A nanoezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú fertőtlenítőszerek hatékonysága

Bevezetés

Az egészségügyi ellátással összefüggő fertőzés (a továbbiakban: fertőzés) a morbiditás és a mortalitás egyik fő oka világszerte. Az Európai Betegségmegelőzési és Járványügyi Központ (European Centre for Disease Prevention and Control, ECDC) 2016-2017 között elvégzett pont prevalencia vizsgálatának eredményei szerint az egészségügyi ellátást végző intézményekben a betegek 5,9%-ánál, a bentlakásos szociális intézmények esetében pedig az ápoltak 3,7%-ánál fordult elő fertőzés, legnagyobb arányban légúti infekció (1). A leggyakrabban izolált mikroorganizmus az Escherichia coli, a Staphylococcus aureus, a Klebsiella spp., az Enterococcus spp., a Pseudomonas aeruginosa és a Clostridium difficile volt (1).

Számos tanulmány bizonyítja, hogy ezek, valamint más, specifikus és aspecifikus kórokozók gyakran szennyezik a környezetet, beleértve mind a porózus (pl. függöny, ágynemű), mind a nem porózus felületeket (pl. ágy, orvostechnikai eszközök) (2). Az egészségügyi és a szociális ellátást nyújtó intézményekben a környezet fertőtlenítése az infekciókontroll programok egyik alapvető feladata. A hagyományos fertőtlenítési eljárások hatékonyságát azonban számos tényező (pl. kevés és/vagy képzetlen takarítószemélyzet, nem meghatározott felelősségi szintek, a fertőtlenítendő felület típusa, a fertőtlenítőszerek nem megfelelő alkalmazása) kedvezőtlenül befolyásolja (3-7). Emellett ezek a módszerek nem minden esetben távolítják el a patogéneket (pl. Clostridium difficile, methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus, vancomycin-rezisztens Enterococcus, multirezisztens Acinetobacter baumannii) (8-12). A szakemberek ezért egyre inkább hangsúlyozzák, hogy innovatív hatóanyagokra és megoldásokra (pl. nanoezüst, ózon, ultraviola-C fény, hidegköd) van szükség (2, 13-14).

Az ezüst már évezredek óta ismert nemesfém. Kezdetben a folyadékok és élelmiszerek tisztán tartására, tartósítására használták fel, később edényeket, ékszereket, pénzérméket alapanyagául szolgált, de napjainkban széles körben elterjedt egyéb célú használata (pl. kötszerek és orvosi eszközök komponense, biodiagnosztika, immunrendszer-erősítés, antivirális terápia) is (15-16). Emellett az ezüst jelentős fertőtlenítő hatással rendelkezik. A kolloid állapotú ezüstrészecskék (nanoezüst) az aktív oxidációs-redukciós kémiai reakció következtében gyorsan, hatékonyan és tartósan képesek a mikroorganizmusok (pl. SARS-CoV-2, multirezisztens Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli) elpusztítására (17-19). További előnye, hogy a hagyományos fertőtlenítőszerekkel ellentétben az ezüsttel szemben a patogének nem válnak rezisztenssé, nem károsítják a kezelt felületeket (pl. elektromos orvostechnológiai eszközök, légkondicionáló berendezések), valamint a használata során nem keletkezik az emberi egészségre káros toxikus melléktermék, így biztonságos és környezetbarát (20-22). Antimikrobás hatásának fokozására az új generációs fertőtlenítőszerekben hidrogén-peroxid-tartalmú oldatban alkalmazzák. Ennek eredményeképpen egyrészt a felületre történő felvitelt követően a hidrogén-peroxidból aktív (nascens) oxigén szabadul fel, amely agresszív oldószerként roncsol minden szerves komponenst, ezáltal azonnal és hatékonyan pusztítja a patogéneket is, másrészt a felület száradása során az oldatból visszamaradó ezüstrészecskék tartós, akár több napig tartó antimikrobás hatást fejtenek ki (23).

Annak ellenére, hogy a hidrogén-peroxidot régóta alkalmazzák környezetfertőtlenítő szerként az egészségügyi és a szociális ellátást nyújtó intézményekben, a nanoezüsttel történő kombinált használata még kevésbé elterjedt. Jelen cikk célja, hogy áttekintést adjon a nanoezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú dezinficiensek hatékonyságával kapcsolatos tudományos bizonyítékokról.

Módszer

Az összefoglaló céljának megfelelő szisztematikus irodalomkutatás a Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) irányelv alapján történt (24). A megfelelő interpretálhatóság követelményeit szem előtt tartva csak a teljes terjedelmükben elérhető, angol nyelvű, 2010. január 01. és 2020. március 31. között megjelent releváns szakirodalmi cikkek és a szürke közlemények keresése a Cochrane Library, a Cumulative Index to Nursing and Allied Health Literature (CINAHL), a Database of Abstracts of Reviews of Effects (DARE), az Excerpta Medica database (EMBASE), a Health Technology Assessment (HTA) database, a Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE), a Medicines and Healthcare products Regulatory Agency (MHRA) database, a National Patient Safety Agency (NPSA) database, a National Institute for Health and Care Excellence (NICE) database, a ScienceDirect adatbázisokra terjedt ki. A keresés a szabályozott [Medical Subject Headings (MeSH) és EMBASE Subject headings (Emtree)] és a természetes szókincs (kulcsszavak) használatával történt, az „ezüst”, a „hidrogén-peroxid” és a „fertőtlenítés”, valamint az „egészségügyi és a szociális ellátást nyújtó intézmények” kifejezések kombinálásával. Az eredmények egy EndNote könyvtárba kerültek, ahol a duplikátumok automatikusan eltávolítását követően manuálisan ellenőrzés, majd a címek, az absztraktok és a vizsgálati célkitűzésnek megfelelő közlemények áttekintése történt meg. A szakirodalmi keresés kiegészült a releváns cikkek irodalomjegyzékének és az adatbázisok kapcsolódó közleményeinek áttekintésével.

Eredmények

Az irodalomkutatás során összesen 132 cím és absztrakt vizsgálta történt meg. Ebből 36 tűnt potenciálisan relevánsnak, amelyeknek a teljes szövege került értékelésre. Végül nyolc közlemény felelt meg a kritériumoknak.

Egy olasz kórház osztályain randomizált, multicentrikus vizsgálatot végeztek az ezüstöt és hidrogén-peroxidot tartalmazó hidegködképző automatával, valamint a nátrium-hipoklorit oldattal, manuálisan történő fertőtlenítés hatékonyságának összehasonlítására (26). A dezinficiálás előtt és után elvégzett tenyésztés célja a spóraszám kvantitatív meghatározása és a Clostridium difficile kvalitatív kimutatása volt. A fertőtlenítés előtt a kezelendő felületeken nagy számban voltak kimutathatók a Clostridium difficile spórák. Az ezüst- és hidrogén- peroxidos hidegködölés után nem tenyészett ki a markerbaktérium, ellentétben a nátrium- hipoklorit oldattal végzett kézi fertőtlenítéssel. A két csoport közötti különbség ugyan nem volt statisztikailag szignifikáns, a kutatást végzők azonban az ezüstöt és hidrogén-peroxidot tartalmazó hidegködképző automatával történő fertőtlenítést javasolják, mert annak hatékonysága nem személyfüggő.

Egy olasz egyetemi kórházban elvégzett mikrobiológiai vizsgálat eredményei szerint a tiszta és szennyezett felületeken alkalmazott nanoezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú dezinficiens 10 perces kezelés után a Staphylococcus aureus és a Pseudomonas aeruginosa, 15 perces behatási idő elteltével pedig a multirezisztens kórokozók felületi aktivitását jelentősen csökkentette (25).

Egy portugál kórház égési osztályán két multirezisztens Acinetobacter baumannii okozta szepszisben szenvedő beteg elbocsájtását követően nanoezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú szert tartalmazó automata hidegködképző géppel fertőtlenítést végeztek. Az intervenció után a felületi mintákból nem tenyészett ki Acinetobacter baumannii (18).

Két olasz kórház sebészeti és intenzív osztályainak légkondícionálók nanoezüst- és hidrogén- peroxid-tartalmú aeroszollal történt dezinficiálását követően a berendezések közelében lévő mintavételi pontokról vett felületi – és levegőminták mikrobiológiai vizsgálati eredménye alapján az Aspergillus fumigatus és az egyéb fonalas gombák jelenlétét felszámolták (27).

Egy szaúd-arábiai kórház intenzív osztályán egy három évig tartó intervenciós vizsgálatot végeztek, melynek során nanoezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú hidegködöléssel, háromórás fertőtlenítést és izolációs boxokat alkalmaztak az egészségügyi ellátással összefüggő fertőzések gyakoriságának csökkentése céljából (28). A hatékonyság értékelése a betegektől, valamint a fertőtlenítés előtt és után a vizsgálók, a folyosók és a boxok leggyakrabban érintett felületeiről vett minták mikrobiológiai vizsgálata alapján történt. A program végére – a kifogyott a hidrogén-peroxid patron miatt előforduló visszaesések ellenére – a Acinetobacter spp., E. coli, Staphylococcus ssp. okozta fertőzések aránya 14,3%-ról 4%-ra csökkent.

Egy indiai egyetemi kórház osztályainak helyiségeit és légkondícionálói berendezéseit ezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú oldattal feltöltött hidegködképző készülékkel fertőtlenítették. Az intervenció előtt és után elvégzett mikrobiológiai tenyésztés eredményei alapján ez az innovatív hatóanyag és módszer hatékonyan és gyorsan fertőtlenítette a helyiségek levegőjét, bútorzatát és egyéb tárgyait (29).

Egy iráni egyetemi kórházban acélfelületeken vizsgálták az ezüst- és hidrogén-peroxid- tartalmú fertőtlenítőszer patogén enterobaktériumokra (Escherichia coli, Proteus mirabilis és Klebsiella pneumoniae) gyakorolt inaktiváló hatékonyságát (30). A felszíni szennyeződés kvalitatív mikrobiológiai vizsgálata azt mutatta, hogy három markerbaktérium szignifikánsan inaktiválódott a fertőtlenítőszerrel végzett 15 perces időtartamú expozíciót követően.

Megbeszélés

„A” szintű bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy a megfelelő gyakoriságú és hatékonyságú levegő- és felületfertőtlenítés kedvezően befolyásolja a fertőzések gyakoriságát az egészségügyi és a szociális ellátást nyújtó intézményekben (31-33).
A napjainkban is gyakori hagyományos dezinficiensekkel történő manuális fertőtlenítés hatékonysága azonban a legtöbb esetben nem megfelelő. Ezt az intézményi és személyi problémák mellett bizonyos fertőtlenítőszerek kórokozókkal szembeni antimikrobiális hatásának hiánya befolyásolja (pl. klórhexidin, triklórizocianursav és povidon jód vs. karbapenem-rezisztens Enterobacteriaceae törzsek; kvaterner ammónium vs. Klebsiella pneumoniae; benzalkónium-klorid, cetrimid és klórhexidin-glükonát vs. Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa és Acinetobacter baumannii) (34-36).

A továbbfejlesztett, de még kevésbé elterjedt ezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú kombinált fertőtlenítőszerek hidegködképző automata („érintés nélküli”) géppel való használata az egyik hatékony alternatívája a jelenleg széles körben alkalmazott fertőtlenítőszereknek és módszereknek (pl. nátrium-hipoklorit oldattal történő kézi fertőtlenítés) (37). Ennek tényét az általunk áttekintett in vitro és in situ vizsgálati eredmények mindegyike igazolja (7, 25-30).

A szélesebb körben, a hagyományos és fertőtlenítési gyakorlatok kiegészítéseként történő alkalmazásához azonban további kutatásokra van szükség, mivel a publikációk eltérő módszereket és patogéneket alkalmaztak a hatékonysági vizsgálatok végzésekor.

Következtetések

A kutatási kritériumoknak megfelelt közleményekben leírt eredmények alátámasztják, hogy az újgenerációs nanoezüst- és hidrogén-peroxid-tartalmú dezinficiensek alkalmazásával gyorsan, hatékonyan és tartósan inaktiválhatók a nozokomiális patogének. Tekintettel arra, hogy az egészségügyi és a szociális ellátást nyújtó intézményekben egyrészt egyre nagyobb arányban fordulnak elő a multirezisztens kórokozók, másrészt a megfelelő környezeti fertőtlenítés a bevezetőben írt okok miatt nem minden esetben valósul meg, fontolóra kell venni a hagyományosnál jóval (költség)hatékonyabb innovatív, nanotechnológiával előállított fertőtlenítőszerek és automatizált technológiák (pl. hidegköd-képzés) alkalmazását. Az intézmény vezetőségnek felelőssége, hogy a tudományos bizonyítékokon alapuló ajánlásokat figyelembe véve, az infekciókontroll program részeként milyen dezinficienseket és fertőtlenítési módszereket vezet be a fertőzések megelőzése, illetve előfordulásuk csökkentése érdekében.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet mondanak Korom Juditnak, az Országos Klinikai Idegtudományi Intézet higiénikusának a szakmai támogatásáért.

Felhasznált irodalom

[1] Suetens C, Latour K, Kärki T, et al. Prevalence of healthcare-associated infections, estimated incidence and composite antimicrobial resistance index in acute care hospitals and long-term care facilities: results from two European point prevalence surveys, 2016 to 2017. Euro Surveill. 2018;23: pii=1800516.

[2] Han JH, Sullivan N, Leas BF, et al. Cleaning hospital room surfaces to prevent health care-associated infections. a technical brief. Ann Intern Med. 2015;163: 598-607.

[3] Carling PC, Bartley JM. Evaluating hygienic cleaning in health care settings: what you do not know can harm your patients. Am J Infect Control. 2010;38: S41–50.

[4] Anderson RE, Young V, Stewart M, et al. Cleanliness audit of clinical surfaces and equipment: who cleans what? J Hosp Infect. 2011;78: 178–181.

[5] Ali S, Moore G, Wilson AP. Effect of surface coating and finish upon the cleanability of bed rails and the spread of Staphylococcus aureus. J Hosp Infect. 2012;80: 192–198.

[6] Cadnum JL, Hurless KN, Kundrapu S, et al. Transfer of Clostridium difficile spores by nonsporicidal wipes and improperly used hypochlorite wipes: practice + product = perfection. Infect Control Hosp Epidemiol. 2013;34: 441–442.

[7] Ramm L, Siani H, Wesgate R, et al. Pathogen transfer and high variability in pathogen removal by detergent wipes. Am J Infect Control. 2015;43: 724–728.

[8] Sigler V, Hensley S. Persistence of mixed staphylococci assemblages following disinfection of hospital room surfaces. J Hosp Infect. 2013;83: 253–256.

[9] Manian FA, Griesnauer S, Senkel D. Impact of terminal cleaning and disinfection on isolation of Acinetobacter baumannii complex from inanimate surfaces of hospital rooms by quantitative and qualitative methods. Am J Infect Control. 2013;41: 384–385.

[10] Hayden MK, Bonten MJ, Blom DW, et al. Reduction in acquisition of vancomycin-resistant Enterococcus after enforcement of routine environmental cleaning measures. Clin Infect Dis. 2006;42: 1552–1560.

[11] Eckstein BC, Adams DA, Eckstein EC, et al. Reduction of Clostridium difficile and vancomycin-resistant Enterococcus contamination of environmental surfaces after an intervention to improve cleaning methods. BMC Infect Dis. 2007;7: 61.

[12] Mitchell BG, Dancer SJ, Anderson M, et al. Risk of organism acquisition from prior room occupants: a systematic review and meta-analysis. J Hosp Infect. 2015;91: 211–217.

[13] Rutala WA, Weber DJ. Disinfectants used for environmental disinfection and new room decontamination technology. Am J Infect Control. 2013;41: S36–41.

[14] Donskey CJ. Does improving surface cleaning and disinfection reduce health care-associated infections? Am J Infect Control. 2013;41: S12–19.

[15] Ge L, Li Q, Wang M, et al. Nanosilver particles in medical applications: synthesis, performance, and toxicity. Int J Nanomed. 2014;16: 2399-2407.

[16] Deshmukh SP, Patil SM, Mullani SB, et al. Silver nanoparticles as an effective disinfectant: a review. Mater Sci Eng C. 2018;97: 954-965.

[17] Cobrado L, Pinto Silva A, Pina-Vaz C, et al. Effective Disinfection of a Burn Unit after Two Cases of Sepsis Caused by Multi-Drug-Resistant Acinetobacter baumannii. Surg Infect (Larchmt). 2018;19: 541-543.

[18] Eleraky NE, Allam A, Hassan SB, et al. Nanomedicine Fight against Antibacterial Resistance: An Overview of the Recent Pharmaceutical Innovations. Pharmaceutics. 2020;12: 142.

[19] Pelgrift RY, Friedman AJ. Nanotechnology as a therapeutic tool to combat microbial resistance. Adv Drug Deliv Rev. 2013;65: 1803-1815.

[20] SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks), Risk assessment of products of nanotechnologies. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?

[21] Slawson RM, Van Dyke IM, Jack HL, et al. Germanium and silver resistance, accumulation, and toxicity in microorganisms. Plasmid. 1992;27: 72-79.

[22] Dancer SJ. Controlling hospital-acquired infection: focus on the role of the environment and new technologies for decontamination. Clin Microbiol Rev. 2014;27: 665-690.

[23] Moher D, Liberati A, Tetzlaff J, et al. Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses: The PRISMA Statement. PLoS. Med. 2009;6: e100097.

[24] De Giglio O, Coretti C, Lovero G, et al. Pilot study on the antibacterial activity of hydrogen peroxide and silver ions in the hospital environment. Ann Ig. 2014;26: 181-185.

[25] Mosci D, Marmo GW, Sciolino L, et al. Automatic environmental disinfection with hydrogen peroxide and silver ions versus manual environmental disinfection with sodium hypochlorite: a multicentre randomized before-and-after trial. J Hosp Infect. 2017;97: 175-179.

[26] Totaro M, Costa AL, Casini B, et al. Microbiological Air Quality in Heating, Ventilation and Air Conditioning Systems of Surgical and Intensive Care Areas: The Application of a Disinfection Procedure for Dehumidification Devices. Pathogens. 2019;8: 8.

[27] Al Bshabshe A, Joseph MRP, Assiri A, et al. A multimodality approach to decreasing ICU infections by hydrogen peroxide, silver cations, and compartmentalization. J Infect Public Health. 2020;pii: S1876-0341(20)30366-X.

[28] Taneja N, Biswal M, Kumar A, et al. Hydrogen peroxide vapour for decontaminating air-conditioning ducts and rooms of an emergency complex in northern India: time to move on. J Hosp Infect. 2011;78: 200-203.

[29] Davoudi M, Ehrampoush MH, Vakili T, et al. Antibacterial effects of hydrogen peroxide and silver composition on selected pathogenic enterobacteriaceae. Int J Env Health Eng. 2012;1: 23.

[30] Siani H, Maillard JY. Best practice in healthcare environment decontamination. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2015;34: 1-11.

[31] Donskey CJ. Does improving surface cleaning and disinfection reduce health care-associated infections? Am J Infect Control. 2013;41: 13-19.

[32] Kramer A, Schwebke I, Kampf G. How long do nosocomial pathogens persist on inanimate surfaces? A systematic review. BMC Infect Dis. 2006;6: 130.

[33] Chen Y, Liao K, Huang Y, et al. Determining the susceptibility of carbapenem resistant Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli strains against common disinfectants at a tertiary hospital in China. BMC Infect Dis. 2020;20: 88.

[34] Azadpour M, Nowroozi J, Goudarzi GR, et al. Presence of qacEΔ1 and cepA genes and susceptibility to a hospital biocide in clinical isolates of Klebsiella pneumoniae in Iran. Trop Biomed. 2015;32: 109-115.

[35] Vijayakumar R, Sandle T, Al-Aboody MS, et al. Distribution of biocide resistant genes and biocides susceptibility in multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii – A first report from the Kingdom of Saudi Arabia. J Infect Public Health. 2018;11: 812-816.

[36] Boyce JM. Modern technologies for improving cleaning and disinfection of environmental surfaces in hospitals. Antimicrob Resist Infect Control. 2016;5: 10.

Szerzők:

dr. Szabó Rita MSc, MBA, PhD epidemiológus

dr. Barcs István PhD klinikai és járványügyi mikrobiológus, nyug. tanszékvezető, főiskolai tanár