Санітайзери для рук: механізм дії та ефективність проти коронавірусів • EstPortal

Санітайзери для рук: механізм дії та ефективність проти коронавірусів

Поява нових патогенів, бактеріальних чи вірусних, завжди стає викликом для вчених і медиків по всьому світу. Одним із найбільш актуальних прикладів є вірусне захворювання COVID-19, яке Всесвітня організація охорони здоров’я визнала глобальною пандемією на початку 2020 року.

З-поміж дієвих способів запобігання зараженню та поширенню вірусу визнали часте й ефективне очищення шкіри рук. Як серед населення, так і серед працівників медичної сфери спиртові засоби для очищення шкіри рук стали ефективною альтернативою класичному миттю рук із застосуванням мила та води. Наразі очисні засоби для шкіри рук на основі спирту є частиною протоколів із обмеження поширення бактерій і вірусів [1,2]. Санітайзери на основі спирту наразі доступні в різноманітних формах (гелі, спреї) та мають різний склад. Зважаючи на їх дедалі більшу популярність у період пандемії, важливо розуміти, які типи санітайзерів найефективніше діють саме проти цього збудника.

Структура вірусів і бактерій

Віруси – інфекційні агенти відносно простої організації з двома мінімально необхідними структурними компонентами. Насамперед віруси містять генетичний матеріал: ДНК або РНК. Генетична інформація може бути представлена одноланцюговою або дволанцюговою молекулою. Для захисту генетичного матеріалу вірусу та для його інкапсуляції є протеїнова оболонка, або білковий капсид. Віруси також поділяються, залежно від того, чи мають вони ліпідний шар. Попри те, що склад вірусів подібний до складу будь-яких живих клітин (білки, ліпіди, генетичний матеріал), для вірусу обов’язковою умовою для розмноження є клітина господаря – поза клітиною віруси не виявляють жодних ознак життя.

Бактерії – одноклітинні живі організми, які, на відміну від вірусів, зазвичай можуть вести життя поза організмом господаря. Генетичний матеріал бактерій вільно розташований усередині клітини і, так само як і у вірусів, у бактерій немає оформленого ядра. У бактеріальних клітинах виділяють достатньо велику кількість структур: внутрішню клітинну мембрану та зовнішню клітинну стінку, хоча структура певних видів може відрізнятися від класичної.

Пептидоглікан є компонентом зовнішньої клітинної стінки бактерій; це полімер, що складається з цукрів та амінокислот. У різних видів бактерій різна товщина шару пептидоглікану. Товщина цього шару визначає, як бактерії будуть фарбуватися за Грамом: що товщий шар пептидоглікану, то краще бактерія профарбовується в рожевий колір, що робить її грампозитивною. Бактерії, що взагалі не містять пептидоглікану, об’єднують у групу «атипових» бактерій.

Інгредієнти санітайзерів

Загалом виділяють дві великі групи санітайзерів:

  1. санітайзери на спиртовій основі;
  2. санітайзери на основі очищувальних компонентів, відмінних від спирту.

Найчастіше замість спирту в санітайзерах другої групи використовується бензалконію хлорид, четвертинна амонійна сполука, що часто застосовується як дезінфектант [3]. Дезінфектанти на базі бензалконію хлориду тривалий час вважались менш подразливими, ніж дезінфектанти на основі спиртів, проте останні дослідження підтверджують їх значний потенціал у спричиненні контактних дерматитів [4]. Хоча санітайзери на основі спиртів дійсно можуть подразнювати шкіру, та вони застосовуються найчастіше через свою ефективність у профілактиці поширення інфекційних агентів та економічну вигідність [5].

Санітайзери на основі спиртів можуть містити етанол, ізопропіловий спирт, n-пропанол, або ж їх комбінації [7], воду, а також допоміжні речовини та інколи хумектанти. Формули санітайзерів із вмістом спиртів у межах 60-95 % за обсягом є найбільш поширеними та вважаються найефективнішими. Хумектанти у складі формули санітайзерів запобігають пересиханню шкіри, а допоміжні речовини зберігають стабільність та ефективність формули впродовж часу, зменшуючи ступінь випаровування спиртів і, таким чином, збільшуючи біоцидну активність санітайзера [6].

Механізм дії спиртів на бактеріальні клітини

N-пропанол часто використовують як спиртовий компонент у біоцидних речовинах [7]. Точний механізм антимікробних властивостей спиртів вивчений недостатньо, проте найімовірніше, що їхня дія пов’язана з порушенням цілісності бактеріальних мембран, інгібуванням синтезу білків [8] та/або денатурацією білків [7]. Для антибактеріальних властивостей ідеальна концентрація спиртів варіюється в межах 60-90 % [9]. Концентрації вище ніж 90 % мають менш виражені бактерицидні властивості [9]. Вода є необхідною в процесі денатурації білків. Також варто зазначити: спирти діють проти бактеріальних клітин, що перебувають у стані активних метаболічних процесів і поділу, однак не проти їхніх спор [10].

Механізм дії спиртів на вірусні частинки

Усі три компоненти вірусних частинок – ліпідна оболонка (якщо присутня), білковий капсид і власне генетичний матеріал – є таргетними для дії санітайзерів на основі спиртів [7]. Беручи до уваги, що всі перераховані компоненти вірусної частинки важливі для життєвого циклу вірусів (прикріплення до клітин господаря, проникнення, біосинтез, дозрівання та лізис клітин), а отже, важливі для подальшої передачі вірусу від господаря до господаря, тож зміни структури або функціональності будь-якого з цих компонентів зможуть зменшити інфекційність вірусу.

Порівняно з механізмом впливу спиртів на бактерії, менше відомо про їхню ефективність від вірусів. На сьогодні показано, що етанол краще діє на вірусні частинки та має ширший спектр дії, аніж інші спирти, зокрема пропаноли. Високі концентрації етанолу дуже ефективні проти вірусів, що мають ліпідну оболонку (до яких належить більша частина вірусів, що мають клінічне значення, зокрема й коронавіруси) [11]. Варто зазначити, що білковий капсид вірусів досить стійкий, тому більшість санітайзерів досі залишається неефективною проти вірусів, що не мають ліпідної оболонки [12].

Загалом концентрація етанолу для інактивації вірусів така сама, як і для інактиваціїї бактеріальних клітин. Однак дослідження показують, що етанол у концентрації 70 % здатен ефективно протидіяти ширшому спектру вірусів [13].

Через структурну подібність збудника COVID-19 до попередньо вивчених представників інформація стосовно ефективності санітайзерів у поширенні захворювання може бути екстрапольована.

Центр із контролю захворювань рекомендує мити руки із застосуванням води та мила завжди, коли є така можливість, і надавати перевагу санітайзерам лише за відсутності такої можливості [14]. Це пов’язано з тим, що, окрім хімічного впливу на інфекційні агенти, можливе їх механічне видалення потоком води з поверхні шкіри рук. Проте дослідження показують однакову ефективність санітайзерів та антимікробного мила у зменшенні кількості потенційно патогенних вірусів із ліпідною оболонкою в суспензії [11,15,16]. Водночас варто пам’ятати, що постійне миття рук із застосуванням мила та гарячої води здатне видаляти природний ліпідний шар із поверхні шкіри, призводити до пересушування шкіри, її подразнення та тріскання, що збільшує ймовірність потрапляння патогенів в організм. Для убезпечення від таких наслідків застосування санітайзерів варто використовувати засоби з формулами, що містять хумектанти, вони здатні зволожувати шкіру та запобігати її пересушуванню [17].

На сьогодні на ринку наявні санітайзери в різноманітних формах випуску: у вигляді піни, спрею або гелю. Дослідження не виявили різниці в покритті (і, відповідно, ефективності) засобами різних типів [18,19]. Проте було виявлено суттєве зменшення покриття через нанесення засобу в недостатній кількості (менше як 2 мл). Однак існують відмінності в тактильних відчуттях від використання санітайзерів різних текстур. Зокрема, за відгуками споживачів, санітайзери у вигляді піни довше поглинаються, що змушує наносити меншу їх кількість, таким чином зменшуючи покриття. Текстура гелю видається споживачам більш привабливою через здатність швидко поглинатися, відчуття м’якої та зволоженої шкіри після застосування та нейтральний аромат [20]. Проте на комплаєнс впливають багато факторів: наявність додаткових інгредієнтів (наприклад, барвники та ароматизатори), наявність інгредієнтів для зволоження шкіри, об’єм тощо.

Висновки

Інфекційний агент, що спричинює COVID-19 – захворювання, яке наразі набуло масштабів глобальної пандемії, – може бути ефективно інактивований унаслідок дотримання правил гігієни шкіри рук.

Використані джерела:

  1. Pittet D, Allegranzi B, Boyce J. The World Health Organization guidelines on hand hygiene in health care and their consensus recommendations. Infect Control Hosp Epidemiol. 2009;30:611–622.
  2. Boyce JM, Pittet D, Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee. Society for Healthcare Epidemiology of America. Association for Professionals in Infection Control. Infectious Diseases Society of America. Hand Hygiene Task Force. Guideline for hand hygiene in health-care settings: recommendations of the healthcare infection control practices advisory committee and the HICPAC/SHEA/APIC/IDSA hand hygiene task force. Infect Control Hosp Epidemiol. 2002;23 (12 Suppl):S3–40.
  3. Gold NA, Avva U. Alcohol Sanitizer. StatPearls Publishing; 2018. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30020626. Accessed July 10,2020.
  4. Wentworth AB, Yiannias JA, Davis MDP, Killian JM. Benzalkonium chloride: a known irritant and novel allergen. Dermatitis. 2016;27:14–20.
  5. Fleur P la, Jones S. Non-alcohol based hand rubs: a review of clinical effectiveness and guidelines [Internet]. CADTH Rapid Response Report. 2017. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266912. Accessed July 10, 2020.
  6. Bush LW, Benson LM, White JH. Pig skin as test substrate for evaluating topical antimicrobial activity. J Clin Microbiol. 1986;24:343–348.
  7. Mcdonnell G, Russell AD. Antiseptics and disinfectants: activity, action, and resistance. Clin Microbiol Rev. 1999;12:147–179. American Society for Microbiology (ASM).
  8. Haft RJF, Keating DH, Schwaegler T, et al. Correcting direct effects of ethanol on translation and transcription machinery confers ethanol tolerance in bacteria. Proc Natl Acad Sci USA. 2014;111:E2576.
  9. Morton HE. The relationship of concentration and germicidal efficiency of ethyl alcohol. Ann N Y Acad Sci.. 1950;53:191–196.
  10. Thomas P. Long-term survival of bacillus spores in alcohol and identification of 90% ethanol as relatively more spori/bactericidal. Curr Microbiol. 2012;64:130–139.
  11. Kampf G. Efficacy of ethanol against viruses in hand disinfection. J Hosp Infect. 2018;98:331–338. W.B. Saunders Ltd.
  12. Dastider D, Jyoti Sen D, Kumar Mandal S, Bose S, Ray S, Mahanti B. Hand sanitizers bid farewell to germs on surface area of hands. Eur J Pharm Med Res. 2020;7:648–656.
  13. Sattar SA, Abebe M, Bueti AJ, Jampani H, Newman J, Hua S. Activity of an alcoholbased hand gel against human adeno-, rhino-, and rotaviruses using the fingerpad method. Infect Control Hosp Epidemiol. 2000;21:516–519.
  14. Gerberding JL, Director David Fleming MW, Snider DE, et al. Morbidity and mortality weekly report guideline for hand hygiene in health-care settings recommendations of the healthcare infection control practices advisory committee and the HICPAC/SHEA/APIC/IDSA Hand Hygiene task force centers for disease control and prevention. MMWR 2002;51 (No. RR-16):2-29.
  15. Fendler EJ, Ali Y, Hammond BS, Lyons MK, Kelley MB, Vowell NA. The impact of alcohol hand sanitizer use on infection rates in an extended care facility. Am J Infect Control. 2002;30:226–233.
  16. Steinmann J, Paulmann D, Becker B, Bischoff B, Steinmann E, Steinmann J. Comparison of virucidal activity of alcohol-based hand sanitizers versus antimicrobial hand soaps in vitro and in vivo. J Hosp Infect. 2012;82:277–280.
  17. Lauharanta J, Ojajärvi J, Sarna S, Mäkelä P. Prevention of dryness and eczema of the hands of hospital staff by emulsion cleansing instead of washing with soap. J Hosp Infect. 1991;17:207–215.
  18. Larson EL, Cohen B, Baxter KA. Analysis of alcohol-based hand sanitizer delivery systems: efficacy of foam, gel, and wipes against influenza A (H1N1) virus on hands. Am J Infect Control. 2012;40:806–809.
  19. Grayson ML, Melvani S, Druce J, et al. Efficacy of soap and water and alcohol-based hand_rub preparations against live H1N1 influenza virus on the hands of human volunteers. Clin Infect Dis. 2009;48:285–291.
  20. Greenaway RE, Ormandy K, Fellows C, Hollowood T. Impact of hand sanitizer format (gel/foam/liquid) and dose amount on its sensory properties and acceptability for improving hand hygiene compliance. J Hosp Infect. 2018;100: 195–201.

Євген ЄРОШКІН – д. м. н., дерматовенеролог

Download WordPress Themes Free
Download WordPress Themes Free
Download WordPress Themes Free
Download WordPress Themes Free
download udemy paid course for free

Похожие публикации: