Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы научного и методического обеспечения дезинфекционны хмероприятий 15
1.1. Место и роль химических средств в системе дезинфекционных мероприятий 15
1.2. Механизм действия различных химических дезинфицирующих средств на микробную клетку и его значение в обеспечении антимикробной активности 22
1.3. Современные медицинские (эффективность, безопасность) и потребительские требования к дезинфицирующим средствам 29
1.4. Сравнительная характеристика существующих дезинфицирующих средств и обоснование необходимости их совершенствования 34
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований 51
2.1. Обоснование выбора и описание исследуемых соединений 51
2.2. Характеристика рабочих штаммов микроорганизмов 56
2.3. Методика и статистическая обработка результатов исследований 58
ГЛАВА 3 . Хлорактивные соединения и совершенствование дезинфицирующих средств на их основе 65
3.1. Изыскание путей стабилизации гипохлорита натрия и создания средств на его основе 65
3.2. Изучение возможности повышения спороцидной активности хлорактивных соединений 76
3.2.1. Спороцидная активность неорганических соединенийхлора и изучение возможности ее повышения 76
3.2.2. Изучение возможности повышения спороцидной активности органических соединений хлора 83
3.3. Изучение дезинфицирующей активности таблетированных препаратов на основе хлорпроизводных изоциануровой кислоты 100
3.4. Изыскание способа улучшения растворимости дихлордиметилгидантоина и создание препарата на его основе 104
3.5. Обоснование направлений, путей и способов совершенствования дезинфицирующих средств на основе хлорактивных соединений 107
ГЛАВА 4. Кислородсодержащие соединения и совершенствование дезинфицирующих средств на их основе 114
4.1. Поиск возможностей повышения антимикробной активности перекиси водорода 114
4.2. Сравнительная оценка дезинфицирующей активности кислородсодержащих средств в зависимости от их состава 125
4.3. Изучение спороцидной активности композиций на основе перекиси водорода при минусовых температурах 141
4.4. Обоснование направлений, путей и способов совершенствования дезинфицирующих средств на основе кислород содержащих соединений 146
ГЛАВА 5 . Исследования катионных пав (час, амины) с целью совешенствования дезинфицирующих средств на их основе 152
5.1. Изучение возможности повышения антимикробной активности алкилдиметилбензиламмоний хлорида 152
5.2. Сравнительная оценка дезинфицирующей активности различных четвертичных аммониевых соединений и средств на их основе 156
5.3. Исследования дезинфицирующей активности средств на основе N,N -бис-(З аминопропил) додециламина в зависимости от состава рецептуры 174
5.4. Обоснование направлений, путей и способов совершенствования дезинфицирующих средств на основе КПАВ 179
ГЛАВА 6. Полимерные производные гуанидина и обоснование направлений их совершенствования 188
6.1. Дезинфицирующая активность средств на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и полигексаметиленгуанидин фосфата 188
6.2. Исследования возможностей применения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в форме лака "Интерцид" 200
6.3. Исследования возможностей и способов введения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в состав антимикробных тканей 206
6.4. Изучение зависимости туберкулоцидной активности полимерных производных гуанидина от их химического строения 209
6.5. Обоснование направлений, путей и способов совершенствования дезинфицирующих средств на основе полимерных производных гуанидина 211
ГЛАВА 7. Методические подходы, принципы разработки и совершенствования дезинфицирующих средств 218
7.1. Научные и методические подходы формирования необходимых свойств дезинфицирующих средств 218
7.2. Методология комплексной оценки дезинфицирующих средств с использованием метода системного анализа 232
7.2.1. Обоснование выбора системообразующих факторов для построения комплексной оценки дезинфицирующих средств 232
7.2.2. Методические основы количественного выражения уровня указанных факторов и построение модели комплексной оценки дезинфицирующих средств 236
7.2.3. Разработка общей схемы (пример) расчета комплексной оценки дезинфицирующих средств 243
Заключение 2
Список литературы 267
Приложения 301
- Механизм действия различных химических дезинфицирующих средств на микробную клетку и его значение в обеспечении антимикробной активности
- Характеристика рабочих штаммов микроорганизмов
- Спороцидная активность неорганических соединенийхлора и изучение возможности ее повышения
- Сравнительная оценка дезинфицирующей активности кислородсодержащих средств в зависимости от их состава
Введение к работе
Актуальность проблемы
В связи с сохраняющимися неудовлетворительными санитарно-гигиеническими условиями во многих населенных местах, в быту, в лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ), на различных объектах коммунального хозяйства и т.п., уровень инфекционной заболеваемости населения такими инфекциями как туберкулез, менингит, сальмонеллезы, дизентерия и другие кишечные инфекции, острые респираторные заболевания, грибковые инфекции и т. і продолжает оставаться высоким [67, 129, 141, 244, 247 и др.]
Возрастает не только медицинская, но и социально-экономическая значимость внутрибольничных инфекций (ВБИ). Расширился спектр циркулирующих в окружающей среде их возбудителей, особенно за счет грибов родов Candida и Aspergillus, анаэробных бактерий [18, 25, 79, 141, 148, 154, 169, 200]. Формируются штаммы возбудителей, характеризующиеся множественной устойчивостью к лекарственным и дезинфицирующим средствам, высокой степенью вирулентности и трансмиссивности, что имеет особое значение в эпидемиологии ряда ВБИ [123, 131, 143, 172, 256, 270, 296], в том числе, нозокомиального туберкулеза, распространение которого стало приобретать характер микроэпидемий [248, 271].
В комплексе санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий, направленных на профилактику инфекционных заболеваний вообще, и ВБИ, в особенности, важную роль играют дезинфектологиче-ские технологии, предусматривающие использование дезинфицирующих средств (ДС), обеспечивающих устранение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов с объектов окружающей, в том числе, вну-трибольничной среды, служащих факторами передачи инфекций [142, 149, 171, 216, 217, 220, 301]. Неспецифическая профилактика, важнейшей частью которой являются дезинфекционные мероприятия, приобретает особую эпидемиологическую значимость при отсутствии средств вакцино-профилактики той или иной конкретной инфекции, в частности, в лечебно-профилактических учреждениях для устранения неидентифицируемых возбудителей с целью профилактики ВБИ, а также в случае биоагрессии [129,216].
До настоящего времени ведущим является химический метод дезинфекции, основанный на применении химических веществ, обладающих антимикробным действием [215, 222, 198, 189, 236, 326].
К началу 90-х годов XX столетия основной проблемой практики медицинской дезинфекции в России был ограниченный ассортимент ДС (23 наименования) и несоответствие применявшихся средств предъявляемым требованиям [16, 92, 108, 155]. Для целей медицинской дезинфекции использовались, в основном, ДС на основе хлорактивных соединений, а также перекись водорода (ПВ), "Дезоксон-1" и "Дезоксон-4", спирт, фе-нольные средства, формальдегид, очень ограниченно - "Катамин АБ", "Полисепт" [8, 10, 14, 23, 127, 161-163, 197, 198].
В то же время за рубежом уже широко применялись разнообразные ДС на основе четвертичных аммониевых соединений (ЧАС), аминов, производных гуанидина, альдегидов, спиртов и других соединений [281, 292, 298,326,304,316,322].
Изучение потребностей российского здравоохранения в ДС показало необходимость и возможность разработки доступных более широкому кругу потребителей средств на дешевом отечественном сырье с усовершенствованными медицинскими и потребительскими свойствами: достаточно эффективных, относительно малотоксичных, экологически безопасных, обладающих, помимо высокой антимикробной активности и широкого спектра действия, остаточным действием, моющими и другими положительными сопутствующими свойствами, стабильных при хранении, удобных для транспортировки и хранения и т.п.
Создание новых, более совершенных ДС возможно путем разработки многокомпонентных рецептур и новых препаративных форм, а также синтеза новых химических соединений, обладающих антимикробным действием [16, 17,92, 185].
В связи с изложенным, представляется актуальной задача разработки научных и методических основ совершенствования существующих и создания новых ДС с необходимыми целевыми, токсико-гигиеническими и потребительскими свойствами, удовлетворяющих запросы практического здравоохранения вообще, и соответствующих требованиям больничной гигиены, в частности.
Расширение ассортимента ДС, обладающих большим разнообразием свойств, назначения и состава, особенно в условиях недостаточности финансирования российского здравоохранения, усложняет проблему выбора ДС, оптимально обеспечивающего выполнение определенной дезинфекто-логической задачи. Очевидно, что для решения таких вопросов необходима научная разработка методологии комплексной оценки и критериев отбора ДС для конкретного практического случая.
Цель и задачи настоящей работы
Исходя из вышеизложенного, цель диссертационной работы - разработка и совершенствование научных принципов создания и критериев комплексной оценки эффективности дезинфицирующих средств, отвечающих современным требованиям.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Проведение комплексного сравнительного изучения антимикробных и других значимых свойств различных дезинфицирующих субстанций (действующих веществ - ДВ) и ДС на их основе с целью определения характера и направлений их необходимого совершенствования.
2 Обоснование перспективных путей и возможных способов совершенствования ДС из основных химических групп - хлорактивных, кислородсодержащих соединений и КЛАВ - ЧАС, аминов, полимерных производных гуанидина.
Анализ и систематизация основных направлений создания новых дезинфицирующих средств.
Разработка и проведение всестороннего изучения свойств новых ДС на основе хлорактивных, кислородсодержащих соединений, ЧАС, аминов, полимерных производных гуанидина; определение зависимости их дезинфицирующей активности от воздействия различных факторов; разработка режимов дезинфекции эпидемиологически значимых объектов окружающей среды при инфекциях бактериальной (включая туберкулез) и грибковой (кандидозы, дерматофитии) этиологии.
Определение преимуществ разработанных новых ДС перед применяемыми ранее средствами на основе анализа их свойств и результатов оценки на соответствие современным требованиям.
Разработка методологических подходов к комплексной оценке ДС и критериев оценки их эффективности с целью оптимизации их выбора соответственно дезинфектологическим задачам.
Внедрение в практику медицинской дезинфекции новых дезинфицирующих средств с усовершенствованными целевыми и потребительскими свойствами.
Для решения поставленных задач были выполнены соответствующие экспериментальные исследования, проводившиеся общепринятыми методами [72, 122]. Для изучения были выбраны широко применяемые в России для целей дезинфекции и обеспеченные российским сырьем химические группы соединений: хлорактивные, кислородсодержащие, КПАВ -ЧАС, амины, производные гуанидина.
В качестве тес г-микроорганизмов при изучении бактерицидных свойств использовались наиболее устойчивые представители грамотрица-тельных и грамположительных бактерий (E.coli, S.aureus, P.aeruginosa), моделирующие возбудителей кишечных инфекций, инфекций дыхательных путей и ВБИ; туберкулоцидных свойств - Mycobacterium В5 - модель возбудителя туберкулеза; фунгицидных свойств - грибы (С.albicans, T.gypseum и, в некоторых случаях - A.niger) и с^ороцидных свойств - споры B.cereus. Экспериментальными и натурными объектами обеззараживания служили батистовые тест-объекты, различные виды поверхностей, белье и посуда.
Научная новизна работы
Впервые на основании собственных теоретических разработок, экспериментальных исследований и литературных данных обобщены и систематизированы перспективные направления и способы создания новых и совершенствования существующих ДС из различных групп химических соединений с учетом развития науки и практики медицинской дезинфекции, а также отечественного химического производства.
Предложена методология комплексной оценки ДС с применением метода системного анализа.
Впервые проведено комплексное изучение антимикробной и дезинфицирующей активности более 200 соединений и ДС из различных химических классов: хлорактивные, кислородсодержащие, альдегиды, КПАВ (четвертичные аммониевые соединения, амины, полимерные производные гуанидина) в отношении неотрицательных и грамположительных бактерий (E.coli, S.aureus, P.aeraginosa, Mycobacterium В5 и др.), грибов (C.albicans, T.gypseum) и спор B.cereus.
Установлено влияние на дезинфицирующую активность ряда хло-рактивных, кислородсодержащих соединений и КЛАВ различных дополнительных компонентов в составах их рецептур: веществ, обладающих антимикробной активностью из того же или другого класса химических соединений; ПАВ - анионных, неионогенных, катионных; веществ, создающих оптимальную среду воздействия и др.
Показана возможность и перспективность введения ПГМГ-х в состав лакокрасочных покрытий и тканей с целью придания им длительного антимикробного действия в отношении бактерий (включая микобактерии) и грибов родов Candida и Trichophyton.
Установлена зависимость туберкулоцидной активности ПГМГ от их химического строения и показана более высокая активность гидрофобных соединений ПГМГ.
Исследована зависимость дезинфицирующей активности 66 ДС от концентрации действующего вещества, времени воздействия, устойчивости микроорганизмов, структуры объектов, присутствия органических веществ, способа обработки и других факторов; разработаны режимы обеззараживания поверхностей в помещениях, белья, посуды и других объектов при инфекциях бактериальной (включая туберкулез) и грибковой (включая кандидозы, дерматофитии) этиологии.
По результатам исследований получено 8 авторских свидетельств и патентов.
Практическая значимость работы
Для дезинфекции при бактериальных инфекциях (кишечные, дыхательных путей, внутрибольничные, туберкулез), кандидозах, дерматофити-ях предложен комплекс новых ДС с усовершенствованными целевыми и потребительскими свойствами. Их применение в дезинфектологической практике позволяет эффективно и безопасно для медицинского персонала и пациентов обеззараживать различные объекты (поверхности в помещениях, посуду, белье, санитарно-техническое оборудование, уборочный инвентарь, игрушки, предметы ухода за Зольными и другие), являющиеся факторами передачи инфекций, что улучшает качество проводимых санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий.
Внедрение метода системного анализа для комплексной оценки свойств ДС даст возможность оптимизировать их выбор для решения поставленной дезинфектологической задачи, что в результате позволит повысить эффективность и экономичность дезинфекционных мероприятий, а также улучшить среду обитания.
Разработанные теоретические основы и методология создания меди-ко-профилакических дезинфицирующих средств ориентирует специалистов на целенаправленное и эффективное конструирование ДС нового поколения.
Внедрение результатов в практику
В результате проведенной работы в практике медицинской дезинфекции разрешено применение 37 новых отечественных ДС. Разработанные Методические указания по их применению утверждены Минздравом России. Средства включены в Государственный Реестр лекарственных средств. Большинство из них уже в течение 4-5 лет успешно применяются при проведении дезинфекции в ЛПУ и инфекционньп очагах.
Результаты исследований использованы при ее ставлений с участием автора ряда нормативно-методических документов, утвержденных Минздравом России, в которых, помимо характеристики средств и режимов их применения, изложены вопросы организации и проведения дезинфекционных мероприятий в конкретных практических условиях: "Методические рекомендации по организации и проведению дезинфекционных мероприятий при зоонозных дерматофитиях и фавусе" №15-6/37, утвержденные Минздравом России 25.11.91 г.
СП 2.4.2.782-99 "Гигиенические требования к условиям обучения школьников в различных видах современных общеобразовательных учреждений" Минздрав России, Москва, 1999 г. (р. 2.11, Приложение 7) -СП 1.2.731-99 "Безопасность работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности и гельминтами". Минздрав России, Москва, 1999 г. (Приложения 7.3. и 7.4.) - Инструкция по организации и проведению дезинфекционных меро приятий в машинах скорой медицинской помощи. Приложение 17 к прика зу Министерства здравоохранения Российской Федерации № ЮОот —— —ч——' -^ьг-« '-** - **>* чауыф фЩЩ/ФфРЩЩ
26.03.1999.
Опыт микробиологических исследований при изучении активности ДС обобщен и представлен в Сборнике "Методы исследования дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности" ч. 2, М. 1998 г. (п.п. 2.1.1.-2.1.14).
Сведения о новых ДС используются в учебно-преподавательской деятельности при подготовке специалистов медико-профилактического профиля, вошли в учебные пособия и нормативно-методические документы, отражающие вопросы дезинфектологии.
Работа выполнена в НИИ дезинфектологии Минздрава России. Научные консультанты: академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор Шандала М.Г. и доктор медицинских наук, профессор Соколова Н.Ф.
Механизм действия различных химических дезинфицирующих средств на микробную клетку и его значение в обеспечении антимикробной активности
Воздействие ДС на микробную клетку вызывает в ней последовательные изменения структуры и функции, которые в итоге приводят ее к гибели. Общая схема действия ДС включает его взаимодействие с поверхностью клетки, ее повреждение, проникновение внутрь и воздействие на "мишени", в первую очередь на белки [39-41, 61, 62, 97, 98, 261,278, 326].
Антимикробная активность ДС зависит от их химических свойств и биологических особенностей микроорганизмов. По возрастанию устойчивости к ДС микроорганизмы располагаются в следующий ряд: бактерии, липофильные вирусы, грибы, гидрофильные вирусы, микобактерии туберкулеза, споры микроорганизмов [298].
Среди бактерий наиболее устойчивыми являются микобактерии туберкулеза, что связывают с защитной функцией их оболочки, богатой ли-поидными веществами (36,6-38,9%) и наличием в клетке зернистых включений [30].
Наибольшей устойчивостью к воздействию ДС обладают микроорганизмы в споровой форме. Это явление объясняется авторами по-разному: как следствие блокирования ферментов; меньшим содержанием в спорах воды, чем в вегетативных формах; наличием дипиколиновой кислоты и кальция; наличием протеинов, богатых дисульфидами, образующих устойчивые структуры; барьерной функцией оболочки и др. [235, 323, 331, 294].
Антимикробная активность хлорактивны оединений обусловлена их выраженным окисляющим действием. При гидролизе хлорактивных соединений в воде, в зависимости от их химической природы, хлор может существовать в виде С12, НОСІ, 0C1-, а также в виде комплексов с органическими веществами - хлорами-нов [30,41,181,207,249,326].
До сих пор нет единого мнения, какие продукты гидролиза являются действующим началом хлорактивных соединений: недиссоциированная молекула хлорноватистой кислоты (НОСІ), гипохлорит - ион (ОС1-), конечные элементы распада - хлор и кислород, или все перечисленные компоненты. Представляется наиболее обоснованной точка зрения авторов [30, 41], предполагающих, что в антимикробном действии хлорактивных соединений имеет место как окисление кислородом, так и хлорирование амино- и иминогрупп протоплазмы.
Признаком изменения окислительно-восстановительных процессов в бактериальной клетке является угнетение окислительно-восстановительных ферментов - дегидрогеназ, содержащих сульфгидрильные группы (-SH), и каталазы [37, 140, 174, 192]. На основании выявленной взаимосвязи между выживаемостью спор бацилл и степенью ингибирова-ния ферментов (фумаразы, малатдегидрогеназы и аконитазы) после воздействия на них неорганических и органических соединений хлора, О.П. Крайнова [86] пришла к заключению, что спороцидный эффект хлорактивных средств также связан с изменением активности ферментов.
Первоначальные морфологические изменения в бактериальной клетке, вызванные воздействием хлорактивных средств, выражаютс в усилении базофилии цитоплазмы, распылении хроматинового вещества и растекании ядер. Дальнейшее воздействие хлора приводит к разрыву клеточной оболочки [113, 173]. Методом электронной микроскопии после воздействия суббактерицидных доз хлорамина и гипохлорита натрия в клетках E.coli и S. aureus было обнаружено увеличение количества внутрицито-плазматических мембранных структур. С повышением концентрации указанных средств появлялись изменения в нуклеотиде в виде аггломерации нитей ДНК, выполняющей в клетке жизненно важные функции. Поражение нуклеотида авторы считают основой механизма действия хлорактивных средств [97, 249]. Эти данные подтверждают исследования авторов, установивших специфическое действие хлорактивных соединений на белковый обмен микробной клетки, выражающийся в снижении количества белка, РНК и особенно ДНК в клетках Е. со И под воздействием бактерио-статических доз хлорактивных средств [41, 61, 62]. После воздействия хлорактивных соединений на споры B.anthracoides с помощью электронной микроскопии авторы [193] наблюдали в первые минуты размытость контуров многослойной оболочки и незакономерное выявление кортекса и корковой мембраны. В области споро-плазмы появлялись осмиофобные зоны, которые постепенно увеличивались, пока не наступало как бы "запустение" споры. Подобные изменения происходили и в спорах B.thuringiensis под воздействием растворов ГН и ДОСГК[41].
Хлорактивные соединения в комплексе с ПАВ уже в суббактерицидной концентрации помимо изменений в цитоплазме, приводят к возникновению слоистости клеточной оболочки, ее отхождению от цитоплазмы и стиранию контуров клетки [98].
Таким образом, на основании изложенного можно предположить, что хлорактивные средства, ингибируя ряд ферментов (окислительно-восстановительных, протеолитических и др.), первоначально нарушают обмен веществ микробной клетки, вызывая нарушение ее барьерной и дыхательной функций, что, в свою очередь, приводит к структурным изменениям органоидов и в результате - к гибели клетки.
Кислородсодержащие соединения, также как и хлорактивные, относятся к группе окислителей. Перекись водорода (ПВ), основное ДС из этой группы соединений, является промежуточным продуктом процессов окисления, происходящих в микробной клетке при нормальном процессе ее жизнедеятельности. При воздействии ПВ на микробные клетки возникает ее избыточное количество, что приводит к образованию газообразного кислорода и к угнетению роста микроорганизмов. Однако антимикробное действие обуславливают и промежуточные продукты распада ПВ, образующиеся при ее гидролизе в воде: катион гидроксония - Н30+, пергидрок-силанион - Н02" и гидроксильные радикалы [38, 39, 168, 189].
Под воздействием ПВ и содержащих ее ДС происходит окислительная инактивация липидов и белков жизненно важных элементов микроорганизмов: цитоплазматических мембран у бактерий и споровых оболочек -у спор. Перекисное окисление липидов, наиболее выраженное в отношении ненасыщенных жирных кислот, приводит к уменьшению гидрофобно-сти и повышению проницаемости мембран. Претерпевают изменения и мембраносвязанные белки за счет образования белково-липидных комплексов, окисления и денатурации белков, содержащих -SH группы, и возможного образования сшивок по аминогруппам (NH 2) [38, 326]. Угнетение окислительно-восстановительных ферментов приводит к нарушению дыхания микробной клетки [56].
Изучение влияния кислородсодержащих препаратов: ПВК-2, ПФК, "Грилен", "Дезоксон" на клетки бактерий и спор бацилл показало, что все исследованные микроорганизмы утрачивали белок до 90%; ДНК - до 30-50% и РНК - до 30%, а споровые формы утрачивали также 20-25% ди-пиколиновой кислоты. Столь значительное вымывание внутриклеточных компонентов свидетельствовало о быстром нарушении целостности бактериальных клеток и спор. Изучение структурных изменений, происходящих в бактериальных клетках F.tularensis, L.pneumophila, Y.pestis, P. mallei и спорах B.anthracis после воздействия кислородсодержащих ДС под электронным микроскопом методом ультратонких срезов, показало, что уже после нескольких мин воздействия отмечаются необратимые структурные повреждения - разрыв оболочек и фрагментация цитоплазматической мембраны, деструкция цитоплазмы и нуклеоида, аутолиз клеток F.tularensis и L. pneumophila. У Y.pestis и P.mallei внешняя мембрана и структура клетки были изменены меньше, что связано, по мнению автора, с более сложным строением их клеточной оболочки, ее тесным контактом с протопластом и множеством внутриклеточных структур. Повреждения спор происходили от воздействия более высоких концентраций и выражались в разрушении экзоспориума, разрыве споровых оболочек, разрушении спор и деструктивных изменениях в сердцевине [38, 39].
Таким образом, первичной "мишенью" воздействия кислородсодержащих ДС в бактериальных клетках большинство авторов считает белки и липиды цитоплазматических мембран. Из группы ПАВ, включающей анионные (АПАВ), неионогенные (НПАВ), амфолитные и катионные (КПАВ) вещества, для дезинфекции наибольший интерес представляют КПАВ и амфолитные ПАВ, обладающие достаточно выраженной антимикробной активностью [49, 68, 69, 184, 203-205,197,281].
Характеристика рабочих штаммов микроорганизмов
Антимикробные и дезинфицирующие свойства ДС изучены в соответствии с "Инструкцией по оценке бактерицидных свойств новых дезинфицирующих веществ" №739-68 и методиками, изложенными в "Сборнике методов испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности" М, 1998 г., ч 2. [72, 122].
Антимикробное действие ДС изучали методом обеззаражиьания батистовых тест-объектов, контаминированных суточными культурами бактерий, или пятисуточной культурой Mycobacterium В5, семисуточной культурой B.cereus в споровой форме при наличии 90% спорообразования, двухсуточной культурой C.albicans, 30-суточными культурами T.gypseum или A.niger. Контаминированные тест-объекты погружали в растворы исследуемых химических соединений на определенную экспозицию, после чего последовательно переносили в раствор нейтрализатора, промывали в водопроводной воде и засевали в питательные среды. Для изучения влияния органических примесей в субстрате на эффективность ДС к суспензии микроорганизмов при контаминации тест-объектов добавляли 40-80% инактивированной нормальной лошадиной сыворотки или 40% фекальной эмульсии. Зависимость дезинфицирующей активности ДС от температурного фактора определяли при обработке инфицированных тест-объектов при температуре 18-20С, 45-50С и - 30С. Дезинфицирующие свойства препаратов изучали при обеззараживании различных объектов внешней среды, искусственно обсемененных тест-микроорганизмами. Дезинфицирующие растворы готовили на водопроводной воде (19-21 С). Так как новые средства предполагалось рекомендовать для проведения влажной дезинфекции в помещениях, в качестве тест-объектов были выбраны наиболее распространенные виды поверхностей, отличающиеся молекулярной структурой и смачиваемостью: кафель, метлахская плитка, линолеум, пластик, неокрашенное и окрашенное масляной краской дерево. В связи с тем, что вертикально расположенные поверхности при орошении растворами ДС обеззараживаются труднее, в этих опытах для разработки гарантированного режима тест-объекты располагали вертикально.
Тест-культуры микроорганизмов наносили на поверхности из расчета 0,5 мл 2 млрд. суспензии на 100 см2 поверхности. После высыхания поверхностей их протирали марлевой салфеткой, смоченной раствором испытуемого средства (норма расхода 100-200 мл/см2) или орошали раствором из расчета 150-300 мл/см2 и через 15-30-60 и т.д. минут от начала обработки. Эффект обеззараживания проверяли методом смыва с поверхности. Контролем служили поверхности, зараженные аналогичным образом, обработанные стерильной водопроводной водой.
Показатель эффективности обеззараживания поверхностей - снижение их обсемененности не менее чем на 99,99%. Для разработки режима обеззараживания санитарно-технического оборудования методом протирания сухим препаратом или жидкой готовой формой (концентрат, гель), нанесенными на увлажненную ветошь, в качестве тест-объекта использовали фаянсовые поверхности (раковина, унитаз), обсемененные E.coli u S.aureus, при наличии белкового (40% лошадиной сыворотки) или фекального (40% фекальной эмульсии) загрязнения. На подготовленную таким образом и подсушенную поверхность наносили определенное количество сухого препарата или концентрата и в течение 30-40 секунд протирали влажной марлевой салфеткой. По истечении определенного времени воздействия (1-5 минут) брали смывы на выявление микроорганизмов, оставшихся жизнеспособными. Показатель эффективности обеззараживания - 99,99%.
При обеззараживании поверхностей, обсемененных спорами, их обрабатывали двух - четырехкратно с интервалом 15 минут. Смывы брали по истечении ЗО и 60 минут. Показатель эффективности обеззараживания -99,99%.
Посуду столовую заражали так же как поверхности, а затем погружали в растворы исследуемых ДС на 15-30-60 минут. При обеззараживании посуды с пищевыми остатками заражение микроорганизмами производили из расчета 1мл 2 млрд. суспензии микроорганизмов на 10 г пищевого продукта (манной каши). Время воздействия дезинфицирующего раствора при данных условиях увеличивали до 120 минут. По истечении экспозиции посуду извлекали из раствора и проверяли эффект обеззараживания методом смыва. Посуду, с которой брали контрольный смыв, погружали в водопроводную воду на максимальную экспозицию.
Смывы с поверхностей и посуды после обеззараживания брали стерильной марлевой салфеткой размером 5x5 см, после чего погружали ее в контрольную пробирку с 10 мл раствора нейтрализатора. В течение 5 минут отбивали салфетку бусами. Высев делали по 0,1 мл взвеси на чашки Петри с казеиновым агаром глубинным методом или пробирки с казеиновым бульоном при работе с бактериями; на картофельно-глицериновый агар, среду Петраньяни или картофельно-глицериновый бульон - при работе с микобактериями и на агар или в бульон Сабуро - при работе с грибами. После 2-28 суток (в зависимости от вида микроорганизма) инкубации в термостате при 37С (для бактерий) и 27С (для грибов) производили подсчет колоний на чашках и проверяли наличие роста микроорганизмов в бульоне. Показатель эффективности обеззараживания посуды - отсутствие микроорганизмов в смывах с обработанной посуды не менее чем в 3 экспериментах.
Изучение дезинфицирующего действия препаратов при обеззараживании белья проводили с использованием бязевых тест-объектов, обсемененных тест-микроорганизмами. Для имитации загрязненности белья выделениями к суспензии Е.соН при контаминировании тест-объектов добавляли 40% фекальной эмульсии; к суспензии S.aureus, C.albicans; T.gypseum -40%, а к суспензии Mycobacterium В5 - 80% нормальной инактивирован-ной лошадиной сыворотки. Тесты помещали в бязевые мешочки, которые располагали в различных слоях белья, погруженного в раствор ДС (норма расхода 4 л раствора на 1кг белья). Контрольные тест-объекты погружали в водопроводную воду. Эффективность обеззараживания проверяли каждые 15-30 минут в течение 120 мин. По истечении экспозиции тест-объекты изыскали из раствора ДС и последовательно переносили в раствор нейтрализатора, водопроводную воду и питательную среду. Учет результатов опытов производили через 2-28 суток (в зависимости от вида микроорганизмов) инкубации при 37С (для бактерий) и 28С (для грибов). Критерий эффективности обеззараживания белья - Показатель эффективности обеззараживания белья - отсутствие роста микроорганизмов на бельевых тестах не менее чем в 3 экспериментах.
Оценку эффективности антимикробных тканей проводили методом "агаровых пластин", изложенном в "Методических указаниях по лабораторной оценке антимикробной активности текстильных материалов, содержащих антимикробные препараты" № 28-6/32 от 18.11.83 г. Для этого в растопленный и охлажденный до 45С 2% мясопептонный агар вносили взвесь тест-микроорганизма, содержащую 108 м.к./мл, и разливали эту смесь в чашки Петри. На поверхность застывшего агара накладывали тест-образцы тканей размером 2x2 см. Контролем служили образцы тканей, не содержащие антимикробных компонентов. Посевы помещали в термостат при 37С для бактерий и 28С - для грибов. Учет результатов проводили через 2-28 суток по величине зон задержки роста микроорганизма (в мм), измеряемых от края образца до границы роста микроорганизмов вокруг тест-образца. Опыты повторяли не менее трех раз. Показатель эффективности - зона задержки роста не менее 4 мм.
Оценку антимикробной активности лака проводили при нанесении на тест-поверхности, покрытые антимикробным лаком, тест-культуры микроорганизма. По истечении дезинфекционной выдержки (5-15-30 минут и т.д.) с поверхности брали смыв и оценивали эффективность путем расчета процента обеззараживания опытного образца по сравнению с контролем (поверхность, покрытая лаком без антимикробной добавки). Для оценки длительности антимикробного действия с поверхностей, покрытых антимикробным лаком, брали смывы в течение 6 мес при их постоянной дополнительной контаминации микроорганизмами.
Спороцидная активность неорганических соединенийхлора и изучение возможности ее повышения
Изучение спороцидной активности КГН и ГХЛ проводили при обеззараживании поверхностей, обсемененных спорами B.cereus, в зависимости от характера поверхности, вида микроорганизма, концентрации активного хлора, времени воздействия и температуры воздуха.
Результаты исследований, представленные в таблицах 5, 6, показывают, что одним из основных факторов, влияющих на процесс обеззараживания, является характер поверхности. Гладкие поверхности (поверхности, окрашенные масляной краской, метлахская плитка) обеззараживались растворами меньших концентраций, чем шероховатые, пористые поверхности (неокрашенное дерево, обои). Эффективность обеззараживания гладких поверхностей зависела от их смачиваемости.
Дезинфицирующая активность растворов ГХЛ и КГН находилась в прямой зависимости от концентрации активного хлора и времени контакта. Результаты исследований свидетельствуют, что обеззараживание поверхностей, обсемененных спорами B.cereus, может быть достигнуто при (tmr; і v-f Vf% - « J""v двукратном орошении растворами ГХЛ и КГН, содержащими высокие концентрации активного хлора. Эффективность растворов ГХЛ и КГН была близкой. Для обеззараживания метлахской плитки и поверхностей, окрашенных масляной краской, было достаточно орошения растворами ГХЛ и КГН, содержащими 2,0-3% АХ при экспозиции 30-60 минут. Для достижения обеззараживания оштукатуренных поверхностей концентрацию АХ увеличивали до 5-6% при экспозиции 30 минут, а для обеззараживания обоев и неокрашенного дерева - 60 минут при 2-4-кратном орошении (табл. 5).
Учитывая способность растворов хлорактивных соединений повышать активность при добавлении аммиака и солей аммония, проведено изучение спороцидной активности растворов ГХЛ и КГН при добавлении к ним сернокислого аммония в соотношении с активным хлором 1:1. Эффективность активированных растворов ГХЛ и КГН при обезза раживании поверхностей, обсемененных спорами B.cereus, оказалась зна чительно выше, чем неактивированных. Для достижения обеззараживания метлахской плитки и поверхностей, окрашенных масляной краской, было достаточно двукратного орошения растворами ГХЛ, содержащими 0,25-0,5% АХ, и растворами КГН, содержащими 0,3-0,6% АХ. Гибель спор B.cereus на оштукатуренных поверхностях, неокрашенном дереве и обоях вызывали 1% активированные растворы ГХЛ и 0,6-1,2%) растворы КГН по активному хлору при экспозиции 15-30 минут (табл. 6). Таким образом, обеззараживание поверхностей, обсемененных спорами B.cereus, при 18-20С обеспечивали 5-10% (3-6% АХ) растворы КГН и 4-10% (2,0-5% АХ) растворы ГХЛ; 0,5-2,0% (0,3-1,2 АХ) активированные растворы КГН и 0,5-2,0% (0,25-1,0% АХ) активированные растворы ГХЛ при двукратном орошении и экспозиции 30-60 минут в зависимости от структуры поверхности. Использование в качестве активатора сернокислого аммония в соотношении 1:1 позволяло снизить спороцидную концентрацию гипохлоритов при обработке поверхностей в 5 раз. Так как с понижением температуры эффективность ДС резко падает, а при температуре 0С и ниже водные растворы дезинфицирующих средств замерзают, для обеззараживания поверхностей при отрицательных температурах применяли растворы КГН с антифризами, препятствующими их замерзанию, и с активаторами, повышающими их активность. В качестве антифриза при минусовых температурах (до -30С) в составе композиций на основе КГН использовали 6-ти или 2-х водный кальций хлористый. В качестве активаторов КГН применяли разбавленные растворы кислот или кислые неорганические соли. Для практических целей по технико-экономическим соображениям были наиболее приемлемы два активатора - соляная кислота и алюминий азотнокислый. Проведено исследование спороцидной активности двух составов на основе КГН при минусовых температурах. Состас 1 (на 10 кг): 1) КГН - 1,0 кг (1 с, марка А) или 1,2 кг (П с, марка А); 2) кальций хлористый 6-ти (или 2-х) водный - 4,0 кг; 3) соляная кислота 0,5% - 3,7 л; 4) вода - до 10 кг (1,1-1,3 л). Содержание активного хлора составляло 6,0-6,2%. Вместо соляной кислоты в качестве активатора в композиции можно использовать разбавленные растворы (той же концентрации) других неорганических или водорастворимых органическ-чх кислот, например, азотной, ортофосфорной, уксусной, щавелевой.
Состав 2 (на 10 кг): 1) КГН - 1,0 кг (1 с. марка А) или 1,2 кг (2 с. марки А); 2) кальций хлористый 6-ти (или 2-х) водный - 4,0 кг; 3) алюминий (нитрат, сульфат или хлорид) - 0,1 кг; 4) вода - до 10 кг (4,7-4,9 л). Содержание активного хлора в композиции составляет 4,0%. Изучение спороцидной активности растворов разработанных композиций при обеззараживании поверхностей показало, что при их двукратном орошении с интервалом в 15 мин при общем времени контакта 90-120 мин, при норме расхода 500 мл/м при температуре -30 С обеззараживание различных видов поверхностей достигается в среднем на 77%. Дальнейшее увеличение времени воздействия или кратности обработки не приводило к усилению спороцидной активности.
Несмотря на недостаточную эффективность в отношении спор бацилл растворов разработанных композиций, они, тем не менее, были рекомендованы для применения в практике в связи с отсутствием альтернатив №? «ч/ ! Т " 81
ных вариантов. Разработанные режимы вошли в Методические указания по дезинфекции при минусовых температурах (до- 30С) антимикробными средствами на основе нейтрального гипохлорита кальция, глутарового альдегида, 2, 4, 5 - трихлорфенола и Катамина АБ № 283-301, утвержденные Минздравом СССР 18.07. 87 г.
Так как хлорактивные ДС проявляют более высокую активность в кислой среде, для усиления спороцидного действия растворов КГН к ним добавляли активаторы в виде разбавленных растворов кислот и кислых неорганических солей. Результаты изучения активированных таким образом растворов КГН представлены в таблице 7.
Сравнительная оценка дезинфицирующей активности кислородсодержащих средств в зависимости от их состава
Для исследования были отобраны жидкие, порошкообразные и таб-летированные формы кислородсодержащих ДС, включающие в свой состав для корректировки свойств активаторы, моющие средства, стабилизаторы, ингибиторы коррозии и др. Некоторые из вводимых в состав комбинаций ингредиентов имели полифункциональный характер. Так, АДБАХ, который вводился в состав средства, в первую очередь, для повышения его активности, одновременно придавал ДС моющие свойства, снижал коррозионную активность и повышал стабильность.
Дезинфицирующая активность разработанных новых препаратов изучена при обеззараживании различного вида поверхностей, белья и посуды, обсемененных E.coli, S.aureus, Mycobacterium В5, С.albicans, T.gypseum и спорами B.cereus в зависимости от концентрации ДВ, времени воздействия, нормы расхода, способа обработки, особенностей объекта, наличия и вида органического загрязнения и устойчивости тест-микроорганизмов.
Для придания растворам ПВ моющих свойств перед применением к ним приходится добавлять моющие средства (АПАВ), что усложняет приготовление рабочих растворов. Это обстоятельство, а также установленное нами некоторое повышение активности ПВ при добавлении к ее растворам сульфонола, были учтены при создании средства на основе ПВ "Пероксимед", в состав которого было введено АПАВ. Для улучшения физико-химических свойств ПВ в рецептуру средства введены ингибитор коррозии и стабилизатор.
Средство "Пероксимед" представляет собой жидкий прозрачный концентрат коричневого цвета со слабым специфическим запахом, хорошо смешивается с водой в любых соотношениях, имеет срок годности - 12 месяцев. Рабочие растворы обладают моющими свойствами. Установлено (приложение 1, табл. 7), что обеззараживание объектов, незагрязненных органическими веществами (поверхности, посуда, белье), контаминированных E.coli и S.aureus, обеспечивал 3,0% по ПВ раствор средства в течение 15-30 мин. Наличие на объектах органического загрязнения снижало активность "Пероксимеда", что выражалось в увеличении сроков воздействия до 30-60 мин.
Обеззараживание объектов, контаминированных Mycobacterium В5, обеспечивали 3,0-4,0% по ПВ растворы средства в зависимости от вида объекта и наличия загрязнения. Так, обеззараживание посуды без остатков пищи и незагрязненного белья достигалось при воздействии 3,0% по ПВ раствора через 60 мин, а загрязненных - 4,0% по ПВ через 60-120 мин. Нагревание растворов до температуры 50С повышало их активность и позволяло уменьшить эффективную концентрацию, например, при обеззараживании загрязненного белья до 3,0% ПВ и сократить срок воздействия до 60 мин.
"Пероксимед" обеспечивал обеззараживание белья, посуды и поверхностей, контаминированных спорами B.cerens , при использовании 6% по ПВ раствора через 30-60 мин. Повышение температуры раствора до 50С при обеззараживании белья приводило к снижению концентрации рабочего раствора до 3% по ПВ при времени воздействия 60 мин.
Фунгицидной активностью обладали растворы средства в концентрации 3-5% по ПВ при времени воздействия 60-180 мин. При обработке 5% по ПВ раствором средства всех видов поверхностей, контаминированных С.albicans и Т. gypseum, время дезинфекции составляло 60 мин. Гибель С.albicans на посуде обеспечивал раствор в концентрации 4% по ПВ в течение 60-120 мин, в зависимости от наличия на ней остатков пищи. Обеззараживание загрязненного и незагрязненного белья, обсемененного грибами, достигалось при его замачивании в 3-5% по ПВ растворах средства при времени воздействия 90-120 мин. Использование растворов при температуре 50 С позволяло снизить эффективную концентрацию средства до 3% ПВ при времени воздействия для С. albicans - 60-90 мин, а для T.gypseum - 90 мин.
При исследовании ДС "Пероксимед" были выявлены его преимущества перед ПВ: более высокая стабильность при хранении -1год, наличие моющего действия, незначительное повышение антимикробного действия и некоторое ослабление коррозионной активности.
Разработанные режимы дезинфекции объектов при бактериальных (включая туберкулез) и грибковых инфекциях вошли в Методические указания по применению средства "Пероксимед" для целей дезинфекции № 11-3/2-09, утвержденные МЗ РФ от 09.01.02 г. Средство производится по ТУ № 9392 101-21534935-01 фирмой "Эхо" (Россия). В разделе 4.1. было установлено значительное повышение активности ПВ при добавлении А ДБ АХ в соотношении 20:1, поэтому была наработана и изучена промышленная партия этого средства, получившего название "ПВК".
Средство "ПВК" представляет собой прозрачный бесцветный жидкий концентрат, содержащий в своем составе ПВ (до 38%) и АДБАХ (до 2%).Средство хорошо смешивается с водой в любых соотношениях. Срок годности средства 2 года. Так как средство обладало широким спектром антимикробного действия, его дезинфицирующая активность была изучена при обеззараживании поверхностей, белья, посуды, контаминированных S.aureus, Mycobacterium В5, T.gypseum, спорами B.cereus.
Установлено (приложение 1, табл. 8), что раствор средства "ПВК", содержащий 0,75% ПВ, обеспечивает обеззараживание поверхностей, обсемененных S.aureus и E.coli, при однократной обработке через 30-60 мин. Для обеззараживания санитарно-технического оборудования требовалась двукратная обработка 0,5% по ПВ раствором при 80 мин воздействия или увеличение концентрации до 2,0% по ПВ при 30 мин воздействия. При обеззараживании посуды был эффективен раствор "ПВК" в концентрации 0,5% ПВ при времени воздействия 30-60 мин, в зависимости от наличия на ней остатков пищи. Белье, в зависимости от наличия на нем органического загрязнения, обеззараживали 0,5% по ПВ растворы средства при температуре 50С через 15-60 мин, а при комнатной - 2% по ПВ растворы через 15-30 мин.
В отношении Mycobacterium В5 были эффективны растворы средства в концентрации 2,5% ПВ при времени воздействия 60-120 мин, в зависимости от наличия органического загрязнения. T.gypseum отличался высокой устойчивостью к воздействию растворов "ПВК", и его гибель на поверхностях достигалась при их обработке раствором в концентрации 4,0% по ПВ в течение 60 мин. Для обеззараживания санитарно-технического оборудования требовалось воздействие 2,0%) по ПВ раствора, но при 150 мин воздействия. В режиме 4,0% по ПВ -60 мин "ПВК" вызывал гибель на поверхностях спор B.cerens. Обеззараживание посуды, обсемененной спорами, в зависимости от наличия на ней остатков пищи, обеспечивали растворы средства в концентрации 4,0% ПВ в течение 60-90 мин. Обеззараживание белья, в зависимости от наличия на нем органического загрязнения, достигалось при его замачивании в 3,0% растворе средства на 20-45 мин при температуре 50С и на 45 и 120 мин -при комнатной температуре.
При исследовании средства "ПВК" были выявлены его преимущества: более высокая, по сравнению с ПВ, дезинфицирующая активность в отношении всех видов изученных микроорганизмов; более высокая стабильность средства - 2 года; уменьшение коррозионной активности; наличие моющих свойств. В результате проведенных исследований средство "ПВК" было разрешено для дезинфекции поверхностей в помещениях, санитарно-технического оборудования, белья, посуды, уборочного инвентаря при инфекциях бактериальной (включая туберкулез), грибковой этиологии и при инфекциях, вызванных спорообразующими возбудителями.
Методические указания по применению для дезинфекции средства "ПВК" № 11-3/160-09 утверждены МЗ РФ от 25.05.2001 г. Средство производится АО "Синтез", Россия по ТУ № 9392-035-1316401-01. На средство получен патент № 1587725, 1996 г.
