微酸性电解水用于口腔综合治疗台水路消毒的研究*

冯 岩 刘 芳 蔡成雄 宋伟星 王景博 栗洪师

口腔综合治疗台水路(dental unit waterlines，DUWLs)是顺利完成口腔治疗的主要载体——口腔综合治疗台(dental chair unit，DCU)所集成的水、电、气等复杂的装置系统中重要的配套装置由系列相互关联的细孔管道构成，能够为牙科手机、三用枪、超声波洁牙机、漱口水等提供符合治疗标准的用水。DUWLs 污染问题是我国口腔诊区普遍存在的问题，特别会影响免疫力低下或免疫力缺陷的人群。近期研究证实，DUWLs 存在严重的微生物污染，如铜绿假单胞菌、嗜肺军团菌、白假丝酵母菌等。这些病原微生物可随口腔科专用手机头转动喷出的水雾或三用枪用水、漱口水等进入患者口中，或形成气溶胶进入空气环境，可引起院内交叉感染[1-3]。另有研究表明，相比物理过滤清洗，使用化学方法对水路进行连续消毒处理更能有效消毒菌斑和生物膜，可更好控制DUWLs 微生物污染[4]。微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed oxidizing water，SAEOW)是在酸性氧化电位水基础上开发的一种新型的消毒剂，有高效广谱的杀菌效果，且物理、化学性质稳定[5]。本研究通过独立供水系统，将含不同浓度有效氯的SAEOW 应用入组DCU 的DUWLs 消毒，拟获取DUWLs 细菌感染有效的化学消毒方案。

1.材料与方法

1.1 仪器使用 SAEOW 生成器(HD-240L，水神次氯酸发生器，上海普旺贸易有限公司)，参数指标：pH 值：5.0～6.5，有效氯浓度包含：10mg/ L，20mg/ L，40mg/ L，SAEOW 生成器一次生成入组32 台DCU15 d 的上述有效氯浓度SAEOW 用量，通过有效氯浓度PH 试纸法检测浓度SAEOW合格后灌装遮光密封保存；DCU(安福士口腔综合治疗台，A6，意大利)；营养琼脂培养基(郑州博赛生物技术股份有限公司)；恒温培养箱(1915G 793L，SHELLAB 公司，美国)；一次性无菌吸管(15m1/ 支，河北康宁)；旋涡混合器(北京北方同正生物技术发展公司)。

1.2 采集水样时机和方法 2019 年6月～7月期间，选择我中心口腔科32 台使用独立储水罐容器供水的DCU 的DUWLs，首先，采集32 台DCU高速手机和三用枪水样行细菌培养、菌落计数；其次，采用随机数法将32 台DCU 分组，对照组(n=8)和实验组(n=8)。对照组选用无菌蒸馏水(distilled water，DW)连续15d 供水DUWLs，实验1，2，3 组分别用有效氯含量10mg/ L，20mg/ L，40mg/ L 的SAEOW 独立连续7d 供水DUWLs，实验第1 天，采集每台DCU 高速手机和三用枪出水口水样，4h 内送检完成细菌培养48h 后菌落计数，1 次/ d，连续7 次。实验第8 天，实验组改用DW 连续供水DUWLS 7d，自更换DW 后24h 始采集DCU 高速手机和三用枪出水口水样，送实验室细菌培养48h 后菌落计数，1 次/ d，连续7d。

1.3 菌培养检测方法 采用2002 年版《消毒技术规范》中的倾注法，接种于普通营养琼脂平板，进行细菌学鉴定。具体操作流程如下：在室温(20±2)℃的实验室环境下。在无菌试管内加入5ml采集水样。再加入300μl 0.5%硫代硫酸钠，即刻混匀，中和作用10min，经充分振荡后取0.5ml加入营养琼脂平板，用无菌接种环涂匀，室温放置10min，在需氧环境下37℃温箱中培养48h，进行细菌菌落计数。菌落总计数(CFU/ ml)=菌落计数×稀释倍计数。

1.4 水样合格判定标准 依照北京市DB11/ T 1703.2019《口腔综合治疗台水路消毒技术规范》中生用水规定指导水细菌总计数不超过100CFU/ ml为判定DUWLS 标准水质合格标准。

1.5 统计处理 计数据统计采用Graphpad Prism 5.01 软件进行统计处理，计量资料作方差齐性检验，组间比较用单因素方差分析，组内比较用配对t 检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2.结果

2.1 SAEOW 消毒DUWLs 前和消毒后1～7d高速手机和三用枪水样平均菌落计数(CFU/ ml，D)：

入组32 台DCU 的实验前DUWLs 高速手机和三用枪水样基础菌落计数比较，总差异无统计学意义(F=1.738，P＞0.05；F=1.585，P＞0.05，表1)。消毒后1d，高速手机和三用枪水样菌落计数均明显高于合格水质标准上限值(100CFU/ ml)，组间差异均有显著统计学意义(F=284.4，P＜0.001；F=556.1，P＜0.001)；实验1 组与2、3 组比较，差异均有统计学意义(P＜0.01，图1)，但实验2，3 组比较差异无统计学意义(P＞0.05，图1)。消毒后2d，实验1、2、3 组的高速手机和三用枪水样菌落计数和消毒后1d 比较，有显著下降(P＜0.01，图2)，实验3 组高速手机和三用枪水样菌落计数均明显低于100CFU/ ml(P＜0.01)；实验1 组和实验2，3 组高速手机和三用枪水样平均菌落计数的比较均有显著差异(P＜0.01，图2)，但是实验2，3组组间比较，高速手机和三用枪水样菌落计数均无明显差异(P＞0.05，图2)。SAEOW 消毒后3d，实验1 组的高速手机和三用枪水样菌落计数均远低于合格水质标准上限值(P＜0.01)，且实验2，3 组的高速手机和三用枪水样菌落计数为0CFU/ ml。消毒后4～7d，实验1、2、3 组的高速手机和三用枪水样菌落计数为0CFU/ ml。

图1 SAEOW 消毒DUWLs 1d 水样菌落计数比较

2.2 实验组DUWLs 更换为DW 供水后，高速手机和三用枪水样菌落计数(CFU/ ml，D)：

更改后1d，实验1，2，3 组高速手机和三用枪水样菌培养48h 后复现菌落(图3，4)，但每组菌落计数值均显著少于合格水质标准上限值(P＜0.01)，实验1，3 组组间比较均有统计差异(P＜0.05)，DW供水后2d，实验组DUWLs 高速手机和三用枪水样菌落计数开始增多，均明显少于合格水质标准上限值(P＜0.05)，组间比较均有统计学差异(P＜0.05)；DW 供水后3d，实验1，2，3 组菌落平均计数相比较明显增加，且高于合格水质标准上限值(P＜0.05)；4～7d 时间点，实验1，2，3 组均显著大于合格水质标准上限值(P＜0.01)，组间比较均有统计学差异(*P＜0.05，**P＜0.01，图3，4)，更改DW 供水后1～7d，实验1，2，3 组和对照组组间比较，高速手机和三用枪水样菌落计数均有显著统计学差异(##P＜0.01，图3，4)。

表1 入组DCU基础和SAEOW 消毒3d DUWLs 水样菌落计数(D，CFU/ ml)

表1 入组DCU基础和SAEOW 消毒3d DUWLs 水样菌落计数(D，CFU/ ml)

图3 DW 供水DUWLs 后1～7d 高速手机出水样菌落计数比较

图4 DW 供水DUWLs 后1～7d 三用枪出水样菌落计数比较

3.讨论

近年来研究表明，SAEOW 成为人们研究消毒领域的热点[6-8]，其pH 值接近中性，有效氯浓度相对较低，但其杀菌效力很高，且其有效成分随时间的推移损失相对缓慢，有效氯浓度是SAEOW 的因素之一，而有效氯包括C12、HCIO、C1O-等，这三者的杀菌效力不尽相同。并且相同浓度、不同pH 值条件下，SAEOW 会因为C12、HCIO 以及CIO-的存在比率不同，杀菌效力宜发生相对应的变化[9]。

本实验在独立供水环境条件下，应用3 种不同浓度(有效氯含量分别为10mg/ L，20mg/ L，40mg/ L)SAEOW，持续消毒DUWLs 内环境7d，对照组用DW 持续消毒DUWLs 内环境，获得了预期疗效。首先，在实验实施前检测入组DCU 的DUWLs 出水口水样细菌菌落平均计数，对照组和实验组组间比较并无统计学差异(P＞0.05)，其次，实验1d 后实验组三用枪和高速手机出水口水样细菌菌落平均计数均小于500CFUmg/ L，和对照组比较差异均显著(P＜0.01)，3d 后，实验1，2，3组三用枪和高速手机出水口取样菌落平均计数均显著低于了北京市规定DUWLs 细菌总计数水质合格标准上限值100CFUmg/ L(P＜0.01)，SAEOW 消毒后4～7d，实验组1，2，3 所有样本细菌菌落计数检测保持为：0CFU/ ml。研究结果初步显示，最低有效氯含量10mg/ L 的SAEOW 能在持续消毒DUWLs 3d 后有效抑制DUWLs 的细菌生长，去除水路内壁附着菌斑，达到细菌菌斑平均计数小于100CFU/ ml，随着有效氯含量增加至20～40mg/ L，去除DUWLs 内壁附着菌斑作用和效率逐渐增强，消毒后3d，三用枪和高速手机出水口水样细菌菌落平均计数均能达到0CFU/ ml。黄凝等[9]使用有效氯含量15～36mg/ ml 微酸性电解水持续消毒DUWLs 2d，其水质平均合格率95%，20d 后水质平均合格率为99.25%(合格标准：≤100CFU/ ml)，其实验结果同样表明：低至有效氯浓度10mg/ L 的SAEOW 持续消毒DUWLs，可短时间使DCU 出水口水样中细菌微生物含量达标。分析低浓度SAEOW 有效消毒原因，其有效杀菌成分C12、HCIO、C1O-能和病原菌或有机物结合，通过变性蛋白、灭活酶的作用，有效完成对DUWLs内常见嗜肺军团菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌的消毒，降低DUWLs 中细菌含量，并能够在一定程度上破坏生物膜[10，11]。Komaehiga 等研究观察了SAEOW 环境对DUWLs 中生物膜形成的影响，结果提示：未使用SAEOW 的DUWLs 的生物膜形成水平是使用SAEOW 的4 倍[5]。

干预第8d 始，实验1，2，3 组均改用DW 持续供水DUWLs 7d，改变供水环境后第1～2d，检测出高速手机和三用枪出水口水样平均细菌菌落计数有增加，但计数值远低于100CFU/ ml，符合合格水样标准，3～7d 后，实验1，2，3 组DUWLs 高速手机和三用枪出水口水样平均细菌菌落计数逐渐增加，计数值达到256～887CFU/ ml 区间，远超过合格水样标准上限值：100CFU/ ml。Roberts[12]等实验中持续应用含500mg 有效氯浓度消毒DUWLs 后，连续停用2d 后同样检测到DCU 水样依然合格，另有实验在完成对DUWLs 的SAEOW有效消毒后，经过7d 的时间后检测DUWLs 出水口水样，由最初的无菌转变为100%不合格[9]。分析DUWLs 内环境有效消毒结束后再次检测出不合格的细菌菌落计数，再次从0CFU/ ml 逐渐增加的来源，考虑有如下原因：1，临床工作端三用枪和高速手机虽能够每人次消毒，但是口腔牙体、牙周、修复等专科治疗环境属于细菌菌群集中区，致病菌会自三用枪和牙科手机头逆行至DUWLs 管径内附着增殖；2，DUWLs 管道内环境潮湿，定植的未消毒彻底的菌斑膜及代谢物再次增殖脱落所致；3，蒸馏水供水端独立罐装容器细菌定植繁殖至DUWLs 管径内附着增殖所致。

本实验结果初步表明，3 种有效氯含量的SAEOW 连续消毒DUWLs，均可有效控制菌斑和生物膜。不过王琛等通过实验研究表明：不同种类消毒剂具有不同等级生物相容性[13]。本实验前、后，虽裸眼观测DCU 水路电磁阀等金属部件，没有看到明显腐蚀现象，不过有学者发现高浓度的含氯消毒剂会腐蚀牙椅的内部构造，有效氯含量越高，腐蚀性越强，甚至会影响到患者口腔环境稳定[14]。尽管SAEOW 经口急性毒性实验毒性分级为无毒级，且对皮肤无刺激性，可应用于牙科椅位水消毒。本实验1 组SAEOW 含有效氯浓度10mg/ L，虽在实验中达到DUWLs 合格水质标准所用时间较实验2，3 组有所增加，却同样具有良好的抑菌效果，所以在具有生物安全前提条件下，建议口腔临床可使用含有效氯浓度10mg/ L 的SAEOW 用于DUWLs 内环境消毒。

本研究发现，DUWLs 水质会在停用有效氯浓度10mg/ L 的SAEOW 后3～7d，再次超出关于DUWLs 用水水质合格上限，为了持续获取合格DUWLs 水质，可选择将生产SAEOW 的设备匹配在DCU 供水系统环节，通过程序设置定量、定时消毒DUWLs。O’Donnell 等[14]报道应用集成式自动化水处理系统整体管理DUWLs 输出水质量。该系统包括供水处理和水路消毒两个连接过程，供水处理可将市政供水经过滤、软化等环节后储存，水路消毒用有效氯2.5mg/ L 的消毒剂对储存水进行持续、自动消毒，连续检测100 周DUWLs 输出水中细菌计数平均值小于18CFU/ ml，但尚缺乏在临床中长期、扩大样本客观检测结果，且需要进一步通过理化方法，检测SAEOW 持续消毒环境下DUWLs 中暴露的金属部件的腐蚀效应和管道材质的化学刺激老化现象。