生物膜:医疗环境清洁面临的隐形阻碍

虽然生物膜肉眼不可见,但它的存在切实影响着医疗环境的清洁与消毒效果。

在显微镜下,生物膜看起来就像是黏附在一起的、密集且黏滑的微生物群落。而在现实环境中,它是一道无形的屏障,能够保护病原体免受本应用于清除它们的产品的侵害。了解生物膜的形成机制以及现代医疗表面如何助长其存续,对于维持清洁、安全的医疗环境至关重要。



生物膜的形成机制 

自然界中的大多数微生物并不以自由漂浮的单细胞形式存在。它们更倾向于附着在表面,形成结构化的群落,并被包裹在自身分泌的胞外聚合物(EPS)基质中——这是一种由多糖、蛋白质、脂质和胞外DNA组成的混合物。该过程通常始于浮游(自由)细胞接触到表面。细胞最初对表面的附着是微弱且可逆的,但随着它们产生黏附素并开始分泌基质物质,这种附着会变得更加牢固且不可逆。

一旦附着在表面,微生物便会大量繁殖并组织成微菌落。这些菌落逐渐发育为成熟的三维生物膜,其内部包含通道,允许营养物质和废物在结构中流通。在这种基质内,细胞会改变基因表达,降低生长速率,并通过群体感应来协调行为。

生物膜形成的最后阶段是分散:部分细胞脱离基质,恢复自由漂浮状态,准备去定殖新的表面。这种持续的循环也是为什么环境在清洁后仍会再次受到污染的原因之一。



为什么生物膜能抵抗清洁

从微生物学的角度来看,生物膜极其高效的生存策略对医疗表面的清洁和消毒产生了重大影响。与自由漂浮的对应物相比,附着在表面的细胞和生物膜对杀菌剂、抗生素以及物理应力(如擦洗)的敏感性要低得多。EPS基质就像一层物理和化学盾牌,减缓了消毒剂的渗透,并在活性成分到达生物膜深处的细胞之前将其结合或中和。

生物膜内部的微生物在生理状态上与单细胞微生物不同。许多微生物生长更加缓慢,甚至可能进入一种应激耐受状态,从而保护自己免受那些针对快速分裂细胞的制剂的伤害。

此外,环境表面的生物膜通常是混合群落。不同的物种可以相互保护、共享耐药基因,并创造微环境,从而进一步削弱清洁和消毒产品的作用。

其结果就是:表面看起来在视觉上很干净,但实际上仍潜伏着根深蒂固的生物膜,能够在常规的清洁和消毒周期中存活下来。在这种状态下,营养细胞(vegetative bacteria)可以在医院表面存活数周甚至数月,并且在环境采样时可能无法被均匀地检测出来。



干燥表面上的生物膜

人们通常认为生物膜存在于潮湿环境中(如下水道、管道和留置医疗器械),但发表在Journal of Hospital Infection杂志上的研究发现,生物膜同样可以在干燥的医院表面形成。微生物可以在灰尘、有机残留物以及表面的微环境中以干燥状态存活,随后利用清洁过程、溢出液体或人体触摸带来的间歇性水分来生长并重建其基质。

医疗表面可能会在无意中支持微生物的附着和生物膜的形成。许多常见材料表面存在微小的划痕、孔隙或接缝,形成了受保护的隐蔽处,使得水分和污垢得以积聚,且不受消毒剂的影响。表面能、质地和化学成分会增加微生物的附着力,尤其是在临床环境中不可避免地积累有机负荷(如体液、皮屑、产品残留物)的情况下。

反复使用仅能去除松散污垢但无法破坏生物膜基质的洗涤剂进行清洁,会留下一个“调理过”的表面——即一层薄薄的有机物质,这反而会在下次微生物降落时改善其附着条件。久而久之,这些被调理过的表面会使干燥表面的生物膜成为病房、高频接触区域和设备表面持续存在的污染源。



重新审视清洁的标准

对医疗表面生物膜的了解,将我们的基本问题从“我们擦拭过表面了吗?”转变为“我们是否破坏并清除了附着的微生物群落?”。基于浮游微生物的传统测试方法和产品宣称,往往不能真实反映其在现实环境中对抗表面附着细胞和生物膜的实际效果。

有效的清洁策略必须考虑以下几点:

  • 表面设计与材料选择:减少微生物附着,使生物膜更难形成。
  • 清洁化学品与工具:需经过验证,确保其能够破坏生物膜基质,而不仅仅是杀死自由漂浮的微生物。
  • 操作程序:强调机械摩擦作用、正确的接触时间,并定期破坏高风险的生物膜储存库(例如水槽周围区域、床栏和共用设备)。

生物膜或许肉眼不可见,但它对环境卫生和患者安全的影响却是真实存在的。通过了解微生物如何在表面上附着、组织并保护自己,医疗管理者可以更好地评估消毒剂、重新设计清洁流程,并与环境服务团队携手合作,超越“看起来干净”的表象,实现微观层面上真正的清洁环境。


作者

Linda Lybert
Healthcare Surfaces Institute创始人兼执行主任

Linda Lybert 是ISSA旗下分支机构Healthcare Surfaces Institute的创始人兼执行主任,她同时也在 ISSA 担任医疗部门的负责人。
Linda Lybert 在医疗保健领域拥有超过 27 年的从业经验,是全国公认的感染预防专家,尤其专注于研究医疗表面在传播医疗相关感染(HAI)中所扮演的角色。她致力于将临床医生、制造商、科学家和监管机构汇聚在一起,共同推动打造更安全、更清洁的医疗环境。

*本文编译自ISSA旗下CMM杂志文章,如需转载或摘录,请联系ISSA中国办公室获取授权。