ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО
DISINFECTANT

Изобретение относится к области медицинской микробиологии, инфектологии и дезинфектологии и может быть использовано для получения дезинфицирующего средства, обладающего высокой бактерицидной и спороцидной активностью, предназначенного для деконтаминации поверхностей медицинского, санитарного, микробиологического оборудования, а также гидрофобных веществ.
На сегодняшний день сложилось вполне обоснованное представление о необходимости применения в практическом здравоохранении и новых дезинфектологических технологий [Шандала М.Г. Место и роль неиммунологических методов в профилактике инфекционных заболеваний // Дезинфекционное дело. - 2012. - №4. - С.23-28]. Важно при этом подчеркнуть, что эффективность дезинфектологической профилактики инфекционной патологии в определяющей степени зависит от устойчивости возбудителей заболеваний к дезинфицирующим средствам. Сами дезинфицирующие средства, будучи биоцидными агентами, не являются «облигатно избирательными» для патогенных микроорганизмов. Они могут неблагоприятно воздействовать не только на них, но и на организм людей, а также на компоненты экосистем [Соколова Н.Ф. Современные проблемы организации и проведения дезинфекционных мероприятий в ЛПУ в целях профилактики внутрибольничных инфекций // Дезинфекционное дело. - 2005. - №4. - С.31-39]. В этой связи можно утверждать, что дезинфицирующие средства, перспективные для использования в дезинфектологических технологиях, должны обладать высокой биоцидной активностью в отношении широкого спектра микроорганизмов, низкой токсичностью, отсутствием аллергенности, а также характеризоваться экологической безопасностью [Соколова Н.Ф. Методическое обеспечение оценки эффективности и безопасности дезинфицирующих средств // Дезинфекционное дело. - 2011. - №3. - С.56-58].
В настоящее время среди наиболее широко применяемых дезинфектантов на основе хлора, перекиси водорода, альдегидов, четвертичных и третичных аммониевых соединений последние привлекают пристальное внимание специалистов в области дезинфектологии благодаря высокой биоцидной активности в отношении многих видов микроорганизмов, а также другим высоким эксплуатационным характеристикам [Пантелеева Л.Г. Современные антимикробные дезинфектанты. Основные итоги и перспективы разработки новых средств // Дезинфекционное дело. - 2005. - №2. - С.49-56].
Третичные аммониевые соединения, имея в одной молекуле гидрофобную и гидрофильную группы, способны адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать поверхностное натяжение. У прокариотических и эукариотических клеток такой поверхностью раздела фаз является клеточная мембрана. Под воздействием третичных аммониевых соединений, обладающих поверхностно-активными свойствами, нарушается проницаемость клеточных мембран. Следствием указанного эффекта третичных аммониевых соединений на микробные клетки является разной выраженности деструкция, проявляющаяся либо микробостазом, либо гибелью клетки [Группа дезинфектантов // www.alfamedtyumen.ru/index.php?option=com_content&view=ar-ticle&id+201:ewgrt&catid=61:2011-02-09-17-39-138&/temid+227]. С учетом указанных свойств третичные аммониевые соединения часто вводят в состав дезинфицирующих композиций для придания им смачивающих свойств, что в ряде случаев приводит к усилению антимикробного действия.
На основе алкиламина (триамина) формулы N,N-бис(аминопропил) додециламин созданы следующие дезинфицирующие средства: «Оптимакс» [Диденко Л.В., Кардаш Г.Г., Константинова Н.Д. и др. Изучение механизма действия, предотвращающего развитие резистентности к препарату «Оптимакс» у клинических изолятов Escherichia coli и Staphylococcus aureus // http:www.isen.ru/ru/nau_st_optimax-max.php?PHPSESSID=57ea], «Трилокс» [Инструкция №9/07 по применению средств дезинфицирующего «Трилокс» для целей дезинфекции и предстерилизационной очистки в лечебно-профилактических учреждениях, инфекционных очагах, на предприятиях фармацевтической и биотехнологической промышленности по производству нестерильных лекарственных средств в помещениях классов «чистоты С и Д». М.: 2007. - Утв. Генеральным директором ООО «МК ВИТА-ПУЛ» А.В.Беляковым 21.05.2008 г.], «Мистраль» [Инструкция №6/08 по применению средств дезинфицирующего «Мистраль» ООО «МК ВИТА-ПУЛ», Россия в в лечебно-профилактических учреждениях. - М.: 2008. - Утв. Генеральным директором ООО «МК ВИТА-ПУЛ» А.В. Беляковым 22.09.2008 г.]. Показана их активность в отношении бактерий (включая Mucobacterium tuberculosis), вирусов и грибов Candida, Trichofiton, Aspergillus. В то же время в характеристиках дезинфицирующих средств «Оптимакс», «Трилокс» и «Мистраль» не приведена информация об их активности в отношении споровых форм бактерий и собственно спор, а о самом триамине N,N-бис(аминопропил)додециламин есть двойственная информация, не позволяющая квалифицировать это средство как спороцидное. Отмечается лишь, что некоторые добавки могут усилить антибактериальную активность триамина.
Таким образом, вследствие неоднозначности суждения о спороцидных свойствах триамина представлялось целесообразным на основе триамина разработать дезинфицирующую композицию с улучшенными эксплуатационными характеристиками. При этом важно, чтобы у микроорганизмов не формировалась устойчивость к дезинфицирующей композиции.
Известно изобретение [патент РФ №2187460. Концентрат дезинфицирующего средства], предназначенное для дезинфекции питьевой воды, труб питьевого водоснабжения, водопроводных сетей и сооружений после капитального ремонта, воды плавательных бассейнов. Концентрат дезинфицирующего средства создан на основе перекиси водорода, растворимой соли серебра, алифатических спиртов. Непосредственно в качестве дезинфицирующего средства в медицинской и инфектологической практике заявленный объект изобретения не предлагался.
Известны дезинфицирующие средства «Деконекс 50 ФФ», Катамин АВ, Аламинал, Стеррилиум, Мезафин [патент РФ №2145238. Средство дезинфицирующее]. Указанные средства проявили недостаточную эффективность даже при высоких концентрациях рабочих растворов и длительной экспозиции.
Запатентовано дезинфицирующее средство [Патент РФ №2286145. Дезинфицирующее средство] на основе алкилдиметилбензиламмонийхлорида, глутарового альдегида, бензотриазола, перекиси водорода и одноатомного спирта, а также дезинфицирующее средство [патент РФ №2395962. Дезинфицирующее средство], в состав которого входят алкилдиметилбензиламмонийхлорид, перекиси водорода, этиловый спирт, глутаровый альдегид, сульфанол, перфтордекалин. Использование указанных запатентованных дезинфицирующих многокомпонентных средств, обладающих широким антибактериальным средством, небезопасно для работающего персонала. Связано это с тем, что выраженное бактерицидное действие достигается при высоких концентрациях рабочих растворов (перекиси водорода 5%, этилового спирта 5% и др.), что предполагает соблюдение определенных мер безопасности. Включение в композицию последнего дезинфицирующего средства перфтордекалина как средства с газотранспортной функцией вряд ли оправдано при столь высоких концентрациях алкилдиметилбензиламмонийхлорида (10%), перекиси водорода и этилового спирта.
Наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков является изобретение [патент РФ №2361619. Концентрат дезинфицирующего средства] на основе перекиси водорода, растворимой соли серебра, комплексообразователя, регулятора кислотности, диметилсульфоксида. Объект изобретения - концентрат дезинфицирующего средства - предназначается для дезинфекции поверхностей, питьевой воды, систем питьевого и технического водоснабжения, воды плавательных бассейнов, сточных вод. При использовании на месте проведения работ концентрат разбавляют водой до требуемой рабочей концентрации. Авторы изобретения отмечают, что перекись водорода в присутствии катионов тяжелых металлов становится нестабильной и может активно разлагаться. Поэтому определение стабильности металлсодержащих растворов перекиси водорода является обязательным контролируемым параметром технологического процесса. Добавление диметилсульфоксида приводит к повышению стабильности серебросодержащих концентратов. Кроме того, для получения стабильных концентратов на основе серебросодержащего пероксида водорода в их состав включают комплексообразователи (лимонная или винная кислота, тиосульфаты, тиомочевину и др.), которые переводят катионы серебра его азотнокислой соли в прочные комплексные соединения. Указанные технологические процедуры усложняют процесс приготовления концентратов, что ограничивает их применение в лечебно-профилактических учреждениях. Кроме того, эффективность концентрата дезинфицирующего средства испытана лишь на кишечной палочке как тест-культуре, которая обладает высокой чувствительностью к любому из ингредиентов прописи концентрата дезинфицирующего средства. О возможном использовании других тест-штаммов микроорганизмов, а также спор микроорганизмов в описании изобретения ничего не сказано.
Задачей изобретения является разработка дезинфицирующего средства, обладающего биоцидной активностью, в отношении вегетативных и спорообразующих микроорганизмов, контаминирующих поверхности медицинского, микробиологического, санитарного оборудования, сохраняющего антимикробную и спороцидную активность при малых концентрациях действующих веществ, обладающего экологической и эксплуатационной безопасностью.
Технический результат, который может быть получен при использовании предполагаемого дезинфицирующего средства, заключается в том, что высокая антимикробная активность в отношении вегетативных и спорообразующих микроорганизмов достигается при низких концентрациях рабочих растворов, непродолжительной экспозиции при обработке, сохранении экологической и эксплуатационной безопасности.
Поставленная задача достигается тем, что заявленное дезинфицирующее средство содержит перекись водорода, диметилсульфоксид (димексид), алкиламин (триамин) формулы N,N-бис(аминопропил) додециламин при следующем соотношении компонентов, масс. %:
перекись водорода
1,0
триамин
0,05
диметилсульфоксид
0,15
вода
остальное
рН 4,9-5,1
Заявленный состав содержит перекись водорода по ГОСТ 10929-76, водный раствор триамина формулы N,N-бис(аминопропил)додециламин (разрешенного к применению для целей дезинфекции и предстерилизационной очистки в лечебно-профилактических учреждениях, инфекционных очагах, на предприятиях фармацевтической и биотехнологической промышленности по производству нестерильных лекарственных средств в помещениях классов чистоты С и D), диметилсульфоксид (разрешенного к медицинскому применению (ФС 42-2980-98) под торговой маркой Димексид).
Высокая бактерицидная и спороцидная активность заявляемого средства связана с включением в его состав перекиси водорода, традиционно используемой в качестве дезинфектанта, триамина, обладающего поверхностно-активными свойствами и способностью нарушать проницаемость клеточной мембраны, а также диметилсульфоксида (димексида), образующего комплексы практически со всеми металлами и преодолевающего различные биологические мембраны.
Для подтверждения возможности осуществления изобретения и достижения указанного технического результата готовят дезинфицирующее средство и проводят испытание его микробоцидной активности в отношении бацилл Bacillus cereus АТСС 10702 (вегетативная форма) и бацилл Bacillus anthracis штамм СТИ-1 в споровой форме. Бациллы В. cereus АТСС 10702 и споры В. anthracis штамм СТИ-1 берут в качестве тест-объектов как наиболее устойчивых к дезинфицирующим агентам [Методы изучения и оценки спороцидной активности дезинфицирующих и стерилизующих средств // МУ 3.5.2435-09. Роспотребнадзор России. - Утв. 20.01.2009].
8
-1
Оценку бактерицидного и спороцидного действия дезинфицирующего средства проводят суспензионным методом [Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности: Руководство Р 4.2.2643-10: Утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителя и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 01.06.2010]. Конечная концентрация бактерий тест-штамма и спор в растворе дезинфицирующего средства составляет 1⋅10 КОЕ/спор⋅мл. По окончании экспозиции осуществляют высев методом последовательных десятикратных разведений исследуемых суспензий на плотную питательную среду для подсчета выросших колоний и определения количества жизнеспособных микроорганизмов.
Изучение структуры бацилл тест-штаммов В. cereus АТСС 10702 и спор В. anthracis штамм СТИ-1 проводят с помощью просвечивающего электронного микроскопа JEOL JEM (Япония) при ускоряющем напряжении 200 кВ.
Возможность осуществления заявляемого изобретения показана на следующих примерах.
Пример 1.
Готовят дезинфицирующее средство при следующем количественном соотношении компонентов, масс. %:
перекись водорода
1,0
триамин
0,05
диметилсульфоксид
0,15
вода
остальное
рН 4,9-5,1
9
8
Выращивают культуру бацилл В. cereus АТСС 10702 (вегетативная форма) в течение 48 часов при температуре 37°C, после чего готовят бактериальную суспензию на изотоническом растворе хлорида натрия в концентрации 1⋅10 бактериальных клеток в 1 мл. Вносят приготовленную суспензию бацилл во флакон с дезинфицирующим средством до конечной концентрации 1⋅10 КОЕ/спор⋅мл-1. Отбор проб проводят через 15, 30 и 60 мин. Посев проб, отобранных после воздействия дезинфицирующего средства на плотные питательные среды, просматривают через 48 часов инкубации при температуре 37°C. Результаты контроля бактерицидного действия дезинфицирующего средства оценивают по наличию или отсутствию роста бацилл В. cereus АТСС 10702 на плотных питательных средах в чашках Петри, а также по данным электронно-микроскопического исследования бацилл. Изменение структуры бактериальных клеток В. cereus АТСС 10702 под влиянием дезинфицирующего средства представлено на фиг. 1: А - исходная культура, ×1200; Б - культура после контакта с дезсредством в течение 15 мин, ×6000; В - культура после контакта с дезсредством в течение 30 мин, ×10000; Г - культура после контакта с дезсредством в течение 30 мин, ×50000.
Изучение бактерицидного действия дезинфицирующего средства показало, что при 10-минутной экспозиции жизнеспособными остаются около 8% бацилл, а при 20-минутной экспозиции жизнеспособны бацилл бактериологическим методом обнаружить не удается. Как показано на фиг. 1, жизнеспособная делящаяся клетка бацилл В. cereus АТСС 10702 имеет четкое слоистое строение, характерные «полярные шапочки». Цитоплазма клеток имеет среднюю оптическую плотность. Деление клеток происходит путем перетяжки и нарушений этого процесса не выявлено.
Под влиянием дезсредства происходит нарушение целостности клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. Фрагменты этих структур микробных клеток как бы отрываются гидрофильными и гидрофобными группами триамина, являющегося компонентом дезсредства. При 30-минутной экспозиции микробная клетка В. cereus 10702 приобретает выраженную «зазубренность» на поверхности и усиленную электронно-оптическую плотность и выглядит абсолютно нежизнеспособной.
Пример 2.
Готовят дезинфицирующее средство при следующем количественном соотношении компонентов, масс. %:
перекись водорода
1,0
триамин
0,05
диметилсульфоксид
0,15
вода
остальное
рН 4,9-5,1
8
-1
Суспензию спор В. anthracis штамм СТИ-1 получают путем регидратации лиофилизированных в ампулах спор вакцинного штамма на изотоническом растворе хлорида натрия. Вносят суспензию спор во флаконы с дезинфицирующим средством до конечной концентрации 1⋅10 КОЕ/спор⋅мл. Отбор проб проводят через 10, 20 и 30 мин. Посев проб, отобранных после воздействия дезинфицирующего средства на плотные питательные среды, просматривают через 48 часов инкубации при температуре 37°C. Результаты контроля спороцидного действия дезинфицирующего средства оценивают по наличию или отсутствию роста бацилл вакцинного штамма В. anthracis СТИ-1 на плотных питательных средах в чашках Петри, а также по данным электронно-микроскопического исследования спор. Изменение структуры спор В. anthracis СТИ-1 под влиянием дезинфицирующего средства представлено на фиг. 2: А - споры до контакта с дезсредством, ×2500; Б - споры после контакта с дезсредством в течение 10 мин, ×10000; В - споры после контакта с дезсредством в течение 20 мин, ×6000; Г - деструкция спор после контакта с дезсредством в течение 20 мин, ×60000.
Изучение спороцидного действия дезинфицирующего средства показало, что при 10-минутной экспозиции ни одна из экспонированных в составе популяции спор не проросла, т.е. была нежизнеспособной. Как показано на фиг. 2, нативные споры В. anthracis СТИ-1 имеют естественную для спор структуру с хорошо выраженными кортексом, оболочкой споры и спороплазмой. Спороплазма имеет среднюю оптическую плотность, кортекс и оболочка споры четко разделены. После 10-минутного контакта с дезинфицирующим раствором отмечается агломерация спор с нарушением их структуры и значительным ростом электронно-оптической плотности.
После 20-минутной экспозиции отмечается усиление агломерации спор с отслаиванием кортекса и оболочки, высокая электронно-оптическая плотность спороплазмы сохраняется. При большом увеличении (×6000) одиночно расположенных спор хорошо видны разрывы кортекса и оболочки споры и выход спороплазмы наружу, оставшаяся часть спороплазмы сохраняет высокую электронно-оптическую плотность. Видимые повреждения спор свидетельствуют об утрате ими жизнеспособности.
Заявленное дезинфицирующее средство обеспечивает высокий уровень бактерицидной и спороцидной активности при низкой концентрации рабочего раствора.