劉穎君(LIU Ying-jun) 綜述, 安 娜(AN Na)審校

(北京大學(xué)口腔醫(yī)院，北京 100081)

·綜述·

口腔診室細(xì)菌性氣溶膠研究進(jìn)展

劉穎君(LIU Ying-jun) 綜述, 安 娜(AN Na)審校

(北京大學(xué)口腔醫(yī)院，北京 100081)

口腔診室； 氣溶膠； 細(xì)菌性氣溶膠； 氣溶膠分布； 氣溶膠干預(yù)措施

氣溶膠是固態(tài)或液態(tài)微粒懸浮在氣體介質(zhì)中的分散體系，其粒子直徑在0.001～100 μm之間[1]。1968年Micik等[2]最先研究了口腔診室中的氣溶膠，并將此研究領(lǐng)域命名為牙科氣溶膠學(xué)，主要的研究內(nèi)容為口腔診室中的細(xì)菌性氣溶膠顆粒，以及這些氣溶膠顆粒與患者及醫(yī)務(wù)人員健康之間的關(guān)系。隨著口腔設(shè)備學(xué)、材料學(xué)的進(jìn)展，尤其是高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備和超聲設(shè)備的出現(xiàn)，口腔醫(yī)生的工作效率大大提高。但設(shè)備的使用也導(dǎo)致口腔治療操作過程中產(chǎn)生大量細(xì)菌性氣溶膠，氣溶膠中可能含有菌斑、牙石碎片、牙科材料、血液、唾液、未消毒的牙科用水等[3-4]?？谇辉\室空氣污染威脅著醫(yī)護(hù)工作者及患者的身體健康，因此多個(gè)國家及地區(qū)的口腔醫(yī)療機(jī)構(gòu)感染控制指南中均涉及了診療環(huán)境的指標(biāo)，其中包括空氣清潔與消毒相關(guān)指標(biāo)[5]。本文對口腔診室細(xì)菌性氣溶膠研究進(jìn)展作一綜述。

1 氣溶膠在疾病傳播中的作用

足夠大的氣溶膠顆粒，可以在短時(shí)間內(nèi)沉降到地面或物體表面上，經(jīng)過表面接觸，致病微生物可經(jīng)由或不經(jīng)由醫(yī)生，在不同患者之間傳播疾病，成為醫(yī)患之間間接感染的途徑[3]。而小的液滴可以在空氣中長時(shí)間運(yùn)動，此過程中由于蒸發(fā)，液滴逐漸收縮形成飛沫核[6]，飛沫核粒徑很小，可以在空中懸浮并擴(kuò)散[7]，相關(guān)的理論計(jì)算顯示，直徑1 μm的粒子運(yùn)動特性主要是氣流跟隨性，其自身重力及慣性作用都不明顯，在發(fā)生后10-5s內(nèi)就可以達(dá)到環(huán)境風(fēng)速，并跟隨氣流運(yùn)動[8]。氣溶膠的運(yùn)動特性導(dǎo)致其擴(kuò)散范圍較遠(yuǎn)，可漂浮空中數(shù)小時(shí)，直至沉降到物體表面或進(jìn)入呼吸道。

飛沫核的主要成分為生物顆粒[6]，其中耐干燥的病原體(如葡萄球菌屬、鏈球菌屬、真菌孢子)能存活很長時(shí)間，通過空氣傳播很遠(yuǎn)后依然存活[9]。含有大量微生物核的氣溶膠成為潛在傳染源，可以直接進(jìn)入醫(yī)護(hù)人員或不同患者的呼吸道傳播疾病。研究[10]報(bào)道，口腔醫(yī)務(wù)人員暴露于空氣菌落高峰期 15 min，將吸入 0.014 μL 的氣溶膠，嚴(yán)重者可在同樣時(shí)間內(nèi)吸入 0.12 μL氣溶膠。攜帶微生物的氣溶膠根據(jù)其粒子直徑大小可進(jìn)入呼吸道的不同部位[11]，直徑1～5 μm 者空氣帶菌粒子可直接侵入肺泡，6～10 μm 者易沉著在小支氣管，10～30 μm 者會沉積在支氣管[3]。2012 年 Dutil 等[12]利用 APS 空氣動力學(xué)粒徑譜儀對口腔操作中產(chǎn)生的氣溶膠直徑進(jìn)行測定，結(jié)果介于 0.65～0.84 μm之間，中位數(shù)為 0.73 μm，屬于小直徑的空氣帶菌粒子。

目前，已知可能借由氣溶膠傳播的致病微生物包括結(jié)核分枝桿菌[13]，乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HBV)、人類免疫缺陷病毒(HIV)[3]、葡萄球菌屬[14]、麻疹病毒、水痘-帶狀皰疹病毒、天花病毒、百日咳桿菌、流感病毒、鼻病毒、肺炎支原體、SARS冠狀病毒、腦膜炎奈瑟菌[15]、軍團(tuán)菌屬等。研究[14]表明，微生物空氣污染可使一些過敏性疾病發(fā)生率增加。

2 細(xì)菌性氣溶膠的檢測

2.1 基于物理理論的研究方法 當(dāng)前對氣溶膠的研究主要有理論分析法、數(shù)值模擬法和實(shí)驗(yàn)研究法。前兩種方法側(cè)重于利用物理、數(shù)學(xué)原理對氣溶膠顆粒運(yùn)動進(jìn)行模擬。理論分析法主要是通過對生物顆粒物的空氣動力學(xué)特性和生物顆粒物本身所受各種力場進(jìn)行分析，建立數(shù)學(xué)模型來描述生物顆粒物在室內(nèi)的運(yùn)動傳播規(guī)律，得到運(yùn)動規(guī)律的解析解。數(shù)值模擬方法是基于計(jì)算流體力學(xué)(computational fluid dynamics，CFD，主要通過計(jì)算機(jī)和數(shù)值方法來求解流體力學(xué)的控制方程，對流體力學(xué)問題進(jìn)行模擬和分析)技術(shù)計(jì)算室內(nèi)生物顆粒物的分布情況或運(yùn)動軌跡，從而了解生物顆粒物的分布規(guī)律或在室內(nèi)的運(yùn)動情況[16]。

上述研究方法可以獲得較為詳細(xì)完整的顆粒物分布和運(yùn)動信息，但是其結(jié)果僅為數(shù)值模擬結(jié)果。目前，在口腔診室細(xì)菌性氣溶膠的研究中基于物理理論的研究方法應(yīng)用較少，2010年Chen 等[17]首次報(bào)道了利用CFD對五種不同狀況下口腔診室內(nèi)細(xì)菌性氣溶膠分布進(jìn)行模擬。見圖1。

圖1 CFD對五種不同狀況下口腔診室內(nèi)細(xì)菌性氣溶膠速度分布的模擬結(jié)果[17]

2.2 實(shí)驗(yàn)研究法 實(shí)驗(yàn)研究法是通過實(shí)驗(yàn)儀器對生物顆粒物的空間分布、時(shí)間分布等進(jìn)行測量，以了解室內(nèi)生物顆粒物的分布情況，得出室內(nèi)生物顆粒物暴露傳播的規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)公式，此方法是大部分口腔診室進(jìn)行氣溶膠研究所采取的方法。目前，在口腔診室氣溶膠研究領(lǐng)域采用比較多的是自然沉降法和撞擊式采樣器法。自然沉降法即在不同位置打開培養(yǎng)皿，放置一定時(shí)間后將培養(yǎng)皿進(jìn)行培養(yǎng)，計(jì)算菌落形成單位(CFU，colony forming units，指培養(yǎng)所得的細(xì)菌群落總數(shù))，以顯示不同位置細(xì)菌性氣溶膠的分布情況，此計(jì)算基于奧梅梁斯基公式Ng=10×Nl，其中Nl為空氣中細(xì)菌菌落密度，Ng為在100 cm2培養(yǎng)基上沉降5 min后的菌落數(shù)。我國衛(wèi)生部2012年頒布的《醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中將公式校正為菌落總數(shù)N空氣=50 000 N×A-1×T-1，其中A為平板面積(cm2)，T為平板暴露時(shí)間(min)，N為平均菌落數(shù)[18]。此方法經(jīng)濟(jì)簡單，但易受風(fēng)力、電力、阻力、浮力等多種外界因素影響，穩(wěn)定性差。撞擊式采樣器中最常用的是安德森取樣器，其不僅能測定空氣中活性粒子的數(shù)量，且能測定其粒徑分布[1]，其中Andersen六級生物粒子采樣器被國際上作為標(biāo)準(zhǔn)生物采樣器。

近十年來，隨著各項(xiàng)新技術(shù)和分子生物學(xué)的應(yīng)用細(xì)菌性氣溶膠的分離鑒定技術(shù)飛速發(fā)展。2012年Kimmerle等[19]結(jié)合革蘭染色、細(xì)菌特異性生化實(shí)驗(yàn)、氣相色譜分析、16sRNA鑒定等多種方法，對口腔診室和非口腔操作的公共區(qū)域采樣的細(xì)菌性氣溶膠進(jìn)行分離鑒定。但截至目前，研究中能夠捕獲并培養(yǎng)的細(xì)菌僅為空氣中的一小部分。需指出的是，目前口腔診室氣溶膠領(lǐng)域不同研究者間的定量研究結(jié)果難以比較，原因在于各研究者使用的取樣方法、取樣位置、診室布局不同。甚至有學(xué)者[4]指出，不同的地理位置對研究結(jié)果也有影響。

3 口腔診室內(nèi)氣溶膠分布

3.1 口腔診室氣溶膠中的細(xì)菌種類 2006 年 Rautemaa 等[20]采用自然沉降法取樣口腔診室內(nèi)氣溶膠，培養(yǎng)后鑒定得出口腔診室內(nèi)氣溶膠中的細(xì)菌以革蘭陽性菌(鏈球菌屬、葡萄球菌屬)最多見。2010 年 Prasanth 等[21]報(bào)道口腔診室氣溶膠中優(yōu)勢菌為假單胞菌屬、變形桿菌屬、革蘭陽性球菌和桿菌、需氧芽孢桿菌。2011 年顧紅政等[22]利用 API 鑒定系統(tǒng)、VITEK-2 全自動微生物分析儀鑒定系統(tǒng)對口腔診室內(nèi)氣溶膠進(jìn)行分析，結(jié)果顯示主要的病原菌為微球菌屬(42.46%)、表皮葡萄球菌(35.38%)、金黃色葡萄球菌(14.15%)、革蘭陽性棒狀桿菌(2.28%)。關(guān)于API 及其類似鑒定系統(tǒng)對口腔診室氣溶膠細(xì)菌種類，有學(xué)者提出了質(zhì)疑，認(rèn)為其在鑒定非致病性細(xì)菌方面存在不足[19]。2012 年 Kimmerle 等[19]綜合利用形態(tài)學(xué)分析、細(xì)菌生化反應(yīng)、氣相色譜技術(shù)，對多椅位診室、單椅位診室、非口腔操作公共場所(銀行)氣溶膠進(jìn)行了細(xì)菌檢測，結(jié)果顯示，口腔診室內(nèi)氣溶膠含量最高的是藤黃微球菌(52.22%)，其次是表皮葡萄球菌和溶血葡萄球菌(31.67%)，除此之外還有里拉微球菌和銅綠假單胞菌等。治療結(jié)束后在診椅附近的表面可檢測出鏈球菌屬和葡萄球菌屬細(xì)菌[21]；而在2015年的一項(xiàng)研究[23]中，用無菌棉拭子對口腔診室各表面取樣，通過形態(tài)學(xué)、革蘭染色、標(biāo)準(zhǔn)化生化反應(yīng)鑒別，鑒定結(jié)果中最多見的為革蘭陰性細(xì)菌(23%，包括肺炎克雷伯菌，銅綠假單胞菌，大腸埃希菌，檸檬酸桿菌屬)，其次為金黃色葡萄球菌(6%)、凝固酶陰性葡萄球菌(5%)，需氧芽孢桿菌(6%)。

3.2 口腔診室氣溶膠的空間分布 研究[24]證實(shí)，在無冷卻水狀態(tài)下潔治牙石時(shí)，也有氣溶膠與飛沫產(chǎn)生，氣溶膠和飛沫在以患者為中心兩英尺(0.609 m)范圍內(nèi)濃度最高。在封閉診室中，氣溶膠的污染范圍幾乎可以波及整個(gè)診室，包括無操作區(qū)域[15，20，25]。2012年有研究者在超聲潔治過程中于患者正前方、頭部左右側(cè)不同距離處放置瓊脂平板，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，相同距離內(nèi)的三個(gè)不同方位取樣位點(diǎn)氣溶膠細(xì)菌含量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；隨著距離的增加，污染程度逐漸減輕[26]。2013年張玉勤等[27]檢測332份標(biāo)本得出了相似的結(jié)果，擬合曲線為污染倍數(shù)Y=-3.7935×Ln (X) + 6.2264(X為距離)。2015年Umar 等[23]對口腔診室內(nèi)的各表面進(jìn)行取樣，細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果陽性率最高的位置為燈把手、醫(yī)生所用的筆、抽吸管頂端，其次為口腔設(shè)備及器材。國內(nèi)也有學(xué)者對診室內(nèi)物體表面進(jìn)行取樣，120份標(biāo)本細(xì)菌總數(shù)全部超標(biāo)，其中在距治療點(diǎn)<0.5 m的標(biāo)本中，6份HBsAg陽性，7份檢出致病菌[27]，在距治療點(diǎn)0.5、1.5、2.0、5.0 m處平均細(xì)菌總數(shù)依次為2 248、1 317、763和153 CFU/cm2[28]。

3.3 口腔診室氣溶膠的時(shí)間分布 目前普遍認(rèn)為，操作過程中細(xì)菌性氣溶膠含量最高[11-12，29]，操作結(jié)束后1～2 h，細(xì)菌性氣溶膠水平有所降低。見圖2。研究顯示，多臺牙椅診室開始治療后2 h，空氣中細(xì)菌量是開診前的5倍[30]；在治療結(jié)束后1 h空氣中菌落數(shù)比治療結(jié)束時(shí)下降45%，是開診前的2.3倍，但單臺牙椅牙周診室、黏膜診室治療結(jié)束后1 h空氣菌落數(shù)降至開診前水平[31]。2012年一項(xiàng)多中心實(shí)驗(yàn)[32]采取主動取樣和被動取樣的方法對10個(gè)不同診室進(jìn)行取樣，主動取樣結(jié)果以CFU/m3顯示，被動取樣結(jié)果以微生物空氣污染指數(shù)(index of microbial air contamination，IMA，指在距離墻壁或任何主要障礙物1 m，距地面1 m的位置放置9 cm Petri 培養(yǎng)皿1 h后培養(yǎng)所得CFU)顯示，以評價(jià)操作過程中不同時(shí)間點(diǎn)氣溶膠細(xì)菌含量，結(jié)果顯示，操作過程中氣溶膠細(xì)菌含量(166 CFU/m3，IMA 27.5)大于操作前(78 CFU/m3，IMA 12)，操作結(jié)束后即刻明顯下降(110 CFU/m3，IMA 14)。

圖2 單一椅位口腔診室空氣動態(tài)監(jiān)測結(jié)果[11]

3.4 不同操作過程中細(xì)菌性氣溶膠分布 2005年Rautemaa等[20]報(bào)道，使用高速旋轉(zhuǎn)器械的診室氣溶膠細(xì)菌培養(yǎng)菌落數(shù)平均為823 CFU/(m2·h)，而未使用旋轉(zhuǎn)和超聲器械的操作組結(jié)果為598 CFU/(m2·h)，無操作組為35 CFU/(m2·h)。2010年Hallier等[4]研究顯示,牙體預(yù)備時(shí)氣溶膠細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果為無操作時(shí)的4.4倍(操作前23.9 CFU/m3，操作后105.1 CFU/m3)，使用超聲設(shè)備時(shí)為無操作時(shí)的1.7倍(操作前41.9 CFU/m3，操作后70.9 CFU/m3)。2011年顧紅政等[22]利用自然沉降法對使用高速手機(jī)的實(shí)驗(yàn)組與非使用高速手機(jī)的對照組操作過程氣溶膠中細(xì)菌含量進(jìn)行測定，實(shí)驗(yàn)組和對照組在距離患者口周0.5 m處數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在距離患者口腔1.5 m處，實(shí)驗(yàn)組為(9 069.23±5 962.81)CFU/m3，高于對照組(4 073.53±1 385.68)CFU/m3。另外，該研究者還同時(shí)對醫(yī)生口罩及臨近物體表面進(jìn)行采樣,實(shí)驗(yàn)組醫(yī)生口罩與電腦顯示屏細(xì)菌菌落數(shù)分別為(891.17±116.75)、(6 065.5±1 942.22)CFU/m2,高于對照組的(121.67±64.62 )、(50±5.77)CFU/m2。不同研究者得出的結(jié)論相似，使用高速設(shè)備和超聲設(shè)備操作時(shí)診室氣溶膠中細(xì)菌含量增高較其他操作高，但各實(shí)驗(yàn)者間獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)差距較大，國內(nèi)研究者的數(shù)據(jù)高于國外研究者，可能的原因是不同研究的研究條件不同，如診室的面積、溫度、濕度、診室布置、采樣方法、采樣的時(shí)間等不統(tǒng)一。

4 口腔診室氣溶膠干預(yù)措施

4.1 操作前使用有消毒殺菌能力的含漱液含漱 研究[33-37]顯示，術(shù)前使用氯己定等具有消毒殺菌能力的含漱液含漱可有效降低氣溶膠中細(xì)菌含量，其中效果最佳的為氯己定。de Albuquerque 等[34]報(bào)道，氯己定含漱30 s可使患者口內(nèi)的金黃色葡萄球菌、變形鏈球菌和遠(yuǎn)緣鏈球菌含量下降90%以上。2013年Serban等[35]對操作中醫(yī)生面罩細(xì)菌含量進(jìn)行檢測，結(jié)果干預(yù)組(患者使用0.1%氯己定進(jìn)行含漱)醫(yī)務(wù)人員面罩細(xì)菌含量低于對照組(患者使用蒸餾水含漱)。2013年Shetty 等[36]研究顯示, 氯己定和精油漱口水兩種市售漱口水均可降低口腔操作過程中交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)，且前者效果優(yōu)于后者；2014年Gupta等[37]的雙盲隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，0.12%氯己定的使用效果優(yōu)于草藥漱口水和純凈水。

4.2 操作過程中采用強(qiáng)吸設(shè)備 多項(xiàng)研究[33，38]支持操作過程中使用強(qiáng)吸設(shè)備可降低口腔診室氣溶膠中細(xì)菌的含量。Prasanth等[21]在距患者口腔六英尺的位置放置血平板采樣，發(fā)現(xiàn)未使用控制措施時(shí)培養(yǎng)皿上培養(yǎng)出大量細(xì)菌，優(yōu)勢菌為假單胞菌屬、變形桿菌屬、革蘭陽性球菌和桿菌、需氧芽孢桿菌和真菌，使用強(qiáng)吸設(shè)備后菌落數(shù)明顯減少，優(yōu)勢菌為需氧芽孢桿菌和球菌。Yamada 等[39]的研究肯定了強(qiáng)吸在減少含血?dú)馊苣z中的作用，但2014年Desarda等[40]的研究結(jié)果顯示，在上前牙潔治過程中，強(qiáng)吸設(shè)備對距離患者口腔3.657 m和6.096 m尺位置的氣溶膠含量并無明顯降低。各項(xiàng)研究中抽吸設(shè)備的功率、型號均不同，并不是每項(xiàng)研究對抽吸設(shè)備擺放位置均做了明確界定，因此，尚缺乏廣泛認(rèn)可的定量研究。

4.3 使用空氣凈化系統(tǒng)對診室空氣進(jìn)行凈化 在有牙科操作的情況下，換風(fēng)系統(tǒng)可顯著降低備洞、超聲潔治、拔牙操作時(shí)細(xì)菌性氣溶膠水平，但對問病史和檢查中細(xì)菌性氣溶膠水平無顯著效果[4]。2009年 Hubar 等[41]利用離子風(fēng)凈化器對口腔診室進(jìn)行空氣凈化，在無操作的診室內(nèi)運(yùn)行離子風(fēng)凈化器 6 h，可消除絕大部分細(xì)菌，但仍可檢測出金黃色葡萄球菌。2010年Chen 等[17]利用計(jì)算流體力學(xué)，模擬了空氣凈化器放置在診室內(nèi)不同位置時(shí)細(xì)菌性氣溶膠的運(yùn)動軌跡，發(fā)現(xiàn)空氣凈化器的凈化效果并不與凈化器和患者口腔距離成反比。

5 總結(jié)

目前，口腔診室內(nèi)的細(xì)菌性氣溶膠相關(guān)研究較多采取的是實(shí)驗(yàn)研究法，對診室內(nèi)氣溶膠進(jìn)行取樣后鑒定，對診室內(nèi)細(xì)菌性氣溶膠的細(xì)菌種類、空間和時(shí)間分布等進(jìn)行了一定研究，不同研究者所得出的結(jié)論相似，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差距較大，目前尚無廣泛認(rèn)可的定量研究數(shù)據(jù)，可能的原因是不同研究的研究條件不統(tǒng)一。數(shù)值模擬法在氣溶膠研究領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展多年，但在口腔診室氣溶膠相關(guān)研究中應(yīng)用較少，已經(jīng)有研究者將目光轉(zhuǎn)移到此領(lǐng)域。

部分國家及地區(qū)就口腔診室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生也提出了指導(dǎo)意見，我國在2012年出版的《醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對口腔診室空氣平均菌落數(shù)的要求是≤4 CFU/皿(5 min)，規(guī)定的采樣時(shí)間為消毒或規(guī)定的通風(fēng)換氣后與從事醫(yī)療活動前。該標(biāo)準(zhǔn)未對口腔診室治療過程中的空氣質(zhì)量提出要求，根據(jù)目前的研究結(jié)果，口腔操作過程中的氣溶膠含量較無操作時(shí)明顯上升，口腔治療過程中的動態(tài)氣溶膠檢測指標(biāo)值得關(guān)注。

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(本文編輯：文細(xì)毛)

Advancesinbacterialaerosolindentalclinic

(Peking University Hospital of Stomatology, Beijing 100081, China)

2016-10-04

國家自然科學(xué)基金-青年科學(xué)基金項(xiàng)目(8150030549)

劉穎君(1992-)，女(漢族)，北京市人，博士研究生，主要從事口腔職業(yè)環(huán)境研究。

安娜 E-mail：anna@pkuss.bjmu.edu.cn

10.3969/j.issn.1671-9638.2017.08.021

R473.78

A

1671-9638(2017)08-0773-06