消毒薬
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滅菌(sterilization)とは、「細菌芽胞を含む全ての微生物を死滅させ、除去すること」。
消毒(disinfection)とは、「ヒトに病原性を有する大部分の微生物を死滅させるが、細菌芽胞は生存する状態」。
エタノール、ポビドンヨード、次亜塩素酸ナトリウムは、ウイルスを含めた、多くの微生物の消毒に有効(注1)。
エタノールは、採血の際などの皮膚表面の消毒、金属器具の消毒には、有用だが、創傷皮膚の消毒、粘膜の消毒には、使用禁忌。
ポビドンヨードは、創傷皮膚の消毒、粘膜の消毒には、有用だが、金属器具には、使用不可。
次亜塩素酸ナトリウム(ミルトンなど)は、一般細菌や酵母を、0..01%(100ppm)の濃度の溶液に、20秒〜10分漬せば、死滅出来るが、結核菌を死滅させるには、より高濃度の0.1%(1,000ppm)の溶液に、10分〜30分漬す必要がある。次亜塩素酸ナトリウムは、金属腐食性がある。
消毒用アルコール(エタノール)綿で、皮膚を清拭すると、皮膚の表面の一般細菌は、10秒程で、死滅する。しかし、皮膚の深層の細菌(毛嚢内の細菌)は、消毒されない。採血などの医療行為は、皮膚消毒で死滅しない、毛嚢内の細菌を、血管に押し込む危険性が伴う。
表1:消毒薬の殺菌スペクトラル
水
準 |
消毒薬 |
グ※1
ラ
ム
陽
性
菌
|
グ※2
ラ
ム
陰
性
菌
|
真菌 |
結
核
菌 |
ウイルス |
芽
胞 |
酵
母
|
糸
状
菌 |
H
B
V
|
H
I
V
|
エ
ン
ベ
ロ
ー
プ
有 |
エ
ン
ベ
ロ
ー
プ
無 |
| 高 |
グルタラール |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
| 中 |
次亜塩素酸ナトリウム |
○ |
○ |
○ |
○ |
○※3 |
○ |
○ |
○ |
○ |
△※3 |
| ポビドンヨード |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
△※4 |
| エタノール |
○ |
○ |
○ |
△※5 |
○ |
○ |
○ |
○ |
△※5 |
× |
| 低 |
グルコン酸クロルヘキシジン |
○※5 |
○※6 |
○ |
△ |
○ |
− |
− |
△ |
× |
× |
| 塩化ベンザルコニウム |
○ |
○※6 |
○ |
△ |
× |
− |
− |
△ |
× |
× |
○:有効 △:十分な効果が得られない場合がある ×:無効 −:効果を確認した報告がない。
※1:黄色ブドウ球菌(MRSAなど)、連鎖球菌、腸球菌など。
※2:大腸菌(O157など)、緑膿菌など。
※3:1,000ppm以上の高濃度で有効。
※4:ポビドンヨードは、クロストリジウム属(破傷風など)など一部の芽胞にも、有効だが、バチルス属などの芽胞には、無効とされる
※5:長時間の接触が必要な場合がある。
※6:セラチア・マルセッセンス、シュードモナス属、パークホルデリア・セパシア、フラボバクテリウム属、アルカリゲネス属などが抵抗性を示す場合がある。
Y's Text-New Edition 消毒薬テキストのIV-1の表35から引用(吉田製薬株式会社より、転載許諾を頂いた)。
一般細菌は、80℃10分間の熱水処理(熱水消毒)、100〜1,000ppmの次亜塩素酸ナトリウム、エタノールで、消毒出来る。
ウイルスは、80℃10分間の熱水処理、500〜5,000ppmの次亜塩素酸ナトリウム、エタノールで、消毒出来る。
1.エタノール
消毒用エタノール(70w/w%)は、一般細菌(グラム陽性菌、グラム陰性菌)、結核菌、真菌、一般ウイルス、HIV(AIDSウイルス)には有効だが、芽胞には、無効。
B型肝炎ウイルス(HBV)に関しては、チンパンジーでの実験で、80v/v%エタノールを用いて、11℃、2分間消毒すると、HBVが不活性化されたという報告がある。
エタノールの作用は、速効性で、短時間で効果を示す:一般細菌・酵母10秒〜1分間、糸状真菌2〜10分間、結核菌20分間、ウイルス1〜30分間(注1)。一部の糸状菌は、長時間の接触が、殺滅に必要。
表2:消毒薬と作用時間
| 微生物 |
消毒用エタノール |
ヨードホール |
次亜塩素酸ナトリウム |
グルタラール |
| 一般細菌・酵母 |
10秒〜1分 |
20秒〜2分 |
20秒〜10分(0.01〜0.1%) |
20秒〜2分(0.5%) |
| 糸状真菌 |
2〜10分 |
10〜30分 |
10〜30分(0.01〜0.1%) |
10〜30分(2%) |
| 結核菌 |
20分 |
2〜3時間 |
10〜30分(0.1〜2%) |
30分〜1時間(2%) |
| 細菌芽胞 |
(無効) |
3時間 |
3時間(1%) |
3時間(2%) |
| ウイルス |
1〜30分 |
5〜60分 |
1〜30分(0.02〜0.1%) |
1〜30分(2%) |
| B型肝炎ウイルス |
(効果あり) |
10分(20℃) |
20分〜1時間(0.1〜2%) |
20分〜1時間(2%) |
エタノールは、刺激性があるので、創傷皮膚や、粘膜の消毒には、使用しない(使用禁忌)。エタノールは、眼科用には、使用しない。
採血や注射部位の消毒の消毒には、速効性と速乾性が求められるため、アルコール製剤を用いることが多い。エタノールを注射部位に十分量塗布し、乾燥してから、採血や注射をする。
エタノールは、揮発性が高いので、乾きが早く、使用しやすい。消毒用エタノールは、毒性が低く、飲用することも可能。
なお、エタノールには、引火性があるので、注意が必要。
エタノールは、プラスチックやゴム製品を劣化させる。
消毒部位に用いるアルコール綿球などは、あらかじめ万能壷などに調製されるが、アルコールは水よりも早く揮発するため、アルコール濃度が経時的に低下する。
血液、膿などが付着していると、含有されている蛋白質を凝固させ、内部までエタノールが浸透しないことがある。そのため、エタノールは、血液、膿などを、十分洗い落としてから使用する。
2.ポビドンヨード
ポビドンヨード(イソジン液など)は、ヨードホール・ヨード系の消毒薬。
ヨウ素分子は、微生物の細胞壁を素早く通過し、アミノ酸、及び、不飽和脂肪酸と複合体を形成し(不飽和脂肪酸のC=C結合に作用して、脂質を変性させる)、蛋白合成を障害し(重要な水素結合を阻害する)、細胞膜を変化させ、微生物を不活化する。
ポビドンヨードは、グラム陽性菌、グラム陰性菌、結核菌、真菌、ウイルス(HBV、HIVを含む)に、有効。HBVに対しては、ヨードホール(ポビドンヨード)は、20℃10分間で、不活化させる(有効ヨウ素80ppm=0.08%)。
ポビドンヨードは、クロストリジウム属(破傷風など)など一部の芽胞にも、有効だが、バチルス属などの芽胞には、無効とされる。
ポビドンヨードは、速効性で、生体への刺激が低く、比較的副作用が少ない消毒薬で、手術部位の皮膚や、創傷部位の皮膚の消毒にも、用いられている。ポビドンヨードは、粘膜消毒に、使用可能。しかし、ポビドンヨード(ヨードホール)は、金属器具には、使用不可。
ポビドンヨードは、10倍以上に希釈すると、細胞毒性が減弱する:術後の深い新鮮な傷には、10倍希釈で用いる。目や耳にも、希釈して使用する。
表3:消毒薬と有効微生物
| 区分 |
消毒薬 |
微生物 |
使用目的 |
備考 |
一
般
細
菌 |
M
R
S
A |
真
菌 |
結
核
菌 |
芽
胞 |
ウ
イ
ル
ス |
手
指
消
毒 |
創
傷
皮
膚 |
金
属
器
具 |
| 高水準 |
グルタラール |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
× |
× |
◎ |
内視鏡の消毒 |
| 中水準 |
エタノール |
◎ |
◎ |
○ |
◎ |
× |
○ |
◎ |
× |
◎ |
速効性 |
| ポビドンヨード |
◎ |
◎ |
◎ |
△ |
○ |
○ |
◎ |
◎ |
× |
粘膜にも使用可能 |
| 次亜塩素酸Na |
◎ |
◎ |
◎ |
○ |
○ |
◎ |
× |
× |
× |
金属腐食性あり |
| 低水準 |
第四級アンモニウム塩 |
◎ |
○ |
○ |
× |
× |
× |
◎ |
◎ |
◎ |
経口毒性が高い |
| クロルヘキシジン |
◎ |
○ |
○ |
× |
× |
× |
◎ |
◎ |
◎ |
粘膜には使用禁忌 |
◎:有効、○:ほぼ有効、△:有効な場合もある、×:無効を示す。なお、日医雑誌 第132巻・第9号1384頁の表1を参考に作成した。第四級アンモニウム塩としては、塩化ベンザルコニウム液、塩化ベンゼトニウム液、クロルヘキシジンとしては、ヒビテン液などがある。
ポビドンヨードは、皮膚消毒に用いると、褐色の被膜を形成するが、ハイポアルコールを用いて、脱色することが出来る。
ポビドンヨードは、0.1%程度の低濃度で、殺菌力が高いが、有機物で不活化され易いので、7.5〜10%の製剤が、良く使用される。
ポビドンヨードは、ヨウ素を、ポリビニルピロリドン(PVP:キャリア)に結合させた、水溶性の複合体。
ポビドンヨードは、1g中に、有効ヨウ素を100mg含む。
ポビドンヨードは、水溶液中で、平衡状態を保ち、水中の遊離ヨウ素濃度が減少するにつれて、徐々に遊離ヨウ素を放出する。
遊離ヨウ素が、殺菌作用を発揮する。殺菌力は、遊離ヨウ素濃度が高いほど強い。遊離ヨウ素濃度は、10%ポビドンヨード液(原液:有効ヨウ素濃度10,000ppm)中で、約1ppmであり、0.1%付近のポビドンヨード液中では、キャリアの保持力が最も弱くなるので、約25ppmと、最大濃度になる。遊離ヨウ素濃度は、0.01%ポビドンヨード液中では、8〜9ppmと低下し、0.001%ポビドンヨード液中では、約1ppmにまで、低下する。
ポビドンヨードは、熱傷部位、腟、口腔粘膜などでは、吸収されやすいので、長期間、又は、広範囲に使用すると、血中ヨウ素濃度が上昇し、甲状腺代謝異常などの副作用が現れる。妊婦や授乳中の婦人に、長期間、又は、広範囲に使用しない。
ポビドンヨードは、石けん類によって殺菌作用が弱まる。
ポビドンヨードは、電気的な絶縁性を有しているので、電気メスを使用する場合には、本剤が対極板と皮膚の間に入らないように注意する。
ポビドンヨードは、眼に入らないようにする。
3.次亜塩素酸ナトリウム
家庭用消毒剤のミルトン(Milton、注2)などは、次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)を成分とする。
次亜塩素酸ナトリウムは、時間さえかければすべての微生物を殺滅出来る(プリオンを除く)。
一般細菌、酵母は、0.01〜0.1%(100ppm〜1000ppm、注3)の次亜塩素酸ナトリウム液で、20秒〜10分間処理すれば、死滅する。
結核菌は、.0.1〜2%(1000〜20000ppm)の次亜塩素酸ナトリウム液で、10〜30分間処理すれば、死滅する。
枯草菌の芽胞は、0.01%(100ppm)の次亜塩素酸ナトリウム液で処理すれば、5分以内に、99.9%が、死滅する。
一般のウイルスは、0.02〜0.1%(200ppm〜1,000ppm)の次亜塩素酸ナトリウム液で、1〜30分、処理すれば、不活化される。
また、B型肝炎ウイルス(HBV)は、0.1〜2%(1,000ppm〜20,000ppm)の次亜塩素酸ナトリウム液で、20分〜1時間の処理が、必要。
次亜塩素酸ナトリウムは、粘膜・皮膚(250〜500ppm)、リネン(125ppm)、便器(125ppm)などの消毒に、有効である。例えば、リネンは、0.01〜0.02%(100ppm〜200ppm)の次亜塩素酸ナトリウム液へ、5分間浸漬すると良い。
次亜塩素酸ナトリウムは、創傷皮膚の消毒、金属器具の消毒、手指の消毒(注4)には、使用しない。
次亜塩素酸ナトリウムは、漂白作用があり、リネンでも、毛、絹、ナイロン、アセテート、ポリウレタン、及び、色・柄物などには、使用出来ない。
温水を用いると、次亜塩素酸ナトリウムは、効果が短時間で現れる(82度、2分以上)。
次亜塩素酸ナトリウムは、冷所保存(15℃以下)が必要。
次亜塩素酸ナトリウムは、酸性の洗剤・洗浄剤と併用すると、大量の塩素ガスが発生するので、併用は、禁忌。
次亜塩素酸ナトリウムは、 蛋白質と接触すると、NaOCl→NaClとなるので、低残留性の消毒薬である。その為、次亜塩素酸ナトリウムは、床などにこぼれた血液の消毒にも、好ましい。しかし、有機物の影響を受けやすいので、洗浄後、消毒に使用した方が、有効。また、次亜塩素酸ナトリウムは、金属腐食性があったり(特に、0.5%=5000ppm以上の濃度)、プラスチックやゴム製品を劣化させる。
a).遊離有効塩素
塩素系漂白剤の主成分である、次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)は、加水分解によって、次亜塩素酸(HOCl)になる。
次亜塩素酸(HOCl)が、次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)の、有効成分。
NaOCl+H2O⇔HOCl+Na++OH-
次亜塩素酸(HOCl)は、酸化力が強く、漂白、殺菌作用が強い。
有効塩素(残留塩素)には、遊離有効塩素と、結合有効塩素とがある。
次亜塩素酸(HOCl)と、次亜塩素酸イオン(OCl-)は、遊離有効塩素だが、殺菌作用(滅菌効果)は、次亜塩素酸(HOCl)の方が、大きい。
水中の遊離有効塩素である次亜塩素酸(HOCl)は、pH5〜6付近で最も濃度が高く、水のpHが低いと、塩素ガス(Cl2)になり、水のpHが高いと、次亜塩素酸イオン(OCl-)が増加する。
そのため、遊離有効塩素の存在比は、水のpHが5程度の時に、最も高い:次亜塩素酸(HOCl)は、溶解した水が、pH5程度の時に、最も多く存在する。従って、次亜塩素酸ナトリウムは、溶解した水が、pH5程度の時、最も、殺菌作用(滅菌効果)が、強い。
次亜塩素酸ナトリウムは、プールの消毒にも、使用される。
プールの水質基準は、塩素濃度0.4〜1.0ppmとされている。
プール熱(咽頭結膜熱)の原因であるアデノウイルスは、塩素濃度0.4ppmだと、30秒で不活化されるという。
遊泳プールのpHの管理は、5.8〜8.6となっているが、pHが7.5より高いと、極端に滅菌効果が低下するので、プールの水は、pH7付近が良いと言う。
b).塩素系漂白剤と、酸性の洗剤は、混ぜると塩素ガスが発生するので危険
次亜塩素酸(HOCl)は、塩酸と混じると、塩素ガス(Cl2)を発生する。
HOCl+HCl⇔H2O+Cl2↑
塩酸は、トイレ洗浄剤などに、使用されている。
なお、食酢に含まれる酢酸やクエン酸も、次亜塩素酸(HOCl)と混じると、塩素ガスを発生すると言う。