สารฆ่าเชื้อโรค : สารระงับเชื้อและสารทำลายเชื้อ

สารฆ่าเชื้อโรค (germicides) ซึ่งหมายรวมถึงสารระงับเชื้อ (antiseptics) และสารทำลายเชื้อ (disinfectants) มีการนำมาใช้เพื่อควบคุมการแพร่กระจายของจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อม ป้องกันการเกิด โรคติดเชื้อกันอย่างแพร่หลายทั่วไป ในสถานที่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนเชื้อก่อโรค ทั้งในสถานพยาบาล สถานที่ที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบริโภค รวมทั้งในครัวเรือนทั่วไป ข้อมูลการศึกษาเกี่ยวข้องกับสารฆ่าเชื้อโรคมีอยู่น้อยเมื่อเทียบกับข้อมูลของยาปฏิชีวนะที่ใช้รักษาโรค ทั้งนี้โดยทั่วไปสารฆ่าเชื้อโรคมีขอบข่ายการออกฤทธิ์ที่กว้างกว่ายาปฏิชีวนะ ไม่มีเป้าหมายในการออกฤทธิ์ที่จำเพาะ ในขณะที่ยาปฏิชีวนะมีเป้าหมายการออกฤทธิ์ที่จำเพาะ นอกจากนี้การใช้สารฆ่าเชื้อโรคอย่างกว้างขวาง การใช้ที่ไม่เหมาะสม รวมทั้งการสะสมของสารฆ่าเชื้อโรค ในสภาพแวดล้อมต่าง ๆ เป็นปัจจัยส่งผลให้จุลินทรีย์พัฒนาการดื้อต่อสารฆ่าเชื้อโรค รวมทั้งมีแนวโน้มที่จะส่งผล ให้เกิดการดื้อข้ามต่อยาปฏิชีวนะได้

หนังสือ “สารฆ่าเชื้อโรค : สารระงับเชื้อและสารทำลายเชื้อ” เรียบเรียงขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นแหล่งข้อมูลเกี่ยวกับสารฆ่าเชื้อโรคแต่ละชนิดที่พบมีการใช้อยู่ทั่วไป โดยเริ่มจากสรุปเกี่ยวกับจุลินทรีย์ กลุ่มหลัก ๆ ที่ก่อให้เกิดโรคติดเชื้อ การรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับฤทธิ์ กลไกการออกฤทธิ์ ขอบข่ายการออกฤทธิ์ การนำไปใช้และข้อจำกัดของสารฆ่าเชื้อโรคแต่ละชนิด วิธีการทดสอบเพื่อประเมินประสิทธิภาพของ สารฆ่าเชื้อโรค การดื้อต่อสารฆ่าเชื้อโรค และเทคโนโลยีใหม่สำหรับการทำลายเชื้อและการทำปราศจากเชื้อ

สัมภาษณ์นักเขียน

1. จุลินทรีย์ก่อโรค

การใช้สารฆ่าเชื้อโรค (germicide) มีการใช้กันทั่วไปทั้งในบ้านเรือน ร้านอาหาร โรงพยาบาล ห้องปฏิบัติการ รวมทั้งโรงงานอุตสาหกรรม และงานบริการต่าง ๆ การใช้สารฆ่าเชื้อโรคนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทำลาย ยับยั้งการเจริญ กำจัดจุลินทรีย์ต่าง ๆ จากเครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์ หรือส่วนของร่างกายที่มีการปนเปื้อนจุลินทรีย์ ดังนั้นเพื่อเป็นพื้นฐานในการอธิบายเนื้อหาเกี่ยวกับกลไกการออกฤทธิ์ของสารฆ่าเชื้อในบทต่อไป เนื้อหาในบทนี้จะอธิบายโดยสรุปเกี่ยวกับจุลินทรีย์กลุ่มหลัก ๆ ที่ก่อให้เกิดโรคติดเชื้อ เนื้อหาครอบคลุมลักษณะที่สำคัญของจุลินทรีย์แต่ละกลุ่ม โครงสร้างและการจัดจำแนกชนิด แหล่งที่มาของเชื้อ แหล่งรังโรค (reservoir) และรูปแบบการแพร่กระจายของจุลินทรีย์

จุลินทรีย์ หรือจุลชีพ หมายถึง สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ประกอบด้วยเซลล์เดียว หรือหลายเซลล์ พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ รวมทั้งในร่างกายมนุษย์ เป็นสิ่งชีวิตที่มีความหลากหลาย แบ่งตามลักษณะของเซลล์ได้เป็น 3 กลุ่ม ดังนี้

1. อแคริโอต (akaryotes) ไม่มีลักษณะเป็นเซลล์ คือ ไม่มีนิวเคลียส ได้แก่ ไวรัส (virus) และอนุภาคก่อโรคขนาดเล็ก เช่น ไวรอยด์ (viroid) และพรีออน (prion) เป็นต้น

2. โพรแคริโอต (prokaryotes) เป็นเซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส และไม่มีโครงสร้างอื่น ๆ หรือออร์กาเนลล์ (organelles) ที่มีเยื่อหุ้มล้อมรอบ ได้แก่ แบคทีเรีย (bacteria) อาร์เคียแบคทีเรีย (archea bacteria) และไซยาโนแบคทีเรีย (cyanobacteria) เป็นต้น

3.ยูแคริโอต (eukaryotes) เป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียสและออร์กาเนลล์อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ ได้แก่ เชื้อรา (fungi) ยีสต์ (yeast) ราเมือก (slime mold) และโพรโทซัว (protozoa) เป็นต้น

2. ฤทธิ์และกลไกการออกฤทธิ์ของสารฆ่าเชื้อโรค

ในบทนี้จะครอบคลุมเนื้อหาเกี่ยวกับสารฆ่าเชื้อโรคที่นำมาใช้กันทั่วไป ปัจจัยที่มีผลต่อฤทธิ์การต้านจุลินทรีย์ของสารฆ่าเชื้อโรค กลไกการออกฤทธิ์ของสารฆ่าเชื้อโรค ชนิด โครงสร้างทางเคมี และคุณสมบัติทั่วไปของสารฆ่าเชื้อโรค การนำไปใช้ และข้อจำกัดของสารฆ่าเชื้อโรคแต่ละกลุ่ม เพื่อให้เกิดความเข้าใจเนื้อหาในบทนี้จะเริ่มจากคำนิยามที่ใช้บ่อยเกี่ยวกับสารฆ่าเชื้อโรค

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ของสารฆ่าเชื้อโรคมีหลายปัจจัย ได้แก่ จำนวนเชื้อเริ่มต้น ชนิดของจุลินทรีย์ ความเข้มข้นของสาร ระยะเวลาสัมผัส ปัจจัยทางเคมี และกายภาพ

จำนวนของเซลล์จุลินทรีย์ (Number of microbial cells)

การออกฤทธิ์ของสารฆ่าเชื้อโรคจะเริ่มจากการที่สารไปติดอยู่บนผิวด้านนอกของเซลล์จุลินทรีย์ ก่อนที่จะเกิดการทำลายหรือรบกวนการทำงานของเซลล์นั้น ๆ ถ้าจำนวนของเซลล์จุลินทรีย์เริ่มต้นมาก สารฆ่าเชื้อโรคกระจายไปอยู่บนผิวเซลล์จนปริมาณไม่เพียงพอที่จะเกิดผลทำลายเซลล์ที่มีทั้งหมดได้ ดังนั้น ในการใช้งานจริงของสารฆ่าเชื้อโรคถ้าจำนวนของเชื้อเริ่มต้นมีปริมาณมากจะต้องใช้เวลาหรือความเข้มข้น มากขึ้น เพื่อกำจัดเชื้อให้อยู่ในระดับที่ต้องการในการทดสอบประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อโรคจึงต้องมีการกำหนดปริมาณหรือความหนาแน่นของเชื้อเริ่มต้นในการทดสอบ

ชนิดของจุลินทรีย์ (Types of microorganisms)

จุลินทรีย์แต่ละประเภทมีความไวต่อสารฆ่าเชื้อโรคแตกต่างกันอย่างมาก ทั้งนี้เป็นไปตามธรรมชาติของจุลินทรีย์แต่ละชนิด คือ ความต้านทานหรือความดื้อต่อสารเคมีตามธรรมชาติ (innate หรือ intrinsic resistance) เช่น แบคทีเรียกรัมลบมีเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอกเป็นชั้นที่ช่วยกั้นขวางไม่ให้สารเคมีผ่านเข้าสู่เซลล์ได้ง่าย จึงทนทานสารเคมีได้มากกว่าแบคทีเรียกรัมบวก ลำดับของจุลินทรีย์ตามความต้านทานต่อสารเคมีต่าง ๆ จากมากไปน้อยอย่างกว้าง ๆ แสดงดังในภาพที่ 2.1 จุลินทรีย์ที่ทนทานต่อสารฆ่าเชื้อโรคมากที่สุด คือ จุลินทรีย์ที่มีลักษณะเป็นอนุภาค ได้แก่ พวกพรีออน จะทนทานมากที่สุด กลุ่มที่มีความทนทานสูง ได้แก่ เอนโดสปอร์ของแบคทีเรียซึ่งมีโครงที่ห่อหุ้มเซลล์หลายชั้น ไข่พยาธิบางชนิด โพรโทซัวระยะโอโอไซต์ และแบคทีเรียกลุ่ม Mycobacteria

ซึ่งมีปริมาณไขมันมากในชั้นผนังเซลล์ เช่น Mycobacterium tuberculosis ที่ก่อโรควัณโรค กลุ่มจุลินทรีย์ที่มีความทนทานปานกลาง ได้แก่ โพรโทซัวระยะซีสต์ ไวรัสขนาดเล็กที่ไม่มีเปลือกหุ้ม (small nonenveloped viruses) และสปอร์ของเชื้อรา ในขณะที่โพรโทซัวระยะโทรโฟซอยต์ พยาธิ แบคทีเรียไม่สร้างสปอร์ และกำลังแบ่งตัวเพิ่มจำนวนทั้งแบคทีเรียกรัมบวกและกรัมลบ เชื้อรา ไวรัสขนาดใหญ่ที่ไม่มีเปลือกหุ้ม (large non-enveloped viruses) หรือไวรัสขนาดใหญ่ที่มีเปลือกหุ้มเป็นชั้นไขมัน (large lipid enveloped viruses) จะทนทานต่อสารฆ่าเชื้อโรคต่าง ๆ น้อยที่สุด

3. วิธีการทดสอบเพื่อประเมินประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อโรค

การใช้สารฆ่าเชื้อโรคอย่างถูกต้องเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการควบคุม และกำจัดจุลินทรีย์ ทั้งในส่วนบุคคล และในสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในโรงพยาบาล หรือห้องปฏิบัติการต่าง ๆ จะต้องทำการทดสอบเพื่อประเมินประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อโรคเป็นระยะ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์นั้น ซึ่งอาจเกิดการเสื่อมสภาพระหว่างการจัดเก็บ หรือมีการปนเปื้อนสารอินทรีย์ระหว่างการใช้รวมทั้งสามารถนำผลการทดสอบมาปรับวิธีการใช้ เช่น ปรับวิธีการเจือจางผลิตภัณฑ์ หรือปรับระยะเวลาสัมผัส ที่ใช้ เป็นต้น

การทดสอบต่าง ๆ เพื่อประเมินประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อโรคนี้ทำตามมาตรฐานวิธีการทดสอบ ตามที่องค์กรที่ทำหน้าที่ควบคุมมาตรฐานวิธีทดสอบจัดทำขึ้น และกำหนดให้ใช้เป็นแนวทางในการทดสอบ ทั้งนี้เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานปฏิบัติไปในแนวทางเดียวกัน และได้ผลการทดสอบถูกต้อง ตัวอย่างองค์กรที่กำหนดมาตรฐาน วิธีทดสอบ เช่น Association of Official Analytical Chemists (AOAC), American Society for Testing and Materials (ASTM) และ International Organization of Standardization (ISO) เป็นต้น โดยแต่ละประเทศจะมีการกำหนดให้ใช้วิธีตามมาตรฐานเหล่านี้ หรืออาจมีการดัดแปลงวิธีมาตรฐานตามความเหมาะสม ในบทนี้จะกล่าวสรุปถึงหลักการ และวิธีการต่าง ๆ ในการทดสอบประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อโรคต่อจุลินทรีย์ ในกลุ่มของแบคทีเรีย ส่วนรายละเอียดขั้นตอนวิธีการสภาวะการทดสอบโดยเฉพาะต่อจุลินทรีย์กลุ่มอื่น ๆ ศึกษาเพิ่มเติมได้จากเอกสารของมาตรฐานต่าง ๆ ขององค์กรที่กำหนดมาตรฐานดังกล่าวประกาศใช้

4. การดื้อต่อสารฆ่าเชื้อโรค

การดื้อต่อสารฆ่าเชื้อโรคเป็นปัญหาของการควบคุมจุลินทรีย์ที่มีการรายงานอุบัติการณ์มาต่อเนื่อง เช่นเดียวกับการดื้อต่อยาปฏิชีวนะ ถึงแม้แนวโน้มที่จุลินทรีย์จะสามารถหลีกเลี่ยงความเสียหาย หรืออยู่รอดจากผลของสารฆ่าเชื้อโรค หรือพัฒนาการดื้อต่อสารฆ่าเชื้อโรคจะมีโอกาสเกิดได้น้อย เพราะการใช้สารฆ่าเชื้อโรคควบคุมจุลินทรีย์ส่วนใหญ่จะใช้ความเข้มข้นสูงมากกว่าค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่ยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ หลายเท่า และสารฆ่าเชื้อโรคมีกลไกการออกฤทธิ์ไม่เฉพาะเจาะจง มีเป้าหมายในการออกฤทธิ์มากกว่า หนึ่งเป้าหมาย แต่ก็พบการดื้อต่อสารฆ่าเชื้อโรคจากการใช้หรือจัดเก็บรักษาผลิตภัณฑ์สารฆ่าเชื้อโรคที่ ไม่เหมาะสม ส่งผลให้ระดับความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อโรคที่ใช้ไม่เพียงพอ รวมทั้งสารฆ่าเชื้อโรคบางชนิด มีการสะสมอยู่ในสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ได้เป็นระยะเวลานาน สาเหตุเหล่านี้เป็นปัจจัยที่ส่งเสริมให้จุลินทรีย์ เกิดการปรับตัว หรือพัฒนาให้เกิดการดื้อต่อสารฆ่าเชื้อโรคส่งผลให้การควบคุมป้องกันเชื้อก่อโรคไม่มีประสิทธิภาพ ทำให้ประสิทธิภาพการต้านจุลินทรีย์ลดลงแม้จะใช้ที่ความเข้มข้นที่เคยใช้ได้ผลดี

5. เทคโนโลยีใหม่สำหรับการทำลายเชื้อและการทำปราศจากเชื้อ

การติดเชื้อที่เกิดในโรงพยาบาล (hospital-acquired infection หรือ HAI) หมายถึง การติดเชื้อ ที่เกิดขึ้นหลังจากเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลตั้งแต่วันที่ 3 เป็นต้นไป และหมายรวมถึงการติดเชื้อในทารก แรกเกิดและการติดเชื้อที่สามารถผ่านทางรกได้ การติดเชื้อนี้ยังคงเป็นปัญหาทางสาธารณสุขที่สำคัญ เนื่องจากยังมีอุบัติการณ์อย่างต่อเนื่อง เชื้อสาเหตุส่วนใหญ่เป็นเชื้อดื้อยาหลายขนาน และสามารถมีชีวิตอยู่รอดบนวัตถุ ที่เป็นพาหะนำโรค (fomite) ได้นานหลายสัปดาห์ การศึกษาพัฒนาเทคโนโลยี และผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ที่นำมาใช้เพื่อทำปราศจากเชื้อ และทำลายเชื้อในสถานพยาบาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีที่ใช้อุณหภูมิต่ำ ระยะเวลาสั้น เข้ากันได้หรือไม่กับสิ่งที่จะทำลายเชื้อ ทำให้วัสดุอุปกรณ์ทางการแพทย์เสียหายน้อยที่สุด

จึงยังคงมีการศึกษาวิจัยอย่างต่อเนื่อง โดยส่วนใหญ่จะเป็นการศึกษาวิจัยโดยการปรับเปลี่ยน หรือเพิ่มประสิทธิภาพจากเทคโนโลยี ที่มีอยู่เดิม ในบทนี้จะกล่าวถึงการประยุต์ใช้เทคโนโลยีพลาสมา (plasma technology) เทคโนโลยีของไหลวิกฤติยิ่งยวด (supercritical fluid technology) และเทคโนโลยีการทำลายเชื้อโดยปราศจากการสัมผัส (no touch disinfection technology) เพื่อการทำลายเชื้อและการทำปราศจากเชื้อ

ผู้เขียนหวังเป็นอย่างยิ่งว่า หนังสือเล่มนี้จะเป็นประโยชน์ต่อนิสิตนักศึกษา และนักวิชาการทางด้านสายวิทยาศาสตร์สุขภาพ ตลอดจนบุคคลทั่วไป ใช้เพื่อการสืบค้นข้อมูล การศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับ สารฆ่าเชื้อโรค และใช้เป็นแนวทางการเลือกใช้ผลิตภัณฑ์สารฆ่าเชื้อโรคในชีวิตประจำวันได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย