Cảm ơn bạn đã ghé thăm Nature.com. Phiên bản trình duyệt bạn đang sử dụng có hỗ trợ CSS hạn chế. Để có trải nghiệm tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng trình duyệt được cập nhật (hoặc tắt Chế độ tương thích trong Internet Explorer). Trong thời gian chờ đợi, để đảm bảo hỗ trợ liên tục, chúng tôi sẽ hiển thị trang web mà không có kiểu dáng và JavaScript.
Môi trường chăm sóc sức khỏe bị ô nhiễm đóng vai trò quan trọng trong sự lây lan của các vi sinh vật kháng đa thuốc (MDR) và C. difficile. Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá tác động của ozone được tạo ra bởi lò phản ứng plasma phóng điện rào cản điện môi (DBD) lên hoạt động kháng khuẩn của Enterococcus faecalis kháng vancomycin (VRE), Klebsiella pneumoniae kháng carbapenem (CRE), Pseudomonas aeruginosa kháng carbapenem (CRPA), Acinetobacter baumannii kháng carbapenem (CRAB) và bào tử Clostridium difficile. Nghiên cứu cũng đánh giá tác dụng kháng khuẩn của các vật liệu khác nhau bị ô nhiễm bởi Pseudomonas spp., Pseudomonas aeruginosa kháng carbapenem (CRPA), Acinetobacter baumannii kháng carbapenem (CRAB) và bào tử Clostridium difficile. Các vật liệu khác nhau bị ô nhiễm bởi VRE, CRE, CRPA, CRAB và bào tử C. difficile đã được xử lý bằng ozone ở các nồng độ và thời gian tiếp xúc khác nhau. Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) đã chứng minh sự biến đổi bề mặt của vi khuẩn sau khi xử lý bằng ozone. Khi áp dụng liều lượng ozone 500 ppm lên VRE và CRAB trong 15 phút, người ta quan sát thấy sự giảm khoảng 2 log10 trở lên ở thép không gỉ, vải và gỗ, và giảm 1-2 log10 ở thủy tinh và nhựa. Bào tử C. difficile được phát hiện có khả năng kháng ozone cao hơn tất cả các sinh vật khác được thử nghiệm. Trên ảnh hiển vi lực nguyên tử (AFM), sau khi xử lý bằng ozone, các tế bào vi khuẩn bị phồng lên và biến dạng. Ozone được tạo ra bởi Lò phản ứng plasma DBD là một công cụ khử trùng đơn giản và có giá trị đối với các vi sinh vật kháng thuốc đa kháng (MDRO) và bào tử C. difficile, vốn được biết đến là các tác nhân gây bệnh phổ biến trong các bệnh nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe.
Sự xuất hiện của các vi sinh vật kháng đa thuốc (MDR) là do việc lạm dụng kháng sinh ở người và động vật và đã được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) xác định là mối đe dọa lớn đối với sức khỏe cộng đồng¹. Đặc biệt, các cơ sở chăm sóc sức khỏe ngày càng phải đối mặt với sự xuất hiện và lây lan của các vi sinh vật kháng đa thuốc (MRO). Các MRO chính bao gồm tụ cầu vàng kháng methicillin và enterococcus kháng vancomycin (VRE), vi khuẩn đường ruột sản sinh beta-lactamase phổ rộng (ESBL), Pseudomonas aeruginosa kháng đa thuốc, Acinetobacter baumannii kháng đa thuốc và Enterobacter kháng carbapenem (CRE). Ngoài ra, nhiễm trùng Clostridium difficile là nguyên nhân hàng đầu gây tiêu chảy liên quan đến chăm sóc sức khỏe, gây gánh nặng đáng kể cho hệ thống chăm sóc sức khỏe. MDRO và C. difficile lây truyền qua tay của nhân viên y tế, môi trường bị ô nhiễm hoặc trực tiếp từ người sang người. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng môi trường bị ô nhiễm trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe đóng vai trò quan trọng trong việc lây truyền MDRO và C. difficile khi nhân viên y tế (HCW) tiếp xúc với các bề mặt bị ô nhiễm hoặc khi bệnh nhân tiếp xúc trực tiếp với các bề mặt bị ô nhiễm 3,4. Môi trường bị ô nhiễm trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe làm giảm tỷ lệ mắc bệnh nhiễm trùng hoặc sự xâm nhiễm MLRO và C. difficile 5,6,7. Trước mối lo ngại toàn cầu về sự gia tăng kháng thuốc kháng sinh, rõ ràng là cần nhiều nghiên cứu hơn về các phương pháp và quy trình khử trùng trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe. Gần đây, các phương pháp làm sạch cuối cùng không tiếp xúc, đặc biệt là thiết bị tia cực tím (UV) hoặc hệ thống hydro peroxide, đã được công nhận là những phương pháp khử trùng đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, các thiết bị UV hoặc hydro peroxide có sẵn trên thị trường này không chỉ đắt tiền, mà việc khử trùng bằng tia cực tím chỉ hiệu quả trên các bề mặt tiếp xúc, trong khi khử trùng bằng plasma hydro peroxide đòi hỏi thời gian khử trùng tương đối dài trước chu kỳ khử trùng tiếp theo 5.
Ozone được biết đến với đặc tính chống ăn mòn và có thể được sản xuất với chi phí thấp8. Nó cũng được biết là độc hại đối với sức khỏe con người, nhưng có thể nhanh chóng phân hủy thành oxy8. Lò phản ứng plasma phóng điện rào cản điện môi (DBD) cho đến nay là máy tạo ozone phổ biến nhất9. Thiết bị DBD cho phép tạo ra plasma nhiệt độ thấp trong không khí và sản xuất ozone. Cho đến nay, việc sử dụng ozone trong thực tế chủ yếu giới hạn ở việc khử trùng nước bể bơi, nước uống và nước thải10. Một số nghiên cứu đã báo cáo việc sử dụng nó trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe8,11.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng máy tạo ozone plasma DBD nhỏ gọn để chứng minh hiệu quả của nó trong việc loại bỏ vi khuẩn kháng thuốc đa kháng (MDRO) và C. difficile, ngay cả khi chúng được cấy trên nhiều vật liệu thường được sử dụng trong môi trường y tế. Ngoài ra, quá trình khử trùng bằng ozone đã được làm rõ bằng cách sử dụng hình ảnh hiển vi lực nguyên tử (AFM) của các tế bào được xử lý bằng ozone.
Các chủng được thu thập từ các mẫu phân lập lâm sàng của: VRE (SCH 479 và SCH 637), Klebsiella pneumoniae kháng carbapenem (CRE; SCH CRE-14 và DKA-1), Pseudomonas aeruginosa kháng carbapenem (CRPA; 54 và 83) và Acinetobacter baumannii kháng carbapenem (CRAB; F2487 và SCH-511). C. difficile được lấy từ Bộ sưu tập nuôi cấy mầm bệnh quốc gia (NCCP 11840) của Cơ quan Kiểm soát và Phòng ngừa Bệnh tật Hàn Quốc. Nó được phân lập từ một bệnh nhân ở Hàn Quốc vào năm 2019 và được xác định thuộc ST15 bằng phương pháp định typ trình tự đa locus. Môi trường nuôi cấy Brain Heart Infusion (BHI) Broth (BD, Sparks, MD, USA) được cấy vi khuẩn VRE, CRE, CRPA và CRAB, trộn đều và ủ ở 37°C trong 24 giờ.
Vi khuẩn C. difficile được cấy trải trên thạch máu trong điều kiện kỵ khí trong 48 giờ. Sau đó, một vài khuẩn lạc được thêm vào 5 ml môi trường canh não tim và ủ trong điều kiện kỵ khí trong 48 giờ. Tiếp theo, lắc đều hỗn hợp nuôi cấy, thêm 5 ml ethanol 95%, lắc lại và để ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Sau khi ly tâm ở 3000 g trong 20 phút, loại bỏ phần dịch nổi và hòa tan phần cặn chứa bào tử và vi khuẩn chết trong 0,3 ml nước. Số lượng tế bào sống được đếm bằng cách gieo huyền phù tế bào vi khuẩn lên đĩa thạch máu theo hình xoắn ốc sau khi pha loãng thích hợp. Nhuộm Gram xác nhận rằng 85% đến 90% cấu trúc vi khuẩn là bào tử.
Nghiên cứu sau đây được tiến hành để điều tra tác dụng của ozone như một chất khử trùng trên các bề mặt khác nhau bị nhiễm khuẩn đa kháng thuốc (MDRO) và bào tử C. difficile, những tác nhân gây nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe. Chuẩn bị các mẫu bằng thép không gỉ, vải (bông), thủy tinh, nhựa (acrylic) và gỗ (gỗ thông) có kích thước một centimet x một centimet. Khử trùng các mẫu trước khi sử dụng. Tất cả các mẫu đều được tiệt trùng bằng phương pháp hấp tiệt trùng trước khi bị nhiễm khuẩn.
Trong nghiên cứu này, các tế bào vi khuẩn được trải đều trên nhiều bề mặt chất nền khác nhau cũng như trên đĩa thạch. Sau đó, các tấm được khử trùng bằng cách tiếp xúc với ozone trong một khoảng thời gian nhất định và ở một nồng độ nhất định trong một buồng kín. Hình 1 là ảnh chụp thiết bị khử trùng bằng ozone. Các lò phản ứng plasma DBD được chế tạo bằng cách gắn các điện cực thép không gỉ có lỗ và hở vào mặt trước và mặt sau của các tấm alumina (điện môi) dày 1 mm. Đối với các điện cực có lỗ, đường kính lỗ và diện tích lỗ lần lượt là 3 mm và 0,33 mm. Mỗi điện cực có hình tròn với đường kính 43 mm. Một nguồn điện cao áp tần số cao (GBS Elektronik GmbH Minipuls 2.2) được sử dụng để cấp điện áp hình sin khoảng 8 kV đỉnh đến đỉnh ở tần số 12,5 kHz cho các điện cực có lỗ để tạo ra plasma ở các cạnh của điện cực. Vì công nghệ này là phương pháp khử trùng bằng khí, quá trình khử trùng được thực hiện trong một buồng được chia theo thể tích thành hai ngăn trên và dưới, lần lượt chứa các mẫu bị nhiễm khuẩn và máy tạo plasma. Ngăn trên có hai van để loại bỏ và thải khí ozone dư. Trước khi sử dụng trong thí nghiệm, sự thay đổi nồng độ ozone trong phòng theo thời gian sau khi bật thiết bị tạo plasma được đo dựa trên phổ hấp thụ của vạch quang phổ 253,65 nm của đèn thủy ngân.
(a) Sơ đồ thiết lập thí nghiệm khử trùng vi khuẩn trên các vật liệu khác nhau bằng ozone được tạo ra trong lò phản ứng plasma DBD, và (b) nồng độ ozone và thời gian tạo plasma trong buồng khử trùng. Hình được tạo bằng phần mềm OriginPro phiên bản 9.0 (OriginPro software, Northampton, MA, USA; https://www.originlab.com).
Đầu tiên, bằng cách khử trùng các tế bào vi khuẩn đặt trên đĩa thạch bằng ozone, đồng thời thay đổi nồng độ ozone và thời gian xử lý, người ta đã xác định được nồng độ ozone và thời gian xử lý thích hợp để khử trùng MDRO và C. difficile. Trong quá trình khử trùng, buồng được làm sạch bằng không khí xung quanh trước, sau đó được nạp ozone bằng cách bật thiết bị plasma. Sau khi các mẫu được xử lý bằng ozone trong một khoảng thời gian nhất định, một bơm màng được sử dụng để loại bỏ ozone còn lại. Các phép đo sử dụng mẫu nuôi cấy hoàn chỉnh 24 giờ (~ 108 CFU/ml). Các mẫu huyền phù tế bào vi khuẩn (20 μl) được pha loãng nối tiếp mười lần với dung dịch muối sinh lý vô trùng, sau đó các mẫu này được phân phối trên các đĩa thạch đã được khử trùng bằng ozone trong buồng. Sau đó, các mẫu lặp lại, bao gồm các mẫu tiếp xúc và không tiếp xúc với ozone, được ủ ở 37°C trong 24 giờ và đếm số khuẩn lạc để đánh giá hiệu quả khử trùng.
Hơn nữa, theo các điều kiện khử trùng được xác định trong nghiên cứu trên, hiệu quả khử trùng của công nghệ này đối với MDRO và C. difficile đã được đánh giá bằng cách sử dụng các mẫu vật liệu khác nhau (thép không gỉ, vải, thủy tinh, nhựa và gỗ) thường được sử dụng trong các cơ sở y tế. Các mẫu nuôi cấy hoàn chỉnh trong 24 giờ (~108 cfu/ml) đã được sử dụng. Các mẫu dịch huyền phù tế bào vi khuẩn (20 μl) được pha loãng nối tiếp mười lần với dung dịch muối sinh lý vô trùng, sau đó các mẫu vật liệu được ngâm trong các dung dịch pha loãng này để đánh giá mức độ nhiễm khuẩn. Các mẫu được lấy ra sau khi ngâm trong dung dịch pha loãng được đặt trong đĩa Petri vô trùng và làm khô ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Đậy nắp đĩa Petri lên mẫu và cẩn thận đặt vào buồng thử nghiệm. Mở nắp đĩa Petri và cho mẫu tiếp xúc với ozone 500 ppm trong 15 phút. Các mẫu đối chứng được đặt trong tủ an toàn sinh học và không tiếp xúc với ozone. Ngay sau khi tiếp xúc với ozone, các mẫu và các mẫu không chiếu xạ (tức là mẫu đối chứng) được trộn với dung dịch muối sinh lý vô trùng bằng máy trộn xoáy để phân lập vi khuẩn từ bề mặt. Dịch huyền phù thu được được pha loãng nối tiếp 10 lần với dung dịch muối sinh lý vô trùng, sau đó số lượng vi khuẩn đã pha loãng được xác định trên đĩa thạch máu (đối với vi khuẩn hiếu khí) hoặc đĩa thạch máu kỵ khí đối với Brucella (đối với Clostridium difficile) và ủ ở 37°C trong 24 giờ hoặc trong điều kiện kỵ khí trong 48 giờ ở 37°C (lặp lại hai lần) để xác định nồng độ ban đầu của mầm bệnh. Sự khác biệt về số lượng vi khuẩn giữa nhóm đối chứng không tiếp xúc và nhóm mẫu tiếp xúc được tính toán để đưa ra mức giảm logarit về số lượng vi khuẩn (tức là hiệu quả khử trùng) trong điều kiện thử nghiệm.
Các tế bào sinh học phải được cố định trên tấm ảnh AFM; do đó, một đĩa mica phẳng và có độ nhám đồng nhất với kích thước hạt nhám nhỏ hơn kích thước tế bào được sử dụng làm chất nền. Đường kính và độ dày của đĩa lần lượt là 20 mm và 0,21 mm. Để neo giữ chắc chắn các tế bào vào bề mặt, bề mặt của mica được phủ poly-L-lysine (200 µl), làm cho nó tích điện dương và màng tế bào tích điện âm. Sau khi phủ poly-L-lysine, các đĩa mica được rửa 3 lần với 1 ml nước khử ion (DI) và phơi khô qua đêm. Sau đó, các tế bào vi khuẩn được nhỏ lên bề mặt mica đã phủ poly-L-lysine bằng cách nhỏ dung dịch vi khuẩn pha loãng, để trong 30 phút, rồi rửa lại bề mặt mica với 1 ml nước khử ion.
Một nửa số mẫu được xử lý bằng ozone và hình thái bề mặt của các tấm mica chứa bào tử VRE, CRAB và C. difficile được quan sát bằng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) (XE-7, park systems). Chế độ hoạt động của AFM được thiết lập ở chế độ chạm (tapping mode), đây là phương pháp phổ biến để chụp ảnh tế bào sinh học. Trong các thí nghiệm, một vi cần gạt được thiết kế cho chế độ không tiếp xúc (OMCL-AC160TS, OLYMPUS Microscopy) đã được sử dụng. Hình ảnh AFM được ghi lại dựa trên tốc độ quét đầu dò là 0,5 Hz, dẫn đến độ phân giải hình ảnh là 2048 × 2048 pixel.
Để xác định các điều kiện mà lò phản ứng plasma DBD có hiệu quả trong việc khử trùng, chúng tôi đã tiến hành một loạt thí nghiệm sử dụng cả vi khuẩn kháng thuốc đa kháng (MDRO) (VRE, CRE, CRPA và CRAB) và C. difficile để thay đổi nồng độ ozone và thời gian tiếp xúc. Hình 1b cho thấy đường cong nồng độ ozone theo thời gian cho mỗi điều kiện thử nghiệm sau khi bật thiết bị plasma. Nồng độ tăng theo hàm logarit, đạt 300 và 500 ppm sau 1,5 và 2,5 phút tương ứng. Các thử nghiệm sơ bộ với VRE đã chỉ ra rằng nồng độ tối thiểu cần thiết để khử trùng vi khuẩn hiệu quả là 300 ppm ozone trong 10 phút. Do đó, trong các thí nghiệm tiếp theo, MDRO và C. difficile được tiếp xúc với ozone ở hai nồng độ khác nhau (300 và 500 ppm) và ở hai thời gian tiếp xúc khác nhau (10 và 15 phút). Hiệu quả khử trùng cho mỗi liều lượng ozone và thời gian tiếp xúc được tính toán và thể hiện trong Bảng 1. Tiếp xúc với ozone ở nồng độ 300 hoặc 500 ppm trong 10–15 phút dẫn đến giảm tổng thể VRE từ 2 log10 trở lên. Mức độ tiêu diệt vi khuẩn CRE cao này đạt được khi tiếp xúc với ozone ở nồng độ 300 hoặc 500 ppm trong 15 phút. Giảm đáng kể nồng độ CRPA (> 7 log10) đạt được khi tiếp xúc với 500 ppm ozone trong 15 phút. Giảm đáng kể nồng độ CRPA (> 7 log10) đạt được khi tiếp xúc với 500 ppm ozone trong 15 phút. Bạn có thể sử dụng CRPA (> 7 log10) để đạt được 500 điểm trong khoảng thời gian 15 phút. Việc tiếp xúc với ozone 500 ppm trong 15 phút đã mang lại hiệu quả giảm CRPA cao (> 7 log10).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)。 Nó đạt được снижение CRPA (> 7 log10) đạt 15-mmинутного để đạt được tốc độ 500 trang / phút. Giảm đáng kể CRPA (> 7 log10) sau 15 phút tiếp xúc với ozone 500 ppm.Khả năng tiêu diệt vi khuẩn CRAB ở nồng độ ozone 300 ppm là không đáng kể; Tuy nhiên, ở nồng độ ozone 500 ppm, đã có sự giảm > 1,5 log10. Tuy nhiên, ở nồng độ ozone 500 ppm, đã có sự giảm > 1,5 log10. однако при концентрации озона 500 частей на миллион наблюдалось снижение > 1,5 log10. Tuy nhiên, ở nồng độ ozone 500 ppm, người ta quan sát thấy sự giảm >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. Tuy nhiên, ở nồng độ ozone 500 ppm, người ta quan sát thấy sự giảm >1,5 log10. Tiếp xúc bào tử C. difficile với ozone ở nồng độ 300 hoặc 500 ppm đã dẫn đến sự giảm > 2,5 log10. Tiếp xúc bào tử C. difficile với ozone ở nồng độ 300 hoặc 500 ppm đã dẫn đến sự giảm > 2,5 log10. Воздействие на споры C. difficile озона с концентрацией 300 hoặc 500 частей на миллион приводило к снижению > 2,5 log10. Tiếp xúc bào tử C. difficile với ozone ở nồng độ 300 hoặc 500 ppm dẫn đến giảm >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 hoặc 500 частей на миллион приводило к снижению >2,5 log10. Tiếp xúc bào tử C. difficile với ozone ở nồng độ 300 hoặc 500 ppm dẫn đến giảm >2,5 log10.
Dựa trên các thí nghiệm trên, người ta đã tìm thấy nồng độ ozone cần thiết để vô hiệu hóa vi khuẩn là 500 ppm trong 15 phút. Tác dụng diệt khuẩn của ozone đối với VRE, CRAB và bào tử C. difficile đã được thử nghiệm trên nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm thép không gỉ, vải, thủy tinh, nhựa và gỗ thường được sử dụng trong bệnh viện. Hiệu quả khử trùng được thể hiện trong Bảng 2. Các vi sinh vật thử nghiệm được đánh giá hai lần. Đối với VRE và CRAB, ozone ít hiệu quả hơn trên bề mặt thủy tinh và nhựa, mặc dù đã quan sát thấy sự giảm log10 khoảng 2 lần hoặc hơn trên bề mặt thép không gỉ, vải và gỗ. Bào tử C. difficile được phát hiện có khả năng kháng ozone cao hơn tất cả các vi sinh vật khác được thử nghiệm. Để nghiên cứu thống kê tác động của ozone lên hiệu quả diệt khuẩn của các vật liệu khác nhau đối với VRE, CRAB và C. difficile, phép kiểm định t đã được sử dụng để so sánh sự khác biệt giữa số lượng CFU trên mililit trong nhóm đối chứng và nhóm thử nghiệm trên các vật liệu khác nhau (Hình 2). Các chủng cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê, nhưng sự khác biệt rõ rệt hơn được quan sát thấy ở bào tử VRE và CRAB so với bào tử C. difficile.
Biểu đồ phân tán về tác động của ozone đối với việc tiêu diệt vi khuẩn trên các vật liệu khác nhau: (a) VRE, (b) CRAB và (c) C. difficile.
Quá trình khử trùng bằng khí ozone đã được thực hiện bằng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) trên các bào tử VRE, CRAB và C. difficile đã được xử lý và chưa được xử lý bằng ozone. Hình 3a, c và e lần lượt hiển thị hình ảnh AFM của các bào tử VRE, CRAB và C. difficile chưa được xử lý. Như có thể thấy trong hình ảnh 3D, các tế bào mịn và nguyên vẹn. Hình 3b, d và f cho thấy các bào tử VRE, CRAB và C. difficile sau khi xử lý bằng ozone. Không chỉ kích thước tổng thể của tất cả các tế bào được thử nghiệm giảm đi, mà bề mặt của chúng cũng trở nên thô ráp hơn đáng kể sau khi tiếp xúc với ozone.
Hình ảnh AFM của bào tử VRE, MRAB và C. difficile chưa xử lý (a, c, e) và (b, d, f) được xử lý bằng ozone 500 ppm trong 15 phút. Hình ảnh được vẽ bằng phần mềm Park Systems XEI phiên bản 5.1.6 (XEI Software, Suwon, Hàn Quốc; https://www.parksystems.com/102-products/park-xe-bio).
Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy ozone được tạo ra bởi thiết bị plasma DBD có khả năng khử trùng hiệu quả các vi khuẩn kháng thuốc đa kháng (MDRO) và bào tử C. difficile, vốn được biết đến là nguyên nhân chính gây nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe. Ngoài ra, trong nghiên cứu của chúng tôi, do ô nhiễm môi trường bởi MDRO và bào tử C. difficile có thể là nguồn gây nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe, hiệu quả diệt khuẩn của ozone đã được chứng minh là thành công đối với các vật liệu chủ yếu được sử dụng trong môi trường bệnh viện. Các thử nghiệm khử trùng đã được thực hiện bằng thiết bị plasma DBD sau khi làm nhiễm bẩn nhân tạo các vật liệu như thép không gỉ, vải, thủy tinh, nhựa và gỗ với MDRO và bào tử C. difficile. Kết quả cho thấy, mặc dù hiệu quả khử trùng thay đổi tùy thuộc vào vật liệu, khả năng khử trùng của ozone là rất đáng kể.
Các vật dụng thường xuyên được chạm vào trong phòng bệnh viện cần được khử trùng định kỳ ở mức độ thấp. Phương pháp tiêu chuẩn để khử trùng các vật dụng này là làm sạch thủ công bằng chất khử trùng dạng lỏng như hợp chất amoni bậc bốn 13. Ngay cả khi tuân thủ nghiêm ngặt các khuyến nghị về việc sử dụng chất khử trùng, MPO vẫn khó loại bỏ bằng phương pháp làm sạch môi trường truyền thống (thường là làm sạch thủ công)14. Do đó, cần có các công nghệ mới, chẳng hạn như các phương pháp không tiếp xúc. Kết quả là, người ta quan tâm đến các chất khử trùng dạng khí, bao gồm hydro peroxide và ozone10. Ưu điểm của chất khử trùng dạng khí là chúng có thể tiếp cận những nơi và vật thể mà các phương pháp thủ công truyền thống không thể tiếp cận. Hydro peroxide gần đây đã được sử dụng trong môi trường y tế, tuy nhiên bản thân hydro peroxide độc ​​hại và phải được xử lý theo các quy trình xử lý nghiêm ngặt. Khử trùng bằng plasma với hydro peroxide yêu cầu thời gian làm sạch tương đối dài trước chu kỳ khử trùng tiếp theo. Ngược lại, ozone hoạt động như một chất kháng khuẩn phổ rộng, hiệu quả chống lại vi khuẩn và vi rút kháng các chất khử trùng khác8,11,15. Ngoài ra, ozone có thể được sản xuất rẻ tiền từ không khí và không cần thêm các hóa chất độc hại có thể gây hại cho môi trường, vì cuối cùng nó phân hủy thành oxy. Tuy nhiên, lý do ozone không được sử dụng rộng rãi như một chất khử trùng là như sau: Ozone độc ​​hại đối với sức khỏe con người, vì vậy nồng độ của nó không vượt quá 0,07 ppm trung bình trong hơn 8 giờ¹⁶, do đó máy khử trùng ozone đã được phát triển và đưa ra thị trường, chủ yếu để làm sạch khí thải. Cũng có thể hít phải khí này và tạo ra mùi khó chịu sau khi khử trùng^5,8. Ozone không được sử dụng tích cực trong các cơ sở y tế. Tuy nhiên, ozone có thể được sử dụng an toàn trong các buồng khử trùng và với các quy trình thông gió thích hợp, và việc loại bỏ nó có thể được đẩy nhanh đáng kể bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi xúc tác. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chứng minh rằng máy khử trùng ozone plasma có thể được sử dụng để khử trùng trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe. Chúng tôi đã phát triển một thiết bị có khả năng khử trùng cao, vận hành dễ dàng và dịch vụ nhanh chóng cho bệnh nhân nội trú. Ngoài ra, chúng tôi đã phát triển một thiết bị khử trùng đơn giản sử dụng không khí xung quanh mà không tốn thêm chi phí. Cho đến nay, vẫn chưa có đủ thông tin về các yêu cầu tối thiểu về ozone để vô hiệu hóa MDRO. Thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu của chúng tôi dễ lắp đặt, thời gian vận hành ngắn và được kỳ vọng sẽ hữu ích cho việc khử trùng thiết bị thường xuyên.
Cơ chế tác dụng diệt khuẩn của ozone vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng ozone làm tổn thương màng tế bào vi khuẩn, dẫn đến rò rỉ nội bào và cuối cùng là ly giải tế bào17,18. Ozone có thể can thiệp vào hoạt động enzym của tế bào bằng cách phản ứng với các nhóm thiol và có thể làm biến đổi các bazơ purin và pyrimidin trong axit nucleic. Nghiên cứu này đã hình dung hình thái của bào tử VRE, CRAB và C. difficile trước và sau khi xử lý bằng ozone và nhận thấy rằng chúng không chỉ giảm kích thước mà còn trở nên thô ráp hơn đáng kể trên bề mặt, cho thấy sự hư hại hoặc ăn mòn màng ngoài cùng và các vật liệu bên trong do khí ozone có khả năng oxy hóa mạnh. Sự hư hại này có thể dẫn đến bất hoạt tế bào, tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của các thay đổi tế bào.
Bào tử C. difficile rất khó loại bỏ khỏi phòng bệnh viện. Các bào tử vẫn còn ở những nơi chúng phát tán 10,20. Ngoài ra, trong nghiên cứu này, mặc dù mức giảm logarit gấp 10 lần tối đa về số lượng vi khuẩn trên đĩa thạch ở nồng độ ozone 500 ppm trong 15 phút là 2,73, nhưng hiệu quả diệt khuẩn của ozone đối với các vật liệu khác nhau chứa bào tử C. difficile đã bị giảm. Do đó, có thể xem xét nhiều chiến lược khác nhau để giảm nhiễm trùng C. difficile trong môi trường chăm sóc sức khỏe. Đối với việc chỉ sử dụng trong các buồng cách ly C. difficile, việc điều chỉnh thời gian tiếp xúc và cường độ xử lý ozone cũng có thể hữu ích. Thêm vào đó, chúng ta phải nhớ rằng phương pháp khử trùng bằng ozone không thể thay thế hoàn toàn việc làm sạch thủ công thông thường bằng chất khử trùng và các chiến lược kháng khuẩn, và cũng có thể rất hiệu quả trong việc kiểm soát C. difficile 5. Trong nghiên cứu này, hiệu quả của ozone như một chất khử trùng khác nhau đối với các loại MPO khác nhau. Hiệu quả có thể phụ thuộc vào một số yếu tố như giai đoạn phát triển, thành tế bào và hiệu quả của các cơ chế sửa chữa21,22. Lý do cho hiệu quả khử trùng khác nhau của ozone trên bề mặt mỗi vật liệu có thể là do sự hình thành màng sinh học. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng E. faecium và E. faecium làm tăng khả năng kháng môi trường khi tồn tại dưới dạng màng sinh học23, 24, 25. Tuy nhiên, nghiên cứu này cho thấy ozone có tác dụng diệt khuẩn đáng kể đối với MDRO và bào tử C. difficile.
Một hạn chế của nghiên cứu này là chúng tôi đã đánh giá tác động của việc giữ lại ozone sau quá trình xử lý. Điều này có thể dẫn đến việc ước tính quá cao số lượng tế bào vi khuẩn còn sống.
Mặc dù nghiên cứu này được tiến hành để đánh giá hiệu quả của ozone như một chất khử trùng trong môi trường bệnh viện, nhưng khó có thể khái quát hóa kết quả của chúng tôi cho tất cả các môi trường bệnh viện. Do đó, cần nhiều nghiên cứu hơn để điều tra tính khả thi và tương thích của máy khử trùng ozone DBD này trong môi trường bệnh viện thực tế.
Ozone được tạo ra bởi các lò phản ứng plasma DBD có thể là một chất khử trùng đơn giản và hiệu quả đối với các vi sinh vật kháng thuốc đa kháng (MDRO) và C. difficile. Do đó, xử lý bằng ozone có thể được coi là một giải pháp thay thế hiệu quả cho việc khử trùng môi trường bệnh viện.
Các bộ dữ liệu được sử dụng và/hoặc phân tích trong nghiên cứu hiện tại có sẵn từ các tác giả tương ứng khi có yêu cầu hợp lý.
Chiến lược toàn cầu của WHO nhằm kiềm chế tình trạng kháng thuốc kháng sinh. https://www.who.int/drugresistance/WHO_Global_Strategy.htm/en/ Có sẵn.
Dubberke, ER & Olsen, MA Gánh nặng của Clostridium difficile đối với hệ thống chăm sóc sức khỏe. Dubberke, ER & Olsen, MA Gánh nặng của Clostridium difficile đối với hệ thống chăm sóc sức khỏe.Dubberke, ER và Olsen, MA Gánh nặng của Clostridium difficile trong hệ thống chăm sóc sức khỏe. Dubberke, ER & Olsen, MA 艰难梭菌对医疗保健系统的负担。 Dubberke, ER & Olsen, MADubberke, ER và Olsen, MA Gánh nặng của Clostridium difficile đối với hệ thống chăm sóc sức khỏe.Bệnh truyền nhiễm lâm sàng. https://doi.org/10.1093/cid/cis335 (2012).
Boyce, JM. Ô nhiễm môi trường có tác động đáng kể đến nhiễm trùng bệnh viện. Tạp chí Nhiễm trùng Bệnh viện. 65 (Phụ lục 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. và KL. Kim, YA, Lee, H. & K L.,. Kim, YA, Lee, H. & K L.,.Kim, YA, Lee, H. và KL.Kiểm soát ô nhiễm và nhiễm trùng môi trường bệnh viện do vi khuẩn gây bệnh [J. Korea J. Hospital Infection Control. 20(1), 1-6 (2015).
Dancer, SJ Cuộc chiến chống nhiễm trùng bệnh viện: chú trọng đến vai trò của môi trường và các công nghệ khử trùng mới. lâm sàng. vi sinh vật. mở 27(4), 665–690. https://doi.org/10.1128/cmr.00020-14 (2014).
Weber, DJ và cộng sự. Hiệu quả của các thiết bị UV và hệ thống hydrogen peroxide trong việc khử trùng các khu vực cuối: tập trung vào các thử nghiệm lâm sàng. Có. Tạp chí Kiểm soát nhiễm trùng. 44 (5 phần bổ sung), e77-84. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2015.11.015 (2016).
Siani, H. & Maillard, JY. Thực hành tốt nhất trong khử trùng môi trường chăm sóc sức khỏe. Siani, H. & Maillard, JY. Thực hành tốt nhất trong khử trùng môi trường chăm sóc sức khỏe. Siani, H. & Maillard, JY Передовая практика дезактивации среды здравоохранения. Siani, H. & Maillard, JY. Thực hành tốt trong việc khử trùng môi trường chăm sóc sức khỏe. Siani, H. & Maillard, JY 医疗环境净化的最佳实践。 Siani, H. & Maillard, JY. Thực hành tốt nhất về thanh lọc môi trường y tế. Siani, H. & Maillard, JY Передовой опыт обеззараживания медицинских учреждений. Siani, H. & Maillard, JY. Thực hành tốt nhất trong việc khử trùng các cơ sở y tế.EURO. J. Clin. microorganism To infect Dis. 34(1), 1-11. https://doi.org/10.1007/s10096-014-2205-9 (2015).
Sharma, M. & Hudson, JB Khí ozone là một chất kháng khuẩn hiệu quả và thiết thực. Sharma, M. & Hudson, JB Khí ozone là một chất kháng khuẩn hiệu quả và thiết thực.Sharma, M. và Hudson, JB. Ozone dạng khí là một chất kháng khuẩn hiệu quả và thiết thực. Sharma, M. & Hudson, JB 臭氧气体是一种有效且实用的抗菌剂。 Sharma, M. & Hudson, JBSharma, M. và Hudson, JB. Ozone dạng khí là một chất kháng khuẩn hiệu quả và thiết thực.Vâng. J. Kiểm soát nhiễm trùng. 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.và Shin, S.-Yu. & Shin, S.-Y. & Shin, S.-Y.và Shin, S.-Yu.Ozone được tạo ra hiệu quả bằng cách sử dụng điện cực dạng tấm lưới trong máy tạo ozone kiểu phóng điện có rào cản điện môi. 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. Ứng dụng quy trình khử nhiễm mới sử dụng ozone dạng khí. Moat, J., Cargill, J., Shone, J. & Upton, M. Ứng dụng quy trình khử nhiễm mới sử dụng ozone dạng khí.Moat J., Cargill J., Sean J. và Upton M. Ứng dụng quy trình khử nhiễm mới sử dụng khí ozone. 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. & Upton, M.Moat J., Cargill J., Sean J. và Upton M. Ứng dụng quy trình thanh lọc mới sử dụng khí ozone.Can. J. Microorganisms. 55(8), 928–933. https://doi.org/10.1139/w09-046 (2009).
Zoutman, D., Shannon, M. & Mandel, A. Hiệu quả của một hệ thống dựa trên ozone mới để khử trùng nhanh chóng ở mức độ cao các không gian và bề mặt chăm sóc sức khỏe. Zoutman, D., Shannon, M. & Mandel, A. Hiệu quả của một hệ thống dựa trên ozone mới để khử trùng nhanh chóng ở mức độ cao các không gian và bề mặt chăm sóc sức khỏe.Zutman, D., Shannon, M. và Mandel, A. Hiệu quả của một hệ thống dựa trên ozone mới để khử trùng nhanh chóng, mức độ cao các môi trường và bề mặt y tế. Zoutman, D., Shannon, M. & 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. & Mandel, A.Zutman, D., Shannon, M. và Mandel, A. Hiệu quả của hệ thống ozone mới trong việc khử trùng nhanh chóng, hiệu quả cao các môi trường và bề mặt y tế.Vâng. J. Kiểm soát nhiễm trùng. 39(10), 873-879. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2011.01.012 (2011).
Wullt, M., Odenholt, I. & Walder, M. Hoạt tính của ba chất khử trùng và nitrit axit hóa đối với bào tử Clostridium difficile. Wullt, M., Odenholt, I. & Walder, M. Hoạt tính của ba chất khử trùng và nitrit axit hóa đối với bào tử Clostridium difficile.Woollt, M., Odenholt, I. và Walder, M. Hoạt tính của ba chất khử trùng và nitrit axit hóa đối với bào tử Clostridium difficile.Vullt M, Odenholt I và Walder M. Hoạt động của ba chất khử trùng và nitrit axit hóa chống lại bào tử Clostridium difficile. Kiểm soát nhiễm trùng Bệnh viện. Dịch tễ học. 24(10), 765-768. https://doi.org/10.1086/502129 (2003).
Ray, A. et al. Khử trùng bằng hydro peroxide dạng hơi trong đợt bùng phát Acinetobacter baumannii kháng đa thuốc tại một bệnh viện chăm sóc dài hạn. Kiểm soát nhiễm trùng bệnh viện. Dịch tễ học. 31(12), 1236-1241. https://doi.org/10.1086/657139 (2010).
Ekshtein, BK và cộng sự. Giảm thiểu sự ô nhiễm bề mặt môi trường bởi Clostridium difficile và enterococci kháng vancomycin sau khi áp dụng các biện pháp cải thiện phương pháp làm sạch. Bệnh truyền nhiễm của Hải quân. 7, 61. https://doi.org/10.1186/1471-2334-7-61 (2007).
Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E. Xử lý nước và không khí bằng ozone như một công nghệ khử trùng thay thế. Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, CM & Montomoli, E. Xử lý nước và không khí bằng ozone như một công nghệ khử trùng thay thế.Martinelli, M., Giovannangeli, F., Rotunno, S., Trombetta, KM và Montomoli, E. Xử lý nước và không khí bằng ozone như một công nghệ vệ sinh thay thế. 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 và Montomoli E. Xử lý nước và không khí bằng ozone như một phương pháp khử trùng thay thế.J. Trang trước. y học. Hagrid. 58(1), E48-e52 (2017).
Bộ Môi trường Hàn Quốc. https://www.me.go.kr/mamo/web/index.do?menuId=586 (2022). Tính đến ngày 12 tháng 1 năm 2022.
Thanomsub, B. et al. Tác dụng của xử lý ozone đối với sự phát triển tế bào vi khuẩn và những thay đổi siêu cấu trúc. Phụ lục J. Gen. vi sinh vật. 48(4), 193-199. https://doi.org/10.2323/jgam.48.193 (2002).
Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Tác động của ozone lên tính thấm màng và cấu trúc siêu hiển vi ở Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Tác động của ozone lên tính thấm màng và cấu trúc siêu hiển vi ở Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Влияние озона на проницаемость мембран và ультраструктуру Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Tác động của ozone lên tính thấm màng và cấu trúc siêu hiển vi của 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 và ультраструктуру Pseudomonas aeruginosa. Zhang, YQ, Wu, QP, Zhang, JM & Yang, XH Tác động của ozone lên tính thấm màng và cấu trúc siêu hiển vi của Pseudomonas aeruginosa.J. Ứng dụng. vi sinh vật. 111(4), 1006-1015. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05113.x (2011).
Russell, AD Sự tương đồng và khác biệt trong phản ứng của vi sinh vật với thuốc diệt nấm. J. Kháng sinh. hóa trị liệu. 52(5), 750-763. https://doi.org/10.1093/jac/dkg422 (2003).
Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. & Calcaterra, M. Thiết kế một quy trình loại bỏ Clostridium difficile: Một dự án hợp tác. Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. & Calcaterra, M. Thiết kế một quy trình loại bỏ Clostridium difficile: Một dự án hợp tác.Whitaker J, Brown BS, Vidal S và Calcaterra M. Phát triển một quy trình để loại bỏ Clostridium difficile: một dự án hợp tác. 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. & Calcaterra, M.Whitaker, J., Brown, BS, Vidal, S. và Calcaterra, M. Phát triển một quy trình để loại bỏ Clostridium difficile: một dự án hợp tác.Vâng. J. Kiểm soát nhiễm trùng. 35(5), 310-314. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2006.08.010 (2007).
Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Độ nhạy cảm của ba loài vi khuẩn được chọn với ozone. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Độ nhạy cảm của ba loài vi khuẩn được chọn với ozone. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Чувствительность трех выбранных видов бактерий к озону. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Độ nhạy cảm với ozone của ba loài vi khuẩn được chọn. Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH 三种选定细菌对臭氧的敏感性。 Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH Чувствительность трех выбранных бактерий к озону. Độ nhạy cảm với ozone của ba loại vi khuẩn được chọn lọc tại Broadwater, WT, Hoehn, RC & King, PH.tuyên bố. vi sinh vật. 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. Đánh giá cơ chế gây stress oxy hóa vi sinh vật do xử lý ozone thông qua phản ứng của các chủng đột biến Escherichia coli. Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ & Bourke, P. Đánh giá cơ chế gây stress oxy hóa vi sinh vật do xử lý ozone thông qua phản ứng của các chủng đột biến Escherichia coli.Patil, S., Valdramidis, VP, Karatzas, KA, Cullen, PJ và Burk, P. Đánh giá cơ chế gây stress oxy hóa vi sinh vật bằng phương pháp xử lý ozone từ các phản ứng đột biến của Escherichia coli. 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 và Bourque, P. Đánh giá cơ chế gây stress oxy hóa vi sinh vật trong quá trình xử lý ozone thông qua phản ứng của vi khuẩn đột biến Escherichia coli.J. Ứng dụng. vi sinh vật. 111(1), 136-144. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05021.x (2011).
Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C. Đánh giá khả năng hình thành màng sinh học của Acinetobacter baumannii trên sáu bề mặt khác nhau có liên quan đến y sinh học. Greene, C., Wu, J., Rickard, AH & Xi, C. Đánh giá khả năng hình thành màng sinh học của Acinetobacter baumannii trên sáu bề mặt khác nhau có liên quan đến y sinh học.Green, K., Wu, J., Rickard, A. Kh. và Si, K. Đánh giá khả năng hình thành màng sinh học của Acinetobacter baumannii trên sáu bề mặt khác nhau có liên quan đến y sinh học. 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. Đánh giá khả năng của 鲍曼不动天生在六种 để hình thành màng sinh học trên các bề mặt liên quan đến y sinh khác nhau.Green, K., Wu, J., Rickard, A. Kh. và Si, K. Đánh giá khả năng hình thành màng sinh học của Acinetobacter baumannii trên sáu bề mặt khác nhau có liên quan đến y sinh học.Wright. vi sinh vật ứng dụng 63(4), 233-239. https://doi.org/10.1111/lam.12627 (2016).