Современные подходы к изысканию, составлению новых дезинфицирующих средств

Вопросы лекции:

1. Критерии выбора и оценки.

2. Методы подхода к составлению дезинфицирующих средств.

1. Ассортимент антимикробных препаратов для дезинфекции в последние годы существенно расширился.. Однако, оценивая по научным публикациям последнего десятилетия результаты борьбы человека с миром микробов, несложно убедиться, что «перевес» не на стороне человека. Возрастает количество штаммов микроорганизмов, устойчивых к целым классам химических соединений. Периодические плановые замены одних антимикробных средств на другие в общем комплексе дезинфекционных мероприятий не решают проблему инфекций, они лишь сдерживают их натиск и обеспечивают весьма шаткий баланс, часто нарушаемый случайными факторами.

Отсутствие единой научной концепции борьбы с микробами, базирующейся на фундаментальных законах биологии, современных достижениях физики, химии, других наук, не оставляет надежды на сколько-нибудь серьезные успехи в санитарно-эпидемиологической защите населения, по крайней мере в настоящем.

В частности, отмечается, что КПАВ, обладая стабильностью, хорошими моющими свойствами, вместе с тем не активны, либо малоактивны в отношении устойчивых видов и форм микроорганизмов микобактерий туберкулеза, грибов, спор бацилл. Неблагоприятными свойствами КПАВ являются быстрое и частое формирование устойчивости микроорганизмов к их воздействию. Жидкие концентраты КПАВ с высоким содержанием действующих веществ обладают выраженным резорбтивным и раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз, часто являются аллергенами.

Высокая токсичность глутарового альдегида общеизвестна. Именно поэтому его применение законодательно запрещено в Англии с мая 2002 года.

идеальные (а следовательно, и перспективные) химические средства для обеззараживания наряду с высокой микробоцидной активностью и некоторыми другими свойствами, должны обладать длительными сроками хранения, но в то же время быть готовыми к употреблению без предварительной активации или смешивания с другими компонентами, также должны отличаться простотой утилизации отработанного раствора.

Длительное хранение химического средства осуществимо при высокой химической стабильности действующих веществ, однако, утилизация стабильного вещества после использования нуждается в эквивалентных затратах других веществ или энергии. Таким образом, сочетание требований стабильности с простотой утилизации невозможно принципиально.

Что касается требования по исключению предварительной активации перед употреблением «идеального» химического средства, то следует учесть, что все многообразие торговых марок антимикробных химических средств построено на использовании всего нескольких классов химических соединений, известных много десятков лет. Появление нового класса соединений, соответствующих указанному требованию, маловероятно. Общая тенденция в развитии химических дезинфектантов в последние годы состоит не в создании новых дезинфектантов, а в поиске способов активации уже известных дезинфицирующих средств, в том числе, химическими добавками. Например, если до недавнего времени для целей стерилизации и дезинфекции высшего уровня в США традиционно применялся пероксид водорода в виде 6% раствора, то с целью уменьшения его корродирующей способности при одновременном повышении антимикробной активности, в настоящее время созданы технологии стерилизации плазмой пара этого соединения.

Таким образом, активация химических дезинфектантов направлена на разработку режимов, при которых минимальная концентрация активных действующих веществ обеспечивает высокий бактерицидный эффект, а коррозионная или деструктивная активность по отношению к материалам изделия, а также токсическое воздействие на человека становятся минимальными.

Время воздействия, концентрация, температура и условия применения действующих веществ при этом являются важнейшими характеристиками процесса дезинфекционной обработки изделия медицинского назначения и являются основными параметрами любой практической методики.

Как следует из упомянутого выше одним из главных направлений повышения эффективности дезинфицирующих средств считается добавление в рецептуру активаторов, синергистов, использование дополнительных физических воздействий, т.е. создание условий при которых действующие вещества в момент применения дезинфицирующего средства находились бы в метастабильном состоянии, например, в стадии пролонгированной химической реакции с активаторами.

Рассмотрим более подробно процессы, сопровождающие применение раствора стабильного органического вещества для дезинфекционной уборки помещения на примере соединений, обладающих мембраноатакующим механизмом подавления микроорганизмов. К таким веществам относятся КПАВ, фенолы, йодофоры и ряд других.

В связи со сложностью строения и многофункциональностью мембранного аппарата микроорганизмов, конкретные механизмы взаимодействия указанных выше веществ с биополимерами мембраны изучены крайне слабо.

Цитоплазматическая мембрана является исключительно жизненно важной структурой любых клеток, в том числе микробных. Входящие в ее состав органические соединения имеют много реакционноспособных групп, что обсловливает высокую чувствительность мембраны к повреждающим факторам различной природы. Известно, что мембраноатакующие препараты при больших концентрациях разрушают входящие в состав мембраны биополимеры. В результате происходит лизис микробной клетки. Те же препараты в малых дозах нарушают функции мембраны (изменяют осмотическое давление, проницаемость, процессы переноса через мембрану молекул и ионов, ингибируют метаболические процессы и биологическое окисление, вызывают торможение деления клеток).

Катионные поверхностно-активные вещества (четвертичные аммониевые соединения) концентрируются на мембране и связываются с фосфатидными группами составляющих ее липидов; анионные поверхностно-активные вещества (ПАВ), к которым относятся щелочные мыла, алкил- и арилсульфоны, йодофоры, взаимодействуют с реакционноспособными группами белков мембран. Фенолы и спирты растворяют липидные фрагменты мембраны.

После окончания дезинфекции влажные поверхности подсыхают, органические вещества концентрируются в объеме пористых материалов и на гладких поверхностях, превращаются в тончайшую, невидимую глазом пленку и с гораздо меньшей интенсивностью, чем при испарении во время влажной уборки, выделяют свои молекулы в воздух помещения за счет процесса сублимации. Формирующийся при этом аэрозоль дезинфектанта часто не обладает запахом, что создает иллюзию его безвредности. Однако, следует иметь в виду, что в соответствие с известными законами физики, каждый литр воздуха в помещении, как правило, содержит несколько миллиардов молекул испаряющегося естественным образом, либо за счет сублимации, вещества, даже если его концентрация не фиксируется табельными приборами и не превышает сотых и тысячных долей ПДК. В процессе дыхания, а также через кожу и слизистые оболочки эти молекулы попадают в организм человека (пациентов, персонала) и каждая из них продолжает выполнять свою главную рабочую функцию подавление жизнедеятельности клеток, но уже в организме человека. Химическая стабильность дезинфектантов создает предпосылки для их кумуляции в организме с последующей миграцией по пищевым цепям.

Сообщество микроорганизмов, немедленно возникающее на высохшем и утратившем микробоцидную активность органическом веществе, которое недавно было действующим, использует его как питательную среду, попутно вырабатывая резистентность к данному виду дезинфектанта. Процессы, подобные описанному в данном примере, не очень давно стали предметом внимания исследователей и находятся в стадии изучения.

Вполне очевидно, что, разрабатывая все новые и новые химические средства для борьбы с микробами, к которым те через некоторое время приспосабливаются, человек создает условия для совершенствования механизма изменчивости микробов, инициирует своими действиями появление новых устойчивых к дезинфицирующим средствам штаммов микроорганизмов. Это тем более опасно в связи с тем, что крайне редко проводятся целенаправленные и систематические исследования в этой области, поэтому в подавляющем большинстве случаев не представляется возможным определить, в течение какого именно времени после начала применения конкретного дезинфекционного средства микроорганизмы обрели устойчивость и выработали адаптивные реакции.

В настоящее время под эффективностью дезинфицирующего средства понимают, в основном, спектр его антимикробной активности. Также к определению эффективности относят время экспозиции, необходимое для проявления обеззараживающего эффекта. Однако, с более широких позиций, изложенных выше, эффективным дезинфицирующее химическое средство может считаться только в том случае, если, обладая определенным спектром антимикробной активности, оно не вызывает привыкания к нему микроорганизмов при длительном применении. Иными словами, эффективное дезинфицирующее средство можно и нужно применять годами и десятилетиями, будучи уверенными, в том, что по отношению к нему микроорганизмы не смогут выработать резистентность по принципиальным причинам.

Известны и довольно широко используются различные способы и технологии обеззараживания, соответствующие данному выше определению эффективности. К таким способам и технологиям следует отнести воздействие проникающим электромагнитным излучением (рентгеновским, гамма-лучами), ультрафиолетовое облучение, обработку ионизированной плазмой, наконец, термические методы уничтожения микроорганизмов. Во всех указанных случаях при холодной дезинфекции и стерилизации в жидкой среде микробоцидная активность обусловлена метастабильным состоянием растворенного дезинфектанта.

Рассмотрим механизм антибактериальной защиты, созданный природой и функционирующий во внутренней среде животных организмов – от одноклеточных до человека, на протяжении миллионов лет без каких-либо сбоев.

2.

Все микробные клетки являются аутотрофами и их питание зависит от их собственной энергетической активности, т.е. если ферментные процессы внутри микробной клетки подавлены, то это влечет за собой ее гибель, поскольку компенсаторные механизмы отсутствуют. Микробная клетка обеспечивает все свои трофические функции только за счет ферментных реакций. Взаимодействие между микробными клетками в среде их обитания не является компенсаторным, т.е. уязвимое место микробной клетки - это ее автономизм.

Максимальное использование фундаментальных различий живых существ микро-и макробиологического мира является идеологической основой электрохимически активированных антимикробных растворов.

Как физико-химический процесс, электрохимическая активация - это совокупность осуществляемых в условиях минимального выделения тепла электрохимического и электрофизического воздействий на воду с содержащимися в ней ионами и молекулами растворенных веществ в области пространственного заряда у поверхности электрода (либо анода, либо катода) электрохимической системы при неравновесном переносе заряда через границу «электрод-электролит» электронами.

В результате электрохимической активации вода переходит в метастабильное (активированное) состояние, проявляя при этом в течение нескольких десятков часов повышенную реакционную способность в различных физико-химических процессах.

Электрохимическая активация позволяет направленно изменять состав растворенных газов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства воды в пределах больших, чем при эквивалентном химическом регулировании, синтезировать из воды и растворенных веществ химические реагенты (окислители или восстановители) в метастабильном состоянии. Это используется в процессах очистки и обеззараживания воды, а также для преобразования воды или разбавленных растворов электролитов в экологически чистые антимикробные (дезинфицирующие, стерилизующие), моющие, экстрагирующие и другие функционально полезные растворы.

Для электрохимического преобразования воды и содержащихся в ней растворенных веществ используются проточные диафрагменные модульные электрохимические реакторы – элементы ПЭМ.

Отличительными особенностями элементов ПЭМ являются сочетание в одном элементе свойств реактора идеального вытеснения и реактора идеального смешения, а также высокие технико-экономические показатели при работе на пресной воде и низкоминерализованных растворах.

Известны несколько типов электрохимически активированного анолита, вырабатываемого в установках СТЭЛ, которые обозначаются аббревиатурами А, АН, АНК и отличаются физико-химическими свойствами и микробоцидной активностью, что обусловлено различными технологическими процессами их получения. В настоящее время наиболее совершенным из электрохимически активированных растворов по функциональным и технологическим свойствам является анолит АНК, который получают в установках СТЭЛ посредством обработки в электрохимических реакторах из элементов ПЭМ исходного водно-солевого раствора. Технологический процесс получения включает на первой стадии катодную обработку исходного раствора, в процессе которой повышается его рН при одновременном насыщении растворенным водородом, затем из полученного католита удаляют газообразный водород и нерастворимые гидроксиды тяжелых металлов, образовавшиеся при взаимодействиии катионов металлов с гидроксил-анионами, после чего производится анодная обработка для насыщения анолита гидропероксидными и хлоркислородными оксидантами..

Экологически безопасный электрохимически активированный анолит АНК имеет «время жизни», необходимое для осуществления процедуры обеззараживания. После использования он самопроизвольно деградирует без образования токсичных соединений-ксенобиотиков и не требуют нейтрализации перед сливом в канализацию.

Активированным анолит АНК является только в период релаксации, т.е. все то время, в течение которого происходит самопроизвольное изменение его физико-химических параметров, каталитической и биокаталитической активности. Самопроизвольное изменение этих параметров свидетельствует о рассеивании избыточной внутренней энергии вследствие известных диссипативных процессов.

Смесь метастабильных действующих веществ обеспечивает отсутствие адаптации микроорганизмов к микробоцидному действию анолита АНК, а малая суммарная концентрация соединений активного кислорода и хлора гарантирует полную безопасность для человека и окружающей среды при его длительном применении.

Анолит АНК не вызывает коагуляцию белка, защищающего микроорганизмы и, благодаря разрыхленной структуре, легко проникает в микроканалы живой и неживой материи.

Анолит АНК приготавливается из разбавленного раствора хлорида натрия в питьевой воде в установках типа СТЭЛ. Общая минерализация исходного раствора для получения анолита АНК находится в пределах от 1,5 до 5,0 г/л, что обеспечивает отсутствие накопления его компонентов в пористых материалах после использования и высыхания.

Полезные свойства анолита АНК, эффективность, технологичность, безопасность и экономичность его применения в полной мере подтверждены.

Выводы: Для эффективной реализации мероприятий по санитарно-эпидемиологической защите населения необходима разработка единой научной концепции борьбы с микробами, базирующейся на фундаментальных законах биологии, современных достижениях физики, химии, других наук, и включающей следующие принципиальные положения:

Оценка эффективности антимикробного химического средства должна включать не только спектр его антимикробной активности и время процесса обеззараживания, но также сведения о способности микроорганизмов вырабатывать резистентность к данному средству.

Создание новых эффективных химических антимикробных средств, безопасных для человека, должно основываться на использовании фундаментальных различий между микро- и макроорганизмами, в том числе путем копирования или моделирования механизмов, используемых клетками высших организмов.

Главным принципом оценки степени безопасности химических антимикробных средств должно быть определение, являются ли действующие вещества или компоненты данного средства ксенобиотиками. Для информирования потребителей о степени опасности средства, на этикетке должна быть надпись: «не содержит веществ-ксенобиотиков» или «содержит вещества-ксенобиотики».

Контрольные вопросы

1. Современные требования к дезинфицирующим средствам.

2. В чем заключается поиск новых дезинфектантов.

3. Что делается в настоящее время для повышения эффективности дезинфицирующих средств.

4. Какая опасность возникает при разработке новых химических средств для борьбы с патогенной микрофлорой.

5. Что такое электрохимические активированные антимикробные растворы.

6. Что означает «единая научная концепция борьбы с микробами

Лекция №9

Современные подходы к изысканию, составлению новых дезинсекционных средств.

Вопросы к лекции:

1. Ситуация по дезинсекционным средствам в настоящее время.

2. Методы изыскания дезинсекционных средств.

3. Учет дезинсекционной эффективности.

1. Дезинсе́кция (франц. приставка dés -, означающая уничтожение, удаление + лат. insectum насекомое) комплекс мероприятий по уничтожению насекомых и членистоногих и защите от них. Дезинсекция включает средства и методы уничтожения членистоногих, имеющих эпидемиологическое (клещи, блохи, вши, москиты, комары, мухи, мошки, мокрецы) и санитарно-гигиеническое (тараканы, постельные клопы, рыжие домовые муравьи) значение.

В комплекс дезинсекционных мероприятий входят профилактические и истребительные мероприятия.

Профилактические меры направлены на предупреждение развития и распространения членистоногих, например соблюдение правил личной гигиены (регулярное мытье тела, смена нательного и постельного белья), своевременное удаление и обезвреживание нечистот и отходов, соблюдение чистоты в помещениях и на территории населенных пунктов.

Для истребления членистоногих используют физические, химические методы.

Физическими агентами являются сухой и увлажненный горячий воздух (например, дезинсекция в дезинфекционных камерах), горячая вода, пар, низкие температуры.

В качестве механических средств дезинсекций применяют различного типа ловушки, липкую бумагу, очищают объекты и предметы от грязи и пыли. Кроме того, защиту людей от нападения кровососущих членистоногих позволяет обеспечить засетчивание окон и дверей, использование защитных костюмов, сеток.

При химическом методе дезинсекций используют различные химические средства дезинсекции. Вещества, предназначенные для уничтожения насекомых, называют инсектицидами. Средства дезинсекции применяют в виде различных препаративных форм (форм применения) дусты, смачивающиеся порошки, гранулы, растворы, суспензии, эмульсии, мыла, лаки, аэрозоли и др. Используют различные технические устройства дезинфекционные аппараты (опрыскиватели, опыливатели, аэрозольные баллоны и др.).

Тараканы,клопы,моль,осы,блохи,муравьи и другие насекомые имеют тело малого размера и потому могут легко проникать в щели, трещины, швы домов, расселяться под обоями. Для успеха предприятия по уничтожению насекомы х требуется систематичность. Регулярная обработка помещений гарантия полного уничтожения вредителей. Как и в случае с дератизацией, перед дезинсекцией требуется осмотр пораженного объекта. Работники, прежде всего, должны исследовать помещения, определяя очаги размножения и приблизительное количество насекомых. Метод борьбы с нежелательными насекомыми выбирается исходя из анализа специфики объекта обработки. Если требуется, возможно, применение совокупности разных способов уничтожения нежелательных насекомых. Меры пресечения расселения насекомых также подразделяются на 2 типа:

-дезинсекция профилактического характера отпугивает различных вредителей и предотвращает их появление;

-дезинсекция истребляющая ориентирована на полное уничтожение нежелательных «соседей».

2. Наиболее результативный и быстрый способ уничтожения вредителей химическая дезинсекция. Специальные химпрепараты стабильно доказывают свою состоятельность в плане борьбы с клопами, тараканами, клопами и прочей живностью. Содержащиеся в составе таких препаратов химические вещества инсектициды включают яды, проникновение которых в организм насекомого вызывает нарушение жизнедеятельности. Влияние инсектицидов на насекомых может быть разным и делится на 3 основных типа:

-средства контактного воздействия ядохимикаты поражают наружный покров либо дыхательную систему насекомых,

-кишечные химикаты ядовитые вещества поступают в организм вредителей,

-препараты, поражающие дыхательнуюсистему воздействие осуществляется посредством ядовитых паров.

Особенности дезинсекции. Известно, что большинство насекомых обладает устойчивостью к неблагополучным условиям обитания, в частности тараканы. Они способны формировать иммунитет к определенным видам ядохимикатов. В связи с этим ,дезинсекцию нужно производить на всей площади питания, складов и офисных помещений. Для достижения максимального эффекта применяется комплекс мер и комбинация средств.

Новейшие технологии дезинсекции позволяют уничтожать насекомых в труднодоступных местах - вентиляционных шахтах, нишах, пустотах быстро и качественно. Используется сочетание аэрозольных, порошковых и жидких препаратов импортного производства. Эти препараты безвредны для человека, не оставляют запаха и следов после использования, резистентность не проявляется вообще или выражена слабо.

Все препараты, используемые в работе, должны быть сертифицированы в РК и соответствовать современным требованиям к безопасности для здоровья человека. Многие из них разрешены к применению в учебных учреждениях, детских оздоровительных лагерях, пищеблоках и других объектах с повышенными требованиями к нормам токсичности.

Традиционно комплекс мероприятий по истреблению насекомых предполагает предварительное энтомологическое обследование помещения с целью определения примерного количества паразитов и степени их активности. С начала своего существования человечество пытается найти эффективное средство от надоедливых насекомых. Казахстанский Центр Дезинфекции впервые в Казахстане предлагает современное решение проблемы – электрический прибор для уничтожения летающих насекомых, так как с ними бороться сложнее, чем с ползающими.

Предлагаемые Казахстанским Центром Дезинфекции ловушки уникальны, они вобрали в себя обширную информацию - знания ученых-энтомологов и технические знания инженера. Принцип действия прибора заключается в следующем: источник ультрафиолетового света приманивает к себе насекомых, подлетая к прибору, насекомые попадают на металлическую решетку, находящуюся под напряжением, и погибают, падая в специальный поддон. Для успеха мероприятия по уничтожению насекомых требуется систематичность. Регулярная обработка помещений – гарантия полного уничтожения вредителей

Дезинсекция подразумевает использование особых мер для истребления насекомых и базируется на применении различных способов.

Как и в случае с дератизацией, перед дезинсекцией требуется осмотр пораженного объекта. Работники исследуют помещения, определяя очаги размножения и приблизительное количество насекомых. Метод борьбы с нежелательными насекомыми выбирается исходя из анализа специфики объекта обработки. Если требуется, возможно, применение совокупности разных способов уничтожения нежелательных насекомых.

В стране ощущается острый дефицит дезинфицирующих, дезинсекционных и дератизационных средств. Деятельность ветеринарной и эпидемиологической служб по-прежнему не столь эффективна. Между тем импортные препараты требуют дополнительной проверки, а у нас нет ни одного специализированного учреждения, которое искоренило бы бесконтрольный ввоз.

В целом биологическая промышленность в республике нуждается в реанимации. Для этого отраслевым предприятиям нужны новые научные данные, опыт работы передовых производителей, определенные капиталовложения.

Сотрудничество с зарубежными коллегами и партнерами является одним из ключевых факторов.

После проведения дезинсекции должна оцениваться ее эффективность в соответствии с Правилами.

4. Показателем эффективности дезинсекции служат количество освобожденных от насекомых объектов и их общая физическая площадь, выраженная в процентах ко всей физической договорной площади. Для оценки эффективности мероприятий по уничтожению синантропных мух должны использоваться стандартные липкие листы из расчета два листа, смазанные с одной стороны липкой массой, на двадцати квадратных метра помещений.

Удовлетворительными показателями являются: в городской местности до одной особи в сутки на один липкий лист в помещении; в сельской местности от трех до пяти особей в сутки; наличие в отбросах до пяти личинок на одну пробу и отсутствие куколок в отбросах и почве, а также отсутствие зимнего выплода мух.

Оценку эффективности мероприятий по борьбе с комарами в подвальных помещениях против личиночной стадии должны проводить через 3-5 суток после обработки, по численности окрыленных комаров через 5-7 дней. Удовлетворительным показателем эффективности дезинсекционных мероприятий является отсутствие живых личинок в пробах воды и наличие, в среднем, не более одной особи окрыленных комаров на один квадратный метр поверхности стен помещения.

Контрольные вопросы

Дата добавления: 2015-10-28