智能自我去污聚合物和抑制細菌及真菌生長的方法
【專利摘要】本發明提供了抑制微生物生長的智能抗微生物材料和敷料。內源性化學物質如從細菌產生的代謝物被用作為化學底物并通過酶轉化而產生消毒化合物，所述消毒化合物將繼而抑制所靶向的微生物。該材料將保持無活性直至其遇到表達和/或分泌特異性代謝物或標記的微生物之時。包埋在智能材料中的一種或多種酶將代謝物轉化為消毒化合物，其繼而殺滅微生物或阻止其在材料表面上繁殖。
【專利說明】智能自我去污聚合物和抑制細菌及真菌生長的方法
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本專利申請要求2012年6月15日提交的待審美國臨時專利申請系列號61/660,065的優先權。美國臨時專利申請系列號61/660,065的完整內容通過參考引入本專利申請，如同在此充分描述。

【技術領域】
[0003]本發明涉及生產智能抗微生物系統以抑制微生物生長。內源性化學物質如從細菌產生的代謝物被用作為化學底物，然后通過酶轉化而產生消毒化合物，所述消毒化合物繼而抑制所靶向的微生物。

【背景技術】
[0004]殺生物劑更具體而言抗微生物劑常用于醫藥和農業中來控制不希望的生物種群。大多數殺生物劑不特異性殺滅特定類型或種類的生物體，對其它(非靶向)細胞和組織具有負面影響并且可對環境有害。
[0005]此外，使用含銀產物進行傷口處理涉及銀質沉著、或銀毒性(仙以匕111 1.1811等人,061:61-11111181:1011 0^ 511乂61~ 111 8100(1, 1)1-1116, 811(1 11881168 0^ ^0111111:661~8 811(18111-11 ^81:16111:8, 3701111.0116111.1683, (1991)；八1已11 8.6.1^118(10^11,八？1181~11180010^10^1
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[0006]然而，一旦條件改變且危險超過“威脅”濃度，殺生物劑必須容易得到。本發明的目的是定義一種蛋白質聚合物材料，其僅當條件確定必需消毒時才生成殺生物劑和殺微生物齊0。適宜的“觸發”環境條件包括但不限于，身體活性跡象如體溫和出汗增加，微生物污染跡象包括從播散生物體作為代謝產物產生的揮發性和非揮發性有機物(包括排泄的蛋白酶、有機酸和生物胺)，以及環境中可養育微生物生長的條件包括過量的濕度、體液和廢物，和存在胞外多糖。目前沒有材料僅當存在靶生物體時特異性產生抗微生物化合物如氧化劑?，F有材料中大多數或需要在用前活化或在脫離包裝后即刻有活性。
[0007]過氧化氫作為一種氧化劑已用于消毒傷口多年。一個問題是其迅速分解為水和氧，使其難以長時間使用。而且非常高濃度03%)的過氧化氫對宿主細胞有毒。這就是為什么要求氧化劑源(如過氧化氫)僅當存在“觸發”條件時才消毒傷口是重要的。
[0008]美國專利如.6，228，128了0匕118611公開了對微生物和/或病毒的處理，包括用有效量的真菌乳糖酶和有效量的一種或多種增強劑在氧存在下處理所述微生物和/或病毒。此處的酶需要增強劑來使發明有效發揮作用，且酶在活化后總是有活性的。
[0009]美國專利價).7，927，5880^18等人公開了含有酶的敷料和含有水來源以使敷料被活化的敷料。其沒有提示酶可被“觸發”條件開啟。
[0010]美國專利價).7，731，9540^18等人公開了包含氧化還原酶的皮膚敷料，其中所述酶以水合條件存在。所述酶在用前水合且總是有活性的。美國專利如.7, 731，954在活化后僅能持續至多2天。該發明不響應環境條件，過氧化氫酶的進入是效率降低條件。其沒有禁止抑制過氧化氫酶使用從氧化還原酶產生的過氧化氫的方式，也沒有禁止在應用后保持活性超過2天的方式。
[0011]美國專利如.7,713,9551111^6?%等人描述了用于表面的抗微生物涂層。其公開了使用基于橋聯多環化合物的涂料體系以賦予表面以自我清潔特性。其沒有公開使用可被環境活化、當存在靶生物體時產生氧化劑的酶。
[0012]美國專利如.6，759，22016^611116等人公開了將酶裝載到聚合物中以及如何改進裝載。其沒有公開使酶僅被環境活化。其進而也沒有教導所述聚合物可用于抗微生物目的或作為敷料。
[0013]期望制備這樣一種材料，其當存在靶生物體時生成抗微生物化合物，所述材料無需底物來起效且可長時間使用，例如但不限于超過三至四周的時間段。


【發明內容】

[0014]本發明涉及抑制微生物生長的智能抗微生物系統。內源性化學物質(如從細菌產生的代謝物)將被用作為化學底物并通過酶轉化而產生消毒化合物，所述消毒化合物將繼而抑制所靶向的微生物。該材料將保持無活性直至其遇到表達和/或分泌特異性代謝物或標記的微生物之時。包埋在智能材料中的一種或多種酶將代謝物轉化為消毒化合物，其繼而殺滅微生物或阻止其在材料表面上繁殖。這樣的材料可潛在應用于食品包裝、醫院涂料、建筑涂料、傷口愈合材料和假體襯墊、汽車、飛機和其它交通運輸裝置的內部的涂料以及可移動個人電子設備(如移動電話、膝上型電腦、便攜式媒體設備和其它個人物品)的涂料。
[0015]在本發明的一個實施方案中，材料包含賦形劑、與賦形劑混合的第一聚合物、包含在第一聚合物中的至少一種酶和含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒齊0、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。優選這種材料包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或包封在第一聚合物之中。這種材料的另一個實施方案包括其中所述材料具有至少一種引發劑組合物，使所述材料光聚合以形成凝膠或膜。這種材料的另一個實施方案包括至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，例如但不限于羥胺、銀、土霉素、疊氮化物和二硫蘇糖醇及其組合。
[0016]在本發明的另一個實施方案中，提供一種材料，其包含賦形劑、與賦形劑混合的第一聚合物、與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質和含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。本發明的另一個實施方案包括這種材料，其包括至少一種殺生物劑組合物，所述組合物優選以物理方式包封在第一聚合物之中或共價系連到第一聚合物。本發明的另一個實施方案包括這種材料，其包括至少一種殺生物劑組合物，其中所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑。
[0017]本發明的另一個實施方案提供了敷料，其包含包括第一面和第二面的單層，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層，第一聚合物置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或所述層之中；包含在第一聚合物之中的至少一種酶，和包含在所述單層之中的含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒齊0、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。優選該敷料包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封在第一聚合物之中。該敷料的另一個實施方案包括其中如本文所述的單層還包含置于所述層的至少第一面上或所述層之中的至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，并任選包括其中所述過氧化氫酶活性抑制劑置于所述層的第二面上或所述層之中。
[0018]在本發明的一個優選實施方案中，如本文所述的敷料包含附著到所述層的第一面或所述層的第二面的至少一部分的蓋面(⑶^虹)以使所述層粘附到患者傷口部位或使所述層粘附到患者傷口部位附近區域。更優選本發明的敷料包括其中所述層是可生物降解的。
[0019]本發明的另一個實施方案提供了敷料，其包含包括第一面和第二面的單層，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層，第一聚合物置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或所述層之中；與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，并且其中所述蛋白質置于所述層的至少第一面上或所述層中，并且任選包括其中所述蛋白質置于所述層的第二面上或所述層之中；和置于所述層之中的含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。優選該敷料包括至少一種殺生物劑組合物。優選所述殺生物劑組合物以物理方式包封在第一聚合物之中或共價系連到第一聚合物。在本發明的另一個實施方案中，敷料包括至少一種殺生物劑組合物，其中所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑。在如本文所述的本發明敷料的另一個實施方案中，蓋面附著到所述層的第一面或所述層的第二面的至少一部分以使材料粘附到患者傷口部位或使材料粘附到患者傷口部位附近區域。在本發明敷料的另一個實施方案中，優選敷料的層是可生物降解的。
[0020]在本發明的又一個實施方案中，提供了向患者真皮或表皮提供治療的方法，包括將敷料置于與患者表皮或真皮接觸，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的單層，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層，(11)置于所述層的至少第一面上或所述層之中的第一聚合物，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或所述層之中，(111)包含在第一聚合物之中的至少一種酶，和(14包含在所述層之中的含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；使至少一種靶分析物接觸所述敷料，且優選所述敷料的層，來形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到患者的表皮或真皮以向患者提供治療。在本發明的另一個實施方案中，該方法還提供包括至少一種引發劑組合物來使所述層光聚合以形成凝膠或膜。在本發明的另一個實施方案中，該方法還提供包括至少一種過氧化氫酶活性抑制齊0，其置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并任選包括其中所述過氧化氫酶活性抑制劑置于所述層的第二面上或所述層之中。
[0021]本發明的另一個實施方案提供了向患者真皮或表皮提供治療的方法，包括將敷料置于與患者表皮或真皮接觸，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的單層，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層，(11)置于所述層的至少第一面上或所述層之中的第一聚合物，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或所述層之中，(111)與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，和(14置于所述層之中的含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中至少一種蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；使至少一種靶分析物接觸所述敷料，或優選所述敷料的層，來形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到患者的表皮或真皮以向患者提供治療。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供引發劑組合物來使所述層光聚合以形成凝膠或膜。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，其置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并任選包括其中所述過氧化氫酶活性抑制劑置于所述層的第二面上或所述層之中。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供至少一種殺生物劑組合物。優選所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑。
[0022]本發明的另一個實施方案提供抑制細菌和/或真菌生長的方法，包括向懷疑有細菌和/或真菌污染的表面應用有效量的材料，所述材料包含(1)賦形劑，(11)與賦形劑混合的第一聚合物，(111)包含在第一聚合物之中的至少一種酶，和(^)含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；從懷疑污染表面提供至少一種靶分析物來接過氧化氫酶以形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到所述表面來抑制細菌和/或真菌。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供至少一種引發劑組合物來使材料光聚合形成凝膠或膜。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括向所述表面應用至少一種過氧化氫酶活性抑制劑。
[0023]本發明的另一個實施方案提供抑制細菌和/或真菌生長的方法，包括向懷疑有細菌和/或真菌污染的表面應用有效量的材料，所述材料包含(1)賦形劑，(11)與賦形劑混合的第一聚合物，(111)與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，和(14含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；從懷疑污染表面提供至少一種靶分析物來接觸蛋白質以形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到所述表面來抑制細菌和/或真菌。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供至少一種引發劑組合物來使材料光聚合形成凝膠或膜。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括向所述表面應用至少一種過氧化氫酶活性抑制劑。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供至少一種殺生物劑組合物。優選所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑組合物。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1顯示在不含過氧化氫酶抑制劑羥胺(撤)的平板上于371溫育18小時后的金黃色葡萄球菌生長。八)在不含撤的13八平板上金黃色葡萄球菌生長良好。8)在不含撤和含有空白聚氨酯聚合物的平板上金黃色葡萄球菌生長良好。0在不含撤和含有乳酸氧化酶聚合物的平板上金黃色葡萄球菌生長良好。
[0025]圖2顯示在含有500碰羥胺(一種過氧化氫酶抑制劑)的平板上于371溫育18小時后的金黃色葡萄球菌生長。八)金黃色葡萄球菌的生長不受羥(撤)胺存在的影響。8)在不含酶的聚合物存在下和在撤存在下金黃色葡萄球菌生長均正常。0撤抑制過氧化氫酶活性，因此其不能分解％02，從101轉化乳酸產生的?。?02抑制金黃色葡萄球菌在固態培養基上的生長。
[0026]圖3顯示在不同溫度貯存后聚合物隨時間保留酶活性。
[0027]圖4顯示在葡糖氧化酶(酶)存在下13 -0-葡萄糖、水和氧轉化為0-葡糖酸和過氧化氫。
[0028]圖5顯示在乳酸氧化酶(酶)存在下卜乳酸、水和氧轉化為丙酮酸和過氧化氫。
[0029]圖6顯示在丙酮酸氧化酶(酶)存在下丙酮酸、磷酸、氧和水轉化為乙酰磷酸、二氧化碳和過氧化氫。
[0030]圖7顯示在氯過氧化物酶(酶)存在下亞氯酸鈉和水轉化為二氧化氯和活性氧(1-6801:1^6 0X7^611 8^60168)。
[0031]圖8顯示在單胺氧化酶(酶)存在下單胺部分、氧和水轉化為醛、氨和過氧化氫。
[0032]圖9顯示在二胺氧化酶(酶)存在下二胺部分、水和氧轉化為單胺部分、銨和過氧化氫。
[0033]發明詳述
[0034]如本文所用的術語“化學組分”是可截留在聚合物之內或與聚合物結合的任何化學物質如染料、緩沖劑和抗微生物劑。如本文所用的術語“材料”是聚合物、水凝膠、織物或膜。如本文所用的術語“消毒化合物”是選自消毒劑、防腐劑、抗微生物劑、殺生物劑或其組合的任何化合物。
[0035]本發明提供抑制微生物生長的智能抗微生物材料和敷料。內源性化學物質(如從細菌產生的代謝物)將被用作為化學底物并通過酶轉化而產生消毒化合物，所述消毒化合物將繼而抑制所靶向的微生物。該材料將保持無活性直至其遇到表達和/或分泌特異性代謝物或標記的微生物之時。包埋在智能材料中的一種或多種酶將代謝物轉化為消毒化合物，其繼而殺滅微生物或阻止其在材料表面上繁殖。這樣的材料可潛在應用于食品包裝、醫院涂料、建筑涂料、傷口愈合材料和假體襯墊、汽車、飛機和其它交通運輸裝置的內部的涂料以及可移動個人電子設備(如移動電話、膝上型電腦、便攜式媒體設備和其它個人物品)的涂料。
[0036]相應地，本發明提供了可按需供應一種或多種消毒化合物的智能聚合物。這類消毒化合物的產生將僅在環境中發現的靶分析物存在下開啟。本發明可保持活性持續延長時間，如至少4周(參見圖3)。所述智能聚合物包含化學組分和酶，其按需生成消毒化合物。需求可通過例如但不限于以下來證明:身體活性的跡象如體溫和出汗的增加，微生物污染的跡象，產生代謝產物如揮發性和非揮發性有機物(包括但不限于有機酸、生物胺和排泄的蛋白酶)，以及可養育微生物生長的環境條件的變化，包括過量的濕度、體液和廢物，和存在胞外多糖。這些材料具有廣泛的適用性，諸如但不限于在急性和慢性創傷護理領域、最小化基于應力(81^688-)32186(1)的對皮膚組織的磨損效應(冊虹6打6(^)、改善皮膚與材料主體(諸如但不限于假體和鞋類)的相互作用、藥理學以及智能抗真菌和抗微生物表面和涂
/'2^寸寸。
[0037]如本文所用的術語“患者”包括動物界的成員，包括動物、智人(001110 881)16118)和溫血或冷血生物。如本文所用的術語“傷口”包括患者身體一部分或組織或器官的損傷，或患者身體一部分或組織或器官的切口。傷口可由例如但不限于物理創傷引起，且可表征為患者身體部分、組織或器官的撕裂、切割、穿刺或斷裂。
[0038]如本文所用的術語“有效量”是產生期望結果所需的量，例如抑制細菌或真菌生長所需的材料或組合物的量。
[0039]如本文所用的術語“交聯”包括兩條聚合物分子鏈通過將鏈中的特定碳原子通過主價化學鍵連接起來的由元素、基團或化合物組成的橋而相連。所述橋被稱為交聯劑。如本領域技術人員所理解的，交聯在自然界中在由通過胱氨酸殘基的二硫鍵連接的多肽鏈組成的物質中發生，例如在角蛋白、胰島素和其它蛋白質中。例如，本領域技術人員理解，多糖分子可交聯形成穩定的凝膠結構。交聯可人工實現，例如通過添加化學物質(交聯劑)和將混合物暴露于熱或通過對聚合物進行高能輻照。例如，本領域技術人員理解，聚乙烯的交聯可通過高能輻照的方式或用有機過氧化物來進行。
[0040]本發明的一個實施方案需要將氧化酶共價固定或物理包封在聚合物織物之中以用于皮膚上。汗液攜帶多種組分(乳酸、葡萄糖、肌酐等)，其是氧化酶的底物(反應物)(參見圖4和5)?？椢镏杏谢钚缘暮头€定的氧化酶通過產生過氧化氫而響應，過氧化氫可用作消毒劑。在更優選的實施方案中，聚合物還攜帶鹵素過氧化物酶(即氯過氧化物酶、溴過氧化物酶、碘過氧化物酶)，該酶在齒化物鹽和過氧化氫存在下生成鹵素。這種材料當暴露于汗液時生成低水平的氯和其它強氧化劑(如活性氧)并殺滅否則可能在汗液中繁殖職仏)的生物物質。該材料在無汗液時則是無害的且對皮膚沒有實際影響。
[0041]本發明的另一個實施方案利用與傷口內繁殖細菌的代謝產物(包括但不限于有機酸和生物胺)反應的氧化酶。隨著傷口內繁殖細菌的濃度增加，傷口液中代謝產物的濃度也增加。隨著傷口內菌落計數增加，由攜帶混合氧化酶的本發明生物復合聚合物組成的傷口敷料生成過氧化氫。再者，本發明的優選實施方案還攜帶鹵素過氧化物酶以在鹵化物鹽和過氧化氫存在下生成鹵素。這種智能敷料對傷口沒有化學活性或影響，直至傷口液之中的代謝產物將充足的代謝產物遞送到敷料來觸發消毒劑的合成。
[0042]此外，本發明的附加實施方案利用由結構蛋白和合成單體組成的生物復合交聯聚合物涂層。夾帶或以物理方式包封在聚合物之中的是殺生物劑。許多微生物、霉菌和真菌隨著其繁殖和生長而釋放蛋白酶。當這類生物體在所述生物聚合物材料表面上繁殖時，分泌(排泄)的蛋白酶切割聚合物之中結構蛋白中的肽鍵，改變聚合物的形態并有效增加基質內交聯之間的距離。交聯之間較大的距離改善所夾帶殺生物劑的擴散和釋放。總之，涂層保持完整和穩定，直至繁殖微生物通過分泌特定蛋白酶觸發殺生物劑的釋放。
[0043]本發明的另一個實施方案提供一種材料，其包含賦形劑；與賦形劑混合的第一聚合物；包含在第一聚合物之中的至少一種酶；和含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。優選所述抗微生物劑包括過氧化物和鹵素氣體。所述含水組合物可以是例如但不限于水或緩沖液。優選含水組合物為材料總重的0.1重量百分比(0.1被.% )到99.0重量百分比(99.0被.% )，更優選從材料總重的5.0^1:.%到75.0^1:.%。如本文所述的該材料的另一個實施方案包括其中賦形劑是不同于第一聚合物的第二聚合物。優選如本文所述的本發明材料包括其中所述酶共價附著到第一聚合物或其中所述酶固定或包封在第一聚合物之中。所述酶是選自下組的至少一種:氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶和連接酶。更優選所述酶是選自下組的至少一種:氧化酶、蛋白酶、脂酶、過氧化物酶、酪氨酸酶、糖苷酶、核酸酶、醛縮酶、磷酸酶、硫酸酯酶和脫氫酶。更優選所述酶是氧化酶，為葡糖氧化酶或乳酸氧化酶。更優選所述酶是過氧化物酶，為齒素過氧化物酶。更優選所述齒素過氧化物酶是氯過氧化物酶。更優選如本文所述的本發明材料包括其中所述酶是一種或多種氧化酶，其被靶分析物中的一種或多種活化，所述靶分析物是化學組分(其為繁殖微生物)中一種或多種的代謝副產物，其中所述代謝副產物被轉化為消毒劑，所述消毒劑是過氧化氫。所述繁殖微生物的代謝副產物優選選自生物胺和有機酸。
[0044]本發明的第一聚合物可為任何數目的聚合物。所述聚合物可為例如陽離子型、陰離子型或非離子型聚合物。例如，所述聚合物可以是氨基甲基化聚丙烯酰胺、隊化二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的季銨化衍生物、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸和聚磺基苯乙烯。優選第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
[0045]本發明的賦形劑可以是有活性或無活性的組合物。本領域技術人員理解，活性賦形劑不僅賦予制劑以物理特征，例如將制劑組分加入或分散在其中的基質(或載體)，而且還賦予其自身的治療特性，例如礦脂、甘油和二甲聚硅氧烷，其都具有潤膚軟化特性。在本發明的另一個實施方案中，例如，賦形劑可以是聚合物或共聚物，這類聚合物和共聚物如本文所述。當賦形劑是聚合物時，賦形劑在此稱為“第二聚合物”，以將其與本發明的“第一聚合物”區分。第二聚合物可與材料的第一聚合物相同或不同。更優選本發明的賦形劑是聚乙二醇。
[0046]如本文所述的本發明材料的另一個實施方案包括至少一種引發劑組合物。優選所述弓I發劑組合物是紫外弓I發劑組合物。優選本發明的材料經光聚合形成凝膠或膜。
[0047]在如本文所述的本發明的另一個實施方案中，所述材料還包括至少一種過氧化氫酶活性抑制劑。優選該過氧化氫酶活性抑制劑是選自下組的至少一種:羥胺、銀、土霉素、疊氮化物和二硫蘇糖醇。更優選該過氧化氫酶活性抑制劑與所述材料的第一聚合物共價鍵入口。
[0048]本發明的另一個實施方案提供一種材料，其包含賦形劑；與賦形劑混合的第一聚合物；與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質；和含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。優選這種材料還包括至少一種殺生物劑組合物，其中所述殺生物劑組合物以物理方式包封在第一聚合物之中或共價系連到第一聚合物。更優選所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑。
[0049]本發明的另一個實施方案提供了一種敷料，其包含具有包括第一面和第二面的單(一)層的材料，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層；置于所述層的至少第一面上或之中的第一聚合物，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或之中；包含在第一聚合物之中的至少一種酶；和包含在所述材料之中的至少一種含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。更優選如本文所述的敷料包括其中所述抗微生物劑包括過氧化物和齒素氣體。更優選如本文所述的敷料包括其中所述酶是一種或多種氧化酶，其被靶分析物中的一種或多種活化，所述靶分析物是化學組分(其為繁殖微生物)中一種或多種的代謝副產物，其中所述代謝副產物被轉化為消毒劑，所述消毒劑是過氧化氫。如本文所述的本發明敷料包括其中所述繁殖微生物的代謝副產物選自生物胺和有機酸。例如但不限于，所述繁殖微生物的代謝副產物是選自下組的一種或多種:乳酸、葡萄糖、肌酐、尸胺、腐胺、組胺和酪胺。本領域技術人員將理解，當敷料的酶是固定在第一聚合物之中的鹵素過氧化物酶時，所述鹵素過氧化物酶能夠在一種或多種鹵化物鹽的存在下將過氧化氫轉化為一種或多種鹵素氣體。在如本文所述的本發明的敷料中，所述層可由任何數目的組合物制成，例如但不限于膜、纖維、織物、線、紗布或聚合物組合物。所述敷料的層必須能夠以物理方式支持或允許第一聚合物、酶和含水組合物被包含在所述層上或之中。更優選如本文所述的敷料包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封在第一聚合物之中。所述酶是選自下組的至少一種:氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶和連接酶。優選所述酶是選自下組的至少一種:氧化酶、蛋白酶、脂酶、過氧化物酶、酪氨酸酶、糖苷酶、核酸酶、醛縮酶、磷酸酶、硫酸酯酶和脫氫酶。更優選氧化還原酶是葡糖氧化酶、乳酸氧化酶或鹵素過氧化物酶中的至少一種。更優選所述鹵素過氧化物酶是氯過氧化物酶。優選如本文所述的本發明的這種敷料包括其中第一聚合物可以是任何數目的聚合物或共聚物。所述聚合物可為例如但不限于陽離子型、陰離子型或非離子型聚合物或其組合。例如，所述聚合物可以是氨基甲基化聚丙烯酰胺、隊化二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯的季銨化衍生物、丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、丙烯酸、聚丙烯酸、甲基丙烯酸和聚磺基苯乙烯。優選第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。如本文所述的這種敷料的另一個實施方案包括至少一種引發劑組合物，其置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并且任選包括其中所述引發劑組合物置于所述層的第二面上或所述層之中，其中所述層經光聚合物形成凝膠或膜。優選所述引發劑組合物是紫外引發劑組合物。如本文所述的這種敷料的另一個實施方案還包括至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，其置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并且任選包括其中所述過氧化氫酶抑制劑置于所述層的第二面上或所述層之中。優選該過氧化氫酶活性抑制劑是選自下組的至少一種:羥胺、銀、土霉素、疊氮化物和二硫蘇糖醇。更優選如本文所述的本發明敷料包括其中該過氧化氫酶活性抑制劑與第一聚合物共價鍵合。在本發明的又一個實施方案中，如本文所述的本發明敷料還包括附著到所述層的第一面或所述層的第二面的至少一部分的蓋面以使所述層粘附到患者傷口部位或使所述層粘附到患者傷口部位附近區域。更優選如本文所述的本發明敷料包括其中所述層是可生物降解的。
[0050]在本發明的另一個實施方案中，提供了一種敷料，其包含(1)包括第一面和第二面的單層，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層；(11)置于所述層的至少第一面上或所述層之中的第一聚合物，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或所述層之中；(111)與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，并且其中所述蛋白質置于所述層的至少第一面上或所述層中，并且任選包括其中所述蛋白質置于所述層的第二面上或所述層之中；和(^)置于所述層之中的含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒齊0、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。優選例如所述靶分析物是蛋白酶。如本文所述的這種敷料的另一個實施方案還包括至少一種殺生物劑組合物，其中所述殺生物劑組合物以物理方式包封在第一聚合物之中或共價系連到第一聚合物。在如本文所述的這種敷料的另一個實施方案中，還包括至少一種殺生物劑組合物，其中所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑。在如本文所述的這種敷料的又一個實施方案中，蓋面附著到所述層的第一面或所述層的第二面的至少一部分以使所述層粘附到患者傷口部位或使所述層粘附到患者傷口部位附近區域。優選敷料的層是可生物降解的。
[0051]本發明的另一個實施方案提供了向患者真皮或表皮提供治療的方法，包括將敷料置于與患者表皮或真皮接觸，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的單層，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層，(11)置于所述層的至少第一面上或所述層之中的第一聚合物，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或所述層之中，(111)包含在第一聚合物之中的至少一種酶，和(14包含在所述層之中的含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；使至少一種靶分析物接觸所述敷料，且優選所述敷料的層，來形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到患者的表皮或真皮以向患者提供治療。所述層、第一聚合物、一種或多種酶和含水組分如本文所述。優選該方法包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封或包埋在第一聚合物之中。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，其置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并任選包括其中所述過氧化氫酶活性抑制劑置于所述層的第二面上或所述層之中。所述過氧化氫酶活性抑制劑如本文所述。
[0052]本發明的另一個實施方案提供了向患者真皮或表皮提供治療的方法，包括將敷料置于與患者表皮或真皮接觸，所述敷料包含(1)包括第一面和第二面的單層，其中第一面朝向相對于第二面相反的方向，并且其中第一面和第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的層，(11)置于所述層的至少第一面上或所述層之中的第一聚合物，并任選包括其中第一聚合物置于所述層的第二面上或所述層之中，(111)與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，和(14置于所述層之中的含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中至少一種蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；使至少一種靶分析物接觸所述敷料來形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到患者的表皮或真皮以向患者提供治療。所述層、第一聚合物、一種或多種蛋白質和含水組分如本文所述。優選該方法包括其中所述蛋白質固定在第一聚合物之中或其中所述蛋白質包封在第一聚合物之中。在這種方法的另一個實施方案中，該方法還包括提供至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，其置于所述層的至少第一面上或所述層之中，并任選包括其中所述過氧化氫酶活性抑制劑置于所述層的第二面上或所述層之中。這種方法的另一個實施方案包括提供至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑。所述過氧化氫酶活性抑制劑和殺生物劑如本文所述。
[0053]本發明的另一個實施方案提供抑制細菌和/或真菌生長的方法，包括向懷疑有細菌和/或真菌污染的表面應用有效量的材料，所述材料包含(1)賦形劑，(11)與賦形劑混合的第一聚合物，(111)包含在第一聚合物之中的至少一種酶，和(^)含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；從懷疑污染表面提供至少一種靶分析物來接過氧化氫酶以形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到所述表面來抑制所述細菌和/或所述真菌。所述賦形劑、第一聚合物、一種或多種酶和含水組分如本文所述。優選該方法包括其中所述酶固定在第一聚合物之中或其中所述酶包封或包埋在第一聚合物之中。在本發明的另一個實施方案中，該方法包括提供至少一種過氧化氫酶活性抑制劑。所述過氧化氫酶活性抑制劑如本文所述。
[0054]本發明的另一個實施方案提供抑制細菌和/或真菌生長的方法，包括向懷疑有細菌和/或真菌污染的表面應用有效量的材料，所述材料包含(1)賦形劑，(11)與賦形劑混合的第一聚合物，(111)與第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，和(14含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種；從懷疑污染表面提供至少一種靶分析物來接觸蛋白質以形成選自消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合的至少一種產物；和將所述產物釋放到所述表面來抑制所述細菌和/或真菌。所述賦形劑、第一聚合物、一種或多種蛋白質和含水組合物如本文所述。優選該方法包括提供其中所述蛋白質固定在第一聚合物之中或其中所述蛋白質包封在第一聚合物之中。在這種方法的另一個實施方案中，該方法還包括向所述表面應用至少一種過氧化氫酶活性抑制劑。在這種方法的又一個實施方案中，該方法還包括提供至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從交聯聚合物釋放殺生物劑。所述過氧化氫酶活性抑制劑和殺生物劑如本文所述。

【具體實施方式】
[0055]以下實施例顯示本發明的眾多實施方案?；趯嶋H實施的本發明的工作實施例2、3和6以及本發明的預言實施例1、4、5和7，應理解本發明可使用多種酶。本領域技術人員將領會本發明實際實施的工作實施例和預言實施例并非旨在以任何方式限制本發明權利要求書的范圍。
[0056]實施例1:響應型水凝膠的合成
[0057]在本發明的這一實施方案中，選擇膜作為所選應用方法，并且優化制劑。最終制劑包含五種組分#￡￠(聚乙二醇)二丙烯酸酯(22^ % ), ？26 10,000^/11101(33^% ),-(紫外)引發劑(10被^)、緩沖液(350%)和經修飾的氯過氧化物酶和葡糖氧化酶(0.002%^將聚乙二醇二丙烯酸酯(220呢-分子量3，4008/001)和線型聚乙二醇(330呢-10，000麗)首先加入50禮磷酸鈉溶液(邱=8.0)。然后，加入10091 15被％在乙醇中的2-羥基-144-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮，然后加入葡糖氧化酶(40單位終體積)和氯過氧化物酶(20單位/01終體積)。將少量(100 9 1)溶液置于兩片25臟直徑蓋玻片之間。然后通過將其暴露于51 81)60^011116紫外燈(--48型)2分鐘使樣品光聚合成為凝膠。所得的聚合物膜攜帶生物活性的葡糖氧化酶和氯過氧化物酶。其響應氯化鈉鹽溶液中的葡萄糖而產生氯。
[0058]實施例2:生物胺響應型聚氨酯的合成
[0059]將預定單位活性的單胺氧化酶、二胺氧化酶和過氧化物酶(175,108)混合在一起并溶于足量的磷酸鉀緩沖液邱單胺氧化酶的單位活性在此定義為，一單位的單胺氧化酶為在特定測定條件下在371于邱7.5每分鐘將1 ^ 11101酪胺氧化為對羥基苯基乙醛和過氧化氫的酶量。二胺氧化酶的單位活性定義為在特定測定條件下在301于邱8.0每分鐘使得從腐胺形成過氧化氫的酶量。過氧化物酶的單位活性定義為在特定測定條件下在201于邱6.0在20秒內從焦掊酸形成1.0呢紅掊酚的酶量。所得聚合物響應氯化鈉鹽溶液中的腐胺而產生氯。
[0060]聚合的酶溶液如美國專利如.6，759，220中所述，其內容在此通過參考引入。例如，酶溶液聚合如下。總體而言，公認六個類別或類型的酶(通過其催化的反應類型分類)。催化還原/氧化或氧化還原反應的酶總稱為￡(:1(1類酶)氧化還原酶。催化特定原子團或基團轉移的酶總稱為202轉移酶。催化水解的酶總稱為￡0水解酶。催化從底物去除特定化學基團或向底物添加特定化學基團的酶總稱為￡(?裂合酶。催化異構化的酶總稱為異構酶。催化底物單元聯合或結合在一起的酶總稱為￡(?連接酶。如本文所用的術語“表面活性劑”泛指降低其溶于其中的液體(例如水)的表面張力的表面活性物質。優選表面活性劑是非離子型的且占混合物含水組分的0.5到5.0重量百分比。在本發明聚氨酯的合成中，將氨基甲酸酯預聚物與水混合。反應混合物的含水組分包括水、酶、表面活性劑和緩沖鹽。含水組分中表面活性劑重量百分比由此通過將表面活性劑的重量除以整個含水組分的重量并將結果乘以100%來計算。本發明中的酶裝載可大于聚氨酯聚合物的大約0.1^%(酶的重量/[含酶聚合物產物的重量]^00%)而保留實質性的酶活性。甚至當酶裝載大于聚氨酯聚合物的大約0.5被％時也維持相對高活性。事實上，甚至當酶裝載大于聚氨酯聚合物的大約1被％時也維持相對高活性。本發明的聚氨酯聚合物優選包括氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶或連接酶中的至少一種。適用于本發明的酶的實例包括但不限于脂酶、過氧化物酶、酪氨酸酶、糖苷酶、核酸酶、醛縮酶、磷酸酶、硫酸酯酶或脫氫酶。應理解，在本發明的優選實施方案中，多于一種類型的酶容易共同固定在聚氨酯聚合物之中。所述酶可以是相同類別內(例如兩種水解酶)或不同酶類別內。在另一方面，本發明提供了包含超過大約0.10%酶裝載的聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物在足量表面活性劑(優選非離子型)存在下合成以在聚合物進行酶裝載時增加酶活性(與不使用表面活性劑情況時相比在又一方面，本發明提供了改善酶裝載超過大約0.1被％合成的聚氨酯聚合物的酶活性的方法。該方法包括以下步驟:在聚氨酯聚合物合成期間加入足量的表面活性劑(優選非離子型)以在酶裝載時增加酶活性。本發明的聚合物和方法提供了隨著這類聚合物的酶裝載或酶含量增加(例如至高于大約0.1被％的聚合物)增強的酶活性保留。相對大量的酶被固定在本發明的聚合物之中而保留顯著部分的天然酶特異性活性。
[0061]本發明的含酶的聚氨酯聚合物可例如通過相對親水的聚氨酯預聚物與水溶液的反應產生聚氨酯泡沫來合成。在本研究中所用的聚氨酯預聚物是用多個異氰酸酯官能團加帽(即在鏈末端官能化)的氨基甲酸酯。含有多個異氰酸酯官能團的預聚物具有在與二醇或水反應后形成化學交聯的能力。水與異氰酸酯反應，啟動發泡反應，在其中形成氨基甲酸中間體。氨基甲酸迅速降解為胺并逸出002。二氧化碳冒泡通過高度粘性的反應中的聚合物溶液，產生多孔泡沫結構。由于胺容易與異氰酸酯反應，在水溶液中的多官能預聚物導致產生交聯的聚氨酯基質。因為絕大多數酶在水溶液中最有活性，水不僅用來啟動預聚反應，而且還提供將酶遞送到反應的途徑。蛋白質(諸如酶)具有經由賴氨酸殘基存在的許多胺基團，可容易與異氰酸酯官能團反應，通過酶與聚合物的多點連接形成交聯的聚合物-蛋白質網絡。預聚物分子(例如具有大約300到大約10，000的分子量)可具有多個異氰酸酯官能團/基團。此外，酶可具有經由賴氨酸殘基存在的并在蛋白質~末端的反應性胺官能團。
[0062]據信當復合材料的酶含量高到足以壓倒聚合物的容量來給摻入其中的酶提供足夠的通路來以等于最大可實現催化速率的速率結合底物或釋放產物時，本發明的含酶的聚氨酯聚合物的合成中所用的表面活性劑增強生物催化聚合物的活性。關于這點，具有過多酶含量的聚合物在擴散方面限制了其催化反應的能力。據信使用一定范圍濃度的特定表面活性劑消除其中摻入了相對大量酶的聚合物超級結構施加的擴散限制。如本領域已知的，反應條件的變化影響聚氨酯泡沫的物理特性和酶-泡沫相互作用的程度。下面描述的是本發明所用的生物聚合物合成的典型操作。一開始，將含有特定濃度(在本發明的研究中大約0-8被％ )特定表面活性劑的401邱7.811*18緩沖液(10^)置于窄圓柱混合管中。隨后，加入酶溶液(例如在相同緩沖液中的大約11111 1.51118/1111脲酶)。最后，向混合物中加入大約 41111￠161)01711161'，其獲自 00界 01161111081 031111)8117 子公司只已11？?81111~6 01161111081
001-1).(預熱至301以限制由高粘度引起的操作問題^然后將溶液密切混合。在最初的“奶油”階段，將溶液注入圓柱模具中，其漲起來然后在2-5分鐘內定型。聚合物合成在少于10分鐘內完成。在水與異氰酸酯反應期間逸出的(?將泡沫抬高至大約50-6001的終體積。在最初10分鐘“設置”時間，以數種方式處理泡沫樣品。將一些泡沫樣品立即封裝在小瓶中，而對其它進行預清洗。大體積的泡沫樣品通常置于通風櫥中或凍干器中以促進去除來自于反應仍存在的殘余水和002。將泡沫貯存在多種條件下直至測定酶活性。本研究所用的混合系統需要于2500印111混合30-40秒來用?。?1 3000 ( 一種基于甲苯二異氰酸酯的預聚物)產生高質量泡沫?；旌舷到y包括高3.2挪、直徑1.30.11的槳形金屬環。一種更疏水的預聚物??？01 5000(基于亞甲基雙(對苯基異氰酸酯))需要額外的混合?；旌喜蛔憧蓪е挛捶磻臍堄囝A聚物分散在致密的聚氨酯硬塊中。過度混合使得逸出的(?不能作用于抬高泡沫。適當混合的泡沫在整個反應過程中體積將通常增加大約6倍。
[0063]在本發明的一個實施方案中，使酶和表面活性劑的水溶液與基于異氰酸酯的預聚物在充足攪拌下接觸以起始反應。酶可例如以凍干粉末或水溶液加入，其可以是純或不純的。如本文所用的術語“不純”泛指酶含有例如其它蛋白質/酶和生物分子。幾乎任何酶或酶的組合都可共同固定在本發明的相同聚合物之中。
[0064]在本發明的模型研究中，使用或不使用一系列表面活性劑來合成含酶聚合物。摻入本發明聚合物中的酶包括例如有機磷水解酶⑴?!!)、有機磷酸酐酶(￡111117辦01 ￡186)⑴?八八)、丁酰膽堿酯酶(8(--、脲酶和枯草菌溶素(811)31:1118111 081-18)361-?) 0
[0065]實施例3:調整的生物聚合物對葡萄糖的氯化響應
[0066]復合聚合物的氯化活性通過追蹤有色底物(硫素)的氯化來測量。硫素是一種藍紫色染料，其在598=0吸光并在氯化后經歷褪色(至無色一組測試在100禮磷酸鹽檸檬酸鹽緩沖液中于邱4.0進行。反應采用以下試劑:0.02511)1硫素和20禮(在檸檬酸鹽磷酸鹽緩沖液中)，0.3% 過氧化氫(在去離子水中)，18%葡萄糖(在去離子水中)，在檸檬酸鹽磷酸鹽緩沖液中的20單位/11^氯過氧化物酶(其中一單位的氯過氧化物酶于邱2.75和251^每分鐘將催化11111101單氯雙甲酮轉化為二氯雙甲酮)和40單位/此葡糖氧化酶(其中一單位葡糖氧化酶于邱5.1在351每分鐘將氧化1.01100113 -0-葡萄糖成0-葡萄糖酸內酯)。反應混合物包含1.45^1硫素/似口溶液，30111底物溶液(葡萄糖或過氧化物)和25 9 I酶溶液(總計)。在對照反應中用緩沖液替換酶或底物。硫素/似口溶液于598鹽的吸光度為0.668且經2分鐘不變化。含有硫素4乂1溶液和過氧化物的反應混合物具有0.670吸光度持續2分鐘。進行對照反應以展示當氯過氧化物酶與過氧化氫溶液和他反應時硫素的顏色消失。經兩分鐘硫素的吸光度從0.667降為0.377，表明發生硫素的氯化。當將葡糖氧化酶和葡萄糖加入硫素/似01溶液時，沒有觀察到顏色變化，吸光度保持恒定在0.670持續兩分鐘。當將氯過氧化物酶加入硫素4化1溶液中的葡萄糖而不存在葡糖氧化酶時，沒有發生顏色變化。當將氯過氧化物酶加入含有葡糖氧化酶、葡萄糖和硫素4乂1溶液的溶液時顏色變化沒有發生。經兩分鐘吸光度從0.680變為0.456，表明酶促生成的過氧化氫和版^1被氯過氧化物酶利用來氯化硫素。
[0067]此外，用含酶的聚氨酯聚合物來測試在葡萄糖和氯化鈉存在下硫素的氯化。將含有大約9.5單位/“單位丨克)氯過氧化物酶和80單位丨免葡糖氧化酶的501118聚合物加入1.92501檸檬酸鹽磷酸鹽緩沖液和似口 (201111)中。將75 “小份的葡萄糖溶液加入攪拌的反應器中。將溶液攪拌5分鐘，此時取725 9 I小份并加入725 9 I在檸檬酸鹽磷酸鹽緩沖液中的0.025禮硫素溶液。經兩分鐘吸光度從0.301降為0.212。使用不含酶的50呢聚合物進行相同試驗。吸光度保持恒定兩分鐘。
[0068]實施例4:蛋白酶-觸發的可蝕水凝膠的合成
[0069]將1克牛血清白蛋白和10呢熒光葡聚糖溶于20此11-18緩沖液(501?邱7)。將2克基于甲苯二異氰酸酯的預聚物①挪01161111081 ；商品名冊?01 2060)在機械攪拌少于大約1分鐘條件下立即加入。該預聚物是2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯異氰酸酯與聚氧化乙烯和聚氧化丙烯的部分聚合產物，其中所得的預聚物具有多個末端異氰酸酯基團。所得的蛋白質-聚合物凝膠具有大約208的團塊。
[0070]實施例5:實施例4的生物聚合物的侵蝕
[0071]從以上實施例4所述的大塊聚合物切下聚合物樣品并稱重。然后將樣品貯存(一式兩份)在3種不同環境24小時。將補充0.05被％疊氮化鈉的30此11-18緩沖液(50^)1)? 8.0用作對照溶液。加入疊氮化物作為在試驗期間直接防止微生物污染的手段。兩種其它溫育溶液含有不同水平的胰蛋白酶，分別為0.1和0.81118/111匕溫育24小時后，聚合物部分之中大致20%葡聚糖擴散出凝膠并在大容積溶液中檢測到。周圍溶液的蛋白水解活性引起凝膠的白蛋白組分水解，有效增加分子交聯之間的距離。由此，當分別在0.1和0.胰蛋白酶中溫育時，55%和80%的夾帶葡聚糖從聚合物釋放。
[0072]實施例6:利用微生物代謝物抑制微生物生長
[0073]利用微生物金黃色葡萄球菌(31:511)11710(30(^118￡1111-6118) (8.￡1111-0118/81:81)11)。金黃色葡萄球菌是一種重要的細菌用于研究并最終能夠抑制它，因為作為感染結果葡萄球菌可引起多種疾病。菌株甲氧西林耐藥的金黃色葡萄球菌或是一種多重耐藥的細菌，使得任何感染難以用標準抗生素治療并因此是更為危險的感染；耐藥例數在過去十年間增加了 90%。謝“是醫院環境中遇到的最為顯著的感染，美國醫院每年花費$32-42億來治療受感染患者。感染患者常需要更長住院時間和更多待在重癥加強病房的時間。本發明利用金黃色葡萄球菌產生的代謝物(即乳酸)并使用乳酸氧化酶([03將其轉化為過氧化氫。
[0074]?乳酸由金黃色葡萄球菌在其正常生長周期期間產生
[0075]-乳酸氧化酶(11^)將乳酸轉化為過氧化氫
[0076]- ??！202可抑制微生物生長
[0077]- ??！202可進一步通過氯過氧化物酶(⑶。)與氯化物結合以生成活性氧如次氯酸(11001)和二氧化氯 ￠1(?)
[0078]?然而，金黃色葡萄球菌是過氧化氫酶陽性的
[0079]-過氧化氫酶是快速分解?。?02成為水($0)和氧((?)的酶
[0080]?從乳酸反應產生的任何過氧化氫在其可抑制金黃色葡萄球菌生長之前將被過氧化氫酶轉化為水和氧，除非過氧化氫酶被抑制
[0081].我們用抑制劑，羥胺(撤)，抑制了過氧化氫酶，撤的濃度自身對金黃色葡萄球菌生長沒有作用
[0082]-因此，從乳酸反應產生的??！202抑制金黃色葡萄球菌生長
[0083]試驗設計:將終濃度500碰的撤加入胰酶解酪蛋白大豆瓊脂金黃色葡萄球菌的最佳生長培養基)，然后澆平板
[0084]?還制備平板(不含撤)作為對照
[0085]?平板固化后，將100此的1:10稀釋的金黃色葡萄球菌鋪板
[0086]-金黃色葡萄球菌過夜培養物從來自新鮮劃線平板的單一菌落生長。將其在無菌水中稀釋然后鋪板到I或撤平板上
[0087]?將空白聚合物、川/呢10^聚合物或無聚合物加入13八或13“撤平板
[0088]-切取250呢量的空白和含[似聚合物泡沫并徹底清洗(用無菌(11120)然后加入平板
[0089]? 250單位=250呢聚合物
[0090]?將平板+/-聚合物泡沫于371溫育過夜(?18110110)
[0091]試驗結果:
[0092]如圖1所示，在不含抑制劑的平板上金黃色葡萄球菌生長正常無抑制(圖1八無酶的聚氨酯聚合物泡沫對微生物生長具有作用(圖川)。盡管聚合物將乳酸(從金黃色葡萄球菌產生)轉化為過氧化物，由于金黃色葡萄球菌是過氧化氫酶陽性的并分解所產生的過氧化氫，在無過氧化氫酶抑制劑存在的情況下，金黃色葡萄球菌生長不受10^聚合物抑制(圖10。
[0093]如圖2所示，在含有過氧化氫酶抑制劑撤的平板上金黃色葡萄球菌生長正常無抑制。盡管撤抑制過氧化氫酶活性，其不抑制金黃色葡萄球菌的生長(圖2八不含酶的聚氨酯聚合物泡沫對微生物生長沒有作用。聚氨酯泡沫復合材料和撤對金黃色葡萄球菌生長都沒有作用(圖〗^)。撤抑制過氧化氫酶活性，因此其不能分解過氧化氫(從轉化乳酸產生)。從所述反應產生的過氧化氫抑制金黃色葡萄球菌在固體培養基上的生長(圖 20。
[0094]本領域技術人員理解本發明的方法包括其中過氧化氫酶抑制劑選自下組:羥胺、銀、含銀組合物、土霉素、疊氮化物和二硫蘇糖醇。
[0095]本發明的方法可用于抑制其它革蘭氏陽性細菌，如葡萄球菌屬細菌，例如但不限于表皮葡萄球菌61)1(161-1111(118)，和抑制革蘭氏陰性細菌，例如但不限于假單胞菌屬細菌包括但不限于例如銅綠假單胞菌(^8611(1011101188、克雷伯氏菌屬(1(16)38161121)細菌包括例如但不限于肺炎克雷伯氏菌(1(16)3816113 ￠1161111101113)，和不動桿菌屬(4(311161:013狀1:6^)細菌包括但不限于鮑氏不動桿菌0^11161:013狀1:61~本發明的方法可用于抑制某些真菌生長,例如但不限于屬于念珠菌屬、毛癖菌屬和曲霉屬的真菌。紅色毛癬菌1-11)31-11111)是一種真菌，它是足癬、股癬和皮膚癬菌感染的常見原因。白色念珠菌￡1113108118)是引起口、咽喉和生殖泌尿道酵母菌感染的常見真菌。黑曲霉(八鄧61^111118是食品中的常見真菌污染物。
[0096]在本發明的另一個實施方案中，所述方法包括將有效量的11)1酶應用于懷疑污染有革蘭氏陽性和/或革蘭氏陰性細菌的表面上。經處理的懷疑污染表面可隨后接觸有效量的撤，或者所述方法任選包括其中可將11)1酶和撤同時應用于懷疑污染表面。酶可通過任何機械方式應用于污染表面，例如但不限于刷、倒、擦和噴，及其組合。優選機械方式包括使污染表面與含有一種或多種酶的織物或聚合物基質接觸。更優選所述方法包括其中酶包封在聚合物基質之中或共價鍵合到聚合物基質。聚合物基質可以是例如但不限于含有一種或多種酶的聚氨酯泡沫。
[0097]在本發明的另一個實施方案中，提供抑制非過氧化氫酶陽性(即過氧化氫酶陰性)細菌生長的方法，通過使非過氧化氫酶陽性細菌和丨或真菌經受有效量101酶以產生有效量過氧化氫，其抑制所述非過氧化氫酶陽性細菌或真菌的微生物生長。不產生過氧化氫酶的細菌包括例如但不限于某些腸桿菌科細菌。該方法任選進一步包括使經過氧化氫處理的細菌或真菌經受有效量的含氯組合物處理，例如通過添加有效量的氯過氧化物酶(0^0)以生成活性氧如次氯酸￠10(:1)和二氧化氯((^(^)。優選采用機械方式來使細菌和/或真菌經受有效量的11)1酶，例如但不限于刷、倒、擦和噴，及其組合。優選機械方式包括使細菌或真菌與含有一種或多種酶的織物或聚合物基質接觸。更優選所述方法包括其中酶的一種或多種包封在聚合物基質之中或共價鍵合到聚合物基質。聚合物基質可以是例如但不限于含有一種或多種酶的聚氨酯泡沫。
[0098]本發明的又一個實施方案包括抑制血液污染的表面上細菌和/或真菌生長的方法，包括使血液污染的表面經有效量的乳酸氧化酶仏03處理，然后使經11)1處理的細菌和/或真菌經有效量的氯過氧化物酶處理，其中氯過氧化物酶和血液中的氯化物產生次氯化物和二氧化氯。次氯化物和二氧化氯抑制產生過氧化氫酶的細菌。任選所述方法包括其中將酶和氯過氧化物酶同時置于與血液污染表面接觸。血液可以是人類或動物來源的。不受限于特定理論，本發明的這一實施方案涉及氯過氧化物酶和血液中存在的氯化物之間的競爭性反應以形成次氯化物和二氧化氯種類。優選采用機械方式來使污染表面經有效量的11)1酶處理，例如但不限于刷、倒、擦和噴，及其組合。優選機械方式包括使污染表面與含有酶中的一種或多種的織物或聚合物基質接觸。更優選所述方法包括其中酶的一種或多種包封在聚合物基質之中或共價鍵合到聚合物基質。聚合物基質可以是例如但不限于含有一種或多種酶的聚氨酯泡沫。
[0099]所述反應的另一個實施方案需要使用兩種或多種氧化酶按順序工作，第一種酶使用環境供應的底物，每種剩余的酶從先前酶促反應的副產物得到其底物。在這種情形中，產生的過氧化氫的量的擴增倍數為系列中氧化酶的數目。例如，乳酸氧化酶催化乳酸轉化為丙酮酸和過氧化氫。將乳酸氧化酶與丙酮酸氧化酶偶聯會使所產生的過氧化物的量加倍，因為丙酮酸氧化酶催化在第一反應中產生的丙酮酸轉化為乙酰磷酸和過氧化氫(參見圖5和6)。
[0100]如本文所用的術語“污染表面”包括例如但不限于任何有細菌或真菌的表面，且包括見于醫院的表面，包括那些在患者房間、手術室見到的表面，醫療設備和儀器、織物、天然或制造敷料的表面，床表面和扶手，以及見于家居和健身房的住宅和商業表面，包括淋浴室和更衣區域，且包括患者身體的表面，包括但不限于患者完整或破損的皮膚，和可從患者身體外部或內部接觸到的患者傷口。
[0101]實施例7:利用真菌代謝物抑制建筑物上的生長
[0102]真菌分泌一種常見的代謝物草酸來分解植物和樹的細胞壁以使真菌能接觸到內部的蛋白質，這會根除植物和樹。這種微生物代謝物被草酸氧化酶((^0)催化；0X0常見于對真菌有抗性的植物。在本發明的本實施方案中，將預定單位活性的草酸氧化酶固定或包封于永久或半永久建筑材料之中，例如但不限于涂料。草酸氧化酶催化草酸轉化以產生二氧化碳和過氧化氫(一種常見消毒劑)，酶((^0)將保持無活性直至存在真菌并將隨后產生抗微生物劑以抵抗真菌在表面上生長。所述智能材料(或涂料)將轉化環境中存在的化學物質成為過氧化物或自由基來抑制微生物生長。這些材料(或涂料)將是自主的，在于其不產生消毒劑直至受到真菌存在的誘導。
[0103]本領域技術人員將領會，可對上述實施方案做出改變而不偏離其廣義發明構思。這些實施例不旨在限制如本文所述的本發明的范圍。這些實施例的目的是例示，對本領域技術人員而言顯然可對本發明做出許多變動和細節而不偏離在此所述的本發明。因此應理解本發明不限于所披露的特定實施方案和實施例，而旨在涵蓋在如所附權利要求書限定的本發明實質精神和范圍內的修飾。
【權利要求】
1.一種材料,其包含: 賦形劑； 與所述賦形劑混合的第一聚合物； 包含在所述第一聚合物之中的至少一種酶；和 含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從所述第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。
2.權利要求1的材料，其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或包封在所述第一聚合物之中。
3.權利要求1的材料，其中所述酶是選自下組的至少一種:氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶和連接酶。
4.權利要求3的材料，其中所述氧化還原酶是葡糖氧化酶、乳酸氧化酶、齒素過氧化物酶或氯過氧化物酶中的至少一種。
5.權利要求1的材料，其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
6.權利要求1的材料，包括至少一種引發劑組合物，且其中所述材料經光聚合形成凝膠或膜。
7.權利要求1的材料，其中所述抗微生物劑包括過氧化物和鹵素氣體。
8.權利要求1的材料，其中所述酶是被靶分析物中一種或多種活化的一種或多種氧化酶，所述靶分析物是所述化學組分中一種或多種的代謝副產物，所述化學組分是繁殖微生物，其中所述代謝副產物被轉化為所述消毒劑，所述消毒劑是過氧化氫。
9.權利要求8的材料，其中所述繁殖微生物的所述代謝副產物選自下組:生物胺和有機酸。
10.權利要求1的材料，包括至少一種過氧化氫酶活性抑制劑。
11.權利要求10的材料，其中所述過氧化氫酶活性抑制劑是選自下組的至少一種:羥胺、銀、土霉素、疊氮化物和二硫蘇糖醇。
12.權利要求10的材料，其中所述過氧化氫酶活性抑制劑與所述第一聚合物共價鍵口 ο
13.—種材料,其包含: 賦形劑； 與所述賦形劑混合的第一聚合物； 與所述第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質；和 含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從所述第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。
14.權利要求13的材料，包括至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式包封在所述第一聚合物之中或共價系連到所述第一聚合物。
15.權利要求13的材料，包括至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與所述交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從第一聚合物裂解后從所述交聯聚合物釋放所述殺生物劑。
16.—種敷料,其包含: 包括第一面和第二面的單層，其中所述第一面朝向相對于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的所述層； 置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中的第一聚合物，并任選，包括其中所述第一聚合物置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中； 包含在所述第一聚合物之中的至少一種酶；和 包含在所述單層之中的含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從所述第一聚合物釋放消毒齊[J、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。
17.權利要求16的敷料，其中所述層是膜、纖維、織物、線、紗布或聚合物組合物。
18.權利要求16的敷料，其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或其中所述酶包封在所述第一聚合物之中。
19.權利要求16的敷料，其中所述酶是選自下組的至少一種:氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶和連接酶。
20.權利要求16的敷料，其中所述氧化還原酶是葡糖氧化酶、乳酸氧化酶、鹵素過氧化物酶或氯過氧化物酶中的至少一種。
21.權利要求16的敷料，其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
22.權利要求16的敷料，包括至少一種引發劑組合物，其置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中，并且任選地包括其中所述引發劑組合物置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中，其中所述層經光聚合形成凝膠或膜。
23.權利要求16的敷料，其中所述抗微生物劑包括過氧化物和鹵素氣體。
24.權利要求16的敷料，其中所述酶是被靶分析物中一種或多種活化的一種或多種氧化酶，所述靶分析物是所述化學組分中一種或多種的代謝副產物，所述化學組分是繁殖微生物，其中所述代謝副產物被轉化為所述消毒劑，所述消毒劑是過氧化氫。
25.權利要求16的敷料，其中所述繁殖微生物的所述代謝副產物選自下組:生物胺和有機酸。
26.權利要求16的敷料，包括至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，其置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中，并且任選地包括其中所述抑制劑置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中。
27.權利要求26的敷料，其中所述過氧化氫酶活性抑制劑是選自下組的至少一種:羥胺、銀、土霉素、疊氮化物和二硫蘇糖醇。
28.權利要求26的敷料，其中所述過氧化氫酶活性抑制劑與所述第一聚合物共價鍵口 ο
29.權利要求16的敷料，包括附著到所述層的所述第一面的至少一部分或所述層的所述第二面的至少一部分的蓋面以使所述層粘附到患者傷口部位或使所述層粘附到所述患者所述傷口部位附近區域。
30.權利要求16的敷料，其中所述層是可生物降解的。
31.一種敷料，其包含: 包括第一面和第二面的單層，其中所述第一面朝向相對于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的所述層； 置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中的第一聚合物，并任選地包括其中所述第一聚合物置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中； 與所述第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，并且其中所述蛋白質置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中，并任選地包括其中所述蛋白質置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中；和 置于所述層之中的含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從所述第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種。
32.權利要求31的敷料，包括至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式包封在所述第一聚合物之中或共價系連到所述第一聚合物。
33.權利要求31的敷料，包括至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與所述交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從所述第一聚合物裂解后從所述交聯聚合物釋放所述殺生物劑。
34.權利要求31的敷料，包括附著到所述層的所述第一面的至少一部分或所述層的所述第二面的至少一部分的蓋面以使所述層粘附到患者傷口部位或使所述層粘附到所述患者所述傷口部位附近區域。
35.權利要求31的敷料，其中所述層是可生物降解的。
36.向患者真皮或表皮提供治療的方法，其包括: 將敷料置于與患者表皮或真皮接觸，所述敷料包含(i)包括第一面和第二面的單層，其中所述第一面朝向相對于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的所述層，(ii)置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中的第一聚合物，并任選地包括其中所述第一聚合物置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中，(iii)包含在所述第一聚合物之中的至少一種酶，和(iv)包含在所述層之中的含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從所述第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種； 使至少一種靶分析物接觸所述敷料來形成選自下組的至少一種產物:消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合；和 將所述產物釋放到所述患者的表皮或真皮以向所述患者提供治療。
37.權利要求36的方法，包括其中所述層是膜、纖維、線、織物、紗布或聚合物組合物。
38.權利要求36的方法，包括其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或其中所述酶包封在所述第一聚合物之中。
39.權利要求36的方法，包括其中所述酶是選自下組的至少一種:氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶和連接酶。
40.權利要求36的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
41.權利要求36的方法，包括至少一種引發劑組合物，且其中所述層經光聚合形成凝膠或膜。
42.權利要求36的方法，包括至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，其置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中，并任選地包括其中所述抑制劑置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中。
43.向患者真皮或表皮提供治療的方法，其包括: 將敷料置于與患者表皮或真皮接觸，所述敷料包含(i)包括第一面和第二面的單層，其中所述第一面朝向相對于所述第二面相反的方向，并且其中所述第一面和所述第二面彼此并置形成具有期望高度、長度和寬度的所述層，(ii)置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中的第一聚合物，并任選地包括其中所述第一聚合物置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中，(iii)與所述第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，和(iv)置于所述層之中的含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述層接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從所述第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種； 使至少一種靶分析物接觸所述敷料來形成選自下組的至少一種產物:消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合；和 將所述產物釋放到所述患者的表皮或真皮以向所述患者提供治療。
44.權利要求43的方法，包括其中所述材料是膜、纖維、織物、紗布或聚合物組合物。
45.權利要求43的方法，包括其中所述蛋白質固定在所述第一聚合物之中或其中所述蛋白質包封在所述第一聚合物之中。
46.權利要求43的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
47.權利要求43的方法，包括至少一種引發劑組合物，且其中所述材料經光聚合形成凝膠或膜。
48.權利要求43的方法，包括至少一種過氧化氫酶活性抑制劑，其置于所述層的至少所述第一面上或置于所述層之中，并任選地包括其中所述抑制劑置于所述層的所述第二面上或置于所述層之中。
49.權利要求43的方法，包括至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與所述交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從所述第一聚合物裂解后從所述交聯聚合物釋放所述殺生物劑。
50.抑制細菌和/或真菌生長的方法，其包括: 向懷疑有細菌和/或真菌污染的表面應用有效量的材料，所述材料包含(i)賦形劑，(ii)與所述賦形劑混合的第一聚合物，(iii)包含在所述第一聚合物之中的至少一種酶，和(iv)含水組合物，其中所述酶的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述酶能夠在靶分析物存在下被活化以從所述第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種； 從所述懷疑污染表面提供至少一種靶分析物來接觸所述酶以形成選自下組的至少一種產物:消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合；和 將所述產物釋放到所述表面來抑制所述細菌和/或所述真菌。
51.權利要求50的方法，包括其中所述酶固定在所述第一聚合物之中或其中所述酶包封在所述第一聚合物之中。
52.權利要求50的方法，包括其中所述酶是選自下組的至少一種:氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶和連接酶。
53.權利要求50的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
54.權利要求50的方法，包括至少一種引發劑組合物，且其中所述材料經光聚合形成凝膠或膜。
55.權利要求50的方法，包括將至少一種過氧化氫酶活性抑制劑應用于所述表面。
56.抑制細菌和/或真菌生長的方法，其包括: 向懷疑有細菌和/或真菌污染的表面應用有效量的材料，所述材料包含(i)賦形劑，(ii)與所述賦形劑混合的第一聚合物，(iii)與所述第一聚合物共價連接或交聯的至少一種蛋白質，和(iv)含水組合物，其中所述蛋白質的量足以催化置于與所述材料接觸的化學組分的轉化，且其中所述蛋白質能夠響應靶分析物而進行水解以從所述第一聚合物釋放消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合中的至少一種或多種； 從所述懷疑污染表面提供至少一種靶分析物來接觸所述蛋白質以形成選自下組的至少一種產物:消毒劑、抗微生物劑、抗氧化劑或其組合；和 將所述產物釋放到所述表面來抑制所述細菌和/或所述真菌。
57.權利要求56的方法，包括其中所述蛋白質固定在所述第一聚合物之中或其中所述蛋白質包封在所述第一聚合物之中。
58.權利要求57的方法，包括其中所述蛋白質是選自下組的至少一種:氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂合酶、異構酶和連接酶。
59.權利要求56的方法，包括其中所述第一聚合物是聚氨酯聚合物或聚乙二醇二丙烯酸酯聚合物。
60.權利要求56的方法，包括至少一種引發劑組合物，且其中所述材料經光聚合形成凝膠或膜。
61.權利要求56的方法，包括將至少一種過氧化氫酶活性抑制劑應用于所述表面。
62.權利要求56的方法，包括至少一種殺生物劑組合物，所述殺生物劑組合物以物理方式系連到所述蛋白質或與所述交聯聚合物相接觸，使得所述蛋白質從所述第一聚合物裂解后從所述交聯聚合物釋放所述殺生物劑。
【文檔編號】C12Q1/26GK104411341SQ201380030998
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年6月12日 優先權日:2012年6月15日
【發明者】A·M·利馳, J·P·沃爾克, S·唐納赫, J·D·約翰遜, J·J·辛克萊爾 申請人:阿根塔塞有限責任公司弗利爾系統股份有限公司分公司