СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
База Данных Технологий ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ ДЕЗИНФЕКЦИЯ – ВЫБОР ДЕЗИНФЕКТАНТА

ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ ДЕЗИНФЕКЦИЯ – ВЫБОР ДЕЗИНФЕКТАНТА.

© Семёнов С.Н.

Контакт с автором: margys@softel.ru

 

Аннотация.

 В настоящее время возникла проблема борьбы с больничными инфекциями – стафилококковое загрязнение помещений. Так же всё чаще и чаще и чаще возникает необходимость дезинфекции помещений и оборудования в экстремальных условиях, можно сказать – в “полевых” условиях. Не всегда есть возможность, да и время на определение вида микроорганизма и подбор оптимального способа дезинфекции. Поэтому, в ряде случаев приходится использовать огонь или захоранивать загрязнённые микроорганизмами изделия и оборудование. Это не всегда приемлемый вариант. Для решения подобного рода проблем предлагается использовать дифторид ксенона (XeF2). Это твёрдое соединение, способное самопроизвольно сублимироваться на воздухе, т.е. переходить из твёрдого в газообразное состояние. Таким образом образуется газ, способный проникать а различные участки помещения и/или оборудования – происходит процесс газовой стерилизации.

 ________________________________________________________________

Дезинфекция достаточно обычная и стандартная процедура, позволяющая, точнее, обязанная обеспечивать безопасность от инфекционного заражения людей и/или животных, постоянно или временно присутствующих в некотором месте. Чаще всего это обычное медицинское (ветеринарное) учреждение, призванное лечить, а не делать больными тех, кто туда пришёл. Так должно быть, но так получается не всегда. Мы пытаемся уничтожить заразу, а она не уничтожается. Более того, реально, мы проводим её селекцию по нежелательным для нас признакам – проверяем на устойчивость к различным внешним воздействиям (отрицательная селекция). В результате, получаем все более и более устойчивые формы микроорганизмов. В итоге возникла проблема больничных инфекций – инфекций, которые можно получить в самих лечебных учреждениях из-за того, что в них “выведены” устойчивые к дезинфекции формы микроорганизмов. Особенно это касается различных стафилококков, ставших бичом многих лечебных учреждений.

Традиционны используется несколько способов дезинфекции: с помощью физических, химических воздействий или их комбинаций.

К физическим способам относятся обработка высокой температурой и/или ультрафиолетом. Понятны недостатки этих способов. Температура (в разных вариантах, включая и обработку перегретым паром более 100оС под давлением) пригодна для дезинфекции ограниченного круга предметов и материалов. Очевидна малая пригодность высокой температуры для дезинфекции помещений и оборудования.

Ультрафиолет, особенно жёсткий, может легко обеспечивать дезинфекцию поверхностей и воздуха в помещениях, но только в пределах прямой видимости. Не возможно дезинфицировать поверхности, находящиеся в ультрафиолетовой тени, особенно это относится к трещинам, пористым материалам, изделиям со сложной поверхностью и т.д.

Химические способы включают в себя обработку поверхностей помещений, различных предметов и оборудования с помощью химических соединений. Чаще всего используются либо поверхностно-активные соединения и/или окислители, типа перекиси водорода. При этом дезинфицирующее средство тем или иным способом наносится на поверхности, например, в виде аэрозолей. Использование аэрозолей позволяет обрабатывать труднодоступные поверхности. При этом происходит и обработка воздуха в помещениях.

Однако и эти методы имеют свои ограничения. Работать с перекисью достаточно сложно из-за её нестабильности, кроме того, радикалы О2- (или молекулы О3, что практически то же самое) нестабильны и их концентрация быстро падает. Это справедливо и для других радикалов, что однозначно означает падение активности используемых дезинфектантов со временем.

Кроме того, как это следует из предложенной “Молекулярно-механической Модели строения и функционирования биологических мембран”, далее – Модели, (1, 2), для эффективного неспецифического уничтожения любых живых клеток, необходимо, что бы применяемые соединения нарушали структуру углеводородной, неполярной области клеточных мембран. Для того чтобы нарушить структуры углеводородной части мембраны нужно, прежде всего, проникнуть в неё. Иными словами, нужно преодолеть поверхностное давление биомембраны.

Предложенная в указанных выше работах методика определения поверхностного давления биологических мембран позволила определить их величины для ряда микроорганизмов. Было получено, что поверхностное давление мембран Staphylococcus aureus и Sareina letea составляла 55,0 ± 5,0 dynes/cm; для Bac. Subtilis – 20 – 25 dynes/cm и 20 dynes/cm для E. coli [1, 2, часть I]. Способность соединений преодолевать мембранный барьер, как следует из результатов Модели, экспоненциально (exp) падает с увеличением поверхностного давления биологической мембраны. Поэтому, приведённые данные однозначно говорят, что стафилококки являются одними из самых устойчивых к действию дезинфектантов микроорганизмов, поэтому, естественно, и возникает проблема стафилококковой инфекции в лечебных учреждениях и т.д. Простая оценка, с учётов экспериментальной ошибки в измерении поверхностного давления мембран микроорганизмов, показывает, что для достижения аналогичного эффекта для стафилококков (гибели клеток), требует, грубо, от 20 – 50 кратного увеличения концентрации действующего агента, или, соответственно, такого же увеличения времени действия агента на клетку по сравнению с “обычными” микроорганизмами, типа E. coli. Часто, это просто не выполнимые условия – концентрированная перекись водорода просто очень нестабильна при высоких концентрациях, поверхностно-активные соединения образуют в высоких концентрациях мицеллы [3], т.е. при достижении ККМ (критической константы мицеллообразования), что в принципе не позволяет достигнуть в растворе необходимой концентрации (активности) обычных дезинфектантов и т.д.

Проблема требует кардинально новых подходов для своего решения. Анализ результатов и выводов, касающихся стабильности клеточных мембран и, следовательно, самой жизни клеток, вытекающих из предложенной Модели, позволил найти такое решение. Это использование в качестве дезинфектанта XeF2, твёрдого кристаллического соединения, способного при комнатной температуре самопроизвольно сублимироваться, т.е. переходит в газовую фазу. Молекулы данного соединения стабильны в твёрдой и газовых фазах при отсутствии воды, наличие которой вызывает разложение соединения с образованием очень сильного окислителя F-. В сухом воздухе и на сухих поверхностях оборудования вода всегда присутствует в области полярных головок липидов биомембран. (Кроме того, бактериальные клетка, как и пыль, являются центрами конденсации газообразной воды – пара.) Именно в этой области, на поверхности микроорганизмов, и происходит разложение дифторида ксенона, т.е. создается локальная концентрация сильного окислителя F- именно там, где это нужно, там, где он и должен действовать, окисляя компоненты биомембраны и вызывая гибель клеток. Пока не обнаружено устойчивых микроорганизмов, выживших после обработки XeF2.

Надо отметить, что наличие пыли в атмосфере, как альтернативных центров концентрации нежелательно, т.к. снижает эффективность действия предложенного агента. Но наличие пыли также нежелательно в воздухе в хирургических боксах, процедурных кабинетах, фармацевтических цехах, особенно при ампульном производстве и т.д. Иными словами, в этих случаях можно пренебрегать незначительным снижением эффективности дезинфектанта.

К достоинствам соединения можно отнести ещё и малый расход соединения. На практике, требовалось менее 1 г соединения для реальной дезинфекции цеха по разливу лекарств в ампулы. Обработка проводилась после осуществления в цеху ремонтных работ, связанных с присутствием в помещении достаточно большого числа людей и вносимого с помещение постороннего оборудования и инструментов. В этой ситуации стандартная процедура дезинфекции не давала нужного результата. (В иных случаях проводилась стандартная дезинфекция, рекомендованная правилами GMP.) Объёмом цеха был около 100 м3. В цеху при этом оставалось всё необходимое производственное оборудование. Естественно, что газообразный XeF2 может проникать в различные труднодоступные места. Для этого желательно наличие в помещении фена, что ускоряло процесс дезинфекции. Обработка проводилась в ночное время, когда цех не работал. Не было необходимости контролировать процесс дезинфекции. Вся процедура подготовки цеха к производству заключалась в его проветривании. Контроль полноты дезинфекции осуществлялся на начальном этапе, при привязке методики к конкретному объекту и не более. (Методика контроли приведена ниже.) В дальнейшем дезинфекцию производил неквалифицированный персонал. У него вся подготовка и запуск процесса занимал не более 20 минут. Авторы методики делали всё это, не торопясь за 5 – 10 мин. Перед началом утренней производственной смены помещение, не открывая, проветривали в течение 15 – 20 мин. После этого персонал приступал к работе без каких либо ограничений.

Начальный контроль осуществлялся помещение пластинок, изготовленных из материалов, применяемых в данном помещении, контаминированных Staphylococcus aureus, а также не идентифицированными микроорганизмами, на которых не действовала рекомендованные GMP методики, поставленные вместе со всем оборудованием на фармацевтическую фабрику, построенную так же по проекту GMP. Дело происходило в реальных условиях Африки. Пластинки располагались в местах, указанных службой микробиологического контроля фабрики и технологом ампульного производство. Контаминировались пластинки суспензиями с концентрацией 103 клеток/мл. Концентрация определялась по стандартному тесту мутности суспензии микроорганизмов. Образцы высушивались, затем помещались в места, определённые указанными выше специалистами фабрики. После обработки помещения, образцы исследовались на стерильность стандартными микробиологическими тестами – выращиванием смывов с пластинок на питательных средах.

Таким же способом дезинфицировались внутренние трубопроводы оборудования. Было обнаружено, что если замкнуть вход и выход трубопровода с помощью синтетических шлангов, на которых поставлен перистальтический насос, для создания слабого движения воздуха в системе, то время стерилизизации ускоряется раза в два. Стерильность проверялась микробиологически, с использованием смывов с трубопроводов.

Нужно отметит, что газообразный дифторид ксенона имеет очень специфический запах, ощущаемый при ничтожных концентрациях соединения. После установки открытого на воздух препарата в помещении, там спустя несколько минут (3-5) находится без противогаза сложно.

Аналогично можно стерилизовать и различное оборудование, предварительно накрыв его полиэтиленовой, или иной плёнкой. Это реально доступно в “полевых” условиях. Как бы это и не звучало не научно, достаточно несколько раз похлопывать по плёнке с интервалов в полчаса, что дифторид ксенона заполнил весь объём, все полости и стерилизация оборудования посла успешно.

Эти работы были проведены совместно с д.х.н. А.А. Алейниковым их Института Химфизики в Черноголовке.

Дополнение: Дезинфектант выбирался для обработки оборудования и помещений, в которых требуется полная стерильность. Причём стерильность требуется быстро и надёжно (это при наличии, в том числе, особо опасных инфекций). Такое требование возникало у фармакологических компаний, контрольные проверки иногда показывали наличие контаминации в помещениях или на поверхностях производственного оборудования, или в воздухе. При этом не интересовало, было не принципиально, что конкретно было причиной контаминации. Эта процедура достаточно долгая, занимающая до 2-х недель, а иногда и больше. Но производство из-за этого останавливать нелепо. Главная задача, что бы там не было никаких микроорганизмов. Главное чистота, а чем они были загрязнены – это уже не важно.

В Африке столкнулись тем, что появились микроорганизмы, которые рекомендованными методиками из США не уничтожались. Фабрики были закуплены в США полностью, под ключ, со всеми необходимыми методиками, лицензиями и т.д. Но американские методики в Африке не работали, поэтому там и использовали предложенные нами методики. Возможно, что это было вызвано наличием экзотической микрофлоры, которая не известна в США, и на которую апробированные и утвержденные там методики не действовали.

Также методика пригодна для дезинфекции систем кондиционирования воздуха в отелях. А именно в них развиваются такие микроорганизмы, как возбудители болезни легионеров. Сама болезнь получила своё название после того как делегаты конгресса “Американского Легиона” заболели в отеле, к котором они собрались. Такие случаи периодически повторяются в разных местах планеты и в разных отелях, но обладающих централизованными системами кондиционирования воздуха. Нужно отмети, что вылечивать удаётся не всех. А ещё проблема биотерроризма. Вот это все первоочередные наши клиенты, возможно, что пока они сами об этом ещё не подозревают, но именно для этого мы и работаем.

Вот кратко и всё. Отключить на несколько часов систему кондиционирования в отеле, как мне кажется, не проблема. Проблема будет, если этого не делать, а потом с трупами разбираться! Такие случаи зафиксированы. Их не афишируют, но их достаточно много.

Дифторид ксенона (XeF2) – препарат, промышленно выпускавшийся и в СССР, и в США, фирма “Merk” для примера.

 

Литература.

 

  1. Молекулярно-механическая модель строения и функционирования биологических мембран. ВВЕДЕНИЕ В КВАНТОВУЮ ФОНОННУЮ БИОЛОГИЮ. Семёнов С.Н., Internet: SciTecLibrary.com. (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6013.html)

  2. Introduction to quantum phonon biology – THE molecular mechanical model of structure and functions of biological membranes. Semenov S.N., Internet: SciTecLibrary.com. (http://www.sciteclibrary.ru/eng/catalog/pages/6646.html)

  3. ACTION OF SURFACE-ACTIVE SUBSTANCES ON BIOLOGICAL MEMBRANES. III. COMPARISON OF HEMOLYTIC ACTIVITY OF IONIC AND NONIONIC SURFACTANTS. Zaslavsky B.Yu., Osipov N.N., Rogozhin S.V., “B.B.A.” (1978), 510, 151 – 159.

 

Дата публикации: 29 апреля 2008
Источник: SciTecLibrary.ru

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.