Preparaty odkażające w stanie zagrożenia koronawirusem SARS-CoV-2

Ciężki ostry zespół oddechowy spowodowany przez koronawirusa 2 (SARS-CoV-2), wcześniej znany pod tymczasową nazwą 2019-nCoV jest przyczyną zakaźnej choroby koronawirusowej COVID-19. Nowy zakaźny dla ludzi koronawirus SARS-CoV-2 pojawił się w Chinach i obecnie stał się globalnym problemem zdrowotnym powodującym ciężkie infekcje dróg oddechowych u ludzi. 

Obecnie koronawirus SARS-CoV-2 jest trzecim wysoce patogennym ludzkim koronawirusem, obok  koronawirusa zespołu ostrej niewydolności oddechowej (SARS) i koronawirusa zespołu Bliskiego Wschodu (MERS), który pojawił się w ciągu ostatnich dwóch dekad. 

Koronawirus SARS-CoV-2 ma zdolność transmisji z człowieka na człowieka, czas jego inkubacji jest długi, a jego rozprzestrzenianie się następuje drogą kropelkową oraz za pośrednictwem zanieczyszczonych dłoni lub powierzchni. Transmisja koronawirusa może następować z zanieczyszczonych suchych powierzchni, po przeniesieniu go samodzielnie na  błony śluzowe nosa, oczu lub ust.

Ludzkie koronawirusy, takie jak SARS, MERS lub koronawirusy endemiczne (HCoV) mogą utrzymywać się na nieożywionych powierzchniach, takich jak metal, szkło lub plastik przez okres nawet do 9 dni w temperaturze pokojowej. W temperaturze 30°C lub wyższej czas utrzymywania się jest krótszy (tabela 1).

Tabela 1. Trwałość koronawirusów w zależności od występowania na różnych powierzchniach

Koronawirusy można skutecznie dezaktywować przez stosowanie procedur dezynfekcji powierzchni. Najskuteczniejszy jest  62–71% etanol, 0,5% nadtlenek wodoru lub 0,1% podchloryn sodu, które dezaktywują wirusy w ciągu 1 minuty, natomiast inne środki biobójcze, takie jak 0,05–0,2% chlorek benzalkoniowy lub 0,02% diglukonian chlorheksydyny, są mniej skuteczne.

Badania porównawcze różnych środków bakteriobójczych stosowanych w opiece zdrowotnej wykazały, że preparaty z etanolem o stężeniu 70% miały silniejszy wpływ na dwa różne koronawirusy (mysi wirus zapalenia wątroby MHV i zakaźny wirus zapalenia żołądka i jelit TGEV) po minucie kontaktu z twardymi powierzchniami w porównaniu z 0,06% podchlorynu sodu. Testy przeprowadzone przy użyciu SARS-CoV wykazały, że podchloryn sodu jest skuteczny w stężeniu 0,05 i 0,1%.

Według zaleceń WHO dokładne czyszczenie powierzchni za pomocą wody i detergentu oraz wykorzystywanie powszechnie stosowanych środków dezynfekujących na poziomie szpitalnym (takich jak 0,1 % podchloryn sodu w ciągu 1 minuty) to skuteczne i wystarczające procedury. Do dezynfekcji małych powierzchni zastosowanie etanolu (62–71%) wykazało podobną skuteczność przeciwko koronawirusowi. 

Na stronie internetowej Centers for Disease Control and Prevention są zamieszczone porady dotyczące ochrony przed chorobą COVID-19, dotyczące stosowania do dezynfekcji rąk preparatu o zawartości co najmniej 60% etanolu oraz dotyczące dezynfekcji powierzchni. Do mycia powierzchni zalecana jest woda z mydłem lub detergentem, a do dezynfekcji powierzchni użycie domowego wybielacza w rozcieńczeniu 4 łyżeczki wybielacza na 1 litr wody lub 1/3 szklanki wybielacza na 1 galon wody lub stosowanie roztworów alkoholowych co najmniej 70%.

Mycie rąk

Nie ma danych opisujących częstość zakażania rąk koronawirusem ani obciążenia wirusowego rąk po kontakcie z pacjentem lub po dotknięciu zanieczyszczonych powierzchni. Mycie rąk jedynie wodą nie może bezpośrednio usuwać substancji hydrofobowych, takich jak tłuszcze i oleje, często obecne na zabrudzonych rękach.

Właściwe mycie rąk wymaga zatem użycia mydeł lub detergentów do rozpuszczenia tłuszczowych materiałów i ułatwienia ich późniejszego płukania wodą. W celu utrzymania skutecznej higieny rąk należy je myć wodą z mydłem lub detergentem w ten sposób, aby pocierać wszystkie powierzchnie obu dłoni, a następnie dokładnie spłukać i osuszyć. 

WHO zaleca stosowanie chusteczek do rąk na bazie alkoholu w celu ich odkażenia, na przykład po zdjęciu rękawiczek. Na skuteczność produktów do higieny rąk na bazie alkoholu wpływa wiele czynników, w tym rodzaj stosowanego alkoholu, stężenie alkoholu, czas kontaktu, objętość użytego alkoholu.

Zalecane przez WHO dwa preparaty zostały ocenione w testach zawiesinowych przeciwko SARS-CoV i MERS-CoV i oba zostały opisane jako bardzo skuteczne. Dla zapewnienia optymalnego przestrzegania zasad higieny rąk, płyny powinny być łatwo dostępne, albo przez dozowniki umieszczone w pobliżu punktu opieki zdrowotnej, albo w małych butelkach do użytku osobistego. WHO zaleca lokalną produkcję następujących preparatów jako alternatywy, gdy odpowiednie produkty komercyjne są niedostępne lub zbyt kosztowne.

Płyny dezynfekujące rekomendowane przez WHO

Przepis 1

Etanol 96% v/v 833,3 ml

H₂O₂ 3% 41,7 ml

Glicerol 98% 14,5 ml

Woda destylowana do 1000,0 ml

Przygotowanie: Do kolby miarowej pojemności 1000 ml wlać kolejno etanol, nadtlenek wodoru i glicerol, po czym uzupełnić kolbę do 1000 ml wodą destylowaną lub wodą przegotowaną i schłodzoną. Na koniec wymieszać zawartość przez delikatne wytrząsanie kolbą. W płynie występuje końcowe stężenie etanolu 80% v/v , glicerolu 1,45% v/v , a nadtlenku wodoru 0,125% v/v .

Przepis 2

Alkohol izopropylowy 99,8% 751,5 ml

H₂O₂ 3% 41,7 ml

Glicerol 98% 14,5 ml

Woda destylowana do 1000,0 ml

Przygotowanie: Do kolby miarowej pojemności 1000 ml wlać kolejno alkohol izopropylowy, nadtlenek wodoru i glicerol, po czym uzupełnić kolbę do 1000 ml wodą destylowaną lub wodą przegotowaną i schłodzoną. Na koniec wymieszać zawartość przez delikatne wytrząsanie kolbą.

W płynie występuje końcowe stężenie alkoholu izopropylowego 75% v/v , glicerolu 1,45% v/v , nadtlenku wodoru 0,125% v/v.

Należy stosować wyłącznie odczynniki jakości farmakopealnej, a nie produkty o jakości technicznej.

Opakowanie

Apteki i małe centra produkcyjne dostarczające zalecane przez WHO preparaty nie powinny produkować lokalnie partii większych niż 50 litrów na raz. Ze względów bezpieczeństwa zaleca się wytwarzanie mniejszych ilości i przestrzeganie lokalnych lub/i krajowych wytycznych i przepisów. Produkcji nie należy podejmować w aptekach centralnych pozbawionych specjalistycznej klimatyzacji i wentylacji. 

Podczas przechowywania składników i produktu końcowego należy przestrzegać krajowych wytycznych bezpieczeństwa i lokalnych wymagań prawnych.

Płyn po wytworzeniu powinien być podzielony na mniejsze pojemniki, np. pojemności 1000, 500 lub 100 ml do plastikowych butelek. Butelki należy przechowywać w kwarantannie przez 72 godziny, aby przez ten czas ewentualne zarodniki zostały wyeliminowane przez nadtlenek wodoru. Etykiety powinny zawierać nazwę instytucji, datę produkcji i numer partii, skład i następujące stwierdzenia:

• Preparat rekomendowany przez WHO.
• Tylko do użytku zewnętrznego.
• Unikać kontaktu z oczami.
• Trzymać poza zasięgiem dzieci.
• Łatwopalne: trzymać z dala od ognia i ciepła.
• Sposób użycia: pobrać odrobinę płynu na ręce rąk i nałożyć na całą powierzchnię dłoni. Pocierać ręce aż do wyschnięcia. 

Składniki płynów dezynfekujących

Skład powyższych dwóch płynów dezynfekujących jest w pełni uzasadniony. Większość środków antyseptycznych wytwarzanych jest na bazie alkoholu, czyli zawiera w swoim składzie albo etanol, izopropanol lub n-propanol, albo kombinację dwóch z tych produktów.  Aktywność przeciwdrobnoustrojowa alkoholi wynika z ich zdolności do denaturacji białek. Preparaty zawierające 60–80% alkoholu są najskuteczniejsze, przy czym wyższe stężenia są słabsze, ponieważ białka nie ulegają łatwej denaturacji przy braku wody. Aktywność przeciwdrobnoustrojowa etanolu 70°C jest związana ze zwiększonym przenikaniem etanolu do wnętrza komórki bakteryjnej. Etanol stężony powoduje denaturację białka, co nie nasila działania przeciwbakteryjnego, a może je osłabiać przez tworzenie trudno przenikalnej denaturowanej warstwy na powierzchni komórki bakteryjnej.

Alkohole mają doskonałą aktywność bakteriobójczą in vitro wobec bakterii wegetatywnych Gram-dodatnich i Gram-ujemnych (w tym patogenów opornych na wiele leków, takich jak MRSA i VRE), M. tuberculosis i różnych grzybów. Jednak nie mają one praktycznie żadnej aktywności przeciwko przetrwalnikom bakteryjnym lub pierwotniakowym oocystom i bardzo słabą aktywność przeciwko niektórym wirusom bezotoczkowym (nie lipofilowym). 

Badania in vitro wykazały, że wirusy otoczkowe (lipofilowe) są wrażliwe na alkohole, z tym, że niektóre bardziej – takie jak wirus opryszczki pospolitej (HSV), ludzki niedobór odporności (HIV), wirus grypy, syntycjalny wirus oddechowy (RSV) i wirus krowianki, a niektóre jak wirus zapalenia wątroby typu B (HBV) i typu C, są mniej wrażliwe, ale też inaktywowane przez 60-70% alkohol. W badaniu aktywności antyseptycznej stwierdzono, że 70% etanol i 70% izopropanol zmniejszają miano bakteriofaga w otoczce skuteczniej niż mydło przeciwdrobnoustrojowe zawierające 4% glukonianu chlorheksydyny.  Jednak w zależności od stężenia alkoholu, czasu ekspozycji i wariantu wirusowego, alkohol może nie być skuteczny przeciwko wirusom bezotoczkowym (nielipofilowym). Ogólnie ujmując etanol ma większą aktywność przeciwko wirusom niż izopropanol.

Kolejny składnik płynu, czyli nadtlenek wodoru 3% jest dodawany do płynu, aby wyeliminować zanieczyszczenia spor w roztworach i substancjach pomocniczych.

Dodatek glicerolu jest bardzo korzystny ze względu na to, że glicerol utrzymuje wilgoć, zapobiega wysuszaniu i podrażnieniu skóry, co może wystąpić po zastosowaniu alkoholu. Zamiast glicerolu do płynu mogą być dodawane inne środki utrzymujące wilgoć i zmiękczające skórę, pod warunkiem, że mieszają się z alkoholem i wodą, oraz są hipoalergiczne i nietoksyczne.   

Badania wykazały, że regularne stosowanie balsamów i kremów do rąk znacząco łagodzi podrażnienia skóry wynikające ze stosowania preparatów do dezynfekcji rąk. Kremy zawierają substancje utrzymujące wilgoć, tłuszcze i oleje, przez co zwiększają nawilżenie skóry i zastępują usunięte lipidy skórne.

Inne dodatki do płynów do dezynfekcji

Zasadniczo nie jest polecane dodawanie innych składników niż określone w powyższych przepisach. W przypadkach uzasadnionych, jeśli substancje są kompatybilne z pozostałymi składnikami płynu mogą być zastosowane.

• Substancje gorzkie – zasadniczo nie zaleca się dodawania żadnych gorzkich substancji, które mogłyby zmniejszyć ryzyko połknięcia płynu. Jednak w szczególnych przypadkach, w których ryzyko spożycia może być bardzo wysokie (u dzieci lub jeśli istnieje możliwość pomylenia płynów przez pacjentów), substancje takie jak metyloetyloketon i benzoesan denatonium mogą być dodawane, aby uczynić je mniej smacznymi, a tym samym zmniejszyć ryzyko przypadkowego lub umyślnego połknięcia. 
• Barwniki –  mogą być wprowadzone w celu odróżnienia od innych płynów, o ile taki dodatek jest bezpieczny i zgodny z podstawowymi składnikami płynu. Należy wziąć pod uwagę, że ze względu na obecność nadtlenku wodoru barwnik może zmieniać kolor lub zanikać w płynie.
• Substancje zapachowe – dodawanie substancji zapachowych nie jest zalecane ze względu na ryzyko reakcji alergicznych.
• Inne substancje przeciwdrobnoustrojowe – w różnych badaniach oceniano skuteczność dodatku do płynów z alkoholem takich substancji jak heksachlorofen, czwartorzędowych związków amoniowych, jodowanego powidonu, triklosanu lub glukonianu chlorheksydyny. W ten sposób próbowano przedłużyć odkażające działanie alkoholu po zastosowaniu na skórę. Alkohole mają szybkie działanie dezynfekujące po nałożeniu na skórę, ale nie wykazują znaczącej trwałej aktywności. Jednak badania kinetyki populacyjnej bakterii na dłoniach w rękawiczkach po zastosowaniu preparatów na bazie alkoholu z dodatkami i bez nich wykazało niewielki wpływ dodatkowych substancji na opóźnienie odrastania bakterii na dłoniach w rękawiczkach.
• Substancje żelujące – według WHO brak jest dostępnych danych pozwalających ocenić przydatność dodawania środków żelujących do zalecanych preparatów płynnych, ale może to potencjalnie zwiększyć zarówno trudności produkcyjne, jak i koszty oraz zagrozić skuteczności przeciwdrobnoustrojowej.

Hydrożele

Częste stosowanie preparatów na bazie alkoholu do antyseptyki rąk powoduje wysuszanie skóry, chyba że do preparatów zostaną dodane środki nawilżające lub inne środki kondycjonujące skórę. Jednak nawet dobrze tolerowane płyny na bazie alkoholu  zawierające substancje utrzymujące wilgoć mogą powodować przejściowe uczucie pieczenia skóry, zwłaszcza w miejscu pękniętej skóry, otarcia lub skaleczenia. Z tego względu zaczęto wytwarzać i badać skuteczność żeli na bazie alkoholu zawierających substancje nawilżające. Jak można przypuszczać, żele powodowały znacznie mniejsze podrażnienie i wysuszenie skóry niż testowane mydła lub detergenty przeciwdrobnoustrojowe. 

Dostępnych jest niewiele danych dotyczących względnej skuteczności różnych preparatów w postaci żeli i pianek na bazie alkoholu. W jednym doświadczeniu wykazano, że ​​żel etanolowy był nieco mniej skuteczny niż porównywalny roztwór etanolu w zmniejszaniu liczby bakterii na rękach. Konieczne są jednak dalsze badania w celu ustalenia względnej skuteczności roztworów i żeli na bazie alkoholu w zmniejszaniu przenoszenia patogenów. 

Biorąc pod uwagę możliwość uniknięcia podrażnień skóry i utrzymywania wilgoci na skórze nie należy rezygnować ze stosowania żeli do odkażania skóry. Żele są wytwarzane przez rozpuszczenie polimeru o właściwościach żelujących w wodzie i zwykle mają dodatek do 10% glicerolu lub glikolu propylenowego oraz dodatek etanolu lub izopropanolu w ilości około 30% dla ułatwienia rozpuszczalności substancji leczniczych i zwiększenia wchłaniania.

W płynach dezynfekujących należy utrzymać stężenie alkoholu co najmniej 70%, dlatego jeśli rozważa się wykonanie żelu jako docelowego preparatu należałoby dobrać odpowiednie warunki wytwarzania w zależności od substancji żelującej. Hydrożele mogą być sporządzane w wyniku rozpuszczenia substancji żelującej (np. pochodne celulozy) lub rozproszenia (np. bentonit) na zimno lub na gorąco w wodzie z dodatkiem glicerolu lub glikolu propylenowego. Zależnie od zastosowanej substancji są różne metody otrzymywania podłóż żelowych:

• polimer jest na początku rozpuszczany w części gorącej wody, po czym mieszany z wodą oziębioną
• polimer może być najpierw zwilżany etanolem, a następnie jest rozpuszczany w wodzie
• polimer może być rozpuszczany bezpośrednio w wodzie o temperaturze pokojowej przy intensywnym mieszaniu mieszadłem magnetycznym lub szybkoobrotowym
• zależnie od polimeru żelowanie może występować w roztworze wodnym pod wpływem dodatkowego czynnika, np. jonów sodu (np. Guma Guar), trietanoloaminy  (np. karbomer).

Do uzyskania hydrożelu z alkoholem do dezynfekcji rąk należałoby do ochłodzonego roztworu polimeru dodać odpowiednią ilość alkoholu. Pewnym rozwiązaniem może być skorzystanie z gotowej bazy żelowej, np. Celugel.

W celu uzyskania odpowiedniej konsystencji hydrożelu sporządza się roztwory o różnym stężeniu polimeru, zależnym od jego typu oraz lepkości. Odpowiednią konsystencję hydrożelu można uzyskać stosując od 2-5% polimeru zależnie od jego rodzaju.

dr n. farm. Regina Kasperek-Nowakiewicz

Katedra i Zakład Farmacji Stosowanej i Społecznej

Uniwersytet Medyczny w Lublinie

email: regina.kasperek@umlub.pl

Literatura

[1] WHO Guidelines on Hand Hygiene in Health Care First Global Patient Safety Challenge Clean Care Is Safer Care. Geneva: World Health Organization; 2009 in: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/index.html

[2] ECDC Technical Report. Interim guidance for environmental cleaning in non-healthcare facilities exposed to SARS-CoV-2 18 February 2020 in: file:///C:/Users/HP/Desktop/1.pdf

[3] Kampf G., Todt D., Pfaender S., Steinmann E.: Persistence of coronaviruses on inaminate surfaces and their inactivation with biocidal agents. J. Hospital Infection 104, 246-251, 2020.

[4] Sznitowska M. (red.) Farmacja stosowana. Technologia postaci leku. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2017.