Disinfezione automatizzata delle stanze ospedaliere utilizzando una nuova tecnologia aerosolizzata di perossido di idrogeno per la diffusione di microgocce

Sommario

Questo protocollo descrive i metodi per utilizzare una nuova tecnologia di disinfezione con perossido di idrogeno aerosolizzato secco (aHP) che fornisce connettività con ospedale intelligente, consentendo l'integrazione all'interno delle piattaforme dati per fornire dati storici sull'uso delle apparecchiature, la verifica dei dosaggi di aHP, la copertura della stanza, i tempi di disinfezione e le località per ridurre le infezioni associate all'assistenza sanitaria (HAI).

Abstract

I metodi tradizionali, manuali e UV hanno lasciato lacune nel realizzare una completa disinfezione dell'intera stanza per aree difficili da raggiungere o in ombra, aumentando il rischio di infezioni associate all'assistenza sanitaria (HAI). Una disinfezione ambientale efficace è un elemento fondamentale di un programma completo di prevenzione delle infezioni. Le limitazioni tradizionali includono disinfezione incompleta, rischio di esposizione per il personale sanitario e requisiti di costo del lavoro, che giustificano l'adozione di tecnologie più recenti. Una tecnologia automatizzata di nebbia secca a perossido di idrogeno aerosolizzato (aHP), progettata per superare queste limitazioni, è recentemente entrata sul mercato, offrendo potenzialmente una soluzione più efficace dal punto di vista clinico ed economico. Questa tecnologia innovativa fornisce gocce di perossido di idrogeno di dimensioni microniche a tutta la stanza, garantendo una disinfezione ottimale di tutte le superfici. Il sistema consente inoltre l'integrazione all'interno delle piattaforme dati per fornire dati storici sull'utilizzo delle apparecchiature, la verifica dei dosaggi di aHP, la copertura delle stanze, i tempi di disinfezione e le località, al fine di garantire la qualità e registri verificabili. La dispersione dell'aHP delle microgocce tramite nebbia secca offre una copertura uniforme, garantendo una maggiore efficacia germicida per i contesti sanitari moderni. L'obiettivo di questo protocollo è delineare i metodi d'uso del sistema automatizzato di nebbia secca aHP, incluso il contributo delle capacità di tracciamento e audit in tempo reale alla gestione del rischio di infezione. Vengono quindi forniti risultati rappresentativi che dimostrano l'efficacia della copertura nonché l'impatto conseguente sulla riduzione della trasmissione, dei costi diretti e della produttività associata all'Acinetobacter baumannii resistente ai carbapenemi (CRAB), un organismo multi-resistente ai farmaci che è stato considerato una "minaccia urgente" dal CDC. Rispetto al numero più basso di riproduzione per ricovero, di 0,40, dove si sarebbero attesi un totale di 9,6 trasmissioni di pazienti in struttura, l'applicazione della tecnologia di nebbia secca come parte di una strategia robusta di mitigazione degli organismi resistenti ai carbapenemi (CRO) ha dimostrato una riduzione statisticamente significativa del tasso effettivo di trasmissione rispetto al tasso atteso.

Introduzione

Le superfici contaminate svolgono un ruolo fondamentale nella trasmissione dei patogeni che causano infezioni associate all'assistenza sanitaria (HAI^). Le HAI sono infezioni che non sono presenti o in incubazione al momento del ricovero ospedaliero e possono essere contrate da pazienti, personale sanitario e visitatori². Ai fini della segnalazione, abbiamo utilizzato definizioni di sorveglianza fornite dalla rete nazionale di sicurezza sanitaria (NHSN), fornendo una definizione standardizzata per identificare le infezioni nei pazienti ospedalizzati. Gli HAI sono definiti come quelli che si verificano 48 ore o più dal ricovero e rappresentano la principale causa dell'aumento dei decessi e degli esiti^{avversi 3}. I patogeni che causano le HAI possono diffondersi tramite il contatto con superfici infette, come maniglie delle porte, letti, rubinetti, telefoni e apparecchiature cliniche^{condivise 4,5}. Gli HAI comuni, tra cui Clostridium difficile (C. diff), Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA), enterococchi resistenti alla vancomicina (VRE), norovirus e altri, hanno tutti la capacità di eliminare il problema dai pazienti infetti, sopravvivono su superfici asciutte per lunghi periodi, sono difficili da rimuovere tramite pulizia manuale e disinfezione e richiedono una dose relativamente bassa per l'infezione¹. Il meccanismo attraverso cui i patogeni possono sopravvivere per lunghi periodi è suggerito dalla scoperta di biofilm che permettono ai batteri vegetativi di vivere in colonie senza una fonte di nutrienti. I biofilm sono comunità multicellulari tenute insieme da una matrice extracellulare auto-prodotta e sono molto più resistenti ai biocidi rispetto ai batteri^{liberi 6}. Pertanto, metodi adeguati e approfonditi per disinfettare le superfici sono fondamentali per limitare il rischio di acquisizione e trasmissione di HAI.

I metodi tradizionali di pulizia vengono solitamente eseguiti più volte al giorno per garantire una pulizia visibile dell'ambiente del paziente. La pulizia terminale, ovvero una pulizia più profonda delle stanze, viene solitamente eseguita al momento della dimissione del paziente per garantire un ambiente sicuro ai pazienti successivi. Tuttavia, il campionamento ambientale effettuato dopo la disinfezione terminale identifica frequentemente superfici ancora contaminate da patogeni, e che anche più cicli di candeggina potrebbero non essere sufficienti a uccidere alcuni patogeni, come^{MRSA 1}. Uno studio ha rilevato che i batteri possono sopravvivere con salviette disinfettanti, portando alla diffusione piuttosto che all'eradicazione di questi^microbi. La sfida di ottenere ripetutamente una corretta distribuzione del disinfettante nella stanza e un tempo di contatto adeguato contribuisce ulteriormente a incoerenze nella disinfezione affidabile. Per integrare i metodi di disinfezione manuale, sono state implementate nuove tecnologie, come la disinfezione con luce ultravioletta C (UVC). Tuttavia, vi sono limiti all'efficacia della tecnologia della luce UV, tra cui l'incapacità di penetrare correttamente superfici non direttamente esposte alla luce (ombreggiatura) e la diminuzione dell'intensità della dose con la distanza^{dalla sorgente 8}. La maggior parte di queste tecnologie non misura la dose, senza la quale non si può conoscere l'effettiva efficacia dell'applicazione. L'ombreggiamento e l'assicurazione di dosaggi adeguati possono quindi richiedere più cicli di riposizionamento, aumentando i costi del lavoro.

Pertanto, i sistemi di disinfezione con nebbia secca con perossido di idrogeno aerosolizzato (aHP) rappresentano un metodo interessante e innovativo per offrire una disinfezione costante e efficace di tutta la stanza. Un sistema aHP riempie uniformemente lo spazio con gocce di perossido di idrogeno di dimensioni micron e riduce la necessità di interventi degli operatori; Uno dei vantaggi è la riduzione del carico di personale e l'offerta di un rapido turnover delle camere. Uno studio recente ha rilevato che l'aggiunta di sistemi di disinfezione aHP per tutta la stanza senza contatto ha portato a una riduzione significativa dell'infezione da C. diff rispetto ai metodi manuali^{tradizionali soli 9}. Il perossido di idrogeno è considerato anche un biocida "ideale" in molteplici industrie per la sua efficacia, sicurezza, impatto ambientale, facilità d'uso, stabilità e compatibilità con i materiali^{superficiali 6}. Il perossido di idrogeno ha il vantaggio aggiuntivo di essere instabile una volta aerosolizzato, decomponendosi in modo efficiente in un decadimento esponenziale in ossigeno e acqua, senza lasciare residui di sottoprodotti tossici dopo l'evaporazione. Se entri nella stanza durante la nebulizzazione o subito dopo, è necessario l'equipaggiamento di protezione individuale; tuttavia, dopo la dissipazione e la decomposizione del perossido di idrogeno (15 minuti dopo il trattamento), il perossido residuo di idrogeno è inferiore a livelli che potrebbero causare rischi per la salute e sotto le soglie dell'OSHA, ovvero un limite massimo di esposizione di <75 parti per milione (ppm) e un limite medio ponderato nel tempo (TWA) di 8 ore di <1 ppm.

Questo protocollo descrive i metodi per utilizzare un nuovo sistema di disinfezione aHP che utilizza una soluzione di perossido di idrogeno al 5% (Figura 1) che consente inoltre l'integrazione in ambienti ospedalieri intelligenti per fornire dati storici sull'uso delle apparecchiature, dosaggi di aHP, copertura delle stanze, tempi di disinfezione e località, consentendo così il miglioramento dei processi, della verifica e dei registri verificabili.

Figura 1: Sistema di disinfezione con appannatura a perossido di idrogeno aerosolizzato a secco. La macchina utilizzata per l'appannaggio del perossido di idrogeno aerosolizzato a secco. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Protocollo

1. Configurazione iniziale del controller smart

1. Installa il controller smart nel portacontroller sul manico della cartuccia che supporta l'unità di appannaggio. Lo smart controller è il dispositivo mobile che controlla l'unità di nebbiatura, mentre il supporto del controller si trova sulla maniglia del carrello.
2. Collega il cavo del controller alla porta di ricarica del controller e alla presa USB della cartuccia mobile. Usa fermacavi o fascette fornite dal produttore per tenere il cavo in posizione.

2. Configurazione iniziale del nebulizzatore disinfettante con perossido di idrogeno aerosolizzato (aHP)

1. Collega il cavo di alimentazione incluso nel carrello mobile alla presa sul fondo del nebulizzatore disinfettante aHP e installalo nella depressione del carrello mobile.
2. Riempi il serbatoio di nebulizzazione disinfettante aHP con 1 gallone di soluzione di perossido di idrogeno al 5% svitando il tappo sottovuoto del serbatoio e versando una soluzione sufficiente.
3. L'unità avviserà quando la soluzione si esaurisce e il serbatoio necessita di essere riempito. Si consiglia indossare guanti e occhiali protettivi quando si riempie il serbatoio.

3. Avvio della dashboard

1. Crea un account cloud usando l'invito via email precedentemente inviato all'utente. Se non hai ricevuto un invito, chiedilo da info@breezymed.com. Per maggiori dettagli sui materiali utilizzati nello studio, si prega di consultare la tabella dei materiali.
2. Accedi per https://cloud.breezymed.com/
3. Seleziona Dispositivi nel menu di navigazione a sinistra sulla dashboard della pagina web cloud per vedere i dispositivi di nebulizzazione disinfettante aHP. Se hai più di un nebulizzatore, ciascuno sarà elencato, altrimenti ne verrà mostrato solo uno.
4. Premi il pulsante VISUALIZZA TUTTI I DATI per vedere una panoramica dell'attività di disinfezione nella schermata principale (Figura 2) e i dettagli degli eventi di disinfezione.
   NOTA: Gli eventi di disinfezione completati con successo vengono registrati sulla dashboard di Breezy Cloud. Se un evento di nebbia viene interrotto o non c'è abbastanza liquido disinfettante, questi errori verranno registrati sul cruscotto come eventi di nebbia non riusciti.

4. Configurazione iniziale del nebulizzatore disinfettante aHP

1. Collega il cavo di alimentazione del nebulizzatore disinfettante aHP (che alimenta il nebulizzatore e il controller sul cartuccio) a una presa a muro.
2. Verifica che la spia della cintura del nebulizzatore disinfettante aHP sia accesa. Se la luce della cintura è gialla, premi il pulsante sopra il dispositivo per impostare la luce della cintura in blu.
3. Accendi lo Smart Controller e verifica che la batteria sia in carica.
4. Se necessario, accedi allo Smart Controller , usando username e password del tuo account cloud. Il Controller dovrebbe mostrare la schermata di scansione se è connesso a un account sul sito.
5. Verifica che il dispositivo di nebulizzazione disinfettante aHP sul cartuccio sia mostrato nell'elenco dei dispositivi. Il numero di serie della parte inferiore del nebulizzatore disinfettante aHP sarà indicato come nome nella lista.
6. Premi + Aggiungi dispositivo preferito e seleziona il nebulizzatore disinfettante aHP sulla cartuccia dalla lista e premi Continua.
7. Dalla schermata di scansione, premi il pulsante con il nebulizzatore disinfettante aHP da controllare. Dovrebbe essere mostrato nel dispositivo preferito ora.
8. Premi Pair nella finestra pop-up se necessario.

5. Disinfezione con il nebulizzatore disinfettante aHP

1. Posizionare il nebulizzatore disinfettante aHP nell'angolo della stanza da trattare, con il nebulizzatore disinfettante aHP rivolto al centro della stanza, senza oggetti entro 5 piedi dai getti che possano ostruire il flusso delle gocce.
2. Collega il cavo del carrello mobile a una presa a muro nella stanza per disinfeccionarla.
3. Premi il pulsante sullo schermo dello Smart Controller che corrisponde al nebulizzatore disinfettante aHP presente sulla cartuccia mobile. Dovrebbe essere il dispositivo preferito mostrato sullo schermo dello Smart Controller.
4. Premi il pulsante per il momento appropriato di nebbia e lascia la stanza entro il conto alla rovescia di 7 s. Consulta le FAQ che accompagnano il nebulizzatore disinfettante aHP per tempi specifici di nebbia. Per riferimento, ecco alcuni esempi di tempo di nebbia:
   1. 30 secondi di tempo di nebbia per una riduzione patogena di 5 log (99,999%) in una sala visita di 120 piedi quadrati.
   2. Tempo di nebbia di 45 secondi per una riduzione dei patogeni di 5 log (99,999%) in una stanza paziente di 250 piedi quadrati.
   3. 100 secondi di tempo di nebbia per una riduzione del patogeno di 6 log (99,9999%) in una stanza paziente di 200 piedi quadrati.
   4. 125 s di tempo di nebbia per una riduzione del patogeno di 5 log (99,999%) in una sala operatoria di 500 piedi quadrati.
5. Dopo aver completato la nebulizzazione, lascia la stanza chiusa e vuota per i 10 minuti di contatto con il disinfettante. Dopo i 10 minuti di contatto, la stanza può essere pronta per il rientro immediatamente o fino a 15 minuti, a seconda del dosaggio e del disinfettante utilizzato.
   NOTA: Consulta le FAQ che accompagnano il nebulizzatore disinfettante aHP per tempi specifici di rientro. Cartelli delle porte che possono essere posizionati sulle maniglie sono forniti con il sistema per facilitare la notifica di appannaggiamento in corso. Si raccomanda l'accesso all'equipaggiamento di protezione individuale prima del completamento dei 15 minuti di dissipazione dopo l'appannamento, ma altrimenti non è necessario.

6. Modellazione matematica

NOTA: La modellizzazione matematica può essere ottenuta con vari metodi, ma il più semplice è utilizzare pacchetti software esistenti. COMSOL Multiphysics è un sistema software ampiamente utilizzato e, grazie all'uso del pacchetto aggiuntivo di moduli di tracciamento particellari, fornisce un mezzo efficiente per analizzare fenomeni fisici come la distribuzione di gocce aerosolizzate.

1. Verifica del codice
   Utilizzare il software commerciale COMSOL Multiphysics versione 6.3 con moduli di fluidodinamica computazionale (CFD) e tracciamento particellare. La verifica del codice è disponibile sulla pagina web dei modelli di verifica e validazione COMSOL (https://www.comsol.com/verification-models).
2. Configurazione del sistema
   NOTA: Il sistema simulato è composto dall'aerosolizzatore a gocce all'interno di una sala di prova con dimensioni specificate, oggetti all'interno e posizionamento del dispositivo come usato nella situazione sperimentale fisica. La geometria del dispositivo è semplificata mantenendo l'area effettiva di ingresso/uscita e la posizione.
   Imposta l'ingresso d'aria al sistema come la presa del dispositivo, con l'uscita del sistema nell'ingresso di ricircolazione del dispositivo. Costruisci il dominio computazionale utilizzando gli strumenti CAD COMSOL.
3. Equazioni governanti/leggi costitutive
   Modella il flusso d'aria turbolento all'interno della stanza usando il modello turbolento k-epsilon.
   NOTA: Per consentire l'efficienza computazionale, consideriamo il flusso d'aria stazionario come la velocità di fondo per trascinare le gocce. Utilizzare l'interfaccia di spruzzatura delle gocce dal modulo di tracciamento particellare COMSOL per tracciare la velocità e la posizione delle particelle dipendenti dal tempo sotto le forze di resistenza e gravità. Non è necessario considerare l'evaporazione e la rottura delle gocce per questa approssimazione.
4. Proprietà del sistema
   Stabilire la densità dell'aria e la viscosità dinamica a una temperatura di 20°C e pressione atmosferica con valori di 1,204 kg⋅m-3 e 1,81×10-5 Pa⋅s. La densità e il diametro delle gocce estratti dal sistema sono rispettivamente 1,015 g/mL e 5 μm.
5. Imposta il flusso d'aria fisso condizionato all'ingresso di sistema a 25,8 cm/s, con una condizione di pressione zero all'uscita del sistema. Le pareti della stanza, del dispositivo e degli oggetti sono impostate in condizioni antiscivolo. Un totale di 10.000 particelle viene iniettato casualmente all'ingresso in gruppi di 50 particelle, distribuite uniformemente nel tempo durante un minuto di spruzzo.
6. Discretizzazione dei sistemi
   1. Utilizzare una rete composta da 9, 15, 104 elementi tetraedrici, con strati limite nelle pareti e affinamento all'ingresso e all'uscita.
   2. Utilizzare il metodo iterativo GMRES per le variabili fluide e turbolente stazionarie, così come per il tracciamento delle gocce dipendente dal tempo, con il metodo non lineare costante (Newton) per tutte le analisi.

7. Analisi dell'efficacia

1. Eseguire un'analisi di efficacia misurando il numero di infezioni specifiche che si verificano dopo l'introduzione della nebulizzazione con perossido di idrogeno e confrontando questo numero con il numero atteso o storico di infezioni. Se i tassi storici di infezioni non sono facilmente disponibili nel sistema ospedaliero, si possono utilizzare i tassi attesi basati sul volume di pazienti e sulle comorbidità.
2. Utilizzare un metodo statistico che confronta due proporzioni, come una statistica chi-quadrato che utilizza una soglia tipica di p < 0,05, per determinare la significanza della differenza.
3. Ottieni il numero atteso di infezioni derivanti dall'esposizione a un paziente infetto da organismi dalla letteratura pubblicata, generalmente riportato come numero di riproduzione, R0¹².

8. Analisi economica

1. Effettuare un'analisi dell'impatto economico, in particolare dei costi diretti e della produttività. Un ospedale medio statunitense dispone di 129 posti letto (https://www.definitivehc.com), con dimissioni ospedaliere giornaliere totali negli Stati Uniti derivati dai dati annuali delle dimissioni AHA (https://www.aha.org/), e dal censimento medio giornaliero totale degli Stati Uniti derivato dalle dimissioni totali del 2023 e dalla linea di vista media del 2023.
2. Utilizzando una tipica tassa giornaliera di dimissione ospedaliera, il costo orario per il personale dei servizi ambientali presso il sito dell'utente e la riduzione media del tempo raggiunta dopo l'uso dell'appannatura secca al perossido di idrogeno, determinano i costi specifici di esercizio. L'uso di un metodo come il time-driven activity-based costing (TDABC) è un metodo efficiente che assegna i costi delle risorse alle attività in base al tempo esatto necessario per svolgerle.
3. Sfruttando i dati sui tempi tipici di consegna delle stanze, confronta la produttività tra i metodi di disinfezione.

Figura 2: Vista della pagina principale che mostra l'attività di disinfezione. Gli eventi di disinfezione completati con successo vengono registrati sulla dashboard di Breezy Cloud. Se un evento di nebbia viene interrotto o non c'è abbastanza liquido disinfettante, questi errori verranno registrati sul cruscotto come eventi di nebbia non riusciti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Dettagli degli eventi di disinfezione. Gli eventi sono visualizzati premendo il pulsante VISUALIZZA TUTTI I DATI. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Risultati

Modellazione matematica

Per visualizzare meglio l'uso della nebbia secca utilizzando l'aHP, un modello matematico offre un mezzo per quantificare la dispersione delle goccioline e determinare la copertura della stanza¹⁰. Questo è particolarmente utile poiché la nebbia secca è altrimenti invisibile a occhio nudo. La dispersione delle goccioline e la copertura della stanza sono state quantificate in una geometria standardizzata della stanza (Figura 4) utilizzando le impostazioni tipiche del sistema di nebulizzazione aHP a secco. Le dimensioni della stanza erano impostate a 11 piedi x 12 piedi (132 piedi quadrati), con un soffitto di 8 piedi. Si presumeva un flusso d'aria turbolento stazionario nella stanza, con spruzzi di gocce dipendenti dal tempo nel flusso del fluido, incluse forze di resistenza e gravità, ma trascurando la rottura o l'evaporazione.

Figura 4: Geometria della stanza della simulazione standardizzata. Le dimensioni della stanza erano impostate a 11 piedi x 12 piedi (132 piedi quadrati), con un soffitto di 8 piedi. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

I risultati del modello hanno mostrato che la velocità delle particelle di perossido di idrogeno aerosolizzato variava da 0,2 m/s a oltre 25 m/s. Le linee di flusso di velocità stazionarie mostrate nella Figura 5 rappresentano la forza di resistenza che agisce sulle gocce.

Figura 5: Campi di velocità delle particelle. La velocità delle particelle di perossido di idrogeno aerosolizzato variava da 0,2 m/s a oltre 2 m/s. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

A queste velocità, la copertura ambientale dal contatto superficiale con il perossido di idrogeno è stata completata al minuto 1 dall'inizio del ciclo di trattamento (Figura 6).

Figura 6: Copertura della stanza. Mappa della copertura della stanza delle gocce di perossido di idrogeno aerosolizzato dopo un minuto di dispersione, mostrando la copertura completa della stanza in un modello standardizzato di stanza d'ospedale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Un'animazione del processo di dispersione e copertura è disponibile nel video del protocollo allegato. Questi risultati evidenziano che il sistema automatizzato di nebulizzazione con perossido di idrogeno aerosolizzato fornisce una copertura completa della stanza in 1 minuto in un modello standardizzato di stanza ospedaliera, suggerendo un potenziale di disinfezione rapido ed efficace.

Analisi dell'efficacia

Questa tecnologia è stata utilizzata come parte di una robusta strategia di mitigazione degli organismi resistenti ai carbapenemi (CRO^{) 11}. Fornire servizi post-acuti di alta qualità a pazienti cronicamente critici in un ospedale di cure acute a lungo termine (LTACH) che stanno recuperando da malattie gravi è spesso complicato dal potenziale di HAI e dalla trasmissione di organismi multi-resistenti ai farmaci (MDRO) come l'Acinetobacter baumannii resistente ai carbapenemi (CRAB). La maggior parte degli isolati di CRAB negli Stati Uniti produce carbapenemasi (enzimi che disattivano i carbapenemi e altri antibiotici β-lattamici), rendendo questi trattamenti inefficaci.

Dopo l'implementazione di un programma di miglioramento dei processi che utilizza l'appannaggio automatico del perossido di idrogeno aerosolizzato, è stato misurato il numero di pazienti noti per essere stati colonizzati o infettati da CRO ammessi nella struttura in un periodo di 24 mesi, e è stato analizzato il numero di trasmissioni all'interno della struttura avvenute in questo periodo. Il programma di miglioramento dei processi ha incluso un maggiore coinvolgimento del team interdisciplinare di gestione antimicrobica guidato dai farmacisti, e gli elementi fondamentali del progetto includevano formazione e formazione del personale, raccolta e reportistica dei dati, monitoraggio e feedback in tempo reale, audit di conformità e protocolli di pulizia ambientale utilizzando il nuovo sistema di disinfezione aHP. Nel periodo di 24 mesi da gennaio 2023 a luglio 2025, sono stati ricoverti 24 pazienti noti per essere stati colonizzati o infettati da CRO. Durante questo periodo, sono stati rilevati solo due casi dopo il ricovero, con uno di questi che dopo indagini epidemiologiche è stato determinato come improbabile trasmissione all'interno della struttura. Rispetto al numero più basso di riproduzione per ricovero di 0,40¹², dove si prevederebbero un totale di 9,6 trasmissioni di pazienti in struttura, ciò rappresenta una significativa riduzione del tasso di trasmissione rispetto alle aspettate (p < 0,004), mostrato nella Figura 7. Questi risultati suggeriscono che un programma completo di miglioramento dei processi multidisciplinari, che include l'incorporazione di una nuova tecnologia aerosolizzante di disinfezione con perossido di idrogeno e nebbia secca, sia stato associato a una riduzione statisticamente significativa della trasmissione di organismi resistenti ai carbapenemi.

Figura 7: Confronto delle velocità di trasmissione. Riduzione del tasso di trasmissione delle CRO rispetto al tasso previsto dopo l'avvio di un programma multidisciplinare completo di miglioramento dei processi, inclusa l'incorporazione di una nuova tecnologia di disinfezione con perossido di idrogeno aerosolizzante e nebbia secca. Abbreviazione: CRO; Organismo resistente ai carbapenemi Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Analisi economica

Sono state effettuate analisi dei costi diretti e degli impatti sulla produttività per questa tecnologia. Per stimare i costi, è stato modellato un ospedale statunitense con una media di 129 posti letto e un'occupazione di 0,73 pazienti per letto al giorno. Si è assunto un tasso di dimissione ospedaliera giornaliera del 17%, una tariffa oraria per il personale dei servizi ambientali di 22,81 dollari e una riduzione media del tempo riportata dall'uso della nebulizzazione secca con perossido di idrogeno di 10 minuti. Con questo si ottenne un risparmio di 3,80 dollari per letto. Con un tasso di 16 ricambi giornalieri di letti, si ottennero risparmi giornalieri di 61 dollari e un risparmio annuale di 22.165 dollari.

Utilizzando dati medi del 2023 che coprono un totale di 33 sedi, mostrando un tempo di consegna della stanza di 132 minuti prima dell'implementazione di qualsiasi sistema di razionalizzazione come base, è stato stimato l'impatto sulla produttività. Utilizzando questo valore come produttività standard di un membro del team di servizi ambientali (EVS) per il passaggio completo di una stanza paziente (inclusi disinfezione, cambio biancheria, rimozione dei rifiuti, ecc.) e un turno di 12 ore, con una pausa di 1 ora (11 ore lavorative), la produttività standard è il cambio completo di 12 stanze per turno. I tempi di disinfezione con nebulizzazione secca automatica con perossido di idrogeno sono stati ridotti da 10 a 35 minuti per stanza. Sebbene il passaggio manuale di "pulizia" sia sempre necessario per rimuovere sporco e detriti, la pulizia di solito lascia microrganismi su superfici non visibili all'occhio umano. Per i pazienti in isolamento, di solito c'è un secondo passaggio di "disinfezione supplementare" che viene eseguito (A) a mano con una pulizia più accurata, (B) con UV, o (C) con aHP, con quest'ultima opzione che offre un risparmio di tempo rispetto alle altre due. Pertanto, UV o aHP sono opzioni per la disinfezione supplementare dopo la pulizia dei terminali di isolamento. Con un intervallo da 10 a 35 minuti per stanza risparmiato utilizzando la nebulizzazione secca automatica con perossido di idrogeno, diventano disponibili fino a 420 minuti aggiuntivi su una produttività standard di 12 stanze. Di conseguenza, durante un turno di 12 ore possono essere pulite tre stanze aggiuntive utilizzando una nebulizzazione secca automatica con perossido di idrogeno. In confronto, la disinfezione UVC richiede in media 50 minuti per tre luoghi.

Discussione

La prevenzione delle infezioni è in gran parte una disciplina di miglioramento della qualità che si basa su approcci basati sui dati per migliorare e monitorare i tassi di infezione. Un passaggio fondamentale nel protocollo è garantire che la tecnologia generi la dose specifica di aHP, misurata in ppm-min, per i 10 minuti di contatto necessari a ottenere una riduzione del patogeno da 4 a 6 log. La validazione di ogni ciclo di disinfezione garantisce sia efficacia che affidabilità. Inoltre, la registrazione automatica dei dati operativi riduce la manodopera e fornisce un metodo semplice per monitorare le località, i tempi e i dosaggi di pulizia dei terminali per il miglioramento dei processi e le revisioni. Questo rappresenta un vantaggio distinto rispetto alle tecnologie di disinfezione ambientale che non possono validare parametri operativi chiave o che si affidano a registri manuali.

Un ostacolo principale all'adozione di aHP in passato è stata la necessità di sigillare la stanza per prevenire perdite in altre aree, un'aggiunta ai tempi di lavoro e alla complessità che si è rivelata in gran parte inaccettabile. Nonostante la sigillatura, sono stati segnalati anche casi di perdite. Il perossido di idrogeno evapora rapidamente quando aerosolizzato, quindi i primi 10 minuti offrono la maggior parte dell'efficacia germicida. Un sistema aHP che può generare e riempire una stanza con la dose desiderata estremamente rapidamente (<4 minuti) non solo è più efficace dal punto di vista germicida, ma elimina anche la necessità di sigillare la stanza perché le gocce evaporano rapidamente quando incontrano superfici e aria secca. Le generazioni precedenti di sistemi aHP che riempiono una stanza più lentamente di 10 minuti o più sono molto più soggette a perdite. Poiché il perossido di idrogeno aerosolizzato evapora rapidamente e si scompone in acqua e ossigeno, le perdite non rappresentano un grave rischio per la salute. Allo stesso modo, a causa del gradiente di umidità dovuto a una stanza sottoposta a nebbia (elevato durante il breve periodo di appannamento) e dello spazio esterno alla stanza (che è tipicamente molto più basso), la capacità del perossido di idrogeno di rimanere aerosolizzato è gravemente limitata, poiché eventuali gocce in fuga vengono rapidamente evaporate.

I passaggi critici del protocollo e le potenziali modifiche/risoluzione dei problemi del metodo includono la necessità sopra menzionata di garantire un tempo di contatto adeguato per il perossido di idrogeno aerosolizzato per raggiungere la riduzione target dei logaritmi dei patogeni. Come descritto nella sezione 5.4, impostare il tempo di appannatura in base alla dimensione della stanza garantisce che questo obiettivo venga raggiunto. I passaggi critici della modellazione matematica includono l'utilizzo delle corrette variabili fisiche (dimensioni della stanza) con il modulo appropriato del software di modellazione per ottenere un output accurato e consentire inferenze logiche, come il tempo di copertura della stanza. Analisi dell'efficacia I passi critici includono la determinazione dell'esposizione storica all'infezione e del tasso di trasmissione oppure l'identificazione, dalla letteratura, del tasso di trasmissione atteso per il patogeno di interesse. I passaggi critici dell'analisi economica includono l'identificazione dei costi attuali specifici del lavoro per sito e i tempi di completamento dei compiti per servire come punti di riferimento per il confronto.

Le limitazioni del metodo includono il limite massimo della dimensione della stanza. La dimensione massima della stanza per un singolo nebulizzatore è di circa 1000 piedi quadrati, con una dimensione massima singola di circa 40 piedi. Stanze più grandi o più lunghe di questo causeranno una distribuzione disomogenea delle gocce. Le modifiche al metodo per affrontare questo problema includerebbero l'uso di più nebulizzatori aHP che funzionano simultaneamente. I soffitti alti richiederanno un tempo aggiuntivo di appannaggio perché le gocce si disperdono nel volume disponibile della stanza. Le stanze aperte senza porte o pareti presentano un problema di distribuzione uniforme della nebbia di aHP. Un movimento d'aria molto elevato dovuto ai sistemi HVAC può complicare la distribuzione e l'evaporazione delle goccioline. In questa situazione, la dose di aHP misurata in ppm-minuti su un tempo di contatto di 10 minuti può essere utilizzata per regolare il tempo di nebbia per la riduzione desiderata del logaritmo del patogeno. Un'umidità molto elevata sopra il 60% di umidità relativa (HR) raccomandato per un ambiente ospedaliero può influenzare i cicli di dispersione e evaporazione delle gocce. Gli ospedali generalmente controllano l'umidità sotto il 60% di umidità relativa per minimizzare la crescita batterica. Se è necessario entrare in una stanza prima dell'orario di rientro specificato, usa occhiali protettivi e una mascherina respiratoria per evitare irritazioni dovute al perossido di idrogeno. Biofilm e altri carichi di terreno devono essere rimossi tramite il processo di pulizia prima della disinfezione con perossido di idrogeno aerosolizzato. Se c'è un eccesso di materiale organico che può essere ossidata, potrebbe svilupparsi una situazione in cui il perossido di idrogeno disponibile non sia sufficiente a disinfettare tutto lo spazio previsto, anche se questo non è uno scenario comune in ospedale.

Ci sono altri fattori che influenzano il successo della disinfezione, ad esempio la distribuzione delle particelle del disinfettante che viene influenzata da dispositivi elettrici che generano calore o vetri che possono essere caldi o freddi (potenzialmente inducendo condensa). Il contatto tra il disinfettante e le superfici di interesse è cruciale, soprattutto quando l'obiettivo è prevenire infezioni causate da patogeni che aderiscono alle superfici. Deviazioni sostanziali dalle condizioni ambientali tipiche delle stanze ospedaliere possono richiedere la considerazione di aggiustamenti ai parametri di appannaggio; tuttavia, queste non sono comunemente incontrate in ambito ospedaliero.

L'importanza di questo metodo rispetto a quelli esistenti/alternativi risiede sia nella copertura, che fornisce disinfezione dell'intero spazio, sia nell'efficienza operativa. A differenza dei sistemi a UV, la nebbia secca aHP tratta l'intero spazio senza alcun effetto di ombreggiatura, eliminando il rischio che i patogeni nocivi rimangano dopo il trattamento o la necessità di riposizionamenti e riapplicazioni lunghe per trattare aree difficili da raggiungere. Anche la potenza delle lampade diminuisce nel tempo, richiedendo la sostituzione^{programmata di 8}. Soprattutto, l'efficacia dei sistemi basati su UV rimane incerta, poiché l'intensità della dose UVC è inversamente proporzionale alla distanza al quadrato tra la sorgente luminosa e la superficie, in modo che l'intensità UV ricevuta da una superficie diminuisce significativamente man mano che la superficie si allontana dalla sorgente UV⁸. Uno dei primi studi randomizzati di design crossover a cluster per valutare la disinfezione con luce UVC (un dispositivo mobile che emette luce UVC a una lunghezza d'onda di 254 nm tramite lampade a mercurio a massima uscita da 157,7 cm (62 pollici)) ha rilevato che l'aggiunta della disinfezione UVC giornaliera e a dimissione alla pulizia standard delle stanze dei pazienti non riduceva significativamente i tassi di infezione da nuova VRE o C. difficile nelle unità oncologiche e per trapianti in un centro di riferimento accademico terziario^{statunitense 13}. Una revisione sistematica ha rilevato una significativa diminuzione dei tassi di infezione da C. difficile associati alla disinfezione da stanza con luce ultravioletta quando i dati di 13 studi sono stati aggregati, ma l'analisi dei sottogruppi ha mostrato una riduzione significativa solo in contesti con alti tassi di infezione da C. difficile (≥1,5 casi ogni 1.000 giorni di paziente)¹⁴. Altri studi hanno anch'essi mostrato risultati^{contrastanti 15,16}, con una recente revisione che ha concluso che la disinfezione UVC dovrebbe attualmente essere considerata una soluzione per la disinfezione a basso livello piuttosto che ad alta^{intensità 8}

Le potenziali applicazioni dell'aHP per la prevenzione delle infezioni sono numerose, offrendo un'agenda ricca per ulteriori ricerche. Con la crescente necessità di ridurre lo sviluppo e la trasmissione di patogeni resistenti ai farmaci, il metodo di utilizzo di un sistema automatizzato di disinfezione con nebbia secca aHP sarà importante sia per i risultati sia per la capacità di quantificare riduzioni in un'ampia gamma di HAI. Le applicazioni attuali includono l'uso di questo sistema per disinfettare bagni pubblici, stanze di reperibilità del personale e uffici prima che vengano puliti dai servizi ambientali (EVS), aprendo ulteriori strade per la ricerca nell'ottimizzazione dei parametri operativi e del flusso di lavoro. I dipendenti hanno riferito di sentirsi più sicuri a pulire le stanze dopo l'uso della nebulizzazione a secco automatica con aHP per ridurre il potenziale di esposizione agli organismi infettivi, e osservano che i tempi di pulizia possono essere ulteriormente ridotti per superfici complesse, come le tende, che altrimenti richiederebbero rimozione e sostituzione manuale, e il conseguente rischio per la sicurezza derivante dall'aerosolizzazione di patogeni, oltre all'uso di scale o sgabelli.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Biopure sfarzoso	BreezyMed	BBPURE-4GAL	Soluzione di disinfezione al 7% di perossido di idrogeno e 93% acqua di disinfezione, caso da 4 galloni
Sistema di Nebbia a Secco aHP Blu Ventilato	BreezyMed	BBR01	Nebbiera disinfettante intelligente, 110V AC
Buggy Ventoso	BreezyMed	BB-CART	Cartuccia per Blu Ventilato e Controller Smart
Breezy HaloSpray	BreezyMed	BHSPRY-4GAL	Soluzione di disinfezione di perossido di idrogeno al 5% e composti a slia allo 0,01%, cassa da 4 galloni
Controller Smart Leggero	BreezyMed	BB01-WC	Controller per dispositivi Breezy, Gen2