Оценка вирулицидной эффективности средств бытовой химии

Введение. Пандемия коронавирусной инфекции COVID-19 поставила много вопросов, касающихся профилактики и борьбы с этой инфекцией, и впервые показала, что прерывание цепочки распространения инфекционного заболевания может затрагивать все сферы жизни¹ [1–4]. При нахождении в одном помещении зараженных и здоровых людей требуется эффективная дезинфекционная обработка потенциально контагиозных поверхностей и предметов против возбудителей заболеваний, включая заболевания вирусной этиологии. Другой проблемой в период пандемии стала нехватка традиционных дезинфицирующих средств, в том числе связанная и с разрывом логистических цепочек поставок [5–6]. Не исключено, что эта ситуация может повториться.

Помимо этого, актуальной проблемой остается поиск и создание новых высокоэффективных вирулицидных дезинфицирующих средств, приводящих к быстрой гибели возбудителей вирусных инфекций на контаминированных объектах. В связи с этим существенную роль играют средства, обладающие доказанными вирулицидными свойствами [7–15].

В период пандемии средства бытовой химии стали активно использоваться населением в быту для профилактики новой коронавирусной инфекции.

По своему назначению средства бытовой химии можно подразделить на освежители воздуха, лаки и краски, средства для стирки, средства для сада, средства для ухода за домашними питомцами, топливо, полироли и другие средства для ухода за мебелью, косметику и средства личной гигиены, чистящие средства [16].

Учитывая широкий спектр решаемых задач, неудивительно, что в состав многих продуктов входят вещества, обладающие антимикробной активностью [17–18]. Прежде всего это относится к чистящим средствам.

Чистящие средства используют для удаления загрязнений на различных поверхностях. По химическому составу можно выделить кислотные чистящие средства, которые обычно состоят из комплекса минеральных и органических кислот и предназначены для очистки кафеля, санитарно-технического оборудования и других поверхностей. Данные средства имеют в своем составе вещества, обладающие широким спектром антимикробной активности, такие как соляная кислота, фосфорная кислота, серная кислота, щавелевая кислота, алкилбензолсульфокислота, бензолсульфоновая кислота и другие [19]. Щелочные чистящие средства, как правило на основе гипохлорита натрия, антимикробные свойства которого общеизвестны, применяют для очистки сантехники, но могут также использовать для удаления сложных загрязнений плит, грилей и тому подобное [20]. Если кислотные чистящие средства бывают только жидкими, то щелочные средства на основе кальцинированной соды выпускают также и в виде порошков. Третья группа чистящих средств представлена продуктами, которые по своему составу однозначно не могут быть отнесены к кислотным или щелочным средствам. Очищающий эффект таких продуктов достигается за счет использования сложных смесей поверхностно-активных веществ, однако в состав иногда вводят катионные поверхностно-активные вещества (КПАВ), которые часто используют в качестве активных компонентов дезинфицирующих средств [21].

Несмотря на это, антимикробные свойства средств бытовой химии до настоящего времени систематически не изучались. В работе Rutala W., Barbee S., Aguiar N., Sobsey M. & Weber D. (2000) [22] рассмотрена эффективность пищевой соды, уксуса и традиционных дезинфицирующих средств в отношении Staphylococcus aureus, Salmonella choleraesuis, Escherichia coli 0157:H7 и Pseudomonas aeruginosa. Показано, что уксус и пищевая сода не могут рассматриваться в качестве потенциальных дезинфектантов.

Авторами работы [23] изучена активность различных средств для очистки зубных протезов в отношении Klebsiella pneumoniae NCIMB 13291, Streptococcus mutans NCTC 10449, Candida albicans NCPF 3179, Porphyromonas gingivalis ATCC 53978 и Fusobacterium nucleatum NCTC 10562. В антимикробных тестах средства на основе гипохлорита натрия изопропиловый спирт и спиртсодержащий ополаскиватель для рта показали отличные результаты в отношении всех микроорганизмов. Таблетки для очистки протезов были эффективны при 5-минутной экспозиции в отношении всех микроорганизмов. Зубная паста продемонстрировала активность только в отношении бактерий. Уксус, мыло, соль и бикарбонат натрия не показали антимикробной активности.

В статье [24], посвященной изучению влияния 10 чистящих средств на Acinetobacter baumannii, показано, что чистящие средства оказывают губительное действие на A. baumannii, обусловленное нарушением структуры клеточной стенки. При этом остаточные количества чистящих средств на обработанных поверхностях могут явиться причиной развития устойчивости A. baumannii к антибиотикам, действующим внутриклеточно [24–26].

Доступных для ознакомления работ, посвященных результатам исследования эффективности средств бытовой химии в отношении вирусов в открытом доступе, нами не найдено.

В связи с указанным выше целью исследования была оценка вирулицидной эффективности средств бытовой химии в отношении тест-вирусов.

Материалы и методы. Исследования выполнены в период 2022–2023 гг. в вирусологической лаборатории отдела дезинфекции и стерилизации (с лабораторией микробиологии) Института дезинфектологии в соответствии с п. 3.5 Руководства Р 4.2.3676–20² способом протирания с использованием следующих тест-вирусов на поверхностях: вирус полиомиелита 1-го типа (вакцинный штамм Sabin (LSc-2ab)), титр вируса 6,8 lg ТЦИД₅₀ и аденовируса 5-го типа, титр 6,5 lg ТЦИД₅₀.

Модельная система. Для работы с вирусами при исследовании их резистентности к средствам бытовой химии использовали перевиваемую культуру клеток человека Нер-2, чувствительную для обоих вирусов.

Структура исследования. Исследование проводили микрометодом в 96-луночных плоскодонных планшетах (п.п. 3.5.10.2 Руководства Р 4.2.3676–20). Вирусом, подвергшимся воздействию средства и нейтрализации, проводили инфицирование культуры клеток Нер-2, культивировали в СО₂-инкубаторе при температуре плюс (36 ± 1) °С в течение 4–6 суток. Репродукцию вируса в клетках оценивали по цитопатическому эффекту методом микроскопии.

Критерий учета результатов. Эффект вирулицидного действия средства оценивали по степени ингибирования инфекционного вируса, измеряемого в lg ТЦИД₅₀ (50 % тканевая цитопатическая инфекционная доза). Критерием эффективности является степень ингибирования репродукции вируса, которая должна быть не менее 4 lg ТЦИД₅₀. Титр вируса вычисляли методом Рида и Менча.

Средства бытовой химии. Испытаны образцы средств бытовой химии (n = 37) с дезинфицирующим эффектом, предназначенных для обработки различных поверхностей, в виде гелей, спреев, растворов, приобретенные в пунктах розничной торговли. Действующие вещества (ДВ), входящие в состав испытанных средств, относятся к 3 группам химических веществ: 1) гипохлорит натрия (количество исследованных образцов: n = 17; в табл. 1 приведены данные по образцам № 1–4); 2) органические и неорганические кислоты (n = 13; в табл. 2 приведены данные по образцам № 5–10); 3) КПАВ (n = 7; в табл. 3 приведены данные по образцам № 11–12). Вирулицидную эффективность образцов средств бытовой химии в отношении тест-вирусов изучали в отношении шести экспозиций с шагом 5 минут воздействия (5, 10, 15, 20, 25, 30).

Концентрацию ДВ в растворе рассчитывали по формуле: Х = (С × М) : 100, где Х – искомая концентрация ДВ в растворе (%), С – концентрация рабочего раствора по препарату, рекомендованная в инструкции В (%); М – количество ДВ в средстве, указанное в инструкции по применению (%).

Статистическая обработка результатов. Статистический анализ данных описательной статистики и определения t-критерия Стьюдента для определения достоверности различий между групповыми количественными показателями проводили с помощью программ Microsoft Excel (Microsoft, США) и BioStat 2009, версия 5 (AnalystSoft Inc., США). Различия считались статистически достоверными при значении p < 0,05.

Результаты. Результаты исследований показали, что все испытанные средства бытовой химии в 100 % случаев обладают вирулицидной активностью в отношении безоболочечных тест-вирусов (вирус полиомиелита, аденовирус). Однако время, необходимое для достижения необходимого критерия вирулицидной эффективности у средств разных химических групп и даже внутри одной группы, существенно различалось.

Как видно из данных, представленных в табл. 1, образцы № 1–3 средств бытовой химии на основе гипохлорита оказались эффективными в отношении тест-вирусов (полиовируса и аденовируса) в течение 5 минут воздействия.

Обращает на себя внимание тот факт, что образец № 4 при той же концентрации гипохлорита натрия смог обеспечить необходимую степень ингибирования вирусных частиц только после 15 минут воздействия.

Результаты оценки эффективности средств бытовой химии на основе органических и неорганических кислот, представленные в табл. 2, позволяют констатировать, что в данной, неоднородной по химическому составу, группе образцов время воздействия для достижения вирулицидной эффективности образцов варьирует от 5 мин (образец № 7) до 30 мин (образец № 6). Образец № 8 проявил вирулицидную эффективность после 10 мин воздействия, образцы № 5, № 9–10 – в течение 15 мин.

Поиск влияния процентного содержания между органическими и неорганическими кислотами в составе образцов средств бытовой химии на время проявления вирулицидной эффективности не позволил выявить достоверных различий (p > 0,05). По-видимому, на время проявления вирулицидной эффективности средств на основе органических и неорганических кислот оказывают влияние вспомогательные компоненты рецептуры.

Данные табл. 3 демонстрируют наличие вирулицидной эффективности у средств бытовой химии на основе алкилдиметилбензиламмония хлорида (АДБАХ) после 30 мин воздействия. Тем не менее из результатов, представленных в табл. 3, видно, что концентрация АДБАХ, равная 0,264 % в образце № 11, проявляет вирулицидную эффективность в течение того же времени воздействия (30 мин), что и концентрация АДБАХ – 0,8 % в образце № 12, в три раза превышающую таковую в образце № 11. Можно предположить, что на проявление вирулицидной эффективности готовых средств бытовой химии на основе КПАВ также влияют вспомогательные компоненты, входящие в составы рецептур, которые могут как повысить, так и понизить вирулицидную активность.

Обсуждение. Современным санитарным законодательством для средств бытовой химии не регламентировано наличие антимикробной, в том числе противовирусной, активности. Однако наличие дезинфицирующего действия может быть необходимым требованием к чистящим средствам, например в сфере клининга. Дополнительными факторами, которые позволяют рассматривать антимикробное действие чистящих средств, являются использование в их составе веществ, обладающих антимикробными свойствами, а также наличие данных в литературе [24] о том, что остаточные количества чистящих средств на поверхностях могут способствовать развитию устойчивости патогенных бактерий к антибиотикам [25–26]. Из рассмотрения в данной работе мы исключили средства для мытья рук с обеззараживающим эффектом, поскольку в этом случае для эффективного обеззараживания рук концентрации действующих веществ превышают безопасные для повседневного использования, что делает такую продукцию дезинфицирующим средством.

Для рассматриваемых в данном исследовании средств бытовой химии основным назначением является очистка поверхностей. Так, средства на основе гипохлорита натрия или на основе кислот применяются для очистки сантехники, кафельной плитки. С точки зрения потребителя чистящие свойства этих продуктов так же важны, как и отсутствие коррозионного действия на обрабатываемые материалы. Пандемия новой коронавирусной инфекции показала, что профилактические мероприятия в сегменте HoReCa (это аббревиатура из английских слов: Hotel, Restaurant и Cafe или Catering, т. е. сфера гостинично-ресторанного бизнеса), а также в бытовых условиях могут стать необходимым звеном в прерывании эпидемиологической цепи.

С точки зрения вирулицидной активности средств бытовой химии нельзя ориентироваться только на активность потенциального действующего вещества. Например, средства для чистки сантехники на основе гипохлорита натрия часто выпускают в виде гелей. В этой препаративной форме действующее вещество связано с молекулами модификатора реологии. Это затрудняет его контакт с оболочкой микроорганизма. С другой стороны, такая форма позволяет увеличить время контакта, что благоприятно влияет на эффективность средства. Таким образом, вспомогательные вещества также могут влиять на антимикробную активность, что и было продемонстрировано результатами данного исследования.

В связи с тем что все изученные образцы средств бытовой химии, независимо от принадлежности к группе химических веществ, проявили вирулицидную эффективность в отношении тест-вирусов, можно предположить, что эти же режимы применения окажутся эффективными в отношении других вирусов, включая вирус SARS-CoV-2 – возбудителя пандемии коронавирусной инфекции. Это обусловлено тем, что средство, эффективное в отношении более устойчивых микроорганизмов, будет эффективно и в отношении менее устойчивых микроорганизмов³. В свою очередь, вирус полиомиелита является одним из наиболее устойчивых вирусов к воздействию физических и химических факторов [27]. Поэтому режимы дезинфекции, эффективные в отношении данного вируса, будут эффективными и в отношении вирусов, менее устойчивых к воздействию химических веществ.

При этом необходимо обратить внимание на то, что вирулицидная эффективность чистящих средств бытовой химии достигается при разном времени воздействия – от 5 до 30 мин. Полученные результаты согласуются с данными, опубликованными Н.В. Шестопаловым и соавт. [28]⁴, согласно которым эффективная концентрация алкилдиметилбензиламмоний хлорида (АДБАХ) при обеззараживании поверхностей в отношении полиовируса составляет 0,5 % при экспозиции 30 минут. Поэтому при проведении уборок в быту для достижения вирулицидного эффекта средств бытовой химии необходимо соблюдать соответствующее время экспозиции.

Заключение. В данной работе установлено наличие вирулицидной эффективности чистящих средств бытовой химии на основе гипохлорита натрия, кислот и КПАВ в виде гелей, спреев, растворов, приобретенных в пунктах розничной торговли и предназначенных для обработки различных поверхностей. Полученные результаты подтверждают возможность использования средств бытовой химии для прерывания эпидемической цепочки передачи вирусных инфекций в быту, но при соблюдении советующих режимов применения (концентрации средства и времени воздействия). Вместе с тем выявленное наличие существенного влияния вспомогательных компонентов рецептуры на вирулицидную эффективность средств бытовой химии требует дополнительного изучения.