Антисептики против!

XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Антисептики против!

Николаев А.Н. 1Россошанская М.А. 1
1ГБОУ гимназия Санкт-Петербурга№157 им. Принцессы Е.М. Ольденбургской
Кондратьева М.В. 1
1ГБОУ гимназия Санкт-Петербурга№157 им. Принцессы Е.М. Ольденбургской
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

До декабря 2019 года короновирусы были интересны микробиологам и биологам, изучающим всевозможные вирусы. Однако стремительное распространение заболевания, распространяемое определенным штаммом человеческого короновируса, заставило бросить все силы ученого мира, чтобы приостановить стремительный рост серьезного заболевания. Человеческий короновирус впервые был "увиден" в электронный микроскоп в середине 60-х годов. На фотографии, полученной Тирреллом и Алмейда, вирус был окружен гало, как короной [8]. Рост заболевания в мире был столь высок, что Всемирная Организация Здравоохранения на собственном сайте разместила информацию о безопасном поведении людей в период пандемии [2, 10]. В связи со всемирной пандемией, тема защиты людей от короновируса стала как никогда важна и значима, поэтому сферы химической, биологической и фармацевтической промышленности вырвались на лидирующие позиции. Моя исследовательская работа – следование его эффективности, поэтому надеюсь, что она будет очень полезной. Во время роста заболеваний короновирусом медики советовали следовать некоторым мерам безопасности. Среди них ношение защитных масок, постоянное и тщательное мытьё рук и использование антисептиков в целях дезинфекции. Особенность работы состоит в том, что мы не только создали множество разных антисептиков, но и провели бактериальный анализ, который точно показывает эффективность созданных антисептиков.

Актуальность. На сегодняшний день пандемия несколько сдала свои позиции. Смягчаются меры по соблюдению профилактики распространения короновируса. Но склонность к мутации у короновируса необычайно высока, поэтому приготовление антисептиков для соблюдения правил личной гигиены в условиях пандемии остается актуальным.

Цель работы:

Создание различных видов антисептиков и провести их бактериальный анализ для определения эффективности.

Задачи:

1. Изучить способы создания разных видов антисептиков,

2. Самостоятельно сделать ароматизаторы из цедры апельсина, лимона и мандарина для дальнейшего добавления их в антисептик.

3. Провести бактериальный анализ на агар-агар питательных средах.

4. Доказать полезность антисептиков в борьбе с разными видами бактерий.

Объект исследования: самостоятельно изготовленный антисептик.

Методы исследования:

Анализ существующей литературы по изучаемому вопросу.

Экспериментальное приготовление антисептиков.

Определение эффективности приготовленных антисептиков методом бактериологического посева.

Сравнение полученных посевов с контрольным опытом и опытом с применением и без применения антисептика.

Обработка результатов эксперимента методом сравнения и анализа.

Краткий анализ изученной литературы

Антисептик (лат. anti— против, septicus — гниение)-данный термин был впервые введён в 1750 году английским хирургом Джоном Принглом [9].

В возникновении и развитии антисептиков можно выделить пять этапов:

1.эмпирический период;

2.долистеровская антисептика;

3.антисептика Листера;

4.возникновение асептики;

5.современная антисептика.

Эмпирический период

За 500 лет до нашей эры в Индии были использованы антисептические средства для тщательной очистки ран от инородных тел. В Древней Греции Гиппократ обязательно покрывал операционное поле чистой тканью, во время операции использовал только кипяченую воду. В народной медицине в течение нескольких столетий для целей антисептики использовали мирру, ладан, ромашку, полынь, алоэ, шиповник, алкоголь.

Долистеровская антисептика

Особую роль в этот период сыграл Николай Иванович Пирогов.Пирогов применял такие антисептческие средства как: нитрат серебра (AgNO3), хлорную известь (Ca(Cl)OCl), сульфат цинка(ZnSO4)

Николай Иванович Пирогов пытался организационно решить проблему профилактики хирургических инфекций, требуя устройства «особого отделения» для заразных больных. Он сформулировал один из главных постулатов современной антисептики: принцип разделения потоков на «чистых» и «гнойных» больных.

Так же Луи Пастер, который сделал немало открытий в этой области обращался в Парижскую академию хирургии-«Если бы я имел честь быть хирургом, то сознавая опасность, которой грозят зародыши микробов, имеющиеся на поверхности всех предметов, особенно в госпиталях, я бы не ограничивался заботой об абсолютно чистых инструментах; перед каждой операцией я сперва бы тщательно промывал руки, а затем держал бы их в течение секунды над пламенем горелки; корпию, бинты и губки я предварительно прогревал бы в сухом воздухе при температуре 130—150ºC; я никогда бы не применял воду, не прокипятив её».

Антисептика Листера

В 60-е годы XIX века в Глазго английский хирург Джозеф Листер (1829—1912), ознакомившись с работами Пастера, пришёл к выводу, что микроорганизмы попадают в рану из воздуха и с рук хирурга. Листер вошёл в историю хирургии как основоположник антисептики, создав первый цельный, многокомпонентный, способ борьбы с инфекцией.

Метод Листера включал многослойную повязку (к ране прилегал слой шёлка, пропитанный 5% раствором карболовой кислоты, поверх неё накладывали 8 слоёв марли, пропитанных тем же раствором с добавлением канифоли, всё это покрывалось прорезиненной тканью и фиксировалось бинтами, пропитанными карболовой кислотой), обработку рук, инструментов, перевязочного и шовного материала, операционного поля 2-3% раствором, стерилизация воздуха в операционной (с применением специального «шпрея» до и во время вмешательства.

Возникновение асептики

Асептика делится на два вида стерилизации:

1.Физический(термический)-стерилизация горячим воздухом, стерилизация паром под давлением, а также лучевая стерилизация.

2.Химический-газовая стерилизация и стерилизация растворами антисептиков

Спустя 25 лет, на смену антисептического метода Листера пришёл новый метод – асептический. Результаты его применения оказались настолько впечатляющие, что появились призывы к отказу от антисептики и исключению антисептических средств из хирургической практики. Однако обойтись без них в хирургии оказалось невозможно.

Современная антисептика:

Благодаря успехам химии для лечения гнойных ран и инфекционных процессов был предложен ряд новых антисептических средств, значительно менее токсичных для тканей и организма больного, чем карболовая кислота. Подобные же вещества стали использоваться для обработки хирургических инструментов и окружающих пациента предметов. Таким образом, постепенно, асептика тесно переплелась с антисептикой, сейчас без единства этих двух дисциплин хирургия просто не мыслима.

Виды антисептики:

1.Механическая.

2.Физическая.

3.Химическая.

4.Биологическая.

1. Механическая антисептика – уничтожение микроорганизмов механическими методами, то есть удаление участков нежизнеспособных тканей, сгустков крови. Механические методы являются основополагающими — при их непроведении все другие методы оказываются не эффективны.

2. Физическая антисептика – это методы, создающие в ране неблагоприятные условия для развития бактерий и всасывания токсинов и продуктов распада тканей. Основывается на законах осмоса и диффузии, сообщающихся сосудов, всемирного тяготения и другие

Закон осмоса-самопроизвольный перенос растворителя через полупроницаемую мембрану, не пропускающую растворённое вещество, и разделяющую два раствора одного и того же вещества с различными концентрациями

3. Химическая антисептика – уничтожение микроорганизмов в ране, патологическом очаге или организме больного с помощью различных химических веществ.

4. Биологическая антисептика – применение биопрепаратов, действующих как непосредственно на микроорганизмы и их токсины, так и действующих через макроорганизм

К таким препаратам относятся: антибиотики и сульфаниламиды, оказывающие бактерицидное или бактериостатическое действие

Основная часть

Методику приготовления антисептиков мы вязли из рекомендаций ВОЗ [1]. Всего для моего исследования я изготовил семь различных антисептиков:

Изготовление антисептиков на основе изопропилового спирта

Стандартный антисептик состоит из изопропилового спирта, глицерина, перекиси водорода и воды.

Ингредиенты:

833 мл этилового спирта 96% (или 750 мл изопропилового спирта 99,8%);

42 мл перекиси водорода 3%;

15 мл глицерина 98% (1 столовая ложка);

20 мл чистой дистиллированной или кипяченой воды.

Методика приготовления:

1. Влейте в спирт перекись водорода, перемешайте.

2. Затем туда добавьте глицерин, не прекращая помешивание.

3. В смесь влейте теплую воду, после чего перелейте все в отдельную тару с крышкой.

4. Аккуратно взболтайте бутыль.

5. Сразу же после смешивания всех ингредиентов готовый антисептик разлейте по флаконам.

Санитайзер, приготовленный по этому рецепту, удобно использовать в виде спрея или лосьона. Им можно смачивать ватные диски и протирать любые поверхности — дверные ручки, поручни, мобильные телефоны, наушники, ключи и т. д.

Нами были изготовлены антисептики с самодельными ароматизаторами: апельсин, лимон, мандарин следующим образом: в стандартный антисептик, изготовленный из изопропилового спирта, добавляем 10-15 капель каждого из ароматизаторов. Если ароматизаторы были изготовлены на основе оливкового масла и сока кожуры данных фруктов, то при расслоении масляной вытяжки, следует аккуратно набирать ароматизаторы в пипетку, чтобы антисептик не имел в своём составе оливковое масло.

Изготовление антисептика на основе этилового спирта

1. Антисептик, состоящий из этилового спирта и геля Алоэ вера.

Ингредиенты:

¾ стакана изопропилового или этилового спирта (99%);

¼ стакана геля алоэ вера;

10 капель эфирного масла (например, лаванды, гвоздики, чайного дерева), вместо него можно использовать лимонный сок.

В этой рецептуре важно соблюдать следующие пропорции: 2 части медицинского спирта, 1 часть геля алоэ вера, несколько капель эфирного масла.

Методика приготовления:

1. Вылейте все ингредиенты в миску.

2. Тщательно перемешайте ложкой, а затем взбейте венчиком, чтобы превратить густое средство в гель.

3. Вылейте готовый антисептик в удобную баночку и напишите на ней «дезинфицирующее средство для рук».

Свойства геля алоэ:

содержит важные витамины (C, E) и аминокислоты;

бактерицидное средство (в частности, уничтожает стрептококк, стафилококк, дифтерийную и дизентерийную палочки и т.д.);

уменьшает воспаление;

заживляет раны и ускоряет регенерацию тканей;

уменьшает зуд и шелушение.

2.Антисептик из настойки календулы.

Ингредиенты:

50 мл спиртовой настойки календулы;

50 мл прохладной воды;

30 мл глицерина;

6 капель эфирного масла (лимон, мята и т.п.).

Методика приготовления:

Смешать все ингредиенты и постоянно взбалтывать колбу, в которой были смешаны составляющие этого антисептика, затем налить в удобную баночку.

3.Антисептик из настойки ромашки и геля алоэ вера

Ингредиенты:

50 мл спиртовой настойки ромашки;

1 ст. л. геля алоэ вера;

8 капель эфирного масла чайного дерева.

Для изготовления спиртовой настойки ромашки [2] понадобится:

высушенные цветки ромашки (либо же можно использовать натуральный чай ромашки и взять оттуда этот компонент), и медицинский спирт или водку.

Спиртовая настойка ромашки готовится очень просто – предварительно высушенное сырьё необходимо залить алкоголем, закрыть крышкой и настаивать в течение недели в тёмном прохладном помещении. Смесь следует периодически встряхивать. Как только настойка будет готова, её надо отфильтровать и перелить в банку с хорошо закрывающейся крышкой.

Исследование бактериальной загрязненности различных поверхностей до и после использования антисептиков

Следуя инструкции [4], мы взяли смывы с рук и поверхности телефона до и после нанесения антисептического средств. Методом штриховки на питательную среду были нанесены: 1- контрольный образец, 2- смывы с рук и телефона до обработки антисептическим средством и после обработки рук и поверхности телефон антисептическим средством. Сутки питательные среды были термостатированы при температуре 37-38˚С. Полученные результаты представлены на фото 1 и фото 2. Выросшие колонии можно разделить на три группы: 1-маленькие белые (0,5 мм диаметром), 2-большие белые (2 мм диаметром), 3-большие желтоватые (3 мм диаметром). Процентное соотношение выросших колоний представлено в таблице 1.

   

Фото 1. Смывы с телефона №1 до использования антисептика

Фото 2. Смывы с телефона №2 до использования антисептика

   

Фото 3. Смывы с телефона №1 после использования антисептика

Фото 4. Смывы с телефона №2 после использования антисептика

Таблица №1. Результаты исследования бактериальной зараженности смывов с рук и телефонов до и после использования приготовленных антисептиков.

№ опыта

Контрольный опыт, общее число колоний

Смывы с рук, общее число колоний

Смывы с телефонов, общее число колоний

До обработки антисептиком

После обработки антисептиком

До обработки антисептиком

После обработки антисептиком

1. стандартный антисептик

0

36

15

-

-

2. антисептик на основе этилового спирта и геля Алоэ вера.

0

-

41

3

3. антисептик из настойки ромашки и геля алоэ вера

0

-

26

7

Анализ таблицы:

Из таблицы 1 видно, что обработка и рук, и телефонов различными антисептиками приводит к существенному уменьшению роста колоний бактерий. При обработке рук стандартным антисептиком число выросших колоний уменьшается почти в 2,5 раза. Взятые для эксперимента телефоны имеют разную исходную степень загрязнения: 41 колония до обработки (телефон №1) и 26 колоний до обработки антисептиком (телефон № 2). Обработка антисептиком существенно уменьшила число выросших колоний на обоих телефонах. На телефоне №1 число колоний уменьшилось почти в 13,5 раз, тогда как на телефоне №2 только почти в 4 раза. Можно сделать вывод, что антисептик №2, приготовленный на основе этилового спирта и геля Алоэ вера, является более сильным антисептиком, чем антисептик из приготовленной спиртовой настойки ромашки с добавлением геля Алоэ вера.

Фото №3 и фото №4 однозначно показывают, что количество выращенных бактерий в чашках Петри значительно уменьшилось, что говорит нам об эффективной работе приготовленных нами антисептических средств. В чашке Петри, где смыв брался с телефона, выросли 3 колонии бактерий (эффективность 93%). Использовался антисептик, состоящий из этилового спирта и геля Алоэ вера.

В чашке Петри, где смыв брался с рук, выросло 15 колоний бактерий (эффективность 60%). Использовался стандартный антисептик, состоящий из изопропилового спирта, глицерина, перекиси водорода и воды.

На фото №5 и №6 показаны чашки Петри со смывами без использования антисептиков, но выдержанных при комнатной температуре в течение двух суток.

   

Фото 5. Смывы с телефона №1 до использования антисептика через 2 суток

Фото 5. Смывы с телефона №2 до использования антисептика через 2 суток

Вывод: вышеописанным экспериментом мы доказали эффективность сделанных нами антисептиков. Мы можем с уверенностью использовать их и быть уверенными в их эффективности.

Дополнительно мы провели эксперимент на определение наличия грамположительных и грамотрицательных бактерий среди выросших колоний. Известно, что бактерии дают слабощелочную среду, что подвергает их окраске трифенилметановыми красителями [6]. Именно окраска поможет нам определить грамположительные или грамотрицательные бактерии были выращены в чашах Петри в нашем эксперименте. Метод [12] удобен для классификации бактерий. Бактерии, имеющие толстую клеточную стенку, называются Грам+. Грам – бактерии имеют тонкую клеточную стенку и при промывке красителя не окрашиваются [7]. Грамположительные бактерии – кокковые и спороносные. Грамотрицательные – неспороносные бактерии. После проведения эксперимента на оценку грамположительных и грамотрицательных бактерий, было замечено, что среди выросших бактерий присутствуют грамположительные.

Выводы по работе

1. Самостоятельно изготовлено семь антисептиков:

- Антисептик из изопропилового спирта;

- Антисептик из этилового спирта и геля Алоэ вера;

- Антисептик из настойки ромашки и геля алоэ вера;

- Антисептик из настойки календулы;

- Антисептик с апельсином;

- Антисептик с лимоном;

- Антисептик с мандарином.

2. Исследована и проанализирована эффективность антисептиков методом бактериологического анализа

3. Антисептик, содержащий натуральные ингредиенты - «природные антисептики» - такие как ромашка, календула, алоэ вера имеет более мощные дезинфицирующие свойства.

4.Среди приготовленных антисептиков антисептик, изготовленный на основе настойки ромашки и геля алоэ вера, обладают самым приятным ароматом.

Список использованной литературы

1. интернет-ресурс https://www.who.int/ru/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019

2. интернет-ресурс https://samogonpil.ru/domashnie-nastojki/delaem-nastojku-romashki-na-spirtu

3. интернет-ресурс https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/109413

4. интернет-ресурс https://multiurok.ru/files/prakticheskaia-rabota-7-sposoby-poseva-bakterii.html?ysclid=l0xvzqqkjm

5. интернет-ресурс https://book.zdrav.ru/files/book/18_pdf.pdf

6. Лепихов, М. А. Окрашивание бактерий методом Грама. Применение метода в клинической практике / М. А. Лепихов. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 22 (312). — С. 429-431. — URL: https://moluch.ru/archive/312/70882/ (дата обращения: 15.03.2022).

7.интернет-ресурс http://labx.narod.ru/documents/okraska_po_gramu_v_domashnix_uslovijax.html

8. Pringle; Sir; John (1707 - 1782) // Сайт Лондонского королевского общества (англ.), https://royalsociety.org

9. Tyrrell, David; Fielder, Michael. Cold wars: the fight against the common cold (англ.). — Oxford, England: Oxford University Press, 2002. — P. 253

10. интернет-ресурс https://www.who.int/ru/health-topics/coronavirus

11. интернет-ресурс https://multiurok.ru/files/prakticheskaia-rabota-7-sposoby-poseva-bakterii.html?ysclid=l0xvzqqkjm

12. интернет ресурс https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/877961

Просмотров работы: 30