Кандидат физико-математических наук К. М. ЕФИМОВ, директор Института эколого-технологических проблем (Москва), доктор химических наук И. И. ВОИНЦЕВА, ведущий научный сотрудник того же института, кандидат технических наук О. Н. СКОРОХОДОВА, старший научный сотрудник того же института

Сегодня ученым известно несколько тысяч химических соединений, обладающих биоцидными свойствами.

На практике же из-за высокой токсичности и способности вызывать коррозию материалов используют лишь небольшую их часть. Такова реальная картина в современной химии.

В России в качестве биоцидов в дезинфекционной практике до сих пор применяют в основном хлорсодержащие соединения, имеющие не только ограниченный срок действия и вызывающие коррозию материалов, но представляющие также серьезную угрозу здоровью человека. Другие препараты, в частности четвертичные аммониевые соединения, слабо подавляют споры, простые вирусы, возбудителей туберкулеза и действуют не на все виды бактерий. Оловоорганические антисептики - токсичны и экологически небезопасны. Выпускаемые же за рубежом хлоргексидин биглюконат и иные низкомолекулярные гуанидинсодержащие вещества не эффективны в борьбе с вирусами, к тому же мало доступны отечественным потребителям из-за их высокой стоимости.

Учитывая быструю адаптацию микроорганизмов к воздействию биоцидов, а также рост требований к экологической безопасности производства данных препаратов, снижению их ядовитости и аллергенности, необходимо постоянно разрабатывать принципиально новые соединения. Причем наиболее актуальными направлениями поиска являются не столько повышение антимикробной активности последних, сколько увеличение продолжительности действия на поверхность обработанных предметов, снижение токсичности и т.п. И весьма перспективными среди них можно считать полиалкиленгуанидины (ПАТ), типичными представителями которых являются высокомолекулярные соли полигексаметиленгуанидина. Они сочетают широкий спектр антимикробного, антивирусного, фунгицидного, пестицидного, интексицидного и альги-

стр. 12

цидного действия с низкой токсичностью, отсутствием коррозионной активности. Однако самое главное заключается в том, что после обработки той или иной поверхности предлагаемые препараты способны образовывать полимерную пленку, обеспечивающую длительную защиту соответствующего материала от атаки микроорганизмов.

В настоящее время интенсивные исследования новых форм ПАГов, совершенствования их свойств, технологии производства и применения проводят в нашем институте. Здесь получен ряд полиалкилен- и полиоксиалкиленгуанидиновых субстанций и препаратов, в их числе биопаг, фосфопаг, экопаг и др. Среди них имеются водо- и органорастворимые полимеры, обладающие специфическим антигрибковым, антивирусным действием, а также способные эффективно подавлять микроорганизмы, имеющие восковую оболочку, например, микобактерии туберкулеза.

Сравнительная оценка производных хлорированных бисфенилов, триазина и ряда других биоцидных соединений показала: по физико-химическим свойствам, доступности сырья, технологичности, экологическим нормам и себестоимости производства ПАГи являются более ценными биоцидными соединениями, нежели низкомолекулярные зарубежные аналоги.

Спектр действия отечественных ПАГов весьма широк: в небольших концентрациях они действенны против грамположительных и грам- отрицательных бактерий, включая туберкулезные, различного рода грибов (плесневых, дрожжевых, дерматофитов и др.). В отличие от иностранного хлоргексидинбиглюконата российские ПАГи одновременно воздействуют на аэробную и анаэробную микрофлору, подавляют вирусы. Эти препараты уничтожают многих возбудителей болезней людей и животных, птиц и растений, насекомых-кератофагов (личинки моли, кожееда, жука-древоточца), виновников некоторых особо опасных инфекций (сап, чума, легионеллез).

Высокую биоцидную активность этим полимерам придают расположенные в повторяющихся звеньях макромолекул гуанидиновые группировки, которые служат активным началом многих природных и синтетических лекарственных средств, а также антибиотиков. Наличие в макромолекулах ПАГов неполярных гексаметиленовых группировок придает им адгезионные* свойства.

Согласно современным представлениям, биоцидное действие ПАГов обусловлено тем, что клеточные мембраны микроорганизмов, обладающие отрицательным электрическим зарядом, притягивают биоцидный поликатион, который разрушает клеточную мембрану, тормозит обменную функцию ферментов, а также угнетает дыхательную систему. Такое воздействие наряду с разрушением стенок клетки приводит к гибели организма.

Бактериостатическая активность

Бактерицидная активность

Биоцидная активность полиалкиленгуанидинов по сравнению с другими соединениями.

* Адгезия - сцепление, слипание поверхностей разнородных тел, образование поверхностных защитных пленок (прим. ред.).

стр. 13

стр. 14

Очень важно, что они не влияют на жизнедеятельность макроорганизмов и обладают низкой токсичностью для человека и животных, ибо в организме теплокровных есть ферментные системы, вызывающие разложение гуанидинсодержащих полимеров до простейших молекул (мочевины, аммиака, органических кислот).

Кстати, некоторые ведущие токсикологические центры России, в частности НИИ дезинфектологии Министерства здравоохранения РФ, провели обширные исследования токсичности и опасности ПАГов в соответствии с гигиеническими нормативами. Мутагенное и канцерогенное действие этих препаратов не обнаружено. По комплексу показателей, в том числе среднесмертельным дозам, они отнесены к IV классу самых безопасных соединений при попадании в организм через кожу и к III классу - умеренно опасных - через желудок. Ингаляционной токсичностью указанные препараты не обладают.

ПАГи имеют и удобную товарную форму: это твердые вещества, стабильные в отношении окислительной и термической деструкции (срок хранения не менее 15 лет), хорошо растворимы в воде. Препараты на основе ПАГов, как правило, стабильны, сохраняют свои физико-химические свойства и биоцидную активность в течение долгого времени (срок испытания 2 года). Они не имеют цвета и запаха, не раздражают кожу и слизистые оболочки, не обесцвечивают ткани, не вызывают аллергию у людей.

Удачное сочетание биоцидных, токсикологических и физико-химических свойств делает ПАГи весьма удобными и полезными для практического использования, прежде всего для обеззараживания помещений бытового, пищевого, медицинского, ветеринарного назначения, в ходе которого для дезинфекции применяют биопаг и фосфопаг. По биоцидной активности они не уступают таким известным зарубежным препаратам, как хлор-

стр. 15

стр. 16

гексидин и септабик, а в некоторых случаях превосходят их. Продолжительность антимикробного действия отечественных средств составляет от 1 до 18 месяцев. Важен еще и экономический аспект: обработка поверхности, например, нашим биопагом и фосфопагом стоит 0,023 и 0,038 дол./м ² соответственно, а импортным септабиком и хлоргексидином - 0,45 и 1,5 дол./м ² .

В Институте эколого-технологических проблем разработана также серия биоцидных красок (масляные, водно-дисперсионные, алкидные, нитроцеллюлозные) под товарным знаком "Биокрапаг"*. Они позволяют существенно снизить, а в отдельных случаях полностью подавить бактериальную, вирусную, плесневую загрязненность поверхностей помещений и воздуха. Такого рода нетоксичные краски можно наносить в больницах, роддомах, детских учреждениях, на транспорте и т.п. По соотношению качества и цены они не имеют аналогов.

ПАГи широко используются и дают положительные результаты в сельском хозяйстве: для дезинфекции почвы, зараженной патогенными микроорганизмами и грибами, предпосевной обработки семян, борьбы с болезнями вегетирующих растений, для сохранности урожая. Например, обработка картофеля перед закладкой на зиму вдвое снижает количество больных клубней, полностью исключает поражение их фитофторозом, в 4,5 раза уменьшается поражение ризоктониозом. Биоциды обеззараживают помещения с целью предотвращения эпидемий инфекционных заболеваний на птицефабриках и животноводческих фермах, а также для борьбы с некоторыми заболеваниями птиц, свиней и крупного рогатого скота.

Незаменимы ПАГи в оптическом производстве, при изготовлении биостойкой бумаги, кинофотоматериалов. Достаточно хорошо они зарекомендовали себя в нефтеперерабатывающей промышленности для защиты оборудования от биокоррозии и стабилизации полиакриламидных растворов от разрушений микроорганизмами.

Наконец, в Институте эколого-технологических проблем с помощью ПАГов разработали технологию модификации бетонных материалов. Получены сверхпрочные композиции с уникальной проникающей способностью. Так, добавки ПАГов позволяют бетону просачиваться в поры и полости, а после отвердевания образовывать чрезвычайно прочный камень. Кроме того, полимербетон не разрушается микроорганизмами и не обрастает грибами. Пропитанный биоцидом, он поступает для ремонта архитектурных сооружений, устройства нефтяных скважин, взлетно-посадочных полос, служит материалом для долговременных хранилищ товаров, вещей, в том числе радиоактивных отходов. Обработка строительных конструкций раствором ПАГа или добавление его в состав бетона обеспечивают повышенную адгезию к битуму, используемому для гидроизоляции. Такой же результат получают при введении этого препарата в асфальтовые композиции.

Словом, сферы применения ПАГа далеко не исчерпаны. Перед ним открываются огромные перспективы и широкие возможности для совершенствования технологических процессов, создания новых материалов, обладающих мощным биоцидным действием, безопасным для человека и среды его обитания.

* См.: И. И. Воинцева и др. Борьба с микроорганизмами: современный этап. - Наука в России, 2003, N 6 (прим. ред.).

Постоянный адрес данной публикации: