復(fù)用眼科手術(shù)器械表面多酶洗滌劑殘留的影響因素研究

唐 媛 ，秦 蕾 ，李 丹 ，陳燕燕 ，陳 茹 ，黃小瓊

1.溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光學(xué)院（生物醫(yī)學(xué)工程），浙江 325000；2.寧波衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院；3.溫州醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院；4.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院 眼視光學(xué)和視學(xué)科學(xué)國家重點實驗室

多酶洗滌劑中含有蛋白水解酶、淀粉酶、脂肪酶等多種酶蛋白，能迅速分解各種有機(jī)物，去除物體表面的污物，從而高效完成清洗過程。近年來，多酶洗滌劑在器械清洗方面得到了推廣應(yīng)用。據(jù)報道，87.1%的醫(yī)院在清洗復(fù)用眼科手術(shù)器械時選用多酶洗滌劑[1]。然而，多酶洗滌劑在臨床使用過程中仍存在一些問題，特別是在眼科手術(shù)器械的應(yīng)用上，早在20世紀(jì)90年代，就有學(xué)者通過人眼離體角膜實驗及兔眼、豬眼動物實驗表明，多酶洗滌劑殘留會造成毒性角膜內(nèi)皮細(xì)胞破壞（toxic endothelial cell destruction,TECD）綜合征[2]。Mamalis等[4?8]發(fā)現(xiàn)，多酶洗滌劑被帶入兔眼內(nèi)，可導(dǎo)致劑量依賴性的角膜腫脹、損傷及通透性增加[3]。隨后多項研究亦表明，多酶洗滌劑殘留可能是引起眼前節(jié)毒性反應(yīng)綜合征（toxic anterior segment syndrome,TASS）的一個原因。因此，關(guān)于眼科器械表面多酶洗滌劑的殘留問題應(yīng)該引起高度重視。多酶洗滌劑的主要成分是酶蛋白，其有效使用易受溫度、濃度和時間等諸多因素的影響[9?12]。本研究旨在通過二喹啉甲酸（bicinchoninic acid,BCA）法定量檢測器械表面殘留的多酶洗滌劑，研究不同的洗滌時間、漂洗水量、干燥溫度及器械材質(zhì)這4個因素對器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響，為規(guī)范眼科器械手工清洗方法、制定相關(guān)清洗標(biāo)準(zhǔn)流程提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 本研究選取經(jīng)高溫高壓蒸汽滅菌的新304不銹鋼和鈦合金眼科顯微持針鉗各2 000件，進(jìn)行人工模擬器械表面多酶洗滌劑的殘留。每件眼科器械均經(jīng)過1∶270比例稀釋的2 000 mL多酶洗滌劑洗滌（溫度40℃）。洗滌過程中控制多酶洗滌劑的劑量、濃度、溫度及器械的裝載量，以保證器械表面附著等量的多酶洗滌劑。本研究為多組平行對照設(shè)計，采用隨機(jī)數(shù)字表法將2 000件不銹鋼眼科器械根據(jù)影響因素分為洗滌時間研究組、漂洗水量研究組、干燥溫度研究組3大組，各組器械件數(shù)依次為600件、600件和800件。洗滌時間研究組根據(jù)器械洗滌時長隨機(jī)分為3小組：2.0 min、3.5 min、5.0 min，每組200件；漂洗水量研究組根據(jù)器械漂洗水量隨機(jī)分為3小組：0 mL、1 000 mL、2 000 mL，每組200件；干燥溫度研究組根據(jù)器械干燥溫度隨機(jī)分為4小組：35℃、55℃、75℃、90℃，每組200件。每20件眼科器械表面殘留多酶洗滌劑提取的樣品計為1份，各小組的樣品數(shù)均為10份。鈦合金眼科器械分組采用以上相同方法。

1.2 研究方法

1.2.1 影響因素研究 ①洗滌時間：將眼科顯微持針鉗軸節(jié)充分打開，于多酶洗滌劑中洗滌2.0 min、3.5 min或5.0 min后取出，未經(jīng)漂洗（使器械表面多酶洗滌劑的殘留最大化），將器械軸節(jié)打開依次排列于器械框中，置于35℃干燥柜中干燥20 min，研究不同洗滌時間對器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響。②漂洗水量：將眼科顯微持針鉗軸節(jié)充分打開，于多酶洗滌劑中洗滌5 min后取出，置于室溫流動純水下漂洗，每批次漂洗水量為1 000 mL或2 000 mL，每批次5件手術(shù)器械，將器械軸節(jié)打開依次排列于器械框中，置于35℃干燥柜中干燥20 min，研究不同漂洗水量對器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響。③干燥溫度：將眼科顯微持針鉗軸節(jié)充分打開，于多酶洗滌劑中洗滌5 min后取出，未經(jīng)漂洗（使器械表面多酶洗滌劑的殘留最大化），將器械軸節(jié)打開依次排列于器械框中，置于35℃、55℃、75℃或90℃干燥柜中干燥20 min，研究不同干燥溫度對器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響。④器械材質(zhì)：采用不銹鋼和鈦合金兩種材質(zhì)的眼科顯微持針鉗，進(jìn)行上述①②③的實驗操作，研究不同器械材質(zhì)對器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響。

1.2.2 樣品采集及檢測方法 ①樣品的采集：經(jīng)同種清洗方法清洗完畢后的20件同材質(zhì)眼科器械表面的殘留多酶洗滌劑一并刷落于20 mL滅菌水中，得到1份含多酶洗滌劑的提取液樣品。②BCA工作液及標(biāo)準(zhǔn)液的配制[13]：按50體積A液加1體積B液充分混勻，配制得到BCA工作液，每次實驗現(xiàn)配現(xiàn)用。取適量25 mg/mL蛋白標(biāo)準(zhǔn)（bovineserum album，BSA），稀釋至0.5 mg/mL，按梯度稀釋的方法，用滅菌水分別稀釋原標(biāo)準(zhǔn)品，配制成濃度分別為0μg/mL、25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、400μg/mL、500μg/mL的BCA系列標(biāo)準(zhǔn)液。③殘留多酶洗滌劑的定量檢測：在96孔板中依次加入200μL的BCA工作液，再依次加入BCA系列標(biāo)準(zhǔn)液和含有多酶洗滌劑的提取液樣品各20μL，充分混勻，于37℃生化培養(yǎng)箱中孵育30 min后取出，用酶標(biāo)儀測定標(biāo)準(zhǔn)液和樣品在562 nm波長處的吸光度。以蛋白濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品的吸光度，即可計算出所測提取液樣品中所含的酶蛋白濃度。

1.2.3 統(tǒng)計學(xué)方法 數(shù)據(jù)錄入使用Excel 2019，由雙人錄入并檢查一致性。采用SPSS 25.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計描述及分析。定量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）描述，組間比較采用t檢驗及方差分析。所有顯著性檢驗均為雙側(cè)檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同洗滌時間不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量比較 3組洗滌時間器械表面多酶洗滌劑殘留量的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；兩種材質(zhì)器械表面多酶洗滌劑殘留量的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 不同洗滌時間不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量的比較(±s) 單位：μg/mL

表1 不同洗滌時間不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量的比較(±s) 單位：μg/mL

時間2.0 min 3.5 min 5.0 min F值P樣本量10 10 10不銹鋼30.448±7.676 31.153±7.579 31.506±11.502 0.035 0.966鈦合金28.123±4.254 30.923±10.292 31.018±7.362 0.455 0.639 t值0.838 0.057 0.113 P 0.413 0.955 0.911

2.2 不同漂洗水量不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量比較 3組漂洗水量器械表面多酶洗滌劑殘留量的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001），組間比較后發(fā)現(xiàn)，除“漂洗1 000 mL”與“漂洗2 000 mL”兩組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），兩漂洗組與未漂洗組相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）；兩種材質(zhì)器械表面多酶洗滌劑殘留量的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 不同漂洗水量不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量的比較(±s) 單位：μg/mL

表2 不同漂洗水量不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量的比較(±s) 單位：μg/mL

水量0 mL 1 000 mL 2 000 mL F值P樣本量10 10 10不銹鋼31.506±11.502 16.328±4.606 15.113±3.161 15.308＜0.001鈦合金31.018±7.362 15.961±3.059 13.843±3.400 35.030＜0.001 t值0.113 0.210 0.865 P 0.911 0.836 0.399

2.3 不同干燥溫度不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量比較 4組干燥溫度器械表面多酶洗滌劑殘留量的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；兩種材質(zhì)器械表面多酶洗滌劑殘留量的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

表3 不同干燥溫度不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量的比較(±s) 單位：μg/mL

表3 不同干燥溫度不同材質(zhì)器械的多酶洗滌劑殘留量的比較(±s) 單位：μg/mL

溫度35℃55℃75℃90℃F值P樣本量10 10 10 10不銹鋼31.506±11.502 33.312±7.380 39.040±7.968 37.094±9.044 1.427 0.251鈦合金31.018±7.362 30.244±5.273 36.560±8.293 37.195±11.449 1.869 0.152 t值0.113 1.070 0.682?0.022 P 0.911 0.299 0.504 0.983

3 討論

3.1 洗滌時間對眼科手術(shù)器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響 《WS 310.2?2016醫(yī)院消毒供應(yīng)中心第2部分：清洗消毒及滅菌技術(shù)操作規(guī)范》[14]和《我國眼科手術(shù)管理、感染控制、消毒滅菌指南》[15]均未對器械清洗選用的洗滌劑及洗滌時間做出規(guī)定，僅提出精密器械的清洗應(yīng)遵循生產(chǎn)廠家提供的使用說明或指導(dǎo)手冊。本研究嚴(yán)格參照多酶洗滌劑的使用說明書，將眼科顯微持針鉗軸節(jié)充分打開后，完全浸沒于多酶洗滌劑中2～5 min。結(jié)果顯示在說明書規(guī)定的2～5 min洗滌時間范圍內(nèi)，隨著洗滌時間的延長，器械表面多酶洗滌劑殘留量不發(fā)生顯著變化。通過眼科手術(shù)器械浸沒于多酶洗滌劑中，器械表面對多酶洗滌劑產(chǎn)生吸附現(xiàn)象，兩者通過較弱的分子間引力相結(jié)合，形成物理吸附[16?17]。當(dāng)多酶洗滌劑與器械充分接觸一定時間后，系統(tǒng)達(dá)到平衡，兩者的平衡吸附量取決于器械的性質(zhì)、表面積及多酶洗滌劑的濃度、溫度[16,18?19]。本研究采用相同規(guī)格的眼科顯微持針鉗及恒定濃度、溫度的多酶洗滌劑，故平衡吸附量相等。在洗滌2 min甚至更短的時間內(nèi)，器械表面對多酶洗滌劑的物理吸附已達(dá)到了平衡狀態(tài)[20?21]，這可能是對器械表面多酶洗滌劑的殘留量不隨洗滌時間延長而增加的合理解釋。因此，本研究建議醫(yī)務(wù)工作者應(yīng)嚴(yán)格參考多酶洗滌劑生產(chǎn)廠家的使用說明，在規(guī)定的洗滌時間范圍內(nèi)，結(jié)合器械的數(shù)量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及污染物的種類、嚴(yán)重程度，選擇最佳的洗滌時間。

3.2 漂洗水量對眼科手術(shù)器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響 我國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的《WS 310.2?2016醫(yī)院消毒供應(yīng)中心第2部分：清洗消毒及滅菌技術(shù)操作規(guī)范》[14]、世界衛(wèi)生組織（WHO）發(fā)布的《衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)醫(yī)療器械的消毒和后處理標(biāo)準(zhǔn)》[22]及亞太感染控制學(xué)會（APSIC）修訂的《衛(wèi)生保健機(jī)構(gòu)器械消毒滅菌指南》[23]中,均未對器械清洗過程中的漂洗水量做出具體規(guī)定。國外有研究表明，使用多酶洗滌劑的白內(nèi)障超聲乳化針頭經(jīng)過細(xì)致的漂洗，其表面的殘留物與未漂洗組相比顯著減少[10]。鄧杏靈等[24]建議眼科Phaco硅膠水管應(yīng)以壓力水槍用純水反復(fù)沖洗管腔，清洗水流速≥12 mL/s，清洗時間≥50 s，清洗水量≥600 mL。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)隨著漂洗時間增加和漂洗水量增多，清洗效果明顯提升。

本研究得出類似的結(jié)果，與未漂洗組相比，漂洗組的器械表面多酶洗滌劑殘留量顯著減少；與漂洗水量1 000 mL組相比，2 000 mL組的器械表面多酶洗滌劑殘留量雖略微減少，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。可能原因是器械表面和多酶洗滌劑接觸組成固液界面，兩者間的物理吸附作用大小與器械表面的粗糙度有關(guān)[25?26]。器械內(nèi)面光滑，相對表面積較小，與多酶洗滌劑的結(jié)合力較弱，易隨漂洗水流而脫附；器械尖細(xì)彎曲的頭部、滾花狀的柄部及帶有溝槽的卡鎖部粗糙，相對表面積較大，與多酶洗滌劑的結(jié)合力較強(qiáng)，易嵌附多酶洗滌劑且粘附牢固，難以隨漂洗水流徹底脫落。本研究結(jié)果表明，1 000 mL的漂洗水量足以去除器械表面附著不牢固的殘留多酶洗滌劑；隨著漂洗水量的增加，器械表面多酶洗滌劑殘留量不會顯著減少。因此，建議各醫(yī)院在確保醫(yī)療手術(shù)器械徹底漂洗的安全基礎(chǔ)上，適當(dāng)節(jié)約水資源，實現(xiàn)降耗減排，達(dá)到“綠色醫(yī)療”的目標(biāo)。減量化用水也有利于野戰(zhàn)醫(yī)院、健康快車等一系列便攜式醫(yī)療建設(shè)項目的落地。

3.3 干燥溫度對眼科手術(shù)器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響 器械清洗流程最后的干燥步驟大大降低了器械表面殘留病原體存活和復(fù)制的風(fēng)險[27]。若水分殘留于器械表面，微生物可在數(shù)小時內(nèi)繁殖100多萬個菌落（CFU）[28]；殘留的水分也可促進(jìn)生物膜的形成[29?31]。《WS 310.2?2016醫(yī)院消毒供應(yīng)中心第2部分：清洗消毒及滅菌技術(shù)操作規(guī)范》[14]規(guī)定宜首選干燥設(shè)備進(jìn)行干燥處理，根據(jù)器械的材質(zhì)選擇適宜的干燥溫度，金屬類干燥溫度為70～90℃，塑膠類干燥溫度為65～75℃?？紤]到眼科器械材質(zhì)多樣性和臨床實用性，本研究選取35℃、55℃、75℃和90℃4個干燥溫度。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨干燥溫度的升高，器械表面多酶洗滌劑殘留量不發(fā)生顯著變化。有研究也證實多酶洗滌劑中的酶蛋白是極其穩(wěn)定的，直到溫度≥140℃酶蛋白的構(gòu)象才會發(fā)生變性而失活[3]。本研究采用的干燥溫度均≤90℃，因此不會使多酶洗滌劑中的酶蛋白失活。目前，臨床最常使用的高溫高壓蒸汽滅菌法所采用的溫度僅為132～134℃[32]，低于140℃。因此，器械在干燥前的充分漂洗至關(guān)重要。

3.4 器械材質(zhì)對眼科手術(shù)器械表面多酶洗滌劑殘留量的影響 鈦合金具有輕如鋁、硬如鋼、健康環(huán)保、抑菌、抗酸堿、不生銹、生物兼容性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于骨科、口腔科、眼科等精密器械中，成為最有發(fā)展前景的醫(yī)用材料之一[33]。但是鈦合金材質(zhì)的器械價格相對昂貴，部分醫(yī)院應(yīng)用的仍是的不銹鋼材質(zhì)眼科手術(shù)器械。本研究發(fā)現(xiàn)，兩種材質(zhì)的眼科手術(shù)器械經(jīng)過相同的洗滌、漂洗、干燥等清洗流程，除干燥溫度為90℃的小組外，其余各小組鈦合金手術(shù)器械表面多酶洗滌劑殘留量均略低于不銹鋼，這可能與鈦合金應(yīng)用到手術(shù)器械表面通常會進(jìn)行表面氧化處理有關(guān)。有研究指出鎳鈦器械經(jīng)過熱氧化處理后，表面應(yīng)力值減少，表面電荷、電力功函數(shù)增加，從而使得表面吸附力降低[34]。本研究納入的鈦合金器械是由TC4材料經(jīng)過陽極氧化處理所得，器械表面有一層氧化鈦膜，較無氧化鈦膜的不銹鋼器械具有較低的表面吸附力。吸附力的降低使得器械表面的多酶洗滌劑更易隨水流漂洗而脫落。雖然鈦合金器械比不銹鋼器械成本高，但是鈦合金材質(zhì)器械表面多酶洗滌劑的殘留量較少，降低了二次清洗的機(jī)會，節(jié)約了器械再處理的成本；且鈦合金器械具有更強(qiáng)的抗腐蝕性、抗塑性變形和抗扭轉(zhuǎn)斷裂等優(yōu)勢[34]。因此，建議醫(yī)院管理者應(yīng)充分考慮運營效率及成本管控，盡量使用鈦合金材質(zhì)的眼科手術(shù)器械。

4 小結(jié)與展望

本研究通過定量檢測清洗后眼科手術(shù)器械表面多酶洗滌劑的殘留量，結(jié)果提示洗滌時間、干燥溫度、器械材質(zhì)均不會影響器械表面多酶洗滌劑的殘留量，漂洗可有效減少器械表面殘留的多酶洗滌劑。基于此，本研究建議眼科手術(shù)器械最佳洗滌時間為2～5 min（多酶洗滌劑說明書要求），每批次手術(shù)器械漂洗水量為1 000 mL，干燥溫度宜根據(jù)器械材質(zhì)選擇合適的溫度，器械材質(zhì)建議選擇鈦合金。但本研究只納入臨床應(yīng)用廣泛的不銹鋼及鈦合金兩種材質(zhì)手術(shù)器械，不能代表全部材質(zhì)的手術(shù)器械；在手術(shù)器械種類的選擇上，僅納入眼科顯微持針鉗一種器械，亦不能代表臨床應(yīng)用的所有類型器械。下一步可將玻璃、硅膠、塑料等不同材質(zhì)的醫(yī)療器械及口腔科、骨科、消化科等不同類型的器械納入后續(xù)的研究中。