Kiitos käynnistäsi Nature.com-sivustolla. Käyttämäsi selainversio tukee CSS:ää rajoitetusti. Parhaan käyttökokemuksen saavuttamiseksi suosittelemme käyttämään päivitettyä selainta (tai poistamaan yhteensopivuustilan käytöstä Internet Explorerissa). Sillä välin tuen jatkuvuuden varmistamiseksi renderöimme sivuston ilman tyylejä ja JavaScriptiä.
Saastuneella terveydenhuoltoympäristöllä on tärkeä rooli monilääkeresistenttien (MDR) organismien ja C. difficilen leviämisessä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida dielektrisen esteen purkausplasmareaktorin (DBD) tuottaman otsonin vaikutusta vankomysiiniresistentin Enterococcus faecalisin (VRE), karbapeneemiresistentin Klebsiella pneumoniaen (CRE) ja karbapeneemiresistenttien Pseudomonas spp.:n, Pseudomonas aeruginosan (CRPA), karbapeneemiresistenttien Acinetobacter baumanniin (CRAB) ja Clostridium difficilen itiöillä saastuneiden eri materiaalien antibakteerisia vaikutuksia. Erilaisia ​​VRE:llä, CRE:llä, CRPA:lla, CRAB:lla ja C. difficilen itiöillä saastuneita materiaaleja käsiteltiin otsonilla eri pitoisuuksilla ja altistusajoilla. Atomivoimamikroskopia (AFM) osoitti bakteerien pinnan modifikaatiota otsonikäsittelyn jälkeen. Kun VRE:lle ja CRAB:lle annettiin 500 ppm:n otsoniannos 15 minuutin ajan, ruostumattomassa teräksessä, kankaassa ja puussa havaittiin noin 2 tai enemmän log10:n lasku ja lasissa ja muovissa 1–2 log10:n lasku. C. difficile -itiöiden havaittiin olevan vastustuskykyisempiä otsonille kuin kaikki muut testatut organismit. AFM:ssä bakteerisolut turposivat ja muuttivat muotoaan otsonikäsittelyn jälkeen. DBD-plasmareaktorin tuottama otsoni on yksinkertainen ja arvokas puhdistustyökalu MDRO- ja C. difficile -itiöille, joiden tiedetään olevan yleisiä terveydenhuoltoon liittyvien infektioiden patogeenejä.
Moniresistenttien (MDR) organismien ilmaantuminen johtuu antibioottien väärinkäytöstä ihmisillä ja eläimillä, ja Maailman terveysjärjestö (WHO) on tunnistanut sen merkittäväksi uhaksi kansanterveydelle1. Erityisesti terveydenhuollon laitokset kohtaavat yhä enemmän MRO-organismien ilmaantumisen ja leviämisen. Tärkeimmät MRO-organismit ovat metisilliiniresistentti Staphylococcus aureus ja vankomysiiniresistentti enterokokki (VRE), laajakirjoiset beetalaktamaasia tuottavat enterobakteerit (ESBL), moniresistentti Pseudomonas aeruginosa, moniresistentti Acinetobacter baumannii ja karbapeneemiresistentti Enterobacter (CRE). Lisäksi Clostridium difficile -infektio on johtava terveydenhuoltoon liittyvän ripulin aiheuttaja, mikä aiheuttaa merkittävän taakan terveydenhuoltojärjestelmälle. MDRO ja C. difficile tarttuvat terveydenhuollon työntekijöiden käsien, saastuneen ympäristön tai suoraan ihmisestä ihmiseen. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että terveydenhuollon yksiköiden saastuneilla ympäristöillä on tärkeä rooli MDRO:n ja C. difficilen leviämisessä, kun terveydenhuollon työntekijät joutuvat kosketuksiin saastuneiden pintojen kanssa tai kun potilaat joutuvat suoraan kosketuksiin saastuneiden pintojen kanssa3,4. Saastuneet ympäristöt terveydenhuollon yksiköissä vähentävät MLRO- ja C. difficile -infektioiden tai kolonisaation ilmaantuvuutta5,6,7. Ottaen huomioon maailmanlaajuisen huolen mikrobilääkeresistenssin lisääntymisestä, on selvää, että terveydenhuollon yksiköiden dekontaminaatiomenetelmistä ja -menettelyistä tarvitaan lisää tutkimusta. Viime aikoina kosketuksettomat terminaalipuhdistusmenetelmät, erityisesti ultravioletti (UV) -laitteet tai vetyperoksidijärjestelmät, on tunnustettu lupaaviksi dekontaminaatiomenetelmiksi. Nämä kaupallisesti saatavilla olevat UV- tai vetyperoksidilaitteet ovat kuitenkin paitsi kalliita, myös UV-desinfiointi on tehokasta vain paljailla pinnoilla, kun taas vetyperoksidiplasmadesinfiointi vaatii suhteellisen pitkän dekontaminaatioajan ennen seuraavaa desinfiointisykliä5.
Otsonilla on tunnetusti korroosionestokykyjä ja sitä voidaan tuottaa edullisesti8. Sen tiedetään myös olevan myrkyllistä ihmisten terveydelle, mutta se voi hajota nopeasti hapeksi8. Dielektrisen esteen purkausplasmareaktorit (DBD) ovat ylivoimaisesti yleisimpiä otsonigeneraattoreita9. DBD-laitteiden avulla voit luoda matalan lämpötilan plasmaa ilmaan ja tuottaa otsonia. Tähän asti otsonin käytännön käyttö on rajoittunut pääasiassa uima-allasveden, juomaveden ja jäteveden desinfiointiin10. Useissa tutkimuksissa on raportoitu sen käytöstä terveydenhuollon ympäristöissä8,11.
Tässä tutkimuksessa käytimme kompaktia DBD-plasmaotsonigeneraattoria osoittaaksemme sen tehokkuuden MDRO:n ja C. difficilen poistamisessa, jopa niissä, jotka oli inokuloitu lääketieteellisissä ympäristöissä yleisesti käytetyille materiaaleille. Lisäksi otsonisterilointiprosessia on selvitetty otsonilla käsiteltyjen solujen atomivoimamikroskopiakuvien (AFM) avulla.
Kannat saatiin seuraavien kliinisistä isolaateista: VRE (SCH 479 ja SCH 637), karbapeneemiresistentti Klebsiella pneumoniae (CRE; SCH CRE-14 ja DKA-1), karbapeneemiresistentti Pseudomonas aeruginosa (CRPA; 54 ja 83) ja karbapeneemiresistentit bakteerit. bakteeri Pseudomonas aeruginosa (CRPA; 54 ja 83). resistentti Acinetobacter baumannii (CRAB; F2487 ja SCH-511). C. difficile saatiin Korean tautien torjunta- ja ehkäisyviraston kansallisesta patogeenikulttuurikokoelmasta (NCCP 11840). Se eristettiin potilaalta Etelä-Koreassa vuonna 2019 ja sen todettiin kuuluvan ST15:een monilokussekvenssityypityksen avulla. VRE:llä, CRE:llä, CRPA:lla ja CRAB:lla inokuloitu Brain Heart Infusion (BHI) -liemi (BD, Sparks, MD, USA) sekoitettiin hyvin ja inkuboitiin 37 °C:ssa 24 tuntia.
C. difficile -bakteeria siveltiin anaerobisesti veriagarille 48 tunnin ajan. Useita pesäkkeitä lisättiin sitten 5 ml:aan aivo-sydänlientä ja inkuboitiin anaerobisissa olosuhteissa 48 tuntia. Tämän jälkeen viljelmää ravisteltiin, lisättiin 5 ml 95-prosenttista etanolia, ravisteltiin uudelleen ja annettiin seistä huoneenlämmössä 30 minuuttia. Sentrifugoinnin jälkeen 3000 g:llä 20 minuutin ajan supernatantti poistettiin ja itiöitä ja tapettuja bakteereja sisältävä pelletti suspendoitiin 0,3 ml:aan vettä. Elinkelpoiset solut laskettiin kylvämällä bakteerisolususpensio spiraalimaisesti veriagarlevyille sopivan laimennuksen jälkeen. Gram-värjäys vahvisti, että 85–90 % bakteerirakenteista oli itiöitä.
Seuraava tutkimus tehtiin otsonin vaikutusten selvittämiseksi desinfiointiaineena erilaisilla MDRO:lla ja C. difficile -itiöillä saastuneilla pinnoilla, joiden tiedetään aiheuttavan terveydenhuoltoon liittyviä infektioita. Valmistele ruostumattomasta teräksestä, kankaasta (puuvilla), lasista, muovista (akryyli) ja puusta (mänty) näytteitä, joiden mitat ovat yksi senttimetri kertaa yksi senttimetri. Desinfioi näytteet ennen käyttöä. Kaikki näytteet steriloitiin autoklaavilla ennen bakteeri-infektointia.
Tässä tutkimuksessa bakteerisoluja levitettiin erilaisille alustoille sekä agar-levyille. Paneelit steriloidaan sitten altistamalla ne otsonille tietyn ajan ja tietyllä pitoisuudella suljetussa kammiossa. Kuvassa 1 on valokuva otsonisterilointilaitteesta. DBD-plasmareaktorit valmistettiin kiinnittämällä rei'itetyt ja paljaat ruostumattomasta teräksestä valmistetut elektrodit 1 mm paksujen alumiinioksidilevyjen (dielektristen levyjen) etu- ja takaosaan. Rei'itettyjen elektrodien aukon ja reiän pinta-alat olivat vastaavasti 3 mm ja 0,33 mm. Jokaisen elektrodin muoto on pyöreä ja halkaisija 43 mm. Korkeajännitteistä korkeataajuusvirtalähdettä (GBS Elektronik GmbH Minipuls 2.2) käytettiin syöttämään rei'itettyihin elektrodeihin noin 8 kV:n sinimuotoinen jännite huipusta huippuun 12,5 kHz:n taajuudella plasman tuottamiseksi elektrodien reunoille. Koska tekniikka on kaasusterilointimenetelmä, sterilointi suoritetaan kammiossa, joka on tilavuuden mukaan jaettu ylä- ja alaosastoon, jotka sisältävät vastaavasti bakteerien saastuttamia näytteitä ja plasmageneraattoreita. Yläosastossa on kaksi venttiiliporttia jäännösotsonin poistamiseksi ja tuulettamiseksi. Ennen kokeessa käyttöä mitattiin huoneen otsonipitoisuuden muutos ajan kuluessa plasma-asennuksen käynnistämisen jälkeen elohopealampun 253,65 nm:n spektriviivan absorptiospektrin avulla.
(a) Kaavio kokeellisesta järjestelystä bakteerien steriloimiseksi erilaisilla materiaaleilla käyttämällä DBD-plasmareaktorissa tuotettua otsonia ja (b) otsonin pitoisuus ja plasman muodostumisaika sterilointikammiossa. Kuva on tehty OriginPro-ohjelmistolla versio 9.0 (OriginPro-ohjelmisto, Northampton, MA, USA; https://www.originlab.com).
Ensin steriloimalla agarlevyille asetetut bakteerisolut otsonilla määritettiin sopiva otsonipitoisuus ja käsittelyaika MDRO:n ja C. difficilen dekontaminaatioon. Sterilointiprosessin aikana kammio puhdistetaan ensin ympäröivällä ilmalla ja täytetään sitten otsonilla käynnistämällä plasmayksikkö. Kun näytteitä on käsitelty otsonilla ennalta määrätyn ajan, jäljellä oleva otsoni poistetaan kalvopumpulla. Mittauksissa käytettiin täydellisen 24 tunnin viljelmän näytettä (~ 108 CFU/ml). Bakteerisolususpensioiden näytteet (20 μl) laimennettiin ensin kymmenkertaisesti steriilillä suolaliuoksella, ja sitten nämä näytteet jaettiin kammiossa otsonilla steriloiduille agarlevyille. Tämän jälkeen toistetut näytteet, jotka koostuivat otsonille altistetuista ja altistamattomista näytteistä, inkuboitiin 37 °C:ssa 24 tuntia ja pesäkkeet laskettiin steriloinnin tehokkuuden arvioimiseksi.
Lisäksi edellä mainitussa tutkimuksessa määriteltyjen sterilointiolosuhteiden mukaisesti tämän teknologian dekontaminaatiovaikutusta MDRO:hon ja C. difficileen arvioitiin käyttämällä lääketieteellisissä laitoksissa yleisesti käytettyjä eri materiaaleista (ruostumaton teräs, kangas, lasi, muovi ja puu) valmistettuja koepaloja. Käytettiin täydellisiä 24 tunnin viljelmiä (~108 cfu/ml). Bakteerisolususpensionäytteitä (20 μl) laimennettiin sarjalaimennoksina kymmenkertaisesti steriilillä suolaliuoksella, ja sitten koepalat upotettiin näihin laimennettuihin liemiin kontaminaation arvioimiseksi. Laimennusliemeen upottamisen jälkeen poistetut näytteet asetettiin steriileihin petrimaljoihin ja kuivattiin huoneenlämmössä 24 tuntia. Aseta petrimaljan kansi näytteen päälle ja aseta se varovasti testikammioon. Poista kansi petrimaljasta ja altista näyte 500 ppm otsonille 15 minuutiksi. Kontrollinäytteet asetettiin biologiseen suojakaappiin, eikä niitä altistettu otsonille. Heti otsonille altistamisen jälkeen näytteet ja säteilyttämättömät näytteet (eli kontrollit) sekoitettiin steriiliin suolaliuokseen vortex-sekoittimella bakteerien eristämiseksi pinnalta. Eluoitu suspensio laimennettiin sarjalaimennoksina 10 kertaa steriilillä suolaliuoksella, minkä jälkeen laimennettujen bakteerien lukumäärä määritettiin veriagarlevyillä (aerobisille bakteereille) tai anaerobisille veriagarlevyille Brucella-bakteerille (Clostridium difficile) ja inkuboitiin 37 °C:ssa 24 tuntia tai anaerobisissa olosuhteissa 48 tuntia 37 °C:ssa kahtena rinnakkaisnäytteenä inokulaatin alkupitoisuuden määrittämiseksi. Bakteerimäärien ero altistamattomien kontrollien ja altistettujen näytteiden välillä laskettiin, jotta saatiin bakteerimäärien logaritminen väheneminen (eli sterilointitehokkuus) testiolosuhteissa.
Biologiset solut on immobilisoitava AFM-kuvantamislevylle; siksi substraattina käytetään tasaista ja tasaisen karheaa kiillelevyä, jonka karheusasteikko on pienempi kuin solun koko. Levyjen halkaisija ja paksuus olivat vastaavasti 20 mm ja 0,21 mm. Solujen kiinnittämiseksi tukevasti pintaan kiilteen pinta päällystetään poly-L-lysiinillä (200 µl), jolloin siitä tulee positiivisesti varautunut ja solukalvosta negatiivisesti varautunut. Poly-L-lysiinillä päällystämisen jälkeen kiillelevyt pestiin kolme kertaa 1 ml:lla deionisoitua (DI) vettä ja ilmakuivattiin yön yli. Sitten bakteerisolut levitettiin poly-L-lysiinillä päällystetylle kiillepinnalle annostelemalla laimeaa bakteeriliuosta, annettiin seistä 30 minuuttia, ja sitten kiillepinta pestiin 1 ml:lla deionisoitua vettä.
Puolet näytteistä käsiteltiin otsonilla ja VRE-, CRAB- ja C. difficile -itiöillä kuormitettujen kiillelevyjen pintamorfologia visualisoitiin AFM:llä (XE-7, Park Systems). AFM-toimintatilaksi on asetettu napautustila, joka on yleinen menetelmä biologisten solujen kuvantamiseen. Kokeissa käytettiin kosketuksettomaan tilaan suunniteltua mikrouloketta (OMCL-AC160TS, OLYMPUS Microscopy). AFM-kuvat tallennettiin 0,5 Hz:n luotaimen skannausnopeudella, jolloin kuvan resoluutio oli 2048 × 2048 pikseliä.
Jotta voisimme määrittää olosuhteet, joissa DBD-plasmareaktorit ovat tehokkaita sterilointiin, suoritimme sarjan kokeita käyttäen sekä MDRO:ta (VRE, CRE, CRPA ja CRAB) että C. difficileä otsonipitoisuuden ja altistusajan vaihtelemiseksi. Kuvassa 1b on esitetty otsonipitoisuuden aikakäyrä kullekin testiolosuhteelle plasmalaitteen käynnistämisen jälkeen. Pitoisuus kasvoi logaritmisesti ja saavutti 300 ja 500 ppm 1,5 ja 2,5 minuutin kuluttua. Alustavat VRE-testit ovat osoittaneet, että bakteerien tehokkaaseen dekontaminaatioon vaadittava vähimmäismäärä on 300 ppm otsonia 10 minuutin ajan. Seuraavissa kokeissa MDRO ja C. difficile altistettiin otsonille kahdella eri pitoisuudella (300 ja 500 ppm) ja kahdella eri altistusajalla (10 ja 15 minuuttia). Kunkin otsoniannoksen ja altistusaika-asetuksen sterilointitehokkuus laskettiin ja esitetään taulukossa 1. Altistuminen 300 tai 500 ppm otsonille 10–15 minuutin ajan johti VRE:n kokonaisvähenemiseen 2 tai enemmän log10. Tämä korkea bakteerien tappamisaste CRE:llä saavutettiin 15 minuutin altistamalla 300 tai 500 ppm otsonille. CRPA:n voimakas lasku (> 7 log10) saavutettiin altistamalla 500 ppm otsonille 15 minuutin ajan. CRPA:n voimakas lasku (> 7 log10) saavutettiin altistamalla 500 ppm otsonille 15 minuutin ajan. Высокое снижение CRPA (> 7 log10) было достигнуто при воздействии 500 частей на миллион озона в течение 15 минут. CRPA:n huomattava lasku (> 7 log10) saavutettiin altistamalla 500 ppm otsonille 15 minuutin ajan.暴露于500 ppm 的臭氧15 分钟后，可大幅降低CRPA (> 7 log10).暴露于500 ppm 的臭氧15 分钟后，可大幅降低CRPA (> 7 log10). Существенное снижение CRPA (> 7 log10) после 15 минутного воздействия озона с концентрацией 500 ppm. Merkittävä CRPA:n lasku (> 7 log10) 15 minuutin altistuksen jälkeen 500 ppm otsonille.300 ppm otsonipitoisuudella CRAB-bakteerien tappaminen on merkityksetöntä; 500 ppm otsonipitoisuudella havaittiin kuitenkin > 1,5 log10 -vähennys. 500 ppm otsonipitoisuudella havaittiin kuitenkin > 1,5 log10 -vähennys. однако при концентрации озона 500 частей на миллион наблюдалось снижение > 1,5 log10. 500 ppm:n otsonipitoisuudella havaittiin kuitenkin >1,5 log10:n lasku.然而，在500 ppm 臭氧下，减少了> 1,5 log10.然而，在500 ppm 臭氧下，减少了> 1,5 log10. Однако при концентрации озона 500 частей на миллион наблюдалось снижение >1,5 log10. 500 ppm:n otsonipitoisuudella havaittiin kuitenkin >1,5 log10:n lasku. C. difficile -itiöiden altistaminen 300 tai 500 ppm otsonille johti > 2,5 log10 -vähenemään. C. difficile -itiöiden altistaminen 300 tai 500 ppm otsonille johti > 2,5 log10 -vähenemään. Воздействие на споры C. difficile озона с концентрацией 300 или 500 частей на миллион приводило к снижению10 >. C. difficile -itiöiden altistuminen 300 tai 500 ppm otsonille johti >2,5 log10 -vähennyksiin.将艰难梭菌孢子暴露于300 或500 ppm 的臭氧中导致> 2,5 log10 减少. 300 或500 ppm 的臭氧中导致> 2,5 log10 减少. Воздействие на споры C. difficile озона с концентрацией 300 или 500 частей на миллион приводило к снижению к снижению >. C. difficile -itiöiden altistuminen 300 tai 500 ppm otsonille johti >2,5 log10 -vähennyksiin.
Yllä olevien kokeiden perusteella havaittiin riittävä tarve bakteerien inaktivoimiseksi 500 ppm otsoniannoksella 15 minuutin ajan. VRE-, CRAB- ja C. difficile -itiöitä on testattu otsonin germisidisen vaikutuksen suhteen useilla materiaaleilla, kuten ruostumattomalla teräksellä, kankaalla, lasilla, muovilla ja puulla, joita yleisesti käytetään sairaaloissa. Niiden sterilointitehokkuus on esitetty taulukossa 2. Koe-organismeja arvioitiin kahdesti. VRE- ja CRAB-tutkimuksissa otsoni oli vähemmän tehokas lasi- ja muovipinnoilla, vaikka ruostumattomalla teräksellä, kankaalla ja puupinnoilla havaittiin noin kaksinkertainen tai suurempi log10-vähennys. C. difficile -itiöiden havaittiin olevan vastustuskykyisempiä otsonikäsittelylle kuin kaikki muut testatut organismit. Otsonin vaikutuksen tilastolliseen tutkimiseen eri materiaalien tappavaan vaikutukseen VRE:tä, CRAB:ia ja C. difficileä vastaan ​​käytettiin t-testejä vertaamaan CFU-määrien eroja millilitraa kohden kontrolli- ja koeryhmissä eri materiaaleilla (kuva 2). Kantojen välillä oli tilastollisesti merkitseviä eroja, mutta VRE- ja CRAB-itiöiden osalta havaittiin merkitsevämpiä eroja kuin C. difficile -itiöiden osalta.
Hajontakaavio otsonin vaikutuksista eri materiaalien bakteereja tappaviin tekijöihin (a) VRE, (b) CRAB ja (c) C. difficile.
AFM-kuvaus tehtiin otsonilla käsitellyille ja käsittelemättömille VRE-, CRAB- ja C. difficile -itiöille otsonikaasusterilointiprosessin yksityiskohtaiseksi tutkimiseksi. Kuvissa 3a, c ja e on AFM-kuvat käsittelemättömistä VRE-, CRAB- ja C. difficile -itiöistä. Kuten 3D-kuvista näkyy, solut ovat sileitä ja ehjiä. Kuvissa 3b, d ja f on VRE-, CRAB- ja C. difficile -itiöt otsonikäsittelyn jälkeen. Kaikkien testattujen solujen kokonaiskoko ei ainoastaan ​​pienentynyt, vaan niiden pinta myös karheni huomattavasti otsonille altistumisen jälkeen.
Käsittelemättömien VRE-, MRAB- ja C. difficile -itiöiden (a, c, e) ja (b, d, f) AFM-kuvat, joita käsiteltiin 500 ppm otsonilla 15 minuutin ajan. Kuvat piirrettiin Park Systems XEI -ohjelmistolla versio 5.1.6 (XEI Software, Suwon, Korea; https://www.parksystems.com/102-products/park-xe-bio).
Tutkimuksemme osoittaa, että DBD-plasmalaitteiden tuottama otsoni osoittaa kyvyn puhdistaa tehokkaasti MDRO- ja C. difficile -itiöitä, joiden tiedetään olevan merkittäviä terveydenhuoltoon liittyvien infektioiden aiheuttajia. Lisäksi tutkimuksessamme, ottaen huomioon, että ympäristön saastuminen MDRO- ja C. difficile -itiöillä voi olla terveydenhuoltoon liittyvien infektioiden lähde, otsonin germisidisen vaikutuksen havaittiin olevan onnistunut pääasiassa sairaalaympäristössä käytettäville materiaaleille. Dekontaminaatiotestejä suoritettiin DBD-plasmalaitteilla sen jälkeen, kun materiaaleja, kuten ruostumatonta terästä, kangasta, lasia, muovia ja puuta, oli keinotekoisesti kontaminoitu MDRO- ja C. difficile -itiöillä. Tämän seurauksena, vaikka dekontaminaatiovaikutus vaihtelee materiaalista riippuen, otsonin dekontaminaatiokyky on huomattava.
Sairaalahuoneissa usein kosketellut esineet vaativat rutiininomaista, matalan tason desinfiointia. Tällaisten esineiden desinfioinnin vakiomenetelmä on manuaalinen puhdistus nestemäisellä desinfiointiaineella, kuten kvaternäärisellä ammoniumyhdisteellä 13. Vaikka desinfiointiaineiden käyttöä koskevia suosituksia noudatettaisiin tiukasti, MPO:ta on vaikea poistaa perinteisellä ympäristön puhdistuksella (yleensä manuaalisella puhdistuksella) 14. Siksi tarvitaan uusia teknologioita, kuten kosketuksettomia menetelmiä. Tämän seurauksena on herännyt kiinnostusta kaasumaisiin desinfiointiaineisiin, kuten vetyperoksidiin ja otsoniin 10. Kaasumaisten desinfiointiaineiden etuna on, että ne pääsevät paikkoihin ja esineisiin, joihin perinteiset manuaaliset menetelmät eivät pääse. Vetyperoksidia on äskettäin käytetty lääketieteellisissä ympäristöissä, mutta vetyperoksidi itsessään on myrkyllistä ja sitä on käsiteltävä tiukkojen käsittelymenettelyjen mukaisesti. Plasmasterilointi vetyperoksidilla vaatii suhteellisen pitkän puhdistusajan ennen seuraavaa sterilointisykliä. Sitä vastoin otsoni toimii laajakirjoisena antibakteerisena aineena, joka tehoaa bakteereihin ja viruksiin, jotka ovat vastustuskykyisiä muille desinfiointiaineille 8,11,15. Lisäksi otsonia voidaan tuottaa edullisesti ilmakehän ilmasta, eikä se vaadi muita myrkyllisiä kemikaaleja, jotka voivat jättää haitallisen jalanjäljen ympäristöön, koska se lopulta hajoaa hapeksi. Syy siihen, miksi otsonia ei kuitenkaan käytetä laajalti desinfiointiaineena, on seuraava. Otsoni on myrkyllistä ihmisten terveydelle, joten sen pitoisuus ei ylitä keskimäärin 0,07 ppm yli 8 tunnin ajan16, joten otsonisterilointilaitteita on kehitetty ja tuotu markkinoille pääasiassa pakokaasujen puhdistukseen. Kaasua on myös mahdollista hengittää ja tuottaa epämiellyttävää hajua puhdistuksen jälkeen5,8. Otsonia ei ole käytetty aktiivisesti lääketieteellisissä laitoksissa. Otsonia voidaan kuitenkin käyttää turvallisesti sterilointikammioissa ja asianmukaisilla ilmanvaihtomenetelmillä, ja sen poistamista voidaan huomattavasti nopeuttaa katalysaattorin avulla. Tässä tutkimuksessa osoitamme, että plasmaotsonisterilointilaitteita voidaan käyttää desinfiointiin terveydenhuollon yksiköissä. Olemme kehittäneet laitteen, jolla on korkea sterilointikyky, helppokäyttöisyys ja nopea palvelu sairaalapotilaille. Lisäksi olemme kehittäneet yksinkertaisen sterilointiyksikön, joka käyttää ympäröivää ilmaa ilman lisäkustannuksia. Tähän mennessä ei ole riittävästi tietoa MDRO-inaktivoinnin otsonin vähimmäisvaatimuksista. Tutkimuksessamme käytetty laite on helppo asentaa ja sillä on lyhyt käyttöaika, ja sen odotetaan olevan hyödyllinen laitteiden usein toistuvaan sterilointiin.
Otsonin bakterisidisen vaikutuksen mekanismi ei ole täysin selvä. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että otsoni vaurioittaa bakteerien solukalvoja, mikä johtaa solunsisäiseen vuotoon ja lopulta solujen hajoamiseen17,18. Otsoni voi häiritä solujen entsymaattista aktiivisuutta reagoimalla tioliryhmien kanssa ja voi muokata puriini- ja pyrimidiiniemäksiä nukleiinihapoissa. Tässä tutkimuksessa visualisoitiin VRE-, CRAB- ja C. difficile -itiöiden morfologia ennen otsonikäsittelyä ja sen jälkeen ja havaittiin, että niiden koko ei ainoastaan ​​pienentynyt, vaan niiden pinta myös karhentui merkittävästi, mikä viittaa uloimman kalvon ja sisäisten materiaalien vaurioitumiseen tai korroosioon otsonikaasun voimakkaan hapetuskyvyn vuoksi. Tämä vaurio voi johtaa solujen inaktivoitumiseen solumuutosten vakavuudesta riippuen.
C. difficile -itiöitä on vaikea poistaa sairaalahuoneista. Itiöt jäävät paikkoihin, joista ne irtoavat 10,20. Lisäksi tässä tutkimuksessa, vaikka bakteerien määrän logaritminen kymmenkertainen väheneminen agarlevyillä 500 ppm otsonilla 15 minuutin ajan oli 2,73, otsonin bakterisidinen vaikutus erilaisiin C. difficile -itiöitä sisältäviin materiaaleihin on vähentynyt. Siksi voidaan harkita erilaisia ​​strategioita C. difficile -infektion vähentämiseksi terveydenhuollon ympäristöissä. Vain eristetyissä C. difficile -kammioissa voi olla hyödyllistä säätää myös altistusaikaa ja otsonikäsittelyn voimakkuutta. Lisäksi on pidettävä mielessä, että otsonipuhdistusmenetelmä ei voi täysin korvata tavanomaista manuaalista puhdistusta desinfiointiaineilla ja antimikrobisilla strategioilla, ja se voi olla myös erittäin tehokas C. difficilen torjunnassa 5. Tässä tutkimuksessa otsonin tehokkuus desinfiointiaineena vaihteli erityyppisten MPO:iden välillä. Tehokkuus voi riippua useista tekijöistä, kuten kasvuvaiheesta, soluseinästä ja korjausmekanismien tehokkuudesta 21,22. Otsonin erilaisen steriloivan vaikutuksen syy kunkin materiaalin pinnalla voi johtua biofilmin muodostumisesta. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että E. faecium ja E. faecium lisäävät ympäristön vastustuskykyä, kun ne ovat läsnä biofilmeinä23, 24, 25. Tämä tutkimus kuitenkin osoittaa, että otsonilla on merkittävä bakterisidinen vaikutus MDRO- ja C. difficile -itiöihin.
Tutkimuksemme rajoituksena on, että arvioimme otsonin pidättymisen vaikutusta kunnostuksen jälkeen. Tämä voi johtaa elinkelpoisten bakteerisolujen määrän yliarviointiin.
Vaikka tämä tutkimus tehtiin otsonin tehokkuuden arvioimiseksi desinfiointiaineena sairaalaympäristössä, tuloksia on vaikea yleistää kaikkiin sairaalaympäristöihin. Siksi tarvitaan lisää tutkimusta tämän DBD-otsonisterilointilaitteen soveltuvuuden ja yhteensopivuuden selvittämiseksi todellisessa sairaalaympäristössä.
DBD-plasmareaktoreiden tuottama otsoni voisi olla yksinkertainen ja arvokas puhdistusaine MDRO:lle ja C. difficile -bakteerille. Näin ollen otsonikäsittelyä voidaan pitää tehokkaana vaihtoehtona sairaalaympäristön desinfioinnille.
Tässä tutkimuksessa käytetyt ja/tai analysoidut aineistot ovat saatavilla tekijöiltä kohtuullisesta pyynnöstä.
WHO:n globaali strategia mikrobilääkeresistenssin hillitsemiseksi. https://www.who.int/drugresistance/WHO_Global_Strategy.htm/en/ Saatavilla.
Dubberke, ER & Olsen, MA. Clostridium difficilen aiheuttama taakka terveydenhuoltojärjestelmälle. Dubberke, ER & Olsen, MA. Clostridium difficilen aiheuttama taakka terveydenhuoltojärjestelmälle.Dubberke, ER ja Olsen, MA Clostridium difficilen aiheuttama taakka terveydenhuoltojärjestelmässä. Dubberke, ER & Olsen, MA 艰难梭菌对医疗保健系统的负担. Dubberke, ER ja Olsen, MADubberke, ER ja Olsen, MA Clostridium difficilen aiheuttama taakka terveydenhuoltojärjestelmälle.kliininen. Tartuntatauti. Dis. https://doi.org/10.1093/cid/cis335 (2012).
Boyce, JM Ympäristön saastumisella on merkittävä vaikutus sairaalainfektioihin. J. Hospital. Infect. 65 (liite 2), 50-54. https://doi.org/10.1016/s0195-6701(07)60015-2 (2007).
Kim, YA, Lee, H. & K. L. Kim, YA, Lee, H. & K. L.Kim, YA, Lee, H. ja KL. Kim, YA, Lee, H. & K. L. Kim, YA, Lee, H. & K. L.Kim, YA, Lee, H. ja KL.Patogeenisten bakteerien aiheuttama sairaalaympäristön saastuminen ja infektioiden torjunta [J. Korea J. Hospital Infection Control. 20(1), 1-6 (2015).
Dancer, SJ Sairaalainfektioiden torjunta: huomio ympäristön rooliin ja uusiin desinfiointitekniikoihin. clinical. microorganism. open 27(4), 665–690. https://doi.org/10.1128/cmr.00020-14 (2014).
Weber, DJ ym. UV-laitteiden ja vetyperoksidijärjestelmien tehokkuus terminaalialueiden dekontaminaatiossa: keskittyen kliinisiin tutkimuksiin. Kyllä. J. Infection control. 44 (5 lisäystä), e77-84. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2015.11.015 (2016).
Siani, H. & Maillard, JY Parhaat käytännöt terveydenhuollon ympäristön dekontaminaatiossa. Siani, H. & Maillard, JY Parhaat käytännöt terveydenhuollon ympäristön dekontaminaatiossa. Siani, H. & Maillard, JY Передовая практика дезактивации среды здравоохранения. Siani, H. & Maillard, JY Hyvät käytännöt terveydenhuollon ympäristöjen dekontaminaatiossa. Siani, H. & Maillard, JY 医疗环境净化的最佳实践. Siani, H. & Maillard, JY Lääketieteellisen ympäristön puhdistuksen parhaat käytännöt. Siani, H. & Maillard, JY Передовой опыт обеззараживания медицинских учреждений. Siani, H. & Maillard, JY Parhaat käytännöt lääketieteellisten tilojen dekontaminaatiossa.EURO. J. Clin. mikro-organismi infektoimaan Dis. 34(1), 1-11. https://doi.org/10.1007/s10096-014-2205-9 (2015).
Sharma, M. & Hudson, JB Otsonikaasu on tehokas ja käytännöllinen antibakteerinen aine. Sharma, M. & Hudson, JB Otsonikaasu on tehokas ja käytännöllinen antibakteerinen aine.Sharma, M. ja Hudson, JB. Kaasumainen otsoni on tehokas ja käytännöllinen antibakteerinen aine. Sharma, M. & Hudson, JB 臭氧气体是一种有效且实用的抗菌剂. Sharma, M. ja Hudson, JBSharma, M. ja Hudson, JB. Kaasumainen otsoni on tehokas ja käytännöllinen antimikrobinen aine.Kyllä. J. Infection. 36(8), 559-563. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2007.10.021 (2008).
Seung-Lok Pak, J.-DM, Lee, S.-H. & Shin, S.-Y. & Shin, S.-Y.ja Shin, S.-Yu. & Shin, S.-Y. & Shin, S.-Y.ja Shin, S.-Yu.Otsonia tuotetaan tehokkaasti käyttämällä ristikkolevyelektrodeja purkaustyyppisessä otsonigeneraattorissa, jossa on dielektrinen este. J. Electrostatics. 64(5), 275-282. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2005.06.007 (2006).
Moat, J., Cargill, J., Shone, J. & Upton, M. Uuden puhdistusprosessin soveltaminen kaasumaista otsonia käyttäen. Moat, J., Cargill, J., Shone, J. & Upton, M. Uuden puhdistusprosessin soveltaminen kaasumaista otsonia käyttäen.Moat J., Cargill J., Sean J. ja Upton M. Uuden otsonikaasua käyttävän puhdistusprosessin soveltaminen. Moat, J., Cargill, J., Shone, J. & Upton, M. 使用气态臭氧的新型净化工艺的应用. Moat, J., Cargill, J., Shone, J. ja Upton, M.Moat J., Cargill J., Sean J. ja Upton M. Uuden puhdistusprosessin soveltaminen otsonikaasua käyttäen.Can. J. Mikroorganismit. 55(8), 928–933. https://doi.org/10.1139/w09-046 (2009).
Zoutman, D., Shannon, M. & Mandel, A. Uuden otsonipohjaisen järjestelmän tehokkuus terveydenhuollon tilojen ja pintojen nopeaan ja korkeatasoiseen desinfiointiin. Zoutman, D., Shannon, M. & Mandel, A. Uuden otsonipohjaisen järjestelmän tehokkuus terveydenhuollon tilojen ja pintojen nopeaan ja korkeatasoiseen desinfiointiin.Zutman, D., Shannon, M. ja Mandel, A. Uuden otsonipohjaisen järjestelmän tehokkuus lääketieteellisten ympäristöjen ja pintojen nopeaan ja korkeatasoiseen desinfiointiin. Zoutman D., Shannon, M. & Mandel, A. Zoutman, D., Shannon, M. ja Mandel, A.Zutman, D., Shannon, M. ja Mandel, A. Uuden otsonijärjestelmän tehokkuus lääketieteellisten ympäristöjen ja pintojen nopeaan ja korkeatasoiseen desinfiointiin.Kyllä. J. Infection Control. 39(10), 873-879. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2011.01.012 (2011).
Wullt, M., Odenholt, I. & Walder, M. Kolmen desinfiointiaineen ja happaman nitriitin teho Clostridium difficile -itiöitä vastaan. Wullt, M., Odenholt, I. & Walder, M. Kolmen desinfiointiaineen ja happaman nitriitin teho Clostridium difficile -itiöitä vastaan.Woollt, M., Odenholt, I. ja Walder, M. Kolmen desinfiointiaineen ja happaman nitriitin vaikutus Clostridium difficile -itiöitä vastaan.Vullt M, Odenholt I ja Walder M. Kolmen desinfiointiaineen ja happamoitujen nitriittien vaikutus Clostridium difficile -itiöitä vastaan. Infection Control Hospital. Epidemiology. 24(10), 765-768. https://doi.org/10.1086/502129 (2003).
Ray, A. ym. Höyrystetyn vetyperoksidin dekontaminaatio moniresistentin Acinetobacter baumannii -bakteerin epidemian aikana pitkäaikaishoitosairaalassa. Infection Control Hospital. Epidemiology. 31(12), 1236-1241. https://doi.org/10.1086/657139 (2010).
Ekshtein, BK ym. Ympäristön pintojen kontaminaation vähentäminen Clostridium difficile- ja vankomysiiniresistenteillä enterokokeilla puhdistusmenetelmien parantamiseksi toteutettujen toimenpiteiden jälkeen. Infectious disease of the Navy. 7, 61. https://doi.org/10.1186/1471-2334-7-61 (2007).
Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E. Veden ja ilman otsonikäsittely vaihtoehtoisena desinfiointitekniikkana. Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E. Veden ja ilman otsonikäsittely vaihtoehtoisena desinfiointitekniikkana.Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, KM ja Montomoli, E. Veden ja ilman otsonikäsittely vaihtoehtoisena sanitaatiotekniikkana. Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E. 水和空气臭氧处理作为替代消毒技术. Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E.Martinelli M, Giovannangeli F, Rotunno S, Trombetta SM ja Montomoli E. Veden ja ilman otsonikäsittely vaihtoehtoisena desinfiointimenetelmänä.J. Edellinen sivu. lääketiede. Hagrid. 58(1), E48-e52 (2017).
Korean ympäristöministeriö. https://www.me.go.kr/mamo/web/index.do?menuId=586 (2022). Tilanne 12. tammikuuta 2022.
Thanomsub, B. ym. Otsonikäsittelyn vaikutus bakteerisolujen kasvuun ja ultrastruktuurisiin muutoksiin. Liite J. Gen. microorganism. 48(4), 193-199. https://doi.org/10.2323/jgam.48.193 (2002).
Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Otsonin vaikutukset kalvon läpäisevyyteen ja ultrastruktuuriin Pseudomonas aeruginosassa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Otsonin vaikutukset kalvon läpäisevyyteen ja ultrastruktuuriin Pseudomonas aeruginosassa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Влияние озона на проницаемость мембран и ультраструктуру Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Otsonin vaikutus Pseudomonas aeruginosan kalvon läpäisevyyteen ja ultrastruktuuriin. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH 臭氧对铜绿假单胞菌膜通透性和超微结构的影响。 Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Влияние озона на проницаемость мембран и ультраструктуру Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Otsonin vaikutus Pseudomonas aeruginosan kalvon läpäisevyyteen ja ultrastruktuuriin.J. Application. mikroorganismi. 111(4), 1006-1015. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05113.x (2011).
Russell, AD Mikrobien sienitautien torjunta-ainevasteiden yhtäläisyydet ja erot. J. Antibiotics. chemotherapy. 52(5), 750-763. https://doi.org/10.1093/jac/dkg422 (2003).
Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. & Calcaterra, M. Clostridium difficilen eliminoivan protokollan suunnittelu: Yhteistyöhanke. Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. & Calcaterra, M. Clostridium difficilen eliminoivan protokollan suunnittelu: Yhteistyöhanke.Whitaker J, Brown BS, Vidal S ja Calcaterra M. Clostridium difficilen hävittämiseksi tarkoitetun protokollan kehittäminen: yhteisyritys. Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. & Calcaterra, M. 设计一种消除艰难梭菌的方案：合作企业。 Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. ja Calcaterra, M.Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. ja Calcaterra, M. Clostridium difficilen hävittämiseksi tarkoitetun protokollan kehittäminen: yhteishanke.Kyllä. J. Infection Control. 35(5), 310-314. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2006.08.010 (2007).
Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Kolmen valitun bakteerilajin herkkyys otsonille. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Kolmen valitun bakteerilajin herkkyys otsonille. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Чувствительность трех выбранных видов бактерий к озону. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Kolmen valitun bakteerilajin otsoniherkkyys. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH 三种选定细菌对臭氧的敏感性. Broadwater, WT, Hoehn, RC ja King, PH Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Чувствительность трех выбранных бактерий к озону. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Kolmen valitun bakteerin otsoniherkkyys.lausunto. mikro-organismi. 26(3), 391–393. https://doi.org/10.1128/am.26.3.391-393.1973 (1973).
Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ & Bourke, P. Otsonikäsittelyn mikrobien oksidatiivisen stressin mekanismin arviointi Escherichia coli -mutanttien vasteiden kautta. Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ & Bourke, P. Otsonikäsittelyn mikrobien oksidatiivisen stressin mekanismin arviointi Escherichia coli -mutanttien vasteiden kautta.Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ ja Burk, P. Otsonikäsittelyn aiheuttaman mikrobien oksidatiivisen stressin mekanismin arviointi Escherichia coli -mutanttireaktioissa. Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ & Bourke, P.通过大肠杆菌突变体的反应评估臭氧处理的微生物氧化应激机制. Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ & Bourke, P.Patil, S., Valdramidis, VP, Karatsas, KA, Cullen, PJ ja Bourque, P. Mikrobien oksidatiivisen stressin mekanismien arviointi otsonikäsittelyssä Escherichia coli -mutanttireaktioiden kautta.J. Application. mikroorganismi. 111(1), 136-144. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05021.x (2011).
Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C. Acinetobacter baumannii -bakteerin kyvyn arviointi muodostaa biofilmejä kuudelle eri biolääketieteellisesti merkitykselliselle pinnalle. Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C. Acinetobacter baumannii -bakteerin kyvyn arviointi muodostaa biofilmejä kuudelle eri biolääketieteellisesti merkitykselliselle pinnalle.Green, K., Wu, J., Rickard, A. Kh. ja Si, K. Acinetobacter baumannii -bakteerin kyvyn arviointi muodostaa biofilmejä kuudelle eri biolääketieteellisesti merkitykselliselle pinnalle. Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C.评估鲍曼不动杆菌在六种不同生物医学相关表面上形成生物膜的能力。 Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C. Arviointi 鲍曼不动天生在六种:n kyvystä muodostaa biofilmiä erilaisilla biolääketieteen kannalta merkityksellisillä pinnoilla.Green, K., Wu, J., Rickard, A. Kh. ja Si, K. Acinetobacter baumannii -bakteerin kyvyn arviointi muodostaa biofilmejä kuudelle eri biolääketieteellisesti merkitykselliselle pinnalle.Wright. sovellusmikro-organismi 63(4), 233-239. https://doi.org/10.1111/lam.12627 (2016).