Дезинфекция и антисептика в промышленности и медицине

Министерство здравоохранения Российской Федерации
Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия
ГУ «Российский научно-исследовательский
институт травматологии и ортопедии им. Р. Р. Вредена»
В. А. Галынкин, Н. А. Заикина, Т. С. Потехина,
Г. Е. Афиногенов, В. И. Лебедева, А. Г. Афиногенова
ДЕЗИНФЕКЦИЯ И АНТИСЕПТИКА
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И МЕДИЦИНЕ
Санкт-Петербург
Фолиант
2004
1

ББК 51.1(2)1
УДК 648.6
Галынкин В. А., Заикина Н. А., Потехина Т. С.,
Афиногенов Г. Е., Лебедева В. И., Афиногенова А. Г.
Дезинфекция и антисептика в промышленности и медицине. —
СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2004. — 96 с.: ил.
ISBN 5-93929-094-9
В книге представлены сведения о методах и средствах дезинфекции и антисептики в тех отраслях промышленности (фармацевтическая, пищевая), продукция которых должна отвечать требованиям качества по уровню микробной чистоты, а также в медицине,
где дезинфекция и антисептика являются важнейшей частью профилактики инфекционных заболеваний, а определенные антисептические вещества эффективны как терапевтические средства.
Приведены данные о механизме действия биоцидов и устойчивости
к ним микроорганизмов. Описаны методы оценки эффективности
и безопасности дезинфектантов и антисептиков.
Книга предназначена для фармацевтов, микробиологов, эпидемиологов, дезинфектологов, медицинских работников, преподавателей и студентов фармацевтических и медицинских училищ и вузов.
© Коллектив авторов, 2004
© ООО «Издательство Фолиант», 2004
ISBN 5-93929-094-9
2

СОДЕРЖАНИЕ
Первые этапы развития дезинфекции и антисептики . . . . . . . . . . . .
4
Методы и средства дезинфекции и антисептики . . . . . . . . . . . . . .
6
Требования, предъявляемые к химическим дезинфектантам
и антисептикам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Устойчивость микроорганизмов к дезинфектантам и антисептикам . . . .
8
Факторы, влияющие на устойчивость микроорганизмов
к биоцидам
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
Механизм действия дезинфектантов и антисептиков . . . . . . . . . . . .
13
Оценка эффективности и безопасности дезинфектантов и
антисептиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
Техника безопасности при работе с химическими дезинфектантами . . .
23
Основные группы химических соединений неспецифического
антимикробного действия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
Новая российская технология синтеза электрохимически
активированных растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
Использование ультрафиолетового излучения для дезинфекции . . . . . .
37
Дезинфекция и антисептика в фармацевтической промышленности. . . .
41
GMP (надлежащая производственная практика) уборки и
дезинфекции чистых помещений . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
Дезинфектанты и антисептики в производстве
стерильных лекарственных средств . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
Дезинфекция в производстве нестерильных лекарственных
средств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
55
Роль антисептиков и дезинфектантов в контаминации
объектов производства. Правила приготовления и хранения
растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
Дезинфекция и антисептика в аптечном производстве лекарств . . . . . .
58
Дезинфекция как средство обеспечения безопасности работы
с патогенными микроорганизмами. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
Правила гигиены и дезинфекции в пищевой промышленности.
Производственная гигиена и концепция НАССР . . . . . . . . . .
67
Гигиенические требования к персоналу, помещениям, оборудованию,
уборке и дезинфекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
69
Дезинфектанты и антисептики в медицине
. . . . . . . . . . . . . . . . .
73
Дезинфекция и стерилизация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
Основные требования по обеспечению санитарно-гигиенического
режима в лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ) . . . . .
81
Контроль дезинфекции и стерилизации в ЛПУ . . . . . . . . . . .
82
Использование антисептиков для профилактики и лечения
инфекционных заболеваний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
3

ПЕРВЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ
ДЕЗИНФЕКЦИИ И АНТИСЕПТИКИ
На ранних этапах развития науки врачи и естествоиспытатели
стремились выяснить причины инфекционных болезней и высказывали предположения о живой природе их возбудителей.
Авиценна (980–1037 гг.) считал, что причиной возникновения
заразных болезней являются невидимые простым глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воду и воздух.
В античный период и в средневековье имелись определенные
представления о возможности передачи заболевания от больного
к здоровому и о необходимости изоляции больных. Указ об изоляции подозрительных на чуму людей, товаров и кораблей на 40
(quarantina) дней был издан в Венеции в 1374 г., откуда произошел термин «карантин».
Итальянский ученый Дж. Фракастро (1478–1553) положил начало учению «О живом болезнетворном начале» (contagium vivum)
как
причине
заражения.
Итальянский
естествоиспытатель
Ф. Реди (1626–1697) первым доказал факт передачи возбудителей
заболеваний насекомыми-переносчиками. Однако мир микробов, открытый А. Левенгуком (1632–1723), длительное время не
привлекал внимания медиков, и только в XIX в. были обнаружены и исследованы микроорганизмы, вызывающие заболевания
растений, животных и человека.
Целебные свойства определенных растений и минералов, обусловленные их антимикробным действием, были известны народной медицине с начала ее развития. В XVIII–XIX вв. были
получены и использовались как антисептики гипохлориты, хлорная известь, йод, водорода пероксид, формальдегид, фенол, некоторые красители.
Эксперименты итальянского ученого Л. Спалланцани (1729–1799)
показали, что прогревание экстрактов растительных и животных
тканей препятствует развитию в них живых существ (бактерий,
простейших). Он высказывал предположение, что имеются микроорганизмы, устойчивые к нагреванию. Существование термоустойчивых спор у бактерий было открыто только в XIX в.
Ф. Коном и Р. Кохом. Опыты Спалланцани по термической об4

работке продуктов послужили основой для разработки Н. Ф. Аппертом способа консервирования (1804).
Русский протозоолог М. М. Тереховский (1740–1796) также
доказал возможность обеззараживания путем кипячения или обработки паром.
Присутствие микроорганизмов в воздухе было обнаружено в
опытах исследователей, изучавших вопрос о самозарождении
жизни, который удалось разрешить лишь в XIX в. Опыты
Т. Шванна, Ф. Шульце, Г. Шредера, Т. фон Душа, Л. Пастера
показали, что микроорганизмы присутствуют в воздухе, а их попаданию в питательную среду может препятствовать нагревание
воздуха или его фильтрация.
Английский физик Дж. Тиндаль, изучая распределение частиц
в воздухе над прокипяченным настоем, описал опыт дробной
стерилизации (тиндализации).
Наиболее убедительные доказательства, полностью отклонявшие учение о самозарождении жизни, были сделаны Луи Пастером (1822–1895), который показал, что микроорганизмы воздуха
задерживаются на фильтрующем материале, а их количество в
различных экспериментах неодинаково.
Изучая причины «болезни вина», Пастер предложил способ
уничтожения микроорганизмов путем прогревания при 60°С (пастеризация). Он ввел стерилизацию сухим жаром и паром под давлением. Его сотрудник Ш. Шамберлен сконструировал фарфоровый фильтр (свечу) для стерилизации питательных растворов.
В 1891 г. Г. Нордтмайер ввел фильтр из диатомовых отложений
(кизельтур). Первые мембранные фильтры из целлюлозных материалов были предложены в 1919 г. Р. Зигмонди и В. Бахманом.
Исследования Пастера о брожении, роли микробов в круговороте веществ в природе, их значении в инфекционной патологии, разработка основ иммунитета составили теоретическую базу
современной микробиологии.
Немецкий бактериолог Р. Кох (1843–1910) — автор многочисленных прикладных методов микробиологии, открывший возбудителей туберкулеза и холеры, дал научное объяснение причин
инфекционных заболеваний и обосновал теорию и практику дезинфекции.
Передовые идеи о микроорганизмах как возбудителях инфекционных болезней далеко не сразу нашли признание в практической
медицине.
Так,
венгерский
врач
И. Ф.
Земмельвейс
(1818–1865), который впервые указал на инфекционную природу
родового сепсиса и призывал хирургов мыть руки не после, а до
операции, был затравлен недоброжелателями и умер в глубокой
бедности. Теперь в Венгрии ему поставлен памятник с надписью
«Спасителю женщин».
5

Первыми хирургами, которые применяли антисептики при
операциях, были хирург Н. И. Пирогов (1810–1881) и английский ученый Дж. Листер (1827–1912). Листер, хорошо зная работы Пастера, заложил основы современной антисептики и асептики, ввел в практику карболовую кислоту как средство, резко
снижающее частоту хирургического сепсиса. Н. И. Пирогов использовал в хирургии хлорную воду, ляпис (AgNO3), настойку
йода.
Современная дезинфекция и антисептика располагают многочисленными эффективными средствами и методами, описанию
которых посвящена эта книга. Значимость мероприятий, направленных на предупреждение, ограниченное распространение и
ликвидацию инфекционных заболеваний, повышается с появлением новых видов патогенных микроорганизмов, развитием полирезистентных форм, возможностью угрозы биотерроризма.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
ДЕЗИНФЕКЦИИ И АНТИСЕПТИКИ
Дезинфекцией называют комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов на (в) объектах внешней
среды с помощью механических, физических и химических
средств и воздействий.
Стерилизацией называют процесс полного уничтожения или
удаления из объекта всех жизнеспособных форм микроорганизмов.
Для дезинфекции и стерилизации используют механические,
физические и химические методы и средства.
Механические методы и средства обеспечивают удаление микроорганизмов с объектов, не вызывая их гибели. К ним относятся фильтрация, вентиляция, проветривание, влажная уборка,
стирка и т. п.
Физические методы и средства обеспечивают гибель микроорганизмов за счет действия физических агентов: высокой температуры, ультрафиолетового и радиационного излучения и др.
Химические методы и средства обеспечивают гибель микроорганизмов за счет воздействия химических веществ — дезинфектантов и антисептиков, способных убивать микробные клетки
или угнетать их рост. Дезинфектанты используются для обработки помещений, изделий или материалов. Антисептики применяют для обработки кожи и слизистых оболочек человека.
Антисептика обозначает использование химических веществ
(антисептиков), убивающих или подавляющих рост микроорганизмов, находящихся в контакте с макроорганизмом.
6

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ХИМИЧЕСКИМ
ДЕЗИНФЕКТАНТАМ И АНТИСЕПТИКАМ
1. Действующие вещества (ДВ) отечественного и зарубежного
производства должны быть зарегистрированы в России в качестве дезинфицирующей субстанции, разрешенной для создания
различных форм дезинфицирующих средств.
2. Массовая доля ДВ в дезинфицирующем средстве должна
соответствовать требованиям технических условий (ТУ) на средство отечественное или спецификации на зарубежное (методические указания (МУ) или инструкция по применению, этикетка и
методика контроля (МК) качества средства).
3. Должна быть разработана и утверждена методика определения ДВ в дезинфицирующем средстве (ТУ, МУ, МК).
4. ДВ должно быстро растворяться в воде или давать стойкие
смеси с водой; желательна, но не обязательна полная растворимость всего средства.
5. Формы выпуска средства:
— в сухом виде — таблетки, гранулы, порошки;
— жидкие концентраты — растворы, эмульсии, пасты;
— газы;
— готовые формы.
Указанные формы должны соответствовать требованиям НД
(ГОСТы, ОСТы) на конкретную форму. По потребительским
свойствам к лучшим формам относятся таблетки, бактерицидные
салфетки, бактерицидные лаки.
6. Должны быть подтверждены гигиеническими заключениями и внесены в перечень контролируемых показателей ТУ или
МУ количественные характеристики по следующим показателям:
моющее и чистящее действие, дезодорирование, отбеливание, галогенизирующая способность.
7. Не рекомендуется использование для дезинфекции средств,
обладающих коррозионной активностью (разрушение и обесцвечивание тканей и других материалов, повреждение лакированных
поверхностей и т. п.). Использование таких средств разрешается
только в экстремальных ситуациях или для обработки объектов,
подлежащих в дальнейшем утилизации.
8. Требования по антимикробной активности:
8.1. Дезинфицирующее средство должно обеспечить гибель
микроорганизмов, а не задержку их роста.
8.2. ДВ должно обладать широким спектром антимикробной
активности, т. е. убивать бактерии, их споры, грибы и вирусы.
8.3. Для каждого ДВ должна быть определена его минимальная концентрация, обеспечивающая обеззараживание объектов
при минимальной экспозиции.
7

8.4. Эффективность ДВ не должна значительно зависеть от изменения значений pH, температуры и присутствия загрязнений.
8.5. Должна проводиться систематическая проверка устойчивости госпитальных штаммов микроорганизмов к применяемым ДВ.
9. При использовании дезинфицирующих средств следует
учитывать степень их токсичности. Антисептические средства
должны быть малотоксичными и не оказывать раздражающего
действия на кожу и слизистые оболочки персонала. Токсичные
дезинфицирующие средства используют со средствами защиты
органов дыхания, глаз, кожи лиц, проводящих дезинфекцию, в
отсутствие персонала.
УСТОЙЧИВОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ
К ДЕЗИНФЕКТАНТАМ И АНТИСЕПТИКАМ
Микроорганизмы значительно различаются по своей устойчивости к действию биоцидных агентов. Существует естественная
(природная) и приобретенная резистентность.
Естественная резистентность связана с природными особенностями строения микробной клетки и ее метаболизма: наличием
защитных покровов, образованием биопленок, способностью к
ферментативной деградации или активному выбросу ксенобиотиков из клетки.
Непроницаемость покровов. Уникальной клеточной оболочкой
обладают бактериальные споры, благодаря которой они выдерживают концентрацию биоцидов, в несколько тысяч раз превышающую концентрации, эффективные в отношении вегетативных
клеток. Плотная оболочка споры препятствует проникновению
биоцидов внутрь клетки, возможно, нейтрализует действие некоторых из них. Это многослойная структура, в состав которой входят гликоконъюгаты, белки и липиды. На долю оболочки приходится
до
50%
сухой
массы
споры.
Зрелая
спора
содержит
минимальное количество свободной воды и повышенное по
сравнению с вегетативной клеткой количество липидов, а белки
споры — повышенное количество цистина, который обеспечивает образование многочисленных дисульфидных связей, обусловливающих высокую механическую прочность оболочек спор.
При споруляции образуются особые белки, которые связываются
с ДНК, изменяя геометрию пиримидиновых оснований, что повышает их устойчивость к ультрафиолетовому облучению. Все
эти особенности обеспечивают резистентность спор к действию
факторов внешней среды, в том числе биоцидов. Соединения
ртути, четвертичные аммониевые соединения (ЧАС), хлоргексидин, фенолы, спирты практически не обладают спороцидной ак8

тивностью, хотя могут задерживать прорастание спор. Этилена
оксид, -пропиолактон, формальдегид, глутаровый альдегид, водорода пероксид и галогены убивают споры, однако их действие
достаточно медленное; процесс стерилизации должен продолжаться от 30 мин до нескольких часов. Споры разных видов микроорганизмов различаются по своей чувствительности к биоцидам.
Помимо генетической вариабельности существует и фенотипическая зависимость резистентности спор от условий выращивания
микроорганизма.
Микобактерии, например M. tuberculosis, высокорезистентны к
действию дезинфектантов. Их клеточная стенка содержит большое количество воскоподобных липидов. Существенную роль в
их составе играют миколовые кислоты. Гидрофобные слои липидов препятствуют проникновению биоцидов внутрь клетки.
В отношении микобактерий наиболее эффективны фенолы; по
возможности для дезинфекции следует применять тепловую обработку.
Устойчивость грамотрицательных бактерий во многом определяется наличием внешней мембраны — наружного слоя клеточной
стенки. В ее состав входят белки, липопротеиды, липополисахариды и фосфолипиды. Существенное значение для структуры и
функции внешней мембраны имеет липид А, для которого характерна компактная и высокоупорядоченная конформация, придающая мембране вязкую структуру, которая затрудняет диффузию
биоцидов. Существенную роль в стабилизации внешней мембраны играют катионы Са
++ и Mg
++, поэтому обработка бактерий хелатными агентами (EDTA — этилендиаминтетраацетат) значительно снижает резистентность к биоцидам.
Виды рода Proteus устойчивы к высоким концентрациям хлоргексидина и других катионных биоцидов и более устойчивы к
EDTA, чем другие грамотрицательные бактерии, возможно, благодаря менее кислому характеру липополисахаридов внешней
мембраны, что уменьшает активность связывания катионных
агентов, и пониженному содержанию двухвалентных катионов,
связывающихся с EDTA.
Превосходящую по сравнению с другими грамотрицательными бактериями устойчивость Pseudomonas aeruginosa связывают с
особенностями структуры липида А, содержащего повышенное
количество фосфатных групп.
Образование
биопленок.
Некоторые
виды
микроорганизмов
способны к адгезии на твердой поверхности с образованием биопленок, представляющих собой организованное сообщество клеток,
объединенных
массой
экзополисахарида
(гликокаликс).
Верхние слои гликокаликса защищают внутреннюю часть от
проникновения биоцида. Клетки, обитающие внутри биопленки,
ограничены в доступе питательных веществ и растут медленно.
9

Эти факторы способствуют повышению их резистентности к неблагоприятным условиям среды, в том числе к воздействию химических агентов.
Ферментативная деградация. Микробной деградации (ферментативным превращениям) подвергаются все виды ПАВ и другие дезинфектанты в концентрации ниже действующей, а иногда
и в рабочей концентрации. Напимер, P. aeruginosa использует
бензалкониума хлорид и другие ПАВ в качестве источника углерода. Staphylococсus aureus, Escherichia coli, P. aeruginosa способны
вырабатывать ферменты, гидролизующие органические соединения ртути с освобождением Hg
++, и редуктазу, переводящую Hg
++
в металлическую ртуть, которая испаряется из среды. Существование процессов микробной трансформации ртутьорганических
соединений делает проблематичным их использование в фармацевтике.
Система выброса ксенобиотика. Резистентность может быть
связана с действием специальной системы выброса ксенобиотика. Эта система существует у бактерий в виде специальных белков-помп (транспортных белков цитоплазматической мембраны,
периплазмы и поринов), активирующихся энергией трансмембранного градиента протонов и требующих участия АТФ. Система
выброса обеспечивает резистентность к некоторым антибиотикам, возможно также ее участие в защите клетки от неспецифически действующих биоцидов.
Приобретенная резистентность появляется в результате изменений в генетическом аппарате микроорганизмов в результате
отбора устойчивых мутантов в среде, содержащей биоциды. Большое значение в распространении генов резистентности имеет их
горизонтальный транспорт между различными видами и родами
бактерий с помощью трансмиссивных плазмид и конъюгативных
транспозонов. Такие генетические элементы могут определять
множественную резистентность к дезинфектантам, антибиотикам и другим химиотерапевтическим препаратам, контролируя
образование специфических ферментов, разлагающих антимикробные агенты, синтез поверхностных структур, повышающих
защитные функции клеточных оболочек и т. д. Например, показано, что у грамположительных микроорганизмов резистентность
к ЧАС и хлоргексидину связана с кодируемым плазмидой формированием системы выброса биоцидов из клетки; у грамотрицательных — с модификацией порина.
У Serratia marcesens плазмида кодирует ферментативную деградацию формальдегида. У клинических штаммов Staphylococcus
aureus обнаружены генетические детерминанты, определяющие
устойчивость к ЧАС, акридинам и этидиума бромиду.
Широкий круг хозяев у генов резистентности способствует их
сохранению в природе, причем такие гены могут стабильно
10