双胍类消毒防腐剂的应用
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摘要：根据双胍类消毒防腐剂的相关文献，对双胍类作为消毒防腐剂的应用，杀菌及防腐效果做一综述，为将双胍类作为抑菌剂在滴眼剂中应用提供一定的参考。
关键词：双胍；消毒剂；防腐剂；应用
中图分类号：R979.7文献标识码：A文章编号：1672-979X(2008)07-0044-04
Application of Biguanide as Disinfectant and Antiseptic
LI Chuan-qiu1,2 ,HE Yan-li2
(1. School of Pharmaceutical Science, Shandong University, Jinan 250012, China; 2. Shandong Bausch&Lomb Freda Pharm. Co. ,Ltd., Jinan 250014, China)
双胍类物质在全球应用已有半个世纪。归纳起来，作为消毒防腐剂的双胍类大致分为三类：烷基双胍、芳基双胍和聚合双胍。其中烷基双胍具有抗菌、抗糖尿病等多种生物活性，二甲双胍（metformin）就是一种有效的降血糖药物。芳基双胍氯己定传统上是用在漱口水中的杀菌剂。随着隐形眼镜的大量使用，以聚亚己基双胍（polyhexamethylene biguanide，PHMB），聚氨丙基双胍（polyaminopropyl biguanide，PAPB）等双胍类聚合物为主的消毒剂，在隐形眼镜护理液中广泛应用[1，2]。双胍中的胍基团是有效的活性基团，可以与生物体中的基团或元素相互作用，破坏其正常的物质和能量代谢。因此，双胍类化合物常用作消毒剂和防腐剂。双胍类消毒防腐剂广谱抗菌、低浓度高效能的特点，国外文献资料中有大量报道，但国内对其报道较少。本文就双胍类消毒防腐剂的应用及抗菌功效的测定作一综述。
化学灭菌有气体灭菌和液体灭菌。化学灭菌所使用的化学药品称为化学灭菌剂。其中，用于液体灭菌的灭菌剂为消毒剂，消毒剂只用于少部分外用制剂中[3]。理想的化学消毒剂应具备以下几个条件[4]：（1）杀菌谱广；（2）有效浓度低；（3）作用速度快；（4）性质稳定；（5）易溶于水；（6）不易受有机物、酸、碱及其他化学因素和物理因素的影响；（7）对物品无腐蚀性；（8）无色无味，无臭，消毒后易除去，不残留；（9）毒性低，不易燃易爆，使用无危险；（10）可在常温下使用；（11）价格低廉；（12）便于运输，可大量供应。
虽然多年来国内外研究者对化学消毒剂进行了广泛的筛选，但至今没有发现一种能满足上述全部条件的消毒剂。因此，在消毒时需要根据消毒目的和消毒对象的特点，选用合适的消毒剂[4]。双胍类可根据其浓度的高低分别用作消毒剂和防腐剂。
1双胍类消毒防腐剂的应用
1.1作为消毒剂用于漱口水
双胍类消毒防腐剂如醋酸氯己定，是一种阳离子消毒剂，与细菌有明显的亲和力，具有较好的抑菌和杀菌效果，而且无毒性，是良好的消毒防腐剂[5]。因为它杀菌效力强，局部刺激性小及过敏反应少见，尤其是厌氧菌如致龋齿的变形链球菌高度敏感，所以传统上作为消毒剂用在漱口水中。Chawner等[6]证实双胍啶（alexidine）与氯己定抗菌效果好，对微生物(包括细菌、真菌和病毒等) 有杀死或抑制作用。双胍类还能够治疗龋齿，抗牙菌斑，抑制牙结石的形成。实验证明：氯己定漱口水用后作用时间长达7 h之久，双胍啶漱口水用后作用时间长达5 h。与其他漱口水比较，双胍类漱口水作用时间最长。但是双胍啶漱口水有易使牙齿、舌变色，口腔黏膜有轻微的酸痛，味觉受干扰等不良反应。
1.2作为消毒剂用于消毒液和多功能护理液
双胍类护理液主要活性成分为氯己定、PHMB、PAPB，通过与细胞内的含磷酸盐分子结合，从而阻断微生物的核糖核酸功能。但此3种双胍的作用机制不完全相同[7]。PHMB的胍基具有很高的活性，使聚合构成正电性，很容易被呈负电性的各类细菌、病毒所吸附，从而抑制了细菌病毒的分裂功能，加上聚合物形成的薄膜堵塞了微生物的呼吸通道，使微生物迅速窒息死亡[8]。崔玉杰等[9] 采用动物毒性试验方法，进行了实验室毒理学试验，观察PHMB复方消毒剂的毒性，试验结果证明PHMB无毒、无刺激性，也无致突变、无致微核作用和无致敏作用。博视顿先进护理液[2] (美国波利玛科技公司生产)以PAPB为消毒剂，主要用于保湿、浸泡、消毒隐形眼镜。实验证明该隐形眼镜护理液具有良好的消毒效果。日洁全功能隐形眼镜护理液（以PAPB为消毒剂）检测结果表明[1]，该护理液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的平均杀灭率均达到99.90%以上。用PHMB为消毒剂的护理液进行对细菌繁殖体、酵母菌、霉菌杀菌效果实验研究 [10]：作用2 h，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的杀灭对数值均大于3.00，对白色念珠菌、茄科镰刀霉菌的杀灭对数值均大于1.00，实验表明该护理液开封后可使用90 d。此结果与其他相关文献报道[11]基本一致。该护理液的杀菌性能符合GB19192- 2003的要求，可用于隐形眼镜的清洗、消毒、保存、。另外，双胍啶和PHMB联合应用，在低浓度下能杀灭微生物和真菌有效量，保持高水平的抗微生物活性，选择合适的缓冲液和表面活性剂会有增效作用。双胍啶消毒剂与隐形眼镜材料具有相容性，不会在镜片表面上积聚蛋白质、消毒剂及灰尘，不刺激眼组织。
双胍类消毒剂与软性接触镜片更为相容，杀菌功效更强。国外一些研究也证实了双胍类镜片护理液对软性镜片―硅树脂水凝胶镜片消毒效果非常好。但有两点值得注意：（1）由于软性接触镜片具有结合和浓缩大量液体、环境中的污染物、水中杂质以及镜片护理溶液中消毒剂和其他活性成分的特点，若使用不当，蛋白质沉积物及消毒剂与软性镜片材料结合及积聚，可能浓缩到有害浓度，当释放时，可能引起角膜发炎和对其他组织严重刺激。（2）表面活性剂使用不当或不以合适的比例使用，会降低消毒剂的活性，甚至两者发生沉淀。
1.3作为滴眼剂中的防腐剂
滴眼剂（eye drops）指药物制成供滴眼用的澄明溶液或混悬液，用以防治或诊断眼部疾病。防腐剂指防止或抑制病原微生物发育、生长的化学药品。一般将用于各类液体药剂和半固体制剂中的为防腐剂。多剂量包装滴眼剂，包括抗生素滴眼剂，如果其自身无足够的抑菌作用，都加有防腐剂 [12]。Rahman等[13]证实了多剂量包装无防腐剂滴眼液有潜在的污染危险。平时常用的滴眼剂一般为多剂量制剂，在使用过程中无法始终保持无菌，因此选用有效的防腐剂是十分重要的。防腐剂一定要合理应用，不合理应用不仅影响滴眼剂的质量，还可产生毒副作用[14]。研究发现长期滴用含有防腐剂的滴眼液能引起角结膜上皮细胞的毒性反应[15]。因此，长期使用的滴眼剂，如抗青光眼及白内障等滴眼剂，其防腐剂的毒性反应及对眼组织的损害不容忽视。
防腐剂主要通过以下机制对角膜、结膜的细胞和组织造成损害：（1）破坏泪膜稳定性或直接损害对泪膜稳定性起重要作用的上皮细胞微绒毛；（2）破坏上皮细胞之间的紧密连接；（3）抑制细胞的有丝分裂；（4）促使结膜下的淋巴细胞向浆细胞转化和聚集；（5）免疫机制引起炎症、过敏反应。IL-6、IL-8和IL-l0是3种主要参与炎症反应的白细胞介素，正常的结膜上皮细胞不表达细胞间黏附分子-1和人类白细胞抗原DR。研究发现[16]，应用含防腐剂的噻吗洛尔组人类白细胞抗原DR阳性的结膜细胞、表达IL-6的细胞含量较应用无防腐剂的对照组增加；（6）超氧化离子介导导致眼部损害[17]。
理想的防腐剂特征[18]，可总结如下：广谱，作用快速，选择性作用于微生物而不和药剂组成成分反应，对患者无刺激，无毒性，在药品保质期内稳定且有效。单一的抑菌剂，经常因为处方的pH值不适合，或与其他成分有配伍禁忌，不能达到理想的目的，尤其是杀灭铜绿假单胞菌，效果不理想。因此有必要采用复合的防腐剂发挥协同作用来提高防腐效能。双胍类具有理想的防腐剂特征，应用到滴眼剂中作防腐剂，将会大大降低对眼表毒性。Xia[19]发明了包含双胍啶、芦荟的眼科组合物，加入其他活性成分作为一种滴眼液，增加了患者的适应性。
1.4作为其他产品的消毒防腐剂
双胍类产品还用于牙膏、化妆品、面部清洗剂、洗手液、消毒皂、果蔬储存等的消毒防腐剂。
2双胍类消毒防腐剂几个检测指标
2.1含量测定
目前，无论食品还是药品，添加防腐剂是防止微生物污染的有效方法。但是，过量的防腐剂对人体的安全性有很大的影响，因此，各国对防腐剂使用限量和范围作了严格的规定。目前，防腐剂的检测常用高效液相色谱法、气相色谱法等方法，以测定其在产品中的含量来评价[20]，这类方法测定的结果只能定量而不能直接反映出该类产品中防腐剂的实际防腐效果。
2.2杀菌效果测定
利用悬液定量杀菌或载体定量杀菌试验对双胍类消毒防腐剂的杀菌效果进行测定，国内已有多篇论文报道。王冰妹等[8]用悬液定量杀菌试验, 以含 13 500 mg/L PHMB消毒液，筛选出的中和剂为0.3%卵磷脂、2.0%吐温-80、0.5%硫代硫酸钠、0.1%组氨酸、1.0%皂基的胰蛋白胨生理盐水溶液；对悬液内大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作用15min，杀灭对数值＞5.00；PHMB消毒液含量13 500mg/L作用15 min，对木质物体表面的平均杀灭数值＞3.40。张玮等[21]用载体定量杀菌试验, 对以PHMB为主要杀菌成分的克大克消毒液进行杀菌效果研究。结果是以含2 000 mg/LPHMB消毒液作用3 min，对载体上金黄色葡萄球菌和大肠杆菌平均杀灭率达99.99% 以上；用3 750 mg/L该消毒液作用5 min，对白色念珠菌杀灭率达99.99%以上。结果显示: PHMB是一个杀菌效果很好的消毒剂。
2.3防腐效力测定
防腐剂的防腐效力受多种因素影响，影响防腐剂有效性的因素为溶液的pH、容器及包装等。因此，防腐剂使用过程中需要测定其防腐效力。常用美国药典规定的抗微生物防腐效力测定方法[22] 来证实防腐剂的功效和确定护理液或滴眼剂中防腐剂的最低质量浓度。陆龙喜等[2]用此法进行防腐效力测定，结果表明：PHMB对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌有持续抑菌作用，在第14日和第28日，初始活菌数对数值与试样含菌量对数值之差均大于3.0，符合标准要求。
3展望
国外对双胍类消毒防腐剂在隐形眼镜的多功能护理液、滴眼剂中的应用较多。它不仅能联合应用，增强抗菌效果，还能与其他活性成分一起使用，增加适应性，因此应用前景广阔。但在国内有关双胍类的应用较少，将它作为防腐剂用于滴眼剂中至今未见报道。凌沛学等[23]报道了在滴眼剂中加玻璃酸钠能降低防腐剂的不良反应。 张琛等[24]实验证明了防腐剂对兔角结膜上皮细胞毒性及玻璃酸钠的保护作用。因此，在滴眼液中能否以低浓度的双胍类作为防腐剂并加入玻璃酸钠，增加抗菌效果及产品的舒适性，正进一步研究。
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