两种复合型呼吸过滤器在通气模型中的滤菌效应

李 璐，赵砚丽，武 懿

患者行人工通气治疗时，呼吸道失去防御感染的第一道防线，感染率可能因此增加［1］。在呼吸环路内放置呼吸过滤器(breathing filter，BF)可预防患者之间发生交叉感染及医源性感染［2－4］，但是不同的BF的滤菌效果存在争议［5］。在既往的研究中，发现亲水型BF和疏水型BF在模拟临床条件下的滤菌效果不同［6］。而由亲水材料和疏水材料共同构成的复合型BF是否拥有和疏水型BF相同的滤菌效果?本实验在模拟临床条件下，对DAR 352/5805和Vital signs 5708 HEPA两种复合型BF的滤菌效果进行比较，以指导临床应用。

1 材料与方法

1.1 材料与分组 呼吸过滤器DAR 352/5805:Mallinckrodt DAR，Mirandola，意大利;Vital signs 5708 HEPA:卫特新公司，美国。将BF按型号分为两组(每组24个):即 DAR 352/5805组 (D组)，Vital signs 5708 HEPA组 (V组)。

1.2 实验方法

1.2.1 液体渗透试验 每组取6个BF，在BF滤过膜的模拟肺侧加入混合有血浆的0.9%氯化钠溶液，以3 ml为初始剂量，每次增加1 ml，进行液体渗透性测试。参照文献中的方法［6－7］，建立模拟机械通气环路，远端接模拟肺，呼吸过滤器置于呼吸环路与模拟肺间 (见图1)，呼吸环路采用一次性包装无菌材料。

1.2.2 细菌培养 根据两种BF对液体的不同渗透性，建立模拟通气环路，每组行3种方法的测试(n=6)，BF滤过膜的模拟肺侧:Ⅰ加菌液1 ml;Ⅱ加0.9%氯化钠溶液11 ml后再加菌液1 ml;Ⅲ加0.9%氯化钠溶液14 ml后再加菌液1 ml。模拟机械通气前，用20 ml一次性注射器按上述方法加0.9%氯化钠溶液后，用1 ml一次性注射器抽取经0.9%氯化钠溶液稀释的菌液，内含大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，浓度各为1.5×108个/ml麦氏浊度管，各取0.5 ml，菌种由河北省人民医院检验科细菌室提供，均匀接种在BF滤过膜的模拟肺侧，呼吸机纯氧模拟机械通气3 h后(潮气量设置为500 ml，气体流量设置为1 L/min)，用无菌0.9%氯化钠溶液浸湿的无菌棉拭子分别在BF滤过膜的模拟肺侧、BF滤过膜的呼吸环路侧、呼吸螺纹管Y型接头内侧2 cm×2 cm范围内反复涂擦5次采样，置于含无菌0.9%氯化钠溶液1 ml试管内迅速送实验室。标本接种于血琼脂平板及伊红美兰琼脂平板并进行分区划线，放入35℃孵育箱内培养16～24 h后，观察菌落生长情况，培养出同种菌落即为阳性。

表1 两组BF在检测方法Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中采样细菌培养情况Table 1 Bacterial culture in two groups of BF with methodsⅠ，Ⅱ，Ⅲ

1.3 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件进行统计学处理，计数资料采用Fisher确切概率法检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 模拟通气环路Figure 1 Simulated ventilation loop

2 结果

2.1 液体渗透试验结果 随测试液的加入，V组测试液不断渗入到亲水性滤过膜部分，加入5 ml时可观察到少量蓄积，加入12 ml时，出现测试液明显蓄积且有少量测试液渗入到其疏水膜部分，但测试液未从膜对侧渗出 (见图2);D组一直表现为测试液不断渗入到亲水性滤过膜中，加至12 ml测试液时，仍未见测试液蓄积，无测试液渗入到疏水膜中或从滤过膜对侧渗出(见图3)。

2.2 细菌培养结果 模拟机械通气后，V组和D组在采样点模拟肺侧细菌培养均为阳性，表明细菌接种成功。在采样点呼吸环路侧和Y型接头内侧，方法Ⅰ中，两组细菌培养均为阴性;方法Ⅱ和Ⅲ中，V组细菌培养均为阳性，D组细菌培养均为阴性，两组比较差异有统计学意义(P＜0.05，见表1)。

3 讨论

在人工通气过程中，呼吸回路内多有冷凝水的生成，可成为微生物传播的媒介。本实验通过液体渗透试验和模拟机械通气3种检测方法对两种复合型BF进行滤菌效果的比较，方法合理可靠。

图2 加入12 ml测试液时，Vital signs 5708 HEPA呼吸过滤器的亲水膜侧出现蓄积(2A)，有少量液体渗入到疏水膜(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)

图3 加入12 ml测试液时，DAR 352/5805呼吸过滤器的亲水膜侧(3A)及疏水膜侧(3B)Figure 3 Hydrophilic membrane side(3A)and hydrophobic membrane side(3B)of DAR 352/5805 breathing filter after adding 12 ml test liquid

呼吸过滤器的液体渗透性不同势必造成其细菌滤过率的不同［8］。本实验中Vital signs 5708 HEPA复合型BF，其亲水性膜部分是以氯化锂为介质的吸湿盐材料，孔径大，结构疏松，液体可以通过;其疏水性膜部分采用高效疏水介质，结合聚丙烯纤维和正负静电荷。在实验中随液体的加入，可见有少量液体渗入到BF的疏水性膜中，但无液体从膜对侧渗出。DAR 352/5805复合型BF，由吸水性湿热交换材料及静电式疏水滤膜构成，其吸水性湿热交换材料呈同心圆状排列，位于BF滤器膜的模拟肺侧;静电式疏水滤膜呈一层膜状位于滤器膜的呼吸环路侧，进行测试时首先表现为吸水性材料对液体的吸收，然后出现液体的蓄积，但因其静电式疏水滤膜有较好的疏水性，所以无可见的液体渗入或渗出BF的疏水膜。

模拟机械通气后，Vital signs 5708 HEPA复合型BF的滤过膜有液体浸润时在通气压力的作用下滤菌作用消失［9］。DAR 352/5805呼吸过滤器在3种检测方法中，均表现为良好的滤菌效果，是因为DAR 352/5805呼吸过滤器的疏水膜部分使用了树脂和陶瓷，疏水性能好且孔径小，两端的压力差＞100cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)才会通过水分［10］。并且在长期人工通气中，DAR 352/5805呼吸过滤器能有效的过滤细菌，减少下呼吸道感染的发生［11］。说明BF的滤菌性能和其疏水性密切相关，疏水性好的BF可有效防止交叉感染和院内感染［12］。

综上所述，复合型呼吸过滤器由于材料的不同其实际的滤菌效果在不同的条件下存在差异，但是疏水性好的复合型呼吸过滤器在滤菌方面不受其滤过膜干湿条件的限制，具有稳定良好的滤菌效应。

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