医疗器械生物膜的预防控制与呼吸机消毒张流波

医疗器械上生物膜的预防控医疗器械上生物膜的预防控 制与呼吸机的消毒问题制与呼吸机的消毒问题 中国疾病预防控制中心中国疾病预防控制中心 张流波张流波 01087779905 0106771712501087779905 01067717125 一、生物膜的预防控制一、生物膜的预防控制 一）细菌生物膜的概念一）细菌生物膜的概念 定义定义 细菌生物膜（细菌生物膜（Bacteril BioflimBacteril Bioflim）是相对）是相对 单个分散状态的细菌生存模式而言的一种单个分散状态的细菌生存模式而言的一种 独特的细菌生存形式，由微菌落和细菌分独特的细菌生存形式，由微菌落和细菌分 泌的水化聚合基质组成，后者是一种成分泌的水化聚合基质组成，后者是一种成分 复杂的粘液样物质。细菌生物膜形成过程复杂的粘液样物质。细菌生物膜形成过程 是细菌与材料表面接触附着，在材料表面是细菌与材料表面接触附着，在材料表面 形成菌落，菌落生长包埋于胞外脂多糖基形成菌落，菌落生长包埋于胞外脂多糖基 质中。质中。 显微镜下人工培养的生物膜显微镜下人工培养的生物膜 生物膜扫描电镜图生物膜扫描电镜图 生物膜扫描电镜图生物膜扫描电镜图 生物膜一旦形成，则难以去除，并在生物膜一旦形成，则难以去除，并在“ “ 使用使用再处理再处理使用使用” ”循环过程中逐渐循环过程中逐渐 累积，当生物膜积累到一定厚度，消毒及累积，当生物膜积累到一定厚度，消毒及 灭菌程序均难以杀灭包裹于其中的细菌。灭菌程序均难以杀灭包裹于其中的细菌。 滞留细菌滞留细菌 生物膜中总有少量细菌不能被消毒剂杀生物膜中总有少量细菌不能被消毒剂杀 灭，这些少量的细菌称之为滞留细菌。生灭，这些少量的细菌称之为滞留细菌。生 物膜对各种杀菌因子不敏感和生物膜中滞物膜对各种杀菌因子不敏感和生物膜中滞 留细菌的存在有关。留细菌的存在有关。 滞留细菌数量极少，先前就存在于细滞留细菌数量极少，先前就存在于细 菌群落中，一般处于不生长状态。菌群落中，一般处于不生长状态。 滞留细菌是菌群中大量常态细菌的不滞留细菌是菌群中大量常态细菌的不 同表型，当菌群中大量常态细菌死亡时，同表型，当菌群中大量常态细菌死亡时， 滞留细菌就会开始生长繁殖，表型也随之滞留细菌就会开始生长繁殖，表型也随之 发生转化，成为常态细菌，并且与亲代常发生转化，成为常态细菌，并且与亲代常 态细菌具有相同的性质。态细菌具有相同的性质。 滞留细菌对外环境的变化（如温度、滞留细菌对外环境的变化（如温度、 营养物质、渗透压、营养物质、渗透压、pHpH值、杀菌剂作用）值、杀菌剂作用） 具有特殊的抵抗力，在大量常态细菌死亡具有特殊的抵抗力，在大量常态细菌死亡 后仍能存活，并且保证菌群能够继续传代后仍能存活，并且保证菌群能够继续传代 繁衍。繁衍。 正因为滞留细菌对杀菌剂具有很高正因为滞留细菌对杀菌剂具有很高 的耐受性，生物膜被杀菌剂作用后，其中的耐受性，生物膜被杀菌剂作用后，其中 存活的少量滞留细菌又能重新分裂繁殖并存活的少量滞留细菌又能重新分裂繁殖并 重新形成生物膜。重新形成生物膜。 二）哪些情况易生长生物膜二）哪些情况易生长生物膜 体内医疗移植物、埋植剂体内医疗移植物、埋植剂 物体表面：病房、浴室表面物体表面：病房、浴室表面 换气系统换气系统 供水系统供水系统 诊疗设备（内镜、口腔科诊疗床、气管导诊疗设备（内镜、口腔科诊疗床、气管导 管、透析机、感应式洗手装置）管、透析机、感应式洗手装置） 慢性病伤口：糖尿病性溃疡、耳道感染、慢性病伤口：糖尿病性溃疡、耳道感染、 囊肿性纤维化囊肿性纤维化 三）生物膜的危害特点三）生物膜的危害特点 大多数医院内慢性感染，都源于生物膜。大多数医院内慢性感染，都源于生物膜。 附着牢固附着牢固 对杀菌因子抵抗力强对杀菌因子抵抗力强 及时发现有一定难度及时发现有一定难度 危害持久危害持久 四）生物膜的预防控制策略四）生物膜的预防控制策略 体内医疗移植物、埋植剂体内医疗移植物、埋植剂 物体表面：病房、浴室表物体表面：病房、浴室表 面面 换气系统换气系统 供水系统供水系统 诊疗设备（内镜、口腔科诊疗设备（内镜、口腔科 诊疗床、气管导管、透析诊疗床、气管导管、透析 机、感应式洗手装置）机、感应式洗手装置） 慢性病伤口：糖尿病性溃慢性病伤口：糖尿病性溃 疡、耳道感染、囊肿性纤疡、耳道感染、囊肿性纤 维化维化 确保消毒灭菌效果确保消毒灭菌效果 强力清洗、保持干燥强力清洗、保持干燥 及时及时更换有关部及时及时更换有关部 件件 采用抗菌材料采用抗菌材料 增加消毒剂量和频次增加消毒剂量和频次 加强监测加强监测 使用前用先用水冲洗使用前用先用水冲洗 合理用药合理用药 五）相关报道五）相关报道 使用两种过氧化氢消毒剂减少出水口细菌污染有效控制牙科手机生物膜 牙科管路（DUWs）的生物膜问题是世界范围内普遍存在的问题，是牙科医务人 员和患者的健康隐患，对那些正处疾病或免疫力低下的人而言更是如此。本研究的 目的，调查都柏林口腔医院牙科手机管路细菌污染情况，并调查使用过氧化氢消毒 剂对管路冲洗管路后，能否将管路内微生物负载量降至200cfu/ml（美国牙科协会 推荐值）。牙科进水和出水口理化指标在自来水规定限值内。牙科单元进水口中平 均需氧菌量为184cfu/ml。但是牙科单元出水口的菌量大大增高，12个牙科椅的三合 一气水注入口和cup fillers中平均菌浓度高达8200cfu/ml4300cfu/ml。另外，调查的 都柏林地区18个独立运转的牙科供水储水器中菌浓度为66000cfu/ml。这些细菌主要 为环境微生物，在进水口中也少量存在。一些为条件致病菌，如洋葱假单胞菌和荧 光假单胞菌。对比了两种消毒剂，Sterilex Ultra和Sanosil，去除细菌污染的效果。 选择其中一种消毒剂每周消毒一次（15h），可将细菌量降至美国牙科协会规定的 200cfu/ml。但是，一旦停止消毒，生物负载在可能在三周内增多至超过限值。电镜 分析结果显示，两种消毒剂均能显著减少DUWs中生物膜，一旦每周一次的消毒中 止，生物膜会迅速增殖。两种消毒剂的杀灭细菌、使菌量降至限值效力是均等的。 当反复投加Steriles Ultra后，可致牙科手机管道堵塞。建议使用Sanosil。 气管导管生物膜对呼吸机相关肺炎的意义 目标：探究气管导管（ET）生物膜与呼吸机相关肺炎（VAP）肺感染病原体之间的 关系。地点：两家大学教育医院ICU病房。设计：对比ET生物膜生物学特性和VAP 和非VAP患者气管导管样本。对患者个体而言，判断二者是否带有同源病原体，对 抗生素耐药性是否一致，病患：40位ICU患者，其中20位为VAP患者，20位为非 VAP患者（对照）。插管时间，分别为（中位数和范围）为6.5天（3-17天）和5天 （2-10天）。测定及结果：采集气管分泌物，进行细菌培养。拔管后，检查ETs上 是否有生物膜存在。分离潜在高致病病原体，包括金葡、肠球菌、肠杆菌、绿脓和 白念。当气管分泌物和ET上发现的细菌表型特征一致时，往往细菌的基因型也一致 ，无论游离细菌还是生物膜细菌对抗生素均有抵抗力。70%VAP患者气管分泌物和 ET生物膜采集细菌相同。该对比研究的敏感性数据显示，ET作为感染性微生物储 菌池，相比气管分泌物中细菌，ET生物膜中细菌对抗生素具有更强的耐药性。结论 ：调查结果为ET生物膜与VAP关系提供了进一步证据。抗生素难以根除已成熟细菌 生物膜，提示应将更多的注意放在改进ET，预防或减少细菌生物形成。 DUWs上的细菌生物膜及其控制方法 目标：由于牙科手机（DUWs）管道较为细长且长时间有水储留，极易遭受细菌污 染，包括形成生物膜和滋长条件致病菌，无论何种水源何种水质。欧洲尚未颁布确 定性的微生物限值，但是美国牙科协会（ADA）对美国DUWs的水质规定需 200cfu/ml。本研究的目的就是探讨为何细菌污染和生物膜在DUWs如此普遍，以及 消毒剂的作用及其除菌使水质生物学质量达到ADA要求。 研究内容：DUWs中生物膜形成的主要因素和减少微生物的机理 数据：大量的消毒剂可运用于去除生物膜，但实验室研究和临床调研表明，各类消 毒剂的效力并不相同，材料兼容性也不一致。一些产品可以去除生物膜，使流出水 生物负载持续保持200cfu/ml。 结论：定时定量投加适宜的消毒剂，可以持续将DUWs生物污染控制在限值范围内 。 不同稳定的过氧乙酸制剂去除生物膜效果 研究三种稳定的过氧乙酸（PAA）制剂（Bioxal M）（含或不含表面活性剂）， 去除大肠杆菌生物膜模型效果。在玻璃试管中制备生物膜，用分光光度法进行间接 评价。不同制剂，对生物膜是起固着作用或去除作用，取决于其清洗剂活性（DA ）。本研究中三种制剂，对生物膜都没有固着作用。Bioxal M-1去除生物膜的作用 与对照组（无菌水）相似。Bioxal M-2和Bioxal M-3有一定的DA成分。非离子表面 活性剂增加了产品的DA。除了消毒作用，不同组分的PAA制剂其DA各不相同。应 以此为依据，选择最不易固着生物膜的PAA制剂。同时，使用者还应关注医疗器械 清洗流程的清洗效果。当选择PAA制剂时，除了考虑杀菌效果外，还应考虑其是否 不易使生物膜固着。 评估胃肠内窥镜诊疗过程中细菌生物膜和艰难梭菌传播的风险 最近对胃肠镜诊疗过程中可能引发的细菌生物膜、艰难梭菌和其他病原芽孢菌传 播，引起广泛关注。本研究旨在调查胃肠镜是否是生物膜、芽孢或病原芽孢菌（包 括艰难梭菌）传播的危险因素。通过查阅医学文献，评估胃肠镜诊疗中可致感染因 子传播的危险因素，发现并没有关于胃肠镜致芽孢和艰难梭菌或其他病原芽孢菌传 播的案例。也未见文献报道，关于按照现有再处理流程处理的内镜，用于胃肠镜诊 疗时，其内表面生物膜引发感染的案例。由此得出结论，胃肠镜并不是细菌生物膜 ，艰难梭菌，和其病原芽孢菌传播的危险因素。严格按照现有的内镜再处理流程， 可有效避免胃肠镜诊疗过程中细菌生物膜、艰难梭菌及其他感染因子的传播。 使用有效的生物膜剥离剂：改进内镜再处理规程的重要步骤 即便遵循经验证的再处理规程，内镜管道内壁仍然可能滋长生物膜。若清洗前 内镜管道未清洗干净，使用任何杀菌剂都是无效的。本研究对比了新型的含抗生物 膜组分的促剥离剂与传统清洗剂的效果。测试选用Teflon管，并模拟内镜实际使用 情况污染管腔。使用静态+刷洗或动态再处理步骤，处理污染好的管腔。评价不同 处理步骤去除人工生物膜的效果。残留的生物膜与对照组生物膜进行对比。通过结 晶紫染色进行观察管腔内表面残留生物膜覆盖情况。将对照组生物膜细菌从管腔表 面刮下来，进行细菌计数培养（CFU），可得到培养后生物膜细菌负载量。并通 过电镜观察生物膜去除情况。研究结果表明，新型的含抗生物膜组分的促剥离剂可 有效去除成熟的人工生物膜（菌量108cfu/cm2），而传统的季铵盐清洗消毒剂不仅 无法去除生物膜，还可导致生物膜固着于管腔表面。新的程序和新的制剂，改进了 内镜再处理步骤去除生物膜效果，减少感染的传播风险。 胃肠镜相关感染最新流病和预防进展 目的：回溯了近期发表的与内镜再处理及胃肠镜诊疗感染传播风险相关的综述 。新发现：大量关于美国各类医疗结构，由于胃肠镜再处理程序失败通报病人的案 例报道。案例均与操作者失误或再处理设备故障相关，强调严格按照再处理规程操 作的重要性。监测性细菌培养可用于监测再处理效果，但对于监测性细菌培养方法 本身还存在争议。新的监测技术，的应用也日渐广泛。胃肠镜再处理过程中生物膜 积累也是一大问题。就避免污染物固着而言，过氧乙酸优于醛类液态化学杀菌剂， 但对再处理效果的改进也是有限的。酸化电位水，是新兴的液态化学杀菌剂其效果 与消毒剂相似。对于正确清洗、消毒和存储的内镜而言，使用前的内镜增加酸化水 处理步骤，并无益处。 结论：鉴于目前业界对胃肠镜再处理失败的关注，尽管目前还缺乏感染传播的 可靠证据，强调遵守现有操作规程，采用新的措施提高内镜再处理效果，对增加公 众信心而言更为重要。 -细菌生物膜难以监测、难以控制 -当前，生物膜监测方法： 1）细菌培养法：（内镜等管腔器械）冲洗水细菌培养法、涂擦采样细菌培养法 2）ATP或PCR涂擦采样分析 -当前生物膜监测方法的缺陷： 1）生物膜形成初期往往较为局限，涂擦采样部位相对又比较局限，不一定能采 到生物膜。对一些大型仪器设备更是如此，例如自动清洗机。 2）即便采到细菌，在实验室培养条件下往往难以长出生物膜态细菌，细菌生物 学性状改变。 3）细菌培养法，只能提示是否有残留有存活细菌，对于细菌是否处于休眠期或 者死掉的细菌是否已经从物体表面（如内镜管腔内壁）去除，无法获知。 4）死掉的且仍然固着于物体表面的细菌，对于尚存活的细菌来说是营养基质。 5）ATP和PCR分析，均需要一定数量的细菌，才能产生足够的光信号。 来源： /mfornalik/early-biofilm-detection-presentation 生物膜对清洗的耐受性： -常规清洗方法，无法去除生物膜； -干燥8个月后，生物膜仍能恢复生长； -生物膜可以耐受80 甚至更高温度的水洗； -生物膜可以耐受20,50,200ppm有效氯消毒剂和25ppm碘伏的处理； 来源： /mfornalik/early-biofilm-detection-presentation 医疗环境下，生物膜存在于： 来源： /mfornalik/intro-to-biofilms-3522031 二、呼吸机的消毒问题二、呼吸机的消毒问题 感谢北京大学人民医院伍迎红主感谢北京大学人民医院伍迎红主 任、北京阜外医院马玉新带领的团队任、北京阜外医院马玉新带领的团队 在此问题上所做的大量工作在此问题上所做的大量工作 呼吸机相关肺炎受关注呼吸机相关肺炎受关注 病人抵抗力低病人抵抗力低 使用时间可能较长使用时间可能较长 病人肺部深处的病原体可能被带出（病人肺部深处的病原体可能被带出（SARS)SARS) 病原体的抵抗力可能较强病原体的抵抗力可能较强 呼吸机本身缺少彻底有效的消毒方法呼吸机本身缺少彻底有效的消毒方法 呼吸机的消毒包括管路、呼吸机自身呼吸机的消毒包括管路、呼吸机自身 和湿化水的消毒问题，也包括病人呼出气和湿化水的消毒问题，也包括病人呼出气 体的无害化处理问题。体的无害化处理问题。 管路消毒方法的选择管路消毒方法的选择 使用工业化灭菌的一次性用品使用工业化灭菌的一次性用品 使用医院自行灭菌的管路（根据材质特点使用医院自行灭菌的管路（根据材质特点 可采用压力蒸汽灭菌、过氧化氢等离子体可采用压力蒸汽灭菌、过氧化氢等离子体 灭菌、环氧乙烷灭菌、其他）灭菌、环氧乙烷灭菌、其他） 至少使用经过高效消毒的管路（采