Dziękujemy za odwiedzenie Nature.com. Wersja przeglądarki, której używasz, ma ograniczoną obsługę CSS. Aby uzyskać najlepsze wrażenia, zalecamy korzystanie ze zaktualizowanej przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w programie Internet Explorer). W międzyczasie, aby zapewnić ciągłą obsługę, będziemy renderować witrynę bez stylów i JavaScript.
Zanieczyszczone środowisko opieki zdrowotnej odgrywa ważną rolę w rozprzestrzenianiu się organizmów wielolekoopornych (MDR) i C. difficile. Celem tego badania była ocena wpływu ozonu wytwarzanego przez reaktor plazmowy z wyładowaniem barierowym dielektrycznym (DBD) na działanie Enterococcus faecalis opornego na wankomycynę (VRE), Klebsiella pneumoniae opornego na karbapenemy (CRE), przeciwbakteryjnego działania różnych materiałów zanieczyszczonych zarodnikami Pseudomonas spp. Pseudomonas aeruginosa (CRPA), Acinetobacter baumannii opornego na karbapenemy (CRAB) i Clostridium difficile. Różne materiały zanieczyszczone zarodnikami VRE, CRE, CRPA, CRAB i C. difficile poddano działaniu ozonu w różnych stężeniach i przez różne czasy ekspozycji. Mikroskopia sił atomowych (AFM) wykazała modyfikację powierzchni bakterii po działaniu ozonem. Po zastosowaniu dawki 500 ppm ozonu na VRE i CRAB przez 15 minut zaobserwowano spadek o około 2 lub więcej log10 w stali nierdzewnej, tkaninie i drewnie, a spadek o 1-2 log10 w szkle i plastiku. Stwierdzono, że zarodniki C. difficile są bardziej odporne na ozon niż wszystkie inne testowane organizmy. W przypadku AFM, po zastosowaniu ozonu, komórki bakteryjne puchły i deformowały się. Ozon wytwarzany przez reaktor plazmowy DBD jest prostym i cennym narzędziem do dekontaminacji zarodników MDRO i C. difficile, które są znanymi patogenami zakażeń związanych z opieką zdrowotną.
Pojawienie się organizmów wielolekoopornych (MDR) jest spowodowane niewłaściwym stosowaniem antybiotyków u ludzi i zwierząt i zostało uznane przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) za poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego1. W szczególności placówki opieki zdrowotnej coraz częściej stają w obliczu pojawiania się i rozprzestrzeniania się MRO. Głównymi MRO są gronkowiec złocisty oporny na metycylinę i enterokoki oporne na wankomycynę (VRE), enterobakterie wytwarzające beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania (ESBL), wielolekooporna Pseudomonas aeruginosa, wielolekooporna Acinetobacter baumannii i karbapenemooporna Enterobacter (CRE). Ponadto zakażenie Clostridium difficile jest główną przyczyną biegunki związanej z opieką zdrowotną, co stanowi znaczne obciążenie dla systemu opieki zdrowotnej. MDRO i C. difficile są przenoszone przez ręce pracowników służby zdrowia, skażone środowiska lub bezpośrednio z osoby na osobę. Ostatnie badania wykazały, że skażone środowiska w placówkach opieki zdrowotnej odgrywają ważną rolę w transmisji MDRO i C. difficile, gdy pracownicy służby zdrowia (HCW) mają kontakt z zanieczyszczonymi powierzchniami lub gdy pacjenci mają bezpośredni kontakt z zanieczyszczonymi powierzchniami 3,4. skażone środowiska w placówkach opieki zdrowotnej zmniejszają częstość występowania zakażeń lub kolonizacji MLRO i C. difficile5,6,7. Biorąc pod uwagę globalne obawy dotyczące wzrostu oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, jasne jest, że potrzeba więcej badań nad metodami i procedurami dekontaminacji w placówkach opieki zdrowotnej. Ostatnio bezkontaktowe metody czyszczenia terminali, w szczególności urządzenia ultrafioletowe (UV) lub systemy nadtlenku wodoru, zostały uznane za obiecujące metody dekontaminacji. Jednak te dostępne w handlu urządzenia UV lub nadtlenku wodoru są nie tylko drogie, dezynfekcja UV jest skuteczna tylko na odsłoniętych powierzchniach, podczas gdy dezynfekcja plazmą nadtlenku wodoru wymaga stosunkowo długiego czasu dekontaminacji przed kolejnym cyklem dezynfekcji5.
Ozon ma znane właściwości antykorozyjne i można go tanio produkować8. Wiadomo również, że jest toksyczny dla zdrowia ludzkiego, ale może szybko rozkładać się na tlen8. Reaktory plazmowe z wyładowaniem barierowym dielektrycznym (DBD) są zdecydowanie najpopularniejszymi generatorami ozonu9. Sprzęt DBD umożliwia tworzenie niskotemperaturowej plazmy w powietrzu i produkcję ozonu. Do tej pory praktyczne zastosowanie ozonu ograniczało się głównie do dezynfekcji wody w basenach, wody pitnej i ścieków10. W kilku badaniach opisano jego zastosowanie w placówkach opieki zdrowotnej8,11.
W tym badaniu wykorzystaliśmy kompaktowy generator ozonu plazmowego DBD, aby wykazać jego skuteczność w usuwaniu MDRO i C. difficile, nawet tych zaszczepionych na różnych materiałach powszechnie stosowanych w warunkach medycznych. Ponadto proces sterylizacji ozonem został wyjaśniony za pomocą obrazów mikroskopii sił atomowych (AFM) komórek poddanych działaniu ozonu.
Szczepy uzyskano z izolatów klinicznych: VRE (SCH 479 i SCH 637), opornej na karbapenemy Klebsiella pneumoniae (CRE; SCH CRE-14 i DKA-1), opornej na karbapenemy Pseudomonas aeruginosa (CRPA; 54 i 83) oraz bakterii opornych na karbapenemy. bakterii Pseudomonas aeruginosa (CRPA; 54 i 83). opornej Acinetobacter baumannii (CRAB; F2487 i SCH-511). C. difficile uzyskano z National Pathogen Culture Collection (NCCP 11840) Koreańskiej Agencji Kontroli i Zapobiegania Chorobom. Został wyizolowany od pacjenta w Korei Południowej w 2019 r. i stwierdzono, że należy do ST15 przy użyciu wielogenowego typowania sekwencji. Bulion Brain Heart Infusion (BHI) (BD, Sparks, MD, USA) zaszczepiony szczepami VRE, CRE, CRPA i CRAB dokładnie wymieszano i inkubowano w temperaturze 37° C przez 24 godziny.
C. difficile rozprowadzano beztlenowo na agarze z krwią przez 48 godzin. Następnie dodano kilka kolonii do 5 ml bulionu mózgowo-sercowego i inkubowano w warunkach beztlenowych przez 48 godzin. Następnie hodowlę wstrząsano, dodano 5 ml 95% etanolu, ponownie wstrząsano i pozostawiono w temperaturze pokojowej na 30 minut. Po wirowaniu przy 3000 g przez 20 minut, odrzuć supernatant i zawiesz osad zawierający zarodniki i zabite bakterie w 0,3 ml wody. Żywe komórki liczono przez spiralne wysiewanie zawiesiny komórek bakteryjnych na płytki z agarem z krwią po odpowiednim rozcieńczeniu. Barwienie Grama potwierdziło, że 85% do 90% struktur bakteryjnych to zarodniki.
Poniższe badanie przeprowadzono w celu zbadania wpływu ozonu jako środka dezynfekującego na różne powierzchnie zanieczyszczone zarodnikami MDRO i C. difficile, które są znane z powodowania zakażeń związanych z opieką zdrowotną. Przygotuj próbki stali nierdzewnej, tkaniny (bawełna), szkła, plastiku (akryl) i drewna (sosna) o wymiarach jednego centymetra na jeden centymetr. Zdezynfekuj kupony przed użyciem. Wszystkie próbki zostały wysterylizowane w autoklawie przed zakażeniem bakteriami.
W tym badaniu komórki bakteryjne rozprowadzono na różnych powierzchniach podłoża, a także na płytkach agarowych. Następnie panele sterylizowano, wystawiając je na działanie ozonu przez określony czas i w określonym stężeniu w zamkniętej komorze. Na rys. 1 przedstawiono zdjęcie sprzętu do sterylizacji ozonem. Reaktory plazmowe DBD wytworzono, mocując perforowane i odsłonięte elektrody ze stali nierdzewnej do przodu i tyłu 1 mm grubości płytek z tlenku glinu (dielektryka). W przypadku elektrod perforowanych powierzchnia otworu i otworu wynosiła odpowiednio 3 mm i 0,33 mm. Każda elektroda ma okrągły kształt o średnicy 43 mm. Wysokonapięciowy zasilacz o wysokiej częstotliwości (GBS Elektronik GmbH Minipuls 2.2) został użyty do przyłożenia napięcia sinusoidalnego wynoszącego około 8 kV od szczytu do szczytu przy częstotliwości 12,5 kHz do elektrod perforowanych w celu wytworzenia plazmy na krawędziach elektrod. elektrody perforowane. Ponieważ technologia jest metodą sterylizacji gazowej, sterylizacja jest przeprowadzana w komorze podzielonej objętościowo na górną i dolną komorę, które zawierają odpowiednio zanieczyszczone bakteryjnie próbki i generatory plazmy. Górna komora ma dwa porty zaworów do usuwania i odpowietrzania resztkowego ozonu. Przed użyciem w eksperymencie mierzono zmianę w czasie stężenia ozonu w pomieszczeniu po włączeniu instalacji plazmowej zgodnie z widmem absorpcyjnym linii widmowej 253,65 nm lampy rtęciowej.
(a) Schemat eksperymentalnej instalacji do sterylizacji bakterii na różnych materiałach przy użyciu ozonu wytwarzanego w reaktorze plazmowym DBD oraz (b) stężenie ozonu i czas generowania plazmy w komorze sterylizacyjnej. Rysunek wykonano przy użyciu OriginPro w wersji 9.0 (oprogramowanie OriginPro, Northampton, MA, USA; https://www.originlab.com).
Najpierw sterylizując komórki bakteryjne umieszczone na płytkach agarowych ozonem, zmieniając stężenie ozonu i czas obróbki, określono odpowiednie stężenie ozonu i czas obróbki w celu dekontaminacji MDRO i C. difficile. Podczas procesu sterylizacji komora jest najpierw przedmuchiwana powietrzem otoczenia, a następnie wypełniana ozonem poprzez włączenie jednostki plazmowej. Po poddaniu próbek działaniu ozonu przez ustalony okres czasu, pompa membranowa jest używana do usuwania pozostałego ozonu. Do pomiarów wykorzystano próbkę kompletnej 24-godzinnej kultury (~ 108 CFU/ml). Próbki zawiesin komórek bakteryjnych (20 μl) najpierw rozcieńczano seryjnie dziesięciokrotnie sterylnym roztworem soli fizjologicznej, a następnie próbki te rozprowadzano na płytkach agarowych sterylizowanych ozonem w komorze. Następnie powtórzone próbki, składające się z próbek wystawionych i nie wystawionych na działanie ozonu, inkubowano w temperaturze 37°C przez 24 godziny i liczono kolonie w celu oceny skuteczności sterylizacji.
Ponadto, zgodnie z warunkami sterylizacji zdefiniowanymi w powyższym badaniu, efekt dekontaminacji tej technologii na MDRO i C. difficile został oceniony przy użyciu kuponów z różnych materiałów (kuponów ze stali nierdzewnej, tkaniny, szkła, plastiku i drewna) powszechnie stosowanych w placówkach medycznych. Użyto kompletnych 24-godzinnych kultur (~108 cfu/ml). Próbki zawiesiny komórek bakteryjnych (20 μl) rozcieńczano seryjnie dziesięciokrotnie sterylnym roztworem soli fizjologicznej, a następnie kupony zanurzano w tych rozcieńczonych bulionach w celu oceny zanieczyszczenia. Próbki pobrane po zanurzeniu w bulionie rozcieńczającym umieszczano w sterylnych szalkach Petriego i suszono w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Nałóż pokrywkę szalki Petriego na próbkę i ostrożnie umieść ją w komorze testowej. Zdejmij pokrywkę z szalki Petriego i wystaw próbkę na działanie ozonu o stężeniu 500 ppm przez 15 minut. Próbki kontrolne umieszczono w szafie bezpieczeństwa biologicznego i nie wystawiano na działanie ozonu. Bezpośrednio po narażeniu na ozon próbki i próbki nienapromieniowane (tj. kontrole) zmieszano z jałowym roztworem soli fizjologicznej za pomocą mieszadła wirowego, aby wyizolować bakterie z powierzchni. Eluowaną zawiesinę rozcieńczano seryjnie 10 razy jałowym roztworem soli fizjologicznej, po czym liczbę rozcieńczonych bakterii określano na płytkach agarowych z krwią (dla bakterii tlenowych) lub płytkach agarowych z krwią beztlenową dla Brucella (dla Clostridium difficile) i inkubowano w temperaturze 37°C przez 24 godziny lub w warunkach beztlenowych przez 48 godzin w temperaturze 37°C w duplikacie, aby określić początkowe stężenie inokulum. Różnicę w liczbie bakterii między nienarażonymi kontrolami a narażonymi próbkami obliczono, aby uzyskać logarytmiczną redukcję liczby bakterii (tj. skuteczność sterylizacji) w warunkach testowych.
Komórki biologiczne muszą zostać unieruchomione na płytce obrazowej AFM; dlatego jako podłoże stosuje się płaski i równomiernie szorstki dysk miki o skali chropowatości mniejszej niż rozmiar komórki. Średnica i grubość dysków wynosiły odpowiednio 20 mm i 0,21 mm. Aby mocno zakotwiczyć komórki na powierzchni, powierzchnia miki jest powlekana poli-L-lizyną (200 µl), co powoduje, że jest ona naładowana dodatnio, a błona komórkowa jest naładowana ujemnie. Po pokryciu poli-L-lizyną dyski miki przemyto 3 razy 1 ml zdejonizowanej (DI) wody i wysuszono na powietrzu przez noc. Następnie komórki bakteryjne naniesiono na powierzchnię miki pokrytą poli-L-lizyną poprzez dozowanie rozcieńczonego roztworu bakteryjnego, pozostawiono na 30 minut, a następnie powierzchnię miki przemyto 1 ml zdejonizowanej wody.
Połowę próbek poddano działaniu ozonu, a morfologię powierzchni płytek mikowych obciążonych zarodnikami VRE, CRAB i C. difficile uwidoczniono za pomocą AFM (XE-7, systemy parkowe). Tryb pracy AFM ustawiono na tryb stukania, który jest powszechną metodą obrazowania komórek biologicznych. W eksperymentach użyto mikrowspornika zaprojektowanego do trybu bezkontaktowego (OMCL-AC160TS, OLYMPUS Microscopy). Obrazy AFM rejestrowano w oparciu o częstotliwość skanowania sondy 0,5 Hz, co skutkowało rozdzielczością obrazu 2048 × 2048 pikseli.
Aby określić warunki, w których reaktory plazmowe DBD są skuteczne w sterylizacji, przeprowadziliśmy serię eksperymentów z użyciem zarówno MDRO (VRE, CRE, CRPA i CRAB), jak i C. difficile, aby zmienić stężenie ozonu i czas ekspozycji. Na rys. 1b przedstawiono krzywą stężenia ozonu w czasie dla każdego warunku testu po włączeniu urządzenia plazmowego. Stężenie wzrastało logarytmicznie, osiągając odpowiednio 300 i 500 ppm po 1,5 i 2,5 minuty. Wstępne testy z VRE wykazały, że minimum wymagane do skutecznej dekontaminacji bakterii wynosi 300 ppm ozonu przez 10 minut. Tak więc w poniższych eksperymentach MDRO i C. difficile były narażone na ozon w dwóch różnych stężeniach (300 i 500 ppm) i przy dwóch różnych czasach ekspozycji (10 i 15 minut). Wydajność sterylizacji dla każdej dawki ozonu i ustawienia czasu ekspozycji obliczono i przedstawiono w Tabeli 1. Ekspozycja na ozon w stężeniu 300 lub 500 ppm przez 10–15 minut skutkowała ogólną redukcją VRE o 2 lub więcej log10. Ten wysoki poziom zabijania bakterii przez CRE osiągnięto po 15 minutach ekspozycji na ozon w stężeniu 300 lub 500 ppm. Dużą redukcję CRPA (> 7 log10) uzyskano po ekspozycji na 500 ppm ozonu przez 15 minut. Dużą redukcję CRPA (> 7 log10) uzyskano po ekspozycji na 500 ppm ozonu przez 15 minut. Высокое снижение CRPA (> 7 log10) было достигнуто при воздействии 500 частей на миллион озона в течение 15 minut. Wysoką redukcję CRPA (>7 log10) uzyskano po ekspozycji na 500 ppm ozonu przez 15 minut.500 ppm 的臭氧15 分钟后，可大幅降低CRPA (> 7 log10)。500 ppm 的臭氧15 分钟后，可大幅降低CRPA (> 7 log10)。 Wysoka wydajność CRPA (> 7 log10) 15-minutowa dawka 500 ppm. Znaczne zmniejszenie CRPA (> 7 log10) po 15-minutowej ekspozycji na ozon w stężeniu 500 ppm.Nieznaczne zabijanie bakterii CRAB przy stężeniu ozonu 300 ppm; jednak przy stężeniu ozonu 500 ppm nastąpiła redukcja > 1,5 log10. jednak przy stężeniu ozonu 500 ppm nastąpiła redukcja > 1,5 log10. однако при концентрации озона 500 частей на миллион наблюдалось снижение > 1,5 log10. jednak przy stężeniu ozonu wynoszącym 500 ppm zaobserwowano spadek o >1,5 log10.然而, 500 ppm 臭氧下, 减少了> 1,5 log10.然而, 500 ppm 臭氧下, 减少了> 1,5 log10. Однако при концентрации озона 500 частей на миллион наблюдалось снижение >1,5 log10. Jednakże przy stężeniu ozonu wynoszącym 500 ppm zaobserwowano spadek o >1,5 log10. Poddanie zarodników C. difficile działaniu ozonu w stężeniu 300 lub 500 ppm spowodowało redukcję > 2,5 log10. Poddanie zarodników C. difficile działaniu ozonu w stężeniu 300 lub 500 ppm spowodowało redukcję > 2,5 log10. Воздействие на споры C. difficile озона с концентрацией 300 i 500 частей на миллион приводило к снижению > 2,5 log10. Narażenie zarodników C. difficile na działanie ozonu w stężeniu 300 lub 500 ppm spowodowało redukcję >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。 300–500 ppm Wartość > 2,5 log10. Воздействие на споры C. difficile озона с концентрацией 300 i 500 частей на миллион приводило к снижению >2,5 log10. Narażenie zarodników C. difficile na działanie ozonu w stężeniu 300 lub 500 ppm spowodowało redukcję >2,5 log10.
Na podstawie powyższych eksperymentów stwierdzono, że wystarczające jest inaktywowanie bakterii przy dawce 500 ppm ozonu przez 15 minut. Przetrwalniki VRE, CRAB i C. difficile zostały przetestowane pod kątem bakteriobójczego działania ozonu na różne materiały, w tym stal nierdzewną, tkaniny, szkło, plastik i drewno powszechnie stosowane w szpitalach. Ich skuteczność sterylizacji przedstawiono w tabeli 2. Organizmy testowe oceniano dwukrotnie. W przypadku VRE i CRAB ozon był mniej skuteczny na powierzchniach szklanych i plastikowych, chociaż zaobserwowano redukcję log10 o czynnik około 2 lub więcej na powierzchniach ze stali nierdzewnej, tkaniny i drewna. Stwierdzono, że przetrwalniki C. difficile są bardziej odporne na działanie ozonu niż wszystkie inne testowane organizmy. Aby statystycznie zbadać wpływ ozonu na działanie zabijające różnych materiałów przeciwko VRE, CRAB i C. difficile, zastosowano testy t w celu porównania różnic między liczbą CFU na mililitr w grupie kontrolnej i eksperymentalnej na różnych materiałach (rys. 2). Między szczepami wykazano statystycznie istotne różnice, ale bardziej istotne różnice zaobserwowano w przypadku zarodników VRE i CRAB niż w przypadku zarodników C. difficile.
Wykres punktowy wpływu ozonu na zabijanie bakterii w różnych materiałach (a) VRE, (b) CRAB i (c) C. difficile.
Obrazowanie AFM wykonano na poddanych działaniu ozonu i niepoddanych działaniu ozonu zarodnikach VRE, CRAB i C. difficile, aby szczegółowo zbadać proces sterylizacji gazem ozonowym. Na rys. 3a, c i e przedstawiono obrazy AFM niepoddanych działaniu ozonu zarodników VRE, CRAB i C. difficile. Jak widać na obrazach 3D, komórki są gładkie i nienaruszone. Rysunki 3b, d i f przedstawiają zarodniki VRE, CRAB i C. difficile po zastosowaniu ozonu. Nie tylko zmniejszyły się ich ogólne rozmiary dla wszystkich testowanych komórek, ale ich powierzchnia stała się zauważalnie bardziej szorstka po wystawieniu na działanie ozonu.
Obrazy AFM nieleczonych VRE, MRAB i zarodników C. difficile (a, c, e) i (b, d, f) poddanych działaniu 500 ppm ozonu przez 15 min. Obrazy wykonano przy użyciu oprogramowania Park Systems XEI w wersji 5.1.6 (XEI Software, Suwon, Korea; https://www.parksystems.com/102-products/park-xe-bio).
Nasze badania pokazują, że ozon wytwarzany przez urządzenia plazmowe DBD wykazuje zdolność do skutecznej dekontaminacji zarodników MDRO i C. difficile, które są znane jako główne przyczyny zakażeń związanych z opieką zdrowotną. Ponadto w naszym badaniu, biorąc pod uwagę, że zanieczyszczenie środowiska zarodnikami MDRO i C. difficile może być źródłem zakażeń związanych z opieką zdrowotną, stwierdzono, że działanie bakteriobójcze ozonu jest skuteczne w przypadku materiałów używanych głównie w warunkach szpitalnych. Testy dekontaminacji przeprowadzono przy użyciu urządzeń plazmowych DBD po sztucznym zanieczyszczeniu materiałów, takich jak stal nierdzewna, tkanina, szkło, plastik i drewno zarodnikami MDRO i C. difficile. W rezultacie, chociaż efekt dekontaminacji różni się w zależności od materiału, zdolność dekontaminacji ozonu jest niezwykła.
Często dotykane przedmioty w salach szpitalnych wymagają rutynowej, niskopoziomowej dezynfekcji. Standardową metodą dekontaminacji takich przedmiotów jest ręczne czyszczenie za pomocą płynnego środka dezynfekującego, takiego jak czwartorzędowy związek amoniowy13. Nawet przy ścisłym przestrzeganiu zaleceń dotyczących stosowania środków dezynfekujących, MPO jest trudny do usunięcia za pomocą tradycyjnego czyszczenia środowiska (zwykle ręcznego czyszczenia)14. Dlatego też wymagane są nowe technologie, takie jak metody bezkontaktowe. W związku z tym pojawiło się zainteresowanie gazowymi środkami dezynfekującymi, w tym nadtlenkiem wodoru i ozonem10. Zaletą gazowych środków dezynfekujących jest to, że mogą one dotrzeć do miejsc i przedmiotów, do których nie można dotrzeć za pomocą tradycyjnych metod ręcznych. Nadtlenek wodoru niedawno wszedł do użytku w warunkach medycznych, jednak sam nadtlenek wodoru jest toksyczny i musi być obsługiwany zgodnie ze ścisłymi procedurami postępowania. Sterylizacja plazmowa nadtlenkiem wodoru wymaga stosunkowo długiego czasu oczyszczania przed kolejnym cyklem sterylizacji. Natomiast ozon działa jako szerokospektralny środek antybakteryjny, skuteczny przeciwko bakteriom i wirusom odpornym na inne środki dezynfekujące8,11,15. Ponadto ozon można tanio wytwarzać z powietrza atmosferycznego i nie wymaga on dodatkowych toksycznych chemikaliów, które mogą pozostawić szkodliwy ślad w środowisku, ponieważ ostatecznie rozpada się na tlen. Jednak powód, dla którego ozon nie jest szeroko stosowany jako środek dezynfekujący, jest następujący. Ozon jest toksyczny dla zdrowia ludzkiego, więc jego stężenie nie przekracza średnio 0,07 ppm przez ponad 8 godzin16, dlatego opracowano i wprowadzono na rynek sterylizatory ozonowe, głównie do oczyszczania spalin. Możliwe jest również wdychanie gazu i wytwarzanie nieprzyjemnego zapachu po dekontaminacji5,8. Ozon nie był aktywnie stosowany w placówkach medycznych. Jednak ozon można bezpiecznie stosować w komorach sterylizacyjnych i przy odpowiednich procedurach wentylacji, a jego usuwanie można znacznie przyspieszyć, stosując konwerter katalityczny. W tym badaniu wykazujemy, że sterylizatory ozonowe plazmowe mogą być stosowane do dezynfekcji w placówkach opieki zdrowotnej. Opracowaliśmy urządzenie o wysokich możliwościach sterylizacji, łatwej obsłudze i szybkiej obsłudze dla pacjentów hospitalizowanych. Ponadto opracowaliśmy prostą jednostkę sterylizacyjną, która wykorzystuje powietrze otoczenia bez dodatkowych kosztów. Do tej pory nie ma wystarczających informacji na temat minimalnych wymagań dotyczących ozonu w celu inaktywacji MDRO. Sprzęt używany w naszym badaniu jest łatwy w konfiguracji i ma krótki czas pracy, a oczekuje się, że będzie przydatny do częstej sterylizacji sprzętu.
Mechanizm bakteriobójczego działania ozonu nie jest do końca jasny. Kilka badań wykazało, że ozon uszkadza błony komórkowe bakterii, co prowadzi do wycieku wewnątrzkomórkowego i ostatecznej lizy komórek17,18. Ozon może zakłócać aktywność enzymatyczną komórek poprzez reakcję z grupami tiolowymi i może modyfikować zasady purynowe i pirymidynowe w kwasach nukleinowych. W tym badaniu zwizualizowano morfologię zarodników VRE, CRAB i C. difficile przed i po działaniu ozonem i stwierdzono, że nie tylko zmniejszyły się ich rozmiary, ale również stały się znacznie bardziej szorstkie na powierzchni, co wskazuje na uszkodzenie lub korozję najbardziej zewnętrznej błony. i materiały wewnętrzne z powodu gazu ozonowego mają silne właściwości utleniające. To uszkodzenie może prowadzić do inaktywacji komórek, w zależności od nasilenia zmian komórkowych.
Zarodniki C. difficile są trudne do usunięcia z pomieszczeń szpitalnych. Zarodniki pozostają w miejscach, w których zostały wydalone 10,20. Ponadto w tym badaniu, chociaż maksymalna logarytmiczna 10-krotna redukcja liczby bakterii na płytkach agarowych przy stężeniu ozonu 500 ppm przez 15 minut wyniosła 2,73, działanie bakteriobójcze ozonu na różne materiały zawierające zarodniki C. difficile zostało zmniejszone. Dlatego można rozważyć różne strategie w celu zmniejszenia zakażenia C. difficile w placówkach opieki zdrowotnej. W przypadku stosowania wyłącznie w izolowanych komorach C. difficile przydatne może być również dostosowanie czasu ekspozycji i intensywności obróbki ozonem. Ponadto należy pamiętać, że metoda dekontaminacji ozonem nie może całkowicie zastąpić konwencjonalnego ręcznego czyszczenia środkami dezynfekującymi i strategiami przeciwdrobnoustrojowymi, a także może być bardzo skuteczna w zwalczaniu C. difficile 5 . W tym badaniu skuteczność ozonu jako środka dezynfekującego była różna w przypadku różnych typów MPO. Skuteczność może zależeć od kilku czynników, takich jak stadium wzrostu, ściana komórkowa i wydajność mechanizmów naprawczych21,22. Powodem różnego efektu sterylizującego ozonu na powierzchni każdego materiału może być tworzenie biofilmu. Poprzednie badania wykazały, że E. faecium i E. faecium zwiększają odporność na środowisko, gdy występują jako biofilmy23, 24, 25. Jednak badanie to pokazuje, że ozon ma znaczący efekt bakteriobójczy na zarodniki MDRO i C. difficile.
Ograniczeniem naszego badania jest to, że oceniliśmy wpływ retencji ozonu po remediacji. Może to prowadzić do przeszacowania liczby żywych komórek bakteryjnych.
Chociaż badanie to przeprowadzono w celu oceny skuteczności ozonu jako środka dezynfekującego w warunkach szpitalnych, trudno jest uogólnić nasze wyniki na wszystkie warunki szpitalne. Dlatego też potrzeba więcej badań, aby zbadać przydatność i kompatybilność tego sterylizatora ozonowego DBD w rzeczywistym środowisku szpitalnym.
Ozon wytwarzany przez reaktory plazmowe DBD może być prostym i cennym środkiem dekontaminacyjnym dla MDRO i C. difficile. W związku z tym leczenie ozonem można uznać za skuteczną alternatywę dla dezynfekcji środowiska szpitalnego.
Zestawy danych wykorzystane i/lub analizowane w niniejszym badaniu są dostępne u ich autorów na uzasadnioną prośbę.
Globalna strategia WHO mająca na celu powstrzymanie oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe. https://www.who.int/drugresistance/WHO_Global_Strategy.htm/en/ Dostępna.
Dubberke, ER i Olsen, MA Obciążenie systemu opieki zdrowotnej bakteriami Clostridium difficile. Dubberke, ER i Olsen, MA Obciążenie systemu opieki zdrowotnej bakteriami Clostridium difficile.Dubberke, ER i Olsen, MA Obciążenie Clostridium difficile w systemie opieki zdrowotnej. Dubberke, ER & Olsen, MA Informacje o produkcie Dubberke, ER i Olsen, MADubberke, ER i Olsen, MA Ciężar Clostridium difficile dla systemu opieki zdrowotnej.kliniczny. Zakaź. Dis. https://doi.org/10.1093/cid/cis335 (2012).
Boyce, JM Zanieczyszczenie środowiska ma znaczący wpływ na zakażenia szpitalne. J. Hospital. Infect. 65 (załącznik 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. i KL,. Kim, YA, Lee, H. & K L.,. Kim, YA, Lee, H. & K L.,.Kim, YA, Lee, H. i KL,.Kontrola zanieczyszczeń i zakażeń środowiska szpitalnego bakteriami chorobotwórczymi [J. Korea J. Hospital Infection Control. 20(1), 1-6 (2015).
Dancer, SJ Walka z zakażeniami szpitalnymi: zwrócenie uwagi na rolę środowiska i nowe technologie dezynfekcji. kliniczny. mikroorganizm. otwarte 27(4), 665–690. https://doi.org/10.1128/cmr.00020-14 (2014).
Weber, DJ i in. Skuteczność urządzeń UV i systemów nadtlenku wodoru do dekontaminacji obszarów terminalnych: skupienie się na badaniach klinicznych. Tak. J. Kontrola zakażeń. 44 (5 dodatków), e77-84. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2015.11.015 (2016).
Siani, H. i Maillard, JY Najlepsze praktyki w zakresie dekontaminacji środowiska opieki zdrowotnej. Siani, H. i Maillard, JY Najlepsze praktyki w zakresie dekontaminacji środowiska opieki zdrowotnej. Siani, H. & Maillard, JY Передовая практика дезактивации среды здравоохранения. Siani, H. i Maillard, JY Dobre praktyki w zakresie dekontaminacji środowisk opieki zdrowotnej. Siani, H. & Maillard, JY 医疗环境净化的最佳实践. Siani, H. i Maillard, JY Najlepsze praktyki w oczyszczaniu środowiska medycznego. Siani, H. & Maillard, JY Передовой опыт обеззараживания медицинских учреждений. Siani, H. i Maillard, JY Najlepsze praktyki w zakresie dekontaminacji placówek medycznych.EURO. J. Clin. mikroorganizm Zakazić Dis. 34(1), 1-11. https://doi.org/10.1007/s10096-014-2205-9 (2015).
Sharma, M. i Hudson, JB Ozon jest skutecznym i praktycznym środkiem antybakteryjnym. Sharma, M. i Hudson, JB Ozon jest skutecznym i praktycznym środkiem antybakteryjnym.Sharma, M. i Hudson, JB Gazowy ozon jest skutecznym i praktycznym środkiem antybakteryjnym. Sharma, M. & Hudson, JB Więcej informacji Sharma, M. i Hudson, JBSharma, M. i Hudson, JB Gazowy ozon jest skutecznym i praktycznym środkiem przeciwdrobnoustrojowym.Tak. J. Zakażenie. kontrola. 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.i Shin, S.-Yu. & Shin, S.-Y. & Shin, S.-Y.i Shin, S.-Yu.Ozon jest skutecznie wytwarzany przy użyciu elektrod płytkowych w generatorze ozonu typu wyładowczego z barierą dielektryczną. J. Electrostatics. 64(5), 275-282. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2005.06.007 (2006).
Moat, J., Cargill, J., Shone, J. i Upton, M. Zastosowanie nowego procesu dekontaminacji z wykorzystaniem gazowego ozonu. Moat, J., Cargill, J., Shone, J. i Upton, M. Zastosowanie nowego procesu dekontaminacji z wykorzystaniem gazowego ozonu.Moat J., Cargill J., Sean J. i Upton M. Zastosowanie nowego procesu dekontaminacji z wykorzystaniem ozonu. 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. i Upton, M.Moat J., Cargill J., Sean J. i Upton M. Zastosowanie nowego procesu oczyszczania z wykorzystaniem ozonu.Can. J. Mikroorganizmy. 55(8), 928–933. https://doi.org/10.1139/w09-046 (2009).
Zoutman, D., Shannon, M. i Mandel, A. Skuteczność nowego systemu opartego na ozonie do szybkiej dezynfekcji wysokiego poziomu pomieszczeń i powierzchni placówek służby zdrowia. Zoutman, D., Shannon, M. i Mandel, A. Skuteczność nowego systemu opartego na ozonie do szybkiej dezynfekcji wysokiego poziomu pomieszczeń i powierzchni placówek służby zdrowia.Zutman, D., Shannon, M. i Mandel, A. Skuteczność nowego systemu opartego na ozonie do szybkiej, wysoce skutecznej dezynfekcji środowisk i powierzchni medycznych. Zoutman, D., Shannon, M. i Mandel, A. 新型臭氧系统对医疗保健空间和表面进行快速高水平消毒的有效性. Zoutman, D., Shannon, M. i Mandel, A.Zutman, D., Shannon, M. i Mandel, A. Skuteczność nowego systemu ozonowego do szybkiej, wysoce skutecznej dezynfekcji środowisk i powierzchni medycznych.Tak. J. Zwalczanie zakażeń. 39(10), 873-879. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2011.01.012 (2011).
Wullt, M., Odenholt, I. i Walder, M. Działanie trzech środków dezynfekujących i zakwaszonego azotynu przeciwko zarodnikom Clostridium difficile. Wullt, M., Odenholt, I. i Walder, M. Działanie trzech środków dezynfekujących i zakwaszonego azotynu przeciwko zarodnikom Clostridium difficile.Woollt, M., Odenholt, I. i Walder, M. Działanie trzech środków dezynfekujących i zakwaszonego azotynu przeciwko zarodnikom Clostridium difficile.Vullt M, Odenholt I i Walder M. Aktywność trzech środków dezynfekujących i zakwaszonych azotynów przeciwko zarodnikom Clostridium difficile. Szpital Kontroli Zakażeń. Epidemiologia. 24(10), 765-768. https://doi.org/10.1086/502129 (2003).
Ray, A. i in. Dekontaminacja nadtlenkiem wodoru w postaci waporyzowanej podczas epidemii wielolekoopornej bakterii Acinetobacter baumannii w szpitalu opieki długoterminowej. Szpital kontroli zakażeń. Epidemiologia. 31(12), 1236-1241. https://doi.org/10.1086/657139 (2010).
Ekshtein, BK i in. Redukcja skażenia powierzchni środowiskowych Clostridium difficile i enterokokami opornymi na wankomycynę po wdrożeniu środków mających na celu ulepszenie metod czyszczenia. 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 i Montomoli, E. Oczyszczanie wody i powietrza ozonem jako alternatywna technologia dezynfekcji. Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM i Montomoli, E. Oczyszczanie wody i powietrza ozonem jako alternatywna technologia dezynfekcji.Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, KM i Montomoli, E. Ozonowe oczyszczanie wody i powietrza jako alternatywna technologia sanitarna. Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM i 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 i Montomoli, E.Martinelli M, Giovannangeli F, Rotunno S, Trombetta SM i Montomoli E. Ozonowanie wody i powietrza jako alternatywna metoda dezynfekcji.J. Poprzednia strona. medycyna. Hagrid. 58(1), E48-e52 (2017).
Koreańskie Ministerstwo Środowiska. https://www.me.go.kr/mamo/web/index.do?menuId=586 (2022). Stan na 12 stycznia 2022 r.
Thanomsub, B. i in. Wpływ obróbki ozonem na wzrost komórek bakteryjnych i zmiany ultrastrukturalne. Załącznik J. Gen. mikroorganizm. 48(4), 193-199. https://doi.org/10.2323/jgam.48.193 (2002).
Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM i Yang, XH Wpływ ozonu na przepuszczalność i ultrastrukturę błony komórkowej Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM i Yang, XH Wpływ ozonu na przepuszczalność i ultrastrukturę błony komórkowej Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Ochrona przed wirusami i chorobami Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM i Yang, XH Wpływ ozonu na przepuszczalność błon i ultrastrukturę Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM i 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 i Yang, XH Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Ochrona przed wirusami i chorobami Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM i Yang, XH Wpływ ozonu na przepuszczalność błon i ultrastrukturę Pseudomonas aeruginosa.J. Zastosowanie. mikroorganizm. 111(4), 1006-1015. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05113.x (2011).
Russell, AD Podobieństwa i różnice w odpowiedziach drobnoustrojów na fungicydy. J. Antybiotyki. chemioterapia. 52(5), 750-763. https://doi.org/10.1093/jac/dkg422 (2003).
Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. i Calcaterra, M. Opracowanie protokołu eliminującego Clostridium difficile: wspólne przedsięwzięcie. Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. i Calcaterra, M. Opracowanie protokołu eliminującego Clostridium difficile: wspólne przedsięwzięcie.Whitaker J, Brown BS, Vidal S i Calcaterra M. Opracowanie protokołu eliminacji Clostridium difficile: przedsięwzięcie wspólne. 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. i Calcaterra, M.Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. i Calcaterra, M. Opracowanie protokołu eliminacji Clostridium difficile: przedsięwzięcie wspólne.Tak. J. Kontrola zakażeń. 35(5), 310-314. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2006.08.010 (2007).
Broadwater, WT, Hoehn, RC i King, PH Wrażliwość trzech wybranych gatunków bakterii na ozon. Broadwater, WT, Hoehn, RC i King, PH Wrażliwość trzech wybranych gatunków bakterii na ozon. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Чувствительность трех выбранных видов бактерий к озону. Broadwater, WT, Hoehn, RC i King, PH Wrażliwość trzech wybranych gatunków bakterii na ozon. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH 三种选定细菌对臭氧的敏感性. Broadwater, WT, Hoehn, RC i King, PH Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Чувствительность трех выбранных бактерий к озону. Broadwater, WT, Hoehn, RC i King, PH Wrażliwość trzech wybranych bakterii na ozon.oświadczenie. mikroorganizm. 26(3), 391–393. https://doi.org/10.1128/am.26.3.391-393.1973 (1973).
Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ i Bourke, P. Ocena mechanizmu stresu oksydacyjnego u drobnoustrojów w wyniku obróbki ozonem na podstawie reakcji mutantów Escherichia coli. Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ i Bourke, P. Ocena mechanizmu stresu oksydacyjnego u drobnoustrojów w wyniku obróbki ozonem na podstawie reakcji mutantów Escherichia coli.Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ i Burk, P. Ocena mechanizmu stresu oksydacyjnego drobnoustrojów poprzez obróbkę ozonem z reakcji mutantów Escherichia coli. Patil, S., Valdramidis, wiceprezes, Karatzas, KA, Cullen, PJ i 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, wiceprezes, Karatzas, KA, Cullen, PJ i Bourke, P.Patil, S., Valdramidis, VP, Karatsas, KA, Cullen, PJ i Bourque, P. Ocena mechanizmów stresu oksydacyjnego u drobnoustrojów w procesie ozonowania poprzez reakcje mutantów Escherichia coli.J. Zastosowanie. mikroorganizm. 111(1), 136-144. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05021.x (2011).
Greene, C., Wu, J., Rickard, AH i Xi, C. Ocena zdolności Acinetobacter baumannii do tworzenia biofilmu na sześciu różnych powierzchniach biomedycznych. Greene, C., Wu, J., Rickard, AH i Xi, C. Ocena zdolności Acinetobacter baumannii do tworzenia biofilmu na sześciu różnych powierzchniach biomedycznych.Green, K., Wu, J., Rickard, A. Kh. i Si, K. Ocena zdolności Acinetobacter baumannii do tworzenia biofilmu na sześciu różnych powierzchniach o znaczeniu biomedycznym. Greene, C., Wu, J., Rickard, AH i Xi, C. Przeczytaj więcej Greene, C., Wu, J., Rickard, AH i Xi, C. Ocena zdolności 鲍曼不动天生在六种 do tworzenia biofilmu na różnych powierzchniach istotnych biomedycznie.Green, K., Wu, J., Rickard, A. Kh. i Si, K. Ocena zdolności Acinetobacter baumannii do tworzenia biofilmu na sześciu różnych powierzchniach o znaczeniu biomedycznym.Wright. zastosowanie mikroorganizmu 63(4), 233-239. https://doi.org/10.1111/lam.12627 (2016).