"МИС-РТ" - 2003. Сборник №28-1-1.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОГО РАСТВОРА - АНОЛИТА АНК

В.М. Бахир, В.И. Вторенко, Ю.Г. Задорожний, Б.И. Леонов, С.А. Паничева, В.И. Прилуцкий

Третий Международный Симпозиум "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности".
Тезисы докладов и краткие сообщения. Москва, 2002. c.3-25.

---- Излагаются вопросы теории электрохимической активации в связи с обсуждением технологии синтеза анолита АНК и применения этого раствора в дезинфектологии.

---- Электрохимическая активация, электрохимический синтез, анолит АНК. дезинфекция и стерилизация.

ВВЕДЕНИЕ

---- Основная тенденция в развитии химических дезинфектантов в настоящее время состоит не в создании новых дезинфектантов, а в поиске способов повышения активности существующих дезинфицирующих средств. Например, если до недавнего времени для целей стерилизации и дезинфекции высшего уровня традиционно применялся пероксид водорода в виде 6% раствора, то с целью уменьшения коррозионной способности при сохранении или даже повышении биоцидной активности, разрабатываются технологии его применения в виде пара или газовой плазмы. Таким образом, активация химических дезинфектантов позволяет при минимальной концентрации действующих веществ сохранить или усилить бактерицидный эффект при одновременном уменьшении или полном исключении коррозионной или деструктивной активности по отношению к материалам обрабатываемых изделий и значительном снижении токсического воздействия на человека. Время воздействия, концентрация, температура и условия применения действующих веществ при этом играют важнейшую роль в процессе дезинфекционной обработки изделия медицинского назначения и являются основными параметрами любой практической методики.

---- Этой тенденции полностью отвечает электрохимически активированный раствор - анолит типа АНК для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации, технология получения и применения которого в медицине впервые была разработана в России [1-8]. Исходными компонентами анолита АНК обычно являются водопроводная питьевая вода и поваренная соль, которая добавляется в воду в концентрации не выше 5 г/л.

  • малая общая минерализация (в среднем 2,5 - 3,5 г/л) приближает электрохимически активированный анолит по свойствам к обычной пресной питьевой или слабоминерализованной (минеральной) воде, и обеспечивает его экологическую чистоту: при высыхании обработанных поверхностей не образуются пленки, отсутствует эффект поглощения влаги пористыми материалами, в частности, стенами помещений, отсутствует поступление в воздух помещения содержащихся в растворе веществ при естественном испарении;
  • малая концентрация действующих веществ в электрохимически активированном анолите (в среднем от 200 до 300 мг/л) делает его безопасным при контакте с кожей и слизистыми оболочками, а также позволяет обеспечить полную защиту изделий из коррозионно нестойких материалов, например, из углеродистых сталей, посредством использования простых приемов и технических средств;
  • широкий химический спектр действующих веществ (гидропероксиды, озон, синглетный кислород, кислородные соединения хлора), существующих совместно только благодаря особой структуре электрохимически активированного водного раствора обусловливает высокую бактерицидную, спороцидную, вирулицидную активность анолита АНК в сочетании с хорошими моющими свойствами;
  • сравнительно короткое время сохранения наивысшей спороцидной и вирулицидной способности (до 5 суток), а также ее быстрая потеря при использовании по назначению (в течение рабочего процесса воздействия) делает электрохимически активированный анолит экологически чистым, не требующим нейтрализации после использования по назначению.

---- В таблице 1 приведены характеристики анолита АНК в сравнении с несколькими широко применяемыми в практической медицине дезинфекционными средствами.

---- Для того чтобы синтезировать анолит АНК, также как и любой электрохимически активированный раствор, необходимы специальные технические электрохимические системы, важнейшей частью которых являются электрохимические реакторы с разделенными анодным и катодным пространствами. В электрохимических реакторах при синтезе электрохимически активированных растворов производится кратковременное и интенсивное электрохимическое и электрофизическое воздействие в области двойного электрического слоя (ДЭС) электрода на исходный разбавленный водный раствор, обеспечивающее максимальное насыщение его газовыми продуктами электрохимических реакций. Наилучшими реакторами для получения электрохимически активированных растворов являются реакторы типа РПЭ, которые состоят из одиночных или объединенных в блоки проточных электрохимических модульных элементов (элементов ПЭМ-3) [5,6,8] Этими реакторами оснащены все современные установки для синтеза анолита АНК.

---- Распространение электрохимически активированных растворов для дезинфекции, мойки и стерилизации в России, странах ближнего и дальнего зарубежья началось в 1990 году с организации в НПО "ЭКРАН" серийного производства установок СТЭЛ. За прошедшее десятилетие были разработаны и освоены в производстве различные типы установок СТЭЛ, вырабатывающих кислые анолиты типа А (с рН менее 5) и щелочные католиты типа К, а позднее - нейтральные анолиты типов АН и АНК (с рН от 6 до 8). Также были разработаны различные модификации установок СТЭЛ в виде специализированных медицинских установок, например, ЭНДОСТЕРИЛ - для предстерилизационной очистки и стерилизации гибких эндоскопов, РЕНОФИЛЬТР - для очистки и стерилизации диализаторов искусственной почки с целью их повторного использования. На рисунке 1 приведена классификация анолитов, вырабатываемых установками СТЭЛ и другими специализированными техническими электрохимическими системами, оснащенными реакторами РПЭ в виде одиночных элементов ПЭМ-3 или их блоков.

---- Параллельно с созданием новых технических систем, развивались и совершенствовались методики применения электрохимически активированных анолита и католита, причем, не только в медицине, но и других областях, в частности, для дезинфекции питьевой воды, воды плавательных бассейнов, бытовых и промышленных сточных вод, дезинфекции и мойки в пищевой промышленности, ветеринарии и животноводстве.

Таблица 1: Сравнение характеристик анолита АНК и различных дезинфицирующих растворов.
Наименование, страна производительКонцентрация рабочего раствора, % (затемнением показано соотношение концентраций)Характеристика антимикробного действияАллергенность и токсичность по ГОСТ 12.1.007-76 (Затемнением показаны относительные уровни токсичности) Сочетание дезинфици
рующих свойств и моющей способности
Привыкание (адаптация) микроор
ганизмов к раствору
Стоимость одного литра рабочего раствора (затемнением показано соотношение цен)
БактерииМикро
бактерии
ВирусыГрибыСпоры
Анолит АНК
(Россия)
0,01-0,05+++++lVДаНет1 копейка
Гипохлорит натрия
(Россия, США и др.)
0,1-0,5++++-lVНетДа 
Персепт
(США)
0,5+++--lllНетДа 
Хлорамин
(Россия)
1,0-3,0++++-lVНетДа 
Хлоргексидина биглюконат
(Россия)
0,5-4,0+++--lVНетДа 
Лизоформин-специаль
(Швейцария)
0,5-4,0+-+--lllНетДа 
Виркон КРКА
(Словения)
0,5-2,0+-+--lllНетДа 
Лизетол-АФ
(Германия)
2,0-5,0++++-lllНетДа 
Сайдекс
(США)
2,0++++-lllНетДа 
Колд Спор
(США)
2,0++++-lVНетДа 
Деконекс 50ФФ
(Швейцария)
0,5-4,0+++--lllНетДа 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

---- Электрохимическая активация как физико-химический процесс - совокупность электрохимического и электрофизического воздействий на пресную или слабоминерализованную воду (разбавленный водный раствор электролитов) в двойном электрическом слое (ДЭС) электрода (либо анода, либо катода) электрохимической системы при неравновесном переносе заряда через ДЭС электронами и в условиях интенсивного диспергирования в жидкости образующихся газообразных продуктов электрохимических реакций.

---- В результате электрохимической активации вода переходит в метастабильное состояние, которое характеризуется аномальными значениями активности электронов и других физико-химических параметров.

---- Самопроизвольно изменяясь во времени, возмущенные внешним воздействием параметры воды постепенно достигают равновесных значений в результате процессов релаксации.

Рис. 1. Классификация и некоторые области применения электрохимически активированных растворов, синтезированных в уствновках СТЭЛ.

Электрохимическая активация как технология - получение в специализированных технических электрохимических системах пресной или слабоминерализованной воды в метастабильном состоянии (электрохимически активированной) и ее последующее использование либо в процессах очистки от нежелательных компонентов, либо в различных технологических процессах в качестве реагента или реакционной среды с целью управления сложными физико-химическими реакциями, экономии энергии, времени и материалов, повышения качества конечного продукта, уменьшения образования отходов (рисунок 2).

---- Католит и анолит - вода или водный раствор электролитов во время или после электрохимической обработки, соответственно, у катода или у анода технической электрохимической системы с разделенными электродными пространствами. Католит и анолит, полученные из пресной или слабоминерализованной воды (разбавленного водного раствора электролитов) могут быть активированными (в период релаксации) и неактивированными (по окончании процесса релаксации).

---- Электрохимически активированный раствор - пресная или слабоминерализованная вода, в которой в результате электрохимического униполярного (у анода или у катода электрохимической системы) воздействия образовались и сохраняются метастабильные продукты электрохимических реакций и физико-химические параметры которой релаксируют во времени.

---- Электрохимически активированный раствор возможно синтезировать в процессе единственной стадии униполярного электрохимического воздействия или в процессе нескольких последовательных стадий (в последовательно соединенных электродных камерах одного или нескольких реакторов) при чередующейся или сохраняющейся неизменной на каждой стадии полярности электрода для униполярного электрохимического воздействия.

---- Если единственной или последней из нескольких предшествующих стадий электрохимического воздействия является анодная обработка, полученный раствор называется анолитом. Если единственной или последней из нескольких предшествующих стадий электрохимического воздействия является катодная обработка, полученный раствор называется католитом.

---- Электрохимически активированные растворы в общем случае синтезируют из разбавленных (от 0,05 до 5,0 г/л) растворов неорганических веществ, в качестве которых чаще всего используют раствор хлорида натрия в питьевой воде.

---- Также электрохимически активированные растворы можно готовить из дистиллированной или очищенной для гемодиализа воды с добавками химически чистого хлорида натрия или других электролитов.

---- Релаксация - постепенный переход физико-химических свойств (параметров) электрохимически активированной воды или раствора из неравновесного состояния после электрохимической активации, в состояние термодинамического равновесия. Скорость релаксации определяется временем, за которое измеряемая характеристика (рН, окислительно-восстановительный потенциал, электропроводность, поверхностное натяжение, каталитическая активность, растворяющая способность и прочие) изменяется в е раз по сравнению с исходным (сразу после окончания электрохимического и электрофизического воздействия) значением.

---- Различают частное и общее время релаксации. Первое определяется по какому-либо отдельному свойству (параметру), второе - по совокупности свойств (параметров) и характеризует общую реакционную способность электрохимически активированной воды или раствора для определенного технологического процесса.

---- Удельный расход тока (удельные затраты тока) - отношение силы тока (в амперах), протекающего через реактор к объемному расходу раствора (в литрах в час) через анодную или катодную камеры электрохимического реактора. Удельный расход тока измеряется в Аґч/л и эквивалентен удельному количеству электричества, затрачиваемому на электрохимическое преобразование определенного объема жидкости и измеряемому в Аґч/л или Кл/л.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ АНОЛИТА АНК В УСТАНОВКАХ СТЭЛ

---- Анолит нейтральный электрохимически активированный АНК производится из исходного раствора хлорида натрия концентрацией от 0,5 до 5,0 г/л (0,05 - 0,5%), приготовленного либо на пресной воде с минерализацией от 0,1 до 1 г/л, в том числе, питьевой водопроводной, либо на воде, обессоленной различными методами (дистилляцией, ионным обменом, обратным осмосом) с минерализацией менее 0,1 г/л.

---- При приготовлении исходных растворов на воде, общая минерализация которой сопоставима с количеством вводимого хлорида натрия, необходимо чтобы суммарное количество хлоридов в исходном растворе (с учетом содержания хлоридов в используемой воде) превышало концентрацию сульфатов, карбонатов и других неорганических веществ, содержащихся в этой воде, не менее чем в 5 раз.

---- Вода, в которой содержание растворенных солей соответствует указанным выше условиям, то есть концентрация хлоридов, в том числе хлорида натрия, больше или равна 0,5 г/л и превышает концентрацию остальных растворенных неорганических веществ более чем в 5 раз, может использоваться для получения анолита АНК непосредственно в качестве исходного раствора, то есть без дополнительного ввода хлорида натрия.

---- При соблюдении этих условий, влияние посторонних ионов, которые могут содержаться, например, в питьевой водопроводной воде в пределах, допускаемых СаНПиН 2.1.4.559 - 96, на свойства анолита АНК несущественно.

Рис. 2. Экологическая безопасность технологий электрохимической активации воды.

---- Общая минерализация исходного раствора не должна превышать 5,0 г/л.

---- Технология получения анолита электрохимически активированного нейтрального АНК (далее - анолит АНК) в установках типа СТЭЛ включает первоначальную обработку исходного раствора в катодной камере электрохимического реактора РПЭ и последующую электрохимическую обработку основного объема католита с растворенным водородом в анодной камере другого реактора РПЭ при удельном расходе тока большем, чем в процессе предшествующей катодной обработки на величину, обеспечивающую достижение рН анолита АНК в диапазоне 6,8 - 7,8. Также возможно получение анолита АНК в одном и том же электрохимическом реакторе при условии отделения и удаления части газообразного водорода и небольшого количества (до 10%) исходного раствора, прошедшего катодную обработку (католита). Количество отбираемого и удаляемого католита определяется требуемым значением рН готового продукта - анолита нейтрального электрохимически активированного АНК, которое должно находиться в диапазоне 6,8 - 7,8 при значении окислительно-восстановительного потенциала в пределах от +500 до +900 мВ (относительно хлорсеребряного электрода сравнения - х.с.э.).

---- При получении анолита АНК скорость протока исходного раствора через электродную камеру единичного элемента ПЭМ-3 должна быть в пределах от 10 до 25 л/ч, а сила тока, протекающего через единичный элемент ПЭМ-3 - от 2 до 8 А. При этих условиях перенос основной доли тока через диафрагму элемента ПЭМ-3 как при катодной, так и при анодной обработке осуществляется преимущественно ионами натрия и хлора при небольшой доле переноса тока ионами гидроксила и гидроксония. Это позволяет избежать непродуктивных затрат электроэнергии и обеспечивает получение анолита АНК в метастабильном состоянии, то есть в состоянии относительно устойчивого одновременного существования в растворе оксидантов различной химической природы - гидропероксидных соединений (HO·2; НО·) синглетного кислорода (1O2), озона (O3) и кислородных соединений хлора (HCIO; CIO2; СlO-).

Получить анолит АНК обладающий всем комплексом физико-химических и биоцидных свойств, в электрохимических устройствах с иными, помимо указанных выше, типами электрохимических реакторов или по иным технологическим схемам практически невозможно, поэтому для его производства необходимо использовать только установки типа СТЭЛ и другие технические электрохимические системы, сертифицированные как устройства для получения анолита АНК.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АНОЛИТА АНК

---- Химический элементный состав анолита АНК точно соответствует химическому элементному составу исходного раствора, основными компонентами которого во всех случаях являются вода и хлорид натрия.

---- Для приготовления исходного солевого раствора может использоваться (в зависимости от конструктивных особенностей установок СТЭЛ вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72), вода очищенная для гемодиализа, вода питьевая водопроводная (ГОСТ Р 51232-98 и СанПиН 2.1.4.559 - 96), а также хлорид натрия марок "ХЧ" или "Ч" по ГОСТ 4233-77, или соль пищевая по ГОСТ 13830-84.

---- В процессе получения анолита АНК при катодной обработке исходного раствора протекают реакции:

2O + 2Na+ + 2е ® 2NaOH + H2;
2НO + 2е ® Н2 + 2OН-.

---- В анодной камере реактора РПЭ протекают реакции, в ходе которых образуются биоцидные компоненты анолита АНК - оксиданты:

2Сl- - 2е ® Сl2;
2H2O - 4e ® 4H++O2;
Cl2 + Н2O « НСlO + HCI;
HCI + NaOH ® NaCI + Н2;
Сl- + 2OН- - 2е ® СlO- + Н2O;
Сl- + 4OН- - 5е ® CIO2 +2Н2O;
O2 + 2OН- - Зе ® О22O;
НO2- - е ® НO·2;
ОН- - е ® НО·;
СlO- + Н2O2 ® 1O2 + Сl · + H2O.

---- Чем больше содержание хлорида натрия в исходном растворе, тем большую концентрацию оксидантов возможно получить в анолите АНК. На рисунке 3 показана область "А" возможных соотношений концентрации оксидантов в анолите АНК и хлорида натрия в исходном растворе, а также область "В" для большинства разновидностей анолита АНК, используемых в практических целях.

Рис. 3. Соотношение концентрации оксидантов в анолите АНК, получаемом в установках СТЭЛ, и концентрации хлорида натрия в исходном растворе: А - область возможных значений; В - область значений для анолитов АНК широкого спектра применения.

---- Исходя из результатов экспериментальных исследований [4], основными факторами активности анолита АНК являются:

  • Электрохимически синтезированные оксиданты. Эти соединения при хранении претерпевают ряд структурно-энергетических и химических превращений. Стабильность их в анолите АНК зависит от общей концентрации метастабильных продуктов электрохимических реакций и от соотношения концентраций между отдельными метастабильными продуктами электрохимических реакций. Те из них, которые находятся в растворах в каталитически значимых концентрациях (например, Н2O2), быстро исчезают, выполняя роль инициаторов разнообразных химических реакций. Основные действующие агенты, такие, например, как CIO- или НСlO, обладают относительной устойчивостью и могут сохраняться в анолите АНК в течение длительного времени при условии правильного хранения. По истечении времени релаксации анолит АНК переходит из электрохимически активированного в неактивированный, не обладает каталитической активностью и может быть использован только для целей общей дезинфекции, но не для стерилизации изделий медицинского назначения.
  • Электрически заряженные микропузырьки электролизных газов, стабилизированные нескомпенсированными электрическими зарядами, сосредоточенными на границе раздела фаз "газ-жидкость". Размеры микропузырьков находятся в диапазоне от 0,1 до 60 мкм, их концентрация может достигать 106 мл-1. Термин "микропузырьки" при малых размерах этих электрически активных возмущений среды не может считаться вполне определенным, поскольку в рассматриваемых объектах не существует выраженной границы раздела фаз "газ-жидкость". В частности, японские исследователи рассматривают подобные возмущения малых размеров, как кластеры. В анолите АНК микропузырьки равномерно распределены в объеме и сохраняются от 20 до 150 часов (в зависимости от размера и других физико-химических характеристик раствора). Микропузырьки являются электрически и химическими активными компонентами и могут выступать в качестве катализаторов, а также ингибиторов в окислительно-восстановительных реакциях. Поскольку в анолите АНК микропузырьки представлены газами, образующимися в ходе как анодных, так и катодных процессов, то активные компоненты анолита АНК выступают как сопряженные окислительно-восстановительные пары, что повышает общую вирулицидную, спороцидную и бактерицидную способность анолита АНК.
  • Неравновесная структура анолита АНК, обусловленная статистической упорядоченностью взаимодействующих атомно-молекулярных частиц, претерпевших электрохимические преобразования, и характеризующаяся определенным ближним и дальним окружением относительно выбранной частицы, природой межчастичных взаимодействий и степенью их связанности.

---- На рисунке 4 показано соотношение концентрации хлор- и кислородсодержащих оксидантов, образующихся в процессе синтеза анолита АНК, в зависимости от содержания хлорида натрия в исходном растворе.

СВОЙСТВА АНОЛИТА АНК

---- Анолит АНК представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Анолиты АНК с содержанием хлорида натрия в исходном растворе более 4 г/л обладают запахом, подобным запаху хлорированной воды в плавательных бассейнах, анолиты АНК, с содержанием хлорида натрия в исходном растворе от 3 до 4 г/л имеют запах хлорированной питьевой воды, анолиты АНК с содержанием хлорида натрия в исходном растворе менее 2 г/л запаха практически не имеют.

---- Анолит АНК по параметрам острой токсичности при введении в желудок и нанесении на кожу относится к 4 классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 и обладает в данном классе минимальной токсичностью, снижающейся по мере уменьшения концентрации хлорида натрия в исходном растворе и/или уменьшении содержания оксидантов.

---- Анолит АНК при концентрации хлорида натрия от 0,5 до 0,3% и содержании оксидантов от 0,05 до 0,04% при однократном воздействии не оказывает местно-раздражающего действия на кожу, при повторных воздействиях может вызвать сухость кожи и аллергические реакции. При ингаляционном воздействии анолит АНК с содержанием оксидантов 0,02% и общей минерализацией 0,25 - 0,35% не оказывает раздражающего действия на органы дыхания и слизистые оболочки глаз. Анолит АНК с содержанием оксидантов 0,05% и выше вызывает раздражение органов дыхания и слизистых оболочек глаз. Анолиты АНК с содержанием хлорида натрия в исходном растворе менее 0,25% имеют весьма слабо выраженный комплекс свойств, определяющих параметры острой токсичности в сравнении с анолитами, приготовленными из более концентрированных исходных растворов.

Рис. 4. Количественное соотношение гидропероксидмых и хлорактивных оксидантов, образующихся при получении анолита АНК в зависимости от концентрации хлорида натрия в исходном растворе: 1 - гидропероксидные оксиданты; 2 - хлорактивные оксиданты.

---- Активированным анолит АНК является только в период релаксации, то есть все то время, в течение которого происходит самопроизвольное изменение его физико-химических параметров, каталитической и биокаталитической активности. После окончания процесса релаксации, концентрация кислородных соединений хлора в анолите может сохраняться на уровне, близком к начальному, или в ряде случаев даже увеличивается, однако этот показатель не является решающим для оценки степени метастабильности. Таким показателем для анолита АНК является его биоцидная активность, обусловленная его каталитическими (биокаталитическими) свойствами и определяемая посредством известных микробиологических испытаний.

---- Хранить анолит АНК следует в герметичной стеклянной или пластиковой таре любого объема при комнатной температуре в защищенном от прямых солнечных лучей месте. Хранение анолита АНК при пониженной температуре или в виде льда увеличивает период его релаксации, удлиняя тем самым срок сохранения его наивысшей биоцидной активности.

---- Время сохранения наивысшей активности анолита АНК с содержанием хлорида натрия в исходном растворе более 3 г/л составляет 5 суток, анолита АНК с содержанием хлорида натрия в исходном растворе от 2 до 3 г/л - не более 3 суток, и при содержании хлорида натрия в исходном растворе менее 2 г/л - не более 24 часов с момента получения.

---- При нагревании до 40°С биоцидная активность анолита АНК увеличивается на 30 - 100%, что связано с сочетанным действием химических и температурных факторов, при дальнейшем нагревании до 80°С происходит некоторое снижение биоцидной активности анолита АНК, то есть анолит АНК, нагретый до 80°С обладает приблизительно таким же биоцидным действием, как свежеполученный анолит АНК с такой же концентрацией оксидантов при 20°С. При кипячении биоцидная (спороцидная) способность анолита АНК быстро теряется. Практически всегда, за исключением особо оговоренных случаев, анолит АНК используют без разведения, однократно.

---- В присутствие загрязнений органической природы (кровь и другие) дезинфицирующая активность анолита АНК снижается.

---- Электрохимически активированный анолит АНК обладает универсальным спектром антимикробного действия, то есть оказывает повреждающее влияние на все крупные систематические группы микробов (бактерии, включая микобактерии туберкулеза; вирусы, включая вирусы полиомиелита и гепатита А, В, С; грибы, споры и простейшие), не причиняя вреда клеткам тканей человека и других высших организмов, то есть соматическим животным клеткам в составе многоклеточной системы.

---- Это обусловлено принципиальными отличиями в строении и условиях жизни клеток этих форм жизни. Клетки высших организмов в процессе жизнедеятельности, например, в оксигеназных реакциях функционирования цитохрома Р-450, во время фагоцитоза при адгезии и обездвиживании микробных клеток продуцируют и используют целый ряд высокоактивных оксидантов, таких как, О2-, О·, 1О2, H2O2, НО2·, НО·, СlO- и других. Эти клетки обладают мощной химической системой антиоксидантной защиты, предотвращающей токсическое воздействие подобных веществ на жизненно важные клеточные структуры. Антиоксидантные свойства соматических клеток связаны с наличием мощной трехслойной липопротеидной оболочки, которая содержит обладающие электрондонорными свойствами диеновые конъюгаты (-С=С-). Микроорганизмы не продуцируют таких веществ в процессе жизнедеятельности и не имеют мощных систем антиоксидантной защиты, поэтому электрохимически активированные биоцидные растворы являются для них высокотоксичными. Биоцидные вещества в электрохимически активированном анолите АНК, не являются токсичными для соматических клеток человека, поскольку представлены оксидантами, подобными тем, которые продуцируют клетки высших организмов.

---- К дополнительным факторам высокой антимикробной активности анолита АНК относится следующее. Низкая минерализация анолита АНК и его повышенная гидратационная способность, способствующая увеличению проницаемости клеточных стенок и мембран, создают условия для интенсивного осмотического и электроосмотического переноса оксидантов во внутриклеточную среду. Осмотический перенос оксидантов через оболочки и мембраны микробных клеток намного интенсивнее, чем через мембраны соматических клеток, ввиду существенного различия осмотического градиента этих типов клеток. Ускоренному электроосмотическому переносу оксидантов внутрь бактериальных клеток способствуют многочисленные электрически заряженные микропузырьки электролизных газов, создающие в зонах контакта с биополимерами мощные локальные электрические поля с высокой степенью неоднородности.

---- Наличие в анолите различных по химическому строению и физическим свойствам оксидантов лишает микроорганизмы даже частичной возможности адаптации и обеспечивает высокий биоцидный эффект даже при малых концентрациях.

---- Таким образом, идеологическая основа получения и применения анолита АНК, так же, как и других электрохимически активированных биоцидных растворов, заключается в максимальном целенаправленном использовании фундаментальных различий живых существ микро- и макробиологического мира.

КОНТРОЛЬ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ОБОЗНАЧЕНИЕ АНОЛИТА АНК

---- Контролю подлежат следующие параметры анолита АНК:

  • содержание хлорида натрия в исходном растворе, которое в обычной практике можно принять соответствующим общей минерализации исходного раствора или собственно анолита АНК и оценивать либо исходя из процедуры приготовления исходного раствора (количество хлорида нария в граммах на 1 литр воды с известной минерализацией), либо по показателю электропроводности с помощью кондуктометра любой известной системы, обеспечивающего определение минерализации с точностью до 0,1 г/л;
  • рН анолита, контролируемое потенциометрическим методом с помощью рН-метра любой известной системы с точностью до 0,1 ед. рН;
  • концентрация оксидантов в анолите, мг/л, которая определяется методом йодометрического титрования.

---- Обозначение анолита АНК включает параметры, которые позволяют охарактеризовать его биоцидную активность и общую минерализацию.

---- Эти обозначения состоят из трех групп букв и цифр, разделенных тире. Первая группа букв - АНК - характеризует тип анолита, и обозначает электрохимически активированный анолит нейтральный, полученный в соответствии с технологией, предусматривающей предварительную катодную обработку исходного раствора.

---- Вторая группа цифр обозначает содержание оксидантов в анолите (мг/л).

---- Третья группа цифр обозначает концентрацию хлорида натрия в исходном растворе (г/л), которая практически соответствует его общей минерализации.

---- Пример: анолит "АНК-250-2,5". Первая группа - "АНК" - тип анолита; вторая группа - "250" - концентрация оксидантов, мг/л; третья группа - "2,5" - концентрация хлорида натрия в исходном растворе (минерализация исходного раствора), г/л;

---- Кроме указанного выше обозначения допускаются другие названия и обозначения анолита АНК. Например, "анолит АНК (0,03%)" или "АНК-300" - анолит АНК с концентрацией оксидантов 0,03% или, соответственно, 300 мг/л; "анолит АНК (0,03%; 2,0 г/л)" - анолит АНК с концентрацией оксидантов 300 мг/л и общей минерализацией 2 г/л.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ АНОЛИТА АНК В МНОГОПРОФИЛЬНОМ ЛЕЧЕБНОМ УЧРЕЖДЕНИИ

---- Стационары. В стационарных отделениях терапевтического профиля, объем и форма использования анолита АНК зависят от назначения помещений, оборудования, медицинского инвентаря и приспособлений. Наибольшую площадь в терапевтических отделениях занимают палаты для больных, где 2 раза в сутки проводится текущая влажная уборка анолитом АНК с концентрацией оксидантов 0,02% и общей минерализацией не более 3 г/л, которая включает: мытье полов, протирание мебели, подоконников, спинок кроватей. Один или два раза в месяц после выписки всех больных из палаты проводится генеральная уборка, при которой в дополнение к текущей уборке анолитом АНК протирают стены, осветительные приборы, внутренние поверхности прикроватных тумбочек и, при наличии, внутренние поверхности холодильников.

---- При выявлении инфекционного больного после его изоляции в палате осуществляют заключительную дезинфекцию. Постельное белье и предметы обихода, используемые больным (посуда, столовые приборы) замачивают в анолите АНК. Режимы дезинфекции приведены в [9]. На пол, стены и потолок распылителем наносят 0,05%-ный анолит АНК из расчета 1 литр на 20 м2 площади. Через 60 минут осуществляют влажную уборку 0,02%-ным анолитом АНК с протиранием мебели, подоконников, кроватей и другого оборудования и инвентаря, находящегося в палате. Удобной формой дезинфекционной обработки помещений является дезинфекция аэрозолем анолита АНК с помощью аэрозольных генераторов центробежного типа КГА-1 "Туман".

---- Генератор "Туман" устанавливается на высоте 2,5 м от пола в центре палаты таким образом, чтобы объекты обеззараживания находились на расстоянии не более 3 м от источника распыления. В течение 3-4 минут создается плотное аэрозольное облако при расходе анолита АНК 0,5 -1 л/мин. Затем работа генератора осуществляется в режиме подпыления в течение 1 минуты через каждые 10 мин. Общее число подпылений - до 10. Общий расход анолита АНК с содержанием оксидантов от 300 до 450 мг/л (0,03 - 0,045%) составляет 0,18-0,35 л/м2 площади поверхности помещения (пол, стены, потолок). Одним из преимуществ указанного способа дезинфекции помещения является отсутствие видимой влаги даже на негигроскопичных поверхностях.

---- Процедурные кабинеты. Наибольшая функциональная нагрузка в отделениях терапевтического профиля падает на процедурные кабинеты. В них до начала и после окончания рабочего дня осуществляется текущая влажная уборка с протиранием 0,03-0,04%-ным анолитом АНК поверхностей процедурных столиков, полок, шкафов, кушеток, подоконников и пола. В процессе работы после окончания каждой процедуры рабочее место протирают 0,03-0,04%-ным анолитом АНК, а при попадании капель крови на поверхность их убирают тампоном, смоченным 0,05%-ным анолитом АНК с последующим двукратным протиранием данного листа через 15 минут анолитом АНК той же концентрации. Одноразовые шприцы, иглы, системы и тампоны, которыми удалялась кровь, помещаются в емкости объемом не менее 10 л, заполненные анолитом АНК с концентрацией оксидантов 0,05%, где они до утилизации должны находиться не менее 1 часа.

---- Один раз в неделю в процедурных кабинетах проводится генеральная уборка с протиранием всех поверхностей (потолок, стены, предметы, оборудование) 0,05%-ным анолитом АНК с последующим облучением ультрафиолетовой бактерицидной лампой.

---- Столовые, буфеты. В помещениях столовых и буфетов до очередного приема пищи проводят протирание поверхностей мебели, холодильников, технологического оборудования и разделочного инвентаря 0,02%-ным анолитом АНК. Посуду с остатками пищи замачивают в 0,05%-ном анолите АНК на 1 час, а затем моют по общепринятой схеме. Помимо этого 2 раза в неделю осуществляют генеральную уборку помещений, при которой протирают 0,03%-ным анолитом АНК стены, подоконники, поверхности всех предметов. Емкости для остатков пищи и сбора грязной посуды после обезжиривания орошают 0,05%-ным анолитом АНК.

---- Диагностические кабинеты. Кабинеты функциональной диагностики обрабатывают 0,02%-ным анолитом АНК (мытье полов, протирание мебели, поверхностей оборудования, подоконников) два раза в день. Кушетки протирают 0,03%-ным раствором АНК после каждого больного. Генеральную уборку, при которой дополнительно протирают стены 0,02%-ным раствором АНК, проводят 1 раз в неделю.

---- Ванные. В ванных и (или) клизменных комнатах 2 раза в день осуществляется влажная текущая уборка 0,02%-ным анолитом АНК. Ванную после каждого больного дезинфицируют 0,05%-ным анолитом АНК методом орошения внутренней поверхности. Через 30 минут моют по обычной методике. Наконечники клизм после использования замачивают на 30 минут в 0,05%-ном анолите АНК, моют и промывают водопроводной водой со стиральным порошком, и хранят в 0,02%-ном анолите АНК до следующего использования. Поверхности резиновых частей клизм после применения протирают 0,05%-ным анолитом АНК. Резиновые перчатки после использования моют водопроводной водой с мылом, замачивают на 30 минут в 0,05%-ном анолите АНК и высушивают.

---- Туалеты. В туалетных комнатах текущая уборка с мытьем раковин, писсуаров, унитазов и полов осуществляется 4-6 раз в сутки 0,03%-ным анолитом АНК. Генеральная уборка, включающая все элементы текущей с дополнительным протиранием водоотталкивающих поверхностей стен 0,05%-ным анолитом АНК проводится 1 раз в неделю.

---- Во всех случаях резиновые перчатки и спецодежда при попадании на них биосубстратов замачиваются в течение 30 мин в 0,05%-ном анолите АНК, моются и стерилизуются погружением в 0,05%-ный анолит АНК на 1 час.

---- Хирургические отделения. Проведение гигиенических и дезинфекционных мероприятий в отделениях хирургического профиля принципиально не отличается от вышеизложенных. Однако следует учитывать и некоторые особенности, связанные с наличием открытых раневых поверхностей кожи и слизистых больных, размножением микробной флоры при воспалительных заболеваниях, вероятное наличие инфицирования анаэробными микроорганизмами, ослабление сопротивляемости организма после расширенных хирургических вмешательств. По данным Яковлева С.В., инфекционные осложнения развиваются в среднем у 5% хирургических больных. Они существенно увеличивают сроки выздоровления, длительность нахождения больных в стационаре и стоимость лечения. Наиболее частыми инфекциями в хирургии являются послеоперационные инфекции (раневые инфекции кожи и мягких тканей и интраабдоминальные воспалительные процессы). Особенностью всех внутрибольничных инфекций является высокая резистентность возбудителей к антибактериальным препаратам, прежде всего к пенициллинам, цефалоспоринам, аминогликозидам, и вероятное появление резистентности к другим антибиотикам.

----Наибольшее внимание к проведению санитарно-гигиенических мероприятий уделяется операционному блоку, включающему операционную и ряд вспомогательных помещений, где необходимо максимально уменьшать опасность занесения экзогенной инфекции в рану. Применение анолита АНК, не обладающего запахом и раздражающим действием, позволяет совмещать проведение дезинфекции и отдельные виды уборки помещения.

----

  1. Утром перед началом работы во время предварительной уборки все горизонтальные поверхности (пол, столы, подоконники, инструментальные столики, аппараты) протирают ветошью, смоченной в 0,03%-ном анолите АНК для сбора пыли, осевшей за ночь.
  2. Во время текущей уборки при проведении операции санитарка подбирает случайно упавшие на пол шарики, салфетки и вытирает запачканные кровью и (или) экссудатом места губкой или другим гигроскопическим материалом, смоченным в 0,05%-ном анолите АНК.
  3. После каждой операции влажное протирание операционного стола и пола осуществляется 0,03%-ным анолитом АНК.
  4. После операционного дня проводится ежедневная влажная уборка с обработкой всех горизонтальных поверхностей 0,05%-ным анолитом АНК.
  5. Генеральную уборку операционной проводят один раз в неделю в свободный от операций день. При этом потолок, окна, стены и пол моют горячей водой с мылом, а затем протирают 0,05%-ным' раствором АНК. Этим же раствором протирают наружные поверхности всей аппаратуры, мебели, светильников. Если в операционной проводили операции по поводу гнойных воспалительных процессов или анаэробной хирургической инфекции, обязательно генеральная уборка заканчивается дезинфекцией аэрозолем 0,05%-ного анолита АНК с помощью аэрозольных генераторов центробежного, типа по методике, описанной выше в разделе проведения заключительной дезинфекции при выявлении в палате инфекционного больного.

---- Следует отметить, что использование для уборки и дезинфекции операционных анолита АНК не исключает проведение других мероприятий (очищение воздуха, ультрафиолетовое облучение бактерицидными лампами).

---- Стерилизационная. В помещении стерилизационной проводятся аналогичные мероприятия за исключением текущей уборки в процессе и сразу же после каждой операции. В стерилизационной в ряде случаев проводят стерилизацию изделий медицинского назначения анолитом нейтральным АНК в режимах, приведенных в [9].

---- Помещения строгого санитарно-эпидемиологического режима. Санитарно-гигиенические мероприятия в помещениях зоны строгого санитарно-эпидемиологического режима (предоперационная и наркозная) состоят из двукратной ежедневной влажной уборки 0,03%-ным анолитом АНК с протиранием всех горизонтальных поверхностей и один раз в неделю генеральной уборки 0,05%-ным анолитом АНК. Кроме того, в предоперационной, как метод выбора, может применяться подготовка рук хирурга к операции нейтральным анолитом АНК с концентрацией оксидантов 300 мг/л методом протирания или методом погружения. В обоих вариантах руки вначале моют с мылом, вытирают стерильной салфеткой.

---- При обработке рук методом протирания на ладонную поверхность наносят 10 мл 0,03%-ного анолита АНК, который втирают в кожу стерильным марлевым тампоном в течение 3 минут. Затем обработку рук повторяют в том же режиме. Таким образом, время обработки составляет 6 минут.

---- При обработке кожи рук методом погружения кисти погружают в таз с анолитом АНК и в течение 3 минут протирают стерильными марлевыми салфетками. После каждого метода руки протирают стерильным полотенцем и надевают перчатки.

---- В наркозной 0,05%-ный анолит АНК применяют для дезинфекции наружных поверхностей наркозных аппаратов методом протирания резиновых, пластмассовых и металлических частей, соприкасающихся с поверхностями тела и слизистыми оболочками больных, а также газопроводящих шлангов. Стерилизацию проводят после удаления с поверхности и просвета биологических и загрязняющих продуктов методом промывания водой с моющими средствами и просушивания. Изделия помещают в анолит АНК на время, указанное в [9].

---- Помещения зоны ограниченного санитарно-эпидемиологического режима. В помещениях зоны ограниченного режима (хранения и приготовления крови, хранения переносной аппаратуры, гипсовых бинтов, лаборатории срочных анализов, комнате медицинских сестер, комнате хирурга, протокольной и других) два раза в день проводится влажная уборка 0,03%-ным анолитом АНК и один раз в неделю - генеральная уборка 0,05%-ным анолитом АНК. В лаборатории срочных анализов и помещении хранения и приготовления крови текущую уборку при попадании капель крови на поверхности пола, мебели или оборудования проводят путем протирания загрязненных мест тампонами или ветошью, смоченными 0,05%-ным анолитом АНК. Предметные стекла, меланжеры, пробирки и другие емкости после использования замачивают в 0,05%-ном анолите АНК на 30 минут, моют и дезинфицируют в свежем 0,05%-ном анолите АНК в течение 30 минут.

---- В перевязочных все мероприятия по уборке и дезинфекции помещения с применением нейтрального анолита АНК аналогичны таковым для операционных.

---- В палатах отделения реанимации помимо ежедневной двукратной влажной уборки 0,03%-ным анолитом АНК и генеральной уборки один раз в неделю 0,05%-ным анолитом АНК проводится текущая уборка при попадании биологических веществ (кровь, рвотные массы, слизь и других) на пол и окружающие предметы путем протирания загрязненных мест ветошью, смоченной 0,05%-ным анолитом АНК. Загрязненное белье, постельные принадлежности замачивают в 0,05%-ном анолите АНК перед мытьем на 1 час. Подкладные судна и другие предметы ухода после использования промывают 0,05%-ным анолитом АНК с последующим их замачиванием для дезинфекции в анолите АНК такой же концентрации на 1 час.

---- Обработка дыхательной аппаратуры производится в соответствии с Приказом МЗ СССР от 11.07.1978 г. № 720. Ряд этапов обработки можно осуществлять, применяя 0,05%-ный анолит АНК. В качестве примера ниже приведено описание полного цикла подготовки дыхательной аппаратуры для повторного использования с применением 0,05%-ного анолита АНК.

    Этап 1. Мойка дыхательной аппаратуры.

  1. Разборка узлов, снятие шлангов.
  2. Предварительная мойка струёй холодной воды в возможно короткие сроки после употребления.
  3. Замачивание (дезинфекция) с полным погружением и обязательным заполнением полостей обрабатываемых деталей в 0,05%-ном анолите АНК на 30 минут.
  4. Мытье деталей ватно-марлевым тампоном, 15-20 секунд на один предмет.
  5. Прополаскивание в проточной воде в течение 5 минут
  6. Просушивание стерильной простыней.

----

    Этап 2. Обеззараживание дыхательной аппаратуры.

  1. Эндотрахеальные трубки, трахеотомические канюли, ротоглоточные воздуховоды, лицевые маски, мундштуки и загубники, изготовленные из резины и пластмассы обеззараживаются в 0,05%-ном анолите АНК в течение 30 минут.
  2. После обеззараживания детали последовательно отмываются в 2-х порциях анолита АНК с концентрацией оксидантов 0,005% и общей минерализацией не более 1 г/л, сушатся и хранятся в асептических условиях.

---- В отделениях эндоскопии 0,03%-ный анолит АНК применяется для текущей, ежедневной и 0,05%-ный анолит АНК - для генеральной уборок помещения.

---- Для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации гибких эндоскопов, проводимой согласно Методическим указаниям МЗ СССР от 09.02.1988г., можно использовать анолит АНК (0,03%; 1,5 г/л) для эндоскопов, разрешенных к дезинфекции хлоргексидином и перекисью водорода. В этих случаях каналы эндоскопа заполняются анолитом АНК на 15 минут, а поверхность приборов в течение 15 минут трехкратно протирается этим же анолитом.

---- Для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации полностью и не полностью погружаемых гибких эндоскопов, проводимой согласно Методическим указаниям МЗ РФ от 26.08.2000г., применяют 0,02%-ный анолит АНК вырабатываемый установкой СТЭЛ в автоматизированном комплексе КАДС-80-01 "ЭНДОСТЕРИЛ". В этих случаях способы обработки эндоскопа, равно как и возможность совмещения процесса предстерилизационной обработки с дезинфекцией, выбираются в зависимости от типа эндоскопа и фирмы производителя в соответствии с упомянутыми Методическими указаниями.

---- Все остальные дезинфекционные мероприятия в отделениях хирургического профиля (буфеты, столовые, места общего пользования) не отличаются от проводимых в отделениях терапевтического профиля.

---- Важным моментом применения электрохимически активированных растворов нейтрального анолита АНК в лечебных отделениях, следует отметить не всегда учитываемую, но очень важную особенность - экологическую безопасность растворов АНК, состоящих из метастабильных (саморазрушающихся со временем) соединений хлора и кислорода, с образованием после их деградации химически неактивных природных веществ.

    Источники информации:

  1. Бахир В.М. Электрохимическая активация. М.: ВНИИИМТ, 1992. - 2ч. - 657 с; -ил.
  2. Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Электрохимически активированная вода-аномальные свойства, механизм биологического действия. - М.; ВНИИИМТ, 1997.-228 с; - ил.
  3. Бахир В.М. Медико-технические системы и технологии для синтеза электрохимически активированных растворов. - М.. ВНИИИМТ,1998. -66 с; - ил.
  4. Паничева С.А. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения. - М., ВНИИИМТ, 1998. -122 с; - ил.
  5. Бахир В.М., Задорожний ЮГ., Леонов Б И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И., Сухова О.И. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. -М.: ВНИИИМТ, 1999,-256 с.;-ил.
  6. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды. -М.: ВНИИИМТ, 1999. - 84 с: - ил.
  7. Леонов Б.И., Прилуцкий В,И., Бахир В.М. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды.: -М.: ВНИИИМТ, 1999. -244с.; -ил.
  8. Бахир В.М., Задорожний Ю.Г, Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И. Электрохимическая активация: очистка воды и получение полезных растворов. М :ВНИИИМТ; МСС, 2001. - 176 с.; - ил.
  9. Методические указания по применению нейтрального анолита АНК, вырабатываемого в установке СТЭЛ-10Н-120-01, для целей дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации. Разрешение Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России от 14 февраля 1997г., № МУ-17-1