يصف هذا البروتوكول الطرق المستخدمة في تقنية تعقيم جديدة لعزل بيروكسيد الهيدروجين الجاف (aHP) التي توفر اتصالا ذكيا بالمستشفيات، مما يسمح بدمج المنصات لتوفير بيانات تاريخية حول استخدام المعدات، والتحقق من جرعات aHP، وتغطية الغرف، وأوقات التعقيم، والمواقع لتقليل العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية (HAIs).
مقالة منهجية
تعقيم غرف المستشفى الآلي باستخدام تقنية جديدة لتوزيع قطرات الهيدروجين بيروكسيد الميكرو
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
لقد تركت الطرق التقليدية واليدوية والأشعة فوق البنفسجية ثغرات في تحقيق تعقيم شامل في الغرفة بالكامل للمناطق التي يصعب الوصول إليها أو الظل، مما يزيد من خطر العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية (HAIs). التعقيم البيئي الفعال هو عنصر أساسي في برنامج شامل للوقاية من العدوى. تشمل القيود التقليدية التعقيم غير الكامل، وخطر التعرض للعاملين في الرعاية الصحية، ومتطلبات تكلفة العمالة، مما يستدعي اعتماد تقنيات أحدث. دخلت مؤخرا السوق تقنية تشويش جافة آلية باستخدام بيروكسيد الهيدروجين (aHP) مصممة لتجاوز هذه القيود، مما قد يوفر حلا أكثر فعالية سريريا واقتصاديا. توفر هذه التقنية الجديدة قطرات بيروكسيد الهيدروجين بحجم ميكرون في جميع أنحاء الغرفة، مما يضمن التعقيم الأمثل لجميع الأسطح. يسمح النظام أيضا بالتكامل داخل منصات البيانات لتوفير بيانات تاريخية عن استخدام المعدات، والتحقق من جرعات aHP، وتغطية الغرف، وأوقات التعقيم، والمواقع لتوفير ضمان الجودة والسجلات القابلة للتدقيق. يوفر انتشار القطرات الدقيقة aHP عبر التشويش الجاف تغطية موحدة، مما يوفر فعالية أكبر للمواد الكيميائية في بيئات الرعاية الصحية الحديثة. هدف هذا البروتوكول هو توضيح طرق استخدام نظام التشويش الجاف الآلي aHP، بما في ذلك مساهمة قدرات التتبع والتدقيق في الوقت الحقيقي في إدارة مخاطر العدوى. ثم تقدم نتائج تمثيلية تظهر فعالية التغطية بالإضافة إلى التأثير الناتج على تقليل انتقال العدوى والتكلفة المباشرة والإنتاجية المرتبطة بالكائنات المقاومة للكربابينيم Acinetobacter baumannii (CRAB)، وهو كائن مقاوم للأدوية المتعددة اعتبره مركز السيطرة على الأمراض "تهديدا عاجلا". مقارنة بأدنى رقم تكاثر لكل دخول وهو 0.40، حيث كان من المتوقع أن يصل إجمالي 9.6 حالة انتقال للمرضى داخل المنشأة، أظهر تطبيق تقنية التشويش الجاف كجزء من استراتيجية قوية لتخفيف الكائنات المقاومة للكربابينيم (CRO) انخفاضا ذا دلالة إحصائية في معدل الانتقال الفعلي مقارنة بالمعدل المتوقع.
المقدمة
تلعب الأسطح الملوثة دورا حيويا في انتقال مسببات الأمراض التي تسبب العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية (HAIs)1. العدوى المرتبطة ب HAI هي عدوى غير موجودة أو لا تزال في الحضانة وقت دخول المستشفى ويمكن أن يصاب بها المرضى أو طاقم الرعاية الصحيةأو الزوار. لغرض التقارير، استخدمنا تعريفات المراقبة التي تقدمها الشبكة الوطنية للسلامة الصحية (NHSN)، حيث وفرت تعريفا موحدا لتحديد العدوى لدى المرضى المنومين في المستشفى. تعرف حالات الإصابة بأمراض الارتفاق المبكر بأنها تلك التي تحدث بعد 48 ساعة أو أكثر من دخول المستشفى وهي السبب الرئيسي لزيادة الوفيات والنتائج السلبية3. يمكن أن تنتشر مسببات الأمراض التي تسبب HAIs من خلال ملامسة الأسطح المصابة، مثل مقابض الأبواب، والأسرة، والصنابير، والهواتف، والمعدات السريرية المشتركة 4,5. تحتوي مضادات الالتهاب الهومي الشائعة، بما في ذلك كلوستريديوم ديفيسيل (C. diff)، ومضربات العنقود الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA)، والمكورات المعوية المقاومة للفانكومايسين (VRE)، والنوروفيروس، وغيرها، جميعها قادرة على التساقط من المرضى المصابين، والبقاء على الأسطح الجافة لفترات طويلة، ويصعب إزالتها بالتنظيف والتعقيم اليدوي، وتتطلب جرعة منخفضة نسبيا للعدوى1. يتم اقتراح الآلية التي يمكن من خلالها بقاء مسببات الأمراض لفترات طويلة من خلال اكتشاف الأغشية الحيوية التي تسمح للبكتيريا النباتية بالعيش في مستعمرات دون مصدر غذائي. الأغشية الحيوية هي مجتمعات متعددة الخلايا مرتبطة بمصفوفة خارج الخلية ذاتية الصنع، وهي أكثر مقاومة للمبيدات الحيوية من البكتيريا العائمةالحرة. 6. لذلك، فإن الطرق الصحيحة والدقيقة لتعقيم الأسطح ضرورية للحد من خطر الإصابة بعدوى الالتهاب العالي العالي ونقلها.
عادة ما تجرى طرق التنظيف التقليدية عدة مرات في اليوم لضمان نظافة مرئية لبيئة المريض. يتم عادة إجراء التنظيف النهائي، وهو تنظيف أعمق للغرف، عند خروج المريض لضمان بيئة آمنة للمرضى اللاحقين. ومع ذلك، غالبا ما تحدد العينات البيئية التي أجريت بعد التعقيم النهائي الأسطح التي لا تزال ملوثة بمسببات الأمراض، وأن حتى جولات متعددة من المبيض قد لا تكون كافية لقتل بعض مسببات الأمراض مثل MRSA1. وجدت إحدى الدراسات أن البكتيريا يمكنها البقاء على مناديل المطهرة، مما يؤدي إلى انتشارهذه الميكروبات بدلا من القضاء عليها. إن التحدي المتمثل في تحقيق توزيع مطهر بشكل صحيح في جميع أنحاء الغرفة ووقت اتصال كاف يساهم في عدم الاتساق في التعقيم الموثوق. ولدعم طرق التعقيم اليدوي، تم تطبيق تقنيات جديدة مثل التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية C (UVC). ومع ذلك، هناك قيود على فعالية تقنية الأشعة فوق البنفسجية، بما في ذلك عدم القدرة على اختراق الأسطح غير المعرضة مباشرة للضوء بشكل صحيح (الظلال) وانخفاض شدة الجرعة مع البعد عن المصدر8. معظم هذه التقنيات لا تقيس الجرعة، وبدونها لا يمكن معرفة فعالية التطبيق الفعلية. لذا فإن المراقبة وضمان الجرعة المناسبة قد تتطلب عدة جولات من إعادة التموضع، مما يزيد من تكاليف العمالة.
لذا، تعد أنظمة تعقيم بيروكسيد الهيدروجين الجاف (aHP) طريقة جذابة ومبتكرة لتقديم تطهير متسق وناجح للغرفة بأكملها. نظام aHP يملأ الفراغ بشكل موحد بقطرات بيروكسيد الهيدروجين بحجم ميكرون ويخفف الحاجة إلى تدخل المشغلين؛ واحدة من فوائد ذلك هي تقليل عبء الموظفين وتقديم معدلات دوران أسرع. وجدت دراسة حديثة أن إضافة أنظمة تعقيم كاملة للغرفة بدون لمس aHP أدى إلى انخفاض كبير في عدوى C. diff مقارنة بالطرق اليدويةالتقليدية وحدها. يعتبر بيروكسيد الهيدروجين أيضا مبيدا حيويا "مثاليا" عبر صناعات متعددة لفعاليته وسلامته وتأثيره البيئي وسهولة استخدامه واستقراره وتوافقهمع المواد السطحية. لبيروكسيد الهيدروجين ميزة إضافية تتمثل في كونه غير مستقر بعد التبخير، حيث يتحلل بكفاءة في تحلل أسي إلى أكسجين وماء، ولا يترك أي نواتج سامة متبقية بعد التبخر. إذا دخلت الغرفة أثناء الضباب أو مباشرة بعدها، فهناك حاجة لمعدات الحماية الشخصية؛ ومع ذلك، بعد تبديد وتحلل بيروكسيد الهيدروجين (بعد 15 دقيقة من العلاج)، يكون بقاء بيروكسيد الهيدروجين أقل من المستويات التي قد تسبب أي مخاطر صحية، وأقل من حدود إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA)، والتي تشمل حد أقصى للتعرض يبلغ <75 جزء في مليون (جزء في المليون)، وحد متوسط مرجح زمني (TWA) لمدة 8 ساعات وهو <1 جزء في المليون.
يصف هذا البروتوكول طرق استخدام نظام تعقيم جديد من نوع aHP باستخدام محلول بيروكسيد الهيدروجين بنسبة 5٪ (الشكل 1) الذي يوفر أيضا التكامل في بيئات المستشفيات الذكية لتوفير بيانات تاريخية عن استخدام المعدات، وجرعات aHP، وتغطية الغرف، وأوقات التعقيم، والمواقع، مما يسمح بتحسين العمليات والتحقق والسجلات القابلة للتدقيق.
الشكل 1: نظام تعقيم بيروكسيد الهيدروجين الجاف المغطى بالتباهي. الجهاز المستخدم في تشويش بيروكسيد الهيدروجين الجاف. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
البروتوكول
1. إعداد وحدة التحكم الذكية في البداية
- قم بتركيب وحدة التحكم الذكية في حامل وحدة التحكم على مقبض العربة التي تدعم وحدة التشويش (pogging). وحدة التحكم الذكية هي الجهاز المحمول الذي يتحكم في وحدة التشويش الكثيف، وحامل وحدة التحكم يقع على مقبض العربة.
- وصل كابل وحدة التحكم بمنفذ الشحن الخاص بوحدة التحكم ومأخذ USB في العربة المحمولة. استخدم مشابك أو أربطة كابلات توفرها الشركة المصنعة لتثبيت الكابل في مكانه.
2. إعداد أولي لتعقيم ضباب بيروكسيد الهيدروجين المهووس (aHP)
- قم بتوصيل كابل الطاقة الموجود في العربة المتنقلة بالمقبس في أسفل جهاز تعقيم aHP وتركيبه في الانخفاض داخل العربة المتنقلة.
- املأ خزان الضباب المعقم aHP بمحلول 1 جالون من بيروكسيد الهيدروجين 5٪ عن طريق فك غطاء الخزان المغلق بالتفريغ وصب كمية كافية من المحلول.
- تنبه الوحدة عندما ينفد المحلول، ويحتاج الخزان إلى إعادة تعبئة. ينصح بارتداء القفازات والنظارات عند تعبئة الخزان.
3. بدء لوحة التحكم
- قم بإنشاء حساب سحابي باستخدام الدعوة عبر البريد الإلكتروني التي أرسلت سابقا للمستخدم. إذا لم تتلق دعوة، اطلب واحدة من info@breezymed.com. لمزيد من التفاصيل حول المواد المستخدمة في الدراسة، يرجى الرجوع إلى جدول المواد.
- سجل الدخول إلى https://cloud.breezymed.com/
- اختر الأجهزة في قائمة التنقل اليسرى في لوحة تحكم صفحة الويب السحابية لرؤية أجهزة aHP التي تعقم أجهزة الضباب. إذا كان لديك أكثر من ضباب واحد، سيتم إدراج كل ضباب، وإلا سيتم عرض ضباب واحد فقط.
- اضغط على زر عرض جميع البيانات لرؤية نظرة عامة على نشاط التعقيم على الشاشة الرئيسية (الشكل 2) وتفاصيل أحداث التعقيم.
ملاحظة: يتم تسجيل أحداث التعقيم المكتملة بنجاح على لوحة تحكم بريزي كلاود. إذا تم مقاطعة حدث الضباب أو لم يكن هناك سائل مطهر كاف، فسيتم تسجيل هذه الأخطاء على لوحة المعلومات كأحداث ضباب غير ناجحة.
4. التكوين الأولي لجهاز تعقيم الضباب aHP
- وصل سلك طاقة الضباب المعقم aHP (الذي يشغل جهاز التشويش ووحدة التحكم في العربة) بمقبس الحائط.
- تأكد من أن ضوء حزام الخصر في جهاز التفتيش المعقم aHP مضيء. إذا كان ضوء حزام الخصر أصفر، اضغط على الزر العلوي لتحويل ضوء حزام الخصر إلى اللون الأزرق.
- شغل وحدة التحكم الذكية وتحقق من شحن البطارية.
- سجل الدخول إلى وحدة التحكم الذكية إذا لزم الأمر، باستخدام اسم المستخدم وكلمة المرور في حسابك السحابي. يجب أن تعرض وحدة التحكم شاشة المسح إذا كان مسجلا الدخول إلى حساب على الموقع.
- تحقق من أن جهاز تعقيم الضباب aHP على الكارت يظهر في قائمة الأجهزة. سيتم عرض الرقم التسلسلي لأسفل جهاز التشويش المعقم aHP كاسم في القائمة.
- اضغط + زر إضافة الجهاز المفضل واختر جهاز تعقيم aHP على العربة من القائمة واضغط متابعة.
- من شاشة المسح، اضغط على الزر الذي يحتوي على جهاز تعقيم aHP للتحكم فيه. يجب أن يظهر الآن في جهاز المفضلة .
- اضغط على زر الاقتران في نافذة النافذة المنبثقة إذا لزم الأمر.
5. التعقيم باستخدام جهاز تعقيم aHP لتعقيم الضباب
- ضع جهاز التشويش المعقم aHP في زاوية الغرفة ليتم علاجه، بحيث يكون الضباب المعقم مواجها لمركز الغرفة، دون وجود أجسام ضمن 5 أقدام من النفاثات تعيق تدفق القطرات.
- قم بتوصيل سلك العربة المتنقلة بمقبس جداري في الغرفة ليتم تعقيمه.
- اضغط على الزر في شاشة وحدة التحكم الذكية الذي يتوافق مع جهاز تعقيم aHP الضباب الموجود على العربة المتنقلة. يجب أن يكون الجهاز المفضل المعروض على شاشة وحدة التحكم الذكية.
- اضغط الزر لتحديد وقت الضباب المناسب واغادر الغرفة ضمن العد التنازلي للسبع ثوان. راجع الأسئلة الشائعة المصاحب لجهاز تعقيم الضباب aHP لمعرفة أوقات الضباب المحددة. للمعلومية، إليك بعض أمثلة وقت الضباب:
- 30 ثانية من الضباب لتقليل مسببات الأمراض بمقدار 5 جذار (99.999٪) في غرفة فحص مساحتها 120 قدم مربع.
- 45 ثانية زمن ضباب لتقليل مسببات الأمراض بمقدار 5 لوغاريوم (99.9999٪) في غرفة مريض مساحتها 250 قدم مربع.
- زمن ضباب 100 ثانية لتقليل مسببات الأمراض بمقدار 6 لوغاريوم (99.99999٪) في غرفة مريض بمساحة 200 قدم مربع.
- زمن ضباب 125 ثانية لتقليل مسببات الأمراض بمقدار 5 لوغاريوم (99.999٪) في غرفة عمليات بمساحة 500 قدم مربع.
- بعد اكتمال التشويش الكثيف، اترك الغرفة مغلقة وخالية لمدة 10 دقائق من وقت استخدام المطهر. بعد فترة الاتصال البالغة 10 دقائق، قد تكون الغرفة جاهزة للدخول فورا أو حتى 15 دقيقة، حسب الجرعة والمطهر المستخدم.
ملاحظة: راجع الأسئلة الشائعة المصاحبة لجهاز تعقيم الضباب aHP لمعرفة أوقات إعادة الدخول المحددة. يتم تزويد النظام بعلامات الأبواب التي يمكن وضعها على مقابض الأبواب لتسهيل الإبلاغ عن حدوث الضباب. ينصح باستخدام معدات الحماية الشخصية إذا دخلت الغرفة قبل انتهاء فترة التبديد البالغة 15 دقيقة بعد التكثيف، ولكن بخلاف ذلك ليست ضرورية.
6. النمذجة الرياضية
ملاحظة: يمكن تحقيق النمذجة الرياضية من خلال طرق متعددة، لكن الأبسط هي استخدام حزم البرمجيات الموجودة. يعد نظام COMSOL Multiphysics نظاما برمجيا مستخدما على نطاق واسع، ومع استخدام حزمة وحدة تتبع الجسيمات الإضافية، يوفر وسيلة فعالة لتحليل الظواهر الفيزيائية مثل توزيع القطرات الهوائية.
- التحقق من الشيفرة
استخدم البرنامج التجاري COMSOL Multiphysics الإصدار 6.3 مع وحدات ديناميكا الموائع الحاسوبية (CFD) وتتبع الجسيمات. يتوفر التحقق من الكود على صفحة نماذج التحقق والتحقق من COMSOL (https://www.comsol.com/verification-models). - تكوين النظام
ملاحظة: يتكون النظام المحاكى من رذاذ القطرات داخل غرفة اختبار بأبعاد محددة، وأجسام داخلية، وموقع الجهاز كما هو مستخدم في الحالة التجريبية الفيزيائية. هندسة الجهاز مبسطة مع الحفاظ على مساحة المدخل/المخرج الفعالة وموقعها.
اضبط مدخل تدفق الهواء في النظام بنفس مخرج الجهاز، بحيث يكون مخرج النظام في مدخل إعادة تدوير الجهاز. ابن المجال الحاسوبي باستخدام أدوات COMSOL CAD. - المعادلات/القوانين التأسيسية
نمذجة تدفق الهواء المضطرب داخل الغرفة باستخدام نموذج k-epsilon المضطرب.
ملاحظة: للسماح بالكفاءة الحسابية، اعتبر تدفق الهواء الثابت هو السرعة الخلفية لسحب القطرات. استخدم واجهة رش القطرات من وحدة تتبع الجسيمات في COMSOL لتتبع سرعة وموقع الجسيمات المعتمدة على الزمن تحت قوى السحب والجاذبية. ليس من الضروري أخذ تبخر القطرات وتفككها في الاعتبار لهذا التقريب. - خصائص النظام
تحديد كثافة الهواء واللزوجة الديناميكية عند درجة حرارة 20°C وضغط جوي بقيم 1.204 كجم⋅م-3 و1.81×10-5 باسكال. كثافة القطرات والقطر المأخوذان من النظام هما 1.015 جم/مل و5 ميكرومتر على التوالي. - اضبط تدفق الهواء الثابت عند مدخل النظام على سرعة 25.8 سم/ثانية، مع حالة ضغط صفر عند مخرج النظام. جدران الغرفة والجهاز والأشياء مضبوطة على حالة عدم الانزلاق. يتم حقن ما مجموعه 10,000 جزيء عشوائيا عند المدخل في مجموعات من 50 جزيئا، موزعة بالتساوي خلال دقيقة واحدة من الرش.
- تقسيم النظام
- استخدم شبكة تتكون من 9,15,104 عنصر رباعي الأوجه، مع طبقات حدودية في الجدران وتحسين عند المدخل والمخرج.
- استخدم طريقة GMRES التكرارية للمتغيرات الثابتة والمتغيرات الاضطرابية، وكذلك لتتبع القطرات المعتمد على الزمن، مع الطريقة غير الخطية الثابتة (نيوتن) لجميع التحليلات.
7. تحليل الفعالية
- إجراء تحليل للفعالية بقياس عدد الإصابات المحددة التي تحدث بعد إدخال ضباب بيروكسيد الهيدروجين ومقارنة هذا الرقم بالعدد المتوقع أو التاريخي للإصابات. إذا لم تكن معدلات الإصابات التاريخية متاحة بسهولة في نظام المستشفيات، يمكن الاستفادة من المعدلات المتوقعة بناء على أعداد المرضى والأمراض المصاحبة.
- استخدم طريقة إحصائية تقارن نسبين، مثل إحصائية كاي-تربيع باستخدام عتبة نموذجية ل p < 0.05، لتحديد دلالة الفرق.
- احصل على العدد المتوقع للعدوى الناتجة عن التعرض لمريض مصاب بكائنات حية من الأدبيات المنشورة، والذي يذكر عادة كرقم تكاثر، R012.
8. التحليل الاقتصادي
- قم بتحليل التأثير الاقتصادي، لا سيما التكاليف المباشرة وتأثيرات الإنتاجية. متوسط عدد المستشفى الأمريكي لديه 129 سريرا يعمل به الطاقم (https://www.definitivehc.com)، مع إجمالي حالات خروج اليومية من المستشفيات في الولايات المتحدة مستمدة من بيانات مسح AHA السنوية لإجمالي التسريحات (https://www.aha.org/)، وإجمالي متوسط التعداد اليومي الأمريكي المستمد من إجمالي تسريحات 2023 ومتوسط خط الانتظار لعام 2023.
- باستخدام معدل الخروج اليومي النموذجي من المستشفى، والتكلفة بالساعة لموظفي الخدمات البيئية في موقع المستخدم، والتقليل المتوسط الزمني الذي يتحقق بعد استخدام التشويش الجاف ببيروكسيد الهيدروجين، تحدد التكاليف المحددة للتشغيل. استخدام طريقة مثل التكلفة القائمة على النشاط المدفوع بالوقت (TDABC) هو طريقة فعالة تحدد تكاليف الموارد للأنشطة بناء على الوقت الدقيق المطلوب لتنفيذها.
- باستخدام بيانات أوقات تسليم الغرف المعتادة، قارن الإنتاجية عبر طرق التعقيم المختلفة.
الشكل 2: عرض الصفحة الرئيسية يظهر نشاط التعقيم. يتم تسجيل أحداث التعقيم المكتملة بنجاح على لوحة تحكم Breezy Cloud. إذا تم مقاطعة حدث الضباب أو لم يكن هناك سائل مطهر كاف، فسيتم تسجيل هذه الأخطاء على لوحة المعلومات كأحداث ضباب غير ناجحة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 3: تفاصيل أحداث التعقيم. يتم مشاهدة الأحداث بالضغط على زر عرض جميع البيانات. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
النتائج
النمذجة الرياضية
لتصور استخدام الضباب الجاف باستخدام aHP، يقدم نموذج رياضي وسيلة لقياس تشتت القطرات وتحديد تغطية الغرفة10. وهذا مفيد بشكل خاص لأن الضباب الجاف غير مرئي للعين المجردة. تم قياس تشتت القطرات وتغطية الغرفة في هندسة غرفة موحدة (الشكل 4) باستخدام الإعدادات النموذجية لنظام التشويش الجاف aHP. تم ضبط أبعاد الغرفة على 11 قدما × 12 قدما (132 قدما مربعا)، مع سقف بارتفاع 8 أقدام. تم افتراض تدفق الهواء المضطرب الثابت في الغرفة، مع رش قطرات تعتمد على الزمن في تدفق السوائل، بما في ذلك قوى السحب والجاذبية، مع تجاهل التفكك أو التبخر.
الشكل 4: هندسة الغرفة للمحاكاة الموحدة. تم ضبط أبعاد الغرفة على 11 قدما × 12 قدما (132 قدما مربعا)، مع سقف بارتفاع 8 أقدام. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
أظهرت نتائج النموذج أن سرعة جسيمات بيروكسيد الهيدروجين المتحولة تراوحت بين 0.2 م/ث وأكثر من 25 م/ث. تمثل خطوط الانسيابية الثابتة للسرعة الموضحة في الشكل 5 قوة السحب المؤثرة على القطرات.
الشكل 5: حقول سرعة الجسيمات. تراوحت سرعة جسيمات بيروكسيد الهيدروجين المتحولة بين 0.2 م/ث إلى أكثر من 2 م/ث. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
عند هذه السرعات، تم الانتهاء من تغطية الغرفة الناتجة عن ملامسة السطح مع بيروكسيد الهيدروجين بعد دقيقة واحدة من بدء المعالجة (الشكل 6).
الشكل 6: تغطية الغرف. خريطة لتغطية الغرفة لقطرات بيروكسيد الهيدروجين المتحولة بعد دقيقة واحدة من التشتت، تظهر تغطية كاملة للغرفة في نموذج غرفة مستشفى موحد. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
يتوفر رسوم متحركة لعملية التشتت والتغطية في الفيديو المرفق بالبروتوكولات. تسلط هذه النتائج الضوء على أن نظام التشويش الآلي لبيروكسيد الهيدروجين يوفر تغطية كاملة للغرفة خلال دقيقة واحدة في نموذج غرفة مستشفى موحد، مما يشير إلى إمكانية تعقيم سريعة وفعالة.
تحليل الفعالية
تم استخدام هذه التقنية كجزء من استراتيجية التخفيف القوية من الكائنات المقاومة للكرباببينيم(CRO) 11. تقديم خدمات ما بعد الحادة عالية الجودة للمرضى المصابين بأمراض مزمنة حرجة في مستشفى رعاية حادة طويلة الأمد (LTACH) الذين يتعافون من مرض خطير غالبا ما يتعقد بسبب احتمالية حدوث HAs وانتقال الكائنات المقاومة للأدوية المتعددة (MDRO) مثل Acinetobacter baumannii المقاوم للكاربابينيم (CRAB). تنتج غالبية عزلات السرطان في الولايات المتحدة الكاربابينيمات (إنزيمات تعطل الكاربابينيم وغيره من مضادات β لاكتام)، مما يجعل هذه العلاجات غير فعالة.
بعد تنفيذ برنامج تحسين العمليات باستخدام التشويش الآلي لبيروكسيد الهيدروجين، تم قياس عدد المرضى المعروفين بأنهم مستعمرون أو مصابون ببيروكسيد الهيدروجين الذين تم إدخالهم إلى المنشأة خلال فترة 24 شهرا، وتحليل عدد حالات النقل داخل المنشأة التي حدثت خلال هذه الفترة. شمل برنامج تحسين العمليات زيادة مشاركة فريق الإشراف متعدد التخصصات على مضادات الميكروبات الذي يقوده الصيادلة، وشملت العناصر الأساسية للمشروع تعليم وتدريب الموظفين، وجمع البيانات والتقارير، والمراقبة الفورية والتغذية الراجعة، وتدقيقات الامتثال، وبروتوكولات التنظيف البيئي باستخدام نظام التعقيم الجديد aHP. خلال الفترة الزمنية البالغة 24 شهرا من يناير 2023 إلى يوليو 2025، تم قبول 24 مريضا معروفين بأنهم مستعمرون أو مصابون ب CROs. خلال هذه الفترة، تم اكتشاف حالتين فقط بعد الدخول، حيث تبين أن إحدى هذه الحالات بعد التحقيقات الوبائية كانت غير محتملة الانتقال داخل المنشأة. مقارنة بأدنى رقم تكاثر لكل دخول وهو 0.4012، حيث يتوقع إجمالي 9.6 حالة انتقال للمرضى داخل المنشأة، يمثل هذا انخفاضا كبيرا في معدل الانتقال مقارنة بالتوقع (p < 0.004)، كما هو موضح في الشكل 7. تشير هذه النتائج إلى أن برنامج تحسين العمليات متعدد التخصصات الشامل، بما في ذلك دمج تقنية جديدة لتعقيم بيروكسيد الهيدروجين الجاف والضباب، ارتبط بانخفاض ذو دلالة إحصائية في انتقال الكائنات المقاومة للكاربابينيم.
الشكل 7: مقارنة معدلات النقل. انخفاض معدل انتقال الهيدروجين الزائد عن المعدل المتوقع بعد بدء برنامج شامل متعدد التخصصات لتحسين العمليات، بما في ذلك دمج تقنية تعقيم جاف جديدة ببيروكسيد الهيدروجين الجاف. الاختصار: CRO؛ الكائن المقاوم للكاربابينيم يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
التحليل الاقتصادي
تم إجراء تحليلات للتكاليف المباشرة وتأثيرات الإنتاجية لهذه التقنية. لتقدير التكاليف، تم نمذجة مستشفى أمريكي بمتوسط 129 سريرا مجهولا ونسبة إشغال 0.73 مريض لكل سرير يوميا. تم افتراض معدل خروج يومي من المستشفى 17٪، وأجر بالساعة لموظفي خدمات البيئة قدره 22.81 دولارا، ومتوسط تقليل الوقت المبلغ عنه من استخدام ضباب جاف ببيروكسيد الهيدروجين لمدة 10 دقائق. وبذلك، تم تحقيق توفير في التكاليف قدره 3.80 دولار لكل سرير تم تسليمه. وبمعدل 16 دورة سرير يوميا، تم توفير التكاليف اليومية بقيمة 61 دولارا وتوفيرا سنويا قدره 22,165 دولارا.
باستخدام بيانات متوسطة من عام 2023 تغطي ما مجموعه 33 موقعا، وتظهر وقت تسليم الغرف 132 دقيقة قبل تطبيق أي أنظمة تبسيط كأساس لها، تم تقدير تأثير الإنتاجية. باستخدام هذه القيمة كإنتاجية قياسية لأحد أعضاء فريق الخدمة البيئية (EVS) لتسليم غرفة المرضى بالكامل (بما في ذلك التعقيم، تغيير الأغطية، إزالة النفايات، إلخ)، ونوبة 12 ساعة مع استراحة ساعة واحدة (يوم عمل 11 ساعة)، فإن الإنتاجية القياسية هي الدوران الكامل ل 12 غرفة في كل وردية. تم الإبلاغ عن تقليل أوقات التعقيم باستخدام التشويش الجاف الآلي باستخدام بيروكسيد الهيدروجين بمقدار ما بين 10 إلى 35 دقيقة لكل غرفة. على الرغم من أن خطوة "التنظيف" اليدوية مطلوبة دائما لإزالة التربة والحطام، إلا أن التنظيف عادة ما يترك الكائنات الدقيقة على الأسطح التي لا ترى للعين البشرية. بالنسبة للمرضى المعزلين، هناك عادة خطوة ثانية تسمى "التعقيم التكميلي" التي تتم (أ) يدويا مع مسح أكثر شمولا، (ب) بالأشعة فوق البنفسجية، أو (ج) ب aHP، مع توفر الخيار الأخير وفورا في الوقت مقارنة بالاثنين الآخرين. لذلك، فإن الأشعة فوق البنفسجية أو aHP هي خيارات للتعقيم التكميلي بعد تنظيف العزل في الطرف. مع توفير يتراوح بين 10 إلى 35 دقيقة لكل غرفة باستخدام التشويش الجاف الآلي ببيروكسيد الهيدروجين، تصبح متاحة ما يصل إلى 420 دقيقة إضافية عبر إنتاجية قياسية تبلغ 12 غرفة. نتيجة لذلك، يمكن تنظيف ثلاث غرف إضافية خلال وردية مدتها 12 ساعة باستخدام التشويش الجاف الآلي ببيروكسيد الهيدروجين. بالمقارنة، يتطلب التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية UVC متوسط 50 دقيقة لثلاثة مواقع.
المناقشة
الوقاية من العدوى هي إلى حد كبير مجال لتحسين الجودة يعتمد على أساليب قائمة على البيانات لتحسين ومراقبة معدلات الإصابة. خطوة حاسمة في البروتوكول هي ضمان أن التقنية تولد جرعة aHP المحددة، المقاسة بوحدة ppm-min، لمدة 10 دقائق اللازمة لتحقيق تقليل مسببات الأمراض من 4 لوغاريغيم إلى 6 لوغاريتم. ضمان التحقق من كل دورة تعقيم الفعالية والموثوقية. علاوة على ذلك، يقلل التسجيل الآلي للبيانات التشغيلية من الجهد ويوفر طريقة بسيطة لمراقبة مواقع وأوقات وجرعات تنظيف المحطات لتحسين العمليات والتدقيق. وهذا ميزة واضحة مقارنة بتقنيات التعقيم البيئي التي لا تستطيع التحقق من معايير التشغيل الرئيسية أو التي تعتمد على السجلات اليدوية.
كان أحد العقبات الرئيسية أمام اعتماد aHP في الماضي هو الحاجة إلى إغلاق المساحة لمنع التسرب إلى مناطق أخرى، وهو إضافة إلى وقت سير العمل وتعقيدها ثبت أنه غير مقبول إلى حد كبير. على الرغم من الإغلاق، تم الإبلاغ أيضا عن حالات تسرب النار. يتبخر بيروكسيد الهيدروجين بسرعة عند تمويه الجراذم، لذا فإن العشر دقائق الأولى توفر معظم فعاليته الجرثومية. نظام aHP الذي يمكنه توليد وملء غرفة بالجرعة المطلوبة بسرعة كبيرة (<4 دقائق) ليس فقط أكثر فعالية من منظور مكافحة الجراثيم، بل يلغي أيضا الحاجة إلى إغلاق الغرفة لأن القطرات تتبخر بسرعة عند ملامستها للأسطح والهواء الجاف. الأجيال السابقة من أنظمة aHP التي تملأ الغرفة ببطء أكثر من 10 دقائق أو أكثر أكثر عرضة للتسرب. نظرا لأن بيروكسيد الهيدروجين المهووس يتبخر بسرعة ويتحلل إلى ماء وأكسجين، فإن التسريبات لا تشكل مشكلة كبيرة من حيث المخاطر الصحية. وبالمثل، بسبب تدرج الرطوبة الناتج عن الغرفة التي تتعرض للضباب (وهو مرتفع خلال فترة الضباب القصيرة) والمساحة خارج الغرفة (التي عادة ما تكون أقل بكثير)، فإن قدرة بيروكسيد الهيدروجين على البقاء معلقا بشكل هائل، حيث تتبخر القطرات الهاربة بسرعة.
تشمل الخطوات الحرجة في البروتوكول والتعديلات/استكشاف الأخطاء المحتملة في الطريقة الحاجة المذكورة أعلاه لضمان وقت التلامس المناسب لبيروكسيد الهيدروجين المجهول لتحقيق تقليل السجل المستهدف في مسببات الأمراض. كما هو موضح في القسم 5.4، فإن ضبط وقت الضباب حسب حجم الغرفة يضمن تحقيق هذا الهدف. تشمل الخطوات الحرجة للنمذجة الرياضية استخدام المتغيرات الفيزيائية الصحيحة (أبعاد الغرفة) مع الوحدة المناسبة لبرنامج النمذجة لتحقيق نتائج دقيقة والسماح بالاستنتاجات المنطقية، مثل وقت تغطية الغرفة. تشمل الخطوات الحاسمة لتحليل الفعالية تحديد معدل التعرض التاريخي للعدوى ومعدل الانتقال أو تحديد معدل الانتقال المتوقع من الأدبيات للعامل الممرض المعني. تشمل الخطوات الحاسمة في التحليل الاقتصادي تحديد التكاليف الحالية الخاصة بالموقع للعمالة وأوقات إنجاز المهام لتكون أساسا للمقارنة.
تشمل حدود الطريقة الحد الأعلى لحجم الغرفة. الحد الأقصى لمساحة الغرفة لجهاز ضباب واحد هو حوالي 1000 قدم مربع، مع أقصى بعد واحد حوالي 40 قدما. الغرف الأكبر أو الأطول من ذلك ستسبب توزيع قطرات غير متساو. التعديلات على الطريقة لمعالجة هذا الأمر ستشمل استخدام عدة ضبابات aHP تعمل في نفس الوقت. الأسقف العالية ستتطلب وقتا إضافيا للضباب لأن القطرات تتفرق على حجم الغرفة المتاح. الغرف المفتوحة بدون أبواب أو جدران تمثل مشكلة في توزيع ضباب aHP بشكل متساو. قد تعقد حركة الهواء العالية جدا بسبب أنظمة التكييف وتهوية الهواء توزيع وتبخر القطرات. في هذه الحالة، يمكن استخدام جرعة aHP المقاس بجزء في المليون-دقيقة خلال وقت اتصال 10 دقائق لضبط وقت الضباب لتقليل سجل الممرض المطلوب. قد تؤثر الرطوبة العالية جدا فوق الرطوبة النسبية الموصى بها 60٪ في بيئة المستشفى على دورات تشتت القطرات والتبخر. عادة ما تتحكم المستشفيات في رطوبة أقل من 60٪ رطوبة نسبية لتقليل نمو البكتيريا. إذا كان يجب دخول غرفة قبل الوقت المحدد لإعادة الدخول، استخدم نظارات واقية وقناع تنفسي لتجنب التهيج الناتج عن بيروكسيد الهيدروجين. يجب إزالة الأغشية الحيوية وأحمال التربة الأخرى بواسطة عملية التنظيف قبل التعقيم باستخدام بيروكسيد الهيدروجين المجهز. إذا كان هناك فائض من المادة العضوية التي يمكن أكسدتها، فقد يتطور وضع يكون فيه بيروكسيد الهيدروجين غير كاف لتعقيم كل المساحة المقصودة، رغم أن هذا ليس سيناريو شائعا في بيئة المستشفى.
هناك عوامل أخرى تؤثر على نجاح التعقيم، مثل توزيع جسيمات المطهر الذي يتأثر بالأجهزة الكهربائية التي تولد الحرارة أو زجاجات النوافذ التي قد تكون ساخنة أو باردة (مما قد يسبب تكثفا). يعد الاتصال بين المطهر والأسطح المعنية أمرا بالغ الأهمية، خاصة عندما يكون الهدف هو منع العدوى الناتجة عن مسببات الأمراض التي تلتصق بالأسطح. قد تتطلب الانحرافات الكبيرة عن الظروف البيئية النموذجية لغرفة المستشفى النظر في تعديلات على معايير الضباب؛ ومع ذلك، لا توجد هذه الحالات عادة في بيئة المستشفى.
تكمن أهمية هذه الطريقة بالنسبة للطرق الحالية أو البديلة في كل من التغطية التي توفر تعقيم كامل للمكان، وكفاءة التشغيل. على عكس الأنظمة المعتمدة على الأشعة فوق البنفسجية، يعالج التشويش الجاف aHP المكان بأكمله دون أي تأثير ظل، مما يلغي احتمال بقاء مسببات الأمراض الضارة بعد العلاج أو الحاجة إلى إعادة تموضع وإعادة تطبيق تستغرق وقتا طويلا لمعالجة المناطق التي يصعب الوصول إليها. كما أن قوة المصابيح تنخفض مع مرور الوقت، ممايتطلب استبدال 8 مجدولا. والأهم من ذلك، أن فعالية الأنظمة المعتمدة على الأشعة فوق البنفسجية لا تزال غير مؤكدة، حيث أن شدة جرعة الأشعة فوق البنفسجية تتناسب عكسيا مع المسافة المربعة بين مصدر الضوء والسطح، بحيث تنخفض شدة الأشعة فوق البنفسجية التي يتلقاها السطح بشكل كبير كلما ابتعد السطحعن مصدر الأشعة فوق البنفسجية. واحدة من أولى الدراسات التي أجريت في تصميم التقاطع العشوائي للمجموعات لتقييم تعقيم ضوء UVC (جهاز متنقل يصدر ضوء UVC بطول موجي 254 نانومتر عبر مصابيح زئبق بأقصى إخراج بطول 157.7 سم (62 بوصة)) وجدت أن إضافة التعقيم اليومي والتعقيم بالأشعة فوق البنفسجية إلى تنظيف غرفة المرضى القياسي لم تقلل بشكل كبير من معدلات العدوى الجديدة VRE أو C. difficile في وحدات السرطان والزراعة في مركز إحالة أكاديمي أمريكي13. وجدت مراجعة منهجية انخفاضا كبيرا في معدلات الإصابة بعدوى كلوستريدا ديفيسيل المرتبطة بتعقيم الغرف بالأشعة فوق البنفسجية عند جمع بيانات 13 دراسة، لكن تحليل المجموعات الفرعية أظهر انخفاضا كبيرا فقط في البيئات التي كانت فيها معدلات الإصابة بالكورديا ديفيسيل مرتفعة (≥1.5 حالة لكل 1000 يوم مريض)14. أظهرت دراسات أخرى أيضا نتائج متباينة15,16، حيث خلصت مراجعة حديثة إلى أن التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية يجب اعتباره حاليا حلا للتعقيم منخفض المستوى بدلا من العالي8
التطبيقات المحتملة ل aHP للوقاية من العدوى كثيرة، مما يوفر أجندة غنية لمزيد من الأبحاث. مع تزايد الحاجة لتقليل تطور وانتقال مسببات الأمراض المقاومة للأدوية، ستكون طريقة استخدام نظام تعقيم جاف aHP الآلي مهمة لكل من النتائج والقدرة على قياس الانخفاض في مجموعة واسعة من ممرضات المقاومة للأدوية. تشمل التطبيقات الحالية استخدام هذا النظام لتعقيم الحمامات العامة، وغرف المناوبة للموظفين، والمكاتب قبل تنظيفها من قبل خدمات البيئة (EVS)، مما يفتح آفاقا إضافية للبحث في تحسين معايير التشغيل وسير العمل. أفاد الموظفون بأنهم شعروا بأمان أكبر عند تنظيف الغرف بعد استخدام التشويش الجاف الآلي بنظام aHP لتقليل احتمالية التعرض للكائنات المعدية، ولاحظوا أن وقت التنظيف يمكن تقليله أكثر للأسطح المعقدة مثل الستائر التي كانت ستتطلب إزالتها واستبدالها يدويا، بالإضافة إلى المخاطر الأمنية الناتجة عن تهواء مسببات الأمراض بالإضافة إلى استخدام السلالم أو الكراسي الداخلية.
الإفصاحات
كاثرين لازاروس، كريستوفر جوزيف، إريك كولستاد، وكاثي واري: استشارات لشركة بريزي ميد؛ ميغان جونسون: لا أحد؛ تيموثي شورت: لا أحد؛ سافانا ستيفنسون: لا أحد؛ مارسيلا مونتويا وتاتيانا بوستامانتي: مستشارتان مع شركة IN SILICO STEM S.A.S.; رانيا سيكا: لا أحد؛ كريستين غرايمز: لا أحد؛ باربرا هوكينز: لا يوجد.
شكر وتقدير
يشكر المؤلفون فريق Bedwatch, LLC في أوستن، تكساس، على توفير بيانات وقت تسليم الغرفة.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| برييزي بيوبير | بريزي ميد | BBPURE-4GAL | محلول تعقيم ماء بنسبة 7٪ بيروكسيد ومحلول تعقيم ماء بنسبة 93٪، علبة 4 جالون |
| نظام التبويب الجاف aHP الأزرق النسيم | بريزي ميد | BBR01 | جهاز تعقيم ضباب ذكي، 110 فولت تيار متردد |
| بريزي باغي | بريزي ميد | بي بي-كارت | عربة لبريزي بلو ووحدة التحكم الذكية |
| هالو سبراي النسيم | بريزي ميد | BHSPRY-4GAL | محلول تعقيم بيروكسيد 5٪ بيروكسيد و0.01٪ مركبات شظية |
| وحدة تحكم ذكية برييزي | بريزي ميد | BB01-WC | وحدة تحكم لأجهزة Breezy، الجيل الثاني |
المراجع
- Otter, J. A., Yezli, S., Salkeld, J. A. G., French, G. L. Evidence that contaminated surfaces contribute to the transmission of hospital pathogens and an overview of strategies to address contaminated surfaces in hospital settings. Am J Infect Control. 41 (5), S6-S11 (2013).
- Haque, M., Sartelli, M., McKimm, J., Abu Bakar, M. Health care-associated infections - an overview. Infect Drug Resist. 11, 2321-2333 (2018).
- Latham, R. H., Mayhall, C. G. Hospital epidemiology and infection control, 2nd ed Lippincott Williams & Wilkins. Infect Control & Hosp Epidem. 21 (4), 285-286 (2000).
- Shaughnessy, M. K., et al. Evaluation of hospital room assignment and acquisition of Clostridium difficile infection. Infect Control Hosp Epidemiol. 32 (3), 201-206 (2011).
- Nseir, S., et al. Risk of acquiring multidrug-resistant Gram-negative bacilli from prior room occupants in the intensive care unit. Clin Microbiol Infect. 17 (8), 1201-1208 (2011).
- Ayub, A., Cheong, Y. K., Castro, J. C., Cumberlege, O., Chrysanthou, A. Use of hydrogen peroxide vapour for microbiological disinfection in hospital environments: a review. Bioengineering. 11 (3), 205(2024).
- Williams, G. J., Denyer, S. P., Hosein, I. K., Hill, D. W., Maillard, J. Y. The development of a new three-step protocol to determine the efficacy of disinfectant wipes on surfaces contaminated with Staphylococcus aureus. J Hosp Infect. 67 (4), 329-335 (2007).
- Demeersseman, N., Saegeman, V., Cossey, V., Devriese, H., Schuermans, A. Shedding a light on ultraviolet-C technologies in the hospital environment. J Hosp Infect. 132, 85-92 (2023).
- Truitt, C. L., et al. Evaluation of an aerosolized hydrogen peroxide disinfection system for the reduction of Clostridioides difficile hospital infection rates over a 10 year period. Am J Infect Control. 50 (4), 409-413 (2022).
- Montoya, M. M., et al. APIC South Dakota Annual Education Conference, October 2-3, South Dakota, , (2025).
- Johnson, M., Short, T., Stevenson, S., Kulstad, E., Warye, K. APIC South Dakota Annual Education Conference, October 2-3, South Dakota, , (2025).
- Dal Ben, M. F., et al. A model-based strategy to control the spread of carbapenem-resistant enterobacteriaceae: simulate and implement. Infect Control Hosp Epidemiol. 37 (11), 1315-1322 (2016).
- Rock, C., et al. Ultraviolet-C light evaluation as adjunct disinfection to remove multidrug-resistant organisms. Clin Infect Dis. 75 (1), 35-40 (2022).
- Marra, A. R., Schweizer, M. L., Edmond, M. B. No-touch disinfection methods to decrease multidrug-resistant organism infections: a systematic review and meta-analysis. Infect Control Hosp Epidemiol. 39 (1), 20-31 (2018).
- Anderson, D. J., et al. Enhanced terminal room disinfection and acquisition and infection caused by multidrug-resistant organisms and Clostridium difficile (the benefits of enhanced terminal room disinfection study): a cluster-randomised, multicentre, crossover study. Lancet. 389 (10071), 805-814 (2017).
- Attia, F., Whitener, C., Mincemoyer, S., Houck, J., Julian, K. The effect of pulsed xenon ultraviolet light disinfection on healthcare-associated Clostridioides difficile rates in a tertiary care hospital. Am J Infect Control. 48 (9), 1116-1118 (2020).
إعادة الطباعة والأذونات
