Об антимикробной эффективности производных гуанидина на примере полигексаметиленбигуанида

Антимикробную эффективность производных гуанидина рассмотрим на примере полигексаметиленбигуанида, как наиболее исследованного вещества этой группы химических соединений.

Общая информация

Полигексамеленбигуанидин (PHMB) эффективен против различных патогенных микроорганизмов, в том числе таких как бактерии, амебы и одноклеточные грибы. Также все большее число научных сообщений доказывает то, что PHMB обладает активностью против вируса HIV.  Это соединение является температуро- (не разлагается до температуры 200-220 °С) и свето- (в том числе УФ-) стабильным. Достоинством полигексанидов является то, что они в процессе использования не создают хлорированные побочные продукты (CBP) или тригалометаны (THMs), которые обнаруживаются при обработке продуктами на основе хлора. Рекомендуемая доза составляет 20-40 мг/л 20 % раствора PHMB, т.е. 4-8 мг/л активного вещества (US-EPA, 2004, General water treatment). По сравнению с продуктами на основе хлора, PHMB при использовании в рекомендуемых дозах, не раздражает глаза или кожу, токсических эффектов не наблюдалось даже в случаях случайного воздействия, когда дозы достигали от 10 до 14 мг/л активного вещества.

Однако следует заметить, что в соответствии с Директивой по биоцидным продуктам от 16 февраля 1998 года (Directive 98/8/EC, также известной как BPD), PHMB, на основании трех исследований, проведенных во время обзора досье BPD, классифицируется как канцероген Carc. cat. 2 + H351 (подозревается как причина рака), категория 3; R40 (Ограниченное доказательство канцерогенности).

Зависимость антимикробной эффективность от pH

Полигексаметиленбигуанид активен в широком диапазоне рН от 3 до 10 единиц pH.

Исследования с использованием лазерного микропланшетного нефелометра показали повышенную бактерицидную эффективность полигексанида против S.aureus и P.aeruginosa при повышении рН. PHMB оказалася более эффективной против грамположительных бактерий S.aureus по сравнению с грамотрицательными бактериями P.aeruginosa. Эти различия в бактерицидной способности можно объяснить различиями в свойствах клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий. В тесте Кирби-Бауэра (ADT) полигексанид показал тренд увеличения антибактериальной активности против S.aureus в диапазоне рН 5,0-9,0; для P.aeruginosa более высокая эффективность наблюдалась также от 7 до 9 ед. pH, однако наибольшие зоны ингибирования были обнаружены при рН 5,0 и рН 6,0 по сравнению с рН 7,0. (см. графики ниже для Polihexanide 0,04 %)

PHMB 1 PHMB 2

Это может быть связано как с различиями в диффузионной способности полигексанида при соответствующих значениях рН, и так же может быть вызвано особенностями отзыва P.aeruginosa при соответствующих значениях рН. В целом можно отметить более высокую антимикробную эффективность полигексанида при рН более 5 ед. pH. Общее повышение эффективности полигексанида против обоих видов организма с ростом рН можно объяснить его поликатионным характером. При физиологическом рН (ок. 7,4) положительно заряженные группы полигексанида могут быстро связываться с отрицательно заряженной поверхностью бактерий. Это вызывает повреждение клеточной мембраны и гибель бактерий. В щелочном растворе присутствующие бигуанидные группы всё еще могут протонироваться из-за значения константы диссоциации кислоты (-lg Ka = pKa = 10,96), что приводит к более высокой плотности заряда, усиливающего связывание с поверхностью бактериальной клетки и, как следствие, более высокой антимикробной активности. Проведенные исследования влияния рН на антимикробную эффективнность растворов полигексанида в отношении Escherichia Coli показали максимум при pH несколько выше 6.

На основании выше изложенного, можно сделать вывод, что наибольшую эффективность средства на основе производных гуанинидинов имеют при рН более 5.