Разработка высушенного распылением порошкового дезинфицирующего средства для рук с пролонгированной эффективностью
Если Вы обнаружите ошибку, напишите нам в телеграм @omnichem или на почту e.urvanov@omnichem.ru
Новые методы производства дезинфицирующего средства: эффективное использование хитозана и хлоргексидин диглюконат
Гигиена рук, особенно на фоне пандемии COVID-19, стала чрезвычайно важной. Однако короткий срок действия обычных антисептических средств для рук, в сочетании с необходимостью частого повторного нанесения и возможным раздражением кожи, создают проблемы. В этом исследовании изучается распылительная сушка как метод создания носителей на основе chitosan для пролонгированного высвобождения chlorhexidine digluconate, антибактериального средства. Эти носители в виде микронных частиц эффективно заполняют промежутки между кожными складками, обеспечивая защиту от истирания, при этом оставаясь незаметными на ощупь.
Антисептические средства на спиртовой основе, хотя и эффективны, обеспечивают лишь временную защиту из-за быстрого испарения и менее эффективны на грязных или жирных руках. Более того, частое использование может привести к проблемам с кожей и запрещено в некоторых культурных контекстах. В отличие от них, безалкогольные продукты, такие как содержащие chlorhexidine, предлагают альтернативный механизм действия и более приемлемы в различных популяциях.
Chlorhexidine digluconate с его широким спектром антимикробных свойств инкапсулирован в носители chitosan для обеспечения постепенного высвобождения, продлевая защиту на часы, а не на минуты. В исследовании изучается эффективность различных составов против распространенных патогенов и оценивается их работа с помощью имитационного моделирования реальных условий.
Предлагаемый метод решает проблему необходимости продолжительной эффективности, комфорта и надежности антисептических средств для рук. Инкапсулируя chlorhexidine в носители chitosan, исследование демонстрирует жизнеспособный подход к повышению эффективности продуктов для гигиены рук, потенциально снижая распространение инфекций в различных условиях.
Антисептические средства на спиртовой основе, хотя и эффективны, обеспечивают лишь временную защиту из-за быстрого испарения и менее эффективны на грязных или жирных руках. Более того, частое использование может привести к проблемам с кожей и запрещено в некоторых культурных контекстах. В отличие от них, безалкогольные продукты, такие как содержащие chlorhexidine, предлагают альтернативный механизм действия и более приемлемы в различных популяциях.
Chlorhexidine digluconate с его широким спектром антимикробных свойств инкапсулирован в носители chitosan для обеспечения постепенного высвобождения, продлевая защиту на часы, а не на минуты. В исследовании изучается эффективность различных составов против распространенных патогенов и оценивается их работа с помощью имитационного моделирования реальных условий.
Предлагаемый метод решает проблему необходимости продолжительной эффективности, комфорта и надежности антисептических средств для рук. Инкапсулируя chlorhexidine в носители chitosan, исследование демонстрирует жизнеспособный подход к повышению эффективности продуктов для гигиены рук, потенциально снижая распространение инфекций в различных условиях.
Где купить сырьё для производства?
- Chitosan (хитозан) - использовался для создания носителей микрочастиц для инкапсуляции хлоргексидина диглюконата. "Swellable chitosan microparticles with incorporated chlorhexidine digluconate as a model antiseptic substance prepared by spray drying."
- Chlorhexidine digluconate (CHG) (хлоргексидин диглюконат) - использовался в качестве модельного антисептического вещества, инкапсулированного в микрочастицы хитозана. "Allowing for encapsulation and sustained release of antibacterial chlorhexidine digluconate as a model active substance."
- Acetic acid (уксусная кислота) - использовалась для растворения хитозана при приготовлении раствора для распылительной сушки. "Acetic acid was added dropwise to give a 1% v/v solution."
- Sodium tripolyphosphate (TPP) (натрий триполифосфат) - использовался в качестве сшивающего агента для регулирования растворимости/набухания носителей хитозана. "Different amount of ionic cross-linker TPP was used to alter spray-dried chitosan carriers' solubility/swelling properties."
- Phosphate-buffered saline (PBS) (фосфатно-солевой буфер) - использовался для изучения кинетики высвобождения хлоргексидина из микрочастиц. "Time-dependent release of chlorhexidine from spray-dried particles into a phosphate-buffered saline (PBS) was measured with UV/VIS spectrometer."
- Ethanol (этанол) - использовался для растворения и спектрофотометрического определения хлоргексидина. "The powder sample (20 mg) was sonicated for 10 min in 200 µL of ethanol for UV/VIS spectroscopy..."
Рекомендации для производства товаров на основе хитозана и хлоргексидин диглюконат
Представленная сухая порошковая формуляция с противомикробным хлоргексидина диглюконатом (Chlorhexidine digluconate), инкапсулированным в микрочастицы хитозана, обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными жидкими антисептиками:
- Длительный защитный эффект от микробов и бактерий до 2 часов после нанесения на кожу, что значительно превосходит быстро испаряющиеся спиртовые антисептики.
- Отсутствие спирта и других раздражающих кожу компонентов, что делает продукт безопасным для людей с сухой, поврежденной кожей или тех, кто по культурным/религиозным соображениям не может использовать спиртосодержащие средства.
- Более компактная и безопасная упаковка порошка по сравнению с жидкими формами.
- Высокая стабильность и увеличенный срок хранения активных веществ в сухой форме.
- Возможность применения в виде порошковой оболочки перчаток или в составе повязок для ран для дополнительной защиты.
Материалы и методы
В этом разделе авторы подробно описывают материалы и методы, используемые при подготовке и тестировании частиц chitosan, содержащих chlorhexidine digluconate (CHG) в качестве антисептика. Материалы включали различные химические вещества и растворы, полученные от разных поставщиков. Подготовка включала распылительную сушку раствора chitosan с добавлением CHG и ионного сшивающего агента TPP. Характеристика частиц включала оценку выхода, эффективности инкапсуляции, распределения частиц по размерам и морфологии. Кроме того, измерялось высвобождение CHG из частиц в phosphate-buffered saline с течением времени.
Для изучения осаждения и адгезии частиц была подготовлена носимая реплика кожи человека. Эта реплика включала создание негативного отпечатка папиллярных гребней с помощью FIMO и перенос его на нитриловую перчатку. Качество отпечатка проверяли с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), и измеряли размеры папиллярных линий.
Для исследования осаждения частиц и истирания частицы наносили на реплику пальца и подвергали трению и обычным действиям. Для качественного анализа использовали SEM, а для количественной оценки была разработана методика с использованием частиц, нагруженных куркумином, и спектроскопических измерений.
Бактериальные тесты включали тесты на диффузию дисков и лунок на Escherichia coli и Staphylococcus epidermidis для сравнения бактериостатического эффекта приготовленных частиц и коммерческих дезинфицирующих средств. Наконец, был проведен анализ отпечатков пальцев для оценки длительного воздействия антисептических частиц на рост бактерий через различные промежутки времени.
Исследование соответствовало этическим принципам, участники давали информированное согласие. Процедуры были одобрены этическим комитетом, что обеспечивало соответствие этическим стандартам для исследований с участием людей.
Для изучения осаждения и адгезии частиц была подготовлена носимая реплика кожи человека. Эта реплика включала создание негативного отпечатка папиллярных гребней с помощью FIMO и перенос его на нитриловую перчатку. Качество отпечатка проверяли с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), и измеряли размеры папиллярных линий.
Для исследования осаждения частиц и истирания частицы наносили на реплику пальца и подвергали трению и обычным действиям. Для качественного анализа использовали SEM, а для количественной оценки была разработана методика с использованием частиц, нагруженных куркумином, и спектроскопических измерений.
Бактериальные тесты включали тесты на диффузию дисков и лунок на Escherichia coli и Staphylococcus epidermidis для сравнения бактериостатического эффекта приготовленных частиц и коммерческих дезинфицирующих средств. Наконец, был проведен анализ отпечатков пальцев для оценки длительного воздействия антисептических частиц на рост бактерий через различные промежутки времени.
Исследование соответствовало этическим принципам, участники давали информированное согласие. Процедуры были одобрены этическим комитетом, что обеспечивало соответствие этическим стандартам для исследований с участием людей.
Выводы
Раздел статьи обсуждает результаты и выводы исследования по характеристике частиц и их потенциальному применению в качестве антисептических сухих порошков.
Характеристика частиц выявила различные свойства, включая выход порошка, эффективность инкапсуляции, степень загрузки, распределение по размерам и морфологию. Выход порошка варьировался от 42% до 56%, с вариациями, связанными с различными составами. Эффективность инкапсуляции варьировалась от 63% до 95%, на которую влияло взаимодействие между chitosan и сшивающим агентом, что влияло на кинетику высвобождения CHG. Распределение частиц по размерам было согласованным между образцами, показывая одномодальные и узкие распределения. Кроме того, морфология распыленных частиц chitosan демонстрировала полые сферические структуры с характерной поверхностной топологией, на которую влияли степень сшивки и концентрация CHG.
Исследования высвобождения chlorhexidine продемонстрировали профиль высвобождения из частиц, при этом различные концентрации CHG влияли на кинетику высвобождения. На высвобождение влияло наличие phosphate buffers, что указывает на потенциальные применения в местных обработках.
Исследование также изучало адгезию и абразию частиц, как качественно, так и количественно, выявляя потенциал частиц прилипать к поверхностям кожи. Более того, антибактериальная эффективность частиц была оценена с помощью тестов на диффузию в дисках и лунках, показывая многообещающие результаты против бактериальных штаммов.
Дальнейшее тестирование включало анализ отпечатков пальцев на добровольцах, демонстрируя антимикробную эффективность частиц с течением времени, особенно по сравнению с коммерческими продуктами. Результаты указывали на потенциал сухих порошковых антисептиков в качестве альтернативы традиционным жидким продуктам, предлагая преимущества, такие как длительная защита и пригодность для людей с определенными кожными состояниями.
В заключение, исследование предполагает, что сухие порошковые антисептики могут служить эффективными альтернативами в ситуациях, когда доступ к воде ограничен или во время длительных мероприятий. Уникальные свойства частиц, включая их кинетику высвобождения и адгезионные характеристики, делают их перспективными кандидатами для различных применений в здравоохранении и личной гигиене.
Характеристика частиц выявила различные свойства, включая выход порошка, эффективность инкапсуляции, степень загрузки, распределение по размерам и морфологию. Выход порошка варьировался от 42% до 56%, с вариациями, связанными с различными составами. Эффективность инкапсуляции варьировалась от 63% до 95%, на которую влияло взаимодействие между chitosan и сшивающим агентом, что влияло на кинетику высвобождения CHG. Распределение частиц по размерам было согласованным между образцами, показывая одномодальные и узкие распределения. Кроме того, морфология распыленных частиц chitosan демонстрировала полые сферические структуры с характерной поверхностной топологией, на которую влияли степень сшивки и концентрация CHG.
Исследования высвобождения chlorhexidine продемонстрировали профиль высвобождения из частиц, при этом различные концентрации CHG влияли на кинетику высвобождения. На высвобождение влияло наличие phosphate buffers, что указывает на потенциальные применения в местных обработках.
Исследование также изучало адгезию и абразию частиц, как качественно, так и количественно, выявляя потенциал частиц прилипать к поверхностям кожи. Более того, антибактериальная эффективность частиц была оценена с помощью тестов на диффузию в дисках и лунках, показывая многообещающие результаты против бактериальных штаммов.
Дальнейшее тестирование включало анализ отпечатков пальцев на добровольцах, демонстрируя антимикробную эффективность частиц с течением времени, особенно по сравнению с коммерческими продуктами. Результаты указывали на потенциал сухих порошковых антисептиков в качестве альтернативы традиционным жидким продуктам, предлагая преимущества, такие как длительная защита и пригодность для людей с определенными кожными состояниями.
В заключение, исследование предполагает, что сухие порошковые антисептики могут служить эффективными альтернативами в ситуациях, когда доступ к воде ограничен или во время длительных мероприятий. Уникальные свойства частиц, включая их кинетику высвобождения и адгезионные характеристики, делают их перспективными кандидатами для различных применений в здравоохранении и личной гигиене.
Авторы
- Lucie Večerková,
- Lucie Mašková,
- Zdeněk Knejzlík,
- Ondřej Kašpar,
- Viola Tokárová
Ссылки
1. Pittet D, Donaldson L. Clean care is safer care: The first global challenge of the WHO World Alliance for Patient Safety. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 2005;26(11):891–894. doi: 10.1086/502513. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Opatz T, Senn-Bilfinger J, Richert C. Thoughts on what chemists can contribute to fighting SARS-CoV-2—A short note on hand sanitizers, drug candidates and outreach. Angew. Chem. 2020;132(24):9320–9324. doi: 10.1002/ange.202004721. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Jing JLJ, et al. Hand sanitizers: A review on formulation aspects, adverse effects, and regulations. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020;17(9):3326. doi: 10.3390/ijerph17093326. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Dixit A, et al. Alcohol based hand sanitizers: Assurance and apprehensions revisited. Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci. 2014;5(1):558–563. [Google Scholar]
5. Golin AP, Choi D, Ghahary A. Hand sanitizers: A review of ingredients, mechanisms of action, modes of delivery, and efficacy against coronaviruses. Am. J. Infect. Control. 2020;48(9):1062–1067. doi: 10.1016/j.ajic.2020.06.182. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
6. Jabbar U, et al. Effectiveness of alcohol-based hand rubs for removal of Clostridium difficile spores from hands. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 2010;31(6):565–570. doi: 10.1086/652772. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
7. Alluhayyan OB, et al. Occupational-related contact dermatitis: Prevalence and risk factors among healthcare workers in the Al’Qassim region, Saudi Arabia during the COVID-19 pandemic. Cureus. 2020;12(10):e10975. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
8. Pendlington R, et al. Fate of ethanol topically applied to skin. Food Chem. Toxicol. 2001;39(2):169–174. doi: 10.1016/S0278-6915(00)00120-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Pittet D, et al. The World Health Organization guidelines on hand hygiene in health care and their consensus recommendations. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 2009;30(7):611–622. doi: 10.1086/600379. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Cieplik F, et al. Resistance toward chlorhexidine in oral bacteria—Is there cause for concern? Front. Microbiol. 2019;10:587. doi: 10.3389/fmicb.2019.00587. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Opatz T, Senn-Bilfinger J, Richert C. Thoughts on what chemists can contribute to fighting SARS-CoV-2—A short note on hand sanitizers, drug candidates and outreach. Angew. Chem. 2020;132(24):9320–9324. doi: 10.1002/ange.202004721. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. Jing JLJ, et al. Hand sanitizers: A review on formulation aspects, adverse effects, and regulations. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020;17(9):3326. doi: 10.3390/ijerph17093326. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Dixit A, et al. Alcohol based hand sanitizers: Assurance and apprehensions revisited. Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci. 2014;5(1):558–563. [Google Scholar]
5. Golin AP, Choi D, Ghahary A. Hand sanitizers: A review of ingredients, mechanisms of action, modes of delivery, and efficacy against coronaviruses. Am. J. Infect. Control. 2020;48(9):1062–1067. doi: 10.1016/j.ajic.2020.06.182. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
6. Jabbar U, et al. Effectiveness of alcohol-based hand rubs for removal of Clostridium difficile spores from hands. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 2010;31(6):565–570. doi: 10.1086/652772. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
7. Alluhayyan OB, et al. Occupational-related contact dermatitis: Prevalence and risk factors among healthcare workers in the Al’Qassim region, Saudi Arabia during the COVID-19 pandemic. Cureus. 2020;12(10):e10975. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
8. Pendlington R, et al. Fate of ethanol topically applied to skin. Food Chem. Toxicol. 2001;39(2):169–174. doi: 10.1016/S0278-6915(00)00120-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
9. Pittet D, et al. The World Health Organization guidelines on hand hygiene in health care and their consensus recommendations. Infect. Control Hosp. Epidemiol. 2009;30(7):611–622. doi: 10.1086/600379. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Cieplik F, et al. Resistance toward chlorhexidine in oral bacteria—Is there cause for concern? Front. Microbiol. 2019;10:587. doi: 10.3389/fmicb.2019.00587. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
