過(guò)氧化氫氣體滅菌生物監(jiān)測(cè)失敗原因及應(yīng)對(duì)策略

蔡婷婷,趙錫麗,李 靜,柏 莉

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院消毒供應(yīng)中心,重慶 401336)

過(guò)氧化氫氣體滅菌是一種常見(jiàn)的低溫滅菌方法,以汽化的過(guò)氧化氫作為主要微生物殺滅因子實(shí)現(xiàn)滅菌[1]。根據(jù)分解殘留過(guò)氧化氫的方式不同,可以進(jìn)一步分為過(guò)氧化氫低溫等離子體滅菌和汽化過(guò)氧化氫滅菌。這種滅菌方法因適用于不耐濕和不耐熱的醫(yī)療器械而在醫(yī)院得到廣泛應(yīng)用[2-3]。生物監(jiān)測(cè)是驗(yàn)證該方法滅菌效果的首選,但國(guó)內(nèi)調(diào)查[4-6]顯示,過(guò)氧化氫氣體滅菌的生物監(jiān)測(cè)失敗率相對(duì)較高。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),一旦生物監(jiān)測(cè)失敗,應(yīng)盡快召回前次生物監(jiān)測(cè)合格以來(lái)所有尚未使用的滅菌物品,檢查滅菌過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié),分析原因并改進(jìn);已使用的器械應(yīng)對(duì)相應(yīng)患者進(jìn)行密切觀察[7]。因此,生物監(jiān)測(cè)失敗不僅會(huì)影響手術(shù)順利進(jìn)行,增加耗材和人力成本,還會(huì)帶來(lái)極大的醫(yī)院感染風(fēng)險(xiǎn)。本文旨在全面分析過(guò)氧化氫氣體滅菌生物監(jiān)測(cè)失敗的原因,提出具體的策略和建議,降低監(jiān)測(cè)失敗率,為實(shí)踐提供理論依據(jù)。

1 過(guò)氧化氫氣體滅菌生物監(jiān)測(cè)原理

GB/T 33417—2016《過(guò)氧化氫氣體生物指示物檢驗(yàn)方法》[1]要求,用于制作過(guò)氧化氫氣體滅菌生物指示物的菌株為嗜熱脂肪桿菌芽孢(ATCC 7953或SSI K31)。第一代菌片式生物指示物將菌片和培養(yǎng)基分別封裝在生物指示管中,滅菌后混合,再進(jìn)行培養(yǎng)。第二代生物指示物為慢速生物指示物,其原理是在培養(yǎng)基中使用酸堿指示劑。當(dāng)孢子萌發(fā)后,其代謝產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會(huì)改變培養(yǎng)基pH值,從而改變培養(yǎng)基的顏色,觀察培養(yǎng)基的顏色變化可判斷滅菌效果。此產(chǎn)品需1～7 d培養(yǎng)時(shí)間。第三代生物指示物為快速生物指示物,具有雙讀系統(tǒng)?？焖俨糠挚稍趲资昼妰?nèi)通過(guò)生物閱讀器判斷滅菌結(jié)果[8]。這種指示物使用非熒光物質(zhì)甲基傘形酮α-D-葡萄糖苷(α-MUG)作為培養(yǎng)基,嗜熱脂肪桿菌芽孢在萌發(fā)和生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生α-葡萄糖苷酶,與α-MUG發(fā)生水解反應(yīng),產(chǎn)生熒光物質(zhì)甲基傘形酮(MU)。生物閱讀器內(nèi)熒光接收器可以捕捉到熒光信號(hào),從而顯示陽(yáng)性培養(yǎng)結(jié)果。反之,若細(xì)菌芽孢及其合成酶在滅菌過(guò)程中被破壞,無(wú)法產(chǎn)生熒光物質(zhì),那么顯示培養(yǎng)結(jié)果為陰性[9]。目前,行業(yè)內(nèi)已停止使用第一代菌片式生物指示物,取而代之的是第二、第三代自含式生物指示物,大型三甲綜合醫(yī)院普遍采用第三代生物指示物。

2 過(guò)氧化氫氣體滅菌生物監(jiān)測(cè)失敗原因及應(yīng)對(duì)策略

2.1 缺乏相關(guān)明確標(biāo)準(zhǔn) 壓力蒸汽滅菌和環(huán)氧乙烷氣體滅菌領(lǐng)域已經(jīng)建立了明確的使用準(zhǔn)則,包括設(shè)備參數(shù)配置、操作流程及監(jiān)測(cè)方法等,但過(guò)氧化氫氣體滅菌作為一種相對(duì)年輕的技術(shù),其具體規(guī)范和操作程序的明確標(biāo)準(zhǔn)仍處于研究開(kāi)發(fā)階段。目前各品牌滅菌器的生產(chǎn)工藝、滅菌劑裝載方式、滅菌劑濃度及用量存在差異。國(guó)際上關(guān)于過(guò)氧化氫氣體滅菌器的標(biāo)準(zhǔn)目前僅為草案[10],國(guó)內(nèi)雖然發(fā)布了過(guò)氧化氫氣體等離子體低溫滅菌器衛(wèi)生要求[11],但多項(xiàng)指標(biāo)與非等離子體式滅菌器無(wú)相關(guān)性,因此不適用于此類設(shè)備。首版關(guān)于滅菌過(guò)程的開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證和常規(guī)控制要求的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[12]于2022年發(fā)布,但與之對(duì)應(yīng)的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)布。生物指示物能否準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)滅菌效果,取決于其抗力[8]。目前生物指示物的生產(chǎn)僅遵循通用標(biāo)準(zhǔn),因此其適用性尚不明確[5,13-14]。盡管GB/T 33417[1]規(guī)定了過(guò)氧化氫氣體滅菌生物指示物的檢驗(yàn)方法,但測(cè)試D值時(shí)使用的生物指示物抗力測(cè)試儀并無(wú)對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),故滅菌器制造商各自開(kāi)發(fā)適用于其設(shè)備的生物指示物,而這些指示物的抗力及閱讀器的穩(wěn)定性均不一致,無(wú)法使用標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)器材比較不同指示物之間的抗力[1,5,15-16]。此外,用于評(píng)價(jià)滅菌器性能和滅菌過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)仍未正式發(fā)布。應(yīng)用方面,AAMI ST 58[17]中涵蓋了過(guò)氧化氫氣體滅菌的特性和應(yīng)用,但我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[18]、《醫(yī)療機(jī)構(gòu)消毒技術(shù)規(guī)范》[19]和《消毒供應(yīng)中心管理與技術(shù)指南》[20]僅對(duì)過(guò)氧化氫低溫等離子體滅菌的操作給予了指導(dǎo)。因此,國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)盡快制定相關(guān)規(guī)范和指南,完善過(guò)氧化氫氣體滅菌各類標(biāo)準(zhǔn),增加汽化過(guò)氧化氫滅菌設(shè)備要求和應(yīng)用規(guī)范,為生產(chǎn)企業(yè)和臨床操作提供指導(dǎo);同時(shí),使用部門也應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)的循證研究。

2.2 人員操作因素

2.2.1 滅菌物品的裝載量和裝載方式 裝載量是影響過(guò)氧化氫氣體滅菌效果的重要因素[21-23],裝載量過(guò)多可造成滅菌劑不足。栗英等[23]用過(guò)氧化氫等離子體同一程序?qū)?種不同裝載量的器械滅菌30批次后發(fā)現(xiàn),當(dāng)裝載量>80%時(shí),生物監(jiān)測(cè)失敗率高達(dá)86.67%,而裝載量<80%時(shí),失敗率為0。WS/T 367—2012[19]及滅菌器說(shuō)明書均明確規(guī)定,滅菌包應(yīng)避免疊放和接觸滅菌腔內(nèi)壁。重疊放置、特衛(wèi)強(qiáng)包裝物品朝向不一致等狀況,不利于過(guò)氧化氫的擴(kuò)散和穿透。此外,裝載物品如果觸碰到滅菌艙內(nèi)壁或電極,會(huì)妨礙等離子體產(chǎn)生[17];裝載物品距滅菌劑注射口過(guò)近,也可能影響過(guò)氧化氫氣體的釋放和擴(kuò)散。因此,醫(yī)療機(jī)構(gòu)可組織相關(guān)培訓(xùn),幫助專職人員理解滅菌器的結(jié)構(gòu)及滅菌原理,并要求嚴(yán)格按照滅菌器說(shuō)明書要求裝載,質(zhì)控組長(zhǎng)及科室負(fù)責(zé)人指導(dǎo)并監(jiān)督裝載情況。

2.2.2 滅菌物品和包裝材料的選擇 材料兼容性和穿透目標(biāo)表面的能力是過(guò)氧化氫氣體滅菌用于醫(yī)療器械最終滅菌的決定性因素[24]。兩種因素對(duì)滅菌效果的影響主要表現(xiàn)在:第一,當(dāng)包裝或滅菌物品中含有與過(guò)氧化氫氣體滅菌不兼容的材質(zhì)時(shí),可降低滅菌效果。例如,具有吸附或分解過(guò)氧化氫性質(zhì)的物品可造成過(guò)氧化氫氣體濃度降低,從而影響滅菌[25]。蔡碧蘭等[26]對(duì)221批因過(guò)氧化氫濃度過(guò)低致滅菌失敗的情況統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn),61.1%由吸附性物品所致。研究[27]顯示,無(wú)紡布包裝對(duì)過(guò)氧化氫的吸附性大于特衛(wèi)強(qiáng)包裝,且當(dāng)無(wú)紡布放在上層時(shí),其吸附性大于放在下層。第二,對(duì)于表面滅菌,過(guò)氧化氫被消耗時(shí)容易接觸到新補(bǔ)充的過(guò)氧化氫氣體,有助于殺滅微生物。然而過(guò)氧化氫氣體穿透性較低,只能通過(guò)管腔開(kāi)口進(jìn)入內(nèi)部,若待滅菌物品形狀或結(jié)構(gòu)復(fù)雜,特別是細(xì)長(zhǎng)的管腔器械,可能達(dá)不到可靠的滅菌效果[6,21-22,28]。Noh等[21]的研究發(fā)現(xiàn)管腔的材料和結(jié)構(gòu)對(duì)滅菌性能有明顯影響。

GB 27955—2020[11]規(guī)定,過(guò)氧化氫等離子體滅菌器不得用于吸收液體的、不能承受真空的、盲端等10種對(duì)象的滅菌。對(duì)此,應(yīng)對(duì)策略包括遵循醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[29]及AAMI標(biāo)準(zhǔn)[30]規(guī)定的過(guò)氧化氫滅菌的材料適應(yīng)性評(píng)價(jià)指南,確認(rèn)滅菌器械的材質(zhì)與滅菌方式的兼容性和適應(yīng)性;重視包裝材料的兼容性,包括評(píng)估材料是否會(huì)吸收或促進(jìn)過(guò)氧化氫氣體的分解[12];關(guān)注托盤、附件、墊子、支架、標(biāo)簽、器械盒等部件對(duì)過(guò)氧化氫的相容性,并遵守醫(yī)療器械和滅菌器制造商的使用說(shuō)明。

2.2.3 清洗不徹底 醫(yī)療器械上殘留的蛋白質(zhì)、鹽和污垢能為微生物提供防護(hù),阻止其與滅菌劑直接接觸,也有利于細(xì)菌黏附和生物膜形成[31]。臨床實(shí)踐中,因器械未徹底清洗導(dǎo)致滅菌失敗,造成手術(shù)部位感染的案例時(shí)有發(fā)生[32-36]。過(guò)氧化氫氣體滅菌對(duì)清洗質(zhì)量要求高,器械上的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物污染可能會(huì)降低其滅菌效果[8,25]。器械表面的有機(jī)物不僅會(huì)保護(hù)細(xì)菌芽孢,還會(huì)消耗過(guò)氧化氫滅菌因子,導(dǎo)致滅菌失敗。Rutala等[37]在存在鹽和血清污染的器械接種細(xì)菌芽孢后,分別用汽化過(guò)氧化氫、環(huán)氧乙烷、過(guò)氧化氫氣體等離子體和壓力蒸汽4種方式進(jìn)行滅菌,滅菌失敗率為76.3%、1.9%、1.9%和0,提示過(guò)氧化氫氣體滅菌前充分清潔的重要性。無(wú)機(jī)鹽類(如氯化鈉)在滅菌過(guò)程中因壓力變化導(dǎo)致水分快速蒸發(fā),結(jié)晶體析出并附著在待滅菌物品表面,也可導(dǎo)致滅菌失敗。對(duì)此,可考慮的策略包括:參考AAMI ST 79[38]指南,使用超聲清洗后的自動(dòng)清洗消毒器對(duì)大多數(shù)手術(shù)器械進(jìn)行再處理;至少每周監(jiān)測(cè)一次(最好每天監(jiān)測(cè))自動(dòng)清洗消毒器的清潔效果;遵守制造商的使用說(shuō)明書進(jìn)行器械再處理,并與制造商探討器械設(shè)計(jì)是否能有助于器械的充分清洗;科室定期組織培訓(xùn)和考核;清洗管腔器械時(shí),先進(jìn)行預(yù)刷洗及酶液超聲清洗,再使用減壓沸騰、脈動(dòng)真空清洗消毒器等設(shè)備,有效提高清洗效率[39-40]。清洗質(zhì)量的檢測(cè)建議使用目測(cè)法結(jié)合定量檢測(cè),對(duì)于管腔器械,建議使用白通條和管道鏡進(jìn)行檢查[38,41]。

2.2.4 干燥不充分 滅菌前徹底干燥可提高滅菌成功率[23]。水分可吸收過(guò)氧化氫,阻礙其接觸微生物并對(duì)微生物造成破壞,影響滅菌效果。而抽真空過(guò)程中,水分汽化會(huì)帶走大量熱量,導(dǎo)致過(guò)氧化氫冷凝,同時(shí)降低滅菌對(duì)象的溫度,也不利于滅菌。因此,對(duì)難以干燥的器械可使用高壓氣槍干燥→低溫真空干燥→高壓氣槍干燥的處理流程,并使用管道鏡及試紙法檢測(cè)是否殘留水分[23,42-43]。

2.2.6 滅菌程序的選擇 過(guò)氧化氫滅菌劑注入量、擴(kuò)散時(shí)間、壓力、溫度等都是影響滅菌器性能的重要過(guò)程參數(shù),尤其是滅菌劑注入量,對(duì)滅菌成功率影響顯著[21]。滅菌劑注入量越多,滅菌效果越好,但過(guò)氧化氫注入量過(guò)多,可能導(dǎo)致汽化不充分,從而影響穿透性并對(duì)滅菌物品和患者造成傷害[24],因此,過(guò)氧化氫注入量應(yīng)保持經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的固定值。栗英等[23]發(fā)現(xiàn),當(dāng)選擇短循環(huán)程序?qū)芮黄餍颠M(jìn)行滅菌時(shí),滅菌失敗率高達(dá)40.00%,而使用長(zhǎng)循環(huán)程序,失敗率可降至4.75%。因此,應(yīng)根據(jù)滅菌物品的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及滅菌器說(shuō)明書選擇正確的滅菌程序。

2.3 滅菌器 過(guò)氧化氫滅菌劑具有強(qiáng)氧化性,可能會(huì)氧化和腐蝕傳輸管道、閥門等內(nèi)部元件,甚至導(dǎo)致泄漏;盛裝過(guò)氧化氫溶液的蒸發(fā)器內(nèi)部可能出現(xiàn)結(jié)垢、結(jié)晶現(xiàn)象,影響其加熱效果[45]。趙燕等[46]對(duì)2010—2020年的2 866起過(guò)氧化氫等離子體滅菌器不良事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)滅菌器故障占92.6%,主要表現(xiàn)為滅菌劑泄露、滅菌失敗等,這些問(wèn)題與元件故障、維護(hù)使用不當(dāng)關(guān)系密切。長(zhǎng)期使用的滅菌器可能因設(shè)備老化增加滅菌失敗概率[6]。此外,即使在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障,這種“帶病”滅菌器也并不總會(huì)報(bào)警或中止程序,其對(duì)異常狀況監(jiān)測(cè)不靈敏,進(jìn)一步增加了滅菌失敗率。黃錫[45]報(bào)道了一起過(guò)氧化氫氣體滅菌器顯示“滅菌成功”,而指示卡卻顯示滅菌失敗的案例,檢查設(shè)備后發(fā)現(xiàn)進(jìn)液閥泄露。為應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題,應(yīng)購(gòu)買符合國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的滅菌器,嚴(yán)格按照滅菌器說(shuō)明書要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù);認(rèn)真觀察每批次滅菌記錄,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)分析并處理;按照制造商的參數(shù)規(guī)定及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),正確判斷物理監(jiān)測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)和化學(xué)指示物的變化。

2.4 生物指示物

2.4.1 管腔生物過(guò)程挑戰(zhàn)裝置(PCD)抗力差異大 根據(jù)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 27955—2020[11],使用過(guò)氧化氫低溫等離子體滅菌管腔器械時(shí),應(yīng)使用PCD或等效驗(yàn)證裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用管腔生物PCD可以真實(shí)反映管腔器械的滅菌效果,但監(jiān)測(cè)失敗率遠(yuǎn)高于普通生物監(jiān)測(cè),且不同材質(zhì)、形狀、管腔內(nèi)徑和長(zhǎng)度的生物PCD抗力差異大[6,21-22,25,47-48]。管腔越細(xì)長(zhǎng),生物監(jiān)測(cè)失敗率越高;管腔較長(zhǎng)且細(xì)的滅菌失敗率高;單通道滅菌劑開(kāi)口結(jié)構(gòu)比雙通道開(kāi)口結(jié)構(gòu)難滅菌;由全氟烷氧基樹(shù)脂制成的軟式PCD在滅菌器達(dá)最大裝載量時(shí)也不易出現(xiàn)生物監(jiān)測(cè)失敗[21];一側(cè)盲端的生物PCD不適用于該滅菌方式[25]。滅菌時(shí),應(yīng)正確選擇管腔PCD與非管腔PCD;監(jiān)測(cè)管腔器械時(shí),應(yīng)依據(jù)管腔器械的實(shí)際直徑、長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等選擇合適的管腔PCD[49]。

2.4.2 快速與慢速生物指示物判讀結(jié)果不一致 大多數(shù)情況下,快速生物指示物的熒光判讀與慢速培養(yǎng)結(jié)果一致(一致性≥97%)[50-51]。兩種判讀結(jié)果不一致的情況較少,往往是快速熒光判讀結(jié)果陽(yáng)性,慢速培養(yǎng)結(jié)果陰性。其原因可能是滅菌過(guò)程有效性處于臨界狀態(tài),體系中殘留芽孢數(shù)量極少或無(wú)殘留,微生物的酸性產(chǎn)物數(shù)量不足以使指示劑變色,但尚存在α-葡萄糖苷酶并發(fā)揮了催化作用,故提示存在微生物殘留,有致病風(fēng)險(xiǎn)[52]。極少數(shù)情況下,不一致性表現(xiàn)為快速熒光閱讀顯示陰性,而慢速培養(yǎng)結(jié)果顯示陽(yáng)性的“假熒光陰性反應(yīng)”。這種判讀結(jié)果可能是由于少量殘留芽孢結(jié)構(gòu)受損,被損傷的芽孢并沒(méi)有死亡,只是不能(或非常緩慢地)萌發(fā),但可以在培養(yǎng)基上修復(fù)后生長(zhǎng)[53],熒光監(jiān)測(cè)期間沒(méi)有產(chǎn)生熒光物質(zhì),閱讀器誤報(bào)陰性,之后孢子通過(guò)修復(fù)再次生長(zhǎng),改變了指示劑的顏色。當(dāng)發(fā)現(xiàn)“假熒光陰性反應(yīng)”時(shí),未成功滅菌的物品可能已經(jīng)使用,增加了疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)引起高度重視,并明確快速生物閱讀結(jié)果后是否還需要進(jìn)行慢速培養(yǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.3 生物指示物質(zhì)量問(wèn)題 廣東省6所醫(yī)院出現(xiàn)時(shí)間聚集性生物監(jiān)測(cè)失敗現(xiàn)象,經(jīng)調(diào)查推斷可能是因生物指示物自身質(zhì)量問(wèn)題造成的假陽(yáng)性[48],建議在接收產(chǎn)品時(shí),檢查其相關(guān)測(cè)試證書,并按照說(shuō)明書規(guī)范存儲(chǔ)生物指示物。

2.5 生物閱讀器 生物閱讀器濾光片腐蝕或損壞會(huì)導(dǎo)致光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度發(fā)生變化,使閱讀器無(wú)法精確判讀[44];閱讀器孔內(nèi)的雜物、漏液、灰塵等也會(huì)影響閱讀結(jié)果。此外,生物指示物與化學(xué)指示物直接接觸,或監(jiān)測(cè)人員的手接觸了帶有熒光標(biāo)記的物品,都可能導(dǎo)致生物閱讀器誤報(bào)陽(yáng)性[54]。以下措施有助于避免上述問(wèn)題:閱讀器放在遠(yuǎn)離強(qiáng)光處,加防塵蓋;使用生產(chǎn)商建議的清洗劑;觸摸生物指示物前洗手;定期對(duì)閱讀器進(jìn)行效驗(yàn)和維護(hù)。

過(guò)氧化氫氣體滅菌生物監(jiān)測(cè)失敗原因主要總結(jié)為缺乏相關(guān)明確標(biāo)準(zhǔn)、人員操作因素、滅菌器因素、生物指示物因素和生物閱讀器因素5個(gè)方面,見(jiàn)表1。

表1 生物監(jiān)測(cè)失敗原因及參考文獻(xiàn)總結(jié)

3 總結(jié)

可靠的滅菌效果對(duì)患者安全至關(guān)重要。盡管過(guò)氧化氫氣體滅菌在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中被普遍使用,但各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和指南還未完善。此外,過(guò)氧化氫氣體的穿透力和材料兼容性增加了生物監(jiān)測(cè)失敗的復(fù)雜度。專業(yè)技術(shù)人員需要綜合考慮各種影響因素,準(zhǔn)確分析監(jiān)測(cè)失敗的原因,鑒別“真陽(yáng)性”“假陽(yáng)性”“假熒光陰性反應(yīng)”,及早采取針對(duì)性措施,確保為患者提供安全可靠的器械保障。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。