不同供水管路對透析用水內毒素控制的影響

蔣忠偉，曹靖，楊偉威，錢歡，鐘淼杰，唐群力

1. 上海健康醫學院附屬第六人民醫院南院 a. 醫學裝備處；b. 檢驗科，上海 201499；2. 上海市浦東新區周浦醫院 物資供應部，上海 201318；3. 上海市第五人民醫院 設備科，上海 200240

引言

血液透析是目前腎替代治療的主要方式之一。隨著血液透析質量管理研究的不斷深入，使透析用水達到高度的化學純度和超低的微生物含量是有效降低透析并發癥，延緩患者壽命的主要手段，也是目前血液透析工作者研究的主流方向之一。

血液透析患者在每周3 次，每次4 h 的透析過程中，將接觸超過360 L 的透析用水，是一般人群的30 倍[1]。飲用水的污染物只有通過胃腸道吸收才能進入血液，而透析用水的污染物僅需通過半透膜即可進入血液，如果這些污染物超出透析用水標準易引發一系列的透析并發癥，重則危及患者生命。相關研究表明，透析用水的污染最常見于對設備及供水管路系統的消毒不充分。本次研究針對水處理系統供水管路不同消毒方式展開分析，同時對供水管路消毒前后內毒素含量進行比較，探討相關內毒素控制策略[2-3]。

1 研究背景

在血液透析過程中，因內毒素超標引起患者致熱源反應及微炎癥狀態已在國內外得到廣泛的認識。大量內毒素可引起透析過程中的急性反應，如發燒、惡心、抽搐、瘙癢甚至休克，導致生命危險[4]。引發內毒素超標的主要環節有水處理系統、供水管路、AB 濃縮液及透析機。隨著血液透析技術的不斷深入發展，《血液凈化標準操作規程2010》對水處理系統、透析機的維護及消毒提出了較為嚴格的要求，近幾年各透析中心在水處理系統的配置及AB濃縮液的使用等方面得到不斷地改進，規范的操作及有效的維護對透析中內毒素的控制具有積極的意義[5]。

在整個透析過程中，供水管路是連接水處理機和透析機的紐帶，也是整個透析供水系統中最長的載體。目前，國家食品藥品監督管理局于2010 年12 月27 日頒布了關于血液透析和相關治療用水處理設備技術要求《YY 0793.1-2010》的文件中對供水管路的設計及不同管材的消毒方式提出了指導性的要求，但是由于缺乏規范化、統一化的監管手段，各水處理廠家對管路的設計及安裝水平差強人意。管路中水的流速、消毒頻率、管路的材質及盲端的形成等是引發細菌、內毒素滋生的誘發因素，也是整個透析系統中內毒素控制最復雜且最容易忽視的環節。

2 供水管路的應用現狀

現階段，血透用水處理系統所用的管路材料主要有CPVC、UPVC、PPR 及不銹鋼等。由于UPVC 管路具有耐腐蝕性強、內壁光滑度高、衛生無毒、耐水壓、成本低及安裝方便等優勢，國內市場上80%以上的透析中心使用UPVC 作為供水管路。UPVC 管實際上就是一種塑料管，接口處一般用膠粘接，管的抗凍和耐熱能力都不好，所以透析中心對供水管路的消毒只能選用化學消毒的方式，消毒劑一般以過氧乙酸或次氯酸鈉為主。由于過氧乙酸等酸性消毒液長期與UPVC 內壁接觸，使管壁變得粗糙，會逐漸有細菌開始滋生[6-7]。另外，各水處理廠家在供水管路的設計安裝沒有統一的標準，管路的設計距離過長、接口過多以及盲端形成等因素容易造成水的滯留，引發細菌及生物膜的產生。一旦條件允許，則形成包被大量細菌的多糖粘膜，如果形成規模，大部分消毒劑都不能將其完全去除干凈。

近幾年，歐美地區的百特金寶、DWA 等公司相繼推出用于血透的熱消毒水處理系統。熱消毒每日能夠實現整個水處理系統中反滲膜、反滲水供水管路、血透機進水管及血透機整合熱消毒，只是對水進行加熱，無需化學藥劑，不存在環境污染及殘留問題，安全性高，對患者和操作人員沒有傷害，對抑制菌膜的生長很有效[8]。但是，具備熱消毒的水處理系統由于對溫度的要求較高，反滲膜的連接材料、管路、閥門等材料均需要特殊材料，裝配的要求也更為嚴格，所以購置價格比較高；另外，熱消毒需要對水進行加熱，耗電也比較高。基于幾方面不利因素的存在，現階段熱消毒水處理系統的占有率不高，仍以UPVC 管路供水的水處理設備占主流。

3 研究方法

在本市范圍內選取12 家透析中心，具體如表1 所示。采樣時間為2017 年9 月至2018 年9 月。管路的消毒周期及消毒液濃度：2～6 個月，0.2%過氧乙酸消毒液。采樣口：反滲水出口，反滲水回口，透析機進水口（抽樣）。采樣方法：各采樣口排水1 min 后用20 mL 無菌針筒抽取大于10 mL 透析用水。

表1 擬選取的研究對象

3.1 實驗室檢測

選用革蘭氏陰性菌脂多糖（LPS）的測定，方法為光度法。儀器為英國萊伯金耐特公司產動態試管檢測儀（LKM-02-64 型）；試劑為湛江安度斯生物有限公司產革蘭氏陰性菌脂多糖（LPS）檢測試劑盒。

3.2 細菌培養與鑒定

樣本接種于血液瓊脂培養基，經35℃需氧培養2天，觀察菌落進行革蘭染色，之后上機進行菌種鑒定。儀器為法國生物梅里埃公司產全自動細菌鑒定儀VITEK2 Compact。試劑為革蘭氏陰性細菌鑒定卡由法國生物梅里埃公司產；革蘭氏染色液由珠海貝索生物技術有限公司產；血液瓊脂培養基由上海伊華醫學科技有限公司產。

3.3 數據收集

按本市血透質控的要求對該12 家透析中心反滲水出口、回口每月進行采樣；按照各透析中心消毒周期不同，分別對在反滲水出口、回口及血透機進水口（抽樣）進行消毒前、后采樣，將采集的樣本送至我院細菌室進行內毒素測定，檢測結果定期匯總，通過篩選法及比較法對年度內所有檢測數據進行整理。

4 研究結果

4.1 不同品牌供水管路消毒方式比較

2017 年9 月至2018 年3 月對選定的12 家透析中心完成現場調研工作。從本次調研中發現，所選四家品牌供水管路均使用化學消毒，管路的消毒采用以過氧乙酸為主的消毒液；從消毒周期分析，有7 家單位每年消毒2 次，5 家單位每年消毒4 次；從調研情況分析，同一品牌消毒頻次及消毒液的選擇有一定差異，存在差異的主要原因為透析中心的自身要求及維護公司的選擇。具體調研結果，見表2。

表2 12家透析中心供水管路調研結果

4.2 不同品牌供水管路布局分析

在水處理供水管路的設計方面，有10 家透析中心采用閉路循環直供設計，其中有2 家在反滲機出口位置加裝1000 L 儲水桶。供水管路的布局以血透機擺放位置為走向，管路大致分兩側直排式和多層排繞式兩種方式布局。相對而言，多層排繞管路布局方式轉角較多，彎頭等連接點也較多，易形成管路內壁的凹凸不平，給細菌等微生物滯留的機會[9-10]。目前，血透中心以多層排繞式的管路布局為主，在所選定的12 家透析中心除了1 家之外其余11 家均采用該種方式布局，主要原因是血透中心一般設在病房樓之內，大多按照病房的設計結構進行改造布局。

在血透機進水管路接口設計方面，本次調研中發現有三種連接方式如圖1 所示。圖1a 為血透機進水軟管直接與進水閥相接，并用箍頭加固，此方法避免了反滲水與外界的接觸機會，能有效預防透析用水管路外污染的概率[11]，但是如果遇到機器故障需要移機時拆卸相對困難；圖1b 及圖1c 使用快速接頭的方式解決了便于拆卸進水軟管的問題，但是由于長期使用，快速接頭處O 型圈容易老化，易引起縫隙加大，存在透析用水被污染的風險。相對而言，圖1a 的設計方式對預防透析用水管路外污染最為安全。

圖1 血透機進水管路接口設計

4.3 不同品牌供水管路消毒程序比較

4.3.1 消毒液濃度配置

在供水管路消毒液選擇方面，目前市場上主要使用兩種消毒液，一種為海南朗騰醫療設備有限公司生產的瑞諾林血液透析器消毒液，過氧乙酸和過氧化氫的總濃度約32%；另一種為廣東環凱微生物科技有限公司生產的過氧乙酸消毒液，濃度約15%。按照血透質控相關要求，消毒供水管路濃度一般為0.2%為宜，供水管路消毒液濃度計算公式為：

X×消毒液濃度(%)×供水管路總容積 (L)=0.2% (1)

X 指消毒液用量（L），消毒液濃度指消毒液中過氧乙酸等消毒劑含量（%），供水管路總容積為供水管路內壁總容積和供液箱容積總和（估算值）。

4.3.2 消毒程序

經多方調研，以百特金寶、天創為主的供水管路均設計消毒液注液箱，通過供水泵將消毒液帶入管路中進行消毒，消毒液循環時間大約為25～30 min，浸泡時間為30 min左右，排液沖洗時間在1～2 h 不等，主要以過氧乙酸殘留試紙檢測為準[12]。

經調研分析，各品牌供水管路的消毒流程基本按所述方案進行，此方法雖然能達到一定的消毒效果，但是在實際操作中由于管路內壁污染物質過多、消毒液濃度配置過低或消毒時間過短等因素易引起消毒效果不理想的問題。

4.4 不同品牌供水管路消毒前后微生物檢測結果比較

本次研究針對所選12 家透析中心供水管路，在供水管路消毒前后分別進行出口及回口的采樣，同時在血透機進水口抽樣進行了消毒前后的采樣，1 年內共取樣了64 臺血透機128 個樣本，分別進行了內毒素含量的檢測。通過檢測結果分析，按照上海市血透質控關于《透析液和透析用水質量監測制度》中要求的水處理系統出口及回口毒素含量均未發現超標；抽樣選取的64 臺血透機128 個樣本中有兩家單位12 份報告顯示超標（本市血透質控要求≤0.25 EU/mL），如圖2 所示為12 家單位各選取2 臺血透機進水口內毒素檢測結果比較，其中5 號和9 號消前、消后均出現超標。

圖2 12家透析中心血透機進水口內毒素含量檢測結果比較

分析該兩套的水處理設備運行情況，供水管路使用時間均超過6 年，一套為雙極反滲機，一套為單級反滲機，消毒周期均為3 月/次，消毒液分別使用環凱和瑞諾林。與未超標的水處理供水管路相比較，血透機進水口處內毒素超標的主要因素為UPVC 供水管路使用時間過久所致。

4.5 使用6年以上供水管路內壁情況觀察

針對使用6 年以上的供水管路，本次研究截取一段有凹凸不平的管路（圖3a）進行管壁內側情況觀察及細菌培養。將截取的管路在顯微鏡40 倍下觀察發現（圖3b），管壁內側粗糙度增加，類似生物膜物質形成[13]（圖3c）。在管壁內側凹槽處進行取樣并做細菌培養，通過接種血液瓊脂培養基，35℃需氧培基48 h，2 d 后培養出細菌（圖3d），取菌落進行革蘭染色（圖3e），之后進行上機鑒定，經鑒定為少動鞘氨醇桿菌。

圖3 供水管路內壁情況觀察

5 結論

5.1 供水管路合理布局是預防微生物滋生的關鍵

此次研究，調研了本市約40 家透析中心，針對供水管路的布局及連接方法進行了分析。大部分透析中心考慮與腎臟病區之間的距離，通常設于病區內，因此供水管路的布局按照病房的結構實行排繞式的設計，此方法容易增加死角的形成，同樣也給生物膜的形成提供了環境。兩側直排式的供水管路布局減少了死角的數量，有利于消毒時供水管路內壁生物膜的清除效果[14]。

5.2 供水管路消毒周期應隨管路使用時間增加適當縮短

通過對使用6 年以上供水管路內壁情況的實驗分析，因過氧乙酸等消毒液長期消毒對管路內壁的光滑度有所影響，也容易給生物膜提供滯留的場所，但是由于供水管路使用時間較長，細菌及生物膜長期的聚集無法徹底清除[15]，因此增加管路的消毒頻次對清除微生物有一定的促進作用。如果對使用6 年以上的供水管路予以更換，對控制內毒素的滋生有積極意義。

5.3 制定抑制內毒素滋生相關對策是當務之急

由于透析用水中微量細菌及內毒素的長期存在，雖然不能形成致熱源等急性并發癥，但是隨著患者在長期透析過程中的持續攝入，如腕管綜合癥、關節和骨骼病變等遠期并發癥普遍認為與微量的細菌和內毒素有關[16]，因此制定相關控制細菌及內毒素滋生的有效方案是當務之急。目前，百特金寶等水處理設備使用熱消毒的供水管路對控制內毒素能起到理想的效果，但是由于購買價格過高、用電損耗高等不利因素，在國內透析中心的占有率不高[17]。DWA 等水處理公司設計在水處理機停止運行每間隔2 h 后自動啟動設備，對供水管路進行15 min 的沖洗方式對抑制內毒素的滋生有一定的輔助效果，但是對6 年以上的供水管路是否有效還有待進一步的觀察。

在消毒液濃度的配置方面，由于目前各透析中心在供水管路的長度、管徑等方面有區別，需要廠家針對每家透析中心的實際管路容積進行計算，合理配置消毒液濃度，制定相關消毒方案，確保消毒效果的有效性。