автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Разработка медико-технических систем для синтеза антимикробных электрохимически активированных растворов

Нa правах рукописи

Шомовская Наталья Юрьевна

РАЗРАБОТКА МЕДИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ СИНТЕЗА АНТИМИКРОБНЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ

Специальность 05.11.17 «Приборы, системы и изделия медицинского назначения»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в ГУН ВНИИИМТ Министерства Здравоохранения Российской Федерации

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

доктор технических наук, профессор В.М. Бахир

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор технических наук, профессор А.П.Томилов доктор медицинских наук В.И. Вторенко

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: ОАО НПО «Химавтоматика»

Защита диссертации состоится 17 марта в 10 часов на заседании специализированного совета Д.208.001.01 в ГУН Всероссийском научно-исследовательском и испытательном институте медицинской техники МЗ РФ по адресу: 129301, Москва, ул. Касаткина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИИМТ Автореферат разослан.

/2 ¿рЬ^ОЯЛ 2004 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета Д.208.001.01,

кандидат технических наук

Э.Б.Козловский

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Водные растворы антимикробных препаратов являются важнейшим средством борьбы с возбудителями инфекций. В лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ) моющие растворы и антимикробные препараты (дезинфектанты и антисептики) широко используются для обеззараживания различных объектов. При этом особо выделяются следующие задачи: 1) предотвращение внут-рибольничных инфекций (ВБИ), 2) очистка, дезинфекция и стерилизация сложных, дорогостоящих изделий медицинской техники, элементы которых контактируют со слизистыми оболочками и внутренней средой организма человека, 3) обеззараживание изделий, содержащих термолабильные или чувствительные к коррозии конструктивные элементы, 4) обеззараживание объектов, загрязненных кровью и выделениями.

Значительное расширение за последние годы ассортимента дезинфицирующих средств все еще не позволяет кардинально решать вопросы борьбы с инфекциями. ВБИ остаются острейшей проблемой современной медицины. (В.И.Покровский с соавт.). Возрастает количество штаммов микроорганизмов, резистентных к старым и новым антимикробным средствам.

Для практики необходимы антимикробные средства, не способствующие возникновению устойчивых микробных и вирусных штаммов, пригодные для холодной стерилизации сложных изделий медицинской техники, имеющих в своем составе оптические устройства, металлы, клеевые композиции. Антимикробные препараты нового поколения должны быть малотоксичными и экологически-безопасными* при наличии у них высокой моющей и обеззараживающей активности в широком диапазоне микробиологического спектра. Разработка ре-цептуры-и технологии, а также технических г средств производства моющих и антимикробных препаратов, обладающихтакими свойствами является в настоящее время актуальной.

Хорошо известны антимикробные среды, к которым микроорганизмы принципиально не могут выработать реакций адаптации/ Это открытое пламя, ионизированная плазма электрического разряда, т.е. субстанции, которые либо сами являются метастабильными, либо индуцируют состояние метастабильности и необратимой денатурации в клетках микроорганизмов. Однако область применения подобных воздействий ограничена.

Наиболее близкими- аналогами1 физических' метастабильных факторов антимикробного действия являются электрохимически активированные (ЭХА) растворы, - анолиты А, АН, АН К, вырабатываемые в электрохимических уст ;СТЭЛ_из_водноро-ррствора) и д а натрия, разработанных в ОАО «НПО Й^Н^^^^^ир^.И.Леонов,

B.Г.Веденков, В.И.Прилуцкий, Ю.Г.Задорожний, САЛаничева). Одной из основных физико-химических особенностей ЭХА анолита является факт длительного (до пяти и более дней) сосуществования в ЭХА анолите активно действующих веществ (АДВ), которые в обычных (неактивированных) водных растворах взаимно нейтрализуются в течение нескольких минут. К таким соединениям, например, относятся озон и соединения активного хлора - хлорноватистая кислота, гипо-хлорит-ион, диоксид хлора, пероксид водорода. Исследованиями ряда авторов (Н.В.Рамкова, М.Г.Шандала, И.М.Абрамова, А.А.Закомырдин, Л.Г.Пантелеева, В.М.Мельникова, Н.В.Локтионова, В.Б.Ровинская,

C.А.Паничева, А.М.Соловьева, P.M.H.Dummer, J.T.Marais и других) показано, что электрохимически активированные анолиты А, АН, АНК (оригинальное обозначение активированных растворов, производимых в установках СТЭЛ - В.М.Бахир, 1992) имеют высокую окислительную, антибактериальную, вирулицидную и фунгицидную активность при малой концентрации АДВ (на уровне сотых долей процента). По результатам наблюдений за период в течение более 10 лет во многих ЛПУ России, а также зарубежом установлен факт отсутствия резистентности микроорганизмов по отношению к анолитам. Анолиты АН и АНК относятся к препаратам с минимальной токсичностью (IV группа по ГОСТ 12.1.007-76). Испытания анолитов АН и АНК в лабораторных условиях показали, что эти антимикробные средства не обладают мутагенными, онкогенными, эмбриотоксичными, иммунотоксич-ными свойствами и местно-раздражающим действием, отличаются хорошей совместимостью с тканями человека и животных, нетоксичны при аэрозольном распылении. В силу метастабильности АДВ аноли-тов не накапливаются во внешней среде и не создают остаточного токсического фона, что обусловливает их экологическую безопасность и исключает возможность привыкания микрофлоры к АДВ. Анолиты АН и АНК пригодны для холодной стерилизации и глубокой дезинфекции изделий медицинской техники и инструментов, устойчивых к коррозии. Улучшение функциональных и эксплуатационных свойств электрохимически синтезированных анолитов требует дальнейших исследований * по разработке технических-систем для электрохимического синтеза активированных антимикробных растворов, обладающих максимальным быстродействием,-пониженной коррозионной активностью, улучшенными моющими,свойствами; а также анолитов на основе химически чистых исходных веществ для применения в лечебных целях в качестве антисептиков.

Цель и задачи исследования. Цель работы - аналитически исследовать, разработать, теоретически и v экспериментально обосновать решения, обеспечивающие техническое совершенствование установок СТЭЛ,-а также улучшение функциональных и потребительских свойств вырабатываемых, вустановках СТЭЛ электрохимически акти-

вированных антимикробных растворов, в том числе, уменьшение их корродирующего действия, усиление антимикробной активности, исключение следов при высыхании.на поверхностях. Достижение поставленной цели связано с решением следующих задач.

1. Разработка медико-технических, электрохимических систем для получения активированного анолита низкой минерализации с заданной концентрацией АДВ, обладающего усиленным антимикробным действием, пониженной коррозионной активностью и улучшенными моющими свойствами, обеспечивающего сокращение времени обработки изделий медицинского назначения при одновременном улучшении показателей экологической безопасности.

2. Разработка рациональной технологической схемы получения анолита АНК, удовлетворяющей условиям повышения надежности и долговечности важнейшего узла установок СТЭЛ - реактора проточного электрохимического РПЭ, представленного единичным проточным" электрохимическим модульным элементом (элементом ПЭМ-3) или их блоком (РПЭ).

3. Поиск технических.и технологических решений снижения коррозионной активности и усиления моющей способности анолита с целью использования его для обработки медицинского инструментария со сравнительно низкой коррозионной устойчивостью (в том числе изделий из углеродистой стали, загрязненных белковыми отложениями).

Научная новизна. Аналитически исследованы экологические аспекты применения дезинфекционных средств; установлено, что наиболее безопасными для человека и окружающей его среды являются метастабильные антимикробные средства, содержащие: в качестве АДВ эубиотики (вещества, родственные организму"животных), обладающие свойством предотвращать появление резистентных штаммов микроорганизмов.

Теоретически доказана и.экспериментально обоснована необходимость использования ЭХА растворов с высоким и средним «удельным' (относительно уровня минерализации) содержанием- активно действующих веществ.

Теоретически исследованы и экспериментально обоснованы технологические схемы получения антимикробного электрохимического раствора - анолита АНК с повышенным удельным содержанием действующих веществ из маломинерализованных, растворов хлорида натрия.

Практическая ценность работы. Разработана«универсальная компактная электрохимическая! система - установка- СТЭЛ-10-01 «КОМПАКТ» для получения анолита АНК из раствора хлорида натрия концентрацией 2,5 г/л, приготовленного из дистиллированной (апиро-генной) воды и химически чистого хлорида натрия.

Разработана электрохимическая система для получения аноли-та АНК со средним (с^ас/сох = 5-7) удельным содержанием активно действующих веществ из разбавленного раствора хлорида натрия -установка СТЭЛ-АНК-20-01 (с^с/сох - отношение общей минерализации исходного раствора хлорида натрия к концентрации оксидантов в анолите).

Разработана электрохимическая система для получения аноли-та АНК с высоким (смас/сох < 3) удельным содержанием активно действующих веществ из разбавленного раствора хлорида натрия - установка СТЭЛ-АНК-30 «ЭКО-С».

Разработаны технологии модификации функциональных и потребительских свойств анолита нейтрального АНК с высоким и средним удельным содержанием активно действующих веществ с целью повышения его микробоцидной активности, уменьшения корродирующего воздействия на металлы, усиления моющих свойств.

Экспериментально подтверждена возможность применения нетоксичных и экологически чистых модифицирующих добавок в анолит АНК (низкомолекулярных спиртов), повышающих его антимикробные свойства и уменьшающих коррозионную активность.

Внедрение. Серийный выпуск .установок СТЭЛ-АНК-20-01 и СТЭЛ-10-01 «КОМПАКТ» осуществляется на производственной базе ОАО «НПО «Экран» (Москва). Ведется подготовка к серийному выпуску установки СТЭЛ-АНК-30 «ЭКО-С». Составлены проекты методических указаний по применению функциональных антимикробных ЭХА растворов нового поколения для отмывки и обеззараживания объектов в системе ЛПУ.

Основные научные положения, выносимые на защиту. Обоснование эффективности применения маломинерализованных мета-стабильных антимикробных растворов с высоким и средним удельным (относительно минерализации) содержанием оксидантов с позиций их экологической безопасности, низкой коррозионной активности и повышенного антимикробного действия.

Теоретическое и экспериментальное обоснование оптимальных технологических схем синтеза - анолита АНК с высоким и средним, удельным-содержанием оксидантов из маломинерализованного исходного раствора хлорида натрия.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях:

1. Актуальные вопросы. экстремальной медицины. Третья научно-практическая конференция. Москва, 29 апреля 2002 г.

2. Современные аспекты реабилитации в медицине. Первая международная конференция: Ереван республика Армения, 23 - 25 сентября: 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 143 страницах, и включает введение, аналитический обзор, результаты собственных исследований, выводы, приложения. Литературный указатель включает 104 источника информации. Работа иллюстрирована 17 таблицами и 52 рисунками.

Работа содержит следующие разделы: 1.Обзор современных методов и средств холодной стерилизации и дезинфекции.

2. Аналитические и экспериментальные исследования направлений разработки и совершенствования медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов.

3. Разработка и экспериментальные исследования модельных и макетных образцов медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов.

4. Параметры и варианты эксплуатации новых медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов со средним и высоким удельным содержанием оксидантов.

5. Технологии регулирования физико-химических и функциональных свойств электрохимически активированных растворов со средним и высоким удельным содержанием оксидантов.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и основные задачи работы, охарактеризована научная новизна полученных результатов.

Первая глава диссертации содержит аналитический обзор современных методов и средств холодной стерилизации и дезинфекции, из которого следует, что общая тенденция в развитии химических де-зинфектантов в последние годы состоит не в создании новых дезин-фектантов, а в поиске способов активации уже известных дезинфицирующих средств. Активация химических дезинфектантов направлена на разработку режимов, при которых минимальная концентрация активных действующих веществ обеспечивает высокий бактерицидный эффект, а коррозионная или деструктивная активность по отношению к материалам изделия, а также токсическое воздействие на человека становятся минимальными. Время воздействия, концентрация, температура и условия применения действующих веществ при этом являются важнейшими характеристиками процесса дезинфекционной обработки изделия медицинского назначения и являются основными параметрами любой практической методики. Важным является вывод о

том, что исключить развитие резистентности микроорганизмов к жидкому антимикробному средству возможно только применением растворов с метастабильными действующими веществами, самопроизвольный распад которых во время экспозиции обеспечивает множественность путей развития реакций, нарушающих процессы их жизнедеятельности. Исследованиями А.И.Арчакова, Ю.М.Лопухина, И.И.Карузиной установлено, что высшие многоклеточные организмы, включая человека, синтезируют в особых клеточных структурах (при фагоцитозе и пиноцитозе) хлорноватистую кислоту и высокоактивные метастабильные хлоркислородные и гидропероксидные соединения (метастабильную смесь оксидантов, являющихся эубиотиками) для борьбы с микроорганизмами и чужеродными токсическими субстанциями (ксенобиотиками). Аналогичная смесь оксидантов (гипохлорит-ион, хлорноватистая кислота, диоксид хлора, озон, пероксид водорода, синглетный кислород и др.) является действующими началами антимикробного раствора нового поколения - ЭХА анолита АНК, вырабатываемого установками СТЭЛ из разбавленного раствора хлорида натрия (В.М.Бахир с соавт., 1985 - 2003).

Электрохимические установки СТЭЛ, в отличие от технических средств получения традиционных хлорсодержащих антимикробных препаратов, реализуют принципиально новую технологию синтеза хлорноватистой кислоты и сопутствующих оксидантов из разбавленных водных растворов хлорида натрия. Основным принципом технологии получения ЭХА растворов в установках СТЭЛ является использование униполярного совместного электрофизического и электрохимического воздействия на обрабатываемую среду в реакторах идеального продольного вытеснения и поперечного идеального смешения

- проточных модульных элементах ПЭМ, в процессе которого осуществляется либо отбор, либо ввод электронов, в результате чего происходит направленное изменение физико-химических, в том числе структурно-энергетических и каталитических свойств этой среды. Действующими веществами в анолите АНК является смесь пероксид-ных соединений (НО" - радикал гидроксила; НО2~ - анион пероксида; 1О2 - синглетный молекулярный кислород; О2~ -супероксид-анион; О3

- озон; О" - атомарный кислород) и хлоркислородных соединений (НСЮ - хлорноватистая кислота; СЮ" — гипохлорит-ион; СЮ* - гипо-хлорит-радикал; С102 - диоксид хлора), метастабильные компоненты которой обнаружены в различных научных лабораториях России, Японии, США, Англии и описаны во многих научных публикациях.

Обоснована необходимость разработки технических* и технологических средств для усиления антимикробного действия и уменьшения коррозионной активности анолита.

Вторая глава посвящена описанию и сопоставительному (в том числе - экспериментальному) анализу существующих технологий и

медико-технических систем, используемых для синтеза электрохимически активированных антимикробных растворов.

Любая медико-техническая система, в которой производится электрохимическое преобразование воды или водно-солевых растворов, содержит электрохимический реактор, источник питания, а также различные вспомогательные узлы, приборы и системы, обеспечивающие оптимальные условия ее функционирования в соответствии с назначением. К вспомогательным узлам, системам и приборам относятся механические и гидравлические агрегаты, системы и приспособления, предназначенные для транспортировки, накопления, подачи электрохимически активированных растворов в рабочую зону, отвода отработанных растворов из рабочей зоны, очистки электрохимического реактора от катодных (реже - анодных) отложений, приготовления и кондиционирования исходных растворов, удаления газообразных продуктов электрохимических реакций. К вспомогательным узлам относятся также блоки контроля, автоматического или ручного регулирования режима работы, приборы для индикации или записи информации о параметрах системы в период эксплуатации и технического обслуживания и др. В медико-технических электрохимических системах используются электрохимические реакторы двух типов - диафрагмен-ные и бездиафрагменные, которые в свою очередь могут быть проточными или непроточными (статическими). Наличие проточного реактора предполагает возможность непрерывной работы технической электрохимической системы в течение длительного времени. Системы с непроточными электрохимическими реакторами предназначены для периодической работы. Основным назначением медико-технических систем с бездиафрагменным электрохимическим реактором является получение гипохлорита натрия из водного раствора хлорида натрия. К системам такого типа относятся установки ЭЛМА-1М, Санер-5-120, ЭДО-4 (Россия), STER-O-LIZER-501 (Brinecell, США). Все указанные системы имеют непроточные электрохимические реакторы, т.е. предназначены для получения небольших порций гипохлоритного раствора. В установке ЭДО-4, которая принципиально не отличается от других установок с бездиафрагменным электрохимическим реактором, в качестве исходного используется физиологический (0,9%-ный) раствор хлорида натрия, который в процессе обработки превращается в раствор гипохлорита натрия концентрацией до 600 мг/л и применяется не только для общей дезинфекции, но также в качестве детоксици-рующего раствора для внутривенного введения.

Подобные установки используются в медицинской практике более 100 лет (G.C.White, 1999), однако в последнее десятилетие их вытесняют медико-технические системы с диафрагменными электрохимическими реакторами, в которых производятся преимущественно электрохимически активированные растворы, обладающие намного более

сильными антимикробными свойствами в сравнении с растворами ги-похлорита. В 1988 году в России и, соответственно, в мире появились две первые серийно производимые установки с проточным диафраг-менным электрохимическим реактором: ЭХА-30 для получения кислого анолита и щелочного католита из раствора хлорида натрия концентрацией от 5 до 9 г/л и СТЭЛ-МТ-1М для получения нейтрального анолита АН из раствора хлорида натрия концентрацией 4 - 5 г/л. В период 1992 - 199"6 гг. в России были созданы установки, различающиеся как по типу производимых растворов, так и по назначению, - в частности, установка СТЭЛ-10АК-120-01 для получения кислого анолита и щелочного католита из разбавленного (1-2 г/л) раствора хлорида натрия, установка КРОНТ-УМЭМ для получения анолита с нейтральным значением рН из раствора хлорида натрия концентрацией 15-20 г/л, установка РЕДОКС для предстерилизационной очистки и стерилизации диализаторов искусственной почки активированным щелочным католитом и кислым анолитом с целью их повторного использования, установка РЕНОФИЛЬТР аналогичного назначения, в которой в качестве моющего и стерилизующего применялся только нейтральный анолит АНК, установки СТЭЛ-ЮН-120-01, СТЭЛ-60-03-АНК для синтеза анолита АНк из раствора хлорида натрия концентрацией 3-5 г/л. В 1997 году в России было организовано серийное производство установок ЭНДОСТЕРИЛ для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации гибких эндоскопов анолитом АНК. За рубежом медицинские установки с проточными диафрагменными электрохимическими реакторами появились позднее и в подавляющем большинстве этих установок, за редким исключением, использовались диафраг-менные реакторы на основе проточных электрохимических модульных элементов (элементов ПЭМ), разработанных и производимых в России.

Существует большое количество типов установок с диафрагменными электрохимическими реакторами, изготавливаемых в России и за рубежом, однако в настоящей работе рассмотрены наиболее известные электрохимические системы, для которых накоплен значительный объем данных сертификационных испытаний, а также существует возможность неограниченного получения электрохимически активированных растворов, производимых в этих системах, для их изучения и сравнительной оценки с разрабатываемыми новыми медико-техническими

электрохимическими системами. Указанными системами являются установка STERILOX-2500 для синтеза нейтрального анолита типа АН, которую производила американо-британская компания Стерилокс с 1996 по 2000 год, установка STERILOX-2800 для синтеза нейтрального анолита аНк, которая производится с 2001 года по настоящее время, установка CLEANTOP-WMS, разработанная и серийно выпускаемая японской фирмой Kaigen, установка Ange 2100,

Model AW-880 производства японской компании Nippon Intek Aqua Chemical Co., Ltd., а также установка ЭХА-30, производимая в России.

Основным назначением первых трех названных установок является стерилизация (глубокая дезинфекционная обработка) гибких светящихся эндоскопов электрохимически активированными растворами. Установка Апде 2100 предназначена для получения электрохимически активированных анолита и католита («ионизированной воды») для лечения и дезинфекции.

Исходя из результатов аналитических и экспериментальных исследований электрохимически активированных растворов, полученных в перечисленных установках с диафрагменными электрохимическими реакторами, а также результатов анализа технических параметров установок, сделаны следующие выводы:

1. При прочих равных условиях, чем меньше общая минерализация электрохимически активированного анолита, тем меньше скорость коррозии обрабатываемых им металлов. При одинаковых минерализации и содержании оксидантов коррозионная активность анолита растет с понижением рН.

2. рН анолита в диапазоне 2,5 - 6,5 незначительно влияет на антимикробную активность анолита, но обусловливает ее увеличение в диапазоне рН = 6,5 ... 7,5. При рН, больших 7,5, антимикробная активность анолита быстро снижается по мере увеличения рН, что связано с превращением хлорноватистой кислоты в гипохлорит-ионы.

3. Электрохимические реакторы в виде единичных элементов ПЭМ с керамической оксидно-циркониевой диафрагмой (элементы ПЭМ-3, ТУ 9451-021-44464870-00), или их блоков, используемые для электрохимической обработки разбавленных растворов электролитов, являются наиболее технически совершенными системами в сравнении с реакторами других типов, что проявляется в более высокой степени преобразования разбавленных растворов электролитов и более значительных изменениях их физико-химических параметров при меньших удельных затратах электроэнергии.

Третья глава содержит результаты экспериментальных исследований модельных и макетных образцов медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов.

Изучение параметров и характеристик элементов ПЭМ-3 и реакторов РПЭ в виде блоков элементов ПЭМ-3 производилось с использованием схемы получения нейтрального анолита аНк без удаления католита. Целью исследований, являлось установить статистически достоверную зависимость концентрации оксидантов в анолите от количества электричества, затрачиваемого в процессе электрохимической обработки исходного водного раствора хлорида натрия различ-

ной концентрации для единичных элементов ПЭМ-3 и для реакторов РПЭ из этих элементов.

Анализ результатов исследований, показанных на рис.1, позволил установить, что при гидравлически параллельном соединении элементов ПЭМ-3 в реакторе РПЭ удельные параметры и характеристики работы реактора в целом в точности соответствуют параметрам и характеристикам • единичного элемента ПЭМ-3. Это позволяет обоснованно проектировать технические электрохимические системы с реакторами РПЭ необходимой производительности, опираясь на аналогичные показатели для единичного элемента ПЭМ-3 при работе в соот-ветствущем режиме.

Результаты указанных исследований также использованы для уточнения ранее предложенной зависимости (В.М.Бахир, 1992) между удельным количеством электричества, затрачиваемым на электрохимическую обработку исходного раствора в элементах ПЭМ" и содержанием оксидантов в полученном анолите.

Показано, что значение коэффициента пропорциональности к в уравнении сох = кх1/(3 зависит не только от конструктивных параметров электрохимического реактора и режима его работы, но также от концентрации соли в исходном растворе и может быть определено как к = 470 (1д с№с1 +1); г д;м&| - концентрация раствора хлорида натрия, г/л.

Удельное количество электричества, ц, Ач/л

Рис. 1 Зависимость концентрации оксидантов в анолите АНК от удельного количества электричества для исходных растворов с различной концентрацией хлорида натрия

Концентрация раствора хлорида натрия: 1 - 5 г/л; 2 - 4 г/л; 3-3 г/л; 4-2 г/л; 5-1 г/л; 6-0,5 г/л ■

Исследование взаимосвязи степени отклонения физико-химических параметров активированного раствора от состоя-ния равновесия (степени метастабильности раствора), интенсивности и глубины электрохимического воздействия, а также минерализации исходного раствора, выполнялось с использованием экспериментального стенда, схематично изображенного на рис. 2. Исследования проводились, исходя из известных представлений о том, что масса веществ т, участвующих в электрохимических реакциях, определяется затраченным количеством электричества

Рис. 2. Схема исследования влияния фактора неравновесности электрохимического воздействия на физико-химические параметры активированных растворов

Условные обозначения

I - сила тока, А, т - время, с, О - удельное количество электричества, Кл/л, и - напряжение, В, \Л/ -мощность, Вт, ср - окислительно- восстановительный потенциал, мВ, рН - водородный показатель, ед рН, иразл- напряжение разложения, В, и„0„ - напряжение поляризации, В, Я - электрическое сопротивление электролита, Ом, ч - электрохимический эквивалент, г/Кл, Р - число Фарадея, Кл/г-экв, РПЭ - реактор проточный электрохимический

Ое: т = я х ие, где ие = I *

При одном и том же количестве электричества, энергия \1Ут, затраченная в ходе процесса, определяется только значением напряжения II: \Мт = I х и х х, где I) = иразл + ипол +1 х ^

В результате выполненных исследований показано, что мета-стабильные (релаксирующие во времени) свойства и физико-химические параметры анолита и католита, полученных при одинаковых удельных затратах количества электричества, определяются степенью неравновесности электрохимического воздействия, но не законами электролиза. При этом наиболее существенное влияние на степень метастабильности разбавленного водного раствора хлорида натрия оказывает механизм переноса заряда через диафрагму в проточном электрохимическом реакторе в зависимости от соотношения удельного количества электричества и минерализации исходной воды. При 1/0 < Рхсмаа ионы гидроксила (ОН ) и гидроксония (Н ) практически не участвуют в переносе заряда через диафрагму ввиду их малой концентрации в сравнении с концентрацией анионов хлора и катионов натрия. При 1/0 = Рхсмаа в пеРеносе заряда принимают участие все

имеющиеся в исходном растворе ионы. При 1/0 > Рхс№а в переносе заряда участвуют только ионы гидроксила (ОН-) и гидроксония (Н+).

Исследованиями на единичных элементах ПЭМ-3 установлено, что при получении анолита АНК по схеме с прямоточным движением растворов в электродных камерах, концентрация оксидантов в аноли-те в среднем на 15 % меньше, чем при противотоке растворов в электродных камерах. Кроме того, установлено, что регулирование рН анолита АНК сбросом части католита эффективнее производить при движении растворов в противотоке, поскольку в этом случае необходимый объем сбрасываемого в дренаж католита уменьшается в среднем на 20% в сравнении со схемой движения растворов в электродных камерах элемента ПЭМ-3 прямотоком, т.е. в одном направлении.

Исследована схема получения анолита АНК с двумя гидравлически последовательно включенными элементами ПЭМ-3 в режиме противотока (рис.3).

Установлено, что подобная схема включения элементов ПЭМ позволяет создать эффективный реактор для производства анолита АНК из исходного раствора хлорида натрия концентрацией менее 2,5 г/л и содержанием оксидантов до 500 - 600 мг/л. Если учесть, что анолит АНК, вырабатываемый установками СТЭЛ-ЮН-120-01 и СТЭЛ-60-03-АНК в настоящее время характеризуется соотношением общей минерализации к концентрации оксидантов в пределах 10-15, а соответствующий показатель для установок ЭХА-30 и УМЭМ намного превышает эти величины, то отношение общей минерализации к содержанию оксидантов в анолите АНК, полученном в реакторе с двумя последовательно включенными элементами ПЭМ-3, находится в пределах от 5 до 7, что является важным фактором уменьшения коррозионной активности анолита. Анолит с указанными значениями отношения общей минерализации (которая в общем случае соответствует концентрации хлорида натрия в исходном растворе) к концентрации оксидантов назван анолитом со средним удельным содержанием оксидантов, в отличие от анолита с величиной соотношения указанных параметров от 10 и выше, который обозначен как анолит с низким удельным содержанием-оксидантов. Анолит с высоким удельным содержанием оксидантов (величина отношения концентрации растворенных веществ к концентрации окси-дантов равна или менее 3) получен с использованием схемы, разработанной автором и приведенной на рис.4. Особенность данной гидравлической схемы состоит в том, что исходный раствор хлорида на-

]РПЭ1

I -а е-

вн -ЧЖЬ-|

РПЭ2 у

Исходный раствор

п

• У«

-з I

Рис. 3. Схема получения анолита АНК в двух последовательно включенных реакторах (элементах ПЭМ-3)

трия концентрацией от 0,5 до 2,5 г/л подается в нижнюю часть анодной камеры элемента ПЭМ-3 и протекает через нее со скоростью от 1 до 3 литров в час, находясь под избыточным давлением от 0,5 до 1,0 кгс/см2. Избыточное давление создается за счет дросселирования потока вентилем ВН на выходе анодной камеры.

Катодная камера реактора заполняется во время работы раствором, проникающим под действием перепада давления через диафрагму из анодной камеры и превращающимся в концентрированный раствор гидроксида натрия (до 12 г/л), который в капельном режиме удаляется из верхней части катодной камеры в дренаж. Объем удаляемого в дренаж щелочного раствора обычно составляет менее 5 % от объема полученного за это же время анолита АН и зависит в основном от фильтрационных свойств диафрагмы и перепада давления на диафрагме. Оптимальная сила тока, протекающего через один элемент ПЭМ-3 в данной схеме находится в пределах от 4 до 5,5 А. При этом напряжение на элементе ПЭМ-3 может быть в пределах от 6 до 12 вольт в зависимости от минерализации исходного раствора и скорости протока анолита.

В результате совместной работы в группе специалистов ВНИИ-ИМТ на основе описанных исследований была разработана более совершенная технологическая схема синтеза анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов, изображенная на рис. 5.

Преимуществами схемы, изображенной на рис.5 является высокая степень-конверсии соли, содержащейся в исходном растворе, малый расход католита, высокая экономичность при работе на весьма разбавленных исходных растворах. Это обусловлено тем, что в процессе работы в катодной камере образуется концентрированный раствор гид-роксида натрия, обладающий очень высокой электропроводностью и снижающий за счет этого электрическое сопротивление реактора что, соответственно, обеспечивает экономию электроэнергии при синтезе

анолита АН. Повышенное давление в анодной камере также создает наилучшие условия для выделения и растворения продуктов анодного окисления раствора хлорида натрия при пониженном (за счет повышенного давления) газонаполнении электролита. Другим преимуществом схемы, изображенной на рис. 5 является повышенная долговечность службы анодного покрытия за счет предотвращения возможности разряда на аноде ионов гидроксила. Средний срок службы покрытия в такой системе превышает 50 000 часов.

При помощи электрохимических систем, схематично изображенных на рис. 3-5, были определены соотношения концентрации исходного раствора хлорида натрия и концентрации оксидантов в полученном из него анолите, для анолитов с высоким и средним удельным содержанием оксидантов при различной концентрации исходного раствора хлорида натрия (рис.6). Экспериментально доказана идентичность основных функциональных свойств анолита АНК, полученного по схеме на рис.4 анолиту АНК, производимому на установке СТЭЛ-10Н-120-01 и анолиту АНК, полученному по схеме на рис 3. На основании этих исследований сделан вывод о том, что различия функциональных свойств анолитов А и АН обусловлены значениями рН этих растворов (менее 3 для анолита Аи в пределах 5,5 - 6,5 для анолита АН), в то время как различия между анолитом АНК и АН (или А) связаны с тем, что в процессе синтеза анолита АНК, в отличие от процессов получения анолитов А и АН, участвует водород, как газообразный, так и растворенный в католите, а также высокоактивные продукты катодных реакций, тоже растворенные в католите. Ниже приведены некоторые реакции образования упомянутых катодных продуктов (подчеркнуты): 2Н20 + 2е Н2 + 20Н" (на катоде, при плотности тока более 500 А/м2; скорость реакции возрастает при уменьшении концентрации хлорида натрия); 02 + е О?": 02 + Н20 + 2е НОГ + ОН~;

02 + 2Н2 + 2е -> Н?0? + 20Н" (на катоде, с участием растворенного в

о^г.^ и+ ^ .. V /~\1_]- . и л V 1-1 ГЧ -. и-

+ Н20; ОН~ + НОр~ + Н20 (в объеме католита).

На аноде протекают следующие реакции: 2СГ - 2е -» С12; 2Н20 -4е 4Н+ + 02 ; СГ + 20Н" - 2е СЮ" + Н20; ЗОН" - 2е НОГ +

Н20; Н02" - е НО?: ОН" - е ОН*. В объеме анолита в процессе синтеза и непосредственно в первые секунды после его окончания поотекают следующие оеашии: С1э + НэО НСЮ + HCl: HCl + NaOH -> NaCI + H2; ОН* + ОН* HjO^ НСЮ + Н2Ог HCl + 02 + Н20;

С10" + Н202 -> iQz +СГ + Н20.

900

609

0 1 2 3 4

Концентрация раствора хлорида натрия ría

Рис.6. Соотношение концентрации хлорида натрия в исходном растворе и оксидантов в анолите для растворов с низким (область 1) средним (область 2) и высоким (область 3) удельным содержанием оксидантов

Наличие водорода в составе анолита АН К снижает значение окислительно-восстановительного потенциала в первые два - три часа после получения, по сравнению со значением ОВП нейтрального анолита, получаемого по схеме АН (рис. 4). При обработке твёрдой поверхности ано-литом АНК на фоне процесса окисления идет процесс пассивации поверхности за счёт адгезии микропузырьков водорода к обрабатываемой поверхности. Действие микролузырьков водорода в растворе АНК аналогично катодной защите, т.к. они снижают окислительно - восстановительный потенциал обрабатываемой металлической поверхности. Таким образом, коррозионная активность анолита АНК в первые два - три часа после получения ниже коррозионной активности анолита АН. Однако, в процессе хранения, по мере дегазации растворов, происходит увеличение ОВП до значений, соответствующих значениям анолита АН при равных значениях рН и концентрации активного хлора. Наличие микропузырьков водорода в растворе АНК позволяет объяснить, почему моющая активность этих растворов превосходит моющую активность анолита АН. Имея на своей поверхности катионы Na+ и ионы гидроксила ОН" микропузырьки (кластеры) растворенного водорода выступают как поверхностно-активные вещества. Это также объясняет более высокую активность анолита АНК по сравнению с аноли-том АН в условиях высокой органической нагрузки. При проведении тестов на микробиологическую активность было установлено, что использование анолита АНК позволило снизить необходимую концентрацию оксидантов по сравнению с анолитами А и АН.

С целью изучения коррозионной активности анолита АНК с разным уровнем минерализации проведены испытания по обработке тест-объектов (сталь У12 с хромистым покрытием) анолитом АНК с минерализацией (СмаС|) 1,2; 3; 5 г/л при концентрации оксидантов (С0х) 200 и 500 мг/л. Испытания проводились по методике, разработанной отделом государственных испытаний медтехники и отделом медицинских инструментов ГУН ВНИИИМТ МЗ РФ. Тест-объекты (металлические пластины) подвергались 10-кратному выдерживанию по 30 минут в анолите с указанными характеристиками при нормальных условиях с

последующей отмывкой водой и сушкой. Объект считался выдержавшим испытания, если после 6 циклов обработки признаки коррозии или отсутствовали или проявлялись в появлении единичных темных пятен и после 10 циклов обработки достоверного увеличения признаков коррозии не наблюдалось. Объекты, обработанные анолитом с минерализацией 1,2 г/л при концентрации оксидантов 200 мг/л, после 6 циклов коррозии в 63 ± 6,8% обнаруживали минимальные признаки коррозии (единичные темные пятна малых размеров). Остальные объекты признаков коррозии не имели. После 10 циклов обработки эти же объекты имели минимальные признаки коррозии в 67,5 ± 6,6%. Таким образом, в интервале между 6 и 10 циклами обработки достоверного увеличения минимальных признаков коррозии не произошло (Р > 0,5). Все образцы (п = 50) испытания выдержали. Гарантированный уровень положительных результатов в случае применения анолита с данными характеристиками составляет « 93%. В таблице 1 представлены показатели гарантированного уровня положительных результатов в других сериях испытаний.

Таблица 1

Коррозионная активность анолита АНК в зависимости от его об-

щей минерализации и концентрации оксидантов

Сох, мг/л Статистически гарантированные положительные результаты (%) при различной минерализации анолита (г/л)

1,2 г/л 3,0 г/л 5,0 г/л

200 93% 30% 2%

500 60,4% 0% 0%

Как видно из таблицы снижение минерализации анолита АНК до 1,2 г/л существенно снижает его коррозионную активность, что создает перспективу его использования для холодной стерилизации широкого спектра металлических изделий медицинского назначения. При повышении концентрации оксидантов коррозионная активность данного образца анолита увеличивается. Повышение минерализации анолита в сочетании с увеличением концентрации оксидантов резко усиливает его коррозионную активность.

Глава 4 посвящена исследованию параметров и характеристик новых медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов со средним и высоким удельным содержанием оксидантов.

Рассмотрены конструктивные и технологические параметры установок СТЭЛ-10-01 «КОМПАКТ», СТЭЛ-АНК-20-01 и - СТЭЛ-АНК-30 «ЭКО-С».

Выполнены сравнительные исследования свойств растворов, полученных в медицинских электрохимических установках и технических

параметров процессов электрохимического синтеза, результаты которых отражены в таблице 2.

1аолица^

Параметры и свойства электрохимически активированных

Установки для синтеза электрохимически активированного анолита

Показатели Sterilox-2500 Sterilox-2800 стэл- 10Н-120-01 ЭХА-30 стэл- АНК-20-01 стэл-АНК-30 «ЭКО-С»

Тип производимого анолита Анолит АН Анолит АНК Анолит АНК Анолит кислый Анолит АНК Анолит АНК

Содержание оксидантов в анолите, мг/л 320 330 290 340 325 310

рН анолита 6,1 7,1 7,3 2,6 7,2 7,1

Минерализация исходного раствора, г/л 3,5 3,0 3,5 6,0 1,5 1,0

ОВП анолита, мВ +930 +840 +790 +1210 +850 +895

Удельный расход энергии на синтез анолита, Вт-ч/л 35 30 8 70 9 12

Показатель скорости разложения красителя, %/т1> 62 76 80 87 96 98,5

Скорость коррозии, г/м2*ч2' 10,1 7,0 6,2 15,6 3.9 2,4

Время обеззараживания тест-объекта, контаминиро-ванного Е.соП, мин3> 25 20 15 15 10 5

Время обеззараживания тест объекта, контаминированно-го В.сегеи®, мин4' 5 2 5 5 2 1

Скорость диффузии оксидантов через полупроницаемую мембрану, мг/дмг*ч6' 6 9 7 5 15 48

Примечания: v показатель скорости разложения красителя вычислялся как [(Do - D15)/ D0]x100%, где Do- начальная оптическая плотность раствора красителя с анолитом; D-ts - оптическая плотность раствора красителя через 15 минут после ввода анолита;

2> скорость коррозии исследовалась на стандартных образцах стали СтЗ методом взвешивания;

3) использовались стандартные планшеты площадью 10x10 см, обсемененные бактериальным штаммом Escherichia coli АТСС 25922. В таблице указано время снижения КОЕ с исходного уровня 106/100 см2 до 10°/100 см2; 41 в качестве тест-объекта использовали тщательно вымытые и простерилизован-ные предметные стекла (для каждого испытуемого раствора п = 6). На поверхность стекол наносили 0,1 мл испытуемой культуры В. cereus АТСС 11778 (музейный штамм, споровая форма), распределяли взвесь по поверхности и оставляли до полного высыхания: 4 стекла в каждой серии предназначалось для испытаний анолита данного образца, 2 стекла - контрольные. Покровные стекла, зараженные 7-дневной культурой В. cereus, обрабатывались полным погружением, что более эффективно;

5> определялась скорость диффузии оксидантов из анолита в дистиллированную воду против осмотического градиента.

Глава 5 посвящена экспериментальному исследованию новых технологий регулирования физико-химических и функциональных свойств электрохимически активированных растворов со средним и высоким удельным содержанием оксидантов.

Исследован ранее обнаруженный С.А.Паничевой эффект резкого усиления (от 1000 до 10 000 раз) антимикробной активности анолита АНК введением в анолит АН К этилового спирта в количестве 1,0-1,5 объемных процента. Экспериментально установлен эффект одновременного уменьшения коррозионной активности анолита АНК. Показано, что эффект увеличения антимикробных свойств анолита и уменьшения его коррозионной активности нарастает по мере увеличения удельного содержания оксидантов в анолите и наиболее ярко проявляется для анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов.

Также экспериментально установлено, что ввод в анолит АНК с высоким удельным содержанием оксидантов синтетического моющего средства (CMC) типа «Лотос» в концентрации от 0,05 до 0,1 % (масс.) позволяет резко повысить его моющую способность, усилить антимикробные свойства и уменьшить коррозионную активность.

Некоторые результаты для анолита АНК с одной и той же концентрацией оксидантов (500 мг/л), но различной минерализацией показаны в таблице 3.

Таблица 3

Влияние добавок на свойства анолита АНК

Показатели Вид и концентрация добавок

Без добавки (контроль) Этиловый спирт, 0,5% (об.) Этиловый спирт, 1,0% (об.) Без добавки (контроль) CMC «Лотос», 0,05% (масс.) CMC «Лотос», 0,1% (масс)

Скорость коррозии образцов стали 3 в анолите АНК с концентрацией оксидантов 500 мг/л при различной минерализации исходного раствора (смас|), г/м2*ч

CNaCr 5 г/л 8,42 0,92 0,54 8,38 4,02 2,71

CNaCP 2 г/л 4,11 0,13 0,03 4,14 3,13 1,45

CNaCI= 1 Г/Л 2,43 0,00 0,00 2,41 1,22 . 0,92

Время обеззараживания тест-объектов контаминированных Е. coli анолитом АНК (погружение) с концентрацией оксидантов 500 мг/л при различной минерализации исходного раствора (Смаа). мин 1)

CNaCI= 5 г/л 10 8 5 10 8 5

CNaCr 2 г/л 8 5 2 8 6 4

CNaCI= 1 Г/Л 5 2 1 5 4 2

Время очистки металлических тест-i грязнений (кровь) анолитом с концет минерализации исход объектов сложной формы от белковых за-"рацией оксидантов 500 мг/л при различной ного раствора (сМаа). мин. 2)

CNaCI= 5 г/л 30 25 22 31 20 15

CNaCr 2 г/л 25 18 16 26 14 11

CNaCr 1 Г/Л 19 14 12 19 9 7

ния бактериальной обсемененности планшетов (Escherichia coll АТСС 25922) с 10е до 10° КОЕ/100 см2;

2) контроль качества очистки производился амидопириновой пробой.

Выводы:

1: Теоретически и экспериментально установлено, что усилить антимикробные свойства при одновременном снижении коррозионной активности электрохимически активированных растворов," производимых установками СТЭЛ, в частности, анолита АНК, возможно посредством увеличения концентрации оксидантов при одновременном уменьшении содержания хлорида натрия в исходном растворе, т.е. путем увеличения удельного содержания оксидантов в электрохимически активированном растворе.

2. Разработаны технические электрохимические системы для получения анолита АНК из химически чистых компонентов, с высоким и средним удельным содержанием оксидантов. Организовано серийное производство установок СТЭЛ-10-01 «Компакт» и СТЭЛ-АНК-20-01 для получения анолита АНК со средним удельным содержанием оксидантов (отношение значения общей минерализации к концентрации оксидантов равно 5 - 7) из чистых компонентов. Проводится подготовка к серийному производству установок СТЭЛ-АНК-30 «ЭКО-С» для синтеза анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов (отношение значения общей минерализации к концентрации оксидан-тов менее 3).

3. Установлено, что ввод в анолит АНК с высоким или средним удельным содержанием оксидантов 1 % (об.) этилового спирта не только во много раз усиливает его антимикробные свойства, но также исключает возможность коррозионного разрушения изделий из корродирующих материалов при дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации методом погружения.

4. Установлено, что ввод в анолит АНК с высоким удельным содержанием 0,05 - 0,1% (масс.) ПАВ (на примере моющего средства «Лотос») позволяет значительно увеличить его антимикробные свойства и заметно снизить коррозионную активность.

5. Экспериментально показано, что действие добавок, улучшающих функциональные и потребительские свойства анолита аНк тем эффективнее, чем выше удельное содержание в анолите оксидантов.

6. Разработаны технологии ввода добавок (этилового спирта и CMC «Лотос»), улучшающих функциональные и потребительские свойства анолита аНк.

7. Составлены проекты методических указаний применения ано-литов АНК с улучшенными функциональными и потребительскими свойствами для обработки автотранспортных средств, объектов железнодорожного транспорта и кондиционеров.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Бахир В.М., Леонов Б.И., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Проблемы дезинфекции: химические средства и современная медицинская техника, Здравоохранение и медицинская техника.- 2003.-№3.- С.25-27

2. Бахир В.М., Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю Эффективные и безопасные антимикробные растворы: эволюция общественного восприятия дезинфекционных мероприятий, Медицинский алфавит. - 2003.- №9.- С.20 -23

3. Бахир В.М., Вторенко В.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Проблемы эффективности и безопасности применения химических средств для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации, Медицинская консультация. -2003. - №1(38). -С.1-9

4. Ипполитов В.П., Беняев Н.Е., Шомовская Н.Ю., Прилуцкий В.И. Методические указания по применению анолита АНК нейтрального, вырабатываемого в установках СТЭЛ-ЮН-120-01М для целей обеззараживания в салонах автомобилей скорой медицинской помощи (АСМП). - М.: ВНИИИМТ, 2003. - 7 с.

5. В.М.Бахир, Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Критерии выбора эффективных и безопасных антимикробных жидких средств, Задачи современной дезинфектологии и пути их решения: материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 70-летию НИИД МЗ РФ. - Москва, 2003.- С. 101

6. Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Пути повышения устойчивости к коррозии металлических медицинских инструментов при обработке анолитом АНК с различной минерализацией и концентрацией оксидантов, Задачи современной дезинфектологии и пути их решения: материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 70-летию НИИД МЗ РФ.- Москва, 2003.- С.186-187

7. Бахир В.М., Шомовская Н.Ю. Нейтральный анолит АНК, вырабатываемый установкой СТЭЛ-40-01, Актуальные проблемы микробиологической безопасности Российской Федерации: юбилейная межучрежденческая научно-практическая конференция, посвященная 75-летию образования.Научно-исследовательского института микробиологии Министерства обороны Российской Федерации. - М. - 2003.

8. Шомовская Н.Ю. Физиологическое обоснование применения электрохимически активированной воды и" водных растворов электролитов (ЭХА) в медицинской практике, Актуальные проблемы микробиологической безопасности Российской Федерации: юбилейная межучрежденческая научно-практическая конференция, посвященная 75-летию образования Научно-исследовательского института микробиологии Министерства обороны Российской Федерации. - М. - 2003.

9. Бахир В.М., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Критерии выбора эффективных и безопасных антимикробных жидких средств (дезинфектантов), Актуальные проблемы микробиологической безопасности Российской Федерации: юбилейная межучрежденческая научно-практйч~ёчскаях)<онференция, посвященная 75-летию образования Научно-исследовательского института микробиологии Министерства обороны Российской Федерации. - М. - 2003.

10. Леонов Б.И., Бахир В.М., Шомовская Н.Ю. Стратегия применения электрохимически активированного анолита при ЧС в целях обеззараживания воды, Актуальные проблемы микробиологической безопасности Российской Федерации: юбилейная межучрежденческая научно-практическая конференция, посвященная 75-летию образования Научно-исследовательского института микробиологии Министерства обороны Российской Федерации. - М. - 2003.

11. Шомовская Н.Ю., Прилуцкий В.И. Альтернативы создания эффективных и безопасных антимикробных жидких средств (дезинфектантов), Современные аспекты реабилитации в медицине: Материалы первой международной конференции, посвященной 10-летию Академии медико-технических наук Российской Федерации.- Ереван, 2003.- С. 406

12. Бахир В.М., Леонов Б.И., Прилуцкий В.И., Шомовская Н Ю. Дезинфекция: проблемы и решения, Вестник новых медицинских технологий. - 2003. - № 4. - С.78 - 80

13. Бахир В.М., Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Хлорсодержащие дезинфицирующие растворы: опасности мнимые и действительные, Вестник новых медицинских технологий. - 2003. - № 4. - С.80 - 83

14. Бахир В.М., Вторенко В.И., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Экономические предпосылки применения в лечебно-профилактических установок "СТЭЛ" для синтеза моющих, дезинфицирующих и стерилизующих растворов, Медицинский алфавит. -2003.-№1 1 .-С. 24-25

15. Бахир В.М., Вторенко В.И., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Экономические предпосылки применения в лечебно-профилактических установок "СТЭЛ" для синтеза моющих, дезинфицирующих и стерилизующих растворов (окончание), Медицинский алфавит. - 2004. - № 1. - С. 25-27

16. Бахир В.М., Прилуцкий В.И., Битюцков О.П., Долгополов В.И., Задорожний Ю.Г., Шомовская Н.Ю., Измайлов М.Г., Симонов А В., Алексеева А.В., Ланина С.Я., Паничева С.А., Саримова Н.Г. Инструкция по применению раствора оксидантов, вырабатываемого установками "Аквахлор-100" и "Аквахлор-500" (ТУ 3614-702-0583438802), для дезинфекции воды хозяйственно-питьевого водоснабжения,

бытовых и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов. - М.: ВНИИИМТ, 2002. - 10 с.

Подп. к печати 21.01.2004 г. Формат издания 60x84 1/8.

Бумага офс.№1. Печ. л. 1,5. Уч. -изд. л. 0,9. _Тираж 150 экз. Зак. 17_

Типография ОАО «НПО «Экран». Лицензия: Серия ПД №00966

M -3 295

Введение

Глава 1. Обзор современных методов и средств холодной стерилизации и дезинфекции, выбор направлений разработки и совершенствования медико-технических систем для синтеза электрохимически активированных антимикробных растворов

Глава 2. Аналитические и экспериментальные исследования направлений разработки и совершенствования медико-технических систем для получения электрохимически активированных растворов

2.1. Медико-технические системы для получения растворов гипохлорита натрия

2.2. Анализ факторов воздействия анодных продуктов электрохимически) синтеза на микробные клетки во внутренней среде организма

2.3. Медико-технические системы для синтеза антимикробных растворов с диафрагменными электрохимическими реакторами

2.4. Сравнительный анализ характеристик медико-технических систем с диафрагменными электрохимическими реакторами и производимых ими растворов

Глава 3. Разработка и испытания макетных образцов медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов

3.1. Исследование параметров синтеза анолита АНК в единичных элементах ПЭМ и реакторах РПЭ

3.2. Исследования модельных и макетных образцов медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов

Глава 4. Параметры и варианты эксплуатации новых медико-технических систем для получения электрохимически активированных антимикробных растворов со средним и высоким удельным содержанием оксидантов

4.1. Установка СТЭЛ-10-01 «КОМПАКТ»

4.1.1. Общие сведения

4.1.2. Получение анолита А и католита К

4.1.3. Получение анолита АНК

4.1.4. Определение параметров электрохимически активированных растворов

4.1.5. Промывка установки

4.1.6. Направления развития установки СТЭЛ-10-01 «КОМПАКТ»

4.2. Установка СТЭЛ-АНК-20

4.2.1. Общие сведения

4.2.2. Режимы работы

4.2.3. Правила эксплуатации установки

4.2.4. Варианты подключения установки

4.3. Установка СТЭЛ-АНК-30 «ЭКО-С»

4.4. Сравнительные исследования свойств электрохимически активированного анолита, произведенного в различных установках

4.5. Рекомендации по приготовлению рабочих растворов анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов

Глава 5. Технологии регулирования физико-химических и функциональных свойств электрохимически активированных антимикробных растворов со средним и высоким удельным содержанием оксидантов

Современная дезинфектология предъявляет следующие требования к водным растворам для дезинфекции и стерилизации:

• антимикробное средство должно обладать широким спектром антимикробного действия - эффективно уничтожать бактерии, микобактерии, вирусы, грибы и споры вне зависимости от продолжительности и частоты применения, что предполагает наличие свойств, препятствующих микроорганизмам выработать резистентность;

• антимикробное средство должно быть безопасным для человека и животных как во время его приготовления и применения, так и после окончания использования по назначению, в период деградационных и деструктивных изменений под влиянием факторов внешней среды или в результате процессов биодеградации в организме человека, иными словами, антимикробное средство и продукты его естественной или искусственной деградации не должны содержать веществ-ксенобиотиков;

• антимикробное средство должно обладать универсальностью действия, иметь не только противомикробные свойства, но также обладать моющей способностью с минимальной повреждающей и коррозионной активностью по отношению к различным материалам, а также быть максимально простым в применении и при этом относительно недорогим.

Как следует из научных публикаций последних лет, этим тербованиям не соответствует большинство типов антимикробных растворов, действующие вещества которых представлены стабильными химическими соединениями, несмотря на то, что такие растворы широко применяются в практике.

Стабильные химические антимикробные препараты одинаково вредны для всех форм жизни, но к ним, в отличие от человека, микроорганизмы приспосабливаются очень быстро вследствие более эффективных реакций адаптации и быстрой смены поколений. Известно, что количество штаммов микроорганизмов, устойчивых к целым классам химических соединений, возрастает со временем. Периодические плановые замены одних антимикробных препаратов на другие в общем комплексе дезинфекционных мероприятий лечебно-профилактических учреждений не решают проблему внутрибольничных инфекций, а введение в практику новых дезинфицирующих препаратов создает условия для появления более устойчивых к ним видов микроорганизмов.

Альтернативой стабильным химическим препаратам являются электрохимически активированные растворы, действующие вещества которых находятся в метастабильном состоянии.

Электрохимически активированный анолит АНК (анолит нейтральный с участием продуктов катодных реакций) — это высокоэффективный дезинфицирующий и моющий раствор. Представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с нейтральным значением рН (6,0 - 7,5), общим содержанием всех растворенных веществ от 1,0 до 5,0 граммов в 1 литре и общим содержанием действующих веществ до 500 мг/л. Раствор имеет при этом нерезкий запах хлора и относится к 4 классу малоопасных веществ. Анолит АНК обладает широким спектром действия, эффективно уничтожает бактерии, микобактерии, вирусы, грибы и споры; не накапливается в пористых материалах, не загрязняет окружающую среду продуктами распада. Являясь универсальным антимикробным средством, не позволяет микроорганизмам вырабатывать резистентность и поэтому может использоваться по одному и тому же назначению для обработки одного и того же объекта неограниченно долгое время. Сохраняет свойства моющего, дезинфицирующего и стерилизующего раствора в течение 5 дней после получения при хранении в закрытой пластиковой или стеклянной таре в местах, защищенных от прямого солнечного света при комнатной температуре.

Проведение дезинфекционных мероприятий анолитом АНК осуществляют методом протирания (различные поверхности в помещениях и т.д.), методом погружения (уборочный инвентарь, изделия одноразового применения), аэрозольным способом (поверхности комнат, салонов и др. помещений, оборудования, воздушная среда) и путем добавления в жидкие моющие агенты для обеззараживаемых жидких сред. Дезинфекционная обработка воздушных сред больших по объему помещений аэрозольным способом проводится многократно.

Анолит АНК может применяться без средств индивидуальной защиты в присутствии людей, так как обладает минимальным классом токсичности; благодаря метастабильному составу действующих веществ после окончания дезинфекционной обработки деградирует до неопасных веществ и не требует дальнейшей утилизации; не накапливается во внешней среде.

Основные отличия анолита АНК от традиционных антимикробных растворов состоят в следующем:

• Концентрация действующих веществ в анолите АНК, как минимум, в 5 раз меньше, чем в рабочих растворах большинства других известных дезинфицирующих, стерилизующих и моющих средств, что при его общей малой минерализации полностью исключает адсорбционно-осмотическое увлажнение пористых материалов (например, стен) за счет поглощения влаги из воздуха после окончания обработки и испарения воды, а также исключает увлажнение стен в процессе аэрозольной обработки.

• В отличие от традиционных моюще-дезинфицирующих средств, действующие вещества анолита АНК не выделяются в воздух помещений после окончания обработки за счет сублимации.

• В отличие от дезинфицирующих и стерилизующих растворов на основе глутарового альдегида, формальдегида, хлорамина, дихлоризоциануратов, надуксусной кислоты, четвертичных аммониевых соединений (ЧАС), соединений тяжелых металлов, анолит АНК не содержит чуждые организму человека и теплокровных животных вещества-ксенобиотики.

• Антимикробные вещества анолита АНК (биокаталитически активная низкоконцентрированная смесь хлоркислородных и гидропероксидных оксидантов) обычно синтезируются в организме человека и теплокровных животных специализированными электрохимически активными ферментами клеток и участвуют в процессах нейтрализации вредных и чужеродных веществ в организме (фагоцитоз).

• Метастабильная смесь оксидантов в анолите АНК является наиболее эффективным из известных средств уничтожения микроорганизмов, поскольку обладает множеством спонтанно реализующихся возможностей необратимого нарушения жизненно важных функций биополимеров микроорганизмов на уровне реакций передачи электронов. Обеспечивается полное отсутствие адаптации (привыкания) микроорганизмов к анолиту АНК.

Нейтральный анолит АНК получают в установках СТЭЛ производительностью от 40 до 1000 л/ч.

Установки СТЭЛ предназначены для электрохимического синтеза из разбавленного раствора хлорида натрия экологически чистого раствора -анолита нейтрального АНК для целей дезинфекции, мойки, предстерилизационной очистки и СТЕРИЛИЗАЦИИ.

Благодаря особой технологии синтеза и конструктивным особенностям используемых в установках СТЭЛ электрохимических реакторов из проточных электрохимических модульных элементов ПЭМ-3 анолит АНК обладает намного большей антимикробной активностью, чем более концентрированные рабочие растворы известных дезинфицирующих веществ - хлорамина, гипохлорита натрия, четвертичных аммониевых соединений, дихлоризоциануратов, альдегидов, солей тяжелых металлов, и также обладает моющими свойствами, отсутствующими у названных растворов. Себестоимость анолита АНК, для получения которого используют раствор пищевой повареной соли концентрацией 3 - 5 г/л при удельном расходе электроэнергии 2-3 Вт-ч/л, составляет порядка 7 - 10 копеек за 1 литр с учетом амортизации установки СТЭЛ. Это позволяет использовать анолит АНК в больших объемах на месте применения.

Установки СТЭЛ подключают к напорной линии подачи воды или непосредственно к водопроводному крану, приготавливают концентрированный раствор соли (100 - 150 грамм в 1 литре), который в процессе работы установки дозированно с помощью встроенного водоструйного насоса подмешивается к воде и, проходя через электрохимический реактор установки СТЭЛ, превращается в активированный нейтральный анолит АНК.

Технические средства для получения анолита АНК (электрохимические реакторы, установки СТЭЛ), а также технологические процессы его синтеза запатентованы учеными и специалистами ОАО «НПО «ЭКРАН» в 50 странах и зарубежных аналогов не имеют. Все установки для получения анолита АНК, производимые многими российскими (ФГУП Ижевский завод «Купол», ОАО НПО «Химавтоматика», г. Москва, ЗАО НПО «ЭХА ТЕХНОЛОГИИ», г. С-Пб. и др.) и зарубежными (Monsanto, Battelle, Hydrofem, Radical Waters) компаниями, являются продуктом сотрудничества ученых и специалистов ОАО «НПО «ЭКРАН», крупнейшего производителя установок СТЭЛ, с указанными компаниями. За последние 10 лет всеми предприятиями было произведено более 25 000 установок СТЭЛ различной производительности. Применение установок СТЭЛ и анолита АНК сертифицировано в следующих областях:

• дезинфекция, предстерилизационная очистка, стерилизация (методические указания МУ-11-3/206-09 от 17.06.2002г., утвержденные Руководителем Департамента Госсанэпиднадзора МЗ РФ; регистрационное удостоверение МЗ РФ дезинфекционного средства «Нейтральный анолит АНК» №0542-59/30-2002);

• дезинфекция воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения (гигиеническое заключение ГСЭН МЗ РФ №77.99.15.945.П.000088.01.03 от 27.01.2003);

• дезинфекция мясного оборудования, санитарная обработка оборудования, инвентаря и тары при производстве молочных продуктов детского питания на молочных кухнях и малых производствах (методические указания МУ-140-113 ГСЭН МЗ РФ, письмо ГСЭН МЗ РФ №Д01-13/185-115 от 18.04.1997);

• мойка и дезинфекция в ветеринарии и животноводстве (наставление по применению католита и анолита, получаемых в установках СТЭЛ, утвержденное Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода 09.03.1999 г.).

Несмотря на значительные преимущества анолита АНК в сравнении с растворами химически стабильных дезинфицирующих средств, он не свободен от недостатков, основным из которых является его высокая коррозионная активность. Также к числу недостатков следует отнести необходимость ополаскивания ряда изделий медицинского назначения после обработки анолитом, поскольку на их гладких глянцевых поверхностях могут оставаться следы соли при высыхании влаги. Практика применения установок СТЭЛ показала необходимость получения анолита АНК из химически чистых исходных компонентов, что не предусмотрено в существующих конструкциях установок СТЭЛ. Также в процессе практической работы была выявлена необходимость усиления моющей и антимикробной активности анолита АНК при обработке изделий с высокой степенью загрязнения белковыми и жировыми отложениями.

Настоящая работа направлена на поиск оптимальных технических и технологических вариантов решения актуальных задач совершенствования установок СТЭЛ и функциональных свойств анолита, а также устранение перечисленных недостатков.

10

ВЫВОДЫ

1. Применение антимикробных растворов, содержащих метастабильные действующие вещества, исключают условия для развития резистентной микрофлоры, что обеспечивается полиморфизмом химических реакций при взаимодействии метастабильных веществ с микробной клеткой и самопроизвольным распадом действующих веществ после окончания времени экспозиции.

2. Электрохимически активированные маломинерализованные растворы типа анолита, имеющие в своем составе метастабильные хлоркислородные соединения, являются наиболее эффективными обеззараживающими средствами при одновременной низкой токсичности и экологической безопасности. Наиболее перспективным антимикробным средством можно считать анолит нейтральный АНК с высоким и средним удельным (относительно минерализации) содержанием оксидантов, синтезированный в установках типа СТЭЛ.

3. Анолит со значениями рН в диапазоне 2,5 - 6,5 обладает меньшей антимикробной активностью по сравнению с анолитом со значениями рН от 6,5 до 7,5, имеющем максимальную антимикробную активность. При рН, больших 7,5, антимикробная активность анолита быстро снижается по мере увеличения рН, что связано с превращением хлорноватистой кислоты в гипохлорит-ионы.

4. Режим противотока обрабатываемого исходного раствора хлорида натрия в электродных камерах реактора ПЭМ в составе установок СТЭЛ позволяет увеличивать концентрацию оксидантов в анолите ~ на 15 % и более по сравнению с прямоточным движением растворов, при этом минерализация исходного раствора составляет менее 2 г/л.

5. На основе принципа противотока исходного водно-солевого раствора разработаны установка СТЭЛ-10-01 "КОМПАКТ" для получения электрохимически активированных нейтрального анолита АНК, кислого анолита А и моющего католита К, и установка СТЭЛ-АНК-20-01 для получения электрохимически активированного нейтрального анолита АНК, конструкцией которых предусмотрено использование исходных растворов, приготовленных на химически чистой соли и дистиллированной воде.

6. Разработана схема получения анолита АН с высоким удельным содержанием оксидантов, особенность которой состоит в том, что исходный раствор хлорида натрия концентрацией от 0,5 до 2,5 г/л подается в нижнюю часть анодной камеры элемента ПЭМ-3 и протекает через нее со скоростью от 2 до 3 литров в час, находясь под 2 избыточным давлением от 0,5 до 1,0 кгс/см . Принцип данной схемы использован в схеме установки СТЭЛ-АНК-30 "ЭКО-С" для синтеза анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов.

7. В результате совместной работы в группе специалистов ВНИИИМТ разработана установка СТЭЛ-АНК-30 "ЭКО-С" для синтеза электрохимически активированного нейтрального анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов.

8. Коррозионная активность анолита АНК уменьшается при снижении его общей минерализации и повышении рН раствора. Снижение минерализации анолита АНК до 1,2 г/л существенно снижает его коррозионную активность, что создает перспективу его использования для холодной стерилизации широкого спектра металлических медицинских изделий.

9. Анолит АНК с добавкой этилового спирта в количестве от 0,5 до 1,0 % по объему обладает повышенными антимикробными и антикоррозионными свойствами, что обеспечивает возможность применения его для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации изделий из коррозионно-нестойких металлов, а также эндоскопов при существенном сокращении экспозиции методами полного погружения или замачивания, для обработки оборудования, приборов, металлических конструкций и изделий без защитных покрытий методом погружения, замачивания и протирания. Возможно применение для дезинфекции объектов в присутствии большого количества органических загрязнителей (кровь, фекалии, остатки пищи). Анолит должен быть использован по назначению после ввода спиртовой добавки в течение 3 часов.

Анолит АНК с добавкой 0,05 - 0,1% (масс.) синтетического моющего средства «Лотос» обладает повышенными моющими свойствами и пониженной коррозионной активностью, что обеспечивает возможность применения его для дезинфекции и мойки оборудования предприятий пищевой промышленности, посуды и оборудования на предприятиях общественного питания, торговли и транспорта. Время использования анолита по назначению после ввода добавки не должно превышать 12 часов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования литературных источников и эксперименты в рамках данной работы показали, что среди известных жидких обеззараживающих средств высокой антимикробной активностью при минимальной токсичности и безопасности для человека и животных обладают растворы, полученные по технологии электрохимической активации. Здесь очевидное первенство принадлежит нейтральному анолиту АНК, который производится в установках типа СТЭЛ из разбавленного водного раствора хлорида натрия с минерализацией 3,0.5,0 г/л. Ведущими АДВ в составе анолита АНК является хлорноватистая кислота в сочетании с рядом других сильных метастабильных окислителей, в частности: пероксидными соединениями типа НО* - радикал гидроксила; Н02~ - анион пероксида; '02 - синглетный молекулярный кислород; 02~ -супероксид-анион; Оз — озон; О* — атомарный кислород и хлоркислородными соединениями: С1СГ - гипохлорит-ион; СЮ* - гипохлорит-радикал; СЮ2 — диоксид хлора.

Анолит АНК, в отличие от 0,5 - 5,0 % - ных растворов гипохлорита, которые обладают только дезинфицирующим действием, является стерилизующим раствором при концентрации оксидантов в диапазоне 0,005 -0,05 %, поскольку хлорноватистая кислота в сочетании с указанной смесью метастабильных оксидантов всегда присутствует в составе анолита АНК, имеющего значения рН ниже аналогичного показателя растворов гипохлорита. Хлорноватистая кислота и ряд других оксидантов в анолите АНК являются наиболее активными антимикробными агентами, по химической природе относятся к метастабильным эубиотикам.

Основным принципом технологии получения активированных растворов является использование униполярного совместного электрофизического и электрохимического воздействия на обрабатываемую среду, в результате чего происходит направленное изменение физикохимических, в том числе структурно-энергетических и каталитических свойств этой среды.

Метастабильность АДВ в составе анолита АНК исключает их задержку и накопление во внешней среде, что в свою очередь исключает возможность адаптации микроорганизмов к анолиту АНК, что особо важно в борьбе с внутрибольничными инфекциями. Сумма соединений активного кислорода и хлора в анолите АНК (суммарное содержание оксидантов) находится в пределах от 100 до 500 мг/л, что в десятки раз меньше, чем в большинстве рабочих растворов современных дезинфицирующих препаратов. Анолит АНК не вызывает коагуляцию белка, защищающего микроорганизмы и, благодаря разрыхленной структуре, легко проникает в микроканалы живой и неживой материи. Крайне малая суммарная концентрация соединений активного кислорода и хлора гарантирует полную безопасность для человека и окружающей среды при его длительном применении. При этом риск появления в среде хлорорганических соединений является изчезающе малым.

Перечисленные характеристики относятся к образцам анолита АНК, синтезированного в установках типа СТЭЛ-ЮН-120-01; СТЭЛ-60-03-АНК с электрохимическим реактором РПЭ в виде единичного проточного электрохимического модуля ПЭМ-3 или их блока по заложенным в указанные установки технологическим схемам. Анолит АНК отличается универсализмом действия и может применяться в разнообразных технологиях обеззараживания не только в ЛПУ, но и на других объектах, включая водоохранные и водораспределительные системы. Однако, недостатком анолита АНК, полученного в установках типа СТЭЛ-ЮН-120-01 и СТЭЛ-60-03-АНК является его коррозионная активность, препятствующая широкому применению для обработки медицинских изделий, подверженных коррозии. Возможности применения анолита АНК для обеззараживания медицинской оптики также ограничены. Эти негативные качества анолита АНК в значительной степени связаны с его относительно высокой минерализацией. Установки СТЭЛ-ЮН-12 0-01 и СТЭЛ-60-03-АНК, работающие в режиме, предусмотренном ТУ, не обеспечивают в анолите концентрацию оксидантов выше 500 — 600 мг/л.

Для устранения перечисленных недостатков проведены исследования, на основе которых созданы новые технологические схемы и технические средства синтеза анолита АНК с улучшенными свойствами. Улучшение свойств анолита достигнуто за счет снижения его минерализации при более высоком абсолютном и относительном (относительно уровня минерализации) содержании оксидантов. Созданы установки, синтезирующие анолит АНК с концентрацией АДВ до 1000 мг/л по эквиваленту «активного хлора» при минерализации не более 2,5 г/л. Подобный эффект достигнут благодаря иной технологической схеме работы электрохимического реактора. Путем уменьшения минерализации исходного раствора достигнуто снижение коррозионной активности и общей агрессивности анолита при усилении его антимикробных свойств. Для направленной модификации функциональных свойств свежеполученных электрохимически активированных растворов разработана технология внесения в анолит химических добавок, повышающих антикоррозионные и моющие свойства раствора.

Диапазон значений рН 6,5.7,5 анолита АНК является оптимальным для проявления его антимикробной активности. Установлено, что электрохимические реакторы в виде единичных элементов ПЭМ с керамической оксидно-циркониевой диафрагмой (элементы ПЭМ-3, ТУ 9451-021-44464870-00) или их блоков, используемые для электрохимической обработки разбавленных растворов электролитов, являются наиболее технически совершенными системами в сравнении с реакторами других типов. Это проявляется в более высокой степени преобразования разбавленных растворов электролитов и более значительных изменениях их физико-химических параметров при меньших удельных затратах электроэнергии, что повышает эффективность электрохимической активации и увеличивает срок службы реактора. На основании результатов сравнительных исследований установлено, что наиболее перспективным для практического использования является электрохимически активированный раствор - нейтральный анолит АНК с высоким удельным содержанием оксидантов (отношение общего содержания ионов к концентрации оксидантов в анолите АНК не превышает 3), который производится в установке СТЭЛ-АНК-30 «ЭКО-С», созданной в процессе выполнения данного исследования. Разработаны опытные образцы установок СТЭЛ, производящих анолит АНК с улучшенными показателями, и рекомендации по приготовлению рабочих растворов анолита АНК со средним и высоким удельным содержанием оксидантов, распространяющиеся на сферу ЛПУ и другие области применения антимикробных средств.

Эффект увеличения антимикробных свойств анолита и уменьшения его коррозионной активности нарастает по мере снижения минерализации и увеличения удельного содержания оксидантов в анолите и наиболее ярко проявляется для анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов. Введение в анолит АНК с высоким удельным содержанием оксидантов синтетического моющего средства (CMC) типа «Лотос» в концентрации от 0,05 до 0,1 % (масс.) позволяет резко повысить его моющую способность, усилить антимикробные свойства и уменьшить коррозионную активность.

Проникающая способность анолита АНК нового поколения через полупроницаемые мембраны (к числу таковых относятся биологические мембраны) повышена, что показано в макетном эксперименте. Поскольку анолит АНК при высокой относительной концентрации оксидантов не вызывает коагуляции биологического субстрата, существует хорошая перспектива его применения в качестве антисептика для лечебных целей [95

103]. При контакте анолита АНК с кожными покровами человека и слизистыми оболочками отрицательных последствий не наблюдается.

Анолит АНК, полученный по новым технологическим схемам, удовлетворяет условиям высокой активности по показателям обеззараживания, является метастабильным препаратом, относится к категории эубиотиков в отношении соматических клеток животных и человека, характеризуется низкой агрессивностью и минимальной коррозионной активностью. Препарат может вырабатываться в больших объемах непосредственно на месте применения или храниться в течение до 10 суток, а также транспортироваться на значительные расстояния. В условиях возрастающего эпидемиологического риска в глобальном масштабе, связанного, в частности, с появлением т.н. «новых инфекционных болезней» и с возрастающим инфекционным загрязнением питьевой воды и среды обитания в современных мегаполисах, анолит АНК со средним и высоким удельным содержанием оксидантов, вырабатываемый в установках СТЭЛ-10-01 «КОМПАКТ», СТЭЛ-АНК-20-01 и СТЭЛ-АНК-30 «ЭКО-С» может быть предложен в качестве эффективного средства борьбы с микробиологической угрозой.

1. Rutala William A. Chemical germicides in health care, International symposium, may 1994. Canada, 1995. - 312 p.

2. Практическое руководство по применению средств дезинфекции и стерилизации в лечебно-профилактических учреждениях, под ред. А.В.Авчинникова. Смоленск: СГМА, 2002. - 4-е издание, испр. и доп. -200 с.

3. ESGE/ESGENA Technical Note on Cleaning and Disinfection, Endoscopy. 2003. - № 35(10). - 869-877 p.

4. Кипайкин B.A. Дезинфектология: учебное пособие для студентов медицинских училищ и колледжей. Серия "учебники, учебные пособия". Ростов н/Д: Феникс, 2003 - 448 е.;

5. Кулешова Л.И., Пустосветова Е.В., Рубашкина Л.А. Инфекционный контроль в лечебно-профилактических учреждениях. Серия "Медицина для вас". Ростов н/Д: Феникс, 2003 - 352 е.;

6. Вашков В.И. Средства и методы стерилизации, применяемые в медицине. М.: Медицина, 1973. — 358 с.

7. Профилактика внутрибольничных инфекций. Руководство, Колл. авторов; под ред. Е.П. Ковалевой, Н.А. Семиной. М.: ТОО "Рарогъ", 1993.-228 с.

8. Дезинфекционные средства. Часть I. Дезинфицирующие средства (справочник), под ред.: Монисова А.А., Шандалы М.Г. М.: ТОО "Рарогъ", 1996. - 176 с.

9. Patrick R. Murray, Ellen Jo Baron, Michael A. Pfaller, Fred C. Tenover, Robert H. Yolken. Manual of clinical microbiology. Washington, D.C.: ASM PRESS. - Sixth edition. - 1996. - c. 227 - 245.

10. Красильников А.П. Справочник по антисептике. Мн.: Высш. шк., 1995. -367 с.

11. Практическое руководство по применению средств дезинфекции и стерилизации в лечебно-профилактических учреждениях. Издание 4-е, исправленное и дополненное, под общей ред. Авчинникова А.В. Смоленск: СГМА, 2002. 200 с.

12. Паничева С.А. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения. М.: ВНИИИМТ, 1998. -122 с.

13. Geo, Clifford White. Handbook of chlorination and alternative disinfectants. A Wiley-Interscience Publication, 1999. - Fourth Edition. - 1659 p.

14. Dakin H. D. British Medicine Journal. 1915. - Vol.2. - p. 318-320.

15. Van Peursem, R.M., Pospishu, B.K., Harris, W.D. Antiseptic Hypochlorite by electrolisys. Iowa State College J. Sci, 1929. - Vol.4.

16. Crane A. B. Practicable Root Canal technique.— Philadelphia, 1920.— p. 69.

17. Перова M. Д., Петросян Э. А., Банченко Г. В. Гипохлорит натрия и его использование в стоматологии, Стоматология. 1989. - № 2. - с. 84-87.

18. Рачитский Г.И., Чу ев В.П., Камалов Р.Х., Сметаняк С.М., Колченко Л.А. Гипохлорит натрия: широкие возможности в стоматологии, Стоматолог. 2001. - № 6.

19. Survey of Water Utility Disinfection Practices. Water Quality Disinfection Committee Report, American Water Works Association Journal. September 1992. -p. 121-128.

20. U.S. Environmental Protection Agency, Status Report on Development of Regulations for Disinfectants and Disinfection By-Products. 1991.

21. Faust, S.D., Aly, O.M. Chemistry of water treatment. Lewis Publishers, L., NY, W. D.C., 1998. - Second Edition. - 582 p.

22. Water Quality & Treatment. A Handbook of Community Water Suppliers. American Water Works Association, technical Editor Raymond D. Lettennan. McGRAW-HILL, INC., 1999. - Fifth Edition.

23. Бахир B.M. Дезинфекция питьевой воды: проблемы и решения, Питьевая вода. 2003. - №1. - с. 13 - 20.

24. Арчаков А.И., Карузина И.И. Окисление чужеродных соединений и проблемы токсикологии, Вестник АМН СССР. — 1988. №1. - с. 14 - 28.

25. Арчаков А.И. Микросомальное окисление. М.: Наука, 1975. - 327 с.

26. Хьюз М. (пер. с англ.) Неорганическая химия биологических процессов.-М.: Мир, 1983.-416 с.

27. Сумаруков Г.В. Окислительное равновесие и радиочувствительность организмов. М.: Атомиздат, 1970. — 140 с.

28. Лопаткин Н.А., Лопухин Ю.М. Эфферентные методы в медицине (теоретические и экспериментальные аспекты экстракорпоральных методов лечения). М.: Медицина, 1989. - 352 с.

29. Бахир В.М., Вторенко В.И., Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И. Эффективность и безопасность химических средств для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации, Дезинфекционное дело. 2003. - №1. - с. 29-36.

30. Комплекс автоматизированный для дезинфекции предстерилизационной очистки, стерилизации полностью и неполностью погружаемых гибких эндоскопов КАДС-80-01-"Эндостерил", Сертификат соответствия № 4070703 (срок действия с 20.07.2000 г. по 20.07.2002 г.)

31. Комплекс автоматизированный для дезинфекции предстерилизационной очистки, стерилизации полностью и неполностью погружаемых гибких эндоскопов КАДС-80-01-"Эндостерил", ТУ 9451-004-11292980-00.

32. Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей. Л.: Химия, 1988. - 193 с.

33. Бахир В.М., Леонов Б.И., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Дезинфекция: проблемы и решения, Вестник новых медицинских технологий. 2003. - № 4. - с. 78 - 80.

34. Бахир В.М., Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И., Шомовская Н.Ю. Хлорсодержащие дезинфицирующие растворы: опасности мнимые и действительные, Вестник новых медицинских технологий. — 2003.-№4.-с. 80-83.

35. Бахир В.М. Электрохимическая активация. М.: ВНИИИМТ, 1992. - 2 ч.- 657 с.

36. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды. М.: ВНИИИМТ, 1999.- 84 с.

37. Фармакопейная статья ФС 42-3925-00 на раствор натрия гипохлорита 0,06% для инъекций, введена с 01.03.2000 взамен ФС 42-2454-95.

38. Якименко Л.М. Получение водорода, кислорода, хлора и щелочей. -М.: Химия, 1981.-58 с.

39. Фиошин М.Я., Смирнова М.Г. Электрохимические системы в синтезе химических продуктов. М.: Химия. 1985. - 256 с.

40. Прикладная электрохимия. Учеб. для вузов, под ред. д.т.н., проф. Томилова А.П. М.: Химия, 1984. - 3-е изд., перераб. - 520 с.

41. Бахир В.М. Задорожний Ю.Г. Электрохимические реакторы РПЭ. М.: Гиперокс, 1991. -35 с.

42. Бахир В.М. Медико-технические системы и технологии для синтеза электрохимически активированных растворов. М.: ВНИИИМТ.1998.-66 с.

43. Бахир В.М., Задорожний Ю.Г., Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И., Сухова О.И. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. М.: ВНИИИМТ. - 1999. - 256 с.

44. Бахир В.М. Медико-технические системы и технологии для синтеза электрохимически активированных стерилизующих, дезинфицирующих и моющих растворов: Автореф. дис. докт. тех наук. -М.: ВНИИИМТ, 1997. 75 с.

45. Установка для электрохимического синтеза моющего, дезинфицирующего и стерилизующего нейтральных растворов "СТЭЛ-60-03-АНК", Сертификат соответствия № 4070656 (№ РОСС 1Ш.ИМ02.В08007, срок действия с 03.07.2000 г. по 03.07.2002 г.)

46. Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. М.: ВНИИИМТ, 1997.-228 с.

47. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды. М.: ВНИИИМТ,1999.-84 с.

48. Мичио Аёама. Изучение качественных замеров функциональной воды, Симпозиум по изучению функциональной воды. — Киото, 1995.

49. Макото Хосоя, Шожи Кубота. Принципы и использование установок, вырабатывающих активированный кислород, Симпозиум по изучению функциональной воды.-Киото, 1995.

50. Physical, Chemical and Biological Properties of Stable Water (I™ ) Clusters. Proceedings of the First International Symposium, editors S.Y.Lo, B.Bonavida. World Scientific Publishing Symposium, 1998. - 212 p.

51. Быков В.И., Свитин А.П. Методы расчета параметров активации молекул. Новосибирск: Наука, 1998. - 208 с.

52. В.И.Прилуцкий, В.М.Бахир. Метод полярографии для изучения феномена электрохимической активации, Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности: Тез. докл. М.: ВНИИИМТ, 1997. - с. 31-37.

53. А.Д.Бриф, О.И.Сухова. Прикладные методы определения содержания активного хлора, Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности: Тез.докл. М.: ВНИИИМТ, 1997. - с. 192.

54. В.М. Бахир. Теоретические аспекты электрохимической активации, Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности: Тез. докл. М.: ВНИИИМТ, 1999. - ч. I. - с. 39-49.

55. С.А. Паничева. Направленное изменение рН для регулирования биоцидной и окислительной активности растворов анолитов в электрохимически активированных системах типа СТЭЛ,

56. Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности: Тез. докл. М.: ВНИИИМТ, 1999. - ч. I. - с. 55-59.

57. Харт Э., Анбар М. (пер. с. англ.) Гидратированный электрон. — М.: Атомиздат, 1973. 280 с.

58. Бахир В.М., Репетин Е.А. Факторы реакционной способности электрохимически активированных растворов, Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине: Тез. докл. I Всероссийская конференция. М.: ВНИИИМТ, 1992. - с. 8-13.

59. Богатырев А.Е., Шушунова Л.И., Цыганов Г.М. Активирование веществ и его технологические применения, Обзоры по электронной технике. М.: ЦНИИ, "Электроника" Сер. 6. Материалы, 1984. - с. 44.

60. Герловин И.Л. Основы единой теории всех взаимодействий в веществе. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 432 с.

61. Феттер К. Электрохимическая кинетика. М.: Химия. 1967. 856 с.

62. Летников Ф.А., Кащеева Г.В., Минцис А.Ш. Активированная вода. -Новосибирск: Наука, 1976. с. 15-83.

63. Ефанов Л.Н., Бахвалов В.Г. Энергетические изменения в водных системах в процессе магнитной обработки, Журн. физ. хим., 1981. № 1.

64. Миллер Э.В., Классен В.И., Кущенко А.Д. О самопроизвольном уменьшении плотности воды, сконденсированной из пара, Докл. АН СССР, 1969.-Т. 184.-№ 1.

65. Тимашев С.Ф. Физико-химия мембранных процессов. М.: Химия, 1988.-240 с.

66. Бондаренко Н.Ф., Гак Е.З. Электромагнитные явления в природных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 152 с.

67. Лилич Л.С., Хрипун М.Н. Окислительно-восстановительные и другие донорно-акцепторные реакции в растворах. Л.: Изд-во ЛГУ, 1978. -88 с.

68. Шарипов Г.Л., Садыков Р.А., Казаков В.П. Об аномальной стабильности радикалов в облученной серной кислоте при температурах выше 170 К, Докл. АН СССР, 1983. Т. 271. - № 1.

69. Эрдеи-Груз Т (пер. с англ.). Явления переноса в водных растворах. -М.: Мир, 1976.-595 с.

70. Пикаев А.К., Кабакчи С.А. Реакционная способность первичных продуктов радиолиза воды. — М.: Энергоиздат, 1982. 201 с.

71. Киселев М.Б., Перов А.Н., Сирецкий Ю.Г. Структурная релаксация возбужденного комплекса с переносом заряда, Химическая физика, 1982.-№ 12.-с. 1603-1607.

72. Яшкичев В.И. О структуре воды в рамках модели коллективного движения ее молекул, Журн. прикл. хим., 1982. № 5. - с. 208-211.

73. Хейфец Л.И., Гольдберг А.Б. Математическое моделирование электрохимических реакторов, Электрохимия: Сб. М.: ВИНИТИ, 1989. -Т.19. — Вып.1. с. 1-33.

74. Справочник по электрохимии, под ред. А.М.Сухотина. Л.: Химия, 1981.-488 с.

75. Томилов А.П. Электрохимическая активация новое направление прикладной электрохимии, Жизнь и безопасность. - 2003. - №3. - с. 302 - 307

76. Бахир В.М., Прилуцкий В.И., Измайлова И.Н. Установка "Редокс", Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине: Тез. докл. I Всероссийская конференция. М.: ВНИИИМТ, 1992. - с. 52-55.

77. Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Место электрохимической активации воды в системах технических средств экстремальной медицины, Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине: Тез. докл. II Всероссийская конференция. М.: ВНИИИМТ, 1992. - с. 128-129.

78. Установка "Редокс" для очистки и стерилизации диализаторов искусственной почки, Каталог изделий медицинской техники. — М.: ВНИИИМТ, 1990. с. 71-73.

79. Аппарат "Базекс" для непрямого регулирования рН и окислительно-восстановительного потенциала диализирующего раствора в аппарате "искусственная почка", Каталог изделий медицинской техники. М.: ВНИИИМТ, 1990. - с. 74-75.

80. Paul S. Malchevsky. Peracetic Acid and its application to Medical Instrument Sterilization, Artificial Organs. Boston: Blackwell. Scientific Publications, Inc. - 1993. - Vol. 17. - №3. -p. 147-152.