CH634720A5 - Alcoholic disinfectant having a sporicidal action - Google Patents

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CH634720A5 CH1388377A CH1388377A CH634720A5 CH 634720 A5 CH634720 A5 CH 634720A5 CH 1388377 A CH1388377 A CH 1388377A CH 1388377 A CH1388377 A CH 1388377A CH 634720 A5 CH634720 A5 CH 634720A5
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Description

634720
PATENTANSPRÜCHE 1. Alkoholische Desinfektionsmittel mit sporizider Wirkung, dadurch gekennzeichnet, dass sie
I) eine geruchsfreie bzw. geruchsarme aromatische Per-carbonsäure der allgemeinen Formel
COOOH
in der R in o-, m- oder p-Stellung zur Percarbonsäuregruppe steht und Wasserstoff, Halogen, einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, -OH, -OR1, Trifluormethyl-, -S03H, -COOH, -COOR1, -SOjR1 oder einen Phenylrest bedeutet, wobei R1 ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, oder
II) Persorbinsäure, Perglutarsäure, Perbernsteinsäure, Permaleinsäure, Permilchsäure, Perzitronensäure, Peracetyl-zitronensäure, Permethoxyessigsäure, Peräthoxyessigsäure oder Perdiglykolsäure oder Gemische dieser Säuren in alkoholischer Lösung enthalten, wobei die Alkohole 1 bis 4 C-Atome enthalten.
2. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Percarbonsäure(n) gelöst in 1- bis 3wertigen Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Gemischen dieser Alkohole mit Wasser enthalten.
3. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkohole 10 bis 100 Gew.-% des Lösungsmittels ausmachen.
4. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich H202 enthalten.
5. Desinfektionsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem ein Destabilisierungsmittel für die Percarbonsäure enthalten.
Es ist bekannt, dass Alkohole und alkoholhaltige Lösungen Desinfektionsmittel mit schnell einsetzender Wirkung darstellen. Sie trocknen schnell ab, hinterlassen keine Rückstände, können problemlos gehandhabt werden, sind aus toxikologischer Sicht unbedenklich und verursachen kaum Korrosionen. Anwendungsgebiete für alkoholische Desinfektionsmittel sind z.B. die Händedesinfektion, Hautdesinfektion, Flächendesinfektion und die Instrumentendesinfektion.
Alkoholische Desinfektionsmittel weisen jedoch einige schwerwiegende Nachteile auf. So wirkt Alkohol zwar schnell und wirksam auf die vegetativen Formen der Bakterien und Pilze, Bakteriensporen und Pilzsporen werden jedoch nicht abgetötet. Sporen können in alkoholischen Lösungen überleben und übertragen werden. Eine wesentliche Forderung bei der Verwendung alkoholischer Desinfektionsmittel besteht daher darin, nur sporenfreien Alkohol einzusetzen. Diese Forderung wird mit Nachdruck vom Bundesgesundheitsamt erhoben.
Ein weiterer Nachteil alkoholischer Desinfektionsmittel liegt darin, dass der als Wirkstoff dienende Alkohol flüchtig ist und von einer benetzten Fläche schnell und rückstandsfrei verdampft. Auf einer solchen desinfizierten Fläche kann
2
es z. B. durch Flugkeime erneut zu einer Kontamination und zu Keimwachstum kommen. Es wäre daher erwünscht, alkoholische Desinfektionsmittel mit keimhemmenden Wirkstoffen zu versetzen, die nach dem Abdunsten des Alkohols 5 einen dünnen Film mit wachstumshemmender Wirkung gegen Mikroorganismen bilden.
Es sind eine Reihe von Möglichkeiten bekannt, um alkoholische Lösungen sporenfrei zu machen. Die wichtigsten Methoden sind physikalischer Art, wie die Sterilfiltration, io die Bestrahlung mit ultravioletten bzw. kurzwelligen Strahlen und die Sterilisation im Hochdruckautoklaven. Diese Methoden sind relativ teuer, umständlich, aufwendig, nicht universell anwendbar und häufig auch nicht ausreichend, z.B. dann, wenn nach erfolgter Sterilisation die Möglichkeit i5 einer erneuten Kontamination besteht.
Von den chemischen Methoden zur Sterilisation von alkoholischen Lösungen sind die Anwendung von Äthylenoxid oder ß-Propiolaktonzu nennen. Beide Methoden sind wegen der Giftigkeit und der schwierigen Handhabbarkeit 20 der genannten Verbindungen nicht zu empfehlen. Ausserdem können beide Verbindungen mit Alkohol zu unwirksamen Substanzen reagieren.
Aliphatische Dialdehyde, wie Glutardialdehyd, besitzen sporizide Wirksamkeit, die besonders gut im alkalischen Mi-25 lieu zur Geltung kommt. Ihre Wirksamkeit wird durch Alkohole erhöht. Nachteile der alkalischen alkoholischen Dial-dehydlösungen sind der intensive unangenehme Geruch, die begrenzte Haltbarkeit des Dialdehyds und die unzureichende Wirkung bei Verwendung geringer Aldehydkonzentra-30 tionen, die für ein rückstandsfreien bzw. -armes Abtrocknen des Präparates notwendig sind.
Die DD-Patentschrift 41 981 lehrt als viruzide Mittel eine Lösung von Peressigsäure in Isopropanol. Die Peressigsäure besitzt jedoch einen äusserst unangenehmen stechenden Ge-35 ruch, so dass mit Peressigsäurelösungen behandelte Materialien nach dem Abdampfen des Alkohols in unerwünschter Weise nach Peressigsäure bzw. der daraus gebildeten Essigsäure riechen. Eine 80%ige Peressigsäure ist zudem wegen ihrer stark ätzenden Wirkung schwer zu handhaben. Die 40 schwierige Handhabung ist insbesondere dann von Nachteil, wenn nach Anweisung der genannten DD-Patentschrift, aufgrund der geringen Beständigkeit schwach konzentrierter Peressigsäurelösungen, diese mindestens jede Woche frisch aus konzentrierter Peressigsäurelösung hergestellt werden 45 müssen.
Es wäre daher erwünscht, wenn man alkoholische Lösungen autosteril machen könnte, indem man zu der Lösung einen Stoff gibt, der die Eigenschaften der Lösung nicht wesentlich beeinträchtigt, alle Keime in hinreichend kurzer Zeit 50 abtötet und anschliessend durch Reaktion mit dem Alkohol oder durch Zerfall abgebaut wird, wobei die beiden zuletzt genannten Bedingungen nicht zwingend notwendig sind.
Erwünscht wäre weiterhin, wenn das alkoholische Desin-55 fektionsmittel einen hochwirksamen sporiziden Wirkstoff enthielte, der das Desinfektionsmittel nicht nur gegen die vegetativen Formen von Bakterien und Pilzen, sondern auch gegen deren Sporen wirksam macht. Die Konzentration des sporiziden Wirkstoffes im alkoholischen Desinfektionsmittel 60 sollte dabei so bemessen sein, dass nach dem Verdunsten des Alkohols bzw. des Wassers vom behandelten zu desinfizierenden Gut nur ein sehr geringer Rückstand verbleibt. Diese Forderungen werden nur von einem hochwirksamen sporiziden Wirkstoff erfüllt. Zusätzlich wäre erwünscht, dass dieser 65 geringe Rückstand auf dem behandelten Gut wachstumshemmende Wirkung gegen Mikroorganismen besitzt, um auch nach erfolgter Desinfektion auftretende Keime wirksam zu bekämpfen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass hochwirksame alkoholische Desinfektionsmittel mit hervorragender Wirkung gegen Sporen erhalten werden, wenn man organische Percarbonsäuren oder Stoffe, die beim Lösen organische Percarbonsäuren erzeugen, zu alkoholischen Desinfektionsmitteln gibt.
Die erfindungsgemässen alkoholischen Desinfektionsmittel mit sporizider Wirkung sind im vorangehenden Patentanspruch 1 charakterisiert.
Die zugesetzten bzw. beim Lösen entstehenden Percarbonsäuren zerfallen mit der Zeit in die ihnen zugrundeliegenden Carbonsäuren und Sauerstoff, der in der Lösung Oxydationsreaktionen bewirkt. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist, dass die durch den Zerfall der Percarbonsäure entstehende Carbonsäure wachstumshemmende Wirkung gegen Mikroorganismen besitzt und damit auf dem desinfizierten bzw. sterilisierten Material in sehr feinteiliger Form eine Langzeitwirkung entfaltet.
Der Zusatz der erfindungsgemäss verwendeten Percarbonsäuren bzw. von Materialien, die beim Lösen diese Percarbonsäuren bilden, zu alkoholischen Lösungen führt dem- ' entsprechend dazu, dass die alkoholische Lösung
1. sporenfrei wird und damit autosteril ist, was für viele Anwendungsgebiete gefordert wird,
2. aufgrund der antimikrobiellen Wirkung der beim Zerfall der Percarbonsäuren entstehenden Carbonsäuren Langzeitwirkung gegenüber Mikroorganismen entfaltet, und
3. in ihren Geruchseigenschaften praktisch nicht beein-flusst ist, da die zugesetzten bzw. beim Lösen entstehenden Percarbonsäuren geruchlos bzw. geruchsarm sind.
Es ist bekannt, dass organische Percarbonsäuren starke Oxydationsmittel sind und mit Alkoholen reagieren können. Dabei werden die Percarbonsäuren zu den ihnen zugrundeliegenden Carbonsäuren reduziert und die Alkohole zu den entsprechenden Carbonylverbindungen bzw. Carbonsäuren oxydiert. Es wurde jedoch gefunden, dass unter den Bedingungen, unter denen alkoholische Desinfektionsmittel üblicherweise eingesetzt werden, z. B. im Temperaturbereich von etwa 0 bis 40 °C, die Percarbonsäuren nur sehr langsam reagieren. Die Percarbonsäuren können also in alkoholischen Lösungen ihre sporizide Wirksamkeit entfalten und behalten diese Wirksamkeit über einen langen Zeitraum bei. Da die organischen Percarbonsäuren in alkoholischen Lösungen jedoch nicht unbegrenzt haltbar sind, ist es sinnvoll, das alkoholische sporizide Desinfektionsmittel in der Weise herzustellen, dass man der alkoholischen Lösung die organische Percarbonsäure erst kurz vor dem Einsatz als Desinfektionsmittel zusetzt. Das so hergestellte alkoholische sporizide Desinfektionsmittel wirkt dann über einen längeren Zeitraum von bis zu 4 Wochen. Der Gehalt an Percarbonsäure lässt sich auf einfache Weise jodometrisch bestimmen. Dies erhöht die Sicherheit des Verfahrens.
Die erfindungsgemäss eingesetzten Percarbonsäuren müssen a) gute sporizide Wirksamkeit besitzen,
b) geruchsarm bzw. geruchlos sein und c) wachstumshemmende Wirkung gegen Mikroorganismen haben.
Diese Percarbonsäuren können den alkoholischen Lösungen als solche, gegebenenfalls in Gegenwart von diesen Percarbonsäuren stabilisierendem Wasserstoffperoxid, zugesetzt werden. Sie können aber auch in Form von Stoffen zugegeben werden, die erst beim Lösen Percarbonsäuren bilden. Beispiele für solche Stoffe sind feste Gemische aus H202-Abspaltern und Carbonsäureanhydriden, Carbonsäureestern bzw. Carbonsäureamiden. Bei den Carbon-säureanhydriden handelt es sich um die reinen oder gemischten Anhydride von Säuren, die den unter I und/oder II auf634 720
geführten Percarbonsäuren zugrunde liegen. Als Carbonsäureester kommen die Ester dieser Säuren mit Alkoholen oder Phenolen in Frage, vorzugsweise mit Alkoholen oder Phenolen in Frage, vorzugsweise mit Alkoholen oder Phenolen, die selbst wachstumshemmende Wirkung gegen Mikroorganismen besitzen, wie der Ester der Benzoesäure mit 2-Hydroxybenzoesäure (= 2-Benzoyloxybenzoesäure), der in Gegenwart von H202 in Perbenzoesäure und Salicylsäure gespalten wird. Als Carbonsäureamide eignen sich solche mit schwachbasischen Stickstoffverbindungen.
Beispiele für aromatische Percarbonsäuren der allgemeinen Formel I sind:
Perbenzoesäure, m-Chlorperbenzoesäure, p-tert.-Butyl-perbenzoesäure, p-Methoxyperbenzoesäure, 2-Hy-droxyperbenzoesäure, 4-Hydroxyperbenzoesäure, 3-Tri-fluormethylperbenzoesäure, Monoperphthalsäure.
Beispiele für H202-Abspalter sind: Alkaliperborate, Alkalipercarbonate, Alkaliperphosphate, Alkaliperoxide, Percarbamid, Peroxodisulfate, Per-oxomonosulfate.
Beispiele für Carbonsäureester sind: 2-Benzoyloxybenzoesäure, 3-Benzoyloxybenzoesäure, 4-Benzoyloxybenzoesäure, 2-Hexadien-(2',4')-oyloxyben-zoesäure sowie deren Alkalisalze, Laktid (cyclischer Ester der Milchsäure), 2-Benzoyloxy-propionsäure.
Beispiele für Carbonsäureanhydride sind: Benzoesäureanhydrid, 4-Methoxybenzoesäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Sorbinsäureanhydrid, Gutarsäurean-hydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Ace-tylzitronensäureanhydrid, Diglykolsäureanhydrid.
Beispiele für Carbonsäureamide sind: Tetrabenzoylglucoluril.
Ferner können anstelle der Percarbonsäure selbst reine oder gemischte Diacylperoxide, wie Benzoylperoxid, p-tert.-Butylbenzoylperoxid, 4-Methoxybenzoylperoxid eingesetzt werden, die hydrolytisch in Percarbonsäure und Carbonsäure zerfallen.
Die erfindungsgemäss verwendeten Percarbonsäuren bzw. die Stoffe, aus denen die Percarbonsäuren beim Lösen gebildet werden, können den alkoholischen Lösungen in fester oder flüssiger Form zugegeben werden. Geeignete feste Stoffe sind Pulver, Granulate, Tabletten oder andere geformte Festkörper.
Die erfindungsgemässen alkoholischen Desinfektionsmittel können neben den Alkoholen, den Percarbonsäuren und Wasser weitere Substanzen enthalten, wie sie in handelsüblichen Produkten eingesetzt werden, um deren anwendungstechnischen Eigenschaften und/oder ihre antimikrobielle Wirksamkeit zu verbessern.
Beispiele für solche Zusätze sind:
Netzmittel, waschaktive Substanzen, Rückfetter, Korrosionsinhibitoren, Geruchsstoffe, antimikrobielle Wirkstoffe, Farbstoffe, pH-Korrigentien.
Die erfindungsgemässen alkoholischen Desinfektionsmittel können ferner Substanzen enthalten, die als Destabilisa-toren für die zugesetzten Percarbonsäuren wirken. Mit Hilfe dieser Destabilisatoren kann man erreichen, dass die Percarbonsäuren nur eine begrenzte Zeit in der alkoholischen Lösung beständig sind, z. B. nur so lang, bis die vegetativen Formen der Mikroorganismen und deren Sporen abgetötet sind. Danach zerfallen die Percarbonsäuren bei Anwesenheit der Destabilisatoren in die ihnen zugrundeliegenden Carbonsäuren und Sauerstoff, der z. B. in einer Oxydationsreak3
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tion abgefangen wird. Als Destabilisatoren eigenen sich z.B. Aldehyde, Amine, Schwermetallsalze.
Die erfindungsgemässen alkoholischen Lösungen können unter Verwendung von 10 bis 100%, vorzugsweise 20 bis 80% und insbesondere von 45% Alkohol äls Lösungsmittel hergestellt sein.
Der Begriff «Alkohol» umfasst vorliegend primäre, sekundäre und tertiäre, einwertige, zweiwertige und dreiwertige Alkohole mit einer Gesamtkohlenstoffzahl von 1 bis 4. Die Alkohole können als Gemische oder als reine Substanà-zen vorliegend. Beispiele sind: Methano, Äthanol, n-Propa-nol, i-Propanol, n-Butanol, sek.-Butanol, tert.-Butanol, Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, Gly-cerin. Bevorzugt werden Äthanol, i-Propanol und n-Propa-nol bzw. Gemische dieser Alkohole.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Aus 4-Methoxyperbenzoesäure wurde eine alkoholische Lösung hergestellt:
1,0 g 4-Methoxyperbenzoesäure (87,5%ig)
ad 1000,0 g i-Propanol (45%ig)
Die erhaltene klare farblose Lösung wurde bei Raumtemperatur gelagert und auf ihren Gehalt an 4-Methoxyperbenzoesäure untersucht:
Gehalt an 4-Methoxyperbenzoesäure (jodometrisch)
Zeit Gehalt
30' 0,087%
90' 0,087%
3d 0,074%
lld 0,054%
13" 0,034%
32d 0,01 %
Beispiel 2
Eine alkoholische Lösung wurde wie folgt hergestellt:
12 3 4
4-Methoxyperbenzoe-
säure 87,5%ig 0,1 0,2 0,3 0,4 nichtionogenes Netzmittel 0,1 0,1 0,1 0,1 i-Propanol 45%ig ad 100 ad 100 ad 100 ad 100
und nach 2 und 22 Tagen auf ihren Gehalt an 4-Methoxyperbenzoesäure untersucht:
Gehalt an 4-Methoxyperbenzoesäure (jodometrisch)
2d 22d
1 0,049% 0,022%
2 0,102% 0,042%
3 0,151% 0,062%
4 0,195% 0,084%
Beispiel 3
100 g 80%iges Äthanol wurden mit 1 ml einer Sporensuspension (B. subtilis, Ausgangskeimzahl 6 x 104/ml) versetzt. Anschliessend wurden 0,1 g 4-Methoxyperbenzoesäure (54%ig) dazugegeben.
Gemäss den Richtlinien für die Prüfung chemischer Desinfektionsmittel (DGHM) wurde die Keimzahl in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt. Die Lösung wurde bei Raumtemperatur gelagert.
Zeit Keimzahl/ml
2" 5 x 103
3h 8 x 102
4h 3 x 102
5h 7 x 101 24h 48h
Bei einer Vergleichsprobe ohne Zusatz von 4-Methoxy-perbenzoesäure wurde nach 48 Stunden die gleiche Keimzahl wie zu Beginn des Versuches gefunden.
Beispiel 4
Folgende Bestandteile wurden vermischt:
10 Tie Äthanol 15 Tie n-Propanol 20 Tie i-Propanol
0,2 Tie Korrosionsschutz (z. B. Benzotriazol) 0,2 Tie Netzmittel (z.B. Fettalkoholpolyglykoläther) ad 100 Tie Wasser, perm.
Nach Zugabe von 0,2 Teilen Peranissäure zu der so hergestellten Lösung erhält man ein Flächendesinfektionsmittel mit breitem Wirkungsspektrum.
Beispiel 5
30 Tie Äthanol 50 Tie i-Propanol 0,3 Tie Natriumnitrit ad 100 Tie Wasser, perm.
ergaben eine Lösung, die kurz vor dem Abfüllen in Spraydosen mit 0,2 Teilen Peranissäure und 0,1 Teilen 40%igem Glyoxal (als Destabilisator) versetzt wird. Als Treibgas dient Difluordichlormethan, C02 oder Stickstoff. Das Gewichtsverhältnis Wirkstofflösung zu Treibgas beträgt 3:1. Das Produkt wird als autosteriler abkoholischer Spray verwendet.
Beispiel 6
Eine Lösung aus
45 Teilen Isopropanol
1 Teil Perglutarsäure ad 100 Teile Wasser wurde gemäss den Richtlinien der DGHM auf ihre Wirkung gegen B. subtilis-Sporen getestet. Nach 30 Minuten waren die Sporen abgetötet. Das gleiche Ergebnis wurde bei Verwendung von Perbernsteinsäure anstelle der Perglutarsäure erhalten.
Beispiel 7
Aus folgenden Bestandteilen wurde eine Mischung hergestellt:
16 Tie Natriumsalz der 2-Benzoyloxybenzoesäure 25 Tie Natriumpercarbonat 40 Tie Hilfsmittel (waschaktive Substanzen, Reinigungskomponenten, pH-Stabilisatoren, Komplexbildner)
19 Tie Natriumsulfat.
1 Teil dieser Mischung ergab beim Lösen in 100 Teilen 20%igem Isopropanol eine geruchsarme, keimtötende Lösung mit einem pH-Wert von 10. Anstelle von Natriumpercarbonat kann in der obigen Mischung auch Natriumperborat oder Percarbamid eingesetzt werden.
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40
45
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65
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Lösung II 0,1 g Peranissäure ad 100 g Äthanol 80% ig Lösung III 100 g Äthanol 80%ig
Je 100 Mikroliter Desinfektionslösung wurden auf Pa-piertestblättchen (Durchmesser 9 mm) pipettiert und diese auf Nährboden-Platten gelegt, die mit den in der Tabelle angegebenen Keimen beimpft waren. Für die Bakterien wurden als Nährboden Agar-Platten ohne Traubenzucker und für die Pilze Sabouraud-Platten verwendet. Die Platten wurden 24 Stunden im Kühlschrank bei +4 °C aufbewahrt und anschliessend 24 Stunden bei +37 °C (Pilze 48 Stunden bei + 28 °C) bebrütet. Um die Testplättchen herum bildete sich eine Zone, in der kein Keimwachstum zu beobachten war. Gemessen wurde der Gesamtdurchmesser dieser keimfreien Zone.
ad 100 g H20
Gesamtdurchmesser der keimfreien Zone in mm
Staph.
Klebs.
Pseudom.
Proteus
Trichoph.
Cand.
Asperg.
aureus pneum.
aerug.
vulg.
mentagr.
albic.
niger
I
13
13
12
13
14
14
13
II
20
19
19
20
19
19
15
III
17
17
18
18
17
17
14
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Kombination Peranissäure/Alkohol zu einer grösseren keimfreien Fläche führt als Alkohol und Peranissäure allein.
Beispiel 8 Man stellte eine Mischung her aus:
20 Tien Bernsteinsäureanhydrid
30 Tien Caroat s
40 Tien Hilfsmittel (pH-Stabilisatoren, Komplexbildner, waschaktive Substanzen, Parfüm)
10 Tien Natriumsulfat.
1 Teil dieser Mischung wurde in 100 Teilen 20%igem Äthanol gelöst und ergibt eine geruchsarme, keimtötende io Lösung mit einem pH-Wert von 4,5.
Der nachfolgende Versuch zeigt die durch die Kombination Persäure+Alkohol erzielte synergistische Wirkungssteigerung.
Versuchsführung 15
Lösung I 0,1 g Peranissäure s
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