БИОЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ЛИПОСОМАЛЬНОЙ ОСНОВЕ
LIPOSOME BIOCIDE COMPOSITION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к медицине, в частности к средствам и способам дезинфекции кожных покровов человека или животных, а также других объектов.
Изобретение относится к биоцидной композиции на основе четвертичного аммонийного основания, его солей или клатрата, при этом четвертичное аммонийное основание представлено в форме липосом. Композицию можно применять в фармации, медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, в быту и в других областях, где имеется необходимость обеспечивать обеззараживание объектов, проводить дезинфекцию и создавать асептические условия.
Уровень техники
Известны многие средства, используемые для дезинфекции кожных покровов. В области дезинфекции традиционно и преимущественно применялись жидкости или растворы, содержащие действующее вещество или комплекс веществ, которые нейтрализуют патогены, находящиеся на поверхности кожи. При этом под нейтрализацией понимается процесс, приводящий к невозможности нормальной жизнедеятельности патогенного микроорганизма, например приводящий к гибели микроорганизма, его инактивации или перевода в состояние, когда его жизнедеятельность не вредит макроорганизму или не представляет опасности для окружения.
Действующее вещество (ДВ), применяемое в средствах дезинфекции кожи, должно характеризоваться, с одной стороны, высокой активностью в отношении патогенов, а с другой стороны, - щадящим действием на живую ткань кожи.
В этой связи номенклатура конкретных химических веществ, применяемых в этой области, крайне ограничена. Типичными примерами могут служить такие соединения как хлоргексидин, иодсодержащие соединения, например - иодинол, спирты, например - этанол, изопропанол.
Однако особой привлекательностью в качестве дезинфектантов характеризуются вещества, относящиеся к четвертичным аммонийным основаниям (ЧАС) и их клатратам. Эти вещества при их приемлемой биоцидной активности не вызывают явно выраженных поражений кожи, если их применяют при невысоких концентрациях, и контакт кожи с этими веществами при дезинфекции (экспозиция) является непродолжительным.
Из уровня техники известно применение в качестве эффективного дезинфектанта четвертичного аммонийного соединения, такого как дидецилдиметиламмония галогенида, в частности, в форме его клатрата с мочевиной (карбамидом).
Клатраты дидецилдиметиламмония галогенида с карбамидом (КДГК) наиболее известны в виде хлоридов, бромидов и иодидов. Они представляют собой кристаллический порошок без запаха. Указанные клатраты обладают поверхностно-активными свойствами.
Наиболее характерным представителем этой группы соединений, который выпускается в промышленном масштабе, является клатрат дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом. Он обладает бактерицидным, бактериостатическим, фунгицидным и вирулицидным действием (см., например, RU 2158141, ЕА 000113, RU 2214837, RU 2095086) за счет активности дидецилдиметиламмония галогенида. Карбамид, который образует клатратное соединение с ним, обеспечивает удобные технологические характеристики вещества, в частности сыпучесть порошка, растворимость в воде и ряд других. Спектр микроорганизмов, нейтрализуемых КДГК, достаточно широк и охватывает практически все патогены, с которыми может контактировать человек.
КДГК хорошо растворяется в спирте, умеренно в воде. Обычно на практике используют водные или водно-спиртовые растворы. Растворы до концентрации 10% являются прозрачными, при концентрации КДГК свыше 10% они коалесцируют и загустевают при хранении.
Водно-спиртовые растворы клатрата дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом используются как эффективный дезинфектант и антисептик для кожи (RU 2125467, RU 2158143).
Клатрат галогенида дидецилдиметиламмония с мочевиной обладает определенной дезинсекционной активностью, что позволяет применять его в составе средств для уничтожения насекомых (RU 2221424). Кроме того, сообщалось, что указанный клатрат обладает биоцидной активностью в отношении сине-зеленых водорослей (RU 2158143).
Таким образом, четвертичные амонийные основания, в частности галогенида дидецилдиметиламмония, можно определить как биоцидное соединение широкого спектра действия. Определение "биоцид" известно в уровне техники и дано, например, в Директиве 98/8 Европарламента и Совета Европы от 16.02.1998г. о размещении на рынке биоцидной продукции.
Однако наряду с удовлетворительными биоцидными характеристиками, в частности хорошей неспецифической активностью, т.е. активностью, практически не зависящей от вида организма (патогена), галогениды дидецилдиметиламмония в сочетании с высокими концентрациями спиртов (этилового, изопропилового, пропилового и других) могут проявлять негативные эффекты.
Так, при длительной работе с этим веществом в форме водно-спиртового раствора выявлено раздражающее действие при контакте с кожей. Это действие наиболее выражено при наличии микроповреждений кожи, таких как ссадины, потертости. Причем раздражение кожи увеличивается по мере высыхания нанесенного на кожу раствора, т.е. когда локальная концентрация действующего вещества увеличивается.
Таким образом, при наличии удовлетворительной биоцидной активности, которая увеличивается по мере роста концентрации рабочего раствора и длительности экспозиции, имеет место тенденция увеличения побочных действий при постоянном применении препарата КДГК на водно-спиртовой основе при нанесении такого раствора на кожу.
Традиционно в препараты для обработки кожи, содержащие вещества, вызывающие раздражение, вводят дополнительные вещества, снижающие этот негативный эффект. Такими веществами, снижающими раздражение кожи, являются различные биологически активные соединения, в частности растительные экстракты, природные ароматические масла и синтетические противовоспалительные и местно-анестезирующие средства. Такие добавки широко используются в косметических композициях и препаратах, например в средствах для химической депиляции. Однако подобные добавки только "маскируют" негативное воздействие активного вещества на кожу. При регулярном применении подобных препаратов или при применении препаратов, где действующее вещество представлено в высоких концентрациях, проявляется, в итоге, шелушение кожи, сухость, чувство зуда и иногда устойчивое покраснение.
В этой связи существует объективная необходимость поиска технических решений, позволяющих применять соединения, проявляющие высокую неспецифическую активность в отношении микроорганизмов, насекомых и простейших, при отсутствии повреждающего действия на кожу человека или животного или при низкой повреждающей активности.
Исходя из достижений нанобиотехнологии, которые предлагают принципиально новые подходы для решения проблем, авторы предприняли попытку реализовать новые технические решения и получить принципиально новое средство, обладающее новыми свойствами и характеристиками.
Поэтому целью настоящего изобретения явилось создание биоцидной композиции для дезинфекции, дезинсекции и антисептической обработки кожных покровов, в частности кожи человека, в которой бы полностью отсутствовали спирты и у которой отсутствовали бы повреждающие и раздражающие действия на кожу.
Раскрытие изобретения
Авторами настоящего изобретения предложено применение четвертичных аммонийных оснований (ЧАС), в частности дидецилдиметиламмония галогенида, а более конкретно, клатрата дидецилдиметиламмония галогенида с карбамидом (КДГК) в составе биоцидных композиций, где указанное четвертичное аммонийное основание представлено в форме липосомы. Использование КДГК обеспечивает широкий спектр действия в части номенклатуры патогенов, подлежащих нейтрализации, благодаря высокой неспецифической активности этого соединения. Принципиальная особенность настоящего изобретения состоит в том, что четвертичное аммонийное основание представлено в составе липосом. Липосомы, реализуя принципы нанобиотехнологии, обеспечивают достижение принципиально новых эффектов, таких как целевая доставка четвертичного аммонийного основания в клетки патогена и эффективное связывание с мембранами клеток.
Использование липосомальной системы позволяет сохранить высокую (100%-ную) эффективность композиции, отказаться от традиционного использования различных спиртов, существенно снизить концентрации действующего вещества в композиции, уменьшить необходимое время экспозиции для достижения достаточной степени нейтрализации патогенов, что в итоге приводит к устранению или, как минимум, к минимизации побочных эффектов, проявляющихся как повреждение и раздражение кожи.
Таким образом, настоящее изобретение предоставляет новое биоцидное средство, применяемое, в частности, для дезинфекции и/или дезинсекции, в котором успешно сочетаются высокие биоцидные свойства (т.е. активность в отношении бактерий, вирусов, простейших водорослей, насекомых и т.п., где активность определяется как гибель или инактивация патогена, или уменьшение численности популяции до безопасных пределов), без каких-либо отрицательных проявлений при воздействии на кожу человека или животного.
Композиция по изобретению представляет собой дисперсную систему, включающую липосомы, в которые инкапсулированы молекулы четвертичного аммонийного основания.
В качестве дисперсионной среды используется вода или водные растворы, в состав которых не входят спирты, например - физиологический буферный раствор.
В другом варианте выполнения изобретения композиция может представлять собой твердое вещество, если полученная липосомальная композиция подвергается лиофилизации.
Липосомы композиции могут быть выполнены из фосфолипида, в частности из фосфатидилхолина, фосфатидилэтаноламина, фосфатидилсерина, фосфатидилинозитола, фосфатидилглицерина, фосфатидовой кислоты, сфингофосфолипида, фосфолипидов яиц или соевых бобов или их смесей. Следует особо отметить, что выбор липидов, исходя из уровня техники, не является критериальным.
Соотношение липид/четвертичное аммонийное основание в композиции составляет от 1:4 до 4:1 по массе.
Для композиций в виде жидкости содержание четвертичного аммонийного основания составляет от 0,05 до 7% по массе, а содержание липида составляет от 0,05 до 3% по массе.
Вариант одной из предпочтительных форм липосомальной композиции имеет следующий состав:
клатрат дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом - 0,2% по массе;
лицетин (яичный) - 0,2% по массе;
вода дистиллированная - остальное.
Достижение высокой биоцидной эффективности композиции при минимальном проявлении побочных эффектов или их отсутствии достигается за счет того, что ЧАС представлено в составе липосом.
В литературе используются различные термины для обозначения липосом: многослойные липосомы, однослойные липосомы, наноэмульсии, наночастицы, протеолипосомы, виросомы. Данные термины охватывают варианты выполнения липосом, котрые могут быть использованы для целей настоящего изобретения.
В целом, считается, что липосома представляет собой частицу с преимущественным размером от нескольких десятков нанометров вплоть до десятых долей микрон, внутри оболочки которой, состоящей из липида, располагаются молекулы другого вещества (веществ). Такие частицы, обозначаемые по тексту настоящего описания как липосомы, состоят из оболочки, образованной липидом, в частности - фосфолипидом, структурированного в виде оболочечного слоя, охватывающего внутреннюю полость, в которой могут находиться молекулы другого вещества или веществ. Оболочка липосом является "полупроницаемой" для молекул воды и ионов.
Для липосом характерна способность включать в себя и удерживать вещества различной природы. Круг веществ, включаемых в липосомы, достаточно широк - от неорганических ионов и низкомолекулярных органических соединений до крупных белков и нуклеиновых кислот.
Липосомы взаимодействуют с клетками как обычные частицы, подчиняющиеся законам диффузии частиц. В частности, они контактируют с клетками с высокой степенью адгезии. Известно, что липосомы хорошо проникают через наружные мембраны клеток, а также легко связываются с мембранными структурами, вплоть до встраивания в их структуры.
Если внутри липосом будет находиться физиологически активное вещество, в данном случае - ЧАС, то оно, проникая в клетку или связываясь с мембраной, приведет к ее повреждению. То есть, за счет включения мицелл и липосом в структуру мембран клеток или белковых капсидов, нарушается их нормальное функционирование. Кроме того, липосомы, как и любые наночастицы, легко проникают через мембраны клеток, достигая внутренних компартментов. Считается, что высвобождение вещества из липосом, находящихся внутри клетки, происходит быстрее, чем вне клетки. Причина этого явления не установлена, но фактические данные говорят о том, что липосомы и наночастицы являются эффективным средством переноса или доставки активных веществ внутрь клетки.
Применение липосом или наночастиц, несущих физиологически активное вещество, в данном случае - ЧАС, а более конкретно - галогенида дидецилдиметиламмония, например, в форме клатрата с карбамидом обеспечивает возможность повышения эффективности дезинфицирующего действия, что в итоге приводит к возможности снижения концентрации действующего вещества и уменьшения времени контакта с дезинфектантом (время экспозиции).
С другой стороны, при нанесении композиции на кожу происходит связывание микрочастиц композиции с кожной поверхностью. Для крупных ассоциированных клеток, таких как клетки эпидермиса или слизистых оболочек, такое встраивание не является катастрофичным. Это связано с ограниченной доступной поверхностью клеток ткани, а также с тем, что верхний слой клеток кожи, в частности клеток, относящихся к роговому слою эпидермиса, характеризуется пониженным содержанием влаги (около 15%), в противоположность клеткам базального слоя, содержащих около 70% воды.
Верхние слои эпидермиса, роговой и блестящий слои, состоят, по сути, из нежизнеспособных клеток, характеризующихся тем, что они уже не способны к делению. Эти слои обеспечивают механический барьер для защиты от глубокого проникновения патогенов, которые находятся на поверхности кожи.
При этом именно эти слои защищают кожные ткани от повреждающего действия внешних факторов, включая воздействие дезинфектанта и других компонентов средств для дезинфекции.
Следовательно, для того чтобы снизить повреждающее действие дезинфектанта на кожу, композиция по изобретению должна исключительно "мягко" воздействовать на эти слои.
С другой стороны, жизнеспособные патогены характеризуются высоким содержанием в них влаги. Мембраны и оболочки микроорганизмов работают только в условиях высокого содержания молекул воды вблизи них.
Таким образом, целевые клетки патогенов, которые должны быть нейтрализованы, характеризуются высоким содержанием влаги, что отличает их от поверхности кожи, на которой они находятся.
Это отличие способствует эффективному применению заявленной композиции для целей дезинфекции, т.е. обезвреживания патогенов, обеспечивая при этом благотворное воздействие на кожу, проявляющееся в ее увлажнении и смягчении.
Поэтому наличие в композиции липосомальных частиц обеспечивает не только щадящее воздействие на клетки верхних слоев кожи, но и способствует их увлажнению, поскольку эти частицы действуют, в том числе, и как переносчики воды.
При увлажнении верхних слоев кожи клетки увеличиваются в размерах. В этом случае происходит закрытие микротрещин кожи, в которых могут находиться микроорганизмы или которые являются каналами для доступа к более глубоким слоям кожи, характеризующимся нормальным метаболизмом и ответственным за кожные реакции.
Кроме того, внедрение композиции в клетки рогового слоя кожи приводит к созданию "депо", способствующему более длительному воздействию композиции на микроорганизмы, которые могут попасть на поверхность кожи после проведенной обработки.
Таким образом, наличие в композиции липосом, несущих ЧАС, обеспечивает благотворное смягчающее воздействие на кожу при эффективном воздействии на живые патогены, характеризующиеся нормальной оболочечной мембраной клеток.
Действующее вещество композиции, представляющее собой галогенид дидецилдиметиламмония, а в частном случае - его клатрат с карбамидом, представлено в композиции в форме липосом. Эти частицы могут быть получены с использованием фосфолипидов.
Номенклатура фосфолипидов, которые можно использовать в рамках настоящего изобретения, достаточно широкая. Это связано с тем, что действующее вещество композиции проявляет великолепные свойства ПАВ, что способствует достаточно легкому образованию липосомальных структур.
Технологии получения липосом известны из уровня техники, также как используемые липиды и фосфолипиды.
Фосфолипиды, пригодные для использования в изобретении, могут представлять собой любые естественно встречающиеся или синтетические фосфолипиды, насыщенные или ненасыщенные. Они включают, например, следующие: фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, фосфатидилглицерин, фосфатидовую кислоту, липофосфолипиды, сфингофосфолипид, фосфолипид яиц или соевых бобов или их произвольные комбинации.
Вышесказанное не исключает возможности применения других соединений в качестве липидов, образующих липосомальные структуры, например возможно применение оксиэтилированных масел, растительных масел, липидов животного происхождения, например - ланолина и т.п., поскольку ЧАС проявляет свойства ПАВ.
Известно применение готовых наборов для получения липосом, таких как липофектин (Lipofectin) и липоплекс (Lipoplex). Подобные наборы изготавливаются, в том числе, отечественными производителями. Например, один из коммерческих наборов содержит комплекс гликосфинголипидов (цереброзид, цереброзид-сульфат и сфингомиелин) - не менее 70%, фосфолипиды (лецитин и фосфатидилэтаноламин) и холестерин. Формирование липосом осуществляется по инструкции производителя. Конкретная методика формирования липосом, рекомендуемая или предлагаемая изготовителем наборов, зависит преимущественно от состава фосфолипидов. Методика, как правило, предполагает получение липосом, в которые инкапсулировано действующее вещество, с последующей очисткой и выделением их с сублимацией. Получаемые липосомы, если была соблюдена инструкция производителя, характеризуются определенным размером, задаваемым технологией получения липосом. Величина упаковки, то есть доля активного вещества, включаемого в состав липосом или наночастиц, как правило, задается изготовителем наборов или разработчиком методики инкапсуляции. На практике считается, что приемлемым показателем упаковки является значение от 10 до 50% по действующему веществу. Однако после обогащения, включающего такие приемы, как ультрафильтрация, сублимация, восстановление и т.п., то есть после отделения липосомальных структур от других компонентов, можно получить продукт, в котором все активное вещество будет представлено как инкапсулированное в наночастицы или липосомы.
При этом, если на конечной стадии не производить выделение (очистку, концентрирование) полученных липосом, включающих ЧАС, то в продукте будут присутствовать и мицеллы, и растворенные молекулы, в частности вещества, применяемого для целей настоящего изобретения - галогенида дидецилдиметиламмония.
Действующее вещество композиции, представляющее собой липосомы с галогенидом дидецилдиметиламмония, а в частном случае - его клатрата с карбамидом, распределено в дисперсионной среде. Среда, в которой присутствуют липосомы, может содержать дополнительные вещества. В дисперсионной среде могут быть растворены различные компоненты, которые являются вспомогательными или инертными.
Вспомогательные вещества можно условно разделить на следующие группы:
- вещества, поддерживающие стабильность композиции;
- вещества, способствующие достижению наибольшей эффективности дезинфекции;
- вещества, улучшающие сенсорные и эстетические характеристики композиции при ее использовании потребителем.
Примерами стабилизаторов могут быть антиоксиданты липидов, присутствующих в составе липосом. Например: альфа-токоферол, аскорбиновая кислота и ее соли, аскорбилпальмитат и т.п. соединения, замедляющие процессы окисления липидов композиции.
Другая группа веществ, способствующая стабилизации композиции, представляет собой загустители и стабилизаторы коллоидных систем, например - поливинилпирролидон, карбоксиметилцеллюлоза, полиэтиленгликоль, метилцеллюлоза, гуммиарабик и т.п., которые за счет повышения вязкости композиции, когда она представлена в форме раствора, замедляют процессы коагуляции и разрушения частиц.
Также систему стабилизируют при помощи буферов и солей, известных в данной области.
Технология получения композиции по изобретению включает традиционные операции получения липосом, известные из уровня техники или рекомендуемые производителями наборов или соединений для получения липосом.
Типовая схема получения композиции по изобретению определяется следующими основными стадиями:
a) получение липидной пленки;
b) эмульгирование липидной пленки в буферном растворе или органическом растворителе;
c) получение липосом, которые включают в своей полости четвертичное аммонийное основание, по любому известному методу в форме раствора;
d) концентрирование раствора (при необходимости);
e) замораживание и лиофилизация;
f) фасовка полученного продукта.
Сначала получают липидную пленку путем эмульгирования липидов, которое проводят при постоянном перемешивании раствора липида в органическом растворителе (спирт, хлороформ и т.п.). Полученную липидную пленку суспендируют в буферном растворе с целью получения липосомальных везикул. Для предотвращения процессов окисления и гидролиза липидов, при необходимости, полученную эмульсию насыщают азотом или инертным газом.
В настоящее время известны многие способы получения липосомальных препаратов. Например, липосомы получают путем озвучивания (в частности - воздействием ультразвука, например, при частоте 22 кГц). Можно применить метод экструзии, т.е. продавливания водной дисперсии липидов через узкое отверстие в мембране при помощи высокого давления. Известным способом, применяемым в крупных технологических масштабах, является инжекция - получение липосом путем впрыскивания под давлением в водную среду раствора липидов в летучем органическом растворителе (хлороформе).
Следует иметь в виду, что выбор конкретного способа получения липосом и режимов проведения способа зависит от множества факторов и не может быть лимитирован какой-либо конкретной технологией. Технология или методика получения липосом, рекомендуемые производителями липидов/фосфолипидов для получения липосомальных структур, предполагает получение липосом определенных размеров. Таким образом, выбор размера липосом также не является проблематичным при наличии на рынке достаточного количества продуктов и методик.
В приготовленный раствор, содержащий липосомы, могут быть добавлены дополнительные компоненты по рецептуре, и после контроля качества продукта он может быть расфасован в тару для хранения и поставки потребителю.
При необходимости полученный раствор может быть подвергнут концентрированию для обогащения раствора липосомами за счет удаления части раствора. Эта операция выполняется, как правило, на проточных центрифугах или с помощью ультрафильтрации, осмоса или выпаривания.
На этой стадии в раствор могут вводиться дополнительные компоненты и вспомогательные вещества.
Дальнейшая стадия обработки может включать лиофилизацию, если необходимо получить сухой продукт. К сухому продукту также могут быть добавлены дополнительные компоненты, присутствие которых желательно в конечном продукте или в растворе, после его восстановления.
Полученный сухой продукт фасуется в герметичную тару с заполнением ее, при необходимости, инертным газом. Перед использованием сухой продукт восстанавливается водой или другим приемлемым растворителем.
На практике при использовании клатрата дидецилдиметиламмония галогенида с карбамидом в качестве действующего вещества содержание действующего вещества составляет до 7% от массы композиции в форме раствора. Это количество выбрано исходя из требования эффективного воздействия на патогены при небольшом времени обработки, при этом минимизируются неблагоприятные эффекты воздействия на кожу.
Указанное количество варьирует в зависимости от ряда параметров, таких как предполагаемый вид патогена, состав композиции, включая соотношение ЧАС/липид, вид конкретного липида, вид и количество вспомогательных добавок и т.п.
Очевидно, что специалист в данной области, используя известные из уровня техники приемы, может без излишнего экспериментирования оптимизировать известные режимы методик получения липосом для того, чтобы получить продукт с желательными характеристиками. Вышеуказанное относится также к выбору четвертичного аммонийного основания, поскольку все из них проявляют в той или иной степени биоцидную активность.
Количество вспомогательных веществ, включенных в состав композиции, практически не лимитируется, поскольку они не участвуют в процессе уничтожения патогенов. На практике их количество обычно соизмеримо с количеством четвертичного аммонийного основания и составляет от 50 до 300% от массы ЧАС.
3
3
3
3
3
Композиция по изобретению представляет собой прозрачный бесцветный раствор, содержащий липосомы, а также функциональные и технологические добавки. Она может поставляться потребителю в расфасованной форме, готовой к употреблению, например в полимерных флаконах емкостью 0,1 дм; 0,25 дм; 0,3 дм или в беспропелентной аэрозольной упаковке объемом 0,5 дмили 1 дм. Композиция может применяться в стационарных дозирующих устройствах, таких как стандартный локтевой дозатор или других, приемлемых в практике работы потребителя. Композиция может также поставляться в форме импрегнированных салфеток, губок и т.п.
Композиция обладает антимикробной активностью в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий (включая возбудителей туберкулеза, внутрибольничных инфекций), дерматофитов, дрожжеподобных грибов рода Кандида, вирусов (в том числе парентеральных вирусных гепатитов, ВИЧ-инфекции). Указанный спектр активности определяется активностью действующего вещества, в частном случае - КДГК. При этом композиция обладает пролонгированным антимикробным действием длительностью не менее 3 часов, моющими свойствами, не сушит кожу рук и тела, не вызывает раздражения при регулярном применении.
Исходя из механизма действия активного вещества, композиция не вызывает сенсибилизирующего действия и не вызывает резистентности патогенов, поскольку не действует на ферментативно-метаболический и генетический аппарат патогенов. В сочетании с отсутствием раздражающего действия на кожу композиция по изобретению обеспечивает возможность постоянного и/или регулярного применения ее персоналом, при необходимости проведения операций дезинфекции или антисептической обработки кожи.
В этой связи композиция по изобретению может применяться для дезинфекции кожных покровов персонала лечебно-профилактических учреждений (в том числе акушерско-гинекологического профиля, стоматологических, хирургических, кожно-венерологических, педиатрических учреждений, фельдшерско-акушерских пунктов, станций скорой медицинской помощи и т.д.), соответствующих подразделений силовых ведомств системы ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС), в том числе спасателей МЧС, личного состава войск и формирований гражданской обороны (ГО), а также детских, пенитенциарных учреждений, объектов социального обеспечения, коммунально-бытовых, предприятий общественного питания и пищевой промышленности, работников дезинфекционных станций и других учреждений, связанных с дезинфекционной деятельностью, органов по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека и других, где необходимо регулярное применение дезинфицирующих средств.
Неограничивающими примерами применения композиции могут быть следующие:
обработка рук хирургов, операционных медицинских сестер, акушерок и других лиц, участвующих в проведении операций, приеме родов и др.;
обработка кожи операционного поля, в том числе перед введением катетеров и пункцией суставов;
обработка локтевых сгибов доноров и инъекционного поля;
гигиеническая обработка рук медицинского персонала в лечебно-профилактических учреждениях; скорой медицинской помощи, работников лабораторий (в том числе бактериологических, вирусологических, микологических, иммунологических, клинических и других);
гигиеническая обработка рук работников детских дошкольных и школьных учреждений; учреждений соцобеспечения; работников парфюмерно-косметических предприятий, предприятий общественного питания и пищевой промышленности (мясная, молочная, птицеперерабатывающая и др.); объектов коммунальных служб (в т.ч. в парикмахерских и косметических салонах, салонах красоты); населением в быту;
обеззараживание ступней ног с целью профилактики грибковых заболеваний;
частичная санитарная обработка кожных покровов представителей силовых ведомств системы РСЧС, в т.ч. спасателей МЧС, личного состава войск и формирований ГО; пациентов лечебно-профилактических учреждений, включая лежачих больных в отделениях гериартрического, онкологического профиля, хосписах, домах-интернатах для инвалидов и лиц пожилого возраста, учреждениях социальной защиты; лиц, поступающих в приемные отделения стационаров (после травм, аварий, автомобильных катастроф) и социальных приютов (лиц без определенного места жительства, с подозрением на инфекционные и кожно-венерологические заболевания);
профилактика пролежней.
Порядок применения композиции по изобретению состоит в следующем.
Обработка рук хирургов и прочих лиц, участвующих в проведении операций, приеме родов и пр. Для этого перед применением композиции по изобретению тщательно моют руки теплой проточной водой и туалетным мылом в течение 2 минут, высушивают стерильной марлевой салфеткой. Затем на сухие руки наносят композицию двукратными порциями приблизительно по 5 мл и втирают ее в кожу рук, поддерживая их во влажном состоянии в течение около 5 минут. Стерильные перчатки надевают после полного высыхания нанесенного слоя композиции.
Обработка операционного поля, в том числе перед введением катетеров и пункцией суставов. Кожу последовательно двукратно протирают раздельными стерильными марлевыми тампонами, обильно смоченными композицией по изобретению. Время выдержки после окончания обработки приблизительно 2 мин. Накануне операции больной принимает душ (ванну), меняет белье.
Обработка локтевых сгибов доноров - кожу последовательно двукратно протирают раздельными стерильными марлевыми тампонами, обильно смоченными композицией по изобретению. Время выдержки после окончания обработки около 2 мин.
Обработка инъекционных полей. Кожу протирают (однократно, в одном направлении) стерильным ватным тампоном, смоченным композицией по изобретению. Время выдержки после окончания обработки составляет около 1 мин.
Гигиеническая обработка рук. Приблизительно 3 мл композиции наносят на кисти рук и втирают в кожу до высыхания, но не менее 30 секунд.
Обеззараживание ступней ног. Обеззараживание проводят путем обильного смачивания ватного тампона (не менее 3 мл композиции на тампон) и тщательной обработки каждой ступни разными ватными тампонами, смоченными композицией по изобретению. Время обработки каждой ступни - не менее 30 сек.
Частичная санитарная обработка кожных покровов заключается в обработке кожи марлевым тампоном, смоченным композицией по изобретению.
Профилактика пролежней состоит в обработке кожи в областях крестца, лопаток, ягодичных складок, локтей, пяток и т.д. марлевым тампоном, смоченным композицией по изобретению.
Другие режимы и варианты обработок могут быть предложены специалистами по аналогии к вышеперечисленному и исходя из практических потребностей в обработке кожных покровов и других объектов, которые контаминированы или могут быть контаминированы патогенами.
Ограничения применения композиции по изобретению связаны с тем, что она может вызывать раздражение глаз при попадании в них значительных количеств композиции. В этой связи требуется определенная осторожность при обработке кожи лица.
Следующие примеры представлены для описания предпочтительных вариантов реализации, сфер применения и вариантов выполнения настоящего изобретения, но они не предназначены для ограничения изобретения частными воплощениями.
Пример 1
Состав жидкой композиции по изобретению
Типичный состав композиции по изобретению характеризуется следующими показателями.
Клатрат дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом - 0,2%;
Лицетин (яичный) - 0,2%;
Вода дистиллированная - до 100%.
Композиция представляет собой бесцветную жидкость.
Концентрация клатрата дидецилдиметиламмония галогенида может достигать 7%. При высоких концентрациях раствор становится неустойчивым и требует введения стабилизирующих добавок, в качестве которых использовали поливинилпирролидон в концентрации до 2%. Нижняя граница, при которой композиция сохраняет свой комплекс свойств, определена как 0,05% по содержанию четвертичного аммонийного основания, хотя технологически можно получить композицию и с более низким содержанием четвертичного аммонийного основания.
Концентрация лицетина может варьировать от 0,05 до 3%.
Кроме того, экспериментально установлено, что вместо лицетина можно использовать другие липиды, например фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилглицерин, сфингофосфолипид, фосфолипид соевых бобов или их произвольные комбинации. Принципиального различия в стабильности получаемой композиции и ее эффективности при использовании различных липидов не выявлено. Это дает основание утверждать, что любые липиды, предназначенные для получения липосомальных структур, могут быть применены для получения композиции по изобретению.
Однако различные липиды предполагают использование несколько отличающихся режимов получения композиции, рекомендованных поставщиками липидов для получения липосом.
В типовую композицию включали различные вспомогательные добавки, например - отдушки (лимонное масло, синтетический ароматизатор), антиоксидант (альфа-токоферол в количестве до 0,05%).
Пример 2
Получение композиции по изобретению
Сначала получают липидную пленку путем эмульгирования липида (фосфолипида или коммерческих смесей для получения липосом), которое проводят при постоянном перемешивании раствора липида в органическом растворителе при комнатной температуре.
В качестве липида использовали лицетин, липиды яичного порошка, фосфатидилэтаноламин, сфингофосфолипид и их смеси.
Растворение липидов осуществляли в хлороформе, получая раствор концентрацией приблизительно от 5 до 50%. Точная концентрация в данном случае не является критичной, поскольку растворитель затем удаляют вакуумной сушкой.
Полученный раствор липида высушивали в вакууме в роторном испарителе, получая на его стенках пленку липида.
Затем в сосуд испарителя, в котором содержалось около 200 мг липида, вводили около 1 литра 0,2% раствора клатрата дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом.
Сосуд испарителя подвергали воздействию ультразвука частотой 22 кГц в течение 5-45 минут до полного растворения компонентов, которое определяли визуально по степени мутности раствора.
В полученный раствор вводили дополнительные компоненты, например, такие как указано в примере 1, в зависимости от вариантов прописи композиции.
Подобным образом были получены композиции с различными составами, для которых была оценена их стабильность во времени при хранении при нормальных климатических условиях.
При необходимости получения концентрированных препаратов полученный раствор упаривали в вакууме до получения требуемых концентраций.
Для получения сухого продукта включали дополнительную стадию лиофилизации. Полученный сухой продукт хранили в герметичной емкости.
Пример 3
Стабильность композиции при хранении
Минимальное время хранения композиции для тестирования было определено как равное 6 месяцам при температуре 20-25°С.
Если за такое время разрушения композиции не происходило, то она подвергалась хранению при повышенных температурах, что позволяло моделировать длительности хранения вплоть до нескольких лет.
Установлено, что растворы с концентрацией липида вплоть до 2% могут храниться в течение времени, эквивалентного трем годам.
Растворы с концентрацией действующего вещества вплоть до 7% могут длительно храниться при включении в них стабилизаторов (загустителей). Лиофилизованные формы композиции могут храниться неопределенно долго.
При этом было установлено, что оптимальное технологическое соотношение липид/клатрат дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом составляет величину около 1:1 по массе. Возможные вариации значений соотношений компонентов предполагают изменение каждого из них приблизительно в 2-3 раза от указанной величины, т.е. допустимыми оказались величины соотношений от 1:4 до 4:1.
Тем самым было показано, что независимо от типа примененного липида композиция может храниться в течение времени, эквивалентного хранению при комнатной температуре, по крайней мере, три года.
Отмечена тенденция, что разбавленные растворы более стабильнее во времени, чем концентрированные. Однако введение стабилизаторов-загустителей, таких как камеди, метиллцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, высокомолекулярные полиэтиленгликоли, повышало устойчивость растворов, даже высококонцентрированных.
Следовательно, стабильность композиции можно регулировать введением необязательных добавок-стабилизаторов. Их введение в количестве до 2-3% обеспечило эффективность хранения растворов, в которых содержание клатрата и липида превышало 2-3% для каждого. Выбор типа стабилизатора оказался не критериальным, и в качестве стабилизаторов с практически равной эффективностью можно использовать карбоксиметилцеллюлозу, метилцеллюлозу, гуммиарабик, высокомолекулярный полиэтиленгликоль. Это доказало, что в составе композиции можно использовать известные из уровня техники стабилизаторы липосомальных композиций.
Пример 4
Оценка дезинфицирующих свойств композиции по изобретению
Экспериментально было установлено, что жидкие липосомальные композиции, содержащие до 3% клатрата дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом по массе при отсутствии каких-либо вспомогательных добавок не вызывают ощущения раздражения кожи при длительном контакте с композицией. Под длительным контактом подразумевается контакт с раствором в течение 30 минут.
Кратковременная обработка (5 мин) локтевых сгибов липосомальной композицией, содержащей 7% клатрата дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом по массе, не выявила каких-либо замечаний со стороны добровольцев.
Поскольку ранее были получены результаты, что дезинфицирующее действие клатрата дидецилдиметиламмония бромида с карбамидом подчиняется закону "доза/эффект", то эксперименты проводились с концентрациями препарата, близкими к минимальным, которые предполагались для применения. В качестве такой концентрации была выбрана концентрация клатрата около 0,2% по массе композиции, причем в составе композиции в качестве липида использовался яичный фосфолипид в концентрации 0,2%. Выборочная проверка препаратов по изобретению подтвердила, что эффект сохраняется при концентрациях клатрата вплоть до приблизительно 0,1% по массе композиции, что эквивалентно приблизительно 0,05% ЧАС. Численные значения, характеризующие эффективность биоцидного действия, были ниже, чем в случае концентрации 0,2%, однако они достоверно отличались от контролей, что подтверждало наличие активности препарата по изобретению.
5
Испытания проводились на модельных тест-микроорганизмах: E.coli 1257, S.aureus 906, Ps. aeruginosa (штамм 1544); C.albicans 15, T.gypseum, Mycobacterium B, а также на кожных покровах добровольцев в отношении естественной и искусственной микрофлоры.
Контролировали уровень естественной обсемененности кожи до и после обработки композицией по изобретению, а также проводили искусственную контаминацию тест-микробами с контролем обсемененности до и после обработки.
Биологический анализ проводили с использованием стандартных методик контроля.
Результаты тестирования композиции по изобретению приведены в таблицах. Численные значения в таблицах даны как средние величины с доверительным интервалом.
Полученные результаты согласуются с известными данными в части активности клатрата дидецилдиметиламмония галогенида, что позволяет прогнозировать его активность в отношении других патогенов. Таким образом, представленные данные могут быть обобщены и являться исходной информацией для прогнозирования результатов и выбора режимов обработки.
Из данных таблицы 1 следует, что сразу после обработки кожи композицией по изобретению, на ней отсутствуют микроорганизмы.
Следующая серия экспериментов была направлена на определение длительности дезинфицируещего действия композиции после проведения однократной обработки рук. Результаты представлены в таблице 2.
Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, композиция по изобретению обладает пролонгированным (остаточным) антимикробным действием на протяжении 3 часов после обработки кожи.
Аналогичные эксперименты были проведены в отношении естественной микрофлоры при обработке локтевых сгибов для внутривенных инъекций, операционных полей, участков кожи для введения катетеров и пункции суставов. Полученные результаты аналогичны вышеприведенным.
При применении тест-микробов установлено, что после применения композиции по изобретению имеет место их полная инактивация (время экспозиции составляло от 5 до 30 минут).
При проверке эффективности композиции в режиме гигиенической обработки рук (нанести композицию на кисти рук и втирать в течение 30 секунд) удалялось около 100% (от 99,44 до 100%) от исходного количества микроорганизмов.
Полученные результаты позволили выбрать режимы применения композиции для различных целей.
Представленные примеры доказывают возможность осуществления изобретения и области его применения. С учетом раскрытия описания примеры демонстрируют, что настоящее изобретение открывает новое направление в разработке биоцидных средств для обеззараживания кожи и может быть применено на практике в различных областях, особенно для обеззараживания рук хирургов и медперсонала, операционного и инъекционного полей, профилактики пролежней и т.д.
Примеры иллюстрируют частные случаи выполнения изобретения и показывают возможности вариаций режимов и составов композиции. Ясно, что изобретение возможно выполнить в пределах широкого диапазона эквивалентных параметров, концентраций и условий, без отхода от сущности изобретения, объем притязаний которого определяется прилагаемой формулой.
<i>Таблица 1</i>Эффективность композиции при обработке рук
Способ применения композиции
Контаминация кожи
Вид микрофлоры /показатель
Количество микроорганизмов на коже, КОЕ
Эффективность, %
дообработки
после обработки
Двукратное нанесение по 5 мл композиции с 2,5-минутным втиранием.Общее время обработки - 5 минут.
Естественная
Общее число микроорганизмов
214±31
0
100
Грамположительная микрофлора
189±22
0
100
Грамотрицательная микрофлора
10±4
0
100
<i>Таблица 2</i>Остаточное действие композиции при обработке рук
Способ применения композиции
Контаминация кожи
Вид микрофлоры /показатель
Количество микроорганизмов на коже, КОЕ
Эффективность,
<i>%</i>
до обработки
через 1 час после обработки
через 2 часа после обработки
через 3 часа после обработки
Двукратное нанесение по 5 мл композиции с 2,5-минутным втиранием. Общее время обработки - 5 минут.
Естественная
Общее число микроорганизмов
134±55
0
0
0,5±0,05
99,63
Грамположительная микрофлора
74±10
0
0
0
100,0
Грамотрицательная микрофлора
2,5±0,5
0
0
0
100,0