美國(guó)眾議院監(jiān)管和政府改革委員會(huì)從美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)獲得最新數(shù)據(jù)稱，2010年~2015年，全球有41家以上醫(yī)院報(bào)告了與內(nèi)窺鏡相關(guān)的細(xì)菌感染，有300~500名患者因接受污染的內(nèi)窺鏡檢查而感染致命細(xì)菌。
據(jù)商業(yè)時(shí)報(bào)2018年12月11日消息，全球最大醫(yī)用內(nèi)窺鏡的生產(chǎn)制造商奧利巴斯旗下一家子公司因可重復(fù)使用的十二指腸腸鏡消毒不徹底，導(dǎo)致190多名患者感染抗生素難以起效的耐藥菌，并致多名患者死亡，該公司也為此支付了8500萬(wàn)美元(約合5.85億元)罰款。
上述事件發(fā)生的重要原因之一就是內(nèi)窺鏡因清洗消毒方法不規(guī)范或消毒劑選擇錯(cuò)誤而引發(fā)的醫(yī)源性傳播感染。
目前內(nèi)窺鏡常用消毒劑進(jìn)行消毒，每一種消毒劑都有其特殊的消毒效果、消毒對(duì)象和殺菌機(jī)制。當(dāng)微生物和消毒劑的不斷接觸，其抗性就可能不斷增強(qiáng)。
如果濫用消毒劑，不但達(dá)不到消毒效果，其后反而創(chuàng)造出抗性更強(qiáng)的微生物，因此防控工作更加難以開(kāi)展。
除此之外，諸多含氯消毒劑的使用，會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)污染，進(jìn)而危害人類飲水健康。本文通過(guò)分析目前內(nèi)窺鏡常用消毒劑及其殺菌原理，探討內(nèi)窺鏡消毒劑新品種開(kāi)發(fā)的可能性和必要性。?
戊二醛是繼甲醛和環(huán)氧乙烷后，用途最廣泛的化學(xué)消毒劑，因此，被譽(yù)為化學(xué)消毒劑發(fā)展史的第三個(gè)“里程碑”。
按照國(guó)家衛(wèi)生部編寫(xiě)的消毒技術(shù)規(guī)范、消毒劑殺菌水平，戊二醛屬于高效消毒劑，具有廣譜、低毒、對(duì)金屬腐蝕性小等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于內(nèi)窺鏡消毒。戊二醛對(duì)芽孢有一定的殺滅能力，但屬在雙醛類化合物中殺滅效果最佳。? ? ? ? ?
2.戊二醛殺菌作用機(jī)制 ? ? ? ? ?
戊二醛的殺菌作用主要依靠的是其結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)醛基，而醛基的活性與pH和溫度密切相關(guān)。
酸性戊二醛中，戊二醛單體容易水解成類似乙縮醛和環(huán)狀的半乙縮醛多聚體，單體戊二醛含量非常少，因此其殺菌效果并不好，而戊二醛在堿性環(huán)境下(pH7.5~8.5)，兩個(gè)醛基的生物活動(dòng)極高，可殺滅大部分細(xì)菌甚至芽孢，但當(dāng)pH>8.5時(shí)戊二醛的幾個(gè)醛基作用加強(qiáng)，活性開(kāi)始減弱。
同時(shí)，溫度對(duì)堿性戊二醛的影響也較大，隨著溫度的升高，戊二醛的聚合度不斷增加，聚合作用不斷加強(qiáng)，可導(dǎo)致活性不斷降低。
在戊二醛發(fā)揮重大作用的這些年里，也不斷爆發(fā)出它的缺點(diǎn)。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)從事內(nèi)窺鏡消毒工作或其他經(jīng)常處在戊二醛環(huán)境中的工作人員，患化學(xué)傷害性腸胃炎、職業(yè)性哮喘等疾病的概率明顯升高。
也就因?yàn)檫@個(gè)原因，戊二醛使用時(shí)必須佩戴防護(hù)工具(如手套口罩等)，使用結(jié)束后，需使用大量蒸餾水反復(fù)沖洗。? ? ? ? ?
1.過(guò)氧化氫使用現(xiàn)狀 ? ? ? ? ?
過(guò)氧化氫在外科領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛，并且兼具防腐、氧化和殺菌等作用。一般醫(yī)院所使用的過(guò)氧化氫濃度為3%。過(guò)氧化氫最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠通過(guò)較強(qiáng)的氧化性降低受傷創(chuàng)面的感染率，與此同時(shí)，為感染創(chuàng)面提供足量氧，從而達(dá)到快速愈合的效果。? ? ? ? ?
2.過(guò)氧化氫殺菌作用機(jī)制 ? ? ? ? ?
生物體細(xì)胞內(nèi)，適當(dāng)水平的活性氧(ROS)可維持干細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)，據(jù)文獻(xiàn)研究表明，低濃度ROS發(fā)揮的作用類似于生長(zhǎng)因子。? ? ? ? ?
據(jù)研究表明，小鼠經(jīng)口攝入濃度分別為1‰和1%的過(guò)氧化氫后，小鼠的心肌細(xì)胞線粒體損傷程度與過(guò)氧化氫濃度呈正比。
另外，有文獻(xiàn)報(bào)道，與生理鹽水相比，當(dāng)過(guò)氧化氫濃度達(dá)到20%時(shí)，導(dǎo)致大鼠背部皮膚大面積損傷，當(dāng)劑量達(dá)到40μL/d時(shí)，大鼠背部表皮明顯變厚(P<0.05)。
過(guò)氧化氫的殺菌機(jī)制是其具有較強(qiáng)的氧化作用，從而產(chǎn)生大量羥自由基導(dǎo)致DNA損傷，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞死亡。
由此可見(jiàn)，過(guò)氧化氫作為消毒劑使用時(shí)都有明顯的利弊，且臨床使用過(guò)程中，對(duì)皮膚黏膜或皮膚創(chuàng)面是否會(huì)造成不可逆?zhèn)€有待研究。? ? ? ? ?
1.酸性氧化電位水使用現(xiàn)狀 ? ? ? ? ?
1987年，日本首先獨(dú)立研發(fā)出一種新型高效消毒劑，從此開(kāi)始了關(guān)于酸性氧化電位水(ElectrolyzedOxidizingWater，EOW)的漫長(zhǎng)研究。
酸性氧化電位水制備過(guò)程需在特定的生成器中進(jìn)行，進(jìn)入生成器前的水需進(jìn)行軟化處理，然后添加一定量的NaCl作為電解質(zhì)，然后進(jìn)入特定的離子膜電解槽進(jìn)行電離分解。
研究表明，增加電解質(zhì)濃度和電流密度、延長(zhǎng)電解時(shí)間、縮小電極間距，并且選擇陰離子膜電解，鈦基涂釕銥(高銥含量電極)，比電極面積是1/4cm-1均可提高電解效率。酸性氧化電位水最大的優(yōu)勢(shì)是滅菌的同時(shí)確保了使用的安全性。
2.酸性氧化電位水的殺菌作用機(jī)制 ? ? ? ? ?
目前，關(guān)于酸性氧化電位水的殺菌機(jī)制研究的主導(dǎo)觀點(diǎn)是較低的pH環(huán)境、較高氧化還原電位值(ORP值)和較高濃度的活性氧(ROS)和有效氯。? ? ? ? ?
低pH使微生物生存環(huán)境被破壞，致使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)某些酶失活，雖然細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)蛋白質(zhì)變性失活，其核酸并未變性失活。
也有研究表明，單增李斯特菌在弱酸性氧化電位水作用下，其細(xì)胞質(zhì)呈現(xiàn)一定程度的損傷，進(jìn)而呼吸作用受到抑制，細(xì)胞膜通透性變大，細(xì)胞膜上的Na+/K+-ATP酶活性降低，大量大分子物質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)流失到細(xì)胞外，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
有研究表明，酸性氧化電位水的殺菌能力最依賴的是其有效氯和氧化還原電位值(ORP值)對(duì)微生物產(chǎn)生的氧化作用。? ? ? ? ?
氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子相互轉(zhuǎn)移，電子的得失在細(xì)胞內(nèi)控制著細(xì)胞的分化、生長(zhǎng)和死亡，而電信號(hào)的微弱改變都將會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。據(jù)報(bào)道，病原微生物對(duì)酸性氧化電位水中的有效氯非常敏感。? ? ? ? ?
通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酸性氧化電位水中的有效氯濃度對(duì)其殺菌能力影響比較大，當(dāng)其中有效氯濃度達(dá)到30.0mg/L以上，對(duì)微生物殺滅率可達(dá)100%，而當(dāng)其濃度低于30mg/L時(shí)，酸性氧化電位水的殺菌效果則顯著降低。
相關(guān)研究表明，當(dāng)含有效氯濃度較高的酸性氧化電位水和細(xì)菌接觸后，細(xì)菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生破裂和水泡樣性變。? ? ? ? ?
酸性氧化電位水中活性氧成分發(fā)揮的也是氧化作用，主要包括羥基自由基(·OH)、初生態(tài)原子氧([O])、過(guò)氧化氫(H2O2)、臭氧(O3)等。? ? ? ? ?
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，O3的滅菌濃度為4mg/L，而酸性氧化電位水中O3濃度較之低很多，且存放時(shí)間越長(zhǎng)，有效氯濃度增加，O3濃度逐漸下降，由此可以得出結(jié)論，O3在酸性氧化電位水殺菌作用中作用并不大。? ? ? ? ?
據(jù)研究，將5.5-二甲基-吡咯啉-1-氧化物(DMPO)當(dāng)做自旋捕捉劑，測(cè)定不同放置時(shí)間下酸性氧化電位水中羥基自由基(·OH)的電子順磁共振譜圖，然后添加甘露醇將羥自由基(·OH)清除，觀察其電子順磁共振信號(hào)強(qiáng)度變化，此項(xiàng)研究充分證實(shí)了酸性氧化電位水中羥自由基的存在。
據(jù)一項(xiàng)研究表明，酸性氧化電位水放置的前45d內(nèi)，其氧化還原電位值變化很小，基本可維持在1100mV左右，當(dāng)放置時(shí)間到達(dá)52~66d時(shí)，氧化還原電位值會(huì)呈現(xiàn)急速下降。
另一項(xiàng)研究中，利用光譜學(xué)分析法發(fā)現(xiàn)酸性氧化電位水中氧化還原電位值變化，極大損傷了腸出血性大腸桿菌O157：H7的內(nèi)外膜蛋白，而改變pH對(duì)損傷結(jié)果無(wú)顯著性差異。? ? ? ? ?
此外，次氯酸(HClO)也是酸性氧化電位水中有效氯成分之一。HClO是諸多反應(yīng)性氯物質(zhì)(RCS)中的一種，反應(yīng)性氯物質(zhì)會(huì)引起細(xì)菌的諸多應(yīng)激反應(yīng)，如常見(jiàn)的過(guò)氧化物抵抗、甲硫氨酸氧化、蛋白去折疊、“硫饑餓”等。
同時(shí)，反應(yīng)性氯物質(zhì)對(duì)微生物的殺滅極力也是通過(guò)多途徑多靶點(diǎn)的方式，目前并無(wú)統(tǒng)一定論。?
??
目前，我國(guó)絕大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)仍然以戊二醛作為內(nèi)鏡清洗消毒的主要消毒劑之一。目前，在內(nèi)窺鏡消毒過(guò)程中，強(qiáng)酸性氧化電位水的應(yīng)用范圍正逐步擴(kuò)大，其最主要原因是其消毒速度快，但它的產(chǎn)生須通過(guò)在有隔膜的電解槽快遞電解NaCl而成，另一個(gè)電極需不斷電解水，其產(chǎn)物完全沒(méi)有殺菌作用，因此產(chǎn)生大量廢液。
再者，強(qiáng)酸性氧化電位水需要現(xiàn)配現(xiàn)用，為實(shí)際操作帶來(lái)不便微酸性氧化電位水是由不帶隔膜的電解槽電解添加了中和劑的氯化鈉溶液而制得，為一室模型，不產(chǎn)生堿性電解水，無(wú)廢液產(chǎn)生，與酸性氧化電位水相比，微酸性氧化電位水的生產(chǎn)效率較更高。
據(jù)研究表明，微酸性氧化電位水消毒滅菌效果確切，用時(shí)短，可加快內(nèi)鏡使用的周轉(zhuǎn)，并且具備極強(qiáng)的安全性和穩(wěn)定性。
除此之外，國(guó)外很多規(guī)范類書(shū)籍中已將微酸性氧化電位水列入消化內(nèi)鏡消毒劑列表，比如《世界胃腸病學(xué)消化內(nèi)鏡消毒操作指南(2005版)》《英國(guó)胃腸道內(nèi)窺鏡設(shè)備去污染BSG指南(2008版)》和《歐洲ESGE—ESGENA消化道內(nèi)窺鏡檢查中的清潔和消毒指南(2008版)》等。? ? ? ? ?
綜上所述，微酸性基本符合消化內(nèi)鏡理想的高水平消毒劑標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)常規(guī)使用具有一定可行性，可作為新型內(nèi)窺鏡消毒劑開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)選擇。? ? ??
參考資料：內(nèi)窺鏡常用消毒劑及其殺菌機(jī)制的探討，盧昕等，中國(guó)醫(yī)療器械信息，2022
? ?END
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦醫(yī)用高分子）：內(nèi)窺鏡常用消毒劑及其殺菌機(jī)制的探討
