Практический опыт изучения и применения дезинфицирующих средств на основе клатратных соединений – перспективная основа в профилактике и лечении современных инфекций.

Существующая в настоящее время сложная эпидемиологическая ситуация, обусловленная распространением по всему миру актуальных инфекционных заболеваний, требует разработки соответствующих конкретных дезинфекционных технологий, основывающихся на общих принципах научной дезинфектологии. Известен факт, что только 20% инфекций являются вакциноуправляемыми.

Применение дезинфекционных средств затрагивает практически любую сферу деятельности человека. Дезинфекция используется для разрыва путей передачи возбудителей заболеваний от источников инфекции к восприимчивым людям, и заключается в обработке дезинфицирующими препаратами любого объекта, являющегося фактором передачи болезнетворных микроорганизмов: руки, инвентарь, предметы обихода, инструментарий, оборудование, поверхности помещений, воздух и многое другое.

Одним из наиболее эффективных методов дезинфекции является химический метод. Подбор необходимых препаратов для химической дезинфекции и расчёт потребности имеют большое значение, и практическое исполнение каждого из запланированных мероприятий упирается в наличие качественных, эффективных и безопасных препаратов.

В последнее время, в научных и бизнес сообществах широко распространяются дискуссии об антимикробной активности тех или иных активно-действующих веществ (АДВ), причем, оценка делается «априори» в отношении отдельных групп дезинфицирующих композиционных средств. Например, четвертичные аммониевые соединения (ЧАС) не могут обладать 2 спороцидной активностью. Возможно это так, если проведены исследования конкретной композиции, и её состав оказался не эффективным в отношении каких-либо спор.

Но, в этой связи возникает другой вопрос, а какие АДВ или дезинфицирующие субстанции относить к ЧАС, по каким критериям?!

С этого момента вступает в силу другая наука – супрамолекулярная химия.

Открыв учебники, энциклопедии, почитав монографии и научные статьи на эту тему, мы понимаем, что Клатраты – образованы включением молекул, называемых «гостями», в полости кристаллического каркаса, состоящего из других молекул, называемых «хозяевами» (решетчатые клатраты), или в полость одной большой молекулы-хозяина (молекулярные клатраты). Молекулярные клатраты образуются «хозяевами», имеющими внутримолекулярные полости; такие клатраты могут существовать как в растворе, так и в кристаллическом состоянии. Если «хозяин» способен образовывать только межмолекулярные или кристаллические полости, то из него получаются решетчатые клатраты. Среди решетчатых клатратов, в зависимости от формы полости различают: клеточные (криптатоклатраты), газовые гидраты, канальные (тубулатоклатраты).

Таким образом, клатраты являются типичными представителями надмолекулярных образований, и можно определить их как соединения, образованные включением молекул одного сорта в полости кристаллического каркаса из молекул другого сорта (или в полость одной большой молекулы), без образования какой-либо специфической химической связи между «гостем» и «хозяином».

Для таких супрамолекулярных систем важнейшим является принцип комплементарности: геометрическое, топологическое и зарядовое соответствие «гостя» и «хозяина» и способность «гостя» к 3 клатратообразованию в основном определяется размером и формой его молекул, а не химической природой. Размер полости хозяина определяет размер «желанного гостя»; чем точнее соответствие «гость-хозяин», тем выше устойчивость ансамбля.

В настоящее время новая область неорганической химии – химия клатратов и соединений внедрения – активно развивается, внося огромный вклад как в фундаментальные знания, так и в практические разработки новых материалов.

Это обусловлено тем, что подобные системы находят широкое применение в сорбции и селективном катализе, рассматриваются в качестве наиболее перспективных кандидатов для захоронения радиоактивных отходов и разработки лекарственных средств нового поколения. Так, если помимо центров распознавания и связывания рецептор содержит другие функциональные группы, то после образования наносистемы он может выступать в роли носителя, осуществляя направленный транспорт связанного с ним субстрата в определенные области организма.

Обращаясь к возможному механизму действия клатратов ЧАС с карбамидом, как антимикробного соединения, обладающего бактерицидными, вирулицидными, фунгицидными и спороцидными свойствами, можно предпологать, что они могут быть связаны с множественными эффектами. ЧАС проявляет себя как типичный биоцид, мочевина оказывает дегидратирующий и денатурирующий эффект и, в целом, клатрат, за счет проявления хиральности мочевины по-особому взаимодействует с мембранными структурами бактериальных клеток, то есть в присутствии клатрата ЧАС плюс мочевина, по другому развивается процесс адсорбции, разрушения мембран и пенетрации.

Грубую аналогию можно провести с хиральными лекарствами, для которых необходима высокая энантиометрическая чистота в связи с побочными эффектами другого энантиомера (например, этамбутол: один энантиометр используется при лечении туберкулёза, другой – вызывает 4 слепоту). Вероятнее всего, клатрат мочевины открывает доступ «гостю- биоциду» с положительно заряженными группировками к поверхностным структурам бактериальной клетки, заряженной отрицательно, что и дестабилизирует эти структуры. В том месте, где аммониевая соль связывается с бактерией, возникает разрыв мембраны, через который происходит фатальная утечка клеточного содержимого. Чтобы вызвать такое повреждение, длина углеводородной цепи аммониевой соли должны составлять не менее 30 нанометров. Молекула действует по типу клинка, вонзенного в мембрану, создавая разрыв, который не может быть репарирован.

Что и было доказано в лаборатории особо опасных инфекций Волгоградского противочумного НИИ в рамках эксперимента: влияние препарата «Велтолен» на основе субстанции «ВЕЛТОН» на споры сибирской язвы. Момент разрыва клеточной мембраны и утечки содержимого клеток спор сибирской язвы был зафиксирован электронным фотографированием.

К современным дезинфектантам предъявляется целый комплекс требований, без наличия которых ни один препарат не может быть рекомендован для применения: высокая антимикробная активность; безопасность применения для персонала и пациентов; совместимость с обрабатываемыми объектами; экономичность; степень устойчивости к органической нагрузке; скорость действия (экспозиция); отсутствие специфического запаха; отсутствие воспламеняемости и взрывоопасности; простота в приготовлении, применении и утилизации.

Наиболее удачному сочетанию всех указанных качеств и современным критериям эффективности, в том числе и в отношении спор, отвечают дезинфектанты и кожные антисептики серии «ВЕЛТ», (производитель НПО «ВЕЛТ», г. Оренбург). Вот уже более 25 лет предприятие изучает клатратные соединения, и создает препараты на их основе. В 2000 году была впервые зарегистрирована дезинфекционная субстанция «ВЕЛТОН», являющаяся клатратным соединением дидецилдиметилбромида с 5 карбамидом. До 2007 года субстанцию «ВЕЛТОН» считали ЧАС., а в последующее время, по мере накапливаемого опыта практического применения и многочисленных исследований в различных известных научно-исследовательских институтах РФ. стало понятно, каким образом обеспечивается сочетание высокой антимикробной активности и безопасности для человека и животных.

За последние 10 лет была создана целая серия (49 препаратов) дезинфицирущих, стерилизующих, антисептических средств и лекарств для животных на основе субстанции «ВЕЛТОН».

Все они оказались эффективными в отношении бактерий, включая анаэробы и споры, а также в отношении возбудителей туберкулёза и особо опасных инфекций (чума, холера, туляремия, легионеллёза, спор сибирской язвы), а также вирусов полиомиелита, гепататов А, В, С, аденовирусов, ротавирусных инфекций, ВИЧ-инфекции, патогенных грибов, в т.ч. плесени и других возбудителей, включая паразитов.

Накопленные знания и опыт компании «ВЕЛТ» открывают путь к инновационным разработкам на основе новых материалов биоцидных препаратов и лекарств для человека и животных, несущих в себе миссию не только профилактики современных инфекций, но и их лечения.