BRPI0710600A2 - substrato que tem uma superfìcie doadora de elétrons com partìculas de metal que compreendem paládio sobre a dita superfìcie - Google Patents

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BRPI0710600A2
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Mattias Ohrlander
Billy Soedervall
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Bactiguard Ab
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Abstract

<B>SUBSTRATO QUE TEM UMA SUPERFìCIE DOADORA DE ELéTRONS COM PARTìCULAS DE METAL QUE COMPREENDEM PALáDIO SOBRE A DITA SUPERFìCIE.<D> A presente invenção refere-se a um substrato com uma superfície doadora de elétrons, caracterizado pelo fato de que tem partículas de metal sobre a dita superfície, as ditas partículas de metal compreendendo paládio e pelo menos um metal selecionado do grupo que consiste em ouro, rutênio, ródio, ósmio, irídio e platina, em que a quantidade das ditas partículas de metal é de desde aproximadamente 0,001 até aproximadamente B<109>g/cm^ 2^. Exemplos de objetos revestidos incluem lentes de contato, marca-passos, eletrodos para marca-passos, stents, implantes dentais, redes de ruptura, malhas de ruptura, equipamento para a centrifugação de sangue, instrumento cirúrgicos, luvas, bolsas para sangue, válvulas cardíacas artificiais, cateteres venosos centrais, cateteres venosos periféricos, portas vasculares, equipamento para hemodiálise, equipamento para diálise peritoneal, dispositivos para plasmaferese, dispositivos para aplicação de fármaco por inalação, enxertos vasculares, enxertos arteriais, aparelhos de suporte cardíaco, curativos para feridas, cateteres intermitentes, eletrodos para ECG, stents periféricos, implantes para substituição de ossos, implantes usados em ortopedia, aparelhos ortopédicos, implantes para substituição de tecido, lentes intraoculares, suturas, agulhas, dispositivos para aplicação de fármaco, tubos endotraqueais, desvios, drenos, dispositivos para sucção, aparelhos de surdez, dispositivos medicinais para a uretra e vasos sangüíneos artificiais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SUBSTRATOQUE TEM UMA SUPERFÍCIE DOADORA DE ELÉTRONS COM PARTÍCU-LAS DE METAL QUE COMPREENDEM PALÁDIO SOBRE A DITA SU-PERFÍCIE"
Campo da invenção
A presente invenção refere-se a um novo substrato com nano-partículas, que torna possível modificar as propriedades da superfície refe-rentes à biocompatibilidade assim como às propriedades antimicrobianas deuma maneira que possa ser repetida e controlada. Exemplos de proprieda-des da superfície, que podem ser modificadas, incluem, porém não estãolimitadas a hidrofobicidade, adsorção de proteínas, adesão de bactérias,crescimento para dentro de tecidos, ativação complementar, resposta infla-matória, trombogenicidade, coeficiente de atrito e dureza da superfície. E-xemplos de usos do substrato incluem, porém não estão limitados à prençãoda transmissão de bactérias e em particular das infecções nosocomiais. Apresente invenção também se refere objetos que compreendem o dito novosubstrato. A presente invenção também refere-se ao uso do dito substrato.Finalmente, a presente invenção também refere-se a um processo para afabricação de tal substrato.
Antecedentes
Sempre foi desejável modificar as características da superfíciepara se conseguir propriedades úteis. Em particular é desejável ser capaz demodificar as propriedades da superfície que sejam importantes em associa-ção com objetivos antimicrobianos e biocompatíveis. Exemplos de modifica-ções de superfície para diferentes finalidades estão delineados a seguir.
A US 6.224.983 descreve um artigo com um revestimento adesi-vo, antimicrobiano e biocompatível que compreende uma camada de prataestabilizada por exposição a um ou mais sais de um ou mais metais selecio-nados do grupo que consiste em platina, paládio, ródio, irídio, rutênio e ós-mio. A espessura da camada de prata está na faixa de 2-2000 Á (Ángstróm,Angstrom, 10'10 m) e outras faixas descritas são 2-350 Á e 2-50 Á. Há tam-bém exemplos de uma espessura da camada de prata de 50 Á, 350 Á, 500 Áe 1200 Á. O substrato pode ser látex, poliestireno, poliéster, cloreto de poli-vinila, polímeros de ABS1 policarbonato, poliamida, politetrafluoroetileno, po-Iiimida ou borracha sintética.
A US 5.965.204 descreve um processo para a preparação de umartigo feito de um substrato não-condutor que tem um revestimento quecompreende uma camada de prata, que foi depositada depois da ativaçãoda superfície com íons estanosos. Também é descrito um outro revestimentoque compreende um metal do grupo da platina ou ouro. A espessura da ca-mada de prata está na faixa de 2-2000 Á e outras faixas descritas são 2-350Á e 2-50 À. Também há exemplos de uma espessura da camada de prata de50 Á, 350 Á, 500 Àe 1200 Á.
A US 5.747.178 descreve um artigo feito por deposição de umacamada de prata. Diz-se que a camada é adesiva, antimicrobiana e biocom-patível. A camada de prata pode ser estabilizada por exposição a uma solu-ção de sal de um ou mais metais do grupo da platina ou ouro. A espessurada camada de prata está na faixa de 2-2000 Á e outras faixas descritas são2-350 Á e 2-50 Á. Também há exemplos de uma espessura da camada deprata de 50 Â, 350 À, 500 Á e 1200 Á. O artigo pode ser feito de látex, poli-estireno, poliéster, cloreto de polivinila, poliuretana, polímeros de ABS, poli-carbonato, poliamida, politetrafluoroetileno, poliimida ou borracha sintética.
A US 5.395.651 descreve um processo de preparação de umdispositivo antimicrobiano que compreende um material não-condutor comum revestimento de prata. O revestimento também compreende um metai dogrupo da platina e/ou ouro. O processo compreende as etapas: 1 ativaçãoda superfície a ser revestida; 2 deposição da prata sobre a superfície; 3 tra-tamento da superfície com um sal de um metal do grupo da platina e/ou ou-ro, que deve ser realizado durante um tempo apenas suficiente para resultarem um revestimento fino; 4 enxágüe com água. O tratamento de etapa 3pode utilizar um sal de platina ou de paládio em combinação com ouro. Nadaé dito a respeito da espessura do revestimento de metal do grupo da platinae/ou ouro. The revestimento é descrito apenas como um revestimento fino.
Nada é dito a respeito de partículas de metal sobre o revestimento de prata.A espessura da camada de prata está na faixa de 2-2000 Á e outras faixasdescritas são 2-350 Á e 2-50 Á. Também há exemplos de uma espessura dacamada de prata de 50 À, 350 Á, 500 Á e 1200 Á.
A US 5.320,908 descreve um revestimento adesivo, antimicrobi-ano e biocompatível que consiste essencialmente em uma camada de pratadepositada por um ou mais metais do grupo da platina ou ouro. O revesti-mento pode ser transparente ao olho humano. A espessura da camada deprata está na faixa de 2-2000 Á e outras faixas descritas são 2-350 Á e 2-50Á. Também há exemplos de uma espessura da camada de prata de 50 Â,350 Á, 500 Á e 1200 Â. O artigo pode ser feito de látex, poliestireno, poliés-ter, cloreto de polivinila, poliuretana, ABS polímeros, policarbonato, poliami-da, politetrafluoroetileno, poliimida ou borracha sintética.
A US 5 695 857 descreve superfícies antimicrobianas com diver-sas camadas de um primeiro metal e um segundo metal mais nobre. O metalantimicrobiano ativo pode, por exemplo, ser platina, ouro, prata, zinco, esta-nho, antimônio e bismuto. O metal mais nobre pode, por exemplo, ser sele-cionado do grupo que consiste em platina, ósmio, irídio, paládio, ouro, pratae carbono. A superfície deve ser usada com fluidos biológicos e cada umadas camadas que não está em contato com o substrato é descontínua demodo que a camada de baixo esteja exposta. Um exemplo de uma superfí-cie é de prata revestida com ouro ou platina. Outros exemplos são cobre emcombinação com prata, cobre em combinação com uma liga de cobre e pra-ta, cobre em combinação com ouro ou uma liga de prata e cobre em combi-nação com ouro.
A CH 654 738 A5 descreve implantes cirúrgicos feitos de açoinoxidável, que é revestido com uma primeira camada de cobre e uma se-gunda camada de prata, de ouro, de ródio ou de paládio. A prata é descritacomo tendo uma ação bactericida. A CH 654 738 A5 descreve explicitamen-te uma superfície na qual o aço inoxidável é revestido com 10 μm de cobre e5 μm (50 000 Â) de paládio. Todas as superfícies descritas na CH 654 738A5 têm uma camada de 10 μm de cobre (100 000 Á) e ou de 10 μm de prataou de 5 μm de ouro ou de 5 μm de paládio.A WO 2005/073289 descreve fibras feitas de um compósito depolímero que compreende nanopartículas de metal. É afirmado que muitosmetais têm efeitos antimicrobianos. As fibras antimicrobianas são menciona-das. Um exemplo é uma fibra hidrofílica usada em curativos antimicrobianospara feridas. As fibras com propriedades antimicrobianas podem compreen-der Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi ou Zn ou qualquer combinação dosmesmos.
Breve Sumário da Presente Invenção
Um problema no estado da técnica em relação a superfícies écomo fornecer uma superfície que, por exemplo, seja antimicrobiana e bio-compatível, em que em uma maneira que possa ser repetida seja possívelmodificar a hidrofobicidade, a adsorção de proteínas, a adesão de bactérias,o crescimento para dentro de tecidos, a ativação complementar, a respostainflamatória, a trombogenicidade, o coeficiente de atrito e a dureza da superfície.
Os presentes inventores descobriram que o problem menciona-do acima no estado da técnica é resolvido por um substrato que tenha umasuperfície doadora de elétrons, caracterizada pelo fato de que há partículasde metal sobre a dita superfície, as ditas partículas de metal compreendempaládio e pelo menos um metal selecionado do grupo que consiste em ouro,rutênio, ródio, ósmio, irídio e platina e em que a quantidade das ditas partí-culas de metal é de desde aproximadamente 0,001 até aproximadamente 8ug/cm2. Outras modalidades da presente invenção estão definidas nas rei-vindicações dependentes anexas, que são aqui incorporadas como referência.
Descrição
Definições
Antes que a invenção seja descrita em detalhes, deve ser en-tendido que esta invenção não está limitada a configurações, etapas do pro-cesso e materiais especiais aqui descritos pois tais configurações, etapas doprocesso e materiais podem variar um pouco. Também deve ser entendidoque a terminologia empregada neste caso é usada com a finalidade de des-crever somente modalidades em particular e não se pretende que seja Iimita-tiva pois o âmbito da presente invenção é limitado apenas pelas reivindica-ções anexas e equivalentes das mesmas.
Deve ser observado que, como usado neste relatório descritivo enas reivindicações anexas, as formas "um", "uma" e "o, a" incluem as formasno plural referentes a não ser se o contexto claramente afirme o contrário.
Os termos a seguir são usados em todo o texto do relatório des-critivo e das reivindicações.
"Adesão de bactérias" como usado neste caso é o fenômeno noqual as bactérias aderem a uma superfície.
"Antimicrobiano" como usado neste caso é a propriedade de su-primir ou de eliminar o crescimento microbiano.
"Biocompatível" como usado neste caso é a capacidade de ummaterial funcionar com uma resposta apropriada do hospedeiro em uma a-plicação específica.
"Biofilme" como usado neste caso é uma fina camada na qualestão incrustados os microorganismos. Os biofilmes ocorrem quando os mi-croorganismos colonizam uma superfície.
"Ativação complementar" como usado neste caso é um sistemacomplexo de fatores no plasma do sangue que pode ser ativado por umareação em cadeia do componente C1 to C9, que dá origem a alguns efeitosbiológicos. A ativação complementar ocorre de duas maneiras a) o clássicoC1 a C9 ou b) a alternativa por ativação direta de C3.
"Ângulo de contato". Para uma dada gotícula sobre uma superfí-cie sólida o ângulo de contato é uma medida do ângulo formado entre a su-perfície de um sólidio e a linha tangente ao raio da gotícula do ponto de con-tato com o sólido.
"Material doador de elétrons" como usado neste caso é um ma-terial, que em associação com um outro material mais nobre tem a capaci-dade de transferir elétrons para o material mais nobre. Um exemplo é ummaterial menos nobre juntamente com um material mais nobre.
"Superfície doadora de elétrons" como usado neste caso é umacamada da superfície que compreende um material doador de elétrons.
"Hidrofobicidade" de uma superfície como usado neste casodescreve as interações entre a superfície e a água. As superfícies hidrófobastêm pouca ou nenhuma tendência a adsorver água e a água tende a "formaruma gota" sobre suas superfícies. O termo hidrofobicidade de uma superfí-cie está também intimamente ligado à sua energia da superfície. Enquanto aenergia da superfície descreve interações da superfície com todas as molé-culas, a hidrofobicidade descreve as interações da superfície com a água.
"Histerese de ângulo de contato" como usado neste caso é adiferença entre os valores de ângulo de contato em avanço e em recesso. Oângulo de contato em avanço de uma gota de água sobre uma superfície é oângulo de contato quando o limite água e ar está se movendo sobre e quemolha a superfície, ao passo que o ângulo em recesso é o ângulo de contatoquando o limite entre a água e o ar é retirado sobre uma superfície pré-umedecida.
A "resposta inflamatória" ocorre quando os tecidos são danifica-dos por vírus, bactérias, trauma, substâncias químicas, calor, frio ou qual-quer outro estímulo prejudicial. As substâncias químicas que incluem bradi-quinina, histamina, serotonina e outras são liberadas por células especiali-zadas. Estas substâncias químicas atraem macrófagos de tecido e célulasbrancas do sangue para se localizar em uma área para engolfar e destruir assubstâncias químicas estranhas.
"Modificar" significa reduzir ou melhorar uma propriedade.
"Nobre" é usado neste caso em um sentido relativo. É usadopara relacionar materiais inclusive metais entre si dependendo de como elesinteragem um com o outro. Quando dois metais forem submersos em umeletrólito, embora ligados eletricamente, o termo metal "menos nobre" é usa-do para representar o metal que experimenta corrosão galvânica. O termo"mais nobre" é usado para representar o outro metal. Os elétrons serãotransferidos do metal "menos nobre" para o metal "mais nobre".
"Infecção nosocomial" como usado neste caso descreve umadoença infecciosa que se difunde em um ambiente hospitalar."Adsorção de proteínas" como usado neste caso é o fenômenoem que as proteínas aderem a uma superfície devido a forças de atraçãoglobais entre as proteínas e a superfície.
"Substrato" como usado neste caso é a base, que é tratada deacordo com a presente invenção.
"Crescimento para dentro de tecidos" é o processo em que ascélulas começam a crescer sobre uma superfície, formando um novo tecido.
"Trombogenicidade" como usado neste caso é a capacidade deum substrato tem de induzir a coagulação do sangue.
Descrição detalhada da presente invenção
De acordo com a presente invenção um substrato é tratado paraconferir ao mesmo propriedades desejadas. O substrato pode ser feito deuma ampla faixa de materiais. Em uma modalidade o substrato é feito de ummaterial, que tem uma superfície doadora de elétrons. Em uma modalidadealternativa ele é feito de um material, que não tem uma superfície doadorade elétrons. No caso de uma superfície doadora de elétrons as partículas demetal podem ser aplicadas diretamente á superfície doadora de elétrons. Nocaso em que a superfície não for doadora de elétrons, a camada de um ma-terial doador de elétrons precisa ser aplicada para criar uma superfície doa-dora de elétrons.
A presente invenção compreende um substrato que tem umasuperfície doadora de elétrons, caracterizado pelo fato de que há partículasde metal sobre a dita superfície, as ditas partículas de metal compreendempaládio e pelo menos um metal selecionado do grupo que consiste em ouro,rutênio, ródio, ósmio, irídio e platina e em que a quantidade das ditas partí-culas de metal é de desde aproximadamente 0,001 até aproximadamente 8ug/cm2. Uma quantidade preferida das ditas partículas de metal é de desdeaproximadamente 0,01 até aproximadamente 4 ug/cm2. Uma quantidadeparticularmente preferida das ditas partículas de metal é de desde aproxi-madamente 0,01 até aproximadamente 1 ug/cm2. Exemplos de faixas dentrode desde aproximadamente 0,001 até aproximadamente 8 ug/cm2 incluem0,001-6, 0,001-4, 0,001-2, 0,001-1, 0,001-0,5, 0,001-0,25, 0,001-0,15, 0,15-8, 0,25-8, 0,5-8, 1-8, 2-8, 4-8, 6-8, 0,15-0,25, 0,25-0,5, 0,5-1, 1-2, 2-4, 4-6, 1-3 e 3-6 u/cm2.
O próprio substrato é doador de elétrons ou é aplicada uma ca-mada de um material doador de elétrons sobre o substrato. No caso em queo material doador de elétrons é aplicado sobre o substrato ele é aplicado emuma quantidade de desde aproximadamente 0,05 até aproximadamente 12ugcm2. A quantidade do substrato também pode estar dentro de outras fai-xas desde que a quantidade for de desde aproximadamente 0,05 até apro-ximadamente 12 pg/cm2. Exemplos de tais outras faixas incluem 0,05-10,0,05-8, 0,05-6, 0,05-4, 0,05-2, 0,05-1, 0,05-0,5, 0,05-0,25, 0,05-0,15, 0,15-12, 0,25-12, 0,5-12, 1-12, 2-12, 4-12, 6-12, 8-12, 10-12, 0,15-0,25, 0,25-0,5,0,5-1, 1 -2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-10, 1 -5 e 5-10 ugcm2.
Um material doador de elétrons não tem necessariamente umasuperfície doadora de elétrons. Um exemplo é o alumínio, que no ar recebeuma camada de oxido, que não é uma superfície doadora de elétrons.
O material doador de elétrons é qualquer material com a capaci-dade de formar uma superfície doadora de elétrons, tal como um polímeroou um metal condutor. No caso de um metal este deve ser menos nobre doque qualquer um dos metais no grupo que consiste em paládio, ouro, rutê-nio, ródio, ósmio, irídio e platina.
Um metal preferido para uso como uma superfície doadora deelétrons é um metal selecionado do grupo que consiste em prata, cobre ezinco.
Em uma modalidade da presente invenção o substrato é umsubstrato polimérico.
Em uma modalidade o substrato é selecionado do grupo queconsiste em látex, vinila, polímeros que compreendem grupos vinila, poliure-tana uréia, silicone, cloreto de polivinila, polipropileno, estireno, poliuretana,poliéster, copolimerizados de etileno e acetato de vinila, poliestireno, policar-bonato, polietileno, poliacrilato, polimetacrilato, acrionitrila butadieno estire-no, poliamida e poliimida ou misturas dos mesmos.
Em uma outra modalidade da presente invenção o substrato éselecionado do grupo que consiste em um polímero natural, um polímerodegradável, um polímero comestível, um biopolímero degradável, um polí-mero ambientalmente amigável e um polímero de classificação para ser u-sado em medicina.
Em uma outra modalidade da presente invenção o substrato éum metal.
Um metal preferido é selecionado do grupo que consiste em açoinoxidável, aço de qualidade para medicina, titânio, titânio de qualidade paramedicina, cobalto, cromo e alumínio ou misturas dos mesmos.
Em uma outra modalidade da presente invenção o substrato éselecionado do grupo que consiste em vidro, minerais, zeólitas, pedra e ce-râmica.
Em uma outra modalidade da presente invenção o substrato éselecionado do grupo que consiste em papel, madeira, fibras de tecido, fi-bras, fibras de celulose, couro, carbono, fibras de carbono, grafite, politetra-fluoroetileno e poliparafenilenotereftalamida.
Em uma outra modalidade da presente invenção o substrato temo formato de uma partícula.
Em uma modalidade da presente invenção é fornecido um objetoque compreende um substrato de acordo com a presente invenção. Exem-plos de objetos que compreendem um substrato de acordo com a presenteinvenção incluem aparelhos para medicina, instrumentos para medicina, ar-tigos descartáveis, artigos descartáveis para medicina. Outros exemplos deobjetos que compreendem um substrato revestido de acordo com a presenteinvenção incluem lentes de contato, marca-passos, eletrodos para marca-passos, "stents" (de metal não-revestido e para eluição de fármaco), implan-tes dentais, redes de ruptura, malha de ruptura, equipamento para a centri-fugação de sangue (em contato com sangue), instrumentos cirúrgicos, luvas,bolsas para sangue, válvulas cardíacas artificiais, cateteres venosos cen-trais, cateteres venosos periféricos, portas vasculares, equipamento parahemodiálise, equipamento para diálise peritoneal, dispositivos para plasma-ferese, dispositivos para aplicação de fármaco por inalação, enxertos vascu-lares, enxertos arteriais, aparelhos de suporte cardíaco, curativos para feri-das, cateteres intermitentes, eletrodos para ECG1 "stents" periféricos, im-plantes para substituição de ossos, implantes usados em ortopedia, apare-lhos ortopédicos (parafusos, pinos, grampos, âncoras de sutura etc.), im-plantes para substituição de tecido, lentes intra-oculares, suturas, agulhas,dispositivos para aplicação de fármaco, tubos endotraqueais, desvios, dre-nos, dispositivos para sucção, aparelhos de surdez, dispositivos medicinaispara a uretra e vasos sangüíneos artificiais.
As partículas devem sempre compreender paládio. Além do pa-ládio há pelo menos um outro metal. Pode ser usada uma razão de paládiopara outros metais nas partículas de metal de desde aproximadamente0,01:99.99 até aproximadamente 99.99:0,01 na presente invenção. Umaproporção de desde aproximadamente 0,5:99.5 até aproximadamente99.8:0,2 é preferida. As razões particularmente preferidas são de desde a-proximadamente 2:98 até aproximadamente 95:5. As razões muito particu-larmente preferidas são de 5:95 até 95:5. Em uma outra modalidade as ra-zões são de desde aproximadamente 10:90 até aproximadamente 90:10.
Uma pessoa versada na técnica compreende que a razão também pode es-tar em outros intervalos. Exemplos de outras faixas para a razão incluem:0,01:99.99 até 0,05:99.95, 0,05:99.95 até 0,1:99.9, 0,1:99.9 até 0,5:99.5,0,5:99.5 até 1:99, 1:99 até 2:98, 2:98 até 4:96, 4:96 até 6:94, 6:94 até 8:92,8:92 até 10:90, 10:90 até 20:80, 20:80 até 30:70, 30:70 até 40:60, 40:60 até50:50, 50:50 até 60:40, 60:40 até 70:30, 70:30 até 80:20, 80:20 até 90:10,90:10 até 92:8, 92:8 até 94:6, 94:6 até 96:4, 96:4 até 98:2, 98:2 até 99:1,99:1 até 99.5:0,5, 99.5:0,5 até 99.9:0,1 até 99.95:0,05, 99.95:0,05 até99.99:0,01
Em uma modalidade da presente invenção as ditas partículas demetal, além de paládio, compreendem ouro.
Os presentes inventores descobriram que as propriedades van-tajosas são conseguidas quando as ditas partículas de metal tiverem umtamanho médio de desde aproximadamente 10 até aproximadamente 10000A.Em uma modalidade os tamanhos médios para as ditas partícu-las de metal são de desde aproximadamente 100 até aproximadamente 600 Á.
Uma pessoa versada na técnica compreende que o tamanho dapartícula pode estar em intervalos diferentes dentro de desde aproximada-mente 10 até aproximadamente 10000 Á. Exemplos de tais intervalos inclu-em 10-8000 Á, 10-6000 Á, 10-4000 A1 10-2000 Á, 10-1000 Á, 10-100 Á, 100-10000 Â, 1000-10000 Á, 2000-10000 Á, 4000-10000 Á, 6000-10000 Á, 8000-10000 Á, 100-1000 Á, 1000-2000 Â, 2000-4000 Á, 4000-6000 Á, 6000-8000Á, 1000-5000 Á e 5000-8000 Á.
Em um outro aspecto da presente invenção é fornecido um obje-to que compreende qualquer um dos substratos aqui descritos.
Também é fornecido um aparelho para medicina que compreen-de qualquer um dos substratos aqui descritos.
Também é fornecido um artigo descartável que compreendequalquer um dos substratos aqui descritos.
A presente invenção também fornece um artigo dental, assimcomo um equipamento dental, implantes dentais e aparelhos dentais, quecompreendem qualquer um dos substratos aqui descritos.
A quantidade aplicada das partículas de metal é expressa emug/cm2 e deve ser compreendido que as partículas de metal não formamuma camada de recobrimento, porém, ao contrário, são partículas ou aglo-merados uniformemente distribuídos sobre a dita superfície doadora de elé-trons.
Uma camada de um material doador de elétrons aplicada é depreferência aplicada de modo que ela seja uniforme, essencialmente semaglomerados ou grupos sobre a superfície. Se a camada da superfície doa-dora de elétrons for homogênea e uniforma a quantidade aplicada emug/cm2 pode ser convertida a uma espessura em À. Uma quantidade aplica-da de 0,05-4 ug/cm2 corresponde a aproximadamente 4,8-380 Â, 0,5-8ug/cm2 corresponde a aproximadamente 48-760 Á e 0,8-12 ug/cm2 corres-ponde a aproximadamente 76-1140 Â.Em uma modalidade da presente invenção a superfície doadorade elétrons é uma camada de prata essencialmente pura comercialmentedisponível, que não exclui a possibilidade de pequenas quantidades de im-purezas.
Se o substrato não tiver uma superfície doadora de elétrons eportanto for necessária uma deposição de uma camada de superfície doado-ra de elétrons, a deposição é realizada usando-se um processo selecionadodo grupo que consiste em deposição de vapor químico, ejeção e deposiçãode metal de uma solução que compreenda um sal de metal. Uma camadauniforme essencialmente sem grupos ou aglomerados é o resultado da de-posição. De preferência a deposição é realizada de modo que a primeiracamada tenha boa adesão ao substrato.
Agora é descrita uma modalidade da presente invenção para apreparação do substrato revestido. Para os substratos que não tenham umasuperfície doadora de elétrons o método inclui algumas ou todas as seguin-tes etapas:
1. pré-tratamento
2. enxágüe
3. ativação
4. deposição de uma superfície doadora de elétrons
5. enxágüe
6. deposição de partículas de metal
7. enxágüe
8. secagem
Para os objetos com uma superfície doadora de elétrons o pro-cesso compreende as etapas
1. enxágüe
2. deposição de partículas de metal
3. enxágüe
4. secagem
A seguir é descrita com mais detalhe uma modalidade das eta-pas 1 a 9 para substratos que não tenham uma superfície doadora de elé-trons.
O pré-tratamento pode ser feito em uma solução aquosa de umsal estanoso que contém 0,0005 até 30 g/l de íons estanosos. O pH é 1 a 4e ajustado por ácido clorídrico e/ou ácido sulfúrico. O tempo de tratamento éde 2-60 minutos à temperatura ambiente. Depois do pré-tratamento a super-fície é enxaguada em água desmineralizada, porém não é seca.
O substrato ativado e enxaguado é transferido para a soluçãopara deposição. A solução para deposição tem um pH não menor do que 8.Ela inclui um sal de metal selecionado do grupo que consiste em um sal deprata, um sal de zinco e um sal de cobre. Em uma modalidade da presenteinvenção o sal é nitrato de prata (AgNO3). O sal de metal é usado em umaquantidade eficaz de não mais do que aproximadamente 0.10 grama porlitro, de preferência em torno de 0,015 grama por litro. Se o teor de metalestiver acima de aproximadamente 0,10 gramas por litro, o metal elementarpode se formar não uniformemente, na solução ou nas paredes do recipien-te. Se o teor de metal estiver abaixo de uma quantidade eficaz, há metal in-suficiente para formar um filme no tempo desejado.
Um segundo componente da solução para deposição é um a-gente de redução que reduz o sal que contém metal a metal elementar. Oagente de redução deve estar presente em uma quantidade suficiente pararealizar a redução química. Os agentes de redução aceitáveis incluem for-maldeído, sulfato de hidrazina, hidróxido de hidrazina e ácido hipofosfórico.Em uma modalidade da presente invenção este está presente em uma quan-tidade de em torno de 0,001 millilitros por litro de solução. Uma concentra-ção demasiadamente grande do agente de redução provoca deposição demetal na solução toda e nas paredes do recipiente, ao passo que uma con-centração demasiadamente pequena pode resultar em uma formação insufi-ciente de metal sobre o substrato. Uma pessoa versada na técnica pode àluz desta descrição por uma experimentação de rotina determinar a quanti-dade desejada de agente de redução.
Um outro componente da solução para deposição é um agentede controle de deposição que está presente em uma quantidade suficientepara retardar a reação de deposição para evitar a precipitação do metal re-duzido diretamente da solução como um pó metálico fino ou a precipitaçãosobre as paredes do recipiente. Os agentes de controle de deposição operá-veis incluem açúcar invertido, também conhecido como invertose, ácido suc-cínico, citrato de sódio, acetato de sódio, hidróxido de sódio, hidróxido depotássio, tartarato de sódio, tartarato de potássio e amônia. O agente decontrole de deposição está de preferência presente em uma quantidade deaproximadamente 0,05 grama por litro de solução. Se estiver presente umaquantidade demasiadamente pequena, pode ocorrer precipitação de gruposde metal em vez de uma superfície metálica uniforme. Se estiver presenteuma quantidade demasiadamente grande, o sal que contém metal pode setornar demasiadamente estável para a precipitação desejada sobre o subs-trato de interesse.
As concentrações do agente de redução e do agente de controlede deposição são ajustadas quando necessário para se conseguir os resul-tados desejados, dependendo do material do substrato, da espessura dese-jada do filme, das conodições de deposição e da concentração de metal nasolução. Por exemplo, para filmes finos a concentração do sal de metal serárelativamente baixa, como serão as concentrações do agente de redução edo agente de controle de deposição. Uma pessoa versada na técnica pode àluz desta descrição por uma experimentação de rotina determinar a quanti-dade desejada do agente de controle de deposição.
No preparo da solução para deposição, cada um dos componen-tes da solução são de preferência individualmente dissolvidos em águadesmineralizada. As várias pré-soluções são então misturadas e diluídasquando necessário, nas quantidades corretas para se conseguir as concen-trações mencionadas acima.
A combinação de um sal de metal e de um agente de reduçãopermite que o metal seja reduzido do sal em um estado adequado para serdepositado sobre a superfície do substrato. Este processo é particularmentevantajoso para se conseguir uma boa adesão do filme de metal completadoà superfície do substrato. Uma boa adesão é importante em quase todos osusos.
A superfície do substrato é exposta à solução para deposiçãopor qualquer procedimento apropriado. A imersão na solução é normalmentepreferida, porém a solução pode ser aplicada por qualquer técnica conveni-ente tal como borrifação ou pintura com pincel. O filme de metal se depositauniformemente da solução a uma taxa que pode ser controlada pela concen-tração do sal de metal. Se for necessário um filme fino, a temperatura dedeposição é mantida suficientemente baixa de modo que a deposição sejacontrolavelmente lenta.
Outros processos de aplicação de uma camada de metal que ajacomo uma superfície doadora de elétrons também podem ser aplicados napresente invenção. Outras maneiras de se conseguir uma superfície doadorade elétrons são deposição de vapor químico e ejeção.
Depois da deposição de metal descrita acima o substrato temuma superfície doadora de elétrons que consiste em um metal. Esta deposi-ção de metal é necessária somente se o substrato não tiver uma superfíciedoadora de elétrons desde o início. Se o substrato já possuir uma superfíciedoadora de elétrons, partículas de metal podem ser depositadas sobre a su-perfície sem a adição extra de uma camada de metal. Neste último caso osubstrato é muito bem limpo antes da aplicação das partículas.
A próxima etapa no processo de fabricação é a deposição departículas de metal.
Em uma modalidade são usadas suspensões coloidais de me-tais para se obter partículas que compreendem paládio e pelo menos umoutro metal sobre a superfície. As partículas de metal são depositadas deuma suspensão das partículas deejadas. A composição das partículas demetal na suspensão é ajustada de acordo com o valor preferido. O substratocom a superfície doadora de elétrons é imerso na suspensão de partículasde metal durante um período de tempo de desde aproximadamente algunssegundos até aproximadamente alguns minutos ou durante mais tempo.
A suspensão de partículas de metal pode ser fabricada de váriasmaneiras. Em uma modalidade a suspensão de partículas de metal é feitapartindo de uma solução aquosa de um sal de metal que é reduzida sobcondições tais que sejam formadas partículas de metal de um tamanho de-sejado. A misturação de uma quantidade adequada de sal de metal, agenteredutor e agente estabilizador consegue isso. Os mesmos agentes redutorese agentes estabilizadores como descritos acima podem ser usados quandose obtém a suspensão de partículas. A pessoa versada na técnica pode àluz desta descrição por experimentação de rotina determinar a quantidadedesejada de agente redutor e agente estabilizador para se obter o tamanhoda partícula desejado. Em uma modalidade alternativa é usada uma suspen-são coloidal de partículas de metal comercialmente disponível. São usadaspartículas de metal da composição desejada para se obter a suspensão.
Em uma modalidade, a suspensão de partículas de metal é obti-da por diluição com água desmineralizada de uma solução coloidal de partí-culas de metal concentrada comercialmente disponível que compreende pa-ládio e pelo menos um metal selecionado do grupo que consiste em ouro,rutênio, ródio, ósmio, irídio e platina. O substrato é tratado com a suspensãodurante um período de tempo de desde aproximadamente alguns segundosaté aproximadamente alguns minutos ou durante um maior período de tem-po. Depois do tratamento o substrato é enxaguado em um solvente ou emágua tal como água desmineralizada e deixado secar à temperatura ambiente.
Em uma modalidade não-limitativa em particular as partículas demetal comercialmente disponíveis consistem em 75 % de paládio e 25 %deem ouro.
Desse modo de acordo com a presente invenção, pode ser obti-do um substrato com uma superfície desejada em particular. Por exemplo,pode-se preparar um substrato que tem uma superfície de prata doadora deelétrons com partículas que consistem em 75 % de paládio e 25 % de ouroou uma superfície de cobre doadora de elétrons com partículas que consis-tem em 85 % de paládio e 15 % de rutênio.
Uma das vantagens oferecidas pelo processo flexível ainda con-trolado e que pode ser repetido para a produção de tais substratos é podeser produzida uma ampla variedade de substratos. Como descrito ainda nes-te caso, certos substratos apresentam propriedades melhoradas em relaçãoaos substratos existentes. Por exemplo, um substrato em particular de acor-do com a presente invenção pode produzir modificações surpreendentes evantajosas da hidrofobicidade de um substrato ao qual é aplicado. Outraspropriedades que podem ser modificadas desta maneira por substratos deacordo com a reivindicação 1 incluem adsorção de proteínas, adesão debactérias, crescimento para dentro de tecidos, ativação complementar, res-posta inflamatória, trombogenicidade, coeficiente de atrito e dureza da su-perfície.
Isto é, é possível ajustar o tamanho da partícula, a composiçãodas partículas e a quantidade de partículas para modificar as propriedadesda superfície de objetos aos quais é aplicado o substrato.
Os presentes inventores descobriram que é possível se conse-guir isto por utilização de um substrato de acordo com a reivindicação 1. Emparticular é possível ajustar o tamanho da partícula, a composição das partí-culas e a quantidade de partículas para modificar as propriedades da super-fície.
Os substratos de acordo com a presente invenção podem serusados para muitas finalidades. Eles são adequados para uso em qualqueraplicação em que for desejado modificar a hidrofobicidade, a adsorção deproteínas, a adesão de bactérias, o crescimento para dentro de tecidos, aativação complementar, a resposta inflamatória, a trombogenicidade, o coe-ficiente de atrito e a dureza da superfície de um substrato.
As propriedades do substrato podem ser tanto reduzidas comoaumentadas. Assim, são fornecidos objetos que apresentam pelo menosuma área que melhora uma característica e pelo menos uma área que redu-za uma característica. Um exemplo é um objeto com uma área que reduza aadsorção de proteínas e uma área que melhore a adsorção de proteínas.
Um outro exemplo é um objeto com uma área que reduza o crescimento pa-ra dentro de tecidos e uma área que melhore o crescimento para dentro detecidos.Um substrato de acordo com a presente invenção também com-preende um substrato que tem uma superfície doadora de elétrons, com par-tículas de metal sobre a dita superfície, as ditas partículas de metal compre-endem paládio em que a quantidade das ditas partículas de metal seja dedesde aproximadamente 0,001 até aproximadamente 8 ug/cm2.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para modificar a adsorção de proteínas em um ob-jeto que compreenda o dito substrato.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para modificar a adesão bacteriana a um objetoque compreende o dito substrato.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para modificar o crescimento para dentro de teci-dos sobre um objeto que compreende o dito substrato.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para modificar a ativação complementar causadapor um objeto que compreende o dito substrato.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para modificar a resposta inflamatória provocadapor um objeto que compreende o dito substrato.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para modificar a coagulação do sangue causadapor um objeto que compreende o dito substrato.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para evitar o crescimento de bactérias.
A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para evitar a transmissão de bactérias. A transmis-são de infecções bacterianas é evitada pela prevenção da transmissão debactérias. Exemplos de objetos usados neste contexto são cabos, botões,interruptores, equipamento hospitalar, instrumentos cirúrgicos, instrumentosde medicina, equipamento de culinária e todos os outros objetos, que sejamcapazes de transmitir bactérias.A presente invenção fornece o uso de um substrato de acordocom a presente invenção para evitar a transmissão de uma infecção noso-comial. Um objeto que compreende um substrato de acordo com a presenteinvenção pode ser usado em qualquer contexto em que for desejável preve-nir a transmissão de uma infecção bacteriana. A prevenção da transmissãode bactérias e portanto de infecções bacterianas irá em particular prevenir asinfecções nosocomiais.
Uma outra vantagem do substrato de acordo com as reivindica-ções anexas é que ele fornece uma possibilidade de modificar o coeficientede atrito. Assim é fornecido o uso de um substrato de acordo com a presenteinvenção para a modificação do coeficiente de atrito de um objeto que com-preenda o dito substrato.
Outras características invenção e suas vantagens associadasserão evidentes para uma pessoa versada na técnica durante a leitura dadescrição e dos exemplos.
Deve ser entendido que esta invenção não é limitada às modali-dades em particular aqui apresentadas. Os exemplos a seguir são forneci-dos para fins de ilustração e não pretendem limitar o âmbito da invençãopois o âmbito da presente invenção é limitado apenas pelas reivindicaçõesanexas e equivalentes das mesmas.
Exemplos
Exemplo 1
Hidrofobicidade da superfície como uma função da quantidadede partículas de metal.
Uma camada de prata uniforme foi depositada sobre um substra-to de vidro de acordo com o método a seguir. O substrato foi imersoem umasolução de ácido crômico para limpeza durante 5 minutos a 58 °C, seguidopor enxágüe em água desmineralizada. A superfície do substrato foi ativadapela imersão em uma solução de cloeto estanoso aquoso e então enxagua-da em água desmineralizada. A superfície do substrato foi então revestidacom uma camada de prata uniforme por imersão em 3 soluções para depo-sição que compreendem íons de prata. Isto forneceu uma superfície de pratacom umam quantidade aplicada de 1,2 ug/cm2 correspondente a uma es-pessura de aproximadamente 115 Á. As partículas que consistem de 23 %de paládio e 77 % de ouro foram depositadas subseqüentemente sobre aprimeira superfície de prata por imersão em uma suspensão diluída quecompreende partículas de metal de ouro/paládio. A suspensão de partículasde metal foi obtida por redução de um sal de ouro e de um sal de paládiocom um agente redutor e estabilização da suspensão com um agente estabi-lizador. O substrato foi subseqüentemente enxaguado em água desminerali-zada e seco.
Os substratos com diferentes quantidades de partículas deposi-tads foram obtidos usando-se o método delineado acima. As quantidadesdas partículas eram 0, 0,02, 0,11, 0,15 e 0,19 ug/cm2 respectivamente. Paraa amostra com 0 ug/cm2 não foram depositadas partículas sobre a superfíciee portanto esta consiste em uma superfície de prata.
Foi medido o ângulo de contato estático de uma gota d'água emequilíbrio sobre os diferentes substratos. Os ângulos de contato em avançoe em recesso foram medidos usando-se a técnica de Wilhelmy.
A diferença entre os valores do ângulo de contato em avanço eem recesso é denominada histerese do ângulo de contato e foi calculadapara as medidas. O resultado do experimento é apresentado na Tabela 1.
Tabela 1.
<table>table see original document page 21</column></row><table>
A hidrofobicidade da superfície do substrato é desse modo modi-ficada enquanto a superfície apresenta diveras outras propriedades úteis,tais como propriedades antimicrobianas, inerentes aos substratos de acordocom este exemplo.Exemplo 2
Adsorção de proteínas como uma função da quantidade de par-tículas de metal
Uma camada de prata uniforme foi depositada sobre um substra-to de dióxido de silício. O substrato foi imerso em uma solução para limpezade ácido sulfúrico a 20 % durante 10 minutos à temperatura ambiente, se-guida pelo enxágüe em água desmineralizada. A superfície do substrato foiativada por imersão em uma solução aquosa de cloreto estanoso e enxa-guada em água desmineralizada. A superfície do substrato foi então aplicadacomo uma camada de prata uniforme por imersão em 4 banhos de soluçõespara deposição que compreendem íons de prata. Isto forneceu uma superfí-cie de prata com uma quantidade aplicada de 0,8 ug/cm2 correspondente auma espessura de aproximadamente 77 Â. As partículas que consistem de95 % de paládio e 5 % de ouro foram subseqüentemente depositadas sobrea primeira superfície de prata por imersão em uma suspensão diluída de par-tículas de Pd/Au. A quantidade aplicada de partículas de metal foi de 0,05,0,12, 0,48 e 0,59 ug/cm2 respectivamente. O substrato foi enxaguado emágua desmineralizada e seco.
A adsorção de fibrinogênio foi estudada pela técnica de QCM-D.O fibrinogênio é uma glicoproteína sintetizada no fígado e é encontrada noplasma do sangue. O QCM-D é uma microbalança de cristal de quartzo commonitoração da dissipação.
A quantidade adsorvida de fibrinogênio como uma função departículas de metal aplicadas é apresentada na tabela 2.
Tabela 2.
<table>table see original document page 22</column></row><table>Exemplo 3
Crescimento de bactérias como uma função da quantidade de partículas demetal
Foram depositadas nanopartículas de paládio/ouro em diferentesquantidades sobre uma camada base de prata, de acordo com o métododelineado no exemplo 1. As partículas compreendiam 95 % de paládio e 5 %de ouro. A quantidade de prata na camada base foi mantida constante paratodas as amostras. Portanto, a quantidade de partículas de Pd/Au deposita-das era variada. O crescimento de bactérias como uma função da quantida-de de nanopartículas (Pd/Au) depositadas foi estudado por utilização do se-guinte método:
Amostras revestidas foram colocadas em recipientes comuns.Foram incluídas triplicatas para cada condição do teste e foram adicionados10 ml de urina artificial (AU) que contêm E. coli inoculado (em torno de 105CFU/ml) a cada uma e estas foram incubadas horizontalmente com agitaçãobranda a 37 DC durante 4 horas. Depois de 4 horas os recipientes foramremovidos da incubação. As amostras foram removidas e foram feitas con-tagens CFU (unidade de formação de colônia) em cada recipiente realizan-do-se diluições 10 vezes em água destilada estéril e aplicação de 100 Dlsobre um terço de uma placa de nutriente ágar. Estas foram incubadas du-rante 16-24 horas a 37D C e as colônias foram contadas. Foi calculado oIog CFU/ml versus um controle e é apresentado na Tabela 3.
Tabela 3
<table>table see original document page 23</column></row><table>Exemplo 4
Crescimento microbiano para diversas espécies
Nanopartículas de paládio/ouro foram depositadas em diferentesquantidades sobre uma camada base de prata sobre um substrato de silico-ne, de acordo com o método delineado no exemplo 1. As partículas compre-endiam 95 % de paládio e 5 % de ouro. A quantidade de prata na camadabase foi mantida constante para todas as amostras. A quantidade de partícu-las de Pd/Au depositadas foi de 0,36 ug/cm2. Foram estudadas as proprie-dades antimicrobianas para diferentes cepas bacterianas.
Foram escolhidas espécies de microorganismoos com o objetivode investigar uma faixa de patógenos comuns (isolados clínicos) envolvidosna transmissão de bactérias e em infecções nosocomiais, a saber Escheri-chia coli (E. coli), Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus spp, Klebsiella eCandida.
As amostras de silicone revestidas com Pd/Au foram colocadasem recipientes comuns. Foram incluídas triplicatas para cada condição doteste. 10 ml de organismos inoculados contendo urina artificial (em torno de105 CFU/ml) foram adicionados a cada um e eles foram incubados horizon-talmente com agitação branda a 37D C durante 24 horas.
Depois de 24 horas os recipientes foram removidos da incuba-ção. As amostras foram removidas, drenadas sobre papel toalha e entãocolocadas em recipientes contendo 20 ml de PBS + Tween e tratadas comondas sonoras durante 1,5 minuto.
Foram feitas contagens de CFU em cada recipiente por realiza-ção de diluições 10 vezes em água destilada estéril e aplicação de 100 □sobre uma terça parte de uma placa de nutriente ágar. Estas foram incuba-das durante 16-24 horas a 37□ C e as colônias foram contadas. Na tabela4 é apresentada a redução de bactérias comparadas com a amostra dé sili-cone não-revestida. Quanto maior o valor, maior a redução.Tabela 4.
<table>table see original document page 25</column></row><table>
Exemplo 5
Uma rede de tecido poliéster foi primeiro enxaguada em umasolução a 5 % de hidróxido de potássio durante 5 minutos a 30°C. Depois derepetidos enxágües em água desmineralizada o substrato foi imerso em umasolução acidificada de 1 g/l de cloreto estanoso à temperatura ambiente du-rante 10 minutos. Depois de enxágüe em água desmineralizada este foi dei-xado de molho em um banho de galvanização que contém 2 g/l de sulfato decobre, 5 g/l de hjdróxido de sódio, 50 g/l de citrato de sódio e 0,005 ml/l deformaldeído durante 10 minutos a 35°C. Foi obtida uma camada de cobre deaproximadamente 200 Á e depois de um novo enxágüe em água desminera-lizada o substrato foi imerso em uma suspensão de partículas que compre-ende 0,05 g/l cada de partículas de paládio e de partículas de ouro. A quan-tidade aplicada de partículas de metal foi de 0,4 ug/cm2.
Exemplo 6
Um substrato de PMMA foi limpo em 5 % de ácido clorídrico du-rante 2 minutos e então enxaguado em água desmineralizada antes da i-mersão em uma solução que contém 0,02 g/l do íon estanoso a um pH de2,5. Depois do enxágüe o substrato foi imerso em uma solução que contém0,005 g/l de íons de prata, 0,02 ml/l de amônia, 0,05 g/l de hidróxido de po-tássio e 0,0005 ml/l de formaldeído durante 5 minutos à temperatura ambien-te. Isto forneceu uma superfície com 0,12 ug/cm2 de prata. Depois do enxá-güe este foi imerso em uma suspensão de partículas que compreende 0,005g/l de paládio e 0,002 g/l de partículas de ouro. A quantidade aplicada departículas de metal foi 0,05 ug/cm2.
Exemplo 7
Um substrato de falso tecido de poliimida foi imerso em uma so-lução a 12 % de NaOH a 40°C durante 10 minutos. Depois de enxágüe repe-tido em água desmineralizada este foi imeros em uma solução alcoólica quecontém 0,5 g/l de clorto estanoso durante 5 minutos à temperatura ambiente.Depois do enxágüe este foi deixado de molho em um banho de cobre deacordo com o exemplo 3. Foi obtida uma camada de cobre de 2 ug/cm2. De-pois do enxágüe este foi imerso em uma suspensão que compreende 1 %de Pd e 0,2 % de partículas de ouro, calculada em relação ao peso da sus-pensão total. A quantidade aplicada de partículas de metal foi de 0,6 ug/cm2.
Exemplo 8
Um tecido de nylon foi limpo em NaOH a 5 % durante 10 minu-tos a 40°C e depois do enxágüe em água desmineralizada imersa em umasolução de 0,6 g/l de cloreto estanoso a um pH de 2,2 durante 15 minutos àtemperatura ambiente. Depois disso a superfície compreendia uma quanti-dade de prata de 0,8 ug/cm2. Depois de um novo enxágüe ela foi imersa emum banho de prata de acordo com o exemplo 2 e então depois de um novoenxágüe imersa em uma suspensão que compreende 1 % de partículas dePd e 0,05 % de Au. A quantidade aplicada de partículas de metal foi de 0,12ug/cm2.
Exemplo 9
Um substrato de alumínio foi tratado em uma solução de ácidonítrico a 10 % e ácido fluorídrico a 3 % a 60°C durante 20 minutos. Depoisdo enxágüe, o substrato foi imeros em uma solução acidificada de 3 g/l decloreto estanoso e depois de novo enxágüe em um banho de prata de acor-do com o exemplo 2. Depois desta etapa foi obtida uma quantidade de apro-ximadamente 80 Á de prata sobre a superfície. Depois de um outro enxágüeo substrato foi imerso em uma suspensão que compreende 1 % de partícu-las de Pd e 2 % de Au. A quantidade aplicada de partículas de metal era de0,7 ug/cm2.
Exemplo 10
A substrato de PTFE foi atacado em uma solução aquosa dehidróxido de sódio durante 5 minutos. Depois do enxãgüe e da secagem elefoi imerso em uma solução que contém 0,7 g/l de cloreto estanoso durante20 minutos à temperatura ambiente. O substrato foi depois do enxágüe i-merso em um banho de galvanização que contém 0,2 g/l de nitrato de prata,0,5 ml/l de amônia e hidróxido de sódio até um pH 10,5 durante 5 minutos.Depois desta etapa foi obtida uma quantidade de em torno de 2,2 pg/cm deprata sobre a superfície. Depois de um novo enxágüe ele foi imerso em umasuspensão que compreende 3 % de partículas de Pd e 0,1 % de Au durante5 minutos à temperatura ambiente. A quantidade aplicada de partículas demetal foi de 0,03 ug/cm2.
Exemplo 11
Uma placa de vidro foi enxaguada em ácido sulfúrico a 10 % e 1% de ácidio fluorídrico à temperatura ambiente durante 15 minutos. Depoisdo enxágüe ele foi imersa em um banho de prata de acordo com o exemplo2. Depois desta etapa foi obtida uma quantidade de em torno de 140 Á deprata sobre a superfície. Depois de um novo enxágüe ela foi imersa em umasuspensão que compreende 1 % de partículas de rutênio e 2 % de paládio.
A quantidade aplicada de partículas de metal era de 0,25 ug/cm2.
Exemplo 12
Um substrato de aço inoxidável foi imerso em uma solução de15 % de ácido nítrico e 5 % de HF à temperatura ambiente durante 30 minu-tos e então enxaguado em água desmineralizada. O processo continuou se-guindo as etapas no exemplo 11. A quantidade aplicada de partículas demetal era de 0,9 ug/cm2.
Exemplo 13
Um bastão de titânio foi limpo em uma solução de 18 % de ácidonítrico e 2 % de HF durante 20 minutos à temperatura ambiente. A aplicaçãode uma superfície doadora de elétrons e a aplicação de partículas de metalforam feitas como no exemplo 11. A quantidade aplicada de partículas demetal era de 0,6 ug/cm2.
Exemplo 14
Ativação complementar
Detecção de ativação complementar induzida na superfície comMicrobalança de Cristal de Quartzo com Monitoração da Dissipação (QCM-D)A avaliação quantitativa de uma resposta de corpo estranho éconseguida indiretamente pela monitoração da ligação dos anticorpos hu-manos anticoelho dirigidos a um fator de complemento C3b ligado à superfície.
Dentro de segundos depois da introdução em um tecido moleum corpo estranho é sujeito a grande atenção pelo sistema complementar. Osistema complementar compreende aproximadamente 30 proteínas diferen-tes em que C3 é a mais abundante. Depois da alta concentração das proteí-nas do fluido do corpo (isto é, Albumina, Fibrinogênio e Fibronectina) o sis-tema complementar é dos primeiros atores na cena e visa proteger o hospe-deiro contra bactérias e fungos invasivos, porém também para alertar o sis-tema imunológico a respeito de um corpo estranho que está entrando nosistema.
Sem estarem ligados a qualquer teoria científica específica osinventores supõem que quando o fator 3 (C3) complementar se liga a umasuperfície introduzida ele é clivado pela C3 convertase para formar C3a so-lúvel e C3b ligado à superfície. Um C3b ligado à superfície irá então agircomo uma própria convertase, acionando a clivagem subseqüente de C3 deuma maneira similar a uma cascata. Os receptores para C3b são encontra-dos em eritrócitos, macrófagos, monócitos, leucócitos polimorfonucleares ecélulas B, todos sendo importantes no controle de inflamação e na cicatriza-ção de ferida no tecido. Os mecanismos exatos que controlam a ligação deC3 a uma superfície ainda são em grande parte desconhecidos. No entanto,os anticorpos dirigidos especificamente a C3b podem facilmente ser medi-dos in vitro com QCM-D e fornecer informação quantitativa das propriedadesde resposta imunológica do biomaterial. Esta nova metodologia apresentauma boa concordância com todos os outros métodos conhecidos para a de-tecção de C3b ligado à superfície.
Material e métodos
Preparação de superfícies
Um revestimento foi aplicado sobre cristais padronizados de Si-O2 QCM-D (QSX 303, Q-Sense Suécia) usando o método esquematizado noexemplo 2.
Como superfícies-modelos foram usados cristais padronizadosQCM-D ejetados com Au (s), Ti (s) (QSX301 e QSX310 respectivamente).
As superfícies-modelos de Ag (s) e Pd (s) foram obtidas sobrecristais padronizados de QCM-D-D aplicados sobre ouro (QSX 301, Q-SenseSuécia) por ejeção a alto vácuo de aproximadamente 200 Á Paládio e Pratarespectivamente.
Produtos do Sangue
Foi recebido sangue integral fresco de cinco doadores saudáveis(Sahlgrenska University Hospital, Góteborg, Suécia). O sangue foi deixadocoagular à temperatura ambiente durante aproximadamente 4 horas paraobter soro ativo complementar. O soro foi então centrifugado a 4000 rpmdurante 20 min. (Hettich Universal 16 R) depois disso o sobrenadante foiremovido e recentrifugado como acima e armazenado a -70 °C.
Detecção de ativação complementar induzida pela superfície
Soro foi diluído 1:5 em Soro Fisiológico Tampão Veronal suple-mentado com CaCI2 (0,15 mM) e MgCI2 (0,5 mM) (VBS++) e a adsorção deproteínas do soro pelos cristais de QCM-D modificados foi monitorada du-rante 20 minutos seguido por um enxágüe com tampão durante 5 minutos. Oenxágüe foi seguido pela adição de anticorpos C3b humanos anticoelho dilu-ídos 1:20 em VBS++ (Sigma). Para controles negativos e positivos, foramusados cristais padronizados de ouro QCM-D pré-revèstidos com IgG hu-mans (1 mg/ml) (Sigma). O control negativo foi inativado pelo calor a 56°Cdurante 30 minutos antes das medidas.
Todos os experimentos foram realizados à temperatura ambien-te em Soro Fisiológico Tampão Veronal com CaCI2 (0,15 mM) e MgCI2 (0,5mM) (VBS++) exceto para controles negativos quando foram usados VBS"".Todas as medidas de QCM-D foram realizadas na aparelhagem D300 (Q-sense, Suécia).
Resultados das medidas com QCM-D de ativação complementar(C3b). As superfícies de SiO2 revestidas como descrito acima tinha umaquantidade de prata de 0,35-0,61 ug/cm2. A quantidade de ouro nas partícu-las foi variada de acordo com a tabela a seguir e a ativação complementarfoi medida de acordo com a tabela.
<table>table see original document page 30</column></row><table>
Exemplo 15
Adesão da plaqueta e produção de fator complementar C3a solúvel sobresuperfícies de biomaterial
O consumo de plaquetas em sangue integral fresco exposto aum biomaterial é usado para avaliar quantitativamente a trombogenicidadede um biomaterial desejado. Além disso, a fração solúvel de fator comple-mentar ativado 3 (C3a) é usada para monitorar a ativação complementarproveniente da superfície de biomaterial.
Antecedentes
Plaquetas (ou trombócitos) são pequenos fragmentos de célulaanuclear com formato de disco normalmente presentes em sangue saudável.Elas representam um papel crucial na preservação das paredes nos vasossangüíneos e são recrutadas para uma área danificada e ativadas para formarum tampão, prevenindo hemorragia e perda de sangue. Sabe-se também queas plaquetas aderem e se tornam ativadas sobre certas superfícies de bioma-terial, às vezes formando um coágulo indesejado e potencialmente perigoso.
O C3a solúvel é uma pequena proteína separada por clivagemdo fator complementar 3 (C3) quando este estiver ligado e ativado sobreuma bactéria ou sobre uma superfície de corpo estranho. O C3a age comoum quimio-atraente para monócitos polimorfonucleares e também têm pro-priedades anafilatóxicas que sinalizam para a liberação de histamina dosmastócitos.
Material e métodos
Câmaras ExperimentaisA câmara experimental é construída resumidamente de dois a-néis de PMMA colados sobre uma lâmina microscópica de PMMA, constru-indo duas cavidades. Depois da adição de sangue integral, o material a sertestado é colocado como uma tampa sobre as duas cavidades e mantido emposição com um grampo. A câmara é então montada sobre um disco girandoem água a 37°C durante 60 minutos a 22 rpm.
Sangue
O sangue foi retirado de um doador saudável e coletado em umpequeno frasco heparinizado 2x que contém heparina solúvel (Leo Pharma),para fornecer uma concentração final de 1,0 Ul de heparina/ml. O sanguecoletado foi então imediatamente transferido para as câmaras experimentais.
Contagem de plaquetas
Depois da incubação na câmara experimental foi adicionadoEDTA (FIuka) ao sangue até uma concentração final de 4 mM. As plaquetasforam então contadas em um contador de célula automatizado Coulter AcTdiff™ (Coulter Corporation).
Análise de C3a
Depois da contagem de plaquetas, o sangue foi centrifugado a4600 g durante 10 minutos a + 4 °C e o sobrenadante (plasma) foi guardadoe armazenado a - 70°C antes das medições.
O plasma foi diluído 1/300 e analisado em um sanduíche ELISAque emprega o 4SD17.3 monoclonal (Uppsala University, Suécia) como an-ticorpo de captura. O C3a ligado foi detectado com C3a anti-humano de coe-lho biotinilado (Dako), seguido por estreptavidina conjugada a HRP (Amer-sham Biosciences). Soro ativado por Zymosan, calibrado em relação a umasolução de C3a purificado, serviu como um padrão.
Resultados
Contagem de plaqueta no sangue e adsorção de C3a. Os obje-tos revestidos fabricados de acordo com o método esquematizado I exemplo2 no vidro tinha uma concentração de prata na superfície de aproximada-mente 1,3 ug/cm2<table>table see original document page 32</column></row><table>
Contagem de plaqueta no sangue e adsorção de C3a. Os reves-timentos sobre vidro tinham uma concentração de prata na superfície de a -proximadamente 1,3 ug/cm2.
<table>table see original document page 32</column></row><table>
Exemplo 16
Medição da resposta inflamatória
Material
NHSp-2 (Composição de soro humano normal do Immunologiskinstitutt, Rikshospitalet, Oslo, Norway), soro proveniente de doadores desangue saudáveis.
Tubos de PDMS (PolidimetiIsiIoxano) de 30 cm foram revestidosde acordo com o procedimento esquematizado no exemplo 1. Foram usadostubos de PVC de 30cm como controle.
Instalação: 7 tipos de tubos, não tratados e de PVC em triplicata(no total 21).
Método:
1) O soro foi colocado sobre gelo.
2) Foi removida uma amostra zero. Foram adicionados 750 μLdiretamente a um tubo com 15 μΙ de EDTA 0,5 Μ. A amostra foi mantida so-bre gelo.
3) Foram adicionados 750 μΙ de soro a cada tubo.
4) Os tubos foram presos a um rotor (5 rpm) a 37°C e foram in-cubados durante 30 minutos.
5) O soro foi removido com uma pipeta e adicionado a um tubocom 15 μL de EDTA 0,5 M. As amostras foram colocadas sobre gelo e anali-sadas em relação a TCC (o complexo complementar terminal solúvel C5b-9).
TCC foi analisado usando-se um imunoensaio com enzima anti-corpo duplo baseado no anticorpo monoclonal aE11, altamente específicopara um neoepitopo exposto sobre C9 ativado porém não-nativo, como anti-corpo para captura. O método foi originalmente descrito em:
Mollnes TE, Lea T, Froland SS, Harboe M. "Quantification of theterminal complement complex in human plasma by an enzyme-linked immu-nosorbent assay based on monoclonal antibodies against a neoantigen ofthe complex", Scand J Immunol 22:197-202. 1985.e posteriormente modificado em:
Mollnes TE, Redl H, Hogásen K, Bengtsson A, Garred P, Speil-berg L, Lea T, Oppermann M, Gótze O, Schlag G. "Complement activation inseptic baboons detected by neoepitope specific assays for C3b/iC3b/C3c,C5a e the terminal C5b-9 complement complex (TCC)", Clin Exp Immunol91:295-300, 1993.
Resultados
Resposta inflamatória, quantidade de Ag = 1 ug/cm2, revestido de acordocom o método esquematizado no exemplo 2 sobre um tubo de PDMS.
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A resposta inflamatória, quantidade de Ag = 1 ug/cm2, revestidade acordo com o método esquematizado no exemplo 2 sobre um tubo dePDMS.<table>table see original document page 34</column></row><table>
Exemplo 17
Método in vitro
Foram usados fibroblastos dermais humanos primaries normais(NHDF, Karocell Tissue Engineering AB1 Estocolmo, Suécia), passagem 7.
As células foram cultivadas em frascos de cultura de tecido em meio de fi-broblasto completo contend DMEM+GlutaMAX™-1 (Gibco, UK), 10 % desoro fetal bovino (FBS, Gibco, UK) e 1 % de Antibiótico-Antimiocótico (Gibco,UK) a 37°C, 5 % de CO2 e 95 % de umidade. Dez diferentes materiais reves-tidos (PDMS) preparados de acordo com o método esquematizado no e-xemplo 1 foram perfurados de maneira estéril em discos com um diâmetrode 15 mm para se adaptar em uma placa de 24 poços. Os discos foram i-mersos em PBS estéril (solução de soro fisiológico tamponada com fosfato,Gibco, UK) e 1 ml de suspensão de célula (17.000 células/ml) foi dispersosobre os discos e em poços PS vazios (poliestireno, Falcon, BD Biosciences,Bélgica) e incubado durante 24 horas e 72 horas em triplicatas. Os meiosprovenientes de todas as amostras foram coletados, centrifugados a 400 g,durante 5 minutos e armazenados a -70°C para análises ELISA (ensaio imu-nossorvente ligado a enzima) de fatores de liberação de célula. Dois discosde cada material foram incubados com meio completo sem células para ava-liar os valores base.
Quantidade da célula
As quantidades da célula em associação com as superfícies ecom o meio circundante foram determinadas por um sistema NucIeoCoun-ter® (ChemoMetec A/S, Dinamarca). Em resumo, as células foram tratadascom tampão para Iise e com tampão estabilizador (fornecido com o sistema).As amostras Iisadas foram carregadas em um NucleoCassette™ pré-revestido com iodeto de propídio fluorescente que cora os núcleos da célulae foram então avaliadas quantitativamente no NucleoCounter®.
Viabilidade da célula
A viabilidade da célula foi determinada pela medição do teor dalactato desidrogenase (LDH) no meio, um marcador de danos à membranada célula, usando uma avaliação espectrofotométrica da conversão de ácidopirúvico a ácido láctico mediada por LDH (C-Laboratory, Sahlgrenska Uni-versity Hospital, Góteborg, Suécia).
Determinação da citocina
As quantidades de TGF-βΙ (Fator de crescimento de transfor-mação beta 1) e de colágeno do tipo I foram detectadas por kits ELISA (Hu-man TGF-βΙ, Quantikine®, R&D Systems, UK; Human collagen typel ELISAKIT, Cosmo Bio Co., Japan) de acordo com as instruções do fabricante, emuma unidade de leitura SpectraVmax ELISA (Molecular Devices, UK).
Método in vivo
Seis diferentes objetos de PDMS revestidos (com 10 mm de di-âmetro) foram revestidos de acordo com o método esquematizado no exem-plo 1 e foram esterilizados. Ratos Spraque-Dawley Fêmeas (200-250 g), ali-mentados com uma dieta de pélete padrão e água foram anestesiados comuma mistura de 2,7 % de isofluran e ar (Univentor 400 Anaesthesia Unit, U-niventor, Malta) e 0,01 mg de Temgesic foi fornecido como analgésico s.c.no pré-operatório. Os ratos foram raspados e limpos com 5 mg/ml de chloro-hexidina em etanol a 70 % e cada rato recebeu um de cada tipo de implantesubcutaneamente (s.c.) no dorso. As feridas foram fechadas com 2 suturas(Ethilon 5-0 FS-3, Ethicon®, Johnson & Johnson, Bélgica). Os períodos deimplantação foram de 1 e 3 dias para avaliar o processo inflamatório precocee 21 dias para o exame da formação de cápsula fibrosa e a resposta infla-matória tardia (n = 8 ratos por período de tempo). Quando foi realizado oexplante os animais foram sacrificados por uma overdose de pentobarbital(60 gL-1) depois de breve anestesia com uma mistura de 2,7 % de isofluran ear. Os implantes e os exsudatos circundantes foram recuperados. As célulasde exudato foram obtidas das bolsas por aspiração repetida de HBSS (solu-ção salina equilibrada de Hank, Gibco, UK) e mantidas sobre gelo. Os exu-datos foram centrifugados a 400 g, 5 minutos e os sobrenadantes forammantidos a -70°C. Todos os estudos de implantação foram aprovados peloLocal Ethical Committee for Laboratory Animais.
Quantidade de célula e tipo de célula
A concentração e o tipo de células nos exudatos (células/ml) fo-ram contados por microscopia com luz com formação de mancha de Türkem uma câmara de Bürker e a quantidade da célula em exudatos centrifuga-dos e sobre implantes foi determinada por sistema NucleoCounter®.
Viabilidade da célula
A viabilidade da célula foi determinada por exclusão de TrypanBlue que usa microscopia com luz e por avaliação de LDH (C-Laboratory,Sahlgrenska University Hospital, Goteborg1 Suécia).
Determinação de citocina
As quantidades de TGF-βΙ (Fator de crescimento de transfor-mação beta 1) e MCP-1 (Proteína de Quimioatraente de Monócito-1) foramdetectads por kits ELISA (TGF-βΙ de rato, Quantikine®, R&D Systems, UK;Amersham Monocyte Chemoattractant Protein-1 [(r)MCP-1], Rat1 Biotrak E-LISA System, GE Healthcare, UK) de acordo com as instruções do fabrican-te, em uma unidade de leitura SpectraVmax ELISA (Molecular Devices, UK).
Resultados do estudo in vitro
A quantidade de metais no objeto do teste de PDMS revestidode acordo com o método esquematizado no exemplo 2 foi Ag = 0,8 - 0,9ug/cm2 e Pd = 0,1 ug/cm2.
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No segundo conjunto experimental a quantidade de metais noobjeto do teste de PDMS revestido de acordo com o método esquematizadono exemplo 2 foi Ag = 0,8 - 0,9 μg/cm2 e Au = 0,05 - 0,09 ug/cm2.
<table>table see original document page 37</column></row><table>
Resultados do estudo in vivo
A quantidade de Pd foi variada nos discos de PDMS in vivo. Aquantidade de Ag era de aproximadamente 1 pg/cm2 para todas as amos-tras. (PMN = polimorfonuclear)
<table>table see original document page 37</column></row><table>A quantidade de Au foi variada nos discos in vivo. A quantidadede Ag era de aproximadamente 1 pg/cm2 para todas amostras. (PMN = po-limorfonuclear)
<table>table see original document page 38</column></row><table>
A seguir estão descritos alguns usos específicos do revestimen-to de acordo com a presente invenção.
Lentes de contato
Lentes de contato são feitas muitas vezes com um material po-limérico com um teor de água significativo. É essencial evitar o crescimentomicrobiano sobre uma lente de contato. Utilizando-se o método esquemati-zado acima é possível revestir uma lente de contato para evitar ou reduzir ocrescimento microbiano. Uma lente de contato revestida também será bio-compatível. Nos exemplos acima foi demonstrado que o material poliméricopode ser revestido de acordo com a invenção. Como exemplos de revesti-mento de substratos poliméricos podem ser mencionados revestimento depoliéster (exemplo 5), PMMA (exemplo 6), poliimida (exemplo 7), nylon (e-xemplo 8) e PTFE (exemplo 9). O fato de que o revestimento pode ser apli-cado com sucesso àqueles materiais polimérico demonstra que o revesti-mento também pode ser aplicado a lentes de contato de materiais polimércos.
Marca-passos e eletrodos para marca-passos
Marca-passos a serem introduzidos no corpo de um ser humanoprecisam ser biocompatíveis. Ao mesmo tempo é desejável que seja evitadoo crescimento microbiano. Um marca-passo ou um eletrodo de marca-passorevestido com o presente revestimento tem aquelas propriedades desejá-veis. Foi demonstrado acima que o revestimento pode ser aplicado a muitosmateriais, por exemplo metais tais como titânio (exemplo 13), aço inoxidável(exemplo 12) e alumínio (exemplo 9). Desse modo um marca-passo ou umeletrodo de marca-passo feito de metal ou de qualquer outro material podeser revestido com sucesso de acordo com a presente invenção.
"stents" (de metal nu e para eluicão de fármaco)
Os "stents" a serem introduzidos no corpo de um ser humanodeviam de preferência ser biocompatíveis. Ao mesmo tempo é desejável queeles evitem o crescimento microbiano. Um "stent" revestido com o presenterevestimento tem aquelas propriedades desejáveis. Foi demonstrado acimaque o revestimento pode ser aplicado a metais tais como titânio (exemplo13), aço inoxidável (exemplo 12) e alumínio (exemplo 9). Os "stents" podemser fabricados com estes e com outros metais ou ligas e podem ser revesti-dos com sucesso com o revestimento de acordo com a presente invenção.
Implantes dentais
Os implantes dentais são vantajosamente tanto biocompatíveiscomo antimicrobianos. Os implantes dentais podem ser feitos de titânio oude quaisquer outros materiais. Como apresentado acima no exemplo 13, otitânio pode ser revestido de acordo com a presente invenção. Um implantedental revestidio de acordo com a presente invenção tanto é biocompatívelcomo antimicrobiano. Um exemplo de um implante dental é um implantedental feito de titânio e revestido como descrito no exemplo 13.
Redes e malhas de ruptura
Os materiais para redes e malhas podem ser revestidos comoapresentado para poliéster (exemplo 5), PMMA, (exemplo 6), poliimida (e-xemplo 7) e nylon (exemplo 8). Tais redes e malhas serão tanto antimicrobi-anas como biocompatíveis o que é uma vantagem dentro de muitas aplicações.
Equipamento para a centrifuqacão de sangue (em contato com o sangue)
No equipamento que se pretende usar em contato com o sanguesão desejadas as propriedades biocompatíveis e antimicrobianas do revesti-mento de acordo com a presente invenção. Os materiais em contato com osangue podem ser selecionados entre um grande número de materiais. Nosexemplos acima demonstrou-se que uma grande variedade de materiais podeser revestida, tal como vidro (exemplo 1, 2, 4 e 11), poliéster (exemplo 5),PMMA, (exemplo 6), poliimida (exemplo 7), nylon (exemplo 8), alumínio (e-xemplo 9), PTFE (exemplo 10), aço inoxidável (exemplo 10) e titânio (exemplo13). O equipamento para a centrifugação de sangue que compreende umsubstrato revestido de acordo com a presente invenção tem propriedades me-lhoradas em relação à biocompatibilidade e propriedades antimicrobianas.
Instrumentos cirúrgicos
É altamente desejável que os instrumentos cirúrgicos apresen-tem propriedades antimicrobianas. Os materiais muitas vezes usados parainstrumentos cirúrgicos tais como aço inoxidável e titânio podem ser revesti-dos como apresentado nos exemplos 12 e 13, respectivamente. Utilizando-se o revestimento de acordo com a presente invenção são conseguidas aspropriedades antimicrobianas desejadas. Além disso, o revestimento tam-bém é biocompatível.
Luvas
Freqüentemente é desejável que as luvas usadas para váriasfinalidades apresentam propriedades antimicrobianas. Além disso, são dese-jáveis as luvas que ao mesmo tempo são convenientes e biocompatíveispara tecidos em algumas aplicações. Revestindo-se as luvas com o revesti-mento de acordo com a presente invenção são conseguidas as propriedadesdesejadas mencionadas acima. Os materiais poliméricos podem ser revesti-dos de acordo com a presente invenção com excelentes resultasdo e exem-plos de diversos materiais poliméricos são fornecidos acima.
Bolsas para sangue
Em bolsas para sangue para as quais se tem a intenção de porem contato com o sangue são desejadas propriedades biocompatíveis e an-timicrobianas do revestimento de acordo com a presente invenção. Os mate-riais para bolsas de sangue são mais freqüentente materiais poliméricos. Aomateriais poliméricos podem ser revestidos de acordo com a presente in-venção com excelentes resultados e exemplos de diversos materiais polimé-ricos são fornecidos acima.
Válvulas cardíacas artificiais
Para válvulas cardíacas artificiais são altamente desejáveis aspropriedades antimicrobianas e biocompatíveis do revestimento de acordocom a presente invenção. O revestimento pode ser aplicado com sucessotanto a materiais poliméricos como a metais que possam constituir uma vál-vula cardíaca artificial. Os exemplos mencionados acima demonstram que orevestimento pode ser aplicado tanto a materiais poliméricos como a metaisassim como ligas.
Cateteres venosos centrais
Para que os cateteres sejam introduzidos no corpo tais comocateteres venosos centrais, as propriedades antimicrobianas são altamentedesejadas. Além disso, os objetos a serem introduzidos no corpo humanotambém deviam ser biocompatíveis e convenientes para tecidos. O revesti-mento de acordo com a presente invenção satisfaz os requisitos e tem exce-lentes propriedades para cateteres. Os materiais usados para cateteres po-dem ser revestidos com sucesso com o revestimento de acordo com a pre-sente invenção.Cateteres venosos periféricos
Em relação às propriedades antimicrobianas e biocompatíveis osrequisitos para cateteres venosos periféricos e cateteres venosos centraissão similares. Desse modo o revestimento de acordo com a presente inven-ção também é excelente para cateteres venosos periféricos.
Portas vasculares
Em relação às portas vasculares há um risco de infecção e alémdisso, tais portas vasculares deviam ser biocompatíveis. Portanto o revesti-mento de acordo com a presente invenção é excelente para portas vascula-res de modo que elas se tornam antimicrobianas e biocompatíveis. Os mate-riais usados para portas vasculares podem ser revestidos com sucesso como revestimento de acordo com a presente invenção.
Equipamento para hemodiálise
Para equipamento para hemodiálise são importantes as proprie-dades antimicrobianas e biocompatíveis, tornando assim o revestimento deacordo com a presente invenção muito adequado.
Equipamento para diálise peritoneal
Para equipamento para diálise peritoneal as propriedades anti-microbianas e biocompatíveis do revestimento de acordo com a presenteinvenção são muito úteis. É adequado aplicar o revestimento de acordo coma presente invenção a partes de tal equipamento.
Dispositivos para plasmaferese
Para os dispositivos para plasmaferese, inclusive cateteres im-plantados para tal finalidade, o revestimento de acordo com a presente in-venção é adequado devido às suas propriedades antimicrobianas e biocom-patíveis. Os materiais usados neste contexto podem ser revestidos com su-cesso de acordo com a presente invenção.
Dispositivos para aplicação de fármaco por inalação
Os dispositivos para aplicação de fármaco por inalação vantajo-samente apresentam propriedades antimicrobianas que são conseguidaspelo revestimento de peças adequadas do dispositivo com o revestimento deacordo com a presente invenção. As propriedades biocompatíveis do reves-timento também constituem uma vantagem.
Enxertos vasculares (por exemplo enxertos arteriais)
Enxertos vasculares se beneficiam de propriedades antimicrobi-anas e biocompatíveis, que são conseguidas pelo revestimento de acordocom a presente invenção. Os materiais dos quais são feitos os enxertos sãoadequados para revestimento de acordo com a presente invenção.
Dispositivos auxiliares para cardioloqia
Os dispositivos auxiliares para cardiologia a serem implantadosno corpo deviam ser tanto biocompatíveis como antimicrobianos. Isto é con-seguido utilizando-se um revestimento de acordo com a presente invenção.Os materiais usados para tais dispositivos são revestidos com sucesso utili-zando-se a presente invenção.
Curativos para feridas
Os curativos para feridas são de preferência antimicrobianosassim como biocompatíveis. Isto os torna excelentes objetos para revesti-mento de acordo com a presente invenção. O material polimérico e fibrosousado para curativos para feridas são revestidos com sucesso de acordocom a presente invenção.
Cateteres Intermittentes
Os cateteres intermitentes assim como outros cateteres deviamde preferência ser ambos antimicrobianos para evitar problemas com infec-ções, além disso, eles também deviam ser biocompatíveis. O revestimento deacordo com a presente invenção é excelente para cateteres porque ele tantoé antimicrobiano como biocompatível. Os materiais usados para cateterespodem ser revestidos com sucesso de acordo com a presente invenção.
Eletrodos para ECG
Os eletrodos para ECG deviam de preferência ser tanto antimi-crobianos como biocompatíveis. Os eletrodos para ECG revestidos de acor-do com a presente invenção são tanto antimicrobianos como biocompatíveis.
Os materiais tais como titânio (exemplo 13), aço inoxidável (exemplo 12) ealumínio (exemplo 9) podem, assim como muitos outros materiais adequa-dos para eletrodos ser revestidos de acordo com a presente invenção."stents" periféricos
As propriedades desejadas para "stents" periféricos são simila-res àquelas para "stents" como descrito acima. Desse modo também os"stents" periféricos podem ser revestidos com sucesso de acordo com a pre-sente invenção.
Implantes para substituição de ossos
Implantes de diferentes espécies tais como implantes para subs-tituição de ossos são de preferência tanto antimicrobianos como biocompatí-veis. Isto é conseguido por um revestimento de acordo com a presente in-venção.
Implantes ortopédicos
Os implantes ortopédicos são muito adequados para serem re-vestidos de acordo com a presente invenção para torná-los antimicrobianose biocompatíveis. Exemplos de implantes ortopédicos incluem reposições dequadril, reposições totais de quadril, reposições de quadril com cerâmica,reposições de junta de quadril, reposições de joelho, reposições totais dejoelho e reposições de junta de joelho.
Aparelhos ortopédicos (parafusos, pinos, grampos âncora de sutura etc.)
Todas as espécies de aparelhos ortopédicos tais como parafu-sos, pinos, grampos e âncoras de sutura são de preferência tanto antimicro-bianos como biocompatíveis. Tais aparelhos são feitos de materiais que po-dem ser revestidos com sucesso de acordo com a presente invenção. Osaparelhos ortopédicos se beneficiam do revestimento de acordo com a pre-sente invenção. Um exemplo de um aparelho ortopédico é um parafuso detitânio revestido de acordo com o procedimento descrito no exemplo 13.
Implantes para reposição de tecido
Implantes de diferentes espécies tais como implantes para repo-sição de tecidos são vantajosamente tanto antimicrobianos como biocompa-tíveis. Isto é conseguido por um revestimento de acordo com a presente in-venção sobre os implantes para reposição de tecidos.
Lentes intra-oculares
Para lentes intra-oculares é uma vantagem que elas sejam anti-microbianas e biocompatíveis. Isto é conseguido por um revestimento deacordo com a presente invenção. As lentes intra-oculares feitas de materiaispoliméricos e de outros materiais podem ser revestidas com sucesso de a-cordo com a presente invenção.
Suturas
É uma grande vantagem que as suturas sejam antimicrobianas ebiocompatíveis. As suturas são portanto adequadas para revestimento deacordo com a presente invenção.
Agulhas
As agulhas que deviam ser antimicrobianas e/ou biocompatíveispodem ser revestidas com sucesso de acordo com a presente invenção parafornecer as propriedades antimicrobianas e biocompatíveis desejadas.
Dispositivos para aplicação de fármacos
Os dispositivos para aplicação de fármacos que serão tornadosantimicrobianos e/ou biocompatíveis são vantajosamente revestidos de a-cordo com a presente invenção.
Tubos endotraqueais
Os tubos endotraqueais são de preferência antimicrobianos as-sim como biocompatíveis. Os materiais poliméricos que são usados parafabricar os tubos endotraqueais são adequados para revestimento de acordocom a presente invenção. Desse modo os tubos endotraqueais podem serrevestidos com sucesso de acordo com a presente invenção para forneceras propriedades antimicrobianas e biocompatíveis.
Desvios
Para várias espécies de desvios é altamente desejável que elesapresentem propriedades antimicrobianas e que eles sejam biocompatíveis.Os materiais que são usados para desvios podem ser revestidos com su-cesso de acordo com a presente invenção e assim o desvio irá obter as pro-priedades desejadas.
Drenos
Os dresnos são de preferência antimicrobianos e também bio-compatíveis. Como o revestimento de acordo com a presente invenção podeser aplicado com sucesso aos materiais dos quais são feitos os drenos, émuito adequado aplicar o revestimento de acordo com a presente invençãoaos drenos.
Aparelhos para sucção
Os aparelhos para sucção deviam ser antimicrobianos e tambémbiocompatíveis. Como o revestimento de acordo com a presente invençãopode ser aplicado com sucesso aos materiais com os quais são obtidos osaparelhos para sucção, é muito desejável aplicar o revestimento de acordocom a presente invenção aos aparelhos para sucção.
Aparelhos auxiliares para audição
Os aparelhos auxiliares para audição são de preferência antimi-crobianos e também biocompatíveis. Os materiais com os quais são obtidosos aparelhos auxiliares para audição podem ser revestidos com sucesso deacordo com a presente invenção. Os aparelhos auxiliares para audição sãomuito adequados para serem revestidos de acordo com a presente invenção.
Aparelhos para medicina para uso em uretra tais como catete-res, "stents" uretrais e "stents" suprapúbicos são muito adequados para se-rem revestidos de acordo com a presente invenção.
Vasos sangüíneos artificiais são adequados para serem revesti-dos de acordo com a presente invenção.

Claims (71)

1. Substrato que tem uma superfície doadora, caracterizado pelofato de que há partículas de metal sobre a dita superfície, as ditas partículasde metal compreendem paládio e pelo menos um metal selecionado do gru-po que consiste em ouro, rutênio, ródio, ósmio, irídio e platina e em que aquantidade das ditas partículas de metal é de desde aproximadamente 0,001até aproximadamente 8 ug/cm2.
2. Substrato de acordo com a reivindicação 1, em que a dita su-perfície doadora de elétrons é uma camada de um material doador de elé-trons que é aplicado em uma quantidade de desde aproximadamente 0,05até aproximadamente 12 ug/cm2.
3. Substrato de acordo com a reivindicação 2, em que a dita ca-mada doadora de elétrons é de um metal que é menos nobre do que qual-quer um dos metais no grupo que consiste em paládio, ouro, rutênio, ródio,ósmio, irídio e platina.
4. Substrato de acordo com a reivindicação 3, em que a dita ca-mada doadora de elétrons é de um metal selecionado do grupo que consisteem prata, cobre e zinco.
5. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--4, em que o dito substrato é um substrato polimérico.
6. Substrato de acordo com a reivindicação 5, em que o ditosubstrato polimérico é selecionado do grupo que consiste em látex, vinil, po-límeros que compreendem grupos vinila, poliuretana uréia, silicone, cloretode polivinila, polipropileno, estireno, poliuretana, poliéster, copolimerizadosde etileno acetato de vinila, poliestireno, policarbonato, polietileno, poliacrila-to, polimetacrilato, acrionitrila butadieno estireno, poliamida e poliimida oumisturas dos mesmos.
7. Substrato de acordo com a reivindicação 5, em que o ditosubstrato polimérico é selecionado do grupo que consiste em um polímeronatural, um polímero degradável, um polímero comestível, um biopolímerodegradável, um ambientalmente amigável e um polímero de classificaçãopara ser usado em medicina.
8. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--4, em que o dito substrato é um metal.
9. Substrato de acordo com a reivindicação 8, em que o dito me-tal é selecionado do grupo que consiste em aço inoxidável, aço de classifi-cação para ser usado em medicina, cobalto e cromo ou misturas dos mesmos.
10. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--4, em que o dito substrato é selecionado do grupo que consiste em vidro,minerais, zeólitas, pedra e cerâmica.
11. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 --4, em que o dito substrato é selecionado do grupo que consiste em papel,madeira, fibras de tecido, fibras, fibras de celulose, couro, carbono, fibras decarbono, grafite, politetrafIuoroetileno e poliparafenilenotereftalamida.
12. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--11, em que o dito substrato em o formato de uma partícula.
13. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--12 em que a quantidade das partículas de metal é de desde aproximada-mente 0,01 até aproximadamente 4 ug/cm2.
14. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--13, em que a razão de paládio para metais sem ser paládio nas ditas partí-culas de metal é de desde aproximadamente 0,01 : 99,99 até aproximada-mente 99,99 : 0,01.
15. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--13, em que a razão de paládio para metais sem ser paládio nas ditas partí-culas de metal é de desde aproximadamente 0,5 : 99,5 até aproximadamen-te 99,8 : 0,2.
16. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--13, em que a razão de paládio para metais sem ser paládio nas ditas partí-culas de metal é de desde aproximadamente 2 : 98 até aproximadamente 95 :5.
17. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--16 em que as ditas partículas de metal, além de paládio, compreendem ou-ro.
18. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--17, em que as ditas partículas de metal têm um tamanho médio de em tornode 10-10000 Á.
19. Substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1--18, em que as ditas partículas de metal têm um tamanho médio de em tornode 100-600 Á.
20. Objeto que compreende um substrato como definido emqualquer uma das reivindicações 1-19.
21. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma lente de contato.
22. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um marca-passo.
23. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um stent.
24. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um implante dental.
25. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma rede de ruptura.
26. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um equipamento para a centrifugação de sangue.
27. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um instrumento cirúrgico.
28. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma luva.
29. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma bolsa para sangue.
30. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma válvula cardíaca artificial.
31. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um cateter venoso central.
32. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um cateter venoso periférico.
33. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma porta vascular.
34. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um equipamento para hemodiálise.
35. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um equipamento para diálise peritoneal.
36. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um dispositivo para plasmaferese (filtragem de sangue).
37. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um dispositivo para aplicação de fármaco por inalação.
38. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um enxerto vascular.
39. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um aparelho de suporte cardíaco.
40. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um curativo para feridas.
41. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é em cateter intermitente.
42. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um eletrodo para ECG.
43. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um stent periférico.
44. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um implante para substituição de osso.
45. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um implante usado em ortopedia.
46. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um aparelho ortopédico.
47. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um implante para substituição de tecido.
48. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma lente intraocular.
49. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma sutura.
50. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é uma agulha.
51. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um dispositivo para aplicação de fármaco.
52. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um tubo endotraqueal.
53. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um desvio.
54. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um dreno.
55. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um dispositivo de sucção.
56. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um aparelho de surdez.
57. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um dispositivo medicinal para a uretra.
58. Objeto de acordo com a reivindicação 20, em que o dito ob-jeto é um vaso sangüíneo artificial.
59. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para a modificação da absorção de proteína para umobjeto que compreenda o dito substrato.
60. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para modificar a adesão de bactérias a um objeto quecompreende o dito substrato.
61. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para modificar o crescimento para dentro de um tecidosobre um objeto que compreenda o dito substrato.
62. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para modificar a ativação complementar causada por umobjeto que compreenda o dito substrato.
63. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para modificar a resposta inflamatória causada por umobjeto que compreenda o dito substrato.
64. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para modificar a coagulação do sangue causada por umobjeto que compreenda o dito substrato.
65. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para evitar o crescimento de bactérias.
66. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para evitar a transmissão de bactérias.
67. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para evitar infecções nosocomiais.
68. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para modificar o coeficiente de atrito de um objeto quecompreenda o dito substrato.
69. Uso de um substrato como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-19 para modificar a dureza da superfície de um objeto quecompreenda o dito substrato.
70. Processo para a fabricação de um substrato como definidoem qualquer uma das reivindicações 1-19 que compreenda as etapas de:a. depósito das partículas de metal de uma suspensão sobre odito substrato,b. de enxágüe do dito substrato ec. de secagem do dito substrato.
71. Processo como definido na reivindicação 68 que compreen-de a etapa de deposição de um material doador de elétrons sobre o ditosubstrato antes da deposição das partículas de metal.
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