兩種復(fù)合型呼吸過濾器在通氣模型中的濾菌效應(yīng)

李 璐，趙硯麗，武 懿

患者行人工通氣治療時(shí)，呼吸道失去防御感染的第一道防線，感染率可能因此增加［1］。在呼吸環(huán)路內(nèi)放置呼吸過濾器(breathing filter，BF)可預(yù)防患者之間發(fā)生交叉感染及醫(yī)源性感染［2－4］，但是不同的BF的濾菌效果存在爭(zhēng)議［5］。在既往的研究中，發(fā)現(xiàn)親水型BF和疏水型BF在模擬臨床條件下的濾菌效果不同［6］。而由親水材料和疏水材料共同構(gòu)成的復(fù)合型BF是否擁有和疏水型BF相同的濾菌效果?本實(shí)驗(yàn)在模擬臨床條件下，對(duì)DAR 352/5805和Vital signs 5708 HEPA兩種復(fù)合型BF的濾菌效果進(jìn)行比較，以指導(dǎo)臨床應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料與分組 呼吸過濾器DAR 352/5805:Mallinckrodt DAR，Mirandola，意大利;Vital signs 5708 HEPA:衛(wèi)特新公司，美國(guó)。將BF按型號(hào)分為兩組(每組24個(gè)):即 DAR 352/5805組 (D組)，Vital signs 5708 HEPA組 (V組)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 液體滲透試驗(yàn) 每組取6個(gè)BF，在BF濾過膜的模擬肺側(cè)加入混合有血漿的0.9%氯化鈉溶液，以3 ml為初始劑量，每次增加1 ml，進(jìn)行液體滲透性測(cè)試。參照文獻(xiàn)中的方法［6－7］，建立模擬機(jī)械通氣環(huán)路，遠(yuǎn)端接模擬肺，呼吸過濾器置于呼吸環(huán)路與模擬肺間 (見圖1)，呼吸環(huán)路采用一次性包裝無(wú)菌材料。

1.2.2 細(xì)菌培養(yǎng) 根據(jù)兩種BF對(duì)液體的不同滲透性，建立模擬通氣環(huán)路，每組行3種方法的測(cè)試(n=6)，BF濾過膜的模擬肺側(cè):Ⅰ加菌液1 ml;Ⅱ加0.9%氯化鈉溶液11 ml后再加菌液1 ml;Ⅲ加0.9%氯化鈉溶液14 ml后再加菌液1 ml。模擬機(jī)械通氣前，用20 ml一次性注射器按上述方法加0.9%氯化鈉溶液后，用1 ml一次性注射器抽取經(jīng)0.9%氯化鈉溶液稀釋的菌液，內(nèi)含大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，濃度各為1.5×108個(gè)/ml麥?zhǔn)蠞岫裙?，各?.5 ml，菌種由河北省人民醫(yī)院檢驗(yàn)科細(xì)菌室提供，均勻接種在BF濾過膜的模擬肺側(cè)，呼吸機(jī)純氧模擬機(jī)械通氣3 h后(潮氣量設(shè)置為500 ml，氣體流量設(shè)置為1 L/min)，用無(wú)菌0.9%氯化鈉溶液浸濕的無(wú)菌棉拭子分別在BF濾過膜的模擬肺側(cè)、BF濾過膜的呼吸環(huán)路側(cè)、呼吸螺紋管Y型接頭內(nèi)側(cè)2 cm×2 cm范圍內(nèi)反復(fù)涂擦5次采樣，置于含無(wú)菌0.9%氯化鈉溶液1 ml試管內(nèi)迅速送實(shí)驗(yàn)室。標(biāo)本接種于血瓊脂平板及伊紅美蘭瓊脂平板并進(jìn)行分區(qū)劃線，放入35℃孵育箱內(nèi)培養(yǎng)16～24 h后，觀察菌落生長(zhǎng)情況，培養(yǎng)出同種菌落即為陽(yáng)性。

表1 兩組BF在檢測(cè)方法Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中采樣細(xì)菌培養(yǎng)情況Table 1 Bacterial culture in two groups of BF with methodsⅠ，Ⅱ，Ⅲ

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)數(shù)資料采用Fisher確切概率法檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 模擬通氣環(huán)路Figure 1 Simulated ventilation loop

2 結(jié)果

2.1 液體滲透試驗(yàn)結(jié)果 隨測(cè)試液的加入，V組測(cè)試液不斷滲入到親水性濾過膜部分，加入5 ml時(shí)可觀察到少量蓄積，加入12 ml時(shí)，出現(xiàn)測(cè)試液明顯蓄積且有少量測(cè)試液滲入到其疏水膜部分，但測(cè)試液未從膜對(duì)側(cè)滲出 (見圖2);D組一直表現(xiàn)為測(cè)試液不斷滲入到親水性濾過膜中，加至12 ml測(cè)試液時(shí)，仍未見測(cè)試液蓄積，無(wú)測(cè)試液滲入到疏水膜中或從濾過膜對(duì)側(cè)滲出(見圖3)。

2.2 細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果 模擬機(jī)械通氣后，V組和D組在采樣點(diǎn)模擬肺側(cè)細(xì)菌培養(yǎng)均為陽(yáng)性，表明細(xì)菌接種成功。在采樣點(diǎn)呼吸環(huán)路側(cè)和Y型接頭內(nèi)側(cè)，方法Ⅰ中，兩組細(xì)菌培養(yǎng)均為陰性;方法Ⅱ和Ⅲ中，V組細(xì)菌培養(yǎng)均為陽(yáng)性，D組細(xì)菌培養(yǎng)均為陰性，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，見表1)。

3 討論

在人工通氣過程中，呼吸回路內(nèi)多有冷凝水的生成，可成為微生物傳播的媒介。本實(shí)驗(yàn)通過液體滲透試驗(yàn)和模擬機(jī)械通氣3種檢測(cè)方法對(duì)兩種復(fù)合型BF進(jìn)行濾菌效果的比較，方法合理可靠。

圖2 加入12 ml測(cè)試液時(shí)，Vital signs 5708 HEPA呼吸過濾器的親水膜側(cè)出現(xiàn)蓄積(2A)，有少量液體滲入到疏水膜(2B)Figure 2 Accumulation shown in hydrophilic membrane in Vital signs 5708 HEPA after the addition of 12 ml liquid(2A).A small amount of liquid infiltrated into hydrophobic membrane(2B)

圖3 加入12 ml測(cè)試液時(shí)，DAR 352/5805呼吸過濾器的親水膜側(cè)(3A)及疏水膜側(cè)(3B)Figure 3 Hydrophilic membrane side(3A)and hydrophobic membrane side(3B)of DAR 352/5805 breathing filter after adding 12 ml test liquid

呼吸過濾器的液體滲透性不同勢(shì)必造成其細(xì)菌濾過率的不同［8］。本實(shí)驗(yàn)中Vital signs 5708 HEPA復(fù)合型BF，其親水性膜部分是以氯化鋰為介質(zhì)的吸濕鹽材料，孔徑大，結(jié)構(gòu)疏松，液體可以通過;其疏水性膜部分采用高效疏水介質(zhì)，結(jié)合聚丙烯纖維和正負(fù)靜電荷。在實(shí)驗(yàn)中隨液體的加入，可見有少量液體滲入到BF的疏水性膜中，但無(wú)液體從膜對(duì)側(cè)滲出。DAR 352/5805復(fù)合型BF，由吸水性濕熱交換材料及靜電式疏水濾膜構(gòu)成，其吸水性濕熱交換材料呈同心圓狀排列，位于BF濾器膜的模擬肺側(cè);靜電式疏水濾膜呈一層膜狀位于濾器膜的呼吸環(huán)路側(cè)，進(jìn)行測(cè)試時(shí)首先表現(xiàn)為吸水性材料對(duì)液體的吸收，然后出現(xiàn)液體的蓄積，但因其靜電式疏水濾膜有較好的疏水性，所以無(wú)可見的液體滲入或滲出BF的疏水膜。

模擬機(jī)械通氣后，Vital signs 5708 HEPA復(fù)合型BF的濾過膜有液體浸潤(rùn)時(shí)在通氣壓力的作用下濾菌作用消失［9］。DAR 352/5805呼吸過濾器在3種檢測(cè)方法中，均表現(xiàn)為良好的濾菌效果，是因?yàn)镈AR 352/5805呼吸過濾器的疏水膜部分使用了樹脂和陶瓷，疏水性能好且孔徑小，兩端的壓力差＞100cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)才會(huì)通過水分［10］。并且在長(zhǎng)期人工通氣中，DAR 352/5805呼吸過濾器能有效的過濾細(xì)菌，減少下呼吸道感染的發(fā)生［11］。說明BF的濾菌性能和其疏水性密切相關(guān)，疏水性好的BF可有效防止交叉感染和院內(nèi)感染［12］。

綜上所述，復(fù)合型呼吸過濾器由于材料的不同其實(shí)際的濾菌效果在不同的條件下存在差異，但是疏水性好的復(fù)合型呼吸過濾器在濾菌方面不受其濾過膜干濕條件的限制，具有穩(wěn)定良好的濾菌效應(yīng)。

1 Oztoprak N，Cevik MA，Akinci E，et al.Risk factors for ICU－acquired methicillinresistant staphylococcus aureus infections［J］.Am J Infect Control，2006，34(1):1－5.

2 劉新平，張秋軍，鄭瑤.呼吸過濾器在機(jī)械通氣中的作用［J］.中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2008，23(12):83－84.

3 高怡，鄭勁平.呼吸過濾器在肺功能實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用［J］.國(guó)際呼吸雜志，2006，26(11):825－829.

4 Vonberg RP，Gastmeier P.Infection control measures in anaesthesia［J］.Anasthesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther，2005，40(8):453－458.

5 Rees LM，Sheraton TE，Modestini C，et al.Assessing the efficacy of HME filters at preventing contamination of breathing systems［J］.Anaesthesia，2007，62(1):67 －71.

6 李璐，趙硯麗，李建立，等.親水性和疏水性呼吸過濾器在機(jī)械模型中的濾菌作用［J］.臨床麻醉學(xué)雜志，2008，24(4):337－338.

7 呂國(guó)義，馮雪辛，李雪利，等.法瑪西一次性呼吸環(huán)路過濾器濾菌效果觀察［J］.中華麻醉學(xué)雜志，2002，22(9):572－573.

8 Cann C，Hampson MA，Wilkes AR，et al.The pressure required to force liquid through breathing system filters ［J］.Anaesthesia，2006，61(5):492－497.

9 Wilkes AR.The effect of gas flow on the filtration performance of breathing system filters［J］.Anaesthesia，2004，59(3):278 －282.

10 Demers RR.Bacterial/viral filtration:let the breather beware! ［J］.Chest，2001，120(4):1377－1389.

11 李璐，趙硯麗，牛巍巍.呼吸過濾器在長(zhǎng)期人工通氣中對(duì)細(xì)菌的過濾作用［J］.臨床薈萃，2008，23(6):407－409.

12 Wilkes AR.Preventing the transmission of pathogenic microbes during anesthesia［J］.Expert Rev Med Devices，2005，2(3):319－326.