《Journal of Hospital Infection》：A Mixed Methods Systematic Review on the Impact of COVID-19 on Healthcare Workers’ Knowledge, Attitudes and Practices of Infection Prevention and Control in the UK
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本研究评估BPro生物电消毒系统对医院洗手池生物膜及耐药菌传播的抑制效果。实验室测试显示，1.0V单独使用使大肠杆菌生物膜减少39.9%（P≤0.001），优于常规氯消毒；临床试验表明，BPro使生物膜减少12.1%（P≤0.0001），溅射细菌量降低超80%（17.67→2.67 cfu/皿）。单独使用已有效抑制生物膜，联用氯消毒效果更佳但非必需。该技术为解决医院洗手池耐药菌问题提供新方案，需进一步验证。
J.L. Low | K.Y.H. Yiu | J.K.H. Tan | C.H. Soh | L.X. Sam | C.L.Y. Lee | J.M. Low | J-H. Ch'ng
新加坡国立大学杨潞林医学院微生物学与免疫学系，新加坡
摘要
背景
医院水槽是形成生物膜的多重耐药微生物（MDROs）的滋生地，这些微生物会导致医疗相关感染（HAIs）。传统的缓解方法，如氯消毒和水槽过滤器更换，由于生物膜的持续再生而常常失效。
目的
评估了一种名为Bioshield Pro（BPro）的生物电消毒原型，通过实验室测试和实际儿科诊所试验来确定其增强氯消毒对生物膜效果以及减少受污染水槽过滤器中微生物传播的能力。
方法
体外测试评估了BPro单独使用以及与1000 ppm氯结合使用时对
粪肠球菌（一种常见且具有抗性的HAI微生物）的杀灭效果。还进行了为期三个月的实地试验。使用结晶紫染色法检测水槽过滤器中的生物膜形成情况，并通过放置在过滤器附近的琼脂平板上的菌落计数来量化细菌飞溅量，模拟手部被水滴污染的情况。
结果
实验室测试显示，施加1.0 V电压可使
粪肠球菌的数量减少39.9%（P≤0.001）。BPro还增强了氯消毒的效果，将细菌数量从63.9%降低到29.9%（P≤0.01）。在临床环境中，BPro将生物膜数量减少到12.1%（P≤0.0001），与单独使用消毒剂相比没有额外的效果。此外，BPro还将飞溅水中的细菌负荷减少了80.0%以上（从对照组的每平板17.67个菌落形成单位（cfu）降至2.67 cfu）。该系统在低电压下持续运行，在试验期间未报告任何不良反应。
结论
这些初步测试表明，BPro是传统医院水槽消毒方法的一个有前景的替代方案。需要在不同的临床环境中进一步验证，以支持其更广泛的应用。
引言
医院废水系统是病原菌的滋生地[1]。这些排水系统与碳青霉烯类耐药肠杆菌（CRE）、多重耐药（MDR）革兰氏阴性杆菌以及产生扩展谱β-内酰胺酶（ESBL）的肠杆菌的爆发有关[[2], [3], [4]]。富含来自水槽废物的营养物质和水分的管道表面促进了生物膜的形成——稳定的细菌群落附着在表面上，并被包裹在细胞外聚合物（EPS）基质中[5]。这种生物膜基质保护病原菌免受抗菌剂的影响，并促进了抗生素耐药性的发展。将抗生素和患者废物不当处理到水槽中会进一步选择出抗菌耐药性（AMR）[6]。
水槽过滤器中存在生物膜，这些可拆卸装置对于防止污水气体进入建筑物至关重要（补充图S1）[7]。一旦被细菌定植，水槽的飞溅可以将病原体通过飞沫传播到2米以外的地方，可能感染附近的患者并污染周围表面[8]。涉及受污染水槽的爆发对重症监护室（ICUs）中的免疫功能低下的患者影响尤为严重[9,10]，并导致额外的医疗费用和住院时间延长[11]。
为了减轻与水槽相关的感染，已经实施了不同的医院政策，但效果有限。研究发现，在常规更换被生物膜污染的水槽过滤器后14天内，水槽排水系统中仍会形成生物膜，这表明该方法仅具有短期效果[[12], [13], [14]]。化学和热消毒方法（分别倒入消毒剂或煮沸水）效果有限，而且能耗高、浪费环境资源，并且无法消除重新定植的生物膜[[15], [16], [17]]。一些ICUs甚至完全移除了患者护理区域的水槽，改用酒精洗手液代替洗手[18,19]。然而，这带来了许多物流和实施上的挑战[19,20]。
鉴于这些局限性，我们探索了利用生物电效应的方法，其中电流可以增强抗菌剂的效果[21]来对抗水槽排水系统中的生物膜。提出了几种解释这一现象的假设[22]。首先，这种低电流可能有助于破坏生物膜结构并破坏EPS基质，使细菌更容易受到抗菌剂的影响。其次，产生的电流可以通过电泳驱动带电抗菌分子的运动，从而提高其在生物膜内的局部浓度。第三，电流可以刺激细菌的代谢活动，使细菌更容易受到抗菌剂的影响，或者通过干扰细胞过程杀死细菌。
将生物电效应应用于医疗设备已经显示出有希望的结果[[22], [23], [24]]。受此启发，我们设计并申请了BPro原型专利，旨在提高氯消毒对生物膜的效果，并防止受污染水槽过滤器中的病原体传播。
实验室设置与生物电测试及处理测试
粪肠球菌在37°C的胰蛋白酶大豆肉汤（TSB）中培养过夜。细胞用磷酸盐缓冲盐水（PBS）洗涤，并将其OD
600标准化为1.3。然后将2毫升标准化后的
粪肠球菌细胞加入经过灭菌的铬黄铜管盖中（与常见的水槽过滤器和BPro原型材料相同）。在塑料容器底部放置铜带作为阳极，同时在容器盖上连接相应的铜带。
使用管盖模型优化有效电压
在实验室模型中（图1a），评估了施加不同电压（0 V、0.5 V、1.0 V和1.5 V）对
粪肠球菌生物膜抑制作用的影响，持续时间为24小时。实验在室温（25°C）下进行。与对照组（0 V）相比，0.5 V电压下生物膜减少了19.8%（P<0.01，图1b）。1.0 V电压产生的抑制效果最好，将生物膜数量减少到对照组的2.91%（P<0.01）。尽管1.5 V电压下的读数更高，但观察到的金属...
讨论
我们评估了一种试点铬黄铜装置在
体外和初步的实际门诊环境中抑制生物膜和减少细菌飞溅的效果。选择铬黄铜是因为其导电性能[25]。测试了逐步增加的低电压（0.5 V、1.0 V、1.5 V），并分别考虑了是否使用1000 ppm的氯消毒剂。结果表明，低电压（1.0 V）结合氯消毒剂实现了最高的生物膜抑制效果。
作者贡献
J.L.L.：概念构思、方法学设计、数据分析、可视化处理、项目管理和初稿撰写；Y.H.K.Y.：概念构思、可视化处理、项目管理和修订编辑；J.K.H.T.：数据分析、可视化处理、项目管理和修订编辑；C.H.S.：数据分析、可视化处理、项目管理和修订编辑；L.X.S.：数据分析、可视化处理和项目参与
资金来源
J.M.L.得到了新加坡国立大学卫生系统（National University Health System）临床科学家计划2.0（参考编号：NCSP2.0/2023/PVO/LJM）、国家传染病中心（NCID）Catalyst Grant FY2020（参考编号：FY202011LJM）以及国家医学研究委员会（Singapore）研究培训奖学金（参考编号：MH 095:003/008–337）的支持。这项工作还得到了李基金会（The Lee Foundation）的资助（参考编号：A00024780000）和杨潞林医学院外科部门的支持。
利益冲突声明
J.L.L.、K.Y.H.Y.和J.M.L.是Bioshield Pro（BPro）专利的发明者，并对其开发和商业化有经济利益。其他作者没有需要披露的利益冲突。
致谢
我们感谢E H Low Baby N′ Child诊所的Lee Bee Choo女士和Low Eu Hong博士在研究中的协助。同时感谢新加坡国立大学杨潞林医学院儿科系的Sheena Nishanti Ramasamy女士在手稿格式化和提交方面的帮助。
