消毒剤

消毒剤は、不活性表面上の微生物を不活性化または破壊するために使用される化学物質または化合物です。 ^{[1]消毒は必ずしもすべての微生物、特に耐性}細菌胞子を殺すわけではありません。あらゆる種類の生命を殺す極端な物理的または化学的プロセスである滅菌よりも効果が低くなります。 ^[1]消毒剤は一般に、体内の微生物を破壊する抗生物質や生体組織上の微生物を破壊する防腐剤などの他の抗菌剤とは区別されます。消毒剤は、微生物だけでなくすべての形態の生命を破壊することを目的とした殺生物剤とも異なります。消毒剤は、微生物の細胞壁を破壊したり、代謝を妨げたりすることで機能します。これは除染の一種でもあり、物理的または化学的方法を使用して表面上の病原性微生物の量を減らすプロセスとして定義できます。^{[2] [3]}

消毒剤は皮膚や粘膜上の微生物を破壊するためにも使用できます。医学辞書では、歴史的にこの単語は単に微生物を破壊することを意味していました。^{[4] [5] [6] [7] [8]}

消毒剤は、洗浄と消毒を同時に行う物質です。^[9]消毒剤は、消毒剤よりも多くの細菌を殺します。^[10]消毒剤は、病院、歯科医院、キッチン、浴室で感染性微生物を殺すために頻繁に使用されます。消毒剤は消毒剤に比べて穏やかで、主に人が接触するものを洗浄するために使用されますが、消毒剤は濃縮されており、床や建物の敷地などの表面を洗浄するために使用されます。^{[要出典] [11]}

細菌胞子は消毒剤に対して最も耐性があるが、一部の真菌、ウイルス、細菌もある程度耐性を持っている。^[12]

廃水処理では、例えば身体接触型浸水レクリエーションが行われる川や海に排水する場合（ヨーロッパ）、またはゴルフコースの灌漑に再利用する場合（米国）など、廃水から病原体を除去するための三次処理として、塩素、紫外線（UV）照射、またはオゾン処理による消毒工程を含めることができます。衛生分野では、廃棄物の流れ、下水汚泥、または糞便汚泥の消毒に対して、衛生化または衛生化という別の用語が使用されます。^[要出典]

オーストラリア医薬品規則第54号では、以下で使用される消毒剤のいくつかのグレードを定義しています。^[13]

滅菌剤とは、重要な医療機器や医療器具を滅菌するために使用される化学薬品のことです。滅菌剤はすべての微生物を殺し、その結果、微生物生存率の滅菌保証レベルは 10^-6 未満になります。滅菌ガスはこの範囲に含まれません。^{[引用が必要]}

低レベル消毒剤とは、ラベルに従って使用した場合、ほとんどの栄養細菌と中サイズの脂質含有ウイルスを急速に殺す消毒剤を意味します。実用的な期間内に細菌胞子、結核菌、真菌、またはすべての小さな非脂質ウイルスを破壊することは期待できません。^[要出典]

中レベル消毒剤とは、製造業者の推奨通りに使用した場合、細菌胞子を除くすべての微生物病原体を殺す消毒剤のことである。殺菌、結核、真菌（無性胞子に対しては殺菌するが、乾燥した厚膜胞子や有性胞子に対しては必ずしも殺菌しない）、および殺ウイルス作用がある。^[要出典]

高水準消毒剤とは、製造業者の推奨どおりに使用した場合、大量の細菌胞子を除くすべての微生物病原体を殺す消毒剤を意味します。^{[引用が必要]}

器具グレードの消毒剤とは、次のものを意味します。

1. 再利用可能な治療機器を再処理するために使用される消毒剤。
2. 「低」、「中」、「高」という言葉と関連付けられている場合は、それぞれ「低」、「中」、「高」レベルの消毒剤を意味します。

病院グレードとは、建物や備品の表面の一般的な消毒、および傷ついた皮膚に接触する可能性のある器具や表面を除いた目的に適した消毒剤を意味します。^[要出典]

1. 以下の用途で使用される施設内：
   • 病気、疾患、または傷害の調査または治療、または
   • 人間の皮膚を貫通する処置、または、
2. 関連して:
   • 美容療法または美容業
   • 足病学の実践;

ただし、以下は含まれません:

1. 器具用消毒剤、または
2. 殺菌剤、または
3. 抗菌性衣類製剤、または
4. 生理用液体、または
5. 衛生パウダー、または
6. 消毒剤。

家庭用/業務用消毒剤とは、建物や設備の表面の一般的な消毒、および病院用消毒剤に指定された以外の敷地内または手順を伴うその他の目的に適した消毒剤を意味しますが、次のいずれにも該当しません。^[要出典]

1. 抗菌性衣類製剤、または
2. 生理用液体、または
3. 衛生パウダー、または
4. 消毒剤

消毒剤を比較する方法の 1 つは、既知の消毒剤と比較してどの程度効果があるかを比較し、それに応じて評価することです。フェノールが標準であり、対応する評価システムは「フェノール係数」と呼ばれます。テストする消毒剤は、標準微生物 (通常はチフス菌または黄色ブドウ球菌) に対するフェノールと比較されます。フェノールよりも効果的な消毒剤は係数が 1 を超えます。効果が低い消毒剤は係数が 1 未満です。^{[引用が必要]}

消毒剤の検証のための標準的な欧州のアプローチは、基本的な懸濁試験、定量的懸濁試験（「干渉物質」として作用する低レベルおよび高レベルの有機物質を添加）および2部構成の模擬使用表面試験で構成されています。^[14]

効果のより具体的な測定方法として、米国環境保護庁（EPA）による高レベル、中レベル、低レベルの消毒への分類がある。「高レベル消毒は、高レベルの細菌胞子を除くすべての生物を殺します」と米国食品医薬品局（FDA）が殺菌剤として販売している化学殺菌剤を使用して行われる。「中レベル消毒は、環境保護庁によって「結核菌駆除剤」として登録されている化学殺菌剤を使用して、結核菌、ほとんどのウイルス、細菌を殺します。低レベル消毒は、EPAによって病院用消毒剤として登録されている化学殺菌剤を使用して、一部のウイルスと細菌を殺します。」^[15]

代替評価法としては、マイクロブロス希釈試験などを用いて、選択された（代表的な）微生物種に対する消毒剤の最小発育阻止濃度（MIC）を測定する方法がある。^[16]しかし、これらの方法は、接種効果を考慮せずに標準接種レベルで得られる。今日では、標的微生物種の密度の関数として最小消毒剤投与量を決定するための、より有益な方法が求められている。^[17]

完璧な消毒剤は、人間や有用な生命体に害を与えることなく、完全かつ十分な微生物殺菌を提供し、安価で非腐食性である。しかし、ほとんどの消毒剤は、性質上、人間や動物に潜在的に有害（毒性さえある）である。現代の家庭用消毒剤のほとんどには、安全対策として、摂取を防ぐために加えられた非常に苦い物質であるデナトニウムが含まれている。屋内で使用する消毒剤は、化学反応が起こる可能性があるため、他の洗浄剤と決して混ぜてはならない。 ^[18]使用する消毒剤の選択は、特定の状況に依存する。消毒剤の中には、広範囲の殺菌スペクトルを持つもの（多くの異なる種類の微生物を殺す）もあれば、より狭い範囲の病原菌を殺すが、他の特性（非腐食性、無毒、または安価）のために好まれるものもある。^[19]

化学物質で細菌を殺そうとするのではなく、細菌の生存と増殖を助長しない条件を作り出すか維持することを主張する意見がある。細菌は急速に数を増やすことができるため、急速に進化することができる。一部の細菌が化学攻撃を生き延びた場合、使用された特定の化学物質に耐性を持つ細菌のみで構成される新しい世代が生まれる。持続的な化学攻撃を受けると、生き残った細菌は次々に使用された化学物質に対する耐性を強め、最終的にその化学物質は無効になる。このため、家庭内の布、まな板、調理台に殺菌化学物質を染み込ませることが賢明かどうか疑問視する人もいる。 ^[要出典]

空気消毒剤は、典型的には、空気中に浮遊する微生物を消毒することができる化学物質である。消毒剤は一般的に表面への使用に限定されていると考えられているが、そうではない。1928年、ある研究で、空気中の微生物は希釈した漂白剤の霧を使って殺すことができることがわかった。^{[20]空気消毒剤は、空気中に十分な濃度で}エアロゾルまたは蒸気として拡散し、感染性微生物の生存数を大幅に減らす必要がある。^[要出典]

1940年代から1950年代初頭にかけてのさらなる研究では、さまざまなグリコール、主にプロピレングリコールとトリエチレングリコールを使用することで、多様な細菌、インフルエンザウイルス、およびペニシリウム・クリソゲナム（以前はP.ノタタム）カビ菌を不活性化できることが示されました 。^[21] 原則として、これらの化学物質は微生物に対する致死率が高く、哺乳類に対する毒性が低いため、理想的な空気消毒剤です。^{[22] [23]}

グリコールは制御された実験室環境では効果的な空気消毒剤ですが、空気の消毒は継続的な作用に敏感であるため、実際の環境で効果的に使用することはより困難です。ドア、HVAC、窓のインターフェースで外気の交換が行われる実際の環境での継続的な作用、および空気中のグリコールを吸収して除去する材料が存在する場合、表面消毒では重要ではないエンジニアリング上の課題が生じます。空気中に十分な濃度のグリコール蒸気を作り出すことに関連するエンジニアリング上の課題は、今日まで十分に解決されていません。^{[24] [25]}

アルコールおよびアルコールと第四級アンモニウムカチオン系化合物は、EPAおよび疾病予防管理センターによって病院グレードの消毒剤として承認された、実績のある表面消毒剤および殺菌剤のクラスを構成します。^[26]アルコールは、細胞膜を介した拡散を促進するために蒸留水と組み合わせると最も効果的です。100％アルコールは通常、外部の膜タンパク質のみを変性させます。 ^[27]水で希釈した 70％エタノールまたはイソプロパノールの混合物は、広範囲の細菌に対して効果的ですが、湿った表面を消毒するには、より高い濃度が必要になることがよくあります。^{[28]さらに、脂質エンベロープウイルス（} HIV、B型肝炎、C型肝炎 など）を効果的に不活性化するには、高濃度混合物（80％エタノール+ 5％イソプロパノールなど）が必要です。^{[27] [28] [29] [30]}

アルコールの効能は、湿潤剤であるドデカン酸（ココナッツ石鹸）と混合するとさらに高まります。29.4%エタノールとドデカン酸の相乗効果は、幅広い細菌、真菌、ウイルスに対して有効です。クロストリジウム・ディフィシル（C.Diff）胞子に対して、エタノールとドデカン酸の濃度を高くしてさらにテストが行​​われており、接触時間10分で有効であることが証明されています。^[31]

ホルムアルデヒドやグルタルアルデヒドなどのアルデヒドは、幅広い殺菌作用があり、殺胞子作用や殺菌作用もあります。有機物によって部分的に不活性化され、わずかに残留活性があります。^[要出典]

一部の細菌はグルタルアルデヒドに対する耐性を獲得しており、グルタルアルデヒドは喘息やその他の健康被害を引き起こす可能性があることが判明しているため、オルトフタルアルデヒドがグルタルアルデヒドに取って代わっています。^{[出典が必要]}

酸化剤は微生物の細胞膜を酸化することで作用し、その結果、構造が失われ、細胞が溶解して死滅します。多くの消毒剤はこのように作用します。塩素と酸素は強力な酸化剤であるため、これらの化合物がここで重要な役割を果たします。

• 電解水または「陽極液」は、塩化ナトリウムを次亜塩素酸ナトリウムと次亜塩素酸に電気分解して作られる、酸化性の酸性次亜塩素酸塩溶液です。陽極液の酸化還元電位は +600 ～ +1200 mV、一般的な pH 範囲は 3.5 ～ 8.5 ですが、最も強力な溶液は、主要なオキシ塩素種が次亜塩素酸である、制御された pH 5.0 ～ 6.3 で生成されます。
• 過酸化水素は、病院で表面の消毒に使用され、溶液として単独で、または他の化学物質と組み合わせて高水準消毒剤として使用されます。過酸化水素はコロイド銀と混合されることもあります。他の消毒剤よりもアレルギー反応がはるかに少ないため、好まれることが多いです。食品包装業界では、アルミホイル容器の消毒にも使用されます。3% 溶液は防腐剤としても使用されます。
• 過酸化水素蒸気は、医療用殺菌剤や室内消毒剤として使用されています。過酸化水素は、分解して酸素と水を形成するため、長期残留物が残らないという利点がありますが、他のほとんどの強力な酸化剤と同様に過酸化水素は危険であり、溶液は主な刺激物です。蒸気は呼吸器系と目に有害であり、その結果、OSHA許容暴露限界は8時間の加重平均として計算された1 ppm（29 CFR 1910.1000表Z-1）であり、NIOSHの生命と健康に直ちに危険となる限界は75 ppmです。^[32]したがって、職場で高濃度の過酸化水素を使用する場合は、工学的制御、個人用保護具、ガス監視などを採用する必要があります。気化した過酸化水素は、2001年に米国で起きた炭疽菌攻撃などで汚染された建物から炭疽菌胞子を除染するために承認されている化学物質の1つです。また、鳥インフルエンザやニューカッスル病などの外来動物のウイルスを機器や表面から除去するのにも効果があることがわかっています。
• 過酸化水素の抗菌作用は、界面活性剤や有機酸によって強化される。その結果生じる化学反応は、加速過酸化水素として知られている。長期間の使用に耐えるように安定化された2%溶液は、5分で高レベルの消毒を達成し、内視鏡などの硬質プラスチック製の医療機器の消毒に適している。^[33] 入手可能な証拠によると、加速過酸化水素をベースにした製品は、優れた殺菌剤であるだけでなく、人体に対してより安全で、環境に対しても無害であることが示唆されている。^[34]
• オゾンは、水、洗濯物、食品、空気、表面の消毒に使用されるガスです。化学的に攻撃的で、多くの有機化合物を破壊し、消毒に加えて、急速な脱色と脱臭をもたらします。オゾンは比較的速く分解します。ただし、このオゾンの特性により、水道水の塩素処理をオゾン処理で完全に置き換えることはできません。オゾンは水道管内ですでに分解しているからです。代わりに、水から酸化可能な物質の大部分を除去するために使用されます。塩素のみで処理すると、少量の有機塩素化合物が生成されます。いずれにしても、オゾンはその強力な反応性により、市営から工業用水処理まで、非常に幅広い用途があります。
• 過マンガン酸カリウム(KMnO ₄ ) は紫がかった黒色の結晶性粉末で、強い酸化作用により、触れるものすべてを着色します。これには「ステンレス」鋼の着色も含まれ、使用が多少制限され、プラスチックまたはガラスの容器を使用する必要があります。これは水槽の消毒に使用され、一部の公共プールではプールに入る前の足の消毒剤として使用されています。通常、KMnO ₄ / 水の溶液を入れた大きく浅い容器がプールの梯子の近くにあります。参加者は容器に足を踏み入れてからプールに入る必要があります。さらに、熱帯諸国では公共の水池や井戸の消毒、および歯を抜く前の口の消毒に広く使用されています。希釈溶液で傷に塗布することもできます。

ペルオキシカルボン酸と無機ペルオキソ酸は強力な酸化剤であり、非常に効果的な消毒剤です。^[要出典]

• ペルオキシギ酸
• 過酢酸
• ペルオキシプロピオン酸
• モノペルオキシグルタル酸
• モノペルオキシコハク酸
• ペルオキシ安息香酸
• ペルオキシアニス酸
• クロロ過安息香酸
• モノペルオキシフタル酸
• ペルオキシ一硫酸

フェノールは、一部の家庭用消毒剤の有効成分です。また、一部のマウスウォッシュや消毒用石鹸、ハンドウォッシュにも含まれています。フェノールは猫^[35]や新生児^{[36]に有毒です。}

• フェノールは、おそらく最も古い消毒剤として知られる。リスターが初めて使用した当時は石炭酸と呼ばれていた。皮膚に対しては腐食性があり、敏感な人には有毒なこともある。不純なフェノール製剤はもともとコールタールから作られており、これにはベンゼンを含む他の芳香族炭化水素が低濃度で含まれていた。ベンゼンはIARCグループ1の発がん性物質である。
• o -フェニルフェノールは、腐食性がやや低いため、フェノールの代わりによく使用されます
• クロロキシレノールは、家庭用消毒剤および防腐剤であるデトールの主成分です。
• ヘキサクロロフェンは、かつては家庭用品の殺菌添加物として使用されていたフェノール類ですが、有害な影響が疑われたため禁止されました。
• ハーブのタイムから抽出されたチモールは、環境に優しいと謳われる「広域スペクトル」の消毒剤の有効成分である。医薬品の安定剤として使用される。防腐、抗菌、抗真菌作用があり、かつては駆虫剤としても使用されていた。^[37]
• アミルメタクレゾールは、のどの消毒剤であるストレプシルに含まれています。
• 2,4-ジクロロベンジルアルコールはフェノールではありませんが、フェノールと同様の効果がありますが、ウイルスを不活性化することはできません。

塩化ベンザルコニウムなどの第四級アンモニウム化合物（「クワット」）は、関連化合物の大きなグループです。いくつかの濃縮製剤は、効果的な低レベル消毒剤であることが示されています。200ppm以上の第四級アンモニアとアルコール溶液は、ノロウイルス、ロタウイルス、ポリオウイルスなどの殺すのが難しい非エンベロープウイルスに対して有効性を示します。^[26] 新しい相乗的な低アルコール製剤は、細菌、エンベロープウイルス、病原性真菌、およびマイコバクテリアに対して接触時間が短い（3〜5分）非常に効果的な広域スペクトル消毒剤です。クワットは藻類も殺す殺生物剤であり、望ましくない生物の増殖を最小限に抑えるために大規模な工業用水システムの添加剤として使用されます。^[要出典]

このグループには、塩素、次亜塩素酸塩、または次亜塩素酸の水溶液が含まれます。塩素放出化合物とその塩がこのグループに含まれることもあります。多くの場合、有効塩素濃度が1 ppm未満であれば、細菌やウイルス、胞子、結核菌を殺すのに十分ですが、より高い濃度が必要です。塩素は、飲料水、プールの水、廃水中の病原体の不活性化、家庭内の消毒、繊維の漂白などの用途に使用されています^[38]

• 次亜塩素酸ナトリウム
• 次亜塩素酸カルシウム
• モノクロラミン
• クロラミンT
• トリクロロイソシアヌル酸
• 二酸化塩素
• 次亜塩素酸

• ヨウ素
• ヨードフォア

• 水酸化ナトリウム
• 水酸化カリウム
• 水酸化カルシウム
• 水酸化マグネシウム
• 亜硫酸
• 二酸化硫黄
• リン酸^[39]
• ドデシルベンゼンスルホン酸^[39]

ほとんどの金属、特に原子量が大きい金属は、病原体の代謝を阻害することで病原体の増殖を抑制します。^[要出典]

• チモール
• 松油

ビグアニドポリマー である ポリアミノプロピルビグアニドは、非常に低濃度（10 mg/L）で特に殺菌作用があります。その作用機序は独特で、ポリマー鎖が細菌細胞壁に組み込まれ、膜を破壊して透過性を低下させ、細菌に致命的な影響を及ぼします。また、細菌DNAに結合して転写を変化させ、致命的なDNA損傷を引き起こすことも知られています。^[40]より複雑で保護的な膜を持つヒト細胞などの高等生物に対する毒性は非常に低いです。

一般的な重炭酸ナトリウム（NaHCO ₃）には抗真菌作用^[41]と抗ウイルス作用、抗菌作用^[42]がありますが、家庭環境では効果が弱すぎます。^[43]

紫外線殺菌照射は、高強度の短波紫外線を使用して歯科用器具などの滑らかな表面を殺菌する方法ですが、木材や発泡体などの光を通さない多孔質の材料には使用されません。紫外線は、水道水の処理にも使用されます。微生物学研究室には紫外線照明器具が設置されていることが多く、部屋に人がいないとき（夜間など）にのみ点灯します。^[要出典]

熱処理は消毒や殺菌に利用できる。^[44]

「日光は最高の消毒剤である」というフレーズは、1913年にアメリカ合衆国最高裁判所判事ルイス・ブランダイス^{[45]とその後の}政府の透明性の提唱者によって広められました。日光の紫外線は消毒剤として機能しますが、地球のオゾン層は紫外線の最も効果的な波長を遮断します。一部の病室の消毒に使用されているような紫外線発光機械は、日光よりも優れた消毒剤になります。^[46]

1990年代半ば以来、コールドプラズマは効果的な殺菌・消毒剤であることが証明されています。^{[47] [48]}コールドプラズマは常温のままのイオン化ガスです。活性酸素と活性窒素種を生成し、細菌の壁や膜と相互作用して脂質やタンパク質の酸化を引き起こし、細胞を溶解させることもできます。コールドプラズマは細菌、ウイルス、真菌を不活性化することができます。

近年、静電消毒剤の使用が増加しています。^[49]静電消毒は、静電噴霧器を使用して達成されるプロセスであり、その顕著な例としては、Vycel-Vycel 4 または Techtronics Ryobi があります。静電噴霧器は、表面を消毒するための新しい技術です。従来の噴霧ボトルやデバイスとは異なり、静電噴霧器は、液体消毒剤がデバイスのノズルを通過するときに、正のイオン電荷を適用します。静電噴霧器のノズルから散布された正に帯電した消毒剤は、負に帯電した表面に引き寄せられ、これにより、硬い非多孔質表面に消毒液を効率的に塗布できます。^[50]静電噴霧器で使用するために設計された特定の消毒剤は多数あり、これらは溶液に溶解するか、水で希釈されることがよくあります。静電噴霧器で使用するために設計された著名な消毒スプレーには、Citrox 消毒液と Vital Oxide 消毒液があります。^{[引用が必要]}

• 薬剤耐性
• ジエチレングリコール- 空気衛生の原料
• 手指消毒剤
• 衛生
• クリーニング製品リスト
• 衛生標準操作手順
• 殺ウイルス剤

• Soule, H.; DL Duc; MR Mallaret; B. Chanzy; A. Charvier; B. Gratacap-Cavallier; P. Morand; JM Seigneurin (1998 年 11 月 - 12 月)。「病院環境におけるウイルス耐性: 液体消毒剤の殺ウイルス活性の概要」。Annales de Biologie Clinique (フランス語) 。56 (6): 693–703。PMID 9853028  。
• Sandle, T. 編 (2012)。CDCハンドブック: クリーンルームの清掃と消毒のガイド(第 1 版)。Grosvenor House Publishing Limited。ISBN 978-1781487686。

• オハイオ州立大学の殺菌と消毒に関する講義
• 私たちはどんな細菌を殺しているのか？消毒剤のテストと分類
• 消毒剤選択ガイド
• 消毒剤と非塩素系漂白剤 2010年6月1日アーカイブ- DOE科学教育局
• ウィーン消毒剤データベース (WIDES データベース)
• 化学消毒剤 – 疾病管理予防センター