DE2246609A1 - Verfahren und sporicide zusammensetzung zur synergistischen desinfektion oder sterilisation - Google Patents

Description

• Verfahren und sporicide Zusammensetzung zur synergistischen Desinfektion oder Sterilisation.
• Die erfindung betrifft ein Verfahren und eine sporicide Zus ammensetzung zur Desinfektion oder Sterilisation eines verseuchten bzw. infizierten Gegenstands in flüssiger Phase bzw. in einer Plüssigkeit mittels einer neuartigen Zusammensetzung chemischer Sterilisierer, im folgenden auch als Chemosterilisierer bezeichnet.
• Oberflächensterilisation in Flüssigphase bei niedriger Temperatur war bisher auf die Anwendung zweier chemosterilisierender Zusatze beschränkt: Formaldehyd und alkalische oder alkalinisierte Glutaraldehydlösungen. Dieser begrenzten Auswahl steht dagegen eine große Anzahl chemischer Baktericide gegenüber, wenn sporicide Wirksamkeit nicht erforderlich ist. Beispielshalber sei nur hingewiesen auf vierwertige Anmoniumverbindungen, chlorenthaltende Verbindungen, Iodophore, amphotere Verbindungen usw.
• Formaldehyd ist eines der ältesten chemisch sterilisierenden Mittel, das zur Abtötung von Sporen verwendet wird. Obgleich jedoch 1 bis 2%ige Lösungen verwendet werden, wird eine relativ lange Zeitperiode (bis zu 20 Std.) benötigt, um die Art Schwarze Sporen" der Gattung Bacillus subtilis abzutöten. Eine etwas kürzere Zeit ist erforderlich, wenn höhere Formaldehydkonzentrationen (etwa 8) in Isopropylalkohol angewendet werden. Diese "Bormalin" genannte Lösung hat jedoch mehrere Nachteile. Die abgehenden Dämpfe an Formaldehyd begrenzen seine Anwendbarkeit, und seine Toxizität gegen Gewebe erfordert eine sorgfältige Wässerung der desinfizierten Materialien mit sterilem Wasser vor deren Gebrauch.
• Unter dem Handelsnamen CIDEX bekannte alkalinisierte Glutaraldehydlösungen sind gegenwärtig die einzigen, in der Praxis viel verwendeten Chemosterilisatoren dieser Art. Sie bestehen aus einer 2ÇOigen wäßrigen Glutaraldehydlösung, die mit geeigneten alkalinisierenden Zusätzen (im allgemeinen 0,3%ges Natriumbicarbonat) auf einen pH-Wert von 7,5 bis 8,5 gepuffert sind. Im sauren Stadium oder Zustand ist die Glutaraldehydlösung bei Raumtemperatur für längere Zeit stabil, wenn sie in einem geschlossenen Behälter aufbewahrt wird. Wird das Glutaraldehyd dagegen alkalinisiert, so tritt eine allmähliche Polymerisation ein, und es verliert seine Wirksamkeit. Bei einem pH-Wert über 9 verläuft die Polymerisation sehr rasch. Im pH-Wertbereich von 7,5 bis 8,5 verläuft die Polymerisation dagegen langsamer, jedoch wird auch dann selbst durch den Hersteller anerkannt, daß die sporicide Wirkung nach etwa zwei Wochen verschwindet (AR3RooK, Bulletin JR 8016, 1968).
• Selbst bei Verwendung einer frischen 2igen gepufferten Glutaraldehydlösung wird bei Raumtemperatur eine Zeit zwischen 3 und 10 Std., je nach Trockenheit der Sporen, benötigt, um eine vollständige Sterilisation des Baoillus subtilis mit der AOAC Pennycylindermethode zu erreichen.
• Die Unmöglichkeit, die sporicide Lösung über längere Zeitperioden hinweg all wahren, das Erfordernis, die lösung. vor der Anwendung jedes Mal zu puffern und die lange erforderliche Kontaktzeit (mehrere Stunden), um eine vollständige Sterilität zu erreichen, waren einer der Antiz3se,nach neuen Verfahren und neuen sporiciden Zusammensetzungen zu suchen.
• Wie bereits erwähnt, wurde alkalinisiertes Glutaraldehyd in großem Umfang als chemischer Sterilisationszusatz verwendet, seit dessen antimikrobe Eigenschaften zum ersten Mal in der US-PS 3 016 328 im Jahre 1962 beschrieben wurden. R.E.Pepper und E.R.Liebermann wiesen in der erwähnten Patentschrift zum ersten Mal darauf hin, daß wäßrige Glutaraldehydlösungen schwache Säuren sind und in diesem Zustand, wie betont wurde, keine sporiciden Eigenschaften entfalten. Erst wenn die Lösung mit einem geeigneten alkalinisierenden Zusatz bis auf einen pH-Wert von 7,5 bis 8,5 gepuffert wurde, wurde die Lösung antimikrob wirksam (siehe American Journal of Hospital Pharmacy 20, Sept.
• 1963, S. 458 bis 465). Diese Erkenntnis ist in der erwähnten US-PS 3 016 328 stark herausgestellt, wenn auf S. 1 in Spalte 2 ab Z. 34 ausgeführt ist, daß die Erfindung auf der Entdeckung beruht, daß gesättigtes Dial--dehyd, das 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, tatsächlich sporicide Wirksamkeit entfaltet, wenn es mit einem niedrigen Alkanol und einem alkalinisierenden Zusatz kombiniert wird0 Vor kurzem zeigte G.Sierra (kanadische Patentschrift 865- 913), daß die Rückschlüsse von R.E.Pepper und E.R.Liebermann nur für den Temperaturbereich 22 bis 230C Gültigkeit haben, der durch diese Autoren in ihrer US-Patentschrift angegeben ist. Die kanadische Patentschrift weist darauf hin, daß sich eine starke sporicide Wirksamkeit saurer, nicht gepufferter, nicht alkalinisierter Glutaraldehydlö.mungen dann entfaltet; wenn sie bei höheren Temperaturen (im allgemeinen um 450C) angewendet werden alsdieinderUS-PS angegebenen. Diese Beobachtung konnte durch Versuche der Urheber der hier zu beschreibenden Erfindung bestätigt werden.
• Es wurde gefunden und ist bereits Gegenstand der Erfindung, daß sich bei richtiger Kombination sauren Glutaraldehyds mit bestimmten, nicht ionischen oder anionischen, oberflächenaktiven Zusätzen bei einer über 150 liegenden, insbesondere jedoch über 450C liegenden Temperatur eine höhere sporicide Wirksamkeit erzielen läßt als die in der US-PS erwähnte und nach der dort ange.
• gebenen Methode erreichbaren. Dabei beruht dann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere darauf, daß eine synergistische sporicide Wirkung dann zu beobachten ist, wenn die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung bei relativ mäßigen Temperaturen in Verbindung mit Ultraschallbestrahlung erfolgt. Die speziell dafür formulierten sporiciden Zusammensetzungen bestehen im wesentlichen, wie bereits erwähnt, aus einer wirksamen Kombination von Glutaraldehyd mit nicht ionischen,oberflächenwirksamen Substanzen, wie Äthoxylaten oder isomeren linearen Alkoholen (011 bis C16) oder anionischen Alkylarylsulfonaten.
• Durch geeignete Auswahl der Temperaturen, der akustischen Energiedichte und der chemischen Zusammensetzung läßt sich mit dem in noch näheren Einzelheiten zu erläuternden Verfahren eine Reduzierung der Sterilisationszeit von mehreren Stunden auf Minuten verkurzen, um eine einwandfreie Oberflächendesinfektion oder Sterilisation wärmeempfindlicher Materialien zu erreichen.
• Die Erhöhung der baktericiden und sporiciden Wirksamkeit durch die kombinierte Anwendung von sowohl saurem als auch alkalischem Glutaraldehyd mit oberflächenaktiven Mitteln ist bereits durch A.A.Stonehill in seiner US-PS 3 282 775 dargelegt worden.
• Dieser Erfinder weist dort jedoch nur auf die Anwendung kationischer Zusätze hin. Die Patentschrift gibt dafür einige Beispiele. Alle beziehen sich-auf ehemische Zusammensetzungen, die Glutaraldehydlösungen mit vierwertigen Ammoniumsalzen oder Cetylpyridin verwenden, wobei sich in beiden Fällen sporicide Eigenschaften bei Raumtemperatur innerhalb eines pH-Wertbereichs von 4 bis 9 zeigen.
• Mit der Erfindung zeigte sich nun, daß eine Glutaraldehydlösung in Kombination mit nicht ionischen oder anionischen Zusätzen, wie Äthoxylate isomerer linearer Alkohole oder Alkylarylsulfonate wesentlich wirksamer ist als jede andere, zuvor bekannte sporicide Formulierung auf der Grundlage von Glutaraldehyd, gemischt mit kationischen Zusätzen.
• Die Erfindung ergab weiter, daß die konbinierte Anwendung von Glutaraldehydlösungen mit nicht ionischen oder anionischen, oberflächenaktiven Zusätzen innerhalb eines weiteren pH-Wertbereichs (1 bis 9) wirksam ist, und zwar bei jeder Tetaperatur innerhalb eines Bereichs von 15 bis 750C.
• Schließlich ergab die Erfindung, daß sich die Sterllisationszeit dann ganz beträchtlich reduzieren läßt5 wenn die sporiciden Zusammensetzungen der erwähnten Art in Verbindung mit Schall- oder Ultraschallbestrahlung angewendet wurden.
• Um das Verständnis.der Erfindung zu erleichtern, werden im folgenden die verschiedenen physikalischen oder chemischen Wirkungsmechanismen erläutert, die im Hinblick auf die starke sporicide Wirksamkeit eine Rolle spielen, die bei Anwendung der Erfindung zu beobachten ist.
• Einige wenige Bakterien haben einen hochwirksamen Mechanismus entwickelt, um ihr überlegen zu sichern. Sie entwickeln vor allem in elementarer Form eine Differenzierung, in der unter bestimmten Bedingungen die relativ empfindliche vegetative Form des Organismus sich zu einer resistenten "eingefrorenen" oder 'tschlafenden" Form, den sogenannten Sporen, entwickelt. Bakterielle Sporen sind gegen die verschiedenen Wirkungen von Hitzebestrahlung und/oder Chemikalien wesentlich widerstandsfähiger als die entsprechenden vegetativen Zellen. Die Widerstandsfähigkeit der Sporen differiert innerhalb der mikrobiolowischen Population,und Species-Veränderungen und Abweichungen sind üblich. Unter den Sporen, die zur Bewertung und Erprobung der Erfindung untersucht wurden, sei insbesondere auf den Bacillus subtilis, den Bacillus stearothermopilus, Bacillus pumilus, Clostridium sporogenes und Clostridium tetani hingewiesen.
• Bakterielle Sporen haben typischerweise einen Durchmesser von etwa 1 und bestehen im wesentlichen aus einer kleinen Zelle, die oftmals als Kern oder Sporenprotoplast bezeichnet wird, die von einer Anzahl spezieller Schichten umgeben wird. Die wesentlichsten Schichten sind die dicke Cortex und die vielschichtigen UberzUge und um die Sporen bei einigen Arten eine weitcre lose und dünne Schicht, die als Exosporium bezeichnet wird.
• Zur Zeit wird angenommen (C.S.Phillips, Bact.Rev. 1962), daß alkalisierende Zusätze, wie etwa Äthylenoxyd, ß-Propiolacton, Formaldehyd, Glutaraldehyd als auch andere Aldehyde die Schwefelwasserstoff-(-SH), Hydroxyl-(-OH), Amino- (-NH2) und Carboxy- -Gruppen angreifen, die in den Proteinen der Sporenzellen vorhanden sind. Vor kurzem wiesen T.J.Munton und A.D.Russel (J.Appl.Bect., 1970) darauf hin, daß der chemische Aufbau für die Wirksamkeit von Glutaraldehyd auch -NH2-Gruppen enthalten könne, einschließlich vernetzter Reaktionskomponenten zwischen diesen Gruppen (D.Hopwood, Histochemie, 1968). Diesen Autoren zufolge jedoch schließt der Wirkungsmechanismus keinen Wirkungs aufbau mit anderen chemischen Gruppen aus.
• T.J.Munton und A.D.Russel (J.Appl.Bact., 1970) zeigten außerdem daß die Aufnahme von saurem Glutaraldehyd und alkalischem Glutaraldehyd (Natriumbicarbonatpuffer) ähnlich ist, und daß beide dem-Langmuirian-Typ angehören. Dies wurde an E.Coli und Bacillus megatorium demonstriert. In anderen Worten, wenn mehr Stellen der bakteriellen Zelle oder Sporen besetzt sind, so ist es für die Glutaraldehydmoleküle zunehmend schwieriger, sich an oder in den Zllen oder Sporen festzusetzen Für die Lehre der Erfindung wird angenommen, daß die nicht ionischen, linearen Alkoholäthoxylate die Oberflächenspannung vermindern und die Benetzbarkeit an der Sporen-Flüssigkeitszwischenfläche so erhöhen, daß eine schnellere Absorptionsgeschwindigkeit für die Glutaraldehydmoleküle gefördert wird.
• Dies könnte auch das Ergebnis des Einschlusses einer höheren Konzentration an Glutaraldehydmolekülen an oder in der Sporen-Flüssigkeitszwischenfläche sein. Dieses Phänomen nimmt logarithmisch innerhalb eines Temperaturbereichs von 15 bis 750C zu. Obgleich mit geringerer Stärke wird die gleiche erhöhte Ab sorptionsrate der Sporen-Flüssigkeitszwischenfläche beobachtet, wenn anionische Alkylarylsulfonate, gemischt mit nicht ionische Polyoxyäthylenalkoholäthern verwendet werden.
• Bei der Erwähnung von Absorptionsraten" oder "Absorptionsgeschwindigkeiten" muß darauf hingewiesen werden1 daß die zu beobachtende, erhöhte Benetzbarkeit mit sporiciden Molekülen nich tlfll auf eine Erhöhung an der äußeren Sporenzwischenfläche, sondern auch auf eine raschere Durchdringung im Inneren der inneren Sporenzwischenflächen zurückzuführen'sein könnte, d.h.
• durch die Cortex-Schichten, die Cortex- oder Plasma-Membran.
• Werden die erfindungsgemäßen sporiciden Zusammensetzungen in Kombination mit Ultraschallbestrahlung angewendet, so~läßt sich eine außerordentlich rasche Abtötung beobachten. Dies läßt sich auf folgende Weise erklären: Wie bekannt, besteht die Sporen-Cortexschicht in erster Linie aus einem Polymer,das als Nurein (oder Peptidoglycan) bezeichnet wird. Murein liegt auch in geringerem Anteil in den Zellwänden aller Bakterien vor. Es ist ein großes, vernetztes, netzartiges Molekül mit einigen ungewöhnlichen Eigenschaften. Es handelt sich dabei um ein saures Polymer, das in Sporen als eine Schicht vorliegen kann, die fest:'duroh einige positiv geladene Moleküle zusammengezogen ist Gemäß einer kürzlich bekanntgewordenen Theorie bezüglich der außerordentlich hohen Wärmebeständigkeit von Sporen wird angenommen, daß der durch diesen Aufbau bewirkte, zusammenziehende Druck den inneren Kern so quetscht, daß er in einem sehrtrodçenem Zustand verbleibt und ihm eine große Wärmewiderstandsfähigkeit verliehen wird. Die Bestrahlung mit Ultraschall ist eines derwirksamsten Verfahren (KY Sergeeva, Sov.Phys.Acoust., März 1966), um Polymergitter "durchzuschdtteln" und eine rasuche Depolymerissierung zu erreichen. Von dieser Technik wird gesagt, daß sie über einen weiten Frequenzbereich sowohl bei niedrigen (G.Schmid et al, Kolloid L, 1951) als auch hohen Frequenzen (M.A.K*Montafa, J.Polym.Sci. 1958) sehr wirksam sei.
• Daraus ist erklärlich, daß Mureindepolymerisierung oder eine teilweise Zerstörung der fest vernetzten Gitterstruktur den Alihydgruppen die Möglichkeit schafft einzudringen und sich rajeher mit den wirksamen Sporenstellen oder Plätzen zu verbinden.
• Nicht ionische oder anionische oberflächenwirksame Mittel beschleunigen tatsächlich das Eindringen durch das lose Polymergitter. Ultraschallenergie hoher Intensität kann dabei ebenfalls eine wesentliche Rolle zusammen mit anderen sekundären, jedoch wichtigen Mechanismen spielen.
• Die äußeren, sauren rroteinumhüllungen der Sporen enthalten ein disulfidreiche: stein, das einige Eigenschaften aufweist, die denen der Keratine nahekommen. Da keratinähnliche Proteine typischerweise sehr fest, inert gegen chemische Reagentien und widerstandsfähig gegen Enzyme sind, bilden sie eine ideale Schutzgrenzschicht für Sporen. Ultraschall hoher Intensität jedoch schwäch@ das Keratin auf physikalische Weise (J.H.
• Bradbury, Nature, 1960) und fördert so ein rasches Eindringen wirksamer Glutaraldehydmoleküle.
• Zwei weitere Komponenteneigenschaften von Sporen sind der hohe Calciumanteil (oftmals 2% des Sporentrockengewichts) und der Anteil von Pyridin-dicarboxylsäure (DPA), die bis zu über 10% des Sporentrockengewichts ausmachen kann. Unter dem Binfluß akustischer Turbulenz kann ein Ionenaustausch (Ca-Verarmung) auftreten, während die heterocyclischen DPA-Moleküle zusätzlich noch aufbrechen können (I.B.Elpiner und A.V.Sokolskaya, Sov.Phys.AcoustJ März 1963). Kurz gesagt kann Ultraschallenergie die physikalische Diffusion der Moleküle oder aktiven Radikale beschleunigen an oder auf Reaktionsstellen im Inneren der Sporen, so daß ein Aufbrechen chemischer Bindungen oder kritischer Sporenanteile (einschließlich Stellenveränderung) oder beides erfolgt. Es kann auch insbesondere mit alkalischem Glutaraldehyd ein Teil des Glutaraldehyds in Lösung depolymerisiert werden. Dies könnte von besonderer Bedeutung sein, wenn berücksichtigt wird, daß alkalinisiertes Glutaraldehyd mit zunehmender Polymerisation allmählich seine Wirksamkeit verliert (A.A.Stonehill et al, Am.Journ.Hosp.Phar. 1963).
• Obgleich der synergistische, sporicide Effekt aufgrund einer kombinierten Anwendung mäßiger Wärme, Glutaraldehydlösung und Ultraschallbestrahlung in hoher Energiedichte bereits von G Sierra in der kanadischen Patentanmeldung Nr. o98 416 beschrieben ist, konnte mit der Erfindung gezeigt werden, daß ein Zusatz von nicht ionischen oder anionischen, oberflächenaktiven Mitteln zur Glutaraldehydlösung in allen Fällen zu eier wesentlich besseren Abtötung von Bakterien, Viren oder Sporen führt.
• Nach Beschreibung des erfindungsgemäßen Sterilisationsverfahrens und der sporiciden Zusammensetzungen, die dabei vorteilhafterweise verwendet werden können, wird die Erfindung im folgenden anhand einiger Beispiele weiter erläutert. Diese Beispiele sind keinesfalls im einschränkenden Sinne, sondern lediglich als Verdeutlichung der Erfindung hinsichtlich einiger Details zu veratehen.
• Beispiele Eine neue, wäßrige, baktericide, virucide und wotcide Zusammensetzung mit erfindungsgemäßem Merkmal wird hergestellt aus 2% Glutaraldehyd (auf Abstufung nach Union Carbide) und 0, 2 fo eines nicht ionischen, oberflächenaktiven Zusatzes, der eine Mischung aus Äthoxylaten und isomeren, linearen Alkohlen ist.
• Der lineare hydrophobe Alkylanteil des oberflächenaktiven Mittels ist eine Mischung aus linearen Cii bis C16-Ketten. Der hydrophyle Anteil ist eine Polyoxyäthylenkette (9 bis 13 Oxyäthylengruppen), die in Zufallsverteilung mit der linearen, aliphatischen Kette über eine Ätherbindung verbunden sind, die etwa der folgenden chemischen Formel entspricht: Die nicht ionischen, oberflächenaktiven Zusätze gemäß einer erfindungsgemäßen Formulierung wiesen die folgenden Eigenschaften auf: Molekulargewicht 728, Kristallisationspunkt (1% wäßrige Lösung) 90°C, Gießpunkt 17°C, 100ige Löslichkeit in Wasser bei 250C,scheinbaresspezifisches Gewicht 20f200C: 1.Q23, Dichte 1,02 g/cm (8,49 lb/gal) bei 30°C, Viskosität 48 CKS bei 40°C, Flammpunkt 237,80C (4600F). (Verfahren nach WSTM D 92).
• Die anionische oberflächenaktive Mischung mit nicht ionischen Polyoxyäthylenalkoholäthern, die nach der zweiten erfindungsgemäßen Formulierung verwendet werden, wiesen folgende Eigenschaf ten auf: spezifisches Gewicht 1,02, Dichte 1,03 g/cm3 (8,5 lb/gal), klare Flüssigkeit, lösbar in heißem oder kaltem Wasser pH-Wert zwischen 6 und 8, Erstarrungspunkt 1000.
• Die Union Carbide Skala für Glutaraldehydkonzentrat, das zur Herstellung der 2%igen Lösung bei den Versuchen verwendet wurde, wies folgende Eigenschaften auf: spezifisches Gewicht 1,058 bis 1,065 bei 20°C, Glutaraldehydkonzentration 24,5 bis 25,5 Gew.-%, pH-Wert 2,7 bis 3,7 bei 25°C, Säure maximal 0,2 Gew.-%, bestimmt auf Basis Essigsäure, Eisengehalt weniger als 3.10 6 (3 ppm), Schwermetallanteil weniger als 2.10-6 (2 ppm), Farbe 125 Platinkobaltmaximum.
• Zur Erprobung der Lösungen wurden abgefilterte, vakuumgetrocknete Sporen Clostridium Sporogenes (ATCC 7955), Bacillus globigii, Bacillus pumilus, Bacillus stearothermophilus und Bacillus subtilis untersucht.
• Die letzteren zeigten die größere Widerstandsfähigkeit gegen die sporicide Zusammensetzung, und aus Gründen der Übersichtlichkeit werden im folgenden nur die Daten wiedergegeben, die sich auf diesen Mikroorganismus beziehen.
• Die Versuche wurden in speziell dafür entwickelten Ultraschallbehältern aus nicht rostendem Stahl durchgeführt (Wave Energy Systems Serie CTG 160), die ein Fassungsvermögen von etwa 7,5 1 aufwiesen. Zur Untersuchung wurde eine Sporensuspension in einer Menge von etwa 3,8 1 eingesetzt. Die auf die Flüssigkeit übertragene akustische Ausgangsleistung konnte von 10 bis 30 W/l Sporensuspension variieren. Die Frequenz bei der Versuchsbestrahlung betrug entweder 10 oder 27 kHz (+ 1 kHz). Bei hoher Frequenz (850 kHz, 20 W/l und 5 W/cm3) wurde als Behälter für die Sporenlösung ein Glasgefäß von etwa 7,5 1 Inhalt verwendet, das in einen wassergefüllten Behälter eingesetzt war, an dessen Boden ein wasserfester Wandler befestigt war (polierter Kobaltbleizirkonat-Titanat). Während aller Experimente wurde die Temperatur im Bereich + 1°C konstant gehalten.
• Wie bereits erwähnt, wurden sämtliche Versuche, über die hier berichtet wird, mit den Sporen Bacillus subtilis (ATCC 6051) durchgeführt. Die Präparierung der reinen Sporen erfolgte gemäf-G.Sierra und A.Bowman (Journ.Appl.Microbiology, 17, 1969, S.
• 372-378). Die Sporen wurden pasteurisiert (800C, 15 Min.) und bei 40C als konzentrierte Suspension in deionisiertem Wasser aufbewahrt und innerhalb einer Woche verwendet. Die Standardisierung der Sporensuspensionen erfolgte gemäß den Angaben von G.Sierra (Can.Journ.Microbiology, 13, 1967, S. 489-501).
• Für jedes Experiment wurde Glutaraldehyd und Glutaraldehyd-Oberflächenbehandlungslösungen in deionisiertem Wasser frisch angesetzt. Konzentrierte Vorratslösung der Puffer oder Natriumbicarbonat wurden den pasteurisierten Sporensuspensionen getrennt zugesetzt. Die hier angegebenen pH-Werte beziehen sich auf ein komplettes System nach Zugabe aller Zusätze und wurden mit dem pH-Meßgerät von Beckman;Zeromatic II, bestimmt, dessen Kalibrierung vor jedem Versuch neu überprüft wurde. Es wurde ständig umgerührt, und der pH-Wert wurde abgelesen, nachdem zuvor die Stabilisierung des Elektrodenpotentialis abgewartet wurde.
• Um überlebende Sporen sicher zu entdecken (insbesondere bei größeren Verdünnungen), wurde die Wirkung des Glutaraldehyds vor dem übertrag auf die Zählplatten zur Bestimmung der lebenden Exemplare mit Natriumbisulfit neutralisiert. Nach der gewünsahten Behandlung wurden Proben von 0,5 ml herausgegriffen, um die Anzahl der überlebenden Sporen zu bestimmen. Jede Probe wurde sofort mit 4,5 ml 1%iger Natriumbisulfit- + 0,1% Peptonlösung verdünnt und 10 Min. lang absetzen gelassen, worauf eine weitere Verdünnungsreihe mit 0,5%iger Natriumbisulfit- + 0,1% Peptonlösung angesetzt wurden Dann wurden Zählkolonien mit 0,1 ml Anteilen geeigneter Lösungen in einer 0,1%gen Stärke-Nährlösung angesetzt. Die verdoppelten Platten wurden während ei ner Inkubationszeit von 3 Tagen auf 300C gehalten. Es wurde nicht beobachtet, daß die Bisulfitbehandlung die durch Glutaral dehyd erreichte Sporeninaktivierung poenziert noch eine feststellbare, direkte Inaktivierung noch virulenter Sporen verursachte.
• Während einiger Versuche war es kurzzeitig von Interesse, als Verdünnungsmittel nicht nur filtriertes deionisiertes Wasser, sondern auch ein niedriges Alkanol, etwa Methanol, Äthanol, Isopropanol oder dergl. zu verwenden. Es ließ sich auch eine Mischung aus beiden verwenden, wobei die Tabelle IV die Versuchsergebnisse wiedergibt, die bei einer Zusammensetzung erhalten.
• wurden, die 60% Isopropylalkohol mit 37,8% Wasser, 2% Glutaraldehyd und 0,2% nicht ionische Oberflächenaktivierung enthielt.
• Die folgenden Tabellen I bis V zeigen-einige typische Ergebnisse der Versuche, die mit Suspensionen von Bacillus subtilis (ATCC 6051) unter veränderlichen Bedingungen durchgeführt wurden (Glutaraldehydkonzentration, verschiedene Oberflächenaktivierungsmittel, veränderliche Temperatur und pH-Wert).
• Tabelle I Verschiedene Glutaraldehydkonzentrationen Sporendichte zu Beginn 107/ml Temperatur 55°C Ultraschall-Feld: Frequenz 27 kHz, Intensität 20 W/l Glutaraldehyd- Minimalzeit in Min.bis 100% konzentration Keinfreiheit 0,1% 20 mit Ultraschall 2 15 mit Ultraschall 5 15 mit Ultraschall 0,1 40 ohne Ultraschall 2 30 ohne Ultraschall 5 30 ohne Ultraschall 2 10 mit Ultraschall und Oberflächenbehandlungsmittel (0,2%) 2 20 kein Ultraschall, jedoch mit nicht ionischem Oberflächenbehandlungsmittel (0,2%) Tabelle II untersohiedliche Konzentration verschiedener synergistisch wirkender Obarflächenbehandlungmittel Sporendichte zu Beginn 107/ml Temperatur 55°C Ultraschall-Feld: Frequenz 27 kHz, Intensität 20 W/l Glutaraldehydkonzentration: 2% pH-Wert 5 Art des Oberflächen- Konzentration des Ober- Minimalzeit in Min.
• behandlungsmittels flächenbehandlungsmittels bis 100% Keinfreiheit nicht ionisch * 0,2% 11 nicht ionisch 0,2 10 nicht ionisch 1 10 anionisch ** 0,02 12 anionisch 0,2 11 anionisch 1 11 kationisch *** 0,2 15 kein Oberflächenbehandlungsmittel (Glutaraldehyd allein) 15 * Äthoxylate isomerer linearer Alkohole ** Alkylarylsulfonat, gemischt mit Polyoxyäthylenalkohläthern *** Cetylpyridinchlorid Tabelle III Wirksamkeit bei verschiedenen Temperaturen Sporendichte zu Beginn 107/ml Ultraschall-Feld: Frequenz 27 kHz, Intensität 20 W/l Glutaraldehydkonzentration: 2% - Konzentration des nicht ionischen OberflächenaktipH-Wert 5 vierers: 0,2% Temperatur Minimalzeit in Min.bis 100% Keimfreiheit 15°C 120 25°C 100 45°C 60 55°C 10 65°C 5 Tabelle IV Wirksamkeit bei verschiedenen pH-Werten 5 Sporendichte zu Beginn 107/ml Ultraschall-Feld: Frequenz 27 kHz, Intensität 20 W/l Glutaraldehydkonzentration: 2%, Konzentration des nicht ionischen Oberflächen-Temperatur: 55°C aktivierers: 0,2% Verdünnung pH-Wert Minimalzeit in Min.bis 100% Keimfreiheit deionisiertes Wasser 2,5 11 deionisiertes Wasser 5 10 deionisiertes Wasser 6 10 deionisiertes Wasser 8 (mit Puffer) 10 deionisiertes Wasser 10 (mit Puffer) 12 Wasser und Isopropylalkohol (66%) 6,5 10 Tabelle V Wirksamkeit bei verschiedenen Ultraschallfrequenzen und Intensitäten Sporendichte zu Beginn 107/ml Glutaraldehydkonzentration: 2%, Konzentration des nicht ionischen oder anionischen Temperatur: 55°C , pH-Wert 6 Oberflächenaktivierers:0,2% Art des Oberflä- Ultraschall- Energie- Minimalzeit in Min.bis chenaktivierers Frequenz in kHz Dichte 100% Keinfreiheit nicht ionisch 27 20 W/l 10 nicht ionisch 27 30 W/l 6 nicht ionisch 27 1 W/l 18 nicht ionisch 10 20 W/l 10 nicht ionisch 10 30 W/l 6 nicht ionisch 850 20W/l 12 nicht ionisch 850 5 W/cm3 4 anionisch 27 20 W/l 12 Die in den Tabellen wiedergegebenen Daten zeigen klar die synergistischen Effekte, die mit zwei Arten sporicid wirksamer Zusammensetzungen auf der Grundlage nicht ionischer und anionischer, in Glutaraldehyd gelöster Oberflächenbehandlungsmittel bzw. Oberflächenaktivierern erhalten werden Sie zeigen auch, daß die Lehre der Erfindung im Rahmen folgender Parameter durchführbar ist: Glutaraldehydkonzentration: von etwa 0,1% bis etwa 5%; nicht ionische oder anionische Mischung mit nicht ionischem Oberflächenbehandlungamittel: von etwa 0,1 bis etwa 1; Frequenz des Schallfeldes: von etwa 10 kHz bis etwa 850 kHz; Energiedichte des Schallfeldes: von etwa 1 W/l bis etwa 5 W/cn Verdünnung: Wasser oder niedriges Alkanol; Temperatur: über 150C; pH-Wertbereich: 2 bis 10.
• In kurzer Zusammenfassung besteht die Erfindung also in einem Verfahren zur Desinfektion oder Sterilisierung medizinischer, chirurgischer, zahnmedizinischer Instrumente oder anderer Gegenstände in einer flüssigen Phase mit verbesserten sporicid wirksamen Zusammensetzungen. Die Erfindung zeigt in überraschender Weise einen synergistischen Sterilisierungseffekt, wenn nicht ionische und anionische Oberflächenbehandlungs- oder Oberflächenaktivierungsmittel mit wäßrigen oder alkoholischen Glutaraldehydlösungen kombiniert werden.
• Das Verfahren läßt sich auch in Verbindung mit' Ultraschallbestrahlung mit zusätzlichem Wirkungseffekt durchführen, wobei ein weiter Frequenzbereich von etwa 10 bis etwa 850 kHz in Frage kommt. Zwei spezielle Arten besonders synergistisch wirksamer sporicider Zusammensetzungen sind als Beispiel beschrieben worden.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Desinfektion oder Sterilisation verseichter bzw. infizierter Gegenstände mittels einer auf über 15°C gehaltenen Flüssigkeit, d a d u r 0 h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Gegenstand mit einer keimtötenden bzw. wäßrigen Lösung in Berührung gebracht wird, die Glutaraldehyd in einem Anteil von etwa 0,1 bis etwa 5% und wenigstens einen nicht ionischen oberflächenaktiven Bestandteil, wie etwa Äthoxylate isomerer linearer Alkohle und anionischer Alkyl-arylsulfonate in einer Menge von etwa 0,01 bis 1% enthält, und daß die Lösung gleichzeitig einem Schall-oder Ultraschall-Feld im Frequenzbereich von etwa 10 kIIz bis etwa 850 kllz und einer Schalletiergiedichte von etwa 1 W/dm3 bis etwa 5 W/cm3 im Inneren der schallbeaufschlagten FlUssigkeit ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß die aktive Lösung etwa 0,01 bis etwa 1% eines nicht ionischen Äthaylats isomerer linearer Alkohole mit einem linearen hydrophoben Alkylanteil enthält, der eine Mischung linearer C11- bis C16-Ketten und eines hydrophylen Anteils ist, der eine Polyoxyäthylenkette mit 9 bis 13 Oxyäthylengruppen ist, die in Zufallsverteilung mit der linearen aliphatischen Kette über eine Ätherverbindung verknüpft sind, und daß das Glutaraldehyd ein C5-Dialdehyd in teilweise polymerisierter oder nicht polymerisierter Form aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die aktive Lösung etwa 0,01 bis etwa 1% einer Mischung eines anionischen Alkyl-arylsulfonats mit einem nicht i-onischen Polyoxyäthylenalkoholester enthält.

4. Verfahren nacb einem der vorstehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n'e t, daß der pH-Wert der aktiven wäßrigen Lösung zwischen 1 und 7 liegt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die aktive wäßrige Lösung durch Zusetzen eines Alkalisalzes gepuffert wird und einen pH-Wert zwischen 7 und 9 erreicht.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z'e i c h n e t, daß die Kontaktzeit zwischen dem zu desinfizierenden oder zu sterilisierenden Gegenstand und der aktiven Lösung zwischen 2 Std. und 1 Min. liegt, wenn eine Innentemperatur von 15 bis 75°C vorliegt.

7. Verfahren zum Desinfizieren oder Sterilisieren medizinischer, zahnmedizinischer, ehirurgisoher Instrument oder anderer Gegenstände in einer Flüssigkeit bei einer über 150C liegenden Temperatur, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Gegenstand mit einer keimtötenden bzw. sporiciden Zusammensetzung in Berührung gebracht wird, die etwa 0,1 bis etwa 5% eines C5-Dialdehyds in teilweise polymerisiertem oder nicht polymerisiertem Zustand und wenigstens einen oberflächenaktiven Zusatz aufweist, der ein nicht ionisches oberflächenaktives Äthoxylat eines isomeren linearen Alkohls und/oder ein anionisches Alkyl-arylsulfonat ist und in einer Gewichtskonzentration von etwa O,W bis etwa 1% vorliegt.

Baktericide, virocide oder sporicide wäßrige Zusammensetzung, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Gehalt von etwa 0,1 bis etwa 5% Glutaraldehyd in einer teilweise polymerisierten oder nicht polymerisierten Form und eines nicht ionischen oberflächenaktiven Äthoxylats eines isomeren linearen Alkohols in einem Anteil von 0,01 bis etwa 1%, dessen Kette zwischen 10 und 16 C-Atome enthält.

9. Baktericide, viruoide oder sporioide wäßrige Zusammensetzung, g e k e n n z e i c h n e t d u r o h einen Gehalt von etwa 0,1 bis etwa 5 Glutaraldehyd in einor teilweise polymerisierten oder nicht polymerisierten Form und etwa 0,01 bis etwa 1% eines nicht kationischen oberflEchenaktiven Zusatzgemischs, das aus einer Mischung eines anionischen Alkyl-arylsulfonats mit nicht ionischen Polyoxythylenalkoholäthern hergestellt ist.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gesamtalkoholkonzentration durch Zusatz einer ausreichenden Menge eines niedrigen Alkanols etwa 60 bis etwa 75% erreicht.

11. Verfahren zur Desinfektion oder Sterilisation eines verseuchten bzw. infizierten Gegenstands mittels einer auf 1500 gehaltenen Flüssigkeit, d a d u r c h g e k e n n -z e i o h n e t, daß der Gegenstand mit einer wäßrigen sporiciden Lösung in Berührung gebracht wird, die Glutaraldehyd und als oberflächenaktiven Zusatz eine Mischung eines nicht ionischen und eines anionischen oberflächenaktiven Zusatzes enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t; daß die sporicide Lösung unter 3erührungskontakt mit dem Gegenstand der Wirkung eines Schall-oder Ultraschallfelds ausgesetzt wird.