5. Характеристика биоцидного действия импульсного ультрафиолетового излучения сплошного спектра, применяемого для обеззараживания воздуха и открытых поверхностей помещений

Условно все оборудование, использующее в качестве действующего агента ультрафиолетовое излучение, можно разделить на установки открытого типа (эксплуатация в отсутствие людей) и закрытого (комбинированного) типа (эксплуатация в присутствии людей). Применение закрытых типов установок (рециркуляторов, канальных установок) позволяет осуществлять преимущественно обеззараживание воздуха. А проведение ручной уборки химическими дезсредствами – преимущественно поверхности помещений. И только при обработке помещений установками открытого типа происходит одномоментное обеззараживание как воздуха, так и открытых поверхностей.

До сих пор основным типом оборудования открытого типа в большинстве МО являются ультрафиолетовые установки с источником излучения в виде ртутных ламп низкого давления. Но согласно требованиям Руководства Р 3.5.1904-04 «Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха в помещениях» эта технология рекомендуется только для обеззараживания воздуха помещений, исключая открытые поверхности. Данное положение было сформировано по результатам клинико-эпидемиологических данных о недостаточной их эффективности в отношении споровых и грибковых форм микроорганизмов, а также полирезистентных госпитальных штаммов бактерий, а также при обработке поверхностей помещений в условиях белковой нагрузки, сформированных биопленок.

В связи с этим, установки открытого типа, предназначенные для обеззараживания воздуха и поверхностей помещений, должны соответствовать ряду объективных критериев эффективности обеззараживания и иметь следующие технико-эксплуатационные характеристики:

• соответствовать требованиям СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно- эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность» по эффективности обработки воздуха (не менее 99,9%) и поверхностей (не менее 99,99%) от патогенной микрофлоры, включая полирезистентные штаммы бактерий (метициллин (оксациллин)-резистентные стафилококки (MRSA), ванкомицин-резистентные энтерококки (VRE), другие микроорганизмы
• с множественной лекарственной устойчивостью), которые должны подтверждаться данными Протоколов исследований (испытаний), выполненных в испытательных лабораторных центрах, аккредитованных в системе аккредитации лабораторий Роспотребнадзора.
• режимы эксплуатации, учитывающие параметры конкретного обрабатываемого помещения и виды его эксплуатации (объем, расположение и виды оборудования, наличие приточно-вытяжной вентиляции и ее эффективность, виды обрабатываемых поверхностей, используемые медицинские технологии (по типу их инвазивности) и медицинские изделия (по типу их критичности), микробиологический фон, количество проведенных медицинских процедур за рабочую смену, проходимость помещения и др.);
• минимально короткая (не превыщающее 15 мин.) продолжительность сеанса облучения, затрачиваемая на процесс обработки помещения и контроль его эффективности;
• автоматизация процесса обработки помещения и контроль его эффективности;
• различные варианты исполнения (передвижное, переносное, стационарное (настенно-потолочное), а в случае передвижного и переносного оборудования – возможность перемещения (переноса) установки одним человеком), удобство и безопасность эксплуатации;

Всем этим параметрам отвечает технология импульсного ультрафиолетового излучения сплошного спектра, вырабатываемого ксеноновой лампой.

Данная технология характеризуется следующими принципиальными отличиями от традиционного УФ-излучения, использующего монохроматическое (254 нм) излучение бактерицидных ртутных ламп:

Во-первых, спектр излучения, генерируемый импульсными ксеноновыми лампами, сплошной, близкий по распределению к солнечному и перекрывает всю УФ область от 190 до 400 нм.

Спектр действия УФ излучения характеризуется двумя участками: область 235 – 300 нм (с максимумом в районе 265 нм) и спектральной зоной в области 190 – 235 нм (рис. 1). При облучении клетки УФ излучением длинноволновой УФ зоны спектра действия основным механизмом, приводящим к гибели микроорганизмов, являются повреждения ДНК, вызванные образованием димеров тимина, составляющих до 80% от всех возможных видов повреждений. Разрушаются же они под действием УФ излучения, причем эффективность данного процесса существенно зависит от длины волны и максимум приходится на длины волн от 300 до 265 нм.

При увеличении энергии кванта активизируются ряд других фотодеструктивных реакций: фотогидратация пиримидиновых оснований ДНК, образование межмолекулярных сшивок (ДНК-ДНК, ДНК-белок, белок-белок), потеря азотистых оснований (например, отрыв тимина), одно- или даже двухнитевые разрывы цепей ДНК.

λ, нм

Рис. 1. Кривая действия УФ излучения (1) с наложенными на нее спектрами излучения ртутных ламп низкого (2) и среднего (3) давлений и импульсной ксеноновой лампы (4).

Другой внутриклеточной мишенью импульсного УФ излучения являются белки, аминокислоты и жиры. Поглощение пептидных связей белков и аминокислот имеет максимум в области 180 – 190 нм, причем поглощение уменьшается практически до нуля к 240 нм. Разрушение аминокислотных остатков в ферментах приводит к подавлению активности процессов репарации.

Также коротковолновое импульсное УФ излучение приводит к увеличению проницаемости мембран для различных веществ и ионов (ненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды), максимумы их спектрального поглощения располагаются в области λ < 220 нм. Нарушения барьерных свойств мембран блокирует синтез макроэргических соединений и может быть причиной гибели клеток. При облучении клеток УФ светом ртутной лампы (254 нм) подобные повреждения полностью отсутствуют.

Во-вторых, интенсивность световых потоков импульсных ламп в десятки тысяч раз выше, чем у наиболее распространенных источников УФ излучения.

При интенсивностях ниже 0,1 – 0,05 Вт/м2 эффективность обеззараживания бактерий резко снижается и даже может стимулировать рост микроорганизмов. Например, бактерицидный облучатель мощностью 40 Вт будет обладать радиусом действия только 3 метра, а в дальних и теневых зонах его действие может быть обратным. При интенсивностях более 0,5 – 1,0 Вт/м2, вплоть до плотности потоков на уровне нескольких кВт/м2, эффективность инактивации микроорганизмов и вирусов возрастает и зависит от величины бактерицидной дозы и вида микроорганизма.