三氯生-醇免洗凝膠手部消毒劑的研究

劉忠杰， 湯小群， 嚴(yán)萬春， 薛仲華

1.華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，上海 200237;2.上海桑迪精細(xì)化工研究所有限公司，上海 200025

2020年新年伊始一場突如其來的新型冠狀病毒風(fēng)暴襲來。新型冠狀病毒感染的肺炎疫情廣泛、快速，傳播快、傳染性強(qiáng)。新冠病毒是不同于其他疾病的新型病毒，它的適應(yīng)能力非比尋常，世界衛(wèi)生組織公開表示，新冠病毒很可能無法被徹底消滅，將與人類長期共存，所以對于全人類來說，要想打贏這場抗疫戰(zhàn)爭，除了加速研發(fā)有效治療藥物和疫苗外，就是要千方百計(jì)地控制病毒的感染和傳播。新冠肺炎病毒除了飛沫傳播，接觸傳播也是主要途徑之一。在進(jìn)入超市等公共場所和搭乘交通工具之后，應(yīng)盡快對接觸之手部消毒清洗。消毒洗手是預(yù)防冠毒最簡便有效的方法，可以降低感染新型冠狀病毒的風(fēng)險(xiǎn)[1,2]。

手部消毒劑的劑型多種多樣，有液體的，乳狀的，膏狀的，等等。為攜帶使用方便，研發(fā)免洗型凝膠消毒洗手液成為熱點(diǎn)。三氯生(學(xué)名三氯羥基二苯醚，也稱二氯苯氧氯酚)是一種高效的廣譜抗菌劑，其殺菌原理在于破壞微生物的細(xì)胞壁膜；乙醇可使細(xì)菌蛋白脫水、凝固變性而壞死，也是一種廣譜消毒劑?？ú?丙烯酸樹脂)是一種新型的安全藥用凝膠劑基質(zhì)，其增稠性及助懸性較好，與消毒劑相容穩(wěn)定性好，有緩釋效果。利用卡波姆凝膠劑的特性，將兩種消毒劑完美結(jié)合，提高殺菌消毒效果。再添加適宜、溫和的表面活性劑、保濕劑及潤滑護(hù)膚劑等，增加清洗和滋潤護(hù)手作用，這對于需要頻繁消毒洗手的醫(yī)護(hù)人員更為重要[3-5]。

此類凝膠消毒劑投放市場后，明顯提高醫(yī)務(wù)人員手部消毒清洗效果，有效地防止交叉感染，降低醫(yī)院致病源的傳播發(fā)生率，是目前臨床較為理想的快速手部凝膠消毒劑[6-8]。

本文報(bào)告研制三氯生-醇免洗凝膠消毒劑的過程，并評價(jià)了其消毒效果和使用舒適度。

1 材料與方法

1.1 化學(xué)試劑

卡波姆940，青島天力源生物科技有限公司；乙醇胺、丙三醇(均為分析純)國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；三氯生(山東奧友生物科技股份有限公司)。

1.2 試驗(yàn)菌株

大腸桿菌(8099)、金黃色葡萄球菌(ATCC6538)、白色念珠菌(ATCC10231)，由中國普通微生物菌種保藏中心提供。

培養(yǎng)基:胰蛋白胨大豆瓊脂、胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)、沙氏瓊脂。

中和劑:含0.5%硫代硫酸鈉、0.5%卵磷脂、1.0%甘氨酸、3.0%吐溫-80的PBS磷酸鹽緩沖溶液。

1.3 儀器與設(shè)備

電子分析天平(瑞士梅特勒儀器公司)；數(shù)字酸度計(jì)(上海虹益儀器儀表有限公司)；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋(江蘇榮華儀器有限公司)；小型臺式離心機(jī)(德國Sigma公司)；NDJ-1旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)(上海雷韻實(shí)驗(yàn)儀器制造有限公司)。

1.4 三氯生含量測定方法

HPLC高效液相色譜法,測試條件:

色譜柱：島津Shlm-pack C18 5 μm 4.6 mm×250 mm；

流動相：甲醇∶水=80∶20；

柱溫：室溫；流速：1 mL/min；進(jìn)樣量：20 μL。

1.5 凝膠消毒劑制備工藝確定

1.5.1預(yù)溶解

凝膠劑A和助凝劑C均是高分子樹脂，它們在水中的溶解溶脹性能優(yōu)于在乙醇-水體系中的溶解溶脹性能，因此，先把它們?nèi)芙馊苊浽谒校耆苊浐?，再加入其它組分。

1.5.2中和劑的加入

由于有機(jī)胺A的直接加入會引起體系呈凝膠狀，黏度增高，使中和劑較難與樹脂中和均勻，所以先用部分乙醇溶解有機(jī)胺A，降低其使用濃度，使其在中和過程中黏度不致升得太快，這樣制得的膠體較均勻。

1.5.3投料方式的確定

由于有機(jī)胺A與凝膠劑A樹脂中和生成的鹽在水中的溶解度高于在醇中的溶解度，所以投料方式以有機(jī)胺A醇溶液投入凝膠劑A樹脂水溶液為宜。

1.5.4攪拌速度的確定

攪拌漿的剪切速度對最后形成的膠體外觀，特別是膠體的緊密度有很大的影響，一般攪拌剪切速度越大，形成的膠體緊密度就越高，膠體的外觀就越透明。但過高的攪拌速度、過長的攪拌時(shí)間會造成膠體黏度的永久損失，所以，針對具體的攪拌槳尺寸，選擇合適的攪拌速度、攪拌時(shí)間是制成本凝膠消毒劑關(guān)鍵。

1.6 殺菌試驗(yàn)方法

菌懸液的制備和中和劑載體定量鑒定試驗(yàn)按殺菌試驗(yàn)的程序進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)3次重復(fù)均符合《消毒技術(shù)規(guī)范》(2002年版)的要求，則中和劑的成分及其濃度均合格[1]。

1.7 黏度測定

使用NDJ-1旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，對凝膠消毒劑的黏度進(jìn)行測定，測定溫度為(25±1)℃，測定時(shí)間為5 min。

1.8 pH值測定

取2 mL凝膠消毒劑樣品溶于2 mL去離子水中，攪拌均勻后得混合溶液，用電子pH計(jì)測定混合溶液的pH并記錄，每組樣品重復(fù)測定3次。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 原料的選取

2.1.1消毒、殺菌劑的選取

常用的皮膚消毒劑有乙醇、過氧乙酸、碘伏、季銨鹽等。乙醇是一種常用消毒劑，它殺菌迅速，揮發(fā)后在手上無殘留物，但能去除皮膚上的油脂，使用后皮膚干燥。醇類消毒劑性質(zhì)穩(wěn)定，可與其它消毒劑復(fù)配，對殺菌起增效作用。其常用的殺菌濃度為65%～75%(v/v)，濃度過高或過低均會降低殺菌作用。

為增強(qiáng)殺滅細(xì)菌、病毒效果，加入了三氯生消毒成分，三氯生與乙醇的相容性好，具高效廣譜殺菌性能，對革蘭氏陽性菌和陰性菌、真菌、酵母及病毒均有抑制和殺滅作用[9,10]。

2.1.2凝膠劑的選擇

凝膠劑主要從增稠助懸效果、膠體透明度及皮膚感覺三個(gè)方面來選擇。常用的增稠劑一般有纖維素類、丙烯酸類及其聚合物類，植物膠、動物膠等。以卡波姆類為輔料制備的凝膠劑質(zhì)地均勻，涂布在皮膚及黏膜上可形成透明的薄膜，無黏膩感，且釋藥作用迅速，作為新型的藥用輔料廣泛用于凝膠劑和乳膏劑中，已收載在《中國藥典》(2020版四部，第645頁)[11-13]。

卡波姆類分子結(jié)構(gòu)中含52%-68%的羧酸基團(tuán)，具有一定的酸性，其水分散體用堿中和后能使羧基離子化、負(fù)電荷相互排斥，使分子鏈彌散伸展呈極大的膨脹狀態(tài)，并具有非牛頓黏性的透明膠體特性?？ú奉惸z增稠效率高，使用后手感好，是合適的凝膠增稠劑。

配方中試驗(yàn)了凝膠劑A型、助凝劑B型、助凝劑C和助凝劑D對膠體透明度，黏度及手感等效果，實(shí)驗(yàn)情況如下：

由上表1可見，通過選擇凝膠劑A與助凝劑C復(fù)配可達(dá)到所需黏度及手感要求。

表1 不同助凝劑效果對比

2.1.3凝膠劑含量的確定

(a)凝膠劑A用量的確定

由上表2可知黏度隨凝膠劑A用量的增加而提高，平衡產(chǎn)品黏度及手感后凝膠劑A用量定在0.45%。

表2 助膠劑A用量與黏度的關(guān)系

(b)助凝劑C用量的確定

助凝劑C用量主要從改善產(chǎn)品揉搓手部皮膚的感覺來考慮，試驗(yàn)了0.1%、0.125%、0.15%、0.25%四種用量，最后確定其用量為0.15%。

2.1.4中和劑及使用量的選擇

由于凝膠劑A為一種全合成聚丙烯酸化合物，含有大量游離羧基。中和使其離子化并沿著聚合物主鏈產(chǎn)生負(fù)電荷，同性電荷之間的相斥促使分子伸直膨脹而導(dǎo)致凝膠增稠。無機(jī)氫氧化物及水溶性有機(jī)胺是最佳的中和劑，生成的鹽必須溶于乙醇-水體系，另外胺鹽對皮膚溫和。因此有機(jī)胺D是一合適的中和劑。其使用量根據(jù)凝膠劑A的用量而定。

為平衡最終產(chǎn)品的pH、外觀透明度、黏度，實(shí)驗(yàn)確定選用中和50%凝膠劑A時(shí)的有機(jī)胺D用量見表3所示。

表3 有機(jī)胺D中和凝膠劑A的中和度與產(chǎn)品外觀的關(guān)系

2.1.5保濕劑的選擇

乙醇對皮膚有一定的干燥作用，因此需加入一定量的保濕劑來保護(hù)皮膚。甘油是常用的皮膚保濕劑，既能達(dá)到滋潤皮膚的作用，使用后皮膚無油膩感覺。

3 殺菌效果

3.1 有效成分濃度的確定

以含質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%～0.4%三氯生和45%～70%乙醇配制四批凝膠消毒劑，依據(jù)《消毒技術(shù)規(guī)范》(2002年版)2.1.1.7細(xì)菌定量殺滅試驗(yàn)和2.1.1.9真菌殺滅試驗(yàn)方法，對載體上的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌作用1.0 min，分別計(jì)算殺滅對數(shù)值,結(jié)果見表4。

表4 三氯生-乙醇凝膠液消毒殺菌效果

表4結(jié)果表明，隨三氯生含量降低至0.2%以下殺菌作用下降，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌作用1.0 min，殺滅對數(shù)值分別為4.23、4.35、3.35及以下?？紤]到三氯生使用限量及安全性，三氯生適宜使用量為0.3%(±0.05)，乙醇使用量為55%～60%，殺滅對數(shù)值>5。

3.2 作用不同時(shí)間的殺菌效果

以三氯生含量為0.3%(±0.05)，乙醇量為55%～60%配制品原液對載體上的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌作用不同時(shí)間并計(jì)算殺滅對數(shù)值，表5結(jié)果表明作用時(shí)間在0.5 min以上對3種細(xì)菌殺滅對數(shù)值均>5.0。

表5 三氯生-乙醇凝膠消毒液作用不同時(shí)間的細(xì)菌滅活對數(shù)值

3.3 手的現(xiàn)場消毒試驗(yàn)結(jié)果

隨機(jī)選取醫(yī)護(hù)人員作為受試者。消毒前讓受試者雙手充分搓擦，用無菌棉拭沾濕采樣液對左手進(jìn)行涂抹采樣，作為陽性對照。取3 mL本品置于受試者雙手，充分搓擦3 min進(jìn)行消毒處理；消毒后用無菌棉拭沾規(guī)定的采樣液，對受試者右手作涂抹采樣，作為試驗(yàn)組。計(jì)算消毒前后細(xì)菌總數(shù)并計(jì)算殺滅率,連續(xù)重復(fù)采樣30人次。試驗(yàn)結(jié)果表明，用該消毒凝膠對醫(yī)護(hù)人員手擦拭消毒毒作用3 min，對手上自然菌平均殺滅率達(dá)到90%以上，手上殘留存活菌數(shù)符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

三氯羥基二苯醚醇消毒凝膠原包裝產(chǎn)品在37 ℃恒溫條件下儲存3個(gè)月，經(jīng)對三個(gè)批次檢測結(jié)果表明，有效成分三氯生含量下降率為1.94%,乙醇含量下降率為3.51%。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中三氯生含量為0.39%+0.06%(wt%),產(chǎn)品在存放過程中，三氯生含量會隨時(shí)間增加而濃度略有下降，測試結(jié)果符合實(shí)際情況。

4 結(jié)論

(1)通過對殺菌劑的復(fù)配，研制品具有快速殺菌的功效，殺菌效果均可達(dá)到消毒要求。

(2)通過對凝膠劑的復(fù)配和制備工藝條件的優(yōu)化，研制品在膠體的性能、使用后的手感、產(chǎn)品的安全性方面，符合預(yù)期效果。

該凝膠消毒劑不僅殺菌作用快速、殺菌效果可靠，且儲存性能穩(wěn)定，使用方便，適用于醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)、食品和制藥行業(yè)工作人員手部皮膚消毒，更方便于旅游、野外作業(yè)和應(yīng)急分隊(duì)攜帶使用(可免洗)，是一理想的手部皮膚消毒產(chǎn)品。