气态臭氧在减少微生物污染方面的有效性：医疗环境消毒评价 气态臭氧在减少微生物污染方面的有效性：医疗环境消毒评价

该研究旨在评估气态臭氧在降低医院环境空气和表面微生物污染方面的有效性，重点关注患者频繁与医护人员互动、接受诊疗或探访的风险区域。环境污染，包括表面和室内空气，是医疗保健相关感染（HAI）传播的重要因素，为病原体提供了储源并促进了交叉污染。为改善感染控制，研究人员探索了更有效的环境消毒方法。其中一种技术是利用臭氧（O3），一种高能量的三原子氧形式。臭氧具有高氧化电位（+2.07 V），能分解多种有机和无机分子，使其成为有效的杀菌、杀真菌和杀病毒剂。它能产生活性氧物种（ROS），触发脂质过氧化，破坏细胞膜，进而损伤蛋白质和DNA，导致结构变化和功能丧失。除有效性外，臭氧还具有实际优势：它能快速分解为氧气，不产生如含氯消毒剂那样的有害副产品，并减少了重复购买和储存化学品的需求。然而，臭氧也可能损害人类健康，许多研究将其与急性和慢性暴露的不良反应联系起来，因此其使用需要严格的安全规程和持续监测。本研究评估了使用Sany-Plus臭氧发生器，在两种实验方案下（包含常规清洁的三点位方案3T与不包含清洁的二点位方案2T）对医院病房空气和高接触表面的微生物负荷的影响。研究人员使用表面空气系统（SAS）和RODAC平板进行了主动空气和表面采样，通过菌落形成单位（CFU）量化细菌和霉菌/酵母菌负荷，并采用Friedman和Wilcoxon检验进行数据分析，应用Bonferroni校正进行多重比较。结果表明，在3T方案中，常规清洁后表面细菌和真菌污染显著下降，但臭氧消毒后未观察到进一步减少；在2T方案中，整体细菌污染无显著下降，但真菌污染显著减少。两种方案下空气微生物负荷均未显示统计学上的显著变化。结论认为，常规清洁是表面去污的主要决定因素，臭氧处理可能提供有限的互补性抗真菌效果，对空气中微生物无显著影响。因此，在医疗环境中，臭氧应被视为常规清洁和消毒的辅助手段，而非替代品。

医疗保健相关感染（HAI）是医疗保健中最常见且成本高昂的并发症之一，在欧洲的医院和长期护理机构中，每年报告约九百万例病例，导致额外两千五百万个住院日和数十亿欧元的费用。环境污染，包括表面和室内空气，通过作为病原体的储源并促进与患者的交叉污染，对HAI的传播有显著贡献。为改善感染控制，研究人员探索了更有效的环境消毒方法。其中一种涉及使用臭氧（O3），这是一种高能量的三原子氧形式。臭氧具有高氧化电位（+2.07 V），使其能够分解多种有机和无机分子。这一特性使其成为有效的杀菌剂、杀真菌剂和杀病毒剂。它能产生活性氧物种（ROS），触发脂质过氧化，破坏细胞膜。这种损伤会扩散到蛋白质和DNA，从而导致结构变化和功能丧失。除了有效性，臭氧还具有实用优势。它能快速分解成氧气，不像含氯消毒剂那样产生有害副产物，并减少了重复购买和储存化学品的需要。目前，臭氧在医疗环境中有多种用途：用于饮用水和废水处理、食品卫生、空气和表面消毒——单独使用或与其他技术结合——以及作为环氧乙烷的替代品用于医疗器械灭菌。一些研究还探讨了其临床治疗应用的潜力。然而，臭氧也会对人体健康造成危害。许多研究将其与急性和慢性暴露的不良影响联系起来。它会损害呼吸系统，增加上皮通透性，并降低肺功能。它还可能加重哮喘和支气管炎症状，并导致眼睛刺激、头痛和疲劳。因此，其使用需要严格的安全规程和持续的工人暴露监测。本研究旨在评估气态臭氧在医院环境的空气和表面减少微生物污染的有效性，重点是患者经常与医护人员互动、接受程序治疗和接受访客的高风险区域。

该研究评估了使用Sany-Plus臭氧发生器（SANITY SYSTEM ITALIA Srl，意大利维罗纳）在两种不同实验方案下对医院病房微生物污染的降低效果。臭氧半衰期短，无法储存，必须在使用时现场产生。臭氧发生器通过电晕放电将环境氧气转化为臭氧。研究使用的设备能在室内环境中将臭氧浓度提高至2 ppm，并按照制造商推荐的37分钟预设程序运行。设备内置的“安全系统”在每次循环结束时催化残留臭氧，将其转化回氧气。研究团队负责所有实验阶段，除常规清洁和设备操作外。采样均按照相关技术标准进行，并选择了医院管理层和相关医护人员确定的住院病房。所选医院环境为中等风险设置，地板和高接触表面每日进行清洗，使用含次氯酸钠的专业清洁化学品（用于不锈钢表面、地板和卫生设施）和酸性清洁剂（用于各种表面）进行低水平消毒。研究选取了来自不同病房的三间住院病房，并进行了两次不同的实验会话。第一次会话（三点位，3T）的采样时间为：3T.T0（常规患者活动后）、3T.T1（工作人员常规清洁后）、3T.T2（臭氧消毒后）。第二次会话（二点位，2T）未执行清洁阶段，采样时间为：2T.T0（常规患者活动后）、2T.T1（臭氧消毒后）。在每个时间点和每次会话中，首先使用Surface Air System（SAS，VWR International Srl，意大利米兰）进行主动空气采样，然后使用RODAC平板（Replicate Organism Direct Agar Contact）在十个预定位点进行表面采样。空气采样体积为500 L，结果以每立方米菌落形成单位（CFU/m3）表示；表面采样结果以每板CFU表示。分析了总细菌计数以及酵母菌和霉菌的存在。使用平板计数琼脂（PCA）在30°C下培养72小时以量化细菌负荷；使用二氯甘油琼脂基质（DG-18）在25°C下培养5-7天以检测酵母菌和霉菌。统计分析方面，对于3T方案，使用Friedman检验评估三个采样时间的总体差异，使用Wilcoxon符号秩检验并采用Bonferroni校正进行配对比较（T0 vs T1， T1 vs T2）。对于2T方案，使用Wilcoxon符号秩检验比较臭氧处理前后的微生物负荷。P值<0.05被认为具有统计学意义。所有分析均使用STATA 18进行。

研究结果显示，在三点位采样（3T方案）中，所有病房的总体分析显示，表面细菌和真菌污染随时间推移有显著下降。最显著的减少发生在常规清洁后（T0 vs T1），而臭氧消毒后（T1 vs T2）未观察到进一步的显著减少。空气污染未显示出统计学上的显著变化。具体而言，Friedman检验显示三个采样时间的细菌和真菌总体差异显著（细菌P = .0020，真菌P = .0026）。经Bonferroni校正的Wilcoxon配对比较表明，从T0到T1，细菌（P = .0024）和霉菌/酵母菌（P = .0060）的污染均显著降低。然而，从T1到T2，无论细菌还是真菌，均未观察到统计学上的显著进一步减少。在二点位采样（2T方案）中，不进行清洁活动，所有病房的总体分析未显示表面细菌负荷有统计学上的显著差异（P = .0766），但表面真菌污染显示出统计学上的显著降低（P = .0058）。与3T方案一致，空气采样在细菌或真菌污染方面均未显示出显著差异。分病房分析结果不一致，仅在病房1观察到细菌负荷的显著降低。

研究人员对研究结果进行了讨论，指出本研究评估了气态臭氧在减少医院空气和表面微生物污染方面的有效性。在3T方案中，表面细菌和真菌污染随时间显著减少，但最显著的降低发生在常规清洁后，臭氧的附加效果有限且在校正后不显著。空气污染呈下降趋势但无统计学显著差异。在2T方案（臭氧应用前无清洁）中，总体未发现表面细菌负荷显著降低，但真菌污染显著减少。分病房分析显示效果不一致。与3T方案一样，空气中微生物未观察到显著变化。总体结果表明，常规清洁在减少表面微生物污染中起主要作用，而臭氧仅贡献边际，尤其对真菌。未发现臭氧在空气去污方面的明确有效性证据。与已有文献对比，臭氧的氧化效应对微生物的作用已被证实，并在水、食品、医疗器械等消毒中得到应用。一些实验研究也证实气态臭氧对真菌和病毒非常有效。然而，关于气态臭氧在医疗室内环境消毒有效性的实验研究仍然缺乏。与Martinelli等人的研究（发现臭氧对空气中细菌负荷降低效果轻微）部分一致，本研究在排除清洁活动的2T方案中，未观察到空气污染的显著降低。与Moccia等人的研究（使用相同臭氧发生器发现空气和表面去污效果显著）相反，本研究的数据对臭氧发生器降低空气和表面微生物负荷的疗效提出了质疑。在表面方面，3T方案中从T0到T2的显著减少看似与Moccia等人的发现一致，但配对比较表明，总体减少归因于清洁活动而非臭氧发生器的使用。在空气方面，本研究结果与Bhushan等人（发现臭氧能有效减少空气中微生物）的研究不一致，这可能归因于臭氧浓度的差异（本研究为2 ppm，而Bhushan等人最高达5 ppm）。在3T方案中，表面采样显示T0到T1的明显显著下降，T1到T2稳定，表明常规清洁是表面污染减少的主要原因。在2T方案中，去除中间步骤使抗真菌效果更易检测（尽管仅在总体层面），而抗菌效果有限且仅在一个病房观察到。臭氧在某些情况下（尤其是针对霉菌/酵母菌）可能提供额外益处，但应作为标准清洁和消毒的补充措施而非替代品。在两种方案中，空气采样均未显示显著变化，这可能归因于房间通风或气体分布不均等因素。

研究结论指出，总体而言，结果表明表面细菌和真菌污染的大部分减少来自清洁实践。在所述操作条件下，应用臭氧未能消毒所研究的表面。将三点位改为二点位方案未揭示表面整体抗菌效果，但当考虑所有病房数据时，更容易检测到整体抗真菌效果。在研究者所处的真实医疗环境中，未观察到气态臭氧对空气污染的实质性效果。常规清洁应仍然是减少环境污染的主要策略。臭氧可被视为额外措施，特别是在真菌控制重要的情况下，但不应取代标准的清洁实践。