KR20220020347A

KR20220020347A - 카테터 삽입 장치

Info

Publication number: KR20220020347A
Application number: KR1020227000738A
Authority: KR
Inventors: 마리아 킴; 엘리자베스 제이. 브리스보이스; 조슈아 씨. 도버스파이크; 셰일 제이. 맥; 오르솔랴 아이. 로트너-초르바; 카밀라 카타르지나 코노핀스카; 마크 이. 메이어호프
Original assignee: 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시건
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2022-02-18
Also published as: IL288726A; MX2021015189A; BR112021025012A2; EP3980469A1; US20220218880A1; AU2020293987B2; CN114206948A; CA3141349A1; IL288726B2; AU2020293987A1; JP7568299B2; IL288726B1; EP3980469A4; CN114206948B; WO2020251947A1; US12409254B2; JP2022536894A

Abstract

카테터 삽입 장치는 분말 조성물 및 하우징을 포함한다. 분말 조성물은 고체상 S-니트로소티올(RSNO)을 포함한다. 하우징은 i) 산화질소에 대하여 투과성이고, ii) 비다공성이고, iii) 수증기에 대하여 투과성인 중합체 벽, 및 중합체 벽에 의하여 적어도 부분적으로 규정되는 내부 루멘을 포함한다. 분말 조성물은 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉된다.

Description

카테터 삽입 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2019년 6월 10일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/859,515호의 유익을 주장하고, 이의 내용은 그 전문이 본 명세서에 참조에 의해 원용된다.

연방정부 후원 연구 또는 개발에 관한 성명

본 발명은 국립보건원에 의해 수여된 HL128337하에 정부 지원에 의해 만들어졌다. 정부는 본 발명에 대하여 특정한 권리를 갖는다.

카테터는, 예를 들면, 체강, 도관 또는 혈관을 통해 인체에 삽입될 수 있는 의료 장치이다. 카테터는 이들이 광범위한 기능을 제공하기 때문에 다양한 의료적 응용에서 사용될 수 있다. 카테터가 사용될 수 있는 예시적인 응용은 심혈관, 비뇨기, 위장, 신경혈관, 및 안과적 응용을 포함한다. 카테터 기능은 수술 기구에 의한 접근이 가능하도록 하고, 카테터의 유형에 따라 다른 작업을 가능하게 하는, 유체 배수로부터 유체 또는 기체 투여까지의 범위이다. 카테터는 일시적 카테터 또는 영구적 카테터로서 설계되고 제조될 수 있다. 급성 카테터는 이들이 단기간 사용(예를 들면, 7일 이하)에 적합하기 때문에 일시적 카테터의 일례이다. 급성 카테터는 수술실, 응급실, 및 집중 치료실에서 자주 사용된다. 만성 카테터는 이들이 상대적으로 단기간 사용(예를 들면, 7 내지 30일)에 적합하기 때문에 일시적 카테터의 또 다른 예이다. 만성 카테터는 비경구 영양법, 약물 주입, 및 투석에 자주 사용된다. 영구적 카테터는 장기간 사용(예를 들면, 수개월 내지 수년)을 위한 것이고, 예를 들면, 장기간 영양법 및 심박동기 리드에 사용될 수 있다.

본 개시내용의 예의 특징부는 하기 상세한 설명 및 도면을 참조하여 명백해질 것이고, 여기서 유사한 참조 번호는 동일하지 않을지라도 유사한 구성요소에 상응한다. 간결성을 위하여, 이전에 기재된 기능을 갖는 참조 번호 또는 특징부는 이들이 나타난 다른 도면과 관련하여 기재될 수 있거나 기재되지 않을 수 있다.
도 1은 완전히 밀봉된 이의 반대된 말단 없는 카테터 삽입 장치의 예의 도식적 투시도이고;
도 2는 환자에게 삽입된 카테터 및 카테터에 삽입된 카테터 삽입 장치의 도식적 도면이고, 여기서 삽도는 카테터 내부의 삽입 장치의 확대된 도면이고;
도 3은 카테터의 허브 어댑터 내부의 카테터 삽입 장치의 도식적 도면이고;
도 4A 내지 도 4D는 좌측 Y축에서, 산화질소(NO) 방출 프로파일(NO 표면 플럭스(x10^-10 몰 분^-1cm^-2) 대 시간(시간, h)에 관하여), 및, 우측 Y축에서, 산화질소 생성의 조절(NO ppb 수준 대 시간(시간)에 관하여)에 대하여, 80 중량% S-니트로소-N-아세틸-페니실라민(SNAP), 20 중량% 폴리(에틸렌 글리콜), 및 인산염 완충 식염수(PBS)로 충전된 카테터에 삽입되는 제1일(도 4A 및 도 4B), 제2일(도 4C), 및 제4일(도 4D)의 스테인리스강 와이어를 포함하는 카테터 삽입 장치의 예를 도시하는 그래프이고;
도 5A 내지 도 5C는 초기 저장 기간, 1개월 저장 기간, 2개월 저장 기간, 및 3개월 저장 기간 동안 23℃에서 저장된 예시적인 카테터 삽입 장치에 대한 산화질소(NO) 방출 프로파일(저장 기간의 특정일에 NO 플럭스(x10^-10 몰 분^-1cm^-2)에 관하여)을 도시하는 그래프이고, 여기서 각각의 샘플은 저장 기간의 제1일(도 5A), 저장 기간의 제2일(도 5B), 및 저장의 제4일(도 5C)에 측정되었고;
도 6A 및 도 6B는 3일 생물막 시험 동안 CDC 생물반응기에서 SNAP-PEG(80/20 중량%) 스테인리스강-함유 카테터 삽입 장치(n=3 시험 카테터)로 처리된 폴리우레탄 카테터의 외부 표면 및 PEG(100 중량%, 불활성, SNAP 없음) 스테인리스강-함유 삽입 장치(n=3 대조군 카테터)로 처리된 폴리우레탄 카테터의 외부 표면 상의 피. 애루지노사(P. Aeruginosa) 및 에스. 아우레우스(S. Aureus)에 대한 항미생물 활성(집락 형성 단위(CFU)/㎠)을 도시하는 그래프이고;
도 7A 및 도 7B는 대조군 카테터 중 하나(도 7A) 및 시험 카테터 중 하나(도 7B)에 대한 피. 애루지노사의 3일 생물막 시험의 결과를 도시하는 원색 공초점 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 8A 및 도 8B는 대조군 카테터 중 하나(도 8A) 및 시험 카테터 중 하나(도 8B)에 대한 에스. 아우레우스의 3일 생물막 시험의 결과를 도시하는 원색 공초점 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 9는 5일 생물막 시험 동안 CDC 생물반응기에서 SNAP-PEG(80/20 중량%) 스테인리스강-함유 카테터 삽입 장치(n=3 시험 카테터)로 처리된 폴리우레탄 카테터의 외부 표면 및 PEG(100 중량%, 불활성, SNAP 없음) 스테인리스강-함유 삽입 장치(n=3 대조군 카테터)로 처리된 폴리우레탄 카테터의 외부 표면 상의 에스. 아우레우스에 대한 항미생물 활성(CFU/㎠)을 도시하는 그래프이고;
도 10A 및 도 10B는 대조군 카테터 중 하나(도 10A) 및 시험 카테터 중 하나(도 10B)에 대한 피. 애루지노사의 5일 생물막 시험의 결과를 도시하는 원색 공초점 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 11A 및 도 11B는 4일 분산 시험 동안 CDC 생물반응기에서 SNAP-PEG(80/20 중량%) 스테인리스강-함유 카테터 삽입 장치(n=3 시험 카테터) 및 PEG(100 중량%, 불활성, SNAP 없음) 스테인리스강-함유 삽입 장치(n=3 대조군 카테터)로 처리된 폴리우레탄 카테터의 외부 표면 상의 피. 애루지노사 및 에스. 아우레우스에 대한 항미생물 활성(CFU/㎠)을 도시하는 그래프이고(여기서 생물막은 3일 동안 외부 표면에서 성장한 다음, 폴리우레탄 카테터는 SNAP-함유 또는 대조군(SNAP-무함유) 삽입 장치로 1일 동안 처리되었음);
도 12A 및 도 12B는 대조군 카테터 중 하나(도 12A) 및 시험 카테터 중 하나(도 12B)에 대한 피. 애루지노사의 4일 분산 시험의 결과를 도시하는 원색 공초점 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 13A 및 도 13B는 대조군 카테터 중 하나(도 13A) 및 시험 카테터 중 하나(도 13B)에 대한 에스. 아우레우스의 4일 분산 시험의 결과를 도시하는 원색 공초점 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 14A 및 도 14B는 5일 생물막 시험 동안 플로우 셀 시스템에서 SNAP-PEG(80/20 중량%) 스테인리스강-함유 카테터 삽입 장치(n=3 시험 카테터) 및 PEG(100 중량%, 불활성, SNAP 없음) 스테인리스강-함유 삽입 장치(n=3 대조군 카테터)로 처리된 폴리우레탄 카테터의 내부 표면 상의 피. 애루지노사 및 에스. 아우레우스에 대한 항미생물 활성(CFU/㎠)을 도시하는 그래프이고;
도 15는 3개의 예시적인 카테터 삽입 장치(S-니트로소글루타티온(GSNO) 및 30㎛ 산화아연 입자 또는 30㎛ 산화아연 입자 및 폴리에틸렌글리콜(PEG) 포함) 및 75 중량% S-니트로소글루타티온(GSNO) 및 25 중량% 불활성 흄드 실리카 입자를 포함하는 대조군 삽입 장치에 대한 산화질소(NO) 방출 프로파일(NO 표면 플럭스(x10^-10 몰 분^-1cm^-2) 대 시간(시간)에 관하여)을 도시하는 그래프이고(데이터는 평균±표준 편차를 나타내고, n = 3);
도 16은 대조군 삽입 장치 및 3개의 예시적인 카테터 삽입 장치에 대한 생존 세포(CFU/㎖)를 도시하는 막대 그래프이고(데이터는 평균±표준 편차를 나타내고, n = 3);
도 17A 내지 도 17D는 삽입 장치 없음 및 3개의 예시적인 카테터 삽입 장치에 노출 후, 모의 허브의 내부 루멘 벽에 접착된 에스. 아우레우스 박테리아/생물막의 형광 현미경 이미지이고;
도 18은 과산화수소 살균 후, 상이한 날(1, 7, 및 56)에 비살균 삽입 장치 및 NO 방출 삽입 장치로부터의 GSNO의 회복률 %(Y축)를 도시하는 그래프이고(데이터는 평균±표준 편차를 나타내고, n = 3);
도 19는 상이한 함침 조건에 노출된 대조군 삽입 장치 및 2개의 예시적인 삽입 장치에 대한 Zn 누출(ppb, Y축)을 도시하는 그래프이고;
도 20은 박테리아/생물막 형성에 대하여 시험된 카테터 및 상이한 영역의 도식적 묘사이고;
도 21은 대조군 삽입 장치 및 실험 카테터 삽입 장치에 대한 생존 세포(CFU /㎖)를 도시하는 막대 그래프이고(데이터는 평균±표준 편차를 나타내고, n = 4);
도 22A 및 도 22B는 삽입 장치로 처리되지 않은 대조군 카테터(비교예 양 1에서)(도 22A) 및 삽입 장치로 처리된 예시적인 카테터(실시예 양 2에서)(도 22B)의 허브 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 23A 및 도 23B는 삽입 장치로 처리되지 않은 대조군 카테터(비교예 양 1에서)(도 23A) 및 삽입 장치로 처리된 예시적인 카테터(실시예 양 2에서)(도 23B)의 터널 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 24A 및 도 24B는 삽입 장치로 처리되지 않은 대조군 카테터(비교예 양 1에서)(도 24A) 및 삽입 장치로 처리된 예시적인 카테터(실시예 양 2에서)(도 24B)의 원위 팁을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 25는 대조군 삽입 장치 캡(비교예 양 3에서) 및 실험 삽입 장치 캡(실시예 양 4에서)에 대한 생존 세포(CFU/㎖)를 도시하는 막대 그래프이고(데이터는 평균±표준 편차를 나타내고, n은 몇몇 일에 대하여 다르고);
도 26은 대조군 삽입 장치 캡(비교예 양 3에서) 및 실험 삽입 장치 캡(실시예 양 4에서)의 상이한 영역에 대한 생존 세포(CFU/분절)를 도시하는 막대 그래프이고(데이터는 평균±표준 편차를 나타내고, n은 각각의 분절에 대하여 다르고);
도 27A 및 도 27B는 삽입 장치로 처리되지 않은 대조군 카테터(비교예 양 3에서)(도 27A) 및 삽입 장치로 처리된 예시적인 카테터(실시예 양 4에서)(도 27B)의 허브 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 28A 및 도 28B는 삽입 장치로 처리되지 않은 대조군 카테터(비교예 양 3에서)(도 28A) 및 삽입 장치로 처리된 예시적인 카테터(실시예 양 4에서)(도 28B)의 터널 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 29A 및 도 28B는 삽입 장치로 처리되지 않은 대조군 카테터(비교예 양 3에서)(도 29A) 및 삽입 장치로 처리된 예시적인 카테터(실시예 양 4에서)(도 29B)의 원위 혈관내 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 30A 및 도 30B는 삽입 장치로 처리되지 않은 대조군 카테터(비교예 양 3에서)(도 30A) 및 삽입 장치로 처리된 예시적인 카테터(실시예 양 4에서)(도 30B)의 원위 팁을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 31은 비교예 장치 캡(클로르헥시딘을 갖는) 및 실험 삽입 장치 캡(NO 방출 제제를 갖는)의 상이한 영역에 대한 생존 세포(CFU/분절)를 도시하는 막대 그래프이고(데이터는 평균±표준 편차를 나타내고, n은 각각의 분절에 대하여 다르고);
도 32A 및 도 32B는 비교예 장치 캡에 의해 처리된 비교예 카테터(도 32A) 및 실시예 삽입 장치에 의해 처리된 실시예 카테터(도 32B)의 허브 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 33A 및 도 33B는 비교예 장치 캡에 의해 처리된 비교예 카테터(도 33A) 및 실시예 삽입 장치에 의해 처리된 실시예 카테터(도 33B)의 터널 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 34A 및 도 34B는 비교예 장치 캡에 의해 처리된 비교예 카테터(도 34A) 및 실시예 삽입 장치에 의해 처리된 실시예 카테터(도 34B)의 원위 혈관내 영역을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타내고;
도 35A 및 도 35B는 비교예 장치 캡에 의해 처리된 비교예 카테터(도 35A) 및 실시예 삽입 장치에 의해 처리된 실시예 카테터(도 35B)의 원위 팁을 도시하는 원색 형광 현미경 이미지의 흑백 재생이고, 여기서 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색(잘 보이지 않음)은 죽은 박테리아를 나타낸다.

록 용액(lock solution)을 함유한 카테터에 적어도 부분적으로 삽입되는 경우, 산화질소(NO)를 선택적으로 생성할 수 있는 카테터 삽입 장치가 본 명세서에 개시된다. 록 용액은 이의 지정된 의료적 응용(예를 들면, 치료제 주입, 유체 추출 등)에서 사용되지 않을 때 카테터에 도입된다. 록 용액은 주로 혈액-용액 계면이 카테터의 원위 팁에 존재하는 것을 보장하기 위하여 사용되고, 일부 경우에, 응고를 방지하기 위하여 사용된다.

본 명세서에 개시된 카테터 삽입 장치는 적어도 고체상 산화질소 공여체를 포함한다. 공여체는 고체상 구성요소가 삽입 장치로부터 침출(누출, 확산 등)되지 않을 수 있도록 비다공성 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉된다. 그러나, 비다공성 하우징은 또한 수증기 및 NO 둘 다에 대하여 투과성이다. 삽입 장치가 록 용액과 접촉하는 경우, 수증기는 하우징을 통해 내부 루멘으로 침투할 수 없고, 여기서 이는 그 안에 함유된 고체상 산화질소 공여체를 수화시킨다. 이는 고체상 산화질소 공여체의 분해를 개시하고, 이는 NO을 유리시킨다. NO은 삽입 하우징을 통해 카테터로 침투할 수 있다. 마찬가지로, 본 명세서에 개시된 예에서, 카테터 삽입 장치는 카테터로 전달되는 치료제를 함유하기 보다는, 이것이 록 용액을 함유한 카테터로 삽입되는 경우, 연장된 시간 기간 동안 치료제(산화질소)를 생성한다. 이는 항미생물제 또는 항생제 또는 다른 치료제를 카테터로 직접적으로 전달하는 다른 카테터 소독제 장치와 다르다.

NO는 항미생물/항바이러스 활성을 포함하는 몇몇 중요한 생리학적 기능을 갖는다. 생성되고 카테터로 방출된 NO는 카테터의 내부 벽에 박테리아 로드를 감소시킬 수 있고, 따라서 소독제인 것처럼 작용할 수 있다. NO는 또한 내부 카테터 벽 상의 박테리아 접착 및 생물막 형성을 방지할 수 있다. 게다가, 생성되는 NO의 수준은 카테터의 외부 벽을 통해 NO 확산을 가능하게 하는데 충분할 정도로 풍부할 수 있다. 카테터의 외부에서 NO는 항미생물 및/또는 치료 효과를 가질 수 있고, 예를 들면, 감염을 조절하고, 염증 및 섬유증을 최소화하고, 국소 혈소판 활성, 응고, 및/또는 혈전 형성을 억제하고, 박테리아 및 바이러스의 사멸을 돕고, 박테리아 생물막 형성을 방해하고, 미생물 생물막 형성을 분산(예를 들면, 항생제 내성 생물막을 분산)시키거나 방지할 수 있다. 이러한 효과는 종종 카테터와 연관된 감염 위험성을 유의미하게 감소시킬 수 있다.

카테터 삽입 장치의 예는 도 1에 도시된다. 카테터 삽입 장치(10)는 고체상 S-니트로소티올(RSNO)을 포함하는 분말 조성물(12); i) 산화질소에 대하여 투과성이고, ii) 비다공성이고, iii) 수증기에 투과성인 중합체 벽(18); 및 중합체 벽(18)에 의해 적어도 부분적으로 규정되는 내부 루멘(20)을 포함하는 하우징(16)을 포함하고, 여기서 분말 조성물(12)은 하우징(16)의 내부 루멘(20) 내에 완전히 밀봉된다.

일부 예에서, 장치(10)는 수증기에 대한 노출 후, 고체상 RSNO로부터의 산화질소의 방출 속도를 가속화시키는 고체상 첨가제(14)를 더 포함하고, 여기서 고체상 첨가제(14)는 또한 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉된다. 일반적으로, 고체상 첨가제(14)는 산화아연 나노입자, 구리(II/I)-리간드 착물, 금속 와이어, 금속 나노입자, 아스코르브산, 티올, 수소 이온 전구체, 셀레늄 종, 유기-셀레늄 분자, 유기-텔루륨 분자, 유기 촉진제 종으로 코팅되거나 이의 고정화된 형태를 보유한 실리카 또는 중합체 입자, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 명세서에 추가로 상세하게 설명될 것인 바와 같이, 고체상 첨가제(14)는 분말 조성물(12)의 구성요소일 수 있거나, 분리된 구성요소(예를 들면, 금속 와이어(14'))로서 장치(10)에 도입될 수 있다.

분말 조성물(12)은 적어도 고체상 산화질소 공여체를 포함한다. 본 명세서에 개시된 예에서, 고체상 산화질소 공여체는 고체상 S-니트로소티올(RSNO)이다. 이는 RSNO가, 예를 들면, 분말, 나노입자 등으로서, 고체 형태라는 것을 의미한다. S-니트로소티올의 일부 특정한 예는 S-니트로소글루타티온(GSNO, 인체에서 천연 발생), S-니트로소-시스테인(CYSNO, 인체에서 천연 발생), S-니트로소-N-아세틸-페니실라민(SNAP, 약물, 페니실라민으로 분해됨), S-니트로소-페니실라민, S-니트로소-인간 혈청 알부민(인체에서 천연 발생), 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

일부 경우, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO 100%(중량)를 포함한다. 이들 예에서, 분말 조성물(12)은 다른 구성요소 없이 고체상 RSNO로 구성된다.

다른 경우, 분말 조성물(12)은 고체상 S-니트로소티올 및 고체상 첨가제(14)(또한 본 명세서에서 고체상 촉진제로 지칭됨)를 포함한다. 이들 예에서, 고체상 첨가제(14)는 분말 조성물(12)의 부분이고; 고체상 첨가제(14)는 산화아연 나노입자, 구리(II/I)-리간드 착물, 구리 나노입자, 아스코르브산, 티올, 수소 이온 전구체, 셀레늄 종, 유기-셀레늄 분자, 유기-텔루륨 분자, 스테인리스강 나노입자, 금 나노입자, 유기 촉진제 종으로 코팅되거나 이의 고정화된 형태를 보유한 실리카 또는 중합체 입자, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이들 예에서, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO 약 15 중량% 내지 약 95 중량% 및 고체상 첨가제(14) 약 5 중량% 내지 약 85 중량%를 포함한다(또는 이로 구성된다). 다른 예에서, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO 약 75 중량% 내지 약 95 중량% 및 고체상 첨가제(14) 약 5 중량% 내지 약 30 중량%를 포함한다(또는 이로 구성된다). 일례로서, 분말 조성물(12)은 GSNO 약 75 중량% 및 ZnO 나노입자 25 중량%를 포함한다. 더 낮은 양의 고체상 RSNO를 가진 분말 조성물(12)의 예는 더 높은 양의 고체상 RSNO를 가진 분말 조성물(12)의 예보다 NO을 덜 방출하거나 더 짧은 시간 기간 동안 NO을 방출한다. 더 낮은 양의 고체상 RSNO는, 예를 들면, 삽입 장치(10)가 자주 변경되는 경우에 바람직할 수 있다.

고체상 첨가제(14)로서 사용될 수 있는 임의의 나노입자는 약 1㎚ 내지 약 900㎚ 범위의 입자 크기(예를 들면, 부피-가중된 평균 직경)를 가질 수 있다. 예를 들면, 산화아연, 구리, 스테인리스강, 또는 금 나노입자는 약 5㎚ 내지 약 800㎚ 범위의 입자 크기를 가질 수 있다.

구리(II)-리간드 착물 또는 구리(I)-리간드 착물은 고체상 첨가제(14)로서 사용될 수 있다. 고체상 첨가제(14)로서 사용될 수 있는 적합한 구리(II/I)-리간드 착물의 예는 Cu(II)-트라이(2-피리딜메틸)아민(CuTPMA), Cu(II)-트리스[2-(디메틸아미노)에틸]아민(CuMe₆Tren), Cu(II)-트라이(2-피리딜메틸)포스핀(CuTPMP), Cu(II)-1,4,7-트라이메틸-1,4-7-트라이아자사이클로노난(Cu(Me₃TACN)), Cu(II)-1,4,7-트라이에틸-1,4-7-트라이아자사이클로노난(Cu(Et₃TACN)), Cu(II)-1,4,7-트라이프로필-1,4-7-트라이아자사이클로노난(Cu(Pr₃TACN)), Cu(II)-1,4,7-트라이아이소프로필-1,4-7-트라이아자사이클로노난(Cu(iPr₃TACN)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜메틸)아민-N-에틸레이트)(Cu(BMPA-Et)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜메틸)아민-N-프로파노에이트)(Cu(BMPA-Pr)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜메틸)아민-N-부틸레이트)(Cu(BMPA-Bu)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜에틸)아민-N-에틸레이트)(Cu(BEPA-Et)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜에틸)아민-N-프로파노에이트)(Cu(BEPA-Pr)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜에틸)아민-N-부틸레이트(Cu(BEPA-Bu)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜메틸)아민-N-메틸-페놀레이트)(Cu(BMPA-MePhO)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜메틸)아민-N-에틸-페놀레이트)(Cu(BMPA-EtPhO)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜메틸)아민-N-프로필-페놀레이트)(Cu(BMPA-PrPhO)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜에틸)아민-N-메틸-페놀레이트)(Cu(BEPA-MePhO)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜에틸)아민-N-에틸-페놀레이트)(Cu(BEPA-EtPhO)), Cu(II)-(N,N-비스-(2-피리딜에틸)아민-N-프로필-페놀레이트)(Cu(BEPA-PrPhO)), Cu(II)-3-((2-(피리딘-2-일)에틸)(피리딘-2-일메틸)아미노)에틸레이트(Cu(PEMA-Et)), Cu(II)-3-((2-(피리딘-2-일)에틸)(피리딘-2-일메틸)아미노)프로파노에이트(Cu(PEMA-Pr)), Cu(II)-3-((2-(피리딘-2-일)에틸)(피리딘-2-일메틸)아미노)부틸레이트(Cu(PEMA-Bu)), Cu(II)-2-(피리딘-2-일)-N,N-비스(피리딘-2-일메틸)에탄-1-아민(Cu(PMEA)), Cu(II)-2,2'-(2-(2-(피리딘-2-일)에틸)부탄-1,4-디일)디피리딘(Cu(PMAP)), 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 Cu(II)-리간드 착물을 포함한다. 특정한 예에서, Cu(II)-리간드 착물은 Cu(II)-트라이(2-피리딜메틸)아민(CuTPMA), Cu(II)-트리스[2-(디메틸아미노)에틸]아민(CuMe₆Tren), Cu(II)-트라이(2-피리딜메틸)포스핀(CuTPMP), 및 이들의 조합물로부터 선택될 수 있다. Cu(II)-리간드 착물의 몇몇 예가 본 명세서에 제공되지만, 다른 수용성 Cu(II)-착물 또는 Cu(I) 착물이 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 구리(I) 착물은 산소와 즉시 반응하여 Cu(II)를 형성하지 않도록 안정하여야 한다.

고체상 첨가제(14)로서 사용될 수 있는 적합한 티올의 예는 글루타티온 및 시스테인을 포함한다.

고체상 첨가제(14)로서 사용될 수 있는 수소 이온 전구체의 예는 수소 이온(양성자), 예를 들면, 폴리(라틱-코-글리콜산)을 생성할 수 있는 임의의 산을 포함한다.

고체상 첨가제(14)로서 사용될 수 있는 적합한 셀레늄 종의 예는 셀레노시스타민을 포함한다. 또 다른 적합한 유기-셀레늄 분자는 글루타티온 퍼옥시다제를 포함하고, 이는 이의 구조 내에 셀레노시스타민을 갖는다. 적합한 유기-텔루륨 분자의 예는 5,5'-다이텔루로-2,2'-다이투오페네카복실산 및 다른 유사한 다이-텔루륨 종을 포함한다.

스테인리스강 나노입자는 임의의 적합한 등급, 예를 들면, 스테인리스강 유형 316, 316L, 317 등일 수 있다. 일부 금속 나노입자가 열거되지만, RSNO의 분해의 촉발제 및/또는 촉매로서 작용하는 한, 다른 금속 나노입자가 사용될 수 있다는 것이 이해된다.

임의의 유기 촉진제 종(예를 들면, 구리(II/I)-리간드 착물, 유기-셀레늄 분자, 유기-텔루륨 분자 등)은 또한 고체상 입자, 예를 들면, 실리카, 금, 폴리스티렌, 또는 기타 또는 중합체 입자(예를 들면, 폴리우레탄 입자)의 표면 상에 고정화되거나 코팅될 수 있다. 이들 코팅된 입자는 고체상 촉진제/첨가제(14)(예를 들면, 분말 조성물(12) 중의)로서 사용될 수 있다.

본 명세서에 개시된 예에서, 고체상 촉진제/첨가제(14)는 산화질소 공여체의 산화질소로의 분해를 촉발하고/하거나 촉매할 수 있다. 하기는 어떻게 고체상 촉진제/첨가제(14)가, 특히, GSNO로부터 산화질소의 방출 속도를 제어하거나 가속화할 수 있는지의 몇몇 예이다. 일례에서, 산화아연 나노입자가 생리학적 온도로 가열되는 경우, 편극 밀도가 감소하여(APs<0) 표면 상의 보상되지 않은 전하(양 및 음 둘 다)를 유발한다. 이는 음전하가 GSNO를 환원시켜 NO 및 GSH(즉, 글루타티온)를 생성하는 것으로 생각된다. GSH가 생성된 후, 산화아연 표면 상의 양전하는 GSH를 산화시켜 GS·를 형성할 수 있다. 그 다음, 2개의 GS·는 조합되어 디설파이드 GSSG를 형성할 수 있다. 다른 예에서, 글루타티온은 초기 N-하이드록시설펜아마이드 종(예를 들면, GS-N(OH)-SG)의 형성을 통해 GSNO로부터의 NO 방출 속도를 증가시킬 수 있고, 그 다음, 이는 라디칼 GS·로 전환되고, 이는 또 다른 GSNO 분자와 반응하여 NO를 유리시키고 GSSG 디설파이드 종을 형성시킬 수 있다. 또 다른 예에서, 아스코르브산 또는 아스코르베이트는 용이하게 산화되어 더 작은 트레오스 구조(3 탄소 당)를 형성할 수 있다. 아스코르베이트의 자발적인 산화는 GSH와 함께 NO를 유리시키는 GSNO의 환원과 커플링될 수 있다. 추가로, 아스코르베이트의 산화 생성물, 즉, 더 작은 트레오스 구조는 또한 GSNO에 전자(들)를 제공할 수 있는 환원제이고, 따라서 또한 GSNO의 NO로의 직접적인 환원에 기여할 수 있다. 예에서, 아스코르브산 또는 아스코르베이트를 용액 중에서 5일까지 산화되도록 두고, 건조시킨 다음, 고체상 삽입 분말 조성물(12)의 부분으로 도입할 수 있다. 유기셀레늄 종은 GSNO로부터 NO 생성을 촉매할 수 있다. 구리 이온(구리 입자, 구리 층, 또는 구리(II/I) 착물로부터 유래)은 제제에 존재하는 유리 티올의 흔적 없이 이들의 +1 산화 상태로 환원될 수 있고, 그 다음, Cu(I) 이온은 GSNO를 NO 및 GSH로 환원시킬 수 있다. 임의의 이들 예에서, RSNO로부터의 생성물 및 부산물은 중합체 벽(들)(18)을 통해 침투할 수 있는 산화질소를 제외하고 밀봉된 하우징(16)에 남아 있다.

다른 예에서, 분말 조성물(12)은 고체상 S-니트로소티올 및 물 흡수 물질을 포함한다. 물 흡수 물질은 삽입 장치(10)의 루멘(20)으로의 물 흡수를 향상시킬 수 있다. 물 흡수 물질의 첨가는 수분 흡수시 내부 점도를 증가시켜야 하고, 이는 GSNO와 함께 사용시, 티일 및 NO 라디칼 쌍에 케이지 효과를 부여할 수 있고, 따라서 이들은 재조합되어 GSNO를 형성하고 NO 방출 속도를 늦춘다. 물 흡수 물질은 적어도 0.5 중량%의 물 흡수율을 갖는 임의의 중합체 또는 화학물질일 수 있다. 물 흡수율은 하기 식으로 계산할 수 있다:

물 흡수율(중량%) = (W_습윤 - W_건조)/W_건조×100 (식 1)

상기 식에서, W_습윤 및 W_건조는 각각 습윤 및 건조 물 흡수 물질의 중량이다. 적합한 물 흡수 물질의 예는 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG), 폴리(비닐 알코올)(PVA), 폴리펩타이드, 다이온성 종, 단당류, 다당류, 실리카 입자, 및 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 단백질은 또한 물 흡수 물질로서 사용될 수 있다. 적합한 다이온성 종의 예는 헤파린, 콘드로이틴 설페이트, 폴리포스페이트, 다중사차 암모늄 종 등을 포함한다. 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG)은 약 1,000 g/㏖ 내지 약 50,000 g/㏖ 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 예에서, 폴리(에틸렌 글리콜)은 약 4,000 g/㏖(또는 돌턴)의 중량 평균 분자량을 갖는다. 적합한 단당류의 예는 글루코스이다. 적합한 다당류의 예는 수크로스, 아밀로스 전분 등을 포함한다. 적합한 염의 예는 물을 끌어들여 삽입 장치(10)에 의해 삼투압을 증가시킬 수 있는 임의의 것, 예를 들면, 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl) 등을 포함한다.

이들 예에서, 고체상 RSNO 대 물 흡수 물질의 중량비는 1:1 내지 19:1 범위이다. 일부 예에서, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO 약 50 중량% 내지 약 90 중량% 및 물 흡수 물질 약 9 중량% 내지 약 50 중량%로 이루어진다. 다른 예에서, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO 약 70 중량% 내지 약 95 중량% 및 물 흡수 물질 약 5 중량% 내지 약 30 중량%로 이루어진다. 일례로서, 분말 조성물(12)은 SNAP 약 80 중량% 및 고체 PEG 입자(MW = 4,000 g/㏖) 20 중량%(중량비 = 4:1)를 포함한다.

다른 예에서, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO, 고체상 첨가제(14), 및 물 흡수 물질을 포함한다. 이들 예에서, 고체상 RSNO 대 물 흡수 물질의 중량비는 1:1 내지 10:1 범위이다. 일부 이들 예에서, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO 약 40 중량% 내지 약 85.5 중량%, 고체상 첨가제(14) 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 및 물 흡수 물질 약 8 중량% 내지 약 47.5 중량%로 이루어진다.

분말 조성물(12)이 고체상 RSNO을 단독으로 또는 물 흡수 물질과의 조합으로 포함하는 경우, 장치(10)는 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉된 고체상 첨가제를 더 포함할 수 있고, 여기서 고체상 첨가제는 금속 와이어(14')이다. 일례에서, 분리된 고체상 첨가제, 즉, 금속 와이어(14')는 스테인리스강 와이어 또는 구리 와이어이다. 몇몇 금속 와이어가 열거되지만, 산화질소 공여체(고체상 RSNO)의 산화질소로의 분해를 촉발하고/하거나 촉매할 수 있는 다른 금속 와이어가 사용될 수 있다는 것이 이해된다.

금속 와이어(14')의 길이는, 부분적으로, 하우징(16)의 내부 루멘(20)의 치수에 따라 좌우될 수 있다. 일부 예에서, 금속 와이어(14')는 내부 루멘(20)의 전체 길이를 통해 확장될 수 있고, 다른 예에서, 금속 와이어(14')는 내부 루멘(20)의 길이를 통해 부분적으로 확장될 수 있다. 금속 와이어(14')의 너비 또는 직경은 내부 루멘(20)이 금속 와이어(14') 및 분말 조성물(12) 둘 다를 수용할 수 있도록 내부 루멘(20)의 너비 또는 직경보다 작다. 예에서, 금속 와이어(14')는 약 0.3㎜의 직경(외부 직경)을 갖는다.

금속 와이어(14')는 분말 조성물(12)(이는 고체상 RSNO을 포함하고, 또 다른 고체상 첨가제(14) 및/또는 물 흡수 물질을 포함하거나 포함하지 않을 수 있음)과 함께 하우징(16)으로 도입될 수 있다. 도 1에 도시된 예는 분말 조성물(12)에 의해 둘러싸인 하우징(16) 내의 하나의 금속 와이어(14')를 포함한다.

분리된 고체상 첨가제(예를 들면, 금속 와이어(14'))는 또한 본 명세서에 개시된 분말 조성물(12)의 임의의 예와 함께 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들면, 분말 조성물(12)은 고체상 RSNO, 임의로 물 흡수 물질, 및 임의로 또 다른 고체상 첨가제(14)(예를 들면, 본 명세서에 개시된 임의의 임자 형태)를 포함할 수 있다.

하우징(16)은 산화질소에 대하여 투과성이고, ii) 비다공성이고, iii) 수증기에 대하여 투과성인 중합체 벽(18); 및 중합체 벽(18)에 의해 적어도 부분적으로 규정된 내부 루멘(20)을 포함한다. 중합체 벽은 이들 특성을 갖는 임의의 중합체 튜빙 물질일 수 있다. 수증기에 대한 투과성은 상대적으로 낮을 수 있고, 예를 들면, 물 흡수율은 0.9 중량% 만큼 낮을 수 있다. 하우징(16)의 중합체 벽(들)(18)에 사용될 수 있는 비다공성, NO 투과성, 및 수증기 투과성 중합체 물질의 예는 실리콘 고무, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 가소화된 폴리(염화비닐)(PVC), 실록산계 폴리우레탄 엘라스토머 및 열가소성 실리콘-폴리카보네이트-폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일례에서, 실리콘 고무 튜빙은 다른 생체의료 등급 중합체와 비교하여 실리콘 고무를 통한 NO의 높은 확산성, 및 수분이 이의 벽을 통과하도록 하여 고체상 RSNO로부터 NO 방출을 개시하는 것을 허용하는 실리콘 고무의 상대적으로 낮은 경도로 인하여 바람직할 수 있다.

하우징(16)은 분말 조성물(12)로 충전되는 중합체 물질의 단일 조각으로 형성될 수 있고, 접착제 또는 다른 밀봉 기구에 의해 밀봉된다. 하우징(16)은 또한 누수방지용 밀봉 부재로 반대 말단에서 밀봉되는 튜브(도 1에 도시된 바와 같음)일 수 있다. 예를 들면, 중합체 벽(18)은 삽입 튜브이고, 하우징(16)은 삽입 튜브의 반대 말단에 부착된 각각의 밀봉 기구를 더 포함한다. 예시적인 밀봉 기구는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 또는 일부 다른 경질 플라스틱 플러그, 또는 삽입 튜빙으로서 일부 플라스틱으로 만들어진 플러그를 포함한다. 플러그는 말단의 위치에서 밀봉된 용매일 수 있다. 다른 밀봉 기구는 통상적인 실리콘 코팅 유형 물질을 포함할 수 있다.

하우징(16)의 치수는 카테터 삽입 장치(10)가 삽입되는 카테터 또는 카테터의 부분(도 2에서 참조 번호 (26) 참조)에 따라 좌우될 수 있다. 일부 예에서, 카테터 삽입 장치(10)는 환자의 피부선을 지나는 카테터 튜빙(22)으로 및 환자의 혈관 내에 있는(예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이) 카테터 튜빙(22)의 부분으로 침투하도록 구성될 수 있다. 이들 예에서, 하우징(16)의 길이는 카테터(26)의 길이보다 짧고, 하우징(16)의 직경은 카테터 튜빙(22)의 내부 직경보다 작다. 일부 예에서, 카테터 삽입 장치(10)는 환자의 피부선을 지나 환자의 혈관 내에 있는 카테터 튜빙(22)의 부분으로 몇 센티미터 침투한다. 다른 예에서(예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이), 카테터 삽입 장치(10)는 카테터 튜빙(22)의 근위 말단에 부착되고 카테터 튜빙(22)과 유체 소통하는 어댑터(24)(예를 들면, 허브)로 침투하도록 구성될 수 있고, 이들 예에서, 카테터 삽입 장치(10)는 환자의 피부선을 지나 또는 카테터 튜빙(22)으로 침투하지 않는다. 또한 이들 예에서, 하우징(16)의 길이는 어댑터(24)의 길이보다 짧고, 하우징(16)의 직경은 어댑터(24)의 내부 직경보다 작다. 예로서, 하우징(16)(및 따라서 카테터 삽입 장치(10))의 외부 직경은 약 0.5㎜ 내지 약 3㎜ 범위이고, 하우징(16)의 내부 직경(및 따라서 내부 루멘(20)의 직경)은 약 0.1㎜ 내지 약 2.5㎜ 범위일 수 있다. 하우징(16)이 카테터 튜빙(22)으로 침투하는 경우, 길이는 약 2㎝ 내지 약 20㎝ 범위일 수 있고, 하우징(16)이 어댑터(24)로 침투하는 경우, 길이는 약 1㎝ 내지 약 5㎝ 범위일 수 있다. 어댑터(24)와의 사용에 적합한 카테터 삽입 장치(10)의 일례에서, 길이는 약 2 cm이다.

카테터 삽입 장치(10)의 제조 방법에서, 분말 조성물(12)은 제조되고 하우징(16)으로 도입될 수 있다. 그 다음, 하우징(16)은 분말 조성물(12)이 하우징(16)으로부터 누출되는 것을 방지하기 위하여 밀봉될 것이다.

분말 조성물(12)은 하우징(16)에 분말 제제(예를 들면, 건조 상태)로서 또는 용액으로 도입될 수 있다. 일례로서, 고체상 첨가제(14)은 고체상 RSNO과 혼합될 수 있고, 그 다음, 물 흡수 물질은 첨가될 수 있고, 혼합물은 추가로 혼합될 수 있다. 또 다른 예로서, 고체상 첨가제(14) 또는 물 흡수 물질은 고체상 RSNO과 혼합될 수 있다. 임의의 건조 분말 예는 임의의 적합한 기술을 사용하여 하우징(16)에 로딩될 수 있다.

분리된 고체상 첨가제(14), 예를 들면, 금속 와이어(14')가 사용되는 경우, 이는 하우징(16)에 존재하는 분말 조성물(12)에 삽입될 수 있거나, 이는 분말 조성물(12)이 첨가되기 전에 하우징(16)으로 도입될 수 있다.

또 다른 예로서, 균질한 용액을 생성하고 하우징(16)을 충전하는 것을 더 용이하게 만들기 위하여, 분말 조성물(12)은 적합한 용매 중에 용해될 수 있다. 용매는 분말 조성물(12)의 구성요소에 따라 좌우될 수 있다. 예에서, 테트라하이드로푸란(THF)은 적합한 용매이다. 다른 적합한 용매는 에탄올 및 아세톤을 포함할 수 있다. 용매가 사용되는 경우, 용매는 하우징(16)을 밀봉하기 전에 제거되는(예를 들면, 완전히 증발되도록 하는) 것으로 이해된다. 균질성을 달성하고 충전 공정을 단순화하기 위하여 용매가 바람직할 수 있지만, 건조 분말 조성물은 RSNO를 더 안정하게 만든다.

그 다음, 하우징(16)이 밀봉될 수 있다. 밀봉은 접착제 또는 기계적 밀봉 부재(예를 들면, 캡, 플러그 등)를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 카테터 삽입 장치(10)의 임의의 에는 키트의 부분일 수 있다. 키트의 예는 도 2에 도시된다. 예에서, 키트는 하기를 포함하는 카테터 삽입 장치(10)를 포함한다: 고체상 S-니트로소티올(RSNO)을 포함하는 분말 조성물(12), i) 산화질소에 대하여 투과성이고, ii) 비다공성이고, iii) 수증기에 대하여 투과성인 중합체 벽(18), 및 중합체 벽(18)에 의해 적어도 부분적으로 규정된 내부 루멘(20)을 포함하는 삽입 하우징(16), 여기서 분말 조성물(12)은 하우징(16)의 내부 루멘(20) 내에 완전히 밀봉되고; 산화질소에 대하여 투과성이고 적어도 하나의 루멘(28)을 갖는 카테터 튜빙(22), 및 카테터 튜빙(22)의 근위 말단에 부착되고 카테터 튜빙(22)의 적어도 하나의 루멘(28)에 작동적으로 연결된 개구를 갖는 어댑터(24)를 포함하는 카테터(26); 및 적어도 하나의 루멘(28) 내 또는 어댑터(22) 내의 위치에서 카테터 삽입 장치(10)를 잠그는 기구.

분말 조성물(12)의 임의의 예는 키트에서 사용될 수 있다.

카테터(26)는 급성 카테터 또는 만성 카테터일 수 있다. 예에서, 급성 카테터는 혈관내 카테터 및 비뇨기 카테터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있거나, 만성 카테터는 터널형 투석 카테터, 비경구 영양 카테터, 및 약물 주입 카테터로 이루어진 군으로부터 선택된다.

카테터 튜빙(22)은 중합체 물질이 사용되는 응용에 적합한 임의의 중합체 물질로 형성될 수 있다. 실리콘 고무(SR), 나일론(폴리아마이드), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 라텍스, 및 열가소성 엘라스토머를 포함하여 광범위한 중합체가 사용될 수 있다. 카테터 튜빙(22)의 벽이 산화질소에 대하여 투과성인 경우(도 2에 도시된 바와 같이), NO는 또한 바람직하게는 루멘(28)과 카테터 튜빙 벽으로 분할될 수 있다. 카테터 튜빙(22)에 사용될 수 있는 NO 투과성 물질의 예는 실리콘 고무, 폴리우레탄, SR과 PU의 공중합체, PU와 폴리카보네이트의 공중합체, 및 기타 NO 투과성 물질을 포함한다. 카테터 튜빙(22)이 산화질소에 대하여 투과성인 경우, NO는 카테터(26)의 전체 외부 표면에서 방출될 수 있고, 이는 적어도 실질적으로 외부 카테터 표면 상의 박테리아 접착, 생물막 형성, 및 응고를 방지한다. 예를 들면, 생성되는 NO의 증가된 수준은 치료제일 것이고, 박테리아 및 바이러스를 사멸하고, 박테리아 생물막 형성을 방해하고, 미생물 생물막 형성을 분산(예를 들면, 항생제 내성 생물막을 분산)시키거나 방지하는 것을 돕는데 충분할 것이다. 동시에, NO의 훨씬 더 높은 수준은 카테터(26)의 루멘(28) 내의 록 용액 중에 존재할 것이고, 카테터(26)가 다중-루멘 카테터인 경우, 이는 그 루멘 및 다른 루멘 내에 감염을 방지할 것이다.

일례에서, 어댑터(24)는 투이-보스트(Thouy-Borst) 어댑터이다. 또 다른 예에서, 어댑터(24)는 터널형 투석 카테터(TDC)의 허브 영역일 수 있다. 어댑터(24)는 카테터 튜빙(22)에 영구적으로 고정될 수 있거나, 카테터 튜빙(22)으로부터 제거 가능할 수 있다. 어댑터(24)는 장치(10)가 어댑터(24)로 확장되지만 카테터 튜빙(22)으로는 확장되지 않던지 또는 장치(10)가 어댑터(24)를 통해 카테터 튜빙(22)으로 확장되던지, 카테터 삽입 장치(10)를 수용하기에 충분히 넓다. 어댑터(24)는 혈류가 카테터(26)로 역류하는 것의 개시 없이 삽입 장치(10)가 카테터(26)에 존재하는 록 용액으로 삽입될 수 있게 할 수 있다.

잠금 기구는 삽입 장치(10)를 어댑터(24)에 잠글 수 있는 임의의 적합한 장치일 수 있다. 잠금 기구는 삽입 장치(10)의 하나의 말단에 부착될 수 있다. 일례로서, 잠금 기구는 삽입 장치(10)의 근위 말단에 위치한 스크류형 캡일 수 있고, 어댑터(24)의 근위 말단에 부착될 수 있다. 일례로서, 잠금 기구는 어댑터(24)의 근위 말단을 규정하는 암나사와 맞물리는 수나사를 가진 캡을 포함할 수 있다. 잠금 기구의 다른 예는 클립형 기구를 포함한다. 이러한 기구는 클립이 카테터의 벽에 압력을 가하고 내부 루멘을 밀봉하도록 밀어질 수 있다. 이는 물질이 들어가거나 나가는 것을 방지한다. 클립은 또한 삽입 장치(10)에 압력을 가하여 이를 제자리에 잠글 수 있다.

카테터 삽입 장치(10)의 사용 방법은 카테터 삽입 장치(10)를 카테터(26)의 루멘(28) 내 또는 카테터(26)에 작동적으로 연결된 어댑터(24) 내의 위치에서 잠그는 것을 포함하고, 이로써 카테터 삽입 장치(10)는 루멘(28)에서 또는 어댑터(24) 내에 록 용액과 접촉하게 위치한다. 카테터 삽입 장치(10)의 임의의 예가 방법에서 사용될 수 있다. 카테터 삽입 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 어댑터(24)에서 개구로 삽입될 수 있다, 그 다음, 카테터 삽입 장치(10)는 위치로 미끄러져 들어갈 수 있고, 잠금 기구를 통해 잠궈질 수 있다.

카테터 삽입 장치(10)를 삽입하기 전에, 방법은 카테터 록 용액을 카테터(26)의 루멘(28)으로 도입하는 것을 더 포함할 수 있다. 주사기(또는 다른 적합한 기구)를 사용하여 (컨테이너로부터) 카테터 록 용액을 충전하고 카테터 록 용액을 루멘(28)으로 도입할 수 있다.

건조 상태에서, 분말 조성물(12) 중의 RSNO는 (예를 들면, 적어도 3개월 동안) 상대적으로 안정하다. 카테터 삽입 장치(10)가 카테터 록 용액과 접촉하면, 수증기는 하우징(16)의 중합체 벽(들)(18)을 통해 침투하고 S-니트로소티올의 분해를 개시할 것이고, 이는 산화질소를 생성한다. 산화질소는 중합체 벽(들)(18)을 통해 카테터(26)의 루멘(28)으로 침투한다. 카테터(26)의 벽(들)이 산화질소에 대하여 투과성인 경우, NO는 또한 카테터(26)의 외부를 통해 침투할 수 있다. 고체상 첨가제(14, 14')의 존재는 수증기에 노출된 후 RSNO로부터 산화질소의 방출 속도를 가속화할 수 있고, 물 흡수 물질의 존재는 수증기의 양 및/또는 수증기가 삽입 카테터 장치(10)로 흡수될 때 속도를 증가시킬 수 있다.

장치(10)는 NO를 상대적으로 빠르게, 예를 들면, 5분 내에 방출하기 시작할 수 있고, 그 다음, 연장된 시간 기간(예를 들면, 적어도 24시간, 또는 적어도 48시간, 또는 적어도 72시간) 동안 상대적으로 높은 수준으로 NO를 계속 방출할 수 있다.

생성되는 NO의 양은 S-니트로소티올의 중량 퍼센트, 고체상 촉진제/첨가제(14)의 중량 퍼센트, 삽입 벽(18)의 두께, 삽입 벽(18)의 투과성 등을 변화시킴으로써 제어될 수 있다.

카테터 삽입 장치(10)는 카테터(26)의 유형에 따라 예정된 시간 동안 카테터(26)에 남아 있을 수 있다. 예를 들면, 카테터 삽입 장치(10)는 1시간 내지 약 3일(72시간) 범의의 임의의 시간 동안 카테터(26)에 남아 있을 수 있다. 일례에서 각각의 투석 기간 후 터널형 투석 카테터에서 카테터 삽입 장치(10)를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 예에서, 약 2 내지 3일 동안 NO 방출이 바람직할 것이다.

본 개시내용을 추가로 설명하기 위하여, 본 명세서에 실시예가 제공된다. 이들 실시예는 설명의 목적을 위하여 제공되고, 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예

실시예 1

NO-방출 삽입 장치

예시적인 카테터 삽입 장치를 제조하였다. 분말 조성물은 (고체상 S-니트로소티올로서) SNAP 80 중량% 및 (물 흡수 물질로서) PEG(MW = 4,000 g/㏖) 20 중량%를 포함하였다. 분말 조성물을 THF 중에 용해시켜 균질한 용액을 수득하였다. 용액을 0.94㎜ 외부 직경/0.51㎜ 내부 직경 실리콘 고무 튜빙에 가하였다. (고체상 첨가제로서) 0.3㎜ 스테인리스강 와이어(316L)를 또한 각각의 튜빙 조각에 가하였다. 내부 구성요소가 건조하고 고체 형태가 되도록 완전한 증발을 가능하게 하기 위하여 적어도 24시간 동안 후드 아래, 충전된 튜빙을 실온에 남겨 둠으로서 THF를 증발시켰다. 그 다음, 튜빙을 DOWSIL™ 3140 RTV 클리어 실리콘 코팅 MIL-A-46146으로 밀봉하고, 경화/완전히 밀봉되도록 하였다.

NO 방출 프로파일 시험

일례시적인 카테터 삽입 장치를 인산염 완충 식염수 중에 4일 동안 함침시키고, 방출된 산화질소를 화학발광 기반의 산화질소 분석기로 검출하였다. NO 방출 프로파일(좌측 Y축)을 첫 8시간 동안 도 4A에 도시하고, 제1일 동안(24시간) 도 4B에 도시하고, 제2일의 1.25시간 동안 도 4C에 도시하고, 제4일의 1.25시간 동안 도 4C에 도시한다. 이들 그래프는 또한 NO 수준(ppb)(우측 Y축)을 도시한다. 제1일은 SNAP "NO-버스트" 효과로 인한 높은 NO 방출을 가졌고, 이는 SNAP가 초기에 수화될 때 발생한다. 따라서 효과는 스테인리스강에 의해 추가로 촉매되었다. 제2일 및 제4일에 대한 결과는 NO 방출이 시간이 지남에 따라 점진적으로 증가한다는 것을 나타낸다.

안정성 시험

3개의 상이한 안정성 시간 기간에, 3개의 삽입 장치를 23℃에서 안정성에 대하여 시험하였다. 안정성 시간 기간은 저장 1개월 후, 저장 2개월 후, 및 저장 3개월 후를 포함하였다. 안정성 측정은 각각의 안정성 시간 기간의 제1일, 제2일, 및 제4일에 수행하였다. 초기 안정성 측정(도 5A 내지 도 5C에서 "초기"로 지칭됨)은 장치가 제조된 날(제1일), 장치가 제조된 후 1일(제2일), 및 장치가 제조된 후 3일(제4일)에 수행하였다. 안정성 측정은 화학발광 기반의 산화질소 분석기에 의해 수행되었다. 초기 시간 기간 및 각각의 안정성 시간 기간의 제1일에 수득한 결과를 도 5A에 도시하고; 초기 시간 기간 및 각각의 안정성 시간 기간의 제2일에 수득한 결과를 도 5B에 도시하고; 초기 시간 기간 및 각각의 안정성 시간 기간의 제4일에 수득한 결과를 도 5C에 도시한다. 초기 제1일 측정에 있어서, 오직 2개의 장치가 시험되었다는 것을 주의한다. 제1일에 도 5A에서, 삽입은 물에 대한 SNAP의 초기 노출로 인하여 NO의 매우 높은 양을 방출하였다. SNAP의 초기 수화는 NO-버스트 효과를 야기한다. 추가로, 실리콘 튜빙의 벽이 매우 얇기 때문에, 물에 대한 초기 노출은 실리콘의 외부 직경/원주에 가장 가까운 SNAP 결정의 수화를 야기한다. 이는 NO의 높은 버스트 및 방출을 야기하였다. 그 다음, 물이 삽입물 중심을 향해 계속 흡수됨에 따라, 더 많은 SNAP가 시간이 지남에 따라 수화되고, NO가 방출되었다. 결과는 삽입물이 적어도 3개월 동안 안정하다는 것을 나타낸다.

실시예 2

NO-방출 삽입 장치 및 대조군 삽입 장치

실시예 1에 기재된 바와 같은 예시적인 삽입 장치를 제조하였다.

대조군 카테터 삽입 장치를 또한 제조하였다. 분말 조성물은 PEG 100 중량% 및 스테인리스강 와이어를 포함하였다(SNAP가 포함되지 않았다). 분말 조성물을 THF 중에 용해시켜 균질한 용액을 수득하였다. 용액을 0.94㎜ 외부 직경/0.51㎜ 내부 직경 실리콘 고무 튜빙에 가하였다. 0.3㎜ 스테인리스강 와이어(316L)를 또한 각각의 튜빙에 가하였다. 내부 구성요소가 건조하고 고체 형태가 되도록 완전한 증발을 가능하게 하기 위하여 적어도 24시간 동안 후드 아래, 충전된 튜빙을 실온에 남겨 둠으로서 THF를 증발시켰다. 그 다음, 튜빙을 DOWSIL™ 3140 RTV 클리어 실리콘 코팅 MIL-A-46146으로 밀봉하고, 경화/완전히 밀봉되도록 하였다.

생물막 시험

10% LB(용원성 브로쓰) 배지를 포함하는 CDC 생물막 반응기를 사용하였다. 1.96㎜ 외부 직경, 1.14㎜ 내부 직경, 및 0.41의 벽 두께를 가진 폴리우레탄(PU) 카테터를 사용하였다. CDC 생물막 반응기에서, PU 카테터 튜빙을 에폭시 밀봉제로 하나의 말단에서 밀봉하고, 다른 말단은 배지에 대하여 개방하였다.

3일 생물막 시험을 수행하였다. PU 카테터의 개방 말단을 피. 애루지노사 또는 에스. 아우레우스에 노출하였다. 24시간마다, 실시예 삽입 장치 또는 대조군 삽입 장치를 PU 카테터에 삽입하였다. PU 카테터의 외부(바깥) 표면 상의 완전한 박테리아 수를 측정하였다.

3일 생물막 시험 동안 PU 카테터에서 실시예 삽입 장치(n=3) 및 PU 카테터에서 대조군 삽입 장치(n=3)의 피. 애루지노사에 대한 항미생물 활성은 도 6A에 도시된다. 3일 생물막 시험 동안 PU 카테터에서 실시예 삽입 장치(n=3) 및 PU 카테터에서 대조군 삽입 장치(n=3)의 에스. 아우레우스에 대한 항미생물 활성은 도 6B에 도시된다. 이들 결과는 NO-방출 실시예 삽입 장치가 생물막 형성을 감소시킨다는 것을 명확하게 나타낸다.

피. 애루지노사의 3일 생물막 시험에 대한 원색 공초점 이미지의 흑백 재생은 각각 대조군 삽입 장치 중 하나 및 실시예 삽입 장치 중 하나에 대하여 도 7A 및 7B에 도시된다. 실시예 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 7B)에서보다 대조군 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 7A)에서 더 많은 살아있는 박테리아가 존재하였다.

에스. 아우레우스의 3일 생물막 시험에 대한 원색 공초점 이미지의 흑백 재생은 각각 대조군 삽입 장치 중 하나 및 실시예 삽입 장치 중 하나에 대하여 도 8A 및 도 8B에 도시된다. 실시예 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 8B)에서보다 대조군 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 8A)에서 더 많은 살아있는 박테리아가 존재하였다.

5일 생물막 시험을 에스. 아우레우스와 함께 수행하였다. PU 카테터의 개방 말단을 에스. 아우레우스에 노출하였다. 24시간마다, 실시예 삽입 장치 또는 대조군 삽입 장치를 PU 카테터에 삽입하였다. PU 카테터의 외부(바깥) 표면 상의 완전한 박테리아 수를 측정하였다.

5일 생물막 시험 동안 PU 카테터에서 실시예 삽입 장치(n=3) 및 PU 카테터에서 대조군 삽입 장치(n=3)의 에스. 아우레우스에 대한 항미생물 활성은 도 9에 도시된다. 이들 결과는 NO-방출 실시예 삽입 장치가 대조군 삽입 장치와 비교하여 생물막 형성을 감소시킨다는 것을 명확하게 나타낸다.

에스. 아우레우스의 5일 생물막 시험에 대한 원색 공초점 이미지의 흑백 재생은 각각 대조군 삽입 장치 중 하나 및 실시예 삽입 장치 중 하나에 대하여 도 10A 및 도 10B에 도시된다. 실시예 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 10B)에서보다 대조군 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 10A)에서 더 많은 살아있는 박테리아가 존재하였다.

분산 시험

10% LB 배지를 포함하는 CDC 생물막 반응기를 사용하였다. 1.96㎜ 외부 직경, 1.14㎜ 내부 직경, 및 0.41㎜의 벽 두께를 가진 폴리우레탄(PU) 카테터를 사용하였다. CDC 생물막 반응기에서, PU 카테터 튜빙을 에폭시 밀봉제로 하나의 말단에서 밀봉하였고, 다른 말단은 배지에 개방하였다. 피. 애루지노사 또는 에스. 아우레우스를 3일 기간 동안 PU 카테터 튜빙의 외부 표면 상에 성장하도록 두었다. 그 다음, 실시예 삽입 장치 또는 대조군 삽입 장치를 제4일에 PU 카테터 튜빙에 위치시키고, 그 안에서 1일(24시간) 동안 남겨두었다. PU 카테터의 외부 표면 상의 완전한 박테리아 수를 제5일에 측정하였다.

3일 분산 시험 동안 PU 카테터에서 실시예 삽입 장치(n=3) 및 PU 카테터에서 대조군 삽입 장치(n=3)의 피. 애루지노사에 대한 항미생물 활성은 도 11A에 도시된다. 3일 분산 시험 동안 PU 카테터에서 실시예 삽입 장치(n=3) 및 PU 카테터에서 대조군 삽입 장치(n=3)의 에스. 아우레우스에 대한 항미생물 활성은 도 11B에 도시된다. 이들 결과는 NO-방출 실시예 삽입 장치가 대조군 삽입 장치보다 더 우수하게 생물막을 분산시킨다는 것을 명확하게 나타낸다.

피. 애루지노사의 3일 분산 시험에 대한 원색 공초점 이미지의 흑백 재생은 각각 대조군 삽입 장치 중 하나 및 실시예 삽입 장치 중 하나에 대하여 도 12A 및 도 12B에 도시된다. 실시예 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 12B)에서보다 대조군 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 12A)에서 더 많은 살아있는 박테리아가 존재하였다.

에스. 아우레우스의 3일 분산 시험에 대한 원색 공초점 이미지의 흑백 재생은 각각 대조군 삽입 장치 중 하나 및 실시예 삽입 장치 중 하나에 대하여 도 13A 및 도 13B에 도시된다. 실시예 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 13B)에서보다 대조군 삽입 장치가 있는 PU 카테터(도 13A)에서 더 많은 살아있는 박테리아가 존재하였다.

내부 루멘 항미생물 시험

이러한 5일 시험에서, 플로우 셀 시스템을 사용하였다. PU 카테터의 내부 루멘을 박테리아(피. 애루지노사 또는 에스. 아우레우스)로 접종하였다. 신선한 배지 흐름은 1시간 동안 1일 3회 발생하고, 그 날의 나머지 동안 흐름은 중단되었다. NO-방출 실시예 삽입 장치 또는 대조군 삽입 장치를 내부 루멘 내부에 위치시켰다. 오염 없이 플러싱하는 것이 어렵다는 부분적인 이유로 배지는 삽입물이 그 안에서 위치할 때 내부 루멘에 남아 있었다. 카테터의 하나의 말단은 공기에 개방되었고, 다른 말단은 배지 흐름 커넥터 시스템의 피펫 팁에 연결되었다. 신선한 삽입물을 매일 사용하였다.

5일 내부 루멘 생물막 시험 동안 PU 카테터에서 실시예 삽입 장치(n=4) 및 PU 카테터에서 대조군 삽입 장치(n=4)의 피. 애루지노사에 대한 항미생물 활성은 도 14A에 도시된다. 5일 내부 루멘 생물막 시험 동안 PU 카테터에서 실시예 삽입 장치(n=4) 및 PU 카테터에서 대조군 삽입 장치(n=4)의 피. 애루지노사에 대한 항미생물 활성은 도 14B에 도시된다. 이들 결과는 NO-방출 실시예 삽입 장치가 대조군 삽입 장치와 비교하여 생물막 형성을 감소시킨다는 것을 명확하게 나타낸다.

실시예 2의 모든 결과는 고체상 첨가제로서 스테인리스강 와이어의 존재가 산화질소의 효과를 유의미하게 향상시킨다는 것을 나타낸다.

실시예 3

NO-방출 삽입 장치 및 대조군 삽입 장치

NO 방출 삽입물의 치수는 흔히 사용되는 혈액투석 카테터의 허브 치수를 기반으로 설계되었다.

모든 카테터 삽입 장치는 직사광의 부재하에 제조되었다.

실리콘 튜빙(내부 직경(ID) 0.058", 외부 직경(OD) 0.077")을 약 3㎝ 분절로 절단하고, 이들 각각을 접착제 글루(DOWSIL™ 3140 RTV 클리어 실리콘 코팅 MIL-A-46146)를 사용하여 하나의 말단에서 밀봉하였고, 이를 약 24시간 동안 건조되도록 하였다. 그 다음, 원하는 건조 분말 제제 12 ± 0.2 mg을 유리 깔때기 피펫을 사용하여 각각의 튜빙 분절 내로 분산시켰다. 사용된 건조 분말 제제는 (실시예 A) 75 중량% GSNO : 25 중량% 30㎚ 크기 ZnO 나노입자; (실시예 B) 25 중량% GSNO : 75 중량% 30㎚ 크기 ZnO 나노입자; (실시예 C) 60 중량% GSNO : 20 중량% 30㎚ 크기 ZnO 나노입자 : 20 중량% 고체 폴리에틸렌 글리콜(MW = 3,350)(PEG); (비교예 D) 75 중량% GSNO : 25 중량% 흄드 실리카를 포함하였다. 사용 전에, GSNO을 절구와 절구공이를 사용하여 미세 분말로 분쇄하고, 약 1분 동안 보텍싱에 의해 다른 구성요소(들)와 혼합하여 균질한 건조 분말 혼합물을 달성하였다. 원하는 분말 제제(약 12 mg

1.8㎝ 충전 길이)로 튜빙을 충전한 후, 튜빙 분절을 충전하는데 사용된 말단을 절단하여 충전 분말 위의 빈 공간 약 0.2 cm를 수득하였다. 접착제 글루를 사용하여 개방 말단을 밀봉하고, 약 24시간 동안 건조되도록 하였다. 각각의 삽입물의 최종 길이는 약 2.0 cm이었다.

NO 방출 프로파일 시험

NO 방출 삽입물(실시예 A 내지 C, 비교예 D)로부터의 산화질소 방출을 화학발광 기반의 산화질소 분석기(NOA)를 사용하여 측정하였다. NOA 제로 에어 필터를 통해 통과한 N₂ 기체의 2점 교정 및 N₂ 기체 중의 44.3 ppm NO의 표준을 통해 NOA를 먼저 교정하였다.

18.2 M Ω 탈이온수를 사용하여 식염수 용액(0.9% 염화나트륨)을 제조하였다. NOA 샘플 셀을 식염수 용액 11㎖로 충전하고, NO 방출 삽입물을 삽입물이 항상 완전히 함침되도록 유지되게 부동 폴리프로필렌 장벽 아래 위치시켰다. 식염수 용액 저장소에 N₂ 기체를 50 ㎖/분의 속도로 발포하여 GSNO로부터 생성된 NO가 용액을 탈출하도록 하고, N₂ 스위프 가스에 의해 NOA로 이동되도록 하였다. 모든 NOA 샘플 셀을 알루미늄 포일로 덮어 빛 노출로부터 샘플을 차폐하였다. NO 방출을 72시간 동안 실온(24℃)에서 계속 모니터링하였다.

이러한 시험에 대한 조건은 혈액투석 카테터 허브의 실세계 조건을 모방하도록 선택되었다. 72시간 기간 동안 측정은 혈액투석 치료가 일반적으로 2 내지 3일마다 발생하기 때문에 NO 방출 삽입물이 각각의 투석 기간에 변화할 수 있게 선택되었다. 다른 조건은 카테터 허브가 바디의 외부에 위치하고 불투명하고 식염수 록 용액에 의해 잠궈지기 때문에 선택되었다.

결과는 도 15에 도시된다. 실시예 A는 처음 24시간 동안 NO의 큰 버스트를 수득하였고, 72시간 마크가 도달될 때까지 점점 줄어들었다. 실시예 B에 있어서, GSNO 및 ZnO의 퍼센트는 실시예 A와 비교하여 역전되었다. 실시예 B는 실시예 A와 유사한 NO 방출 프로파일을 증명하였지만, 초기 버스트는 오직 12시간만 지속되었고, 초기 존재하는 GSNO의 낮은 양으로 인하여 그 후 유의미하게 줄어들었다. 실시예 B에 대한 결과는 더 많은 RSNO는 긴 기간 방출을 필요로 한다는 것을 나타낸다.

실시예 A의 NO 방출 프로파일의 평탄화/평활화 시도에서, 실시예 C를 폴리에틸렌 글리콜(MW=3,350)(PEG)로 제조하였다. PEG를 가하여 삽입물의 내부 구성요소(GSNO 및 ZnO)의 점도를 증가시켰다. 도 15에 도시된 바와 같이, 평탄화/평활화 효과가 달성되었고, 이는 72시간 기간 동안 더 일관된 NO 방출 속도를 야기한다.

각각의 실시예 A, B 및 C에서 ZnO 향상된 NO 방출을 증명하기 위하여, 비교예 D에서 ZnO 대신에 흄드 실리카 입자로 치환하였다. 흄드 실리카 입자는 GSNO와 반응하지 않는 불활성 제제였다. 비교예 D의 NO 방출 프로파일은 72시간 동안 최소 NO 방출을 보여준다. 이 데이터는 실리콘 고무 튜빙 내에 함유된 GSNO로부터의 NO 방출을 향상시킨다는 것을 나타낸다.

시험관내 모의 카테터 허브 시험

실시예 A, B, 및 C는 72시간 동안 고유한 NO 방출 프로파일을 나타냈다. 따라서, 각각을 모의 허브 항미생물 실험을 사용하여 이들의 살박테리아 효과에 대하여 시험하였다. 이러한 실험은 실제 혈액투석 카테터 허브의 조건을 모방하도록 설계되었다.

카테터의 허브 영역을 모의하기 위하여, 실리콘 튜빙(ID 0.125", OD 0.250") 3 cm를 사용하였다. 10% LB 브로쓰 중의 밤새 성장한 박테리아 배양(1×108 CFU/㎖) 0.3㎖의 부피를 하나의 말단이 클램핑된 모의 허브로 옮기고, NO 방출 삽입물을 모의 허브 내부에 위치시키고, 다른 말단을 클램프로 차단하였다. 대조군 샘플에 있어서, NO 방출 삽입물을 가하지 않았다. 각각의 샘플을 실온(24℃)에서 어두운 곳에서 72시간 동안 쉐이커에서 저속으로 배양하였다. 배양 72시간 후, 박테리아 배양액 20㎕를 각각의 모의 허브로부터 회수하고, 10배 연속 희석하였다. 각각의 희석액 50㎕를 LB 한천 플레이트에 바르고, 집락 형성 단위(CFU) 계수를 위하여 37℃에서 밤새 배양하였다. 모의 허브를 작은 조각으로 자르고, 내부를 백라이트 라이브/데드(BacLight Live/Dead) 염색 키트로 어두운 곳에서 15분 동안 염색하여 생물막의 정도를 평가하였다. 적절한 필터 세트(SYTO-9의 경우 488/520㎚ 및 요오드화프로피디움의 경우 493/636㎚)가 있는 형광 현미경을 사용하여 현미경 이미지를 수득하였다.

각각의 NO 방출 삽입 제제(실시예 A 내지 C)는 각각의 모의 허브의 액체 브로쓰에 존재하는 모든 박테리아를 사멸하였고, 대조군(NO 방출 삽입물 없음)과 비교하여 박테리아의 6.4 로그 감소를 야기한다. 이들 결과는 도 16에 도시된다. 이 데이터는 실시예 A 내지 C가 모의 카테터 허브 영역의 액체 브로쓰 중의 에스. 아우레우스 박테리아 세포를 사멸할 수 있다는 것을 나타낸다.

형광 현미경 이미지는 각각 모의 허브의 내부 루멘 벽을 찍은 것이고, 원색 이미지의 대표적인 흑백 재생은 도 17A 내지 도 17D의 사진이다. 대조군(도 17A) 뿐만 아니라 실시예 B(도 17C) 및 C(도 17D)는 모의 허브의 내부 루멘 벽에 접착된 에스. 아우레우스 박테리아/생물막의 증거를 나타냈다. 대조적으로, 실시예 A(도 17B)는 유의미한 에스. 아우레우스 박테리아/생물막 접착의 증거를 보이지 않았다.

실시예 A로부터의 데이터는 처음 24시간 동안 NO의 큰 버스트를 갖는 것이 생물막 형성을 방지하는데 바람직하다는 것을 제시한다. 따라서, 실시예 A의 제제(75% GSNO : 25% 30㎚ ZnO 나노입자)를 추가 시험에 사용하였다.

살균 및 안정성 시험

동물 실험 전에, NO 방출 삽입물의 살균을 수행하였다. GSNO는 빛, 열, 금속 이온, 및 물의 존재하에 자연적으로 반응하여 NO를 방출한다. 따라서, 상이한 살균 방법을 시험하여 이들이 GSNO 안정성에 대하여 임의의 부정적인 효과를 갖는지 여부를 확인하였다.

이들 시험에 있어서, 추가의 NO 방출 삽입물을 실시예 A와 유사하게 제조하였다. 이들 삽입물 중 3개를 총괄하여 본 명세서에서 실시예 E로 지칭하고, 다른 3개를 총괄하여 실시예 F로 지칭한다. 삽입물을 개별적으로 분리된 파우치에 포장하고, 산화에틸렌(EO) 또는 과산화수소(H₂O₂) 처리를 위하여 미시간 대학 병원 살균 시설로 보냈다.

EO 처리를 위하여, NO 방출 삽입물(실시예 E)을 1시간 전처리 및 가습 공정(54℃, 40-80% 습도)에 노출시킨 후, 산화에틸렌 기체에 동일한 온도 및 습도하에 3시간 노출시켰다. 그 다음, 2시간 산화에틸렌 기체 배기 공정 후, 12시간 공기 세척을 수행하였다.

H₂O₂ 처리(STERRAD® 시스템 사용)는 총 약 45분 걸렸다. 진공하에, 59%(명목) 수성 H₂O₂를 기화시켜 NO 방출 삽입물을 덮었다. 기체 H₂O₂의 확산은 일어났고, 압력이 감소되었고, 이는 무선 주파수(RF) 에너지가 적용된 후, 저온 H₂O₂ 기체 플라즈마를 형성하였다. 생성된 H₂O₂ 기체 플라즈마는 NO 방출 삽입물을 살균하였다(실시예 F).

3개의 대조군 NO 방출 삽입물(총괄하여 비교예 G로 지칭됨)을 비교예 D와 유사하게 제조하였지만, 살균하지 않았다.

제0일에 GSNO의 양을 대조군 삽입물(비교예 G)에 대하여 측정하였다. 또한 제0일에, EO 처리(실시예 E) 또는 H₂O₂ 처리(실시예 F)를 사용하여 잔여 NO 방출 삽입물을 살균하였다.

자외선(UV)광 및 NOA를 사용하여 방출된 NO의 총량을 검출/정량함으로써 각각의 삽입물 내의 GSNO의 양/안정성을 측정하였다. 구체적으로, 정제수 2㎖를 NOA 샘플 셀에 가하였다. 일정한 기준선이 달성된 후, NO 방출 삽입물 중 하나를 절단하여 개방하고, 또 다른 정제수 2㎖를 사용하여 분말 충전물을 샘플 셀로 옮겼다. 정제수 추가 1㎖를 사용하여 NOA 샘플 셀 벽 상의 모든 잔여 분말을 벌크 용액(정제수 총 5㎖)으로 헹구었다. GSNO/ZnO 함유 용액에 N₂ 기체를 50 ㎖/분의 속도로 발포하여 용액으로부터 탈출시키고, N₂ 스위프 기체에 의해 NOA로 옮겼다. UV 광을 사용하여 GSNO로부터의 NO 방출이 고갈될 때까지 샘플을 조사하고, 원래 기준선으로 돌아간 부분을 표시하였다. 몰비가 1:1이기 때문에 각각의 NO 방출 삽입물로부터 방출된 NO의 양을 GSNO로 직접적으로 전환하였다. 3개의 NO 방출 대조군 삽입물(살균되지 않음)로부터 측정된 GSNO의 가장 높은 양은 GSNO의 100% 회수로 추정되었고, 따라서, 모든 다른 샘플(살균 및 비살균)을 이 값으로 정규화하였다. 따라서, >100% GSNO 회수는 가능하였다. 표 1은 실시예 E, 실시예 F, 및 비교예 G(각각 n=3)에 대한 결과를 보여준다.

이들 결과를 기반으로(더 낮은 표준 편차 및 더 빠른 턴라운드), 추가 시험을 위하여 H₂O₂ 처리가 선택되었다.

비교예 G 비살균	실시예 E H ₂ O ₂ 기체 40℃, 30분	실시예 F EO 기체 >80℃, 7시간
98.4% ± 1.6%	100.2% ± 2.4%	95.3% ± 10.1%

그 다음, NO 방출 삽입물 내부의 GSNO의 장기 안정성을 분석하였다. 추가의 NO 방출 삽입물을 실시예 A와 유사하게 제조하였고, H₂O₂ 방법을 사용하여 살균하였다(총괄하여 실시예 H로 지칭됨). 이들 추가의 삽입물 중 3개는 살균하지 않았고, 대조군으로서 사용하였다(총괄하여 비교예 I로 지칭됨). 각각의 대조군 삽입물 중의 GSNO의 양은 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 제0일에 측정하였다. H₂O₂ 살균이 남은 삽입물(실시예 H)에 대하여 제0일에 완료된 후, 이들을 이들의 개별적인 살균 파우치에 남겨두고, 추가로 사용할 때까지 어두운 곳에서 실온(24℃)에서 건조제와 함께 밀봉된 유리병에 저장하였다. 삽입물 중 3개 중의 GSNO를 제1일에 측정하였다. 3개의 다른 삽입물 중의 GSNO를 제7일에 측정하였다. 또 다른 3개의 삽입물 중의 GSNO를 제56일에 측정하였다. 결과는 도 18에 도시한다. 거의 2개월의 저장 후(제56일), 삽입물 내부의 GSNO는 평균 4.3%만큼 분해된 것으로 확인되었다. 따라서, GSNO는 실온에서 실리콘 삽입 장치 내부의 ZnO 나노입자와 함께 저장될 때 상대적으로 안정하다.

침출 시험

용액 중에 함침될 때 삽입 장치로부터 임의의 분말 조성물 구성요소가 누출되는지 여부를 측정하기 위하여 시험을 수행하였다. 개방 말단을 통해 분말을 충전한 다음, 개방 말단을 밀봉하는 것을 포함하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 실시예 A와 유사한 삽입 장치를 제조하였다. 삽입 장치 중 3개의 이러한 밀봉된 말단을 각각의 시험 병의 각각의 캡으로 고정하였다.

이들 시험에 있어서, 3개의 대조군 삽입 장치는 오직 실리콘 튜빙 및 글루 접착제만을 포함하였고, GSNO 또는 ZnO는 존재하지 않았다.

식염수 용액 중의 높은 염 농도가 유도 결합 플라즈마 질량 분석기(ICP-MS)를 손상시킬 수 있기 때문에 정제된 탈이온수를 함침 용액으로 사용하였고, 이는 함침의 예정된 기간 후 침출 용액 중의 아연을 검출하는데 사용되었다.

2개의 상이한 함침 조건은 침출에 대한 시험에 사용된다. 모든 삽입 장치를 시험 병 내의 정제된 탈이온수의 정의된 부피(10㎖)에 넣었다. 3개의 대조군 삽입 장치 및 분말 조성물을 포함하는 삽입 장치 중 3개(총괄하여 실시예 J로 지칭됨)를 삽입 장치의 양 말단이 둘 다 시험 병 내에서 용액 중에 함침되도록 완전히 함침시켰다. 분말 조성물을 포함하는 다른 삽입 장치 3개(총괄하여 실시예 K로 지칭됨)를 용액 중에 부분적으로 함침시켰다. 부분적인 함침을 위하여, 이에 고정된 삽입 장치가 있는 캡을 사용하였다. 이들 삽입 장치는 각각의 시험 병의 캡에 의해 유지되기 때문에, 분말 조성물 도입 후 밀봉된 말단은 시험 병 내의 용액에 노출되지 않았다.

함침 24시간(1일) 후, 삽입 장치를 제거하고, 완전히 세척하고, 건조시키고, 새로운 정제된 탈이온수 중에 다시 완전히 또는 부분적으로 함침시켰다. 이 공정을 제2일 및 제3일에 반복하였다. 각각의 용액을 수집한 후, ICP-MS를 사용하여 각각의 아연 함량의 농도를 측정하였다. 결과는 도 19에 도시된다.

도 19에 도시된 바와 같이, 처음 24시간 함침 기간 후, 2개의 상이한 함침 조건에 대하여 용액 중에 검출된 아연의 농도는 극도로 상이하였다(실시예 J(완전한 함침)의 경우 1394.3 ppb 대 실시예 K(부분적인 함침)의 경우 76.8 ppb). 상기 기재된 바와 같이, 두 함침 방법 간의 차이는 완전한 함침의 경우, GSNO/ZnO 분말로 충전된 후 밀봉된 실리콘 튜브의 말단이 용액에 직접적으로 노출되었다는 것이고, 반면, 부분적인 함침의 경우, 이 말단이 캡 내부에 있고 용액에 노출되지 않았다는 것이다. 따라서, 결론은 튜빙이 밀봉 전에(예를 들면, 충전 동안) ZnO에 직접적으로 노출되었기 때문에, ZnO은 제2 말단이 밀봉된 실리콘 튜빙의 말단을 빠져나갈 수 있었고, 반면, 실리콘 튜빙의 다른 말단은 미리 밀봉되었고, 임의의 ZnO에 대한 임의의 노출 전에 건조되었다(더 많은 고체 밀봉을 생성함)고 결론을 낼 수 있다. 게다가, 실시예 K(완전히 함침된 삽입 장치)에 대한 큰 오차 막대는 이러한 현상이 이러한 현상은 삽입이 손에 의해 만들어졌기 때문에 두번째로 밀봉된 가장자리에 가까울 수 있는 ZnO의 양이 엄청나게 다양할 수 있었기 때문이다라는 것을 간접적으로 증명한다.

종합적으로, 도 19의 데이터는 아연이 NO 방출 삽입 장치의 실리콘 튜빙의 벽으로부터 침출되지 않았다는 것을 증명하였다.

시험관내 카테터 허브 시험

NO 방출 삽입물을 실시예 A와 동일한 방식으로 제조하고, H₂O₂ 살균 방법으로 미리 살균하였다. 실제 혈액투석 카테터 허브에서 이들 NO 삽입 장치의 항미생물 효능은 각각 그램 양성 및 글매 음성 균주, 에스. 아우레우스 및 피. 애루지노사에 대하여 시험하였다.

이 시험에 사용된 카테터는 28㎝ 길이의 Permcath™ 소아과 실리콘 만성 듀얼 루멘 오발 카테터(Covidien/Medtronic 제품)였다. 카테터의 허브 영역 상의 클램프를 클램핑으로 차단하고, 10% LB 브로쓰 중에 밤새 성장한 박테리아 배양(1×108 CFU/㎖) 0.3㎖를 가하였다. NO 방출 삽입물을 카테터 허브의 내부에 삽입하고 캡으로 밀봉하였다.

대조군 샘플에 있어서, NO 방출 삽입물을 가하지 않았다.

각각의 카테터를 실온(24℃)에서 어두운 곳에서 72시간 동안 쉐이커에서 저속으로 배양하였다. 배양 72시간 후, 박테리아 배양액 20㎕를 각각의 허브 영역으로부터 회수하고, 10배 연속 희석하였다. 각각의 희석액 50㎕를 LB 한천 플레이트에 바르고, 집락 형성 단위(CFU) 계수를 위하여 37℃에서 밤새 배양하였다. 대조군 삽입물과 비교하여, 실시예 삽입물은 에스. 아우레우스 및 피. 애루지노사에 대하여 각각 6.6 및 6.7의 로그 감소를 야기하였다. 이 데이터는 실시예 A(75% GSNO/25% ZnO 나노입자)의 제제를 함유하는 NO 방출 삽입물이 그램 양성 및 그램 음성 균주 둘 다를 사멸하는데 극도로 효과적이라는 것을 제시한다.

생체내 - 양 시험

일반적인 과정

각각의 이들 시험은 대학 및 연방정부 규정에 따라 동물 관리와 사용에 대한 미시간 대학 위원회에 의해 승인된 동물 관리 및 수술 과정(금식 24시간 및 펜타닐 경피 패치 100 ㎍/h에 의한 수술전 무통증)을 포함하였다.

체중 45 내지 50㎏의 성체 양을 이용하였다. 일반적인 마취하에, 28㎝ 길이(근위 팁까지 13㎝ 커프)의 Permcath™ 소아과 실리콘 만성 이중 루멘 오발 카테터를 셀딩거(Seldinger) 와이어 기술을 사용하여, 근위 팁을 RA-SVC 접합부에 위치시키는 것을 목표로 좌측 및 우측 경정맥(쇄골하 위의 약 3㎝ 내지 약 5 cm)에 넣었다. 혈관을 노출시키거나 조종하지 않도록 주의한다. 카테터를 피부에 고정하고 살균 드레싱으로 덮었다. 카테터 배치 후, 양을 마취로부터 회복시켰고, 헛간(비살균 조건)에 가두었다.

모든 카테터를 캡핑하고, 루멘의 원위 말단을 통해 주입된 2,000 U 헤파린화된 식염수 용액(2㎖)로 충전하였다. 양 시험에 사용되는 NO 방출 삽입물은 실시예 A의 제제를 사용하여 제조하였다: 75% GSNO : 25% 30㎚ 크기 ZnO 나노입자. NO 방출 삽입물을 DOWSIL® 접착제 글루를 사용하여 수 루어 락 주사 부위 캡(Qosina)에 부착하고, 24시간 동안 건조되도록 하였다. 각각의 NO 방출 삽입 캡을 개별적으로 포장하고, 본 명세서에 기재된 H₂O₂ 살균을 사용하여 살균하였다. 살균 NO 방출 삽입 캡을 실온(24℃)에서 저장하고, 이들이 사용되기 전까지 빛으로부터 차폐하였다.

부검(각각의 시험의 제14일) 전에, 헤파린 10,000 U 볼루스를 요골측피부정맥 안지오캐쓰(angiocath)를 통해 제공한 후, FatalPlus IV 주사를 제공하였다. 살균 기술을 사용하여 각각의 카테터를 확보하였다. 각각의 카테터의 외부 표면을 70% 에탄올 용액으로 닦아 살균하였다. 카테터의 각각의 부분으로부터 1㎝ 길이의 부분을 절단하였다. 각각의 부분을 내부 루멘 벽에 접착된 모든 박테리아/생물막을 제거하는데 충분한 속도로 균질기(OMNI TH, OMNI International, 미국 조지아주 케네쏘 소재)를 사용하여 15-㎖ 튜브에서 1×PBS(10mM, pH 7.2) 2㎖ 중에 균질화하고, 수득된 용액의 지정된 양(예를 들면, 20㎕)을 10배 연속 희석하였다. 각각의 희석액의 지정된 양(예를 들면, 5㎕)을 LB 한천 플레이트에 바르고, CFU 계수를 위하여 37℃에서 밤새 배양하였다.

추가로, 0.5㎝ 초과의 길이의 부분을 카테터의 각각의 부분으로부터 절단하고, 내부 루멘 표면을 백라이트 라이브/데드 염색 키트로 어두운 곳에서 15분 동안 염색하였다. 적절한 필터 세트(SYTO-9의 경우 488/520㎚ 및 요오드화프로피디움의 경우 493/636㎚)가 있는 형광 현미경을 사용하여 현미경 이미지를 수득하였다.

도 20은 양 시험에 사용된 카테터 뿐만 아니라 시험된 다양한 영역의 도식적 묘사이다. 영역은 허브 영역, 터널 영역, 원위 혈관내 영역 및 근위 팁을 포함하였다.

양 시험 #1

2마리의 성체 양을 양 시험 #1에서 연구하였다. 1 마리의 양(비교예 양 1)을 대조군(총 n = 4 카테터 허브, NO 방출 삽입물 없음)으로 지정하고, 다른 양(실시예 양 2)을 실험(총 n = 4 카테터 허브, NO 방출 삽입 캡 사용)으로 지정하였다. 수술후 제0일, 제2일, 제4일, 제7일, 제9일, 제11일, 및 제14일에, 캡을 변경하였다. 이 과정을 위하여, 혈액 3.5㎖를 각각의 루멘으로부터 채취한 다음, 루멘을 2,000 U 헤파린화된 식염수 용액(2㎖)으로 잠구고, NO 방출 삽입 캡 및 대조군 캡 둘 다를 각각 새로운 캡으로 교체하였다. 수술후 제14일에, 각각의 카테터 루멘의 허브 영역으로부터 액체 50㎕를 채취하고, LB 한천 플레이트에 발랐다. 집락 형성 단위(CFU) 계수를 위하여 플레이트를 37℃에서 밤새 배양하였다. 결과는 도 21에 도시된다. 도시된 바와 같이, 삽입 장치로 처리된 실시예 양 2의 카테터는 임의의 삽입 장치로 처리되지 않은 비교예 양 1의 카테터와 비교하여 생존 세포에서 >3 로그 단위 감소를 가졌다.

라이브/데드 염료 염색을 사용하여 형광 현미경 이미지를 카테터의 허브의 내부 루멘 벽, 터널, 및 원위 영역으로부터 수득하였다. 원색 이미지에서, 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색은 죽은 박테리아를 나타냈다.

도 22A 및 도 22B는 비교예 양 1로부터의 카테터 중 하나의 허브 영역 및 실시예 양 2로부터의 카테터 중 하나의 허브 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 비교예 양 1로부터의 카테터의 허브 영역은 살아있는 박테리아의 생물막을 가진 반면, 실시예 양 2로부터의 카테터의 허브 영역은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 23A 및 도 23B는 비교예 양 1로부터의 카테터 중 하나의 터널 영역 및 실시예 양 2로부터의 카테터 중 하나의 터널 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 비교예 양 1로부터의 카테터의 터널 영역은 살아있는 박테리아의 생물막을 가진 반면, 실시예 양 2로부터의 카테터의 터널 영역은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 24A 및 도 24B는 비교예 양 1로부터의 카테터 중 하나의 원위 팁 및 실시예 양 2로부터의 카테터 중 하나의 원위 팁의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 비교예 양 1로부터의 카테터의 원위 팁은 살아있는 박테리아 및 죽은 박테리아의 생물막을 가졌다. 실시예 양 1로부터의 카테터의 원위 팁의) 도 24B의 컬러 버전은 일부 적색 및 녹색을 나타냈다. 그러나, 이는 더 높은 확대 이미지로부터 결정되었고, 이들 적색 및 녹색 줄무늬는 박테리아가 아닌 표면 질감으로부터 생긴 것이다. 실제로, 실시예 양 2로부터의 카테터의 원위 팁은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

양 시험 #2

2마리의 성체 양을 양 시험 #2에서 연구하였다. 1마리의 양(비교예 양 3)을 대조군(총 n = 4 카테터 허브, NO 방출 삽입물 없음)으로 지정하고, 다른 양(실시예 양 4)을 실험(총 n = 4 카테터 허브, NO 방출 삽입 캡 사용)으로 지정하였다. 수술후 제0일, 제2일, 제4일, 제7일, 제9일, 제11일 및 제14일에, CFU를 위하여 각각의 카테터 루멘의 허브 영역으로부터 액체 50㎕를 채취하엿다. 그 다음, 혈액 3.5㎖를 각각의 루멘으로부터 채취한 다음, 루멘을 2,000 U 헤파린화된 식염수 용액(2㎖)으로 잠구고, NO 방출 삽입 캡 및 대조군 캡 둘 다를 각각 새로운 캡으로 교체하였다. 대조군 및 실험 캡을 2 내지 3일마다 변경하고, 혈액을 각각의 루멘을 통해 채취하여 투석 치료와 혈액 노출 사이의 평균 시간을 모의하였다. 14일 후, 시험을 종결하고, 각각의 혈액투석 카테터를 카테터의 4개의 분리된 영역의 내부 벽에 존재하는 박테리아/생물막의 양에 대하여 평가하였다(도 20).

CFU 계수를 위하여 (50㎕ 중) 20㎕를 PBS 버퍼로 10배 연속 희석하였다. 각각의 희석액 5㎕를 LB 한천 플레이트에 옮기고, 집락 계수를 플레이트를 위하여 밤새 배양하였다. 2-3일마다 허브 영역 내의 액체로부터 채취한 박테리아 계수의 결과는 도 25에 요약된다. 특정한 날에, 예를 들면, 제7일 및 제11일에, 일부 예측하지 못한 상황은 적절한 액체 샘플이 각각의 허브 영역으로부터 수득되는 것을 방지하였다. 그러나, 비교예 양 3(카테터에서 NO 방출 삽입 캡 없음)이 제4일 후 유의미한 박테리아 수를 나타냈고, 실시예 양 4(카테터에서 NO 방출 삽입 캡 있음)는 어떠한 날에도 박테리아를 나타내지 않았고, 따라서 각각의 시험일 후, 검출 한계(220 CFU/㎖, 도 25에서 점선으로 구별됨)에 도달했다는 점에서 데이터는 일관되게 유지되었다. 비교예 양 3과 비교하여 실시예 양 4에 대하여 3.88의 로그 감소는 제4일에 이미 관찰되었고, 제14일까지 5.42로 증가하였다. 이러한 데이터는 NO 방출 삽입 캡이 실세계 조건하에 허브 영역의 액체 중에 존재하는 박테리아에 유의미한 항미생물 효과를 갖는다는 것을 제시한다.

14일 연구의 완료 후, 각각의 카테터의 4개의 영역(도 20에 도시됨)을 내부 루멘 벽에 접착된 박테리아/생물막에 대하여 시험하였다. 이 시험은 먼저 카테터의 외부를 살균하고, 특정한 부분을 절단하고, 균질기를 사용하여 박테리아 측정(상기 기재된 바와 같이)을 위하여 내부 루멘으로부터 모든 접착된 박테리아/생물막을 제거함으로써 수행되었다. 이 시험의 결과는 도 26에 요약된다. 비교예 양 3으로부터의 카테터에 있어서, 카테터의 4개 영역은 모두 존재하는 박테리아/생물막의 유의미한 양을 가졌다. 실시예 양 4로부터의 카테터(실험 NO 방출 삽입 캡 있음)에 있어서, 박테리아는 어느 4개 영역에서도 검출되지 않았다. 흥미롭게도, 박테리아/생물막 방지는 허브 영역(NO이 국소적으로 방출되는 곳) 뿐만 아니라 카테터의 모든 영역에서 관찰되었다. 이 데이터는 박테리아가 카테터의 허브 영역으로부터 근위 영역으로 이동할 수 있고, NO 방출 삽입 캡이 실시계 상황 동안 모든 영역 전체에서 유의미한 항박테리아/항생물막 가능성을 갖는다는 것을 정량적으로 제시한다.

라이브/데드 염료 염색을 사용하여 형광 현미경 이미지를 카테터의 각각의 영역의 내부 루멘 벽으로부터 수득하였다. 원색 이미지에서, 녹색 염색은 살아있는 박테리아를 나타내고 적색은 죽은 박테리아를 나타냈다.

도 27A 및 도 27B는 비교예 양 3으로부터의 카테터 중 하나의 허브 영역 및 실시예 양 4로부터의 카테터 중 하나의 허브 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 비교예 양 3으로부터의 카테터의 허브 영역은 살아있는 박테리아의 생물막을 가진 반면, 실시예 양 4로부터의 카테터의 허브 영역은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 28A 및 도 28B는 비교예 양 3으로부터의 카테터 중 하나의 터널 영역 및 실시예 양 4로부터의 카테터 중 하나의 터널 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 비교예 양 3으로부터의 카테터의 터널 영역은 살아있는 박테리아의 생물막을 가진 반면, 실시예 양 4로부터의 카테터의 터널 영역은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 29A 및 도 29B는 비교예 양 3으로부터의 카테터 중 하나의 원위 혈관내 영역 및 실시예 양 4로부터의 카테터 중 하나의 원위 혈관내 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 비교예 양 3으로부터의 카테터의 원위 혈관내 영역은 살아있는 박테리아 및 죽은 박테리아의 생물막을 가졌다. 실시예 양 4로부터의 카테터의 원위 혈관내 영역은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 30A 및 도 30B는 비교예 양 3으로부터의 카테터 중 하나의 원위 팁 및 실시예 양 4로부터의 카테터 중 하나의 원위 팁의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 비교예 양 3으로부터의 카테터의 원위 팁은 살아있는 박테리아 및 죽은 박테리아의 생물막을 가졌다. 실시예 양 4로부터의 카테터의 원위 팁은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

이 데이터는 NO 방출 삽입 캡이 실세계 조건하에 각각의 카테터 영역에서 박테리아/생물막 형성을 방지한다는 것을 정량적으로 제시한다.

양 시험 #3

2마리의 성체 양을 양 시험 #3에서 연구하였다. 이 시험에서, 항미생물제로서 클로르헥시딘을 가진 상업적으로 이용 가능한 항미생물 캡을 비교를 위하여 사용하였다.

양 5에 있어서, 우측 경정맥에 이식된 카테터를 상업적인 클로르헥시딘 캡으로 지정하고, 좌측 경정맥에 이식된 카테터를 NO 방출 삽입 캡으로 지정하였다. 양 6에 있어서, 우측 경정맥을 NO 방출 삽입 캡으로 지정하고, 좌측 경정맥에 이식된 카테터를 클로르헥시딘 캡으로 지정하도록 지정을 역전시켰다. 전체적으로, 클로르헥시딘 캡에 있어서 n = 4 카테터 허브가 있었고, NO 방출 삽입 캡에 대하여 또한 n = 4 카테터 허브가 있었다. 수술후 제0일, 제2일, 제3일, 제6일, 제8일, 제10일, 제12일, 및 제14일에, CFU 계수를 위하여 각각의 카테터 루멘의 허브 영역으로부터의 액체 50㎕를 채취하였다. 그 다음, 혈액 3.5㎖를 각각의 루멘으로부터 채취하고, 2,000 U 헤파린화된 식염수 용액(2㎖)으로 잠구고, NO 방출 삽입 캡 및 클로르헥시딘 캡 둘 다를 각각 새로운 캡으로 교체하였다.

14일 후, 시험을 종결하고, 각각의 혈액투석 카테터를 카테터의 4개의 영역(도 20에 도시됨)의 내부에 존재하는 박테리아/생물막의 양에 대하여 평가하였다. 이 시험은 먼저 카테터의 외부를 살균하고, 특정한 부분을 절단하고, 균질기를 사용하여 박테리아 측정(상기 기재된 바와 같이)을 위하여 내부 루멘으로부터 모든 접착된 박테리아/생물막을 제거함으로써 수행되었다. 이 시험의 결과는 도 31에 요약된다. 실험 카테터에 있어서, 최소 박테리아가 허브 및 터널 영역에서 검출되었고, 원위 혈관내 영역 및 근위 팁에서는 박테리아가 검출되지 않았다. 클로르헥시딘 카테터에 있어서, 박테리아/생물막은 모든 4개 영역에서 검출되었다. 카테터의 터널 영역은 클로르헥시딘 카테터와 비교하여 실험에 있어서 박테리아(3.82)의 가장 큰 로그 감소를 가졌다. 전체적으로, 이 데이터는 NO 방출 삽입 캡이 상업적으로 이용 가능한 클로르헥시딘 캡과 비교하여 혈액투석 카테터의 모든 4개 영역에서 박테리아/생물막 형성을 훨씬 더 많이 방지할 수 있다는 것을 제시한다.

도 32A 및 도 32B는 클로르헥시딘 카테터 중 하나의 허브 영역 및 실험 카테터 중 하나의 허브 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 허브 영역은 둘 다 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 33A 및 도 33B는 클로르헥시딘 카테터 중 하나의 터널 영역 및 실험 카테터 중 하나의 터널 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 클로르헥시딘 카테터의 터널 영역은 살아있는 박테리아의 생물막을 가진 반면, 실험 카테터의 터널 영역은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 34A 및 도 34B는 클로르헥시딘 카테터 중 하나의 원위 혈관내 영역 및 실험 카테터 중 하나의 원위 혈관내 영역의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 클로르헥시딘 카테터의 원위 혈관내 영역은 살아있는 박테리아 및 죽은 박테리아의 생물막을 가졌다. 실험 카테터의 원위 혈관내 영역은 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

도 35A 및 도 35B는 클로르헥시딘 카테터 중 하나의 원위 팁 및 실험 카테터 중 하나의 원위 팁의 형광 현미경 이미지를 각각 (흑백으로) 도시한다. 클로르헥시딘 카테터의 원위 팁 및 실험 카테터의 원위 팁은 각각 최소 단일 세포(죽거나 살아있음)를 가졌다.

클로르헥시딘 카테터는 터널 영역의 내부 루멘 벽에 접착된 유의미한 박테리아/생물막을 나타냈고, 이는 터널 영역으로부 수득된 상승된 박테리아/생물막 수에 상응한다. 실험 카테터(NO 방출 삽입 캡)는 모든 4개의 영역의 내부 루멘 벽에 접착된 최소 박테리아 내지 박테리아 없음을 나타냈다. 이 데이터는 NO 방출 삽입 캡이 상업적으로 이용 가능한 클로르헥시딘 캡과 비교하여 각각의 카테터 영역에서 훨씬 더 많은 박테리아/생물막 형성을 방지한다는 것을 나타낸다.

본 명세서에 제공된 범위는 마치 기재된 범위 내의 값(들) 또는 하위범위(들)가 명백하게 기재된 것처럼 기재된 범위 및 기재된 범위 내의 임의의 값 또는 하위범위를 포함하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 약 1㎚ 내지 약 900㎚ 범위는 약 1㎚ 내지 약 900㎚의 명백하게 기재된 범위를 포함할 뿐만 아니라 개별적인 값, 예를 들면, 약 3.7㎚, 약 45㎚, 약 100㎚, 약 520.5㎚, 650㎚, 799㎚ 등, 및 하위범위, 예를 들면, 약 395㎚ 내지 약 595㎚ 등을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 추가로, "약"이 값을 설명할 때 사용되는 경우, 이는 기재된 값으로부터 작은 오차(+/- 10% 이하)를 포함하는 것을 의미한다.

명세서 전체에서 "일례", "또 다른 예", "예" 등에 대한 지칭은 예와 관련하여 기재된 특정한 요소(예를 들면, 특징, 구조, 및/또는 특성)이 본 명세서에 기재된 적어도 일례에 포함되고, 다른 예에는 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있다는 것을 의미한다. 추가로, 임의의 예에 대하여 기재된 요소는 달리 문맥이 분명하게 기재되지 않는 한, 다양한 예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다는 것이 이해된다.

본 명세서에 개시된 예의 설명 및 주장에서, 단수 표현은 달리 문맥이 분명하게 기재되지 않는 한, 복수의 지시대상을 포함한다.

몇몇 예가 상세하게 기재되었지만, 개시된 예는 변형될 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 상기 설명은 비제한적인 것으로 간주된다.

Claims

카테터 삽입 장치로서,
고체상 S-니트로소티올(RSNO)을 포함하는 분말 조성물;
하우징으로서,
i) 산화질소에 대하여 투과성이고, ii) 비다공성이고, iii) 수증기에 대하여 투과성인 중합체 벽; 및
상기 중합체 벽에 의하여 적어도 부분적으로 규정된 내부 루멘
을 포함하는, 상기 하우징
을 포함하되; 상기 분말 조성물이 상기 하우징의 상기 내부 루멘 내에 완전히 밀봉되는, 카테터 삽입 장치.
제1항에 있어서, 상기 분말 조성물이 물 흡수 물질을 더 포함하는, 카테터 삽입 장치.
제2항에 있어서, 상기 물 흡수 물질이 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(비닐 알코올), 폴리펩타이드, 다이온성 종, 단당류, 다당류, 실리카 입자 및 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 카테터 삽입 장치.
제2항에 있어서, 상기 고체상 RSNO 대 상기 물 흡수 물질의 중량비가 1:1 내지 10:1 범위인, 카테터 삽입 장치.
제4항에 있어서, 수증기에 노출 후, 상기 고체상 RSNO로부터 산화질소의 방출 속도를 가속화시키는 고체상 첨가제를 더 포함하되, 상기 고체상 첨가제가 또한 상기 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉되는, 카테터 삽입 장치.
제4항에 있어서,
상기 고체상 첨가제가 상기 분말 조성물의 구성요소이고;
상기 분말 조성물이 상기 고체상 RSNO 약 40 중량% 내지 약 85.5 중량%, 상기 고체상 첨가제 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 및 상기 물 흡수 물질 약 8 중량% 내지 약 47.5 중량%를 포함하는, 카테터 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 분말 조성물이 수증기에 노출 후, 상기 고체상 RSNO로부터 산화질소의 방출 속도를 가속화시키는 고체상 첨가제를 더 포함하되;
상기 고체상 첨가제가 산화아연 나노입자, 구리(II/I)-리간드 착물, 구리 나노입자, 아스코르브산, 티올, 수소 이온 전구체, 셀레늄 종, 유기-셀레늄 분자, 유기-텔루륨 분자, 스테인리스강 나노입자, 금 나노입자, 유기 촉진제 종으로 코팅되거나 이의 고정화된 형태를 보유한 실리카 또는 중합체 입자, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 카테터 삽입 장치.
제7항에 있어서, 상기 분말 조성물이 상기 고체상 RSNO 약 15 중량% 내지 약 95 중량% 및 상기 고체상 첨가제 약 5 중량% 내지 약 85 중량%로 이루어지는, 카테터 삽입 장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉된 고체상 첨가제를 더 포함하되, 상기 고체상 첨가제가 금속 와이어인, 카테터 삽입 장치.
제1항에 있어서, 상기 중합체 벽이 실리콘 고무, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 가소화된 폴리(염화비닐)(PVC), 실록산계 폴리우레탄 엘라스토머 및 열가소성 실리콘-폴리카보네이트-폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 카테터 삽입 장치.
제1항에 있어서, 상기 중합체 벽이 튜브이고, 상기 하우징이 상기 튜브의 반대된 말단에 부착된 각각의 밀봉 부재를 더 포함하는, 카테터 삽입 장치.
키트로서,
카테터 삽입 장치로서,
고체상 S-니트로소티올(RSNO)을 포함하는 분말 조성물,
삽입 하우징으로서,
i) 산화질소에 대하여 투과성이고, ii) 비다공성이고, iii) 수증기에 대하여 투과성인 중합체 벽; 및
상기 중합체 벽에 의하여 적어도 부분적으로 규정된 내부 루멘
을 포함하는, 상기 삽입 하우징
을 포함하되, 상기 분말 조성물이 상기 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉되는, 상기 카테터 삽입 장치;
카테터로서,
산화질소에 대하여 투과성이고 적어도 하나의 루멘을 갖는 카테터 튜빙, 및
상기 카테터 튜빙의 근위 말단에 부착되고 상기 카테터 튜빙의 적어도 하나의 루멘에 작동적으로 연결되는 개구를 갖는 어댑터
를 포함하는, 상기 카테터; 및
상기 카테터 삽입 장치를 상기 적어도 하나의 루멘 내 또는 상기 어댑터 내의 위치에 잠그는 기구
를 포함하는, 키트.
제12항에 있어서, 상기 분말 조성물이 물 흡수 물질을 더 포함하는, 키트.
제13항에 있어서, 상기 물 흡수 물질이 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(비닐 알코올), 폴리펩타이드, 다이온성 종, 단당류, 다당류, 실리카 입자, 및 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 키트.
제13항에 있어서, 상기 고체상 RSNO 대 상기 물 흡수 물질의 중량비가 1:1 내지 10:1 범위인, 키트.
제15항에 있어서, 상기 장치가 수증기에 노출 후, 상기 고체상 RSNO로부터 산화질소의 방출 속도를 가속화시키는 고체상 첨가제를 더 포함하되, 상기 고체상 첨가제가 또한 상기 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉되는, 키트.
제16항에 있어서,
상기 고체상 첨가제가 상기 분말 조성물의 구성요소이고;
상기 분말 조성물이 상기 고체상 RSNO 약 40 중량% 내지 약 85.5 중량%, 상기 고체상 첨가제 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 및 상기 물 흡수 물질 약 8 중량% 내지 약 47.5 중량%를 포함하는, 키트.
제12항에 있어서,
상기 분말 조성물이 수증기에 노출 후, 상기 고체상 RSNO로부터 산화질소의 방출 속도를 가속화시키는 고체상 첨가제를 더 포함하고;
상기 고체상 첨가제가 산화아연 나노입자, 구리(II/I)-리간드 착물, 구리 나노입자, 아스코르브산, 티올, 수소 이온 전구체, 셀레늄 종, 유기-셀레늄 분자, 유기-텔루륨 분자, 스테인리스강 나노입자, 금 나노입자, 유기 촉진제 종으로 코팅되거나 이의 고정화된 형태를 보유한 실리카 또는 중합체 입자, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 키트.
제18항에 있어서, 상기 분말 조성물이 상기 고체상 RSNO 약 15 중량% 내지 약 95 중량% 및 상기 고체상 첨가제 약 5 중량% 내지 약 85 중량%로 이루어지는, 키트.
제12항에 있어서, 상기 하우징의 내부 루멘 내에 완전히 밀봉된 고체상 첨가제를 더 포함하되, 상기 고체상 첨가제가 금속 와이어인, 키트.
제12항에 있어서, 상기 중합체 벽이 실리콘 고무, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 가소화된 폴리(염화비닐)(PVC), 실록산계 폴리우레탄 엘라스토머 및 열가소성 실리콘-폴리카보네이트-폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 키트.
제12항에 있어서, 상기 카테터가 급성 카테터 또는 만성 카테터인, 키트.
제22항에 있어서,
상기 급성 카테터가 혈관내 카테터 및 비뇨기 카테터로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는
상기 만성 카테터가 터널형 투석 카테터, 비경구 영양 카테터, 및 약물 주입 카테터로 이루어진 군으로부터 선택되는, 키트.
제12항에 있어서, 상기 중합체 벽이 삽입 튜브이고, 상기 하우징이 상기 삽입 튜브의 반대된 말단에 부착된 각각의 밀봉 기구를 더 포함하는, 키트.
제12항에 있어서, 상기 카테터 삽입 장치의 외부 직경이 약 0.5㎜ 내지 약 3㎜ 범위인, 키트.
방법으로서,
카테터 삽입 장치를 카테터의 루멘 내 또는 상기 카테터에 작동적으로 연결되는 어댑터 내의 위치에 잠구고, 이로써 상기 카테터 삽입 장치는 상기 루멘 또는 상기 어댑터 내에서 록 용액과 접촉하도록 배치되는 단계를 포함하되,
상기 카테터 삽입 장치는,
i) 산화질소에 대하여 투과성이고, ii) 비다공성이고, iii) 수증기에 대하여 투과성인 중합체 벽을 포함하는 삽입 하우징, 및
삽입 하우징 내에 완전히 밀봉된 분말 조성물
을 포함하고, 상기 분말 조성물은 고체상 S-니트로소티올(RSNO)을 포함하는, 방법.
제26항에 있어서, 상기 카테터 삽입 장치가 상기 카테터의 루멘 내 또는 상기 어댑터 내에 약 1시간 내지 약 3일 범위의 시간 기간 동안 남아있도록 하는 단계를 더 포함하는, 방법.