Статья в формате pdf.

Применение УФ-излучения с целью уменьшения
риска заражения внутрибольничными инфекциями
А. И. Васильев, гл. научный сотрудник 1
С. В. Костюченко, к. ф.-м. н., председатель совета директоров 1
В. В. Якименко, нач. отдела 1
Н. Н. Кудрявцев, член-корр. РАН, ректор 2
НПО «ЛИТ», г. Москва
ГБОУ ВПО «Московский физико-технический институт (государственный университет)» (МФТИ), г. Москва
1
2
С
овершенствование методов борьбы и профилактики
инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (в западной литературе «нозокомиальные инфекции»),
в современных условиях обусловлено стабильно высоким
уровнем заболеваемости и изменением структуры таких
инфекций, расширением представлений о возможных
факторах и путях передачи известных инфекций, появлением новых нозологических форм ИСОМП. Несмотря
на все принимаемые меры, нозокомиальные инфекции,
особенно резистентные к антибиотикам, продолжают
оставаться серьезной угрозой здоровью и жизни, особенно
у пациентов с факторами риска. Это обусловлено тем, что
нозокомиальная инфекция имеет ряд особенностей.
Во-первых, возбудителями обычно являются условно-патогенные микроорганизмы. Во-вторых, возбудители устойчивы к основным антисептическим средствам
и среди них постоянно возрастает доля резистентных
к антибиотикам (АБ).
Резистентность возбудителей нозокомиальных инфекций к АБ является важной причиной, оказывающей
влияние на летальность и потребление ресурсов [1].
Быстрый рост и распространение резистентности к АБ
госпитальной флоры наблюдается во всем мире [2]. При
этом следует отметить, что возбудители нозокомиальных инфекций, резистентные к АБ, имеют и повышенную устойчивость к антисептическим препаратам [3].
Это свойство возбудителей нозокомиальной инфекции,
связанное с механизмами образования устойчивости
к дезинфектантам и резистивности к АБ в условиях лечебного учреждения, приводит не только к осложнениям
в лечении подобных заболеваний, но и существенно
осложняет и удорожает дезинфекционные и стерилизационные мероприятия, направленные на профилактику
50
и предотвращение заболеваний, вызванных нозокомиальной инфекцией (для дезинфекции необходимо применять большие концентрации дезинфектантов, часто
менять, увеличивать время воздействия при проведении
дезинфекции и, как следствие, увеличивать трудоемкость
мытья после применения дезинфектантов).
В связи c этим в последнее время все большее значение
приобретает применение в целях профилактики и борьбы
с нозокомиальными инфекциями физических методов
обеззараживания и комбинированных физических и химических методов обеззараживания (сочетанных) [4].
Одним из направлений борьбы и профилактики
ИСОМП наряду с другими является совершенствование
мер, направленных на разрыв естественных механизмов
передачи (воздушно-пылевого, контактно-бытового) [5].
Согласно современным представлениям, основным
путем передачи возбудителей внутрибольничных инфекций является контактный (ранее считался воздушный) [2].
В связи с этим применение адекватных стоящим задачам
методов обеззараживания воздуха и поверхностей является мощнейшим средством предотвращения экзогенного
инфицирования больных и персонала.
При этом общепризнанно, что наиболее эффективным,
простым и экономичным является применение ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания
воздуха и поверхностей при профилактике ВБИ. Еще
одним несомненным достоинством этого метода является
простота его сочетания с применением различных химических способов дезинфекции в целях предотвращения
распространения нозокомиальной инфекции.
Механизм воздействия бактерицидного УФ-излучения
принципиально отличается от окислительных технологий,
которые разрушают наружную оболочку микроорганизмов.
Медицинский алфавит 10 / 2014. Эпидемиология и гигиена № 2
e-mail: medalfavit@mail.ru
УФ-излучение из бактерицидного диапазона 205‑315 нм
поглощается молекулами ДНК внутри клетки, происходит
разрыв связей в молекуле ДНК и образованием новых связей, в результате чего микроорганизм теряет способность
к воспроизведению [6]. Бактерицидная эффективность
УФ-излучения зависит от длины волны излучения (рис. 1)
и эта зависимость практически одинакова для различных
видов микроорганизмов. Более чувствительны к воздействию бактерицидного УФ-излучения вирусы и бактерии
в вегетативной форме (палочки, кокки). Менее чувствительны грибы и простейшие микроорганизмы. Наибольшей устойчивостью обладают споровые формы бактерий.
Эффективность обеззараживания микроорганизмов бактерицидным УФ-излучением зависит от величины дозы
бактерицидного УФ-излучения (с учетом относительной
спектральной бактерицидной эффективности) и от его вида
и описывается экспоненциальным законом
N = No e — kD (1), где
No — исходная концентрация микроорганизмов в единице
объема воздуха или на единице площади поверхности
до начала облучения;
N — концентрация микроорганизмов, оставшихся живыми после облучения;
D — доза бактерицидного УФ-излучения — величина
энергии излучения, приходящейся на единицу объема
или единицу площади (Дж/м 3 или Дж/м 2);
k — константа, характеризующая чувствительность данного вида микроорганизма к УФ-облучению.
Метод УФ-обеззараживания имеет ряд преимуществ:
высокая эффективность обеззараживания в отношении
широкого спектра микроорганизмов, в том числе устойчивых к действию дезинфектантов; отсутствие влияния
на физико-химические и органолептические свойства
воздуха, не образуются побочные продукты; высокая скорость обеззараживания (практически любая, в зависимости
от УФ-мощности применяемого устройства); компактность
УФ-оборудования и простота его эксплуатации. В качестве
источников бактерицидного УФ-излучения [7, 8] используется ртутные и амальгамные лампы с электрической
дугой низкого давления в инертном газе с парами ртути.
Ртутные и амальгамные лампы низкого давления имеют
высокий КПД (35‑40 %) преобразования электрической
энергии в бактерицидное УФ-излучение с длиной волны
254 нм. В амальгамных лампах ртуть находится в связанном
состоянии в амальгаме, а пары ртути образуются только
внутри лампы после ее нагрева электрическим разрядом.
В холодном состоянии пары ртути не образуются, поэтому
в случае разрушения колбы лампы давление паров ртути
в помещении будет ниже ПДК. Амальгамные лампы имеют
высокую погонную мощность 2–3 Вт/см, высокий КПД
(30‑40 %) и большой полезный срок службы 12‑16 тысяч
часов, в течение которого мощность УФ-излучения снижается всего на 15‑20 %. Колба бактерицидных амальгамных ламп изготовлена из специального кварца, который
не пропускает коротковолновое УФ-излучение ниже 200
нм, поэтому эти лампы не создают озон или другие вредные вещества в воздухе. Обеззараживание УФ-излучением
e-mail: medalfavit@mail.ru
Рисунок 1. Кривая относительной спектральной бактерицидной эффективности ультрафиолетового излучения.
с использованием амальгамных и ртутных ламп низкого
давления является экологически безопасным, экономичным
и удобным в эксплуатации методом, для которого имеются
четкая нормативная база и длительный опыт практического
использования в различных условиях. Иногда используют
и другие источники УФ-излучения, например, ртутные лампы высокого давления или импульсные ксеноновые лампы.
Для обеззараживания воздуха и поверхностей в отсутствии людей применяют открытые облучатели. Специфическая особенность бактерицидных облучателей открытого типа заключается в том, что поток ультрафиолетового
излучения от них распространяется по всему пространству, куда попадает свет от бактерицидной лампы. Это
эффективный способ обеззараживания как воздуха, так
и поверхностей помещения и даже предметов в нем. При
обеззараживании открытыми облучателями поверхностей
в помещении следует учитывать материал поверхностей.
Если принять дозу УФ-излучения, необходимую для
обеззараживания поверхности стекла за единицу, то она
несколько возрастает даже для обеззараживания поверхности хромированного металла, а для обеззараживания
поверхностей из пластика, кожзаменителей, дерева и тем
более из резины дозу необходимо увеличивать как минимум в 2–3 раза (см. рис. 2) [6]. Еще более существенно
Рисунок 2. Влияние типа материалов поверхностей объектов
на эффективность УФ-обеззараживания.
Медицинский алфавит 10 / 2014. Эпидемиология и гигиена № 2
51
Рисунок 3. Эффективность УФ-обеззараживания тест-культуры SA
в белковой защите.
на величину дозы, необходимой для обеззараживания
поверхностей, и особенно в случае профилактики нозокомиальной инфекции, может оказывать наличие белковой
оболочки (образуется либо при выделении больным, либо
при росте колонии микроорганизмов на поверхности).
В этом случае доза УФ-излучения, необходимая для обеззараживания поверхности, может более чем в десять раз
превосходить величины, определенные в экспериментах
на чистых культурах (см. рис. 3) [6].
На рынке УФ-оборудования представлено большое
количество открытых облучателей (рис. 4). Как правило,
это стационарные облучатели малой мощности (до 30 Вт
электрической мощности, ~10 Вт в УФ-излучении), кстати, широко используемые в лечебно-профилактических
учреждениях. Однако их применение в целях профилактики нозокомиальных инфекций, на наш взгляд, неэффективно. Это связано с недостаточностью величины
дозы, обеспечиваемой этими облучателями за разумное
время облучения для обеззараживания Stafilococcus
Aureus и Pseudomonas Aeruginosa (по данным NNIS,
СВЕТОЛИТ 50 (170 Вт)
СВЕТОЛИТ 90 (300 Вт)
Сибэст ОБП-6×30−450
именно эти микроорганизмы являются наиболее частой
причиной внутрибольничных заболеваний: SA в 27,8 %
случаев пневмоний; РА в 18,1 %; в последнее время большое распространение получили заболевания ротавирусной инфекцией (до 8,1 случаев на 100 госпитализаций
в эпидемические месяцы [2]), особенно с учетом влияния
материала поверхностей, а также возможным наличием
белковой защиты. Применение стационарных мощных
облучателей, хотя они тоже представлены на рынке
(рис. 4), по-видимому, не совсем оправданно — они
дороже, а использование ограниченно.
Вот почему все более популярными становятся мощные передвижные открытые облучатели. Их электрическая мощность находится в пределах 200–500 Вт. Эффективность применения мощных открытых облучателей
для разрыва естественных путей передачи нозокомиальных инфекций известна давно [9]. Применение
мощного УФ-излучателя на основе ртутной лампы высокого давления типа ПРК (мощность бактерицидного
УФ-излучения превышала 20 Вт в помещении объемом
100 м 3) в палате дома ребенка ежедневно в течение двух
месяцев позволило практически полностью исключить
воздушно-капельный путь передачи нозокомиальной
инфекции. Благодаря компактности и мобильности одним прибором можно пользоваться для обеззараживания
не одного, а нескольких помещений. Большая мощность
позволяет осуществлять обеззараживание за короткие
промежутки времени. В табл. 1 приведены характеристики ряда приборов (данные взяты из паспортов). Как
видно из приведенных данных, все эти приборы могут
быть применены для профилактики нозокомиальных
инфекций, однако они различаются по массовым и стоимостным характеристикам. Еще одно принципиальное
различие состоит в безопасности обращения с приборами. Приборы с применением ртутных ламп (как правило
нескольких) в случае возникновения нештатной ситуации (бой ламп) выделяют в помещение ртуть в количествах, требующих проведения достаточно сложных
и требующих затрат большого времени мероприятий
по демеркуризации помещений. В то же время приборы
с использованием амальгамных ламп или приборы с безОБН−450П
TRU D (1500 Вт) Lumalier Corp
УИКб-01-Альфа (1500 Вт)
НПП «МЕЛИТА»
Альфа−05 НПП «МЕЛИТА»
Рисунок 4. Передвижные мощные и сверхмощные открытые облучатели.
52
Медицинский алфавит 10 / 2014. Эпидемиология и гигиена № 2
e-mail: medalfavit@mail.ru
Таблица 1
Сравнительные характеристики передвижных открытых облучателей
Производитель
НПО «ЛИТ»
ООО «СибЭСТ»
ООО ЦС «СЕНТЕХ»
ООО «НПП МЕЛИТТА»
Lumalier Corp.
Наименование
СВЕТОЛИТ-90
ОБП-6×30‑450
ОБН-450П 6×55
Альфа-05
EDU 435
Производительность при бактерицидной
эффективности 99,9 % по SA, м 3/ч
700
505
595
500
350
Тип ламп
Количество ламп, шт.
Амальгамная
1 × 300
Ртутная
6 × 30
Ртутная
6 × 55
Ксеноновая
1
Ртутная
4 × 35
Потребляемая мощность, Вт
300
450
420
300
140
Масса, кг
4,3
17,5
10,5
11,0
5,4
4,3
5,9
5,0
6,0 (8,5)
8,6
Время обеззараживания помещения объемом 50 м (St. aur. 99,9 %, расчет по паспорту), мин.
3
ртутными источниками УФ-излучения не представляют
опасности заражения помещения ртутью: во‑первых,
ртуть находится в связанном состоянии и не выделяется
в воздух помещения, а во‑вторых, её просто нет. В случае возникновения нештатной ситуации, повлекшей
бой источника излучения для этих приборов достаточно
произвести уборку осколков и замену ламп. Применение
амальгамных ламп в передвижных открытых облучателях позволяет достичь резкого снижения массы этих
приборов, что намного упрощает обращение персонала
с ними при проведении обеззараживания помещений,
в том числе сложной формы, например, удлиненных,
когда в процессе обеззараживания требуется перемещение прибора, или загроможденных оборудованием,
в этом случае также требуется перемещение приборов
для обеззараживания теневых зон.
На рынке представлены и сверхмощные передвижные открытые облучатели, их электрическая мощность
составляет 1 500–2 500 Вт и мощность в бактерицидном
УФ-излучении 500–800 Вт. Назначение этих приборов —
экстренное обеззараживание больших помещений, например, современных высокотехнологичных операционных
при оказании экстренной медицинской помощи, простой
которых стоит дорого.
Однако еще раз подчеркнем: открытые бактерицидные УФ-облучатели могут применяться только в отсутствии людей, в том числе и пациентов, и персонала,
которых мы защищаем от нозокомиальной инфекции,
источниками которой они и являются. Мало того, в их
присутствии применение химических дезинфектантов
практически исключено. И в этом случае применение
закрытых систем обеззараживания внутреннего воздуха
или рециркуляторов в помещениях типа отделений реанимации, искусственной вентиляции легких, приемных
покоев и многих других является, на наш взгляд, одним
из мощных средств профилактики нозокомиальных
инфекций, передающихся воздушно-капельным путем.
С точки зрения обеззараживания воздуха в помещении,
способ обеззараживания, используемый в приборе,
не имеет значения, так как обеззараживание воздуха,
в любом случае в таких приборах, происходит в некоем
«черном ящике» внутри прибора, объем которого много
меньше объема помещения. На первое место при выборе
типа прибора выходят проблемы, связанные с безопасe-mail: medalfavit@mail.ru
BÄRO (Германия)
TissiMedica (США)
Дезар-5 КРОНТ
(Россия)
АЭРОЛИТ-200
НПО «ЛИТ» (Россия)
Рисунок 5. Закрытые облучатели-рециркуляторы различных
производителей.
ностью его применения в помещении в присутствии
людей, надежность, простота и цена обслуживания,
возможность применения различных химических дезинфектантов и моющих средств при проведении плановых
и внеплановых уборок, вандалоустойчивость (особенно
для детских учреждений и учреждений для лиц с нарушенной психикой), стоимость приборов. По-видимому,
и в этом случае применение бактерицидного УФ-излучения является предпочтительным.
На отечественном и зарубежном рынках представлено
большое количество ультрафиолетовых рециркуляторов
различных производителей (рис. 5). Они различаются
в первую очередь типом УФ-лампы, материалами, габаритами, производительностью. Все они заявляются
высокоэффективными по Staphilococcus aureus (эффективность обеззараживания 99,9 %). Подчеркнем, что
это эффективность обеззараживания воздуха внутри
прибора, и она не представляет собой эффективности
обеззараживания воздуха в помещении, достигаемой
за заданное время работы прибора. Представлены как
стационарные, так и передвижные аппараты. Выбор
такого оборудования должен осуществляться специалистами, исходя из конкретных задач по профилактике
нозокомиальной инфекции в данном учреждении.
Медицинский алфавит 10 / 2014. Эпидемиология и гигиена № 2
53
СВЕТОЛИТ АЭРО
(в режиме переносного
рециркулятора)
СВЕТОЛИТ АЭРО
(в режиме открытого рециркулятора)
Рисунок 6. Комбинированный прибор: рециркулятор-облучатель.
Следует отметить одну немаловажную особенность
применения рециркуляторов, особенно с точки зрения
применения в профилактических целях. При ежедневной
работе рециркуляторов в течение длительного времени
они не только обеззараживают воздух в помещении,
но и существенно снижают в нем обсемененность поверхностей. По данным института им. А. Н. Сысина,
полученным при выполнении программы правительства
г. Москвы [10], включение рециркулятора в игровом
помещении детского сада в таком режиме работы снижало в нем обсемененность поверхностей, в том числе
игрушек: ОМЧ составил 3 000 КОЕ/100 см 2, в контроле
ОМЧ — 28 000 КОЕ/100 см 2. В помещении с применением рециркулятора стафилококк золотистый в смывах
обнаружен не был, в контроле SA в смывах достигал 300
КОЕ/см 2 (табл. 2).
Таблица 2
Результаты применения рециркуляторов. Обсемененность
поверхностей, включая поверхность игрушек
Ед. измерений
Без
рециркулятора
(контроль)
При работе
рециркулятора
ОМЧ возд. / SA возд.
КОЕ/м 3
1 800 / 27
550 / отсутствие
ОМЧ смыва
КОЕ/100 см 2
28 000
3 000
SA смыва
КОЕ/100 см 2
300
отсутствие
В заключение остановимся еще на одном классе
приборов для УФ-обеззараживания воздуха и поверхностей. По нашему мнению, он наиболее полно отвечает требованиям при профилактике нозокомиальных
инфекций. Это передвижной прибор, сочетающий
возможность его использования в качестве рециркулятора и мощного открытого облучателя (рис. 6). Работая
в режиме рециркуляции, прибор обладает стандартной
для данной мощности УФ-излучения и производительности по воздуху эффективностью обеззараживания
воздуха в помещении. В качестве открытого облучателя
прибор обеспечивает очень высокую степень обеззараживания воздуха. В помещении объемом 30–40 м 3
за пять минут работы достигалась стопроцентное
обеззараживание при начальном заражении 106 КОЕ/м 3.
Эксперименты выполнялись на патогенах I класса
опасности.
54
Выводы
1. Применение бактерицидного УФ-излучения с целью
снижения рисков заражения нозокомиальной инфекцией является наиболее перспективным физическим
методом борьбы, особенно с видами нозокомиальной
инфекции с устойчивостью к антибиотикам и дезинфектантам, так как механизм бактерицидного
действия УФ-излучения и эффективность этого воздействия определяются структурой ДНК микроорганизма и не зависят от приобретенной устойчивости
к антибиотикам и дезинфектантам.
2. Для успешного предотвращения распространения
нозокомиальной инфекции, в частности, контактным
путем, необходимо применять дозы бактерицидного
УФ-излучения достаточной величины (возможно бóльшие, чем для чистых культур, в зависимости от типов
поверхностей и наличия белковой защиты).
3. Оптимальным режимом применения бактерицидного
УФ излучения с целью снижения рисков заражения
нозокомиальной инфекцией является совместное
применение рециркуляторов, обеспечивающих существенное снижение риска распространения инфекций
воздушно-капельным путем, и открытых облучателей,
обеспечивающих барьер распространения инфекций
контактным путем. Правильный подбор мощности
и режима работы такого оборудования обеспечивает
эффективную профилактику распространения внутрибольничных инфекций.
4. Промышленность, в том числе отечественная, разработала и производит большой ассортимент бактерицидных установок: открытых облучателей и рециркуляторов, способных удовлетворить любые условия
обеззараживания нозокомиальных инфекций, обладающих устойчивостью к антибиотикам и дезинфектантам.
Список литературы
1. Главный государственный санитарный врач Российской Федерации. Постановление от 29 ноября 2011 г. № 146.
2. National Nosocomial Infections Surveillance (NNIS) System Report.
Data summary from January 1992 through June 2004, issued October
2004. // American Journal of Infection Control. Volume 32, Issue 8.
Pages 470‑485, December 2004.
3. Родин В. Б. Кобзев Е. Н. Детушева Е. В. Мартынова В. Н. Тимошинова Е. В. Детушев К. В. Чугунов В. А. Холоденко В. П. // Перекрестная
устойчивость микроорганизмов к антибиотикам, сопряженная с резистентностью к дезинфектантам. // Дезинфекционное дело. 2011.
4. Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.2485‑09 «Профилактика внутрибольничных инфекций в стационарах (отделениях)
хирургического профиля лечебных организаций».
5. Письмо Минздрава РФ от 14.04.2000 N 2510/4196‑32 «О профилактике внутрибольничных инфекций» (вместе с концепцией
«Профилактика внутрибольничных инфекций»).
6. Костюченко С. В., Кудрявцева Н. Н., Храменкова С. В. // «Ультрафиолетовые технологии в современном мире» под редакцией
Кармазинова Ф. В. ИД «Интеллект», г. Долгопрудный, 2012.
7. Bruijnin Verhagen P., Quach C., Bonten M. // Nosocominal Rotavirus
Infections. Meta analysis. // Pedattrics, 2012, Mar. N5.
8. М. Л. Кошкин, И. В. Пятигорский, Н. Т. Путилина, П. И. Эру, А. Г. Идлина. // Гигиена и санитария, № 1, 1949 г., с. 39‑44.
9. Проведение анализа эффективности применения бактерицидных ультрафиолетовых установок для обеззараживания воздуха.
Отчет ГУ НИИ ЭЧ и ГОС им. А. Н. Сысина. Москва, 2007.
Медицинский алфавит 10 / 2014. Эпидемиология и гигиена № 2
e-mail: medalfavit@mail.ru
e-mail: medalfavit@mail.ru
Медицинский алфавит 10 / 2014. Эпидемиология и гигиена № 2
55