Herzlich willkommen. 10. Wissenschafts-Praxis-Forum. der KESLA HYGIENE AG. zum

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1 Herzlich willkommen zum 10. Wissenschafts-Praxis-Forum der KESLA HYGIENE AG

2 Wofasteril neue Entwicklungen und Herausforderungen für ein innovatives Stoffsystem Dr.-Ing. Gerd Schreiner KESLA PHARMA WOLFEN GMBH

3 Bob Simms Peracetic acid is the best desinfective agent in the world. Peressigsäure ist das beste Desinfektionsmittel der Welt. Robert A. Simms, Solvay Interox Ltd., Warrington, U.K.

4 Schwerpunkte Historische Meilensteine der PES-Desinfektion Was ist PES wirklich? PES ist nicht gleich PES: Wofasteril und sein Pendant im Westen Stabilität von PES als Konzentrat und Gebrauchslösung: Peroxidzerfall und Hydrolyse Anwendungslimitierende Eigenschaften der PES: Korrosivität und Geruch Ansatzpunkte der Eigenschaftsoptimierung: selektive Neutralisation der Gleichgewichts-Essigsäure Das Wofasteril-Kombiverfahren und seine Leistungen

5 Meilensteine Jahr Ereignis Folgen 1902 Freer und Novy publizieren in den USA erstmals über die bis dahin einzigartige Mikrobizidie v. hydrolyzed Diacetlyperoxide -

6 Free r + Nov y Wirkungsvergleich PES und H 2 O 2 (aus: P.C. Freer u. F.G. Novy: Am Chem J. Vol. XXVII, March, 1902, No. 3, p Laboratories of General Chemistry and of Hygiene, University of Michigan Hydrolyzed Acetyl Peroxide, 0,026 % AO Minutes Hydrogen Peroxide, 0,05 % AO Minutes B. pyocyaneus B. coli B. thyphosus B. diphtheriae Vib. Cholerae S. pyog. aureus Strept. pyogenes Spores anthrax B Spores hay B Spores potato B

7 Meilensteine Jahr Ereignis Folgen Freer und Novy publizieren in den USA erstmals über die bis dahin einzigartige Mikrobizidie v. hydrolyzed Diacetlyperoxide d Ans und Frey (TH Darmstadt) veröffentlichen Direkte Darstellung von Persäuren. - Name Peressigsäure statt des richtigeren Acetylhydroperoxid, Image der Explosivität

8 Acetylierungsstufen

9 Atomkalottenmodell des Acetylhydroperoxides ( PES ) CH 3 CO- Acetyl- O -O-OH H C Hydroperoxidgruppe O O

10 Meilensteine Jahr Ereignis Folgen Freer und Novy publizieren in den USA erstmals über die bis dahin einzigartige Mikrobizidie v. hydrolyzed Diacetlyperoxide d Ans und Frey (TH Darmstadt) veröffentlichen Direkte Darstellung von Persäuren. - Name Peressigsäure statt des richtigeren Acetylhydroperoxid, Image der Explosivität Greenspan u. MacKellar entkeimen Tomaten von Hefen u.schimmelpilzen: PES ist Nr. 1 Lowings setzt PES in der Grafschaft Kent bei Erdbeeren zum Schutz vor Grauschimmel ein. Kline und Hull berichten über sensationelle viruzide Effekte der PES Regt Arbeit von Lowings an Es etablieren sich zwei Arbeitsgruppen in Prag und Erfurt

11 Die Resultate von Kline und Hull auf einen Blick: 0,04 % PES führten beim Poliovirus Typ I zu einer Titerreduktion von 7,5 log-stufen. Für den äquivalenten Effekt waren erforderlich: Wirkstoff Konzentration Einwirkzeit Wasserstoffperoxid 75fach 15fach Formaldehyd 125fach 6fach Phenol 500fach 250fach Bei den meisten der geprüften Wirkstoffe und Handelsprodukte wurde eine solche Titerreduktion überhaupt nicht erreicht.

12 Meilensteine II Jahr Ereignis Folgen Sprößig (Prof. f. Medizinische Mikrobiologie) und Mücke (Chemiker) beginnen mit Forschungsarbeiten zur PES- Herstellung und -Anwendung an der Medizin. Akademie Erfurt. Sprößig und Mücke tragen im Oktober zum Hygienekongreß in Leipzig erstmals über die viruziden Effekte von PES/Alkoholmischungen vor Symposium Peressigsäure in Prag unter Leitung von Prof. B. Tichacek (Militärmed. Institut für Hygiene) Kollegiale Kooperation der Arbeitskreise in Erfurt und Prag 1968 Kooperation zwischen der MedAk Erfurt und der Pharmasparte der Farbenfabrik Wolfen (Möhring) Entwicklung des Desinfektionsmittels Wofasteril Parallelprodukt in der CSSR: Persteril

13 Die Wofasteril-Veteranen zum 5. Wissenschafts- Praxis-Forum am 15. Oktober 2003 Dr. Möhring Prof. Wendt Prof. Werner Prof. Sprößig Dr. Mücke

14 Meilensteine III Jahr Ereignis Folgen 1969 Pilotproduktion von Wofasteril in Wolfen am heutigen Standort der KESLA PHARMA Beginn umfassender Erprobungen in nahezu allen Hygienebereichen Wofasteril erhält die Zulassung als Arzneimittel zur Anwendung am Menschen durch das IfAr der DDR Arzneimittelanwendungen werden durch veterinärmed. Indikationen erweitert (u.a. Zitzendesinfektion vor und nach dem Melken Erste Veröffentlichung über Laborunters. mit alkalisierter PES durch Mücke u. Wutzler MBO-Privatisierung der Pharmasparte Wolfen durch Kesla. Aufnahme in die amtliche Liste der Desinfektionsmittel (Hrsg.: Ministerium für Gesundheitswesen) Ab ca Fortführung der Forschung in der Kesla.

15 Wirkschema

16 E n e r g i e p r o f i l Das typische Energieprofil organischer Peroxide

17 ng Gleichgewichtssystem PES a) Bildungsgleichung Peressigsäure O O CH 3 C + H OOH CH 3 C + H 2 O OH OOH Essigsäure WPO PES Wasser O HO O H b) CH 3 C C CH 3 2 CH 3 C O OH O O Essigsäure-Dimer PES

18 Röhrenmodell

19 PES ist nicht gleich PES! Die zwei handelsüblichen Typen 40 %iger Peressigsäure in West und Ost 40 % Epoxidierungs-PES (Degussa) und Wofasteril (E 400) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Wasser (+ Stabilisatoren) H2O2 Essigsäure PES 30% 20% 10% 0% Epoxidierungs-PES Wofasteril (E 400)

20 PES-Gebrauchslösungen PES-Gebrauchslösungen Beim Verdünnen einer PES mit Wasser setzt Hydrolyse ein: PES spaltet sich wieder in H 2 O 2 und Essigsäure, bis der neue Gleichgewichtszustand erreicht ist. Dieser Vorgang ist durch Entzug des Wassers wieder umkehrbar (z.b. beim Eintrocknen der ausgebrachten Gebrauchslösungen).

21 Tempearurabh. Hydrolyse Hydrolyseverlauf 0,5 % Wofasteril E 400- Lösungen in Abhängigkeit der Temperatur 80,0 % hydrolysierter Wirkstoffante 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 Halbwertszeit t 50% = 19 Tage t 50% = 26 Tage t 50% = > 60 Tage 4 C 20 C 25 C 0, Standzeit der Lösungen in Tagen

22 PES-Zerfall PES-Zerfallsmöglichkeiten VORGANG MERKMALE AUSWIRKUNG HYDROLYSE Abspaltung der kompletten Peroxidgruppe (Umkehr der PES-Bildungsreaktion) GAO bleibt konstant Vorgang ist reversibel bei Wasserentzug Mikrobizides Potenzial bleibt erhalten. PEROXID- ZERFALL Radikalische Spaltung der Peroxidgruppe zwischen den beiden O-Atomen Abgespaltener AO reagiert zu Sauerstoffgas (Luft-O 2 ) GAO fällt ab. Vorgang irreversibel. Mikrobizides Potenzial geht verloren. O 2 -Gas bildet Druck in bei Einschluss.

23 Modell2

24 Haltbarkeit ungepufferter und alcapurgepufferter Wofasteril-Gebrauchslösungen 0,1 0,09 PE S-G ehalt in % 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0, Standzeit der Lösung (h) bei 20 C 0,2 % Wofasteril 0,2 % WST + 0,6 % alcapur

25 Stahlkorrosion durch ungepufferte und gepufferte PES Materialabtrag in % 2,000 1,800 1,600 1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 1 % WST, ungepuffert 1 % WST, mit alc auf ph 9,8 Wasser

26 Listungen des Wofasteril-Kombiverfahrens bei DGHM und DVG Liste 2000 der DGHM Flächendesinfektion: 0,25 % Wofasteril + 0,75 % alcapur bei 5 min EWZ DVG-Liste Lebensmittelbereich (Juli 2002): 0,125 0,2 % Wofasteril E ,375 0,6 % alcapur DVG-Liste Tierhaltung (Dezember 2002): 0,2 0,25 % Wofasteril E ,6 0,75 % alcapur In allen 3 Listen: effektivstes und wirtschaftlichstes aller gelisteten Verfahren!

27 Zweikomponenten-Dosierinjektor für das Wofasteril-Kombiverfahren Konzentrationseinstellung durch Düsenkaliber von 0,2 bis 1 % WST und 0,6 bis 3 % Pufferadditiv Stets konstanter Wasserdruck an den Injektoren Geeignet für Wasserdrücke von 2 6 bar Zertifizierung in Anlehnung an DIN durch DVGW

28 Erfolgsfaktoren des Wofasteril-Kombiverfahrens Meilensteine bei Kesla Wofasteril mit dem besten Desinfektionswirkstoff der Welt + chem. Verfahrensoptimierung, die Geruch und Korrosion beseitigt ohne die Wirkung abzuschwächen + Listungen bei DGHM und DVG bestätigen die einzigartige Leistung des Verfahrens + Bereitstellung von Technik zur einfachen und verlässlichen Dosierung von zwei Komponenten Reaktionen der Anwender

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30 Anwendungsbeispiele für das Wofasteril-Kombiverfahren Melkzeugzwischendesinfektion in Melkmaschinen mit PESempfindlichen Bauelementen Als Schaum zur hygienischen Klauenwäsche bei Milchkühen Fahrzeugdesinfektion zur Tierseuchenprophylaxe (z.b im Weser- Ems-Gebiet nach Auftreten von MKS in Holland) Sporozide Desinfektion in Truppenküchen der Bundeswehr bei Dekon-Einheiten der Berufsfeuerwehr und des Katastrophenschutzes in den WMD ( Weapons of Mass Destruction ) der US-Army- Feuerwehren an allen europäischen Standorten zur schnellen Massendekontamination bei ABC-Einsätzen

31 Zusammenfassung PES ist ein ungewöhnliches Mikrobizid mit ungewöhnlicher Historie. Sein optimaler Einsatz erfordert Hintergrundwissen. Wofasteril ist für die Belange der Seuchenbekämpfung, für Rettungswesen u. Katatrophenschutz fast ideal, weil ν keine Wirkungslücken ν schnellste Wirkung aller bekannten Mikrobizide ν in Form von Wofasteril auch zur hygienischen Händedesinfektion einsetzbar ν Ein Mittel für alle Anwendungsbereiche

32 Vielen Dank fürs Zuhören

33 Reservebilder (Diskussion)

34 Verdampfungsverlauf von Wofasteril (E 400) Anreicherungsphase von H 2 O 2 bis zum explosiven Zerfall um 160 C % verdampfte Menge Wasser PES Essigsäure Temperatur in C

35 Verpuffung einer 40 % Peroxidierungs-PES nach Spontanzersetzung mit Braunstein

36 Aufbauprinzip der Solvent-Cage-PES PES + Käfig (engl. Cage) Acetatgruppen = gebundene Essigsäure

37 Lagerstabilität einer Solvent Cage-PES % AO (PES, WPO, GAO 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Wofasteril SC spezial (F280100/2) AO (PES) AO (WPO) GAO 0, Standzeit in Tagen bei Raumtemperatur

38 Temperaturbereiche der Wofasteril- Kombiverfahren

39 P E S - B i l d u n g s r e a k t i o n PES-Bildungsreaktion Bildungskinetik von Wofasteril bei 60 C 18,00 16,00 14,00 % Aktivsauerstoff 12,00 10,00 8,00 6,00 % AO(WPO) % AO(PES) % GAO 4,00 2,00 0, Zeit

40 Hydro lyse PES-Hydrolyse PES-Hydrolyse beim Verdünnen von W ofasteril 1:1 mit W asser % Aktivsauerstoff (AO Standzeit der Lösung in h AO(PES) AO(W PO) GAO

41 Elektrochemisches Zustandsdiagramm

42 Neutralisierung von Essigsäure

43 Säurekorrosion von Fe

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