生物递送系统

摘要

已经发现了生物递送系统，其通过使用脂质体载体提高抗微生物化合物引入复杂生物膜基质的效率和有效性，因此去除在包括管道、热交换器、冷凝器、过滤系统和流体储槽的工业含水系统中的生物污垢。根据本发明的一个实施方案，将含抗微生物化合物的脂质体加到倾向于形成生物污垢和生物膜的水系统中。脂质体与微生物膜或细胞在组成上类似，容易结合到已有的生物膜中。一旦所述含抗微生物化合物的脂质体变得夹杂在生物膜基质内，就会进行所述脂质体的分解或崩解。随后，抗微生物核释放，以直接与生物膜包裹的微生物反应。在生物体死亡后，基质分解且因此引起含水系统污垢减少，引起传热增加，通量增加，在微滤膜表面上较少沉积胶态和颗粒状固体和溶解的有机物，从而减少膜清洗和最终更换的频率和时间。

权利要求

1.生物递送组合物，其用于将至少一种抗微生物组合物递送到存在于工业系统中的生物膜中，其中a)所述生物膜包含至少一种微生物物类；

b)所述生物递送组合物包含含至少一种脂质或磷脂型组分的脂质体结构；和c)所述脂质体结构包囊至少一种抗微生物组合物。

2.权利要求1的生物递送组合物，其中所述脂质为选自由磷脂、卵磷脂、磷脂酰胆碱、糖脂、甘油三酸酯、固醇、脂肪酸、鞘脂或其组合组成的集合中的一个成员。

3.权利要求2的生物递送组合物，其中所述脂质为磷脂。

4.权利要求3的生物递送组合物，其中所述磷脂源自于大豆或蛋类。

5.权利要求2的生物递送组合物，其中所述卵磷脂为脂质的混合物。

6.权利要求1的生物递送组合物，其中所述抗微生物组合物包含至少一种抗微生物剂。

7.权利要求6的生物递送组合物，其中所述抗微生物组合物包含非氧化性抗微生物剂。

8.权利要求6的生物递送组合物，其中所述抗微生物剂为异噻唑啉抗微生物剂。

9.权利要求8的生物递送组合物，其中所述异噻唑啉抗微生物剂包含选自由

5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮或其任何组合组成的集合的至少一个成员。

10.权利要求6的生物递送组合物，其中所述抗微生物剂为被取代的次氮基丙酰胺。

11.权利要求10的生物递送组合物，其中所述被取代的次氮基丙酰胺抗微生物剂包含

2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺。

12.权利要求6的生物递送组合物，其中所述抗微生物剂为季铵盐。

13.权利要求12的生物递送组合物，其中所述季铵盐包含选自由烷基，二甲基-苄基氯化铵、二烷基二甲基季盐和其组合组成的集合的至少一个成员。

权利要求6的生物递送组合物，其中所述抗微生物剂为被取代的丙二醇抗微生物剂。

14.权利要求6的生物递送组合物，其中所述抗微生物剂为季铵盐。

15.权利要求14的生物递送组合物，其中所述丙二醇抗微生物剂包含2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇。

16.权利要求6的生物递送组合物，其中所述抗微生物剂为 盐抗微生物剂。

17.权利要求16的生物递送组合物，其中所述抗微生物剂包含选自由三丁基十四烷基氯化 四羟甲基硫酸 或其任何组合组成的集合的至少一个成员。

18.权利要求1的生物递送组合物，其中所述脂质体结构的直径至多约200微米。

19.权利要求1的生物递送组合物，其中所述脂质体结构的直径为约500纳米-约10微米。

20.权利要求1的生物递送组合物，其中所述工业系统为含水系统。

21.权利要求20的生物递送组合物，其中所述工业系统选自水分配系统、冷却塔、锅炉系统、淋浴、水族馆、喷洒装置、温泉、清洗浴系统、空气洗涤器、巴氏灭菌器、空调、流体递送管线、储槽、离子交换树脂、食品和饮料加工线、喷漆室、金属加工流体浴、煤和矿物浆、金属沥滤流体、废水处理设施、纸浆和造纸操作悬浮液、软体动物控制、酸性矿排水、石油钻井管道、石油管线、储油槽、气体钻井管道、气体管线或倾向于微生物引起生物膜形成或微生物引起腐蚀的任何工业应用。

22.将抗微生物组合物递送到在工业系统中的生物膜中的方法，其包括以下步骤：a)形成包囊至少一种抗微生物组合物的脂质体结构；和b)将有效量的上述脂质体a)引入倾向于形成生物污垢或生物膜的工业系统中。

23.权利要求22的方法，其中所述脂质体结构以约0.01ppm-约100ppm引入。

24.权利要求22的方法，其中所述脂质体结构引入所述工业系统中的目标位置处。

25.权利要求22的方法，其中所述脂质体结构包含抗微生物剂。

26.权利要求25的方法，其中所述抗微生物剂为异噻唑啉抗微生物剂。

27.权利要求26的方法，其中所述异噻唑啉抗微生物剂包含选自由5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮或其任何组合组成的集合的至少一个成员。

28.权利要求25的方法，其中所述抗微生物剂为被取代的次氮基丙酰胺抗微生物剂。

29.权利要求28的方法，其中所述被取代的次氮基丙酰胺抗微生物剂包含2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺。

30.权利要求25的方法，其中所述抗微生物剂为季铵盐抗微生物剂。

31.权利要求30的方法，其中所述季铵盐抗微生物剂包含选自由烷基，二甲基-苄基氯化铵、二烷基二甲基季盐或其任何组合组成的集合的至少一个成员。

32.权利要求25的方法，其中所述抗微生物剂为丙二醇抗微生物剂。

33.权利要求32的方法，其中所述丙二醇抗微生物剂包含2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇。

34.权利要求25的方法，其中所述抗微生物剂为 盐抗微生物剂。

35.权利要求34的方法，其中所述 盐抗微生物剂包含选自由三丁基十四烷基氯化四羟甲基硫酸 或其任何组合组成的集合的至少一个成员。

说明书

生物递送系统

发明领域

[0001] 总体而言，本发明的领域涉及用于向工业系统提供诸如化学物质的产品或化合物的生物递送系统。本发明还涉及组合物，其适用于靶向递送所述组合物到细菌生物膜各种环境。

[0002] 发明背景

[0003] 细菌生物膜存在于天然、医学和工业环境中。生物膜对微生物提供选择优势以确保微生物存活或允许它们某一时间以休眠状态存在直到出现合适的生长条件。遗憾的是，该选择优势对健康或对工业系统的效率和寿命造成严重威胁。必须使生物膜减至最小或将其破坏以改进工业系统的效率或去除潜在的健康威胁。

[0004] 许多工业或商业操作由于各种原因而依赖大量水，诸如冷却系统，或者所述系统可产生大量废水，这导致产生需要处理的生物膜。这些工业包括但不限于农业、石油、石油钻井、石油管线、石油储存、天然气钻井、天然气管线、天然气储存、化学、制药、采矿、金属电镀、纺织、造纸、酿造、食品和饮料加工和半导体工业。在这些操作中，天然存在的生物膜会在许多结构或设备表面上或在天然或生物表面上连续产生。在工业装置中，这些生物膜的存在导致工业机械效率降低，需要增加维修并呈现潜在的健康危害。一个实例是水冷却塔的表面变得越来越被微生物产生的生物膜粘液涂覆，生物膜粘液缩小水流并减小热交换容量。具体地说，在流水或静水中，生物膜可造成严重问题，包括管线堵塞、由于膜下微生物生长腐蚀设备和潜在有害的病原菌生长。水冷却塔生物膜可形成维持致病微生物(诸如嗜肺性军团杆菌(Legionella pneumophila))生长的港口或储库。

[0005] 工业系统的另一实例是食品和饮料工业中见到的那些系统。食品制备线经常被其中生物膜常包含潜在病原体的机械和食品二者上的生物膜积累困扰。工业生物膜(诸如，食品工业中见到的工业生物膜)是通过表面驻留微生物产生并制作的不溶性富多糖生物聚合物的复杂组合。更详细地讲，生物膜或微生物粘液包含从某些微生物挤出的多糖、蛋白质和脂多糖，这些物质使它们粘着到与水环境接触的固体表面上并形成在保护膜内旺盛生长的固着细菌的持续菌落。这种膜可允许厌氧物类生长，产生酸性或腐蚀性条件。为了控制这些问题，需要一些方法和抗微生物产品来控制生物膜的形成和生长。控制生物膜包括防止微生物附着和/或从表面去除已有的生物膜。虽然在很多情形下去除通过用高碱性或氧化剂短时清洗处理完成，但控制生物膜的最通常使用的物质为抗微生物剂和分散剂。在美国专利5,411,666号中指出了去除生物膜或防止生物膜在固体基质上积累的方法，所述方法包括组合至少两种生物产生的酶(诸如酸性或碱性蛋白酶和葡糖淀粉酶或α淀粉酶)和至少一种表面活性剂。美国专利6,759,040号指出了制备以去除特定生物膜为目标的生物膜降解、多特异性水解酶混合物的方法。

[0006] 美国专利6,267,897号涉及通过向商业和工业水系统中加入一种或多种植物油来抑制系统中生物膜形成的方法。然而，虽然抗微生物剂有效控制分散的微生物悬浮体，即浮游微生物，但抗微生物剂不能充分地对抗固着微生物(生物膜的基础)。这是由于抗微生物剂穿透微生物细胞周围的多糖/蛋白质粘液层困难。较厚的生物膜受到较少抗微生物剂穿透，结果是抗微生物剂效力不良。设法较佳控制生物膜的一种已知方法是将分散剂和湿润剂加到抗微生物剂组合物中以提高抗微生物剂效力。生物分散剂可促使保持浮游微生物充分分散，以使它们不附聚或达到引起担负锚接到表面或引发薄膜或菌落形成机制的胞外过程所需的局部密度。作为抗微生物处理制剂中的组分，这些生物分散剂有助于打开生物膜中的通道，以允许更佳的毒剂渗透性，并且使已弱化并从表面释放的微生物聚集体和团块更好地分散。然而，已经证明生物分散剂防止初始生物膜形成比去除已有的生物膜更有效。在很多情况下，生物分散剂的活性只负责从生物结污表面去除25-30％的生物质，即使与抗微生物剂结合使用。

[0007] 因此，仍然明确需要在诸如工业系统的系统内递送微生物化合物的高效且有效的方法，所述抗微生物化合物更能穿透已有的生物膜和生物基质且更有效地杀伤生物膜基质内所含的微生物、因此杀伤并清除生物膜以及防止生物膜将来形成或积累。减少微滤系统污垢和提供不太频繁的清洗和/或更换(其将增强总过滤过程)也是有待解决的需要。

[0008] 发明概述

[0009] 已经发现了生物递送系统，其通过使用脂质体载体提高抗微生物化合物引入复杂生物膜基质的效率和有效性，其可用于天然、医学和工业应用中。在工业应用中，所述递送系统可减少或消除工业系统中的污垢，这些工业系统包括但不限于含水系统，诸如管道、热交换器、冷凝器、过滤系统和介质及流体储槽。

[0010] 根据本发明的一个实施方案，将含抗微生物剂(诸如亲水性抗微生物剂)的脂质体加到倾向于形成生物污垢和生物膜的水系统中。脂质体与微生物细胞壁结构的外表面或供微生物食用的物质在组成上类似，容易结合到在已有的生物膜中存在的微生物中。一旦脂质体变得夹杂在生物膜基质内，就会进行脂质体的消化、分解或降解，从而释放抗微生物剂，或者含水抗微生物核局部地与生物膜包裹的微生物反应。在生物体死亡后，多糖/蛋白质基质不能被补充，而是分解，从而引起含水系统的生物污垢减少。因此，根据所涉及的特定系统，该生物膜去除或分解引起传热增加(工业热交换器)，通量增加(过滤器或过滤膜)，在微过滤膜表面上较少沉积胶态和颗粒状固体和溶解的有机物，从而减少膜清洗和最终更换的频率和时间，或者通常降低管线、槽、容器或其它工业设备中的腐蚀表面条件。

[0011] 本发明的一个供选的实施方案提供使活性物质进入天然、医学或工业系统的递送系统，其可选自防腐蚀处理、农业和商业家用的杀虫剂、食品添加剂和防腐剂、化学和生物检测、颜色和味道增强、气味控制和水生害虫治理。

[0012] 用本说明书随附并形成本说明书的一部分的权利要求书中的各项指出体现本发明的各种新颖性特征。为了更好地理解本发明，通过使用它而得到的操作优势和益处，可参考附图和描述内容。所述附图旨在表示本发明的实施例。这些图并不意欲表示可产生并使用本发明的所有方式的限制。当然，可对本发明的各种组分作出变化和替代。本发明还在于所述要素的子组合和子系统以及使用它们的方法。

[0013] 附图简述

[0014] 现在参考附图，这些附图旨在为示例性，而不为限制，且其中相似的要素被相似编号，并且为了图示清楚，并非所有的数字都在每张图中重复。

[0015] 图1为列出根据本发明的一个实施方案从异噻唑啉得到的结果的图表。

[0016] 图2为列出根据本发明的一个实施方案从异噻唑啉得到的其它结果的图表。

[0017] 图3为列出根据本发明的一个实施方案从异噻唑啉得到的结果的图表。

[0018] 图4为根据本发明的一个实施方案从被取代的次氮基丙酰胺得到的结果的图表。

[0019] 图5和图6为列出根据本发明的实施方案从铵盐得到的结果的图表。

[0020] 图7和图8为列出根据本发明的实施方案从被取代的丙二醇抗微生物剂得到的结果的图表。

[0021] 图9为根据本发明的一个实施方案从 盐得到的结果的图表。

[0022] 发明详述

[0023] 在整个说明书和权利要求书中使用的近似语可用于修饰任何定量表述，这些表达可容许在不导致其相关的基本功能发生变化的条件下进行改变。因此，由诸如“约”的术语修饰的值并不局限于所指定的精确值。至少在某些情况下，近似语可与用于测量该值的仪器的精度相对应。除非上下文或语句中指出，否则范围限度可以进行组合和/或互换，并且这种范围被确定为且包括本文中所包括的所有子范围。除了在操作实施例中或其它地方中另有指明之外，说明书和权利要求书中所使用的所有表示成分的量、反应条件等等的数字或表达在一切情况下都应被理解为受到词语“约”的修饰。

[0024] 木文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其它变体都旨在覆盖非排它性的包括。例如，包括一列要素的工艺、方法、物品或设备并不一定只局限于那些要素，而是可以包括其它没有明确列出或属于这种工艺、方法、物品或设备内在的要素。

[0025] 已经发现了递送系统，其通过使用脂质体载体提高抗微生物化合物引入复杂生物膜基质的效率和有效性，其可用于天然、医学和工业应用中。在工业应用中，所述递送系统可减少或消除工业系统中的污垢，这些工业系统包括但不限于含水系统，诸如冷却塔、管道、热交换器、冷凝器、过滤系统和介质及流体储槽。

[0026] 根据本发明的一个实施方案，将含杀微生物或抗微生物剂或化合物的脂质体加到倾向于形成生物污垢和生物膜的工业系统中。脂质体与微生物膜或细胞在组成上类似，容易结合到已有的生物膜中。一旦含抗微生物化合物的脂质体扩散进入、吸附或以其他方式变得夹杂在生物膜基质内，生物膜基质中已有的微生物就将摄取脂质体结构，引起在微生物的细胞内基质内部的脂质体分解或崩解，因此释放抗微生物化合物到微生物的细胞内基质中，最终导致微生物死亡。也就是说通过使脂基质对pH、氧化还原电位、Ca+2浓度或其他变化敏感，可使脂质分解和抗微生物剂释放程序化发生。随后，抗微生物组分(可集中在脂质体的含水核或脂质体的类脂膜部分中)释放，以直接与生物膜包裹的微生物反应。因此，不是将抗微生物剂以高水平加到本体水系统中，而是通过生物膜或自由(浮游)生物体吸收少量脂质体包裹的抗微生物剂，且脂质体的降解局部地在目标生物体或其薄膜基质生态位释放抗微生物剂。因此，抗微生物剂局部地达到高浓度，以杀伤目标生物体，并且在生物体死亡后，形成生物膜的多糖/蛋白质基质不能保持或再生，而是分解，并因此引起含水系统污垢减少，引起传热增加，通量增加，在微滤膜表面上较少沉积胶态和颗粒状固体和溶解的有机物，从而减少膜清洗和最终更换的频率和时间或产生其它益处。

[0027] 脂质体或脂体(lipid body)为其中脂质加到含水缓冲剂中以形成囊泡(包围一定体积的结构)的系统。所述脂质体可包含选自磷脂、卵磷脂、磷脂酰胆碱、糖脂、甘油三酸酯、固醇、脂肪酸、鞘脂或其组合的脂质。

[0028] 更具体地讲，脂质体为微观囊泡，最通常由磷脂和水组成。脂质体可由来源于各种来源(包括但不限于大豆和蛋类)的磷脂制成。在适当混合时，磷脂自身排列成围绕一定体积含水核的双层或多层，非常类似于细胞膜。脂质体可制成在含水核内携带多种化合物或化学物质，或者所要化合物可在合适载体中配制以进入(一个或多个)脂质层。脂质体可以多种大小生成，并且可以亚微米至多微米直径制备。可通过数种已知的方法制备脂质体。这些方法包括但不限于控制蒸发、挤出、注射、微流体处理器和转子-定子混合器。脂质体可以约10纳米至大于约15微米的直径生成。在以约100纳米至约2微米的大小生成时，脂质体在大小和组成上都非常类似于大多数的微生物细胞。含抗微生物剂或抗微生物化合物的脂质体应以例如约0.05-约15μ或者约0.1-到10.0μ的模拟细菌细胞的大小生成。

[0029] 在一个实施方案中，将有效量的所述含抗微生物剂的脂质体引入倾向于形成生物污垢和生物膜的工业系统中，或可引入已经显示生物污垢或生物膜形成迹象的系统。所述有效量将根据抗微生物化合物或抗微生物剂及其加入的含水系统变化，但一个实施方案提供约0.01ppm-约100ppm、供选约0.05-约50ppm、或者约0.05-约5.0ppm。脂质体与微生物膜或细胞壁在组成上类似，容易结合到已有的生物膜中，并且变得夹杂在生物膜基质内。含抗微生物剂的脂质体由于与生物膜在组成和结构上类似而具有改进的生物膜基质穿透力。脂质体一旦结合或夹杂在已有的生物膜基质中，脂质体就会开始崩解。在脂质体分解或程序化崩解后，在脂质体的含水核中所含的抗微生物化合物释放，以直接与生物膜包裹的微生物反应，导致其死亡。在生物体死亡后，多糖/蛋白质基质将快速分解，从而使表面没有污染微生物。

[0030] 本发明的一个实施方案的主要特征是，所述脂质体组成极小的疏水体，这些疏水体可容易地残存并分散于诸如含水或天然系统的系统中，然而将吸附到或穿透生物膜且优先靶向栖居于、组成或支持生物膜的微生物或被所述微生物靶向。因此，所述脂质体将抗微生物剂直接递送到微生物或生物膜，产生有效的局部抗微生物活性水平，而不需要工业系统总体上维持高剂量。因此，在常规生物膜处理可能需要用一定水平的大量抗微生物化学物质定量投料时，通过脂质体递送可以在含水系统中以低一个数量级或更多的水平定量投料，然而仍达到或积累到有效控制或去除生物膜的水平。该低水平的抗微生物剂浓度由于由该递送系统产生的效力而对环境具有积极影响。另外，根据所处理的特定系统，一个实施方案提供将脂质体实际递送到系统的灵活性。如果在系统中存在倾向于形成生物膜的一个特定区域，可将脂质体递送到该系统的该特定部分或点，使得生物递送组合物递送到目标位置，而不是必须参与或暴露于整个系统。因为由于以该形式的抗微生物剂的效力而需要较小剂量的含抗微生物剂的脂质体，所以不需要整个系统或工艺都用抗微生物剂充满或用其处理。

[0031] 实际上，尽管已用术语“抗微生物”或“杀生物”描述脂质体携带的药剂，但这些药剂不必为通常通过那些术语了解的高度生物活性物质，而是可包括许多仅仅由于高度局部释放变得高效的相对无害物质。因此，例如，表面活性剂或无害铵或卤化 盐在局部释放时可影响胞外菌落形成分泌物的一般作用，并且对于本发明的目的作为抗微生物剂而包含，并且可使用相同机制将其它处理化学物质递送到目标生物膜部位。

[0032] 可由该方法处理的含水系统包括但不限于饮用和非饮用水分配系统、冷却塔、锅炉系统、淋浴、水族馆、喷洒装置、温泉、清洗浴、空气洗涤器、巴氏灭菌器、空调、流体递送管线、储槽、离子交换树脂、食品和饮料加工线、金属加工流体浴、煤和矿物浆、金属沥滤流体、废水处理设施、软体动物控制、纸浆和造纸操作、酸性矿排水或倾向于被微生物物类引起生物结垢的任何应用。也可有效处理其中沿着导管系统在不流动或汇集的水坑(sumps or lenses)中形成生物膜的应用，例如石油钻井、储油槽或石油管线。

[0033] 脂质体递送处理化学物质的另外应用包括天然、医学和工业系统，诸如但不限于一般用于设备的防腐蚀处理、用于医学或兽医用途的激素、维生素或抗氧化剂处理或抗生素和基因治疗的递送、农业和商业家用的杀虫剂、食品添加剂和防腐剂的有效制剂的递送、化学和生物检测系统的靶向递送、颜色和香味增强、气味控制、杀真菌剂、灭鼠剂、杀虫剂、霉菌控制和水生害虫控制。

[0034] 例如非氧化性抗微生物剂的各种抗微生物剂可结合到脂质体中，其将是有效的。与在工业系统中包含抗微生物剂(其中抗微生物剂在脂质体递送系统的外面)相比，使用某些抗微生物剂已经显示出该递送系统的效力。抗微生物剂的水平或浓度以活性物质水平计量，从而提供跨越多种形式的相同抗微生物剂的一致性。

[0035] 本发明的一个实施方案要求使用异噻唑啉-3-酮抗微生物剂。在与引入系统中、而不是结合到脂质体中的处于相同活性物质浓度下的相同的异噻唑啉-3-酮化合物相比时，这些异噻唑啉-3-酮脂质体制剂在杀伤和去除生物膜方面更有效，因为含抗微生物剂的脂质体容易地穿透微生物生物膜且在破坏生物膜基质方面非常有效。该脂质体递送方法可包括5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，而当以脂质体生物递送系统或组合物递送时，任何基于被取代的异噻唑啉-3-酮的抗微生物剂都可变得显著更加有效。

[0036] 异噻唑啉-3-酮化合物的实例有：

[0037]

[0038] 其中：

[0039] R＝H，Cl，Br，I，CnH(n+2)

[0040] X＝H，Cl，Br，I，CnH(n+2)

[0041] Y＝H，Cl，Br，I，CnH(n+2)。

[0042] 对于包含异噻唑啉的脂质体的实施方案，活性物质范围为约0.02-约10.0活性物质、或者约0.03-约5.5活性物质。

[0043] 本发明的一个供选的实施方案提供结合了抗微生物剂和被取代的次氮基丙酰胺(例如DBNPA)的生成的脂质体。当与未结合到脂质体递送系统中的处于相同活性物质浓度下的相同DBNPA化合物相比较时，DBNPA脂质体制剂靶向且消除更高水平的生物膜。所述脂质体抗微生物剂容易地穿透微生物生物膜且在破坏生物膜细胞和相关粘液复合物方面非常有效。该脂质体递送方法已经用2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺证明，但据信当以脂质体形式递送时任何被取代的次氮基丙酰胺抗微生物剂活性物质都可变得显著更加有效。被取代的次氮基丙酰胺的非限定性实例表示如下。并且，还示出了来自次氮基丙酰胺化合物家族的其它可能的化合物包括DBNPA、2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺。

[0044]

[0045] 其中：

[0046] X1＝F，Cl，Br，I，CH3，H

[0047] X2＝F，Cl，Br，I，CH3，H

[0048] Y1＝F，Cl，Br，I，CH3，H

[0049] Y2＝F，Cl，Br，I，CH3，H

[0050]

[0051] 对于包含次氮基丙酰胺的脂质体的实施方案，活性物质范围为约0.2-25活性物质、或者约0.5-约12.5活性物质。

[0052] 本发明的另一实施方案提供结合季铵盐(诸如，阳离子表面活性剂)和抗微生物剂烷基，二甲基-苄基氯化铵(ADBAC Quat)的生成的脂质体。ADBAC型季盐为可用作脂质体递送系统中的抗微生物剂的铵盐的一种形式，而当以脂质体形式递送时，任何被取代的季铵盐抗微生物剂活性物质(诸如，二烷基二甲基季盐)都可更有效。示出了具有如下通式的季铵盐的非限定性实例：

[0053]

[0054] 其中：-

[0055] X ＝Cl，Br，I，HCO3，CH3OSO3。

[0056] 对于包含铵盐的脂质体的实施方案，活性物质范围为约2.0-约250活性物质、或者约4.0-约125活性物质。

[0057] 本发明的另一实施方案包括被取代的丙二醇抗微生物剂活性物质，诸如2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇(BNPD)活性物质(被取代的丙二醇类化合物的代表)。被取代的丙二醇化合物的实例：

[0058]

[0059] 其中：

[0060] X＝Cl，Br，I，NO2，SO3H，OH

[0061] Y＝Cl，Br，I，NO2，SO3H，OH

[0062] 实例：

[0063] Bronopol(BNPD)＝2-溴-2-硝基-丙二醇

[0064] ＝2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇

[0065]

[0066] 结合到脂质体中的被取代的丙二醇抗微生物剂的有效量将包括约1.0-约100抗微生物剂活性物质、或者约2.5-约8.0抗微生物剂活性物质。

[0067] 本发明的另一实施方案，结合抗微生物剂 盐(例如，阳离子表面活性剂和抗微生物剂三丁基十四烷基氯化 (TTPC))的生成的脂质体。当与未结合到脂质体递送系统中的处于相同活性物质浓度下的相同TTPC化合物相比较时，TTPC脂质体制剂靶向且消除更高水平的生物膜。所述脂质体抗微生物剂容易地穿透微生物生物膜且在破坏生物膜细胞和相关粘液复合物方面非常有效。该脂质体递送方法已经用TTPC证明，但当以脂质体形式递送时任何 盐抗微生物剂活性物质都可变得显著更加有效。 盐的非限定性实例表示为：

[0068]

[0069] 其中：

[0070] R1＝CH3，CH2OH，CnH(2n+1)where n＝2-20

[0071] R2，R3，R4＝CH3，CH2OH，CnH(2n+1)where n＝2-5

[0072] X＝Cl，Br，I，NO2，SO4，HCl

[0073] 实例：

[0074]

[0075] 结合到脂质体中的 盐抗微生物剂的有效量将包括约1.0-约100抗微生物剂活性物质、或者约1.5-约50.0抗微生物剂活性物质。

[0076] 本发明的脂质体可制成为多层体，其中提供一个或多个附加层以提高脂质体的稳定性，或者实现底下脂质体和内含物的程序化释放。因此，该技术可用于包囊用于体内递送的药物，使得附加层可包括保护层，这种保护层随时间水解或以其他方式分解，以提供底下脂质体的持续释放或较长寿命。此附加层可另外或供选地包含包囊聚合物，所述包囊聚合物在多层脂质体遇到低pH环境(如在生物膜下面可能出现的腐蚀性高酸性环境)时选择性分解。层也可经复合以易受固硫细菌攻击，使脂质体接近通常存在于废物或管线系统中的这些腐蚀性生物体特别地释放其抗微生物剂。另外，可用数个这样的层保证脂质体的足够寿命，优选数天，并且保证靶向生物膜中的特定生态位或环境。这保证脂质体将有效遇到目标生物体或生物膜菌落，并向其递送它们的抗微生物剂。可处理脂质物质本身，以提供提高的抗水解或抗腐性，或者附加层可由各种可硬化或可交联的油或聚合物形成。

[0077] 本发明的一个供选的实施方案提供用于将至少一种抗微生物组合物递送到存在于工业系统中的生物膜中的生物递送组合物，其中所述生物膜包含至少一种微生物物类；b)所述生物递送组合物包含含至少一种脂质或磷脂型组分的脂质体结构；和c)所述脂质体结构包囊至少一种抗微生物组合物。

[0078] 另一实施方案提供抗微生物剂活性物质向诸如工业水性系统的工业系统中的靶向递送，这通过在所述系统的关键区域中向所述系统引入有效量的所述抗微生物剂来进行。通过靶向某一区域并在工艺中的特定点处进入，所述脂质体系统的效力提供对环境以及维修系统的成本的显著影响，原因是不需要整个系统用抗微生物剂充满，而仅是所关注的特定区域用抗微生物剂充满。

[0079] 现在将关于某些实施例描述本发明，这些实施例仅为本发明的代表，且不应解释为本发明的限制。实施例

[0080] 在以下非限制实施例中举例说明本发明，这些实施例是出于例举目的而提供，且不应解释为限制本发明的范围。除非另外指明，否则实施例中的所有份数和百分比均以重量计。

[0081] 实施例1

[0082] 产生三批结合了作为活性成分的异噻唑啉抗微生物剂KathonTM(自Rohm & Haas，Philadelphia，PA购得)的脂质体(平均直径150纳米)。随后将脂质体置于已涂有微生物生物膜的微量滴定板中。随后将异噻唑啉脂质体的微生物抑制效力与在相同异噻唑啉浓度下使用的非脂质体异噻唑啉抗微生物剂相比较。与非脂质体异噻唑啉溶液相比，含异噻唑啉的脂质体有效得多地穿透生物膜并且抑制生物膜生物体。

[0083] 结果示于下表1、2和3中和图1、2和3中。非脂质体异噻唑啉列为Kathon av，各脂质体样品由三个不同的技术人员制备且以编码提及。所述表和图表表示异噻唑林的浓度与生物膜的抑制百分数之间的关系。从所述表和所述图二者清楚可见，在所有三个试验中，在所测试的每一脂质体浓度下，脂质体异噻唑啉制剂显示出比异噻唑啉对照物(列为Kathon av)更有效的生物膜杀伤/去除效率。脂质体载体在低异噻唑啉浓度下非常有效地将抗微生物剂递送到生物膜，因此在大大降低的异噻唑啉浓度(降低的毒性和价格性能)下提供更好的生物膜控制。

[0084] 表1

[0085]

[0086] 表2

[0087]

[0088] 表3

[0089]

[0090] 实施例2

[0091] 产生一批结合了作为活性成分的被取代的次氮基丙酰胺抗微生物剂的脂质体(平均直径150纳米)。随后将脂质体置于已涂有微生物生物膜的微量滴定板中。随后将被取代的次氮基丙酰胺脂质体的微生物抑制效力与在相同次氮基丙酰胺浓度下使用的非脂质体被取代的次氮基丙酰胺抗微生物剂相比较。与非脂质体被取代的次氮基丙酰胺溶液相比，含被取代的次氮基丙酰胺、特别是DBNPA的脂质体有效得多地穿透生物膜并且抑制生物膜生物体。

[0092] 结果示于下表4中和图4中。所述表和图表表示被取代的次氮基丙酰胺的浓度与生物膜的抑制百分数之间的关系。从所述表和所述图二者清楚可见，在所测试的每一脂质体浓度下，脂质体被取代的次氮基丙酰胺制剂显示出比被取代的次氮基丙酰胺对照物更有效的生物膜杀伤/去除效率。

[0093] 表4

[0094]浓度 DBNPA脂质体 DBNPA
0.39 29.9 17.9
0.78 38.6 23.3
1.56 62.1 35.3
3.13 79.7 66.5
6.25 85.6 80.3
12.5 97.6 89.6

[0095] 实施例3

[0096] 产生两批结合了作为活性成分的铵盐抗微生物剂、具体是季铵盐(50％烷基，二甲基-苄基氯化铵(ADBAC))的脂质体(平均直径150纳米)。随后将脂质体置于已涂有微生物生物膜的微量滴定板中。随后将ADBAC脂质体的微生物抑制效力与在相同ADBAC浓度下使用的非脂质体ADBAC抗微生物剂相比较。与非脂质体ADBAC溶液相比，含ADBAC的脂质体有效得多地穿透生物膜并且抑制生物膜生物体。

[0097] 结果示于下表5和6中和图5和6中。所述表和图表表示ADBAC的浓度与生物膜的抑制百分数之间的关系。从所述表和所述图二者清楚可见，在所测试的每一脂质体浓度下，脂质体ADBAC制剂显示出与ADBAC对照物一样好或更有效的生物膜杀伤/去除效率。

[0098] 表5

[0099]

[0100] 表6

[0101]

[0102] 实施例4

[0103] 产生两批结合了作为活性成分的被取代的丙二醇抗微生物剂、具体是溴硝丙二醇(bronopol)的脂质体(平均直径150纳米)。随后将脂质体置于已涂有微生物生物膜的微量滴定板中。随后将溴硝丙二醇脂质体的微生物抑制效力与在相同溴硝丙二醇浓度下使用的非脂质体溴硝丙二醇抗微生物剂相比较。与非脂质体溴硝丙二醇溶液相比，含溴硝丙二醇的脂质体有效得多地穿透生物膜并且抑制生物膜生物体。

[0104] 结果示于下表7和8中和图7和8中。所述表和图表表示溴硝丙二醇的浓度与生物膜的抑制百分数之间的关系。从所述表和所述图二者清楚可见，在所测试的每一脂质体浓度下，脂质体溴硝丙二醇制剂显示出与溴硝丙二醇对照物一样好或更有效的生物膜杀伤/去除效率。

[0105] 表7

[0106]浓度 溴硝丙二醇脂质体 溴硝丙二醇
0.625 0 0
1.25 5 0
2.5 19 5
5 24 8
10 35 16
20 48 18
40 53 26
80 86 41

[0107] 表8

[0108]浓度 溴硝丙二醇脂质体 溴硝丙二醇
0.78 0 0
1.6 4 0
3.2 10 0
6.25 18 3
12.5 21 5
25 37 11
50 44 15
100 67 32

[0109] 实施例5

[0110] 产生一批结合了作为活性成分的 盐抗微生物剂Bellacide 350TM(BWA，Tucker，GA)的脂质体(平均直径150纳米)。随后将脂质体置于已涂有微生物生物膜的微量滴定板中。随后将 盐脂质体的微生物抑制效力与在相同 盐浓度下使用的非脂质体 盐抗微生物剂相比较。与非脂质体 盐溶液相比，含 盐的脂质体有效得多地穿透生物膜并且抑制生物膜生物体。

[0111] 结果示于下表9中和图9中。所述表和图表表示 盐的浓度与生物膜的抑制百分数之间的关系。从所述表和所述图二者清楚可见，在所测试的每一脂质体浓度下，脂质体盐制剂显示出与 盐对照物相同或更有效的生物膜杀伤/去除效率。

[0112] 表9

[0113]浓度 Bellacide 350脂质体 Bellacide 350
0.39 0 0
0.78 0 0
1.56 6.6 0
3.13 14.5 0
6.25 14.9 0
12.5 23.8 8
25 25 21.6
50 52 48

[0114] 虽然已经参照优选实施实施方案描述了本发明，但是本发明相关领域中的普通技术人员在不脱离本发明的技术范围的情况下可对这些实施方案做出各种变化或替代。因此，本发明的技术范围不仅涵盖上述的那些实施方案，而且还涵盖所有落在权利要求范围内的实施方案。