Живая Вода - Здоровье, Красота, Успех, Гармония

Опубликовано в журнале "Вестник новых медицинских технологий", №4, 2003

Дезинфекция: проблемы и решения

В.М.Бахир, Б.И.Леонов, В.И.Прилуцкий, Н.Ю.Шомовская

Водные растворы антимикробных препаратов являются важнейшим инструментом всего комплекса санитарно-эпидемиологических мероприятий, направленных на устранение возбудителей и переносчиков инфекций во внешней среде, предотвращение развития внутрибольничных инфекций (ВБИ) и борьбу с ними. Появление в современных лечебно-профилактических учреждениях сложных, дорогих изделий медицинской техники, рабочие элементы которых, контактирующие со слизистыми оболочками и внутренней средой организма, изготовлены из термолабильных, чувствительных к агрессивным химическим воздействиям материалов, требует разработки рецептуры растворов и технологий холодной дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации, обеспечивающих высококачественную очистку и стерилизацию поверхностей сложной формы в течение короткого времени при отсутствии повреждающего воздействия на конструкционные материалы (стекло, резину, полимеры, подверженные коррозии металлы) и помех в процессе эксплуатации изделия (налет на линзах оптических систем, пленки и отложения на подвижных сочленениях).

Из ряда научных работ, опубликованных как в нашей стране, так и за рубежом [1-5], следует, что значительно увеличившийся в последние годы ассортимент разнообразных дезинфицирующих средств, предназначенных для обеспечения санитарно-эпидемиологического режима современных ЛПУ, оснащенных сложными медицинскими приборами и системами, не позволил решить эту проблему и, более того, способствовал появлению штаммов микроорганизмов, устойчивых к большинству современных антимикробных средств. Кроме того, в научной печати появились публикации, свидетельствующие о том, что многие антимикробные препараты гораздо более опасны для человека, чем это следует из предоставляемых официальных токсикологических характеристик [6, 7].

Две названные негативные тенденции, проявившиеся вследствие быстрого некотролируемого распространения большого количества антимикробных средств, имеют общую причину. Практически все дезинфицирующие растворы, представленные химически стабильными веществами, приблизительно одинаково вредны для всех форм жизни. Но, в отличие от человека, микроорганизмы очень быстро приспосабливаются к стабильным химическим препаратам вследствие имеющихся у них более эффективных механизмов адаптации и быстрой смены поколений.

Стабильные активно действующие вещества (АДВ) антимикробных средств, при всем их кажущемся рыночном разнообразии, принадлежат всего к нескольким классам соединений (спирты, альдегиды, четвертичные аммониевые соединения, фенолы, некоторые другие). Фактически все многообразие антимикробных препаратов - это комбинации небольшого количества стабильных химических соединений. Функциональную эффективность таких препаратов-смесей производители связывают, в основном, с новыми пропорциями хорошо известных как человеку, так и микроорганизмам веществ. Однако, как правило, каждый новый препарат, созданный по этому принципу, теряет свою функциональную новизну для микроорганизмов намного быстрее, чем для применившего его человека. В результате, количество штаммов микроорганизмов, устойчивых к целым классам химических соединений, возрастает со временем. Периодические плановые замены одних антимикробных препаратов на другие в общем комплексе дезинфекционных мероприятий ЛПУ не решают проблему ВБИ, поскольку при внедрении в практику новых стабильных дезинфицирующих средств сохраняются условия для появления штаммов микроорганизмов, устойчивых и к новым и к старым дезинфектантам. В результате спектр микроорганизмов, устойчивых к антимикробным средствам расширяется. В действительности, замены дезинфектантов в ЛПУ происходят часто не по плану, а с помощью волевого лоббирования отдельных препаратов заинтересованными лицами. Это обстоятельство усугубляет трудности проведения противоэпидемических мероприятий.

В настоящее время не выработан единый методологический подход к оценке токсикологических характеристик дезинфицирующих веществ. Это в значительной мере связано с усложнением изучения путей метаболизма многокомпонентных химических систем и многообразием форм патогенетического действия дезинфектантов на живые организмы. В методических руководствах по применению антимикробных средств обычно указываются показатели ингаляционной, энтеральной токсичности, аллергенности, местного раздражающего действия. Однако при оценке возможных негативных свойств антимикробных препаратов и продуктов их превращения должны учитываться также их мутагенные, эмбриотоксические, тератогенные, онкогенные, органотропные свойства, дисмикробиотическое действие (нарушение нормального микробного ландшафта в организме и в окружающей среде), также способность к кумуляции и миграции в природных системах (биоценозах). Работы в этом направлении ведутся, но их результаты пока слабо систематизированы и не находят должного отражения в нормативной документации. Например, в методических указаниях по применению антимикробных препаратов типа «Мистраль», «Септодор» и других, показатели энтеральной токсичности оцениваются как «умеренно опасные», показатели ингаляционной токсичности, - как «малоопасные». В тех же документах указывается, что препарат «Мистраль» является «высоко опасным» в виде аэрозоля. При попадании препарата «Септодор» на кожу и слизистую роговицы рекомендуется экстренное промывание значительным количеством воды, а также обработка роговицы 30% раствором сульфоцида натрия.

Подобная «дифференциация» рисков токсического действия препаратов не содержит обобщающей оценки токсикологической опасности, не учитывает возможности проникновения веществ в организм различными путями - как во время сеанса дезинфекции, так и в результате постепенного накопления в окружающем пространстве. Очевидно, что существующая в настоящее время система оценки риска от применения тех или иных химических препаратов является совершенно неудовлетворительной.

Анализ химического состава дезинфекционных средств показывает, что подавляющее большинство современных препаратов содержат в своем составе ксенобиотики (вещества, чужеродные организму). Следовательно, в той или иной степени они обладают суммой негативных свойств, характерных для веществ, несовместимых с организмом человека и животных. Для тщательного изучения всех медико-биологических и экологических аспектов, связанных с применением подобных веществ потребуется еще много сил и времени.

На вопрос, существуют ли антимикробные средства, не оказывающие вредного влияния на человека и, в то же время, не позволяющие микроорганизмам вырабатывать адаптационные реакции, следует ответить утвердительно.

Из истории медицины хорошо известны нетоксичные антимикробные средства (факторы антимикробного действия), к которым микроорганизмы принципиально не могут выработать реакций адаптации. Это пламя, солнечный свет (ультрафиолетовая составляющая), ионизированная плазма электрического разряда, т.е. субстанции, которые либо сами являются метастабильными, либо индуцируют состояние метастабильности в живых клетках уничтожаемых микроорганизмов. В этом случае метастабильное состояние микроорганизма завершается его необратимой денатурацией или дезинтеграцией, в то время как сам метастабильный фактор антимикробного действия прекращает существование. Например, являясь метастабильной субстанцией, плазма пламени не обладает токсическим последействием и, в отличие от большинства растворов органических химических дезинфекционных средств, не оставляет принципиальной возможности микроорганизмам выработать резистентность. В отличие от пламени, постоянная во времени высокая температура не является метастабильным воздействием: известно, например, сообщество микроорганизмов, развивающихся при температуре около 400 градусов Цельсия и давлении несколько десятков атмосфер в придонных слоях воды у подводных вулканов. Перекись водорода, которая сама по себе является экологически чистым антисептиком, применяется в новейших стерилизационных системах (STERRAD) в метастабильном состоянии в виде плазмы. Атимикробное действие плазмы, полученной таким способом, многократно усиливается при одновременном снижении коррозионной активности. Однако, применение метастабильных физических воздействий (пламя, радиация и т.п.) при борьбе с микроорганизмами сопряжено с рядом граничных условий, сужающих возможности их использования.

Наиболее близким «холодным» аналогом физических метастабильных субстанций является электрохимически активированный анолит АНК, вырабатываемый в установках типа СТЭЛ из разбавленного водного раствора хлорида натрия. Одним из основных физико-химических отличий ЭХА анолита от традиционного водного раствора химических веществ, в том числе раствора гипохлорита натрия (ГПХН), является факт длительного (до пяти и более дней) сосуществования в анолите АНК соединений, которые в обычных водных растворах взаимно нейтрализуются в течение нескольких минут. К таким соединениям, например, относятся озон и соединения активного хлора - хлорноватистая кислота, гипохлорит-ион, диоксид хлора.

Исследователи электрохимически активированных анолитов – Н.В.Рамкова, М.Г.Шандала, И.М.Абрамова, В.М.Мельникова, Н.В.Локтионова, В.Б.Ровинская, С.А.Паничева, А.М.Соловьева, P.M.H.Dummer, J.T.Marais и другие, - сравнивая их с традиционными химическими дезинфекционными средствами, в том числе с наиболее близким аналогом - раствором ГПХН - отмечали экстремально высокую окислительную, антибактериальную, вирулицидную и фунгицидную активность анолита при малой концентрации действующих веществ. Наиболее важным, наблюдаемым практически в течение более 10 лет во многих ЛПУ России, а также за рубежом, результатом, является факт полного отсутствия проявлений реакций резистентности микроорганизмов по отношению к электрохимически активированным растворам.

Недавно завершенные многолетние исследования анолита АНК в аккредитованных Фармкомитетом РФ учреждениях показали, что это антимикробное средство не обладают мутагенными, онкогенными, эмбриотоксичными, иммунотоксичными свойствами и местно-раздражающим действием. Анолит АНК отличается хорошей совместимостью с тканями человека и животных, нетоксичен при аэрозольном распылении. В силу метастабильности АДВ анолит АНК не накапливается во внешней среде и не создает остаточного токсического фона, что обусловливает его экологическую безопасность и исключает возможность привыкания микрофлоры к продуктам деградации АДВ по причине их отсутствия.

Сравнительные характеристики анолита АНК и некоторых других дезинфекционных средств приведены в таблице.

Нейтральный анолит АНК получают на установках типа СТЭЛ производительностью от 40 до 1000 л/ч. Благодаря особой технологии синтеза и конструктивным особенностям используемых в установках СТЭЛ электрохимических реакторов из проточных электрохимических модульных элементов ПЭМ-3, анолит АНК обладает намного большей антимикробной активностью чем в десятки раз более концентрированные рабочие растворы известных дезинфицирующих веществ - хлорамина, гипохлорита натрия, четвертичных аммониевых соединений, дихлоризоциануратов, альдегидов, солей тяжелых металлов, а кроме того, моющими свойствами, в большинстве своем отсутствующими у названных растворов. Себестоимость анолита АНК, для получения которого используют раствор пищевой повареной соли концентрацией 3 – 5 г/л при удельном расходе электроэнергии 2 - 3 Вт·ч/л, составляет порядка 2 - 3 копеек за 1 литр с учетом амортизации установки СТЭЛ. Это позволяет использовать анолит АНК в больших объемах на месте применения.

Установки СТЭЛ подключают к напорной линии подачи воды или непосредственно к водопроводному крану, приготавливают концентрированный раствор соли (100 - 150 грамм в 1 литре), который в процессе работы установки дозированно с помощью встроенного водоструйного насоса подмешивается к воде и, проходя через электрохимический реактор установки СТЭЛ, превращается в активированный нейтральный анолит АНК.

Сравнительные характеристики анолита АНК

До недавнего времени одним из недостатков анолита АНК считалась его коррозионная активность. Этот недостаток полностью устранен последними техническими усовершенствованиями установок СТЭЛ, выполненными в ОАО НПО «ЭКРАН». Кроме того, современные установки СТЭЛ способны производить анолит АНК не только с низким удельным содержанием оксидантов (в таком анолите отношение общего содержания ионов в анолите к концентрации АДВ равно или больше 10), но также со средним и высоким удельным содержанием оксидантов, что позволило при значительном уменьшении расхода соли (не более 2,5 г/л) получать анолит АНК с содержанием оксидантов до 1000 мг/л и выше.

Решение этих задач позволило сделать анолит АНК, производимый установками СТЭЛ, полностью соответствующим следующим основным современным критериям качества дезинфекционных средств:

• антимикробное средство должно обладать широким спектром антимикробного действия, т.е. эффективно, в течение короткого времени уничтожать бактерии, микобактерии, вирусы, грибы и споры независимо от продолжительности периода применения средства с момента его внедрения и частоты использования, что предполагает наличие свойств и условий, препятствующих микроорганизмам выработать резистентность;
• антимикробное средство должно быть безопасным для человека и животных как во время его приготовления и применения, так и после окончания использования по назначению, то есть при прямом попадании в организм и в период деструктивных изменений во внешней среде или в результате процессов кумуляции в среде или в организме человека с последующей биодеградацией. Данное требование соблюдается, если антимикробное средство и продукты его естественной или искусственной деградации не содержат стабильных токсических ксенобиотиков – потенциальных загрязнителей внешней среды;
• антимикробное средство должно обладать универсальностью действия, т. е. иметь не только противомикробные свойства, но также моющую способность с минимальной повреждающей и коррозионной активностью по отношению к различным материалам, а также быть максимально простым в применении и при этом относительно недорогим.

Электрохимически активированный анолит АНК представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с нейтральным значе¬нием рН (6,0 - 7,5), общим содержанием всех растворенных веществ от 1,0 до 5,0 граммов в 1 литре и общим содержанием действующих веществ от 200 до 500 мг/л. Раствор имеет нерезкий запах хлора и относится к 4 классу малоопасных веществ. Анолит АНК обладает широким спектром действия, эффективно уничтожает бактерии, микобактерии, вирусы, грибы и споры; не накапливается в пористых материалах, не загрязняет окружающую среду продуктами распада. Являясь универсальным антимикробным средством, не позволяет микроорганизмам вырабатывать резистентность и поэтому может использоваться по одному и тому же назначению для обработки одного и того же объекта неограниченно долгое время без замены. Сохраняет свойства моющего, дезинфицирующего и стерилизующего раствора в течение 5 дней после получения при хранении в закрытой пластиковой или стеклянной таре в местах, защищенных от прямого солнечного света при комнатной температуре.

Проведение дезинфекционных мероприятий осуществляют методами протирания, погружения, орошения, аэрозольным способом.

Анолит АНК может применяться без средств индивидуальной защиты в присутствии людей, так как обладает минимальным классом токсичности; после высыхания не оставляет следов и не требует последующего удаления; благодаря метастабильному составу действующих веществ после окончания дезинфекционной обработки деградирует до исходных веществ (слабоминерализованная вода) и не требует дальнейшей утилизации; не накапливается во внешней среде.

Анолит АНК предназначен:

 

• для дезинфекции поверхностей в помещениях, жесткой мебели, санитарно-технического оборудования, белья, посуды, уборочного материала, предметов ухода за больными, изделий медицинского назначения (включая жесткие и гибкие эндоскопы, инструменты к ним и стоматологические инструменты) при инфекциях бактериальной (включая туберкулез), грибковой (кандидозы, дерматофитии) и вирусной (включая гепатиты и ВИЧ-инфекцию) этиологии в инфекционных очагах, в ЛПУ (включая клинические, диагностические и бактериологические лаборатории), детских учреждениях при проведении текущей, заключительной и профилактической дезинфекции;
• для дезинфекции, в том числе совмещенной с предстерилизационнон очисткой, а также для стерилизации изделий медицинского назначения (включая жесткие и гибкие эндоскопы, инструменты к ним и стоматологические инструменты), в ЛПУ;
• для дезинфекции поверхностей в помещениях, жесткой мебели, посуды, белья, предметов ухода за больными, игрушек, санитарно-технического оборудования, уборочного материала в очагах при особо опасных инфекциях (чума, холера);
• для дезинфекции поверхностей в помещениях при проведении генеральных уборок в ЛПУ и детских учреждениях;
• для дезинфекции на предприятиях общественного питания и на коммунальных объектах;
• для дезинфекции, в том числе способом орошения, санитарного транспорта;
• для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации изделий медицинского назначения из стекла, пластмасс, резин, металлов в лечебно-профилактических учреждениях;
• для дезинфекции питьевой воды на станциях водоподготовки;
• для дезинфекции сточных вод и воды плавательных бассейнов;
• для общей дезинфекции помещений, мойки и дезинфекции оборудования в стоматологических кабинетах, на предприятиях пищевой промышленности, банях, саунах, косметических салонах, санаториях, домах отдыха, гостиницах, аэропортах, магазинах, морских и речных вокзалах;
• для дезинфекционной обработки грузовых и пассажирских средств транспорта: железнодорожного, автомобильного, авиационного, речного и морского.

Нейтральный анолит АНК получают на установках СТЭЛ производительностью от 40 до 1000 л/ч и более. Благодаря особой технологии синтеза и конструктивным особенностям используемых в установках СТЭЛ электрохимических реакторов из проточных электрохимических модульных элементов ПЭМ-3, анолит АНК обладает намного большей антимикробной активностью чем в десятки раз более концентрированные рабочие растворы известных дезинфицирующих веществ - хлорамина, гипохлорита натрия, четвертичных аммониевых соединений, дихлоризоциануратов, альдегидов, солей тяжелых металлов, а кроме того, моющими свойствами, в большинстве своем отсутствующими у названных растворов. Себестоимость анолита АНК, для получения которого используют раствор пищевой повареной соли концентрацией 3 – 5 г/л при удельном расходе электроэнергии 2 - 3 Вт·ч/л, составляет порядка 2 - 3 копеек за 1 литр с учетом амортизации установки СТЭЛ. Это позволяет использовать анолит АНК в больших объемах на месте применения.

Установки СТЭЛ подключают к напорной линии подачи воды или непосредственно к водопроводному крану, приготавливают концентрированный раствор соли (100 - 150 грамм в 1 литре), который в процессе работы установки дозированно с помощью встроенного водоструйного насоса подмешивается к воде и, проходя через электрохимический реактор установки СТЭЛ, превращается в активированный нейтральный анолит АНК.

Установки СТЭЛ для получения анолита АНК, разработанные в учеными и специалистами ОАО НПО «ЭКРАН», запатентованы в России и за рубежом, серийно производятся производственными структурами ОАО НПО «ЭКРАН». Все установки для получения анолита АНК, производимые другими российскими предприятиями - ФГУП Ижевский завод «Купол», ОАО НПО «Химавтоматика» (г. Москва), ЗАО НПО «ЭХА ТЕХНОЛОГИИ» (г. С-Пб.) и другими, а также зарубежными фирмами - Monsanto, Battelle, ЕСТ (США), Hydrofem (Ирландия), Radical Waters (ЮАР), являются продуктом сотрудничества ученых и специалистов ОАО НПО «ЭКРАН» с указанными компаниями. Следует особо отметить, что существуют компании, которые производят установки СТЭЛ, не имея на это законных прав и, самое главное, научного потенциала для работы в данной области. В их числе ЗАО «НПО ПЕРСПЕКТИВА» (г. Дубна), Sterilox (Великобритания) и ряд других. Коммерческая деятельность подобных компаний в данной области основана на недостаточной информированности пользователей и, в конечном итоге, задерживает широкое практическое использование новых, более совершенных технических систем, технологий получения и применения электрохимически активированных растворов, над которыми постоянно работает авторский коллектив.

Научно-технический и производственный потенциал российских предприятий вполне способен обеспечить потребность учреждений системы здравоохранения России в дезинфекционных растворах. Учитывая, что ежедневная потребность ЛПУ в дезинфицирующих растворах составляет около 3 литров в день на 1 койко-место, а стоимость 1 литра рабочего дезинфицирующего раствора из стабильных химических препаратов составляет от 1 до 10 рублей и более, годовой экономический эффект от замены традиционных химических препаратов для дезинфекции электрохимически активированным анолитом АНК, производимым в установках СТЭЛ, ориентировочно оценивается суммой не менее 300 миллионов долларов только для учреждений системы здравоохранения РФ.

ЛИТЕРАТУРА

1. М.Г. Шандала. Методологические проблемы современной дезинфектологии. // Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения В.И.Вашкова «Актуальные проблемы дезинфектологии в профилактике инфекционных и паразитарных заболеваний». – М.: ИТАР-ТАСС, 2002. – с. 9-16.

2. Л.С. Федорова. Основные направления повышения эффективности дезинфицирующих средств. // Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения В.И.Вашкова «Актуальные проблемы дезинфектологии в профилактике инфекционных и паразитарных заболеваний». – М.: ИТАР-ТАСС, 2002. – с. 26-30.

3. William A. Rutala. Chemical germicides in health care // International symposium, may 1994. Printed in Canada. 1995. 312 p.
4. Patrick R. Murray, Ellen Jo Baron, Michael A. Pfaller, Fred C. Tenover, Robert H. Yolken. Manual of clinical microbiology. Sixth edition. ASM PRESS. Washington, D.C. p. 227 - 245.

5. G. McDonnell, A.D. Russel. Antiseptics and Disinfectants: Activity, Action and Resistance. Clinical Microbiology Reviews 12. p.147–179 Бахир В.М. Дезинфекция питьевой воды: проблемы и решения. «Питьевая вода», - 2003, - №1, - с. 13 - 20.

6. Bill Glass. Exposure to Glutaraldehyde Alone or in a Fume Mix: a Review of 26 cases. Journal of the NZMRT, Volume 40, No 2, June, 1997, p.13-17.

7. Jon Richards. Withdrawl of Disinfectant Hit by Safety Fears. BBC News on Line: Health. January 22, 2002.