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DE60025045T2 - Mit essentiellen ölen formulierte antimikrobielle zusammensetzung - Google Patents

Mit essentiellen ölen formulierte antimikrobielle zusammensetzung Download PDF

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DE60025045T2 DE2000625045 DE60025045T DE60025045T2 DE 60025045 T2 DE60025045 T2 DE 60025045T2 DE 2000625045 DE2000625045 DE 2000625045 DE 60025045 T DE60025045 T DE 60025045T DE 60025045 T2 DE60025045 T2 DE 60025045T2
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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft Desinfektions- und Reinigungszusammensetzungen, genauer gesagt antimikrobielle Zusammensetzungen zur Desinfektion oder Sterilisation von porösen und nichtporösen Oberflächen, einschließlich Kunststoff, Metall, Textilien, Holz, Leder und Haut.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Heute ist allgemein bekannt, dass viele ansteckende Krankheiten durch die Berührung von unsterilisierten Oberflächen übertragen werden und dass krankheitserregende Keime auf manchen Oberflächen bis zu fünf Wochen lang überleben können. Heikle Oberflächen umfassen Arbeitsflächen und andere Flächen, auf denen Lebensmittel zubereitet werden, Badezimmerinventar sowie Spielzeug und andere Oberflächen, zu denen Kinder in Kinderbetreuungsstätten Zugang haben, da Kinder sich meist Spielzeug teilen und so Keime auf anscheinend kontinuierlicher Basis verbreiten. Die Prävention von Krankheiten ist viel effektiver als ihre Behandlung. Deshalb besteht Bedarf an Produkten, die Keime auf Oberflächen sicher kontrollieren.
  • Zum Zwecke der Desinfektion und Reinigung unterschiedlicher Oberflächen wurde schon eine Reihe von Produkten entwickelt. Viele dieser Produkte nutzen toxische, giftige Chemikalien. Jedes Jahr werden hundertausende Kinder bei Unfällen durch toxische Produkte vergiftet. Manche dieser Produkte sind schwer und unbequem zu handhaben. Andere müssen mit einem Tuch abgewischt werden, und Tücher tragen oft mehr Keime als die ursprüngliche Oberfläche. Deshalb wächst der Bedarf an natürlicheren und weniger toxischen Desinfektionsmitteln.
  • Etherische Öle, d.h. aus Pflanzen destillierte oder extrahierte flüchtige Öle, sind natürliche Produkte, die bekannterweise antimikrobielle Eigenschaften aufweisen, und so wurden Versuche unternommen, auf Basis von etherischen Ölen Desinfektionslösungen zu formulieren. Aufgrund ihrer hydrophoben Natur sind etherische Öle aber nicht leicht mit Wasser mischbar. Folglich ist es oft schwierig, etherische Öle in einer Form herzustellen, in der sie leicht in eine wässrige Lösung aufgenommen werden können.
  • Das US-Patent Nr. 5.403.587 an McCue et al. offenbart eine antimikrobielle Zusammensetzung, die sowohl ein Lösungsmittel als auch ein Tensid nutzt, um ein homogenes wässriges Gemisch aus einem etherischen Öl herzustellen. Obwohl diese Desinfektionslösung natürlicher ist als manch andere, ist eine relativ hohe Konzentration eines Lösungsmittels und eines synthetischen Tensids erforderlich, und ihre Wirksamkeit ist fragwürdig. Demgemäß besteht Bedarf an einer umweltfreundlichen, biologisch abbaubaren, nichttoxischen und vollkommen natürlichen Germizidlösung, die als Konsumartikel zur Sterilisation, Desinfektion und Reinigung von verschiedenen Oberflächen, insbesondere mit Lebensmitteln in Kontakt kommenden Oberflächen, verkauft werden kann.
  • Die CH-688787 beschreibt zahlreiche Zusammensetzungen, die Gemische aus etherischen Ölen umfassen, welche zumindest 2, vorzugsweise 3–8, aus unterschiedlichsten Ölen (einschließlich Gewürznelken, Eukalyptus und Thymian, nicht aber Zitronengras) ausgewählte etherische Öle in unterschiedlichsten Formen, einschließlich z.B. als sprühbare oder dispergierbare Verdünnung oder wässrige oder alkoholische Flüssigkeit, enthalten und anscheinend für zahlreiche Anwendungen, z.B. als Desinfektionsmittel, einsetzbar sind.
  • Die JP-06-024952-A beschreibt ein bakteriostatisches und aromatisches Mittel, das zumindest einen) oder mehrere, aus unterschiedlichsten Stoffen, einschließlich Zitronengras, Thymian und Gewürznelke, nicht jedoch Eukalyptus, natürliche etherische Öle und/oder synthetische Duftstoffe umfasst, die anscheinend als antimikro bielles Mittel gegen Schimmel an Wänden und Bodenfließen usw. in Badezimmern geeignet sind.
  • Die WO 96/11694 beschreibt auf Weihrauch basierende aromatische Zusammensetzungen in Kombination mit einem synergistischen Mittel, das aus Verbindungen der Formel C10H18O ausgewählt ist, und/oder einem Metallsalz, ausgewählt aus Kupfer- und Zinksalzen, die anscheinend als beispielsweise Desinfektionsmittel geeignet sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, betrifft eine antimikrobielle Zusammensetzung, die ein Gemisch aus etherischen Ölen mit antimikrobiellen Eigenschaften in einem Wasserträger, einem Lösungsmittel und 1 bis 1000 ppm eines ionischen Mittels umfasst, das aus Kupfersulfat und Kupfer(II)-carbonat ausgewählt ist. Insbesondere bevorzugt ist das ionische Mittel ein natürlich vorkommendes ionisches Mittel, wie z.B. Blue-StoneTM-Ionen.
  • Die vorliegende Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, betrifft außerdem eine wässrige antimikrobielle Zusammensetzung zur Desinfektion oder Sterilisation von Oberfläche, die ein Gemisch aus etherischen Ölen mit antimikrobiellen Eigenschaften in einem Wasserträger, einem ionischen Mittel und einem Lösungsmittel, das ausreicht, um ein wässriges Gemisch aus den etherischen Ölen im Wasserträger herzustellen, umfasst. Das Gemisch aus etherischen Ölen umfasst Thymian, Zitronengras, Gewürznelken und Eukalyptus. Die Zusammensetzung kann außerdem ein Biotensid, wie z.B. BOD oder Tween-80, umfassen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine neue und vollkommen natürliche Zusammensetzung bereit, die Desinfektionseigenschaften aufweist und schädliche Mikroorganismen auf einer Oberfläche, auf welche die Zusammensetzung aufgetragen wird, vernichtet oder deutlich reduziert. Die vorliegende Zusammensetzung weist einen neutralen pH auf, ist nicht toxisch und wirkt sich nicht auf die Haut, Augen, Lungen oder Farbe der zu reinigenden Produkte aus.
  • Die Merkmale und Vorteile einer Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehende detaillierte Beschreibung klarer ersichtlich.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Desinfektionszusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist eine vollkommen natürliche, nichttoxische, antimikrobielle Zusammensetzung, die auf unterschiedliche Oberflächen aufgesprüht werden kann, um Mikroorganismen zu vernichten. Die Zusammensetzung umfasst 0,5 bis 10 Vol.-% eines Gemischs aus etherischen Ölen, die in einem Wasserträger gelöst oder dispergiert werden können und antimikrobielle Eigenschaften im Wasserträger aufweisen, und 2 bis 12 Vol.-% eines Lösungsmittel, das ausreicht, um eine wässrige Lösung aus den etherischen Ölen in einem Wasserträger herzustellen. Das Gemisch aus etherischen Ölen umfasst Thymian, Zitronengras, Gewürznelken und Eukalyptus.
  • Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise 2 bis 7 Vol.-% des Gemischs aus etherischen Ölen und 2 bis 3,25 Vol.-% eines organischen Lösungsmittels. Das organische Lösungsmittel unterstützt die Dispersion der etherischen Öle im Wasserträger und erhöht die Verflüchtigungsgeschwindigkeit der Lösung. Wasser wird als Träger in ausreichender Menge zugegeben, um eine Endkonzentration von 100 Vol.-% zu erhalten. Der pH der Formulierung, der gemäß dieser Erfindung beabsichtigt ist, beträgt 6,5 bis 7,5.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung etwa 3 Vol.-% des Gemischs aus etherischen Ölen und 2 Vol.-% eines Lösungsmittels. Das Lösungsmittel ist vorzugsweise ein organisches Lösungsmittel, wie z.B. 95% Ethylalkohol aus reinem Getreide, obwohl auch andere nichttoxische Lösungsmittel verwendet werden könnten, wie z.B. Hexadecan, n- Propanol und Ethylacetat. In dieser Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung etwa 0,50 Vol.-% Thymian, etwa 0,50 Vol.-% Zitronengras, etwa 1,3 Vol.-% Gewürznelken und etwa 0,75 Vol.-% Eukalyptus. Es zeigte sich, dass dieses spezielle Gemisch aus etherischen Ölen, sobald es durch ein Lösungsmittel im Wasserträger gelöst oder dispergiert ist, unerwartet gute Desinfektions-(d.h. antimikrobielle)Eigenschaften gegen ein unüblich weites Spektrum an Mikroorganismen, einschließlich Bakterien, Viren, Sporen und protozoische Parasiten, aufweist. Die Zusammensetzung ist stabil und gegen Mikroorganismen wirksam, und die Mikroorganismen entwickeln im Laufe der Zeit keine Resistenz gegen die Formulierung.
  • Die Zusammensetzung kann außerdem eine geringe Menge, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Vol.-%, eines nichttoxischen Biotensids, wie z.B. BODTM oder Tween-80TM, enthalten. Das Biotensid unterstützt die Löslichmachung und Dispersion der etherischen Öle im Wasserträger.
  • Die Zusammensetzung umfasst eine geringe Menge eines ionischen Mittels, wie z.B. Kupfersulfat, das als Blue-StoneTM-Ionen vertrieben wird. Es zeigte sich, dass der Zusatz einer sehr kleinen Menge Blue-StoneTM-Ionen (z.B. 10–100 ppm) drastische synergistische Auswirkungen auf die Wirksamkeit der Formulierung aus etherischen Ölen hat. Es wird angenommen, dass diese Ionen natürlich vorkommende Grundwasserionen, die in reinem Wasser mit USP-Reinheit fehlen, wieder einführen und so die antimikrobielle Aktivität der etherischen Öle beschleunigen. Ein alternatives ionisches Mittel ist Kupfer(II)-carbonat.
  • Die Zusammensetzung der Erfindung kann so formuliert werden, dass sie mithilfe eines einsatzbereiten Spendersystems dispergiert wird. Aufgrund seiner natürlichen und nichttoxischen Zusammensetzung muss die Lösung nicht abgewischt werden. Der daraus resultierende längere Kontakt mit der Mikroorganismen tragenden Oberfläche stellt so eine höhere Abtötungsgeschwindigkeit und eine kontinuierliche Keimkontrolle über Stunden hinweg sicher. Die vorliegende Zusammensetzung ist ferner nichtkorrosiv und biologisch abbaubar.
  • Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann mithilfe herkömmlicher Verfahren hergestellt werden, wie sie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind. Beispielsweise kann die Zusammensetzung durch Bildung eines wässrigen Gemischs aus einem Lösungsmittel, wie z.B. Ethanol, mit etherischen Ölen hergestellt werden. Die Zusammensetzung wird dann gerührt oder durchmischt, bis eine homogene Lösung von etherischen Ölen erhalten wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann als einsatzbereites Spendersystem verpackt werden. Die flüssige Lösung kann aus einer Pistolensprühflasche und einer Quetschflasche oder aus einer Pumpsprühflasche abgegeben werden, um einen Sprühnebel zu erzeugen. Die Zusammensetzung kann außerdem in ein kleines Tuch oder einen Gelträger inkorporiert werden, die dann zur Behandlung unterschiedlicher Oberflächen eingesetzt werden können. Die kleinen Tücher können einzeln oder in größeren Mengen zur Einzelentnahme verpackt sein.
  • Die Zusammensetzungen der Erfindung werden durch die nachstehend beschriebenen spezifischen Formulierungen veranschaulicht, sind aber nicht auf diese Formulierungen eingeschränkt. Die nachstehenden, nicht einschränkenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung:
  • Beispiel 1
  • Aus den in Tabelle 1 angeführten Bestandteilen und Mengen wurden antimikrobielle Zusammensetzungen hergestellt:
  • TABELLE 1A Konzentration der Bestandteile
    Figure 00070001
  • Die Zusammensetzungen in Tabelle 1A wurden verwendet und gemäß dem nachstehend beschriebenen Mikrobenreduktionstest getestet, der ergab, dass sie eine Mikrobenkultur erfolgreich unfruchtbar machen können.
  • Tabelle 1B zeigt den Prozentsatz der einzelnen etherischen Öle an, von dem sich zeigte, dass er eine Mikrobenkultur nach einer verlängerten Kontaktdauer einzeln unfruchtbar machen kann.
  • TABELLE 1B
    Figure 00070002
  • Mikrobenreduktionstest
  • Während jedes Durchgangs für jeden Organismus wurden Kontrollphiolen hergestellt, indem 1 ml steriler Phosphatpuffer zu jeder von 3 Phiolen zugesetzt wurde, die getrocknetes Zellmaterial enthielten. Außerdem wurde 1 ml des Gemischs aus ethe rischen Ölen zu jeder von 10 Phiolen zugesetzt, die getrocknetes Zellmaterial enthielten. Alle Phiolen wurden dem 1 ml Puffer und dem 1 ml Produkt 1 h lang bei Raumtemperatur ausgesetzt. Dann wurden ein steriles Magnetrührstäbchen und 9 ml steriler Phosphatpuffer zu jeder Phiole zugesetzt.
  • Danach wurde die Flüssigkeit jeder Phiole durch Membranfiltration auf ihre Konzentration von lebensfähigen Bakterien pro ml untersucht. Phiolen, die ein Desinfektionsmittel enthielten, wurden zuerst analysiert, und dann wurden die Kontrollphiolen analysiert. Dezimal-Reihenverdünnungen wurden aus jeder Phiole abfiltriert, und ein separater, steriler Trichter wurde für die Analyse der Flüssigkeit in jeder Phiole verwendet. Die Filter wurden auf Typticase Soy Agar gegeben, und die Platten wurden bei 35°C inkubiert. Alle 24 h wurden die Platten untersucht, und jene, die kein Wachstum aufwiesen, wurden bis zu 5 Tage lang inkubiert. Ansonsten wurden nach jeweils 24 Stunden Inkubationsdauer Lebendkeimzahlbestimmungen erhalten, und die Inkubation wurde so lange fortgesetzt, bis keine Veränderung in den Bestimmungen von einem Tag auf den darauf folgenden erkennbar waren.
  • Beispiel 2
  • Die Zusammensetzungen wurden unter Verwendung einer Anpassung des "Quantitative Carrier Test for Sporicides" von Dr. Susan Springthorpe und Dr. Sayed Sattar, Dept. of Microbiology and Immunology, Faculty of Medicine, University of Ottawa (1995), und mit einer Kontaktdauer von 10 Minuten erfolgreich gegen Staphylococcus aureus getestet. Der Quantitative Carrier Test wurde etwas modifiziert (besser geeignete Kulturmedien und Verfahren zur Beurteilung der Lebensfähigkeit von Zellen usw.), um Bakterien und nicht Sporen zu evaluieren. Staphylococcus aureus weist die stärkste Resistenz der von der US-Regierung vorgegebenen Organismen zur Beurteilung von Desinfektionsmitteln auf. Die in Tabelle 2 angeführten Daten zeigen, dass alle Zusammensetzungen mit den angegebenen etherischen Ölen antimikrobielle Aktivität aufweisen, da sie den zur Bewertung solcher Aktivität verwendeten Test bestanden. Die Zusammensetzungen 12, 15, 17 und 20 erwiesen sich als die effektivsten Desinfektionsformulierungen, und die Zusammensetzungen 13, 18 und 19 waren sehr effektiv.
  • TABELLE 2 Formulierungen und Mikrobenreduktion
    Figure 00090001
  • Beispiel 3
  • Die Daten in Tabelle 3 wurden mithilfe des hierin beschriebenen, vom kanadischen General Standards Board genehmigten Quantitative Carrier Tests bestimmt. Die nachstehenden Organismen repräsentieren die Hauptstrukturen oder -klassifikationen von Organismen. Viele der oben genannten Abtötungen können Abtötungen anderer, ähnlich strukturierter Organismen darstellen, einschließlich Streptococcus oder Rotaviren. Zusammensetzung 17 aus Tabelle 2 wurden für die ersten drei Or ganismen verwendet, und für den Rest der Organismen wurde Zusammensetzung 21 verwendet.
  • TABELLE 3 Quantitative Carrier Test für Desinfektionsmittel
    Figure 00100001
  • Beispiel 4
  • Dosis letalis 50 [LD50]
  • Ein Toxizitätstest wurde durchgeführt, um die Konzentration der Zusammensetzung herauszufinden, bei der die Hälfte einer Rattenpopulation getötet wird, und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Die LD50 der antimikrobiellen Zusammensetzung betrugt mehr als 36 g/kg, da keines der Individuen zu Schaden kam. Das Produkt ist sicherer als Koffein, Salz, Backpulver und reiner Rohrzucker. Außerdem wurde die Zusammensetzung aus etherischen Ölen im Sicherheitsdaten blatt [MSDS – Material Safety Data Sheet] in Bezug auf Gesundheit, Feuer und Reaktivität mit 0 bzw. kein Risiko bewertet. TABELLE 4 Zusammensetzung, einschließlich Spezifikationen und Zertifizierungen
    Figure 00110001
    • 1 Organisches, nichttoxisches Lösungsmittel, einschließlich Alkoholen aus Getreide.
    • 2 Organisches, nichttoxisches Biotensid, wie z.B. BOD.
    • 3 Ionisches Mittel, wie z.B. Blue-Stone-Ionen.
  • Beispiel 5
  • Während das bevorzugte Gemisch aus etherischen Ölen Thymian, Zitronengras, Gewürznelken und Eukalyptus enthält, kann die vorliegende Zusammensetzung auch andere etherische Öle, einschließlich Salbei, Rosmarin, Knoblauch, Wirsing, Orange, Kamille, Kiefer, Sandelholz, Niaouli, Geranie und andere, enthalten. In Tabelle 5 sind Beispiele für eine wirksame Konzentration der einzelnen Öle angeführt, die eine Mikrobenkultur alleine unfruchtbar macht.
  • TABELLE 5 Optionale etherische Öle
    Figure 00120001
  • Es wird davon ausgegangen, dass die antimikrobielle Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik mit sich bringt. Die vorliegende Zusammensetzung weist eine relativ geringe Lösungsmittelkonzentration auf. Aufgrund ihrer nichtkorrosiven Natur kann die vorliegende Zusammensetzung auf verschiedensten Oberflächen, einschließlich Tischflächen von Kinderhochstühlen, Flächen zur Lebensmittelzubereitung, wie z.B. Schneidbrettern, Baby-Spielzeug, einschließlich in Kinderbetreuungsstätten und Arztpraxen, Wickeltischen, Toilettensitzen, Haustierbereichen, Fitnesscentern und Trainingseinrichtungen sowie Prothesen- und Orthesematerialien, eingesetzt werden. Die vorliegende Zusammensetzung ist für die Hautoberfläche nicht toxisch, auch wenn sie über einer längeren Zeitraum mit der Haut in Kontakt ist. Die antimikrobielle Zusammensetzung ist für die Augen nicht schädlich und nicht giftig, auch wenn sie von kleinen Kindern verschluckt wird. Die Formulierung wurde vom kanadischen Bureau of Chemical Safety zur Verwendung auf Oberflächen, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, genehmigt und muss nicht abgespült oder abgewischt werden. Die vorliegende Formulierung erwies sich außerdem gegen unterschiedlichste Organismusstrukturen, von einer einfachen gramnegativen Bakterie, wie z.B. E. coli, bis zu Sporen, wie z.B. Aspergillus, und protozoischen Parasiten, wie z.B. Cryptosporidium (das beim Eintauchen in einen unverdünnte Bleiche 150 Minuten lang resistent ist), außergewöhnlich wirksam.

Claims (12)

  1. Wässrige antimikrobielle Zusammensetzung zur Desinfektion oder Sterilisation von Oberflächen, umfassend: (a) 0,5 bis 10 Vol.-% eines Gemischs aus etherischen Ölen mit antimikrobiellen Eigenschaften in einem Wasserträger, worin das Gemisch aus etherischen Ölen Thymian, Zitronengras, Gewürznelken und Eukalyptus umfasst; (b) 2 bis 12 Vol.-% eines Lösungsmittels, das ausreicht, um ein wässriges Gemisch aus den etherischen Ölen im Wasserträger herzustellen; (c) 1 bis 1000 ppm eines ionischen Mittels zur Einführung von Ionen in die Zusammensetzung, worin das ionische Mittel aus Kupfersulfat und Kupfer(II)-carbonat ausgewählt ist; (d) ausreichend Wasser, um 100 Vol.-% zu erhalten; worin die Zusammensetzung nichttoxisch ist.
  2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend: 2 bis 7 Vol.-% des Gemischs aus etherischen Ölen und 2 bis 3,25 Vol.-% Lösungsmittel.
  3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend: etwa 3 Vol.-% des Gemischs aus etherischen Ölen und etwa 2 Vol.-% Lösungsmittel.
  4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: 0,07 bis 2,5 Vol.-% Thymian, 0,16 bis 0,75 Vol.-% Zitronengras, 0,20 bis 2,5 Vol.-% Gewürznelken und 0,225 bis 1,1 Vol.-% Eukalyptus.
  5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: etwa 0,5 Vol.-% Thymian, etwa 0,5 Vol.-% Zitronengras, etwa 1,3 Vol.-% Gewürznelken und etwa 0,75 Vol.-% Eukalyptus.
  6. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: 0,07 bis 2,5 Vol.-% Thymian, 0,16 bis 0,75 Vol.-% Zitronengras, 0,20 bis 2,5 Vol.-% Gewürznelken und 0,225 bis 1,1 Vol.-% Eukalyptus; sowie 2 bis 2,25 Vol.-% Lösungsmittel.
  7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Lösungsmittel Ethanol umfasst.
  8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das ionische Mittel Kupfersulfat ist.
  9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das ionische Mittel 10–100 ppm Blue-StoneTM-Ionen ist.
  10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das ionische Mittel 5–100 ppm Blue-StoneTM-Ionen ist.
  11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, außerdem 0,05 bis 0,5 Vol.-% eines Tensids umfassend.
  12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, worin das Tensid ein organisches Biotensid umfasst.
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