DE19801209A1 - Verwendung von Essigen zur Desinfektion - Google Patents

Verwendung von Essigen zur Desinfektion

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Description

Stand der Technik
Eine scharfe Trennung zwischen Desinfektionsmitteln, Chemotherapeutica, Dermatotherapeutica, Mitteln für die Lebensmittelkonservierung, den Material- und Pflanzenschutz ist oft nicht möglich. Die folgende Ausarbeitung beschränkt sich weitgehend auf Mittel, die einer Infektion von Mensch und Tier durch pathogene Keime entgegenwirken sollen und äußerlich angewendet werden.
Desinfektions- und Sterilisationsmaßnahmen dienen der Vernichtung von Krankheitserregern an Mensch und Tier und in deren Umgebung. Sie sind ausschließlich zur äußeren Anwendung bestimmt, wodurch sie sich grundsätzlich von Chemotherapeutica und Antibiotica unterscheiden. Gewisse Überschneidungen bestehen zwischen der Desinfektion und dem Schutz von Pflanzen, Materialien und Lebensmitteln gegen mikrobiellen Befall.
"Desinfizieren" heißt, einem Stoff seine infektiösen Eigenschaften entziehen. Abgesehen von der Abtötung der Keime können die Keime z. B. auch durch Filtration beseitigt werden. Sterilisieren heißt, einen Gegenstand von allen vermehrungsfähigen Keimen (auch Sporen) frei machen. Bakterizidie bedeutet Abtötung von Bakterien, Bakteriostase deren Wachstumshemmung. Im englischen Sprachgebrauch wird der Begriff "Disinfectants" mehr für die Keimfreimachung (ohne Sporen) von Materialien, der Begriff "Antiseptics" vornehmlich für die Verhinderung des Keimwachstums am lebenden Gewebe verwendet.
Geschichtliches
Nach der Erkenntnis von J. LISTER, Operationsräume durch Phenol-Verneblung zu sterilisieren, und den grundlegenden Arbeiten von ROBERT KOCH folgten Vorschläge zur Desinfektion mit Seife, Carbolsäure oder Chlorwasser und später mit Sublimat, Alkohol, Formaldehyd, Kresol-Seifenlösung (Lysol) und hochchlorierten Phenolen. 1933 entdeckte G. DOMAGK, die quaternären Ammoniumverbindungen, 1949 wurden die Ampholytseifen entwickelt. Die Bemühungen Desinfektionsmittel mit geringer Toxizität und hohem Wirkungsspektrum zu finden sind bis heute noch in stetem Fluß.
Desinfektionsarten
Wärme: Das radikalste Mittel ist das Feuer: Verbrennen infektiösen Materials, Ausglühen von Instrumenten und Hilfsgeräten (kurzes Abflammen von mit Alkohol benetzten Instrumenten reicht zur Sterilisation nicht aus).
Ein hoher Keimtötungserfolg wird durch bewegte Heißluft erreicht. Durchweg ist es üblich und ausreichend, bei 180°C 1 h zu sterilisieren.
Auskochen ist zur sicheren Entkeimung nicht ausreichend. Das Keimtötungsvermögen von strömendem Dampf ist doppelt so stark wie das von kochendem Wasser. Luftbeimengungen beeinträchtigen aber den Keimtötungserfolg in allen Fällen. Im strömenden Dampf werden die Bakterien der Resistenzstufe 1 und 2 sicher abgetötet, hochthermoresistente Sporen jedoch nicht. Um die Sporen in strömendem Dampf ganz oder weitgehend zu erfassen, ist eine Behandlung an drei aufeinanderfolgenden Tagen von je 30 min bei 100°C erforderlich, wobei angenommen wird, daß die überlebenden Sporen nach der ersten und zweiten Behandlung zwischenzeitlich, am besten bei Brutschranktemperaturen zu vegetativen Formen auskeimen. Die vegetativen Zellen von Bakterien und Pilzen werden schon bei Temperaturen um 60°C innerhalb von 5-10 min abgetötet, Hefe- und Pilzsporen erst oberhalb 120°C (15 min), während Sporen einiger repräsentativer, äußerst hitzeresistenter Bakterienarten je nach Volumengröße der Sterilisiergefäße erst durch 15-55 minütiger Behandlung bei 121-123°C abgetötet werden. Solche Temperaturen sind nur im Autoklaven in gespanntem Dampf zu erreichen.
Mit Hochdruckdampfsfrahlgeräten unter Zusatz von Reinigungsmitteln kann man in Lebensmittelbetrieben mit Spritzleistungen von etwa 300 l/h und Temperaturen von rund 140°C gleichzeitig reinigen und weitgehend desinfizieren. In der Stalldesinfektion werden durch Dampfstrahlbehandlung auch die in den Holzfußböden sitzenden Kokozidien und Askaridieneier abgetötet.
Strahlen: Von den zur Entkeimung bzw. Teilentkeimung gebräuchlichen Strahlungen kommt der UV-Strahlung die größte Bedeutung zu. Bakterien werden rasch, Pilzsporen wesentlich langsamer abgetötet. Nach den heutigen Erfahrungen hat aber die UV-Bestrahlung in Operationsräumen nur eine beschränkte Wirkung. In Hochleistungs-Röntgenanlagen werden neben ärztlichen Instrumenten, Verbandmaterial usw. immer mehr auch Lebensmittel sterilisiert, pasteurisiert oder konserviert.
Ultraschall: Der Frequenzbereich 200-1500 kHz soll am wirksamsten sein. In Wasser befindliche Zellen von Bakterien und Algen werden dabei zerrissen. Milch wird nach mehreren Sekunden Ultrabeschallung keimfrei.
Filtration: Lösungen, die thermolabile Substanzen enthalten, entkeimt man am besten durch Filtration, z. B. mit Berkefeld-Filtern aus gepreßter Kieselgur, Seitz-Filtern aus Asbestplatten, Glassinterfiltern und Membranfiltern. Aseptische Räume in Krankenhäusern können ebenfalls bei künstlicher Belüftung über Filter dekontaminiert werden.
Desinfektionsmittel: Die Wirkung eines Teiles der Desinfektionsmittel beruht auf der wasserentziehenden Wirkung, der Eiweißdenaturierung oder sonstigen Proteinverän­ derungen, während andere Mittel Stoffwechselvorgänge im Zellinnern blockieren. Das Phänomen der Bakteriostase und Bakterizidie kann zum Teil auch als Ergebnis definierter chemischer Vorgänge in der Zelle gedeutet werden, wobei funktionelle Gruppen in den Peptidketten charakteristische Reaktionsmöglichkeiten für bestimmte Typen viruzid und bakterizid wirkender Stoffe bieten. Die Wirkung wird durch Umweltfaktoren (Milieu) beeinflußt. Gegenwart von Eiweiß kann z. B. hemmend wirken ("Eiweißfehler"). Tenside können die bakterizide Wirkung verstärken, unter Umständen aber auch abschwächen. Nichtionogene Netzmittel wie Tween 80 oder Dehydol 100 wirken abschwächend oder sind indifferent; anionaktives Teepol 410 verstärkt die Wirkung von Alkohol, Formaldehyd, Phenol, Kresolseife, es ist indifferent gegenüber Chloramin, aber abschwächend gegen höher substituierten Phenolen, aufhebend gegen Quatbasen.
Für alle Arten von Desinfektionsmitteln gelten als Grundforderungen: Kurzfristige Keimabtötung, möglichst breites Wirkungsspektrum, geringe Toxizität, Wirtschaft­ lichkeit, unaufdringlicher Geruch, keinerlei Anfärbungen oder anderweitige Veränderungen des Desinfektionsgutes, Lagerbeständigkeit bei Hitze und Kälte, bei Instrumenten keine Korrosion des Metalls.
Nach dem Anwendungszweck werden bei den konfektionierten Desinfektionsmitteln folgende beiden Gruppen unterschieden:
Feindesinfektionsmittel besitzen gleichzeitige Wasch- und Reinigungswirkung. Ihre Anwendung bei der Händedesinfektion und in der Gynäkologie setzt vor allem Hautverträglichkeit und gute Wirkung auch in relativ niedriger Konzentration voraus. Der pH-Wert soll nach Möglichkeit im neutralen Gebiet liegen.
Grobdesinfektionsmittel werden hauptsächlich zur Scheuerdesinfektion (Flächen­ desinfektion usw.) verwendet. Wichtig ist, daß sie weitgehend oder ganz vom Milieu unabhängig sind. Die waschaktive Wirkung soll möglichst hoch sein.
Anwendungsform: Fein-, Grob- und Tb-Sputum-Desinfektionsmittel kommen ausschließlich in wäßriger Lösung in den Handel. Zur Hautdesinfektion verwendet man alkoholische Tinkturen, Salben und cremartige Zubereitungen sowie Lotionen, Puder, Mundwässer und Seifen mit entsprechenden Zusätzen.
Aerosole als Desinfektionsmittel: Die als Aerosole in feinster Verteilung in der Luft schwebenden flüssigen oder festen Desinfektionsmittel treffen mit großer Oberfläche auf in der Luft schwebende Keime. Sie bewirken zumindest eine starke Hemmung, in vielen Fällen aber eine Abtötung der Keime.
Für die Raumluft-Desinfektion mit Aerosolen sind besonders Glykole, Triethylenglykol oder Diethylenglykol geeignet, in Operationsräumen auch in Kombination mit UV-Bestrahlung (UV-Strahlen allein töten Bakterien rasch, Pilzsporen langsam). Bei Triethylenglykol genügt z. B. eine Konzentration von 1 : 250 Millionen, um übliche Keime in der Raumluft abzutöten; dabei sollen auch Virusarten und Tb-Bakterien erfaßt werden.
Durch Zugabe weiterer Desinfektionsmittel kann die Desinfektionswirkung erheblich verstärkt werden. So wurden durch das Aerosol einer Lösung halogenierter Phenole (Raluben K) 1 : 1000 in Triethylenglykol-Wasser 1 : 1 in Großräumen einer Filzfabrik Sporen von Bac. anthracis auf künstlichem Nährboden sicher abgetötet. Bei Vernebelung eines Raumes, der Keime von Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Mycobacterium phlei und Bacillus subtilis sowie Sporen von Bacillus subtilis und Aspergillus niger enthielt, mit alkoholisch-wäßrigen Raluben K-Lösungen (0,5 g Aerosol mit 8,5% Raluben K/ml Raum) wurden die drei erstgenannten Keime abgetötet, Bac. subtilis in vegetativer und Sporenform total und die Schimmelsporen stark gehemmt.
Folgende Substanzgruppen gelangen zur Anwendung:
a) Säuren und Säurederivate
Zur Anwendung gelangen anorganische Säuren wie Rhodanwasserstoffsäure (HSCN), Schweflige Säure (H2SO3).
b) Organische Schwefelverbindungen
Die aktiven Verbindungen dieser Stoffgruppe stellen die Dithiocarbamate und Thiurame dar, die im Pflanzenschutz als Fungizide eingesetzt werden. Trichlorcyanursäure (Chorazin 90) wird zur Apparatedesinfektion herangezogen.
c) Anorganische Basen
Natronlauge wird in 4%-iger Lösung im Veterinärbereich zur Desinfektion eingesetzt.
d) Sauerstoffabspaltende Verbindungen
Dazu gehören, die Verbindungen Ozon, Wasserstoffperoxid, Percarbonate und Kaliumpermanganat.
e) Ethylenoxid (Propylenoxid)
Diese Verbindung findet Verwendung zur Kaltsterilisation von Nahrungsmitteln, Pharmaca, Laborgeräten und Instrumenten.
f) Aldehyde
Die wichtigste Verbindung ist der Formaldehyd als Grobdesinfektionsmittel
g) Phenole und Kresole
Phenol stellt eines der klassischen althergebrachten Desinfektionsmittel dar, das heute durch Derivate wie z. B. die Alkylphenole ersetzt wurde. Von der Gruppe der Kresole haben heute die chlorierten Verbindungen wie z. B. das p-Chlor-m-kresol eine Bedeutung als Desinfektionsmittel.
h) Phenylphenole
o-Phenylphenol besitzt eine hohe Keimabtötungskapazität
i) Benzylphenole
Dies Verbindungen besitzen hohe bakterizide Wirkung insbesondere gegen Staphylokokken.
j) Chinolinderivate
8-Hydroxychinolin weist als wirksamste Struktur dieser Verbindungsklasse eine fungizide und bakterizide Wirkung aus.
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Nachteile des Standes der Technik
Die Bakterien- und Pilzabtötung spielt nicht nur in der Medizinaltechnik heutzutage eine große Rolle. Zum Einsatz gelangen als Bakterizide eine Mengen von Antibiotika wie z. B. Penicilline, Cyclosporine etc. Zum Abtöten von Pilzen werden unter anderem Verbindungen benutzt wie z. B. Formaldehyd, Metallorg. Verbindungen wie Phenylquecksilberacetat, Carbamate und Phosphorsäurester.
Die Nachteile dieser Substanzen werden wie folgt aufgelistet:
  • - Viele Krankenhauskeime, im Speziellen Arten von Staphylokokken sind gegen viele Antibiotika resistent.
  • - Die meisten Fungizide und Bakterizide besitzen auch gegenüber Menschen ein nicht unerhebliches Gefahrenpotential und sind zum Teil sehr giftig.
  • - Bei intensiver Anwendung kommt es zur Anreicherung dieser Substanzen in den Nahrungskette und dem Trinkwasser.
  • - Die Abbauwege (Toxikodynamik und Toxikokinetik) metabolischer Art in der Pflanze, dem Tier, in der Luft, im Wasser und im Boden sind noch nicht oder nur unvollständig bekannt. Es kann bei diesem Vorgang zur Aktivierung von toxischen Substanzen kommen, die Flora und Fauna schädigen können.
  • - Bei Innenraumdesinfektionen muß mit relativ hohen Chemikalienkonzentrationen gearbeitet werden, die sich erst nach einer gewissen Zeit abgebaut haben.
  • - In Flugzeugen müssen Desinfektionsmittel aufgrund der kurzen Einwirkzeit in hohen Konzentrationen eingesetzt werden, dabei kann es zu Kontaminationen des Flugzeugpersonals und der Passagiere kommen.
Diese Probleme werden durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst.
Vorteile der Erfindung
  • - Bei den von uns verwendeten Essigen handelt es sich um naturbelassene Produkte ohne toxikologische Relevanz. Im Gegensatz zu vielen anderen Desinfektionsmitteln entstehen beim Abbau keine giftigen Stoffwechselprodukte mit Gefahrenpotential. Somit kann ein Abtöten von Keimen umweltschonend durchgeführt werden.
  • - Die Handhabung der Essigpräparate gestaltet sich überaus einfach und kann unter einfachsten Rahmenbedingungen durchgeführt werden.
  • - Unsere Ergebnisse beweisen, daß das Keimabtötungspotential unter den Standardversuchsbedingungen als enorm bezeichnet werden kann. Desinfektionen von chirurgischen Materialien, auch aus Kunststoff sind sehr effizient möglich.
  • - Luftreinhaltungen und Keimabtötungen in Klimaanlagen durch Waschung der Raumluft mit aromatisierten Essigen oder Versprühen von Aerosolen sind ebenfalls ohne Bedenken möglich und sehr effektiv.
Untersuchungsergebnisse Mikrobiologische Untersuchung eines Essigs bzw. Essigsäure auf bakterizide Wirkung
Es wurde ein Weinessig mit einem Gehalt von 11% Essigsäure getestet, sowie eine Essigsäure mit gleicher Konzentration.
Analysenmethode
Folgende Bakterienkulturen wurden verwendet:
  • 1. Escherichia. coli
  • 2. Streptococcus faecalis
  • 3. Staphylococcus epidermidis
  • 4. Proteus vulgaris
  • 5. Pseudomonas aeruginosa
Durchführung der Tests
Standard 1-Bouillon-Röhrchen werden mit den jeweiligen Festkeimen beimpft und 24 Stunden bei 37°C bebrütet. 0,1 ml dieser Frischkulturen werden zu 10 ml der Essiglösung geben und dann 5 Minuten, 30 Minuten und 60 Minuten inkubiert. Nach der Einwirkzeit wird jeweils 1 ml der Lösung abgenommen und in 9 ml Kochsalzlösung (0,9%) gegeben. Daraus werden unterschiedliche Verdünnungen angesetzt und im Plattengußvervahren mit warmen Standard I-Agar (47°C) überschichtet. Nach Bebrüten werden die Kolonienbildenden Einheiten (KBE) ausgezählt. Parallel wird ein Kontrollwert mit Wasser angesetzt.
Auswertung der Analysen
1. E. coli
2. Streptococcus faecalis
3. Staphylococcus epidermidis
4. Proteus vulgaris
5. Pseudomonas aeroginosa
6. Studie mit synthetischer Essigsäure
Zur Bestimmung der aktiven Substanz im Weinessig wurde eine Probe mit genau 11%-iger Essisgsäure angesetzt und diese Probe dem gleichen Prüfverfahren unterzogen.
Als Testkeim diente E. coli.:
7. Studie mit neutralisiertem Weinessig
Zur Bestimmung der aktiven Substanz im Weinessig wurde eine Essigprobe mit Natronlauge auf einen neutralen pH-Wert (7,0) eingestellt und dem gleichen Prüfverfahren unterzogen.
Als Testkeim diente E. coli.:
Auswertung der Analysenergebnisse Charakterisierung der Bakterienstämme
  • 1. E. coli: Die Gattung umfaßt gramnegative, peritrich begeißelte oder unbewegliche, aerobe und fakultativ anaerobe Kurzstäbchen. Colibakterien, deren optimale Vermehrungstemperatur 37°C beträgt, gehören zu den regulären Bewohnern des Dickdarms von Mensch und Tier. Pathogene Keime können Darminfektionen verursachen sog. Coli-Enteritis.
  • 2. Streptococcus faecalis: Die Gattung umfaßt grampositive, kugel- und eiförmige Kokken, die im flüssigem Medium zu Paaren und Ketten vereint sind. Sc. faecalis zeichnet sich durch Thermotoleranz (60°C werden 30 Minuten überdauert) und Salztoleranz (Wachstum in Nährlösung mit 6,5% Kochsalz) aus. Steptococcen sind Enterokokken, kommen im Darm von Warmblütlern vor und können in Organen pathogene Entzündungen hervorrufen. Sie sind als Fäulniserreger in Lebensmitteln Ursache sehr unspezifischer Vergiftungen.
  • 3. Staphylococcus epidermidis: Die Gattung umfaßt grampositive, einzeln, paarig, in Tetraden oder unregelmäßigen Haufen vorkommende, meist gelb oder orange gefärbte unbewegliche Kokken. Die Bakterien sind resistent gegen Austrocknung, und gefärbte Arten gegen UV-Strahlen. St. epidermidis verursacht schwere Vereiterungen und Lebensmittelvergiftungen und kommt als pathogener Keim in Krankenhäusern vor.
  • 4. Proteus vulgaris: Die gramnegativen, aeroben und fakultativ anaeroben Bakterien bilden schleimige Kolonien aus. Die Vertreter dieser Gattung kommen als Fäulniserreger in Fisch, Fleisch und Eiern vor und bilden übelriechende Stoffwechselprodukte.
  • 5. Pseudomonas aeruginosa: Die Gattung umfaßt gramnegative, einzelne nicht kettenbildende gerade oder gebogene Stäbchen, die monotrich oder poytrich polar begeißelt sind. Ps. aeruginosa zählt zu den typischen pathogenen Lebensmittelkeimen und wird ebenfalls als Krankenhauskeim bezeichnet.
Keime von E.coli., Pr. vulgaris und Ps. aeruginosa waren nach 5 Minuten Essiginkubation nicht mehr nachweisbar.
St. epidermidis zeigte in diesem Zeitintervall noch 1,1% der KBE/ml, bezogen auf die Kontrollgruppe.
Str. faecalis-Kulturen werden in ihrem Wachstum nach 5 Minuten Behandlung nur teilweise gehemmt. 43% der KBE/ml waren noch nachzuweisen.
Nach 30 Minuten und 60 Minuten erfolgte kein Kolonienwachstum der getesteten Bakterienstämme.
Der neutralisierte Inhalationsessig zeigte über alle Zeitintervalle keine wachstumshemmende Wirkung mehr. Die synthetische Essigsäure verhindert zu 100% das Wachstum von allen getesteten Bakterienkulturen.
Diskussion der Ergebnisse
Der getestete Inhalationsessig besitzt eine überaus hohe bakterizide Wirkung im Bezug auf die getesteten Bakterienstämme. Schon nach kurzer Inkubationszeit findet kein Wachstum der Kolonien mehr statt.
Die aktive Wirksubstanz stellt die Essigsäure dar, die in Reinstform, eingestellt auf eine Lösung mit einem Gehalt von 11%, kein Bakterienwachstum mehr aufkommen läßt.
Aufgrund der bakteriziden Wirkung des Inhalationsessigs kann positiv angemerkt werden, daß die meisten pathogenen Krankenhauskeime im Inhalator selbst und in den Schlauchleitungen keine Wachstumsmöglichkeiten haben und somit ein Einnisten der Mikroorganismen nicht möglich ist. Dies verhindert mit allergrößter Wahrscheinlichkeit eine Fremdkontamination der Patienten mit krankenhausspezifischen Keimen wie z. B. Pseudomonaden und Staphylococcen.
Außerdem zeigen die Versuche, daß ein Abtöten von bestimmten Rachenraum- und Atemwegsbakterien bzw. eine Wachstumshemmung durch den Weinessig möglich ist.

Claims (2)

1. Anwendung von Essigen (Brandweinessig, Weinessig, Fruchtessig und Apfelessig) und Zubereitungen aus synthetischer Essigsäure zur Abtötung von Bakterien und zur allgemeinen Desinfektion von Häusern und Flugzeugen, sowie anderen Räumlichkeiten.
2. Die Anwendungsgebiete der Erfindung lassen sich folgendermaßen beschreiben:
  • a) Aerosolbehandlung oder Flüssigbehandlung: - Desinfektion von nicht sterilisierbaren medizinischen Geräten aus Kunststoff wie z. B.
    • - Desinfektion von medizinischen Bestecken aus Metall
    • - Desinfektion von Inhalatoren jeglicher Art
  • b) Aereosolbehandlung:
    • - Anreicherung der Zirkulationsluft von Klimaanlagen mit aromatisierten Essigen
    • - Desinfektion von Dampfbädern und Saunen mit aromatisierten Essigen
  • c) Flüssigbehandlung:
    • - Luftwaschung der Zirkulationsluft von Klimaanlagen in Flugzeugen
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10118776A1 (de) * 2001-04-17 2002-11-07 Georg Wiedemann Medizinisch therapeutische Verwendung von Essigsäure und Essig sowie deren Zubereitungen
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WO2009155931A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-30 Danmarks Tekniske Universitet Acetic acid and a buffer
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CN117029165A (zh) * 2023-08-23 2023-11-10 广州优吸环保科技有限公司 一种基于光触媒技术的空气净化综合处理方法

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