兩種復合型呼吸過濾器在通氣模型中的濾菌效應

李 璐，趙硯麗，武 懿

患者行人工通氣治療時，呼吸道失去防御感染的第一道防線，感染率可能因此增加［1］。在呼吸環(huán)路內(nèi)放置呼吸過濾器(breathing filter，BF)可預防患者之間發(fā)生交叉感染及醫(yī)源性感染［2－4］，但是不同的BF的濾菌效果存在爭議［5］。在既往的研究中，發(fā)現(xiàn)親水型BF和疏水型BF在模擬臨床條件下的濾菌效果不同［6］。而由親水材料和疏水材料共同構成的復合型BF是否擁有和疏水型BF相同的濾菌效果?本實驗在模擬臨床條件下，對DAR 352/5805和Vital signs 5708 HEPA兩種復合型BF的濾菌效果進行比較，以指導臨床應用。

1 材料與方法

1.1 材料與分組 呼吸過濾器DAR 352/5805:Mallinckrodt DAR，Mirandola，意大利;Vital signs 5708 HEPA:衛(wèi)特新公司，美國。將BF按型號分為兩組(每組24個):即 DAR 352/5805組 (D組)，Vital signs 5708 HEPA組 (V組)。

1.2 實驗方法

1.2.1 液體滲透試驗 每組取6個BF，在BF濾過膜的模擬肺側(cè)加入混合有血漿的0.9%氯化鈉溶液，以3 ml為初始劑量，每次增加1 ml，進行液體滲透性測試。參照文獻中的方法［6－7］，建立模擬機械通氣環(huán)路，遠端接模擬肺，呼吸過濾器置于呼吸環(huán)路與模擬肺間 (見圖1)，呼吸環(huán)路采用一次性包裝無菌材料。

1.2.2 細菌培養(yǎng) 根據(jù)兩種BF對液體的不同滲透性，建立模擬通氣環(huán)路，每組行3種方法的測試(n=6)，BF濾過膜的模擬肺側(cè):Ⅰ加菌液1 ml;Ⅱ加0.9%氯化鈉溶液11 ml后再加菌液1 ml;Ⅲ加0.9%氯化鈉溶液14 ml后再加菌液1 ml。模擬機械通氣前，用20 ml一次性注射器按上述方法加0.9%氯化鈉溶液后，用1 ml一次性注射器抽取經(jīng)0.9%氯化鈉溶液稀釋的菌液，內(nèi)含大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，濃度各為1.5×108個/ml麥氏濁度管，各取0.5 ml，菌種由河北省人民醫(yī)院檢驗科細菌室提供，均勻接種在BF濾過膜的模擬肺側(cè)，呼吸機純氧模擬機械通氣3 h后(潮氣量設置為500 ml，氣體流量設置為1 L/min)，用無菌0.9%氯化鈉溶液浸濕的無菌棉拭子分別在BF濾過膜的模擬肺側(cè)、BF濾過膜的呼吸環(huán)路側(cè)、呼吸螺紋管Y型接頭內(nèi)側(cè)2 cm×2 cm范圍內(nèi)反復涂擦5次采樣，置于含無菌0.9%氯化鈉溶液1 ml試管內(nèi)迅速送實驗室。標本接種于血瓊脂平板及伊紅美蘭瓊脂平板并進行分區(qū)劃線，放入35℃孵育箱內(nèi)培養(yǎng)16～24 h后，觀察菌落生長情況，培養(yǎng)出同種菌落即為陽性。

表1 兩組BF在檢測方法Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中采樣細菌培養(yǎng)情況Table 1 Bacterial culture in two groups of BF with methodsⅠ，Ⅱ，Ⅲ

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學處理，計數(shù)資料采用Fisher確切概率法檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

圖1 模擬通氣環(huán)路Figure 1 Simulated ventilation loop

2 結果

2.1 液體滲透試驗結果 隨測試液的加入，V組測試液不斷滲入到親水性濾過膜部分，加入5 ml時可觀察到少量蓄積，加入12 ml時，出現(xiàn)測試液明顯蓄積且有少量測試液滲入到其疏水膜部分，但測試液未從膜對側(cè)滲出 (見圖2);D組一直表現(xiàn)為測試液不斷滲入到親水性濾過膜中，加至12 ml測試液時，仍未見測試液蓄積，無測試液滲入到疏水膜中或從濾過膜對側(cè)滲出(見圖3)。

2.2 細菌培養(yǎng)結果 模擬機械通氣后，V組和D組在采樣點模擬肺側(cè)細菌培養(yǎng)均為陽性，表明細菌接種成功。在采樣點呼吸環(huán)路側(cè)和Y型接頭內(nèi)側(cè)，方法Ⅰ中，兩組細菌培養(yǎng)均為陰性;方法Ⅱ和Ⅲ中，V組細菌培養(yǎng)均為陽性，D組細菌培養(yǎng)均為陰性，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05，見表1)。

3 討論

在人工通氣過程中，呼吸回路內(nèi)多有冷凝水的生成，可成為微生物傳播的媒介。本實驗通過液體滲透試驗和模擬機械通氣3種檢測方法對兩種復合型BF進行濾菌效果的比較，方法合理可靠。

圖2 加入12 ml測試液時，Vital signs 5708 HEPA呼吸過濾器的親水膜側(cè)出現(xiàn)蓄積(2A)，有少量液體滲入到疏水膜(2B)Figure 2 Accumulation shown in hydrophilic membrane in Vital signs 5708 HEPA after the addition of 12 ml liquid(2A).A small amount of liquid infiltrated into hydrophobic membrane(2B)

圖3 加入12 ml測試液時，DAR 352/5805呼吸過濾器的親水膜側(cè)(3A)及疏水膜側(cè)(3B)Figure 3 Hydrophilic membrane side(3A)and hydrophobic membrane side(3B)of DAR 352/5805 breathing filter after adding 12 ml test liquid

呼吸過濾器的液體滲透性不同勢必造成其細菌濾過率的不同［8］。本實驗中Vital signs 5708 HEPA復合型BF，其親水性膜部分是以氯化鋰為介質(zhì)的吸濕鹽材料，孔徑大，結構疏松，液體可以通過;其疏水性膜部分采用高效疏水介質(zhì)，結合聚丙烯纖維和正負靜電荷。在實驗中隨液體的加入，可見有少量液體滲入到BF的疏水性膜中，但無液體從膜對側(cè)滲出。DAR 352/5805復合型BF，由吸水性濕熱交換材料及靜電式疏水濾膜構成，其吸水性濕熱交換材料呈同心圓狀排列，位于BF濾器膜的模擬肺側(cè);靜電式疏水濾膜呈一層膜狀位于濾器膜的呼吸環(huán)路側(cè)，進行測試時首先表現(xiàn)為吸水性材料對液體的吸收，然后出現(xiàn)液體的蓄積，但因其靜電式疏水濾膜有較好的疏水性，所以無可見的液體滲入或滲出BF的疏水膜。

模擬機械通氣后，Vital signs 5708 HEPA復合型BF的濾過膜有液體浸潤時在通氣壓力的作用下濾菌作用消失［9］。DAR 352/5805呼吸過濾器在3種檢測方法中，均表現(xiàn)為良好的濾菌效果，是因為DAR 352/5805呼吸過濾器的疏水膜部分使用了樹脂和陶瓷，疏水性能好且孔徑小，兩端的壓力差＞100cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)才會通過水分［10］。并且在長期人工通氣中，DAR 352/5805呼吸過濾器能有效的過濾細菌，減少下呼吸道感染的發(fā)生［11］。說明BF的濾菌性能和其疏水性密切相關，疏水性好的BF可有效防止交叉感染和院內(nèi)感染［12］。

綜上所述，復合型呼吸過濾器由于材料的不同其實際的濾菌效果在不同的條件下存在差異，但是疏水性好的復合型呼吸過濾器在濾菌方面不受其濾過膜干濕條件的限制，具有穩(wěn)定良好的濾菌效應。

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