Zautomatyzowana dezynfekcja pokoi szpitalnych z wykorzystaniem nowatorskiej technologii mikrokropel z mikrokroplami z aerozolem nadtlenku wodoru

Podsumowanie

Protokół ten opisuje metody wykorzystania nowatorskiej technologii dezynfekcji mgiełowej z suchym aerozolowym nadtlenkiem wodoru (aHP), która zapewnia inteligentną łączność szpitala, umożliwiając integrację z platformami danych w celu dostarczania historycznych danych o użytkowaniu sprzętu, weryfikację dawek aHP, zasięgu pomieszczenia, czasów dezynfekcji oraz lokalizacji w celu zmniejszenia zakażeń związanych z opieką zdrowotną (HAI).

Streszczenie

Tradycyjne, ręczne i UV metody dezynfekcji pozostawiły luki w uzyskaniu dokładnej dezynfekcji całego pomieszczenia dla trudno dostępnych lub zacienionych miejsc, zwiększając ryzyko infekcji związanych z opieką zdrowotną (HAI). Skuteczna dezynfekcja środowiskowa jest kluczowym elementem kompleksowego programu zapobiegania infekcjom. Tradycyjne ograniczenia obejmują niepełną dezynfekcję, ryzyko narażenia personelu medycznego oraz wymagania dotyczące kosztów pracy, które uzasadniają wdrożenie nowszych technologii. Na rynek niedawno weszła zautomatyzowana technologia suchego zamrażania z użycia nadtlenku wodoru aerozolowym (aHP), zaprojektowana w celu przezwyciężenia tych ograniczeń, potencjalnie oferując bardziej kliniczne i ekonomicznie skuteczne rozwiązanie. Ta nowatorska technologia dostarcza krople nadtlenku wodoru wielkości mikrona do całego pomieszczenia, zapewniając optymalną dezynfekcję wszystkich powierzchni. System umożliwia również integrację z platformami danych, dostarczając historyczne dane dotyczące użytkowania sprzętu, weryfikację dawek aHP, zasięgu pomieszczenia, czasów dezynfekcji oraz lokalizacji, zapewniając zapewnienie kontroli jakości i audytowalnych dokumentów. Dyspersja mikrokropelek aHP poprzez suchą mgłę zapewnia jednolite pokrycie, zapewniając większą skuteczność zarodkowitą w nowoczesnych placówkach opieki zdrowotnej. Celem tego protokołu jest określenie metod korzystania z automatycznego systemu suchej mgły aHP, w tym wkładu możliwości śledzenia i audytu w czasie rzeczywistym do zarządzania ryzykiem zakażeni. Następnie przedstawiono reprezentatywne wyniki demonstrujące skuteczność zasięgu oraz wynikający z tego wpływ na redukcję transmisji, bezpośrednie koszty i produktywność związane z Acinetobacter baumannii (CRAB) opornym na karbapenem, wieloopornym organizmem uznanym przez CDC za "pilne zagrożenie". W porównaniu do najniższej liczby rozrodczości na przyjęcie wynoszącej 0,40, gdzie spodziewano się łącznie 9,6 przypadków transmisji pacjentów w placówce, zastosowanie technologii suchego zamgielania jako części solidnej strategii ograniczania skutków organizmu opornego na karbapenemy (CRO) wykazało statystycznie istotne zmniejszenie rzeczywistego tempa transmisji w porównaniu do oczekiwanego.

Wprowadzenie

Skażone powierzchnie odgrywają kluczową rolę w przenoszeniu patogenów powodujących infekcje związane z opieką zdrowotną (HAI)^1. HAI to infekcje, które nie występują lub nie inkubują się w momencie przyjęcia do szpitala i mogą zostać zachorowane przez pacjentów, personel medyczny oraz odwiedzających². Do celów raportowania wykorzystaliśmy definicje nadzoru dostarczone przez krajową sieć bezpieczeństwa opieki zdrowotnej (NHSN), które dostarczają ustandaryzowaną definicję identyfikacji zakażeń u pacjentów hospitalizowanych. HAI definiuje się jako te, które występują 48 godzin lub dłużej od przyjęcia i są główną przyczyną wzrostu liczby zgonów oraz negatywnych skutków³. Patogeny wywołujące HAI mogą rozprzestrzeniać się poprzez kontakt z zakażonymi powierzchniami, takimi jak klamki drzwi, łóżka, krany, telefony oraz wspólny sprzęt kliniczny ^4,5. Powszechne HAI, w tym Clostridium difficile (C. diff), metycylinooporny Staphylococcus aureus (MRSA), enterokoki oporne na wankomycynę (VRE), norowirusy i inne, wszystkie mają zdolność do wydzielania się od zakażonych pacjentów, przeżywają na suchych powierzchniach przez długi czas, są trudne do usunięcia ręcznie czyszczącym i dezynfekcyjnym oraz wymagają stosunkowo niskiej dawki na zakażenie¹. Mechanizm, dzięki jakiemu patogeny mogą przetrwać przez dłuższy czas, sugeruje odkrycie biofilmów pozwalających bakteriom wegetatywnym żyć w koloniach bez źródła składników odżywczych. Biofilmy to wielokomórkowe wspólnoty połączone przez samodzielnie powstałą macierz zewnątrzkomórkową i są znacznie bardziej odporne na biocydy niż swobodnie unoszące się bakterie⁶. Dlatego odpowiednie i dokładne metody dezynfekcji powierzchni są kluczowe dla ograniczenia ryzyka nabycia i przeniesienia HAI.

Tradycyjne metody czyszczenia są zwykle wykonywane kilka razy dziennie, aby zapewnić widoczną czystość otoczenia pacjenta. Czyszczenie terminalne, czyli głębsze czyszczenie pokoi, zazwyczaj przeprowadza się po wypisie pacjenta, aby zapewnić bezpieczne środowisko dla kolejnych pacjentów. Jednak pobieranie próbek środowiskowych po dezynfekcji końcowej często wykrywa powierzchnie nadal skażone patogenami, a nawet kilka serii wybielacza może nie wystarczyć, by zabić niektóre patogeny, takie jak MRSA¹. Jedno z badań wykazało, że bakterie mogą przetrwać na chusteczkach dezynfekujących, co prowadzi do ich rozprzestrzeniania się, a nie ich eliminacji⁷. Wyzwanie związane z powtarzalnym rozprowadzeniem środków dezynfekujących w pomieszczeniu i odpowiednim czasem kontaktu dodatkowo przyczynia się do niespójności w niezawodnej dezynfekcji. Aby uzupełnić metody dezynfekcji ręcznej, wprowadzono nowe technologie, takie jak dezynfekcja UV (UVC). Jednak istnieją ograniczenia skuteczności technologii światła UV, w tym niemożność prawidłowego przenikania przez powierzchnie, które nie są bezpośrednio narażone na światło (cieniowanie) oraz zmniejszanie intensywności dawki wraz z odległością od źródła⁸. Większość tych technologii nie mierzy dawki, bez której nie można określić rzeczywistej skuteczności zastosowania. Obserwowanie i zapewnienie odpowiedniej dawki może więc wymagać wielokrotnych zmian pozycji, co zwiększa koszty pracy.

Dlatego systemy dezynfekcji suchą mgłą na użycie nadtlenku wodoru w aerozoli (aHP) stanowią atrakcyjną i nowatorską metodę zapewniającą konsekwentną i skuteczną dezynfekcję całego pomieszczenia. System aHP jednolicie wypełnia przestrzeń kroplami nadtlenku wodoru wielkości mikrona i eliminuje potrzebę interwencji operatora; Jedną z korzyści jest zmniejszenie obciążenia personelem i szybsza rotacja pokoi. Niedawne badanie wykazało, że dodanie bezdotykowych systemów dezynfekcji aHP do całych pomieszczeni spowodowało znaczące zmniejszenie zakażeń C. diff w porównaniu z tradycyjnymi metodami ręcznymi⁹. Nadtlenek wodoru jest również uważany za "idealny" biocyd w wielu branżach ze względu na swoją skuteczność, bezpieczeństwo, wpływ na środowisko, łatwość użycia, stabilność oraz kompatybilność z materiałami powierzchniowymi⁶. Nadtlenek wodoru ma dodatkową zaletę w postaci niestabilności po aerozolizu, rozkłada się efektywnie wykładniczo w tlen i wodzie oraz nie pozostawia żadnych toksycznych produktów ubocznych po odparowaniu. Jeśli wejdziesz do pomieszczenia podczas zamgławienia lub bezpośrednio po niej, wymagany jest osobisty sprzęt ochronny; jednak po rozpyleniu i rozkładzie nadtlenku wodoru (15 minut po zabiegu) resztkowy nadtlenek wodoru jest poniżej poziomów, które mogłyby powodować jakiekolwiek zagrożenia dla zdrowia, oraz poniżej progów Administracji Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (OSHA), którymi jest maksymalny limit narażenia <75 części na milion (ppm) oraz 8-godzinny limit ważony czasowo (TWA) <1 ppm.

Protokół ten opisuje metody wykorzystania nowego systemu dezynfekcji aHP z wykorzystaniem roztworu nadtlenku wodoru 5% (Rysunek 1), który dodatkowo integruje się z inteligentnymi środowiskami szpitalnymi, dostarczając historyczne dane dotyczące zużycia sprzętu, dawek aHP, zasięgu pomieszczenia, czasów dezynfekcji i lokalizacji, co pozwala na usprawnienie procesów, weryfikację i audytowalne dokumenty.

Rysunek 1: Suchy system dezynfekcji z aerozolem nadtlenkiem wodoru do zamgielania. Urządzenie używane do zaparzania suchym aerozolem nadtlenku wodoru. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Protokół

1. Początkowa konfiguracja smart kontrolera

1. Zainstaluj inteligentny kontroler w uchwytie na uchwytie kartridża podtrzymującego urządzenie mgielne. Inteligentny kontroler to mobilne urządzenie sterujące jednostką zaparową, a uchwyt kontrolera znajduje się na uchwytie wózka.
2. Podłącz kabel kontrolera do portu ładowania kontrolera i gniazdka USB w wózku mobilnym. Użyj klipsów lub wiązek dostarczanych przez producenta, aby utrzymać kabel na miejscu.

2. Początkowa instalacja dezynfekującego mgiełkę z aerozolem nadtlenkiem wodoru (aHP)

1. Podłącz kabel zasilający dołączony do wózka mobilnego do gniazdka na dole zamgławiacza aHP i zamontuj go w zagłębieniu wózka mobilnego.
2. Napełnij zbiornik dezynfekujący aHP 1 galonem 5% roztworu nadtlenku wodoru, odkręcając próżniową koreczkę zbiornika i wlewając odpowiednią ilość roztworu.
3. Urządzenie powiadomi, gdy roztwór się wyczerpie, a zbiornik wymaga uzupełnienia. Zaleca się noszenie rękawiczek i gogli podczas napełniania zbiornika.

3. Inicjacja pulpitu

1. Załóż konto w chmurze, używając zaproszenia e-mail wcześniej wysłanego do użytkownika. Jeśli nie otrzymałeś zaproszenia, poproś o nie u info@breezymed.com. Szczegóły dotyczące materiałów użytych w badaniu można znaleźć w tabeli materiałów.
2. Zaloguj się, aby https://cloud.breezymed.com/
3. Wybierz Urządzenia w lewym menu Nawigacji na panelu strony chmurowej, aby zobaczyć urządzenia dezynfekujące aHP do zamgłania. Jeśli masz więcej niż jednego zaparzacza, każdy będzie wymieniony, w przeciwnym razie tylko jeden zamglarz.
4. Naciśnij przycisk POKAŻ WSZYSTKIE DANE, aby zobaczyć przegląd aktywności dezynfekcyjnej na ekranie głównym (Rysunek 2) oraz szczegóły zdarzeń dezynfekcji.
   UWAGA: Pomyślnie zakończone zdarzenia dezynfekcji są rejestrowane na pulpicie Breezy Cloud. Jeśli zdarzenie mgły zostanie przerwane lub jest niewystarczająca ilość płynu dezynfekującego, błędy te zostaną zapisane na pulpicie jako nieudane zdarzenia mgły.

4. Początkowa konfiguracja dezynfekującego mgłacznika aHP

1. Podłącz kabel zasilający aHP dezynfekujący do zamgliwania (zasilający zamgławiacza i kontroler na wózku) do gniazdka ściennego.
2. Sprawdź, czy świeci się lampka na pasie na dezynfekującym zaparzaczu aHP. Jeśli światło na pasie jest żółte, naciśnij przycisk na górze urządzenia, aby przełączyć światło na pasie na niebieskie.
3. Włącz Smart Controller i sprawdź, czy bateria się ładuje.
4. W razie potrzeby zaloguj się do Smart Controller , używając nazwy użytkownika i hasła do konta w chmurze. Kontroler powinien wyświetlić ekran Skanowania, jeśli jest zalogowany na konto na stronie.
5. Sprawdź, czy urządzenie do dezynfekcji dezynfekujących mgiełek na kartridżu jest widoczne na liście urządzeń. Numer seryjny dolnej części dezynfekującego zamgłania aHP będzie wyświetlany jako nazwa na liście.
6. Naciśnij przycisk + Dodaj ulubione urządzenie i wybierz z listy dezynfekujący aHP z koszyka, a następnie naciśnij Kontynuuj.
7. Z ekranu skanowania naciśnij przycisk z dezynfekcyjnym zamgłą aHP, aby być kontrolowanym. Powinno to być teraz widoczne w ulubionym urządzeniu .
8. Naciśnij Pair w okienku wyskakującym w razie potrzeby.

5. Dezynfekcja za pomocą aHP dezynfekującego zamgławiacza

1. Umieść dezynfekujący zaparzacz aHP w rogu pomieszczenia do leczenia, z dezynfekującym zaparzaczem skierowanym na środek pomieszczenia, bez przedmiotów w promieniu 5 stóp od dysz, które mogłyby zablokować przepływ kropel.
2. Podłącz kabel od wózka mobilnego do gniazdka w pokoju, aby go zdezynfekować.
3. Naciśnij przycisk na ekranie Smart Controller , który odpowiada dezynfekcyjnemu zamgławiaczemu aHP znajdującemu się na mobilnym wózku. Powinno to być ulubione urządzenie wyświetlane na ekranie Smart Controller.
4. Naciśnij przycisk odpowiedniego czasu mgły i opuszczaj pokój w ciągu 7 sekund. Zapoznaj się z FAQ towarzyszącym aHP dezynfekującym mgiełką, aby poznać konkretne godziny zamgielania. Dla odniesienia, oto kilka przykładów czasu mgły:
   1. 30-sekundowy czas mgły na redukcję patogenów o 5 kłodach (99,999%) w gabinecie o powierzchni 120 stóp kwadratowych.
   2. 45 sekund czasu mgły na 5-log (99,999%) redukcję patogenów w pokoju pacjenta o powierzchni 250 stóp kwadratowych.
   3. Czas mgły 100 sekund dla redukcji patogenów o 6 log (99,9999%) w pokoju pacjenta o powierzchni 200 stóp kwadratowych.
   4. Czas mgły 125 sekund dla redukcji patogenów o 5 kłodach (99,999%) w sali operacyjnej o powierzchni 500 stóp kwadratowych.
5. Po zakończeniu zamglenia zostaw pokój zamknięty i niezamieszkany przez 10 minut kontaktu z środkiem dezynfekującym. Po upływie 10 minut kontaktu pomieszczenie może być gotowe do natychmiastowego wejścia lub do 15 minut, w zależności od dawki i używanego środka dezynfekującego.
   UWAGA: Szczegółowe godziny powrotu do dezynfekcji aHP zapoznaj się z FAQ dołączonym do dezynfekcji zamgliwki. System dołącza do tabliczek drzwi, które można umieścić na klamkach, aby ułatwić powiadamianie o trwających zamgłaniach. Zaleca się wejście do pomieszczenia przed upływem 15-minutowego czasu rozpraszania po zaparowaniu, ale poza tym nie jest konieczne.

6. Modelowanie matematyczne

UWAGA: Modelowanie matematyczne można osiągnąć różnymi metodami, ale najprostszą jest wykorzystanie istniejących pakietów oprogramowania. COMSOL Multiphysics to szeroko stosowany system programowy, który dzięki dodatkowemu pakietowi modułów śledzenia cząstek zapewnia efektywny sposób analizy zjawisk fizycznych, takich jak rozkład kropeli aerozolistych.

1. Weryfikacja kodu
   Korzystaj z komercyjnego oprogramowania COMSOL Multiphysics w wersji 6.3 z modułami z obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) i śledzenia cząstek. Weryfikacja kodu jest dostępna na stronie COMSOL Verification and Validation models (https://www.comsol.com/verification-models).
2. Konfiguracja systemu
   UWAGA: System symulowany składa się z aerozolizatora kropli wewnątrz pomieszczenia testowego o określonych wymiarach, obiektach wewnątrz oraz ustawieniu urządzenia stosowanym w fizycznej sytuacji eksperymentalnej. Geometria urządzenia jest uproszczona, zachowując efektywną powierzchnię wlotu/wylotu oraz pozycjonowanie.
   Ustaw wlot powietrza do systemu tak samo jak do wylotu urządzenia, z wylotem systemu w wejściu recyrkulacyjnym urządzenia. Zbuduj domenę obliczeniową za pomocą narzędzi CAD COMSOL.
3. Równania rządzące/prawa konstytutywne
   Modeluj turbulentny przepływ powietrza wewnątrz pomieszczenia za pomocą modelu turbulentnego k-epsilon.
   UWAGA: Aby zapewnić efektywność obliczeniową, rozważ przepływ powietrza stacjonarny jako prędkość tła do przeciągania kropelek. Użyj interfejsu rozpylania kropli z modułu śledzenia cząstek COMSOL, aby śledzić zależną od czasu prędkość i położenie cząstek pod wpływem oporu i sił grawitacyjnych. Nie jest konieczne rozważanie odparowania i rozbicia kropelek dla tego przybliżenia.
4. Właściwości systemu
   Ustalić gęstość powietrza i lepkość dynamiczną przy temperaturze 20°C i ciśnieniu atmosferycznym o wartościach 1,204 kg⋅m-3 i 1,81×10-5 Pa⋅s. Gęstość i średnica kropli pobrane z układu wynoszą odpowiednio 1,015 g/mL i 5 μm.
5. Ustaw nieruchomy przepływ powietrza na wejściu systemu na 25,8 cm/s, z warunkami zerowego ciśnienia na wyjściu systemu. Ściany pomieszczenia, urządzenia i przedmiotów są ustawione na stan antypoślizgowy. Łącznie 10 000 cząstek jest losowo wstrzykiwanych na wlot w wiązkach po 50 cząstek, równomiernie rozłożonych w czasie podczas jednej minuty od rozpylania.
6. Dyskretyzacja systemu
   1. Wykorzystaj siatkę składającą się z 9, 15 104 elementów czworościanowych, z warstwami przyściennymi w ścianach oraz udoskonaleniem na wlocie i wylocie.
   2. Stosuj metodę iteracyjną GMRES dla zmiennych płynów stacjonarnych i turbulentnych, a także do śledzenia kropli zależnego od czasu, stosując stałą (Newton) nieliniową metodę dla wszystkich analiz.

7. Analiza skuteczności

1. Przeprowadz analizę skuteczności, mierząc liczbę konkretnych infekcji występujących po wprowadzeniu mgieł nadtlenkiem wodoru i porównując tę liczbę z oczekiwaną lub historyczną liczbą zakażeń. Jeśli historyczne wskaźniki zakażeń nie są łatwo dostępne w systemie szpitalnym, można wykorzystać oczekiwane wskaźniki oparte na liczbie pacjentów i chorobach współistniejących.
2. Użyj metody statystycznej porównującej dwa proporcje, na przykład statystyki chi-kwadrat z typowym progiem p < 0,05, aby określić istotność różnicy.
3. Uzyskaj oczekiwaną liczbę zakażeń wynikających z narażenia na pacjenta zakażonego organizmami z opublikowanej literatury, która zazwyczaj podaje się jako liczbę rozrodczą, R0¹².

8. Analiza ekonomiczna

1. Przeprowadz analizę wpływu ekonomicznego, szczególnie bezpośrednich kosztów i wpływu na produktywność. Przeciętny szpital w USA ma 129 łóżek obsadzonych (https://www.definitivehc.com), przy czym łączna liczba dziennych wypisów ze szpitala w USA pochodzi z rocznych danych AHA dotyczących całkowitych wypisów (https://www.aha.org/), a całkowity średni dzienny spis w USA wynika z całkowitych wypisów z 2023 roku i średniego LOS-a w 2023 roku.
2. Biorąc pod uwagę typową dzienną stopę wypisów ze szpitala, godzinowe koszty pracowników usług środowiskowych na miejscu użytkownika oraz średnią redukcję czasu po zastosowaniu suchego zamgławienia nadtlenkiem wodoru, określają konkretne koszty eksploatacji. Stosowanie metody takiej jak kosztorysowanie oparte na działaniach z czasem (TDABC) to efektywna metoda, która przypisuje koszty zasobów do działań na podstawie dokładnego czasu potrzebnego na ich wykonanie.
3. Wykorzystując dane dotyczące typowych czasów realizacji pomieszczenia, porównaj wydajność w różnych metodach dezynfekcji.

Rysunek 2: Widok strony głównej pokazujący aktywność dezynfekcyjną. Pomyślnie zakończone zdarzenia dezynfekcji są rejestrowane na pulpicie Breezy Cloud. Jeśli zdarzenie mgły zostanie przerwane lub jest niewystarczająca ilość płynu dezynfekującego, błędy te zostaną zapisane na pulpicie jako nieudane zdarzenia mgły. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 3: Szczegóły wydarzeń dezynfekcyjnych. Zdarzenia są widoczne po naciśnięciu przycisku POKAŻ WSZYSTKIE DANE. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Wyniki

Modelowanie matematyczne

Aby lepiej zobrazować zastosowanie suchego zamglenia z użyciem aHP, model matematyczny oferuje możliwość ilościowego określenia rozproszenia kropel i określenia zasięgu pomieszczenia¹⁰. Jest to szczególnie przydatne, ponieważ suche zamglonie jest w przeciwnym razie niewidoczne gołym okiem. Dyspersja kropel i pokrycie pomieszczenia zostały zmierzone w ustandaryzowanej geometrii pomieszczenia (Rysunek 4) przy użyciu typowych ustawień systemu zamgielania suchego aHP. Wymiary pokoju ustalono: 11 stóp x 12 stóp (132 stopy kwadratowe), z sufitem o wysokości 8 stóp. Zakładano stacjonarny turbulentny przepływ powietrza w pomieszczeniu, z czasowo zależnymi rozpryskami kropel w przepływie płynu, w tym siłami oporu i grawitacją, ale pomijając rozbicie lub parowanie.

Rysunek 4: Geometria pokoju w symulacji standaryzowanej. Wymiary pokoju ustalono: 11 stóp x 12 stóp (132 stopy kwadratowe), z sufitem o wysokości 8 stóp. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Wyniki modelu wykazały, że prędkość cząstek nadtlenku wodoru w aerozoli wahała się od 0,2 m/s do ponad 25 m/s. Nieruchome linie prędkości pokazane na Rysunku 5 reprezentują siłę oporu działającą na krople.

Rysunek 5: Pola prędkości cząstek. Prędkość aerozoloizowanych cząstek nadtlenku wodoru wahała się od 0,2 m/s do ponad 2 m/s. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego wykresu.

Przy tych prędkościach pokrycie powierzchni z nadtlenkiem wodoru zostało zakończone po 1 minucie procesu oczyszczania (rysunek 6).

Rysunek 6: Pokrycie pokoju. Mapa pokrycia pomieszczeń kropelek nadtlenku wodoru w aerozoli po jednej minucie rozproszenia, pokazująca pełne pokrycie pokoju w standaryzowanym modelu sali szpitalnej. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Animacja procesu rozpraszania i pokrycia jest dostępna w dołączonym filmie protokołu. Wyniki te podkreślają, że zautomatyzowany system zamgławiania nadtlenkiem wodoru w aerozoli zapewnia pełne pokrycie pokoju w 1 minutę w standaryzowanym modelu szpitalnym, co sugeruje potencjał szybkiej i skutecznej dezynfekcji.

Analiza skuteczności

Technologia ta została wykorzystana jako^{część solidnej} strategii ograniczania skutków organizmu opornego na karbapenemy (CRO). Świadczenie wysokiej jakości usług poostrych dla pacjentów przewlekle krytycznie chorych w szpitalu opieki ostrej (LTACH), którzy dochodzą do zdrowia po poważnej chorobie, często jest utrudnione przez potencjalne wystąpienie HAI oraz transmisję wielolekoopornych organizmów (MDRO), takich jak Acinetobacter baumannii (CRAB) oporny na karbapenem. Większość izolatów CRAB w USA wytwarza karbapenematy (enzymy deaktywujące karbapenemy i inne antybiotyki β-laktamowe), co czyni te metody nieskuteczne.

Po wdrożeniu programu usprawniania procesów wykorzystującego automatyczne zamgławianie perodtlenkiem aerozolu, zmierzono liczbę pacjentów znanych jako kolonizowani lub zakażeni CRO przyjętych do placówki w ciągu 24 miesięcy oraz przeanalizowano liczbę transmisji w placówce w tym okresie. Program usprawniania procesów obejmował zwiększone zaangażowanie interdyscyplinarnego zespołu ds. zarządzania antybakteryjnymi przez farmaceutów, a kluczowe elementy projektu obejmowały edukację i szkolenia personelu, zbieranie i raportowanie danych, monitorowanie i raportowanie danych w czasie rzeczywistym, audyty zgodności oraz protokoły czyszczenia środowiskowego wykorzystujące nowatorski system dezynfekcji aHP. W ciągu 24 miesięcy od stycznia 2023 do lipca 2025 przyjęto 24 pacjentów znanych jako kolonizowani lub zakażeni CRO. W tym czasie wykryto tylko dwa przypadki po przyjęciu, z których jeden po badaniach epidemiologicznych uznano za mało prawdopodobne przeniesienie w placówce. W porównaniu do najniższej liczby rozmnażania na przyjęcie wynoszącej 0,40¹², gdzie spodziewano się łącznie 9,6 transmisji pacjentów w placówce, oznacza to istotny spadek wskaźnika transmisji w porównaniu do oczekiwanego (p < 0,004), pokazanego na Rysunku 7. Wyniki te sugerują, że kompleksowy, multidyscyplinarny program usprawniania procesów, w tym wprowadzenie nowej technologii dezynfekcji suchej mgły z nadtlenkiem wodoru w aerozolize, wiązał się ze statystycznie istotnym ograniczeniem transmisji organizmów opornych na karbapenemy.

Rysunek 7: Porównanie szybkości transmisji. Zmniejszenie szybkości transmisji CRO w porównaniu do oczekiwanej po rozpoczęciu kompleksowego, interdyscyplinarnego programu usprawniania procesów, w tym włączenia nowej technologii dezynfekcji suchej mgły z pertlenkiem wodoru aerozolizującego. Skrót: CRO; Organizm oporny na karbapenem Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Analiza ekonomiczna

Przeprowadzono analizy bezpośrednich kosztów i wpływu na produktywność dla tej technologii. Aby oszacować koszty, modelowano amerykański szpital ze średnio 129 łóżkami obsadzonymi personelem i obsadzeniem 0,73 pacjenta na łóżko dziennie. Dzienny wskaźnik wypisów ze szpitala wynosił 17%, stawka godzinowa dla pracowników usług ochrony środowiska 22,81 USD oraz średnie skrócenie czasu zgłoszone dzięki użyciu suchego zamgliwania nadtlenkiem wodoru wynoszące 10 minut. Dzięki temu osiągnięto oszczędności w wysokości 3,80 USD za każde złożone łóżko. Przy tempie 16 codziennych zmian łóżek, osiągnięto oszczędności w wysokości 61 dolarów oraz roczne oszczędności 22 165 dolarów.

Korzystając ze średnich danych z 2023 roku, obejmujących łącznie 33 lokalizacje, pokazując czas realizacji pomieszczeń 132 minuty przed wdrożeniem jakichkolwiek systemów usprawniających jako punkt odniesienia, oszacowano wpływ na produktywność. Stosując tę wartość jako standardową produktywność jednego członka zespołu usług środowiskowych (EVS) przy pełnej obrotie pokoju pacjenta (w tym dezynfekcji, zmianie pościeli, wywozie odpadów itp.) oraz 12-godzinnej zmianie z godzinną przerwą (11-godzinny dzień pracy), standardowa produktywność to całkowita rotacja 12 pokoi na zmianę. Czas dezynfekcji przy użyciu automatycznego suchego mgławienia nadtlenkiem wodoru został skrócony o 10 do 35 minut na pomieszczenie. Chociaż ręczny etap "czyszczenia" jest zawsze wymagany, aby usunąć brud i zanieczyszczenia, czyszczenie zazwyczaj pozostawia mikroorganizmy na powierzchniach niewidocznych dla ludzkiego oka. U pacjentów izolowanych zazwyczaj jest drugi etap "dezynfekcji uzupełniającej", który wykonuje się (A) ręcznie z dokładniejszym przecierkaniem, (B) UV lub (C) aHP, przy czym ta druga opcja pozwala zaoszczędzić czas w porównaniu z pozostałymi dwoma. W związku z tym UV lub aHP są opcjami dezynfekcji uzupełniającej po oczyszczeniu terminali izolacyjnych. Dzięki oszczędności od 10 do 35 minut na pomieszczenie dzięki automatycznemu suchemu zaparowaniu nadtlenkiem wodoru, dostępnych jest nawet 420 dodatkowych minut w standardowej wydajności 12 pomieszczeń. W rezultacie trzy dodatkowe pomieszczenia można wyczyścić podczas 12-godzinnej zmiany za pomocą automatycznego suchego zamgławiania nadtlenkiem wodoru. Dla porównania, dezynfekcja UVC wymaga średnio 50 minut w trzech lokalizacjach.

Dyskusja

Zapobieganie infekcjom to w dużej mierze dziedzina poprawy jakości, która opiera się na podejściach opartych na danych, aby poprawić i monitorować wskaźniki zakażeń. Kluczowym krokiem w protokole jest zapewnienie, że technologia generuje konkretną dawkę aHP, mierzoną w ppm-min, przez 10-minutowy czas kontaktu potrzebny do osiągnięcia redukcji patogenu z 4 log do 6 log. Walidacja każdego cyklu dezynfekcji zapewnia zarówno skuteczność, jak i niezawodność. Ponadto automatyczne rejestrowanie danych operacyjnych zmniejsza ilość pracy i zapewnia prostą metodę monitorowania lokalizacji, godzin i dawek czyszczenia terminali w celu usprawniania procesów i audytów. Jest to wyraźna przewaga w porównaniu z technologiami dezynfekcji środowiskowej, które nie mogą weryfikować kluczowych parametrów operacyjnych lub opierają się na ręcznych logach.

Główną przeszkodą w wdrożeniu aHP w przeszłości była konieczność uszczelnienia pomieszczenia, aby zapobiec przeciekom do innych obszarów, co wydłużało czas pracy i złożoność pracy, co okazało się w dużej mierze nieakceptowalne. Pomimo uszczelnienia, zgłaszano również przypadki przecieków. Nadtlenek wodoru szybko paruje podczas aerozolizowania, więc pierwsze 10 minut zapewnia większość skuteczności germicydalnej. System aHP, który potrafi bardzo szybko wygenerować i wypełnić pokój pożądaną dawką (<4 min), jest nie tylko skuteczniejszy z perspektywy germicydnej, ale także eliminuje potrzebę uszczelniania pomieszczenia, ponieważ krople szybko parują w napotykaniu powierzchni i suchego powietrza. Poprzednie generacje systemów aHP, które wypełniały pomieszczenie wolniej niż 10 minut lub dłużej, były znacznie bardziej podatne na wycieki. Ponieważ aerozolowany nadtlenek wodoru szybko paruje i rozkłada się na wodę oraz tlen, wycieki nie stanowią poważnego zagrożenia dla zdrowia. Podobnie, ze względu na gradient wilgotności wynikający z zaparowania w pomieszczeniu (który jest wysoki w krótkim okresie zaparowania) oraz przestrzeń na zewnątrz (która zazwyczaj jest znacznie mniejsza), zdolność nadtlenku wodoru do pozostawania w aerozoli jest poważnie ograniczona, ponieważ wszelkie uciekające krople są szybko odparowane.

Kluczowe etapy protokołu oraz potencjalne modyfikacje/rozwiązywanie problemów metody obejmują wyżej wymienioną konieczność zapewnienia odpowiedniego czasu kontaktu z aerosolizowanym nadtlenkiem wodoru, aby osiągnąć docelową redukcję logaritmu patogenów. Jak opisano w sekcji 5.4, ustawienie czasu zamgławienia zgodnie z rozmiarem pomieszczenia gwarantuje osiągnięcie tego celu. Krytyczne kroki modelowania matematycznego obejmują wykorzystanie poprawnych zmiennych fizycznych (wymiarów pomieszczenia) z odpowiednim modułem oprogramowania modelującego, aby uzyskać dokładny wynik i umożliwić logiczne wnioski, takie jak czas pokrycia pomieszczenia. Krytyczne kroki analizy skuteczności obejmują określenie historycznego narażenia na infekcje i wskaźnik transmisji lub określenie z literatury oczekiwanego wskaźnika transmisji dla danego patogenu. Kluczowe etapy analizy ekonomicznej obejmują identyfikację aktualnych kosztów pracy specyficznych dla lokalizacji oraz czasu realizacji zadań, które stanowią punkt odniesienia do porównania.

Ograniczenia metody obejmują górną granicę wielkości pomieszczenia. Maksymalna powierzchnia pomieszczenia dla pojedynczego zaparowanego to około 1000 stóp kwadratowych, a maksymalna powierzchnia pojedynczej to około 40 stóp. Pokoje większe lub dłuższe powodują nierównomierne rozmieszczenie kropel. Modyfikacje metody w celu rozwiązania tego problemu obejmowałyby jednoczesne użycie wielu mgiełek aHP. Wysokie sufity wymagają dodatkowego czasu na zaparowanie, ponieważ krople rozpraszają się po dostępnej objętości pomieszczenia. Pokoje otwarte bez drzwi czy ścian stanowią problem z równomiernym rozłożeniem mgły aHP. Bardzo wysoki przepływ powietrza spowodowany systemami HVAC może utrudniać rozprowadzanie i parowanie kropelek. W takiej sytuacji dawka aHP mierzona w ppm-minutach w czasie kontaktu 10 minut może posłużyć do korekty czasu mgły dla pożądanego zmniejszenia logu patogenu. Bardzo wysoka wilgotność powyżej zalecanych 60% wilgotności względnej (RH) w środowisku szpitalnym może wpływać na cykle rozpraszania i parowania kropel. Szpitale zazwyczaj kontrolują wilgotność poniżej 60% wilgotności wilgotnej, aby zminimalizować rozwój bakterii. Jeśli pomieszczenie musi zostać wejście przed wyznaczonym czasem ponownego wejścia, używaj gogli ochronnych i maski oddechowej, aby uniknąć podrażnień spowodowanych nadtlenkiem wodoru. Biofilmy i inne obciążenia glebą powinny być usuwane podczas czyszczenia przed dezynfekcją za pomocą aerozolowym nadtlenkiem wodoru. Jeśli jest nadmiar materiału organicznego, który można utleniać, może dojść do sytuacji, w której dostępny nadtlenek wodoru nie jest wystarczający, by zdezynfekować całą zaplanowaną przestrzeń, choć nie jest to częsty scenariusz w szpitalach.

Istnieją inne czynniki wpływające na skuteczność dezynfekcji, na przykład rozkład cząstek środka dezynfekującego wpływany przez urządzenia elektryczne generujące ciepło lub szyby, które mogą być gorące lub zimne (potencjalnie prowadząc do kondensacji). Kontakt między środkiem dezynfekującym a interesującymi się powierzchniami jest kluczowy, zwłaszcza gdy celem jest zapobieganie infekcjom wywołanym przez patogeny przyczepiające się do powierzchni. Znaczące odchylenia od typowych warunków środowiskowych w pokoju szpitalnym mogą wymagać uwzględnienia korekt parametrów zamgielania; jednak nie są one powszechnie spotykane w środowisku szpitalnym.

Znaczenie tej metody w odniesieniu do istniejących/alternatywnych metod polega zarówno na pokryciu, które zapewnia dezynfekcję całej przestrzeni, jak i w efektywności operacyjnej. W przeciwieństwie do systemów opartych na UV, sucha mgła aHP oczyszcza całą przestrzeń bez efektu cieniowania, eliminując ryzyko pozostania szkodliwych patogenów po zabiegu lub konieczność czasochłonnego przestawiania i ponownego nakładania w trudno dostępnych miejscach. Moc lamp również maleje z czasem, co wymaga zaplanowanej wymiany⁸. Co najważniejsze, skuteczność systemów opartych na UV pozostaje niepewna, ponieważ intensywność dawki UVC jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między źródłem światła a powierzchnią, przez co intensywność UV odbierana przez powierzchnię znacznie maleje im dalej powierzchnia jest od źródła UV⁸. Jedno z pierwszych randomizowanych badań cross-over w klastrze, mających na celu ocenę dezynfekcji światłem UVC (urządzenie mobilne emitujące światło UVC o długości fali 254 nm za pomocą lamp rtęciowych o maksymalnej mocy 157,7 cm (62 cale)) wykazało, że dodanie codziennej i wypustowej dezynfekcji UVC do standardowego sprzątania pokoi pacjentów nie zmniejszało znacząco wskaźników nowych zakażeń VRE lub C. difficile w oddziałach onkologicznych i transplantacyjnych w amerykańskim akademickim centrum skieracyjnym trzeciego stopnia¹³. Systematyczny przegląd wykazał istotny spadek wskaźników zakażeń C. difficile związanych z dezynfekcją pomieszczeń światłem ultrafioletowym, gdy zebrano dane z 13 badań, jednak analiza podgrupowa wykazała istotny spadek tylko w miejscach o wysokim wskaźniku zakażeń C. difficile (≥1,5 przypadku na 1000 dni pacjenta)¹⁴. Inne badania również wykazały mieszane wyniki^15,16, a niedawny przegląd stwierdził, że dezynfekcja UVC powinna być obecnie traktowana jako rozwiązanie dla dezynfekcji niskiego poziomu, a nie wysokiego poziomu⁸

Potencjalne zastosowania aHP w zapobieganiu infekcjom są liczne, oferując bogaty program dalszych badań. Wraz ze wzrostem potrzeby ograniczenia rozwoju i przenoszenia patogenów opornych na leki, metoda stosowania zautomatyzowanego systemu dezynfekcji suchej mgły aHP będzie kluczowa zarówno dla efektów wyników, jak i możliwości ilościowego określenia redukcji w szerokim zakresie HAI. Obecne zastosowania obejmują wykorzystanie tego systemu do dezynfekcji publicznych toalet, pokoi dyżurnych i biur przed ich czyszczeniem przez usługi środowiskowe (EVS), co otwiera dalsze możliwości badań nad optymalizacją parametrów operacyjnych i przepływu pracy. Pracownicy zgłaszali, że czują się bezpieczniej podczas sprzątania pomieszczeń po zastosowaniu automatycznego suchego zamgliwania aHP, aby zmniejszyć ryzyko narażenia na organizmy zakaźne, i zauważali, że czas czyszczenia może zostać dodatkowo skrócony dla złożonych powierzchni, takich jak zasłony, które w przeciwnym razie wymagałyby ręcznego zdejmowania i wymiany, a także związane z tym ryzyko bezpieczeństwa związane z aerozolem patogenów, a także użycie drabinek lub stołków.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Wietrzny Biopure	BreezyMed	BBPURE-4GAL	7% nadtlenku wodoru i 93% roztwór dezynfekcyjny wody, 4-galonowa skrzynka
System zamgławiania breezy blue aHP	BreezyMed	BBR01	Inteligentny dezynfekujący zaparownik, 110V AC
Wietrzny Buggy	BreezyMed	BB-CART	Wózek na Breezy Blue i Smart Controller
Broezy HaloSpray	BreezyMed	BHSPRY-4GAL	5% nadtlenku wodoru i 0,01% związków slinowych roztwór dezynfekcyjny, 4-galonowa skrzynka
Zwiewny Smart Controller	BreezyMed	BB01-WC	Kontroler do urządzeń Breezy, Gen2