Влияние стирки на барьерные свойства материалов, используемых для изготовления хирургических халатов

Четыре из пяти тестируемых материалов имели полотняное переплетение (материалы А, В, С и E). Плотность ткани – число нитей на единицу длины приводится в Таблице 3. В материалах A, B и E нити располагались неравномерно, с большим количеством нитей в направлении основы. Каждый из этих материалов (A, B и E) имели одинаковое количество нитей. Лицевой слой материала D имел меньшее количество нитей, чем другие материалы, в материале мембраны число нитей было несколько больше, внутренний слой на 100% состоял из полиэстера, тип переплетения – джерси.

Материалы халатов A, B и E состояли из мультифиламентных нитей. Для производства материала C использовались штапельные нити, что приводило к появлению на поверхности материала большего числа торцевых концов волокон. Торчащие торцевые концы приводили к формированию неровностей на поверхности нитей, а это в свою очередь мешало плотной упаковке нитей в материале.
После стирки существенного изменения (P = 0,60) числа нитей в материале не произошло.

Вес и толщина материалов приводятся в Таблице 4. После стирки существенного изменения веса (P = 0,73) и толщины (P = 0,98) не произошло ни в одном из материалов. Максимальный вес имел композитный материал, за ним следовали два халата, изготовленные из усиленного материала (двойной слой материалов), A и E. За ними шли материалы B и C с полотняным переплетением хлопчатобумажных и полиэстеровых волокон.

Отталкивающие свойства каждого материала приводятся в Таблице 5. При использовании этой методики «0» означает отсутствие отталкивающих свойств, а «100» – высокие отталкивающие свойства. До стирки водоотталкивающие свойства каждого материала оценивались в интервале от 0 до 100. Перед стиркой отталкивающие свойства всех материалов, за исключением композитного материала D, были оценены на 100 баллов (максимальная отталкивающая способность). Отталкивающие свойства материала D оценили на 0 баллов (отсутствие отталкивающих свойств). Как через 50, так и через 25 стирок водоотталкивающие свойства четырех материалов, имевших раньше рейтинг 100 баллов, значительно ухудшились (P = 0,0001). С помощью процедуры множественных сравнений было установлено, что значительное ослабление водоотталкивающих свойств произошло как между 0-ой и 25-ой стиркой, так и между 25-ой и 50-ой стирками. Через 25 стирок уровень отталкивающих свойств снизился у четырех из пяти материалов (А, В, С и E). Наибольшее снижение отмечено в материалах В и C, потерявших в своем рейтинге 26% и 24% соответственно. Материал E потерял всего 10%, а материл A – 14%. Через 50 стирок уровень отталкивающих свойств снизился до 0 у трех (В, С и E) материалов, оцененных первоначально на 100 баллов, что указывает на то, что после стирки отталкивающие свойства не сохраняются. Отталкивающие свойства материала A были оценены через 50 стирок на 62 балла. Изначально минимальный уровень (0 баллов) отталкивающих свойств был отмечен у композиционного материала (D). После серии стирок он возрос до 50 баллов. Этот материал способен повышать свои отталкивающие свойства в процессе стирки.
В отношении жироотталкивающих свойств «0» означал отсутствие устойчивости к смачиванию жидкостями с высоким поверхностным натяжением (Кайдол [поставщик CBM group of NC, Inc, 1308 N Ellis Ave, Dunn, NC] 35 дин/см при комнатной температуре). Максимальное значение – 8, характеризующее устойчивость к смачиванию жидкостями с невысоким поверхностным натяжением, n-гептан (18,14 дин/см2 при комнатной температуре).13 До стирки в этом рейтинге выраженности жироотталкивающих свойств минимальные « 0» баллов были отмечены у материала D, а максимальные 6 баллов – у материала В. После стирки у всех материалов отмечалось существенное снижение жироотталкивающих свойств (P = 0,0001). С помощью процедуры множественных сравнений было установлено, что между 0-ой и 25-ой и между 25-ой и 50-ой стирками уровни жироотталкивающих свойств значительно изменяются. Исходный уровень отталкивающих свойст материала D, оцененный на 0 баллов, через 25 и 50 стирок не изменился. Жироотталкивающие свойства материала E снизились через 25 стирок до «0». Остальные 3 материала, A, B и С продемонстрировали снижение жироотталкивающих свойств через 25 стирок, через 50 стирок уровень этих свойств снизился у материалов В и С до «0». Единственным материалом, у которого через 50 стирок уровень жироотталкивающих свойств остался выше 0 был материал A, среднее значение – 0,2, различия с другими материалами не являются статистически значимыми. Материал D не обладал водо- и жироотталкивающими свойствами. Средний слой композитного материала, микропористая мембрана, позволял проникать водяному пару, однако препятствовал проникновению жидкостей и микроорганизмов.20

Таблица 3. Характеристики тканых материалов

Таблица 4. Средние значения физических показателей

*Вес материалов измеряли в соответствии со Стандартной методикой определения массы тканого материала D 3776-85, принятой Американским обществом по тестированию и материалам.
† Толщину тканей определяли в соответствии со Стандартной методикой определения толщины текстильных материалов D 1777, принятой Американским обществом по тестированию и материалам.

Таблица 5. Средние уровни отталкивающих свойств материалов

*Испытания водоотталкивающих свойств проводили в соответствии с руководствами Американской ассоциации химиков-текстильщиков и колористов (AATCC) 22-1983 «Способность отталкивать воду: испытание дождеванием». Более высокий балл по шкале от 0 до 100 означал более высокие водоотталкивающие свойства.
†Испытания жироотталкивающих свойств проводили в соответствии с руководствами AATCC 118-1992 «Способность отталкивать жиры: испытание на устойчивость к углеводородам». Более высокий балл по шкале от 0 до 8 означал более высокие жироотталкивающие свойства.

До стирки наименьшей воздухопроницаемостью обладал материал E, средний объем воздушного потока (СОВП) через поры составлял для него 4,3 (Таблица 6), далее шли материал С (СОВП = 6,1), материал В (СОВП = 6,3) и материал A (СОВП = 6,5). Через 25 стирок воздухопроницаемость возросла у всех материалов (P =0,0001). Увеличение воздухопроницаемости связано с тем, что структура материалов стала менее плотной, в результате чего прохождение воздуха через материал облегчилось. Поскольку структура материала стала более открытой, жидкости и небольшие частицы могут проходить через нее быстрее. Хотя некоторое изменение воздухопроницаемости наблюдалось и между 25-ой и 50-ой стирками, процедура множественных сравнений указывает на то, что эти различия не являются статистически значимыми.

Таблица 6. Распределение по размеру пор, мкм

Н/О, Микропористая мембрана, имеющаяся в материале D, препятствовала сбору данных.
*Измерение размера пор с помощью порометра Культера 11; среднее значение по 10 репликациям.
† Двойной слой.

В настоящем исследовании проницаемость для бактерий определялась по присутствию КОЕ на агаре через 48 и 72 часа после контакта с содержащим бактерии раствором (стандартная процедура тестирования INDA № 80.7a-82). Количество КОЕ через 48 часов инкубации приводится в Таблице 7. Разница в количестве КОЕ через 48 и 72 часа инкубации незначительна. В этом исследовании прохождение бактерий сопровождалось просачиванием жидкости.

До стирки два материала (A и C) препятствовали проникновению S aureus во всех экспериментах. Пенетрация через материалы В и E была отмечена только в одном эксперименте, при этом количество КОЕ было незначительным. Этот результат отличается от результатов, полученных с материалом D, пенетрация бактерий через который отмечалась во всех экспериментах, при всех уровнях оценки. В экспериментах 2 и 3 исследования пришлось прекратить до проведения 60-минутной оценки, что связано с переполнением чашек Петри содержащим бактерии раствором. Различия в числе КОЕ до и после стирки были статистически значимыми (P = 0,0001). Некоторое количество бактерий проходило через все материалы. После 25 стирок пенетрация бактерий через материалы A и С отмечалась в одном из трех экспериментах. После такого же числа стирок материалы В и E оставались непроницаемыми для бактерий. Материал D был проницаем для бактерий во всех экспериментах, на всех уровнях оценки. В экспериментах 2 и 3 исследования пришлось прекратить до проведения 60-минутной оценки, что связано с переполнением чашек Петри содержащим бактерии раствором.

Процедура множественных сравнений указывает на значительное различие КОЕ через 50, 25 и 0 стирок. По сравнению с меньшим числом стирок проницаемость для бактерий материалов В и С через 50 стирок заметно возросла. Материал D был проницаем для бактерий во всех экспериментах. Материал A, напротив, во всех экспериментах был непроницаем. Материал E был проницаем в одном эксперименте, количество КОЕ через 50 стирок превышало количество через 0 и 25 стирок лишь незначительно.

Таблица 7. Бактериальная трансмиссия* (КОЕ)

*48-часовая инкубация.
†минутыMinutes.
‡ двойной слой.
§ Эксперимент прекратили из-за переполнения чашке Петри.

Каждый из исследованных материалов демонстрировал проницаемость для бактерий хотя бы в одном эксперименте, хотя бы одного уровня стирки. Настоящее обсуждение посвящено вопросам, позволяющим лучше понять природу барьерных свойств, а также характеристики на них влияющие.

До стирки водоотатлкивающие свойства материалов A, B, C и E были оценены на 100 баллов, в разных экспериментах проницаемость для бактерий была разной и ограничивалась 0, 1 или 2 КОЕ. Однако по мере увеличения числа стирок, уровень отталкивающих свойств падал. После 50 стирок водо- и жирооталкивающие свойства были оценены выше «0» только у одного материала (A). Материал A – это единственный материал, для которого количество КОЕ после 50 стирок не увеличилось. По сравнению с композиционным материалом, материал A обладал большей толщиной. Этот материал давал возможность для пенетрации бактерий с одной репликации на каждом уровне стирки.

Вторым материалом по числу КОЕ был материал E. Так же как в случае материала A, халат из этого материала был усилен, по толщине материалу Е принадлежало также второе место. Отталкивающие свойства этого материала упали после 50 стирок до «0».

В том, что касается материала D, то протекание жидкости и пенетрация бактерий отмечались во всех репликациях. Изначально этот материал обладал минимальным уровнем водо- и жироотталкивающих свойств. Эти особенности привели к неспособности материала противостоять протеканию жидкости и пенетрации бактерий. Низкий уровень водоотталкивающих свойств указывает на то, что материал становится полностью мокрым очень быстро. Если бактерии переносятся жидкостями, то их переход через ткань будет происходить быстрее. Хотя материал содержит микропористую мембрану, для того чтобы микроорганизм мог пройти через материал, размер пор должен быть больше размера микроорганизма.
Гладкая поверхность материала способствует движению жидкости по нему, а не впитыванию, однако плотная упаковка нитей и гладкость волокон стимулирует впитывание жидкостей. Эффект впитывания может приводить к протеканию жидкости и пенетрации бактерий. Неровная поверхность мешает движению жидкости по материалу, способствуя, таким образом, пенетрации. Предыдущие исследования показали, что у влажного материала барьерные свойства выражены хуже, чем у сухого. 21
После стирки воздухопроницаемость материалов усилилась, что указывает на то, что материал имел более открытую структуру и что микроорганизмы и жидкости могли проходить через такую структуру более легко.

В том, что касается материала C, то данные, полученные в отношении водоотталкивающих свойств и размера пор, значительно отличаются от тех, что были получены ранее. 13 Уровень водоотталкивающих свойств был оценен как 1013 и 100, а значения СОВП были 3813 и 6.1. Следует учитывать, что халаты, используемые в каждом из проектов, были получены в разное время (те, что использовались в предыдущем исследовании, были получены приблизительно двумя годами ранее, чем те, что были использованы в настоящем исследовании) и из разных источников. Халаты, используемые в нынешнем исследовании, были получены при содействии персонала прачечной VHA Laundering Services. Тот факт, что у халатов были разные производители, может объяснить, почему у них были разные свойства. Кроме того, уровень водоотталкивающих свойств, отмеченный ранее, сопровождался более высоким стандартным отклонением 22, что указывает на то, что несмотря на тестирование пяти изделий, результаты были непостоянными. Такое непостоянство могло явиться результатом неравномерного покрытия фторуглеродом, от которого в основном и зависят отталкивающие свойства материала.

Барьерные свойства материалов, используемых для изготовления хирургических халатов, определялись сочетанием нескольких характеристик. Серьезное влияние на эксплуатационные характеристики халата оказывали отталкивающая способность и размер пор. Стирка снижала способность материала предотвращать передачу бактерий через материал. После стирки только один из материалов не потерял способности задерживать микроорганизмы. Этот же материал лучше других сохранил свою отталкивающую способность, толщина его также значительно не изменилась. Выраженные отталкивающие свойства в основном совпадали с высокой барьерной способностью. В том, что касается количества бактерий, проходящих через материал, то после стирки значительного увеличения их числа не было отмечено у двух материалов. Оба эти халата были усилены вторым слоем материала. (АJIС Am J Infect Control 1998;26:495-501)

На рынке товаров медицинского назначения имеется большое разнообразие халатов многократного использования. В настоящем исследовании было изучено 5 имеющихся в свободной продаже халатов, помимо этого исследователи определяли, как стирка влияет на барьерные свойства материала. Барьерные свойства материалов, из которых изготовляются хирургические халаты, определяются сочетанием нескольких свойств. Эксплуатационные свойства халатов зависят от отталкивающих свойств и размеров пор. Стирка снижает способность материалов предотвращать проникновение бактерий через материал. После стирки только один материал (материал A) продемонстрировал отсутствие увеличения бактерий, проходящих через материал. Этот материал сохранял максимальный уровень отталкивающих свойств и обладал наибольшей толщиной. Более высокий уровень отталкивающих свойств в основном связан с более высокими барьерными свойствами.

Я благодарю Рениту Джинкинс за помощь в проведении лабораторных исследований, Джона Хайсмита и прачечную VHA за их помощь в организации стирки и приобретении халатов, а также американский Департамент сельского хозяйства, сельскохозяйственную опытную станцию, Южный регион.

1. Occupational Safety and Health Administration. Occupational exposure to bloodborne pathogens: Final rule. 29 C.F.R. Part 1910.1030) Federal Register 1991;56:64004-182.
2. Centers for Disease Control and Prevention. Recommendations for prevention of HIV transmission in health-care settings. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 1987a;36(2S):3S-18S.
3. Association of Operating Room Nurses. Recommended practices: protective bairier materials for surgical gowns and drapes. AORN J 1992;55:832-5.
4. Batra SK. The nonwoven fabrics handbook. Cary (NC):INDA; 1992.
5. Beck WC, Carlson WW. Aseptic barriers. Arch Surg 1963;87:288-92.
6. Shadduck PP, Tyler DS, Lyerly HK, Sebastian MW, Famitano C, Fitzpatrick KT, et al. Commercially available surgical gowns do not prevent penetration by HIV-1. Surg Forum 1990;41:77-80.
7. Whyte W, Bailey PV, Hamblen DL, Fisher WD, Kelly IG. A bacte-riologically occlusive clothing system for use in the operating room. J Bone Joint Surg Am 1983;65B:502-6.
8. Moylan JA, Fitzpatrick KT, Davenport KE. Reducing wound infec¬tions: improved gown and drape barrier performance. Arch Surg 1987;122:152-7.
9. Smith JW, Nichols RL. Barrier efficiency of surgical gowns: are we really protected from our patients' pathogens? Arch Surg 1991;126:756-63.
10. Quebbeman EJ, Telford GL, Hubbard S, Wadsworth K, Hardman B, Goodman H, et al. In-use evaluation of surgical gowns. Surg Gynecol Obstet 1992;174:369-75.
11. McCullough EA. Methods for determining the barrier efficacy of surgical gowns. AJIC Am J Infect Control 1993;21:368-74.
12. Brown PL. Protective clothing for health care workers: liquid-proofness versus microbiological resistance. In: McBriarty JP, Henry NW, editors. Performance of protective clothing, ASTM STP 1133. Vol. 4. Philadelphia (PA): ASTM; 1992. p. 65-82.
13. Leonas KK, Jinkins RS. The relationship of selected fabric char¬acteristics and the barrier effectiveness of surgical gown fabrics. АЛС Am J Infect Control 1997;25:16-23.
14. Leonas KK. Apparel fabrics as baniers to pesticide penetration [unpublished dissertation]. The University of Tennessee, 1985.
15. American Society for Testing and Materials. Annual book of ASTM standards. Vol. 7.01. Philadelphia (PA): American Society forTesting and Materials; 1992.
16. Batchu HR. Characterization of non-wovens for pore size distrib¬utions using automated liquid porisometer. Proceedings of the 1990 Nonwovens Conference; 1990. Atlanta (GA): TAPPI Press, 1990. p. 367-78.
17. American Association of Textile Chemists and Colorisls. AATCC technical manual. Research Triangle Park (NC): AATCC; 1994.
18. INDA, the Association of the Nonwovens Industry. INDA standard test method manual. Cary (NC): INDA; 1990.
19. Brock TD, Madigan MT, Marlnko JM, Parker P. Biology of microor¬ganisms. 7th ed. Englewood Cliffs (NJ): Prentice Hall, Inc; 1994.
20. Medline Industries. Bairier surgical gowns & drapes, [product information]. Mundelein (IL): Medline Industries; 1990.
21. Beck WC, Collette TS. False faith in the surgeons gown and surgi¬cal drape. Am J Surg 1952;83:125-6.