PL188438B1

PL188438B1 - Sposób nadawania bakteriobójczej aktywności kostce mydła

Info

Publication number: PL188438B1
Application number: PL98341675A
Authority: PL
Inventors: Mitsuko Fujiwara; Carol Kregler Vincent; Kavssery Parameswaran Ananthapadmanabhan; Michael Paul Aronson
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2005-01-31
Also published as: ZA9810586B; PL341675A1; BR9813357A; HUP0100390A3; AR014189A1; US6007831A; AU2514899A; CZ20002543A3; KR100599894B1; HUP0100390A2; CN1109741C; CZ301661B6; WO1999035226A1; RU2201436C2; WO1999035226B1; KR20010033942A; CN1284987A

Abstract

1. Sposób nadawania bakteriobójczej aktywnosci kostce mydla, przy czym wiecej niz 99,9% bakterii zabija sie w czasie 60 sekund lub krótszym, a kostka zawiera: (a) 60% do 98% wagowych frakcji mydla kwasu tluszczowego zawierajacej jedno lub wiecej mydel, które sa zarówno powierzchniowo czynne jak i wystarczajaco rozpuszczalne w wodzie dla zabijania bakterii; (b) ewentualnie do 10% wagowych fluorowcowanego srodka bakteriostatycznego; i (c) ewentualnie do 20% wagowych niemydlanego srodka powierzchniowo czynnego wybranego z grupy skladajacej sie z anionowych, niejonowych, obojnaczojonowych, katio- nowych srodków powierzchniowo czynnych i ich mieszanin, znamienny tym, ze w kostce reguluje sie szybkosc rozpuszczania zeiny poprzez do- bieranie we frakcji mydla kwasu tluszczowego (a) co najmniej jednego mydla stanowiacego najbardziej aktywny powierzchniowo czynny i rozpuszczalny w wodzie skladnik mydlany, zgodnie z pomiarem w okreslonych warunkach i/albo manipuluje sie stezeniem tego mydla w stosunku do innych mydel we frakcji, i/lub manipuluje sie przeciwjonem dowolnego z mydel w tej frakcji uzyskujac szybkosc rozpuszczania zeiny wynoszaca wiecej niz 1, a szybkosc wynoszaca 1 odpowiada szybkosci rozpuszczania zeiny dla kostki zawierajacej 82% sodowego mydla lojowego i 18% sodowego mydla kokosowego. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nadawania bakteriobójczej aktywności kostce mydła, przy czym więcej niż 99,9% bakterii zabija się w czasie 60 sekund lub krótszym, a kostka zawiera:

(a) 60% do 98% wagowych frakcji mydła kwasu tłuszczowego zawierającej jedno lub więcej mydeł, które są zarówno powierzchniowo czynne jak i wystarczająco rozpuszczalne w wodzie dla zabijania bakterii;

(b) ewentualnie do 10% wagowych fluorowcowanego środka bakteriostatycznego; i (c) ewentualnie do 20% wagowych niemydlanego środka powierzchniowo czynnego wybranego z grupy składającej się z anionowych, niejonowych, obojnaczojonowych, kationowych środków powierzchniowo czynnych i ich mieszanin, ' charakteryzujący się tym, że w kostce reguluje się szybkość rozpuszczania zeiny poprzez dobieranie we frakcji mydła kwasu tłuszczowego (a) co najmniej jednego mydła stanowiącego najbardziej aktywny powierzchniowo czynny i rozpuszczalny w wodzie składnik mydlany, zgodnie z pomiarem w określonych warunkach, i/albo manipuluje się stężeniem tego mydła w stosunku do innych mydeł we frakcji, i/lub manipuluje się przeciwjonem dowolnego z mydeł w tej frakcji uzyskując szybkość rozpuszczania zeiny wynoszącą więcej niż 1, a szybkość wynosząca 1 odpowiada szybkości rozpuszczania zeiny dla kostki zawierającej 82% sodowego mydła łojowego i 18% sodowego mydła kokosowego.

W korzystnym wykonaniu wynalazku przeciwjonem mydła kwasu tłuszczowego albo powierzchniowo czynnego rozpuszczalnego w wodzie mydła jest trietanoloamina.

W innym korzystnym wykonaniu wynalazku przeciwjonem mydła kwasu tłuszczowego albo powierzchniowo czynnego rozpuszczalnego w wodzie mydła jest potas.

Korzystnie powierzchniowo czynne rozpuszczalne w wodzie mydło stanowi więcej niż 18% frakcji mydła.

Poprzez wykorzystanie całości lub części składnika mydlanego o optymalnej rozpuszczalności i aktywności powierzchniowo czynnej, kostki zapewniają efekt zwiększenia szybkiego zabijania (np. zdolności zabijania w czasie około 60 sekund lub mniejszym). Na przykład, takie kompozycje zapewniają efekt zwiększonego szybkiego zabijania w stosunku do standartowych kostek mydła sodowego łojowo-kokosowego.

Bardziej szczegółowo, dzięki doborowi najbardziej aktywnego powierzchniowo czynnego, lecz jeszcze rozpuszczalnego (tj. długość łańcucha jest wystarczająca dla uzyskania ak188 438 tywności powierzchniowo czynnej, lecz nie tak długa, aby nie mogła się rozpuścić) mydła (lub frakcji mydła), a następnie zmodyfikowanie tego mydła (albo przez zwiększenie procentowego udziału wspomnianego związku lub fragmentu w stosunku do całej zawartości mydła i/lub przez zastosowanie określonych przeciwjonów) uzyskuje się efekt szybkiego zabijania. Udział aktywnego powierzchniowo, jeszcze wciąż rozpuszczalnego mydła powinien wynosić tyle, aby szybkość rozpuszczania zeiny była wyższa niż 1. Na ogół im niższy stosunek łoju do kokosami, tym wyższa powinna być szybkość rozpuszczania zeiny. Zatem na ogół pożądana jest mniejsza ilość łoju, a większa kokosanu.

W wynalazku wykorzystuje się sposób zapewnienia, że mydło o największej aktywności powierzchniowo czynnej (stanowiące część lub całość składnika mydlanego) jest rozpuszczalne. A ten efekt uzyskuje się przez modyfikowanie mydła przeciwjonami (niektóre przeciwjony sprawiają, że mydło o danej długości łańcucha jest bardziej rozpuszczalne niż inne) i/lub modyfikowanie udziałów mydła w kompozycji mydła (np. ustalenie stosunku mniej „rozpuszczalnego” mydła o większej długości łańcucha do bardziej „rozpuszczalnego” mydła o mniejszej długości łańcucha w taki sposób, aby szybkość rozpuszczania zeiny była wyższa niż 1).

Wynalazek zostanie następnie opisany za pomocą przykładów, w odniesieniu do załączonych rysunków, na których:

- figura 1 pokazuje, że bardziej rozpuszczalne przeciwjony, takie jak potas, NH4, MEA lub TEA prowadzą do zwiększenia aktywności bakteriobójczej w porównaniu do braku aktywności dla przeciwjonu sodowego;

- figura 2 pokazuje ponownie, że zastosowanie przeciwjonu potasowego (kompozycja Lifebuoy wykorzystuje sód) zwiększa aktywność bakteriobójczą. Gdy zwiększa się udział procentowy przeciwjonu, to aktywność bakteriobójcza staje się większa. Uważa się że ten efekt jest spowodowany faktem, że jon potasu sprawia, że związek jest bardziej rozpuszczalny;

- figura 3 pokazuje zależność stosunku mniej „rozpuszczalnego” mydła o dłuższym łańcuchu (np. łojowego) do stosunkowo bardziej „rozpuszczalnego mydła o krótszym łańcuchu (np. kokosowego) i wpływ na bakterie. Jak widać, gdy zawartość mydła łojowego zmniejsza się, to szybkość rozpuszczania zeiny jest wyższa niż 1 i aktywność bakteriobójcza zwiększa się;

- figura 4 także pokazuje, że gdy szybkość rozpuszczania zeiny zwiększa się (co jest związane z niższym stosunkiem mydła łojowego do kokosowego lub z zastosowaniem bardziej rozpuszczalnych przeciwjonów), to zwiększa się aktywność bakteriobójcza;

- figura 5 pokazuje, że zastosowanie bardziej rozpuszczalnego przeciwjonu (jonu potasu zamiast sodu) zwiększa aktywność bakteriobójczą;

- figura 6 pokazuje, że zmniejszenie stosunku mydła łojowego do kokosowego (przez dodanie 25% kokosanu do normalnego mydła o stosunku 82/18 łojowe/kokosowe w Lifebuoy®) zwiększa aktywność bakteriobójczą. Właściwie, w stosunku do Lifebuoy® kompozycja jest nie tylko bardziej skuteczna przeciw tym samym bakteriom lecz jest też skuteczna przeciw bakteriom, na które Lifebuoy® zwykle nie działa; oraz

- figura 7 pokazuje zależność aktywności bakteriobójczej od długości łańcucha mydła sodowego w dwóch różnych temperaturach. Na przykład, w wyższych temperaturach (w których, na przykład C14 jest bardziej rozpuszczalny), C14 wykazuje znaczną aktywność bakteriobójczą.

Niniejszy wynalazek wykorzystuje kompozycję, która zawiera korzystnie 60 do 98% mydła z kwasów tłuszczowych. Przez mydło z kwasów tłuszczowych rozumie się mydło z nasyconych lub nienasyconych, podstawionych lub niepodstawionych kwasów karboksylowych Cg do C22· Poprzez wybranie najpierw składnika mydła zawierającego najbardziej aktywne powierzchniowo, lecz jeszcze wciąż rozpuszczalne mydło, a następnie modyfikację wybranego mydła (przez zwiększenie stężenia wybranego mydła w stosunku do innych mydeł z kwasów tłuszczowych; „wybrana” frakcja mydła może stanowić 100% wszystkich występujących mydeł z kwasów tłuszczowych) i/lub przez wybór przeciwjonu dla zapewnienia, żeby najbardziej aktywne powierzchniowo mydło mogło ulec rozpuszczeniu, możliwe jest dostarczenie kostek mydła o zdolności do szybkiego zabijania.

Jednym ze wskaźników aktywności powierzchniowo czynnej jest niskie napięcie powierzchniowe (niskie napięcie powierzchniowe jest skorelowane z wysoką aktywnością powierzchniowo czynną, która wiąże się z dobrą aktywnością przeciwbakteryjną), a jednym

188 438 ze wskaźników rozpuszczalności jest wyższe stężenie CMC (wyższe CMC odpowiada tendencji większej rozpuszczalności). Zatem należy starać się znaleźć równowagę pomiędzy maksymalną aktywnością powierzchniowo czynną a utrzymaniem rozpuszczalności, poprzez znalezienie mydeł, które wykazują odpowiednio niskie napięcie powierzchniowe (tzn. aktywność powierzchniowo czynną wystarczającą do zapewnienia przeciwbakteryjnego efektu szybkiego zabijania) o jeszcze wystarczająco wysokim krytycznym stężeniu micelarnym/rozpuszczalności. Zgłaszający znaleźli, że taką równowagę zapewnia się, gdy udziały mydeł są dobrane tak, że stosunek bardziej „rozpuszczalnej” frakcji (np. kokosowej) i mniej „rozpuszczalnej” frakcji (np. łojowej) prowadzi do szybkości rozpuszczania zeiny wyższej niż 1. Na przykład, przy stosunku frakcji łojowej do kokosowej wynoszącym 82/18 szybkość rozpuszczania zeiny wynosi 1. Gdy jednak obniży się zawartość frakcji łojowej] to szybkość rozpuszczania zeiny wynosi powyżej 1, co odpowiada zwiększonej aktywności bakteriobójczej (patrz fig. 3).

Niniejszy wynalazek wykorzystuje kompozycje kostek zawierających 60 do 98%, bardziej korzystnie 70 do 95% wagowych kompozycji koski mydła.

Ogólnie, jako mydła określa się sole metali alkalicznych z naturalnymi lub syntetycznymi alifatycznymi kwasami (kwasy z łańcuchem nasyconym w postaci alkanu lub kwasy z łańcuchem nienasyconym w postaci alkenu), zawierającymi około 8 do 24, korzystnie 12 do 20 atomów węgla. W kontekście niniejszego wynalazku, dobór długości łańcucha mydła (lub mieszaniny, w której jedna lub dwie długości łańcucha przeważają nad innymi) jest krytyczny. Nie chcąc być związanym z żadną teorią, uważa się, że jest to konieczne, gdyż długość łańcucha jest bezpośrednio związana zarówno z aktywnością powierzchniowo czynną jak i z rozpuszczalnością. Zatem, na przykład, chociaż długość łańcucha Cu wykazuje bardzo dużą aktywność powierzchniowo czynną (wykazuje niezbyt wysokie napięcie powierzchniowe) to nie jest ono szczególnie dobrze rozpuszczalne (tzn. wykazuje niskie CMC). Przeciwnie, chociaż mydło Cs jest rozpuszczalne (wysokie CMC), to nie jest zbyt aktywne powierzchniowo, ponieważ jego napięcie powierzchniowe jest zbyt duże. Doskonalą równowagę między aktywnością powierzchniową i rozpuszczalnością (w pokojowej temperaturze) stwierdzono dla mydła C12. Powinno być zrozumiałe, że równowaga w wyższej temperaturze może się przesunąć, ponieważ mydło o większej długości łańcucha może, na przykład, być bardziej rozpuszczalne.

Innym sposobem sterowania rozpuszczalnością jest działanie na stopień nienasycenia. Zatem mono-nienasycone lub di-nienasycone mydła Cie, na przykład, będą powierzchniowo czynne i jeszcze wciąż rozpuszczalne.

W kostkach stosowanych w wynalazku, gdy znalezione zostanie już najbardziej aktywne powierzchniowo, a wciąż dostatecznie rozpuszczalne mydło, można ustalić zdolność do szybkiego zabijania (zdolność do zabicia 99,9% bakterii w czasie 60 sekund lub krótszym, korzystnie w czasie 30 sekund lub krótszym) dla końcowej kompozycji kostki.

Zwłaszcza poprzez modyfikowanie zawartości „wybranego” mydła (które może stanowić minimalną zawartość lub całość składnika mydlanego) można ustalić zdolność do szybkiego zabijania.

Dodatkowo, aby mydło wykazywało jeszcze większą zdolność do szybkiego zabijania można je modyfikować przeciwjonami. Zatem, na przykład trietanoloamina jest lepsza niż potas, który jest lepszy niż sód. Modyfikowanie przeciwjonów wydaje się być możliwe tylko dla mydeł wybranych na podstawie kryterium długości łańcucha, ponieważ jak to jest widoczne dla innych mydeł, nawet jeśli się trochę zwiększy ich rozpuszczalność za pomocą przeciwjonu, to mogą one nie być wystarczająco rozpuszczalne i przeciwjon może wywołać tylko niewielki skutek lub nie wywołać go wcale.

Chociaż wybór mydła pod kątem zapewnienia równowagi między rozpuszczalnością a napięciem powierzchniowym jest pomyślany w pierwszym rzędzie głównie lub wyłącznie dla kostek mydła (tj. zawierających 50-98% wagowych, korzystnie 60-98%, bardziej korzystnie 75-98% wagowych kompozycji), to kostki mogą zawierać także niewielkie ilości (tj. 0-40%, korzystnie 1% do 25% wagowych) innych środków powierzchniowo czynnych wybranych spośród anionowych, niejonowych, obojnaczojonowych i kationowych środków powierzchniowo czynnych.

188 438

Środki bakteriostatyczne, które stosuje się korzystnie w ciekłych kompozycjach oczyszczających stanowią generalnie fluorowcowane bakteriostatyki. Pierwsze bakteriostatyki (chemikalia, które wpływają na bakterie, które powodują rozkład potu na składniki o brzydkim zapachu) wprowadzono do kostek mydeł około roku 1950.

Najszerzej stosowane wśród nich są heksachlorofen, chloroheksydyna, 3,4,4'-trichlorokarbanilid, 3,4',5-tribromoanilid kwasu salicylowego; 4,4'-dichloro-3'-(trifluorometylo)karbanilid i eter 2.4.4'-trichlonv2-hydroksydifOnylowy.

Środek bakteriostatyczny stosowany jest w kompozycji według wynalazku w ilościach zmieniających się w zakresie od 0,0% do 10% wagowych, korzystnie 0,01% do 8% wagowych, bardziej korzystnie 0,05% do 5% wagowych kompozycji.

Przykłady

Następującą kompozycję użyto do wykazania wpływu na aktywność bakteriostatyczną.

Lifebuoy

Mydło sodowe 85,7%*

Triclosan™ 0,25%

TCC 0,01%

Gliceryna 1,0%

H20 111%

NaCl 10 * stosunek tojanów do kokosanów wynosi 82/18

TCC = Triclocarbon™

Protokół

Oznaczenie czasu kontaktu bakteriobójczego (BCT) (Curry, J. C., Soap & Chemical Specialities, Marzec, 1968; stosowano zmodyfikowaną wersję testu „Curry” do stymulacji warunków przy myciu rąk)

Wszystkie roztwory kostek mydła przygotowuje się ze sterylnie dejonizowaną wodą i ocenia przy stężeniach 0,5%, 1%, 2%, 4% i 8% wagowych. Roztwory stale miesza się w kąpieli wodnej w temperaturze 30°C.

Aktywność roztworów kostek mydła oceniano wobec trzech szczepów bakterii gram dodatnich (Staphylococcus Aureus ATCC #6538, Staphylococcus epidermidis ATCC #155 oraz Staphylococcus epidermidis ATCC #12228) oraz dwu szczepów organizmów gramujemnych {Klebsiella pneumoniae ATCC #4352 i Escherichia coli ATCC #10536). S. epidermidis oraz S. aureus stanowią bakterie pospolicie występujące na skórze, a inne bakterie stanowią przykładowe bakterie znajdowane głównie jako przejściowo występujące na skórze. Wykonywano dwa kolejne transfery pożywki każdej kultury bakterii stosując pożywkę Difco Nutrient Broth . Wszystkie kultury inkubowano przez 24 o godziny w temperaturze 34°C. W testach wykorzystywano kultury pożywkowe bakterii z drugiego dnia (~ 10⁸ komórek/ml) rozcieńczane wodą z 0,1% peptonu do stężenia ~ 10⁶ komórek/ml.

Do specjalnie ukształtowanej owalnej probówki dodano pięć mililitrów testowego agaru z zawartością mikrobów (Difco) , zawierającego 0,5% Tween 80 i 0,07% lecytyny jako neutralizatorów w celu hamowania dalszego działania środków bakteriobójczych oraz 1% dekstrozy (LMCTA). Jeden mililitr roztworu każdego produktu rozdzielano za pomocą pipety do probówek medycznych 25 x 100 mm umieszczonych w stojaku znajdującym się w temperaturze pokojowej. Jeden mililitr inokulum kultury bakteryjnej, zawierającego 10 komórek/ml dodawano do roztworu badanego i rozpoczynano mierzenie czasu za pomocą stopera.

Pobierano próbki mieszaniny po 10, 20 i 30 sekundach. Próbki pobierano stosując pętelkę kalibrowaną na 0,01 ml i umieszczano bezpośrednio w owalnych probówkach zawierających stopiony agar. Agar z próbką dokładnie mieszano i probówkę odstawiano na stojak do zestalenia. Proces powtarzano dla każdej kombinacji produkt/mikroorganizm. Stojaki z probówkami odwracano i inkubowano w temperaturze 34°C przez 24 godziny. Liczono ilość kolonii w każdej probówce za pomocą licznika Quebec Colony Counter i łącznika do owalnych probówek.

Prowadzono zliczanie kultur w celu określenia początkowej gęstości mikroorganizmów.. Każdy preparat kultur z 10⁶ komórek/ml rozcieńczano tysiąckrotnie prowadząc trzy serie rozcieńczeń 1:10 w 9 ml wody z peptonem. W kontrolnej probówce medycznej 1 ml preparatu o tym rozcieńczeniu dodawano do 1 ml sterylnej wody zawierającej 0,1% peptonu (zamiast

188 438 produktu). Pobierano osiem powtarzalnych próbek za pomocą 0,01 ml kalibrowanej pętelki wkładanej do probówki z agarem i inkubowanej jak wyżej. Ilość kolonii przeliczono jako funkcję log (jednostka tworząca kolonie CFU/ml) w celu przedstawienia aktualnej ilości komórek pozostałych w roztworze po kontakcie z mydłem.

Krytyczne stężenie micelame (CMC) stanowi prosty standartowy pomiar stężenia, przy którym mydło/środek powierzchniowo czynny agreguje się do postaci miceli. Wyższe CMC związane jest ogólnie z większą rozpuszczalnością monomerów (tzn. monomery mają tendencję do pozostawania w roztworze przed utworzeniem miceli).

Badanie zeiny

1,5% zeiny mieszano w 30 ml 1% roztworu środka powierzchniowo czynnego w temperaturze pokojowej przez 1 godzinę. Mieszaninę odwirowywano przy szybkości 2000 obrotów na minutę, przez 30 minut. Granulę zeiny moczono w 10 ml wody przez 30 minut i suszono w próżni w suszarce w temperaturze 45 °C przez 48-72 godziny aż do odparowania całej wody. Procentowa różnica masy zeiny przyjmowana była jako rozpuszczalność zeiny w środku powierzchniowo czynnym. Generalnie według wynalazku, zwiększenie szybkości rozpuszczania zeiny związane jest ze zwiększoną rozpuszczalnością (np. bardziej rozpuszczalne mydło jest dostępne do współdziałania z białkiem i zwiększa wynik rozpuszczania zeiny).

Przykład 1

Niniejszy wynalazek zapewnia, że przez dobór związków powierzchniowo czynnych, jeszcze rozpuszczalnych, możliwe jest nadanie silnej aktywności przeciwbakteryjnej szybkiego zabijania (tzn. zabijanie ilości większej niż 99,9% w czasie 60 sekund lub krótszym). Jednym ze wskaźników aktywności powierzchniowej jest małe napięcie powierzchniowe (małe napięcie powierzchniowe jest skorelowane z dobrą aktywnością powierzchniową, która z kolei jest skorelowana z dobrą zdolnością przeciwbakteryjną), podczas gdy jednym ze wskaźników rozpuszczalności jest krytyczne stężenie micelame (jeśli dla danego związku występuje wyższe stężenie przy tworzeniu miceli, tzn. wyższe CMC, generalnie wskazuje to, że związek monomeryczny jest generalnie bardziej rozpuszczalny).

Dodatkowo, rozpuszczalność zeiny powyżej określonego poziomu (np. szybkość rozpuszczania zeiny powyżej 1, np. mierzona przy stosunku mydła łojowego do kokosowego 82/18 wynoszącym 1) oznacza, że środek powierzchniowo czynny rozpuszcza białka, a zatem może posiadać wyższą zdolność roztwarzania bakterii. Bardziej szczegółowo, szybkość rozpuszczania zeiny stanowi wielkość stosunku procentu zeiny rozpuszczonej przez określoną kompozycję, dzieloną przez procent zeiny rozpuszczonej przez mydło sodowe łojowo/kokosowe o składzie 82/18 porównywane przy takim samym udziale w procentach wagowych kompozycji w stosunku do mydła. Szybkość rozpuszczania zeiny (stosunek rozpuszczalności zeiny) stanowi zatem wskaźnik, czy związek jest aktywny powierzchniowo i może być dostarczany z kostki mydła (tzn. jest aktywny przeciw bakteriom). Na ogół, wyższy wskaźnik zeiny odpowiada większej zdolności dostarczania.

Biorąc pod uwagę te czynniki, zgłaszający uzyskali pomiary krytycznego stężenia micelamego (CMC) i napięcia powierzchniowego dla CMC w temperaturze 25°C dla różnych mydeł sodowych (dane zaczerpnięte z pracy A. N. Campbella i G. R. Lakhminaragnama, Can. J. Chem. (1965), 43, 1729-1737) przedstawiające się jak następuje:

	CMC*	Napięcie powierzchniowe’*
C₈	0,35 mol	39 x 10-3Nm-l (39 dyn/cm)
Cio	0,095 mol	37 x 10-3Nm-l (37 dyn/cm)
Cl2	0,203 mol	23 x 10-3Nm-l (23 dyn/cm)
^C14	0,007 mol	34 x 10-3Nm-l (34 dyn/cm)

jyyzsza wartość jest skorelowana z wyższą rozpuszczalnością nizsza wartość jest skorelowana z większą aktywnością powierzchniową

188 438

Z tych danych można zauważyć, że Cs, C10 i C12 (wysokie CMC) mają tendencję do lepszej rozpuszczalności niż C14. Zatem, chociaż C14 wykazuje podobną aktywność powierzchniową jak C10 lub C12 (porównywalne napięcie powierzchniowe), Cg i C10 będzie łatwiej dostarczane. Najlepszym kandydatem jest jednak C12, ponieważ wykazuje najlepszą aktywność powierzchniową (najniższe napięcie powierzchniowe) oraz CMC wystarczająco wysokie dla zapewnienia, że będzie się rozpuszczać/będzie dostarczane.

Ponadto jest to potwierdzone analizą danych dla zeiny.

	Zeina	Zabijanie bakterii (Δ log jedn. tworzących kolonie CFU/ml)
0,5% mydła /środka pow.-czynnego	1,0% mydła /środka pow.-czynnego
Mydło C₈	4%	0	0
Mydło C₁₍₎	17%	0	3,2
Mydło C(2	77%	2,4	3
Mydło C di	67%	2,1	2,5
Mydło Cd 2	67%	2,7	3,0
Kostka Lifebuoy™ (mydło sodowe 82/18)	69%	0	2,1
Sól sodowa siarczanu dodecylowego	90%	3	3,4

Dane dla zeiny pokazują, że aktywność powierzchniowo czynna mydeł Cg i Ciojest bliska wielkości dla C12, szczególnie dla mniejszych stężeń. To znaczy, wyższy wynik dla zeiny potwierdza, że C12 jest rozpuszczany i wykazuje dobrą aktywność powierzchniowo czynną w stosunku do zeiny. W stosunku do bakterii należy oczekiwać tego samego co w stosunku do zeiny, tzn., że C12 wykaże najlepsze połączenie aktywności powierzchniowo czynnej i rozpuszczalności (co potwierdził wysoki wynik dla zeiny). Sól sodowa siarczanu dodecylowego, będąc znacznie bardziej rozpuszczalna niż mydło wykazuje nawet wyższą rozpuszczalność zeiny niż mydła C12. Odbija się to także w wyższej aktywności przeciwbakteryjnej soli sodowej siarczanu dodecylowego. Wyższe wyniki dla Cjgj i Cig 2 (kwasy karboksylowe monoi di-nienasycone) pokazują także, że te składniki wykazują dobre połączenie aktywności powierzchniowo czynnej i rozpuszczalności.

Przykład 2

Długość łańcucha mydeł badano jak następuje. Aktywność bakteriobójcza mydeł sodowych w stosunku do S. aureus zależy od długości ich łańcucha i stopnia nienasycenia. Aktywność bakteriobójcza zwiększa się wraz ze zwiększaniem stężenia mydła i zwiększaniem czasu kontaktu z bakteriami. Aktywność bakteriobójcza [Alog (jednostka tworząca kolonie) CFU/ml] powyżej 3 oznacza ponad 99,9% zabijania bakterii. Generalne uszeregowanie aktywności bakteriobójczej podane niżej pokazuje, że mydła sodowe o krótszych lub nienasyconych łańcuchach wykazują aktywność, podczas gdy mydła o długich, nasyconych łańcuchach węglowodorowych (C14, Ci6 i Cig) nie wykazują aktywności:

C12-C10 > Ci8.2> Ci8:1 > Cg> C14 ~ C16 ~ C18

Tendencja wskazująca, że mniejsze długości łańcucha i nienasycenie są generalnie lepsze niż większe długości łańcucha (np. Ci i Cig) jest wyraźnie zaznaczona.

Znowu, nie chcąc być związanymi z żadną teorią, uważa się, że ma to miejsce ze względu na fakt, że C12 stanowi największą długość łańcucha mydła (najbardziej aktywnego powierzchniowo), które także rozpuszcza się, a zatem jest zdolne do ataku na zeinę lub, co bardziej interesujące, na bakterie. Związki C14 wykazują właściwą aktywność powierzchniową (podobnie jak Ci 6) lecz po prostu nie rozpuszczają się tak dobrze (niższe CMC) jak C12 lub C10, a zatem skutek działania na bakterie jest dla Cd większy niż dla C14.

188 438

Przykład 3

Jak to widać z fig. 3, modyfikowanie udziału bardziej „rozpuszczalnego” mydła kokosowego w stosunku do mniej „rozpuszczalnego” łojowego zwiększa szybkość rozpuszczania zeiny (wyższa niż 1), co z kolei odpowiada zwiększonej aktywności bakteriobójczej.

Badano wpływ stosowania różnych przeciwjonów na aktywność bakteriobójczą mydeł sodowych. Jak to pokazano na fig. 1, zmiana przeciwjonu na amonowy, potasowy, monoetanoloaminowy (MEA) lub trietanoloaminowy (TEA) zwiększała aktywność bakteriobójczą mirystynianu sodowego w stosunku do 5. aureus. Należy zauważyć, że aktywność bakteriobójcza Ci6 i mydeł sodowych o dłuższym łańcuchu nie została polepszona przez zmianę przeciwjonu na potas. Nie chcąc być związanym z żadną teorią, twórcy wynalazku uważają że dzieje się prawdopodobnie tak, ponieważ rozpuszczalność (te z większymi długościami łańcucha na ogół wykazują niższe wartości CMC, skorelowane z mniejszą rozpuszczalnością w wodzie) mydeł o dłuższych łańcuchach nie zwiększa się w sposób znaczny.

Zmieniając przeciwjon na potas przez dodatek KC1 do mydła Lifebuoy zwiększa się jego aktywność bakteriobójczą. Fig. 2 pokazuje aktywność bakteriobójczą Lifebuoy dla różnych stężeń KC1 w stosunku do różnych mikroorganizmów. Dodatek KC1 polepsza aktywność indonezyjskiego Lifebuoy w stosunku do badanych mikroorganizmów zarówno gram-dodatnich jak i gram-ujemnych za wyjątkiem S. epidermidis ATCC 12228.

188 438

CO cń

względny stosunek rozpuszczalności	zeiny	-	1.05	co
% rozpuszczonej zeiny, zawiesina 1 % kostki	I 55%	58%	<O
Stosunek fcojanu/kokosanu	82/18	65/35	o co o CM

tn co cm T- o (llB/ndO) β| (^eW) V OlUGZSfólUlUZ

188 438 zmniejszenie Δ (delta) Ig (CFU/ml) _Δ (delta) |_g (CFU/ml)

Fig.4.

Fig.5.

Test BCT - 2% kostki w stosunku do S. Aureus

188 438

Δ (delta) Ig (CFU/ml)

Fig.6.

LIFEBUOY 25% KOKOSANU

188 438

Δ (delta) Ig (CFU/ml) _Δ (delta) Ig (CFU/ml)

Fig.1.

Fig.2.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób nadawania bakteriobójczej aktywności kostce mydła, przy czym więcej niż 99,9% bakterii zabija się w czasie 60 sekund lub krótszym, a kostka zawiera:

(a) 60% do 98% wagowych frakcji mydła kwasu tłuszczowego zawierającej jedno lub więcej mydeł, które są zarówno powierzchniowo czynne jak i wystarczająco rozpuszczalne w wodzie dla zabijania bakterii;

(b) ewentualnie do 10% wagowych fluorowcowanego środka bakteriostatycznego; i (c) ewentualnie do 20% wagowych niemydlanego środka powierzchniowo czynnego wybranego z grupy składającej się z anionowych, niejonowych, obojnaczojonowych, kationowych środków powierzchniowo czynnych i ich mieszanin, znamienny tym, że w kostce reguluje się szybkość rozpuszczania zeiny poprzez dobieranie we frakcji mydła kwasu tłuszczowego (a) co najmniej jednego mydła stanowiącego najbardziej aktywny powierzchniowo czynny i rozpuszczalny w wodzie składnik mydlany, zgodnie z pomiarem w określonych warunkach i/albo manipuluje się stężeniem tego mydła w stosunku do innych mydeł we frakcji, i/lub manipuluje się przeciwjonem dowolnego z mydeł w tej frakcji uzyskując szybkość rozpuszczania zeiny wynoszącą więcej niż 1, a szybkość wynosząca 1 odpowiada szybkości rozpuszczania zeiny dla kostki zawierającej 82% sodowego mydła łojowego i 18% sodowego mydła kokosowego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przeciwjonem mydła kwasu tłuszczowego albo powierzchniowo czynnego rozpuszczalnego w wodzie mydła jest trietanoloamina.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przeciwjonem mydła kwasu tłuszczowego albo powierzchniowo czynnego rozpuszczalnego w wodzie mydła jest potas.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchniowo czynne rozpuszczalne w wodzie mydło stanowi więcej niż 18% frakcji mydła.

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu nadawania bakteriobójczej aktywności kostkom mydła, powodującego zwiększenie szybkiego zabijania bakterii przez stosowanie kompozycji kostek do mycia, w pierwszym rzędzie kompozycji kostek z czystego mydła lub w których mydło stanowi więcej niż 60%, korzystnie więcej niż 80% kompozycji środka powierzchniowo czynnego. W szczególności, wynalazek obejmuje kompozycje kostek, korzystnie zawierające środek bakteriobójczy, o zdolności szybkiego (tzn. w czasie 60 sekund lub krótszym, korzystnie w czasie 30 sekund lub krótszym) zabijania większych ilości bakterii. W szczególności, poprzez wprowadzenie do składu kostek większej zawartości substancji o wysokiej aktywności powierzchniowo czynnej, odpowiednich rozpuszczalnych mydeł (na przykład wysokiej jakości mydeł z oleju orzechowego) i/lub przeciwjonów, które są względnie bardziej rozpuszczalne w wodzie (np. jonu K lub NH4 zamiast jonu Na) zwiększa się zdolność szybkiego zabijania bakterii przez stosowanie takiej kostki. Bez chęci wiązania żadną teorią uważa się, że odpowiednia rozpuszczalność mydeł o dużej aktywności powierzchniowo czynnej i przeciwjonów, które zwiększają rozpuszczalność mydeł, umożliwia szybsze oddziaływanie mydła na bakterie.

W wynalazku wykorzystuje się sposób nadawania mydłom większej rozpuszczalności/aktywności powierzchniowej (przez co umożliwia się aktywność przeciwbakteryjną), poprzez modyfikowanie w zawartości „bardziej” rozpuszczalnego mydła w mydle zawierającym mieszaninę „bardziej” rozpuszczalnego mydła i „mniej” rozpuszczalnego mydła w taki sposób, aby szybkość rozpuszczania zeiny była wyższa niż 1 (tzn. względem mydła sodowego mydła łojowo(82)-kokosowego(18)) albo przez zastosowanie bardziej rozpuszczalnych przeciwjonów (tzn. jonu K zamiast jonu Na).

188 438

Jak zauważono, miarą tego jak wiele mydła o maksymalnej aktywności powierzchniowo czynnej jest „dostarczane” do działania przeciwbakteryjnego (tzn. jaka jest rozpuszczalność mydła) jest to, jak dobrze kompozycja rozpuszcza zeinę. Zatem wynalazek wykorzystuje dostarczanie największej możliwej do uzyskania ilości związków o najwyższej aktywności powierzchniowo czynnej i zapewnienie rozpuszczalności zeiny powyżej określonego poziomu (szybkość rozpuszczania zeiny wyższa niż 1).

Środki bakteriobójcze lub przeciwbakteryjne stosowane do zapewnienia skuteczności przeciwbakteryjnej kompozycji do mycia skóry są znane ze stanu techniki. Zatem, na przykład bakteriostatyki, takie jak Triclosan (2,4,4'-trichloro-2'-hydroksyfenyloeter - DP300) lub Triclocarbon (N-(4-chlorofenylo)-N'-(3,4-dichlorofenylo)mocznik - TCC) są znane.

Bakteriostatyki hamują wzrost bakterii na skórze, po ich nałożeniu. Zatem aż do tej pory, wszystko co odpowiadało zwiększeniu aktywności przeciwbakteryjnej kostki mydła było zależne od natury i ilości środka przeciwbakteryjnego zawartego w kostce mydła (mierzone w długotrwałych bezpośrednich pomiarach).

Skuteczność aktywności przeciwbakteryjnej produktów do mycia skóry, zawierających środki bakterio statyczne można mierzyć na wiele sposobów.

Skuteczność aktywności przeciwbakteryjnej produktów do oczyszczania skóry, zawierających środki bakteriostatyczne są mierzone na ogół dwoma rodzajami testów. Pierwszy rodzaj mierzy skutek środka przeciwbakteryjnego nałożonego na skórę, a przez to odzwierciedla skutki bezpośrednie. Drugi rodzaj testów mierzy zdolność preparatu do powodowania szybkiego zabijania bakterii (w czasie krótszym niż 1 minuta), co określa się w testach prowadzonych na roztworach in vitro.

Czas kontaktu bakterii ze środkiem oczyszczającym w badaniu in vitro zabijania w krótkim czasie, stanowi odbicie warunków pobieżnego mycia. W rzeczywistości, pobieżne mycie może trwać mniej niż jedną minutę.

Ponieważ wiele lub większość ludzi, którzy myją się kostkami mydła, może nie używać mydła dłużej niż kilka sekund (średni czas mycia przez dzieci może wynosić 10 sekund lub krócej), staje się oczywiste, że istnieje potrzeba uzyskiwania aktywności przeciwbakteryjnej w krótkim okresie czasu (np. 60 sekund lub mniej, korzystnie 30 sekund lub mniej), a zatem sposoby zapewnienia efektu szybkiego zabijania bakterii są ważne.

Twórcy niniejszego wynalazku niespodziewanie stwierdzili, że bezpośrednia aktywność bakteriobójcza, tzn. szybkie zabijanie bakterii, jest funkcją nie środka przeciwbakteryjnego, ale mydła lub bardziej dokładnie jego cząsteczkowej rozpuszczalności i aktywności powierzchniowo czynnej. Zatem czynniki, które zwiększają zarówno cząsteczkową rozpuszczalność jak i aktywność powierzchniowo czynną zwiększają także aktywność przeciwbakteryjną w warunkach szybkiego zabijania. Ponadto, zgłaszający stwierdzili, że większa cząsteczkowa rozpuszczalność i aktywność powierzchniowo czynna skorelowana jest z większą rozpuszczalnością zeiny przez mydło (zeina jest stosunkowo nierozpuszczalnym białkiem kukurydzy, a zdolność mydła/środka powierzchniowo czynnego do rozpuszczania zeiny odzwierciedla zdolność do oddziaływania z białkami). To znaczy, większa zdolność rozpuszczania zeiny jest zasadniczo odbiciem zdolności mydła do oddziaływania z białkami błony komórkowej bakterii i powodowania ich śmierci.

Wiadomo, że kostki mydła wytwarzane są zarówno ze składników rozpuszczalnych (np. mydeł kokosowych), jak i nierozpuszczalnych (np. mydeł łojowych). Gdy rozpuszczalna frakcja rozpuści się, to może występować w postaci monomerycznych jednostek w małym zakresie stężenia i w postaci agregatów zwanych micelami przy pewnym stężeniu krytycznym określanym mianem CMC (krytyczne stężenie micelame). Zatem wartość CMC dla czystego składnika oznacza maksymalną zawartość jego postaci monomerycznych występujących w fazie wodnej.

Rozpuszczalność w wodzie i wartość CMC dla mydeł i innych środków powierzchniowo czynnych zmniejsza się wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowodorowego. Z drugiej strony aktywność powierzchniowo czynna środka powierzchniowo czynnego zwiększa się ze zwiększaniem długości łańcucha. Zatem rozpuszczalność i aktywność powierzchniowo czynna wykazują trendy przeciwstawne ze zwiększaniem długości łańcucha (tzn. stają się mniej rozpuszczalne i bardziej powierzchniowo czynne). Aby cząsteczka mydła zadziałała na

188 438 bakterię i spowodowała jej śmierć, musi znajdować się w fazie wodnej i związać się z błoną komórkową. gdy znajdzie się obok bakterii. Na ogół uważa się, że z błonami komórkowymi wiążą się monomery, a micele zasadniczo działają jako zasobniki monomerów. Zakres wiązania zwiększa się ze zwiększaniem aktywności powierzchniowo czynnej cząsteczki, pod warunkiem, że jest ona dostępna w fazie wodnej.

Zatem w celu zwiększenia szybkiego zabijania w danej temperaturze, powinna występować wystarczająca ilość wysoko aktywnych powierzchniowo czynnych cząsteczek mydła w postaci monomerycznej, zdolnych do zadziałania na bakterie. Narzuca to, że cząsteczki mydła powinny wykazywać wysoką aktywność powierzchniową, wysokie CMC i odpowiednią rozpuszczalność. Z tego względu w danej temperaturze istnieje optimum długości łańcucha, dla której mydło wykazuje odpowiednią rozpuszczalność i aktywność powierzchniowo czynną do wiązania się z bakteriami. W temperaturze pokojowej to optimum długości łańcucha mydła wynosi około C12.

Dla danej długości łańcucha mydła, jego rozpuszczalność cząsteczkowa może być zwiększana przez odpowiedni dobór przeciwjonów. Na przykład wiadomo, że rozpuszczalność mydeł można uszeregować następująco: mydła NH4 lub mydła trietanoloaminowe > mydła K > mydła Na. Zatem można oczekiwać, że aktywność przeciwbakteryjną mydeł także można uszeregować następująco: mydła NH4 > mydła K > mydła Na. A więc, dla danego układu mydeł jego bezpośrednią zdolność do zabijania można zwiększyć po prostu przez zmianę przeciwjonu z Na na jon K lub NH4.

Jak wspomniano, innym sposobem zwiększania rozpuszczalności jest po prostu zwiększenie „rozpuszczalnej” frakcji (w danej temperaturze) mydła w kostce.

Czysty efekt rozpuszczalności i aktywności powierzchniowo czynnej znajduje odzwierciedlenie w zabijaniu bakterii oraz w rozpuszczaniu zeiny.