Новые препараты, методы и средства для дезинфекции и дезинсекции.

Разработка методики и изучение микробиологической активности системы: катализатор + восстановитель + кислород, где катализатором являются  фталоцианиновые красители.

Изучена микробиологическая активность системы, содержащей только катализатор + восстановитель + кислород, где в качестве катализатора были использованы производные фталоцианинов кобальта и алюминия.

Оценку микробиологической активности проводилась в отношении различных бактерий, в частности, в отношении штамма Pseudomonas aeruginosa.

Для испытаний на антимикробную активность дезинфицирующего средства используют только свежеприготовленные культуры микроорганизмов.

Как видно из полученных результатов, сам по себе катализатор или система катализатор + восстановитель + кислород на основе испытанных красителей не проявляют микробиологической активности в отношении штамма Pseudomonas aeruginosa.

Микробиологические исследования активности систем, содержащих наряду с действующими веществами – биоцидами в качестве катализатора фталоцианиновые красители.

Изучена микробиологическая активность в отношении различных бактерий новых систем, содержащих наряду с глутаровым альдегидом, четвертичными аммониевыми соединениями (ЧАС) и/или триамином следующие фталоцианиновые красители:

–         комплекс включения фталоцианин кобальта с пропиленгликолевым эфиром β-циклодекстрина.

–         эфитер – комплекс включения полиэтиленгликолевого эфира октакарбоновой кислоты фталоцианина кобальта с пропиленгликолевым эфиром β-циклодекстрина (ЭТФ).

–         октапиридиний хлорид фталоцианина кобальта.

Установлено, что введение некоторых фталоцианиновых красителей повышает активность растворов глутарового альдегида по отношению к микобактериям туберкулеза Mycobacterium B₅, что позволяет снизить концентрацию глутарового альдегида на 10%.

Так установлено, что активность 0,2% раствора глутарового альдегида с добавкой как катионного фталоцианинового красителя ФКП-К, так и нейтрального ЭТФ выше, чем у неактивированного 0,2% раствора глутарового альдегида, который не вызывает гибель тест-культур через 30 мин.

Показано, что активность 0,2% раствора глутарового альдегида практически не зависит от количества нейтрального ЭТФ. Обнаружено, что введение эфитера приводит к снижению активности раствора глутарового альдегида в отношении ряда культур, что обусловлено, вероятно, образованием комплекса включения глутарового альдегида с пропиленгликолевым эфиром β-циклодекстрина.

Разработаны рецептуры и отработана методика получения комплексов включения глутарового альдегида с производными циклодекстрина.

Показано, что за счет использования комплексов включения срок хранения рабочих растворов глутарового альдегида может быть увеличен с двух недель до 12 месяцев.

Найдено, что образование комплексов включения лишь незначительно снижает  активность растворов глутарового альдегида в отношении микобактерий туберкулеза Mycobacterium B₅.

      Изучена микробиологической активности системы: катализатор + ЧАС и/или триамин + кислород.  В качестве ЧАС были использованы – алкилдиметилбензиламмоний хлорид (АДБАХ) и дидецилдиметиламмоний хлорид (ДДМАХ).

      Активность полученных систем была испытана методом суспензионного разведения микробной смеси в отношении штамма Pseudomonas aeruginosa, а также в отношении споровой формы Bacillus cereus.

      Найдено, что эфитер оказывает довольно заметное влияние на микробиологическую активность алкилдиметилбензиламмоний хлорида (АДБАХ) и дидецилдиметиламмоний хлорид (ДДМАХ).

Так, если АДБАХ в концентрации 0,015% полностью подавляет рост микроорганизмов только через 60 минут, то с добавкой эфитера или эфитера с аскорбиновой кислотой полностью подавляет рост микроорганизмов уже через 30 минут.

Аналогичный результат был получен при использовании в качестве катализатора октапиридиний хлорида фталоцианина кобальта.

Подобное влияние эфитера на микробиологическую активность была установлена и в случае ДДМАХ, который в присутствии эфитера также полностью подавляет рост микроорганизмов уже через 30 минут.

Показано, что добавление в раствор средства «Макси-Дез М», представляющего собой раствор АДБАХ с функциональными добавками, эфитера приводит к заметному повышению антимикробной активности в отношении споровой формы Bacillus cereus, которое выражается в отсутствии роста КОЕ сразу после разбавления микробной суспензии.

Антимикробная активность «Макси-Дез М» была также изучена с использованием другой методики: метода батистовых тест-объектов в соответствии с «Инструкцией по определению бактерицидных свойств новых дезинфицирующих средств», № 739-68. В качестве тест-культур использовали Staphylococcus aureus (штамм 906), E.coli (штамм 1257), Mycobacterium B₅, Candida albicans (штамм 15), споровую форму Bacillus cereus).

Были изучены следующие образцы:

1.   Контрольный образец — средство «Макси-Дез М», представляющий собой водный раствор, содержащий наряду с 8% АДБАХ и функциональные добавки;

2.   Образец «Макси-Дез-М-К», содержащий средство «Макси-Дез М» и 0,25% водорастворимого фталоцианинового красителя;

3.   Образец «Макси-Дез М-К» с добавлением аскорбиновой кислоты (непосредственно перед началом эксперимента).

Установлено, что введение к средству «Макси-Дез М» водорастворимого фталоцианинового красителя и аскорбиновой кислоты приводит к снижению его антимикробной активности.

Методы анализа дезинфицирующих средств на основе альдегидов

      Отработаны методы анализа глутарового альдегида в растворах дезинфицирующих средств.

      Уточнены экспериментальные условия и разработана методика анализа растворов глутарового альдегида методом ВЭЖХ на приборе Милихром А 02.

      Показана принципиальная возможность изучения методом ВЭЖХ поведения (изменения концентрации) глутарового альдегида в кислых, щелочных и стабилизированных добавками растворах.

      Установлено, что использование метода ВЭЖХ обеспечивает возможность анализа щелочных растворов глутарового альдегида с малой концентрацией, в том числе и окрашенных растворов.

      Изучено влияние различных факторов на концентрацию глутарового альдегида в водных растворах.

      Найдено, что:

-         Концентрация глутарового альдегида в 2%-ных слабокислых (рН 4)   водных   растворах   в   течение   28   суток   практически   не изменяется;

-         концентрация   глутарового   альдегида   в   2%-ных   щелочных растворах уменьшается с увеличением рН раствора.

      Обнаружено, что добавка к 2%-ным щелочным растворам глутарового альдегида диэтиленгликоля (в количестве 2%) несколько замедляет снижение концентрации альдегида.

В то же время, добавка Синтанола АЛМ-10 (2%) не приводит к стабилизации раствора глутарового альдегида.

      Найдено, чтов щелочных буферных растворах глутарового альдегида при хранении происходит некоторое снижение величины рН раствора.

Изучение микробиологической активности образцов средств на основе ЧАС и/или триамина в отношении штаммов Mycobacterium tuberculosis H₃₇Rv и H₃₇Rа.

Проведены исследования, направленные на оценку бактериостатической и бактерицидной активности дезсредств на основе ЧАС и смеси ЧАС с триамином («Макси Дез  М» «Макси Дез актив» и «Макси Дез экстра») в отношении стандартных вирулентного и авирулентного международных штаммов Мycobacterium tuberculosis H₃₇Rv и H₃₇Ra.

Для  определения уровня минимальной бактерицидной концентрации (МБК) каждая из указанных дезинфицирующих систем испытана в двух сериях опытов с троекратным повторением:

более детальная расшифровка МБК  с интервалом концентраций от 4% до 1%:

-         16% - 12% - 8% - 5%                           -   I  этап исследований;

-         5% - 4% - 3% - 2% - 1%                      -  II  этап исследований;

-         1% - 0,8% -0,5% -0,4% -0,2% -0,1%    - III  этап исследований;

-         бактерицидной концентрации при следующих экспозициях: 

30 мин – 1 час – 1,5 ч – 2 ч – 3 ч – 4 ч – 1 сутки.

В результате проведенных испытаний показано, что исследованные средства обладают высокой бактерицидной активностью при всех испытанных концентрациях (0,1 – 16% для  Макси Дез актива; 0,1 – 8% - для  Макси  Дез экстра и 0,1 – 8% для Макси Дез М).

Высокий бактерицидный эффект всех испытанных дезинфекционных систем установлен при большом диапазоне экспозиций воздействия – от 30 минут до 1 суток, в том числе при малых экспозициях порядка 1 – 2 – 3 часов, что имеет большое значение для практики использования дезинфицирующих средств в отношении микобактерий туберкулеза.

Установлено, что испытанные средства оказывают полный бактерицидный эффект уже при экспозиции порядка 30 минут – 1- 2 часов.

Для изучения воздействие указанных дезинфекционных систем на лекарственно-устойчивые микобактерии туберкулеза и, особенно на микобактерии с множественной лекарственной устойчивостью, а также для получения достоверных сведений об уровне минимальной бактерицидной концентрации (МБК) при  малых экспозициях порядка 30 минут – 1-2 часов необходимо продолжить эксперименты с более низкими концентрациями испытуемых дезинфицирующих средств.

Подбор полимерной матрицы и разработка методики введения в полимерную матрицу веществ-акарицидов и веществ-репеллентов

      Начаты работы по получению препаратов пролонгированного действия на основе ДЭТА, ДМФ, акрепа, циперметрина и альфациперметрина.

Для модификации указанных биологически активных веществ в качестве одного из методов было использовано включение указанных веществ, в частности репеллентов, в полимерную матрицу, которая должна обеспечивать сохранение активности в течение длительного срока действия.

      Для акарицидных и репеллентных веществ, большинство из которых применяются в виде спиртовых растворов, наиболее приемлемым является использование в качестве матрицы полимеров, обладающих растворимостью в этаноле.             С этой целью действующие вещества были введены в полимерные составы на основе сополимер винилпирролидона и бутилметакрилата, ПВС, ПВП, а также природного полисахарида.

      Образцы препаратов на основе разработанных рецептур были испытаны в отношении лабораторных культур насекомых (комары, блохи, тараканы).

Кроме того, значительная часть исследований была проведена в мае – июне на природных популяциях таежного клеща I. persulcatus и комарах в активном очаге КЭ и ИКБ и районах массового нападения гнуса.

Для проведения намеченных исследований были разработаны и апробированы на лабораторных культурах членистоногих методики проведения экспериментов.

В лаборатории была использоваана модифицированная методика тканевых тестов, представляющих собой ленты 10×70 см из хлопчатобумажной ткани. Изучаемые образцы химических веществ в разных концентрациях наносились на отрезки тестов длиной 10 см. Во время испытаний на таежных клещах тесты закрепляются под углом 70º к линии горизонта. Поскольку клещи, в силу свойственного им отрицательного геотаксиса, будут двигаться вверх, каждый из них проконтактирует с примерно равным участком тест–поверхности. Вся выборка охарактеризует чувствительность к веществу популяции клещей в целом. Между опытами тесты будут вывешены в лаборатории. Испытания акарицидной активности веществ проводились через 1, 7 и 14 суток после обработки тестов.

Оценка акарицидного действия средства была провена по 3 показателям. Время наступления состояния нокдауна (КТ_ср) – период времени от момента пересечения клещом нижней черты обработанного участка до наступления состояния нокдауна (отпадения клеща с теста). Максимальная высота подъема по ткани (H_max) – высота в см, отсчитывая от нижней границы обработанного участка до места отпадения клеща с теста. Максимальная длина пути (L_max) ­ путь по тесту в см, отсчитывая от нижней границы обработанного участка до места отпадения клеща с теста.

Параллельно была изучена способность членистоногих к присасыванию к теплокровным животным после контакта с биологически активными веществами. В качестве модельного объекта теплокровных животных выбран кролик, модельных объектов членистоногих – таёжные клещи и комары рода Aedes. Суть методики состоит в том, что на выстриженную спину лабораторного кролика рядом приклеиваются 2 стеклянных цилиндра (один цилиндр — контрольный, а другой — опытный). Экспериментатор может наблюдать за процессом присасывания клещей и комаров после их контакта с изучаемыми биологически активными веществами. Верхнее отверстие цилиндра затягивают прозрачным мелкосетчатым материалом, закрепляя его резиновым обхватом. Регистрировались любые элементы поведения членистоногих, в частности, время от запуска до присасывания каждой самки к кролику. Коэффициент присасывания (К_сп) вычисляли по формуле:

V_k        —  средняя скорость присасывания к кролику 5 самок в контроле;

v_o       —  средняя скорость присасывания к кролику 5 самок в опыте.

Оценки репеллентного действия изучаемых веществ будет основана на определении коэффициента отпугивающего действия (КОД) в процентах и длительности репеллентного действия (ДРД) – время в сутках, в течение которого КОД сохранялся более 90%.  КОД вычисляятся по формуле:

         А - В

КОД = ——— х 100,  где

            А

А       —    количество клещей, взятых в опыт;

В       —    количество клещей, прошедших обработанную репеллентом зону

Изучение биологической активности образцов репеллентных средств проводили в июле – августе 2004 г. в Конаковском районе Тверской области в натурных условиях в отношении природных популяций комаров в двух биотопах: в смешанном лесу (при доминировании Aedes гр. communis) и на берегу реки (при доминировании Mansonia richardii).

Испытания проведены при средней численности комаров: 19 – 28 экз. (при доминировании M. richardii) и 26 – 38 экз. (при доминировании Ae. communis) в стандартном учете на обнаженное предплечье за 20 минут.

Изучение акарицидной активности образцов осуществили в мае – июне 2004 г. в Тюменском районе Тюменской области (окрестности с. Успенка) в натурных условиях в отношении таежных клещей Ixodes persulcatus P. Sch. Данная территория является природным очагом клещевого энцефалита (КЭ) и иксодового клещевого боррелиоза (ИКБ). Численность клещей в период исследований по данным стандартного учета составляла 40 – 68 особей на 1 учетный флаго-километр.

В период испытаний в полевой лаборатории температура воздуха составляла от 22 до 28ºС, относительная влажность воздуха — от 50 до 85%.

Акарологические исследования проводили на активных нетравмированных самках таежного клеща природной популяции. Этот вид клещей является основным переносчиком вируса КЭ и боррелии ИКБ на территории России. В лабораторно-полевых опытах использовали клещей, собранных с растительности не более чем за 1 сутки до проведения опытов и хранившихся во влажных бинтах при температуре 15 – 20°С.

Репеллентная активность в лабораторных условиях была изучена при нанесении на ткань и на кожу предплечья человека. На ткань (бязь) образцы репеллентных средств наносили в норме расхода 20 г м².

Изучение репеллентного действия на ткани проведено методом ольфактометрии в отношении крысиных блох Xenopsylla cheopis.

Изучение инсектицидного действия образцов было проведено на лабораторной культуре рыжих тараканов. В качестве эталона был использован 0,4% раствор циперметрина в этиловом спирте. Для проверки качества биоматериала был использован био-контроль «К».

Лабораторные эксперименты на тараканах были поставлены в 3-х повторностях. В каждой повторности использовали по 10 самок, 10 самцов и 20 личинок тараканов II – IV возраста. Опыты проведены при температуре воздуха 21 – 23ºС и естественном световом режиме.

В результате проведения испытаний в натурных условиях, а также в отношении лабораторных культур кровососущих насекомых (блохи и комары) установлено, что ряд образцов репеллентных и акарицидных средств обладают высоким острым и пролонгированным биологическим действием при нанесении на ткань.

В экспериментах с комарами показано, что по своим репеллентным свойствам отобранные рецептуры соответствуют нормативным показателям эффективности репеллентных средств и превосходят эталонные образцы. В экспериментах при нанесении этих образцов на кожу людей показано высокое репеллентное действие, равное эталонным образцам.

Найдено, что разработанный образец на основе диметилфталата достоверно превосходил по длительности репеллентного действия до 3 укуса соответствующий эталон. Разница составила около 0,5 часа.

На основании полученных данных можно сделать предварительный вывод о пролонгирующем эффекте добавки поливинилпирролидона  при использовании в качестве действующего вещества диметилфталата.

Учитывая то обстоятельство, что диметилфталат существенно уступает по длительности репеллентного действия при нанесении на кожу людей по сравнению с ДЭТА, но при этом имеет значительно более низкую стоимость и значительно более доступен, то целесообразно продолжить исследования полученного образца на основе диметилфталата в расширенном варианте на лабораторных культурах комаров.

В случае положительного результата на основе ДМФ будет разработано средство, которое по длительности репеллентного действия будет сопоставимо с наиболее эффективным средством ДЭТА, но при этом значительно дешевле.

При изучении эффективности (острое действие) по отношению к модельному объекту — рыжим тараканам Blattella germanica L установлено, что инсектицидная активность (острое действие) разработанных образцов в проведенные учетные дни была выше активности эталона и начала проявляться раньше.

Показано, что по своим инсектицидным свойства разработанные образцы соответствуют нормативным показателям эффективности средств дезинсекции и превосходят эталонные образцы.

В результате выполнения работ разработан рецептуры ряда высокоэффективных инсектоакарицидных и репеллентных средств, большинство из которых соответствует современным требованиям по эффективности средств дезинсекции и уже в настоящее время можно рассмотреть вопрос об их изучении в полном объеме необходимом для государственной регистрации и внедрения в промышленное производство.

В этой связи были разработаны проекты научно-технической документации, включая проекты рецептуры, инструкции по применению, а также лабораторной пропись.

Учитывая простоту и универсальность технологии получения разработанных инсектоакарицидных и репеллентных средств начаты работы по освоению технологии указанных средств, в частности, разработан проект и осуществлен монтаж установки.

   Область применения 

Медицина.

Преимущества перед аналогами  

Разработанные рецептуры дезинфицирующих, инсектоакарицидных и репеллентных средств обеспечивают более высокую активность по сравнению с эталонными образцами

     Степень готовности