ES2568681T3 - Un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones con partículas metálicas que comprenden paladio sobre dicha superficie - Google Patents

Un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones con partículas metálicas que comprenden paladio sobre dicha superficie Download PDF

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Abstract

Un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones en donde dicha superficie donadora de electrones es un metal seleccionado del grupo que consiste en plata, cobre y cinc, caracterizado por que hay partículas metálicas sobre dicha superficie, dichas partículas metálicas comprenden paladio y al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en oro, rutenio, rodio, osmio, iridio y platino, y en donde la cantidad de dichas partículas metálicas es de 0,001 a 8 μg/cm2.

Description

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DESCRIPCION
Un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones con partfculas metalicas que comprenden paladio sobre dicha superficie
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un nuevo sustrato con nanopartfculas, que permite modificar propiedades superficiales relacionadas con la biocompatibilidad, asf como propiedades antimicrobianas, de una forma repetible y controlada. Los ejemplos de propiedades superficiales que se pueden modificar incluyen, pero no se limitan a hidrofobicidad, adsorcion de protemas, adhesion de bacterias, crecimiento tisular, activacion del complemento, respuesta inflamatoria, trombogenicidad, coeficiente de rozamiento y dureza de la superficie. Ejemplos de usos del sustrato incluyen, pero no se limitan a, prevenir la transmision de bacterias y en particular las infecciones nosocomiales. La presente invencion se refiere ademas a objetos que comprenden dicho sustrato nuevo. La presente invencion se refiere ademas al uso de dicho sustrato. Finalmente, la presente invencion se refiere ademas a un metodo para la fabricacion de dicho sustrato.
Antecedentes
Siempre ha sido deseable modificar caractensticas superficiales para lograr propiedades utiles. En particular, se desea poder modificar propiedades superficiales que son importantes en relacion con objetos biocompatibles y antimicrobianos. Se resumen mas adelante ejemplos de modificaciones superficiales conocidas para diferentes propositos.
El documento US 6.224.983 describe un artfculo con un recubrimiento adhesivo, antimicrobiano y biocompatible, que comprende una capa de plata estabilizada por exposicion a una o mas sales de uno o mas metales seleccionados del grupo que consiste en platino, paladio, rodio, iridio, rutenio y osmio. El grosor de la capa de plata esta en el intervalo de 2-2000 A (Angstrom, Angstrom, 10"10 m) y otros intervalos descritos son 2-350 A y 2-50 A. Tambien hay ejemplos de un grosor de la capa de plata de 50 A, 350 A, 500 A y 1200 A. El sustrato puede ser de latex, poliestireno, poliester, poli(cloruro de vinilo), poliuretano, polfmeros ABS, policarbonato, poliamida, politetrafluoroetileno, poliimida o caucho sintetico.
El documento US 5.965.204 describe un metodo para preparar un artfculo hecho de un sustrato no conductor que tiene un recubrimiento que comprende una capa de plata, que se ha depositado despues de activar la superficie con iones estannosos. Tambien se describe un recubrimiento que comprende ademas un metal del grupo del platino u oro. El grosor de la capa de plata esta en el intervalo de 2-2000 A y se describen ademas intervalos de 2-350 A y 250 A. Tambien hay ejemplos de un grosor de la capa de plata de 50 A, 350 A, 500 A y 1200 A.
El documento 5.747.178 describe un artfculo hecho depositando una capa de plata. Se dice que la capa es adhesiva, antimicrobiana y biocompatible. La capa de plata se puede estabilizar por exposicion a una disolucion de sal de uno o mas metales del grupo del platino u oro. El grosor de la capa de plata esta en el intervalo de 2-2000 A y se describen ademas intervalos de 2-350 A y 2-50 A. Tambien hay ejemplos de un grosor de la capa de plata de 50 A, 350 A, 500 A y 1200 A. El artfculo puede estar hecho de latex, poliestireno, poliester, poli(cloruro de vinilo), poliuretano, polfmeros ABS, policarbonato, poliamida, politetrafluoroetileno, poliimida o caucho sintetico.
El documento US 5.395.651 describe un metodo de preparacion de un dispositivo antimicrobiano que comprende un material no conductor con un recubrimiento de plata. El recubrimiento tambien comprende un metal del grupo del platino y/u oro. El metodo comprende las etapas de: 1, activar la superficie que se va a recubrir; 2, depositar plata sobre la superficie; 3) tratar la superficie con una sal de un metal del grupo del platino y/u oro, lo cual se va a llevar a cabo solo durante el tiempo suficiente para producir un recubrimiento fino; 4, lavar con agua. El tratamiento de la etapa 3 puede usar una sal de platino o paladio en combinacion con oro. No se dice nada sobre el grosor del recubrimiento del metal del grupo del platino y/u oro. El recubrimiento se describe solo como un recubrimiento fino. No se dice nada sobre partfculas metalicas sobre el recubrimiento de plata. El grosor de la capa de plata esta en el intervalo de 2-2000 A y se describen ademas intervalos de 2-350 A y 2-50 A. Tambien hay ejemplos de un grosor de la capa de plata de 50 A, 350 A, 500 A y 1200 A.
El documento US 5.320.908 describe un recubrimiento adhesivo, antimicrobiano y biocompatible que consiste esencialmente en una capa de plata cubierta por uno o mas metales del grupo del platino u oro. El recubrimiento puede ser transparente para el ojo humano. El grosor de la capa de plata esta en el intervalo de 2-2000 A y se describen ademas intervalos de 2-350 A y 2-50 A. Tambien hay ejemplos de un grosor de la capa de plata de 50 A, 350 A, 500 A y 1200 A. El artfculo puede estar hecho de latex, poliestireno, poliester, poli(cloruro de vinilo), poliuretano, polfmeros ABS, policarbonato, poliamida, politetrafluoroetileno, poliimida o caucho sintetico.
El documento US 5.695.857 describe superficies antimicrobianas con varias capas de un primer metal y un segundo metal mas noble. El metal activo antimicrobiano puede ser por ejemplo platino, oro, plata, cinc, estano, antimonio y bismuto. El metal mas noble se puede seleccionar, por ejemplo, del grupo que consiste en platino, osmio, iridio, paladio, oro, plata y carbono. La superficie es para usar con fluidos biologicos y cada una de las capas que no esta en contacto con el sustrato es discontinua de modo que la capa de debajo esta expuesta. Un ejemplo de una
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superficie es plata recubierta con oro o platino. Otros ejemplos son cobre en combinacion con plata, cobre en combinacion con una aleacion de cobre y plata, cobre en combinacion con oro o una aleacion de plata y cobre en combinacion con oro.
El documento CH 654738 A5 describe implantes quirurgicos hechos de acero inoxidable, que estan recubiertos de una primera capa de cobre y una segunda capa de plata, oro, rodio o paladio. Se describe que la plata tiene una accion bactericida. El documento CH 654738 A5 describe explfcitamente una superficie donde el acero inoxidable esta recubierto con 10 pm de cobre y 5 pm (50.000 A) de paladio. Todas las superficies descritas en el documento CH 654738 A5 tienen una capa de 10 pm de cobre (100.000 A) y 10 pm de plata o 5 pm de oro o 5 pm de paladio.
El documento WO 2005/073289 describe fibras hechas de un material compuesto polimerico que comprende nanopartfculas metalicas. Se expone que muchos metales tienen efectos antimicrobianos. Se mencionan fibras antimicrobianas. Un ejemplo es una fibra hidrofila usada en vendajes antimicrobianos para heridas. Las fibras con propiedades antimicrobianas pueden comprender Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn, Cu, Sb, Bi o Zn o cualquier combinacion de los mismos.
Breve resumen de la presente invencion
Un problema en el estado de la tecnica en relacion con las superficies es como proporcionar una superficie que sea por ejemplo antimicrobiana y biocompatible, en donde se pueda modificar de una forma repetible la hidrofobicidad, adsorcion de protemas, adhesion de bacterias, crecimiento tisular, activacion del complemento, respuesta inflamatoria, trombogenicidad, coeficiente de rozamiento y dureza de la superficie.
Los autores de la presente invencion han descubierto que el problema mencionado antes en el estado de la tecnica se resuelve mediante un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones, caracterizado por que hay partfculas metalicas sobre dicha superficie, dichas partfculas metalicas comprenden paladio y al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en oro, rutenio, rodio, osmio iridio y platino, y en donde la cantidad de dichas partfculas metalicas es de 0,001 a aproximadamente 8 pg/cm2 Se definen otras realizaciones de la presente invencion en las reivindicaciones dependientes adjuntas.
Descripcion
Definiciones
Antes de mostrar y describir la invencion con detalle, debe entenderse que esta invencion no esta limitada a configuraciones, etapas de procedimiento y materiales particulares descritos en la presente memoria ya que dichas configuraciones, etapas de procedimiento y materiales pueden variar algo. Tambien hay que entender que la terminologfa usada en la presente memoria se usa solo con el proposito de describir realizaciones particulares y no se pretende que sea limitante, puesto que el alcance de la presente invencion esta limitado solo por las reivindicaciones adjuntas y equivalentes de las mismas.
Debe indicarse que, como se usa en esta memoria descriptiva, y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares “un”, “una” y “el”, “la” incluyen las referencias plurales salvo que el contexto indique claramente otra cosa.
Los siguientes terminos se usan a lo largo de toda la descripcion y reivindicaciones.
“Adhesion de bacterias” como se usa en esta memoria es el fenomeno en el que las bacterias se adhieren a una superficie.
“Antimicrobiano” como se usa en esta memoria es la propiedad de suprimir o eliminar el crecimiento microbiano.
“Biocompatible” como se usa en la presente memoria es la capacidad de un material para comportarse con una respuesta adecuada del hospedante en una aplicacion espedfica.
“Biopelfcula” como se usa en la presente memoria es una capa fina en la que estan insertados microorganismos. Las biopelfculas se producen cuando microorganismos colonizan una superficie.
“Activacion del complemento” como se usa en la presente memoria es un sistema complejo de factores en el plasma sangumeo que pueden ser activados por una reaccion en cadena desde el componente C1 al C9, lo que da lugar a una serie de efectos biologicos. La activacion del complemento se produce de dos formas a) la clasica C1 a C9, o b) la alternativa por activacion directa de C3.
“Angulo de contacto”. Para una gota dada sobre una superficie solida, el angulo de contacto es una medicion del angulo formado entre la superficie de un solido y la lmea tangente al radio de la gota desde el punto de contacto con el solido.
“Material donador de electrones” como se usa en la presente memoria, es un material que en relacion con otro material mas noble tiene la capacidad de transferir electrones al material mas noble. Un ejemplo es un metal menos noble junto con un metal mas noble.
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“Superficie donadora de electrones” como se usa en la presente memoria es una capa superficial que comprende un material donador de electrones.
“Hidrofobicidad” de una superficie, como se usa en la presente memoria, describe las interacciones entre la superficie y agua. Las superficies hidrofobas tienen poca o no tienen tendencia a absorber agua y el agua tiende a “formar perlas” sobre sus superficies. El termino hidrofobicidad de una superficie tambien esta estrechamente conectado con su energfa superficial. Mientras que la energfa superficial describe interacciones de la superficie con todas las moleculas, la hidrofobicidad describe las interacciones de la superficie con el agua.
“Histeresis del angulo de contacto” como se usa en la presente memoria, es la diferencia entre los valores del angulo de contacto de avance y de retroceso. El angulo de contacto de avance de una gota de agua sobre una superficie es el angulo de contacto cuando el lfmite entre el agua y el aire se mueve hacia delante y moja la superficie, mientras que el angulo de retroceso es el angulo de contacto cuando el lfmite entre el agua y el aire retrocede sobre una superficie previamente mojada.
La “respuesta inflamatoria” se produce cuando los tejidos son danados por virus, bacterias, traumatismo, productos qmmicos, calor, fno o cualquier otro estimulo danino. Los productos qmmicos incluyendo bradiquinina, histamina, serotonina y otros, son liberados por celulas especializadas. Estos productos qmmicos atraen macrofagos tisulares y globulos blancos para ubicarse en una zona para absorber y destruir sustancias extranas.
“Modificar” significa reducir o potenciar una propiedad.
“Noble” se usa en la presente memoria en un sentido relativo. Se usa para referirse a materiales que incluyen metales que dependen cada uno de como interaccionan entre sf Cuando dos metales se sumergen en un electrolito, mientras estan electricamente conectados, la expresion metal “menos noble” se usa para indicar el metal que experimenta corrosion galvanica. La expresion “mas noble” se usa para indicar el otro metal. Los electrones se transferiran del metal “menos noble” al metal mas noble.
“Infeccion nosocomial” como se usa en esta memoria, describe una enfermedad infecciosa que se propaga en un ambiente hospitalario.
“Adsorcion de protemas” como se usa en la presente memoria es el fenomeno donde protemas se adhieren a una superficie debido a fuerzas atractoras generales entre las protemas y la superficie.
“Sustrato” como se usa en la presente memoria es la base, que se trata segun la presente invencion.
“Crecimiento tisular” es el proceso donde las celulas empiezan a crecer sobre una superficie, formando tejido nuevo.
“Trombogenicidad” como se usa en la presente memoria es la capacidad de un sustrato para inducir coagulacion de sangre.
Descripcion detallada de la presente invencion
De acuerdo con la presente invencion, se trata un sustrato para darle propiedades deseadas. El sustrato puede estar hecho de una amplia variedad de materiales. En una realizacion, el sustrato esta hecho de un material que tiene una superficie donadora de electrones. En una realizacion alternativa, esta hecho de un material que no tiene una superficie donadora de electrones. En el caso de una superficie donadora de electrones, las partmulas metalicas se pueden aplicar directamente sobre la superficie donadora de electrones. En el caso donde la superficie no es donadora de electrones, se debe aplicar una capa de un material donador de electrones para crear una superficie donadora de electrones.
La presente invencion comprende un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones, caracterizada por que hay partmulas metalicas sobre dicha superficie, dichas partmulas metalicas comprenden paladio y al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en oro, rutenio, rodio, osmio, iridio y platino, y en donde la cantidad de dichas partmulas metalicas es de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 8 pg/cm2. Una cantidad preferida de dichas partmulas metalicas es de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 4 pg/cm2. Una cantidad particularmente preferida de dichas partmulas metalicas es de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1 pg/cm2. Ejemplos de intervalos en los que desde aproximadamente 0,001 a aproximadamente 8 pg/cm2 incluyen 0,001-6; 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; y 3-6 pg/cm2.
O bien el propio sustrato es donador de electrones o se aplica una capa de un material donador de electrones sobre el sustrato. En el caso donde se aplica el material donador de electrones sobre el sustrato, se aplica en una cantidad de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 12 pg/cm2.
La cantidad de sustrato tambien puede estar en otros intervalos siempre y cuando la cantidad este de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 12 pg/cm2. Ejemplos de dichos otros intervalos incluyen 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 y 5-10 pg/cm2.
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Un material donador de electrones no tiene necesariamente una superficie donadora de electrones. Un ejemplo es el aluminio, que al aire forma una capa de oxido, que no es una superficie donadora de electrones.
El material donador de electrones es cualquier material con la capacidad para formar una superficie donadora de electrones, tal como un polfmero conductor o un metal. En el caso de un metal, debe ser menos noble que cualquiera de los metales del grupo que consiste en paladio, oro, rutenio, rodio, osmio, iridio y platino.
Un metal preferido para usar como una superficie donadora de electrones es un metal seleccionado del grupo que consiste en plata, cobre y cinc.
En una realizacion de la presente invencion, el sustrato es un sustrato polimerico.
En una realizacion, el sustrato se selecciona del grupo que consiste en latex, vinilo, polfmeros que comprenden grupos vinilo, poliuretano-urea, silicona, poli(cloruro de vinilo), polipropileno, estireno, poliuretano, poliester, copolimerizados de etileno y acetato de vinilo, poliestireno, policarbonato, polietileno, poliacrilato, polimetacrilato, acrilonitrilo-butadieno-estireno, poliamida y poliimida, o mezclas de los mismos.
En otra realizacion de la presente invencion, el sustrato se selecciona del grupo que consiste en un polfmero natural, un polfmero degradable, un polfmero comestible, un polfmero biodegradable, un polfmero que no dana el medio ambiente, y un polfmero de calidad medica.
En otra realizacion de la presente invencion el sustrato es un metal.
Un metal preferido para el sustrato se selecciona del grupo que consiste en acero inoxidable, acero de calidad medica, titanio, titanio de calidad medica, cromo y aluminio, o mezclas de los mismos.
En otra realizacion de la presente invencion el sustrato se selecciona del grupo que consiste en vidrio, minerales, zeolitas, piedra y ceramicas.
En otra realizacion de la presente invencion, el sustrato se selecciona del grupo que consiste en papel, madera, fibras tejidas, fibras, fibras de celulosa, cuero, carbono, fibras de carbono, grafito, politetrafluoroetileno y poliparafenilentereftalamida.
En otra realizacion de la presente invencion, el sustrato tiene la forma de una partfcula.
En una realizacion de la presente invencion se proporciona un objeto que comprende un sustrato segun la presente invencion. Los ejemplos de objetos que comprenden un sustrato segun la presente invencion incluyen dispositivos medicos, instrumentos medicos, artfculos desechables, artfculos medicos desechables. Los ejemplos adicionales de objetos que comprenden un sustrato recubierto segun la presente invencion incluyen lentes de contacto, marcapasos, electrodos de marcapasos, endoprotesis (de metal desnudo y liberadores de farmacos), implantes dentales, redes de roturas, malla de roturas, equipo de centrifugacion de sangre (en contacto con la sangre), instrumentos quirurgicos, guantes, bolsas de sangre, valvulas cardfacas artificiales, cateteres venosos centrales, cateteres venosos perifericos, accesos vasculares, equipo de hemodialisis, equipo de dialisis peritoneal, dispositivos de plasmaferesis, dispositivos de suministro de farmacos por inhalacion, injertos vasculares, injertos arteriales, dispositivos de asistencia cardiaca, apositos para heridas, cateteres intermitentes, electrodos de ECG, endoprotesis perifericas, implantes de sustitucion osea, implantes ortopedicos, dispositivos ortopedicos (tornillos, clavos, grapas, anclajes de sutura etc.), implantes de sustitucion de tejido, lentes intraoculares, suturas, agujas, dispositivos de suministro de farmacos, tubos endotraqueales, derivaciones, tubos de drenaje, dispositivos de aspiracion, audffonos, dispositivos medicos uretrales y vasos sangumeos artificial.
Las partfculas deben comprender siempre paladio. Ademas del paladio, hay al menos otro metal. Se puede usar una relacion de paladio a otros metales en las partfculas metalicas de aproximadamente 0,01:99,99 a aproximadamente 99,99:0,01, en la presente invencion. Se prefiere una relacion de aproximadamente 0,5:99,5 a aproximadamente 99,8:0,2. Las relaciones particularmente preferidas son de aproximadamente 2:98 a aproximadamente 95:5. Las relaciones muy particularmente preferidas son de 5:95 a 95:5. En otra realizacion, las relaciones son de aproximadamente 10:90 a 90:10. Un experto en la tecnica notara que la relacion tambien puede estar en otros intervalos. Ejemplos de otros intervalos para la relacion incluyen: 0,01:99,99 a 0,05:99,95; 0,05:99,95 a 0,1:99,9, 0,1:99,9 a 0,5:99,5, 0,5:99,5 a 1:99; 1:99 a 2:98; 2:98 a 4:96; 4:96 a 6:94; 6:94 a 8:92; 8:92 a 10:90; 10:90 a 20:80; 20:80 a 30:70; 30:70 a 40:60; 40:60 a 50:50; 50:50 a 60:40; 60:40 a 70:30; 70:30 a 80:20; 80:20 a 90:10; 90:10 a 92:8; 92:8 a 94:6; 94:6 a 96:4; 96:4 a 98:2; 98:2 a 99:1; 99:1 a 99,5:0,5; 99,5:0,5 a 99,9:0,1 a 99,95:0,05; 99,95:0,05 a 99,99:0,01.
En una realizacion de la presente invencion dichas partfculas metalicas, ademas de paladio, comprenden oro.
Los autores de la presente invencion han descubierto que se logran propiedades ventajosas cuando dichas partfculas metalicas tienen un tamano medio de aproximadamente 10 a aproximadamente 10000 A.
En una realizacion, los tamanos medios para dichas partfculas metalicas son de aproximadamente 100 a aproximadamente 600 A.
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Un experto en la tecnica notara que el tamano de partfcula puede estar en diferentes intervalos dentro de aproximadamente 10 a aproximadamente 10000A. Ejemplos de dichos intervalos incluyen 10-8000A, 10-6000A, 10-
4000A, 10-2000A, 10-1000A, 10-100A, 100-10000A, 1000-10000A, 2000-10000A, 4000-10000A, 6000-10000A,
8000-10000A, 100-1000A, 1000-2000A, 2000-4000A, 4000-6000A, 6000-8000A, 1000-5000A y 5000-8000A.
En otro aspecto de la presente invencion, se proporciona un objeto que comprende cualquiera de los sustratos descritos en la presente memoria.
Tambien se proporciona un dispositivo medico que comprende cualquiera de los sustratos descritos en la presente memoria.
Tambien se proporciona un artfculo desechable que comprende cualquiera de los sustratos descritos en la presente memoria.
La presente invencion tambien proporciona un artfculo dental, asf como equipamiento dental, implantes dentales y dispositivos dentales, que comprenden cualquiera de los sustratos descritos en la presente memoria.
La cantidad aplicada de las partfculas metalicas se expresa en pg/cm2 y hay que comprender que las partfculas metalicas no forman una capa que cubre, sino que en su lugar son partfculas o agregados uniformemente distribuidos sobre dicha superficie donadora de electrones.
Se aplica preferiblemente una capa aplicada de un material donador de electrones de modo que sea uniforme, esencialmente sin aglomerados o agregados sobre la superficie. Si la capa de superficie donadora de electrones es homogenea y uniforme, la cantidad aplicada en pg/cm2 se puede convertir en un grosor en A. Una cantidad aplicada de 0,05- 4 pg/cm2 corresponde a aproximadamente 4,8-380 A, 0,5-8 pg/cm2 corresponde a aproximadamente 48760 A, y 0,8-12 pg/cm2 corresponde a aproximadamente 76-1140 A.
En una realizacion de la presente invencion, la superficie donadora de electrones es una capa de plata esencialmente pura disponible en el comercio, que no excluye la posibilidad de pequenas cantidades de impurezas.
Si el sustrato no tiene una superficie donadora de electrones y por lo tanto es necesaria la deposicion de una superficie donadora de electrones, la deposicion se lleva a cabo usando un metodo seleccionado del grupo que consiste en deposicion qmmica de vapor, pulverizacion catodica y deposicion de metal a partir de una disolucion que comprende una sal de metal. El resultado de la deposicion es una capa uniforme esencialmente sin agregados o aglomerados. Preferiblemente, la deposicion se lleva a cabo de modo que la primera capa tiene una buena adhesion con el sustrato.
Ahora se describe una realizacion de la presente invencion para preparar el sustrato recubierto. Para sustratos que no tienen una superficie donadora de electrones, el metodo incluye algunas o todas de las siguientes etapas:
1. pretratamiento
2. lavado
3. activacion
4. deposicion de una superficie donadora de electrones
5. lavado
6. deposicion de partfculas metalicas
7. lavado
8. secado
Para objetos con una superficie donadora de electrones, el metodo comprende las etapas de
1. lavado
2. deposicion de partfculas metalicas
3. lavado
4. secado
A continuacion se describe con mas detalle una realizacion de las etapas 1 a 9 para sustratos que no tienen superficie donadora de electrones.
El pretratamiento se puede hacer en una disolucion acuosa de una sal estannosa que contiene de 0,0005 a 30 g/l de
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iones estannosos. El pH es de 1 a 4 y se ajusta con acido clorfndrico y/o sulfurico. El tiempo de tratamiento es 2-60 min a temperature ambiente. Despues del pretratamiento, la superficie se lava con agua desmineralizada, pero no se seca.
El sustrato activado y lavado se transfiere a la disolucion de deposicion. La disolucion de deposicion tiene un pH no inferior a 8. Incluye una sal de metal seleccionada del grupo que consiste en una sal de plata, una sal de cinc y una sal de cobre. En una realizacion de la presente invencion, la sal es nitrato de plata (AgNOa). La sal de metal se usa en una cantidad eficaz no mayor de aproximadamente 0,10 g/l, preferiblemente aproximadamente 0,015 g/l. Si el contenido de metal es mayor que aproximadamente 0,10 g/l, el metal elemental puede formarse de manera no uniforme en la disolucion o en las paredes del recipiente. Si el contenido de metal es menor que una cantidad eficaz, hay insuficiente metal para formar una pelfcula en el tiempo deseado.
Un segundo componente de la disolucion de deposicion es un agente de reduccion que reduce la sal que contiene metal a metal elemental. El agente de reduccion debe estar presente en una cantidad suficiente para llevar a cabo la reduccion qrnmica. Los agentes de reduccion aceptables incluyen formaldefndo, sulfato de hidrazina, hidroxido de hidrazina y acido hipofosforico. En una realizacion de la presente invencion, esta presente en una cantidad de aproximadamente 0,001 ml por litro de disolucion. Una concentracion demasiado grande del agente de reduccion produce la deposicion del metal en la disolucion y sobre las paredes del recipiente, mientras que una concentracion demasiado pequena puede producir una formacion insuficiente de metal sobre el sustrato. A la luz de esta descripcion, mediante experimentacion rutinaria, un experto en la tecnica puede determinar la cantidad deseada de agente reductor.
Otro componente de la disolucion de deposicion es un agente de control de la deposicion que esta presente en una cantidad suficiente para ralentizar la reaccion de deposicion para prevenir que el metal reducido precipite directamente de la disolucion en forma de un polvo metalico fino, o precipite sobre las paredes del recipiente. Los agentes de control de la deposicion operables incluyen azucar invertido, conocido tambien como invertosa, acido succmico, citrato sodico, acetato sodico, hidroxido sodico, hidroxido potasico, tartrato sodico, tartrato potasico y amoniaco. El agente de control de la deposicion preferiblemente esta presente en una cantidad de aproximadamente 0,05 g por litro de disolucion. Si hay presente demasiado poco, se puede producir precipitacion de los agregados de metal en lugar de una superficie metalica uniforme. Si hay presente demasiado, la sal que contiene metal se puede volver demasiado estable para la precipitacion deseada sobre el sustrato de interes.
Las concentraciones del agente de reduccion y el agente de control de la deposicion se ajustan segun sea necesario para lograr los resultados deseados, dependiendo del material del sustrato, el grosor de la pelfcula deseada, las condiciones de deposicion, y la concentracion de metal en la disolucion. Por ejemplo, para pelfculas finas, la concentracion de la sal de metal sera relativamente baja, asf como las concentraciones del agente de reduccion y el agente de control de la deposicion. A la luz de esta descripcion, mediante experimentacion rutinaria, un experto en la tecnica puede determinar la cantidad deseada de agente de control de la deposicion.
Al preparar la disolucion de deposicion, cada uno de los componentes de la disolucion se disuelve preferiblemente de forma individual en agua desmineralizada. Las diferentes predisoluciones despues se mezclan, y diluyen cuando sea necesario, en las cantidades correctas para lograr las concentraciones mencionadas antes.
La combinacion de una sal de metal y agente de reduccion permite que el metal sea reducido a partir de la sal a un estado adecuado para ser depositado sobre la superficie del sustrato. Este metodo es particularmente beneficioso para lograr una buena adhesion de la pelfcula metalica completada a la superficie del sustrato. La buena adhesion es importante en casi todos los usos.
La superficie del sustrato se expone a la disolucion de deposicion por cualquier procedimiento adecuado. Normalmente se prefiere la inmersion en la disolucion, pero la disolucion se puede aplicar por cualquier tecnica conveniente tal como pulverizacion o pincelado. La pelfcula metalica se deposita uniformemente a partir de la disolucion a una velocidad que se puede controlar por la concentracion de la sal de metal. Si se requiere una pelfcula fina, la temperatura de deposicion se mantiene suficientemente baja de modo que la deposicion sea controlablemente lenta.
Tambien se pueden aplicar en la presente invencion otros metodos de aplicacion de una capa metalica que actua como una superficie donadora de electrones. Otros modos de lograr una superficie donadora de electrones son la deposicion qrnmica de vapor y la pulverizacion catodica.
Despues de la deposicion de metal descrita antes, el sustrato tiene una superficie donadora de electrones que consiste en un metal. Esta deposicion de metal solo es necesaria si el sustrato no tiene una superficie donadora de electrones desde el principio. Si el sustrato ya tiene una superficie donadora de electrones, se pueden depositar partfculas metalicas sobre la superficie sin la adicion extra de una capa metalica. En este ultimo caso, el sustrato se limpia bien antes de la aplicacion de las partfculas.
La siguiente etapa en el metodo de fabricacion es la deposicion de partfculas metalicas.
En una realizacion, se usan suspensiones coloidales de metales para obtener partfculas que comprenden paladio y
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al menos otro metal sobre la superficie. Las partmulas metalicas se depositan a partir de una suspension de las partmulas deseadas. La composicion de las partmulas metalicas en la suspension se ajusta segun el valor preferido. El sustrato con la superficie donadora de electrones se sumerge en la suspension de partmulas metalicas durante un periodo de tiempo de aproximadamente unos segundos a aproximadamente unos minutos o mas tiempo.
La suspension de partmulas metalicas se puede fabricar de varias formas. En una realizacion, la suspension de partmulas metalicas se hace a partir de una disolucion acuosa de una sal de metal que se reduce en condiciones tales que se forman partmulas metalicas de un tamano deseado. La mezcla de una cantidad adecuada de sal de metal, agente de reduccion y agente estabilizante logra esto. Los mismos agentes de reduccion y agentes estabilizantes descritos anteriormente se pueden usar cuando se hace la suspension de partmulas. A la luz de esta descripcion, mediante experimentacion rutinaria, un experto en la tecnica puede determinar la cantidad deseada de agente de reduccion y agente estabilizantes para lograr el tamano de partmulas deseado. En una realizacion alternativa se usa una suspension coloidal de partmulas metalicas disponible en el comercio. Se usan partmulas metalicas de la composicion deseada para hacer la suspension.
En una realizacion, la suspension de partmulas metalicas se hace diluyendo con agua desmineralizada una disolucion coloidal concentrada disponible en el comercio de partmulas metalicas que comprenden paladio y al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en oro, rutenio, rodio, osmio, iridio y platino. El sustrato se trata con la suspension durante un periodo de tiempo desde aproximadamente unos segundos a aproximadamente unos minutos o mas tiempo. Despues del tratamiento, el sustrato se lava en un disolvente o agua tal como agua desmineralizada y se deja secar a temperatura ambiente.
En una realizacion particular no limitante, las partmulas metalicas disponibles en el comercio consisten en 75% de paladio y 25% de oro.
Por lo tanto, segun la presente invencion se puede obtener un sustrato con una superficie particular deseada. Por ejemplo, se puede preparar un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones de plata con partmulas que consisten en 75% de paladio y 25% de oro, o una superficie donadora de electrones de cobre con partmulas que consisten en 85% de paladio y 15% de rutenio.
Una de las ventajas que ofrece el metodo flexible aunque controlado y repetible para producir dichos sustratos, es que se puede producir una amplia variedad de sustratos. Como se describe ademas en la presente memoria, algunos sustratos tienen propiedades mejoradas frente a los sustratos existentes. Por ejemplo, un sustrato particular segun la presente invencion puede producir modificaciones sorprendentes y ventajosas de la hidrofobicidad de un sustrato al que se aplica. Otras propiedades que se pueden modificar de esta forma mediante sustratos segun la reivindicacion 1, incluyen la adsorcion de protemas, adhesion de bacterias, crecimiento tisular, activacion del complemento, respuesta inflamatoria, trombogenicidad, coeficiente de rozamiento y dureza de la superficie.
Es decir, se puede ajustar el tamano de partmulas, la composicion de las partmulas y la cantidad de partmulas para modificar las propiedades superficiales de objetos a los que se aplica el sustrato.
Los autores de la presente invencion han descubierto que se puede lograr esto usando un sustrato segun la reivindicacion 1. En particular, se puede ajustar el tamano de partmulas, la composicion de las partmulas y la cantidad de partmulas para modificar las propiedades superficiales.
Los sustratos segun la presente invencion se pueden usar para muchos propositos. Son adecuados para usar en cualquier aplicacion donde se desee modificar la hidrofobicidad, adsorcion de protemas, adhesion de bacterias, crecimiento tisular, activacion del complemento, respuesta inflamatoria, trombogenicidad, coeficiente de rozamiento y dureza de la superficie de un sustrato.
Las propiedades del sustrato se pueden tanto reducir como aumentar. Por lo tanto, se proporcionan objetos que presentan al menos una zona que potencia una caractenstica y al menos una zona que reduce una caractenstica. Un ejemplo es un objeto con una zona que reduce la adsorcion de protemas y una zona que potencia la adsorcion de protemas. Otro ejemplo es un objeto con una zona que reduce el crecimiento tisular y una zona que potencia el crecimiento tisular.
Un sustrato segun la presente invencion tambien comprende un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones con partmulas metalicas sobre dicha superficie, dichas partmulas metalicas comprenden paladio y en donde la cantidad de dichas partmulas metalicas es de aproximadamente 0,001 a aproximadamente 8 pg/cm2.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para modificar la adsorcion de protemas de un objeto que comprende dicho sustrato.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para modificar la adhesion de bacterias a un objeto que comprende dicho sustrato.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para modificar el crecimiento tisular sobre un objeto que comprende dicho sustrato.
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La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para modificar la activacion del complemento producida por un objeto que comprende dicho sustrato.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para modificar la respuesta inflamatoria producida por un objeto que comprende dicho sustrato.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para modificar la coagulacion sangumea producida por un objeto que comprende dicho sustrato.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para prevenir el crecimiento bacteriano.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para prevenir la transmision de bacterias. La transmision de infecciones bacterianas se previene mediante la prevencion de la transmision de bacterias. Los ejemplos de objetos usados en este contexto son mangos, botones, interruptores, equipo hospitalario, instrumentos quirurgicos, instrumentos medicos, equipos de cocina, y todos los demas objetos que pueden transmitir bacterias.
La presente invencion proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para prevenir la transmision de una infeccion intrahospitalaria. Un objeto que comprende un sustrato segun la presente invencion, se puede usar en cualquier contexto donde se desee prevenir la transmision de una infeccion bacteriana. Prevenir la transmision de bacterias, y por lo tanto las infecciones bacterianas, prevendra, en particular, infecciones intrahospitalarias.
Otra ventaja del sustrato segun las reivindicaciones adjuntas es que proporciona una posibilidad para modificar el coeficiente de rozamiento. Por lo tanto, se proporciona el uso de un sustrato segun la presente invencion para modificar el coeficiente de rozamiento de un objeto que comprende dicho sustrato.
Otras caractensticas de la invencion y sus ventajas asociadas seran evidentes para un experto en la tecnica tras leer la descripcion y los ejemplos.
Debe entenderse que esta invencion no esta limitada a las realizaciones particulares mostradas aquf Los siguientes ejemplos se proporcionan con propositos ilustrativos y no se pretende que limiten el alcance de la invencion, puesto que el alcance de la presente invencion esta limitado solo por las reivindicaciones adjuntas y equivalentes de las mismas.
Ejemplos
Ejemplo 1
Hidrofobicidad de la superficie en funcion de la cantidad de partfculas metalicas
Se deposito una capa uniforme de plata sobre un sustrato de vidrio segun el siguiente metodo. El sustrato se sumergio en una disolucion de limpieza de acido cromico durante 5 min a 58°C, seguido de lavado en agua desmineralizada. La superficie del sustrato se activo por inmersion en una disolucion acuosa de cloruro estannoso y despues se lavo con agua desmineralizada. Despues, la superficie del sustrato se metalizo con una capa uniforme de plata por inmersion en 3 disoluciones de deposicion que comprendfan iones de plata. Esto dio una superficie de plata con una cantidad aplicada de 1,2 pg/cm2 que corresponde a un grosor de aproximadamente 115 A. Posteriormente se depositaron partfculas que consistfan en 23% de paladio y 77% de oro sobre la primera superficie de plata por inmersion en una suspension diluida que comprendfa partfculas metalicas de oro/paladio. La suspension de partfculas metalicas se hizo reduciendo una sal de oro y una sal de paladio con un agente de reduccion y estabilizando la suspension con un agente estabilizante. El sustrato posteriormente se lavo con agua desmineralizada y se seco.
Se hicieron sustratos con diferentes cantidades de partfculas depositadas usando el metodo resumido anteriormente. Las cantidades de partfculas eran 0, 0,02, 0,11, 0,15 y 0,19 pg/cm2, respectivamente. Para la muestra con 0 pg/cm2 no se depositaron partfculas sobre la superficie y por lo tanto consiste en una superficie de plata.
Se midio el angulo de contacto estatico de una gota de agua en equilibrio sobre diferentes sustratos. Se midieron los angulos de contacto de avance y de retroceso usando la tecnica de Wilhelmy.
La diferencia entre los valores del angulo de contacto de avance y de retroceso se llama la histeresis del angulo de contacto y se calculo para las mediciones. El resultado del experimento se representa en la tabla 1.
Tabla 1.
Cantidad de partfculas
Angulo de contacto estatico Histeresis del angulo de contacto
(pg/cm2)
(grados) (grados)
0
52 70
0,02
50 77
0,11
56 75
0,15
62 80
0,19
62 84
Por lo tanto, la hidrofobicidad de la superficie del sustrato se modifica a la vez que la superficie presenta varias otras propiedades utiles, tales como propiedades antimicrobiana, inherentes de los sustratos segun este ejemplo.
5 Ejemplo 2
Adsorcion de proternas en funcion de la cantidad de partfculas metalicas
Se deposito una capa uniforme de plata sobre un sustrato de dioxido de silicio. El sustrato se sumergio en una disolucion de limpieza de acido sulfurico al 20% durante 10 min a temperature ambiente, seguido de lavado en agua desmineralizada. La superficie del sustrato se activo por inmersion en una disolucion acuosa de cloruro estannoso y 10 se lavo con agua desmineralizada. Despues, la superficie del sustrato se metalizo con una capa uniforme de plata por inmersion en 4 banos de disoluciones de deposicion que comprendfan iones de plata. Esto dio una superficie de plata con una cantidad aplicada de 0,8 pg/cm2 que corresponde a un grosor de aproximadamente 77 A. Posteriormente se depositaron partfculas que consistfan en 95% de paladio y 5% de oro sobre la primera superficie de plata por inmersion en una suspension diluida de partfculas de Pd/Au. La cantidad aplicada de partfculas 15 metalicas era 0,05, 0,12, 0,48 y 0,59 pg/cm2 respectivamente. El sustrato se lavo en agua desmineralizada y se seco.
Se estudio la adsorcion de fibrinogeno por la tecnica de QCM-D. El fibrinogeno es una glucoproterna sintetizada en el hngado y se encuentra en el plasma sangumeo. La QCM-D es una microbalanza de cristal de cuarzo con seguimiento de la disipacion.
20 La cantidad de fibrinogeno adsorbida en funcion de las partfculas metalicas aplicadas se muestra en la tabla 2.
Tabla 2
Cantidad de partfculas de Pd/Au (pg/cm2)
Adsorcion de fibrinogeno (pg/cm2)
0,05
2,5
0,12
2,8
0,48
1,8
0,59
2,3
Ejemplo 3
Crecimiento de bacterias como funcion de la cantidad de partfculas de metal
25 Se depositaron nanopartfculas de paladio/oro en diferentes cantidades sobre una capa base de plata, siguiendo el metodo resumido en el ejemplo 1. Las partfculas comprendfan 95% de paladio y 5% de oro. La cantidad de plata en la capa base se mantuvo constante para todas las muestras. Por lo tanto se vario la cantidad de partfculas de Pd/Au depositadas. Se estudio el crecimiento de bacterias como funcion de la cantidad de nanopartfculas depositadas (Pd/Au) usando el siguiente metodo:
30 Las muestras recubiertas se pusieron en recipientes universales. Se incluyeron muestras por triplicado para cada una de las condiciones de ensayo. Se anadieron 10 ml de orina artificial (AU) que conterna E. coli inoculada (aproximadamente 105 UFC/ml) a cada una y se incubaron horizontalmente con agitacion suave a 37°C durante 4 horas. Despues de 4 horas, los recipientes universales se retiraron de la incubacion. Se sacaron las muestras y se
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hicieron los recuentos de UFC (unidades formadoras de colonia) de cada recipiente universal llevando a cabo diluciones de 10 veces en agua destilada esteril y sembrando 100 pl sobre una tercera parte de una placa de agar nutriente. Estas se incubaron durante 16 - 24 horas a 37°C y se contaron las colonias. Se calculo el log UFC/ml frente al testigo y se muestra en la tabla 3.
Tabla 3
Cantidad de nanopartfculas (Pd/Au) (pg/cm2)
Log UFC/ml lectura frente a testigo
0,78
6,5
0,84
7,0
1,03
6,0
1,10
6,5
1,74
5,3
2,35
4,9
2,41
4,6
Ejemplo 4
Crecimiento microbiano para varias especies
Se depositaron nanopartfculas de paladio/oro en diferentes cantidades sobre una capa base de plata sobre un sustrato de silicona, siguiendo el metodo resumido en el ejemplo 1. Las partfculas comprendfan 95% de paladio y 5% de oro. La cantidad de plata en la capa base se mantuvo constante para todas las muestras. La cantidad de partfculas de Pd/Au depositadas era 0,36 pg/cm2. Se estudiaron las propiedades antimicrobianas para diferentes cepas bacterianas.
Se eligieron especies de microorganismos con el objetivo de vigilar una variedad de patogenos comunes (aislados clmicos) implicados en la transmision de bacterias e infecciones intrahospitalarias, en concreto Escherichia coli (E. coli), Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus spp, Klebsiella, y Candida.
Las muestras de silicona recubiertas de Pd/Au se pusieron en recipientes universales. Se incluyeron muestras por triplicado para cada una de las condiciones de ensayo. Se anadieron 10 ml de orina artificial que contema organismos inoculados (aproximadamente 105 UFC/ml) a cada una y se incubaron horizontalmente con agitacion suave a 37°C durante 24 horas.
Despues de 24 horas los recipientes universales se retiraron de la incubacion. Se sacaron las muestras, se drenaron sobre toallas de papel y despues se pusieron en recipientes universales que conteman 20 ml de PBS + Tween y se trataron con ultrasonidos durante 1,5 minutos.
Se hicieron los recuentos de UFC de cada recipiente universal llevando a cabo diluciones de 10 veces en agua destilada esteril y sembrando 100 pl en una tercera parte de una placa de agar nutriente. Estas se incubaron durante 16-24 horas a 37°C y se contaron las colonias. En la tabla 4 se muestra la reduccion de bacterias comparado con la muestra de silicona sin recubrir. Cuanto mayor es el valor, mayor es la reduccion.
Tabla 4
Reduccion frente al testigo (Log UFC/cm)
E. coli Pseudomonas Enterococcus Klebsiella Candida
Silicona sin recubrir
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Silicona recubierta con partfculas de Pd/Au
1,64 2,53 3,88 1,37 2,52
Ejemplo 5
Una red de tela de poliester se lavo primero en una disolucion de hidroxido potasico al 5% durante 5 min a 30°C. Despues de lavados repetidos en agua desmineralizada, el sustrato se sumergio en una disolucion acidificada de cloruro estannoso 1 g/l a temperatura ambiente durante 10 min. Despues de lavado en agua desmineralizada se
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empapo en un bano de metalizacion que contema sulfato de cobre 2 g/l, hidroxido sodico 5 g/l, citrato sodico 50 g/l y formaldehudo 0,005 ml/l, durante 10 min a 35°C. Se obtuvo una capa de cobre de aproximadamente 200 A y despues de lavado de nuevo en agua desmineralizada, el sustrato se sumergio en una suspension de partfculas que comprendfa 0,05 g/l de cada una de partfculas de paladio y partfculas de oro. La cantidad aplicada de partfculas metalicas era 0,4 pg/cm2.
Ejemplo 6
Un sustrato de PMMA se limpio en acido clorhudrico al 5% durante 2 min y despues se lavo con agua desmineralizada antes de sumergirlo en una disolucion que contema iones estannosos 0,02 g/l, a un pH de 2,5. Despues de lavado, el sustrato se sumergio en una disolucion que contema iones de plata 0,005 g/l, amoniaco 0,02 ml/l, hidroxido potasico 0,05 g/l y formaldehudo 0,0005 ml/l durante 5 min a temperatura ambiente. Esto dio una superficie con 0,12 pg/cm2 de plata. Despues de lavado se sumergio en una suspension de partfculas que comprendfa partfculas de paladio 0,005 g/l y de oro 0,002 g/l. La cantidad aplicada de partfculas metalicas era 0,05 pg/cm2.
Ejemplo 7
Un sustrato de poliimida no tejido se sumergio en una disolucion de NaOH al 12% a 40°C durante 10 min. Despues de lavados repetidos en agua desmineralizada se sumergio en una disolucion alcoholica que contema cloruro estannoso 0,5 g/l durante 5 min a temperatura ambiente. Despues de lavar se empapo en un bano de cobre segun el ejemplo 3. Se obtuvo una capa de cobre de 2 pg/cm2. Despues de lavado, se sumergio en una suspension que comprendfa partfculas de Pd al 1% y de oro al 0,2%, calculado respecto al peso de la suspension total. La cantidad aplicada de las partfculas metalicas era 0,6 pg/cm2.
Ejemplo 8
Se limpio una tela de nailon en NaOH al 5% durante 10 min a 40°C y despues de lavado en agua desmineralizada se sumergio en una disolucion de cloruro estannoso 0,6 g/l a pH 2,2, durante 15 min a temperatura ambiente. Despues de esto, la superficie comprendfa una cantidad de plata de 0,8 pg/cm2. Despues de un nuevo lavado se sumergio en un bano de plata segun el ejemplo 2 y despues tras nuevo lavado, se sumergio en una suspension que comprendfa partfculas de Pd al 1% y de oro al 0,05%. La cantidad aplicada de partfculas metalicas era 0,12 pg/cm2.
Ejemplo 9
Un sustrato de aluminio se trato en una disolucion de acido mtrico al 10% y acido fluorhudrico al 3% a 60°C durante 20 min. Despues de lavado, el sustrato se sumergio en una disolucion acidificada de cloruro estannoso 3 g/l y despues de nuevo lavado en un bano de plata segun el ejemplo 2. Despues de esta etapa, se obtuvo una cantidad de aproximadamente 80 A de plata sobre la superficie. Despues de otro lavado, el sustrato se sumergio en una suspension que comprendfa partfculas de Pd al 1% y de Au al 2%. La cantidad aplicada de partfculas metalicas era 0,7 pg/cm2.
Ejemplo 10
Un sustrato de PTFE se ataco en una disolucion acuosa de hidroxido sodico durante 5 min. Despues de lavar y secar, se sumergio en una disolucion que contema cloruro estannoso 0,7 g/l durante 20 min a temperatura ambiente. El sustrato despues de lavado se sumergio en un bano de metalizacion que contema nitrato de plata 0,2 g/l, amoniaco 0,5 ml/l e hidroxido sodico a pH 10,5, durante 5 min. Despues de esta etapa, se obtuvo una cantidad de aproximadamente 2,2 pg/cm2 de plata sobre la superficie. Despues de un nuevo lavado, se sumergio en una suspension que comprendfa partfculas de Pd al 3% y de Au al 0,1%, durante 5 min a temperatura ambiente. La cantidad aplicada de partfculas metalicas era 0,03 pg/cm2.
Ejemplo 11
Una placa de vidrio de lavo con acido sulfurico al 10% y acido fluorhudrico al 1% a temperatura ambiente durante 15 min. Despues de lavado, se sumergio en una disolucion de fluoruro estannoso al 1%, y despues de un nuevo lavado se sumergio en un bano de plata segun el ejemplo 2. Despues de esta etapa, se obtuvo una cantidad de aproximadamente 140 A de plata sobre la superficie. Despues lavado de nuevo, se sumergio en una suspension que comprendfa partfculas de rutenio al 1% y de paladio al 2%. La cantidad aplicada de partfculas metalicas era 0,25 pg/cm2.
Ejemplo 12
Un sustrato de acero inoxidable se sumergio en una disolucion de acido mtrico al 15% y HF al 5% a temperatura ambiente durante 30 min y despues se lavo con agua desmineralizada. El procedimiento continuo siguiendo las etapas en el ejemplo 11. La cantidad aplicada de partfculas metalicas era 0,9 pg/cm2.
Ejemplo 13
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Una varilla de titanio se limpio en una disolucion de acido n^trico al 18% y HF al 2% durante 20 min a temperatura ambiente. La aplicacion de una superficie donadora de electrones y la aplicacion de partmulas metalicas se hizo como en el ejemplo 11. La cantidad aplicada de partmulas metalicas era 0,6 pg/cm2.
Ejemplo 14
Activacion complementaria
Deteccion de la activacion del complemento inducida por superficie con microbalanza de cristal de cuarzo con seguimiento de la disipacion (QCM-D)
La cuantificacion de la respuesta a un cuerpo extrano se logra indirectamente controlando la union de anticuerpos de conejo contra inmunoglobulina humana dirigidos contra el factor del complemento C3b unido a la superficie.
En el espacio de segundos desde la introduccion en un tejido blando, un cuerpo extrano es sometido a una gran atencion por el sistema del complemento. El sistema del complemento comprende aproximadamente 30 protemas diferentes donde C3 es la mas abundante. Despues de una alta concentracion de protemas de fluidos corporales (es decir, albumina, fibrinogeno y fibronectina) el sistema del complemento es uno de los primeros actores en la escena y tiene como objetivo proteger al hospedante de bacterias y hongos invasores, y tambien alertar al sistema inmunitario sobre un cuerpo extrano que entra en el sistema.
Sin estar ligado por ninguna teona cientffica espedfica, los autores de la invencion suponen que cuando el factor del complemento 3 (C3) se une a una superficie introducida es escindido por la C3 convertasa a la forma soluble C3a, y C3b unido a la superficie. El C3b unido a la superficie actuara entonces como una convertasa el mismo, produciendo la posterior escision de C3 en forma de cascada. Los receptores para C3b se encuentran en eritrocitos, macrofagos, monocitos, leucocitos polimorfonucleares y linfocitos B, todos los cuales son importantes para controlar la inflamacion y curacion de heridas en tejidos. Los mecanismos exactos que controlan la union de C3 a la superficie son todavfa muy desconocidos. Sin embargo, los anticuerpos dirigidos espedficamente hacia C3b se pueden medir facilmente in vitro con QCM-D y dan informacion cuantitativa de propiedades de la respuesta inmunitaria al biomaterial. Esta nueva metodologfa muestra una buena concordancia con todos los demas metodos conocidos para detectar C3b unido a la superficie.
Material y metodos
Preparacion de superficies
Se aplico un recubrimiento sobre cristales de SO2 de QCM-D estandar (QSX 303, Q-Sense, Suecia) usando el metodo resumido en el ejemplo 2.
Como superficies modelo se usaron cristales de QCM-D estandar tratados por pulverizacion catodica con Au (s), Ti (s) (QSX301 y QSX310 respectivamente).
Se hicieron superficies modelo de Ag (s) y Pd (s) sobre cristales de QCM-D-D chapados en oro estandar (QSX 301, Q-Sense, Suecia) mediante pulverizacion catodica con alto vado de aproximadamente 200 A de paladio y plata respectivamente.
Productos sangumeos
Los autores de la invencion recibieron sangre entera reciente de 5 donantes sanos (Sahlgrenska University Hospital, Goteborg, Suecia). La sangre se dejo coagular a temperatura ambiente durante aproximadamente 4 h para obtener el suero activo al complemento. Despues el suero se centrifugo a 4000 rpm durante 20 min (Hettich Universal 16 R) despues de lo cual el lfquido sobrenadante se separo y se volvio a centrifugar como antes y se almaceno a -70°C.
Deteccion de la activacion del complemento inducida por la superficie
Se diluyo el suero 1:5 en disolucion salina tampon Veronal complementada con CaCl2 (0,15 mM) y MgCh (0,5 mM) (VBS++), y se siguio durante 20 min la adsorcion de las protemas del suero a los cristales QCM-D modificados seguido de un lavado con tampon durante 5 min. Al lavado le siguio la adicion de anticuerpos de conejo contra C3b humano diluidos 1:20 en VBS++ (Sigma). Para los controles negativo y positivo se usaron cristales QCM-D estandar con oro previamente recubiertos con IgG humana (1 mg/ml) (Sigma). El control negativo se inactivo con calor a 56°C durante 30 min antes de las mediciones.
Todos los experimentos se llevaron a cabo a temperatura ambiente en disolucion salina tampon Veronal con CaCl2(0,15 mM) y MgCh (0,5 mM) (VBS++), excepto para los controles negativos donde se uso VBS". Todas las mediciones de QCM-D se hicieron en el aparato d300 (Q-sense, Suecia).
Resultados de las medidas de QCM-D de la activacion complementaria (C3b). Las superficies de SiO2 recubiertas como se ha descrito anteriormente teman una cantidad de plata de 0,35-0,61 pg/cm2. La cantidad de oro en las partmulas se vario de acuerdo con la siguiente tabla y la activacion del complemento se midio de acuerdo con la
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tabla.
Muestra
Cantidad de Au (pg/cm2) C3b (ng/cm2)
Muestra n° 1
0,09 677
Muestra n° 2
0,41 991
Control neg.
- 109
Control pos.
- 1832
Titanio (control)
- 632
Ejemplo 15
Adhesion de plaquetas y produccion de factor del complemento C3a soluble sobre superficies de biomaterial
El consumo de plaquetas en sangre entera reciente expuesta a un biomaterial se usa para cuantificar la trombogenicidad de un biomaterial deseado. Ademas, la fraccion soluble del factor del complemento 3 activado (C3a) se usa para el seguimiento de la activacion del complemento de la superficie de biomaterial.
Antecedentes
Las plaquetas (o trombocitos) son fragmentos pequenos de celulas sin nucleo con forma de disco normalmente presentes en la sangre sana. Tienen una funcion crucial en la conservacion de las paredes en los vasos sangumeos y son reclutadas en una zona danada y activadas para formar un coagulo, que previene la hemorragia y la perdida de sangre. Tambien se sabe que las plaquetas se adhieren y se convierten en activadas sobre algunas superficies de biomateriales, formando a veces un coagulo indeseado y potencialmente peligroso. El C3a soluble es una protema pequena escindida del factor del complemento 3 (C3) cuando este se une y se activa en una bacteria o la superficie de un cuerpo extrano. C3a actua como un factor quimiotactico para monocitos polimorfonucleares y tambien tiene propiedades anafilotoxicas que senalan la liberacion de histamina de los mastocitos.
Material y metodos
Camaras experimentales
La camara experimental esta construida brevemente con dos anillos de PMMA pegados sobre un portaobjetos de PMMA, construyendo dos pocillos. Despues de anadir la sangre entera, el material que se va a ensayar se pone como una tapa sobre los dos pocillos y se mantiene en la posicion con una pequena pinza. Despues, la camara se monta en un disco giratorio en agua a 37°C durante 60 min a 22 rpm.
Sangre
Se extrajo sangre de un donante sano y se recogio en un vial heparinizado 2x que contema heparina soluble (Leo Pharma), para dar una concentracion final de 1,0 UI de heparina/ml. La sangre recogida despues se transfirio inmediatamente a las camaras experimentales.
Recuento de plaquetas
Despues de incubacion en la camara experimental, se anadio EDTA (Fluka) a la sangre hasta una concentracion final 4 mM. Despues las plaquetas se contaron en un contador de celulas automatico Coulter AcT diff™ (Coulter Corporation).
Analisis de C3a
Despues del recuento de plaquetas, la sangre se centrifugo a 4600 g durante 10 min a +4°C y el lfquido sobrenadante (plasma) se guardo y almaceno a -70°C antes de las mediciones.
El plasma se diluyo 1/300 y se analizo en un ELISA tipo sandwich que usa 4SD17.3 monoclonal (Uppsala university, Suecia) como anticuerpo de captura. El C3a unido se detecto con anticuerpo de conejo contra C3a humano biotiniliado (Dako), seguido de HRP conjugada con estreptavidina (Amersham Biosciences). El suero activado con zimosan, calibrado frente a una disolucion de C3a purificado, sirvio como patron.
Resultados
Recuento de plaquetas en sangre y adsorcion de C3a. Los objetos recubiertos fabricados siguiendo el metodo resumido en el ejemplo 2 sobre vidrio, teman una concentracion de plata en la superficie de aproximadamente 1,3
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|jg/cm2
Muestra
Cantidad de paladio (jg/cm2) Numero de plaquetas (x109) C3a (jg/ml)
Vidrio no recubierto
- 29 681
Variacion de recubrimiento 1
0 170 337
Variacion de recubrimiento 2
0,01 190 287
Recuento de plaquetas en sangre y adsorcion de C3a. Los recubrimientos sobre el vidrio teman una concentracion de plata en la superficie de aproximadamente 1,3 jg/cm2.
Muestra
Cantidad de oro (jg/cm2) Numero de plaquetas (x109) C3a (jg/ml)
Vidrio no recubierto
- 29 681
Variacion de recubrimiento 3
0,01 166 376
Variacion de recubrimiento 4
0,01 141 271
Ejemplo 16
Medicion de la respuesta inflamatoria Material
NHSp-2 (Mezcla de sueros humanos normales del Immunologisk institutt, Rikshospitalet, Oslo, Noruega), suero de donantes sanos.
Tubos de 30 cm de PDMS (polidimetilsiloxano) se recubrieron de acuerdo con el procedimiento resumido en el ejemplo 1. Se usaron tubos de PVC de 30 cm como control.
Configuracion: 7 tipos de tubos, no tratados y de PVC por triplicado (en total 21).
Metodo
1) El suero se puso sobre hielo.
2) Se separo una muestra cero. Se anadieron 750 jl directamente a un tubo con 15 jl de EDTA 0,5 M. La muestra se mantuvo sobre hielo.
3) Se anadieron 750 jl de suero a cada tubo.
4) Los tubos se unieron a un rotor (5 rpm) a 37°C y se incubaron durante 30 min.
5) El suero se separo con una pipeta y se anadio a un tubo con 15 jl de EDTA 0,5 M. Las muestras se pusieron sobre hielo y se analizaron con respecto al TCC (el complejo del complemento C5b-9 terminal soluble).
El TCC se analizo usando un inmunoensayo enzimatico de anticuerpo doble basado en el anticuerpo monoclonal aE11, muy espedfico para un neoepttopo expuesto en C9 activado pero no natural, como anticuerpo de captura. El metodo se describio originalmente en:
Mollnes TE, Lea T, Fr0land SS, Harboe M. "Quantification of the terminal complement complex in human plasma by an enzyme-linked immunosorbent assay based on monoclonal antibodies against a neoantigen of the complex", Scand. J. Immunol. 22:197-202. 1985.
y se modifico posteriormente en:
Mollnes TE, Redl H, H0gasen K, Bengtsson A, Garred P, Speilberg L, Lea T, Oppermann M, Gotze O, Schlag G. "Complement activation in septic baboons detected by neoepitope specific assays for C3b/iC3b/C3c, C5a and the terminal C5b-9 complement complex (TCC) ", Clin. Exp. Immunol. 91:295-300. 1993.
Resultados:
Respuesta inflamatoria, cantidad de Ag = 1 jg/cm2, recubierta segun el metodo resumido en el ejemplo 2 sobre un
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tubo de PDMS.
Muestra n°
Cantidad de Pd (pg/cm2) TCC (pg/ml) IL-8 (pg/ml)
1
0,47 5,85 1582,13
2
0,70 5,16 1724,33
3
1,48 4,60 2136,79
Tubo de PDMS no recubierto
No recubierto 3,88 728,33
Tubo de PVC no recubierto, control
No recubierto 6,21 1750,23
Respuesta inflamatoria, cantidad de Ag = 1 pg/cm2, recubierta segun el metodo resumido en el ejemplo 2 sobre un tubo de PDMS.
Muestra n°
Cantidad de Au (pg/cm2) TCC (pg/ml) IL-8 (pg/ml)
4
0,14 5,24 1652,62
5
0,32 6,51 1264,40
Tubo de PDMS no recubierto
No recubierto 3,88 728,33
Tubo de PVC no recubierto, control
No recubierto 6,21 1750,23
Ejemplo 17 Metodo in vitro
Se usaron fibroblastos dermicos humanos normales primarios (NHDF, Karocell Tissue Engineering AB, Estocolmo, Suecia), pase 7. Las celulas se cultivaron en matraces de cultivo tisular en medio de fibroblastos completo que contema DMEM+GlutaMAX™-1 (Gibco, Reino Unido), suero bovino fetal al 10% (FBS, Gibco, Reino Unido) y antibiotico-antimicotico al 1% (Gibco, Reino Unido) a 37°C, 5% de CO2 y 95% de humedad. Diez materiales recubiertos diferentes (PDMS) preparados segun el metodo resumido en el ejemplo 1 y se perforaron de forma esteril discos con un diametro de 15 mm para ajustarse en una placa de 24 pocillos. Los discos se sumergieron en PBS esteril (disolucion salina tamponada con fosfato, Gibco, Reino Unido) y se disperso 1 ml de suspension celular (17000 celulas/ml) sobre los discos y en pocillos de PS vados (poliestireno, Falcon, BD Biosciences, Belgica) y se incubaron durante 24 h y 72 h por triplicado. Se recogieron los medios de todas las muestras, se centrifugaron a 400g, 5 min y se almacenaron a -70°C para analisis de ELISA (ensayo de inmunoabsorcion con enzimas ligadas) de los factores liberados por las celulas. Se incubaron 2 discos de cada material con medio completo sin celulas para calcular los valores base.
Cantidad de celulas
La cantidad de celulas asociadas con las superficies y el medio que las rodea se determino por un sistema NucleoCounter® (ChemoMetec A/S, Dinamarca). Brevemente, las celulas se trataron con tampon de lisis y tampon de estabilizacion (proporcionado con el sistema). Las muestras lisadas se cargaron en un NucleoCassette™ previamente recubierto con yoduro de propidio fluorescente que tine los nucleos celulares, y despues se cuantificaron en el NucleoCounter®.
Viabilidad celular
La viabilidad celular se determino midiendo el contenido de lactato deshidrogenasa (LDH) en el medio, un marcador de lesion de la membrana celular, usando evaluacion espectrofotometrica de la conversion mediada por la LDH del acido piruvico a acido lactico (C- Laboratory, Sahlgrenska University Hospital, Goteborg, Suecia).
Determinacion de citoquinas
La cantidad de TGF-p1 (Factor de crecimiento transformante beta 1) y de colageno de tipo I se detectaron mediante kits de ELISA (TGF-p1 humano, Quantikine®, R&D Systems, Reino Unido; ELISA KIT de colageno humano de tipo 1, Cosmo Bio Co., Japon) de acuerdo con las instrucciones del fabricante, en un lector de ELISA SpectraVmax (Molecular Devices, Reino Unido).
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Metodo in vivo
Seis objetos PDMS recubiertos diferentes (10 mm de diametro) se recubrieron segun el metodo resumido en el ejemplo 1 y se esterilizaron. Ratas Spraque-Dawley hembra (200-250 g), alimentadas con una dieta estandar de pellets y agua, se anestesiaron con una mezcla de isoflurano al 2,7% y aire (Univentor 400 Anaesthesia Unit, Univentor, Malta) y se les suministro 0,01 mg de Temgesic como analgesico, por via s.c. previamente a la operacion. Las ratas se afeitaron y se limpiaron con clorohexidina 5 mg/ml en etanol al 70% y cada rata recibio uno de cada uno de los tipos de implante por via subcutanea (s.c.) en la espalda. Las heridas se cerraron con 2 suturas (Ethilon 5-0 FS-3, Ethicon®, Johnson & Johnson, Belgica). Los periodos de implantacion fueron 1 y 3 dfas para evaluar el proceso inflamatorio temprano y 21 dfas para el examen de la formacion de capsula fibrosa y la respuesta inflamatoria tardfa (n = 8 ratas por periodo de tiempo). Cuando se llevo a cabo la explantacion, los animales se sacrificaron con una sobredosis de pentobarbital (60 g.l-1) despues de anestesia corta con una mezcla de isoflurano al 2,7% y aire. Se recogieron los implantes y los exudados de alrededor. Las celulas exudadas se obtuvieron de las cavidades por aspiracion repetida de HBBs (disolucion salina equilibrada de Hank, Gibco, Reino Unido) y se mantuvieron en hielo. Los exudados se centrifugaron a 400g, 5 min y los lfquidos sobrenadantes se conservaron a -70°C. Todos los estudios de implantacion fueron aprobados por el Comite etico local para animales de laboratorio.
Cantidad de celulas y tipo de celulas
La concentracion y el tipo de celulas en los exudados (celulas/ml) se contaron por microscopfa optica con tincion de Turk en una camara Burker y la cantidad de celulas en exudados centrifugados y en implantes se determino por el sistema NucleoCounter®.
Viabilidad celular
La viabilidad celular se determino por exclusion con tinta azul de trypan usando microscopfa optica y por evaluacion de LDH (C-Laboratory, Sahlgrenska University Hospital, Goteborg, Suecia).
Determinacion de citoquinas
La cantidad de TGF-p1 (Factor de crecimiento transformante beta 1) y MCP-1 (protema quimiotactica de monocitos 1) se detectaron mediante kits de ELISA (TGF-p1 de rata, Quantikine®, R&D Systems, Reino Unido; protema quimiotactica de monocitos 1 de Amersham [(r)MCP-1], Rata, Biotrak ELISA System, GE Healthcare, Reino Unido) de acuerdo con las instrucciones del fabricante, en un lector de ELISA SpectraVmax (Molecular Devices, Reino Unido).
Resultados del estudio in vitro
La cantidad de metales sobre el objeto de ensayo de PDMS recubierto segun el metodo resumido en el ejemplo 2 era, Ag: 0,8-0,9 pg/cm2 y Pd: 0,1 pg/cm2.
Concentracion de Au en la superficie (pg/cm2)
Numero de celulas despues de 72 h
0,05
5500
0,34
9400
0,43
16200
En el segundo conjunto experimental, la cantidad de metales sobre el objeto de ensayo de PDMS recubierto segun el metodo resumido en el ejemplo 2 era, Ag: 0,8-0,9 pg/cm2 y Au: 0,05-0,09 pg/cm2.
Concentracion de Pd en la superficie (pg/cm2)
Numero de celulas despues de 72 h
0,1
5500
0,27
8600
0,69
9900
Resultados del estudio in vivo
La cantidad de Pd sobre los discos de PDMS in vivo se vario. La cantidad de Ag era aproximadamente 1 pg/cm2 para todas las muestras. (PMN = polimorfonuclear)
Cantidad de Pd (pg/cm2)
% de celulas PMN en exudado, 1 dfa % de celulas PMN en exudado, 3 dfas % de celulas PMN en exudado, 21 dfas
PDMS no recubierto
33 2 1
control
0
17 2 1
0,07
32 2,5 inferior a 1
0 ,86
26 2 inferior a 1
Cantidad de Pd (pg/cm2)
Cantidad total de MCP-1, Cantidad total de MCP-1, Cantidad total de MCP-1,
1 dfa (pg/ml) 3 dfas (pg/ml) 21 dfas (pg/ml)
PDMS no recubierto
4600 500 100
control
0
2050 700 350
0,07
4500 500 200
0,86
3300 600 200
Cantidad de Pd (pg/cm2)
Cantidad total de TGF-1, Cantidad total de TGF-1, Cantidad total de TGF-1,
1 dfa (pg/ml) 3 dfas (pg/ml) 21 dfas (pg/ml)
PDMS no recubierto
62 1 10
control
0
3 8 12
0,07
82 33 11
0,86
25 8 20
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La cantidad de Au sobre los discos in vivo se vario. La cantidad de Ag era aproximadamente 1 pg/cm2 para todas las muestras. (PMN = polimorfonuclear)
Cantidad de Au (pg/cm2)
% de celulas PMN en exudado, 1 dfa % de celulas PMN en exudado, 3 dfas % de celulas PMN en exudado, 21 dfas
PDMS no recubierto
33 2 1
control
0 ,01
32 2,5 1
0,43
18 5 1,5
0, 64
20 4 inferior a 1
5
10
15
20
25
30
Cantidad de Au (pg/cm2)
Cantidad total de MCP-1, Cantidad total de MCP-1, Cantidad total de MCP-1,
1 dfa (pg/ml) 3 dfas (pg/ml) 21 dfas (pg/ml)
PDMS no recubierto
4600 500 100
control
0 ,01
4500 500 200
0,43
3100 450 200
0,64
2800 500 150
Cantidad de Au (pg/cm2)
Cantidad total de TGF-1, Cantidad total de TGF-1, Cantidad total de TGF-1,
1 dfa (pg/ml) 3 dfas (pg/ml) 21 dfas (pg/ml)
PDMS no recubierto
62 1 10
control
0 ,01
82 33 11
0,43
6 5 20
0,64
28 8 9
A continuacion se describe una serie de usos espedficos del recubrimiento segun la presente invencion.
Lentes de contacto
Las lentes de contacto a menudo estan hechas de un material polimerico con contenido de agua significativo. Es esencial evitar el crecimiento microbiano en una lente de contacto. Usando el metodo resumido antes, se puede recubrir una lente de contacto para prevenir o reducir el crecimiento microbiano. Una lente de contacto recubierta tambien sera biocompatible. En los ejemplos anteriores, se ha demostrado que se puede recubrir material polimerico segun la invencion. Como ejemplos de recubrimiento de sustratos polimericos se puede mencionar el recubrimiento de poliester (ejemplo 5), PMMA (ejemplo 6), poliimida (ejemplo 7), nailon (ejemplo 8) y PTFE (ejemplo 9). El hecho de que el recubrimiento se pueda aplicar satisfactoriamente a estos materiales polimericos muestra que el recubrimiento tambien se puede aplicar a lentes de contacto de materiales polimericos.
Marcapasos y electrodos de marcapasos
Los marcapasos que se van a insertar en el cuerpo de un ser humano deben ser biocompatibles. Al mismo tiempo es conveniente que prevengan el crecimiento microbiano. Un marcapasos o electrodo de marcapasos recubierto con el presente recubrimiento, tiene esas propiedades convenientes. Antes se ha mostrado que el recubrimiento se puede aplicar a muchos materiales, por ejemplo metales tales como titanio (ejemplo 13), acero inoxidable (ejemplo 12), y aluminio (ejemplo 9). Por lo tanto un marcapasos o electrodo de marcapasos hecho de metal o cualquier otro material se puede recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion.
Endoprotesis (de metal desnudo y liberadoras de farmaco)
Las endoprotesis que se van a insertar en el cuerpo de un ser humano preferiblemente deben ser biocompatibles. Al mismo tiempo, es conveniente que prevengan el crecimiento microbiano. Una endoprotesis recubierta con el presente recubrimiento tiene esas propiedades convenientes. Antes se ha mostrado que el recubrimiento se puede aplicar a muchos metales tales como titanio (ejemplo 13), acero inoxidable (ejemplo 12) y aluminio (ejemplo 9). Las endoprotesis pueden estar fabricadas de estos y otros metales o aleaciones y se pueden recubrir satisfactoriamente con el recubrimiento segun la presente invencion.
Implantes dentales
Los implantes dentales son ventajosamente tanto biocompatibles como antimicrobianos. Los implantes dentales pueden estar hechos de titanio o cualesquiera otros materiales. Como se ha mostrado antes en el ejemplo 13, el titanio se puede recubrir segun la presente invencion. Un implante detal recubierto segun la presente invencion es tanto biocompatible como antimicrobiano. Un ejemplo de un implante detal es un implante dental hecho de titanio y recubierto como se describe en el ejemplo 13.
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Redes, mallas de rotura
Los materiales para redes y mallas se pueden recubrir como se ha mostrado para poliester (ejemplo 5), PMMA (ejemplo 6), poliimida (ejemplo 7) y nailon (ejemplo 8). Dichas redes y mallas seran tanto antimicrobianas como biocompatibles, lo cual es una ventaja en muchas aplicaciones.
Equipos de centrifugacion de sangre (en contacto con la sangre)
En un equipo destinado a ponerse en contacto con la sangre, se desean las propiedades biocompatibles y antimicrobianas del recubrimiento segun la presente invencion. Los materiales en contacto con la sangre se pueden seleccionar de un gran numero de materiales. En los ejemplos anteriores, se ha mostrado que se pueden recubrir una gran variedad de materiales, tales como vidrio (ejemplo 1, 2, 4 y 11), poliester (ejemplo 5), PMMA (ejemplo 6), poliimida (ejemplo 7), nailon (ejemplo 8), aluminio (ejemplo 9), PTFE (ejemplo 10), acero inoxidable (ejemplo 10) y titanio (ejemplo 13). El equipo de centrifugacion de sangre que comprende un sustrato recubierto segun la presente invencion, tiene mejores propiedades con respecto a las propiedades biocompatibles y antimicrobianas.
Instrumentos quirurgicos
Es muy conveniente que los instrumentos quirurgicos presenten propiedades antimicrobianas. Los materiales usados a menudo para los instrumentos quirurgicos tales como el acero inoxidable y titanio se puede recubrir como se muestra en los ejemplos 12 y 13 respectivamente. Usando el recubrimiento segun la presente invencion, se logran las propiedades antimicrobianas deseadas. Ademas el recubrimiento tambien es biocompatible.
Guantes
A menudo se desea que los guantes usados para diferentes propositos presenten propiedades antimicrobianas. Ademas, para algunas aplicaciones son convenientes guantes que al mismo tiempo no danen los tejidos y sean biocompatibles. Mediante el recubrimiento de guantes con el recubrimiento segun la presente invencion, se logran las propiedades deseadas mencionadas. Se pueden recubrir materiales polimericos segun la presente invencion con excelentes resultados y se han dado antes ejemplos de varios materiales polimericos.
Bolsas de sangre
En las bolsas de sangre destinadas a ponerse en contacto con la sangre, se desean las propiedades biocompatibles y antimicrobianas del recubrimiento segun la presente invencion. Los materiales para las bosas de sangre son, lo mas frecuentemente, materiales polimericos. Se pueden recubrir materiales polimericos con excelentes resultados y se han dado antes ejemplos de varios materiales polimericos.
Valvulas cardiacas artificiales
Para las valvulas cardiacas artificiales son muy convenientes las propiedades antimicrobianas y biocompatibles del recubrimiento segun la presente invencion. El recubrimiento se puede aplicar satisfactoriamente tanto a materiales polimericos como a metales que pueden constituir una valvula cardiaca artificial. Los ejemplos mencionados antes muestran que el recubrimiento se puede aplicar tanto a materiales polimericos como a metales asf como a aleaciones.
Cateteres venosos centrales
Para los cateteres que se va a insertar en el cuerpo, tales como los cateteres venosos centrales, son muy convenientes las propiedades antimicrobianas. Ademas, los objetos insertados en el cuerpo humano tambien deben ser biocompatibles y no ser daninos para el tejido. El recubrimiento segun la presente invencion cumple los requisitos y tiene excelentes propiedades para cateteres. Los materiales usados para cateteres se pueden recubrir satisfactoriamente con el recubrimiento segun la presente invencion.
Cateteres venosos perifericos
Con respecto a las propiedades antimicrobianas y biocompatibles, los requisitos para los cateteres venosos perifericos y cateteres venosos centrales son similares. Por lo tanto, el recubrimiento segun la presente invencion tambien es excelente para cateteres venosos perifericos.
Accesos vasculares
Con respecto a los accesos vasculares, hay riesgo de infeccion y ademas dichos accesos vasculares deben ser biocompatibles. Por lo tanto, el recubrimiento segun la presente invencion es excelente para los accesos vasculares de modo que sean antimicrobianos y biocompatibles. Los materiales usados para los accesos vasculares se pueden recubrir satisfactoriamente con el recubrimiento segun la presente invencion.
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Equipo de hemodialisis
Para el equipo de hemodialisis las propiedades antimicrobianas y biocompatibles son importantes, haciendo por lo tanto muy adecuado el recubrimiento segun la presente invencion.
Equipo de dialisis peritoneal
Para el equipo de dialisis peritoneal son muy utiles las propiedades antimicrobianas y biocompatibles del recubrimiento segun la presente invencion. Es adecuado aplicar el recubrimiento segun la presente invencion a piezas de dicho equipo.
Dispositivos de plasmaferesis
Para los dispositivos de plasmaferesis, incluyendo los cateteres implantados para dicho proposito, el recubrimiento segun la presente invencion es adecuado debido a sus propiedades antimicrobianas y biocompatibles. Los materiales usados en este contexto se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion.
Dispositivos de suministro de farmacos por inhalacion
Los dispositivos de suministro de farmacos por inhalacion presentan ventajosamente propiedades antimicrobianas que se logran mediante el recubrimiento de piezas adecuadas del dispositivo con el recubrimiento segun la presente invencion. Las propiedades biocompatibles del recubrimiento tambien son una ventaja.
Injertos vasculares (por ejemplo injertos arteriales)
Los injertos vasculares se benefician de las propiedades antimicrobianas y biocompatibles, que se logran mediante el recubrimiento segun la presente invencion. Los materiales de los que estan hechos los injertos son adecuados para el recubrimiento segun la presente invencion.
Dispositivos de asistencia cardiaca
Los dispositivos de asistencia cardiaca que se van a implantar en el cuerpo deben ser tanto biocompatibles como antimicrobianos. Esto se logra usando un recubrimiento segun la presente invencion. Los materiales usados para dichos dispositivos se recubren satisfactoriamente usando la presente invencion.
Apositos para heridas
Los apositos para heridas son preferiblemente antimicrobianos asf como biocompatibles. Estos los hace objetos excelentes para el recubrimiento segun la presente invencion. Los materiales polimericos y fibrosos usados para apositos para heridas se recubren satisfactoriamente segun la presente invencion.
Cateteres intermitentes
Los cateteres intermitentes asf como otros cateteres deben ser preferiblemente antimicrobianos para evitar problemas con infecciones, y ademas deben ser tambien biocompatibles. El recubrimiento segun la presente invencion es excelente para cateteres puesto que es tanto antimicrobiano como biocompatible. Los materiales usados para cateteres se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion.
Electrodos de ECG
Los electrodos de ECG deben ser preferiblemente tanto antimicrobianos como biocompatibles. Los electrodos de ECG recubiertos segun la presente invencion son tanto antimicrobianos como biocompatibles. Materiales tales como el titano (ejemplo 13), acero inoxidable (ejemplo 12) y aluminio (ejemplo 9) pueden ser, al igual que muchos otros materiales, adecuados para electrodos para recubrir segun la presente invencion.
Endoprotesis perifericas
Las propiedades deseadas para las endoprotesis perifericas son similares a las de las endoprotesis descritas antes. Por lo tanto, las endoprotesis perifericas tambien se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion.
Implantes de sustitucion osea
Los implantes de diferentes clases tales como implantes de sustitucion osea, preferiblemente son tanto antimicrobianos como biocompatibles. Esto se logra mediante un recubrimiento segun la presente invencion.
Implantes ortopedicos
Los implantes ortopedicos son muy adecuados para el recubrimiento segun la presente invencion, para hacerlos antimicrobianos y biocompatibles. Los ejemplos de implantes ortopedicos incluyen reemplazos de cadera, reemplazos totales de cadera, reemplazos de cadera ceramicos, reemplazos articulares de cadera, reemplazos de
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rodilla, reemplazos totales de rodilla y reemplazos articulares de rodilla.
Dispositivos ortopedicos (tornillos, clavos, grapas, anclajes de sutura, etc.)
Todos los tipos de dispositivos ortopedicos tales como tornillos, clavos, grapas y anclajes de sutura son preferiblemente tanto antimicrobianos como biocompatibles. Dichos dispositivos estan hechos de materiales que se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion. Los dispositivos ortopedicos se benefician del recubrimiento segun la presente invencion. Un ejemplo de un dispositivo ortopedico es un tornillo de titanio recubierto segun el procedimiento descrito en el ejemplo 13.
Implantes de sustitucion de tejido
Los implantes de diferentes clases tales como implantes de sustitucion de tejido, son ventajosamente tanto antimicrobianos como biocompatibles. Esto se logra mediante un recubrimiento segun la presente invencion sobre los implantes de sustitucion de tejido.
Lentes intraoculares
Para las lentes intraoculares es una ventaja si son antimicrobianas y biocompatibles. Esto se logra mediante el recubrimiento segun la presente invencion. Las lentes intraoculares hechas de materiales polimericos y otros materiales se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion.
Suturas
Es una gran ventaja para las suturas que sean antimicrobianas y biocompatibles. Por lo tanto las suturas son adecuadas para recubrimiento segun la presente invencion.
Agujas
Las agujas que deben ser antimicrobianas y/o biocompatibles se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion para dar las propiedades antimicrobianas y biocompatibles deseadas.
Dispositivos de suministro de farmacos
Los dispositivos de suministro de farmacos deben estar hechos antimicrobianos y/o biocompatibles, se recubren ventajosamente segun la presente invencion.
Tubos endotraqueales
Los tubos endotraqueales son preferiblemente antimicrobianos asf como biocompatibles. Los materiales polimericos que se usan para la fabricacion de tubos endotraqueales son adecuados para el recubrimiento segun la presente invencion. Por lo tanto, los tubos endotraqueales se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion para dar las propiedades antimicrobianas y biocompatibles deseadas.
Derivaciones
Para diferentes clases de derivaciones es muy conveniente que presenten propiedades antimicrobianas y que sean biocompatibles. Los materiales que se usan para las derivaciones se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion y por lo tanto la derivacion tendra las propiedades deseadas.
Tubos de drenaje
Los tubos de drenaje son preferiblemente antimicrobianos y tambien biocompatibles. Puesto que se puede aplicar satisfactoriamente el recubrimiento segun la presente invencion a los materiales de los que estan hechos los tubos de drenaje, es muy adecuado aplicar el recubrimiento segun la presente invencion a los tubos de drenaje.
Dispositivos de aspiracion
Los dispositivos de aspiracion deben ser antimicrobianos y tambien biocompatibles. Puesto que el recubrimiento segun la presente invencion se puede aplicar satisfactoriamente a los materiales de los que estan hechos los dispositivos de aspiracion, es muy conveniente aplicar el recubrimiento segun la presente invencion a los dispositivos de aspiracion.
Audffonos
Los audffonos preferiblemente son antimicrobianos y tambien biocompatibles. Los materiales de los que estan hechos los audffonos se pueden recubrir satisfactoriamente segun la presente invencion. Los audffonos son muy adecuados para recubrimiento segun la presente invencion.
Los dispositivos medicos uretrales tales como cateteres, endoprotesis uretrales y endoprotesis suprapubicas son adecuados para el recubrimiento segun la presente invencion.
Los vasos sangumeos artificiales son adecuados para el recubrimiento segun la presente invencion.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Un sustrato que tiene una superficie donadora de electrones en donde dicha superficie donadora de electrones es un metal seleccionado del grupo que consiste en plata, cobre y cinc, caracterizado por que hay partfculas metalicas sobre dicha superficie, dichas partfculas metalicas comprenden paladio y al menos un metal seleccionado del grupo que consiste en oro, rutenio, rodio, osmio, iridio y platino, y en donde la cantidad de dichas partfculas metalicas es de 0,001 a 8 pg/cm2.
  2. 2. - El sustrato segun la reivindicacion 1, en donde dicha superficie donadora de electrones es una capa de un material donador de electrones que se aplica en una cantidad de 0,05 a 12 pg/cm2.
  3. 3. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde dicho sustrato es un sustrato polimerico.
  4. 4. - El sustrato segun la reivindicacion 3, en donde dicho sustrato polimerico se selecciona del grupo que consiste en un polfmero natural, un polfmero degradable, un polfmero comestible, un polfmero biodegradable, un polfmero que no dana el medio ambiente, un polfmero de calidad medica, latex, vinilo, polfmeros que comprenden grupos vinilo, poliuretano-urea, silicona, poli(cloruro de vinilo), polipropileno, estireno, poliuretano, poliester, copolimerizados de etileno y acetato de vinilo, poliestireno, policarbonato, polietileno, poliacrilato, polimetacrilato, acrilonitrilo-butadieno- estireno, poliamida y poliimida, o mezclas de los mismos.
  5. 5. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde dicho sustrato es un metal.
  6. 6. - El sustrato segun la reivindicacion 5, en donde dicho metal se selecciona del grupo que consiste en acero inoxidable, acero de calidad medica, titanio, titanio de calidad medica, cobalto y cromo, o mezclas de los mismos.
  7. 7. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde dicho sustrato se selecciona del grupo que consiste en vidrio, minerales, zeolitas, piedra, ceramicas, papel, madera, fibras tejidas, fibras, fibras de celulosa, cuero, carbono, fibras de carbono, grafito, politetrafluoroetileno y poliparafenilentereftalamida.
  8. 8. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde dicho sustrato tiene la forma de una partfcula.
  9. 9. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde la cantidad de las partfculas metalicas es de 0,01 a 4 pg/cm2.
  10. 10. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde la relacion de paladio a metales que no son paladio en dichas partfculas metalicas es de 0,01:99,99 a 99,99:0,01.
  11. 11. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde dichas partfculas metalicas, ademas de paladio, comprenden oro.
  12. 12. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde dichas partfculas metalicas tienen un tamano medio de 10-10000 A, preferiblemente 100-600 A.
  13. 13. - Un objeto que comprende un sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde dicho objeto se selecciona del grupo que consiste en una lente de contacto, un marcapasos, una endoprotesis, un implante dental, una red de rotura, un equipo de centrifugacion de sangre, un instrumento quirurgico, un guante, una bolsa de sangre, una valvula cardfaca artificial, un cateter venoso central, un cateter venoso periferico, un acceso vascular, un equipo de hemodialisis, un equipo de dialisis peritoneal, un dispositivo de plasmaferesis, un dispositivo de suministro de farmacos por inhalacion, un injerto vascular, un dispositivo de asistencia cardiaca, un aposito para heridas, un cateter intermitente, un electrodo de ECG, una endoprotesis periferica, un implante de sustitucion osea, un implante ortopedico, un dispositivo ortopedico, un implante de sustitucion de tejido, una lente intraocular, una sutura, una aguja, un dispositivo de suministro de farmacos, un tubo endotraqueal, una derivacion, un tubo de drenaje, un dispositivo de aspiracion, un audffono, un dispositivo medico uretral y un vaso sangumeo artificial.
  14. 14. - El sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, para al menos uno de los siguientes usos:
    - modificar la adsorcion de protemas de un objeto que comprende dicho sustrato,
    - modificar la adhesion bacteriana a un objeto que comprende dicho sustrato,
    - modificar el crecimiento tisular sobre un objeto que comprende dicho sustrato,
    - modificar la activacion del complemento producida por un objeto que comprende dicho sustrato,
    - modificar la respuesta inflamatoria producida por un objeto que comprende dicho sustrato,
    - modificar la coagulacion sangumea producida por un objeto que comprende dicho sustrato,
    - evitar el crecimiento bacteriano,
    - evitar la transmision de bacterias,
    - evitar las infecciones nosocomiales,
    - modificar el coeficiente de rozamiento de un objeto que comprende dicho sustrato; y
    - modificar la dureza de la superficie de un objeto que comprende dicho sustrato.
    5 15.- Un metodo para la fabricacion de un sustrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, que comprende
    las etapas:
    a. depositar partfculas metalicas a partir de una suspension sobre dicho sustrato,
    b. lavar dicho sustrato, y
    c. secar dicho sustrato.
    10 16.- El metodo segun la reivindicacion 15, que ademas comprende la etapa de depositar un material donador de
    electrones sobre dicho sustrato antes de la deposicion de partfculas metalicas.
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