微酸性氧化電位水對口腔綜合治療臺水路里電磁閥金屬組件表面靜態腐蝕性初步研究

口腔科治療臺水路（dental unit waterlines，DUWLs）普遍存在微生物污染，致病菌有嗜肺軍團菌、銅綠假單胞菌和結核桿菌等[1-3]。菌落或生物膜污染是院內交叉感染的可能危險因素[4]。為控制污染，目前臨床或研究中常應用化學消毒方式，采用持續或間歇性方式對DUWLs進行消毒控制菌落或生物膜數量。有研究表明，使用微酸性氧化電位水（slightly acidic electrolyzed oxidizing water，SAEOW），獨立供水環境條件下持續消毒DUWLs，水取樣細菌總計數能顯著低于北京市規定DUWLs細菌總計數≤100 CFU／ml水質合格標準，明顯降低口腔科椅旁操作風險，避免交叉感染，可有效提升口腔診療感染防控，降低環境污染。但是長期運用SAEOW等化學處理劑，可能對口腔綜合治療臺(dental chair unit，DCU)組件及儀器、病人口腔健康組織等有潛在不良影響[5]。本研究應用SAEOW，實驗環境下體外浸泡DUWLs中暴露的電磁閥金屬組件，初步探索不同有效氯含量SAEOW浸泡環境對于電磁閥金屬組件表面靜態腐蝕狀況，預防DUWLs金屬污染對于患者口腔健康的不良影響。

1 材料與方法

1.1 儀器使用 SAEOW生成器（HD-240L，上海普旺貿易有限公司），參數指標：pH值：5.8～6.8，有效氯含量包含：10 mg/L，20 mg/L，30 mg/L，SAEOW即刻生成配置成3種實驗用濃度，專用氯含量測試儀測試所需消毒液，pH試紙測試pH值合格后灌裝密封保存；DCU購自意大利安福士公司；有效氯含量500 mg/L次氯酸鈉消毒劑（500 mg/片，健之素醫藥科技有限責任公司，北京），電磁閥金屬組件（20157，賽特偉邦公司，意大利），冷場發射掃描電鏡（S4800，Hitachi公司，日本）。

1.2 浸泡實驗 將臨床DCU匹配使用的新電磁閥金屬組件拆封，拆解出常規需暴露在DUWLs的圓柱體金屬結構，分別浸泡于有效氯含量10 mg/L，20 mg/L，30 mg/L的SAEOW消毒液，500 mg/L氯含量次氯酸鈉消毒液和蒸餾水等腐蝕介質容器里（密封避光），更換腐蝕介質頻率：1次/5 d，連續浸泡30 d后取出電磁閥圓柱體試樣，蒸餾水沖洗、吹干后獨立包裝，即刻送北京理化分析實驗中心進行掃描電鏡下觀察表面腐蝕形貌。

2 結果

2.1 裸眼觀察 蒸餾水組和SAEOW（10 mg/L）組浸泡金屬式樣液體透明，試件表面光潔，呈現金屬原色樣結構；SAEOW（20 mg/L）組浸泡液稍泛黃，金屬試件表面被覆一層薄的白膜樣結構；有效氯含量500 mg/L的次氯酸鈉液為棕黃色樣改變，試件表面部分被覆褐色沉積物，整體呈現棕黃色不平整改變；SAEOW（30 mg/L）組浸泡金屬式樣液體無色半透明樣改變，試件表面被覆薄層灰色樣改變，金屬光澤感部分表面消失，偏灰暗色。

圖1 蒸餾水、有效含氯20 mg/L SAEOW、有效含氯500 mg/L次氯酸鈉浸泡電磁閥組件30 d，SEM下靜態腐蝕后表面形貌比較

圖2 有效含氯10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L SAEOW浸泡電磁閥組件30 d，SEM下靜態腐蝕后表面形貌比較

2.2 掃描鏡下觀察結果 SEM低倍鏡（100+）顯示，蒸餾水組件和SAEOW（10 mg/L，20 mg/L）組試件表面相對平滑，有散在黑點樣結構，隨著有效氯濃度增加，試件表面出現粗糙腐蝕形貌，分散分布，在高倍鏡下（10 000+），SAEOW（30 mg/L）組可顯現腐蝕小坑，無斷裂發生；有效氯含量500 mg/L次氯酸鈉組件腐蝕范圍明顯增大，腐蝕產物覆蓋層明顯，呈現粗大的結晶形貌，出現多數的點狀裂隙和腐蝕坑；而蒸餾水組件和SAEOW（10 mg/L，20 mg/L）組試件相對表面平滑、完整，未出現明顯粗糙腐蝕形貌（圖1～2）。

3 討論

DUWLs是DCUs的重要組成部分，為口腔診療提供必要水源保障。但國內外研究均發現其常存在嚴重污染，污染原因主要包括防回吸裝置失效、供水水源污染、管道中生物膜定植等。DUWLs中的細菌即可隨著水流進入患者口腔內，也可混合于氣溶膠中污染診室環境，導致患者及醫護人員發生醫源性感染，因此需要定期進行DUWIs消毒，且是口腔診療過程中的感染控制重點之一，DUWLs菌斑污染嚴重且不宜清除，已引起口腔作業環境消毒和感控方面足夠重視。文獻表明，化學干預措施能有效減少水路中的菌斑，清除和抑制被覆生物膜再形成[6-8]。但其對人體組織的安全性以及口腔材料粘結性缺乏長期研究，且使用過化學消毒劑對DCU內部部件造成的不良影響同樣是未解決問題，因此，探索應用一種安全、有效、經濟消毒劑，既能夠解決持續清除DUWLs污染，同時兼顧DCU內部金屬等配件的長期安全，是近期相關研究的熱點。

能夠有效地、依照金標準消除DUWLs污染問題，國內外并沒有標準規范樣本。本研究前期實驗應用3種不同有效氯含量（分別為10 mg/L，20 mg/L，30 mg/L）SAEOW持續消毒DUWLs后3～7 d，實驗組樣本細菌菌落計數檢測均保持≤100 CFU/ml，表明有效氯含量10 mg/L的SAEOW持續消毒能在2～3 d內有效抑制DUWLs的細菌生長和水路內壁附著菌斑清除，且隨著有效氯含量增加，抑菌和去除DUWLs內壁附著菌斑作用和效率逐漸增強。不過停止SAEOW消毒3～7 d后，DUWLs的菌斑計數會持續增加，平均計數值可達到256～887 CFU/ml區間，超過合格水樣≤100 CFU/ml標準，和辛鵬舉等獲得的研究結果相一致[9-10]。分析DUWLs內環境有效消毒結束后檢測細菌計數再次從0 CFU/ml逐漸增加的途徑，考慮有3點：①臨床工作端三用槍頭套和高速手機雖每人次消毒，但是口腔牙體、牙周、修復等專科治療環境屬于菌群集中區，致病菌在口腔診治過程中會自三用槍和牙科手機端逆行至DUWLs管徑內附著增殖；②DUWLs管道內環境潮濕，定植的未消毒完全的菌斑膜及代謝物能再次增殖脫落所致；③蒸餾水供水末端容器細菌定植繁殖所致。上述實驗初步表明，要保持DUWLs菌斑數低于合格水樣標準上限，需要長期應用有效氯含量SAEOW進行消毒。但是流經DUWLs的SAEOW消毒劑不可避免會長期浸泡到DCU管路內的電磁閥等敏感金屬配件。本實驗首次通過應用不同氯含量SAEOW，消毒劑浸泡金屬電磁閥配件30 d，結果顯示：有效氯含量10 mg/L，20 mg/L SAEOW組試件相對表面平滑、完整，未出現明顯粗糙腐蝕形貌，隨著有效氯濃度增加，試件表面出現粗糙腐蝕形貌，分散分布，在高倍鏡下（10 000+），SAEOW（30 mg/L）組可顯現腐蝕坑。綜合上述，獨立實驗初步結果判斷，隨者氯含量增加，對于DUWLs菌斑和生物膜的消毒效果更徹底，同時卻增加了DCU金屬附件表面靜態腐蝕的風險。

有研究發現，在酸性介質中，金屬的腐蝕速度明顯加快，金屬離子析出量增大[11-12]。SAEOW有效消毒濃度屬于弱酸性環境，經口急性毒性實驗毒性分級為無毒級，微核實驗亦為陰性，可應用于牙科椅位水消毒[13-14]。持續消毒DUWLs后需采用蒸餾水沖洗水路，當水路中pH＞6.5時即可接診患者[15]。本實驗中所用SAEOW消毒劑，pH值限定在5.8～6.8區間，在滿足臨床所需合格用水標準前提下可考慮使用較低氯含量SAEOW消毒DUWLs。因為酸度的增加會正向增加浸泡在SAEOW消毒液中金屬附件的腐蝕情況，酸性條件使金屬材料表面結構更容易離子析出，加速腐蝕加速，臨床應用時考慮消毒效果的同時需將酸堿度對材料腐蝕性能和生物相容性的影響考慮在內。

隨著口腔診療環境要求和2020年新型冠狀病毒全球傳播期間口腔感控標準的逐步提升，人們不斷尋求高效，環保，安全的消毒劑用于DUWLs菌斑和代謝物的消殺，研究表明使用SAEOW消毒劑定期或持續對水路進行消毒是有效控制生物膜，改善水質的方法。SAEOW作為無毒、環保型消毒劑之一，在口腔診療環境消毒作用中具有廣闊的應用前景。本實驗只在靜態環境下定向檢測了不同有效氯濃度SAEOW消毒液浸泡暴露在DUWLs電磁閥金屬部件的表面腐蝕性，初步研究結果顯示，在低含量氯濃度SAEOW消毒劑環境下，金屬表面性質穩定，沒有出現腐蝕樣貌，隨著其有效氯含量進一步增加，金屬表面靜態耐腐蝕性能逐步下降，卻并沒有研究金屬表面腐蝕和SAEOW消毒液氯含量的定量相關性。可進一步通過電化學實驗和能譜分析等方法評價DUWLs暴露的金屬相關件，研究其在微酸環境下消毒液浸泡抗電化學腐蝕性能以及表面腐蝕情況，判定其在長期SAEOW消毒環境下，臨床應用過程中的抗腐蝕性能和生物安全性。