Исследование эффективности систем автоматической обработки эндоскопов на основе перуксусной кислоты

Экспериментальное обследование эффективности использования систем автоматической обработки эндоскопов на основе перуксусной кислоты

Цель: проверить эффективность дезинфектанта высокого уровня, создаваемого внутри аппарата для обработки внутренних и внешних заранее контаминированных поверхностей термолабильных медицинских устройств. В соответствии с протоколом о симуляции использования эндоскопов (E1837-02) были получены данные об эффективность в уничтожении 5 наиболее распространенных типов нозокомиальных патогенов (Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442), spores of Clostridium difficile (ATCC 9689), a glutaraldehyderesistant strain of Mycobacterium chelonae, a vancomycin-resistant strain of Enterococcus faecalis, methicillin-resistant strain of Staphylococcus aureus ) на внутренних и внешних поверхностях 4 обычных эндоскопов. Начальная обсемененность внутренних и внешних поверхностей эндоскопов составляла от 5 до 7  log10  и  более, что является примером крайне высокой степени загрязнения эндоскопа. Все тесты показали снижение количества патогенов до «недетектируемого» уровня.  Все жидкости после промывки были протестированы на предмет наличия патогенов. Система автоматической обработки эндоскопов доказала на примере клинических тестов эффективность уничтожения патогенов как на внешних, так и на внутренних поверхностях четырех типов эндоскопов.

Нозокомиальные инфекции – реальность, представляющая всю большую угрозу по мере возникновения резистентности и превращения в так называемых «супержуков». Мульти-резистивная  Mycobacterium tuberculosis, ванкомицин-резистивные  Enterococcus, метициллин-резистивный золотистый стаффилококк, ванкомицин резистивный золотистый стаффилококк и пенициллин-резистывные  Streptococcus pneumoniae — это все примеры такого рода патогенов.  Clostridium difficile, причина диареи с возможно смертельным исходом также значится как нозокомиальный патоген.

Термолабильные полукритические устройства (например, гибкие эндоскопы) требуют как минимум ДВУ между использованием (1). В случае, когда такого рода устройства не обрабатываются должным образом или происходит контаминация в процессе дезинфекции – это может привести к инфицированию (2). Ярким примером служит высевание Mycobacterium chelonae в биопленке на автоматических устройствах обработки эндоскопов, работающих на 2% глютеральдегиде (3).  Данная быстро растущая микобактерия чрезвычайно опасно для пациентов с ослабленной иммунной системой (4-6). В последнее время было определено, что   Escherichia coli, Acinetobacter baumannii и  Pseudomonas aeruginosa являются наиболее распространенными бактериями, вызывающими респираторные инфекции (7).  Стремление к безопасности персонала и пациентов требует усовершенствования используемой для ДВУ химии (8). Глютеральдегид, который может вызывать кожные раздражения и раздражение верхних дыхательных путей  у персонала ЛПУ и токсичен для пациентов, служит отличным примером (9-11). Мы провели исследования эффективности ДВУ различных растворов, использующихся в системах обработки эндоскопов для деконтаминации внутренних и внешних поверхностей различных типов заранее контаминированных термолабильных устройств. Автоматической системой обработки эндоскопов служила Reliance EPS Endoscope Processing System (Reliance EPS; Steris), которая была разработана для дезинфекции большого количества термолабильных эндоскопов (рисунок 1). (Система Reliance EPS  доступна в продаже на территории в США, Канаде, Австралии и Европе).

                                                                                                                  Методика

На рисунке 2 показан основной принцип тестирования различных комбинаций эндоскопов и нозокомиальных патогенов.

Используемое в работе оборудование, принадлежности и средства наблюдения

В исследовании использовались система Reliance EPS, Сухой гермицид и химические индикаторы (производство компании STERIS), помимо этого система System 1 Sterile Processing System, стерилянт Steris 20 и химические индикаторы Steris. В качестве коннекторов использовались Quick Connect QPC 1668, 1646, и 1704 (Steris). Помимо опционального цикла промывки, система Reliance EPS обеспечивает ДВУ, промывку, и сушку воздухом до 2 предварительно очищенных в ручном режиме эндоскопов и принадлежностей. Сухой химический агент состоит из 2 частей, является одноразовым, разработанным специально для Reliance EPS. Химический индикатор подтверждает присутствие необходимой концентрации раствора для дезинфекции. Reliance EPS промывает (посредством разбрызгивающих рукавов) контакт с внешними частями с принадлежностями, расположенными в основной и дополнительной корзине и обеспечивает подачу дезинфицирующего раствора в специальные башмаки, в которых находятся эндоскопы. Дезинфицирующий раствор нагнетается в 2 отдельных башмака для обеспечения промывки прямым потоком внутренних каналов, при этом минимизируется количество соединений из-за конструкции башмаков. Сухой регент упакован в одноразовую чашку и содержит 2 порошкообразных компонента, которые реагируют в присутствии воды и создают перуксусную кислоту (PAA), являющуюся активным компонентом, использующимся в качестве дезинфектанта. Поскольку PAA создается внутри аппарата в процессе автоматического цикла ДВУ, риск вдыхания PAA персоналом сведен к минимуму.

Тестировалось 4 типа эндоскопов: бронхоскоп Pentax VB1530T2, колоноскоп  Fujinon EC250HL-5, траснназальный эзофаговидеоскоп Olympus PEF V и дуоденоскоп  Olympus JF140F. Используемые эндоскопы находились в рабочем состоянии и были предназначены для экспериментальной контаминации и последующей обработки без использования на пациентах. Перед каждым экспериментом эндоскопы были обработаны в системе  System 1 Sterile Processing System за исключением  Olympus PEF V (12,13). Данный эндоскоп был обработан в системе Reliance EPS из-за ограничений, связанных с размером лотков в системе System 1. Все эндоскопы прошли предварительную ручную очистку в соответствии с инструкциями производителей, при помощи одноразовых щеток и раствора Klenzyme Enzymatic Detergent (Steris). Система Reliance EPS также позволяет проводить цикл обязательной самоочистки во избежание образования биопленки на стенках устройства. Данный цикл называется “D-Short” и должен производиться каждые 54 часа и состоит из промывки в течении 13 минут при температуре приблизительно 82 С, и 20-минутной высокотемпературной (приблизительно 116 С)  сушки воздухом.

Бактериальные культуры

Для исследования были отобраны 5 типов нозокомиальных патогенов: Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442), споры Clostridium difficile (ATCC 9689), штаммы резистивной к глютерльдегиду  Mycobacterium chelonae, взятой со стенок аппаратов для обработки эндоскопов как описано Griffiths (14), ванкомицин-резистивных штаммов  Enterococcus faecalis и метициллин-резистивный штаммов золотистого стафилококка. Споры C. difficile были получены посевом на 10 чашек с агаром форсированным средой для клостридий (Becton Dickenson). Чашки были помещены в инкубатор при 35 С на 7 дней. Затем споры были собраны соскобом с чашек и помещены в фосфатно-солевой буферный раствор 0,85% (pbs, pH 7.5). Раствор был центрифугирован при 5000 g в течении 15 мин при температуре 4 С.  Затем сухой остаток был извлечен, добавлен свежий фосфатно-солевой буферный раствор и перемешан в течении 2 мин для первой промывки. Данная процедура была повторена 3 раза, затем остаток был разбавлен в фосфатно-солевым буферном растворе и помещен на хранение при 4 С.

Для приготовления глютеральдегид-резистивного штамма  M. Chelonae использовался 7Н11 агар Мидльбрука, обогащенный олеиновой кислотой, альбумином, декстрозой и каталазой (QueLab). Выраженная культура была собрана соскобом, разведена в фосфатно-солевой буферном растворе 0,1% и помещена в стерильный пузырек для отбора и хранения культур для гомогенизации посредством встряхивания в течении 2 мин. Чашки с агаром 7Н11 были инкубированы при 30 С в течении 30 дней в запакованном пластиковом пакете и периодически исследованы на предмет увеличения количества КОЕ. Культуры  P. Aeruginosa, ванкомицин-резистивного  Enterococcus и MRSA были выращены на триптическом соевом бульоне 3% (QueLab) при 37 С на протяжении 24 часов. P. Aeruginosa и MRSA были выращены на триптическом соевом агаре (QueLab) при 37 С. Ванкомицин резистивный  Enterococcus был выращен на чашках с триптическим соевым агаром (QueLab) с 5% дефибринированной овечьей кровью и инкубирован при 37 С. Чашки изучались на 24-й, 48-й и 120-й час с записью количества КОЕ.

Протокол исследования

Американское общество стандартов тестирования E1837-02 (15) было использовано для симуляции использования оборудования для определения эффективности ДВУ в аппарате для обработки эндоскопа (15). Для контроля достижения необходимой концентрации моющего раствора использовался индикатор, установленный в зажим, расположенный на башмаке внутри устройства. Тестам присваивались значения «пройден» или «не пройден». Перед каждым экспериментом производился тест на герметичность в соответствии с требованиями производителей.

Эффективность эксперимента

Культуры для тестирования были смешаны с 5%  бычьей сывороткой (Gibco) и разбавлены с водой в присутствии карбоната кальция в качестве органической и неорганической соли соответственно (15,16). Выбранные участки эндоскопов с внешней и все внутренней поверхностей эндоскопа были засеяны тестовыми культурами (таблицы 1 и 2). Каждый участок был засеян 10 мл рабочего раствора при концентрации КОЕ примерно 108  КОЕ/мл пипеткой 1мл-20 мл. Внутренние каналы были засеяны вливанием 3-5 мл рабочего раствора при концентрации  107  КОЕ/мл в каждый канал стерильным шприцом емкостью 60 мл. Тестируемые эндоскопы были высушены в обычных условиях перед контрольным тестированием на микрофлору и загрузкой в систему обработки эндоскопов.

В каждом из экспериментов использовался цикл «один эндоскоп без мойки». Во время этого цикла биоцидный раствор находился в течении 10 мин, при этом 4 мин составляло приготовление раствора внутри аппарата и 6 мин экспозиция.  После завершения каждого цикла микроорганизмы собирались путем промывки 20 мл PBS каждого канала и слив в стерильную колбу емкостью 50 мл. Тесты с поверхностей были взяты при помощи стерильных ватных палочек, смоченных в PBS. Затем они были помещены в пробирку с 15 мл раствора PBS, который был получен путем перемешивания в течении 2 мин. Все образцы были должным образом разбавлены и пропущены через фильтры 44 мм и 0,22 мм соответственно, помещены в питательную среду и инкубированы при рекомендуемых температурах в течении 5-30 дней. Для каждой пары — микроорганизм/эндоскоп было проведено 3 эксперимента на аппарате Reliance EPS, за исключением комбинаций, где присутствовали споры   C. Difficile. В этих случаях проводилось 2 эксперимента. Нумерация экспериментов фиксировалась для последующего расчета остаточной обсемененности.

                                                Количество патогенов log 10 КОЕ

Примечание:C. difficile; Clostridium difficile, КОЕ — колониеобразующие единицы, E. faecium,   Enterococcus faecium, GR M. chelonae, глютеральдегидо-резистентные Mycobacterium chelonae; MRSA, метицилин-резистивный стафилококк, Olympus эзофаговидеоскоп - Olympus PEF V трансназальный  эзофаговидеоскоп; P. aeruginosa, Pseudomonas aeruginosa.

* Процент величины тестовой пробы от контрольной пробы

**Засеянные поверхности

Примечание:C. difficile; Clostridium difficile, КОЕ — колониеобразующие единицы, E. faecium, Enterococcus faecium, GR M. chelonae,глютеральдегидо-резистентные Mycobacterium chelonae; MRSA, метицилин-резистивный стафилококк.

* Величина в абсолютном отношении

Эксперимент по нейтрализации

Отдельный тест по нейтрализации был проведен для каждой комбинации патоген/эндоскоп для определения антимикробной активности дезинфицирующего раствора в случае остаточной обсемененности поверхностей или внутренней части каналов обработанных устройств в завершении процедуры. Нейтрализация производилась запуском цикла «один эндоскоп без мойки». Пробы с внутренних и внешних поверхностей были взяты методом, описанным выше. Контрольная жидкость в данных экспериментах представляла собой равный объем раствора. Тестовые и контрольные пробы были засеяны 100 КОЕ микроорганизмами, относящимся к конкретному эндоскопу (таблица 1). Изъятие одинакового количества КОЕ из тестовой и контрольной пробах было предпринято с целью выявления отсутствия остаточной обсемененности.

Результаты

Как показано в таблице 1, 30-ти минутная промывка внутренних и внешних поверхностей эндоскопа привела к полному отсутствию  обсемененности.  Помимо этого после промывки с циклом «один эндоскоп без мойки»  не было обнаружено следов дезинфицирующего раствора. Отрицательные и положительные результаты контроля были получены при помощи стандартных методик по контролю качества. Химический индикатор показал, что в камере присутствовала необходимая концентрация дезинфектанта высокого уровня в каждом из проведенных циклов. Как было показано в таблице 2 начальная обсемененность внутренних и внешних поверхностей эндоскопа составляла от 5 до 7  log10  и  более, что является примером крайне высокой степени загрязнения эндоскопа. Все образцы после цикла показали отсутствие роста, доказывая эффективность работы  системы автоматической обработки эндоскопов.

Обсуждение

Аппарат Reliance  EPS является новой технологией для обеспечения дезинфекции высокого уровня в автоматическом режиме при помощи одноразовой, сухой химии, которая, вступая в реакцию с водой, образует перуксусную кислоту (PAA), являющуюся активным компонентом в процессе ДВУ. PAA это достаточно быстродействующий биоцид, не имеющий потенциально опасных или токсичных продуктов разложения. Безопасен для окружающей среды. Помимо этого, использование заранее упакованного, дозированного и одноразового расходного материала позволяет избежать процесса смешивания, что иногда приводит к кроссконтаминации определенными видами патогенов, например микобактериями. У аппарата Reliance EPS есть возможность запуска пролонгированного цикла самоочистки «D-Long», который требуется, если не был пройден цикл короткой самоочистки (каждые 54 часа). Данный цикл представляет собой промывку горячей водой (82 С) с реагентом на основе фосфорной кислоты (CIP 200 Acid-Based Process and Research Cleaner; Steris )в течении 20 мин, 3 промывки по 30 сек стерильной (проходящей через фильтр 0, 2 мкм) водой при 48 С и сушки горячим воздухом в течении 14 мин при высокой температуре. Данный цикл самоочистки позволяет избежать контаминированности камеры устройства. Эндоскопическое оборудование, задействованное в исследовании, варьировалось по сложности от достаточно простого бронхоскопа  Pentax VB1530T2 до очень сложных колоноскопа  Fujinon EC 250HL-5 и дуоденоскопа  Olympus JF140F. Эксперимент был усложнен добавлением органических и неорганических компонентов (например карбонат кальция для варьирования жесткости растворов) в растворы с патогенами. Велся контроль по степень обсемененности для соответствия худшим условиям эксплуатации. Система обработки эндоскопов выполнила 25 обработок без перебоев в работе как механических, так и электронных компонентов. Все тесты на герметичность дали положительный результат, и, после обработок в аппарате, никаких повреждений зафиксировано не было. Процедуры по экспериментальному осеменению эндоскопов были проверены Американским обществом стандартов контроля. (15). В качестве тестовых образцов были выбраны наиболее распространенные Нозокомиальные патогены. Пациенты переносчики  C. difficile  вкупе с неверно обработанным колоноскопом или дуоденоскопом могут служит источником распространения инфекции. Глютеральдегидо-резистенстные микобактерии были взяты в качестве пробы для подтверждения чувствительности к данной методике

Вывод

Syed A. Sattar, PhD; Richard J. Kibbee, MLT; Jason A. Tetro, BSc; Tony A. Rook, Bsc.