牙科綜合治療臺水路污染現(xiàn)狀及原因

牛玉婷(NIU Yu-ting)，路 潛(LU Qian)，李秀娥(LI Xiu-e)，王春麗(WANG Chun-li)

(1 北京大學口腔醫(yī)學院，北京 100181； 2 北京大學護理學院，北京 100191)

目前，牙科綜合治療臺(dental chair unit，DCU)已成為口腔科日常診療過程中必不可少的設(shè)備之一，DCU是一個復(fù)雜的集成系統(tǒng)，提供口腔科各種診療服務(wù)過程中所需的物質(zhì)(如氣、水和電)和設(shè)備[1]。牙科手機、超聲潔治器、三用槍頭等均是DCU常用附屬設(shè)備，上述設(shè)備均需要牙科綜合治療臺水路(dental unit waterlines，DUWLs)供水。若水路被污染，會將病原體帶入患者口腔，并通過手機、三用槍等的噴霧作用污染空氣及周圍環(huán)境，可導致患者及醫(yī)護人員發(fā)生醫(yī)院感染[2]。20世紀60年代，英國牙醫(yī)Blake[3]對牙科臨床設(shè)備進行取樣培養(yǎng)，檢出大量細菌，首次報道通過DCU發(fā)生交叉感染的可能性。國內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，2002年李罡等[4]才對水源在牙科醫(yī)源性交叉感染中的作用進行總結(jié)。本文就DUWLs污染現(xiàn)狀、污染原因、影響因素、水質(zhì)標準、控制措施的研究進展進行綜述，旨在為今后展開相關(guān)工作提供參考。

1 DUWLs污染現(xiàn)況

1.1 國外DUWLs污染現(xiàn)狀 Walker等[5]對英國西南部55所牙科診所進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其菌落總數(shù)分布范圍為500～105CFU/mL，95%的水樣不符合歐洲飲用水標準，并且在少數(shù)水樣中檢出嗜肺軍團菌、分枝桿菌、假單胞菌屬。2004年該研究團隊對歐洲7個國家237臺DCU的水質(zhì)進行檢測，顯示不進行無菌處理的DCU，微生物數(shù)量超過104～105CFU/mL，同樣在部分水樣中分離出軍團菌屬、假單胞菌屬、非結(jié)核分枝桿菌等致病微生物，以及見于口腔內(nèi)的一些定植細菌，說明DUWLs中含有條件致病菌，牙科手機等可將口腔內(nèi)細菌回吸入水路中[6]。2012年P(guān)asquarella等[7]對意大利10所口腔診所進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)DUWLs中的菌落數(shù)量可以高達8.72×104CFU/mL，且20.06%的水樣中發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌，15.82%的水樣中發(fā)現(xiàn)軍團菌屬。

1.2 國內(nèi)DUWLs污染現(xiàn)狀 2007—2009年中國疾病預(yù)防控制中心對全國8個省市30所醫(yī)院內(nèi)口腔科的監(jiān)測結(jié)果顯示，牙科高速手機噴水菌落總數(shù)≥100、500 CFU/mL的分別占65.72%和49.56%[8]。沈瑾等[9]抽取北京市16所醫(yī)院不同時點(8：00、11：00和15：00)高速手機出水水樣進行檢測，發(fā)現(xiàn)菌落總數(shù)在0～1.57×105CFU/mL，主要集中在103～104CFU/mL(占50.33%)，以國內(nèi)飲用水合格標準菌落總數(shù)<100 CFU/mL為參照，全部水樣的合格率僅為9.93%。陳泰堯等[10]對上海市189所具有口腔診療資質(zhì)的醫(yī)院采集不同時段(每日診療活動開始前、首例患者診療結(jié)束后、上午就診結(jié)束后)、不同來源(高速手機噴水、三用槍頭噴水、診療臺儲水灌水、漱口水和水源水)的水樣進行檢測，結(jié)果顯示，同樣以菌落總數(shù)<100 CFU/mL為參照，水樣總合格率為65.7%，菌落總數(shù)平均值為1.99×103CFU/mL(0～1.85×106CFU/mL)，并在少數(shù)水樣中檢出銅綠假單胞菌和嗜肺軍團菌。

綜合上述數(shù)據(jù)，可以推測國內(nèi)DUWLs細菌污染情況不容樂觀。國內(nèi)關(guān)于DUWLs中存在的細菌種類，僅有少數(shù)研究進行鑒定，發(fā)現(xiàn)的致病細菌種類主要為嗜肺軍團菌和銅綠假單胞菌，以及一些其他環(huán)境或人源性細菌[2]，與文獻[11-12]報道相似。

2 DUWLs污染的危害

目前尚無確切的DUWLs相關(guān)感染后的流行病學數(shù)據(jù)，但已有文獻報道，DUWLs污染與醫(yī)院感染有關(guān)。1995年Atlas等[13]報道，1例美國65歲牙醫(yī)因軍團菌肺炎而死亡，推測其原因可能是暴露于來自DUWLs含有軍團菌的氣溶膠所致。2012年2月，《柳葉刀》雜志[14]報道，1例82歲意大利女性患者在牙科治療后發(fā)生血清I型嗜肺軍團菌感染，罹患軍團菌肺炎，最終因感染性休克而死亡。事后，在對該患者進行牙科治療的高速渦輪機出水口檢出了高達6.2×104CFU/mL的嗜肺軍團菌，經(jīng)DNA擴增片段長度多態(tài)性分析證實，其基因型與患者分泌物中分離的嗜肺軍團菌DNA基因型完全一致，此為首例有確鑿證據(jù)證明因DUWL污染導致患者感染的案例。

3 DUWLs污染的根本原因

目前研究發(fā)現(xiàn)，DUWLs中的微生物根本來源為供水源本身存在的浮游微生物和手機等治療設(shè)備回吸作用吸入的微生物。

3.1 供水源本身存在的浮游微生物 目前，臨床常見的DCU供水方式主要為3種：(1)市政自來水直接供水；(2)醫(yī)療機構(gòu)中心水處理后集中供水；(3)牙科綜合治療臺獨立水罐供水。其中，市政用水中原本就含有少量的微生物，微生物和水中的有機物、無機物等物質(zhì)在管路中沉積，可以形成生物膜。其次，使用獨立儲水罐供水的DCU，儲水罐的清潔程度、儲水時間、溫度等均將影響DCU出水水質(zhì)，同時，在更換儲水罐中水的過程中也可能因為操作不當造成水源水的污染。

3.2 手機等治療設(shè)備回吸作用 研究[15]表明，連接在DCU上的口腔器械(如超聲潔治器、牙科手機等)同時也與DUWLs相連，其在停止工作的瞬間產(chǎn)生的負壓可導致患者口腔內(nèi)的唾液、微生物、切割碎屑、血液等回吸至器械和輸水管道內(nèi)，從而造成水路污染。

4 DUWLs污染影響因素

4.1 微生物因素

4.1.1 生物膜(biofilm)的形成 生物膜是由基質(zhì)包裹、相互黏結(jié)并附著于液態(tài)環(huán)境體表或界面的微生物群體[2]。DUWLs內(nèi)壁是生物膜的理想棲息地，而且，生物膜形成的時間短、速度快，新的DUWLs在投入使用后24 h內(nèi)就能形成成熟的生物膜[16]。同時，生物膜外部多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物的包被也可以增強生物膜內(nèi)細菌對于干燥環(huán)境、消毒劑的耐受能力[17-18]，反而有助于水路中微生物的繁殖、生長，進一步加重DUWLs中的水路污染。因此，生物膜脫落或釋放的微生物是DUWLs中微生物的最主要來源[2]。

4.1.2 微生物的交互作用 某些微生物之間存在交互作用，可以增強特定微生物對消毒劑的耐受并促進增殖，如嗜肺軍團菌進行種群維持和增殖的途徑之一就是原蟲細胞內(nèi)寄生。研究[19]證明，DUWLs中存在游離的阿米巴變形蟲等原生生物。

4.2 器械物理特性

4.2.1 抗回吸/過濾裝置 目前，許多DCU以及牙科手機在設(shè)計過程中均配備了抗回吸裝置。研究[20]表明，DCU抗回吸裝置的失敗率高。但規(guī)范中未規(guī)定對抗回吸裝置進行定期監(jiān)測與更換，一旦抗回吸裝置失效，治療過程中口腔內(nèi)的液體就又可以通過虹吸作用回到DUWLs中，使得患者口腔內(nèi)細菌進入牙椅水路，加重水路的污染。使用微生物過濾裝置同樣需要定期檢測、更換，否則失敗率高。

4.2.2 管路直徑 由于管道狹窄，常見直徑一般約為1/16英寸或2 mm[21]，DUWLs中的水流以層流的形式流動，流速在管道中心處最大，靠近管道內(nèi)壁的水流流速則因摩擦力的作用而減緩。一般狹窄的管道內(nèi)壁上都會存在一層薄的液體層，稱為速度邊界層。此層水流幾乎靜止，為生物膜的形成營造了一個良好的棲身之所。水流經(jīng)過時，水中有機物和無機物沉積在管道表面，微生物通過可逆的范德華力吸附其上，接著通過細胞黏附機制固定于管壁上，之后細菌相互黏連、聚集并增殖形成微生物群落，并開始分泌多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物包裹微生物群落，從而形成稠密的矩陣式生物膜[16]。 Sacchetti等[22]研究對比管徑分別為1.6、4.0 mm DUWLs中的水質(zhì)情況，結(jié)果表明，使用4.0 mm的管道時，水路中菌落數(shù)量更少。

4.2.3 DUWLs輸出水的加熱 為給患者提供更舒適的就診體驗，部分DCU配備了水流加熱裝置。但當水流加熱超過20 ℃時，會促進水中某些細菌的生長，如嗜肺軍團菌在25～37℃間生長迅速[23]，常被報道于DUWLs污染的研究和個案中，同時，較高的溫度也促進管道中生物膜內(nèi)微生物的生長、繁殖。

4.2.4 DUWLs管道材質(zhì) 不同材質(zhì)的管道，生物膜的形成速率不同。DUWLs管道多由聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氨酯等親水聚合塑料制成，上述材料與玻璃、鐵制品相比，更易于生物膜的黏附與形成。同時，不同種類的聚合塑料對生物膜的生成速率也有不同的影響。研究[24]表明，聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)及聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)制成的管壁可抑制細菌生物膜的形成，減少管道內(nèi)微生物的含量。Yabune等[25]通過掃描電鏡檢測也發(fā)現(xiàn)，使用PVDF涂層的DUWLs管道較其他傳統(tǒng)DUWLs材料制成的管道內(nèi)表面更為平滑，影響微生物和有機物等黏附、定植，可以在一定程度上抑制生物膜的形成。同樣Sacchetti等[22]研究發(fā)現(xiàn)，使用相同時間的、相同管徑大小PTFE管路中的菌落數(shù)少于PE制成的DUWLs，并且PTFE還可能抑制銅綠假單胞菌的定植和生長。

4.3 其他

4.3.1 水流停滯 通常大部分的DCU夜晚和周末均不使用，每天使用時間不超過12 h，每周不超過5 d。當DCU停用時，水流靜滯于管道中，有利于水中有機物和無機物沉積與吸附，進一步促進生物膜的形成[26]。2014年3—12月采集河南省43所醫(yī)療機構(gòu)上午上班前、上午下班前、下午下班前的水樣進行菌落總數(shù)檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3個時段中，水樣的合格率逐漸上升，提示水流的流動有助于降低微生物含量[27]。

4.3.2 疾病種類 不同科室主要診療的病種不同，不同病種患者口腔內(nèi)的微生物群落構(gòu)成也有差異，均可能影響DUWLs中的細菌數(shù)量和種類。張元等[28]的研究比較了牙周科和牙體牙髓科兩個科室相同品牌DUWLs中的菌落總數(shù)，結(jié)果顯示，牙體牙髓科DCU管道水中菌落數(shù)量少于牙周科。

4.3.3 使用年限 目前，年限對DUWLs污染情況的影響尚無明確結(jié)論，但是多數(shù)研究者認為，在使用一定時間后，DUWLs中的生物膜會達到一個較穩(wěn)定狀態(tài)。新投入使用的DCU 7 d后的細菌污染程度與舊的(13年以上)治療臺無差異[29]，即DUWLs中的生物膜并不是一個隨時間逐漸累積的過程，故使用年限對管道水質(zhì)的影響并不大。

4.4.4 品牌 目前，不同品牌的DCU對水路污染的影響可能與某些品牌的DCU有整合的防回吸閥以及內(nèi)置消毒系統(tǒng)(如某品牌的DCU管路內(nèi)有銀離子涂層)有關(guān)，也可能是與不同DCU的管路設(shè)計及管道使用材料不同有關(guān)。

4.4.5 使用頻率 影響DUWLs的因素復(fù)雜多樣，有些影響因素因為研究條件限制、可行性不佳等原因難以確定。有研究人員認為，使用頻率可能也是影響DUWLs污染的因素之一[30]，但目前尚無明確證據(jù)。

5 DCU用水標準規(guī)范

目前，對于DCU用水水質(zhì)標準國內(nèi)外仍尚無統(tǒng)一規(guī)定，一般認為DCU輸出水質(zhì)量至少應(yīng)符合本地區(qū)飲用水標準。

5.1 國外DCU用水標準 美國牙科協(xié)會(American Dental Association，ADA)曾提出，在2000年前，DCU用水中細菌總數(shù)應(yīng)在200 CFU/mL以下，最終由于難以實現(xiàn)而未得到普遍認可。目前，ADA推薦的控制標準是美國疾病預(yù)防與控制中心2003年更新發(fā)布的《牙科診所感染控制指南》中的建議[31]：DCU用水標準應(yīng)符合美國環(huán)境保護署對生活飲用水規(guī)定的合格標準，即異養(yǎng)菌菌落總數(shù)應(yīng)≤500 CFU/mL。澳大利亞牙科協(xié)會于2015年發(fā)布的第3版感染控制指南中也建議[32]牙科非手術(shù)用水細菌菌落總數(shù)≤500 CFU/mL，同時強調(diào)對于免疫力低下患者菌落總數(shù)要控制在200 CFU/mL以下。

5.2 國內(nèi)DCU用水標準 2005年衛(wèi)生部印發(fā)《醫(yī)療機構(gòu)口腔診療器械消毒技術(shù)操作規(guī)范》規(guī)定，進入患者口腔內(nèi)的所有診療器械，必須達到“一人一用一消毒或者滅菌”的要求[33]；每次治療開始前和結(jié)束后及時踩腳閘沖洗管腔30 s，減少回吸污染；有條件可配備管腔防回吸裝置或使用防回吸牙科手機。其中，并未對DCU用水標準作出規(guī)定，但是，即將出臺的《口腔門診醫(yī)院感染管理規(guī)范》明確指出DCU用水應(yīng)符合國內(nèi)飲用水衛(wèi)生標準，即菌落總數(shù)≤100 CFU/mL[34]。

鑒于此種現(xiàn)狀，對于DUWLs水質(zhì)的檢測方法主要也是參考《生活飲用水衛(wèi)生標準——微生物指標》中使用的傾倒法進行細菌培養(yǎng)[35]。

6 DUWLs污染控制方法

目前，DUWLs污染的控制措施主要包含物理措施和化學消毒兩種方式。物理措施包括在牙椅水路輸出口安裝微生物過濾器，使用無菌水、蒸餾水或去離子水代替自來水作為牙椅供水，設(shè)置抗回吸閥門或使用防回吸手機，牙椅使用后排空水和使用加壓空氣干燥，用水沖洗牙椅水路等。其中開診前和診療間沖洗被認為是減少DCU輸出水中微生物含量最簡單、有效的方法[26]。但是，所有的物理措施對于已經(jīng)生成的生物膜幾乎均沒有影響[20]，僅依靠物理措施不能完全解決DUWLs污染問題。

使用化學消毒劑進行消毒是控制DUWLs污染最常用的消毒方法，但是生物膜在消毒后仍可以快速的再次形成，因此，必須規(guī)律的定期消毒[20]。常用于DUWLs消毒的消毒劑主要包括含氯消毒劑、過氧化氫、過氧化氫銀離子、電化學活性水、臭氧、低濃度碘等，還有一些研究者嘗試使用草本植物進行消毒[36-37]。但是，以上消毒劑均存在一定程度上的局限性，如次氯酸鈉對于真菌和原生生物的消毒效果并不理想，且可能影響DCU的使用壽命、樹脂黏接性[19,38]；過氧化氫性質(zhì)不穩(wěn)定[39]；草本植物濃度較高時，消毒劑有一定的黏稠性，不易清除[36]等。而且，幾乎所有的化學消毒劑對于DCU的金屬部件均有一定的腐蝕性，從而影響DCU的使用壽命。同時，目前的研究多為短期消毒效果的觀察，對于不同消毒劑的長遠影響尚無定論，仍需進一步探索[40]。近年，有研究者[41-43]使用微酸性電解水作為DCU用水，并取得了良好的效果。微酸性電解水具有安全、環(huán)保、可以破壞生物膜等一系列的優(yōu)點，在作為DCU用水方面具有很大的優(yōu)勢，但目前微酸性電解水的生成設(shè)備主要依賴進口，尤其對于大型口腔診療機構(gòu)，故研究更經(jīng)濟的方法大量制備微酸性電解水成為發(fā)展的方向之一。

近年來，DUWLs污染問題日益受到國內(nèi)外專家學者的重視，并被認為是口腔科感染控制懸而未決的重要問題之一，監(jiān)測并維持DUWLs出水水質(zhì)達標應(yīng)該是口腔科日常工作的重要內(nèi)容。但實踐中，由于各種原因使得實際使用中的DUWLs出水質(zhì)量始終難以達到各國指南、規(guī)范中規(guī)定的標準。目前，我國許多口腔醫(yī)療機構(gòu)僅用自來水或含氯消毒劑簡單沖洗，甚至沒有任何處理措施，致使水路中生物膜堆積，潛在威脅患者及醫(yī)務(wù)工作者的安全。采取何種措施控制DUWLs污染，如何維持DUWLs出水水質(zhì)達合格標準，采取何種方法進行日常的檢測與監(jiān)測等均是目前亟待解決的問題。