三氯生-醇免洗凝膠手部消毒劑的研究

劉忠杰， 湯小群， 嚴萬春， 薛仲華

1.華東理工大學化學與分子工程學院，上海 200237;2.上海桑迪精細化工研究所有限公司，上海 200025

2020年新年伊始一場突如其來的新型冠狀病毒風暴襲來。新型冠狀病毒感染的肺炎疫情廣泛、快速，傳播快、傳染性強。新冠病毒是不同于其他疾病的新型病毒，它的適應能力非比尋常，世界衛生組織公開表示，新冠病毒很可能無法被徹底消滅，將與人類長期共存，所以對于全人類來說，要想打贏這場抗疫戰爭，除了加速研發有效治療藥物和疫苗外，就是要千方百計地控制病毒的感染和傳播。新冠肺炎病毒除了飛沫傳播，接觸傳播也是主要途徑之一。在進入超市等公共場所和搭乘交通工具之后，應盡快對接觸之手部消毒清洗。消毒洗手是預防冠毒最簡便有效的方法，可以降低感染新型冠狀病毒的風險[1,2]。

手部消毒劑的劑型多種多樣，有液體的，乳狀的，膏狀的，等等。為攜帶使用方便，研發免洗型凝膠消毒洗手液成為熱點。三氯生(學名三氯羥基二苯醚，也稱二氯苯氧氯酚)是一種高效的廣譜抗菌劑，其殺菌原理在于破壞微生物的細胞壁膜；乙醇可使細菌蛋白脫水、凝固變性而壞死，也是一種廣譜消毒劑。卡波姆(丙烯酸樹脂)是一種新型的安全藥用凝膠劑基質，其增稠性及助懸性較好，與消毒劑相容穩定性好，有緩釋效果。利用卡波姆凝膠劑的特性，將兩種消毒劑完美結合，提高殺菌消毒效果。再添加適宜、溫和的表面活性劑、保濕劑及潤滑護膚劑等，增加清洗和滋潤護手作用，這對于需要頻繁消毒洗手的醫護人員更為重要[3-5]。

此類凝膠消毒劑投放市場后，明顯提高醫務人員手部消毒清洗效果，有效地防止交叉感染，降低醫院致病源的傳播發生率，是目前臨床較為理想的快速手部凝膠消毒劑[6-8]。

本文報告研制三氯生-醇免洗凝膠消毒劑的過程，并評價了其消毒效果和使用舒適度。

1 材料與方法

1.1 化學試劑

卡波姆940，青島天力源生物科技有限公司；乙醇胺、丙三醇(均為分析純)國藥集團化學試劑有限公司；三氯生(山東奧友生物科技股份有限公司)。

1.2 試驗菌株

大腸桿菌(8099)、金黃色葡萄球菌(ATCC6538)、白色念珠菌(ATCC10231)，由中國普通微生物菌種保藏中心提供。

培養基:胰蛋白胨大豆瓊脂、胰蛋白胨大豆肉湯(TSB)、沙氏瓊脂。

中和劑:含0.5%硫代硫酸鈉、0.5%卵磷脂、1.0%甘氨酸、3.0%吐溫-80的PBS磷酸鹽緩沖溶液。

1.3 儀器與設備

電子分析天平(瑞士梅特勒儀器公司)；數字酸度計(上海虹益儀器儀表有限公司)；HH-2數顯恒溫水浴鍋(江蘇榮華儀器有限公司)；小型臺式離心機(德國Sigma公司)；NDJ-1旋轉黏度計(上海雷韻實驗儀器制造有限公司)。

1.4 三氯生含量測定方法

HPLC高效液相色譜法,測試條件:

色譜柱：島津Shlm-pack C18 5 μm 4.6 mm×250 mm；

流動相：甲醇∶水=80∶20；

柱溫：室溫；流速：1 mL/min；進樣量：20 μL。

1.5 凝膠消毒劑制備工藝確定

1.5.1預溶解

凝膠劑A和助凝劑C均是高分子樹脂，它們在水中的溶解溶脹性能優于在乙醇-水體系中的溶解溶脹性能，因此，先把它們溶解溶脹在水中，待完全溶脹后，再加入其它組分。

1.5.2中和劑的加入

由于有機胺A的直接加入會引起體系呈凝膠狀，黏度增高，使中和劑較難與樹脂中和均勻，所以先用部分乙醇溶解有機胺A，降低其使用濃度，使其在中和過程中黏度不致升得太快，這樣制得的膠體較均勻。

1.5.3投料方式的確定

由于有機胺A與凝膠劑A樹脂中和生成的鹽在水中的溶解度高于在醇中的溶解度，所以投料方式以有機胺A醇溶液投入凝膠劑A樹脂水溶液為宜。

1.5.4攪拌速度的確定

攪拌漿的剪切速度對最后形成的膠體外觀，特別是膠體的緊密度有很大的影響，一般攪拌剪切速度越大，形成的膠體緊密度就越高，膠體的外觀就越透明。但過高的攪拌速度、過長的攪拌時間會造成膠體黏度的永久損失，所以，針對具體的攪拌槳尺寸，選擇合適的攪拌速度、攪拌時間是制成本凝膠消毒劑關鍵。

1.6 殺菌試驗方法

菌懸液的制備和中和劑載體定量鑒定試驗按殺菌試驗的程序進行試驗。試驗3次重復均符合《消毒技術規范》(2002年版)的要求，則中和劑的成分及其濃度均合格[1]。

1.7 黏度測定

使用NDJ-1旋轉黏度計，對凝膠消毒劑的黏度進行測定，測定溫度為(25±1)℃，測定時間為5 min。

1.8 pH值測定

取2 mL凝膠消毒劑樣品溶于2 mL去離子水中，攪拌均勻后得混合溶液，用電子pH計測定混合溶液的pH并記錄，每組樣品重復測定3次。

2 實驗部分

2.1 原料的選取

2.1.1消毒、殺菌劑的選取

常用的皮膚消毒劑有乙醇、過氧乙酸、碘伏、季銨鹽等。乙醇是一種常用消毒劑，它殺菌迅速，揮發后在手上無殘留物，但能去除皮膚上的油脂，使用后皮膚干燥。醇類消毒劑性質穩定，可與其它消毒劑復配，對殺菌起增效作用。其常用的殺菌濃度為65%～75%(v/v)，濃度過高或過低均會降低殺菌作用。

為增強殺滅細菌、病毒效果，加入了三氯生消毒成分，三氯生與乙醇的相容性好，具高效廣譜殺菌性能，對革蘭氏陽性菌和陰性菌、真菌、酵母及病毒均有抑制和殺滅作用[9,10]。

2.1.2凝膠劑的選擇

凝膠劑主要從增稠助懸效果、膠體透明度及皮膚感覺三個方面來選擇。常用的增稠劑一般有纖維素類、丙烯酸類及其聚合物類，植物膠、動物膠等。以卡波姆類為輔料制備的凝膠劑質地均勻，涂布在皮膚及黏膜上可形成透明的薄膜，無黏膩感，且釋藥作用迅速，作為新型的藥用輔料廣泛用于凝膠劑和乳膏劑中，已收載在《中國藥典》(2020版四部，第645頁)[11-13]。

卡波姆類分子結構中含52%-68%的羧酸基團，具有一定的酸性，其水分散體用堿中和后能使羧基離子化、負電荷相互排斥，使分子鏈彌散伸展呈極大的膨脹狀態，并具有非牛頓黏性的透明膠體特性。卡波姆類凝膠增稠效率高，使用后手感好，是合適的凝膠增稠劑。

配方中試驗了凝膠劑A型、助凝劑B型、助凝劑C和助凝劑D對膠體透明度，黏度及手感等效果，實驗情況如下：

由上表1可見，通過選擇凝膠劑A與助凝劑C復配可達到所需黏度及手感要求。

表1 不同助凝劑效果對比

2.1.3凝膠劑含量的確定

(a)凝膠劑A用量的確定

由上表2可知黏度隨凝膠劑A用量的增加而提高，平衡產品黏度及手感后凝膠劑A用量定在0.45%。

表2 助膠劑A用量與黏度的關系

(b)助凝劑C用量的確定

助凝劑C用量主要從改善產品揉搓手部皮膚的感覺來考慮，試驗了0.1%、0.125%、0.15%、0.25%四種用量，最后確定其用量為0.15%。

2.1.4中和劑及使用量的選擇

由于凝膠劑A為一種全合成聚丙烯酸化合物，含有大量游離羧基。中和使其離子化并沿著聚合物主鏈產生負電荷，同性電荷之間的相斥促使分子伸直膨脹而導致凝膠增稠。無機氫氧化物及水溶性有機胺是最佳的中和劑，生成的鹽必須溶于乙醇-水體系，另外胺鹽對皮膚溫和。因此有機胺D是一合適的中和劑。其使用量根據凝膠劑A的用量而定。

為平衡最終產品的pH、外觀透明度、黏度，實驗確定選用中和50%凝膠劑A時的有機胺D用量見表3所示。

表3 有機胺D中和凝膠劑A的中和度與產品外觀的關系

2.1.5保濕劑的選擇

乙醇對皮膚有一定的干燥作用，因此需加入一定量的保濕劑來保護皮膚。甘油是常用的皮膚保濕劑，既能達到滋潤皮膚的作用，使用后皮膚無油膩感覺。

3 殺菌效果

3.1 有效成分濃度的確定

以含質量分數0.1%～0.4%三氯生和45%～70%乙醇配制四批凝膠消毒劑，依據《消毒技術規范》(2002年版)2.1.1.7細菌定量殺滅試驗和2.1.1.9真菌殺滅試驗方法，對載體上的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌作用1.0 min，分別計算殺滅對數值,結果見表4。

表4 三氯生-乙醇凝膠液消毒殺菌效果

表4結果表明，隨三氯生含量降低至0.2%以下殺菌作用下降，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌作用1.0 min，殺滅對數值分別為4.23、4.35、3.35及以下。考慮到三氯生使用限量及安全性，三氯生適宜使用量為0.3%(±0.05)，乙醇使用量為55%～60%，殺滅對數值>5。

3.2 作用不同時間的殺菌效果

以三氯生含量為0.3%(±0.05)，乙醇量為55%～60%配制品原液對載體上的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌作用不同時間并計算殺滅對數值，表5結果表明作用時間在0.5 min以上對3種細菌殺滅對數值均>5.0。

表5 三氯生-乙醇凝膠消毒液作用不同時間的細菌滅活對數值

3.3 手的現場消毒試驗結果

隨機選取醫護人員作為受試者。消毒前讓受試者雙手充分搓擦，用無菌棉拭沾濕采樣液對左手進行涂抹采樣，作為陽性對照。取3 mL本品置于受試者雙手，充分搓擦3 min進行消毒處理；消毒后用無菌棉拭沾規定的采樣液，對受試者右手作涂抹采樣，作為試驗組。計算消毒前后細菌總數并計算殺滅率,連續重復采樣30人次。試驗結果表明，用該消毒凝膠對醫護人員手擦拭消毒毒作用3 min，對手上自然菌平均殺滅率達到90%以上，手上殘留存活菌數符合國家衛生標準。

3.4 穩定性試驗結果

三氯羥基二苯醚醇消毒凝膠原包裝產品在37 ℃恒溫條件下儲存3個月，經對三個批次檢測結果表明，有效成分三氯生含量下降率為1.94%,乙醇含量下降率為3.51%。企業標準中三氯生含量為0.39%+0.06%(wt%),產品在存放過程中，三氯生含量會隨時間增加而濃度略有下降，測試結果符合實際情況。

4 結論

(1)通過對殺菌劑的復配，研制品具有快速殺菌的功效，殺菌效果均可達到消毒要求。

(2)通過對凝膠劑的復配和制備工藝條件的優化，研制品在膠體的性能、使用后的手感、產品的安全性方面，符合預期效果。

該凝膠消毒劑不僅殺菌作用快速、殺菌效果可靠，且儲存性能穩定，使用方便，適用于醫療衛生行業、食品和制藥行業工作人員手部皮膚消毒，更方便于旅游、野外作業和應急分隊攜帶使用(可免洗)，是一理想的手部皮膚消毒產品。