Ứng dụng ozone trong khử trùng dụng cụ y tế

Các thiết bị y tế và dụng cụ phẫu thuật có thể tái sử dụng và không thể tái sử dụng tiếp xúc với mô, màng nhầy hoặc da vô trùng của bệnh nhân phải được khử trùng và khử trùng trước khi tái sử dụng hoặc thải bỏ để tránh nhiễm trùng (do mầm bệnh) và lây truyền. Đây là điều mà tất cả các cơ sở y tế, bệnh viện cần tuân thủ nghiêm ngặt. 

Hàng năm, có tới hàng trăm triệu ca phẫu thuật nội trú và ngoại trú được thực hiện ở các quốc gia; do đó tạo ra nhu cầu khử trùng thiết bị liên tục hàng ngày. Nội soi tiêu hóa, nội soi phế quản, đầu dò nội soi, ống thông, máy đục lỗ, vòng đo huyết áp, niềng răng và cấy ghép là một số thiết bị cần được khử nhiễm cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ liên quan đến vấn đề lây nhiễm. Hơn nữa, việc khử trùng PPE như khẩu trang phẫu thuật, áo choàng và găng tay, có thể giảm lãng phí và chi phí. Mặc dù phương pháp phổ biến được áp dụng khử trùng các thiết bị y tế chịu nhiệt là hơi nước, nhưng ethylene oxide (EtO) dường như là phương pháp được thực hiện nhiều nhất để khử trùng các vật liệu nhạy cảm với nhiệt. Mặc dù vậy, phương pháp này lại có nhược điểm lớn đó là dễ cháy, nổ và chúng cũng được coi là chất gây ung thư; do đó tạo thành một mối nguy hiểm đáng kể về an toàn, đặc biệt là trong trường hợp vô tình tiếp xúc.

Để giải quyết những vấn đề nêu trên, cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã đưa ra một thách thức đổi mới được tài trợ nhằm giảm sự phụ thuộc vào EtO cho các ứng dụng khử trùng trong y tế. Ozone được xem là giải pháp thay thế hàng đầu. Một nghiên cứu khoa học liên quan đến vấn đề này đã được thực hiện, nhóm nghiên cứu phát triển một hệ thống khử trùng ôzôn nhỏ gọn sử dụng đèn excimer V-UV không chứa thủy ngân (172 nm) để tạo ôzôn (100 – 1000 ppmv). Kết quả cho thấy khả năng khử trùng hoàn toàn thiết bị bị nhiễm bào tử Geobacillus stearothermophilus (được coi là vi sinh vật kháng ozone nhất), dựa trên các tiêu chuẩn về khử trùng thiết bị y tế (Trong hình c bên dưới; SAL = 10 -6 hoặc giảm 12 log, dựa trên phép ngoại suy của các đường cong sống sót). Hình dưới minh họa tác động của nhiệt độ và nồng độ ôzôn đối với quá trình khử vi sinh vật thu được trong nghiên cứu của họ. Có thể nhận thấy một giai đoạn trễ (trong đó quần thể vi khuẩn không đổi) trong quá trình điều trị. Độ trễ này giảm khi tăng nhiệt độ và nồng độ ozone.

Tác động của (a) nhiệt độ và (b) quá trình cô đặc ôzôn ở thể khí đối với quần thể sống sót của bào tử Geobacillus stearothermophilus , cho thấy pha trễ và động học bất hoạt log-tuyến tính bậc nhất;  (c) ví dụ về mối quan hệ giữa vi sinh vật tạp nhiễm của sản phẩm và chất chỉ thị sinh học để xác định mức đảm bảo vô trùng (SAL)

Trong một nghiên cứu khác, tác giả đã nghiên cứu việc khử trùng khí ozone của vòng đo huyết áp, bơm thuốc, vòng đeo cổ bằng tia X và túi CPAP (áp suất dương liên tục trong đường thở); ban đầu chúng bị nhiễm bào tử Geobacillus stearothermophilus . Áp dụng nồng độ ôzôn là 56 ppmv mang lại mức giảm ∼ 83 % (sau 40 phút) và ∼ 98 % sau 240 phút. Một nghiên cứu đã áp dụng quy trình ozon hóa hỗn hợp để khử trùng ống lượn sóng từ các bệnh nhân được mở khí quản thở bằng máy. Sau khi làm sạch thiết bị, sử dụng khí ozon (33 mg/L trong 15 phút) và so sánh với axit peracetic 0,2%, siêu âm trong 60 phút, siêu âm và ozon (lần lượt là 30 và 15 phút, và 60 và 15 phút, tương ứng). Ozone được coi là phương pháp thuận lợi nhất, giúp giảm tới 5 log vi khuẩn. Tương tự như vậy, ứng dụng hỗn hợp của ozone (50–500 ppmv ozone và 3 % hydrogen peroxide) đã được áp dụng để khử trùng các không gian và bề mặt chăm sóc sức khỏe bị nhiễm vi khuẩn enterococcus kháng vancomycin, Clostridioides difficile, Staphylococcus aureus kháng methicillin , Pseudomonas aeruginosa ,Bacillus subtilis và E. coli. Nó đã được chỉ ra rằng ozone 80-ppmv và 1% hydro peroxide đạt được mức giảm ≥ 6 log 10 trong thời gian tiếp xúc 30 – 90 phút.

Trong một đánh giá gần đây cho thấy, ozone được xác định là một phương pháp đầy hứa hẹn để khử trùng và khử trùng thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE), bao gồm cả khẩu trang; so với các phương pháp khử trùng ở nhiệt độ thấp khác, có thể ảnh hưởng đến hiệu quả lọc của khẩu trang trong quá trình khử trùng, nồng độ ozone trong khí cao tới 500 ppmv đã được báo cáo là không có tác động làm suy giảm hiệu quả lọc của các bộ lọc N95. Việc duy trì các đặc tính lọc này cũng đã được báo cáo bởi nhiều nghiên cứu khác. Tiếp xúc với khí ozone (20 ppmv trong 40 phút) giúp giảm 4 log đối với vi rút hợp bào hô hấp và cúm A. Tuy nhiên, dây thun của khẩu trang có thể bị hư hại không hồi phục, đặc biệt là khi bị kéo căng trong quá trình điều trị; kéo dài làm tăng khả năng tiếp xúc của các liên kết polymer với sự tấn công của ozone, cuối cùng dẫn đến hỏng hóc trong quá trình sử dụng tích cực, do đó khiến người mặc không được bảo vệ. Chúng tôi khuyến nghị rằng các vật liệu đàn hồi kháng ozone như silicone nên được sử dụng trong quy trình sản xuất để tăng số chu kỳ xử lý có thể có cho khẩu trang mà không ảnh hưởng đến chức năng của các bộ phận khác nhau của khẩu trang.

PPE điển hình được sử dụng trong môi trường lâm sàng thể hiện các lớp vải ngăn chặn việc truyền các giọt nước đến/từ vật chủ

- Hình (e) Tác động tiêu cực của việc xử lý khí ôzôn đối với dải đàn hồi của khẩu trang (tổn thương ôzôn do sức căng gây ra; dải trên cùng không bị kéo căng trong quá trình xử lý ôzôn và không có dấu hiệu hư hại nào, trong khi đó, dải dưới bị kéo căng (×2,4)

- Hình (f, g) khả năng tương thích của dây thun của các mặt nạ phòng độc khác nhau với xử lý bằng ozone Các dây thun còn tồn tại (f), có khả năng được làm bằng chất dẻo đàn hồi nhiệt dẻo hoặc polyisoprene với lớp bện ngoài bằng polypropylene

Chất khử trùng dạng khí dường như là phương pháp ưa thích để khử trùng thiết bị y tế. Điều này là do khả năng khuếch tán và thẩm thấu cao của khí so với khử trùng bằng phương pháp ngâm trong chất khử trùng dạng lỏng, trong trường hợp đó, chất lỏng có thể không điều hướng hiệu quả các vi kênh bị nhiễm bẩn của thiết bị ống mỏng. Hình dưới minh họa bằng hình ảnh một số buồng khử trùng khí ozon được báo cáo trong tài liệu; nếu có, biểu diễn sơ đồ cũng được hiển thị.

Các buồng ozone dạng khí quy mô nhỏ trong tài liệu, đã được sử dụng để khử trùng thiết bị y tế

Tại Việt Nam, việc ứng dụng ozone trong ngành y tế chủ yếu dừng lại ở mức đích khử trùng không khí và khử trùng các dụng cụ phẫu thuật, quy mô ứng dụng vẫn chưa thực sự rộng rãi. Tuy nhiên, bằng những lợi ích mà ozone mang lại, trong tương lai, chắc chắn giải pháp khử trùng này sẽ được áp dụng rộng hơn.

Nguồn tin:ncbi.nlm.nih.gov