نظافة الهواء هي شرط الحماية الضروري للتصنيف

3.5.1 شروط الحماية

رغم أن غرف قسم العمليات الجراحية النظيف تُصنف وفقًا لتركيز البكتيريا، فإنه لا يمكن التحكم في تركيز البكتيريا بشكل فعال طوال العملية بأكملها بالاعتماد على التطهير الصحي وحده؛ بل يجب أن تشكل تقنية نظافة الهواء شرط الحماية الضروري لتحقيق التحكم في سير العمليات.

يؤكد كون نظافة الهواء شرط الحماية الضروري على اختلاف غرفة العمليات الجراحية النظيفة عن غرفة العمليات العادية التي تقتصر تدابيرها على التطهير فقط؛ فبدون تدابير تنقية الهواء، لا يمكن تصنيفها كغرفة نظيفة، مما يبرز أيضًا جوهر قسم العمليات الجراحية النظيف.

قبل أكثر من مئة عام، كان الجراح البريطاني إل. سيديا (L. Sedea) أول من أدرك التأثير الضار للملوثات العالقة في الهواء على العمليات الجراحية. استخدم رذاذ حمض الكربوليك لتطهير الهواء أثناء إجراء العمليات، مما أدى إلى انخفاض كبير في معدل الوفيات الناتجة عن العدوى اللاحقة للعمليات. ولهذا يُعترف به عمومًا كمؤسس ورائد الجراحة المعقمة. ومع ذلك، تسبب حمض الكربوليك في كراهية شديدة لرائحة الهواء، مما اضطر بعض أفراد الطاقم الجراحي إلى فتح النوافذ مرة أخرى للتهوية، مما أضعف فعالية تطهير الهواء. كانت الممرضة فلورنس نايتينجيل (F. Nightingal) أول من أكد على أهمية الهواء النظيف والمنعش، كما قدمت نصائح محددة حول كيفية تحقيق تهوية كافية. وكانت ترى أن أهم مهمة تتمثل في إبقاء المرضى، قدر الإمكان، في هواء خارجي نظيف باستمرار. ونتيجة لذلك، ظل نظام الاعتماد الكامل على الهواء النقي هو النمط السائد لأنظمة تهوية وتكييف الهواء في غرف العمليات لفترة طويلة. لم تبدأ تقنيات التعقيم في اكتساب القبول على نطاق واسع حتى ثلاثينيات القرن العشرين، حيث انخفضت معدلات العدوى اللاحقة للعمليات تدريجيًا إلى ما دون 10%، وهو ما كان يُعد تقدمًا ملحوظًا في ذلك العصر. وخلال الثلاثين عامًا التالية، أدرك الناس تدريجيًا تعدد مصادر التلوث في غرف العمليات. ورغم أن الأهمية النسبية لهذه المصادر لم تُحدد بوضوح حتى يومنا هذا، يُعتقد عمومًا أن كل مسار من مسارات التلوث يستحق الاهتمام.

في أواخر ثلاثينيات القرن العشرين، تم اعتماد الإشعاع فوق البنفسجي للحد من مخاطر البكتيريا العالقة في الهواء، على الرغم من الاكتشاف المبكر الذي أثبت أن تأثيره المبيد للبكتيريا محدود للغاية، باستثناء حالات الإشعاع على مسافة قريبة جدًا.

بعد الحرب العالمية الثانية، أدرك الناس بالفعل قيود وآثار جانبية للاعتماد الكلي على المواد الكيميائية في التطهير والتعقيم؛ فالاستخدام المكثف للمضادات الحيوية لم يتسبب فقط في ظهور سلالات بكتيرية مقاومة للأدوية لدى المرضى، بل أدى أيضًا إلى تثبيط الفلورا البكتيرية الطبيعية وخفض كفاءة الجهاز المناعي. عندها تحول الاهتمام مرة أخرى إلى طرق إزالة البكتيريا الفيزيائية، مثل الاستعانة بتقنيات النظافة الصناعية. بدأت أنظمة تهوية غرف العمليات تشترط استخدام مرشحات هواء عالية الكفاءة، وسُمح بإعادة تدوير جزء من الهواء (الهواء الراجع) في أنظمة التهوية وتكييف الهواء. وبفضل فعالية تقنية النظافة وعدم إمكانية استبدالها، نضجت تقنية النظافة البيولوجية تدريجيًا في قطاع الرعاية الصحية البريطاني وانتشرت بسرعة كبيرة.

【مرجع】

① القطر المكافئ للكائنات الحية الدقيقة.

تمامًا مثل الغبار، تُعامل الكائنات الحية الدقيقة كجسيمات في مجال تقنية تنقية الهواء. وبصفتها جسيمات، لا يجب الاكتفاء بدراسة حجمها المجرد؛ بل يجب تحليلها مع الناقلات التي تحملها. لا يمكن للجسيمات البيولوجية عمومًا أن تطفو في الهواء بمفردها؛ بل توجد ملتصقة بجسيمات غير حية أكبر حجمًا. وفقًا للاحتياجات المختلفة، يمكن استخدام ثلاثة أنواع من الأقطار المكافئة لوصفها، بينما يُستخدم قطر الترسب المكافئ لدراسة ظاهرة ترسبها. يُعرَّف قطر الترسب المكافئ بأنه قطر الجسيم الذي يتساوى معه معدل ترسب مجموعة البكتيريا، أي تتساوى معه سرعة الترسب $v_s$.

يُحسب قطر الترسب المكافئ $d_p(\mu m)$ لأي جسيم ناقل ذي كثافة $\rho$ من خلال الصيغة التالية:

$$d_p = \left[\frac{v_s}{0.6 \times 10^{-2},\dfrac{\rho}{2}}\right]^{\frac{1}{2}}$$

$$v_s = \frac{N_g}{NfT}(\text{سم/ثانية})$$

حيث: $N_g$ —— كمية البكتيريا المترسبة (بالعدد)؛

$N$ —— تركيز البكتيريا المحمولة جواً (عدد/سم³)؛

$T$ —— مدة أخذ العينات، أي مدة الترسب (بالثواني).

في حال تم قياس كل من تركيز البكتيريا المحمولة جواً وتركيز البكتيريا المترسبة، يمكن حساب قيمة $d_p$ من الصيغة أعلاه. وفقًا للبيانات المقاسة ذات الصلة، يتراوح قطر الترسب المكافئ $d_p$ المحسوب من الصيغة أعلاه بقيمة $\rho=1$ بين 6～9 ميكرومتر في غرف العمليات العادية غير المزودة بأنظمة تنقية الهواء، بمتوسط 7.36 ميكرومتر؛ أما في الغرف المزودة بتنقية الهواء، مثل غرف العمليات الجراحية النظيفة، فيتراوح بين 3～8 ميكرومتر، بمتوسط 5.5 ميكرومتر. وإذا أُخذت قيمة $\rho$ كـ 1.5، تصبح المتوسطات المذكورة 6.01 ميكرومتر و4.49 ميكرومتر على التوالي. لذلك، لا يجب أبدًا تخمين سرعة ترسب الجسيمات الحاملة للبكتيريا بناءً على حجم البكتيريا المجرد — الذي يبدو صغيرًا للغاية، في حين أن جسيمًا يبلغ حجمه 5 ميكرومتر يستغرق حوالي 0.5 ساعة فقط للترسب من السقف إلى سطح الطاولة. ورغم أن حجم الفيروسات يتراوح بين 0.01～0.1 ميكرومتر فقط، فإن مبدأ القطر المكافئ المذكور ينطبق عليها أيضًا. ففي تجربة تم فيها رش فيروسات بتركيز $10^{12}～10^{16}$ /مل في الهواء، وجد أن العاثيات استقرت بشكل أساسي في المرحلتين Ⅲ～Ⅳ من جهاز أخذ العينات أندرسن، أي أن حجمها الرئيسي يتراوح بين 2～5 ميكرومتر.

يورد الجدول 3.23 مجموعة من التقارير التجريبية، يتضح منها أن معدل نفاذية المرشحات للعاثيات أو الفيروسات التي يقل حجمها عن 0.1 ميكرومتر أقل بكثير من معدل النفاذية المقدر للمرشحات (لجسيمات DOP بحجم 0.3 ميكرومتر). وهذا يثبت أن كفاءة ترشيح المرشحات عالية الكفاءة للفيروسات أكبر بكثير من كفاءتها لجسيمات بحجم 0.3 ميكرومتر؛ وبالتالي فإن القطر المكافئ للفيروسات أكبر بكثير من 0.3 ميكرومتر، وهو ما يتوافق مع النتائج المذكورة سابقًا لفحص الفيروسات بجهاز أندرسن.

② تُعرض مقارنة معدلات نفاذية المرشحات في الجداول 3.23～3.25.

الجدول 3.23 مقارنة معدلات نفاذية المرشحات

ملاحظة: تؤكد جميع الدول الصناعية الكبرى على أن مرشحات الهواء ذات الكفاءات المختلفة هي وحدها وسيلة الحماية المعتمدة لغرف العمليات الجراحية النظيفة.

الجدول 3.24 درجات المرشحات المحددة في وسيلتي الحماية لغرف العمليات الجراحية النظيفة

ملاحظة: للاطلاع على شرح رموز مثل EU4، انظر شرح الجدول 3.9؛ تبلغ كفاءة التمييز اللوني لمرشح EU11 ≥99.95%؛ يكمن الاختلاف الرئيسي بين الدرجة العامة والدرجة العالية في معدل تدفق الهواء.

الجدول 3.25 كفاءة المرشح النهائي المحددة في وسائل الحماية لغرف العمليات الجراحية النظيفة في اليابان (1998)

ملاحظة: كانت قيم الكفاءة في إصدار عام 1989 من المعيار أقل من نظيراتها في إصدار عام 1998، مما يعكس زيادة الاهتمام بتدابير تنقية الهواء كشروط حماية.

3.5.2 كفاءة الإزالة

نظرًا لأن جسيمات البكتيريا والفيروسات العالقة في الهواء تتمتع بحجم كبير نسبيًا، فإن مرشحات الهواء من النوع الحاجز تحقق كفاءة إزالة ترشيح عالية نسبيًا ضد هذه الجسيمات.

فيما يخص كفاءة إزالة البكتيريا، تصل كفاءة المرشحات متوسطة الكفاءة إلى 70%～80%، وتصل كفاءة المرشحات متوسطة عالية الكفاءة إلى 90%～99%، بينما تصل كفاءة المرشحات شبه عالية الكفاءة إلى 99%～99.9%، وتقترب كفاءة مرشحات HEPA من 100%، وهي نتيجة لا تستطيع طرق التطهير الأخرى تحقيقها.

[مرجع]

① تُعرض مقارنة تأثيرات التعقيم في الجدول 3.26. الجدول 3.26　مقارنة التأثيرات المبيدة للبكتيريا لطرق التطهير المختلفة

② يُعرض تقييم التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية في الجدول 3.27.

الجدول 3.27　تقييم التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية في معايير GMP الأجنبية

3.5.3　لقد ثبت أن غرف العمليات الجراحية النظيفة تقلل بشكل كبير من العدوى اللاحقة للعمليات

من التقارير النموذجية في هذا الصدد تجربة الطبيب البريطاني تشارنلي (Charnley)، الذي طبق تقنية التدفق أحادي الاتجاه في مستشفى رايتينغتون لأكثر من 10 سنوات، مما أدى إلى انخفاض معدل العدوى اللاحقة للعمليات في المستشفى من 7%–9% إلى أقل من 1%، ثم إلى أقل من 0.5% في النهاية. ونتيجة لتعميم هذه التقنية في جميع أنحاء المملكة المتحدة، انخفض متوسط معدل العدوى لجراحات استبدال مفصل الورك من 9.5% في ذلك الوقت إلى 1.1%.

وفي الصين، أجرى مستشفى شانغهاي تشانغتشينغ 9337 عملية جراحية في غرف عمليات نظيفة خلال عامي 1989 و1990 دون تسجيل أي حالة عدوى واحدة، كما أجرى مستشفى بكين 301 16427 عملية جراحية في الفترة من نهاية عام 1994 إلى نهاية عام 1996 دون تسجيل أي حالة عدوى واحدة. وبالطبع، ساهمت عوامل أخرى في تحقيق هذه النتائج أيضًا.