口腔綜合治療臺水路污染控制的研究進展

袁少艷，占莉琳

(1.南昌大學a.護理學院; b.附屬口腔醫院； 2.江西省口腔生物醫學重點實驗室，南昌 330006)

口腔綜合治療臺水路(dental unit waterlines，DUWLs)因管路復雜、細長狹窄、難拆洗、水在管內停滯時間長，以及三用槍、牙科手機在停止工作的瞬間產生虹吸、回吸細菌等原因，引起DUWLs內細菌繁殖[1-6]，已成為當前口腔診療中交叉感染控制的難題。大量研究[7-8]證明，水路中含有銅綠假單胞菌、嗜肺軍團菌、非結核分枝桿菌等多種條件致病菌。這些細菌可通過水流進入患者口中，也可形成氣溶膠進入患者和醫務人員的呼吸道，顯著增加口腔科患者、醫務人員發生醫源性感染的風險。因此，DUWLs的污染控制對保護患者和醫務人員的安全具有重要意義。本文就DUWLs污染現狀、微生物污染、污染原因以及控制方法進行分析，以期為控制DUWLs污染，尋找新的、安全有效的消毒方法提供參考。

1 DUWLs污染現狀

1.1 水路污染

DUWLs污染是指DUWLs管道內微生物污染，其污染現象已十分普遍且嚴重。MONTAGNA等[9]評估意大利6個城市的公共門診診所收集的138個牙科單位軍團菌屬的發生率，結果發現33.3%的軍團菌屬存在于牙科用水中，在23.9%的水樣中發現了嗜肺軍團菌。WALKER等[10]則在英國西南部55個牙科診所進行調查，結果顯示其菌落總數分布范圍為500～105CFU·mL-1，在部分水樣中檢測出嗜肺軍團菌、分枝桿菌、假絲酵母屬和假單胞菌屬。該研究團隊在2004年對歐洲7個國家的237臺DUWLs系統進行微生物分析，發現微生物數量超過104～105CFU·mL-1，同樣在少數水樣中發現嗜肺軍團菌、分歧桿菌屬[11]。中國DUWLs污染狀況也是不容小覷，2007—2012年劉雷等[12]對山東省4個地級市13所醫院的DUWLs進行監測，發現DUWLs細菌污染嚴重，平均菌落總數為(595±65 904)CFU·mL-1，最大值達8×105CFU·mL-1。而蘇靜等[13]采集北京市60所三級綜合醫院口腔科DUWLs手機水樣120份，潔牙機水樣118份，研究顯示，手機水樣和潔牙機水樣細菌總數范圍分別在(0～1.61)×105CFU·mL-1和(0～1.56)×105CFU·mL-1，且都主要集中在102～104CFU·mL-1之間，以國內飲用水合格標準菌落總數<100 CFU·mL-1為參照，合格率僅為15.00%和18.00%。這說明DUWLs有著高水平的微生物污染。

1.2 空氣污染

在口腔診療中，高速旋轉設備和超生設備的使用產生大量的生物性氣溶膠，氣溶膠可能包含患者的菌斑、牙石碎片、牙科材料、血液及唾液等[14-15]。氣溶膠是指懸浮在空氣中液體或固體顆粒，通過空氣傳播的微生物氣溶膠直徑為1～5 μm，可在空中傳播數小時，污染范圍可達1 m，并且能夠深入肺泡，增加醫務人員和患者的感染風險[16-17]。PASQUARELLA等[18]對意大利的10個牙科診所進行了微生物環境調查，發現在口腔治療期間微生物空氣污染最高，而在工作活動結束時顯著下降，且診室內物體表面微生物的堆積隨著工作時間的增加而增加。口腔科醫務工作者長期暴露在微生物氣溶膠下，會導致自身微生物抗體發生變化，有研究[19]對臨床經驗超過2年的270名牙科工作人員進行軍團菌特異性IgG和IgM抗體檢測，結果顯示，23%為嗜肺軍團菌IgG抗體陽性，19%為嗜肺軍團菌IgM抗體陽性，而普通大眾IgG抗體陽性水平為8%。雖然關于暴露于DUWLs產生的氣溶膠而發生感染和呼吸道癥狀的文獻報道很少，但通過氣溶膠而導致感染的風險還是存在的[20]。

2 DUWLs水質要求

目前，我國尚無DUWLs的水質標準，相關的標準國內外也并未統一。一般認為，口腔科日常治療用水應達到飲用水標準。歐洲、日本以及我國的飲用水標準均為細菌菌落總數≤100 CFU·mL-1，美國則為≤500 CFU·mL-1，并不得檢測出大腸埃希菌。關于DUWLs的出水口細菌菌落總數，美國疾病預防控制中心(CDC)和美國牙科協會(ADA)推薦水中需氧異養菌總數≤500C FU·mL-1，其中CDC指出對于外科用水應使用滅菌水[21-22]；2015年澳大利亞牙科協會推薦非牙科手術用水應≤500 CFU·mL-1，并且提出對于免疫力低下的患者應低于200 CFU·mL-1[23]。

3 DUWLs的微生物污染

DUWLs中發現的大多數微生物物種是具有極低致病性的革蘭陰性菌，也可能存在酵母菌，真菌和變形蟲。在DUWLs檢測到的常見條件致病菌主要有假單胞菌、嗜肺軍團菌以及非結核分枝桿菌。銅綠假單胞菌和是嗜肺軍團菌是DUWLs中常見的條件致病菌，銅綠假單胞菌，可以在低營養環境中存活和生長，可引起傷口感染、肺部感染、燒傷感染、泌尿道感染等。1987年，MARTIN[24]報道2名腫瘤患者銅綠假單胞菌菌株引起的膿腫與接觸受污染的DUWLs輸出水有關。嗜肺軍團菌可引起軍團菌肺炎和龐蒂亞克熱(非肺炎軍團病)。ATLAS等[25]報道，加利福尼亞州一名牙醫死于軍團菌肺炎，可能是與暴露于含有軍團菌的氣溶膠中有關。2012年，一位無基礎性疾病的82歲女性在牙科治療后因發生血清I型嗜肺軍團菌感染，最終因軍團菌肺炎發生感染性休克而死亡。在該患者接受牙科治療的高速渦輪機出水口檢出了與患者呼吸道分泌物中DNA基因組一致的血清型嗜肺軍團菌[26]。此外，有研究[27]表明，DUWLs中還存在著原蟲和阿米巴。BARBEAU[28]報道，一名加拿大女性患者在牙科治療過程中不慎將高速手機中的水誤入眼睛，DUWLs中含有的原蟲引發了眼部感染。這提醒牙科醫務工作者讓患者在治療期間佩戴安全眼鏡的重要性，究其根本，牙科治療場所應確保優質的DUWLs輸出水。

DUWLs脫落的生物膜是細菌內毒素的有效來源，內毒素由死亡的革蘭陰性菌細胞壁釋放的脂多糖組成，DUWL輸出水中每毫升含有高達100 000個內毒素單位[29-30]，DUWLs產生的氣溶膠也含有較高的內毒素[30]。PUTNINS等[29]報道DUWLs內毒素水平范圍在500～2560 EU·mL-1。無菌沖洗用水(如血液透析用水)內毒素含量規定不能超過0.25 EU·mL-1。內毒素可使免疫力低下的患者和醫務人員發生局部炎癥，發熱甚至休克。還可促進牙周組織中促炎細胞因子的釋放，影響組織愈合[28]。

4 DUWLs污染的主要原因

4.1 供水水源污染

口腔綜合治療臺產生的水和氣溶膠會威脅患者和口腔科醫務人員身體健康，因此口腔綜合治療臺供水水源質量是控制DUWLs污染的重要因素。目前，DUWLs供水主要有3種方式：1)市政水直接供給自來水，供水系統本身就含有許多的微生物，在水流通過管道后，細菌可以定值黏附于管道內壁。DUWLs生物膜中的微生物主要來自管道流入的自來水。新的DUWLs連接到自來水供應系統，即使未進行治療，8 h內也會形成生物膜[31]。2)醫療機構水處理后集中供水，若疏于管理和檢測，源頭處的細小污染會導致整個DUWLs的污染[32]。3)獨立儲水罐供水，該系統主要用水為無菌水、蒸餾水、去離子水，能為口腔診療提供良好的水質，目前，獨立供水系統比較常見。但在實際操作過程中，很容易被醫務人員的手污染，或因更換清洗不及時，導致細菌繁殖，形成生物膜[33]。研究發現使用無菌水、蒸餾水的DUWLs的菌數均高于其他供水系統。這說明使用獨立供水系統管理不當容易造成二次污染[34-35]。為避免此問題，應對儲水瓶進行定期清潔與消毒滅菌。

4.2 水線細長狹窄

DUWL的微生物污染大部分來自DCU供水，通常含有相對較少量的微生物[36]，DUWLs管道細長狹窄，由直徑約2 mm或1/16英寸、長度約6 m的聚氨酯或聚氯乙烯(PVC)管道組成[37]，DUWLs中的水流呈層流狀態，水路中央的流速最快，沖洗時其流速約為60～100 mL·min-1，但在靠近管壁處為水動力邊界層，其流速幾乎為零。DCU中的微生物，尤其是細菌，在進入水動力邊界層時，通過范德華力和細胞的附著和粘附機制附著到管壁上，隨著時間的推移，細菌相互聚集，形成了由含有單個細胞和小菌落的多糖基質組成的生物膜。再加上DUWLs中頻繁的水停滯，進一步促進了生物膜的生長[36]。生物膜一旦形成，其固著細胞分泌出具有高粘彈性的多糖-蛋白復合物在細長狹窄的水路管道中，變得非常堅固難以去除，且具有抵御干燥和自我保護的能力，這使得微生物生長繁殖變得更加容易[38]。

4.3 手機及三用槍的回吸

口腔是人體的四大菌庫之一，健康人的口腔有600多種不同的細菌、病毒和真菌等微生物物種。此外，口腔疾病又常常存在牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、變形鏈球菌、葡萄球菌等常見條件致病菌。由于高速手機及三用槍在停止工作的瞬間產生的虹吸作用，可以將幾乎每毫升超過54 000個微生物的口腔液體吸入DUWLs中，進一步促成生物膜的形成，威脅患者和醫務人員的健康，尤其是老人及免疫力低下人群。目前，臨床上廣泛使用的防回吸裝置也存在問題，意大利學者對54臺不同廠家的口腔綜合治療臺進行調查，發現有74%的防回吸裝置失效[39]。紀學悅等[40]調查天津市10個區(縣)30所醫療機構中58臺DUWLs回吸量，結果顯示DCU防回吸裝置失效率為51.72%。三用槍不帶返流閥門且臨床往往忽略了三用氣槍的有效消毒滅菌，致使其細菌污染嚴重[41]。提示即使運用防回吸裝置，但如果沒有進行定期檢查與維修，消毒滅菌不完善，都不能有效減少DUWLs的污染。為了盡量減少反吸收裝置失效的潛在影響，目前CDC發布的《牙科診所感染控制指南》建議每次開始治療前DCU手機應至少在20～30 s后排出水和空氣[42]。連接到口腔綜合治療臺的所有牙科手機應在每位患者使用后通過高壓滅菌進行清潔、潤滑和消毒。

5 DUWLs污染控制方法

DUWLs污染控制方法目前主要包括物理措施和化學消毒兩種方法。物理措施主要采取每日開診前及診療間進行水路沖洗，所有診療結束后排空水路干燥過夜；在DUWLs牙科器械連接處或供水端安裝過濾裝置；口腔綜合治療臺系統使用抗回吸裝置；改善DCU管道材質，如使用聚偏氟乙烯(PVDF)材料。有研究[43]表明，使用PVDF涂層管與傳統DUWLs管道材質相比，可在一定程度上抑制了DUWL中細菌的附著，中斷生物膜形成過程，能有效抑制生物膜的形成。物理措施雖然能在一定程度上改善DUWLs的水質，但對已形成的生物膜并沒有效果。因此，單純依靠物理措施并不能解決DUWLs的污染問題。使用化學消毒劑、殺菌劑或清潔劑間歇性定期或持續性對水路進行消毒是控制DUWLs生物膜的常見方法。

常見的消毒劑主要有含氯消毒劑、過氧化氫、過氧化氫銀離子、酸性氧化電位水等，此外，草本植物及復合型化學消毒劑對DUWLs也有一定的消毒效果。這些化學消毒劑對DUWLs都具有良好的消毒效果，但同時也存在著一定的弊端。如含氯消毒劑消毒后可能殘留少量于水管內壁的生物膜基質，治療時隨水霧噴出進入患者口腔而影響樹脂材料對牙本質，牙釉質的黏結作用[44]。也可能通過水霧擴散至空氣中對人體造成危害，給患者和醫務人員帶來消毒劑暴露的風險，并加重對環境的污染。過氧化氫與酸性氧化電位水消毒效果好但穩定性差，抑菌時間短，若想維持抑菌效果，應長期使用[45-47]。且酸性氧化電位水與過氧化氫銀離子可能會腐蝕DCU的金屬部件，降低設備的使用壽命[48-49]。因此，在對DUWLs消毒應做到長期規律、定期規范的進行消毒。

盡管已經提出了許多減少DUWLs污染的方法，但是尋求一種安全、有效、環保的消毒方法仍是當前的熱點問題。納米銀作為一種新型抗菌材料已經應用于DUWLs消毒。在國外，納米銀消毒液已被確立為有益的消毒劑普遍用于DUWLs的消毒，以預防或減少DUWLs生物膜的生長[50]。Milliken Chemical公司將AlphaSan(納米銀抗菌材料)與聚氯乙烯(PVC)顆粒或聚氨酯(PUR)顆粒分別共混制備聚氯乙烯(PVC)管和聚氨酯(PUR)管用于口腔綜合治療臺的供水管路的研究及應用，結果顯示AlphaSan可均勻分布在PVC和PUR化合物中，并可在14 d有效阻止銅綠假單胞菌的定植[51]。還有研究者[23]使用碘化樹脂過濾芯對DUWLs消毒，通過緩釋液的碘單質和聚碘樹脂與細菌的接觸兩種方式來殺菌結果表明水路中的生物膜被破壞，水路中的細菌總數<500 CFU·mL-1。而使用微酸性次氯酸水加氣垂脈沖進行消毒，手機連接端水樣和三用槍水樣合格率高達98.33%和100.00%[52]。

目前沒有統一的消毒方式與化學消毒劑，因此，如何選擇化學消毒劑要綜合考慮消毒劑的消毒效果、腐蝕性、以及可操作性。此外采用何種消毒方式，選擇持續性與脈沖式也需要進行考慮[53]。

6 結語

DUWLs污染情況已普遍且嚴重，而我國尚未對DUWL水質標準做出明確規定，國家標準的缺失既不利于口腔綜合治療臺的水質監控，也容易導致口腔診療機構及醫護人員對DUWLs污染的不重視[54]。許多醫院僅用含氯消毒液或自來水簡單沖洗，甚至不做任何處理，致使DUWLs污染得不到有效控制，威脅到患者和醫務人員的健康。因此，相關部門要建立健全相關醫院感染管理制度，加強對口腔科醫護人員的培訓，定期對DUWLs進行消毒與衛生監測。