專利名稱：鎵抑制生物膜形成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域。更具體地，涉及含鎵組合物防止或抑制生物膜生長形成以及由其引起的感染。
背景技術(shù)：
醫(yī)療設(shè)備的細(xì)菌污染通常是由生物膜形成引起的，其導(dǎo)致感染如醫(yī)院感染。醫(yī)院肺炎是第二大常見的醫(yī)院感染，并與死亡率和發(fā)病率的最可能誘因相關(guān)。例如，從使用機械呼吸設(shè)備開始的這些年來，醫(yī)院肺炎的風(fēng)險顯著升高(Official Statement, American Thoracic Society) 0醫(yī)院感染，尤其是涉及血流或肺的那些通常導(dǎo)致死亡。美國醫(yī)院中基于群體的醫(yī)院感染監(jiān)視研究表明5%的發(fā)病率或表示每1，000名患者-天中5名感染(Wenzel等，2001)。美國醫(yī)院中流行病學(xué)重要的病原體的監(jiān)視和控制(SCOPE)醫(yī)院血流感染的監(jiān)視系統(tǒng)表明粗略的死亡率為27%，隨著病原體有極大的改變。來自SCOPE數(shù)據(jù)庫的醫(yī)院血流感染估算表明70%發(fā)生在具有中央靜脈導(dǎo)管的患者中 (Wenzel等，1999)。SCOPE已經(jīng)表明所有醫(yī)院血流感染的49%發(fā)生在重癥監(jiān)護(hù)室，其中患者通常具有虛弱的免疫系統(tǒng)且細(xì)菌常常在呼吸機和/或?qū)Ч苌闲纬缮锬ぁＭǔａt(yī)院肺炎還由氣管內(nèi)導(dǎo)管引起，其是導(dǎo)致生物膜生長形成的細(xì)菌定殖/污染的常見載體。氣管內(nèi)導(dǎo)管連接口咽環(huán)境和無菌的支氣管肺泡空間，顯著提高了醫(yī)院肺炎的風(fēng)險。氣管內(nèi)導(dǎo)管中生物膜的形成在引發(fā)呼吸機相關(guān)的肺炎中起作用并在導(dǎo)致這樣感染的細(xì)菌種中選擇抗生素抗性(Sottile等，1986 Jnglis等，1989 ；Adair等，1993 ；Koerner等， 1998 ；Gorman 等，2001 ；Adair 等，1999)。醫(yī)院血流感染的主要誘因是脈管導(dǎo)管。估算美國(Raad，1998)每年發(fā)生約 400，000例脈管導(dǎo)管相關(guān)的血流感染(CRBSI)。醫(yī)院感染的另一常見誘因是尿道感染 (UTI)，構(gòu)成所有醫(yī)院感染的34% (Klempner等，1998)。醫(yī)院UTI通常與導(dǎo)尿管污染相關(guān)。此外，由于生物膜生長形成的醫(yī)院感染通常是外科手術(shù)的并發(fā)癥，尤其是在具有失活組織和降低免疫力的癌癥和免疫缺失患者中。手術(shù)創(chuàng)傷感染構(gòu)成所有醫(yī)院感染的17% (Platt和Bucknall，1988)。許多手術(shù)創(chuàng)傷感染與縫線的細(xì)菌污染相關(guān)。已經(jīng)使用抗生素和防腐劑來涂覆/浸漬細(xì)菌可以在其上生長并形成生物膜的裝置，生物膜導(dǎo)致感染如醫(yī)院感染。然而，盡管通過抗生素控制這些感染很多年，但最終形成生物膜的細(xì)菌(例如，銅綠假單胞菌(P. aeruginosa))對抗生素處理是抗性的，因此使得這些藥劑治療無效。控制生物膜形成的現(xiàn)有防腐劑的耐久性也是有限的。
已經(jīng)進(jìn)行了幾個測定各種類型的抗微生物處理在控制設(shè)備上生物膜形成中的效果的研究。例如，使用雙氯苯雙胍己烷(chlorohexidine)/磺胺嘧啶銀浸漬脈管導(dǎo)管的表面，獲得對抗革蘭氏陰性桿菌如假單胞菌屬O^eudomonas)的有限活性。二甲胺四環(huán)素和利福平浸漬的導(dǎo)管在防止細(xì)菌定殖中有一些效果(Darouiche等，1999)。Anwar等(1992) 表明用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過MIC水平的托普霉素處理將銅綠假單胞菌生物膜細(xì)胞數(shù)降低了約2個對數(shù)，而相同劑量在該生物體的浮游細(xì)胞中提供了 > 8-對數(shù)的降低。將焦亞硫酸鈉加入葡萄糖-肝素沖洗中消除了房導(dǎo)管的微生物定殖(Freeman和Gould(1985))。用隨后結(jié)合頭孢菌素用于表面的陽離子表面活性劑(三月桂基甲基氯化銨)涂覆導(dǎo)管，發(fā)現(xiàn)比未處理的導(dǎo)管較少受到污染和產(chǎn)生生物膜(Kamal等，1991)。Flowers等(1989)發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用多抗生素膏劑后插入含有銀離子的可連接皮下套給導(dǎo)管提供了保護(hù)性效果，導(dǎo)致較低的污染率。Maki (1994)提出幾種方式來控制中央靜脈導(dǎo)管上的生物膜，包括在移植過程中使用無菌技術(shù)，使用局部抗生素，最小化導(dǎo)管插入術(shù)的持續(xù)時間，使用用于靜脈注射液的管路 (in-line)過濾器，形成機械屏障來防止生物體通過連接導(dǎo)管和外科手術(shù)植入套的流入，用抗微生物劑涂覆導(dǎo)管的內(nèi)腔，和除去污染的裝置。工業(yè)應(yīng)用中所用的防腐劑在防止細(xì)菌生物體的生物膜生長形成中也已經(jīng)失敗。例如，由于銅綠假單胞菌腹膜炎的爆發(fā)，將工業(yè)水污染和公眾健康問題追溯到污染的泊洛沙姆-碘溶液，用于處理腹膜導(dǎo)管的清毒劑。發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌污染制造碘溶液的工廠中所用的配水管和水濾器。一旦生物體成熟成生物膜，變得對碘遞體溶液的殺菌活性具有抗性。 因此，生物膜生長形成引起工業(yè)設(shè)置中的機械問題，在一些情況中其可能導(dǎo)致人的感染。之前使用金屬螯合劑發(fā)展了抑制醫(yī)療和工業(yè)設(shè)置中生物膜形成的其他方法 (U. S.專利申請系列No. 60/373，461)。這些方法公開了使用小分子螯合劑，即，EDTA、EGTA、 去鐵胺、detheylene三胺戊-乙酸和羥乙磷酸鹽(etidronate)，用于抑制生物膜的用途。 U. S.專利6，267, 979公開了使用金屬鏊合劑結(jié)合抗真菌或抗生素組合物用于防止水處理、 造紙漿和紙以及油田注水中的生物淤積。U. S.專利6，086，921公開了使用含硫醇化合物結(jié)合重金屬作為殺菌劑；和U. S.專利5，688，516公開了使用非糖肽抗微生物劑結(jié)合二價金屬鏊合劑用于處理和制備醫(yī)療留置裝置。盡管用于控制生物膜生長形成的現(xiàn)有方法具有一定的效果，但在各種設(shè)置中如醫(yī)療和工業(yè)環(huán)境中，生物膜生長形成仍舊是個問題。因此，本領(lǐng)域需要更好的靶向生物膜生長形成的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了本領(lǐng)域中防止細(xì)菌生物體的生物膜生長形成中的缺陷。因此，本發(fā)明提供了涂覆/浸漬足以抑制裝置或裝置表面上生物膜生長形成濃度的含鎵組合物的裝置如醫(yī)療和工業(yè)裝置。特定實施方案中，本發(fā)明提供了防止裝置上生物膜生長形成的方法， 包括將裝置或其表面浸漬或涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物。本發(fā)明包括任何醫(yī)療裝置，如留置醫(yī)療裝置，該裝置是生物膜生長形成的載體并因此引起醫(yī)院感染如醫(yī)院肺炎，其通常是由于使用機械呼吸裝置引起的。因此，本發(fā)明的一些實施方案中提供了涂覆/浸漬足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物的呼吸裝置。氣管內(nèi)導(dǎo)管中生物膜的形成在引發(fā)呼吸機相關(guān)的肺炎中起作用。因此，本發(fā)明的一些實施方案中提供了涂覆/浸漬足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物的氣管內(nèi)導(dǎo)管。由于生物膜生長形成，脈管導(dǎo)管是醫(yī)院血流感染的主要誘因。因此，本發(fā)明的一些實施方案中提供了涂覆/浸漬足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物的脈管導(dǎo)管。脈管導(dǎo)管可以包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管，動脈管，肺動脈導(dǎo)管，外部插入的中央導(dǎo)管(PICC)或中線導(dǎo)管。中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管可以是心室內(nèi)分流導(dǎo)管。由于生物膜生長形成通常引起醫(yī)院感染的另一種導(dǎo)管是導(dǎo)尿管。因此，本發(fā)明的一些實施方案中提供了涂覆/浸漬足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物的導(dǎo)尿管。生物膜生長形成還發(fā)生在外科手術(shù)裝置上。因此，本發(fā)明的一些實施方案中提供了涂覆/浸漬足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物的外科手術(shù)裝置。本發(fā)明進(jìn)一步包括其他留置醫(yī)療裝置，如但不限于，硬膜外導(dǎo)管或腹膜導(dǎo)管，涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物。本發(fā)明的其他裝置包括，但不限于，矯形裝置；假體裝置；支架，如脈管支架，膽支架，或泌尿支架；導(dǎo)線；腎造口術(shù)管；起搏器；醫(yī)療植入物；光學(xué)透鏡或目鏡如接觸透鏡；或引流管。可以涂覆/浸漬本發(fā)明含鎵組合物的其他醫(yī)療裝置包括換血裝置，脈管入口，心血管導(dǎo)管，體外回路，可植入假體，脈管移植物，泵，心臟瓣膜和心血管縫線，僅舉幾個例子。本發(fā)明的另一實施方案中，裝置可以是生物流體傳送裝置或容器，如但不限于預(yù)先裝填的注射器，IV(靜脈注射)袋，瓶或安瓿。再一實施方案中，本發(fā)明的裝置可以是藥物傳送裝置如補片(patch)。補片可以是含有藥物的裝置、系統(tǒng)、組合物、繃帶或石膏。再一實施方案中，裝置可以是編碼裝置如計算機芯片。本發(fā)明另一特定實施方案中，提供了防止醫(yī)療裝置上生物膜生長形成的方法，包括將裝置或其表面浸漬/涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物。浸漬或涂覆可以包括將醫(yī)療裝置或裝置表面浸入含鎵組合物中；將裝置或裝置表面干燥；從裝置或裝置表面沖去過量的組合物。進(jìn)一步的特定實施方案中，因為鎵的抗生物膜作用，在非醫(yī)療應(yīng)用中使用本發(fā)明的含鎵組合物。細(xì)菌生物膜的生物淤積是許多設(shè)置中的主要問題如牙科設(shè)備、加熱和冷卻裝置、飲食服務(wù)和水處理工業(yè)以及許多其他的。因此，本發(fā)明的進(jìn)一步實施方案中，裝置可以是牙科裝置如牙植入物，但不限于此，并可以包括其他牙科裝置或設(shè)備。仍然其他實施方案中，本發(fā)明提供了涂覆/浸漬足以抑制裝置或其表面上生物膜生長形成濃度的含鎵組合物的工業(yè)裝置。工業(yè)裝置可以包括，但不限于，食品加工裝置、食品集合或含水裝置。含水裝置可以是游泳池、浴盆、水槽、貯水罐、井、瓶子或礦泉區(qū)。再進(jìn)一步的實施方案中，工業(yè)裝置可以是水處理設(shè)備、水冷卻設(shè)備、注水噴射裝置或造紙和紙漿設(shè)備。本發(fā)明的再一實施方案中，提供了防止工業(yè)設(shè)備上生物膜生長形成的方法，包括將設(shè)備或其表面浸漬/涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物。浸漬或涂覆可以包括將工業(yè)裝置或裝置表面浸入含鎵組合物中；將裝置或裝置表面干燥；并從裝置或裝置表面沖去過量的組合物。本發(fā)明中考慮的含鎵組合物可用于任何易損的表面來防止或抑制生物膜生長形成。這樣的表面包括工作臺面、桌面、地板、砧板、墻或天花板。
再進(jìn)一步的實施方案中，本發(fā)明提供了抑制或防止生物膜生長形成的試劑盒，其包含含鎵組合物。本發(fā)明涉及在此所述的含鎵組合物可用于抑制或防止多種微生物的生物膜生長形成，如例如，革蘭氏陽性或革蘭氏陰性細(xì)菌。特定實施方案中，生物膜生長形成由假單胞菌屬種如銅綠假單胞菌引起。還涉及了本發(fā)明的含鎵組合物可以用于防止動物模型或人受試者中的生物膜形成。因為由于生物膜生長形成的醫(yī)院細(xì)菌感染可以導(dǎo)致疾病如菌血癥，肺炎，腦膜炎， 骨髓炎，心內(nèi)膜炎，竇炎，關(guān)節(jié)炎，尿道感染，破傷風(fēng)，壞疽，結(jié)腸炎，急性胃腸炎，支氣管炎和各種膿腫，以及條件性感染，本發(fā)明進(jìn)一步涉及防止這些疾病的方法，包括給需要的受試者提供有效量的含鎵組合物。囊纖維化肺感染中由銅綠假單胞菌引起的生物膜形成是明顯的。因此，進(jìn)一步的實施方案中，本發(fā)明涉及防止囊纖維化受試者中生物膜生長形成的方法，包括給該受試者提供治療有效量的鎵組合物。本發(fā)明的含鎵組合物可以全身傳送，通過氣溶膠，局部，或通過本領(lǐng)域已知的將治療劑傳送或給藥于受試者的任何方式。本發(fā)明的含鎵組合物還可應(yīng)用于防止肺以外部位的銅綠假單胞菌感染引起的生物膜生長形成。例如，燒傷經(jīng)常受到銅綠假單胞菌的感染，從其可能引起致命的血流入侵和膿毒性休克。認(rèn)為這些感染涉及生物膜的形成。因此，將本發(fā)明的含鎵組合物局部應(yīng)用于傷口，通過防止或抑制生物膜生長形成來防止感染的產(chǎn)生。本發(fā)明進(jìn)一步的實施方案中，提供了殺滅設(shè)備上已建立的生物膜的方法，包括將設(shè)備暴露于足以殺滅已建立的生物膜濃度的含鎵組合物。另一實施方案中，提供了殺滅表面上已建立的生物膜的方法，包括將表面暴露于足以殺滅已建立的生物膜濃度的含鎵組合物。再進(jìn)一步的實施方案中，本發(fā)明提供了殺滅已建立的生物膜的試劑盒，包括含鎵組合物。本發(fā)明還涉及以下方面1.設(shè)備或設(shè)備表面，在所述設(shè)備或設(shè)備表面上涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物。2.項目1的設(shè)備，其中所述設(shè)備是醫(yī)療設(shè)備。3.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是留置醫(yī)療設(shè)備。4.項目3的設(shè)備，其中所述留置醫(yī)療設(shè)備是導(dǎo)管。5.項目4的設(shè)備，其中導(dǎo)管是脈管導(dǎo)管、硬膜外導(dǎo)管、腹膜導(dǎo)管或?qū)蚬堋?.項目5的設(shè)備，其中脈管導(dǎo)管是中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管、動脈管、肺動脈導(dǎo)管、外部插入的中央導(dǎo)管(PICC)或中線導(dǎo)管。7.項目6的設(shè)備，其中中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管是心室內(nèi)分流導(dǎo)管。8.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是矯形設(shè)備。9.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是假體設(shè)備。10.項目2的設(shè)備，其中醫(yī)療設(shè)備是氣管內(nèi)設(shè)備。11.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是支架或?qū)Ь€。
12.項目11的設(shè)備，其中所述支架是脈管支架、膽支架或尿支架。
13.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是起搏器。
14.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)療植入體。
15.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是光學(xué)透鏡或目鏡。
16.項目15的設(shè)備，其中所述光學(xué)透鏡是接觸透鏡。
17.項目1的設(shè)備，其中所述設(shè)備是牙科設(shè)備。
18.項目17的設(shè)備，其中所述牙科設(shè)備是牙植入物。
19.項目1的設(shè)備，其中所述設(shè)備是呼吸機或吸入器。
20.項目1的設(shè)備，其中所述設(shè)備是引流管。
21.項目2的設(shè)備，其中所述醫(yī)療設(shè)備是外科手術(shù)設(shè)備。
22.項目1的設(shè)備，其中所述設(shè)備是生物流體傳送設(shè)備或容器。
23.項目22的設(shè)備，其中所述生物流體傳送設(shè)備或容器是預(yù)先裝填的注射器、靜脈注射袋、瓶子或安瓿。
24.項目1的設(shè)備，其中所述設(shè)備是藥物傳送設(shè)備。
25.項目24的設(shè)備，其中所述藥物傳送設(shè)備是補片。
26.項目25的設(shè)備，其中所述補片是含有藥物的設(shè)備、系統(tǒng)、組合物、繃帶或石膏。
27.項目1的設(shè)備，包括編碼設(shè)備。
28.項目27的設(shè)備，其中所述編碼設(shè)備是計算機芯片。
29.項目1的設(shè)備，其中所述設(shè)備是工業(yè)設(shè)備。
30.項目29的設(shè)備，其中所述工業(yè)設(shè)備是食品加工設(shè)備。
31.項目29的設(shè)備，其中所述工業(yè)設(shè)備是食品收集設(shè)備。
32.項目29的設(shè)備，其中所述工業(yè)設(shè)備是容水裝置。
33.項目32的設(shè)備，其中所述容水裝置是游泳池、浴盆、水槽、貯水罐、井、瓶子或礦泉區(qū)。
34.項目29的設(shè)備，其中所述工業(yè)設(shè)備是水處理設(shè)備。
35.項目29的設(shè)備，其中所述工業(yè)設(shè)備是水冷卻設(shè)備。
36.項目29的設(shè)備，其中所述工業(yè)設(shè)備是注水噴射設(shè)備。
37.項目29的設(shè)備，其中所述工業(yè)設(shè)備是造紙和紙漿設(shè)備。
38.防止設(shè)備上生物膜生長形成的方法，包括將所述設(shè)備或其表面浸漬或涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物。
39.項目38的方法，其中浸漬或涂覆包括將設(shè)備或設(shè)備表面浸入所述的含鎵組合物中。
40.項目39的方法，包括將設(shè)備或設(shè)備表面干燥。
41.項目39的方法，包括從設(shè)備或設(shè)備表面沖去過量的組合物。
42.項目38的方法，其中生物膜生長形成是細(xì)菌生物膜生長形成。
43.項目42的方法，其中細(xì)菌生物膜生長形成是由假單胞菌屬(I^eudomonas)種引起的。
44.項目43的方法，其中假單胞菌屬種是銅綠假單胞菌(P. aeruoginosa)。
45.項目38的方法，其中設(shè)備是醫(yī)療設(shè)備。
46.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是留置醫(yī)療設(shè)備。
47.項目46的方法，其中留置醫(yī)療設(shè)備是導(dǎo)管。
48.項目47的方法，其中導(dǎo)管是脈管導(dǎo)管、硬膜外導(dǎo)管、腹膜導(dǎo)管或?qū)蚬堋?br> 49.項目48的方法，其中導(dǎo)管是中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管、動脈管、肺動脈導(dǎo)管、外部插入的中央導(dǎo)1f (PICC)或中線導(dǎo)管。
50.項目49的方法，其中中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管是心室內(nèi)分流導(dǎo)管。
51.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是矯形設(shè)備。
52.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是假體設(shè)備。
53.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是氣管內(nèi)設(shè)備。
54.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是支架或?qū)Ь€。
55.項目54的方法，其中支架是脈管支架、膽支架或尿支架。
56.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是起搏器。
57.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)療植入體。
58.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是光學(xué)透鏡或目鏡。
59.項目58的方法，其中光學(xué)設(shè)備是接觸透鏡
60.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是牙科設(shè)備。
61.項目60的方法，其中牙科設(shè)備是牙植入物。
62.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是呼吸機或吸入器。
63.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是引流管。
64.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是生物流體傳送設(shè)備或容器。
65.項目64的方法，其中生物流體傳送設(shè)備或容器是預(yù)先裝填的注射器、靜脈注射袋、瓶子或安瓿。
66.項目45的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是藥物傳送設(shè)備。
67.項目66的方法，其中藥物傳送設(shè)備是補片。
68.項目67的方法，其中補片是含有藥物的設(shè)備、系統(tǒng)、組合物、繃帶或石膏。
69.項目38的方法，其中設(shè)備是編碼設(shè)備。
70.項目69的方法，其中編碼設(shè)備是計算機芯片。
71.項目38的方法，其中設(shè)備是工業(yè)設(shè)備。
72.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是食品加工設(shè)備。
73.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是食品收集設(shè)備。
74.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是水處理系統(tǒng)或工廠中的設(shè)備。
75.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是水冷卻系統(tǒng)或裝置。
76.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是水分配系統(tǒng)或裝置。
77.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是注水噴射系統(tǒng)或裝置。
78.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是容水裝置。
79.項目78的方法，其中容水裝置是游泳池、泉、浴盆、水槽、井或礦泉區(qū)。
80.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是濾器、管道、管路、存儲罐、蓄水池。
81.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是食品加工系統(tǒng)或工廠中的設(shè)備。
82.項目71的方法，其中工業(yè)設(shè)備是造紙和紙漿工廠中的設(shè)備。
83.防止或抑制表面上生物膜生長形成的方法，包括將含鎵組合物施加于所述表84.項目83的方法，其中表面是工作臺面、桌面、地板、砧板、墻壁或天花板。85.抑制或防止生物膜生長形成的試劑盒，其包含含鎵組合物。86.殺滅設(shè)備上已建立的生物膜的方法，包括將設(shè)備暴露于足以殺滅已建立的生物膜濃度的含鎵組合物。87.殺滅表面上已建立的生物膜的方法，包括將表面暴露于足以殺滅已建立的生物膜濃度的含鎵組合物。88.殺滅已建立的生物膜的試劑盒，其包含含鎵組合物。術(shù)語“醫(yī)療留置裝置”指的是植入或插入人體內(nèi)的任何醫(yī)療裝置。這樣的裝置可以是暫時或永久植入或插入的。因此，本發(fā)明具有多種應(yīng)用中的用途，如但不限于，工業(yè)應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用和公眾健康應(yīng)用。與詳述的實施方案無關(guān)，不意味著本發(fā)明的適用范圍受到限制。在權(quán)利要求和/或說明書中當(dāng)詞語“一個(a)”或“一個(an)”結(jié)合術(shù)語“包括” 使用時。意思是“一個(one)”，但也可以包括“一個或多個”、“至少一個”和“一個或多于一個”的意思。從以下的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)勢將變得清楚。然而，應(yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)描述和特定的實施例，盡管表示本發(fā)明的特定實施方案，只是通過說明的方式給出，因為從該詳細(xì)描述中，本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的各種改變和改進(jìn)對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。


專利或申請文件中包含至少一個使用顏色的附圖。當(dāng)需要且支付必需的費用時， 可以由Office提供該專利或?qū)＠暾埞_具有彩色附圖的副本。以下的附圖形成本說明書的一部分并包括來進(jìn)一步證明本發(fā)明的特定特征。通過參考這些附圖中的一個或多個結(jié)合在此所示的特定實施方案的詳述將更好地理解本發(fā)明。圖1A-1H.灌注無乳鐵蛋白(lactoferrin-free)(圖1A-1D)和含乳鐵蛋白(20 μ g ml)(圖1D-1H)培養(yǎng)基的生物膜流動細(xì)胞中GFP-標(biāo)記的銅綠假單胞菌的共焦顯微鏡圖象。 接種流動細(xì)胞4h(圖IA和lE),24h(圖1B-1F)、3天(圖1C-1G)和7天(圖1D-1H)后獲得圖象。圖ΙΑ、1B、1E和IF是頂視圖(χ-y平面)；比例尺，ΙΟμπι。圖1C、ID、IG和IH是側(cè)視圖(x-z平面)；比例尺，50 μ m。結(jié)果是六個實驗的表示。圖2A-2B.伴清蛋白對銅綠假單胞菌生物膜對托普霉素(圖2A)和H2A (圖2B)的抗微生物敏感性的影響。數(shù)據(jù)是平均士SEM，η = 6，來自三個不同的實驗。圖3Α-3Β.在生理狗條件下低濃度的Ga(NO3)3抑制了結(jié)核分枝桿菌 (M. tuberculosis)的生長；在過量的！^存在下阻止了生長的抑制。(圖3A)在所示濃度的 (^a(NO3)3存在下，在沒有添加OADC和!^e的7H9培養(yǎng)基中孵育Erdman結(jié)核分枝桿菌(106/ ml)。在限定的時間點將等份細(xì)菌懸浮液接種于雙份BACTEC 12B瓶子中，并測定隨后的生長指數(shù)。顯示了 24、48和7 時所示濃度(^a(NO3)3的累積數(shù)據(jù)并表示為三個獨立實驗的平均士SEM。(圖3B)在沒有添加ODAC和fei的7H9培養(yǎng)基中孵育Erdman結(jié)核分枝桿菌(106/ml)，向其中加入10 μ M Ca (NO3)3并提高檸檬酸狗的濃度。7 時，將細(xì)菌懸浮液接種于BACTEC 12B瓶子中，并測定隨后的生長指數(shù)。從代表性實驗中(n = 2)顯示結(jié)果(平均士SD)。當(dāng)在BACTEC瓶(含高狗的培養(yǎng)基)中進(jìn)行實驗時，還發(fā)現(xiàn)狗逆轉(zhuǎn)了 Ga(NO3)3對 Erdman結(jié)核分枝桿菌和MAC的生長抑制效果(數(shù)據(jù)未顯示)。圖4A-4B.在鎵存在下，結(jié)核分枝桿菌的狗吸收受到顯著抑制，而鎵吸收只受到過量!^e的小程度抑制。在所示濃度冷競爭金屬(cold competing metal)不存在或存在下， 在7H9培養(yǎng)基(沒有添加Fe和0ADC)中用500nM檸檬酸59Fe (圖4A)或檸檬酸67Ga (圖4B) 孵育Erdman結(jié)核分枝桿菌QX107ml)6小時。然后將細(xì)菌重復(fù)洗滌，并測定細(xì)菌結(jié)合的
或5Ve含量。結(jié)果顯示為獲得的金屬含量作為冷競爭金屬提高濃度的函數(shù)。實驗組重復(fù)進(jìn)行三次，且所示的數(shù)據(jù)表示三個獨立的實驗(平均士 SEM)。圖5A-5B. Ga(NO3)3以濃度依賴性方式抑制了人巨噬細(xì)胞中結(jié)核分枝桿菌的生長。 以1 1至5 1的多重(細(xì)菌/巨噬細(xì)胞)范圍將分枝桿菌(Erdman，H37Ra和MDR結(jié)核分枝桿菌)加入源自人單核細(xì)胞的巨噬細(xì)胞(MDM)或人肺泡巨噬細(xì)胞(HAM)單層中(結(jié)果是相同的)。池后，洗滌單層，并加入飽和培養(yǎng)基。24h后加入所示濃度的(^a(NO3)3。對照單層無( (NO3) 3。在第3天記錄使用所示濃度( (NO3) 3的合并上清液和來自雙或三孔的細(xì)胞裂解物的生長指數(shù)。圖5A中所示的是使用MDM的代表性實驗(平均士SD)。圖5B中，將累積數(shù)據(jù)表示為對照的百分比(平均士SEM，n = 2至5)。使用HAM(n = 2)的結(jié)果和使用 MDM的那些是相同的。圖6. Ga-轉(zhuǎn)鐵蛋白以濃度依賴性方式抑制了結(jié)核分枝桿菌巨噬細(xì)胞吞噬體中的 1 獲得。在所示濃度的Ga-轉(zhuǎn)鐵蛋白不存在(對照)或存在下，將5Ve轉(zhuǎn)鐵蛋白(ΙΟμΜ) 加入含結(jié)核分枝桿菌的MDM中Mh，裂解，并通過0. 22μπι(孔徑)濾器將裂解物過濾。測定濾器上結(jié)核分枝桿菌相關(guān)的放射性(表示為cpm)。所示cpm值為代表性實驗中加入的( 濃度的函數(shù)。插圖顯示三個分開實驗的平均士SEM結(jié)果，以對照raI^獲得的百分比來作圖。圖7.將0D(A600)約.010的銅綠假單胞菌接種于琥珀酸鹽培養(yǎng)基中，單獨或補充狗(13+/-(^螯合物。然后在37°C孵育6小時的時間中以A600的改變監(jiān)控生長。使用 Ga(NO3)3的較長孵育顯示了相似的效果(數(shù)據(jù)未顯示)。圖8.鎵對銅綠假單胞菌生長的影響。將細(xì)菌以1 100強度接種于含有所示濃度鎵的TSB培養(yǎng)基中并在37°C振蕩生長。以A600的改變監(jiān)控生長15小時。圖9.灌注對照(上部)培養(yǎng)基和含有0·3μΜ Ga(NO3)3的培養(yǎng)基(中部)和 0. 25 μ g/ml頭孢噻甲羧肟(ceftazadime)(底部)的生物膜流動細(xì)胞中GFP-標(biāo)記的銅綠假單胞菌的共焦顯微鏡圖象。接種流動細(xì)胞1、2和4天后獲得圖象。圖像是從上至下 (top-down)視圖(x-y 平面)。圖10A-10D.鎵殺滅已建立的生物膜。將三天時間的生物膜暴露于10 μ M、100 μ M 和1000 μ M濃度的鎵。用碘化丙錠測定生物膜的生活力，并在12小時(圖10Α)、24小時(圖 10Β)、48小時(圖10C)和72小時(圖10D)記錄觀察。圖10Α-10D顯示了鎵以時間和濃度依賴方式殺滅已建立的生物膜，并在臨床上獲得的峰值內(nèi)的濃度也是如此(140-700 μ Μ)。
具體實施例方式I.本發(fā)明
本發(fā)明克服了本領(lǐng)域在防止生物膜生長形成中的缺陷。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)生物膜內(nèi)的細(xì)菌比浮游細(xì)胞固有地對抗生素和其他外毒素如過氧化氫的殺滅更有抗性(Costerton等， 1999 ；Stewart 等，2000 ；Elkins 等，1999 ；Drenkard 等，2002 ；Mah 等，2001)，由于抗微生物分子對生物膜相關(guān)細(xì)胞的質(zhì)量轉(zhuǎn)移降低的速率(Suci等，1994)或因為生物膜細(xì)胞生理上不同于浮游細(xì)胞(Evans等，1991)。足以滅活浮游生物體的抗微生物濃度通常不足以滅活生物膜生物體，尤其是生物膜深處的那些，潛在地選擇了抗性亞種群。生物膜生長形成還使得宿主吞噬細(xì)胞難以接近和殺滅生物體。因此，需要開發(fā)防止和/或破壞生物體如銅綠假單胞菌生物膜形成的試劑。本發(fā)明者已經(jīng)表明鐵(Fe)可用性在導(dǎo)致這些生物體生物膜形成的銅綠假單胞菌感染的致病機理的幾個步驟中是關(guān)鍵的。鎵(Ga)，能夠與!^e競爭細(xì)胞吸收，在含!^e酶中鎵替代1 使其失活。本發(fā)明者產(chǎn)生的實質(zhì)性數(shù)據(jù)還證明了鎵能夠破壞鐵載體介導(dǎo)的結(jié)核分枝桿菌的狗獲得策略，該策略與銅綠假單胞菌所采用的具有許多相似性。獲得的初步數(shù)據(jù)與鎵對銅綠假單胞菌生長的相似抑制效果一致。更重要地，數(shù)據(jù)表明不抑制細(xì)菌生長濃度的鎵有效地防止了銅綠假單胞菌體外的生物膜形成，且該濃度比已知的用于其他目的將鎵給藥于人可獲得的低很多。數(shù)據(jù)表明鎵可以破壞銅綠假單胞菌的狗代謝，因此改變了該生物體生物膜建立中的關(guān)鍵步驟。本發(fā)明者還顯示了鎵以時間和濃度依賴性方式有效地殺滅已建立的生物膜，在臨床上獲得的峰值內(nèi)濃度也是如此。因此，本發(fā)明提供了涂覆/浸漬防止或抑制生物膜生長形成的含鎵組合物的裝置或其表面。本發(fā)明還提供了防止裝置或其表面上生物膜生長形成的方法。優(yōu)選實施方案中， 含鎵組合物用來防止裝置上銅綠假單胞菌的生物膜形成，如氣管內(nèi)導(dǎo)管，呼吸機，其他醫(yī)療裝置，或工業(yè)設(shè)備，通過將設(shè)備涂覆/浸漬該組合物。還涉及本發(fā)明的含鎵組合物可以用于防止其他與銅綠假單胞菌相似狗依賴性的生物體形成的生物膜。本發(fā)明的含鎵組合物還可以用于防止患者如囊纖維化患者和其他銅綠假單胞菌感染患者中的生物膜生長形成。此外，本發(fā)明的含鎵組合物可以用于殺滅裝置或表面上已建立的生物膜。II.細(xì)菌生物體和生物膜形成當(dāng)微生物不可逆地粘著浸沒表面并產(chǎn)生有助于粘著和提供結(jié)構(gòu)基質(zhì)的胞外聚合物時發(fā)生生物膜生長形成。這表面可以是惰性的，無生命的物質(zhì)或活組織。對于生長率，生物膜相關(guān)微生物的行為不同于浮游(游離懸浮)生物體。此外，生物膜的特征在于它們對抗微生物處理的變得日益增強的抗性能力(1000-至1500-倍低的敏感)。一些實例中，生物膜可以由單個種或多個種構(gòu)成，取決于設(shè)備及患者使用的持續(xù)時間。認(rèn)為生物膜對抗微生物劑的抗性是由于其中包埋細(xì)菌細(xì)胞的胞外基質(zhì)提供了對抗殺菌劑滲透的屏障(Costerton等，1999)。然而，還可能的是生物膜中的大部分細(xì)胞是生長緩慢，營養(yǎng)饑餓的狀態(tài)，并因此對抗微生物劑的效果不再敏感。此外，對抗微生物劑的抗性可能是由于生物膜中的細(xì)胞采用了截然不同的和保護(hù)的生物膜表型，例如，通過藥物射流泵提高的表達(dá)。生物膜可以由細(xì)菌、真菌、酵母、原生動物和其他微生物構(gòu)成。發(fā)現(xiàn)最常見的生物膜是細(xì)菌生物膜。革蘭氏陽性和革蘭氏陰性兩種細(xì)菌都能形成生物膜。能夠形成生物膜的革蘭氏陽性細(xì)菌實例包括，但不限于，金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus),凝固酶陰性葡萄球菌屬，如表皮葡萄球菌Staphylococcus epidermis)，化膿鏈球 (Streptococcus pyogenes)(組 A)，鏈球菌屬禾中(Streptococcus species) (viridan 組)， 無乳鏈球菌(Streptococcus agalactiae)(組B)，牛鏈球菌(S. bovis)，鏈球菌(厭氧種)， 月市炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)禾口腸球菌屬禾中(Enterococcus species)。其他革蘭氏陽性桿菌包括炭疽芽孢桿菌(Bacillus anthracis)，白喉棒狀桿菌(Corynebacterium diphtheriae)和為類白喉菌(需氧和厭氧)的棒狀桿菌屬種(Corynebacterium species) (aerobic and anerobic)，單核細(xì)胞增生利斯特氏菌(Listeria monocytogenes)，破傷風(fēng)梭狀芽孢菌(Clostridium tetani)和難辨梭狀芽孢菌(Clostridium difficile)。能夠形成生物膜的革蘭氏陰性細(xì)菌的實例是來自大腸桿菌(Escherichia coli)，腸桿菌屬種(Enterobacter species)，奇異變形菌(Proteus mirablis)和其他屬種，銅綠假單胞菌，月市炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae),沙門氏菌屬(Salmonella),志賀氏菌屬 (Shigella)，沙雷氏菌屬(Serratia)和空腸彎曲桿菌(Campylobacter jejuni)，奈瑟氏菌屬(Neisseria)和粘膜炎布蘭漢氏球菌(Branhamella catarrhal is)的細(xì)菌。能夠形成生物膜的其他生物體包括皮膚真菌(犬小孢子菌(Microsporum canis)和其他小孢子菌屬(M. spp.)；和毛癬菌屬(Trichophyton, spp.)如深紅色毛蘚菌(T. rubrum)和須毛蘚菌(T. Mentagrophytes)，酵母(例如，白色假絲酵母(Candida albicans)，近平滑假絲酵母(C. Parapsilosis)，光滑假絲酵母(C. glabrata)，熱帶假絲酵母(C. tropicalis)或其他假絲酵母種，包括藥物抗性的假絲酵母種)，絮狀表皮蘚菌(Epidermophytonfloccosum),靴糖狀麟斑毒(Malassezia fuurfur) (Pityropsporon orbiculare 或 P. ovale)，新型隱球菌(Cryptococcus neoformans)，煙曲霉(Aspergillus fumigatus)和其他曲霉屬，接合菌(Zygomycetes)(根霉(Rhizopus)，毛霉(Mucor))， Hyalohyphomycosis(,廉刀菌屬(Fusarium Spp.)，巴西芽生菌(Paracoccidioides brasiliensis)，皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitides)，莢膜組織胞楽菌(Histoplasma capsulatum)，粗球孢菌(Coccidioides immitis)禾口申克孢子絲菌(Sporothrix schenckii)0從留置裝置分離的最常見的引起生物膜生長形成的生物體包括葡萄球菌屬種如表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌；假絲酵母屬種如白色假絲酵母；腸球菌屬種如糞腸球菌 (Enterococcus faecalis)，鏈球菌屬種；銅綠假單胞菌；肺炎克雷伯氏菌和類白喉菌。這些生物體來自患者或保健工作者的皮膚、進(jìn)口暴露的自來水，或環(huán)境中的其他來源，尤其是保健機構(gòu)。銅綠假單胞菌形成生物膜的偏好是醫(yī)療和工業(yè)環(huán)境中生物膜生長形成問題的主要誘因。銅綠假單胞菌與生物膜形成和導(dǎo)管阻塞高度相關(guān)。例如，已經(jīng)從醫(yī)療植入物如留置尿道、靜脈或腹膜導(dǎo)管分離出銅綠假單胞菌的生物膜(Mickler等，1998)。銅綠假單胞菌也是經(jīng)受機械呼吸的患者中肺炎的最常見誘因(Lode等，1992; Adair等，1999)，且這是影響垂危的最大破壞性感染(Chastre等，2002 ；Bergmans等， 1998)。最近的工作表明呼吸機相關(guān)肺炎發(fā)展中的關(guān)鍵因素是氣管內(nèi)導(dǎo)管和口咽中受到生物膜中活細(xì)菌的定殖(Inglis 等，1989 ；Koerner, 1997 ；Levine 等，1991 ；Sottile 等，1986 ； Bauer等，200 。銅綠假單胞菌也是AIDS晚期患者中群體獲得性肺炎的誘因(Sh印ρ等， 1994 ；Schuster等，1994)。由于細(xì)菌的生物膜生長形成，這些患者通常變得對感染敏感(Meynard 等，1999)。除了這些急性感染，銅綠假單胞菌導(dǎo)致囊纖維化(CF)或慢性支氣管炎患者的慢性肺感染(Fick等，1989 ；Marshall等，1991 ；Pollack等，2000)，由于生物膜生長形成 (Costerton等，1999)。與持續(xù)的銅綠假單胞菌感染相關(guān)的肺損傷是目前CF死亡的主要原因(Fick 等，1989)。因此，進(jìn)一步的實施方案中，本發(fā)明涉及防止囊纖維化受試者中生物膜生長形成的方法，包括給該受試者提供治療有效量的鎵組合物。本發(fā)明的含鎵組合物可以全身傳送， 通過氣溶膠，局部，或通過本領(lǐng)域已知的用于將治療劑傳送或給藥于受試者的任何方式。本發(fā)明的含鎵組合物還可以應(yīng)用于防止肺以外部位的銅綠假單胞菌感染。例如， 燒傷經(jīng)常受到銅綠假單胞菌的感染，從其可能引起致命的血流入侵和膿毒性休克。認(rèn)為這些感染涉及生物膜的形成。因此，將本發(fā)明的含鎵組合物局部應(yīng)用于傷口，通過防止或抑制生物膜生長形成來防止感染的產(chǎn)生。生物膜如銅綠假單胞菌還引起了工業(yè)問題的關(guān)注(Bitton，1994 ；Steelhammer 等，19%)。該生物體生長成集合的狀態(tài)，生物膜，在許多水處理工廠中引起問題。III.含鎵組合物及其用途鎵是一組IIIa過渡金屬，已經(jīng)在核醫(yī)學(xué)中用作定位腫瘤和炎癥部位的工具。由于鎵對特定腫瘤和炎癥細(xì)胞的偏好，鎵定位于這些部位。Ga3+的生物和治療效果與其替代許多生物分子過程中的1 3+的能力相關(guān)，因此破壞它們(Chitamber等，1988 ；Hubbard 等，1986)。( 3+,和!^3+ —樣，進(jìn)入哺乳動物細(xì)胞，包括巨噬細(xì)胞，通過轉(zhuǎn)鐵蛋白依賴性和轉(zhuǎn)鐵蛋白無關(guān)性1 吸收機理(Chitambar等，1987 ；Olakanmi等，1994)。快速分裂的腫瘤細(xì)胞中(與最終分化的細(xì)胞如巨噬細(xì)胞相反)，鎵通過替代核糖核苷酸還原酶中的鐵的能力來干擾細(xì)胞DNA復(fù)制，由于鎵不同于和鐵，不能經(jīng)歷氧化還原循環(huán)的事實，導(dǎo)致酶失活 (Chitambar 等，1988)。還將鎵治療上用于惡性腫瘤和惡性相關(guān)的高鈣血癥Ouster等，1986 ；Todd等， 1991 Jonkoff等，1993 ；Chitambar等，2003)。還已知鎵可以累積肝臟、腎臟、脾臟和淋巴系統(tǒng)中單核來源的細(xì)胞。癌相關(guān)高鈣血癥患者的臨床經(jīng)驗表明充分耐受硝酸鎵，產(chǎn)生很少的臨床相關(guān)副作用 CTodd 等，1991 ；Leyland-Jones, 1991 ；Chitambar 等，2003)。Ga (NO3) 3 形式的鎵，目前批準(zhǔn)靜脈內(nèi)給藥于人用于治療惡性的高鈣血癥。麥芽糖鎵(gallium maltolate) 形式的鎵口服制劑，目前在治療轉(zhuǎn)移性前列腺癌，復(fù)發(fā)性多發(fā)性硬化，轉(zhuǎn)移性膀胱癌和復(fù)發(fā)性淋巴溜的臨床試驗中。通過Titan Pharmaceutical (San Francisco, CA)來研發(fā)該藥物。含鎵化合物和硝酸鎵還顯示出能抑制引起慢性肺感染的胞內(nèi)病原體(例如，參見 W098/09622, U. S.專利5，997，912和6，203，822)，每個在此以其整體引入作為參考。本發(fā)明提供了有效抑制或防止生物膜生長形成濃度的含鎵組合物。抑制生物膜生長形成需要的鎵含量低于殺滅或抑制細(xì)菌生物體需要的量。因此，一些實施方案中，鎵的濃度至少約 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、2(^] 或更高。本發(fā)明進(jìn)一步的實施方案中，鎵濃度為約ΙμΜ至約ΙΟμΜ，約2μΜ至約15 μ M,^ 4μ M 12 μ Μ, 約5 μ M至約20 μ Μ，約10 μ M至約30 μ Μ，約15 μ M至約40 μ Μ，約20 μ M至約50 μ Μ,或更高。一些優(yōu)選的實施方案中，鎵濃度為約16. 25 μ M至約100 μ Μ。已知鎵具有替代鐵的能力，本發(fā)明的鎵濃度取決于組合物中可獲得的鐵含量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道怎樣基于鐵可用性來測定鎵濃度。本發(fā)明進(jìn)一步提供了濃度為有效殺滅已建立的生物膜的含鎵組合物。一些實施方案中，鎵的濃度為約10 μ M至約1000 μ Μ。本發(fā)明進(jìn)一步的實施方案中，鎵濃度為約140 μ M 至約700 μ Μ。另一實施方案中，鎵濃度為約10 μ M至約100 μ Μ。另一實施方案中，鎵濃度為約100 μ M至約1000 μ Μ。已知鎵具有替代鐵的能力，本發(fā)明的鎵濃度取決于組合物中可獲得的鐵含量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道怎樣基于鐵可用性來測定鎵濃度。IV.實施例包括以下實施例來證明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到根據(jù)本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)的代表技術(shù)的實施例中所公開的技術(shù)，能很好地進(jìn)行本發(fā)明的實施，因此認(rèn)為構(gòu)成優(yōu)選的實施方式。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到所公開的特定實施方案中可以形成許多改變且仍然獲得相同或相似的結(jié)果而沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍。實施例1Fe可用件和銅綠假單胞菌牛物膜牛長形成本領(lǐng)域公知銅綠假單胞菌通過謹(jǐn)慎調(diào)控的過程形成生物膜。已經(jīng)顯示通過銅綠假單胞菌的數(shù)量感應(yīng)系統(tǒng)(quorum sensing system)來調(diào)控生物膜形成(Davis等，1998)。本發(fā)明者之前的工作證明了狗可用性在銅綠假單胞菌生物膜的建立階段中起關(guān)鍵作用。此外，本發(fā)明者已經(jīng)表明鎵可以破壞細(xì)菌狗依賴性代謝。發(fā)現(xiàn)半抑制濃度的鎵能防止體外銅綠假單胞菌的生物膜形成。初步研究證明沒有改變銅綠假單胞菌生長的!^e結(jié)合蛋白乳鐵蛋白(LF)濃度深深地抑制了銅綠假單胞菌的生物膜形成，如在之前發(fā)展的生物膜形成的流動細(xì)胞模型中通過顯微鏡測定的(Singh等，2002 ；圖1A-1H)。通過!^e的存在逆轉(zhuǎn)了該效果并重復(fù)，如圖2A-2B 中所示的，使用1 螯合劑去鐵胺或伴清蛋白(Singh等，200 。結(jié)果導(dǎo)致銅綠假單胞菌生物膜形成對環(huán)境狗水平比細(xì)菌生長更敏感的結(jié)論。Fe限制還導(dǎo)致銅綠假單胞菌對托普霉素或H2O2殺滅提高的敏感性(Singh等， 2002;圖2A-2B)，最可能是因為LF破壞了生物膜形成。然而，一旦建立了生物膜，LF不能改變生物膜。另外的工作證明狗限制對生物膜形成的影響與銅綠假單胞菌游動性的改變相關(guān)-低狗可用性刺激了顫動，其大概用來防止生物體從浮游狀態(tài)進(jìn)展成生物膜的起始 (Singh 等，2002)。這些數(shù)據(jù)表明Fe螯合劑以外的因素改變了用于銅綠假單胞菌利用的Fe可用性， 或以其認(rèn)為處于狗受限環(huán)境這樣的方式破壞了信號系統(tǒng)，導(dǎo)致生物體形成生物膜的偏好降低。實施例2鎵對抗病原分枝桿菌的抗微牛物活件發(fā)明者之前已經(jīng)表明了鎵抑制結(jié)核分枝桿菌和鳥分枝桿菌復(fù)合物(MAC)胞外和人巨噬細(xì)胞內(nèi)的生長(Olakanmi等，2000)。將分枝桿菌在BACTEC 12B液體培養(yǎng)基培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，不存在或存在(^a(NO3) 3。BACTEC系統(tǒng)監(jiān)控分枝桿菌生長，以細(xì)菌將[14C]摻入分枝桿菌細(xì)胞壁的過程中產(chǎn)生的wCD2釋放來監(jiān)控。用( (NO3)3觀察到每個分枝桿菌菌株的濃度依賴性生長抑制(Olakanmi等，2000)。由于其靈敏度和速度使用BACTEC系統(tǒng)。然而，其培養(yǎng)基含有達(dá)1.6mM&i^(ferr0Zine測試)。相比較，體內(nèi)胞外!^e濃度為5_10 μ M。當(dāng) Erdman分枝結(jié)核桿菌暴露于無!^e補充ΟμΜ Fe)形成的7Η9液體培養(yǎng)液中的鎵時，如期望的，在更低的鎵濃度觀察到結(jié)核分枝桿菌的顯著生長抑制(圖3Α)。在7 鎵暴露時，IC5tl 大約為1. 25-2. 5 μ M。在濃度彡( 3+濃度時，逆轉(zhuǎn)了鎵介導(dǎo)的生長抑制(圖:3B)。這些數(shù)據(jù)表明鎵部分地通過破壞分枝桿菌的狗獲得介導(dǎo)了抗微生物效果。令人驚訝地，如使用67Ga或59Fe測定的，細(xì)菌具有的狗容量高于( 累積。最終，鑒于鎵在競爭結(jié)核分枝桿菌的59Fe獲得中高度有效，而對阻斷67Ga獲得相對無效(圖4，Olakanmi等， 2000)。實施例3■刷策碰木干麵腦棚舌十牛分枝桿菌體內(nèi)生長的關(guān)鍵部位是在宿主巨噬細(xì)胞內(nèi)。發(fā)現(xiàn)鎵抑制這些細(xì)胞內(nèi)的結(jié)核分枝桿菌生長(Olakanmi等，2000 ；圖5Α)。NaNO3對分枝桿菌生長沒有效果，證明鎵是起作用的。盡管M小時分枝桿菌的生長抑制達(dá)50%，在48小時后觀察到更顯著的抑制(> 70% )(圖5Β)。這與吸收并將鎵運至巨噬細(xì)胞中然后進(jìn)入細(xì)菌中需要的時間相關(guān)。鎵的效果不是由于源自單核細(xì)胞的巨噬細(xì)胞(MDM)單層的丟失。實際上，鎵防止了由于結(jié)核分枝桿菌增殖單層隨著時間的丟失。當(dāng)靜脈內(nèi)給藥(^a(NO3)3時，大部分鎵與血清轉(zhuǎn)鐵蛋白(TF)螯合(Seligman等， 1992 ；Bernstein，1998)。發(fā)現(xiàn)在抑制液體培養(yǎng)基中和人巨噬細(xì)胞內(nèi)分枝桿菌的生長中， Ga-TF和(^a(NO3)3 —樣有效(Olakanmi等，2000)。鎵是胞外結(jié)核分枝桿菌的殺菌劑，當(dāng)細(xì)菌胞內(nèi)生長于巨噬細(xì)胞中時，也是如此(Olakanmi等，2000)。實施例4Fe-TF是胞外狗的主要形式，并觀察到外源添加的TF運送至含結(jié)核分枝桿菌的人巨噬細(xì)菌的吞噬體中(Clemens等，1996)。因此推定通過吞噬體內(nèi)的細(xì)菌分裂鎵競爭！^吸收。本發(fā)明者使用他們實驗室開發(fā)的測試，來顯示位于巨噬細(xì)胞吞噬體內(nèi)的結(jié)核分枝桿菌獲得結(jié)合TF的胞外59Fe (Olakanmi等，2000)。然而，10 μ M Ga (NO3) 3的存在顯著降低了吞噬體內(nèi)結(jié)核分枝桿菌的59Fe獲得(圖6 ；Olakanmi等，2000)。這不是由于總MDM 59Fe的差
已兩個最近的初步實驗中，將MDM單層預(yù)裝載59Fe或67Ga或兩者(脈沖/追蹤，每次 M小時)。然后加入Erdman結(jié)核分枝桿菌。48小時后，測定從吞噬體分離的細(xì)菌相連的鐵或鎵。發(fā)現(xiàn)每種金屬特異性地連接細(xì)菌。當(dāng)鎵和鐵都加入時，鐵獲得抑制了 71%和67% (n = 2)；相反，鎵獲得不定地增加(52%和22% )0實施例5鎵對Fe阻遏物調(diào)節(jié)劑蛋白IdeR的影響鐵調(diào)控元件IdeR調(diào)控分枝桿菌中過氧化氫酶SOD和鐵載體的產(chǎn)生(Dussurget 等，1996)，以類似銅綠假單胞菌Fur的方式。為了產(chǎn)生DNA結(jié)合，IdeR必須與二價金屬復(fù)合如!^2+或Μ2+。使用結(jié)核假單胞菌的含有高親和性IdeR結(jié)合位點的HisE啟動子區(qū)來測定Ga (NO3)3對IdeR結(jié)合(凝膠遷移率變動分析)的影響(khmitt等，1995)。鎵(200 μ Μ) 沒有導(dǎo)致IdeR結(jié)合該DNA片段，而用200 μ M Ni2+觀察到了結(jié)合。鎵沒有干擾Ni2+或Fe2+激活I(lǐng)deR結(jié)合。IdeR不是鎵的靶標(biāo)，這不令人驚訝，已知IdeR選擇性地結(jié)合二價金屬，而鎵是三價的(khmitt等，1995)。基于這些發(fā)現(xiàn)，預(yù)見了 ( 3+與銅綠假單胞菌Fur相似的結(jié)
合缺乏ο實施例6_吿丨IT·碰_____細(xì)牛接著假定通過細(xì)菌內(nèi)在化的鎵導(dǎo)致Fe-依賴性代謝活性如核糖核苷酸還原酶 (RR)的破壞。與此一致，其他研究者發(fā)現(xiàn)鎵是RR活性的潛在抑制劑；使用放射性標(biāo)記的CDP 還原測試，用于RR活性和結(jié)核分枝桿菌RR, II M RR(Yang等，1994 ； 1997)。450 μ M鎵將RR 活性抑制了 50% (η = 2)，表明鎵通過直接替代酶活性位點的!^e抑制了酶。該測試中鎵的效能高于羥基脲10倍(IC5tl = 3-5mM)，羥基脲是實驗上用來抑制RR的標(biāo)準(zhǔn)試劑(Yang等， 1997)。如之前所述的，已經(jīng)報道了銅綠假單胞菌對通過羥基脲的生長抑制和DNA產(chǎn)生比其他細(xì)菌種更敏感teale等，1964)。盡管不存在對純化哺乳動物RR的鎵IC5tl的數(shù)據(jù)，已經(jīng)報道了在哺乳動物L(fēng)1210細(xì)胞的無細(xì)胞提取物中降低50%的RR酪氨酰基特征性EI3R峰，需要 16mM鎵(比對于結(jié)核分枝桿菌RR的鎵IC5tl高約35倍)(Narasimhan等，1992)。抑制完整細(xì)菌情形中的RR需要的鎵濃度比抑制這些研究中所用純化酶需要的低得多。實施例7鎵對銅綠假單胞菌牛長的作用上述表明鎵有效地破壞了分枝桿菌鐵代謝的數(shù)據(jù)促使了鎵對生長于琥珀酸鹽培養(yǎng)基中銅綠假單胞菌鐵代謝的潛在影響的研究。銅綠假單胞菌生長依賴于外源狗的添加 (圖7)。琥珀酸鹽培養(yǎng)基中包括1 μ M !^Cl3，銅綠假單胞菌菌株P(guān)AOl導(dǎo)致他內(nèi)銅綠假單胞菌濃度(Α600) > 10倍的增加，而不存在添加的鐵下觀察到可忽略的增加。當(dāng)鎵，以(^a(NO3)3 形式或Ga-TF形式，以> 1 μ M的濃度加入鐵補充的琥珀酸鹽培養(yǎng)基中時，觀察到銅綠假單胞菌生長的鎵濃度依賴性抑制(圖7)。IOOnM鎵沒有抑制生長(未顯示)。在不同條件下觀察到相似的結(jié)果(參見以下的)。實施例8鎵抑制銅綠假單胞菌牛物膜形成數(shù)據(jù)表明通過乳鐵蛋白螯合的鐵抑制銅綠假單胞菌生物膜形成和鎵可以破壞微生物的鐵獲得。這些結(jié)果表明鎵具有抗生物膜作用。因此，施用鎵來阻斷生物膜形成提供了潛在的治療方法，已知出于很多原因，體內(nèi)有效的鐵螯合是非常困難的。首先，許多病原細(xì)菌具有高度有效的鐵獲得機理。因此有效的螯合劑將不得不以極度高親和性結(jié)合鐵。其次，由于胞外流體中存在宿主鐵結(jié)合蛋白，生物可利用鐵非常有限。這使得藥物螯合劑不太可能還原更多可獲得的鐵。第三，病原生物體如銅綠假單胞菌產(chǎn)生可以降解鐵螯合劑的酶。最后，對于許多生理過程人細(xì)胞需要鐵。因此，即使有效的鐵限制是可能的，這對宿主具有不利影響。為了研究鎵抑制生物膜形成的可能性，測定(^a(NO3)3的亞抑制濃度(沒有削弱生物膜實驗中所用培養(yǎng)基中銅綠假單胞菌的生長，1 100濃度TSB)。這對于測定鎵的特異性抗生物膜作用是重要的而沒有涉及生長抑制的效果。如圖8中所示的，Ga(NO3)3沒有顯著降低銅綠假單胞菌的生長率(分批培養(yǎng))直至濃度超過1 μ Μ。最初的生物膜實驗中，使用0. 3 μ M濃度的Ga(NO3)3，比該培養(yǎng)基中銅綠假單胞菌抑制濃度低3倍。為了評價乳鐵蛋白對生物膜形成的影響，將表達(dá)綠色熒光蛋白(GFP)的銅綠假單胞菌以連續(xù)培養(yǎng)流動細(xì)胞生長并隨著時間產(chǎn)生生物膜。流動細(xì)胞室連續(xù)灌注含或不含(^a(NO3)3的生物膜培養(yǎng)基。無鎵的培養(yǎng)基中(圖9)，觀察到生物膜發(fā)展的典型階段。最初，細(xì)菌粘附于表面。 生長2天后，微菌落(生物膜發(fā)展中早期形成的細(xì)胞叢)明顯。第4天，形成柱形生物膜。 鎵破壞了這種模式的發(fā)展。在( (NO3)3存在下，細(xì)菌粘附，但生物膜形成中隨后的步驟得到了抑制(圖9)。甚至在延長的孵育后，細(xì)菌沒有集合成分化的生物膜結(jié)構(gòu)；在鎵存在下它們保持于薄層中。由于鎵對生物膜形成的驚人影響，進(jìn)行了測定亞抑制濃度的其他抗微生物劑行為是否相似的其他實驗。圖9顯示了亞抑制濃度的抗假單胞菌抗生素頭孢噻甲羧肟沒有抑制生物膜發(fā)展。這表明生物膜抑制不是亞抑制濃度抗生素的一般作用。將研究鎵呈現(xiàn)該影響的機理。實施例9鎵殺滅已津立的牛物膜上述表明鎵抑制生物膜形成的數(shù)據(jù)促使了測定鎵對已建立的生物膜的潛在影響。 將三天時間的生物膜暴露于濃度為10 μ MUOO μ M和1000 μ M的鎵。用碘內(nèi)錠測定生物膜的生活力，并在12小時(圖10Α)，24小時(圖10Β)，48小時(圖10C)和72小時時(圖 10D)記錄觀察。圖10A-10D表明鎵以時間和濃度依賴性方式殺滅已建立的生物膜，在臨床上獲得的峰值(140-700 μ Μ)中的濃度也是如此。氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容制成并實施在此所公開和要求的所有組合物和/或方法和/或裝置而不需要過度的實驗。盡管根據(jù)優(yōu)選實施方案已經(jīng)描述了本發(fā)明的組合物和方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚可以將改變應(yīng)用至在此所述的組合物和/或方法和/或裝置以及方法中的步驟或步驟次序中而沒有脫離本發(fā)明的概念、精神和范圍。更具體地，將清楚化學(xué)和生理相關(guān)的特定試劑可以替代在此所述的試劑而獲得相同或相似的結(jié)果。認(rèn)為所有這樣本領(lǐng)域技術(shù)人員明白的相似替代和改變在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神、范圍和概念之內(nèi)。參考文獻(xiàn)以下參考文獻(xiàn)，至給在此所示那些提供實例方法或其他詳細(xì)內(nèi)容補充的程度，在此特意引入作為參考。U. S.專利 5，997，912U. S.專利 6，203，822U. S.專利 6，267，979U. S.專利 6，086，921U. S.專利 5，688，516Adair et al.，Intensive Care Med. ,25 1072—1076，1999.Adair et al. ，J. Antimicrob. Chemother. ，31 :689-697,1993.Anwar et al. , Antimicrob Agents Chemother. ,36 :1208-14,1992.Bauer et al. , Monaldi Arch. Chest Dis. ,57 :84-87,2002.
Bergmans et al. ， Infect. Control Hosp. Epidemiol. ，19 :853-855,1998.Bernstein, Pharmacol. Rev.，50 :665-682,1998.Bitton, in Wastewater Microbiology, ffiley-Liss, New York, NY,1994.Chastre et al.，Am. J. Respir. Crit. Care Med.，165 :867-903, 2002.Chitambar, Semin Oncol. ,30(2 Suppl 5) :1-4,2003.Chitambar et al. ，Blood，72 :1930-1936，1988.Chitambar et al.，Cancer Res. ,47 :3929-3934,1987.Clemens et al.，J. Exp. Med.，184 :1349—1355，1996Costerton et al. , Science,284 :1318-1322,1999.Darouiche et al.，N Engl J Med.，340 :1—8，1999.Davis et al.，Science,280 :295-298,1998.Drenkard et al. , Nature,416 :740-743.Dussurget et al. , Mol. Microbiol. , 22 :535-544,1996.Elkins et al. ，App1.Environ. Microbiol. ，65 :4594-4600,1999.Evans et al. ，J AntimicrobChemother. ,27 :177-84,1991.Fick, Chest,95 :206S_213S，1989.Fick et al.，Chest,96 :158-164,1989.Flowers et al.，JAMA,261 :878-83,1989.Foster et al.，Cancer Treat Rep. ,70 :1311-1319,1986.Freeman et al. , J Antimicrob Chemother. ,15 :258,1985.Gale et al.，Cancer Res. ,24 :1012-1020,1964.Gorman et al. , Biomaterials, 22 :2741-2747,2001.Hubbard et al.，Arch. Microbiol.，146 :80-86,1986.Inglis et al.，J. Clin. Microbiol.，27 :2014-2018,1989.Jonkoff et al.，Br. J. Cancer, 67 :693-700,1993.Kamal et al.，JAMA, 265 :2364-8,1991.Klempner et al. ， Hospital infections and health-care epidemiology, In INFECTIOUS DISEASES :MEDICAL KNOWLEDGE SELF-ASSESSMENT PROGRAM,2nd EDITION, American College of Physicians, Philadelphia, PA, pp. 210,1998.Koerner，J. Hosp. Infect.，35 :83-89，1998.Leu et al.，Am. J. Epidemiol.，129 :1258-1267,1989.Levine et al.，Clin. Chest Med.，12 :523-543,1991.Leyland-Jones, Semin Oncol.，18 :16,1991.Lode et al.，Intensive Care Med. ,18 Suppl 1 :S24-S27,1992.Lyczak et al. , Microbe. Infect.，2 :1051-1060，2000.Mah et al.，Trends Microbiol.，9 :34-39,2001.Maki, In :Bisno AL, Waldovogel FA. editors. Infections associated withindwelling medical devices. 2nd ed.Washington :American Society for Microbiology, p.155-212,1994.
Marshall et al.，Semin. Respir. Infect.，6 :11-18,1991.Meynard et al. J. Infect. 3 (3) :176-81,1999.Narasimhan et al. ，Biochem. Pharmacol. ,44 :2403-2408,1992.Olakanmi et al.，Infect. Immun. ,68 :5619-5627,2000.Olakanmi et al.，J. Immunol. 153 :2691-2703,1994.Platt et al.，J. Hosp. Infect.，11 :396-397,1988.Pollack, In .-Principles and Practice of Infectious Diseases, Mandell et al. (Eds.), Churchill Livingstone, NY,2310-2335,2000.Raad, Lancet,351 :893-898,1998.Schmitt et al.，Infect. Immun. ,63 :4284-4289,1995.Schuster et al. , AIDS,8 :1437-1441,1994.Seligman et al.，Am. J. Hemato 1. ,41 :232-240,1992.Shepp et al.，J. Acquir. Immune Defic. Syndr.，7 :823-831,1994Singh et al. ,Nature,417 :552-555,2002.Sottile et al.，Crit. Care Med.，14 :265-270,1986.Steelhammer et al, .Indust. Water Treatm. ,49-55,1995.Stewart et al. ,Appl.Environ. Microbiol. ,66 :836-838,2000Stickler et al.，Appl Environ Microbiol. ,64(9) :3486-90，1998.Suci et al. , Antimicrob Agents Chemother. ,38 :2125-33,1994.Todd et al.，Drugs, 42 :261-273,1991.Wenzel et al. , . N Engl J Med.，340 :48-9,1999.WO 98/09622WO 03/088914 A2Yang et al.，J. Bacteriol.，179 :6408-6415,1997.Yang et al.，J. Bacteriol.，6738—6743，1994.
權(quán)利要求
1.設(shè)備或設(shè)備表面，在所述設(shè)備或設(shè)備表面上涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物，其中所述含鎵組合物包含麥芽糖鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、金黃色葡萄球菌生物膜或銅綠假單胞菌生物膜；或者所述含鎵組合物包含硝酸鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、或金黃色葡萄球菌生物膜。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是醫(yī)療設(shè)備。
3.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是留置醫(yī)療設(shè)備。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述留置醫(yī)療設(shè)備是導(dǎo)管。
5.權(quán)利要求4的設(shè)備或設(shè)備表面，其中導(dǎo)管是脈管導(dǎo)管、硬膜外導(dǎo)管、腹膜導(dǎo)管或?qū)蚬堋?br> 6.權(quán)利要求5的設(shè)備或設(shè)備表面，其中脈管導(dǎo)管是中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管、動脈管、肺動脈導(dǎo)管、外部插入的中央導(dǎo)管或中線導(dǎo)管。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備或設(shè)備表面，其中中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管是心室內(nèi)分流導(dǎo)管。
8.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是矯形設(shè)備。
9.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是假體設(shè)備。
10.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中醫(yī)療設(shè)備是氣管內(nèi)設(shè)備。
11.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是支架或?qū)Ь€。
12.權(quán)利要求11的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述支架是脈管支架、膽支架或尿支架。
13.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是起搏器。
14.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)療植入體。
15.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是光學(xué)透鏡或目鏡。
16.權(quán)利要求15的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述光學(xué)透鏡是接觸透鏡。
17.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是牙科設(shè)備。
18.權(quán)利要求17的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述牙科設(shè)備是牙植入物。
19.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是呼吸機或吸入器。
20.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是引流管。
21.權(quán)利要求2的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述醫(yī)療設(shè)備是外科手術(shù)設(shè)備。
22.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是生物流體傳送設(shè)備或容器。
23.權(quán)利要求22的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述生物流體傳送設(shè)備或容器是預(yù)先裝填的注射器、靜脈注射袋、瓶子或安瓿。
24.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是藥物傳送設(shè)備。
25.權(quán)利要求對的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述藥物傳送設(shè)備是補片。
26.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是編碼設(shè)備。
27.權(quán)利要求沈的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述編碼設(shè)備是計算機芯片。
28.權(quán)利要求1的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述設(shè)備是工業(yè)設(shè)備。
29.權(quán)利要求觀的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述工業(yè)設(shè)備是食品加工設(shè)備。
30.權(quán)利要求觀的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述工業(yè)設(shè)備是食品收集設(shè)備。
31.權(quán)利要求觀的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述工業(yè)設(shè)備是容水裝置。
32.權(quán)利要求31的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述容水裝置是游泳池、浴盆、水槽、貯水罐、 井、瓶子或礦泉區(qū)。
33.權(quán)利要求觀的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述工業(yè)設(shè)備是水處理設(shè)備。
34.權(quán)利要求觀的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述工業(yè)設(shè)備是水冷卻設(shè)備。
35.權(quán)利要求觀的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述工業(yè)設(shè)備是注水噴射設(shè)備。
36.權(quán)利要求觀的設(shè)備或設(shè)備表面，其中所述工業(yè)設(shè)備是造紙和紙漿設(shè)備。
37.防止設(shè)備上生物膜生長形成的方法，包括將所述設(shè)備或其表面浸漬或涂覆足以抑制生物膜生長形成濃度的含鎵組合物，其中所述含鎵組合物包含麥芽糖鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、金黃色葡萄球菌生物膜或銅綠假單胞菌生物膜；或者所述含鎵組合物包含硝酸鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、或金黃色葡萄球菌生物膜。
38.權(quán)利要求37的方法，其中浸漬或涂覆包括將設(shè)備或設(shè)備表面浸入所述的含鎵組合物中。
39.權(quán)利要求38的方法，包括將設(shè)備或設(shè)備表面干燥。
40.權(quán)利要求38的方法，包括從設(shè)備或設(shè)備表面沖去過量的組合物。
41.權(quán)利要求37的方法，其中設(shè)備是醫(yī)療設(shè)備。
42.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是留置醫(yī)療設(shè)備。
43.權(quán)利要求42的方法，其中留置醫(yī)療設(shè)備是導(dǎo)管。
44.權(quán)利要求43的方法，其中導(dǎo)管是脈管導(dǎo)管、硬膜外導(dǎo)管、腹膜導(dǎo)管或?qū)蚬堋?br> 45.權(quán)利要求44的方法，其中導(dǎo)管是中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管、動脈管、肺動脈導(dǎo)管、外部插入的中央導(dǎo)管或中線導(dǎo)管。
46.權(quán)利要求45的方法，其中中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管是心室內(nèi)分流導(dǎo)管。
47.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是矯形設(shè)備。
48.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是假體設(shè)備。
49.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是氣管內(nèi)設(shè)備。
50.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是支架或?qū)Ь€。
51.權(quán)利要求50的方法，其中支架是脈管支架、膽支架或尿支架。
52.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是起搏器。
53.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是醫(yī)療植入體。
54.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是光學(xué)透鏡或目鏡。
55.利利要求M的方法，其中光學(xué)設(shè)備是接觸透鏡。
56.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是牙科設(shè)備。
57.權(quán)利要求56的方法，其中牙科設(shè)備是牙植入物。
58.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是呼吸機或吸入器。
59.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是引流管。
60.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是生物流體傳送設(shè)備或容器。
61.權(quán)利要求60的方法，其中生物流體傳送設(shè)備或容器是預(yù)先裝填的注射器、靜脈注射袋、瓶子或安瓿。
62.權(quán)利要求41的方法，其中醫(yī)療設(shè)備是藥物傳送設(shè)備。
63.權(quán)利要求62的方法，其中藥物傳送設(shè)備是補片。
64.權(quán)利要求37的方法，其中設(shè)備是編碼設(shè)備。
65.權(quán)利要求64的方法，其中編碼設(shè)備是計算機芯片。
66.權(quán)利要求37的方法，其中設(shè)備是工業(yè)設(shè)備。
67.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是食品加工設(shè)備。
68.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是食品收集設(shè)備。
69.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是水處理系統(tǒng)或工廠中的設(shè)備。
70.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是水冷卻系統(tǒng)或裝置。
71.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是水分配系統(tǒng)或裝置。
72.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是注水噴射系統(tǒng)或裝置。
73.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是容水裝置。
74.權(quán)利要求73的方法，其中容水裝置是游泳池、浴盆、水槽、井或礦泉區(qū)。
75.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是濾器、管道、管路、存儲罐、蓄水池。
76.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是食品加工系統(tǒng)或工廠中的設(shè)備。
77.權(quán)利要求66的方法，其中工業(yè)設(shè)備是造紙和紙漿工廠中的設(shè)備。
78.防止或抑制表面上生物膜生長形成的方法，包括將含鎵組合物施加于所述表面， 其中所述含鎵組合物包含麥芽糖鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、金黃色葡萄球菌生物膜或銅綠假單胞菌生物膜；或者所述含鎵組合物包含硝酸鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、或金黃色葡萄球菌生物膜。
79.權(quán)利要求78的方法，其中表面是工作臺面、桌面、地板、砧板、墻壁或天花板。
80.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為1μ M至10 μ M。
81.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為2μ M至15 μ Μ。
82.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為4μM至12 μ Μ。
83.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為5μ M至20 μ Μ。
84.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為10μ M至30 μ Μ。
85.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為15μ M至40 μ Μ。
86.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為20μ M至50 μ Μ。
87.權(quán)利要求78或79的方法，其中所述含鎵組合物中鎵的濃度為16.25 μ M至100 μ Μ。
88.抑制或防止生物膜生長形成的試劑盒，其包含含鎵組合物， 其中所述含鎵組合物包含麥芽糖鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、金黃色葡萄球菌生物膜或銅綠假單胞菌生物膜；或者所述含鎵組合物包含硝酸鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、或金黃色葡萄球菌生物膜。
89.殺滅設(shè)備上已建立的生物膜的方法，包括將表面暴露于足以殺滅已建立的生物膜濃度的含鎵組合物，其中所述含鎵組合物包含麥芽糖鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、金黃色葡萄球菌生物膜或銅綠假單胞菌生物膜；或者所述含鎵組合物包含硝酸鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、或金黃色葡萄球菌生物膜。
90.殺滅表面上已建立的生物膜的方法，包括將表面暴露于足以殺滅已建立的生物膜濃度的含鎵組合物，其中所述含鎵組合物包含麥芽糖鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、金黃色葡萄球菌生物膜或銅綠假單胞菌生物膜；或者所述含鎵組合物包含硝酸鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、或金黃色葡萄球菌生物膜。
91.殺滅已建立的生物膜的試劑盒，其包含含鎵組合物，其中所述含鎵組合物包含麥芽糖鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、金黃色葡萄球菌生物膜或銅綠假單胞菌生物膜；或者所述含鎵組合物包含硝酸鎵，所述生物膜包括表皮葡萄球菌生物膜、或金黃色葡萄球菌生物膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了含鎵組合物，用于涂覆/浸漬設(shè)備或設(shè)備表面來防止生物膜生長形成。本發(fā)明還提供了防止或抑制生物膜生長形成的方法。本發(fā)明還提供了殺滅建立的生物膜的方法。
文檔編號A61L27/54GK102511498SQ201110319848
公開日2012年6月27日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者B·E·布里蒂甘, P·辛格 申請人:由退伍軍人事務(wù)部代表的美利堅合眾國, 衣阿華大學(xué)研究基金會