티플록사신, 젠타미신, 이미페님, 레보플록사신, 리네졸리드(Zyvox®), 미노사이클린, 나프실린, 파로모마이신, 리팜핀, 설파메톡사졸, 테트라사이클린, 토브라마이신 및 반코마이신 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 시험관내 연구는, 예를 들면, 젠타미신, 세파졸린, 세페핌, 설파메톡사졸, 이미페님 또는 레보플록사신 개개에 대해 불량하거나 전적으로 민감성이 아닌 MRSA가 BT 화합물 BisEDT의 존재하에서 항생제에 노출되는 경우 이들 항생제 중 어느 하나에 대해 현저한 민감성을 나타내었음을 입증하였다. 따라서, 본 명세서에 고려된 특정 구현예는 BT 화합물; 및 아미카신, 암피실린, 세파졸린, 세페핌, 클로람페니콜, 시프로플록사신, 클린다미신(또는 다른 린코사미드 항생제), 다프토마이신(Cubicin®), 독시사이클린, 가티플록사신, 젠타미신, 이미페님, 레보플록사신, 리네졸리드(Zyvox®), 미노사이클린, 나프실린, 파로모마이신, 리팜핀, 설파메톡사졸, 토브라마이신 및 반코마이신 중에서 선택된 하나 이상의 항생제의 조합이 포함될 수 있는 조성물 및/또는 방법을 명백히 고려하는 반면, 본 명세서에서 고려된 특정의 다른 구현예는 BT 화합물; 및 아미카신, 암피실린, 세파졸린, 세페핌, 클로람페니콜, 시프로플록사신, 클린다미신(또는 다른 린코사미드 항생제), 다프토마이신(Cubicin®), 독시사이클린, 가티플록사신, 젠타미신, 이미페님, 레보플록사신, 리네졸리드(Zyvox®), 미노사이클린, 나프실린, 파로모마이신, 리팜핀, 설파메톡사졸, 토브라마이신 및 반코마이신 중에서 선택된 하나 이상의 항생제일 수 있는, 이로부터 명백히 배제된 하나 이상의 항생제의 조합이 포함될 수 있는 조성물 및/또는 방법을 고려한다. 이와 관련하여 젠타미신 및 토브라마이신은 항생제의 아미노글리코사이드 부류에 속함이 주목된다. 또한, Domenico et al., 2001 Agents Chemother . 45:1417-1421; Domenico et al., 2000 Infect . Med . 17:123-127; Domenico et al., 2003 Res . Adv . In Antimicrob . Agents & Chemother . 3:79-85; Domenico et al., 1997 Antimicrob . Agents Chemother . 41(8):1697-1703; Domenico et al., 1999 Infect. Immun . 67:664-669: Huang et al. 1999 J Antimicrob . Chemother . 44:601-605; Veloira et al., 2003 J Antimicrob . Chemother . 52:915-919; Wu et al., 2002 Am J Respir Cell Mol Biol . 26:731-738; Halwani et al., 2008 Int . J Pharmaceut. 358:278; Halwani et al., 2009 Int . J. Pharmaceut . 373:141-146에 기술된 특정의 조성물 및 방법이 특정의 고려된 구현예로부터 명백히 배제되며; 여기서 이들 간행물 중 어느 것도 본 명세서에 기재된 단분산 미립자 BT 조성물을 교시하거나 제안하고 있지 않음에 주목할 것이다.
따라서 및 본 명세서에 기술된 바와 같이, 특정의 바람직한 구현예에서, 식물, 동물 또는 인간 대상체, 또는 제조 물품을 본 명세서에 기술된 미립자 BT 및, 임의로 및 특정의 다른 구현예에서 상승작용 및/또는 강화작용 항생제를 또한 포함하는 조성물로 치료하기 위한 조성물 및 방법이 제공된다. 당업자는 본 기내내용을 기초로 하여, 이러한 치료를 원할 수 있는 적절한 농업, 임상, 상업, 산업, 제조업, 가정 및 다른 배경과 상황; 특히, 예를 들면, 외과, 군진 외과, 피부학적, 외상 의약, 노인학적, 심혈관, 대사 질병(예를 들면, 당뇨병, 비만 등), 감염 및 염증(호흡관 또는 위장관의 상피 내층, 또는 샘 조직에서와 같은 다른 상피 조직 표면 포함), 및 다른 관련된 의학적 특수성 및 소특수성(subspeciality)을 포함하는 의학 분야에서 확립된 기준을 인식할 것이다.
본 명세서에 기술된 구현예에 따라서 사용하기 위한 천연 또는 인공 표면 위에 또는 내에서 미생물 감염을 치료하기 위한 바람직한 조성물은 특정 구현예에서 본 명세서에 기술된 바와 같은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하고, 특정의 명백한 그러나 관련된 구현예에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 항생제 화합물과 같이 당해 분야에 공지된 다른 화합물을 또한 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. BT 화합물 및 이들을 제조하는 방법은 본 명세서에 기재되어 있으며, 또한 예를 들면, Domenico et al. (1997 Antimicrob . Agent . Chemother . 41(8):1697-1703; 2001 Antimicrob . Agent . Chemother . 45(5)1417-1421) and in U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, 및 U.S. 6,380,248에 기재되어 있다. 또한 상기 주목된 바와 같이, 특정의 바람직한 BT 화합물은 티올-함유 화합물에 킬레이트화된 비스무트를 포함하는 조성물과 같은 티올-함유 화합물에 이온결합되거나, 이와 함께 배위 착물을 형성하는 비스무트 또는 비스무트 염을 함유하는 것들이며, 특정의 다른 바람직한 BT 화합물은 티올-함유 화합물에 공유결합 연결 상태의 비스무트 또는 비스무트 염을 함유하는 것들이다. 또한, 본 명세서에 기술된 바와 같은 실질적으로 단분산인 미립자 BT 조성물이 바람직하다. 세균 감염을 치료하기 위한 앞서의 노력으로부터나, 또는 본원에 기술된 천연 및/또는 인공 표면의 치료를 촉진시키기 위한 조성물 및 방법에서의 용도를 가진 것으로 최초로 본원에 기술된 어떠한 화합물의 다른 내용에서 앞서의 특징화로부터도, 이러한 화합물을 사용하는 본원의 방법이 본원에 기술된 유리한 효과를 가질수 있는지 예측할 수 없었다.
따라서, 바람직한 구현예에 따라서, 표면에 적어도 하나의 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물을 투여하는 단계를 포함하는, 천연 또는 인공 표면을 치료하기 위한 방법이 제공된다. 특정 구현예에서, 상기 방법은 또한 특정의 바람직한 구현예에서 본 명세서에 기술된 바와 같은 상승작용 항생제일 수 있고, 특정의 다른 바람직한 구현예에서 본 명세서에 기술된 바와 같은 강화작용 항생제일 수 있는 적어도 하나의 항생제 화합물을 동시에 또는 연속적으로 및 어느 한 순서로 투여하는 단계을 추가로 포함한다. 항생제 화합물은 아미노글리코시드 항생제, 카르바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 글리코펩타이드 항생제, 린코사미드 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제, 또는 아미노페니실린 항생제일 수 있다. 임상적으로 유용한 항생제는 본 명세서에 어디에나 논의되어 있으며, 예를 들면, Washington University School of Medicine, The Washington Manual of Medical Therapeutics (32nd Ed.), 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA; 및 Hauser, AL, Antibiotic Basics for Clinicians, 2007 Lippincott, Williams and Wilkins, Philadelphia, PA에 또한 기술되어 있다.
본 명세서에 기술된 것으로서, 특정의 구현예는, 그람 양성 세균을 포함하는 세균 감염의 경우, 바람직한 치료학적으로 효과적인 제형이 BT 화합물(예를 들면, BisEDT, 비스무트: 1,2-에탄디티올; BisPyr, 비스무트:피리티온; BisEDT/Pyr, 비스무트: 1,2-에탄디티올/피리티온) 및 리파마이신, 또는 BT 화합물 및 도프토마이신[Cubicin®, 쿠비스트 파마슈티칼스(Cubist Pharmaceuticals), 매사츄세츠주 렉싱톤 소재], 또는 BT 화합물 및 리네졸리드[Zyvox®, 화이자, 인코포레이티드(Pfizer, Inc.), 뉴욕주 뉴욕 소재], 또는 BT 화합물(예를 들면, BisEDT, 비스무트:1,2-에탄디티올; BisPyr, 비스무트:피리티온; BisEDT/Pyr, 비스무트:1,2-에탄디티올/피리티온) 및 하나 이상의 암피실린, 세파졸린, 세페핌, 클로람페니콜, 클린다미이신(또는 다른 린코사미드 항생제), 다프토마이신(Cubicin®), 독시사이클린, 가티플록사신, 젠타미신, 이미페님, 레보플록사진, 리네졸리드(Zyvox®), 나프실린, 파로모마이신, 리팜핀, 설파메톡사졸, 토브라마이신 및 반코마이신 중의 하나 이상을 포함할 수 있다는 예측하지못한 발견으로부터 기원한다.
본 명세서에 또한 기술된 바와 같이, 특정 구현예는, 그람 음성 세균을 포함하는 세균 감염의 경우, 바람직한 치료학적으로 유효한 제형이 BT 화합물 및 아미카신을 포함할 수 있다는 예측가능하지 않은 발견으로부터 기원한다. 특정의 관련된 구현예는 그람 음성 세균을 포함하는 감염을 BT 화합물과, 특정 구현예에서 젠타미신 또는 토브라마이신이 아닌, 다른 아미노글리코시드 항생제와 같은 다른 항생제로 치료함을 고려한다. 따라서 및 이들 구현예의 측면에서, 다른 관련된 구현예는 본 방법에 따라서 투여될 제형속에 포함시키기 위한 적절한 항생제 화합물(들)을 선택하기 위한 단계로서, 의학 미생물 분야에서 당업자에게 친숙한 방법에 따라, 그람 양성 또는 그람 음성의 잘 공지된 기준에 의해 천연 또는 인공 표면 내 또는 위의 하나 이상의 세균 집단 또는 소집단을 확인함을 고려한다.
본 명세서에 기술된 조성물 및 방법은 전형적으로 본 명세서에 기술된 화합물(예를 들면, 하나 이상의 미립자 BT 단독 또는 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 상승작용 및/또는 강화작용 항생제와 조합)을 천연 또는 인공 표면 위의 또는 이의 내의 미생물 존재와 같은 미생물 부위에 전형적으로 적용하거나 투여함으로써, 광범위한 내용에서 미생물(예를 들면, 세균, 바이러스, 효모, 곰팡이 및 다른 진균, 미생물 기생충 등)의 치료에서의 용도를 찾을 수 있다. 이러한 천연 표면은 식물(예를 들면, 뿌리, 구근, 줄기, 잎, 가지, 덩굴, 넝쿨, 싹, 꽃 또는 이의 부분, 그린팁, 과실, 종자, 꼬투리 등의 표면의 전부 또는 부분), 포유동물 조직(예를 들면, 피부, 두피, 위장관 내벽, 볼내강 등을 포함하는 상피; 복강막, 심장막, 흉막, 골막, 수막, 근섬유막 등과 같은 내피, 세포 및 조직 막; 각막, 공막, 점막 등; 근육, 심장, 폐, 신장, 간, 비장, 담낭, 췌장, 방광, 신경, 치아, 골, 관절, 힘줄, 인대 등과 같은 다른 포유동물 조직)을 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 또한 미생물 존재가 확인될 수 있는 제조 물품 상의 임의의 부위(예를 들면, 상업, 주택, 산업, 교육, 건강 관리, 및 다른 규격화된 빌딩 벽, 창문, 바닥, 크롤스페이스(crawlspace), 다락방, 지하실, 펜스, 지붕, 천장, 조명 및 배관 설비, 배출구, 덕트, 도관, 문의 손잡이, 스위치, 공중 위생 시스템, 하수구, 저수지, 송수관(water line); 의료 및 치과 장치, 임플란트, 도구, 기기, 장비 등; 금속, 유리, 플라스틱, 목재, 고무 및 제지 제품; 선적 컨테이너, 자동차, 철도 설비, 보트, 배(예를 들면, 외부 선체, 키, 닻 및/또는 프로펠라 표면, 인테리어 홀드 및 밸러스트 탱크 및 다른 인테리어 표면), 바지선, 및 독(dock), 차단벽, 부두(pier) 등을 포함하는 다른 해양 설비를 포함하는 수송 설비 등)가 포함될 수 있다.
본 명세서에 기술된 미립자 항미생물제는 미생물 성장을 억제하고, 미생물 만연을 감소시키며, 미생물 만연에 대한 제품 내성을 향상시키도록 천연 및/또는 인공 표면을 포함하는 제품을 처리하고, 생물막을 감소시키고, 세균의 생물막으로의 전환을 예방하고, 미생물 감염을 예방 또는 억제하고, 손상을 예방하며 본 명세서에 기술된 임의의 다른 용도를 위해 사용될 수 있다. 이들 제제는 또한 헤르페스 계열 바이러스, 예를 들면, 사이토메갈로바이러스, 헤르페스 단성 바이러스 제1 형, 및 헤르페스 단성 바이러스 제2 형과 같은 헤르페스 계열 바이러스에 의한 바이러스 감염 및/또는, 다른 바이러스에 의한 감염의 예방 또는 억제를 포함하는 다수의 항바이러스 목적에 유용하다. 이와 관련하여, 상기 제제는 단일 가닥의 RNA 바이러스, 단일 가닥의 DNA 바이러스, 로우스 육종 바이러스(Rous sarcoma virus: RSV), A형 간염 바이러스, B형 간염 바이러스(HBV), C형 간염 바이러스(HCV), 인플루엔자 바이러스, 웨스트 닐 바이러스(west nile virus: WNV), 엡슈타인-바르 바이러스(Epstein-Barr virus: EBV), 이스턴 에퀸 뇌염 바이러스(eastern equine encephalitis virus: EEEV), 중증 급성 호흡기 바이러스(severe acute respiratory virus: SARS), 인간 면역결핍성 바이러스(HIV), 인간 유두종 바이러스(human papilloma virus: HPV), 및 인간 T 세포 림프종 바이러스(HTLV)와 같은 각종 바이러스, 및 식물 병원체로서 알려진 바이러스들(예를 들어, 감자엽권병 바이러스; 감자 바이러스 A, M, S, X, or Y; 토마토 반점모잘록병 바이러스; 포도덩굴 엽권-관련 바이러스 3; 자두 창가병 바이러스; 상추 모자이크병 바이러스; 페피노 모자이크병 바이러스; 고추 연한 얼룩 바이러스; 토마토 모자이크병 바이러스; 담배 모자이크병 바이러스; 칼리브라코아(Calibrachoa) 얼룩 바이러스; 봉선화 괴사성 반점 바이러스 등)을 포함하는 바이러스에 의한 바이러스 감염을 예방하거나 억제하는데 유용하다.
본 명세서에 기술된 항미생물제의 다른 내부 및 외부 약제학적 용도는 세균 감염, 결핵, 효모 및 곰팡이[예를 들면, 칸디다(예를 들면, 칸디다 알비칸스(Candida albicans), 칸디다 글라브라타(Candida glabrata), 씨. 파라프실로시스(C. parapsilosis), 씨. 트로피칼리스(C. tropicalis), 및 씨. 두블리니엔시스(C. dubliniensis) 또는 크립토코쿠스(Cryptococcus) 또는 다른 진균] 감염과 같은 진균 감염, 헬리코박터 필로리(Helicobacter pylori) 감염, 및 소화 궤양 질병의 치료 또는 예방을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 하나의 구현예에서, 상기 제제는 세균에 대해 일반적으로 치명적이지 않지만, 그럼에도 불구하고 달리 천연의 면역 반응을 견딜 수 있는 보호성 다당류 피복을 감소시키기에 충분한 용량으로 사용된다. 따라서, 이러한 기술은 항생제를 사용하는 경우일 수 있는 정도로 인간 공생 미생물(예를 들면, 정상의 장내 균무리 등)에 유해하지 않으면서 세균 감염의 면역계-매개된 근절을 보조하는 것으로 여겨진다. 실례로서 제한하지 않는 방식으로, 특정의 고려된 구현예를 이제 설명한다.
송수관을 코팅하고 처리하기 위한 미립자 비스무트- 티올 일 구현예에서, 인간 또는 비-인간 동물에 의해 소비되거나 이에 적용되는 물을 접촉하거나 전달하는, 송수관(예컨대, 치과의사, 치과 위생사, 및 다른 구강 케어 전문가 및 돌보는 사람이 사용하는 송수관); 또는 튜브, 파이프, 꼭지, 냉수기, 샤워헤드, 또는 임의의 다른 기구 또는 장치(예를 들어, 고속 치과 드릴, 공기-물 주사기, 및 클리닝 장치 또는 기구(예를 들어, Cavitron®))를 포함하는 다른 물 전달 비히클의 내부 또는 외부 표면 상에서 생물막 발달을 예방 및/또는 제어(즉, 감속, 지연, 억제)하거나, 생물막을 붕괴시키거나, 또는 생물막의 양을 감소시키기 위한 방법이 제공된다. 또한, 이들 방법은 송수관 또는 물 전달 비히클 내 세균, 진균 및/또는 원생동물의 성장 및 분열을 예방, 감소, 억제, 제거, 또는 폐기하는데 유용할 수 있다. 이들 방법은 미립자 BT 화합물을 송수관 또는 물 전달 비히클의 표면에 적용하는 것, 플러싱하는 것, 붙이는 것, 또는 부착시키는 것을 포함한다.
생물막은 주로 자연적으로 발생하는 세균 및 진균으로 이루어진 미소 군락이다. 미생물은 치과 물 전달 시스템, 및 샤워헤드, 꼭지 및 튜브와 같은 다른 물 전달 비히클을 포함하는 표면 상에 얇은 층을 형성한다. 치과 과정 중에 냉각수 및 자극제로서 사용되는 물은 미생물에 상당히 오염될 수 있다(참조, 예를 들어, Environmental Protection Agency web site at epa.gov/safewater/mcl/html). 치과 송수관 및 기기 유래의 물에서 발견되는 병원체성 미생물 또는 기회감염 병원체는 악티노마이세스(Actinomyces), 박테로이데스(Bacteroides), 바실러스(Bacillus), 크립토스포리디움(Cryptosporidium), 이, 콜라이(E. coli), 플라보박테리움(Flavobacterium), 클렙시엘라(Klebsiella), 레기오넬라(Legionella), 모락셀라(Moraxella), 마이코박테리움(Mycobacterium), 펩토스트렙토코커스(Peptostreptococcus), 슈도모나스(Pseudomonas), 스타필로코커스(Staphylococcus), 스트렙토코커스(Streptococcus), 및 베일로넬라(Veillonella)를 포함한다. 또한, 생물막 형성의 결과로서, 레기오넬라 종 및 원생동물은 송수관 또는 물 전달 비히클 내에서 증식할 수 있다. 생물막 유래의 세균, 및 송수관 또는 물 전달 비히클 내에 존재하는 다른 미생물은 상기 송수관 또는 비히클을 통해 물이 흐름에 따라 지속적으로 방출된다. 환자 및 임상 스태프는 상기 송수관 또는 전달 비히클 밖으로 분무된 작은 방울 또는 미세한 미스트(mist) 내에 존재하는 미생물에 노출된다.
치과 적용에서 물의 사용 및 소비를 위하여, 질병 통제 센터(Center for Disease Control)는 비외과적인 치과 과정을 위한 냉각수/자극제로서 사용되는 물 중의 세균수가 ≤500 CFU/ml의 호기적 종속영양 배양계수(HPC)를 가져야 한다고 권한다. 미국 치과 연합(American Dental Association, ADA)은 치과 치료시 사용되는 물이 ≤200 CFU/ml의 세균 수준을 함유하는 것을 권하는, 더욱 엄격한 표준을 제안하였다. 치과 물 시스템 내 세균수(bacterial count)의 낮은 수준을 유지하기 위해 사용되는 수단은 항미생물제의 사용(참조, 예를 들어, McDowell et al., J. Am . Dent. Assoc . 135:799-805 (2004)); 과산화 수소-계 소독제(참조, 예를 들어, Linger et al., J. Am . Dent . Assoc . 132:1287-91 (2001)); 사용 전후의 송수관의 일상적인 플러싱; 송수관 및 전달 시스템의 보수; 필터링 시스템의 사용; 소독제로서 화학물질의 사용(예를 들어, 1:10 희석된 표백제, 글루타르알데히드, 식품 등급 에틸 알코올, 클로르헥시딘-계 제품); 열적 박멸; 구리-은 이온화; 이산화 염소; 자외선; 오존; 소독제 조합(예를 들어, Adec® ICX (Adex, Newburg, OR): 소듐 퍼카보네이트, 질산은, 및 양이온성 계면활성제 및 은 이온 촉매를 포함한다.
송수관 또는 물 전달 비히클의 내부 또는 외부 표면 상에서 생물막 발달을 예방 및/또는 제어(즉, 감속, 지연, 억제)하거나, 생물막을 붕괴시키거나, 또는 생물막의 양을 감소시키기 위하여 사용될 수 있는 대안적인 항미생물제는 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물(또는 적어도 하나의 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물)을 포함한다. 미립자 BT 화합물은 겔, 스프레이, 페이스트, 액체 또는 당업자에게 공지된 다른 형태로서 수동으로 또는 자동으로 송수관, 물 도관 시스템, 및 물 전달 비히클 내로 도입될 수 있다. 특별한 구현예에서, 분말 또는 액체 형태 중 어느 하나의 미립자 BT 화합물은, 적어도 하나의 추가적인 생물학적으로 활성인 성분 및/또는 생물학적으로 비활성인 부형제를 포함할 수 있는, 적어도 하나 이상의 추가적인 성분과 혼합되어, 송수관, 물 전달 비히클 또는 물 도관 시스템 내로 주기적으로 전달 또는 주입되는 제품을 제형화한다. 당업계에 공지된 임의의 수의 방법을 사용하여 당업자가 조성물을 제조할 수 있다. 예로서, 항미생물적 유효량의 미립자 BT 화합물이 사용될 수 있는 DMSO와 결합될 수 있다. 일상적인 사용으로, 생물막 형성을 예방하는데 충분한 미립자 BT 화합물의 수준을 원한다. 그러나, 다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물의 수준이 송수관, 물 전달 비히클 또는 물 도관 시스템 내 존재하는 생존하는 생물막을 감소, 제거, 붕괴, 또는 제거하기 위하여 더욱 높을 수 있다.
미립자 BT 화합물은 또한 송수관, 물 전달 비히클 또는 물 도관 시스템에 적용된 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물로부터 서서히 방출되도록 제형화될 수 있다. 미립자 BT 화합물은 또한 송수관, 비히클 또는 시스템에 적용될 수 있거나, 붙여질 수 있거나, 부착될 수 있거나, 또는 몇몇 방식으로 이들의 내부 표면에 접촉될 수 있는 코팅 내로 결합될 수 있다. 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물은 겔(예를 들면, 하이드로겔, 티오머, 에어로젤 또는 오가노겔) 또는 액체일 수 있다. 오가노겔은 유기 용매, 리포산, 식물성 오일 또는 미네랄 오일을 포함할 수 있다. 서방성 조성물은 항미생물적으로 유효량의 미립자 BT 화합물을 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7(1주)일 동안 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7주 동안, 또는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개월 동안 전달할 수 있다.
미립자 BT 화합물(또는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물)은 조합하여 투여되는 경우 본 명세서에 기술된 바와 같은 강화된 또는 상승적인 항미생물적 효과를 갖는, 적어도 하나의 다른 항미생물제(즉, 제2, 제3, 제4 등의 항미생물제)와 결합될 수 있다. 예로서, 강화된 항미생물적인 효과는 미립자 BT 화합물이 철을 킬레이팅하는 항미생물제와 함께 투여될 때 관찰될 수 있다. 미립자 BT 화합물은 적어도 하나의 산화제, 살미생물제, 또는 소독제와 결합될 수 있다. 소수성 티올로 제조된 미립자 BT 화합물(예를 들어, 티오클로로페놀)이 사용될 수 있으며, 송수관, 물 전달 비히클 및 시스템의 표면에 부착하는 덜 소수성인 BT 화합물보다 더욱 큰 능력을 나타낼 수 있다. 1:2의 몰비(비스무트 대 티올)를 갖는 것과 같은, 순수한 음 전하를 갖는 BT 화합물은 또한 유리한 점착 특성을 가질 수 있다.
미립자 BT 화합물(및 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물)은 베이킹 소다 또는 다른 알칼리 화합물 또는 물질과 결합될 수 있다. 베이킹 소다의 화학적 및 물리적 특성으로 인하여, 이는 세정, 탈취 및 완충을 포함하는 광범위한 적용을 갖는다. 베이킹 소다는 악취를 차폐하거나 흡수하기 보다는 화학적으로 중화시킨다. 베이킹 소다는 미립자 BT 화합물과 분말의 혼합물로서 조합되거나, 본 명세서에 기술된 분말, 스프레이, 겔, 페이스트, 또는 액체 중에 용해되거나 현탁될 수 있다. 다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물은, 원하는 알칼리 pH 유지를 돕고 또한 세정 및 탈취 특성을 지닌 다른 알칼리 금속 중탄산염 또는 탄산염 물질(예를 들면, 중탄산칼륨 또는 탄산칼슘)과 조합될 수 있다.
추가적인 예로서, 미립자 BT 화합물(또는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물)은 하나 이상의 다음 성분들과 결합할 수 있다. 항미생물제: 예를 들면, 클로르헥시딘; 상귀나린 추출물; 메트로니다졸; 4급 암모늄 화합물(예를 들면, 세틸피리디늄 클로라이드); 비스-구아니드(예를 들면, 클로르헥시딘 디글루코네이트, 헥세티딘, 옥테니딘, 알렉시딘); 할로겐화된 비스페놀성 화합물(예를 들면, 2,2' 메틸렌비스-(4-클로로-6-브로모페놀) 또는 다른 페놀성 항세균 화합물; 알킬하이드록시벤조에이트; 양이온성 항미생물 펩타이드; 아미노글리코시드; 퀴놀론; 린코사미드; 페니실린; 세팔로스포린, 마크롤라이드; 테트라사이클린; 당해 분야에 공지된 다른 항생제; 콜레우스 포르스콜리이(Coleus forskohlii) 에센셜 오일(essential oil: 정유); 은 또는 콜로이드성 은 항미생물제; 주석- 또는 구리-계 항미생물제; 마누카 오일(Manuka oil); 오레가노; 백리향; 로즈마리; 또는 다른 허브 추출물; 및 포도씨 추출물. 항- 충치제: 예를 들면, 나트륨- 및 주석 불화물, 아민플루오라이드, 나트륨 모노플루오로포스페이트, 나트륨 모노플루오로포스페이트, 나트륨 트리메타포스페이트, 아연 시트레이트 또는 다른 아연 제제, 및 카제인. 플라크 완충제: 예를 들면, 우레아, 락트산칼슘, 칼슘 글리세로포스페이트, 및 스트론튬 폴리아크릴레이트. 비타민: 예를 들면, 비타민 A, C 및 E. 식물 추출물. 항- 결석제: 예를 들면, 알칼리-금속 피로포스페이트, 하이포포스파이트-함유 중합체, 유기 포스포네이트 및 포스포시트레이트 등. 생분자: 예를 들면, 박테리오신. 방부제. 유백화제 . pH-조절제. 감미제. 계면활성제: 예를 들면, 음이온성, 비이온성, 양이온성 및 쯔비터이온성(zwitterionic) 또는 양쪽성 표면활성제, 식물 물질로부터의 사포닌(참조, 예를 들면, 미국 특허 제6,485,711호). 미립자 연마재: 예를 들면, 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 인산이칼슘, 피로인산칼슘, 하이드록시아파타이트, 트리메타포스페이트, 불용성 헥사메타포스페이트, 응집된 미립자 연마재, 백악(chalk), 미분된 천연 백악 등. 습윤제: 예를 들면, 글리세롤, 소르비톨, 프로필렌글리콜, 자일리톨(xylitol), 락티톨 등. 결합제 및 증점제: 예를 들면, 나트륨 카복시 메틸 셀룰로즈, 하이드록시에틸 셀룰로즈(Natrosol®), 잔탄 검, 검 아라빅, 합성 중합체(예를 들면, 폴리아크릴레이트 및 카복시비닐 중합체, 예를 들면, Carbopol®). 항미생물제와 같은 활성 성분의 전달을 향상시키는 중합체성 화합물. 구강 보호 조성물의 pH 및 이온 강도를 완충시키는 완충제 및 염. 표백제: 예를 들면, 퍼옥시 화합물(예를 들면, 칼륨 퍼옥시디포스페이트). 비등 시스템: 예를 들면, 중탄산나트륨/시트르산 시스템.
다른 구현예에서, 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물(또는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물)은 생물막 발달을 조절하거나, 생물막을 파괴하거나, 생물막의 양을 감소시키기 위한 적어도 하나 이상의 항-생물막제와 결합될 수 있다. 당해 분야에서 이해되는 바와 같이, 종간 쿼럼 센싱은 생물막 형성과 관련되어 있다. LuxS-의존성 경로 또는 종간 쿼럼 센싱 시그날을 증가시키는 특정 제제(참조, 예를 들면, 미국 특허 제 7,427,408호)는 생물막의 발달 및/또는 증식을 조절하는데 기여한다. 예시적인 제제는 예로써 N-(3-옥소도데카노일)-L-호모세린 락톤(OdDHL) 블로킹 화합물 및 N-부티릴-L-호모세린 락톤 (BHL) 유사체를 함께 또는 단독으로 포함한다(참조, 예를 들면, 미국 특허 제6,455,031호). 미립자 BT 화합물 및 적어도 하나의 항-생물막 제제를 포함하는 구강 위생 조성물은 세균 생물막의 파괴 및 억제, 및 치주병의 치료를 위해 국소 전달될 수 있다(참조, 예를 들면, 미국 특허 제6,726,898).
항-생물막제로서 미립자 BT 화합물의 효능은 송수관, 물 전달 비히클, 또는 물 도관 시스템을 가열시킴으로써 강화될 수 있으며, 이때 미립자 BT 화합물은 송수관, 비히클 또는 시스템을 가열하여 적용된다. 특정 구현예에서, 상기 송수관, 비히클 또는 시스템은 약 37℃ 내지 약 60℃ 또는 약 37℃ 내지 약 100℃로 가열된다. 다른 구현예에서, 상기 송수관, 비히클 또는 시스템은 약 45℃ 내지 약 50℃; 약 50℃ 내지 약 55℃; 약 55℃ 내지 약 60℃; 약 60℃ 내지 약 70℃; 약 70℃ 내지 약 80℃; 약 80℃ 내지 약 90℃; 또는 약 90℃ 내지 약 100℃로 가열된다. 특별한 구현예에서, 상기 송수관, 비히클 또는 시스템은 약 37℃로 가열된다. 다른 특별한 구현예에서, 상기 송수관, 비히클 또는 시스템은 약 55℃로 가열된다. 당업자에 의해 이해되듯이, 송수관, 비히클 또는 시스템이 가열되는 시간은 적용되는 온도에 의존하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 동일한 항미생물 효과를 달성하기 위해 필요한 시간은 송수관, 비히클 또는 시스템이 더욱 높은 온도로 가열될 때 필요한 시간 보다 더욱 낮은 온도에서 가열될 때 더욱 길어질 것이다. 각각의 온도에 송수관, 비히클 또는 시스템을 노출시키는 적절한 시간을 결정하는 것은 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
미립자 BT 화합물(또는 미립자 BT 화합물를 포함하는 조성물)은 생물막의 발달을 감소 또는 예방하기 위한 다른 양상과 공동으로 사용될 수 있다. 예로서, 미립자 BT 화합물은 본 명세서에 기술되고 당업계에서 사용되는, 산화성 화학물질, 디스케일링(descaling) 화합물, 생물막 붕괴제, 또는 플러싱(flushing) 시스템과 결합될 수 있다.
미립자 비스무트- 티올을 포함하는 조성물 및 치과 복원을 위한 용도. 다른 구현예에서 미립자 BT 화합물 및 치아 아말감 및 미립자 BT 화합물 및 치아 충치의 예방 및/또는 치료에 사용되기 위한 치아 복합재를 포함하는 조성물이 제공된다. 현재, 유일한 충치 손상을 위한 치료는 추가적인 충치에 대한 봉쇄물로서 작용하는 비활성 물질을 배치하는 치아 복원이다. 치아 아말감 및 치아 복합재는 치아 충치에 의해 영향을 받은 치아의 복원을 위해 가장 일반적으로 사용된다.
특히 치아 복합재가 복원을 위해 사용되는 경우, 재발하는 가장자리의 충치가 복원 실패의 중요한 기여자이다. 복합재 물질과 치아 조직 사이의 경계면에 위치한 세균의 존재가 복원 실패의 중요한 인자일 수 있다(참조, 예를 들어, Hansel et al, J. Dent . Res . 77:60-67 (1998)). 포르투칼의 연구(Casa Pia Study, 1986-1989)에서, 1,748개의 뒤쪽 복원이 있었고 이들 중 177개(10.1%)가 연구 과정 동안 실패하였다. 재발하는 가장자리의 충치는 아말감 및 복합재 복원 모두에서 실패의 주요 원인이었으며, 이들은 각각 66% (32/48) 및 88% (113/129) 실패를 차지한다(참고 Bernardo et al. JADA 2007;138:775-83). 복합재 경화 과정 중에 발생하는 수축인, 중합 수축은 외과 수술후 가장자리 누출의 주요 원인으로서 나타났다(참고, 예를 들어, Estefan et al., Gen . Dent . 2003;51:506-509).
상아질 결합 시스템(dentin bonding systems, DBS)과 같은, 복원 재료 내로의 항미생물 화합물 및 약품의 결합이 시도되었으나 제한된 성공을 이루었다. 항미생물 특성을 갖는 복합재 및 아말감 및 다른 복원 재료의 개발은 이차적인 치아 충치의 예방에 기여할 수 있다(참고, 예를 들어, Imazato, Dent . Materials 19:449 (2003)). 본 구현예는 항미생물 활성의 범위, 용해도 및 생체이용율, 항-생물막 효과, 비-독성, 항생제 효능의 강화, 및 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 특성을 포함하는, 본 명세서에 기재된 장점을 제공하기 위해 당해 분야에 기술된, 본 명세서에 기술된 복원 조성물과 함께 제형화된 항미생물제를 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물로 대체하는 것을 고려한다.
특정 구현예에서, 미립자 BT 화합물 및 치아 복합재를 포함하는 조성물이 제공된다. 치아 복합재는 전형적으로 세라믹 충진재를 함유하는 중합 가능한 수지 베이스를 함유한다. 미립자 BT 화합물은 당업계에서 실행되는 방법을 사용하여 당업계에 알려져 있는 치아 복합재 중 어느 하나와 결합될 수 있다(참고, 예를 들어, O'Brien, Dental Materials and Their Selection (Chicago: Quintessence Publishing Co.) (2002); Powers et al., Dental Materials : Properties and Manipulation (New York: Mosby) (2007); Roeters et al., J. Dent . 32:371-77 (1998)).
일 구현예에서, 미립자 BT 화합물 및 아말감을 포함하는 조성물이 제공된다. 아말감은 수은과 하나 이상의 다른 금속의 합금이다. 대부분의 치아 아말감은 은이 수은과 반응하는 주요 성분이기 때문에 은 아말감(silver amalgam)이라 불린다. 수은과 은 간의 반응 동역학은 임상적 사용에 적합하지 않아서, 은은 다른 원소와의 합금으로서 제공된다. 이러한 합금은 종종 치아 아말감 합금으로 언급되거나, 일괄하여, 상기 합금은 '치아 아말감을 위한 합금(alloys for dental amalgam)'으로 알려져 있다(참고, 예를 들어, International Standars Organization Standard ISO 1559, Dental Materials - Alloys for Dental Amalgam (1995)). 몇몇 종류의 치아 아말감 합금이 알려져 있으며, 이는 모두 주석을 포함하고, 대부분 얼마간의 구리를 가지고, 정도는 덜하지만 아연을 갖는다. 몇몇의 치아 아말감 합금은 그 자체로 아말감화 반응을 촉진하는 적은 수은을 함유한다. 통상적인 치아 아말감 합금은 67% 내지 74%의 은, 25-28% 주석, 6%까지의 구리, 2% 아연 및 3% 수은을 함유한다. 소위 분산 타입의 아말감 합금은 약 70% 은, 16% 주석 및 13% 구리를 갖는다. 다른 그룹의 아말감 합금은 30%까지의 구리를 함유할 수 있으며, 이는 구리 고함량 아말감 합금으로 알려져 있다. 아말감 합금은 임상적 배치 전에 수은과 1 대 1의 중량비로 혼합된다. 이에 따라 완성된 치아 아말감 복원의 수은 함량은 대략 50 중량%이다. 통상적인 치아 아말감 합금에서, 은 대 주석의 비율은 본질적으로 금속간 화합물 Ag3Sn인 결정 구조를 초래하며, 이는 감마(γ) 상으로 언급된다. 이러한 상의 정확한 퍼센트는 아말감화 반응의 동역학 및 결과적인 아말감 구조의 많은 특성을 제어한다. 더욱 높은 구리 분산 합금을 사용하면, 미세구조가 일반적으로 감마 상과 공융의 은-구리 상의 혼합이다. 비록 이들이 일반적으로 대략 25-35 마이크론의 입자 크기를 갖는 구형 또는 불규칙형 중의 어느 하나의 형태인 미세 입자로서 이용 가능하게 제조될지라도, 다른 제조품은 다른 포맷의 아말감 합금을 제공한다. (참고 Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR), European Commission: Directorate-General, Health & Consumer Protection, 2008년 5월 6일, 인터넷 사이트:
ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenihr_o_016.pdf.)
미립자 BT 화합물은 또한 미립자 BT 화합물을 치아, 아말감, 또는 복합재의 표면에 투여함으로써 충치 및/또는 염증을 예방하거나 치료(즉, 충치 및/또는 염증 각각의 발생 또는 재발 경향성을 감소)하기 위해 사용될 수 있다. 치아 및/또는 잇몸 또는 경구 점막의 표면에 적용되는 점막부착성 조성물일 수 있는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물은 표면에 어느 정도 부착되거나 원하는 표면에 약제학적 유효량의 활성 성분(들)을 전달하는 임의의 형태일 수 있다. 미립자 BT 화합물은 또한 치아에 적용된 조성물로부터 서서히 방출되도록 제형화될 수 있다. 예를 들면, 조성물은 겔(예를 들면, 하이드로겔, 티오머, 에어로젤 또는 오가노겔) 또는 액체일 수 있다. 오가노겔은 유기 용매, 리포산, 식물성 오일 또는 미네랄 오일을 포함할 수 있다. 이러한 겔 또는 액체 코팅 제형은 아말감 또는 복합체 또는 다른 복원 조성물에 대해 내부 또는 외부에 적용될 수 있다. 서방성 조성물은 유효량의 미립자 BT 화합물을 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7(1주)일 동안 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7주 동안, 또는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개월 동안 전달할 수 있다. 이러한 조성물은 당해 분야에 공지된 어떠한 방법을 사용하여서도 당업자에 의해 제조될 수 있다.
치아 복원에 유용한 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물은 유리 아이오노머 시멘트; 자이오머(giomer)(불소 함유 유리와 액체 폴리산의 반응에 의해 형성됨); 컴포머(compomer)(중합 가능한 디메타크릴레이트 수지 및 이온-침출 가능한 유리 충진재 입자)를 포함할 수 있다. 컴포머는 추가로 불소를 포함할 수 있다.
치아, 아말감, 또는 복합재의 표면에 적용되는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물은 항미생물 효과를 강화하는 하나 이상의 다른 표면 활성제(surface active agent)를 추가로 포함할 수 있다. 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물에 사용하기 위한 예시적인 항미생물제는, 예를 들어, 클로르헥시딘, 상귀나린 추출물, 메트로니다졸, 4급 암모늄 화합물, 예를 들면, 세틸피리디늄 클로라이드; 비스-구아나이드, 예를 들면, 클로르헥시딘 디글루코네이트, 헥세티딘, 옥테니딘, 알렉시딘; 및 할로겐화된 비스페놀성 화합물, 예를 들면, 2,2' 메틸렌비스-(4-클로로-6-브로모페놀) 또는 다른 페놀성 항세균 화합물, 알킬하이드록시벤조에이트, 양이온성 항미생물 펩타이드, 아미노글리코시드, 퀴놀론, 린코사미드, 페니실린, 세팔로스포린, 마크롤라이드, 테트라사이클린, 다른 항생제, 타우롤리딘 또는 타우룰탐, A-dec ICX, 콜레우스 포스코힐(Coleus forskohlii) 에센셜 오일, 은 또는 콜로이드성 은 미생물제, 주석- 또는 구리-계 항미생물제, 염소 또는 브롬 산화제, 마누카 오일, 오레가노, 백리향, 로브마리, 또는 다른 허브 추출물, 및 포도씨 추출물; 이부프로펜, 플루르비프로펜, 아스피린, 인도메타신, 알로에 베라, 투르머릭, 올리브 잎 추출물, 정향(cloves), 판테놀, 레티놀, 오메가-3 지방산, 감마-리놀렌산(GLA), 녹차, 생강, 포도씨 등과 같은 항염증제 또는 항산화제를 포함한다.
상기 조성물은 또한 하나 이상의 약학적으로 허용 가능한 담체, 예컨대 전분, 수크로즈, 물 또는 물/알코올 시스템, DMSO 등을 추가로 포함할 수 있다. 상기 조성물은 또한 계면활성제, 예컨대 음이온성, 비이온성, 양이온성 및 쯔비터이온성 또는 양쪽성 계면활성제를 포함할 수 있거나, 또는 식물 재료 유래의 사포닌을 포함할 수 있다(참고, 예를 들어, 미국특허 제6,485,711호). 경구 사용을 위한 조성물의 pH 및 이온 강도를 완충시키기 위한 완충제 및 염이 또한 포함될 수 있다. 포함될 수 있는 다른 선택적인 성분들은 페록시 화합물과 같은 표백제; 포타슘 퍼옥시디포스페이트; 중탄산 나트륨/시트르산 시스템과 같은 비등 시스템 등이다.
미립자 비스무트- 티올을 포함하는 조성물 및, 구강 위생을 위한 및 염증 및 구강의 감염을 치료하기 위한 용도.
다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물은 경구용으로 제형화되며 구강내 미생물 성장을 예방하거나 감소시키며 구강의 미생물 감염 및 염증을 예방 및/또는 치료하기 위한 방법에서 사용될 수 있다. 따라서, 이들 조성물은 치태, 입냄새, 구강의 염증, 치주질환, 치은염, 및 구강의 다른 감염을 예방하거나 치료(즉, 치태, 입냄새, 구강의 염증, 치주질환, 치은염, 및 구강의 다른 감염의 발달을 감소시키거나 억제하거나, 이의 발생 또는 재발 가능성을 감소)하는데 유용하다. 미립자 BT 화합물을 포함하는 경구 조성물은 또한 생물막 발달을 예방 및/또는 조절하거나(즉, 감속, 지연, 억제), 생물막을 붕괴하거나, 경구 표면, 특히 치아 또는 잇몸에 존재하는 생물막의 양을 감소시키는데 유용할 수 있다.
끼인 음식물 입자(trapped food particle), 불량한 구강 위생 및 불량한 구강 건강, 및 의치의 부적절한 세정은 치아 사이, 잇몸 주변, 및 혀 위에서 미생물 성장을 촉진할 수 있다. 연속된 미생물 성장 및 충치의 존재는 구취, 치태(즉, 미생물의 집락화로 형성된 생물막), 치은염 및 염증을 생성시킬 수 있다. 적절한 구강 보호(예를 들면, 양치질, 치실질)의 부재하에서, 치주병 및 아래턱의 감염과 같은 보다 심각한 감염이 뒤따를 수 있다.
우수한 구강 위생은 경구 건강 뿐 아니라, 심각한 만성 상태의 예방을 위해 중요하다. 구강내에서 세균 성장의 조절은 심장병의 위험을 저하시키고, 기억을 보존하며 신체의 다른 부위에서 감염 및 염증 위험을 감소시키는데 도움이 될 수 있다. 당뇨병에 걸린 사람들은 심각한 잇몸 문제로 진행될 보다 큰 위험에 처해 있으므로, 우수한 구강 건강을 유지함으로써 치은염의 위험을 감소시키는 것이 혈당을 조절하는데 도움이 될 수 있다. 임산부는 치은염을 경험할 가능성이 보다 높을 수 있으며, 일부 연구자들은 임산부에서 잇몸병과 조기, 저체중 출생아의 분만 사이의 관계를 제안한다.
세균은 치주병에서 주요 병인제이다. 500개 이상의 세균 균주가 치태에서 발견될 수 있다(Kroes et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 96:14547-52 (1999)). 세균은 치아 표면, 잇몸 상피, 및 구강의 환경내에서 생물막으로 생존하도록 진화되어 왔으며, 이는 치주염을 치료하는데 있어서 곤란성에 기여한다. 이러한 감염을 치료하기 위해 현재 사용되는 살세균제 및 항생제는 흔히 문제가 되는 유기체 모두를 사멸하지 않는다. 특정 세균 종에 대해 비효과적인 제제의 사용은 내성 세균 종의 증식을 초래할 수 있다. 더욱이, 이들 제제는 알레르기 반응, 염증 및 치아 변색과 같은 불쾌한 부작용을 유발할 수 있다.
세균 치태(플라크)는 구강 표면, 복원 및 보철물에 지속적으로 부착하는 생물막이다. 구강내에서 균막을 제어하기 위한 주요 수단은 기계적인 세정(즉, 칫솔질, 치실질 등)을 통하는 것이다. 이러한 세정이 취해지지 않은 후 처음 2일 내에, 치아의 표면은 주로 스트렙토코쿠스 종인, 주로 그람-양성 조건 구균(gram-positive facultative cocci)에 의해 집락화된다. 상기 세균은 표면에 세균이 고정되는 것을 돕는 세포외 점액층을 분비하고 부착된 세균에 대한 보호를 제공한다. 미세집락 형성은, 구강의 표면이 부착된 세균으로 덮히면 개시된다. 생물막은 새로운 세균의 부착을 통해서가 아닌, 주로 부착된 세균의 세포 분열을 통해 덮여진다. 플라크를 형성하는 세균의 배가시간(doubling time)은 초기 발달시 빠르며 보다 성숙한 생물막에서는 더 느리다.
응집은, 세균 집락인자(colonizer)가 후속적으로 박막에 이미 부착된 세균에 부착하는 경우 발생한다. 응집의 결과는 서로 연결된 상이한 세균의 복잡한 배열의 형성이다. 방해받지 않은 플라크 형성의 수일 후, 잇몸 주변은 염증성이 되고 팽윤된다. 염증은 심도증진된 치은열구의 생성을 초래할 수 있다. 생물막은 이러한 치은연하 영역으로 확장되어 이러한 보호된 환경에서 번성함으로써, 성숙한 치은연하 플라크 균막의 형성을 초래한다. 잇몸 염증은, 생물막이 그람-양성 세균으로 주로 구성된 것으로부터 그람-음성 혐기균을 함유하는 것으로 변할때까지 나타나지 않는다. 주로 그람-음성 혐기성 세균으로 구성된, 치은연하 세균 미세집락은 3주 내지 12주 사이에 잇몸고랑에서 확립된다. 현재 치주염 병원체로 의심되는 대부분의 세균 종은 혐기성의, 그람-음성 세균이다.
균막내에서 보호된 세균 미세집락은 전형적으로 항생제(전신계 투여됨), 방부제 또는 소독제(국소 투여됨) 및 면역 방어에 대해 내성이다. 자유-부유하는(free-floating) 세균을 사멸시키는 항생제 투여량은 예를 들면, 생물막 세균을 사멸시키기 위해 1,500배 더 많이 증가시킬 필요가 있다. 이러한 고농도에서, 이들 항미생물제는 환자에게 또한 독성인 경향이 있다(참조, 예를 들면, Coghlan 1996, New Scientist 2045:32-6; Elder et al., 1995, Eye 9:102-9).
세균 플라크 생물막의 부지런하고 빈번한 물리적 제거가 플라크를제거하고 조절하는 가장 효과적인 수단이다. 그러나, 잇몸주머니내 치은연하 플라크는 칫솔질, 치실, 또는 구강 세정제에 의해 도달될 수 없다. 따라서, 치과 위생사 또는 치과의사에 의한 치은연하 뿌리 표면의 빈번한 치주 죽은자리제거술이 치주염의 예방 및 치료에 있어서 필수적인 요건이다.
특정 구현예에서, 미립자 BT 화합물은 임의의 대상체에 의해 통상적으로 사용될 수 있는, 치약, 구강세척액(즉, 구강 세정액), 경구 젤, 치약 분말, 구강 스프레이(경구 흡입기에 의해 분산된 스프레이 포함), 식용가능한 필름, 츄잉검(chewing gum), 경구 슬러리, 의치액 세정제, 의치 저장액, 및 치실을 포함하나, 이에 한정되지 않는 구강 위생 조성물 내 및 장치 위(예컨대, 코팅) 또는 내에 결합될 수 있다. 미립자 BT 화합물은 예를 들면, 플루오라이드 액체 치료, 세정 조성물, 완충 조성물, 경구 세정액, 치실 및 세정 도구를 포함하는 치과 의사 종사자에 의해 주로 사용되는 구강 위생 조성물 내 및 장치 상으로 결합될 수 있다. 본 구현예는 항미생물 활성의 범위, 용해도 및 생체이용율, 항-생물막 효과, 비-독성, 항생제 효능의 강화, 및 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 특성을 포함하는, 본 명세서에 기재된 장점을 제공하기 위해 당해 분야에 기술된 구강 위생 조성물과 함께 제형화된 및/또는 장치 상에 코팅된 항미생물제를 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물로 대체하는 것을 고려한다.
미립자 BT 화합물은 또한 미립자 BT 화합물을 치아의 표면에 투여함으로써 충치 및/또는 염증을 예방하거나 치료(즉, 충치 및/또는 염증 각각의 발생 또는 재발 경향성을 감소)하기 위해 사용될 수 있다. 치아 및/또는 잇몸 또는 경구 점막의 표면에 적용되는 점막부착성 조성물일 수 있는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물은 표면에 어느 정도 부착되거나 원하는 표면에 약제학적 유효량의 활성 성분(들)을 전달하는 특정 형태일 수 있다. 미립자 BT 화합물은 또한 치아에 적용된 조성물로부터 서서히 방출되도록 제형화될 수 있다. 예를 들면, 조성물은 겔(예를 들면, 하이드로겔, 티오머, 에어로젤 또는 오가노겔) 또는 액체일 수 있다. 오가노겔은 유기 용매, 리포산, 식물성 오일 또는 미네랄 오일을 포함할 수 있다. 이러한 겔 또는 액체 피복 제형은 아말감 또는 복합체 또는 다른 보철 조성물에 대해 내부 또는 외부에 적용될 수 있다. 서방성 조성물은 유효량의 미립자 BT 화합물을 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7(1주)일 동안 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7주 동안, 또는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개월 동안 전달할 수 있다. 이러한 조성물은 당해 분야에 공지된 어떠한 방법을 사용하여서도 당해 분야의 숙련가에 의해 제조될 수 있다.
특정의 다른 구현예에서 및 본 명세서에 기술된 바와 같이, 항미생물 조성물은 미립자 BT 화합물 및 하나 이상의 추가의 항미생물 화합물 또는 제제를 포함하는 구강 사용을 위해 제공된다. s, 및 함께 투여하는 경우 본 명세서에 기술된 바와 같이 향상되거나 상승적 항미생물 효과를 갖는 제2 항미생물제를 포함하는 조성물이 특히 유용하다. 예로서, 향상된 항미생물 효과는, 미립자 BT 화합물을 철을 킬레이트화하는 항미생물제와 함께 투여하는 경우 관찰될 수 있다. 다른 특수 구현예에서, 미립자 BT 화합물은 항염증제, 화합물, 소분자 또는 거대분자(예를 들면, 펩타이드 또는 폴리펩타이드)와 함께 제형화된다.
본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물 중 어느 것도 구강 용도를 위해 제형화될 수 있다. 특정 구현예에서, 소수성 티올(예를 들면, 티오클로로페놀)과 함께 제조된 미립자 BT 화합물을 사용할 수 있으며 이는 구강의 치아 및 조직에 거의 부착하지않는 소수성 BT 화합물보다 더 큰 능력을 나타낼 수 있다. 몰 비가 1:2(비스무트 대 티올)인 것과 같은 순 음전하를 갖는 BT 화합물이 또한 양호한 부착 특성을 가질 수 있다.
미립자 BT 화합물을 포함하는 구강 위생 조성물은 또한 하나 이상의 활성 성분 및/또는 하나 이상의 경구적으로 적합한 부형제 또는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 구강 위생 조성물은 베이킹 소다 또는 다른 알칼리 화합물 또는 물질을 추가로 포함할 수 있다. 베이킹 소다의 화학적 및 물리적 특성으로 인하여, 이는 세정, 탈취 및 완충을 포함하는 광범위한 적용을 갖는다. 베이킹 소다는 악취를 차폐하거나 흡수하기 보다는 화학적으로 중화시킨다. 베이킹 소다는 미립자 BT 화합물과 분말의 혼합물로서 조합되거나, 본 명세서에 기술된 치약 분말, 겔, 페이스트, 및 액체 중 어느 하나 속에 용해되거나 현탁될 수 있다. 다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물은, 원하는 알칼리 pH를 유지하고 또한 세정 및 탈취 특성을 지닌 다른 알칼리 금속 중탄산염 또는 탄산염 물질(예를 들면, 중탄산칼륨 또는 탄산칼슘)과 조합될 수 있다.
미립자 BT 화합물을 포함하는 구강 위생 조성물은 또한 하나 이상의 다음 성분들을 포함할 수 있다. 항미생물제: 예를 들면, 클로르헥시딘; 상귀나린 추출물; 메트로니다졸; 4급 암모늄 화합물(예를 들면, 세틸피리디늄 클로라이드); 비스-구아니드(예를 들면, 클로르헥시딘 디글루코네이트, 헥세티딘, 옥테니딘, 알렉시딘); 할로겐화된 비스페놀성 화합물(예를 들면, 2,2' 메틸렌비스-(4-클로로-6-브로모페놀) 또는 다른 페놀성 항세균 화합물; 알킬하이드록시벤조에이트; 양이온성 항미생물 펩타이드; 아미노글리코시드; 퀴놀론; 린코사미드; 페니실린; 세팔로스포린, 마크롤라이드; 테트라사이클린; 당해 분야에 공지된 다른 항생제; 콜레우스 포르스콜리이(Coleus forskohlii) 에센셜 오일(essential oil: 정유); 은 또는 콜로이드성 은 항미생물제; 주석- 또는 구리-계 항미생물제; 마누카 오일(Manuka oil); 오레가노; 백리향; 로즈마리; 또는 다른 허브 추출물; 및 포도씨 추출물. 항염증제 또는 항산화제: 예를 들면, 이부프로펜, 플루르비프로펜, 아스피린, 인도메타신, 알로에 베라, 투르머릭, 올리브 잎 추출물, 정향(cloves), 판테놀, 레티놀, 오메가-3 지방산, 감마-리놀렌산(GLA), 녹차, 생강, 포도씨 등. 항- 충치제: 예를 들면, 나트륨- 및 주석 불화물, 아민플루오라이드, 나트륨 모노플루오로포스페이트, 나트륨 모노플루오로포스페이트, 나트륨 트리메타포스페이트, 아연 시트레이트 또는 다른 아연 제제, 및 카제인. 플라크 완충제: 예를 들면, 우레아, 락트산칼슘, 칼슘 글리세로포스페이트, 및 스트론튬 폴리아크릴레이트. 비타민: 예를 들면, 비타민 A, C 및 E. 식물 추출물. 탈감작화제: 예를 들면, 시트르산칼륨, 염화칼륨, 타르트산칼륨, 중탄산칼륨, 옥살산칼륨, 질산칼륨, 및 스트론튬 염. 항- 결석제: 예를 들면, 알칼리-금속 피로포스페이트, 하이포포스파이트-함유 중합체, 유기 포스포네이트 및 포스포시트레이트 등. 생분자: 예를 들면, 박테리오신, 박테리오파지, 항체, 효소 등. 풍미제: 예를 들면, 페퍼민트 및 스피아민트 오일, 회향, 신나몬 등. 단백질성 물질: 예를 들면, 콜라겐. 방부제. 유백화제 . 착색제. pH -조절제. 감미제. 약제학적으로 허용되는 담체: 예를 들면, 전분, 슈크로즈, 물 또는 물/알코올 시스템 등. 계면활성제: 예를 들면, 음이온성, 비이온성, 양이온성 및 쯔비터이온성(zwitterionic) 또는 양쪽성 표면활성제, 식물 물질로부터의 사포닌(참조: 예를 들면, 미국 특허 제6,485,711호). 미립자 연마재: 예를 들면, 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 인산이칼슘, 피로인산칼슘, 하이드록시아파타이트, 트리메타포스페이트, 불용성 헥사메타포스페이트, 응집된 미립자 연마재, 백악(chalk), 미분된 천연 백악 등. 습윤제: 예를 들면, 글리세롤, 소르비톨, 프로필렌글리콜, 크실리톨, 락티톨 등. 결합제 및 증점제: 예를 들면, 나트륨 카복시 메틸 셀룰로즈, 하이드록시에틸 셀룰로즈(Natrosol®), 크산탄 검, 검 아라빅, 합성 중합체(예를 들면, 폴리아크릴레이트 및 카복시비닐 중합체, 예를 들면, Carbopol®). 항미생물제와 같은 활성 성분의 전달을 향상시키는 중합체성 화합물. 구강 보호 조성물의 pH 및 이온 강도를 완충시키는 완충제 및 염. 표백제: 예를 들면, 퍼옥시 화합물(예를 들면, 칼륨 퍼옥시디포스페이트). 비등 시스템: 예를 들면, 중탄산나트륨/시트르산 시스템. 색상 변화 시스템. 특별한 구현예에서, 연마제는 실리카 또는 미분된 천연 백악이다.
치약으로 사용하기 위해 제형화되는 미립자 BT 화합물을 포함하는 구강 위생 조성물은 또한 습윤제(예를 들면, 글리세롤 또는 소르비톨), 표면활성제, 결합제 및/또는 풍미제를 포함할 수 있다. 치약은 또한 감미제, 미백제, 방부제 및 항미생물제를 포함할 수 있다. 치약 및 경구용 기타 조성물의 pH는 전형적으로 pH 5.5 내지 8.5 사이이다. 특정 구현예에서, 치약을 포함하는 구강 위생 조성물은 미립자 BT 화합물의 항미생물 활성을 향상시킬 수 있는 7 내지 7.5 사이, 7.5 내지 8 사이, 8 내지 8.5 사이, 또는 8.5 내지 9 사이의 pH를 갖는다. 본 명세서에 기술된 치약 조성물은 하나 이상의 백악, 인산이칼슘 이수화물, 소르비톨, 물, 수화된 산화알루미늄, 침전된 실리카, 나트륨 라우릴 설페이트, 나트륨 카복시메틸 셀룰로즈, 풍미제, 소르비탄 모노올레에이트, 나트륨 사카린, 피로인산사나트륨, 메틸 파라벤, 프로필 파라벤 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나 이상의 착색제, 예를 들어, FD&C Blue를 원하는 경우 사용할 수 있다. 치약 조성물에 포함될 수 있는 다른 적합한 성분은 당해 분야, 예를 들면, 미국 특허 제5,560,517호에 기술되어 있다.
다른 특별한 구현예에서, 구강 위생 조성물은 구강 분무제이며 미립자 BT 화합물, 알칼리 완충제(예를 들면, 중탄산칼륨), 알코올, 감미제 성분, 및 풍미 시스템을 포함한다. 풍미 시스템은 또한 다음 성분들 중 하나 이상을 가질 수 있다: 풍미제, 습윤제, 계면활성제, 감미제 및 착색제(참조, 예를 들면, 미국 특허 제 6,579,513호). 구강 위생 조성물에서 사용하기 위해 본 명세서에 기술되고 당해 분야에 공지된 계면할성제는 음이온성, 비이온성 또는 양쪽성일 수 있다.
다른 구현예에서, 미립자 BT-함유 구강 위생 조성물은 심각한 감염을 치료하기 위해 치약, 치아 겔 및 구강세척제 속에 포함시키는데 유용한 것으로 당해 분야에 기술된 타우롤리딘 및 타우룰탐과 같은 추가의 활성 성분과 조합될 수 있다(참조, 예를 들어, 영국 특허출원 제GB 1557163호, 미국 특허 제6,488,912호). 본 명세서에 기술된 바와 같이, 미립자 BT는 또한 미립자 BT와 조합되는 경우 상기 조합물이 부가적 또는 상승적 효과를 갖는 하나 이상의 추가의 항미생물제와 조합될 수 있다.
여전히 다른 특별한 구현예에서, 본원에 기술된 구강 위생 조성물은 또한 생물막 발달을 조절하거나, 생물막을 파괴하거나, 생물막의 양을 감소시키기 위한 적어도 하나 이상의 항-생물막제를 추가로 포함할 수 있다. 당해 분야에서 이해되는 바와 같이, 종간 쿼럼 센싱은 생물막 형성과 관련되어 있다. LuxS-의존성 경로 또는 종간 쿼럼 센싱 시그날을 증가시키는 특정 제제(참조, 예를 들면, 미국 특허 제 7,427,408호)는 생물막의 발달 및/또는 증식을 조절하는데 기여한다. 예시적인 제제는 예로써 N-(3-옥소도데카노일)-L-호모세린 락톤(OdDHL) 블로킹 화합물 및 N-부티릴-L-호모세린 락톤 (BHL) 유사체를 함께 또는 단독으로 포함한다(참조, 예를 들면, 미국 특허 제6455031호). 미립자 BT 화합물 및 적어도 하나의 항-균막 제제를 포함하는 구강 위생 조성물은 세균 생물막의 파괴 및 억제, 및 치주병의 치료를 위해 국소 전달될 수 있다(참조, 예를 들면, 미국 특허 제6,726,898).
본원에 기술된 구강 위생 조성물은 정상적인 칫솔질, 구강 세정 또는 치실질에 요구되는 시간 동안에 실질적인 항미생물 작용을 발휘하기에 충분한 양의 미립자 BT 화합물을 함유할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이 미립자 BT 화합물은 구강 표면(예를 들면, 치아, 아말감, 복합체, 점막, 잇몸)에 유지될 수 있다. 칫솔질, 세정, 치실질의 완료 후 치아 및 잇몸에 유지된 미립자 BT 화합물은 예를 들면, 연장된 항-생물막 및 소염 작용을 지속적으로 제공할 수 있다.
다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물은 점막 및 치아 표면에서 미립자 BT 화합물의 보유에 기여하는 점막-부착성 중합체 또는 다른 제제로부터 서서히 방출된다. 미립자 BT 화합물은 궤양, 염증 및/또는, 점막의 미란성 장애의 예방 및 치료 및/또는 약제학적 활성 화합물의 국소 치료를 위한 점막 표면으로의 전달 또는 전신 순환으로의 전달에 또한 사용될 수 있는, 안정한, 점성의 점성부착성 수성 조성물에 첨가될 수 있다(참조, 예를 들면, 미국 특허 제 7,547,433호).
다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 구강 위생 조성물은 또한 플라크 제거를 향상시킬 수 있는 올리브 오일을 추가로 포함한다. 치약, 구강세척액, 스프레이, 경구 흡입기 또는 츄잉 검과 같은 구강 위생을 위해 의도된 제품 속에 올리브 오일을 사용하면 세균 플라크의 제거 또는 감소(저하) 및/또는 구강내에 존재하는 다수의 세균에 있어서의 제거 또는 감소(이의 저하)에 기여함으로써 치과 질병(예를 들면, 충치, 치주병) 및 구취 발생에 있어 감소를 달성하는데 기여할 수 있다(참조, 예를 들면, 미국 특허 제7,074,391호).
다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 구강 위생 조성물은 구강내 국소 적용을 위한 점막 소독제 제제를 추가로 포함할 수 있다. 구강 위생 조성물은 또한 혀 및 후두를 세정하는데 유용한 수성 슬러리를 추가로 포함할 수 있다(참조: 예를 들면, 미국 특허 제 6,861,049호). 여전히 다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 구강 위생 조성물은 또한 구멍(cavity)(충치)의 형성을 예방(즉, 발생 경향성을 감소)시키거나 다수의 구멍을 감소시키기 위해 사용되는 적어도 하나의 민트(mint)를 추가로 포함할 수 있다. CaviStat®[제조원: 오르텍 터라퓨틱스, 인코포레이션), 뉴욕주 로슬린 하이츠 소재]로 불리는 하나의 이러한 민트는 산성 pH를 중화시키고 에나멜 표면에 대한 칼슘의 부착을 촉진하는데 도움을 주는 아르기닌 및 칼슘을 함유한다. 따라서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 구강 위생 조성물내 민트의 혼입은 pH를 증가시키고 경구 표면에 대한 미립자 BT 화합물의 부착을 향상시킬 수 있다.
치과 및 정형외과학 용도를 위해 제형화된 미립자 비스무트- 티올을 포함하는 점착성 조성물.
다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물이 골 또는 관절 보철물 또는 상기 골 또는 관절 보철물에 인접한 조직 및 골격 구조 상에서 미생물 성장을 예방 또는 감소시키기 위한 방법에서 사용하기 위하여 제형화된다. 특별한 구현예에서, 정형외과 수술(예를 들면, 정형외과 수술, 정형외과 치료요법, 관절성형술(2단계 관절성형술 포함), 치과교정 치료요법)으로부터 초래된 미생물 감염 및 염증을 예방 및/또는 치료하기 위한 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물을 사용하는 방법이 제공된다. 특정 구현예에서, 상기 조성물은 미립자 BT 화합물 및 골 시멘트를 포함하고, 다른 특정 구현예에서는 미립자 BT 화합물 및 치과 시멘트를 포함한다. 이들 조성물은 골수염과 같이 골격 및 지지 구조(즉, 골, 관절, 근육, 인대, 힘줄)의 미생물 감염을 예방 및/또는 치료(즉, 이의 발달을 감소 또는 억제, 또는, 이의 출현 또는 재발 경향을 감소)시키는데 유용하다. 미립자 BT 화합물을 포함하는 본 명세서에 기술된 조성물은 또한 생물막 발달을 예방 및/또는 조절(즉, 감속, 지연, 억제)하거나, 생물막을 파괴하거나, 관절내 또는 골, 인대, 힘줄 또는 치아, 또는 관절, 골(부분 또는 전체), 인대, 힘줄 또는 치아의 대체물의 표면에 존재하는 생물막의 양을 감소시키는데 유용할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같고 당업계에 공지된 시멘트는 물질을 함께 결합시키고 경화시킬 수 있는 결합제 물질이다. 이러한 물질은 조직을 함께 결합시키거나 보철 또는 인공 장치(예를 들어, 관절, 골 또는 치아의 보철)를 인접한 조직에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 골 시멘트는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 마그네슘 포스페이트, 및 칼슘 포스페이트를 포함한다. 칼슘 포스페이트의 형태는 이식되는 물질 없이 충분히 빠르게 및/또는 적절히 치유될 수 없는 골 내 균열 및 골절을 치료하기 위한 "대체 골"로서 사용된다. 골 시멘트(예를 들어, 칼슘 포스페이트) 및 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물이 또한 망상조직의 골에 기계적 무결성을 제공함으로써 망상조직의 골 결함을 치료하기 위하여 사용될 수 있다. 시멘트는 이식 부위에서 재흡수되거나 유지될 수 있다.
특별한 구현예에서, 골 시멘트로서 유용한 본 명세서에 기술된 조성물은 BT 화합물 또는 미립자 BT 화합물, 및 골 시멘트로서 사용하기에 적절한 칼슘 포스페이트 또는 마그네슘 포스페이트의 조제물을 포함한다. 칼슘 포스페이트 또는 마그네슘 포스페이트의 조제물은 또한 본 명세서에서 각각 칼슘 포스페이트-함유 골 시멘트 또는 칼슘 포스페이트 골 시멘트 또는 마그네슘 포스페이트-함유 골 시멘트 또는 마그네슘 포스페이트 골 시멘트로 명명될 수 있다. 칼슘 포스페이트는 당업계에서 알려져 있고 사용되는 몇몇 형태 중 임의의 하나로 조성물 내에 포함될 수 있으며, 비제한적인 예로서, 하이드록시아파타이트(Ca10(PO4)6(OH)2); 브러사이트(CaHPO4 * 2H2O); 모네타이트(CaHPO4); 칼슘 부족 하이드록시아파타이트(CDHA, Ca9(PO4)5HPO4OH); 칼슘 설페이트/포스페이트(CSPC) (참조, 예를 들어, Hu et al., J. Mater . Sci . Mater . Med . 2009 October 13, 인쇄에 앞선 전자적 간행물) 시멘트를 포함할 수 있다. 당업계에 사용되는 마그네슘 포스페이트는 또한 스트러바이트(MgNH4PO4 * 6H2O) 시멘트로 불린다(참조, 예를 들어, Grosshardt et al., Tissue Eng. Part A, 2010 Jul 30, 인쇄에 앞선 전자적 간행물; 또한, 참조, 예를 들어, Bohner et al., J. Pharm . Sci . 86:565-72; (1997); Fulmer et al., 3:299-305 (1992); Lobenhoffer et al., J. Orthopaedic Trauma 16:143-49 (2002); Lee et al., J. Carniofac . Surg . 21:1084-88 (2010)). 특별한 구현예에서, 미립자 BT 화합물 및 칼슘 포스페이트-함유 골 시멘트를 포함하는 본 명세서에 기술된 조성물은 칼슘 포스페이트의 형태로서 칼슘 설페이트/포스페이트(CSPC)를 포함한다(참조, 예를 들어, Hu et al., J. Mater . Sci . Mater . Med . 2009 October 13, 인쇄에 앞선 전자적 간행물). 특정한 다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물 및 칼슘 포스페이트 또는 마그네슘 포스페이트 시멘트를 포함하는 조성물은 키토산(갑각류 세포 유래의 생체고분자); 적어도 하나 이상의 항생제 또는 항미생물제; 및/또는 적어도 하나 이상의 항-염증제를 추가로 포함할 수 있다.
골 시멘트는 약물 및 약품의 방출을 위하여 당업계에서 사용되어 왔다. 특정의 특별한 구현예에서, 칼슘 포스페이트 시멘트는 적어도 부분적으로, 치료적 용도를 위한 약품(예컨대, 항미생물제)을 캡슐화하는 하이드록시아파타이트 미소 구체와 같은 형태일 수 있다(참조, 예를 들어, 미국 특허 제6,730,324호). 이러한 미소 구체를 포함하는 시멘트는 미소 구체 내 포함된 약품의 느린 방출에 유용하다. 본 명세서에서는 미립자 BT 화합물을 포함하는 칼슘 포스페이트 미소 구체를 포함하는 조성물이 고려된다.
또한 본원에서는 미립자 BT 화합물 및 PMMA 골 시멘트를 포함하는 조성물이 제공된다. PMMA 골 시멘트는 PMMA를 항미생물 활성을 갖는 다른 약품과 제형화하기 위하여 당업계에 기술된 방법에 따라 미립자 BT 화합물과 제형화될 수 있다(참조, 예를 들어, 유럽특허출원 제EP1649874호).
또한 본원에서는 미립자 BT 화합물 및 치과용 시멘트(즉, 치과용 접착제)를 포함하는 조성물이 제공되며, 상기 조성물은 치아 또는 잇몸의 미생물 감염을 억제, 예방 또는 치료하는데 사용될 수 있다. 치과 시멘트는 하기 화합물 또는 조성물 중 임의의 하나를 포함할 수 있다: 아연 포스페이트, 유리 아이오노머, 알파-트리칼슘 포스페이트(α-TCP), 알킬 메타크릴레이트(참조, 예를 들어, 미국특허 제6,071,528호); 비스무트 옥사이드(참조, 예를 들어, Bueno et al., Oral Surg . Oral Med . Oral Pathol . Oral Radiol . Endod . 107:e65-69 (2009)); 및 미네랄 트리옥사이드 교질물(MTA)(참조, 예를 들어, Hwang et al., Oral Surg . Oral Med . Oral Pathol. Oral Radiol . Endod . 107:e96-102 (2009)).
본 구현예는 항미생물 활성의 범위, 용해도 및 생체이용율, 항-생물막 효과, 비-독성, 항생제 효능의 강화, 및 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 특성을 포함하는, 본 명세서에 기재된 장점을 제공하기 위해 당해 분야에 기술된 치과 시멘트 또는 골 시멘트와 함께 제형화된 항미생물제를 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물로 대체하는 것을 고려한다. 골 및 치과 시멘트는 당업계에 기술된 방법에 따라 미립자 BT 화합물 및 하나 이상의 추가적인 항생제를 사용하여 제형화될 수 있다(참조, 예를 들어, 미국 특허공개 제2006/0205838호; Alt et al., Antimicrob . Agents Chemother . 48:4-84-88 (2004); Bohner et al., supra; Bueno et al., supra; Chuard et al., Antimicrob . Agents Chemother . 37:625-32 (1993); J. Orthopaed. Res . 27:1008-15 (2009); De Lalla, J. Chemother . 13:48-53 (2001); Domenico et al., Peptides 25:2047-53 (2004); Widmer et al., Antimicrob . Agents Chemother . 35:741-46 (1991)).
골 시멘트 또는 치과 시멘트를 포함하는 미립자 BT-함유 조성물에 사용되는 BT 화합물의 양은 각각의 시멘트의 그램 당 약 10-500 ㎍ BT의 범위일 수 있다. 단독 또는 적어도 하나의 추가적인 항생제와의 조합 중의 미립자 BT 화합물은, 골 및 치과 시멘트 내에 본원에서 사용되는 항생제 이상으로 본 명세서에 기술된 바와 같은 장점을 제공한다. 미립자 BT 화합물 및 골 시멘트(예를 들어, 칼슘 포스페이트) 또는 치과 시멘트를 포함하는 본원에 기술된 조성물은 하나 이상의 부가적인 항미생물 화합물 또는 약품을 추가로 포함할 수 있다. 미립자 BT 화합물, 및 조합으로 투여되는 경우 본 명세서에 기술된 바와 같이 강화된 또는 상승적인 항미생물 효과를 갖는 제2의 항미생물제를 포함하는 조성물이 특히 유용하다. 추가적인 예로서, 강화된 항미생물 효과는 미립자 BT 화합물이 철을 킬레이트화하는 항미생물제와 함께 투여되는 경우 관찰될 수 있다. 다른 특별한 구현예에서, 미립자 BT 화합물은 항-염증제, 화합물, 소분자 또는 거대분자(예컨대, 펩티드 또는 폴리펩티드)와 함께 제형화된다.
본원에 기술된 바와 같은 미립자 BT 화합물 및 골 시멘트를 포함하는 조성물은 또한 골절, 융합(fusion), 절골, 또는 대체 관절을 부착, 안정화 또는 고정시키기 위해 사용되는 하드웨어(예를 들어, 스크류, 플레이트, 스테이플, 핀 및 와이어 등)를 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 미립자 BT 화합물 및 치과 시멘트를 포함하는 조성물은 치아 펄프, 치아 캡, 라이너, 치아, 또는 치아 내 치과용 충전물 또는 복원 조성물 등을 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 이들 조성물은 골 및/또는 관절 관련 하드웨어의 표면에 적용, 이에 첨부, 이에 부착, 또는 몇몇 방식으로 이와 접촉하도록 배치될 수 있는 코팅 내로 제형화될 수 있다. 특별한 구현예에서, 상기 코팅은 미립자 BT 화합물 및 칼슘 포스페이트 또는 마그네슘 포스페이트 골 시멘트를 포함한다. 미립자 BT 화합물 및 칼슘 포스페이트 또는 마그네슘 포스페이트는 당업계에서 실행하는 방법에 따라 골 하드웨어에 적용하기 위하여 함께 제형화된다. 예를 들어, 미립자 BT 화합물 및 골 시멘트(예를 들어, 칼슘 포스페이트 또는 마그네슘 포스페이트 골 시멘트)를 포함하는 조성물은 하드웨어에 적용하기 위해 체, 겔, 페이스트 또는 스프레이(예를 들어, 플라즈마 스프레이를 포함하는, 열적 스프레이)의 형태일 수 있다. 미립자 BT 화합물 및 골 시멘를 포함하는 조성물은 겔(예를 들면, 하이드로겔, 티오머, 에어로젤 또는 오가노겔) 또는 액체일 수 있다. 오가노겔은 유기 용매, 리포산, 식물성 오일 또는 미네랄 오일을 포함할 수 있다. 서방성 조성물은 유효량의 미립자 BT 화합물을 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7(1주)일 동안 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7주 동안, 또는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개월 동안 전달할 수 있다. 시멘트의 다공도에 따라 적어도 부분적으로 방출 속도가 제어될 수 있다(참조, 예를 들어, Bohner et al., supra).
미립자 BT 화합물 및 골 시멘트 또는 치과 시멘트를 포함하는 조성물은 조합하여 투여되는 경우 강화된 또는 상승적인 항미생물적 효과(즉, 첨가제 효과보다 더욱 큰 효과)를 갖는, 적어도 하나의 다른 항미생물제(즉, 제2, 제3, 제4 등의 항미생물제)와 결합될 수 있다. 예로서, 강화된 항미생물적인 효과는 미립자 BT 화합물이 철을 킬레이팅하는 항미생물제와 함께 투여될 때 관찰될 수 있다. 특별한 구현예에서, 미립자 BT 화합물 및 골 시멘트 또는 치과 시멘트를 포함하는 조성물은 하기로부터 선택되는 적어도 하나의 다른 항미생물제 및/또는 항-염증제와 결합될 수 있다: 항미생물제: 예를 들면, 클로르헥시딘; 상귀나린 추출물; 메트로니다졸; 4급 암모늄 화합물(예를 들면, 세틸피리디늄 클로라이드); 비스-구아니드(예를 들면, 클로르헥시딘 디글루코네이트, 헥세티딘, 옥테니딘, 알렉시딘); 할로겐화된 비스페놀성 화합물(예를 들면, 2,2' 메틸렌비스-(4-클로로-6-브로모페놀) 또는 다른 페놀성 항세균 화합물; 알킬하이드록시벤조에이트; 양이온성 항미생물 펩타이드; 아미노글리코시드; 퀴놀론; 린코사미드; 페니실린; 세팔로스포린, 마크롤라이드; 테트라사이클린; 당해 분야에 공지된 다른 항생제; 콜레우스 포르스콜리이(Coleus forskohlii) 에센셜 오일(essential oil: 정유); 은 또는 콜로이드성 은 항미생물제; 주석- 또는 구리-계 항미생물제; 마누카 오일(Manuka oil); 오레가노; 백리향; 로즈마리; 또는 다른 허브 추출물; 및 포도씨 추출물. 항염증제 또는 항산화제: 예를 들면, 이부프로펜, 플루르비프로펜, 아스피린, 인도메타신, 알로에 베라, 투르머릭, 올리브 잎 추출물, 정향(cloves), 판테놀, 레티놀, 오메가-3 지방산, 감마-리놀렌산(GLA), 녹차, 생강, 포도씨 등. 특별한 구현예에서, 미립자 BT 화합물 및 골 시멘트 또는 치과 시멘트를 포함하는 조성물은 클린다마이신, 반코마이신, 답토마이신, 세파졸린, 젠타마이신, 토브라마이신, 메트로니다졸, 세파클로르(cefaclor), 시프로플록사신, 또는 4급 암모늄 화합물(예를 들어, 벤잘코늄 클로라이드, 세틸 피리디늄 클로라이드)와 같은 다른 항미생물제로부터 선택되는 항생제, 항-미생물 제올라이트, 알칼리 금속 수산화물, 또는 알칼리 토금속 산화물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 조성물은 본 명세서에 기술된, 하나 이상의 약학적으로 적합한 담체(즉, 부형제), 계면활성제, 완충제, 희석제, 염, 및 표백제를 임의로 포함할 수 있다. 항미생물제는 본 명세서 및 당업계에 기술된 바와 같은 치과 시멘트 및 골 시멘트와 제형화될 수 있다(참조, 예를 들어, Akashi et al., Biomaterials 22:2713- 17 (2001); 미국특허 제6,071,528호; Alt et al., 상기 참조).
미립자 BT 화합물 및 치과 시멘트 또는 골 시멘트를 포함하는 조성물의 항미생물 활성을 특징화하기 위하여 이물 감염의 동물 모델을 사용할 수 있다(참고, 예를 들어, Chuard et al. Antimicrob . Agents Chemother . 1993;37:625-32). 이들 모델에서의 항생제의 생체 내 효능은 정지-상 미생물 및 이질의 물질에 부착해 있는 것들을 사멸시키기 위한 항미생물제의 능력과 관련이 있다(참고, 예를 들어, Widmer et al. J. Infect . Dis . 1990;162:96-102; Widmer et al. Antimicrob Agents Chemother 1991;35:741-6; 또한, 참고, 예를 들어, Karchmer. Clin . Infect. Dis . 1998;27:714-6).
비-제한적인 예로서 단지 설명의 목적으로, 골 시멘트는 75% (2/2) 메틸 메타크릴레이트 스티렌 공중합체, 15% 폴리메틸메타크릴레이트(조성물의 취급을 돕기 위함), 및 10% 바륨 설페이트(방사선-불투과성(radio-opaqueness)을 위함) 중의 미립자 BT 화합물을 포함할 수 있으며, 시멘트 분말의 그램 당 약 10 내지 약 500 ㎍의 미립자 BT 화합물(즉, 0.001 - 0.05% w/w)을 포함할 수 있다. 다른 특별한 구현예에서, 적어도 하나의 추가적인 항미생물제가 첨가될 수 있다.
페인트 및 페인트 코팅으로 제형화된 미립자 비스무트- 티올을 포함하는 조성물. 특정한 다른 구현예는 생물부착(biofouling) 감소, 및 생물막 발달을 방지 및/또는 조절(즉, 늦추기, 지연, 억제), 생물막을 파괴하거나, 또는 페인트된 표면에 존재하는 생물막의 양을 감소시키기 위하여 페인트 코팅으로서 페인트 내로 또는 페인트 상으로 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물의 포함을 고려한다. 미립자 BT 화합물을 포함하는 본 명세서에 기술된 조성물은 의료 장치, 정형외과적 장치, 치과용 장치, 산업 장치, 전자 장치, 벽, 바닥, 천장, 지붕, 파일링(piling), 독(dock), 부두(pier), 파이프, 파이프라인 및 배관 구조(예를 들면, 인테이크 스크린(intake screen), 냉각탑), 열 교환기, 댐, 및 텍스타일, 및 다른 표면, 예를 들면 자동차, 기차, 비행기, 및 수상 선박 예를 들면 배, 보트, 및 다른 수상 선박을 포함하는 모든 유형의 비히클 내에 및 상에 존재하는 것들을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 수많은 제조 물품 중 임의의 하나로 적용되는 페인트 또는 페인트 코팅과 함께 제형화될 수 있다.
특정한 구현예에서, 본 명세서에 기술된 조성물 및 방법은 물에 노출되는 제조 물품 상에 형성되는 생물 부착 또는 생물막을 방지 및/또는 감소시키는데 유용하다. 해양환경에서 표면 상에 생물막의 형성은 해양 구조 상에 무척추동물 군락의 집락화(colonization) 및 보충(recruitment)에 기여하는 중요한 인자인 것으로 여겨진다(예를 들면, Siboni et al., FEMS Microbiol Lett 2007;274:24-9 참조). 이들 미생물성 막과 대형생물상(macrobiota)의 차후의 상호작용은 생물부착과 관련된 유체역학적 항력(drag)의 대부분을 차지하는, 무척추동물 및 조류의 부착 및 성장에 대해 며칠 또는 몇 주 이내에 유도된다(예를 들면, Schultz, Biofouling 2007;23:331-41 참조). 표면 상에 오래된 생물막은 기질의 유형에 상관없이 따개비 유생 부착(barnacle larval attachment)을 지지하였다(예를 들면, Hunga et al., J Exptl Marine Biol Ecol 2008;361:36-41 참조). 생물막은 또한 하나 이상의 발달 단계에서 해초류 팔루시아 니그라 ( Phallusia nigra ), 다모류 선관충(polychaete tubeworm) 하이드로이데스 엘레간스 ( Hydroides elegans ) 및 따개비 바라누스 앰피트라이트( Balanus amphitrite)에서 부착 강도가 유의미하게 증가되었다(예를 들면, Zardus et al., Biol Bull 2008;214:91-8 참조). 생물막은 또한 일부 인공 표면에 대해 얼룩말 홍합(Zebra mussels)(드라세나 폴리모르파 )(Dressena polymorpha)의 부착을 강화시킬 수 있어서(예를 들면, Kavouras & Maki. Inverteb Biol 2005;122:138-51 참조), 해산물, 발전(power generation), 및 제조 산업에 대한 그리고 물과 폐수 처리 설비에 대한 수익 및 비용에 있어서 수십억이 아니라도 수백억의 손실을 초래하고, 홍합이 도입되는 생태계에 유의미한 손해를 야기해 왔다.
해양, 반염수 및 민물 환경에서, 유기체는 수중의 구조 및 물관(vessel) 상에서 수집, 정착, 부착 및 성장한다. 이러한 유기체는 조류, 진균류 및 다른 미생물, 및 수중 동물, 예를 들면 멍게류, 히드로충류, 쌍각류 조개, 이끼벌레류, 다모류, 스폰지(sponge) 및 따개비를 포함한다. 구조의 "부착"으로서 공지된, 이들 유기체의 존재는 예를 들면, 구조의 중량을 첨가 및/또는 그의 유체역학을 방해함으로써 이에 따라 그의 작동하는 효능을 감소, 침식에 대한 민감성을 증가 및 구조의 파열을 저하시킴으로서 측정될 수 있다.
생물부착 및 생물막 생성을 방지 또는 감소시키기 위하여 현재까지 사용되어 온 특정한 페인트 및 코팅은 생물부착 및 생물막 형성을 억제하는 동안 바람직하고 이로운 식물군 및 동물상에 독성일 수 있는 독성 성분을 포함한다. 예시적인 살생제(biocide) 및 화학적 독소는 구리 및 화합물을 포함하는 구리(예를 들면, 산화제일구리), 수은, 비소, 트리부틸린 옥사이드(TBT), 오르가노틴(즉, 부착된 하나 이상의 탄소군을 갖는 주석), 헥시오(hexio) 2-부분 비스페놀-A-(에피클로하이드린 엑스폭시 화합물, 이중기능성 글리시딜 에테르 에폭시 수지, 글리시딜 에테르 엑스폭시 및 바륨 메타보레이트 에폭시를 포함한다.
본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물은 비-독성 대안을 제공하고, 항미생물적 활성, 가용성 및 생체 이용률의 범위, 항-생물막 효과, 항생제 효능의 강화, 및 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 특성을 포함하는 본 명세서에 기재된 장점을 제공한다. 미립자 BT 화합물은 페인트 및 페인트 내에서 다른 항미생물제로 치환되고, 살생제를 포함하는 페인트 및 페인트 코팅을 생산하기 위해 공지된 과정을 사용하여, 미립자 BT 화합물의 결합 및 본 명세서에 기술된 방법으로 이들 페인트 및 페인트 코팅으로 포함될 수 있다(예를 들면, 미국 특허 제4,596,724호; 미국 특허 제4,410,642호; 미국 특허 제4,788,302호; 미국 특허 제5,470,586호; 미국 특허 제6,162,487호; 미국 특허 제5,384,176호; 미국 특허 공개 공보 제2007/125703호 및 미국 특허 공개 공보 제2009/0197003호; Gerhart et al., J. Chem . Ecol. 14:1905-17 (1988); Sears et al., J. Chem . Ecol . 16:791-99 (1990); Ganguli et al., Smart Mater . Struct . 18:104027 (2009); Cao et al., ACS Applied Materials Interfaces 1:494 (2009); Kumar et al., Nature Materials 7:236-41 (2008) 참조). 미립자 BT 화합물 내로 포함될 수 있는 페인트는 에폭시, 실리콘, 또는 아크릴 기반 페인트를 포함한다. 더욱 특정한 구현예에서, 미립자 BT 화합물은 해양 사용 및 염수 노출에 대해 제형화된 페인트 및 예를 들면, 알키드 수지 기반, 비트멘(Bitumen) 기반, 길소나이트(Gilsonite) 기반 페인트, 염소처리한 고무 기반 및 에폭시 기반 페인트 내로 포함될 수 있다.
항미생물제는 제제를 페인트 코팅 내로 결합시키는 제어된 방식으로 방출될 수 있다. 합성 재료로부터 약물 방출 속도를 향상시키는 방법은 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 합성 재료는 천연 또는 인공, 생체흡수성 중합체 매트릭스 및 그 안에 분산된 약물 입자 상을 포함한다(예를 들면, 미국 특허 제7,419,681호 및 미국 특허 제5,028,664호 참조; 또한 예를 들면, 미국 특허 공개 공보 제2009/0043388호 참조). 예시의 방법으로서, 약물 용출된 통증 코팅 조성물은 변형된 생물학적으로 활성인 결합제 내에 분산된 적어도 하나의 미립자 BT 화합물을 포함할 수 있다.
미립자 BT 화합물은 또한 페인트된 표면에 적용되는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물로부터 천천히 방출되도록 제형화될 수 있다. 미립자 BT 화합물은 또한 페인트된 표면 또는 제조 물품의 표면에 적용, 접착, 부착시킬 수 있거나, 또는 일부 방식에서 페인트된 표면 또는 제조 물품의 표면과 연결되도록 놓일 수 있는 코팅(예를 들면, 에폭시 코팅) 내로 포함될 수 있다. 미립자 BT 화합물은 이러한 조성물로부터 천천히 방출될 수 있다. 미립자 BT 화합물을 포함하는 느린-방출 조성물은 겔(예를 들면, 하이드로겔, 티오머, 에어로겔 또는 오르가노겔) 또는 액체일 수 있다. 오르가노겔은 유기 용매, 리포산, 식물성 기름 또는 미네랄 오일을 포함할 수 있다, 느린-방출 조성물은 항미생물적으로 유효한 양의 미립자 BT 화합물을 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7일(일주일), 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7주, 또는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6개월 동안 전달할 수 있다.
제형화될 수 있는 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물과 함께 당해 기술 분야에서 사용된 다른 코팅은 다원자가의 금속 양이온과 가역적으로 가교-결합된 폴리사카라이드 매트릭스를 포함하는 폴리사카라이드(예를 들면, 미국 특허 공개 공보 제2009/0202610호); 티타니아 나노튜브; 나노구조화된 표면; pH-의존성 항산화제 특성을 갖는 생체적합성 덱스트란-코팅된 나노세리아; 폴리설폰 방지 중합체; 및 다른 생분해성 코팅(예를 들면, 미국 특허 제6,162,487호)를 포함한다. 본 명세서에 고려된 다른 코팅은 산업에서 사용된 항-침식 및 항부착 방부제성 코팅과 함께 미립자 BT 화합물을 제형화하고, 비-제한적인 예로서 카르나우바 왁스 플루오로중합체, 자일렌® PTFE 및 몰리(moly) 재료를 포함한다.
페인트 또는 페인트 코팅 내에 미립자 BT 화합물 농도(중량당)는 의도되는 사용 및 페인트 또는 페인트 코팅의 바람직한 특성에 따라서 예를 들면, 약 0.001% 내지 약 0.1% 만큼 낮은 정도로 다양할 수 있다. 페인트 또는 페인트 코팅 내로 포함되는 미립자 BT 화합물(또는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물)은 본 명세서에 기술된 바와 같은 강화되거나 상승된 항미생물적 효과를 갖는 조합으로 투여되는 경우 적어도 하나의 다른 항미생물제(즉, 제2, 제3, 제4 등의 항미생물제)와 함께 조합될 수 있다. 비-제한적인 예로서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물 내에 포함될 수 있는 항미생물제는 클로르헥시딘; 상귀나린 추출물; 메트로니다졸; 4급 암모늄 화합물(세틸피리디늄 클로라이드와 같은 것); 비스-구아나이드(예를 들면, 클로르헥시딘 디글루네이트, 헥세티딘, 옥테니딘, 알렉시딘); 할로겐화된 비스페놀 화합물(예를 들면, 2,2' 메틸렌비스-(4-클로로-6-브로모페놀) 또는 다른 페놀 항세균성 화합물; 알킬하이드록시벤조에이트; 양이온 항미생물성 펩티드; 아미노글리코시드; 퀴놀론; 린코사미드; 페니실린; 세팔로스포린, 매크로리드; 테트라사이클린; 다른 당해 기술 분야의 항생제; 콜레우스 포스콜리 ( Coleus forskohlii ) 필수 오일; 은 또는 콜리이드성 은 항미생물제; 주석- 또는 구리-기반 항미생물제; 마누카 오일; 오레가노; 타임(thyme); 로즈마리; 또는 다른 허브 추출물; 및 자몽 씨앗 추출물을 포함한다. 조성물은 또한 상기 및 본 명세서에서 기술된 계면활성제, 희석제 또는 담체, 완충제, 및/또는 표백제를 임의로 더 포함할 수 있다.
콘크리트 및 시멘트 화합물과 함께 제형화된 미립자 비스무트- 티올 제형화된 조성물. 특정한 다른 구현예는 생물막 발달을 방지 및/또는 조절(즉, 늦추기, 지연, 억제), 생물막을 파괴하거나, 또는 콘크리트 표면 상에 존재하는 생물막의 양을 감소시키기 위하여 콘크리트, 모르타르, 및 그라우트의 코팅을 포함하는, 산업용 시멘트 내에 및 콘크리트, 모르타르(mortar), 및 그라우트(grout) 내에 또는 상에 본 명세서에서 기술된 미립자 BT 화합물의 결합을 고려한다. 콘크리트 구조 상에 및 내에서 자라는 유기체는 제품의 유효수명을 감소시키고 콘크리트 표면 상에 존재하는 미생물에 노출되는 동물 및 인간에 건강 위험요소를 제기(pose)할 수 있다(예를 들면, Idachaba et al., Waste Manag . Res . 19:284-91 (2001); Idachaba et al., J. Hazard . Mater . 90:279-95 (2002); Tazaki, Canadian Mineralogist 30:431-34 (1992) 참조).
본 명세서 및 당해 기술 분야에서 사용된 바와 같이, 시멘트는 콘크리트의 골재 재료(aggregate material)를 연결시키는 데 사용되는 건조 분말 물질(전형적으로 추가적인 물질을 더 함유할 수 있는 석회석)을 나타낸다. 당해 기술 분야에 기술된 예시적인 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement), 포틀랜드 고로 시멘트(Portland blast furnace cement), 메이슨리 시멘트(masonry cements), 슬래그-라임 시멘트(slag-lime cements) 및 알루미늄산칼슘 시멘트로 불린다. 물 및/또는 첨가제의 첨가시, 시멘트 혼합물은 특히 골재가 첨가되는 경우 콘크리트로서 나타낸다. 콘크리트는 골재(예를 들면, 자갈 및 모래), 시멘트 및 물로 구성된 합성 물질이다. 건설에서 사용되는 시멘트는 수압식 또는 비-수압식으로서 특성화된다. 수압식 시멘트는 전형적으로 습윤기후에서 벽돌 건축물 마감(finishing); 바닷물과 접촉하는 축항 공사의 조적식 구조 등; 및 강한 콘크리트의 개발을 위해 사용된다.
본 명세서에 기술된 조성물은 시멘트로 코팅하여 사용되거나 시멘트와 함께 혼합될 수 있으며, 예를 들면, 다리, 건물, 파이프, 고가 도로, 터널, 주차장 건물, 연안 오일 플랫폼(offshore oil platform), 피어, 댐 벽, 수 시스템(water system) 및 파이프라인, 바닥, 카운터 탑(counter top), 인도(sidewalk), 도로, 로딩 독(loading dock), 스케이트장 구조 및 방사성 폐기물 홀딩 구조(radioactive waste holding structure)를 포함하는 콘크리트 구조를 위해 사용된다. 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물은 당해 기술 분야에 기술된 바와 같은 시멘트 내로 포함될 수 있다(예를 들면, 미국 특허 제7,507,281호 참조). 시멘트 또는 콘크리트의 알칼리도는 또한 미립자 BT 화합물의 항-미생물성 효과를 강화할 수 있다.
시멘트는 또한 티오바실루스 티오옥시단스(hiobacillus thiooxidans)와 같은 세균을 산성화시킴으로써 분해될 수 있다. 예시 및 제한이 없는 방법으로서의 비-제한적인 예로서, 비스무트 티올 화합물, BisEDT(그러나 현재 기술된 미립자 BT 화합물은 아님)은 폐기물 및 핵 처리시스템(waste and nuclear disposal system)을 위해 사용된 콘크리트 내에서 티. 티오옥시단스의 성장을 지연시키는 것으로 나타났다. 콘크리트 내에서 BisEDT의 효과적인 항세균 범위는 10-500 ㎍/g, 또는 0.001-0.05%인 것으로 나타났다. 더 높은 BisEDT 수준은 콘크리트 강도를 방해하였다. BisPYR와 같은 다른 화합물은 곰팡이 및 조류에 의한 부착 및 생물막 발달을 억제하기 위해 유용할 수 있다. 본 구현예는 항미생물적 활성, 가용성 및 생체이용률의 범위, 항-생물막 효과, 비-독성, 항생제 활성의 강화 및 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 특성을 포함하는 본 명세서에 기재된 장점을 제공하기 위해 비스무트 티올 화합물 및 다른 항미생물제를 현재 기술된 미립자 BT 화합물로 대체하는 것을 고려한다.
미립자 BT 화합물은 겔, 스프레이, 페이스트, 액체, 또는 분말 또는 당업자에게 공지된 다른 형태로서 콘트리트 표면 상으로 수동적이거나 자동적으로 도입될 수 있다. 특정한 구현예에서, 분말 내 또는 액체 형태 내의 미립자 BT 화합물은 제품을 제형화하기 위해 콘크리트 구조 내로 또는 콘크리트 구조 상으로(즉, 노출되는 콘크리트 구조의 표면 상에, 특히 물에 노출된 표면 상에) 전달되거나 주기적으로 주사되는 적어도 하나의 추가적인 생물학적 활성 성분 및/또는 생물학적 비활성 부형제를 포함할 수 있는 적어도 하나 이상의 추가적인 성분과 혼합된다. 조성물은 당해 기술 분야에 공지된 임의의 수의 방법을 사용하여 당업자에 의해 제조될 수 있다. 예로서, DMSO와 조합된 항-미생물적 유효량 중에 미립자 BT 화합물이 사용될 수 있다(예를 들면, DMSO 중에 1 mg/㎖ 미립자 BT). 일상적인 사용을 위해, 생물막 형성을 예방하기 위해 충분한 수준의 미립자 BT 화합물이 바람직하다. 그러나, 다른 구현예에서, 미립자 BT 화합물의 수준은 콘크리트 표면 상에 존재하는 생물막을 감소, 제거, 파괴 또는 삭제시키기 위해 더 높을 수 있다.
미립자 BT 화합물은 또한 콘크리트 구조의 표면에 적용되는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물으로부터 천천히 방출되도록 제형화될 수 있다. 미립자 BT 화합물은 또한 콘크리트 구조의 표면에 적용, 부착, 접착시킬 수 있거나, 또는 일부 방식에서 콘크리트 구조의 표면과 연결되도록 놓일 수 있는 코팅(예를 들면, 에폭시 코팅) 내로 포함될 수 있다. 미립자 BT 화합물은 이러한 조성물로부터 천천히 방출될 수 있다. 미립자 BT 화합물을 포함하는 느린-방출 조성물은 겔(예를 들면, 하이드로겔, 티오머, 에어로겔 또는 오르가노겔) 또는 액체일 수 있다. 오르가노겔은 유기 용매, 리포산, 식물성 기름 또는 미네랄 오일을 포함할 수 있다, 느린-방출 조성물은 항미생물적으로 유효한 양의 미립자 BT 화합물을 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7일(일주일), 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7주, 또는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6개월 동안 전달할 수 있다.
미립자 BT 화합물(또는 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물)은 적어도 하나의 다른 항미생물제(즉, 제2, 제3, 제4 등의 항미생물제)와 조합될 수 있고, 조합하여 투여되는 경우 본 명세서에 기술된 바와 같이 강화되거나 상승적인 항미생물 효과를 가진다. 예로서, 강화되거나 상승된 항미생물적 효과는 미립자 BT 화합물이 철을 킬레이트화시키는 항미생물제와 함께 투여되는 경우 관찰될 수 있다. 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물은 살진균제 또는 살조제(algicide)를 포함하는 적어도 하나의 항미생물제와 조합될 수 있다. 비-제한적인 예로서, 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물 내에 포함될 수 있는 항미생물제는 클로르헥시딘; 상귀나린 추출물; 메트로니다졸; 4급 암모늄 화합물(세틸피리디늄 클로라이드와 같은 것); 비스-구아나이드(예를 들면, 클로르헥시딘 디글루네이트, 헥세티딘, 옥테니딘, 알렉시딘); 할로겐화된 비스페놀 화합물(예를 들면, 2,2' 메틸렌비스-(4-클로로-6-브로모페놀) 또는 다른 페놀 항세균성 화합물; 알킬하이드록시벤조에이트; 양이온 항미생물성 펩티드; 아미노글리코시드; 퀴놀론; 린코사미드; 페니실린; 세팔로스포린, 매크로리드; 테트라사이클린; 다른 당해 기술 분야의 항생제; 콜레우스 포스콜리( Coleus forskohlii) 필수 오일; 은 또는 콜리이드성 은 항미생물제; 주석- 또는 구리-기반 항미생물제; 마누카 오일; 오레가노; 타임(thyme); 로즈마리; 또는 다른 허브 추출물; 및 자몽 씨앗 추출물을 포함한다. 조성물은 또한 상기 및 본 명세서에서 기술된 계면활성제, 희석제 또는 담체, 완충제, 및/또는 표백제를 임의로 더 포함할 수 있다.
소수성 티올(예를 들면, 티오클로로페놀)과 함께 제조된 미립자 BT 화합물이 사용될 수 있으며 특히 물에 노출된 것들은, 콘크리트 표면에 부탁하기에 덜 소수성인 BT 화합물보다 더 큰 능력을 나타낼 수 있다. 1:2의 몰 비(비스무트 대 티올)를 갖는 것들과 같이 순 음성적 전하를 가지는 BT 화합물은 또한 우호적인 부착성 특성을 가질 수 있다.
고무, 실리콘 및 플라스틱 제품 내에서 미립자 BT. 특정한 구현예는 자동차, 타이어, 문 및 창틀, 호스, 벨트, 매트 재료, 바닥재 및 완충 장치(방진 마운트), 기차, 비행기, 배, 보트, 잠수함, 파일링, 파이프, 파이프라인, 배관 및 텍스타일, 배관/물 설비, 가정용품 제품, 바닥재 재료, 신발 제품, 육상경기 장치, 모바일 폰, 컴퓨터 장비 및 유기 충전제를 사용하는 화합물, 데킹(decking), 차양, 타프(tarp), 루핑 막(roofing membrane)을 포함하는 실외 제품, 및 수영장 라이너(liner), 및 또한 소독 제품 및 음식 및 음료 보존용 시스템, 제약 제조, 및 화학 및 물 소독을 포함하는, 모든 유형의 비히클 내에 및 상에 존재하는 것들과 같은, 예를 들면 의료 장치(예를 들면, 카테터(catheter), 스텐트(stent), 폴리 카테터 및 다른 비뇨기과적 카테터, 위루형성술(gastrostomy) 튜브, 경관 영양 등), 정형외과적 장치, 치과용 장치, 산업 장치, 전자 장치, 표면에서 이러한 고무 표면의 생물막 및 생물부착을 감소시키기 위하여, 실리콘 및 실리콘 코딩을 포함하는, 제조된 천연 및 합성 고무 및/또는 합성 코팅을 포함하는 본 명세서에 기술된 미립자 BT 화합물의 인공 표면 내에 또는 상에 결합을 고려한다.
현재 기술되는 미립자 BT 화합물은 제조 물품의 이들 카테고리로 공지된 제조 공정을 사용하는, BT 조성물의 결합 및 본 명세서에 기술된 방법에 의해 이들 및 다른 천연 및 인공 고무 제품으로 결합될 수 있다. 예시 및 제한이 없는 방법으로서의 비-제한적인 예로서, BT(그러나 현재 기술되는 미립자 BT가 아님)는 하이드로겔-코팅된 폴리우레탄 막대 및 다크론 이식편(Dacron graft) 내로 결합되었다(Domenico et al. Antimicrob Agents Chemother 2001;45:1417-1421; Domenico et al., Peptides 2004;25:2047-53 참조). WO/2002/077095 및 일본 특허 출원 제1997-342076호는 항미생물적 특성을 제공하는 은-기반 화합물을 함유하는 예비-가황처리한 및/또는 가황처리한 생 고무 제형을 기술한다; 미국 특허 제6,448,306호, 미국 특허 제6,555,599호, 미국 특허 제6,638,993호, 미국 특허 제6,848,871호, 미국 특허 제6,852,782호, 미국 특허 제6,943,205호 및 미국 특허 제7,060,739호는 고무 매트릭스에서 은-기반 항미생물제의 사용을 교시한다. 약물 용출성 실리콘 조성물은 비활성 중합체 담체를 사용하지 않고 의료 장치 또는 다른 표면에 적용될 수 있는 변형된, 생물학적으로 활성인 결합제 내에 분산된 항미생물제를 포함할 수 있다(미국 특허 공개 공보 제2009/0043388호 참조).
실리콘 오일은 일반적으로 20 내지 1,000 센티스토크스 범위의 점도를 갖는 2,000 내지 30,000 범위에서 분자량을 갖는다. 실리콘 고무는 일반적으로 10 내지 1,000 스토크스 범위의 점도를 갖는 40,000 내지 100,000 범위에서 분자량을 갖는다. 다양한 재료에서 사용된 실리콘은 전형적으로 미생물 부착으로 주입된다. 이는 실란트(sealant), 코크, 기름, 오일, 스프레이, 고무, 호스 및 이식물을 포함한다. 실리콘-기반 항부착 및 다른 항미생물 코팅이 기술되었으나, 낮은 효능, 낮은 지속성, 낮은 생체적합성, 항미생물적 활성의 손실, 짧은 유효 수명, 재료 및 다른 쟁점의 높은 비용과 관련된 단점으로 어려움을 겪어왔다(예를 들면, Schultz J Fluids Eng　 2004;126:1039-47; 미국 특허 제4,025,693호; Yan & Li. Ophthalmologica 2008;222:245-8; 미국 특허 제6,221,498호; 미국 특허 제7,381,751호; 유럽 특허 출원 제EP0506113호; Sawada et al. JPRAS 1990;43:78-82; Tiller et al. Surface Coatings International Part B: Coatings Transactions 2005;88:1-82; Juhni & Newby Proceedings Annual Meeting Adhesion Society 2005;28:179-181; Ozdamar et al. Retina 1999;19:122-6; Piccirillo et al. J Mater Chem 2009;19:6167; 미국 특허 공개 공보 제2009/0215924호; Bayston et al. Biomaterials 2009;30:3167-73; Gottenbos et al. Biomaterials 2002;23:1417-23; Millsap et al. Antonie Van Leeuwenhoek 2001;79:337-43 참조). 이들 출간물이 고무 제조 물품 내로 항미생물적 재료의 결합 방법을 기술하고 있지만, 기술하고 있는 제품 또는 공정 중 어떤 것도 본 명세서에서 기술된 미립자 BT에 의해 제공된 장점을 제공하지 않는다.
따라서 본 구현예는 이들 및 유사한 고무(실리콘을 포함함) 제품 및 공정 뿐만 아니라 이들에 대한 참조가 하기에서 나타나는 바와 같은 플라스틱 및 중합체 제조 방법에서 본 명세서에 기술된 미립자 BT의 치환을 고려한다. 각각의 이들 및 다른 공지된 제조 문맥에서, 현재 기술된 미립자 BT는 다른 항미생물제 대신에, 본 명세서의 기재 내용을 기반으로 하여 결합되어, 항미생물적 활성, 가용성 및 생체이용률, 항-생물막 효과, 비-독성, 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 특성을 포함하는, 이들 미립자 BT에 의해 제공된 바와 같은 본 명세서에 기재된 장점을 제공할 수 있다.
BT 화합물은 또한 예를 들면 고무 제조 공정을 저해하지 않는 낮은 농도에서 실리콘 제품 내에 또는 상에 생물막을 감소시키고 부착을 방지하기 위한 제품 내로 제형화될 수 있다. 실리콘 내에 미립자 BT 농도(중량당)는 예를 들면, 의도된 사용 및 실리콘 고무 제품의 특성에 따라서 최소 약 0.0001% 내지 0.1%로 다양할 수 있다. 본 명세서 기술된 미립자 BT는 실리콘 상에 코팅으로서, 또는 실리콘 겔 또는 오일 내에 코팅으로서 결합되어 확장된 기간 동안 실리콘 표면 상에 생물막을 방지 또는 처리할 수 있다. 실리콘 오일을 주기적으로 흘리는 실리콘 고무 주사 포트 밸브(port valve)는 WO/2008/064173에서 기술되어 있는데, 본 명세서에 기술된 미립자 BT의 효과적인 항미생물적 수준의 삼출물의 존재는 이러한 밸브 또는 유사하게 설정된 실리콘 고무 장치를 함유하는 제조 물품 상에 항-생물막 및/또는 항-부착 능력을 부여한다. 침식가능한 오일은 확장된 기간에 대한 보호의 재생가능한 자원을 제공하는, 밸브의 부근에서 임의의 표면에 걸쳐 확산된다. 이 배치는 예를 들면 선박 선채의 표면 내로 또는 물 또는 습도에 노출된 다른 표면 내로 건설될 수 있다.
고무 표면 상에 BT의 강화된 유지성(retention)을 위하여, 본 명세서에 기술된 미립자 BT는 예를 들면 강화된 부착성 특성을 갖는 소수성 티올(예를 들면, 티오클로로페놀)을 사용함으로써, 및/또는 또한 강화된 부착성 특성을 보유하는 순 음성적 전하(예를 들면, 비스무트 대 티올의 1:2의 몰 비율)를 갖도록 만들어진 BT를 포함함으로써, 특정한 티올 부분로 인하여 더 큰 소수성을 보유하도록 선택될 수 있다. 실리콘 재료는 예를 들면, 100℃ 이하의 온도에서 본 명세서에 기술된 미립자 BT의 적절한 농도의 존재 하에서 조립될 수 있다. 생체흡수성 재료는 또한 생물막 형성을 방해하는 수준, 예를 들면 대략 1-2 ppm에서 이러한 BT의 점진적인 방출이 가능하도록 생성될 수 있다. 다른 구현예에서, 고무 및/또는 플라스틱 성분은 미립자 BT 화합물을 천천히 용출시키는 재료로부터 제작되고 정기적으로 대체되어, 다양한 산업 시스템 또는 의학 장치에서 생물부착을 방지할 수 있는 것으로 고려된다.
특정한 다른 구현예 및 고무(실리콘 포함함) 아이템(item) 내로의 BT 포함과 관련된 조성물 및 방법에 대한 상기 기술된 바와 유사한 방식에서, 현재 기술된 미립자 BT 화합물은 또한 제조 물품의 이들 카테고리에 대해 공지된 제조 공정으로, BT 조성물의 결합 및 본 명세서에 기술된 방법에 의해 이들 및 다른 플라스틱 및 중합성 제품 내로 포함될 수 있다.
이러한 미립자 BT-함유 플라스틱 제품 사용의 비-제한적인 예는 자동차, 기차, 비행기, 배, 보트, 잠수함, 파일링, 파이프, 파이프라인, 및 텍스타일, 스프링클러 헤드, 모발 관리 제품, 배관/물 설비, 가정용품 제품, 신발 제품, 육상경기 장치, 모바일폰, 유기 충전제를 사용하는 화합물, 데킹, 차양, 타프, 루핑 막을 포함하는 실외 제품, 및 수영장 라이너, 및 음식 및 음료 보존, 및 제약, 화학 및 물 소독에서 사용되는 것들을 포함하는 다른 제품을 포함하는, 모든 유형의 비히클 내에 및 상에 존재하는 것들과 같은, 예를 들면 의료 장치, 정형외과적 장치, 치과용 장치, 산업 장치, 전자 장치, 벽, 바닥, 천장, 지붕, 및 다른 표면 내에서 플라스틱 및 플라스틱 코팅을 포함한다.
현대적인 플라스틱 재료는 1930년대 이래로 사용되어 왔다. 플라스틱은 전형적으로 중합체 및, 일반적으로 첨가제로 만들어진다. 전형적인 중합체는 다음을 포함한다: 합성 수지, 스티렌, 폴리올레핀, 폴리아미드, 플루오로중합체, 비닐, 아크릴, 폴리우레탄, 셀룰로오스 화합물, 이미드, 아세탈, 폴리카르보네이트 및 폴리설폰. 중합체의 물리적 특성을 개선시키기 위하여, 가소제와 같은 첨가제가 종종 사용되며, 이는 미생물을 위한 영양원으로서 작용한다. 이러한 현대적인 가소제의 예는 아디페이트 및 다른 에스테르를 포함한다. 이들 및 다른 가소제는 특별히 수분이 높은 지역에서 특히 세균 및 진균에 대해 감수성일 수 있으며, 미생물적 표면 성장 및 포자의 발달을 유도하고, 이는 인간 및 동물에서 하나 이상의 감염, 알레르기 반응, 불쾌한 냄새, 염색, 플라스틱의 취화(embrittlement), 시기상조의 제품 실패 및 다른 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있다.
항부착 및 다른 항미생물적 코팅의 도입에 의한 제조 공정 동안 또는 후에 플라스틱 제품을 변형시키는 것이 기술되었으나, 전형적으로 낮은 효능, 낮은 지속성, 낮은 생체적합성, 항미생물적 활성의 손실, 짧은 유효 수명, 재료 및 다른 쟁점의 높은 비용과 관련된 단점으로 어려움을 겪어왔다(예를 들면, 미국 특허 제3,624,062호; 미국 특허 제4,086,297호; 미국 특허 제4,663,077호; 미국 특허 제3,755,224호; 미국 특허 제3,890,270호; 미국 특허 제6,495,613호; 미국 특허 제4,348,308호; 미국 특허 제5,654,330호; 미국 특허 제5,281,677호; 미국 특허 제6,120,790호; 미국 특허 제5,906,825호; 미국 특허 제7,419,681호, 미국 특허 제5,028,664호; 미국 특허 제6,162,487호; Markarian, Plastics , Additives and Compounding 2009, 11:18-22; EP 927 222 B1; JP 08-157641; CN 1528470 A; Masatoshi et al. 2006;51:18-23; 미국 특허 공개 공보 제2008/0071229호, 미국 특허 공개 공보 제2009/0202610호 및 미국 특허 공개 공보 제2009/0043388호 참조); 존재하는 접근법 중 어떤 것도 본 명세서에 기술된 미립자 BT에 의해 제공된 장점을 제공하지 못한다. 그럼에도 불구하고, (a) 중합체 표면 상에 제제의 흡착(수동적으로 또는 계면활성제를 통해); (b) 몰딩(molding) 장치의 표면 상에 적용된 항미생물적 코팅의 중합체로의 도입; (c) 중합체성 기질 재료의 벌크 상으로의 결합; (d) 중합체 표면에 제제의 공유 결합; 및/또는 (e) 중합체화 반응 전에 중합체-형성 요소(예를 들면, 폴리우레탄)와 항미생물제의 혼합과 같은 전략에 따라 플라스틱 제품 내로 또는 상으로 항미생물제를 결합시켜 완료된 중합체를 수득할 것임이 당업자에게 일반적으로 공지되어 있다.
예를 들면, 본 명세서에 기술된 미립자 BT는 겔, 스프레이, 액체 또는 분말로서 수동으로 또는 자동으로 이들 및 유사한 시스템 내로 도입될 수 있다. 하나의 구현예에서, 예를 들면, 분말 또는 액체 형태 중에 미립자 BT는 제조 시스템 내로 주기적으로 주사되는 생성 혼합물과 관련된 활성 성분(예를 들면, 중합체성 전구체, 촉매제, 반응 개시자, 가교결합제 등) 및 부형제(예를 들면, 담체 용매, 이형제, 염료 또는 착색제, 가소제 등)를 포함하는, 플라스틱 제조를 위한 요소와 함께 혼합된다. 예를 들면, DMSO 중에 1 mg/㎖ 용액 또는 미립자 BT의 현탁액은 중합체-형성 반응 내로 주기적으로 주사될 수 있거나, 또는 몰딩 단위의 작동 부분 내로 스프레이될 수 있어서, 결과 생성물에서 바람직한 항-생물막 농도를 성취한다.
따라서, 이들 및 특정한 관련된 본 명세서에서 기재된 구현예는 현재 기재된 미립자 BT 조성물의 생성물 및 공정의 통합을 고려하며, 이는 하나 이상의 미립자 BT를 포함할 수 있으며, 또한 임의로 본 명세서에 기술된 바와 같은 상승작용 또는 강화작용 항생제와 같은 항생제를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에서 기술된 바와 같은 특정한 구현예에 따라서, 본 명세서에 기술된 조성물 및 방법이 유용하게 사용될 수 있는 세균의 비-제한적인 예는 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)(에스 . 아우레우스(S. aureus)), MRSA(메티실린-내성, 에스 . 아우레우스 (S. aureus)), 스타필로코쿠스 에피더미디스( Staphylococcus epidermidis ), MRSE(메티실린-내성 에스 . 에피더미디스(S. epidermidis)), 마이코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 마이코박테리움 아비움(Mycobacterium avium), 슈도모나스 아에루기노사( Pseudomonas aeruginosa), 약물-내성 피. 아에루기노사(P. aeruginosa), 에스케리키아 콜라이( Escherichia coli), 장독소생성 이. 콜라이 (E. coli), 장출혈성 이. 콜라이(E. coli), 클렙시엘라 뉴모니아에 ( Klebsiella pneumoniae), 클로스트리디움 디피실레( Clostridium difficile), 헬리코박터 파일로리(Heliobacter pylori), 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 엔테로코쿠스 파에칼리스( Enterococcus faecalis), 메티실린-민감성 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로박터 클로아카에(Enterobacter cloacae), 살모넬라 티피무리움( Salmonella typhimurium), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 예르시니아 엔테로콜리티카( Yersinia enterocolitica), 비브리오 콜레라( Vibrio cholera), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 반코마이신-내성 엔테로코쿠스(Enterococcus)(VRE), 부콜데리아 세파시아 ( Burkholderia cepacia) 복합체, 프란시셀라 툴라렌시스( Francisella tularensis ), 바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 반코마이신-민감성 및 반코마이신-내성 엔테로코씨(enterococci)(예를 들면, 이. 파에칼리스(E. faecalis ), 이. 파에시움 (E. faecium )), 메티실린-민감성 및 메티실린-내성 스타필로코씨(예를 들면, 에스 . 아우레우스 (S. aureus ), 에스 . 에피더미디스 (S. epidermidis )), 및 악시네토박터 바우만니이( Acinetobacter baumanii), 스타필로코쿠스 해몰리티쿠스 ( Staphylococcus haemolyticus ), 스타필로코쿠스 호미니스 ( Staphylococcus hominis ), 엔테로코쿠스 파에시움( Enterococcus faecium), 스트렙코코쿠스 피오게네스 ( Streptococcus pyogenes ), 스트렙토코쿠스 아갈락티아에( Streptococcus agalactiae ), 바실루스 안트라시스( Bacillus anthracis), 클렙시엘라 뉴모니아에 ( Klebsiella pneumoniae ), 프로테우스 미라빌리스( Proteus mirabilis ), 프로테우스 불가리스 ( Proteus vulgaris ), 예르시니아 엔테로콜리티카( Yersinia enterocolitica ), 스테노트로포모나스 말토필리아( Stenotrophomonas maltophilia ), 스트렙토코쿠스 뉴모니아( Streptococcus pneumonia), 페니실린-내성 스트렙토코쿠스 뉴모니아 ( Streptococcus pneumonia ), 부콜데리아 세파시아 ( Burkholderia cepacia ), 부콜데리아 물티보란스( Bukholderia multivorans), 마이코박테리움 스메그마티스 ( Mycobacterium smegmatis ) 및 이. 클로아카에(E. cloacae)를 포함한다.
본 발명의 특정한 구현예의 실시는, 달리 구체적으로 나타내지 않는 한, 당해 분야의 기술 내에 있는 미생물학, 분자생물학, 생화학, 세포 생물학, 바이러스학 및 면역학 기술의 통상적인 방법을 사용할 것이며, 이의 몇몇에 대한 참조는 설명의 목적으로 하기에서 이루어진다. 이러한 기술은 문헌에 완전히 설명되어 있다. 예를 들면, Sambrook, et al. Molecular Cloning : A Laboratory Manual (2nd Edition, 1989); Maniatis et al. Molecular Cloning : A Laboratory Manual (1982); DNA Cloning : A Practical Approach, vol. I & II (D. Glover, ed.); Oligonucleotide Synthesis (N. Gait, ed., 1984); Nucleic Acid Hybridization (B. Hames & S. Higgins, eds., 1985); Transcription and Translation (B. Hames & S. Higgins, eds., 1984); Animal Cell Culture (R. Freshney, ed., 1986); Perbal, A Practical Guide to Molecular Cloning (1984)를 참조하라.
문맥이 달리 요구하지 않는 한, 본 명세서 및 특허 청구 범위 전체에서, 용어 "~들을 포함하다" 및, "~를 포함하다" 및 "포함하는"과 같은 이의 변형은 "포함하지만, 이에 한정되지 않는"으로서, 개방된, 포괄적인 의미로 고려되어야 한다.
본 명세서 전체에서 "하나의 구현예" 또는 "구현예" 또는 "구현예"는, 구현예와 관련하여 기술된 특수 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 구현예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 다양하게 위치하는 어구 "하나의 구현예에서" 또는 "구현예에서"의 외형은 동일한 구현예를 필수적으로 모두 언급하지는 않는다. 또한, 특수 특징, 구조 또는 특성이 하나 이상의 구현예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
상기에서 나타낸 바와 같이, 본 명세서에 기술된 특정의 발명 구현예는 농업, 산업, 제조 및 기술된 BT 화합물(예를 들면, BisEDT 및/또는 BisBAL)의 다른 제형에 관한 것이며, 제형은 특정의 추가의 구현예에서 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 항생제 화합물, 예를 들면, 아미카신, 암피실린, 세파졸린, 세페핌, 클로람페니콜, 시프로플록사신, 클린다미신(또는 다른 린코사미드 항생제), 다프토마이신(Cubicin®), 독시사이클린, 가티플록사신, 젠타마이신, 이미페님, 레보플록사신, 리네졸리드(Zyvox®), 미노사이클린, 나프실린, 파로모마이신, 리팜핀, 설파메톡사졸, 토브라마이신 및 반코마이신; 또는 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 글리코펩타이드 항생제, 린코사미드 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제, 및/또는 아미노페니실린 항생제, 및/또는 아미노글리코시드 항생제, 예를 들면, 아미카신, 아르베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸미신, 파로모마이신, 로도스프렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 또는 아프라마이신, 및/또는 리포펩타이드 항생제, 예를 들면, 다프토마이신(Cubicin®), 또는 옥사졸리디논 항생제, 예를 들면, 리네졸리드(Zyvox®)를 포함할 수 있다. 이들 및 관련된 제형은 식물, 동물 또는 천연 또는 인공 표면, 예를 들면 식물, 동물 또는 생물막-관련될 수 있는 세균성 감염이 존재하는 곳(예를 들면, 여기서 생물막 형성을 촉진할 수 있는 세균이 존재할 수 있지만 생물막은 여전히 검출가능하지 않을 수 있는 곳 내에) 또는 생물막 또는 다른 세균 존재와 같은 세균 감염을 함유하는 곳 내에 또는 상에 투여되는 경우, 바람직하게는 포유동물 및 가장 바람직하게는 사람에게 국소 투여되는 경우, 본 명세서에 기재된 바와 같은 약제학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제 속에 BT 화합물(들)(및 임의로 하나 이상의 항생제)를 유효한 양으로 포함할 수 있다.
순수한 형태 또는 적절한 농업, 제조 또는 산업 조성물 내에서, 본 명세서에 기술된 BT 화합물, 또는 이의 염의 투여 또는 결합은 유사한 용도를 제공하기 위한 제제의 투여 또는 결합의 임의의 허용된 방식을 통해 수행될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 조성물의 적용, 결합 또는 투여는 조성물을 치료중인 대상체 식물 또는 동물 또는 제조 물품과 직접 접촉시키는 것이며, 이는 하나 이상의 국부화되거나 또는 광범위하게 분포된 표면 부위에 존재할 수 있고, 일반적으로 국소 제형을 온전한 조직에 의해 둘러싸여 있지만 이에 제한될 필요가 없는 급성 또는 만성 감염 부위(예를 들면, 식물 표면 상에 상처 부위)와 접촉시키는 것을 나타내며; 예를 들면, 특정한 구현예는 손상되거나, 벗겨지거나 또는 부상 입은 천연 또는 인공 표면에 본 명세서에 기술된 국소 제형의 투여를 국소 적용으로서 고려한다.
제형(예를 들면, 농업 조성물)은 기술된 BT 화합물(예를 들면, 미국 재등록 특허 제RE37,793호, 미국 특허 제6,248,371호, 미국 특허 제6,086,921호, 및/또는 미국 특허 제6,380,248호에 기술되고/되거나 본 명세서에 기술된 미립자 BT 현탁액과 같은 본 기재내용에 따라 제조된 화합물을 포함)을 조합하고, 본 명세서에 기술된 바와 같은 특정의 관련된 구현예에서 하나 이상의 목적하는 항생제(예를 들면, 아미카신과 같은 아미노글리코시드 항생제)를 개별적으로 또는 BT 화합물과 함께, 제형의 제조에서 사용하기 위해 적절한 비히클, 분산제, 담체, 희석제 또는 부형제와 함께 조합하는 것은 목적하는 사용에 따라 다양할 수 있으며, 고체, 반-고체, 겔, 크림, 콜로이드, 현탁액 또는 액체 또는 다른 국소적으로 적용된 형태, 예를 들면 분말, 과립, 연고, 용액, 세척제, 겔, 페이스트, 플라스터, 페인트, 생접착제, 미소구체 현탁제 및 에어로졸 스프레이로 제조되어 제형화될 수 있다.
이들 및 관련된 구현예의 조성물은 그 안에 활성 성분을 함유하도록 제형화되며, 특히 바람직한 구현예에서 본 명세서에 기술된 BT 화합물(들)은 단독으로 또는 동시에 또는 순차적으로 및 둘 중 어느 순서로 적용될 수 있는 하나 이상의 목적하는 항생제(예를 들면, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 글리코펩타이드 항생제, 린코사미드 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및, 아미노페니실린 항생제, 또는 아미카신 또는 리파마이신과 같은 아미노글리코사이드 항생제)와 함께 제형화됨으로써, 목적하는 부위 및 선택적으로 식물 또는 동물(인간 포함) 대상체 또는 제조 물품의 천연 또는 인공 표면을 둘러싸는 곳에 BT 화합물(들) 및/또는 항생제 조성물(들)을 함유하는 제형의 투여시 생체 이용가능하게 한다. 본 명세서에 기재된 특정한 구현예는 동시 또는 순차적으로 및 둘 중 어떠한 순서로 투여될 수 있는 투여를 포함하는, BT 화합물 및 항생제의 국소 투여를 고려하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것으로 의도되지 않으며 다른 구현예에서 항생제의 투여 경로에 대한 BT 화합물의 명확한 투여 경로를 명확히 고려한다. 따라서, 항생제는 본 명세서에 기술된 바와 같은 임의의 투여 경로로 투여될 수 있지만, 반면 BT 화합물은 항생제를 위해 사용되는 경로와 독립적인 경로로 투여될 수 있다.
본 명세서에 기술된 제형은 감염 부위 또는 감염 또는 생물막 형성을 방지하기에 바람직한 부위와 같은 목적하는 부위로 방부제(들)(및 선택적으로 항생제(들))의 유효량을 전달한다.
상기 주목한 바와 같이, 본 제형은 광범위한 형태 중 임의의 것을 취할 수 있으며, 예를 들면, 액체, 현탁제, 플라스터, 크림, 로션, 용액, 스프레이, 겔, 연고, 페이스트 등을 포함하고 및/또는 리포좀, 미셀(micelle), 및/또는 미세구를 함유하도록 제조될 수 있다. 예를 들면, 미국 특허 제 7,205,003호 참조하라. 예를 들면, 약제학적 및 약용화장품 제형의 분야에 잘 공지된 바와 같이, 크림제는 수-중-유(oil-in-water) 또는 유-중-수(water-in-oil) 중 하나의 점성 액체 또는 반고체 유제이다. 크림 기재는 물로 세척가능하며, 오일 상(oil phase), 유화제 및 수성 상을 함유한다. "내부" 상으로도 칭해지는 오일 상은 은 일반적으로 석유 및 세틸 또는 스테아릴 알코올과 같은 지방 알코올로 구성된다. 수성 상은 일반적으로, 비록 필수적이지는 않지만 용적에서 오일 상을 초과하며, 일반적으로 습윤제를 함유한다. 크림제 제형 속 유화제는 일반적으로 비이온성, 음이온성, 양이온성 또는 양쪽성 계면활성제이다.
용액은 하나 이상의 화학 물질(용질)을 액체 중에 용해시켜 이에 따라 용해된 물질의 분자가 용매 분자 중에 분산되어 제조된 균질 혼합물이다. 용액은 다른 화학물질을 함유하여 용질을 완충, 안정화 또는 보존시킬 수 있다. 용액을 제조하는데 사용된 용매의 일반적인 예는 에탄올, 물, 프로필렌 글리콜 또는 임의의 다른 비히클이다.
겔은 반고체, 현탁액-유형 시스템이다. 단일-상 겔은, 전형적으로 수성이지만 또한 바람직하게는 알코올, 및 임의로, 오일을 함유하는 담체 액체 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분산된 유기 거대분자를 함유한다. 바람직한 "유기 거대분자", 즉, 겔화제는 가교결합된 아크릴산 중합체와 같은 화학적으로 가교결합된 아크릴산 중합체, 예를 들면, 중합체의 "카보머" 계열, 예를 들면, Carbopol® 상표명하에 상업적으로 입수할 수 있는 카복시폴리알킬렌일 수 있다. 또한, 특정한 구현예에서 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체 및 폴리비닐알코올과 같은 친수성 중합체; 하이드록시프로필 셀룰로즈, 하이드록시에틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 프탈레이트 및 메틸 셀룰로즈와 같은 중합체; 트라가칸트 및 잔탄 검과 같은 검; 알긴산나트륨; 및 젤라틴일 수 있다. 단일형태 겔을 제조하기 위하여, 알코올 또는 글리세린과 같은 분산제를 첨가하거나, 겔화제를 연마, 기계적 혼합 또는 교반, 또는 이의 조합으로 분산시킬 수 있다.
당해 기술 분야에 또한 잘 공지된 연고제는 전형적으로 석유 또는 다른 석유 유도체를 기반으로 한 반고체 제제이다. 당업자에게 인식될 것인 바와 같이, 사용될 특수 연고제 기재는 다수의 바람직한 특징, 예를 들면 연화성(emollency) 등을 제공할 것이다. 다른 담체 또는 비히클을 사용함으로써, 연고제 기재는 불활성이고, 안정하며, 비자극적이고 비감작화(nonsensitizing)되어야 한다. 문헌(Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19th Ed. (Easton, Pa.: Mack Publishing Co., 1995), at pages 1399-1404)에 설명된 바와 같이, 연고제 기재는 4개 부류: 유지성 기재; 유화가능한 기재; 유액 기재; 및 수용성 기재로 그룹화할 수 있다. 유지성 연고제 기재는 예를 들면, 식물성 오일, 동물로부터 수득된 지방, 및 석유로부터 수득된 반고체 탄화수소를 포함한다. 흡착성 연고제 기재로 또한 공지된, 유화가능한 연고제 기재는, 물을 거의 함유하지 않거나 전혀 함유하지 않으며, 예를 들면, 하이드록시스테아린 설페이트, 무수 라놀린, 및 친수성 석유를 포함한다. 유액 연고제 기재는 유-중-수(W/O) 유제 또는 수-중-유(O/W) 유제이며, 예를 들면, 세틸 알코올, 글리세릴 모노스테아레이트, 라놀린, 및 스테아르산을 포함한다. 바람직한 수용성 연고제 기재는 다양한 분자량의 폴리에틸렌 글리콜로부터 제조된다(예를 들면, Remington, Id .참조).
페이스트제는 활성제가 적합한 기재 중에 현탁된 반고체 투여량 형태이다. 기재의 본질에 따라서, 페이스트제는 지방성 페이스트 또는 단일-상 수성 겔로부터 제조된 것들 사이에 분배된다. 지방성 페이스트내 기재는 일반적으로 석유 또는 친수성 석유 등이다. 단일-상 수성 겔로부터 제조된 페이스트제는 일반적으로 카복시메틸셀룰로즈 등을 기재로서 포함한다.
제형은 또한 리포좀, 미셀 및 미세구로 제조할 수 있다. 리포좀은 지질 이중층을 포함하는 하나(단일라멜라) 또는 다수(다수라멜라)의 액체 벽을 갖는 현미경적 소낭이며, 본 문맥에서 이들의 액체 막 표면에 본 명세서에 기술된 제형의 하나 이상의 성분, 예를 들면 방부제, 또는 특정한 담체 또는 부형제를 봉입(encapsulate) 및/또는 흡착시킬 수 있다. 본 명세서에 리포좀 제제는 양이온성(양으로 하전됨), 음이온성(음으로 하전됨), 및 중성 제제를 포함한다. 양이온성 리포좀이 용이하게 이용가능하다. 예를 들면, N(1-2,3-디올레일옥시)프로필)-N,N,N-트리에틸암모늄(DOTMA) 리포좀은 상표명 Lipofectin®(제조원: 기브코 비알엘(GIBCO BRL), 뉴욕주 그랜드 아이슬랜드 소재)하에 이용가능하다. 유사하게, 음이온성 및 중성 리포좀은 또한 예를 들면, 아반티 폴라 리피즈(Avanti Polar Lipids)(알라바마주 버밍햄 소재)로부터 또한 용이하게 이용가능 하거나 용이하게 이용가능한 물질을 사용하여 제조할 수 있다. 이러한 물질은 다른 것들 중에서 포스파티딜 콜린, 콜레스테롤, 포스파티딜 에탄올아민, 디올레오일포스파티딜 콜린(DOPC), 디올레오일포스파티딜 글리세롤(DOPG), 및 디올레오일포스파티딜 에탄올아민(DOPE)을 포함한다. 이들 물질은 또한 DOTMA와 적절한 비로 혼합될 수 있다. 이들 물질을 사용하여 리포좀을 제조하는 방법은 당해 기술 분야에 잘 공지되어 있다.
미셀은 배열된 계면활성제 분자로 구성됨으로써 이에 따라 이들의 극성 헤드그룹(headgroup)의 외부 구면 껍질(spherical shell)을 형성하지만, 반면 소수성의 탄화수소 쇄는 구체의 중심을 향해 배향되어, 코어를 형성하는 것으로 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 미셀은 충분히 고 농도에서 계면활성제를 함유하는 수용액 중에 형성되어 이에 따라 미셀이 천연적으로 생성된다. 미셀을 형성하는데 유용한 계면활성제는 칼륨 라우레이트, 나트륨 옥탄 설포네이트, 나트륨 데칸 설포네이트, 나트륨 도데칸 설포네이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 도쿠세이트 나트륨 데실트리메틸암모늄 브로마이드, 도데실트리메틸암모늄 브로마이드, 테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드, 테트라데실트리메틸-암모늄 클로라이드, 도데실암모늄 클로라이드, 폴리옥실-8 도데실 에테르, 폴리옥실-12 도데실 에테르, 노녹시놀 10, 및 노녹시놀 30을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
유사하게, 미세구는 현재 기술된 국소 제형으로 포함될 수 있다. 리포좀 및 미셀과 유사하게, 미세구는 필수적으로 본 제형 중 하나 이상의 성분을 봉입한다. 이들은 일반적으로, 그러나 필수적으로는 아닌, 지질 바람직하게는 인지질과 같이 하전된 지질로부터 형성된다. 지질성 미세구의 제조는 당해 기술 분야에 잘 공지되어 있다.
당업자에게 공지되 바와 같이, 다양한 첨가제가 또한 제형 중에 포함될 수 있다. 예를 들면, 비교적 소량의 알코올을 포함하는 용매가 특정의 제형 성분을 용해시키기 위해 사용될 수 있다. 적합한 강화제의 예는 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(Transcutol®로서 시판됨) 및 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르과 같은 에테르; 나트륨 라우레이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 세틸트리메틸암모늄 브로마이드, 벤즈알코늄 클로라이드, Poloxamer®(231, 182, 184), Tween®(20, 40, 60, 80), 및 레시틴(미국 특허 제4,783,450호)과 같은 계면활성제; 에탄올, 프로판올, 옥탄올, 벤질 알코올 등과 같은 알코올; 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트(PEGML; 참조: 예를 들면, 미국 특허 제4,568,343호)와 같은 폴리에틸렌 글리콜 및 이의 에스테르; 우레아, 디메틸아세트아미드(DMA), 디메틸포름아미드(DMF), 2-피롤리돈, 1-메틸-2-피롤리돈, 에탄올아민, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민과 같은 아미드 및 다른 질소성 화합물; 테르펜; 알카논; 및 유기산, 특히 시트르산 및 석신산을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. DMSO 및 C10MSO와 같은 Azone® 및 설폭사이드가 또한 사용될 수 있으나, 덜 바람직하다.
특정한 침투 강화제는 "가소화" 강화제로서 전형적으로 언급된 친지성 보조-강화제(co-enhancer), 즉 분자량이 약 150 내지 1000 달톤이고, 수성 용해도가 약 1 중량% 미만, 바람직하게는 약 0.5 중량% 미만, 및 가장 바람직하게는 약 0.2 중량% 미만인 강화제이다. 가소화 강화제의 힐데브란트 가용성 매개변수(Hildebrand solubility parameter)는 약 2.5 내지 약 10의 범위, 바람직하게는 약 5 내지 약 10의 범위이다. 바람직한 친지성 강화제는 지방 에스테르, 지방 알코올 및 지방 에테르이다. 구체적이며 가장 바람직한 지방산 에스테르의 예는 메틸 라우레이트, 에틸 올리에이트, 프로필렌 글리콜 모노라우레이트, 프로필렌 글리콜 디라우레이트, 글리세롤 모노라우레이트, 글리세롤 모노올리에이트, 이소프로필 n-데카노에이트 및 옥틸도데실 미리스테이트를 포함한다. 예를 들면, 지방 알코올은 스테아릴 알코올 및 올레일 알코올을 포함하는 반면, 지방 에테르는 디올 또는 트리올, 바람직하게는 C2-C4 알칸 디올 또는 트리올이 1개 또는 2개의 지방 에테르 치환체로 치환된 화합물을 포함한다. 추가적인 침투 강화제는 국소 약물 전달의 당해 기술 분야의 당업자에게 공지될 것이고, 및/또는 관련 문헌에서 기술된다. 예를 들면, 문헌(Percutaneous Penetration Enhancers, eds. Smith et al. (CRC Press, Boca Raton, FL, 1995)를 참조하라.
다양한 다른 첨가제는 상기 정의된 것들 외에, 본 발명의 특정한 구현예에 따른 국소 제형 중에 포함될 수 있다. 이들은 항산화제, 수렴제(astringent), 향수, 보존제, 연화제, 안료, 염료, 보습제, 추진제 및 자외선차단제, 및 뿐만 아니라 이의 존재가 화장용으로, 의약적으로 존재하거나 또는 달리는 바람직할 수 있는 다른 부류의 물질을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 특정한 구현예의 제형 중에 혼입시키기 위한 임의의 첨가제의 대표적인 예는 다음과 같다: 소르베이트와 같은 보존제; 이소프로판올 및 프로필렌 글리콜과 같은 용매; 멘톨 및 에탄올과 같은 수렴제; 폴리알킬렌 메틸 글루코시드와 같은 연화제; 글리세린과 같은 보습제; 글리세롤 스테아레이트, PEG-100 스테아레이트, 폴리글리세릴-3 하이드록시라우릴 에테르, 및 폴리소르베이트 60과 같은 유화제; 폴리에틸렌 글리콜과 같은 소르비톨 및 다른 폴리하이드록시알코올; 옥틸 메톡실 신나메이트(Parsol MCX로서 상업적으로 이용가능함) 및 부틸 메톡시 벤조일메탄(상표명 Parsol 1789하에 이용가능함)과 같은 자외선차단제; 아스코르브산(비타민 C), α-토코페롤(비타민 E), β-토코페롤, γ-토코페롤, δ-토코페롤, ε-토코페롤, ζ1-토코페롤, ζ2-토코페롤, η-토코페롤, 및 레티놀(비타민 A)과 같은 항산화제; 에센셜 오일, 세라미드, 필수 지방산, 미네랄 오일, 습윤제 및, 다른 계면활성제, 예를 들면, 바스프(BASF)(뉴저지주 마운트 올리브 소재)로부터 시판되는 친수성 중합체의 PLURONIC® 계열, 식물성 오일(예를 들면, 대두 오일, 팜 오일, 시아 버터의 액체 분획, 해바라기 오일), 동물 오일(예를 들면, 퍼하이드로스쿠알렌), 미네랄 오일, 합성 오일, 실리콘 오일 또는 왁스(예를 들면, 사이클로메티콘 및 디메티콘), 불소화된 오일(일반적으로 퍼플루오로폴리에테르), 지방 알코올(예를 들면, 세틸 알코올), 및 왁스(예를 들면, 비즈왁스, 카르나우바 왁스, 및 파라핀 왁스); 피부-느낌 개질제; 및 팽윤성 점토 및 Carbopol® 상표명하에 상업적으로 수득될 수 있는 가교-결합된 카복시폴리알킬렌과 같은 증점제 및 구조화제(structurant).
다른 첨가제는 예로써, 필로리딘 카복실산 및 아미노산; 2,4,4'-트리클로로-2-하이드록시 디페닐 에테르(트리클로산), 및 벤조산과 같은 유기 항미생물제;; 아세틸살리실산 및 글리시레틴산과 같은 항-염증제; 레티노산과 같은 항-지루제; 니코틴산과 같은 혈관확장제; 코직산(kojic acid)과 같은 멜라닌형성 억제제; 및 이의 혼합물과 같은 제제를 포함한다. 활성 제제에 유리하게 포함된 다른 것들은 예를 들면, α-하이드록시산, α-케토산, 중합체성 하이드록시산, 습윤화제, 콜라겐, 해양 추출물 및 아스코르브산(비타민 C), α-토코페롤(비타민 E) 또는 상기 기술된 것들과 같은 다른 토코페롤과 같은 항산화제, 및 레티놀(비타민 A), 및/또는 적합한 염, 에스테르, 아미드, 또는 이의 다른 유도체가 존재할 수 있다. 추가적인 제제는 예를 들면 WO 94/00098 및 WO 94/00109에 기술된 바와 같이, 살아 있는 조직 내에 산소 공급을 개선시킬 수 있는 것들을 포함한다. 자외선차단제가 또한 포함될 수 있다.
본 발명의 특정한 구현예의 제형은 유백체(opacifier), 향수, 착색제, 겔화제, 증점제, 안정화제, 계면활성제 등과 같은 통상의 첨가제를 포함할 수 있다. 항미생물제와 같은 다른 제제가 또한 첨가되어 저장시 부패를 방지, 즉, 효모 및 곰팡이와 같은 미생물의 성장을 억제할 수 있다. 적합한 항미생물제는 전형적으로 p-하이드록시벤조산(예를 들면, 메틸 및 프로필 파라벤), 나트륨 벤조에이트, 소르브산, 이미두레아(imidurea), 및 이의 조합물 중에서 선택된다.
국소 제형은 또한 BT 화합물 이외에, (예를 들면 본 명세서에 제공된 실질적으로 균질한 미립자로서 및 임의로 본 명세서에 기술된 바와 같은 하나 이상의 상승작용 항생제와 조합된) 투여 또는 결합의 특정한 방식에 적합한 하나 이상의 추가적인 활성 제제의 유효량을 함유할 수 있다.
약리학적으로 허용가능한 담체는 또한 특정의 본 구현예의 국소 제형 내에 포함 될 수 있으며, 이는 당해 기술 분야에 통상적으로 사용되는 임의의 담체일 수 있다. 예에는 물, 저급 알코올, 고급 알코올, 벌꿀, 다가 알코올, 단당류, 이당류, 다당류, 당 알콜, 예를 들면, 글리콜(2-탄소), 글리세롤(3-탄소), 에리트리톨 및 트레이톨(4-탄소), 아라비톨, 크실리톨 및 리비톨(5-탄소), 만니톨, 소르비톨, 둘시톨 및 이디톨(6-탄소), 이소말톨, 말티톨, 락티톨, 및 폴리글리시톨, 탄화수소 오일, 지방 및 오일, 왁스, 지방산, 실리콘 오일, 비이온성 계면활성제, 이온성 계면활성제, 실리콘 계면활성제, 및 이러한 담체의 수-계 혼합물 및 유액-계 혼합물을 포함한다.
본 발명의 구현예의 국소 제형은 목적하는 결과를 달성하기에 필요한 빈도와 양으로, 치료를 필요로 하는 천연(예를 들면, 인간을 포함하는, 식물 또는 동물) 또는 인공(예를 들면, 제조 물품) 표면 어느 곳에나 주기적으로 적용될 수 있다. 특정한 구현예에서, 치료의 빈도는 적용의 성질, 활성 성분(예를 들면, BT 화합물 및 선택적으로 하나 이상의 활성 성분, 예를 들면 아미카신 또는 다른 항생제와 같은 항생제)의 강도, 활성 성분의 전달을 위해 사용된 비히클의 유효성, 및 환경적 인자(예를 들면, 다른 물질 또는 대상체와 물리적 접촉, 침전, 바람, 온도)에 의해 제거된 처방(formula)의 용이성에 의존할 것이다.
본 명세서에 기술된 조성물 중에 BT 화합물과 같은 활성 물질의 전형적인 농도는 예를 들면, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.001 내지 30 중량%으로부터 약 0.01 내지 5.0 중량%, 및 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 2.0 중량%까지의 범위일 수 있다. 하나의 대표적인 예로서, 본 발명의 이들 구현예의 조성물은 천연 또는 인공 표면에 약 1.0 mg/cm2 내지 피부의 약 20.0 mg/cm2와 동일한 비율로 적용될 수 있다. 국소 제형의 대표적인 예는 에어로졸, 알코올, 무수 기재, 수성 용액, 크림, 유제(유-중-수 또는 수-중-유 유제), 지방, 폼(foam), 겔, 하이드로-알코올 용액, 리포좀, 로션, 미세유제, 연고, 오일, 유기 용매, 폴리올, 중합체, 분말, 염, 실리콘 유도체, 및 왁스를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 국소 제형은 예를 들면, 킬레이트제, 조건화제, 연화제, 부형제, 습윤제, 보호제, 증점제, 또는 UV 흡수제를 포함할 수 있다. 당업자는 열거된 것들 외에 제형이 본 발명의 구현에에서 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
킬레이트제는 특정한 제형에 선택적으로 포함될 수 있으며, Ca2 +, Mn2 +, 또는 Mg2+와 같은 2가 양이온 금속에 결합하는 능력을 가진 임의의 천연 또는 합성 화학물질로부터 선택될 수 있다. 킬레이트제의 예는 EDTA, 이나트륨 EDTA, EGTA, 시트르산, 및 디카복실산을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
조건화제가 또한 국소 제형 속에 선택적으로 포함될 수 있다. 조건화제의 예는 아세틸 시스테인, N-아세틸 디클로로스핑고신, 아크릴레이트/베헤닐 아크릴레이트/디메티콘 아크릴레이트 공중합체, 아데노신, 아데노신 사이클릭 포스페이트, 아데노신 포스페이트, 아데노신 트리포스페이트, 알라닌, 알부멘, 조류 추출물, 알란토인 및 유도체, 알로에 바르바덴시스 추출물, 알루미늄 PCA, 아밀로글루코시다제, 아르부틴, 아르기닌, 아줄렌, 브로멜라인, 버터밀크 분말, 부틸렌 글리콜, 카페인, 칼슘 글루코네이트, 캡사이신, 카르보시스테인, 카르노신, 베타-카로텐, 카제인, 카탈라제, 세팔린, 세라미드, 차모밀라 레쿠티타(chamomilla recutits(마트리카리아(matricaria)) 꽃 추출물, 콜레칼시페롤, 콜레스테릴 에스테르, 코코-베타인, 코엔자임 A, 개질된 옥수수 전분, 결정, 사이클로에톡시메티콘, 시스테인 DNA, 시토크롬 C, 다루토시드, 덱스트란 설페이트, 디메티콘 코폴리올, 디메틸실라놀 하이알루로네이트, DNA, 엘라스틴, 엘라스틴 아미노산, 상피 성장 인자, 에르고칼시페롤, 에르고스테롤, 에틸헥실 PCA, 피브로넥틴, 엽산, 젤라틴, 글리아딘, 베타-글루칸, 글루코즈, 글리신, 글리코겐, 당지질, 당단백질, 글리코사미노겐글리칸, 글리코스핑고리피드, 서양고추냉이 퍼옥시다제, 수소화된 단백질, 가수분해된 단백질, 조조바 오일, 케라틴, 케라틴 아미노산, 및 키네틴, 락토페린, 라노스테롤, 라우릴 PCA, 레시틴, 리놀레산, 리놀렌산, 리파제, 라이신, 라이소자임, 맥아 추출물, 말토덱스트린, 멜라닌, 메티오닌, 미네랄 염, 니아신, 니아신아미드, 귀리 아미노산, 오리자놀, 팔미토일 가수분해된 단백질, 판크레아틴, 파파인, PEG, 펩신, 인지질, 파이토스테롤, 태반 효소, 태반 지질, 피리독살 5-포스페이트, 퀘르세틴, 레조르시놀 아세테이트, 리보플라빈, RNA, 사카로마이세스 분해물 추출물, 실크 아미노산, 스핑고지질, 스테아르아미도프로필 베타인, 스테아릴 팔미테이트, 토코페롤, 토코페릴 아세테이트, 토코페릴 리놀레이트, 유비퀴논, 비티스 비니페라(포도)씨 오일, 밀 아미노산, 잔탄 검 및 아연 글루코네이트를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기에 열거된 것들 외에 조건화제는 당업자에게 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 제공된 기재된 조성물 또는 제제와 조합될 수 있다.
특정한 구현예에서, 본 명세서에 기술된 제형은 또한 하나 이상의 연화제를 선택적으로 포함할 수 있으며, 이의 예는 아세틸화된 라놀린, 아세틸화된 라놀린 알코올, 아크릴레이트/C10 -30 알킬 아크릴레이트 교차중합체, 아크릴레이트 공중합체, 알라닌, 조류 추출물, 알로에 바르바덴시스 추출물 또는 겔, 알테아 오피시날리스(althea officinalis) 추출물, 알루미늄 전분 옥테닐석시네이트, 알루미늄 스테아레이트, 살구(프루누스 아르메니아카(prunus armeniaca)) 씨알맹이 오일, 아르기닌, 아르기닌 아스파르테이트, 아르니카 몬타나(arnica montana) 추출물, 아스코르브산, 아스코르빌 팔미테이트, 아스파르트산, 아보카도((퍼세아 그라티씨마(persea gratissima)) 오일, 황산바륨, 배리어(barrier) 스핑고지질, 부틸 알코올, 비즈왁스, 베헤닐 알코올, 베타-시토스테롤, BHT, 자작나무(베툴라 알바(betula alba)) 껍질 추출물, 서양지치(보라고 오피시날리스(borago officinalis)) 추출물, 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 부처브룸(butcherbroom)(루스쿠스 아쿨레아투스(ruscus aculeatus)) 추출물, 부틸렌 글리콜, 칼렌둘라 오피시날리스 추출물, 칼렌둘라 오피시날리스 오일, 칸델릴라(유포르비아 세리페라(euphorbia cerifera)) 왁스, 카놀라 오일, 카프릴릭/카프릭 트리글리세라이드, 카르다몬(엘레타리아 카르다모뮴(elettaria cardamomum)) 오일, 카르나우바(코페르니시아 세리페라(copernicia cerifera)) 왁스, 카라게난(콘드루스 크리스푸스(chondrus crispus)), 당근(다우쿠스 카로타 사티바(daucus carota sativa)) 오일, 피마자(리시누스 콤무니스(ricinus communis)) 오일, 세라미드, 세레신, 세테아레쓰-5, 세테아레쓰-12, 세테아레쓰-20, 세테아릴 옥타노에이트, 세테쓰-20, 세테쓰-24, 세틸 아세테이트, 세틸 옥타노에이트, 세틸 팔미테이트, 카모마일(안테미스 노빌리스(anthemis nobilis)) 오일, 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르, 콜레스테릴 하이드록시스테아레이트, 시트르산, 클라리(살비아 스클라레아(salvia sclarea)) 오일, 코코아(테오브로마 카카오(theobroma cacao)) 버터, 코코-카프릴레이트/카프레이트, 코코넛(코코스 누시페라(cocos nucifera)) 오일, 콜라겐 아미노산, 옥수수(제아 메이스(zea mays)) 오일, 지방산, 데실 올리에이트, 덱스트린, 디아졸리디닐 우레아, 디메티콘 코폴리올, 디메티코놀, 디옥틸 아디페이트, 디옥틸 석시네이트, 디펜타에리트리틸 헥사카플릴레이트/헥사카프레이트, DMDM 하이단토인, DNA, 에리트리톨, 에톡시디글리콜, 에틸 리놀리에이트, 유칼립투스 글로불루스(eucalyptus globulus) 오일, 달맞이꽃(오에노테라 비엔니스(oenothera biennis)) 오일, 지방산, 트럭토즈, 젤라틴, 게라니움 마큘라툼 오일, 글루코사민, 글루코즈 글루타메이트, 글루탐산, 글리세레쓰-26, 글리세린, 글리세롤, 글리세릴 디스테아레이트, 글리세릴 하이드록시스테아레이트, 글리세릴 라우레이트, 글리세릴 리놀리에이트, 글리세릴 미리스테이트, 글리세릴 올리에이트, 글리세릴 스테아레이트, 글리세릴 스테아레이트 SE, 글리신, 글리콜 스테아레이트, 글리콜 스테아레이트 SE, 글리코사미노글리칸, 포도(비티스 비니페라(vitis vinifera)) 종자 오일, 개암나무(코릴루스 아메리카나(corylus americana)) 견과 오일, 서양(용) 개암나무(코릴루스 아벨라나(corylus avellana)) 견과 오일, 헥실렌 글리콜, 벌꿀, 하이알루론산, 홍화(카르타무스 틴크토리우스(carthamus tinctorius)) 오일, 수소화된 피마자 오일, 수소화된 코코-글리세라이드, 수소화된 코코넛 오일, 수소화된 라놀린, 수소화된 레시틴, 수소화된 팜 글리세라이드, 수소화된 팜 씨알맹이 오일, 수소화된 대두 오일, 수소화된 수지 글리세라이드, 수소화된 식물성 오일, 가수분해된 콜라겐, 가수분해된 엘라스틴, 가수분해된 글리코사미노글리칸, 가수분해된 케라틴, 가수분해된 대두 단백질, 하이드록실화된 라놀린, 하이드록시프롤린, 이미다졸리디닐 우레아, 요오도프로피닐 부틸카르바메이트, 이소세틸 스테아레이트, 이소세틸 스테아로일 스테아레이트, 이소데실 올리에이트, 이소프로필 이소스테아레이트, 이소프로필 라놀레이트, 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트, 이소프로필 스테아레이트, 이소스테아라미드 DEA, 이소스테아르산, 이소스테아릴 락테이트, 이소스테아릴 네오펜타노에이트, 자스민(자스미늄 오피시날레(jasminum officinale)) 오일, 조조바(북서스 키넨시스(buxus chinensis)) 오일, 켈프(kelp), 쿠쿠이(kukui)(알레우리테스 몰루카나(aleurites moluccana)) 견과 오일, 락타마이드 MEA, 라네쓰-16, 라네쓰-10 아세테이트, 라놀린, 라놀린산, 라놀린 알코올, 라놀린 오일, 라놀린 왁스, 라벤더(라반둘라 안구스티폴리아(lavandula angustifolia)) 오일, 레시틴, 레몬(시트러스 메디카 리모늄(citrus medica limonum)) 오일, 레놀레산, 리놀렌산, 마카다미아 테르니폴리아(macadamia ternifolia) 견과 오일, 스테아르산마그네슘, 황산마그네슘, 말티톨, 마트리카리아(카모밀라 레쿠티타(chamomilla recutita)) 오일, 메틸 글루코즈 세퀴스테아레이트, 메틸실라놀 PCA, 미세결정성 왁스, 미네랄 오일, 밍크 오일, 모르티에렐라 오일, 미리스틸 락테이트, 미리스틸 미리스테이트, 미리스틸 프로피오네이트, 네오펜틸 글리콜 디카프릴레이트/디카프레이트, 옥틸도데카놀, 옥틸도데실 미리스테이트, 옥틸도데실 스테아로일 스테아레이트, 옥틸 하이드록시스테아레이트, 옥틸 팔미테이트, 옥틸 살리실레이트, 옥틸 스테아레이트, 올레산, 올리브(올레아 유로파에아(olea europaea)) 오일, 오렌지(시트루스 아우란티움 둘시스(citrus aurantium dulcis)) 오일, 팜(엘라에이스 귀넨시스(elaeis guineensis)) 오일, 팔미트산, 판테틴, 판테놀, 판테닐 에틸 에테르, 파라핀, PCA, 복숭아(프루누스 페르시카(prunus persica)) 씨알맹이 오일, 땅콩(아라키스 하이포가에아(arachis hypogaea)) 오일, PEG-8 C12 18 에스테르, PEG-15 코카민, PEG-150 디스테아레이트, PEG-60 글리세릴 이소스테아레이트, PEG-5 글리세릴 스테아레이트, PEG-30 글리세릴 스테아레이트, PEG-7 수소화된 피마자 오일, PEG-40 수소화된 피마자 오일, PEG-60 수소화된 피마자 오일, PEG-20 메틸 글루코즈 세스퀴스테아레이트, PEG-40 소르비탄 퍼올리에이트, PEG-5 대두 스테롤, PEG-10 대두 스테롤, PEG-2 스테아레이트, PEG-8 스테아레이트, PEG-20 스테아레이트, PEG-32 스테아레이트, PEG-40 스테아레이트, PEG-50 스테아레이트, PEG-100 스테아레이트, PEG-150 스테아레이트, 펜타데카락톤, 페퍼민트(멘타 피페리타(mentha piperita)) 오일, 석유, 인지질, 폴리아민 당 축합물, 폴리글리세릴-3 디이소스테아레이트, 폴리퀀터늄-24, 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 60, 폴리소르베이트 80, 폴리소르베이트 85, 칼륨 미리스테이트, 칼륨 팔미테이트, 칼륨 소르베이트, 칼륨 스테아레이트, 프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 디카프릴레이트/디카프레이트, 프로필렌 글리콜 디옥타노에이트, 프로필렌 글리콜 디펠라르고네이트, 프로필렌 글리콜 라우레이트, 프로필렌 글리콜 스테아레이트, 프로필렌 글리콜 스테아레이트 SE, PVP, 피리독신 디팔미테이트, 쿼터늄-15, 쿼터늄-18 헥토라이트, 쿼터늄-22, 레티놀, 레티닐 팔미테이트, 벼(오리자 살티바((oryza sativa)) 겨 오일(barn oil), RNA, 로즈마리(로즈마리누스 오피시날리스(rosmarinus officinalis)) 오일, 장미 오일, 홍화(카르타무스 닌크토리우스(carthamus tinctorius)) 오일, 세이지(살비아 오피시날리스(salvia officinalis)) 오일, 살리실산, 백단유(산탈룸 알붐(santalum album)) 오일, 세린, 혈청 단백질, 참깨(세사뭄 인디쿰(sesamum indicum)) 오일, 시어버터(부티로스퍼뭄 파르키(butyrospermum parkii)), 실크 분말, 나트륨 콘드로이틴 설페이트, 나트륨 DNA, 나트륨 하이알루로네이트, 락트산나트륨, 나트륨 팔미테이트, 나트륨 PCA, 나트륨 폴리글루타메이트, 스테아르산나트륨, 가용성 콜라겐, 소르브산, 소르비탄 라우레이트, 소르비탄 올리이에트, 소르비탄 팔미테이트, 소르비탄 세스퀴놀레에이트, 소르비탄 스테아레이트, 소르비톨, 대두(글리신 소야(glycine soja)) 오일, 스핑고지질, 스쿠알란, 스쿠알렌, 스테아라미드 MEA-스테아레이트, 스테아르산, 스테아록시 디메티콘, 스테아록시트리메틸실란, 스테아릴 알코올, 스테아릴 글리시레티네이트, 스테아릴 헵타노에이트, 스테아릴 스테아레이트, 해바라기(헬리안투스 안누우스(helianthus annuus)) 종자 오일, 감편도(프루누스 아미그달루스 둘시스(prunus amygdalus dulcis)) 오일, 합성 비즈왁스, 토코페롤, 토코페릴 아세테이트, 토코페릴 리놀리에이트, 트리베헤닌, 트리데실 네오펜타노에이트, 트리데실 스테아레이트, 트리에탄올아민, 트리스테아린, 우레아, 식물성 오일, 물, 왁스, 밀(트리티쿰 불가레(triticum vulgare)) 싹 오일, 및 일랑 일랑(ylang ylang)(카난가 오도라타(cananga odorata)) 오일을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
계면활성제가 또한 본 명세서에서 고려된 특정한 제형에 포함될 수 있으며 양이온성, 음이온성, 쯔비터이온성, 또는 비-이온성 계면활성제, 또는 이의 혼합물과 같은 화장 조성물에 사용하기에 적합한 어떠한 천연 또는 합성 계면활성제 중에서 선택될 수 있다(Rosen, M., "Surfactants and Interfacial Phenomena," Second Edition, John Wiley & Sons, New York, 1988, Chapter 1, pages 4 31 참조). 양이온성 계면활성제의 예는 DMDAO 또는 다른 아민 산화물, 장쇄 1급 아민, 디아민 및 폴리아민 및 이들의 염, 4급 암모늄 염, 폴리옥시에틸렌화된 장쇄 아민, 및 4급화된 폴리옥시에틸렌화된 장쇄 아민을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 음이온성 계면활성제의 예는 SDS; 카복실산의 염(예를 들면, 비누); 설폰산의 염, 설푸르산의 염, 인산 및 폴리인산 에스테르; 알킬포스페이트; 모노알킬 포스페이트(MAP); 및 퍼플루오로카복실산의 염을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 쯔비터이온성 계면활성제의 예는 코모아미도프로필 하이드록시설타인(CAPHS) 및, pH-민감성이고 제형의 적절한 pH를 설계하는데 있어서 특별한 주의를 필요로 하는 기타의 것들(즉, 알킬아미노프로피온산, 이미다졸린 카복실레이트 및 베타인) 또는 pH-민감성이 아닌 것들(예를 들면, 설포베타인, 설타인)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 비-이온성 계면활성제의 예는 알킬페놀 에톡실레이트, 알코올 에톡실레이트, 폴리옥시에틸렌화된 폴리옥시프로필렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌화된 머캅탄, 장쇄 카복실산 에스테르, 알코놀아미드, 3급 아세틸레닉 글리콜, 폴리옥시에틸렌화된 실리콘, N-알킬피롤리돈, 및 알킬폴리글리코시다제를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 습윤제, 미네랄 오일 또는 비-이온성 세제 또는, PLURONICS® 계열[제조원: 바스프(BASF), 뉴저지주 마운트 올리브 소재)의 하나 이상의 구성원과 같은 제제와 같은 다른 계면활성제가 또한 예를 들면 및 비-제한적 이론에 따라 미립자 현탁액내 BT 미립자의 응집을 방지하기 위해 포함될 수 있다. 계면활성제의 임의의 조합도 허용가능하다. 특정한 구현예는 적어도 하나의 음이온성 및 하나의 양이온성 계면활성제, 또는 혼화성인, 즉, 혼합시 눈에 띄게 침전되는 복합체를 형성하지 않는, 적어도 하나의 양이온성 및 하나의 쯔비터이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.
특정의 국소 제형 내에 또한 존재할 수 있는 증점제의 예는 아크릴아미드 공중합체, 아가로즈, 아밀로펙틴, 벤토나이트, 칼슘 알기네이트, 칼슘 카복시메틸 셀룰로즈, 카르보머, 카복시메틸 키틴, 셀룰로즈 검, 덱스트린, 젤라틴, 수소화된 수지, 하이드록시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필셀룰로즈, 하이드록시프로필 전분, 마그네슘 알기네이트, 메틸셀룰로즈, 미세결정성 셀룰로즈, 펙틴, 각종 PEG, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리비닐 알코올, 각종 PPG, 아크릴산나트륨 공중합체, 나트륨 카라기난, 잔탄 검, 및 효모 베타 글루칸을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 열거된 것들 외의 증점제를 또한 본 발명의 구현예에서 사용할 수 있다.
본 명세서에 고려된 특정한 구현예에 따라서, BT 제형은 하나 이상의 자외선차단제 또는 UV 흡수제를 포함할 수 있다. 자외선-(UVA 및 UVB) 흡수 특성이 요구되는 경우, 이러한 제제는 예를 들면, 벤조페논, 벤조페논-1, 벤조페논-2, 벤조페논-3, 벤조페논-4, 벤조페논-5, 벤조페논-6, 벤조페논-7, 벤조페논-8, 벤조페논-9, 벤조페논-10, 벤조페논-11, 벤조페논-12, 벤질 살리실레이트, 부틸 PABA, 신나메이트 에스테르, 시녹세이트, DEA-메톡시신나메이트, 디이소프로필 메틸 신나메이트, 에틸 디하이드록시프로필 PABA, 에틸 디이소프로필신나메이트, 에틸 메톡시신나메이트, 에틸 PABA, 에틸 우로카네이트, 글리세릴 옥타노에이트 디메톡시신나메이트, 글리세릴 PABA, 글리콜 살리실레이트, 호모살레이트, 이소아밀 p-메톡시신나메이트, 티타늄, 아연, 지르코늄, 규소, 망간 및 세륨의 산화물, PABA, PABA 에스테르, 파르솔(Parsol) 1789, 및 이소프로필벤질 살리실레이트, 및 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 당업자는 열거된 것들 이외에 자외선차단 및 UV 흡수 또는 보호제가 본 발명의 특정한 구현예에서 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에 기재된 BT 제형은 약 2.5 내지 약 10.0 사이의 pH 값에서 전형적으로 효과적이다. 바람직하게는, 조성물의 pH는 다음 pH 범위 또는 근처이다:약 pH 5.5 내지 약 pH 8.5, 약 pH 5 내지 약 pH 10, 약 pH 5 내지 약 pH 9, 약 pH 5 내지 약 pH 8, 약 pH 3 내지 약 pH 10, 약 pH 3 내지 약 pH 9, 약 pH 3 내지 약 pH 8, 및 약 pH 3 내지 약 pH 8.5. 가장 바람직하게는, pH는 약 pH 7 내지 약 pH 8이다. 당업자는 본 발명의 조성물에 적절한 pH 조절 성분을 첨가하여 pH를 허용가능한 범위로 조절할 수 있다. "약" 규정된 pH는 당업자에게 주어진 임의의 시간에서 실제 측정된 pH가 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2 또는 0.1 pH 단위 이하의 규정된 값 미만 또는 초과일 수 있는 제형을 포함함을 이해할 것이며, 여기서 제형 조성 및 저장 조건은 원래의 값으로부터 pH를 이동시켜 생성될 수 있음을 인식한다.
크림, 로션, 겔, 연고, 페이스트 등은 영향받은 표면 상에 분산되거나 이에 온건하게 문질러질 수 있다. 용액은 동일한 방식으로 적용될 수 있지만, 보다 전형적으로 점적기, 면봉 등으로 적용될 것이며, 영향받은 부위에 주의 깊게 적용될 것이다. 적용 요법은 감염의 중증도 및 초기 치료에 대한 이의 반응성과 같은, 용이하게 측정될 수 있는 다수의 인자에 의존할 것이다. 일반적으로 진행기준으로 1일당 하나 이상의 적용을 포함할 것이다. 당업자는 투여될 제형의 최적량, 투여 방법 및 반복률을 용이하게 측정할 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 이들 및 관련된 구현예의 제형은 매주 1회 또는 2회 이상에서 매일 1회, 2회, 3회, 4회 이상까지의 범위로 적용될 것이다.
상기에 또한 논의된 바와 같이, 본 명세서에 유용한 BT 제형은 따라서 또한 자체로는 조성물을 제공받는 대상체(예를 들면, 식물 또는 인간을 포함하는 동물) 또는 제조 물품에 유해하지 않으면서 과도한 독성없이 투여될 수 있는 임의의 제제를 포함하는, 임의의 적합한 희석제 또는 부형제를 포함하는 허용가능한 담체를 함유할 수 있다. 허용가능한 담체는 물, 염수, 글리세롤 및 에탄올 등과 같은 액체를 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 또한 점도 강화제(예를 들면, 발삼 전나무 수지), 또는 콜로이디온 또는 니트로셀룰로즈 용액과 같은 필름-형성제를 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용가능한 담체, 희석제 및 다른 부형제의 심도깊은 논의는 문헌(REMINGTON'S PHARMACEUTICAL SCIENCES (Mack Pub. Co., N.J. current edition))에 나타나 있다.
BT 제형은 BT 화합물에 결합하는 제제를 포함할 수 있으며, 이에 따라 대상체 또는 제조 물품 상에 목적하는 부위로 이를 전달하거나 목적 부위에서 이를 유지시키는 것을 보조한다. 이 용량에서 작용할 수 있는 적합한 제제는 사이클로덱스트린과 같은 격자모양(clathrating) 제제를 포함하며, 다른 제제는 단백질 또는 리포좀을 포함할 수 있다.
유효량으로 투여, 적용 또는 포함되는 BT 제형은 전달 부위의 본질(적절한 경우), 사용된 특정한 BT 화합물의 활성(아미노글리코시드 항생제, 예를 들면 아미카신 같은 항생제의 형성의 포함 또는 부재를 포함함); 대사 안정성 및 화합물의 작용 길이; 대상체(인간을 포함하는, 식물 또는 동물)또는 제조 물품의 상태; 투여의 방식 및 시간; 대상체 또는 물품에 의해 일어난 활동의 일반적인 과정에서 BT 화합물의 손실률; 및 다른 인자를 포함하는 다양한 인자에 의존하여 다양할 것이다. 일반적으로, 치료학적 유효 1일 투여량은 (70kg의 포유동물의 경우) 약 0.001 mg/kg(즉, 0.07 mg) 내지 약 100 mg/kg (즉, 7.0 g)이며; 바람직하게는 치료학적 유효 투여량은 (70 kg의 포유동물의 경우) 약 0.01 mg/kg(즉, 7 mg) 내지 약 50 mg/kg(즉, 3.5 g)이고; 보다 바람직하게는 치료학적 투여량은 (70 kg의 포유동물의 경우) 약 1 mg/kg(즉, 70 mg) 내지 약 25 mg/kg(즉, 1.75 g)이다. 식물을 위한 유효 투여량은 약 10, 20, 50 또는 75 퍼센트 또는 그 이상 더 낮을 것으로 예상될 수 있다.
본 명세서에 제공된 유효 투여량의 범위는 바람직한 투여량 범위를 한정하여 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 그러나, 가장 바람직한 투여량은 당업자가 이해하고 측정가능한 바와 같이, 개개 대상체에 따라 조절될 것이다(예를 들면, Berkow et al., eds., The Merck Manual, 16th edition, Merck and Co., Rahway, N.J., 1992; Goodman et al., eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th edition, Pergamon Press, Inc., Elmsford, N.Y., (2001); Avery's Drug Treatment: Principles and Practice of Clinical Pharmacology and Therapeutics, 3rd edition, ADIS Press, Ltd., Williams and Wilkins, Baltimore, MD. (1987); Ebadi, Pharmacology, Little, Brown and Co., Boston, (1985); Osolci al., eds., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th edition, Mack Publishing Co., Easton, PA (1990); Katzung, Basic and Clinical Pharmacology, Appleton and Lange, Norwalk, CT (1992) 참조).
각각의 치료에 필요한 총 투여량은 목적하는 경우, 다중 투여량 또는 단일 투여량으로 1일에 걸쳐 투여될 수 있다. 특정한 바람직한 구현예는 1일 당, 1주 당, 10일 당, 14일 당 또는 더 긴 기간 당의 BT 제형의 단일 적용을 고려한다. 일반적으로, 및 별개의 구현예에서 치료는 화합물의 최적 투여량 미만인, 보다 적은 투여량으로 개시될 수 있다. 이후에, 투여량은 상황하에서 최적 효과가 달성될 때까지 소량 증가시켜 증가시킨다.
식물 및 농업 제품의 보호를 위한 비스무트- 티올
특정한 본 명세서에 기재된 구현예는 병충해를 감소시키고 제품 수명을 증가시키기 위한, 생물막을 포함하는 미생물 감염 및 체내침입으로부터 식물 및 꽃을 보호하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
상기 요약된 것들을 포함하는, 본 명세서에 기술된 특정한 구현예에 따르면, (i) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방, (ii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제, (iii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제, 및 (iv) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제의 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안 비스무트-티올(BT) 조성물의 유효량과 식물을 접촉시키는 단계를 포함하는, 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 대하여 식물을 보호하는 방법을 제공하며, 이때 상기 BT 조성물은 BT 화합물을 포함하는 미립자의 실질적으로 단분산인 현탁액을 포함하고, 상기 미립자는 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 부피 평균 직경을 가진다.
특정한 구현예에서, 세균성 병원체는 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora) 세포를 포함하고 특정한 구현예에서 세균성 병원체는 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora), 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 . 디에펜바키아(Xanthomonas campestris pv dieffenbachiae), 슈도모나스 시린개(Pseudomonas syringae), 자이렐라 파스티디오사 ( Xylella fastidiosa); 자일로피루스 암페리누스( Xylophylus ampelinus); 모닐리니아 프럭티콜라(Monilinia fructicola), 판토에아 스테와티 아종 스테와티(Pantoea stewartii subsp. Stewartii), 랄스토니아 솔라나세아룸( Ralstonia solanacearum ) 및 클라비박터 미시가넨시 아종 스페도니쿠스( Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 특정한 구현예에서, 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타내고 특정한 다른 구현예에서, 세균성 병원체는 스트렙토마이신 내성을 나타낸다. 특정한 구현예에서 식물은 식량 작물이며, 특정한 추가적인 구현예에서 식물은 과수(fruit tree)이며, 특정한 더욱 추가적인 구현예에서 과수는 사과 나무, 배 나무, 복숭아 나무, 천도 복숭아(nectarine) 나무, 자두 나무, 또는 살구 나무로부터 선택된다. 특정한 구현예에서 식량 작물 식물은 무사( Musa ) 속의 바나나 나무이다. 특정한 다른 구현예에서, 상기 식량 작물은 괴경 식물, 콩과 식물, 및 곡류 식물로부터 선택된다. 특정한 추가적인 구현예에서 괴경 식물은 솔라눔 투베로숨(Solanum tuberosum )(감자), 이포모에아 바타타스(Ipomoea batatas)(고구마)로부터 선택된다.
특정한 구현예에서, 접촉 단계는 1회 또는 다수회 수행된다. 특정한 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물에 대한 분무, 침지, 코팅 및 페인팅 중 하나를 포함한다. 특정한 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물의 개화기, 그린 팁(green-tip) 또는 성장 부위에서, 또는 뿌리, 구근, 줄기, 잎, 가지, 덩굴, 기는 줄기(runner), 눈(bud), 꽃 또는 이의 부분, 그린팁, 열매, 씨, 씨 꼬투리, 등과 같은 다른 식물 부분 상에, 부분에서 또는 부분 내에서 수행된다. 특정한 구현예에서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물의 제1 개화기의 24, 48, 또는 72 시간 이내에 수행된다. 특정한 구현예에서, BT 조성물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로부터 선택된 하나 이상의 BT 화합물을 포함한다. 특정한 구현예에서, 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타낸다.
상기 기술된 방법의 특정한 구현예에서, 방법은 식물을 상승작용(synergizing) 또는 강화작용(enhancing) 항생제와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 BT 조성물과 식물을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계를 추가로 포함한다. 특정한 추가적인 구현예에서, 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 페니실린-내성 항생제 및 아미노페니실린 항생제로부터 선택된다. 특정한 구현예에서, 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미카신, 젠타마이신, 아베카신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸미신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제이다.
다른 구현예에서, 하기 단계를 포함하는 항생제-내성 세균성 식물 병원체가 존재하는 식물 내에 또는 상에 식물에서 항생제 내성을 극복하는 방법을 제공하며, (a) 하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안 BT 조성물의 유효량과 식물을 접촉시키는 단계: (i) 항생제-내성 세균성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방; (ii) 항생제-내성 세균성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제; (iii) 항생제-내성 세균성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및 (iv) 항생제-내성 세균성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제; 이때, 상기 BT 조성물은 BT 화합물을 포함하는 미립자의 실질적으로 단분산인 현탁액을 포함하고, 상기 미립자는 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐; 및 (b) 식물을 상승작용 또는 강화작용 항생제와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 식물을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계를 포함한다.
비스무트 티올 - ( BT ) 기반 방부제
상기에 또한 강조된 바와 같이, 항미생물성(예를 들면, 항세균성, 항바이러스성, 항진균성) 및 특히 항세균성 특성을 갖는 다수의 천연 제품(예를 들면, 항생제) 및 합성 화학물질이 당해 기술 분야에 공지되어 있으며, 화학 구조 및 항미생물 효과, 예를 들면, 미생물을 사멸시키는 능력(살세균 특성과 같은 "살균(cidal)" 효과), 미생물 성장을 중단시키거나 손상시키는 능력(정균 특성과 같은 "정적(static)" 효과) 또는 부위를 집락화시키거나 또는 감염시키는 것, 엑소다당류(exopolysaccharide)의 세균 분비 및/또는 플랑크톤으로부터 생물막 집단으로의 전환 또는 생물막 형성의 확장과 같은 미생물 기능을 방해하는 능력에 의해 적어도 부분적으로 특징화된다. 예를 들면, 살세균 효능 또는 정균 효능, 효과적인 농도, 및 숙주 조직에 대한 독성 위험을 포함하는 이러한 조성물의 선택 및 사용에 영향을 미치는 인자를 포함하는, 항생제, 소독제, 방부제 등(비스무트-티올 또는 BT 화합물 포함)이 상기 본 명세서 및 예를 들면, 미국 특허 제 6,582,719호에 논의되어 있다.
비스무트 티올(BT), 및 비스무트에 대해 치환된 상이한 V족 금속(예를 들면, 비소, 안티몬)을 갖는 관련된 티올 화합물이 상기 논의된다. 또한 본 명세서에 논의되는 것은 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 용적 평균 직경을 갖는 이로운 미립자성 BT 조성물 미립자에 관한 조성물 및 방법이다. 따라서 특정한 예시적인 구현예는 식물에서 감염 및 생물막을 치료 또는 방지하기 위한 항생물막을 포함하는 본 명세서에 기술된 항미생물제의 사용에 관한 것이며, 상기 제제는 전형적으로 중량당 0.0001% 및 0.001%인 농도에서 하나 이상의 미립자 비스무트 티올을 함유하는 조성물 내에 바람직하게는, 알칼리 형태로 존재한다. 조성물은 BT 및 하나 이상의 담체 또는 부형제을 포함할 수 있으며, 및/또는 다른 호환되는 살균제(germicide)와 같은 다른 성분을 추가로 포함할 수 있으며, 특정한 바람직한 구현예에서 본 명세서에 기술된 바와 같은 상승작용 또는 강화작용 항생제를 포함한다.
특정한 고려되지만 비-제한적인 구현예 내에서 보호될 표적 작물은 예를 들면, 다음 종의 식물을 포함한다: 곡류(예를 들면, 밀, 보리, 호밀, 귀리, 쌀, 수수 및 관련된 작물), 비트(예를 들면, 사탕 비트 및 사료용 비트), 이과(pome), 핵과(drupe) 및 씨 없는 작은 과일(예를 들면, 사과, 배, 자두, 복숭아, 감복숭아, 체리, 딸기, 라즈베리 및 블랙베리), 콩과 식물(예를 들면, 콩, 편두, 완두콩, 대두), 유지 식물(예를 들면, 평지씨, 겨자, 양귀비, 올리브, 해바라기, 코코넛, 피마자유 식물, 코코아 콩, 땅콩), 오이 식물(예를 들면, 오이, 호박, 멜론), 섬유 식물(예를 들면, 면, 아마, 대마, 황마), 감귤류 과일(예를 들면, 오렌지, 레몬, 자몽, 만다린), 채소(예를 들면, 시금치, 상추, 아스파라거스, 양배추, 당근, 양파, 토마토, 감자, 파프리카), 녹나무과(예를 들면, 아보카도, 시나몬, 장뇌), 및 옥수수, 담배, 견과, 커피, 사탕수수, 차, 포도나무, 홉(hop), 바나나 및 천연 고무 나무와 같은 다른 식물 뿐만 아니라 개화 식물 및 그로부터 수확된 잘린 꽃을 포함하는 장식류(합성물). 따라서 특정한 구현예는 잘린 꽃 또는 표적-작물 유래된 식품(예를 들면, 과일, 채소, 곡물, 씨앗 등)과 같은 수확된 표적 작물 아이템의 제품 수명을 작물 아이템을 본 명세서에 제공된 바와 같은 하나 이상의 미립자 BT 화합물을 포함하는 조성물과 접촉시킴으로써 연장시키는(예를 들면, 현재 기술된 미립자 BT와 접촉하지 않은 대조군 그룹에 대하여 통계학적으로 유의미한 방식으로 아이템이 상업적으로, 영양적으로 및/또는 미학적으로 유용한 기간을 연장시키는) 것을 고려한다.
이들 및 관련된 구현예에서 사용하기 위한, 본 명세서에 기술된 바와 같은 미립자 BT의 효과적인 농도는 BT, pH, 온도, BT 성분의 몰 비, 및 문제가 되는 미생물의 선택을 포함하는 많은 인자에 의존할 것이다. 유효성은 또한 감염의 예방 또는 존재하는 감염(예를 들면, 생물막)의 치료가 특별한 적용의 목적인지 여부에 의존한다. 예방적인 투여량은 대부분의 경우에 충분할 것이다. BT의 효과적인 지속된 농도는 가장 내성인 유기체의 MIC 근처일 것이다. 이러한 농도는 1-2 ㎍/㎖의 범위일 것이지만, 특정한 미립자 BT 화합물(들)에 따라서, 8 ㎍/㎖ 또는 이상까지 일 수 있다. 하나의 예시적이 구현예에서, 미립자 비스피리티온(BisPyr)이 식물에 적용을 위해 5:1의 몰 비(비스무트 대 피리티온)에서 제공된다. 다른 구현예에서, 미립자 형태 내에 이중 비스무트 티올, BisPyr/Ery(비스-피리티온/디티오에리트리톨)이 폭넓은 효능을 지닌 항미생물제로서 제공될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 미립자 BT는 본 명세서에 제공된 바와 같은 특정한 항생제, 바람직하게는 상승작용 또는 강화작용 항생제와 조합하여, 식물 및 잘린 꽃/나무에 대한 미생물 감염에 대하여 표적된 강한 보호를 제공할 수 있다. BisEDT와 젠타마이신 사이에 관찰된 상승효과를 기반으로, 이러한 BT-항생제 조합은 농업 적용을 위한 특정한 구현예에서 바람직하다.
다른 구현예에서, 베이킹 소다(중탄산나트륨) 또는 다른 알칼리 물질(들)(예를 들면, 중탄산칼륨, 탄산칼슘)의 미립자 BT 제형의 첨가는 BT의 항미생물성 효과를 첨가하거나 강화시킬 수 있다. 식물 사용을 위한 미립자 BT 제형 내에 다른 성분은 표면-활성제 및 다른 항미생물제, 예를 들면, 클로르헥시딘, 상귀나린 추출물, 메트로니다졸, 세틸피리디늄 클로라이드와 같은 4급 암모늄 화합물; 클로르헥시딘 디글루네이트, 헥세티딘, 옥테니딘, 알렉시딘과 같은 비스-구아나이드; 2,2' 메틸렌비스-(4-클로로-6-브로모페놀)과 같은 할로겐화된 비스페놀 화합물 또는 다른 페놀 항세균성 화합물, 알킬하이드록시벤조에이트, 양이온 항미생물성 펩티드; 아미노글리코시드, 퀴놀론, 린코사미드, 페니실린, 세팔로스포린, 매크로리드, 테트라사이클린 및 다른 항생제, 타우로리딘 또는 타우룰탐, A-dec ICX, 콜레우스 포스콜리 ( Coleus forskohlii ) 필수 오일, 은 또는 콜리이드성 은 항미생물제, 주석- 또는 구리-기반 항미생물제, 염소 또는 브롬 산화제, 마누카 오일, 오레가노, 타임, 로즈마리 또는 다른 허브 추출물, 자몽 씨앗 추출물; 항-염증제 또는 항산화제 예를 들면, 이부프로펜, 플루비프로펜, 아스피린, 인도메타신, 알로에 베라, 강황, 올리브 잎 추출물, 정향, 판테놀, 레티놀, 오메가-3 지방산, 감마-리놀렌산(GLA), 녹차, 생강, 포도씨 등; 약제학적으로 허용가능한 담체, 예를 들면, 전분, 수크로즈, 물 또는 물/알코올 시스템, DMSO 등; 계면활성제, 예를 들면, 음이온성, 비이온성, 양이온성 및 쯔비터이온성 또는 양쪽성 계면활성제, 또는 식물 물질로부터의 사포닌(예를 들면, 미국 특허 제6,485,711호); 완충제 및 염; 예를 들면, 표백제, 예를 들면 퍼옥시 화합물, 칼륨 퍼옥시디포스페이트, 중탄산나트륨/시트르산 시스템 등과 같은 포화성 시스템이 포함될 수 있는 다른 임의의 성분을 포함할 수 있다.
농업 사용을 위한 미립자 BT 조성물 및 식물 상에 사용은, 특정한 구현예에서, 또한 본 명세서에 기술된 바와 같은 추가적인, 강화 또는 상승 효과를 생성하는 이들 및 임의의 다른 제제와 조합되거나, 리포좀 또는 나노입자 형태 내에서 활성 및 전달을 강화하도록 조합될 수 있다. 특정한 구현예는 인지질(예를 들면, 포스포콜린) 및/또는 콜레스테롤-함유 리포좀과 같은 리포좀을 포함하는 미립자 BT 제형을 명확히 제외하는 반면, 특정한 다른 구현예는 그렇게 한정적이지 않으며 이들 및 다른 리포좀을 포함할 수 있다. 미립자 BT의 특정한 제형은 또한 표면에 제형의 부착성을 촉진하는 담체, 부형제 또는 다른 첨가제(예를 들면, 글루코즈, 전분, 시트르산, 캐리어 오일, 유제, 분산제, 계면활성제와 같은 것 등)를 함유하도록 만들어질 수 있다.
다른 고려된 구현예에서, 식물 또는 농업 작물 상에 항-생물막 제제로서 사용하기 위한 미립자 BT 제형은 생물막 발달을 조절하기 위한 다른 제제와 조합될 수 있다. 예를 들면, 종간 쿼럼 센싱(interspecies quorum sensing)은 생물막 형성과 관련되는 것으로 공지되어 있다. LuxS-의존성 경로 또는 종간 쿼럼 센싱 시그널(예를 들면, 미국 특허 제7,427,408호 및 제6,455,031호 참조)을 증가시키는 특정한 제제는 N-(3-옥소도데카노일)-L-호모세린 락톤(OdDHL) 차단 화합물 및 N-부티릴-L-호모세린 락톤(BHL) 유사체와 같은 생물막의 발달 조절하는데 기여한다. 항-생물막 제제는 본 명세서에 기술된 미립자 BT와 조합된 이들 항-생물막 제제는 세균성 생물막 발달의 억제 또는 미리-형성된 생물막의 치료를 위한 엽면 살포에서 전달될 수 있다. 다른 구현예에서, 이들 항-생물막 제제는 조절된 방출을 위한 생분해성 미립자 내에, 및/또는 다른 항미생물 제제와 함께 리포좀 형태 내에 함유된다.
따라서, 현재 기술된 미립자 BT는, 특정한 구현예에 따르면, 다른 존재하는 기술과 함께 사용되어 항-생물막 효과를 개선시킬 수 있다. 본 명세서의 미립자 BT는 항생제 스트렙토마이신 및/또는 젠타마이신의 특정한 식물 병원체에 대하여 활성을 상승 또는 강화시킬 수 있다. 스트렙토마이신은 세균을 사멸시키지 않지만, 대신에 그들의 증식(multiplication)을 억제하고 따라서 꽃 성흔(stigmata)이 집락화 되는 속도를 감소시켜 이에 따라 화밀공(nectarthode) 내에 세균의 이후의 증식을 감소시킨다(예를 들면, Domenico et al. J Antimicrob Chemo 1991;28:801-10; Domenico et al. Research Advances in Antimicrob Agents Chemother 2003;3:79-85 참조). 추가적인 이익이 스트렙토마이신의 도달범위 및 침투가 감소된 양의 이 항생제가 안전하게 사용되기에 충분하도록 개선된 활성제-유형 스프레이 보조제(예를 들면, RegulaidTM)의 사용을 통해 생길 수 있다.
본 명세서의 미립자 BT는 항생물막 활성, 산화제, 킬레이트제(예를 들면, 철 킬레이트제), 살균제(germicide) 및 소독제와 같은 항생물막 활성을 갖는 것들을 포함하는 농업 및 식물 미생물 병원체를 방지하기 위해 현재 사용되는 임의의 활성 성분과 조합될 수 있다. 바람직한 조합은 그들의 항-생물막 효과와 관련하여 첨가될 수 있거나, 또는 본 기재내용에 따라 강화 또는 상승될 수 있다. 특정한 구현예는 강화된 부착 특성을 부여하는 예를 들면, 소수성 티올(예를 들면, 티오클로로페놀)을 사용해 표면 상에 BT의 유지를 강화시키기 위하여 소수성으로 제형화된 미립자 BT 조성물을 고려한다. 순 음성 전하를 갖는 BT(예를 들면, 비스무트 대 티올의 1:2의 몰 비)는 또한 강화된 부착 특성을 가질 수 있다.
BT 화합물 미립자 현탁액은 수성 제형으로서, 할로겐화된 탄화수소 추진체, 분산 오일을 포함하는 유기 용매 중의 현탁액 또는 용액으로서, 또는 무수 분말로서 투여될 수 있다. 수성 제형은 수압 또는 초음파 세분화를 사용하는 액체 분무기로 에어로졸화 할 수 있다. 추진체-기반 시스템은 적합한 가압 분배기를 사용할 수 있다. 무수 분말은 BT-함유 미립자를 효과적으로 분산시킬 수 있는, 무수 분말 분산 장치를 사용할 수 있다. 목적하는 입자 크기 및 분포는 적절한 장치를 선택함으로써 수득할 수 있다.
명세서 전체를 통해, 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 단어 "~들을 포함하다", "~를 포함하다" 및 "포함하는"은 언급된 단계 또는 성분 또는 단계들 또는 성분들의 그룹의 포함을 내포하지만 임의의 다른 단계 또는 성분 또는 단계들 또는 성분들의 그룹을 배제하지 않음을 이해할 것이다. "로 이루어진"은, 어구 "로 이루어진"을 수반하는 것을 포함하며 이에 한정됨을 의미한다. 따라서, 어구 "로 이루어진"은, 열거된 성분들이 요구되거나 의무적이며, 다른 성분은 존재하지 않을 수 있음을 나타낸다. "로 필수적으로 이루어진"은 어구 이후 열거된 임의의 성분을 포함함을 의미하며, 열거된 성분에 대한 기재내용에서 규정된 활성 또는 작용을 방해하지 않거나 기여하지 않는 다른 성분에 한정된다. 따라서, 어구 "로 필수적으로 이루어진"은, 열거된 성분이 요구되거나 의무적이지만, 다른 성분들은 요구되지 않음을 나타내며 이들이 열거된 성분들의 활성 또는 작용에 영향을 미치거나 미치지 않는지에 따라 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 달리 명확하게 나타내지 않는 한 복수의 참조를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 특정한 구현예에서, 용어 "약" 또는 "대략"은 수치 앞에 존재하는 경우, 값 ± 5%, 6%, 7%, 8% 또는 9%를 나타낸다. 다른 구현예에서, 용어 "약" 또는 "대략'은 수치 앞에 존재하는 경우 값 ± 10%, 11%, 12%, 13% 또는 14%의 범위를 나타낸다. 또 다른 구현예에서, 용어 '약" 또는 "대략"은 수치 앞에 존재하는 경우 ± 15%, 16%, 17%, 18%, 19% 또는 20%의 범위를 나타낸다.
참조문헌: Badireddy et al., Biotechnol Bioengineering 2008;99:634-43; Badireddy et al., Biomacromolecules, 2008;9:3079-89; Bayston et al., Biomaterials 2009;30:3167-73. Codony et al., J Applied Microbiol 2003;95:288-93. Domenico et al., J Antimicrob Chemo 1991;28:801-810. Domenico et al., Antimicrob Agents Chemother 1997;41:1697-703. Domenico et al., 1999 Infect Immun 67:664-669. Domenico et al., Antimicrob Agents Chemother 2001;45:1417-21. Domenico et al., Research Advances in Antimicrob Agents Chemother 2003;3:79-85. Domenico et al., Peptides 2004.;25:2047-53. Domenico et al., 2005 Antibiotics for Clinicians 9:291-297. Dufrene, J Bacteriol 2004;186:3283-5. Eboigbodin et al., Biomacromolecules 2008;9:686-95. Feazel LM, Baumgartner LK, Peterson KL, et al. Opportunistic pathogens enriched in showerhead biofilms. PNAS 2009 (epub ahead of print). Geesey GG, Lewandowski Z, Flemming H-C (eds). Biofouling and biocorrosion in industrial water systems. CRC Press, Boca Raton, FL, 1994. Huang et al., J Antimicrob Chemother 1999;44:601-5; Juhni et al., Proceedings Annual Meeting Adhesion Society 2005;28:179-181. Omoike et al., Biomacromolecules 2004;5:1219-30. Ouazzani K, Bentama J. Bio-fouling in membrane processes: micro-organism/surface interactions, hydrodynamic detachment method. Congres 2008;220:290-4. Ozdamar et al., Retina 1999;19:122-6. Piccirillo et al., J Mater Chem 2009;19:6167. Reunala et al., Curr Opin Allergy Clin Immunol 2004;4:397-401. Romo et al., Environ Progress 1999;18:107-12. Saha DC, Shahin S, Rackow EC, Astiz ME, Domenico P. 2000. Cytokine modulation by bismuth-ethanedithiol in experimental sepsis. 10th Intl. Conf. Inflamm. Res. Assoc., Hot Springs, VA. Sawada et al., JPRAS 1990;43:78-82. Schultz, J Fluids Eng　 2004;126:1039-47. Tiller JC, Hartmann L, Scherble J. Reloadable antimicrobial coatings based on amphiphilic silicone networks. Surface Coatings International Part B: Coatings Transactions 2005;88:1-82. Tsuneda et al., FEMS Microbiol Lett 2003;223:287-92. Vu et al., Molecules 2009;14:2535-54. Yan et al., Ophthalmologica 2008;222:245-8. Yeo et al., Water Sci Technol 2007;55:35-42.
추가적인 참조(식물 보호 및 관련된 것을 포함함): Chandler et al., Antimicrob. Agents Chemother 1978;14:60-8. Choudhary et al., Microbiol Res 2009;164:493-513. Cooksey, Annu Rev Phytopathol 1990;28:201-14. Dill K, McGown EL. The biochemistry of arsenic, bismuth and antimony. In S. Patai (ed.), The chemistry of organic arsenic, antimony and bismuth compounds. John Wiley & Sons, New York, 1994, pp. 695-713. Domenico et al., 1996 J Antimicrob Chemother 38:1031-1040. Domenico et al., 2000 Infect Med 17:123-127. Dow et al., Proc Natl Acad Sci USA 2003;100:10995-1000. Dulla et al., PNAS 2008;105:3-082-7. Espinosa-Urgel et al., Microbiol 2002;148:341-3. Expert, Annu Rev Phytopathol 1999;37:307-34. Ganguli et al., Smart Mater . Struct . 2009;18:104027. Huang et al., J Antimicrob Chemother 1999;44:601-5. Hung et al., J Exptl Marine Biol Ecol 2008;361:36-41. Johnson et al., Annu Rev Phytopathol 1998;36:227-48. Kang et al., Mol Microbiol 2002; 46:427-37. Kavouras et al., Inverteb Biol 2005;122:138-51. Koczan et al., Phytopathol 2009;99:1237-44. Kumar et al., Nature Materials 2008;7:236-41. Marques et al., Phytopathol 2003;93:S57. McManus et al., Annu Rev Phytopathol 2002;40:443-65. Monier et al., Proc Natl Acad Sci USA 2003;100:15977-82. Norelli JL., Holleran HT, Johnson WC et al. Resistance of Geneva and other apple root- stocks to Erwinia amylovora. Plant Dis 87:26-32. Oh et al., FEMS Microbiology Lett 2005;253:185-192. Omoike et al., Biomacromolecules 2004;5:1219-30. Ramey et al., Curr Opinion Microbiol 2004;7:602-9. Salo et al., Infection 1995;23:371-7. Schultz et al., Biofouling 2007;23:331-41. Siboni et al., FEMS Microbiol Lett 2007;274:24-9. Sosnowski et al., Plant Pathol 2009;58:621-35. Tsuneda et al., FEMS Microbiol Lett 2003;223:287-92. von Bodman et al., Proc Natl Acad Sci USA 1998, 95:7687-7692. Vu et al., Molecules 2009;14:2535-54. Zaini et al., FEMS Microbiol LETT 2009;295:129-34.
도 1은 10% 트립틱 소이 한천(TSA) 배지 상에서 24 시간 동안 생장시킨 후, 18 시간 동안 지시된 처리를 한 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa) 콜로니 생물막 유래의 생존 수(log CFU; 콜로니 형성 단위)를 나타낸다. 지시된 항생제 처리는 TOB, 토브라마이신 10X MIC; AMK, 아미카신 100X MIC; IPM, 이미페넴 10X MIC; CEF, 세페핌 10X MIC; CIP, 시프로플록사신 100X MIC; Cpd 2B, 화합물 2B (Bis-BAL, 1:1.5)이다. (MIC; 최소 억제 농도, 예를 들어 세균 성장을 막는 최소 농도).
도 2는 10% 트립틱 소이 한천 배지 상에서 24 시간 동안 생장시킨 후, 지시된 처리를 한 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 콜로니 생물막 유래의 생존 수(log CFU; 콜로니 형성 단위)를 나타낸다. 지시된 항생제 처리는 리팜피신, RIF 100X MIC; 답토마이신, DAP 320X MIC; 미노사이클린, MIN 100X MIC; 암피실린, AMC 10X MIC; 반코마이신, VAN 10X MIC; Cpd 2B, 화합물 2B (Bis-BAL, 1:1.5), Cpd 8-2, 화합물 8-2 (Bis-Pyr/BDT (1:1/0.5)이다.
도 3은 생물막에 노출된 케라틴 생성 세포의 시간 외 긁힘 폐쇄(scratch closure)를 나타낸다. (*) 대조구로부터 유의적으로 다름(P<0.001).
도 4A 및 4B는 몇몇 항생제에 대한 항생제-내성을 역전시키는 아저해적인(subinhibitory) BisEDT를 보여준다. MRSA (메티실린-내성 에스 . 아루레우스)의 층(lawn) 상에서 BisEDT (0.05 ㎍/ml) 첨가 및 무첨가시 항생제의 효과를 보여준다. 패널 A는 표준 항생제에 담궈진 디스크 단독을 나타내고, 패널 B는 BisEDT (BE)와 결합된 디스크를 나타낸다. [GM= 젠타마이신, CZ= 세파졸린, FEP= 세페핌, IPM= 이미페님, SAM= 암피실린/ 설박탐(sulbactam), LVX= 레보플록사신(levofloxacin).]
도 5는 생물막 형성에 대한 BisEDT 및 항생제의 효과를 보여준다. 에스. 에피더미디스(S. epidermidis)는 37℃에서 48 시간 동안 폴리스티렌 플레이트 내 TSB + 2% 글루코즈 중에서 생장시켰다. 가티플록사신 (GF), 클린다마이신 (CM), 미노사이클린 (MC), 젠타마이신 (GM), 반코마이신 (VM), 세파졸린 (CZ), 나프실린 (NC), 및 리팜피신 (RP). 결과를 0.25 mM BisEDT에서 BPC(일련의 2-배 희석 단계)의 평균 변화로서 나타내었다(n=3).
도 6은 37℃에서 48 시간 동안 TSB + 2% 글루코즈 내에서 생장시킨 에스. 에피더미디스(S. epidermidis)의 성장에 대한 BisEDT 및 항생제의 효과를 나타낸다. 결과는 BisEDT의 증가에 따른 MIC(희석 단계)의 평균 변화로서 나타낸다(n=3). 항생제 정의에 대하여는 도 5 참조.
도 7은 세파졸린 항생제 처리 또는 무처리시 3가지 BT 제형, Bis-EDT , MB-11 및 MB-8-2를 처리한 후 생체 래트 모델 내 개방 골절 유래의 골 및 철물(hardware) 샘플 상에서 측정한 평균 에스. 아우레우스(S. aureus) 세균 수준을 보여주는 막대 그래프이다. 평균의 표준 오차가 오차 바(error bar)로서 표시된다. 초기 안락사시킨 동물이 분석으로부터 배제되지 않으나, 그룹 2 내 하나의 동물 유래 샘플은 총체적인 오염으로 인하여 배제되었다.
이하 예시로서 실시예를 나타내며, 이에 제한하지 않는다.
실시예
실시예 1
BT 화합물의 제조
다음 BT 화합물을 Domenico et al.의 방법(U.S. RE37,793, U.S. 6,248,371, U.S. 6,086,921, U.S. 6,380,248)에 따라서 또는 BisEDT에 대하여 하기 기술된 합성 프로토콜에 따른 미립자로서 제조하였다. 황 함유 화합물과 3가 복합체를 형성하기 위한 비스무트의 사용된 반응물 및 공지된 경향의 화학양론적 비를 기준으로 하여, 비교를 위해, 단일 비스무트 원자에 대한 원자 비를 나타낸다. 괄호 안의 수는 하나(또는 이상)의 티올제에 대한 비스무트의 비(예를 들면, Bi:티올1/티올2; 또한 표 1 참조)이다.
1) CPD 1B-1 Bis-EDT (1:1) BiC2H4S2
2) CPD 1B-2 Bis-EDT (1:1.5) BiC3H6S3
3) CPD 1B-3 Bis-EDT (1:1.5) BiC3H6S3
4) CPD 1C Bis-EDT (가용성 Bi 제조) (1:1.5) BiC3H6S3
5) CPD 2A Bis-Bal (1:1) BiC3H6S2O
6) CPD 2B Bis-Bal (1:1.5) BiC4 .5H9O1 .5S3
7) CPD 3A Bis-Pyr (1:1.5) BiC7 .5H6N1 .5O1 .5S1 .5
8) CPD 3B Bis-Pyr (1:3) BiC15H12N3O3S3
9) CPD 4 Bis-Ery (1:1.5) BiC6H12O3S3
10) CPD 5 Bis-Tol (1:1.5) BiC10 .5H9S3
11) CPD 6 Bis-BDT (1:1.5) BiC6H12S3
12) CPD 7 Bis-PDT (1:1.5) BiC4 .5H9S3
13) CPD 8-1 Bis-Pyr/BDT (1:1/1)
14) CPD 8-2 Bis-Pyr/BDT (1:1/0.5)
15) CPD 9 Bis-2하이드록시, 프로판 티올 (1:3)
16) CPD 10 Bis-Pyr/Bal (1:1/0.5)
17) CPD 11 Bis-Pyr/EDT (1:1/0.5)
18) CPD 12 Bis-Pyr/Tol (1:1/0.5)
19) CPD 13 Bis-Pyr/PDT (1:1/0.5)
20) CPD 14 Bis-Pyr/Ery (1:1/0.5)
21) CPD 15 Bis-EDT/2하이드록시, 프로판 티올 (1:1/1)
미립자 비스무트-1,2-에탄디티올(Bis-EDT, 가용성 비스무트 제제)를 다음과 같이 제조하였다:
실온에서 15 L의 폴리프로필렌 카보이(carboy) 중 과량(11.4 L)의 5% 수성 HNO3에 0.331 L(~0.575 moles)의 Bi(N03)3 수용액(43% Bi(N03)3 (w/w), 5% 질산(w/w), 52% 물(w/w), 오하이오주 신시네티 소재의 쉐퍼드 케미칼 코포레이션(Shepherd Chemical Co.)의 제품 번호 제2362호; δ ~1.6 g/mL)를 교반하면서 적가한 후, 무수 에탄올(4 L)을 서서히 첨가하였다. 형성된 일부 백색 침전물을 연속 교반하여 용해하였다. 1,2-에탄디티올(CAS 540-63-6)의 에탄올성 용액(~1.56 L, ~0.55 M)은 1.5L의 무수 에탄올에, 72.19 mL(0.863 moles)의 1,2-에탄디티올을 60 mL 주사기를 사용하여 첨가한 후 5분 동안 교반하여 별도로 제조하였다. 이후에, 1,2-에탄디티올/EtOH 시약을 5시간의 과정에 걸쳐 Bi(NO3)3/HNO3 수용액에 밤새 연속교반하면서 적가로 첨가하여 서서히 가하였다. 형성된 생성물을 약 15분 동안 침전물로 침전되도록 한 후, 여액을 300 mL/분으로 연동 펌프를 사용하여 제거하였다. 이후에, 생성물을 15-cm 직경의 부크너 깔때기(Buchner funnel) 내 미세 여과지 상에서 여과로 수집하고, 각각 500-mL 용적의 에탄올, USP 물, 및 아세톤으로 3회 연속 세척함으로써 황색의 무정형 분말 고체로서 BisEDT(694.51 gm/ mole)를 수득하였다. 생성물을 500 mL 호박색 유리병 속에 두고 CaCl2 상에서 고 진공하에 48시간 동안 건조시켰다. 회수된 물질(수율 ~200 g)은 티올-특징적인 냄새를 제거하였다. 조 생성물을 750 mL의 무수 에탄올 속에 재용해하고, 30분 동안 교반한 후, 여과하고, 3 x 50 mL 에탄올, 2 x 50 mL 아세톤으로 순차적으로 세척하고 500 mL의 아세톤으로 다시 세척하였다. 재세척된 분말을 1M NaOH(500 mL) 속에서 연마하고, 여과하고 3 x 220 mL의 물, 2 x 50 mL의 에탄올, 및 1 x 400 mL의 아세톤으로 세척하여 156.74 gm의 정제된 BisEDT를 수득하였다. 필수적으로 동일한 방식으로 제조된 후속적인 뱃치는 약 78 내지 91% 사이의 수율을 생성하였다.
생성물은 1H 및 3C 핵 자기 공명(NMR), 적외선 분광법(IR), 자외선 분광법(UV), 질량 분석법(MS) 및 원소 분석법으로부터의 데이터 분석으로 화학식 I에서 상기 나타낸 구조를 갖는 것으로 특징화하였다. HPLC 방법을 개발하여, 시료가DMSO(0.5mg/mL) 중에서 제조되었던 BisEDT의 화학적 순도를 측정하였다. λmax는 190 내지 600nm에서 DMSO 중 BisEDT의 용액을 스캐닝함으로써 측정하였다. 1 mL/분에서 등용매 HPLC 용출을 주위 온도에서 265 nm(λmax), 2μm 주입 용적에서 모니터링하는 UV 검출기를 사용하고, YMC Pack PVC Sil NP, 5μm, 250X4.6 mm 내부 직경 분석 컬럼(워터스)이 장착된 워터스(Waters)(제조원: 밀리포어 코포레이션, 메사츄세츠주 밀포드 소재) 모델 2695 크로마토그래프 상에서 아세토니트릴:물(9:1) 중 0.1% 포름산의 이동 상 중에서 수행하고 100 ± 0.1 %의 화학 순도를 반영하는 단일 피크를 검출하였다. 원소 분석은 화학식(I)의 구조와 일치하였다.
건조된 미립자 물질을 특성화하여 입자 크기 특성을 평가하였다. 요약하면, 미립자를 2% Pluronic® F-68(제조원: 바스프(BASF), 뉴저지주 마운트 올리브 소재) 중에 재현탁시키고 현탁액을 10분 동안 수 욕 초음파기(water bath sonicator) 속에서 나노사이저(Nanosizer)/제타사이저(Zetasizer) 나노-S 입자 분석기(모델 ZEN 1600(제타-전위 측정능 부재), 제조원: 맬버른 인스트루먼츠(Malvern Instruments), 영국 워체스터셔 소재)를 제조업자의 추천에 따라 사용하는 분석 전에 표준 셋팅으로 초음파처리하였다. 2회 측정의 편집된 데이터로부터, 미립자는 용적 평균 직경(VMD)에서 모든 검출가능한 사건이 약 0.6 마이크론 내지 4 마이크론 사이이고 피크 VMD가 약 1.3 마이크론인 단상 분포를 나타내었다. 대조적으로, BisEDT를 선행 방법(참조: Domenico et al., 1997 Antimicrob. Agents Chemother. 41(8): 1697-1703)에 따라 제조한 경우, 대부분의 입자는 이종분산(heterodisperse)되었고, VMD를 기본으로 한 이들의 특성화를 배제하는, 현저하게 더 큰 크기였다.
실시예 2
만성 상처 감염의 집락(colony) 생물막 모델:
BT 화합물에 의한 억제
만성 상처에 존재하는 세균은 생물막 생활방식을 채택하므로, BT를 기술된 방법(Anderl et al., 2003 Antimicrob Agents Chemother 47': 1251-56; Walters et al., 2003 Antimicrob Agents Chemother 47:317; Wentland et al., 1996 Biotchnol . Prog . 12:316; Zheng et al., 2002 Antimicrob Agents Chemother 46:900)에 따라 필수적으로 제조된 생물막을 사용하여 세균 세포 생존에 대한 효과에 대해 시험하였다.
요약하면, 집락 생물막을 10% 트립신 대두 아가(tryptic soy agar) 상에서 24시간 동안 성장시키고, 처리제를 함유하는 뮐러 힌톤 플레이트(Mueller Hinton plate)로 이동시켰다. 처리 후에, 생물막을 2% w/v 글루타티온(BT를 중화시킴)을 함유하는 펩톤 수(water) 내로 분산시키고, 계수를 위해 플레이트 위에 스폿팅(spotting)하기 전에 펩톤 수 내로 순차적으로 희석시켰다. 만성 상처로부터 분리한 2개의 세균을 시험용 집락 생물막의 생산에 별도로 사용하였다. 이들은 그람 음성 세균 균주인 슈도모나스 아에루기노사( Pseudomonas aeruginosa), 및 그람 양성인 메티실린 내성 스타필로코쿠스 아우레우스( Staphylococcus aureus: MRSA)이었다.
세균성 생물막 집락을 문헌(Anderl et al., 2003 Antimicrob Agents Chemother 47:1251-56; Walters et al., 2003 Antimicrob Agents Chemother 47:317; Wentland et al., 1996 Biotchnol . Prog . 12:316; Zheng et al., 2002 Antimicrob Agents Chemother 46:900)에 기술된 바와 같이 필수적으로 아가 플레이트 상에 잔류하는 미세 다공성 막의 상부에서 성장시켰다. 집락 생물막은 다른 생물막 모델의 많은 유사한 특징을 나타내었는데, 예를 들면, 이들은 고도로 수화된 매트릭스 내에 조밀하게 응집된 세포로 이루어졌다. 다른 문헌(Brown et al., J Surg Res 56:562; Millward et al, 1989 Microbios 58:155; Sutch et al., 1995 J Pharm Pharmacol 47:1094; Thrower et al., 1997 J Med Microbiol 46:425)에서 또한 보고된 바와 같이, 집락 생물막 내에 세균은 시험관내 생물막 반응기 내에서 보다 더 세련된 방식으로 정량화된 동일하게 완전히 감소된 항-미생물성 민감성을 나타냈음이 관찰되었다. 집락 생물막은 다수로 용이하며 재생가능적으로 생성되었다. 비-제한적 이론에 따르면, 이 집락 생물막 모델은 감염된 상처의 특성 중 일부를 공유하였으며: 세균은 생물막 아래 및 최소의 유체 유동으로부터 공급된 영양소와 공기 경계면에서 성장하였다. 다양한 영양소 공급원을 사용하여 생체내 영양 조건을 모방하는 것으로 여겨지는, 혈액 아가를 포함하는 집락 생물막을 배양시켰다.
집락 생물막은 5 ㎕의 플랑크톤성 세균 액체 배양물의 스폿(spot)을 25mm 직경의 폴리카보네이트 여과기 막에 접종하여 제조하였다. 접종하기 전에 막을 자외선에 측면 당 10분 동안 노출시켜 멸균시켰다. 접종물을 세균성 배지 중에서 37℃에서 밤새 성장시키고 막에 침착시키기 전에 신선한 배지 중에 600 nm에서 0.1의 광학 밀도로 희석시켰다. 이후에, 막을 성장 배지를 함유하는 아가 플레이트 상에 위치시켰다. 그후, 플레이트를 덮고, 37℃에서 항온처리기 속에서 두고, 역위시켰다. 매 24시간 마다, 막 및 집락 생물막을 멸균 집게를 사용하여 신선한 플레이트로 이동시켰다. 집락 생물막은 성장 48시간 후 실험을 위하여 전형적으로 사용하였고, 이때 막 당 약 109개의 세균이 존재하였다. 집락 생물막 방법을 성공적으로 사용하여 광범위한 단일 종 및 혼합 종 생물막을 배양시켰다.
항미생물제(예를 들면, BT 화합물; 항생제; 및 BT 화합물-항생제 조합의 조합물을 포함하는 BT 화합물)에 대한 민감성을 측정하기 위하여, 집락 생물막을 후보물 항미생물성 처리제(들)로 보충된 아가 플레이트로 이동시켰다. 항미생물성 처리제에 대한 노출 기간이 24시간을 초과한 경우, 집락 생물막을 신성한 처리 플레이트로 매일 이동시켰다. 처리 기간의 말기에, 집락 생물막을 10 ㎖의 완충액을 함유하는 튜브 속에 위치시키고 1 내지 2분 동안 와동시켜 생물막을 분산시켰다. 일부 경우에, 시료를 조직 균질화기로 간단히 가공하여 세포 응집물을 파괴시키는 것이 필수적이었다. 수득되는 세포 현탁액을 이후에 순차적으로 희석시키고 플레이트팅 시켜 생존하는 세균을 나열하고, 이를 단위 면적당 집락 형성 단위(CFU)로 보고하였다. 생존 데이터는 log10 형질전환(log10 transformation)을 사용하여 분석하였다.
각각의 유형의 세균성 생물막 집락 배양물(슈모모나스 아에루기노사( Pseudomonas aeruginosa ), PA; 메티실린 내성 스타필로코쿠스 아우레우스( Staphylococcus aureus ), MRSA 또는 SA)을 위하여, 5개의 항생제 및 13개의 BT를 시험하였다. PA에 대해 시험한 항미생물제는 본 명세서에 BisEDT 및 화합물 2B, 4, 5, 6, 8-2, 9, 10, 11 및 15(표 1 참조), 및 항생제 토브라마이신, 아미카신, 이미페님, 세파졸린, 및 시프로플록사신으로 언급된 BT를 포함하였다. SA에 대해 시험한 항미생물제는 본 명세서에 BisEDT 및 화합물 2B, 4, 5, 6, 8-2, 9, 10 및 11로 언급된 BT(표 1 참조), 및 항생제 리팜피신, 다프토마이신, 미노사이클린, 암피실린 및 반코마이신을 포함하였다. "도면의 간단한 설명" 하에 상기 기술된 바와 같이, 항생제를 확립된 미생물학 방법에 따라 최소 억제 농도(MIC)의 약 10 내지 400배의 농도에서 시험하였다.
7개의 BT 화합물은 시험한 농도에서 PA 세균 생존에 대하여 확연한 효과를 나타내었으며, 2개의 BT 화합물은 시험한 농도에서 MRSA 생존에 대하여 확연한 효과를 입증하였고; 세균 생존에 대하여 BT 효과를 보여주는 대표적인 결과는 BisEDT 및 BT 화합물 2B(PA에 대해 시험함)의 경우 도 1에 그리고, BT 화합물 2B 및 8-2(SA에 대해 시험함)의 경우 도 2에, 둘 모두의 경우에서, 나타낸 항생제의 효과와 비교하여 나타내었다. 도 1 및 2에 또한 나타낸 바와 같이, 나타낸 항생제와 함께 나타낸 BT 화합물을 포함은 상승 효과를 생성하였으며, 이에 의해 감소하는 세균 생존능은 항생제 단독 또는 BT 화합물 단독의 항-세균성 효과에 비해 향상되었다. PA 생존 검정에서, 화합물 15(Bis-EDT/2하이드록시, 프로판 티올 (1:1/1))는 80 ㎍/mL의 농도에서 1600 ㎍/mL의 AMK + 80 ㎍/mL의 BisEDT의 조합을 사용하여 수득된 효과와 비교가능한 효과(나타내지 않음)를 나타내었다(도 1).
실시예 3
만성 상처 감염의 점적 유동(drip flow) 생물막 모델:
BT 화합물에 의한 억제
점적 유동 생물막은 세균성 생물막에 대한 후보물 항-세균성 화합물의 효과를 형성하고, 시험하기 위한 당해 기술 분야에 허용된 인증 모델을 나타낸다. 점적 유동 생물막은 점적 유동 반응기의 채널 속에 놓인 쿠폰(coupon)(기질)에서 생산된다. 많은 상이한 유형의 물질이 반투명 유리 현미경 슬라이드를 포함하는 세균성 생물막 형성을 위한 기질로서 사용될 수 있다. 영양성 액체 배지를 점적 유동 생반응기 셀 체임버에, 상부 근처의 체임버 내로 점적시켜 도입한 후, 10도의 기울기로 내려서 쿠폰의 길이를 따라 유동시킨다.
생물막을 점적 유동 생반응기 내에서 성장시키고 BT 화합물에 대해 개별적으로 또는 함께, 및/또는 항생제 화합물에 대해 개별적으로 또는 BT 화합물을 포함하는 다른 항생제와 함께, 또는 만성 상처에 대한 다른 통상적 처리제 또는 후보물 처리제에 대하여 노출시킨다. 따라서, BT 화합물은 점적-유동 반응기 내에서 세균성 생물막에 대한 이들의 효과에 대해 특징화된다. 점적-유동 반응기 내에 생물막은 확립된 방법(예를 들면, Stewart et al., 2001 J Appl Microbiol . 91:525; Xu et al., 1998 Appl . Environ . Microbiol . 64:4035)에 따라 제조한다. 이 설계는 덮힌 체임버 내에 기울어진 폴리스티렌 쿠폰 상에 생물막을 배양시키는 것을 수반한다. 예시적인 배양 배지는 만성 상처에서와 같이, 생체 내에서 생물막 성장 조건과 유사한 혈청 단백질이 풍부한, 철 제한된 조건을 모사하는 5% v/v 성체 공여자 소 혈청(ph 6.8)으로 보충된, 1 g/ℓ의 글루코즈, 0.5 g/ℓ의 NH4NO3, 0.25 g/ℓ의 KCl, 0.25 g/ℓ의 KH2PO4, 0.25 g/ℓ의 MgSO4-7H2O를 함유한다. 이 배지를 각각이 10cm x 1.9cm x 1.9cm 깊이를 측정하는 4개의 별개의 평행한 체임버 내에 함유된 4개의 쿠폰에 걸쳐 적가-방식(50 ㎖/h)으로 유동시켰다. 체임버화된 반응기는 폴리설폰 플라스틱으로부터 제작된다. 각각의 체임버는 강력하게 밀봉시킬 수 있는 개개의 제거가능한 플라스틱 뚜껑이 장착되어 있다. 생물막 반응기는 37℃에서 인큐베이터 내에 함유되며, 세균성 세포 배양 배지는 이를 인큐베이터 내에 유지시킨 알루미늄 열 싱크(aluminum heat sink)로 통과시킴으로써 가온시킨다. 이 방법은 특정의 생물막에서 관찰된 항생제 내성 표현형을 재생하며, 저 유체 전단 환경(low fluid shear environment) 및 만성 상처의 공기 경계면 특징에 대한 근접성을 모사하면서 영양소의 지속적인 보충을 제공하며, 도입된 후보물 항세균성 요법의 효과를 특성화하고 모니터링하기 위한 다수의 분석 방법과 호환된다. 점적-유동 반응기를 성공적으로 사용하여 광범위한 순수하고 혼합된-종 생물막을 배양시켰다. 생물막은 전형적으로 항미생물제를 적용하기 전에 2 내지 5일 동안 성장시킨다.
점적-유동 반응기 내에서 성장시킨 생물막 상에 항-생물막제의 효과를 측정하기 위하여, 생물막에 걸쳐 통과하는 유액 흐름을 목적하는 치료 제형(예를 들면, 하나 이상의 BT 화합물 및/또는 하나 이상의 항생제, 또는 대조군, 및/또는 다른 후보물 제제)으로 수정하거나 보충한다. 유동을 명시된 치료기간 동안 지속한다. 이후에, 처리된 생물막 쿠폰을 반응기로부터 간단하게 제거하고, 생물막을 10 ㎖의 완충액을 함유하는 비이커 내로 긁어낸다. 이 시료를 조직 균질화기를 사용하여 간단하게 가공시켜(전형적으로 30초 내지 1분) 세균성 응집체를 분산시킨다. 현탁액을 순차적으로 희석시키고 플레이팅시켜 표준 미생물학적 방법에 따라 생존하는 미생물을 열거한다.
실시예 4
각질세포(keratinocyte) 긁힘 회복의 상처 생물막 억제:
BT 화합물에 의한 생물막 억제
이 실시예는 생물막-관련 상처 병리학 및 상처 치유, 및 특히 급성 또는 만성 상처 또는 본 명세서에 기술된 바와 같은 생물막을 함유하는 상처와 관련성을 갖는 모델에 도달하기 위해, 상처 치유의 확립된 시험관내 각질세포 긁힘 모델의 변형을 기술한다. 만성 상처 생물막의 효과의 각질세포 긁힘 모델에 따라, 포유동물(예를 들면, 인간) 각질세포 및 세균성 생물막 집단의 배양을 서로 접촉된 유액 내에 있는 별도의 체임버 속에서 진행시켜 각질세포 상처 치유 사건에 대한, 효과에 영향을 미치는 조건 및 생물막에 의해 정교하게 생성된 가용성 성분의 효과를 평가하도록 한다.
신생아 인간 표피 세포를 처리된 플라스틱 접시 내에서 단층으로 배양시키며, 여기서 단층 내에 조절된 "상처" 또는 긁힘은 기계적 수단(예를 들면, 멸균 메스, 면도칼, 세포 스크래퍼(cell scraper), 집게 또는 다른 공구와 같은 적합한 도구를 사용하여 단층의 영역들 사이에 필수적으로 선형의 세포-유리된 지대(cell-free zone)를 긁는 것과 같은 단층의 물리적 파괴를 통해)으로 형성된다. 시험관내 각질세포 단층 모델 시스템은 생체내 상처 치유를 시뮬레이션하는 방식으로, 상처나는 현상에 대한 반응시 세포 구조적 및 기능적 공정을 겪는 것으로 알려져 있다. 본 명세서 기재된 구현예에 따르면, 이러한 공정에 대한, 예를 들면, 긁힘의 치유 시간에 대한 세균성 생물막의 존재의 영향이 관찰되며, 이들 및 관련된 구현예에서, 그 효과는 또한 선택된 후보물 항미생물성(예를 들면, 항세균성 및 항생물막) 처리제의 존재로 평가된다.
생물막의 존재하에 배양시킨 상처난 각질세포 단층을 형태학적, 생화학적, 분자 유전적, 세포 생리학적 및 다른 매개변수에 따라 시험하여, BT 화합물의 도입이 생물막의 손상 효과를 변경시키는지(예를 들면, 적절한 대조군에 대해 통계적으로 유의미한 방식으로 증가 또는 감소시키는지)를 측정한다. 모델 상처 치료 공정에 대한 생물막 영향에 대한 이러한 치료의 효과를 평가하기 전에 각각의 BT 화합물 치료의 독성을 평가하기 위하여, 상처를 우선 각각의 BT 화합물 단독, 및 BT 화합물의 고려된 조합물에 노출시켰다.
대표적인 구현예에서, 3-일 생물막을 상기 조직 배양 웰 내에 유지시킨 막(예를 들면, 트랜스웰(TransWell) 막 삽입체 등) 상에서, 및 상처 치유 공정을 기재하기 위하여 긁힌 각질세포 단층과 소통하여 유체 내에서 배양시킨다. 인증된 급성 또는 만성 상처 외부에서 배양된 생물막을 이들 및 관련된 구현예에서 사용하기 위해 고려한다.
따라서, 시험관내 시스템을 인간 각질세포의 이주 및 증식에 대한 가용성 생물막 성분의 효과를 평가하기 위해 개발하였다. 상기 시스템은 투석 막을 사용하여 생물막과 각질세포를 분리시킨다. 각질세포를 이전(Fleckman et al., 1997 J Invest. Dermatol . 109:36; Piepkorn et al., 1987 J Invest . Dermatol. 88:215-219 참조) 기술된 바와 같이 신생아 표피로부터 배양시키고, 유리 커버 슬립 상에 합류성 단층으로서 성장시킨다. 이후에, 각질세포 단층을 긁어서 균일한 너비를 가진 "상처"를 수득한 후, 세포 회복 고정을 모니터링할 수 있다(예를 들면, Tao et al., 2007 PLoS ONE 2:e697; Buth et al. 2007 Eur . J Cell Biol. 86:747; Phan et al. 2000 Ann . Acad . Med . Singapore 29:27 참조). 이후에, 인공 상처를 멸균 이중-측면 체임버의 바닥에 두고 체임버를 무균 기술을 사용하여 조립한다. 체임버의 양쪽 측면을 항생제 및/또는 비스무트-티올의 존재 또는 부재하에 각질세포 성장 배지(EpiLife)로 충전시켰다. 접종하지 않은 시스템을 대조군으로서 사용하였다.
이 시스템에 상처-분리된 세균을 접종하고 2시간 동안 정지 상태에서 배양하여 세균이 상부 체임버의 표면에 부착하도록 한다. 부착 기간 후, 액체 배지 유동을 상부 체임버에서 기재하여 부착되지 않은 세포를 제거한다. 이후에, 배지의 유동을 상부 체임버내 플랑크톤성 세포의 성장을 최소화하는 속도로 부착되지 않은 세포를 세척함으로써 지속한다. 6 내지 48시간 범위의 인큐베이션 기간 후, 시스템(커버슬립 상의 각질세포 단층 및 막 기질 상의 세균 생물막)을 분해하고 커버 슬립을 제거하여 분석한다. 관련된 구현예에서, 성숙한 생물막을 상부 체임버 내에서 체임버를 조립하기 전에 성장시킨다. 다른 관련된 구현예에서, 생물막 및 긁혀-상처난 각질세포 단층의 별도의 동시-배양을 하나 이상의 BT 화합물의 존재 및 부재하에, 임의로 하나 이상의 항생제를 포함 또는 배제시키고 수행하여, 긁힌 상처의 각질세포 회복에 대한, BT 화합물과 같은 후보물 제제, 또는 강력하게 상승작용하는 BT 화합물-및-항생제 조합물(예를 들면, 미립자 형태로 제공된 BT와 같은 본 명세서에 제공된 BT 화합물, 및 하나 이상의 아미카신, 암피실린, 세파졸린, 세페핌, 클로람페니콜, 시프로플록사신, 클린다마이신(또는 다른 린코사미드 항생난 제), 다프토마이신(Cubicin®), 독시사이클린, 가티플록사신, 젠타마이신, 이미페님, 레보플록사신, 리네졸리드(Zyvox®), 미노사이클린, 나프실린, 파로모마이신, 리팜핀, 설파메톡사졸, 토브라마이신 및 반코마이신)의 효과를 측정하며, 예를 들면, 일어나는 상처 회복 또는 다른 상처-회복 지표를 위해 경과되는 시간과 같은, 긁힘 상처 치유의 적어도 하나의 지표를 변경시키는(예를 들면, 적절한 대조군에 비해 통계적으로 유의미한 방식으로 증가 또는 감소시키는) 제제 또는 제제의 조합물을 확인한다(예를 들면, Tao et al., 2007 PLoS ONE 2:e697; Buth et al. 2007 Eur. J Cell Biol. 86:747; Phan et al. 2000 Ann . Acad . Med . Singapore 29:27 참조).
실시예 5
각질세포 긁힘 회복의 상처 생물막 억제
분리된 인간 각질세포를 유리 커버슬립 상에 배양하여 실시예 4에서 상기 기술한 방법에 따라 긁힘-상처를 내었다. 상처난 배양물을 각질세포 배양물과 유체 소통되는 막 지지체 상의 동시-배양된 생물막의 존재하에 또는 단독의 배양 조건하에 유지시켰다. 각질세포 세포 성장 및/또는 이주가 긁힘 지대(scratch zone)에 걸쳐 각질세포 단층을 재확립시키는 동안 긁힘 봉합 시간 간격을 측정하였다. 도 3은, 생물막의 유체 소통(그러나 직접 접촉되지 않은)의 존재가 긁힌 각질세포 단층의 치유 시간에 대하여 갖는 효과를 설명한다.
따라서, 특정한 구현예에서 긁힘-상처가 난 세포(예: 각질세포 또는 섬유모세포)단층을 존재하는 후보물 항-생물막제의 존재 또는 부재하에 세균성 생물막의 존재하에서 배양시키고; 후보물 항-생물막제의 부재 및 존재하에 긁힘-상처난 세포 단층의 치유의 지표를 평가함을 포함하는, 만성 상처를 치료하기 위한 제제를 확인하는 방법이 고려되며, 여기서 치유의 적어도 하나의 지표를 촉진하는 제제(예를 들면, 본 명세서에 기술된 바와 같은 실질적으로 단일분산 BT 미립자 현탁액 단독 또는 아미카신, 암피실린, 세파졸린, 세페핌, 클로람페니콜, 시프로플록사신, 클린다마이신, 다프토마이신(Cubicin®), 독시사이클린, 가티플록사신, 젠타마이신, 이미페님, 레보플록사신, 리네졸리드(Zyvox®), 미노사이클린, 나프실린, 파로모마이신, 리팜핀, 설파메톡사졸, 토브라마이신 및 반코마이신) 중 하나 이상과 같은 항생제와의 상승 조합물)는 급성 또는 만성 상처 또는, 생물막을 함유하는 상처를 치료하기에 적합한 제제로서 확인된다.
실시예 6
상승적 비스무트-티올(BT)-항생제 조합물
이 실시예는 몇 가지 항생제-내성 세균을 포함하는 다양한 세균 종 및 세균균주에 대해 하나 이상의 비스무트-티올 화합물 및 하나 이상의 항생체의 조합에 의한 입증된 상승작용 효과의 예를 보여준다.
재료 및 방법. 민감성 연구를 96-웰 조직 배양 플레이트(제조원: 날지 누크 인터네셔날(Nalge Nunc International), 덴마크 소재) 속에서 액체배지 희석에 의해 NCCLS 프로토콜(참조: National Committee for Clinical Laboratory Standards. (1997). Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria that Grow Aerobically: Approved Standard M7-A2 and Informational Supplement M100-S10. NCCLS, Wayne, PA, USA)에 따라 수행하였다.
요약하면, 밤샘 세균성 배양물을 사용하여 0.5 맥파랜드 표준 현탁액(McFarland standard suspension)을 제조하였고, 이를 양이온-조절된 뭘러-힌톤 액체배지(제조원: 비비엘(BBL), 미국 매릴랜드주 콕키스빌 소재) 내에서 1:50(~2 X 106 cfu/mL)로 추가로 희석시켰다. BT(상기 기술한 바와 같이 제조함) 및 항생제를 증분적 농도에서 고정된 최종 용적을 0.2mL로 유지하면서 첨가하였다. 배양물을 24시간 동안 37℃에서 인큐베이션시키고 혼탁도를 제조업자의 추천에 따라 ELISA 플레이트 판독기(제조원: 바이오텍 인스트루먼츠(Biotek Instruments), 미국 버몬트주 위누스키 소재)를 사용하여 630 nm에서 흡수로 평가하였다. 최소 억제 농도(MIC)를 24시간 동안 성장을 억제하는 최저 약물 농도로 나타내었다. 최소 억제 농도(MIC)를 24시간 동안 성장을 억제하는 최저 약물 농도로 나타내었다. 생존가능 세균 수(cfu/mL)를 영양소 아가 상에 표준 플레이팅에 의해 측정하였다. 최소 살세균성 농도(MBC)는 24시간의 인큐베이션시 99.9% 까지 초기 생존능을 감소시킨 약물의 농도로서 나타내었다.
체커보드(checkerboard) 방법을 사용하여 항미생물성 조합물의 활성을 평가하였다. 분획적 억제 농도 지수(FICI) 및 분획적 살세균성 농도 지수(FBCI)를 Eliopoulos et al.의 문헌(Eliopoulos and Moellering, (1996) Antimicrobial combinations. In Antibiotics in Laboratory Medicine (Lorian, V., Ed.), pp. 330-96, Williams and Wilkins, Baltimore, MD, USA)에 따라서 계산하였다. 상승효과는 ≤0.5의 FICI 또는 FBCI 지수, >0.5 내지 4에서 상호작용 없음 및 >4에서 길항작용으로 정의하였다(Odds, FC (2003) Synergy, antagonism, and what the chequerboard puts between them. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 52:1 참조). 상승작용은 또한 통상적으로 항생제 농도에서 ≥4-배 감소로 정의하였다.
결과는 표 2 내지 17에 나타낸다.
표 2
에스 . 아우레우스 (S. aureus ) 나프실린 내성
Figure pct00003
BE = 0.2 ㎍/㎖ Bis㎍EDT; 세균성 균주를 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학(Winthrop-University) 병원 내 임상 미생물 실험실로부터 입수하였다. 나프실린은 시그마(St. Louis, MO)로부터 입수하였다.
표 3
에스 . 아우레우스 의 나프실린 내성
Figure pct00004
BE = 0.2 ㎍/㎖ Bis㎍EDT; 세균성 균주를 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 내 임상 미생물 실험실로부터 입수하였다. 나프실린은 시그마로부터 입수하였다.
표 4
에스 . 아우레우스
리팜핀 /네오마이신/ 파로모마이신
Figure pct00005
BE = 0.2 ㎍/㎖ Bis㎍EDT; 균주 S2446-3를 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 내 임상 미생물 실험실로부터 입수하였다. 항생제는 시그마로부터 입수하였다.
표 5
에스 . 에피더미디스 (S. epidermidis ) - GM 내성
Figure pct00006
GM = 젠타마이신; 균주 S2400-1를 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 내 임상 미생물 실험실로부터 입수하였다. 젠타마이신은 윈스롭의 약학 부서로부터 입수하였다; 상승작용은 굵은 글씨
표 6
에스 . 에피더미디스 - S2400 -1
생물막 예방
Figure pct00007
데이터는 ㎍/㎖ 단위; 균주 S2400-1을 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 내 임상 미생물 실험실로부터 입수하였다. 항생제는 윈스롭의 약학 부서로부터 입수하였다.
표 7
에스 . 에피더미디스 - S2400 -1
MIC
Figure pct00008
데이터는 ㎍/㎖ 단위; 균주 S2400-1을 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 내 임상 미생물 실험실로부터 입수하였다. 항생제는 윈스롭의 약학 부서로부터 입수하였다.
표 8
에스 . 에피더미디스 - S2400 -1
MBC
Figure pct00009
데이터는 ㎍/㎖ 단위; 균주 S2400-1을 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 내 임상 미생물 실험실로부터 입수하였다. 항생제는 윈스롭의 약제 부서로부터 입수하였다.
표 9
에스 - 에피더미디스
ATCC 35984
MIC
Figure pct00010
데이터는 ㎍/㎖ 단위; 항생제는 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 10
이. 콜라이 (E. coli ) - 암피실린/클로람페니콜 내성
Figure pct00011
AB = 항생제; CM = 클로람페니콜; AM = 암피실린; BE = 0.3 ㎍/㎖에서 BisEDT; 균주는 일리노이, 시카고 소재의 시카고 대학, 분자 유전학 및 세포 생물학 부서의 MJ Casadaban 박사의 실험실로부터 입수하였다. 항생제는 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 11
이. 콜라이 - 테트라사이클린 -내성:
독시사이클린 + BisEDT
Figure pct00012
DOX = 독시사이클린; BE = 0.3 ㎍/㎖에서 BisEDT; 균주는 영국, 브리스톨 소재의 브리스톨대(The University of Bristol)의 세균학 부서의 I Chopra 박사의 실험실로부터 입수하였다. 항생제는 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 12
피. 아에루기노사 (P. aeruginosa ) - 토브라마이신 - 내성:
BisEDT 상승작용
Figure pct00013
Agr = 아미노글리코시드 내성; NN = 토브라마이신; PA =슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa); BE = 0.3 ㎍/㎖에서 BisEDT; 균주는 캐나다 온타리오 소재의 퀸즈대(Queens University)의 미생물학 및 면역학 부서의 K. Poole 박사의 실험실로부터 입수하였다. 토브라마이신은 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 13
비.세파시아 ( B. cepacia )
토브라마이신 + BE 상승작용
MIC
Figure pct00014
NN = 토브라마이신; BE = BisEDT, 0.4 ㎍/㎖; 균주는 미시간, 앤아버 소재의 미시간대(University of Michigan)의 소아과 및 전염병 부서의 J.J. LiPuma 박사의 실험실; 또한 Veloira et al. 2003로부터 입수하였다. 토브라마이신은 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 14
비. 세파시아
토브라마이신 + BE 상승작용
MBC
Figure pct00015
NN = 토브라마이신; BE = BisEDT, 0.4 ㎍/㎖; 균주는 미시간, 앤아버 소재의 미시간대(University of Michigan)의 소아과 및 전염병 부서의 J.J. LiPuma 박사의 실험실; 또한 Veloira et al. 2003로부터 입수하였다. 토브라마이신은 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 15
토브라마이신 내성 균주
MIC
Figure pct00016
NN = 토브라마이신; BE = BisEDT, 0.8 ㎍/㎖; Lipo-BE-NN = 리포솜 BE-NN; 균주는 캐나다 온타리오 소재의 라우렌티안 대학(Laurentian University)의 화학 및 생화학 부서의 A. Omri 박사의 실험실로부터 입수하였다; (M 균주는 점액성 비.세파시아(B. cepacia); PA=피. 아에루기노사(P. aeruginosa); SA=에스. 아우레우스(S. aureus)). 토브라마이신은 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 16
토브라마이신 내성 균주
MBC
Figure pct00017
NN = 토브라마이신; BE = BisEDT, 0.8 ㎍/㎖; Lipo-BE-NN = 리포솜 BE-NN; 균주는 캐나다 온타리오 소재의 라우렌티안 대학의 화학 및 생화학 부서의 A. Omri 박사의 실험실로부터 입수하였다; (M 균주는 점액성 비.세파시아; PA=피. 아에루기노사; SA=에스. 아우레우스). 토브라마이신은 뉴욕주 미네올라 소재의 윈스롭-대학 병원 약학 부서로부터 입수하였다.
표 17
BisEDT - 피리티온 상승작용
Figure pct00018
BE = BisEDT; NaPYR = 나트륨 피리티온; 화학물질은 시그마-알드리히로부터 입수하였다; 상승작용은 굵은 글씨로 나타냄. 나타낸 세균성 균주는 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션(American Type Culture Collection; ATCC, Manassas, VA)으로부터 입수하였다.
실시예 7
항생제-내성 세균성 균주를 포함하는 그람-양성 및 그람-음성 세균에 대한 비교된 비스무트-티올(BT) 및 항생제 효과
이 실시예에서 BisEDT 및 비교 제제의 시험관내 활성을 피부 및 연조직 감염에 관여하는 그람-양성 및 그람-음성 세균의 다수의 임상 분리체에 대해 평가하였다.
재료 및 방법. 시험 화합물 및 시험 농도 범위는 다음과 같았다: BisEDT(Domenico et al., 1997; Domenico et al., Antimicrob. Agents Chemother. 45(5):1417-1421. 및 실시예 1 참조), 16-0.015 ㎍/mL; 리네졸리드(제조원: 켐파이피카 인코포레이티드(ChemPacifica Inc.), #35710), 64-0.06 ㎍/mL; 다프토마이신(제조원: 쿠비스트 파마슈티칼스(Cubist Pharmaceuticals) #MCB2007), 32-0.03 ㎍/mL 및 16-0.015 ㎍/mL; 반코마이신(제조원: 시그마-알드리히, 미주리주 세인트 루이스 소재,# V2002), 64-0.06 ㎍/mL; 세프타지딤(제조원: 시그마 #C3809), 64-0.06 ㎍/mL 및 32-0.03 ㎍/mL; 이미페넴(제조원: 유나이티드 스테이츠 파마코페이아(United States Pharmacopeia), 뉴저지주, #1337809) 16-0.015 ㎍/mL 및 8-0.008 ㎍/mL; 시프로플록사신(제조원: 유나이티드 스테이츠 파마코페이아, # IOC265), 32-0.03㎍/mL 및 4-0.004 ㎍/mL; 젠타마이신(제조원: 시그마 #G3632) 32-0.03 ㎍/mL 및 16-0.015 ㎍/mL. 젠타마이신을 제외한 모든 시험 제품을 DMSO 중에 용해하였고; 젠타마이신은 물 중에 용해하였다. 스톡 용액(stock solution)을 시험 플레이트 내에서 40배 최대 농도에서 제조하였다. 시험 시스템 중에 DMSO의 최종 농도는 2.5%이었다.
유기체. 시험 유기체를 다음과 같은 임상 실험실로부터 수득하였다: CHP, 인디아나주 인디아나폴리스 소재의 클라리안 헬쓰 파트너스(Clarian Health Partners); UCLA, 캘리포니아주 로스엔젤레스 소재의 캘리포니아 로스 앤젤레스
대학 의학 센터(University of California Los Angeles Medical Center),CA; GR Micro, 영국 런던 소재; PHRI TB 센터, 뉴욕주 뉴욕 소재의 공공 보건 연구소 결핵 센터(Public Health Research Institute Tuberculosis Center); ATCC, 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션, 버지니아주 마나사스 소재; Mt Sinai Hosp., 뉴욕주 뉴욕에 소재하는 마운트 시나이 병원; UCSF, 캘리포니아주 샌프란시스코 소재의 캘리포니아 샌 프란시스코 대학 일반 병원(University of California San Francisco General Hospital); Branson Hospital, 미시간주 칼라마주 소재의 브론슨 메토디스트 병원(Branson Methodist Hospital); 품질 대조군 분리체는 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션(ATCC, 버지니아주 마나사스 소재)로부터 입수하였다. 유기체를 각각의 유기체에 대해 적절한 아가 배지 상에서 분리하기 위해 스트리킹(streaking)하였다. 집락을 분리 플레이트로부터 면봉으로 집어올려서 동결보호제를 함유하는 적절한 액체배지 중에서 현택액 내로 넣었다. 현탁액을 극저온 바이알 내로 분취하고 -80℃에서 유지시켰다.
약어는 다음과 같다: BisEDT, 비스무트-1,2-에탄디티올; LZD, 리네졸리드; DAP, 다프토마이신; VA, 반코마이신; CAZ, 세프타지딤; IPM, 이미페넴; CIP, 시프로플록사신; GM, 젠타마이신; MSSA, 메티실린-내성 스타필로코쿠스 아우레우스( Staphylococcus aureus); CLSI QC, 임상 및 실험실 표준 기관 품질 대조군 균주; MRSA, 메티실린-내성 스타필로코쿠스 아우레우스; CA-MRSA, 군락-획득된 메티실린-내성 스타필로코쿠스 아우레우스; MSSE, 메티실린-내성 스타필로코쿠스 에피더미디스( Staphylococcus epidermidis); MRSE, 메티실린-내성 스타필로코쿠스 에피더미디스; VSE, 반코마이신-민감성 엔테로코쿠스(Enterococcus ).
분리체를 동결된 바이알로부터 적절한 배지: 대부분의 유기체의 경우 트립티카제 대두 아가(제조원: 벡톤-디킨슨(Becton-Dickinson), 메릴랜드주 스파크스 소재) 또는 스트렙토코쿠스의 경우 트립티카제 대두 아가 및 5% 양(sheep) 혈액(제조원: 클리브랜드 사이언티픽(Cleveland Scientific), 오하이오주 배쓰 소재) 상으로스트리킹하였다. 플레이트를 35℃에서 밤새 인큐베이션시켰다. 품질 대조군 유기체를 포함시켰다. MIC 검정에 사용된 배지는 대부분의 유기체의 경우 뮐러 힌톤 II 액체배지(Mueller Hinton II Broth)(MHB II- 제조원: 벡톤 디킨슨(Becton Dickinson), # 212322)이었다. MHB II에 2% 용해된 말 혈액(제조원: 클리브랜드 사이언티픽 Lot # H13913)을 보충하여 스트렙토코쿠스 피오게네스 ( Streptococcus pyogenes) 및 스트렙토코쿠스 아갈락티아에(Streptococcus agalactiae)의 성장을 제공하였다. 배지를 102.5% 정상 중량에서 제조하여 미세희석 판넬의 각각의 웰에 5μL의 약물 용액의 첨가로 생성된 희석을 상쇄하였다. 추가로, 다프토마이신을 사용한 시험을 위해, 배지를 추가의 25 mg/L Ca2 +로 보충하였다.
MIC 검정 방법은 임상 및 실험 표준 기관(Clinical and Laboratory Standards Institute. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically ; Approved Standard - Seventh Edition . Clinical and Laboratory Standards Institute document M7-A7(ISBN 1-56238-587-9). Clinical and Laboratory Standards Institute, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2006)에 기술된 과정을 따르고 자동화된 액체 핸들러를 사용하여 일련 희석 및 액체 전달을 수행하였다.자동화된 액체 핸들러는 멀티드롭(Multidrop) 384(제조원: 랩시스템스(Labsystems), 핀란드 헬싱키 소재), 바이오멕(Biomek) 2000 및 멀티멕(Multimek) 96(제조원 벡크만 코울터(Beckman Coulter), 캘리포니아주 풀러톤 소재)을 포함하였다. 표준 96-웰 미세희석 플레이트(Falcon 3918)의 컬럼 2 내지 12의 웰에 150μL의 DMSO 또는 젠타마이신용 물을 멀티드롭 384 상에서 충전시켰다. 약물(300μL)을 이 플레이트 내에 적절한 컬럼 1로 분산시켰다. 이들은, 시험 플레이트(딸 플레이트; daughter plate)가 제조된 모 플레이트로부터 올 것이다. 바이오멕 2000을 컬럼 11을 통해 모 플레이트 내에서 순차적인 전달을 완성하였다. 컬럼 12의 웰은 약물을 함유하지 않았으며 딸 플레이트내 유기체 성장 조절 웰이었다. 딸 플레이트를 185 μL의 적절한 시험 배지(상기 기술됨)로 멀티드롭 384를 사용하여 로딩하였다. 딸 플레이트는 5 μL의 약물 용액을 모 플레이트의 각각의 웰로부터 각각의 딸 플레이트의 각각의 상응하는 웰로 일 단계로 전달하는 멀티멕 96 장치 위에서 제조하였다.
각각의 유기체의 표준화된 접종물을 CLSI 방법(ISBN 1-56238-587-9, 상기 인용됨)당 제조하였다. 현탁액을 MHB 중에서 0.5 맥파랜드 표준물(McFarland standard)의 혼탁도와 동일하게 제조하였다. 상기 현탁액을 유기체에 적절한 액체배지 중에서 1:9로 희석하였다. 각각의 유기체에 대한 접종물을 길이로 나눈 멸균 저장기(제조원: 벡크만 코울터) 내로 분배하고, 바이오멕 2000을 사용하여 플레이트에 접종시켰다. 딸 플레이트를 역전된 바이오멕 2000 작업 표면에 상에 위치시켜 이에 따라 접종이 저농도로부터 고농도의 약물로 이루어지도록 하였다. 바이오멕 2000은 각각의 웰내로 10 μL의 표준화된 접종물을 전달하였다. 이는 약 5 x 105의 집락-형성 단위/mL의 딸 플레이트내 최종 세포 농도를 수득하였다. 따라서, 딸 플레이트의 웰은 궁극적으로 185 μL의 액체배지, 5 μL의 약물 용액, 및 10 μL의 세균성 접종물을 함유하였다. 플레이트를 3개 높이로 쌓고, 상부 플레이트에 덮개를 덮고, 플라스틱 백 속에 두고 분리체 대부분에 대해 35℃에서 약 18시간 동안 인큐베이션시켰다. 스트렙토코쿠스 플레이트를 20시간 인큐베이션 후 판독하였다. 미세플레이트는 플레이트 관찰기를 사용하여 하부로부터 관찰하였다. 시험 배지 각각의 경우, 접종하지 않은 가용성 대조군 플레이트를 약물 침전의 증거에 대해 관찰하였다. MIC를 판독하여 유기체의 가시적인 성장을 억제한 약물의 최저 농도로서 기록하였다.
결과. 모든 시판되는 약물은 배지 둘 모두는 시험 농도 모두에서 가용성이었다. BisEDT는 32 ㎍/mL에서 미량의 침전물을 나타내었지만, MIC 판독은 시험한 모든 유기체에 대한 억제 농도가 그 농도의 미만이었기 때문에 영향받지 않았다. 각각의 검정일에, 적절한 품질 대조군 균주(들)를 MIC 검정에 포함시켰다. 이들 균주에 대해 유래된 MIC 값을 적절하게 각각의 제제에 대해 발표된 품질 대조군 범위(Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing ; Eighteenth Informational Supplement . CLSI document M100-S18 (ISBN 1-56238-653-0). Clinical and Laboratory Standards Institute, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2008)에 대해 비교하였다.
각각의 검정일에, 적절한 품질 대조군 균주(들)을 MIC 검정에 포함시켰다. 이들 균주로부터 유래된 MIC 값을 적절하게 각각의 제제에 대한 발표된 품질 대조군 범위(Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing ; Eighteenth Informational Supplement. CLSI document M100-S18 (ISBN 1-56238-653-0))에 대해 비교하였다. 품질 대조군 범위가 발표된 품질 대조군 균주에 대한 141개 값 중, 140개(99.3%)가 규정된 범위 내에 존재하였다. 한가지 예외는 S. aureus( 에스 . 아우레우스 ) 29213에 대한 이미페넴이었으며 이는 발표된 QC 범위 미만의 1개 희석물인 단일 수행에 대한 1개 값(≤ 0.008 ㎍/mL)을 수득하였다. 이러한 수행에서 모든 다른 품질 대조군 결과는 규정된 품질 대조군 범위 내에 존재하였다.
BisEDT는 메티실린-내성 스타필로코쿠스 아우레우스(MSSA), 메티실린-내성 에스. 아우레우스(MRSA), 및 군락-획득된 MRSA(CA-MRSA) 둘 모두에 대한 강력한 활성을 입증하였는데, 모든 3개의 유기체 그룹에 대해 0.5㎍/mL의 MIC90 값으로 1 ㎍/mL 이하에서 시험한 모든 균주를 억제하였다. BisEDT는 리네졸리드 및 반코마이신의 활성보다 크고, 다프토마이신의 활성과 동일한 활성을 나타내었다. 이미페넴은 MSSA(MIC90 = 0.03 ㎍/mL)에 대해 BisEDT보다 더 강력하였다. 그러나, MRSA 및 CAMRSA는 이미페넴에 대해 내성이었으나 BisEDT는 MSSA에 대해 나타낸 것과 동일한 활성을 입증하였다. BisEDT는 메티실린-민감성 및 메티실린-내성 스타필로코쿠스 에피더미디스(MSSE 및 MRSE)에 대해, 각각 0.12 및 0.25 ㎍/mL의 값으로서, 고도로 활성이었다. BisEDT는 이미페넴을 제외한 시험한 다른 제제 중 어느 것보다 MSSE에 대해 더 활성이었다. BisEDT는 이미페넴을 제외한 시험한 다른 제제 중 어느 것보다 MSSE에 대해 더 활성이었다. BisEDT는 MRSE에 대해 시험한 최대 활성인 제제였다.
BisEDT는 반코마이신-민감성 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecali)(VSEfc) 에 대해 2㎍/mL의 MIC90 값으로 다프토마이신, 반코마이신 및 이미페넴의 것과 동일한 활성을 입증하였다. 유사하게, BisEDT는 1 ㎍/mL의 MIC90 값으로 반코마이신-내성 엔테로코쿠스 파에칼리스(VREfc)에 대해 시험한 최대 활성 제제였다.
BisEDT는 반코마이신-민감성 엔테로코쿠스 파에시움( Enterococcus faecium)(VSEfm)에 대해 2 ㎍/mL의 MIC90 값으로 매우 활성이었으며; 이의 활성은 다프토마이신의 것과 동일하거나 유사하고 반코마이신의 것보다 1배-희석 더 높았다. BisEDT 및 리네졸리드는 반코마이신-내성 엔테로코쿠스 파에시움(VREfm)에 대해 시험한 최대 활성 제제이었으며, 각각은 2 ㎍/mL의 MIC90 값을 입증한다. 스트렙토코쿠스 피오게네스(Streptococcus pyogenes)에 대한 BisEDT의 활성(0.5 ㎍/mL의 MIC90 값)은 반코마이신의 것과 동일하고, 리네졸리드의 것보다 크며, 다프토마이신 및 세프타지딤의 것보다 약간 더 작았다. 화합물은 시험한 모든 균주를 0.5 ㎍/mL 이하에서 억제하였다.이들 연구에서, BisEDT에 대해 최소 민감성인 종은 스트렙토코쿠스 아갈락티아에( Streptococcus agalactiae )였으며, 여기서 관찰된 MIC90 값은 16 ㎍/mL이었다. BisEDT는 젠타마이신을 제외하고는 시험한 제제 모두보다 더 활성이 적었다.
포함된 그람-음성 세균에 대한 BisEDT 및 비교인자의 활성은 악시네토박터 바우만니이( Acinetobacter baumanii)에 대해 BisEDT 효능(2 ㎍/mL의 MIC90 값)을 입증하여 BisEDT를 시험한 최대 활성인 화합물로 만들었다. 비교인자 제제에 대한 유의미한 수의 시험 분리물의 상승된 MIC는 이들 제제에 대해 오프-규모(off-scale) MIC90 값을 생성하였다. BisEDT는 균주 모두를 2 ㎍/mL 이하(MIC90 = 2 ㎍/mL)에서 억제하는 에스케리키아 콜라이 ( Escherichia coli )의 강력한 억제제였다. 화합물은 이미페넴보다 덜 활성이었지만, 세프타지딤, 시프로플록사신, 및 젠타마이신보다 더 활성이었다. BisEDT는 또한 이미페넴의 활성과 동일한 8 ㎍/mL의 MIC90 값으로 크렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae)에 대한 활성을 입증하였다. 상대적으로 높은 MIC90 값은 이미페넴, 세프타지딤, 시프로플록사신, 및 젠타마이신에 의해 억제되었으며, 이는 이것이 유기체의 고도로 항생제-내성인 그룹임을 나타내었다. BisEDT는 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa)에 대해 4 ㎍/mL의 MIC90 값으로 시험한 최대 활성 화합물이었다. 시험 분리체의 이 그룹에 대해 비교인자 제제에 대해 내성인 높은 수준이 존재하였다.
요약하면, BisEDT는 인간에서 급성 및 만성 피부 및 피부 구조 감염과 일반적으로 관련된 종을 포함하는, 다수의 종을 나타내는 다수의 임상 분리체에 대해 광범위한 스펙트럼의 효능을 입증하였다. BisEDT 및 주요 비교인자 제제의 활성은 그람-양성 및 그람-음성 세균의 723개 임상 분리체에 대해 평가하였다. BT 화합물은 광범위한 스펙트럼 활성을 입증하였으며, 이 연구에서 다수의 시험 유기체에 대해, BisEDT는 항-세균 활성 측면에서 시험한 최대 활성 화합물이었다. BisEDT는 MSSA, MRSA, CA-MRSA, MSSE, MRSE, 및 에스 . 피오게네스에 대해 최대 활성이었으며, 여기서 MIC90 값은 0.5 ㎍/mL 이하였다. 강력한 활성이 또한 VSEfc, VREfc,VSEfm, VREfm, 에이. 바우마니이(A. baumanii ), 이, 콜라이 및 피. 아에루기노사(P. aeruginosa)에 대해 입증되었으며, 여기서 MIC90 값은 1 내지 4 ㎍/mL의 범위 내에 있었다. 관찰된 MIC90 값은 케이 . 뉴모니아에 (K. pneumoniae )(MIC90 = 8 ㎍/mL), 및 에스 . 아갈락티아에(S. agalactiae )(MIC90= 16 ㎍/mL)의 경우였다.
실시예 8
미립자 BT-항생제 강화작용(Enhancing) 및 상승작용(Synergizing) 활성
이 실시예는 미립자 비스무트 티올(BT)이 강화되고 및/또는 상승적인 상호작용을 통해 항생제 활성을 촉진함을 보여준다.
감염을 치료하는데 있어서 주요 복합 인자는 항생제에 대한 세균의 내성의 출현이다. 에스 . 에피더미디스 (S. epidermidis )(MRSE) 및 에스 . 아우레우스(MRSA)에 있어서 메티실린 내성은 실제로 다중 약물 내성을 반영하며, 이들 병원체를 근절시키기 매우 어렵게 만든다. 그러나, 시험한 수백개의 균주로부터의 어떠한 스타필로코쿠스도 BT에 대해 내성을 나타내지 않았다. 또한, 부억제(subinhibitory)(subMIC) 농도에서 BT는 몇가지 중요한 항생제에 대한 내성을 감소시켰다.
스타필로코쿠스 아우레우스 . MRSA에 대한 subMIC 비스무트 에탄디티올(BisEDT)의 항생제-재감작화 효과의 그래프적 설명이 제공되며(도 4), 이는 젠타마이신, 세파졸린, 세페핌, 이미페님, 설파메톡사졸 및 레보플록사신을 포함하는 몇가지 부류의 항생제의 강화된 항생제 작용을 나타낸다. 따라서, BisEDT는 대부분의 항생제의 활성을 비특이적으로 강화시켰다.
액체배지 희석 항미생물성 민감성 연구를 subMIC 수준의 BisEDT와 조합하여 몇가지 항생제를 사용하여 12개의 MRSA 균주에 대해 수행하였다(표 18). 생물막-예방 농도(BPC) 및 최소 억제 농도(MIC) 둘 모두를 특수 생물막 배양 배지(BHIG/X) 중에서 측정하였다. 젠타마이신 및 세파졸린에 대한 MIC 및 BPC는 subMIC BisEDT(BisEDT MIC, 0.2-0.4 ㎍/㎖)에 의해 감소되었지만, 민감성에 대한 중단점(breakpoint) 미만은 아니었다. subMIC BisEDT는 가티플록사신 및 세페핌에 대한 MRSA의 민감성을 민감성에 대한 중단점에 근접하게 강화시켰다. 이들 균주는 반코마이신에 대해 이미 민감성이었지만, subMIC BisEDT의 존재하에서 상당히 더욱 그렇게 되었다. 일반적으로, MIC 및 BPC는 subMIC BisEDT로 2배 내지 5배 감소되었다.
표 18
MRSA 에 대한 BT -항생제 조합물의 항미생물성 활성
Figure pct00019
12개의 MRSA 임상 분리체를 BHIG/X 중에서 성장시키고 0 내지 0.1 ㎍/㎖의 BisEDT의 존재하에서 항생제의 일련 희석에 노출시켰다. ㎍/㎖로 계산된 MIC 및 BPC는 적어도 3개의 시험으로부터의 평균 ± 표준 편차이다. 우측 컬럼은 항생제 민감성(S) 및 내성(R)에 대한 표준 MIC를 열거한다.
세페핌-내성 MRSA 분리체의 액체배지 희석 연구는 표 19에 나타낸다. 0.1 ㎍/㎖에서 BisEDT는 12개의 분리체 중 11개에서 세페핌의 억제 활성을 유의미하게 강화시켰다. 이 특정한 연구에서, 데이터는 민감성에 대한 중단점에서 많은 분리체와 함께, BisEDT와 세페핌 사이의 상승작용(FIC < 0.5)을 나타냈다.
표 19
BisEDT 에 의해 감작화된 세페핌 -내성 MRSA
Figure pct00020
12개의 세페핌-내성 MRSA를 subMIC BisEDT와 조합된 세페핌에 대한 민감성에 대해 37℃에서 48시간 동안 폴리스티렌 플레이트 속에서 BHIG/X 배지 중에서 시험하였다.
나피실린 또는 젠타마이신을 사용한 조합 연구에 대한 결과는 표 20에 나타낸다. 나프실린과 조합되는 경우, BisEDT (0.2㎍/㎖)은 나프실린에 대한 MIC90을 MRSA에 대해 4배까지 감소시켰다(FIC, 0.74). 젠타마이신과 조합되는 경우, BisEDT는 젠타마이신에 대한 MIC90를 MRSA에 대해 10배 이상 감소시켰다(FIC, 0.6). BT는 임상적으로 관련된 농도에 대해 시험한 모든 4개의 젠타마이신-내성 분리체의 내성을 역전시켰다(Domenico et al., 2002 참조). 이들 항미생물제에 대한 MIC는 특히 젠타마이신의 경우 실질적으로 감소되었다. 이들 연구에 사용된 액체배지는 2% 글루코즈가 들어있는 트립티카제 대두 액체배지(TSB)였으며, 이는 1% 양 혈액으로 강화된 뮐러-힌톤 II 액체배지에서 관찰된 것과 유사한 결과를 보였다.
표 20
MRSA : 나프실린 또는 젠타마이신 + BisEDT 상승작용
Figure pct00021
㎍/㎖ 단위에서 NAF 또는 GM; 0.2 ㎍/㎖에서 BE
스타필로코쿠스 에피더미디스 . 항생제의 대부분의 부류의 활성은 BisEDT의 존재하에 증진되었다. BPC와 관련하여, 클린다마이신 및 가티플록사신은 BisEDT와 조합하는 경우 에스 . 에피더미디스에 대해 유의미하게 더 많은 항생물막 활성을 보여주었다(도 5). 상이한 관점에서 언급하면, 클린다마이신, 가티플록사신 및 젠타마이신에 대한 BPC는 subMIC BisEDT의 존재하에, 각각 50-배, 10-배 및 4-배 감소하였다.
생물막 예방 농도(BPC)에서 단지 보통의 감소는 미노사이클린, 반코마이신 및 세파졸린의 경우 주목된 반면, 리팜피신 및 나프실린은 0.05 ㎍/㎖ BisEDT에서 영향받지 않고 남아있었다. 0.1 ㎍/㎖ BisEDT에서, 사용된 항생제에 상관없이 생물막은 전혀 검출되지 않았으며, 이는 길항작용이 발생하지 않았음을 의미한다. 이 BisEDT 농도는 에스 . 에피더미디스의 경우의 MIC와 근접하였다(Domenico et al., 2003)(도 5 참조).
성장 억제와 관련하여, 시험한 8개의 항생제 중 7개는 에스 . 에피더미디스에 대해 0.1 ㎍/㎖(0.5 μM) BisEDT의 존재하에서 유의적으로 강화되었다(도 6). MIC 변화는 클린다미신 및 젠타마이신의 경우 가장 현저하였고, 이어서, 반코마이신, 세파졸린, 미노사이클린, 가티플록사신 및 나프실린의 경우이었으며, 리팜피신은 영향받지 않았다. 항생제들 중 이 균주는(NC, CZ, GM, CM)에 대해 내성이었으며, 단지 세파졸린 내성만이 BisEDT에 의해 임상적으로 관련 수준으로 역전되었다.
에스 . 에피더미디스에 대해 시험한 대부분의 항생제에 대한 최소 세균 농도(MBC)는 subMIC BisEDT로 약간 감소하였다. 젠타마이신은 MBC(4배 내지 16배)에서 최대 감소를 나타내었고, 이어서 세파졸린(4배 내지 5배), 반코마이신 및 나프실린(3배 내지 4배), 미노사이클린 및 가티플록사신(2배 내지 3배)의 순이었지만, 클린다미신 및 리팜피신 MBC는 크게 영향받지 않고 남아 있었다. 클린다미신은 제균작용제(bacteriostatic agent)이며, 이는 이의 세균 활성의 결핍을 설명한다. 세파졸린 내성은 MBC와 관련하여 역전되었다(Domenico et al., 2003). 이들 효과는 부가적이었다.
항미생물제의 상승작용(potentiation)은 또한 이식체 감염 랫트 모델에서 생체내 입증되었다(표 21). 0.1 ㎍/ 정도로 낮은 BisEDT 수준은 또한 7일 동안 내성 에스 . 에피더미디스 생물막의 예방을 촉진시킬 수 있었다.
표 21에 요약한 바와 같이, 단독 또는 조합된 0.1 ㎍/㎖ BisEDT, 10 ㎍/㎖ RIP 및 10㎍/㎖ 리팜핀과 함께 함침된 이식체를 랫트내로 피하 이식시켰다. 2x107 cfu/㎖에서 MS 및 MR 균주를 함유하는 생리학적 용액(1 ㎖)을 투베르쿨린 주사기를 사용하여 이식체 표면에 접종시켰다. 모든 이식체를 이식 후 7일째에 외식(explant)시키고 5분 동안 멸균 염수 용액 속에서 초음파처리하여 부착된 세균을 제거하였다. 생존가능한 세균의 정량화는 희석물을 혈액 아가 플레이트 상에서 배양함으로써 수득하였다. 검출 한계는 대략 10 cfu/cm2이었다.
표 21
이식 감염 모델에서 에 대한 RIP , BT 및 리팜핀
Figure pct00022
a각각의 그룹은 15마리의 동물을 가졌다; MS, 메티실린-민감성 에스 . 에피더미디스; MR, 메티실린-내성 에스 . 에피더미디스
b0.1 mg/ℓ의 BT, 10 mg/ℓ의 RIP, 10 mg/ℓ의 리팜핀으로 함침시킨 다크론 이식체 분절(Dacron graft segment)
c대조군 그룹 MS 및 MR과 비교한 경우 통계적으로 유의미함
dMS3 그룹과 비교한 경우 통계적으로 유의미함
e MR1, MR2, 및 MR3 그룹과 비교한 경우 통계적으로 유의미함
그람-음성 세균. 내성 슈도모나스 아에루기노사( Pseudomonas aeruginosa )에 대한 토브라마이신의 활성은 subMIC BisEDT으로 수배로(several-fold) 강화되었다(표 22). 이 시도에서, MIC는 IC24로서 보다 상세하게 정의되었다.
표 22
토브라마이신 -내성 피. 아에루기노사 : BisEDT 효과
Figure pct00023
피. 아에루기노사의 내성 균주를 뮐러-힐톤 II 액체배지 중에 37℃에서 토브라마이신(NN) 및 BisEDT(BE; 0.33 ㎍/㎖)의 존재하에 배양하였다. MIC를 24±1시간 동안 성장을 억제한 항생제 농도로서 측정하였다.
토브라마이신-내성 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia)에 대해, 0.4㎍/㎖ BisEDT는 10개의 분리체중 7개가 토브라마이신 민감성이 되도록 하였고(평균 FIC; 0.48), MIC90을 10배 감소시켰다(표 23). 토브라마이신의 MIC 및 MBC 둘다는 subMIC BisEDT에 의해 50개의 임상 부콜데리아 세파시아 분리체에 대해 성취가능한 수준으로 유의미하게 감소되었다(Veloira et al., 2003). 리포솜 형태의 BisEDT 및 토브라마이신은 피. 아에루기노사에 대해 고도로 상승작용함이 입증되었다(참조: Halwani et al. , 2008; Halwani et al., 2009).
표 23
비. 세파시아 에 대한 토브라마이신 및 BisEDT
Figure pct00024
a0.4 ㎍/㎖에서 BisEDT에 의해 억제된 3개 균주를 추가 연구로부터 배제시켰다. FIC 지수 ≤0.5는 상승작용을 나타낸다: FICI >0.5 및 <1.0는 강화를 나타낸다.
클로람페니콜 및 암피실린 내성 에스케리키아 콜라이를 subMIC BisEDT의 첨가에 의해 이들 약물에 대해 민감성이 되도록 하였다(표 24).
표 24
클로람페니콜/암피실린 내성 이. 콜라이 : BisEDT 효과
Figure pct00025
이. 콜라이의 내성 균주를 뮐러-힌톤 II 액체배지 중에 37℃에서 클로람페니콜(CM) 또는 암피실린(AMP) 및 BisEDT 단독 또는 조합물(BE; 0.33 ㎍/㎖)의 존재하에 배양시켰다. MIC를 24±1 시간 동안 성장을 억제한 항생제 농도로서 측정하였다.
테트라사이클린 내성 에스케리키아 콜라이를 subMIC BisEDT를 첨가하여 독시사이클린에 대해 내성이 되도록 하였다(표 25). 조합물은 TET M 및 TET D 균주에 대해 상승작용을 나타내었으며(FIC ≤ 0.5), TET A 및 TET B 균주에 대해 부가 효과를 나타내었다.
표 25.
테트라사이클린 내성 이. 콜라이 : BisEDT 효과
Figure pct00026
이. 콜라이의 내성 균주를 뮐러-힌톤 II 액체배지 중에 37℃에서 독시사이클린(DOX) 및 BisEDT 단독 또는 조합물(BE; 0.33 ㎍/㎖)의 존재하에 배양시켰다. MIC를 24±1 시간 동안 성장을 억제한 항생제 농도로서 측정하였다.
참조문헌:
Domenico P, R O'Leary, BA Cunha. 1992. Differential effect of bismuth and salicylate compounds on antibiotic sensitivity of Pseudomonas aeruginosa. Eur J Clin Microbiol Infec Dis 11:170-175; Domenico P, D Parikh, BA Cunha. 1994. Bismuth modulation of antibiotic activity against gastrointestinal bacterial pathogens. Med Microbiol Lett 3:114-119; Domenico P, Kazzaz JA, Davis JM, Niederman MS. 2002. Subinhibitory bismuth ethanedithiol (BisEDT) sensitizes resistant Staphylococcus aureus to nafcillin or gentamicin. Annual Meeting, ASM, Salt Lake City, UT; Domenico P, Kazzaz JA , Davis JM. 2003. Combating antibiotic resistance with bismuth-thiols. Research Advances in Antimicrob Agents Chemother 3:79-85; Domenico P, E Gurzenda, A Giacometti, O Cirioni, R Ghiselli, F Orlando, M Korem, V Saba, G Scalise, N Balaban. 2004. BisEDT and RIP act in synergy to prevent graft infections by resistant staphylococci. Peptides 25:2047-2053; Halwani M, Blomme S, Suntres ZE, Alipour M, Azghani AO, Kumar A, Omri A. 2008. Liposomal bismuth-ethanedithiol formulation enhances antimicrobial activity of tobramycin. Intl J Pharmaceut 358:278-84; Halwani M, Hebert S, Suntres ZE, Lafrenie RM, Azghani AO, Omri A. 2009. Bismuth-thiol incorporation enhances biological activities of liposomal tobramycin against bacterial biofilm and quorum sensing molecules production by Pseudomonas aeruginosa. Int J Pharmaceut 373:141-6; Veloira WG, Gurzenda EM, Domenico P, Davis JM, Kazzaz JA. 2003. Synergy of tobramycin and bismuth thiols against Burkholderia cepacia. J Antimicrob Chemother 52:915-919.
실시예 9
미립자 BT-항생제 강화작용 및 상승작용 활성
이 실시예는, 미립자화 비스무트 티올 BisEDT이 특이적인 미생물 표적 유기체에 대해 특이적인 항생제와의 강화되고 및/또는 상승적인 상호작용을 통해 항생제 활성을 촉진함을 나타낸다. 표 26에서 각각의 나타낸 조합물에 대한 단일-점 데이터(Single-point data)는 실시예 8에서 사용된 방법에 따라 필수적으로 생성되었다.
표 26
Figure pct00027
SA, 스타필로코쿠스 아우레우스; MRSA, 메티실린-내성 스타필로코쿠스 아우레우스; E Fc, 엔테로코쿠스 파에칼리스; SP, 스트렙토코쿠스 뉴모니아에; PRSP, 페니실린-내성 스트렙토코쿠스 뉴모니아에; EC, 에스케리키아 콜라이; KP, 클렙시엘라 뉴모니아에; PA, 슈도모나스 아에루기노사; Bcep, 부르콜데리아 세파시아; Bmult, 부콜데리아 머티보란스; Abau, 악시네토박터 바우만니이; Msmeg, 마이코박테리움 스메그마티스.
실시예 10
미립자 BT-항생제 강화작용 및 상승작용 활성
7개의 그람-음성 병원성 세균의 대표적인 균주에 대한 상기 기술된 바와 같이 제조한 미립자 Bis-EDT 및 4개의 Bis-EDT 유사체의 조합물, 및 다른 제제의 효과를 시험하였다. 일반적인 실험실적 방법의 변형을 사용하여 상승작용(FICI ≤ 0.5), 상승작용(0.5 < FICI ≤ 1.0), 길항작용(FICI > 4.0) 및, 분획 억제 농도(FIC) 및 FIC 지수(FICI)로 사용된 무차별성(indifference)(1.0 < FICI ≤ 4.0)을 측정하였다(Eliopoulos G and R Moellering. 1991. Antimicrobial combinations. In Antibiotics in Laboratory Medicine , Third Edition , edited by V Lorian. Williams and Wilkins, Baltimore, MD, pp. 432-492; Odds, 2003 J. Antimicrob. Chemother. 52(1):1 참조). 체커보드 기술을 사용하여 FIC 지수를 측정하여 이 연구에서 적용하였다.
표 27
시험성분
Figure pct00028
모든 시험 제품의 스톡 용액을 적절한 용매 속에서 최종 표적 농도의 40X에서 제조하였다. 모든 시험 제품은 이들 조건하에서 용액 중에 존재하였다. FIC 검정 플레이트에서 최종 약물 농도를 균주가 전적으로 시험 제제에 대해 내성이지 않는 한, 각각의 시험 유기체에 대해 각각의 제제의 MIC 값을 괄호 안에 설정하였다. 시험 한 농도 범위는 표 27에 나타낸다. 시험 유기체는 근본적으로 임상 공급원, 또는 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션으로부터 제공받았다. 수령시, 분리체를 트립신 대두 아가 II(TSA) 상에 스트리킹하였다. 집락을 이들 플레이트로부터 수거하고 세포 현탁액을 동결보호제를 함유하는 적절한 액체 배지 성장 배지 속에서 제조하였다. 이후에 분취량을 -80℃에서 동결시켰다. 제공된 검정에서 시험될 유기체의 동결된 종자를 해동시키고, TSA 플레이트 위에 분리하기 위해 스트리킹하고, 35℃에서 인큐베이션시켰다. 모든 유기체를 뮐러 힌톤 II 액체배지(제조원: 벡톤 디킨슨, 로트 번호 9044411) 속에서 시험하였다. 액체 배지를 1.05X 정상 중량/용적에서 제조하여 최종 시험 플레이트 속에서 약물의 5 용적%를 상쇄하였다.
최소 억제 농도(MIC) 값을 호기성 세균에 대한 액체 배지 미세희석법을 사용하여 미리 측정하였다(Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically ; Approved Standard - Eighth Edition . CLSI document M07-A8 (ISBN 1-56238-689-1). Clinical and Laboratory Standards Institute, 940 West Valley Road, Suite 1400, Wayne, Pennsylvania 19087-1898 USA, 2009. 참조).
FIC 값을 이전 기술한 액체 배지 미세희석법을 사용하여 측정하였다(Sweeney et al., 2003 Antimicrob . Agents Chemother . 47(6):1902-1906 참조). 시험 플레이트를 제조하기 위하여, 자동화된 액체 핸들러(멀티드롭 384, 제조원: 랩시스템스(Labsystems), 핀란드 헬싱키 소재; 바이오멕 2000 및 멀티멕 96, 제조원: 벡크만 코울터, 캘리포니아주 풀러톤 소재)를 사용하여 순차적 희석 및 액체 전달을 수행하였다.
표준 96-웰 미세희석 플레이트(Falcon 3918)의 적절한 웰을 150μL의 적절한 용매로 컬럼 2 내지 12 내에 멀티드롭 384를 사용하여 충전시켰다. 300 마이크로리터의 각각의 제2 시험 약물을 플레이트의 컬럼 1내에 각각의 웰에 첨가하였다.이들 플레이트를 사용하여 약물 "모 플레이트"를 제조하고 이를 약물 조합 플레이트를 위한 일련의 약물 희석에 제공하였다. 바이오멕 2000을 사용하여 모 플레이트의 컬럼 1내 웰로부터 150μL의 각각의 제2 약물 용액(40X)을 이동시켜 11개의 2배 순차적 희석물을 제조하였다. Bis-EDT(및 유사체)의 모 플레이트를 상부에서 하부로 다중채널 피펫을 사용하여 손으로 순차적으로 희석시켰다. 2개의 모 플레이트, 즉 각각의 제2 약물에 대한 1개 및 Bis-EDT(또는 유사체)에 대해 1개를 합하여 동등한 용적(다중-채널 피펫 사용)을 약물 조합 플레이트로 전달함으로써 "체커보드" 패턴을 형성하였다. 열 H 및 컬럼 12 각각은 MIC의 측정을 위한 제제 중 하나의 순차적 희석물을 단독으로 함유하였다.
"딸 플레이트"를 멀티드롭 384를 사용하여 시험 배지 180μL로 로딩하였다. 이후에, 멀티멕 96을 사용하여 10μL의 약물 용액을 약물 조합 모 플레이트의 각각의 웰로부터 딸 플레이트의 각각의 상응하는 웰로 1 단계로 전달하였다. 최종적으로, 딸 플레이트에 시험 유기체를 접종시켰다. 각각의 유기체의 표준화된 접종물을 공지된 가이드라인(CLSI, 2009 참조)에 따라 제조하였다. 모든 분리체에 대해, 각각의 유기체에 대한 접종물을 길이로 분할된 멸균 저장소(제조원: 벡크만 코울터)내로 분배시키고, 바이오멕 2000을 사용하여 플레이트에 접종시켰다. 장치는 10μL의 표준화된 접종물을 각각의 웰로 전달하여 대략 5 x 105 개 집락-형성-단위/mL의 딸 플레이트 내에 최종 세포 농도를 수득하였다.
시험 양식은 8x12 체커보드를 생성하였으며, 여기서 각각의 화합물을 단독으로(컬럼 12 및 열 H) 및 다양한 비의 약물 농도로 조합하여 시험하였다. 모든 유기체 플레이트를 3개 높이로 쌓고, 상부 플레이트 위에 덮개로 덮고, 플라스틱 백 내에 위치시켜, 35℃에서 약 20시간 동안 인큐베이션시켰다. 인큐베이션 후, 미세플레이트를 인큐베이터로부터 제거하고 사이언스웨어 플레이트 관찰기(ScienceWare plate viewer)를 사용하여 하부로부터 관찰하였다. 제조된 판독 쉬트(reading sheet)를 약물 1의 MIC(열 H), 약물 2의 MIC(컬럼 12) 및 성장-제로 성장 접촉면(growth-no growth interface)의 벽(well)에 대하여 표시하였다.
엑셀 프로그램을 사용하여 다음 식에 따라 FIC를 측정하였다: (조합물 내 화합물 1의 MIC/화합물 1 단독의 MIC) + (조합물 내 화합물 2의 MIC/화합물 2 단독의 MIC). 체커보드에 대한 FICI는 식: (FIC1 + FIC2 + ... FICn)/n(여기서, n은 FIC가 계산된 플레이트당 개개 웰의 수임)에 의하여 개개의 FIC로부터 계산하였다. 예를 들어, 제제 단독으로 오프-규모 MIC 결과를 수득한 경우, 다음의 최대 농도를 FIC 계산시 MIC 값으로서 사용하였다.
미립자 Bis-EDT, 4개의 미립자 BT 유사체, 및 다른 제제 모두(및 제제의 조합물)은 모든 최종 시험 농도에서 가용성이었다. MIC 및 FICI 값은 하기 표에서 나타낸다.
표 28
MB -1B-3 및 피페라실린에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00029
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 29
MB -1B-3 및 아즈트레오남에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00030
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 30
MB -15 및 피페라실린에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00031
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 31
MB -15 및 아즈트레오남에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00032
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 32
MB -8-2 및 피페라실린에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00033
1 MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 33
MB -8-2 및 아즈트레오남에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00034
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 34
MB -11 및 피페라실린에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00035
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 35
MB -11 및 아즈트레오남에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00036
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 36
MB -2B 및 피페라실린에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00037
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 37
MB -2B 및 아즈트레오남에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00038
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 38
MB -1B-3 및 세포탁심에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00039
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 39
MB -1B-3 및 세페핌에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00040
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 40
MB -15 및 세포탁심에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00041
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 41
MB -15 및 세페핌에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00042
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 42
MB -8-2 및 세포탁심에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00043
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 43
MB -8-2 및 세페핌에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00044
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 44
MB -11 및 세포탁심에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00045
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 45
MB -11 및 세페핌에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00046
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 46
MB -2B 및 세포탁심에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00047
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
표 47
MB -2B 및 세페핌에 대한 최소 억제 농도 및 분획 억제 농도 결과의 요약
Figure pct00048
1MIC, 최소 억제 농도
2FICI, 분획 억제 농도 지수
실시예 11
래투스 노르베기쿠스(Rattus Norvegicus) 대퇴골 주요 결함에서 감염에 대한 비스무트 티올의 효과
개방 골절에 대한 보호의 본 명세서의 표준은 관류, 죽은조직제거술 및 항생제이며; 이는 감염이 일어나지 않는 지점으로 상처 내에 세균 부하를 감소시키기 위하여 의도된다. 이러한 치료에도 불구하고, 감염은 중증의 컴배트 개방 경골 골절(combat open tibia fracture)의 75%까지 여전히 복잡하게 만든다. 흥미롭게도, 조기 감염이 흔히 그람 음성 세균에 의해 유발된다고 하더라도, 치유 문제 및 절단술과 관련된 말기 감염은 그람 양성 감염, 흔히 스타필로코쿠스 종에 기인한다(Johnson 2007 참조).
에스 . 아우레우스가 표준 치료에 대해 내성인 이유들 중 하나는 생물막을 형성하는 이들의 능력이다. 생물막 내에 세균은 배양 배지 중 유사한 유기체를 사멸시킬 수 있는 항미생물 화합물의 농도에 내성일 수 있다(Costerton 1987 참조).
이 연구의 목적은 BT가 이들 자체로서 또는 항생제와 함께 오염된 개방 골절 모델에서 감염을 감소시킬 것인지를 측정하는 것이었다. 오염된 랫트 대퇴골 주요 결함 모델은 잘-용인된 모델이며 이 실시예에 기술된 실험을 위해 사용하였다. 이 모델은 각종 가능한 치료 및 감염의 감소 및/또는 치유의 개선에 대한 이들의 효과를 비교하기 위한 표준화된 모델을 제공한다.
화합물 (CPD) CPD-8-2(비스무트 피리티온/부탄디티올; 표 1) 및 CPD-11(비스무트 피리티온/에탄디티올; 표 1)은, Bis-EDT 보다 상이한 활성 스펙트럼을 가진다고 하더라도, 시험관내에서 생물막 분비 세균에 대해 잠재성인 것으로 나타난 BIS-Bis의 2개의 유사체이다.
3개의 BT 제형, Bis-EDT, CPD-11 및 CPD-8-2(표 1 참조)는 폴리메틸 메타크트릴레이트(PMMA) 세멘트 비드 비히클(cement bead vehicle) 내에 토브라마이신 및 반코마이신의 존재 및 부재하에 사용되는 경우 시험관내에서 에스 . 아우레우스 균주에 대해 억제 효과를 입증하였다. 미립자 BT의 3개 제형을 본 명세서 기술된 바와 같이 임상적으로 유용한 하이드로겔 겔 형태로 생산하였다. 이들 BT를 겔 전달에 적절한 농도인 것으로 밝혀진 5 mg/㎖-1의 농도에서 겔 속에서 현탁하여 시험하였다. 겔 제형은 상처 윤곽에 맞추었으며, 적용 후 제거가 필요하지 않았다.
2개 치료 암(arm)을 사용하였다: 제1 암에서, BT를 단독으로 사용하였고, 제2 암에서 BT를 전신계적 항생제(ABx)와 함께 사용하였다.
(a) BT 단독.
에스.아우레우스로 접종 후 6시간 째에, 상처를 죽은자리(debride) 제거하고, 염수로 관류시키고, 1㎖의 BT 겔을 결함 내로 삽입시켰다.
(b) 전신계적 항생제( ABx )를 갖는 BT .
에스 . 아우레우스로 접종 후 6시간째에, 상처를 죽은자리 제거하고, 염수로 관류시키고, 첨가된 1㎖의 BT 겔을 가하여 결함내로 삽입하였다. 사용한 항생제는 손상 후 총 3일 동안 매일 2회 피하-주사를 통해 전달된 5mgKg-1과 동등한 투여량의 세파졸린이었다. 제1 투여량을 죽은자리제거술 직전에 투여하였다. 이전 데이터는 이 투여량이 약 106 내지 약 104의 세균 수준에 있어서의 감소를 유도할 것이므로, 이에 따라 측정될 상이한 BT의 상대적인 효과를 여전히 허용함을 제안한다.
(c) 대조군
에스 . 아우레우스로 접종 후 6시간째에, 상처를 죽은자리 제거하고, 염수로 관류시켰다. 대조군 동물을 또한 세파졸린으로 상기 기술된 요법에 따라 치료하였다.
과정:
생체내 랫트 손상 모델에 대한 과정은 Chen et al .에 의해 기술된 바와 같이 수행하였다(2002 J. Orthop . Res . 20:142; 2005 J. Orthop . Res. 23:816; 2006 J. Bone Joint Surg. Am . 88:1510; 2007 J. Orthop . Trauma 21:693 참조). 랫트를 마취시키고 수술을 위해 준비하였다. 대퇴골 간부의 전외측 측면을 3-cm 절개를 통해 노출시켰다. 골막 및 부착된 근육을 골로부터 벗겨냈다. 폴리아세틸 플레이트(27 x 4 x 4 mm)를 대퇴골의 전외측 표면 상에 두었다. 플레이트를 예비천공시켜 0.9-mm 직경의 가닥의 키르쉬너 와이어(Kirschner wire)를 수용시켰다. 이들 플레이트의 기저를 형성시켜 대퇴골 간부의 윤곽을 맞게 하였다. 파일럿 구멍(Pilot hole)을 주형으로서 플레이트를 사용하여 대퇴골의 피질 둘 모두를 천공시켜 키르쉬너 와이어 가닥을 플레이트 및 대퇴골을 통해 삽입시켰다. 플레이트로부터 6 mm 떨어진 노치(notch)는 골 제거를 위한 안내로서 제공하였다. 작은 진동 톱(oscillating saw)을 사용하여 결함을 생성시키는 한편 조직을 열 손상을 방지하기 위한 노력으로 연속적인 관류에 의해 냉각시켰다.
각각 10 마리의 몇몇 그룹에 1 x 105 CFU의 에스 . 아우레우스를 접종하고 상기 기술한 바와 같은 접종 후 6시간 째에 BT 단독 또는 항생제와 함께 처리하였다. 그룹은 다음과 같다: Bis-EDT 겔; MB-11 겔; MB-8-2 겔; Bis-EDT 겔 & Abx; MB-11 겔 & Abx; MB-8-2 겔 & Abx; 대조군(Abx 단독).
동물을 수술 후 14일째에 안락사시키고 골 및 하드웨어(hardware)를 미생물학적 분석을 위해 보내고, 이의 결과를 도 7에서 나타낸다.
힘(power) 분석을 기초로 하여, 그룹 당 10마리의 동물에게 80%의 힘을 주어 처리 그룹과 대조군 그룹 사이에 25% 차이가 검출할 것이다. 이는 35%의 예측된 표준 편차 및 0.05의 알파로 수행된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, Bis-EDT, MB-11 및 MB-8-2와 조합된, 세파졸린 항생제 활성은 세파졸린 또는 Bis 화합물 중 어느 것 단독과 비교하여 강화되어 손상된 골의 에스 . 아우레우스 감염을 감소시켰다. MB-11 및 MB-8-2와 조합된 세파졸린은 세파졸린 단독과 비교하여 강화된 항생제 활성을 나타내어 하드웨어 상에 검출된 에스 . 아우레우스 감염을 감소시켰다. Bis-EDT는 이 능력에 있어서 세파졸린에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
실시예 12
해양 유기체에 대한 화합물을 함유하는 비스무트의 활성
이 실시예는 화합물을 함유하는 비스무트의 항미생물성 활성을 기술한다. 비스무트 디머캡롤(BisBAL), 비스무트 디머캡토톨루엔(BisTOL) 및 비스무트 에탄에디티올(BisEDT) 화합물을 함유하는 3가지 비스무트의 MIC 값을 3가지 상이한 해양 세균에 대해 당업자에 의해 통상적으로 수행되는 방법을 사용하여 측정하였다. 데이터는 다음의 표에 나타낸다.
Figure pct00049

실시예 13
따개비 정착 거동에 대한 비스무트 함유 화합물의 효과
화합물로서, BisBAL 및 BisTOL을 검정(assay)에 포함시켜 따개비 유충 정착 거동에 대한 각각의 화합물의 억제 활성을 측정하였다. 방법은 당해 기술 분야에 사용되는 기술에 따라 수행하였다. BisBAL은 1.6 ppm의 EC50(50% 정착 억제가 발생하는 농도)을 가졌고, BisTOL은 15.4 ppm의 EC50을 가졌다. 다른 구현예에서, BisEDT를 천연 해수(seawater) 중에 직접적으로 용해시키거나 또는 먼저 DMSO 중에 용해시키고 그 이후 천연 해수에 희석시켰다. EC50 측정은 통계학적으로 상이하지 않았다. BisEDT는 해수 중에 직접적으로 용해시키는 경우 1.5 ppm의 EC50를 가졌고 먼저 DMSO 중에 용해시키는 경우 2.1 ppm의 EC50를 가졌다. 상업적 살생제, SEANINE 211의 EC50은 0.5 ppm이었다.
실시예 14
조류(algae)의 정착에 대한 비스무트 함유 화합물의 효과
화합물로서, 비스무트 디머캡롤(BisBAL), 비스무트 디머캡토톨루엔(BisTOL) 및 비스무트 에탄에디티올(BisEDT)을 함유하는 3가지 비스무트의 조류의 정착에 대한 효과, 특히 파래(Enteromorpha) 포자의 발아를 억제하는 각각의 화합물의 능력을 측정하였다. 각각의 화합물을 0.001, 0.01, 0.1, 1.0, 및 10.0 ㎍/㎖에서 시험하였다. BisEDT가 가장 효과적인 화합물이었으며; 1　㎍/㎖의 BisEDT에서, 조류 포자 집단의 약 50%의 발아가 억제되었고, 10 ㎍/㎖에서, 약 75% 조류 포자의 발아가 억제되었다. BisBAL 및 BisTOL의 ㎖ 당 10 마이크로그램 이하는 이러한 특별한 조류 종의 포자의 발아에 대하여 억제 효과가 없었다.
실시예 15
조류의 정착에 대한 비스무트 함유 화합물의 효과
화합물로서, 비스무트 디머캡롤(BisBAL), 비스무트 디머캡토톨루엔(BisTOL) 및 비스무트 에탄디티올(BisEDT)을 함유하는 3가지 비스무트의 해양 규조(marine diatom)의 성장에 대한 효과를 당해 기술 분야에 사용되는 기술에 따라 측정하였다. 해양 규조(fov 당 규조)의 정착은 각각의 3가지 화합물의 농도(0.001, 0.01, 0.1, 1.0, 및 10.0 ㎍/㎖)를 증가시킴으로써 억제되었다. 각각의 화합물은 0.1 ㎍/㎖에서 억제 활성을 나타내었으며; BisEDT가 가장 활성이었는데, 이는 거의 100% 억제를 증명하였다. 각각의 BisTOL 및 BisBAL은 0.1 ㎍/㎖에서 약 30%의 해양 규조 정착을 나타냈다.
참조문헌:
Costerton et al., Ann Rev Microbiol. 1987; 41:435-64; Domenico et al., Antimicrob Agents and Chemother. 2001; 45(5):1417-21; Halwani et al., Int J Pharm. 2008; 358:278-84; Johnson et al., Clin Infect Dis. 2007; 45(4):409-415. ADA Council on Scientific Affairs. Direct and indirect restorative materials. JADA 2003;134:463-72. Alliance for Coastal Technologies (ACT). 2004. Biofouling Prevention Technologies for Coastal Sensors / Sensor Platforms. University of Maryland Center of Environmental Science, Workshop Proceedings, November 2003. UMCES Technical Report Series No. TS-426-04-CBL, Solomons, MD. Athanassiadis et al., Aust Dent J 2007;52:S64-82. Alt et al., Antimicrob Agents Chemother 2004;48:4084-88. Bayston et al., Biomaterials 2009;30:3167-73. Bernardo et al., JADA 2007;138:775-783. Beytha et al., J Dent 2007;35:201-206. Bohner et al., J Pharm Sci 1997;86:565-72. Bruxton, Eng News 1908;59,525; Chem. Abs., 2:2010. Bueno et al. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2009;107:e65-9. Cao et al. ACS Applied Materials & Interfaces, 2009;1:494. Centers for Disease Control and Prevention (US). Guidelines for infection control in dental health-care settings-2003. MMWR Morb Mortal Wkly Rep . 2003 52(RR-17):1-61. Chandler et al., Antimicrob . Agents Chemother 1978;14:60-68. Chuard et al., Antimicrob Agents Chemother 1993;37:625-32. Chatterji S. Cement Concrete Res 1995;25:929-32. Clifton JC 2nd. Pediatr Clin North Am 2007;54:237-69. Codony et al., J Applied Microbiol 2003;95:288-93. Crane et al., J Orthopaed Res 2009;27:1008-15. De Lalla, J Chemother. 2001;13:48-53. Depaola et al., J Am Dent Assoc . 2002 Sep;133(9):1199-206; quiz 1260. Dezelic et al., Oral Health Prev Dent 2009;7:47-53. Domenico et al., Canadian J. Microbiol . 31:472-78 (1985). Domenico et al., J Antimicrob Chemo 1991;28:801-810. Domenico et al., Infection 20:66-72 (1992). Domenico et al., Infect . Immun . 62:4495-99 (1994). Domenico et al., J. Antimicrol . Chemother . 38:1031-40 (1996). Domenico et al., Antimicrob Agents Chemother 1997;41:1697-703. Domenico et al., Infect Immun 67:664-669 (1999). Domenico et al., 2000. Infect Med 17:123-127. Domenico et al., Antimicrob Agents Chemother 2001;45:1417-21. Domenico et al., Research Advances in Antimicrob Agents Chemother 2003;3:79-85. Domenico et al., J Antimicrob Chemo 1991;28:801-810; Domenico et al., Infection 20:66-72 (1992); Domenico et al., Infect . Immun . 62:4495-99 (1994); Domenico et al., J. Antimicrol . Chemother . 38:1031-40 (1996); Domenico et al., Antimicrob Agents Chemother 1997;41:1697-703; Domenico et al., Infect Immun 67:664-669 (1999); Domenico et al., 2000. Infect Med 17:123-127; Domenico et al., Antimicrob Agents Chemother 2001;45:1417-21; Domenico et al., Research Advances in Antimicrob Agents Chemother 2003;3:79-85; Domenico et al., J Antimicrob Chemo 1991;28:801-810. Domenico et al., Peptides 2004.;25:2047-53; Domenico et al., 2005. Antibiotics for Clinicians 9:291-297. Dufrene, J Bacteriol 2004;186:3283-85. Estefan et al., Gen Dent 2003;51:506-509. Feazel et al., Proc . Natl . Acad . Sci . USA 106(38):16393-9. Epub 2009 Sep 14. Fulmer et al., J Materials Sci : Materials Med 1992;3:299-305. Ganguli et al., Smart Mater . Struct . 2009;18:104027. Geesey et al., (eds) Biofouling and biocorrosion in industrial water systems. CRC Press, Boca Raton, FL, 1994. Gottenbos et al., Biomaterials 2002;23:1417-23. Hamaguchi et al., Jap J Pharmacol 2000;83:273-76. Hu et al., Study on injectable and degradable cement of calcium sulphate and calcium phosphate for bone repair. J Mater Sci Mater Med 2009 Oct 13. (Epub ahead of print). Huang et al., J Antimicrob Chemother 1999;44:601-605. Hwang et al., Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endo 2009;107:e96-102. Idachaba et al., J Hazard Mater 2002;90:279-95. Idachaba et al., Waste Manag Res 2001;19:284-91. Imazato,. Dent Materials 2003;19:449. Issa et al., Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2004;98:553-65. Juhni et al., Proceedings Annual Meeting Adhesion Society 2005;28:179-181. Karchmer, Editorial Response: Clin Infect Dis 1998;27:714-16. Kavouras et al., Inverteb Biol 2005;122:138-51. Kumar et al., Nature Materials 2008;7:236-41. Leinfelder KF. JADA 2000;131:1186-87. Lobenhoffer et al., J Orthopaedic Trauma 2002;16:143-49. Mahony et al., 1999 Antimicrob Agents Chemother 43:582-88. Markarian J. Antimicrobials find new healthcare applications. Plastics, Additives and Compounding 2009;11:18-22. Masatoshi et al., Development of antimicrobial plastics by Ag or Cu coatings sprayed via high velocity air fuel process.-Evaluation of the antimicrobial activity of Cu or Ag-sprayed plastics- Reports of the Shizuoka Industrial Research Institute of Shizuoka Prefecture 2006;51:18-23. McDowell et al., J Am Dent Assoc 2004;135:799-805. Millsap et al., Antonie Van Leeuwenhoek 2001;79:337-43. Omoike et al., Biomacromolecules 2004;5:1219-30. Ouazzani et al., Congres 2008;220:290-94. Ozdamar et al., Retina 1999;19:122-6. Piccirillo et al., J Mater Chem 2009;19:6167. Pitten et al., Eur J Clin Pharmacol 1999;55:95-100. Reunala et al., Curr Opin Allergy Clin Immunol 2004;4:397-401. Rice et al., Public Health Rep 2006;121:270-74. Romo et al., Environ Progress 1999;18:107-12. Salo et al., Infection 23:371-77 (1995). Saha et al., Cytokine modulation by bismuth-ethanedithiol in experimental sepsis. 10th Intl. Conf. Inflamm. Res. Assoc., Hot Springs, VA. Sawada et al., JPRAS 1990;43:78-82. Schultz, J Fluids Eng　 2004;126:1039-47. Schultz MP, Biofouling 2007;23:331-41. Segreti et al., Clin Infect Dis 1998; 27:711 13. Sheffer, Am J Infect Cont 2005;33:S20-5. Siboni et al., FEMS Microbiol Lett 2007;274:24-29. Sidari et al. J Am . Water Works Assoc 2004;96:111-19. Soncini et al., JADA 2007;138:763-72. Steckelberg et al., Prosthetic joint infections. In: Bisno et al., eds. Infections associated with indwelling medical devices. 2nd ed. Washington, DC: American Society for Microbiology, 1994:259 - 90. Stoodley et al., Clin Orthop Relat Res 2005;437:31-40. Stout, ASHRAE J Oct 2007. Tazaki K., Canadian Mineralogist 1992;30:431-34. Tiller et al., Surface Coatings International Part B: Coatings Transactions 2005;88:1-82. Trachtenberg et al., J Dent Res 2009;88:276-79. Tsuneda et al., FEMS Microbiol Lett 2003;223:287-92. Veloira et al., 2003, J Antimicrob Chemother 52: 915-19. Vu et al., Molecules 2009;14:2535-54. Widmer et al., J Infect Dis 1990; 162:96-102. Widmer et al., Antimicrob Agents Chemother 1991;35:741-46. Williams et al., Compend Contin Educ Dent . 1996;17:691-94. Wu et al., Am J. Respir Cell Mol . Biol . 26:731-38 (2002). Yan H, Li JOphthalmologica 2008;222:245-48. Yeo et al., Water Sci Technol 2007;55:35-42. Zardus et al., Biol Bull 2008;214:91-98. Zarrabi et al., J Oral Sci 2009;51:437-42. Zgonis et al., J Foot Ankle Surg 2004;43:97-103. Zhang et al., 2005 Digestive Dis Sci 50:1046-51; 미국 특허 제6,582,719호; 미국 재등록 특허 제RE37,793호 ; 미국 특허 제6,248,371호; 미국 특허 제6,086,921호; 미국 특허 제6,380,248호; 미국 특허 제6,582,719호; 미국 특허 제6,380,248호; 미국 특허 제6,875,453호.
상기 기술된 다양한 구현예를 조합하여 추가의 구현예를 제공할 수 있다. 미국 특허, 미국 특허 공개 공보, 미국 특허 출원, 외국 특허, 외국 특허 출원 및 이들 명세서에서 언급되고 및/또는 출원 데이터 쉬트에 열거된 비-특허 출간물 모두는 그 전문이 본 명세서에 참조로서 포함된다. 구현예는 필요할 경우 변형되어 다양한 특허, 특허 출원 및 출간물의 개념을 적용함으로써 더욱 추가적인 구현예를 제공할 수 있다.
이들 및 다른 변화가 상기-상세한 기술 내용의 측면에서 구현예에 대해 만들어질 수 있다. 일반적으로, 다음의 특허 청구 범위에서, 사용된 용어는 명세서 및 특허 청구 범위에 기재된 구체적인 구현예로 특허 청구 범위를 한정하는 것으로 고려되지 않아야 하지만, 이러한 특허 청구 범위가 권한을 갖는 등가물의 완전한 범위와 더불어 모든 가능한 구현예를 포함하는 것으로 고려되어야만 한다. 따라서, 특허 청구 범위는 본 기재 내용에 의해 한정되지 않는다.

Claims (35)

  1. 하기 단계를 포함하는 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 대하여 식물을 보호하는 방법:
    하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안 비스무트-티올(BT) 조성물의 유효량과 식물을 접촉시키는 단계:
    (i) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방;
    (ii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제;
    (iii) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체에 의한 생물막(biofilm) 형성의 억제; 및
    (iv) 세균성, 진균성 또는 바이러스성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제;
    이때, 상기 BT 조성물은 BT 화합물을 포함하는 미립자(microparticle)의 실질적으로 단분산인 현탁액을 포함하고, 상기 미립자는 약 0.4 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세균성 병원체는 에르위니아 아밀로보라(Erwinia amylovora) 세포를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세균성 병원체는 에르위니아 아밀로보라, 잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 디에펜바키아(Xanthomonas campestris pv dieffenbachiae), 슈도모나스 시린개(Pseudomonas syringae), 자이렐라 파스티디오사(Xylella fastidiosa); 자일로피루스 암페리누스(Xylophylus ampelinus); 모닐리니아 프럭티콜라(Monilinia fructicola), 판토에아 스테와티 아종 스테와티(Pantoea stewartii subsp. Stewartii), 랄스토니아 솔라나세아룸(Ralstonia solanacearum) 및 클라비박터 미시가넨시 아종 스페도니쿠스(Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus)로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타내는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 세균성 병원체는 스트렙토마이신 내성을 나타내는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 식물은 식량 작물 식물인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 식량 작물 식물은 과수(fruit tree)인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 과수는 사과 나무, 배 나무, 복숭아 나무, 넥타린(nectarine) 나무, 자두 나무, 또는 살구 나무로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 식량 작물 식물은 무사(Musa) 속의 바나나 나무인 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 식량 작물 식물은 괴경 식물, 콩과 식물, 및 곡류 식물로부터 선택되는 식물인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 괴경 식물은 솔라눔 투베로숨(Solanum tuberosum)(감자), 및 이포모에아 바타타스(Ipomoea batatas)(고구마)로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 접촉시키는 단계는 1회 또는 다수회 수행되는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물에 대한 분무, 침지, 코팅 및 페인팅 중 하나를 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물의 꽃의 개화 부위, 그린-팁(green-tip) 또는 성장 부위에서 수행되는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 적어도 하나의 접촉시키는 단계는 식물의 제1 개화기의 24, 48 또는 72 시간 이내에 수행되는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 BT 조성물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 BT 화합물을 포함하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 세균성 병원체는 항생제 내성을 나타내는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 식물을 상승작용(synergizing) 또는 강화작용(enhancing) 항생제와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 식물을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로 이루어진 군으로부터 선택되는 항생제를 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제인 방법.
  21. 하기 단계를 포함하는 항생제-내성 세균성 식물 병원체가 존재하는 식물에서 항생제 내성을 극복하는 방법:
    (a) 하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안 BT 조성물의 유효량과 식물을 접촉시키는 단계:
    (i) 항생제-내성 세균성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방;
    (ii) 항생제-내성 세균성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제;
    (iii) 항생제-내성 세균성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및
    (iv) 항생제-내성 세균성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제;
    이때, 상기 BT 조성물은 BT 화합물을 포함하는 미립자의 실질적으로 단분산인 현탁액을 포함하고, 상기 미립자는 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐; 및
    (b) 식물을 상승작용 또는 강화작용 항생제와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 식물을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비스무트-티올 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가지며 하기 단계를 포함하는 공정에 의해 형성되는 방법:
    (a) 고체 침전물이 실질적으로 없는 용액을 얻기 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (i) 비스무트를 포함하는 비스무트염을 적어도 50 mM의 농도로 포함하고, 친수성, 극성 또는 유기 가용화제를 결여한 산성 수용액을, (ii) 약 25 부피%의 에탄올을 포함하는 혼합물을 얻기에 충분한 양의 에탄올과 혼합하는 단계; 및
    (b) BT 화합물을 포함하는 미립자를 포함하는 침전물의 형성을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, 상기 단계 (a)의 혼합물에 티올-함유 화합물을 포함하는 에탄올 용액을 첨가하여 반응 용액을 얻는 단계, 이때 상기 티올-함유 화합물은, 비스무트 대비 약 1:3 내지 약 3:1의 몰비로 반응 용액 중에 존재함.
  23. 제22항에 있어서, 상기 비스무트염은 Bi(NO3)3인 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 산성 수용액은 적어도 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 22 중량% 또는 22.5 중량%의 비스무트를 포함하는 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 산성 수용액은 적어도 0.5 중량%, 1 중량%, 1.5 중량%, 2 중량%, 2.5 중량%, 3 중량%, 3.5 중량%, 4 중량%, 4.5 중량% 또는 5 중량%의 질산을 포함하는 방법.
  26. 제22항에 있어서, 상기 티올-함유 화합물은 1,2-에탄 디티올, 2,3-디머캡토프로판올, 피리티온, 디티오에리쓰리톨, 3,4-디머캡토톨루엔, 2,3-부탄디티올, 1,3-프로판디티올, 2-하이드록시프로판 티올, 1-머캡토-2-프로판올, 디티오에리쓰리톨, 알파-리포산, 디티오쓰레이톨, 메탄티올(CH3SH [m-머캡탄]), 에탄티올(C2H5SH [e-머캡탄]), 1-프로판티올(C3H7SH [n-P 머캡탄]), 2-프로판티올(CH3CH(SH)CH3 [2C3 머캡탄]), 부탄티올(C4H9SH ([n-부틸 머캡탄]), 터트-부틸 머캡탄(C(CH3)3SH [t-부틸 머캡탄]), 펜탄티올(C5H11SH [펜틸 머캡탄]), 코엔자임 A, 리포아미드, 글루타티온, 시스테인, 시스틴, 2-머캡토에탄올, 디티오쓰레이톨, 디티오에리쓰리톨, 2-머캡토인돌, 트랜스글루타미나제, (11-머캡토운데실)헥사(에틸렌 글리콜), (11-머캡토운데실)테트라(에틸렌 글리콜),(11-머캡토운데실)테트라(에틸렌 글리콜) 작용기화 금 나노입자, 1,1',4',1"-터페닐-4-티올, 1,11-운데칸디티올, 1,16-헥사데칸디티올, 1,2-에탄디티올 공업용급(technical grade), 1,3-프로판디티올, 1,4-벤젠디메탄티올, 1,4-부탄디티올, 1,4-부탄디티올 디아세테이트, 1,5-펜탄디티올, 1,6-헥산디티올, 1,8-옥탄디티올, 1,9-노난디티올, 아다만탄티올, 1-부탄티올, 1-데칸티올, 1-도데칸티올, 1-헵탄티올, 1-헵탄티올 푸룸, 1-헥사데칸티올, 1-헥산티올, 1-머캡토-(트리에틸렌 글리콜), 1-머캡토-(트리에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 작용기화 금 나노입자, 1-머캡토-2-프로판올, 1-노난티올, 1-옥타데칸티올, 1-옥탄티올, 1-옥탄티올, 1-펜타데칸티올, 1-펜탄티올, 1-프로판티올, 1-테트라데칸티올, 1-테트라데칸티올 푸룸, 1-운데칸티올, 11-(1H-피롤-1-일)운데칸-1-티올, 11-아미노-1-운데칸티올 하이드로클로라이드, 11-브로모-1-운데칸티올, 11-머캡토-1-운데칸올, 11-머캡토-1-운데칸올, 11-머캡토운데카노산, 11-머캡토운데카노산, 11-머캡토운데실 트리플루오로아세테이트, 11-머캡토운데실포스포르산, 12-머캡토도데카노산, 12-머캡토도데카노산, 15-머캡토펜타데카노산, 16-머캡토헥사데카노산, 16-머캡토헥사데카노산, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데칸티올, 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올, 2,3-부탄디티올, 2-부탄티올, 2-에틸헥산티올, 2-메틸-1-프로판티올, 2-메틸-2-프로판티올, 2-페닐에탄티올, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로-1-헥산티올 푸룸, 3-(디메톡시메틸실릴)-1-프로판티올, 3-클로로-1-프로판티올, 3-머캡토-1-프로판올, 3-머캡토-2-부탄올, 3-머캡토-N-노닐프로피온아미드, 3-머캡토프로피온산, 3-머캡토프로필-작용기화 실리카 겔, 3-메틸-1-부탄티올, 4,4'-비스(머캡토메틸)비페닐, 4,4'-디머캡토스틸벤, 4-(6-머캡토헥실옥시)벤질 알코올, 4-시아노-1-부탄티올, 4-머캡토-1-부탄올, 6-(페로세닐)헥산티올, 6-머캡토-1-헥산올, 6-머캡토헥사노산, 8-머캡토-1-옥탄올, 8-머캡토옥타노산, 9-머캡토-1-노난올, 비페닐-4,4'-디티올, 부틸 3-머캡토프로피오네이트, 구리(I) 1-부탄티올레이트, 시클로헥산티올, 시클로펜탄티올, 데칸티올 작용기화 은 나노입자, 도데칸티올 작용기화 금 나노입자, 도데칸티올 작용기화 은 나노입자, 헥사(에틸렌 글리콜)모노-11-(아세틸티오)운데실 에테르, 머캡토숙신산, 메틸 3-머캡토프로피오네이트, 나노테터(nanoTether) BPA-HH, NanoThinksTM18, NanoThinksTM8, NanoThinksTM ACID11, NanoThinksTM ACID16, NanoThinksTM ALC011, NanoThinksTM THI08, 옥탄티올 작용기화 금 나노입자, PEG 디티올 평균 Mn 8,000, PEG 디티올 평균 분자량 1,500, PEG 디티올 평균 분자량 3,400, S-(11-브로모운데실)티오아세테이트, S-(4-시아노부틸)티오아세테이트, 티오페놀, 트리에틸렌 글리콜 모노-11-머캅토운데실 에테르, 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), [11-(메틸카보닐티오)운데실]테트라(에틸렌 글리콜), m-카보란-9-티올, p-터페닐-4,4"-디티올, 터트-도데실머캡탄, 터트-노닐 머캡탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 제제를 포함하는 방법.
  27. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세균성 병원체는 하기 중 적어도 하나를 포함하는 방법:
    (i) 하나 이상의 그람-음성 세균;
    (ii) 하나 이상의 그람-양성 세균;
    (iii) 하나 이상의 항생제-민감성 세균;
    (iv) 하나 이상의 항생제-내성 세균;
    (v) 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)(에스. 아우레우스(S. aureus)), MRSA(메티실린-내성, 에스. 아우레우스(S. aureus)), 스타필로코쿠스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis), MRSE(메티실린-내성 에스. 에피더미디스(S. epidermidis)), 마이코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 마이코박테리움 아비움(Mycobacterium avium), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 약물-내성 피. 아에루기노사(P. aeruginosa), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 장독소생성 이. 콜라이(E. coli), 장출혈성 이. 콜라이, 클렙시엘라 뉴모니아에(Klebsiella pneumoniae), 클로스트리디움 디피실레(Clostridium difficile), 헬리코박터 파일로리(Heliobacter pylori), 레지오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 엔테로코쿠스 파에칼리스, 메티실린-민감성 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로박터 클로아카에(Enterobacter cloacae), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 비브리오 콜레라(Vibrio cholera), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 반코마이신-내성 엔테로코쿠스(Enterococcus)(VRE), 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia) 복합체, 프란시셀라 툴라렌시스(Francisella tularensis), 바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis), 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 슈도모나스 아에루기노사, 스트렙토코쿠스 뉴모니아(Streptococcus pneumonia), 페니실린-내성 스트렙토코쿠스 뉴모니아, 에스케리키아 콜라이, 부르콜데리아 세파시아(Burkholderia cepacia), 부콜데리아 물티보란스(Bukholderia multivorans), 마이코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis) 및 악시네토박터 바우만니이(Acinetobacter baumannii)로 이루어진 군으로부터 선택되는 세균성 병원체.
  28. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 식물을 (i) 상승작용 항생제 및 (ii) 협동적 항미생물 효능 강화작용 항생제 중 적어도 하나와, 동시에 또는 순차적으로 그리고 상기 BT 조성물과 표면을 접촉시키는 단계에 대하여 임의의 순서로, 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 상승작용 항생제 또는 협동적 항미생물 효능 강화작용 항생제는 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 글리코펩타이드 항생제, 린코사미드 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로 이루어진 군으로부터 선택되는 항생제를 포함하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 상승작용 항생제 또는 협동적 항미생물 효능 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제인 방법.
  31. 하기 단계를 포함하는 항생제-내성 세균성 병원체가 존재하는 식물에서 항생제 내성을 극복하는 방법:
    하기 중 하나 이상을 위한 조건 하에서 이를 위한 충분한 시간 동안, (1) 적어도 하나의 비스무트-티올(BT) 조성물 및 (2) 상기 적어도 하나의 BT 조성물을 강화하거나 또는 이와 함께 상승적으로 작용할 수 있는 적어도 하나의 항생제의 유효량과 동시에 또는 순차적으로 그리고 임의의 순서로, 식물을 접촉시키는 단계:
    (i) 세균성 병원체에 의한 식물의 감염의 예방;
    (ii) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 플랑크톤성 세포의 세포 생존력 또는 세포 성장의 억제;
    (iii) 세균성 병원체에 의한 생물막 형성의 억제; 및
    (iv) 세균성 병원체의 실질적으로 모든 생물막-형성 세포의 생물막 생존력 또는 생물막 성장의 억제;
    이때, 상기 BT 조성물은 비스무트-티올(BT) 화합물을 포함하는 다수의 미립자를 포함하고, 실질적으로 모든 상기 미립자가 약 0.4 ㎛ 내지 약 5 ㎛의 부피 평균 직경을 가짐; 및
    이에 의하여 상피 조직 표면 상에서 항생제 내성을 극복하는 단계.
  32. 제31항에 있어서, 상기 세균성 병원체는 메티실린, 반코마이신, 나피실린, 젠타마이신, 암피실린, 클로람페니콜, 독시사이클린, 토브라마이신, 클린다마이신 및 가티플록사신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 항생제에 대해 내성을 나타내는 방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 BT 조성물은 BisBAL, BisEDT, Bis-디머캡롤, Bis-DTT, Bis-2-머캡토에탄올, Bis-DTE, Bis-Pyr, Bis-Ery, Bis-Tol, Bis-BDT, Bis-PDT, Bis-Pyr/Bal, Bis-Pyr/BDT, Bis-Pyr/EDT, Bis-Pyr/PDT, Bis-Pyr/Tol, Bis-Pyr/Ery, 비스무트-1-머캡토-2-프로판올, 및 Bis-EDT/2-하이드록시-1-프로판티올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 BT 화합물을 포함하는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상승작용 또는 강화작용 항생제는 클린다마이신, 가티플록사신, 아미노글리코시드 항생제, 카바페넴 항생제, 세팔로스포린 항생제, 플루오로퀴놀론 항생제, 페니실리나제-내성 페니실린 항생제 및 아미노페니실린 항생제로 이루어진 군으로부터 선택되는 항생제를 포함하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상승작용 또는 강화작용 항생제는 아미카신, 아베카신, 젠타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 로도스트렙토마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신 및 아프라마이신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노글리코시드 항생제인 방법.
KR1020137006121A 2010-08-12 2011-08-11 농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올 Ceased KR20130132410A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37318810P 2010-08-12 2010-08-12
US61/373,188 2010-08-12
PCT/US2011/023549 WO2011097347A2 (en) 2010-02-03 2011-02-03 Bismuth-thiols as antiseptics for biomedical uses, including treatment of bacterial biofilms and other uses
WOPCT/US2011/023549 2011-02-03
PCT/US2011/047490 WO2012021754A2 (en) 2010-08-12 2011-08-11 Bismuth-thiols as antiseptics for agricultural, industrial and other uses

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187019857A Division KR20180085042A (ko) 2010-08-12 2011-08-11 농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130132410A true KR20130132410A (ko) 2013-12-04

Family

ID=44356067

Family Applications (6)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177034637A Active KR101966867B1 (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020207003093A Ceased KR20200015814A (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020197009488A Active KR102074444B1 (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020127022562A Active KR101821833B1 (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020137006121A Ceased KR20130132410A (ko) 2010-08-12 2011-08-11 농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020187019857A KR20180085042A (ko) 2010-08-12 2011-08-11 농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올

Family Applications Before (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177034637A Active KR101966867B1 (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020207003093A Ceased KR20200015814A (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020197009488A Active KR102074444B1 (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올
KR1020127022562A Active KR101821833B1 (ko) 2010-02-03 2011-02-03 세균 균막의 치료 및 다른 용도를 포함하는, 생의학적 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187019857A KR20180085042A (ko) 2010-08-12 2011-08-11 농업, 산업 및 다른 용도를 위한 방부제로서 비스무트-티올

Country Status (17)

Country Link
EP (1) EP2603083A4 (ko)
JP (7) JP2013535506A (ko)
KR (6) KR101966867B1 (ko)
CN (2) CN103096720B (ko)
AU (3) AU2011289338B2 (ko)
BR (2) BR112012019286A2 (ko)
CA (1) CA2807993C (ko)
CL (2) CL2013000430A1 (ko)
IL (3) IL224684A (ko)
MX (4) MX371047B (ko)
NZ (1) NZ606634A (ko)
PH (2) PH12013500267A1 (ko)
RU (2) RU2013110493A (ko)
SG (3) SG10202001032RA (ko)
UA (1) UA113616C2 (ko)
WO (1) WO2012021754A2 (ko)
ZA (1) ZA201301841B (ko)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010091124A2 (en) 2009-02-03 2010-08-12 Microbion Corporation Bismuth-thiols as antiseptics for epithelial tissues, acute and chronic wounds, bacterial biofilms and other indications
US9028878B2 (en) 2009-02-03 2015-05-12 Microbion Corporation Bismuth-thiols as antiseptics for biomedical uses, including treatment of bacterial biofilms and other uses
BR112012019286A2 (pt) * 2010-02-03 2018-06-26 Microbion Corp bismuto-tióis como antisséptico para usos biomédicos, que incluem tratamento de biofilmes bacterianos e outros usos
US20160022568A1 (en) * 2013-03-18 2016-01-28 Theranovis Gmbh & Co. Kg Composition for oral care
RU2525200C1 (ru) * 2013-04-09 2014-08-10 Алексей Георгиевич Бородкин Средство для защиты и заживления ран деревьев
KR101703732B1 (ko) * 2013-11-07 2017-02-07 (주)아모레퍼시픽 효소처리 동백나무 씨 오일을 포함하는 항염 조성물
WO2017145142A1 (en) 2016-02-25 2017-08-31 Nobio Ltd. Micro and nanoparticulate compositions comprising anti-microbially active groups
US11134676B2 (en) 2017-08-30 2021-10-05 Nobio Ltd. Anti-microbial particles and methods of use thereof
CN107950536A (zh) * 2017-12-04 2018-04-24 刘志伟 一种含百菌清的杀菌组合物
CN108839186B (zh) * 2018-05-15 2021-02-26 阜南县金威工艺品有限公司 一种桑枝编织品防霉处理方法
KR20210080350A (ko) 2018-07-31 2021-06-30 마이크로비온 코포레이션 상처 치료를 위한 비스무트-티올 조성물 및 방법
JP7564101B2 (ja) 2018-07-31 2024-10-08 マイクロビオン コーポレーション ビスマスチオール組成物及び使用方法
KR101990253B1 (ko) * 2018-11-22 2019-06-17 하봉호 컨테이너형 버섯재배장치
CN109997856B (zh) * 2019-04-15 2020-11-03 广西大学 一种小分子化合物的组合物及其应用
KR102126721B1 (ko) * 2019-07-16 2020-06-25 (주)인트론바이오테크놀로지 신규한 엔테로박터 애로진스 박테리오파지 Ent-AEP-1 및 이의 엔테로박터 애로진스 균과 엔테로박터 클로아카 균 증식 억제 용도
JP7458622B2 (ja) * 2019-09-18 2024-04-01 学校法人東京農業大学 抗生物質耐性微生物の耐性を低下させる物質及び抗生物質耐性微生物の耐性を低下させる方法
CN110663672B (zh) * 2019-11-13 2024-04-26 南京林业大学 一种螺纹驱动的根部施药头
US11479655B2 (en) * 2020-01-15 2022-10-25 The Boeing Company Compositions for use with polysulfide sealants and related methods
KR102197719B1 (ko) 2020-05-07 2021-01-04 곽태진 갑오징어 양식 시스템
CN111856546B (zh) * 2020-06-23 2022-07-29 中国辐射防护研究院 一种关于海洋生物灰中Cs-137放化分析的制样方法
CN113969300B (zh) * 2020-07-23 2024-08-23 禾美生物科技(浙江)有限公司 一种桉树叶复合活性提取物工艺及其抗菌应用
CN112640907B (zh) * 2021-01-19 2021-11-16 西南大学 硫辛酸抑制植物真菌致病菌的新用途及防治柑橘果实采后真菌病害的方法
KR102431000B1 (ko) * 2021-07-22 2022-08-11 농업회사법인 주식회사 아그로비즈 아스피린과 벤조치아졸이 포함된 식물의 자가면역 증강제 조성물 및 이를 이용한 이용방법
EP4310192A1 (en) * 2022-07-21 2024-01-24 C4Diagnostics Method of determining the existence and/or degree of resistance of microorganisms to antimicrobial agents
CN115323778B (zh) * 2022-08-16 2023-07-18 汕头市润丰纺织科技实业有限公司 壳聚糖-i型胶原氨基酸复合抗菌整理液及其制备方法和抗菌面料
TR2022012983A2 (tr) * 2022-08-17 2022-09-21 Marmara Ueniv Strateji Gelis Dai Bsk Muhasebe Birimi Kemi̇k rahatsizliklari ve/veya kirilmalari i̇çi̇n onarici ve tedavi̇ edi̇ci̇ özelli̇kte bi̇youyumlu bi̇r ürün ve söz konusu ürünün eldesi̇ i̇çi̇n bi̇r yöntem
CN115532295B (zh) * 2022-09-27 2023-07-25 苏州大学 含有Zn-N-C活性中心的纳米材料在去除细菌生物膜中的应用
KR102644907B1 (ko) * 2023-12-01 2024-03-07 (주)신용이엔씨 지반 보강을 위한 친환경 그라우팅용 조성물 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2809971A (en) * 1955-11-22 1957-10-15 Olin Mathieson Heavy-metal derivatives of 1-hydroxy-2-pyridinethiones and method of preparing same
JP3813644B2 (ja) * 1994-08-29 2006-08-23 英治 安里 ビスマス錯体およびそれを含有する抗菌剤
US5928671A (en) * 1995-04-25 1999-07-27 Winthrop University Hospital Method and composition for inhibiting bacteria
US6086921A (en) * 1995-04-25 2000-07-11 Wintrop-University Hospital Metal/thiol biocides
US6017936A (en) * 1997-03-14 2000-01-25 Arch Chemicals, Inc. Method for producing particles of pyrithione salts and particles so produced
US5999828A (en) * 1997-03-19 1999-12-07 Qualcomm Incorporated Multi-user wireless telephone having dual echo cancellers
AU2003204105B2 (en) * 1997-10-28 2005-11-17 Winthrop-University Hospital Metal/Thiol Biocides
AU2656799A (en) * 1998-02-04 1999-08-23 Winthrop-University Hospital Metal-thiols as imminomodulating agents
US6465015B1 (en) * 1998-02-24 2002-10-15 Arch Chemicals, Inc. Sonic method of enhancing chemical reactions to provide uniform, non-agglomerated particles
TWI245763B (en) * 1998-04-02 2005-12-21 Janssen Pharmaceutica Nv Biocidal benzylbiphenyl derivatives
IL142131A0 (en) * 1998-09-23 2002-03-10 Phycogen Inc Environmentally benign crop protection agents
US6682724B2 (en) * 1999-02-23 2004-01-27 Arch Chemcials, Inc. Sonic method of enhancing chemical reactions to provide uniform, non-agglomerated particles
US6630172B2 (en) * 2001-01-22 2003-10-07 Kareem I. Batarseh Microbicidal composition containing potassium sodium tartrate
US6582719B2 (en) * 2001-02-02 2003-06-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Combinations of antiseptic and antibiotic agents that inhibit the development of resistant microorganisms
JP4357166B2 (ja) * 2002-10-21 2009-11-04 日揮触媒化成株式会社 抗菌・防黴・防藻性組成物
US7381751B2 (en) * 2003-08-26 2008-06-03 Shantha Sarangapani Antimicrobial composition for medical articles
EP1804773B1 (en) * 2004-10-25 2011-03-30 CeloNova BioSciences Germany GmbH Loadable polyphosphazene-comprising particles for therapeutic and/or diagnostic applications and methods of preparing and using the same
JP4568232B2 (ja) * 2006-01-06 2010-10-27 秀和 西松 人工骨頭保持具
JP2007332040A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Shinshu Univ カーボンナノチューブを含む抗菌剤とそれを用いた材料及び製剤
US20110008402A1 (en) * 2006-10-13 2011-01-13 Kane Biotech Inc. Souluble b-n-acetylglucoseaminidase based antibiofilm compositions and uses thereof
AU2008207864B2 (en) * 2007-01-24 2013-07-11 Cook Biotech Incorporated Biofilm-inhibiting medical products
US8343536B2 (en) * 2007-01-25 2013-01-01 Cook Biotech Incorporated Biofilm-inhibiting medical products
CA2687418A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Agion Technologies, Inc. Bioactive acid agrichemical compositions and use thereof
EP2160152B1 (en) * 2007-06-01 2016-07-27 Arrow International, Inc. Combined fibrinolytic and antimicrobial catheter and uses thereof
ES2564151T3 (es) * 2007-07-25 2016-03-18 Celonova Biosciences, Inc. Partículas poliméricas que se pueden cargar codificadas con color y dimensionadas para aplicaciones terapéuticas y/o de diagnóstico y métodos de preparación y uso de las mismas
WO2010091124A2 (en) * 2009-02-03 2010-08-12 Microbion Corporation Bismuth-thiols as antiseptics for epithelial tissues, acute and chronic wounds, bacterial biofilms and other indications
BR112012019286A2 (pt) * 2010-02-03 2018-06-26 Microbion Corp bismuto-tióis como antisséptico para usos biomédicos, que incluem tratamento de biofilmes bacterianos e outros usos

Also Published As

Publication number Publication date
CN105766990B (zh) 2019-08-02
MX362785B (es) 2019-02-12
SG187801A1 (en) 2013-03-28
PH12016502498A1 (en) 2018-06-11
ZA201301841B (en) 2024-10-30
JP6685991B2 (ja) 2020-04-22
BR112013003127A2 (pt) 2016-06-28
KR101966867B1 (ko) 2019-04-08
CA2807993A1 (en) 2012-02-16
RU2013110493A (ru) 2014-09-20
RU2018108411A (ru) 2019-02-25
BR112012019286A2 (pt) 2018-06-26
KR101821833B1 (ko) 2018-01-25
JP2016117741A (ja) 2016-06-30
KR20180085042A (ko) 2018-07-25
WO2012021754A3 (en) 2012-05-24
MX2013001581A (es) 2013-03-20
KR20190039607A (ko) 2019-04-12
CN103096720B (zh) 2016-03-30
IL248446B (en) 2018-05-31
CN105766990A (zh) 2016-07-20
KR102074444B1 (ko) 2020-02-06
MX2019010863A (es) 2019-11-05
JP2013535506A (ja) 2013-09-12
AU2011289338A1 (en) 2013-03-28
SG10202001032RA (en) 2020-04-29
JP6272366B2 (ja) 2018-01-31
IL224684A (en) 2016-11-30
JP2022003090A (ja) 2022-01-11
WO2012021754A2 (en) 2012-02-16
EP2603083A4 (en) 2014-10-22
JP2020063277A (ja) 2020-04-23
MX395247B (es) 2025-03-25
JP7097344B2 (ja) 2022-07-07
CN103096720A (zh) 2013-05-08
KR20130000386A (ko) 2013-01-02
CA2807993C (en) 2023-03-14
MX2019001293A (es) 2019-07-04
NZ606634A (en) 2015-01-30
AU2011289338B2 (en) 2015-01-22
CL2013000430A1 (es) 2013-10-04
UA113616C2 (xx) 2017-02-27
JP2020055839A (ja) 2020-04-09
PH12013500267A1 (en) 2017-07-19
SG10201506131RA (en) 2015-09-29
MX371047B (es) 2020-01-14
AU2016203475A1 (en) 2016-06-16
JP2018008971A (ja) 2018-01-18
CL2017002549A1 (es) 2018-05-11
EP2603083A2 (en) 2013-06-19
AU2018204190A1 (en) 2018-07-05
IL258908A (en) 2018-06-28
KR20170136009A (ko) 2017-12-08
KR20200015814A (ko) 2020-02-12
AU2018204190B2 (en) 2020-07-23
JP2018076358A (ja) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7097344B2 (ja) 農業用、工業用およびその他の使用のための消毒薬としてのビスマス－チオール
US9408393B2 (en) Bismuth-thiols as antiseptics for agricultural, industrial and other uses
US20200138033A1 (en) Bismuth-thiols as antiseptics for agricultural, industrial and other uses
CA2788669C (en) Bismuth-thiols as antiseptics for biomedical uses, including treatment of bacterial biofilms and other uses
US20180303846A1 (en) Bismuth-thiols as antiseptics for biomedical uses, including treatment of bacterial biofilms and other uses
AU2017200712B2 (en) Bismuth-thiols as antiseptics for agricultural, industrial and other uses

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20130308

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20160808

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20171026

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20180411

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20171026

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

PA0104 Divisional application for international application

Comment text: Divisional Application for International Patent

Patent event code: PA01041R01D

Patent event date: 20180711