Tlen singletowy w walce z drobnoustrojami. Pierwsze praktyczne zastosowania w rękawicach medycznych

(1)

PRACA POGLĄDOWA

TLEN SINGLETOWY W WALCE Z DROBNOUSTROJAMI.

PIERWSZE PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIA W RĘKAWICACH

MEDYCZNYCH

SINGLET OXYGEN IN FIGHT AGAINST MICROBIALS. FIRST PRACTICAL

APPLICATION IN MEDICAL GLOVES

✎

SŁAWOMIR GONDEK

Skamex Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością sp.k.

STRESZCZENIE:

Dłonie personelu medycznego są jednym z głównych, potencjalnych wektorów przenoszenia drobnoustrojów chorobotwórczych w obrębie placówek ochro-ny zdrowia. W toku badań udało się opracować substancję, która wbudowana w strukturę materiału, w kontakcie ze światłem widzialnym powoduje uwal-nianie tlenu singletowego z powierzchni rękawicy. Tlen singletowy w kontakcie z drobnoustrojami powoduje uszkodzenie błony komórkowej oraz materiału genetycznego.

SŁOWA KLUCZOWE: tlen singletowy, reakcje fotodynamiczne, rękawice diagno-styczne, zakażenia krzyżowe, rękawice antybakteryjne, technologia AMG ABSTRACT:

The hands of medical personnel are one of the main potential vectors of patho-genic microorganisms transmission within health care facilities. It was possible to develop a substance that, embedded in the structure of the material, in contact with visible light causes the release of singlet oxygen from the surface of the glove. Singlet oxygen in contact with microbes causes damage to the cell mem-brane and genetic material of bacteria.

KEY WORDS: singlet oxygen, photodynamic reactions, exam gloves, cross conta-mination, antymicrobial gloves, AMG technology

m

Sławomir Gondek

Skamex Spółka z ograniczoną odpowiedzial-nością sp.k. ul. Częstochowska 38/52, 93-121 Łódź Tel.: 42 677 14 11, Fax: 42 672 40 10 Wpłynęło: 06.02.2019 Zaakceptowano: 01.03.2019 Opublikowano on-line: 14.03.2019 Cytowanie: Gondek S. Tlen singletowy w walce z drobnoustrojami. Pierwsze praktyczne zastosowania w rękawicach medycznych.

Zakażenia XXI wieku 2019;2(1):29–31  10.31350/zakazenia/2019/1/Z2019008

Copyright by MAVIPURO Polska Sp. z o.o., Warszawa, 2019. Wszystkie prawa zastrzeżone. Żadna część niniejszej publikacji nie może być powielana i rozpowszechniana w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób bez zgody wydawcy.

WSTĘP

Dłonie personelu medycznego są jednym z głównych po-tencjalnych wektorów przenoszenia drobnoustrojów cho-robotwórczych w obrębie placówek ochrony zdrowia. Pa-togeny są przenoszone pomiędzy różnymi powierzchniami za pośrednictwem dłoni, jeśli czynności nie są wykonywane

w rękawicach. Dbałość o stan skóry, jej właściwe nawilże-nie i utrzymanawilże-nie bariery skórnej na wysokim poziomie, a przede wszystkim częsta, dokładna i skuteczna dezynfek-cja rąk, przyczyniają się do redukcji liczby drobnoustrojów rozprzestrzenianych w ten sposób.

W praktyce klinicznej coraz więcej czynności wykonu-je się po nałożeniu wykonu-jednorazowych rękawic medycznych. 29

ZAKAŻENIA XXI WIEKU 2019;2(1)

Plik pobrano ze strony www.zakazenia.com na użytek własny. Nie może być powielany i rozpowszechniany w jakiejkolwiek formie.

(2)

30

Często zatem bezpośredni kontakt z ciałem pacjenta i innymi potencjalnie skontaminowanymi powierzchniami w jego otoczeniu ma rękawica, a nie skóra.

Czas przeżycia patogenów na powierzchniach nieoży-wionych może wynosić nawet kilka miesięcy. Zapewnienie dostępu skutecznego czynnika przeciwdrobnoustrojowe-go do powierzchni zewnętrznej rękawicy może zmniejszyć liczbę bakterii przenoszonych z zanieczyszczonego źródła (rezerwuaru) do wrażliwego pacjenta lub kolejnego miejsca kontaktu krzyżowego [1].

TLEN SINGLETOWY

Od wielu już lat stosuje się terapie fotodynamiczne, zwłaszcza w leczeniu nowotworów jak również łuszczy-cy. W onkologii jest wykorzystywany cytotoksyczny efekt wzbudzonej energetycznie cząsteczki tlenu singletowego (1_O

2), który jest wytwarzany in situ w trakcie naświetlania

tkanek światłem o określonej długości fali, po uprzednim podaniu fotouczulacza [2]. Tlen singletowy jest wytwarza-ny także endogennie w trakcie wybuchu tlenowego podczas fagocytozy.

Mechanizm działania tlenu singletowego jest oparty na jego wysokiej reaktywności chemicznej. Wzbudzona czą-steczka 1_O

2 dąży do redukcji stanu energetycznego, co jest

osiągane w procesie utleniania różnych substancji. Reaguje chętnie z lipidami, białkami i kwasami nukleinowymi, zmie-niając ich strukturę [3]. Tlen singletowy w kontakcie z drob-noustrojami powoduje uszkodzenie błony komórkowej oraz materiału genetycznego bakterii. W ostatnich latach są pro-wadzone interesujące badania nad zastosowaniem tlenu sin-gletowego do dezynfekcji wody. W symulacjach laboratoryj-nych wykazano wysoką skuteczność przeciwko E. coli oraz grzybom Aspergillus fumigatus [4].

TECHNOLOGIA AMG

Pod koniec 2018 r. jeden z producentów rękawic dia-gnostycznych skutecznie zaimplementował technolo-gię fotodynamicznego uwalniania tlenu singletowego

z powierzchni rękawic medycznych. Technologia określana skrótem AMG (Anti Microbial Gloves) jest oparta na wy-nikach badań naukowców z Uniwersytetu w Nottingham w Wielkiej Brytanii. W toku badań udało się opracować substancję, która wbudowana w strukturę materiału powo-duje w kontakcie ze światłem widzialnym uwalnianie tlenu singletowego z powierzchni rękawicy.

Technologia AMG w założeniu ma liczne zalety. Czynnik aktywny, czyli tlen singletowy, ma krótki, liczony w milise-kundach, czas życia, zatem zasięg działania jest ograniczony do bezpośredniego (w mikroskali) sąsiedztwa powierzch-ni rękawicy. Aktywność bójcza tlenu singletowego, oparta na niespecyficznych reakcjach utleniania lipidów, białek i kwasów nukleinowych, może przeciwdziałać powstawaniu mechanizmów oporności. Substancja, która w obecności światła przekazuje energię cząsteczkom tlenu, wzbudza-jąc je, jest trwale związana ze strukturą materiału rękawi-cy (guma nitrylowo-butadienowa). Nie można jej usunąć z powierzchni ani wypłukać. Substancja ta, będąca katali-zatorem reakcji fotodynamicznej, nie ulega również zużyciu ani przekształceniom chemicznym. Uwalnianie zatem tlenu singletowego z powierzchni rękawicy zachodzi zawsze, jeśli są dostępne światło i tlen, co w praktyce oznacza stałą i wy-soką skuteczność.

Określona przez amerykańską normę ASTM D7907–14 skuteczność bójcza sięga 99,99% redukcji w ciągu 5 min (czas badania wynika z założeń normy). Rękawice w bada-niach wykazały aktywność bójczą wobec: Enterococcus

fa-ecalis (VRE), Enterococcus faecium, MRSA, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae.

DYSKUSJA

W związku z doniesieniami organizacji międzynarodo-wych o dramatycznie rosnącej lekooporności [5] możliwość aktywnej i stałej redukcji liczby drobnoustrojów na po-wierzchni rękawic medycznych daje nadzieję na ograni-czenie kontaminacji bezpośredniego otoczenia pacjenta. A to może mieć wpływ na zmniejszenie liczby zakażeń na-bytych w szpitalu. o 1 2 o 1 2 o 1 2

o

1 2

o

1 2

o

1 2

o

1 2

o

1 2

o

1 2 1

o

₂

o

1 2 Emisja 1_O 2 z pow. rękawicy

Technologia AMG Działanie 1_O

2

Atak na struktury komórki Liza oraz uszkodzenie materiału genetycznego Fotoutrwalacz inkorporowany

w strukturę rękawicy

W obecności światła Śmierć komórki

W

Ryc. 1. Mechanizm działania tlenu singletowego uwalnianego z powierzchni rękawic.

(3)

31

Technologia AMG ma szansę stanowić ważne dopełnie-nie właściwej higieny rąk oraz dbałości o odpowiedni stan bariery skórnej. Trzeba też podkreślić wartość edukacyjną tej technologii. W najbliższym okresie liczne publikacje i dyskusje na jej temat będą aktywnie wspierać zwalczanie zakażeń szpitalnych oraz ulepszanie działań prewencyjnych.

KONFLIKT INTERESÓW: Autor pełni funkcję dyrektora nauko-wego w firmie Skamex Spółka z ograniczoną odpowiedzialno-ścią sp.k.

PIŚMIENNICTWO

1. Preambuła normy ASTM D7907 – 14 Standard Test Methods for Determination of Bactericidal Efficacy on the Surface of Medical Examination Gloves. https://www.astm.org/Standards/D7907.htm 2. Jarvi MT, Patterson MS, Wilson BC. Insights into photodynamic

therapy dosimetry: simultaneous singlet oxygen luminescence and photosensitizer photobleaching measurements. Biophys J 2012;102(3):661-671.  10.1016/j.bpj.2011.12.043

3. Biochemia stresu oksydacyjnego. Uniwersytet Jagielloński w Krako-wie. http://biotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_01.pdf 4. Bartusik D, Aebisher D, Lyons AM, Greer A. Bacterial inactivation by

a singlet oxygen bubbler: identifying factors controlling the toxi-city of 1_O

2 bubbles. Environ Sci Technol 2012;46(21):12098-12104.

 10.1021/es303645n

5. Surveillance of antimicrobial resistance in Europe 2017. https:// www.ecdc.europa.eu/sites/portal/files/documents/AMR-surveil-lance-EARS-Net-2017.pdf