DD299417A5 - Desinfektionsmittelloesung zur multivalenten keimabtoetung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Desinfektionsmittelloesung zur multivalenten Keimabtoetung und zur desinfizierenden Reinigung. Es werden Hydroxyarylmethylsulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betaine von z. B. der Formeln (I) verwendet, welche durch Alkohol in ihrer desinfizierenden Wirkung deutlich synergistisch verstaerkt werden. Erfindungsgemaesz wird eine umfassende keimmindernde Wirkung gegen Viren, Bacterien, Pilze, parasitische Protozoen und Helminten erreicht, welche sowohl zur Hautdesinfektion als auch zur Desinfektion von glatten und rauhen Oberflaechen eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zu Peressigsaeure erfolgt keine Abschwaechung durch Blut. Herkoemmliche Desinfektionsmittel mit sauren, oxydierenden, hautreizenden, sensibilisierenden oder korrosiven Eigenschaften koennen ersetzt werden. Formel (I){Keimminderung; Desinfektion; desinfizierende Reinigung; synergistischer Effekt; Sulfobetaine; Sulfone; Viren; Bacterien; Pilze; parasitische Protozoen; Pyrrolidinium-betaine; Phenolderivate}

Description

)H

(V)

R = —CH

in welchen R den Methylen-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betain-Rest bedeutet, erfolgt, welche in Wasser in Konzentrationen von 0,01 bis 2 Gew.-% angewandt werden können oder zur synergistischen Wirkungssteigerung in gleicher Konzentration in Wasser/Alkoholmischungen mit einem Anteil von 20 bis 99 Vol.-% Wasser und 1 bis 80 Vol.-% Alkohol gelöst werden.

2. Desinfektionsmittellösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkohol Ethanol oder ein Propanol verwendet werden.

3. Desinfektionsmittellösung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hautdesinfektion nit spezifischer Wirksamkeit gegen Hepatitis-B-Viren die Wirkstoffe der Formeln (I) bis (V) in Wasser/Alkohol-Mischungen mit einem Alkoholgehalt von 30 bis 80 VoI.-% gelöst werden.

4. Desinfektionsmittellösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die vollständige Auflösung von Blutverschmutzungen die Wirkstoffe der Formeln (I) bis (V) im Konzentrationsbereich von 0,1 bis 2 Gew.-% eingesetzt werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Anwendung bezieht sich auf eine Keimabtötung/Inaktivierung von Keimen mit breiter Wirkung im human- und veterinärmedizinischen Bereich sowie in der Lebensmittelindustrie.

Die Anwendung ist für Einrichtungen möglich, in denen Maßnahmen für eine muitivalente Keimminderung, eine keimmindernde Reinigung bzw. Desinfektion notwendig sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Multivalente Mittel zur Keimabtötung, die sich gleichzeitig durch Anwenderfreundlichkeit, hohe Effektivität sowie durch toxikologische und ökologische Kriterien auszeichnen, das Kapillarproblem berücksichtigen und die nicht zuletzt ökonomisch günstig herstellbar sind, existieren bisher noch nicht. Aufgrund der Verschiedenartigkeit der Keime, der Anwendungsgebiete, Produkte und Prozesse oder der Verträglichkeit und Umweltbelastung durch Desinfektionsmittel ist das Gebiet sehr unübersichtlich und verbesserungsbedürftig. Eine Gliederung nach chemischen Stoff klassen mit Bezug auf die entsprechenden Anwendungsgebiete ist auch schwer möglich. Andererseits werden wegen der Unterschiedlichkeit der Keime die eingesetzten Desinfektionsmittel auch variabel gehalten, und die chemischen Wirkstoffe kommen oft untereinander kombiniert oder zusammen mit physikalischen Mitteln (z.B. Temperaturerhöhung) zum Einsatz.

Wegen der Vielseitigkeit der Anwendungskriterien sind daher für die einzelnen Desinfektionsverfahren und besonders Desinfektionsaufgaben (Hände-, Haut-, Instrumentendesinfektion usw.) die einzelnen Desinfektionsmittel angepaßt. Die Forderungen nach schneller und sicherer Desinfektion sind schwer in Einklang zu bringen mit der Forderung nach Verträglichkeit, der Forderung nicht korrosiv zu wirken und anderen ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten wie Haltbarkeit, Lagerfähigkeit, Geruchsbelästigung, Hautirritation und Handhabbarkeit. Nach dem Stand der Technik werden hohe Wirksamkeit und Sicherheit mit Nachteilen in der Handhabung begleitet. Bei der Suche nach neuen, sicheren Desinfektionsmitteln sind antivirale Mittel bisher nicht umfassend genug bearbeitet worden, wodurch die obengenannten Nachteile für die Virusdesinfektion in besonderem Maße bestehen und die Palette der einsetzbaren antiviralen Desinfektionsmittel noch klein ist. Be! chemischen Keimabtötungsverfahren wurden bisher folgende Mittel angewandt (HORN, PRIVORA, WEUFFEN, „Handbuch dir Desinfektion und Sterilisation" Band 1 bis 5, Verlag Volk und Gesundheit 1972 bis 1984):

- /Aldehyde bzw. Gemische von Aldehyden;

- Alkohole, besonders Ethanol und die Propanole;

- Halogenverbindungen, besonders Jodverbindungen und Hypochlorite;

- Lactone;

- Metallverbindungen (Quecksilberchlorid, Kupfersulfat);

- Oxydantien (Peressigsäure, Ozon), Epoxide;

- Phenole, Xylenole;

- quartäre Ammoniumverbindungen;

- spezielle Tenside, z. B. Carbobetaine,

wobei sich neue Wirkstofftypen für Desinfektionsmittel bisher nicht durchgesetzt haben.

Von den genannten Verbindungen haben z. B. Peressigsäure und Aldehyde einen sehr breiten Wirkungsbereich. Diese Substanzen sind aber in der Regel toxisch, lagerinstabil und/oder weisen hohe Korrosivität auf. Dazu kommt eine rasche Inaktivierung der Peressigsäure durch Blut, was zu einer erheblichen Wirkungseinschränkung führt. Formaldehyd führt aufgrund seiner sensibilisierenden Wirkung zu Berufserkrankungen. Sporenabtötende Präparate wie Perameisensäure und Ethylenoxid sind als besonders toxisch, z. T. als cancerogen, einzuordnen. Phenole besitzen deutliche Lücken im Wirkungsspektrum und sind in der Regel unangenehm geruchsintensiv. Hypochlorite werden ungeachtet der erheblichen Anwenderunfreundlichkeit eingesetzt. Die Wirkung von Alkoholen gegen Hepadnavlren Ist nicht sicher beweisbar, deshalb werden sie in Risikobereichen mit anderen Wirkstoffen eingesetzt. Auch bei den bisher verwendeten kationischen Tensiden und den Carbobetainen bestehen Wirkungslücken.

Wirkung gegen ausgewählte Viren wurden nachgewiesen für:

- Aldehyde (Formaldehyd, Glutaraldehyd);

- Alkohole (Ethanol, Propanol);

- Halogenverbindungen (besonders Hypochlorite);

- Peressigsäure;

- einige zwitterionische Detergentien.

Bei der Bewertung von Desinfektionsmitteln zur Keimabtötung stellen Viren und Bakteriensporen ein Hauptkriterium dar. Als Testviren sind sehr häufig eingesetzt worden:

Influenzaviren, Vacciniaviren, Poliomyelitisviren;

dann folgen:

Coxsackieviren, ECHO-Viren, Adenoviren, Herpesviren.

Influenza- und Vacciniaviren sind in ihrem Verhalten gegenüber Desinfektionsmitteln als etwa gleich zu betrachten-trotz z.B.

unterschiedlicher Ätherresistenz.

Als besonders resistant gelten Hepadnaviren.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind solche Desinfektionsmittellösungen, die eine multivalente Keimabtötung auf chemischem bzw. physikochemischem Wege bei Beachtung anwendungstechnischer Kriterien erlauben, und zwar gleichzeitig gerichtet gegen Bakterien, Pilze und Viren sowie gegen andere Keime, wobei unter Anpassung an unterschiedliche Anwendungsbedingungen eine sichere Keimabtötung erreicht und einer toxischen Schädigung beim Anwender entgegengewirkt wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, solche Desinfektionsmittellösungen zu finden, durch die eine multivalente Keimabtötung/Inaktivierung von Keimen ohne Reaktivierung der Keime erreicht wird. Diese Desinfektionsmittellösungen sind ausgerichtet auf

- hohe Wirksamkeit gegen Viren, Bakterien, Sporen und Wurmeier;

- Anwendungsfreundlichkeit (wenig bzw. nicht hautreizend, keine Korrosionswirkung, gewisse Reinigungswirkung, geringe Geruchsbelästigung, Wasserlöslichkeit);

- günstige Eigenschaften (toxikologische, cancerogene, mutagene, teratogene und ökologische Kriterien);

- Berücksichtigung des Kapillarproblems bzw. des Eindringens in Poren bzw. rauhe Flächen;

- Schmutzauflösung; Auflösung von Blutbeimengungen;

- ökonomische und rohstoffseitige Produzierbarkeit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Keimminderung/Desinfektion durch Hydroxyarylmethyl-sulfonpyrrolidinlum-sulfomethyl-betalne der Formeln (I) bis (V),

OH OH OH

-R

(ID

(V)

R =

in welchen R einen 1,1-Dimethyl-4-sulfomethyl-3-methylen-sulfonmethylre.«t bedeutet, durch Erwärmen von 1,1-Dimethyl-3-sulfinsäuremethyl-'t-sulfomethyl'pyrrolidiniumbetain (hergestellt nach DD PS 225128), Formaldehyd und Phenol, Phloroglucin oder 8-Hydroxychinolin der den Formeln (I) bis (V) entsprechenden Molverhältnissen von Phenolkomponente, Formaldehyd und Sulfinsäurekomponente in Wasser auf 100°C sehr einfach hergestellt werden können, in wäßrigen Lösungen in Gesamtkonzentrationen zwischen 0,01 bis 2 Gew.-%, welche zur synergistischen Wirkungssteigerung Ethanol oder ein Propanoi enthalten können, vorgenommen wird. Im Konzentrationsbereich von 0,1 bis 2Gew.-% Wirkstoff wird eine vollständige Auflösung von Blutverschmutzungen erreicht.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß bereits wäßrige Lösungen in geringen Konzentrationen eine starke Inaktivierung verschiedener Keime bewirken, während hochresistente Keime (z. B. Hepatitis-B-Viren) durch die Kombination der polyfunktionellen Sulfobetaine der Formeln (I) bis (V) mit Alkoholen (Ethanol, Propanole) inaktiviert werden; ein solcher synergistischer wirkungssteigernder Effekt tritt erfindungsgemäß in Lösungen ein, welche 20 bis 99VoI.-% Wasser und 1 bis 80Vo).-% Alkohol enthalten. Gegen Hepatitis-B-Viren werden 30 bis 80Vol.-% Ethanol oder Propanoi in Kombination mit den erfindungsgemäßen Sulfobetainen eingesetzt. Durch diese günstige Kombinierbarkeit ist es möglich, die Desinfektionsmittellösung zur multivalenten Keimtötung unterschiedlichsten Anwendungsbedingungen anzupassen. Dadurch ist es auch möglich, spezifische Wirkungen gegen Bakterien, Sporen, Pilze, Viren, parasitische Protozoen und Wurmeier zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Desinfektionsmittellösung eignet sich zur Hautdesinfektion ebenso wie zur Keimminderung auf harten oder rauhen Oberflächen, beispielsweise Geräten, lackierten Flächen, Metallen, Emaille und Keramik. Sie wirkt nicht hautreizend, nicht korrosiv und kann als Desinfektionsmittellösung problemlos gelagert werden. Mit anderen wäßrigen oder wäßrig-alkoholischen Mitteln ist sie im Bedarfsfalle kombinierbar. Durch vorgenanntes Eigenschaftsbild ist sie herkömmlichen Desiofektionslösungen in Wirkung und Gebrauchswert überlegen und kann kostengünstig hergestellt werden.

-4 299 417 AusfOhrungsbelspiele

Beispiel 1

Zu einem Mikroorganismengemisch mit 10⁸ Keimen/ml in stark viskosem Nährmedium aus Bazillus subtilis, Endomycopsis bispora einschließlich deren Sporen, wird das polyfunktlonelle Hydroxyarylmethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betain der Formel (I) in einer Endkonzentration von 0,2 Gew.-% zugemischt und 30 Minuten inkubiert. Nach der Entaktivierung des Wirkstoffes durch Verdünnen mit sterilem Leitungswasser erfolgt die Prüfung auf Sterilität mit den Nährböden gemäß Arzneibuch-DDR, Band I, X, 4.0.1.ff. und 7.0.1.ff.

Ergebnisse:

- mit dem Wirkstoff der Formel (I): steril

- Kontrolle ohne Wirkstoff: Keimwachstum

Beispiel 2 Zu Hühnerblut, das 10Vol.-% Citratpuffer enthält, werden Influenzaviren Typ A Stamm A/PR/8/34 in Allantoisflüssigkeit

gegeben. Nach gründlichem Vermischen wird dazu ein solches Volumen einer 10%igen Lösung des polyfunktionellen

Hydroxyarylmethylsulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betalns der Formel (II) in 10%lges Ethanol gegeben, daß die Endkonzentration an Wirkstoff 0,26 Gew.-% beträgt. Nach erneutem Durchmischen und einer Einwirkungszeit von 10 Minuten

wird durch Zugabe des mindestens 10Ofachen Volumens einer gepufferten NaCI-Lösung entaktiviert.

Damit werden nach den üblichen Desinfektionsmittellösung für die Vermehrung von Influenzaviren vorbebrütete Hühnereier

beimpft. Von diesen Eiern wird nach einer Inkubationszeit von mindestens 48 Stunden Allantoisflüssigkeit steril entnommen unddie Virusvermehrung Im Vergleich zur mit NaCI-Lösung beimpften Kontrolle und zu den Bruteiern ohne Wirkstoff mit Hilfe des

Hämagglutinationstestes vergleichend beurteilt. Ergebnisse:

- mit Wirkstoff der Formel (II): keine Virusvermehrung

- ohne Wirkstoff: volle Virusvermehrung

Die Prüfung dor Inaktivierung wurde nach den „WHO-Requirements für Influenza Vaccine (Inactivated)" durchgeführt. Beispiel 3 Zu einer gepufferten Virussuspension, die mindestens 10⁴ infektiöse Einheiten pro ml Adenovirus (human) Typ 2 enthält, wird

ein solches Volumen einer 10%igen Lösung des polyfunktionellen Hydroxyarylmethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betainsder Formel (IV) In steriles Leitungswasser gegeben, daß die Endkonzentration an Wirkstoff 0,4% beträgt.

Nach dem Durchmischen und einer Einwirkungszeit von 30 Minuten wird durch Zugabe des mindestens lOOfachen Volumens

einer lactalbuminhaltigen Phosphatpufferlösung entaktiviert.

Damit wird nach den üblichen Desinfektionsmittellösungen eine für die Vermehrung dieser Adenoviren geeignete permanente Zellinie beimpft. Von jedem Kulturgefäß werden mehrere Subkulturen angelegt und die Virusreplikation im Vergleich zur

unbeimpften Kontrolle und zu den Zellkulturen mit Adenovirus ohne Wirkstoff mit Hilfe des cytopathischen Effekts (CPE) sowieder Immunfluoreszenz vergleichend beurteilt:

Ergebnisse:

- mit Wirkstoff der Formel (Vl): kein CPE -ohneWirkstoff: CPE

Beispiel 4 Inaktivierung vom Hepatitis-B-Oberflächenantigen (HBsAg) im Suspensionstest: , Gleiche Teile eines HBsAg-haltigen Serumpools in verschiedenen Verdünnungen und des zu prüfenden Desinfektionsmittels

werden gemischt. Nach einer Einwirkungszeit von 30 Minuten werden die Proben durch eine Verdünnung von 1:100 inaktiviert.

Die Bestimmung der Restaktivität des HBsAg erfolgt mit einem Radioimmunoassay im Vergleich zu einem Kontrollansatz. Ergebnisse:

0,1 % Wirkstoff der Formel (I) in 70%igem Ethanol (1:11 = 4:1) 0,1% in Wasser

Rest	Kontroll
aktivität	ansatz
	= 100%
Serumpool	Serumpool
unverd.	1:50
10%	8%
90%	65%

Beispiel 5 Mäuseschwänzchentest:

10 mm lange Schwanzstücke werden nach gründlicher Vorreinigung 5 Minuten in einem HBsAg-haltigen Serumpool eingelegtund 30 Minuten bei Zimmertemperatur angetrocknet. Zum Desinfektionsversuch werden die Schwanzstückchen einzeln in50-ml-Meßbecher, deren Boden mit Glas- arlen bedeckt ist, eingelegt, 1 ml Desinfektionslösung (0,1%ige Lösung des Gemischesvon Hydroxyarylmethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betain der Formeln (II) und (III) in 50%igem n-Propanol) zuegeben und

2 bzw. 30 Minuten apparativ geschüttelt. Danach wird die Probe 1 :C0 verdünnt und die Restaktivität des HBsAg mit einem Radioimmunoassay bestimmt. Die Schwanzstücke werden mit 3 ml physiologischer Kochsalzlösung übergössen und erneut 6 Minuten geschüttelt. Die Restaktivität In der Spülflüssigkeit wird wiederum mit einem Radioimmunoassay bestimmt.

Ergebnliie:

Restaktlvität des HBsAg (Kontrolle=100%)

Einwirkungszeit 2min Einwlrkungszolt 30min

Desinfektions- Spül- Desinfektion- Spül-

Lösung Lösung Lösung Lösung

9% 2,5% 6% 1%

Beispiele

Meerschweinchenhauttest

Aus rasierter Rückenhaut von Mewrschweinchen ausgestemmte Fellstücke werden um Knöpfe mit einer planen Oberfläche gelegt (Durchmesser 2,5cm), auf der Rückseite mit chirugischem Nahtmaterial vernäht und durch in die Knopflöcher eingeführte Holzstäbchen fixiert. Für einen Test werden jeweils 2 derart präparierte Keimträger benötigt.

Ein Keimträger wird mit 0,5 ml HBsAp-haltigem Serum beschickt und 30 Minuten bei Raumtemperatur angetrocknet. Danach werden 0,5 ml der zu prüfenden Desinfektionslösung hinzugefügt und mit Hlfe des zweiten Keimträgers waschende Bewegungen ausgeführt. Nach einer Einwirkungszeit von 2 bzw. 30 Minuten werden die Desinfektionslösung abgewaschen und anschließend die Keimträger 5 Minuten mit 3ml 0,9%!ger Kochsalzlösung gespült. Die Restaktivität des HBsAg wurde mit einem Radioimmunoassay bestimmt.

Ergebnisse:

0,1%ige Lösung von Hydroxyaryl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethylbetain der Formel (IV) in 90%igem n-Propanol; Restaktivität des HBsAg.

Kontrollsubstanz -100%

Einwirkungszeit 2 min Einwirkungszeit 30min

6% 2%

Beispiel 7

Zu einer Virussuspension (virushaltige Allantoisf lüssigkeit), deren Gehalt an Influenzaviren (Typ A, WHO-Referenzstamm A/PRS/34 oder Typ B, WHO-Referenzstamm A/Arbor 1/86) mindestens 10⁷ bis 10⁹ ID_M/ml beträgt, wird ein solches Volumen einer 10%igen Lösung von Hydroxyarylmethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethylbetain der Formel (III) in sterilem Leitungswasser gegeben, daß die Endkonzentration an Wirkstoff 0,1 % beträgt. Nach dem Durchmischen und einer Einwirkungszeit von 15 Minuten wird durch die Zugabe den 10Ofechen Volumens von HANKS-Medium entaktiviert.

Damit werden nach der als Vermehrungssystem für Influenzaviren bekannten Methode Allantols-on shell ca. 5 mm · 5 mm große Eischalenstücke mit Chorioailantiosmembran (CAM) von 13 bis 14tägigen embryonierten Hühnereiern in HANKS-Medium beimpft. Nach einer Inkubationszeit von 48 Stunden (Typ A) bzw. 72 Stunden (Typ B) werden die Eischalenstücke mit der CAM entfernt und die Virusvermehrung in dem HANKS-Medium im Vergleich zur Viruskontrolle ohne Desinfektionsmittel mit Hilfe des Hämagglutinationstestes vergleichend beurteilt.

Die Toxizität der Desinfektionsmittellösung wird nach einer bekannten Methode direkt auf der DAM untersucht. Die Virusvormehrung nach der Desinfektionsmitteleinwirkung wird mit nichttoxischen Dosen überprüft.

Ergebnisse: ι

mit Wirkstoff der Formol (III): Reduktion des Infektionstiters um >4 Titerstufen (log 10) ohne Wirktoff: Virustiter unverändert

Baisplel 8

Herstellur g der Hydioxyarylmethyl-sulfon-pyrrolidinlum-sulfomethyl-betaine der Formeln (I) bis (V) Die Phenolkomponente wird in dem der Formel entsprechenden Molverhältnis mit 1,1-Dim 3thyl-3-sulfinsäuremethyl-4-sulfomethylpyrrolidinium-betain (hergestellt nach DD PS 225128) und Formaldehyd in Wasser zum Sieden erhitzt.

Molverhältnis zur Herstellung der Verbindung (II):

Phlorogucin:Sulfinsäurekomponente:Formaldehyd = 1:1:1

Molverhältnis zur Herstellung der Verbindung (IV):

Phenol:Sulfinsäurekomponent6:Formaldehyd = 1:2:2

Herstellung der Verbindung (I)

10,46g (0,1 mol) Phencl werden zu einer auf 7O⁰C erwärmten Lösung von 102,3g (0,3 mol) 80%ige Sulfinsäurekomponente und 33ml (0,3mol) 30%ige Formalinlösung In 360 ml Wasser gegeben. Man erhitzt das Gemisch unter Rühren 2 Stunden auf 100°C, kühlt ab, läßt einige Tage stehen und trennt die klare 20%ige Lösung der Verbindung (I) von einer geringfügigen Menge öligem, wasserunlöslichem Bodenkörper ab. Die 20%igt> Produktlösung wi.d als Desinfektionsmittelwirkstoff in der vorgeschriebenen weiteren Verdünnung direkt eingesetzt.

Zur Herstellung der Verbindungen (II) bis (V) verfährt man entsprechend unter Einsatz des jeweiligen Ausgengsphenols. Die Arbeitsweise ist auf weitere Phenolverbindungen übertragbar.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Desinfektionsmittellösung zur multivalenten Keimabtötung, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimminderung, keimmindernde Reinigung und/oder Desinfektion durch Hydroxyarylmethylsulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betaine der Formeln (I) bis (V)

   OfI OH QH

   (H)