Staphylococcus aureus, штамм 906, «Альфа-05»

• Бактерии
• НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора, Москва
• 2015 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
по результатам изучения эффективности обеззараживания
воздуха и поверхностей с применением
импульсной ультрафиолетовой установки «Альфа-05» 

Лабораторно-экспериментальные исследования по настоящей НИР проведены в соответствии с техническим заданием и в рамках договора № 264/14-Д от 17.11.2015 г. с ООО «НПП «Мелитта» на проведение НИР по теме «Изучение эффективности обеззараживания воздуха и поверхностей с применением импульсной УФ установки «Альфа-05».

Цель исследований: Уточнение режимов работы импульсной УФ установки «Альфа-05» для обеззараживания воздуха помещений и разработка режимов ее применения для обеззараживания поверхностей в помещениях.

Задачи НИР:

1. Уточнить режимы применения установки и определить рекомендуемые к обработке объемы помещения при обеззараживании воздуха.

2. Экспериментально подтвердить возможность эффективного обеззараживания открытых поверхностей в помещениях с помощью установки.

3. Рассчитать и провести экспериментальную проверку режимов применения установки для обеззараживания поверхностей.

Место и время проведения испытаний: Исследования выполнены в Федеральном Бюджетном учреждении науки «Научно-исследовательский институт дезинфектологии» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия чело­века (ФБУН НИИДезинфектологии Роспотребнадзора) (117246, Россия, Москва, Научный проезд, д. 18. Тел. (495) 332-01-01. Факс: (495) 332-01-02.

Сведения об аккредитации: Аттестат № РОСС RU.0001.510546 от 26 августа 2014 г.

Исполнители отчета:

Л.С. Федорова – зав. лаб. проблем дезинфекции, д.м.н., профессор;

А.Ю. Скопин – вед. науч. сотрудник лаб. проблем дезинфекции, к.м.н.

Материалы и методы

Оборудование: Установка импульсная ультрафиолетовая с дистанционным пультом управления и автоматической установкой времени работы для обеззараживания воздуха помещений 1-5-ой категорий объемом до 75 м³ в отсутствие людей «Альфа-05» (далее «Альфа-05»), предназначенная для обеззараживания воздуха в помещениях различного назначения в профилактических целях, а также при чрезвычайных ситуациях эпидемического характера.

Согласно руководству по эксплуатации, установка в комплексе с другими дезинфекционными мероприятиями может быть использована и для обеззараживания поверхностей. Область применения – все помещения, в которых воздух нормируется по микробной обсемененности, в том числе в медицинских организациях. Принцип действия установки основан на импульсной плазменно-оптической технологии обработки воздуха и открытых поверхностей высокоинтенсивными потоками ультрафиолетового излучения сплошного спектра. Источником света является импульсная ксеноновая лампа, спектр излучения которой полностью перекрывает всю коротковолновую ультрафиолетовую область, что обеспечивает высокую эффективность инактивации различных микроорганизмов.

В качестве тест-микроорганизма был использован золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus, шт. 906), которым искусственно контаминировали воздух помещения и тест-поверхностей.

Тест-поверхности:

• стерильные пластмассовые чашки Петри однократного применения диаметром 85 мм (площадь 57 см²).

• металлические пластины размером 50×50 мм, изготовленные из нержавеющей стали;

• пластины размером 50×50 мм, изготовленные из кафельной плитки;

• пластины из линолеума с уровнем шероховатости поверхности около 0,6 мм размером 50×50 мм.

Методика исследования эффективности обеззараживания воздуха:

Исследование эффективности обеззараживания воздуха проводили по методике, используемой для изучения дезинфицирующих средств, предназначенных для обеззараживания воздуха в помещениях и изложенной в Руководстве Р 4.2.2643-10 «Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности».

Источником ультрафиолетового излучения служила импульсная ксеноновая УФ лампа установки «Альфа-05».

Установку располагали по центру боксированного помещения объемом 30 м³ (длина 3,1 м, ширина 2,4 м, высота 4,0 м).

Время работы установки в опытах составляло 5 минут 6 секунд (требуемое время для обеззараживания воздуха в помещении объемом 30 м³ с эффективностью 99,9% согласно настройкам установки, заложенным в программе ее работы), 3 минуты 03 секунды и 1 минута 31 секунда.

Для создания в воздухе помещения заданной концентрации тест-микроорганизмов использовали специализированный генератор аэрозоля.

Равномерное распределение частиц микробного аэрозоля в воздухе помещения и гарантированное поддержания заданной концентрации микроорганизмов в течение всего периода эксперимента достигалось при помощи вентилятора. Стабильность поддержания микробного аэрозоля в заданной концентрации в период всего эксперимента была подтверждена экспериментально в предварительных исследованиях.

Начальная концентрация тест-микроорганизма в воздухе помещения в экспериментах составляла от 1,46×10⁵ до 4,8×10⁵ КОЕ/м³.

Пробы воздуха отбирали, прокачивая его с помощью аспиратора через склянки Дрекселя со стерильной водопроводной водой, которую потом мерно вносили в чашку Петри и заливали 10 мл расплавленного и остуженного до 45°С мясо-пептонного агара. Этим достигался наиболее полный и точный (вплоть до единичных клеток) подсчет всех выживших после УФ облучения микроорганизмов. В случае высоких концентраций микроорганизмов делали десятикратные разведения. Контролем служили аналогичные измерения количества микроорганизмов без использования установки.

Результаты учитывали после инкубации при температуре 37±1°С в течение 24-48 ч. По разнице содержания тест-микроорганизмов до и после УФ облучения судили об эффективности работы установкипри заданном времени облучения.

Методика исследования эффективности обеззараживания поверхностей:

Оценку эффективности обеззараживания поверхностей проводили по методике, используемой для изучения дезинфицирующих средств, предназначенных для обеззараживания поверхностей и изложенной в Руководстве Р 4.2.2643-10. Исследования проводились на тест-объектах, выполненных из пластика, металла, линолеума, кафеля.

В качестве тест-микроорганизмов использовали бактерии Staphylococcus aureus (шт. 906), которыми контаминировали поверхности вышеуказанных материалов. Дополнительно проводили изучение эффективности обеззараживания поверхностей тест-объектов из пластика, контаминированных микроорганизмами, с дополнительной органической (белковой) нагрузкой (40% инактивированная сыворотка), имитирующей ее загрязнение.

При изучении эффективности обеззараживания поверхностей их располагали под прямым углом к источнику излучения на расстоянии 2-х метров от установки (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема расположения тест-поверхностей относительно источника излучения

Исходный уровень суспензии, которой контаминировали поверхности тест-материалов, составлял 2,0×10⁷ КОЕ/см². На поверхности образцов, микропипеткой  наносили по 0,25 мл данной суспензии, которую равномерно распределяли при помощи шпателя и подсушивали в термостате. Среднее количество микроорганизмов на контрольных (не облученных) образцах  из пластика составляло 1,0×10⁶ КОЕ/см², металла – 3,7×10⁵ КОЕ/см², линолеума –1,99×10³ КОЕ/см², кафеля – 2,77×10⁴ КОЕ/см².  Затем опытные образцы подвергали УФ облучению  с помощью установки «Альфа-05» в интервале времени от 1 до 32 минут. После опыта в облученные и контрольные образцы из пластика (одноразовые чашки Петри) наносили 10 мл стерильной воды, при помощи  шпателя производили смыв микробных клеток с поверхностей и их равномерное распределение в смывной жидкости.  Затем в чашки Петри заливали 10 мл расплавленного и остуженного до 45^оС мясо-пептонного агара. Исследованию подвергались две группы контрольных поверхностей. Смыв микроорганизмов с одной группы контрольных поверхностей производился до начала эксперимента (без подсушивания суспензии), с другой после окончания эксперимента (через 3 часа). Общее количество микроорганизмов в смывах с контрольных поверхностей учитывалось как среднее до и после эксперимента.

Результаты учитывали после инкубации при температуре 37±1°С в течение 24-48 ч. По разнице содержания тест-микроорганизмов до и после УФ облучения судили об эффективности работы установки при заданном времени облучения.

Результаты исследований:

Результаты изучения бактерицидной эффективности обеззараживания воздуха, контаминированного S. aureus, с использованием импульсной установкой «Альфа-05», представлены в таблице 1 и на рисунке 2.

Таблица 1 – Эффективность обеззараживания воздуха помещения, контаминированного бактериями S. aureus

Рисунок 2. Эффективность обеззараживания воздуха в помещении объемом 30 м³ с применением установки «Альфа-05»

Из представленных данных видно, что для обеззараживания воздуха помещения объемом 30 м³ с эффективностью 99,9% (3 lg) необходимо 2,7 минуты работы установки. С учетом 30% запаса, требуемого для компенсации влияния различных факторов (формы помещения, влияние габаритов помещения, снижение бактерицидного потока лампы в процессе эксплуатации), рекомендуемое время работы установки «Альфа-05» составит 3,5 минуты.

Учитывая линейный характер зависимости эффективности обеззараживания (логарифмическая шкала) от времени работы установки, можно определить время работы установки для других значений эффективности обеззараживания (от 85% до 99,9% и более), а также производительность установки для других значений эффективности обеззараживания (500 м³/час (с 30% запасом) при эффективности 99,9%, 750 м³/час при эффективности 99%).

Результаты экспериментальных исследований по оценке обеззараживания открытых поверхностей с помощью установки «Альфа-05» с использованием пластиковых тест-объектов (чашки Петри) представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты экспериментальных исследований обеззараживания пластмассовых тест-объектов (чашки Петри однократного применения диаметром 85 мм).

Из таблицы 2 видно, что уже за 2 минуты эффективность обеззараживания пластмассовых поверхностей при высоком уровне исходном уровне контаминации составляет более 99,99%, а за 32 минуты наблюдается полная (100%) инактивация бактерий.

На рисунке 3 представлена кривая выживаемости бактерий, которая имеет характерный двухкомпонентный вид. 

Результаты экспериментальных исследований по оценке обеззараживания открытых поверхностей с помощью установки «Альфа-05» с использованием тест-поверхностей из различных материалов представлены в таблице 3.

Рисунок 3. Эффективность обеззараживания пластмассовых тест-объектов при различных экспозициях их облучения импульсным УФ излучением ксеноновой лампы установки «Альфа-05»

Таблица 3 – Результаты исследований влияния типа материала и органической нагрузки на эффективность обеззараживания

Из таблицы 3 видно, что во всех опытах при уровне начальной контаминации более 10⁴ КОЕ/см² (достоверный уровень для определения эффективностей до 99,99%) на тест-поверхностях из металла, пластика и кафеля за две минуты их облучения достигалась эффективность обеззараживания 99,99%.

Также из таблицы 3 и рисунка 4 видно, что эффективность обеззараживания импульсного УФ излучения практически не зависит от наличия органических загрязнений. Разница в эффективности обеззараживания пластиковых поверхностей в присутствии органической нагрузки и без нее не превышает 10% при всех временных параметрах (2-16 мин).

Влияние материала тест-объектов на эффективность обеззараживания показана на рисунке 4. При высокой степени эффективности обеззараживания всех тест-поверхностей наибольшая эффективность показана на пластмассовых и кафельных тест-объектах, наименьшие значения эффективности показаны на металлических поверхностях. 

ВЫВОДЫ

Показана высокая бактерицидная эффективность установки «Альфа-05» для обеззараживания воздуха. За 5 минут работы установки достигается 100% эффективность обеззараживания воздуха в помещении объемом 30 м³. Производительность установки при эффективности обеззараживания 99,9% составляет 500 м³/час с учетом 30% запаса на влияние различных факторов. Установка может быть рекомендована для обеззараживания воздуха помещений всех классов чистоты, включая А и Б, объемом до 75 м³.

Серия экспериментов по исследованию эффективности обеззараживания открытых поверхностей показала:

• высокую эффективность обеззараживания поверхностей из различных материалов, в том числе с дополнительной органической (белковой) нагрузкой, при исходной контаминации более 10⁶ КОЕ/см² и времени облучения 2 минуты и более, что соответствует критериям эффективности обеззараживания поверхностей – не менее 99,99% гибели тест-микроорганизмов согласно Руководству Р 4.2.2643-10;

• рекомендуемое время обеззараживания открытых (неэкранированных) поверхностей, расположенных под прямым углом к источнику излучения на расстоянии 2 метров, с эффективностью 99,99% составляет 2,0 минуты;

• дополнительное органическое загрязнение поверхности слабо влияет на эффективность обеззараживания контаминированных поверхностей (не более 10% снижения);

• наибольшие значения эффективности получены на тест-объектах, изготовленных из пластмассы и кафеля; на металлических тест-объектах и сильно шероховатом линолеуме получены меньшие значения эффективности обеззараживания.

Проведенные исследования позволяют рекомендовать включение импульсной ультрафиолетовой установки «Альфа-05» в комплекс дезинфекционных мероприятий.