低发泡多酶清洁剂的制作方法

本专利申请要求2014年6月24日提交的印度专利申请3067/CHE/2014的优先权，其公开内容全文以引用方式并入。
技术领域：
本公开涉及用于清洁医疗器械的清洁组合物。在一些实施方案中，清洁组合物是具有优异的酶清洁功效的低发泡多酶清洁剂。在一些实施方案中，组合物抑制硬水垢沉积物和由于此类结垢的生锈。在一些实施方案中，组合物还提供具有优异的润湿和清洁性能的光泽。
背景技术：
：在一个患者使用之后和在另一个患者治疗之前清洁医疗器械是常见的做法。为了最小化交叉感染的可能性，一个患者使用的器械有利地与另一个患者使用的器械分开清洁。将清洁的器械彻底冲洗并经受进一步消毒或灭菌过程。通常通过首先洗擦来除去血液、组织、松散的蛋白质性材料和其它污物，并且然后在适于进一步煮解或松散保留在仪器表面上的任何蛋白质性材料的酶制剂中浸泡预定时间来进行清洁。用于此目的所采用的典型清洁溶液包含一种或多种蛋白水解酶以及表面活性剂和载体。必须注意，使得如此配制的清洁溶液表现出低发泡能力，同时在高pH和高温下是稳定的。另外，包含酶和表面活性剂的清洁制剂通常由浓缩物组成。通常在使用之前将浓缩物稀释至工作强度。同样，必须记住，此类稀释不改变制剂的稳定性和清洁功效。世界上大多数医院见证了清洁医疗或外科器械的从手动到自动洗涤趋势的转变。通常，自动洗涤分别在90℃或40℃-70℃下在洗涤器/消毒器或超声波洗涤器中进行。即使医院可能被要求按照指南使用高质量的反渗透水，但是由于大量的清洁器具，仍然存在许多医院倾向于使用具有相当高硬度水平的硬水的情况。这导致在洗涤器内壁上的结垢沉积物。因此，对在高温下运行的这些设备进行除垢的需要不断增加，因为这似乎是全球各医院的真正问题。另外，当设备关闭并且不可用于清洁外科器械时，仅作为维护的一部分，通常每几个月一次进行除垢活动。这通常导致医疗设备包含具有强沉积的硬水垢，这导致腐蚀以及最终的低光泽。多种清洁组合物在本领域中是已知的。例如，用于清洁医疗器械的方法和组合物公开于WO0176647中，其中所述组合物含有酶、季型生物杀灭剂和活性保护剂。其它含酶的清洁组合物公开于GB2360041、WO200318734和WO200809053中。在这些文档中公开的组合物通常包含酶体系、表面活性剂或水溶助长剂和含水载体。然而，在本领域已知的酶清洁剂中没有一种能够有效地抑制硬水垢和腐蚀。这是因为硬水垢抑制剂和防腐剂实质上是高度酸性的，这将使酶快速灭活。此外，表面活性剂或聚合物趋于与活性保护剂或与酶快速反应并使整个体系不稳定。根据前述内容，清楚的是，存在配制用于清洁医疗器具的液体组合物的关键需要，该组合物可有效地将来自表面的大分子诸如蛋白质性材料、淀粉和脂肪分解成小分子，并且同时抑制硬水垢沉积和腐蚀。在一些实施方案中，此类组合物应当表现出低泡沫特性并保持器具的光泽。目标因此，在一个实施方案中，本公开提供具有优异的酶清洁功效的用于清洁医疗器械的清洁组合物。在一些实施方案中，清洁组合物将抑制硬水垢和强沉积，不然它们会导致生锈。在一些实施方案中，清洁组合物本质上是低发泡的，具有优异的润湿和清洁性能。在一些实施方案中，清洁组合物将保持器械的增强的光泽。附图说明在附图中示出了本公开的一些实施方案的方面：图1A-1D示出本公开的示例性组合物与市售已知产品对不锈钢板的硬水垢清洁性能的比较。技术实现要素：本公开涉及清洁组合物，其包含：至少一种酶活性保护剂复合物；酶体系；包含多个金属离子络合基团的一种或多种控制聚合物，所述络合基团选自羧酸基团、吡咯烷酮基团以及它们的组合；至少两种表面活性剂，其中至少一种表面活性剂是离子表面活性剂，并且至少一种表面活性剂是两性表面活性剂；表面活性剂；有机溶剂和水。在一些实施方案中，组合物可包括一种或多种添加剂，诸如螯合剂、润湿剂和防腐剂。本公开还涉及用于制备清洁组合物的方法，该方法包括：(a)形成包含至少一种酶活化剂保护剂复合物、有机溶剂和至少一种表面活性剂的稳定胶束复合物；(b)通过将控制聚合物的pH增加到至少10，在一些实施方案中至少12，形成经ph-调节的控制聚合物；(c)通过将经ph-调节的控制聚合物添加到所述稳定胶束复合物形成中间制剂；(d)将所得中间制剂的pH调节至中性介质；以及(e)添加酶体系以形成稳定的清洁组合物。本公开还涉及清洁医疗器械的方法，该方法包括借助根据本公开各种实施方案中任一个的清洁组合物处理所述器械的步骤。具体实施方式本公开的目的和许多预期的优点，因为参考以下具体实施方式变得更好理解，而将容易领会。本公开的组合物特别可用于清洁医疗器械。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。还应当理解，本文使用的术语仅是为了描述本发明的具体实施方案的目的，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。必须注意，除非上下文另有清楚指示，否则如本说明书以及所附权利要求中所使用，“一种”、“一个”和“该/所述”包括多个指代物。因此，例如，当提及“溶剂”时，该溶剂包括两种或更多种此类溶剂。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下，可以提供某些有益效果的本发明实施例。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案是不可用的，且并非旨在将其他实施方案排除在本发明范围之外。如本文所使用的，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”、“涉及”等应被理解为开放式的，即意味着包括但不限于。本公开的组合物包含：至少一种酶活性保护剂复合物；酶体系；一种或多种控制聚合物；表面活性剂；有机溶剂；水；和选自螯合剂、润湿剂和防腐剂的任选添加剂。术语“酶活性保护剂复合物”在本文中用于指包含硼化合物和辅助剂诸如多羟基化合物或硅烷聚醚化合物的复合物。已知酶可在储存期间或在组合物中的其它酶或组分存在下变得不稳定。因此，为了保护或防止酶与其它组分相互作用，通常开发酶稳定系统。在本公开的一些实施方案中，酶活性保护剂复合物在以下方面是有效的：(a)在目标表面上较好的铺展；(b)改善的成膜能力；以及(c)稀释时可逆的最佳复合物形成。存在于制剂中的酶活性保护剂复合物的量经选择使得上述特性以可测量的方式实现。通常，酶活性保护剂复合物以组合物的约2重量％至约8重量％的量存在。在优选的实施方案中，酶活性保护剂复合物包含硼化合物和具有下式的烷基醚封端的硅烷聚醚：其中m和n是独立选择的整数且在8至30的范围内，并且R1和R2为直链或支链的烷基基团。在一些实施方案中，m和n为至少12。在一些实施例中，m和n不大于24，例如，不大于20。在一些实施例中，m和n为至少16且不大于20，例如，在一些实施例中，m和n为18，即，所述硅烷聚醚为双-(PEG-18烷基醚)二甲基硅烷。在一些实施例中，R1和R2具有1至6个碳原子，例如，1-4个碳原子。在一些实施例中，R1和R2为甲基基团。在一些实施例中，所述硅烷聚醚为双-(PEG-18甲基醚)二甲基硅烷。在酶活性保护剂复合物中的硼化合物可选自硼砂、硼酸以及它们的组合。在一些实施方案中，硅烷聚醚可与硼砂(也称为硼酸钠、四硼酸钠和四硼酸二钠)混合以形成复合物。在一些实施例中，所述硼化合物对所述硅烷聚醚的摩尔比为90∶10至30∶70。在一些实施例中，所述硼化合物对所述硅烷聚醚的摩尔比为70∶30至40∶60。在另一个优选的实施方案中，酶活性保护剂复合物包含硼化合物和含多羟基的化合物。在本公开中采用的典型多羟基化合物包括但不限于糖、糖醇、糖酸、甘油、糖醛酸以及它们的组合。具体地，硼砂或硼酸与甘油的复合物可用于稳定在多组分组合物中的酶。在本发明组合物中的多羟基化合物的量是这样的，使得它们形成合适的可逆复合物以稳定酶。通常，硼化合物对多羟基化合物的摩尔比为80∶20至30∶70。在一些实施方案中，硼化合物对多羟基化合物的摩尔比为60∶40至40∶60。本文使用的术语“酶体系”是指一种酶或彼此组合的多种酶。在本公开中，清洁组合物包含选自淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶以及它们的组合的一种或多种酶。存在于清洁组合物中的酶在清洁含有生物污染物的器械中起着至关重要的作用。酶具有将复杂的生物大分子分解成更简单的分子的能力。例如，蛋白酶可用于分解蛋白质，淀粉酶用于分解淀粉并且脂肪酶用于分解脂质分子。存在于组合物中的酶量取决于在最终稀释产品中活性酶的期望浓度。在一些实施方案中，酶体系以全部组合物的约0.5重量％至约15重量％的量存在。在本领域中已知使用无机酸来抑制硬水垢形成；然而这些酸仅在较低的pH下是合适的。另外，当酶存在于清洁组合物中时，发现这些无机酸示出负面效应比如酶降解、沉淀等。相比之下，本发明人已经发现某些有机聚合物，即“控制聚合物”可用于抑制硬水垢沉积物。“控制聚合物”是指用于控制或抑制硬水垢形成的一种或多种聚合物。据信，实现硬水垢抑制的机理是通过控制聚合物与存在于硬水中导致垢形成的重金属诸如镁和钙的螯合。在一些实施方案中，控制聚合物包含羧酸螯合基团。在一些实施方案中，羧酸基团基于马来酸、丙烯酸或它们的组合。在一些实施方案中，螯合基团包含吡咯烷酮基团，例如衍生自乙烯基吡咯烷酮的吡咯烷酮基团。在一些实施方案中，控制聚合物优选以全部组合物的约0.5重量％至约10重量％的量存在。在本公开的组合物中使用控制聚合物具有如下优势：相比于依赖于无机酸的组合物，在更宽的pH范围内工作。已知表面活性剂有助于清洁，从而提供增强的清洁功效。然而，因为它们趋于具有发泡特性，所以必须适当注意表面活性剂的性质和用量。在清洁组合物中不希望过度发泡，尤其是在医疗领域中，因为这导致在自动洗涤器中的水射流和洗涤液体循环系统中不希望的阻塞。另外，过量泡沫可导致清洁功效降低。多种表面活性剂是可用的，包括离子(阴离子和阳离子)表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。令人惊讶的是，本发明人发现使用单一表面活性剂不能产生可接受的结果。因此，本公开的清洁组合物包含至少两种表面活性剂。具体地，组合物包含至少一种离子表面活性剂和至少一种两性表面活性剂。在一些实施方案中，至少一种离子表面活性剂是阴离子表面活性剂。仔细选择表面活性剂的用量以便提供足够的去除生物污染物的去污力。通常，清洁组合物中表面活性剂的总量为全部组合物的约5重量％至约27重量％。本公开的组合物包含有机载体或共溶剂。合适的共溶剂是水溶性的并且与组合物的其它成分相容。此类共溶剂用于增强组合物的稳定性和溶解性。在一些实施方案中，有机溶剂是二醇，例如在一些实施方案中，有机溶剂是乙二醇。在一些实施方案中，有机溶剂是二醇醚，例如烷基二醇醚。例如，在一些实施方案中，有机溶剂是乙二醇、二丙二醇甲醚以及它们的组合。本公开的清洁组合物还包含水。所用的水优选是蒸馏水或去离子水。水以“适量”(QS)添加到组合物。本公开的组合物可是组合物的“浓缩”形式，其可使用水稀释至可工作的稀释范围。在本公开中，当用300份水稀释每1份组合物时，浓缩组合物的pH增加至少1。本文中的术语“添加剂”是指通常以少量添加但可对产品提供显著效果的成分。一般来讲，添加剂不显著改变制剂中各个组分的百分比。在本发明中的添加剂包括但不限于诸如螯合剂、润湿剂和防腐剂的成分。所采用的螯合剂、润湿剂和防腐剂是本领域技术人员已知的那些。然而，存在于组合物中的这些成分的量特别经选择以产生具有总体期望功效的清洁组合物。本公开的另一个实施方案涉及制备清洁组合物的方法。该方法包括：(a)形成包含至少一种酶活化剂保护剂复合物、有机溶剂和至少一种表面活性剂的稳定胶束复合物；(b)通过将控制聚合物的pH增加到至少10，在一些实施方案中至少12，形成经ph-调节的控制聚合物；(c)通过将经ph-调节的控制聚合物添加到所述稳定胶束复合物形成中间制剂；(d)将所得中间制剂的pH调节至中性介质；以及(e)添加酶体系以形成稳定的清洁组合物。本文中的术语“中性介质”是指约6.5至约7.5，最优选6.9至7.3的pH范围。术语碱性介质是指约10至14的pH范围。酶活性保护剂复合物是通过已知的方法制备的。例如，优选的活性保护剂复合物以如下方式制备，其中硼化合物和辅助剂(多羟基或硅烷聚醚化合物)两者在合适温度下溶解于水中；在室温下搅拌并将pH调节至6.8至7.0。在一些实施方案中，硼化合物最初在高于室温的温度下溶解，直到溶液澄清；之后进行在室温下在搅拌下添加辅助剂(多羟基或硅烷聚醚化合物)，最后将pH调节至所需范围。在本公开的方法中，据信向酶活性保护剂复合物中添加表面活性剂能够形成合适的胶束复合物。该胶束形成作为在控制聚合物和硼砂复合物之间的阻隔物，从而防止控制聚合物与硼砂复合物的不期望的相互作用。本公开的另一个实施方案涉及清洁医疗器械的方法，该方法包括用本公开的清洁组合物处理所述器械的步骤。在本公开的示例性清洁组合物中采用的具体组分的信息(identity)列在表1中。表1：用于制备实施例的组分。通过上述方法对如此获得的本发明的示例性清洁组合物进行各种测试：(1)稳定性、外观和pH。视觉上检查由此形成的清洁组合物的稳定性和外观。除非另有说明，否则在下面例示的实施例中，以下字母用于指示制剂的属性：S＝稳定；NS＝不稳定；C＝澄清；NC＝不澄清。使用借助标准缓冲液标准化的pH计来测量组合物的pH。(2)发泡趋势。使用离心机在3000rpm和1∶100稀释度下检查清洁组合物的发泡趋势。(3)除垢。使用MgCl2、CaCl2、和NaHCO3制备硬水垢。在研究中，首先将MgCl2和CaCl2溶解于水中以得到溶液-A。将NaHCO3溶解于淡水中并记为溶液-B。在烧杯中，添加1ml测试溶液、12ml溶液A和16ml溶液B，且最后用水补充到100ml体积。然后在所需表面上蒸发溶液以得到硬水垢。在用示例性组合物清洁后，评估硬水垢的去除，其中“有”指示去除了结垢，“无”指示获得不足的结垢去除。(4)酶活性。根据诺和诺丹(NovoNordisk)酶分析标准法以及可作为参考的B863b-GB、美国专利第6,939,836B2号进行酶活性测试。(5)血液去除。在布朗(BROWNE)STF负载检测条上在45℃下以1∶100稀释度检测清洁性能。测量从测试条上完全去除血液斑点所用的时间。通过以下实施例示出本发明，但不应解释为限于此。除非另有说明，否则本说明书中的“％”是指重量％。实施例比较例组A：酶活性保护剂复合物的制备使用硼砂和甘油制备硼砂-多羟基活性保护剂。将硼砂和甘油两者在45℃下溶解于水中30分钟，之后在室温下搅拌另外15分钟。使用盐酸将pH调节至约6.8至7.0。最后添加酶并搅拌15分钟以产生澄清的储存稳定制剂。硼砂-多羟基活性保护剂和相关酶的组成总结在表2A中，并且识别为参考例1。如下制备硼砂-硅烷聚醚活性保护剂。首先将硼砂在45℃溶解于水中15分钟。在得到澄清溶液之后，使温度为35℃并添加双-PEG-18甲基醚二甲基硅烷且搅拌30分钟。使用盐酸将pH调节至约6.8至7.0，并且添加酶，之后搅拌15分钟以产生澄清的储存稳定制剂。硼砂-硅烷聚醚活性保护剂和相关酶的组成总结在表2A中，并且识别为参考例2。表2B示出使用两种不同酶活性保护剂制备的组合物获得的结果，这两种不同的酶活性保护剂均可有效地结合多种酶并在稀释时适当地释放它们。表2A：酶和活性保护剂的组成(wt.％)实施例硼砂甘油DC2501Enz-PEnz-LEnz-CEnz-A水Ref-133-100.220.111.5Q.S.Ref-23-1100.220.111.5Q.S.表2B：结果比较例组B：将单一表面活性剂添加到参考例-1中的效果。研究了将单一表面活性剂或水溶助长剂添加到含有用硼砂-甘油复合物稳定的酶的组合物中的效果。每个组合物基于参考例1的含酶组合物。调节水量以使总量为100重量％。结果如表3所示。这些组合物(比较例3-12)都没有去除硬水垢沉积物。表3：将单一表面活性剂添加到参考例1的组合物中。比较例组C：将单一表面活性剂添加到参考例-2中的效果。研究了将单一表面活性剂或水溶助长剂添加到含有用硼砂-硅氧烷聚醚复合物稳定的酶的组合物(参考例2)中的效果。每个组合物基于参考例2的含酶组合物。调节水量以使总量为100重量％。结果如表4所示。清楚的是，这些组合物(比较例13-22)都没有示出去除硬水垢沉积物。表4：将单一表面活性剂添加到参考例2的组合物中。比较例组D：将表面活性剂/水溶助长剂的组合添加到参考例1和参考例2中的效果。表5示出了将表面活性剂或水溶助长剂的组合添加到参考例1和参考例2的组合物中的效果。检查每种组合物的发泡行为并发现当使用水溶助长剂或非发泡表面活性剂时是合适的。总的说来，Surf-NI-1(在2％至7％之间)、Surf-Amp-1(在1％至12％之间)以及它们的组合示出可接受的稳定性，并且作为个体以及混合体系较少发泡。然而，组合物都没有去除硬水垢沉积物。表5：将多种表面活性剂添加到参考例1和参考例2中。比较例组E：在酸性pH下添加控制聚合物的效果。表6(第31-47号比较例)示出使用浓度范围为0.5％至2％的CP-1(MaxinolPM200)、CP-2(Maxinol5420)和CP-3(Plasdone29)作为控制聚合物的制剂。在酸性pH(1.9-3.2)下将控制聚合物添加到参考例Ref-1和Ref-2。添加水使总量为100重量％。在酸性pH下，聚合物示出强螯合行为并从体系中快速沉淀出来。为了提高组合物的稳定性，尝试了表面活性剂的各种浓度，然而没有一种方法示出良好的稳定性。比较例组F：在中性pH添加控制聚合物的效果。表7A至表7D(比较例48-101)示出制剂，其中首先使用NaOH将控制聚合物中和至约pH7且然后掺入参考例1和参考例2。添加水以使总量为100重量％。然而，所有制剂在约pH7示出强螯合行为并从体系中快速沉淀出来。另外，为了提高组合物的稳定性，尝试了表面活性剂和有机溶剂的各种浓度。发现它们中无一者在性能和稳定性方面是合适的。比较例-G：在酸性pH下添加控制聚合物的效果表8A-表8D(实施例102-137)示出制剂，其中首先使用NaOH将控制聚合物中和至约12至12.5，然后掺入制剂中。该方法示出稳定的制剂。实施例102-106在45℃下老化之后变成深色，但是它们保持澄清，因此进行评估它们对硬水垢沉积的抑制。实施例103-105和107示出用于抑制硬水垢沉积的可接受结果。总的说来，PM200(在pH12至12.5下)和plasdoneK29(在pH7下)示出良好的稳定性和对结垢沉积行为的抑制。在45℃下老化20天后，沉淀出Maxinol5420(在pH12至12.5下)。实施例109-137示出可接受的稳定性，其中没有发泡和对硬垢沉积的抑制。总的说来，第129号、第130号和第134号实施例被发现血液去除测试最好，因此被考虑用于表面活性剂和有机溶剂的下一水平的优化。比较例-H：控制聚合物与各种表面活性剂和有机溶剂的效果表-9(第138-148号实施例)示出制剂，其中将控制聚合物(即PM200(在pH12至12.5下)和PlasdoneK29(在pH7下))与各种表面活性剂及有机溶剂组合进行尝试与以得到最佳性能。第138号、第139号、第142-148号实施例示出酶清洗、抑制硬水垢和生锈、暗淡光泽、较少发泡和多酶保护的优异结果。实施例138-148示出具有可接受的其它物理参数的良好储存稳定性。总的来说，第146号至第148号实施例是最有希望的组合物，因为它们表现出所有期望的特性。实施例-I：本公开组合物与其它可商购获得的产品的性能比较表-10示出实施例146与已知可商购获得的样品(CIDEZYMExtra，来自Dr.Weigert的J&J，NEODISHER，碱性清洁剂和RMEC70500)在不锈钢板上的硬水垢清洁的性能比较。发现实施例146提供对硬水垢抑制和生锈与光泽的优异结果。从前述内容将显而易见的是，在基本上不脱离本发明的基本特征、概念和实质的情况下，可对本文所述的清洁组合物进行许多其它变型和修改。因此，应当清楚地理解，本文所描述的本发明的形式仅仅是示例性的并且不旨在作为对如所附权利要求中限定的本发明的范围的限制。当前第1页1 2 3