口腔综合治疗台水路污染控制的研究进展

袁少艳，占莉琳

(1.南昌大学a.护理学院; b.附属口腔医院； 2.江西省口腔生物医学重点实验室，南昌 330006)

口腔综合治疗台水路(dental unit waterlines，DUWLs)因管路复杂、细长狭窄、难拆洗、水在管内停滞时间长，以及三用枪、牙科手机在停止工作的瞬间产生虹吸、回吸细菌等原因，引起DUWLs内细菌繁殖[1-6]，已成为当前口腔诊疗中交叉感染控制的难题。大量研究[7-8]证明，水路中含有铜绿假单胞菌、嗜肺军团菌、非结核分枝杆菌等多种条件致病菌。这些细菌可通过水流进入患者口中，也可形成气溶胶进入患者和医务人员的呼吸道，显著增加口腔科患者、医务人员发生医源性感染的风险。因此，DUWLs的污染控制对保护患者和医务人员的安全具有重要意义。本文就DUWLs污染现状、微生物污染、污染原因以及控制方法进行分析，以期为控制DUWLs污染，寻找新的、安全有效的消毒方法提供参考。

1 DUWLs污染现状

1.1 水路污染

DUWLs污染是指DUWLs管道内微生物污染，其污染现象已十分普遍且严重。MONTAGNA等[9]评估意大利6个城市的公共门诊诊所收集的138个牙科单位军团菌属的发生率，结果发现33.3%的军团菌属存在于牙科用水中，在23.9%的水样中发现了嗜肺军团菌。WALKER等[10]则在英国西南部55个牙科诊所进行调查，结果显示其菌落总数分布范围为500～105CFU·mL-1，在部分水样中检测出嗜肺军团菌、分枝杆菌、假丝酵母属和假单胞菌属。该研究团队在2004年对欧洲7个国家的237台DUWLs系统进行微生物分析，发现微生物数量超过104～105CFU·mL-1，同样在少数水样中发现嗜肺军团菌、分歧杆菌属[11]。中国DUWLs污染状况也是不容小觑，2007—2012年刘雷等[12]对山东省4个地级市13所医院的DUWLs进行监测，发现DUWLs细菌污染严重，平均菌落总数为(595±65 904)CFU·mL-1，最大值达8×105CFU·mL-1。而苏静等[13]采集北京市60所三级综合医院口腔科DUWLs手机水样120份，洁牙机水样118份，研究显示，手机水样和洁牙机水样细菌总数范围分别在(0～1.61)×105CFU·mL-1和(0～1.56)×105CFU·mL-1，且都主要集中在102～104CFU·mL-1之间，以国内饮用水合格标准菌落总数<100 CFU·mL-1为参照，合格率仅为15.00%和18.00%。这说明DUWLs有着高水平的微生物污染。

1.2 空气污染

在口腔诊疗中，高速旋转设备和超生设备的使用产生大量的生物性气溶胶，气溶胶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]。气溶胶是指悬浮在空气中液体或固体颗粒，通过空气传播的微生物气溶胶直径为1～5 μm，可在空中传播数小时，污染范围可达1 m，并且能够深入肺泡，增加医务人员和患者的感染风险[16-17]。PASQUARELLA等[18]对意大利的10个牙科诊所进行了微生物环境调查，发现在口腔治疗期间微生物空气污染最高，而在工作活动结束时显着下降，且诊室内物体表面微生物的堆积随着工作时间的增加而增加。口腔科医务工作者长期暴露在微生物气溶胶下，会导致自身微生物抗体发生变化，有研究[19]对临床经验超过2年的270名牙科工作人员进行军团菌特异性IgG和IgM抗体检测，结果显示，23%为嗜肺军团菌IgG抗体阳性，19%为嗜肺军团菌IgM抗体阳性，而普通大众IgG抗体阳性水平为8%。虽然关于暴露于DUWLs产生的气溶胶而发生感染和呼吸道症状的文献报道很少，但通过气溶胶而导致感染的风险还是存在的[20]。

2 DUWLs水质要求

目前，我国尚无DUWLs的水质标准，相关的标准国内外也并未统一。一般认为，口腔科日常治疗用水应达到饮用水标准。欧洲、日本以及我国的饮用水标准均为细菌菌落总数≤100 CFU·mL-1，美国则为≤500 CFU·mL-1，并不得检测出大肠埃希菌。关于DUWLs的出水口细菌菌落总数，美国疾病预防控制中心(CDC)和美国牙科协会(ADA)推荐水中需氧异养菌总数≤500C FU·mL-1，其中CDC指出对于外科用水应使用灭菌水[21-22]；2015年澳大利亚牙科协会推荐非牙科手术用水应≤500 CFU·mL-1，并且提出对于免疫力低下的患者应低于200 CFU·mL-1[23]。

3 DUWLs的微生物污染

DUWLs中发现的大多数微生物物种是具有极低致病性的革兰阴性菌，也可能存在酵母菌，真菌和变形虫。在DUWLs检测到的常见条件致病菌主要有假单胞菌、嗜肺军团菌以及非结核分枝杆菌。铜绿假单胞菌和是嗜肺军团菌是DUWLs中常见的条件致病菌，铜绿假单胞菌，可以在低营养环境中存活和生长，可引起伤口感染、肺部感染、烧伤感染、泌尿道感染等。1987年，MARTIN[24]报道2名肿瘤患者铜绿假单胞菌菌株引起的脓肿与接触受污染的DUWLs输出水有关。嗜肺军团菌可引起军团菌肺炎和庞蒂亚克热(非肺炎军团病)。ATLAS等[25]报道，加利福尼亚州一名牙医死于军团菌肺炎，可能是与暴露于含有军团菌的气溶胶中有关。2012年，一位无基础性疾病的82岁女性在牙科治疗后因发生血清I型嗜肺军团菌感染，最终因军团菌肺炎发生感染性休克而死亡。在该患者接受牙科治疗的高速涡轮机出水口检出了与患者呼吸道分泌物中DNA基因组一致的血清型嗜肺军团菌[26]。此外，有研究[27]表明，DUWLs中还存在着原虫和阿米巴。BARBEAU[28]报道，一名加拿大女性患者在牙科治疗过程中不慎将高速手机中的水误入眼睛，DUWLs中含有的原虫引发了眼部感染。这提醒牙科医务工作者让患者在治疗期间佩戴安全眼镜的重要性，究其根本，牙科治疗场所应确保优质的DUWLs输出水。

DUWLs脱落的生物膜是细菌内毒素的有效来源，内毒素由死亡的革兰阴性菌细胞壁释放的脂多糖组成，DUWL输出水中每毫升含有高达100 000个内毒素单位[29-30]，DUWLs产生的气溶胶也含有较高的内毒素[30]。PUTNINS等[29]报道DUWLs内毒素水平范围在500～2560 EU·mL-1。无菌冲洗用水(如血液透析用水)内毒素含量规定不能超过0.25 EU·mL-1。内毒素可使免疫力低下的患者和医务人员发生局部炎症，发热甚至休克。还可促进牙周组织中促炎细胞因子的释放，影响组织愈合[28]。

4 DUWLs污染的主要原因

4.1 供水水源污染

口腔综合治疗台产生的水和气溶胶会威胁患者和口腔科医务人员身体健康，因此口腔综合治疗台供水水源质量是控制DUWLs污染的重要因素。目前，DUWLs供水主要有3种方式：1)市政水直接供给自来水，供水系统本身就含有许多的微生物，在水流通过管道后，细菌可以定值黏附于管道内壁。DUWLs生物膜中的微生物主要来自管道流入的自来水。新的DUWLs连接到自来水供应系统，即使未进行治疗，8 h内也会形成生物膜[31]。2)医疗机构水处理后集中供水，若疏于管理和检测，源头处的细小污染会导致整个DUWLs的污染[32]。3)独立储水罐供水，该系统主要用水为无菌水、蒸馏水、去离子水，能为口腔诊疗提供良好的水质，目前，独立供水系统比较常见。但在实际操作过程中，很容易被医务人员的手污染，或因更换清洗不及时，导致细菌繁殖，形成生物膜[33]。研究发现使用无菌水、蒸馏水的DUWLs的菌数均高于其他供水系统。这说明使用独立供水系统管理不当容易造成二次污染[34-35]。为避免此问题，应对储水瓶进行定期清洁与消毒灭菌。

4.2 水线细长狭窄

DUWL的微生物污染大部分来自DCU供水，通常含有相对较少量的微生物[36]，DUWLs管道细长狭窄，由直径约2 mm或1/16英寸、长度约6 m的聚氨酯或聚氯乙烯(PVC)管道组成[37]，DUWLs中的水流呈层流状态，水路中央的流速最快，冲洗时其流速约为60～100 mL·min-1，但在靠近管壁处为水动力边界层，其流速几乎为零。DCU中的微生物，尤其是细菌，在进入水动力边界层时，通过范德华力和细胞的附着和粘附机制附着到管壁上，随着时间的推移，细菌相互聚集，形成了由含有单个细胞和小菌落的多糖基质组成的生物膜。再加上DUWLs中频繁的水停滞，进一步促进了生物膜的生长[36]。生物膜一旦形成，其固着细胞分泌出具有高粘弹性的多糖-蛋白复合物在细长狭窄的水路管道中，变得非常坚固难以去除，且具有抵御干燥和自我保护的能力，这使得微生物生长繁殖变得更加容易[38]。

4.3 手机及三用枪的回吸

口腔是人体的四大菌库之一，健康人的口腔有600多种不同的细菌、病毒和真菌等微生物物种。此外，口腔疾病又常常存在牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌、变形链球菌、葡萄球菌等常见条件致病菌。由于高速手机及三用枪在停止工作的瞬间产生的虹吸作用，可以将几乎每毫升超过54 000个微生物的口腔液体吸入DUWLs中，进一步促成生物膜的形成，威胁患者和医务人员的健康，尤其是老人及免疫力低下人群。目前，临床上广泛使用的防回吸装置也存在问题，意大利学者对54台不同厂家的口腔综合治疗台进行调查，发现有74%的防回吸装置失效[39]。纪学悦等[40]调查天津市10个区(县)30所医疗机构中58台DUWLs回吸量，结果显示DCU防回吸装置失效率为51.72%。三用枪不带返流阀门且临床往往忽略了三用气枪的有效消毒灭菌，致使其细菌污染严重[41]。提示即使运用防回吸装置，但如果没有进行定期检查与维修，消毒灭菌不完善，都不能有效减少DUWLs的污染。为了尽量减少反吸收装置失效的潜在影响，目前CDC发布的《牙科诊所感染控制指南》建议每次开始治疗前DCU手机应至少在20～30 s后排出水和空气[42]。连接到口腔综合治疗台的所有牙科手机应在每位患者使用后通过高压灭菌进行清洁、润滑和消毒。

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学消毒两种方法。物理措施主要采取每日开诊前及诊疗间进行水路冲洗，所有诊疗结束后排空水路干燥过夜；在DUWLs牙科器械连接处或供水端安装过滤装置；口腔综合治疗台系统使用抗回吸装置；改善DCU管道材质，如使用聚偏氟乙烯(PVDF)材料。有研究[43]表明，使用PVDF涂层管与传统DUWLs管道材质相比，可在一定程度上抑制了DUWL中细菌的附着，中断生物膜形成过程，能有效抑制生物膜的形成。物理措施虽然能在一定程度上改善DUWLs的水质，但对已形成的生物膜并没有效果。因此，单纯依靠物理措施并不能解决DUWLs的污染问题。使用化学消毒剂、杀菌剂或清洁剂间歇性定期或持续性对水路进行消毒是控制DUWLs生物膜的常见方法。

常见的消毒剂主要有含氯消毒剂、过氧化氢、过氧化氢银离子、酸性氧化电位水等，此外，草本植物及复合型化学消毒剂对DUWLs也有一定的消毒效果。这些化学消毒剂对DUWLs都具有良好的消毒效果，但同时也存在着一定的弊端。如含氯消毒剂消毒后可能残留少量于水管内壁的生物膜基质，治疗时随水雾喷出进入患者口腔而影响树脂材料对牙本质，牙釉质的黏结作用[44]。也可能通过水雾扩散至空气中对人体造成危害，给患者和医务人员带来消毒剂暴露的风险，并加重对环境的污染。过氧化氢与酸性氧化电位水消毒效果好但稳定性差，抑菌时间短，若想维持抑菌效果，应长期使用[45-47]。且酸性氧化电位水与过氧化氢银离子可能会腐蚀DCU的金属部件，降低设备的使用寿命[48-49]。因此，在对DUWLs消毒应做到长期规律、定期规范的进行消毒。

尽管已经提出了许多减少DUWLs污染的方法，但是寻求一种安全、有效、环保的消毒方法仍是当前的热点问题。纳米银作为一种新型抗菌材料已经应用于DUWLs消毒。在国外，纳米银消毒液已被确立为有益的消毒剂普遍用于DUWLs的消毒，以预防或减少DUWLs生物膜的生长[50]。Milliken Chemical公司将AlphaSan(纳米银抗菌材料)与聚氯乙烯(PVC)颗粒或聚氨酯(PUR)颗粒分别共混制备聚氯乙烯(PVC)管和聚氨酯(PUR)管用于口腔综合治疗台的供水管路的研究及应用，结果显示AlphaSan可均匀分布在PVC和PUR化合物中，并可在14 d有效阻止铜绿假单胞菌的定植[51]。还有研究者[23]使用碘化树脂过滤芯对DUWLs消毒，通过缓释液的碘单质和聚碘树脂与细菌的接触两种方式来杀菌结果表明水路中的生物膜被破坏，水路中的细菌总数<500 CFU·mL-1。而使用微酸性次氯酸水加气垂脉冲进行消毒，手机连接端水样和三用枪水样合格率高达98.33%和100.00%[52]。

目前没有统一的消毒方式与化学消毒剂，因此，如何选择化学消毒剂要综合考虑消毒剂的消毒效果、腐蚀性、以及可操作性。此外采用何种消毒方式，选择持续性与脉冲式也需要进行考虑[53]。

6 结语

DUWLs污染情况已普遍且严重，而我国尚未对DUWL水质标准做出明确规定，国家标准的缺失既不利于口腔综合治疗台的水质监控，也容易导致口腔诊疗机构及医护人员对DUWLs污染的不重视[54]。许多医院仅用含氯消毒液或自来水简单冲洗，甚至不做任何处理，致使DUWLs污染得不到有效控制，威胁到患者和医务人员的健康。因此，相关部门要建立健全相关医院感染管理制度，加强对口腔科医护人员的培训，定期对DUWLs进行消毒与卫生监测。