Metoda badania skuteczności mycia rąk w usuwaniu pojawiających się zakaźnych patogenów
7 czerwca 2017
Mycie rąk jest powszechnie zalecane, aby zapobiec przenoszeniu chorób zakaźnych. Jednak niewiele jest dowodów na to, które metody mycia rąk są najskuteczniejsze w usuwaniu patogenów chorób zakaźnych. Opracowaliśmy metodę oceny skuteczności metod mycia rąk w usuwaniu mikroorganizmów.
Ogólnym celem tego eksperymentu jest przetestowanie porównawczej skuteczności opcji mycia rąk na dłoniach, które zostały eksperymentalnie zaszczepione badanym organizmem. Ta metoda może dostarczyć informacji na temat kluczowych pytań, które pomogą w zapobieganiu chorobom zakaźnym. Umożliwiając naukowcom zbadanie skuteczności mycia rąk w przypadku określonych organizmów będących przedmiotem zainteresowania.
Główną zaletą tej techniki jest to, że jest elastyczna i można ją dostosować, aby umożliwić badanie wielu różnych organizmów. Po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł tej metody, gdy zdaliśmy sobie sprawę, że roztwory chloru są używane do mycia rąk w kontekście eboli i nie było dowodów na jej skuteczność w tamtym czasie. Po zrekrutowaniu kwalifikujących się osób i przygotowaniu roztworów do mycia rąk zgodnie z protokołem tekstowym, przygotuj bakterie, rozrzucając niepatogenną nić E.Coli na płytkach agarowych LB i inkubuj kultury w temperaturze 37 stopni Celsjusza przez 24 godziny, aby uzyskać pojedyncze kolonie.
Na dzień przed rozpoczęciem eksperymentu użyj sterylnego lubrykantu, aby złapać pojedynczą kolonię z płytki i zaszczepić 10 mililitrów bulionu LB. Inkubuj kultury w temperaturze 37 stopni Celsjusza, potrząsając, przez noc. Rano w dniu eksperymentu dodaj jeden mililitr nocnej kultury do 20 mililitrów świeżego bulionu LB.
Inkubować kultury przez około dwie i pół godziny, aby osiągnąć gęstość soli większą niż 10 do ośmiu CFU na mililitr. Następnie użyj spektrofotometru, aby oszacować stężenie kultury. Bezpośrednio przed badaniem należy przygotować inokulum składające się z 68% bakterii lub zawiesiny wirusowej i 32% chlorku sodu lub obciążenia glebowego.
Zakręć lub delikatnie wiruj, aby wymieszać. Po przygotowaniu ochotników zgodnie z protokołem tekstowym, przetestuj pH skóry każdego ochotnika, umieszczając sondę pH skóry z płaską końcówką w błonie między palcem wskazującym a środkowym. Upewnij się, że elektroda przylega płasko do skóry i zapisz odczyt pH.
Następnie niech ochotnik wypełni obie ręce razem. Następnie ostrożnie odpipetuj 750 mikrolitrów inokulatu do każdej dłoni, aby nakłuć dłonie. Podczas nakłuwania rąk ochotników ważne jest, aby żadna część inokulum nie została rozlana.
Przypomnij ochotnikom, że jest to ważne i daj im możliwość poćwiczenia z wodą przed rozpoczęciem zabiegu. Niech ochotnicy delikatnie pocierają o siebie dłonie, aż wszystkie powierzchnie dłoni zostaną zakodowane szczepionką, jednocześnie poddając dłonie jak najmniejszemu tarciu. Poinstruuj ochotników, aby trzymali ręce nieruchomo i z dala od ciała przez dodatkowe 30 sekund, aby szczepionka wyschła.
Następnie umyj ręce jedną z metod opisanych w protokole tekstowym. Do mycia rąk mydłem użyj 10 mililitrów ultraczystej wody, aby zwilżyć ręce. Poproś ochotników, aby namydlili ręce mydłem, a następnie pocierali je o siebie przez dodatkowe 20 sekund.
Opłucz ręce ochotnika, wlewając 500 mililitrów ultraczystej wody o temperaturze pokojowej przez lejek z prędkością przepływu 1,5 litra na minutę do dużej torby do pobierania próbek i przetwórz próbkę w ciągu dwóch godzin. W przypadku wszystkich roztworów chloru wlej 200 mililitrów roztworu chloru na ręce ochotnika przez lejek z prędkością przepływu 1,5 litra na minutę i poproś ochotników, aby dokładnie potarli ręce. Jako inną metodę mycia rąk poproś ochotników, aby użyli środka do dezynfekcji rąk do mycia rąk.
Ważne jest, aby wszystkie powierzchnie dłoni były delikatnie pocierane, poinstruuj uczestników, aby skupili się na każdej części, dłoniach, paznokciach, między palcami podczas pocierania, a następnie upewnij się, że cała dłoń została spłukana. W przypadku kontroli A, po zaszczepieniu, nie należy wykonywać etapu mycia rąk. W przypadku kontroli B należy używać wyłącznie ultraczystej wody o temperaturze pokojowej do mycia rąk przez lejek o znanym natężeniu przepływu.
Po umyciu rąk natychmiast umieść rękę każdego ochotnika wybraną do testu, w torbie na próbkę zawierającej 75 mililitrów Leeuwin aż do nadgarstka. Trzymaj górną część torby mocno wokół nadgarstka. Poproś ochotników, aby delikatnie wcierali dłoń w roztwór przez 30 sekund, uważając, aby sięgnąć między palce i pod paznokcie.
Delikatnie masuj dłoń od zewnątrz torby przez 30 sekund, aby upewnić się, że cała dłoń jest dokładnie wypłukana w Leeuwin, aż do nadgarstka. Zamknij torbę i przetwórz ją zgodnie z odpowiednim esejem. Przed powtórzeniem procesu przy każdej metodzie mycia rąk poproś ochotników, aby użyli mydła w ciepłej wodzie, aby dokładnie umyć ręce w zlewie.
Na koniec użyj 70% etanolu, aby spryskać dłonie ochotnika, aż zostaną pokryte po obu stronach i pozwól im wyschnąć. Aby przeanalizować próbki, należy ustawić kolektor płomienia i filtracji ze sterylnymi lejkami filtracyjnymi i przyłączem próżniowym. Sterylizuj kleszcze, zanurzając je w etanolu i paląc.
Za pomocą kleszczyków umieść filtr 0.45 mikrona na kolektorze filtracyjnym z siatką skierowaną do góry. Następnie użyj niewielkiej ilości sterylnego PBS do zwilżenia filtra. Umieścić lejek na podstawie i odpipetować lub wylać próbkę bezpośrednio na filtr.
Włączyć próżnię, aż cała próbka przejdzie przez membranę. Następnie użyj sterylnego PBS, aby przepłukać boki lejka i ponownie włączyć próżnię. Następnie wyjmij lejek, wysterylizuj kleszcze płomieniem i podnieś filtr z podstawy.
Następnie delikatnie umieść filtr na pożywce na szalce Petriego z siatką skierowaną do góry, upewniając się, że filtr przylega równo do powierzchni. Odwróć płytki i inkubuj w temperaturze 37 stopni Celsjusza przez 24 godziny. Po inkubacji policz kolonie E.Coli i zapisz dane.
Przeprowadź analizę danych zgodnie z protokołem tekstowym. Protokół opisany w tym filmie został uzupełniony przez 18 ochotników przetestowanych z E.Coli i Phi6, dla E.Coli bez obciążenia glebą, mycie rąk za pomocą HTH, NaDCC i stabilizowanego NaOCl, wszystkie spowodowały znacznie większą redukcję kłód niż mycie rąk samą wodą. Przy obciążeniu gleby, HTH spowodował znacznie większą redukcję kłód E.Coli niż mycie rąk mydłem i ABHS tylko wodą.
Nie stwierdzono istotnej różnicy między metodami dla Phi6 bez obciążenia gleby. Jednak w przypadku Phi6 z obciążeniem gleby, sama woda powodowała większą redukcję logarytmu niż ABHS lub stabilizowany NaOCl, a mycie rąk mydłem w większej redukcji logarytmu niż ABHS, stabilizowało NaOCl i generowało NaOCl. HTH miał również większą redukcję logarytmu niż ABHS, a ustabilizowane NaOCl i NaDCC spowodowały większą redukcję logarytmu niż ustabilizowane NaOCl i ABHS.
Jak pokazano na tych wykresach, chlor spowodował znacznie większą redukcję logarytmu E.Coli utrzymującego się w wodzie do płukania niż mycie rąk mydłem. Wreszcie, ten sam wzór stwierdzono w Phi6 bez obciążenia glebą wszystkimi roztworami chloru, co spowodowało znacznie większą redukcję Phi6 w wodzie do płukania niż mycie rąk mydłem. Nie stwierdzono znaczących spadków wody do płukania z Phi6 i obciążenia glebą.
Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, że wyniki skuteczności dla każdego stanu są obliczane poprzez porównanie wyników dla dwóch kontroli. Oznacza to, że bardzo ważne jest, aby wykonywać te kroki konsekwentnie dla każdej opcji mycia rąk.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia protokół laboratoryjny służący do oceny i porównania skuteczności różnych metod mycia rąk w usuwaniu mikroorganizmów z dłoni człowieka oraz oceny trwałości tych organizmów w wodzie płuczącej. Metoda ta wykorzystuje mikroorganizmy zastępcze w celu zapewnienia bezpieczeństwa ochotników i dostarcza ilościowych danych na temat efektywności różnych podejść do higieny rąk, co ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania chorobom zakaźnym.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Mikrobiologia
- Zapobieganie chorobom zakaźnym
- Zdrowie publiczne
Wstęp
- Mycie rąk jest kluczową strategią zapobiegania transmisji chorób zakaźnych.
- Istnieją ograniczone dowody porównawcze dotyczące skuteczności różnych metod mycia rąk.
- Roztwory na bazie chloru były stosowane w warunkach ognisk epidemicznych bez rzetelnych danych dotyczących ich skuteczności.
- Niezbędne są badania, które pozwolą określić najlepsze praktyki w zakresie higieny rąk podczas ognisk epidemicznych.
Cel badania
- Opracowanie i zademonstrowanie elastycznej metody laboratoryjnej służącej do porównywania technik mycia rąk.
- Ilościowe określenie stopnia usuwania mikroorganizmów zastępczych z dłoni za pomocą różnych metod mycia rąk.
- Ocena przeżywalności mikroorganizmów w wodzie płuczącej po myciu rąk.
Zastosowane metody
- Przygotowanie niepatogennego szczepu E. coli oraz bakteriofaga Phi6 jako organizmów zastępczych.
- Eksperymentalna inokulacja dłoni ochotników ustandaryzowaną zawiesiną drobnoustrojów.
- Zastosowanie różnych metod mycia rąk: mydła i wody, roztworów chloru (HTH, NaDCC, stabilizowany NaOCl), alkoholowego środka do dezynfekcji rąk (ABHS) oraz samej wody.
- Zbiór wody płuczącej i próbek z dłoni po myciu przy użyciu zmodyfikowanej metody „glove juice”.
- Ilościowe oznaczenie drobnoustrojów za pomocą filtracji membranowej (dla bakterii) i metody płytkowej (dla wirusów).
- Analiza danych poprzez porównanie wartości redukcji logarytmicznej oraz trwałości organizmów w wodzie płuczącej.
Główne wyniki
- Metody mycia rąk oparte na chlorze pozwoliły na uzyskanie znacznie większej redukcji logarytmicznej E. coli w porównaniu do samej wody, zarówno z obciążeniem zabrudzeniem, jak i bez niego.
- W przypadku Phi6 bez obciążenia zabrudzeniem nie zaobserwowano istotnych różnic między metodami; przy obciążeniu zabrudzeniem sama woda i mydło okazały się skuteczniejsze niż ABHS oraz niektóre roztwory chloru.
- Roztwory chloru skuteczniej redukowały trwałość E. coli i Phi6 w wodzie płuczącej niż mydło, z wyjątkiem Phi6 z obciążeniem zabrudzeniem.
- Konsekwentna realizacja protokołu oraz odpowiednie kontrole są kluczowe dla wiarygodnego porównania skuteczności.
Wnioski
- Niniejszy protokół umożliwia rzetelną, porównawczą ocenę metod mycia rąk z wykorzystaniem organizmów zastępczych.
- Roztwory na bazie chloru mogą być bardziej skuteczne niż woda lub mydło w odniesieniu do określonych organizmów i warunków.
- Metoda ta wypełnia luki badawcze w zakresie skuteczności higieny rąk i dostarcza informacji do zaleceń w obszarze zdrowia publicznego podczas epidemii.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ilościowa ocena skuteczności mycia rąk z wykorzystaniem mikroorganizmów zastępczych dostarcza krytycznych danych dla strategii ograniczania chorób zakaźnych w badaniach i rozwoju (R&D) w obszarze biofarmacji i zdrowia publicznego. Metoda ta umożliwia bezpośrednie porównanie interwencji higienicznych, wspierając decyzje oparte na dowodach w odpowiedzi na ogniska epidemiczne oraz w protokołach dekontaminacji środowiskowej. Niezawodny i powtarzalny pomiar usuwania oraz przeżywalności drobnoustrojów stanowi podstawę zarządzania ryzykiem i translacyjnego rozwoju produktów higienicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia ocenę interwencji w zakresie higieny rąk w usuwaniu patogenów w oparciu o postawione hipotezy.
- Wspiera redukcję ryzyka mechanistycznego poprzez izolację wpływu konkretnych środków do mycia rąk na przetrwalność drobnoustrojów.
- Ułatwia funkcjonalną walidację organizmów zastępczych jako modeli usuwania czynników zakaźnych.
Przesiew i opracowywanie testów
- Ustanawia znormalizowane, powtarzalne protokoły do porównawczych testów skuteczności preparatów higienicznych.
- Generuje ilościowe dane o redukcji logarytmicznej w celu wyznaczenia punktów odniesienia dla nowych środków lub formulacji do mycia rąk.
- Wspiera skalowalność analizy i ponowne wykorzystanie platformy do wysokoprzepustowego przesiewu interwencji przeciwdrobnoustrojowych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Uzgadnia usuwanie organizmów zastępczych ze strategiami biomarkerów translacyjnych w celu walidacji higieny środowiskowej i klinicznej.
- Zapewnia ciągłość od etapu badania skuteczności laboratoryjnej do przedklinicznej oceny ryzyka produktów higienicznych.
- Umożliwia dostosowany do ryzyka postęp w wdrażaniu potencjalnych interwencji w oparciu o ilościową redukcję drobnoustrojów.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta integruje się z kontinuum od odkrycia do badań przedklinicznych w zakresie opracowywania interwencji higienicznych, wspierając zarówno wczesne etapy przesiewowe, jak i walidację translacyjną.
- Biologia odkrywcza: Umożliwia testowanie hipotez dotyczących skuteczności środków do higieny rąk przeciwko patogenom zastępczym.
- Przesiew: Dostarcza powtarzalne, ilościowe wyniki do bezpośredniego porównania wielu metod mycia rąk.
- Analityka: Zapewnia pomiary redukcji logarytmicznej i trwałości, co pozwala na podejmowanie decyzji w oparciu o dane.
- Badania translacyjne: Łączy odkrycia laboratoryjne z przedkliniczną walidacją higieny oraz oceną ryzyka środowiskowego.
- Zastosowanie w przedsiębiorstwie: Oferuje elastyczny i adaptowalny protokół do ciągłej oceny nowych technologii higienicznych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w zakresie skuteczności interwencji higienicznych i zmniejsza niejednoznaczność w opisach mechanizmów.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje badania skuteczności, zapewniając powtarzalność i skalowalność działań w zespołach badawczo-rozwojowych (R&D).
- Wartość strategiczna: Stanowi podstawę do podejmowania decyzji o kontynuowaniu lub przerwaniu prac nad rozwojem produktów higienicznych oraz strategii reagowania na ogniska chorób.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację interwencji higienicznych przeznaczonych do dalszego rozwoju w oparciu o analizę ryzyka.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w opracowywaniu testów mikrobiologicznych oraz w pracy z organizmami zastępczymi.
- Wymaga dostępu do sterylnych przyrządów, kolektorów filtracyjnych oraz infrastruktury do analizy ilościowej.
- Wymaga rygorystycznej standaryzacji między zespołami w celu zapewnienia porównywalności danych dla różnych metod mycia rąk.
- Możliwość dostosowania do różnych organizmów zastępczych i środków higienicznych, zgodnie z potrzebami badawczymi.
- Ograniczeniem jest stosowanie organizmów zastępczych, które mogą nie w pełni odzwierciedlać dynamikę usuwania konkretnych patogenów.
