СРЕДСТВО ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИИ
DISINFECTANT

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к препаратам, обладающим дезинфицирующими свойствами, перспективным для борьбы с бактериальными и грибковыми поражениями.
Предлагаемое изобретение может быть использовано в медицине, в ветеринарии, в пищевой индустрии, а также в смежных отраслях производства.
В последние годы растет число дезинфицирующих средств на основе комбинации двух типов дезинфицирующих веществ: соединений полигуанидинов и четвертичных аммониевых соединений (ЧАС) с различными функциональными добавками, обеспечивающими моющий эффект, маскировку запаха применяемого ЧАС, придающими средству для дезинфекции определенный цвет, применяемых для дезинфекции различных объектов.
Известно дезинфицирующее средство, включающее смесь полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) хлорида или ПГМГ фосфата и четвертичного аммониевого соединения - алкилдиметилбензиламмоний хлорида (Катамина АБ) в массовом соотношении 1:1-4, неионогенное ПАВ - до 25%, краситель, отдушку, и воду (патент РФ №2057796, кл. C11D 3/48, 1993 год). Средство активно в отношении патогенных микроорганизмов - кишечной и синегнойной палочки, стафилококков, энтерококков, грибов рода Кандидо, не активно в отношении вирусов, обладает специфическим запахом отдушки, выраженным пенообразующим эффектом, область применения ограничена дезинфекцией и санитарной обработкой санузлов. Однако входящий в состав средства дезинфицирующего средства Катамин АБ является дезинфицирующим средством третьего класса опасности, что может вызвать затруднение при его применении.
Известно дезинфицирующее средство, включающее ПГМГ хлорид, синергетическую смесь двух неполимерных ЧАС: алкилбензиламмоний хлорида и алкилдиметилэтилбензиламмоний хлорида при массовом соотношении четвертичных аммониевых соединений 1:(1-3,5) и массовом соотношении для соединения полигуанидина и смеси четвертичных аммониевых соединений 1:(0,25-4,0) (патент РФ №2372943, кл. A61L 2/18, 2008 год).
Данное дезинфицирующее средство имеет широкий спектр применения: может быть использовано для дезинфекции помещений, мойки мебели, посуды, белья, для дезинфекции и предстерилизационной очистки изделий медицинского назначения, мойки и дезинфекции оборудования пищевой промышленности, мойки и дезинфекции строений и оборудования животноводческих и птицеводческих ферм, а также для обеззараживания различных типов вод, в частности питьевой воды, городских и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов и систем охлаждения оборудования.
Однако растворы дезинфицирующего средства имеют неприятный запах ЧАС. При длительном замораживании дезинфицирующего средства и последующем размораживании наблюдается ухудшение его внешнего вида. Наличие в составе значительной доли используемых длительное время в целях дезинфекции неполимерных ЧАС делают данное дезинфицирующее средство потенциально опасным для применения из-за возможности образования устойчивых к данным ЧАС штаммов возбудителей.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является дезинфицирующее средство, содержащее полигексаметиленгуанидин хлорид (ПГМГ хлорид) и ЧАС: алкилдиметилбензиламмонийхлорид (Катамин АБ) или его смеси с четвертичными аммониевыми солями диметиламина и третичного амина с массовым соотношением m полигуанидина и ЧАС в интервале: 5:1<m<10:1, оказывающее дезинфицирующее и флокулирующее действие в водной среде (патент РФ №2182889, кл. C02F 1/50, 2001 год). Данное дезинфицирующее средство применяется как средство обеззараживания различных типов вод, в частности питьевой воды, городских и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов и систем охлаждения оборудования, и т.п., однако не указаны иные способы его применения. Содержащееся в дезинфицирующем средстве ЧАС - алкилдиметилбензиламмоний хлорид (Катамин АБ) является достаточно агрессивным средством (третий класс опасности). При применении этот препарат вызывает аллергические реакции: раздражение слизистой оболочки горла и глаз, кожное раздражение. Он используется многие годы в качестве доступного недорогого сырья для производства дезинфицирующих и моющих средств, бактерицидных препаратов (детергентов, антисептиков), следовательно, высока вероятность неэффективного обеззараживания вследствие образования устойчивых штаммов возбудителей к дезинфицирующим средствам, имеющим его в своем составе.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, и техническим результатом является усиление биоцидных свойств дезинфицирующего средств, снижение его токсичности, улучшение эксплуатационных характеристик дезинфицирующего состава, снижение вероятности развития резистентных штаммов микроорганизмов.
Для решения технической задачи и получения технического результата в средстве для дезинфекции, включающем ПГМГ хлорид, ЧАС и воду, в качестве ЧАС используют поли-N,N-диметил-2-гидроксипропиламмония (ПДМГПА) хлорид, при этом соотношение ПГМГ хлорида к ПДМГПА хлориду находится в пределах от 10:1 до 3:1 при следующем содержании компонентов в масс.%:
ПГМГ хлорид
0,1-7,5
ПДМГПА хлорид
0,01-2,5
Вода
до 100
Сущность изобретения поясняется следующим образом.
Использование в качестве активно действующих веществ ПГМГ хлорида и ПДМГПА хлорида, характеризующихся различающимися механизмами действия, приводит к получению препарата с высокой антимикробной активностью. При взаимодействии их между собой наблюдается синергетический эффект.
Основной компонент дезинфицирующего состава ПГМГ хлорид - химическое соединение, обладающее высокой стабильностью, низкой токсичностью, обладает антимикробным действием в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, микобактерий туберкулеза, грибов, вирусов, обладает пролонгированным бактерицидным действием. Гидрофобные углеводородные фрагменты цепи ПГМГ хлорида, соединяющие гуанидиновые группировки, способствуют адсорбции ПГМГ хлорида на цитоплазматических мембранах клеток. Гуанидиновые группировки, входящие в состав ПГМГ хлорида, проникают в оболочку бактериальной клетки и блокируют дыхание, питание, транспорт метаболитов через клеточную стенку бактерии, что, в конечном счете, приводит к гибели бактериальной клетки.
ПГМГ хлорид - хорошо растворимый в воде синтетический органический полимер, он не летуч, не придает воде запаха и окраски. ПГМГ хлорид изготавливает Региональная общественная организация - Институт эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП) в соответствии с ТУ 932-008-41547288-2000 с изменениями №1.
В качестве второго дезинфицирующего агента используют ЧАС - поли-N,N-диметил-2-гидроксипропиламмония хлорид (Barquad PQ-2, 50%, Lonsa Ltd, Швейцария).
Это соединение имеет следующую структурную формулу:
Данное соединение имеет высокую активность по отношению к грамположительным, грамотрицательным бактериям и грибам (таблица 1 - по данным производителя дезсубстанции Barquad PQ-2 Lonza Ltd) и применяется в виде водного раствора для обеззараживания вод бассейнов.
Под влиянием ЧАС происходит повреждение барьера проницаемости цитоплазматических мембран с последующей их глубокой деструкцией и инактивацией ферментных систем. Полимерная природа поли-N,N-диметил-2-гидроксипропиламмония хлорида позволяет создать на поверхности цитоплазматической мембраны высокую концентрацию четвертичных аммонийных групп, что усиливает деструктивное воздействие данного ЧАС.
Совместное действие двух дезинфицирующих агентов: ЧАС - поли-N,N-диметил-2-гидроксипропиламмония хлорида и ПГМГ хлорида оказывает более сильное дезинфицирующее действие, чем каждый агент в отдельности.
Процентное содержание компонентов в данном изобретении является величиной оптимальной и установлено в результате многочисленных экспериментов. Граничные значения концентраций действующих веществ в дезинфицирующем средстве определены из экономических, технологических и токсикологических требований.
В случае если соединения ЧАС ПДМГПА хлорида будет менее 0,01 мас. %, то происходит снижение дезинфицирующего действия средства, а если его содержание будет выше 2,5 мас. %, то это может привести к увеличению токсичности средства и ухудшению технологических свойств средства.
Если ПГМГ хлорида будет менее 0,1 мас. %, то это приводит к снижению бактериальной активности гуанидиновой составляющей, а если ПГМГ хлорида будет более 7,5 мас. %, то это приведет к ухудшению технологических свойств средства.
При соотношении ПГМГ хлорида к ПДМГПА хлориду от 10:1 до 3:1 наблюдается синергетический эффект.
Предлагаемое средство получают следующим образом: в колбу с мешалкой вносят ПГМГ хлорид, ПДМГПА хлорид, воду и перемешивают до полного растворения компонентов.
Примеры конкретного выполнения.
Пример №1:
Для приготовления 100 г раствора дезинфицирующего средства с содержанием ПГМГ хлорида 7,5 масс. %, ПДМГПА хлорида 2,5 масс. % с соотношением 3:1, необходимо:
- 7,50 г ПГМГ хлорида
- 2,50 г ПДМГПА хлорида
- вода - остальное до 100 г.
Пример №2:
Для приготовления 100 г раствора дезинфицирующего средства с содержанием ПГМГ хлорида 0,1 масс. %, ПДМГПА хлорида 0,01 масс. % с соотношением 10:1, необходимо:
- 0,10 г ПГМГ хлорида
- 0,01 г ПДМГПА хлорида
- вода - остальное до 100 г.
Пример №3:
Для приготовления 100 г раствора дезинфицирующего средства с содержанием ПГМГ хлорида 5,0 масс. %, ПДМГПА хлорида 1,0 масс. % с соотношением 5:1, необходимо:
- 5,00 г ПГМГ хлорида
- 1, 00 г ПДМГПА хлорида
- вода - остальное до 100 г.
Пример №4:
Для приготовления 100 г раствора дезинфицирующего средства с содержанием ПГМГ хлорида 7,5 масс. %, ПДМГПА хлорида 1,0 масс. % с соотношением 7,5:1, необходимо:
- 7,50 г ПГМГ хлорида
- 1, 00 г ПДМГПА хлорида
- вода - остальное до 100 г.
Приготовление раствора дезинфицирующего средства по прототипу (соотношение компонентов 5:1).
Для приготовления 100 г раствора дезинфицирующего средства по прототипу с содержанием ПГМГ хлорида 5 масс.%, алкилдиметилбензиламмоний хлорида 1 масс.%:
- 5,00 г ПГМГ хлорида (по действующему веществу)
- 1,00 г алкилдиметилбензиламмоний хлорида,
- вода - остальное до 100 г.
Используемое в прототипе ЧАС - алкилбензиламмоний хлорид
не оказывает действия на Mycoplasma spp. и слабо действует на Gardnerella vaginalis, Candida albicans, Haemophilus ducreyi и Treponema pallidum. Замена его в комбинации с ПГМГ хлорид на поли-N,N-диметил-2-гидроксипропиламмония увеличивает его активность по отношению к Candida albicans.
При максимальном содержании компонентов дезинфицирующего средства по формуле изобретения 7,5 масс. % ПГМГ хлорида и 2,5 масс. % ПДМГПА хлорида дезинфицирующее средство удобно для транспортировки и хранения. Потребитель дезинфицирующего средства дозирует дезинфицирующий состав в соответствии с инструкцией, что позволяет применять данное средство для широкого круга задач антимикробной и фунгицидной обработки, требующих различной суммарной концентрации действующих веществ в дезинфицирующем растворе.
При превышении значений концентраций действующих веществ происходит изменение внешнего вида препарата - возможно его помутнение и расслоение.
При минимальном содержании компонентов дезинфицирующего средства по формуле изобретения 0,1 масс. % ПГМГ хлорида и 0,01 масс. % ПДМГПА хлорида дезинфицирующее средство удобно для непосредственного прямого применения потребителем в целях дезинфекции методами протирки, орошения и др. без необходимости произведения операции разбавления дезинфицирующего средства. При содержании компонентов ниже заявленного минимального содержания не обеспечивается достаточная биоцидная активность и пролонгированное действие.
Совместное действие двух дезинфицирующих агентов: ПГМГ хлорида и поли-N,N-диметил-2-гидроксипропиламмония хлорида оказывает более сильное дезинфицирующее действие, чем каждый агент в отдельности и чем дезинфицирующий раствор по прототипу. При заявленном соотношении компонентов наблюдается высокая антимикробная активность и сохраняется пролонгированное действие дезинфицирующего средства, обусловленное наличием полимерной пленки ПГМГ хлорида и ПДМГПА хлорида на обрабатываемой поверхности.
В табл. 2 приведены результаты исследований антимикробной активности дезинфицирующих средств по отношению к наиболее устойчивым к ЧАС грамотрицательным микроорганизмам P. aeruginosa, Е. Coli суспензионным методом с нейтрализатором додецилсульфатом натрия (Р4.2. 2643-10. Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности. 2010 г.).
При исследовании бактерицидной активности растворов дезсубстанций в отношении Е. Coli посевы проводились на среду Кесслер, в отношении P. aeruginosa - на трипказо-соевый бульон (TSB) фирмы bioMerieux, Франция.
По сравнению с прототипом, предлагаемое дезинфицирующее средство имеет меньшую токсичность, так как в качестве ЧАС используется менее токсичное полимерное соединение (см. таблицу 3).
Известно, что алкилдиметилбензиламмоний хлорид оказывает раздражающее действие на кожу, коррозионноактивен, обладает специфическим запахом. ПДМГПА хлорид оказывает меньшее негативное воздействие такого рода, и его применение в комбинации с ПГМГ хлоридом является более предпочтительным, так как улучшает эксплуатационные характеристики дезинфицирующего средства.
Для средства для дезинфекции по примеру прототипа отмечено изменение внешнего вида при его длительном хранении (2 суток) при отрицательных температурах: после размораживания в нижней части раствора наблюдается слой белой мелкодисперстной взвеси или эмульсии. При перемешивании раствор средства для дезинфекции становится мутным, нагрев до 40°С не приводит к образованию прозрачного раствора. Для предлагаемого средства для дезинфекции такого эффекта не наблюдается. Раствор сохраняет внешний вид (прозрачная жидкость) после его длительного хранения при отрицательных температурах и последующего размораживания.
Известно, что при рациональной ротации дезинфицирующих средств на основе различных действующих веществ замедляются процессы формирования у микробов устойчивости. Использование полимерного ЧАС - ПДМГПА хлорида, а не широко применяемого низкомолекулярного ЧАС - алкилдиметилбензиламмоний хлорида, приводит к снижению возможности возникновения перекрестной устойчивости - устойчивости к различным дезинфектантам, относящимся к одной группе химических соединений на основе одного активного действующего вещества.
Таким образом, предлагаемый состав для дезинфекции на основе уникальной комбинации действующих веществ расширит список доступных для ротации дезинфицирующих препаратов и снизит вероятность развития резистентных штаммов микроорганизмов.