Эффективность современных дезинфицирующих средств против спор возбудителя сибирской язвы
На правах рукописи
ЕЛИЗАРОВ ВАСИЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ СРЕДСТВ ПРОТИВ СПОР ВОЗБУДИТЕЛЯ СИБИРСКОЙ ЯЗВЫ 03.00.07 – микробиология
Автореферат диссертации на соискание учной степени кандидата медицинских наук
Волгоград - 2009 2
Работа выполнена в ФГУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
кандидат медицинских наук, старший научный
Научный консультант:
сотрудник Андрус Валерий Николаевич
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Ефременко Виталий Иванович доктор медицинских наук, доцент Бойко Андрей Виталиевич Филиал ФГУ «48Центральный научно Ведущая организация исследовательский институт Минобороны России – Центр военно-технических проблем биологической защиты»
Защита состоится «15» декабря 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 208.078.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
(410005, г. Саратов, ул. Университетская, 46.)
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб».
Автореферат разослан «14» ноября 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, старший научный сотрудник А.А. Слудский
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. На территории Российской Федерации, а также в странах ближнего и дальнего зарубежья находится значительное количество неблагополучных по сибирской язве регионов (Маринин Л.И. с соавт., 1999, Черкасский Б.Л., 1999). По данным отчтов ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии по Волгоградской области» в 33 районах официально зарегистрировано 1271 сибиреязвенное захоронение при спорадическом заболевании людей (в период с 1973 по 2005 гг.
зарегистрировано 32 случая).
Особое внимание возбудитель сибирской язвы как потенциальный агент биологического оружия привлек к себе после проведения в 2001 г. серии биотеррористических актов в США (Inglesby T. O. et al., 2002).
Споры данного микроорганизма являются наиболее устойчивыми к воздействию различных факторов внешней среды и химических средств, что диктует необходимость проведения дезинфекционных мероприятий с использованием высокоэффективных спороцидных композиций (Веткина И.Ф. с соавт., 2005, Russel A.D., 2001, Merianos J.J., 2001, Рекомендации АСПРЭ, 1996). В их состав входят преимущественно агрессивные компоненты (хлор, формальдегид, атомарный кислород и др.). Некоторые из них взрывоопасны, токсичны, химически активны и могут провоцировать внештатные ситуации, что затрудняет проведение дезинфекции помещений, оборудования и инвентаря в присутствии людей и животных (СП 1.3.1285 03).
В последнее время в дезинфекционной практике появился целый ряд новых антимикробных композиций (преимущественно четвертично аммониевых средств с добавками глутарового альдегида, спиртов, надуксусной кислоты и др.), обладающих спороцидной активностью.
Доступность, низкая токсичность, относительная экологическая безопасность и дешевизна делают экономически целесообразным их широкое практическое использование в эпидемических очагах.
Анализ сотен разрешнных к применению в Российской Федерации отечественных и зарубежных дезинфицирующих средств показал, что только 20 препаратов (преимущественно альдегиды, хлор- и кислородсодержащие соединения) могут применяться как дезинфектанты высокого уровня или химические стериллянты (Дезинфицирующие средства: Справочник., 2007) Это частично обусловлено тем, что их оценка в лабораторных условиях крайне затруднена. В действующих нормативных документах (Единые инструктивно-методические указания 02.И.85, 1985, Инструкция N739-68М.
1968) не определены конкретные тест-штаммы возбудителя сибирской язвы, которые могут быть использованы в этих целях. Основными критериями отбора была оценка устойчивости спор исследуемых бацилл к действию текучего пара (1000 С) и стандартных тестовых химических соединений (фенол, хлорамин, водорода перекись медицинская).
Направленный поиск позволил определить тест-штаммы B. anthracis (27, 81/1, 44/1СО), обладающие наиболее высокой устойчивостью к действию перечисленных факторов, и использовать их при изучении спороцидной эффективности дезинфицирующих средств. Другие штаммы B. anthracis, являющиеся дефектными по плазмидному составу (B. anthracis СТИ, Davies, 55 ВНИИВВиМ и изогенные штаммы), наряду с модельными штаммами (B.
subtilis, B. cereus, B. thuringiensis, B. stearothermophilus) отличались более низким уровнем устойчивости к некоторым из перечисленных выше факторов.
Нами впервые проведена оценка влияния на спороцидную активность различных концентраций ряда новых четвертично-аммониевых (ЧАС), кислород- и хлорсодержащих соединений, изменения температуры и белковой нагрузки рабочих растворов, а также представлены режимы обеззараживания ими различных объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы.
Методами электронной микроскопии продемонстрированы происходящие при этом изменения морфологических структур спор возбудителя сибирской язвы, указывающие на проявление спороцидной активности исследованных дезинфицирующих средств.
Цель работы: анализ эффективности дезинфицирующих композиций на основе четвертично-аммониевых, хлорсодержащих и кислородсодержащих соединений при обеззараживании различных объектов (поверхностей в помещениях, санитарно – технического оборудования, белья со следами белковых загрязнений, посуды лабораторной и с остатками пищи, а также изделий медицинского назначения из стекла, резины, пластика и металла), контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы в лечебно профилактических учреждениях и специализированных бактериологических лабораториях.
Задачи исследования:
отобрать для последующих исследований тест-штаммы B. anthracis, наиболее устойчивые к действию тестовых химических соединений (фенол, хлорамин, водорода перекись медицинская) и текучему пару для оценки спороцидной активности новых дезинфицирующих средств в отношении спор возбудителя сибирской язвы;
оценить влияние некоторых факторов (белковой нагрузки, температуры рабочих растворов, концентрации препарата и времени экспозиции) на изменение спороцидной активности композиций на основе четвертично-аммониевых, хлор- и кислородсодержащих дезинфицирующих средств;
показать методами электронной микроскопии морфологические изменения структур спор возбудителя сибирской язвы, возникающие при воздействии исследуемых композиций;
провести сравнительный анализ эффективности обеззараживания современными спороцидными дезинфицирующими средствами объектов (поверхностей в помещениях, санитарно-технического оборудования, белья, посуды и изделий медицинского назначения), контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы, и представить перечень наиболее перспективных из них;
провести оценку стоимости спороцидных рабочих растворов исследованных дезинфицирующих средств для предварительного заключения об экономической целесообразности их применения;
принять участие в разработке разделов инструктивно-методических документов по обеззараживанию исследованными дезинфицирующими средствами различных объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы.
Научная новизна.
1. Выявлена более высокая устойчивость спор вирулентных штаммов В.
anthracis 81/1, 27, 44/1CO к действию ряда тестовых химических соединений (хлорамин, фенол и водорода перекись медицинская) и текучего пара (при 100° С) по сравнению со спорами вакцинных штаммов В. anthracis 55 «ВНИИВВиМ» и СТИ-1, а также изогенных штаммов 81/ и 44/1СО с различным набором собственных плазмид. Бациллы В. subtilis, В. cereus, В. thuringiensis, B. stearothermophilus были менее устойчивыми по некоторым позициям по сравнению со спорами вирулентных штаммов возбудителя сибирской язвы. В связи с этим предложено использование в качестве тест-микроорганизмов в опытах по оценке спороцидной активности дезинфицирующих средств спор B. anthracis 81/1, 27 и 44/1СО.
2. Показана зависимость спороцидной активности исследованных химических дезинфицирующих средств от их концентрации, температуры рабочих растворов, времени воздействия, а также наличия белковых примесей и вида обрабатываемого объекта (поверхности, санитарно-техническое оборудование, белье, посуда, ИМН).
3. Впервые установлена спороцидная активность исследованных композиционных средств из класса четвертично-аммониевых соединений (19 препаратов), кислородсодержащих (6 препаратов) и хлорсодержащих средств (7 препаратов) и представлены оптимальные режимы обеззараживания ими различных объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы.
Рекомендованы:
- для обработки поверхностей и санитарно-технического оборудования:
хлорсодержащие («ДСГК», «Хлорапин», «Люмакс-Хлор», «Люмакс-Хлор Лайт») и кислородсодержащие («Водорода перекись медицинская», «Дезинбак супер») средства;
- для обработки белья: композиции на основе ЧАС («Лайна-Мед», «Лизафин», «Ника-Дез», «Рик-Д», «Дезкон» и др.);
- для обработки ветоши: хлорсодержащие («ДСГК», «Хлорапин»), кислородсодержащие («Водорода перекись медицинская», «Дезинбак супер») и композиции на основе ЧАС («Лайна-Мед», «Лизафин», «Ника Дез», «Рик-Д», «Дезкон» и др.);
- для обработки посуды: кислородсодержащие («Водорода перекись медицинская», «Дезинбак супер»), композиции на основе ЧАС («Лайна Мед», «Лизафин», «Ника-Дез», «Рик-Д», «Дезкон» и др.) и хлорсодержащие средства («ДСГК», «Хлорапин»);
- для обработки изделий медицинского назначения: композиции на основе ЧАС («Лайна-Мед», «Лизафин», «Ника-септ», «Рик-Д», «Дезкон», «Лизоформин 3000» и др.), кислородсодержащие («Водорода перекись медицинская», «Дезинбак супер»), хлорсодержащие средства («ДСГК», «Хлорапин») 4.Проведен сравнительный анализ стоимости спороцидных рабочих растворов исследованных дезинфицирующих средств в зависимости от вида обрабатываемых объектов и способа обеззараживания.
5.На основе изменений тонких морфологических структур спор возбудителя сибирской язвы показана возможность использования методов электронной микроскопии в оценке спороцидной активности дезинфицирующих средств.
Практическая значимость.
1. Определены тест-штаммы B. anthracis (81/1, 44/1CO и 27), которые рекомендованы для использования в лабораторных условиях при оценке спороцидной активности дезинфицирующих средств.
2. Вакцинные штаммы возбудителя сибирской язвы (B. anthracis ВНИИВиМ и СТИ-1) рекомендованы для предварительной оценки устойчивости спор данного микроорганизма.
3. Результаты исследований могут быть использованы при выработке оптимальной тактики проведения дезинфекционных мероприятий в очагах сибиреязвенной инфекции, возникших как в результате эпизоотий, так и при биотеррористических атаках.
4. Разработаны режимы обеззараживания 32 дезинфицирующими средствами различных объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы.
5. Представленные материалы по разделу обеззараживания при сибирской язве вошли в состав документов утвержденных на федеральном уровне:
«Инструкция, №7/3 по применению средства «Хлорапин» (ЗАО «Петроспирт», Россия) в лечебно-профилактических учреждениях для дезинфекции», утв. Генеральным директором ЗАО «Петроспирт» В.В.
Рябовым 06 февраля 2006 г., Москва, 2006;
«Инструкция №1/06 по применению средства «ДЕЗИНБАК-V» для целей дезинфекции и стерилизации изделий медицинского назначения в лечебно-профилактических учреждениях (ЗАО «Торговый дом «Оргхим»», Россия) », утв. Генеральным директором ЗАО «Торговый дом «Оргхим»» Н.В. Ходовым 11 апреля 2006 г., Москва, 2006;
«Инструкция по применению дезинфицирующего средства «Дезкон» ООО «ДЕЗКОН», утв. Генеральным директором ООО «ДЕЗКОН» Н.Ю. Сорокиным 17 августа 2006 г. – Россия, 2006, и др., всего 12 инструкций.
6. Материалы диссертационной работы используются в ФГУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора при проведении занятий на курсах первичной специализации врачей, биологов по диагностике особо опасных инфекций, специфической индикации ООИ, санитарной охране территории и противоэпидемической защите населения.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы доложены на 14 съезде национальной организации дезинфекционистов (6-8 октября 2004 г. Ростов на-Дону) и 6-й межгосударственной научной-практической конференции государств СНГ 13-14 сентября 2005 г., на конференции «Актуальные вопросы теории и практики дезинфектологии», посвященной 75-летию ФГУН «Научно-исследовательский институт дезинфектологии» Роспотребнадзора (22-23 мая 2008 г.);
на ежегодных научных институтских и межлабораторных конференциях ФГУЗ «Волгоградский научно исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора, Волгоград (2001-2007 гг.).
Публикации: Материалы диссертации изложены в 10 печатных работах, в т. ч. 5 из них в изданиях, рекомендованных ВАК);
вошли в состав 3-х завершнных государственных НИР и 16 хоздоговорных НИР, а также использованы при составлении 12 инструктивно-методических документов по применению в качестве дезинфицирующих средств в ЛПУ и при ликвидации в очагах сибиреязвенной инфекции.
Объем и структура диссертации.
Работа изложена на 143 страницах машинописи, иллюстрирована таблицами и 24 рисунками, состоит из введения, обзора литературы и 5 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка использованных источников, включающего 163 работы: 91 отечественных и 72 иностранных авторов.
Положения, выносимые на защиту.
1. В качестве тест-штаммов при оценке эффективности новых спороцидных дезинфицирующих средств предлагается использовать B. anthracis 81/1, и 44/1CO, тогда как вакцинные штаммы B. anthracis СТИ – 1 и ВНИИВВиМ могут быть рекомендованы на предварительных этапах исследования.
2. Повышение спороцидной активности исследованных композиций на основе ЧАС, хлор- и кислородсодержащих соединений происходило при увеличении их концентрации, времени экспозиции, температуры рабочих растворов, а снижение – при наличии белковых примесей.
3. Отработаны и внедрены в практику режимы обеззараживания ряда объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы для дезинфицирующих средств («Септодор», «Септодор-форте», «Бриллиант», «Новодез-Форте», «Лизоформин 3000», «Лизафин», «РИК Д», «Гамма - Д», «Ника-септ», «Велтаб», «Велтогран», «Велтолен», «Диабак», «Бромосепт-50», «Лайна-Мед», «Дезэффект», «Эффект-форте», «Ника-Дез», «Дезкон», «ПФК-1», «ПФК-А», «ПФК-М», «Дезинбак супер», «Дезинбак-V», «Люмакс-Стерил», «Люмакс-Хлор Лайт», «Люмакс-Хлор», «Ди-Хлор», «Хлорапин», «ДСГК», «Жавель-Клейд», «Пресепт»).
4. Представлены сравнительные данные по стоимости спороцидных рабочих растворов исследованных дезинфицирующих средств в зависимости от класса препарата и вида обрабатываемого объекта.
5. Использование электронно-микроскопического метода при изучении изменений морфологической структуры спор возбудителя сибирской язвы позволяет выявлять механизмы и глубину воздействия дезинфицирующих средств, объективно оценивать их спороцидную активность.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования Настоящая работа выполнена в рамках плановых НИР ФГУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора «Эффективность современных дезинфицирующих средств при обеззараживании различных объектов, загрязннных спорами возбудителя сибирской язвы.» (№ гос. регистрации 01.20.0 407959), и «Изучение антимикробной активности и отработка режимов дезинфекции препаратом Лизоформин 3000 при особо опасных инфекциях» (№ гос.
регистрации 01.20.02 06195).
В работе использованы 16 отчтов по хоздоговорным НИР, материалы которых вошли в состав инструкций по применению данных препаратов.
В опытах использованы культуры B. anthracis 81/1, 44/1СО и 27, (как дикие так изогенные варианты), вакцинные штаммы CTИ-1и B. anthracis «ВНИИВВиМ», В. аnthracis Davies “S” Bacillus subtilis RAS, B. cereus АТСС 6464, В. thuringiensis var.galleria 696 TetR, В. thuringiensis var. thuringiensis Pasteur, B. stearothermophilus BKMB-718, полученные в коллекционном центре ФГУЗ «Волгоград НИПЧИ» Роспотребнадзора.
Спороцидную активность исследованных дезинфицирующих средств проверяли согласно "Инструкции по определению бактерицидной активности новых дезинфицирующих средств" № 739-68 (M., 1968) и "Единых инструктивно-методических указаний по изучению и отбору новых средств дезинфекции и стерилизации, безопасных для применения в практике” (М., 1985), адаптировав методику для особо опасных инфекций и используя стабилизированную споровую взвесь бацилл.
Спороцидная активность препаратов изучена методом «батистовых тестов» путем их контаминации споровой суспензией B. anthracis концентрацией 2х109 м.к./мл из расчета 0,5 мл на 1 тест. В дальнейшем тесты помещали в раствор дезинфицирующего средства и делали высевы в интервале от 5 до 60 мин, определяя время гибели на них спор.
Определены режимы обеззараживания исследуемыми дезинфицирующими средствами различных объектов (поверхности, санитарно-техническое оборудование, белье, посуда и изделия медицинского назначения), контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы.
В качестве тест-поверхностей применяли кафель, керамику, линолеум, стекло, окрашенное и неокрашенное дерево, железо, при обеззараживании посуды использовали фаянсовые тарелки, стаканы, ложки;
изделий медицинского назначения – стаканчики из пластика и стекла, резиновые и силиконовые трубки и хирургического инструментария (зажимы, пинцеты, ножницы, стоматологические зеркала, боры, экстракторы).
Для органического загрязнения контаминированных спорами поверхностей, санитарно-технического оборудования, белья, хирургического инструментария и изделий медицинского назначения добавляли 40 % инактивированную лошадиную сыворотку, а для посуды с остатками пищи брали 3 % манную кашу.
На тест-поверхности размерами 100 см2 наносили 0,5 мл суспензии стационарной споровой культуры в концентрации 2х109 м.к./мл. Затем объекты орошали растворами дезинфицирующего средства из расчета мл/м2. Эффективность разрабатываемых режимов обеззараживания проверяли в интервалах 60-120 мин., затем делали смывы увлажненными стерильными марлевыми тампонами с нейтрализатором с последующим высевом в объеме 0,2 мл на плотные питательные среды.
Посуду погружали на 2 мин. в споровую суспензию концентрацией 2х109 м.к./мл, затем переносили в раствор дезинфектанта на время экспозиции, нейтрализовали и делали контрольные смывы.
При изучении режимов обеззараживания белья использовали батистовые тесты, загрязненные исходной споровой суспензией микроорганизмов, которые помещали в различных точках стопки белья (внизу, середине, наверху), белье погружали на время экспозиции в дезинфицирующий раствор, затем в нейтрализатор и делали высевы с тестов.
Окончательный учет результатов роста споровых форм микроорганизмов проводили через 120 час инкубации при 37о С.
Для нейтрализации использовали 1,0 % раствор сульфанола или «универсальный» нейтрализатор, включающий в свой состав твин-80, лецитин, цистеин, тиосульфат натрия. В контроле дезинфицирующее средство заменяли стерильной водопроводной водой.
Биологические пробы ставили на белых мышах путем внутрибрюшинного введения им подвергнутого нейтрализации смыва с исследованных объектов в объеме 0,1 мл. Павших животных вскрывали и делали бактериологический высев. Отрицательные результаты при постановке биопробы являлись показателем спороцидности препарата.
Эффективными считались данные, полученные после обобщения не менее 3-х опытов с обеспечением 100 % гибели спор тест-микроорганизмов.
Использованные для исследования препараты имели сроки хранения от 1 до 5 лет, а их рабочие растворы до 7-14 сут.
По параметрам острой токсичности при введении в желудок исследованные препараты относятся к 3 классу умеренно-опасных веществ, а в насыщающих концентрациях при ингаляции – 4 классу малоопасных соединений.
Все изученные средства имеют в России свидетельства о государственной регистрации и утвержденные на федеральном уровне методические рекомендации или инструкции по их применению для дезинфекции в здравоохранении, пищевой промышленности и в быту.
В здравоохранении они используются для медицинской дезинфекции поверхностей в помещениях, жесткой мебели, санитарно-технического оборудования, белья, посуды, медицинского инструментария при инфекциях бактериальной, вирусной и грибковой природы, многие из них применяются для мытья и предстерилизационной очистки изделий медицинского назначения (включая эндоскопическую технику).
Все полученные данные обрабатывали методом параметрической статистики с применением дисперсионного анализа и критерия Стьюдента – Фишера С., Компьютерную обработку результатов (Гланц 1998.) исследований проводили с использованием программы MS Office Excel XP.
Результаты и обсуждение Для изучения устойчивости бацилл использовали штаммы B. anthracis 81/1, 44/1СО и 27, содержащие плазмиды рХ01+ и рХ02+, выделенные из объектов внешней среды или больных животных и отличающиеся по данному признаку от вакцинных штаммов CTИ - 1 (рХ01+, рХ02–) и B.
anthracis 55 «ВНИИВВиМ» (рХ01+, рХ02–);
В. аnthracis Davies “S” атоксигенного, капсульного штамма (рХО1-, рХО2+);
изогенных штаммов B.
81/1 и 44/1СО (как бесплазмидных, так и R (рХ01+, рХ02–) anthracis вариантов), а так же модельных бацилл Bacillus subtilis RAS, B. cereus АТСС 6464, В. thuringiensis var.galleria 696, В. thuringiensis var. thuringiensis pasteur.
Рис. 1 демонстрирует показатели их устойчивости к растворам тестовых дезинфицирующих средств (водорода перекиси медицинской, хлорамина) и текучему пару при 1000 С Время, мин. 720 750 720 720 800 720 720 720 400 180 180 180 180 180 210 200 55 60 90 60 100 60 55 50 0 60 60 60 60 55 50 водорода перекись медицинская 6 % текучий пар 100 С хлорамин 10 % Рис. 1. Устойчивость спор различных штаммов возбудителя сибирской язвы и модельных бацилл к перекиси водорода, хлорамину и текучему пару Показано, что гибель спор стационарной тест-культуры, полученной путм двукратного прогревания при 600 С с 15 мин интервалом, взвеси возбудителя сибирской язвы (штаммы B. anthracis 81/1, 27, 44/1СО и СТИ 1 в концентрации 2109 спор/мл) наступала после 55 мин воздействия 6,0 % раствора водорода перекиси медицинской. Они обладали 11-12 ч устойчивостью к 10,0 % раствору хлорамина и 3 ч - к текучему пару, тогда как 10,0 % растворы фенола не инактивировали их за 10 ч.
По сравнению с вирулентными штаммами (B. anthracis 81/1, 44/1СО и 27) вакцинные штаммы возбудителя сибирской язвы (B. anthracis СТИ – 1 и 55 «ВНИИВВиМ»), а также модельные штаммы бацилл (B. subtilis, B. cereus, B. thuringiensis) характеризовались более низкой или сравнимой по отдельным показателям устойчивостью к воздействию перечисленных выше факторов.
Это позволяет рекомендовать использование в лабораторных условиях в качестве споровых тестовых микроорганизмов для оценки спороцидной активности новых дезинфицирующих средств штаммы B.
anthracis 81/1, 44/1СО и 27, тогда как предварительные исследования (по соображениям биологической безопасности) могут быть выполнены на вакцинных штаммах B. anthracis СТИ – 1 или 55 «ВНИИВВиМ».
Выяснено, что наличие белковых примесей снижает, а повышение концентрации средств, температуры рабочих растворов и времени экспозиции увеличивает спороцидную активность всех исследованных классов дезинфицирующих средств (хлорсодержащих, кислородсодержащих и композиций на основе ЧАС). При этом наиболее высокая активность средств отмечается при температуре + 55±2 °С.
Для решения основной цели диссертационного исследования взято кислородсодержащих («ПФК-1», «ПФК-А», «ПФК-М», «Дезинбак-супер», «Водорода перекись медицинская»), 9 хлорсодержащих («Пресепт», «Жавель-Клейд», «Ди-Хлор», «ДСГК», «Люмакс-Хлор Лайт», «Люмакс Хлор», российский и китайский «Хлорамин Б») и 16 средств на основе ЧАС:
«Бриллиант», «Лизоформин 3000», «Лизафин», («Новодез-Форте», «Септодор-Форте», «Ника-Септ», «Велтаб», «Велтолен», «Диабак», «Бромосепт-50», «Лайна-Мед», «Рик-Д», «Ника-Дез», «Дезкон», «Эффект Форте»). Последняя группа весьма обширна и содержит не химически чистые соединения, а композиции ЧАС с другими активными действующими веществами (глутаровый альдегид, глиоксаль, различные спирты и др.) или различными функциональными добавками (третичные соли аминов, красители, отдушки и т.д.). В связи с этим исследованная нами группа композиций на основе ЧАС для оптимизации процесса их сравнения разбита на 2 большие подгруппы: ЧАС с глутаровым альдегидом (ГА) и ЧАС с другими (помимо ГА) функциональными добавками. Эта терминология отражена во всех последующих материалах.
концентрация,% инструменты 20 поверхности 10 10 5 1 2 2,5 1 2,5 5 2,5 Рис. 2. Эффективность композиций на основе ЧАС при обеззараживании поверхностей, санитарно-технического оборудования и изделий медицинского назначения, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы Представлены режимы обеззараживания изученными классами дезинфицирующих средств поверхностей в помещениях, санитарно технического оборудования и различных объектов (белья, посуды и изделий медицинского назначения), содержащих споры возбудителя сибирской язвы.
Выявлено, что среди композиций ЧАС с ГА («Септодор-Форте», «Новодез-Форте», «Бриллиант», «Лизафин», ««Лизоформин 3000») при обеззараживании поверхностей и санитарно-технического оборудования наиболее активными оказались «Новодез-Форте» и «Септодор-Форте», проявляющие спороцидную активность в 10,0 % концентрации (по препарату) при 120 мин экспозиции. Все остальные композиции на основе ЧАС («Ника-септ», «Велтаб», «Велтогран», «Велтолен», «Диабак», «Бромосепт-50», «Лайна-Мед», «Дезэффект», «РИК-Д», «Эффект-Форте», «Ника-Дез», «Септодор») даже в более высоких концентрациях не оказывали спороцидного действия. (Рис. 2) концентрация,% Инструменты бельё 20 15 10 10 10 10 6 5 3 2,5 2, 2 3 2, 5 2 2 Рис. 3. Эффективность композиций на основе ЧАС при обеззараживании изделий медицинского назначения и белья, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы При обеззараживании изделий медицинского назначения наиболее высокую спороцидную активность (2,0 % - 90 мин) показали «Лизафин», «Лизоформин 3000», «Новодез-Форте» (средства на основе ЧАС с ГА).
Другие композиции на основе ЧАС («Ника-дез», «Бромосепт-50», «Лайна Мед», «Велтаб», «Велтогран») оказались активными в концентрациях 2,0 3,0 % и экспозиции 120 мин (Рис.3). Близкие к ним режимы наблюдались при обеззараживании посуды. На содержащем споры сибирской язвы белье высокой спороцидной эффективностью обладали композиции ЧАС с ГА («Лизоформин 3000», «Лизафин», «Бриллиант», «Септодор-Форте»), проявляющие дезинфицирующую активность в 2,0-10,0 % концентрации при 120 мин экспозиции. Режимы обеззараживания при использовании композиций на основе ЧАС без ГА колебались в широких пределах из-за неоднородности входящих в их состав компонентов. Наиболее активными оказались дезсредства «Лайна-Мед» (2,0 %), «Велтогран» (2,5 %), «Бромосепт-50» (2,5 %).
концентрация, % Поверхности 6 5,4 5 5 Инструменты 4 3 «Пресепт» «Жавель «Ди-Хлор» Клейд» «ДСГК» «Люмакс «Хлорапин» Хлор Лайт» Рис. 4. Эффективность хлорсодержащих средств при обеззараживании поверхностей, санитарно-технического оборудования и изделий медицинского назначения, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы Хлорсодержащие соединения («Пресепт», «Жавель-Клейд», «Ди Хлор», «ДСГК», «Люмакс-Хлор Лайт», «Люмакс-Хлор», «Хлорапин») вызывали гибель спор возбудителя сибирской язвы на контаминированных поверхностях и санитарно-техническом оборудовании в 2,0-3,0 % (по АХ) концентрациях, являясь наиболее эффективными для этих объектов спороцидными средствами (Рис. 4). Препараты этого класса проявляли подобное действие при обеззараживании белья, посуды и изделий медицинского назначения только в 5,0-6,0 % (по АХ) концентрациях, за исключением композиционного средства «Хлорапин», эффективного в 2,0 % (по АХ) концентрации при экспозициях 90 - 120 мин. (Рис. 5) посуда концентрация,% 6 бельё 6 4 4 «Пресепт» «Жавель «Ди-Хлор» Клейд» «ДСГК» «Люмакс «Хлорапин» Хлор Лайт» Рис. 5. Эффективность хлорсодержащих средств при обеззараживании посуды и белья, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы Группа кислородсодержащих соединений («ПФК-1», «ПФК-А», «ПФК-М», «Дезинбак супер») обладала на поверхностях, санитарно техническом оборудовании и белье более низкой спороцидной активностью, чем 6,0 % раствор водорода перекиси медицинской с моющими средствами.
Наиболее активным на этих же объектах оказался препарат «Дезинбак супер» в 2,0 % концентрации (Рис. 6).
концентрация, бельё % 15 поверхности 16 10 8 0 «ПФК-1» «ПФК-А» «ПФК-М» «Дезинбак-супер» Рис. 6. Эффективность кислородосодержащих средств при обеззараживании поверхностей, санитарно-технического оборудования и изделий медицинского назначения, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы Режимы использования кислородсодержащих соединений («ПФК-М», «ПФК-А», «ПФК-1») для обработки посуды и медицинского инструментария были аналогичны таковым при применении 5,0 % и 8,0 % растворов водорода перекиси медицинской (Рис. 7) концентрация,% 8 5 1 «ПФК-1» «ПФК-А» посуда «ПФК-М» ИМН «Дезинбак-супер» Рис. 7. Эффективность кислородсодержащих средств при обеззараживании посуды и изделий медицинского назначения, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы Для обоснования экономической целесообразности использования исследованных дезинфицирующих средств проведен анализ стоимости их спороцидных рабочих концентраций. Показатели стоимости концентратов исследованных классов соединений взяты на основании данных коммерческой фирмы БИНГО Гранд (по состоянию на 2007-2008г.г.) Стоимость 1 л рабочего раствора средств, используемых при деконтаминации от спор возбудителя сибирской язвы поверхностей и санитарно-технического оборудования (Рис. 8), колебалась от 3,2 до 420, руб. Наиболее дешевыми оказались давно апробированные в дезинфекцион ной практике хлорсодержащие средства – «хлорамина Б» (1,7-6,8 руб/л) и «ДСГК» (2,0 – 3,0 руб/л). Сопоставимым по стоимости было использование для этих целей водорода перекиси медицинской, тогда как большинство композиций на основе ЧАС обладали низкой спороцидной эффективностью, токсичностью входящих в их состав добавок и высокой стоимостью рабочих растворов.
Цена,руб.
350 200 219, 150 85,3 11090, 100 0 8 33,18 22, 15 15 14,4 6, 5,3 3, Рис. 8. Сравнительная стоимость спороцидных рабочих концентраций средств, используемых для обработки поверхностей и санитарно-технического оборудования, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы Стоимость 1 литра спороцидных рабочих растворов для обработки белья, посуды и медицинского инструментария отличалась друг от друга незначительно, хотя при этом некоторые композиции ЧАС, с учетом их минимального разрушающего воздействия на обеззараживаемые объекты, были привлекательнее хлор- и кислородсодержащих средств. Наименее затратными при проведении обеззараживания методом погружения были «Лайна – мед», «Дезкон», «Рик-Д», «Лизафин», «Ника-септ», «Лизоформин 3000», «Дезинбак –Супер», «Водорода перекись медицинская», «Хлорапин», «ДСГК», «Хлорамин». (Рис. 9) Цена, руб.
90, 150 162, 63, 100 17,45 96,8 90, 36, 50 16 55, 17,85 14,22 12,12 7, 8,23 37, 5 3, 0 8 30 7 14,4 6,8 5, 2, «Септодор-форте» «Новодез-Форте» «Бриллиант» «Эффект – форте» «Велтаб » «Диабак» «Ника – дез» «Лизоформин 3000» «Велтолен» «Ника-септ» Водорода перекись… «Лизафин» «Рик – Д» «Дезкон» «Лайна – Мед» «ПФК -М» «ПФК - 1» « ПФК - А» Хлорамин Б (Рус Уфа… «Дезинбак супер» «Пресепт» «Ди-Хлор» «Жавель-Клейд» «Люмакс-Хлор Лайт» «Люмакс-Хлор» «Хлорапин» Хлорамин Б китай дзянсин «ДСГК» Рис. 9. Сравнительная стоимость спороцидных рабочих концентраций средств, используемых для обработки изделий медицинского назначения, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы Представленные данные по сравнению стоимости спороцидных рабочих концентраций исследованных средств позволяют потребителям более целенаправленно ориентироваться в экономической целесообразности их выбора при решении вопросов по обеззараживанию различных объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы.
Методами электронной микроскопии показано, что при действии хлор- и кислородсодержащих соединений отмечается преимущественно повреждение белков споры, выражающееся в их денатурации, деструкции и последующей инактивации нуклеиновых кислот, чем они отличаются от ЧАС, проявляющих в основном активность в отношении мембран и оболочек споры, приводящих к «раздеванию» последней, набуханию и осмотическому лизису. Различные добавки (например, ГА, АХ и др.) к композициям на основе ЧАС могут сделать деструкцию спор необратимой.
Таким образом, подтверждается концепция о перспективности использования в качестве спороцидов многокомпонентых дезинфекционных средств с широким спектром антимикробного действия, что может быть использовано для оценки их эффективности за счт различных композиционных добавок.
Эти данные позволяют использовать метод электронной микроскопии для отбора среди многокомпонентных дезинфицирующих средств композиций, обладающих высокой спороцидной активностью, а также прогнозировать возможный механизм их действия в отношении спор возбудителя сибирской язвы.
ВЫВОДЫ 1. Впервые в ходе экспериментальных исследований показано, что споры вирулентных штаммов В. anthracis (81/1, 27, 44/1CO) по сравнению с вакцинными (В. anthracis CТИ-1 и 55 ВНИИВВиМ) и модельными штаммами других бацилл (В. subtilis, В. cereus, В. thuringiensis, B.
stearothermophilus) являются более устойчивыми к действию стандартных тестовых химических соединений (хлорамин, фенол, водорода перекись медицинская) и текучему пару (при 100°С). Данные штаммы должны быть использованы в качестве тестовых при контроле спороцидной активности дезсредств.
2. Разработан алгоритм изучения в лабораторных условиях спороцидной активности дезсредств, включающих 2 этапа:
1) предварительный – с использованием штаммов В. anthracis CТИ-1 и 55 ВНИИВВиМ, 2) окончательный – с использованием одного из вирулентных штаммов В. anthracis 81/1 44/1CO и 3. Повышение концентрации рабочих растворов исследованных классов дезинфицирующих средств (композиций на основе ЧАС, кислород и хлорсодержащих препаратов) и температуры с 180 С до 550 С увеличивает, а добавление белковых примесей (в виде 40 % НЛС) – снижает их спороцидную активность.
4. Удовлетворительная спороцидная активность выявлена у дезинфицирующих композиций, относящихся к четвертично-аммониевым соединениям (19), кислород- (6) и хлорсодержащим (7) средствам.
5. Разработаны эффективные режимы обеззараживания исследованными дезинфицирующими средствами различных объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы, которые позволяют рекомендовать:
- для поверхностей, санитарно-технического оборудования и посуды – хлор и кислородсодержащие средства;
- белья – композиции на основе ЧАС;
- изделий медицинского назначения – композиции на основе ЧАС и кислородсодержащие средства;
- ветоши – все классы исследованных препаратов.
6. Показано значительное колебание стоимости спороцидных рабочих концентраций исследованных дезинфицирующих средств в зависимости от класса соединений и вида обрабатываемого объекта.
7. Методами электронной микроскопии подтверждена спороцидная эффективность рабочих концентраций изученных классов дезинфицирующих средств и продемонстрировано изменение морфологических структур спор возбудителя сибирской язвы.
Список научных работ, опубликованных по теме диссертации 1. Иванова Е.Б., Курилов В.Я., Андрус В.Н., Елизаров В.В. Изменение тонких морфологических структур кишечной палочки, золотистого стафилококка и вакцинного штамма СТИ возбудителя сибирской язвы при действии дезинфицирующих средств «Велтосепт» и «Велтолен» (ЗАО «ВЕЛТ», Оренбург) // Современные технологии в диагностике особо опасных болезней: Матер. 4-й межгосуд. науч.-практ. конф. государств участников. СНГ. – Саратов, 2003. – С.73 – 74.
2. Бочарова Л.М., Андрус В.Н., Варыханова Т.Г., Елизаров В.В., Крючкова Т.П Изучение антимикробной активности и отработка режимов дезинфекции препаратом «Лизоформин 3000» при особо опасных инфекциях // Методические документы и отчеты по санитарно эпидемиологической охране территории РФ (реферативный сборник) – Саратов, 2003. – С. 25 – 26.
3. Елизаров В.В., Елизарова А.И., Андрус В.Н., Попов С.Ф. Вскрытие некоторых механизмов действия дезинфицирующих средств на микробные клетки // Медико-биологические и психолого-педагогические аспекты адаптации и социализации человека: Матер. 3-й Всерос. науч.-практ. конф. – Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2004. - С. 306 – 308.
4. Елизаров В.В., Андрус В.Н., Липницкий А.В., Спиридонов В.А.
Методические рекомендации по режимам обеззараживания четвертично аммонийными, хлорсодержащими и пероксидными препаратами различных объектов, зараженных возбудителями сибирской язвы // Методические документы и отчеты по санитарно-эпидемиологической охране территории РФ (реферативный сборник) – Саратов, 2006. – С.11.
5. Андрус В.Н., Елизаров В.В., Спиридонов В.А. Сравнительная стоимость спороцидных рабочих концентраций некоторых композиций на основе ЧАС, кислород- и хлорсодержащих дезинфицирующих средств // Актуальные вопросы теории и практики дезинфектологии: Матер. Всерос.
науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию Научно-исследовательского института дезинфектологии Роспотребнадзора. – Москва: ИТПК ИТАР ТАСС,2008. – Т.1. – С. 79-82.
6. Елизаров В.В., Андрус В.Н., Спиридонов В.А. Эффективность некоторых композиций на основе ЧАС при обеззараживании объектов, загрязненных спорами возбудителя сибирской язвы // Актуальные вопросы теории и практики дезинфектологии: Матер. Всерос. науч.-практ. конф., посвящ.
Научно-исследовательского института дезинфектологии 75-летию Роспотребнадзора. – Москва: ИТПК ИТАР-ТАСС, 2008. – Т1. – С.108 – 111.
7. Андрус В.Н., Елизаров В.В., Спиридонов В.А. Оценка стоимости рабочих растворов средств, используемых для обеззараживания объектов, контаминированных спорами возбудителя сибирской язвы // Вестник Российской военно-медицинской академии. – Санкт-Петербург, 2008. – Т.1, № 2 (22) – С. 172 – 173.
8. Буянов В.В., Никольская В.П., Андрус В.Н., Елизаров В.В. Разработка композиционных составов на основе пероксосольватов и оценка их эффективности в отношении особо опасных инфекций // Вестник РАМН.
– 2007. – № 12. – С.34 – 37.
9. Елизаров В.В., Андрус В.Н., Спиридонов В.А. Эффективность некоторых композиций на основе ЧАС при обеззараживании объектов, загрязненных спорами возбудителя сибирской язвы // Дезинфекционное дело. – 2008. – № 4. – С. 65 – 67.
10.Андрус В.Н., Елизаров В.В., Спиридонов В.А. Сравнительная стоимость спороцидных рабочих концентраций некоторых композиций на основе ЧАС, кислород- и хлорсодержащих дезинфицирующих средств // Дезинфекционное дело. – 2008. – № 4. – С.52 – 56.