стандартизация уколов иглами и оценка новых защищающих от вирусов перчаток

Перевод научной статьи "Стандартизация уколов иглами и оценка новых защищающих от вирусов перчаток", опубликованной в Journal of Hospital Infection (2007), оценивает наивысший уровень защиты медицинских работников, подвергающихся опасности заражения при повреждении инфицированным инструментарием. Подробнее

JournaL of Hospital Infection (2007) 66, 339—345
Стандартизация уколов иглами и оценка новых защищающих от вирусов перчаток

R. Krikorian a,* A. Lozach-Perlant a, A. Ferrier-Rembert b,
P. Hoerner a, P. Sonntag C D. Garth b, J.-M. Crance b

a Hutchinson Sante, Liancourt, France
b Centre de Recherches du Service de Sante des Armees (CRSSA) Emile Parde, Unite de Virologie, Grenoble, France
с Hutchinson Research Center, ChcIlette sur Loing, France

Ключевые слова
Несчастные случаи с попаданием крови; Укол иглой; Вирусное заражение; Перчатки; Защита

Резюме. Резиновые хирургические перчатки, надеваемые для предупреждения загрязне-ния жидкостями тела, обеспечивают лишь относительную защиту от заражения при поврежде-нии кожи иглами, лезвиями скальпеля или костными фрагментами. Для определения основных экспериментальных параметров, влияющих на объем крови, попадающей при случайном уколе через полую иглу (наихудший вариант сценария), мы разработали автоматический укалываю-щий прибор. В качестве маркера в желатиновой модели in vitro использовали вирус Herpes sim-plex I типа (HSVI), являющийся моделью вируса с оболочкой. Было показано, что из изученных экспериментальных параметров наибольшее влияние оказывают диаметр иглы и глубина про-кола, в то время как скорость прокалывания, угол прокола и степень растяжения перчатки име-ют меньшее значение. Одна перчатка уменьшает количество попадающей крови на 52% по сравнению с уколом без перчаток; надевание двух перчаток не дает дополнительной защиты от уколов полыми иглами. При стандартизированных условиях проколов хирургические перчатки G-VIR® снижают количество заносимого HSVI на 81% по сравнению с одинарными или двой-ными перчатками из латекса.

Адрес для переписки: Hutchinson Sante, Rue Marret et Paturel, 60140 Liancourt, France.
Tel.: +33 3 44 73 87 00;
Fax: +33 3 44 73 87 09.
E-mail: raffi.krikorian@ms.hutchinson.fr

Медицинские работники озабочены возможностью случайного попадания крови заражен-ных вирусами пациентов. В настоящее время заражение вирусом гепатита В (HBV) может быть предотвращено вакцинацией, в то время как в отношении вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) возможна лишь постэкспозиционная профилактика, а в отношении вируса гепатита С (HCV) эффективные профилактические меры отсутствуют. Среди всех несчастных случаев с попаданием крови, о которых сообщалось в литературе, максимальный риск связан с уколами иглами. Этот риск оценивается в 0,5 – 3% для HCV и в 0,3% для ВИЧ 1,2.
Для предупреждения попадания крови и жидкостей тела рекомендуется защита рук, но вопрос об эффективности в отношении проколов одинарной или даже двойной системы перча-ток часто остается открытым. Резиновые перчатки не защищают от проникновения иглы в ко-жу, и эффективность таких «пассивных» слоев в предупреждении передачи вируса связана с очищением внешней поверхности прокалывающего кожу устройства. Это относится в первую очередь к устройствам с простой геометрией, например, с шовными иглами, но это «вытираю-щее» действие становится неэффективным в случае глубоких проколов полыми иглами или по-вреждений другими острыми предметами вроде лезвий скальпеля, пористых костных фрагмен-тов и т. п. Для обеспечения более высокого уровня защиты были разработаны перчатки G-VIR® с включением капельного слоя жидкого дезинфицирующего средства, заключенного между двумя механическими слоями. При случайном проколе или разрезе высвобождение этой жид-кости в месте повреждения обеспечивает защиту в результате значительного уменьшения коли-чества заносимых вирусов 4,5.
Основным фактором риска является количество инокулируемых вирусов, прямо связанное с вирусной нагрузкой пациента и с объемом случайно внесенной крови 6. Для создания репро-дуцируемого теста, моделирующего несчастный случай с уколом полой иглой при точном кон-троле экспериментальных параметров, мы разработали автоматизированный аппарат для про-колов с возможностью количественного определения in vitro заносимых вирусов. Мы представ-ляем результаты первоначальной серии экспериментов с использованием в качестве «маркера» вируса herpes simplex (HSVI). Цель экспериментов – изучение основных факторов, влияющих на объем заносимой крови (глубины прокола, диаметра иглы, скорости и угла прокалывания, толщины перчаток и степени их растяжения). Определенные в экспериментах «стандартизиро-ванные» условия затем использовали для оценки защитных свойств перчаток G-VIR® в сравне-нии с перчатками других производителей с использованием HSV1 как модели вирусов с обо-лочкой, к которым относятся вирусы ВИЧ и HCV5.

Использовали три типа перчаток: перчатки G-VIR® - синтетические хирургические пер-чатки без талька (фирма Hutchinson Sant, Франция), содержащие жидкий дезинфектант (чет-вертичные соли аммония и хлоргексидин) внутри микроскопических капель, равномерно рас-пределенных в слое толщиной 500 нм, два типа перчаток, предоставленных Hutchinson Sant, сходных с G-VIR®, но без дезинфектанта внутри, и стандартные латексные хирургические пер-чатки (Dermotact®, Wuhrlin Soplamed, Courbevoie, Франция) одинарной (250 нм) или двойной (500 нм) толщин.

Клетки Vero (ECACC N 84113001, ATCC, UK) культивировали на модифицированной по Дюльбекку среде (Sigma, Saint Quentin Fallavier, Франция) с добавлением L-глутамина, анти-биотиков и 10 %-ной фетальной сыворотки теленка (Gibco, Paiseley, Великобритания). Моно-слои клеток выращивали в термостате (37 °С, 5% СО2). При пересевах первичных культур клет-ки отделяли с помощью 0,1%-ного раствора трипсин/ЭДТА. Среду меняли каждые три дня.

Использовали штамм Bey HSV1, культивируемый на клетках Vero. Инфицированные мо-нослои собирали тогда, когда цитопатогенный эффект вируса был выражен у всех клеток. По-сле трех циклов замораживания – оттаивания вирус гомогенизировали и сохраняли до исполь-зования с клеточным детритом в ростовой среде при –74 °С. Инфекционный титр, определяе-мый стандартным методом бляшек, выражали в содержании бляшкообразующих единиц (БОЕ/мл) 7. Во всех экспериментах использовали вирусный раствор с 10 (6) БОЕ/мл, приготав-ливаемый 10-кратным разведением в дефибринированной крови овцы (AES Chemunex, Фран-ция). Титр вируса определяли в начале и в конце экспериментов, и он сохранял стабильность. Один и тот же штамм вируса использовался во всех экспериментах.

Аппарат состоит из пневматического удерживающего иглу устройства и шприца, смонти-рованных на вертикальном направляющем устройстве, позволяющем производить точную ус-тановку глубины укола. Давление воздуха контролируется манометром; скорость укола можно изменять, регулируя воздушный поток.
Из тыльного слоя перчатки вырезали квадраты 8 х 8 см, которые закрепляли на жесткой рамке для контроля растяжения. Угол между иглой и образцом устанавливали в 90° или 45°, располагая образец горизонтально или под углом 45° по отношению к игле. Время пребывания иглы в среде инфектанта было не более 0,5 сек.

Полые иглы (MicroLance, Becton Dickinson, Fraga (Huesca), Испания) и катетеры Jelico, Medex, Haslingden, Великобритания) от 25G до 16G прикрепляли к шприцу вместимостью 1 мл (Terumo Europe, Leuven, Бельгия) погружали на 2 см в вирусную суспензию. Кровь засасывали через иглу в шприц и выливали, оставляя каплю крови на кончике иглы, после чего шприц за-крепляли на аппарате для уколов.
Образцы перчаток прокалывали с заданными скоростью, глубиной и углом, не прилагая силы к поршню шприца. Переносимый объем крови собирали в микропробирку (Eppendorf AG, Hamburg, Германия), заполненную 1,2 мл накопительной среды DMEM. Среда была слегка же-лирована с помощью 4% (по весу) желатина (LPB1 50, Rousselot SAS, Courbevoie, Франция) для ими-тации кожного эффекта и во избежание капиллярного пассивного переноса.
После укола накопительная среда разжижалась при 37°С, после чего ее наносили на сплошной клеточный монослой, культивируемый в 60-мм чашке для культур тканей (Becton Dickinson). После двухчасовой инкубации (37°С, 5% СО2) к культуральной среде добавляли 1% человеческой сыворотки (Sigma) и инкубировали 3 дня, после чего проводили визуальный под-счет бляшек.
Для каждого условия эксперимента проводили по 15 уколов (по одному на микропробир-ку), используя для каждого укола новую иглу.

С целью установления соответствия количества бляшек и переносимого объема была по-строена калибровочная кривая, учитывающая клеточную реакцию в присутствии желатина и крови.
1 мкл желированной накопительной среды, содержащей 0,2 мкл вирусной суспензии в крови наносили на клеточный монослой для подсчета бляшек в ряду разведений от исходной вирусной суспензии в крови (титры от 105 до 5 х 106 БОЕ/мл). Затем число бляшек регистриро-валось и сопоставлялось с количеством внесенных вирусов.

Для каждого исследуемого параметра проводилось по три раздельных эксперимента. Средние значения по 45 полученным данным обрабатывали и выражали в 99,5%-ном довери-тельном интервале с использованием t-критерия Стьюдента. Для определения оказывающих значительное влияние на объем крови параметров различия средних оценивали с помощью про-граммы анализа вариабельности ANOVA с использованием Statgraphics Plus (v5.1, Manugistics, Inc., Rockville, США). Уровень достоверности приняли P< 0.05. Если результаты представляли особый интерес, применялся регрессионный анализ.

Сначала для определения влияния основных механических параметров на объем вносимой крови проводили эксперименты с применением широко распространенных инъекционных игл 22G. Если нет особых указаний, уколы проводили через одинарный слой перчатки.
Калибровочная кривая. Линейный регрессионный анализ связи числа бляшек с количест-вом внесенных вирусов показывает хорошее совпадение с графиком уравнения y=0,78x+20,6 (данные не показаны, R2=0.96, P= 0.022). Поскольку все уколы проводили с одним и тем же штаммом вируса, эта калибровочная кривая использовалась во всех экспериментах для опреде-ления объема крови как функции титра вирусной суспензии и подсчитанного числа бляшек.
Глубина укола (рис. 1а). Вносимый объем крови существенно увеличивается с увеличени-ем глубины прокола (Р < 0,001): от 0,07± 0,02 мкл (при глубине 3 мм) до 0,24 ± 0,04 мкл (при глубине15 мм ). В данных пределах изменение объема было линейным (R2 = 0.97, P= 0.0022). Глубина 6 мм рассматривалась как характерная для повреждений при глубоком уколе и была определена как стандартная.
Размер иглы (рис. 1b). Объем вносимой крови возрастает с увеличением наружного диа-метра и диаметра канала иглы (Р < 0,001), варьируя от 0,048 ± 0,01 мкл (25G) до 0,47±0,07мкл (16G ). Результаты соответствуют уравнению с квадратичным членом (R2=0,97, P=0,0027). Как стандарт были определены размеры иглы 22 G.
Скорость прокола. Не выявлено различий (Р = 0,12) в объеме вносимой крови при скоро-сти прокола 15 см/с (0,12±0,03мкл) и 50 см/с (0,14±0,04 мкл). В качестве стандарта была опре-делена скорость 15 см/с, что соответствует обычному движению рук.
Угол прокола. При проколах открытая часть верхушки иглы была повернута вбок. Объем вносимой крови оставался неизменным (P= 0,143) при введении иглы под 90° (0,15 ±0,03 мкл) или под 45° (0,17 ± 0,04 мкл). Это может показаться удивительным, поскольку игла не обладает осевой симметрией, но были изучены лишь две возможные конфигурации игл. Поскольку мы не выявили различий, стандартом был выбран угол прокола 90°.
Растяжение перчатки. Очистка внешней поверхности иглы может зависеть от растяже-ния перчатки, но в пределах планарного растяжения от 0 до 20% растяжение не оказало досто-верного влияния на объем вносимой крови (0,14 ± 0,03 мкл без растяжения, 0,14±0,04 мкл при 20 %-ном растяжении; P=0.51). Чтобы не выходить за пределы ожидаемых при использовании перчаток условий, проколы проводили на перчатках, растянутых на 10 %.
При определенных выше стандартных условиях для имитации повреждения в результате прокола – скорость прокола 15 см/с, угол прокола 90°, глубина прокола 6 мм, диаметр иглы 22 G, растяжение перчатки 10% – укол через одинарную резиновую перчатку с HSV1 в титре 1,3 x 10(6) БОЕ/мл приводит к попаданию в накопительную среду объема крови 0,14 ± 0,03 мкл (142 ± 27 БОЕ).
Роль перчаток. В стандартных условиях при отсутствии перчаток объем вносимой крови составлял 0,25 ± 0,03 мкл; одинарные хирургические
резиновые перчатки уменьшали этот объем на 52% - до 0,12 ±0,03 мкл (P < 0,001). Однако удвоение толщины механического барьера накладыванием двух стандартных перчаток (что имитирует рекомендуемую практику надевания двух пар перчаток) не приводит к дальнейшему уменьшению количества вносимой крови (0,12 ±0,03 мкл, P=0,93). Таким образом, механиче-ское вытирание иглы, по-видимому, достигает своего максимума при использовании одной перчатки. Очевидно, что на внутренний объем иглы это вытирание не влияет, поскольку коли-чество вносимой крови остается одинаковым при использовании одинарных или двойных пер-чаток. Подобные же результаты были получены со сплошной перчаткой, толщина которой была вдвое больше обычной ((0,12 ± 0.03 мкл). Поэтому в дальнейших экспериментах с перчатками G-VIR® для сравнения применяли одинарную резиновую перчатку.

Защитное действие G-VIR® на вносимую вирусную нагрузку при повреждениях иглой

При титре вируса HSV1 после прокола 1,2 x 10(6) БОЕ/мл перчатки G-VIR® снижают ко-личество вносимого вируса на 81% - от 122 ± 23 БОЕ с референтными перчатками и перчатками двойной толщины до 19 ± 6 БОЕ (P < 0.001). Это различие может быть связано только с виро-цидным действием дезинфицирующего вещества в G-VIR. Это действие достигается за корот-кое время контакта вирусов с дезинфектантом. Дополнительные эксперименты с изменением времени этого контакта от 30 сек (минимальное время, необходимое для разжижения желати-ны) и до 10 мин не выявило каких-либо различий (P=0,127) в результатах подсчета вирусов. Это доказывает, что активность дезинфектанта быстро утрачивается в результате массивного разве-дения (в 10(6) раз по данным капиллярного электрофореза) при вхождении иглы в накопитель-ную среду.
При проведении экспериментов при 22 или 37 °С показано, что температура не влияет на их результаты ни при использовании латексных перчаток (126±l2 БОЕ при 22°C, 118±l2 БОЕ при 37°C; P= 0.056), ни при использовании перчаток G-VIR® (23 ± 6 БОЕ при 22°C, 24±6 БОЕ при 37°C; P=0,142).
Оценивали защитное действие и как функцию диаметра иглы (рис. 2). В изученных преде-лах перчатки G-VIR® приводят к значительному снижению (от 74 % для 16G до 92 % для 25G) количества вносимых вирусов по сравнению с одной латексной перчаткой (Р < 0,001 для всех размеров игл).

Впервые описано использование автоматического прибора для изучения влияния механи-ческих параметров прокола и перчаток на объем крови, вносимой при моделируемом случай-ном уколе полой иглой.
Использование автоматического прибора обеспечивает хорошую воспроизводимость и возможность контролировать параметры экспериментальных уколов. Более того, наша модель была дополнена
применением желированной накопительной среды для возможно более точной имитации влияния кожи. Использование среды с желатиной обладает преимуществами по сравнению со сходной с кожей коллагеновой вязко-эластичной структурой и позволяет избежать неясности в отношении объема крови, связанной с капиллярными явлениями в жидкости или абсорбирую-щей среде 8.
Мы обнаружили, что при использовании стандартных резиновых перчаток количество вносимой крови прямо связано с внутренним диаметром канала иглы и с глубиной ее проник-новения. Скорость проникновения, угол прокола и растяжение перчатки оказывают малое влияние. При наших определенных стандартных условиях количество крови, проходящей через одну резиновую перчатку, было 0,14 ± 0,03 мкл. По некоторым литературным данным, объем крови при одном и том же размере иглы (22G, или 0,7 мм) составляет от 0,06 до 1,4 мкл.3’9 Та-кой широкий разброс результатов может быть следствием различия моделей и применявшихся экспериментальных методик. Однако более важно то, что предыдущие результаты были связа-ны со значительной вариабельностью результатов экспериментов, возможно, обусловленной проведением проколов вручную.
Мы показали, что одинарная латексная перчатка уменьшает объем крови, вносимой при проколе полой иглой, на 50 % по сравнению с проколом незащищенной руки. Хотя ношение двойных перчаток в некоторых случаях может оказаться полезным, при глубоких проколах по-лой иглой не отмечается уменьшения объема вносимой крови ни при использовании двух слоев перчатки, ни перчатки удвоенной толщины10. Эти результаты показывают, что «вытирание» ма-териалом перчатки наружной поверхности иглы оказывается максимальным уже при использо-вании одинарного слоя перчатки 3. Остающаяся внутри полой части иглы загрязненная жид-кость вряд ли может быть удалена в результате простого механического действия, и поэтому объем крови, проходящей через перчатку, прямо связано с внутренним объемом полой иглы.
Это соответствует полученной нами линейной зависимости объема вносимой крови от глубины прокола и зависимости объема вносимой крови от квадрата внутреннего диаметра. Считая, что внутренняя полость иглы представляет собой цилиндр, ее объем находится в ли-нейной зависимости от высоты цилиндра и площади поверхности его основания.
Важно отметить, что «вытирающий эффект» объекта представляет результат механиче-ского сжатия, на который влияют вязкоэластичные свойства материала, механизм разрушения и геометрия прокалывающего устройства. Если шовные иглы могут быть частично очищены оди-нарной или, лучше, двойной перчаткой, другие острые предметы (лезвия скальпелей, костные фрагменты и т. п.) с более сложной геометрией не подвергаются такой механической очистке из-за наличия скрытых, иногда пористых, мало доступных участков поверхности. В результате этого применение полой иглы может рассматриваться релевантной моделью (наихудший вари-ант сценария) для имитации вызываемого такими предметами повреждения.
Применяя нашу модель, мы оценили защиту, предоставляемую перчатками G-VIR®, с ис-пользованием HSV1 в качестве модели вирусов с оболочкой в концентрации, соответствующей большинству титров крови, встречающихся в клинической практике 11,12. В соответствии с пре-дыдущими результатами мы подтвердили, что перчатки VIR® значительно снижают количество заносимых вирусов по сравнению со стандартными перчатками той же толщины – от 74% до 92% в зависимости от размеров канала иглы 5.
Эти результаты были получены с использованием крови, но следует учитывать и взаимо-действие белков и четвертичных солей аммония, вследствие которого снижается активность дезинфектанта 13. Поскольку объем накопительной среды в микропробирке приводит к быстро-му и интенсивному разведению дезинфицирующего вещества, измеряемый биологический эф-фект является результатом кратковременного контакта вируса с дезинфицирующим веществом в игле. Эта быстрая активность соответствует полученным in vivo результатам 5. На эту актив-ность не влияет температура в изученных пределах (22 – 37 °С).
Эффективность сохраняется даже при повреждении перчаток толстыми иглами. Это ока-зывается прямым следствием механизма действия, при котором количество выделяемого де-зинфицирующего вещества увеличивается с увеличением размеров прокалывающего средства 4.
Мы уже сообщали раньше, что перчатки G-VIR® обладают одинаковой эффективностью в отношении HSV1, вируса кошачьего иммунодефицита (FIV) и вирусной диареи крупного рога-того скота (BVDV), если эти вирусы используются в качестве замены HIV и ВИЧ при одинако-вых условиях как in vitro and in vivo5. Сейчас принято считать, что, учитывая небольшие объе-мы крови, попадающей при случайных уколах, существенное уменьшение количества переда-ваемых вирусов приводит к значительному снижению риска заражения. При этих условиях пер-чатки G-VIR® в настоящее время дают наивысший уровень защиты медицинских работников, подвергающихся опасности повреждения острыми предметами с попаданием крови зараженных вирусами пациентов.
Внедрение в практику этих новых перчаток можно считать результатом глобальной оцен-ки рисков, учитывающей не только частоту и серьезность несчастных случаев, но и доступ-ность медицинских средств и расходы для специфических связанных с риском ситуаций.

"Стандартизация уколов иглами и оценка новых защищающих от вирусов перчаток"

Раздел "Общая хирургия"

Раздел
"Общая хирургия"