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Behüllte Viren mit Seife abtöten

Behüllte Viren mit Seife abtöten


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  1. Im Gegensatz zu unbehüllten Viren können behüllte Viren mit Seife, Alkohol usw. abgetötet werden. Warum?

  2. Warum macht es nur ein Umschlag anfällig für Seife und Alkohol?


Seifenmoleküle sind amphiphil. Dies bedeutet, dass sie hydrophile (wasserliebende oder "polar") und hydrophobe (wasservermeidende oder "unpolare") Teile haben.

Fettmoleküle sind unpolar. Sie vermeiden Wasser. Aus diesem Grund trennt sich eine Mischung aus Öl und Wasser in Schichten. In dieser Mischung hängen Ölmoleküle bevorzugt um andere Ölmoleküle und Wassermoleküle hängen bevorzugt um andere Wassermoleküle herum. Seife "mag" sowohl Öl als auch Wasser und kann daher zum Reinigen verwendet werden, indem sie beim Auflösen dieser Mischung hilft. (Aus einem ähnlichen Grund wird Essig verwendet, um Öl in Salatdressings aufzulösen oder zu emulgieren.)

Die Hülle eines umhüllten Virus besteht aus einer Schicht von Phospholipidmolekülen und Proteinen. Phospholipidmoleküle ähneln Detergenzien und bestehen aus polaren und unpolaren Enden. Diese Lipide ordnen sich zu einem zweischichtigen Sandwich an, das als "Doppelschicht" bezeichnet wird. Die polaren Enden dieses Sandwiches sind das "Brot", während die fettigen unpolaren Enden die "Füllung" sind.

Reinigungsmittel können dies stören, indem sie Phospholipide aus der Virushülle herausziehen oder auflösen, um Mizellen, winzige Fettbläschen und Seife zu bilden, die weggespült werden können. Dies führt zu Löchern in der Virushülle und hilft, sie aufzulösen.

Das Innere des umhüllten Viruspartikels kann nicht direkt infizieren und muss sich auf seine Hülle verlassen, um in eine Zelle einzudringen und diese zu infizieren, so dass das Aufbrechen der Hülle das Virus inaktiviert (oder "tötet").

Alkohole sind auch amphiphil. Es gibt viele verschiedene Alkohole, aber alle haben an einem Ende eine Hydroxygruppe, die polar ist, und eine gesättigte oder teilweise gesättigte Kohlenstoffkette am anderen Ende, die nicht polar ist. Wie Detergenzien ermöglicht diese Eigenschaft einem Alkohol - in ausreichender Konzentration - die Phospholipid-Doppelschicht der Virushülle zu stören und zu brechen, wodurch sie inaktiviert wird.

Unbehüllten Viren fehlt diese Phospholipid-Doppelschicht und werden stattdessen durch ein Proteinkapsid geschützt. Die Proteine ​​in einem Kapsid lösen sich nicht mit Reinigungsmitteln auf, können aber mit anderen Desinfektionsmitteln angegriffen werden, die die Proteine ​​chemisch denaturieren. Beispiele für solche Desinfektionsmittel sind Chlor (Bleichmittel), Jod, Peroxide usw.

So wie Seife Löcher in die Phospholipidbeschichtung um umhüllte Viren bohren und sie destabilisieren kann, verändern Denaturierungsmittel die Struktur von Proteinen, die nicht umhüllte Viren schützen, und destabilisieren auch das Kapsid. Sind die Kapsidproteine ​​ausreichend geschädigt, kann das Viruspartikel eine Zelle nicht infizieren und wird so deaktiviert.


Warum Seife im Kampf gegen das Coronavirus dem Bleichen vorzuziehen ist

Seit fast 5.000 Jahren stellen Menschen Reinigungsprodukte her – doch die einfache Kombination aus Seife und Wasser bleibt eine der stärksten Waffen gegen Infektionskrankheiten, darunter das neuartige Coronavirus. Trotzdem, wenn Ausbrüche wie COVID-19 auftreten und Panik einsetzt, beeilen sich die Menschen, alle Arten von chemischen Reinigungsmitteln zu kaufen, von denen viele unnötig oder gegen Viren unwirksam sind.

Schaum-Händedesinfektionsmittel verschwinden aus den Regalen der Geschäfte, obwohl vielen die notwendige Menge Alkohol – mindestens 60 Volumenprozent – ​​fehlt, um Viren abzutöten. In Ländern, die am stärksten vom neuartigen Coronavirus betroffen sind, zeigen Fotos Besatzungen in Schutzanzügen, die Bleichlösungen auf öffentlichen Gehwegen oder in Bürogebäuden sprühen. Ob dies notwendig ist, um die Ausbreitung des Coronavirus zu neutralisieren, zweifeln Experten allerdings.

Die Verwendung von Bleichmittel „ist wie eine Fliege mit einem Knüppel zu schlagen“, sagt Jane Greatorex, Virologin an der Universität Cambridge. Es kann auch Metall korrodieren und zu anderen Gesundheitsproblemen der Atemwege führen, wenn es im Laufe der Zeit zu viel eingeatmet wird.

„Wenn Sie Bleichmittel auf eine Oberfläche mit viel Schmutz auftragen, frisst dieser [Schmutz] das Bleichmittel auf“, sagt Lisa Casanova, Umweltwissenschaftlerin an der Georgia State University. Sie und andere Experten empfehlen stattdessen, mildere saure Seifen wie Spülmittel zu verwenden, um eine Oberfläche im Innen- und Außenbereich leicht zu desinfizieren.

Um vollständig zu verstehen, warum Gesundheitsbeamte immer wieder zu Seife zurückkehren, ist es hilfreich zu wissen, wie das Coronavirus außerhalb des Körpers existiert und was frühe Forschungen darüber sagen, wie lange das Virus auf gewöhnlichen Oberflächen verweilen kann.


Die globale Partnerschaft zum Händewaschen

Seife ist eine unserer effektivsten Abwehrkräfte gegen unsichtbare Krankheitserreger
Auf molekularer Ebene bricht Seife die Dinge auseinander. Auf gesellschaftlicher Ebene hilft es, alles zusammenzuhalten. Es begann wahrscheinlich mit einem Unfall vor Tausenden von Jahren. Einer Legende nach spülte der Regen Fett und Asche von häufigen Tieropfern in einen nahe gelegenen Fluss, wo sie einen Schaum mit einer bemerkenswerten Fähigkeit bildeten, Haut und Kleidung zu reinigen. Vielleicht hatte die Inspiration einen pflanzlichen Ursprung in den schaumigen Lösungen, die beim Kochen oder Zerstampfen bestimmter Pflanzen entstehen. Wie auch immer, die uralte Entdeckung der Seife veränderte die Menschheitsgeschichte. Obwohl unsere Vorfahren es nicht ahnen konnten, wurde Seife letztendlich zu einer unserer effektivsten Abwehrkräfte gegen unsichtbare Krankheitserreger.

Seife ist sanft und beruhigend – und kann für Mikroorganismen extrem destruktiv sein
Menschen halten Seife normalerweise für sanft und beruhigend, aber aus der Sicht von Mikroorganismen ist sie oft äußerst destruktiv. Ein Tropfen normaler Seife, verdünnt in Wasser, reicht aus, um viele Arten von Bakterien und Viren aufzubrechen und abzutöten, einschließlich des neuen Coronavirus, das derzeit um den Globus kreist. Das Geheimnis der beeindruckenden Macht der Seife ist ihre Hybridstruktur.

Seife besteht aus nadelförmigen Molekülen, von denen jedes einen hydrophilen Kopf hat – er bindet sich leicht an Wasser – und einen hydrophoben Schwanz, der Wasser meidet und sich bevorzugt mit Ölen und Fetten verbindet. Diese Moleküle schweben, wenn sie in Wasser suspendiert sind, abwechselnd als einzelne Einheiten umher, interagieren mit anderen Molekülen in der Lösung und ordnen sich zu kleinen Blasen, sogenannten Mizellen, mit Köpfen nach außen und Schwänzen nach innen.

Einige Bakterien und Viren haben Lipidmembranen, die doppelschichtigen Micellen mit zwei Bändern hydrophober Schwänze ähneln, die zwischen zwei Ringen hydrophiler Köpfe eingebettet sind. Diese Membranen sind mit wichtigen Proteinen besetzt, die es Viren ermöglichen, Zellen zu infizieren und lebenswichtige Aufgaben zu erfüllen, die Bakterien am Leben erhalten. Zu den in Lipidmembranen eingehüllten Krankheitserregern gehören Coronaviren, HIV, die Viren, die Hepatitis B und C verursachen, Herpes, Ebola, Zika, Dengue-Fieber und zahlreiche Bakterien, die den Darm und die Atemwege angreifen.

Wenn Sie Ihre Hände mit Wasser und Seife waschen, umgeben Sie alle Mikroorganismen auf Ihrer Haut mit Seifenmolekülen. Die hydrophoben Schwänze der frei schwebenden Seifenmoleküle versuchen dabei, dem Wasser auszuweichen, sie verkeilen sich in die Lipidhüllen bestimmter Mikroben und Viren und reißen diese auseinander.

„Sie wirken wie Brecheisen und destabilisieren das ganze System“, sagt Prof. Pall Thordarson, amtierender Leiter der Chemie an der University of New South Wales. Essentielle Proteine ​​​​sickern aus den aufgerissenen Membranen in das umgebende Wasser, töten die Bakterien und machen die Viren unbrauchbar.

So funktioniert Seife
Das Waschen mit Wasser und Seife ist eine wirksame Methode, um viele Mikroben, einschließlich des neuen Coronavirus, zu zerstören und zu entfernen. Weitere Informationen zu den Auswirkungen des Virus auf den Körper finden Sie unter Wie Coronavirus Ihre Zellen entführt.

Bildnachweis: Jonathan Corum und Ferris Jabr

Gleichzeitig unterbrechen einige Seifenmoleküle die chemischen Bindungen, die es Bakterien, Viren und Schmutz ermöglichen, an Oberflächen zu haften und sie von der Haut zu lösen. Mizellen können sich auch um Schmutzpartikel und Bruchstücke von Viren und Bakterien bilden und sie in schwimmenden Käfigen aufhängen. Wenn Sie Ihre Hände spülen, werden alle Mikroorganismen, die durch Seifenmoleküle beschädigt, gefangen und abgetötet wurden, weggespült.

Im Großen und Ganzen, Händedesinfektionsmittel sind nicht so zuverlässig wie Seife
Desinfektionsmittel mit mindestens 60 Prozent Ethanol wirken ähnlich und besiegen Bakterien und Viren, indem sie ihre Lipidmembranen destabilisieren. Aber sie können Mikroorganismen nicht einfach von der Haut entfernen. Es gibt auch Viren, die nicht auf Lipidmembranen angewiesen sind, um Zellen zu infizieren, sowie Bakterien, die ihre empfindlichen Membranen mit robusten Protein- und Zuckerschilden schützen. Beispiele sind Bakterien, die Meningitis, Lungenentzündung, Durchfall und Hautinfektionen verursachen können, sowie das Hepatitis-A-Virus, Poliovirus, Rhinoviren und Adenoviren (häufige Erkältungsursachen).

Diese widerstandsfähigeren Mikroben sind im Allgemeinen weniger anfällig für den chemischen Angriff von Ethanol und Seife. Aber kräftiges Schrubben mit Wasser und Seife kann diese Mikroben immer noch von der Haut entfernen, was zum Teil der Grund ist, warum Händewaschen effektiver ist als Desinfektionsmittel. Desinfektionsmittel auf Alkoholbasis sind eine gute Alternative, wenn Wasser und Seife nicht zugänglich sind.

Seife im Wasser bleibt eine unserer wertvollsten medizinischen Interventionen
Im Zeitalter der Roboterchirurgie und Gentherapie ist es umso erstaunlicher, dass ein bisschen Seife im Wasser, ein uraltes und im Grunde unverändertes Rezept, eine unserer wertvollsten medizinischen Eingriffe bleibt. Im Laufe eines Tages holen wir alle möglichen Viren und Mikroorganismen von den Gegenständen und Menschen in der Umwelt ab.

Wenn wir geistesabwesend Augen, Nase und Mund berühren – eine Gewohnheit, die laut einer Studie alle zweieinhalb Minuten vorkommt – bieten wir potenziell gefährlichen Mikroben ein Portal zu unseren inneren Organen.

Als Grundlage der täglichen Hygiene wurde das Händewaschen erst vor relativ kurzer Zeit weit verbreitet. In den 1840er Jahren entdeckte Dr. Ignaz Semmelweis, ein ungarischer Arzt, dass viel weniger Frauen nach der Geburt starben, wenn Ärzte sich die Hände waschen. Zu dieser Zeit waren Mikroben nicht allgemein als Überträger von Krankheiten anerkannt, und viele Ärzte machten sich über die Vorstellung lustig, dass ein Mangel an persönlicher Sauberkeit für den Tod ihrer Patienten verantwortlich sein könnte. Von seinen Kollegen geächtet, wurde Dr. Semmelweis schließlich in eine Anstalt eingewiesen, wo er von Wärtern schwer geschlagen wurde und an infizierten Wunden starb.

Florence Nightingale, die englische Krankenschwester und Statistikerin, förderte Mitte des 19. Jahrhunderts ebenfalls das Händewaschen, aber erst in den 1980er Jahren veröffentlichten die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten die weltweit ersten national anerkannten Richtlinien zur Händehygiene.

Das Waschen mit Wasser und Seife ist eine der wichtigsten Praktiken der öffentlichen Gesundheit, die die Rate einer Pandemie erheblich verlangsamen und die Zahl der Infektionen begrenzen und eine katastrophale Überlastung von Krankenhäusern und Kliniken verhindern kann.

Aber die Technik funktioniert nur, wenn sich jeder häufig und gründlich die Hände wäscht:
Machen Sie einen guten Schaum, schrubben Sie Ihre Handflächen und Ihren Handrücken, verschränken Sie Ihre Finger, reiben Sie Ihre Fingerspitzen gegen Ihre Handflächen und drehen Sie eine seifige Faust um Ihre Daumen. Oder wie die kanadische Gesundheitsbeauftragte Bonnie Henry kürzlich sagte:

Waschen Sie Ihre Hände, wie Sie es getan haben Jalapeños gehackt und du musst deine Kontakte ändern.”

Auch relativ junge und gesunde Menschen sollten sich vor allem während einer Pandemie regelmäßig die Hände waschen, da sie die Krankheit auf die Anfälligeren übertragen können.

Seife ist mehr als nur ein persönlicher Schutz, wenn sie richtig verwendet wird, sie wird Teil eines kommunalen Sicherheitsnetzes. Auf molekularer Ebene funktioniert Seife, indem sie Dinge auseinanderbricht, aber auf gesellschaftlicher Ebene hilft sie, alles zusammenzuhalten.

Denken Sie daran, wenn Sie das nächste Mal den Impuls haben, die Spüle zu umgehen: Das Leben anderer Menschen liegt in Ihren Händen.


Die Wirkung von drei Antiseptika/Desinfektionsmitteln gegen behüllte und unbehüllte Viren

Die antivirale Wirkung von Chlorxylenol, Benzalkoniumchlorid und Cetrimid/Chlorhexidin wurde mit einer Suspensionstestmethode gegen eine Reihe von behüllten und unbehüllten humanen Viren bewertet. Virussuspensionen von 10(6)-10(7) pfu/TCID50 oder sfu wurden in jeder der antiseptischen/desinfizierenden Lösungen in Gegenwart einer Rinderserum/Hefeextrakt-Mischung hergestellt, um "schmutzige Bedingungen" zu simulieren. Während der Inkubation wurden Aliquots zu vorbestimmten Zeitpunkten bis zu 10 min entfernt, um die Kinetik der Inaktivierung zu beurteilen. Die Ergebnisse zeigen, dass alle Produkte bei der Inaktivierung der umhüllten Viren Herpes-simplex-Virus Typ 1 und des humanen Immunschwächevirus Typ 1 wirksam waren, während sie bei der Inaktivierung des ebenfalls umhüllten menschlichen Coronavirus und der nicht umhüllten Viren unwirksam waren. Die Ausnahme bildete das Benzalkoniumchlorid-basierte Produkt (Dettol Hospital Concentrate), das gegen das unbehüllte humane Coxsackie-Virus wirksam war. Vier antiseptische/desinfizierende Lösungen mit Chlorxylenol, Benzalkoniumchlorid, Cetrimid/Chlorhexidin und Povidon-Jod wurden auch auf ihre antivirale Wirkung gegen das humane Immunschwächevirus in Gegenwart von menschlichem Vollblut untersucht. Alle vier Lösungen erwiesen sich trotz der zytotoxischen Natur der Verbindungen für das Nachweissystem innerhalb von 1 Minute als wirksam.


Ja, Seife ist Desinfektionsmittel überlegen. Aber wo sind die Beweise?

Wissenschaftliche Studien legen nahe, dass eine gute Handhygiene dazu beiträgt, die Ausbreitung des Coronavirus zu stoppen, und die Centers for Disease Control sagen, dass das Waschen mit Seife und Wasser der beste Weg ist, um Keime loszuwerden. Die Verwendung eines Desinfektionsmittels auf Alkoholbasis sollte Ihre zweite Wahl sein, aber ist es wirklich schlimmer als Händewaschen?

Als die Medien zum ersten Mal über die Wissenschaft berichteten, warum Seife wirksam ist, sprangen sie direkt darauf ein, wie sie SARS-CoV-2 „absolut vernichtet“. Kurz gesagt, Seife enthält „amphiphile“ Moleküle mit fettliebenden Enden, die denen ähnlich sind, aus denen die Membran – eine doppelschichtige „Hülle“ – besteht, die ein Viruspartikel umgibt. Die Alkoholmoleküle in Desinfektionsmitteln sind ebenfalls Amphiphile, aber ihre Aktivität ist langsamer als die 30 Sekunden, die Seife braucht, um ihre Magie zu entfalten.

Wie Palli Thordarson, Chemieprofessor an der University of New South Wales in Sydney, erklärte: „Das Virus ist ein selbstorganisiertes Nanopartikel, dessen schwächstes Glied die Lipid-(Fett-)Doppelschicht ist. Seife löst die Fettmembran auf und das Virus zerfällt.“ wie ein Kartenhaus und stirbt."

Aber das ist ein Erläuterung wie Seife umhüllte Viren zerstört – das ist es nicht Beweis dass Händewaschen am besten für eine gute Hygiene ist. Das Waschen in einem Waschbecken, um saubere Hände zu bekommen, hat jedoch mehrere Vorteile gegenüber der Verwendung eines Desinfektionsmittels.

Ein Vorteil von Seife ist, dass die mechanische Reibung beim Schrubben einen Schaum erzeugt, der eine große Oberfläche bedecken kann und in jeden Winkel Ihrer Haut gelangt (Achtung, zu starkes Schrubben kann zu Hautrissen führen und Keime durch Lücken dringen lassen.) die erste Verteidigungslinie des Körpers gegen Eindringlinge).

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Das Händewaschen bietet einen weiteren Vorteil gegenüber der Verwendung von Seife und Wasser. Eine japanische Studie zeigte, dass Desinfektionsmittel auf Alkoholbasis vier Minuten lang mit Viruspartikeln in Kontakt sein müssen, um das Influenza-A-Virus abzutöten (dies liegt zum Teil daran, dass das Grippevirus durch eine dünne Schleimschicht vor Ethanol geschützt ist). Und doch war das Händedesinfektionsmittel nicht einmal so effektiv wie das Waschen mit Wasser allein, wodurch das Virus innerhalb von 30 Sekunden inaktiviert wurde.

Auch das Händewaschen entfernt Schmutz. Während Desinfektionsmittel Keime abtöten können, hinterlässt es die toten Mikroben auf deiner Haut. Wie eine systematische Überprüfung der bei der Lebensmittelzubereitung übertragenen Keime feststellte, "scheinen Wasser und Seife bei der Entfernung von Schmutz und Mikroorganismen aus den Händen wirksamer zu sein als wasserlose Produkte".

Desinfektionsmittel auf Alkoholbasis haben auch potenziell schädlichere Auswirkungen auf die Gesundheit. Alkohol ist nicht nur brandgefährlich, sondern auch giftig, wenn er über die Haut aufgenommen wird, und Kinder können versehentlich Händedesinfektionsmittel trinken, die nicht aufgeführte Inhaltsstoffe wie Methanol enthalten, was zu tödlichen Vergiftungsfällen geführt hat.

Die Wirkstoffe der Seife sind Salze von Fettsäuren, wie Natriumstearat, und spezielle Inhaltsstoffe sind zur Bekämpfung von Mikroben nicht erforderlich. Laut einer pakistanischen Studie ist ein einfaches Stück Seife bei der Vorbeugung von Lungenentzündungen bei Kindern genauso wirksam wie antibakterielle Riegel: Beide reduzierten Infektionen um die Hälfte.

Zusammengefasst kam eine Überprüfung nach Abwägung der zahlreichen Kosten und Vorteile zu dem Schluss, dass „Seife und Wasser Desinfektionsmittel überlegen sind“. Die Schlussfolgerung basierte jedoch nicht darauf, dass Händedesinfektionsmittel behüllte Viren besser zerstören, sondern "verschiedene Faktoren, wie die Beseitigung eines breiteren Spektrums von Krankheitserregern und Chemikalien und die Entfernung von Keimen auf verschmutzten Händen".

Was ist also damit, dass Seife besser ist als Desinfektionsmittel, um das Coronavirus abzutöten? Es gibt nicht viele Beweise für diese Behauptung, obwohl sie auch nicht widerlegt wurde. Der direkteste Vergleich der beiden Hygienemaßnahmen stammt aus einer Studie deutscher Mikrobiologen, die zeigte, dass antimikrobielle Seifen und Desinfektionsmittel auf Ethanolbasis beide über 99% der umhüllten Viren inaktivieren können, einschließlich Impfung (ein Verwandter der Pocken). In der Studie wurden keine Atemwegsviren getestet.

In Bezug auf die Wirksamkeit von Seife im Vergleich zu Desinfektionsmitteln für Viren, die näher an SARS-CoV-2 liegen, gibt es indirekte Beweise aus einer Studie über Büroumgebungen in Finnland, die ergab, dass die selbst berichteten Atemwegserkrankungen bei Teilnehmern, die sich häufig die Hände waschen, reduziert wurden, aber nicht für diejenigen, die eine Handcreme mit 80% Ethanol verwendet haben.

Insgesamt kam ein unveröffentlichtes Update für 2020 zu einer anderen systematischen Überprüfung der wissenschaftlichen Literatur zu dem Schluss: „Es gab zu wenige Studien, in denen verschiedene Arten von Handhygienemaßnahmen verglichen wurden, um sicher zu sein, dass es Unterschiede zwischen Seife und Wasser, alkoholbasierten Händedesinfektionsmitteln oder anderen Arten gibt von Eingriffen."

Angenommen, Seife ist der beste Weg, um das Coronavirus abzutöten, gibt es viele Gründe, warum dies nicht in veröffentlichten Studien widergespiegelt wird. Die Verwendung von Einrichtungen zum Händewaschen ist weniger bequem als beispielsweise die Verwendung eines Händedesinfektionsmittels, sodass Sie sich wahrscheinlich eher an das Desinfektionsmittel halten, da es einfach zu verwenden ist. Interessanterweise zeigte ein von der Lebensmittelsicherheitsexpertin Kristen Gibson von der University of Arkansas geleitetes Experiment, dass die Teilnehmer mit einer Seife auf Gelbasis im Vergleich zu einer Schaumseife fast 5 Sekunden länger die Hände waschen mussten.

Es ist besser, sich daran zu erinnern, eine weniger wirksame Methode zur Aufrechterhaltung der Händehygiene zu befolgen, als ganz zu vergessen, insbesondere wenn Gesundheitsmaßnahmen im Laufe der Zeit oft unter einer Abnahme der „Compliance“ leiden. Aus diesem Grund empfiehlt die CDC auch weiterhin gerne die Verwendung von Handdesinfektionsmitteln, wenn Wasser und Seife nicht zur Verfügung stehen.

Obwohl es eine wahrscheinliche Erklärung dafür gibt, wie Seife umhüllte Viren wie SARS-CoV-2 zerstört, gibt es nicht viele spezifische Beweise, die die Vermutung stützen, dass sie wirksamer ist als Händedesinfektionsmittel. Und doch, wenn es um gute Hygiene geht, ist es trotz fehlender Beweise wahrscheinlich besser als Nachsicht.

Nach Möglichkeit sollten Sie Ihre Hände gründlich und häufig mit Seife waschen.


Abschluss

Wir haben hier gezeigt, dass Viren tage- oder sogar wochenlang auf trockenen hydrophoben Oberflächen persistierten. Das Resistenzmuster von Viren gegenüber dem Trocknen, wie es im CVB4-Modell veranschaulicht wurde, war nicht auf die Heterogenität der Viruspopulationen zurückzuführen, wie die Ergebnisse der iterativen Trocknung nahelegen. Darüber hinaus spielten Medienzusammensetzungen und Komponentenkonzentrationen bei der Trocknung von Virussuspensionen eindeutig eine Rolle. Die Ergebnisse unserer Studie deuten darauf hin, dass ein anschließender Anstieg der Konzentrationen gelöster Stoffe in Tröpfchen die Lebensfähigkeit von Viren gegenüber dem Trocknen moduliert. Da die Zusammensetzung der Medien eine Rolle für die Lebensfähigkeit von Viren spielt, die einer Trocknung ausgesetzt sind, muss die Persistenz von Viren in natürlichen Medien (klinisch oder umweltbedingt) anstelle von definierten Medien untersucht werden. Weitere Studien werden in unserem Labor auf diese Untersuchungslinie ausgerichtet.


Chemische Desinfektionsmittel

Im Gesundheitswesen bezieht sich „Alkohol&rdquo auf zwei wasserlösliche chemische Verbindungen–Ethylalkohol und Isopropylalkohol&ndash, die allgemein unterschätzte keimtötende Eigenschaften aufweisen 482 . Die FDA hat kein flüssiges chemisches Sterilisationsmittel oder hochwirksames Desinfektionsmittel mit Alkohol als Hauptwirkstoff zugelassen. Diese Alkohole wirken eher schnell bakterizid als bakteriostatisch gegen vegetative Bakterienformen, sie sind auch tuberkulozid, fungizid und viruzid, zerstören aber keine Bakteriensporen. Ihre abtötende Aktivität fällt stark ab, wenn sie unter eine Konzentration von 50 % verdünnt wird, und die optimale bakterizide Konzentration beträgt 60 % und 90 %ige Lösungen in Wasser (Volumen/Volumen) 483, 484 .

Wirkungsweise.

Die wahrscheinlichste Erklärung für die antimikrobielle Wirkung von Alkohol ist die Denaturierung von Proteinen. Dieser Mechanismus wird durch die Beobachtung gestützt, dass absoluter Ethylalkohol, ein Dehydratisierungsmittel, weniger bakterizid ist als Mischungen aus Alkohol und Wasser, da Proteine ​​in Gegenwart von Wasser schneller denaturiert werden 484, 485 . Die Proteindenaturierung stimmt auch mit Beobachtungen überein, dass Alkohol die Dehydrogenasen von . zerstört Escherichia coli 486 , und dass Ethylalkohol die Lag-Phase von erhöht Enterobacter aerogenes 487 und dass der Lag-Phase-Effekt durch Zugabe bestimmter Aminosäuren umgekehrt werden könnte. Es wurde angenommen, dass die bakteriostatische Wirkung durch die Hemmung der Produktion von Metaboliten verursacht wird, die für eine schnelle Zellteilung essentiell sind.

Mikrobizide Aktivität.

Methylalkohol (Methanol) hat die schwächste bakterizide Wirkung der Alkohole und wird daher selten im Gesundheitswesen eingesetzt 488 . Die bakterizide Wirkung verschiedener Konzentrationen von Ethylalkohol (Ethanol) wurde gegen eine Vielzahl von Mikroorganismen in Expositionszeiten von 10 Sekunden bis 1 Stunde untersucht 483 . Pseudomonas aeruginosa wurde in 10 Sekunden durch alle Ethanolkonzentrationen von 30 % bis 100 % (v/v) abgetötet und Serratia marcescens, E, coli und Salmonellentyphus wurden in 10 Sekunden durch alle Ethanolkonzentrationen von 40 % bis 100 % abgetötet. Die grampositiven Organismen Staphylococcus aureus und Streptokokken pyogenes waren etwas resistenter und wurden in 10 Sekunden durch Ethylalkoholkonzentrationen von 60% und 95% getötet. Isopropylalkohol (Isopropanol) war etwas bakterizider als Ethylalkohol für E coli und S. aureus 489 .

Ethylalkohol ist in Konzentrationen von 60 % und 80 % ein starkes viruzides Mittel, das alle lipophilen Viren (z. B. Herpes-, Vaccinia- und Influenza-Viren) und viele hydrophile Viren (z Hepatitis-A-Virus (HAV) 58 oder Poliovirus) 49 . Isopropylalkohol ist gegen die Nichtlipid-Enteroviren nicht aktiv, aber gegen die Lipidviren voll wirksam 72 . Studien haben auch die Fähigkeit von Ethyl- und Isopropylalkohol zur Inaktivierung des Hepatitis-B-Virus (HBV) 224, 225 und des Herpesvirus 490 und Ethylalkohol zur Inaktivierung des Humanen Immunschwächevirus (HIV) 227, Rotavirus, Echovirus und Astrovirus 491 gezeigt.

In Tests zur Wirkung von Ethylalkohol gegen M. tuberkulosetötete 95% Ethanol die Tuberkelbazillen in Sputum oder Wassersuspension innerhalb von 15 Sekunden 492 . Im Jahr 1964 stellte Spaulding fest, dass Alkohole das Germizid der Wahl für die tuberkulozide Wirkung seien und der Standard sein sollten, nach dem alle anderen Tuberkulozide verglichen werden. So verglich er beispielsweise die tuberkulozide Aktivität von Jodophor (450 ppm), einem substituierten Phenol (3%) und Isopropanol (70%/Volumen) mit dem Mucin-Loop-Test (10 6 M. tuberkulose pro Schleife) und bestimmt, dass die Kontaktzeiten, die für eine vollständige Zerstörung benötigt werden, 120 und 180 Minuten, 45 und 60 Minuten bzw. 5 Minuten betragen. Der Mucin-Loop-Test ist ein strenger Test, der entwickelt wurde, um lange Überlebenszeiten zu erzielen. Daher sollten diese Zahlen nicht auf die erforderlichen Expositionszeiten hochgerechnet werden, wenn diese Germizide auf medizinischem oder chirurgischem Material 482 verwendet werden.

Ethylalkohol (70%) war die wirksamste Konzentration zum Abtöten der Gewebephase von Cryptococcus neoformans, Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immitis, und Histoplasma capsulatum und die Kulturphasen der letztgenannten drei Organismen wurden auf verschiedene Oberflächen aerosolisiert. Die Kulturphase war resistenter gegen die Wirkung von Ethylalkohol und benötigte ungefähr 20 Minuten, um die kontaminierte Oberfläche zu desinfizieren, verglichen mit <1 Minute für die Gewebephase 493, 494 .

Isopropylalkohol (20 %) ist wirksam bei der Abtötung der Zysten von Akanthamöben culbertsoni (560) ebenso wie Chlorhexidin, Wasserstoffperoxid und Thimerosal 496 .

Alkohole werden zum Sterilisieren von medizinischen und chirurgischen Materialien hauptsächlich nicht empfohlen, da sie keine sporizide Wirkung haben und proteinreiche Materialien nicht durchdringen können. Tödliche postoperative Wundinfektionen mit Clostridium traten auf, als Alkohole verwendet wurden, um mit Bakteriensporen kontaminierte chirurgische Instrumente zu sterilisieren 497 . Alkohole wurden wirksam verwendet, um Mund- und Rektalthermometer 498, 499, Krankenhaus-Pager 500, Scheren 501 und Stethoskope 502 zu desinfizieren. Alkohole wurden verwendet, um faseroptische Endoskope 503, 504 zu desinfizieren, aber das Versagen dieses Desinfektionsmittels hat zu einer Infektion 280, 505 geführt. Alkoholtupfer werden seit Jahren zur Desinfektion kleiner Oberflächen wie Gummistopfen von Mehrfachdosis-Medikamentenfläschchen oder Impfstoffflaschen verwendet. Außerdem wird gelegentlich Alkohol verwendet, um äußere Oberflächen von Geräten (z. B. Stethoskope, Beatmungsgeräte, manuelle Beatmungsbeutel) 506 , CPR-Puppen 507 , Ultraschallinstrumenten 508 oder Medikamentenvorbereitungsbereichen zu desinfizieren. Zwei Studien zeigten die Wirksamkeit von 70 % Isopropylalkohol zur Desinfektion von wiederverwendbaren Schallkopfköpfen in einer kontrollierten Umgebung 509, 510 . Im Gegensatz dazu wurden drei Ausbrüche von Blutkreislaufinfektionen beschrieben, als Alkohol zur Desinfektion von Schallkopfköpfen auf einer Intensivstation verwendet wurde 511 .

Die dokumentierten Mängel von Alkoholen an Geräten sind, dass sie die Schellackhalterungen von Instrumenten mit Linsen beschädigen, dazu neigen, Gummi und bestimmte Kunststoffschläuche nach längerem und wiederholtem Gebrauch aufzuquellen und zu verhärten, Gummi und Kunststofffliesen 482 zu bleichen und Tonometerspitzen zu beschädigen (durch Verschlechterung des Klebstoffs). ) nach dem Äquivalent von 1 Arbeitsjahr routinemäßiger Nutzung 512 . Tonometer-Biprismen, die 4 Tage lang in Alkohol getränkt wurden, entwickelten raue Vorderflächen, die möglicherweise Hornhautschäden verursachen könnten. Es wurde über Hornhauttrübungen berichtet, wenn die Tonometerspitzen unmittelbar vor der Messung des Augeninnendrucks mit Alkohol abgetupft wurden 514 . Alkohole sind brennbar und müssen daher an einem kühlen, gut belüfteten Ort gelagert werden. Sie verdunsten auch schnell, was eine längere Einwirkzeit erschwert, wenn die Gegenstände nicht eingetaucht werden.

Chlor und Chlorverbindungen

Überblick.

Hypochlorite, die am weitesten verbreiteten Chlordesinfektionsmittel, sind flüssig (z. B. Natriumhypochlorit) oder fest (z. B. Calciumhypochlorit) erhältlich. Die am häufigsten vorkommenden Chlorprodukte in den Vereinigten Staaten sind wässrige Lösungen von 5,25% und 6,15% Natriumhypochlorit (siehe Glossar), die normalerweise als Haushaltsbleiche bezeichnet werden. Sie haben ein breites antimikrobielles Wirkungsspektrum, hinterlassen keine toxischen Rückstände, sind unabhängig von der Wasserhärte, sind kostengünstig und wirken schnell 328 , entfernen getrocknete oder fixierte Organismen und Biofilme von Oberflächen 465 und weisen eine geringe Inzidenz schwerwiegender Toxizität auf 515-517 . Natriumhypochlorit in der Konzentration, die in Haushaltsbleichmitteln verwendet wird (5,25-6,15%) kann Augenreizungen oder oropharyngeale, ösophageale und gastrische Verbrennungen verursachen 318, 518-522 . Andere Nachteile von Hypochloriten sind Korrosivität gegenüber Metallen in hohen Konzentrationen (>500 ppm), Inaktivierung durch organische Stoffe, Verfärbung oder „Bleichen&rdquo von Stoffen, Freisetzung von giftigem Chlorgas beim Mischen mit Ammoniak oder Säure (z. B. Haushaltsreiniger) 523-525 und relative Stabilität 327 . Die mikrobizide Aktivität von Chlor wird größtenteils der undissoziierten hypochlorigen Säure (HOCl) zugeschrieben. Die Dissoziation von HOCI in die weniger mikrobizide Form (Hypochlorition OCl ‑) hängt vom pH-Wert ab. Die desinfizierende Wirksamkeit von Chlor nimmt mit einem Anstieg des pH-Werts ab, der der Umwandlung von undissoziiertem HOCI in OCl entspricht ‑ 329, 526 . Eine potenzielle Gefahr ist die Bildung des Karzinogens Bis(chlormethyl)ether, wenn Hypochloritlösungen mit Formaldehyd in Kontakt kommen 527 und die Bildung des tierischen Karzinogens Trihalogenmethan, wenn heißes Wasser hyperchloriert wird 528 . Nach Überprüfung von Umweltverhalten und ökologischen Daten hat die EPA festgestellt, dass die derzeit registrierten Verwendungen von Hypochloriten keine unangemessenen negativen Auswirkungen auf die Umwelt haben 529 .

Alternative Verbindungen, die Chlor freisetzen und im Gesundheitswesen verwendet werden, umfassen Chlordioxid, Natriumdichlorisocyanurat und Chloramin-T. Der Vorteil dieser Verbindungen gegenüber den Hypochloriten besteht darin, dass sie Chlor länger zurückhalten und so eine längere bakterizide Wirkung ausüben. Natriumdichlorisocyanurat-Tabletten sind stabil, und aus zwei Gründen kann die mikrobizide Aktivität von Lösungen, die aus Natriumdichlorisocyanurat-Tabletten hergestellt wurden, größer sein als die von Natriumhypochlorit-Lösungen, die das gleiche insgesamt verfügbare Chlor enthalten. Erstens sind bei Natriumdichlorisocyanurat nur 50 % des gesamten verfügbaren Chlors frei (HOCl und OCl &ndash ), während der Rest kombiniert wird (Monochlorisocyanurat oder Dichlorisocyanurat) und wenn frei verfügbares Chlor aufgebraucht ist, wird letzteres freigesetzt, um die Gleichgewicht. Zweitens sind Lösungen von Natriumdichlorisocyanurat sauer, wohingegen Natriumhypochloritlösungen alkalisch sind, und es wird angenommen, dass der mikrobizidere Chlortyp (HOCl) vorherrscht 530-533. Desinfektionsmittel auf Chlordioxidbasis werden nach Bedarf durch Mischen der beiden Komponenten (Basislösung [Zitronensäure mit Konservierungs- und Korrosionsinhibitoren] und Aktivatorlösung [Natriumchlorit]) frisch zubereitet. In-vitro-Suspensionstests zeigten, dass Lösungen mit etwa 140 ppm Chlordioxid einen Reduktionsfaktor von über 10 6 von . erreichten S. aureus in 1 Minute und von Bacillus atrophaeus Sporen in 2,5 Minuten in Gegenwart von 3 g/l Rinderalbumin. Die Möglichkeit einer Beschädigung der Ausrüstung muss berücksichtigt werden, da eine langfristige Verwendung den äußeren Kunststoffmantel des Einführungsrohrs 534 beschädigen kann. In einer anderen Studie wurden Chlordioxidlösungen mit entweder 600 ppm oder 30 ppm getötet Mycobacterium avium-intracellulare innerhalb von 60 Sekunden nach dem Kontakt, aber eine Kontamination durch organisches Material beeinträchtigte die mikrobiziden Eigenschaften erheblich 535 .

Die mikrobizide Wirkung eines neuen Desinfektionsmittels „superoxidiertes Wasser&rdquo wurde untersucht die Umgebung. Die Hauptprodukte dieses Wassers sind hypochlorige Säure (z. B. in einer Konzentration von etwa 144 mg/L) und Chlor. Wie bei jedem Germizid wird die antimikrobielle Aktivität von superoxidiertem Wasser stark von der Konzentration des Wirkstoffs (verfügbares freies Chlor) beeinflusst 536 . Ein Hersteller erzeugt das Desinfektionsmittel am Verwendungsort, indem eine Salzlösung mit 9 Ampere über beschichtete Titanelektroden geleitet wird. Das erzeugte Produkt hat einen pH von 5,0–6,5 und ein Redoxpotential (Redox) von >950 mV. Obwohl superoxidiertes Wasser am Ort der Verwendung frisch erzeugt werden soll, war das Desinfektionsmittel bei Tests unter sauberen Bedingungen innerhalb von 5 Minuten wirksam, als es 48 Stunden alt war 537 . Leider kann die zur Herstellung des Produkts erforderliche Ausrüstung teuer sein, da Parameter wie pH, Strom und Redoxpotential genau überwacht werden müssen. Die Lösung ist für biologische Gewebe nicht toxisch. Obwohl der britische Hersteller behauptet, dass die Lösung nicht korrosiv und nicht schädlich für Endoskope und Verarbeitungsgeräte ist, hat ein Hersteller flexibler Endoskope (Olympus Key-Med, Vereinigtes Königreich) die Garantie für die Endoskope erlöschen lassen, wenn sie mit superoxidiertem Wasser desinfiziert werden 538 . Wie bei jeder keimtötenden Formulierung sollte sich der Benutzer beim Gerätehersteller auf die Verträglichkeit mit dem keimtötenden Mittel erkundigen. Es sind zusätzliche Studien erforderlich, um festzustellen, ob diese Lösung als Alternative zu anderen Desinfektionsmitteln oder Antiseptika zum Händewaschen, Hautantiseptik, Raumreinigung oder Gerätedesinfektion (z. B. Endoskope, Dialysatoren) verwendet werden könnte 400, 539, 540 . Im Oktober 2002 genehmigte die FDA superoxidiertes Wasser als hochwirksames Desinfektionsmittel (FDA, persönliche Mitteilung, 18. September 2002).

Wirkungsweise.

Der genaue Mechanismus, durch den freies Chlor Mikroorganismen zerstört, ist nicht aufgeklärt. Die Inaktivierung durch Chlor kann auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen sein: Oxidation von Sulfhydrylenzymen und Aminosäuren Ringchlorierung von Aminosäuren Verlust des intrazellulären Inhalts verminderte Aufnahme von Nährstoffen Hemmung der Proteinsynthese verminderte Sauerstoffaufnahme Oxidation von Atemwegskomponenten verminderte Adenosintriphosphat-Produktion Unterbrechungen in der DNA und unterdrückte DNA-Synthese 329, 347. Der eigentliche mikrobizide Mechanismus von Chlor könnte eine Kombination dieser Faktoren oder die Wirkung von Chlor auf kritische Stellen beinhalten 347 .

Mikrobizide Aktivität.

Geringe Konzentrationen an frei verfügbarem Chlor (z. B. HOCl, OCl &ndash und elementarem Chlor-Cl2) wirken in Sekunden ohne organische Belastung auf Mykoplasmen (25 ppm) und vegetative Bakterien (<5 ppm) 329, 418 . Zum Abtöten sind höhere Chlorkonzentrationen (1.000 ppm) erforderlich M. tuberkulose unter Verwendung des Tuberkulozid-Tests der Association of Official Analytical Chemists (AOAC) 73 . Eine Konzentration von 100 ppm tötet &ge99,9 % von B. atrophaeus Sporen innerhalb von 5 Minuten 541,542 und zerstören mykotische Agenzien in <1 Stunde 329 . Angesäuertes Bleichmittel und normales Bleichmittel (5.000 ppm Chlor) können 10 6 inaktivieren Clostridium difficile Sporen in &le10 Minuten 262 . Eine Studie berichtete, dass 25 verschiedene Viren in 10 Minuten mit 200 ppm verfügbarem Chlor inaktiviert wurden 72 . Mehrere Studien haben die Wirksamkeit von verdünntem Natriumhypochlorit und anderen Desinfektionsmitteln zur Inaktivierung von HIV gezeigt 61 . Chlor (500 ppm) zeigte eine Hemmung von Kandidat nach 30 Sekunden Belichtung 54 . In Experimenten, bei denen die AOAC-Verdünnungsmethode verwendet wurde, töteten 100 ppm freies Chlor 10 6 &ndash10 7 S. aureus, Salmonella choleraesuis, und P. aeruginosa in <10 Minuten 327 . Da Haushaltsbleiche 5,25% und 6,15% Natriumhypochlorit oder 52.500 und 61.500 ppm verfügbares Chlor enthält, liefert eine Verdünnung von 1:1.000 etwa 53 und 62 ppm verfügbares Chlor und eine Verdünnung von 1:10 Haushaltsbleiche etwa 5250 und 6150 ppm.

Für Chlordioxid sind Daten verfügbar, die die Angaben der Hersteller zu bakteriziden, fungiziden, sporiziden, tuberkuloziden und viruziden Angaben 543-546 unterstützen. Ein Chlordioxid-Generator hat sich zur Dekontamination flexibler Endoskope als wirksam erwiesen 534, ist jedoch derzeit nicht von der FDA für die Verwendung als hochwirksames Desinfektionsmittel zugelassen 85 . Chlordioxid kann durch Mischen von Lösungen hergestellt werden, beispielsweise einer Chlorlösung mit einer Natriumchloritlösung 329 . 1986 wurde ein Chlordioxidprodukt freiwillig vom Markt genommen, als seine Verwendung zu einem Auslaufen von Dialysatormembranen auf Cellulosebasis führte, wodurch Bakterien von der Dialysierflüssigkeitsseite des Dialysators auf die Blutseite wanderten 547 .

Natriumdichlorisocyanurat mit 2.500 ppm verfügbarem Chlor ist in Gegenwart von bis zu 20 % Plasma gegen Bakterien wirksam, verglichen mit 10 % Plasma für Natriumhypochlorit mit 2.500 ppm 548 .

&ldquoSuperoxidiertes Wasser&rdquo wurde auf Bakterien, Mykobakterien, Viren, Pilze und Sporen getestet 537, 539, 549 . Frisch erzeugtes superoxidiertes Wasser ist schnell (<2 Minuten) bei der Erzielung eines 5-log10 Reduzierung pathogener Mikroorganismen (d. h. M. tuberkulose, M. chelonae, Poliovirus, HIV, multiresistent S. aureus, E. coli, Candida albicans, Enterococcus faecalis, P. aeruginosa) ohne organische Belastung. Die biozide Aktivität dieses Desinfektionsmittels nahm jedoch in Gegenwart von organischem Material (z. B. 5% Pferdeserum) erheblich ab 537, 549, 550 . Auf künstlich kontaminierten Endoskopen wurden nach 5-minütiger Exposition gegenüber superoxidiertem Wasser keine Bakterien oder Viren nachgewiesen 551 und HBV-DNA wurde bei keinem experimentell mit HBV-positiven Mischseren kontaminierten Endoskop nach einer Desinfektionsmittel-Expositionszeit von 7 Minuten nachgewiesen 552 .

Hypochlorite werden häufig in Gesundheitseinrichtungen in einer Vielzahl von Umgebungen verwendet. 328 Anorganische Chlorlösung wird zur Desinfektion von Tonometerköpfen 188 und zur punktuellen Desinfektion von Arbeitsplatten und Böden verwendet. Zur Dekontamination von verschüttetem Blut wurde eine 1:10 &ndash 1:100 Verdünnung von 5,25% &ndash 6,15% Natriumhypochlorit (d. h. Haushaltsbleiche) 22, 228, 553, 554 oder ein EPA-registriertes tuberkulozides Desinfektionsmittel 17 empfohlen. Bei kleinen Blutverschüttungen (d. h. Blutstropfen) auf unkritischen Oberflächen kann der Bereich mit einer 1:100-Verdünnung von 5,25%-6,15% Natriumhypochlorit oder einem EPA-registrierten tuberkuloziden Desinfektionsmittel desinfiziert werden. Da Hypochlorite und andere Germizide in Gegenwart von Blut im Wesentlichen inaktiviert werden 63, 548, 555, 556 , erfordern große Blutverschüttungen, dass die Oberfläche vor einem EPA-registrierten Desinfektionsmittel oder einer 1:10 (Endkonzentration) Lösung von Haushaltsbleichmittel gereinigt wird wird angewendet 557 . Wenn eine Verletzung durch scharfe Gegenstände möglich ist, sollte die Oberfläche zunächst dekontaminiert werden 69, 318 , dann gereinigt und desinfiziert (1:10 Endkonzentration) 63 . Es ist immer äußerste Vorsicht geboten, um perkutane Verletzungen zu vermeiden. Für die Dekontamination von CPR-Trainingspuppen werden mindestens 500 ppm verfügbares Chlor für 10 Minuten empfohlen 558 . Für die Selbstdesinfektion von Nadeln und Spritzen, die für die Injektion illegaler Medikamente verwendet werden, wenn keine Nadelwechselprogramme verfügbar sind, wurde Vollstärke Bleichmittel empfohlen.Der Unterschied in den empfohlenen Bleichmittelkonzentrationen spiegelt die Schwierigkeit der Innenreinigung von Nadeln und Spritzen und die Verwendung von Nadeln und Spritzen für die parenterale Injektion wider 559 . Ärzte sollten ihre Verwendung von Chlor auf Oberflächen in der Umgebung nicht auf der Grundlage von Testmethoden ändern, die keine tatsächlichen Desinfektionspraktiken simulieren 560, 561 . Andere Verwendungen im Gesundheitswesen umfassen als Spülmittel bei der endodontischen Behandlung 562 und als Desinfektionsmittel für Puppen, Wäsche, zahnärztliche Geräte, Hydrotherapietanks 23, 41 , geregelte medizinische Abfälle vor der Entsorgung 328 und das Wasserverteilungssystem in Hämodialysezentren und Hämodialysegeräten 563 .

Chlor wird seit langem als Desinfektionsmittel in der Wasseraufbereitung verwendet. Hyperchlorierung von a Legionellen-kontaminiertes Krankenhauswassersystem 23 führte zu einem dramatischen Rückgang (von 30 % auf 1,5 %) bei der Isolierung von L. pneumophila von Wasserausgängen und eine Beendigung der mit dem Gesundheitswesen verbundenen Legionärskrankheit in einer betroffenen Einheit 528, 564 . Die Wasserdesinfektion mit Monochloramin in kommunalen Wasseraufbereitungsanlagen reduzierte das Risiko für die medizinische und damit in Verbindung stehende Legionärskrankheit erheblich 565, 566 . Chlordioxid wurde auch verwendet, um zu kontrollieren Legionellen in einer Krankenhauswasserversorgung. 567 Chloramin T 568 und Hypochlorite 41 wurden zur Desinfektion von Hydrotherapiegeräten verwendet.

Hypochloritlösungen in Leitungswasser mit einem pH-Wert von >8, die bei Raumtemperatur (23°C) in geschlossenen, undurchsichtigen Kunststoffbehältern gelagert werden, können über einen Monat bis zu 40% und 50% ihres frei verfügbaren Chlorgehalts verlieren. Wenn ein Benutzer also am 30. Tag eine Lösung mit 500 ppm verfügbarem Chlor haben möchte, sollte er oder sie zum Zeitpunkt 0 eine Lösung mit 1.000 ppm Chlor herstellen. Natriumhypochlorit-Lösung zersetzt sich nicht nach 30 Tagen, wenn sie in einem geschlossenen braune Flasche 327 .

Die Verwendung von Pulvern, die aus einer Mischung aus einem Chlor freisetzenden Mittel mit einem stark absorbierenden Harz bestehen, zur Desinfektion von verschütteten Körperflüssigkeiten wurde durch Labortests und Versuche auf Krankenstationen bewertet. Die Aufnahme von Acrylharzpartikeln in Formulierungen erhöht das aufsaugbare Flüssigkeitsvolumen deutlich, da das Harz je nach Flüssigkeitskonsistenz das 200- bis 300-fache seines Eigengewichts an Flüssigkeit aufnehmen kann. Wenn experimentelle Formulierungen, die 1 %, 5 % und 10 % verfügbares Chlor enthielten, durch einen standardisierten Oberflächentest bewertet wurden, zeigten diejenigen, die 10 % enthielten, eine bakterizide Aktivität. Ein Problem bei chlorfreisetzenden Granulaten besteht darin, dass sie Chlordämpfe erzeugen können, wenn sie auf Urin aufgebracht werden 569 .

Formaldehyd

Überblick.

Formaldehyd wird sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen Zustand als Desinfektions- und Sterilisationsmittel verwendet. Flüssiges Formaldehyd wird in diesem Abschnitt kurz betrachtet, und die gasförmige Form wird an anderer Stelle besprochen 570 . Formaldehyd wird hauptsächlich als wasserbasierte Lösung namens Formalin verkauft und verwendet, die 37 Gew.-% Formaldehyd enthält. Die wässrige Lösung ist ein Bakterizid, Tuberkulozid, Fungizid, Viruzid und Sporizid 72, 82, 571-573. Die OSHA wies darauf hin, dass Formaldehyd am Arbeitsplatz als potenziell krebserregend gehandhabt werden sollte und legte einen Standard für die Exposition von Mitarbeitern für Formaldehyd fest, der eine zeitgewichtete durchschnittliche Expositionskonzentration über 8 Stunden von 0,75 ppm 574, 575 begrenzt. Die Norm enthält einen zweiten zulässigen Expositionsgrenzwert in Form eines Kurzzeit-Expositionsgrenzwerts (STEL) von 2 ppm, dh der maximal zulässigen Exposition während eines Zeitraums von 15 Minuten 576 . Die Einnahme von Formaldehyd kann tödlich sein, und eine langfristige Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen in der Luft oder auf der Haut kann asthmaähnliche Atemprobleme und Hautreizungen wie Dermatitis und Juckreiz verursachen. Aus diesen Gründen sollten Mitarbeiter nur begrenzten direkten Kontakt mit Formaldehyd haben, und diese Überlegungen schränken seine Rolle bei Sterilisations- und Desinfektionsprozessen ein. Die wichtigsten Bestimmungen des OSHA-Standards, der Arbeitnehmer vor Formaldehyd-Exposition schützt, finden sich in Titel 29 des Code of Federal Regulations (CFR) Part 1910.1048 (und gleichwertigen Vorschriften in Staaten mit von der OSHA genehmigten staatlichen Plänen) 577 .

Wirkungsweise.

Formaldehyd inaktiviert Mikroorganismen durch Alkylierung der Amino- und Sulfhydralgruppen von Proteinen und Ringstickstoffatomen von Purinbasen 376 .

Mikrobizide Aktivität.

Unterschiedliche Konzentrationen wässriger Formaldehydlösungen zerstören eine Vielzahl von Mikroorganismen. Die Inaktivierung des Poliovirus in 10 Minuten erforderte eine 8 %ige Formalinkonzentration, aber alle anderen getesteten Viren wurden mit 2 % Formalin inaktiviert 72 . Vier Prozent Formaldehyd wirken tuberkulozid und inaktivieren 10 4 m. Tuberkulose in 2 Minuten 82 , und 2,5% Formaldehyd inaktiviert etwa 10 7 Salmonellen Typhi in 10 Minuten in Gegenwart von organischem Material 572 . Die sporizide Wirkung von Formaldehyd war in Vergleichstests mit 4 % wässrigem Formaldehyd und 2 % Glutaraldehyd gegenüber den Sporen von Glutaraldehyd langsamer als die von Glutaraldehyd B. anthrazit 82. Die Formaldehydlösung benötigte 2 Stunden Kontakt, um einen Inaktivierungsfaktor von 10 4 zu erreichen, während Glutaraldehyd nur 15 Minuten benötigte.

Obwohl Formaldehyd-Alkohol ein chemisches Sterilisationsmittel ist und Formaldehyd ein hochwirksames Desinfektionsmittel ist, sind die Verwendungen von Formaldehyd im Gesundheitswesen durch seine reizenden Dämpfe und seinen stechenden Geruch selbst bei sehr geringen Konzentrationen (<1 ppm) eingeschränkt. Aus diesen und anderen Gründen, z. B. seiner Rolle als mutmaßliches Humankarzinogen im Zusammenhang mit Nasen- und Lungenkrebs 578 , ist dieses Germizid aus Tabelle 1 ausgeschlossen für Mitarbeiter von Nierentransplantationseinheiten 574, 579 und Studenten in einem Grobanatomielabor 580 dokumentiert. Formaldehyd wird im Gesundheitswesen zur Herstellung von Virusimpfstoffen (z. B. Poliovirus und Influenza) als Einbalsamierungsmittel und zur Konservierung anatomischer Proben verwendet und wurde in der Vergangenheit zur Sterilisation von chirurgischen Instrumenten verwendet, insbesondere wenn sie mit Ethanol vermischt wurden. Eine Umfrage aus dem Jahr 1997 ergab, dass Formaldehyd für die Aufbereitung von Hämodialysatoren von 34 % der US-Hämodialysezentren verwendet wurde – ein Rückgang um 60 % gegenüber 1983 249, 581 . Bei Verwendung bei Raumtemperatur ist eine Konzentration von 4% bei einer Mindesteinwirkungszeit von 24 Stunden erforderlich, um Einmal-Hämodialysatoren, die am selben Patienten wiederverwendet werden, zu desinfizieren 582, 583 . Wässrige Formaldehydlösungen (1% &ndash2%) wurden auch verwendet, um die inneren Flüssigkeitswege von Dialysegeräten 583 zu desinfizieren. Um eine potenzielle Gesundheitsgefahr für Dialysepatienten zu minimieren, muss die Dialyseausrüstung vor der Verwendung gründlich gespült und auf Restformaldehyd getestet werden.

Paraformaldehyd, ein festes Polymer von Formaldehyd, kann zur gasförmigen Dekontamination von biologischen Sicherheitswerkbänken mit Laminarströmung durch Hitze verdampft werden, wenn Wartungsarbeiten oder Filterwechsel Zugang zum abgedichteten Teil des Gehäuses erfordern.

Glutaraldehyd

Überblick.

Glutaraldehyd ist ein gesättigtes Dialdehyd, das als hochwirksames Desinfektionsmittel und chemisches Sterilisationsmittel weit verbreitet ist 107 . Wässrige Lösungen von Glutaraldehyd sind sauer und in diesem Zustand im Allgemeinen nicht sporizid. Nur wenn die Lösung durch Verwendung von alkalisierenden Mitteln auf pH 7,5 – 8,5 „aktiviert&rdquo (alkalisch gemacht) wird, wird die Lösung sporizid. Nach der Aktivierung sind diese Lösungen aufgrund der Polymerisation der Glutaraldehydmoleküle bei alkalischen pH-Werten mindestens 14 Tage haltbar. Diese Polymerisation blockiert die aktiven Zentren (Aldehydgruppen) der Glutaraldehydmoleküle, die für seine biozide Aktivität verantwortlich sind.

Neue Glutaraldehyd-Formulierungen (z. B. Glutaraldehyd-Phenol-Natriumphenat, verstärktes saures Glutaraldehyd, stabilisiertes alkalisches Glutaraldehyd), die in den letzten 30 Jahren hergestellt wurden, haben das Problem des schnellen Aktivitätsverlusts (z Aktivität 584-588 . Die antimikrobielle Aktivität hängt jedoch nicht nur vom Alter ab, sondern auch von den Anwendungsbedingungen wie Verdünnung und organischem Stress. Die Literatur der Hersteller für diese Präparate legt nahe, dass neutrale oder alkalische Glutaraldehyde mikrobizide und antikorrosive Eigenschaften besitzen, die denen von sauren Glutaraldehyden überlegen sind, und einige veröffentlichte Berichte untermauern diese Behauptungen 542, 589, 590 . Zwei Studien fanden jedoch keinen Unterschied in der mikrobiziden Aktivität von alkalischen und sauren Glutaraldehyden 73, 591 . Die Verwendung von Lösungen auf Glutaraldehyd-Basis in Gesundheitseinrichtungen ist aufgrund ihrer Vorteile weit verbreitet, einschließlich der hervorragenden bioziden Eigenschaften, Aktivität in Gegenwart von organischem Material (20% Rinderserum) und nicht korrosiver Wirkung auf endoskopische Geräte, Thermometer, Gummi- oder Kunststoffgeräte (Tabellen 4 und 5).

Wirkungsweise.

Die biozide Aktivität von Glutaraldehyd resultiert aus seiner Alkylierung von Sulfhydryl-, Hydroxy-, Carboxyl- und Aminogruppen von Mikroorganismen, die die RNA-, DNA- und Proteinsynthese verändert. Der Wirkungsmechanismus von Glutaraldehyden wird an anderer Stelle ausführlich besprochen 592, 593 .

Mikrobizide Aktivität.

Die In-vitro-Inaktivierung von Mikroorganismen durch Glutaraldehyd wurde umfassend untersucht und überprüft 592, 593 . Mehrere Forscher zeigten, dass &ge2%ige wässrige Lösungen von Glutaraldehyd, gepuffert auf pH 7,5&ndash8,5 mit Natriumbicarbonat, vegetative Bakterien in <2 Minuten effektiv töteten M. tuberkulose, Pilze und Viren in <10 Minuten und Sporen von Bazillus und Clostridium Spezies in 3 Stunden 542, 592-597 . Sporen von C. schwierig werden durch 2 % Glutaraldehyd schneller abgetötet als Sporen anderer Arten von Clostridium und Bazillus 79, 265, 266 . Es wurde über Mikroorganismen mit erheblicher Resistenz gegen Glutaraldehyd berichtet, einschließlich einiger Mykobakterien (M. chelonae, Mycobacterium avium-intracellulare, M. xenopi) 598-601 , Methylobacterium mesophilicum 602 , Trichosporon, Pilz-Ascosporen (z. B. Microascus cinereus, Cheatomium globosum), und Kryptosporidie 271, 603 . M. chelonae bestand in einer 0,2%igen Glutaraldehydlösung, die verwendet wurde, um Herzklappenprothesen vom Schwein zu lagern 604 .

Zweiprozentige alkalische Glutaraldehydlösung inaktiviert 10 5 M. tuberkulose Zellen auf der Oberfläche von Penizylindern innerhalb von 5 Minuten bei 18°C ​​589 . Nachfolgende Studien 82 stellten jedoch die mykobakterizide Wirkung von Glutaraldehyden in Frage. Zwei Prozent alkalisches Glutaraldehyd wirken langsam (20 bis >30 Minuten) gegen M. tuberkulose und schneidet ungünstig mit Alkoholen, Formaldehyden, Jod und Phenol ab 82 . Aussetzungen von M. avium, M. intracellulare, und M. gordonae waren resistenter gegenüber einer Inaktivierung durch ein 2%iges alkalisches Glutaraldehyd (geschätzte Zeit bis zur vollständigen Inaktivierung:

60 Minuten) als virulent M. tuberkulose (geschätzte Zeit bis zur vollständigen Inaktivierung

25 Minuten) 605 . Die Abtötungsrate war direkt proportional zur Temperatur, und eine standardisierte Suspension von M. tuberkulose konnte nicht innerhalb von 10 Minuten sterilisiert werden 84 . Ein von der FDA zugelassenes chemisches Sterilisationsmittel mit 2,5 % Glutaraldehyd verwendet eine erhöhte Temperatur (35 °C), um die Zeit zu verkürzen, die für eine hochgradige Desinfektion (5 Minuten) erforderlich ist 85, 606 , aber seine Verwendung ist auf automatische Endoskop-Aufbereiter mit Heizung beschränkt. In einer anderen Studie mit Membranfiltern zur Messung der mykobakteriziden Aktivität von 2% alkalischem Glutaraldehyd wurde eine vollständige Inaktivierung innerhalb von 20 Minuten bei 20°C erreicht, wenn das Testinokulum 10 6 betrug M. tuberkulose pro Membran 81 . Mehrere Forscher 55, 57, 73, 76, 80, 81, 84, 605 haben gezeigt, dass Glutaraldehydlösungen 2,4 bis >5,0 log . inaktivieren10 von M. tuberkulose in 10 Minuten (einschließlich multiresistenter M. tuberkulose) und 4.0&ndash6.4 log10 von M. tuberkulose in 20 Minuten. Auf der Grundlage dieser Daten und anderer Studien gelten 20 Minuten bei Raumtemperatur als die minimale Expositionszeit, die erforderlich ist, um zuverlässig abzutöten Mykobakterien und andere vegetative Bakterien mit &ge2% Glutaraldehyd 17, 19, 27, 57, 83, 94, 108, 111, 117-121, 607.

Glutaraldehyd wird während der Anwendung häufig verdünnt, und Studien zeigten eine Abnahme der Glutaraldehydkonzentration nach einigen Tagen der Anwendung in einer automatischen Endoskopwaschmaschine 608, 609 . Der Rückgang tritt auf, weil die Instrumente nicht gründlich getrocknet werden und Wasser mit dem Instrument mitgeführt wird, was das Volumen der Lösung erhöht und ihre effektive Konzentration verdünnt 610 . Dies unterstreicht die Notwendigkeit, sicherzustellen, dass semikritische Geräte mit einer akzeptablen Konzentration an Glutaraldehyd desinfiziert werden. Die Daten legen nahe, dass 1,0 % &ndash 1,5 % Glutaraldehyd die minimale wirksame Konzentration für > 2 % Glutaraldehydlösungen ist, wenn sie als hochwirksames Desinfektionsmittel verwendet werden 76, 589, 590, 609 . Zur Bestimmung, ob trotz wiederholter Anwendung und Verdünnung eine wirksame Konzentration an Glutaraldehyd vorhanden ist, stehen chemische Teststreifen oder flüssige chemische Monitore 610, 611 zur Verfügung. Die Testhäufigkeit sollte sich nach der Häufigkeit der Anwendung richten (z. B. täglich anwenden, Test täglich wöchentlich anwenden, Test vor der Anwendung 30-mal täglich anwenden, Test jede 10. Anwendung), aber die Streifen sollten nicht zur Verlängerung der Nutzungsdauer über das Verfallsdatum hinaus. Die Daten deuten darauf hin, dass sich die Chemikalien im Teststreifen mit der Zeit 612 verschlechtern und ein Verfallsdatum des Herstellers auf den Flaschen angebracht werden sollte. Die Teststreifenflasche sollte beim Öffnen datiert und für den auf der Flasche angegebenen Zeitraum (z. B. 120 Tage) verwendet werden. Die Ergebnisse der Teststreifenüberwachung sollten dokumentiert werden. Die Glutaraldehyd-Testkits wurden vorläufig auf Genauigkeit und Reichweite 612 bewertet, aber die Zuverlässigkeit wurde in Frage gestellt 613 . Um sicherzustellen, dass eine wirksame Mindestkonzentration des hochwirksamen Desinfektionsmittels vorhanden ist, empfehlen die Hersteller einiger chemischer Teststreifen die Anwendung von Qualitätskontrollverfahren, um sicherzustellen, dass die Streifen ordnungsgemäß funktionieren. Wenn der Hersteller des chemischen Teststreifens ein Verfahren zur Qualitätskontrolle empfiehlt, sollten sich die Benutzer an die Empfehlungen des Herstellers halten. Die Konzentration sollte als inakzeptabel oder unsicher angesehen werden, wenn der Test eine Verdünnung unterhalb der minimalen effektiven Konzentration (MEC) des Produkts (im Allgemeinen auf &1,0%&ndash1,5% Glutaraldehyd) anzeigt, indem der Indikator die Farbe nicht ändert.

Ein Produkt mit 2,0% Glutaraldehyd und 7,05% Phenol und 1,20% Natriumphenat, das 0,125% Glutaraldehyd und 0,44% Phenol und 0,075% Natriumphenat enthält, wenn es 1:16 verdünnt wird, wird nicht als hochwirksames Desinfektionsmittel empfohlen, da es in Gegenwart keine bakterizide Wirkung hat von organischem Material und fehlt eine tuberkulozide, fungizide, viruzide und sporizide Aktivität 49, 55, 56, 71, 73-79, 614 . Im Dezember 1991 ordnete die EPA an, den Verkauf aller Chargen dieses Produkts einzustellen, da Wirksamkeitsdaten zeigen, dass das Produkt nicht gegen Sporen und möglicherweise andere Mikroorganismen oder unbelebte Gegenstände wirksam ist, wie auf dem Etikett angegeben 615 . Die FDA hat ein Glutaraldehyd&ndashphenol/Phenat-Konzentrat als hochwirksames Desinfektionsmittel zugelassen, das 1,12 % Glutaraldehyd mit 1,93% Phenol/Phenat in seiner Anwendungskonzentration enthält. Andere von der FDA zugelassene Glutaraldehyd-Sterilisationsmittel, die 2,4% und 3,4% Glutaraldehyd enthalten, werden unverdünnt verwendet 606 .

Glutaraldehyd wird am häufigsten als hochwirksames Desinfektionsmittel für medizinische Geräte wie Endoskope 69, 107, 504 , Spirometrieschläuche, Dialysatoren 616 , Schallköpfe, Anästhesie- und Atemtherapiegeräte 617 , Hämodialyse-Dosier- und Dialysatabgabesysteme 249, 618 und Wiederverwendung verwendet von laparoskopischen Einweg-Kunststofftrokaren 619 . Glutaraldehyd ist gegenüber Metall nicht korrosiv und greift Instrumente mit Linsen, Gummi nicht an. oder Kunststoffe. Glutaraldehyd sollte nicht zur Reinigung unkritischer Oberflächen verwendet werden, da es zu giftig und teuer ist.

Kolitis, von der angenommen wird, dass sie durch Glutaraldehyd-Exposition durch Reste der Desinfektionslösung in den Kanälen der Endoskoplösung verursacht wird, wurde berichtet und kann durch sorgfältiges Spülen des Endoskops verhindert werden 318, 620-630 . Eine Studie ergab, dass die Restspiegel von Glutaraldehyd nach manueller Desinfektion (<0,2 mg/l bis 159,5 mg/l) höher und variabler waren als nach automatischer Desinfektion (0,2&ndash6,3 mg/l) 631 . Ebenso wurden Keratopathie und Hornhautdekompensation durch unzureichend gespülte ophthalmologische Instrumente nach dem Einweichen in 2% Glutaraldehyd verursacht 632, 633 .

Gesundheitspersonal kann erhöhten Konzentrationen von Glutaraldehyddämpfen ausgesetzt sein, wenn Geräte in schlecht belüfteten Räumen verarbeitet werden, wenn Verschüttungen auftreten, wenn Glutaraldehydlösungen aktiviert oder ausgetauscht werden 634 oder wenn offene Tauchbäder verwendet werden. Akute oder chronische Exposition kann zu Hautreizungen oder Dermatitis, Schleimhautreizungen (Auge, Nase, Mund) oder pulmonalen Symptomen führen 318, 635-639 . Epistaxis, allergische Kontaktdermatitis, Asthma und Rhinitis wurden auch bei Glutaraldehyd exponierten Mitarbeitern des Gesundheitswesens berichtet 636, 640-647 .

Die Glutaraldehyd-Exposition sollte überwacht werden, um eine sichere Arbeitsumgebung zu gewährleisten. Die Prüfung kann mit vier Techniken erfolgen: Silicagel-Röhrchen/Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektor, mit Dinitrophenylhydrazin (DNPH) imprägnierte Filterkassette/Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) mit Ultraviolett-(UV)-Detektor, passiver Ausweis/ HPLC oder ein tragbarer Glutaraldehyd-Luftmonitor 648 . Das Silicagel-Röhrchen und die DNPH-imprägnierte Kassette eignen sich zur Überwachung des 0,05 ppm-Obergrenze. Der passive Ausweis mit einer Nachweisgrenze von 0,02 ppm wird bei der Obergrenze des American Council of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) als marginal angesehen. Der Höchstwert wird als zu nahe an der Nachweisgrenze von 0,03 ppm des Glutaraldehyd-Messgeräts angesehen, um Vertrauen in die Messwerte zu liefern 648 . ACGIH erfordert keinen speziellen Überwachungsplan für Glutaraldehyd, jedoch ist ein Überwachungsplan erforderlich, um sicherzustellen, dass der Gehalt unter der Obergrenze liegt. Beispielsweise sollte zunächst eine Überwachung erfolgen, um den Glutaraldehyd-Spiegel zu bestimmen, nach Verfahrens- oder Geräteänderungen und als Reaktion auf Beschwerden von Arbeitnehmern 649 . Liegt kein zulässiger Expositionsgrenzwert der OSHA vor, wären Korrekturmaßnahmen und eine wiederholte Überwachung sinnvoll, wenn der Glutaraldehydgehalt über dem ACGIH-Obergrenzengrenzwert von 0,05 ppm liegt 649 .

Zu den technischen und arbeitspraktischen Kontrollen, die zur Lösung dieser Probleme verwendet werden können, gehören Ablufthauben mit Kanal, Luftsysteme, die einen Luftaustausch von 7&ndash.15 pro Stunde ermöglichen, kanallose Laborabzüge mit Absorptionsmitteln für den Glutaraldehyd-Dampf, dicht schließende Deckel von Tauchbädern, persönliche Schutzausrüstung ( B. Nitril- oder Butylkautschukhandschuhe, jedoch keine Naturlatexhandschuhe, Schutzbrillen), um den Kontakt mit Haut oder Schleimhäuten zu minimieren, und automatisierte Endoskopprozessoren 7, 650 . Wenn die technischen Kontrollen die Grenzwerte nicht unterschreiten, können Institutionen die Verwendung von Atemschutzgeräten in Betracht ziehen (z. 651. Im Allgemeinen werden technische Kontrollen gegenüber arbeitspraktischen und administrativen Kontrollen bevorzugt, da sie keine aktive Beteiligung des Gesundheitspersonals erfordern. Obwohl die Durchsetzung der OSHA-Obergrenze im Jahr 1993 vom US-Berufungsgericht ausgesetzt wurde 577 , ist es ratsam, die Exposition der Mitarbeiter auf 0,05 ppm (nach ACGIH) zu begrenzen, da Glutaraldehyd auf diesem Niveau Augen, Rachen und Nase reizen kann 318 , 577, 639, 652 . Wenn die Entsorgung von Glutaraldehyd über das Abwassersystem eingeschränkt ist, kann Natriumbisulfat verwendet werden, um das Glutaraldehyd zu neutralisieren und es sicher zu entsorgen.

Wasserstoffperoxid

Überblick.

Die Literatur enthält mehrere Berichte über die Eigenschaften, die keimtötende Wirksamkeit und die möglichen Verwendungen von stabilisiertem Wasserstoffperoxid im Gesundheitswesen. Veröffentlichte Berichte schreiben Wasserstoffperoxid eine gute keimtötende Aktivität zu und bescheinigen seine bakteriziden, viruziden, sporiziden und fungiziden Eigenschaften 653-655 . (Tabellen 4 und 5) Die FDA-Website listet freigegebene flüssige chemische Sterilisationsmittel und hochwirksame Desinfektionsmittel, die Wasserstoffperoxid enthalten, und ihre freigegebenen Kontaktbedingungen auf.

Wirkungsweise.

Wasserstoffperoxid produziert zerstörerische freie Hydroxylradikale, die Membranlipide, DNA und andere essentielle Zellkomponenten angreifen können. Katalase, die von aeroben Organismen und fakultativ anaeroben Organismen produziert wird, die Cytochromsysteme besitzen, kann Zellen vor metabolisch produziertem Wasserstoffperoxid schützen, indem sie Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff abbaut. Diese Abwehr wird durch die zur Desinfektion verwendeten Konzentrationen übertroffen 653, 654 .

Mikrobizide Aktivität.

Wasserstoffperoxid ist gegen eine Vielzahl von Mikroorganismen aktiv, einschließlich Bakterien, Hefen, Pilze, Viren und Sporen 78, 654 . Ein um 0,5% beschleunigtes Wasserstoffperoxid zeigte eine bakterizide und viruzide Aktivität in 1 Minute und eine mykobakterizide und fungizide Aktivität in 5 Minuten 656 . Die bakterizide Wirksamkeit und Stabilität von Wasserstoffperoxid im Urin wurde gegen eine Vielzahl von Krankheitserregern und damit assoziierten Krankheitserregern mit hoher zellulärer Katalaseaktivität (z. S. aureus, S. marcescens, und Proteus mirabilis) erforderten 30 und 60 Minuten Exposition gegenüber 0,6 % Wasserstoffperoxid für eine 10 8 Reduktion der Zellzahl, während Organismen mit geringerer Katalaseaktivität (z. B. E coli, STreptokokken Arten, und Pseudomonas Arten) erforderte nur eine 15-minütige Exposition 657 . In einer Untersuchung von 3%, 10% und 15% Wasserstoffperoxid zur Reduzierung der Bakterienpopulation von Raumfahrzeugen wurde eine vollständige Abtötung von 10 6 Sporen (d. h. Bazillus Spezies) traten bei einer Konzentration von 10 % und einer Expositionszeit von 60 Minuten auf. Eine Konzentration von 3 % über 150 Minuten tötete in sechs von sieben Expositionsversuchen 10 6 Sporen ab 658 . Eine 10%ige Wasserstoffperoxidlösung führte zu einer 10 3 Abnahme des B. atrophaeus Sporen und eine Abnahme von &ge10 5 beim Test gegen 13 andere Pathogene in 30 Minuten bei 20°C 659, 660 . Eine 3,0%ige Wasserstoffperoxidlösung war nach 3 und 10 Minuten Expositionszeit 661 gegen VRE unwirksam und verursachte nur einen 2-log10 Reduzierung der Zahl der Akanthamöben Zysten in etwa 2 Stunden 662 . Ein 7% stabilisiertes Wasserstoffperoxid erwies sich als sporizid (6 Stunden Exposition), mykobakterizid (20 Minuten), fungizid (5 Minuten) bei voller Stärke, viruzid (5 Minuten) und bakterizid (3 Minuten) bei einer Verdünnung von 1:16, wenn ein quantitativer Trägertest wurde verwendet 655 . Die 7 %ige Lösung von Wasserstoffperoxid, getestet nach 14 Tagen Belastung (in Form von keimbelasteten Trägern und Atemtherapiegeräten), war sporizid (>7 log10 Reduktion in 6 Stunden), mykobakterizid (>6,5 log10 Reduktion in 25 Minuten), fungizid (>5 log10 Reduktion in 20 Minuten), bakterizid (>6 log10 Reduktion in 5 Minuten) und viruzid (5 log10 Reduktion in 5 Minuten) 663 . Synergistische sporizide Wirkungen wurden beobachtet, wenn Sporen einer Kombination von Wasserstoffperoxid (5,9% &ndash23,6%) und Peressigsäure ausgesetzt wurden 664 . Andere Studien zeigten die antivirale Aktivität von Wasserstoffperoxid gegen Rhinovirus 665 . Die Zeit, die zur Inaktivierung von drei Rhinovirus-Serotypen unter Verwendung einer 3%igen Wasserstoffperoxidlösung erforderlich war, betrug 6 – 8 Minuten, diesmal mit abnehmender Konzentration (18-20 Minuten bei 1,5%, 50 &ndash 60 Minuten bei 0,75%).

Konzentrationen von Wasserstoffperoxid von 6% bis 25% sind als chemische Sterilisationsmittel vielversprechend. Das als Sterilisationsmittel vermarktete Produkt ist eine vorgemischte, gebrauchsfertige Chemikalie, die 7,5 % Wasserstoffperoxid und 0,85 % Phosphorsäure enthält (um einen niedrigen pH-Wert aufrechtzuerhalten) 69 . Die mykobakterizide Wirkung von 7,5% Wasserstoffperoxid wurde in einer Studie bestätigt, die die Inaktivierung von >10 5 multiresistenten M. tuberkulose nach einer 10-minütigen Belichtung 666 . Dreißig Minuten waren für eine >99,9%ige Inaktivierung von Poliovirus und HAV 667 erforderlich. 3 % und 6 % Wasserstoffperoxid waren in einem Trägertest 58 nicht in der Lage, HAV in 1 Minute zu inaktivieren. Beim Vergleich der Wirksamkeit von 7,5% Wasserstoffperoxid nach 10 Minuten mit 2% alkalischem Glutaraldehyd nach 20 Minuten bei der manuellen Desinfektion von Endoskopen wurde kein signifikanter Unterschied in der keimtötenden Aktivität beobachtet 668 . ). Vom Pflegepersonal oder dem medizinischen Personal gingen keine Beschwerden bezüglich Geruch oder Toxizität ein. In einer Studie war 6% Wasserstoffperoxid (unbenutztes Produkt 7,5%) bei der hochwirksamen Desinfektion flexibler Endoskope wirksamer als die 2%ige Glutaraldehydlösung 456 . Eine neue, schnell wirkende 13,4%ige Wasserstoffperoxid-Formulierung (die noch nicht von der FDA zugelassen ist) hat sporizide, mykobakterizide, fungizide und viruzide Wirksamkeit gezeigt. Herstellerdaten zeigen, dass diese Lösung in 30 Minuten sterilisiert und in 5 Minuten eine hochwirksame Desinfektion bietet 669 . Dieses Produkt wurde nicht lange genug verwendet, um die Materialkompatibilität mit Endoskopen und anderen semikritischen Geräten zu bewerten, und eine weitere Bewertung durch die Gerätehersteller ist erforderlich.

Unter normalen Bedingungen ist Wasserstoffperoxid bei sachgemäßer Lagerung (z. B. in dunklen Behältern) äußerst stabil. Die Zersetzung bzw. der Potenzverlust in Kleingebinden beträgt bei Umgebungstemperaturen weniger als 2 % pro Jahr 670 .

Kommerziell erhältliches 3% Wasserstoffperoxid ist ein stabiles und wirksames Desinfektionsmittel, wenn es auf unbelebten Oberflächen verwendet wird. Es wurde in Konzentrationen von 3% bis 6% zur Desinfektion von weichen Kontaktlinsen (z. B. 3% für 2–3 Stunden) 653, 671, 672, Tonometer-Biprismen 513, Beatmungsgeräten 673, Stoffen 397 und Endoskopen 456 verwendet. Wasserstoffperoxid war bei der punktuellen Desinfektion von Stoffen in Patientenzimmern wirksam 397 . Es wurde über Hornhautschäden durch eine mit Wasserstoffperoxid getränkte Tonometerspitze, die nicht richtig gespült wurde, berichtet 674 . Wasserstoffperoxid wurde auch in Urindrainagebeutel eingeträufelt, um zu versuchen, den Beutel als Quelle von Blasenbakteriurie und Umweltverschmutzung zu beseitigen 675 . Obwohl die Instillation von Wasserstoffperoxid in den Beutel die mikrobielle Kontamination des Beutels reduzierte, reduzierte dieses Verfahren nicht das Auftreten von katheterassoziierter Bakteriurie 675 .

Es wurde über eine chemische Reizung berichtet, die einer pseudomembranösen Kolitis ähnelt, die entweder durch 3 % Wasserstoffperoxid oder 2 % Glutaraldehyd verursacht wird 621 . Eine Epidemie pseudomembranartiger Enteritis und Kolitis bei sieben Patienten in einer gastrointestinalen Endoskopieeinheit wurde auch mit einer unzureichenden Spülung von 3% Wasserstoffperoxid aus dem Endoskop in Verbindung gebracht 676 .

Wie bei anderen chemischen Sterilisationsmitteln muss die Verdünnung des Wasserstoffperoxids durch regelmäßiges Testen der wirksamen Mindestkonzentration (d. h. 7,5% und 6,0%) überwacht werden. Kompatibilitätstests von 7,5% Wasserstoffperoxid durch Olympus America ergaben sowohl kosmetische Veränderungen (z. B. Verfärbung von schwarz eloxierten Metalloberflächen) 69 als auch funktionelle Veränderungen bei den getesteten Endoskopen (Olympus, schriftliche Mitteilung, 15. Oktober 1999).

Jodophore

Überblick.

Jodlösungen oder Tinkturen werden seit langem von Angehörigen der Gesundheitsberufe hauptsächlich als Antiseptika auf Haut oder Gewebe verwendet. Jodophore hingegen wurden sowohl als Antiseptika als auch als Desinfektionsmittel verwendet. Die FDA hat keine flüssigen chemischen Sterilisationsmittel oder hochwirksame Desinfektionsmittel mit Jodophoren als Hauptwirkstoff zugelassen. Ein Jodophor ist eine Kombination aus Jod und einem löslichmachenden Mittel oder Träger. Der resultierende Komplex stellt ein Jodreservoir mit verzögerter Freisetzung bereit und setzt kleine Mengen an freiem Jod in wässriger Lösung frei. Das bekannteste und am häufigsten verwendete Jodophor ist Povidon-Jod, eine Verbindung von Polyvinylpyrrolidon mit Jod. Dieses Produkt und andere Jodophore behalten die keimtötende Wirksamkeit von Jod bei, sind jedoch im Gegensatz zu Jod im Allgemeinen nicht färbend und relativ frei von Toxizität und Reizung 677, 678 .

Mehrere Berichte, die eine intrinsische mikrobielle Kontamination von antiseptischen Formulierungen von Povidon-Jod und Poloxamer-Jod 679-681 dokumentierten, führten zu einer Neubewertung der Chemie und Verwendung von Jodophoren 682 . &ldquoFreies&rdquo Jod (I2) trägt zur bakteriziden Wirkung von Jodophoren bei und Verdünnungen von Jodophoren zeigen eine schnellere bakterizide Wirkung als eine Povidon-Jod-Lösung voller Stärke. Der Grund für die Beobachtung, dass die Verdünnung die bakterizide Aktivität erhöht, ist unklar, aber die Verdünnung von Povidon-Jod könnte die Jodbindung an das Trägerpolymer mit einer begleitenden Zunahme von freiem Jod in der Lösung schwächen 680 . Daher müssen Jodophore gemäß den Anweisungen des Herstellers verdünnt werden, um eine antimikrobielle Wirkung zu erzielen.

Wirkungsweise.

Jod kann die Zellwand von Mikroorganismen schnell durchdringen, und es wird angenommen, dass die tödlichen Wirkungen auf eine Störung der Protein- und Nukleinsäurestruktur und -synthese zurückzuführen sind.

Mikrobizide Aktivität.

Veröffentlichte Berichte über die antimikrobielle In-vitro-Wirksamkeit von Jodophoren zeigen, dass Jodophore bakterizid, mykobakterizid und viruzid sind, jedoch längere Kontaktzeiten erfordern können, um bestimmte Pilze und Bakteriensporen abzutöten 14, 71-73, 290, 683-686. Drei Marken von Povidon-Jod-Lösung haben eine schnellere Abtötung (Sekunden bis Minuten) von S. aureus und M. chelonae bei einer Verdünnung von 1:100 als die Stammlösung 683 . Die viruzide Aktivität von 75–150 ppm verfügbarem Jod wurde gegen sieben Viren nachgewiesen 72 . Andere Forscher haben die Wirksamkeit von Jodophoren gegen Poliovirus in Gegenwart von organischem Material 685 und Rotavirus SA-11 in destilliertem Wasser oder Leitungswasser in Frage gestellt 290 . Die Daten der Hersteller zeigen, dass kommerzielle Jodophore nicht sporizid wirken, aber in ihrer empfohlenen Anwendungsverdünnung tuberkulozid, fungizid, viruzid und bakterizid wirken.

Neben ihrer Verwendung als Antiseptikum wurden Jodophore zur Desinfektion von Blutkulturflaschen und medizinischen Geräten wie Hydrotherapietanks, Thermometern und Endoskopen verwendet. Antiseptische Jodophore sind aufgrund von Konzentrationsunterschieden nicht als Desinfektionsmittel für harte Oberflächen geeignet. Als Antiseptika formulierte Jodophore enthalten weniger freies Jod als solche, die als Desinfektionsmittel formuliert wurden 376 . Jod oder Antiseptika auf Jodbasis sollten bei Silikonkathetern nicht verwendet werden, da sie den Silikonschlauch beeinträchtigen können 687 .

Orthophthalaldehyd (OPA)

Überblick.

Orthophthalaldehyd ist ein hochwirksames Desinfektionsmittel, das im Oktober 1999 von der FDA zugelassen wurde. Es enthält 0,55% 1,2-Benzoldicarboxaldehyd (OPA). OPA-Lösung ist eine klare, hellblaue Flüssigkeit mit einem pH-Wert von 7,5. (Tabellen 4 und 5)

Wirkungsweise.

Vorläufige Studien zur Wirkungsweise von OPA legen nahe, dass sowohl OPA als auch Glutaraldehyd mit Aminosäuren, Proteinen und Mikroorganismen interagieren. OPA ist jedoch ein weniger potentes Vernetzungsmittel. Dies wird durch die lipophile aromatische Natur von OPA ausgeglichen, die wahrscheinlich seine Aufnahme durch die äußeren Schichten von Mykobakterien und gramnegativen Bakterien unterstützt 688-690 . OPA scheint Sporen abzutöten, indem es den Sporenkeimungsprozess blockiert 691 .

Mikrobizide Aktivität.

Studien haben in vitro eine ausgezeichnete mikrobizide Aktivität gezeigt 69, 100, 271, 400, 692-703. OPA hat beispielsweise eine überlegene mykobakterizide Aktivität (5-log10 Reduktion in 5 Minuten) zu Glutaraldehyd. Die durchschnittlichen Zeiten, die benötigt werden, um ein 6-log . zu produzieren10 Ermäßigung für M. bovis unter Verwendung von 0,21 % OPA betrug 6 Minuten, verglichen mit 32 Minuten unter Verwendung von 1,5 % Glutaraldehyd 693 . OPA zeigte eine gute Aktivität gegen die getesteten Mykobakterien, einschließlich der Glutaraldehyd-resistenten Stämme, aber 0,5% OPA war bei 270 Minuten Exposition nicht sporizid. Eine Erhöhung des pH von seinem nicht eingestellten Niveau (etwa 6,5) auf pH 8 verbesserte die sporizide Aktivität von OPA 694 . Der Grad der bioziden Aktivität stand in direktem Zusammenhang mit der Temperatur. Ein größer als 5-log10 Reduzierung von B. atrophaeus Sporen wurden in 3 Stunden bei 35°C beobachtet, als in 24 Stunden bei 20°C. Auch bei einer Expositionszeit von 5 Minuten nahm die biozide Aktivität mit steigender Serumkonzentration ab. Die Wirksamkeit unterschied sich jedoch nicht, wenn die Expositionszeit &ge 10 Minuten betrug 697 . Darüber hinaus ist OPA wirksam (>5-log10 Reduktion) gegen eine Vielzahl von Mikroorganismen, einschließlich glutaraldehydresistenter Mykobakterien und B. atrophaeus Sporen 694 .

Der Einfluss der Laboradaption von Teststämmen, wie z P. aeruginosa, bis 0,55% OPA bewertet wurde. Resistente und multiresistente Stämme erhöhten sich nach Laboradaptation erheblich in der Anfälligkeit für OPA (log10 Reduktionsfaktoren um 0,54 bzw. 0,91 für resistente bzw. multiresistente Stämme erhöht) 704 . Andere Studien haben natürlich vorkommende Zellen von . gefunden P. aeurginosa waren gegen eine Vielzahl von Desinfektionsmitteln resistenter als subkultivierte Zellen 705 .

OPA hat gegenüber Glutaraldehyd mehrere potenzielle Vorteile. Es hat eine ausgezeichnete Stabilität über einen weiten pH-Bereich (pH 3–9), ist kein bekanntes Reizmittel für Augen und Nasenwege 706 , erfordert keine Expositionsüberwachung, hat einen kaum wahrnehmbaren Geruch und erfordert keine Aktivierung. OPA besitzt wie Glutaraldehyd eine ausgezeichnete Materialverträglichkeit. Ein potenzieller Nachteil von OPA besteht darin, dass es Proteine ​​grau verfärbt (einschließlich ungeschützter Haut) und daher mit Vorsicht gehandhabt werden muss 69 . Eine Verfärbung der Haut würde jedoch auf eine unsachgemäße Handhabung hinweisen, die zusätzliches Training und/oder persönliche Schutzausrüstung erfordert (z. B. Handschuhe, Augen- und Mundschutz und flüssigkeitsbeständige Kittel). OPA-Rückstände, die auf unzureichend mit Wasser gespülten transösophagealen Echosonden verbleiben, können den Mund des Patienten verfärben 707 . Sorgfältige Reinigung mit der richtigen OPA-Einwirkzeit (z. B. 12 Minuten) und ausgiebiges Spülen der Sonde mit Wasser sollten dieses Problem beseitigen. Die Ergebnisse einer Studie bildeten die Grundlage für die Empfehlung, dass zum Spülen von mit OPA desinfizierten Instrumenten mindestens 250 ml Wasser pro Kanal erforderlich sind, um die chemischen Rückstände auf ein Niveau zu reduzieren, das die Sicherheit von Patienten oder Personal nicht beeinträchtigt (<1 ppm) 708 . Beim Umgang mit kontaminierten Instrumenten, Geräten und Chemikalien sollte persönliche Schutzausrüstung getragen werden 400 . Darüber hinaus müssen die Geräte gründlich gespült werden, um eine Verfärbung der Haut oder Schleimhaut des Patienten zu vermeiden.

Im April 2004 verbreitete der Hersteller von OPA Informationen über Patienten, bei denen Berichten zufolge nach einer Zystoskopie, bei der das Endoskop mit OPA aufbereitet worden war, eine anaphylaktische Reaktion auftraten. Von etwa 1 Million urologischen Eingriffen, die mit Instrumenten durchgeführt wurden, die mit OPA aufbereitet wurden, wurden 24 Fälle (17 Fälle in den Vereinigten Staaten, sechs in Japan, einer im Vereinigten Königreich) von anaphylaxieähnlichen Reaktionen nach wiederholter Zystoskopie (typischerweise nach vier bis neun Jahren) berichtet Behandlungen). Vorbeugende Maßnahmen umfassen die Entfernung von OPA-Rückständen durch gründliches Spülen und den Verzicht auf OPA zur Aufbereitung von urologischen Instrumenten, die zur Behandlung von Patienten mit Blasenkrebs in der Vorgeschichte verwendet werden (Nevine Erian, persönliche Mitteilung, 4. Juni 2004, Produktmitteilung, Advanced Sterilization Products, 23. April 2004 ) 709 .

Es liegen einige klinische OPA-Studien vor. In einer klinischen Anwendung führte die OPA-Exposition von 100 Endoskopen für 5 Minuten zu einem >5-log10 Reduzierung der Bakterienbelastung. Darüber hinaus war OPA über einen 14-tägigen Anwendungszyklus wirksam 100 . Herstellerdaten zeigen, dass OPA in einem automatischen Endoskop-Aufbereiter länger hält, bevor es seinen MEC-Grenzwert erreicht (MEC nach 82 Zyklen) als Glutaraldehyd (MEC nach 40 Zyklen) 400 . Hochdruckflüssigkeitschromatographie bestätigte, dass die OPA-Spiegel für mindestens 50 Zyklen über 0,3% gehalten werden 706, 710 . OPA muss gemäß den örtlichen und staatlichen Vorschriften entsorgt werden. Wenn die Entsorgung von OPA über das Abwassersystem eingeschränkt ist, kann Glycin (25 Gramm/Gallone) verwendet werden, um das OPA zu neutralisieren und für die Entsorgung sicher zu machen.

Die Angaben auf dem High-Level-Desinfektionsmittel-Etikett für OPA-Lösung bei 20 °C variieren weltweit (z. B. 5 Minuten in Europa, Asien und Lateinamerika, 10 Minuten in Kanada und Australien und 12 Minuten in den USA). Diese Label-Ansprüche unterscheiden sich weltweit aufgrund von Unterschieden in der Testmethodik und den Anforderungen für die Zulassung. In einem automatisierten Endoskop-Aufbereiter mit einer von der FDA zugelassenen Fähigkeit, die Lösungstemperaturen bei 25°C zu halten, beträgt die Kontaktzeit für OPA 5 Minuten.

Peressigsäure

Überblick.

Peressigsäure oder Peroxyessigsäure zeichnet sich durch eine schnelle Wirkung gegen alle Mikroorganismen aus. Besondere Vorteile von Peressigsäure sind, dass ihr schädliche Zersetzungsprodukte fehlen (d. h. Essigsäure, Wasser, Sauerstoff, Wasserstoffperoxid), die Entfernung von organischem Material verbessert 711 und keine Rückstände hinterlassen werden. Es bleibt wirksam in Gegenwart von organischem Material und ist auch bei niedrigen Temperaturen sporizid (Tabellen 4 und 5). Peressigsäure kann Kupfer, Messing, Bronze, blanken Stahl und verzinktes Eisen korrodieren, aber diese Effekte können durch Additive und pH-Änderungen reduziert werden. Es gilt als instabil, insbesondere wenn es verdünnt wird, zum Beispiel verliert eine 1%ige Lösung durch Hydrolyse in 6 Tagen die Hälfte ihrer Stärke, wohingegen 40% Peressigsäure 1% bis 2% ihrer Wirkstoffe pro Monat verliert 654 .

Wirkungsweise.

Über den Wirkungsmechanismus von Peressigsäure ist wenig bekannt, aber es wird angenommen, dass es ähnlich wie andere Oxidationsmittel funktioniert, das heißt, es denaturiert Proteine, stört die Zellwandpermeabilität und oxidiert Sulfhydryl- und Schwefelbindungen in Proteinen, Enzymen und anderen Metaboliten 654 .

Mikrobizide Aktivität.

Peressigsäure inaktiviert grampositive und gramnegative Bakterien, Pilze und Hefen in &le5 Minuten bei <100 ppm. Bei Vorhandensein von organischem Material sind 200&ndash500 ppm erforderlich. Für Viren ist der Dosierungsbereich breit (12&ndash.2250 ppm), wobei das Poliovirus in Hefeextrakt in 15 Minuten mit 1.500&ndash2.250 ppm inaktiviert wird. In einer Studie war 3,5 % Peressigsäure nach einminütiger Exposition mit einem Trägertest unwirksam gegen HAV 58 . Peressigsäure (0,26%) war wirksam (log10 Reduktionsfaktor >5) gegen alle Teststämme von Mykobakterien (M. tuberculosis, M. avium-intracellulare, M. chelonae und M. fortuitum) innerhalb von 20–30 Minuten in Gegenwart oder Abwesenheit einer organischen Belastung 607, 712 . Bei Bakteriensporen inaktivieren 500 &ndash10.000 ppm (0,05% &ndash1%) Sporen in 15 Sekunden bis 30 Minuten unter Verwendung eines Sporensuspensionstests 654, 659, 713-715.

Eine automatisierte Maschine, die Peressigsäure verwendet, um medizinische (z. B. Endoskope, Arthroskope), chirurgische und zahnärztliche Instrumente chemisch zu sterilisieren, wird in den Vereinigten Staaten 716-718 verwendet. Wie bereits erwähnt, sollten zahnärztliche Handstücke dampfsterilisiert werden. Das Sterilisationsmittel, 35 % Peressigsäure, wird mit filtriertem Wasser bei 50 °C auf 0,2 % verdünnt. Studien zur simulierten Anwendung haben eine ausgezeichnete mikrobizide Aktivität gezeigt 111, 718–722, und drei klinische Studien haben sowohl eine ausgezeichnete Abtötung von Mikroorganismen als auch keine klinischen Misserfolge gezeigt, die zu einer Infektion führen 90, 723, 724 . Die hohe Wirksamkeit des Systems wurde in einem Vergleich der Wirksamkeiten des Systems mit denen von Ethylenoxid nachgewiesen. Nur das Peressigsäuresystem hat 6 log . vollständig getötet10 von M. chelonae, E. faecalis, und B. atrophaeus Sporen mit organischer und anorganischer Herausforderung 722 . Eine Untersuchung, die Kosten, Leistung und Wartung von urologischen endoskopischen Geräten, die durch hochgradige Desinfektion (mit Glutaraldehyd) behandelt wurden, mit denen des Peressigsäuresystems verglich, ergab keine klinischen Unterschiede zwischen den beiden Systemen. Die Verwendung dieses Systems führte jedoch zu höheren Kosten als die High-Level-Desinfektion, einschließlich Kosten für Verarbeitung (6,11 USD vs. 0,45 USD pro Zyklus), Kauf und Schulung (24.845 USD vs. 16 USD), Installation (5.800 USD vs. ) und Endoskop-Reparaturen ($6.037 vs. $445) 90 . Darüber hinaus wurden drei Infektionscluster unter Verwendung des automatischen Peressigsäure-Endoskop-Aufbereiters mit unzureichend verarbeiteten Bronchoskopen in Verbindung gebracht, wenn ungeeignete Kanalverbinder mit dem System verwendet wurden 725 . Diese Cluster unterstreichen die Bedeutung von Schulungen, geeigneten modellspezifischen Endoskopanschlusssystemen und Qualitätskontrollverfahren, um die Einhaltung der Empfehlungen der Endoskophersteller und der Richtlinien der Berufsorganisationen sicherzustellen. Ein im Vereinigten Königreich erhältliches alternatives hochwirksames Desinfektionsmittel enthält 0,35% Peressigsäure. Obwohl dieses Produkt schnell gegen eine Vielzahl von Mikroorganismen wirksam ist 466, 726, 727 , trübt es das Metall von Endoskopen und ist instabil, was zu einer Lebensdauer von nur 24 Stunden führt 727 .

Peressigsäure und Wasserstoffperoxid

Überblick.

Es stehen zwei chemische Sterilisationsmittel zur Verfügung, die Peressigsäure plus Wasserstoffperoxid enthalten (d. h. 0,08 % Peressigsäure plus 1,0 % Wasserstoffperoxid [nicht mehr im Handel] und 0,23 % Peressigsäure plus 7,35 % Wasserstoffperoxid (Tabellen 4 und 5).

Mikrobizide Aktivität.

Die bakteriziden Eigenschaften von Peressigsäure und Wasserstoffperoxid wurden nachgewiesen 728 . Herstellerdaten zeigten, dass diese Kombination von Peressigsäure und Wasserstoffperoxid alle Mikroorganismen mit Ausnahme von Bakteriensporen innerhalb von 20 Minuten inaktiviert. Das 0,08% Peressigsäure plus 1,0% Wasserstoffperoxid-Produkt inaktivierte effektiv Glutaraldehyd-resistente Mykobakterien 729 .

Die Kombination von Peressigsäure und Wasserstoffperoxid wurde zur Desinfektion von Hämodialysatoren 730 verwendet. Der Anteil der Dialysezentren, die ein Desinfektionsmittel auf Peressigsäure-Wasserstoffperoxid-Basis zur Aufbereitung von Dialysatoren verwenden, stieg von 5 % im Jahr 1983 auf 56 % im Jahr 1997 249 . Olympus America befürwortet keine Verwendung von 0,08 % Peressigsäure plus 1,0 % Wasserstoffperoxid (Olympus America, persönliche Mitteilung, 15. dieses Produkt. Dieses Produkt ist derzeit nicht verfügbar. Die FDA hat ein neueres chemisches Sterilisationsmittel mit 0,23 % Peressigsäure und 7,35 % Wasserstoffperoxid zugelassen (Tabellen 4 und 5). Nach dem Testen des Produkts mit 7,35 % Wasserstoffperoxid und 0,23 % Peressigsäure kam Olympus America zu dem Schluss, dass es nicht mit den flexiblen Magen-Darm-Endoskopen des Unternehmens kompatibel ist Schicht der Röhre (Olympus America, persönliche Mitteilung, 13. September 2000).

Phenole

Überblick.

Phenol nimmt seit seiner ersten Verwendung als Germizid durch Lister in seinen Pionierarbeiten zur antiseptischen Chirurgie einen herausragenden Platz im Bereich der Krankenhausdesinfektion ein. In den letzten 30 Jahren konzentrierte sich die Arbeit jedoch auf die zahlreichen Phenolderivate bzw. Phenole und deren antimikrobielle Eigenschaften. Phenolderivate entstehen, wenn eine funktionelle Gruppe (z. B. Alkyl, Phenyl, Benzyl, Halogen) eines der Wasserstoffatome am aromatischen Ring ersetzt. Zwei häufig als Bestandteile von Krankenhausdesinfektionsmitteln vorkommende Phenolderivate sind ortho-Phenylphenol und ortho-Benzyl-para-Chlorphenol. Die antimikrobiellen Eigenschaften dieser Verbindungen und vieler anderer Phenolderivate sind gegenüber denen der Ausgangschemikalie stark verbessert. Phenole werden von porösen Materialien absorbiert und das restliche Desinfektionsmittel kann das Gewebe reizen. 1970 wurde berichtet, dass Depigmentierung der Haut durch phenolische keimtötende Detergenzien verursacht wurde, die para-tertiäres Butylphenol und para-tertiäres Amylphenol 731 .

Wirkungsweise.

In hohen Konzentrationen wirkt Phenol als grobes protoplasmatisches Gift, das die Zellwand durchdringt und zerstört und die Zellproteine ​​ausfällt. Niedrige Konzentrationen von Phenol und Phenolderivaten mit höherem Molekulargewicht verursachen bakteriellen Tod durch Inaktivierung von essentiellen Enzymsystemen und Auslaufen von essentiellen Metaboliten aus der Zellwand 732 .

Mikrobizide Aktivität.

Veröffentlichte Berichte über die antimikrobielle Wirksamkeit häufig verwendeter Phenole zeigten, dass sie bakterizid, fungizid, viruzid und tuberkulozid waren 14, 61, 71, 73, 227, 416, 573, 732-738 . Eine Studie zeigte eine geringe oder keine viruzide Wirkung eines Phenols gegen Coxsackie B4, Echovirus 11 und Poliovirus 1 736 . Ebenso 12% ortho-Phenylphenol konnte nach einer 10-minütigen Expositionszeit keines der drei hydrophilen Viren inaktivieren, obwohl 5% Phenol für diese Viren tödlich war 72 . Eine 0,5%ige Verdünnung eines Phenolharzes (2,8% ortho-Phenylphenol und 2,7% ortho-Benzyl-para-Chlorphenol) inaktivierte HIV 227 und eine 2%ige Lösung eines Phenols (15% ortho-Phenylphenol und 6,3% para-tertiäres Amylphenol) inaktivierte alle bis auf einen von 11 getesteten Pilzen 71 .

Die Daten der Hersteller, die die standardisierten AOAC-Methoden verwenden, zeigen, dass kommerzielle Phenole nicht sporizid, sondern in der empfohlenen Verdünnung tuberkulozid, fungizid, viruzid und bakterizid wirken. Versuche, die bakteriziden Angaben von Phenolen mit der AOAC-Verdünnungsmethode zu untermauern, schlugen gelegentlich fehl 416, 737 . Die Ergebnisse dieser Studien haben sich jedoch zwischen den Labors, die identische Produkte testen, dramatisch verändert.

Viele phenolische Germizide sind EPA-registriert als Desinfektionsmittel zur Verwendung auf Oberflächen in der Umgebung (z. B. Nachttische, Bettgitter und Laboroberflächen) und unkritischen medizinischen Geräten. Phenole sind nicht als hochwirksame Desinfektionsmittel für die Verwendung mit halbkritischen Gegenständen von der FDA zugelassen, könnten jedoch zur Vorreinigung oder Dekontamination kritischer und halbkritischer Geräte vor der Endsterilisation oder hochwirksamen Desinfektion verwendet werden.

Die Verwendung von Phenolen in Kinderzimmern wurde wegen Hyperbilirubinämie bei Säuglingen in Babybetten, in denen phenolische Detergenzien verwendet wurden, in Frage gestellt 739 . Darüber hinaus wurde berichtet, dass der Bilirubinspiegel bei phenolexponierten Säuglingen im Vergleich zu nicht phenolexponierten Säuglingen ansteigt, wenn das Phenol gemäß der vom Hersteller empfohlenen Verdünnung 740 zubereitet wurde. Wenn Phenole zur Reinigung von Kinderzimmerböden verwendet werden, müssen diese wie auf dem Produktetikett empfohlen verdünnt werden. Phenole (und andere Desinfektionsmittel) sollten nicht verwendet werden, um Babybetten und Inkubatoren während des Aufenthalts zu reinigen. Wenn Phenole zur Endreinigung von Babybetten und Inkubatoren verwendet werden, sollten die Oberflächen vor der Wiederverwendung von Babybetten und Inkubatoren gründlich mit Wasser gespült und getrocknet werden 17 .

Quartäre Ammoniumverbindungen

Überblick.

Die quartären Ammoniumverbindungen werden häufig als Desinfektionsmittel verwendet. Es wurde über im Gesundheitswesen und damit in Zusammenhang stehende Infektionen durch kontaminierte quartäre Ammoniumverbindungen berichtet, die zur Desinfektion von Patientenversorgungsmaterialien oder -geräten wie Zystoskopen oder Herzkathetern verwendet wurden 741, 742 . Die Quartärbinder sind gute Reinigungsmittel, aber eine hohe Wasserhärte von 743 und Materialien wie Watte- und Mullpads können sie aufgrund unlöslicher Niederschläge weniger mikrobizide machen oder Watte- und Mullpads nehmen die Wirkstoffe auf. Eine Studie zeigte einen signifikanten Rückgang (

40% &ndash 50% niedriger nach 1 Stunde) in der Konzentration der freigesetzten quaternären Stoffe, wenn Baumwolllappen oder zellulosebasierte Wischtücher im offenen Eimersystem verwendet wurden, im Vergleich zu den Vlies-Spunlace-Wischtüchern im geschlossenen Eimersystem. 744 Wie bei einigen anderen Desinfektionsmitteln (z. B. Phenole, Jodophore) können gramnegative Bakterien darin überleben oder wachsen 404 .

Chemisch gesehen sind die Quartäre organisch substituierte Ammoniumverbindungen, bei denen das Stickstoffatom eine Wertigkeit von 5 hat, vier der Substituentenreste (R1-R4) Alkyl- oder heterocyclische Reste einer bestimmten Größe oder Kettenlänge sind und der fünfte (X &# 8209 ) ist ein Halogenid, Sulfat oder ein ähnlicher Rest 745 . Jede Verbindung weist ihre eigenen antimikrobiellen Eigenschaften auf, daher die Suche nach einer Verbindung mit herausragenden antimikrobiellen Eigenschaften. Einige der chemischen Namen von quartären Ammoniumverbindungen, die im Gesundheitswesen verwendet werden, sind Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Alkyldidecyldimethylammoniumchlorid und Dialkyldimethylammoniumchlorid. Die neueren quartären Ammoniumverbindungen (d. h. vierte Generation), die als zweikettige oder dialkylquartäre Verbindungen bezeichnet werden (z. B. Didecyldimethylammoniumbromid und Dioctyldimethylammoniumbromid), bleiben angeblich in hartem Wasser aktiv und sind gegenüber anionischen Resten tolerant 746 .

Einige Fallberichte haben berufsbedingtes Asthma als Folge einer Exposition gegenüber Benzalkoniumchlorid 747 dokumentiert.

Wirkungsweise.

Die bakterizide Wirkung der Quartäre wurde der Inaktivierung von energieerzeugenden Enzymen, der Denaturierung von essentiellen Zellproteinen und der Zerstörung der Zellmembran zugeschrieben 746 . Es gibt Beweise, die diese und andere Möglichkeiten unterstützen 745 748 .

Mikrobizide Aktivität.

Ergebnisse aus den Datenblättern der Hersteller und aus der veröffentlichten wissenschaftlichen Literatur zeigen, dass die als Krankenhausdesinfektionsmittel verkauften Quartärbakterien im Allgemeinen fungizid, bakterizid und viruzid gegen lipophile (behüllte) Viren sind. 54-56, 58, 59, 61, 71, 73, 186, 297, 748, 749 . Die schwachen mykobakteriziden Aktivitäten von quartären Ammoniumverbindungen wurden nachgewiesen 55, 73 . Quartäre Ammoniumverbindungen (sowie 70 % Isopropylalkohol, Phenol und ein chlorhaltiges Tuch [80 ppm]) entfernen und/oder inaktivieren effektiv (>95 %) Verunreinigungen (d. h. multiresistent S. aureus, Vancomycin-resistent Entercoccus, P. aeruginosa) von Computertastaturen mit einer Anwendungszeit von 5 Sekunden. An den Computertastaturen traten nach 300 Anwendungen der Desinfektionsmittel keine Funktionsschäden oder kosmetischen Veränderungen auf 45 .

Versuche, die bakteriziden und tuberkuloziden Angaben der Hersteller mit Hilfe der AOAC-Tests mit einer begrenzten Anzahl quartärer Ammoniumverbindungen zu reproduzieren, schlugen gelegentlich fehl 73, 416, 737 . Die Testergebnisse variierten jedoch stark zwischen den Labors, die identische Produkte testeten 416, 737 .


Was sind behüllte Viren?

Einige Viren haben eine zusätzliche Lipidmembran, die als Hülle bezeichnet wird, die das Proteinkapsid umgibt. Diese Viren gehören zur Virengruppe der sogenannten „behüllten Viren“. Die Hülle enthält Phospholipide und Proteine, die aus Wirtszellmembranen stammen. Behüllte Viren erwerben diese Hülle während der Virusreplikation und -freisetzung. HIV, HSV, HBV und Influenzavirus sind einige Beispiele für umhüllte Viren. Darüber hinaus enthalten einige behüllte Viren Stacheln (aus Glykoprotein), die aus der Hülle herausragen.

Abbildung 01: Behülltes Virus – HIV

Virusproteine ​​in der Hülle helfen dem Virus, sich an die Rezeptoren der Wirtszelle zu binden. Die Virushülle spielt eine wichtige Rolle bei Virusinfektionen, einschließlich Wirtserkennung und -eintritt. Es hilft dem Virus bei der Anheftung, beim Transfer von genetischem Material auf die Wirtszelle und zwischen Zellen usw. Darüber hinaus helfen einige Virushüllen bei der Bestimmung von Eigenschaften der Virusstabilität, wie z. B. Resistenz gegenüber chemischer und physikalischer Inaktivierung. Behüllte Viren reagieren empfindlicher auf Biozide. Außerdem sind sie empfindlich gegen Hitze, Trockenheit und Säuren.


Aktuelle Empfehlungen

Die Virionhülle ist eine fettige Doppelschicht, die die Nukleinsäure (d. h. das genetische Material) des Virus umgibt. Wie jede Seife, die sich gut mit Fett mischt, löst sich die Virion-Hülle auf, wenn sie Seife ausgesetzt wird. Und 20 Sekunden reichen aus, um diesen Vorgang zumindest bei SARS-CoV-2 abzuschließen. Die exponierten Nukleinsäuren und Proteine ​​werden schließlich abgebaut und können mit Wasser weggespült werden.

Alkohol funktioniert auch auf die gleiche Weise, indem er die Virionhülle zerreißt. Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) sagen, dass Händedesinfektionsmittel mindestens 60 % Alkohol enthalten sollten, um SARS-CoV-2 zu hemmen. Obwohl Seife immer noch empfohlen wird, da verschwitzte oder schmutzige Hände das Desinfektionsmittel verdünnen und seine Wirksamkeit verringern.

„Seife, Bleichmittel, Händedesinfektionsmittel auf Alkoholbasis, diese Alkoholsprays, das ist wirklich schädlich für das Virus“, sagt der Immunologe Professor Stuart Tangye vom Garvin Institute of Medical Research. "Es hat angesichts dieser Art von Reinigungsmitteln keine wirkliche Chance, was für uns großartig ist. Einige Viren sind sehr schwer loszuwerden, aber dieser ist in diesem Zusammenhang ziemlich fadenscheinig."


Seifenstück oder Flüssigseife: Was ist effektiver, um das COVID-19-Virus abzutöten?

(Foto: Foto von Maddie Meyer/Getty Images) SOMERVILLE, MASSACHUSETTS - 21. MÄRZ: Ein Gönner wäscht sich am 21. . Um das Lebensmittelsicherheitsprotokoll der Stadt Somerville und die Empfehlungen zur sozialen Distanzierung einzuhalten, registrierten sich die Kunden im Voraus zum Einkaufen, standen jederzeit zwei Meter voneinander entfernt und die Verkäufer behandelten und verpackten alle Lebensmittel. COVID-19 hat die Gastronomie instabil gemacht und lokale Bauernhöfe und Unternehmen gezwungen, neue Wege zu finden, um direkt an ihre Gemeinde zu verkaufen.

Das Tragen von Masken hat das Land gespalten, aber das Händewaschen ist etwas, zu dem wahrscheinlich alle die gleiche Meinung haben. Schließlich ist Händewaschen eine der wichtigsten Handlungen, die die Ausbreitung des neuen Coronavirus stoppen könnten.

Mehrere Millennials behaupteten jedoch, dass Seifenstücke mit Keimen kontaminiert sind, sondern fördern die Verwendung von Flüssigseife.

Welche Seife ist also eigentlich zum Händewaschen zu empfehlen? Ist die Art der Seife, die zum Händewaschen verwendet wird, wirklich wichtig? Inverse hat sich mit dem Thema befasst, um diese Fragen endlich zu beantworten.

In einer Erklärung eines Doktoranden am Institut für Molekularbiologie der Universität von Oregon heißt es, dass die Größe der krankheitserregenden Mikroben zu klein sei, um mit bloßem Auge gesehen zu werden. Aber wenn diese Mikroben tatsächlich gesehen werden könnten, können wir feststellen, ob das Coronavirus an unseren Händen ist, und wissen, wann wir die Hände waschen oder Menschen meiden müssen.

Mit unserem normalen Sehvermögen sind wir nicht in der Lage, Billionen von Mikroben zu sehen, darunter Pilze, Bakterien und Viren, die sich in unserem Mikrobiom befinden, etwas, das von allen Lebewesen in ihren Körpern getragen wird. In der Erklärung sagte der Doktorand, dass wir von einem ihrer Professoren als wandelnde Mikrobenwolken beschrieben werden.

Die verschiedenen Teile unseres Körpers, einschließlich der Haut, sorgen für eine spezifische Mikroumgebung. Wie der Peanut-Charakter in Pig-Pen erwerben und übertragen wir alle ständig Mikroben, wenn wir auf Menschen und Oberflächen stoßen.

Als Träger verschiedener Mikroben und gleichzeitig versuchend, uns vor dem neuen Coronavirus zu schützen, raten die Experten zu mindestens 20 Sekunden Händewaschen. Da Covid-19 durch Tröpfchen beim Atmen, Niesen und Husten übertragen wird, kann ein vorsichtiges Handeln und richtiges Händewaschen, um zu verhindern, dass das Virus in unseren Körper eindringt, nachdem wir mit anderen Menschen und Oberflächen in Kontakt gekommen sind, dazu beitragen, die Ausbreitung zu verhindern vom Virus.

Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) reduziert richtiges Händewaschen für mindestens 20 Sekunden die Anzahl der Mikroben auf unseren Händen. Dies gilt unabhängig davon, ob Sie ein Stück Seife oder Flüssigseife verwenden. Beide Arten haben Tenside, die die Oberflächenspannung verringern und die Seife dispergieren lassen. Seifen-Tenside sind Verbindungen mit zweifachen Eigenschaften, von denen eine mit Öl, Schmutz und Mikroben auf der Haut und die andere mit Wasser interagiert.

Covid-19 ist ein "umhülltes" Virus, an das sich ein Lipid oder eine Fettsäure anschließt, die eine leichte Markierung für Tenside darstellen, die für die Auflösung der Membran und das Abtöten des Virus unerlässlich sind.

Seifenstücke und Flüssigseifen sind ziemlich effektiv bei der Verringerung der Anzahl der Mikroben auf unserer Haut, da beide Tenside enthalten. Aber ästhetisch sind sie anders. Viele Menschen empfinden die Rückstände von Seifenstücken auf Seifenschalen als unangenehm anzusehen. Darüber hinaus haben Stück- und Flüssigseifen einen unterschiedlichen CO2-Fußabdruck.

Seifenstücke wurden schon 2800 v. Chr. verwendet. Pflanzliche oder tierische Fette wurden bei der Reaktion mit Alkali in Seife und Alkohol umgewandelt. Wenn Sie Ihre Hände mit Seifenstücken reiben, ist die erzeugte Reibung ein Plus an Hygiene, da sie helfen kann, Schmutz besser zu entfernen. Obwohl einige Leute befürchten, dass in Seifenstücken Bakterien wachsen könnten, wurde durch Studien bewiesen, dass beim Waschen eine Übertragung von Seifenstücken auf die Hände kaum oder gar nicht möglich ist.

Die Massenproduktion von Flüssigseifen, die Waschmittel enthalten, die künstliche Tenside sind, begann in den 1980er Jahren. Die Herstellung von Flüssigseifen ist teurer. Dies erfordert die fünffache Energie, die für die Herstellung von Seifenstücken benötigt wird.

Um Covid-19 zu bekämpfen, spielt die Verwendung einer der beiden Seifenarten keine Rolle. Was jetzt zählt, ist, dass wir uns als Gesellschaft vereinen und drei Lebensretter praktizieren, die wir haben, Masken tragen, soziale Distanzierung und richtiges Händewaschen.


Impfstoffe zur Vorbeugung

Obwohl wir über eine begrenzte Anzahl wirksamer antiviraler Medikamente verfügen, wie sie beispielsweise zur Behandlung von HIV und Influenza verwendet werden, ist die wichtigste Methode zur Kontrolle von Viruserkrankungen die Impfung, die Ausbrüche verhindern soll, indem eine Immunität gegen ein Virus oder eine Virusfamilie aufgebaut wird (Abbildung (PageIndex<1>)). Impfstoffe können unter Verwendung von lebenden Viren, abgetöteten Viren oder molekularen Untereinheiten des Virus hergestellt werden. Die abgetöteten viralen Impfstoffe und Untereinheitsviren sind beide nicht in der Lage, Krankheiten zu verursachen.

Virus-Lebendimpfstoffe werden im Labor entwickelt, um bei den Empfängern nur wenige Symptome zu verursachen und ihnen gleichzeitig eine schützende Immunität gegen zukünftige Infektionen zu verleihen. Polio war eine Krankheit, die einen Meilenstein in der Anwendung von Impfstoffen darstellte. Massenimpfungskampagnen in den 1950er- (Tot-) und 1960er-Jahren (Lebendimpfstoff) reduzierten die Inzidenz der Krankheit, die bei Kindern zu Muskellähmungen führte und bei regionalen Epidemien große Angst in der Bevölkerung auslöste, deutlich. Der Erfolg des Polio-Impfstoffs ebnete den Weg für die routinemäßige Abgabe von Kinderimpfstoffen gegen Masern, Mumps, Röteln, Windpocken und andere Krankheiten.

Die Gefahr beim Einsatz von Lebendimpfstoffen, die in der Regel wirksamer sind als abgetötete Impfstoffe, besteht in der geringen, aber erheblichen Gefahr, dass diese Viren durch Rückmutationen in ihre krankheitserregende Form zurückkehren. Lebendimpfstoffe werden normalerweise durch Attenuierung (Schwächung) des &ldquoWildtyp&rdquo (krankheitserregenden) Virus hergestellt, indem es im Labor in Geweben oder bei Temperaturen gezüchtet wird, die sich von denen unterscheiden, an die das Virus im Wirt gewöhnt ist. Anpassungen an diese neuen Zellen oder Temperaturen induzieren Mutationen in den Genomen des Virus, wodurch es im Labor besser wachsen kann und gleichzeitig seine Fähigkeit, Krankheiten zu verursachen, hemmt, wenn es wieder in die Bedingungen des Wirts eingeführt wird. Diese abgeschwächten Viren verursachen daher immer noch eine Infektion, aber sie wachsen nicht sehr gut, sodass sich die Immunantwort rechtzeitig entwickeln kann, um schwere Krankheiten zu verhindern. Rückmutationen treten auf, wenn der Impfstoff Mutationen im Wirt durchläuft, so dass er sich wieder an den Wirt anpasst und erneut eine Krankheit verursachen kann, die dann in einer Epidemie auf andere Menschen übertragen werden kann. Diese Art von Szenario ereignete sich erst 2007 in Nigeria, als Mutationen in einem Polio-Impfstoff zu einer Polio-Epidemie in diesem Land führten.

Einige Impfstoffe werden ständig weiterentwickelt, da bestimmte Viren wie Influenza und HIV im Vergleich zu anderen Viren und normalen Wirtszellen eine hohe Mutationsrate aufweisen. Bei der Influenza helfen Mutationen in den Oberflächenmolekülen des Virus dem Organismus, die schützende Immunität zu umgehen, die möglicherweise in einer früheren Grippesaison erhalten wurde, was eine jährliche Impfung erforderlich macht. Andere Viren, beispielsweise die Erreger der Kinderkrankheiten Masern, Mumps und Röteln, mutieren so selten, dass Jahr für Jahr der gleiche Impfstoff verwendet wird.

Abbildung (PageIndex<2>): Impfungen sollen die Immunität gegen ein Virus stärken, um eine Infektion zu verhindern. (Kredit: USACE Europe District)

Impfstoffe und antivirale Medikamente zur Behandlung

In einigen Fällen können Impfstoffe verwendet werden, um eine aktive Virusinfektion zu behandeln. Das Konzept dahinter ist, dass durch die Verabreichung des Impfstoffs die Immunität gestärkt wird, ohne dass weitere krankheitserregende Viren hinzugefügt werden. Bei Tollwut, einer tödlichen neurologischen Erkrankung, die über den Speichel von mit Tollwut infizierten Tieren übertragen wird, kann das Fortschreiten der Krankheit vom Zeitpunkt des Tierbisses bis zum Eintritt in das Zentralnervensystem 2 Wochen oder länger dauern. Dies ist genug Zeit, um eine Person zu impfen, die den Verdacht hat, von einem tollwütigen Tier gebissen worden zu sein, und ihre verstärkte Immunantwort reicht aus, um zu verhindern, dass das Virus in das Nervengewebe eindringt. So werden die potenziell tödlichen neurologischen Folgen der Erkrankung abgewendet und der Betroffene muss sich nur noch von dem infizierten Biss erholen. Dieser Ansatz wird auch zur Behandlung von Ebola verwendet, einem der schnellsten und tödlichsten Viren der Welt. Diese Krankheit wird von Fledermäusen und Menschenaffen übertragen und kann innerhalb von 2 Wochen bei 70 und 90 Prozent der infizierten Menschen zum Tod führen. Mit neu entwickelten Impfstoffen, die die Immunantwort auf diese Weise verstärken, besteht die Hoffnung, dass Betroffene das Virus besser kontrollieren können und möglicherweise einen größeren Prozentsatz der Infizierten vor einem schnellen und sehr schmerzhaften Tod bewahren.

Eine andere Möglichkeit zur Behandlung von Virusinfektionen ist die Verwendung von antiviralen Medikamenten. Diese Medikamente haben oft nur begrenzten Erfolg bei der Heilung von Viruserkrankungen, aber in vielen Fällen wurden sie verwendet, um die Symptome einer Vielzahl von Viruserkrankungen zu kontrollieren und zu reduzieren. Bei den meisten Viren können diese Medikamente das Virus hemmen, indem sie die Wirkung eines oder mehrerer seiner Proteine ​​blockieren. Es ist wichtig, dass die Zielproteine ​​von viralen Genen kodiert werden und dass diese Moleküle in einer gesunden Wirtszelle nicht vorhanden sind. Auf diese Weise wird das Viruswachstum gehemmt, ohne den Wirt zu schädigen. Es gibt eine große Anzahl antiviraler Medikamente zur Behandlung von Infektionen, von denen einige spezifisch für ein bestimmtes Virus sind und andere mehrere Viren betreffen können.

Antivirale Mittel wurden entwickelt, um Genitalherpes (Herpes simplex II) und Influenza zu behandeln. Bei Herpes genitalis können Medikamente wie Aciclovir die Anzahl und Dauer von Episoden einer aktiven Viruserkrankung reduzieren, während derer Patienten Virusläsionen in ihren Hautzellen entwickeln. Da das Virus lebenslang im Nervengewebe des Körpers latent bleibt, ist dieses Medikament nicht heilend, kann aber die Symptome der Krankheit besser beherrschbar machen. Bei Influenza können Medikamente wie Tamiflu (Oseltamivir) (Abbildung (PageIndex<3>)) die Dauer der &ldquoflu-Symptome um 1 oder 2 Tage verkürzen, aber das Medikament verhindert die Symptome nicht vollständig. Tamiflu wirkt, indem es ein Enzym (virale Neuraminidase) hemmt, das es neuen Virionen ermöglicht, ihre infizierten Zellen zu verlassen. Somit hemmt Tamiflu die Ausbreitung des Virus von infizierten zu nicht infizierten Zellen. Andere antivirale Medikamente wie Ribavirin wurden zur Behandlung einer Vielzahl von Virusinfektionen eingesetzt, obwohl der Wirkmechanismus gegen bestimmte Viren noch unklar ist.

Abbildung (PageIndex<3>): (a) Tamiflu hemmt ein virales Enzym namens Neuraminidase (NA), das in der Influenza-Virushülle vorkommt. (b) Neuraminidase spaltet die Verbindung zwischen viralem Hämagglutinin (HA), das sich auch in der Virushülle befindet, und Glykoproteinen auf der Wirtszelloberfläche. Die Hemmung der Neuraminidase verhindert, dass sich das Virus von der Wirtszelle löst, wodurch eine weitere Infektion blockiert wird. (Kredit a: Änderung der Arbeit von M. Eickmann)

Die bei weitem erfolgreichste Anwendung antiviraler Mittel war die Behandlung des Retrovirus HIV, das eine Krankheit verursacht, die, wenn sie nicht behandelt wird, normalerweise innerhalb von 10 bis 12 Jahren nach der Infektion tödlich verläuft. Anti-HIV-Medikamente waren in der Lage, die Virusreplikation so weit zu kontrollieren, dass Personen, die diese Medikamente erhalten, signifikant länger überleben als die unbehandelten.

Anti-HIV-Medikamente hemmen die Virusreplikation in vielen verschiedenen Phasen des HIV-Replikationszyklus (Abbildung (PageIndex<4>)). Es wurden Medikamente entwickelt, die die Fusion der HIV-Virushülle mit der Plasmamembran der Wirtszelle hemmen (Fusionsinhibitoren), die Umwandlung ihres RNA-Genoms in doppelsträngige DNA (Reverse-Transkriptase-Inhibitoren), die Integration der viralen DNA in das Wirtsgenom (Integrasehemmer) und die Verarbeitung viraler Proteine ​​(Proteasehemmer).

Abbildung (PageIndex<4>): HIV, ein umhülltes, ikosaedrisches Virus, heftet sich an den CD4-Rezeptor einer Immunzelle und verschmilzt mit der Zellmembran. Virale Inhalte werden in die Zelle freigesetzt, wo virale Enzyme das einzelsträngige RNA-Genom in DNA umwandeln und in das Wirtsgenom einbauen. (Kredit: NIAID, NIH)

Wenn eines dieser Medikamente einzeln verwendet wird, ermöglicht die hohe Mutationsrate des Virus, dass es leicht und schnell Resistenzen gegen das Medikament entwickelt, was die Wirksamkeit des Medikaments einschränkt. Der Durchbruch bei der Behandlung von HIV war die Entwicklung von HAART, einer hochaktiven antiretroviralen Therapie, die eine Mischung verschiedener Medikamente umfasst, die manchmal als "Medikamentencocktail" bezeichnet werden. Durch den Angriff des Virus in verschiedenen Stadien seines Replikationszyklus ist es viel Es ist für das Virus schwieriger, gleichzeitig Resistenzen gegen mehrere Medikamente zu entwickeln. Dennoch besteht auch bei der Kombinationstherapie mit HAART die Besorgnis, dass das Virus im Laufe der Zeit eine Resistenz gegen diese Therapie entwickelt. So werden ständig neue Anti-HIV-Medikamente entwickelt, in der Hoffnung, den Kampf gegen dieses hochtödliche Virus fortsetzen zu können.

Alltagsverbindung: Angewandte Virologie

Die Erforschung von Viren hat zur Entwicklung einer Vielzahl neuer Wege zur Behandlung nicht-viraler Krankheiten geführt. Viren wurden in der Gentherapie verwendet. Gentherapie wird zur Behandlung genetischer Erkrankungen wie der schweren kombinierten Immunschwäche (SCID), einer vererbbaren, rezessiven Erkrankung, bei der Kinder mit stark geschwächtem Immunsystem geboren werden, eingesetzt. Eine häufige Art von SCID ist auf das Fehlen eines Enzyms zurückzuführen, Adenosindeaminase (ADA), das Purinbasen abbaut. Um diese Krankheit durch Gentherapie zu behandeln, werden einem SCID-Patienten Knochenmarkszellen entnommen und das ADA-Gen eingefügt. Hier kommen Viren ins Spiel, und ihre Verwendung hängt von ihrer Fähigkeit ab, in lebende Zellen einzudringen und Gene mitzubringen. Viren wie das Adenovirus, ein humanes Virus der oberen Atemwege, werden durch die Zugabe des ADA-Gens modifiziert und das Virus transportiert dieses Gen dann in die Zelle. Die modifizierten Zellen, die nun in der Lage sind, ADA zu bilden, werden dann den Patienten zurückgegeben, in der Hoffnung, sie zu heilen. Die Gentherapie mit Viren als Träger von Genen (virale Vektoren) ist, obwohl noch experimentell, vielversprechend für die Behandlung vieler genetischer Krankheiten. Dennoch müssen viele technologische Probleme gelöst werden, damit dieser Ansatz eine praktikable Methode zur Behandlung von genetischen Erkrankungen ist.

Eine weitere medizinische Verwendung für Viren beruht auf ihrer Spezifität und Fähigkeit, die von ihnen infizierten Zellen abzutöten. Onkolytische Viren werden im Labor speziell entwickelt, um Krebszellen anzugreifen und abzutöten. Ein genetisch verändertes Adenovirus namens H101 wird seit 2005 in klinischen Studien in China zur Behandlung von Kopf- und Halskrebs eingesetzt. Die Ergebnisse waren vielversprechend, mit einer höheren kurzfristigen Ansprechrate auf die Kombination von Chemotherapie und Virustherapie als auf die alleinige Chemotherapie. Diese laufende Forschung könnte den Beginn eines neuen Zeitalters der Krebstherapie einläuten, in dem Viren so konstruiert werden, dass sie Krebszellen finden und gezielt abtöten, unabhängig davon, wo sie sich im Körper ausgebreitet haben.

Eine dritte Anwendung von Viren in der Medizin beruht auf ihrer Spezifität und beinhaltet die Verwendung von Bakteriophagen bei der Behandlung bakterieller Infektionen. Bakterielle Erkrankungen werden seit den 1940er Jahren mit Antibiotika behandelt. Im Laufe der Zeit haben viele Bakterien jedoch Resistenzen gegen Antibiotika entwickelt. Ein gutes Beispiel ist der Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA, ausgesprochen &ldquomersa&rdquo), eine häufig in Krankenhäusern erworbene Infektion. Dieses Bakterium ist gegen eine Vielzahl von Antibiotika resistent, was eine Behandlung erschwert. Der Einsatz von Bakteriophagen, die für solche Bakterien spezifisch sind, würde deren Resistenz gegenüber Antibiotika umgehen und gezielt abtöten. Obwohl die Phagentherapie in der Republik Georgia zur Behandlung von antibiotikaresistenten Bakterien eingesetzt wird, ist ihre Anwendung zur Behandlung von menschlichen Krankheiten in den meisten Ländern nicht zugelassen. Die Sicherheit der Behandlung wurde jedoch in den Vereinigten Staaten bestätigt, als die US-amerikanische Food and Drug Administration das Besprühen von Fleisch mit Bakteriophagen zur Zerstörung des Lebensmittelpathogens Listeria genehmigte. Da sich immer mehr antibiotikaresistente Bakterienstämme entwickeln, könnte der Einsatz von Bakteriophagen eine mögliche Lösung des Problems sein, und die Entwicklung der Phagentherapie ist für Forscher weltweit von großem Interesse.

​​​​​​ Zusammenfassung

Viren verursachen beim Menschen eine Vielzahl von Krankheiten. Viele dieser Krankheiten können durch den Einsatz viraler Impfstoffe verhindert werden, die eine schützende Immunität gegen das Virus stimulieren, ohne eine schwere Erkrankung zu verursachen. Virusimpfstoffe können auch bei aktiven Virusinfektionen verwendet werden, um die Fähigkeit des Immunsystems zu stärken, das Virus zu kontrollieren oder zu zerstören. Eine Reihe antiviraler Medikamente, die auf Enzyme und andere Proteinprodukte viraler Gene abzielen, wurde mit gemischtem Erfolg entwickelt und eingesetzt. Kombinationen von Anti-HIV-Medikamenten wurden verwendet, um das Virus wirksam zu kontrollieren und die Lebensdauer infizierter Personen zu verlängern. Viren haben viele Anwendungen in der Medizin, wie zum Beispiel bei der Behandlung von genetischen Störungen, Krebs und bakteriellen Infektionen.


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Bemerkungen:

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