Общие принципы и современные тренды дезинфекции жилых помещений



В статье описываются современные методы и подходы, применяемые для дезинфекции жилых помещений. Приводятся литературные данные относительно эффективности дезинфекционных препаратов, а также рассматриваются перспективные направления улучшения качества дезинфекционных мероприятий.

Ключевые слова: дезинфекция, патогенные бактерии, дезинфицирующие свойства, бактерицидное действие.

В двадцать первом веке мы стали свидетелями сразу нескольких пандемий, которые повлияли не только на качество жизни людей, но привели к гибели сотен тысяч людей по всему миру. События такого масштаба происходили и ранее, однако уровень медицины и науки тех времен не позволял эффективно бороться с патогенными факторами, но подтолкнул общественность к поиску и синтезу противовирусных и противомикробных препаратов. Одними из таких веществ являются антибиотики. Разные типы антибиотиков позволяют бороться со многими патогенными микроорганизмами, однако их повсеместное использование привело к возникновению устойчивых к лекарственным веществам микро- и макроорганизмов. К последним можно отнести патогенные и условно-патогенные бактерии, а также синантропные насекомые (тараканы, блохи, клопы и др.). По статистике, эффективность классических дезинфекционных мероприятий находится в пределах 16‑50 %, однако в некоторых случаях может достигать 95-ти % [1]. Дезинфекция в большей степени оказывает влияние на жизнедеятельность вегетативных форм бактерий, а не резистентных. На основании вышеперечисленного становится очевидным, что необходимо разрабатывать новые высокоэффективные методы борьбы с патогенными микроорганизмами и насекомыми, которые участвуют в их диссеминации. Данный обзор посвящен описанию классических методов и подходов дезинфекции жилых помещений, а также современным направлениям, которые в скором времени могут кардинально повлиять на планирование и проведение дезинфекционных мероприятий.

Дезинфекция. Общие понятие и методы дезинфекции

Дезинфекция — это комплекс мер, направленных на уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов и их токсинов, за исключением бактериальных спор [2]. Дезинфекцию нередко путают со стерилизацией, однако последняя призвана обеспложивать объекты — удалять все живое, в то время как основная задача дезинфекции — снижение количества микроорганизмов на какой-либо поверхности до приемлемого уровня. Дезинфекционные мероприятия проводились во все времена, но сам термин ассоциируют с 19-ым веком, когда Луи Пастер доказал, что бактерии могут развиваться только из существующих бактериальных клеток, а не из неживой материи. На основании находок Пастера, сэр Джозеф Листер решил, что бактерии могут быть ответственны за плохое заживление ран на руках. Он предложил использовать карболовую кислоту для обеззараживания воздуха и рук, а также для пропиток повязок в медучреждениях. Несмотря на то, что Листер столкнулся с серьезной долей скептицизма, на сегодняшний день антимикробное действие карболовой кислоты доказано, поэтому его по праву можно считать одним из «пионеров» в производстве дезинфектантов. Первым современным серийным дезинфектантом принято считать, произведенный в 1965 году, «Sterillium» — безопасное для кожи и рук спиртосодержащее дезинфицирующее средство. Началу современного представления о дезинфекции положил Роберт Кох, который в 1876 г. обнаружил споры сибирской язвы, а в 1882 г. — бактерии туберкулеза. Он превратил бактериологию в уважаемую науку, благодаря чему к гигиене стали относится намного серьезнее, а его руководство по гигиене до сих пор определяет распорядок дня во многих клиниках [3].

Выделяют два основных вида дезинфекции: очаговая и профилактическая. Очаговую дезинфекцию подразделяют на текущую, например, при изоляции больного, и заключительную — после выздоровления пациента. Профилактическая дезинфекция направлена на борьбу с влиянием микроорганизмов/бактерий на человека и включает в себя комплекс мер по обработке объектов и жилых помещений различными способами [4]. При этом свойства обеззараживаемых объектов диктуют выбор метода дезинфекции, которые условно можно разделить на механические, физические, химические, комбинированные, биологические.

Химический метод дезинфекции

Основным методом дезинфекции на сегодняшний день является использование химических веществ, проявляющих дезинфицирующие свойства. К таким веществам относят спирты, фенолы, кислоты, щелочи, хлор и его соединения, йод и его соединения, металлы и их соединения (сера, железо и др.), в том числе тяжелые металлы (ртуть, медь), различные альдегиды (формальдегид, глутаровый альдегид, ортофталевый альдегид), пероксид водорода, некоторые красители, поверхностно–активные вещества (ПАВ, например, четвертичные аммониевые соединения, гуанидины) [5]. Доминирование химического метода дезинфекции продиктовано общей доступностью дезинфицирующих средств, их высокой эффективностью, агрегатными формами (суспензия, порошок, гель и т. д.). Они широко применяются в практике для дезинфекции бытовых помещений, территорий различных предприятий и пищевых производств, общественного транспорта и т. д.

Дезинфицирующие вещества классифицируют по нескольким критериям: форма выпуска или агрегатное состояние (жидкость, гель, порошок и т. д.), способ действия на микроорганизмы (бактерицид, фунгицид, спороцид и т. д.), химическому составу (спиртосодержащие, металлосодержащие и т. д) [6, 7].

Интересно заметить, что до 19-го века, а в некоторых странах и до 20–го века, для обеззараживания объектов повсеместно применяли ртуть и кадмий. На сегодняшний день использование этих тяжелых металлов для дезинфекции сильно ограничено, однако сохраняется в некоторых сферах, например, медицине, где предметы обычно дезинфицируют жидкими химикатами или влажной пастеризацией [5, 8].

Дезинфекционные свойства спиртов

Одними из самых распространенных дезинфектантов являются спирты. Они оказывают бактерицидное действие на вегетативные формы бактерий, но также обладают фунгицидными, вирулицидными и инсектицидными свойствами. Для борьбы с патогенными микроорганизмами чаще всего применяют метанол, этанол и изопропанол. Оптимальная бактерицидная концентрация спиртов в водной среде составляет 60–90 %, и их активность резко падает при разбавлении до концентрации ниже 50 %. Метиловый спирт (метанол) является токсичным для человека, обладает самым слабым бактерицидным действием из спиртов и поэтому на практике его редко используют. Бактерицидная активность изопропилового спирта выше, чем у метанола, но ниже, чем у этилового спирта (для большинства бактерий). Однако, по сравнению с этиловым спиртом, у изопропилового спирта есть несколько преимуществ: более высокий показатель вязкости и повышенная температура кипения. Приведенные показатели влияют на скорость испарения жидкости с поверхности, что, в свою очередь, влияет на контактное время воздействия [5, 9].

Механизм бактерицидного действия спиртов не до конца изучен. Наиболее вероятное объяснение антимикробного действия спиртов — денатурация белков. Денатаруция белков происходит из-за дегидратации их окружения, в результате чего их растворимость сильно снижается. Показано, что спирты нарушают работу дегидрогеназ Escherichia coli , а этиловый спирт обратимо увеличивает лаг-фазу Enterobacter aerogenes [10, 11].

Бактерицидные свойства спиртов активно изучаются. На сегодняшний день показано, что 10-ти секундное воздействие этанола в концентрации от 40 % до 100 % статистически значимо снижает численность грамотрицательных бактерий, таких как Pseudomonas aeruginosa , Serratia marcescens , Escherichia coli , и Salmonella typhosa . Грамположительные бактерии ( Staphylococcus aureus и Streptococcus pyogenes ) более устойчивы к воздействию этанола и погибают при воздействии этого спирта в концентрации 60–95 %. Этиловый спирт в концентрации 70 % эффективно уничтожает возбудителей криптококкоза ( Cryptococcus neoformans ), бластомикоза ( Blastomyces dermatitidis ) и легочного гистоплазмоза ( Histoplasma capsulatum ). Этанол в концентрации 95 % проявляет высокую бактерицидную активность против туберкулезной палочки ( Mycobactérium tuberculósis ). При этом контактное время для полного уничтожения этой бактерии составляет всего 5 минут (согласно муциновому тесту), что на порядок меньше, чем для йодофора, 3 % -ного замещенного фенола и 70 % -ного изопропанола. Изопропиловый спирт (20 %) эффективен для уничтожения цист Acanthamoeba culbertsoni , а также интересно отметить, что он немного более активен, чем этиловый спирт, в отношении E. coli и S. aureus [5, 12, 13].

Этиловый спирт в концентрациях 60–80 % является мощным вирулицидным агентом, инактивирующим липофильные вирусы (вирус герпеса и гриппа) и многие гидрофильные вирусы (аденовирусы, энтеровирусы, но не вирус гепатита А). Изопропиловый спирт не активен в отношении нелипидных энтеровирусов, но активен в отношении липидных вирусов. Показано, что этиловый и изопропиловый спирты инактивируют вирус гепатита В (HBV), а также вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) [5]. Благодаря высокой вирулицидной активности спиртосодержащие антисептики активно применяются для профилактики заболевания коронавирусом Covid-19 [14].

Дезинфекционные свойства хлора и хлорсодержащих соединений

Вторым основным агентом дезинфицирующих средств является хлор и его соединения. Наиболее широко используются гипохлориты, которые применяются как в жидкой (гипохлорит натрия), так и в твердой форме (гипохлорит кальция). Чаще всего данные вещества используются для дезинфекции водных растворов и воды, однако они также применяются для эффективного удаления микроорганизмов и их биопленок с поверхности различных предметов. В рабочей концентрации ≈ 5–6 % (водный раствор) они обладают широким спектром антимикробной активности, не оставляют токсичных метаболитов, и их бактерицидная активность не зависит от жесткости воды, однако сильно зависит от pH, что является серьезным недостатком [5]. К другим недостаткам гипохлоритов можно отнести их коррозионное воздействие на металлы, инактивацию органическими веществами, выделение токсичного газообразного хлора при смешивании с аммиаком или кислотой (например, с бытовыми чистящими средствами), а также пагубное влияние на здоровье человека. Показано, что некорректное использование бытовых растворов гипохлоритов может привести к раздражению глаз, ожогу ротоглотки, пищевода и желудка. По этой причине важно применять данные дезинфицирующие вещества правильно и в специализированной одежде [5, 15].

Бактерицидная активность хлора в значительной степени связана с недиссоциированной хлорноватистой кислотой (HOCl). Диссоциация HOCl в менее бактерицидную форму (гипохлорит-ион OCl ^‑ ) зависит от pH. Так, при повышении pH среды происходит ускоренная диссоциация HOCl в OCl ^‑ , поэтому важно соблюдать рецептуру приготовления растворов [13]. На сегодняшний день на рынке представлены альтернативные гипохлоритам дезинфицирующие хлорсодержащие соединения. Такими соединениями являются диоксид хлора, дихлоризоцианурат натрия и хлорамин-Т. Преимущество этих соединений перед гипохлоритами состоит в том, что они дольше удерживают хлор. Это увеличивает контактное время воздействия и положительно влияет на бактерицидную активность веществ [5].

Дихлоризоцианурат натрия стабилен, и только 50 % всего доступного хлора находится в растворе в свободном состоянии (HOCl и OCl ^– ), тогда как остальная часть остается в связанном виде (монохлоризоцианурат или дихлоризоцианурат). По мере расходования свободного хлора, последний высвобождается для восстановления равновесия. Более того, раствор дихлоризоцианурата натрия готовят в кислой среде, благодаря чему диссоциация HOCl до OCl ^– происходит значительно медленнее, чем у гипохлоритов, растворы которых готовят в слабощелочных условиях. Кислый pH растворов обусловлен наличием лимонной кислоты, ингибиторов коррозии и консервантов, что также является преимуществом, так как снижается коррозионный эффект на металлы [5, 16].

Не так давно была предложена идея создания нового дезинфектанта на основе указанных выше веществ. Идея основана на физико–химических свойствах кислот. Если небольшое количество хлорноватистой кислоты (144 мг/мл) растворить в воде и пропустить через такую воду электрический ток, то при определенных условиях вода станет сильно ионизирована, так как под действием тока происходит активная диссоциация компонентов кислоты. Такую воду принято называть «сверхокисленной». Показано, что сверхокисленная вода способна обеззараживать поверхности, а также практически не вызывает коррозию металлов. Преимущества такого подхода заключаются в снижении количества используемого дезинфектанта, отсутствие влияния на здоровье человека и окружающую среду [17]. На сегодняшний день сверхокисленная вода используется в некоторых странах в качестве кожного антисептика.

Механизм бактерицидного действия хлора практически не выяснен, и, скорее всего, связан с рядом факторов: окисление ферментов, в состав которых входят цистеины; кольцевое хлорирование аминокислот (тирозина, триптофана); перфорация клеточной мембраны, в результате чего происходит потеря внутриклеточного содержимого; ингибирование синтеза белков; снижение потребления кислорода; разрывы в ДНК и подавление ее синтеза [5, 13, 18].

Бактерицидное действие хлорсодержащих растворов экспериментально подтверждено [1]. Показано, что гипохлорит натрия и его производные эффективно (за несколько секунд) уничтожают микоплазмы, а таже M. tuberculósis . Более длительная обработка поверхности (5–60 минут) позволяет бороться со спорами различных грибковых агентов, вызывающих кандидоз, бактериями S. aureus , Salmonella choleraesuis (возбудитель сальмонеллеза) и P. aeruginosa , а также спорами бактерии Clostridium difficile , которая является возбудителем псевдомембранозного колита. Дихлоризоцианурат натрия в концентрации 1 мг/мл (0,1 % раствор) эффективно уничтожает Entamoeba histolytica (возбудитель дизентерии), Giardia lamblia (возбудитель лямблиоза), Cryptosporidium (возбудитель криптоспоридиоза) [5, 13, 19]. Показано, что свежеприготовленная сверхокисленная вода быстро снижает количество патогенных микроорганизмов ( M. tuberculosis , M. chelonae , S. aureus , E. coli и других) и вирусов (полиовирус, ВИЧ) [5, 20, 21].

Дезинфицирующие свойства перекиси водорода

Перекись водорода также является часто используемым дезинфицирующим агентом. Она проявляет бактерицидные, вирулицидные, спорицидные и фунгицидных свойства [22]. Рабочая концентрация перекиси водорода составляет 0,5–20 % и зависит от типа обеззараживаемого объекта и желаемого результата (снижение численности микроорганизмов или удалении их спор). Механизм бактерицидного действия перекиси водорода связан с перекисным окислением липидов и других важных компоненты клетки [5, 18, 23]. Некоторые организмы развили устойчивость к перекиси благодаря синтезу каталаз и белков цитохромов, которые расщепляют перекись водорода до воды и кислорода. Однако, такая защита подавляется высокими концентрациями перекиси. Контактное время для уничтожения большинства нерезистентных микроорганизмов (например, E. coli , Streptococcus sp. , Pseudomonas sp. ) составляет 1–15 минут. Для эффективного удаления резистентных патогенных бактерия ( S. aureus , S. marcescens , Proteus mirabilis ) требуется более длительная инкубация (30–60 минут). Споры бактерий устойчивее вегетативных форм, поэтому для их уничтожения требуется не только пролонгирование контактного времени воздействия, но и увеличение концентрации перекиси вплоть до 20 % (зависит от устойчивости спор). Более того, для эффективной борьбы с бактериальными спорами предложено использовать смеси перекиси водорода с другими дезинфектантами, например, с надуксусной кислотой. Показано, что раствор 0,08 % надуксусной кислоты и 1,0 % перекиси водорода эффективно инактивирует устойчивые к глутаральдегиду микобактерии [5, 23].

Дезинфицирующие свойства альдегидов

В дезинфекционных мероприятиях часто применяют различные альдегиды, например, формальдегид, ортофталевый альдегид, глутаровый альдегид. Альдегиды используют как в жидких, так и в газообразных формах. Показано, что длительное воздействие альдегидов может пагубно влиять на здоровье человека, и даже быть причиной онкологических заболеваний, поэтому дезинфекция с использование этих веществ должна осуществляться профессионалами и в специализированной защите [5]. Механизм биоцидной активности альдегидов достаточно хорошо изучен. Они проявляют свои свойства благодаря алкилированию сульфгидрильных, гидроксильных, карбоксильных и аминогрупп макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что приводит к изменению синтеза РНК, ДНК и белков [24, 25]. Доказано, что глутаровый альдегид модулирует кросс-связывание между белками, связывает магний и влияет на высвобождение некоторых липополисахаридов [13].

Ввиду высокой токсичности альдегидов их редко применяют в закрытых помещениях, несмотря на то, что эти вещества имеют высокую бактерицидную и вирулицидную активность. 2–4 % -ные растворы формальдегида эффективно уничтожают M. tuberculosis и Salmonella typhi (возбудитель брюшного тифа). Однако контактное время для достижения эффекта довольно высокое — примерно один час. Глутаровый альдегид более бактерициден и за значительно меньший временной промежуток (-15 минут) способен уничтожать M. tuberculosis , бактерии рода Bacillus и Clostridium, различные микобактерии ( M. chelonae, Mycobacterium avium–intracellulare, M. xenopi ), грибы и вирусы. Ортофталевый альдегид по активности в отношении некоторых микроорганизмов превосходит глутаровый и формальдегид. Показано, что для уничтожения Mycobacterium bovis (туберкулезная палочка бычьего вида) требуется 6-ти минутная обработка поверхности 0,21 % -ным раствором ортофталевого альдегида, тогда как контактное время для 1,5 % -ного раствора глутарового альдегида составляет более 30-ти минут [5, 26, 27]. Более того, ортофталевый альдегид проявляет бактерицидные свойства по отношению к микроорганизмам, которые устойчивы к воздействию глутарового альдегида. Стоит заметить, что активность альдегидов зависит от температуры и pH среды, а также значительно снижается при длительном инкубировании в жидких средах. Поэтому этот фактор важно учитывать при проведении дезинфекционных мероприятий. Проблема низкой стабильности альдегидов в водных средах отчасти была решена благодаря смешиванию их со стабилизирующими веществами, например, с фенолятом натрия.

Дезинфицирующие свойства фенолов, кислот и йодофоров

Дезинфекция жилых и промышленных помещений является важной задачей, и было замечено, что не во всех случаях удается достичь высокой эффективности дезинфекционных мероприятий. Это обусловлено рядом причин, в том числе устойчивостью микроорганизмов к приведенным выше веществам, а также разрушением дезинфицирующих агентов под действием внешних факторов окружающей среды. Было замечено, что добавление дополнительных соединений, таких как фенолы и кислоты, может стабилизировать некоторые дезинфектанты (например, альдегиды). Более того, эти соединения сами по себе проявляют дезинфекционные свойства. В современное время для дезинфекции используют замещенные фенолы (бис-фенолы, хлоргексидин, трихлорфенолы, пентахлорфенолы, и др.) и полифенолы (нафтол, 1,2-нафтохинон, флавоноиды и др.), так как они проявляют значительно более высокую бактерицидную активность [5, 13]. Фенолы проникают внутрь клеток благодаря разрушению клеточной стенки, осаждают и инактивируют основные ферменты клеток, а также могут ингибировать синтез ДНК [13, 28]. Они влияют не только на вегетативные формы бактерий, но также способны разрушать биопленки. Доказано, что нафтохиноны (0,039 % -ный 1,2-нафтохинон, и 0,625 % -ный 5-гидрокси-1,4-нафтохинон) эффективно ингибируют рост и развитие Streptococcus pyogenes , которая является одним из главных возбудителей фарингита [29]. Более того, показана вирулицидная активность фенолов. Так, раствор, содержащий орто-фенилфенол (2,8 %) и орто-бензил-пара-хлорфенол (2,7 %) способен инактивировать вирус иммунодефицита человека [5].

Различные кислоты также являются важными компонентами дезинфицирующих веществ, так как они могут регулировать pH растворов, что увеличивает стабильность основных дезинфектантов. Надуксусная кислота является типичным кислотным дезинфектантом. Она проявляет мультибактерицидные свойства и действует на все микроорганизмы. Механизм антибактериальной активности кислот изучен слабо, и, скорее всего, связан с денатурацией белков микроорганизмов и разрушением их клеточной стенки [5, 13].

Антибактериальные свойства фенолов и кислот могут быть существенно модулированы при их комбинировании, то есть получении фенолкислот. Так, 2,4-дигидроксибензойная, протокатеховая, ванилиновая и сиреневая кислоты проявляют высокую активность в отношении большинства грамотрицательных и грамположительных бактерий (например E. coli , Past. multocida , N. Gonorrhoeae ) [30]

Благодаря развитию методов высокопроизводительного секвенирования и масс-спектрометрического анализа было идентифицировано множество грибов, производящих различные фенольные соединения с антимикробной активностью. Показано, что 2,4-гидроксикоричная кислота, этил 3,4-дигидрокси-циннамат, а также флавоноиды: кармонин и дигидромирицетин, проявляют высокую антибактериальную активность. Фенолкислоты имеют ряд преимуществ по сравнению с исходными молекулами (высокая стабильность, низкая токсичность для человека, отсутствие резкого запаха). Поэтому поиск и внедрение в дезинфекционную практику фенолкислот грибов с антибактериальными свойствами является перспективным направлением [30].

Йодофоры представляют собой комбинацию йода и солюбилизирующего агента или носителя. Такой комплекс обеспечивает замедленное высвобождение йода, что увеличивает контактное время воздействия. Наиболее известным и широко используемым йодофором является повидон-йод, соединение поливинилпирролидона с йодом [5]. Попадая внутрь клеток, йод связывается с белками и вызывает их денатурацию путем окисления SH-групп цистеиновых и метиониновых остатков, а также предотвращает образование водородных связей между аминогруппамиаргининов/гистидинов с тирозинами [31]. В лабораторных условиях раствор повидон-йода довольно быстро уничтожает (менее минуты) S. aureus и M. chelonae . Несмотря на весьма высокую антибактериальную активность, йодофоры редко применяются для дезинфекции жилых помещений, так как оставляют неприятный запах и окрашивают обработанные поверхности.

Из приведенной выше информации видно, что спирты, кислоты, фенолы, альдегиды и т. д. проявляют антибактериальную и вирулицидную активности. Многие из приведенных выше веществ используются в жидком виде, однако некоторые применяют в газообразном (при фумигации) и сухом видах. Современные дезинфицирующие средства содержат комбинацию активных агентов, что позволяет им эффективно удалять патогенные микроорганизмы с обрабатываемых поверхностей. Многие дезинфектанты содержат поверхностно активные вещества (ПАВ). ПАВ подразделяются на катионные, анионные, неионогенные и амфолитные (амфотерные) соединения. Из них катионные агенты, примером которых являются четвертичные аммониевые соединения (ЧАС), являются наиболее часто применяемыми дезинфицирующими средствами [5, 13].

ПАВ обладают широким спектром бактерицидного действия, однако в большинстве случаев используются в качестве вспомогательных веществ. Формируя пленки на поверхности обрабатываемых предметов, ПАВ снижают испарение и увеличивают контактное время воздействия основных дезинфектантов. Поиск новых дезинфицирующих агентов и комбинирование уже существующих агентов, оптимизация способов стабилизации соединений в водных растворах, — все это позволяет улучшить качество дезинфекционных мероприятий, однако не решает важную проблему — неспецифичность классических дезинфицирующих веществ. Наряду с влиянием на патогенные микроорганизмы эти вещества оказывают пагубное воздействие на здоровье человека. Выходом из этой ситуации является создание целевых препаратов, и уже сегодня это возможно благодаря современным методам молекулярной биологии и биоинформатики.

Биологические методы дезинфекции

На сегодняшний день модным направлением дезинфекции являются биологические методы. Один из основных примеров — использование водорослей или зоопланктона для очистки водоемом и сточных вод [32]. Весьма многообещающим методом биологической дезинфекции является разработка белков и пептидов, избирательно токсичных для конкретных бактерий и вирусов. Такие белки и пептиды способны избирательно связываться с клеточной мембраной бактерий, нарушать ее целостность, и, в конечном итоге, приводить к ее гибели [33].

Не менее интересным подходом может быть использование направленной генной и клеточной инженерий микро- и макроорганизмов (непатогенные бактерии, растения, инфузории). Выбранные организмы можно модифицировать таким образом, чтобы они приобрели способность метаболизировать различные токсичные вещества, находящиеся в жидких и газообразных средах.

Представленные выше подходы могут позволить бороться с патогенными микроорганизмами без вреда для человека и окружающей среды, однако для этого необходимо разработать методику получения препаратов в промышленных масштабах, снизить себестоимость их производства и разработки.

Механические и физические методы дезинфекции

К механическим методам дезинфекции относят влажную и сухую уборки, нанесение защитных покрытий (напыление серебра и золота), удаление поврежденных микроорганизмами или насекомыми предметов и объектов. Как можно видеть, некоторые механические методы дезинфекции проводятся с использованием химических веществ, поэтому его вполне можно отнести к комбинированным методам дезинфекции, что еще раз указывает на условность приведенной выше классификации.

Физические методы дезинфекции включают в себя обработку объектов ультрафиолетом (УФ), высокой/низкой температурой, альфа-, бета- или гамма–излучением, ультразвуковую обработку жидких смесей, озонирование. Дезинфекция альфа-, бета- или гамма-излучением редко применяется при обработке жилых помещений и предметов быта, так как отложенное действие радиации может пагубно влиять на здоровье человека. Такой метод часто используют в науке и медицине для получения сверхчистых растворов и хирургических приборов, так как эффективность такой обработки близка к 100 %. При облучении живых организмов альфа-, бета- или гамма-излучением происходит ионизация малых молекул (кислород, вода), а также макромолекул (липиды, белки, нуклеиновые кислоты и т. д.). В результате такого воздействия образуются высокореакционные активные формы веществ, которые запускают каскад реакций, приводящих к смерти клетки [34].

Обработка предметов УФ, низкой/высокой температурами являются классическим методами дезинфекции, которые активно применяются в медучреждениях. Их эффективность доказана, а механизм действия довольно прост: ионизация или температура влияет на метаболизм бактерий, в результате чего последние погибают. Однако очевидный недостаток такого метода — неспецифическое пагубное влияние на любой живой организм, в том числе и на человека, ввиду чего необходимо обеспечивать серьезную защиту при проведении дезинфекции [35]. Интересно, что эффект кварцевания на сегодняшний день не доказан, однако обработка УФ хирургических предметов статистически значимо снижает риск развития постоперационных инфекционных заболеваний [5].

УЗ обработка смесей применяется для дезинфекции растворов в малых объемах, однако применение такого подхода в промышленных масштабах сильно ограничено техническими характеристиками приборов, генерирующих УЗ. Механизм бактерицидного действия УЗ следующий: ультразвук генерирует образование пузырьков воздуха, которые с высокой скоростью бомбардируют клетки микроорганизмов, в результате чего последние лопаются, что приводит к их гибели [35].

Озон является одним из наиболее перспективных методов обеззараживания свежих продуктов и может быть применен в некоторых областях пищевой промышленности. Озон получается из молекулярного кислорода путем приложения значительного количества энергии, которая генерируется ультрафиолетовым излучением, электрохимическими процессами или электрическими разрядами. Период полураспада озона короткий: 30–40 минут в воде и 2–3 часа в воздухе. Однако, эти параметры могут варьироваться в зависимости от температуры и значений рН [5, 36]. Механизм бактерицидного действия озона заключается в ионизации окружения и клеточных компонентов, формировании различных радикалов, которые напрямую разрушают клеточную стенку бактерий и нарушают метаболические пути. Показано, что комбинация озона с парами перекиси водорода позволяет эффективно бороться с мобилизованными на хлопчатобумажном носителе патогенными бактериями, такими как E. coli , P. aeruginosa , C. difficile , и даже спорами Bacillus subtilis [37].

Несколько исследований показали, что для дезинфекции неповрежденных продуктов водный раствор озона намного эффективнее газообразного, благодаря чему озонированная вода может являться хорошей альтернативой традиционным стерилизующим средствам, поскольку практически не оказывает пагубного воздействия на здоровье человека. Более того, благодаря высокой окислительной способности озон разрушает большинство применяемых в сельскохозяйственной промышленности пестицидов, и при этом не влияет на качество обработанных продуктов. Таким образом, озон можно использовать не только для борьбы с патогенными микроорганизмами, но и для стерилизации/очищения загрязненных пестицидами продуктов. На сегодняшний день дезинфекция озоном в основном используется в рыбной, птицеводческой, молочной и мясной промышленностях, в то время как ее применение в плодоовощной промышленности все еще ограничено [38].

Заключение

Эффективность дезинфекционных мероприятий зависит от внешних условий и требует правильного подбора активных веществ. Наиболее высокую активность проявляют комбинированные препараты, а выбор дезинфицирующих агентов зависит от типа объектов, которые подлежат обработке. Большинство традиционных методов дезинфекции низкоспецифичны и пагубно влияют на здоровье человека, поэтому дезинфекционные мероприятия должны производиться профессионалами. Современными перспективными методами дезинфекции является озонирование и применение комбинированных высокостабильных эффективных бактерицидных препаратов.

Работа выполнена при поддержке ООО «Центр дезинсекции «Экосепт», г. Минск, Республика Беларусь (www.ekosept.by).

Литература:

1. M. C. Lu, P. L. Chen, D. J. Huang, C. K. Liang, C. S. Hsu, and W. T. Liu, «Disinfection efficiency of hospital infectious disease wards with chlorine dioxide and hypochlorous acid,» Aerobiologia (Bologna)., vol. 37, no. 1, pp. 29–38, 2021, doi: 10.1007/s10453–020–09670–8.
2. J. C. John E. Huguenin, «Disinfection,» in Developments in Aquaculture and Fisheries Science, J. C. John E. Huguenin, Ed. 2002, pp. 183–192.
3. Hartmann, «Clean hands are the best measure against infection.» https://www.sterillium.info/en/why-hand-hygiene-programmes/the-history-of-hand-disinfection.
4. В. К. Шуляк, А. П. Бусел, Руководство по очаговой дезинфекции. г.Могилев, 2014.
5. W. A. Rutala and D. J. Weber, Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities. 2008.
6. G. Dvorak, Disinfection, no. May. 2008.
7. Julia, «Disinfectants: types, effect and selection,» 2021. https://medsolut.com/en/blog/disinfectants-types-effect-and-selection/.
8. J. E. Stout, Victor. L. Yu, «Experiences of the First 16 Hospitals Using Copper–Silver Ionization for Legionella Control: Implications for the Evaluation of Other Disinfection Modalities •,» Infect. Control Hosp. Epidemiol., vol. 24, no. 8, pp. 563–568, 2003.
9. M. M. Ribeiro, V. A. Neumann, M. C. Padoveze, and K. U. Graziano, «Efficacy and effectiveness of alcohol in the disinfection of semi-critical materials: A systematic review,» Rev. Lat. Am. Enfermagem, vol. 23, no. 4, pp. 741–752, 2015, doi: 10.1590/0104–1169.0266.2611.
10. G. Sykes, «The Influence of Germicides on the dehydrogenases of Bact. coli,» J Hyg., vol. 39, no. 4, pp. 463–469, 1939.
11. H. Neurath and H. B. Bull, «THE DENATURATION AND HYDRATION OF PROTEINS. I,» J. Biol. Chem., vol. 115, no. 2, pp. 519–528, 1936, doi: 10.1016/s0021–9258(18)74734–0.
12. [12]H. E. Morton, «The Relationship of Concentration and Germicidal Efficiency of Ethyl Alcohol,» Ann. N. Y. Acad. Sci., vol. 53, no. 1, pp. 191–196, 1950, doi: 10.1111/j.1749–6632.1950.tb31944.x.
13. Gerald McDonnell and A. Denver Russell, «Antiseptics and Disinfectants: Activity, Action, and Resistance,» Clin. Microbiol. Rev., vol. 12, no. 1, pp. 147–179, 1999.
14. C. F. Almeida, D. F. J. Purcell, D. I. Godfrey, and J. L. McAuley, «The Efficacy of Common Household Cleaning Agents for SARS-CoV-2 Infection Control,» Viruses, vol. 14, no. 4, 2022, doi: 10.3390/v14040715.
15. M. R. Gamble, «Hazard: formaldehyde and hypochlorites,» Lab. Anim., vol. 11, p. 61, 1977, doi: 10.1136/bmj.1.5794.252.
16. D. Coates, «Comparison of sodium hypochlorite and sodium dichloroisocyanurate disinfectants: neutralization by serum,» J. Hosp. Infect., vol. 11, no. 1, pp. 60–67, 1988, doi: 10.1016/0195–6701(88)90040–0.
17. J. B. Selkon, J. R. Babb, and R. Morris, «Evaluation of the antimicrobial activity of a new super-oxidized water, Sterilox®, for the disinfection of endoscopes,» J. Hosp. Infect., vol. 41, no. 1, pp. 59–70, 1999, doi: 10.1016/S0195–6701(99)90038–5.
18. M. Finnegan, E. Linley, S. P. Denyer, G. McDonnell, C. Simons, and J. Y. Maillard, «Mode of action of hydrogen peroxide and other oxidizing agents: Differences between liquid and gas forms,» J. Antimicrob. Chemother., vol. 65, no. 10, pp. 2108–2115, 2010, doi: 10.1093/jac/dkq308.
19. Lobna A El Zawawy, Doaa El-Said, Safia M Ali, Fouad M Fathy, «Disinfection efficacy of sodium dichloroisocyanurate (NADCC) against common food-borne intestinal protozoa,» J. Egypt. Soc. Parasitol., vol. 40, no. 1, pp. 165–185, 2010.
20. R. Zan, T. Alacam, I. Hubbezoglu, T. Tunc, Z. Sumer, and O. Alici, «Antibacterial efficacy of super-oxidizedwater on Enterococcus faecalis biofilms in root canal,» Jundishapur J. Microbiol., vol. 9, no. 9, 2016, doi: 10.5812/jjm.30000.
21. M. Gunaydin et al., «In vitro antimicrobial activity of Medilox® super-oxidized water,» Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., vol. 13, no. 1, pp. 1–6, 2014, doi: 10.1186/1476–0711–13–29.
22. S. S. Block, L. Williams, S. Wilkin, and A. D. Russell, Disinfection, Sterilization, and Preservation, 5th ed. 2001.
23. B. J. Juven and M. D. Pierson, «Antibacterial Effects of Hydrogen Peroxide and Methods for Its Detection and Quantitation,» vol. 59, no. 11, pp. 1233–1241, 1996.
24. S. E. Walsh, J. Maillard, C. Simons, and A. D. Russell, «Studies on the mechanisms of the antibacterial action of ortho -phthalaldehyde,» pp. 702–710, 1999.
25. C. Simons, S. E. Walsh, J. Maillard, and A. D. Russell, «Ortho -Phthalaldehyde : proposed mechanism of action of a new antimicrobial agent,» pp. 299–302, 2000.
26. B. Setlow and P. Setlow, «Studies on the mechanisms of the sporicidal action of ortho -phthalaldehyde,» pp. 675–680, 2002.
27. S. Fraud, A. C. Hann, J. Maillard, A. D. Russell, M. Epping, and M. H. Transmis-, «Effects of ortho -phthalaldehyde, glutaraldehyde and chlorhexidine diacetate on Mycobacterium chelonae and Mycobacterium abscessus strains with modified permeability,» no. January, pp. 575–584, 2003, doi: 10.1093/jac/dkg099.
28. L. Bouarab-Chibane et al., «Antibacterial properties of polyphenols: Characterization and QSAR (Quantitative structure-activity relationship) models,» Front. Microbiol., vol. 10, no. APR, 2019, doi: 10.3389/fmicb.2019.00829.
29. S. Macé, L. Truelstrup Hansen, and H. P. V. Rupasinghe, «Anti-Bacterial Activity of Phenolic Compounds against Streptococcus pyogenes,» Medicines, vol. 4, no. 2, p. 25, 2017, doi: 10.3390/medicines4020025.
30. M. J. Alves, I. C. F. R. Ferreira, H. J. C. Froufe, R. M. V. Abreu, A. Martins, and M. Pintado, «Antimicrobial activity of phenolic compounds identified in wild mushrooms, SAR analysis and docking studies,» J. Appl. Microbiol., vol. 115, no. 2, pp. 346–357, 2013, doi: 10.1111/jam.12196.
31. D. N. Makhayeva, G. S. Irmukhametova, and V. V Khutoryanskiy, «Polymeric Iodophors : Preparation, Properties, and Biomedical Applications,» vol. 10, no. 1, pp. 40–57, 2020, doi: 10.1134/S2079978020010033.
32. P. Ganguly, S. Panneri, U. S. Hareesh, A. Breen, and S. C. Pillai, Chapter 23 — Recent Advances in Photocatalytic Detoxification of Water. Elsevier Inc., 2019.
33. G. Diamond, «Antimicrobial Proteins and Peptides in early Life : Ontogeny and Translational Opportunities,» vol. 7, no. August, pp. 1–12, 2016, doi: 10.3389/fimmu.2016.00309.
34. C. R. Harrell, V. Djonov, C. Fellabaum, and V. Volarevic, «Risks of Using Sterilization by Gamma Radiation : The Other Side of the Coin,» vol. 15, 2018, doi: 10.7150/ijms.22644.
35. I. Płonka and B. Pieczykolan, Thermal methods, ultraviolet radiation, and ultrasonic waves for the treatment of waterborne pathogens. Elsevier, 2020.
36. [36]L. Carletti, R. Botondi, R. Moscetti, E. Stella, D. Monarca, and R. Massantini, «Use of ozone in sanitation and storage of fresh fruits and vegetables,» no. January, 2013.
37. D. Zoutman, M. Shannon, and A. Mandel, «Effectiveness of a novel ozone-based system for the rapid high-level disinfection of health care spaces and surfaces,» Am. J. Infect. Control, vol. 39, no. 10, pp. 873–879, doi: 10.1016/j.ajic.2011.01.012.
38. R. Botondi, M. Barone, and C. Grasso, «A Review into the Effectiveness of Ozone Technology for Improving the Safety and Preserving the Quality of Fresh-Cut Fruits and Vegetables,» 2021.