© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 3/2000, s. 54-60
Wanda Parnowska
Znaczenie stosowania i badań skuteczności środków dezynfekcyjnych w profilaktyce zakażeń szpitalnych
Importance of application and evaluation of efficacy of disinfectants in prophylaxis of hospital infections
Instytut Leków w Warszawie
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. A.P. Mazurek
Streszczenie
Ważnym elementem profilaktyki zakażeń szpitalnych jest stosowanie środków dezynfekcyjnych. Skuteczność tego działania powinna być oceniana standardowymi metodami mikrobiologicznymi zalecanymi przez międzynarodowe autorytety. W metodach tych uwzględnia się badania ze szczepami testowymi (badania prospektywne) i ze szczepami obecnymi w środowisku szpitalnym (badania retrospektywne). Tylko połączone stosowanie środków dezynfekcyjnych z równoległym badaniem ich skuteczności metodami mikrobiologicznymi daje informacje o rzeczywistej efektywności w profilaktyce zakażeń szpitalnych.
Summary
Application of disinfectants is important element in prophylaxis of hospital infection. Efficacy of disinfectants activity ought to be evaluated by standard microbiological methods recommended by international authorities. In this methods the assays are made with reference strains of microorganism (prospective research) and with microbes present in environment (retrospective research). Only the application of disinfectants and parallel evaluation of their activity in microbiological research gives the information of real effectiveness in prophylaxis of hospital infections.
Wstęp
Racjonalne zapobieganie rozwojowi drobnoustrojów w środowisku człowieka liczy około 150 lat i rozpoczęło się od odkrycia, że to właśnie drobnoustroje są czynnikami etiologicznymi różnych schorzeń. Pewne zabiegi profilaktyczne stosowane były jednak już wcześniej, a punktem wyjścia były doświadczenia i obserwacje kliniczne. Tak więc jeszcze przed odkryciem drobnoustrojów zastosowano do dezynfekcji w położnictwie chlor (Holmes 1830 i Semmelweis 1847), a w chirurgii fenol (Lister 1870). W drugiej połowie XIX wieku stworzono podstawy higieny szpitalnej (Florence Nightingale 1853-1856). Postępy i rozwój bakteriologii ostatnich stu lat sprawiły, że w zasadzie znikł obecnie na Ziemi problem wielkich epidemii, zlikwidowano bowiem większość groźnych chorób zakaźnych, jednak znakiem naszych czasów są zakażenia o bardzo różnej etiologii, które stały się groźne zwłaszcza dla ludzi o obniżonej odporności naturalnej.
Jedną z ważniejszych dróg zapobiegania szerzeniu się drobnoustrojów, a w następstwie zapobiegania zakażeniom jest przerywanie dróg przenoszenia drobnoustrojów i niszczenie ich źródeł. Drobnoustroje mogą być przenoszone przez powietrze, drogą kropelkową bądź rozprzestrzeniać się z cząstkami kurzu. Drobnoustroje Gram-dodatnie, które dobrze znoszą wysuszenie, mogą bytować na suchych powierzchniach i unosić się z cząsteczkami kurzu w powietrzu. Drobnoustroje Gram-ujemne są bardziej wrażliwe na wysuszenie, ale te, które przeżyją otoczone ochronną warstwą substancji organicznej, mogą istnieć w środowisku podobnie długo jak gronkowce. Bakterie Gram-ujemne bytują ponadto łatwo w środowiskach wilgotnych. Klasycznym przykładem może być pałeczka ropy błękitnej, Pseudomonas aeruginosa.
Poza powietrzem, rozprzestrzenianie się drobnoustrojów zachodzi w środowisku drogą kontaktową. Bakterie mogą być przenoszone na rękach, obuwiu, włosach oraz sprzętach i narzędziach. Podstawowa strategia zapobiegania szerzeniu się drobnoustrojów w środowisku, które skupia większą liczbę ludzi, to funkcjonalne budownictwo i zapewnienie higieny środowiska. W kompleksie zabiegów higienicznych istotną rolę odgrywa wyjałowienie, dezynfekcja, antyseptyka oraz sprzątanie. Niewątpliwe, zabiegi zmierzające do likwidacji lub zmniejszenia liczby drobnoustrojów w środowisku odgrywają największą rolę w dużych skupiskach ludzi chorych, często o obniżonej odporności naturalnej, czyli w szpitalach.
Ta obniżona odporność naturalna chorego człowieka powoduje, iż staje się on bezbronny również wobec drobnoustrojów, które dla człowieka zdrowego nie stanowią zagrożenia i bytują w jego środowisku niejednokrotnie żyjąc w symbiozie z człowiekiem.
W praktyce klinicznej zaobserwowano, że drobnoustroje te, nosząc nazwę oportunistycznych, stają się przyczyną ciężkich schorzeń w warunkach szpitalnych (5, 7, 13, 15-18). Zjawisko to znane jako zakażenia szpitalne, czasem nazywane chorobą zakaźną współczesności, jest bardzo trudne do zwalczenia. Przyczyną zakażeń może być flora bakteryjna żyjąca na skórze (np. tzw. niechorobotwórcze gronkowce), bytująca w przewodzie pokarmowym (rodzina Enterobacteriaceae, drobnoustroje beztlenowe). Są to przykłady zakażeń endogennych. Groźne są dla człowieka chorego drobnoustroje bytujące w powietrzu, wodzie (np. Pseudomonas aeruginosa), które mogą spowodować zakażenia pochodzenia egzogennego. Szerokie wrota zakażenia, tworzące się przy skomplikowanych zabiegach chirurgicznych i inwazyjnych badaniach diagnostycznych, sprzyjają dodatkowo wtargnięciu do organizmu człowieka obecnych w środowisku drobnoustrojów. Infekcje szpitalne mogą bardzo skomplikować leczenie schorzenia podstawowego, stają się drugą poważną chorobą. Są trudne do leczenia ze względu na częstą oporność tych drobnoustrojów na antybiotyki.
Można powiedzieć, że w sytuacji niekorzystnej dla człowieka, każdy drobnoustrój może stać się czynnikiem etiologicznym choroby i że tradycyjny podział na bakterie chorobotwórcze jest obecnie nieaktualny.
Jednym ze środków zapobiegających zakażeniom szpitalnym jest odpowiedni poziom higieny w szpitalu. Wśród wielu działań profilaktycznych należy wymienić stosowanie środków odkażających. Odkażanie redukuje liczby drobnoustrojów w środowisku i selektywnie eliminuje niektóre niepożądane mikroorganizmy. Ponadto odkażanie przeciwdziała rozprzestrzenianiu się drobnoustrojów. Wybór metody odkażania oraz rodzaju środka jest uwarunkowany trzema zasadniczymi czynnikami. Pierwszy to cel, jakiemu ma służyć, a zwłaszcza jakie drogi szerzenia mają zostać wyeliminowane. Drugi ważny element to miejsce stosowania. Od tego uzależniony jest przede wszystkim wybór środka i możliwość jego użytku w środowisku nieożywionym i żywym. Trzeci ważny czynnik to zakres przewidywanego stosowania.
Odkażanie można przeprowadzić metodami fizycznymi (np. promienie nadfioletowe, filtracja) oraz chemicznymi, przy użyciu związków chemicznych o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. Promienie nadfioletowe są stosowane do dezynfekcji powierzchni i powietrza oraz urządzeń filtrujących. Filtracja jest metodą stosowaną do środowisk płynnych i powietrza i znalazła duże zastosowanie w procesach wytwarzania leków. Jednak powszechne zastosowanie znalazły zabiegi odkażające metodami chemicznymi.
Związki chemiczne o działaniu przeciwdrobnoustrojowym są wykorzystywane do dezynfekcji powietrza, powierzchni, narzędzi, aparatów, a także odkażania żywych tkanek. Środki odkażające dobiera się w zależności od sposobu stosowania, uwzględniając wymagania, jakie powinny spełniać w danych warunkach, np. w środowisku nieożywionym i żywym. Środki odkażające, które znalazły zastosowanie w środowisku nieożywionym, noszą nazwę dezynfekcyjnych. Te, które stosuje się na żywe powierzchnie, to antyseptyki.
W dezynfekcji szpitalnej znalazło zastosowanie wiele związków o działaniu przeciwdrobnoustrojowym, należących do różnych grup chemicznych. Niektóre z nich znalazły zastosowanie w antyseptyce. Ograniczenia w możliwości zastosowania w antyseptyce wynikają głównie z faktu ich oddziaływania na żywą tkankę. W związku z tym bardzo ważną cechą jest nieszkodliwość środków antyseptycznych, w tym zwłaszcza brak toksyczności oraz działań drażniących i alergizujących. W wielu przypadkach tworzy się połączenia związków należących do różnych grup chemicznych w celu uzyskania efektu synergistycznego, a także dla stworzenia warunków opóźniających wystąpienie oporności drobnoustrojów. Główne grupy chemiczne środków dezynfekcyjnych i antyseptyków podano w tabelach 1 i 2.
Tabela 1. Glówne grupy chemiczne srodków dezynfekcyjnych.
Aldechydy
Alkohole
Zwiazki halogenowe
Jodofory
Fenole
Kwasy
Zwiazki powierzchniowo czynne |
Tabela 2. Glówne grupy chemiczne antyseptyków.
Alkohole
Zwiazki jodu
Jodofory
Zwiazki powierzchniowo czynne |
Czynniki wpływające na skuteczność działania
Czynniki zewnętrzne
Przebieg wymierania drobnoustrojów w populacji w czasie procesu odkażania zależny jest od bardzo wielu czynników. W modelu „czystym”, gdy bierze się pod uwagę wyłącznie reakcje komórki, ma on przebieg zbliżony do logarytmicznego. Generalnie przyjmuje się, że proces wymierania jest proporcjonalny w czasie do liczby drobnoustrojów, które przeżyły. W czasie każdej minuty zachodzi 90% redukcja liczby drobnoustrojów. Jednak u drobnoustrojów o mniejszej wrażliwości początkowej okres wymierania jest zwykle dłuższy.
W przypadku dużej populacji drobnoustrojów istnieje zawsze możliwość, że jej część przeżyje i dlatego skuteczność dezynfekcji zależy w dużym stopniu od stopnia skażenia środowiska i od tzw. współczynnika inaktywacji charakterystycznego dla danego procesu. Współczynnik inaktywacji jest to stosunek liczby drobnoustrojów przed zabiegiem do liczby tych, które przeżyły.
W praktyce procesy inaktywacji komórek pod wpływem środków dezynfekcyjnych rzadko przebiegają w układach czystych i prostych. Ta logarytmiczna zależność występuje tylko wtedy, gdy inne parametry procesu pozostają stałe. Generalnie można wprawdzie powiedzieć, że im mniejsze jest skażenie tym łatwiej uzyskać można właściwy poziom odkażenia, ale skuteczność zabiegu dezynfekcji zależy również od wielu innych czynników wpływających na ten proces. Wśród nich należy wymienić przede wszystkim stężenie środka, czas jego działania oraz temperaturę, w której przebiega odkażanie.
Siła działania środka dezynfekcyjnego zależy przede wszystkim od stężenia oraz czasu jego działania. Znajomość zależności czasu działania i stężenia związku ma duże znaczenie przy określaniu aktywności środków dezynfekcyjnych. O istotnej aktywności związku decyduje nie jego zawartość wagowa w środowisku, ale aktywność w sensie mikrobiologicznym. Wprowadza się pojęcie wykładnika stężenia związku. Jest to wynik zależności między logarytmem stężenia a logarytmem czasu (w minutach) potrzebnego do otrzymania określonej śmiertelności w populacji badanych bakterii (tak zwana stała szybkość śmierci). Wartość wykładnika stężenia jest realną miarą skuteczności związku. Może on ulegać znacznym odchyleniom zależnie od warunków oraz składu środowiska; tym samym zmienia się rzeczywista aktywność przeciwbakteryjna substancji niezależnie od jej zawartości wagowej.
Wiadomo, że temperatura wpływa również na wzrost drobnoustrojów, w tym w pewnych zakresach, zwłaszcza na jego intensywność. Jednak znaczne podwyższenie temperatury może działać niszcząco na komórkę, prowadząc do jej śmierci. Stwierdzono, że w ogromnej większości przypadków wzrost temperatury powoduje również wzrost efektu bakteriobójczego związków dezynfekcyjnych. Wynika to zarówno ze zwiększonej, wraz ze wzrostem temperatury, efektywności związków chemicznych, jak i bakteriobójczego działania samego ciepła na komórkę. Na aktywność związków dezynfekcyjnych ma także wpływ odczyn środowiska. Jest to uzależnione od dysocjacji związku bądź zmiany ładunku na powierzchni komórki.
Wśród innych czynników wykazano specyficzne działanie pewnych jonów w środowisku na drobnoustroje (np. jonów cynku i rtęci).
Wiadomo, że obecność w środowisku substancji organicznych z reguły obniża działanie przeciwbakteryjne związków dezynfekcyjnych. Mają one utrudnione przenikanie do komórki w przypadkach środowiska wykazującego lepkość. W efekcie stężenie środka dezynfekcyjnego w komórce jest znacznie niższe. Środki dezynfekcyjne mogą być również neutralizowane przez substancje organiczne. Ponadto związki organiczne mogą absorbować środek przeciwbakteryjny w środowisku, szczególnie gdy mają one zdolność obniżania napięcia powierzchniowego.
Istotną rolę w osłabianiu działania związków dezynfekcyjnych odgrywa fakt możliwej koagulacji związków organicznych. Tworzy to warstwę ochronną wokół komórki bakteryjnej i utrudnia wnikanie do niej związku.
Substancje organiczne same mogą również wchodzić w związki chemiczne ze środkami o działaniu przeciwbakteryjnym, neutralizując czasem ich działanie przez obniżenie stężenia oraz mechaniczne utrudnienie kontaktu z komórką bakteryjną.
Na adsorpcję związków dezynfekcyjnych na powierzchni komórki bakteryjnej ma także wpływ napięcie powierzchniowe. Stwierdzono, że związki powierzchniowo czynne mogą stymulować ich działanie przeciwbakteryjne. Zjawisko to znalazło zastosowanie w praktyce, gdyż obecność związków powierzchniowo czynnych w roztworach środków dezynfekcyjnych może ułatwić kontakt związku z komórką bakteryjną. Związki powierzchniowo czynne mają ponadto większą zdolność penetracji środowiska i dlatego mają możliwość dotarcia do trudno dostępnych miejsc. Z tego powodu dodaje się je do roztworów związków trudno rozpuszczalnych w wodzie w celu ich aktywacji i możliwości adsorpcji na powierzchni komórki bakteryjnej. Praktycznym efektem tych zjawisk jest często obserwowane lepsze działanie przeciwbakteryjne preparatów w postaci emulsji niż roztworów wodnych.
Właściwości drobnoustrojów
Podstawowe znaczenie dla efektywności środków odkażających mają właściwości biologiczne poszczególnych rodzajów drobnoustrojów. Ze względu na różną budowę, skład chemiczny ściany i błony komórkowej, bakterie wykazują różną wrażliwość na czynniki antybakteryjne. Dużą rolę odgrywa niejednakowa możliwość dyfuzji związków do wnętrza komórki, wynikająca z różnic przepuszczlności zewnętrznych warstw komórki. Stopień dyfuzji zmniejsza się na przykład również wraz ze wzrostem lepkości środowiska. Z tego powodu bakterie wytwarzające śluz łatwiej bronią się przed penetracją czynników przeciwbakteryjnych. Ze względu na znane różnice w budowie i składnikach ściany i błony komórkowej bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych obserwuje się różną ich wrażliwość na środki dezynfekcyjne. Bakterie Gram-dodatnie (np. gronkowce) są mniej wrażliwe na działanie fenoli, formaliny i związków chloru aniżeli bakterie Gram-ujemne, łatwiej natomiast ulegają działaniu chlorocheksydyny, jodoforów i czwartorzędowych zasad amoniowych. Z kolei bakterie Gram-ujemne (np. Pseudomonas, Klebsiella, Proteus) mniej są wrażliwe na chloroheksydynę i czwartorzędowe związki amoniowe. Aktywne w stosunku do nich są związki chlorowe, formalina i fenole.
Ponadto na efektywność związku bardzo znacznie wpływa wielkość skażenia środowiska. Ten sam związek dezynfekcyjny w danym stężeniu może być aktywny w przypadku niskiego stężenia i wykazuje brak działania przy wysokim poziomie skażenia bakteryjnego. O wszystkich tych problemach należy pamiętać przy ustalaniu zasad odkażania środowiska.
Tę złożoną sytuację dodatkowo komplikuje fakt możliwości adaptacji żywej komórki do warunków środowiska. Przejawia się to powstawaniem oporności na dany czynnik u szczepów dotychczas wrażliwych. Zjawisko to związane jest ze stosowaniem środków w niskich, subtelnych stężeniach i w tych przypadkach łatwiej jest o selekcję szczepów opornych. Oporność najczęściej dotyczy bakterii Gram-ujemnych z rodzajów Enterobacteriaceae i Pseudomonas. Ta ostatnia jest przykładem drobnoustroju, który umie przetrwać, a nawet rozmnażać się w najbardziej niesprzyjających okolicznościach, w obecności związków o przeciwbakteryjnym działaniu. Pseudomonas izolowano nawet z płynów dezynfekcyjnych do odkażania, np. roztworów związków fenolu, który wykorzystywała dla siebie jako źródło węgla. Pseudomonas aeruginosa, a także inne pałeczki Gram-ujemne, przeżywały także w roztworach do odkażania zawierających chloroheksydynę i czwartorzędowe związki amoniowe (tab. 3). Pseudomonas aeruginosa, jak żaden drobnoustrój, posiadając małe wymagania żywnościowe, potrafi równocześnie wytwarzać systemy enzymów adaptacyjnych, które ułatwiają jej przebywanie w najbardziej niekorzystnych warunkach. Częstszą niż u innych opornością charakteryzują się również niektóre rodzaje bakterii Gram-ujemnych z rodziny Enterobacteriaceae np. Proteus, Klebsiella, Enterobacter. Potrafią one wytworzyć bariery strukturalne, które hamują przenikanie związku do komórki, a także mogą produkować enzymy inaktywujące związek przeciwbakteryjny. Oporność drobnoustrojów Gram-ujemnych ma związek również z bardziej złożoną, ochronną budową ściany i błony komórkowej, a zwłaszcza z obecnością lipidów.
Tabela 3. Zakazenie plynów dezynfekcyjnych stosowanych w szpitalach (cyt. wg 17).
| Sterinol | Pseudomonas aeruginosa |
| Chlorheksydyna | Pseudomonas cepaci Alcaligenes faecalis |
| Czwartorzedowe zwiazki amoniowe | Enterobacter cloacae |
Powstawanie oporności u drobnoustrojów ma swoje uwarunkowania genetyczne i powstaje w wyniku mutacji. Jest to bardzo niebezpieczne, ponieważ cechy oporności powstałe na tej drodze mogą być przekazywane następnym pokoleniom, gdyż jest to zakodowane w genomie komórki. Dziedziczenie cechy oporności jest również możliwe na drodze cytoplazmatycznej przez plazmidy poza chromosomami.
Inną drogą do powstawania oporności jest adaptacja drobnoustrojów do szkodliwych warunków środowiska. Ten rodzaj oporności zwykle wynika po usunięciu ze środowiska czynnika szkodliwego. Uważa się, że ten typ oporności występuje zwłaszcza w obecności związków dezynfekcyjnych w środowisku i dotyczy wspomnianych już bakterii Gram-ujemnych. Przyczyny powstania oporności na środki dezynfekcyjne mogą być wielorakie. Jako najważniejsze wymienia się błędy w stosowaniu, polegające na: używaniu zbyt niskich stężeń, zbyt długim stosowaniu w danym środowisku tego samego środka oraz niewłaściwym jego wyborze, nie- uwzględniającym rodzaju i właściwości flory bakteryjnej, na którą ma on oddziaływać. W wielu przypadkach nieskuteczność dezynfekcji wynika z nieuwzględnienia obecności w środowisku czynników neutralizujących lub osłabiających ich działanie. Dotyczy to zwłaszcza obecności materii organicznej.
Metody i oceny skuteczności działania
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. AFNOR – Antiseptic et désinfectantes. Recueil des norms francaises. Paris 1989.
2. Bruch M.K.: Methods of testing antiseptics. W: Disinfection, sterilization and preservation. Seymour S. Block. Lea and Febiiger Philadelphia, London 1991.
3. Chanal M., Clusel R.: Les modalites d?utilisation des antiseptiques. Rev. Pract., 1980, 30, 3485.
4. Christiansen B. et al.: Richtlinie für die Prüfung und Bewertung von Handdesinfectionsmitteln. Zbl. Hygiene, 1991, 192,99.
5. Cremieux A. et al.: Les antiseptiques. Editions Sarget 1982.
6. Cremieux A.: Methods of testing disinfectants. W: Disinfection, Sterilisation and Preservation. Seymour S. Block. Lea and Febiger Philadelphia, London 1991.
7. Dzierżanowska D., Jeljaszewicz J.: Zakażenia szpitalne, & Medica Press, Warszawa 1998.
8. European Standard. Surgical hand disinfectants. Test method and requirements. 1996, CEN/TC, 216/W 61 N 98.
9. European Standard. Hygienic hand rub. Test method an requirements. 1996, CEN/TC, 216, N 108.
10. European Standard. Chemical disinfectants and antiseptics. Bactericidal activity – Test method and requirements. 1995, CEN/TC, 216, WGI, 42.
11. Fleurette J.: Methode d?etude de l?activite in vivo des antiseptiques. Rev. Pract. 1980, 30, 3471.
12. Institut Pasteur de Lille: Controles microbiologiques en higiéne hospitaliére, 1995.
13. Jeljaszewisz J.: Zagrożenia biologiczne przyszłości. Mat. Symp. „Profilaktyka i zwalczanie zakażeń szpitalnych”, Warszawa 1996.
14. Kommission der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie. Testing and evaluation of chemical disinfection procedure. DGH, 1991.
15. Krzywicka H.: Dezynfekcja szpitalna – teoria i praktyka. PZWL, Warszawa 1979.
16. Lowbury E.J.L. i wsp.: Zakażenia szpitalne, PZWL, Warszawa 1997.
17. Parnowska W.: Mikrobiologia farmaceutyczna. PZWL, Warszawa 1998.
18. Parnowska W.: Antyseptyki. Wymagania i mikrobiologiczne metody badań. Instytut Leków, Warszawa 1999.
