XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние антисептиков на рост и развитие бактерий
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В условиях эпидемии COVID-19 гигиена рук приобрела первостепенное значение. Во всем мире резко увеличился спрос на антисептики. Антисептические средства включены в перечень товаров первой необходимости наравне с медицинскими масками, средствами гигиены и детскими товарами.
Меня заинтересовал вопрос: действительно ли необходимо обрабатывать руки антисептическими растворами? И действительно ли антисептики предотвращают развитие бактерий?
Я решила выяснить практическим путем, какой антисептик обладает более сильными противомикробными свойствами?
Проблема исследования: неосведомленность людей об антисептических средствах, которые не прекращают рост бактерий.
Объект исследования: антисептические средства.
Предмет исследования: эффективность антисептических средств.
Цель: иследование состава антисептиков и их влияния на рост и развитие бактерий.
Задачи:
- изучить литературные источники об антисептиках и их влиянии на организм человека;
- изучить состав антисептиков;
- провести социологический опрос об использовании антисептиков;
- провести эксперимент по влиянию антисептиков на рост и развитие бактерий
Гипотеза: антисептические средства должны полностью останавливать рост бактерий.
Методы исследования:
- изучение литературных данных
-эксперимент
-наблюдение
-социологический опрос
Основная часть
Что такое антисептики?
Антисептик – это слово пришло из греческого. Дословно означает «против гноя». Идея применения противогнилостных веществ, заключается в предотвращении разлагающих процессов на участке открытой раны. Ситуация типична для ран, образовавшихся в результате серьезных ушибов или операции. Антисептик используется для предотвращения начинающихся изменений в крови. Воизбежании занесения бактерий в рану пациента, перед операцией медработники обрабатывают руки антисептиком.
Сам по себе антисептик – это специальный медикамент, который уничтожает бактерии, вызывающие гниение. Но они отличаются по свойствам. Есть антисептики, предотвращающие развитие микробных бактерий. А есть такие, которые полностью уничтожают вредоносные бактерии.
Антисептик – это медицинский препарат, действенность которого полностью доказана очень давно. Антисептик, который имеет свойство полностью убивать микробы, в медицине называется противовирусным (или антивирусным) препаратом[6].
Какое действие оказывает антисептик?
Бактериям для активного роста и развития требуется благоприятная окружающая среда. Им нужны вода, воздух и определенный температурный уровень. Любая хозяйка хоть раз в жизни сталкивалась с подобной средой в процессе консервации. В качестве еще одного примера можно привести практику бальзамирования. Всем известны истории о египетских мумиях, которых нашли в отличном состоянии. Это означает, что такое вещество, как антисептик, использовалось уже сотни лет назад.
Еще до того как было составлено научное понятие о бактериях и вирусах, внимание медиков было зафиксировано на том, чтоб постараться остановить или предотвратить процесс гниения плоти. На заре подобных практик количество необходимых веществ вычисляли интуитивно. Методика, разумеется, была не совсем точной, но не зря ведь говорится, что все приходит с опытом. Требуется только практика. На сегодняшний день антисептики расцениваются по тому, какое влияние они оказывают на различные виды микробных бактерий, их споры и так далее. Чтоб сравнить уровень воздействия, за «эталон» берется раствор фенола. Таким образом, мы пришли к тому, что антисептик не только обеззараживает, но и предотвращает процесс гниения.[3]
Виды антисептиков
Антисептики обычно классифицируются по их химической структуре. Все типы дезинфицируют кожу, но у некоторых есть дополнительное использование. Общие типы с различным использованием включают в себя:
1.Хлоргексидин и другие бигуаниды. Используются на открытых ранах и для ирригации мочевого пузыря.
2.Антибактериальный краситель. Помогают лечить раны и ожоги.
3.Перекись и перманганат. Часто используются в антисептических полосканиях рта и на открытых ранах.
4.Галогенированное производное фенола. Это используется в медицинских мылах и чистящих растворах.
Самые популярные антисептики
Борная кислота
Используется в составе специальных медицинских свечек, которые предназначаются для излечения различных половых инфекций. К примеру, борная кислота хорошо работает против герпеса. Часто это вещество используют в противоожоговые мази или специальную жидкость, в которой хранятся глазные линзы.
Глюконат хлоргексидина
Рекомендованная насыщенность – 0,5-4%. Вещество допускается использовать как само по себе, так и с добавлением спиртов. Применяется как кожный антисептик. Популярен для излечения гингивита.
Зеленка
Или же бриллиантовый зеленый. Препарат, который найдется в любой домашней аптечке. Принято применять для обеззараживания небольших ранок, нарывов, гнойничков. Уничтожает бактерии. Во влажном климате антисептик зеленка показывает лучшие результаты, так как имеет эффект подсушивания ранки.
Йод
Зачастую используется в лекарственных растворах, типа «Люголь». Данный антисептик применяется как до, так и после операции. Обрабатывать небольшие ранки не советуют, ведь йод способствует тому, что на коже образуются рубцы. Самое большое достоинство этого антисептика в высокой степени уничтожения вирусов. Способен устранять даже бактериальные споры.
Мирамистин
Считается лучшим антисептиком современности. Антисептик используют для рук, для горла и для профилактики венерических заболеваний. Применяется не только для излечения, но и для предупреждения бактериальных, вирусных и грибковых инфекций. Мирамистин назначается врачами для лечения ОРВИ, и для горла, пациенты хорошо отзываются об этом препарате. Действенен против воспалительных и гнойных бактерий, герпеса и так далее. Уровень активности вещества не зависит от сосредоточения микробов.
Перекись водорода
Данный антисептик чаще всего встречается в домашней аптечке. Для очистки и дезодорирования ран. Имеет большую популярность в обработке бытовых царапин. В аптеке можно приобрести растворы 3 и 6%.
Соединения аммония
Они же – четвертичные аммониевые соединения (или ЧАС). В них содержится целый перечень химических веществ. К примеру, хлорид бензалкония добавляют в отдельные обеззараживающие препараты. Он нужен для обработки кожных покровов перед оперативным вмешательством. Применяется также для пропитки специальных салфеток. Воздействие соединений аммония после применения антисептика для рук можно деактивировать обычным мылом.
Спирт
Самый любимый народный антисептик для рук и не только. Используется сразу несколько разновидностей – изопропиловый, пропиловый, метилкарбинол. Насыщенность 60-90%. Применяются как чистые спирты, так и комбинированные. Требуются для обеззараживания кожи перед введением инъекций либо операционным вмешательством. Нередко упомянутые спирты используются с йодовой настойкой или же с такими веществами, подобными по свойствам Хлоргексидину.
Фенол
Раствор данного вещества доктора используют для дезинфекционной обработки рук перед началом операционного вмешательства. Часто назначается, как полоскание для ротовой полости или горла. Фенол в виде порошка используется для заживления пупочка. Он не только обеззараживает рану, но и снимает боль.[2]
Значение антисептика в жизни человека.
Значение в медицине
В области лечения людей такой препарат, как антисептик, имеет особое значение. До возникновения современных достойных препаратов для обеззараживания, в основном использовалась так называемая механическая очистка.
Проводилась она посредством вскрытия гнойников. Во второй половине восемнадцатого века появилась микробная теория гниения. На ее основе была создана медицинская работа, где подробно раскрывались антисептические нюансы в хирургическом ремесле. Автором этой работы стал Джозеф Листер – основатель хирургической антисептики. Особо пристальное внимание уделялось карболовой кислоте. Это был настоящий прорыв. Совершенно новая вариация, помогающая излечивать не только гнойные образования, но даже открытые раны и переломы костей. Суть способа заключалась в следующем: раны закрывались специальными повязками, смоченными в растворе карболовой кислоты. Именно работа Листера помогла найти действенный препарат для борьбы с инфекциями. Для каждого варианта ранений был свой вариант раствора. Пятипроцентный использовался для наложения повязок, а двухпроцентный – для обработки операционных инструментов, материалов и рук врача. Стоит признать, что у антисептиков Листера было не только много поклонников, но и достаточно противников. Причина заключилась в аллергической реакции – раздражении, которое проявлялось не только на коже пациента, но и на руках доктора.
Потому работы по поиску путей улучшения непрестанно продолжались. И уже через двадцать пять лет была открыта новая антисептическая методика. И итоги, к которым произвело данное открытие, действительно впечатляли. Но было принято решение не останавливаться на достигнутом. И изучение продолжилось.
Совсем скоро медицине был предложен совершенно новый антисептик, который уже не оказывал такого токсичного влияния на человеческий организм. Такое же вещество было решено использовать для обработки операционных инструментов и материалов.
Использование антисептиков вне медицинской сферы.
Антисептик можно использовать не только в медицине. Но также, к примеру, и в области пищевой промышленности. По обыкновению – это так называемые антисептики-консерванты, кислоты. Как, например, уксусная или лимонная кислоты. Именно за их счет консервированная продукция хранится так долго.
Антисептики применяют и в строительной сфере, особенно с целью защиты деревянных конструкций. Его так и называют – антисептик для древесины, его добавляют в состав лаков и красок. Это помогает устранить сапрофитов. Древесный антисептик оказывает посильную помощь при борьбе с гниением, горением и плесенью. Также, антисептики помогают продлить срок хранения древесины. Лессирующий антисептик не только сохраняет свежесть дерева, но и акцентирует внимание на ее красоте.
Не менее популярны антисептики и в быту. Часто они включаются в состав бытовой химии. К примеру, добавляются в моющие средства, а также в вещества для обработки помещений.[1]
Преимущества и недостатки
Преимущества:
1.Дезинфекция слизистых оболочек. Антисептики можно наносить на мочеиспускательный канал, мочевой пузырь или влагалище, чтобы очистить область перед установкой катетера. Они также могут помочь в лечении инфекции в этих областях.
2.Чистка кожи перед операцией. Антисептики наносятся на кожу перед любой операцией для защиты от любых вредных микроорганизмов, которые могут быть на коже.
3.Лечение кожных инфекций. Эти безрецептурные антисептики, чтобы снизить риск заражения при небольших порезах, ожогах и ранах. Примеры включают перекись водорода и спирт.
4.Лечение инфекций горла и рта. Некоторые средства для горла содержат антисептики, которые помогают при ангине из-за бактериальной инфекции.
Недостатки:
1.В некоторых случаях тот или иной антисептик может вызвать раздражение, зуд, аллергическую реакцию. Наблюдается у людей с предрасположенностью к аллергическим реакциям на какой-то из элементов состава средства.
2.Исследования показали, что Антисептики для рук с высоким содержанием этилового спирта могут всасывается в кожу и чрезмерно высушивать ее.
3.Неприятная отдушка, в некоторых антисептических средствах после нанесения на руки, появляется резкий неприятный спиртовой запах.
4.Антисептики для рук на основе геля при неоднократном использовании могут вызывать эффект липких рук.
Являются ли антисептики безопасными?
Некоторые сильные антисептики могут вызвать химические ожоги или сильное раздражение при нанесении на кожу без разбавления водой. Даже разбавленные антисептики могут вызывать раздражение, если они остаются на коже в течение длительного времени. Этот вид раздражения называется раздражающим контактным дерматитом.
Врачи рекомендуют использовать антисептик в домашних условиях не более недели и избегать использования безрецептурных антисептиков для более серьезных ран, таких как: травмы глаз, укусы человека или животных, глубокие или большие раны, сильные ожоги, раны, содержащие посторонние предметы. С ними лучше всего обращаться к врачу или в клинику неотложной помощи.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов запретило использование 24-х ингредиентов в антисептических средствах, отпускаемых без рецепта, начиная с 20 декабря 2018 года. Это связано с обеспокоенностью по поводу того, как долго эти ингредиенты могут оставаться в организме, и отсутствием доказательств их безопасности и эффективности. Помимо триклозана, большинство этих ингредиентов не присутствуют в обычных антисептиках, поэтому запрет не оказывает большого влияния на имеющиеся в настоящее время антисептики. Производители уже начали обновлять свои продукты, чтобы удалить триклозан и прочие запрещенные ингредиенты.[5]
Социологический опрос.
Для того, чтобы узнать пользуются ли антисептиками учащиеся нашей школы, я провела опрос, который включал в себя 5 вопросов: 1) пользуетесь ли вы антисептиком? 2) каким видом антисептика вы пользуетесь (спиртовой раствор, спрей, гель)? 3) какой фирмой антисептика вы пользуетесь? 4) Как вы думаете, убивает ли антисептик бактерии?
Из анкетирования я узнала, что 96%- опрошенных пользуются антисептиком в повседневной жизни.
38%- пользуются гелем, 24%- пользуются спиртовым раствором, 38%- пользуются спреем.
В среднем, использование в сутки антисептиком, составляет 5 раз. Из опроса я выяснила, что большинству людей не важна фирма антисептика, только 11% из 100 задумываются над тем, какие антисептики они используют. На вопрос «Убивает ли антисептик микробы?» 25%- ответили да, 75%- ответили нет.
Экспериментальная часть
Чтобы узнать все ли антисептики одинаково действуют на рост и развитие бактерий я провела эксперимент.
Подготовительный этап:
Для проведения эксперимента я подготовила ватные палочки, питательную среду Агар - Агар, чашки Петри, различные антисептики. При работе с питательной средой, нужно быть очень аккуратной, простерилизовать чашки Петри, хранить их в холодильнике, чтобы не занести на поверхность среды лишние микроорганизмы.
Я решила вырастить бактерии с различных поверхностей до обработки антисептиком и после обработки. Для этого мне понадобилась среда для выращивания бактерий. Я выбрала агар. Агар-желеобразная субстанция, используемая для выращивания культур бактерий. Делается агар из красных и бурых водорослей, он представляет собой идеальную среду для многих разных видов микроорганизмов. Иногда в агар добавляют и другие вещества типа овечьей крови, если целью стоит добиться более бурного роста микроорганизмов.
Я взяла попошковый агар. На 200мл воды потребовалось 1 чайная лошка агара. Нагрела воду в алюминиевой ёмкости до 60 градусов и поместила чайную ложку агара, довела до кипения, кипятила несколько минут, пока жидкость не стала прозрачной. Соблюдая все меры безопасности, разлила агар по чашкам Петри. Чашки Петри - небольшие плоские чашки из стекла или прозрачного пластика. У чашек Петри есть две части, верхняя и нижняя, они вставляются друг в друга, что служит для защиты культуры микроорганизмов от воздуха и прочих потенциальных источников загрязнения, а также сдерживает газы, выделяемые микроорганизмами в ходе фазы роста. Чашки Петри до этого были простерилизованы. Я залила питательную среду в нижнюю половинку чашки тонким слоем, только лишь покрывающим дно. Быстро закрыла чашку, чтобы не допустить попадания бактерий из воздуха. Затем, когда питательная среда застыла, перевернула чашки Петри, чтобы не было конденсации.
Основной этап:
После подготовки среды я поместила на неё бактерии. Для эксперимента я взяла прбы бактерий со школьных перил между вторым и третьим этажом и ручки школьной входной двери. По моему мнению, это места, где может находиться много бактерий. У меня получилось 10 чашек Петри, 2 контрольные, в которые я поместила пробы бактерий с поверхностей, не обработанных антисептиками. В 8 остальные чашки я поместила пробы бактерий после обработки участков разными антисептиками. В контрольную чашку Петри №1 ватной палочкой поместила пробу бактерий с перил. Затем обработала участки перил разными антисептиками, после обработки взяла пробы бактерий ватными палочками и поместила в подписанные чашки Петри. Каждый участок был обработан разным антисептиком.
В контрольную чашку Петри №2 я поместила пробу с ручки входной двери. Затем, обработала разные участки двери антисептиками, поместила пробы с каждого участка на питательную среду в подписанные чашки Петри.
Для образования колоний бактерий поместила чашки в тёмное сухое место в школьной лаборатории.
Я изучила состав антисептиков.
Антисептик №1. На этикетке производитель заявляет, что он убивает 99,9% микробов, проверим, так ли это на самом деле? В состав этого антисептика входит вода, глицерин, гидроксиэтилцеллюлоза, пропиленгликоль, карбамид, алкилдиметилбензиламмонийхлорид, дидецилдиметиламмониум хлорид, триэтаноламин, лимонная кислота, краситель.
Антисептик № 2. Этот антисептик используется в школе
Состав: полигексаметиленгуанидин гидрохлорид, дидецилдиметиламмоний хлорид .
Антисептик № 3. Состав: Спирт изопропиловый косметический 66%, вода демирализованная(<30%), глицерин(<5%), эфирное масло сосны(<1%), бензалкония хлорид(<0,05%)(приложение3).
Антисептик № 4. Состав: изопропиловый спирт (60%), вода, глицерин, карбомер, триэтаноламин (приложение 4).
После 5 дней я проверила результаты эксперимента. Больше всего колоний бактерий появилось в контрольной чашке, с пробой бактерий, взятой с перил (К1 перила). Результаты показали, что в этой чашке выросло 58 колоний бактерий (приложение 1). В контрольной чашке с пробой бактерий взятой с ручки входной двери (приложение 2) , выросло 36 колоний бактерий (К2 дверь). Данные участки не были обработаны антисептиками.
Меньше всего колоний бактерий выросло в чашке после обработки антисептиком №1. Большее число колоний бактерий появилось после обработки антисептиком №2 (приложение 6).
Я отразила все полученные данные в таблице.
Таблица 1. Количество колоний бактерий в контрольных чашках Петри
и после обработки антисептиком
|
Контроль |
Антисептик № 1 |
Антисептик №2 |
Антисептик №3 |
Антисептик №4 |
|
|
Кол-во колоний на двери (шт) |
36 |
14 |
34 |
18 |
24 |
|
Кол-во колоний на перилах (шт) |
58 |
0 |
30 |
12 |
11 |
Из полученных данных можно сделать вывод, что школьные перила содержат наибольшее число бактерий. Антисептик № 1 хорошо справился со своей задачей, после обработки участка перил этим антисептиком, бактерии на питательной среде не выросли. Его можно рекомендовать для использования. Антисептик №2, который используют в школе, не справился практически со своей задачей. После обработки этим антисептиков появилось много колоний бактерий. Антисептик №3 справился со своей задачей не очень эффективно, так же как антисептик №4.
После проведения эксперимента я утилизировала бактерии.
Заключения
1. В ходе работы я изучила литературные источники про антисептики, узнала их виды, историю возникновения, влияние на организм человека. Выявила их преимущества и недостатки.
Антисептики необходимы в повседневной жизни человека. Они предотвращают развитие бактерий, следовательно, возникновение различных заболеваний.
2. Из проведённого социологического опроса я выяснила, что, практически все учащиеся нашей школы пользуются антисептиками.
3. В результате эксперимента я узнала состав четырех антисептиков различных производителей. Узнала, что школьные перила содержат большое количество бактерий, чем ручка входной двери. Я предполагаю, что это зависит от того, что её больше протирают дезинфицирующими средствами уборщики служебных помещений, чем перила. Так же я сделала вывод, что лишь один из четырёх антисептических средств Антисептик № 1 является самым эффективным из 4 изученных мной антисептиков. После обработки поверхностей этим антисептиком рост микроорганизмов прекратился. Я убедилась, что не все антисептические средства эффективны на 100% и поэтому проблема неэффективности антисептиков остается и будет оставаться актуальной в ближайшее время.
4. Моя гипотеза, что все антисептики полностью останавливают рост бактерий, не подтвердилась. Я буду использовать и рекомендовать для использования Антисептик № 1.
Список использованной литературы:
Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник / Под ред. В.В. Зверева, А.С. Быкова. — М.: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство», 2016. — 816 с.
2. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: Учебник для студентов медицинских вузов / Под ред. А.А. Воробьева. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство» , 2012. – 704 с.
3. Микробиология, физиология питания, санитария: учебник для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программ среднего профессионального образования / А. Н. Мартинчик, А. А. Королев, Ю. В. Несвижский. - Москва : Академия, 2010. – 348 с.
4. Питательные среды для микробиологического контроля качества лекарственных средств и пищевых продуктов : справочник / В.А. Галынкин; под ред. В.А. Галынкина и В.И. Кочеровца. - Санкт-Петербург : Проспект науки, 2006. - 335 с.
5. Курс лекций по общей хирургии для студентов 3 курса лечебно-профилактического факультета (часть I): Учебное пособие./ Сушков С.А., Становенко В.В., Фролов Л.А. - Витебск, ВГМУ, 2002.- 267с.
6. https://teplogalaxy.ru/antiseptik-dlya-ruk/
Приложение 1 (фото автора). Колонии бактерий в контрольной чашке №1 (К1 перила).
Приложение 2 (фото автора). Пробы с перил, обработанные антисептиками. П1-перила, обработанные антисептиком №1, П2-перила, обработанные антисептиком №2, П3-перила, обработанные антисептиком №3, П4-перила, обработанные антисептиком №3