Ультрафиолетовое обеззараживание воздуха и поверхностей в военно-медицинских организациях

Введение

Актуальность проблемы обусловлена тем, что инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи (ИСМП), не только распространены во всех странах мира [1, 2], но и входят в десятку основных причин смертности. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ИСМП приводят к значительному увеличению продолжительности госпитализации, затрат на лечение и инвалидности, а также повышают риск летального исхода [3]. Многочисленные исследования подтверждают, что эффективные стратегии контроля ИСМП имеют решающее значение для повышения безопасности пациентов и снижения нагрузки на систему здравоохранения [4].

Так, показатель распространённости инфекций в России значительно ниже, чем в европейских странах. Если в нашей стране ежегодно регистрируется до 42 тыс. пациентов с ИСМП, то в Европе их более 4 млн [5]. Однако эксперты отмечают, что данные официальной статистики в России могут быть занижены в связи с различиями в методологиях учёта, диагностике и мониторинге ИСМП, недостаточной осведомлённостью клиницистов о проблеме. ИСМП приводят к серьёзным экономическим потерям. В Европе и США оценки примерно совпадают: 6,7 млрд долларов в США и 7 млрд евро в европейских странах [6, 7].

Согласно данным Роспотребнадзора и Росздравнадзора за 2023 г. [8], показатель распространённости составляет 0,11–0,12% (прирост к доковидному уровню — 1,5 раза) и равен 42 тыс. пациентов с ИСМП. По оценке экспертов, реальное число в 50 раз выше — до 2,0–2,5 млн случаев в год [9, 10].

Почему занижаются показатели? Можно выделить ряд причин. Во-первых, затруднена диагностика ИСМП из-за их неспецифичности и ухода в тень на фоне основной патологии. Во-вторых, отсутствует обязательный мониторинг. В-третьих, инфекции недооцениваются клиницистами. Кроме того, выявление ИСМП порождает дополнительную нагрузку на медицинские организации [9].

Среди бактерий, вызывающих ИСМП, особое место занимают возбудители группы ESKAPE [3, 10, 11]. Эти бактерии обладают двумя важными свойствами: высокой вирулентностью и значительной устойчивостью к антибиотикам. Исследования показывают, что ESKAPE-патогены являются основной причиной тяжёлых ИСМП, таких как пневмония, сепсис и инфекции кровотока, и обусловливают повышенную смертность и затраты на лечение. Общая доля ESKAPE-патогенов среди всех возбудителей ИСМП в России составляет ≈ 70–75%. Это означает, что три из четырёх бактерий, выделенных в стационаре, потенциально вызывают трудноизлечимые инфекции. В случае ИСМП летальный исход бывает в 15–17% случаев. Дополнительные затраты на лечение составляют 300–500 тыс. руб. на каждого пациента.

Для предупреждения этих последствий необходимо проводить профилактические мероприятия [12], среди которых:

• гигиена рук;
• контроль применения антибиотиков;
• дезинфекция и стерилизация;
• регулярные тренинги и аудит;
• обеззараживание воздуха и поверхностей.

Один из современных и наиболее распространённых методов профилактики ИСМП — ультрафиолетовое (УФ) облучение [13, 14]. Данный метод основан на бактерицидном действии УФ-лучей в диапазоне 205–315 нм, повреждающих ДНК и РНК микроорганизмов. Исследования показывают, что УФ-облучение эффективно уменьшает микробную нагрузку в воздухе и на поверхностях, снижая таким образом риск передачи инфекций. Эффективные УФ-дозы, необходимые для обеззараживания, — более 30 мДж/см².

УФ-оборудование бывает двух типов — открытого и закрытого. К открытому типу относятся бактерицидные облучатели, используемые в отсутствие людей и эффективные против вирусов, бактерий, грибов. УФ-доза при применении открытых облучателей набирается временем экспозиции. К закрытому типу относятся рециркуляторы воздуха, которые могут использоваться в присутствии людей. Это оборудование предназначено для круглосуточной работы, поэтому особенно эффективно в ОРИТ, роддомах, палатах. УФ-доза фиксирована и определена производителем оборудования.

Цель исследования: оценить эффективность некоторых моделей отечественных облучателей и рециркуляторов, представленных на рынке медицинского оборудования, в условиях военно-медицинских организаций.

Материалы и методы

Исследование проводилось на базе нескольких военно-медицинских организаций: ФГКУ «Главный военный клинический госпиталь им. Н.Н. Бурденко» Минобороны России, филиала № 3 ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр высоких медицинских технологий А.А. Вишневского» Минобороны России, ФГКУ «354 военный клинический госпиталь» Минобороны России и ФГКУ «1026-й центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора» Минобороны России.

Для оценки эффективности УФ-рециркуляторов и облучателей применялись следующие методы.

Микробиологический мониторинг воздуха: отбор проб воздуха до и после работы оборудования с использованием аспирационного метода и последующим посевом на питательные среды (мясопептонный агар, среда Сабуро) [15]. Определяли общее микробное число (ОМЧ), наличие золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) и плесневых грибов [16].

Микробиологический мониторинг поверхностей: отбор смывов с различных объектов (медицинское оборудование, мебель, стены) до и после обработки УФ-облучателями с последующим посевом на питательные среды и идентификацией выделенных микроорганизмов. Использовались транспортные системы Amies с углём.

Оценка концентрации озона: измерение концентрации озона в воздухе помещений во время работы УФ-оборудования с использованием газоанализатора [17]. Анализ проводился в нескольких точках помещения на разной высоте.

Метод определения чувствительности микроорганизмов к УФ-излучению. Для оценки чувствительности S. aureus к УФ-облучению чистые культуры микроорганизмов подвергали облучению УФ-лампой (длина волны 254 нм) на разных расстояниях и с различной продолжительностью, после чего оценивали количество колоний, выросших на чашках Петри [17].

Были изучены следующие модели оборудования:

• Рециркулятор 1: высокодозный рециркулятор (не менее 25 мДж/см²), производительность 550 м³/ч, безозоновая амальгамная УФ-лампа, фильтры классов G4 и F5.
• Рециркулятор 2: высокодозный рециркулятор (не менее 25 мДж/см²), производительность 500 м³/ч, безозоновая амальгамная УФ-лампа, фильтры классов G4 и F5.
• Облучатель А: передвижной облучатель открытого типа, корпус из нержавеющей стали, время облучения 5–30 мин, безозоновые амальгамные лампы – 4 шт., потребляемая мощность 2 кВт.
• Облучатель Б: передвижной облучатель открытого типа меньшей мощности, корпус из нержавеющей стали, время облучения 5–30 мин, безозоновые амальгамные лампы – 2 шт., потребляемая мощность 1 кВт.

Результаты

Для оценки эффективности применения Рециркулятора 1 в ФГКУ «ГВКГ им. Н.Н. Бурденко» Минобороны России для обеззараживания воздуха были выбраны три помещения военного госпиталя, где были установлены УФ-рециркуляторы: кабинет врача-хирурга приёмного отделения (150 м³), кабинет врача-терапевта приёмного отделения (123 м³), ординаторская хирургического отделения (171,9 м³).

Проверка комплектности облучателя показала соответствие медицинского изделия технической и эксплуатационной документации изготовителя – техническим условиям и паспорту (руководству по эксплуатации).

Количество установленных рециркуляторов в каждом помещении подбиралось из расчёта обеспечения не менее четырёхкратной рециркуляции воздуха. Установки  работали непрерывно в течение периода исследования. Отбирали пробы воздуха на анализ по показателям S. aureus и ОМЧ. Отбор осуществляли периодически согласно плану испытаний.

Для оценки эффективности работы рециркулятора  выполняли отбор проб воздуха до и после начала работы рециркулятора в трёх указанных помещениях госпиталя. Динамика изменения естественной микробной обсеменённости воздуха в присутствии людей представлена в табл. 1 и на рис. 1.

Анализ проб воздуха во всех помещениях показал постепенное существенное снижение показателя ОМЧ в воздухе в результате применения Рециркулятора 1. S. aureus при рутинном контроле воздуха не обнаружен.

Контроль эффективности работы Рециркулятора 2 проводился на базе трёх отделений: санитарно-эпидемиологического, 29–30 отделения реанимации, 4-го хирургического отделения (табл. 2). Проверка комплектности рециркулятора показала соответствие медицинского изделия технической и эксплуатационной документации изготовителя – техническим условиям и паспорту (руководству по эксплуатации).

В ходе проверки отобраны 24 пробы воздуха. В помещениях пробы отбирали четыре раза: до начала работы рециркулятора, через 1, 2 и 21 ч после начала работы. Работа установки была непрерывной после первого запуска до окончания времени контроля. В изучаемый период рециркулятор отключали только в момент отбора проб воздуха. Установка работала с максимальной производительностью (500 м³/ч).

Через 1 ч работы Рециркулятора 2 концентрация ОМЧ в 1 м³ воздуха резко снижается, после чего сохраняется низком уровне в течение работы рециркулятора (рис. 2).

Контроль эффективности работы рециркулятора проводили на базе пульмонологического и хирургического отделений ФГКУ «354 ВКГ» Минобороны России (далее — 354 ВКГ) и помещений ФГКУ «1026 ЦГСЭН» МО РФ (далее — 1026 ЦГСЭН). Для всесторонней оценки эффективности предоставленного оборудования были выбраны объекты контроля в помещениях разных классов чистоты.

В ходе проверки отобраны 24 пробы воздуха. В помещениях 354 ВКГ пробы отбирали дважды: до начала работы рециркулятора, через 1 час после начала работы рециркулятора (в палате хирургического отделения – три раза: до начала работы рециркулятора, через 1 час после начала работы и через 2 часа). В офисном помещении и микробиологической лаборатории 1026 ЦГСЭН пробы отбирали  2, 3 и 5 раз (табл. 3, рис. 3): до начала работы рециркулятора, через 1, 2, 4, 6 ч после начала работы рециркулятора. Работа установки была непрерывной после первого запуска до окончания времени контроля, за выбранный период рециркулятор отключали только в момент отбора проб воздуха. Установка работала с максимальной производительностью (500 м³/ч).

Результаты проб воздуха во всех помещениях демонстрируют снижение общего микробного числа в среднем на 75,3%. После 1 часа работы рециркулятора количество микроорганизмов в среднем снизилось на 68,8%, последующие часы работы не давали существенного снижения ОМЧ в воздухе. Так, после 6 часов работы рециркулятора в помещении лаборатории микробиологического отделения 1026 ЦГСЭН количество микроорганизмов снизилось на 86% (с 150 КОЕ/м до 20 КОЕ/м).

Снижение количества микроорганизмов через 1 час работы рециркулятора в присутствии людей составило 63,8%, в отсутствие людей – 73,8%.

Для оценки эффективности применения Облучателя А для обеззараживания воздуха было выбрано три помещения ФГБУ «ГВКГ им. Н.Н. Бурденко» Минобороны России: операционная № 3 — 119,9 м³ (класс А), операционная № 4 — 124,9 м³ (класс А), перевязочная хирургического отделения — 88,6 м³ (класс Б) с естественным фоном микробной обсеменённости воздуха, где были установлены облучатели.

Время работы облучателей выбирали в соответствии с рекомендациями производителя исходя из размеров помещений. Облучатели включали в этих помещениях периодически в течение всего времени проведения исследования. До и после облучения были отобраны пробы воздуха и смывы с поверхностей для определения S. aureus и ОМЧ. Отбор осуществляли периодически согласно плану испытаний.

Проверка комплектности облучателя показала соответствие медицинского изделия технической и эксплуатационной документации изготовителя – техническим условиям и паспорту (руководству по эксплуатации).

Концентрация озона в воздухе обрабатываемого помещения при функционировании Облучателя А в соответствии с рекомендуемыми режимами не превышала  установленной среднесуточной ПДК.

Для оценки эффективности обеззараживания воздуха в результате работы облучателя был выполнен отбор проб воздуха и смывов с поверхностей до и после работы облучателя в трёх ранее обозначенных помещениях госпиталя (табл. 4, 5). Анализ проб воздуха показал существенное снижение ОМЧ в воздухе в результате применения Облучателя А. Результаты анализа смывов показывают эффективное обеззараживание поверхностей в результате применения Облучателя А.

В филиале № 3 ФГБУ «НМИЦ ВМТ А.А. Вишневского» Минобороны России Облучатель А применяли в операционном зале № 3 операционного блока, перевязочной 4-го хирургического отделения и смотровом кабинете 9-го хирургического отделения. Результаты представлены в табл. 6.

В операционном зале № 3 операционного блока до дезинфекции облучателем без совмещения с химической дезинфекцией на отдельных объектах обнаруживались S. epidermidis, S. epidermidis, Enterococcus faecalis, Serratia spp.

После дезинфекции облучателем без совмещения с химической дезинфекцией на выбранных поверхностях, за исключением подлокотника операционного стола, вышеуказанные микроорганизмы не обнаружены.

На подлокотнике операционного стола повторно обнаружены S. epidermidis, Enterococcus faecalis, Serratia spp. В данном случае стоит учитывать, что точка взятия смывов с поверхности была расположена в теневой зоне, а при облучении прямого воздействия лампы не было.

В перевязочной 4-го отделения до дезинфекции облучателем без совмещения с химической дезинфекцией на объектах обнаруживались резистентный штамм Klebsiella pneumoniae, продуцирующий карбапенемазы, S. epidermidis, Enterobacter spp.

После дезинфекции облучателем без совмещения с химической дезинфекцией на выбранных поверхностях, за исключением стола для пациента (зона ног), вышеперечисленные микроорганизмы не обнаруживаются. На поверхности стола для пациента (зона ног) обнаружен S. epidermidis.

В смотровом кабинете 9-го отделения до дезинфекции облучателем без совмещения с химической дезинфекцией обнаруживались S. epidermidis, Enterococcus faecalis, споровая флора. После дезинфекции облучателем без совмещения с химической дезинфекцией вышеуказанные микроорганизмы не обнаруживались.

При использовании Облучателя А в 354 ВКГ были получены следующие результаты (табл. 7).

В перевязочной отделения челюстно-лицевой хирургии смывы отбирались дважды: до начала работы облучателя и через 30 минут после начала работы облучателя. Перед работой облучателя с различных поверхностей взяли 10 смывов, в дальнейшем в одном из них был выделен S. aureus. При повторном посеве 10 смывов с этих же поверхностей через 30 мин работы облучателя роста культуры не отмечено.

В ФГКУ «1026 ЦГСЭН» МО РФ проведена апробация бактерицидного облучателя в кишечном боксе отделения микробиологических исследований. Шесть чашек Петри со S. aureus после разведения чистой культуры в 10 мл физиологического раствора были подвергнуты УФ-облучению в течение 5, 15 и 30 мин с расстояния 1 и 2 метра. Чашки Петри были на 1/2 закрыты для контроля роста S. aureus и установлены параллельно на полу и на столе, чтобы оценить степень эффективности работы данного оборудования.

Эксперименты в ФГКУ «1026 ЦГСЭН» МО РФ показали, что эффективность Облучателя Б зависит от расстояния и времени воздействия. Наилучшие результаты (полное подавление роста S. aureus) достигались при экспозиции от 15 мин независимо от расстояния (1–2 м) (табл. 8).

Заключение

Проведённые исследования подтвердили соответствие исследуемых УФ-рециркуляторов и облучателей техническим требованиям и безопасность их применения (концентрация озона не превышает ПДК). Показана высокая эффективность оборудования для снижения микробной обсеменённости воздуха и поверхностей в различных подразделениях военно-медицинских организаций. Аналогичные результаты были получены в других лечебно-профилактических учреждениях гражданского здравоохранения при оценке эффективности обеззараживания воздуха закрытых помещений с помощью УФ-облучения [18, 19].

При этом следует отметить, что эффективность УФ-облучения зависит от многих факторов, в том числе от типа оборудования, интенсивности излучения, времени экспозиции, а также характеристик микроорганизмов и окружающей среды.

Полученные результаты позволяют рекомендовать УФ-рециркуляторы для использования в помещениях с высокими требованиями к чистоте воздуха (операционные, реанимационные палаты), а облучатели — для обеззараживания поверхностей и воздуха в небольших помещениях.

Вывод

Комплексное применение УФ-облучателей и рециркуляторов в сочетании с другими методами дезинфекции и стерилизации (химическая дезинфекция) позволяет эффективно снижать риск ИСМП в военно-медицинских организациях.