ES2886628T3 - Desinfectante de manos - Google Patents

Abstract

Una composición que comprende: una solución libre de aire de ácido hipocloroso (HClO) y ácido acético (HAc) en agua; y un excipiente que comprende un agente espesante.

Description

DESCRIPCIÓN

Desinfectante de manos

Solicitudes relacionadas

Esta aplicación reclama el beneficio y la prioridad de la Solicitud de Patente de Estados Unidos 15/167,076, presentada el 27 de mayo de 2016, la cual es una continuación en parte de la Solicitud de Patente de Estados Unidos Núm. de Serie 14/618,820, presentada el 10 de Febrero de 2015, la cual es una continuación en parte de la Solicitud de Patente de Estados Unidos Núm. de Serie 13/770,738, presentada el 19 de Febrero de 2013, la cual reivindica la prioridad y el beneficio de la Solicitud Provisional de Estados Unidos número de serie 61/600,344, presentada el 17 de Febrero de 2012; y esta solicitud es una continuación en parte de la Solicitud de Patente de Estados Unidos Núm. de Serie 14/618,799, presentada el 10 de Febrero de 2015, la cual es una continuación de la Solicitud de Patente de Estados Unidos Núm. de Serie 13/770,738, presentada el 19 de Febrero de 2013, la cual reivindica prioridad y beneficio de la Solicitud Provisional de Estados Unidos núm. de serie 61/600,344, presentada el 17 de Febrero de 2012.

Campo de la invención

La invención se refiere generalmente a composiciones de desinfectante de manos y métodos de producción y uso de las mismas.

Antecedentes

Los profesionales de la salud tienen un riesgo significativamente mayor de desarrollar eczema de manos, dermatitis y otros problemas de la piel en comparación con la población general. Estas condiciones no solo son problemáticas para los trabajadores de la salud, sino que también afectan a las poblaciones de pacientes. Por ejemplo, el eczema contribuye a la propagación de infecciones en los hospitales. Más del 90 % de las personas con eczema de moderado a grave están colonizadas por Staphylococcus aureus. Las infecciones por estafilococos pueden ser mortales. En particular, las cepas resistentes a los antibióticos como MRSA (Staphylococcus aureus resistente a la meticilina) son difíciles de controlar. Por tanto, la prevalencia del eczema entre los empleados sanitarios es un problema significativo.

Para las personas con eczema, lavarse las manos con agua y jabón puede provocar una mayor irritación e impedir la curación. Es por eso que muchos trabajadores de la salud confían en los desinfectantes de manos como alternativa o complemento al lavado de manos. Se estima que el 40 % de todas las infecciones adquiridas en el hospital provienen de una mala desinfección de las manos, y una de las principales razones de la mala desinfección de las manos es la piel irritada. Los desinfectantes para manos o higienizantes para manos son generalmente soluciones en gel, espuma o líquido con un ingrediente activo para eliminar microorganismos. La mayoría de los desinfectantes de manos incluyen alcohol en forma de etanol o isopropanol.

Los desinfectantes de manos a base de alcohol pueden realmente exacerbar el problema de aquellos con eczema al promover la respuesta autoinmune que causa el eczema. Cuando se exponen al alcohol, el Staphylococcus aureus y otras bacterias que sobreviven responden mediante la producción de una biopelícula protectora. Se sabe que las biopelículas afectan la cicatrización de heridas cutáneas y reducen la eficiencia antibacteriana tópica, y ellas también pueden propagar bacterias en el aire. Mientras tanto, las bacterias resistentes a los antibióticos como el MRSA proliferan dentro de la biopelícula, lo que conlleva a muchas infecciones hospitalarias graves y mortales. El eczema, especialmente entre los proveedores de atención médica, sigue siendo una preocupación de salud pública importante. El documento de Patente WO 01/28336 describe un hidrogel antimicrobiano tópico que tiene propiedades tixotrópicas.

Resumen

La presente invención proporciona un desinfectante de la piel que es efectivo, entre otras cosas, para el tratamiento de la piel con eczema, prevención de la proliferación bacteriana, combatir la resistencia a los antimicrobianos, prevención de la formación de biopelícula y eliminar la biopelícula donde ya existe. La composición de la invención es la que se expone en las reivindicaciones. La invención usa ácido hipocloroso (HClO) y ácido acético como desinfectante en lugar de alcohol. El HClO tiene una elevada capacidad oxidativa, lo cual lo convierte en un desinfectante ideal. Sin embargo, el HClO también es un compuesto inestable. Esta limitación ha hecho que los desinfectantes basados en HClO de la técnica anterior sean inadecuados.

La presente invención proporciona composiciones de ácido acético y HClO altamente efectivas pero estables. Las composiciones de ácido hipocloroso de la invención están sustancialmente libres de iones metálicos. Las composiciones de la invención tienen un pH equilibrado dentro de un intervalo de aproximadamente 3,7 a 5,8. Las composiciones descritas proporcionan un desinfectante de piel estable basado en HClO con una vida útil prolongada, que anteriormente no estaba disponible en la técnica. Pueden incluirse otros aditivos y excipientes en la composición, los cuales mejoran aún más la estabilidad. Debe entenderse que no todos los aditivos comunes disponibles en el mercado son compatibles porque pueden degradar el compuesto activo hasta tal punto que el producto pierde su actividad. Algunos excipientes para usar con la formulación se describen a continuación.

En ciertos aspectos, la invención proporciona una composición que incluye ácido hipocloroso (HClO), ácido acético (HAc), agua; y un excipiente. El pH de la composición está entre aproximadamente 3,7 y aproximadamente 5,8, y preferentemente de aproximadamente 4,76. El pH se logra mediante titulación de la composición con NaOH y HAc. La composición se produce típicamente mediante el mezclado en un ambiente sin aire, tal como un ambiente hecho por desgasificación a presión reducida.

El componente de agua de la composición es preferentemente agua purificada. El excipiente incluye un agente espesante y también puede incluir un quelante. Los excipientes pueden incluir, por ejemplo, espesantes inorgánicos tales como sílice coloidal, materiales arcillosos sintéticos o el producto vendido bajo la marca comercial LAPONITE por BYK Additives (Cheshire, Reino Unido). Los excipientes pueden incluir, adicional o alternativamente, EDTA, polietilenglicol, polisorbato, glicerol, un copolímero de acrilato, aceites esenciales, tampones, derivados de celulosa o goma xantana.

En determinadas realizaciones, la composición es útil como desinfectante de manos. La composición es útil para tratar el eczema o una infección, incluida una infección por Staphylococcus aureus.

También se describe un método para desinfectar la piel. El método incluye proporcionar una composición de ácido hipocloroso (HClO), ácido acético (HAc), agua y un excipiente y aplicar la composición a la piel. En algunas realizaciones, el método también incluye la destrucción de la biopelícula en la piel. La biopelícula puede estar asociada con una infección de la piel o un eczema. La biopelícula puede ser una biopelícula de Staphylococcus aureus.

En realizaciones de métodos de la invención, las composiciones tienen un pH de entre aproximadamente 3,7 y aproximadamente 5,8, y preferentemente aproximadamente 4,76. El método puede implicar además valorar la composición con NaCl y HAc. La composición puede producirse mediante el mezclado en un ambiente sin aire, tal como un ambiente hecho por desgasificación a presión reducida.

El componente de agua de la composición puede ser agua purificada. El excipiente puede incluir un agente espesante y/o un quelante. Los excipientes pueden incluir, por ejemplo, espesantes inorgánicos tales como sílice coloidal, materiales arcillosos sintéticos o el producto vendido bajo la marca comercial LAPONITE por BYK Additives (Cheshire, Reino Unido). Los excipientes pueden incluir, adicional o alternativamente, EDTA, polietilenglicol, polisorbato, glicerol, un copolímero de acrilato, aceites esenciales, tampones, derivados de celulosa o goma xantana.

Breve descripción de los dibujos

La FIGURA 1 muestra un sistema fluídico para usar con la presente invención.

La FIGURA 2 muestra un dispositivo de mezclado para usar con la presente invención.

La FIGURA 3 muestra componentes del dispositivo de mezclado de la FIGURA 2.

La FIGURA 4 muestra una curva de calibración que compara la conductividad con la concentración de HClO. Las FIGURAS 5 y 6 muestran una válvula de inversión y una línea de desechos.

La FIGURA 7 muestra una comparación de las estabilidades logradas en diferentes condiciones.

Descripción detallada

La presente invención reconoce el poder desinfectante del HClO y aprovecha a este en una formulación estable que es ideal para desinfectar la piel. El ácido hipocloroso es una especie reactiva debido a su capacidad oxidativa. En solución acuosa, el HClO participa en equilibrios químicos con otros reactivos y productos. Los equilibrios múltiples pueden ser complejos, y para controlar o retrasar cinéticamente la degradación de HClO, la invención controla varios factores en el proceso de formulación. A diferencia de los métodos de la técnica anterior, la presente invención estabiliza la solución de HClO mediante la regulación del pH, la eliminación de los iones metálicos y la reducción de la fuerza iónica. Estos factores se controlan mediante el uso de un proceso que combina el intercambio iónico y el mezclado en un entorno sustancial o completamente libre de aire, como un entorno libre de aire realizado mediante desgasificación a través de presión reducida. La composición resultante conserva las ventajas reactivas del ácido hipocloroso pero tiene una mayor estabilidad, lo cual la hace útil tanto para el mercado de consumidores como para el de proveedores de atención médica. Los contenedores de almacenamiento durante todo el proceso (incluido el embalaje final) están configurados para estar libres de aire, así como para controlar otras variables, tal como la exposición a los rayos UV. El embalaje protector puede ayudar a estabilizar aún más la formulación.

Producción de ácido hipocloroso

Las composiciones y métodos de la invención se benefician de la protonación del ion hipoclorito (CIO-). Mediante el uso de HCl y NaClO como ejemplo, la protonación se logra mediante la introducción de un ácido (por ejemplo, HCl) a la solución, lo cual resulta en la siguiente reacción: HCl(ac) NaClO (ac) ^ HClO (ac) NaCl(ac).

El ácido hipocloroso en solución acuosa se disocia parcialmente en el anión hipoclorito (ClO-). Así, en solución acuosa siempre hay un equilibrio entre el ácido hipocloroso y el anión (ClO-). Ese equilibrio es dependiente del pH y, a un pH más elevado, domina el anión. En solución acuosa, el ácido hipocloroso también está en equilibrio con otras especies de cloro, en particular cloro gaseoso, Cl² y varios óxidos de cloro. A pH ácido, los gases de cloro se vuelven cada vez más dominantes, mientras que a pH neutro la solución está dominada por ácido hipocloroso. Por tanto, es preferible controlar la exposición al aire y el pH en la producción de ácido hipocloroso.

Cualquier compuesto que produzca un anión hipoclorito (ClO-) en agua puede usarse con los métodos de la invención. Los compuestos ilustrativos incluyen NaClO y Ca(ClO)². En realizaciones particulares, el compuesto es NaClO. Cualquier compuesto que produzca un protón (H+) en agua puede usarse con los métodos de la invención. Los compuestos ilustrativos son ácidos, tales como ácido acético, HCl y H²SO⁴. En realizaciones particulares, el compuesto es HCl. En realizaciones preferidas, el compuesto es ácido acético. El ácido acético es un ácido más débil que el HCl con un pKa preferido. Este es más capaz de mantener el nivel de pH preferido.

La mezcla de los compuestos puede realizarse en una cámara o en sistema fluídico. En ciertas realizaciones, un sistema fluídico 100 como se muestra en la FIGURA 1 se usa para realizar los métodos de la invención. El sistema 100 incluye una serie de tuberías 101a-c interconectadas con una pluralidad de dispositivos de mezclado 102 y 103 en línea con la pluralidad de tuberías 101a-c. Las tuberías y los dispositivos de mezclado pueden interconectarse utilizando sellos de tal modo que todo el aire se purgue del sistema, lo que permite que los métodos de la invención se lleven a cabo en un ambiente libre de aire. En determinadas realizaciones, los métodos de la invención también se realizan bajo presión. La realización de los métodos de la invención en un ambiente sin aire y bajo presión permite la producción de HClO que no interactúa con gases en el aire (por ejemplo, oxígeno y CO²) que pueden desestabilizar el HClO producido.

Las tuberías y los mezcladores pueden estar hechos de cualquier material inerte de modo que el material de las tuberías y los mezcladores no se involucre en la reacción que ocurre dentro del sistema fluídico. Los materiales ilustrativos incluyen PVC-U. Los tubos están disponibles comercialmente de Georg Ficher AB. Los tubos y mezcladores pueden configurarse para tener una disposición lineal de modo que los tubos y los mezcladores estén dispuestos en línea recta. Alternativamente, las tuberías y los mezcladores pueden tener una disposición no lineal, de tal modo que el agua debe fluir a través de giros y curvas durante todo el proceso. El sistema 100 muestra una configuración no lineal de las tuberías 101a-c y los mezcladores 102 y 103.

La tubería 101a es una tubería de entrada que recibe el agua que fluirá a través del sistema. Generalmente, el agua en las tuberías 100a-c se mantiene a una presión de al menos aproximadamente 0,1 bar, como por ejemplo, 0,2 bar o superior, 0,3 bar o superior, 0,4 bar o superior, 0,5 bar o superior, 0,7 bar o superior, 0,9 bar o superior, 1,0 bar o superior, 1,2 bar o superior, 1,3 bar o superior, o 1,5 bar o superior. A tales presiones, se produce un flujo turbulento de agua, por lo que los reactivos se introducen en un flujo de agua altamente turbulento lo cual facilita un mezclado inicial de los reactivos con el agua antes del mezclado posterior en los dispositivos de mezclado 102 y 103.

En determinadas realizaciones se utiliza agua del grifo. En otras realizaciones, se usa agua desionizada con la adición de agentes tampones conocidos. Un ejemplo de tampón es el tampón fosfato. Para un mayor control del proceso y consistencia, el uso de agua formulada desionizada puede ser preferible al agua del grifo porque el agua del grifo puede cambiar entre ubicaciones y también con el tiempo. También, el uso de agua desionizada con aditivos conocidos además asegura un pH estable del flujo de agua entrante.

Para introducir los reactivos en el agua, la tubería 101a incluye un puerto de inyección 104 y el tubo 101b incluye un puerto de inyección 105. Los puertos de inyección 104 y 105 permiten la introducción de reactivos al flujo de agua. En esta realización, el compuesto acuoso que genera el protón se introduce en el agua en la tubería 101a a través del puerto de inyección 104. El compuesto que genera el protón es introducido por una bomba de infusión que está conectada de manera sellada al puerto 104. De esta manera, se controla la velocidad de flujo, y por tanto, la cantidad, de compuesto que genera el protón introducido en el agua en cualquier momento dado. La bomba de infusión puede controlarse automática o manualmente. La tasa de introducción del compuesto que genera el protón en el agua se basa en la calidad del agua entrante (conductividad y nivel de pH) y la presión y el flujo del agua entrante. En determinadas realizaciones, la bomba está configurada para introducir aproximadamente 6,5 litros por hora de ácido clorhídrico en el agua. La introducción puede ser una infusión continua o de una manera intermitente. Dado que el agua está fluyendo a través de las tuberías de manera turbulenta, hay un mezclado inicial del compuesto que genera el protón con el agua al introducir el ácido clorhídrico en el agua.

El dispositivo de mezclado 102 está configurado para producir una pluralidad de vórtices fluídicos dentro del dispositivo. Un dispositivo ilustrativo configurado de tal manera se muestra en la FIGURA 2, la cual es una figura que proporciona una vista interna de la cámara 108 del dispositivo 102. La cámara 108 incluye una pluralidad de miembros 109, estando los miembros separados y fijados dentro de la cámara 108 perpendiculares a la entrada y la salida para formar una pluralidad de sub-cámaras 110. Cada miembro 109 incluye al menos una abertura 111 que permite que el fluido fluya a través de ella. LA FIGURA 3 muestra una vista frontal de los miembros 109 de modo que puedan verse las aberturas 111. La dimensión de las aberturas dependerá del flujo de agua y la presión en el sistema.

La producción de HClO puede controlarse en línea mediante la medición del pH y la conductividad. El pH se usa en combinación con la conductividad basada en una relación pre-calibrada entre la conductividad y la concentración de HClO medida con espectrofotometría. La conductividad medida es una medida de la capacidad del solvente para conducir una corriente eléctrica. Mediante la comparación de la misma matriz con diferentes concentraciones conocidas de HClO y ClO-, se ha establecido una curva de calibración (FIGURA 4) que se usa en combinación con el medidor de pH para regular las titulaciones y controlar el proceso.

Como se muestra en las FIGURAS 5 y 6, la tubería 101c puede conectarse a una válvula de inversión 112 que se invierte entre una línea de residuos 113 y una línea de colecta de productos 114. La válvula 112 incluye el medidor de pH y el dispositivo de medición de la conductividad. Estos dispositivos miden la concentración (ppm), la pureza y el pH del HClO que se está produciendo y proporcionan una retroalimentación para modificar tales propiedades del HClO producido. Una vez que el HClO que se produce en la tubería 101c satisface la concentración, pureza y pH requeridos, la válvula 112 se invierte de la línea de residuos 113 a la línea de colecta de producto 114 para colectar el producto deseado.

El HClO que se ha producido en una manera libre de aire se colecta y se embotella en una manera libre de aire. La colocación de líquidos en una botella en una manera libre de aire es conocida en la técnica. Un método ilustrativo incluye colocar un recipiente inflable (tal como un globo) en una botella. El recipiente inflable se conecta directamente a la línea de colecta 114 y el HClO se bombea dirigido al interior del recipiente inflable en la botella sin exponerse nunca al aire. Otro método consiste en el llenado de las botellas al vacío. Otro método de llenado libre de aire implica el llenado de las botellas en un ambiente de un gas inerte que no interactúa con e1HClO, como un ambiente de argón o nitrógeno.

El ácido hipocloroso producido está libre de aire y tendrá un pH de aproximadamente 4,5 a aproximadamente 7,5. Sin embargo, el pH del HClO producido puede ajustarse después del proceso de producción mediante la adición de ácido (por ejemplo, HAc) o álcali (por ejemplo, NaOH) al ácido hipocloroso producido. Por ejemplo, un pH de entre aproximadamente 4,5 y aproximadamente 7 es particularmente adecuado para la aplicación de reprocesamiento de instrumentos médicos sensibles al calor. Otras aplicaciones, tal como su uso en ambientes no médicos, por ejemplo, en el procesamiento de aves y pescado y usos agrícolas y petroquímicos en general, la destrucción de biopelículas bacterianas y el tratamiento del agua, pueden exigir diferentes niveles de pH.

Estabilidad del producto

La invención controla varios factores que contribuyen a la estabilidad del producto final. Esos factores incluyen la exposición al aire, el pH, la capacidad tampón, la concentración de iones, la presencia de iones metálicos y el embalaje que bloquea la exposición a la luz UV. Como resultará evidente a partir de la siguiente discusión, esos factores están interrelacionados en una variedad de formas.

Proteger la composición de la exposición al aire contribuye a la estabilidad de1HClO. Los métodos y dispositivos para producir HClO en un ambiente libre de aire se describen en los documentos de patentes de Estados Unidos 2013/0216628 y 2013/0215709. Una razón por la que producir HClO y mezclar la composición desinfectante de manos en un ambiente libre aire, tal como un ambiente desgasificado a presión reducida, ayuda a la estabilidad ya que reduce o evita la presencia de dióxido de carbono (CO²), el cual está presente en el aire. El CO² se disuelve fácilmente en agua (aproximadamente 1,5 g/L). Además, el equilibrio entre el aire y el agua se establece en minutos. Cuando el CO² disuelto reacciona con el agua, forma H²CO³, el cual es un ácido. E1H²CO³ se desprotona en el agua, liberando H³O+, el cual disminuye el pH del agua.

El CO² puede eliminarse de una solución de agua calentando o purgando el agua con N²(g). La purga reemplaza el CO² con N². Pero eso no resuelve completamente el problema si la solución aún está expuesta al aire. Dado que la solubilidad del CO² en agua es alta, el nuevo CO² se volverá a re-disolver rápidamente y reemplazará al N² a menos que el agua esté protegida de las interacciones con el aire.

Además del CO², el oxígeno es otra molécula reactiva presente en el aire que se disuelve en agua, aunque no tan rápido ni en el mismo grado que el CO². Al igual que el CO², el oxígeno puede eliminarse de una solución de agua calentando o purgando N²(g) a través del agua para reemplazar el O² con N². En una solución de HClO, el O² puede reaccionar con el ion hipocloroso ClO- y formar el ion clorato ClO³-. Esa reacción depende del pH, el cual es una de las razones por las que el control del pH es un factor importante. La reacción no procede en un grado apreciable a un pH más bajo, tal como aproximadamente 4,0.

Hay razones adicionales por las que la presente invención busca controlar el pH. Varios de los equilibrios involucrados en una mezcla de HClO en agua dependen del pH, lo cual significa que controlar el pH es extremadamente importante. El pH debe ser controlado en todas las etapas: durante la producción de1HClO; durante la producción de la formulación del desinfectante de manos; y durante el almacenamiento del producto de formulación.

El HClO en el agua está en equilibrio con el ion ClO- menos potente. A un pH más elevado (más básico), domina el ion ClO-. Por lo tanto, un pH más bajo, donde domina el HClO más potente, produce un producto superior. A un pH de alrededor de 4,0 a 5,0, no habrá mucha producción de Cl²(g).

Para lograr ese pH óptimo, la invención usa NaOH y ácido acético para titular el agua al pH correcto. La elección del ácido acético es importante porque tiene un pKa de 4,76, por lo que su capacidad tampón máxima es a un pH 4,76. Por lo tanto, el ácido acético es una buena opción para titular la solución y crear un producto dominado por HClO en lugar de ClO-.

La fuerza iónica es otro factor importante en la estabilidad de HClO. La fuerza iónica se correlaciona con la concentración total de iones en la solución. Para HClO, se ha demostrado que una mayor fuerza iónica, la cual puede resultar del uso de tampones que adicionan iones a la solución, en realidad desestabiliza e1HClO (ver Adam y otros, Inorg. Chem. 1992, 31, 3534-41). Por tanto, no todos los tampones aumentan la estabilidad de1HClO. El inicio con un pH óptimo y mediante el uso de un ácido con el pKa correcto (como el ácido acético, como se describió anteriormente) evita la necesidad de titular con un exceso de iones. Se ha descubierto que la combinación de NaOH y HAc para fabricar un tampón HAc-NaAc proporciona una mejor estabilidad que el uso de NaOH y HCl. La combinación de NaOH y HCl aumenta la fuerza iónica y también aumenta los iones de cloruro, lo cual además perjudica la estabilidad. También es mejor que un sistema tampón de fosfato que se encontró que tiene una peor estabilidad.

En ciertas realizaciones, el agua entrante tiene un pH de 6 antes de la titulación. Si el agua ha estado en contacto con el aire y el CO² se ha disuelto, el pH puede ser inferior a 6. En ese caso, se adiciona más NaOH, lo que conlleva a un mayor número total de iones en la solución, lo cual desestabiliza el producto.

Hay varios factores que influyen en cual tampón búfer elegir. Un tampón puede estabilizar el pH (lo cual tiene un efecto positivo en la estabilidad del producto) y al mismo tiempo aumentar la fuerza iónica (lo cual tiene un efecto negativo). Diferentes tampones no tendrán el mismo efecto positivo (dependiendo de sus pKa) o el mismo efecto negativo (los iones mono-, di- y trivalentes tienen un impacto diferente en la fuerza iónica).

Otro factor de estabilidad que controla la invención es la presencia de iones metálicos en la solución. Los iones metálicos como Fe2+, Fe3+ y Mn2+ son una fuente de desestabilización. Los iones metálicos no se eliminan purgando con N² o calentando el agua. En la industria farmacéutica, el EDTA se utiliza para capturar o quelar los iones metálicos. Esto asegura que ellos no inicien una ruptura catalítica. Sin embargo, adicionar EDTA a la solución no es deseable para HClO porque el EDTA se oxidaría, resultando en la producción de cloro gaseoso tóxico, Cl²(g). Los iones metálicos están presentes en su forma iónica cargada, por lo que la invención utiliza un método de intercambio iónico para eliminarlos.

El intercambio iónico elimina los iones metálicos y el CO² (mediante la eliminación de los iones CO³2- y HCO³-) y asegura un pH cercano a neutro del agua entrante. Ese enfoque reduce la fuerza iónica del producto final. Mediante la protección de la composición del aire mediante el mezclado en un ambiente libre aire ayuda a estabilizar aún más el pH, ya que protege el agua del CO². El agua puede pasar dos veces a través de la masa de intercambio iónico, lo cual ayuda a eliminar el CO³2- y HCO³-, así como a eliminar más iones metálicos para evitar reacciones catalíticas. Los métodos de la técnica anterior de utilizar únicamente N²(g) para eliminar gas tal como oxígeno y dióxido de carbono fallan al reducir el número de iones metálicos y también fallan al evitar la interacción con el aire. Además, esos métodos no aseguran que el agua de entrada del proceso tenga el pH correcto para reducir la fuerza iónica final del producto.

La FIGURA 7 muestra una comparación de las estabilidades logradas en diferentes condiciones. Cuando se produce HClO en presencia de aire, el resultado es una mala estabilidad, independientemente de si se usaron uno o dos ciclos de intercambio iónico. Como se muestra en la tabla, mediante la protección de la solución del aire mejora la estabilidad. El proceso hermético en combinación con dos ciclos de intercambio iónico proporciona una estabilidad significativamente superior que solo un ciclo de intercambio iónico. Ese resultado confirma que el control de las reacciones y los equilibrios discutidos anteriormente es un factor importante en la estabilidad de la composición. Formulación desinfectante

La estabilidad mejorada de HClO lograda mediante la presente invención lo hace mucho más útil como desinfectante de lo que era posible anteriormente. Las propiedades desinfectantes del HClO son generalmente conocidas. El HClO es un ácido débil que se sabe que inactiva rápidamente bacterias, esporas, virus, algas, hongos y otros compuestos orgánicos, lo que lo convierte en un agente eficaz para una amplia gama de microorganismos. Los seres humanos producen ciertos compuestos como la taurina que les permiten tolerar el ácido hipocloroso, por lo que es un desinfectante seguro para usar en la piel. Pero el HClO producido por métodos tradicionales es muy inestable y en un período corto de tiempo (por ejemplo, de unas pocas horas a un par de semanas) el ácido hipocloroso se degrada. Por tanto, aunque es un biocida efectivo, el uso de ácido hipocloroso ha estado previamente limitado por la necesidad de generación in situ y el desafío de mantener la estabilidad del almacenamiento.

Sin embargo, las composiciones y métodos de la presente invención proporcionan un desinfectante de manos estable basado en HClO. Una realización preferida de la formulación incluye HClO, ácido acético (HAc), agua y un excipiente. La formulación puede titularse con NaOH y HAc para obtener un pH de aproximadamente 4,6-4,7.

Además de tamponar el producto durante el almacenamiento y después de la aplicación, el ácido acético también tiene la ventaja de mejorar el efecto esporicida en un 40 % en comparación con otros ácidos utilizados para la protonación de HClO.

Como se discutió anteriormente, el pH es un factor importante que se controla durante todo el proceso de producción de la invención. Cuando el pH es demasiado bajo, se desarrollará gas de cloro, lo cual es indeseable. Cuando el pH es demasiado alto (como la mayoría de los otros productos HClO en el mercado), el equilibrio del producto está dominado por los iones ClO- menos potentes. Las formulaciones de la presente invención pueden tener un pH en el intervalo de 3,0 a 8,0, aunque las formulaciones en el extremo superior de ese intervalo serán mucho menos potentes que una formulación al pH preferido de entre 4,0 y 5,0, e incluso más preferentemente 4,76. El ácido acético tiene una capacidad tamponadora de aproximadamente 3,7 a 5,8.

La formulación de la presente invención incluye un aditivo o excipiente. Los excipientes aportan diferentes cualidades al producto final, tales como una viscosidad deseada para el bombeo y la manipulación. Los excipientes incluyen un agente espesante y pueden incluir además un quelante. Los excipientes pueden incluir, por ejemplo, espesantes inorgánicos tales como sílice coloidal, materiales arcillosos sintéticos o el producto vendido bajo la marca comercial LAPONITE por BYK Additives (Cheshire, Reino Unido). Los excipientes pueden incluir adicional o alternativamente EDTA, polietilenglicol, polisorbato, glicerol, un copolímero de acrilato, aceites esenciales, tampones, derivados de celulosa o goma xantana.

También pueden adicionarse aditivos para un efecto hidratante, el cual es deseable para productos tópicos. También pueden adicionarse aditivos para mejorar la fragancia, limpieza, conservación o para impartir otras cualidades al producto final, el cual puede tomar la forma de una crema, gel, loción, bálsamo u otro ungüento tópico.

A continuación se comentan muchos aditivos que se usan comúnmente en productos desinfectantes de manos conocidos en la técnica. Debido a que el HClO es una especie oxidativa, la elección del aditivo no es trivial. Algunos aditivos no deben usarse con HClO a los niveles de pH preferidos. La lista de aditivos que se discute a continuación incluye excipientes comunes usados en productos desinfectantes de manos u otros tipos de productos similares, y es una lista no detallada de aditivos para usar con la invención.

Algunos de los excipientes que se discuten son más deseables que otros, basándose en parte en su susceptibilidad a la oxidación, lo cual afecta la vida útil. Aún pueden usarse excipientes incluso menos deseables, en parte dependiendo de otros factores como la variabilidad molecular (reticulantes en ciertos polímeros, por ejemplo), la presencia de iones metálicos (glicerol en particular) y el origen químico (tensioactivos a base de polietilenglicol o tensioactivos a base de azúcar, por ejemplo).

Con cualquiera de los excipientes, se producirá oxidación, pero algunos proporcionarán un horizonte de tiempo más largo. Incluso los excipientes discutidos a continuación que tienen un horizonte de tiempo relativamente corto todavía proporcionarían una vida útil de utilidad para el producto, particularmente porque e1HClO en esta formulación está en una concentración muy baja.

Un excipiente que se usa comúnmente con las formulaciones tópicas es el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). EDTA es el agente quelante comúnmente utilizado para disminuir la reactividad catalítica de iones de metales traza en agua purificada. En presencia de HClO, el EDTA se oxidará a ácido glioxílico y formaldehído, y e1HClO se reducirá a cloro gaseoso. Se sabe que esto último ocurre cuando se adiciona EDTA a una solución concentrada de HClO/ClO-. La cinética será más lenta a las concentraciones relativamente bajas de HClO en la formulación preferida de la invención, pero no obstante es una combinación degradante. Por tanto, pueden ser preferibles otros excipientes al EDTA. En realizaciones preferidas de la invención, los iones metálicos se eliminan mediante el proceso de intercambio iónico patentado en lugar de mediante el uso de EDTA.

El polietilenglicol (PEG) es otro excipiente común. Sin embargo, el PEG es muy sensible a la oxidación y será degradado por el HClO, resultando en productos de oxidación como aldehídos, cetonas, ácidos y dioxolanos, así como un fuerte olor y desestabilización del pH.

Otro excipiente que se encuentra con frecuencia en los desinfectantes de manos es cualquiera de los numerosos aceites esenciales comunes. Estos se degradarán por oxidación (ver, por ejemplo, Turek & Stintzing, 2014, "Stability of Essential Oils: A Review", Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety). El resultado pueden ser productos de degradación que provoquen malos olores y desestabilización del pH, como con el PEG.

Los tampones también son excipientes potenciales. Como se discutió anteriormente, muchos sistemas tampón aumentan la fuerza iónica de la solución, creando un efecto desestabilizador. La invención prefiere un sistema tampón de NaOH y ácido acético.

Los polisorbatos (Polisorbato 20 y Polisorbato 80) también son aditivos comunes, pero además son propensos a la degradación oxidativa (ver Borisov y otros. "Degradación oxidativa de tensioactivos polisorbatos estudiados por cromatografía líquida-espectrometría de masas" J. Pharm. Sci. 194 (3), 2015).

Los polímeros, tales como cualquier tipo de copolímero de acrilato, los cuales son bien conocidos por los expertos en la técnica, pueden funcionar bien en la formulación de la invención. Los copolímeros de acrilato son homopolímeros y copolímeros de ácido acrílico reticulados con un poliéter de polialquenilo. Los copolímeros de acrilato vienen con una variedad de densidades de injerto. Ellos varían en términos de su capacidad para oxidarse y cuántas cadenas injertadas hay por polímero. Un posible reticulante es el pentaeritritol, el cual es muy estable, por lo que es una buena elección para su uso con la presente invención. Los polímeros de ácido poliacrílico (PAA) que son conocidos para estabilizar formulaciones de H²O² puede usarse con la presente invención. (ver Schmucker-Castner & Desai, 1999, "Rheology Modification of Hydrogen Peroxide Based Applications Using A Cross-linked PAA polymer," Int J Cosmet Sci 21(5):313-25).

Pueden usarse muchos otros excipientes. Los espesantes inorgánicos como la sílice y la laponita (un material de arcilla sintética relacionado con la sílice) pueden proporcionar mejores resultados. Por ejemplo, la sílice funciona bien para crear un gel y retener las concentraciones de HClO. El glicerol o glicerina es otro excipiente común. También este puede oxidarse, pero en ausencia de iones metálicos o una superficie metálica, eso no causará un problema para la vida útil del producto. Los derivados de celulosa son otros excipientes comunes. Un ejemplo es la hidroxi-propil-celulosa. Otra realización usa goma xantana, la cual es un derivado natural, polisacárido de alto peso molecular que se usa con frecuencia en formulaciones de productos para la piel para lograr las características reológicas deseadas. La sílice coloidal como modificador de la viscosidad puede usarse a un pH más bajo si la sílice está catiónicamente modificada. Los tensioactivos a base de azúcar y otros tensioactivos además se conocen en la técnica.

Proceso de formulación

El proceso para hacer la formulación del producto final implica la purificación el agua, adición de excipientes, adición de reactivos de NaClO y HAc y llenado de la formulación en un embalaje libre de para mantener su vida útil. Todo el proceso se realiza en condiciones ambientales libres de aire.

El agua se proporciona, como agua potable normal o agua desionizada. El agua puede pasar por un proceso de purificación una o más veces, para eliminar organismos e iones. Un excipiente en forma líquida o en polvo puede mezclarse junto con el agua purificada en un ambiente libre de aire. El ambiente libre de aire puede hacerse mediante la desgasificación a través de presión reducida. El excipiente puede ser un producto espesante o este puede ser cualquier otro excipiente descrito en la presente descripción, el cual puede adicionarse para lograr una viscosidad diferente, fragancia u otras propiedades.

La formulación puede ser titulada con, por ejemplo, NaOH y HAc, hasta un pH final de entre 4,0 y 5,0, preferentemente de aproximadamente 4,76. El desinfectante de manos terminado se llena en un contenedor libre de aire, tal como una bolsa hermética, para rellenar posteriormente en embalajes libres de aire para el consumidor, como se conoce en la técnica.

Debe señalarse que, además de los parámetros del proceso para generar la solución de HClO libre de aire y el producto final, los diversos contenedores de almacenamiento a lo largo del proceso (incluido el embalaje final) además están configurados para controlar otras variables, como la exposición a los rayos UV. El embalaje protector puede ralentizar aún más el proceso de descomposición.

El proceso de producción puede ser manual o automatizado con un ordenador. Los sistemas fluídicos descritos en la presente descripción pueden conectarse operativamente a un ordenador que controla el proceso de producción. El ordenador puede ser un sistema controlador lógico PCL. El ordenador abre y cierra válvulas para la entrada de agua, la salida de aguas residuales y la salida del producto de acuerdo con la retroalimentación recibida de los sensores en el sistema (por ejemplo, conductividad, pH y concentración de producto (ppm) que se está produciendo). El ordenador también puede almacenar los valores para las presiones de agua y las cantidades de agua y puede ajustarlos de acuerdo con la retroalimentación recibida de los sensores con respecto a las propiedades del producto que se está produciendo. El ordenador también puede controlar las bombas de infusión que inyectan los reactivos en el agua para el proceso de producción.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una composición que comprende:

una solución libre de aire de ácido hipocloroso (HClO)

y ácido acético (HAc) en agua; y

un excipiente que comprende un agente espesante.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde la composición comprende un pH entre 3,7 y 5,8.

3. La composición de la reivindicación 2, en donde la composición comprende un pH de 4,76.

4. La composición de la reivindicación 3, en donde la composición se titula con NaOH y HAc.

5. La composición de la reivindicación 1, en donde la composición se produce mediante el mezclado en un ambiente libre de aire.

6. La composición de la reivindicación 5, en donde el ambiente libre de aire se fabrica mediante la desgasificación a presión reducida.

7. La composición de la reivindicación 1, en donde el agua comprende agua purificada.

8. La composición de la reivindicación 1, en donde el excipiente comprende una sustancia seleccionada del grupo que consiste en sílice coloidal, materiales arcillosos sintéticos, EDTA, polietilenglicol, polisorbato, glicerol, un copolímero de acrilato, aceites esenciales, tampones, derivados de celulosa y goma xantana.

9. La composición de la reivindicación 1, para su uso en un tratamiento para desinfectar las manos.