二元和三元电偶颗粒及其制造方法和用途 本发明涉及电偶颗粒， 还描述了它们的制造方法以及在治疗中的用途。该电偶颗 粒可以是二元或三元电偶颗粒， 例如， 包含多层或多相导电材料的电偶颗粒。背景技术
使用电偶作为离子电渗疗法贴片装置中的电源在本领域中是熟知的， 但作为电刺 激的电源还少为人知。典型的电偶由一对相异的金属制成， 例如某些电偶供电的皮肤贴片 装置中的锌供体电极和银 / 氯化银反电极。通常将这些装置施加到人体上， 以便提供预 期的有益效果， 例如电刺激， 从而促进伤口愈合或增强药物经皮渗入。由颗粒形式的电偶 供电的另一种局部用药系统在美国专利 No.7,476,221、 7,479,133、 7,477,939、 7,476,222 和 7,477,940， 美 国 专 利 申 请 No.2005/0148996 和 US2007/0060862， 以 及 PCT 专 利 公 开 No.2009/045720 中对各种有益效果进行了公开。
本发明提供了新型电偶颗粒、 其制造方法， 以及电偶颗粒在众多新应用中的用途， 包括治疗人体的方法， 包括局部组织应用以及通过各种给药途径 ( 如经口、 注射和外科植 入物 ) 进行的内部治疗。 发明内容 本发明提供了一种多相电偶颗粒， 其包含分散在连续相中的分散相， 连续相含有 第一导电材料， 而分散相含有第二导电材料， 其中所述第一导电材料和所述第二导电材料 均暴露在所述颗粒的表面上， 所述颗粒的粒度为约 1 至约 500 微米， 并且所述颗粒包含约 0.5 至约 60 重量％的所述分散相。
本发明还提供了制备上述多相电偶颗粒的方法、 及其用途， 尤其是在局部应用方 面的用途。
本发明还涉及包含第一导电材料和第二导电材料的二元和三元电偶颗粒， 所述二 元和三元电偶颗粒还可以包含附加的导电材料和 / 或基底和 / 或导电 / 电阻夹层。
本发明还提供了制备上述二元和三元电偶颗粒的方法、 及其用途， 尤其是在局部 应用方面的用途。
附图说明 图 1a 为二元电偶颗粒 100 的透视图。
图 1b 为三元电偶颗粒 150 的透视图。
图 2 为包含导电 / 电阻夹层的三元电偶颗粒 200 的剖视图。
图 3 为包含多孔导电 / 电阻夹层的三元电偶颗粒 300 的剖视图。
图 4a 为包含同心设置的第一导电材料 401 和第二导电材料 402 的圆柱形二元电 偶颗粒 400 的透视图。
图 4b 为包含同心设置的第一导电材料 451 和第二导电材料 452 的圆柱形二元电 偶颗粒 405 的透视图， 其中这两层导电材料涂覆在不导电的圆柱形基底 455 上。
图 5a 为包含同心设置的第一导电材料 501 和第二导电材料 502 以及位于其间的 附加导电材料 503 的圆柱形三元电偶颗粒 500 的透视图。
图 5b 为包含同心设置的第一导电材料 551 和第二导电材料 552 以及位于其间的 附加导电材料 553 的圆柱形三元电偶颗粒 550 的透视图， 其中这三层导电材料涂覆在不导 电的圆柱形基底 555 上。
图 6 为多相电偶颗粒 600 的剖视图， 该颗粒包含分散在连续相 601 中并暴露在表 面上的分散相 602。
图 7a 为具有两层结构的二元电偶颗粒 700 的剖视图。
图 7b 为二元电偶颗粒 750 的剖视图， 该颗粒包含第一导电材料层 751、 基底 755 以 及第二导电材料层 752。
图 8 为具有四层结构的电偶颗粒 800 的剖视图。
图 9 为具有三层结构的电偶颗粒 900 的剖视图。
图 10a 为具有两层结构的电偶颗粒 1000 的剖视图。
图 10b 为具有三层结构的电偶颗粒 1050 的剖视图。
图 10c 为具有四层结构的电偶颗粒 1070 的剖视图。
图 11 为具有四层结构的组合式电偶颗粒 1110 的剖视图。具体实施方式
据信， 本领域的技术人员可以根据本文的描述最大程度地利用本发明。以下具体 实施例应被解释为仅仅是说明性的， 而不以任何方式限制本公开内容的其余部分。
除非另有规定， 否则本文使用的所有技术和科学术语都具有本发明所属技术领域 普通技术人员公知的相同含义。另外， 将本文提及的所有出版物、 专利申请、 专利和其他参 考文献以引用方式并入本文中。 除非另有指明， 否则百分比是指重量百分比 ( 即， 重量％ )。
定义
所谓 “产品” 是指在成品包装形式中包含电偶颗粒 ( 或含电偶颗粒的组合物 ) 的 产品。 在一个实施例中， 产品包含指导用户摄入、 局部涂敷或以其他方式施用电偶颗粒或组 合物 ( 例如用于治疗皮肤病症 ) 的用法说明。这样的用法说明可印刷在产品外部、 标签插 页或任何其他包装上。
在一个方面， 本发明的特征在于促进电偶颗粒或包含本发明的电偶颗粒的组合物 的预期使用。所谓 “促进” 是指促销、 宣传和推销。促销的例子包括但不限于关于产品或在 商场、 杂志、 报纸、 广播、 电视、 互联网等中作出的文字、 视像或口头陈述。
如本文所用， 所谓 “药用” 是指该术语描述的成分适用于其预期用途 ( 例如合适的 摄入或与皮肤或粘膜接触 ) 而没有不适当的毒性、 不相容性、 不稳定性、 过敏、 变应性反应 等。
如本文所用， 所谓 “安全有效量” 是指大至足以达到所期望程度的理想效果但又低 至足以避免严重副作用的成分或组成物的量。 该成分或组成物的安全有效量将根据正在治 疗的部位、 最终使用者的年龄、 治疗的疗程和性质、 所用的特定成分或组合物、 所用的特定 药用载体等因素而改变。
如本文所用， 术语 “治疗” 或 “处理” 是指治疗 ( 如症状的缓解或消除和 / 或治愈 )和 / 或预防或抑制病症 ( 如皮肤、 粘膜、 指 / 趾甲病症 )。在一个实施例中， 将电偶颗粒局部 或全身给予需要这种治疗的受试者 ( 如， 人 )。在一个实施例中， 电偶颗粒用于将其效果施 加于活体 ( 即， 对其进行治疗、 改善其健康、 治愈其疾病、 消除和 / 或减少其量 )， 这些活体 包括脊椎动物 ( 包括人在内的哺乳动物、 鸟、 鱼、 爬行动物和两栖动物 )、 昆虫、 植物、 微生物 ( 如细菌、 真菌和病毒 )。
电偶颗粒
本发明的电偶颗粒包含第一导电材料和第二导电材料， 其中第一导电材料和第二 导电材料均暴露在颗粒的表面上。 通常， 第一导电材料是这样一种材料或金属， 它与相对更 难以氧化 ( 或更易于还原或更贵重 ) 并通常具有正标准电势值的第二导电材料 ( 如， 铜或 银 ) 相比， 更易于氧化并在标准电势表中具有更偏负的值 ( 如， 锌或镁 )。某些材料 ( 例如 铁 ) 具有中间标准电势值， 并可用作第一导电材料或第二导电材料， 具体取决于电偶中另 一种导电材料的氧化容易性 ( 或贵金属性 )。
现在参见图 1a， 在一个实施例中， 电偶颗粒 100 包含第一导电材料 101， 其表面部 分地涂有第二导电材料 102， 例如第一和第二导电材料为彼此直接接触的两种相异金属。 此 电偶颗粒是二元电偶颗粒的一个例子。
在一个实施例中， 电偶颗粒包含一种或多种附加的导电材料。图 1b 显示了分层电 偶颗粒， 其包含通过附加的导电材料 103 彼此电接触的第一导电材料 101 和第二导电材料 102。这样的电偶颗粒在下文中称为三元电偶颗粒。该附加的导电材料可以是基本上惰性 的， 或在含水环境中为非惰性的， 而第一和第二导电材料中的至少一者在含水环境中基本 上为非惰性的。
该附加的导电材料可具有与第一和 / 或第二导电材料相近的电导率。作为另外一 种选择， 该附加的导电材料可具有比第一或第二导电材料更低的电导率， 以调节动电的生 成 ( 例如减小电偶电流 )。 在此实施例中， 该附加的导电材料在第一和第二导电材料之间形 成导电 / 电阻夹层。
导电 / 电阻夹层的存在使得当电偶颗粒与电解质接触时可控制这些颗粒的放电 电流。导电 / 电阻夹层的电阻率越高， 导致第一和第二导电材料的电化学反应越慢， 原因是 在第一和第二导电材料之间对电偶电流的阻抗越高， 从而使得电偶颗粒的整体反应越慢。 可调整导电 / 电阻夹层的性质 ( 导电性 ) 和尺寸 ( 厚度 ) 以控制电流。因此， 可将电偶颗 粒开发成具有更宽和更窄的作用能力范围。此外， 当使用导电 / 电阻夹层时， 可选择电化学 活性更高的材料作为第一和第二导电材料。
在一个实施例中， 以所需的比例提供具有不同导电 / 电阻夹层的电偶颗粒的混合 物。 这样的混合物提供长效、 稳定的作用。 任选地， 混合物可同时包含二元和三元电偶颗粒。
在一个实施例中， 导电 / 电阻夹层材料包括碳、 碳基油墨、 含有非导电粘合剂和导 电颗粒或填料 ( 如碳粒 ) 的混合物的复合物、 导电石墨、 金属粉末、 导电聚合物、 导电粘合 剂、 氧化锌或其他材料。导电 / 电阻夹层还可以是第一或第二导电材料的改性形式， 例如第 一或第二导电材料的氧化物、 卤化物或其他盐、 或另一种化合物。导电 / 电阻夹层还可以包 括转化涂层， 例如在第一或第二导电材料的界面上形成的磷酸盐转化涂层。对第一和第二 导电材料之间的界面区域中的第一或第二导电材料表面的其他改性可用于制备导电 / 电 阻夹层。在一个实施例中， 导电 / 电阻夹层材料包括导电聚合物。在一个实施例中， 导电 / 电阻夹层包含由充分导电填料 ( 如碳、 金属粉末或类似材料 ) 填充的基本不导电聚合材料 的复合物。
在一个实施例中， 导电 / 电阻夹层的电导率比典型的电绝缘体 ( 如橡胶 ) 的电导 率高， 但比良好的电导体 ( 如金属导体 ) 的电导率低。在另一个实施例中， 导电 / 电阻夹层 7 -13 的电导率低于约 5×10 S/m( 为铜的特征电导率 ) 并高于约 1×10 S/m( 为橡胶的特征电导 率 )。
在一个实施例中， 导电 / 电阻夹层的电导率为约 2.8×104S/m( 为碳的特征电导 率 )。在另一个实施例中， 导电 / 电阻夹层的电导率在约 1×104S/m 至约 1×106S/m 的范围 内。
所有上述电导率值均为环境温度下的电导率。
第一和第二导电材料之间的导电 / 电阻夹层的厚度为约 1 纳米至约 500 微米。
现在参见图 2， 在一个实施例中， 导电 / 电阻夹层 203 在电偶颗粒 200 中将第一导 电材料 201 和第二导电材料 202 完全分开。
在另一个实施例中， 导电 / 电阻夹层包含孔。现在参见图 3， 电偶颗粒 300 的第一 导电材料 301 和第二导电材料 302 通过含有孔 304 的导电 / 电阻夹层 303 彼此接触。导电 / 电阻夹层可 ( 例如 ) 为微米级多孔或纳米级多孔的绝缘或半绝缘或半导电材料， 例如第一 或第二导电材料的氧化物、 盐、 或其他化合物， 或聚合材料， 例如聚乙烯、 聚苯乙烯、 聚丙烯、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚酯或类似聚合物。这样的电偶颗粒的非限制性例子为在其表面 上形成了氧化锌薄层的金属锌颗粒 ( 第一导电金属 )， 而在氧化锌上又存在金属铜的部分 涂层。此类具有氧化锌薄夹层的锌 - 铜颗粒可通过以下方法制造 ： 将铜物理气相沉积到通 过氧化方法预处理以形成氧化锌覆盖表面的金属锌细粉上。 在一个实施方案中， 电偶颗粒通过涂覆法制备， 其中第二导电材料的重量百分比 为颗粒总重量的约 0.001 重量％至约 20 重量％， 例如为颗粒总重量的约 0.01 重量％至约 10 重量％。 在一个实施方案中， 第二导电材料的涂层厚度可从单原子直到几百微米不等。 在 另一个实施例中， 电偶颗粒表面包含约 0.001％至约 99.99％ ( 例如约 0.1％至约 99.9％ ) 的第二导电材料。
在一个实施例中， 电偶颗粒通过非涂覆法 ( 例如通过一起烧结、 熔化和分散、 印刷 或机械加工第一和第二导电材料以形成电偶颗粒 ) 制备， 其中第二导电材料占颗粒总重量 的约 0.1 重量％至约 99.9 重量％， 例如占颗粒总重量的约 0.1 重量％至约 90 重量％， 或在 某些实施例中， 占颗粒总重量的约 0.5 重量％至约 60 重量％， 优选地占颗粒总重量的约 0.5 重量％至约 60 重量％。
在一个实施方案中， 电偶颗粒足够细小， 以使其在贮存期间可悬浮在半固体组合 物中。在又一个实施例中， 它们为扁平和 / 或细长形状。电偶颗粒的扁平和细长形状的优 点包括较低的表观密度， 并因此在局部用组合物中具有更好的漂浮 / 悬浮能力， 以及在生 物组织上更好的覆盖， 从而使经过生物组织 ( 例如皮肤或粘膜薄膜 ) 的电偶电流更宽和 / 或更深。在一个实施方案中， 电偶颗粒的最长尺寸为此类颗粒最短尺寸的至少两倍 ( 例如， 至少五倍 )。
电偶颗粒可以是任何形状， 包括但不限于球形或非球形颗粒或细长或扁平形状
( 例如， 圆柱状、 纤维状或薄片状 )。在一个实施方案中， 电偶颗粒的平均粒度为约 10 纳米 至约 500 微米， 例如约 100 纳米至约 100 微米。所谓粒度是指沿至少一个方向的最大尺寸。
在一个实施方案中， 当使用涂覆法制备电偶颗粒时， 电偶颗粒包含至少 90 重 量％， 例如至少 95 重量％、 或至少 99 重量％的导电材料 ( 例如第一导电材料和第二导电材 料 )。
在一个实施例中， 第一导电材料选自锌、 镁、 铝、 它们的氧化物、 它们的卤化物以及 它们的合金。
在另一个实施例中， 第二导电材料选自铜、 银、 金、 锰、 铁以及它们的合金。
第一导电材料 / 第二导电材料的组合的例子包括 ( 其中符号 “/” 表示氧化的但基 本不可溶形式的金属 ) 但不限于锌 - 铜、 锌 - 铜 / 卤化铜、 锌 - 铜 / 氧化铜、 镁 - 铜、 镁-铜 / 卤化铜、 锌 - 银、 锌 - 银 / 氧化银、 锌 - 银 / 卤化银、 锌 - 银 / 氯化银、 锌 - 银 / 溴化银、 锌 - 银 / 碘化银、 锌 - 银 / 氟化银、 锌 - 金、 锌 - 碳、 镁 - 金、 镁 - 银、 镁 - 银 / 氧化银、 镁-银 / 卤化银、 镁 - 银 / 氯化银、 镁 - 银 / 溴化银、 镁 - 银 / 碘化银、 镁 - 银 / 氟化银、 镁 - 碳、 铝 - 铜、 铝 - 金、 铝 - 银、 铝 - 银 / 氧化银、 铝 - 银 / 卤化银、 铝 - 银 / 氯化银、 铝 - 银 / 溴化 银、 铝 - 银 / 碘化银、 铝 - 银 / 氟化银、 铝 - 碳、 铜 - 银 / 卤化银、 铜 - 银 / 氯化银、 铜-银/ 溴化银、 铜 - 银 / 碘化银、 铜 - 银 / 氟化银、 铁 - 铜、 铁 - 铜 / 氧化铜、 铜 - 碳铁 - 铜 / 卤化 铜、 铁 - 银、 铁 - 银 / 氧化银、 铁 - 银 / 卤化银、 铁 - 银 / 氯化银、 铁 - 银 / 溴化银、 铁-银/ 碘化银、 铁 - 银 / 氟化银、 铁 - 金、 铁 - 导电性碳、 锌 - 导电性碳、 铜 - 导电性碳、 镁 - 导电性 碳和铝 - 碳。 第一导电材料或第二导电材料也可以是合金， 特别是第一导电材料。合金的非限 制性例子包括作为第一导电材料的锌、 铁、 铝、 镁、 铜和锰合金和作为第二导电材料的银、 铜、 不锈钢和金合金。
在另一个实施例中， 电偶颗粒可包含多种导电材料或金属， 即种数可大于 2( 二 元 ) 或 3( 三元 )。这样的电偶颗粒的非限制性例子可具有多涂层、 多相形式的或作为多种 导电金属复合物的镁 - 锌 - 铁 - 铜 - 银 - 金组合物。
在一个实施例中， 电偶颗粒包含部分地涂有多种导电材料 ( 例如涂有第二和一种 或多种附加的导电材料 ) 的第一导电材料。在又一个实施例中， 颗粒包含至少 95 重量％的 第一导电材料、 第二导电材料和附加导电材料。在一个实施例中， 第一导电材料为锌， 第二 导电材料为铜， 附加导电材料为银。
在一个实施例中， 第一导电材料和第二导电材料的标准电极电势 ( 或简称为标准 电势 ) 差为至少约 0.1 伏， 例如至少 0.2 伏。在一个实施方案中， 构成电偶的材料具有等 于或小于约 3 伏的标准电势差。例如， 对于由金属锌和铜构成的电偶， 锌 (Zn/Zn2+) 的标 准电势为 -0.763V， 铜 (Cu/Cu2+) 的标准电势为 +0.337， 因此锌 - 铜电偶的标准电势差为 + 1.100V。相似地， 对于镁 - 铜电偶， 镁 (Mg/Mg2 ) 的标准电势为 -2.363V， 因此标准电势差为 + 2.700V。适用于电偶的一些材料的标准电势值的附加例子为 ： Ag/Ag ： +0.799V， Ag/AgCl/ + Cl ： 0.222V， Pt/H2/H ： 0.000V。铂也可由碳或另一种导电材料代替。参见例如 Physical Chemistry by Gordon M Barrow， 4th Ed.， McGraw-Hill Book Company， 1979， page 626( 《物 理化学》 ， Gordon M.Barrow 著， 第四版， McGraw-Hill Book Company 出版， 1979 年， 第 626 页 )。
电偶颗粒的制造
在一个实施例中， 导电电极通过以下方法组合 ( 例如， 将第二导电电极沉积到 导电 / 电阻夹层、 第一导电电极或基底上 ) ： 化学、 电化学、 物理或机械加工 ( 例如无电沉 积、 电镀、 气相沉积如 CVD 和 PVD、 真空气相沉积、 电弧喷涂、 烧结、 压制、 冲压、 挤出、 印刷 和造粒 ) 导电金属油墨 ( 如， 通过聚合物粘合剂 )， 以及常用于粉末冶金、 电子和医疗装 置制造工艺中的其他已知的金属涂覆和粉末加工方法， 例如在以下书目中介绍的方法 ： “ASM Handbook Volume 7 ： Powder Metal Technologies and Applications” (by ASM International Handbook Committee， edited by Peter W.Lee， 1998， pages 31-109， 311-320)(《美国金属手册》 ， 第7卷： 粉末金属技术和应用， ASM International Handbook Committee 出版， Peter W.Lee 编辑， 1998 年， 第 31-109、 311-320 页 ) ； 或 “Materials and Processes in Manufacturing” ， E.P.DeGarmo et al.， 8th edition， Prentice-Hall， 1997， pages1096-1110(《制造中的材料与工艺》 ， E.P.DeGarmo 等人， 第 8 版， Prentice-Hall 出 版， 1997 年， 第 1096-1110 页 )。在另一个实施例中， 所有的导电电极在存在还原剂的情况 下依次或同时通过化学还原法 ( 例如无电沉积 ) 制造。还原剂的例子包括含磷还原剂 ( 例 如在美国专利 No.4,167,416 和 5,304,403 中有所描述的次磷酸盐 )、 含硼还原剂以及含醛 或含酮还原剂， 例如四氢硼酸钠 (NaBH4)( 例如在 US 20050175649 中有所描述的 )。 在一个实施例中， 将第二导电电极通过以下方法沉积或涂覆到存在于第一导电电 极上的导电 / 电阻夹层上 ： 物理沉积， 例如浸渍涂覆、 喷涂、 等离子涂覆、 导电油墨涂覆、 丝 网印刷、 浸涂、 金属键合、 高温高压下轰击颗粒、 流化床工艺或真空沉积。
在一个实施方案中， 涂覆法基于置换化学反应， 即， 使第一导电材料颗粒 ( 例如金 属锌粒 ) 与包含第二导电材料的溶解盐 ( 例如醋酸铜、 乳酸铜、 葡萄糖酸铜或硝酸银 ) 的溶 液接触。 在又一个实施例中， 该方法包括使该溶液在第一导电材料颗粒 ( 例如锌粉 ) 上方流 动， 或流经第一导电材料的堆积粉末。在一个实施方案中， 盐溶液为水溶液。在另一个实施 例中， 该溶液包含有机溶剂， 例如一元醇、 二元醇、 甘油或药品生产中通常使用的其他溶剂， 以调节第二导电材料到第一颗粒表面上的沉积速率， 从而控制所制得的电偶颗粒的活性。
涂覆线材或纤维的制造方法
在一个实施例中， 电偶颗粒通过以下方法制造 ： 在直径为约 10 微米至约 500 微米 的线材或纤维上提供一层或多层涂层或镀层， 然后切碎， 从而形成电偶颗粒。切碎颗粒的 长度可在小于涂覆线材的直径至约涂覆线材直径的 20 倍或更大之间变化。在另一个实施 例中， 切碎颗粒的长度在约 20 微米至约 2 毫米之间变化。线材或纤维的涂覆方法在本领 域中是已知的。此类方法包括但不限于电镀、 无电镀、 浸镀、 PVD、 CVD、 等离子沉积、 溅射沉 积或在本领域中已知的其他线材镀层或涂覆技术， 例如采用在美国专利 No.3,957,452 或 7,220,316 中所述的技术。
二元颗粒
在图 4a 所示的一个实施例中， 为了制造二元电偶颗粒， 将第一导电材料的细线 401 涂上第二导电材料 402。然后将所得的涂覆线材切碎， 从而形成电偶颗粒 400。
在图 4b 所示的另一个实施例中， 为了制造二元电偶颗粒， 将不导电的基底 455( 可 以是聚合物类纤维或纤维素类纤维或由淀粉制成或由可食用组合物如糖、 淀粉、 酪蛋白、 明 胶或类似材料制成的纤维 ) 首先涂上第一导电材料 451， 然后再涂上第二导电材料 452。接
下来将所得的涂覆纤维切碎， 从而形成电偶颗粒 405。 此方法可对各电偶颗粒中的第一和第 二导电材料的量进行宽范围控制。
三元颗粒
在图 5a 所示的一个实施例中， 将第一导电材料的细线 501 首先涂上导电 / 电阻夹 层 503， 然后再涂上第二导电材料 502。接下来将所得的涂覆线材切碎， 从而形成电偶颗粒 500。
在另一个实施例中， 对第一导电材料的细纤维或线材进行化学处理， 以形成改性 第一导电材料的表面层 ( 作为导电 / 电阻夹层 )， 然后再涂上第二导电材料。 化学处理可包 括表面氧化、 转化涂覆、 黑化等。
在图 5b 所示的另一个实施例中， 为了制造三元电偶颗粒， 将纤维形式的不导电基 底 555 首先涂上第一导电材料 551， 然后涂上导电 / 电阻夹层 553， 再涂上第二导电材料 552。接下来将所得的涂覆纤维切碎， 从而形成电偶颗粒 550。
多相电偶颗粒
在一个实施例中， 本发明提供了一种多相电偶颗粒， 其包含分散在连续相中的分 散相， 所述连续相含有第一导电材料， 而所述分散相含有第二导电材料， 其中所述第一导电 材料和所述第二导电材料均暴露在所述颗粒的表面上。多相电偶颗粒包含约 0.1 重量％至 约 99.9 重量％、 优选地约 0.5 重量％至约 60 重量％、 更优选地约 0.5 重量％至约 50 重量％ 的所述分散相。多相电偶颗粒不是单相合金， 然而它可以包含一种或多种单相合金作为分 散相或连续相。它含有至少两种异质相。
第一导电材料作为多相电偶颗粒的阳极， 而第二导电材料则作为阴极。阳极和阴 极均暴露在此类电偶颗粒的表面上。 阳极可以是适于用作第一导电材料的金属的单相或多 相合金。阴极可以是适于用作第二导电材料的金属的单相或多相合金。
多相电偶颗粒优选地比分散相粉末大， 以确保多相电偶颗粒的大部分具有第二导 电材料的至少一个颗粒。多相电偶颗粒的大小通常在约 0.1 至约 500 微米的范围内， 例如 小于约 200 微米或小于约 100 微米。
在一个实施例中， 分散相包含铜金属并具有约 0.01-10 微米的粒度， 而连续相包 含锌金属。对所得的材料进行处理， 以制备粒度小于约 100 微米、 大部分优选地为约 1-50 微米的多相电偶颗粒。
在一个实施例中， 分散相的熔点大于约 950℃。在此实施例中， 第二导电材料可以 ( 例如 ) 选自铜、 银、 金、 锰、 铁以及它们的合金。
在另一个实施例中， 连续相的熔点低于约 750℃。在此实施例中， 第一导电材料选 自锌、 镁、 铝、 它们的氧化物、 它们的卤化物以及它们的合金。
多相电偶颗粒还可以包含至少一种附加的分散相， 其包含如上定义的附加的导电 材料。
在另一个实施例中， 多相电偶颗粒包含导电 / 电阻夹层。例如， 如上所述， 导电 / 电阻夹层可以是第一或第二导电材料的改性形式， 例如第一或第二导电材料的氧化物、 卤 化物或其他盐、 或另一种化合物。导电 / 电阻夹层还可以包括在第一或第二导电材料的界 面上的转化涂层或第一或第二导电材料的其他表面改性层。
第一导电材料作为多相电偶颗粒的阳极， 而第二导电材料则作为阴极。阳极和阴极均暴露在此类电偶颗粒的表面上。 阳极可以是适于用作第一导电材料的金属的单相或多 相合金。阴极可以是适于用作第二导电材料的金属的单相或多相合金。
多相电偶颗粒可 ( 例如 ) 通过以下方法形成 ： (a) 将第一导电材料加热到其熔点 之上的温度， 使其完全熔化或部分熔化以用于烧结或喷雾成形工艺 ； (b) 在第一导电材料 的熔点之上但在第二导电材料的熔点之下的温度， 将第二导电材料的颗粒 ( 例如细粉 ) 分 散或混合进熔融的第一导电材料 ； (c) 微粉化所得的熔融 / 固体混合物 ( 例如， 通过使用具 有或不具有喷雾器的细小喷孔进行喷雾成形 ) 达到所需的小粒度 ； 以及 (d) 将所得颗粒冷 却到较低的温度或环境温度， 从而形成多相电偶颗粒。
优选地， 上述微粉化或雾化过程在保护气氛下进行 ( 即， 使用惰性气体， 例如氩 气、 氮气或二氧化碳 ) 或在还原性气氛下进行 ( 例如， 氢气或其与其他惰性气体的混合物 )。
作为另外一种选择， 可通过以下方法实施步骤 (c) ： (i) 将熔融 / 固体混合物冷却 到较低的温度或环境温度， 以形成固体复合物， 以及 (ii) 将固体复合物机械微粉化 ( 例如 研磨和 / 或切碎 ) 成多相电偶颗粒。
此类制造方法 ( 包括优选的喷雾成形方法 ) 在 “Journal of Materials Processing Technology” ， Vol.106， Issues 1-3， Pages 58-67(《材料加工技术杂志》 ， 第 106 卷， 1-3 册， 第 58-67 页 ) 和 “ASM Handbook Volume 7 ： Powder Metal Technologies and Applications” (by ASM International Handbook Committee， edited by Peter W.Lee， 1998)(《美国金属手册》 ， 第7卷： 粉末金属技术和应用， ASM International Handbook Committee 出版， Peter W.Lee 编辑， 1998 年 ) 中有大致描述， 它们都以引用方式并入本文。
图 6 显示了多相电偶颗粒， 其包含分散在低熔点第一导电材料 ( 金属或合金 )601 中的高熔点第二导电材料 ( 金属或合金 )602。 第二导电材料还暴露在第一导电材料的表面 上。
用于制备小粒度电偶颗粒的上述微粉化 ( 或雾化 ) 方法在 “ASM Handbook” (《美 国金属手册》 ) 下文第 31-109 页中有所描述。
在另一个实施例中， 多相电偶颗粒通过以下步骤制造 ： (a) 将所需重量比或摩尔 比的第一、 第二以及任选的附加导电材料的混合物加热到它们所有的熔点之上， 以形成熔 融混合物 ； (b) 将熔融混合物微粉化 ( 如， 通过例如使用具有或不具有喷雾器的细小喷孔进 行喷雾成形 ) 达到所需的小粒度 ； 以及 (c) 将微粉化的混合物液滴冷却到较低的温度或环 境温度， 借此在微粉化混合物颗粒中发生相分离， 以形成多相电偶颗粒， 其包含在不同的导 电材料中富含的至少两种合金相。第一导电材料中富含的相用作多相电偶颗粒的阳极， 而 第二导电材料中富含的相则用作多相电偶颗粒的阴极。
作为另外一种选择， 可通过以下方法实施步骤 (b) ： (i) 将熔融混合物冷却到较低 的温度或环境温度， 以形成固体复合物， 以及 (ii) 将固体复合物机械微粉化 ( 例如研磨和 / 或切碎 ) 成多相电偶颗粒。
在另一个实施例中， 对熔融处理过程中的温度进行小心控制， 使该处理温度根据 所用的这些导电材料的冶金相图逐渐降低， 以使得具有较高熔点的材料 ( 通常为第二导电 材料 ) 在另一种 ( 熔融 ) 材料中先固化成细小颗粒。
作为另外一种选择， 可将熔融混合物浇铸形成具有两种导电材料非均匀域的固体 复合物。 然后将所得的复合物通过已知的粒度减小技术进行处理， 例如通过研磨、 滚压或切碎工艺。所得的粉末为多相电偶颗粒。
可通过上述方法处理三种或更多种导电材料， 以制造多相电偶颗粒。
在基底上通过多层沉积形成的电偶颗粒
现在参见图 7a， 在一个实施例中， 电偶颗粒 700 包含沉积在基底 ( 未示出 ) 上的第 一导电材料层 701， 以及沉积在第一导电材料顶部的第二导电材料层 702。相似地， 图 7b 显 示了电偶颗粒 750， 其包含沉积在基底 755 上的第一导电材料层 751， 以及沉积在第一导电 材料顶部的第二导电材料层 752。
所得的两层材料可具有 ( 例如 ) 约 1 微米至约 500 微米的总厚度。使第一和第二 导电层从基底上脱离， 并分解 ( 例如切碎 ) 成所需大小的电偶颗粒， 例如分解成最大尺寸在 约 5 微米至约 500 微米范围内的薄片。 在一个实施例中， 两个沉积步骤均由气相进行。 在另 一个实施例中， 一个沉积步骤由气相进行， 而另一个沉积步骤由液相进行。应该指出的是， 第一导电材料和第二导电材料的沉积顺序可以颠倒。
在一个实施例中， 基底为聚合物薄膜。 在另一个实施例中， 基底为可溶性聚合物薄 膜， 其任选地通过暴露于合适的溶剂 ( 例如酒精或水 ) 而移除。
该基底可具有适于电偶颗粒最佳放电的导电性、 厚度和孔隙度。 在一个实施例中， 基底包含孔， 例如纳米孔或微米孔。此类孔可任选地由第一导电材料或第二导电材料在沉 积过程中进行填充， 从而在第一导电材料和第二导电材料之间通过孔建立电连接。 现在参见图 8， 在另一个实施例中， 将第一导电材料层 801 沉积在基底 805 上， 然后 在第一导电材料的顶部形成导电 / 电阻夹层 803， 方法是 ( 例如 ) 通过沉积或对第一导电 材料的表面层进行化学改性， 例如如上所述形成其氧化物。 接下来， 将第二导电材料沉积在 导电 / 电阻夹层的顶部。然后将所得的总厚度可为约 1 微米至约 500 微米的三层材料切碎 成所需大小的颗粒， 例如切碎成大小在约 5 微米至约 500 微米范围内的矩形， 以形成电偶颗 粒。
现在参见图 9， 在另一个实施例中， 将第一导电材料层 901 沉积在薄的导电或不导 电但多孔的基底 905 的一侧上， 然后将第二导电材料层 902 沉积在相同基底的另一侧上。
然后将所得的总厚度可为约 1 微米至约 500 微米的三层材料切碎成所需大小的颗 粒， 例如切碎成大小在约 5 微米至约 500 微米范围内的矩形， 以形成电偶颗粒。
电镀金属箔
在此实施例中， 将薄的金属箔涂上或镀上一层或多层， 然后切碎形成电偶颗粒， 例 如切成大小为约 75×75 微米、 厚度为约 25-50 微米的正方形。由两层箔或三层箔 ( 包含在 两侧均由第二导电材料涂覆的第一导电材料 ) 形成二元电偶颗粒。
通过在由第一导电材料构成的箔的至少一侧上形成附加导电材料层， 然后用第二 导电材料涂覆所得的材料， 从而制造三元电偶颗粒。
箔涂覆方法在本领域中是熟知的， 包括连续式卷对卷箔电镀、 无电镀、 浸涂和真空 沉积涂布。
使用通孔掩模沉积进行颗粒电镀
在一个实施例中， 采用通孔掩模电沉积在可重复使用的轴柄上形成电偶颗粒。将 具有多个孔的单次使用的或可重复使用的绝缘聚合物片材掩模设置在导电轴柄上， 然后通 过掩模的孔将第一和第二导电材料依次电沉积在轴柄上。对轴柄的材料进行选择， 使其与
电沉积的第一导电材料之间具有低粘合力。孔的大小可为约 20 微米或更小至约 500 微米 或更大， 而掩模的厚度可为约 10 微米至约 500 微米。在完成沉积后， 提起掩模， 将颗粒从轴 柄和掩模上洗掉或刮掉。可通过此方法制备二元和三元电偶颗粒。通孔掩模电沉积方法在 本领域中是已知的， 并在例如美国专利 No.4,431,500、 4,921,583、 5,389,220 和 6,632,342 中有所描述。
包覆金属箔
现在参见图 10a， 在一个实施例中， 将第一导电材料 1001 和第二导电材料 1002 的 薄金属箔例如通过冷轧法包覆或粘结在一起， 任选地采用导电 / 电阻夹层。例如， 电偶颗粒 1050 的第二导电材料 1052 可位于第一导电材料 1051 的两片箔片之间， 如图 10b 所示。应 该指出的是， 可以制备相反的顺序 ( 即， 使 1051 位于两层 1052 之间 )。然后将所得的包覆 箔切碎成电偶颗粒， 例如切碎成大小为约 75×75 微米、 厚度为约 25-50 微米的正方形。 由两 层箔或三层箔 ( 含有在双侧均由第二导电材料包覆的第一导电材料 ) 形成二元电偶颗粒。
通过将第一导电材料箔 1071 用第二导电材料箔 1072 包覆， 同时在第一和第二导 电材料之间的界面上形成导电 / 电阻夹层 1073， 从而形成图 10c 中示为 1070 的三元电偶颗 粒。同样， 1071 和 1072 的位置 / 布置可以颠倒。导电 / 电阻夹层可通过对第一和 / 或第 二导电材料进行化学改性而形成， 例如通过氧化处理、 转化涂覆、 石墨化、 镀层、 气相沉积或 如下文所述的其他表面改性方法。制造包覆金属箔的方法 ( 例如通过将两片箔片冷轧在一 起 ) 在本领域中是已知的。 电镀颗粒以制造二元电偶颗粒
根据此方法， 将包含第一导电材料的颗粒浸入具有阴极和阳极的电镀槽中。电解 质包含电离形式的第二导电材料， 例如第二导电材料的可溶性盐。 连续搅拌电镀槽， 槽中的 颗粒形成悬浮液， 同时这些颗粒随机接近并接触阴极。 与阴极接触后， 颗粒经受电沉积的短 簇脉冲， 其导致第二导电材料的电沉积。 沉积为非均匀的， 从而使某些颗粒表面区域暴露在 外。可对碳粒或金属类颗粒进行涂覆， 而不用考虑各种金属的活性。
在另一个实施例中， 由第一导电材料构成的颗粒的浆液与电镀槽中的阴极接触， 在浆液的顶层中发生最具活性的电沉积。 由电解质所产生的第二导电材料的电沉积为非均 匀的， 从而使颗粒的某些表面区域暴露在外。
多孔电偶颗粒
在一个实施例中， 电偶颗粒包含多孔的第一导电材料， 以及浸入多孔第一导电材 料的孔中的第二导电材料。第一导电材料可以为多孔颗粒。
在一个实施例中， 多孔颗粒 ( 例如碳微粒 ) 用活性金属的盐 ( 例如锌盐 ) 溶液浸 渍。 任选地， 例如通过与氢氧化物溶液 ( 如 NaOH) 反应而形成活性金属的氧化物。 在任选地 进行干燥后， 将活性金属的盐或氧化物通过与还原剂 ( 例如存在于多孔颗粒中的碳、 氢气、 CO 或其他还原剂 ) 反应而还原。因此， 在孔中并任选地在碳粒的一部分表面上形成活性金 属沉积物。
在另一个实施例中， 将由第一导电材料 ( 例如碳 ) 制成的多孔薄片或多孔纸材中 的孔用如上所述的活性金属或第二导电材料浸渍。然后， 将薄片切碎形成所需大小的电偶 颗粒。
在另一个实施例中， 还用活性治疗化合物浸渍多孔颗粒。从而形成结合了电偶性
质以及由活性治疗化合物赋予的其他治疗性质的组合式治疗颗粒。
其他基底
如上所述， 电偶颗粒可包含基底， 例如聚合物基底。 所述基底还可包括 ： 例如蜡、 聚 酯或类似材料的材料， 薄膜基底， 纤维， 包括可溶性纤维的可溶性材料， 以及包括淀粉、 酪蛋 白、 明胶和类似材料的可食性材料。可使用本文所述的沉积方法将至少两种导电材料依次 沉积在此类材料上。 此类实施例可制造导电材料含量较低以及导电材料以薄膜形式设置的 电偶颗粒。
将电偶颗粒施加到可重复使用的衣服
在一个实施例中， 如上所述在聚合物芯或聚合物基底上形成电偶颗粒， 该聚合物 任选地为水溶性的并具有低熔点。然后将电偶颗粒施加到衣服上， 例如刷、 喷或撒在衣服 上。然后例如通过熨烫 ( 任选地通过高温蒸汽熨烫 ) 将衣服上的电偶颗粒加热。暴露于高 温的聚合物芯或聚合物基底熔化并与衣服的面料形成粘结。 该方法可在衣服上形成电偶颗 粒的固定化层。可通过清洗或洗涤衣服而除去颗粒， 然后又可施加电偶颗粒的新层。
在另一个实施例中， 将经热活化并任选地为水溶性的粘合剂粉末混入电偶颗粒， 然后通过熨烫方法将所得的混合物施加到衣服上。
在另一个实施例中， 在合适的载体 ( 例如酒精 ) 中形成电偶颗粒的悬浮液。载体 还可以包含溶解的粘合剂。然后将混合物施加到衣服上并让溶剂蒸发。粘合剂 ( 可为空气 固化型、 光固化型或干燥固化型 ) 固化后， 在电偶颗粒和衣服面料之间形成粘结。
组合式二元 - 三元电偶颗粒
现在参见图 11， 可通过上述方法制造同时包含缓慢放电的三元电偶结构和快速放 电的二元电偶结构的组合式电偶颗粒。在一个实施例中， 组合式二元 - 三元电偶颗粒通过 以下方法形成 ： 将导电 / 电阻夹层 1103 在一侧涂上第一导电材料 1101， 然后在所得的材料 的两侧涂上第二导电材料 1102。将所得的薄膜切碎， 得到组合式电偶颗粒。第一导电材料 和第二导电材料在一侧上直接接触， 从而形成快速放电元件， 第一导电材料和第二导电材 料在另一侧上通过夹层间接接触， 从而形成缓慢放电元件。
在另一个实施例中， 本发明的电偶颗粒可使用其他材料涂覆， 以防止电偶材料在 贮存期间降解 ( 例如由于氧气和水分造成的氧化降解 )， 或用于调节电化学反应和控制使 用时的电流生成。 电偶材料上的示例性涂覆材料为无机或有机聚合物、 天然或合成聚合物、 可生物降解或可生物吸收的聚合物、 二氧化硅、 玻璃、 各种金属氧化物 ( 例如锌、 铝、 镁或钛 的氧化物 ) 和低溶解度的其他无机盐 ( 例如磷酸锌 )。涂覆方法是金属粉末加工和金属颜 料生产领域中已知的， 例如美国专利公开 US 5,964,936、 U.S.5,993,526、 US 7,172812、 US 20060042509A1 和 US 20070172438 中描述的那些方法。
在一个实施例中， 电偶颗粒以无水形式贮存， 例如以干粉或使用粘结剂固定在织 物中， 或以基本上无水的不导电有机溶剂组合物的形式贮存 ( 例如， 溶解在聚乙二醇、 丙二 醇、 甘油、 液体有机硅和 / 或一元醇中 )。 在另一个实施例中， 电偶颗粒嵌入无水载体中 ( 例 如在聚合物内部 ) 或涂覆在基底上 ( 例如， 作为例如伤口敷料或牙线等保健产品的涂层或 在其涂层中 )。在又一个实施例中， 电偶颗粒被封装在微胶囊、 脂质体、 胶束组合物中， 或嵌 入水包油 (O/W) 或油包水 (W/O) 类型的乳状液体系 ( 例如 W/O 乳液、 W/O 油膏或 O/W 霜 ) 以 及自乳化组合物的亲脂相中， 以实现自身寿命稳定性， 延迟电偶颗粒的活化或延长电偶颗粒的作用。
也可将电偶颗粒压成片剂、 掺入片剂包衣薄膜的聚合物组合物中、 掺入硬或软明 胶胶囊中或掺入蜡材料 ( 例如用于栓剂时 ) 或聚合物中 ( 掺入植入产品所用的生物吸收性 聚合物中， 或掺入牙箍和牙刷所用的生物相容性聚合物中 )。 用于颗粒中的涂层 ( 外壳 ) 材 料可具有肠溶性 ( 例如在酸性条件下不溶， 并且仅在暴露于 pH 值接近或等于中性 pH 值的 介质时可溶 )， 或对于水和溶质分子以及离子具有 pH 敏感渗透性或可生物降解或可生物吸 收。
组合物和产品
电偶颗粒具有广泛的应用， 并可用于许多人类和动物用消费及医疗产品， 例如可 摄入的组合物 ( 例如片剂和溶液 )、 局部用组合物 ( 例如霜、 露、 凝胶、 香波、 清洁剂、 粉末贴 片、 绷带和涂敷于皮肤或粘膜薄膜的面膜 )、 衣服 ( 例如贴身衣、 内衣、 胸罩、 衬衣、 底裤、 连 裤袜、 袜子、 帽子、 面罩、 分指手套和连指手套 )、 亚麻制品 ( 例如毛巾、 枕巾或枕套和床单 ) 和个人及医疗产品 ( 例如用于家用和临床装置的消毒产品、 用于植物的杀菌剂 ) 以及装置 ( 例如牙刷、 牙线、 牙周植入物或嵌入物、 牙箍、 关节围垫 / 支撑、 颊面贴片、 例如隐形眼镜的 眼睛插入物 / 植入物、 鼻腔植入物或嵌入物和隐形眼镜清洁产品、 伤口敷料、 尿布、 卫生巾 和抹布、 止血棉、 直肠和阴道栓剂以及医疗装置上的电偶颗粒涂层或嵌入表面和期望抗微 生物或其他有益效果的其他表面 )。下面进一步讨论多种这样的组合物和产品。
在一个实施例中， 电偶颗粒引起某些理想的生物学反应， 该生物学反应便于隔膜 病症 ( 例如由电流经过皮肤、 肠或粘膜引起和 / 或增强活性剂的递送 ) 的治疗。在一个实 施例中， 电偶颗粒提供多种作用机制， 以治疗病症， 例如通过离子电渗疗法和 / 或电渗析增 强活性剂的递送， 并且提供电刺激来治疗所接触的组织 ( 例如用于促进血液循环或其他有 益效果 )。
所谓 “活性剂” 是指对皮肤或其他隔膜和周围组织 ( 例如能够对人体施加生物效 应的物质 ) 具有美容或治疗作用的化合物 ( 例如合成化合物或从自然来源分离的化合物 )， 例如治疗药品或美容剂。此类治疗药品的例子包括小分子、 肽、 核酸物质和营养物质， 例如 矿物质和提取物。载体中活性剂的量取决于活性剂和 / 或组合物或产品的预期用途。在一 个实施例中， 包含电偶颗粒的组合物还包含安全有效量的活性剂， 例如为组合物的约 0.001 至约 20 重量％， 例如约 0.01 至约 10 重量％。
电偶颗粒可与活性剂 ( 例如抗微生物剂、 抗炎剂和镇痛剂 ) 结合， 以提高或增强该 活性剂的生物学效果或治疗效果。 在另一个实施例中， 电偶颗粒也可与其他物质结合， 以提 高或增强电偶颗粒的活性。可提高或增强电偶颗粒活性的物质包括但不限于有机溶剂 ( 例 如一元醇、 二元醇、 甘油、 聚乙二醇和聚丙二醇 )、 表面活性剂 ( 例如非离子表面活性剂、 两 性离子表面活性剂、 阴离子表面活性剂、 阳离子表面活性剂和聚合物表面活性剂 ) 和水溶 性聚合物。 例如， 本发明的电偶颗粒可与合成或天然聚合物形成缀合物或组合物， 所述合成 或天然聚合物包括但不限于蛋白质、 多糖类、 多种分子量的透明质酸、 透明质酸类似物、 多 肽和聚乙二醇。
在一个实施例中， 该组合物包含螯合剂或螯合试剂。螯合剂的例子包括但不限 于氨基酸如甘氨酸、 乳铁蛋白、 依地酸盐、 柠檬酸盐、 喷替酸盐、 氨基丁三醇、 山梨酸酯、 抗 坏血酸盐、 去铁胺、 它们的衍生物以及它们的混合物。可用螯合剂的其他例子在美国专利No.5,487,884 和 PCT 专利公开 No.91/16035 和 91/16034 中有所公开。
电偶颗粒的使用方法
在一个实施例中， 电偶颗粒用于通过直接将电偶颗粒施加到需要该治疗的目标人 体组织来提供治疗性电刺激作用 ( 例如身体的局部或体内 )， 而目标人体组织包括软组织 ( 例如皮肤、 粘膜、 上皮组织、 伤口、 眼睛及其周围组织、 软骨和其他肌肉骨骼组织， 例如韧 带、 腱或半月板 )、 硬组织 ( 例如骨骼、 牙齿、 甲床或毛囊 ) 和软组织 - 硬组织结合部 ( 例如 牙周区域相关牙齿、 骨骼或关节软组织周围的导电组织 )。
电偶颗粒可用来治疗组织以实现治疗效果， 包括但不限于 ： 抗微生物效果 ( 例如， 抗菌、 抗真菌、 抗病毒和抗寄生虫效果 ) ； 抗炎效果， 包括在浅表组织或深层组织中的效果 ( 例如， 减少或消除软组织水肿或发红 ) ； 消除或减轻疼痛、 发痒或其他不适感 ( 例如， 头痛、 刺痛或麻刺感 ) ； 增强软硬组织的再生 ( 即替换或重新长出缺损或损坏的组织或组织部分， 以恢复其原始功能和外观 )、 恢复或愈合 ； 调节干细胞分化和组织发育， 例如调节组织生长 ( 例如， 增快指 / 趾甲的生长速率或使因脱发而失去的头发再生 ) 或增加软组织体积 ( 例 如， 增加软组织如皮肤或嘴唇中的胶原或弹性蛋白 ) ； 增强脂肪细胞代谢或改善身体外形 ( 例如， 对人体轮廓或体形的效果 ) ； 以及增强血液或淋巴细胞循环。 本领域的技术人员应当知道， 使用合适的、 已知并广为接受的细胞和 / 或动物模 型进行的体内和体外试验可预测某一成分、 组合物或产品在治疗或预防给定病症方面的能 力。本领域的技术人员还应当知道， 在健康患者和 / 或患有给定病症或疾病的患者中进行 的人体临床试验 ( 包括人体首次使用 (first-in-human)、 剂量范围和效果试验 ) 可根据临 床医学领域中熟知的方法完成。
可摄入组合物
根据本发明的可摄入组合物适于由需要治疗的哺乳动物 ( 例如人 ) 摄入。在一个 实施方案中， 该组合物包含安全有效量的 (i) 电偶颗粒和 (ii) 药用载体。
在一个实施例中， 本文的可摄入组合物每剂量单位 ( 例如片剂、 胶囊剂、 粉剂、 注 射剂、 一茶匙的量等 ) 包含递送如上所述有效剂量所需的电偶颗粒和 / 或活性剂的量。在 一个实施例中， 本文的可摄入组合物每单位剂量单位包含约 1mg 到约 5mg 的电偶颗粒和 / 或活性剂， 例如从约 50mg 到约 500mg， 并且可以按 1mg/kg/ 天到约 1g/kg/ 天， 例如约 50 到 500mg/kg/ 天的剂量给药。然而， 取决于患者的需求、 正在治疗的病症的严重性和所采用的 电偶颗粒， 剂量可以变化。可采用每日给药或周期后给药 (post-periodic dosing)。在一 个实施例中， 这些组合物为单位剂型， 例如为片剂、 丸剂、 胶囊剂、 粉剂、 颗粒剂、 溶液剂或混 悬剂以及滴剂。
在一个实施例中， 该组合物以片剂提供， 例如包含 1、 5、 10、 25、 50、 100、 150、 200、 250、 500 和 / 或 1000 毫克电偶颗粒和 / 或活性剂， 以根据症状对待治疗患者的剂量进行调 节。该组合物可按每天 1 到 4 次的服用方法给药。有利地， 该组合物可以用单一日剂量给 药， 或将总日剂量分为每天两次、 三次或四次给药。
给药的最佳剂量不难由本领域技术人确定， 并且根据所用特定的电偶颗粒和 / 或 活性剂、 给药方式、 制剂强度和正在治疗的疾病 / 病症的进展而改变。此外， 与正在治疗的 特定患者相关的因素， 包括患者年龄、 体重、 饮食以及给药时间， 将导致需要调整剂量。
包含本文所述的本发明的一种或多种电偶颗粒的可摄入组合物可根据传统药物
配混技术通过紧密地混合电偶颗粒和药用载体而制成。 该载体可根据制剂类型采用多种形 式。 因而对于液体制剂， 例如混悬剂、 酏剂和溶液剂， 合适的载体和添加剂包括但不限于水、 乙二醇、 酒精、 硅树脂、 蜡、 芳香剂、 缓冲液 ( 例如柠檬酸盐缓冲液、 磷酸盐缓冲液、 乳酸盐缓 冲液、 葡萄糖酸盐缓冲液 )、 防腐剂、 稳定剂、 染色剂等 ； 对于固体制剂， 例如粉剂、 胶囊剂和 片剂， 合适的载体和添加剂包括淀粉、 糖、 稀释剂、 造粒剂、 润滑剂、 粘合剂、 崩解剂等。固体 口服制剂还可使用例如糖、 可溶性聚合物薄膜以及不溶但溶质可渗透的聚合物薄膜包衣。 口服制剂还可包肠溶衣， 其在酸性胃液环境中不溶， 但随着 pH 值变为中性而在肠中可溶， 从而调节电偶颗粒作用的主要位点。对于产品贮藏和稳定性， 电偶颗粒最好保存在无水或 相对不导电的状态或隔室中。
对于制备例如片剂等固体组合物， 将电偶颗粒与药用载体和其他药用稀释剂混 合， 以形成包含电偶颗粒均匀混合物的固体预制剂组合物， 而药用载体为例如玉米淀粉、 乳 糖、 蔗糖、 山梨酸、 滑石粉、 硬脂酸、 硬脂酸镁、 磷酸二钙或树胶等传统制片成分。 当将这些预 制剂组合物称为均匀时， 是指电偶颗粒在整个组合物中均匀分散， 以使该组合物可容易地 再分为等效的剂型， 例如片剂、 丸剂和胶囊剂。 然后可将该固体预制剂组合物再分为上述类 型的单位剂型。可将该新型组合物的片剂或丸剂进行包衣或者配混， 以得到能提供长效优 点的剂型。 例如， 片剂或丸剂可包含内剂量组分和外剂量组分， 后者为覆盖前者的包层的形 式。 这两种组分可通过肠溶层分开， 该肠溶层起到防止在胃中崩解的作用， 从而使内组分完 整地进入十二指肠或得以延迟释放。有多种材料可用于这种肠溶层或肠溶衣， 这些材料包 括诸如紫胶、 鲸蜡醇和醋酸纤维素之类的多种聚合酸材料。 (a) 用于治疗肠胃疾病的可摄入组合物
在一个实施例中， 将包含电偶颗粒的可摄入组合物用于治疗胃肠疾病， 例如溃疡、 痢疾和胃肠疼痛。
在一个实施例中， 可将电偶颗粒与已知用于治疗痢疾的活性剂结合， 该活性剂包 括但不限于 ： 铋 ( 例如碱式水杨酸铋 )、 洛哌丁胺、 二甲基硅油、 硝唑尼特、 环丙沙星和利福 昔明及其盐和前药 ( 例如酯 )。
在一个实施例中， 可将电偶颗粒与已知用于治疗消化性胃溃疡的活性成分结合， 该活性成分包括但不限于 ： 兰索拉唑、 萘普生、 埃索美拉唑、 法莫替丁、 尼扎替丁、 雷尼替丁 和奥美拉唑及其盐和前药。
在一个实施例中， 可将电偶颗粒与已知用于治疗腹内感染的活性剂结合， 该活性 包括但不限于 ： 莫西沙星、 环丙沙星、 头孢他啶、 庆大霉素、 厄他培南 ； 头孢吡肟、 头孢西丁、 西司他丁、 亚胺培南 ； 头孢曲松、 克拉维酸和替卡西林以及其盐和前药。
(b) 用于治疗疼痛的可摄入组合物
在一个实施例中， 可摄入组合物包含用于治疗疼痛 ( 例如咽喉痛 ) 的电偶颗粒。 口 服剂型可以为 ( 但不限于 ) 锭剂或液体制剂。可将电偶颗粒与已知用于治疗咽喉痛的活性 剂结合， 该活性剂包括但不限于 ： 对乙酰氨基酚、 右美沙芬、 右美沙芬、 伪麻黄碱、 扑尔敏、 伪 麻黄碱、 愈创木酚甘油醚、 多西拉敏、 锌和布洛芬及其盐和前药。
(c) 口服补充剂可摄入组合物
在一个实施例中， 将包含电偶颗粒的可摄入组合物用作口服补充剂或口服补充剂 的添加物。 口服剂型可以为 ( 但不限于 ) 锭剂、 片剂、 薄膜衣片、 粉剂或液体制剂。 电偶颗粒
可与维生素和矿物质口服补充剂结合， 该补充剂包括但不限于 ： 磷酸氢钙、 氧化镁、 氯化钾、 微晶纤维素、 抗坏血酸 ( 维生素 C)、 反丁烯二酸亚铁、 碳酸钙、 DL-α- 生育酚醋酸酯 ( 维生 素 E)、 阿拉伯树胶、 抗坏血酸棕榈酸酯、 β 胡萝卜素、 BHT、 泛酸钙、 硬脂酸钙、 三氯化铬、 柠 檬酸、 聚乙烯吡咯烷酮、 氧化铜、 氰钴胺 ( 维生素 B12)、 钙化醇 ( 维生素 D)、 叶酸、 明胶、 羟丙 甲纤维素、 叶黄素、 番茄红素、 硼酸镁、 硬脂酸镁、 硫酸镁、 烟酰胺、 硫酸镍、 植物甲萘醒 ( 维 生素 K)、 碘化钾、 盐酸吡哆素 ( 维生素 B6)、 核黄素 ( 维生素 B2)、 二氧化硅、 钠铝硅酸盐、 抗 坏血酸钠、 苯甲酸钠、 硼酸钠、 柠檬酸钠、 钒酸钠、 钼酸钠、 硒酸钠、 山梨酸、 氯化亚锡、 蔗糖、 硝酸硫胺 ( 维生素 B1)、 二氧化钛、 磷酸钙、 维生素 A 乙酸酯 ( 维生素 A) 和氧化锌及其盐和 前药。
此外， 在一个实施例中， 电偶颗粒的金属组分可用作原位产生的矿物质补充剂， 例 如原位转化为锌离子的金属锌。
局部用皮肤组合物
在一个实施例中， 可用于本发明的局部用组合物涉及包含电偶颗粒的组合物， 该 电偶颗粒适于对哺乳动物皮肤 ( 例如人类皮肤 ) 给药。在一个实施方案中， 该组合物包含 安全有效量的 (i) 电偶颗粒和 (ii) 药用载体。
该组合物可制成多种产品， 该产品包括但不限于免洗产品 ( 例如露、 霜、 凝胶、 棒 剂、 喷剂和软膏 )、 皮肤清洁产品 ( 例如液体洗剂、 固体条剂和 )、 护发产品 ( 例如香波、 护发 素、 喷雾和摩丝 )、 刮胡膏、 成膜产品 ( 例如面膜 )、 化妆品 ( 例如粉底、 眼线和眼影 )、 除臭剂 和止汗剂等。 这些产品可包含多种类型的药用载体形式， 包括但不限于溶液、 悬浮液、 乳液、 凝胶和固体载体形式， 乳液例如为微米乳液和纳米乳液。其他产品形式可通过本领域普通 技术人员配制。
在一个实施例中， 该组合物或产品用于治疗皮肤疾病和病症。这样的治疗方法的 例子包括但不限于 ： 粉刺治疗 ( 例如黑头和白头 )、 酒糟鼻、 囊肿和皮肤的其他微生物感染 ； 减少可见的皮肤老化迹象 ( 例如皱纹、 松垂、 灰黄和老年斑 ) ； 紧致皮肤 ； 增加皮肤弹性 ； 毛 囊炎和须部假性毛囊炎 ； 平衡油脂护理 ( 例如去油或油性 / 发亮皮肤外观抑制或控制 ) ； 色 素调节 ( 例如减轻色素沉着过度， 如雀斑、 黄褐斑、 光化性老年斑、 老年斑、 炎症后过度黑素 沉着病、 Becker 痣和面部黑色素沉着或增加淡色皮肤色素沉着 ) ； 毛发生长抑制 ( 例如腿部 皮肤 ) 或促进毛发生长 ( 例如关于头皮 ) ； 以及皮炎治疗 ( 例如遗传性过敏性、 接触性或溢 脂性皮炎 )、 眼睛下部的黑眼圈、 妊娠纹、 脂肪团块、 过度出汗 ( 例如多汗 ) 和 / 或牛皮癣。
(a) 局部用抗痤疮 / 抗酒糟鼻组合物
在一个实施例中， 该组合物或产品包含抗痤疮和 / 或抗酒糟鼻的活性剂。抗痤疮 和抗酒糟鼻的例子包括但不限于 ： 维甲酸类， 例如维甲酸、 异维甲酸、 莫维 A 胺、 阿达帕林、 他佐罗汀、 壬二酸和视黄醇 ； 水杨酸 ； 过氧化苯甲酰 ； 间苯二酚 ； 硫； 磺胺醋酰 ； 尿素 ； 抗生 素， 例如四环素、 克林霉素、 甲硝唑和红霉素 ； 抗炎剂， 例如皮质类固醇 ( 例如氢化可的松 )、 布洛芬、 萘普生和酮洛芬 ； 以及咪唑类， 例如酮康唑和二氯苯基咪唑二氧戊环 ； 及其盐和前 药。抗痤疮活性剂的其他例子包括精油、 α- 红没药醇、 甘草酸二钾盐、 樟脑、 β- 葡聚糖、 尿囊素、 龙牙草、 例如大豆异黄酮等黄酮、 沙巴棕、 例如乙二胺四乙酸等螯合剂、 例如银和铜 离子等脂肪酶抑制剂、 水解植物蛋白、 氯、 碘、 氟无机离子及氯、 碘、 氟非离子衍生物以及合 TM 成磷脂和天然磷脂， 例如 Arlasilk 磷脂 CDM、 SV、 EFA、 PLN 和 GLA(Uniqema， ICI Group ofCompanies， Wilton， UK)。
(b) 局部用抗衰老组合物
在一个实施例中， 该组合物或产品包含抗衰老剂。合适的抗衰老试剂的例子包括 但不限于无机遮光剂， 例如二氧化钛和氧化锌 ； 有机遮光剂， 例如甲氧基肉桂酸辛酯 ； 维甲 酸类 ； 二甲氨基乙醇 (DMAE)、 含铜肽、 维生素 ( 例如维生素 E、 维生素 A、 维生素 C 和维生素 B) 和维生素盐或衍生物 ( 例如抗坏血酸二葡糖苷和维生素 E 醋酸酯或棕榈酸酯 ) ； α- 水杨酸 和它们的前体， 例如乙醇酸、 柠檬酸、 乳酸、 苹果酸、 扁桃酸、 抗坏血酸、 α- 羟丁酸、 α- 羟基 异丁酸、 α- 羟基异己酸、 阿卓乳酸、 α- 羟基异戊酸、 丙酮酸乙酯、 半乳糖醛酸、 葡庚糖酸、 葡庚糖酸内酯、 葡萄糖酸、 葡萄糖酸内酯、 葡萄糖醛酸、 葡糖醛酸内酯、 丙酮酸异丙酯、 丙酮 酸甲酯、 粘酸、 丙酮酸、 葡糖二酸、 糖质酸 -1， 4- 内酯、 酒石酸和丙醇二酸 ； β- 水杨酸， 例如 β- 羟基丁酸、 β- 苯基乳酸和 β- 苯基丙酮酸 ； 四羟丙基乙二胺、 N， N， N′， N′ - 四 (2- 羟 丙基 ) 乙二胺 (THPED) ； 以及植物提取物， 例如绿茶、 大豆、 乳蓟、 海藻、 芦荟、 当归、 酸橙、 咖 啡、 黄连、 葡萄柚、 hoellen、 金银花、 薏仁、 紫草根、 桑椹、 芍药、 葛根、 大米和红花 ； 以及它们 的盐和前药。
(c) 局部用脱色素组合物
在一个实施例中， 该组合物或产品包含脱色素剂。合适的脱色素剂的例子包括但 不限于 ： 大豆异黄酮 ； 类视黄醇， 例如视黄醇 ； 曲酸 ； 曲酸二棕榈酸酯 ； 对苯二酚 ； 熊果苷 ； 氨甲环酸 ； 维生素， 例如烟酸和维生素 C ； 壬二酸 ； 亚麻酸和亚油酸 ； placertia ； 甘草、 甘 草； 以及提取物， 例如春黄菊和绿茶 ； 及其盐和前药。
(d) 局部用抗银屑病组合物
在一个实施例中， 该组合物或产品包含抗银屑病活性剂。抗银屑病活性剂的例子 ( 例如用于皮脂溢性皮炎治疗 ) 包括但不限于皮质类固醇 ( 例如倍他米松二丙酸酯、 倍他米 松戊酸酯、 丙酸氯倍他索、 二乙酸二氟拉松、 卤贝他索丙酸酯、 曲安奈德、 地塞米松、 氟轻松 醋酸酯、 氟轻松、 哈西奈德、 曲安西龙醋酸酯、 氢化可的松、 戊酸氢化可的松、 丁酸氢化可的 松、 阿氯米松双丙酸酯、 氟氢缩松、 糠酸莫米松、 甲泼尼龙 )、 甲氨蝶呤、 环孢菌素、 卡泊三醇、 蒽林、 页岩油及其衍生物、 二氯苯基咪唑二氧戊环、 酮康唑、 柏油、 水杨酸、 1- 氧 -2- 巯基吡 啶锌、 硫化硒、 氢化可的松、 硫、 薄荷醇和盐酸普莫卡因及其盐和前药。
(e) 其他成分
在一个实施例中， 该组合物或产品包含作为活性剂的植物提取物。植物提取物的 例子包括但不限于龙牙草、 大豆、 野生大豆、 燕麦片、 小麦、 芦荟、 越橘、 金缕梅、 赤杨皮、 山金 车酊、 茵陈蒿、 细辛根、 桦木、 金盏花、 春黄菊、 蛇床属植物、 聚合草、 茴香、 五倍子、 山楂、 鱼腥 草、 金丝桃属植物、 枣子、 猕猴桃、 甘草、 木兰、 橄榄、 胡椒薄荷、 黄蘖属植物、 鼠尾草属植物、 日本纹竹 (sasa albo-marginata)、 天然类异黄酮、 大豆异黄酮和天然精油。
在一个实施例中， 该组合物或产品包含缓冲剂， 例如柠檬酸盐缓冲剂、 磷酸盐缓冲 剂、 乳酸盐缓冲剂、 葡萄糖酸盐缓冲剂或胶凝剂、 增稠剂或聚合物。
在一个实施例中， 该组合物或产品包含芳香剂， 可有效用于减小压力、 镇静和 / 或 影响睡眠， 例如薰衣草和春黄菊。
局部用粘膜组合物
在一个实施例中， 可用于本发明的局部用组合物涉及包含电偶颗粒的组合物， 该电偶颗粒适用于施用到粘膜， 例如口腔粘膜、 直肠粘膜和阴道粘膜。在一个实施方案中， 该 组合物包含安全有效量的 (i) 电偶颗粒和 (ii) 药用载体。
该组合物可制成多种产品， 以应用到粘膜上， 所述制品包括但不限于阴道霜、 止血 垫、 栓剂、 牙线、 漱口水、 牙膏。其他产品形式可通过本领域普通技术人员配制。
在一个实施例中， 该组合物或产品用于治疗粘膜病症。此类治疗的例子包括但不 限于阴道念珠菌病和阴道病、 生殖器和口腔疱疹、 唇疱疹、 口腔溃疡、 口腔卫生、 牙周病、 牙 齿美白、 口臭、 防止生物膜附着和粘膜的其他微生物感染。
电偶颗粒可加到用于治疗念珠菌病的组合物中， 该组合物的活性剂例如但不限 于： 噻康唑、 克霉唑和制霉菌素。
电偶颗粒可加到用于治疗细菌性阴道病的组合物中， 该组合物的活性剂例如但不 限于盐酸克林霉素和甲硝唑。
电偶颗粒可加到用于治疗牙周病的组合物中， 该组合物的活性剂例如但不限于米 诺环素。
用于治疗伤口和疤痕的组合物
在一个实施例中， 将电偶颗粒加到伤口敷料和绷带中， 以提供电治疗， 从而促进愈 合并防止起疤。在一个实施例中， 伤口渗液和 / 或伤口清洗液可起到使含电偶颗粒的伤口 敷料 / 绷带活化的作用， 以 (i) 递送预结合到伤口敷料 / 绷带中的活性剂和 / 或 (ii) 产生 有益的电化学金属离子， 随后将该有益的金属离子递送到伤口中和 / 或 (iii) 使用治疗电 流治疗伤口， 该治疗电流可促进血液循环、 促使组织免疫应答和 / 或抑制组织炎症， 这可导 致加速愈合并减少疤痕。
在一个实施例中， 该组合物或产品包含通常用于局部伤口和疤痕治疗的活性剂， 例如局部用抗生素、 防腐剂、 促进伤口愈合剂、 局部用抗真菌药和抗炎剂。
抗真菌药的例子包括但不限于咪康唑、 益康唑、 酮康唑、 丝他康唑、 伊曲康唑、 氟康 唑、 伏立康唑、 氯碘羟喹、 比佛那唑 (bifoconazole)、 特康唑、 布康唑、 噻康唑、 奥苷康唑、 硫 康唑、 沙康唑、 克霉唑、 十一烯酸、 卤普罗近、 布替萘芬、 托萘酯、 制霉菌素、 环吡酮胺、 特比萘 芬、 阿莫罗芬、 萘替芬、 二氯苯基咪唑二氧戊环、 灰黄霉素及其药用盐和前药。 在一个实施例 中， 抗菌药为唑、 烯丙胺或其混合物。
抗生素 ( 或杀菌剂 ) 的例子包括但不限于莫匹罗星、 硫酸新霉素、 杆菌肽、 多粘菌 素 B、 氧氟沙星、 四环素 ( 盐酸氯四环素、 盐酸氧四环素和盐酸四环素 )、 克林霉素磷酸酯、 硫 酸庆大霉素、 甲硝唑、 己基间苯二酚、 甲苄索氯铵、 酚、 季铵化合物、 茶树油以及它们的可药 用盐和前药。
抗菌剂的例子包括但不限于氯己定的盐， 例如碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯、 双咪 唑烷基脲、 葡萄糖酸氯己定、 醋酸氯己定、 羟乙基磺酸氯己定和盐酸氯己定。还可使用其 他阳离子抗菌剂， 例如苯扎氯铵、 苄索氯铵、 三氯卡班、 聚六亚甲基双胍、 十六烷基氯化吡啶 鎓、 甲苄索氯铵。其他抗菌剂包括但不限于 ： 卤代酚类化合物， 例如 2， 4， 4′， - 三氯 -2- 羟 基二苯基酯 ( 三氯生 ) ； 对氯间二甲苯酚 (PCMX) ； 和短链醇类， 例如乙醇、 丙醇等。 在一个实 施例中， 一元醇处于低浓度 ( 例如小于载体的约 10 重量％， 如小于载体的 5 重量％ )， 以使 其不会造成隔膜的过度干燥。
用于病毒感染 ( 例如疱疹和肝炎 ) 的抗病毒剂的例子包括但不限于咪喹莫特及其衍生物、 普达非洛、 鬼臼树脂、 干扰素 α、 阿昔洛韦、 泛昔洛韦、 伐昔洛韦、 reticulos( 抗 HIV 病毒药物 ) 和西多福韦， 以及它们的盐和前药。
抗炎剂的例子包括但不限于合适的甾族抗炎剂， 例如皮质类固醇， 例如氢化可 的松、 羟基去炎松 α 甲基地塞米松、 磷酸地塞米松、 二丙酸倍氯米松、 戊酸氯倍他索、 地 奈德、 脱氧米松、 醋酸去氧皮质酮、 地塞米松、 二氯松、 二乙酸二氟拉松、 戊酸二氟可龙、 fluadrenolone、 氟氯奈德、 氟氢可的松、 新戊酸氟米松、 氟轻松、 氟轻松醋酸酯、 氟可丁酯、 氟可龙、 醋酸氟泼尼定 ( 氟强的松 )、 氟氢缩松、 哈西奈德、 醋酸氢化可的松、 丁酸氢化可的 松、 甲基强的松龙、 曲安奈德、 可的松、 可托多松、 flucetonide、 氟氢可的松、 醋酸双氟拉松、 fluradrenalone acetonide、 甲羟松、 amciafel、 安西非特、 倍他米松、 氯泼尼松、 醋酸氯泼 尼松、 氯可托龙、 clescinolone、 二氯松、 二氟泼尼酯、 氟二氯松、 氟尼缩松、 氟甲去氧泼尼松 龙、 氟培龙、 氟泼尼龙、 戊酸氢化可的松、 氢化可的松环戊丙酸酯、 氢可松氨酯、 甲泼尼松、 帕 拉米松、 氢化泼尼松、 泼尼松、 二丙酸倍氯米松、 二丙酸倍他米松、 氟羟氢化泼尼松， 以及它 们的盐和前药。在一个实施例中， 用于本发明中的甾族抗炎剂为氢化可的松。可用于本发 明的组合物中的第二类抗炎剂包括非甾体抗炎剂。
伤口愈合促进剂的例子包括重组人血小板衍生生长因子 (PDGF) 和其他生长因 子、 酮舍林、 伊洛前列素、 前列腺素 E1 和透明质酸、 例如甘露糖 -6- 磷酸等去疤剂、 止痛剂、 麻醉剂、 例如敏乐啶等促进毛发生长剂、 例如盐酸依氟鸟氨酸等毛发抑制剂、 降压剂、 治疗 冠心病的药物、 抗癌剂、 内分泌和代谢药物、 神经病学药物、 中止化学加成的药物、 晕动病、 蛋白和多肽药物。
身体的微生物感染治疗
在一个实施例中， 将电偶颗粒与或不与其他抗真菌活性剂一起使用， 以治疗和防 止真菌感染 ( 例如皮肤真菌， 如须毛癣菌 )， 包括但不限于甲真菌病、 孢子丝菌病、 甲癣、 足 癣 ( 脚癣 )、 股癣 ( 腹股沟癣 )、 体癣 ( 轮癣 )、 头癣、 花斑癣和假丝酵母感染相关疾病 ( 如白 假丝酵母菌 ) 例如尿布疹、 口腔鹅口疮、 皮肤和阴道念珠菌病、 生殖器皮疹、 马拉色尔氏霉 菌感染相关疾病， 例如花斑糠疹、 糠秕孢子菌毛囊炎、 溢脂性皮炎和头皮屑。
在另一个实施例中， 将电偶颗粒与或不与其他抗菌活性剂一起使用， 以治疗细菌 感染， 包括但不限于粉刺、 蜂窝组织炎、 丹毒、 小脓疱疹、 毛囊炎和疖痈以及急性伤口和慢性 伤口 ( 静脉溃疡、 糖尿病溃疡和褥疮 )。
在另一个实施例中， 将电偶颗粒与或不与其他抗病毒活性剂一起使用， 以治疗和 防止皮肤和粘膜感染， 包括但不限于传染性软疣、 疣、 例如感冒疮、 口腔溃疡和生殖器疱疹 等单纯疱疹病毒感染。
在另一个实施例中， 将电偶颗粒与或不与其他抗寄生虫活性剂一起使用， 以治疗 和防止寄生虫感染， 该感染包括但不限于钩虫感染、 虱、 疥疮、 海水浴疹和血吸虫皮炎。
在一个实施例中， 施用颗粒来辅助治疗耳部感染 ( 例如由肺炎链球菌引起的感 染 )、 鼻炎和 / 或窦炎 ( 例如由流感嗜血杆菌、 粘膜炎莫拉菌、 金黄色葡萄球菌和肺炎链球 菌 ) 和脓毒性咽喉炎 ( 例如由产脓链球菌引起的 )。
在一个实施例中， 颗粒由动物 ( 例如作为动物饲料 ) 或人 ( 例如作为饮食补充剂 ) 摄入， 以有助于防止食源性疾病爆发 ( 例如由食源性病原体， 如空肠弯曲菌、 单核细胞增多 性李斯特菌、 沙门氏杆菌引起 )。耐药微生物
在一个实施例中， 本发明的特征在于通过使微生物与包含电偶颗粒的组合物接触 来杀死病原体耐药微生物的方法， 该电偶颗粒包含第一导电材料和第二导电材料， 其中第 一导电材料和第二导电材料暴露在颗粒表面， 并且其中第一导电材料和第二导电材料的标 准电势差为至少约 0.2 伏。在一个实施例中， 所述颗粒的粒度为约 10 纳米到约 1000 微米， 例如约 1 微米到约 100 微米。在一个实施例中， 第二导电材料为该颗粒总重的约 0.01 重 量％到约 10 重量％。在一个实施例中， 该耐药微生物为细菌， 例如耐甲氧西林金黄色葡萄 球菌 (MRSA) 和耐万古霉素肠球菌 (VRE)。 在一个实施例中， 颗粒通过鼻喷剂、 漂洗溶液或油 膏剂施用。
指 / 趾甲治疗组合物
电偶颗粒也可用于促进指 / 趾甲生长、 增加指 / 趾甲强度以及减轻指 / 趾甲感染 或变色。电偶颗粒可加到用于治疗指 / 趾甲真菌病的组合物中， 该组合物的活性成分例如 但不限于咪康唑、 益康唑、 酮康唑、 丝他康唑、 伊曲康唑、 氟康唑、 伏立康唑、 氯碘羟喹、 比佛 那唑 (bifoconazole)、 特康唑、 布康唑、 噻康唑、 奥苷康唑、 硫康唑、 沙康唑、 克霉唑、 十一烯 酸、 卤普罗近、 布替萘芬、 托萘酯、 制霉菌素、 环吡酮胺、 特比萘芬、 阿莫罗芬、 萘替芬、 二氯苯 基咪唑二氧戊环、 灰黄霉素及其药用盐和前药。电偶颗粒可加到用于改善指 / 趾甲观感的 组合物中， 该组合物的成分例如但不限于 ： 生物素、 泛酸钙、 生育酚乙酸酯、 泛醇、 植烷三醇、 烟碱酸胺、 氯化钙、 库拉索芦荟 ( 叶汁 )、 丝蛋白、 大豆蛋白、 过氧化氢、 碳酰二胺、 绿茶提取 物、 乙酰半胱氨酸和半胱氨酸。
组织填充和组织工程应用
在一个实施例中， 电偶颗粒可用于减少面部皮肤皱纹的可见性、 减少萎缩或增加 面部表皮和皮下体积和唇体积。电偶颗粒可单独使用， 或与本领域熟知的其他组分结合使 用， 该其他组分例如为皮下填充剂、 植入物、 牙周植入物、 肌内注射剂和皮下注射剂， 例如生 物可吸收聚合物。 例如， 电偶颗粒可与胶原、 透明质酸、 聚左旋乳酸和 / 或 Calcium hydroxyl apatite 注射剂结合使用。
在另一个实施例中， 电偶颗粒可通过本领域已知技术结合到用于组织工程和器官 打印的生物可降解支架。已知的是， 电刺激可刺激并促进生物细胞 ( 如干细胞 ) 分化、 增殖 和迁移， 从而使组织生长、 修复和更新。近期的出版物介绍了电在组织工程中的用途 (Part et al.， “Electrical stimulation and extra-cellular matrix remodeling of C2C12 cells cultured on collagen scaffolds” ， J.Tissue Engineering and Regenerative Medicine 2(5)2008， pages279-287)(Part 等人， “培养在胶原支架上的 C2C12 细胞的电刺 激和细胞外基质重塑” 《组织工程和再生医学》 ， ， 2008 年第 2 卷第 5 期， 第 279-287 页 )， 美国 专利申请 2005/0112759A1 公开了将电刺激用于体外和体内功能组织工程。这些参考文献 全文以引用方式并入本文。本发明的电偶颗粒可用于在体外组织再生工程中提供电刺激， 更重要的是用于回体和体内， 因为电偶颗粒可容易地结合到待植入患者体内的组织支架中 或制成组织支架。
经皮给药贴片
在一个实施例中， 电偶颗粒被加到经皮给药贴片中， 以促进活性剂通过离子电渗 疗法渗透到皮肤中， 并通过电刺激和电产生例如锌离子等有益离子， 减轻皮肤刺激。这样的活性剂的例子包括肽、 多肽、 蛋白和包括 DNA 的核酸物质 ； 以及营养物质。 多肽和蛋白质活性剂的例子包括促甲状腺激素释放激素 (TRH)、 后叶加压素、 促性腺激素释 放激素 (GnRH or LHRH)、 促黑色素细胞激素 (MSH)、 降钙素、 生长激素释放激素 (GRF)、 胰 岛素、 促红细胞生成素 (EPO)、 α 干扰素、 β 干扰素、 催产素、 卡托普利、 缓激肽、 心钠素、 胆 囊收缩素、 内啡肽、 神经生长因子、 黑素细胞抑制剂 -I、 胃泌素拮抗剂、 生长抑素、 脑磷脂、 褪 黑激素、 疫苗、 肉毒素 ( 肉毒神经毒素 )、 环孢菌素及其衍生物 ( 例如生物活性碎片或类似 物 )。 其他活性剂包括麻醉剂 ； 镇痛药 ( 例如芬太尼及其盐， 例如柠檬酸芬太尼 ) ； 用于治疗 精神障碍、 癫痫和偏头痛的药物 ； 用于抑制药物成瘾和滥用的药物 ； 抗炎剂 ； 用于治疗高血 压、 心血管疾病、 胃酸和溃疡的药物 ； 用于激素替代疗法和避孕的药物， 例如雌性激素和雄 性激素 ； 抗生素、 抗真菌剂、 抗病毒剂和其他抗微生物剂 ； 抗瘤剂、 免疫抑制剂和免疫促进 剂； 以及作用于血液的药物和血液形成坚果油， 包括造血剂和抗凝血剂、 溶解血栓剂和抗血 小板药物。可使用此类贴片递送进体内的其他活性剂包括多种疾病的疫苗， 例如流行性感 冒、 艾滋病、 肝炎、 麻疹、 腮腺炎、 风疹、 狂犬病、 avercella、 破伤风、 低丙种球蛋白血症、 Rh 疾 病、 白喉、 肉毒杆菌中毒、 蛇咬、 黑寡妇蜘蛛咬伤及其他昆虫咬 / 叮、 特发性血小板减少性紫 癜 (ITP)、 慢性淋巴细胞白血病、 细胞巨化病毒 (CMV) 感染、 急性肾移植排异反应、 口服脑灰 质炎疫苗、 肺结核疫苗、 百日咳疫苗、 乙型肝炎病毒疫苗、 肺炎球菌疫苗和金黄色葡萄球菌 疫苗。 结合到基底上
电偶颗粒可结合到纤维、 无纺织物、 水状胶体、 粘合剂、 薄膜、 聚合物和其他基底 上。产品包括但不限于牙线、 牙刷、 卫生巾、 止血栓、 绷带、 伤口敷料、 固定用敷料、 毛刷和衣 服。在一个实施例中， 电偶颗粒与组织界面接触。将电偶颗粒涂敷在基底上的方法包括静 电喷涂法、 机械筛分法、 共挤出法、 粘合剂喷涂法。
也可将电偶颗粒涂覆在医疗植入物或外科手术工具上 ( 例如有助于防止感染 )。
电偶颗粒上的巯基化合物涂层， 以实现改进的性能
本发明的一个实施例提供了具有涂层的电偶颗粒， 该涂层包含具有至少一个巯基 (SH) 官能团的化合物。 巯基基团将化合物连到电偶颗粒的表面上， 从而提供各种有益效果。 优点包括但不限于 (a) 调节动电的生成 ； (b) 增强电偶颗粒的组织生物相容性 ； (c) 改善电 偶颗粒的稳定性 ； (d) 通过化学键例如与巯基化合物的共价键， 将其他化学和生物化学部 分连到电偶颗粒表面的涂层上， 从而实现预期的生物学效果。
术语 “巯基化合物” 包括 ： (a) 具有一个或多个能与本发明电偶颗粒的金属表面反 应的巯基官能团的硫代化合物， 以及 (b) 含硫氨基酸及其衍生物。
具有一个或多个能与电偶颗粒的表面反应的巯基官能团的硫代化合物包括但不 限于巯基乙酸及其盐， 例如钙、 钠、 锶、 钾、 铵、 锂、 镁的甘醇酸盐以及其他金属盐 ； 硫代乙二 醇、 硫甘油、 硫代乙醇以及硫代乳酸、 硫代水杨酸及其盐。
含硫氨基酸及其衍生物可选自 L- 半胱氨酸、 D- 半胱氨酸、 DL- 半胱氨酸、 N- 乙酰 基 -L- 半胱氨酸、 DL- 高半胱氨酸、 L- 半胱氨酸甲酯、 L- 半胱氨酸乙酯、 N- 氨甲酰半胱氨酸、 谷胱甘肽和半胱胺。
优选的具有能与电偶颗粒反应的一个或多个巯基官能团的硫代化合物为巯基乙 酸的钙盐和钠盐。
优选的含硫氨基酸及其衍生物为 L- 半胱氨酸和 N- 乙酰基 -L- 半胱氨酸。
通常， 可使用包含能与电偶颗粒的金属表面反应的巯基官能团的任何化合物在本 发明的电偶颗粒上形成巯基涂层。
本发明的一个实施例采用含巯基氨基酸或其衍生物、 其可药用盐或酯或其立体异 构体。此类化合物可由式 (I)
其可药用盐或酯及其立体异构体表示 ； 其中 ： R ＝ H、 CONHCH2COOH、 NH2 或 COOR2， 而 R2 为 H 或 C1-4 烷基 ； R1 ＝ H、 COCH3、 CONH2 或 CO(CH2)mCH(NH2)(COOH)， 而m为1或2； 以及 n 为 1 至 4 的数值。 式 (I) 化合物的示例性例子包括以下列表中所示的那些 ： 巯基化合物非限制性例子的列表
用于本发明的优选化合物为半胱氨酸、 谷胱甘肽和 N- 乙酰基 -1- 半胱氨酸。将巯基化合物涂覆到电偶颗粒上的方法
根据本发明制备涂覆巯基化合物的电偶颗粒的非限制示例性工序如下 ：
(a) 在极性溶剂或极性溶剂混合物中制备某一浓度的巯基化合物溶液
(b) 一边混合， 一边将一定量的电偶颗粒加入巯基化合物溶液中
(c) 提供足够的时间让涂层反应完全
(d) 通过过滤将涂覆的电偶颗粒与溶液分离
(e) 干燥涂覆后的电偶颗粒
本发明的极性溶剂包括但不限于水、 乙醇、 丙二醇、 丁二醇、 丙三醇、 聚乙二醇。用 于涂覆工艺的溶液中巯基化合物的合适浓度在约 0.1％至约 90％ ( 或使给定的溶质与溶剂 组合物溶解 ) 的范围内。用于涂覆工艺的电偶颗粒的量由反应设备 ( 即实现彻底混合的能力 ) 以及用于给定反应的巯基化合物的量决定。在环境温度下， 涂层反应时间可从几分钟 至几小时不等， 具体取决于涂层的给定反应速率。 如果需要的话， 可采用高温来加速较慢的 涂层反应。
电偶颗粒上巯基化合物涂层的功用
在一个实施例中， 采用含巯基氨基酸或其衍生物及其类似物， 其量足以部分或全 部地在电偶颗粒的表面上以受控方式涂覆， 从而调节动电的生成并改善电偶颗粒的化学稳 定性。 涂层还作为中间层， 以促进电偶颗粒与生物细胞和组织的相容性， 尤其是将含巯基氨 基酸及其衍生物 ( 如 L- 半胱氨酸、 谷胱甘肽和 N- 乙酰基 -L- 半胱氨酸 ) 用于形成涂层时。 此涂层的另一重要功用是能够将其他化学和生物化学部分连接到电偶颗粒表面上， 方法是 通过化学键， 例如与巯基化合物的共价键 ( 如氨基酸或氨基酸衍生物羧基上的酯键 )， 从而 实现预期的生物学效应。利用此连接方法的一个非限制性例子是将另一种化合物 ( 如药物 或活性剂 ) 通过共价键连到固定在电偶颗粒表面上的巯基化合物， 从而形成固定在该表面 上的前药。用到人体后 ( 例如通过口服、 注射、 植入或手术途径 )， 酯酶将断开酯键， 从而紧 靠电偶颗粒释放出药物， 以将其自身的药理学活性与电偶颗粒的生物学活性一起施加， 从 而实现增效作用。另一种化合物 ( 即第二种化合物 ) 与巯基化合物的键合位点可以在第二 种化合物的许多官能团上， 并可以是任何键合类型 ( 即， 不限于酯键 )， 只要该键合能在体 内环境的应用位点处断开即可。前药方法在药物化学的前药设计和合成领域中是熟知的。 在另一个实施例中， 第二种化合物可以是诊断剂或标记物， 而非药物或活性剂， 以用于诊断 目的。
作为化妆金属效应颜料的
电偶颗粒薄片
在本发明的一个实施例中， 上述电偶颗粒的形式为金属效应颜料， 用于同时提供 生物活性以及迷人的外表， 例如用于彩妆产品的金属材料。金属效应颜料在化妆品组合物 中广泛使用， 这些组合物一般由常选自例如铝、 铜或铜 - 锌合金等金属的基底金属薄片制 成。术语 “金属效应颜料” 用于指代在取向的、 主要为平坦构型的金属或高折光率颗粒上具 有定向反射的金属颜料。它们通常具有板状或薄片状构型， 并且与染料颜料相比具有非常 大的粒径。它们的光学性质由反射和干涉决定。取决于透明性、 吸收、 厚度、 单层或多层结 构， 特殊效应颜料表现出金属光泽、 珍珠光泽、 干涉或干涉反射。通过采用粘合剂体系 ( 例 如有机聚合物、 硅酸盐或二氧化硅 ) 由金属氧化物 ( 例如氧化铁、 氧化铜、 它们的混合物或 其他金属氧化物 ) 的细小颗粒部分地涂覆基底金属表面， 金属铝薄片的银色可改变成许多 颜色。金属效应颜料上的部分涂层提供 ： (a) 迷人的色彩或美丽的金属光泽， 控制动电生成 以减弱强度并因此延长作用时间的方法， 以及 (c) 避免基底金属薄片氧化以维持其金属光 泽。彩妆效应颜料的制造方法在美国专利 5,931,996 中有所公开， 其据此以引用方式全文 并入本文。
本发明的一个实施例公开了一种组合物以及使用具有金属效应颜料美容光学性 质的电偶颗粒的方法， 从而为动物 ( 例如人 ) 的身体带来有益的生物学效果， 其中电偶颗粒 的形式为具有或不具有非完整有色或无色涂层的薄片状电偶颗粒。 该电偶金属效应颜料尤 其可用于下述化妆品应用 ： 这些应用不仅通过电偶颗粒同时为使用者提供电刺激和电化学 调控变化方面的有益效果， 还通过金属效应颜料的光学性质提供美丽迷人的外表。将电偶金属效应颜料局部用于人体隔膜及相邻组织 ( 皮肤、 粘膜、 头发、 伤口、 嘴 唇、 牙齿等 ) 的优点包括但不限于 ： (a) 因高比表面积带来的高活性的有益电偶作用 ； (b) 由具有宽范围颜色选择的金属效应颜料提供迷人的外表 ； (c) 在施用到湿润的隔膜 ( 如皮 肤 ) 后能够从金属光泽外表变成低光泽外表， 再逐渐融合成自然的健康肤色。
将第二导电金属涂覆到第一导电金属薄片上以形成本发明的电偶金属效应颜料 的优选制造方法是采用金属效应颜料行业中熟知的气相沉积 ( 物理气相沉积或化学气相 沉积 )。彩妆效应颜料的制造方法在美国专利 No.5,931,996、 5,964,936、 5,993,526 和 7,172,812 中有所公开， 它们据此以引用方式全文并入本文。
包含电偶颗粒的吸收性填充剂组合物
本发明的一个实施例公开了增强美容注射型填充剂 ( 例如用于皱纹的胶原填充 注射剂 ) 性能的方法， 机理是 ： (a) 刺激内源性胶原和弹性蛋白的长效合成 ； (b) 减少与填 充剂注射手术相关的并发症， 例如对注射的不良炎症组织反应 ( 如疼痛、 压痛、 浮肿和皮肤 红斑 )， 以及减少潜在感染。
根据 TK Hamilton 医学博士发表的文章 (Skin Aurgumetnation and correction ： the new generation of dermal fillers-a dermatologist’ s experience， Clinics in Dermatology， 2009 ： 27， S13-S22)( 皮肤隆高和修护 ： 新一代皮肤填充剂—一名皮肤科医生 的经验， 《皮肤病学临床》 ， 2009 年第 27 期， S13-S22)， 可将用于中度到深层面部皱纹和褶 皱的美容用可注射皮肤填充剂分成两类 ： (a) 通过填充深层真皮和皮下空间而恢复软组织 体积损失的替换性皮肤填充剂， 例如牛和人胶原及透明质酸 ( 作用时间 ： 3-12 个月 ) ； 以及 (b) 通过促进成纤维细胞活性、 胶原合成以及软组织生长而恢复体积的促进性填充剂， 例如 聚左旋乳酸 (PLLA) 和羟基磷灰石钙 (CaHA)( 作用时间 ： 9-24 个月 )。在美国的商品胶原和 透明质酸填充剂 ( 如 Ortho Dematologics 的 Evolence， 以及 Allergan 的 Zyderm、 Zyplast、 CosmoDerm&CosmoPlast) 配制成各种凝胶注射组合物， 在美国的商品注射用 PLLA 填充剂 (Dermik 的 Sulptra) 配制成需要用无菌注射用水复原的冻干粉。 替换性皮肤填充剂的缺点 是它们的作用时间短， 并需要频繁的处理， 而促进性填充剂的缺点是具有副作用。例如， 与 注射用 PLLA 相关的不良事件包括瘀伤、 浮肿和炎症。此外， 存在与填充剂注射相关的疼痛， 并通常在注射组合物中采用利多卡因来控制疼痛。
一个实施例是通过将本发明的电偶颗粒与填充剂组合物在注射前一起混合， 从而 进行共同给药来克服这些缺点。由于电偶颗粒的生物效应包括抗炎、 刺激胶原和弹性蛋白 合成、 提供抗微生物活性以及减轻疼痛 ( 参见实例 )， 因此将电偶颗粒加入替换性填充注射 剂中可以延长作用时间， 将电偶颗粒加入促进性填充注射剂中可以减轻副作用， 例如炎症、 浮肿、 瘀伤和疼痛。适于填充剂应用的优选电偶颗粒为由可转化成人体必需矿物质的金属 ( 例如用作阳极材料的锌和镁 ( 第一导电金属 )， 以及铜和铁 ( 第二导电金属 )) 制成的那 些， 例如 Zn-Cu、 Mg-Cu、 Mg-Fe 电偶颗粒。相同的优选情况也适用于下面章节中所述的口服 应用。
使用电偶颗粒组合物经口治疗肥胖症以及控制体重
肥胖症是一个全球性问题， 据估计， 在世界上有 3 亿人受此困扰。在美国人群中这 一问题尤为突出， 它大约影响着美国 6000 万人口， 尤其是女性。 20 到 74 岁之间的女性超过 三分之一患有肥胖症。如今， 甚至有更多的人超重， 并逐渐接近肥胖症的临床定义。人们已提议采用电刺激方法来治疗肥胖症。Y.Sun 和 J.Chen 发表的文章证明了电刺激对减少脂 肪吸收的作用 (“Intestinal electrical stimulation decreases fat absorption in rats ： therapeutic potential for obesity” ， Obesity Research， Vol.12， No.8， Aug.2004， pages 1235-1242)(“肠电刺激减少大鼠脂肪吸收 ： 肥胖症的治疗潜力” ， 《肥胖症研究》 ， 第 12 卷， 第 8 号， 2004 年 8 月， 第 1235-1242 页 )。美国专利 7,177,693 公开了用来治疗肥胖 症的植入式胃部电刺激装置。 考虑到与手术植入电刺激装置相关的高昂成本及可能严重的 并发症， 以及与肥胖症和体重问题相关的人群的流行规模， 非手术方法明显是一种优选的 治疗方法。
本发明的一个实施例公开了使用口服电偶颗粒组合物为动物 ( 例如， 人 ) 的胃肠 (GI) 道提供电刺激以控制体重和治疗肥胖症的方法。 口服电偶颗粒组合物包含由金属组分 ( 在电偶作用后将转化成药用和营养用矿物离子 ) 制成的电偶颗粒， 以及避免电偶颗粒过 早降解并允许电偶颗粒在胃肠道的目标部位 ( 如小肠以减少脂肪吸收， 或某些目标部位， 例如空肠 ) 活化的控释口服剂型。
使用电偶颗粒进行胃肠电刺激的优点包括但不限于 ： (a) 为胃肠道中的目标部位 提供电刺激， 而无需手术植入的电刺激装置 ( 如， 上述胃起搏装置和肠起搏装置 )， 从而消 除任何与手术相关的风险、 成本和术后并发症 ； (b) 因为将电刺激作用限制在胃肠道内的 目标部位， 并且电偶电刺激的副产物基本上是已存在于日常饮食和营养补充剂中的必需矿 物质， 因此具有良好的安全性 ； (c) 与选择手术植入相比大大降低成本 ； (d) 应用方便， 如果 需要的话， 也易于终止治疗。
本发明的一个实施例是将电偶颗粒配制成通常用于口服给药的口服剂型， 例如在 制药行业和口服药品领域熟知的硬明胶胶囊、 软明胶胶囊和片剂。包含电偶颗粒的这样的 口服剂型在摄入后可将电偶颗粒递送到胃肠道， 从而提供电偶电刺激。取决于目标刺激部 位， 可将口服剂型设计成快速释放 ( 例如， 像速释片或速崩片一样 ) 以用于胃部电刺激， 或 包上或埋入肠溶聚合物 ( 例如， Eudragit S、 Eugragit R 聚合物 )， 这些聚合物在酸性胃液 环境中不溶并且水不可渗透， 从而保护电偶颗粒， 将它们保持在未活化状态， 但易于在小肠 中接近中性 pH 值时溶解， 从而释放出电偶颗粒， 以发挥电刺激作用。
近来发表的文章探索了存在于肠道中的微生物群的类型与体重调节的关系， 因为 肥胖人群和小鼠中的肠道菌与偏瘦个体中的肠道菌不同 (“Obesity and gut flora” by M.Bajzer and R.J.Seeley， Nature， Vol.444， 21/28Dec.2008， page1009-1010)(M.Bajzer 和 R.J.Seeley， “肥 胖 症 和 肠 道 菌 群” ， 《自 然》 ， 第 444 卷， 2008 年 12 月 第 21/28 期， 第 1009-1010 页 )。据推测， 肥胖个体中的细菌类型在分解食物方面更高效， 从而使宿主吸收 更多的热量。由于已证实了本发明的电偶颗粒具有抗微生物活性， 并可用于控制肠道中的 细菌数量， 因此其除了提供肠道电刺激外还可有助于减少热量的摄入。本发明的一个实施 例是通过口服药用或营养用口服剂型产品或组合物来减少肠道微生物的数量， 从而治疗或 预防肥胖症或超重。
下文通过非限制性实例对本发明进行说明。
实例 1 ： 根据置换化学制备电偶颗粒 ( 涂覆成形法 )
将铜无电镀到锌粉上， 以此制备 0.1％铜涂覆的锌电偶颗粒。将 10g ≤ 45 微米的 锌粉均匀铺放到具有 0.22 微米滤膜的真空过滤布氏漏斗上。然后将 5g 醋酸铜溶液均匀倾倒在锌粉上， 让其反应大约 30 秒。接着抽吸过滤器， 直到将滤液全部抽出。然后将所得的 粉饼弄松， 加入 10g 去离子水， 再将水抽出。然后在抽吸条件下将 10g 乙醇加入粉末。随后 将粉末从过滤器系统中小心移除， 让其在干燥器中干燥。
实例 2 ： 人类皮肤外植体模型中的弹性蛋白和胶原基因表达
皮肤老化与胶原和弹性蛋白合成的减少以及胶原和弹性蛋白纤维降解的增加相 关。因此， 能够增强它们合成或避免它们降解的药剂可有益于预防或减慢皮肤老化。能够 增强弹性组织生成和胶原合成的产品有望为消费者带来许多有益效果， 不仅可用于防止皮 肤老化， 还能用于女性健康领域 (FSE、 失禁、 脱垂等 )、 伤口愈合、 改善口腔健康以及减少或 预防痔疮的发生， 等等。
令人吃惊的是， 我们发现在人类皮肤外植体模型中 Zn-Cu 电偶颗粒原型能够有效 地促进弹性蛋白和胶原的体外表达。用 Zn-Cu 电偶颗粒原型处理后， 在猪皮的真皮中， 通过 组织学检查还观察到了弹性蛋白纤维数量和厚度的增加以及新形成的胶原的存在。 此增加 与皮肤结构、 弹性和回复性的改善相关， 并可用于预防和修正皮肤老化。
在获得知情同意的情况下， 从接受整形手术的健康个体的腹部获取人体皮肤， 以 之建立皮肤外植体模型。根据美国 HIPAA 法案， 不公开患者身份， 以保持机密。将钻取到的 活组织 (12mm) 维持在补充了生长因子混合物的 DMEM/F12 基础培养基中。 将皮肤外植体在培养基中培养 1 天， 然后每日一次用 15μl 新鲜制备的 1％悬浮 液 ( 将根据实例 1 制备的 0.1 ％ Cu 涂覆的 Zn 电偶颗粒溶于水制得 ) 进行局部处理。在 培养的第 5 天和第 7 天采集皮肤样本。将收获的样本进行处理， 用于组织学 H&E、 Luna 弹性蛋白染色或 RNA 分析， 以评估弹性蛋白和胶原 IV mRNA 水平。通过 ImagePro Plus 5.1(Mediacybernetics， Silver Spring， MD) 获得组织学染色切片的图像。对提取的 RNA 进行实时 PCR 分析。
结果在下表 1 中示出。
表1
表 1 中的数据表明 Zn-Cu 电偶颗粒增加了弹性蛋白纤维的量， 尤其是在垂直于真 皮 - 表皮交界处的乳突状真皮层中， 并增高了弹性蛋白和胶原 IV mRNA 水平。此外， H&E 染 色表明不存在因 Zn-Cu 电偶颗粒引起的组织损伤或结构变化 (H&E 染色 )。
实例 3 ： 在用 Zn-Cu 电偶颗粒原型处理后通过组织学分析发现猪皮中胶原和弹性 纤维网增强
从 Charles River(Portland， ME) 获得棕褐色适中的 Yucatan 小型猪， 将其关在 对环境进行控制的房间内大小合适的单只笼中， 光周期为 12 小时光照及 12 小时黑暗， 每天 提供 600g 标准猪食以及自由采食的水。动物护理依照 “Guide for the Care and Use of Laboratory Animals” ， NIH Publication No.85-23( 实验动物护理和使用指南， NIH 出版号 85-23)。 在通过标准纹身术划分局部区域前， 将动物驯化一周， 并在开始研究前让动物再康 复一周。
将局部用药剂 ( 每侧上各部位 200μl) 向纹身的部位每天施用 2 次， 每周 5 天， 持 续 8 周 ( 大约间隔 5 小时 )。用湿纸巾擦拭猪皮， 以除去过干的皮肤， 并在处理前擦干。处 理包括 1％和 5％的悬浮液 ( 将根据实例 1 制备的 0.1％ Cu 涂覆的 Zn 电偶颗粒溶于水制 得 )， 以及仅用水处理作为对照。处理部位的位置在每只猪的两侧上任选。
开始局部处理 8 周后且在最后一次处理 24 小时后， 通过静脉注射戊巴比妥钠类药 物将猪实施安乐死。从所有处理部位采集皮肤钻取活组织 (8mm)， 并固定在 10％的中性福 尔马林中。通过组织学分析猪皮样本石蜡切片的新胶原生成 ( 前胶原染色 ) 和弹性蛋白纤 维 (Luna 柠檬黄复染弹性蛋白 )。令人吃惊的是， 与对照相比， 在用 Zn-Cu 电偶颗粒处理的 猪皮中， 在垂直于真皮 - 表皮交界处的乳突状真皮层中观察到了弹性蛋白纤维的增多， 并 且在网状真皮中存在更厚和更多的纤维。前胶原染色证实， 与含有成熟胶原 ( 红色 ) 的对 照相比， 新形成的 / 年轻的胶原 ( 蓝色 ) 存在于用 Zn-Cu 电偶颗粒处理的皮肤的整个真皮 中。
实例 4 ： 对重建表皮上 UV 诱发促炎性介质的释放的抗炎活性
以下实例证实了当与用于治疗皱纹的商品胶原填充注射剂混合时电偶颗粒的体 外抗炎活性。
在人表皮等同物上评价了包含电偶颗粒的胶原基表皮填充剂的抗炎活性。 表皮等 同物 (EPI 200 HCF)( 由正常人表皮角质细胞组成的多层分化表皮 ) 购自 MatTek(Ashland， MA)。收到以后， 在无氢化可的松的维持培养基中， 于 37℃下将表皮等同物温育 24 小时。将 电偶颗粒 ( 根据实例 1 制备的 0.1％ Cu 涂覆的 Zn 电偶颗粒 ) 与胶原基表皮填充剂 ( 可从 OrthoDermatologics 商购获得的 Evolence ) 混合， 以制备含有 1％电偶颗粒的表皮填充 剂。将含有 1％电偶颗粒的胶原基表皮填充剂或单独的胶原基表皮填充剂分别施用到皮肤 等同物上 2 小时， 然后暴露于阳光紫外线 ( 配有 1mm Schott WG 320 滤光器的 1000W-Oriel 阳光模拟器 ； 施加的紫外线剂量 ： 360nm 下测得为 70kJ/m2)。将等同物在 37℃下用维持培 养基温育 24 小时， 然后使用市售试剂盒 (Upstate Biotechnology， Charlottesville， VA) 对上清液分析 IL-1a 细胞因子释放。
结果在表 2 中示出。
表2
表明使用学生 t 检验， 显著性水平设为 P ＜ 0.05， 与 UV+ 单独的胶原基表皮填充 剂相比存在显著的差异。
含 1％电偶颗粒的胶原基表皮填充剂能够明显减少炎性介质的紫外刺激性释放。 因此， 含电偶颗粒的胶原基表皮填充剂预计可以提供有效的抗炎有益效果。
实例 5 ： 口服电偶颗粒产生了镇痛作用
国际疼痛研究学会 (IASP) 将疼痛定义为 “与实际的或潜在的组织损伤相关或根 据这种损伤描述的不愉快的感觉和情绪体验” 。疼痛的范围可以从不愉快到使人衰弱。疼 痛可在疾病状态如关节炎中发生， 或因外科手术而发生， 例如在注射或切口后， 或在激光治 疗后。镇痛剂可减轻疼痛， 但存在与其使用相关的许多副作用。例如， 阿司匹林可导致胃肠 损伤， 阿片类化合物会引起从上瘾到呼吸功能减退的状况。 因此， 仍然需要治疗疼痛的新型 镇痛剂。
**在此实例中， 评价通过实例 1 的方法制备的电偶颗粒的镇痛活性。将已知在此模 型中表现出疗效的非甾体镇痛剂阿司匹林包括在内， 作为参考化合物。将体重为 24±2g 的 白化病雄性 CD-1 小鼠用于研究。在去离子水 (DI 水 ) 中配制电偶颗粒或阿司匹林， 然后在 注射乙酸前 1 小时以 100mg/kg 的浓度经口给予小鼠。经腹腔注射 20mg/kg 的 0.5％乙酸溶 液， 由对处理组处于盲性的观察者记录乙酸引起的扭动例数。 扭动例数减少了 50％， 表明具 有镇痛活性。
表3
**＝使用学生 t 检验与载体相比 P ＜ 0.05 电偶颗粒在疼痛模型中产生了与镇痛药相当的镇痛活性。 实例 6 ： 使用体外试验证实电偶颗粒的抗微生物活性 试验材料 ： 粉末样品 ： - 根据实例 1 的方法制备的铜涂覆的锌电偶颗粒 ： 0.1％铜 (Cu) 涂覆的锌 (Zn) 0.01％ Cu 涂覆的 Zn-Zn 粉
-Cu 粉
试验微生物 ：
- 黑 曲 霉 ( A s p e r g i l l u s n i g e r ) ，A m e r i c a n T y p e C u l t u r e Collection(ATCC)16404， Quanti-Cult Plus， Chrisope Technologies(Remel Inc. 分部 )， 产品编号 47-11100
- 空 肠 弯 曲 菌 亚 种 (Campylobacter jejuni subsp.jejuni)ATCC 33291， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4601400
- 白 色 念 珠 菌 (Candida albicans)ATCC 10231， Quanti-Cult Plus， Chrisope Technologies(Remel Inc. 分部 )， 产品编号 47-11503
- 艰难梭菌 (Clostridium difficile)ATCC 43594， 冻干分离物， ATCC
- 屎 肠 球 菌 (Enterococcus faecium)ATCC 700021( 耐 万 古 霉 素 [VRE])， 由 Ethicon Microbiology Group 提供
- 大 肠 杆 菌 (Escherichia coli)ATCC 8739， Quanti-Cult Plus， Chrisope Technologies(Remel Inc. 分部 )， 产品编号 47-17085
- 流 感 嗜 血 杆 菌 (Haemophilus influenzae)ATCC 49247， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4603830
- 单核细胞增多性李斯特菌 (Listeria monocytogenes)ATCC 7644， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4603970
- 卡他莫拉菌 (Moraxella catarrhalis)ATCC 8176， Culti-loops， Remel Inc.， 产 品编号 R4601228
- 痤 疮 丙 酸 杆 菌 (Propionibacterium acnes)ATCC 6919， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4607101
- 绿脓杆菌 (Pseudomonas aeruginosa)ATCC 27853， Culti-loops， Remel Inc.， 产 品编号 R4607060
- 鼠 伤 寒 沙 门 菌 (Salmonella enterica serovar Typhimurium)ATCC14028， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4606000
- 金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)ATCC 33593( 耐甲氧西林 [MRSA])， 由 Ethicon Microbiology Group 提供
- 肺 炎 链 球 菌 (Streptococcus pneumoniae)ATCC 49619， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4609015
- 化脓性链球菌 (Streptococcus pyogenes)ATCC 19615 Group A， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4607000
- 须癣毛癣菌 (Trichophyton mentagrophytes)ATCC 9533， Culti-loops， Remel Inc.， 产品编号 R4608300
-BacT/ALERT iAST-40mL 补充胰酶大豆肉汤 (TSB)， 标准需氧瓶， 产品编号 259786
-BacT/ALERT iNST-40mL 补充 TSB， 标准厌氧瓶， 产品编号 259785
-BacT/ALERT MB-29mL 补充 Middlebrook 7H9 肉汤， 产品编号 251011 ； 以及 1mL MB/BacT 增菌液， 产品编号 259877， 用于由血样培养分枝杆菌。试验设备
● BacT/ALERT 微生物检测系统， 240 型， 序列号 001BT2893
●生物安全柜
●设为 33℃的培养箱
试验微生物的培养物制备
根据制造商提供的说明制备 Quanti-Cult Plus 样品的悬浮液， 然后注射进合适的 BacT/ALERT 样品瓶。 将大部分 Culti-Loop 样品无菌地剪入单独的 1.5mL 无菌聚丙烯螺旋盖 试管中， 然后溶于大约 1mL 的无菌 TSB。将 1mL 样品等分试样注射进合适的 BacT/ALERT 样 品瓶中。然后将样品瓶置于 BacT/ALERT 系统中孵育， 以得到稳定期培养物。MRSA 和 VRE 的 稳定期培养物由 Ethicon Microbiology Group 友情提供。 BacT/ALERT 孵育温度在 33-37℃ 之间变化， 具体取决于试验微生物的最佳生长要求。
为了培养须癣毛癣菌 (T.mentagrophyte)， 将 Culti-Loop 直接划线接种到 TSA 板 的表面上并在 33℃下孵育 3-7 天， 以在板表面上长出菌丝。
将 需 氧 BacT/ALERT iAST 瓶 用 于 培 养 大 部 分 试 验 微 生 物， 痤疮丙酸杆 菌 (P.acnes)、 艰 难 梭 菌 (C.difficile)、 空 肠 弯 曲 菌 (C.jejuni) 和 流 感 嗜 血 杆 菌 (H.influenzae) 除外， 它们采用厌氧 BacT/ALERT iNST 瓶。为了优化空肠弯曲菌和流感嗜 血杆菌的生长， 将厌氧培养基瓶补充 5mL 去纤维蛋白羊血， 并将大约 8mL 无菌空气在无菌状 态下注射进瓶的顶部空间， 从而产生微需氧生长条件。
Zn-Cu 电偶颗粒、 Zn 粉和 Cu 粉悬浮液
准确称取 0.4g 电偶颗粒样品， 加入单独的 1.5mL 无菌螺旋盖聚丙烯管中。然后使 用无菌 20G 针头从指定的 BacT/ALERT 样品瓶中将大约 1mL 培养基等分试样向上吸入 3mL 无菌注射器中。 将该等分试样用于重悬粉末样品， 然后注回 40mL 样品瓶中， 以得到 1％的电 偶颗粒悬浮液。重复此程序， 直到将电偶颗粒定量无菌地转移到 BacT/ALERT 样品瓶中。也 采用相同的程序转移 0.4g 锌粉和 0.04g 铜粉， 得到最终浓度分别为 1％和 0.1％的悬浮液， 以用作方法对照。
试验微生物悬浮液
将 1mL 无菌注射器和 20G 针头用于将稳定期试验微生物培养物的 0.5mL 等分试 样注射进指定的 BacT/ALERT 样品瓶 ( 装有 1％的电偶颗粒、 1％的 Zn 粉或 0.1％的铜粉 )， 6 得到大约 1×10 CFU/mL 的目标菌群浓度。实际的递送数使用熔融 TSA 通过稀释倾注平板 法进行检查， 并示于下表 4 中。对于痤疮丙酸杆菌和白色念珠菌 (C.albicans)， 还测试了 2 1×10 CFU/mL 的附加菌群浓度， 以调查电偶颗粒的抗微生物功效是否与这些试验微生物的 浓度相关。
就须癣毛癣菌而言， 从包含表面菌丝的 TSA 板中无菌地切下大约 1cm2 的琼脂塞， 然后转移到装有玻璃珠和 50mL 无菌去离子水的 250mL 无菌摇瓶中。涡旋摇瓶， 直到得到主 要含菌丝碎片的浑浊白色悬浮液。使用 1mL 无菌注射器和 20C 针头， 将 1mL 该浑浊悬浮液 注射进指定的 BacT/ALERT 样品瓶 ( 装有 1％的电偶颗粒、 1％的锌粉或 0.1％的铜粉 )。如 上所述， 确定实际的递送数， 结果示于下表 4 中。对于该试验微生物， 包括附加的最低培养 基需氧 BacT/ALERT 样品瓶 (BacT/ALERT MB)， 以调查培养基对电偶颗粒抗微生物功效的可 能影响。BACT/ALERT 抗微生物分析
将装有试验微生物和粉末悬浮液的指定 BacT/ALERT 样品瓶装入 BacT/ALERT 系 统， 在其中进行连续地搅动并自动监控生长。BacT/ALERT 孵育温度在 33-37℃之间变化， 具 体取决于试验微生物的最佳生长要求。将孵育时间设为 7 天， 此时， 如果未检测到生长， 则 将样品标记为生长阴性。每个样品组都包括合适的阳性和阴性方法对照。
然后通过将 1mL 等分试样注射进新的 BacT/ALERT 样品瓶从而将阴性样品瓶继代 培养， 以帮助确定电偶颗粒的杀菌与抑菌活性， 如下表 4 所示。当将 1mL 继代培养的样品瓶 再孵育 7 天后检测到微生物长出时， 确定电偶颗粒对指定的试验微生物具有抑菌活性。然 而， 由于未对这些阳性继代培养样本进行微生物鉴定， 因此在此初步研究中无法结论性地 排除在继代培养过程中引入了污染物的可能性。此外， 就绿脓杆菌和大肠杆菌 (E.coli) 而 言， 抑菌结果可能是因为初始试验微生物细胞浓度较高， 分别为 1×107 与 1×106CFU/mL， 其 非故意地递送进了 BacT/ALERT 样品瓶。
结果与讨论
对于悬浮在用代表性靶标特异性病原试验微生物接种的 TSB 基 BacT/ALERT 培养 基样品瓶中的 1％电偶颗粒， 其抗微生物活性在下面示出 ( 表 4)。 通过潜在的医疗适应症组 织讨论。仅有 0.1％ Cu 粉对照未抑制试验微生物的生长。由星号 (*) 所指示， 还发现 1％ 的 Zn 粉对照对试验微生物也具有抑菌或杀菌活性。除了抗微生物功效以及已证实的抗炎、 促伤口愈合和镇痛作用外， 铜 / 锌电偶颗粒相关的电流可抑制对形成生物膜和病原感染至 关重要的病原微生物群体感应 (QS)， 从而增强电偶颗粒的疗效。 因此， 在发现电偶颗粒抑菌 甚至无生长抑制性的情况下， 就下表 4 所示的对于治疗结肠炎的艰难梭菌而言， 因抑制生 物膜 / 感染， 仍可能存在疗效。此外， 不通过进一步的研究， 无法排除电偶颗粒对较低菌群 浓度艰难梭菌 ( 即， 1×102CFU/mL) 的抗微生物活性继而用于预防 / 治疗结肠炎的可能性。
应该指出的是， 随意地将电偶颗粒的试验浓度选为 1 ％， 将铜涂覆水平范围选为 0.01％ -0.1％， 以用于试验， 从而产生这些抗微生物结果。 还进行了附加的体外研究 ( 结果 未示出 )， 证明了低至 0.1％试验浓度的 0.1％铜涂覆的锌电偶颗粒具备抗微生物功效， 而 单独的 Zn 粉未表现出生长抑制。为了增加 Zn-Cu 电偶颗粒的抗微生物活性， 可以通过单独 或同时改变以下三个因素从而增加动电生成 ： (1) 增加电偶颗粒的浓度 ； (2) 增加铜含量以 增加电偶反应面积 ； 以及 (3) 增加锌比表面积， 例如通过减小元素锌颗粒的粒度。
当前的文献支持使用铜 / 锌电偶颗粒作为抗生素助剂， 以增强疗效并抑制耐抗生 素微生物的产生。 一篇最近发表的文章表明， 无论药物与靶标的相互作用如何， 三类主要的 最终促 抗生素都会在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中促进高度有害的羟基自由基的生成， 使细胞死亡。这表明， 由电偶颗粒产生的活性氧自由基 (ROS) 可作为标准抗生素治疗的助 剂， 以增强疗效并减少耐抗生素微生物的产生。 正如所提到的， 电偶颗粒的电流存在干扰 QS 以抑制生物膜形成的可能性， 这也支持将电偶颗粒用作抗生素助剂。
表4： Zn-Cu 电偶颗粒 BacT/ALERT 抗微生物结果 ：
# 表示 0.01％ Cu 涂覆的 Zn ； 抑菌 * 表示针对 1×106CFU/mL 的痤疮丙酸杆菌， 杀菌 针对 MRSA， 生长阳性针对 VRE。
实例 7 ： 由熔融锌和未熔融的铜粉制备多相电偶颗粒
首先通过单独雾化熔融的铜和熔融的锌形成元素铜和元素锌的细小颗粒。 然后以 1 ∶ 1 的重量比， 在超过 420℃的工艺温度下， 将铜和锌的细小颗粒喷雾成形并一起雾化， 使 得熔融的锌颗粒与铜颗粒烧结在一起。形成聚集的 Zn 和 Cu 复合颗粒。在保护性氩气氛围 下执行该过程。所得的多相 Zn-Cu 电偶颗粒具有 1 ∶ 1 的 Zn ∶ Cu 重量比和小于 100 目 ( 即， 小于 149 微米 ) 的粒度。
多相 Zn-Cu 电偶颗粒的 SEM 图清楚地表明电偶颗粒的表面由两种不同的、 随机分 布的金属域 ( 即， 具有其特征颜色的铜和锌 ) 构成。大部分电偶颗粒小于 100 微米。使用 X 射线能量色散谱方法 (EDS) 进行的多相 Zn-Cu 电偶颗粒表面分析的结果示于表 5 中。样 品 1 为根据实例 1 制备的 Zn-Cu 电偶颗粒。
表5：
铜的表面覆盖率在通过涂覆法制备的电偶颗粒 ( 实例 1) 与通过熔融 / 分散法制 备的多相电偶颗粒 ( 实例 7) 之间存在差异。通常， 使用涂覆方法制备电偶颗粒与使用熔融 / 分散法制备电偶颗粒相比， 通过较少量的第一导电金属 ( 即铜 ) 可获得更大的表面覆盖 率。然而， 对于多相电偶颗粒而言， 在其整个产电寿命中， 预计具有相对更一致的产电电偶 作用， 原因是其中具有更均匀的第一和第二导电材料分布。这与使用涂覆方法制备的电偶 颗粒形成对比， 使用涂覆方法时其中第二导电材料仅涂覆在第一导电材料的表面上。
实例 8 ： 接触性超敏反应鼠模型中的局部抗炎活性
使用体内免疫细胞介导的皮肤炎症模型， 与根据实例 1 制备的锌 - 铜电偶颗粒相 比， 证实了局部施用多相锌 - 铜电偶颗粒 ( 如实例 7 所述制备 ) 能够影响炎症反应。
使用 7-9 周大的白化病雄性 CD-1 小鼠， 在其剃毛的腹部用 50μl 3 ％的恶唑酮 ( 溶于丙酮 / 玉米油 ) 诱发炎症 ( 第 0 天 )。在第 5 天， 将 20μl 体积的 2％恶唑酮 ( 溶于 丙酮 ) 施加到小鼠左耳背侧。在用恶唑酮诱发炎症 1 小时后， 将多相 Zn-Cu 电偶颗粒 ( 溶 于 70％乙醇 /30％丙二醇载体 ) 施加到左耳 (20μl)。未处理右耳。在用恶唑酮诱发炎症 24 小时后， 通过吸入 CO2 将小鼠处死， 摘除左右耳， 并从每只耳朵采取 7mm 的活组织并称重。 计算左右耳活组织重量的差值。化合物的抗炎作用表现为抑制耳朵重量增加。得到了以下 结果 ：
表6
％抑制＝ ( 载体处理的活组织重量 - 药剂处理的活组织重量 )/( 载体处理的活 组织重量 )×100*局部施用 Zn-Cu 电偶颗粒和多相 Zn-Cu 电偶颗粒均在皮肤炎症模型中显示出与皮 质类固醇 ( 氢化可的松 ) 相当的抗炎活性。此外， Zn-Cu 电偶颗粒和多相 Zn-Cu 电偶颗粒 均产生了与氢化可的松相当的炎症减轻效果。
实例 9 ： 与金属粉末混合物相比， 电偶颗粒对大肠杆菌的功效
与三种比率 (Zn ∶ Cu 为 1 ∶ 1、 2 ∶ 1 和 10 ∶ 1) 的元素锌和铜细粉的物理混合 物相比， 在体外评价通过实例 1 的涂覆方法和实例 7 的熔融 / 分散方法制造的电偶颗粒的 抗微生物活性。其他试验材料和试验条件包括 ： 胰酪胨大豆琼脂 (TSA)， 大肠杆菌 ( 大肠杆 菌菌株 ATCC 8739)， 在 37℃下孵育 24 小时。
如下进行改良的抑制区试验。 在搅拌下， 将 0.1g 金属粉末 ( 电偶颗粒或元素锌粉，或元素铜粉 ) 分散在 2ml 去离子水中， 然后加到 8ml 熔融 TSA 中 ( 金属颗粒的最终浓度＝ 1％ )。对其进行混合， 然后倒入 Petri 板并固化。从琼脂中钻取圆形样品 (15mm 直径 ) 并 放到 TSA 琼脂板的菌苔上。在孵育 24 小时后， 测量抑制区。结果在表 7 中示出。
在试验条件下， 涂覆法电偶颗粒和多相电偶颗粒均显示出良好且相当的大肠杆菌 抗微生物活性。1 ∶ 1 比率的锌粉和铜粉混合物表现出比多相电偶颗粒明显更弱的抗微生 物活性， 虽然其具有相同的金属组成。 随着将金属混合物的 Zn ∶ Cu 比率进一步增至 2 ∶ 1， 观察到抗微生物活性甚至更弱。当 Zn ∶ Cu 比率为 10 ∶ 1 时， 无法检测到抗微生物活性。 这些试验结果表明电偶作用对观察到的抗微生物活性的重要性。也就是说， 作为预形成的 电偶的电偶颗粒比锌和铜粉的金属混合物具有更好的电偶抗微生物作用。
表7