[发明专利]疏水性塞拉集宁化合物和包含该化合物的装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月20日提交的、发明名称为“用于阻止细菌生物膜形成的含塞拉集宁的水凝胶”的美国临时专利申请号61/572,714和2012年5月3日提交的、发明名称为“包含洗脱塞拉集宁化合物的水凝胶材料”的美国临时专利申请号61/642,431的权益，二者均通过引用并入本文。

背景技术

1.发明领域

本发明涉及疏水性塞拉集宁化合物和掺入该疏水性塞拉集宁化合物的装置。所述塞拉集宁化合物具有给予化合物相对高的CLogP值以允许所述化合物非共价结合聚合材料的疏水性取代基。

2.相关技术

塞拉集宁化合物，本文也称为阳离子甾族抗微生物化合物（CSA），是合成产生的小分子化合物，其包括具有与主链连接的各种带电基团（如胺和阳离子取代基）的甾醇骨架。所述主链可用于将所述胺或胍基团定位在所述甾醇主链的一个表面或平面上。例如，显示在主链的一个表面或平面上有伯氨基的化合物的方案示于以下方案I：

塞拉集宁为阳离子的和两性的，以与所述主链连接的官能基团为基础。它们为表面两性的，具有疏水性表面和多聚阳离子表面。在不希望束缚于任何特定理论的情况下，本文所述抗微生物塞拉集宁化合物起到抗微生物剂（如抗细菌剂、抗真菌剂和抗病毒剂）的作用。例如，据信，本文所述抗微生物塞拉集宁化合物通过结合细菌和其它微生物的外部细胞膜并插入所述细胞膜中形成允许对所述微生物的存活起决定性的离子泄漏的孔并导致受感染的微生物死亡而起到抗细菌剂的作用。另外，本文所述抗微生物塞拉集宁化合物也可使细菌对其它抗生素敏感。例如，在所述抗微生物塞拉集宁化合物的浓度低于相应最低抑菌浓度时，所述塞拉集宁化合物通过增加细菌的外膜的渗透性而使细菌变得对其它抗生素更敏感。

所述带电基团负责破坏细菌的细胞膜，并且在没有所述带电基团的情况下，所述塞拉集宁化合物将不能破坏所述膜以引起细胞死亡或敏化。

发明概述

本发明涉及尽管具有亲水的阳离子表面但是仍为相对疏水性的塞拉集宁化合物。已发现高疏水性具有与聚合物结合然后选择性从所述聚合物材料释放以杀灭微生物的令人惊讶和意想不到的能力。

在一个实施方案中，本文公开的疏水性塞拉集宁化合物具有(i)包含四个稠合碳环的甾醇结构;(ii)与所述四个稠合碳环的至少三个的每个连接以便形成具有疏水性甾醇表面和亲水性阳离子表面的两性分子化合物的至少一个阳离子取代基；(iii)与所述稠合碳环的至少一个连接的至少一个疏水性取代基；和(iv)其中所述CSA化合物具有至少6.5的CLogP值。

所述CLogP值通过选择与适当的阳离子取代基组合的适当的疏水性取代基来获得。选择所述阳离子取代基和疏水性取代基以产生6.5或更大、7.5或更大甚至10或更大的CLogP值。为了获得理想的CLogP值，当使用具有较小疏水性的阳离子取代基时，需要疏水性取代基的更大疏水性。

高CLogP值允许所述化合物非共价结合于具有疏水性部分的聚合物。例如，本文所述疏水性化合物可非共价结合水凝胶材料。所述疏水性结合允许塞拉集宁化合物与所述聚合物结合同时对杀灭微生物的能力具有极小影响。

令人惊讶和意想不到地，已发现，通过使用疏水性/亲水性相互作用将所述塞拉集宁与聚合材料非共价结合，所述疏水性塞拉集宁化合物在微生物的存在时可从所述聚合物选择性地释放，从而在比所预测的更低的浓度和延长的时间段内具有杀灭效应。这与其中固定阻碍了最初接触后的杀灭率的用共价结合的塞拉集宁进行的研究形成对比。所述疏水性塞拉集宁化合物从聚合物选择性释放以杀灭微生物的能力是非常理想的并且是令人惊讶和意想不到的结果。

另外，已发现，如本发明中所使用的塞拉集宁出人意外地越过正常菌群优先杀灭有害微生物，其意味着所述塞拉集宁可以与其它抗微生物剂相比更低的浓度使用而获得相同或更好的效力。该特征避免了现有技术抗微生物剂（其中许多往往杀灭“好的微生物”）的许多有害效应。

所述疏水的塞拉集宁化合物可掺入或制成医疗装置例如有待植入人体或其它动物的医疗装置。例如，可将所述水凝胶涂覆于医疗装置上或掺入聚合产品例如眼科产品。掺入所述疏水化合物的医疗装置可以足以满足最大细菌负荷的规定要求的浓度可控地释放塞拉集宁化合物数周甚至数月。

本发明的这些及其它特征将从以下描述和所附权利要求书中变得更加显而易见，或者可通过如下文中所述的本发明的实践而领会。

附图简介