תודה שביקרתם באתר Nature.com. גרסת הדפדפן בה אתם משתמשים כוללת תמיכה מוגבלת ב-CSS. לחוויית המשתמש הטובה ביותר, אנו ממליצים להשתמש בדפדפן מעודכן (או להשבית את מצב התאימות ב-Internet Explorer). בינתיים, כדי להבטיח תמיכה מתמשכת, נציג את האתר ללא סגנונות ו-JavaScript.
סביבת בריאות מזוהמת ממלאת תפקיד חשוב בהתפשטות אורגניזמים עמידים לתרופות מרובות (MDR) וחיידק C. difficile. מטרת מחקר זה הייתה להעריך את השפעת האוזון המיוצר על ידי כור פלזמה בעל מחסום דיאלקטרי (DBD) על פעולתם של Enterococcus faecalis עמיד לוונקומיצין (VRE), Klebsiella pneumoniae עמידה לקרבפנם (CRE), ונבגי Acinetobacter baumannii עמידים לקרבפנם. ההשפעות האנטיבקטריאליות של חומרים שונים המזוהמים בנבגי Pseudomonas spp. Pseudomonas aeruginosa (CRPA), Acinetobacter baumannii עמיד לקרבפנם ונבגי Clostridium difficile. חומרים שונים המזוהמים בנבגי VRE, CRE, CRPA, CRAB ו-C. difficile טופלו באוזון בריכוזים ובזמני חשיפה שונים. מיקרוסקופיית כוח אטומי (AFM) הדגימה שינוי פני השטח של חיידקים לאחר טיפול באוזון. כאשר מינון של 500 ppm אוזון יורם על VRE ו-CRAB למשך 15 דקות, נצפתה ירידה של כ-2 log10 או יותר בנירוסטה, בד ועץ, וירידה של 1-2 log10 נצפתה בזכוכית ובפלסטיק. נמצא כי נבגי C. difficile עמידים יותר לאוזון מכל שאר האורגניזמים שנבדקו. ב-AFM, לאחר טיפול באוזון, תאי חיידקים התנפחו והתעוותו. האוזון המיוצר על ידי כור הפלזמה DBD הוא כלי פשוט ובעל ערך לחיטוי נבגי MDRO ו-C. difficile, הידועים כפתוגנים נפוצים של זיהומים הקשורים לבריאות.
הופעתם של אורגניזמים עמידים לתרופות מרובות (MDR) נגרמת עקב שימוש לרעה באנטיביוטיקה בבני אדם ובעלי חיים, וזוהתה על ידי ארגון הבריאות העולמי (WHO) כאיום עיקרי על בריאות הציבור1. בפרט, מוסדות בריאות מתמודדים יותר ויותר עם הופעתם והתפשטותם של נגיפים עמידים לתרופות מרובות (MRO). נגיפים אלה העיקריים הם סטפילוקוקוס אאורוס עמיד למתיצילין ואנטרוקוקוס עמיד לונקומיצין (VRE), חיידקי אנטרובקטריה המייצרים בטא-לקטמאז בעלי טווח מורחב (ESBL), Pseudomonas aeruginosa עמיד לתרופות מרובות, Acinetobacter baumannii עמיד לתרופות מרובות, ואנטרובקטר עמיד לקרבפנם (CRE). בנוסף, זיהום Clostridium difficile הוא גורם מוביל לשלשול הקשור לבריאות, מה שמטיל עומס משמעותי על מערכת הבריאות. MDRO ו-C. difficile מועברים דרך ידיים של עובדי שירותי בריאות, סביבות מזוהמות, או ישירות מאדם לאדם. מחקרים אחרונים הראו כי סביבות מזוהמות במסגרות שירותי בריאות ממלאות תפקיד חשוב בהעברת MDRO ו-C. difficile כאשר עובדי בריאות (HCWs) באים במגע עם משטחים מזוהמים או כאשר מטופלים באים במגע ישיר עם משטחים מזוהמים 3,4. סביבות מזוהמות במסגרות שירותי בריאות מפחיתות את שכיחות הזיהום או ההתיישבות של MLRO ו-C. difficile 5,6,7. לאור הדאגה העולמית מעליית העמידות לאנטיביוטיקה, ברור שיש צורך במחקר נוסף על שיטות ונהלים לטיהור במסגרות שירותי בריאות. לאחרונה, שיטות ניקוי סופי ללא מגע, במיוחד ציוד אולטרה סגול (UV) או מערכות מי חמצן, הוכרו כשיטות מבטיחות לטיהור. עם זאת, מכשירי UV או מי חמצן אלה, הזמינים מסחרית, אינם רק יקרים, חיטוי UV יעיל רק על משטחים חשופים, בעוד שחיטוי פלזמה של מי חמצן דורש זמן טיהור ארוך יחסית לפני מחזור החיטוי הבא 5.
לאוזון יש תכונות נוגדות קורוזיה ידועות וניתן לייצר אותו בזול8. הוא ידוע גם כרעיל לבריאות האדם, אך יכול להתפרק במהירות לחמצן8. כורי פלזמה מסוג פריקה דיאלקטרית (DBD) הם ללא ספק מחוללי האוזון הנפוצים ביותר9. ציוד DBD מאפשר ליצור פלזמה בטמפרטורה נמוכה באוויר ולייצר אוזון. עד כה, השימוש המעשי באוזון הוגבל בעיקר לחיטוי מי בריכות שחייה, מי שתייה וביוב10. מספר מחקרים דיווחו על השימוש בו במסגרות שירותי בריאות8,11.
במחקר זה, השתמשנו במחולל אוזון פלזמה קומפקטי מסוג DBD כדי להדגים את יעילותו בניקוי MDRO ו-C. difficile, אפילו אלו שהוזרקו על חומרים שונים הנפוצים בשימוש רפואי. בנוסף, תהליך עיקור האוזון הובהר באמצעות תמונות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) של תאים שטופלו באוזון.
זנים התקבלו מבודד קליני של: VRE (SCH 479 ו-SCH 637), Klebsiella pneumoniae עמידה לקרבפנם (CRE; SCH CRE-14 ו-DKA-1), Pseudomonas aeruginosa עמידה לקרבפנם (CRPA; 54 ו-83) וחיידקים עמידים לקרבפנם, Pseudomonas aeruginosa (CRPA; 54 ו-83) וחיידקים עמידים לקרבפנם, Acinetobacter baumannii עמידים לקרבפנם, CRAB; F2487 ו-SCH-511. C. difficile התקבל מאוסף תרבית הפתוגנים הלאומי (NCCP 11840) של הסוכנות הקוריאנית לבקרת מחלות ומניעתן. הוא בודד מחולה בדרום קוריאה בשנת 2019 ונמצא שייך ל-ST15 באמצעות טיפוס רצף רב-לוקוסי. ציר עירוי לב מוח (BHI) (BD, Sparks, מרילנד, ארה"ב) שהוזרק עם VRE, CRE, CRPA ו-CRAB עורבב היטב והודגר ב-37°C למשך 24 שעות.
C. difficile הותאם באופן אנאירובי על אגר דם למשך 48 שעות. מספר מושבות נוספו לאחר מכן ל-5 מ"ל של ציר מוח-לב והודגרו בתנאים אנאירוביים למשך 48 שעות. לאחר מכן, התרבית נוערה, נוספו 5 מ"ל של אתנול 95%, נוערה שוב והושארה בטמפרטורת החדר למשך 30 דקות. לאחר צנטריפוגה ב-3000 גרם למשך 20 דקות, יש להשליך את הנוזל העל-תכליתי ולהשעות את הגלולה המכילה נבגים וחיידקים מומתים ב-0.3 מ"ל מים. תאים ברי-קיימא נספרו על ידי זריעת תאי החיידק בספירלה על פלטות אגר דם לאחר דילול מתאים. צביעת גראם אישרה כי 85% עד 90% ממבני החיידקים היו נבגים.
המחקר הבא נערך כדי לבחון את השפעות האוזון כחומר חיטוי על משטחים שונים המזוהמים בנבגי MDRO ו-C. difficile, הידועים כגורמים לזיהומים הקשורים לבריאות. הכינו דגימות מפלדת אל-חלד, בד (כותנה), זכוכית, פלסטיק (אקריליק) ועץ (אורן) בגודל סנטימטר על סנטימטר. חטאו את הדגימות לפני השימוש. כל הדגימות עוקרו באוטוקלב לפני הדבקה בחיידקים.
במחקר זה, תאי חיידקים פוזרו על משטחי מצע שונים וכן על פלטות אגר. לאחר מכן, הפאנלים עוברים עיקור על ידי חשיפתם לאוזון למשך פרק זמן מסוים ובריכוז מסוים בתא אטום. באיור 1 מוצגת תמונה של ציוד לעיקור אוזון. ריאקטורי פלזמה DBD יוצרו על ידי חיבור אלקטרודות נירוסטה מחוררות וחשופות לחזית וגב של פלטות אלומינה (דיאלקטרי) בעובי 1 מ"מ. עבור אלקטרודות מחוררות, שטח הפתח והחור היו 3 מ"מ ו-0.33 מ"מ, בהתאמה. לכל אלקטרודה יש ​​צורה עגולה בקוטר של 43 מ"מ. ספק כוח בתדר גבוה במתח גבוה (GBS Elektronik GmbH Minipuls 2.2) שימש להפעלת מתח סינוסואידלי של כ-8 קילו-וולט משיא לשיא בתדר של 12.5 קילו-הרץ לאלקטרודות המחוררות כדי לייצר פלזמה בקצוות האלקטרודות. אלקטרודות מחוררות. מכיוון שהטכנולוגיה היא שיטת עיקור בגז, העיקור מתבצע בתא המחולק לפי נפח לתאים עליונים ותחתונים, המכילים דגימות מזוהמות בחיידקים ומחוללי פלזמה, בהתאמה. לתא העליון שני פתחי שסתומים להסרה ושחרור של שיורי אוזון. לפני השימוש בניסוי, נמדד השינוי בזמן של ריכוז האוזון בחדר לאחר הפעלת מתקן הפלזמה בהתאם לספקטרום הקליטה של ​​הקו הספקטרלי של 253.65 ננומטר של מנורת כספית.
(א) תרשים של מערך ניסויי לעיקור חיידקים על חומרים שונים באמצעות אוזון שנוצר בכור הפלזמה DBD, ו-(ב) ריכוז האוזון וזמן יצירת הפלזמה בתא העיקור. האיור נוצר באמצעות OriginPro גרסה 9.0 (תוכנת OriginPro, נורת'המפטון, מסצ'וסטס, ארה"ב; https://www.originlab.com).
ראשית, על ידי עיקור תאי חיידקים שהונחו על פלטות אגר עם אוזון, תוך שינוי ריכוז האוזון וזמן הטיפול, נקבעו ריכוז האוזון וזמן הטיפול המתאימים לחיטוי MDRO ו-C. difficile. במהלך תהליך העיקור, החדר נוקה תחילה באוויר סביבתי ולאחר מכן ממולא באוזון על ידי הפעלת יחידת הפלזמה. לאחר שהדגימות טופלו באוזון למשך פרק זמן קבוע מראש, נעשה שימוש במשאבת דיאפרגמה כדי להסיר את שארית האוזון. המדידות השתמשו בדגימה של תרבית מלאה של 24 שעות (~ 108 CFU/ml). דגימות של תרחיפים של תאי חיידקים (20 מיקרוליטר) דוללו תחילה עשר פעמים במי מלח סטרילית, ולאחר מכן חולקו דגימות אלו על פלטות אגר שעברו עיקור באוזון בתא. לאחר מכן, דגימות חוזרות, המורכבות מדגימות שנחשפו ולא נחשפו לאוזון, הודגרו ב-37 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות וספרו מושבות כדי להעריך את יעילות העיקור.
יתר על כן, בהתאם לתנאי הסטריליזציה שהוגדרו במחקר הנ"ל, הוערכה השפעת הניקוי של טכנולוגיה זו על MDRO ו-C. difficile באמצעות קופונים מחומרים שונים (פלדת אל-חלד, בד, זכוכית, פלסטיק וקופונים מעץ) הנפוצים במוסדות רפואיים. נעשה שימוש בתרביות מלאות של 24 שעות (~108 cfu/ml). דגימות של תרחיף תאים חיידקיים (20 מיקרוליטר) דוללו סדרתית עשר פעמים עם תמיסת מלח סטרילית, ולאחר מכן הקופונים נטבלו במרקים מדוללים אלה כדי להעריך את הזיהום. דגימות שנלקחו לאחר טבילה במרק המדולל הונחו בצלחות פטרי סטריליות ויובשו בטמפרטורת החדר למשך 24 שעות. הניחו את מכסה צלחת הפטרי על הדגימה והניחו אותה בזהירות בתא הבדיקה. הסירו את המכסה מצלחת הפטרי וחשפו את הדגימה לאוזון בריכוז 500 ppm למשך 15 דקות. דגימות בקרה הונחו בארון בטיחות ביולוגי ולא נחשפו לאוזון. מיד לאחר החשיפה לאוזון, דגימות ודגימות שלא עברו קרינה (כלומר ביקורת) עורבבו עם תמיסת מלח סטרילית באמצעות מערבל מערבולת כדי לבודד חיידקים מפני השטח. התרחיף המדולל דולל סדרתית פי 10 עם תמיסת מלח סטרילית, ולאחר מכן נקבע מספר החיידקים המדוללים על פלטות אגר דם (לחיידקים אירוביים) או פלטות אגר דם אנאירוביות עבור ברוסלה (עבור קלוסטרידיום דיפיצילה) והודגרו ב-37 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות, או בתנאים אנאירוביים למשך 48 שעות ב-37 מעלות צלזיוס בכפילות כדי לקבוע את הריכוז ההתחלתי של הבידוד. ההפרש בספירת החיידקים בין דגימות בקרה שלא נחשפו לדגימות שנחשפו חושב כדי לתת הפחתה לוגריתמית בספירת החיידקים (כלומר, יעילות עיקור) בתנאי הבדיקה.
יש לקבוע תאים ביולוגיים על גבי לוחית הדמיה AFM; לכן, משתמשים כמצע בדיסקית נציץ שטוחה ומחוספסת באופן אחיד, בעלת סולם חספוס קטן מגודל התא. קוטר ועובי הדיסקיות היו 20 מ"מ ו-0.21 מ"מ, בהתאמה. כדי לעגן את התאים בחוזקה לפני השטח, פני השטח של הנציץ צופים בפולי-L-ליזין (200 מיקרוליטר), מה שהופך אותו לטעון באופן חיובי ואת קרום התא לטעון באופן שלילי. לאחר הציפוי בפולי-L-ליזין, דיסקיות הנציץ נשטפו 3 פעמים עם 1 מ"ל מים מזוקקים (DI) ויובשו באוויר למשך הלילה. לאחר מכן, תאי החיידקים הונחו על פני השטח של הנציץ המצופה בפולי-L-ליזין על ידי מינון של תמיסת חיידקים מדוללת, הושארו למשך 30 דקות, ולאחר מכן נשטף פני השטח של הנציץ ב-1 מ"ל של מים מזוקקים.
מחצית מהדגימות טופלו באוזון והמורפולוגיה של פני השטח של לוחות נציץ עמוסים בנבגי VRE, CRAB ו-C. difficile הודגמה באמצעות מיקרוסקופ AFM (XE-7, park systems). מצב הפעולה של מיקרוסקופ AFM מוגדר למצב הקשה, שהיא שיטה נפוצה להדמיית תאים ביולוגיים. בניסויים נעשה שימוש במיקרוסקופ מיקרוסקופי שתוכנן למצב ללא מגע (OMCL-AC160TS, OLYMPUS Microscopy). תמונות מיקרוסקופ AFM תועדו על סמך קצב סריקת גשש של 0.5 הרץ, וכתוצאה מכך רזולוציית תמונה של 2048 × 2048 פיקסלים.
כדי לקבוע את התנאים שבהם ריאקטורים לפלזמה של DBD יעילים לעיקור, ערכנו סדרה של ניסויים תוך שימוש ב-MDRO ‏(VRE, CRE, CRPA ו-CRAB) וב-C. difficile כדי לשנות את ריכוז האוזון וזמן החשיפה. איור 1b מציג את עקומת זמן ריכוז האוזון עבור כל תנאי בדיקה לאחר הפעלת מכשיר הפלזמה. הריכוז עלה באופן לוגריתמי, והגיע ל-300 ו-500 ppm לאחר 1.5 ו-2.5 דקות, בהתאמה. ניסויים ראשוניים עם VRE הראו כי המינימום הנדרש לחיטוי יעיל של חיידקים הוא 300 ppm אוזון למשך 10 דקות. לפיכך, בניסויים הבאים, MDRO ו-C. difficile נחשפו לאוזון בשני ריכוזים שונים (300 ו-500 ppm) ובשני זמני חשיפה שונים (10 ו-15 דקות). יעילות העיקור עבור כל מנת אוזון והגדרת זמן חשיפה חושבה ומוצגת בטבלה 1. חשיפה לאוזון בריכוז של 300 או 500 ppm למשך 10-15 דקות הביאה לירידה כוללת ב-VRE של 2 log10 או יותר. רמה גבוהה זו של הריגת חיידקים עם CRE הושגה לאחר 15 דקות של חשיפה לאוזון בריכוז של 300 או 500 ppm. הפחתה גבוהה ב-CRPA (מעל 7 log10) הושגה בחשיפה ל-500 ppm של אוזון למשך 15 דקות. הפחתה גבוהה ב-CRPA (מעל 7 log10) הושגה בחשיפה ל-500 ppm של אוזון למשך 15 דקות. Высокое снижение CRPA (> 7 log10) было достигнуто при воздействии 500 частей на миллион озона в теченин 15. הפחתה גבוהה ב-CRPA (מעל 7 log10) הושגה בחשיפה לאוזון בריכוז 500 ppm למשך 15 דקות.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-minутного воздействия озона с концентрацией 500 ppm. ירידה משמעותית ב-CRPA (> 7 log10) לאחר 15 דקות חשיפה לאוזון בריכוז של 500 ppm.הריגת חיידקי CRAB באופן זניח בריכוז אוזון של 300 ppm; עם זאת, בריכוז אוזון של 500 ppm, נצפתה הפחתה של > 1.5 log10. עם זאת, בריכוז אוזון של 500 ppm, נצפתה הפחתה של > 1.5 log10. однако при концентрации озона 500 частей на миллион наблюдалось снижение > 1,5 log10. עם זאת, בריכוז אוזון של 500 ppm, נצפתה ירידה של >1.5 log10.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. עם זאת, בריכוז אוזון של 500 ppm, נצפתה ירידה של >1.5 log10. חשיפת נבגי C. difficile לאוזון בריכוז של 300 או 500 ppm הביאה לירידה של > 2.5 log10. חשיפת נבגי C. difficile לאוזון בריכוז של 300 או 500 ppm הביאה לירידה של > 2.5 log10. Воздействие на споры C. difficile озона с концентрацией 300 או 500 частей на миллион приводило к снижению к снижению >. חשיפה של נבגי C. difficile לאוזון בריכוז של 300 או 500 ppm הביאה לירידה של >2.5 log10.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 או 500 частей на миллион приводило к снижентрацию >. חשיפה של נבגי C. difficile לאוזון בריכוז של 300 או 500 ppm הביאה לירידה של >2.5 log10.
בהתבסס על הניסויים לעיל, נמצא כי דרישה מספקת להשבית חיידקים במינון של 500 ppm אוזון למשך 15 דקות. נבגי VRE, CRAB ו-C. difficile נבדקו להשפעה קוטלת חיידקים של אוזון על מגוון חומרים, כולל נירוסטה, בד, זכוכית, פלסטיק ועץ הנפוצים בבתי חולים. יעילות העיקור שלהם מוצגת בטבלה 2. אורגניזמים שנבדקו הוערכו פעמיים. ב-VRE וב-CRAB, האוזון היה פחות יעיל על משטחי זכוכית ופלסטיק, אם כי נצפתה הפחתה log10 של פי 2 או יותר על משטחי נירוסטה, בד ועץ. נבגי C. difficile נמצאו עמידים יותר לטיפול באוזון מכל האורגניזמים האחרים שנבדקו. כדי לחקור סטטיסטית את השפעת האוזון על השפעת ההרג של חומרים שונים כנגד VRE, CRAB ו-C. difficile, נעשה שימוש במבחני t כדי להשוות הבדלים בין מספר ה-CFU למיליליטר בקבוצות הביקורת והניסוי על חומרים שונים (איור 2). זנים הראו הבדלים מובהקים סטטיסטית, אך הבדלים משמעותיים יותר נצפו עבור נבגי VRE ו- CRAB מאשר עבור נבגי C. difficile.
תרשים פיזור של השפעות האוזון על הריגת חיידקים של חומרים שונים (א) VRE, (ב) CRAB, ו-(ג) C. difficile.
הדמיית AFM בוצעה על נבגי VRE, CRAB ו-C. difficile שטופלו ולא מטופלים באוזון כדי ללמוד בפירוט את תהליך עיקור גז האוזון. באיור 3א', ג' ו-ה' מציגים תמונות AFM של נבגי VRE, CRAB ו-C. difficile שטופלו באוזון ולא מטופלים, בהתאמה. כפי שניתן לראות בתמונות התלת-ממדיות, התאים חלקים ושלמים. איורים 3ב', ד' ו-ו' מציגים נבגי VRE, CRAB ו-C. difficile לאחר טיפול באוזון. לא רק שהם קטנו בגודל הכולל עבור כל התאים שנבדקו, אלא שפני השטח שלהם הפכו מחוספסים יותר באופן ניכר לאחר החשיפה לאוזון.
תמונות AFM של נבגי VRE, MRAB ו-C. difficile לא מטופלים (a, c, e) ו-(b, d, f) שטופלו באוזון בריכוז 500 ppm למשך 15 דקות. התמונות צוירו באמצעות Park Systems XEI גרסה 5.1.6 (XEI Software, סוואן, קוריאה; https://www.parksystems.com/102-products/park-xe-bio).
המחקר שלנו מראה כי האוזון המיוצר על ידי ציוד פלזמה של DBD מדגים את היכולת לטהר ביעילות נבגי MDRO ו-C. difficile, הידועים כגורמים עיקריים לזיהומים הקשורים לבריאות. בנוסף, במחקר שלנו, בהתחשב בכך שזיהום סביבתי עם נבגי MDRO ו-C. difficile יכול להיות מקור לזיהומים הקשורים לבריאות, נמצא כי ההשפעה הקוטלת חיידקים של האוזון מוצלחת עבור חומרים המשמשים בעיקר במסגרות בתי חולים. בדיקות טיהור בוצעו באמצעות ציוד פלזמה של DBD לאחר זיהום מלאכותי של חומרים כגון נירוסטה, בד, זכוכית, פלסטיק ועץ עם נבגי MDRO ו-C. difficile. כתוצאה מכך, למרות שאפקט הטיהור משתנה בהתאם לחומר, יכולת הטיהור של האוזון היא יוצאת דופן.
חפצים הנוגעים בהם לעתים קרובות בחדרי בית חולים דורשים חיטוי שגרתי ברמה נמוכה. השיטה הסטנדרטית לחיטוי חפצים כאלה היא ניקוי ידני עם חומר חיטוי נוזלי כגון תרכובת אמוניום רביעית 13. אפילו עם הקפדה קפדנית על ההמלצות לשימוש בחומרי חיטוי, קשה להסיר MPO באמצעות ניקוי סביבתי מסורתי (בדרך כלל ניקוי ידני) 14. לכן, נדרשות טכנולוגיות חדשות, כגון שיטות ללא מגע. כתוצאה מכך, יש עניין בחומרי חיטוי גזיים, כולל מי חמצן ואוזון 10. היתרון של חומרי חיטוי גזיים הוא שהם יכולים להגיע למקומות וחפצים ששיטות ידניות מסורתיות אינן יכולות להגיע אליהם. מי חמצן נכנסו לשימוש לאחרונה במסגרות רפואיות, אולם מי חמצן עצמם רעילים ויש לטפל בהם בהתאם לנהלי טיפול מחמירים. עיקור בפלזמה עם מי חמצן דורש זמן ניקוי ארוך יחסית לפני מחזור העיקור הבא. לעומת זאת, אוזון פועל כחומר אנטיבקטריאלי רחב טווח, יעיל נגד חיידקים ווירוסים העמידים לחומרי חיטוי אחרים 8,11,15. בנוסף, ניתן לייצר אוזון בזול מאוויר אטמוספרי ואינו דורש כימיקלים רעילים נוספים שיכולים להשאיר טביעת רגל מזיקה בסביבה, מכיוון שהוא בסופו של דבר מתפרק לחמצן. עם זאת, הסיבה לכך שאוזון אינו נמצא בשימוש נרחב כחומר חיטוי היא כדלקמן. אוזון רעיל לבריאות האדם, ולכן ריכוזו אינו עולה על 0.07 ppm בממוצע במשך יותר מ-8 שעות16, לכן פותחו והוצאו לשוק מעקרים לאוזון, בעיקר לניקוי גזי פליטה. ניתן גם לשאוף גז וליצור ריח לא נעים לאחר טיהור5,8. אוזון לא היה בשימוש פעיל במוסדות רפואיים. עם זאת, ניתן להשתמש באוזון בבטחה בתאי עיקור ועם הליכי אוורור נאותים, וניתן להאיץ מאוד את הסרתו באמצעות ממיר קטליטי. במחקר זה, אנו מדגימים שניתן להשתמש במעקרים לאוזון בפלזמה לחיטוי במסגרות בריאות. פיתחנו מכשיר בעל יכולות עיקור גבוהות, הפעלה קלה ושירות מהיר לחולים מאושפזים. בנוסף, פיתחנו יחידת עיקור פשוטה המשתמשת באוויר סביבתי ללא עלות נוספת. נכון להיום, אין מידע מספיק על דרישות האוזון המינימליות להשבתת MDRO. הציוד ששימש במחקר שלנו קל להתקנה ובעל זמן ריצה קצר וצפוי להיות שימושי לעיקור תכוף של ציוד.
מנגנון הפעולה הבקטריאלית של האוזון אינו ברור לחלוטין. מספר מחקרים הראו שאוזון פוגע בקרומי תאי חיידקים, מה שמוביל לדליפה תוך תאית ובסופו של דבר ליזיס תאים17,18. אוזון יכול להפריע לפעילות האנזימטית התאית על ידי תגובה עם קבוצות תיול ויכול לשנות בסיסי פורין ופירימידין בחומצות גרעין. מחקר זה הדגים את המורפולוגיה של נבגי VRE, CRAB ו-C. difficile לפני ואחרי טיפול באוזון ומצא שלא רק שהם פחתו בגודלם, אלא שהם גם הפכו מחוספסים משמעותית על פני השטח, דבר המצביע על נזק או קורוזיה של הממברנה החיצונית ביותר וחומרים פנימיים עקב יכולת חמצון חזקה של גז האוזון. נזק זה יכול להוביל להשבתת תאים, בהתאם לחומרת השינויים התאיים.
קשה להסיר נבגי C. difficile מחדרי בית חולים. הנבגים נשארים במקומות שבהם הם משילים 10,20. בנוסף, במחקר זה, למרות שהירידה הלוגריתמית המקסימלית פי 10 במספר החיידקים על פלטות אגר בריכוז אוזון של 500 ppm למשך 15 דקות הייתה 2.73, ההשפעה הבקטריאלית של האוזון על חומרים שונים המכילים נבגי C. difficile פחתה. לכן, ניתן לשקול אסטרטגיות שונות להפחתת זיהום C. difficile במסגרות שירותי בריאות. לשימוש בתאי C. difficile מבודדים בלבד, ייתכן שיהיה שימושי גם להתאים את זמן החשיפה ועוצמת הטיפול באוזון. בנוסף, עלינו לזכור ששיטת ניקוי האוזון אינה יכולה להחליף לחלוטין ניקוי ידני קונבנציונלי בחומרי חיטוי ואסטרטגיות אנטי-מיקרוביאליות, ויכולה להיות יעילה מאוד גם בשליטה ב-C. difficile 5. במחקר זה, יעילות האוזון כחומר חיטוי השתנתה עבור סוגים שונים של MPO. היעילות עשויה להיות תלויה במספר גורמים כגון שלב גדילה, דופן תא ויעילות מנגנוני תיקון 21,22. הסיבה להשפעה העיקור השונה של האוזון על פני השטח של כל חומר עשויה להיות תוצאה של היווצרות ביופילם. מחקרים קודמים הראו כי E. faecium ו- E. faecium מגבירים את העמידות הסביבתית כאשר הם נוכחים כביופילמים23, 24, 25. עם זאת, מחקר זה מראה כי לאוזון יש השפעה חיידקית משמעותית על נבגי MDRO ו- C. difficile.
מגבלה של המחקר שלנו היא שהערכנו את ההשפעה של שמירת האוזון לאחר טיפול. דבר זה יכול להוביל להערכת יתר של מספר תאי החיידקים החיים.
למרות שמחקר זה נערך כדי להעריך את יעילותו של אוזון כחומר חיטוי בסביבת בית חולים, קשה להכליל את תוצאותינו לכל סביבות בית החולים. לכן, יש צורך במחקר נוסף כדי לחקור את הישימות והתאימות של מעקר האוזון DBD זה בסביבת בית חולים אמיתית.
האוזון המיוצר על ידי כורי פלזמה של DBD יכול להיות חומר פשוט ובעל ערך לחיטוי MDRO ו-C. difficile. לכן, טיפול באוזון יכול להיחשב כחלופה יעילה לחיטוי סביבת בית החולים.
מערכי הנתונים ששימשו ו/או נותחו במחקר הנוכחי זמינים מהמחברים בהתאמה על פי בקשה סבירה.
האסטרטגיה הגלובלית של ארגון הבריאות העולמי לבלימת עמידות לאנטי-מיקרוביאלים. https://www.who.int/drugresistance/WHO_Global_Strategy.htm/en/ זמין.
Dubberke, ER & Olsen, MA נטל קלוסטרידיום דיפיצילה על מערכת הבריאות. Dubberke, ER & Olsen, MA נטל קלוסטרידיום דיפיצילה על מערכת הבריאות.דוברקה, מחלקת חירום ואולסן, MA נטל קלוסטרידיום דיפיצילה במערכת הבריאות. Dubberke, ER & Olsen, MA 艰难梭菌对医疗保健系统的负担. דוברקה, מיון ואולסן, מסצ'וסטסדוברקה, ER ואולסן, MA נטל הקלוסטרידיום דיפיצילה על מערכת הבריאות.קליני. להדביק. דיס. https://doi.org/10.1093/cid/cis335 (2012).
Boyce, JM לזיהום סביבתי יש השפעה משמעותית על זיהומים בית חולים. J. Hospital. Infect. 65 (נספח 2), 50-54. https://doi.org/10.1016/s0195-6701(07)60015-2 (2007).
קים, י.א., לי, ה. ו-ק.ל. קים, י.א., לי, ה. ו-ק.ל.קים, י.א., לי, ה. ו-קל. קים, י.א., לי, ה. ו-ק.ל. קים, י.א., לי, ה. ו-ק.ל.קים, י.א., לי, ה. ו-קל.זיהום ובקרת זיהומים של סביבת בית החולים על ידי חיידקים פתוגניים [J. Korea J. Hospital Infection Control. 20(1), 1-6 (2015).
דנסר, SJ המאבק בזיהומים נוזוקומיאלים: התמקדות בתפקיד הסביבה וטכנולוגיות חיטוי חדשות. קליני. מיקרואורגניזם. פתוח 27(4), 665–690. https://doi.org/10.1128/cmr.00020-14 (2014).
וובר, די ג'יי ואחרים. יעילותם של מכשירי UV ומערכות מי חמצן לחיטוי אזורים סופניים: התמקדות בניסויים קליניים. כן. J. Infection control. 44 (5 תוספות), e77-84. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2015.11.015 (2016).
סיאני, ה. ומאיירד, ג'יי.יי. שיטות עבודה מומלצות לחיטוי סביבות בריאות. סיאני, ה. ומאיירד, ג'יי.יי. שיטות עבודה מומלצות לחיטוי סביבות בריאות. Siani, H. & Maillard, JY Передовая практика дезактивации среды здравоохRANения. סיאני, ה. ומילארד, ג'יי.יי. נוהג טוב בחיטוי סביבות שירותי בריאות. Siani, H. & Maillard, JY 医疗环境净化的最佳实践. סיאני, ה. ומאיירד, ג'יי.יי. השיטה הטובה ביותר לטיהור סביבה רפואית. Siani, H. & Maillard, JY Передовой опыт обеззараживания медицинских учреждений. סיאני, ה. ומאיירד, ג'יי.יי. שיטות עבודה מומלצות לחיטוי מתקנים רפואיים.EURO. J. Clin. מיקרואורגניזם להדבקה Dis. 34(1), 1-11. https://doi.org/10.1007/s10096-014-2205-9 (2015).
שארמה, מ. והדסון, ג'יי.בי. גז אוזון הוא חומר אנטיבקטריאלי יעיל ומעשי. שארמה, מ. והדסון, ג'יי.בי. גז אוזון הוא חומר אנטיבקטריאלי יעיל ומעשי.שארמה, מ. והדסון, גזי אוזון הוא חומר אנטיבקטריאלי יעיל ומעשי. Sharma, M. & Hudson, JB 臭氧气体是一种有效且实用的抗菌剂。 שארמה, מ. והדסון, ג'יי.בישארמה, מ. והדסון, גזי אוזון הוא חומר אנטי-מיקרוביאלי יעיל ומעשי.כן. J. Infection. control. 36(8), 559-563. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2007.10.021 (2008).
סונג-לוק פאק, ג'. די. אם, לי, ס.-ה. ושין, ס.-י. ושין, ס.-י.ושין, ס.-יו. ושין, ס.-י. ושין, ס.-י.ושין, ס.-יו.אוזון נוצר ביעילות באמצעות אלקטרודות לוח רשת במחולל אוזון מסוג פריקה עם מחסום דיאלקטרי. 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. יישום של תהליך חדשני לניקוי רעלים באמצעות גז אוזון. Moat, J., Cargill, J., Shone, J. & Upton, M. יישום של תהליך חדשני לניקוי רעלים באמצעות גז אוזון.Moat J., Cargill J., Sean J. and Upton M. יישום של תהליך טיהור חדש באמצעות גז אוזון. Moat, J., Cargill, J., Shone, J. & Upton, M. 使用气态臭氧的新型净化工艺的应用. מואט, ג'., קרגיל, ג'., שיין, ג'. ואפטון, מ.Moat J., Cargill J., Sean J. and Upton M. יישום של תהליך טיהור חדש באמצעות גז אוזון.קאן. ג'יי. מיקרואורגניזמים. 55(8), 928–933. https://doi.org/10.1139/w09-046 (2009).
זאוטמן, ד., שאנון, מ. ומנדל, א. יעילותה של מערכת חדשה מבוססת אוזון לחיטוי מהיר ברמה גבוהה של חללים ומשטחים בתחום הבריאות. זאוטמן, ד., שאנון, מ. ומנדל, א. יעילותה של מערכת חדשה מבוססת אוזון לחיטוי מהיר ברמה גבוהה של חללים ומשטחים בתחום הבריאות.זוטמן, ד., שאנון, מ. ומנדל, א. יעילות של מערכת חדשה מבוססת אוזון לחיטוי מהיר וברמה גבוהה של סביבות רפואיות ומשטחים. Zoutman, D., Shannon, M. & Mandel, A. זאוטמן, ד., שאנון, מ. ומנדל, א.זוטמן, ד., שאנון, מ. ומנדל, א. יעילותה של מערכת אוזון חדשה לחיטוי מהיר וברמה גבוהה של סביבות רפואיות ומשטחים.כן. J. בקרת זיהומים. 39(10), 873-879. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2011.01.012 (2011).
Wullt, M., Odenholt, I. & Walder, M. פעילות של שלושה חומרי חיטוי וניטריט חומצי כנגד נבגי Clostridium difficile. Wullt, M., Odenholt, I. & Walder, M. פעילות של שלושה חומרי חיטוי וניטריט חומצי כנגד נבגי Clostridium difficile.וולטר, מ., אודנהולט, א. וולדר, מ. פעילות של שלושה חומרי חיטוי וניטריט חומצי כנגד נבגי קלוסטרידיום דיפיצילה.Vullt M, Odenholt I ו-Walder M. פעילות של שלושה חומרי חיטוי וניטריטים חומציים כנגד נבגי Clostridium difficile. בית חולים לבקרת זיהומים. Epidemiology. 24(10), 765-768. https://doi.org/10.1086/502129 (2003).
ריי, א. ואחרים. ניקוי מי חמצן באידוי במהלך התפרצות של Acinetobacter baumannii עמיד לתרופות מרובות בבית חולים לטיפול ארוך טווח. בית חולים לבקרת זיהומים. אפידמיולוגיה. 31(12), 1236-1241. https://doi.org/10.1086/657139 (2010).
אקשטיין, ב.ק. ואחרים. הפחתת זיהום משטחים סביבתיים עם קלוסטרידיום דיפיצילה ואנטוקוקים עמידים לונקומיצין בעקבות אימוץ צעדים לשיפור שיטות הניקוי. מחלות זיהומיות של הצי. 7, 61. https://doi.org/10.1186/1471-2334-7-61 (2007).
Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E. טיפול באוזון במים ובאוויר כטכנולוגיית חיטוי חלופית. Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E. טיפול באוזון במים ובאוויר כטכנולוגיית חיטוי חלופית.Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, KM and Montomoli, E. טיפול באוזון של מים ואוויר כטכנולוגיית תברואה חלופית. 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 ו- Montomoli E. טיפול באוזון של מים ואוויר כשיטת חיטוי חלופית.י. עמוד קודם. רפואה. האגריד. 58(1), E48-e52 (2017).
משרד הסביבה הקוריאני. https://www.me.go.kr/mamo/web/index.do?menuId=586 (2022). נכון ל-12 בינואר 2022.
Thanomsub, B. et al. השפעת טיפול באוזון על צמיחת תאי חיידקים ושינויים אולטרה-מבניים. נספח J. כללי מיקרואורגניזם. 48(4), 193-199. https://doi.org/10.2323/jgam.48.193 (2002).
Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH השפעות האוזון על חדירות הממברנה והמבנה האולטרסאונד ב-Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH השפעות האוזון על חדירות הממברנה והמבנה האולטרסאונד ב-Pseudomonas aeruginosa. 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 השפעת האוזון על חדירות הממברנה והמבנה האולטרסאונד של Pseudomonas aeruginosa. 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 השפעת האוזון על חדירות הממברנה והמבנה האולטרסאונד של Pseudomonas aeruginosa.J. יישום. מיקרואורגניזם. 111(4), 1006-1015. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05113.x (2011).
ראסל, א.ד. דמיון ושוני בתגובות מיקרוביאליות לקוטלי פטריות. J. Antibiotics. chemotherapy. 52(5), 750-763. https://doi.org/10.1093/jac/dkg422 (2003).
Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. & Calcaterra, M. תכנון פרוטוקול המבטל את Clostridium difficile: מיזם שיתופי. Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. & Calcaterra, M. תכנון פרוטוקול המבטל את Clostridium difficile: מיזם שיתופי.Whitaker J, Brown BS, Vidal S and Calcaterra M. פיתוח פרוטוקול לחיסול Clostridium difficile: מיזם משותף. 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。 ויטאקר, ג'., בראון, ב.ס., וידאל, ס. וקלקאטרה, מ.ויטאקר, ג'., בראון, ב.ס., וידאל, ס. וקלקאטרה, מ. פיתוח פרוטוקול לחיסול קלוסטרידיום דיפיצילה: מיזם משותף.כן. J. בקרת זיהומים. 35(5), 310-314. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2006.08.010 (2007).
Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH רגישות של שלושה מיני חיידקים נבחרים לאוזון. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH רגישות של שלושה מיני חיידקים נבחרים לאוזון. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH רגישות לאוזון של שלושה מיני חיידקים נבחרים. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH 三种选定细菌对臭氧的敏感性。 ברודווטר, WT, הוהן, RC וקינג, PH Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Чувствительность трех выбранных бактерий к озону. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH רגישות לאוזון של שלושה חיידקים נבחרים.הצהרה. מיקרואורגניזם. 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. הערכת מנגנון הלחץ החמצוני המיקרוביאלי של טיפול באוזון באמצעות תגובות של מוטציות של אשריכיה קולי. Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ & Bourke, P. הערכת מנגנון הלחץ החמצוני המיקרוביאלי של טיפול באוזון באמצעות תגובות של מוטציות של אשריכיה קולי.פאטיל, ש., ולדראמידיס, ס.פ., קראצאס, ק.א., קאלן, פ.ג'. ובורק, פ. הערכת מנגנון הלחץ החמצוני המיקרוביאלי על ידי טיפול באוזון מתגובות מוטנטיות של אשריכיה קולי. פאטיל, 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。 פאטיל, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ & Bourke, P.Patil, S., Valdramidis, VP, Karatsas, KA, Cullen, PJ and Bourque, P. הערכת מנגנוני עקה חמצונית מיקרוביאלית בטיפול באוזון באמצעות תגובות מוטנטיות של Escherichia coli.J. יישום. מיקרואורגניזם. 111(1), 136-144. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05021.x (2011).
גרין, סי., וו, ג'., ריקארד, א.ה. ושי, סי. הערכת יכולתו של Acinetobacter baumannii ליצור ביופילמים על שישה משטחים ביו-רפואיים שונים. גרין, סי., וו, ג'., ריקארד, א.ה. ושי, סי. הערכת יכולתו של Acinetobacter baumannii ליצור ביופילמים על שישה משטחים ביו-רפואיים שונים.גרין, ק., וו, ג'., ריקארד, א. ח'. וסי, ק. הערכת יכולתו של Acinetobacter baumannii ליצור ביופילמים על שישה משטחים שונים הרלוונטיים מבחינה ביו-רפואית. Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C. Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C. הערכת היכולת של 鲍曼不动天生在六种 ליצור ביופילם על משטחים רלוונטיים ביו-רפואיים שונים.גרין, ק., וו, ג'., ריקארד, א. ח'. וסי, ק. הערכת יכולתו של Acinetobacter baumannii ליצור ביופילמים על שישה משטחים שונים הרלוונטיים מבחינה ביו-רפואית.רייט. יישום מיקרואורגניזם 63(4), 233-239. https://doi.org/10.1111/lam.12627 (2016).