多重効果の抗菌表面コーティング形成材料およびその製造方法
多重効果の抗菌表面コーティング形成材料が提供される。該材料は、１種以上の揮発性または気体抗菌剤、１種以上の不揮発性抗菌剤および１種以上のポリマーを含む。該揮発性または気体抗菌剤は、持続放出効果を得るために、該ポリマーによってコーティングされる。さらに、該材料の製造方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌表面コーティングを形成する材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物は環境中のあらゆるところに存在する。その多くは無害で時に有益でさえあるが、一部によく知られた病原菌や、人体においてアレルギー反応を引き起こすものもある。世界保健機構（ＷＨＯ、World Health Organization）によると、伝染病の最も一般的な伝染ルートの１つは、患者の咳やくしゃみ、おしゃべりによって生み出される伝染性の飛沫に汚染された表面に間接的に触れることによることが報告されている。ウイルスを含む多くの微生物が物体表面上で数日間生存することができる。例えば、インフルエンザウイルスは２４〜４８時間生存可能であり、パラインフルエンザやＳＡＲＳウイルスはほとんどの物体表面上で数時間から数日間生存可能であることが知られている。一部の病原菌は媒介物を介して伝染することが分かっている。媒介物が病原菌によって汚染された表面に接触すると、病原菌が媒介物を介して伝染する。このため、定期的なクリーニングと滅菌で伝染の連鎖を断つことが重要であり、物体表面の抗菌コーティングの使用は疾病の伝染に対して追加の安全防御を提供する。
【０００３】
銀、銅、真鍮を含む多くの金属が内因性の殺菌効果を具えており、病原性の微生物に接触すると多くを殺すことができる（Ｆａｎｇ，H．P．、Ｐｕｒｅ ＆ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．１９９７、６９、２４２５〜２４２９）。ナノシルバー、光触媒ＴｉＯ２と表面殺菌剤（例えば、第４級アンモニウム化合物（ＱＡＣ、quarternary ammonium compounds）、ホスホニウム塩）は近年接触により滅菌する抗菌表面コーティングとして使用されることが知られている。しかしながら、これら抗菌材料の表面が埃や汚染源によって汚染されると、その抗菌性は急速に低下してしまう。このため、頻繁に表面をクリーニングしてその殺菌効果を維持する必要がある。
【０００４】
抗生物質、バイオサイド（例えば、フェノール類、ハロゲン類）及び金属（例えば、銀イオン）をほかの材料やコーティングの中に封入し、その殺菌物質をゆっくりと、徐々に、連続的に環境中に放出させて、物質がなくなるまで徐放性の放出殺菌（放出殺菌）を提供する方法が開発されている。Ｃｏｈｅｎ等（Ｌｉ，Z．ｅｔ ａｌ．、Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００６、２２、９８２０〜９８２３）は交互積層法（ｌａｙｅｒ−ｂｙ−ｌａｙｅｒ、ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ ｍｅｔｈｏｄ）を採用し、封入された銀塩と表面グラフト第４級アンモニウムに基づいて、「放出殺菌」と「接触殺菌」の両方の能力を具えた２レベルの抗菌コーティングを生成しており、一方Ｈｏ等（Ｈｏ，Ｃ．Ｈ．ｅｔ ａｌ．、Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． ２００４、１６、９５７〜９６１）はポリマー薄膜を利用してナノシルバーを固定し、「接触殺菌」と「放出殺菌」の両方の効果を達すると同時に、ポリエチレングリコールのグラフトされた層が細菌の付着を防止している。しかしながら、表面上での病原菌（微生物など）、埃及び（または）汚染物質の付着は、接触殺菌と放出殺菌の両方の効果を具えた抗菌コーティングにおいてやはり問題である。このため、マルチレベルの抗菌表面コーティングが必要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｆａｎｇ，H．P．、Ｐｕｒｅ ＆ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．１９９７、６９、２４２５〜２４２９
【非特許文献２】Ｌｉ，Z．ｅｔ ａｌ．、Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００６、２２、９８２０〜９８２３
【非特許文献３】Ｈｏ，Ｃ．Ｈ．ｅｔ ａｌ．、Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． ２００４、１６、９５７〜９６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、現在開発されている抗菌表面コーティングの問題を解決する、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマルチレベルの抗菌性を具えた抗菌表面コーティングを形成するための材料は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイド、１種類以上の不揮発性バイオサイド、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーの中に封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供することを特徴とする。
【０００８】
本発明のマルチレベルの抗菌性を具えた抗菌表面コーティングを形成するための材料の製造方法は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドを１種類以上のポリマーの中に封入し、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、１種類以上の不揮発性バイオサイドと混合する工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の物品または装置の滅菌方法は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイド、１種類以上の不揮発性バイオサイド、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドがポリマーの中に封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する、マルチレベルの抗菌性を具えた抗菌表面コーティングを形成するための材料を提供する工程と、物品または装置に前記材料を塗布し、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を具えた抗菌表面コーティングを形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に関する前述の説明と以下の詳細な説明は、添付の図を参照するとより容易に理解できる。ただし、本発明は図示された正確な配置や手段に制限されないことを理解する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）一ヶ月置いた後のポリマーに封入されたＣｌＯ２のｗ／ｏ／ｗエマルションを示す写真、及び（ｂ）光学顕微鏡写真、（ｃ）作製された抗菌性ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション配合物Ｂ（ＣｌＯ２＋ＺｎＣｌ２）と、無亜鉛の配合物Ａ（封入）、参照基準用の純粋な封入されていない二酸化塩素溶液（ＣｌＯ２）を示す紫外可視スペクトル図である。
【図２】（ａ）ポリマーに封入されたＣｌＯ２のコーティング有り（左）と無し（右）のガラススライドを示す写真、（ｂ）コーティングされたガラスの光学顕微鏡写真及び（ｃ）（ｄ）走査電子顕微鏡写真である。（ｂ）は均一な表面コーティングを示しており、（ｃ）は小球を含み、（ｄ）は０．５〜１ミクロンサイズのエマルションクラスタを含む。
【図３】ポリマー封入物の表面から突出した亜鉛含有桿状ナノ構造（約３０ｎｍ×１０００ｎｍ）を示すカプセル表面上にコーティングされた組成物Ｂの高倍率透過型電子顕微鏡による概略図である。
【図４】（ａ）２５℃（白丸）と３５℃（白四角）、相対湿度６０〜８０％の恒温槽で７日間の放出実験、及び（ｂ）環境温度（２０〜２６℃）と環境条件（相対湿度６０〜９０％）での２８日間の放出実験におけるコーティング中のＣｌＯ２残留量を示すグラフである。
【図５】７日間にわたるコーティングされたガラスから取得したＣｌＯ２気体の平均放出量を示すグラフである。
【図６】多様な接触時間での生菌の（ａ）枯草菌及び（ｂ）大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌の対数減少値（ｌｏｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）、及び（ｃ）１ｍｇ／ｃｍ２のポリマーに封入されたＣｌＯ２でコーティングされたガラスとの１０、３０、６０分の接触後の（１）黄色ブドウ球菌、（２）表皮ブドウ球菌、（３）大腸菌、（４）緑膿菌細菌細胞の生残量を示すグラフである。
【図７】３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩（コーティング）、二酸化塩素（溶液）、封入水（プラセボ）を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂでの表面コーティングと１０分間接触させた後の生菌のグラム陽性菌とグラム陰性菌における対数減少値を示すグラフである。
【図８】１ｍｇ／ｃｍ２のマルチレベル抗菌コーティングでコーティングされたガラスと１、５、１０、３０分間接触させた後の（ａ）枯草菌、（ｂ）黄色ブドウ球菌、（ｃ）大腸菌の細菌細胞生残量を示すグラフである。エラーバーは５サンプルからの標準偏差を示す。
【図９】１ｍｇ／ｃｍ２の抗菌組成物Ａ（塗り潰したシンボル）と３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む組成物Ｂ（空白のシンボル）でコーティングされたガラスとの接触において、コーティング後異なる日数で死亡した（ａ）黄色ブドウ球菌と（ｂ）大腸菌細菌細胞数（３０分の接触時間、中性ｐＨ）を示すグラフである。各データは少なくとも５サンプルから取得され、一部データポイントは２度以上繰り返し試験した。
【図１０】二酸化塩素放出量は亜鉛を含む抗菌コーティングにおいて二酸化塩素含量をモニタリングし、時間の関数として取得でき、かつ３０日間の試験全体を通して室温条件で１０分間の接触後、生菌の黄色ブドウ球菌数において９９.９％以上の減少を維持できることを示すグラフである。
【図１１】０、１０、３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む１ｍｇ／ｃｍ２の抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスと１、５、１０、３０分間接触させた後の黄色ブドウ球菌の細菌細胞生残量を示すグラフである。エラーバーは５サンプルからの標準偏差を示す。
【図１２】抗菌組成物Ａ（塗り潰したシンボル）でコーティングされ、ＣｌＯ２がスプレーされた（空白のシンボル）たガラスと接触した後の異なる時間長さでの生菌の枯草菌細胞におけるマロンジアルデヒド（ＭＤＡ, malondialdehyde）レベルを示すグラフである。
【図１３】（ａ）封入された滅菌水（すなわちプラセボ）でコーティングされたガラス、及び（ｂ）コーティングされていないガラス上に付着した大腸菌細胞の１０００倍に拡大した光学写真である。
【図１４】（ａ）封入された滅菌水（すなわちプラセボ）でコーティングされたガラス、及び（ｂ）コーティングされていないガラス上に付着した黄色ブドウ球菌細胞の１０００倍に拡大した光学写真である。
【図１５】１ｍｇ／ｃｍ-２抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａ（塗り潰したシンボル）でコーティングされたガラスと、コーティング無しのガラス（空白のシンボル）とに接触させた後の時間で比較した、テストされた枯草菌の芽胞及び細胞の減少量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドと、１種類以上の不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を提供する。
【００１３】
本発明によれば、前記揮発性または気体バイオサイドは、可溶性二酸化塩素（ＣｌＯ２）、可溶性塩素、塩素化化合物、アルコール化合物、フェノール化合物とそれらの固体及び（または）液体前駆体、及びそれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。本発明の一実施例において、前記揮発性バイオサイドは可溶性二酸化塩素とその前駆体である。本発明の別の一実施例において、前記揮発性バイオサイドは二酸化塩素、クロライト塩、塩素の組み合わせである。
【００１４】
本発明によれば、前記不揮発性バイオサイドは、バイオサイド、トリクロサン、カルボン酸、糖酸またはそれらの組み合わせを含む金属を含むが、これに限定されない。カルボン酸の一例はクエン酸であり、糖酸の一例はアスコルビン酸である。本発明の一実施例において、前記不揮発性バイオサイドは、バイオサイドを含む金属である。本発明によれば、バイオサイドを含む各金属は、１種類以上のＶＩＩ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＡ、ＩＶＢ族金属とその化合物及び塩と、それらの組み合わせを含む群から選択される。本発明の一部の例において、前記バイオサイドを含む金属は、銀、銅または亜鉛含有化合物など、微量金属含有化合物またはその塩である。
【００１５】
本発明によれば、ここで使用される「ポリマー」という語は「ポリマー」、「高分子界面活性剤」またはそれらの組み合わせを指し、それがバイオサイドを封入したエマルションを形成し、バイオサイドがゆっくりと、徐々に、継続的に周囲環境に放出することができる。本発明の一実施例において、前記ポリマー及び（または）高分子界面活性剤は水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ） ダブルエマルションなどの二層エマルションを形成し、その中に前記揮発性または気体バイオサイドが封入されて、バイオサイドの徐放性を提供する。本発明によれば、各ポリマーは両親媒性ブロックコポリマーとその組み合わせを含む群から選択される。本発明の一部の実施例において、前記両親媒性ブロックコポリマーは、ｐｏｌｙｘａｍｅｒ（例えば市販のＰｌｕｒｏｎｉｃｓまたはＴｅｔｒｏｎｉｃｓ）、あるいはそれらの組み合わせなどの両親媒性ジブロックまたはトリブロックコポリマーである。
【００１６】
本発明によれば、前記材料によって形成されたコーティングは、（１）殺菌と微生物成長の阻害に充分な量での前記揮発性バイオサイドの徐放、（２）伝染性の飛沫との接触における前記バイオサイド放出の増加、及び（３）塗布したとき微生物を不活性化してその付着を阻止する、表面上に形成された前記不揮発性バイオサイドのナノ構造を通して、放出殺菌、接触殺菌、抗付着性を含むマルチレベルの抗菌性を示す。
【００１７】
本発明の具体的な１つの実施態様において、抗菌表面コーティングを形成するための前記材料または組成物は、揮発性酸化性バイオサイドと、ＶＩＩ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＡ、ＩＶＢ族金属含有化合物などの不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含み、水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ）ダブルエマルションを形成し、その中に両方の前記バイオサイドが封入され、前記ポリマーが前記揮発性酸化性バイオサイド及び金属含有化合物と相互作用して、金属含有ナノ構造が前記ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションの外表上に形成、堆積される。
【００１８】
本発明において、前記金属含有ナノ構造の形成は、酸化性バイオサイドと金属塩などの前記金属含有化合物が関わる酸化還元反応が関与すると考えられており、それぞれの酸化還元電位によって、金属または金属酸化物ナノ構造が取得される。前記ポリマーは標準的な界面活性剤として作用し、ナノ構造の成長を制御して、大型粒子の形成を防止し、前記ナノ構造が原位置で形成され、かつエマルションの表面上に堆積されるようにする。
【００１９】
本発明の１つの実施態様において、前記水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ）ダブルエマルションは、第１水相、油相、第２水相を含み、体積比１:０.５〜２：２〜２０の割合で前記ポリマーから形成される。本発明の１つの実施態様において、前記第１水相は前記揮発性バイオサイドを約１０ｐｐｍから約７０ｖｏｌ．％含み、その含量は有効性と使用時間及び１つ以上の揮発性バイオサイドの使用によって決定される。前記油相は、該油相と反応して変性を生じる前記バイオサイドと相溶性がある低揮発性の油類を含み、かつ不揮発性カルボン酸または糖酸などの第２バイオサイドと、嗅覚手がかりと美感を目的とした香料を含んでもよい。前記第２水相は最も外側のポリマーによって封入され、１種類以上の不揮発性金属含有バイオサイドを含み、接触殺菌性を提供し、そのうち、前記不揮発性バイオサイドに含まれる前記金属が、約５０００ｐｐｍに等しいまたはそれ未満であり、好ましくは約１００ｐｐｍ未満である。１つの実施態様において、前記第２水相に含まれる前記不揮発性バイオサイドは、材料の総重量の約３％の量のトリクロサンである。前記第１水相、前記油相、前記第２水相は、前記ポリマーまたは高分子界面活性剤によって隔てられる。本発明によれば、前記油相と前記第２水相を隔てている最も外側のポリマーが微生物に対する抗付着性も示し、そのうち、前記ポリマーまたは高分子界面活性剤の最低濃度は、それらの臨界ミセル濃度と界面活性剤の特性によって決定される。
【００２０】
本発明の１つの実施態様において、本発明の材料は物品上に塗布されてその物品上に表面コーティングを形成し、室温条件で前記ポリマーまたは高分子界面活性剤から作製された前記ｗ／ｏ／ｗエマルションからの前記揮発性バイオサイドの徐放性により、殺菌と微生物の成長阻害を達する「放出殺菌」効果と、表面コーティングが伝染性飛沫に接触した、またはそれによって汚染されたときの不揮発性金属含有バイオサイドの放出増加による「接触殺菌」効果と、金属含有バイオサイドと最も外側のポリマー間の相互作用によって表面上に形成された金属含有ナノ構造によるを「抗付着」効果を含む、マルチレベルの効果を提供する。
【００２１】
さらに、本発明はマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法を提供し、前記方法が、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドを１種類以上のポリマーに封入し、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、１種類以上の不揮発性バイオサイドと混合する工程を含む。本発明の１つの実施態様において、前記不揮発性バイオサイドは前記揮発性または気体バイオサイドと共に前記ポリマーに封入されてもよい。
【００２２】
さらに、本発明は物品または装置の滅菌方法を提供し、前記方法が、１種類以上の揮発性または気体バイオサイド、１種類以上の不揮発性バイオサイド、１種類以上のポリマーを含むマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を提供し、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、前記材料を物品または装置上に塗布し、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を備えた抗菌表面コーティングを形成する工程と、を含む。
【００２３】
以下、本発明について実施例を挙げて説明する。これらの実施例は制限ではなく実証を目的として提供されている。
【実施例１】
【００２４】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａの作製
【００２５】
ＣｌＯ２の水溶液がＨＣｌ（０.４５ｍｏｌ／Ｌ）によって１：１のモル比で活性化された。前記溶液２５ミリリットルがレモンオイル（パラフィン溶剤に溶解された天然抽出の１０％（ｖ／ｖ）精油、ＢｕＡｃ＝１に基づき０.１の低蒸発率（注：Ｈ２Ｏ＝０.３））中に懸濁された。５％（ｗ／ｖ）Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１２３（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０；ＭＷ５７５０ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ、親水親油バランス）８；ドイツＢＡＳＦ社より購入）界面活性剤溶液２５ｍｌが上述の混合液に加えられ、攪拌された（例えば４００ｒｐｍ）。得られたエマルションが５０ｍｌの脱イオン水に溶解された２.５ｇ Ｐｌｕｒｏｎｉｃ F１２７（ＥＯ１０６ＰＯ７０ＥＯ１０６；ＭＷ１２６００ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値２２；ドイツＢＡＳＦ社から購入）の水性懸濁液に２００rpmの攪拌速度で加えられ、１：１：２のｗ／ｏ／ｗダブルエマルションを得た。
【実施例２】
【００２６】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂの作製
【００２７】
ＣｌＯ２の水溶液がＨＣｌ（０.４５ｍｏｌ／Ｌ）によって１：１のモル比で活性化された。前記溶液２５ミリリットルがレモンオイル（パラフィン溶剤に溶解された天然抽出の１０％（ｖ／ｖ）精油、ＢｕＡｃ＝１に基づき０.１の低蒸発率（注：Ｈ２Ｏ＝０.３））中に懸濁された。５％（ｗ／ｖ）Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１２３（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０； ＭＷ５７５０ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ、親水親油バランス）８；ドイツＢＡＳＦ社より購入）界面活性剤溶液２５ｍｌが上述の混合液に加えられ、攪拌された（例えば４００ｒｐｍ）。得られたエマルションが５０ｍｌの脱イオン水に溶解された２.５ｇ Ｐｌｕｒｏｎｉｃ F１２７（ＥＯ１０６ＰＯ７０ＥＯ１０６；ＭＷ１２６００ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値２２；ドイツＢＡＳＦ社から購入）の水性懸濁液に２００ｒｐｍの攪拌速度で加えられ、１：１：２のｗ／ｏ／ｗダブルエマルションを得た。５０ｍＭ ＺｎＣｌ２（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）０.２５ｍｌが加えられ、最終エマルションとした。別の作製において、ＣｕＣｌ２ （９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）、ＡｇＮＯ３（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）、または金属塩（すなわち、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ａｇ＋の組み合わせ）をＺｎＣｌ２に代えてもよい。
【実施例３】
【００２８】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｃの作製
【００２９】
ＣｌＯ２の水溶液がＨＣｌ（０.４５ｍｏｌ／Ｌ）によって１：１のモル比で活性化された。前記溶液２５ミリリットルがパラフィン溶剤中に懸濁され、ＢｕＡｃ＝１に基づき０.１の低蒸発率（注：Ｈ２Ｏ＝０.３））であった。５％（ｗ／ｖ）Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１２３（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０；ＭＷ５７５０ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ、親水親油バランス）８；ドイツＢＡＳＦ社より購入）界面活性剤溶液２５ｍｌが上述の混合液に加えられ、攪拌された（例えば４００ｒｐｍ）。得られたエマルションが５０ｍｌの脱イオン水に溶解された２.５ｇ Ｐｌｕｒｏｎｉｃ F１２７（ＥＯ１０６ＰＯ７０ＥＯ１０６；ＭＷ１２６００ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値２２；ドイツＢＡＳＦ社から購入）の水性懸濁液に２００rpmの攪拌速度で加えられ、１：１：２のｗ／ｏ／ｗダブルエマルションを得た。５００ｐｐｍのＣｕＣｌ２（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）と１００ｐｐｍのアスコルビン酸（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が加えられた。
【実施例４】
【００３０】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションの特性
【００３１】
（１）前記ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションは、白色不透明から透明の間であり、かつ長期保存で安定性を示す（図１ａ参照）。
【００３２】
（２）前記ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションは光学顕微鏡で検査され、ポリマーに封入されたＣｌＯ２が観察された。図１ｂに本発明によるポリマーに封入されたＣｌＯ２の写真を示す。直径１０〜２０ミクロンの微小なエマルションカプセルが光学顕微鏡で観察され、かつカプセル内により小さいミクロンサイズのｗ／ｏエマルションの薄い痕跡が見えた。
【００３３】
（３）ＣｌＯ２の貯蔵量が０.１Mチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）と澱粉指示薬を用いたヨウ素滴定法によって測定された。
【００３４】
（４）貯蔵されたＣｌＯ２が紫外可視分光光度計（Ｕｌｔｒｏｓｐｅｃ ４３００ ｐｒｏ）によって検査され、亜塩素酸塩や次亜塩素酸などほかの酸化塩素種の存在が検査された。図１ｃのスペクトル図は２００〜６００ｎｍの間で０.５ｎｍの分解能で得られた。前記ダブルエマルションの紫外可視分光光度計はＣｌＯ２（３３０ｎｍ）を検出した。
【００３５】
顕微鏡による組成物Ａの分析
【００３６】
図２ａに示すように、被覆されたコーティングのｗ／ｏ／ｗダブルエマルションは透明で滑らかな触感のコーティングを表面上に形成した。ゲルとハイドロゲルに一般的な問題である離漿は観察されなかった。
【００３７】
コーティングされたｗ／ｏ／ｗ ダブルエマルションが光学顕微鏡（Ｏｌｙｍｐｕｓ ＢＨ２−ＭＪＬＴ）とＪＥＯＬ６３００走査電子顕微鏡によって１０〜１５ｋＶの加速電圧で検査された。図２ｂに１００倍に拡大した表面の光学顕微鏡写真を示す。前記コーティングは均一な特性を示し、堆積されたマイクロカプセルを想起させる。より高倍率での走査電子顕微鏡によるより詳細な検査では、堆積されたマイクロカプセルの小球形（図２ｃ）とそれらに含まれるより小さい０.５〜１μｍのカプセルが示された（図２ｄ）。
【００３８】
塩化亜鉛塩を含む組成物Ｂの分析
【００３９】
３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂが透過型電子顕微鏡のグリッド上に塗布された。前記コーティングがＪＥＯL ＪＥＭ ２０１０高分解能透過型電子顕微鏡で加速電圧２００ｋＶ、ビーム電流１００ｐＡ．ｃｍ−２で観察された。
【００４０】
図３に前記コーティングの詳細な構造を示す概略図を示す。配合物に加えられた微量の塩化亜鉛塩が二酸化塩素と反応し、図３の挿入図に示すように、カプセルの最も外側の表面上に埋め込まれた亜鉛含有ナノ桿状体を原位置に形成する。亜鉛、銅、銀を含む微量の金属塩の追加は、殺菌活動の大幅な増加につながる（例えば、１０〜１００倍）。
【００４１】
ワイピング試験
【００４２】
コーティングされた表面がきれいなコットン布で表面に垂直な２０Ｎの力で３０回ワイピングされ、磨耗が模擬された。前記コーティングは、表１に示すように、耐久性があり、激しいワイピング後でさえも完全に保たれたが、洗剤水溶液で洗い流される可能性がある。
【００４３】
【表１】
a コットン布で表面に垂直な２０Ｎの力で繰り返し３０回ワイピングされた。
【実施例５】
【００４４】
組成物Ａの表面コーティングからのＣｌＯ２放出
【００４５】
ＣｌＯ２の短期的放出
【００４６】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が温度２５℃と３５℃、相対湿度Ｒ．Ｈ．６０〜８０％の槽で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、２０ｍｌの脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（ＫＩ、ＢＤＨ）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Ｍチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００４７】
図４ａに２５℃での７日間の放出実験中の前記コーティングにおけるＣｌＯ２残留量を示す。コーティング材料１グラムにつき毎日温度２５℃、相対湿度Ｒ．Ｈ．６０〜８０％で約１５００μgの気体ＣｌＯ２が放出された。二酸化塩素は３５℃で１１mg．g-１／日-１の拡散速度で放出される。
【００４８】
ＣｌＯ２の長期的放出
【００４９】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が通気式層流キャビネット内で環境条件下、すなわち温度＝２０〜２６℃、相対湿度＝６０〜９０％で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、２０ｍｌの脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（KI、BDH）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Ｍチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００５０】
図４ｂに２５℃での２８日間の放出実験中の前記コーティングにおけるＣｌＯ２残留量を示す。コーティング材料１グラムにつき毎日約１３００μgの気体ＣｌＯ２が放出された。
【００５１】
多様な温度下におけるＣｌＯ２の放出
【００５２】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が温度２５℃、３０℃、３５℃、相対湿度Ｒ．Ｈ．６０〜８０％の槽で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、２０ｍｌの脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（KI、BDH）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Mチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００５３】
図５に２５℃、３０℃、３５℃で放出されたＣｌＯ２平均量を示す。温度の上昇は拡散速度を速め、人体の体温に接近したとき、ｗ／ｏエマルションのＰ１２３薄膜インターフェイスが不安定になり、封入しているF１２７薄膜と融合して「合体」し、バイオサイドが高速放出される。
【実施例６】
【００５４】
組成物Ａ表面コーティングの抗菌性
【００５５】
黄色ブドウ球菌細胞に対する組成物Ａの抗菌性
【００５６】
前記コーティングされたガラスプレートから放出される二酸化塩素ガスの黄色ブドウ球菌細胞に対する殺菌性が調査された。ブロス培養（約１０６．cm-３）からの黄色ブドウ球菌接種材料の白金耳量（約１００μｌ）を滅菌ＴＳＡプレートに均一に接種した。１ｍｇ／ｃｍ-２の封入されたＣｌＯ２でコーティングされたガラスがＴＳＡプレートの表面から０．６、３、１０ｍｍの固定距離に滅菌された固定の厚さのＵ字形紙枠を使って配置された。ＴＳＡプレートは逆さにして３７±０．１℃で一晩培養され、前記コーティングされたガラス下の寒天の細菌成長が調べられた。
【００５７】
前記ポリマーに封入されたＣｌＯ２組成物Ａコーティングは「放出殺菌」性を提供した。観察された殺菌活動は質量測定データと一致している。コーティングされた表面付近の８０ｐｐｍのＣｌＯ２気体濃度は、前記コーティングされたガラスから０．６ｍｍの距離に配置された寒天上での細菌成長を阻止するのに充分であることが観察された。前記表面から３ｍｍの距離に配置された前記コーティングされたガラスの真上の寒天上でも細菌成長は観察されなかったが、１０ｍｍの距離ではＣｌＯ２濃度が完全に低下し、いかなる殺菌活動も観察されなかった。
【００５８】
グラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物Ａの抗菌性（１）
【００５９】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ５、１０、２０、３０、６０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥（ｄｒｉｐ−ｄｒｉｅｄ）され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００６０】
表２に２つのグラム陽性菌（すなわち、枯草菌と黄色ブドウ球菌）及び２つのグラム陰性菌（大腸菌と緑膿菌）について、１ｍｇ／ｃｍ-２のコーティングされたガラスと１０分間及び３０分間接触させた後の１日目と７日目の生菌における対数減少値を示す。
【００６１】
表２
接触後に死亡した枯草菌、大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌の数（ｌｏｇ）
【００６２】
グラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物Ａの抗菌性（２）
【００６３】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ５、１０、２０、３０、６０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１M Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００６４】
図６に接触時間の関数として生菌の（ａ）枯草菌と（ｂ）大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌における減少を示す。（ｃ）１ｍｇ／ｃｍ２のポリマーに封入されたＣｌＯ２でコーティングされたガラスとの１０、３０、６０分間の接触後の（１）黄色ブドウ球菌、（２）表皮ブドウ球菌、（３）大腸菌、（４）緑膿菌の細菌細胞生残量を示す。各接触時間について減少割合をグラフに示す。各データは５サンプルずつ３回の繰り返し実験の平均である。
【実施例７】
【００６５】
組成物Ｂ表面コーティングの抗菌性
【００６６】
３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂがグラム陽性菌とグラム陰性菌に対する殺菌活動について試験された。
【００６７】
多様な時間でのグラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物Ｂの抗菌性
【００６８】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１、５、１０、３０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００６９】
図７に３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩（コーティング）を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂ、二酸化塩素（溶液）と封入水（プラセボ）でコーティングされた表面と１０分間接触させた後の生菌のグラム陽性菌とグラム陰性菌における対数減少値を示す。３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む抗菌組成物Ｂは、コーティングされた表面との１０分間の接触後、生菌において９９％を超える減少が達成された。図は封入がないと二酸化塩素は蒸発して効果がなくなり、またポリマー界面活性剤単独で高い抗菌効果を得ることはできないこともはっきりと示している。
【００７０】
図８に３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む１ｍｇ／ｃｍ-２の抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラス表面と１、５、１０、３０分間の接触後の細菌細胞生菌数を示す。結果によると、前記コーティングは１０分間またはそれ未満の接触時間で優れた殺菌性と、生菌における５対数減少値（すなわち、９９.９９９％の殺菌）を有することが示された。
【００７１】
異なる時間でのグラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物ＡとＢの抗菌性
【００７２】
抗菌組成物ＡとＢでコーティングされたガラスプレートがコーティング後の多様な時間での殺菌活動について検査された。１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ３０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００７３】
図９ではマルチレベル抗菌組成物AとBでコーティングされたガラスの２８日間の殺菌性を比較する。図は生菌の黄色ブドウ球菌（図９ａ）と大腸菌（図９ｂ）における前記コーティングされたガラスとの３０分間の接触後の対数減少値を示す。抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスは生菌において２８日間以上５対数減少値を維持し、効果的な長期表面殺菌力を提供する。
【実施例８】
【００７４】
黄色ブドウ球菌のＫｉｒｂｙ−Ｂａｕｅｒディスク拡散テスト
【００７５】
標準のＫｉｒｂｙ−Ｂａｕｅｒディスク拡散テストが黄色ブドウ球菌を使用して実施された。滅菌ＴＳＡプレートはブロス培養（約１０６．ｃｍ-３）からの白金耳量（約１００μl）の黄色ブドウ球菌接種材料で均一に接種された。滅菌濾紙が１００μlの滅菌蒸留水、７０％エタノールと抗菌組成物Ｂでコーティングされた。乾燥後、前記濾紙がＴＳＡプレート上に置かれ、逆さにして３７±０．１℃で一晩培養された。１００μlの７０％エタノールでコーティングされた無乾燥の濾紙が陽性対照として使用された。
【００７６】
含浸ウェハを使用して細菌が成長できないウェハ周囲の空いた領域（抑制域と呼ばれる）を比較することで特定の細菌の感受性を試験する標準の抗菌テスト法であるＫｉｒｂｙ−Ｂａｕｅｒディスク拡散テストを実施した。抑制域は抗菌組成物Ｂでコーティングされて乾燥されたウェハで最大であり、次が７０％アルコールのウェハであった。一方７０％アルコール（乾燥）と滅菌水（乾燥）は抑制域が観察されなかった。
【実施例９】
【００７７】
塩化亜鉛を含む組成物Ｂの表面コーティングのＣｌＯ２放出と抗菌性
【００７８】
組成物Ｂからの封入されたＣｌＯ２の放出
【００７９】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が通気式層流キャビネット内で環境条件下、すなわち、温度＝２０〜２６℃、相対湿度＝６０〜９０％で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（KI、BDH）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Ｍチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００８０】
図１０に２５℃での２８日間の放出実験中の前記コーティングにおけるＣｌＯ２残留量を示す。コーティング材料１グラムにつき毎日約１６００μgの気体ＣｌＯ２が放出された。
【００８１】
組成物Ｂの抗付着性
【００８２】
抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスプレートがコーティング後の多様な時間での殺菌活動について検査された。１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００８３】
図１０に示すように、塩化亜鉛を含む抗菌組成物Bでコーティングされたガラスは２８日間殺菌性を示した。図は生菌の黄色ブドウ球菌における前記コーティングされたガラスとの１０分間接触後の対数減少値を示す。抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスは生菌において２８日間以上４〜５対数減少値を維持し、効果的な長期表面殺菌力を提供する。
【実施例１０】
【００８４】
微量の塩化亜鉛の添加による抗菌組成物Ｂの殺菌性向上
【００８５】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１、５、１０、２０、３０、６０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００８６】
図１１に示すように、微量の塩化亜鉛塩を抗菌組成物Ｂに添加することで前記コーティングの抗菌性を大幅に高める効果が認められた。前記コーティングされたガラス表面との１０分間の接触後、３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む抗菌組成物の生菌数において１０５の減少が観察された。
【実施例１１】
【００８７】
微量の亜鉛、銅、銀塩を含む組成物Ｂの抗菌性
【００８８】
３０ｐｐｍの塩化銅と３０ｐｐｍの硝酸銀を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂが実施例２で説明される手順に従って作製された。
【００８９】
１０８.ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００９０】
試験では、前記コーティングされたガラス基板との１０分間の接触後、３０ｐｐｍの塩化銅を含む抗菌組成物Ｂは１０７大腸菌を９９％、１０７枯草菌を＞９９.９９９％減少することが示された。前記コーティングされたガラス基板との１０分間の接触後、３０ｐｐｍの硝酸銀を含む抗菌組成物Ｂは１０７大腸菌と１０７枯草菌を＞９９.９９９％減少した。
【実施例１２】
【００９１】
細胞膜損傷の分析
【００９２】
マロンジアルデヒド（ＭＤＡ）試験
【００９３】
膜脂質の過酸化によって生成されるマロンジアルデヒド（ＭＤＡ）のレベルは、ＣｌＯ２によって生じた酸化ストレスと膜損傷の指標と考えられている。ＭＤＡはチオバルビツール酸アッセイによって測定された（Ｅｓｔｅｒｂａｕｅｒ，H．及びＣｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｋ．Ｈ．；Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ． １９９０、１８６、４０７〜４２１）。
【００９４】
１０７.ｃｍ-３枯草菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが抗菌組成物Ａでコーティングされたガラス基板上に置かれ、１０分間接触された。細菌が取り出され、５％のトリクロロ酢酸（９９．０％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）とエッペンドルフチューブ内で混合された後、０.６％の２−チオバルビツル酸（９８％、Ｓｉｇｍａ）が添加された。前記溶液が１５分間９５℃まで加熱され、室温まで冷却し、１００００ｒｐｍで１０分間遠心分離機（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ ５４１５Ｃ） にかけられた。上清の光学密度が５３４ｎｍと６００ｎｍの間で分光光度計（ＩＣＮ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ、１５６８１２）によって記録され、ＭＤＡ濃度が較正基準に対して算出された。
【００９５】
図１２に示すように、ＭＤＡレベルの増加と細胞の死亡の間には緊密な相関性があり、膜損傷は前記コーティングが微生物を不活性化し、殺菌する潜在的なルートの１つである可能性が示された。
【００９６】
原子間力顕微鏡による細菌細胞における膜損傷の観察
【００９７】
１００μlの３０ｐｐｍの塩化亜鉛含有抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂが１平方インチの清浄な無菌シリコンウェハ上に塗布された。１００μlの１０７．ｃｍ-３大腸菌がコーティングされたウェハ上に置かれ、原子間力顕微鏡（Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩα）でタッピングモード下で観察された。
【００９８】
清浄な無菌シリコン表面上の健康な大腸菌細胞と比較したとき、抗菌組成物Ｂでコーティングされたシリコンと接触した大腸菌細胞の細胞と膜は損傷していることが観察された。これはさらに抗菌組成物が細菌細胞に損傷を与えることを示している。
【実施例１３】
【００９９】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションの抗付着性
【０１００】
清浄なガラスと、０ｐｐｍの二酸化塩素を含む（すなわち、プラセボ）抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａでコーティングされたガラス上での大腸菌Ｋ１２（Ｃａｒｏｌｉｎａ １５−５０６５Ａ）と黄色ブドウ球菌の付着性が検査された。１０８ｃｍ-３細菌懸濁液２００マイクロリットルがコーティングされたガラス及びコーティングされていないガラスの表面上に均一に塗布され、３７℃で４時間揺らさずにインキュベートされた。サンプルは滅菌蒸留水で軽く洗浄され、付着していない細菌が除去された。サンプルに対してグラム染色が実施され、光学顕微鏡（１０００倍）で観察された画像が記録され、コーティングされた表面及びコーティングされていない表面上の細菌付着の程度が定量化された。
【０１０１】
図１３に示すように、前記コーティングされたガラス上の大腸菌数はコーティングされていないガラスに比べ大幅に少なかった。これは、前記コーティングが細菌の付着を阻止したことを示している。
【０１０２】
図１４に示すように、前記コーティングされたガラス上の黄色ブドウ球菌数はコーティングされていないガラスに比べ大幅に少なかった。プラセボコーティングは封入に使用されたポリマーが抗付着性を促進したことを示した。
【実施例１４】
【０１０３】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａ及びＣの殺芽胞性
【０１０４】
枯草菌芽胞の作製
【０１０５】
より高い胞子収率を得るために枯草菌（Ｃａｒｏｌｉｎａ １５-４９２１Ａ）細菌細胞がＴＳＡプレート上で３７±０.１℃で３日間培養された。１つまたは２つの細菌集落が前記プレートから採取され、５ｍｌの滅菌脱イオン水を含む１５ｍｌの遠心管に移された。懸濁液がボルテックスで混合され、細胞と芽胞が分離された。その後２ミリリットルの懸濁液がエッペンドルフチューブに移された。芽胞は遠心分離と水洗浄によって精製された。前記懸濁液は１００００gで２０分間４℃で遠心分離された。上清が静かに移され、冷たい滅菌脱イオン水（４℃）１ｍｌが加えられ、サンプルが４℃で再懸濁された。前記懸濁液のアリコートが位相差顕微鏡で検査された。遠心分離と洗浄の工程が位相差顕微鏡で示される遊離胞子が９９％以上になるまで繰り返された。精製された芽胞がリン酸緩衝生理食塩水（ｐＨ７．４）で懸濁され、暗所に４℃で最長７日間保管された。懸濁液のアリコートの段階的希釈後に懸濁液中の生きた芽胞の濃度がＴＳＡプレート上のプレートカウント法によって測定された。
【０１０６】
殺胞子試験
【０１０７】
１０５．ｃｍ-３枯草菌（Ｃａｒｏｌｉｎａ １５−４９２１Ａ）芽胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされたガラス基板とコーティングされていないガラス基板に接触して配置された。測定は５サンプルのセットで０．５、２、８、２４、４８、７２時間の各接触時間について行われた。必要な接触時間の後、基板は２０ｍｌの中和液に３０分間浸漬され、細菌生残量が安定化された後、ニュートリエントブロス２０ｍｌに１０分間浸漬された。生きた芽胞の数がＴＳＡプレートでのプレートカウント法で測定された。プレートは一晩３７℃でインキュベートされ、コロニーの数がカウントされた。
【０１０８】
図１５に抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａでコーティングされたガラスと接触された生菌の枯草菌増殖性細胞及び芽胞の対数減少値を示す。
【０１０９】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｃでコーティングされたガラスの殺芽胞性は３０分間の接触後９０％以上の減少を示した。向上された効果は、金属含有ナノ構造の形成と、芽胞を損傷させた酸化銅−アスコルビン酸のダイアド反応（ｄｙａｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ）に起因する。
【０１１０】
上述の実施例に対し、本発明の要旨から逸脱せずに変更を加えることが可能であることを当業者なら理解するであろう。従って、本発明は開示された特定の実施例に限定されず、本発明は特許請求の範囲によって定義される本発明の要旨と範囲内の変更を含むことが意図されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗菌表面コーティングを形成する材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物は環境中のあらゆるところに存在する。その多くは無害で時に有益でさえあるが、一部によく知られた病原菌や、人体においてアレルギー反応を引き起こすものもある。世界保健機構（ＷＨＯ、World Health Organization）によると、伝染病の最も一般的な伝染ルートの１つは、患者の咳やくしゃみ、おしゃべりによって生み出される伝染性の飛沫に汚染された表面に間接的に触れることによることが報告されている。ウイルスを含む多くの微生物が物体表面上で数日間生存することができる。例えば、インフルエンザウイルスは２４〜４８時間生存可能であり、パラインフルエンザやＳＡＲＳウイルスはほとんどの物体表面上で数時間から数日間生存可能であることが知られている。一部の病原菌は媒介物を介して伝染することが分かっている。媒介物が病原菌によって汚染された表面に接触すると、病原菌が媒介物を介して伝染する。このため、定期的なクリーニングと滅菌で伝染の連鎖を断つことが重要であり、物体表面の抗菌コーティングの使用は疾病の伝染に対して追加の安全防御を提供する。
【０００３】
銀、銅、真鍮を含む多くの金属が内因性の殺菌効果を具えており、病原性の微生物に接触すると多くを殺すことができる（Ｆａｎｇ，H．P．、Ｐｕｒｅ ＆ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．１９９７、６９、２４２５〜２４２９）。ナノシルバー、光触媒ＴｉＯ２と表面殺菌剤（例えば、第４級アンモニウム化合物（ＱＡＣ、quarternary ammonium compounds）、ホスホニウム塩）は近年接触により滅菌する抗菌表面コーティングとして使用されることが知られている。しかしながら、これら抗菌材料の表面が埃や汚染源によって汚染されると、その抗菌性は急速に低下してしまう。このため、頻繁に表面をクリーニングしてその殺菌効果を維持する必要がある。
【０００４】
抗生物質、バイオサイド（例えば、フェノール類、ハロゲン類）及び金属（例えば、銀イオン）をほかの材料やコーティングの中に封入し、その殺菌物質をゆっくりと、徐々に、連続的に環境中に放出させて、物質がなくなるまで徐放性の放出殺菌（放出殺菌）を提供する方法が開発されている。Ｃｏｈｅｎ等（Ｌｉ，Z．ｅｔ ａｌ．、Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００６、２２、９８２０〜９８２３）は交互積層法（ｌａｙｅｒ−ｂｙ−ｌａｙｅｒ、ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ ｍｅｔｈｏｄ）を採用し、封入された銀塩と表面グラフト第４級アンモニウムに基づいて、「放出殺菌」と「接触殺菌」の両方の能力を具えた２レベルの抗菌コーティングを生成しており、一方Ｈｏ等（Ｈｏ，Ｃ．Ｈ．ｅｔ ａｌ．、Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． ２００４、１６、９５７〜９６１）はポリマー薄膜を利用してナノシルバーを固定し、「接触殺菌」と「放出殺菌」の両方の効果を達すると同時に、ポリエチレングリコールのグラフトされた層が細菌の付着を防止している。しかしながら、表面上での病原菌（微生物など）、埃及び（または）汚染物質の付着は、接触殺菌と放出殺菌の両方の効果を具えた抗菌コーティングにおいてやはり問題である。このため、マルチレベルの抗菌表面コーティングが必要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｆａｎｇ，H．P．、Ｐｕｒｅ ＆ Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．１９９７、６９、２４２５〜２４２９
【非特許文献２】Ｌｉ，Z．ｅｔ ａｌ．、Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００６、２２、９８２０〜９８２３
【非特許文献３】Ｈｏ，Ｃ．Ｈ．ｅｔ ａｌ．、Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ． ２００４、１６、９５７〜９６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、現在開発されている抗菌表面コーティングの問題を解決する、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のマルチレベルの抗菌性を具えた抗菌表面コーティングを形成するための材料は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイド、１種類以上の不揮発性バイオサイド、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーの中に封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供することを特徴とする。
【０００８】
本発明のマルチレベルの抗菌性を具えた抗菌表面コーティングを形成するための材料の製造方法は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドを１種類以上のポリマーの中に封入し、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、１種類以上の不揮発性バイオサイドと混合する工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の物品または装置の滅菌方法は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイド、１種類以上の不揮発性バイオサイド、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドがポリマーの中に封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する、マルチレベルの抗菌性を具えた抗菌表面コーティングを形成するための材料を提供する工程と、物品または装置に前記材料を塗布し、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を具えた抗菌表面コーティングを形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に関する前述の説明と以下の詳細な説明は、添付の図を参照するとより容易に理解できる。ただし、本発明は図示された正確な配置や手段に制限されないことを理解する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）一ヶ月置いた後のポリマーに封入されたＣｌＯ２のｗ／ｏ／ｗエマルションを示す写真、及び（ｂ）光学顕微鏡写真、（ｃ）作製された抗菌性ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション配合物Ｂ（ＣｌＯ２＋ＺｎＣｌ２）と、無亜鉛の配合物Ａ（封入）、参照基準用の純粋な封入されていない二酸化塩素溶液（ＣｌＯ２）を示す紫外可視スペクトル図である。
【図２】（ａ）ポリマーに封入されたＣｌＯ２のコーティング有り（左）と無し（右）のガラススライドを示す写真、（ｂ）コーティングされたガラスの光学顕微鏡写真及び（ｃ）（ｄ）走査電子顕微鏡写真である。（ｂ）は均一な表面コーティングを示しており、（ｃ）は小球を含み、（ｄ）は０．５〜１ミクロンサイズのエマルションクラスタを含む。
【図３】ポリマー封入物の表面から突出した亜鉛含有桿状ナノ構造（約３０ｎｍ×１０００ｎｍ）を示すカプセル表面上にコーティングされた組成物Ｂの高倍率透過型電子顕微鏡による概略図である。
【図４】（ａ）２５℃（白丸）と３５℃（白四角）、相対湿度６０〜８０％の恒温槽で７日間の放出実験、及び（ｂ）環境温度（２０〜２６℃）と環境条件（相対湿度６０〜９０％）での２８日間の放出実験におけるコーティング中のＣｌＯ２残留量を示すグラフである。
【図５】７日間にわたるコーティングされたガラスから取得したＣｌＯ２気体の平均放出量を示すグラフである。
【図６】多様な接触時間での生菌の（ａ）枯草菌及び（ｂ）大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌の対数減少値（ｌｏｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）、及び（ｃ）１ｍｇ／ｃｍ２のポリマーに封入されたＣｌＯ２でコーティングされたガラスとの１０、３０、６０分の接触後の（１）黄色ブドウ球菌、（２）表皮ブドウ球菌、（３）大腸菌、（４）緑膿菌細菌細胞の生残量を示すグラフである。
【図７】３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩（コーティング）、二酸化塩素（溶液）、封入水（プラセボ）を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂでの表面コーティングと１０分間接触させた後の生菌のグラム陽性菌とグラム陰性菌における対数減少値を示すグラフである。
【図８】１ｍｇ／ｃｍ２のマルチレベル抗菌コーティングでコーティングされたガラスと１、５、１０、３０分間接触させた後の（ａ）枯草菌、（ｂ）黄色ブドウ球菌、（ｃ）大腸菌の細菌細胞生残量を示すグラフである。エラーバーは５サンプルからの標準偏差を示す。
【図９】１ｍｇ／ｃｍ２の抗菌組成物Ａ（塗り潰したシンボル）と３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む組成物Ｂ（空白のシンボル）でコーティングされたガラスとの接触において、コーティング後異なる日数で死亡した（ａ）黄色ブドウ球菌と（ｂ）大腸菌細菌細胞数（３０分の接触時間、中性ｐＨ）を示すグラフである。各データは少なくとも５サンプルから取得され、一部データポイントは２度以上繰り返し試験した。
【図１０】二酸化塩素放出量は亜鉛を含む抗菌コーティングにおいて二酸化塩素含量をモニタリングし、時間の関数として取得でき、かつ３０日間の試験全体を通して室温条件で１０分間の接触後、生菌の黄色ブドウ球菌数において９９.９％以上の減少を維持できることを示すグラフである。
【図１１】０、１０、３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む１ｍｇ／ｃｍ２の抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスと１、５、１０、３０分間接触させた後の黄色ブドウ球菌の細菌細胞生残量を示すグラフである。エラーバーは５サンプルからの標準偏差を示す。
【図１２】抗菌組成物Ａ（塗り潰したシンボル）でコーティングされ、ＣｌＯ２がスプレーされた（空白のシンボル）たガラスと接触した後の異なる時間長さでの生菌の枯草菌細胞におけるマロンジアルデヒド（ＭＤＡ, malondialdehyde）レベルを示すグラフである。
【図１３】（ａ）封入された滅菌水（すなわちプラセボ）でコーティングされたガラス、及び（ｂ）コーティングされていないガラス上に付着した大腸菌細胞の１０００倍に拡大した光学写真である。
【図１４】（ａ）封入された滅菌水（すなわちプラセボ）でコーティングされたガラス、及び（ｂ）コーティングされていないガラス上に付着した黄色ブドウ球菌細胞の１０００倍に拡大した光学写真である。
【図１５】１ｍｇ／ｃｍ-２抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａ（塗り潰したシンボル）でコーティングされたガラスと、コーティング無しのガラス（空白のシンボル）とに接触させた後の時間で比較した、テストされた枯草菌の芽胞及び細胞の減少量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドと、１種類以上の不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を提供する。
【００１３】
本発明によれば、前記揮発性または気体バイオサイドは、可溶性二酸化塩素（ＣｌＯ２）、可溶性塩素、塩素化化合物、アルコール化合物、フェノール化合物とそれらの固体及び（または）液体前駆体、及びそれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。本発明の一実施例において、前記揮発性バイオサイドは可溶性二酸化塩素とその前駆体である。本発明の別の一実施例において、前記揮発性バイオサイドは二酸化塩素、クロライト塩、塩素の組み合わせである。
【００１４】
本発明によれば、前記不揮発性バイオサイドは、バイオサイド、トリクロサン、カルボン酸、糖酸またはそれらの組み合わせを含む金属を含むが、これに限定されない。カルボン酸の一例はクエン酸であり、糖酸の一例はアスコルビン酸である。本発明の一実施例において、前記不揮発性バイオサイドは、バイオサイドを含む金属である。本発明によれば、バイオサイドを含む各金属は、１種類以上のＶＩＩ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＡ、ＩＶＢ族金属とその化合物及び塩と、それらの組み合わせを含む群から選択される。本発明の一部の例において、前記バイオサイドを含む金属は、銀、銅または亜鉛含有化合物など、微量金属含有化合物またはその塩である。
【００１５】
本発明によれば、ここで使用される「ポリマー」という語は「ポリマー」、「高分子界面活性剤」またはそれらの組み合わせを指し、それがバイオサイドを封入したエマルションを形成し、バイオサイドがゆっくりと、徐々に、継続的に周囲環境に放出することができる。本発明の一実施例において、前記ポリマー及び（または）高分子界面活性剤は水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ） ダブルエマルションなどの二層エマルションを形成し、その中に前記揮発性または気体バイオサイドが封入されて、バイオサイドの徐放性を提供する。本発明によれば、各ポリマーは両親媒性ブロックコポリマーとその組み合わせを含む群から選択される。本発明の一部の実施例において、前記両親媒性ブロックコポリマーは、ｐｏｌｙｘａｍｅｒ（例えば市販のＰｌｕｒｏｎｉｃｓまたはＴｅｔｒｏｎｉｃｓ）、あるいはそれらの組み合わせなどの両親媒性ジブロックまたはトリブロックコポリマーである。
【００１６】
本発明によれば、前記材料によって形成されたコーティングは、（１）殺菌と微生物成長の阻害に充分な量での前記揮発性バイオサイドの徐放、（２）伝染性の飛沫との接触における前記バイオサイド放出の増加、及び（３）塗布したとき微生物を不活性化してその付着を阻止する、表面上に形成された前記不揮発性バイオサイドのナノ構造を通して、放出殺菌、接触殺菌、抗付着性を含むマルチレベルの抗菌性を示す。
【００１７】
本発明の具体的な１つの実施態様において、抗菌表面コーティングを形成するための前記材料または組成物は、揮発性酸化性バイオサイドと、ＶＩＩ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＡ、ＩＶＢ族金属含有化合物などの不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含み、水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ）ダブルエマルションを形成し、その中に両方の前記バイオサイドが封入され、前記ポリマーが前記揮発性酸化性バイオサイド及び金属含有化合物と相互作用して、金属含有ナノ構造が前記ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションの外表上に形成、堆積される。
【００１８】
本発明において、前記金属含有ナノ構造の形成は、酸化性バイオサイドと金属塩などの前記金属含有化合物が関わる酸化還元反応が関与すると考えられており、それぞれの酸化還元電位によって、金属または金属酸化物ナノ構造が取得される。前記ポリマーは標準的な界面活性剤として作用し、ナノ構造の成長を制御して、大型粒子の形成を防止し、前記ナノ構造が原位置で形成され、かつエマルションの表面上に堆積されるようにする。
【００１９】
本発明の１つの実施態様において、前記水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ）ダブルエマルションは、第１水相、油相、第２水相を含み、体積比１:０.５〜２：２〜２０の割合で前記ポリマーから形成される。本発明の１つの実施態様において、前記第１水相は前記揮発性バイオサイドを約１０ｐｐｍから約７０ｖｏｌ．％含み、その含量は有効性と使用時間及び１つ以上の揮発性バイオサイドの使用によって決定される。前記油相は、該油相と反応して変性を生じる前記バイオサイドと相溶性がある低揮発性の油類を含み、かつ不揮発性カルボン酸または糖酸などの第２バイオサイドと、嗅覚手がかりと美感を目的とした香料を含んでもよい。前記第２水相は最も外側のポリマーによって封入され、１種類以上の不揮発性金属含有バイオサイドを含み、接触殺菌性を提供し、そのうち、前記不揮発性バイオサイドに含まれる前記金属が、約５０００ｐｐｍに等しいまたはそれ未満であり、好ましくは約１００ｐｐｍ未満である。１つの実施態様において、前記第２水相に含まれる前記不揮発性バイオサイドは、材料の総重量の約３％の量のトリクロサンである。前記第１水相、前記油相、前記第２水相は、前記ポリマーまたは高分子界面活性剤によって隔てられる。本発明によれば、前記油相と前記第２水相を隔てている最も外側のポリマーが微生物に対する抗付着性も示し、そのうち、前記ポリマーまたは高分子界面活性剤の最低濃度は、それらの臨界ミセル濃度と界面活性剤の特性によって決定される。
【００２０】
本発明の１つの実施態様において、本発明の材料は物品上に塗布されてその物品上に表面コーティングを形成し、室温条件で前記ポリマーまたは高分子界面活性剤から作製された前記ｗ／ｏ／ｗエマルションからの前記揮発性バイオサイドの徐放性により、殺菌と微生物の成長阻害を達する「放出殺菌」効果と、表面コーティングが伝染性飛沫に接触した、またはそれによって汚染されたときの不揮発性金属含有バイオサイドの放出増加による「接触殺菌」効果と、金属含有バイオサイドと最も外側のポリマー間の相互作用によって表面上に形成された金属含有ナノ構造によるを「抗付着」効果を含む、マルチレベルの効果を提供する。
【００２１】
さらに、本発明はマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法を提供し、前記方法が、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドを１種類以上のポリマーに封入し、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、１種類以上の不揮発性バイオサイドと混合する工程を含む。本発明の１つの実施態様において、前記不揮発性バイオサイドは前記揮発性または気体バイオサイドと共に前記ポリマーに封入されてもよい。
【００２２】
さらに、本発明は物品または装置の滅菌方法を提供し、前記方法が、１種類以上の揮発性または気体バイオサイド、１種類以上の不揮発性バイオサイド、１種類以上のポリマーを含むマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を提供し、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、前記材料を物品または装置上に塗布し、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を備えた抗菌表面コーティングを形成する工程と、を含む。
【００２３】
以下、本発明について実施例を挙げて説明する。これらの実施例は制限ではなく実証を目的として提供されている。
【実施例１】
【００２４】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａの作製
【００２５】
ＣｌＯ２の水溶液がＨＣｌ（０.４５ｍｏｌ／Ｌ）によって１：１のモル比で活性化された。前記溶液２５ミリリットルがレモンオイル（パラフィン溶剤に溶解された天然抽出の１０％（ｖ／ｖ）精油、ＢｕＡｃ＝１に基づき０.１の低蒸発率（注：Ｈ２Ｏ＝０.３））中に懸濁された。５％（ｗ／ｖ）Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１２３（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０；ＭＷ５７５０ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ、親水親油バランス）８；ドイツＢＡＳＦ社より購入）界面活性剤溶液２５ｍｌが上述の混合液に加えられ、攪拌された（例えば４００ｒｐｍ）。得られたエマルションが５０ｍｌの脱イオン水に溶解された２.５ｇ Ｐｌｕｒｏｎｉｃ F１２７（ＥＯ１０６ＰＯ７０ＥＯ１０６；ＭＷ１２６００ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値２２；ドイツＢＡＳＦ社から購入）の水性懸濁液に２００rpmの攪拌速度で加えられ、１：１：２のｗ／ｏ／ｗダブルエマルションを得た。
【実施例２】
【００２６】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂの作製
【００２７】
ＣｌＯ２の水溶液がＨＣｌ（０.４５ｍｏｌ／Ｌ）によって１：１のモル比で活性化された。前記溶液２５ミリリットルがレモンオイル（パラフィン溶剤に溶解された天然抽出の１０％（ｖ／ｖ）精油、ＢｕＡｃ＝１に基づき０.１の低蒸発率（注：Ｈ２Ｏ＝０.３））中に懸濁された。５％（ｗ／ｖ）Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１２３（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０； ＭＷ５７５０ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ、親水親油バランス）８；ドイツＢＡＳＦ社より購入）界面活性剤溶液２５ｍｌが上述の混合液に加えられ、攪拌された（例えば４００ｒｐｍ）。得られたエマルションが５０ｍｌの脱イオン水に溶解された２.５ｇ Ｐｌｕｒｏｎｉｃ F１２７（ＥＯ１０６ＰＯ７０ＥＯ１０６；ＭＷ１２６００ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値２２；ドイツＢＡＳＦ社から購入）の水性懸濁液に２００ｒｐｍの攪拌速度で加えられ、１：１：２のｗ／ｏ／ｗダブルエマルションを得た。５０ｍＭ ＺｎＣｌ２（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）０.２５ｍｌが加えられ、最終エマルションとした。別の作製において、ＣｕＣｌ２ （９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）、ＡｇＮＯ３（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）、または金属塩（すなわち、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋、Ａｇ＋の組み合わせ）をＺｎＣｌ２に代えてもよい。
【実施例３】
【００２８】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｃの作製
【００２９】
ＣｌＯ２の水溶液がＨＣｌ（０.４５ｍｏｌ／Ｌ）によって１：１のモル比で活性化された。前記溶液２５ミリリットルがパラフィン溶剤中に懸濁され、ＢｕＡｃ＝１に基づき０.１の低蒸発率（注：Ｈ２Ｏ＝０.３））であった。５％（ｗ／ｖ）Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１２３（ＥＯ２０ＰＯ７０ＥＯ２０；ＭＷ５７５０ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｌｉｐｏｐｈｉｌｉｃ ｂａｌａｎｃｅ、親水親油バランス）８；ドイツＢＡＳＦ社より購入）界面活性剤溶液２５ｍｌが上述の混合液に加えられ、攪拌された（例えば４００ｒｐｍ）。得られたエマルションが５０ｍｌの脱イオン水に溶解された２.５ｇ Ｐｌｕｒｏｎｉｃ F１２７（ＥＯ１０６ＰＯ７０ＥＯ１０６；ＭＷ１２６００ｇ／ｍｏｌ；ＨＬＢ値２２；ドイツＢＡＳＦ社から購入）の水性懸濁液に２００rpmの攪拌速度で加えられ、１：１：２のｗ／ｏ／ｗダブルエマルションを得た。５００ｐｐｍのＣｕＣｌ２（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）と１００ｐｐｍのアスコルビン酸（９９％、Ａｌｄｒｉｃｈ）が加えられた。
【実施例４】
【００３０】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションの特性
【００３１】
（１）前記ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションは、白色不透明から透明の間であり、かつ長期保存で安定性を示す（図１ａ参照）。
【００３２】
（２）前記ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションは光学顕微鏡で検査され、ポリマーに封入されたＣｌＯ２が観察された。図１ｂに本発明によるポリマーに封入されたＣｌＯ２の写真を示す。直径１０〜２０ミクロンの微小なエマルションカプセルが光学顕微鏡で観察され、かつカプセル内により小さいミクロンサイズのｗ／ｏエマルションの薄い痕跡が見えた。
【００３３】
（３）ＣｌＯ２の貯蔵量が０.１Mチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）と澱粉指示薬を用いたヨウ素滴定法によって測定された。
【００３４】
（４）貯蔵されたＣｌＯ２が紫外可視分光光度計（Ｕｌｔｒｏｓｐｅｃ ４３００ ｐｒｏ）によって検査され、亜塩素酸塩や次亜塩素酸などほかの酸化塩素種の存在が検査された。図１ｃのスペクトル図は２００〜６００ｎｍの間で０.５ｎｍの分解能で得られた。前記ダブルエマルションの紫外可視分光光度計はＣｌＯ２（３３０ｎｍ）を検出した。
【００３５】
顕微鏡による組成物Ａの分析
【００３６】
図２ａに示すように、被覆されたコーティングのｗ／ｏ／ｗダブルエマルションは透明で滑らかな触感のコーティングを表面上に形成した。ゲルとハイドロゲルに一般的な問題である離漿は観察されなかった。
【００３７】
コーティングされたｗ／ｏ／ｗ ダブルエマルションが光学顕微鏡（Ｏｌｙｍｐｕｓ ＢＨ２−ＭＪＬＴ）とＪＥＯＬ６３００走査電子顕微鏡によって１０〜１５ｋＶの加速電圧で検査された。図２ｂに１００倍に拡大した表面の光学顕微鏡写真を示す。前記コーティングは均一な特性を示し、堆積されたマイクロカプセルを想起させる。より高倍率での走査電子顕微鏡によるより詳細な検査では、堆積されたマイクロカプセルの小球形（図２ｃ）とそれらに含まれるより小さい０.５〜１μｍのカプセルが示された（図２ｄ）。
【００３８】
塩化亜鉛塩を含む組成物Ｂの分析
【００３９】
３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂが透過型電子顕微鏡のグリッド上に塗布された。前記コーティングがＪＥＯL ＪＥＭ ２０１０高分解能透過型電子顕微鏡で加速電圧２００ｋＶ、ビーム電流１００ｐＡ．ｃｍ−２で観察された。
【００４０】
図３に前記コーティングの詳細な構造を示す概略図を示す。配合物に加えられた微量の塩化亜鉛塩が二酸化塩素と反応し、図３の挿入図に示すように、カプセルの最も外側の表面上に埋め込まれた亜鉛含有ナノ桿状体を原位置に形成する。亜鉛、銅、銀を含む微量の金属塩の追加は、殺菌活動の大幅な増加につながる（例えば、１０〜１００倍）。
【００４１】
ワイピング試験
【００４２】
コーティングされた表面がきれいなコットン布で表面に垂直な２０Ｎの力で３０回ワイピングされ、磨耗が模擬された。前記コーティングは、表１に示すように、耐久性があり、激しいワイピング後でさえも完全に保たれたが、洗剤水溶液で洗い流される可能性がある。
【００４３】
【表１】
a コットン布で表面に垂直な２０Ｎの力で繰り返し３０回ワイピングされた。
【実施例５】
【００４４】
組成物Ａの表面コーティングからのＣｌＯ２放出
【００４５】
ＣｌＯ２の短期的放出
【００４６】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が温度２５℃と３５℃、相対湿度Ｒ．Ｈ．６０〜８０％の槽で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、２０ｍｌの脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（ＫＩ、ＢＤＨ）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Ｍチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００４７】
図４ａに２５℃での７日間の放出実験中の前記コーティングにおけるＣｌＯ２残留量を示す。コーティング材料１グラムにつき毎日温度２５℃、相対湿度Ｒ．Ｈ．６０〜８０％で約１５００μgの気体ＣｌＯ２が放出された。二酸化塩素は３５℃で１１mg．g-１／日-１の拡散速度で放出される。
【００４８】
ＣｌＯ２の長期的放出
【００４９】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が通気式層流キャビネット内で環境条件下、すなわち温度＝２０〜２６℃、相対湿度＝６０〜９０％で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、２０ｍｌの脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（KI、BDH）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Ｍチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００５０】
図４ｂに２５℃での２８日間の放出実験中の前記コーティングにおけるＣｌＯ２残留量を示す。コーティング材料１グラムにつき毎日約１３００μgの気体ＣｌＯ２が放出された。
【００５１】
多様な温度下におけるＣｌＯ２の放出
【００５２】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が温度２５℃、３０℃、３５℃、相対湿度Ｒ．Ｈ．６０〜８０％の槽で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、２０ｍｌの脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（KI、BDH）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Mチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００５３】
図５に２５℃、３０℃、３５℃で放出されたＣｌＯ２平均量を示す。温度の上昇は拡散速度を速め、人体の体温に接近したとき、ｗ／ｏエマルションのＰ１２３薄膜インターフェイスが不安定になり、封入しているF１２７薄膜と融合して「合体」し、バイオサイドが高速放出される。
【実施例６】
【００５４】
組成物Ａ表面コーティングの抗菌性
【００５５】
黄色ブドウ球菌細胞に対する組成物Ａの抗菌性
【００５６】
前記コーティングされたガラスプレートから放出される二酸化塩素ガスの黄色ブドウ球菌細胞に対する殺菌性が調査された。ブロス培養（約１０６．cm-３）からの黄色ブドウ球菌接種材料の白金耳量（約１００μｌ）を滅菌ＴＳＡプレートに均一に接種した。１ｍｇ／ｃｍ-２の封入されたＣｌＯ２でコーティングされたガラスがＴＳＡプレートの表面から０．６、３、１０ｍｍの固定距離に滅菌された固定の厚さのＵ字形紙枠を使って配置された。ＴＳＡプレートは逆さにして３７±０．１℃で一晩培養され、前記コーティングされたガラス下の寒天の細菌成長が調べられた。
【００５７】
前記ポリマーに封入されたＣｌＯ２組成物Ａコーティングは「放出殺菌」性を提供した。観察された殺菌活動は質量測定データと一致している。コーティングされた表面付近の８０ｐｐｍのＣｌＯ２気体濃度は、前記コーティングされたガラスから０．６ｍｍの距離に配置された寒天上での細菌成長を阻止するのに充分であることが観察された。前記表面から３ｍｍの距離に配置された前記コーティングされたガラスの真上の寒天上でも細菌成長は観察されなかったが、１０ｍｍの距離ではＣｌＯ２濃度が完全に低下し、いかなる殺菌活動も観察されなかった。
【００５８】
グラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物Ａの抗菌性（１）
【００５９】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ５、１０、２０、３０、６０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥（ｄｒｉｐ−ｄｒｉｅｄ）され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００６０】
表２に２つのグラム陽性菌（すなわち、枯草菌と黄色ブドウ球菌）及び２つのグラム陰性菌（大腸菌と緑膿菌）について、１ｍｇ／ｃｍ-２のコーティングされたガラスと１０分間及び３０分間接触させた後の１日目と７日目の生菌における対数減少値を示す。
【００６１】
表２
接触後に死亡した枯草菌、大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌の数（ｌｏｇ）
【００６２】
グラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物Ａの抗菌性（２）
【００６３】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ５、１０、２０、３０、６０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１M Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００６４】
図６に接触時間の関数として生菌の（ａ）枯草菌と（ｂ）大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌における減少を示す。（ｃ）１ｍｇ／ｃｍ２のポリマーに封入されたＣｌＯ２でコーティングされたガラスとの１０、３０、６０分間の接触後の（１）黄色ブドウ球菌、（２）表皮ブドウ球菌、（３）大腸菌、（４）緑膿菌の細菌細胞生残量を示す。各接触時間について減少割合をグラフに示す。各データは５サンプルずつ３回の繰り返し実験の平均である。
【実施例７】
【００６５】
組成物Ｂ表面コーティングの抗菌性
【００６６】
３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂがグラム陽性菌とグラム陰性菌に対する殺菌活動について試験された。
【００６７】
多様な時間でのグラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物Ｂの抗菌性
【００６８】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１、５、１０、３０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００６９】
図７に３０ｐｐｍの塩化亜鉛塩（コーティング）を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂ、二酸化塩素（溶液）と封入水（プラセボ）でコーティングされた表面と１０分間接触させた後の生菌のグラム陽性菌とグラム陰性菌における対数減少値を示す。３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む抗菌組成物Ｂは、コーティングされた表面との１０分間の接触後、生菌において９９％を超える減少が達成された。図は封入がないと二酸化塩素は蒸発して効果がなくなり、またポリマー界面活性剤単独で高い抗菌効果を得ることはできないこともはっきりと示している。
【００７０】
図８に３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む１ｍｇ／ｃｍ-２の抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラス表面と１、５、１０、３０分間の接触後の細菌細胞生菌数を示す。結果によると、前記コーティングは１０分間またはそれ未満の接触時間で優れた殺菌性と、生菌における５対数減少値（すなわち、９９.９９９％の殺菌）を有することが示された。
【００７１】
異なる時間でのグラム陽性菌とグラム陰性菌に対する組成物ＡとＢの抗菌性
【００７２】
抗菌組成物ＡとＢでコーティングされたガラスプレートがコーティング後の多様な時間での殺菌活動について検査された。１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ３０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００７３】
図９ではマルチレベル抗菌組成物AとBでコーティングされたガラスの２８日間の殺菌性を比較する。図は生菌の黄色ブドウ球菌（図９ａ）と大腸菌（図９ｂ）における前記コーティングされたガラスとの３０分間の接触後の対数減少値を示す。抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスは生菌において２８日間以上５対数減少値を維持し、効果的な長期表面殺菌力を提供する。
【実施例８】
【００７４】
黄色ブドウ球菌のＫｉｒｂｙ−Ｂａｕｅｒディスク拡散テスト
【００７５】
標準のＫｉｒｂｙ−Ｂａｕｅｒディスク拡散テストが黄色ブドウ球菌を使用して実施された。滅菌ＴＳＡプレートはブロス培養（約１０６．ｃｍ-３）からの白金耳量（約１００μl）の黄色ブドウ球菌接種材料で均一に接種された。滅菌濾紙が１００μlの滅菌蒸留水、７０％エタノールと抗菌組成物Ｂでコーティングされた。乾燥後、前記濾紙がＴＳＡプレート上に置かれ、逆さにして３７±０．１℃で一晩培養された。１００μlの７０％エタノールでコーティングされた無乾燥の濾紙が陽性対照として使用された。
【００７６】
含浸ウェハを使用して細菌が成長できないウェハ周囲の空いた領域（抑制域と呼ばれる）を比較することで特定の細菌の感受性を試験する標準の抗菌テスト法であるＫｉｒｂｙ−Ｂａｕｅｒディスク拡散テストを実施した。抑制域は抗菌組成物Ｂでコーティングされて乾燥されたウェハで最大であり、次が７０％アルコールのウェハであった。一方７０％アルコール（乾燥）と滅菌水（乾燥）は抑制域が観察されなかった。
【実施例９】
【００７７】
塩化亜鉛を含む組成物Ｂの表面コーティングのＣｌＯ２放出と抗菌性
【００７８】
組成物Ｂからの封入されたＣｌＯ２の放出
【００７９】
表面コーティングのＣｌＯ２含量が通気式層流キャビネット内で環境条件下、すなわち、温度＝２０〜２６℃、相対湿度＝６０〜９０％で異なる時間に測定された。コーティングされたサンプルが固定の時間間隔で取り出され、脱イオン蒸留水で超音波分解され、前記コーティングが溶解された。過多量のヨウ化カリウム（KI、BDH）が追加され、酸性溶液中でヨウ素滴定法が実施された。遊離ヨウ素（Ｉ２）が澱粉指示薬と０．１Ｍチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３、ＲＤＨ）によって滴定された。
【００８０】
図１０に２５℃での２８日間の放出実験中の前記コーティングにおけるＣｌＯ２残留量を示す。コーティング材料１グラムにつき毎日約１６００μgの気体ＣｌＯ２が放出された。
【００８１】
組成物Ｂの抗付着性
【００８２】
抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスプレートがコーティング後の多様な時間での殺菌活動について検査された。１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００８３】
図１０に示すように、塩化亜鉛を含む抗菌組成物Bでコーティングされたガラスは２８日間殺菌性を示した。図は生菌の黄色ブドウ球菌における前記コーティングされたガラスとの１０分間接触後の対数減少値を示す。抗菌組成物Ｂでコーティングされたガラスは生菌において２８日間以上４〜５対数減少値を維持し、効果的な長期表面殺菌力を提供する。
【実施例１０】
【００８４】
微量の塩化亜鉛の添加による抗菌組成物Ｂの殺菌性向上
【００８５】
１０７．ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１、５、１０、２０、３０、６０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００８６】
図１１に示すように、微量の塩化亜鉛塩を抗菌組成物Ｂに添加することで前記コーティングの抗菌性を大幅に高める効果が認められた。前記コーティングされたガラス表面との１０分間の接触後、３０ｐｐｍの塩化亜鉛を含む抗菌組成物の生菌数において１０５の減少が観察された。
【実施例１１】
【００８７】
微量の亜鉛、銅、銀塩を含む組成物Ｂの抗菌性
【００８８】
３０ｐｐｍの塩化銅と３０ｐｐｍの硝酸銀を含む抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂが実施例２で説明される手順に従って作製された。
【００８９】
１０８.ｃｍ-３細菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされた表面に接触して配置された。５サンプルずつ１０分間の固定の接触時間で３回実施された。サンプルは２０ｍｌの中和液を含む第１培養管内に３０分間浸漬され、細菌細胞生残量が安定化された。１％（ｖ／ｖ）０．１Ｍ Ｎａ２Ｓ２Ｏ３を０．１％（ｖ／ｖ）（最終濃度）のポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート（Ｔｗｅｅｎ ８０）を含む６００ｍｌの０.８５％（ｗ／ｖ）生理食塩水（ＮａＣｌ、ＲＤＨ）溶液に加えて滅菌中和液が新たに作製され、２０分間１２１℃の加圧滅菌器で処理された。前記中和液からの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。２４時間３７±０.１℃でプレートをインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。サンプルは自然乾燥され、２０ｍｌの滅菌ニュートリエントブロス（ニュートリエントブロス２号、Ｏｘｏｉｄ）を含む第２培養管に１０分間移された。前記ニュートリエントブロスからの１００マイクロリットルのアリコートがＴＳＡプレート上で培養された。プレートを２４時間３７±０．１℃でインキュベートした後、生菌の数がカウントされた。
【００９０】
試験では、前記コーティングされたガラス基板との１０分間の接触後、３０ｐｐｍの塩化銅を含む抗菌組成物Ｂは１０７大腸菌を９９％、１０７枯草菌を＞９９.９９９％減少することが示された。前記コーティングされたガラス基板との１０分間の接触後、３０ｐｐｍの硝酸銀を含む抗菌組成物Ｂは１０７大腸菌と１０７枯草菌を＞９９.９９９％減少した。
【実施例１２】
【００９１】
細胞膜損傷の分析
【００９２】
マロンジアルデヒド（ＭＤＡ）試験
【００９３】
膜脂質の過酸化によって生成されるマロンジアルデヒド（ＭＤＡ）のレベルは、ＣｌＯ２によって生じた酸化ストレスと膜損傷の指標と考えられている。ＭＤＡはチオバルビツール酸アッセイによって測定された（Ｅｓｔｅｒｂａｕｅｒ，H．及びＣｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｋ．Ｈ．；Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ． １９９０、１８６、４０７〜４２１）。
【００９４】
１０７.ｃｍ-３枯草菌細胞懸濁液１００マイクロリットルが抗菌組成物Ａでコーティングされたガラス基板上に置かれ、１０分間接触された。細菌が取り出され、５％のトリクロロ酢酸（９９．０％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）とエッペンドルフチューブ内で混合された後、０.６％の２−チオバルビツル酸（９８％、Ｓｉｇｍａ）が添加された。前記溶液が１５分間９５℃まで加熱され、室温まで冷却し、１００００ｒｐｍで１０分間遠心分離機（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ ５４１５Ｃ） にかけられた。上清の光学密度が５３４ｎｍと６００ｎｍの間で分光光度計（ＩＣＮ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ、１５６８１２）によって記録され、ＭＤＡ濃度が較正基準に対して算出された。
【００９５】
図１２に示すように、ＭＤＡレベルの増加と細胞の死亡の間には緊密な相関性があり、膜損傷は前記コーティングが微生物を不活性化し、殺菌する潜在的なルートの１つである可能性が示された。
【００９６】
原子間力顕微鏡による細菌細胞における膜損傷の観察
【００９７】
１００μlの３０ｐｐｍの塩化亜鉛含有抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｂが１平方インチの清浄な無菌シリコンウェハ上に塗布された。１００μlの１０７．ｃｍ-３大腸菌がコーティングされたウェハ上に置かれ、原子間力顕微鏡（Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩα）でタッピングモード下で観察された。
【００９８】
清浄な無菌シリコン表面上の健康な大腸菌細胞と比較したとき、抗菌組成物Ｂでコーティングされたシリコンと接触した大腸菌細胞の細胞と膜は損傷していることが観察された。これはさらに抗菌組成物が細菌細胞に損傷を与えることを示している。
【実施例１３】
【００９９】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルションの抗付着性
【０１００】
清浄なガラスと、０ｐｐｍの二酸化塩素を含む（すなわち、プラセボ）抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａでコーティングされたガラス上での大腸菌Ｋ１２（Ｃａｒｏｌｉｎａ １５−５０６５Ａ）と黄色ブドウ球菌の付着性が検査された。１０８ｃｍ-３細菌懸濁液２００マイクロリットルがコーティングされたガラス及びコーティングされていないガラスの表面上に均一に塗布され、３７℃で４時間揺らさずにインキュベートされた。サンプルは滅菌蒸留水で軽く洗浄され、付着していない細菌が除去された。サンプルに対してグラム染色が実施され、光学顕微鏡（１０００倍）で観察された画像が記録され、コーティングされた表面及びコーティングされていない表面上の細菌付着の程度が定量化された。
【０１０１】
図１３に示すように、前記コーティングされたガラス上の大腸菌数はコーティングされていないガラスに比べ大幅に少なかった。これは、前記コーティングが細菌の付着を阻止したことを示している。
【０１０２】
図１４に示すように、前記コーティングされたガラス上の黄色ブドウ球菌数はコーティングされていないガラスに比べ大幅に少なかった。プラセボコーティングは封入に使用されたポリマーが抗付着性を促進したことを示した。
【実施例１４】
【０１０３】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａ及びＣの殺芽胞性
【０１０４】
枯草菌芽胞の作製
【０１０５】
より高い胞子収率を得るために枯草菌（Ｃａｒｏｌｉｎａ １５-４９２１Ａ）細菌細胞がＴＳＡプレート上で３７±０.１℃で３日間培養された。１つまたは２つの細菌集落が前記プレートから採取され、５ｍｌの滅菌脱イオン水を含む１５ｍｌの遠心管に移された。懸濁液がボルテックスで混合され、細胞と芽胞が分離された。その後２ミリリットルの懸濁液がエッペンドルフチューブに移された。芽胞は遠心分離と水洗浄によって精製された。前記懸濁液は１００００gで２０分間４℃で遠心分離された。上清が静かに移され、冷たい滅菌脱イオン水（４℃）１ｍｌが加えられ、サンプルが４℃で再懸濁された。前記懸濁液のアリコートが位相差顕微鏡で検査された。遠心分離と洗浄の工程が位相差顕微鏡で示される遊離胞子が９９％以上になるまで繰り返された。精製された芽胞がリン酸緩衝生理食塩水（ｐＨ７．４）で懸濁され、暗所に４℃で最長７日間保管された。懸濁液のアリコートの段階的希釈後に懸濁液中の生きた芽胞の濃度がＴＳＡプレート上のプレートカウント法によって測定された。
【０１０６】
殺胞子試験
【０１０７】
１０５．ｃｍ-３枯草菌（Ｃａｒｏｌｉｎａ １５−４９２１Ａ）芽胞懸濁液１００マイクロリットルが環境条件（２３±２℃、７０％Ｒ．Ｈ．）で滅菌された生物安全キャビネット（ＮｕＡｉｒｅ、Ｎｕ−４２５−４００Ｅ）内でコーティングされたガラス基板とコーティングされていないガラス基板に接触して配置された。測定は５サンプルのセットで０．５、２、８、２４、４８、７２時間の各接触時間について行われた。必要な接触時間の後、基板は２０ｍｌの中和液に３０分間浸漬され、細菌生残量が安定化された後、ニュートリエントブロス２０ｍｌに１０分間浸漬された。生きた芽胞の数がＴＳＡプレートでのプレートカウント法で測定された。プレートは一晩３７℃でインキュベートされ、コロニーの数がカウントされた。
【０１０８】
図１５に抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ａでコーティングされたガラスと接触された生菌の枯草菌増殖性細胞及び芽胞の対数減少値を示す。
【０１０９】
抗菌ｗ／ｏ／ｗダブルエマルション組成物Ｃでコーティングされたガラスの殺芽胞性は３０分間の接触後９０％以上の減少を示した。向上された効果は、金属含有ナノ構造の形成と、芽胞を損傷させた酸化銅−アスコルビン酸のダイアド反応（ｄｙａｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ）に起因する。
【０１１０】
上述の実施例に対し、本発明の要旨から逸脱せずに変更を加えることが可能であることを当業者なら理解するであろう。従って、本発明は開示された特定の実施例に限定されず、本発明は特許請求の範囲によって定義される本発明の要旨と範囲内の変更を含むことが意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料であって、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドと、１種類以上の不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供することを特徴とする、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項２】
前記揮発性または気体バイオサイドが、可溶性二酸化塩素、可溶性塩素、塩素化化合物、アルコール化合物、フェノール化合物、それらの固体及び（または）液体前駆体、及びそれらの組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項３】
前記揮発性バイオサイドが、可溶性二酸化塩素とその前駆体であることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項４】
前記揮発性バイオサイドが、可溶性二酸化塩素、可溶性クロライト塩、可溶性塩素の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項５】
各前記不揮発性バイオサイドが、金属含有バイオサイド、トリクロサン、カルボン酸、糖酸、またはそれらの組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項６】
前記カルボン酸がクエン酸であることを特徴とする、請求項５に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項７】
前記糖酸がアスコルビン酸であることを特徴とする、請求項５に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項８】
前記不揮発性バイオサイドが金属含有バイオサイドであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項９】
各前記金属含有バイオサイドが、１つ以上のＶＩＩ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＡ、ＩＶＢ族金属含有化合物とその塩、及びそれらの組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項８に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１０】
前記金属含有バイオサイドが、微量金属含有化合物またはその塩であることを特徴とする、請求項９に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１１】
前記金属含有バイオサイドが、銀、銅または亜鉛含有化合物を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１２】
前記ポリマーが１種類以上のポリマー、１種類以上の高分子界面活性剤、またはそれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１３】
前記ポリマーが前記バイオサイドを封入するエマルションを形成し、そのうち、前記バイオサイドが周囲環境にゆっくりと、徐々に、継続して放出されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１４】
前記ポリマーが二層エマルションを形成することを特徴とする、請求項１３に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１５】
前記ポリマーが、水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ）ダブルエマルションを形成し、前記揮発性または気体バイオサイドがその中に封入されて、前記バイオサイドの徐放性が提供されることを特徴とする、請求項１４に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１６】
各ポリマーが、両親媒性ブロックコポリマーとその組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１７】
前記両親媒性ブロックコポリマーが、両親媒性ジブロックまたはトリブロックコポリマーであることを特徴とする、請求項１６に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１８】
前記両親媒性ブロックコポリマーが、ｐｏｌｙｘａｍｅｒまたはその組み合わせであることを特徴とする、請求項１７に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１９】
前記コーティングが、（１）前記揮発性バイオサイドの徐放性による殺菌と微生物成長の阻害、（２）伝染性飛沫との接触時のバイオサイド放出増加、（３）塗布表面に形成される前記不揮発性バイオサイドのナノ構造による微生物の不活性化と付着の阻止を通した、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を含むマルチレベルの抗菌性を持つ材料によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項２０】
マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法であって、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドを１種類以上のポリマーに封入し、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、１種類以上の不揮発性バイオサイドと混合する工程を含むことを特徴とする、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法。
【請求項２１】
前記不揮発性バイオサイドが、前記揮発性または気体バイオサイドと共に前記ポリマーに封入されることを特徴とする、請求項２０に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法。
【請求項２２】
物品または装置の滅菌方法であって、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドと、１種類以上の不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含むマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を提供し、そのうち前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、前記材料を物品または装置上に塗布し、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を備えた抗菌表面コーティングを形成する工程を含むことを特徴とする、物品または装置の滅菌方法。
【請求項１】
マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料であって、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドと、１種類以上の不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含み、そのうち、前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供することを特徴とする、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項２】
前記揮発性または気体バイオサイドが、可溶性二酸化塩素、可溶性塩素、塩素化化合物、アルコール化合物、フェノール化合物、それらの固体及び（または）液体前駆体、及びそれらの組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項３】
前記揮発性バイオサイドが、可溶性二酸化塩素とその前駆体であることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項４】
前記揮発性バイオサイドが、可溶性二酸化塩素、可溶性クロライト塩、可溶性塩素の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項５】
各前記不揮発性バイオサイドが、金属含有バイオサイド、トリクロサン、カルボン酸、糖酸、またはそれらの組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項６】
前記カルボン酸がクエン酸であることを特徴とする、請求項５に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項７】
前記糖酸がアスコルビン酸であることを特徴とする、請求項５に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項８】
前記不揮発性バイオサイドが金属含有バイオサイドであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項９】
各前記金属含有バイオサイドが、１つ以上のＶＩＩ、ＩＢ、ＩＩＢ、ＩＶＡ、ＩＶＢ族金属含有化合物とその塩、及びそれらの組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項８に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１０】
前記金属含有バイオサイドが、微量金属含有化合物またはその塩であることを特徴とする、請求項９に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１１】
前記金属含有バイオサイドが、銀、銅または亜鉛含有化合物を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１２】
前記ポリマーが１種類以上のポリマー、１種類以上の高分子界面活性剤、またはそれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１３】
前記ポリマーが前記バイオサイドを封入するエマルションを形成し、そのうち、前記バイオサイドが周囲環境にゆっくりと、徐々に、継続して放出されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１４】
前記ポリマーが二層エマルションを形成することを特徴とする、請求項１３に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１５】
前記ポリマーが、水相−油相−水相（ｗ／ｏ／ｗ）ダブルエマルションを形成し、前記揮発性または気体バイオサイドがその中に封入されて、前記バイオサイドの徐放性が提供されることを特徴とする、請求項１４に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１６】
各ポリマーが、両親媒性ブロックコポリマーとその組み合わせを含む群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１７】
前記両親媒性ブロックコポリマーが、両親媒性ジブロックまたはトリブロックコポリマーであることを特徴とする、請求項１６に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１８】
前記両親媒性ブロックコポリマーが、ｐｏｌｙｘａｍｅｒまたはその組み合わせであることを特徴とする、請求項１７に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項１９】
前記コーティングが、（１）前記揮発性バイオサイドの徐放性による殺菌と微生物成長の阻害、（２）伝染性飛沫との接触時のバイオサイド放出増加、（３）塗布表面に形成される前記不揮発性バイオサイドのナノ構造による微生物の不活性化と付着の阻止を通した、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を含むマルチレベルの抗菌性を持つ材料によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料。
【請求項２０】
マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法であって、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドを１種類以上のポリマーに封入し、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、１種類以上の不揮発性バイオサイドと混合する工程を含むことを特徴とする、マルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法。
【請求項２１】
前記不揮発性バイオサイドが、前記揮発性または気体バイオサイドと共に前記ポリマーに封入されることを特徴とする、請求項２０に記載のマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を製造する方法。
【請求項２２】
物品または装置の滅菌方法であって、１種類以上の揮発性または気体バイオサイドと、１種類以上の不揮発性バイオサイドと、１種類以上のポリマーを含むマルチレベルの抗菌性を備えた抗菌表面コーティングを形成する材料を提供し、そのうち前記揮発性または気体バイオサイドが前記ポリマーに封入され、前記揮発性または気体バイオサイドの徐放性を提供する工程と、前記材料を物品または装置上に塗布し、放出殺菌、接触殺菌、抗付着効果を備えた抗菌表面コーティングを形成する工程を含むことを特徴とする、物品または装置の滅菌方法。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１５】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１５】
【公表番号】特表２０１２−５１２１９０（Ｐ２０１２−５１２１９０Ａ）
【公表日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４１０６３（Ｐ２０１１−５４１０６３）
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００９／００１５０３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０６９１５２
【国際公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（５００５４０９５８）香港科技大学 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１８日（２００９．１２．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＮ２００９／００１５０３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０６９１５２
【国際公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（５００５４０９５８）香港科技大学 (8)
【Ｆターム（参考）】
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