DD299418A5 - Desinfektionsmittelloesung zur gezielten inaktivierung von keimen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Desinfektionsmittelloesung zur Desinfektion und zur desinfizierenden Reinigung. Es werden Carboxymethylaminomethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betaine der Formel (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; Aminosaeuren}

Description

HOOC—CH₂

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 mit spezifischer Wirksamkeit gegen Hepatitis-B-Viren die Wirkstoffe der Formeln (I) und (II) in Wasser/Alkohol-Mischungen mit einem Alkoholgehalt von 30 bis 80 Vol.-% gelöst werden.

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

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Anwendung bezieht sich aul eine Keimabtötung/Inaktivhrung 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 multivalente Keimminderung, eine keimmindernde Reinigung bzw. Desinfektion notwendig sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Multivalente Mittel zur Keimabtötung, die sich gleichzeitig durch Anwenderfreundlichkeil, hohe Effektivität sowie durch toxikologische und ökologische Kriterien auszeichnen, das Kapillarproblem berücksichtigen ui.d 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 Stoffklassen 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 dar 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 bringt η 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 antlvirale MiUeI bisher nicht umfassend genug bearbeitet worden, wodurch die obengenannten Nachteile für die Virusdesinfektion in besonderem MaUe bestehen und die Palette der einsetzbaren antlvlralen Desinfektionsmittel noch klein ist. Bei chemischen Keimabtötungsverfahren wurden bisher folgende Mittel angewandt (HORN, PRIVORA, WEUFFEN, „Handbuch der Desinfektion und Sterilisation" Band 1 bis 5, Verlag Volk und Gesundheit 1972 bis :984):

- 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/odor weisen hohe Korrosivität auf. Dazu kommt eine rasch-/ Inaktivierung der Peressigsäure durch Blut, was zu einer erheblichen Wirkungseinschränkung führt. Formaldehyd führt aufgrund

seiner sensibilisierenden Wirkung zu Berufserkrankungen. Sporenabtötende Präparate wie Perameisensäure und Ethylenoxidsind als besonders tox'srh, z.T. als cancerogen einzuordnen. Phenole besitzen deutliche Lücken im Wirkungsspektrum und sindin der Regel unangenehm geruchsintensiv. Hypochlorite werden ungeachtet der erheblichen Anwenderunfreundlichkeiteingesetzt. Die Wirkung von Alkoholen gegen Hepadnaviren ist nicht sicher beweisbar, deshalb werden sie in Risikobereichenmit 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 stellen Viren und Bacteriensporen ein Hauptkriterium dar. Als Testviren sind sehr häufig eingesetzt worden; Influenzaviren, Vacclniaviren, 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 rssistent 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 gegon Bacterien, Pilze und Viren sowie gegen andere Keime, wobei unter Anwendung an unterschiedliche Anwendungsbedingungen eine sichere Keimabtötung erreicht und einer toxischen Schädigung beim Anwender entgegengewirkt wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

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

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

- Anwendungsfreundlichkeit (wenig bzw. nicht hautreizend, keine Korrosionswirkung, gewisse Reinigungswirkung, geringe Geruchsbe!ä3tigung, Wasser'oälichkeit);

- günstige Eigenschaften (toxikologische, cancerogene, mutegene, 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 Carboxymethylamino-methylsulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betaine der Formeln (I) und (II),

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hi

HOOC-CH-NH-CH₉-So₉ CH,

HOOC—CH₂

welche durch Erwärmen von 1,1-Dimethyl-3-sulfinsäuremethyl-4-*ulfomethyl-pyrrolidSniumbetain (hergestellt nach DD PS 225128), Formaldehyd und Aminosäure Ir Wasser auf 10O⁰C sehr einfach hergestellt werden können, in wäßrigen Lösungen In Gesamtkonzentrationen zwischen 0,01 bis 2Gew.-%, welche zur synergistischen Wirkungssteigerung Ethanol oder ein Propanol enthalten können, vorgenommen wird.

Im Konzentrationsbereich von 0,1 bis 2Gew.-% Wirkstoff wird eine vollständige Auflösung von Blutvorschmutzungen 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 des polyfunktionellen Sulfobetaine mit Alkoholen (Ethanol, Propanole) inaktiviert werden; ein solcher synergistischer wirkungssteigernder Effekt tritt erfindungsgemäß in Lösungen ein. welche 20 bis 99Vol.-% Wasser und 1 bis 80 Vol.-% Alkohol enthalten. Gegen Hepatitis-B-Viren werden 30 bis 80Vol.-% Ethanol oder Propanol in Kombination mit den erfindungsgemäßen Sulfobetainen eingesetzt. Durch diese günstige Kombinierbarkelt lit es möglich, das Verfahren zur multivalenten Keimtötung unterschiedlichsten Anwendungsbedingungen anzupassen. Dadurch ist es auch möglich, spezifische Wirkungen gegen Bacierien, Sporen, Pilze, Viren, parasitische Protozoen und Wurmeier zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Desinfektionsmittellösung olgnet sich zur Hautdesinfektion ebenso wie zur Keimminderung auf harten oder rauhen Oberflächen, beispielsweise Geräten, lackierten Flächen, Metallen, Emaille und Keramik. Die erfindungsgemäße Desinfektionsmittellösung wirkt im Neutraibereich nicht hautreizend, nicht korrosiv, zeigt keinen unangenehmen Geruch, ist nicht toxisch und sowohl als Substanz als auch in Lösung problemlos unbegrenzt lagerfähig. Mit anderen wäßrigen oder wäßrig-alkoholischen Mitteln ist sie im Bedarfsfälle kombinierbar. Durch vorgenanntes Eigenschaftsbild ist sie herkömmlichen Desinfektionslösungen in Wirkung und Gebrauchswert überlegen und kann kostengünstig hergestellt werden.

Ausführungsbelsplele Beispiel 1 Zu einem Mikroorganismengemisch mit 10⁹ Keimen/ml in stark viskosem Nährmedium aus Bacillus subtilis, Endomycopsis

bfspora einschließlich deren Sporen, wird das Carboxymethyl-aminomethylsulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betain der

Formel (I) in einer Endkonzentratin 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-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 Allantoisflüssigkelt

gegeben. Nach gründlichem Vermischen wird dazu ein solches Volumen einer 10%igen Lösung (pH 7) des Carboxymethylaminomethylsulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betains der Formel (II) in 10%iges Ethanol gegeben, daß die Endkonzentrationan Wirkstoff 0,25Gew.-% beträgt. Nach erneutem Durchmischen und einer Einwirkungszeit von 10 Minute·· vird durch Zugabedes mindestens lOOfachen Volumens einer gepufferten NaCI-Lösung entaktiviert.

Damitwerden nach den üblichen Verfahren fürdie Vermehrung von Influenzaviren vorbebrütete Hühnereier beimpft. Vondiesen Eiern wird nach einer Inkubationszeit von mindestens 48 Stunden Allantolsflüssigkeit steril entnommen und die Virusvermehrung im Vergleich zur mit NaCI-Lösung beimpften Kontrolle und zu den Bruteiern ohne Wirkstoff mit Hilfe des Hämagglutinatlonstestes vergleichend beurteilt. Ergebnisse:

- mit Wirkstoff der Formel (II): keine Virusvermehrung

- ohne Wiikstoff: volle Virusvermehrung

Die Prüfung der Inaktivierung wurde nach den „WHO-Requirements für Influenza Vaccine (Inactivated)" durchgeführt.

8elsplel3

Zu einer gepufferten Virussuspension, die mindestens 10⁴ infektiöse Einheiten pro ml Adenovirus (human) Typ 2 enthält, wird

ein solches Volumen einer 10%igen neutralen Lösung des Carboxymethyl-arninomethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfornetKylbetains der Formel (I) 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 Verfahren eine für die Vermehrung dieser Adenoviren geeignete permanente Zellinie beimpft. Von

jedem Kulturgefäß werden mehrere Subkulturen angelegt und die Virusrepliktion im Vergleich zur unbeimpften Kontrolle und zuden Zellkulturen mit Adenovirus ohne Wirkstoff mit Hilfe des cytopathischen Effekts (CPE) sowie der Immunfluoreszenzvergleichend beurteilt.

Ergebnisse:

- mit Wirkstoff der Formel (I): kein CPE

- ohne Wirkstoff: 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: Restak· Kontroll-

tivität ansatz

= 100%

Serumpool Serumpool

unverd. 1:50

0,1 %Wirkstoffder Formel (I) 10% 8%

in 70%igem Ethanol

0,1% in Wasser 90% 65%

Beispiel 5 Mäuseschwänzchentest

10mm 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 Glasperlen bedeckt ist, eingelegt, 1 ml Desinfektinslösung (0,1%ige Lösung des Gemischesvon Carboxymethylaminomethyl-sulfon-pyrrolidiniurn-sulfomethyl-betain der Formel (I) in 50%igem n-Propanol) zugegebenund 2 bzw. 30 Minuten apparativ geschüttelt. Danach wird die Probe 1:50 verdünnt und die Restaktivität des HBsAg mit einem

Radioimmunoassay bestimmt. Die Schwanzstücke werden mit 3ml physiologischer Kochsalzlösung übergössen und erneut

5 Minuten geschüttelt. Die Restaktivität in der Spülflüssigkeit wird wiederum mit einem Radioimmunoassay bestimmt.

Ergebnisse: Restaktivität des HBsAg (Kontrolle = 100%) Einwirkungszeit 2 min Einwirkungszeit 30 min ' Desinfektion- Spül· Desinfektions- Spül- Lösung Lösung Lösung Lösung

9% 2,5% 6% 1%

Beispiel β

Meerschweinchenhauttest Aus rasierter Rückenhaut von Meerschweinchen ausgestemmte Fellstücke werden um Knöpfe mit einer planen Oberfläche

gelegt (Durchmesser 2,5cm), auf der Rückseite mit chirurgischem Nahtmaterial vernäht und durch in die Knopflöchereingeführte Holzstäbchen fixiert. Für einen Test werden jeweils 2 derart präparierte Keimträger benötigt.

Ein Keimträger wird mit 0,05ml der zu prüfenden Desinfektionslösung hinzugefügt und r ' Hilfe des zweiten Keimträgers

waschende Bewegungen ausgeführt. Nach einer Einwirkungszeit von 2 bzw. 30 Minuten wird die Desinfektionslösungabgewaschen und anschließend die Keimträger 5 Minuten mit 3 ml 0,9%iger Kochsalzlösung gespült. Die Restaktivität des

HBsAg wurde mit einem Radioimmunassay bestimmt. Ergebnisse:

0,1%ige Lösung von Carboxymethylaminomethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betain der Formel (I) in 90%igemn-Propanol; Restaktivität des HBsAg.

Kontrollsubstanz = 100% Einwirkungszeit 2 min Einwirkungszeit 30 min

6% 2%

Beispiel 7

Zu einer Virussuspension (virushaltige Allantolsflüssigkeit), deren Gehalt an Influenzaviren (Typ A, WHO-Referenzstamm

A/PRS/34 oder Typ B, WHO-Referenzstamm B/Arbor 1/86) mindestens 10' bis 10⁹ ID_M/ml beträgt, wird ein solches Volumen einer 10%igen Lösung von Carboxymethylaminomethyl-sulfon-pyrrolldinium-sulfornethyl-betain der Formel (I) In sterilem Leitungswasser gegeben, daß die Endkonzentration an Wirkstoff 0,1 % beträgt. Nach dem Durchmischen und einer Einwirkungszelt von 16 Minuten wird durch die Zugabe des lOOfachen Volumens von HANKS-Medium entaktiviert.

Damit werden nach der als Vermehrungssystem für Influenzaviren bekannten Methode Allantois-on shell ca. 5 x 5mm große Eischalenstücke mit Chorioallantiosmembran (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 Virusvermehrung nach der Desinfektionsmitteleinwirkung wird mit nichttoxischen Dosen überprüft.

Ergebnisse:

mit Wirkstoff der Formel (l):Reduktion des Infektionstlters um > 4 Titerstufen (log 10) ohne Wirkstoff :Virustiter unverändert

Beispiel 8 ,

Herstellung der Wirkstoffe (I) und (II)

Zur Herstellung der neuen Aminosäurederivate wird die Aminosäure mit !,i-Dimethyl-S-sulfinsäuremethyM-sulfomethylpyrrolidinium-betain (erhältlich nach DD PS 2251128) und Formaldehyd Im Molverhältnis 1:1:1 durch Erhitzen in Wasser umgesetzt.

Beispiel zur Synthese des Carboxymethylaminomethyl-sulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betains der Formel (I):

170,5g (0,5mol) 80%ige Sulfinsäurekomponente werden in 1,41 Wasser mit 50g (0,5 mol) 30%iger Formalinlösung versetzt, auf 60°C erwärmt und 37,5g (0,5mol) Glycin zugegeben. Man läßt 1,5 Stunden unter gelindem Rückfluß sieden und engt bis zur Trockne ein.

Schmp.112bis116⁰C.

Es ist ein farbloses gut wasserlösliches Produkt.

Die Synthese ist sinngemäß auf andere Aminosäuren anwendbar.

Claims (1)

1. Desinfektionsmittellösung zur gezielten Inaktivierung von Keimen, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimminderung, keimmindernde Reinigung und/oder Desinfektion durch Carboxymethylsulfon-pyrrolidinium-sulfomethyl-betaine der Formeln (I) und (II)

HOOC-CH₂—NH—CH₂—

(D

HOOC—CH—NH—CH₉—SO

I ²