Kontekst badania
Zarządzanie odpadami zakaźnymi w placówkach ochrony zdrowia, zwłaszcza w laboratoriach diagnostycznych, stanowi istotne wyzwanie epidemiologiczne i środowiskowe. Tradycyjne metody, takie jak spalanie, autoklawowanie czy dezynfekcja chemiczna, są kosztowne, generują odpady wtórne i mogą być nieprzystępne dla laboratoriów w krajach rozwijających się. Konieczne staje się poszukiwanie prostych, efektywnych, niskoemisyjnych technologii, które mogłyby wspierać bezpieczeństwo mikrobiologiczne na etapie tymczasowego przechowywania odpadów.
Cele i hipotezy
Celem badania było opracowanie i przetestowanie skuteczności prostego pojemnika akrylowego na odpady, wyposażonego w lampę ultrafioletową typu C (UV-C), w ograniczaniu wzrostu bakterii Staphylococcus aureus – patogenu powszechnie występującego w odpadach medycznych, zdolnego do tworzenia biofilmu. Założono, że zastosowanie UV-C pozwoli skutecznie zahamować rozwój kolonii bakteryjnych w odpadach w warunkach laboratoryjnych.
Metody badawcze
W badaniu laboratoryjnym skonstruowano pojemnik z przezroczystego akrylu (grubość 2 mm, wysokość 50 cm, powierzchnia podstawy 1600 cm²), wyposażony w lampę UV-C (długość fali 200–280 nm). Testy przeprowadzono w ustalonych warunkach (23°C, 65% wilgotności), porównując dwa pojemniki: jeden z lampą UV, drugi bez niej (kontrola). W celu oceny skuteczności zastosowano bakterie Staphylococcus aureus hodowane na podłożu Congo Red Agar w trzech odstępach czasowych: 24 h, 48 h i 72 h. Obserwowano tworzenie biofilmu (kolonie śluzowe) jako wskaźnik wzrostu patogenów.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Wyniki przeprowadzonego eksperymentu jednoznacznie potwierdzają skuteczność zastosowania promieniowania UV-C w ograniczaniu wzrostu bakterii Staphylococcus aureus w pojemniku na odpady medyczne. W eksperymencie porównano dwa identyczne pojemniki – jeden wyposażony w lampę UV-C, drugi nie. Obserwacje prowadzono przez 72 godziny, przy czym hodowle bakteryjne aplikowano na podłoże Congo Red Agar, które pozwala na identyfikację biofilmu (śluzowate kolonie, typowe dla S. aureus).
W pojemniku bez lampy UV, biofilm był wyraźnie widoczny po 48 godzinach inkubacji, a jego intensywność wzrosła po 72 godzinach. W koloniach dominowały śluzowe, błyszczące skupiska – charakterystyczne dla aktywnego formowania biofilmu przez S. aureus, który chroni bakterie przed działaniem czynników środowiskowych, w tym antybiotyków i środków dezynfekcyjnych. Powstanie biofilmu w środowisku odpadów stanowi poważne zagrożenie epidemiologiczne, ponieważ może prowadzić do kontaminacji powietrza, powierzchni oraz narzędzi mających kontakt z pojemnikiem.
Z kolei w pojemniku z lampą UV-C, we wszystkich czterech powtórzeniach nie zaobserwowano żadnych objawów wzrostu kolonii biofilmu nawet po 72 godzinach. Pojedyncze kolonie miały nieśluzowy, suchy wygląd – co sugeruje zahamowanie mechanizmów odpowiedzialnych za tworzenie biofilmu, takich jak ekspresja polisacharydów otoczkowych. Można zatem wnioskować, że promieniowanie UV-C skutecznie uszkadzało materiał genetyczny bakterii oraz zaburzało ich metabolizm w sposób uniemożliwiający namnażanie i kooperację komórkową.
Mechanizm działania UV-C opiera się na uszkadzaniu DNA komórek poprzez tworzenie dimerów pirymidynowych, co zakłóca replikację i transkrypcję. W efekcie bakterie tracą zdolność do podziału, przestają funkcjonować metabolicznie i w rezultacie obumierają. Co istotne, UV-C działa kontaktowo – promieniowanie nie penetruje głęboko w materiały organiczne, dlatego skuteczność obserwowano głównie w odniesieniu do powierzchni ekspozycyjnych.
Interpretując te wyniki praktycznie, można zauważyć, że nawet krótkotrwała ekspozycja na UV-C wewnątrz pojemnika wystarczyła do zahamowania procesów, które w normalnych warunkach prowadzą do kolonizacji bakteriologicznej. W środowiskach laboratoryjnych, gdzie odpady są często przechowywane przez wiele godzin przed utylizacją, taka technologia może znacząco ograniczyć ryzyko kontaminacji wtórnej.
Dodatkowo, autorzy zwrócili uwagę, że rozwiązanie to jest: ciche i energooszczędne, nie wytwarza hałasu ani ciepła, niskoemisyjne – nie powstają żadne odpady wtórne, jak w przypadku środków chemicznych czy spalania, ekologiczne – nie wymaga zużycia wody, energii cieplnej ani materiałów eksploatacyjnych, modułowe i skalowalne – może być zintegrowane z różnymi typami pojemników na odpady w laboratoriach i przychodniach.
Wnioski z badania wskazują, że nawet proste, lokalne rozwiązania technologiczne oparte na promieniowaniu UV-C mogą znacząco podnieść standardy higieniczne w laboratoriach i ograniczyć rozprzestrzenianie się patogenów środowiskowych, szczególnie w kontekście szpitali w krajach o ograniczonych zasobach.
Wnioski
Zastosowanie miniaturowych pojemników z lampami UV-C może stanowić efektywne rozwiązanie wspomagające gospodarkę odpadami zakaźnymi w laboratoriach medycznych. System: redukuje ryzyko zakażeń krzyżowych podczas magazynowania odpadów, eliminuje konieczność stosowania środków chemicznych, może być łatwo zintegrowany z istniejącymi systemami przechowywania odpadów. Autorzy sugerują, że technologia ta jest szczególnie przydatna w krajach rozwijających się, gdzie dostęp do systemów unieszkodliwiania jest ograniczony.
Ograniczenia zakresu badawczego
Badanie przeprowadzono tylko na jednym rodzaju bakterii (Staphylococcus aureus) – brak testów na inne patogeny, np. wirusy lub grzyby. Czas obserwacji był ograniczony do 72 godzin – nie wiadomo, jak pojemnik zachowuje się przy dłuższym użytkowaniu. Brak analizy zużycia energii, kosztów wdrożenia i żywotności lampy UV. Efektywność UV może spadać z czasem – konieczna jest regularna kalibracja i wymiana źródła światła. Skuteczność może być ograniczona w przypadku odpadów o nieregularnym kształcie lub nieprzepuszczających światła.
Artykuł opublikowano w BMC Research Notes.