Антимикробное и инсекто-акарицидное действие биоцида Агро-Велт и его применение на объектах ветнадзора

Актуальность темы

Разработка и применение на объектах ветеринарного надзора многофункциональных биоцидов с антимикробным и инсекто-акарицидным действием является актуальной задачей, т.к. подобные биоциды позволяют не только дезинфицировать окружающую среду от патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, но и уничтожают во внешней среде летающих и ползающих кровососущих насекомых, являющихся переносчиками возбудителей трансмиссивных природно-очаговых болезней человека и животных (21, 32).

Трансмиссивные природно-очаговые болезни животных (ТПОБ) характеризуются энзоотичностью (приуроченность к определенной местности, клима-тогеографической зоне) и сезонностью проявления. В случаях переноса возбудителей летающими насекомыми трансмиссивные болезни животных обычно распространяются более широко, чем при передаче возбудителя клещами.

К облигатным ТПОБ животных относятся инфекционная катаральная лихорадка овец (блютанг), гидроперикардит, эрлихиоз, инфекционные энцефало-миелиты, инфекционная анемия лошадей, африканская чума лошадей, лихорадка долины Рифт, Найроби болезнь, шотландский энцефаломиелит овец, вирусный узелковый дерматит и др.- к факультативным — сибирская язва, чума верблюдов, африканская чума свиней, туляремия, лептоспироз и др. септические инфекции (48, 61, 88).

По данным Россельхознадзора, за последние годы в РФ наблюдается ухудшение эпизоотической ситуации по африканской чуме свиней, бруцеллезу крупного и мелкого рогатого скота, лейкозу, лептоспирозу и др., а также по ряду трансмиссивных болезней. В значительной мере, предпосылками этого являются рост импорта животных, нарушения ветеринарно-санитарных мероприятий на объектах ветнадзора, недостаточная эффективность используемых средств профилактики инфекционных болезней.

В 2012 г в РФ остается нестабильной ситуация по такой трансмиссивной болезни, как инфекционная катаральная лихорадка овец (блютанг), выявлены положительно реагирующие животные. Угроза болезни исходит из Европы от импортного скота, который может быть поражен вирусом блютанга 8, 4 и 1 се-ротипов, а вакцинация проводится только против 8 серотипа. Риск заноса блютанга со стороны Европейских стран увеличивается с ростом импорта. Поэтому существует возможность массового распространения заболевания в России и формирования природного очага блютанга с учетом распространения потенцио альных переносчиков инфекции на территории РФ до 72 северной широты (49, 63).

Эпизоотические угрозы и основные риски на 2012 и последующие годы связаны с эндемической опасностью распространения сибирской язвы, в результате сохранения на территории России почвенных очагов и снижения внимания к данной болезни на местном уровне (54).

Сложной также остается в РФ эпизоотическая ситуация по туляремии, лептоспирозу, инфекционному энцефаломиелиту, кровепаразитарным болезням людей и животных (малярия, пироплазмоз, трипаносомоз и др.), переносчиками которых являются насекомые и клещи (60).

Меры профилактики трансмиссивных природно-очаговых болезней включают защиту животных от нападения кровососущих членистоногих (смена выпасов, перевод на стойловое содержание, использование репеллентов), уничтожение переносчиков, мелиоративные мероприятия в местах выплода переносчиков, иммунизацию животных.

Однако против 85% трансмиссивных болезней животных специфическая профилактика не разработана, остается проблемным вопрос выделения и идентификации многих возбудителей заболеваний, при ряде болезней до сих пор не ясен патогенез, недостаточно изучены этиологические факторы.

Поэтому, дезинфекция и дезинсекция как способ ликвидации трансмиссивных инфекционных болезней животных приобретает первостепенное значение. Именно оперативное прерывание эпизоотической цепи путем уничтожения во внешней среде возбудителей болезней и их переносчиков наиболее эффективно сдерживает развитие эпизоотического процесса и распространение трансмиссивных болезней (19, 20).

Как указывает Смирнов A.M. (60), многие виды микроорганизмов, циркулирующие в окружающей среде, способны формировать устойчивость не только к антибиотикам, но и к дезинфицирующим средствам, которые на протяжении длительного времени широко применяются в ветеринарной практике (хлорсодержащие, щелочи, альдегиды). Кроме того, ряд дезинфектантов медленно бионизируются, некоторые (диоксины, тригамометаны и др.) трансформируются во внешней среде до весьма опасных для здоровья человека и животных соединений, обладают коррозионной активностью, нестабильны при хранении, не обладают достаточной эффективностью при обеззараживании воздуха, оборудования и поверхностей из синтетических и органических материалов.

До сих пор широко используемые в России хлор-формол-фенол-содержащие биоциды являются опасными для здоровья людей и животных.

Средства, применяемые в последние годы для уничтожения насекомых и клещей, снизили свою эффективность в результате их адаптации к ним.

По мнению отечественных и зарубежных ученых (31, 32, 89, 96, 115), при изыскании новых биоцидов ветеринарного назначения предпочтение необходимо отдавать многофункциональным средствам, обладающим широким спектром антимикробного, противопаразитарного и инсектицидного действия, являющихся безвредными для людей и животных и экологически безопасными.

Одно из наиболее удачных решений этой проблемы было найдено учеными НПО «ВЕЛТ», которые создали наноструктурирующую антимикробную субстанцию Велтон на основе клатрата дидецилдиметиламмоний бромида с карбамидом, которая активна против широкого спектра бактерий, грибов и вирусов. Субстанция Велтон не обладает коррозионным действиием, относится к 4 классу мало опасных веществ и является экологически безопасной. В составе дезинфизирующих средств, антисептиков и лекарственных препаратов субстанция Велтон показала высокую антимикробную эффективность и является перспективным средством для конструирования биоцидов с многофункциональным действием.

В 1960;е гг. на основе пиретринов — группы природных инсектицидов, выделенных из цветков далматской ромашки («пиретрума»), были созданы эффективные инсектицидные средства широкого спектра действия. Затем были созданы синтетические пиретроиды (перметрин, циперметрин, дельтаметрин (децис), фенвалерат, цигалотрин, флуцитринат, фенпропатрин, циперметрин и др). Эти инсектициды во всём мире регулярно применяются для борьбы с сельскохозяйственными насекомыми-вредителями на протяжении последних 30 лет, поэтому многие насекомые выработали резистентность к средствам на их основе, что резко снижает эффективность агрохимических мероприятий и зачастую вынуждает заметно (в 3−10 раз) увеличивать нормы расхода инсектицида. Используемым в настоящее время пиретроидам присущ и целый ряд других недостатков, как экономических (сложность синтеза, дороговизна), так и экологических (недостаточная избирательность действия и наличие ряда нежелательных побочных эффектов).

Всё это обуславливает необходимость создания и внедрения в практику ветеринарии новых высокоэффективных биоцидов, обладающих эффективным антимикробным и инсекто-акарицидным действием, безвредных для человека и животных и безопасных для окружающей среды.

Учеными НИИ биоцидов и нанотехнологий (г. Москва) создан новый биоцид Агро-Велт, представляющий собой контактно-кишечный инсекто-акари-цид с антимикробным действием в форме эмульсии. В качестве активно действующих веществ Агро-Велт содержит субстанцию Велтон и циперметрин.

С учетом отмеченного, изучение эффективности действия Агро-Велта в качестве антибактериального, противогрибного и инсекто-акарицидного средства при профилактике трансмиссивных природно-очаговых инфекционных болезней животных представляет собой актуальную задачу для ветеринарии.

Цель и задачи исследований. Цель настоящих исследований — определение антимикробного и инсекто-акарицидного действия комплексного биоцида Агро-Велт и оценка его эффективности при дезинфекции, дезинсекции и деза-каризации объектов ветнадзора.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить основные свойства Агро-Велта, определяющие перспективность его использования для дезинфекции и дезинсекции объектов ветнадзора.

2. Определить антибактериальную и противогрибную активность Агро-Велта in vitro.

3. Определить инсекто-акарицидное действие Агро-Велта в отношении разных видов насекомых и клещей в лабораторных условиях.

4. Изучить острую и хроническоую токсичность Агро-Велта в отношении теплокровных животных.

5. Определить микрофлору организма насекомых и клещей, собранных в лесопарковой и лесной зонах Москвы и Московской области.

6. Изучить антимикробное и инсектицидное действие Агро-Велта в условиях лесопарковой зоны г. Москвы.

7. Провести производственные испытания Агро-Велта на объектах ветнадзора.

8. Разработать технологические режимы дезинфекции, дезинсекции и де-закаризации биоцидом Агро-Велт объектов ветнадзора.

9. Разработать проект нормативной документации на Агро-Велт с целью регистрации его для применения на территории РФ.

Научная новизна.

1. Впервые, для ветеринарной практики предложено комплексное дезинфицирующее средство с инсекто-акарицидным действием на основе субстанции «Велтон» и циперметрина, перспективное для обеззараживания и дезинсекции окружающей среды при профилактике трансмиссивных природно-очаговых инфекционных болезней животных.

2. Установлено, что Агро-Велт обладает высокой смачивающей и проникающей способностью, не проявляет коррозионного действия, белковый индекс средства позволяет проводить обеззараживание окружающей среды без предварительной механической очистки поверхностей.

3. Доказано, что Агро-Велт безвреден для теплокровных животных, не обладает сенсибилизирующими и кумулятивными свойствами и не оказывает кож-но-резорбтивного действия. По величине 1Л350 при нанесении на кожу и при ингаляционном воздействии Агро-Велт относится к 4 классу малоопасных веществ и может применяться в присутствии животных.

4. Впервые, в сравнительном аспекте, определена микрофлора организма насекомых и иксодовых клещей, собранных в лесопарковой зоне г. Москвы и в лесной зоне Московской области. По своему составу микрофлора членистоногих, обитающих на территории мегаполиса, была разнообразнее, чем у насекомых и клещей лесной зоны и содержала, наряду с почвенными сапрофитами и гнилостными бактериями, патогенные микроорганизмы — кандиды, стафилококки, эшерихии, сальмонеллы.

5. Создана экспериментальная методика, позволяющая определять эффективность комплексных биоцидов с антимикробным и инсекто-акарицидным действием в условиях лесопарковой зоны мегаполиса.

6. Показана высокая антимикробная активность Агро-Велта в отношении широкого спектра патогенных бактерий и грибов. Минимальная антимикробная концентрация средства для вегетативных форм микроорганизмов составляет 0,05%, для спорообразующих бактерий, дерматофитов и плесневых грибов -0,2%.

7. Установлено эффективное инсекто-акарицидное действие Агро-Велта при концентрации рабочих эмульсий 0,2% в отношении разных видов насекомых и клещей в лабораторных условиях, в условиях лесопарковой зоны мегаполиса и в животноводческих хозяйствах.

Практическая значимость.

1. Для применения в ветеринарии в качестве дезинфицирующего и инсектоакарицидного средства для обеззараживания объектов окружающей среды и уничтожения членистоногих — переносчиков возбудителей инфекционных болезней животных, предложен комплексный, эффективный, безвредный биоцид Агро-Велт, который прошел производственные испытания.

2. Результаты исследований включены в проект СТО 71 954 720−0006−2012 на средство Агро-Велт, предназначенное для дезинфекции, дезинсекции и дезака-ризации окружающей среды.

3. Разработан проект инструкции по применению биоцида Агро-Велт для профилактики инфекционных болезней животных.

4. При проведении производственных испытаний Агро-Велта в условиях лесопарковой зоны г. Москвы, а также в скотоводческих и свиноводческих хозяйствах изучена антимикробная, инсектицидная и акарицидная активность биоцида Агро-Велт, дана оценка его воздействия на разные виды микроорганизмов и членистоногих, показана высокая дезинфицирующая и инсекто-акарицидная эффективность средства, что подтверждено актами, утвержденными руководителями хозяйств Московской и Челябинской областей.

5. Разработаны технологические режимы дезинфекции, дезинсекции и деза-каратизации объектов ветнадзора биоцидом Агро-Велт.

6. Результаты исследований по применению биоцида Агро-Велт на объектах ветнадзора используются в учебном процессе в ФГБОУ ВПО МГАВМиБ по дисциплинам «Санитарная микробиология», «Ветеринарная микробиология и микология».

Личный вклад соискателя. Автору принадлежат непосредственное осуществление исследований по изучению острой и хронической токсичности Агро-Велта на лабораторных животныхопределение антимикробной и инсекто-акарицидной активности Агро-Велта в отношении тест-штаммов разных видов микроорганизмов, а также клещей и насекомыхпроизводственные испытания биоцида в условиях лесопарковой зоны мегаполиса и в животноводческих хозяйствахразработка нормативной документации на Агро-Велтанализ и обобщение полученных результатов.

В работе использованы материалы, полученные лично автором, а также в соавторстве с директором НИИ биоцидов и нанобиотехнологий, кандидатом медицинских наук Ивановой Е. Б., которой выражаю глубокую благодарность за помощь и поддержку.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследований были представлены на выставке, посвященной 90-летию ФГБОУ ВПО МГАВМиБ (Москва, 2009) — на выставке «Звезда Подмосковья» (Раменское, Московской области, 2010) — на выставке в «Экспо-Центре» (Москва, 2010) — доложены на XVIII Международном ветеринарном конгрессе (Москва, 2010) — на XIX Международном ветеринарном конгрессе (Москва, 2011) — на VII Международном ветеринарном конгрессе по птицеводству (Москва, 2011) — на Международной научно-практической конференции «Задачи ветеринарной науки в реализации доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации (Москва, 2011) — на III Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи — путь к обществу, основанному на знаниях. Приоритетные направления развития науки и техники — технологический прорыв в мировое сообщество» (Москва, 2011) — на Всероссийской научной конференции «Эколого-географические аспекты инфектологии» (Новосибирск, 2011).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 10 статей, в т. ч. 6 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК (Ветеринарная медицина, Биозащита и биобезопасность, Дезинфекция. Антисептика, Жизнь без опасностей, Нанотехнологии и охрана здоровья) и 2 — в сборниках научных трудов.

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 179 страницах машинописного текста и включают введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, выводы, данные о практическом использовании научных результатов, рекомендации по использованию научных выводов, список использованной литературы (118 источников, из которых 64 отечественных и 54 иностранных). Работа содержит 34 таблицы, 31 рисунок, 22 страницы приложений.

4. ВЫВОДЫ.

1. Биоцид Агро-Велт — комплексное инсекто-акарицидное средство с антимикробным действием, эффективное против бактерий и грибов — возбудителей инфекционных болезней животных, а также против насекомых и клещей, являющихся переносчиками патогенных микроорганизмов.

2. Агро-Велт обладает свойствами, обуславливающими перспективность его применения на объектах ветнадзора: поверхностное натяжение средства составляет 0,74 мН/м, величина краевого угла смачивания — 34 градуса, белковый индекс равен 1, фенольный коэффициент — 14, коррозионная активность отсутствует, физико-химические и бактерицидные свойства сохраняются после замерзания и оттаивания.

3. Агро-Велт проявляет бактерицидное и фунгицидное действие в отношении культур тест-штаммов Е. coli 12 570, S. aureus 906, P. aeruginosa АТСС 27 853, S. typhimurium 11, С. albicans 15, B. cereus 96, T. gypseum НИИД и A. niger НИИД. Минимальная антимикробная концентрация средства для вегетативных форм микроорганизмов составляет 0,05%, для спорообразующих бактерий, дерматофитов и плесневых грибов — 0,2%.

4. Агро-Велт обладает инсекто-акарицидной активностью в отношении разных видов членистоногих. Для комаров, муравьев черных, пауков и гамазо-идных клещей эффективной концентрацией является 0,1% средства, для мух -0,2%, для ос и муравьев рыжих — 0,4%, для разных видов жуков и иксодовых клещей — 0,5%.

5. Остаточное инсекто-акарицидное действие Агро-Велта сохраняется в течение 4 недель для 100% изученных членистоногих. Через 6 недель на обработанных средством поверхностях в течение 60 мин погибает 100% насекомых, 70%) куриных, 80%> крысиных и 50% иксодовых клещей.

6. По степени воздействия на организм животных при введении в желудок Агро-Велт относится к 3 классу умеренно опасных веществ, при ингаляционном воздействии и нанесении на кожу — к 4 классу мало опасных веществ. Средство не обладает сенсибилизирующими, кумулятивными свойствами и не оказывает кожно-резорбтивного действия.

7. У насекомых и иксодовых клещей, обитающих в лесах Подмосковья, обнаружены E. coli, B. subtilis, E. rhusiopathiae, C. pasteurianum, L. brevis, A.niger. От членистоногих лесопарковой зоны Москвы выделены E. coli, S. typhimurium, S. aureus, Mycobacterium, B. subtilis, P. herbicola, C. albicans, A.niger. Членистоногие лесопарковой зоны мегаполиса содержат более широкий спектр микроорганизмов, опасных для человека и животных.

8. В условиях лесопарковой зоны мегаполиса антибактериальная активность 0,2% эмульсии Агро-Велта с расходом средства 150 мл/м2 поверхности почвы и экспозицией 3 часа составила 100%), противогрибная — 80%), инсектицидная — 92,7%).

9. Однократное применение для дезинфекции и дезинсекции 0,1%-ной эмульсии Агро-Велта методом орошения, с расходом средства 100−150 мл/м2 и экспозицией 180 мин. обеспечивает 100%-ную дезинфекционную и 90%-ную дезинсекционную эффективность средства в условиях вивария по содержанию лабораторных животных, свиноводческого и скотоводческого хозяйств как в летний, так и в зимне-весенний периоды. Применение Агро-Велта в присутствии животных не вызывает нарушений их клинического состояния, а также раздражения слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

1. По результатам исследований составлены и утверждены в установленном порядке 2 научных отчета:

— промежуточный отчет «Экспериментальные испытания безопасности, антимикробной и инсекто-акарицидной активности Агро-Велта»;

— заключительный отчет «Производственные испытания дезинфицирующей и инсекто-акарицидной активности биоцида Агро-Велт и разработка режимов дезинфекции и дезинсекции объектов ветнадзора».

2. Результаты исследований включены в проект СТО 71 954 720−0006−2012 на биоцид Агро-Велт.

3. Разработан проект инструкции по применению биоцида Агро-Велт для профилактики инфекционных болезней животных.

4. Разработаны методические рекомендации по изучению антимикробной и инсекто-акарицидной активности комплексных биоцидов в условиях лесопарковой зоны мегаполиса.

5. При проведении производственных испытаний Агро-Велта в условиях лесопарковой зоны Москвы, а также в скотоводческих и свиноводческих хозяйствах изучена антимикробная, инсектицидная и акарицидная активность биоцида Агро-Велт, дана оценка его воздействию на бактерии и грибы, на различные виды насекомых и клещей, показана высокая дезинфицирующая и ин-секто-акарицидная эффективность средства, что подтверждено актами, утвержденными руководителями хозяйств Московской (ЗАО «Агрофирма Борец», Дмитровского района) и Челябинской (совхоз «Подовинное», Октябрьского района) областей.

5. Результаты исследований по применению биоцида Агро-Велт для дезинфекции и дезинсекции объектов ветнадзора используются в учебном процессе в ФГБОУ ВПО МГАВМиБ по дисциплинам «Санитарная микробиология», «Ветеринарная микробиология и микология».

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ.

1. Рекомендовать биоцид Агро-Велт зооветспециалистам и владельцам животных в качестве дезинфицирующего и инсекто-акарицидного средства для обеззараживания окружающей среды и объектов ветнадзора с целью профилактики инфекционных болезней животных.

2. Ветеринарным специалистам рекомендуется использовать Агро-Велт для уничтожения иксодовых клещей, мух и комаров, а также их личинок с целью профилактики трансмиссивных природно-очаговых болезней животных.

3. Агро-Велт рекомендуется для обработки спецодежды в качестве репел-лентного и инсекто-акарицидного средства.

4. Результаты исследований по изучению бактерицидной, фунгицидной и инсекто-акарицидной активности биоцида Агро-Велт рекомендуется использовать в учебном процессе по дисциплинам «Ветеринарная микробиология и микология», «Санитарная микробиология», «Эпизоотология», «Ветеринарная санитария» в ВУЗах РФ по специальностям 111 801 «Ветеринария» и 111 100 «Зоотехния».