Антимикробная композиция

 

Изобретение относится к средствам обработки воды ионами металлов для придания ей антимикробных свойств. Целью изобретения является создание композиции на основе ионов серебра и меди, оптимально сочетающей эффективность, экономичность и долгодействие. Изобретение может быть использовано для санитарно-гигиенических мероприятий, в пищевой промышленности, для приготовления лечебно-профилактических растворов, для дезинфекции бассейнов. Предложенная композиция состоит из водного раствора ионов серебра, ионов меди и лимонной кислоты в концентрации, мг/л: ионы серебра 0,00002-0,05, ионы меди 0,1-1,0, лимонная кислота 0,5-1000. Для улучшения санитарно-химических и физических свойств раствора в него вводят дополнительно хлорид натрия в количестве 5,0-25,0 г/л. Композиция обеспечивает высокие антимикробные свойства и возможность ее использования без превышения ПДК ионов серебра и меди в обработанной, в том числе и в питьевой воде. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам и средствам обработки воды ионами металлов с целью придания ей антимикробных свойств.

Получаемая композиция может быть использована для обеззараживания питьевой воды, в том числе из подземных водоемов; в санитарии - для дезинфекции бассейнов, купален, предметов медицинского назначения (контактные линзы, зубные протезы); для консервирования пищевых продуктов; в медицине - для получения лечебно-профилактических растворов.

Хорошо известны олигодинамические свойства ионов серебра. Для использования этих свойств, с целью обеззараживания питьевой воды, рекомендуется доводить концентрацию серебра в воде до 0,1-0,2 мг/л [1, стр. 7]. Однако в настоящее время предельно допустимые концентрации (ПДК) серебра в питьевой воде не должны превышать 0,05 мг/л. Кроме того, ионное серебро довольно неустойчиво в воде и выпадает в осадок, теряя свои антимикробные свойства.

Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению является дезинфицирующий водный раствор на основе ионов серебра [2]. Для предотвращения выпадения серебра в осадок в качестве стабилизатора используется пищевая кислота. Соотношение компонентов, маc.%: Ионы серебра - 0,1•10^-5-1,0 Пищевая кислота - 0,25-5,0 Вода дистиллированная - Остальное Недостаток известного изобретения заключается в высоком содержании пищевой кислоты и в сложности его использования для обеззараживания питьевой воды: необходимо вначале подготовить раствор, предварительно рассчитав концентрацию компонентов соответственно объему воды, предназначенной для дезинфекции. Поскольку дезинфицирующая составляющая готовится на воде дистиллированной, минеральный состав конечного продукта изменится, что может потребовать дополнительных усилий для его восстановления.

Использование пищевых кислот в указанных концентрациях в сочетании только с дистиллированной водой, в которой отсутствуют буферные системы, может дать снижение рН ниже 6 единиц, что не соответствует стандартам для питьевой воды.

Установлено, что для эффективного подавления патогенной микрофлоры в медицинской практике требуется концентрация ионов Ag⁺ около 20 мг/л [1, стр. 134-135] . Известный раствор не может использоваться как лечебно-профилактическое средство.

Высокие антимикробные свойства серебра, с одной стороны, его высокая стоимость, с другой стороны, являются причинами попыток усовершенствования антимикробных композиций.

Цель настоящего изобретения - создание устойчивой антимикробной композиции с участием низкого содержания ионов серебра, пригодной как для обеззараживания питьевой воды, так и для использования в пищевой промышленности и в медицинской практике.

Для достижения поставленной цели в водный раствор ионизированного серебра и стабилизированного лимонной кислотой нами вводились микроконцентрации меди. Полученные результаты показали, что вирусоцидными и бактерицидными свойствами обладают медно-серебряные растворы при концентрациях Ag⁺, еще не превышающих 0,00002 мг/л и Cu²⁺ 0,1-0,5 мг/л. При достижении концентрации ионов серебра и меди 0,00078 мг/л и 1,0 мг/л соответственно раствор приобретает дополнительно и фунгицидные свойства.

Эксперименты проводились по следующей методике.

В большом объеме питьевой воды, взятой из водопроводной магистрали, растворялась лимонная кислота до концентрации 1000 мг/л. Затем добавлялся нитрат серебра до концентрации в перерасчете на серебро 0,05 мг/л. Раствор выдерживался на свету люминесцентных ламп круглосуточно при освещенности 2000 лк, в течение 3-х месяцев. После чего методом спектрофотометрии замерялось содержание серебра в растворе. Измерения показали величину - 0,04999 мг/л, что находилось в пределах точности прибора.

Затем раствор последовательно разбавлялся водопроводной водой.

В результате были получены различные концентрации серебра - от 0,025 до 0,00001 мг/л и кислоты - от 500 до 0,225 мг/л.

На каждом этапе разбавления из полученного раствора приготавливались 4 порции. Одна порция оставлялась без изменений, а в остальные добавлялся медный купорос в концентрациях в пересчете на медь: 0,1; 0,5; 1,0 мг/л.

Каждый из приготовленных растворов испытывался на предмет его дезинфицирующей активности в отношении следующих микроорганизмов, концентрация микроорганизмов, КОЕ/мл: Кишечная палочка, синегнойная палочка, золотистый стафилококк, кандида альбиканс - 100000 Вирус полиомиелита - 10000 Сообщество простейших - 500000 Водоросли - 1000000 В качестве тест-объектов использовались стерильные батистовые полоски. Растворы с посеянными тест-культурами и тест-объектами выдерживались по 8 часов при температуре 18-20^oС.

По истечении времени выдержки тест-объекты помещались в соответствующие дифференциально-питательные среды. Учет результатов проводится после экспозиции, в течение 2-7 суток, при температуре 28-37^oС, в зависимости от вида микроорганизма, в соответствии с "Методами испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности". М., 1998, ч. 2.

Таким образом поэтапно определялась антимикробная эффективность растворов, с наименее возможной концентрацией серебра.

Критерием эффективности считалась 100% гибель испытуемых тест-микроорганизмов. Некоторые результаты приведены выше.

Если при приготовлении растворов вместо растворения металлосодержащих солей использовался метод растворения анодов из серебра и меди в электрохимической ячейке (контроль концентрации осуществлялся с помощью спектрофотометра) - антимикробная эффективность растворов не уменьшалась.

Один из полученных растворов с концентрациями по серебру - 0,00078 мг/л, по меди - 1,0 мг/л, по лимонной кислоте - 15 мг/л был испытан в качестве лечебно-профилактического средства простудных и ОРВИ-заболеваний.

Исследования проводились на учащихся. Средний возраст - 23 года. В экспериментальные группы (по 20 чел. ) входили лица, страдающие частыми обострениями (до 4-6 раз в год) болезней ЛОР-органов и подверженные респираторной инфекции. В контрольные группы входили лица того же возраста и с аналогичной ЛОР-патологией (по 10 чел.). Представители экспериментальных групп применяли раствор во время утреннего и вечернего туалета: полоскание рта, носоглотки, полости носа и умывание.

В контрольных группах аналогичные процедуры проводились обычной водой. Исследования проходили в осенне-зимний период, с ноября по февраль месяцы, по 40 дней, поэтапно. У всех испытуемых до и после курса водопрофилактики определяли биоценоз глотки на следующие виды микроорганизмов: Staphylococcus aureus, Streptococcus viridans, Haemophilus influenzae, Candida albicans. До проведения курса средний титр микроорганизмов у всех испытуемых составлял: S. aureus - 4•10⁵, S. viridans - 5•10², H. influenzae - 2•10², C. albicans - 3•10². После курса в экспериментальной группе титр составил: S. aureus - 10^3-4, S. viridans - 2•10², Н. influenzae - не высевались, С. albicans - 2•10². В контрольной группе титры оставались без изменений.

Для усиления действия композиции в нее было решено добавить хлорид натрия в различных концентрациях: 5, 15 и 25 г/л. Все вновь полученные растворы прошли проверку in vitro на микроорганизмах по ранее описанной методике. Во всех случаях были получены положительные результаты - добавки NaCl не ухудшили антимикробные свойства растворов.

После этого были сформированы три новые экспериментальные группы и эксперимент повторили. При этом в одной группе для водопрофилактики использовалась композиция с добавкой NaCl - 5 г/л. Во второй группе - с добавкой NaCl - 15 г/л. И в третьей группе - с добавкой NaCl - 25 г/л.

В результате в первой группе титр S. aureus снизился до 2•10², С. albicans - до 10², S. viridans составил 2•10².

Во второй группе были получены следующие титры: S. aureus - 2•10², S. viridans - 10², С. albicans - менее 100.

В третьей группе титры составили: S. aureus - менее 50 кл/мл, S. viridans - не высевались, С. albicans - менее 100 кл/мл. Н. influenzae во всех случаях не определялись.

Статистический анализ показал, что частота простудных заболеваний у всех участников экспериментальных групп сократилась по меньшей мере в 1,7 раз по сравнению с тем же периодом в год, предшествующий экспериментальному.

Был сделан вывод, что добавки хлорида натрия к антимикробной композиции в концентрациях от 5,0 до 25,0 г/л усиливают антимикробное действие, что может быть использовано для лечения и профилактики простудных и ОРВИ-заболеваний.

Для специалистов неочевидно, что водные растворы ионов меди и серебра, не превышающие значений ПДК для питьевой воды, могут обладать дезинфицирующими свойствами на вышеперечисленные микроорганизмы в вышеуказанных концентрациях. Дополнительное введение в композицию ионов меди позволяет более чем на порядок снизить содержание ионов серебра и получить дополнительный экономический эффект без ухудшения антимикробных свойств раствора. Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует требованию уровня техники. Поскольку описываемая рецептура ранее не предлагалась - имеется соответствование требованиям новизны.

Дополнительное введение в композицию хлорида натрия значительно усиливает ее свойства и позволяет использовать как лечебно-профилактическое средство.

Настоящее изобретение можно использовать для: обеззараживания воды как в бассейнах, так и питьевой (в том числе из подземных источников); дезинфекции предметов медицинского назначения, в консервной промышленности; приготовления лечебно-профилактических растворов.

Источники информации
1. Кульский Л.А. Серебряная вода. - Киев: Наукова думка, 1987.

2. Патент RU 215971, С 02 F 1/50, А 61 L 2/16, А 23 L 3/00.

Формула изобретения

1. Антимикробная композиция на водной основе, содержащая ионы серебра и лимонную кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ионы меди, при следующем содержании компонентов, в мг/л:
Ионы серебра - 0,00002-0,05
Ионы меди - 0,1-1,0
Лимонная кислота - 0,5-1000
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорид натрия в концентрации 5,0-25,0 г/л.