CZ20014626A3 - Netoxický mikrobiocidní čisticí prostředek - Google Patents

Description

(57)Anotace:

Netoxický čistící prostředek s biocidními a nečistoty odstraňujícími vlastnostmi, používaný společně s ředidlem a obsahující alespoň jeden povrchově aktivní prostředek, Podstatou řešení je, že obsahuje částice bioaktivního skla, s výhodou uvolňujícího více než 250 g alkalických iontů a/nebo iontů alkalických zemin na 1 g skla. Čistící prostředky tohoto druhu jsou zejména vhodné pro čištění povrchů, textilních materiálů a také jako prostředek pro umývání nádobí, zejména také v oblasti lékařské praxe a v gastronomii. Dalším řešením je způsob výroby čistícího prostředku.

CZ 2001 - 4626 A3 pl/ cfool • ·

- 1 Netoxický mikrobiocidní čisticí prostředek

Oblast techniky

Vynález se týká netoxického čisticího prostředku s mikrobiocidním a šetrným účinkem zejména pro textilie, jakož i jeho výroby a použití.

Dosavadní stav techniky

Čisticí prostředky jsou obvykle sloučeniny obsahující saponáty, které rozpouštějí nečistotu v rozpouštědle, zejména ve vodnatém rozpouštědle. Vzhledem k tomu, že většina nečistot obsahuje tuky nebo má vlastnosti tuků, odstraňují se tyto nečistoty pomocí saponátů, zejména pomocí tensidů. Tímto způsobem však lze solubilizovat jen nečistoty obsahující tuk. Jiná znečistění, například proteiny nebo nečistoty obsahující proteiny, jako jsou skvrny od krve, barviva a barvicí látky, například skvrny od kávy nebo čaje, jakož i neviditelná znečistění zejména mikroorganismy, však tímto způsobem nelze jednoduše odstranit. Z tohoto důvodu se do čisticích prostředků běžně přidává alespoň jeden bělicí prostředek a/nebo alespoň jeden dezinfekční prostředek, aby se i zbývající nečistota odstranila alespoň opticky. Obvykle se skvrny po uvolnění tukových a pigmentových znečistění odstraňují oxidací. Pro tento účel se většinou používají chemikálie odštěpující chlor, které navíc současně působí jako dezinfikující svým vysokým oxidačním potencionálem. Takovou oxidací se však většinou odstraňuje jen barevný podíl skvrn a zbývající nerozpustné látky nadále zůstávají znečištěny základní látkou. Bělení chlorem však v důsledku jeho vysoké reaktivity má tu nevýhodu, že poškozuje barvu barevných textilií a v mnohých případech mění tón barvy nebo jej jinak přizpůsobuje. Navíc silně působící bělení chlorem působí na čištěné materiály, zejména na textilie, takže se při častěj-2ším praní ničí jejich základní struktura, což má za následek zvýšení jejich lámavosti.

Z tohoto důvodu se proto zkoušelo provádět oxidační bělení pomocí kyseliny peroctové. Tento způsob sice má dostatečný dezinfekční účinek, má však příliš nízký účinek při pronikání do porézního materiálu, což zejména u textilií vede k nedostatečnému sterilizačnímu účinku. Navíc, také peroctová kyselina, která se v čisticích prostředcích tvoří z peroxoboritanů a odvozených zbytků acylů, stejně jako chlorový bělicí prostředek, vykazují oxidační účinek, i když v menším měřítku.

Tento oxidační účinek je sice dostačující pro bělicí účinek odstraňující barevné skvrny a pro mnohé materiály je šetrnější než jsou jiné bělicí prostředky, jejich dezinfekční účinek však není ve všech případech dostačující. Tím se například neodstraní aerobní sporotvomé prvky. Kromě toho má používání peroxokyselin na vlnu také za následek její značné poškození.

Konečně také reagují peroxidické sloučeniny s bílkovinnými nečistotami při stárnutí bílkoviny, zejména u krevních skvrn. Staré bílkoviny se však běžnými čisticími prostředky po obvyklé době působení již nedají odstranit vůbec neboje lze odstranit jen nedokonale.

Cílem tohoto vynálezu je proto vytvořit čisticí prostředek, který bude mít kromě dobrých čisticích vlastností také sterilizační účinek, přičemž sám o sobě nebude toxický.

Již dlouho jsou známa bioaktivní skla, která jsou například souhrnně popsána autory Larry L. Henchem a Johnem K. Western v článku Biological applications of Bioactive Glasses (Biologické aplikace bioaktivních skel), Life Chemistry Reports 1996, vol. 13, str. 187 - 241 nebo v článku An Introduction to Bioceramics (Úvod do biokeramických látek) L. Henche a J. Wilsona ve World Scientific, New Jersey (1993). Bioaktivní skla se od běžných skel liší tím, že jsou rozpustná ve vodnatém prostředí a na svém povrchu vytvářejí vrstvu

-3hydroxylapatitu. Nejběžnější bioaktivní skla se vyrábějí buď jako tavné sklo, které má oproti normálním okenním nebo láhvovým sklům nižší podíl S1O2 a podstatně vyšší podíl sodíku, nebo jsou to tak zvaná Sol-Gel-skla, která oproti tavným sklům mají vysoký podíl oxidu křemíku a mohou mít jen malý nebo vůbec žádný podíl sodíku.

Podstatné vlastnosti bioaktivního skla jsou odborníku známy a jsou například popsány ve spisu US-A 5,074,916. Podle tohoto spisu se bioaktivní sklo liší od běžných skel obsahujících vápno a křemičitan sodný tím, že váže živou tkáň.

Taková bioaktivní skla se například používají při léčení poškozených kostí, zejména jako syntetický kostní transplantát. Kromě toho se s úspěchem používají na léčení chronických ran, zejména diabetických vředů, jakož i v geriatrii při léčení otlaků a proleženin. Tak mohli například John E. Rectenwald, Sean Lee a Lyle L. Moldawer a ost. (v článku Infection and Immunity, předanému ke zveřejnění) ukázat, že bioaktivní sklo má u myši inflamační účinek, který byl stimulován aktivitou interleukinu-6 (IL-6) za současné inhibice pomocí prostředků stimulujících záněty Cytokine TNF-alfa, IL-l-alfa a IL-10, jakož i MPO (myeloperoxidáty (viz také 19. Annual Meeting, Surgical Infection Society 1999, 28.4.-01.05.1999).

Kromě toho také E. Allen a ost. (Departments of Microbiology in Periodontology Eastman Dental Institute) uveřejnili, že bioaktivní sklo 45-S-5, které je možno získat u firmy Bioglas U.S. Biomaterials Alachua, FL. 32615 USA, má antibakteriální účinek, kterého nelze dosáhnout pomocí normálních skleněných kuliček, tak zvaných skleněných perliček (z tabulového skla).

Taková biologicky aktivní skla však uvolňují značné množství iontů Ca2⁺. Proto bylo možno očekávat, že se jimi značně zvýší tvrdost vody, což má za následek její zvýšenou vápenatost a tím i snížení čisticího účinku, takže tato skla nejsou vhodná pro použití v pracích a čisticích prostředcích.

• *

-4Kromě toho se dalo očekávat, že abrazivní účinek skleněných částic může způsobovat poškození materiálů a zejména u textilií vést ke zničení tkaniny.

Podstata vynálezu

Překvapivě se nyní zjistilo, že výše uvedeného cíle je možno dosáhnout čisticím prostředkem obsahujícím částečky bioaktivního skla. Je výhodné, má-li toto sklo rozpustnost vyšší než 250 g alkalických iontů na gram skla, přičemž se pod nadřazený pojem alkalických iontů také řadí ionty alkalických zemin.

Překvapivě se také ukázalo, že čisticí prostředek obsahující skleněné částice tohoto druhu působí biocidně nejen na viry a bakterie, ale kromě toho má také velmi příznivý účinek na pokožku a tkáň, nezpůsobuje žádné alergické reakce a navíc dokáže odstraňovat i těžko odstranitelná znečistění, jako jsou staré bílkovinné skvrny. Překvapivě se také ukázalo, že uvolňováním alkalických iontů, zejména iontů alkalických zemin jako jsou Ca2+ a Mg2+, se nesnižuje účinek pracího prostředku a také se nezvyšuje vápenatění. Při přísadě skleněných částic také nedochází k obávanému ničení nebo poškozování čištěného materiálu, zejména textilních tkanin.

Vynález se tak týká netoxického čisticího prostředku, který má biocidní vlastnosti, odstraňuje nečistoty a je určen pro společné použití s rozpouštěcím prostředkem, obsahujícím alespoň jeden povrchově působící prostředek. Vynález se přitom vyznačuje tím, že čisticí prostředek obsahuje skleněné částice, uvolňující více než 250 g alkalických iontů na 1 g skleněných částic a/nebo vytvářející ve vodnatém, zejména ve fyziologickém vodnatém roztoku na povrchu vrstvu hydroxylapatitu. Je výhodné, uvolňují-li skleněné částice, obsažené v čisticím prostředku podle vynálezu, více než 300 g, zejména více než 500 g alkalických iontů na • ·

- 5 - *· · · · * · · «··«··· ·· ···· ·· ···· g skleněných částic. Zvláště výhodné je zde použití skleněných částic, které uvolňují více než 1 mg alkalických iontů/iontů alkalických zemin na 1 g skla.

Takové čisticí prostředky jsou vhodné nejen pro čistění a sterilizaci povrchů a chirurgických nástrojů, ale také pro textilní materiály zejména v sanitární a klinické oblasti, jakož i v gastronomii.

Použití čisticího prostředku podle vynálezu je také zvláště vhodné v zařízeních na umývání nádobí.

Bioaktivní sklo, obsažené v čisticím prostředku podle vynálezu, je s výhodou běžné, odborníkům dobře známé bioaktivní sklo. Taková skla obvykle obsahují maximálně 60 % hmotnostních SiOý, vysoký podíl Na2O a CaO, jakož i fosfor, a to ve velkém molovém poměru vápníku k fosforu, který se většinou, nikoliv však nezbytně, pohybuje okolo 5. Pokud taková bioaktivní skla přijdou do styku s vodou nebo tělesnou tekutinou, vyznačují se speciálními reakcemi, při kterých se ionty sodíku a vápníku ve skle nahrazují ionty H⁺ z roztoku ve formě výměnné reakce kationtů, čímž vzniká povrchová plocha obsahující skupiny silanolu, na nichž se ukládají hydroxid sodný a hydroxid vápenatý. Zvýšená koncentrace hydroxy-iontů vede pak na povrchu skla k další reakci s křemičitou mřížkou, čímž vznikají další silanolové skupiny, které také mohou ležet ve skle ve větší hloubce.

Na základě vysoce zásadité hodnoty pH v meziprostoru skla vzniká hydroxylapatitová fáze smíšená z CaO a P2O5, která na povrchu S1O2 vykrystalizuje a v biologických materiálech se váže s mucopolysacharidy, kolageny a glykoproteiny.

Molový poměr vápníku a fosforu je s výhodou > 2, zejména > 3, a je s výhodou < 30, zejména < 20, přičemž se většinou dává přednost poměrům < 10.

Zvláště výhodné jsou čisticí prostředky obsahující bioaktivní skleněné částice s S1O2, CaO, Na2O, P2O5, CaF2, B2O3, K2O a/nebo MgO. Pokud čisti-6cí prostředek obsahuje bioaktivní skleněné částice z tavného skla, mají tyto částice ve vztahu k celkové hmotnosti skla většinou 40 - 60 % hmotn. S1O2, 10 30 % hmotn. CaO, 10 - 35 % hmotn. Na2O, 2 - 8 % hmotn. P2O5, 0 - 25 % hmotn. CaF2, 0-10 % hmotn. B2O3, 0 - 8 % hmotn., K2O a/nebo 0 - 5 % hmotn. MgO. Je-li bioaktivním sklem tavné sklo, leží horní hranice v něm obsaženého oxidu křemíku ve výši 60, s výhodou však ve výši 55 % hmotn., přičemž je zvláště výhodná hranice 50 % hmotn. Obsah oxidu sodného je s výhodou vyšší než 15 % hmotn., zejména vyšší než 18 % hmotn. Zvláště výhodný je obsah oxidu sodného 20 % hmotn.

Pokud čisticí prostředek podle vynálezu obsahuje bioaktivní sklo vyrobené způsobem Sol-Gel, může být jeho podíl oxidu křemíku podstatně vyšší než u tavných skel a jeho podíl na oxidu sodném se může rovnat 0. Takovým Sol-Gel způsobem vyráběná bioaktivní skla s výhodou obsahují 40 až 90 % hmotn. SÍO2, 4 až 45 % hmotn. CaO, 0 až 10 % hmotn. Na2O, 2 až 16 % hmotn. P2O5, 0 až 25 % hmotn. CaF2, 0 až 4 % hmotn. B2O3, 0 až 8 % hmotn. K2O a/nebo 0 až 5 % hmotn. MgO.

Obsah oxidu fosforuje u obou výše popsaných druhů bioaktivní ch skel s výhodou alespoň ve výši 2 % hmotn., zejména ve výši alespoň 4 % hmotn.

Mikrobiocidně působící částečky skla jsou v čisticích prostředcích podle vynálezu obsaženy v průměrné velikosti zrn d50 400 m, zejména 250 m, přičemž jsou zvláště výhodné velikosti zrn 100 m. V podstatě má vyšší poměr povrchové plochy vzhledem k hmotnosti, popřípadě k objemu, za následek vyšší sterilizační biocidní účinek než u částic většího rozměru. Vyššího biocidního účinku se například dosahuje pomocí částic, které mají průměrnou velikost <50 m, zejména < 20 m, popřípadě <10 m, přičemž je zvláště výhodná velikost částic < 5 m.

Ukázalo se však, že velikosti částic v oblasti 2-60 m, zejména v oblasti

2-50 m, s výhodou v oblasti 2-20 m, svým abrazivním účinkem v praxi podporují mechanické odstraňování částí špíny a tak výrazně podporují čisticí účinek.

7Kromě toho má čisticí prostředek podle vynálezu také vliv na odstraňování proteinů, to znamená solubilizační účinek. Tohoto účinkuje dosahováno i u zastaralých, t.j. denaturovaných proteinů.

Požadovaného sterilizačního a zárodky ničícího účinku se pomocí čisticích prostředků podle vynálezu dosahuje i bez dalších přísad, zejména bez Ag⁺, Cu⁺, Cu2+ a/nebo Zn⁺, které přísady uvolňují. Přesto však může být jejich přísada žádoucí pro dosažení synergistických účinků. Biocidní účinek čisticího prostředku podle vynálezu je možno pomocně zesílit přidáním dalších sterilizačních prostředků a prostředků ničících zárodky.

Ačkoliv bylo po přídavku skleněných částic do čisticího prostředku podle vynálezu možno očekávat, že zejména pro vápenaté vody bude třeba přidávat zvýšené množství komplexotvomých látek, aby se zabránilo vzniku okrajů způsobených vápnem a tím i nečistotami na čištěném materiálu, překvapivě se ukázalo, že je možno značně snížit přidávání prostředků pro neutralizaci vápna jako jsou komplexotvomé látky, například polyfosfáty, nebo se jich zcela vzdát, aniž by docházelo k obávanému odlučování vápna. Existující vápenaté zbytky jsou přídavně odstraňovány abrazivním působením skleněných částic.

Ve výhodném provedení obsahuje čisticí prostředek podle vynálezu, vztaženo na sušinu, skleněné částice v množství až do 20 % hmotn., popřípadě do 10 % hmotn., s výhodou však až 7 % hmotn., zejména také méně než 5 % hmotn. Minimální množství je 0,01 % hmotn., zejména 0,1 % hmotn., přičemž je zvláště výhodný obsah 0,5 % hmotn., popřípadě 1 % hmotn. Běžný je obsah 1 až 4 % hmotn.

• ·

-8Vynález se také týká způsobu výroby takových čisticích prostředků, který se vyznačuje tím, že se s výše definovanými skleněnými částicemi smísí saponáty, zejména směs různých saponátů, zejména povrchově aktivních látek a vše se případně zředí rozpouštědlem.

Vynález se také týká použití takových čisticích prostředků na čistění povrchů, chirurgických materiálů, nápojových lahví, jakož i čistění nádobí a jeho mytí. Další použití je na čistění textilií zejména pro kliniky, pro personál na klinikách a v gastronomii.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   -9l. Netoxický čisticí prostředek s biocidními a nečistotu odstraňujícími vlastnostmi pro společné použití s ředidlem, obsahující alespoň jeden povrchově aktivní prostředek, vyznačující se tím, že obsahuje částice bioaktivního skla.

   v
2. 2. Čisticí prostředek podle nároku l,vyznačující se tím, že bioaktivní sklo uvolňuje alespoň 300 g alkalických iontů na l gram skleněných částic.
3. 3. Čisticí prostředek podle nároku l, vyznačující se tím, že skleněné částice mají průměrnou velikost menší než 400 m.
4. 4. Čisticí prostředek podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že skleněné částice mají průměrnou velikost menší než 100 m.
5. 5. Čisticí prostředek podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že jako povrchově aktivní prostředek obsahuje povrchově aktivní látky.
6. 6. Čisticí prostředek podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že bioaktivní sklo obsahuje 40 až 60 % hmotn. S1O2, 10 až 30 % hmotn. CaO, 10 až 35 % hmotn. Na2O, 2 až 8 % hmotn.

   - 10P2O5, 0 až 25 % hmotn. CaF2, 0 až 10 % hmotn. B2O3, 0 až 8 % hmotn. K2O a 0 až 5 % hmotn. MgO.
7. 7. Čisticí prostředek podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v poměru k celkové hmotnosti tuhých látek obsahuje 1 až 7 % hmotn. bioaktivních skleněných částic.
8. 8. Způsob výroby čisticího prostředku podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se alespoň jeden z povrchově aktivních prostředků nahradí bioaktivními skleněnými částicemi, uvolňujícími na 1 gram sklených částic alespoň 250 g alkalických iontů.
9. 9. Použití čisticího prostředku podle některého z nároků 1 až 8 na čistění předmětů a/nebo povrchů.
10. 10. Použití čisticího prostředku podle nároku 9, vyznačující se tím, že předmětem čistění je textilní materiál.
11. 11. Použití čisticího prostředku podle nároku 9 jako prostředku pro umývání nádobí.
12. 12. Použití čisticího prostředku podle nároků 9 až 11 pro čistění na klinikách a v gastronomii.