Антимикробная активность новых моюще-дезинфицирующих и стерилизующих растворов

© ГРИГОРЬЕВА С.В., МИКЛИС Н.И., 2011

АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ НОВЫХ МОЮЩЕ-ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ

И СТЕРИЛИЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ

ГРИГОРЬЕВА С.В., МИКЛИС Н.И.

У О «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»,

кафедра общей гигиены и экологии

Резюме. Современное дезинфицирующее средство должно отвечать нескольким основным требованиям: высокая микробиологическая эффективность, широкий спектр антимикробного действия, безопасность для применения, совместимость с обрабатываемыми материалами, отсутствие неприятного запаха, устойчивость к органической нагрузке, скорость действия, простота в приготовлении, применении, удалении, экономичность. Целью исследования было изучение антимикробной активности моюще-дезинфицирующего раствора католита и стерилизующего раствора анолита нейтрального.

Результаты исследования показали, что разработанные растворы в качественном суспензионном тесте при экспозиции 30 и 45 мин вызывали полную гибель стандартных тест-культур бактерий как без белковой нагрузки, так и в присутствии ЛС, в количественном суспензионном тесте без белковой нагрузки и в присутствии ЛС проявили достаточно высокий уровень антимикробной активности (ЯР>5). Стерилизующий раствор анолита является эффективным средством для химической дезинфекции белья при экспозиции 120 мин.

Ключевые слова: моюще-дезинфицирующий раствор католита, стерилизующий раствор анолита нейтрального, антимикробная активность.

Abstract. Modem disinfectants must meet several basic requirements: high microbiological efficiency, wide spectrum of antimicrobial activity, safety for the application, compatibility with the processed materials, absence of an unpleasant smell, stability to organic loading, speed of action, simplicity on preparation, application, removal, economy. The purpose of the research was to study the antimicrobial activity of the washing and disinfecting catholyte solution and sterilizing neutral anolyte solution.

The results of the research have shown, that the received solutions caused complete destruction of standard test bacteria cultures both without the protein and with the protein loading in qualitative suspension test at 30 and 45 min exposition. The received solutions have also shown the high level of antimicrobial activity (RF>5) in quantitative suspension test without and with the protein loading. The sterilizing anolyte solution is the effective means for chemical disinfection of linen at 120 min exposition.

ч орьба с инфекционными заболевания г^ми является одной из актуальных за -1—^дач практического здравоохранения. Использование дезинфицирующих препаратов входит в комплекс санитарно-эпидемиологи-

Адрес для корреспонденции: 210023, г.Витебск, пр-т Фрунзе, 27, Витебский государственный медицинский университет, кафедра общей гигиены и экологии, тел. 8 (0212) 37-08-28 - Григорьева С.В.

ческих мероприятий, направленных на устранение возбудителей и переносчиков инфекций во внешней среде. Современное дезинфицирующее средство должно отвечать нескольким основным требованиям, без осуществления которых ни один препарат не может быть рекомендован для применения: высокая микробиологическая эффективность, широкий спектр антимикробного действия, безопасность для

применения, совместимость с обрабатываемыми материалами, отсутствие неприятного запаха, устойчивость к органической нагрузке, скорость действия, простота в приготовлении, применении, удалении, экономичность [1, 2].

Анализ практики применения дезинфицирующих средств выявил их несоответствие современным требованиям к специфической эффективности и гигиенической безопасности. Микроорганизмы очень быстро приспосабливаются к стабильным химическим препаратам вследствие имеющихся у них более эффективных механизмов адаптации и быстрой смены поколений [3].

Стабильные активно действующие вещества антимикробных средств принадлежат к нескольким классам соединений (спирты, альдегиды, четвертичные аммониевые соединения, фенолы, некоторые другие). Фактически все многообразие дезинфицирующих препаратов представляет собой комбинации небольшого количества стабильных химических соединений. Каждый новый препарат, созданный по этому принципу, очень быстро теряет свою функциональную новизну для микроорганизмов. В результате возрастает количество штаммов микроорганизмов, устойчивых к целым классам химических соединений [3].

В частности, отмечается, что катионные поверхностно-активные вещества (КПАВ), обладая стабильностью, хорошими моющими свойствами, вместе с тем не активны, либо малоактивны в отношении устойчивых видов и форм микроорганизмов. Неблагоприятными свойствами КПАВ являются быстрое и частое формирование устойчивости микроорганизмов к их воздействию [4].

Хлорактивные препараты обладают широким антимикробным спектром действия, но длительное использование препаратов на основе хлора привело к возникновению к ним резистентности микроорганизмов. Эти дезинфицирующие средства обладают резким запахом хлора, раздражающим действием на слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, токсичностью для ряда органов вызывают коррозию металлов, а также инактивируются органическими соединениями [5].

В связи с вышесказанным поиск высокоактивных дезинфицирующих средств является актуальной задачей клинической медицины и фармации.

Общая тенденция в развитии химических дезинфектантов в последние годы состоит не только в создании новых, но и в активации уже известных дезинфицирующих средств.

Активация химических дезинфектантов направлена на разработку режимов, при которых минимальная концентрация активных действующих веществ обеспечивает высокий бактерицидный эффект, а коррозионная или деструктивная активность по отношению к материалам изделия, а также токсическое воздействие на человека становятся минимальными. Электрохимическая активация позволяет направленно изменять состав, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства водных растворов хлорида натрия в больших, чем при эквивалентном химическом регулировании, пределах, синтезировать из них химические реагенты в метастабильном состоянии [6]. Это используется в процессах преобразования воды или разбавленных растворов электролитов в экологически чистые дезинфицирующие, стерилизующие, моющие, экстрагирующие и другие функционально полезные растворы.

К основным ингредиентам электрохимически активированных растворов, обладающим биоцидной активностью, относятся метастабильные соединения, которые в обычных условиях синтезируются в организме человека и теплокровных животных и участвуют в процессах фагоцитоза: свободные радикалы, ион-радикалы, атомарный кислород, атомарный хлор, озон, короткоживущие высокоактивные метастабильные молекулы, молекулярные ионы [7]. К дополнительным факторам высокой антимикробной активности электрохимически активированных растворов относятся их низкая минерализация, повышенная гидратационная способность, способствующая увеличению проницаемости клеточных стенок и мембран, что создает условия для интенсивного осмотического и электроосмо-тического переноса оксидантов во внутриклеточную среду [6].

Смесь метастабильных действующих веществ обеспечивает отсутствие адаптации микроорганизмов к биоцидному действию электрохимически активированных растворов католита и анолита, а малая суммарная концентрация соединений активного кислорода и хлора гарантирует полную безопасность для человека и окружающей среды при его длительном применении [4, 6].

В отличие от традиционных дезинфицирующих и стерилизующих растворов, таких как глутаровый альдегид, формальдегид, хлорамин, гипохлорит натрия, дихлоризоцианура-ты, надуксусная кислота, четвертичные аммониевые соединения, соединения тяжелых металлов и других синтетических биоцидных веществ, действующие компоненты электрохимически активированных растворов не являются веществами-ксенобиотиками и не оказывают вредного воздействия на организм человека и теплокровных животных [4].

Экологически безопасные электрохимически активированные растворы имеют «время жизни», необходимое для осуществления процедуры обеззараживания. После использования они самопроизвольно инактивируются без образования токсичных соединений и не требуют нейтрализации перед сливом в канализацию [7].

Нами разработаны новые электрохимически активированные моюще-дезинфицирующий раствор католита и стерилизующий раствор анолита нейтрального, лишенные недостатков. Целью исследования было изучение антимикробной активности вышеназванных средств.

Методы

Электрохимически активированные моюще-дезинфицирующий раствор католита (МДК) и стерилизующий раствор анолита нейтрального (САН) получали на разработанном устройстве. Раствор МДК представлял собой мутную, бесцветную жидкость с характерным запахом хлора с водородным показателем 11,2 ед., окислительно-восстановительным потенциалом - 55,2 мВ и содержанием активного хлора 400 мг/дм3. Физико-химичес-

кие показатели раствора САН соответствовали следующим значениям: водородный показатель 5,4 ед., окислительно-восстановительный потенциал +1020 мВ, содержание активного хлора 800 мг/дм3. Раствор САН также был прозрачным, бесцветным, с запахом хлора, не превышающим 3 балла.

Испытания проводили на базе микробиологической лаборатории ГУ «Витебский областной центр гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья». Было выполнено 2 серии опытов. В 1-й серии определяли антимикробную активность разработанных растворов, во 2-й - изучали качество химической дезинфекции стерилизующим раствором ано-лита нейтрального.

В 1-й серии было выполнено 2 группы опытов. В 1-й группе опытов изучали антимикробную активность электрохимически активированных растворов МДК и САН в качественном суспензионном методе в отношении стандартных тест-культур микроорганизмов без белковой нагрузки и в присутствии 20% лошадиной сыворотки (ЛС). В качестве тест-культур использовали стандартные музейные штаммы E.coli ATCC 25922, S.aureus ATCC 25923, P.aeruginosa ATCC 27853, P.mirabilis ATCC 14153, C.albicans АТСС 10231. 24-часовые культуры тест-микробов и кандид смывали физиологическим раствором и стандартизовали до 109 КОЕ/см3. В качестве нейтрализатора использовали 0,5% водный раствор натрия тиосульфата [8]. Экспозиция составила 30 и 45 мин.

Во 2-й группе опытов определяли антимикробную активность растворов МДК и САН в количественном суспензионном тесте без белковой нагрузки и с добавлением 20% ЛС в отношении стандартных тест-культур микроорганизмов. В качестве нейтрализатора брали 0,5% водный раствор натрия тиосульфата [8]. Уровень активности растворов оценивали при экспозициях 30 и 45 мин. По 0,2 см3 тест-культур, стандартизированных до 109 КОЕ/см3, добавляли к 1,8 см3 МДК и САН. Для контроля 0,2 см3 взвеси тест-культур переносили в пробирку с 1,8 см3 стерильной водопроводной воды. По истечении 30 и 45 мин по 0,2 см3 смеси переносили в пробирку с 1,8

см3 нейтрализатора. Через 10 мин из смеси готовили разведения в физиологическом растворе до 10-5 (для контроля до 10-6). Затем цельную смесь и все разведения высевали на чашки с плотной средой для контроля стерильности. Для контроля по 0,02 см3 разведений 10-3, 10-4 10-5, 10-6 высевали на сектора чашек с плотной средой для контроля стерильности.

Для установления влияния белковой нагрузки на уровень антимикробной активности моюще-дезинфицирующего и стерилизующего растворов в физиологический раствор, в котором суспензировали соответствующие тест-культуры микроорганизмов, вносили 20% ЛС.

После инкубации при температуре +37°С в течение 48 ч подсчитывали число колоний на чашках в опыте и контроле, среднее число живых бактерий в контроле, число выживших бактерий в опыте (КОЕ/см3), определяли десятичные логарифмы и факторы редукции (RF) числа бактерий в опыте по сравнению с контролем [8].

Качество химической дезинфекции во 2-й серии опытов изучали в качественном эксперименте на тест-носителях. Для изготовления тест-носителей использовали стандартную хлопчатобумажную ткань, которую тщательно промывали в очищенной воде. Ткань разрезали на кусочки по 1 см2, стерилизовали в автоклаве и высушивали. Стерильные кусочки ткани помещали в бактериальную суспензию и после двукратного переворачивания оставляли в ней на 15 мин. Зараженные в тест-культурах E.coli ATCC 25922, S.aureus ATCC 25923, P.aeruginosa ATCC 27853, P.mirabilis ATCC 14153, C.albicans АТСС10231 кусочки ткани помещали в чашки Петри и заливали на 30, 45, 60, 120 и 180 мин 10 см3 САН. Воздушные пузырьки удаляли несколькими переворачиваниями тест-носителей. По окончании дезинфекционной фазы тест-носители извлекали из дезраствора и однократно промывали в 10 см3 0,5% водного раствора тиосульфата натрия, после чего переносили в 10 см3 жидкой среды для контроля стерильности. Инкубировали в течение 48 ч при температуре +37°С. В каче-

стве контрольной проверки тест-носители заливали водой очищенной и высевали после наибольшей экспозиции [9].

Результаты обрабатывали статистически с помощью пакета программ «Microsoft Excel», достоверность сдвигов учитывали при р<0,05. Минимальное количество наблюдений для достоверности результатов было не менее 6.

Результаты

Результаты исследования 1-й группы 1й серии опытов показали, что разработанные растворы МДК и САН в качественном суспензионном тесте при экспозиции 30 и 45 мин вызывали полную гибель всех тест-культур микроорганизмов как без белковой нагрузки, так и в присутствии 20% ЛС (табл. 1).

Результаты 1 -й серии 2-й группы опытов показали, что раствор МДК в количественном суспензионном тесте без белковой нагрузки проявлял достаточно высокий уровень антимикробной активности с RF в отношении E.coli при экспозиции 30 мин 5,85 lg, экспозиции 45 мин - 6,85 lg, P.aeruginosa - 6,04 и 7,04 lg, P.mirabilis - 6,32 и 7,32 lg, S.aureus -6,99 и 6,99 lg, C.albicans - 7,9 и 7,9 lg соответственно (табл. 2).

RF раствора МДК при экспозиции 30 и 45 мин в количественном суспензионном тесте с добавлением 20% ЛС в отношении E.coli равнялся 5,65 и 5,95 lg, P.aeruginosa -6,3 и 7,3 lg, P.mirabilis - 6,39 и 7,39 lg, S.aureus - 7,08 и 7,08 lg, C.albicans - 8,04 и 8,04 lg соответственно (табл. 3).

Раствор САН также проявлял высокую антимикробную активность с RF в отношении всех использованных музейных штаммов микроорганизмов при экспозиции 30 мин 7,12±

0,25 lg, а при экспозиции 45 мин - 6,62±1,03 lg (табл. 2).

При установлении влияния белковой нагрузки у раствора САН RF в отношении всех тест-культур микроорганизмов при экспозиции 30 и 45 мин составил 6,8 ± 0,42 lg (табл. 3).

Во 2-й серии опытов при дезинфекции в течение 60 мин стерилизующий раствор ано-лита вызывал гибель C. albicans, в течение 90 мин - E.coli, P.aeruginosa и C.albicans, а при

Таблица 1

Антимикробная активность в качественном суспензионном тесте моюще-дезинфицирующего раствора католита и стерилизующего раствора анолита без белковой нагрузки (МДК, СА) и с белковой нагрузкой (МДК+ЛС, СА+ЛС) по отношению к типовым тест-культурам

Наименование образца Т ест-культуры

'“*3 о о а а а P. aeruginosa bS 5 S к а о а и '“*3 о о a a а со P. aeruginosa bS 5 S к а о а и

МДК - - - - - - - - - -

СА - - - - - - - - - -

МДК+ЛС - - - - - - - - - -

СА+ЛС - - - - - - - - - -

Контроль + + + + + + + + + +

Экспозиция 30 мин 45 мин

Примечание: (-) - отсутствие роста тест-культур, (+) - рост тест-культур микроорганизмов.

Таблица 2

Антимикробная активность моюще-дезинфицирующего раствора католита и стерилизующего раствора анолита в количественном суспензионном тесте без белковой нагрузки по отношению к типовым тест-культурам

Тест-культура Наименование образца Экспозиция 30 мин Экспозиция 45 мин

КОЕ log RF КОЕ log RF

E. coli МДК 10 1 5,85 - 0 6,85

СА - 0 6,85 - 0 6,85

Контроль 7,1х106 6,85 7,1X106 6,85

S. aureus МДК - 0 6,99 - 0 6,99

СА - 0 6,99 - 0 6,99

Контроль 9,8х106 6,99 9,8x 106 6,99

P. aeruginosa МДК 10 1 6,04 - 0 7,04

СА - 0 7,04 - 0 7,04

Контроль 1, 1X 107 7,04 1,1х107 7,04

P. mirabilis МДК 10 1 6,32 - 0 7,32

СА - 0 7,32 - 0 7,32

Контроль 2,1х107 7,32 2,1х107 7,32

C. albicans МДК - 0 7,9 - 0 7,9

СА 10 1 6,9 - 0 7,9

Контроль 8,3 x107 7,9 8,3x107 7,9

экспозиции 120 и 180 мин полную гибель всех стандартных музейных штаммов микроорганизмов (табл. 4).

Обсуждение

Электрохимически активированные растворы МДК и САН в качественном суспен-

зионном тесте вызывают гибель всех музейных тест-культур микроорганизмов в течение 30 и 45 мин.

В количественном суспензионном тесте в отношении всех тест-культур растворы МДК и САН в рабочей концентрации проявили 100% антимикробную активность, а ЯБ тест-культур микроорганизмов при всех изученных

Таблица 3

Антимикробная активность моюще-дезинфицирующего раствора католита и стерилизующего раствора анолита в количественном суспензионном тесте в присутствии 20% лошадиной сыворотки по отношению к типовым тест-культурам

Тест-культура Наименование образца Экспозиция 30 мин Экспозиция 45 мин

КОЕ log RF КОЕ log RF

E. coli МДК+ЛС 20 1,3 5,65 - 1 5,95

СА+ЛС 10 1 5,95 1000 0 6,95

Контроль 9х106 6,95 9х106 6,95

S. aureus МДК+ЛС - 0 7,08 - 0 7,08

СА+ЛС - 0 7,08 200 0 7,08

Контроль 1,2х107 7,08 1,2х 107 7,8

P. aeruginosa МДК+ЛС 10 1 6,3 - 0 7,3

СА+ЛС 10 1 6,3 800 1 6,3

Контроль 2х107 7,3 2х 107 7,3

P. mirabilis МДК+ЛС 10 1 6,39 - 0 7,39

СА+ЛС - 0 7,39 800 0 7,39

Контроль 2,5х 107 7,39 2,5 х107 7,39

C. albicans МДК+ЛС - 0 8,04 - 0 8,04

СА+ЛС 30 1,47 6,57 80 1 7,04

Контроль 1,1х108 8,04 1,1х 108 8,04

Таблица 4

Антимикробная активность стерилизующего раствора анолита в качественном эксперименте на тест-носителх по отношению к типовым тест-культурам

Тест-культура Наименовани е образца Экспозиция, мин

30 60 90 120 180

E. coli СА ++ + - - -

Контроль ++ ++ ++ ++ ++

S. aureus СА ++ + + - -

Контроль ++ ++ ++ ++ ++

P. aeruginosa СА ++ + - - -

Контроль ++ ++ ++ ++ ++

P. mirabilis СА ++ ++ + - -

Контроль ++ ++ ++ ++ ++

C. albicans СА ++ - - - -

Контроль ++ ++ ++ ++ ++

Примечание: (-) - отсутствие роста тест-культур, (+) - рост отдельных колоний тест-культур, (++) - сильный рост тест-культур микроорганизмов.

режимах превышал 5 1§. При добавлении 20% ЛС растворы МДК и САН также обладали достаточным уровнем антимикробной активности по отношению к типовым тест-культурам микроорганизмов. При этом ЯБ тест-культур был выше 5 1§.

Дезинфекция тест-носителей раствором САН в течение 120 мин вызвала полную ги-

бель стандартных тест-культур микроорганизмов.

Разработанные моюще-дезинфицирующие и стерилизующие растворы являются эффективными в отношении стандартных музейных штаммов Е.еоИАТСС 25922, $>.аитетАТСС 25923, P.aeruginosa АТСС 27853, P.miraЫlis АТСС 14153, С.аШеат АТСС 10231.

Заключение

1. Моюще-дезинфицирующий раствор католита и стерилизующий раствор анолита нейтрального в течение 30 и 45 мин вызывают гибель стандартных музейных штаммов микроорганизмов.

2. Моюще-дезинфицирующий раствор католита и стерилизующий раствор анолита нейтрального в отношении стандартных тест-культур обладают выраженной антимикробной активностью и являются эффективными дезинфицирующими средствами с фактором редукции выше 5 1§ при экспозиции 30 и 45 мин.

3. Стерилизующий раствор анолита нейтрального является эффективным для химической дезинфекции белья при экспозиции 120 мин.

4. Разработанные средства могут быть рекомендованы для дезинфекции санитарногигиенической одежды в прачечных организаций здравоохранения, аптечных организациях, а также других организациях и учреждениях.

Литература

1. Веткина, И.Ф. Современный подход к выбору дезин-

фицирующих средств в системе профилактики внутрибольничных инфекций. / И.Ф. Веткина, [и др.]. -«ФАРМиндекс-Практик», 2005. - №7. - С. 13-20.

2. Бахир, В .М. Эволюция технических систем для элек-

трохимической активации жидкости / В.М. Бахир, Ю.Г. Задорожний // Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности: тез. докл. и крат. сообщ. Первого междунар. сим-поз., Москва, 22-23 окт. 1997 г. / Всерос. науч.-ис-след. и испытат. ин-т мед. техники; редкол.: В.М. Бахир [и др.]. - М., 1997.- С. 157-171.

3. Бахир, В.М. Дезинфекция: проблемы и решения. / В .М. Бахир, [и др.]. - «Вестник новых медицинских технологий», 2003. - №4. - С.41-49.

4. Федорова, Л.С. Основные направления повышения эффективности дезинфицирующих средств. / Л.С. Федорова. - Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения В.И. Вашкова «Актуальные проблемы дезин-фектологии в профилактике инфекционных и паразитарных заболеваний». - М.: ИТАР-ТАСС, 2002. -С. 26-30.

5. Dychdala, G.R. Chlorine and Chlorine Compounds / Disinfection, sterilization and preserva-tion / Block S.S. (Ed.). New-York: Lippincott Williams&Wilkins, 2001.-P.135-159.

6. Бахир, В.М. Электрохимическая активация: очистка воды и получение полезных растворов. / В.М. Бахир, [и др.]. - М.: ВНИИИМТ, 2001. - 176 с.

7. Бахир, В.М. Эффективность и безопасность химических средств для дезинфекции, предстерилизаци-онной очистки и стерилизации. / В.М. Бахир, [и др.]. - «Дезинфекционное дело», 2003. - №1. - С.26-29.

8. Методы испытания противомикробной активности антисептиков профилактического назначения: метод. указ. № 11-13-1-97, утв. Гл. госуд. сан. врачом Респ. Беларусь 16.01.1997. - Минск, 1997. - 12 с.

9. Методы проверки и оценки антимикробной активности дезинфицирующих и антисептических средств: инструкция по применению № 11-20-2042003, утв. Гл. госуд. сан. врачом Респ. Беларусь 16.01.1997. - Минск, 2003. - 41 с.

Поступила 10.10.2011 г. Принята в печать 02.12.2011 г.