Z. Jankowski i wsp. Antybakteryjne działanie preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra

Transkrypt

1 Z. Jankowski i wsp. Antybakteryjne działanie preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra Z. Jankowski wsp. Ocena przydatności antybakteryjnego działania preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra w dezynfekcji powierzchni kontaktowych w placówce medycznej doniesienie wstępne 155 Family Medicine & Primary Care Review 212, 14, 2: Copyright by Wydawnictwo Continuo PRACE ORYGINALNE ORIGINAL PAPERS Ocena przydatności antybakteryjnego działania preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra w dezynfekcji powierzchni kontaktowych w placówce medycznej doniesienie wstępne PL ISSN Evaluation of antibacterial activity of preparation containing nanosilver for disinfection of surfaces in medical institutions preliminary report ZBIGNIEW JANKOWSKI A, B, D, E, G, JANUSZ JABŁOŃSKI B, D, G, EWA ANDRZEJEWSKA D, E, MAŁGORZATA LEWANDOWSKA B F Klinika Chirurgii i Onkologii Dziecięcej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Kierownik: prof. dr hab. med. Ewa Andrzejewska A przygotowanie projektu badania, B zbieranie danych, C analiza statystyczna, D interpretacja danych, E przygotowanie maszynopisu, F opracowanie piśmiennictwa, G pozyskanie funduszy Streszczenie Wstęp. Sugeruje się, że nanometale, w szczególności nanosrebro, mogą być skuteczne w hamowaniu wzrostu bakterii na powierzchni kontaktowych w placówkach medycznych. Cel pracy. Ocena przydatności nanopreparatu w dezynfekcji powierzchni zmywalnych w placówce ochrony zdrowia. Materiał i metody. Ocenie poddano preparat zawierający cząsteczki nanosrebra i dwutlenku tytanu. W ocenie aktywności preparatu zastosowano metodę bioluminescencyjnego pomiaru ATP oraz badanie mikrobiologiczne wymazów pobranych z wytypowanych miejsc. Badano 7 powierzchni szpitalnych. Opracowanie ma charakter doniesienia wstępnego. Wyniki. Wykazano skuteczność działania badanego preparatu. Hamował on wzrost bakterii na badanych powierzchniach przez cały okres obserwacji. Wnioski. Preparat na bazie nanosrebra i dwutlenku tytanu jest skuteczny w zwalczaniu bakterii na powierzchniach kontaktowych. Ocena roli nanopreparatów w ograniczeniu rozprzestrzeniania się infekcji związanych z placówkami ochrony zdrowia wymaga szczegółowych badań. Słowa kluczowe: nanotechnologia, dezynfekcja powierzchni, zapobieganie zakażeniom. Summary Background. The use of nanometals, especially nanosilver is suggested to be an effective method to inhibit bacterial growth on surfaces in medical institutions. Objectives. Evaluation of usefulness of preparation for disinfection of hard surfaces in medical institutions. Material and methods. The preparation containing nanosilver and titanium dioxide was tested. The activity of the preparation was evaluated using ATP bioluminescence measurement and bacteriological analysis involves performing sowing. Seven surfaces were evaluated. This study is a preliminary report. Results. The preparation was active and inhibited the growth of bacteria on study surfaces throughout the research period. Conclusions. The preparation containing nanosilver and titanium dioxide inhibits bacterial growth on hard surface. Evaluation of nanoproduct s role in limiting the spread of health care facilities associated infection requires further research. Key words: nanotechnology, surface disinfection, infection prevention. Wstęp Nanocząstki to cząsteczki, których co najmniej jeden z wymiarów nie przekracza 1 nm. Obecnie materiały w skali nano znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, w tym również w medycynie. Szczególnym zainteresowaniem w całym przemyśle nanotechnologicznym cieszy się produkcja i stosowanie nanocząsteczek srebra. Najważniejszą właściwością, będącą jednocześnie głównym kierunkiem rozwoju nanosrebra, jest jego silne działanie biobójcze. Skuteczność nanosrebra obejmuje likwidację przeszło 99,99% bakterii, grzybów i wirusów. Działanie nanocząsteczek nie powoduje powstawania opornych na nie szczepów bakteryjnych, co jest problemem przy stosowaniu tradycyj- Family Medicine & Primary Care Review 212, 14, 2

2 156 Z. Jankowski i wsp. Antybakteryjne działanie preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra Family Medicine & Primary Care Review 212, 14, 2 nych środków [1, 2]. Stosowanie nanomateriałów wydaje się zatem szczególnie przydatne w miejscach narażonych na stałą kontaminację drobnoustrojami chorobotwórczymi, takich jak szpitale. Należy podkreślić, iż większość prac dowodzących biobójczości nanosrebra była prowadzona w warunkach doświadczalnych. Dlatego celowe wydaje się sprawdzenie antybakteryjnego działania nanosrebra w warunkach placówki ochrony zdrowia. Cel pracy Celem pracy była ocena przydatności nanopreparatu jako środka antybakteryjnego w dezynfekcji powierzchni zmywalnych w placówce ochrony zdrowia. Materiał i metody Badanie przeprowadzono w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym nr 4 im. M. Konopnickiej w Łodzi. Wytypowano 7 powierzchni, które zabezpieczono preparatem na bazie nanosrebra i nanocząsteczek dwutlenku tytanu (nazwa handlowa NANO D8AG). Preparat posiada atest Państwowego Zakładu Higieny (nr HK/B/795/1/21). Wytypowane powierzchnie znajdowały się w miejscach bardzo częstego kontaktu z potencjalnym źródłem mikroorganizmów. Zostały one wyłączone z bieżącej dezynfekcji. Utrzymywanie czystości ograniczało się jedynie do zmywania wodą. Skuteczność działania preparatu badano w oparciu o pomiar ilości ATP przy użyciu lumintestera. Metoda ta polega na pomiarze intensywności światła powstającego w reakcji oksydatywnej dekarboksylacji lucefryny katalizowanej przez lucyferazę w obecności wysokoenergetycznego ATP oraz jonów magnezu [3]. Wyniki wyrażono w względnych jednostkach światła (Relative Light Units, RLU). Dopuszczalny poziom RLU (tzw. tło pass ) obejmował wartości do 2 RLU, poziom ostrzegawczy wartości między 2 a 6 RLU, niedopuszczalny powyżej 6 RLU. Dodatkowo ocenę czystości mikrobiologicznej badanych powierzchni uzupełniono o wykonane w laboratorium szpitalnym badania mikrobiologiczne wymazów pobranych z wytypowanych miejsc. Badania prowadzono przez okres dni. W przypadku stolika na dokumenty ze względu z przypadkową dezynfekcję powierzchni środkami tradycyjnymi pomiary przerwano po 96 godzinach. Wyniki Uzyskane wyniki świadczą o właściwości antybakteryjnej badanego preparatu. Poziom ATP po zabezpieczeniu powierzchni preparatem był zdecydowanie niższy w porównaniu z poziomem wyjściowym, kiedy stosowano tradycyjne środki dezynfekujące. Kolejne pomiary wykazały widoczne obniżenie stężenia ATP i utrzymanie go na poziomie bezpiecznym. Okresowo odnotowywano wzrost stężenia ATP, ale pozostawał on na poziomie niższym niż poziom wyjściowy (ryc. 1 a g). Mogło to być spowodowane dokonaniem pomiaru w krótkim czasie po kontakcie z potencjalnym źródłem zanieczyszczenia. Należy pamiętać, iż źródłem ATP może być również materiał biologiczny, który nie stanowi zagrożenia mikrobiologicznego. Prowadzone równoczasowo badania mikrobiologiczne pobranych wymazów nie wykazały obecności groźnych bakterii chorobotwórczych na powierzchni zabezpieczonych preparatem, potwierdzając tym samym jego bakteriobójczość. Dyskusja Cząsteczki nanosrebra posiadają udokumentowane właściwości bakteriobójcze [2]. Przeprowadzone badania miały na celu wykazanie przydatności preparatu na bazie nanosrebra do dezynfekcji w warunkach szpitalnych. Dodatkowo składnikiem badanego preparatu były nanocząsteczki TiO 2. Dwutlenek tytanu rozdrobniony do wielkości nano ma silne właściwości fotokatalityczne. Proces fotokatalitycznego utleniania jest bardzo skuteczny w degradacji zanieczyszczeń organicznych, w tym też bakterii. Powierzchnie zabezpieczone TiO 2 posiadają właściwości somooczyszczania, co pozwala na łatwe usunięcie zanieczyszczeń jedynie przy użyciu wody [4]. Badany preparat pozwolił na eliminację istniejących oraz zatrzymanie wzrostu nowych mikroorganizmów. Ogranicza to w znacznym stopniu ryzyko wynikające z krótkotrwałej ochrony tradycyjnych środków dezynfekujących. Niniejsze opracowanie ma charakter doniesienia wstępnego. Stanowi podstawę dla przygotowywanego przez autorów pracy projektu badawczego mającego odpowiedzieć na pytanie: czy rutynowe stosowanie antybakteryjnych nanomateriałów pozwoli na redukcję ryzyka zakażeń szpitalnych? W literaturze przedmiotu sugeruje się, iż tego typu rozwiązanie w dużym stopniu zminimalizuje problem zakażeń związanych z placówkami medycznymi. Brak jest jednak badania potwierdzającego powyższą hipotezę. Należy również pamiętać, iż bezpieczne wykorzystywanie produktów nanotechnologii w postępowaniu rutynowym wymaga szczegółowej oceny ryzyka dla organizmu ludzkiego i środowiska. Istnieje niewiele badań, które mówią o toksyczności nanosrebra [2]. Biorozprowadzanie, gromadzenie się w tkankach, rozkład, możliwe efekty uboczne i toksyczność są słabo zbadane.

3 Z. Jankowski i wsp. Antybakteryjne działanie preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra 157 a) Przed Po Po Po Po 24 hpo 48 hpo 96 h Po 1 Po 17 Po 24 Po 31 3 min 6 min 12 min b) Przed Po Po Po 24 h Po 48 h Po 96 h Po 1 3 min 12 min 3 26 Po 17 Po 31 c) Przed Po 3 min Po 24 h Po 48 h Po 96 h d) Rycina 1 a g. Poziom ATP przed 287 zabezpieczeniem powierzchni badanym preparatem i w kolejnych pomiarach po jego zastosowaniu wyrażony w jednostkach RLU. Grubą linią zaznaczono tzw. tło dopuszczalny poziom RLU. a) stół w gabinecie zabiegowym, b) wózek na odczynniki, c) stolik na dokumenty, d) uchwyt lodówki (cd.) Przed Po 72 h Po 6 Family Medicine & Primary Care Review 212, 14, 2

4 158 e) Z. Jankowski i wsp. Antybakteryjne działanie preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra Przed Po 72 h Po 6 f) Przed Po 72 h Po Family Medicine & Primary Care Review 212, 14, 2 g) Autorzy doniesienia widzą również potrzebę uzupełnienia badań o ocenę odporności zastosowanego preparatu na wypłukiwanie w zależności od rodzaju zabezpieczonej nim powierzchni. Wnioski Preparat na bazie nanosrebra i nanocząsteczek dwutlenku tytanu jest skuteczny w zwalczaniu Przed Po 24 h Po 96 h Po 7 13 Rycina 1. (cd.) e) klamka do drzwi wejściowych, f) klamka do izolatki, g) stół w sali opatrunkowej i zapobieganiu osiedlania się drobnoustrojów na powierzchniach kontaktowych. 2. Ocena roli nanopreparatów w ograniczeniu rozprzestrzeniania się infekcji związanych z placówkami ochrony zdrowia wymaga szczegółowych badań.

5 Z. Jankowski i wsp. Antybakteryjne działanie preparatu zawierającego cząsteczki nanosrebra 159 Piśmiennictwo 1. Wójcik D, Delattre J. Nanotechnologia odpowiedzią na rosnące problemy zakażeń szpitalnych. Zakażenia 29; 5: Singh M, Singh S, Prasad S, et al. Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles. Dig J Nanomater Biostruct 28; 3(3): Larson EL, Aiello AE, Gomez-Duarte C, et al. Bioluminescence ATP monitoring as a surrogate marker for microbial load on hands and surfaces in the home. Food Microbiol 23; 2: Banerjee S, Gopal J, Muraleedharan P, et al. Physics and chemistry of photocatalytic titanium dioxide: visualization of Visualization of bactericidal activity using atomic force microscopy. Current Sci 26; 9(1): Adres do korespondencji: Lek. Małgorzata Lewandowska Klinika Chirurgii i Onkologii Dziecięcej UM ul. Sporna 36/ Łódź Tel.: gosiawloc@wp.pl Praca wpłynęła do Redakcji: r. Po recenzji: r. Zaakceptowano do druku: r. Family Medicine & Primary Care Review 212, 14, 2