St. aureus (MRSA), P. mirabilis, E. faecium (VRE), P. aeruginosa, A. baumannii, УИКб-01-«Альфа»

  • Бактерии
  • Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, Москва
  • 2012 г.
Посмотреть документ

Научный отчет
по результатам изучения эффективности обеззараживания поверхностей, контаминированных госпитальными штаммами бактерий, импульсным ультрафиолетовым излучением сплошного спектра установкой УИКб-01-«Альфа».

Цель испытаний: определение эффективности импульсного ультрафиолетового излучения сплошного спектра в отношении полирезистентных госпитальных штаммов для обоснования режимов применения импульсных установок серии «Альфа» в целях обеззараживания открытых поверхностей ЛПО.

Задачи испытаний:

  1. Определить эффективные режимы импульсной УФ установки «Альфа-1» в отношении госпитальных штаммов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, а так же приобретенной устойчивостью к средствам химической дезинфекции.

  2. Изучить зависимость эффективности импульсного ультрафиолетового излучения сплошного спектра от вида тест-поверхностей, наличия белковой защиты и расположения поверхностей к УФ излучению (горизонтальное, вертикальное).

  3. Сравнить воздействие импульсного ультрафиолетового излучения на госпитальные микроорганизмы и тестовый штамм St. aureus 907, используемый для разработки режимов эффективного применения средств химической дезинфекции.

Место и время проведения испытаний: ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, февраль – апрель 2012 г.

Материалы и методы

Оборудование: Установка импульсная ксеноновая УФ-бактерицидная для экстренной дезинфекции воздуха помещений 1 и 2 категории при отсутствии людей УИКб-01-«Альфа» производство ООО «НПП «Мелитта», Россия (Регистрационное удостоверение №ФСР 2010/06906 от26.02.2010 г.; Сертификат соответствия ГОСТ Р № РОСС RU.ИМ04.В07590 по 08.03.2013 г.). Режим применения установки: Расстояние от установки до вертикальных поверхностей - 2 метра, до горизонтальной поверхности – 1,2-1,7 метров.

Тест-объекты: пластмасса (чашки Петри однократного применения), металлические пластины (металл медицинский).

Характеристика госпитальных штаммов бактерий (из музея ФБУН МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского):

  • P. aeruginosa шт. 1098 - высокий уровень устойчивости к бета-лактамным антибиотикам и карбапенемам. Устойчива к 14 из 17 препаратов. Сохранена устойчивость к колистину и пиперациллину/тазобактаму.

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

  • St. aureus шт. 907 (тест штамм для определения активности средств химической дезинфекции).

  • Acinetobacter baumannii шт. 1315- госпитальный шт., устойчивый к бета-лактамным антибиотикам и карбапенемам (к 16 из 19 тестированных антибиотиков).

  • Pr. mirabilis эпидемический штамм - штамм, выделенный из клинического материала (моча) от больных во время вспышки ИСМП. Характеризуется множественной лекарственной устойчивостью.

  • Enterococcus faecium (шт. №4 ванкомицинрезистентный, полученный из коллекции Смоленского НИИАХ) - устойчивый к ванкомицину, ампициллину, гентамицину, тетрациклину.

Использованные в исследовании штаммы были изучены на предмет устойчивости к средствам поверхностной дезинфекции из разных химических групп. Испытания проведены в режиме применения средств суспензионным методом в соответствии с Руководством Р 4.2.2643-10 "Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности", М. 2011г. Для контроля эффективности режимов выбранных средств дезинфекции использовали тест-штаммы E coli 1257 и St. aureus 907.

В таблице 1 представлены полученные результаты.

Таблица 1.

Результаты в исследовании штаммов

Примечание: полная чувствительность (ПЧ)

Как видно из представленных результатов устойчивость к химическим средствам поверхностной дезинфекции проявили неферментирующие энтеробактерии (Ps. aeruginosa и Acinetobacter baumannii).

Методика исследования эффективности обеззараживания поверхностей: Облучение вертикально расположенных чашек (металлических пластин), контаминированых культурой госпитального штамма, осуществляли на расстоянии 2 метра от лампы. Время облучения 5-10-20 минут. (рис.1).  Эффективность установки при  горизонтальном расположении тест-объектов проводили на расстоянии 1,2-1,7м от лампы (рис.2 и рис.3).

Рис.1 Вертикальное расположение пластиковых тест-объектов

Рис.2 Горизонтальное расположение металлических тест-объектов

Вертикальное расположение пластиковых тест-объектов

Горизонтальное расположение металлических тест-объектов

Рис.3. Схема проведения эксперимента по определению эффективности установки УИКб-01 «Альфа» при горизонтальном расположении металлических тест-объектов, контаминированных P.aeruginosa и MRSA

Схема проведения эксперимента по определению эффективности установки УИКб-01 «Альфа» при горизонтальном расположении металлических тест-объектов, контаминированных P.aeruginosa и MRSA

Условные обозначения :

Обозначения cхемы проведения эксперимента по определению эффективности установки УИКб-01 «Альфа» при горизонтальном расположении металлических тест-объектов, контаминированных P.aeruginosa и MRSA

Суточную взвесь культуры госпитального или тест-штамма готовили по отраслевому стандартному образцу мутности №20 (9lg) на физиологическом растворе и физиологическом растворе с сывороткой крови барана (6 мл. раствора и 4 мл сыворотки).

Для выращивания культур использовали кровяной агар.

При помощи микропипетки наносили 0.02 мл микробной взвеси на дно стерильной пластиковой чашки Петри или металлическую пластину той же площади. Микрокапли равномерно растирали по поверхности тест-объекта.

Испытания проводили не позднее 1 часа после нанесения микрокапель с тест-микроорганизмами.

Перед началом испытаний (облучения) снимали крышки с чашек Петри. После проведения испытаний, поверхности чашек заливали 10 мл стерильного физиологического раствора, тщательно размешивая круговыми движениями, затем наливали 10 мл расплавленной и остуженной до 45оС плотной питательной средой, размешивали круговыми движениями, закрывали крышками, давали застыть до плотной консистенции. Данная методика является наиболее точной, так как, не предусматривая посева десятикратных разведений, позволяет учитывать даже единичные жизнеспособные колонии.

Культуру с металлического тест-объекта после воздействия излучения смывали на стерильную салфетку, которую отбивали в колбе с бусами в 10мл. стерильного физиологического раствора. По 0,1 мл полученной взвеси засевали на чашки Петри с кровяным агаром.

Чашки помещали в термостат на 48 часов, при 37оС.

Исследования проводили в 3-4-х повторностях для каждого временного режима и вида поверхностей. Контроль жизнеспособности культуры - 4 повторности перед началом испытаний.

Подсчитывали число колоний жизнеспособных микроорганизмов на чашках. При подсчете колоний жизнеспособных микроорганизмов после обеззараживания металлических пластин учитывали проведенные по методике 2-х десятикратных разведений.

Эффективность обработки устанавливали по формуле: (ср. кол-во колоний на контрольных чашках - среднее количество колоний на опытных чашках) : среднее количество колоний на контрольных чашках X100.

Для средств химической дезинфекции при обработке поверхностей помещений и объектов больничной среды принят критерий эффективности режимов применения 99,99% (4lg). Для изучаемого метода критерии эффективности профилактической дезинфекции поверхностей не разработаны, но они не могут быть меньше указанного уровня.

Результаты исследований

Результаты изучения эффективности импульсной ультрафиолетовой установки УИКб-01 «Альфа» в отношении госпитальных и тестового штаммов грамположительных и грамотрицательных бактерий, нанесенных на горизонтально и вертикально ориентированные поверхности из пластика и металла, представлены в таблице 2. Уже первые испытания с культурой P. aeruginosa показали, что при 20 минутной обработке погибают практически 100% микроорганизмов, поэтому далее испытания проводились при экспозиции 5 и 10 минут.

Эффективность обеззараживания вертикально расположенных тест-объектов импульсной ультрафиолетовой установкой УИКб-01 «Альфа» в отношении клинических и музейного шт. микроорганизмов.

Таблица 2.

Pseudomonas aeruginosa госпитальный шт.1098

Расстояние тест-объектов от лампы, (см)

Вариант проведения исследования

Показатели

Время облучения, в минутах

5

10

20

Плотность контаминации тест-объектов микробными клетками до облучения

ср1.5х107-мет пластины,

ср. 1,65 х107для чашек

200.0

Чашка со средой без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1.      35

2.      0

3.      30

4.      0

ср. 16

1.      1

2.      1

3.      0

4.      2

ср.1

1.      0

2.      0

3.      0

4.      0

Эффективность обеззараживания в %

6lg,

99,9999%

7lg, 99,999994%

100,00%

200.0

Чашка со средой с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1.      10

2.      0

3.      0

4.      25

ср. 9

1.      0

2.      0

3.      1

4.      4

ср.1

1.      0

2.      0

3.      0

4.      0

Эффективность обеззараживания в %

6lg,

99,99995%

7lg, 99,99999%

100,00%

200.0

Металлические пластины без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1.      1 х102

2.      3х102

3.      0

4.      0

ср. 1х102

1.      1х102

2.      0

3.      0

4.      0

ср25

1.      0

2.      1

3.      3

4.      0

ср. 1

Эффективность обеззараживания в %

5lg,

99,9993 %

5lg, 99,9998%

7lg 99,99999%

2 серия.  Pr. mirabilis госпитальный шт.4

200.0

Чашка со средой без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 4

2. 16

3. 0

ср. 6,7

-

Средняя плотность контаминации объекта до облучения

5 х108

КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

7lg,  99,9999987%

-

200.0

Чашка со средой с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 3

2. 3

3. 1

ср. 2

нет роста

нет роста

нет роста

0

Эффективность обеззараживания в %

8lg,  99,9999995%

100%

200.0

Металлические пластины без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 2 х102

2. 2 х103

3. 0

ср. 7,3х102

-

-

-

-

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

6 х108

КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

5lg,  99,99988%

200

Металлические пластины с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 8 х102

2. 8х102

3. 6х102

ср. 7,3х102

-

-

-

-

Эффективность обеззараживания в %

5lg,  99,99988%

St. aureus госпитальный шт. 02840

200.0

Чашка со средой без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 50

2. 3

3. 32

ср. 28

0

0

0

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

5 х108

КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

7lg,  99,99999%

100,000

200.0

Чашка со средой с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 48

2. 50

3. 50

ср. 50

1

0

0

Эффективность обеззараживания в %

7lg,  99,99999%

8lg.

99,999999%

200.0

Металлические пластины без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 0

2. 2 х102

3. 0

ср. 67

-

-

-

-

плотность контаминации объекта до облучения

5 х108

КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

6lg,  99,999987%

-

200.0

Металлические пластины с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 2 х103

2. 0

3. 3,5 х103

ср. 1,83х103

-

-

-

-

Эффективность обеззараживания в %

5lg,  99,9996%

St. aureus (музейный шт. 907)

200.0

Чашка со средой без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 40

2. 3

3. 52

ср. 32

-

-

-

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

7 х108

КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

7lg,  99,999995%

200.0

Чашка со средой с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 56

2. 45

3. 42

ср. 48

нет роста

нет роста

нет роста

0

Эффективность обеззараживания в %

7lg,  99,999993%

100%

3 серия.   Acinetobacter baumanni  госпитальный шт. 1315  

200.0

Чашка со средой без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 25

2. 20

3. 15

ср. 20

1. 8

2. 13

3. 25

ср. 15

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

2,32х107

КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

6lg,  99,9999%

6lg,  99,99993%

200.0

Чашка со средой с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 30

2. 35

3. 40

ср. 35

1. 12

2. 33

3. 35

ср. 27

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

1,6 х107

КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

5lg,  99,9998%

5lg,  99,9998%

4 серия Enterococcus faecium, шт. 4 (VRE)

200.0

Чашка со средой без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 24

2. 16

3. 22

ср. 21

1. 8

2. 13  

3. 25

ср. 15

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

1,9 х107 КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

5lg, 99,99989%

6lg, 99,99992%

200.0

Чашка со средой с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

1. 18

2. 20

3. 19

ср. 19

1. 29

2. 20

3. 11

ср. 20

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

2,3 х107 КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

6lg, 99,9999%

6lg, 99,9999%

200.0

Металлические пластины без добавления сыворотки

Количество выживших микробных клеток

н/р,

3 х102

2 х102

3 х102

4 х102

30 х102

30 х102

6 х102

4 х102

ср. 9,1 х102

н/р,

н/р

3,0х102

н/р

н/р

5,0х102

1,5х103

4,0х102

1,3х103

ср. 4,4 х102

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

1,83х107 КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

4lg, 99,995%

4lg, 99,998%

200,0

Металлические пластины с добавлением сыворотки

Количество выживших микробных клеток

4 х102

9 х102

4 х102

10 х102

н/р

3,0х102

13 х102

н/р

11 х102

ср. 6х102

н/р,

н/р

11х102

6,0х102

14х102

н/р

8х102

н/р

16х102

ср. 6,1х102

средняя

плотность контаминации объекта до облучения

1,83 х107 КОЕ/см2

Эффективность обеззараживания в %

4lg, 99,997%

4lg, 99,997%

Изучили эффективность воздействия импульсной ультрафиолетовой установки УИКб-01 «Альфа» на госпитальные штаммами P. aeruginosa и MRSA, нанесенные на металлические пластины, расположенные горизонтально относительно излучения. Расстояние горизонтальной поверхности от пола - 80 см. Результаты представлены в таблице 3.

Эффективность импульсной ультрафиолетовой установки УИКб-01 «Альфа» при обеззараживании горизонтально расположенных металлических тест-объектов, контаминированных клиническими шт. микроорганизмов.

Таблица 3.

Среднее расстояние до объекта (м)

Наличие биологической нагрузки

Время воздействия излучения

Средняя плотность контаминации (КОЕ/см2)

Эффективность

lg/%

опыт

контроль

Pseudomonas aeruginosa госпитальный шт.1098

 

1,6

б/сыворотки

5 мин

1,0 х102

1,15 х107

5/99,9991

1,7

с сывороткой

1,6 х102

1,4 х107

4/99,9989

1,4

б/сыворотки

10 мин

1 х102

1,15 х107

5/99,9991

1,5

с сывороткой

83

1,4 х107

5/99,9994

St. aureus госпитальный (MRSA) шт. 02840

 

1,4

б/сыворотки

5 мин

0

4,6 х107

100,0

1,5

с сывороткой

33

4,7 х107

6/99,99993

1,2

б/сыворотки

10 мин

0

4,6 х107

100,0

1,3

с сывороткой

0

4,7 х107

100,0

Обсуждение

Проведенные исследования показали высокую эффективность (99,99%-100%) импульсной ультрафиолетовой установки в отношении полирезистентных госпитальных штаммов и штаммов с множественной лекарственной устойчивостью, в том числе P. aeruginosa, и Acinetobacter baumannii, имеющих приобретенную устойчивость к средствам химической дезинфекции (рис.4). Это особенно важно, так как при условии выявления госпитальных штаммов бактерий с приобретенной устойчивостью к различным группам химических средств дезинфекции (поверхностно-активные вещества, окислители, спирты) практически сложно решить вопросы ротации. Это связано с небольшим выбором альтернативных групп химических средств дезинфекции, отвечающих требованиям нормативных документов по токсикологическому профилю, прежде всего для реанимационных, неонатологических, родильных и детских отделений.

Эффективность обеззараживания установкой УИКб-01 «Альфа» вертикально расположенных тест-поверхностей, контаминированных госпитальными штаммами микроорганизмов, при экспозиции 5 минут (lg)

Рис.4 Эффективность обеззараживания установкой УИКб-01 «Альфа» вертикально расположенных тест-поверхностей, контаминированных госпитальными штаммами микроорганизмов, при экспозиции 5 минут (lg)

Из данных таблицы 2 и рис. 4 следует, что эффективность воздействия импульсного ультрафиолетового излучения сплошного спектра на госпитальные штаммы грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов (кроме микобактерий) не зависит от присутствия биологических загрязнений (40% сыворотка) и обеспечивает умерщвление 99,99-99,999999% микроорганизмов. Разница в эффективности обеззараживания поверхностей из пластика и металла не существенна (1-2 lg).

Сравнительные испытания, проведенные с тестовым штаммом St aureus 907 и госпитальным штаммом MRSA, показали полную идентичность результатов (эффективность 99,99999% при 5 минутах воздействия). Через 10 минут облучения на трех чашках, контаминированных госпитальным штаммом золотистого стафилококка выжила 1 колония, а на чашках с тест-штаммом - ни одной. рис.5.

Эффективность обеззараживания пластиковых тест-объектов, контаминированных тест-штаммом St aureus 907 и госпитальным штаммом MRSA, установкой УИКб-01 «Альфа» при экспозиции 5 минут

Рис.5 Эффективность обеззараживания пластиковых тест-объектов, контаминированных тест-штаммом St aureus 907 и госпитальным штаммом MRSA, установкой УИКб-01 «Альфа» при экспозиции 5 минут

Микроскопия и изучение биохимических свойств выживших после 5 минутного облучения колоний MRSA, показали потерю ими коагулазной активности, лицитиназы и пигмента.

Эффективность излучения, создаваемого установкой УИКб-01 «Альфа», в отношении микроорганизмов, нанесенных на горизонтально расположенные металлические тест-объекты, была изучена на примере полирезистентного к антибиотикам и средствам химической дезинфекции штамма P. aeruginosa и штамма St. aureus с множественной лекарственной устойчивостью. Результаты наглядно представлены на рис.6

Эффективность обеззараживания металлических пластин, контаминированных P. aeruginosa и MRSA, при горизонтальном расположении за 5 и 10 минут (в lg)

Рис.6 Эффективность обеззараживания металлических пластин, контаминированных P. aeruginosa и MRSA, при горизонтальном расположении за 5 и 10 минут (в lg)

Из полученных экспериментальных данных следует, что уже за 5 минут воздействия плотность контаминации металлических пластин, контаминированных P. aeruginosa,  уменьшилась на 4-5 lg (99,99-99,999%), а плотность контаминации пластин, контаминированных MRSA - на 6-7lg (99,9999-100,00%). Такая высокая эффективность метода поверхностной дезинфекции при  короткой экспозиции (5 минут) имеет существенное значение для проведения дезинфекци помещений классов А и Б (например, между оперативными вмешательствами), когда важно сочетание высочайшей эффективности, короткой экспозиции и отсутствия дополнительных усилий со стороны медицинского персонала.

Проведенные лабораторно-экспериментальные исследования на пластиковых и металлических тест-поверхностях показали, что наиболее чувствительны к воздействию излучения стафилококки, как госпитальные штаммы, так и тестовые. За 5 минут воздействия гибнет от 99,9999% до 99,99999% стафилококков. В двух экспериментах на пластиковых и металлических объектах через 10 минут воздействия погибли все стафилококки (выжила одна колония на 12 чашках при первичной плотности контаминации от 4х107 до 5х108КОЕ/см2). Учитывая тот факт, что MRSA представляет существенную проблему для многих ЛПО, являясь основным этиологическим агентом гнойно-септических инфекций, использование установки УИКб-01 «Альфа» для дезинфекции воздуха и поверхностей при проведении комплекса дезинфекционных мероприятий представляется чрезвычайно актуальным.

ВЫВОДЫ:

  1. Показана высокая эффективность обеззараживания поверхностей (99,99%-100,00%) с помощью импульсной ультрафиолетовой установки УИКб-01 «Альфа» в отношении музейных и госпитальных (полирезистентных) штаммов бактерий в том числе обладающих высоким эпидемическим потенциалом.

  2. Доказано, что эффективность обеззараживания пластиковых и металлических поверхностей в отношении исследуемых видов грамотрицательных и грамположительных бактерий с помощью импульсной ультрафиолетовой установки УИКб-01 «Альфа» при 5 минутной экспозиции составляет от 99,99% до 100% и не зависит от ориентации тест-объекта к источнику излучения, а также наличия или отсутствия биологической защиты.

  3. Проведенные исследования позволяют рекомендовать импульсные ультрафиолетовые установки «Альфа» лечебно-профилактическим организациям при проведении комплекса дезинфекционных мероприятий, особенно в помещениях категории А и Б.

Читайте также про эффективность установки УИКб-01-«Альфа» против золотистого стафилококка (staphylococcus aureus), энтерококка фэциум (E. faecium (VRE)), Протей мирабилис (P. mirabilis (МЛУ)), синегнойной палочки (P. aeruginosa (МЛУ)), Acinetobacter baumannii (МЛУ)