不同供水管路对透析用水内毒素控制的影响

蒋忠伟，曹靖，杨伟威，钱欢，钟淼杰，唐群力

1. 上海健康医学院附属第六人民医院南院 a. 医学装备处；b. 检验科，上海 201499；2. 上海市浦东新区周浦医院 物资供应部，上海 201318；3. 上海市第五人民医院 设备科，上海 200240

引言

血液透析是目前肾替代治疗的主要方式之一。随着血液透析质量管理研究的不断深入，使透析用水达到高度的化学纯度和超低的微生物含量是有效降低透析并发症，延缓患者寿命的主要手段，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 的透析过程中，将接触超过360 L 的透析用水，是一般人群的30 倍[1]。饮用水的污染物只有通过胃肠道吸收才能进入血液，而透析用水的污染物仅需通过半透膜即可进入血液，如果这些污染物超出透析用水标准易引发一系列的透析并发症，重则危及患者生命。相关研究表明，透析用水的污染最常见于对设备及供水管路系统的消毒不充分。本次研究针对水处理系统供水管路不同消毒方式展开分析，同时对供水管路消毒前后内毒素含量进行比较，探讨相关内毒素控制策略[2-3]。

1 研究背景

在血液透析过程中，因内毒素超标引起患者致热源反应及微炎症状态已在国内外得到广泛的认识。大量内毒素可引起透析过程中的急性反应，如发烧、恶心、抽搐、瘙痒甚至休克，导致生命危险[4]。引发内毒素超标的主要环节有水处理系统、供水管路、AB 浓缩液及透析机。随着血液透析技术的不断深入发展，《血液净化标准操作规程2010》对水处理系统、透析机的维护及消毒提出了较为严格的要求，近几年各透析中心在水处理系统的配置及AB浓缩液的使用等方面得到不断地改进，规范的操作及有效的维护对透析中内毒素的控制具有积极的意义[5]。

在整个透析过程中，供水管路是连接水处理机和透析机的纽带，也是整个透析供水系统中最长的载体。目前，国家食品药品监督管理局于2010 年12 月27 日颁布了关于血液透析和相关治疗用水处理设备技术要求《YY 0793.1-2010》的文件中对供水管路的设计及不同管材的消毒方式提出了指导性的要求，但是由于缺乏规范化、统一化的监管手段，各水处理厂家对管路的设计及安装水平差强人意。管路中水的流速、消毒频率、管路的材质及盲端的形成等是引发细菌、内毒素滋生的诱发因素，也是整个透析系统中内毒素控制最复杂且最容易忽视的环节。

2 供水管路的应用现状

现阶段，血透用水处理系统所用的管路材料主要有CPVC、UPVC、PPR 及不锈钢等。由于UPVC 管路具有耐腐蚀性强、内壁光滑度高、卫生无毒、耐水压、成本低及安装方便等优势，国内市场上80%以上的透析中心使用UPVC 作为供水管路。UPVC 管实际上就是一种塑料管，接口处一般用胶粘接，管的抗冻和耐热能力都不好，所以透析中心对供水管路的消毒只能选用化学消毒的方式，消毒剂一般以过氧乙酸或次氯酸钠为主。由于过氧乙酸等酸性消毒液长期与UPVC 内壁接触，使管壁变得粗糙，会逐渐有细菌开始滋生[6-7]。另外，各水处理厂家在供水管路的设计安装没有统一的标准，管路的设计距离过长、接口过多以及盲端形成等因素容易造成水的滞留，引发细菌及生物膜的产生。一旦条件允许，则形成包被大量细菌的多糖粘膜，如果形成规模，大部分消毒剂都不能将其完全去除干净。

近几年，欧美地区的百特金宝、DWA 等公司相继推出用于血透的热消毒水处理系统。热消毒每日能够实现整个水处理系统中反渗膜、反渗水供水管路、血透机进水管及血透机整合热消毒，只是对水进行加热，无需化学药剂，不存在环境污染及残留问题，安全性高，对患者和操作人员没有伤害，对抑制菌膜的生长很有效[8]。但是，具备热消毒的水处理系统由于对温度的要求较高，反渗膜的连接材料、管路、阀门等材料均需要特殊材料，装配的要求也更为严格，所以购置价格比较高；另外，热消毒需要对水进行加热，耗电也比较高。基于几方面不利因素的存在，现阶段热消毒水处理系统的占有率不高，仍以UPVC 管路供水的水处理设备占主流。

3 研究方法

在本市范围内选取12 家透析中心，具体如表1 所示。采样时间为2017 年9 月至2018 年9 月。管路的消毒周期及消毒液浓度：2～6 个月，0.2%过氧乙酸消毒液。采样口：反渗水出口，反渗水回口，透析机进水口（抽样）。采样方法：各采样口排水1 min 后用20 mL 无菌针筒抽取大于10 mL 透析用水。

表1 拟选取的研究对象

3.1 实验室检测

选用革兰氏阴性菌脂多糖（LPS）的测定，方法为光度法。仪器为英国莱伯金耐特公司产动态试管检测仪（LKM-02-64 型）；试剂为湛江安度斯生物有限公司产革兰氏阴性菌脂多糖（LPS）检测试剂盒。

3.2 细菌培养与鉴定

样本接种于血液琼脂培养基，经35℃需氧培养2天，观察菌落进行革兰染色，之后上机进行菌种鉴定。仪器为法国生物梅里埃公司产全自动细菌鉴定仪VITEK2 Compact。试剂为革兰氏阴性细菌鉴定卡由法国生物梅里埃公司产；革兰氏染色液由珠海贝索生物技术有限公司产；血液琼脂培养基由上海伊华医学科技有限公司产。

3.3 数据收集

按本市血透质控的要求对该12 家透析中心反渗水出口、回口每月进行采样；按照各透析中心消毒周期不同，分别对在反渗水出口、回口及血透机进水口（抽样）进行消毒前、后采样，将采集的样本送至我院细菌室进行内毒素测定，检测结果定期汇总，通过筛选法及比较法对年度内所有检测数据进行整理。

4 研究结果

4.1 不同品牌供水管路消毒方式比较

2017 年9 月至2018 年3 月对选定的12 家透析中心完成现场调研工作。从本次调研中发现，所选四家品牌供水管路均使用化学消毒，管路的消毒采用以过氧乙酸为主的消毒液；从消毒周期分析，有7 家单位每年消毒2 次，5 家单位每年消毒4 次；从调研情况分析，同一品牌消毒频次及消毒液的选择有一定差异，存在差异的主要原因为透析中心的自身要求及维护公司的选择。具体调研结果，见表2。

表2 12家透析中心供水管路调研结果

4.2 不同品牌供水管路布局分析

在水处理供水管路的设计方面，有10 家透析中心采用闭路循环直供设计，其中有2 家在反渗机出口位置加装1000 L 储水桶。供水管路的布局以血透机摆放位置为走向，管路大致分两侧直排式和多层排绕式两种方式布局。相对而言，多层排绕管路布局方式转角较多，弯头等连接点也较多，易形成管路内壁的凹凸不平，给细菌等微生物滞留的机会[9-10]。目前，血透中心以多层排绕式的管路布局为主，在所选定的12 家透析中心除了1 家之外其余11 家均采用该种方式布局，主要原因是血透中心一般设在病房楼之内，大多按照病房的设计结构进行改造布局。

在血透机进水管路接口设计方面，本次调研中发现有三种连接方式如图1 所示。图1a 为血透机进水软管直接与进水阀相接，并用箍头加固，此方法避免了反渗水与外界的接触机会，能有效预防透析用水管路外污染的概率[11]，但是如果遇到机器故障需要移机时拆卸相对困难；图1b 及图1c 使用快速接头的方式解决了便于拆卸进水软管的问题，但是由于长期使用，快速接头处O 型圈容易老化，易引起缝隙加大，存在透析用水被污染的风险。相对而言，图1a 的设计方式对预防透析用水管路外污染最为安全。

图1 血透机进水管路接口设计

4.3 不同品牌供水管路消毒程序比较

4.3.1 消毒液浓度配置

在供水管路消毒液选择方面，目前市场上主要使用两种消毒液，一种为海南朗腾医疗设备有限公司生产的瑞诺林血液透析器消毒液，过氧乙酸和过氧化氢的总浓度约32%；另一种为广东环凯微生物科技有限公司生产的过氧乙酸消毒液，浓度约15%。按照血透质控相关要求，消毒供水管路浓度一般为0.2%为宜，供水管路消毒液浓度计算公式为：

X×消毒液浓度(%)×供水管路总容积 (L)=0.2% (1)

X 指消毒液用量（L），消毒液浓度指消毒液中过氧乙酸等消毒剂含量（%），供水管路总容积为供水管路内壁总容积和供液箱容积总和（估算值）。

4.3.2 消毒程序

经多方调研，以百特金宝、天创为主的供水管路均设计消毒液注液箱，通过供水泵将消毒液带入管路中进行消毒，消毒液循环时间大约为25～30 min，浸泡时间为30 min左右，排液冲洗时间在1～2 h 不等，主要以过氧乙酸残留试纸检测为准[12]。

经调研分析，各品牌供水管路的消毒流程基本按所述方案进行，此方法虽然能达到一定的消毒效果，但是在实际操作中由于管路内壁污染物质过多、消毒液浓度配置过低或消毒时间过短等因素易引起消毒效果不理想的问题。

4.4 不同品牌供水管路消毒前后微生物检测结果比较

本次研究针对所选12 家透析中心供水管路，在供水管路消毒前后分别进行出口及回口的采样，同时在血透机进水口抽样进行了消毒前后的采样，1 年内共取样了64 台血透机128 个样本，分别进行了内毒素含量的检测。通过检测结果分析，按照上海市血透质控关于《透析液和透析用水质量监测制度》中要求的水处理系统出口及回口毒素含量均未发现超标；抽样选取的64 台血透机128 个样本中有两家单位12 份报告显示超标（本市血透质控要求≤0.25 EU/mL），如图2 所示为12 家单位各选取2 台血透机进水口内毒素检测结果比较，其中5 号和9 号消前、消后均出现超标。

图2 12家透析中心血透机进水口内毒素含量检测结果比较

分析该两套的水处理设备运行情况，供水管路使用时间均超过6 年，一套为双极反渗机，一套为单级反渗机，消毒周期均为3 月/次，消毒液分别使用环凯和瑞诺林。与未超标的水处理供水管路相比较，血透机进水口处内毒素超标的主要因素为UPVC 供水管路使用时间过久所致。

4.5 使用6年以上供水管路内壁情况观察

针对使用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（图3a）进行管壁内侧情况观察及细菌培养。将截取的管路在显微镜40 倍下观察发现（图3b），管壁内侧粗糙度增加，类似生物膜物质形成[13]（图3c）。在管壁内侧凹槽处进行取样并做细菌培养，通过接种血液琼脂培养基，35℃需氧培基48 h，2 d 后培养出细菌（图3d），取菌落进行革兰染色（图3e），之后进行上机鉴定，经鉴定为少动鞘氨醇杆菌。

图3 供水管路内壁情况观察

5 结论

5.1 供水管路合理布局是预防微生物滋生的关键

此次研究，调研了本市约40 家透析中心，针对供水管路的布局及连接方法进行了分析。大部分透析中心考虑与肾脏病区之间的距离，通常设于病区内，因此供水管路的布局按照病房的结构实行排绕式的设计，此方法容易增加死角的形成，同样也给生物膜的形成提供了环境。两侧直排式的供水管路布局减少了死角的数量，有利于消毒时供水管路内壁生物膜的清除效果[14]。

5.2 供水管路消毒周期应随管路使用时间增加适当缩短

通过对使用6 年以上供水管路内壁情况的实验分析，因过氧乙酸等消毒液长期消毒对管路内壁的光滑度有所影响，也容易给生物膜提供滞留的场所，但是由于供水管路使用时间较长，细菌及生物膜长期的聚集无法彻底清除[15]，因此增加管路的消毒频次对清除微生物有一定的促进作用。如果对使用6 年以上的供水管路予以更换，对控制内毒素的滋生有积极意义。

5.3 制定抑制内毒素滋生相关对策是当务之急

由于透析用水中微量细菌及内毒素的长期存在，虽然不能形成致热源等急性并发症，但是随着患者在长期透析过程中的持续摄入，如腕管综合症、关节和骨骼病变等远期并发症普遍认为与微量的细菌和内毒素有关[16]，因此制定相关控制细菌及内毒素滋生的有效方案是当务之急。目前，百特金宝等水处理设备使用热消毒的供水管路对控制内毒素能起到理想的效果，但是由于购买价格过高、用电损耗高等不利因素，在国内透析中心的占有率不高[17]。DWA 等水处理公司设计在水处理机停止运行每间隔2 h 后自动启动设备，对供水管路进行15 min 的冲洗方式对抑制内毒素的滋生有一定的辅助效果，但是对6 年以上的供水管路是否有效还有待进一步的观察。

在消毒液浓度的配置方面，由于目前各透析中心在供水管路的长度、管径等方面有区别，需要厂家针对每家透析中心的实际管路容积进行计算，合理配置消毒液浓度，制定相关消毒方案，确保消毒效果的有效性。