Auswahl geeigneter Desinfektionsmittel und Desinfektionsverfahren

Bevor man sich mit der Auswahl des geeigneten Desin­fek­tionsver­fahrens beschäftigt, muss fol­glich zuerst eine Bew­er­tung der Mikroor­gan­is­men und der mit ihnen ver­bun­de­nen Gefahren erfolgen.

Mikroorganismen

Als am ein­fach­sten zu beseit­i­gen sind Bak­te­rien zu nen­nen; diese besitzen einen eige­nen Stof­fwech­sel, ver­brauchen Nährstoffe und ver­mehren sich selb­st­ständig. Bak­te­rien besitzen keinen Zel­lk­ern und sind rel­a­tiv sim­pel aufge­baut. Zu den Bak­te­rien gehören zum Beispiel E. coli, S. aureus (mit MRSA) oder auch Y. pestis. Desin­fek­tionsver­fahren, die gegen Bak­te­rien wirken, sind bak­ter­izid beziehungsweise mycobac­ter­izid, wenn sie gegen die mit ein­er deut­lich sta­bil­eren Zellmem­brane aus­ges­tat­teten Mycobak­te­rien wirken, welche Krankheit­en wie Lep­ra oder Tuberku­lose aus­lösen können.

Eine etwas schw­er­er zu deak­tivierende Form von Mikroor­gan­is­men sind die Hefen, welche als ein­fache Form der Pilze im Gegen­satz zu Bak­te­rien einen Zel­lk­ern besitzen. Hefen haben einen Stof­fwech­sel und ver­mehren sich sel­ber. Zu den Hefen gehören zum Beispiel C. albi­cans oder auch Sac­cha­romyces cere­visi­ae (Back-/Bier­hefe). Desin­fek­tionsver­fahren, die gegen Hefen wirk­sam sind, nen­nt man lev­urozid. Noch schwieriger zu deak­tivieren sind Pilze, welche eine sehr sta­bile Zell­hülle besitzen. Zu den Pilzen gehören S. atra, A. fumi­ga­tus, aber auch nüt­zliche Arten wie P. roque­for­ti. Geeignete Desin­fek­tionsver­fahren sind fungizid.

Bei den Viren, welche sich nicht selb­st ver­mehren kön­nen, son­dern immer eine geeignete Wirt­szelle benöti­gen, die sie zu ihrer eige­nen Ver­mehrung zwin­gen, unter­schei­det man zwis­chen behüll­ten und unbe­hüll­ten Viren.

Zu den behüll­ten Viren, die auf­grund ihres sehr empfind­lichen Auf­baus ähn­lich leicht zu deak­tivieren sind, gehören Influenza‑, Corona‑, Ebo­la- oder auch HI-Viren. Sie bieten, bed­ingt durch ihren Auf­bau, viele Angriff­s­möglichkeit­en für Desin­fek­tionsver­fahren. Wirk­same Ver­fahren beze­ich­net man als begren­zt viruzid.

Unbe­hüllte Viren wie das Poliovirus und andere sind deut­lich robuster aufge­baut und schwieriger durch voll­ständig viruzide Ver­fahren zu deaktivieren.

Bes­timmte Bak­te­rien aus den Gat­tun­gen Bacil­lus oder Clostrid­i­um sind in der Lage, in Sit­u­a­tio­nen, die für sie über­leben­sungün­stig sind, Bak­te­rien­sporen zu bilden. Diese zeich­nen sich durch extreme Halt­barkeit gegen physikalis­che und chemis­che Ein­flüsse aus und sind nur durch sporozide Desin­fek­tion­s­mit­tel zu deak­tivieren. Hierzu gehören B. anthracis, C. dif­fi­cile und andere.

Weit­ere mögliche Krankheit­ser­reger, wie Pri­on­pro­teine, Par­a­siten, Amöben und Biofilme, sollen in dieser Über­sicht außen vor bleiben.

Generell wer­den sich Mikroor­gan­is­men, die sich selb­st ver­mehren kön­nen, bei unzure­ichen­der Desin­fek­tion­s­maß­nahme in über­schaubar­er Zeit, expo­nen­tiell ver­mehren (Bak­te­rien, Hefen, Pilze). Bei den Viren bleibt die Anzahl (die nach ein­er nicht voll­ständi­gen Desin­fek­tion erre­icht wurde) gle­ich oder wird durch natür­liche Deak­tivierung geringer.

Um die genan­nten Mikroor­gan­is­men zu deak­tivieren, gibt es grund­sät­zlich zwei unter­schiedliche Wege.

Physikalis­che Verfahren:

• UV (oder γ) Strahlung – Bei der Desin­fek­tion oder gar Ster­il­i­sa­tion durch Strahlung wer­den wichtige struk­turelle Bestandteile der Mikroor­gan­is­men irre­versibel beschädigt. Inter­es­san­ter­weise ist hier eine Bak­terie (Deinococ­cus radio­du­rans) mit einem D‑Wert von 2,2 bis 5 kGy am resisten­testen, gefol­gt von Bak­te­rien­sporen und dem Poliovirus. Ein D‑Wert von 1 kGy bedeutet, dass die Anzahl des entsprechen­den Mikroor­gan­is­mus bei ein­er Bestrahlung mit 1 kGy auf 1/10 reduziert wird und bei ein­er Bestrahlung mit 4 kGy auf 1/104 oder um 99,999 %. Eine Bestrahlung mit 20 kGy wird fol­glich in den meis­ten Fällen zu einem ster­ilen Objekt führen.
  Bei der Keim­re­duk­tion durch Bestrahlung ist zu beacht­en, dass nur die Mikroor­gan­is­men deak­tiviert wer­den, die von der Strahlung erre­icht wer­den (Ver­schat­tung) und möglicher­weise auch die bestrahlten Objek­te beschädigt werden.
• Hitze (in Form von rein­er Wärmes­trahlung oder durch Dampf) – Hier­bei wer­den wichtige Bestandteile der Mikroor­gan­is­men ther­misch zer­stört. Auch bei Tem­per­a­turen von 120 °C liegt der D‑Wert hier für Sporen­bild­ner bei 1,5 Minuten (Reduk­tion auf 1/10tel). Dampf bietet gegenüber trock­en­er Hitze den Vorteil, dass der Dampf mehr Wärme an den Mikroor­gan­is­mus über­tra­gen kann als reine Wärmes­trahlung (trock­ene Hitze).
• Ultra­schall ist eine weit­ere physikalis­che Möglichkeit, Mikroor­gan­is­men zu deak­tivieren, wobei die Fak­toren für die Durch­führung nicht triv­ial sind und er nur in flüs­si­gen Medi­en erfol­gre­ich einge­set­zt wird.
• Durch Ster­il­fil­tra­tion kön­nen Mikroor­gan­is­men mit sehr fein­pori­gen Fil­tern aus der Luft und flüs­si­gen Medi­en gesam­melt wer­den. Es ist zu beacht­en, dass die Mikroor­gan­is­men in dem Fil­ter verbleiben, was beim Wech­sel des Fil­ters drin­gend beachtet wer­den muss. Die Fil­ter müssen regelmäßig aus­ge­tauscht wer­den, wobei eine Desin­fek­tion und/oder Schutz­maß­nah­men zwin­gend erforder­lich sind.
  Hepa-Fil­ter sam­meln Mikroor­gan­is­men aus der Raum­luft. Mikroor­gan­is­men, die sich z. B. mit dem Staub oder anders auf Ober­flächen ablagern, wer­den nicht erre­icht und bieten ein unver­min­dertes Risiko.

Chemis­che Verfahren

Chemis­che Desin­fek­tionsver­fahren basieren darauf, dass Wirk­stoffe aus bes­timmten Stof­f­grup­pen mit bes­timmten funk­tionellen Kom­po­nen­ten von Mikroor­gan­is­men reagieren und diese irre­versibel schädi­gen (s. unten Tabelle 1).

Die aufge­führten Wirk­stoffe wer­den oft­mals auch in Kom­bi­na­tion einge­set­zt, um sich zu ergänzen.

Alde­hyde wer­den aktuell nur noch wenig einge­set­zt, da sie lange Ein­wirkzeit­en haben und die Wirk­samkeit in Anwe­sen­heit von Pro­teinen und in der Kälte schnell nach­lässt (Eiweißfehler bzw. Kältefehler).

Alkohol/Wassergemische mit Alko­hol­ge­hal­ten von mehr als 65% (z. B. Ethanol, n‑Propanol oder Iso­propanol) haben sehr kurze Ein­wirkzeit­en im Sekun­den- bis Minuten­bere­ich, sind sehr gut biol­o­gisch abbaubar und ver­dun­sten schnell von der Ober­fläche. Sie kön­nen als Hände- und Ober­flächen­desin­fek­tion­s­mit­tel einge­set­zt wer­den. Diese Desin­fek­tion­s­mit­tel sind gut brennbar und haben bei der Lagerung und Anwen­dung ein sig­nifikantes Gefahren­poten­zial. Bei der Desin­fek­tion von Kun­st­stof­fen und beson­ders bei Acryl­glas ist darauf zu acht­en, dass Alko­hol oft zu ein­er Ver­sprö­dung von Kun­st­stof­fen führt.

Aktivchlor/Chloroxide haben in höheren Konzen­tra­tio­nen eine schnelle Ein­wirkzeit, kön­nen dann allerd­ings auch ble­ichend wirken. Die Wirk­samkeit wird von Pro­teinen und Blut beein­trächtigt – aus diesem Grund wird oft nur unter „clean con­di­tions“ getestet. Viele Pro­duk­te auf Basis von Aktivchlor kön­nen bei ihrer Reak­tion organ­is­che Chlorverbindun­gen bilden, was nicht unbe­den­klich ist. Bei Aktivchlor­pro­duk­ten sind dur­chaus Pro­duk­t­for­mulierun­gen mit geringem Wirk­stof­fge­halt möglich, die nicht als Gefahrstoffe zu bew­erten sind. Ihre Ein­wirkzeit beträgt dann aber oft­mals Minuten bis Stun­den. Sie kön­nen unter sauren Bedin­gun­gen Chlor­gas freiset­zen. Auf der anderen Seite sind diese Pro­duk­te sehr gün­stig in der Her­stel­lung und bei richtiger For­mulierung des Pro­duk­tes dur­chaus zwei Jahre stabil.

Desin­fek­tion­s­mit­tel auf der Basis von Aktivsauer­stoff, wie zum Beispiel H2O2, Ozon oder organ­is­che Peroxide/Persäuren, zeigen schon bei geringer Wirk­stof­fkonzen­tra­tion eine schnelle Wirkung und kön­nen sog­ar Bak­te­rien­sporen inner­halb weniger Minuten deak­tivieren (z. B. Per­es­sigsäure). Desin­fek­tion­s­mit­tel auf Basis organ­is­ch­er Perverbindungen/Persäuren kön­nen so for­muliert wer­den, dass sie inner­halb von Sekun­den bis Minuten gegen alle Arten von Mikroor­gan­is­men auch unter „dirty con­di­tions“, also in Gegen­wart von Eiweiß und Blut, schnell wirken, ohne durch Kälte beein­trächtigt zu wer­den und sog­ar Biotox­ine oxida­tiv abbauen kön­nen. Bei entsprechend niedrigem Wirk­stof­fge­halt han­delt es sich bei diesen Desin­fek­tion­s­mit­teln nicht um Gefahrstoffe.Trotzdem kön­nen sie die schnelle Wirk­samkeit von alko­holis­chen Desin­fek­tion­s­mit­teln erre­ichen und sind bei richtiger For­mulierung für zwei Jahre sta­bil. Beson­ders bei Pro­duk­ten auf der Basis von Per­es­sigsäure ist eine gute For­mulierung entschei­dend, da Per­es­sigsäure einen dur­chaus sehr unan­genehmen und stechen­den Geruch haben kann. Sowohl bei Desin­fek­tion­s­mit­teln auf der Basis von Aktivchlor als auch Aktivsauer­stoff ist die richtige For­mulierung entschei­dend dafür, ob das Desin­fek­tion­s­mit­tel kor­ro­siv ist oder nicht.

Quar­täre Ammo­ni­umverbindun­gen und Biguanide bieten üblicher­weise Ein­wirkzeit­en im Bere­ich von Minuten bis Stun­den. Diese wäss­ri­gen Desin­fek­tion­s­mit­tel sind üblicher­weise keine Gefahrstoffe, haben aber auch nur ein begren­ztes Wirkungsspek­trum. Sie sind üblicher­weise nicht sehr leicht biol­o­gisch abbaubar und kön­nen einen kle­bri­gen Film auf den desin­fizierten Ober­flächen hin­ter­lassen. Bei eini­gen Wirk­stof­fen aus dieser Wirk­stoff­fam­i­lie ist zu beacht­en, dass der Wirk­stoff sel­ber dur­chaus schädi­gend auf men­schliche Zellen wirken kann, wenn er nicht mehr aus­re­ichend verdün­nt vor­liegt, weil das Lösungsmit­tel Wass­er von der Ober­fläche ver­dampft ist und nun der reine Wirk­stoff teil­weise als luft­gängiges Par­tikel vor­liegt. Diese Desin­fek­tion­s­mit­tel soll­ten daher auch nach Möglichkeit nicht ver­sprüht werden.

Auswahl

Fol­gende Punk­te sind bei der Auswahl eines geeigneten Desin­fek­tion­s­mit­tels generell zu beachten:

1. Welche Mikroor­gan­is­men sind bei der Desin­fek­tion­s­maß­nahme zu deaktivieren?
   Eine Ober­flächen­desin­fek­tion im üblichen Umfeld, wie einem Arbeit­splatz, einem Restau­rant oder Ähn­lichem, kann mit jedem der oben genan­nten Wirk­stoffe sich­er gewährleis­tet wer­den, dieses auch im Hin­blick auf Coro­n­aviren. Selb­st ein Ebolavirus wider­ste­ht keinem der oben genan­nten Wirk­stoffe über mehrere Minuten, da es ein behülltes Virus ist.
   Eine umfan­gre­iche Desin­fek­tion, wie zum Beispiel in einem Über­flu­tungs­ge­bi­et, stellt sehr hohe Anforderun­gen an das Desin­fek­tion­s­mit­tel. Hier sind auch unbe­hüllte Viren oder sporen­bildende Bak­te­rien anzutr­e­f­fen. Zusät­zliche starke Ver­schmutzun­gen auf den zu desin­fizieren­den Ober­flächen brin­gen die meis­ten Desin­fek­tion­s­mit­tel an ihre Leistungsgrenze.
2. Inner­halb welch­er Ein­wirkzeit muss die Desin­fek­tion­swirkung erfolgen?
3. Welche Gefährdungspoten­ziale gehen von der Anwen­dung des Desin­fek­tion­s­mit­tels aus und was ist bei der Lagerung des Desin­fek­tion­s­mit­tels zu beachten?
   TRGS 600 und TRGS 510 müssen hier unbe­d­ingt beachtet wer­den, da oft­mals ein Desin­fek­tion­s­mit­tel mit niedrigem oder ohne Gefahren­poten­zial statt einem Gefahrstoff ver­wen­det wer­den kann, um die Desin­fek­tion sich­er in der geforderten Ein­wirkzeit mit dem benötigten Wirk­spek­trum zu gewährleis­ten. Hier erspart der Blick auf unter­schiedliche Pro­duk­te eventuell viel Zeit und Ärger.

Zu beachtende Regularien bei der Auswahl der Desinfektionsmittel

Grund­sät­zlich sollte bei allen zu ver­wen­den­den Biozid­pro­duk­ten geprüft wer­den, ob diese auch offiziell für das gewählte Anwen­dungs­ge­bi­et reg­istri­ert sind. Ein Pro­dukt, dessen bes­tim­mungs­gemäßer Gebrauch die Deaktivierung/Reduzierung von Mikroor­gan­is­men ist, muss entwed­er als Biozid (BAuA), Arzneimit­tel oder Medi­z­in­pro­dukt angemeldet beziehungsweise zuge­lassen sein.

Unter die Arzneimit­tel fall­en einige der Händ­edesin­fek­tion­s­mit­tel und diese sind leicht anhand ihrer Zulas­sungsnum­mer zu erken­nen. Händ­edesin­fek­tion­s­mit­tel, die Arzneimit­tel sind, soll­ten nur in den entsprechen­den Spender­flaschen beschafft wer­den, da ein Umfüllen aus Kanis­tern in Spender­flaschen nach den stren­gen Regeln des Arzneimit­telge­set­zes zu erfol­gen hätte.

Desin­fek­tion­s­mit­tel, die Medi­z­in­pro­duk­te sind, erken­nt man am CE-Zeichen.

Alle anderen Desin­fek­tion­s­mit­tel sind Biozid­pro­duk­te und müssen eine BAuA Reg­istri­er­num­mer tragen. 

Bezüglich der Ein­wirkzeit­en und der Wirk­samkeit für die unter­schiedlichen Mikroor­gan­is­men sind die Ergeb­nisse der Prü­fun­gen nach DIN/EN zu bew­erten. Diese sind üblicher­weise auf dem Etikett und im Pro­duk­t­daten­blatt vermerkt.

Zur Entschei­dungs­find­ung für ein geeignetes Desin­fek­tion­s­mit­tel ver­gle­icht man die Ergeb­nisse der Prü­fun­gen auf Bak­ter­izi­die, Lev­urozi­die, Fun­gizi­die und Viruzi­die jew­eils nach DIN/EN miteinan­der. Es ist darauf zu acht­en, dass das prüfende Labor auch für die entsprechen­den DIN/EN-Prü­fun­gen akkred­i­tiert ist. Her­steller geben üblicher­weise bekan­nt, in welchem Labor die Prü­fun­gen durchge­führt wur­den. Eine VAH-Lis­tung oder eine Lis­tung bei anderen Inter­essen­ver­bän­den kann in die Über­legung ein­be­zo­gen wer­den, erset­zt aber keine DIN/EN-Prü­fung, da die Prüfver­fahren dieser Inter­essen­ver­bände teil­weise leicht von der DIN/EN abwe­ichen und im Übri­gen wed­er vorgeschrieben sind noch außer­halb von Deutsch­land eine Rolle spie­len und sich durch den zusät­zlichen Prü­faufwand in einem höheren Pro­duk­t­preis nieder­schla­gen. Eine Prü­fung nach DIN/EN ist immer aus­re­ichend. Eine Lis­tung des Pro­duk­tes durch das RKI spielt bei ange­ord­neten Desin­fek­tion­s­maß­nah­men im Seuchen­fall eine Rolle, im All­t­ag allerd­ings nicht.

Wie beschrieben unterteilt man die Anforderun­gen an das Desin­fek­tion­s­mit­tel bei der Wirk­samkeit­sprü­fung in „clean con­di­tions“, wobei das Desin­fek­tion­s­mit­tel nur in Gegen­wart von gerin­gen Pro­tein­men­gen als störende Verun­reini­gung seine Wirk­samkeit beweisen muss. Bei ein­er Prü­fung nach DIN/EN unter „dirty con­di­tions“ muss die Wirk­samkeit in Gegen­wart ein­er zehn­fach höheren Pro­tein­be­las­tung und zusät­zlich Blut als Verun­reini­gung der Prü­fober­fläche unter sehr prax­is­na­hen Bedin­gun­gen gezeigt werden.

Bei den Desin­fek­tion­s­mit­te­larten unter­schei­det man Haut- und Händ­edesin­fek­tion­s­mit­tel, Ober­flächen­desin­fek­tion­s­mit­tel für die Sprühdesin­fek­tion und Ober­flächen­desin­fek­tion­s­mit­tel für die Wis­chdesin­fek­tion, bei der eine zusät­zliche mech­a­nis­che Kom­po­nente zum Desin­fek­tionsver­fahren und der Wirk­samkeit­sprü­fung hinzukommt. Es gibt im medi­zinis­chen Bere­ich noch die Instru­menten­desin­fek­tion und als neue Desin­fek­tion­s­meth­ode die Raum­luft­desin­fek­tion, wobei die Prüfver­fahren hier­für noch sehr neu sind.

Fazit

Zur sicheren Desin­fek­tion gehört die Bew­er­tung der zu erwartenden Mikroor­gan­is­men, um ein Desin­fek­tion­s­mit­tel mit entsprechen­dem Wirkungsspek­trum auszuwählen.

Die Desin­fek­tion­sauf­gabe gibt die geforderte Ein­wirkzeit vor.

Die Verkehrs­fähigkeit des Desin­fek­tion­s­mit­tels wird durch Prü­fung der Arzneimit­tel­reg­istri­er­num­mer, der CE-Reg­istri­er­num­mer oder der BAuA-Reg­istri­er­num­mer als Biozid­pro­dukt sichergestellt.

Die Wirk­samkeit­snach­weise nach DIN/EN ermöglichen einen qual­i­ta­tiv­en Ver­gle­ich der Desin­fek­tion­s­mit­tel. Lis­tun­gen nach VAH etc. sind nicht zwin­gend erforder­lich und eine RKI-Lis­tung ist nur in Spezialfällen nötig.

Bezüglich Anwen­dung, Lagerung und Trans­port der Desin­fek­tion­s­mit­tel muss beson­ders im Hin­blick auf TRGS 600 und TRGS 510 ein genauer Blick auf die Gefährdungs­beurteilung der geeigneten zur Auswahl ste­hen­den Desin­fek­tion­s­mit­tel gewor­fen werden.

Auch der Umweltaspekt sollte nicht außer Acht gelassen wer­den. Ein Liter eines üblichen alko­holis­chen Desin­fek­tion­s­mit­tels entspricht 1,7 bis 2,3 kg CO2, ein üblich­es Pro­dukt auf Basis von Aktivsauer­stoff 0,05 bis 0,1 kg CO2 und ein Pro­dukt auf der Basis von Aktivchlor 0 kg CO2. Bei den Pro­duk­ten auf Aktivchlor-Basis ist die Bil­dung von möglichen chloror­gan­is­chen Verbindun­gen zu berück­sichti­gen und bei den quar­tären Ammo­ni­umverbindun­gen und Biguaniden die oft­mals schwierige biol­o­gis­che Abbaubarkeit.

Für tiefer­ge­hende Fra­gen zu Wirk­stof­fen, Prüfver­fahren und Wirk­mech­a­nis­men bietet sich Wall­häußers Prax­is der Ster­il­i­sa­tion, Desin­fek­tion, Anti­sep­tik und Kon­servierung als Nach­schlagew­erk an.

Foto: privat

Autor: Sven Reichwagen

Geschäfts­führer Nevs Biotec UG

E‑Mail: S.Reichwagen@nevs-biotec.com