[发明专利]抗感染功能化的表面及其制备方法

说明书

本发明提供了被功能化以使其包含具有抗感染剂的表面区域的装置。提供了将不同材料表面功能化以使其包含用于结合抗感染剂的活性表面区域的方法。提供了将抗感染部分或试剂结合至功能化表面的方法。

技术领域

本发明涉及具有抗感染表面的基材。尤其是，提供将不同材料表面功能化以使其包含用于结合抗感染剂的活性表面区域的方法。

背景技术

将键合或以其他方式配置在基材表面上的活化或功能化的层用作基材和其他材料(例如有机材料或金属材料)之间的界面。这种功能化的层使基材与有机材料或金属材料反应并结合至其上。

对于许多人(从公共卫生官员、医院和学校管理人员等到个人公民)来说，控制感染的需要是一个至关重要的问题。典型地，可通过局部施用消毒剂、防腐剂、抗菌剂等至有可能接触传染源的表面来实现对感染的控制。常见的消毒剂包括：活性氯例如次氯酸盐、氯胺、二氯异氰尿酸盐和三氯异氰尿酸盐、湿氯气(wet chlorine)、二氧化氯等，活性氧，包括过氧化物，例如过乙酸、过硫酸钾、过硼酸钠、过碳酸钠以及过氧化氢尿素(ureaperhydrate)，碘化合物例如聚维酮碘(iodpovidone)、碘酊、碘化的非离子型表面活性剂，浓缩醇例如乙醇、正丙醇和异丙醇及其混合物，2-苯氧基乙醇以及1-和2-苯氧基丙醇；酚类化合物，甲酚、卤代酚例如六氯酚、三氯生、三氯苯酚、三溴苯酚、五氯苯酚、3,5-二溴-4-羟基苯磺酸钠(Dibromol)及其盐，阳离子型表面活性剂，包括季铵阳离子例如苯扎氯铵、鲸蜡基三甲基溴化铵或氯化铵(cetyl trimethylammonium bromide or chloride)、二癸基二甲基氯化铵、西吡氯铵、苄索氯铵和其它，以及非季铵盐化合物，例如氯己定、糖鱼精蛋白(glucoprotamine)、奥替尼啶二盐酸盐等)；强氧化剂，例如臭氧和高锰酸盐溶液；重金属及其盐，例如胶体银、硝酸银、氯化汞、苯汞盐(phenylmercury salts)、铜、硫酸铜、氧氯化铜(copper oxide-chloride)等，以及强酸(磷酸、硝酸、硫酸、氨基硫酸、甲苯磺酸)以及碱(氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙)。但是，许多这些化合物对哺乳动物的组织是有害的。此外，这些化合物仅仅具有短期效果，并且需要不断地再施用。

可以给予抗生素以阻止个体的感染。但是，这样的给药不总是有效的。很多医学上的应用包括矫形外科的、创伤的、脊柱的和普通外科的应用(其中感染的潜在性是一个严重关注的问题)并不适用于简单应用防腐剂或用抗生素治疗。例如，感染可以是全关节成形术(TJA)的破坏性并发症。尽管可以单独通过抗生素的抑制作用来治疗某些感染，但是往往需要更侵入性的治疗，例如二期再移植术。1999年仅在美国关节成形术后感染的治疗费用就超过2亿美元。Spangehl，M.J.，等人，J.Bone Joint Surg.，Am.，1999，81(5)，672-682。TJA感染在细菌定殖于移植物表面时发生。然后这些菌种在移植物表面上形成抵抗生物膜，其使机体的正常抗体应答无效。

外固定装置提供了临时的但必需的刚性约束来促进骨愈合。但是，患者在皮肤-针的接口延伸至骨组织内的部位有针道(pin-tract)感染的危险。这类并发症可以导致败血症和骨髓炎，其可能需要死骨切除术来修正。甚至，最为严格的针处理和操作后方案也仅仅具有有限的效果。研究已显示，这类方案并没有降低感染的机率。Davies，R.，等人.J.BoneJoint Surg.Br.，2005，87-B，716-719。

在微创脊柱融合术中，首先将椎弓根螺钉植入椎骨中，然后将杆固定到螺帽里来固定并稳固受累段。螺钉和杆经管状槽穿过患者皮肤进入脊柱腔(spine space)。如在外部固定中，螺钉和杆也易于针道感染；由于通过皮肤的移植途径，大大地增加了接触和/或传递有害细菌的机率。

将导管和分流器放置在各种体腔和血管中以便于注射、引流或交换液体。在导管放置中感染是常见的，并且主要取决于患者插入导管有多久。例如，Kass报道了具有引流至开放体系长于4天的留置尿导管患者的实际感染率为100％。Kass，E.H.，Trans.Assoc.Am.Physicians，1956，69，56-63。