Дезинфицирующий агент
Изобретение относится к агенту для дезинфекции поверхностей и разрушения продуктов метаболизма бактерий. Указанный агент содержит в водном растворе по меньшей мере одну гидроксинадкарбоновую кислоту вместе с поливинилпирролидоном в качестве стабилизирующего агента . 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 пр.
Настоящее изобретение относится к агенту для дезинфекции поверхностей и разрушения бактериальных продуктов метаболизма, указанный агент содержит в водном растворе по меньшей мере одну надкарбоновую кислоту вместе со стабилизирующим агентом.
В основном известно применение надкарбоновых кислот для дезинфекции, как например, раскрыто в EP 0677990B1. В частности, там описано применение надуксусной кислоты. Дезинфицирующий агент применяется, в частности, для обработки медицинского оборудования, например эндоскопов.
Растворы надкарбоновой кислоты получают превращением карбоновой кислоты с помощью пероксида водорода в водной среде в присутствии катализатора, обычно серной кислоты. Протекающая реакция приводит к установлению равновесия между надкарбоновой кислотой, в качестве продукта реакции, с одной стороны, и реагентами, т. е. карбоновой кислотой и пероксидом водорода с другой стороны. После завершения реакции реакционную смесь часто дополнительно разбавляют путем введения растворителя с обеспечением желательной более низкой концентрации надкарбоновой кислоты. Для таких целей, как очистка туалетов, можно использовать, например, растворы, которые содержат от 0,5 до 1% мас./мас. надуксусной кислоты. Однако надкарбоновая кислота сначала образуется в виде высококонцентрированного раствора, поскольку время, необходимое для установления равновесия в противном случае будет чрезмерно большим.
Если концентрированный равновесный раствор надкарбоновой кислоты разбавляют водой, равновесие системы смещается в сторону исходных реагентов; и для полного установления такого равновесия также может потребоваться много времени, т. е. порядка нескольких недель или даже месяцев. Поэтому разбавленный раствор надкарбоновой кислоты является раствором переменного состава, эффективность которого все более и более уменьшается вследствие разложения пероксида водорода.
В WO 2006/125657A2, на содержание которой дается явная ссылка, описан водный дезинфицирующий агент и стерилизующий агент, где надкарбоновые кислоты стабилизированы путем добавления сорбитановых сложных эфиров. Показано, что этот способ в основном успешен. Однако применение сорбитановых сложных эфиров ограничивает диапазон применения таких стабилизированных надкарбоновых кислот, например, в области пищевых продуктов, медицины и здравоохранения.
С учетом этого уровня техники задачей настоящего изобретения является получение альтернативного стабилизирующего агента надкарбоновых кислот, который обеспечивает применение дезинфицирующих веществ, стабилизированных указанным агентом, в различных областях техники, в особенности в пищевой промышленности, медицине и здравоохранении. Такой стабилизирующий агент должен быть физиологически приемлемым, его должна хорошо переносить кожа и на обработанной поверхности он должен достаточно долго стабилизировать надкарбоновые кислоты, чтобы обеспечить длительное воздействие.
Эта задача решена с помощью агента такого типа, как впервые отмечено выше, который содержит поливинилпирролидон (PVP) в качестве стабилизирующего агента.
Настоящее изобретение основано на установлении того, что добавление значительного количества поливинилпирролидона существенно увеличивает стабильность надкарбоновых кислот. Было установлено, что концентрация надкарбоновой кислоты не меняется в течение длительного времени, так что агент можно использовать в течение месяцев или лет. Этот эффект приписан тому, что поливинилпирролидон образует комплексы с пероксигруппой и тем самым предотвращает выделение кислорода. Одновременно уменьшается агрессивное воздействие короткоцепочечных надкарбоновых кислот, так что их можно использовать при попадании на кожу.
Кроме того, поливинилпирролидон часто используется в фармацевтике и пищевой промышленности, поскольку он является физиологически приемлемым, хорошо переносится и, что важно, благоприятно действует на кожу. В пищевых продуктах его используют в качестве связующего и производственного агента, в таблетках в качестве связующего агента и для обработки ран в качестве носителя для йода.
Поливинилпирролидон, также известный, как повидон и для него часто используется аббревиатура PVP, является хорошо растворимым в воде полимером, обладающим аморфной структурой. Он не характеризуется температурой плавления, а характеризуется только температурой стеклования, которая в зависимости от степени полимеризации находится в диапазоне от 110 до 180°C. В соответствии с настоящим изобретением можно использовать поливинилпирролидоны всех степеней полимеризации.
Предпочтительными являются поливинилпирролидоны со средней молекулярной массой в диапазоне от 10000 до 360000 Да. Например, показано, что подходящими являются поливинилпирролидоны, обладающие средней молекулярной массой (среднемассовой), равной 15000 Да и предпочтительно 40000 Да (повидон K 30).
Для задач настоящего изобретения, в принципе, можно использовать все надкарбоновые кислоты, которые можно перевести в водный раствор. Ими являются, например, насыщенные и ненасыщенные алифатические, а также ароматические монокарбоновые кислоты, содержащие до 12 атомов углерода, такие как надуксусная кислота, надпропионовая кислота, надсорбиновая кислота и надбензойная кислота, гидроксикарбоновые кислоты, содержащие до 8 атомов углерода, такие как надмолочная кислота, надлимонная кислота, надяблочная кислота и надвинная кислота, а также любые их смеси. Надкислоты могут содержать несколько гидроксигрупп и/или карбоксигрупп. В частности, показано, что для задач настоящего изобретения весьма эффективны многофункциональные надкарбоновые кислоты, такие как надлимонная кислота.
Содержание стабилизированной с помощью PVP надкарбоновой кислоты (PVP+надкарбоновая кислота) в агенте, предлагаемом в настоящем изобретении, предпочтительно составляет от 0,1 до 50% мас./мас., предпочтительно от 1,0 до 25% мас./мас. Отношение массы PVP к массе надкарбоновой кислоты находится в диапазоне от 1:10 до 10:1, предпочтительно от 1:5 до 5:1.
Естественно, что, чем выше концентрация надкарбоновой кислоты, тем больше эффективность агента; однако для многих случаев применения достаточно использовать концентрации, равные примерно 1% мас./мас. Как правило, сначала готовят концентрат, который обладает концентрацией надкарбоновой кислоты в диапазоне от 10 до 20% мас./мас., но затем указанную концентрацию снижают путем разбавления с использованием воды или растворителя.
Показано, что особенно предпочтительно вводить в агент по меньшей мере две надкарбоновые кислоты, поскольку на опыте установлено, что это может привести к синергетическим эффектам. Таким образом, установлено, что разные надкарбоновые кислоты являются особенно подходящими для разных конкретных целей. Например, целый ряд токсинов, как микротоксинов, так и эндотоксинов, содержащих альдегидную или кето-группу, эффективно разлагаются с помощью надбензойной кислоты по реакции окисления Байера-Вилингера. Надбензойную кислоту можно использовать для борьбы с афлатоксинами и она действует, как ингибитор каталазы. С другой стороны, надуксусная кислота является подходящей для эффективного воздействия на порообразующие белки бактерий, а для надлимонной кислоты показано, что она является особенно подходящей для разложения биопленок. Надсорбиновая кислота может проникать в липидные слои и, таким образом, проходить через клеточные мембраны для инактивации бактерий.
В дополнение к надкарбоновой кислоте, стабилизированной с помощью PVP в водном растворе, агент, предлагаемый в настоящем изобретении, может содержать поверхностно-активное вещество, которое не взаимодействует с надкарбоновой кислотой, а предназначено для улучшения смачиваемости. Для этого предпочтительными являются полисорбаты в количестве, равном от 0,5 до 5% мас./мас., такие как Tween (полисорбат 20) или додецилсульфат натрия.
Агент, предлагаемый в настоящем изобретении, может содержать обычные добавки, в частности, растворители, связывающие агенты, регуляторы pH, ингибиторы коррозии, другие стабилизаторы надкислот, комплексообразующие реагенты, пеноподавляющие агенты, красители и отдушки, загустители и продукты для профилактики. Очевидно, что все эти добавки должны быть устойчивы к действию надкарбоновых кислот и не должны способствовать разложению надкарбоновых кислот. Ингибиторы коррозии являются особенно полезными, если композиция предназначена для обработки поверхностей металлов. Например, в качестве ингибиторов коррозии можно использовать фосфаты щелочных металлов, предпочтительно фосфаты калия, такие как гидроортофосфат калия.
Основным использующимся растворителем является вода. Кроме того, агент может содержать органические растворители, в частности, этанол и изопропанол. Спирт обладает тем преимуществом, что он дополнительно оказывает бактерицидное и фунгицидное воздействие, так что гермицидное воздействие композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, даже усиливается.
Для применения в качестве дезинфицирующего агента для поверхностей тела, т. е. кожи и слизистой оболочки, продукт предпочтительно готовят в форме спрея, геля, крема или лосьона. И в этом случае необходимо, чтобы добавки к препарату также обеспечивали стойкость к окислению.
Реакция водного раствора должна быть кислой. Надкарбоновые кислоты подвержены разложению в щелочной среде. Обычно значение pH разбавленного раствора, предназначенного для нанесения, находится в диапазоне от 0 до 7, предпочтительно от 3 до 6. При необходимости значение pH можно изменить с помощью регуляторов pH.
Показано, что агент, предлагаемый в настоящем изобретении, высокоэффективен для борьбы с бактериальными, вирусными и грибковыми инфекциями. Он также является подходящим для разрушения продуктов метаболизма микроорганизмов. Это относится к токсичным продуктам метаболизма бактерий (биотоксинам), а также к адгезинам, т. е. бактериальным продуктам, которые стимулируют адгезию бактерий к телу или ранам и рост бактерий на теле и в ранах. Поэтому агент, предлагаемый в настоящем изобретении, является подходящим для использования в качестве дезинфицирующего агента и средства очистки кожи и слизистой оболочки.
При борьбе с микроорганизмами выделение свободных радикалов приводит к быстрому окислению оболочки/клеточной мембраны. Надкарбоновые кислоты также воздействуют на ферменты и другие белки, а также нуклеиновые кислоты, и разрушают их. Происходящая при этом блокировка путем метаболизма (метаболизм энергии, биосинтез белков) быстро приводит к гибели клеток. Кроме того, композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, также разрушает биотоксины - афлатоксины, эндотоксины, микотоксины и аллергены.
Надкарбоновые кислоты агента, предлагаемого в настоящем изобретении, способны модифицировать третичную структуру белков таким образом, что они утрачивают свои свойства. Так, дисульфидные мостики при окислении разрушаются и тиольные группы окисляются с образованием сульфоновых кислот.
Композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, также способны инактивировать центры метаболизма микроорганизмов путем окисления ферментов, в первую очередь содержащих тяжелые металлы, например, медь. Вирусы можно инактивировать путем окисления капсидных белков и белков оболочки. Это приводит к разрушению нуклеокапсида или модификации поверхности капсида, что приводит к инактивации вируса.
При окислении и разрушения связанных с ними вредных микроорганизмов надкарбоновые кислоты превращаются в саму карбоновую кислоту, так что в конечном счете образуются только относительно безвредные продукты.
Агент, предлагаемый в настоящем изобретении, с успехом можно использовать в сельском хозяйстве, например, для защиты растений/сельскохозяйственных культур, укрепления растений, для дезинфекции и очистки конюшен, для обработки выхлопных газов и для дезинфекции хранилищ и помещений с сельскохозяйственной продукцией. В этом контексте дается явная ссылка на случаи применения, указанные в WO 2006/125657A2.
Агент, предлагаемый в настоящем изобретении, также можно использовать для очистки и дезинфекции ран, а также для борьбы с грибками ног и ногтей пальцев, с бородавками и в качестве промывочной жидкости для полости рта и зубов. Его также можно использовать для животных в целях очистки и дезинфекции, а также для устранения болезней кожи, меха/шкур и лап/копыт.
Агент, предлагаемый в настоящем изобретении, можно получить аналогично принципам, описанным в WO 2006/125657A2. В дополнение к соответствующим карбоновым кислотам в качестве исходных веществ также можно использовать их ангидриды и обычные соли. Методика описана в приведенных ниже примерах.
Пример 1
Сначала с помощью 90 г раствора пероксида водорода (20%) в воде в присутствии каталитического количества фосфорной кислоты при комнатной температуре обрабатывают 5 г лимонной кислоты и получают надлимонную кислоту. После установления равновесия к смеси добавляют 5 г PVP K30. Затем эту смесь разбавляют десятикратным количеством воды и получают раствор необходимой для применения концентрации.
Для установления равновесия в смеси может потребоваться несколько дней. Избыток пероксида водорода приводит к смещению равновесия в сторону надкарбоновой кислоты. Для ускорения к смеси можно добавить в качестве катализатора небольшое количество сильной кислоты, например, метансульфоновой кислоты, фосфорной кислоты или серной кислоты.
Полученная таким образом смесь пригодна для обработки и дезинфекции ран кожи. Для получения геля можно добавить обычный загуститель, такой как акрилат.
Пример 2
Активный агент для борьбы с бородавками получают следующим образом:
Готовят 90 г водного раствора пероксида водорода (35%), при комнатной температуре добавляют 1 г бензойной кислоты, 3 г лимонной кислоты и 1 г диацетата натрия. Затем смесь перемешивают до установления равновесия и затем добавляют 5 г PVP K30. После дополнительного перемешивания добавляют 900 мл деионизированной воды, затем еще 20 г PVP K30. Последующее разбавление с помощью 1000 мл деионизированной воды дает готовый агент.
1. Агент для дезинфекции поверхностей и разрушения бактериальных продуктов метаболизма, где указанный агент содержит по меньшей мере одну надкарбоновую кислоту вместе со стабилизирующим агентом в водном растворе, отличающийся тем, что поливинилпирролидон (PVP) используют в качестве стабилизирующего агента, причем агент содержит гидроксинадкарбоновую кислоту.
2. Агент по п. 1, отличающийся тем, что PVP имеет среднюю молекулярную массу в диапазоне от 10000 до 360000 Да.
3. Агент по п. 2, отличающийся тем, что PVP имеет среднюю молекулярную массу, равную 40000 Да.
4. Агент по пп. 1-3, отличающийся тем, что надкарбоновой кислотой является надмолочная кислота, надлимонная кислота, надъяблочная кислота или надвинная кислота.
5. Агент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отношение массы надкарбоновой кислоты к массе PVP находится в диапазоне от 1:10 до 10:1.
6. Агент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что водный раствор содержит от 0,1 до 50% мас./мас., предпочтительно от 1 до 25% мас./мас. надкарбоновой кислоты, стабилизированной с помощью PVP.
7. Агент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он также содержит устойчивое к окислению поверхностно-активное вещество.
8. Агент по п. 7, отличающийся тем, что он содержит от 0,5 до 5% мас./мас. полисорбата.
9. Агент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что агент содержит растворители, секвестранты, регуляторы pH, ингибиторы коррозии, стабилизирующие агенты для надкислот, комплексообразующие реагенты, противовспенивающие агенты, красители и/или отдушки.
10. Агент по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный агент обладает значением pH, равным от 0 до 7, предпочтительно от 3 до 6.
11. Применение агента по любому из пп.1-9 для дезинфекции поверхностей и разрушения бактериальных продуктов метаболизма.
12. Применение агента по любому из пп. 1-9 для дезинфекции поверхностей и разрушения бактериальных продуктов метаболизма в конюшне.
13. Композиция в форме спрея или геля, содержащая агент по любому из пп. 1-8.
