Полигексаметиленгуанидин

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

Шаблон:Изомеры

Полигексаметиленгуанидин (ПГМГ) — производное гуанидина, в основном используемого в качестве биоцидного дезинфектанта, в основном в форме его солей полигексаметиленгуанидин фосфата (ПГМГ-Ф) или полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГ-ГХ, метацид).

Исследования показали, что раствор ПГМГ проявляет фунгицидное и бактерицидное свойство, активность в отношении и грамотрицательных и грамположительных бактерий[1]. Это вещество имеет моющие, анти-коррозионные и флокулирующие свойства и эффективно против биоплёнок[2]. Соли ПГМГ представляют собой белый порошок[3] и как все соли полигуанидинов хорошо растворимы в воде[2].

История синтеза

Полигексаметиленгуанидин гидрохлорид был синтезирован из цианидных производных гуанидина фирмой Schering Kahlbaum AG (патент DE 494918 °C «Verfahren zur Darstellung von Guanidinen» от 31 марта 1930 года), автор изобретения Dr. Herbert Schotte, приоритет от 29 октября 1926 года. Усовершенствованная технология синтеза конденсацией гексаметилендиамина (ГМДА) с гексаметилендицианамидом разработана сотрудниками фирмы DuPont (Bolton, Coffman, Lucius) (патент US2325586 A «Polymeric Guanidines and process for preparing the same» от 3 августа 1943 года, приоритет от 21 марта 1940 года). В СССР в 70-е годы разработана технология получения на основе конденсации ГМДА с гуанидином (Гембицкий и соавторы, 1974).[4]

Токсичность

В отличие от связанного полимера полигексаметилен бигуанидина[en] (ПГМБ), ПГМГ был описан как новое вещество со свойствами и потенциальным эффектами с мало изученными отдалёнными последствиями его применения. Предварительные выводы указывают на то, что ПГМГ и его производные, в первую очередь наносят повреждения клеточным мембранам путем ингибирования активности клеточных дегидрогеназ[1].

ПГМГ при аэрозольном и ингаляционном воздействии повреждает лёгкие, вызывая гибель клеток слизистой оболочки бронхиол и приводит к повреждению альвеол с сопутствующим облитерирующим бронхиолитом[5][6], часто со смертельным исходом как следствие необратимого обструктивного заболевания легких, при котором бронхиолы сжимаются и сужаются с фиброзом (рубцовой ткани) и/или воспалением[7].

Использование

ПГМГ используется в России с 2001 года в больницах для дезинфекции[6] и был широко использован в Южной Корее в качестве дезинфицирующего средства для предотвращения микробного загрязнения в бытовых увлажнителях воздуха[8]. ПГМГ был «изначально предназначен для обработки резервуара воды увлажнителя, но вместо этого в нарушении инструкции использовался населением в качестве добавки в воду для увлажнителя воздуха, с целью подавления роста микроорганизмов»[5].

С 1 февраля 2013 года Европейская комиссия запретила использование ПГМГ во всех его предыдущих областях применения в странах Европейского Союза. Европейская комиссия запретила размещение на рынке и использование ПГМГ для всех видов биоцидных применений.

Роспотребнадзор в Инструкции по проведению дезинфекционных мероприятий для профилактики заболеваний, вызываемых коронавирусами, рекомендовал использовать для дезинфекции одним из средств полимерные производные гуанидина (ПГМГ) в концентрации в рабочем растворе не менее 0,2% [9].

Вспышка болезней лёгких со смертельными исходами в Южной Корее

Высокая токсичность ПГМГ для лёгких была зафиксирована во время вспышки тяжелых заболеваний в Южной Корее, обнаруженных у детей весной 2006—2011 гг. и у взрослых весной 2011 г.; смертность среди детей составила 58 %, в то время как среди взрослого населения 53 % умерли или им потребовалась пересадка лёгких[5]. Вскрытия и санитарно-эпидемиологические мероприятия, проведённые южнокорейским CDC, а также исследования на животных показали, что причиной стало использование ПГМГ в увлажнителях воздуха[5][6]. Он был запрещён в 2011 году и заболевания прекратились[5][6].

Ответственность за произошедшее в мае 2016 года взяла на себя Reckitt Benckiser как одна из компаний, которые продавали этот продукт в Южной Корее. Руководитель корейского подразделения на пресс-конференции извинился перед пострадавшими и их семьями. Предложил денежную компенсацию семьям погибших и всем пострадавшим. Это был первый в истории случай, когда компания признала, что её продукты содержащие ПГМГ, были вредны[10].

Соли ПГМГ

ПГМГ-ГХ (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид)

химическая формула = (C7H15N3)nх(HCl)

ПГМГ-ГХ (PHMG) — полигексаметиленгуанидин гидрохлорид является солью полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) и используется как биоцид и дезинфицирующее средство в широком диапазоне рН.

Антидот

Поскольку ПГМГ и его соли, как и другие хлорорганические соединения ингибируют фермент цитохромоксидазу, отвечающий за клеточное дыхание, целесообразнее всего использовать Янтарную кислоту и её соли совместно с Аскорбиновой в качестве антидота. И в частности Реамберин в течение двадцати дней, в зависимости от степени поражения (включая ингаляционную форму введения).

Описание

Бактерицидные свойства гуанидиновых веществ обусловлены разрушительным электрохимическим воздействием на оболочку клетки (клеточную мембрану), которая играет роль молекулярного фильтра, защищающего цитоплазматическую мембрану от разрушающих токсинов[11]. Чтобы подействовать на клетку, антибактериальный препарат должен проникнуть через этот слой.

Вследствие своих электрохимических свойств, контактируя с поверхностью клеточной оболочки, молекулы ПГМГ вызывают отток компонентов, обеспечивающих целостность клеточной мембраны. Можно сказать, что молекулы ПГМГ «обманывают» компоненты наружного слоя оболочки клетки и вместо того, чтобы связываться с внутренним (пептидокликановым) слоем, связываются с находящимся снаружи молекулами, тем самым образуя бреши, через которые остаточные количества ПГМГ проникают к цитоплазматической мембране. Далее, молекулы ПГМГ нарушают целостность цитоплазматической мембраны.

На первом этапе наблюдается утечка молекул с низким молекулярным весом, в первую очередь ионов калия (К+). Уже при бактериостатических количествах ПГМГ из клетки уходит около 40 % содержащегося в ней калия (К+).

С увеличением концентрации ПГМГ содержимое клетки с большим молекулярным весом (например, нуклеотиды) поступает в надсадочную жидкость вокруг неё. Клетки со значительной (более 15 % выше нормального уровня) утечкой нуклеотидов оказываются неисправимо поврежденными.

Клетки бактерии более чувствительны к ПГМГ, чем грибковая плесень. Клетки млекопитающих ещё более чувствительны к ПГМГ, чем микробные. Перорально ПГМГ обладает низкой токсичностью, но при принудительном вдыхании вызывает как у экспериментальных животных так и у людей некротические поражения бронхов, что приводит к воспалению и фиброзу лёгких. ПГМГ (неизвестно, какая именно соль), стала причиной тяжелых заболеваний и смертей в Южной Корее, связанных с его неправильным длительным использованием в увлажнителях воздуха[12][13], что и привело к некротической смерти клеток лёгких, ввиду их особой чувствительности при концентрациях уже менее 2 ppm (2 мг/м³). Для уничтожения грибков требуется концентрация от 50 до 200 промилле.

ПГМГ-ГХ в концентрациях 200-5000 ppm используется в растворах для обработки кожи и дезинфекции медицинских инструментов.

Производится в России (2 предприятия), Южной Корее, (1 предприятие), Китае (5 основных предприятия). Китайская продукция содержит 99,3 % ДВ.

ПГМГ-Ф (полигексаметиленгуанидин фосфат)

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 Walczak et al, 2014.
  2. ↑ 2,0 2,1 Александр Чиркунов; Юрий Кузнецов. Ингибиторы коррозии в системах водяного охлаждения // [[1] в «Книгах Google» Mineral Scales and Deposits: Scientific and Technological Approaches] (англ.) / Zahid Amjad; Konstantinos D. Demadis. — Elsevier, 2015. — P. 85 ff., here: 99 f.. — ISBN 978-0-444-63228-9.
  3. ↑ Material Safety Data Sheet (недоступная ссылка). SK Chemicals[en] (2 декабря 2002). Дата обращения: 3 мая 2016. Архивировано 9 июня 2016 года.
  4. ↑ Полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (рус.) ?. https://nobel-group.by (6 мая 2016). Дата обращения: 29 июня 2021. Архивировано 29 июня 2021 года.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Cummings KJ, Kreiss K Occupational and environmental bronchiolar disorders. Semin Respir Crit Care Med. 2015 Jun;36(3):366-78. Epub 2015 May 29. PMID 26024345 PMC 4610354 (Available on 2016-06-01)
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 Dirk W. Lachenmeier. Chapter 24 – Antiseptic Drugs and Disinfectants // Side Effects of Drugs Annual. — 2015. — Т. 37. — С. 273—279. — doi:10.1016/bs.seda.2015.06.005.
  7. ↑ Merriam-Webster Medical Dictionary > bronchiolitis obliterans Архивная копия от 1 августа 2017 на Wayback Machine Retrieved on August, 2010
  8. ↑ Lee Hyun-jeong for the Korea Herald. April 24, 2016 Oxy suspected of watering down report Архивная копия от 13 апреля 2017 на Wayback Machine
  9. ↑ Роспотребнадзор. Инструкция по проведению дезинфекционных мероприятий для профилактики заболеваний, вызываемых коронавирусами (рус.) ?. https://www.rospotrebnadzor.ru (23 января 2020). Дата обращения: 4 февраля 2022. Архивировано 27 января 2022 года.
  10. ↑ Reckitt Benckiser sold deadly sterilisers in South Korea, BBC News (2 мая 2016). Архивировано 5 июня 2017 года. Дата обращения 30 мая 2017.
  11. ↑ Emilia Ţîmbalari. Современные дезинфицирующие cредcтва = Modern disinfectants remedy // Arta Medica. — 2012. — Вып. 48, № 1. — С. 24—27. — ISSN 1810-1879. Архивировано 5 сентября 2024 года.
  12. ↑ H-K Ceong, M Ha, J-H Lee. Unrecognised bomb hidden in the babies room: fatal pulmonary damage related with use of biocide in humidifiers // Environmental Health and Toxicology. — 2012. — Вып. 27. — doi:10.5620/eht.2012.27.e2012001.
  13. ↑ Lee, J-H., Kim, Y-H., Kwon, J-H. Fatal misuse of humidifier disinfectants in Korea: Importance of screening risk assessment and implications for managment of chemicals in consumer products // Env. Sci. Technol.. — 2012. — Вып. 46. — С. 2498—2500.

См. также

Литература

  • Maciej Walczak; Agnieszka Richert; Aleksandra Burkowska-But. The effect of polyhexamethylene guanidine hydrochloride (PHMG) derivatives introduced into polylactide (PLA) on the activity of bacterial enzymes (англ.) // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology : journal. — 2014. — Vol. 41, no. 11. — P. 1719—1724. — doi:10.1007/s10295-014-1505-5.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Полигексаметиленгуанидин&oldid=7147591