[发明专利]用抗微生物金属离子对掺杂沸石的塑料的后加载方法

说明书

公开了用抗微生物金属阳离子对陶瓷颗粒进行后加载的方法。在某些实施方式中，经后加载的颗粒是沸石，其中已将沸石掺合入树脂中并且将该组合用作可植入器件。在某些实施方式中，聚合物是热塑性聚合物，例如聚芳基醚醚酮(PEEK)。在某些实施方式中，抗微生物活性的来源包括沸石中含有的可离子交换的阳离子。在某些实施方式中公开了如下方法：经由掺合入所述器件中的沸石，通过离子交换来控制某些阳离子的递送，从而赋予所述器件抗微生物活性。

本申请是申请号为201080062338.X(国际申请号为PCT/US2010/058009)、申请日为2010年11月24日、发明名称为“用抗微生物金属离子对掺杂沸石的塑料的后加载”的中国专利申请的分案申请。

本专利申请对2009年11月25日提交的序列号为61/264,289的美国临时申请和2010年2月2日提交的序列号为61/300,631的美国临时申请要求优先权，将这些临时申请的公开内容并入本文中。

发明领域

本发明涉及用抗微生物金属离子对掺杂沸石的塑料的后加载方法。

背景技术

由于各种原因（包括矫形学(例如髋关节置换术（hip replacement）、脊柱手术（spinal procedures）、膝关节置换术、骨折修复等)），将可植入医疗器件植入体中。鉴于此类器件的结构完整性要求，其制造材料受到限制，通常包括金属、塑料和复合材料。

从这些器件获得的益处经常被可导致败血症和死亡的感染所抵消。引起感染的最常见的有机体是表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。其它革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌和真菌有机体也会带来问题。尤其受关注的是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)（一类耐受许多抗生素的葡萄球菌属细菌）。结果，MRSA感染比普通的葡萄球菌感染更加难以治疗并且已变为一个严重的问题。

许多病原菌可在经生物工程处理的（bioengineered）植入物上形成被称为“生物膜”的多细胞覆盖层。生物膜可通过提供稳定的保护性环境来促进微生物的增殖和传播。当这些生物膜充分形成时，能播散细菌性浮游生物雨（bacterial planktonic showers），这可导致广泛的全身性感染。

经生物工程处理的材料充当用于形成细菌性生物膜的优异宿主。偶尔地，植入物(该植入物本身携带感染性有机体)形成由感染性有机体播种的非常坚韧的生物膜。当发生此情况时通常必须将植入物除去，必须用一种或更多种抗生素对患者进行长期治疗，以试图治愈感染，然后再植入新的植入物。这显然使患者经受额外的创伤和疼痛，且极其昂贵。

因此，已进行了许多研究，致力于通过使用与此类器件中所采用的材料的表面结合的抗微生物剂(例如抗生素)来防止细菌有机体和真菌有机体在矫形植入物的表面上的建群。例如，银是一种强有力的天然抗菌物并且预防感染。作为催化剂，银可使单细胞细菌、病毒和真菌在其氧代谢中所需要的酶失去功能。（银）使这些微生物窒息，但人体酶或人体化学的各部分不发生相应的损害。结果是体中致病有机体的毁灭。银破坏细菌膜、膜间酶和DNA转录。

陶瓷(例如沸石)起阳离子笼（cage）的作用，能够被银和其它具有抗微生物性质的阳离子加载（loaded）。例如，通过将金属沸石与用作热塑性材料的树脂混合而制成可植入器件、或者作为涂料施加在这些器件上，可以将金属沸石用作抗微生物剂；参见例如美国专利第6,582,715号，通过引用将该专利的公开内容并入本文。可通过用铵离子和抗微生物金属离子来替换沸石中所有或部分的可离子交换的离子来制备抗微生物金属沸石。优选地，不替换所有的可离子交换的离子。