Zahlreiche Studien haben eine Kontamination des klinischen Umfelds mit Ausbrüchen von Acinetobacter-assoziierten Infektionen impliziert. Zum Beispiel in einer Studie auf einer Intensivstation, multiple-Antibiotika-resistente Acinetobacter spp. isolate wurden von Bettoberflächen, Ausrüstungsoberflächen, Bodenmops (im trockenen Zustand) und Vorhängen zurückgewonnen ., Die Pulsfeldgelelektrophorese zeigte, dass die Isolate der Patienten und die der Umgebung nicht zu unterscheiden waren. Andere Studien haben die Luft Verbreitung von Acinetobacter spp. bei der Übertragung von Infektionen. Allen und Green waren die ersten, die auf die Verbreitung von Acinetobacter-tragenden Partikeln in der Luft hindeuteten. Sie untersuchten einen Ausbruch von multiply-Antibiotika-resistenten A. anitratus auf einer Intensivstation, einer medizinischen Station und drei neurochirurgischen Stationen und kultivierten den Ausbruchsstamm aus 16 von 82 Stammplatten. Das et al., hypothese, dass stark kontaminierte Bettvorhänge beim Bewegen die Ausbreitung von Acinetobacter spp. in der Luft fördern würden. Weernink et al. untersuchte luftgetragene Ausbreitung von Acinetobacter spp. von den Kissen des Patienten. Mit speziellen Platten fanden sie Luftkissen aus Federkissen, aber nicht aus synthetischen Kissen. Weitere Beweise liefern Houang et al. wer platzierte 70 Nagelplatten auf einer Intensivstation und 120 (insgesamt) auf vier chirurgischen Stationen. Bemerkenswerterweise waren 96% der Platten auf der Intensivstation und 89% auf den chirurgischen Stationen kulturpositiv und zeigten eine weit verbreitete Verbreitung in der Luft., Gerner-Smidt erholte sich von einem Ausbruch des Stammes A. calcoaceticus subsp. anitratus aus der Luft auf einer Intensivstation mit beiden Platten und einem Spaltprobenehmer. Andere haben auch Acinetobacter spp. aus Krankenhausluft leicht kultivierbar zu sein .
Im klinischen Umfeld werden Bakterien durch Aktivitäten wie Bettmachen und Vorhangschütteln leicht in die Luft freigesetzt . Darüber hinaus kann eine große Anzahl von Bakterien (d. H. >750 Bakterien pro Minute) aerial von Personen verbreitet werden, die Aktivitäten innerhalb der klinischen Umgebung durchführen ., Die Ladung, die von diesen in der Luft befindlichen Bakterien getragen wird, kann in der Tat sehr hoch sein und ist im Allgemeinen viel größer als die von inerten Partikeln in der Luft . Dies deutet darauf hin, dass Bakterien von Natur aus geladene Oberflächen haben. In der Tat zeigen Studien an Bakterien auf Wasserbasis, dass sie Tausende elementarer Ladungseinheiten tragen können . Wenn hochgeladene luftgetragene Bakterien ein elektrisches Feld passieren, das von einem Kunststoffobjekt erzeugt wird, bewegen sie sich wahrscheinlich entweder in Richtung oder weg von der Oberfläche, abhängig von der Polarität der beteiligten Ladungen. In der Tat, Allen et al., in einer Studie von Kunststoffartikeln von medizinischen Geräten, demonstriert, dass solche Geräte häufig während Routineaktivitäten geladen wird (ohne die Anwesenheit von Ionisatoren) in einem solchen Ausmaß, dass es Bakterien in der Luft anzieht.
Da Acinetobacter-tragende Partikel in vielen klinischen Umgebungen in der Luft vorhanden sind, haben die elektrostatischen Eigenschaften der Umgebung wahrscheinlich einen tiefgreifenden Einfluss auf ihre Ablagerung., Die Daten in den Abbildungen 3, 4, 5, 6, 7 und 8 deuten darauf hin, dass negative Luftionisierer, wenn sie auf einer Station installiert sind, das Oberflächenpotential vieler Kunststoffausrüstungen wahrscheinlich erheblich verändern, vorausgesetzt, es gibt eine ausreichende Ionenerzeugungsrate innerhalb der Station Raum . Die hier vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass die Ladung von den triboelektrischen Eigenschaften des Materials abhängt. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass die meisten nicht leitenden Gegenstände aus Kunststoff, wie Beatmungsgeräte und Verneblerröhren, eine negative Ladung annehmen, während einige andere Gegenstände positiv geladen werden können., Die Teilchen in der Luft werden auch durch eine Kombination aus Feld-und Diffusionsladung überwiegend negativ geladen, so dass sie von negativ geladenen Oberflächen abgestoßen und von positiv geladenen oder geerdeten Materialien angezogen werden.
Aus den oben dargestellten Ergebnissen ist ersichtlich, dass in Gegenwart der Ionisatoren die meisten Ausrüstungsgegenstände eine signifikante negative Ladung entwickelten (d. H. Im Bereich -100 bis -200 V)., Für das LDPE-Beatmungsrohr mit 25 mm Durchmesser, das bei Kontakt mit der Tabelle ein durchschnittliches Potential von -124 V und eine Kapazität von 14 pF erreichte, kann beispielsweise berechnet werden, dass die entwickelte Ladung 1,736 × 10-9 C beträgt.Daher kann unter Verwendung von Gleichung 1 und den in Tabelle 1 dargestellten Daten berechnet werden, dass ein elektrisches Feld der Stärke 42493 V/m um das Beatmungsrohr herum existiert. Wenn ein luftgetragenes Teilchen, das eine Einheitsladung (d. H. Ein zusätzliches Elektron) enthält, in das elektrische Feld um das Beatmungsrohr eintritt, wird es durch eine Kraft von 6 abgestoßen.,81 × 10-15 N, was einer Endgeschwindigkeit im Bereich von 1,3 bis 5,2 mm/s für ein 8 µm-Teilchen entspricht, abhängig von seiner Dichte. Angesichts der Tatsache, dass bei Betrieb negativer Luftionisatoren die überwiegende Mehrheit der in der Luft befindlichen Partikel eine negative Ladung erhält, ist klar, dass eine elektrostatische Abstoßungskraft dieser Größenordnung sicherstellen würde, dass viele kleine bis mittelgroße Aerosolpartikel (1-8 µm) von der Oberfläche der Röhre abgelenkt werden, mit dem Ergebnis, dass die Oberflächenverunreinigung minimiert wird., Da in der Realität aufgrund der lokalen Luftgeschwindigkeit andere Kräfte im Spiel sein werden, sind weitere Studien im Gange, die elektrostatische Effekte mit Raumluftströmungen unter Verwendung von Simulationstechniken koppeln . Erste Ergebnisse haben gezeigt, dass das Ausmaß, in dem Abstoßung oder Anziehung auftritt, von der Partikelgröße, der Ionenerzeugungsrate und der Ladungsgröße abhängt – dies unterstützt die hier vorgestellten Ergebnisse, die darauf hindeuten, dass ein Ionisator eine ausreichende Ladung entwickeln kann, um das Abscheidungsmuster auf Geräten mit einer relativ kleinen Oberfläche wie Ventilatorröhren zu ändern., Dies könnte erklären, warum die Wirkung der negativen Luftionisatoren in der Studie von Kerr et al mit einer erhöhten Ablagerung von Acinetobacter-tragenden Partikeln auf Bettrahmen und CD-Bildschirmen verbunden war. Wenn sich hohe Ladungen ansammeln, ist es möglich, dass selbst relativ erhebliche Partikel wie große Hautschwadronen, die sich sonst absetzen würden, von empfindlichen Oberflächen abgestoßen werden.
Acinetobacter Atemwegsinfektionen wurden häufig mit einer Kontamination von Beatmungsgeräten in Verbindung gebracht Atemtherapiegeräte, einschließlich Vernebler. Für Beispiel, Craven et al., fand heraus, dass von 19 getesteten Verneblern 79% überwiegend mit Acinetobacter, Pseudomonas und Klebsiella spp. kontaminiert waren. und dass 71% davon bakterielle Aerosole mit den resultierenden Tröpfchenkernen von <3 µm erzeugten, die in die distalen Atemwege der Lunge eindringen konnten. Es wurde festgestellt, dass die Vernebler durch Rückfluss von den Patienten, die sich mit Kondensat im Beatmungskreislauf vermischten, kontaminiert worden waren. In einem anderen Beatmungsgerät, das mit kontaminierten Beatmungsschläuchen und Luftbefeuchtern in Verbindung gebracht wurde, wurden als Infektionsquelle identifiziert., Es wurde festgestellt, dass aufgrund der Einwirkung einer fehlerhaften Waschmaschine keine Dekontamination des Geräts erfolgte. Das Ersetzen der wiederverwendbaren Röhrchen durch Einwegschläuche beendete den Ausbruch. Dealler berichtete über einen ungewöhnlichen Ausbruch der A. baumannii-Infektion auf einer Intensivstation, bei dem der Bakterienfilter, der den Patienten vom Beatmungsschlauch trennt, versagte, mit dem Ergebnis, dass eine Belastung in der Luft in der Nähe der Ausgangskanäle der Beatmungsmaschinen festgestellt wurde., Sechsundzwanzig dieser Filter wurden kultiviert und in 15 Fällen hatte Acinetobacter das Kondensat auf der Patientenseite des Filters kolonisiert und konnte auch durch Abtupfen auf der Geräteseite nachgewiesen werden, was auf einen Ausfall der Filter hinweist. Darüber hinaus wurde der Ausbruchsstamm aus verschiedenen Teilen der Intensivstation geborgen, einschließlich einiger vom Personal unberührter Orte, was darauf hindeutet, dass eine Verbreitung von A. baumannii in der Luft stattfand.
In unseren Versuchen zeigten Beatmungsgerät, Vernebler und Harnröhrchen (Abbildungen 3, 5 und 7) beim Einschalten des Ionisators ein ähnliches Verhalten., Sie alle wurden schnell negativ geladen, was nicht verwunderlich ist, da diese Geräte entweder aus Polyethylen (PE) oder Polyvinylchlorid (PVC) bestehen, die beide in der triboelektrischen Reihe stark negativ sind und daher wahrscheinlich Elektronen gewinnen. Die SealFlex™ – Maske (Abbildung 4) verhält sich ebenfalls ähnlich, was darauf hindeutet, dass ihre triboelektrischen Eigenschaften denen von PE und PVC ähnlich sind. Interessanterweise verloren alle diese Geräte nach dem Ausschalten des Ionisators schnell ihre negative Ladung., Dieses Phänomen könnte auf eine Massenleitung zurückzuführen sein, oder alternativ kann ein Ladungsverlust durch die Rekombination von Elektronen mit positiven Ionen in der Luft aufgetreten sein . Die Ergebnisse in Abbildung 8 zeigen, dass die Einwegschürze aus Polyethylen bei Kontakt mit dem geerdeten Tisch in ähnlicher Weise wie Beatmungsgerät, Vernebler und Harnröhrchen funktioniert. Wenn es jedoch im freien Raum aufgehängt wurde, war sein Verhalten völlig anders, wobei sein Oberflächenpotential positiver wurde, wenn der Ionisator in Betrieb war. Die Gründe dafür sind unklar.,
Aus Abbildung 6 ist ersichtlich, dass sich die für die Unometer™ – Messkammer erhaltenen Daten sehr von denen der anderen Geräte unterscheiden. Dies scheint darauf zurückzuführen zu sein, dass dieser Artikel aus Styrolacrylnitril (SAN) hergestellt wurde, einem viel „positiveren“ triboelektrischen Material als PE oder PVC. Styrolacrylnitril ist wie Polystyrol (PS) ein Polymer mit einem hohen elektrischen Widerstand, das entweder eine positive oder eine negative elektrische Ladung stundenlang halten kann ., Dies erklärt wahrscheinlich, warum die Unometer™ Box nach dem Ausschalten des Ionisators eine positive Ladung von etwa 100 V beibehielt.
Obwohl der Einfluss von Corona-Entladungen auf Polymere von anderen Forschern untersucht wurde, ist dies nach bestem Wissen die erste Studie dieser Art, die das Thema in einem klinischen Kontext spezifisch untersucht. Daher liefern unsere Ergebnisse eine plausible Erklärung für die Beobachtungen von Kerr et al. in ihrer Studie über Acinetobacter-Infektion / Kolonisation auf einer Intensivstation., Unsere Ergebnisse legen nahe, dass es möglich ist, dass die Wirkung negativer Luftionisatoren in dieser Einstellung die elektrostatischen Eigenschaften von Kunststoffgeräten innerhalb der Intensivstation verändert, wodurch Partikel in der Luft stark von einigen Oberflächen abgestoßen oder von anderen angezogen werden. Dies steht im Einklang mit den Beobachtungen von Kerr et al., who fand einen deutlichen Anstieg der Umweltisolate von Acinetobacter spp. mit dem Betrieb der Ionisatoren verbunden sein., Wenn diese Hypothese tatsächlich der Fall ist, würde dies darauf hindeuten, dass Beobachtungen von Kerr et al in ihrer auf der Intensivstation basierenden Studie eher mit dem elektrischen Feld zusammenhängen, das von den Ionisatoren auf der Intensivstation erzeugt wird, und mit seiner anschließenden Wirkung auf Kunststoffgeräte als mit einer direkten antibakteriellen Wirkung auf Acinetobacter-Arten.
