Бактерицид

Средство, убивающее бактерии

Бактерицид или бактериоцид , иногда сокращенно Bcidal , представляет собой вещество, которое убивает бактерии . Бактерициды — это дезинфицирующие средства , антисептики или антибиотики . ^{[1] Однако поверхности материалов также могут обладать бактерицидными свойствами, основанными исключительно на их физической структуре поверхности, как}, например, биоматериалы, такие как крылья насекомых.

Дезинфицирующие средства

Наиболее используемыми дезинфицирующими средствами являются те, которые применяются

активный хлор (т. е. гипохлориты , хлорамины , дихлоризоцианурат и трихлоризоцианурат , влажный хлор, диоксид хлора и т. д.),
активный кислород ( перекиси , такие как надуксусная кислота , персульфат калия , перборат натрия , перкарбонат натрия и пергидрат мочевины ),
йод ( повидон-йод , раствор Люголя , настойка йода, йодированные неионогенные поверхностно-активные вещества),
концентрированные спирты (в основном этанол , 1-пропанол , называемый также н-пропанолом , и 2-пропанол , называемый изопропанолом , и их смеси; кроме того, используются 2-феноксиэтанол и 1- и 2-феноксипропанолы),
фенольные вещества (такие как фенол (также называемый «карболовой кислотой»), крезолы , такие как тимол , галогенированные (хлорированные, бромированные) фенолы, такие как гексахлорофен , триклозан , трихлорфенол , трибромфенол , пентахлорфенол , их соли и изомеры),
катионные поверхностно-активные вещества , такие как некоторые четвертичные катионы аммония (такие как хлорид бензалкония , бромид или хлорид цетилтриметиламмония , хлорид дидецилдиметиламмония , хлорид цетилпиридиния , хлорид бензетония ) и другие, нечетвертичные соединения, такие как хлоргексидин , глюкопротамин, дигидрохлорид октенидина и т. д.),
сильные окислители , такие как озон и растворы перманганата ;
Тяжелые металлы и их соли, такие как коллоидное серебро , нитрат серебра , хлорид ртути , соли фенилртути , сульфат меди , оксид-хлорид меди и т. д. Тяжелые металлы и их соли являются наиболее токсичными и опасными для окружающей среды бактерицидами, поэтому их использование настоятельно не рекомендуется или запрещено.
сильные кислоты (фосфорная, азотная, серная, амидосерная, толуолсульфоновая кислоты), pH < 1 и
щелочи (гидроксиды натрия, калия, кальция), например, с pH > 13, особенно при повышенной температуре (выше 60 °C), убивают бактерии.

Антисептики

В качестве антисептиков (т.е. гермицидных агентов, которые могут быть использованы на теле человека или животного, коже, слизистых оболочках, ранах и т.п.) могут быть использованы лишь немногие из вышеупомянутых дезинфицирующих средств при соблюдении надлежащих условий (в основном концентрация, pH, температура и токсичность для людей и животных). Среди них некоторые важные:

правильно разбавленные препараты хлора (например, раствор Дейкина , 0,5% раствор гипохлорита натрия или калия, pH-регулируемый до 7–8, или 0,5–1% раствор бензолсульфохлорамида натрия ( хлорамина Б)), некоторые
препараты йода , такие как йодоповидон в различных галеновых препаратах (мази, растворы, пластыри), в прошлом также раствор Люголя ,
пероксиды, такие как растворы пергидрата мочевины и буферизованные по pH 0,1–0,25% растворы надуксусной кислоты,
спирты с антисептическими добавками или без них, используемые в основном для антисептики кожи,
слабые органические кислоты , такие как сорбиновая кислота , бензойная кислота , молочная кислота и салициловая кислота
некоторые фенольные соединения, такие как гексахлорофен , триклозан и дибромол, и
катионные поверхностно-активные вещества, такие как 0,05–0,5% раствор бензалкония, 0,5–4% раствор хлоргексидина , 0,1–2% раствор октенидина.

Другие, как правило, не применяются в качестве безопасных антисептиков из-за их едкой или токсичной природы.

Антибиотики

Бактерицидные антибиотики убивают бактерии; бактериостатические антибиотики замедляют их рост и размножение.

Бактерицидные антибиотики, которые подавляют синтез клеточной стенки: бета-лактамные антибиотики ( производные пенициллина ( пенамы ), цефалоспорины ( цефемы ), монобактамы и карбапенемы ) и ванкомицин .

Бактерицидным действием обладают также даптомицин , фторхинолоны , метронидазол , нитрофурантоин , ко-тримоксазол , телитромицин .

Аминогликозидные антибиотики обычно считаются бактерицидными, хотя в отношении некоторых организмов они могут оказывать бактериостатическое действие.

По состоянию на 2004 год различие между бактерицидными и бактериостатическими агентами, по-видимому, было четким в соответствии с базовым/клиническим определением, но это применимо только в строгих лабораторных условиях, и важно различать микробиологические и клинические определения. ^[2] Различие становится более произвольным, когда агенты классифицируются в клинических ситуациях. Предполагаемое превосходство бактерицидных агентов над бактериостатическими агентами не имеет большого значения при лечении подавляющего большинства инфекций грамположительными бактериями , особенно у пациентов с неосложненными инфекциями и не ослабленной иммунной системой. Бактериостатические агенты эффективно использовались для лечения, которое считается требующим бактерицидной активности. Кроме того, некоторые широкие классы антибактериальных агентов, считающихся бактериостатическими, могут проявлять бактерицидную активность против некоторых бактерий на основе определения in vitro значений MBC/MIC. При высоких концентрациях бактериостатические агенты часто оказывают бактерицидное действие против некоторых восприимчивых организмов. Окончательным руководством для лечения любой инфекции должен быть клинический результат.

Поверхности

Поверхности материалов могут проявлять бактерицидные свойства благодаря своей кристаллографической структуре.

Где-то в середине 2000-х годов было показано, что металлические наночастицы могут убивать бактерии. Например, эффект серебряной наночастицы зависит от ее размера, предпочтительный диаметр для взаимодействия с бактериями составляет около 1–10 нм. ^[3]

В 2013 году было обнаружено, что крылья цикады обладают селективным бактерицидным эффектом против грамотрицательных бактерий, основанным на их физической структуре поверхности. ^[4] Механическая деформация более или менее жестких наностолбиков, обнаруженных на крыле, высвобождает энергию, поражая и убивая бактерии в течение нескольких минут, поэтому этот эффект называется механобактерицидным. ^[5]

В 2020 году исследователи объединили адсорбцию катионного полимера и структурирование поверхности фемтосекундным лазером для создания бактерицидного эффекта против как грамположительных бактерий Staphylococcus aureus , так и грамотрицательных бактерий Escherichia coli на поверхностях из боросиликатного стекла , предоставив практическую платформу для изучения взаимодействия бактерий с поверхностью. ^[6]

Смотрите также

Ссылки

^ Макдоннелл, Г.; Рассел, А.Д. (1999). «Антисептики и дезинфицирующие средства: активность, действие и устойчивость». Clin Microbiol Rev. 12 ( 1): 147–179. doi :10.1128/cmr.12.1.147. PMC 88911. PMID 9880479.
^ Pankey, GA; Sabath, LD (2004). «Клиническая значимость бактериостатических и бактерицидных механизмов действия при лечении грамположительных бактериальных инфекций». Clin Infect Dis . 38 (6): 864–870. doi : 10.1086/381972 . PMID 14999632.
^ Моронес, Хосе Рубен; Элечигерра, Хосе Луис; Камачо, Алехандра; Холт, Кэтрин; Кури, Хуан Б; Рамирес, Хосе Тапиа; Якаман, Мигель Хосе (01 октября 2005 г.). «Бактерицидное действие наночастиц серебра». Нанотехнологии . 16 (10): 2346–2353. Бибкод : 2005Nanot..16.2346R. дои : 10.1088/0957-4484/16/10/059. ISSN 0957-4484. ПМИД 20818017.
^ Хасан, Джафар; Уэбб, Хайден К.; Труонг, Ви Кхань; Погодин, Сергей; Баулин, Владимир А.; Уотсон, Грегори С.; Уотсон, Иоланта А.; Кроуфорд, Рассел Дж.; Иванова, Елена П. (октябрь 2013 г.). «Избирательная бактерицидная активность наноструктурированных супергидрофобных поверхностей крыльев цикады Psaltoda claripennis». Прикладная микробиология и биотехнология . 97 (20): 9257–9262. doi :10.1007/s00253-012-4628-5. ISSN 0175-7598. PMID 23250225. S2CID 16568909.
^ Иванова, Елена П.; Линклейтер, Денвер П.; Вернер, Марко; Баулин Владимир А.; Сюй, СюМэй; Вранкен, Нанди; Рубанов Сергей; Ханссен, Эрик; Вандиянто, Джейсон; Труонг, Ви Кхань; Эльбурн, Аарон (9 июня 2020 г.). «Многогранный механобактерицидный механизм наноструктурированных поверхностей». Труды Национальной академии наук . 117 (23): 12598–12605. Бибкод : 2020PNAS..11712598I. дои : 10.1073/pnas.1916680117 . ISSN 0027-8424. ПМЦ 7293705 . ПМИД 32457154.
^ Чен, К.; Энрико, А.; и др. (2020). «Бактерицидные поверхности, подготовленные с помощью фемтосекундного лазерного паттернирования и послойного полиэлектролитного покрытия». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 575 : 286–297. Bibcode : 2020JCIS..575..286C. doi : 10.1016/j.jcis.2020.04.107 . PMID 32380320.

[1] ^ Макдоннелл, Г.; Рассел, А.Д. (1999). «Антисептики и дезинфицирующие средства: активность, действие и устойчивость». Clin Microbiol Rev. 12 ( 1): 147–179. doi :10.1128/cmr.12.1.147. PMC 88911. PMID 9880479.

[2] Pankey, GA; Sabath, LD (2004). «Клиническая значимость бактериостатических и бактерицидных механизмов действия при лечении грамположительных бактериальных инфекций». Clin Infect Dis . 38 (6): 864–870. doi : 10.1086/381972 . PMID 14999632.

[3] Моронес, Хосе Рубен; Элечигерра, Хосе Луис; Камачо, Алехандра; Холт, Кэтрин; Кури, Хуан Б; Рамирес, Хосе Тапиа; Якаман, Мигель Хосе (01 октября 2005 г.). «Бактерицидное действие наночастиц серебра». Нанотехнологии . 16 (10): 2346–2353. Бибкод : 2005Nanot..16.2346R. дои : 10.1088/0957-4484/16/10/059. ISSN 0957-4484. ПМИД 20818017.

[4] Хасан, Джафар; Уэбб, Хайден К.; Труонг, Ви Кхань; Погодин, Сергей; Баулин, Владимир А.; Уотсон, Грегори С.; Уотсон, Иоланта А.; Кроуфорд, Рассел Дж.; Иванова, Елена П. (октябрь 2013 г.). «Избирательная бактерицидная активность наноструктурированных супергидрофобных поверхностей крыльев цикады Psaltoda claripennis». Прикладная микробиология и биотехнология . 97 (20): 9257–9262. doi :10.1007/s00253-012-4628-5. ISSN 0175-7598. PMID 23250225. S2CID 16568909.

[5] Иванова, Елена П.; Линклейтер, Денвер П.; Вернер, Марко; Баулин Владимир А.; Сюй, СюМэй; Вранкен, Нанди; Рубанов Сергей; Ханссен, Эрик; Вандиянто, Джейсон; Труонг, Ви Кхань; Эльбурн, Аарон (9 июня 2020 г.). «Многогранный механобактерицидный механизм наноструктурированных поверхностей». Труды Национальной академии наук . 117 (23): 12598–12605. Бибкод : 2020PNAS..11712598I. дои : 10.1073/pnas.1916680117 . ISSN 0027-8424. ПМЦ 7293705 . ПМИД 32457154.

[6] Чен, К.; Энрико, А.; и др. (2020). «Бактерицидные поверхности, подготовленные с помощью фемтосекундного лазерного паттернирования и послойного полиэлектролитного покрытия». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 575 : 286–297. Bibcode : 2020JCIS..575..286C. doi : 10.1016/j.jcis.2020.04.107 . PMID 32380320.