СОСТАВ ПОЛИМЕРНОЙ ДЕКОНТАМИНИРУЮЩЕЙ (ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЙ) РЕЦЕПТУРЫ НА ОСНОВЕ ПЕРОКСОСОЛЬВАТА ФТОРИДА КАЛИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЧНЫХ И МАЛОПРОНИЦАЕМЫХ ПЛЕНОК, ЗАЩИЩАЮЩИХ И ДЕКОНТАМИНИРУЮЩИХ ПОВЕРХНОСТИ В ГЕРМОЗАМКНУТЫХ ОБЪЕМАХ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ
COMPOSITION OF POLYMER DECONTAMINATING (DISINFECTING) FORMULATION BASED ON POTASSIUM FLUORIDE PEROXOSOLVATE FOR OBTAINING STRONG AND LOW-PERMEABLE FILMS, PROTECTING AND DECONTAMINATING SURFACES IN HERMOCLOSED VOLUMES OF DIFFERENT OBJECTS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области исследования современных высокоэффективных средств деконтаминации (дезинфекции) на основе экологически безопасных кислородсодержащих соединений и предназначено для защиты и деконтаминации (дезинфекции) поверхностей в гермозамкнутых объемах различных объектов.
Уровень техники
Защита и дезинфекция поверхностей в гермозамкнутых объемах различных объектов для обеспечения санитарно-гигиенической безопасности персонала в процессе жизнедеятельности и при выполнении функциональных обязанностей является задачей важной и актуальной.
Существуют различные подходы к созданию деконтаминирующих рецептур, способных образовывать защитные полимерные покрытия разных поверхностей внутри гермозамкнутых объемов различных объектов в зависимости от их назначения.
Известны способы получения деконтаминирующей рецептуры, предназначенной для деконтаминации различных поверхностей, контаминированных как биологическими, так и химическими контаминантами. Наиболее близким по сути выполняемых задач, возлагаемых на деконтаминирующие рецептуры рассматриваемого назначения, является бифункциональная рецептура окислительно-нуклеофильного действия, патент 2248234, МКл. А62В 3/00, 20.03.2005.
Рецептура содержит водный раствор неорганического окислителя, в качестве которого используется пероксосольват фторида калия. Дополнительно в состав рецептуры входят органический растворитель и высокомолекулярные соединения эфиров целлюлозы, преимущественно гидрооксиэтилцеллюлоза с добавками поверхностно-активного вещества.
К недостаткам данной рецептуры относятся способность используемого неорганического окислителя при длительном хранении превращаться в трудно разбиваемый конгломерат. При приготовлении рецептуры добавляются дополнительные операции по дроблению и размельчению образовавшихся конгломератов, увеличиваются сроки приготовления и растворимости рецептуры, что в свою очередь увеличивает время проведения мероприятий по деконтаминации поверхностей внутри гермозамкнутых объектов.
Ближайшим аналогом к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому положительному результату является дезинфицирующе-дегазирующая рецептура окислительно-нуклеофильного действия, патент 2324515, МКл. A61L 2/15, A62D 3/30, 2008 г. Рецептура состоит из неорганического окислителя, органического растворителя и гидрооксиэтилцеллюлозы с добавками поверхностно активного вещества. В качестве неорганического окислителя используют пероксосольват фторида калия (ПФК) или его активированную модификацию (ПФК-А), дополнительно в состав неорганического окислителя введен антислеживатель из группы жидких неионогенных поверхностно-активного веществ в количестве 0,5-2,0 мас.% от массы соответствующего окислителя. В качестве антислеживателя предложено использовать следующие соединения: смесь моноалкиловых эфиров полиэтиленгликоля, смесь фторпентанолов и др. препараты неионогенных ПАВ. Введение в состав неорганического окислителя смеси моноалкиловых эфиров полиэтиленгликоля либо смеси фторпентанолов в качестве антислеживателя не только исключают способность ПФК к слеживаемости, но и повышают спороцидные свойства модификаций ПФК.
Недостатком данной рецептуры для заявляемого технического решения является невозможность ее использования для деконтаминации поверхностей внутри гермозамкнутых объемов, так как рекомендуемыми методами нанесения рецептуры на поверхности являются: орошение или аэрозольный. Оба метода нанесения деконтаминирующей рецептуры на поверхности в гермозамкнутых объемах различных объектов являются непригодными в силу специфических требований, предъявляемых к условиям функционирования данных объектов.
В патенте 2174847, C1 A61L 15/44, A61L 15/22, 2000 г. пленкообразующий бесцветный состав (поливиниловый спирт, хлоргексидин биглюконат, тетраборат, вода) обладает антимикробной активностью, удовлетворительной пластичностью, формоустойчивостью при экспозиции до 10 суток. Известен также материал, выполненный в виде пленки, используемый в медицине и ветеринарии для антисептического покрытия ран различной этиологии и включающий в свой состав поливиниловый спирт (патент ЕР 0481600 А2 19920422 МПК A61L 15/28, 2000 г.). К недостаткам приведенных технических решений следует отнести непродолжительность существования пленочного покрытия на обработанной поверхности.
Известен ряд пленкообразующих полимеров, способных не разрушаться под воздействием различных химических соединений высокой степени активности, к которым относятся деконтаминирующие средства. Выбор конкретного пленкообразующего полимера, способного не разрушаться под воздействием пероксосольвата фторида калия в течение определенного времени, для придания деконтаминирующей рецептуре окислительно-нуклеофильного действия (патент 2324515, МКл. A61L 2/15, A62D 3/30, 2008 г.), способности к образованию пленок, сохраняющих деконтаминирующую активность на обработанных поверхностях внутри гермозамкнутых объемов различных объектов в течение длительного времени и защищающих поверхности от повторной их контаминации, является сутью задачи, решаемой в предлагаемом техническом решении.
Нами были использованы различные пленкообразующие соединения, экспериментальным путем отработаны варианты их количественного соотношения как внутри собственно смеси органического растворителя, так и внутри рецептуры в целом.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является разработка других форм применения деконтаминирующих рецептур на основе пероксосольвата фторида калия и его модификаций, способных создавать пленочные покрытия на поверхностях внутри гермозамкнутых объемов различных объектов при сохранении их спороцидных, бактерицидных и фунгицидных свойств в течение заданного времени.
Предложенная нами рецептура состоит из следующих компонентов (в массовых процентах): пероксосольват фторида калия 1,0; поливиниловый спирт 1,0-2,0; поливинилпирролидон 1,0; пластификатор (глицерин) 0,5; вода дистиллированная до 100,0.
Пероксосольват фторида калия (ПФК) и активированная оксикарбоновыми кислотами его модификация (ПФК-А) использованы в качестве неорганического окислителя.
Предложенный состав отличается тем, что в качестве органического растворителя использована смесь, состоящая из поливинилового спирта (1,0-2,0), поливинилпирролидона (1,0) и пластификатора (глицерина) (0,5).
В примерах приведены:
- соотношения неорганического окислителя и органических растворителей при получении качественных пленочных покрытий для деконтаминации поверхностей внутри гермозамкнутых объемов различных объектов;
- бактерицидная, спороцидная и фунгицидная активность пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия двух модификаций;
- первичная оценка коррозионной активности полученных пленкообразующих деконтаминирующих рецептур на основе пероксосольвата фторида калия двух модификаций.
Пример 1. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
0,5
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
При содержании 0,5% поливинилового спирта в составе пленочной деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия, пленочное покрытие получается эластичным и держится на поверхности образца тест-поверхности в течение наблюдаемого срока, необходимого для качественного проведения экспериментальных исследований. При снятии пленки с образцов тест-поверхностей она деформируется, поэтому не удается качественно снять пленочное покрытие.
Пример 2. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
1,0
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
При содержании 1,0% поливинилового спирта в составе пленочной деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия, пленочное покрытие получается эластичным и держится на поверхности образца тест-поверхности в течение наблюдаемого срока, необходимого для качественного проведения экспериментальных исследований. При снятии пленки с образцов тест-поверхностей она слегка деформируется из-за излишней способности к растяжению.
Пример 3. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
1,5
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
Пленочная деконтаминирующая рецептура на основе пероксосольвата фторида калия содержанием в составе 1,5% ПВС при сохранении количественного состава остальных ингредиентов получается прочной и при снятии ее с образцов тест-поверхностей не растягивается и не деформируется.
Пример 4. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
2,0
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
Пленочная деконтаминирующая рецептура на основе пероксосольвата фторида калия с содержанием в составе 2,0 мас.% ПВС при сохранении количественного состава остальных ингредиентов получается более прочной и при снятии ее с образцов тест-поверхностей не растягивается.
Пример 5. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
2,2
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
При содержании 2,2% поливинилового спирта в составе пленочной деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия качество пленочного покрытия получается не равномерным, нарушается эластичность пленочного покрытия на поверхности тест-образца в течение наблюдаемого срока, необходимого для качественного проведения экспериментальных исследований. При снятии пленки с образцов тест-поверхностей она деформируется и разрывается из-за отсутствия равномерности пленочного покрытия.
Пример 6. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
1,0
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия
1,0
пластификатор (глицерин)
5,0
вода дистиллированная
остальное
При содержании пластификатора в составе рецептуры в качестве которого используется глицерин 5,0% пленочное покрытие получается излишне подвижным и легко сползает с образца тест-поверхности.
При содержании 0,5% пластификатора (глицерина) в составе пленочной деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия, пленочное покрытие получается эластичным и держится на поверхности образца тест-поверхности в течение наблюдаемого срока, необходимого для качественного проведения экспериментальных исследований.
Пример 7. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия активированного содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
1,0
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия активированный
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
При содержании 0,5% пластификатора (глицерина) в составе пленочной деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия активированного, пленочное покрытие получается эластичным и держится на поверхности образца тест-поверхности в течение наблюдаемого срока, необходимого для качественного проведения экспериментальных исследований.
Пример 8. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия активированного содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
2,0
поливинилпирролидон
1,0
пероксосольват фторида калия активированный
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
Пленочная деконтаминирующая рецептура на основе пероксосольвата фторида калия активированного содержанием в составе 2% ПВС при сохранении количественного состава остальных ингредиентов получается более прочной и при снятии ее с образцов тест-поверхностей не растягивается.
Использование в составе пленочных рецептур различных модификаций ПФК при неизменном соотношении остальных ингредиентов приводит к получению идентичных результатов.
Пример 9. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе жидкой формы пероксида водорода содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
1,0
поливинилпирролидон
1,0
пероксид водорода
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
Пример 10. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе жидкой формы пероксида водорода содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
2,0
поливинилпирралидон
1,0
пероксид водорода
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
Использование в составе пленочных рецептур вместо различных модификаций ПФК жидкой формы пероксида водорода, при неизменном соотношении остальных ингредиентов, приводит к получению пленочных покрытий практически с аналогичными физико-химическими свойствами. Отличительным свойством является только большая прозрачность пленок при использовании жидкого пероксида водорода, однако данный факт был предсказуемым. При испарении растворителя в процессе формирования пленки в рецептурах на основе модификаций пероксосольвата фторида в составе пленки присутствует сама соль ПФК.
Пример 11. Состав пленкообразующей деконтаминирующей рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия содержит следующие компоненты, мас.%:
поливиниловый спирт
2,0
поливинилпирролидон
10,0
пероксосольват фторида калия
1,0
пластификатор (глицерин)
0,5
вода дистиллированная
остальное
При увеличении содержания ПВП от 1,0% до 10%, в составе деконтаминирующих рецептур на основе пероксосольвата фторида калия, активированного пероксосольвата фторида калия или жидкого пероксида водорода при сохранении количественного состава остальных ингредиентов, пленочное покрытие тест-поверхностей получается неэластичным, менее прочным и при высыхании растрескивается. При максимальном (10%) содержании поливинилпирролидона в составе рецептур пленки получаются жесткие и хрупкие.
Содержание активного в отношении микроорганизмов вещества в готовой пленкобразующей рецептуре составляет (3,4…8,4)% в зависимости от выбранного окислительного ингредиента.
Пример 12. Экспериментальную оценку антимикробной активности пленкообразующей рецептуры проводили с использованием тест-поверхностей, контаминированных споровой и вегетативной формами Вас.cereus. Контаминированные суспензией споровой или вегетативной форм Вас. cereus тест-поверхности высушивали в термостате до полного высыхания. Пленкообразующую деконтаминирующую рецептуру на основе пероксосольватов фторида калия наносили таким образом, чтобы пленка перекрывала область контаминации тест-поверхностей. По окончании экспозиции каждую тест-поверхность помещали в стерильные чашки Петри, снимали с них пленки. Тест-поверхности обрабатывали стерильным физраствором неоднократно, общее количество физраствора 10 мл. Всю смывную жидкость собирали в стерильные пробирки, маркировали, затем 1 мл смывной жидкости помещали в стерильные чашки Петри и заливали стерильной питательной средой (мясо-пептонным агаром). Остальную смывную жидкость помещали в холодильник, чтобы в случае получения спорных результатов повторить эксперимент. Тест-поверхности после процедуры смыва также помещали в индивидуальные чашки Петри и заливали стерильной питательной средой. Параллельно (для контроля деконтаминации) питательной средой были залиты контаминированные тест-поверхности, на которые не были нанесены пленочные деконтаминирующие рецептуры.
Полученные результаты показали, что контаминированные вегетативной и споровой формами Вас.cereus тест-поверхности без обработки их пленочной деконтаминирующей рецептурой по окончании инкубационного периода (24 часа при 37°С) представляли собой сплошной газон. На чашках Петри с помещенными в них тест-поверхностями, после удаленного пленочного деконтаминирующего покрытия, единичный рост (3…5) колоний микроорганизмов, сохранивших жизнеспособность на тест-поверхностях, после их обработки пленочной деконтаминирующей рецептурой на основе пероксосольвата фторида калия, присутствовал на тест-поверхностях, контаминированных споровой формой Вас.cereus. В смывных жидкостях с этих же образцов рост практически отсутствовал (0…1) колоний.
На чашках Петри с помещенными в них тест-поверхностями, после удаленного пленочного деконтаминирующего покрытия, рост (13…84) колоний микроорганизмов, сохранивших жизнеспособность на тест-поверхностях, после их обработки пленочной деконтаминирующей рецептурой на основе пероксида водорода, присутствовал на тест-поверхностях, контаминированных споровой формой Вас.cereus. В смывных жидкостях с этих же образцов выросло (11…56) колоний.
Пример 13
7
2
2
В примере 12 деконтаминирующие пленочные рецептуры наносили на предварительно контаминированные и подсушенные тест-поверхности. В данном примере на тест-поверхности предварительно наносили пленочную деконтаминирующую рецептуру на основе пероксосольвата фторида калия и/или активированного пероксосольвата фторида калия. Готовую пластину помещали в стерильную чашку Петри. После высыхании пленки на ее поверхность наносился 0,1 мл суспензии спор Bac.subtilis 3(5·10сп/мл), шпателем распределялся по всей поверхности пластины. Далее пластина заливалась МПА (при работе с грибами использовали среду Сабуро) и инкубировалась при Т=37°С в течение 24 часов. При этом образующиеся пленки не меняют внешний вид поверхности металла и не вызывают явления коррозии. Устойчивый бактерицидный результат в отношении Bac.subtilis 3 получен уже при концентрации 1,0 мас.% пероксосольвата фторида калия в пленочной рецептуре (содержание НО - 0,3%). Результат после 24 часового инкубирования отчетливо показал, что над областью пленки (рисунок 1) отсутствует рост микроорганизмов, причем пленки составляет от 1 до 27 мм. На рисунке 2 (контроль) наблюдается сплошной рост газоном после 24 часового инкубирования.
Также были проведены эксперименты по нанесению пленки на образцы тест-поверхностей, контаминированных Trichoderma harrianum. - Candida albicans или Aspergillus niger (рис.3) Получены результаты, подтверждающие фунгицидную активность полимерной деконтаминирующей (дезинфицирующей) рецептуры на основе пероксосольвата фторида калия для получения прочных и малопроницаемых пленок, защищающих и деконтаминирующих поверхности в гермозамкнутых объемах различных объектов. Эффективная деконтаминация тест-поверхностей, контаминированных Trichoderma harrianum. - Candida albicans или Aspergillus niger, происходит за 30-60 минут.
Список используемой литературы
1. Патент 2248234, МКл. А62В 3/00,2005 г.
2. Патент 2324515, МКл. A61L 2/15, A62D 3/30, 2008 г.
3. Патенте 2174847 C1, A61L 15/44, A61L 15/22, 2000 г.
4. Патент ЕР 0481600, А2 19920422, МПК A61L 15/28, 2000 г.