Авторы: Чугунова Ю.А., Косякова К.Г., Ластовка О.Н., Бойцов А.Г.
Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова (Санкт-Петербург)

Важной составляющей в комплексе мероприятий, направленных на обеспечение биобезопасности больничной среды, является совершенствование дезинфекционных и стерилизационных мероприятий, в том числе разработка и внедрение в практику новых средств и технологий [3].
Фотокатализ является одним из современных методов обеззараживания абиотических объектов. Термин «фотокатализ» определяют как «изменение скорости или возбуждение химических реакций под действием света в присутствии веществ (фотокатализаторов), которые поглощают кванты света и участвуют в химических превращениях участников реакции, многократно вступая с ними в промежуточные взаимодействия и регенерируя свой химический состав после каждого цикла таких взаимодействий» [2]. Данные химические реакции идут только под действием излучения с длиной волны меньше 205 нм, которая соответствует краю поглощения вещества, является жестким ультрафиолетом и практически отсутствует в солнечном спектре. В присутствии фотокатализаторов, например, мелкодисперсного ТiO2, эта реакция идет с высоким квантовым выходом под действием излучения, соответствующего спектру поглощения этого вещества (< 400 нм). Таким образом, фотокатализаторы возбуждают химическую реакцию, т.е. расширяют спектр длин волн, при облучении которыми идет процесс. Фотокатализ зарекомендовал себя как эффективный метод дезактивации биологических аэрозолей, при этом показано, что эффективность обеззараживания в отношении бактерий выше, чем в отношении грибов [4, 7].
Существуют приборы, генераторы фотоплазмы, в которых одновременно используется антимикробное действие фотокаталитического окисления, ультрафиолета и холодной плазмы для обеззараживания воздуха: BioZone (BioZone, USA), Daikin (Daikin Industries Ltd, Japan). Однако в литературе имеются лишь единичные сведения об эффективности данного метода для обработки поверхностей [5, 8].
Цель исследования – оценка потенциальной возможности применения фотоплазменного метода для дезинфекции поверхностей в лечебных учреждениях.
Материалы и методы исследования. В качестве генератора фотоплазмы был использован прибор Биострим (Биозон Л, Санкт-Петербург), в котором используется комплексное воздействие ультрафиолетового излучения, продуктов, образующихся в результате фотокаталитического окисления, и фотоплазмы. По мнению авторов разработки, такое сочетание факторов многократно увеличивает эффективность деконтаминации объектов. Принимая во внимание имеющиеся данные об эффективности метода при обеззараживании воздуха [1], а также особенности технологии, при которой очистка основного объема воздуха происходит вне прибора действие фотоплазмы и малыми концентрациями озона, можно предположить возможность наличия обеззараживающего эффекта и в отношении поверхностей в обрабатываемом помещении.
Для оценки эффективности прибора при обработке поверхностей нами проведен модельный эксперимент по определению выживаемости микроорганизмов под действием фотоплазмы на предварительно контаминированных абиотических поверхностях. Перед заражением микробной суспензией предметные стекла обрабатывали 70 % спиртом. В качестве тест-микроорганизмов были выбраны Escherichia coli и Staphylococcus aureus, как частые внутрибольничные патогены и как типичные представители грамотрицательных и грамположительных бактерий, существенно различающихся по устойчивости к антибактериальным факторам.
По стандарту мутности 109 готовили суспензии тест-культур, делали разведения до 5х104 КОЕ/мл и из них наносили на поверхность предметного стекла по 100 мкл инокулята (5 капель по 20 мкл). После высыхания нанесенных капель при температуре 22˚С контаминированные предметные стекла в открытых чашках Петри размещали на горизонтальном столе перпендикулярно потоку излучения фотоплазмы на расстоянии 20 см от прибора, время воздействия фотоплазмы – 3 и 5 часов. Часть контаминированных тестовых поверхностей подвергали фотоплазменной обработке в боксе размером 40 х 28 х 42 см в течение 30, 60 и 120 мин и затем определяли количество выживших микроорганизмов методом агаровых заливок.
Для контроля естественной гибели микроорганизмов на предварительно контаминированных поверхностях, которые после высыхания не подвергались воздействию фотоплазмы, определяли количество выживших микроорганизмов через 30 мин, 1, 2, 3 и 5 ч хранения при комнатной температуре.
Результаты исследования и их обсуждение.
Фотоплазменная обработка поверхностей приводила к гибели бактерий-контаминантов, однако немаловажную роль при этом играла и естественная гибель микробной популяции под действием неконтролируемых внешних факторов. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

 

Как видно из представленных данных, через 3 и 5 ч фотоплазменной обработки количество S. aureus сократилось в 2,3 и 3,1 раза, а количество E. coli – в 2,4 и 3,6 раза соответственно. Статистически достоверных различий в количестве грамположительных и грамотрицательных бактерий, выживших на поверхностях после 3 и 5 часов воздействия фотоплазмы и без воздействия, не выявлено (p<0,05).
Показано, что при достаточно длительном воздействии фотоплазмы наблюдается умеренное подавление бактерий-контаминантов на поверхности. Данное явление объясняется нарастанием популяционных сублетальных повреждений при пролонгированном негативном воздействии, вследствие чего микроорганизмы становятся более восприимчивыми к любым антимикробным факторам, в том числе к фотоплазме. Особую значимость эти явления приобретают при относительно невысоком уровне начальной микробной нагрузки (104 КОЕ/мл и менее), при котором существенно снижается выживаемости бактерий на абиотических поверхностях [6].
Динамика гибели бактерий на поверхностях при обработке их фотоплазмой в боксе представлена на рисунке 1.

 

Рисунок 1
Динамика гибели Staphylococcus aureus и Escherichia coli на поверхности стекла под действием фотоплазмы в замкнутом пространстве в течение 120 мин