Środki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym

Prezentacja na temat: "Środki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym"— Zapis prezentacji:

1 Środki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym
WYKŁAD 2 2. Środki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym Wstęp Powłoka ochronna skóry jest siedliskiem saprofitów, które stanowią barierę ochronną przed mikroorganizmami patogennymi. Wśród nich są bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne, a ich obecność przyczynia się do destabilizacji pH powierzchni skóry, które wynosi 5-6. Mikroorganizmy te wydzielają amoniak, który powoduje lipolizę związków tłuszczowych i uwalnianie kwasów tłuszczowych. W preparatach kosmetycznych (dezodorantach, środkach przeciwłupieżowych, pastach do zębów) o działaniu przeciwdrobnoustrojowym środki te hamują rozwój drobnoustrojów patogennych i spełniają funkcję konserwantów w kosmetykach.

2 2.1.1. Kwasy i ich pochodne Działanie przeciwdrobnoustrojowe kwasów organicznych polega na obniżaniu wartości pH do wartości niefizjologicznych dla mikroorganizmów (pH 4.5 – 9.0). Stosuje się kwasy: propionowy (XXVII) w postaci wolnej i soli (Ca i Na, stężenie 2%), 10-undecylowy (XXVIII) (stężenie 0.2%), które mają działanie przeciwgrzybiczne i bakteriostatyczne) i sorbinowy (XXIX) (w stężeniu do 0.6%) w postaci estrów (z dodatkami – antyutleniaczami), kwas mrówkowy (w stężeniu do 0.5%) – ma właściwości drażniące i powoduje przekrwienie skóry, stąd używany jest w odżywkach do włosów i w łojotoku i łupieżu.

3 Inne stosowane kwasy to: fenoksyoctowy (XXX) – antyseptyk i fungicyd (składnik wód do włosów i twarzy i kwaśnych kremów). Kwas benzoesowy jest wydajnym środkiem już w stężeniu 0.1%, jego pochodne 2-hydroksy– (kwas salicylowy) i 4-hydroksy– są używane w szamponach i preparatach do pielęgnacji jamy ustnej i zębów. Estry kwasu 4-hydroksybenzoesowego są aktywne przeciw drożdżom i pleśniom i są stosowane w stężeniach poniżej 0.4% pod nazwami handlowymi Parabene, Nipagine, Parasept, Solbrole itp.

4 2.1.2. Aldehydy Działanie bakteriobójcze aldehydów (grupa charakterystyczna – CHO) jest związane z ich aktywnością chemiczną w układach biologicznych. Aldehydy są reaktywne w stosunku do grupy aminowej (UWAGA – fosforan pirydoksalu; budowa i funkcje). Aldehydy tworzą z wolnymi grupami aminowymi białek połączenia międzyłańcuchowe w reakcji:

5 Ta reakcja kondensacji prowadzi do asocjacji kowalencyjnej białek, a efektem jest kurczenie się błon komórkowych, wzrost ciśnienia komórkowego i obumieranie komórek. Szereg innych reakcji ubocznych powoduje, że aldehydy są zabójcze dla komórek, w tym mikroorganizmów. Dlatego w wyrobach kosmetycznych czasami stosuje się formaldehyd HCHO (35-40% roztwór to formalina), najczęściej w postaci spolimeryzowanej (poliformaldehydu o wzorze H(OCH2)nOH, gdzie n = 8-100). Z tego polimeru, podobnie jak z urotropiny (XXXV) lub chlorku N-(3-chloroallilo)heksaamoniowego (XXVI) formaldehyd jest uwalniany powoli, jako skutek ich rozkładu.

6 2.1.3. Fenole Fenole są podstawowymi środkami konserwującymi w kosmetykach. Bakteriobójcza aktywność fenoli jest związana z ich zdolnością do denaturacji białka. Fenol (XXXVII) jest stosowany w mydłach i szamponach w stężeniu <1%. Fenol jednak wchłania się do organizmu przez nieuszkodzoną skórę i przez to jest szkodliwy. Jego obecność w kosmetykach musi być zaznaczona na etykiecie opakowania. Obecnie stosuje się jako konserwanty pochodne fenolu, a w szczególności mniej toksyczne, ale skuteczniejsze alkilofenole, jak XXXVIII (stosowany w stężeniu <0.1%), pochodne z chlorem w pozycji para (XL - XLIII), z podstawnikiem aromatycznym w pozycji orto (XLIV – XLV), oraz pochodne difenylometanu (XLVI – XLVII).

7 PCMC stosuje się w mydłach i preparatach dezodorujących w stężeniach 0
PCMC stosuje się w mydłach i preparatach dezodorujących w stężeniach 0.2%, natomiast pochodną XLII stosuje się w pastach do zębów. PCMX występuje pod nazwami technicznymi PCMX, Benzytol, Detto, Chloroxylenol i jest silniejszym środkiem przeciwdrobnoustrojowym niż fenol czy krezol, lecz mniej drażni skórę. Stosuje się go w stężeniach <0.5%, jest aktywny w stosunku do bakterii rozkładających wydzielinę potną. Fenole, podstawione w pozycji orto- są stosowane jako kilka pochodnych, w których drugi podstawnik aromatyczny jest połączony bezpośrednio (XLIV znany pod nazwą Dowicide 1) lub przez mostki eterowe (Triclosan, pod nazwami handlowymi Aquasept, Gamophen, Irgasan DP 300, Sapoderm, używany w stężeniach do 0.3%, nawet w preparatach dla niemowląt) lub przez mostki metylenowe (XLVI – XLVII). Chlorofen (Clorophene, Santophen 1, Septiphene, w stężeniach 0.2%) jest stosowany jako konserwant środkó1) kosmetycznych. Bromochlorofen jest łagodnym środkiem, tolerowanym przez błony śluzowe w stężeniach 0.1% i jest stosowany w pastach do zębów i preparatach do pielęgnacji jamy ustnej. Dichlorofen (G-4, Antiphen, Dicestal, Didroxane, Diphentane-70, Preventol) używany jest w stężeniach 0.2% jako środek przeciwgrzybiczny w szamponach, mydłach deodorujących i kremach do stóp.

8 2.1.4. Alkohole Alkohole jednowodorotlenowe denaturują białka przez zaburzenie wiązań wodorowych, działają niszcząco na drobnoustroje i wirusy, ale nie na ich formy przetrwalnikowe. Etanol w kosmetyce pełni rolę czynnika odkażającego (w stężeniach 50-70%) oraz rozpuszczalnikową olejków perfumeryjnych. Zamiennie stosuje się też izopropanol, który jest bardziej toksyczny dla drobnoustrojów; stosuje się go do w preparatach do włosów i płynach do golenia.

9 Chlorobutanol (XLIX; Chloretone, Methaform, Sedaform) jest ciałem stałym o zapachu kamforowym i jest konserwantem tolerowanym przez błony śluzowe (nawet oczu), jest stosowany w stężeniach do 0.5%. Dopuszczalne stężenie Bronopolu (L) jest 0.1%. Alkohol benzylowy jest aktywny przeciw bakteriom, drożdżom i pleśniom (LI) i jest stosowany w stężeniach 1%, natomiast jego pochodna LII (Dybenal) może być używana już w stężeniach 0.15%. 2-fenyloetanol (LIII) jest szczególnie skuteczny przeciw bakteriom Gram-dodatnim i może być stosowany jako rozpuszczalnik do barwników eozynowych. Fenoksyetanol (LIV, Phenoxethol) oraz fenoksypropanol (LV) stosowane w stężeniach do 1% są konserwantami mającymi zastosowanie w w wodach, kremach i szamponach, oraz jako repelenty. Ponadto Bronopol i fenoksyetanol są aktywnymi dezodorantami.

10 2.1.5. Związki rtęci Związki rtęci są toksyczne dla człowieka po dostaniu się do ustroju. Mają zdolność do kumulacji. Ich działąnie bakteriobójcze a szczególnie grzybobójcze jest szczególnie silne. Organometaliczne połączenia rtęci(II) (R = alkil lub aryl) blokują białka wiążąc się do atomu siarki reszty sulfhydrylowej cysteiny: Spośród stosowanych preparatów można wymienić tiomersal (Thiomersal, Merthiolate, Merzonin, Vitaseptol) oraz wolpar (Volpar, Phenylmercuric Acetate, PMA, PMAC, PMAS). Związki rtęci nie działają drażniąco na błony śluzowe i dlatego są stosowane w kosmetykach dekoracyjnych do oczu (w stężeniu do %).

11 Związki heterocykliczne
2.1.6. Związki heterocykliczne Wśród związków heterocyklicznych o działaniu przeciwdrobnoustrojowym znajdują się pochodne pięcioczłonowych: imidazolu, oksazolu i tiazolu i sześcioczłonowych pochodnych: piranu, dioksanu-1,4, pirydyny i pirymidyny. Działanie związków LVIII i LIX polega na powolnym uwalnianiu formaldehydu. W wyrobach kosmetycznych są stosowane w stężeniach 0.2%.

12 Germall 115 skutecznie niszczy bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne w szerokim zakresie pH, jest tolerowany przez błony śluzowe. Dwuskładnikowy Kathon CG ma również szerokie spektrum działania, jest stosowany w szamponach, preparatach do kąpieli i kremach, natomiast Kathon (inna pochodna izotiazolidynowa) jest znanym preparatem antygrzybicznym.

13 Kwas dehydrooctowy (DHA, LXII, pochodna piranu) tworzy się w wyniku dimeryzacji acetylooctanu etylu. Występuje pod nazwami DHA, DHS, methylacetopyrone, jest rozpuszczalny w alkoholach, glikolach i olejach roślinnych. Działa przeciw pleśniom i drożdżom, występuje też w pastach do zębów (dop. st. 0.6%). Dioksin jest rozpuszczalny w wodzie i alkoholach, stosowany przeciw pleśniom i bakteriom w st %. Bronikdoks jest stosowany w szamponach i płynach do kąpieli (dop. st. 0.1%).

14 Kaptan jest prawie nierozpuszczalny, ale jako silny środek antygrzybiczny jest stosowany w mydłach. Pochodne N-tlenku pirydyny (LXVI, dop. st. 0.5%) są stosowane jako sole sodowe w preparatach do jamy ustnej lub jako sól cynkowa w środkach przeciwłupieżowych. Inna pochodna (Pirokton, LXVII, Octopirox, dop. st. 0.5%) jest silnym środkiem przeciwdrobnoustrojowym a także przeciwłojotokowym i dlatego jest stosowany w preparatach przeciwłupieżowych.

15 Heksetydyna (LXVIII, Glypesin, Hexocil, Hextril, Sterisil) rozpuszcza się alkoholu i eterze naftowym. Jest stosowana jako środdek przeciwgrzybiczy (dop. st. 0.1%). Jest nietrwały związkiem i degraduje łatwo do Heksedyny (LXIX), która też jest stosowana jako środek przeciwbakteryjny.

16 Sole amoniowe i fosfoniowe
2.1.7. Sole amoniowe i fosfoniowe Kationy czwartorzędowych soli amoniowych (LXX) asocjują z ujemnie naładowanymi grupami fosfolipidów błony komórkowej, dzięki czemu reszty tłuszczowe tych kationów dobrze penetrują błony komórkowe drobnoustrojów. Hamują procesy enzymatyczne drobnoustrojów i asocjują z ich białkami. Przykłady: Cetrimid (LXXI) jest aktywny przeciw pleśniom i bakteriom Gram-dodatnim i formom przetrwalnikowym. Sacharynian benzalkoniowy (Rewoquat QA 100, LXXII) jest stosowany w pastach do zębów, bo jest słodki. Dopuszczalne stężenie soli tetralkiloamoniowych wynosi 0.1%. Sole amoniowe nie komponują się z mydłami i detergentami anionowymi.

17 Analogiem fosforowym soli tetralkiloamoniowych jest bromek dodecylo-trifenylofosfoniowy (LXXIII), który jest środkiem przeciwgrzybicznym, stosowanym do pielęgnacji stóp.

18 Pochodne guanidyny i inne związki
2.1.8. Pochodne guanidyny i inne związki Pochodne guanidyny uszkadzają błony cytoplazmatyczne drobnoustrojów. Przykładem jest LXXIV stosowany jako sól o dop. st. 0.3%. Chloroacetamid (LXXV, dop. st. 0.3%) jest stosowany w szamponach i wyciągach roślinnych, 1,2-dibromo-2,4dicyjanobutan (LXXVI, dop. st. 0.1%) nie może być stosowany w preparatach światłochronnych. Pochodne bromoalkilamidynowe (LXXVII, dop. st. 0.1%) dobrze rozpuszczają się w alkoholach.

19 Znanymi konserwantami są kwas borny, siarczyn sodu i jodan sodu
Znanymi konserwantami są kwas borny, siarczyn sodu i jodan sodu. Kwas borny nie powinien być stosowany, bo kumuluje się w organizmie, wykazuje działanie teratogenne, a jest słabym środkiem przeciwbakteryjnym. Dop. st. wynosi w preparatach do jamy ustnej 0.5%, w pudrach nawet do 5%. Siarczyn sodu w środowisku kwaśnym rozkłada się, uwalniając ditlenek siarki, który działa denaturująco na białka. Może być stosowany tylko w preparatach alkalicznych. Ponieważ jest reduktorem, więc jest stosowany po preparatach rozjaśniających włosy.

20 2.2. Dezodoranty Pocenie się jest istotą termoregulacji. Proces jest sterowany przez centralny układ nerwowy. Gruczoły potowe są rozmieszczone głównie pod pachami, na dłoniach i stopach (1 cm2 skóry ma 690 ujść gruczołów potowych), które w temperaturze 31°C wydalają pot z wydajnością mg/min. Skład potu: 99% to woda, resztę stanowią: chlorek sodowy i inne sole, mocznik, aminokwasy, kwasy tłuszczowe, kwas mlekowy, pirogronowy, urokaninowy, skatol i merkaptany. Odczyn potu: Nieprzyjemny zapach potu pochodzi od produktu bakteryjnego rozkładu składników organicznych do kwasu, masłowego (C4), kapronowego (C10), amoniaku, amin alifatycznych i aromatycznych i związków siarkowych. Dezodoranty zawierają głównie związki hamujące rozwój bakterii. Dodatkowo używa się też środków maskujących zapachy i antyhydrotyki. Środki przeciwbakteryjne nie mogą naruszać równowagi saprofitów na powierzchni skóry. Jako środki przeciwbakteryjne stosuje się rezorcyny, guanidyny, sole amoniowe, amfotenzydy i podchloryny.

21 2.2.1. Chlorofenole Tetrabromokrezol (LXXVIII) działa drażniąco, natomiast DCMX (LXXIX) nie wywołuje takich reakcji i jest stosowany w mydłach. Heksachlorofen (LXXX, Bilevon, Dermadex, Exofene, Hexosan, Surofene) działa mniej drażniąco na skórę niż sam fenol. Jest używany w dezodorantach, ale nie może być stosowany w preparatach dla dzieci i do higieny intymnej, bo łatwo wchłania się przez skórę. Dop. st. 1%. Pochodne fenolu i kwasu salicylowego (LXXXI) – salicylanilidy są stosowane w mydłach, szamponach i dezodorantach, dop. st. 1%. Heksylorezorcynol (LXXXII, Ascaryl, Saprokol, Crystodids, Gelovermin, Sucrets) może być stosowany jako składnik mydeł, działa jednak drażniąco na skórę.

22

23 2.2.2. Inne związki Chloroheksydyna (LXXXIII) jest stosowana raczej jako sole (chlorowodorki i inne), nie działa drażniąco, ma długi okres półrozpadu, komponuje się z mydłami, jest używana jako środek higieny jamy ustnej (Arlacide, dioctan: Chlorasept 2000, Nolvosan, diglukonian: CHlorhexamed, Bacticlens, Corsodyl, Gingisan, Hibiclens, Hibital, Peridex, Rotersept, Sterilon, Unisept). Triklokarban (LXXXIV) jest jednocześnie czynnikiem antyseptycznym i deodorującym, dlatego często jest wykorzystywany w mydłach.

24 Z kolei Laudacid (LXXXV) jest przykładem tenzydu kationowego o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Amfotenzydy betainowe (LXXXVI) są zarówno detergentami jak mają działanie przeciwbakteryjne, dlatego są często używane w preparatach higieny osobistej. Kwas usninowy (LXXXVII) jest pozyskiwany z roślin (z porostu Usnea barbata), jest dobrym środkiem przeciw saprofitycznym bakteriom Gram-dodatnim, wyciągi zawierają do 30% kwasu (Deo-Usnat, Usnagran).

25 Czynniki utleniające są często używane jako związki deodorujące
Czynniki utleniające są często używane jako związki deodorujące. Do celów kosmetycznych wykorzystuje się podchloryny i chloraminy (LXXXVIII). Chloramina T w środowisku wodnym rozkłada się do podchlorynu, który wydziela aktywny tlen. Jako dezodorant w kąpielach do stóp stosuje się prosty zasadowy podchloryn magnezu Mg(OH)OCl (Magnocid), którego 1% zawiesina o pH 10 ma silne właściwości dezynfekujące. Czynniki utleniające są często używane jako związki deodorujące. Do celów kosmetycznych wykorzystuje się podchloryny i chloraminy (LXXXVIII).

26 Czynniki, które nie wykazują działania przeciwbakteryjnego, lecz wiążą produkty rozkładu potu to na przykład kombinacja estru trietylowego kwasu cytrynowego z antyoksydantem BHT (Hydagen-DEO, 1-2%).

27 2.3. Środki przeciwłupieżowe
Łupież jest schorzeniem, którego przyczyną jest podwyższona mitoza skóry owłosionej, podwyższona sekrecja gruczołów łojowych i/lub nasilona aktywność mikroorganizmów w obrębie skóry objętej łupieżem. Prawdopodobieństwo wystąpienia łupieżu jest największe w zimie, w wieku lat. Rolą kosmetyków antyłupieżowych jest łagodzenie objawów. Środki przeciwłupieżowe podawane są w szamponach. Ich rola polega na regulacji procesu tworzenia korneocytów owłosionej skóry i hamowaniu aktywności bakterii odpowiedzialnych za lipolizę. Powinny też działać keratoplastycznie i keratolitycznie.

28 Aktywne preparaty: Pochodne kwasu 10-undecylenowego. Amidy kwasu 10-undecylenowego są bezwonne, dobrze tolerowane przez skórę (Rewocide, Fungicide, Contradan A)

29 Pochodne N-tlenku pirydyny wykazują aktywność przeciwbakteryjną, przeciwgrzybiczną i keratolityczną. W szamponach przeciwłupieżowych stosowany jest dipyriton (XCI, Pyrion-Disulfid, Omadine Disulfide, OMDS, dipyrythion). Stosuje się też sól cynkową (XCII) ma dodatkowo działanie przeciwłojotokowe.

30 Pochodne imidazolu odgrywają rolę czynników przeciwgrzybicznych, jak np. ketokonazol (Fungarest, Fungoral, Ektoderm, Ketoisdin, Nizoral, Orifungal M, Panfungol) i bajpiwal, które są stosowane w stężeniach do 2%.

31 Pochodne fenoli, w szczególności rezorcyna i jej monooctan (XCV) są stosowane w ilościach 0.5-1%, ester działa przeciwłojotokowo i hamuje wypadanie włosów.

32 Siarka ma właściwości keratolityczne i keratoplastyczne a stosowana w szamponach działa przeciwłojotokowo. W preparatach S musi być dobrze rozdrobniona (ziarna średnicy 20 m). W kontakcie ze skórą S redukuje się do wielosiarczków i siarkowodoru. Wielosiarczki rozpuszczają keratynę, usuwając w ten sposób zrogowacenia naskórka, a siarczki zabijają bakterie, grzyby i pasożyty skórne. Siarka jest dodawana do kremów i pudrów. W płynach występuje razem z solubilizatorami. Często stosuje się siarkę w postaci organicznie związanej, np. ichtiol (Amsubit, Biosulfocos, bitumom, Ichtammol, Lithol, Pisciol, Plesocid, Saurol, Thiolin). Ichtiol jest produktem sulfonowania (i zobojętnienia amoniakiem) oleju bitumicznego, bogatego w tiofen (XCVI) i jego pochodne alkilowe. Ichtiol jest lepkim olejem, mieszającym się z wodą, tłuszczami, gliceryną i wazeliną. W szamponach reguluje gruczoły łojowe.

33 Siarka ma właściwości keratolityczne i keratoplastyczne a stosowana w szamponach działa przeciwłojotokowo. W preparatach S musi być dobrze rozdrobniona (ziarna średnicy 20 m). W kontakcie ze skórą S redukuje się do wielosiarczków i siarkowodoru. Wielosiarczki rozpuszczają keratynę, usuwając w ten sposób zrogowacenia naskórka, a siaczki zabijają bakterie, grzyby i pasożyty skórne. Siarka jest dodawana do kremów i pudrów. W płynach występuj erazem z solubilizatorami. Często stosuje się siarkę w postaci organicznie związanej, np. ichtiol (Amsubit, Biosulfocos, bitumom, Ichtammol, Lithol, Pisciol, Plesocid, Saurol, Thiolin). Ichtiol jest produktem sulfonowania (i zobojętnienia amoniakiem) oleju bitumicznego, bogatego w tiofen (XCVI) i jego pochodne alkilowe. Ichtiol jest lepkim olejem, mieszającym się z wodą, tłuszczami, gliceryną i wazeliną. W szamponach reguluje gruczoły łojowe.

34 Spośród produktów pochodzenia naturalnego w artykułach przeciwłupieżowych używa się smoły po destylacji drewna drzew liściastych. Dziegieć brzozowy zawiera np. pirokatechol (XCVII) i jego metylowy ester, gwajakol. Mydła i szampony przeciwłupieżowe mogą zawierać smoły, ale tylko po destylacji drewna.