Токсикологические свойства электрохимически активированных растворов

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ

МИКЛИС Н.И., ПОЛОВИНКИН Л.В., БУРАК И.И.

УО «Витебский государственный медицинский университет»,

ГУ «Республиканский научно-практический центр гигиены»

Резюме. В Республике Беларусь для дезинфекции применяются анолиты, полученные путем электролиза воды с добавлением 1-5 г/дм натрия хлорида на отечественных электрохимических установках типа «Аквамед» На установке «Аквамед» также получают моющий раствор католита, используемый для санитарной обработки оборудования, помещений и предстерилизационной очистки медицинского инструментария. Однако токсикологические свойства электрохимически активированных растворов окончательно не изучены.

Целью работы было изучение токсичности, опасности, раздражающего, кожно-раздражающего, кожно-резорбтивного и сенсибилизирующего действия электрохимически активированных анолита и католита, полученных на установке «Аквамед».

Установлено, что анолит нейтральный с содержанием активного хлора

33

350 и 950 мг/дм , анолит кислый с содержанием активного хлора 500 мг/дм и католит щелочной с рН 11,7 ед. при однократном внутрибрюшинном введении являются практически нетоксичными, а при поступлении в желудок -малоопасными веществами, способными в слабой степени раздражать слизистые оболочки глаз экспериментальных животных, не оказывают сенсибилизирующего действия. В условиях длительного эпикутанного воздействия испытуемые растворы, не вызывая местно-раздражающих эффектов, могут изменять морфологический состав форменных элементов периферической крови, экскреторно-концентрационную функцию почек и неспецифический иммунитет. При субхроническом внутрижелудочном введении исследуемые растворы не приводят к гибели животных, однако вызывают изменения ряда показателей в организме белых крыс, характеризующих состояние нефротропного и гематологического компонентов, неспецифического иммунитета.

Результаты исследования позволяют заключить, что анолит нейтральный, анолит кислый и католит щелочной, получаемые на электрохимической установке «Аквамед», соответствуют требованиям гигиенической безопасности и могут использоваться в организациях здравоохранения.

Ключевые слова: электрохимическая активация, электрохимически активированные растворы, анолит, католит, токсичность, опасность.

Abstract. In Republic of Belarus anolites for disinfection are applied, which are received by electrolisis of water with addition of 1-5 g/dm natrii chloridi on domestic electrochemical installations such as «Аkvаmed» On installation «Аkvаmed» a washing solution of katolite, is received as well, which is used for sanitary processing of the equipment, rooms and of clearing before sterilization of medical

toolkit. However the toxicological properties of electrochemically activated solutions finally are not investigated.

The purpose of this work was study the toxic and danger properties, irritating, cutaneus-irritating, cutaneus-resorbtiving and sensibilising action of electrochemically activated anolite and katolite, received on installation «Аkvаmed».

Is was established anolite neutral with the contents of active chlorine 35G and зз 95G mg/dm , anolite sour with the contents of active chlorine 5GG mg/dm and katolite alkaline with рН 11,7 un. was found to be non-toxic at unitary intraperitoneum injection, and less dangerous substances, which is capable to irritate mucous environments of an eye of experimental animals in a weak degree, not to posses sensibi-lising action at receipt in a stomach. In the conditions of long epicutaneus influence the examine solutions, do not cause local-irritating effects and can change morphological structure of blood elements, excretory-concentration function of kidneys and non-specific immunity. While subchronic intragastric injection the researched solutions do not result in destruction of animals, however cause changes a number of parameters in a white rat organism, describing a condition of nephrotropical and hematological components non-specific immunity.

The results of the research allow to conclude, that anolite neutral, anolite sour and katolite alkaline, received on electrochemical installation «Аkvаmed», correspond to the requirements of hygienic safety and can be used in organizations of public health services.

Адрес для корреспонденции: Республика Беларусь, 21GG23, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27, Витебский государственный медицинский университет, кафедра общей гигиены и экологии, тел. раб. 37G-828 - Миклис Н.И.

Несмотря на широкий ассортимент химических дезинфицирующих средств, в отечественной практике традиционно препаратами выбора являются хлорактивные дезинфектанты органической и неорганической природы, основным действующим началом которых является хлор. Хлор достаточно полно изучен в токсикологическом отношении, обладает дезинфицирующими, отбеливающими и моющими свойствами. При проведении дезинфекционных мероприятий в лечебно-профилактических организациях относительно возбудителей кишечных и капельных инфекций, гнойно-септических осложнений используются дезинфектанты с содержанием активного хлора 0,25-0,31%, в отношении энтеровирусных инфекций, вирусного гепатита, оспы - 0,75-0,93%, туберкулеза, микозов, для генеральной уборки в операционных, перевязочных, процедурных - 1,25-1,58% активного хлора.

В отношении многих бактерий и вирусов минутное воздействие хлора в концентрации 1 мг/дм оказывает губительное действие. Хлор в больших концентрациях оказывает раздражающее, прижигающее действие и может

вызвать некроз тканей, а затем первичное токсико-химическое воспаление. Хлор, в первую очередь, поражает слизистую верхних дыхательных путей и бронхов, а при больших концентрациях и длительном воздействии воспалении распространяется на глубокие отделы дыхательных путей. При отравлении хлором могут возникать рефлекторные изменения в деятельности сердца, дыхательного и сосудо-двигательного центров.

В настоящее время разработаны электрохимически активированные хлорсодержащие и кислородсодержащие растворы, в частности, гипохлорит натрия, анолит и другие. Анолиты при значениях рН, близких к нейтральным, содержат комплекс оксидантов, включающих хлорноватистую кислоту, гипохлорит-ион, озон, пероксид водорода и другие метастабильные соединения перок-сидного типа. Концентрация активного хлора в нейтральных анолитах составляет сотые доли процента, благодаря чему существенно уменьшается вероятность образования токсических галогеносодержащих соединений. Анолиты типа АНК с содержанием активного хлора 0,02 - 0,09%, полученные на установках «СТЭЛ» относятся к IV классу токсичности. Их действующие вещества являются эубиотиками, схожими с вырабатываемыми в организме при реакциях фагоцитоза. Анолит АНК хорошо совместим с тканями организма, может применяться для аппликационного лечения гнойных ран [1, 2, 3]. Разработаны модификации анолита АНК, не обладающие коррозионным действием на металлические изделия при холодной стерилизации. Сообщений о наличии микрофлоры, резистентной к анолиту АНК, нет [4].

В Республике Беларусь для дезинфекции применяются анолиты, полученные путем электролиза воды с добавлением 1-5 г/дм натрия хлорида на отечественных электрохимических установках типа «Аквамед» [5]. Анолит нейтральный имеет низкую токсичность, малую коррозионную способность и высокую биоцидную активность [6, 7]. Он зарегистрирован Министерством здравоохранения Республики Беларусь и согласована инструкция по его применению [8]. На установке «Аквамед» также получают моющий раствор католита, используемый для санитарной обработки оборудования и помещений и пред-стерилизационной очистки медицинского инструментария [9]. Однако токсикологические свойства электрохимически активированных растворов окончательно не изучены.

Цель: Изучение токсичности, опасности, раздражающего, кожно-

раздражающего, кожно-резорбтивного и сенсибилизирующего действия электрохимически активированных анолита и католита, полученных на установке « Аквамед».

Методы

Для исследований использовали анолит кислый с рН 3,5 ед, окислительно-восстановительным потенциалом +1170 мВ, содержанием активного хлора 500 мг/дм (№ 1), анолит нейтральный с рН 6,6 ед, окислительно-

восстановительным потенциалом +970 мВ, содержанием активного хлора 950 мг/дм (№ 2), анолит нейтральный с рН был 6,4 ед, окислительно-

восстановительным потенциалом +990 мВ, содержанием активного хлора 350 мг/дм (№ 3) и католит щелочной с рН 11,7 ед, окислительно-

восстановительным потенциалом +95 мВ, содержанием активного хлора 42 мг/дм3, общей щелочностью 35 мг-экв/дм3 , полученные на электрохимической установке «Аквамед».

Токсикологические свойства полученных электрохимически активированных растворов исследовали на лабораторных животных 3 видов (рандобред-ные белые мыши, нелинейные белые крысы, кролики) и волонтерах [10, 11, 12]. Изучение токсичности и опасности проводили в опытах на половозрелых белых крысах массой 220-280 г и белых мышах массой 20-27 г обоего пола по 8 штук в группах, которым однократно в желудок и в брюшную полость вводили свежеприготовленные растворы в объеме 3,0-1,5 см /200 г массы тела и 1,0-0,5 см3/20 г массы тела. При этом в течение 2 недель регистрировали клинические симптомы отравления, наблюдали за общим состоянием животных.

Исследования влияния изучаемых растворов на слизистые глаз кроликов проводили путем однократного их внесения в нижний конъюктивальный свод в объеме 50-100 мм . Оценку кожно-раздражающих и общерезорбтивных свойств испытуемых образцов проводили в опытах на белых крысах (по 6 особей в группах) при повторном (30-суточном по 5 раз в неделю, 7-суточном по 1 разу в день) погружении 2/3 хвостов в исследуемые растворы. Время ежедневной экспозиции составляло 4 часа. Оценку влияния электрохимически активированных растворов осуществляли в сравнении с контрольными животными (аппликации воды по той же схеме), с учетом изменений, возникших в организме.

Способность растворов к кумуляции в организме изучали в условиях их ежедневного 30-суточного введения в желудок белых крыс. Суточная доза составляла 1500 мг/кг (0,3 см /200 г массы тела), кратная 1/10 от максимально введенной в остром опыте. Контрольные животные получали в эквивалентных объемах воду.

Для выявления кожно-раздражающего действия производили однократное нанесение на кожу предплечья (метод «лоскутной пробы») волонтеров в течение суток. Для оценки сенсибилизирующего действия марлевые салфетки, пропитанные испытуемыми образцами, фиксировали на внутреннюю поверхность локтевого сгиба волонтеров на 24 часа. Реакцию кожи учитывали через 24 и 48 часов после начала аппликаций.

Результаты

Однократное внутрижелудочное и внутрибрюшинное введение анолитов № 1-3 и католита в максимально возможных объемах (3 см /200 г - крысы, 1 см /20 г - мыши) через 10-15 мин после воздействия композиций приводило к легкому возбуждению животных. Указанные симптомы исчезали через 1,5-2 часа и общее состояние на всем протяжении наблюдений подопытных животных не отличается от контроля. Гибели животных в течение всего периода наблюдений не отмечалось. Однократное внутрижелудочное введение крысам растворов в объеме 1,5 см /200 г массы на всем протяжении наблюдений не вызывало клинических симптомов интоксикации и гибели животных.

Однократные инстилляции по 5-100 мм всех образцов в нижний конъюк-тивальный свод глаз кроликов приводил к рефлекторному кратковременному блефароспазму, слезотечению и признакам раздражения слизистой. Анолиты №

2 и № 3 через 1 и 4 часа у всех животных вызывали обильное слезотечение, птоз, умеренную гиперемию слизистой. Анолит № 1 и католит через 1 и 4 часа вызывали обильное слезотечение, птоз, выраженную гиперемию слизистой.

В условиях 30-суточного эпикутанного воздействия анолита № 3 на хвосты белых крыс на протяжении всего эксперимента не отмечалось клинических проявлений интоксикации, симптомов раздражения кожных покровов (мелко-чешуйное шелушение эпидермиса, сухость, отек кожи, эритематозные реакции) и летальных исходов. Однако, к концу эксперимента со стороны гематологических показателей периферической крови у животных подопытных групп отмечалось статистически значимое увеличение содержания лейкоцитов на 19,1% при воздействии анолита № 3 по сравнению с контролем. В условиях 7-кратного эпикутанного воздействия анолита № 2 на хвосты белых крыс не было признаков раздражения кожных покровов и клинических симптомов интоксикации. Воздействие анолита № 1 и католита приводило к развитию на коже хвостов белых крыс слабо выраженной гиперемии до 1 балла.

Повторное внутрижелудочное введение анолита № 3 и католита в суммарной дозе 45,0 г/кг гибели подопытных животных не вызывало. На протяжении опыта не зарегистрировано признаков интоксикации, а также отклонений в состоянии и внешнем виде опытных крыс по сравнению с контрольными.

В процессе 30-суточного эксперимента не отмечалось статистически значимых отличий массы тела у подопытных животных по сравнению с контролем. К концу эксперимента содержание лейкоцитов у подопытных животных обеих групп на 17,2% при введении анолита № 3 (р<0,05) и 18,3% при введении католита (р<0,05) превышает контрольный уровень. Под влиянием анолита № 3 и католита отмечался сдвиг лейкоцитарной формулы влево за счет увеличения относительного количества моноцитов на 83% (р<0,05) по сравнению с контролем.

После 30-суточного внутрижелудочного воздействия анолита №3 имело место достоверное снижение по отношению к контролю суточного диуреза в 2,32 раза (р<0,01). При этом анолит № 3 и католит оказывали влияние на экскреторно-концентрационную функцию почек, что проявлялось уменьшением выделения с мочой белка в 2,43 раза при введении анолита № 3 (р<0,01) и увеличением его концентрации в моче на 20% при введении католита (р<0,01). Испытуемые анолит № 3 и католит вызывали статистическое увеличение концентрации мочевины в моче подопытных крыс соответственно в 1,44 и 1,3 раза (р<0,05), снижение экскреции с мочой хлоридов соответственно в 2,36 (р<0,01) и 1,58 (р<0,05), а также мочевины на 43,4% (А, р<0,05) по сравнению с контролем.

Со стороны изучаемых биохимических показателей регистрировалось достоверное повышение уровня мочевины на 25,5% при введении анолита № 3 (р<0,01) и 20,2% при введении католита (р<0,05) в сыворотке крови подопытных крыс по сравнению с контролем.

Субхроническое внутрижелудочное воздействие анолита № 3 и католита приводило к изменению ряда показателей неспецифического иммунитета в сыворотке крови подопытных животных. Так, к концу эксперимента наблюдалось

достоверное снижение уровня лизоцима на 6,6% при воздействии католита (р<0,05), а также увеличение активности комплемента в 3,13 раз при воздействии анолита № 3 (р<0,05) и в 2,68 раза при воздействии католита (р<0,05) по сравнению с контролем.

После 30-суточного введения анолита № 3 у подопытных животных обнаруживалось статистически значимое увеличение на 12,3% (р<0,05) относительного коэффициента массы желудка.

Однократные нанесения волонтерам на кожу предплечья испытуемых растворов (метод «лоскутной пробы») не индуцировали в течение суток признаков раздражения. При фиксировании на внутреннюю поверхность локтевого сгиба волонтера, пропитанных образцами марлевых салфеток на 24 часа, по истечении указанного срока и через 48 часов признаков отека и гиперемии не наблюдалось.

Обсуждение

Таким образом, испытуемые анолит нейтральный с содержанием активного хлора 350 и 950 мг/дм , анолит кислый с содержанием активного хлора 500 мг/дм и католит в условиях однократного внутрибрюшинного введения были практически нетоксичными, а при их поступлении в желудок - малоопасными композициями (4 класс опасности, согласно классификации ГОСТ 12.1.007-76).

Все испытуемые растворы обладали способностью раздражать слизистые оболочки глаз экспериментальных животных, причем анолит кислый с содержанием активного хлора 500 мг/дм и католит в более выраженной степени.

В условиях длительного эпикутанного воздействия анолит нейтральный с концентрацией активного хлора 350 и 950 мг/дм не вызывал местнораздражающих эффектов, а анолит кислый и католит вызывал слабо выраженную гиперемию. Анолит нейтральный с содержанием активного хлора 350 мг/дм был способен к индукции у подопытных животных общерезорбтивных свойств адаптационно-приспособительной направленности, проявляющихся в изменении со стороны морфологического состава форменных элементов периферической крови, а также показателей, характеризующих состояние экскреторно-концентрационной функции почек и неспецифического иммунитета. Клинических симптомов интоксикации и гибели животных не регистрировалось.

При дозомонотонном субхроническом внутрижелудочном введении ано-лит нейтральный с содержанием активного хлора 350 мг/дм и католит не обладали кумулятивными свойствами на уровне проявления смертельных эффектов, однако, степень выраженности изменений ряда показателей в организм белых крыс свидетельствует о наличии у них слабовыраженной кумулятивной активности функциональной направленности. При этом адаптационнокомпенсаторные реакции организма проявлялись в превалировании нефротроп-ного и гематологического компонентов, а также в изменении показателей, характеризующих состояние неспецифического иммунитета.

Исследуемые образцы в условиях натурного эксперимента не обладали кожно-раздражающими и сенсибилизирующими свойствами.

Выводы: 1. Анолит нейтральный с содержанием активного хлора 35G и

зз 95G мг/дм , анолит кислый с содержанием активного хлора 5GG мг/дм и католит

с рН 11,7 ед. в условиях однократного внутрибрюшинного введения являются

практически нетоксичными, а при поступлении в желудок - малоопасными

веществами.

з

2. Анолит нейтральный с содержанием активного хлора 35G и 95G мг/дм ,

з

анолит кислый с содержанием активного хлора 5GG мг/дм и католит с рН 11,7 ед. способны в слабой степени раздражать слизистые оболочки глаз экспериментальных животных.

3. Анолит нейтральный с содержанием активного хлора 35G мг/дм3 и католит с рН 11,7 ед. не оказывают сенсибилизирующего действия, за исключением лиц с повышенной чувствительностью к хлору.

4. В условиях длительного эпикутанного воздействия анолит

з

нейтральный с содержанием активного хлора 35G и 95G мг/дм не вызывают местно-раздражающих эффектов. Анолит кислый и католит обусловливают развитие на коже хвостов белых крыс слабовыраженного раздражения.

5. При субхроническом внутрижелудочном введении анолит нейтральный

з

с содержанием активного хлора 35G мг/дм и католит с рН 11,7 ед. не вызывают гибели животных, однако приводят к изменению ряда показателей нефротропного и гематологического компонентов, неспецифического иммунитета.

з

6. Анолит нейтральный с содержанием активного хлора 35G и 95G мг/дм ,

з

анолит кислый с содержанием активного хлора 5GG мг/дм и католит щелочной с рН 11,7 ед., получаемые на установке «Аквамед» соответствуют требованиям гигиенической безопасности и их можно применять в организациях здравоохранения.

Литература

1. Ровинская, В. Б. Опыт применения электрохимически активированных растворов в многопрофильном стационаре / В. Б. Ровинская, О. И. Сухова // Труды Первого Международного симпозиума «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности» / ВНИИИ мед.техники. - М., 1997. - С. 7G - 72.

2. Некоторые аспекты получения и применения электрохимически активированного анолита АНК / В. М. Бахир [и др.] // Труды Третьего Международного симпозиума «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности» / ВНИИИ мед.техники. - М., 2GG1. - С. 3 - 25.

3. Эффективность и безопасность химических средств для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации / В. М. Бахир [и др.] // Дезинфекционное дело. - 2GG3. - №1. - С. 29-3б.

4. Экономические предпосылки применения в лечебно-профилактических учреждениях электрохимических установок “Стэл” для синтеза моющих, дезинфицирующих и стерилизующих растворов / В. М. Бахир [и др.] // Медицинский алфавит. - 2GG3. - № 11. - С. 24 - 25.

5. Установка для получения электрохимически активированных дезинфицирующих и моющих растворов: пат. 1112 Респ. Беларусь / И. И. Бурак,

A. Б. Юркевич, В. С. Морозов [и др.]; заявитель ЧНУПП «Акваприбор». - № 1112; заявл. 24.03.03; опубл. 01.08.03. - 1 с.

6. Бурак, И. И. Сенсибилизирующее и кожно-раздражающее действие анолита нейтрального и католита щелочного / И. И. Бурак, А. Б. Юркевич, Л. В. Половинкин // Фармация XXI века: материалы VII съезда фармацевтов Республики Беларусь, Витебск, 22 окт. 2004 г. / Вит. гос. мед. ун-т; редкол.:

B. В. Кугач [и др.]. - Витебск, 2004. - С. 229 - 232.

7. Юркевич, А. Б. Противобактериальная и вирулицидная активность анолита, полученного на установке «Аквамед» / А. Б. Юркевич [и др.] // Резистентность микроорганизмов к антимикробным препаратам: материалы между-нар. науч.-практ. конф., Минск, 27-28 мая 2003 г. / ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии; редкол. Л.П. Титов [и др.]. - Минск, 2003. - С. 101-104.

8. Инструкция по применению дезинфицирующего раствора анолита нейтрального, полученного на установках типа «Аквамед» производства УП «Акваприбор» (г. Гомель, Республика Беларусь) в лечебно-профилактических организациях: согл. МЗ РБ 30.05.2003 г. - № 5216. - Минск, 2003. - 9 с.

9. Инструкция по применению моющего раствора католита, получаемого на установках типа «Аквамед» производства ЧНПУП «Акваприбор» (г. Гомель, Республика Беларусь): согл. МЗ РБ 20.03.2006 г. - № 6246. - Минск, 2006. - 7 с.

10. Постановка исследований в объеме первичной токсикологической оценки веществ: метод. указания № 48-9405 / М-во здравохр. Респ. Беларусь. -Мн., 1994.

11. Нормативные показатели безопасности и эффективности дезсредств СанПиН 21-112-99 / М-во здравохр. Респ. Беларусь. - Мн., 1999. - 12 с.

12. Определение токсикологических и аллергологических нормативных показателей гигиенической безопасности реализуемой и применяемой парфюмерно-косметической продукции (оценка сенсибилизирующего действия на волонтерах): метод. указания. - № 10-33.2-95. - Минск, 1995.