Některé bakterie se mohou přichycovat k povrchu a diferencovat se tak, že vytvoří komplexní mnohobuněčný útvar, nazývaný biofilm.
Biofilm je tvořen mikrobiálními buňkami (bakterie, plísně, mykózy) a extracelulárním biopolymerem, který tyto buňky produkují.
Bakterie se přichycují k povrchu pomocí krátkých vláken na svém povrchu - fimbrií.

Jak se vytváří biofilm?

1. Prvotní rozvoj

2. Zrání

3. Akumulace zbytků

Jakmile se buňka "přilepí" dostatečným počtem fimbrií k povrchu, je velmi obtížné ji odstranit. Od tohoto okamžiku začíná produkovat extracelulární polymer - sliz.

Sliz je primárně tvořen polysacharidy a vodou. Množství vyprodukovaného slizu buňkou může dosáhnout stonásobku hmotnosti této buňky.

Struktura biofilmu vytváří příznivé ochranné prostředí k přežívání buněčných organismů.

Jak řešit problém biofilmu?

1. Prevence - důkladné a pravidelné čištění povrchů
   Bodedex® forte 0,5 - 1% 5 - 10 min
   Mikrobac® dent 2% 30 min
2. Odstraňování vytvořeného biofilmu
   Bodedex® forte 0,5 - 1% 5 - 10 min
   Mikrobac® dent 2% 30 min

Přispívá akumulace biofilmu na trubicích endoskopu k neúspěchu při jeho čištění a dekontaminaci?

[Podle A. Pajkos, K. Vickery, Y. Cossart: Is biofilm accumulation on endoskope tubing a contributor to the failure of clearing and decontamination?, Journal of Hospital Infection (2004) 58, 224 - 229]

Úvod

Biofilm se vyskytuje na většině povrchů, které jsou v kontaktu s tekutinami. Mnoho průmyslových procesů postihují problémy, které biofilm způsobuje, jako třeba zanášení rour a trubek.
Biofilm se skládá z mnohovrstevnatých seskupení bakteriálních nebo houbových buněk, které jsou usazeny v amorfním extracelulárním materiálu složeného z exopolysacharidu (EPS) bakteriálního původu, který pevně přilepuje buňky k povrchu a k sobě navzájem.
Bakterie usazené v biofilmu jsou mnohokrát odolnější vůči chemické inaktivaci než bakterie v suspenzi, což má v praxi vliv na kinetiku dezinfekčního procesu.

Materiál a metody

Trubice, obsahující 13 bioptických kanálů a 12 kanálů voda/vzduch, byly získány ze 13 nástrojů zaslaných k opravě do hlavního servisního střediska v Sydney z 13 různých nemocnic. Následně byly zkoumány na přítomnost biofilmu použitím elektronové mikroskopie.
Gastrointestinální endoskopy, které se zkoumaly, byly různého stáří a výzkumníkům nebyly předány žádné informace týkající se důvodu opravy nebo jak často je který nástroj používán. Všechny endoskopy přišly s dokumentací potvrzující, že byly dekontaminovány. Kontrolní vzorky - 6 teflonových bioptických kanálů - pocházely z nových, nepoužitých endoskopů, získaných přímo od výrobce (Pentax, Japonsko).
Z každé trubice byl asi 10 cm od jejího konce odříznut segment dlouhý 1 cm. Ten byl potom podélně rozříznut a rozbalen do roviny, čímž se vytvořily podmínky pro zkoumání vnitřního povrchu (asi 1,5 cm2) elektronovým mikroskopem.

Výsledky

Zkoumání šesti kontrolních bioptických kanálů elektronovou mikroskopií ukázalo, že všechny měly povrchová poškození. Teflon byl zvrásněný, na některých místech byl tak tenký, až se zdálo, že tam vznikají póry mikronových rozměrů.

Bioptické kanály

Na všech testovaných kanálech byly pozorovány povrchové defekty - praskliny, rýhy a jamky. Byly různě velké, ale jednotlivé praskliny neměřily víc než 50 µm x 20 µm. Na mnoha místech se vyskytovaly série rýh, způsobené nejspíše od procházejícího nástroje. Na všech vzorcích se našly nečistoty rozměrů 122 µm x 90 µm nebo méně. Mikroorganismy se v těchto nečistotách vyskytovaly v 5 případech, často v místech povrchového poškození. Na jednom bioptickém kanálu se našla rozsáhlá formace biofilmu, tvořeného organismy tyčinkovitého tvaru. Tyto organismy se vyskytovaly jak ve formě přilepené mikrokolonie, tak i samostatně. Nahoře na těchto buňkách byly pozorovány lymfocyty a další materiál (vypadající jako fekální) z pacienta. I když bylo na nechráněných místech nalezeno mnoho zničených bakterií, našly se i životaschopné bakterie, a to na místech, kde byly ukryty v nečistotách nebo EPS.

Kanály voda/vzduch

Všech 12 menších kanálů bylo pokryto velkým množstvím nečistot, často ve splývajících vrstvách. V devíti případech se ve spojení s nečistotami našly bakterie (tyčinky, koky). Navíc pět vzorků bylo pokryto bakteriálním biofilmem (bakterie + EPS).

Diskuse

Biofilm se vyvíjí ve všech mokrých prostředích. Je možno jej odstranit mechanicky nebo chemicky. Ovšem kanály voda/vzduch jsou u mnoha typů endoskopů příliš malé na to, aby byly čištěny mechanicky a vyžadují tedy použití chemických přípravků. Bohužel přípravky účinné na biofilm, které se používají v průmyslu, jsou nekompatibilní s materiály, ze kterých je endoskop vyroben.
Každá nedokonalost v procesu dekontaminace může vést k usazování nečistot v endoskopu a způsobit tvorbu biofilmu.
Všech 13 endoskopů bylo ručně čištěno (průplachem a kartáčky) v enzymatickém detergentu, následovala manuální nebo strojová dezinfekce, oplach alkoholem a sušení stlačeným vzduchem. Zkoumání elektronovým mikroskopem ukázalo, že čištění neodstranilo z některých kanálů všechny nečistoty, zejména z menších kanálů voda/vzduch. V bioptických kanálech se kartáčkem odstranila většina nečistot, ale i zde byly k nalezení malé části nečistot. Není překvapením, že se právě v těchto nečistotách našly mikroorganismy. Přítomnost a množství organických nečistot je významným faktorem ovlivňujícím úspěšnost dezinfekce a sterilizace. Nečistoty a biofilm nalezené na endoskopech tedy výrazně zabraňují provést účinnou dezinfekci.
Biologické nečistoty mohou mít vliv na neúspěšnost dezinfekčního procesu jednak tím, že znemožňují penetraci germicidů k buňkám, jednak i tím, že inaktivují dezinfekční roztok. Některé mikroorganismy jsou tak chráněny před dezinfekcí v lokalizovaných mikroprostředích, kde je koncentrace dezinfekčního roztoku nedostatečná. Biofilm, stejně jako organické nečistoty, snižuje účinek dezinfekce. Ale odolnost bakterií v biofilmu k chemické inaktivaci je zvýšena tím, že jsou ve stavu pomalejšího metabolismu a tím, že tvoří EPS, do kterého se "schovají".
Zachycení nečistot na některých místech může způsobit jejich další hromadění. Při dosažení kritické tloušťky se mohou oddělit fragmenty, a ty být následně přeneseny nástrojovým příslušenstvím do pacienta. Pacient je tak vystaven riziku infekce způsobené nejen patogenními mikroorganismy, ale i houbami nebo Pseudomonas spp.
V této studii byly ve všech 12 menších kanálech voda/vzduch nalezeny rozsáhlé biologické nečistoty, v devíti případech spojených s nálezem bakterií. V pěti případech byly kanály pokryty masivním biofilmem. U těchto malých kanálů, s malým průměrem, je čištění mnohem obtížnější než u větších kanálů bioptických. Zatímco čištění bioptických kanálů kartáčkem odstraní velký podíl nečistot, čištění malých kanálů (enzymatickým) detergentem je neúčinné.

Shrnuto:

prokázaná přítomnost nečistot a biofilmu ukazuje, že běžné postupy při čištění a dezinfekci endoskopů jsou neadekvátní. Výskyt povrchových defektů podporuje zachytávání mikroorganismů a nečistot. K akumulaci nečistot také významně přispívají podélné rýhy, způsobené pohybem nástrojového příslušenství skrze kanály. Design endoskopů by tedy měl být přehodnocen; kanál voda/vzduch by měl být přístupnější mechanickému čištění, protože je pravidelně kolonizován bakteriálním biofilmem. Další možností je používat na čištění a odstranění biofirmu účinnější čistící detergenty.