Полигексаметиленгуанидин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Полигексаметиленгуанидин
Polyhexamethylene guanidine.svg
Общие
Систематическое наименование
Poly (iminocarbonimidoylimino-1,6-hexanediyl)
Сокращения
  • Полигексаметиленгуанидин
  • Полисепт
  • ПГМГ
  • ПГМГ-Ф
Хим. формула (C7H15N3)n
Классификация
Номер CAS 31961-54-3
Фосфат: 89697-78-9
Гидрохлорид: 57028-96-3
Моногидрохлорид (Россия): 57029-18-2
Приводятся данные для стандартных условий (25 ℃, 100 кПа), если не указано иное.

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[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

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 использовался населением в качестве добавки в воду для подавления роста микроорганизмов»[5].

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

Вспышка болезней лёгких со смертельными исходами в Южной Корее[править | править код]

Высокая токсичность ПГМГ для лёгких была зафиксирована во время вспышки тяжелых заболеваний в Южной Корее, обнаруженных у детей весной 2006—2011 годов и у взрослых весной 2011 года; смертность среди детей составила 58 процентов, в то время как среди взрослого населения 53 процента умерли или им потребовалась пересадка легких[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[9].

Соли ПГМГ[править | править код]

ПГМГ-ГХ (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид)[править | править код]

Molecular Structure PHMG CAS 57028-96-3.gif

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.

Описание[править | править код]

Бактерицидные свойства гуанидиновых веществ обусловлены разрушительным электрохимическим воздействием на оболочку клетки (клеточную мембрану), которая играет роль молекулярного фильтра, защищающего цитоплазматическую мембрану от разрушающих токсинов[10]. 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 легких. ПГМГ (неизвестно, какая именно соль), стала причиной тяжелых заболеваний и смертей в Южной Корее, связанных с его неправильным длительным использованием в увлажнителях воздуха[11][12], 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)[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Walczak et al, 2014.
  2. 1 2 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).
  5. 1 2 3 4 5 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. 1 2 3 4 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 Retrieved on August, 2010
  8. Lee Hyun-jeong for the Korea Herald. April 24, 2016 Oxy suspected of watering down report
  9. Reckitt Benckiser sold deadly sterilisers in South Korea, BBC News (2 мая 2016).
  10. Emilia Ţîmbalari. Современные дезинфицирующие cредcтва = Modern disinfectants remedy // Arta Medica. — 2012. — Вып. 48, № 1. — С. 24-27. — ISSN 1810-1879. Архивировано 28 ноября 2021 года.
  11. 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.
  12. 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[править | править код]

Литература[править | править код]

  • 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.