Kontekst badania
Spośród procedur mających na celu zmniejszenie obciążenia mikrobiologicznego powierzchni, przedmiotów i powietrza w szpitalu, stosowanie bakteriobójczego światła ultrafioletowego (UVC) stanowi zazwyczaj uzupełnienie zwykłego ręcznego czyszczenia i końcowej dezynfekcji sal operacyjnych i innych pomieszczeń szpitalnych, w szczególności tych znajdujących się w obszarach wysokiego ryzyka lub wcześniej zajmowanych przez pacjentów będących nosicielami drobnoustrojów wielolekoopornych lub Clostridioides difficile. Pomimo ogólnie korzystnych efektów bakteriobójczego działania UVC, nadal istnieją wątpliwości co do jego skuteczności ze względu na stosunkowo niewielką liczbę kontrolowanych badań. Działanie bakteriobójcze UVC zależy od dawki dostarczonej do powierzchni, która z kolei jest związana z natężeniem promieniowania wytwarzanym przez urządzenie, kątem padania promieni i powierzchnią znajdującą się w bezpośredniej linii wzroku lub w obszarach cienia w stosunku do źródła emitującego UVC. Różne mikroorganizmy mogą wykazywać różną podatność na działanie UVC. Aby zapewnić prawidłowe naświetlenie powierzchni, często konieczne jest przesunięcie źródła emitującego lub rozmieszczenie więcej niż jednego urządzenia w pomieszczeniu. Innowacyjną strategią optymalizacji naświetlania była instalacja emitera UVC na robotach samochodowych. Instrumenty te umożliwiają programowanie najbardziej odpowiednich tras pod względem odległości i czasu naświetlania w celu zoptymalizowania naświetlenia dowolnej powierzchni. Chociaż udowodniono skuteczność bakteriobójczą autonomicznych robotów UV w zwalczaniu bakterii, grzybów i wirusów, ich wydajność operacyjna i skuteczność kliniczna w ograniczaniu zakażeń związanych z opieką zdrowotną nie zostały jeszcze powszechnie wykazane w placówkach opieki zdrowotnej.
Cel i hipotezy
Badania miały na celu sprawdzeniu wykonalności w warunkach rzeczywistych i ocenę skuteczności klinicznej autonomicznego programowalnego robota emitującego światło UV–C w szpitalu akademickim.
Metoda badawcza
Jednostka ASSUM składa się ze źródła promieniowania UVC (lampy niskociśnieniowe o mocy 4,25W, 254 nm) zainstalowane na programowalnym robocie mobilnym o autonomicznej zdolności operacyjnej. Dawka promieniowania UVC otrzymana z odległości 1 metra wynosiła 1273,8 J/m2. Urządzenie (przekrój oktaedryczny) umieszczone na platformie na kołach (90 cm x 60 cm), na których pionowo zainstalowano cztery lampy emitujące promieniowanie UVC, co daje całkowitą wysokość 150 cm. Badanie przeprowadzono na sześciu salach operacyjnych i jednym oddziale intensywnej terapii w Hospital Clínic de Barcelona, 760-łóżkowym uniwersyteckim szpitalu.
Wstępnie zaprogramowany ASSUM był używany codziennie od poniedziałku do piątku przez dziesięć kolejnych miesięcy (od 1 stycznia 2023 r. do 30 października 2023 r.) na popołudniowej zmianie (od 15:30 do 21:00) w następujących warunkach klinicznych: a) sześć sal operacyjnych, w których rutynowo wykonywano operacje kardiologiczne, kolorektalne i ortopedyczne. Sale te były ostatecznie dezynfekowane za pomocą ASSUM po rutynowym ręcznym czyszczeniu po południu każdego dnia roboczego, gdy były puste; oraz b) oddział intensywnej terapii pośredniej składający się z 14 pojedynczych łóżek, na których przyjmowani są pacjenci chirurgiczni z procedurami wewnątrzbrzusznymi, w tym przeszczepami wątroby, oraz pacjenci z zaburzeniami krwawienia z przewodu pokarmowego. 6 sal intensywnej terapii i 8 sal opieki pośredniej jednostki badawczej znajduje się na tym samym oddziale, a pacjentami opiekuje się ten sam zespół personelu. ASSUM wdrożono w pomieszczeniach, w których wcześniej przebywali pacjenci zakażeni przez wielolekooporny (MDR): Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium, Staphylococcus epidermidis, enterobakterie Gram-ujemne o rozszerzonym spektrum działania wytwarzające beta-laktamazę inne niż Escherichia coli, wszelkie Enterobacterales wytwarzające karbapenemazę, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii i Clostridioides difficile. ASSUM stosowano w pustych pomieszczeniach po wypisaniu pacjentów ze szpitala i rutynowym ręcznym czyszczeniu terminala. W salach operacyjnych i oddziałach intensywnej terapii końcowe czyszczenie i dezynfekcja odbywały się przy użyciu 20 ml na 8 l wody czwartorzędowej mieszaniny amoniowej N-(3-aminopropylo)-N-dodecylopropano-1,3-diaminy (51 mg/g) z dodatkiem chlorku dodecylodimetyloamoniowego (25 mg/g) (Surfanius, Laboratoires Anios, Lezennes, Francja).
Podczas projektowania i programowania wykonano mapy tras wszystkich sal: intensywnej terapii i operacyjnych. Robot został zaprogramowany tak, aby przez 1 minutę pozostawał w odległości ≤1 m w 6–8 punktach zlokalizowanych wokół łóżka (sale) lub stołów chirurgicznych (sale operacyjne) oraz urządzeń medycznych i odzieży lub innych powierzchni często dotykanych przez pacjentów lub pracowników służby zdrowia. ASSUM można było obsługiwać ręcznie, jeśli na zaplanowanej trasie znajdowały się nieoczekiwane obiekty lub jeśli wielkość sal intensywnej terapii utrudniała jego autonomiczne funkcjonowanie. Całkowity planowany efektywny czas operacyjny (czas emisji światła UVC) ASSUM wynosił 15 minut na pomieszczenie lub salę operacyjną. ASSUM był zarządzany przez jednego technika operatora specjalnie przeszkolonego w tym celu.
W okresie badania 2022–2023 w Centrum nie wdrożono żadnych innych nowych praktyk kontroli zakażeń. Skuteczność ASSUM na salach operacyjnych mierzono, porównując wskaźniki zakażeń miejsca operowanego odnotowane od stycznia do października 2023 r. z tymi, które wystąpiły w 2022 r. u pacjentów poddanych sześciu zabiegom wykonywanym w salach dezynfekowanych przez UVC. Wybrane zabiegi obejmowały operację pomostowania tętnic wieńcowych, operację zastawki serca, pierwotne wszczepienie protezy stawu biodrowego i kolanowego oraz planową operację jelita grubego i odbytnicy. Operacje te wybrano, ponieważ są one rutynowo monitorowane przez zespół ds. kontroli zakażeń szpitala przy użyciu standardowego protokołu. Zgodnie z tym protokołem w przypadku chirurgii ortopedycznej i kolorektalnej należy przejrzeć co najmniej 100 kolejnych interwencji, jeśli łączna liczba procedur przeprowadzonych w ośrodku jest większa niż 100, a wszystkie z nich, jeśli liczba ta jest mniejsza niż 100; w przypadku chirurgii kardiologicznej wszystkie procedury muszą być monitorowane.
Skuteczność zastosowanego sposobu dezynfekcji mierzono, porównując częstość występowania w próbkach klinicznych mikroorganizmów MDR, które prawdopodobnie zostały nabyte na OIOM-ie (wykryte po 48 godzinach od przyjęcia) w okresie interwencji (od stycznia do października 2023 r.) z częstością występowania odnotowaną w tym samym okresie poprzedniego roku. Ponadto przeprowadzono ocenę narażenia na światło UVC i ilościowe badanie obciążenia mikrobiologicznego środowiska we wszystkich salach na OIOM-ie i salach operacyjnych. Do pomiarów UVC użyto komercyjnych naklejek na dyski dozymetryczne (etykiety samoprzylepne ChemdyeR CD87-1000 do kontroli dezynfekcji), które zmieniały kolor z żółtego na pomarańczowy lub czerwony po narażeniu na odpowiednio 500 mJ/cm2 lub 1000 mJ/cm2. W salach OIOM-u rozmieszczono od 7 do 8 etykiet samoprzylepnych wzdłuż zaplanowanej trasy ASSUM w ustalonym, ponumerowanym rozmieszczeniu, obejmującym często dotykane powierzchnie (mechaniczna wentylacja, wieża pomp, wezgłowie i podnóżek łóżka, stolik nocny, szafki, klawiatury i co najmniej jedną ścianę). W salach operacyjnych, ze względu na ich większy rozmiar, na przedmiotach, w tym na stole operacyjnym, maszynie do znieczulenia, maszynie lub monitorach rejestrujących parametry życiowe, wieży pomp, maszynie do krążenia pozaustrojowego (chirurgia kardiologiczna), maszynie do ultrasonografii, wózku na leki, krzesłach i stołach anestezjologów lub pielęgniarek oraz na trzech ścianach sali, rozmieszczono od 14 do 20 dozymetrów. Do badania mikrobiologii środowiskowej wykorzystano standardowe płytki kontaktowe Rodac o powierzchni 24 cm2 zawierające nieselektywny agar sojowy Trypticase z neutralizatorami LTHT do pobrania próbek z pięciu wstępnie zdefiniowanych powierzchni o dużej częstotliwości dotyku zarówno na oddziale intensywnej terapii jak i w salach operacyjnych Pobrano dwa zestawy po 5 próbek, jeden po ręcznym czyszczeniu, ale przed zastosowaniem ASSUM, a drugi po zastosowaniu ASSUM. Wybrano do dziesięciu morfotypów kolonii i zidentyfikowano je na poziomie gatunku.
Rezultaty badań i ich interpretacja
W okresie badania wykonano łącznie 439 zabiegów dezynfekcji końcowej. Średni (±SD) efektywny czas trwania dezynfekcji za pomocą ASSUM wyniósł 15,11 (1,93) minut. Na salach operacyjnych wykonano 226 (51%) interwencji przy użyciu urządzenia działającego automatycznie, zgodnie z wcześniej zaprojektowanymi mapami tras. W pozostałych przypadkach wymagana była dodatkowa forma obsługi ręcznej, głównie z powodu obecności nieplanowanych obiektów blokujących na zaprogramowanych ścieżkach. Z tych samych powodów i biorąc pod uwagę stosunkowo niewielkie rozmiary sal, ASSUM musiał być obsługiwany ręcznie w zdecydowanej większości (89%) na OIOM-ie. W okresie użytkowania ASSUM (pierwsze 10 miesięcy 2023 r.) odnotowano liczbowo wyższy wskaźnik mikroorganizmów MDR prawdopodobnie nabytych podczas pobytu na OIOM-ie niż w okresie kontrolnym (118,4 vs 76,8). Było to spowodowane znacznym wzrostem wskaźnika nabywania pałeczek Gram-ujemnych MDR w próbkach kontrolnych (wymazy z odbytu) w okresie interwencji (78,9 w porównaniu z 38,4). Jednak częstość występowania dodatnich próbek klinicznych pozostała niezmieniona (39,4 w okresie interwencji w porównaniu z 38,4 w okresie kontrolnym, p=0,94). Spośród 182 pomiarów UVC 2 (1%) były poniżej progu potrzebnego do zmiany podstawowego żółtego koloru dozymetru, 100 (54,9%) zmieniło kolor na pomarańczowy (500 mJ/cm2), a 80 (43,9%) zmieniło kolor na czerwony (1000 mJ/cm2). Dozymetry, które nie zmieniły koloru, znajdowały się w odległości 1,3 m od źródła światła. Średnia (±SD) odległość ekspozycji pomarańczowych dozymetrów wynosiła 0,97 (0,08) m, a czerwonych 0,81 (0,07) m. Wszystkie te różnice między grupami były istotne statystycznie według testu ANOVA Kruskala-Wallisa na poziomie 0,05. Wszystkie dozymetry wystawione na 1 m lub mniej zmieniły kolor. Spośród 73 dozymetrów wystawionych na <0,9 m, 7 (9,5%) zmieniło kolor na pomarańczowy, a 66 (90,4%) na czerwony; spośród 96 narażonych na odległość >0,9 m i ≤1 m 82 (85,4%) przybrało kolor pomarańczowy, a 14 (14,6%) czerwony, a spośród narażonych na odległość większą niż 1 m (maksymalnie 1,3 metra) 2 (15,3%) nie zmieniło koloru, 11 (84,6%) zmieniło kolor na pomarańczowy, a żaden nie przybrał koloru czerwonego. Trzy z 6 sal operacyjnych były wolne od bakterii po ręcznym czyszczeniu, a wszystkie 6 były wolne po operacji ASSUM; średnia (SD) liczba bakterii przed ASSUM i po ASSUM wynosiła 0,4 (1,2) CFU i 0 (p=0,083). Izolaty z sal operacyjnych były komensalne, a gdy były obecne, ich liczba wynosiła <10 CFU na płytkę. Wszystkie 14 sal na OIOM-ie dało dodatnie płytki Rodac po ręcznym czyszczeniu, a 6 było całkowicie wolnych od bakterii po operacji ASSUM. Wszystkie izolaty z OIOM-u były komensalne z flory skóry lub jamy ustnej, z wyjątkiem jednego szczepu S. pneumoniae. Średnia liczba bakterii przed ASSUM i po ASSUM na płytkę wynosiła odpowiednio 4,57 (7,4) jednostek tworzących kolonie (CFU) i 0,27 (0,8) CFU, co stanowi wysoce istotną różnicę (p<0,0001). W czterech salach OIOM-u co najmniej jedna próbka miała przed ASSUM liczbę >15 CFU na płytkę, ale żadna nie wytworzyła ≥50 CFU; we wszystkich próbkach po ASSUM wzrost wyniósł ≤5 CFU na płytkę.
Wnioski
Badanie wykazało, że użycie jednostki ASSUM w dwóch oddziałach (sale operacyjne i sale OIOM) jest wykonalne, zapewnia odpowiednie działanie bakteriobójcze naświetlanych powierzchni i znacznie zmniejsza obciążenie bakteryjne pozostające na powierzchniach po ręcznym czyszczeniu, szczególnie w warunkach intensywnej terapii. Nie udało się jednak wykazać, że te efekty przekładają się na korzystne wyniki kliniczne, takie jak zmniejszenie częstości zakażeń miejsca operowanego lub mniejszego nabywania mikroorganizmów MDR u pacjentów OIOM.
Ograniczenia zakresu badawczego
Badanie ma pewne wady. W pomiarach obciążenia mikrobiologicznego, chociaż wszystkie morfologicznie różne kolonie zostały zidentyfikowane na poziomie gatunku, użycie nieselektywnego agaru mogło zmniejszyć czułość procedury. Ponadto nie kontrolowano innych potencjalnych czynników zakłócających obciążenie mikrobiologiczne. Badanie przeprowadzono w trakcie pandemii COVID-19, jednak okres badania miał miejsce po sezonie pandemii, w czasie, gdy szpital funkcjonował praktycznie zgodnie ze standardowymi parametrami, a oddział intensywnej terapii nie był specjalnie dedykowany COVID-19 w okresie badania. Ponadto, zgodnie z danymi zespołu ds. kontroli zakażeń ośrodka (dane nieprzedstawione) nie było żadnych zmian w technikach chirurgicznych ani czasie trwania operacji, adekwatności profilaktyki antybiotykowej ani przestrzeganiu higieny rąk na OIOM-ie. Na koniec, wyniki badania nie mogą być uogólniane na populacje o różnej demografii i środowiskach opieki zdrowotnej.
Artykuł opublikowany w Infection Prevention in Practice.