Nước điện phân axit hypochlorous.
1. Giới thiệu
Khi tình hình hội chứng hô hấp cấp tính coronavirus loại 2 (SARS-CoV-2) trở lên nghiêm trọng, nhu cầu sử dụng các chất khử trùng tăng lên rất nhiều. Nước điện phân axit hypochlorous (HOCL) như một chất khử trùng được sử dụng rộng rãi. Nó là một chất kháng khuẩn và kháng sinh hiệu quả, với một số ưu điểm như sử dụng tại chỗ, rẻ, thân thiện với môi trường và an toàn cho con người. Do đó, nước điện phân axit hypochlorous có ý nghĩa tiềm tàng đối với các cơ sở có nguy cơ cao trong bệnh viện và các cơ sở y tế khác. Nước axit hypochlorous cũng có thể được dùng để chữa lành vết thương, chăm sóc mô nâng cao và phòng khám nha khoa. Bài tổng quan này nêu bật những phát triển mới nhất và quan điểm mới về nước điện phân axit hypochlorous, đặc biệt là trong các lĩnh vực lâm sàng.
Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) gần đây đã báo cáo rằng có những trường hợp người bị nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe ở các bệnh viện, bao gồm nhiễm trùng máu, nhiễm trùng đường tiết niệu liên quan đến ống thông, nhiễm trùng phẫu thuật, viêm phổi liên quan đến máy thở, là nguyên nhân chính gây ra bệnh tật và thậm chí tử vong ở Hoa Kỳ. Môi trường chăm sóc sức khỏe là môi trường chính nguồn vi sinh vật gây bệnh. Vi khuẩn cũng có thể có trong các thiết bị phòng tắm, bao gồm cả bồn rửa, cống rãnh và máy làm đá. Hơn nữa, nhiễm trùng vết mổ đôi khi có thể rất nghiêm trọng, nhiễm trùng liên quan đến da. Đồng thời, nhiễm trùng ở các vị trí phẫu thuật khác có thể nghiêm trọng hơn, có thể liên quan đến các mô dưới da. Nhiễm trùng cũng làm tăng thời gian lưu trú, tỷ lệ tái phát, chi phí và thậm chí tỷ lệ tử vong. Bio lms là nguyên nhân gây ra 80% các bệnh nhiễm trùng ở người. Viện Y tế (NIH) đã báo cáo rằng lms sinh học chịu trách nhiệm lên đến 80% nhiễm vi khuẩn ở người. Do đó, việc phát triển các chất khử để tiêu diệt mầm bệnh và phá hủy sự hình thành lms sinh học trong môi trường và chăm sóc sức khỏe con người là một trong những bước quan trọng nhất để phòng ngừa và kiểm soát nhiễm trùng. Ngành y tế sử dụng một số kỹ thuật khử nhiễm trong bệnh viện và chăm sóc sức khỏe lĩnh vực lâm sàng, tuy nhiên, một số kỹ thuật này có những nhược điểm như: chi phí cao, dư lượng hóa chất còn lại, và các tác dụng phụ gây kích ứng da người.
Tiền đề quan trọng để ứng dụng vào thực tế, cần có kháng khuẩn không có độc tính đối với cơ thể con người. Nước điện phân axit hypochlorous là một chất khử trùng và làm sạch đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm trong nhiều năm nay để đảm bảo khử trùng bề mặt và an toàn thực phẩm. Nước axit hypochlorous được tạo ra trong một buồng điện phân có chứa muối loãng và nước máy mà không có bất kỳ hóa chất bổ sung độc hại nào.
Nước axit hypochlorous có tác dụng kháng khuẩn chống lại nhiều loại vi sinh vật sinh học thông thường, vi rút, vi khuẩn, bào tử và nấm trong các vết thương mãn tính và bề mặt môi trường. Hiện tại, do nó có các đặc tính có lợi (chống nhiễm trùng và tăng sinh tế bào), các nhà nghiên cứu đã chú ý đến ứng dụng của nước axit hypochlorous trong điều trị lâm sàng bao gồm khử trùng y tế.
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) khuyến nghị sử dụng chất khử trùng với nước axit hypoclorit làm thành phần hoạt tính để khử trùng bề mặt chống lại COVID-19. Hơn nữa, nhiều nghiên cứu khác nhau đã được thực hiện về hoạt động kháng khuẩn của nước điện phân axit hypochlorous chống lại các bệnh khác nhau, bao gồm loét chân do tiểu đường, loét tĩnh mạch trong chân hoặc vệ sinh phụ nữ. Tuy nhiên, một số các nghiên cứu đã báo cáo rằng việc áp dụng nước điện phân axit hypochlorous bị hạn chế bởi các yếu tố chẳng hạn như sự ăn mòn của thiết bị khi tiếp xúc với nước axit hypochlorous có tính axit và khả năng của các vật liệu hữu cơ (protein, lipid, v.v.) rút ngắn thời hạn sử dụng của nó. Khắc phục những khiếm khuyết này, là sự kết hợp của hai hoặc nhiều các kỹ thuật khử trùng và chất bảo quản liều lượng thấp có thể được áp dụng. Vì vậy, nước axit hypochlorous kết hợp với các phương pháp khử trùng khác có thể là một cách hiệu quả để có được kết quả mong muốn.
2. Lịch sử của nước điện phân axit hypochlorous
Lịch sử phát triển của nước điện phân có thể được bắt nguồn từ thế kỷ trước. Khái niệm nước điện phân lần đầu tiên được đề xuất ở Nga, tuy vậy, nó đã được sử dụng rộng rãi cho các mục đích khác nhau bao gồm khử trùng, tái tạo nước và khử nhiễm nước ở Nhật Bản từ năm 1980. Theo thời gian, ứng dụng của nó đã được mở rộng sang các lĩnh vực khác như ngành công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, quản lý chăn nuôi và lâm sàng
Nghiên cứu về nước điện phân bắt đầu ở Nhật Bản vào khoảng năm 1931 và ứng dụng phổ biến của nó sang nông nghiệp trong những năm 1950. Năm 1960, nước điện phân được sử dụng để chăm sóc y tế.
3. Hệ thống tạo ra nước điện phân:
Nước điện phân được sản xuất trong một buồng điện phân có chứa dung dịch hydro clorua (HCl) hoặc muối loãng (NaCl). Tùy thuộc vào phương pháp điện phân, có thể cho ra các loại nước điện phân sau: Nước điện phân có tính axit mạnh, nước điện phân có tính axit trung tính và nước điện phân kiềm mạnh.
Phương pháp điện phân có màng ngăn:
Là quá trình điện phân nước muối loãng (NaCl) đi qua hai hoặc ba tế bào điện phân với cực dương và cực âm được ngăn cách bởi một màng ngăn. Nó có thể cho ra đồng thời hai loại nước: Nước có tính axit mạnh hay còn gọi là nước điện phân axit hypochlorous (HOCL), với độ pH từ 2 đến 3mv, nồng độ clo khả dụng từ 10pm đến 90pm, và oxy hóa (ORP) > 1100 Mv, được tạo ra ở phía cực dương. Đồng thời nước điện phân có tính kiềm mạnh với độ pH từ 10 đến 13 và oxy hóa khử (ORP) từ - 800 đến -900 Mv được tạo ra ở phía cực âm.
Phương pháp điện phân đơn bào (không màng ngăn):
Là quá trình điện phân hỗn hợp nước và axit clohydric (2-6%) pha loãng hoặc kết hợp với muối (NaCl) trong một đơn vị tế bào điện phân không màng ngăn. Quá trình này cho ra một loại nước điện phân axit hypochlorous (HOCL) có tính axit nhẹ (pH 5.5 tới 6.5), nồng độ clo khả dụng từ 10pm đến 80pm và oxy hóa (ORP) là 800–900 Mv. Đây gọi là nước điện phân axit trung tính.
Nước điện phân axit hypochlorous rất phổ biến ở Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc. Nó được Bộ Y tế, Lao động và Phúc lợi Nhật bản phê duyệt làm phụ gia thực phẩm và được sử dụng rộng rãi để làm sạch các loại thực phẩm khác.t
4. Các yếu tố trong việc xác định khả năng kháng khuẩn của nước điện phân:
Nồng độ Clo, OCL-, HOCl, ORP và pH trực tiếp đóng vai trò quan trọng trong khả năng kháng khuẩn của nước điện phân. HOCl là hợp chất khử hoạt tính hiệu quả nhất trong nhóm clo. Họ nhận thấy rằng khả năng khử hoạt tính của HOCl cao hơn 80 lần so với nồng độ tương đương của OCL-, khi giá trị pH của dung dịch từ 5,0 đến 6,5.
Phân tử axit hypochlorous (HOCl) đặc biệt ở chỗ là nó mang điện tích trung tính không giống như hypochlorite (OCl-) mang điện tích âm, vi khuẩn cũng mang điện tích âm. Vì vậy, phân tử axit hypochlorous dễ dàng xâm nhập qua màng của vi khuẩn để oxy hóa tiêu diệt vi khuẩn hơn axit hypochlorit (vì OCL- mang điện tích âm như vi khuẩn)
5. Ưu điểm và nhược điểm của nước điện phân
Có nhiều ưu điểm của nước điện phân axit trong các lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, vệ sinh thực phẩm, lĩnh vực y tế và ngay cả trong khử trùng bề mặt của con người. Những lợi thế của nước điện phân có thể là:
Đầu tiên, nước axit hypochlorous đã được đề xuất như một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường, không chứa các chất gây ô nhiễm độc hại không mong muốn. Như trước đây đã đề cập ở trên, nước điện phân axit hypochlorous chỉ được sản xuất từ NaCl và nước máy và trở lại thành bình thường nước sau khi sử dụng .
Thứ hai, nước điện phân axit hypochlorous có khả năng vô hiệu hóa phổ rộng và nhanh chóng hoạt tính kháng khuẩn, sở hữu các thuộc tính không chọn lọc, HOCl đã được sản xuất bởi một enzym gọi là myeloperoxidase, sử dụng hydrogen peroxide (H2O2) trong cơ thể của chúng ta làm chất nền để phản ứng với bạch cầu trung tính. HOCl là một phân tử tự nhiên và có khả năng diệt khuẩn mạnh và nhanh (sau 30 giây) để phục vụ như một hệ thống phòng thủ đáng tin cậy.
Thứ ba, nước điện phân axit hypochlorous sản xuất không đắt, 1 lít nước điện phân axit hypochlorous có thể được tạo ra trong 8 phút và quá trình này có thể được lặp lại nhiều lần trong ngày. Do đó, nó có thể ngăn chặn quá trình clo hóa các vấn đề trong quá trình xử lý, bảo quản và vận chuyển. Ngoài ra, việc sử dụng nước điện phân axit hypochlorous không gây ra những thay đổi tiêu cực.
Cuối cùng, Nước axit hypochlorous là an toàn, không gây kích ứng trên màng nhầy và da.
Tuy nhiên nước axit hypochlorous cũng có một số nhược điểm.
Đầu tiên, nước axit hypochlorous là chất khử trùng được sản xuất từ nước máy với natri clorua (NaCl) mà không bổ sung các hóa chất độc hại. Tuy vậy, nó vẫn chứa các hợp chất hóa học. FDA đã công bố một quy định rằng khi nước điện phân axit hypochlorous được sử dụng để chế biến trái cây, rau quả, thịt ăn liền, thịt và các sản phẩm thủy sản được tiêu thụ thô, cần phải được xử lại lại bằng nước sạch trước khí chế biến. Ngoài ra, Bộ Y tế, Lao động và phúc lợi Nhật Bản đã ban hành một đạo luật để loại bỏ HOCl trước khi nó trở thành sản phẩm cuối cùng.
Thứ hai, nồng độ clo giảm dần theo thời gian, và mất khả năng kháng khuẩn của nó.
Thứ ba, có thể gây ra sự xuống cấp của nhựa tổng hợp và ăn mòn kim loại bởi ORP cao hoặc hàm lượng clo tự do trong quá trình sử dụng nước điện phân axit hypochlorous.
6. Cơ chế khử trùng của nước điện phân axit hypochlorous
Để tạo ra việc sử dụng an toàn và hiệu quả các chất khử trùng, nhiều nghiên cứu cơ chế của các phương pháp khử trùng truyền thống như phương pháp điều trị vật lý (nhiệt và chiếu xạ, v.v.) và chất khử trùng hóa học (hydrogen peroxide và clo điôxít v.v.). Tuy nhiên, các cơ chế chính xác cơ bản của việc bất hoạt vi sinh vật bằng nước điện phân axit hypochlorous vẫn chưa được làm sáng tỏ đầy đủ. Người ta đã biết rõ rằng clo (Cl2, OCl và HOCl) có một vai trò quan trọng trong khả năng kháng khuẩn của nước điện phân. HOCl có thể đánh dấu lớp kép lipid của màng tế bào vi khuẩn bằng cách khuếch tán thụ động do kích thước phân tử và độ trung tính điện của nó. Ngoài ra, HOCl là một chất oxy hóa mạnh, làm biến tính và kết tụ protein.
Đây có thể là lý do cho hoạt động diệt khuẩn tuyệt vời của HOCl. Nước điện phân axit hypochlorous phá vỡ tính thấm của màng tế bào vi khuẩn bằng cách làm hỏng các protein màng, xâm nhập vào tế bào và gây ra sự ngưng kết của bao thể tế. Hơn nữa, còn làm giảm hoạt động của dehydrogenase, tăng cường tính thấm của màng, tăng độ dẫn của huyền phù, làm cho thành tế bào và màng của vi khuẩn bị hư hại. Tuy nhiên, OCl không thể xâm nhập vào tế bào vi khuẩn vì có một lớp kép lipid trong màng sinh chất (lớp kỵ nước). OCl chỉ thể hiện một hành động oxy hóa từ bên ngoài tế bào, điều này sẽ làm bất hoạt chức năng các protein khu trú trong màng sinh chất. Ngoài clo, các hợp chất khác (các loại oxy phản ứng) có thể được tạo ra trong quá trình điện phân, góp phần vào hiệu quả kháng khuẩn HOCl và Ocl.
Mô hình biểu diễn cơ chế diệt khuẩn của nước axit hypochlorous
7. Sử dụng nước điện phân axit hypochlorous cho Ứng dụng Lâm sàng
Gần đây, Bộ Y tế Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa phát hành ba tiêu chuẩn về vật liệu và các chất bị hạn chế trong chất khử trùng, yêu cầu chung đối với chất khử trùng tay và các yêu cầu chung đối với chất khử trùng của niêm mạc màng vào tháng 4 năm 2020. Tóm lại, nước điện phân axit hypochlorous không chỉ có thể được sử dụng để khử trùng y cụ, môi trường lâm sàng và bề mặt vật thể, mà còn khử trùng tay, da và màng nhầy. Ngoài ra, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ đã khuyến cáo nhiều chất khử trùng cho COVID-19, bao gồm cả HOCl. Hiện tại, có nhiều loại sản phẩm khử trùng dựa trên nước điện phân axit hypochlorous trên thị trường. Công thức cốt lõi đã được phê duyệt là HOCl, có thể duy trì ổn định đến mười hai tháng mà không gây độc tế bào. sự trung hòa pH của nó có thể tăng cường hoạt động điều trị, tính ổn định và khả năng dung nạp của da.
Nhiều bằng sáng chế bao gồm việc sử dụng ứng dụng nước điện phân axit hypochlorous để chăm sóc mô tiên tiến, da liễu và chăm sóc răng miệng.
Ứng dụng của nước điện phân axit hypochlorous trong lĩnh vực lâm sàng là:
7.1. Chăm sóc vết thương
Một chất kháng khuẩn tại chỗ, có thể làm giảm tải lượng sinh học vi khuẩn của vết thương mà không làm suy giảm khả năng chữa lành, là điều kiện bắt buộc để trị liệu chữa lành vết thương là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều giai đoạn: cầm máu, tăng sinh và tái tạo mô. Giải quyết kịp thời của mỗi quá trình chữa bệnh rất quan trọng để thúc đẩy quá trình chữa lành và tránh hình thành sẹo dư thừa. Hiện tại, điều trị cho việc chữa lành vết thương bị suy giảm tập trung chủ yếu vào việc tối ưu hóa các yếu tố có thể kiểm soát bao gồm việc loại bỏ nhiễm trùng, bảo vệ cơ học và hỗ trợ dinh dưỡng. Chăm sóc sức khỏe cũng nên giảm thiểu sẹo và vết thương. Gần đây, nước điện phân axit đã được sử dụng như một phần của quá trình tăng sinh tế bào, chống nhiễm trùng và chống sinh học
Nước điện phân axit hypochlorous cho bệnh nhân viêm da dị ứng. Kết quả của họ cũng tiết lộ rằng phương pháp điều trị với 3 phút xịt và sau 1 tuần da đã giảm số lượng Staphylococcus aureus xuống khoảng 3,80 log / cm2, giảm mà không có bất kỳ tác dụng bất lợi.
Các nhà khoa học báo cáo rằng, nước điện phân có tác dụng làm lành vết thương ngoài da. Chín bệnh nhân (23%) sử dụng dung dịch siêu oxy hóa được cải thiện ít nhất 75% trong việc giảm trong các tổn thương.
HOCl (hợp chất hoạt động) có thể tăng oxy hóa trong vết thương trong khi phá vỡ các lms sinh học, đó là một điều quan trọng khác biệt chính so với các sản phẩm khác.
7.2. Nước rửa tay diệt khuẩn, vệ sinh tay là cách đơn giản nhưng quan trọng nhất để loại bỏ vi trùng, ngăn ngừa sự lây lan vi trùng sang người khác và tránh bệnh tật. Đối với nước điện phân axit hypochlorousnước rửa tay với nồng độ clo dao động từ 30 đến 150 ppm, là hiệu quả chống lại vi rút và vi khuẩn. Ngoài việc sử dụng làm chất khử trùng dạng lỏng, nước axit hypochlorous ở dạng sương mù cũng cho tác dụng kháng khuẩn chống lại nhiều loại vi khuẩn. Các mầm bệnh liên quan đến vệ sinh tay và chăm sóc sức khỏe bao gồm Escherichia coli, Pseudomonas, aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterococcus hirae, Candida albicans. Nước điện phân axit hypochlorous đặc biệt hiệu quả chống lại vi sinh vật thử nghiệm (Pseudomonas aeruginosa, Entero- quần thể coccus hirae và Candida albicans), tất cả đều giảm 100% trong 1 phút. HOCl (~ 95%) là hợp chất chính của họ clo hoạt tính trong nước điện phân axit hypochlorous, được coi là nguyên nhân làm bất hoạt vi sinh.
7.3. Vệ sinh răng miệng
Cộng đồng nha khoa từ lâu đã tìm kiếm các sản phẩm kháng khuẩn thích hợp để cố gắng kiểm soát và ngăn chặn sự gia tăng của hệ vi sinh vật trong miệng, đặc biệt là trong thời gian phẫu thuật nha khoa khi chức năng hàng rào của vật chủ thường bị suy giảm. Vi sinh vật liên quan đến vệ sinh răng miệng bao gồm Streptococcus salivarius, Staphylococcus aureus, Lactobacillus casei, Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Một nghiên cứu về việc điều trị trạm xử lý toàn diện răng miệng có chứa nước súc miệng và nước ống dẫn nước trong bệnh viện điều trị bằng nước điện phân axit hypochlorous đã được báo cáo. Tỷ lệ chất lượng vệ sinh nước đủ tiêu chuẩn trong kênh xử lý nước tăng từ 8,85 lên 49,15%, rằng có rất ít tác động tiêu cực liên quan đến việc sử dụng nước điện phân axit hypochlorous cho đường nước của nha khoa đơn vị trong suốt bảy năm thử nghiệm lâm sàng.
7.4. Khử nhiễm môi trường
Các chuyên gia thường đồng ý rằng việc làm sạch và / hoặc khử trùng cẩn thận hàng ngày của môi trường bề mặt ronmental là một cách cần thiết để ngăn ngừa nhiễm trùng bệnh. Các poten sử dụng tial của nước điện phân axit hypochlorous trong việc khử trùng các bề mặt vô tri đã được đánh giá trong thực nghiệm, rằng nước điện phân axit hypochlorous có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả hơn trên tay cửa, bệ rửa và bệ ngồi so với chất khử trùng amoni bậc bốn.
8. Viễn cảnh tương lai
Đại dịch COVID-19 đã đặt một gánh nặng to lớn lên các hệ thống chăm sóc sức khỏe và các nền kinh tế trên thế giới. Với sự gia tăng vệ sinh và an toàn, nước điện phân axit hypochlorous cho thấy tiềm năng cho các lĩnh vực lâm sàng, khử trùng là một bước quan trọng trong quá trình cắt đứt đường truyền. Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng nước điện phân axit hypochlorous có hiệu quả trong việc vô hiệu hóa SARS-CoV-2, hội chứng hô hấp và sinh sản ở lợn vi rút (PRRSV), vi rút pseudorabies (PRV), virus lở mồm long móng (FMDV), Vi sinh vật có thể lây lan từ nguồn của chúng sang vật chủ mới thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp, trong không khí, hoặc thông qua vectơ.
Tất cả các nước điện phân đều thể hiện khả năng kháng khuẩn mạnh ở sự khác biệt các lĩnh vực như thực phẩm và bề mặt cứng cũng như nông nghiệp, y tế và nha khoa mà không gây kích ứng.
Nước điện phân axit hypochlorous đã được phê duyệt bởi các quy định của Nhật Bản, Hoa Kỳ và Trung Quốc như một sự thay thế hoàn hảo cho các hóa chất độc hại và như một giải pháp bền vững và thân thiện với môi trường. Trong những năm gần đây, xu hướng thương mại hóa nước điện phân axit hypochlorous không ngừng phát triển đã được quan sát trên khắp thế giới. Với tầm quan trọng của nước điện, nhiều công ty đang cố gắng thiết lập và bắt đầu sản xuất các sản phẩm nước điện như Clortech. Các công ty này tuyên bố sản xuất sản phẩm dựa trên nước điện phân axit hypochlorous có tác dụng kháng khuẩn đáng kể, đồng thời an toàn khi sử dụng xung quanh mũi, miệng và mắt.
Nước điện phân axit hypochlorous được nghiên cứu đã cho thấy không gây dị ứng và không gây mẫn cảm trong các mô hình an toàn động vật khác nhau. Nước điện phân axit hypochlorous khi tiếp xúc với không khí các thành phần hoạt tính sẽ bị phân hủy và khả năng khử trùng của nó giảm xuống.Các nhà nghiên cứu liên tục khám phá cơ chế của hiệu ứng kháng khuẩn của nước điện phân axit hypochlorous và phát triển một hệ thống sản xuất nước điện phân axit hypochlorous tiên tiến và năng động có khả năng khắc phục tất cả những hạn chế hiện tại. Trong tương lai gần, sự thiếu hụt sức đề kháng, kháng khuẩn mạnh mẽ này và an toàn làm cho nước điện phân axit hypochlorous trở thành một lựa chọn đặc biệt hấp dẫn để kháng khuẩn vết thương phẫu thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực thẩm mỹ, chăm sóc mắt và chăm sóc vùng kín phụ nữ.
9. Kết luận
Nước điện phân axit hypochlorous là một chất khử trùng hiệu quả, với một số ưu điểm như sử dụng tại chỗ, giá rẻ, thân thiện với môi trường và sản xuất an toàn. Ngày nay, với sự phát triển của loại nước điện phân axit hypochlorous phổ biến mới, một số hạn chế đã được giải quyết. Nó đã được báo cáo rằng nước điện phân axit hypochlorous không gây kích ứng da tay, niêm mạc và không gây mất an toàn từ khí clo. Nó gần đây đã nổi lên với tiềm năng lớn cho các ứng dụng lâm sàng.
Nguồn sưu tầm
