MRSA, VRE, «Альфа-02»

• Бактерии
• Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, Москва
• 2015 г.

Научный отчет
по результатам изучения эффективности импульсного УФ излучения сплошного спектра, генерируемого облучателями установки импульсной бактерицидной «Альфа-02», в отношении клинических полирезистентных штаммов микроорганизмов. 

Цель исследований: Определение эффективности импульсного ультрафиолетового излучения сплошного спектра, генерируемого облучателями стационарной установки импульсной бактерицидной «Альфа-02», в отношении клинических полирезистентных штаммов микроорганизмов.

2. Задачи НИР:

1. 1.Определение эффективности импульсного ультрафиолетового излучения сплошного спектра в отношении клинических полирезистентных штаммов (ванкомицин устойчивого энтерококка (VRE) и метициллин устойчивого стафилококка (MRSA), нанесённых на горизонтально ориентированные металлические тест-поверхности, расположенные на расстоянии от 1,5 до 4 метров от источника (-ов) излучения при различном времени воздействия и наличии биологического загрязнения.

2. 2. Разработка практических рекомендаций по обеззараживанию поверхностей, контаминированных полирезистентными клиническими штаммами MRSA и VRE, одним или двумя облучателями стационарной установки «Альфа-02» в помещениях медицинских организаций.

Работы выполнены в соответствии с договором № 62 от 10.02.2015 г.

Место и время проведения испытаний: ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора.

Материалы и методы

Оборудование: Стационарные установки импульсные бактерицидные «АЛЬФА-02» для обеззараживания помещений производства ООО «НПП «Мелитта», Россия (Регистрационное удостоверение № ФСР 2007/01375 от 12.07.2013 г.; Сертификат соответствия ГОСТ Р № РОССRU.ИМ33.H00070 по 16.08.2016 г.).

Облучение проводится одним и двумя облучателями.

Расстояние от источника(ов) излучения до горизонтально расположенных тест-поверхностей -1,5 - 4 метра.

Время воздействия - от 30 секунд до 2 минут.

Тест-поверхности: стерильные металлические пластины площадью 100см²

Характеристика объектов исследования (клинические штаммы микроорганизмов):

MRSA шт.02840 – клинический, устойчивый к бета-лактамным антибиотикам, бензилпенициллину и полусинтетическим пенициллинам (к 7 из 16 тестируемых антибиотиков).

Enterococcus faecium (VRE) - шт. № 4, ванкомицин-резистентный, полученный из коллекции Смоленского НИИАХ, клинический, устойчивый к ванкомицину, ампициллину, гентамицину, тетрациклину.

Методика исследования эффективности обеззараживания поверхностей:

Cуточную взвесь культуры клинического штамма готовили по отраслевому стандартному образцу мутности №20 (9lg) на физиологическом растворе. Проводили контроль жизнеспособности культуры (не мене 3-х повторностей).

В качестве биологического загрязнения использовали сыворотку крови барана.

К 0,6 мл микробной взвеси добавляли 0,4 мл сыворотки крови барана и далее использовали полученную смесь для проведения экспериментов.

Для выращивания стафилококков использовали ГРМ (Грамагар).

Для выращивания энтерококков использовали КА (кровяной агар, содержащий 5% эритроцитов барана).

Испытания проводили на стерильных металлических тест-пластинах. Микропипеткой наносили на них по 0,1мл приготовленной смеси клинического штамма MRSA (VRE) с добавлением сыворотки крови барана. Равномерно распределяли смесь по поверхности металлической пластины, подсушивали (не более часа). Пластины располагали горизонтально. Схемы проведения опытов приведены на рисунках 1 и 2.

Микроорганизмы, выжившие  после воздействия импульсного ультрафиолетового излучения (ИУФИ), смывали с металлической тест-поверхности на стерильную салфетку, смоченную в физиологическом растворе. Салфетку отбивали в колбе с бусами в 10мл стерильного физиологического раствора, отжимали, а всё содержимое колбы выливали в стерильную чашку Петри с 10мл расплавленной и остуженной  питательной средой. После застывания среды чашку помещали в термостат при 37^оС. Через  48 часов проводили подсчет жизнеспособных колоний микроорганизмов.

Контрольные пластины не подвергали облучению. Для каждой серии испытаний проводили отдельный контроль. Из смывной жидкости в колбе с бусами отбирали  1,0 мл микробной взвеси и проводили  серийные разведения, используя 5 пробирок с 9 мл физиологического раствора. Из последней пробирки все 10 мл микробной взвеси выливали в стерильную чашку Петри с 10мл расплавленной и остуженной питательной средой. После застывания среды чашки инкубировали в термостате при 37^оС. Через 48 часов подсчитывали число жизнеспособных колоний. Полученный результат увеличивали в 10⁵ раз.

Исследования проводили не менее чем в 3-х повторностях для каждого временного режима и расстояния, а так же  в случае контроля.

Эффективность обработки (%) устанавливали по формуле: (количество колоний на контрольных чашках - количество колоний на опытных чашках): количество колоний на контрольных чашках х 100.

Статистическая обработка результатов. Математическую обработку полученных данных проводили с использованием методов вариационной статистики (пакет MS OfficeExel 2010). Определяли средние показатели в группах для параметрических критериев. Тестировали гипотезу  об отличии средних показателей  между группами. Определяли Р=90%. Сравнение средних осуществляли с помощью двустороннего t критерия Стьюдента для независимых переменных.

Результаты исследований

Результаты изучения эффективности одного или двух облучателей установки импульсной бактерицидной «Альфа-02» в отношении клинических штаммов, нанесенных на горизонтально ориентированные металлические тест-поверхности, при разной длительности воздействия и разных расстояниях  представлены в таблицах 1 – 7 и на рисунках 3-14.

Таблица 1. Эффективность обеззараживания одним облучателем установки «Альфа-02» тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой (первая серия)

Примечание: контроль жизнеспособности культуры-1,02х109КОЕ/мл.

Рис.3. Эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой, одним облучателем установки «Альфа-02» (первая серия)

По данным первой серии экспериментов (таб. 1, рис.3) наглядно видно отсутствие зависимости эффективности одного облучателя от времени воздействия (1 и 2 минуты) при любом из трех расстояний до тест-поверхностей: 1,5, 2,5 и 4 метра.

Рис.4. Влияние на эффективность обеззараживания горизонтально расположенных тест-поверхностей, контаминированных VRE, расстояния от одного облучателя установки «Альфа-02» при разном времени воздействия (первая серия)

При увеличении расстояния от 1,5 до 2,5 и 4–х метров отмечается снижение эффективности воздействия одного облучателя установки «Альфа-02» при одной минуте воздействия со 100% до 99,9999% и до 99,999 соответственно (р=0,029 для 1,5-4-х метров и р=0,041 для 2,5-4-х метров).

При времени воздействия 2 минуты эффективность одного облучателя достоверно (р=0,015) снизилась со 100% при расстоянии от лампы до тест-поверхности 1,5 м до 99,9999% при расстояниях от лампы до тест-поверхности 2,5 метра.

Таблица 2. Эффективность обеззараживания одним облучателем установки «Альфа-02» тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой (вторая серия)

Примечание: контроль жизнеспособности культуры:1,38х10⁹

Рис.5. Эффективность обеззараживания одним облучателем установки «Альфа-02» тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой (вторая серия)

Во второй серии экспериментов (табл.2, рис.5) так же, как в первой, установлено отсутствие зависимости эффективности обеззараживания контаминированных VRE тест-поверхностей одним облучателем установки «Альфа-02» от времени воздействия при любой из тестируемой удалённости установки от тест-поверхностей.

Рис.6. Влияние на эффективность обеззараживания горизонтально расположенных тест-поверхностей, контаминированных VRE, расстояния от одного облучателя установки  «Альфа-02» при разном времени воздействия (вторая серия)

В таблице 2 и на рисунке 6 представлены данные о достоверном (р=0,041, р=0,031, р=0,034) снижении эффективности обеззараживания контаминированных VRE тест-поверхностей одним облучателем установки «Альфа-02» при увеличении его удаленности от 1,5 до 4 метров соответственно при каждом исследуемом времени воздействия (0,5, 1 и 2 минуты).

Таблица 3. Эффективность обеззараживания двумя облучателями установки «Альфа-02» контаминированных VRE тест-объектов с белковой нагрузкой (вторая серия)

Примечание: контроль жизнеспособности культуры 1,38х10⁹

Рис.7. Эффективность обеззараживания двумя облучателями установки «Альфа-02» тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой (вторая серия)

По результатам проведенных исследований (таб.3, рис. 7) установлено, что использование двух облучателей установки «Альфа-02», равноудаленных (на 2,5 метра) от контаминированных VRE металлических тест-поверхностей, увеличивает эффективность обеззараживания на порядок (с 99,9999% до 99,99999%) при увеличении времени их одномоментного воздействия с 30 секунд до 2-х минут, однако при выполненном числе исследований это увеличение не имеет достоверных отличий (р>0,05).

При расположении одного облучателя на расстоянии 4-х, а второго - 1,5 метров от контаминированных VRE тест-поверхностей, увеличение времени воздействия с 30 секунд до 2-х минут также достоверно не повлияло на эффективность обеззараживания. Она составила 99,9999% для каждого тестированного времени.

Рис.8. Влияние времени воздействия  двумя облучателями установки «Альфа-02» на эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой (вторая серия)

Данные, представление в таб. 3 и на рис.8, демонстрируют достоверно (р=0,039, р=0,047) более высокую эффективность воздействия  двух равноудаленных (на 2,5метра) облучателей установки «Альфа-02» по сравнению с воздействием двух облучателей, расположенных на расстоянии 4-х и 1,5 метров от контаминированных тест-поверхностей, при времени их одномоментного воздействия 0,5 и 2 минуты.

При одномоментном воздействии двух облучателей в течение 1 минуты более высокая эффективность была достигнута при их равном удалении  от тест-поверхностей на 2,5 метра, но для  трех выполненных повторений эксперимента она не имела достоверных отличий (р>0,05).

Таблица 4. Эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных MRSA с белковой нагрузкой, одним облучателем установки «Альфа-02» (третья серия)

Примечание: контроль жизнеспособности культуры:1,01х10⁹

Рис. 9. Эффективность обеззараживания одним облучателем установки «Альфа-02» контаминированных MRSA тест-объектов с белковой нагрузкой (третья серия)

Представленные в таблице 4 и на рис.9 данные показывают отсутствие зависимости эффективности обеззараживания контаминированных MRSA тест-поверхностей от времени  воздействия одним облучателем установки «Альфа-02» (0,5, 1 и 2 минуты) при его удаленности 1,5 и 2,5 метра. Воздействии одного облучателя, находящегося на расстоянии 4 метра от контаминированных тест-поверхностей, привело к достоверному (р=0,028) усилению эффективности при увеличении времени УФ излучения от 0,5 до 2,0 минут.

Рис.10. Влияние на эффективность обеззараживания горизонтально расположенных тест-поверхностей, контаминированных MRSA, расстояния от одного облучателя установки «Альфа-02» при разном времени её воздействия (третья серия)

Представленные в таблице 4 и на рис.10 данные показывают достоверное (р=0,009, р=0,047, р=0,009) снижение эффективности обеззараживания контаминированных MRSA тест-поверхностей при увеличении расстояния от них до облучателя установки «Альфа-02» от 1,5 до 4 метров и времени воздействия 30 секунд.   

При времени воздействия 1 и 2-х минуты с увеличением расстояния от облучателя от 1,5 до 4-х метров четко прослеживается снижение эффективности УФ излучения сплошного спектра в отношении MRSA, но для выполненного числа повторностей эксперимента оно не имеет достоверных отличий (р>0,05).

Таблица 5. Эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных MRSA с белковой нагрузкой, двумя облучателями установки «Альфа-02» (третья серия)

Примечание: контроль жизнеспособности культуры:1,01х10⁹

Рис.11. Эффективность обеззараживания двумя облучателями установки «Альфа-02» тест-поверхностей, контаминированных MRSA с белковой нагрузкой (третья серия)  

В табл.5 и на рис. 11 представлены данные, свидетельствующие о том, что при равном удалении (по 2,5 метра) облучателей от контаминированных MRSA тест-поверхностей время воздействия достоверно не влияет на эффективность обеззараживания. При расстоянии облучателей от контаминированных MRSA тест-поверхностей 1,5 и 4 метра увеличение времени одномоментного воздействия  с 30 секунд до 2 минут достоверно (р=0,038) обеспечивает более высокую эффективность обеззараживания.

Рис.12. Влияние на эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных MRSA с белковой нагрузкой, времени одномоментного воздействия двумя облучателями установки «Альфа-02»

Данные, представление в таб. 5 и на рис.12 демонстрируют отсутствие достоверных отличий (р>0,05) в эффективности одномоментного воздействия равноудаленных облучателей (по 2,5 метра) и облучателей, удаленных на 1,5 и 4 метра от металлических тест-поверхностей, контаминированных  MRSA, при каждом тестируемом времени воздействия.

Таблица 6. Эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой, при облучении одним и двумя облучателями установки «Альфа-02» на расстоянии 2,5 метра.

Примечание: контроль жизнеспособности культуры:1,38х10⁹

Рис. 13. Эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных VRE с белковой нагрузкой, при облучении одним и двумя облучателями установки «Альфа-02» на расстоянии 2,5 метра.

Данные, представленные в таблице 6 и на рис.13, показывают, что достоверно (р=0,04) более высокую эффективность обеззараживания демонстрируют два равноудаленных (по 2,5 метра) облучателя установки «Альфа-02» по сравнению с одним облучателем, удаленным от контаминированных тест-поверхностей на 2,5 метра, при времени воздействия 1 минута. При экспозициях 0,5 и 2 минуты эффективность одномоментного воздействия двух облучателей выше, чем одного (6,61 lg против 6,23lg и 7,04lg против 6,61lg соответственно), но эти отличия не являются статистически достоверными (р=0,21 и р=0,053 соответственно) при выполненном количестве повторений эксперимента.

Таблица 7. Эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных MRSA в присутствии биологической нагрузки, одним и двумя облучателями установки «Альфа-02», расположенными на расстоянии 2,5 метра.

Примечание: контроль жизнеспособности культуры:1,01х10⁹

Рис.14. Эффективность обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных MRSA в присутствии биологической нагрузки, одним и двумя облучателями установки «Альфа-02», расположенными на расстоянии 2,5 метра.

Из представленных в таблице 7 и на рис.14 данных следует отсутствие статистически достоверных отличий (р>0,05) в эффективности обеззараживания тест-поверхностей, контаминированных MRSA в присутствии биологической нагрузки, одним и двумя облучателями, расположенными от них на расстояниях по 2,5 метра при каждом исследуемом времени воздействия (0,5, 1 и 2 минуты).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты выполненных исследований показали, что импульсное ультрафиолетовое излучение сплошного спектра, генерируемое облучателями установки «Альфа-02», проявляет высокую биоцидным активность в отношении клинических полирезистентных штаммов MRSA и VRE в присутствии биологической нагрузки.

Две серии испытаний, проведенных на горизонтально ориентированных металлических тест-поверхностях,  контаминированных VRE в присутствии биологической нагрузки, показали отсутствие различий в эффективности их обеззараживания одним облучателем установки «Альфа-02» при 0,5, 1 и 2-х минутах воздействия, что дает основания считать 30 секунд минимально эффективным временем воздействия. Вместе с тем представлены  данные о достоверном (р=0,041, р=0,031, р=0,034) снижении эффективности одного облучателя установки «Альфа-02» при каждом времени воздействия (0,5, 1 и 2 минуты соответственно) при увеличении расстояния до контаминированных VRE тест-поверхностей от 1,5 до 4 метров. При 4-х метрах обеспечивается эффективность не ниже 99,999%. Таким образом, один облучатель обеспечивает эффективность обеззараживания контаминированных тест-поверхностей как минимум 99,999% за 30 секунд работы на расстоянии до 4-х метров. 

Облучение тест-поверхностей двумя облучателями позволяет увеличить эффективность обеззараживания на порядок и обеспечивает более равномерное распределение эффективностей обеззараживания поверхностей, расположенных между облучателями. Использование двух облучателей установки «Альфа-02», расположенных на расстоянии 2,5 метров от контаминированных VRE металлических тест-поверхностей, увеличивает эффективность обеззараживания на порядок (с 99,9999% до 99,99999%)  при увеличении времени их одномоментного воздействия с 30 секунд до 2-х минут. Равная удаленность двух облучателей (по 2,5 метра) от контаминированных тест-поверхностей обеспечивает достоверно (р=0,039, р=0,047) более высокую эффективность воздействия  на VRE, чем удаленность двух облучателей на расстояния 1,5 и 4-х метров при времени воздействия 0,5 и 2 минуты соответственно.

При изучении эффективности  обеззараживания горизонтально расположенных металлических тест-поверхностей, контаминированных MRSA в присутствии биологической нагрузки, одним облучателем установки «Альфа-02», показано отсутствие достоверных отличий при времени воздействия 0,5, 1 и 2 минуты, что позволяет считать 30 секунд достаточной экспозицией для обеспечения 99,999% эффективности при удаленности от тест-поверхностей на расстояния  от 1,5 до 4-х метров. При 2-х минутах воздействия при той же удаленности была достигнута эффективность ≥99,9999%. В то же время установлено, что при больших расстояниях (4 метра) эффективность обеззараживания одним облучателям в отношении MRSA достоверно (р=0,028) повышается при увеличении времени воздействия от 0,5 до 2 минут. Напротив, при малой экспозиции (30 секунд) эффективность одного облучателя в отношении MRSA достоверно (р=0,047, р=0,009, р=0,009) снижается с увеличением расстояния до контаминированных тест-поверхностей с 1,5 до 2 и 4 –х метров соответственно.

Изучена эффективность обеззараживания горизонтально расположенных контаминированных MRSA тест-поверхностей двумя облучателями установки «Альфа-02». Получены следующие результаты:

• при расстоянии от облучателей до тест-поверхностей по 2,5 метра время воздействия (0,5, 1 и 2 минуты) достоверно не влияет на эффективность обеззараживания;

• при расстоянии от  одного из облучателей до тест-поверхностей 4 метра увеличение времени воздействия  с 30 секунд до 2 минут достоверно (р=0,038) обеспечивает более высокую эффективность обеззараживания.

При сравнении эффективности обеззараживания горизонтально ориентированных металлических тест-поверхностей, контаминированных MRSA в присутствии биологической нагрузки, одним и двумя облучателями установки «Альфа-02», расположенными от них на расстоянии 2,5 установлено отсутствие статистически достоверных отличий (р>0,05) при каждом исследуемом времени воздействия (0,5, 1 и 2 минуты).

ВЫВОДЫ:

1. Полученные значения эффективностей обеззараживания горизонтально ориентированных тест-поверхностей, контаминированных клиническими штаммами MRSA и VRE в присутствии белковой нагрузки, свидетельствуют о высокой бактерицидной активности импульсного УФ излучения сплошного спектра, генерируемого одним или двумя облучателями установки «Альфа-02».

2. Установлено, что эффективность обеззараживания одним облучателем установки «Альфа-02» на расстоянии 4 метра до тест-поверхностей, контаминированных MRSA и VRE, >99,999% достигается за 30 секунд, а эффективность ≥99,9999% - за 1-2 минуты.

3. Использование двух облучателей установки «Альфа-02» обеспечивает эффективность обеззараживания тест-поверхностей ≥99,9999% за 30 сек воздействия на всех исследуемых расстояниях.

4. Полученные в исследованиях значения эффективности обеззараживания тест-поверхностей с помощью установки бактерицидной импульсной «Альфа-02» с одним и двумя облучателями превышают критерий эффективности, принятый для дезинфицирующих средств, применяемых в режиме дезинфекции поверхностей помещений и объектов больничной среды (99,99%) (Руководство Р 4.2.2643-10 «Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности», М. 2011 г.)

Практические рекомендации для медицинских организаций

1. Использовать стационарные бактерицидные импульсные установки «Альфа-02» в проведении комплекса дезинфекционных мероприятий (профилактическая и очаговая дезинфекция поверхностей и воздуха помещений) в структурных подразделениях медицинских организаций, в том числе в помещениях класса чистоты А и Б. Основание - высокая эффективность (более 99,999% для одного облучателя и более 99,9999% при одномоментном использования двух облучателей) в сочетании с короткой экспозицией (30 секунд).

2. Использовать стационарные бактерицидные импульсные установки «Альфа-02» в оснащении помещений медицинских организаций с высоким риском заноса и распространения возбудителей инфекционных болезней, в том числе вызванных полирезистентными штаммами условно-патогенных бактерий (MRSA, VRE и др.), а также в условиях биологического загрязнения.

3. Использовать стационарные бактерицидные импульсные установки «Альфа-02» в оснащении помещений медицинских организаций, в которых необходимо проводить частую (после каждого пациента), быструю (30 секунд), но эффективную (99,999%) дезинфекцию поверхностей и воздуха.
4. Для повышения эффективности обеззараживания помещений объемом не менее 50 м³ (ВхШхД – 3х4х4) рекомендуется использовать стационарные установки «Альфа-02», оснащенные не менее 2-мя облучателями.