СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРОТИВОМИКРОБНЫЙ ГЕЛЕВЫЙ СОСТАВ НА ОСНОВЕ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА

Изобретение относится к области медицины и касается, в частности, стабилизированных противомикробных составов, представляющих собой гель на основе пероксида водорода и содержащих другие вспомогательные вещества.

Пероксид водорода и составы с его содержанием находят применение в промышленности, медицине и быту, где используются для дезинфекции поверхностей помещений, инструментов, одежды, обуви и кожных покровов (Энциклопедия лекарств. «РЛС-ПАТЕНТ», вып. 21, 2013 г.). Предлагаемый состав может быть использован как антисептик для гигиенической обработки рук.

Главным недостатком составов на основе H₂O₂ является их ограниченная стабильность, что требует добавления дополнительных компонентов, стабилизирующих пероксид водорода.

Антисептические и дезинфекционные средства, содержащие алифатические спирты в высоких концентрациях - 60-85% (этиловый, изопропиловый или их смесь), аналогичны по дезинфекционному назначению составам с пероксидом водорода. Главным недостатком этих составов является наличие спирта, который для многих людей является токсичным и непереносимым.

Примером этой группы антисептических средств является состав (патент РФ №2113862, A61L 2/18, публ. 27.06.1998 г.), содержащий следующие компоненты, мас.%:

Средство применяется как кожный антисептик для обработки рук медицинского персонала и обладает бактерицидным, фунгицидным и вирулицидным действием.

Средство обладает недостатками, которые являются общими для группы композиций на основе спиртов. Этиловый и особенно изопропиловый спирты негативно воздействуют на человеческую кожу. Пропиловый спирт токсичен при вдыхании (Вредные вещества в промышленности. Справочник. Том 1, Ленинград, «Химия», 1976 г., с. 369-372). Составы на основе алифатических спиртов легко воспламеняются и являются горючими.

Еще одна группа антисептиков содержит в своей основе четвертичные аммониевые соли (ЧАС), наиболее широкое применение из которых находит алкилдиметилбензиламмонийхлорид (Катамин AB).

Примером антисептического средства на основе ЧАС служит композиция (патент РФ №2359704, A61L 2/18, опубл. 27.06.2009 г.), содержащая следующие компоненты, мас.%:

Средство обеспечивает достаточную дезинфицирующую и антисептическую эффективность и может быть использовано для гигиенической и хирургической обработки рук, инъекционного или операционного полей, дезинфекции поверхностей, медицинского оборудования или обуви.

Недостатком средства является проявление активности только в отношении вегетативных форм бактерий, грибов и оболочечных вирусов. Данную композицию нельзя считать безопасной для человека, поскольку ЧАС могут вызывать дерматиты (Rutala W.A. APIC guideline for selection and use of disinfectants. Inc Am J Infect Control 1996; 24:313-42). Опубликованы результаты, доказывающие, что алкилдиметилбензиламмонийхлорид - токсичное вещество [А. Шварц, Дж. Перри, Дж. Берч. Поверхностно-активные вещества и моющие средства. - М.: Иностранная литература, 1960, с.271].

Среди пероксидных дезинфектанов известно средство на основе пероксида водорода [Патент US №5945032, опубл. 31.08.1999 г.], содержащее следующие компоненты, мас.%:

Средство может быть использовано в бактерицидных композициях и в дезинфицирующих системах, в косметике для волос и в качестве свободно-радикального инициатора в химических реакциях. Недостатком состава является необходимость добавления переходного металла, что значительно снижает устойчивость пероксида водорода при хранении и увеличивает стоимость средства.

Известен стабилизированный гелевый состав на основе пероксида водорода, используемый как антимикробное средство в зубной пасте для лечения заболеваний десен [Патент US №5846570, A61K 33/40, опубл. 08.12.1998 г.]. Средство представляет собой гель на основе H₂O₂ и содержит следующие компоненты, мас.%:

В данном составе стабилизатором является трифенилметан. Для улучшения стабильности состава может быть введен хелатирующий агент: лимонная, молочная, яблочная, фумаровая, винная, фосфорная кислоты и их смеси; по мнению авторов, предпочтительно использование фосфорной кислоты.

Для образования гелевой структуры были использованы загустители - производные целлюлозы: гидроксипропилметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, а также ксантан, карбоксиоксоэтилен-карбоксиоксопропиленовый сополимер и карбомеры.

Для стабилизации H₂O₂ в данном составе, помимо трифенилметана, могут быть применены и другие его производные; наиболее предпочтительны производные с H или OH в качестве R.

Наличие трифенилметановой структуры или ее производных делает состав опасным для использования в качестве антисептика, поскольку известны результаты о канцерогенных свойствах трифенилметанового красителя (Opinion of the Scientific Panel on Food Additives, Flavourings, Processing Aids and Materials in Contact with Food on a request from the Commission to. Review the toxicology of a number of dyes illegally present in food in the EU. The EFSA Journal, 2005, 263, 2-71; Chang-Jun Cha, Daniel R. Doerge, Carl E. Cerniglia. Biotransformation of Malachite Green by the Fungus Cunninghamella elegans. Appl. Environ. Microbiol, 2001, 67, 9, 4358-4360).

Задачей настоящего изобретения является создание стабилизированного противомикробного гелевого состава на основе пероксида водорода, не содержащего токсичных компонентов, обладающего высокой стабильностью и пригодного в качестве антисептика для гигиенической обработки рук.

Поставленная задача достигается предлагаемым стабилизированным противомикробным гелевым составом, содержащим пероксид водорода (H₂O₂), загуститель - эфир целлюлозы, стабилизатор - гидроортофосфат калия (K₂HPO₄) и динатриевую соль этилендиамин-N,N,N¹,N¹-тетрауксусной кислоты (Na₂ЭДТА), глицерин и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пероксид водорода является действующим веществом и обладает противомикробным свойством. Гелевую структуру композиции придают эфиры целлюлозы, например гидроксиэтилцеллюлоза либо смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы. Использование противомикробного состава в виде геля позволяет обрабатывать любые участки кожи и накладывать повязки, состав не растекается. K₂HPO₄ и Na₂ЭДТА стабилизируют пероксид водорода и препятствуют окислению эфиров целлюлозы. Глицерин придает составу увлажняющий и смягчающий эффект. Заявляемый состав является прозрачным однородным умеренно вязким гелем.

Техническим результатом изобретения является получение противомикробного состава со стабилизированным пероксидом водорода без использования токсичных компонентов и пригодного в качестве кожных антисептиков, например, для гигиенической обработки рук.

K₂HPO₄ и Na₂ЭДТА являются нетоксичными веществами, в частности, K₂HPO₄ используется как пищевая добавка (E340), а Na₂ЭДТА имеет ЛД₅₀>2000 мг/кг, что сравнимо с поваренной солью.

Предлагаемый состав на основе пероксида водорода является новым, так как до настоящего времени не было известно о получении противомикробного состава в виде геля со стабилизированным пероксидом водорода при использовании всех вышеуказанных компонентов.

Получение композиций на основе пероксида водорода с использованием эфиров целлюлозы в качестве загустителя является необычным, поскольку известно, что эфиры целлюлозы окисляются под действием H₂O₂ [Патент US №6939961, B1, опубл. 06.09.2005 г.]. В заявляемом составе именно сочетание эфиров целлюлозы с K₂HPO₄ и Na₂ЭДТА предотвращает окисление эфиров целлюлозы, что является неочевидным, поскольку известно, что K₂HPO₄ и Na₂ЭДТА только стабилизируют пероксид водорода, а не препятствуют проявлению окислительных свойств по отношению к другим веществам. Известны композиции, содержащие K₂HPO₄ как состабилизатор пероксида водорода (без применения эфиров целлюлозы) [Патент US №20120288570 A1, опубл. 15.11.2012 г.; Патент US №20130108559 A1, опубл. 02.05.2013 г.] Известны также составы, в которых пероксид водорода (без применения эфиров целлюлозы) стабилизирован Na₂ЭДТА [Патент US 4155738 A, опубл. 22.05.1979 г.; Патент US №20030170592 A1, опубл. 11.09.2003 г.; Патент US 6824704 B2, опубл. 30.11.2004 г.]. Стабилизирующая композиция с применением одновременно K₂HPO₄ и Na₂ЭДТА (как с эфирами целлюлозы, так и без применения эфиров целлюлозы) является новой и ранее не использовалась. Этот факт означает, что изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Известно, что сходные по концентрации пероксида водорода составы обладают противомикробным действием и предложены для использования как антисептики и дезинфектанты, а также применяются в средствах для ухода за волосами и в отбеливающих зубных пастах [Патент US №3657413, опубл. 18.04.1972 г.; Патент US №5945032, опубл. 31.08.1999 г; Патент US №5851514, опубл. 22.12.1998 г.; Патент US №8029578 B2, опубл. 04.10.2011 г.; Патент US №3639574, опубл. 01.02.1972 г.; Патент US №4071508, опубл. 31.01.1978 г.; Патент US №4656043, опубл. 07.04.1987 г.; Патент US №4696757, опубл. 29.09.1987 г.; Патент US №4781923, опубл. 01.11.1988 г.; Патент US №4839156, опубл. 13.06.1989 г.]. Предлагаемый состав может быть использован как антисептик для гигиенической обработки рук.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления изобретения.

Пример 1

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,24 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (8,00 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 45,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,86 г) и Na₂ЭДТА (1,86 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 6,60 г). Затем смешивают массу, полученную из загустителя, и раствор, содержащий H₂O₂. Далее добавляют глицерин (6,00 г). Полученную смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 30 мин. В результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 2

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,28 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (1,95 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 38,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,95 г) и Na₂ЭДТА (1,95 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 11,75 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (7,50 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 3

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,24 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (8,00 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,02 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (0,31 г) и Na₂ЭДТА (1,86 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 7,98 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (6,00 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 4

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,24 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (3,50 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (3,30 г) и Na₂ЭДТА (1,86 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 8,00 г). Смешивают массу, полученную из загустителя и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (6,00 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 5

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,24 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (8,00 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,86 г) и Na₂ЭДТА (0,65 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 8,00 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (6,00 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 6

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,24 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (5,00 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,86 г) и Na₂ЭДТА (3,40 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 8,00 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (6,00 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 7

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (0,32 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (8,00 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,86 г) и Na₂ЭДТА (1,86 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 8,00 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (6,00 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 8

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (3,40 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (5,00 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,86 г) и Na₂ЭДТА (1,86 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 8,00 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (6,00 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 9

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,24 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (9,00 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,86 г) и Na₂ЭДТА (1,86 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 8,00 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (3,30 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 10

Загуститель - смесь гидроксипропилметилцеллюлозы, гидроксиэтилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы (1,24 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (3,50 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 42,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (1,86 г) и Na₂ЭДТА (1,86 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 8,00 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (10,30 г). Смесь на магнитной мешалке перемешивают в течение 30 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 11

Загуститель - гидроксиэтилцеллюлозу (1,26 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (8 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 45,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (0,32 г) и Na₂ЭДТА (0,64 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 5,63 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (3,0 г). Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 40 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Пример 12

Загуститель - гидроксиэтилцеллюлозу (1,26 г) размешивают в течение 3 минут в дистиллированной воде (8 г, 90-95°C), полученную массу охлаждают в течение 2 минут до 20-25°C. В 45,00 г дистиллированной воды растворяют K₂HPO₄ (0,32 г) и Na₂ЭДТА (0,64 г). К полученному раствору приливают 32% водный раствор H₂O₂ (ОСЧ, 11,26 г). Смешивают массу, полученную из загустителя, и смесь, содержащую H₂O₂, затем добавляют глицерин (3,0 г). Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 40 мин, в результате получается однородный прозрачный густой гель.

Результаты испытаний стабильности пероксида водорода в составе из примеров 1, 2, 10 приведены в таблицах 13-15.

Образцы из примеров 1, 2, 10 выдерживали при комнатной температуре при 20-23°C в течение 120 дней. Концентрацию пероксида водорода определяли йодометрическим титрованием по активному кислороду.

Предлагаемые противомикробные составы выдерживали при комнатной температуре (20-25°C). Методику ускоренного старения не использовали, поскольку при повышенной температуре возможно протекание реакционных процессов между компонентами геля.

Из данных таблиц 13-15 можно сделать вывод, что стабильность пероксида водорода в гелях из примеров 1, 2, 10 сравнима со стабильностью пероксида водорода согласно описанной стабильности, например, в патентах США №4781923, 3657413.

Противомикробную активность представленных композиций тестировали с применением контролируемой противомикробной суспензии в соответствии с Руководством P 4.2. 2643-10 п.5.5.2 (Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности). Методы изучения эффективности кожных антисептиков для гигиенической обработки рук включают определение эффективности кожного антисептика в отношении естественной микрофлоры кожи рук и при искусственной контаминации их тест-микроорганизмом.

Изучение эффективности предлагаемых составов (кожных антисептиков) в отношении общей микрофлоры кожи рук.

С контрольной руки до обработки антисептическим составом делали смыв стерильной марлевой салфеткой, смоченной стерильным раствором нейтрализатора (использовали физиологический раствор - 0,9% водный раствор хлорида натрия). Затем обе руки обрабатывали кожным антисептиком, после чего с опытной руки делали смыв стерильной марлевой салфеткой размером 5×5 см, смоченной стерильным раствором нейтрализатора. Марлевые салфетки помещали в отдельные широкогорлые пробирки со стеклянными бусами и 10 мл стерильного физиологического раствора и отмывали в течение 10 мин. Затем смывную жидкость вносили по 0,5 мл в чашку Петри и заливали казеиновым агаром по 0,2 мл на среду Эндо и желточно-солевой агар. Посевы инкубировали в термостате при 37°C в течение 48 часов, после чего считали выросшие колонии.

Снижение общей микробной обсемененности кожи происходило на 95% и более. Составы соответствовали критерию эффективности антисептиков, указанному в Руководстве P 4.2. 2643-10 «Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности».

Изучение эффективности предлагаемых составов (кожных антисептиков) в отношении искусственно контаминированной кожи рук тест-микроорганизмом.

На ладонь наносили 1 мл суспензии, содержащей 107 КОЕ/мл тест-микроорганизма, и равномерно распределяли ее по поверхности кисти рук. После подсыхания микробной взвеси в течение 2-3 мин с контрольной руки делали смыв стерильной марлевой салфеткой, смоченной стерильным раствором нейтрализатора (использовали физиологический раствор - 0,9% водный раствор хлорида натрия). После смыва руку осушали стерильным ватным тампоном для удаления остатков жидкости. Затем обе руки обрабатывали кожным антисептиком, после чего с опытной руки также делали смыв, как с контрольной. Смывы с кожи рук и посев их на питательную среду Эндо делают так, как указано выше.

Снижение обсемененности кожи происходило на 99,99%.