用于口腔护理或清洁的抗微生物组合物，以及用于抗附着聚合物和涂层的方法

用于口腔护理或清洁的抗微生物组合物，以及用于抗附着聚合物和涂层的方法

　　背景技术

　　生物膜在口腔表面(例如牙齿表面)上的形成通常取决于细菌在牙齿表面上唾液薄膜上的附着。由细菌在牙齿表面上的过度累积引起的生物膜形成与许多口腔病状和/或疾病(例如，龋齿、牙龈炎、牙周炎、口臭等)有关。因此，通常利用防范性或预防性方法来防止生物膜的形成。举例来说，氟化物通常用于口腔护理组合物(例如，牙膏、漱口水等)中以防止牙齿牙釉质的脱矿化。

　　虽然预防性方法已展现出减少生物膜形成的功效，但这些预防性方法在短期内仅有效。因此，最近的努力集中于在牙齿表面上沉积抵抗细菌粘附的涂层。举例来说，已展现出在牙齿表面上沉积带正电荷的聚合物涂层减低细菌活力。然而，在牙齿上所得的净正表面电荷诱导细菌粘附由于带负电荷的细菌细胞壁而相对增加。

　　然后，需要用于将抗微生物或抗菌组合物沉积或涂布在基质上以防止和/或抑制微生物粘附的改进的组合物和方法。

　　发明内容

　　本发明内容仅旨在引入对本公开一个或多个实施例的一些方面的简化概述。本发明的其它适用领域将由下文提供的详细描述而变得显而易见。本发明内容并非详尽概述，也不旨在确定本教导的关键或重要要素，也并不旨在划定本公开的范围。实际上，其主要目的仅仅是提供一个或多个简化形式的概念，作为以下详细描述的前序。

　　本公开中体现的前述和/或其它方面和效用可以通过提供抗微生物或抗菌组合物来实现，所述抗微生物或抗菌组合物包含具有聚烯丙胺主链的阳离子型聚合物，其中所述聚烯丙胺主链的至少一部分被官能化。聚烯丙胺主链可以被官能化为具有胍官能团和双胍官能团中的至少一种。

　　在至少一个实施例中，聚烯丙胺主链被官能化为具有胍官能团。

　　在至少一个实施例中，至少50％的聚烯丙胺主链被官能化为具有胍官能团。

　　在另一个实施例中，至少67％的聚烯丙胺主链被官能化为具有胍官能团。

　　在另一个实施例中，至少75％的聚烯丙胺主链被官能化为具有胍官能团。

　　在至少一个实施例中，聚烯丙胺主链被官能化为具有双胍官能团。

　　在至少一个实施例中，至少50％的聚烯丙胺主链被官能化为具有双胍官能团。

　　本公开中体现的前述和/或其它方面和效用还可以通过提供口腔护理组合物来实现，所述口腔护理组合物包含口腔可接受的媒剂和在任何一个或多个先前段落中所描述的任何一种或多种抗微生物或抗菌组合物。

　　在至少一个实施例中，口腔护理组合物的抗菌组合物不包含任何阴离子型聚合物。

　　在至少一个实施例中，口腔护理组合物是漱口水或牙膏。

　　本公开中体现的前述和/或其它方面和效用还可以通过提供清洁组合物来实现，所述清洁组合物包含皂料和在任何一个或多个先前段落中所描述的任何一种或多种抗菌组合物。

　　本公开中体现的前述和/或其它方面和效用还可以通过提供抗微生物或抗菌组合物来实现，所述抗微生物或抗菌组合物包含基质和沉积在所述基质的表面上的阳离子型聚合物。阳离子型聚合物可以包含聚烯丙胺主链，并且所述聚烯丙胺主链的至少一部分可以被官能化为具有胍官能团和双胍官能团中的至少一种。

　　本公开中体现的前述和/或其它方面和效用还可以通过提供一种用于将抗微生物或抗菌组合物沉积在基质上的方法来实现。所述方法可以包括使基质与第一聚合物接触，以将所述第一聚合物物理地吸附到所述基质的表面并且形成第一聚合物层。第一聚合物可以是具有聚烯丙胺主链的阳离子型聚合物，并且所述聚烯丙胺主链的至少一部分可以被官能化为具有胍官能团和双胍官能团中的至少一种。

　　在至少一个实施例中，所述方法可以包括使第二聚合物与第一聚合物层接触，以将所述第二聚合物物理地吸附在所述第一聚合物层上。

　　在至少一个实施例中，使第二聚合物与第一聚合物层接触减小所述第一聚合物层的厚度。

　　在至少一个实施例中，所述方法进一步包括使第一聚合物和第二聚合物彼此至少部分地交联。

　　在另一个实施例中，第二聚合物是阴离子型聚合物，并且所述阴离子型聚合物可以包含酸酐单体、丙烯酸酯单体和携有磷酸盐的单体中的至少一种。

　　在至少一个实施例中，阴离子型聚合物包括共聚物，并且所述共聚物可以是聚乙烯基甲基醚/顺丁烯二酸酐(PVM/MA)共聚物。

　　在至少一个实施例中，阴离子型聚合物可以包括至少一种线性聚羧酸盐聚合物。

　　本发明的其它适用领域将由下文提供的详细描述而变得显而易见。应理解，详细描述和具体实例虽然指示本发明的一些优选方面，但旨在仅用于图解说明的目的而并不希望限制本发明的范围。

　　附图说明

　　图1(a)-(d)示出了实例1的耗散型石英晶体微天平(quartz-crystalmicrobalance with dissipation，QCM-D)研究曲线图。

　　图2(a)和(b)示出了实例1的QCM-D研究曲线图。

　　图3(a)和(b)示出了实例4的QCM-D研究曲线图。

　　图4(a)-(c)示出了各种单一和复合膜的力与距离(Force and Distance，FD)曲线。

　　图5(a)和(b)示出了实例8的共聚焦显微镜图像。

　　图6(a)和(b)示出了实例9的细菌粘附研究的定量数据的曲线图。

　　图7示出了实例12的最小抑制剂浓度(MIC)分析的曲线图。

　　具体实施方式

　　以下对各种优选方面的描述在本质上仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、本发明的应用或用途。

　　如通篇所使用，范围用作描述所述范围内的每个值的简写。范围内的任何值都可以选为范围端值。另外，本文所引用的所有参考文献都特此以全文引用的方式并入。如果本公开中的定义和所引用参考文献的定义发生冲突，则以本公开为准。

　　除非另外指定，否则此处和说明书中其它地方所表达的所有百分比和量都应理解为指重量百分比。所给出的量是按材料的有效重量计。

　　此外，所有的数值都是“约”或“大致”指示值，并且将所属领域普通技术人员将预想到的实验误差和偏差考虑在内。应了解，无论“约”是否与本文所公开的所有数值和范围结合使用，所述数值和范围都是近似值和范围。

　　本发明人已惊讶并且出乎意料地发现，包含胺和胍单体两者的阳离子型聚合物(例如PAA-G75)容易物理地吸附在羟基磷灰石(HA)表面上。本发明人还惊讶并且出乎意料地发现，包含胺和胍单体两者的阳离子型聚合物的形态具有pH值依赖性。具体地说，阳离子型聚合物在低pH值下膨胀并且在高pH值下塌缩。还令人惊讶并且出乎意料地发现，阴离子型聚合物可以随后被物理地吸附到阳离子型聚合物层上，并且阴离子型聚合物的后续物理吸附引起聚合物层的厚度减小。聚合物层的厚度在后续吸附阴离子型聚合物后减小至少部分地依赖于阴离子型与阳离子型聚合物之间的静电交联。进一步令人惊讶并且出乎意料地发现，用人工唾液(AS)预处理的HA表面展现对包含胺和胍单体两者的阳离子型聚合物的吸附与对阴离子型聚合物相比相对较强或增加。进一步令人惊讶并且出乎意料地发现，阳离子型聚合物吸附到薄膜层(即，用人类唾液处理的HA表面)上和/或所述薄膜层中的物理吸附与用AS预处理的HA表面相比相对更大(例如约2倍大)。

　　除前述内容之外，本发明人已惊讶并且出乎意料地发现，被固定、物理地吸附或以其它方式沉积到不同基质的表面(例如口腔表面、家庭护理表面、皮肤等)上的阳离子型聚合物展现其细菌粘附与阴离子型聚合物(例如)相比相对减少。具体地说，已令人惊讶并且出乎意料地发现，所吸附的包含胺和胍单体两者的阳离子型聚合物(例如PAA-G75)展现其细菌粘附与所吸附的阴离子型聚合物(例如)相比相对减少。还令人惊讶并且出乎意料地发现，所吸附的阳离子型聚合物展现其细菌粘附与被吸附到表面(例如，经过/PAA-G75处理的表面)上的混合阴离子型和阳离子型聚合物相比相对减少。进一步令人惊讶并且出乎意料地发现，由向基质上交替沉积阴离子型聚合物和阳离子型聚合物而形成的涂层展现其细菌粘附与单独阴离子型聚合物相比相对减少。所吸附的阳离子型聚合物的细菌粘附相对减少表明所述阳离子型聚合物作为抗生物膜材料或分子用于个人护理和家庭护理应用的效用。举例来说，阳离子型聚合物的抗细菌粘附性可以在口腔护理组合物(例如牙膏、漱口液等)中用于防止口腔表面(例如牙齿表面)常见的细菌粘附。在另一个实例中，阳离子型聚合物可以在家庭护理组合物(例如表面清洁剂、消毒剂等)中用于防止细菌粘附到经过处理的表面上。

　　组合物

　　本文所公开的组合物可以是抗微生物或抗菌组合物。所述组合物可以包含一种或多种阳离子型聚合物、一种或多种阴离子型聚合物以及其组合。举例来说，组合物可以包含阳离子型聚合物。在另一个实例中，组合物可以包含阴离子型聚合物。在又另一个实例中，组合物可以包含阳离子型聚合物和阴离子型聚合物。组合物可以包含被固定、物理地吸附或以其它方式沉积在基质上的单个层或多个层。每一层都可以是或包含阳离子型聚合物、阴离子型聚合物以及其组合。举例来说，组合物可以包含被固定在基质上的第一层阳离子型聚合物。在另一个实例中，组合物可以包含被固定在基质上的第一层阴离子型聚合物。在另一个实例中，组合物可以包含固定在基质上的第一层阳离子型聚合物和沉积在所述阳离子型聚合物上的第二层阴离子型层。在又另一个实例中，组合物可以包含固定在基质上的第一层阴离子型聚合物和沉积在所述阴离子型层上的第二层阳离子型层。第一层和第二层可以至少部分地彼此交联。

　　阳离子型聚合物

　　本文所公开的组合物可以包含一种或多种阳离子型聚合物。一种或多种阳离子型聚合物可以包括具有聚烯丙胺主链的阳离子型聚合物。说明性阳离子型聚合物可以包括但不限于聚烯丙胺、聚烯丙基胍、聚赖氨酸等，以及其组合。聚烯丙胺主链的至少一部分可以衍生为具有一个或多个胍官能团和/或一个或多个双胍官能团。举例来说，阳离子型聚合物可以由式(1)表示。

　　

　　在至少一个实施例中，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以大于或等于约0％并且小于或等于约50％。举例来说，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以是约0％、约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.4％、约0.5％、约0.6％、约0.7％、约0.8％、约0.9％、约1％、约2％、约3％、约4％、约5％、约10％、约15％、约20％或约25％至约30％、约35％、约40％、约45％、约46％、约47％、约48％、约49％、约49.1％、约49.2％、约49.3％、约49.4％、约49.5％、约49.6％、约49.7％、约49.8％、约49.9％或约50％。在另一个实例中，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以是约0％至约50％、约0.1％至约49.9％、约0.2％至约49.8％、约0.3％至约49.7％、约0.4％至约49.6％、约0.5％至约49.5％、约0.6％至约49.4％、约0.7％至约49.3％、约0.8％至约49.2％、约0.9％至约49.1％、约1％至约49％、约2％至约48％、约3％至约47％、约4％至约46％、约5％至约45％、约10％至约40％、约15％至约35％或约20％至约30％。

　　在另一个实施例中，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以大于或等于约50％并且小于或等于约100％。举例来说，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以是约50％、约55％、约60％、约65％或约70％至约75％、约80％、约85％、约90％、约95％或约100％。在另一个实例中，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以是约50％至约100％、约55％至约95％、约60％至约90％、约65％至约85％或约70％至约80％。在又另一个实例中，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以大于50％、大于55％、大于60％、大于65％、大于67％、大于70％、大于75％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于98％或大于99％。在一个优选的实施例中，阳离子型聚合物的聚烯丙胺主链上的胍官能团的量可以是约75％。因此，在至少一个优选的实施例中，阳离子型聚合物可以具有被官能化为具有约75％胍和约25％胺的聚烯丙胺主链。

　　阳离子型聚合物可以具有至少部分地由聚烯丙胺主链上所含有胍官能团的量决定的重均分子量。在至少一个实施例中，阳离子型聚合物的重均分子量可以大于或等于约5,000道尔顿(Da)并且小于或等于约12,000Da。举例来说，阳离子型聚合物的重均分子量(MW，以道尔顿为单位)可以为约5,000Da至约12,000Da、约5,500Da至约11,500Da、约6,000Da至约11,000Da、约6,500Da至约10,500Da、约7,000Da至约10,000Da、约7,500Da至约9,500Da或约8,500Da至约9,000Da。在另一个实例中，阳离子型聚合物的重均分子量(MW，以道尔顿为单位)可以为约5,000Da、约5,500Da、约6,000Da、约6,500Da、约7,000Da、约7,500Da或约8,500Da至约9,000Da、约9,500Da、约10,000Da、约10,500Da、约11,000Da、约11,500Da或约12,000Da。

　　阳离子型聚合物可以在酸性pH值、中性pH值和碱性(basic/alkaline)pH值下具有阳离子特征或净正电荷。举例来说，在小于7的酸性pH值下，胍(pKa约12)和胺官能团的至少一部分可以被质子化，从而向聚合物提供净正电荷。在另一个实例中，在约6至约7的中性pH值下，胍和胺官能团的至少一部分可以被质子化，从而向聚合物提供净正电荷。在又另一个实例中，在大于7至约12的碱性pH值下，胍和胺官能团的至少一部分可以被质子化。在一个示例性实施例中，阳离子型聚合物可以在大于或等于约1并且小于或等于约12的pH值下维持净正电荷。

　　组合物中所包含的阳离子型聚合物的量可以广泛变化。在至少一个实施例中，组合物中所包含的阳离子型聚合物的量可以大于或等于约1wt％并且小于或等于约100％。举例来说，组合物中所包含的阳离子型聚合物的量可以是约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％或约55wt％至约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％、约96wt％、约97wt％、约98wt％、约99wt％或约100wt％。在另一个实例中，组合物中所包含的阳离子型聚合物的量可以是约1wt％至约100wt％、约2wt％至约99wt％、约3wt％至约98wt％、约4wt％至约97wt％、约5wt％至约96wt％、约10wt％至约95wt％、约15wt％至约90wt％、约20wt％至约85wt％、约25wt％至约80wt％、约30wt％至约75wt％、约35wt％至约70wt％、约40wt％至约65wt％、约45wt％至约60wt％或约50wt％至约55wt％。在又另一个实例中，组合物中所包含的阳离子型聚合物的量可以大于1wt％、大于2wt％、大于3wt％、大于4wt％、大于5wt％、大于10wt％、大于15wt％、大于20wt％、大于25wt％、大于30wt％、大于35wt％、大于40wt％、大于45wt％、大于50wt％或大于55wt％至大于60wt％、大于65wt％、大于70wt％、大于75wt％、大于80wt％、大于85wt％、大于90wt％、大于95wt％、大于96wt％、大于97wt％、大于98wt％、大于99wt％或大于99.5wt％。

　　阴离子型聚合物

　　本文所公开的组合物可以包含一种或多种阴离子型聚合物。在至少一个实施例中，阴离子型聚合物可以包括含有酸酐单体的聚合物，例如可从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Co.of Midland，MI)商购获得的TAMOL 731A。在至少一个实例中，一种或多种阴离子型聚合物可以包括一种或多种共聚物，例如聚乙烯基甲基醚/顺丁烯二酸酐(PVM/MA)共聚物。在另一个实例中，一种或多种阴离子型聚合物可以包括阴离子型线性聚羧酸盐聚合物，例如可从新泽西州邦德布鲁克(Bound Brook，N.J.)的AshlandSpecialty Chemicals商购获得的S-97。在又另一个实例中，阴离子型聚合物可以包括具有丙烯酸或甲基丙烯酸单体的聚合物，例如Rhodia DV8801。在一个示例性实施例中，阴离子型聚合物可以包括含有丙烯酸酯单体和携有磷酸盐的单体的聚合物。举例来说，阴离子型聚合物可以是或包括丙烯酸、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸2-羟基乙酯磷酸酯的混合物的共聚产物。在至少一个实施例中，阴离子型聚合物是丙烯酸、甲基丙烯酸或一种或多种其简单酯和磷酸甲基丙烯酰基乙酯的共聚物的钠盐。

　　组合物中所包含的阴离子型聚合物的量可以广泛变化。在至少一个实施例中，组合物中所包含的阴离子型聚合物的量可以大于或等于约0wt％并且小于或等于约50％。举例来说，组合物中所包含的阴离子型聚合物的量可以是约0wt％、约1wt％、约2wt％、约3wt％、约4wt％、约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％、约10wt％、约15wt％或约20wt％至约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约41wt％、约42wt％、约43wt％、约44wt％、约45wt％、约46wt％、约47wt％、约48wt％、约49wt％或约50wt％。在另一个实例中，组合物中所包含的阴离子型聚合物的量可以是约0wt％至约50wt％、约1wt％至约49wt％、约2wt％至约48wt％、约3wt％至约47wt％、约4wt％至约46wt％、约5wt％至约45wt％、约6wt％至约44wt％、约7wt％至约43wt％、约8wt％至约42wt％、约9wt％至约41wt％、约10wt％至约40wt％、约15wt％至约35wt％或约20wt％至约30wt％。在又另一个实例中，组合物中所包含的阴离子型聚合物的量可以少于0.1wt％、少于0.5wt％、少于1wt％、少于2wt％、少于3wt％、少于4wt％、少于5wt％、少于6wt％、少于7wt％、少于8wt％、少于9wt％、少于10wt％、少于15wt％、少于20wt％、少于25wt％、少于30wt％、少于35wt％、少于40wt％、少于41wt％、少于42wt％、少于43wt％、少于44wt％、少于45wt％、少于46wt％、少于47wt％、少于48wt％、少于49wt％或少于50wt％。

　　基质

　　在至少一个实施例中，基质可以是或包括医用材料、装置、牙科植入物、医用植入物等。在另一个实施例中，基质可以是口腔或其一部分。举例来说，基质可以是口腔的牙釉质和/或牙齿、牙龈、舌头和/或脸颊。基质可以至少部分地涂布有唾液。基质和/或经过唾液涂布的基质可以涂布有阳离子型聚合物和/或阴离子型聚合物。

　　媒剂

　　组合物可以形成一种或多种口腔护理产品、一种或多种家庭护理产品或其组合物的至少一部分或用于所述产品或其组合物中。说明性口腔护理产品可以包括但不限于牙膏(洁齿剂)、预防性糊剂、牙粉、牙齿抛光剂、牙齿凝胶、口香糖、口含片、漱口水、增白条、涂抹凝胶、清漆、贴片和管、注射器或牙托，包括凝胶或糊剂，或涂布在应用支承件(例如牙线或牙刷，例如手动、电动、声波、其组合或超声波牙刷)上的凝胶或糊剂等。说明性家庭护理产品包括但不限于通用清洁剂或清洁溶液、重型和轻型餐盘洗涤剂、重垢型洗涤剂、轻垢型洗涤剂、硬表面清洁剂、喷雾清洁剂、地板清洁剂、桶可稀释型清洁剂、微波炉清洁剂、炉顶清洁剂等。

　　在一个示例性实施例中，组合物可以形成漱口水的至少一部分或用于漱口水中。举例来说，组合物可以包含口腔可接受的媒剂或与所述媒剂组合以形成口腔护理产品(例如漱口水)。在一个示例性实施例中，口腔可接受的媒剂可以包括水、甘油、山梨糖醇等以及其组合的混合物。在至少一个实施例中，口腔可接受的媒剂可以包括水和甘油。在至少一个实施例中，组合物可以与口腔可接受的双相媒剂组合，所述双相媒剂包含亲水相和疏水相，并且任选地包含水溶助长剂以形成双相漱口水或双相漱口水组合物。可以搅动或混合组合物的亲水相和疏水相以形成暂时性水包油乳液，所述乳液在混合之后五秒至一小时内分离返回成疏水相和亲水相。在另一个实施例中，组合物与口腔可接受的单相媒剂组合，所述单相媒剂包含亲水相或疏水相。

　　口腔可接受的媒剂的疏水相可以含有任何口腔可接受的疏水性液体(例如，通常认为安全的疏水性液体)。口腔可接受的疏水性液体可以包括但不限于肉豆蔻酸异丙酯、矿物油(例如白色矿物油、液体石蜡等)、食用油等，或其任何组合。说明性食用油可以包括橄榄油、玉米油、椰子油、大豆油以及其组合。疏水相的HLB可以为7至12，优选地HLB为约10。优选的疏水相包含重质白色矿物油。

　　口腔可接受的媒剂的亲水相可以是水性相或水基相。举例来说，亲水相可以具有约40wt％至约95wt％的水。亲水相还可以包含口腔可接受的醇、湿润剂和/或聚合物。按纯湿润剂计，湿润剂通常可以占口腔护理组合物的约10wt％至约50wt％或约15wt％至约25wt％。在至少一个实施例中，阳离子型聚合物可以包含(溶解和/或分散)于亲水相中。

　　如上文所论述，包括亲水相和疏水相的双相漱口水可以任选地包含水溶助长剂。水溶助长剂可以包括使疏水性化合物在水溶液中增溶的化合物。水溶助长剂可以是具有亲水性官能团和低分子量疏水物的低分子量两亲媒性化合物。疏水性官能团可以附接到疏水性化合物的有机部分以有助于其在水溶液中的溶解性。说明性水溶助长剂可以包括但不限于芳香族磺酸盐、芳香族磷酸盐、甘油、二羧酸盐和聚羧酸盐、聚乙二醇和醇，包括多元醇。

　　氟离子源

　　组合物可以进一步包含一种或多种氟离子源(例如可溶性氟化物盐)。可以使用多种产生氟离子的物质作为可溶性氟化物的来源。合适的产生氟离子的物质的实例可以见于颁予Briner等人的美国专利第3,535,421号，颁予Parran，Jr等人的美国专利第4,885,155号，和颁予Widder等人的美国专利第3,678,154号中，这些专利的公开内容以引入的方式并入本文中。说明性氟离子源包括但不限于氟化亚锡、氟化钠、氟化钾、单氟磷酸钠、氟硅酸钠、氟硅酸铵、氟化胺、氟化铵以及其组合。在一个优选的实施例中，氟离子源包括氟化钠。口腔护理组合物中氟离子源的量可以少于0.08wt％、少于0.07wt％、少于0.06wt％、少于0.05wt％或少于0.04wt％。举例来说，氟离子源的量可以是约0.05wt％。在另一个实施例中，氟离子源以提供总计约100至约20,000ppm、约200至约5,000ppm或约500至约2,500ppm氟离子的量存在。

　　表面活性剂

　　组合物可以包含一种或多种表面活性剂。举例来说，组合物可以包含一种或多种阴离子表面活性剂、一种或多种阳离子表面活性剂、一种或多种两性离子表面活性剂、一种或多种非离子表面活性剂以及其混合物。合适的表面活性剂的实例可以见于颁予Agricola等人的美国专利第3,959,458号，颁予Haefele的美国专利第3,937,807号，和颁予Gieske等人的美国专利第4,051,234号中，这些专利的公开内容以引入的方式并入本文中。

　　在至少一个实施例中，组合物包含至少一种阴离子表面活性剂。说明性阴离子表面活性剂可以包括但不限于高级脂肪酸单甘油酯单硫酸酯的水溶性盐，例如单硫酸化的氢化椰子油脂肪酸单甘油酯的钠盐，例如N-甲基N-椰油酰基牛磺酸钠、椰油酸单甘油酯硫酸钠。说明性阴离子表面活性剂还可以包括高级烷基硫酸盐。如本文所用，“高级烷基”是指C6-30烷基。举例来说，在一个优选的实施例中，阴离子表面活性剂是月桂基硫酸钠。阴离子表面活性剂还可以包括高级烷基醚硫酸盐。举例来说，阴离子表面活性剂可以具有式CH3(CH2)mCH2(OCH2CH2)nOSO3X，其中m是6-16，n是1-6，并且X是Na或K。在一个示例性实施例中，m是10，并且n是2、3或4，并且X是Na或K。举例来说，阴离子表面活性剂可以是月桂醇醚-2硫酸钠(CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)2OSO3Na)。在另一个实施例中，阴离子表面活性剂可以包括高级烷基芳基磺酸盐，例如十二烷基苯磺酸钠(月桂基苯磺酸钠)；和高级烷基磺基乙酸盐，例如月桂基磺基乙酸钠(十二烷基磺基乙酸钠)；1，2二羟基丙烷磺酸盐的高级脂肪酸酯、磺基月桂酸盐(N-2-乙基月桂酸钾磺基乙酰胺)和月桂基肌氨酸钠。在一个示例性实施例中，阴离子表面活性剂是在烷基中具有10至18个碳原子的硫酸烷基酯的水溶性盐和具有10至18个碳原子的脂肪酸的磺化单甘油酯的水溶性盐。举例来说，阴离子表面活性剂可以是或包括月桂基硫酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、椰油单甘油酸酯磺酸钠等，以及其混合物。

　　在至少一个实施例中，组合物还可以包含至少一种非离子表面活性剂。因此，组合物可以包含至少一种阴离子表面活性剂、至少一种非离子表面活性剂、或阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂两者。非离子表面活性剂可以充当乳化剂。说明性非离子表面活性剂可以包括但不限于泊洛沙姆(poloxamer)等。举例来说，非离子表面活性剂可以包括聚山梨醇酯20、泊洛沙姆407、泊洛沙姆338等，以及其混合物。非离子表面活性剂还可以包括但不限于乙氧基化和氢化乙氧基化蓖麻油，例如通常称为PEG NN蓖麻油或PEG NN氢化蓖麻油的那些，其中“NN”表示聚合到蓖麻油上以形成非离子表面活性剂的环氧乙烷单元的数目。举例来说，非离子表面活性剂可以是或包括PEG 16、20、25、30、40、50、60、80、100、200以及其组合。在一个优选的实施例中，非离子表面活性剂是PEG 40氢化蓖麻油，其可以RH40从新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corp.of FlorhamPark，NJ)商购获得。

　　螯合剂和防牙结石剂

　　组合物可以任选地包含一种或多种螯合剂和/或一种或多种防牙菌斑剂。螯合剂可以能够或被配置成与存在于细菌细胞壁中的钙形成络合物或结合，以弱化细胞壁并增强或强化细菌溶解。说明性防牙结石剂可以包括但不限于磷酸盐和聚磷酸盐(例如焦磷酸盐)、聚氨基丙磺酸(AMPS)、六偏磷酸盐、柠檬酸锌三水合物、多肽、聚烯烃磺酸盐、聚烯烃磷酸盐和二膦酸盐。说明性螯合剂或防牙结石剂还可以包含可溶性焦磷酸盐。在一个优选的实施例中，口腔护理组合物的焦磷酸盐可以是或包括碱金属焦磷酸盐。说明性碱金属焦磷酸盐包括四碱金属焦磷酸盐、二碱金属焦磷酸二氢盐、三碱金属焦磷酸一氢盐以及其混合物，其中所述碱金属是钠或钾。举例来说，在一个优选实施例中，碱金属焦磷酸盐可以是或包括焦磷酸四钠和/或焦磷酸四钾。碱金属焦磷酸盐可以呈水合形式或非水合形式。

　　水

　　口腔护理组合物可以包含水。组合物的水可以是去离子水并且不含有机杂质。水可以构成组合物的其余部分。举例来说，组合物中水的量可以是约10wt％至90wt％、约40wt％至约85wt％或约60wt％至约80wt％。在另一个实例中，组合物中水的量可以是至少60wt％、至少65wt％、至少70wt％、至少78wt％或至少79wt％。组合物中水的量可以包括所添加的自由水和与口腔护理组合物的其它组分或材料一起引入的水。举例来说，组合物中水的量可以包括自由水和与湿润剂、调味剂或所述组合物的任何其它组分缔合的水。

　　pH调节剂

　　组合物可以任选地包含一种或多种pH调节剂。举例来说，组合物可以包含一种或多种酸化剂或酸和/或一种或多种碱化剂或碱以分别减小和/或增加pH值。组合物还可以包含一种或多种缓冲剂或缓冲液以在预定或所期望的范围内控制或调节pH值。在至少一个实施例中，酸化剂、碱化剂和/或缓冲剂可以包括于组合物中以向所述组合物提供介于2至10、2至8、3至9、4至8、6至10或7至9之间的pH值。可以使用任何口腔可接受的pH调节剂，包括但不限于羧酸(例如柠檬酸)、磷酸和磺酸；酸式盐(例如柠檬酸单钠、柠檬酸二钠、苹果酸单钠、磷酸二氢钠等)；碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠；碳酸盐，例如碳酸钠；碳酸氢盐；倍半碳酸盐；硼酸盐；硅酸盐；磷酸盐(如磷酸单钠、磷酸三钠、焦磷酸盐等)；咪唑；有机酸(例如乳酸等)等，以及其混合物。一种或多种pH调节剂可以任选地以有效将组合物维持在口腔可接受的pH范围内的量存在。

　　方法

　　在一个或多个实施例中，本公开提供用于将一层或多层阳离子型聚合物和/或阴离子型聚合物物理地吸附到基质上的方法。本公开还可以提供将抗微生物或抗菌组合物或涂层沉积在基质上的方法。本公开还可以提供用于在基质上制造或生产抗微生物或抗菌涂层的方法。本公开还可以提供用于防止或抑制微生物在基质上粘附的方法。所述方法可以包括使基质与阳离子型聚合物或阴离子型聚合物接触，以将所述阳离子型聚合物或所述阴离子型聚合物物理地吸附在所述基质的表面上并且形成第一层。所述方法还可以包括使阳离子型聚合物或阴离子型聚合物与第一层接触，以使所述阳离子型聚合物或所述阴离子型聚合物与所述第一层至少部分地交联。

　　本文所描述的实例和其它实施例是示例性的，并且不旨在限制描述本公开的组合物和方法的完全范围。可以在本公开的范围内对具体实施例、材料、组合物和方法进行等同改变、修改和变型，其结果基本上类似。

　　实例

　　实例1

　　经由耗散型石英晶体微天平(QCM-D)来评估阴离子型聚合物和阳离子型聚合物吸附到表面上的物理吸附。具体地说，经由QCM-D来评估(即，阴离子型聚合物)和聚(烯丙胺-共烯丙基胍)(PAA-G75)(即，阳离子型聚合物)吸附到羟磷灰石(HA)表面上的物理吸附。为了评估阴离子型和阳离子型聚合物的物理吸附，利用模拟牙釉质的QCM-D传感器晶体(可从马里兰州林西克姆海茨的百欧林科技有限公司(Biolin Scientific，Inc.，ofLinthicum Heights，MD)商购获得)。QCM-D传感器晶体是涂布有10nm纳米晶羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)和50nm二氧化硅(SiO2)的压电石英晶体载玻片(直径14mm；厚度0.3mm)。使用经过SiO2涂布的QCM传感器晶体作为对照物。

　　在阴离子型或阳离子型聚合物吸附之前，对QCM-D传感器晶体进行灭菌/清洁以去除有机和生物杂质。具体地说，将QCM-D传感器晶体暴露于UV-臭氧中持续20分钟(min)，后接在室温下浸没于95％乙醇中持续30分钟。在乙醇浸没之后，用超纯水冲洗QCM-D传感器晶体，用氮气干燥，并且进一步暴露于UV-臭氧中再持续20分钟。

　　为了将阴离子型聚合物或阳离子型聚合物(PAA-G75)吸附到QCM-D传感器晶体上，制备知PAA-G75的1.0wt％聚合物水溶液(pH 7)，并且经由声处理来使其脱气。然后将QCM-D传感器晶体放置于相应流槽中，并且使1.0wt％聚合物水溶液循环通过所述流槽。然后用QCM仪器(型号E4，瑞典哥德堡(Gothenburg，Sweden)的Q-Sense Inc.)进行QCM-D研究。QCM-D研究的结果汇总于图1(a)-(d)中。在图1(a)-(d)中，‘*’表示将表面暴露于相应聚合物溶液(或PAA-G75)中，而‘～’表示将表面暴露于去离子(DI)水中。

　　图1(a)示出了在经过HA涂布的QCM传感器晶体上对进行的QCM-D研究的结果。如图1(a)中所示，在将QCM传感器晶体的HA表面暴露于1.0wt％中后，频率(Δf3/3)从0降低至15，并且耗散(ΔD3)从0增加至25。在用去离子水冲洗之后，频率(Δf3/3)从-15增加至-5，但未返回其原始值0。另外，在用去离子水冲洗之后，耗散(ΔD3)从25减小至16。图1(a)的结果指示的粘弹性层涂布QCM-D传感器晶体的HA表面。结果进一步指示，在冲洗之后，弱吸附的在所用流动条件(流动速率＝100μL/min；温度＝21℃；pH 7)下从HA表面释放，而紧密吸附的在此流动条件下保持在HA表面上并且保持粘弹性特征(ΔD3、5、7＝16、10、7)。

　　图1(b)示出了在经过SiO2涂布的QCM传感器晶体(对照物)上对进行的QCM-D研究的结果。如图1(b)中所示，经由QCM-D所测量的频率(Δf3/3)和耗散(ΔD3)展现与图1(a)类似的行为。在将SiO2表面(对照物)暴露于1.0wt％溶液中后，频率(Δf3/3)降低，并且耗散(ΔD3)增加。然而，在冲洗步骤之后，频率(Δf3/3)和耗散(ΔD3)返回至其原始值(即，0)。图1(b)指示弱粘附到SiO2表面上，并且易于在冲洗步骤期间进行去除。

　　图1(c)示出了在经过HA涂布的QCM传感器晶体上对PAA-G75进行的QCM-D研究的结果。如图1(c)中所示，在将HA表面暴露于阳离子型聚合物(PAA-G75)中后，频率(Δf3/3)从0降低至-14，并且耗散(ΔD3)从0增加至10。在用去离子水冲洗之后，频率从-14增加至-8，并且耗散从5减小至0。图1(c)示出了PAA-G75容易吸附在HA表面上。图1(c)进一步示出了在冲洗期间和之后，弱吸附的聚合物从HA表面释放，在HA表面上留下具有弹性(刚性)膜(ΔD3、5、7＝约0)特征的紧密吸附的PAA-G75层。

　　图1(d)示出了在经过SiO2涂布的QCM传感器晶体(对照物)上对PAA-G75进行的QCM-D研究的结果。如图1(d)中所示，在将SiO2表面(对照物)暴露于PAA-G75溶液中后，观察到频率和耗散略微变化。如图1(d)中进一步所示，在冲洗之后，频率和耗散返回至其原始值(即，0)，指示PAA-G75与对照物的SiO2表面弱相互作用。

　　实例2

　　唾液通常将口腔维持在介于约6.0与约7.5之间的pH值下。然而，口腔的pH值可能由于形成生物膜和/或环境因素(例如食品和饮料)而变化。举例来说，在牙齿表面上形成生物膜产生可能减小口腔pH值的酸性微环境。另外，食用碳酸化饮料也可能减小口腔的pH值。因此，评估pH值对被吸附在HA表面上的阴离子型聚合物和阳离子型聚合物(PAA-G75)的影响。具体地说，在生理pH值和酸性pH值环境下，经由QCM-D来原位评估阴离子型和阳离子型聚合物的形态变化，包括干燥面积质量(ng/cm2)和厚度(nm)，以得到pH值依赖性膨胀。对pH值依赖性膨胀的原位评估的结果汇总于表1中。表1：被物理地吸附在HA表面上的离子型聚合物的pH值依赖性膨胀

　　

　　a使用Dfn/n(n＝3、5、7)和DDn对比时间的模型化模拟和实验曲线来估计厚度值，其显示出粘弹性模型(Voigt)与实验数据之间的良好拟合

　　b通过QCM-D基于干燥层来测量面积质量

　　如表1中所示，的干燥面积质量是约1200±94ng/cm2，并且PAA-G75的干燥面积质量是约460±21ng/cm2。干燥面积质量的结果指示，具有最高分子量的阴离子型聚合物在HA表面上的面积质量最大。在不受理论束缚的情况下，相信分子量和静电相互作用都可以至少部分地决定阴离子型和阳离子型聚合物在HA表面上的吸附。研究的结果还指示，在低pH值(3.5)下，物理地吸附的PAA-G75层膨胀并且变得更粘稠，而在较高pH值(pH 7)下，PAA-G75层具有弹性和刚性。研究结果还指示，在约3.5的pH值下，聚合物层变得较不粘稠，并且在约7的pH值下，层膨胀并且变得更粘稠。

　　如从表1显而易见，在约7的pH值下，PAA-G75层的厚度是约6nm。申请人注意到，约6nm的PAA-G75层厚度与在约5.5的pH值下所观察到的PAA-G75层厚度类似。如表1中进一步指示，随着pH值减小至约3.5，PAA-G75的厚度增加至约54nm。随着pH值从约3.5增加至约7，PAA-G75的厚度减小返回至其原始值约6nm。在不受理论束缚的情况下，相信PAA-G75聚合物的pH值响应可以至少部分地由胺官能团的质子化和脱质子化决定。具体地说，随着pH值减小，胺官能团变得质子化，引起静电排斥和膨胀。

　　如表1中进一步所示，在约3.5的pH值下，层的原位厚度是约46nm。在pH值从约3.5增加至约7后，层的原位厚度返回至其对应的原始值约52nm。在不受理论束缚的情况下，相信层的pH值响应可以至少部分地由聚合物羧酸官能团的质子化和脱质子化决定。具体地说，随着pH值增加，羧酸官能团变得脱质子化，引起静电排斥和膨胀。

　　实例3

　　评估阴离子型聚合物和阳离子型聚合物(PAA-G75)被沉积到QCM-D传感器晶体的HA上的顺序的影响。具体地说，评估通过改变使阴离子型聚合物和阳离子型聚合物(PAA-G75)沉积的顺序而形成的聚合物膜的厚度。为了评估所述顺序的影响，将每一个QCM-D传感器晶体浸没在相应流槽中，并且使第一聚合物(或PAA-G75)的1.0wt％溶液循环通过所述流槽，直到第一聚合物被吸附在HA上为止。随后，使第二聚合物(或PAA-G75)的1.0wt％溶液循环通过流槽。每一次序(A)和(B)的结果汇总于表2以及图2(a)和(b)中。

　　表2：添加顺序对聚合物膜厚度的影响

　　

　　a膜厚度历经一小时时段从57nm减小至19nm。

　　在次序(A)中，将HA暴露于中产生厚度约54nm的粘弹性聚合物层，并且后续暴露于PAA-G75溶液引起厚度从54nm立即塌缩至约8nm。在不受理论束缚的情况下，相信在次序(A)中所观察到的厚度减小由带相反电荷的聚合物之间的强静电交联引起。

　　如图2(a)中所示，在添加PAA-G75(箭头3)后，层的频率和耗散减小，指示质量和刚度两者的增加。在不受理论束缚的情况下，相信质量增加是吸收PAA-G75的直接结果。另外，层的硬度增加与PAA-G75聚合物的硬度相符，这指示/确认在带负电荷的羧酸盐基团与PAA-G75带正电荷的胍鎓(或胺)基团之间的静电交联。如图2(a)中进一步所示，在用去离子水(pH 7)(箭头4)冲洗后，频率增加至约-20，并且耗散减小至约4。结果指示弱吸附的PAA-G75聚合物从组合物/混合PAA-G75/层冲洗掉，并且膜由于阴离子型聚合物与阳离子型聚合物(PAA-G75)之间的强静电相互作用而保持刚性和弹性特性。

　　除前述内容之外，根据层的PAA-G75吸收的干燥面积质量(使用干式QCM-D技术测定并且汇总于上表1中)，在与PAA-G75交联之前和之后的层的面积质量分别是1200ng/cm2和1393ng/cm2。结果指示，通过静电离子交联而被吸附在层上/中的PAA-G75质量的量是约193ng/cm2。因此，令人惊讶地并且出乎意料地发现，通过与阳离子型聚合物形成离子交联而吸附相对较高量的阳离子型聚合物(例如PAA-G75)。在这种情况下，在将层暴露于PAA-G75中后，观察到层的85％收缩。

　　在次序(B)中，将HA首先暴露于PAA-G75中引起形成约9nm的聚合物层，并且后续暴露于中引起形成约57nm的半粘弹性复合层。如表2中进一步所示，复合层历经1小时时段从约57nm塌缩至约19nm。结果指示当PAA-G75用作第一聚合物时，如在次序(B)中，在形成稳定膜之前存在明显重排时段。

　　因此，令人惊讶并且出乎意料地发现，将阳离子型聚合物(PAA-G75)和阴离子型聚合物暴露于HA表面的顺序或次序至少部分地决定膜结构和抗附着能力。

　　实例4

　　经由原位和干式QCM-D来评估阴离子型聚合物或阳离子型聚合物(PAA-G75)在经过人工唾液(AS)处理的HA表面上的吸附。阴离子型和阳离子型聚合物在用AS预处理的HA表面上的吸附结果示出于图3(a)和(b)中。

　　如图3(a)中所示，在于21℃下将HA表面暴露于人工唾液中(箭头1)时，频率降低至约-70，并且耗散增加至约10E-6。这些结果指示所吸附的AS层表现出粘弹性。在用去离子水冲洗AS层(箭头2)之后，频率增加至约-60，并且耗散减小至约4E-6，指示松散结合的物种得到去除和稳定附接的AS层。在将AS层暴露于PAA-G75(pH 7)中(箭头3)之后，后接用去离子水冲洗(箭头4)，耗散与初始稳定的AS层的耗散类似，但频率增加至约-45。如图3(b)中所示，AS层的原位厚度是约25nm，并且PAA-G75对所述AS层的处理引起层厚度减小至约16nm。相比之下，将AS层暴露于溶液和去离子水中具有类似结果(未显示)。在暴露于PAA-G75中之前和之后的AS层的面积质量测定为分别约1249ng/cm2和1091ng/cm2，减小约158ng/cm2。然而，面积质量减小未必表明PAA-G75聚合物未被AS层吸附，这是由于质量变化可能由AS层中的相对较少组分(例如蛋白质)的变化引起。因此，使用胶体探针原子力显微镜(AFM)技术来测量AS层对PAA-G75聚合物的吸附。

　　实例5

　　如上文所论述，经由胶体探针AFM(型号MFP3D，美国圣塔芭芭拉(Santa Barbara，USA)的Asylum Research)，通过监测HA表面上经过PAA-G75处理的AS层的表面相互作用来分析带负电荷的AS层对PAA-G75聚合物的吸附。使用微操纵器将二氧化硅微珠(微球-纳米球，美国纽约(NY，USA)的Corpusck)附接到无尖端悬臂(CSC12，美国Mikromash)上。使用两组分环氧树脂(德克萨斯州萨尔弗斯普林斯(Sulphur Springs，TX)的JB Weld)将胶体附连到悬臂的末端。在使用之前，将悬臂在乙醇中进行清洁并且在UV-臭氧(UVO Cleaner型号42，加利福尼亚州尔湾(Irvine，CA)的Jelight Co.Inc.)中进行处理持续至少15分钟。使用具有最低可用RMS粗糙度(约1.5-2nm)的胶体进行测量。

　　图4(a)-(c)示出了各种单一和复合膜的力与距离(FD)曲线。具体地说，图4(a)示出了HA上AS和HA上PAA-G75的FD曲线，并且图4(b)示出了HA上AS(顶部)/PAA-G75和HA上PAA-G75(顶部)/AS的FD曲线。图4(c)示出了在带负电荷的二氧化硅胶体探针从膜回缩后所测量的拉脱力(pull-offforce)的扩散，并且呈现对由不同单一膜和复合膜呈现的表面电荷的定性比较。

　　如图4(a)中所示，当在pH＝7下用带负电荷的二氧化硅胶体进行探测时，阳离子型聚合物(PAA-G75)展现高粘附力(约34.6±9.7Nn)，而带负电荷的AS层的生物聚合物链(主要是粘蛋白)引起可忽略的粘附力(约1.0±0.3Nn)。如图4(b)中所示，HA膜上AS/PAA-G75和PAA-G75/AS的复合膜或组合膜分别展现约4.5±1.7nN和约6.7+17.5nN的类似拉脱力。AS/PAA-G75膜显示出粘附力比单一AS膜略大，同时所测量的力的扩散最小，指示由负电荷主导的表面。另一方面，如图4(c)所示，对HA上PAA-G75/AS层所观察到的拉脱力的量值和扩散指示在表面上存在阴离子和阳离子基团两者。

　　结果指示，将AS层暴露于PAA-G75溶液和冲洗用去离子水中，确实发生PAA-G75的吸附。因此，PAA-G75聚合物被非均匀地吸附并分布到AS层上和/或所述AS层中。

　　实例6

　　经由敲击模式AFM(加利福尼亚州圣塔芭芭拉的Digital Instruments：Dimension3000 AFM)来研究用不同聚合物处理之后的HA表面形态变化以评估表面形态和粗糙度。用弹簧常数为48N/m、曲率半径为约10nm的单晶Si尖端评估敲击模式，并且使用大致190Khz的响应频率。在1×1μm2和5×5μm2的扫描大小内获得AFM图像。使用Picoview 1.6软件(安捷伦科技有限公司(Agilent Technologies))来分析图像。对于每一基质类型，由五个分开的1μm2图像确定均方根粗糙度(Rrms)值。被物理地吸附在QCM-D传感器晶体的HA表面上的不同表面形貌特征汇总于表3中。

　　表3：粗糙度值

　　

　　如表3中所指示，AS/HA(1)、PAA-G75/HA(2)和/HA(3)表面的均方根(Rrms)分别是约1.7±0.3nm、约2.1±0.3nm和约1.0±0.1nm。结果指示，在这些样品(1)-(3)中每一个的聚合物层下仍观察到HA的纳米结晶粒子形状，并且所吸附的聚合物表面的粗糙度没有明显改变。

　　还评估依序吸附到QCM-D传感器晶体HA表面上的第一聚合物吸附层上和/或所述第一聚合物吸附层中的聚合物层(4)和(5)的表面形态和粗糙度。关于AS/HA(1)表面，PAA-G75/AS/HA(4)的均方根(Rrms)从约1.7±0.3nm增加至5.4±1.1nm，而/AS/HA(5)的均方根(Rrms)从约1.7±0.3nm增加至约2.9±0.4nm。

　　均方根(Rrms)的增加指示依序用PAA-G75或对AS层进行聚合物处理改变所述层的形态并且增加其粗糙度。具体地说，PAA-G75/AS/HA(4)表面的最高粗糙度值与在实例5中所观察到的拉脱力的量值和扩散相符，指示具有相对较低分子量的阳离子型聚合物PAA-G75被非均匀地吸附并分布到带负电荷的AS层上和/或所述AS层中。另外，/AS/HA(5)表面的粗糙度比PAA-G75/AS/HA(4)表面的粗糙度相对较低，这表明具有较高分子量的阴离子型聚合物更均匀地吸附并分布到带负电荷的AS层上和/或所述AS层中。

　　实例7

　　在仿生条件(37℃)下经由原位和干式QCM-D方法来评估PAA-G75在用人类唾液对比人工唾液(AS)预处理的QCM-D传感器晶体HA表面上的吸附，其结果汇总于表4中。如表4中所指示，AS层在21℃下和37℃下的原位厚度分别是25nm和28nm。结果指示，HA上AS层在37℃下的原位QCM-D与HA上AS层在21℃下的那些QCM-D类似。

　　表4：使用原位和干式QCM-D得到的PAA-G75在薄膜上对比在AS层上的吸附

　　

　　在21℃下，在HA表面上形成的AS层的厚度和面积沉积质量分别是25nm和1249ng/cm2；在PAA-G75处理之后，经过处理的层的厚度和面积质量分别是16nm和1091ng/cm2。

　　如从表4显而易见，在37℃下用PAA-G75对AS层进行处理增加层厚度(33nm)，并且降低层粘度(1.33E-3Ns/m2)。在干式QCM研究中，在于37℃下用PAA-G75对AS层进行处理之后，吸附到AS层上和/或所述AS层中的PAA-G75的面积质量是866ng/cm2。结果指示，在37℃下，观察到AS层对PAA-G75的吸附。

　　如表4中进一步所示，在37℃下在HA上形成薄膜层的原位QCM-D迹线与在37℃下在HA上形成AS层的那些迹线类似，如表4中所示，薄膜层的原位厚度和粘度是约16nm和约3.4×10-3Ns/m2。在37℃下，薄膜层的厚度比AS层低并且粘度比AS层高。用PAA-G75聚合物溶液处理薄膜层引起层厚度较小增加(即，约17nm)。另外，干式QCM研究显示出，在于37℃下用PAA-G75聚合物溶液处理薄膜层之后，吸附在薄膜层上和/或吸附到所述薄膜层中的PAA-G75的面积质量是约1712ng/cm2。这些结果指示，观察到薄膜层对PAA-G75聚合物的吸附，并且吸附到薄膜层上和/或所述薄膜层中的PAA-G75量是吸附到AS层上和/或所述AS层中的PAA-G75量的约2倍。这些研究显示出，聚合物吸附到HA和经过唾液涂布的HA上的吸附强烈地取决于聚合物类型和大小，并且在聚合物与唾液和/或使涂层稳定的带相反电荷的聚合物之间存在静电相互作用。

　　实例8

　　通过将阴离子型聚合物和阳离子型聚合物(PAA-G75)吸附在相应的羟磷灰石(HA)圆盘上来评价所述阴离子型聚合物和所述阳离子型聚合物的抗微生物特性。为了在HA圆盘上吸附阴离子型聚合物和阳离子型聚合物，在约7.2的pH值下将相应的水合HA圆盘在荧光素结合型或荧光素结合型PAA-G75的1.0wt％溶液中保温约60分钟。在保温约60分钟之后约，在去离子水中洗涤水合HA圆盘约5分钟，并且经由共聚焦显微镜验证阴离子型聚合物和阳离子型聚合物的吸附。

　　共聚焦显微镜的结果示出于图5(a)和(b)中。具体地说，图5(a)示出了未经处理的HA圆盘，而图5(b)示出了在吸附荧光素结合型阴离子型和阳离子型聚合物之后，经由共聚焦显微镜所获得的图像。如图5(a)中所示，没有从未经处理的HA圆盘观察到自发荧光。另外，如图5(b)中所示，经由共聚焦显微镜进行的荧光分析确认，阴离子型聚合物和阳离子型聚合物(PAA-G75)都成功吸附和滞留在HA圆盘的表面上。

　　实例9

　　在阴离子型聚合物和/或阳离子型聚合物(PAA-G75)吸附之后，在HA表面上评估PAA-G75对口腔常见细菌生物质的抗细菌附着性能。为了评估抗细菌附着性能，在约7.2的pH值下将水合HA盘于室温下在阴离子型聚合物或阳离子型聚合物(PAA-G75)的1.0wt％溶液中保温1小时，以分别提供经过处理和经过PAA-G75处理的HA圆盘。另外，还用和PAA-G75两者处理分开的水合HA圆盘，以提供如上文所论述的经过共同沉积/共同处理的HA圆盘。具体地说，将水合HA圆盘暴露于第一聚合物(或PAA-G75)中以建立第一层，随后用第二剩余聚合物(或PAA-G75)进行处理。

　　在保温之后，用无菌去离子水洗涤水合HA圆盘持续5分钟，并在细菌悬浮液中培育，以模拟口腔的细菌生物质。细菌悬浮液含有五种用碘化3，8-二氨基-5-己基-6-苯基-菲啶鎓盐(hexidium iodide)预标记的口腔细菌/微生物物种，即，干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)、口腔链球菌(Streptococcus oralis)、小韦荣氏球菌(Veillonella parvula)和粘性放线菌(Actinomyces viscosus)。在37℃和90rpm下将水合HA圆盘在细菌悬浮液中培育2小时。在培育之后，以五分钟时间间隔和90rpm三次用磷酸盐缓冲盐水(PBS)从经过接种的水合HA圆盘洗涤掉未粘附到样品上的细菌。经由共聚焦显微镜评估细菌生物质的完全粘附性，使用SYTO9染色来进行分析，并且经由ImageJ来定量。细菌粘附的定量数据示出于图6(a)和(b)中。

　　如在图6(a)中显而易见，经过PAA-G75处理的表面令人惊讶并且出乎意料地展现，其细菌粘附与经过处理的表面相比在统计学上显著减少。具体地说，经过PAA-G75处理的表面展现，细菌粘附与经过处理的表面相比减少约30％至约40％。

　　如图6(b)中所示，在经过处理的圆盘(经过/PAA-G75处理的圆盘)上共同沉积和PAA-G75令人惊讶并且出乎意料地展现，与单独PAA-G75相比，抗附着性能相对降低或细菌附着增加。抗附着性能的降低不受在HA表面上进行沉积的顺序影响。举例来说，当首先沉积并且第二沉积PAA-G75时和当首先沉积PAA-G75并且第二沉积时，都观察到附着与单独PAA-G75相比相对增加。因此，在经过/PAA-G75处理的圆盘中所观察到的细菌附着增加不依赖于聚合物被吸附在水合HA圆盘上的顺序。

　　本文所公开的数据表明具有聚烯丙胺主链和一个或多个胍官能团的阳离子型聚合物(例如PAAG75)作为抗生物膜分子的潜在效用。本公开还支持阳离子型聚合物用于抑制早期定殖的效用，所述定殖导致生物膜在口腔表面上累积、发展和形成。因此，本公开支持阳离子型聚合物用于如上文所论述的口腔护理产品的效用。本公开进一步支持阳离子型聚合物用于如上文所论述的家庭护理产品的效用，这是由于因为在各种表面上的生物膜形成的化学和生物学是类似的。

　　实例10

　　经由细菌的差异染色来评估阳离子型聚合物PAA-G75与相比的抗菌效果。具体地说，评估阳离子型聚合物PAA-G75针对常见初级定殖体(即干酪乳杆菌、具核梭杆菌、口腔链球菌、小韦荣氏球菌和粘性放线菌)的抗细菌附着性能。另外，评估阳离子型聚合物的抗菌效果，所述评估使用经由对于细胞壁的损伤来区分存活细菌和死亡/被杀灭细菌的活体染色以及在与阳离子型聚合物接触后对细菌中总ATP进行的定量来进行。

　　为了评估阳离子型聚合物，将细菌悬浮液与或PAA-G75的约1％溶液一起在约7的pH值下或在0.075％西吡氯铵(CPC)存在下进行培育，并且在37℃下培育2分钟。0.075％CPC用作阳性对照物，以示出聚合物的杀菌效应以及其与靶向细菌细胞壁的其它抗微生物分子的类似性。在处理后，将细菌回收并且用Syto9和碘化丙锭染色，以区分完好细胞与损伤细胞，以及对经过处理的细胞中的总ATP进行定量。短时间间隔杀灭处理分析(SIKT)的结果汇总于表5中。

　　表5：短时间间隔杀灭处理(SIKT)分析＊

　　

　　*分析使用可从马萨诸塞州沃尔瑟姆的赛默飞世尔科技公司(ThermoFisherScientific of Waltham，MA)商购获得的BacLightTM细菌活力试剂盒以及可从威斯康星州麦迪逊(Madison，WI)的Promega Corp.商购获得的BacTiter-GloTM微生物细胞活力分析来确定

　　如表5中显而易见，PAA-G75在接触和暴露于阳离子型聚合物中时对细菌细胞壁具有负面影响，这导致细胞壁损伤和杀菌效应。在使用碘化丙锭对细菌进行活体染色后观察到这种效应，其示出了细菌表面在与PAA-G75接触后的可透性，这导致活细胞与经过处理的细菌细胞相比减少40％。这种效应与0.075％CPC的作用机制类似，其已显示为靶向细菌细胞壁而导致细菌溶解。除前述内容之外，对经过PAA-G75处理的细菌的ATP定量指示，在CPC处理后或PAA-G75处理后，活细胞令人惊讶并且出乎意料地减少约95％。ATP定量结果汇总于表6中。

　　表6：细菌活力定量

　　

　　a1％+1％PAAG75指示首先沉积后接PAAG75

　　b1％PAAG75+1％指示首先沉积PAAG75，后接

　　在不受理论束缚的情况下，相信阳离子型聚合物与细胞壁之间的接触和/或阳离子型聚合物在细胞壁的细胞外细菌表面内的累积使细胞壁不稳定，从而导致渗漏和细菌溶解。

　　实例11

　　评估PAA-G75的接触效应。为了评估PAA-G75的接触效应，如上文所论述，用或PAA-G75对HA圆盘进行预涂布或预处理。另外，共同沉积对PAA-G75抗菌活性的作用经由用(1)PAA-G75后接或(2)后接PAA-G75对HA圆盘进行依序涂布来确定。将经过处理的圆盘暴露于细菌悬浮液(光学密度＝0.2)中持续两小时，并且通过ATP定量来评定总细胞活力。结果汇总于表6中。

　　与SIKT分析相符，与经过PAA-G75处理的HA圆盘接触显示出其细胞活力与经过处理的HA圆盘和未经处理的HA圆盘相比减低。除前述内容之外，令人惊讶并且出乎意料地发现，PAA-G75的抗菌活性至少部分地依赖于聚合物沉积次序或由所述次序决定。

　　举例来说，当后续层被吸附作为第二层时，PAA-G75的抗菌活性相对较低。在不受理论束缚的情况下，相信阴离子型聚合物与PAA-G75阳离子型聚合物的静电交联相互作用可以诱导PAA-G75聚合物分散，所述聚合物可以移动到外层并恢复抗菌性能，但PAA-G75阳离子型聚合物顶部的一些阴离子型聚合物可能部分地妨碍PAA-G75接触细菌细胞壁的表面；并且因此，PAA-G75的抗菌活性略微减轻(活力减低％＝83.12)，但高分子量聚合物可以用来使涂层中的PAAG75稳定。根据对混合层的形态研究，在首先用处理并且随后用PAA-G75聚合物处理的HA圆盘中，使得PAA-G75阳离子型聚合物可以非均匀并且不规则地吸附在阴离子型聚合物层上，产生斑状表面，其显示出标准误差(±3286.63)以及较高相对发光单位。这些结果示出PAA-G75的杀菌活性。

　　实例12

　　评估最小抑制剂浓度(MIC)分析以鉴别胍对大肠杆菌(E.coli)的组成影响。为了评估MIC，使大肠杆菌以约0.2的起始光学密度(O.D)悬浮于含有不同浓度PAA-G75(约75％胍官能化)和PAA-G67(约67％胍官能化)的DMEM中。在37℃下将细菌与聚合物一起培育隔夜，其中每小时鉴别细菌培养物的O.D.持续总计16小时。分析的结果示出于图7中，并且对PAA-G75和PAA-G67两者鉴别出类似IC50(＜0.05％)。结果表明已达到维持聚合物杀菌活性所需的组成要求。具体地说，基于结构官能性研究，67％胍的最小组成是在目前所描述的聚合物系统中递送抗菌效应所必需的。

　　已参考示例性实施例描述本公开。尽管已显示出和描述了有限数目的实施例，但所属领域的技术人员应了解，可以在不脱离前述详细描述的原理和精神的情况下，在这些实施例中进行改变。本公开旨在解释为包括所有此类修改和改变，只要其处于所附权利要求书或其等效物的范围内。