RU2718910C1 - Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах (варианты) - Google Patents
Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718910C1 RU2718910C1 RU2020103585A RU2020103585A RU2718910C1 RU 2718910 C1 RU2718910 C1 RU 2718910C1 RU 2020103585 A RU2020103585 A RU 2020103585A RU 2020103585 A RU2020103585 A RU 2020103585A RU 2718910 C1 RU2718910 C1 RU 2718910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen peroxide
- indicator
- bacteria
- water
- medical instruments
- Prior art date
Links
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 36
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 112
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- NYNKJVPRTLBJNQ-UHFFFAOYSA-N n'-(3-aminopropyl)-n'-dodecylpropane-1,3-diamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN(CCCN)CCCN NYNKJVPRTLBJNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- RARSHUDCJQSEFJ-UHFFFAOYSA-N p-Hydroxypropiophenone Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 RARSHUDCJQSEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000014670 detection of bacterium Effects 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 17
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 13
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 6
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229920002444 Exopolysaccharide Polymers 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004161 brilliant blue FCF Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 229920000912 exopolymer Polymers 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J sodium diphosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 229940048086 sodium pyrophosphate Drugs 0.000 description 3
- 235000019818 tetrasodium diphosphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 3
- -1 tiles Substances 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 2
- 241000293869 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium Species 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000011846 endoscopic investigation Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 101150076849 rpoS gene Proteins 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 241000588626 Acinetobacter baumannii Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- 108010057573 Flavoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000003983 Flavoproteins Human genes 0.000 description 1
- 229920002306 Glycocalyx Polymers 0.000 description 1
- 241000588747 Klebsiella pneumoniae Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 101100328536 Mus musculus Cntd1 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 102000019197 Superoxide Dismutase Human genes 0.000 description 1
- 108010012715 Superoxide dismutase Proteins 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000006851 antioxidant defense Effects 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 1
- 210000004517 glycocalyx Anatomy 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области органической химии, а именно к индикатору для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах. Индикатор имеет гелеобразную структуру и содержит пероксид водорода, стабилизатор пероксида водорода, N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид, N,N-бис(3-аминопропил)додециламин, ингибитор коррозии, комплексообразователь, загуститель и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %: пероксид водорода 3,0-10,0; стабилизатор пероксида водорода 0,5; N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид 1,5; N,N-бис(3-аминопропил)додециламин 0,25; ингибитор коррозии 0,05; комплексообразователь 0,5; загуститель 2,0; вода остальное. Также изобретение относится к варианту индикатора. Технический результат: получены новые индикаторы, которые позволяют повысить достоверность выявления бактерий на поверхностях медицинских инструментов за счёт возможности их обнаружения в состоянии биоплёнки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретения относятся к областям микробиологии, эпидемиологии, биохимии, санитарии, гигиены, представляют собой композиции и могут быть использованы для индикации биологических плёнок бактерий на различных поверхностях медицинских инструментов, например, на внешней поверхности и каналах гибких и жёстких эндоскопов.
Более 95% всех бактерий обитают на абиотических и биотических поверхностях в состоянии биоплёнки, а не в виде планктонных (свободноживущих) форм. Биоплёнки - это микробные ассоциации, представляющие собой непрерывный мультислой бактериальных клеток, прикреплённых к поверхности раздела фаз и друг к другу и заключенных в экзополисахаридный матрикс.
Формирование биоплёнки сопровождается образованием экзополимерного матрикса - продукта жизнедеятельности самих клеток. При созревании биоплёнки продуцируется значительное количество экзополимера, объединяющего соседние клетки и формирующего матрикс. Экзополимеры составляют 85% массы биоплёнки, а 15% - бактерии. Матрикс является основным структурным компонентом биоплёнки. Экзополисахариды составляют значительную часть матрикса. У прокариот, так же как и у эукариот, полисахариды формируют поверхностный слой клеточной оболочки (гликокаликс). У бактерий экзополисахариды образуют капсулу, слизистые слои и могут освобождаться во внешнюю среду, отделяясь от клеточной поверхности. Экзополисахаридный матрикс (ЭПМ) осуществляет также такие важнейшие функции как каркасная и защитная. ЭПМ защищает бактерии в биоплёнке от антибактериальных препаратов, негативных факторов внешней среды, таких, как УФ-облучение, радиация, изменения рН, осмотический шок, высыхание.
Таким образом, бактерии в биоплёнке заключены в полимерный матрикс, свойства которого определяют взаимоотношения внутри клеточного сообщества и с внешней средой. Матрикс у различных видов бактерий неодинаков по физическим свойствам и химическому составу, но, как правило, представляет собой анионный полимер.
Выявление и идентификация бактерий в состоянии биоплёнки затруднено, поскольку ЭПМ препятствует механическому переносу бактерий на питательные среды для последующей идентификации. В практике текущего санитарного надзора за критичными объектами лечебно-профилактических учреждений и предприятий пищевой промышленности широко используется метод смывов бактерий на питательные среды с целью контроля эффективности санитарной обработки поверхностей, инструментария, аппаратуры и оборудования.
В связи с увеличением использования малоинвазивных высокотехнологичных оперативных методов и манипуляций, эндоскопическая техника - жёсткие и гибкие эндоскопы используются в подавляющем большинстве оперативных вмешательств на желудочно-кишечном тракте и органах дыхания.
При этом некачественное обеззараживание эндоскопической техники может привести и инфицированию пациентов.
Известны диагностические процедуры по обнаружению бактерий в состоянии биоплёнки на поверхностях эндоскопов (СП 3.1.3263-15. Санитарно-эпидемиологические правила. Профилактика инфекционных заболеваний при эндоскопических вмешательствах. Утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации А.Ю. Поповой от 8 июня 2015 года N 20// «ТЕХЭКСПЕРТ» и «КОДЕКС», Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации [Электронный ресурс], URL: http://docs.cntd.ru/document/420283545, дата обращения: 10.08.2019), заключающиеся во взятии смывов, которое производится с помощью стерильных увлажненных ватных тампонов или промывании стерильной водой каналов эндоскопов с последующим посевом на питательные среды. Стерильные ватные тампоны на стеклянных, металлических или деревянных палочках, вмонтированных в пробирки с ватными пробками, заготавливают заранее в лаборатории. Однако данная методика смывов с поверхностей может определять только лишь планктонные, т.е. отдельно растущие, формы бактерий или грибов, которые составляют незначительную часть вероятного микробного обременения поверхностей.
ЭПМ не позволяет качественно оценить санитарное состояние поверхностей, методом смывов, скрывая бактерии или патогенные грибы от посева при помощи тампона, препятствуя механическому переносу бактерий на питательные среды для последующей идентификации.
Таким образом, отрицательный результат санитарно-бактериологического контроля методом исследования смывов является недостаточно достоверным (ложноотрицательным) и не учитывает возможности существования бактерий и грибов в состоянии биоплёнки.
Наиболее близким аналогом изобретений является индикатор для выявления бактерий, в том числе в состоянии биоплёнки (Biofilm Remove
[Электронный ресурс]: Detection of biofilms with BioFinder, URL: https://biofilmremove.com/en/, дата обращения: 20.10.2018), представляющий собой водно-спиртовой раствор пероксида водорода. Такой индикатор малоэффективен для выявления бактерий, находящихся в состоянии зрелой и подсушенной биоплёнки, вследствие наличия мощного экзополисахаридного матрикса, так как не содержит специальных веществ для его разрушения.
[Электронный ресурс]: Detection of biofilms with BioFinder, URL: https://biofilmremove.com/en/, дата обращения: 20.10.2018), представляющий собой водно-спиртовой раствор пероксида водорода. Такой индикатор малоэффективен для выявления бактерий, находящихся в состоянии зрелой и подсушенной биоплёнки, вследствие наличия мощного экзополисахаридного матрикса, так как не содержит специальных веществ для его разрушения.
Задачей предлагаемой группы изобретений является создания веществ-индикаторов, позволяющих повысить качество оценки медицинских инструментов на наличие бактерий в состоянии биоплёнки, кроме того, индикаторы должны не портить и не окрашивать обрабатываемые поверхности, быть хорошо растворимыми в воде и легко смываться, быть экологически безопасными и биоразлагаемыми.
Технический результат изобретений заключается в повышении достоверности выявления бактерий в состоянии биоплёнки на различных поверхностях медицинских инструментов.
Указанный результат достигается индикатором для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах, имеющим гелеобразную структуру и содержащим пероксид водорода, стабилизатор пероксида водорода, N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид, NN-бис(3-аминопропил)додециламин, ингибитор коррозии, комплексообразователь, загуститель и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:
пероксид водорода 3,0-10,0;
стабилизатор пероксида водорода 0,5;
N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид 1,5;
NN-бис(3-аминопропил)додециламин 0,25;
ингибитор коррозии 0,05;
комплексообразователь 0,5;
загуститель 2,0;
вода остальное.
Индикатор может содержать хлоргексидина диглюконат в концентрации 1,5% до 3,0%.
Также результат достигается индикатором для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах, который представляет собой водный раствор и содержит пероксид водорода, коллоидное серебро, стабилизатор пероксида водорода, ингибитор коррозии, комплексообразователь и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:
пероксид водорода 3,0-10,0;
коллоидное серебро 0,0012-0,0024;
стабилизатор пероксида водорода 0,5;
ингибитор коррозии 0,05;
комплексообразователь 0,5;
вода остальное.
Индикаторы с высокой достоверностью позволяют выявлять грамположительные и грамотрицательные бактерии в состоянии биоплёнки на различных абиотических поверхностях, таких как нержавеющая сталь, плитка, полипропилен, окрашенные поверхности и пр.
Преимущество данного вида обнаружения заключается ещё и в том факте, что биоплёнки, как правило, имеют поливидовую структуру и для детекции (обнаружения, выявления) достаточно одного вида каталазо-позитивных бактерий в биоплёнке. Тем не менее, индикаторы позволяют выявлять и моновидовые биоплёнки.
Каталаза является основным первичным антиоксидантом системы защиты, которая катализирует разложение пероксида водорода до воды. Пероксид водорода разрушается двумя классами родственных ферментов, катализирующих её двухэлектронное восстановление до H2O и использующих в качестве донора электронов H2O2 в случае каталазы или различные органические соединения - в случае пероксидазы.
Каталазная и пероксидазная активности обнаружены у всех аэробных и факультативно анаэробных прокариот. Среди облигатных анаэробов эти ферменты распространены значительно в меньшей степени, чем супероксиддисмутаза.
Разработанная формула индикаторов подразумевает большую эффективность по сравнению с аналогами за счёт наличия специальных веществ, разрушающих защитный ЭПМ биоплёнки и тем самым увеличивающих количество бактериальных клеток, вступающих в реакцию.
Разработана рецептура индикатора на основе пероксида водорода, созданы опытные образцы индикатора и подобраны рабочие концентрации активных ингредиентов водного раствора образца методом серийных разведений с выявлением максимальной активности на зрелых биоплёнках грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Первый индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах имеет гелеобразную структуру и содержит пероксид водорода, стабилизатор пероксида водорода, N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид,NN-бис(3-аминопропил)додециламин, ингибитор коррозии, комплексообразователь, загуститель, дополнительно включает краситель Е133, и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:
пероксид водорода 3,0-10,0;
стабилизатор пероксида водорода 0,5;
N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид 1,5;
NN-бис(3-аминопропил)додециламин 0,25;
ингибитор коррозии 0,05;
комплексообразователь 0,5;
загуститель 2,0;
краситель Е133 0,05;
вода остальное.
Дополнительно первый индикатор может содержать хлоргексидина диглюконат в концентрации от 1,5% до 3,0%.
Второй индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах представляет собой водный раствор и содержит пероксид водорода,коллоидное серебро, стабилизатор пероксида водорода, ингибитор коррозии, комплексообразователь и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:
пероксид водорода 3,0-10,0;
коллоидное серебро 0,0012-0,0024;
стабилизатор пероксида водорода 0,5;
ингибитор коррозии 0,05;
комплексообразователь 0,5;
вода остальное.
Первый индикатор для выявления биоплёнок бактерий представляет собой густой гелеобразный раствор, что способствует пролонгации визуализации пузырьков (барботирования). Он практичен для применения на внешних поверхностях различных медицинских инструментов, например, на эндоскопической технике. Второй индикатор в силу своей жидкой структуры подходит для нанесения на имеющиеся внутренние поверхности медицинских инструментов, например, каналы эндоскопов. Описанное применение индикаторов является рекомендуемым, но не обязательным.
В качестве стабилизатора пероксида водорода для двух индикаторов могут использоваться салициловая кислота или пирофосфорнокислый натрий 0,5%, ингибитора коррозии - алкилдиметилбензиаммония хлорид 0,05% или другие анионные, катионные и смешанные ингибиторы коррозии, комплексообразователя - силикаты/метасиликаты натрия, например, карбонат натрия, загустителя - полиакриловая кислота.
Приведём примеры индикаторов с различными возможными концентрациями составляющих веществ.
Таблица 1. Примеры концентраций составляющих (масс. %) веществ первого индикатора
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид | 1,5% | 1,5% | 1,5% | 1,5% |
| Пероксид водорода | 3,0% | 6,0% | 8,0% | 10,0% |
| Хлоргексидина диглюконат | - | 1,5% | 3,0% | 3,0% |
| NN-бис(3-аминопропил) додециламин | 0,25% | 0,25% | 0,25% | 0,25% |
| Стабилизатор пероксида водорода | 0,5% | 0,5% | 0,5% | 0,5% |
| Ингибитор коррозии | 0,05% | 0,05% | 0,05% | 0,05% |
| Комплексообразователь | 0,5% | 0,5% | 0,5% | 0,5% |
| Загуститель | 2,0% | 2,0% | 2,0% | 2,0% |
| Краситель Е133 | 0,05% | 0,05% | 0,05% | 0,05% |
| Вода | остальное | остальное | остальное | остальное |
Таблица 2. Примеры концентраций составляющих (масс. %) веществ второго индикатора
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | |
| Пероксид водорода | 3,0% | 3,0% | 6,0% | 6,0% | 8,0% |
| Коллоидное серебро | 0,0012% | 0,0024% | 0,0012% | 0,0024% | 0,0012% |
| Стабилизатор пероксида водорода | 0,5% | 0,5% | 0,5% | 0,5% | 0,5% |
| Ингибитор коррозии | 0,05% | 0,05% | 0,05% | 0,05% | 0,05% |
| Комплексообразователь | 0,5% | 0,5% | 0,5% | 0,5% | 0,5% |
| Вода | остальное | остальное | остальное | остальное | остальное |
Таблица 2. Продолжение
| Пример 6 | Пример 7 | Пример 8 | |
| Пероксид водорода | 8,0% | 10,0% | 10,0% |
| Коллоидное серебро | 0,0024% | 0,0012% | 0,0024% |
| Стабилизатор пероксида водорода | 0,5% | 0,5% | 0,5% |
| Ингибитор коррозии | 0,05% | 0,05% | 0,05% |
| Комплексообразователь | 0,5% | 0,5% | 0,5% |
| Вода | остальное | остальное | остальное |
Возможность осуществления изобретений подтверждается следующими примерами.
Первый пример получения раствора первого индикатора. Для получения 100 мл первого индикатора в виде гелеобразного готового к применению раствора при комнатной температуре 1,5 мл N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид (ʺBarlox-12ʺ (Барлокс-12), каталог фирмы ʺLonzaʺ (Лонза) растворяют в 100 мл воды, добавляют 6,0 мл 50%-ного пероксида водорода, 1,5 г NN-бис(3-аминопропил)додециламина, пирофосфорнокислый натрий 0,2 мл, карбонат натрия 0,5 г, полиакриловая кислота 3 мл, 0,01 г красителя Е133.
Второй пример получения растворапервого индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру получения раствора первого индикатора, но средство включает 1,5 мл хлоргексидина диглюконата, 1,0 мл N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксида, 12 мл 50%-ного пероксида водорода.
Третий пример получения раствора первого индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру, но средство включает 2,0 мл хлоргексидина диглюконата, 2,0 мл N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксида, 16 мл 50%-ного пероксида водорода.
Четвертый пример получения раствора первого индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру, но средство включает 2,5 мл хлоргексидина диглюконата, 2,0 мл N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксида, 20 мл 50%-ного пероксида водорода.
Первый пример получения раствора второго индикатора. Для получения 100 мл второго индикатора в виде жидкого готового к применению раствора при комнатной температуре 6,0 мл 50%-ного пероксида водорода растворяют в 100 мл воды, добавляют 6,0 мл 50%-ного пероксида водорода, добавляют 1,2 мл 10%-ного коллоидного серебра, пирофосфорнокислый натрий 0,2 мл, карбонат натрия 0,5 г.
Второй пример получения раствора второго индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру получения раствора второго индикатора, но средство включает 2,4 мл 10%-ного коллоидного серебра.
Третий пример получения раствора второго индикатора. Осуществляют аналогично первомупримеру, но средство включает 12 мл 50%-ного пероксида водорода и 2,4 мл 10%-ного коллоидного серебра.
Четвертый пример получения раствора второго индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру, но средство включает 12 мл 50%-ного пероксида водорода и 2,4 мл 10%-ного коллоидного серебра.
Пятый пример получения раствора второго индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру, но средство включает 16 мл 50%-ного пероксида водорода и 1,2 мл 10%-ного коллоидного серебра.
Шестой пример получения раствора второго индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру, но средство включает 16 мл 50%-ного пероксида водорода и 2,4 мл 10%-ного коллоидного серебра.
Седьмой пример получения раствора второго индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру, но средство включает 20 мл 50%-ного пероксида водорода и 1,2 мл 10%-ного коллоидного серебра.
Восьмой пример получения раствора второго индикатора. Осуществляют аналогично первому примеру, но средство включает 20 мл 50%-ного пероксида водорода и 2,4 мл 10%-ного коллоидного серебра.
Активность индикаторов протестированана зрелых сформированных биоплёнках следующих штаммов:
Грамположительный:
- Staphilococcusaureus 15 и
Грамотрицательные:
- E.coli 717,
- Pseudomonas aeruginosa 32,
- Acinetobacter baumanii 503,
- Klebsiella pneumoniae 1553,
- Salmonella typhimurium C53,
SalmonellatyphimuriumC53rpoS с мутацией в гене rpoS, приводящей к нарушению синтеза ферментакаталазы.
Как известно, фермент каталаза, является катализатором в реакции разложения пероксида водорода, при которой образуются вода и молекулярный кислород: Н2О2 + Н2О2 = О2 + 2Н2О.
Биологическое значение каталазы заключается именно в разложении пероксида водорода, которая образуется в клетках при воздействии ряда флавопротеиновых оксидаз, чем обеспечивается действенная защита клеточных структур от разрушения, которое осуществляет пероксид водорода. Каталаза имеется в тканях растений, животных и человека, а также и в бактериях, хотя у ряда анаэробных бактерий этот фермент отсутствует.
Каталаза - один из самых быстрых ферментов. Всего одна его молекула способна превращать миллионы молекул пероксид водорода в воду и кислород за секунду. С точки зрения энзимологии это значит, что для фермента каталазы характерно большое число оборотов. Что касается бактерий, то визуально это легко наблюдать - при взаимодействии бактериальных клеток с ферментом начинается активное выделение пузырьков кислорода.
Для того чтобы это было четко видно в нашем случае, в тестируемую коллекцию штаммов была включена изогенная пара штаммов S. typhimurium - исходного дикого штамма и штамма, несущего мутацию rpoS - глобального регулятора экспрессии генов, которая приводит к нарушению синтеза каталазы.
Тестирование чувствительности индикаторов
Вариант I
1. Клетки суточных культур S. aureus 15 и P. Aeruginosa 32 осадили центрифугированием (10 мин при 7.000 об/мин), ресуспендировали в 200 мкл физ. раствора и в прозрачных пробирках в 5 мл физ. раствора приготовили исходные суспензии бактерий в концентрации n х 108кл/мл.
2. В пробирках Эппендорф сделали десятикратные разведения исходных бактериальных суспензий на физ. растворе и/или воде (от 108 до 103кл/мл).
3. В большие лунки 24-х луночных планшет осторожно внесли в центр плоского донышка по 100 мкл последовательных десятикратных разведений бактериальных суспензий каждой культуры.
Вариант II
После приготовления исходных суспензий бактерий (108кл/мл) смешали равные объемы обоих культур, также как в I варианте сделали последовательные десятикратные разведения и также внесли по 100 мкл каждого разведения смешанной культуры на донышко больших лунок.
Оба планшета с двумя вариантами опыта поставили подсушиваться в термостат на 37°C на 18 часов. На следующий день внесли в один ряд лунок с разведениями каждой культуры или микст-культуры раствор второго индикатора, а в другой раствор первого индикатора.
Визуально наблюдалось образование пузырьков в пробах с 107 до 104кл/100 мкл. При этом в лунках с высокой концентрацией клеток (107-106кл/пробу) пузырьки образуются довольно быстро - в течение 1 мин. Меньшие концентрации клеток формируют видимые пузырьки несколько позднее - через 5 мин. Такие мелкие пузырьки можно определить только с лупой, т.к. они очень малы и редки.
Поэтому говорить о чувствительности этой реакции можно только, как о чувствительности микроскопического тестирования: n х104 - n х106кл/пробу.
Пробы микст-культур дают такую же чувствительность визуального наблюдения.
Следует отметить, что первый гелевый индикатор оказывает стабилизирующее воздействие на микропузырьки на более длительное время, что может несколько повысить чувствительность выявления клеток в подсушенной бактериальной биоплёнке.
Проводилось исследование эффективности индикаторов в отношении биоплёнок выращенных на дистальном конце эндоскопа, пластиковом элементе корпуса и головке дистального конца эндоскопа.
Для осуществления эксперимента исходно была приготовлена смесь культур S.aureus 15 и P.aeruginosa 32 в LB (1:100).
В стеклянный стакан с подготовленной микст-культурой был помещён и закреплён дистальный конец эндоскопа. Конструкцию поместили в термостат для инкубации при 37°C в течение 20 часов. На следующий день дистальный конец извлекли из бактериальной суспензии и три раза промыли водой.
В первом варианте опыта промытый конец эндоскопа опустили в стеклянный стакан с прозрачным раствором второго индикатора.
В первые секунды было отмечено, что началась бурная реакция клеток, входящих в состав микст-биоплёнки, с компонентами раствора, стали активно образовываться пузырьки кислорода.
Реакция барботирования через несколько минут продемонстрировала снижение эффекта, т.к. каталазная реакция истощалась. Наиболее заметной осталась реакция клеток в биоплёнке, сформировавшейся на границе воздушной и водной фаз, т.к. на границе двух фаз аэрофильные микроорганизмы формируют более интенсивную биоплёнку.
Во втором варианте опыта промытый дистальный конец эндоскопа опустили в стеклянный стакан с первым гелевым индикатором. Как и в первом вариантеопыта было отмечено, что началась бурная реакция клеток, входящих в состав микст-биоплёнки, с компонентами раствора, также активно стали образовываться пузырьки кислорода.
Отдельные детали эндоскопа также, как и дистальный конец самого эндоскопа, помещали в бактериальную суспензию микст-культуры S. aureus 15 и P. aeruginosa 32 в LB(1:100). Формирование бактериальной биоплёнки также проводили при инкубировании в термостате при 37°C в течение 20 часов. Детали эндоскопа также промывали в воде три раза и подсушивали. Затем на отдельную черную пластиковую деталь наносили 300 мклпервого гелевого индикатора. Реакция бактериальных клеток биоплёнки с индикатором отмечалась мгновенно.
Головку дистального конца эндоскопа с отмытыми и подсушенными бактериальными биоплёнками помещали в маленькую чашечку Петри и также вносили первый гелевый индикатор. Эффект взаимодействия бактериальных клеток биоплёнки с гелевым пероксидным индикатором также отмечался мгновенно.
Таким образом, можно сделать следующие выводы.
1. Разработанные индикаторы основаны на реакции пероксида водорода с ферментом антиоксидантной защиты бактериальной клетки - каталазой.
2. Индикаторы могут применяться на различных абиотических поверхностях и имеют допустимые для использования в различных областях народного хозяйства характеристики безопасности.
3. Эффективность индикаторов зависит от количества бактериальных клеток, а визуализируемый невооруженным глазом количественный показатель бактерий находится в пределах 104 - 106 клеток на мл.
4. Исследования эффективности индикаторов, проведенные на различных материалах, в том числе на эндоскопической технике, подтвердили возможность использования их для определения наличия бактериального контаминирования, в том числе в состоянии биоплёнки на абиотических поверхностях, включая медицинские инструменты, аппаратуру и оборудование, в том числе гибкие и жёсткие эндоскопы.
Claims (5)
1. Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах, имеющий гелеобразную структуру и содержащий пероксид водорода, стабилизатор пероксида водорода, N-кокоалкил-N,N-диметиламин оксид, N,N-бис(3-аминопропил)додециламин, ингибитор коррозии, комплексообразователь, загуститель и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:
2. Индикатор по п.1, дополнительно содержащий хлоргексидина диглюконат в концентрации от 1,5% до 3,0%.
3. Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах, жестких и гибких эндоскопах, представляющий собой водный раствор и содержащий пероксид водорода, коллоидное серебро, стабилизатор пероксида водорода, ингибитор коррозии, комплексообразователь и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020103585A RU2718910C1 (ru) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020103585A RU2718910C1 (ru) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2718910C1 true RU2718910C1 (ru) | 2020-04-15 |
Family
ID=70277951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020103585A RU2718910C1 (ru) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2718910C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819290C1 (ru) * | 2023-11-02 | 2024-05-20 | Константин Александрович Василиотти | Средство для выявления и разрушения биопленок |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650803C2 (ru) * | 2010-11-30 | 2018-04-17 | Конватек Текнолоджиз Инк | Композиция и способ для обнаружения биопленок на жизнеспособных тканях |
| EP3079467B1 (en) * | 2013-11-27 | 2019-08-07 | Ecolab USA Inc. | Disinfectant cleaner composition having tuberculocidal efficacy and efficacy against specific viruses |
-
2020
- 2020-01-28 RU RU2020103585A patent/RU2718910C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650803C2 (ru) * | 2010-11-30 | 2018-04-17 | Конватек Текнолоджиз Инк | Композиция и способ для обнаружения биопленок на жизнеспособных тканях |
| EP3079467B1 (en) * | 2013-11-27 | 2019-08-07 | Ecolab USA Inc. | Disinfectant cleaner composition having tuberculocidal efficacy and efficacy against specific viruses |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| [on-line] https://biofilmremove.com/en/, [найден 20.10.2018]. * |
| Диденко Л.В. и др., Влияние третичных алкиламинов на биопленки, образованные ESCHERICHIA COLI и STAPHYLOCOCCUS AUREUS (бактериологическое и электронно-микроскопическое исследование). Дезинфекционное дело, N 2, 2014, стр. 40-45. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819290C1 (ru) * | 2023-11-02 | 2024-05-20 | Константин Александрович Василиотти | Средство для выявления и разрушения биопленок |
| RU2848958C1 (ru) * | 2024-10-04 | 2025-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ВИНАР" | Экспресс-тест для выявления биологических плёнок микроорганизмов на абиотических поверхностях и индикатор для его проведения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Russell | Factors influencing the efficacy of antimicrobial agents | |
| CN1251599C (zh) | 杀菌/消毒过乙酸组合物 | |
| Mendez et al. | The use of a CDC biofilm reactor to grow multi-strain Listeria monocytogenes biofilm | |
| JP6803896B2 (ja) | 次亜塩素酸を含む抗微生物剤 | |
| Ashrafudoulla et al. | Antibiofilm activity of carvacrol against Listeria monocytogenes and Pseudomonas aeruginosa biofilm on MBEC™ biofilm device and polypropylene surface | |
| Gunaydin et al. | In vitro antimicrobial activity of Medilox® super-oxidized water | |
| Falkinham Iii | Disinfection and cleaning of heater–cooler units: Suspension-and biofilm-killing | |
| CN108077252A (zh) | 双链季铵盐消毒液 | |
| Krolasik et al. | Resistance of bacterial biofilms formed on stainless steel surface to disinfecting agent | |
| US11279902B2 (en) | Hyperprotonation cleaning, disinfection, and sterilization compositions and methods | |
| Maillard | Factors affecting the activities of microbicides | |
| Paliy et al. | Resistance of different types of nontuberculos mycobacteria to aldehyde disinfectants | |
| RU2718910C1 (ru) | Индикатор для выявления биологических плёнок бактерий на медицинских инструментах (варианты) | |
| KR100363896B1 (ko) | 과초산을 이용한 의료기기 세척제 및 그 제조방법 | |
| Duan et al. | Properties of an enzyme-based low-level iodine disinfectant | |
| RU2722795C1 (ru) | Экспресс-тест для обнаружения биологических плёнок бактерий на абиотических поверхностях (варианты) | |
| Hoseini et al. | Evaluation of the clinical efficacy of quaternary ammonium components (QAC) as surface disinfectant | |
| Chinedu et al. | Comparative studies of the efficacy of some disinfectants on human pathogens | |
| Harvery et al. | Comparison of 3% Mepivacaine and 2% Procaine in Local Anesthetics as Antibacterial Activity on the Growth of Porphyromonas Gingivalis | |
| RU2845276C1 (ru) | Способ оценки резистентности микроорганизмов к дезинфицирующим средствам | |
| RU2848958C1 (ru) | Экспресс-тест для выявления биологических плёнок микроорганизмов на абиотических поверхностях и индикатор для его проведения | |
| CN112378902A (zh) | 一种快速评价抗菌消毒剂消毒效果的方法 | |
| CN115245174B (zh) | 一种水溶性复方过硫酸氢钾消毒剂及其制备方法 | |
| RU2481126C1 (ru) | Дезинфицирующее средство | |
| Obi et al. | Antimicrobial activities of some household Disinfectants on selected human pathogens in Umuahia, Abia state, Nigeria |