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Eine kontaminierte Gesundheitsumgebung spielt eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung multiresistenter (MDR) Organismen und C. difficile.Der Zweck dieser Studie bestand darin, die Wirkung von Ozon, das durch einen Plasmareaktor mit dielektrischer Barrierenentladung (DBD) erzeugt wird, auf die Wirkung von Vancomycin-resistentem Enterococcus faecalis (VRE), Carbapenem-resistentem Klebsiella pneumoniae (CRE) und Carbapenem-resistentem antibakteriellem Effekt verschiedener mit Pseudomonas spp. kontaminierter Materialien zu bewerten.Sporen von Pseudomonas aeruginosa (CRPA), Carbapenem-resistentem Acinetobacter baumannii (CRAB) und Clostridium difficile.Verschiedene mit VRE-, CRE-, CRPA-, CRAB- und C. difficile-Sporen kontaminierte Materialien wurden mit Ozon in verschiedenen Konzentrationen und Einwirkungszeiten behandelt.Rasterkraftmikroskopie (AFM) zeigte eine Oberflächenveränderung von Bakterien nach einer Ozonbehandlung.Wenn eine Dosis von 500 ppm Ozon 15 Minuten lang auf VRE und CRAB angewendet wurde, wurde eine Abnahme von etwa 2 oder mehr log10 bei Edelstahl, Stoff und Holz und eine Abnahme von 1–2 log10 bei Glas und Kunststoff beobachtet.Die Sporen von C. difficile erwiesen sich als resistenter gegen Ozon als alle anderen getesteten Organismen.Im AFM schwollen die Bakterienzellen nach der Behandlung mit Ozon an und verformten sich.Das vom DBD-Plasmareaktor erzeugte Ozon ist ein einfaches und wertvolles Dekontaminationsinstrument für MDRO- und C. difficile-Sporen, die als häufige Erreger von Infektionen im Zusammenhang mit dem Gesundheitswesen bekannt sind.
Die Entstehung multiresistenter (MDR) Organismen wird durch den Missbrauch von Antibiotika bei Menschen und Tieren verursacht und wurde von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als große Bedrohung für die öffentliche Gesundheit eingestuft1.Insbesondere Gesundheitseinrichtungen sind zunehmend mit der Entstehung und Verbreitung von MROs konfrontiert.Die wichtigsten MROs sind Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus und Vancomycin-resistenter Enterococcus (VRE), Beta-Lactamase-produzierende Enterobakterien mit erweitertem Spektrum (ESBL), multiresistente Pseudomonas aeruginosa, multiresistente Acinetobacter baumannii und Carbapenem-resistente Enterobacter (CRE).Darüber hinaus ist die Infektion mit Clostridium difficile eine der Hauptursachen für gesundheitsbedingte Durchfälle und stellt eine erhebliche Belastung für das Gesundheitssystem dar.MDRO und C. difficile werden durch die Hände von medizinischem Personal, kontaminierten Umgebungen oder direkt von Mensch zu Mensch übertragen.Aktuelle Studien haben gezeigt, dass kontaminierte Umgebungen im Gesundheitswesen eine wichtige Rolle bei der Übertragung von MRE und C. difficile spielen, wenn Gesundheitspersonal mit kontaminierten Oberflächen in Kontakt kommt oder wenn Patienten in direkten Kontakt mit kontaminierten Oberflächen kommen 3,4.Kontaminierte Umgebungen im Gesundheitswesen verringern das Auftreten von MLRO- und C. difficile-Infektionen oder -Kolonisierung5,6,7.Angesichts der weltweiten Besorgnis über die Zunahme antimikrobieller Resistenzen ist klar, dass mehr Forschung zu Methoden und Verfahren zur Dekontamination im Gesundheitswesen erforderlich ist.In jüngster Zeit gelten berührungslose Terminalreinigungsmethoden, insbesondere Ultraviolett (UV)-Geräte oder Wasserstoffperoxidsysteme, als vielversprechende Dekontaminationsmethoden.Allerdings sind diese im Handel erhältlichen UV- oder Wasserstoffperoxid-Geräte nicht nur teuer, die UV-Desinfektion ist auch nur auf exponierten Oberflächen wirksam, während die Wasserstoffperoxid-Plasma-Desinfektion eine relativ lange Dekontaminationszeit vor dem nächsten Desinfektionszyklus erfordert5.
Ozon verfügt über bekannte Korrosionsschutzeigenschaften und kann kostengünstig hergestellt werden8.Es ist auch bekannt, dass es für die menschliche Gesundheit giftig ist, kann sich jedoch schnell in Sauerstoff zersetzen8. Plasmareaktoren mit dielektrischer Barrierenentladung (DBD) sind bei weitem die am häufigsten verwendeten Ozongeneratoren9.Mit DBD-Geräten können Sie Niedertemperaturplasma in der Luft erzeugen und Ozon erzeugen.Bisher beschränkte sich der praktische Einsatz von Ozon hauptsächlich auf die Desinfektion von Schwimmbadwasser, Trinkwasser und Abwasser10.Mehrere Studien haben über seinen Einsatz im Gesundheitswesen berichtet8,11.
In dieser Studie haben wir einen kompakten DBD-Plasma-Ozongenerator verwendet, um seine Wirksamkeit bei der Beseitigung von MDRO und C. difficile zu demonstrieren, selbst wenn diese auf verschiedene Materialien geimpft wurden, die üblicherweise in medizinischen Einrichtungen verwendet werden.Darüber hinaus wurde der Ozonsterilisationsprozess mithilfe von Rasterkraftmikroskopiebildern (AFM) von mit Ozon behandelten Zellen aufgeklärt.
Stämme wurden aus klinischen Isolaten von: VRE (SCH 479 und SCH 637), Carbapenem-resistenten Klebsiella pneumoniae (CRE; SCH CRE-14 und DKA-1), Carbapenem-resistenten Pseudomonas aeruginosa (CRPA; 54 und 83) und Carbapenem-resistenten Bakterien gewonnen.Bakterien Pseudomonas aeruginosa (CRPA; 54 und 83).resistenter Acinetobacter baumannii (CRAB; F2487 und SCH-511).C. difficile wurde aus der National Pathogen Culture Collection (NCCP 11840) der Korea Agency for Disease Control and Prevention bezogen.Es wurde 2019 von einem Patienten in Südkorea isoliert und mithilfe der Multilocus-Sequenztypisierung als zu ST15 gehörend befunden.Mit VRE, CRE, CRPA und CRAB beimpfte Brain Heart Infusion (BHI)-Brühe (BD, Sparks, MD, USA) wurde gut gemischt und 24 Stunden lang bei 37 °C inkubiert.
C. difficile wurde 48 Stunden lang anaerob auf Blutagar ausgestrichen.Anschließend wurden mehrere Kolonien zu 5 ml Gehirn-Herz-Brühe gegeben und 48 Stunden lang unter anaeroben Bedingungen inkubiert.Danach wurde die Kultur geschüttelt, 5 ml 95 %iges Ethanol zugegeben, erneut geschüttelt und 30 Minuten bei Raumtemperatur belassen.Nach 20-minütiger Zentrifugation bei 3000 g den Überstand verwerfen und das Pellet mit Sporen und abgetöteten Bakterien in 0,3 ml Wasser suspendieren.Lebensfähige Zellen wurden durch spiralförmiges Aussäen der Bakterienzellsuspension auf Blutagarplatten nach entsprechender Verdünnung gezählt.Die Gram-Färbung bestätigte, dass 85 bis 90 % der Bakterienstrukturen Sporen waren.
Die folgende Studie wurde durchgeführt, um die Wirkung von Ozon als Desinfektionsmittel auf verschiedenen Oberflächen zu untersuchen, die mit MDRO- und C. difficile-Sporen kontaminiert sind, von denen bekannt ist, dass sie gesundheitsbedingte Infektionen verursachen.Bereiten Sie Proben aus Edelstahl, Stoff (Baumwolle), Glas, Kunststoff (Acryl) und Holz (Kiefer) mit einer Größe von einem Zentimeter mal einem Zentimeter vor.Desinfizieren Sie die Gutscheine vor der Verwendung.Alle Proben wurden vor der Infektion mit Bakterien durch Autoklavieren sterilisiert.
In dieser Studie wurden Bakterienzellen auf verschiedenen Substratoberflächen sowie auf Agarplatten verteilt.Anschließend werden die Platten sterilisiert, indem sie in einer geschlossenen Kammer für einen bestimmten Zeitraum und in einer bestimmten Konzentration Ozon ausgesetzt werden.Auf Abb.1 ist ein Foto einer Ozonsterilisationsausrüstung.DBD-Plasmareaktoren wurden hergestellt, indem perforierte und freiliegende Edelstahlelektroden an der Vorder- und Rückseite von 1 mm dicken Aluminiumoxidplatten (Dielektrikum) angebracht wurden.Bei perforierten Elektroden betrugen die Öffnungs- und Lochfläche 3 mm bzw. 0,33 mm.Jede Elektrode hat eine runde Form mit einem Durchmesser von 43 mm.Mithilfe eines Hochspannungs-Hochfrequenznetzteils (GBS Elektronik GmbH Minipuls 2.2) wurde eine sinusförmige Spannung von etwa 8 kV Spitze zu Spitze bei einer Frequenz von 12,5 kHz an die perforierten Elektroden angelegt, um an den Rändern der Elektroden Plasma zu erzeugen.perforierte Elektroden.Da es sich bei der Technologie um eine Gassterilisationsmethode handelt, erfolgt die Sterilisation in einer volumenmäßig in obere und untere Kammern unterteilten Kammer, die jeweils bakteriell kontaminierte Proben und Plasmageneratoren enthalten.Das obere Fach verfügt über zwei Ventilanschlüsse zum Entfernen und Entlüften von Restozon.Vor der Verwendung im Experiment wurde die zeitliche Änderung der Ozonkonzentration im Raum nach dem Einschalten der Plasmaanlage anhand des Absorptionsspektrums der Spektrallinie von 253,65 nm einer Quecksilberlampe gemessen.
(a) Schema eines Versuchsaufbaus zur Sterilisation von Bakterien auf verschiedenen Materialien unter Verwendung von im DBD-Plasmareaktor erzeugtem Ozon und (b) Ozonkonzentration und Plasmaerzeugungszeit in der Sterilisationskammer.Die Abbildung wurde mit OriginPro Version 9.0 (OriginPro-Software, Northampton, MA, USA; https://www.originlab.com) erstellt.
Zunächst wurden durch Sterilisieren von auf Agarplatten platzierten Bakterienzellen mit Ozon bei gleichzeitiger Änderung der Ozonkonzentration und Behandlungszeit die geeignete Ozonkonzentration und Behandlungszeit für die Dekontamination von MDRO und C. difficile bestimmt.Während des Sterilisationsprozesses wird die Kammer zunächst mit Umgebungsluft gespült und anschließend durch Einschalten der Plasmaeinheit mit Ozon gefüllt.Nachdem die Proben über einen vorgegebenen Zeitraum mit Ozon behandelt wurden, wird das restliche Ozon mit einer Membranpumpe entfernt.Für die Messungen wurde eine Probe einer vollständigen 24-Stunden-Kultur (~ 108 KBE/ml) verwendet.Proben von Suspensionen von Bakterienzellen (20 μl) wurden zunächst zehnmal seriell mit steriler Kochsalzlösung verdünnt und dann wurden diese Proben auf mit Ozon sterilisierten Agarplatten in der Kammer verteilt.Danach wurden wiederholte Proben, bestehend aus ozonexponierten und nicht ozonexponierten Proben, 24 Stunden lang bei 37 °C inkubiert und die Kolonien gezählt, um die Wirksamkeit der Sterilisation zu bewerten.
Darüber hinaus wurde gemäß den in der obigen Studie definierten Sterilisationsbedingungen die Dekontaminationswirkung dieser Technologie auf MDRO und C. difficile anhand von Coupons aus verschiedenen Materialien (Coupons aus Edelstahl, Stoff, Glas, Kunststoff und Holz) bewertet, die üblicherweise in medizinischen Einrichtungen verwendet werden.Es wurden vollständige 24-Stunden-Kulturen (~108 KBE/ml) verwendet.Proben einer Bakterienzellsuspension (20 μl) wurden seriell zehnfach mit steriler Kochsalzlösung verdünnt und dann wurden die Coupons in diese verdünnten Brühen eingetaucht, um die Kontamination zu beurteilen.Nach dem Eintauchen in Verdünnungsbrühe entnommene Proben wurden in sterile Petrischalen gegeben und 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet.Setzen Sie den Petrischalendeckel auf die Probe und legen Sie diese vorsichtig in die Testkammer.Nehmen Sie den Deckel von der Petrischale ab und setzen Sie die Probe 15 Minuten lang 500 ppm Ozon aus.Kontrollproben wurden in eine biologische Sicherheitswerkbank gegeben und keinem Ozon ausgesetzt.Unmittelbar nach der Ozoneinwirkung wurden Proben und unbestrahlte Proben (d. h. Kontrollen) mit steriler Kochsalzlösung unter Verwendung eines Vortex-Mischers gemischt, um Bakterien von der Oberfläche zu isolieren.Die eluierte Suspension wurde seriell zehnfach mit steriler Kochsalzlösung verdünnt, anschließend wurde die Anzahl der verdünnten Bakterien auf Blutagarplatten (für aerobe Bakterien) oder anaeroben Blutagarplatten für Brucella (für Clostridium difficile) bestimmt und 24 Stunden lang bei 37 °C inkubiert.oder unter anaeroben Bedingungen für 48 Stunden bei 37 °C in zweifacher Ausfertigung, um die Anfangskonzentration des Inokulums zu bestimmen.Der Unterschied in der Bakterienzahl zwischen nicht exponierten Kontrollen und exponierten Proben wurde berechnet, um eine logarithmische Reduzierung der Bakterienzahl (dh Sterilisationseffizienz) unter Testbedingungen zu ergeben.
Biologische Zellen müssen auf einer AFM-Bildplatte immobilisiert werden;Daher wird als Substrat eine flache und gleichmäßig raue Glimmerscheibe mit einer Rauheitsskala kleiner als die Zellgröße verwendet.Der Durchmesser und die Dicke der Scheiben betrugen 20 mm bzw. 0,21 mm.Um die Zellen fest an der Oberfläche zu verankern, wird die Oberfläche des Glimmers mit Poly-L-Lysin (200 µl) beschichtet, wodurch er positiv und die Zellmembran negativ geladen wird.Nach der Beschichtung mit Poly-L-Lysin wurden die Glimmerscheiben dreimal mit 1 ml entionisiertem (DI) Wasser gewaschen und über Nacht an der Luft getrocknet.Anschließend wurden die Bakterienzellen durch Dosierung einer verdünnten Bakterienlösung auf die mit Poly-L-Lysin beschichtete Glimmeroberfläche aufgebracht, 30 Minuten belassen und anschließend die Glimmeroberfläche mit 1 ml entionisiertem Wasser gewaschen.
Die Hälfte der Proben wurde mit Ozon behandelt und die Oberflächenmorphologie von Glimmerplatten, die mit VRE-, CRAB- und C. difficile-Sporen beladen waren, wurde mithilfe von AFM (XE-7, Park Systems) sichtbar gemacht.Der AFM-Betriebsmodus ist auf den Tapping-Modus eingestellt, eine gängige Methode zur Abbildung biologischer Zellen.In den Experimenten wurde ein für den berührungslosen Modus konzipierter Mikrocantilever (OMCL-AC160TS, OLYMPUS Microscopy) verwendet.AFM-Bilder wurden mit einer Sondenscanrate von 0,5 Hz aufgezeichnet, was zu einer Bildauflösung von 2048 × 2048 Pixeln führte.
Um die Bedingungen zu bestimmen, unter denen DBD-Plasmareaktoren für die Sterilisation wirksam sind, haben wir eine Reihe von Experimenten mit MDRO (VRE, CRE, CRPA und CRAB) und C. difficile durchgeführt, um die Ozonkonzentration und die Expositionszeit zu variieren.Auf Abb.1b zeigt die Ozonkonzentrations-Zeitkurve für jede Testbedingung nach dem Einschalten des Plasmageräts.Die Konzentration stieg logarithmisch an und erreichte nach 1,5 bzw. 2,5 Minuten 300 bzw. 500 ppm.Vorläufige Tests mit VRE haben gezeigt, dass zur wirksamen Dekontamination von Bakterien mindestens 300 ppm Ozon für 10 Minuten erforderlich sind.Daher wurden MDRO und C. difficile in den folgenden Experimenten Ozon in zwei unterschiedlichen Konzentrationen (300 und 500 ppm) und mit zwei unterschiedlichen Expositionszeiten (10 und 15 Minuten) ausgesetzt.Die Sterilisationseffizienz für jede Ozondosis und Expositionszeiteinstellung wurde berechnet und in Tabelle 1 dargestellt. Die Exposition gegenüber 300 oder 500 ppm Ozon für 10–15 Minuten führte zu einer Gesamtreduktion des VRE um 2 oder mehr log10.Dieses hohe Maß an Bakterientötung mit CRE wurde durch eine 15-minütige Exposition gegenüber 300 oder 500 ppm Ozon erreicht. Eine hohe CRPA-Reduktion (> 7 log10) wurde durch eine 15-minütige Exposition gegenüber 500 ppm Ozon erreicht. Eine hohe CRPA-Reduktion (> 7 log10) wurde durch eine 15-minütige Exposition gegenüber 500 ppm Ozon erreicht. Der CRPA-Test (> 7 log10) wurde innerhalb von 15 Minuten mit 500 Millionen Ozonproben durchgeführt. Eine hohe Reduzierung des CRPA (> 7 log10) wurde durch eine 15-minütige Exposition gegenüber 500 ppm Ozon erreicht.Mindestens 500 ppm oder 15 Minuten, ein CRPA-Wert (> 7 log10)。Mindestens 500 ppm oder 15 Minuten, ein CRPA-Wert (> 7 log10)。 CRPA-Minderung (> 7 log10) nach 15 Minuten Ozonkonzentration bei 500 ppm. Signifikante Reduzierung des CRPA (> 7 log10) nach 15-minütiger Exposition gegenüber 500 ppm Ozon.Vernachlässigbare Abtötung von CRAB-Bakterien bei 300 ppm Ozon; bei 500 ppm Ozon kam es jedoch zu einer Reduzierung um > 1,5 log10. bei 500 ppm Ozon kam es jedoch zu einer Reduzierung um > 1,5 log10. Bei einer Ozonkonzentration von 500 Millionen Kilo wurde eine Auflösung von > 1,5 log10 erreicht. bei einer Ozonkonzentration von 500 ppm wurde jedoch ein Rückgang um >1,5 log10 beobachtet.Bei 500 ppm beträgt der Wert mehr als 1,5 log10.Bei 500 ppm beträgt der Wert mehr als 1,5 log10. Bei einer Ozonkonzentration von 500 Millionen Tonnen wurde eine Auflösung von >1,5 log10 erreicht. Bei einer Ozonkonzentration von 500 ppm wurde jedoch ein Rückgang um >1,5 log10 beobachtet. Die Exposition von C. difficile-Sporen gegenüber 300 oder 500 ppm Ozon führte zu einer Reduzierung um > 2,5 log10. Die Exposition von C. difficile-Sporen gegenüber 300 oder 500 ppm Ozon führte zu einer Reduzierung um > 2,5 log10. Ozonbelastung durch C. difficile mit einer Konzentration von 300 oder 500 Millionen Exemplaren und einer Auflösung von > 2,5 log10. Die Exposition von C. difficile-Sporen gegenüber 300 oder 500 ppm Ozon führte zu einer Reduzierung um >2,5 log10.Bei 300 bis 500 ppm beträgt der Wert > 2,5 log10. 300 bis 500 ppm. Ozonbelastung durch C. difficile mit einer Konzentration von 300 oder 500 Millionen Exemplaren bei einer Schädigung von >2,5 log10. Die Exposition von C. difficile-Sporen gegenüber 300 oder 500 ppm Ozon führte zu einer Reduzierung um >2,5 log10.
Basierend auf den oben genannten Experimenten wurde festgestellt, dass es ausreichend ist, Bakterien mit einer Dosis von 500 ppm Ozon für 15 Minuten zu inaktivieren.VRE-, CRAB- und C. difficile-Sporen wurden auf die keimtötende Wirkung von Ozon auf einer Vielzahl von Materialien getestet, darunter Edelstahl, Stoff, Glas, Kunststoff und Holz, die üblicherweise in Krankenhäusern verwendet werden.Ihre Sterilisationseffizienz ist in Tabelle 2 dargestellt. Die Testorganismen wurden zweimal bewertet.Bei VRE und CRAB war Ozon auf Glas- und Kunststoffoberflächen weniger wirksam, obwohl auf Edelstahl-, Stoff- und Holzoberflächen eine log10-Reduktion um etwa den Faktor 2 oder mehr beobachtet wurde.Die Sporen von C. difficile erwiesen sich als resistenter gegenüber der Ozonbehandlung als alle anderen getesteten Organismen.Um die Wirkung von Ozon auf die Abtötungswirkung verschiedener Materialien gegen VRE, CRAB und C. difficile statistisch zu untersuchen, wurden T-Tests verwendet, um Unterschiede zwischen der Anzahl an KBE pro Milliliter in der Kontroll- und Versuchsgruppe an verschiedenen Materialien zu vergleichen (Abb. 2).Stämme zeigten statistisch signifikante Unterschiede, aber signifikantere Unterschiede wurden für VRE- und CRAB-Sporen beobachtet als für C. difficile-Sporen.
Streudiagramm der Auswirkungen von Ozon auf die Bakterientötung verschiedener Materialien (a) VRE, (b) CRAB und (c) C. difficile.
AFM-Bildgebung wurde an mit Ozon behandelten und unbehandelten VRE-, CRAB- und C. difficile-Sporen durchgeführt, um den Ozongas-Sterilisationsprozess im Detail zu untersuchen.Auf Abb.3a, c und e zeigen AFM-Bilder von unbehandelten VRE-, CRAB- und C. difficile-Sporen.Wie auf den 3D-Bildern zu sehen ist, sind die Zellen glatt und intakt.Die Abbildungen 3b, d und f zeigen VRE-, CRAB- und C. difficile-Sporen nach der Ozonbehandlung.Bei allen getesteten Zellen nahm nicht nur die Gesamtgröße ab, sondern auch ihre Oberfläche wurde nach der Ozoneinwirkung merklich rauer.
AFM-Bilder von unbehandelten VRE-, MRAB- und C. difficile-Sporen (a, c, e) und (b, d, f), die 15 Minuten lang mit 500 ppm Ozon behandelt wurden.Die Bilder wurden mit Park Systems XEI Version 5.1.6 (XEI Software, Suwon, Korea; https://www.parksystems.com/102-products/park-xe-bio) gezeichnet.
Unsere Forschung zeigt, dass das von DBD-Plasmageräten erzeugte Ozon die Fähigkeit aufweist, MDRO- und C. difficile-Sporen, die bekanntermaßen die Hauptursachen für gesundheitsbedingte Infektionen sind, wirksam zu dekontaminieren.Darüber hinaus wurde in unserer Studie festgestellt, dass die keimtötende Wirkung von Ozon bei Materialien, die hauptsächlich in Krankenhäusern verwendet werden, erfolgreich ist, da eine Umweltkontamination mit MDRO- und C. difficile-Sporen eine Quelle von Infektionen im Gesundheitswesen sein kann.Dekontaminationstests wurden mit DBD-Plasmageräten nach künstlicher Kontamination von Materialien wie Edelstahl, Stoff, Glas, Kunststoff und Holz mit MDRO- und C. difficile-Sporen durchgeführt.Obwohl die Dekontaminationswirkung je nach Material unterschiedlich ist, ist die Dekontaminationsfähigkeit von Ozon bemerkenswert.
Häufig berührte Gegenstände in Krankenzimmern erfordern eine routinemäßige Desinfektion auf niedrigem Niveau.Die Standardmethode zur Dekontamination solcher Objekte ist die manuelle Reinigung mit einem flüssigen Desinfektionsmittel wie einer quartären Ammoniumverbindung 13. Selbst bei strikter Einhaltung der Empfehlungen für die Verwendung von Desinfektionsmitteln ist es schwierig, MPO durch herkömmliche Umweltreinigung (normalerweise manuelle Reinigung) zu entfernen14.Daher sind neue Technologien erforderlich, beispielsweise berührungslose Methoden.Infolgedessen besteht Interesse an gasförmigen Desinfektionsmitteln, einschließlich Wasserstoffperoxid und Ozon10.Der Vorteil gasförmiger Desinfektionsmittel besteht darin, dass sie Orte und Gegenstände erreichen können, die mit herkömmlichen manuellen Methoden nicht erreicht werden können.Wasserstoffperoxid wird seit Kurzem auch im medizinischen Bereich eingesetzt, allerdings ist Wasserstoffperoxid selbst giftig und muss nach strengen Handhabungsvorschriften gehandhabt werden.Die Plasmasterilisation mit Wasserstoffperoxid erfordert eine relativ lange Spülzeit vor dem nächsten Sterilisationszyklus.Im Gegensatz dazu wirkt Ozon als antibakterieller Breitbandwirkstoff und wirkt gegen Bakterien und Viren, die gegen andere Desinfektionsmittel resistent sind8,11,15.Darüber hinaus kann Ozon kostengünstig aus atmosphärischer Luft hergestellt werden und erfordert keine zusätzlichen giftigen Chemikalien, die einen schädlichen Fußabdruck in der Umwelt hinterlassen können, da es schließlich in Sauerstoff zerfällt.Der Grund, warum Ozon jedoch nicht häufig als Desinfektionsmittel verwendet wird, ist folgender.Da Ozon für die menschliche Gesundheit giftig ist, überschreitet seine Konzentration im Durchschnitt nicht länger als 8 Stunden lang 0,07 ppm16. Daher wurden Ozonsterilisatoren entwickelt und auf den Markt gebracht, die hauptsächlich der Reinigung von Abgasen dienen.Es ist auch möglich, Gas einzuatmen und nach der Dekontamination einen unangenehmen Geruch zu erzeugen5,8.Ozon wurde in medizinischen Einrichtungen nicht aktiv eingesetzt.Allerdings kann Ozon in Sterilisationskammern und bei geeigneten Belüftungsverfahren sicher verwendet werden, und seine Entfernung kann durch den Einsatz eines Katalysators erheblich beschleunigt werden.In dieser Studie zeigen wir, dass Plasma-Ozon-Sterilisatoren zur Desinfektion im Gesundheitswesen eingesetzt werden können.Wir haben ein Gerät mit hoher Sterilisationsfähigkeit, einfacher Bedienung und schnellem Service für Krankenhauspatienten entwickelt.Darüber hinaus haben wir eine einfache Sterilisationseinheit entwickelt, die ohne zusätzliche Kosten Umgebungsluft nutzt.Bisher liegen keine ausreichenden Informationen über die Mindestozonanforderungen für die MDRO-Inaktivierung vor.Die in unserer Studie verwendeten Geräte sind einfach einzurichten, haben eine kurze Laufzeit und dürften für die häufige Gerätesterilisation nützlich sein.
Der Mechanismus der bakteriziden Wirkung von Ozon ist nicht vollständig geklärt.Mehrere Studien haben gezeigt, dass Ozon die Zellmembranen von Bakterien schädigt, was zu intrazellulärem Austritt und schließlich zur Zelllyse führt17,18.Ozon kann die zelluläre Enzymaktivität beeinträchtigen, indem es mit Thiolgruppen reagiert, und Purin- und Pyrimidinbasen in Nukleinsäuren modifizieren.Diese Studie visualisierte die Morphologie von VRE-, CRAB- und C. difficile-Sporen vor und nach der Ozonbehandlung und stellte fest, dass sie nicht nur kleiner wurden, sondern auch an der Oberfläche deutlich rauer wurden, was auf eine Beschädigung oder Korrosion der äußersten Membran hinweist.und interne Materialien aufgrund von Ozongas haben eine starke Oxidationsfähigkeit.Dieser Schaden kann je nach Schwere der zellulären Veränderungen zur Zellinaktivierung führen.
C. difficile-Sporen lassen sich nur schwer aus Krankenzimmern entfernen.Die Sporen bleiben an den Stellen, an denen sie 10,20 ausscheiden.Darüber hinaus wurde in dieser Studie, obwohl die maximale logarithmische 10-fache Reduzierung der Anzahl von Bakterien auf Agarplatten bei 500 ppm Ozon für 15 Minuten 2,73 betrug, die bakterizide Wirkung von Ozon auf verschiedene Materialien, die C-Sporen enthielten, verringert.Daher können verschiedene Strategien in Betracht gezogen werden, um die Infektion mit C. difficile im Gesundheitswesen zu reduzieren.Bei ausschließlicher Verwendung in isolierten C. difficile-Kammern kann es auch sinnvoll sein, die Einwirkzeit und die Intensität der Ozonbehandlung anzupassen.Darüber hinaus müssen wir bedenken, dass die Ozon-Dekontaminationsmethode die herkömmliche manuelle Reinigung mit Desinfektionsmitteln und antimikrobiellen Strategien nicht vollständig ersetzen kann und auch bei der Bekämpfung von C. difficile sehr wirksam sein kann 5 .In dieser Studie variierte die Wirksamkeit von Ozon als Desinfektionsmittel für verschiedene MPO-Typen.Die Wirksamkeit kann von mehreren Faktoren abhängen, wie z. B. dem Wachstumsstadium, der Zellwand und der Effizienz der Reparaturmechanismen21,22.Der Grund für die unterschiedliche sterilisierende Wirkung von Ozon auf der Oberfläche jedes Materials kann in der Bildung eines Biofilms liegen.Frühere Studien haben gezeigt, dass E. faecium und E. faecium die Umweltresistenz erhöhen, wenn sie als Biofilme vorliegen23, 24, 25. Diese Studie zeigt jedoch, dass Ozon eine signifikante bakterizide Wirkung auf MDRO- und C. difficile-Sporen hat.
Eine Einschränkung unserer Studie besteht darin, dass wir die Auswirkung der Ozonretention nach der Sanierung bewertet haben.Dies kann zu einer Überschätzung der Anzahl lebensfähiger Bakterienzellen führen.
Obwohl diese Studie durchgeführt wurde, um die Wirksamkeit von Ozon als Desinfektionsmittel im Krankenhausumfeld zu bewerten, ist es schwierig, unsere Ergebnisse auf alle Krankenhausumfelder zu übertragen.Daher sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Anwendbarkeit und Kompatibilität dieses DBD-Ozonsterilisators in einer realen Krankenhausumgebung zu untersuchen.
Das von DBD-Plasmareaktoren erzeugte Ozon könnte ein einfaches und wertvolles Dekontaminationsmittel für MDRO und C. difficile sein.Daher kann die Ozonbehandlung als wirksame Alternative zur Desinfektion der Krankenhausumgebung angesehen werden.
Die in der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage bei den jeweiligen Autoren erhältlich.
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