Autor dr hab. inż. Agnieszka Malesińska, prof. uczelni
Nowoczesne technologie dezynfekcji
W obliczu narastającego problemu oporności na antybiotyki oraz wzrostu liczby zakażeń szpitalnych, kluczowe jest wprowadzenie nowych, skutecznych i bezpiecznych metod dezynfekcji. Tradycyjne preparaty, takie jak aldehydy czy związki chloru, mimo skuteczności, wiążą się z problemami: powodują korozję sprzętu, podrażnienia skóry i dróg oddechowych, a także wymagają skomplikowanego przechowywania i transportu.
Nowoczesne substancje dezynfekcyjne, takie jak elektrochemicznie aktywowany kwas podchlorawy (HOCl), nadtlenek wodoru w fazie gazowej (VHP), czy roztwory oparte na innych aktywowanych związkach chemicznych, stanowią przełom w eliminacji drobnoustrojów. Ich skuteczność, niska toksyczność oraz przyjazność dla środowiska pozwalają na szerokie zastosowanie w placówkach opieki zdrowotnej.
Mechanizmy działania nowoczesnych substancji dezynfekcyjnych
Substancje te działają na wielu poziomach, co czyni je skutecznymi wobec szerokiego spektrum patogenów, w tym bakterii, wirusów i grzybów. Główne mechanizmy obejmują:
- Rozrywanie błon komórkowych – Wysoki potencjał redoks uszkadza lipidowe struktury błon komórkowych, prowadzi do utraty integralności komórek patogenów. Proces ten jest szczególnie skuteczny wobec drobnoustrojów posiadających otoczkę lipidową, takich jak wirusy otoczkowe (np. wirus grypy czy koronawirusy).
- Utlenianie białek i enzymów – Substancje te reagują z kluczowymi białkami i enzymami drobnoustrojów, prowadząc do ich denaturacji. Skutkiem jest zahamowanie kluczowych procesów metabolicznych, takich jak oddychanie komórkowe, co skutecznie uniemożliwia przeżycie mikroorganizmów.
- Degradacja materiału genetycznego – Kwas podchlorawy oraz nadtlenek wodoru mogą wnikać do wnętrza komórek i niszczyć DNA oraz RNA patogenów. Mechanizm ten jest kluczowy w zapobieganiu replikacji drobnoustrojów i rozprzestrzenianiu się zakażeń.
Te mechanizmy są szczególnie skuteczne w eliminacji bakterii wielolekoopornych, takich jak Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, oraz w inaktywacji wirusów, takich jak SARS-CoV-2 czy wirusy z grupy norowirusów.
Przykłady zastosowań w opiece zdrowotnej
- Dezynfekcja systemów wodociągowych: Systemy wodociągowe w placówkach medycznych stanowią rezerwuar patogenów, takich jak Legionella spp., Pseudomonas aeruginosa czy Stenotrophomonas maltophilia. Regularna dezynfekcja roztworami aktywowanymi chemicznie pozwala na skuteczną eliminację biofilmów, które są trudne do usunięcia tradycyjnymi metodami. W badaniach klinicznych wykazano, że stosowanie roztworów o stężeniu HOCl na poziomie 2,5 ppm redukuje skażenie bakteryjne do poziomów bliskich zeru w przeciągu kilku tygodni.
- Powierzchnie kontaktowe i urządzenia medyczne: Substancje dezynfekcyjne, takie jak HOCl i VHP, są stosowane do oczyszczania powierzchni o wysokim ryzyku transmisji patogenów. Ich zdolność do penetracji biofilmów jest szczególnie przydatna w dezynfekcji trudno dostępnych miejsc, takich jak wnętrza rur czy powierzchnie endoskopów. Ponadto, w przeciwieństwie do tradycyjnych środków na bazie aldehydów, nowoczesne preparaty nie powodują uszkodzeń mechanicznych ani korozji delikatnych urządzeń medycznych.
- Oddziały intensywnej terapii (OIT): Oddziały intensywnej terapii są szczególnie narażone na rozprzestrzenianie się patogenów wielolekoopornych. Regularne stosowanie nowoczesnych środków dezynfekcyjnych na powierzchniach kontaktowych, w systemach wentylacyjnych oraz w systemach wodnych znacząco zmniejsza ryzyko zakażeń krzyżowych. Badania wykazują, że zastosowanie technologii VHP w dezynfekcji sal operacyjnych pozwala na redukcję liczby kolonii bakterii o ponad 99% w ciągu kilku godzin.
Korzyści z zastosowania nowoczesnych substancji dezynfekcyjnych
- Bezpieczeństwo: Niska toksyczność chroni personel medyczny i pacjentów przed podrażnieniami skóry, dróg oddechowych oraz reakcjami alergicznymi. Substancje takie jak HOCl są kompatybilne z użytkowaniem w obecności ludzi, co ułatwia ich zastosowanie w ciągu dnia pracy.
- Ekonomiczność: Produkcja wielu nowoczesnych preparatów, takich jak roztwory aktywowane na miejscu, jest tania i opiera się na powszechnie dostępnych surowcach, takich jak woda i sól.
- Skuteczność wobec biofilmów: Nowoczesne substancje są zdolne do penetrowania i niszczenia biofilmów, co pozwala na eliminację patogenów w miejscach niedostępnych dla tradycyjnych środków.
- Przyjazność dla środowiska: Brak toksycznych pozostałości sprawia, że nowoczesne preparaty są zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju, minimalizując wpływ na środowisko naturalne.
Wyzwania i perspektywy
Trwałość roztworów: Niektóre substancje, takie jak HOCl, wymagają bieżącego wytwarzania na miejscu z powodu utraty aktywności w ciągu kilku dni od produkcji. Rozwiązania technologiczne, takie jak automatyczne generatory roztworów, mogą znacząco poprawić efektywność ich stosowania.
Obecność substancji organicznych: Materia organiczna obecna na powierzchniach lub w wodzie może neutralizować działanie niektórych preparatów, co wymaga stosowania wyższych stężeń lub dodatkowych etapów oczyszczania.
Literatura
1. Boyle M.A., O’Donnell M.J., Miller A., Russell R.J., Coleman D.C. (2012). Control of bacterial contamination of washbasin taps and output water using electrochemically activated solutions: a one-year study. Journal of Hospital Infection, 80, 288–292.
2. Thorn R.M.S., Lee S.W.H., Robinson G.M., Greenman J., Reynolds D.M. (2011). Electrochemically activated solutions: evidence for antimicrobial efficacy and applications in healthcare environments. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, 31, 641–653.
3. Antimicrobial action and cytotoxicity of hypochlorous acid-based disinfectants. Archives of Microbiology and Infectious Diseases, 2024.
4. Lack of cytotoxicity by disinfectant solutions used in healthcare settings. Journal of Clinical Hygiene, 2010 5. Rivera-García A., Paz-Michel B.A. (2024). Preservative attributes of near-neutral electrolyzed water. Journal of Food Processing and Preservation, Volume 2024