Биоцидная композиция на основе четвертичных аммониевых соединений и способ ее получения

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии, пищевой промышленности, коммунально-бытовой сфере и касается биоцидных средств для дезинфекции и стерилизации объектов. Биоцидная композиция содержит смесь трех четвертичных аммониевых соединений при их суммарном содержании 19-21%, в виде смеси 50% водного раствора дидецилдиметиламмоний хлорида, содержащего 20% 2-пропанола, 50% водного раствора кокобензилдиметиламмоний хлорида, содержащего 2% этиленгликоля, 30% водного раствора N,N-бис(3-аминопропил)-додециламина, а в качестве растворителя воду и этанол и/или изопропанол. Также раскрыт пособ получения биоцидной композиции. Композиция является более эффективной и может использоваться для дезинфекции и стерилизации самых различных объектов техники. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 табл.

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии, пищевой промышленности, коммунально-бытовой сфере и касается биоцидных средств для дезинфекции и стерилизации объектов.

Санитарно-гигиенические условия жизни и работы большого количества людей в условиях нарастающего загрязнения окружающей среды, микробиологическая безопасность (в лечебных учреждениях, фармацевтических и пищевых производств) могут быть значительно улучшены путем использования эффективных биоцидных средств для дезинфекции и стерилизации.

В настоящее время более 70% дезинфицирующих средств, зарегистрированных в России и применяемых в отечественной медицинской практике, представляют собой средства на основе четвертичных аммониевых соединений (ЧАС). Широкое распространение таких препаратов связано с их низкой токсичностью. Для усиления бактерицидного действия составов на основе ЧАС в них дополнительно вводят другие действующие вещества.

При этом при создании новых биоцидных средств актуальными являются не только повышение их антимикробной активности, но и увеличение длительности их антимикробного действия после обработки поверхностей, снижение токсичности, аллергенности и экологическая безопасность.

Известно дезинфицирующее средство, проявляющее биоцидный эффект, которое содержит соединение полигуанидина и четвертичное аммониевое соединение (ЧАС) при массовом соотношении 1:1÷4:1, N,N-бис(3-аминопропил)додециламин и воду при следующем соотношении компонентов в мас.%: соединение полигуанидина 1,5-2,0; четвертичное аммониевое соединение 0,1-1,5; N,N-бис(3-аминопропил)додециламин 0,2-1,0; вода - остальное (патент РФ 2317950, опубл. 17.07.2006). Данное средство имеет достаточно узкую область применения - для очистки природных и сточных вод.

Еще одним из примеров известных биоцидных средств для дезинфекции может служить средство, содержащее дезинфицирующий агент, включающий алкилдиметилбензиламмоний хлорид с полигексаметиленгуанидингидрохлоридом и/или с полигексаметиленгуанидинфосфатом, неионное поверхностно-активное вещество, воду и высокомолекулярный полиоксиэтилен с молекулярной массой 1×106-1×109 и/или высокомолекулярный полиакриламид с молекулярной массой 1×106-20×10 6 (патент РФ 2315626, опубл. 01.06.2006). Средство имеет низкую токсичность, но более высокую стоимость за счет включения соединения гуанидина.

Известно также дезинфицирующее средство, включающее в качестве действующего вещества четвертичное аммониевое соединение и/или производное полигексаметиленгуанидина, и/или N,N-бис(3-аминопропил) додециламин, неионогенное ПАВ, и соли этилендиаминтетрауксусной или оксиэтилидендифосфоновой кислот, а также краситель, отдушку и воду, при определенном соотношении компонентов, мас.%. (патент РФ 2297248, опубл. 27.10.2005). Средство не достаточно эффективно использоваться для стерилизации медицинского оборудования.

Известно дезинфицирующее средство, которое содержит алкилдиметилбензиламмоний хлорид, N,N-бис(3-аминопропил) додециламин, неионогенное поверхностно-активное вещество, трилон Б, изопропиловый спирт, поливинилпирролидон и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкилдиметилбензиламмоний хлорид 2,0-15,0; N,N-бис(3-аминопропил) додециламин 5,5-8,0; неионогенное поверхностно-активное вещество 2,0-3,5; изопропиловый спирт 9,0-15,0; поливинилпирролидон 1,0-3,0; трилон Б 0,2-0,5; вода до 100,0. Дезинфицирующее средство дополнительно может содержать щелочной агент в концентрации 0,2-1,40%, в качестве которого используют соли щелочных металлов с органическими и/или неорганическими кислотами, преимущественно угольной, уксусной, фосфорной, бензойной. Решая задачу создания дезинфектанта с низкой токсичностью, данное средство не содержит хлора и альдегидов. Средство имеет высокую активность в отношении туберкулеза и вируса полиомиелита. Дезинфицирующее средство обладает хорошими смачивающими и моющими свойствами и в то же время имеет низкую токсичность (патент РФ 2308292, опубл. 22.03.2005). Данное решение может быть указано в качестве наиболее близкого аналога - прототипа.

Задачей настоящего изобретения является разработка нового эффективного биоцидного средства.

Задача решается предлагаемой биоцидной композицией на основе четвертичных аммониевых соединений и способом ее получения.

Новая биоцидная композиция является универсальным высокоэффективным и экономичным дезинфицирующим средством.

Композиция содержит в качестве действующего вещества смесь трех четвертичных аммониевых соединений при их суммарном содержании 19-21%, в виде смеси 50% водного раствора дидецилдиметиламмоний хлорида, содержащего 20% 2-пропанола, 50% водного раствора кокобензилдиметиламмоний хлорида, содержащего 2% этиленгликоля, 30% водного раствора N,N-бис(3-аминопропил)-додециламина, в качестве растворителя - воду и этанол и/или изопропанол при следующем содержании компонентов, мас.%:

при pH композиции 5,5-6.

Состав биоцидной композиции представляет собой концентрат для получения дезинфицирующих и стерилизующих средств. Он включает 21% действующего начала и подобран таким образом, что при заданном соотношении трех четвертичных аммониевых соединений обеспечивает высокую эффективность как при определенных разведениях, так и в неразбавленном виде, в зависимости от целей изобретения.

Дидецилдиметиламмоний хлорид, 50% водный раствор, содержащий 20% 2-пропанола - бактерицид, фунгицид, альгицид.

Кокобензилдиметиламмоний хлорид, 50% водный раствор, содержащий 2% этиленгликоля - биоцид, бактерицид, фунгицид, альгицид.

N,N-бис(3-аминопропил)-додециламина, 30% водный раствор -

бактерицид, вирулицид, фунгицид, туберкулоцид.

В соответствии с целями применения композиция может дополнительно содержать технологические или функциональные добавки, такие как эмульгаторы, стабилизаторы, пенообразователи, отдушки, красители, модификаторы реологии, антиоксиданты, пероксидные соединения и т.п.

Еще одним объектом изобретения является способ получения биоцидной композиции. Предлагаемый способ включает следующие стадии: растворяют дидецилдиметиламмоний хлорида в 2-пропаноле и добавляют воду до получения 50%-ного раствора, растворяют кокобензилдиметиламмоний хлорида в воде, добавляют этиленгликоль и воду до получения 50%-ного раствора, растворяют N,N-бис(3-аминопропил)-додециламина в воде до получения 30% раствора, смешивают полученные растворы в заданных соотношениях, затем к полученной смеси добавляют этанол и/или изопропанол и одновременно воду при интенсивном перемешивании с использованием высокоскоростной пропеллерной мешалки со скоростью от 500 до 1000 об/мин в течение 3-5 минут, при необходимости доводят водой общую массу композиции до 100% и корректируют pH до 5,5-6.

В случае необходимости введения технологических или функциональных добавок их вводят в смесь растворов четвертичных аммониевых соединений, растворяя в соответствующей водной или органической фазах в зависимости от их растворимости.

Для корректировки pH могут быть использованы любые известные средства - гидроксиды натрия или калия, амины, кислота хлористофодородная, фосфорная, буфер фосфатный, цитратный и т.п.

Способ может включать дополнительную стадию обработки в течение, например, 3-5 минут ультразвуком, предпочтительно с частотой 15-17 кГц.

Использование интенсивного перемешивания при одновременном введении потоков спирта и воды позволяет получить высокостабильную систему, уменьшить содержание вредных примесей, образующихся в процессе выделения тепла, происходящего при смешении воды и спирта. Поскольку при смешении этилового спирта с водой наблюдается уменьшение объема смеси - адиабатическое сжатие (контракция), величина которой зависит от крепости спирта, может возникнуть необходимость добавления воды для получения 100 мас.% конечного состава.

Полученная биоцидная композиция является малотоксичной и экологически безопасной, не содержит хлор и альдегиды.

Имеет широкий спектр антимикробной активности в отношении:

- грамположительных и грамотрицательных бактерий (включая возбудителей внутрибольничных инфекций, туберкулеза);

- вирусов (в отношении возбудителей острых респираторных вирусных инфекций, парентеральных гепатитов, полиомиелита, ВИЧ-инфекции);

- патогенных грибов (включая плесневые грибы, возбудителей кандидоза, трихофитии - Trichophyton gypseum и дерматофитий).

Композиция обладает моющими, дезодорирующими, антикоррозионными свойствами, не портит любые обрабатываемые объекты и не обесцвечивает ткани.

Преимущество композиции- не обладает фиксирующим действием. Кроме того, она характеризуется пролонгированным остаточным антимикробным действием.

Новый состав не обладает сенсибилизирующими и кумулятивными свойствами; отсутствуют отдаленные проявления (мутагенные, эмбриотоксические, тератогенные, канцерогенные). Его можно применять в присутствии людей.

В частности, возможны следующие области применения заявляемой композиции:

для профилактической, текущей и заключительной дезинфекции поверхностей в помещениях, включая мягкие (напольные покрытия, обивочные ткани, мягкую мебель), приборов, оборудования, включая кувезы для недоношенных детей;

для дезинфекции изделий медицинского назначения (в т.ч. хирургических и стоматологических инструментов, включая ротационные и замковые, слюноотсосы, зубопротезных заготовок из металла, керамики, пластмассы, артикуляторы);

для дезинфекции предметов ухода за больными из различных материалов, игрушек;

белья (нательного, постельного, спецодежды персонала и др.); обуви из различных материалов;

для дезинфекции столовой посуды, аптечной и лабораторной посуды;

для дезинфекции санитарно-технического оборудования; уборочного материала, резиновых ковриков;

для дезинфекции медицинских отходов, в том числе изделий одноразового применения перед их утилизацией;

для обеззараживания крови перед ее утилизацией;

для предстерилизационной очистки изделий медицинского назначения, включая хирургические и стоматологические инструменты, совмещенной и несовмещенной с дезинфекцией, ручным и механизированным (с использованием УЗО) способами;

для предварительной и стерилизационной (окончательной) очистки жестких и гибких эндоскопов и инструментов к ним ручным и механизированным способами;

для проведения генеральных уборок в лечебно-профилактических, пенитенциарных и детских учреждениях;

для дезинфекции на предприятиях общественного питания и торговли:

столовые, кафе, бары, рестораны, потребительские рынки, супермаркеты и т.д.;

для дезинфекции коммунально-бытовых объектов (гостиницы, общежития, санпропускники, бани, сауны, прачечные, парикмахерские, общественные туалеты, бассейны, спортивные и культурно-оздоровительные комплексы, кинотеатры, офисы и пр.):

для дезинфекции поверхностей из любых материалов в помещениях (пол, стены, жесткая мебель), включая мягкие (ковровые и прочие напольные покрытия, обивочные ткани, мягкую мебель);

для дезинфекции инструментов (косметических и парикмахерских), предметов ухода и средств личной гигиены, специальных емкостей и лотков и т.д.;

для обеззараживания остаточных количеств фекально-мочевой смеси в накопительных баках автономных туалетов;

для дезинфекции и дезодорирования мусороуборочного оборудования, мусоровозов и мусоросборников;

для обработки помещений для содержания животных, а также различных поверхностей и оборудования разнопрофильных животноводческих комплексов, птицефабрик и т.д.

Технический результат: расширение спектра применения, в том числе в случаях устойчивых штаммов микроорганизмов.

Изобретение может быть проиллюстрировано, но не ограничивается следующими примерами осуществления изобретения.

Пример 1

Состав биоцидной композиции с суммарным содержанием действующего начала 19%:

Раздельно готовят растворы четвертичных аммониевых соединений: растворяют 50 г дидецилдиметиламмоний хлорида в 20 г 2-пропанола и добавляют воду до получения раствора с общей массой 100 г, растворяют 50 г кокобензилдиметиламмоний хлорида в воде, добавляют 2 г этиленгликоля и добавляют воду до получения раствора с общей массой 100 г, растворяют 30 г N,N-бис(3-аминопропил)-додециламина в примерно равном количестве воды и доводят массу раствора водой до получения раствора с общей массой 100 г. Смешивают полученные растворы в заданных соотношениях. Добавляют отдушку в количестве 0,5 г. Затем к полученной смеси добавляют 22 г этанола и одновременно 33,5 г воды при интенсивном перемешивании с использованием высокоскоростной пропеллерной мешалки со скоростью 1000 об/мин в течение 2 минут, затем доводят водой общую массу композиции до 100% и корректируют pH до 5,5-6 цитратным буфером.

Пример 2

Состав биоцидной композиции с суммарным содержанием действующего начала 21%:

Пример 3

Состав биоцидной композиции с суммарным содержанием действующего начала 21%:

Пример 4

Исследование дезинфицирующих свойств композиции

Лабораторно-экспериментальное исследование проведено на 4 референс-штаммах тест-микрорганизмов, регламентированных «Методами испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности», утв. МЗ РФ, 1998 г. - Staphylococcus aureus 906, Escherichia coli 1257, Pseudomonas aeruginosa (внутрибольничный штамм - 1544); C.albicans 15, Mycobacterium B5.

Образец биоцидной композиции по примеру 1 последовательно разводили до конечной концентрации 0,025%-2,5% (по действующему веществу). В качестве растворителя использована питьевая вода. Время экспозиционной выдержки составляло от 15 минут до 120 минут. Двукратную обработку тест-объектов проводили с интервалом 15 мин.

При проведении экспериментов для нейтрализации действующего вещества использовали универсальный нейтрализатор: твин-80 - 3%, сапонин - 3%, гистидин - 0,1%, цистеин - 0,1%.

Критерий эффективности средства - 100%.

В соответствии с данными изучения эффективности композиции при обеззараживании посуды, белья и предметов ухода за больными, контаминированных бактериями, состав композиции эффективен в концентрациях 0,025-0,1%.

Так, 0,025% раствор композиции обеспечивает обеззараживание посуды без остатков пищи, контаминированной S.aureus, E.coli и Ps. aeruginosa через 30 минут, а 0,05% - через 15 минут.

Предметы ухода за больными из резин, пластмасс, стекла, металлов, контаминированные S. aureus и E.coli, Ps. aeruginosa обеззараживались раствором концентрации 0,05% через 60 минут. Увеличение концентрации раствора до 0,1% позволяло эффективно производить деконтаминацию тест-объектов за 30 минут. Игрушки из различных материалов (пластмассовые, металлические, резиновые) обеззараживались при обработке 0,1% растворами через 60 минут.

Дезинфицирующая активность 0,05%, 0,1%, 0,25% растворов представлена в таблицах 1-3.

Изучение активности водных растворов биоцидной композиции по примеру 2 в отношении Mycobacterium В5 показало (таблица 4), что оно эффективно в концентрациях 0,5-0,75-1,0%.

Как следует из представленных данных, активная концентрация составляет при экспозиции 60 минут от 0,25 до 0.75, в то время как согласно патенту РФ 2308292 - 1%.

Пример 5

Изучение биоцидной активности к устойчивым штаммам

Определенные штаммы тест-микроорганизмов характеризуются также по уровню устойчивости к эталонным дезинфицирующим агентам. В связи со все большим внедрением в практику медицинской дезинфекции средств на основе ПАВ, в частности ЧАС (четвертичных аммониевых соединений), проблема возможного формирования к ним устойчивости бактерий становится все более актуальной. Для решения этой проблемы необходим мониторинг устойчивости госпитальных и других штаммов бактерий к дезинфектантам, разработка стандартной методики определения устойчивости бактерий к дезинфицирующим средствам.

Исследования в данной области, проводимые НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора, кафедрой дезинфектологии ММА им. И.М.Сеченова, показали, что касательно четвертичных аммониевых соединений и третичных аминов, наиболее устойчивым микроорганизмом является T.gypseum, за ним следуют Mycobacterium B5 и Candida albicans. Полиовирус по рангу устойчивости находится на одном уровне с последними или следует за ними.

Плесневые и дрожжевые грибы могут выступать в качестве возбудителей внутрибольничных инфекций (ВБИ), вызывая тяжелые пневмонии, генерализованные процессы и поражения кожи. Новорожденные часто заражаются дрожжеподобными грибами рода Candida, у некоторых формируется носительство грибов на многие годы. Внешняя среда является весьма важным фактором в эпидемиологии грибковых заболеваний. Поэтому установление высокой эффективности предложенной новой композиции в отношении наиболее устойчивого штамма T.gypseum, дают несомненное преимущество созданному биоцидному средству.

Данные по фунгицидной активности композиции по примеру 3 при обеззараживании различных объектов представлены в таблице 5.

Указанное в таблице время - время, за которое при указанной концентрации коэффициент эффективности составляет 100%.

Пример 6

Изучение остаточной биоцидной активности растворов

С целью выявления остаточного действия средства в течение длительного времени (долгосрочного) тест-поверхности обрабатывали рабочим раствором композиции в концентрациях, эффективных в отношении используемых тест-микроорганизмов: Е. coli и C.albicans и подсушивали. Далее ежедневно (в течение 3 суток) поверхности контаминировали взвесью тест-микроорганизмов (105 КОЕ/см2) и через 60 минут экспозиции брали смыв. Контролем служили поверхности, не обработанные раствором испытуемого средства (см. таблицу 6).

Наличие у водных растворов композиции остаточного антимикробного действия позволяет снизить рабочие концентрации при регулярном применении биоцидной композиции для обработки поверхностей.

Пример 8

Оценка вирулицидного действия в отношении вируса гепатита В

Исследования проведены по методикам, изложенным в «Методах испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности», М., 1998, ч.1, 2, «Методических рекомендациях по определению вирулицидной активности препаратов 111973 от 06.09.73 г.» на соответствие требованиям «Нормативных показателей безопасности и эффективности дезинфекционных средств, подлежащие контролю при проведении обязательной сертификации» 01-12/75-97.

Все исследования проведены в 3-х повторных экспериментах и подвергнуты статистической обработке.

Критерий оценки эффективности - не менее 100%.

При испытании композиции использовали тесты непрямого определения инактивации вируса.

В качестве субстрата применяли охарактеризованную сливную сыворотку с высокой протеиновой нагрузкой (52% по альбумину за счет добавления к сыворотке альбумина человеческого сухого) и высоким содержанием вирусных частиц. При подготовке субстрата были получены следующие параметры:

1. HBsAg - положительная реакция, концентрация 180 нг/мл.

2. HBsAg - положительная реакция.

3. Концентрация частиц вируса гепатита В - 2,5·106 Geq/ml.

Определение исходных параметров субстрата для испытания биоцидной композиции проводили с использованием диагностических наборов фирмы «Хоффман - ля Рош» (Швейцария) на автоматических анализаторах «CobasCore II» для ИФА и «CobasAmplicore» (Швейцария) для ПЦР-анализа. Для испытания использовали субстрат в разведении 1:10 (5,2% по альбумину, что соответствует протеиновой нагрузке нормальной сыворотки человеческой крови) на физиологическом растворе. Для модельного опыта по тестированию обеззараживания 50 мкл субстрата в тестируемых разведениях наносили на соответствующий тест-объект и высушивали в течение 60 мин при комнатной температуре. Биоцидную композицию применяли в разведении от 0,25% до 1% способами протирания, орошения, погружения и замачивания; время экспозиции - 30 мин, 60 мин и 90 мин, температура +25°С. После проведения обработки поверхности высушивали и экстрагировали субстрат 1 мл физраствора в течение 120 мин. Полученный экстракт анализировали на присутствие вируса гепатита В вышеуказанными методами.

Результаты исследования оценки вирулицидной активности представлены в таблице 7.

Поскольку в таблице приведены данные для 100% эффективности средства в отношении тест-вируса, то представленные данные можно рассматривать как рекомендуемые режимы применения при обеззараживании различных объектов при инфекциях вирусной этиологии.

Полученные результаты свидетельствуют о наличии вирулицидной активности заявленной композиции в отношении вируса гепатита В в концентрациях от 0,25% до 1,0% при различных экспозициях в зависимости от тестируемых объектов.

Все растворы дезинфицирующих средств, полученных в примерах 1, 2 и 3, при воздействии в рекомендованных режимах не оказывают разрушающего действия на медицинские эндоскопы отечественного и зарубежного производства, их элементы и инструменты к ним и не вызывают изменения их функциональных и физико-механических свойств.

Новая биоцидная композиция имеет высокую стабильность при хранении. Срок годности средства не менее 5 лет.

Можно использовать многократно один и тот же раствор в течение суток.

Формула изобретения

1. Биоцидная композиция, содержащая в качестве действующего вещества смесь четвертичных аммониевых соединений и растворитель, отличающаяся тем, что содержит смесь трех четвертичных аммониевых соединений при их суммарном содержании 19-21%, в виде смеси 50%-ного водного раствора дидецилдиметиламмоний хлорида, содержащего 20% 2-пропанола, 50% водного раствора кокобензилдиметиламмоний хлорида, содержащего 2% этиленгликоля, 30% водного раствора N,N-бис(3-аминопропил)-додециламина, а в качестве растворителя - воду и этанол и/или изопропанол при следующем содержании компонентов в мас.%:

2. Способ получения биоцидной композиции по п.1, отличающийся тем, что растворяют дидецилдиметиламмоний хлорида в 2-пропаноле и добавляют воду до получения 50%-ного раствора, растворяют кокобензилдиметиламмоний хлорида в воде, добавляют этиленгликоль и воду до получения 50%-ного раствора, растворяют N,N-бис(3-аминопропил)-додециламина в воде до получения 30%-ного раствора, смешивают полученные растворы в заданных соотношениях, затем к полученной смеси добавляют этанол и/или изопропанол и одновременно воду при интенсивном перемешивании с использованием высокоскоростной пропеллерной мешалки со скоростью от 500 до 1000 об/мин в течение 3-5 мин, при необходимости доводят водой общую массу композиции до 100% и корректируют рН до 5,5-6.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что композицию дополнительно обрабатывают 3-5 мин ультразвуком с частотой 15-17 кГц.

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.12.2011

Дата публикации: 20.10.2012

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.01.2013

Дата внесения записи в Государственный реестр: 10.01.2013

Дата публикации: 10.01.2013