ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО
DISINFECTANT

Предлагаемое изобретение относится к санитарной экологии и дезинфектологии и может быть использовано в биотехнологической, пищевой, медицинской, ветеринарной, перерабатывающей промышленности и, в первую очередь, для получения препаратов для дезинфекции поверхностей в помещениях, медицинского, ветеринарного и биотехнологического оборудования, предметов ухода за больными.
Известны дезинфицирующие средства, такие как Деконекс 50 ФФ, Лизафин, Катамин АБ, Аламинол, Стеррилиум и др., представляющие собой смесь активных компонентов с водой в определенной концентрации.
Деконекс 50 ФФ представляет собой водный раствор композиции следующего состава (мас.%): глиоксаль - 12,0; глутаровый альдегид - 0,5; дидецилдиметиламмонийхлорид - 7,5; неионогенное поверхностно активное вещество (ПАВ) - 4,0; смесь эфирных масел - 1,0; вода - остальное (Методические указания по применению для дезинфекции средства Деконекс 50 ФФ фирмы «Борер Хеми АГ (Швейцария), разработанные научно-исследовательским институтом профилактической токсикологии и дезинфекции ГОСКОМСАНЭПИДНАДЗОРА РФ. М., 1998»).
Лизафин представляет собой дезинфицирующее средство, содержащее водный раствор следующих ингридиентов (мас.%): глутаровый альдегид - 0,3-0,7; алкилдиметилбензиламмонийхлорид - 25,0-35,0; глиоксаль - 3,5-6,5; неионогенное ПАВ - 4,0-8,0; этиловый спирт - 6,0-10,0; трилон Б - 0,08-0,12 (Патент РФ №2145238. Средство дезинфицирующее).
Катамин АБ представляет собой дезинфицирующее средство на основе водного раствора 49-51 (мас.%) алкилдиметилбензиламмонийхлорида. Стеррилиум представляет собой водный раствор следующего состава (мас.%): 2-пропанол - 45,0; 1-пропанол - 30,0; четвертично-аммониевое соединение - 0,2. Аламинол представляет собой водный раствор композиции следующего состава (мас.%): катамин АБ-5, глиоксаль - 5 (Дезинфекционные средства. Часть 1. Дезинфицирующие средства. Справочник. Выпуск 2. - М., 1998 г. - С.72-153).
Указанные средства недостаточно эффективны в отношении спорообразующих микроорганизмов, имеют высокие концентрации рабочих растворов, длительные времена экспозиции.
Наиболее близким является дезинфицирующее средство следующего состава, мас.%:
алкилдиметилбензиламмонийхлорид
20,0-22,5
глутаровый альдегид
0,8-1,5
бензотриазол
3,0-5,0
перекись водорода
5,0-10,0
одноатомный спирт
5,0-10,0
вода
остальное
(Патент РФ №2286145. Дезинфицирующее средство).
Использование вышеназванных средств, имеющих широкий спектр действия, небезопасно для здоровья людей, так как эффективное бактерицидное действие достигается при высоких концентрациях рабочих растворов, что требует соблюдения определенных мер предосторожности. При разбавлении состава очевидно снижение микробоцидного (бактерицидного и спороцидного) действия. К недостаткам препаратов следует отнести сравнительно малую эффективность в отношении споро-образующих бактерий и грибов, а также довольно длительные времена экспозиции при обработке.
Задача изобретения - увеличение активности дезинфицирующего средства в отношении спорообразующих микроорганизмов при сохранении широкого спектра его действия с одновременным сохранением антимикробной активности в малых концентрациях и повышении экологической и эксплуатационной безопасности.
Поставленная задача достигается тем, что заявляемое дезинфицирующее средство содержит алкилдиметилбензиламмонийхлорид, перекись водорода, этиловый спирт, глутаровый альдегид, сульфонол, перфтордекалин и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алкилдиметилбензиламмонийхлорид
10,0
перекись водорода
5,0
этиловый спирт
5,0
глутаровый альдегид
0,5
сульфонол
0,5-2,0
перфтордекалин
0,2-1,0
вода
остальное
В качестве алкилдиметилбензиламмонийхлорида используют Катамин АБ (Россия) по ТУ 9392-00348482528, промышленно выпускаемый в виде водных растворов с концентрацией активного вещества 50±0,5%.
В качестве водной среды используют воду дистиллированную, или деминерализованную, или питьевую по ГОСТ 6709-72 либо ГОСТ 2874-82.
Заявляемый состав содержит перекись водорода по ГОСТ 10929-76, этиловый спирт по ТУ 6-09-1710-77, глутаровый альдегид по ТУ 8-20603.1000, сульфонол (натриевую соль алкилбензолсульфокислоты) по ТУ 2481-135-07510508-2007 и перфтордекалин по ТУ 95-1233-92.
В заявляемом составе предложено одновременное использование перфтордекалина, алкилдиметилбензиламмонийхлорида, сульфонола этилового спирта, глутарового альдегида и перекиси водорода в слабокислой (рН 6,5-7,0) водной среде при заявляемом соотношении компонентов.
Ранее не было известно составов дезинфицирующих средств, в которых одновременно присутствовали бы четвертичная аммонийная соль, глутаровый альдегид, этиловый спирт, перекись водорода, перфтордекалин и сульфонол. Одновременное использование четвертичной аммонийной соли, глутарового альдегида и перекиси водорода с перфтордекалином и сульфонолом позволяет получить неожиданно высокое усиление микробоцидного и спороцидного действия дезинфицирующего средства, решив задачу изобретения - увеличить активность получаемого средства, снизить концентрацию рабочих растворов, повысить экологическую безопасность используемых растворов дезинфицирующего средства. Кроме того, заявляемый состав характеризуется повышенной фазовой устойчивостью, срок хранения без потери активности - более 2 лет.
Антимикробная активность заявляемого состава существенно превышает активность известных на сегодняшний день дезинфицирующих средств, что можно объяснить взаимным влиянием ингредиентов состава друг на друга, усилением активности за счет использования микрочастиц перфтордекалина, обеспечивающего транспорт комплекса микробоцидных компонентов дезинфицирующего средства через микробные мембраны в клетку, физико-химическими механизмами воздействия на живые вегетативные клетки и споры прокариот и эукариот комбинации активных веществ и получаемых при их взаимодействии промежуточных соединений, содержащих реакционноспособные группы.
Проявляющиеся одновременно различные механизмы взаимодействия реакционноспособных компонентов предлагаемого средства с функционально-структурными компонентами клеток микроорганизмов изменяют биоэнергетику клетки, деструктивно влияют на клеточные структуры и кинетику переноса ионов через липофильные мембраны, нарушают проницаемость мембранных структур, блокируют работу пермеаз и митохондриального «генератора» клетки, прекращают функционирование ферментативного и электрохимических комплексов, обеспечивают усиление синергидного действия используемых дезинфектантов и проявление не только уже известных для них бактерицидных эффектов, но и позволяют получить сверхсуммарный эффект.
Препарат представляет собой светло-желтую, слегка опалесцирующую в проходящем свете жидкость, взрывопожаробезопасен, относится к IV классу опасности, т.е. безопасен при использовании, не оказывает раздражающего действия на кожу при длительном применении, не вызывает деструкции обрабатываемой поверхности, коррозии металлов. Устойчивость получаемой композиции обеспечивает возможность длительного хранения (не менее 2 лет) без изменения спороцидной активности.
Для подтверждения возможности осуществления изобретения и получения указанного технического результата проводились приготовление дезинфицирующего средства и испытание его микробоцидной активности в отношении лабораторных штаммов микроорганизмов родов Bacillus, Staphylococcus, Pseudomonas, Clostridium, Aspergillus и Fusarium.
Составы готовили следующим образом. Перфтордекалин заливали в емкость, содержащую водный раствор сульфонола при температуре 20-25°С. Полученную неоднородную смесь подвергали процедуре перемешивания в течение 30 мин на высокоскоростной мешалке без доступа воздуха при скорости вращения ротора не менее 4000 об/мин с погружением вращающейся лопасти или турбины мешалки в перфтордекалин. Затем добавляли спиртовой раствор глутарового альдегида и алкилдиметилбензиламмонийхлорида, а также водный раствор перекиси водорода и проводили перемешивание без доступа воздуха при скорости вращения ротора 1000 об/мин.
Для получения сравнительных данных готовили составы заявляемого дезинфицирующего средства (примеры №1-3), приведенные в таблице 1. В аналогичных условиях готовили составы контрольных дезинфицирующих средств (контрольные примеры №4-6), а также состав согласно прототипу патент РФ №2286145 от 15.03.2005 (пример №8). Составы по аналогу №7 («Лизофин») и прототипу №8 готовили аналогичным образом, т.е. смешением активного вещества, в качестве которого используют алкилдиметилбензиламмонийхлорид и глутаровый альдегид в среде спирта этилового с добавлением перекиси водорода и предварительно приготовленного водного раствора бензотриазола (только для №8). Рецептуры приготовленных составов приведены в таблице 1.
Показатели эффективности определяли методами, изложенными в «Инструкции по определению бактерицидных свойств новых дезинфицирующих средств №739-68» и в нормативном документе, утвержденном Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации и Председателем Госстандарта России, "Методы испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности". Москва, 1998 г.
3
9
Бактерицидное действие препаратов исследовано в концентрациях дезинфицирующего средства 0,2%; 0,5% и 1,0% в параллельных рядах при экспозиции 60 мин. В качестве питательных сред использованы среды: мясопептонный агар, агаровые среды Эндо, Сабуро, на основе солянокислотного гидролизата казеина. Для определения концентрации микроорганизмов использован оптический стандарт мутности производства ГИСК им. Л.А.Тарасевича, г.Москва, стерильный физиологический раствор. При приготовлении раствора нейтрализатора на основе буферированного физиологического раствора использовали в качестве добавок: 3,0% Твин-80; 5,0% обезжиренное молоко; 0,1% цистеин; 0,5% тиосульфат натрия; 3,0% сапонина и стерильная водопроводная вода. Испытания проводились на батистовых (бязевых) тест-объектах размером 2×2 см без белковой и с белковой нагрузкой, пропитанных взвесью, содержащей в 1 см 2·10 вегетативных микробных клеток (спор бактерий или грибов) по оптическому стандарту мутности производства ГИСК им. Л.А.Тарасевича. Для установления влияния белковой нагрузки (органического загрязнения) на уровень антимикробной активности дезинфектанта использовалось нанесение на тест-объект соответствующей микробной культуры с 10% лошадиной сыворотки. Микробоцидное (фунгицидное, бактерицидное и спороцидное) действие было исследовано в параллельных рядах при экспозиции 60 мин. В качестве тест-микробов использовали лабораторные штаммы Bacillus cereus 94-1, Bacillus anthracis 55, Bacillus subtilis 5, Staphylococcus aureus 906, Pseudomonas aeruginosa 423, Clostridium septicum №59, Clostridium oedematiens №79, Clostridium histolyticum №51, Aspergillus niger 645 и Fusarium sporotrichiella var. poae BKMF-1606 (таблицы 2-6).
Посевы проб на плотных питательных средах, отобранных после воздействия дезинфектантов, оценивали через 2-5 суток. Результаты контроля микробоцидного действия фиксировались по наличию (+), существенному угнетению или наличию единичных колоний (±) или отсутствию роста (-).
Результаты контроля бактерицидного, фунгицидного и спороцидного действия оценивались по наличию или отсутствию роста, включая динамику в контрольных и опытных рядах. Проведенные исследования позволили установить, что заявляемое дезинфицирующее средство обладает повышенной активностью в отношении споровых и вегетативных форм микроорганизмов разных групп. При этом в отношении всех групп споровых и вегетативных форм тест штаммов бактерий и грибов заявляемое средство (составы №1-3) заметно эффективнее по микробоцидной активности прототипа.
Определение эффективности обеззараживания тест-объектов от спор сибиреязвенного микроба, клостридий и грибов 0,5% и 1,0% растворами при экспозиции 60 мин показало, что при обработке составом №7 (аналог) и №8 (прототип) наблюдался сплошной рост в первом случае и угнетенный рост во втором при наличии органического загрязнения, тогда как при обработке составами №1-3 (заявляемое средство) наблюдалось полное подавление роста, что свидетельствовало о гибели всех устойчивых форм микробов даже при наличии в культуре органического загрязнения (сыворотки).
Аналогичные результаты были получены в отношении вегетативных бактериальных культур синегнойной палочки и золотистого стафилококка при воздействии на них 0,2% растворами №1-3 (заявляемое средство), наблюдалось полное подавление роста при наличии роста культур после воздействия дезинфектанта-прототипа.
Эффективной концентрацией рабочего раствора, при которой гибнут все микробные формы бактерий и грибов (споровые и вегетативные), т.е. наблюдается полный бактерицидный и спороцидный эффект даже органического загрязнения (сыворотки), следует признать 0,5%.
Таким образом, получаемое по примерам №1-3 антисептическое средство, обладает высоким уровнем активности в отношении разных групп микроорганизмов.
Контрольные составы дезинфицирующих средств, которые не содержали перфтордекалин и сульфонол - компонентов, которые обуславливают существенное отличие заявляемого дезинфицирующего средства (примеры №4-6) существенно уступали ему по антимикробной активности, что особенно заметно при анализе контрольного состава №6, в котором отсутствовали одновременно оба компонента.
50
Результаты оценки токсичности дезинфицирующих средств при введении под кожу и в брюшную полость белых мышей (по К.К.Сидорову) представлены в таблице 7. Следует отметить, что заявляемые составы дезинфицирующего средства характеризуются повышенной экологической и токсикологической безопасностью по сравнению с аналогом и прототипом. Среднесмертельные (LD) дозы заявляемого дезинфицирующего средства при подкожном и внутрибрюшинном введении белым мышам превышали соответственно 4500 и 3000 мг/кг массы животных, что позволило отнести заявляемые средства к относительно безвредным соединениям или классу токсичности №6 (по К.К.Сидорову). Составы по примеру №7 (аналог) и №8 (прототип), содержащие токсичные ингредиенты (бензотриазол) и большие концентрации алкилдиметилбензиламмонийхлорида, перекиси водорода, спирта, а также ряд других компонентов, отсутствующих в заявляемом средстве, обладают в 3-30 раз более высокой токсичностью для животных при подкожном и внутрибрюшинном введении, хотя и относятся к классу малотоксичных веществ (класс 4 по К.К.Сидорову).
Исследования по хранению заявляемого дезинфицирующего средства в течение 2 лет в полиэтиленовой таре при воздействии температуры в диапазоне от 5 до 35°С с последующей оценкой микробоцидного действия позволили установить, что заявляемый препарат устойчив к воздействию внешних факторов, сохраняет свойства свежеприготовленного раствора на протяжении всего времени хранения.
Таким образом, заявляемый состав дезинфицирующего средства позволяет обеспечить высокий уровень его микробоцидной (спороцидной, бактерицидной и фунгицидной активности) в отношении широкого спектра устойчивых форм микроорганизмов при сравнительно низких концентрациях рабочего раствора. Заявляемый состав позволяет получить эффективное дезинфицирующее средство, относящееся к относительно безвредным соединениям или классу токсичности №6, существенно превосходящее по сравниваемым показателям (повышенной дезинфицирующей активности и безвредности) известные аналоги.
Таблица 1
Составы заявляемого и контрольных дезинфицирующих средств, аналога и прототипа
Компоненты
Содержание в дезинфицирующем средстве, №…, мас.%
примеры по изобретению
контрольные примеры (аналог)
прототип
1
2
3
4
5
6
7
8
Перфтордекалин
0,2
0,5
1,0
-
1,0
-
-
-
Сульфонол
0,5
1,0
2,0
2,0
-
-
-
-
Глутаровый альдегид
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,3-0,7
0,8-1,5
Перекись водорода
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
-
5,0-10,0
Этиловый спирт
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
6,0-10,0
5,0-10,0
Глиоксаль
-
-
-
-
-
-
3,5-6,5
-
Бензотриазол
-
-
-
-
-
-
-
3,0-3,5
Неионогенный ПАВ
-
-
-
-
-
-
4,0-8,0
-
Трилон Б/вода
-
-
-
-
-
-
0,08-0,12
-
Алкилдиметилбензи-ламмонийхлорид
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
25,0-35,0
20,0-22,5
Вода
78,8
78,0
76,5
77,5
78,5
79,5
61,12-39,68
54,0-57,0
Примечания: 1-3 - варианты составов по заявляемому изобретению; 4-6 - контрольные примеры без одного или двух заявляемых существенных в дезинфицирующем средстве компонентов; 7 - Лизафин; 8 - прототип - патент РФ №2286145 от 15.03.2005.
Таблица 7
Результаты оценки токсичности дезинфицирующих средств при введении под кожу и в брюшную полость белых мышей (по К.К.Сидорову)
Дезинфицирующее средство № (состав указан в таблице 1)
Средняя смертельная доза (мг/кг) для белых мышей при введении
Степень токсичности
Класс токсичности
под кожу
в брюшную полость
1
>4500
>3000
относительно безвредно
6
2
>4500
>3000
относительно безвредно
6
3
>4500
>3000
относительно безвредно
6
4
>4500
>3000
относительно безвредно
6
5
>4500
>3000
относительно безвредно
6
6
>4500
>3000
относительно безвредно
6
7
151-1500
101-1000
мало токсично
4
8
151-1500
101-1000
мало токсично
4