מגזין

מרחב מוגן מקורונה? יש דבר כזה

חולי קורונה מפזרים לאוויר נגיפים וטיפיות המהווים מקור ברור להדבקת אנשים שנמצאים במרחב המשותף. כיצד מתמודדים בתי חולים עם זיהומים באוויר החדרים ואילו פתרונות מוצעים לבעיה

צילום: דוד כהן/ פלאש 90

איכות האוויר בחללי בניינים (IAQ - Indoor Air Quality) חשובה לבריאות האדם, הן מהבחינה המיקרוביאלית והן מהבחינה הכימית. בני אדם נמצאים בתוך בנינים שעות רבות בכל יום, נושמים את האוויר הפנימי וקולטים את כל המרכיבים המרחפים בו. בבניינים ישנים נפוצות בעיות זיהום האוויר הפנימי עקב הצטברות מזהמים מיקרוביאלים המתפתחים בעקבות רטיבות, דוגמת עובשים, וחוסר תחלופת אוויר, ואחת השיטות להתמודד עם בעיה זו היא מערכת אוורור יעילה הדואגת לאספקת אוויר חיצוני ("אוויר צח") לתוך הבניין.

אולם, גם מערכות אלו עלולות להזדהם, ומחקרים בעבר הציגו ממצאים שדווקא מערכות האוורור (שלא טופלו כהלכה) הגבירו את התופעות הנקראות "תסמונת הבניין החולה" (SBS) או מחלה הקשורה לבניין (BRI). תסמונות אלה מתבטאות בכאבי ראש, עייפות, יובש בעיניים, נזילות מהאף, ועוד. כאשר יותר מ-20% מהאנשים בבניין מתלוננים על תופעות כאלו, הבניין מוכרז "בניין חולה".

במשך יותר מחמישה עשורים חקרו תופעות אלו והטילו אחריות לתופעות על גורמים שונים, דוגמת פורמלדהיד, חומרים אורגניים נדיפים, חיידקים, עובשים ועוד. ההשערה הרווחת כיום היא כי תופעות המחלה נובעות מחשיפה למיקוטוקסינים (רעלנים של פטריות עבש). מיקוטוקסינים נוצרים על ידי פטריות ועבשים המגיעים למערכות אוורור, תעלות אוורור או חללים סגורים וסמויים מן העין. בנוכחות לחות מספקת, הם מתפתחים ומפרישים לחלל האוויר נבגים מצד אחד, חלקי פטריות ומיקוטוקסינים.

מיקרואורגניזמים מגיעים לתוך בניינים על ידי בני אדם, זרמי אוויר, חומרי בניין, ציוד וכיו"ב. הבעיה חריפה במיוחד במוסדות רפואיים, שם זיהומים מיקרוביאלים ואחרים עלולים לפגוע במטופלים ובאנשי הצוות כאחת. בתי חולים מתמודדים עם בעיה זו על ידי תכנית לבקרת זיהומים, המבוססת בעיקר על ניטור, גילוי וחיטוי מיקרואורגניזמים חיים.

מחקרים שבדקו את פיזור נגיף הקורונה והישרדותו על משטחים ובאוויר מצאו כי הוא מסוגל לשרוד בין מספר שעות ועד מספר ימים על משטחים ובאוויר בחדרים, כולל חדרי חולים, מספר שעות

מינהל תכנון פיתוח ובינוי מוסדות רפואה של משרד הבריאות פרסם נוהל למערכות מיזוג אוויר (נוהל 01 – AC מהדורה שנייה משנת 2014) (1), הכולל בין השאר דרישות תכנון, הנחיות טיפול ותחזוקה נכונה למערכות אלו וכן יישומים לחדרים סגוליים בבתי חולים (חדרי ניתוח מעבדות, חדרי חולים חדרי בידוד וכיו"ב), עם מספר החלפות האוויר הנדרש בכל סוג חדר. עם זאת, עדיין בעיית הזיהומים בתוך המוסדות קיימת וקשה להתמודד עימה.

השפעת מערכת מיזוג אוויר מרכזית הודגמה על ידי חוקרים (2) שבדקו את יעילותה בסילוק חיידקים ועבשים מהאוויר במרכז רפואי אוניברסיטאי בבוסניה. החוקרים אספו דגימות אוויר בבית החולים בתקופת החורף וקבעו את ריכוז המיקרואורגניזמים בממ"ק אוויר, בתנאים שונים של לחות וטמפרטורה, עם מערכת אוורור פעילה או בלעדיה.

הממצאים קבעו כי ממוצע ריכוז חיידקים באוויר של 694 מושבות לממ"ק ו-353 עבשים ללא מערכת אוורור פעילה. פעילות מערכת האוורור הפחיתה את ריכוזי החיידקים ל-406 ואת העבשים ל-231 מושבות לממ"ק. כלומר, השפעת מערכת האוורור היתה חלקית ולא סילקה לחלוטין את הזיהום המיקרוביאלי באוויר. חשוב להוסיף כי דו"ח של הוועדה האירופית קבעה גבולות לרמות מיקרואורגניזמים לממ"ק אוויר חדרים: 500-1 רמה נמוכה, 1,000-500 רמה בינונית, ומעל 1,000 רמה גבוהה.

זיהום והישרדות נגיף הקורונה באוויר ועל משטחים

נושא בקרת זיהומים בבתי חולים ובמרכזים רפואיים טופל במאמר קודם שהתפרסם ב"דוקטורס אונלי". מאז מגיפת הקורונה, הנושא של זיהום אוויר בחדרים בנגיף SARS-CoV-2, הגורם למחלה COVID-19, הוצף בעוצמה מוגברת. מחקרים שבדקו את פיזור הנגיף והישרדותו על משטחים ובאוויר מצאו כי הנגיף מסוגל לשרוד בין מספר שעות ועד מספר ימים על משטחים בהתאם לסוג המשטח והפורוסיביות שלו, ובאוויר בחדרים, כולל חדרי חולים מספר שעות.

בעבר היו חילוקי דעות לגבי יכולתו של נגיף הקורונה החדש SARS-CoV-2 לשרוד באירוסול באוויר חללים סגורים ולהדביק בדרך הנשימה אנשים השוהים בהם. אחת הסיבות היא שחוקרים התקשו להוכיח מציאות נגיף חי באירוסול וזאת בעיקר עקב שיטות דגימה שפוגעות בחיוניותו. שיטת הדגימה היא קריטית לגבי הערכות ריכוזי נגיפים באוויר וגם על משטחים (3).

ואן דורמאלן וחב' הצליחו במשימה זאת כאשר ריססו תרחיף נגיף קורונה לתוך אירוסולים ודגמו את האירוסול על גבי מסנני ג'לטין שהומסו אחר כך במצע גידול. מחקרם קבע כי בתנאי הניסוי המעבדתי (22 מ"צ ו-65% לחות יחסית), הנגיף שרד באוויר זמן חציוני של 2.7 שעות.

לדניקי וחב' הוכיחו חד משמעית מציאות נגיף חי ומידבק בעולם האמיתי, כלומר באירוסול, בחדרי חולי COVID-19 שלא עברו תהליך רפואי המייצר אירוסולים (4, ראו שרטוט). החוקרים דגמו את אוויר חדרי המאושפזים על ידי דוגם המשמר חיוניות של נגיפים, הנקרא VIVAS. עקרון הפעולה של דוגם זה כולל התעבות אדי מים בתוך צינורית מקוררת ל-6 מ"צ, המשמרים את נפח טיפיות האירוסול וכך נמנעת פגיעה פיזית בנגיפים מצד אחד ופגיעה כימית על ידי החמצן שבאוויר. יעילות האיסוף הפיזי של דוגם  זה לחלקיקים מוצקים היא 95% ויעילות הדגימה של נגיפים חיוניים היא 80%-70%. הדגימות שנאספו מחדרי החולים, אחד לפני שחרור מבית החולים ושני שאושפז לאחרונה, עברו אנאליזת PCR וגידול בתרבית תאי VERO.

הממצאים הוכיחו מציאות נגיף קורונה במרחק 4.8-2 מטר מראשי המאושפזים. הערכת ריכוז הנגיף באוויר קבעה טווח של 74-6 יחידות הדבקה בתרבית תאים (TCID50) בליטר אוויר. ריצוף הגנום של הנגיף שבודד מהאוויר היה זהה לזה שבודד מהמאושפז החדש. חשוב לציין כי כאשר הגנו החוקרים על הדוגם על ידי מסנן HEPA, לא נמצאו נגיפים חיים או רנ"א נגיפי בדגימות - הוכחה נוספת שמסננים אלה עוצרים טיפיות המכילות נגיפים.

הממצאים הוכיחו: מציאות נגיף קורונה במרחק 4.8-2 מטר מראשי המאושפזים (4)

מחקר זה מספק הוכחה מוחצת וחד משמעית, שחולי קורונה מפזרים לאוויר נגיפים בעלי כושר הדבקה, גם ללא פעולות התערבות יוצרות אירוסולים, ושטיפיות המכילות נגיף הנוצרות עקב דיבור, נשימה, שיעול וכו' מהוות מקור ברור להדבקת אנשים הנמצאים במרחב המשותף.

שיטות ההתמודדות עם זיהומים בבתי חולים

האסטרטגיות שנוקטות רשויות בקרת הזיהומים בבתי חולים מגוונות ומתבססות על רחיצת ידיים וחיטוי בג'ל של הצוות, המטופלים והמבקרים, חיטוי אביזרים רפואיים, טיפול במערכות אוורור ובידוד חולים מידבקים. לאחרונה דווח על הפחתה של שיעורי הזיהומים בבית חולים הבנוי כולו מחדרים פרטיים למטופלים, אך גם ממצאים אלה לא פתרו את הבעיה בכללותה.

שיטות החיטוי המקובלות לחדרי חולים, מעבדות וכיו"ב, מתבססות בדרך כלל על חיטוי באתנול 70%, תרכובות אמוניום רביעוני, היפוכלוריט (אקונומיקה) וחומרים נוספים. מתוך חומרי החיטוי שבשימוש, רק אלה המבוססים על כלור חופשי או גלוטראלדהיד משמידים גם נבגי חיידקים. השימוש בחומרים אלה נעשה בדרך כלל על ידי ניגוב משטחים מזוהמים במטליות ספוגות בחומר החיטוי, או לעתים התזה בלתי מבוקרת, המפזרת לאוויר חומרים שלא רצוי לשאוף.

התמודדות בתי חולים עם זיהומים באוויר החדרים מתבססת בדרך כלל על מערכת האוורור, אך זו מסוגלת להפחית את רמת הזיהום ב-66%-50% בלבד

במוסדות מחקר, בתעשיה ואף בבתי חולים יש להתמודד לעתים עם אזורים נרחבים שזוהמו מיקרוביאלית או שנחוץ לחטא אותם יסודית לשם ייצור מוצרים פרמצבטיים, ופעולת החיטוי בניגוב ידני אינה יעילה וגוזלת זמן רב ומשאבי אנוש. הפתרון שאומץ על ידי המוסדות הנ"ל הוא חיטוי נפח על ידי גזים. עם הגזים המקובלים למשימות אלה נמנים: פורמלדהיד (שאינו מורשה בשימוש בתעשיית הפארמה),  כלור-די-אוקסיד ומי חמצן בפאזה גזית. אף שמי חמצן בפאזה גזית אינם גז אמיתי, אלא טיפיות מיקרוניות, השיטה בדוקה וזהה ביעילותה לגזים האמיתיים (פורמלדהיד וכלור-די-אוקסיד). שיטות האידוי של החומרים הנ"ל משמידות את כל המיקרואורגניזמים, כולל נבגי חיידקים (מי חמצן אפילו מנטרלים פריונים).

כל שיטות החיטוי בגז דורשות מיומנות של הצוות המפעיל, תנאי לחות וטמפרטורה מסוימים, אטימת החדרים והפסקת מערכת האוורור, עד לסיום התהליך וסילוק שאריות החומרים. תנאים אלה ניתנים להשגה במכוני מחקר, באוניברסיטאות ובתעשיה, אך אינם תואמים תסריטים של בית חולים, באשר לא ניתן לאטום או לנטרל חדרים לזמן ארוך. התמודדות בתי חולים עם זיהומים באוויר החדרים מתבססת בדרך כלל על מערכת האוורור, שכפי שראינו לעיל מסוגלת להפחית את רמת הזיהום ב-66%-50% בלבד, על מסננים, בעיקר מסנני HEPA, הקולטים זיהומים ומפחיתים ברמה לא מבוקרת את הזיהום ולעתים בחדרי ניתוח נעזרים בנורות UV, שכמובן לא ניתן להפעילן בנוכחות בני אדם.

פתרון להפחתת הזיהומים בחדרים בנוכחות בני אדם

הפתרון מבוסס על מכשיר MDU/Rx של חברת HGI lndustries PYURE ומופץ בארץ על ידי חברת בית מארח, אמ.אס גרופ בע״מ, נציגה בלעדית של Pyure co האמריקאית. חשוב להדגיש כי המכשיר נמצא בשימוש נרחב בארה"ב כבר כעשר שנים ונמצא יעיל בסילוק ובנטרול ריחות ממקור אורגני ואנאורגני (כולל ריחות עשן וזבל) במוסדות ובמפעלים ללא כל תלונות מצד העובדים.

המכשיר מסוגל להפחית את ריכוזי חיידקים ונגיפים בחללי אוויר ועל משטחים בצורה משמעותית, של 5-4 סדרי גודל תוך כשעתיים, וזאת בנוכחות בני אדם. בדיקות טוקסיקולוגיות שבוצעו בחיות מעבדה הוכיחו שלא נגרם לחיות כל נזק בריאותי בחשיפה מתמשכת של מספר ימים לפעולת המכשיר. הטכנולוגיה של המכשיר מבוססת על פטנט יחידות אופטית אולטרה סגולה UV המפיקה אור באורכי גל בטווח 400-100 נ"מ. היחידות האופטיות אולטרה סגול משולבות במגוון מערכות שמותאמות לפי גודל החללים. מיקרואורגניזמים המוזרמים דרך התא נפגעים על ידי שלושה מנגנונים: א. תאורת UV. ב. רדיקלים של הידרוקסיל, ג. אוזון. הטכנולוגיה מפיקה את הרדיקלים הידרוקסיל הקטלניים למיקרואורגניזמים בריכוז של כ-3 מיליון לסמ"ק, ריכוז הנמצא בטווח של חומר זהה באוויר הפתוח בטבע.

אפקט המפל

זמן מחצית חיים של רדיקל הידרוקסיל הוא פחות משנייה, אך בנוכחות אדי מים הרדיקל למעשה משכפל את עצמו ומתפזר לסביבה. ריכוז האוזון בחדר בו נמצא המכשיר נמוך מאוד, 19-14 PPB ובכל מקרה קטן מ-50 PPB. ריכוזי החומרים הנ"ל אינם מזיקים לאדם וניתן להפעיל את המכשיר בנוכחות אנשים. תאורת ה-UV כמובן נסתרת ויש אינדיקציה על עוצמתה והוראה להחלפה תקופתית. יש מכשירים  הבנויים על עקרונות דומים אך לא זהים, המשווקים זה שנים, ואין דיווחים על תופעות שליליות לאדם, לחיה או לעצמים בחדרים המטופלים.  לטכנולוגיה אישור בטיחות לשימוש בחללים סגורים בנוכחות בני אדם .

דעיכת מיקרואורגניזמים באירוסול בנוכחות המכשיר - מחקר האירוסולים נעשה על ידי החברה הפרטית ARE LABS ומומחים אמריקאים בתחום, והניסויים נערכו בתא אירוסולים שהאוויר בו סוחרר דרך המתקן כנראה מספר פעמים. אין נתונים כלל על הלחות היחסית והטמפרטורה בתא, משתנים קריטיים להערכת הדעיכה (אך ניתן לשער שהטמפרטורה היתה סביב 22 מ"צ ולחות גבוהה, באשר הותקן מרטיב למערכת והריסוס של התמיסות עצמן מעלה לחות) שיכולים להיות שונים לחלוטין במציאות. ריכוזי האירוסולים שננקטו היו גבוהים, דבר שהכרחי לניסוי מעבדה כדי להוכיח דעיכה של מספר סדרי גודל. אכן נצפתה הפחתה של ריכוזי המיקרואורגניזמים החיים בניסויים של 4-5 סדרי גודל.

דעיכת מיקרואורגניזמים על משטחים בנוכחות המכשיר בחללים סגורים -  ניסויים של חברת ATS LABS בדקו דעיכה על גבי משטחים בנוכחות המכשיר הפועל. כאן כמובן אין חשיפה ישירה ל- UV אלא לתוצריו, כלומר ההידרוקסיל. הניסויים נערכו באינקובטור תסריט שמאפשר לרדיקלים ההידרוקסילים להגיע למשטחים בעודם פעילים, אך הניסיון בפעולת מכשיר זה, בעיקר בנטרול ריחות בחללים גדולים, העיד כי האפקט יכול להתבטא גם במרחקים גדולים יותר. השפעת פעולת המכשיר על הפחתת ריכוזי מיקרואורגניזמים הספוחים למשטחים תלויה בין השאר בתנאי הסביבה, בסוג המיקרואורגניזם (חיידק, נגיף או נבג) ובסוג המשטח (חלק או פורוסיבי) ויש לבדוק את נתוני הניסויים מול השימוש המיועד.

פעולת המכשיר מפחיתה את רמת הזיהום המיקרוביאלי על משטחים חלקים ופורוסיביים תוך מספר שעות, על פי טבלת הבדיקות שבוצעו במעבדות בלתי תלויות ואושרו על ידי ה-FDA. הפעלה מתמשכת של מחוללי ההידרוקסיל של PYURE לאורך ימים בחללים סגורים אמורה להפחית את המעמס המיקרוביאלי, כולל חיידקים, עבשים, פטריות ונגיפים, ב-5-2 סדרי גודל.

לאחרונה נבדק מכשיר זה ליעילותו בחיטוי והפחתה של ריכוזי נגיף הקורונה המגפתי באוויר חדר. הניסויים בוצעו בשלוש חזרות וניסוי בקרה, בחדר בעל נפח של כ-36 ממ"ק. שיטות הריסוס, הדגימה והאנאליזה היו תקינות ובאיכות מקצועית גבוהה.

הפחתת ריכוז המזהמים המיקרוביאליים באוויר החדרים ועל גבי משטחים בבתי חולים מספקת מעין "כיפת ברזל" שהיא נדבך נוסף למלחמה במגיפת הקורונה

הניסויים הוכיחו הפחתה של חיוניות נגיף הקורונה באוויר בלפחות 99% תוך 20 דקות (מהיווצרות הזיהום) ובפעילות מתמשכת הפחתת הזיהום באוויר לערך אפסי (בלתי ניתן למדידה). כמו כן, הוכחה הפחתה של 99% בזיהום הנגיפי על משטחים המתרחשת תוך 60 דקות, ולאחר שלוש שעות ובפעילות מתמשכת, לא ניתן לאתר נגיפי קורונה חיים.

לסיכום, בעיית איכות האוויר בבניינים בכלל ובבתי חולים בפרט היא בעיה מתמשכת הגורמת לנזקים בריאותיים וכלכליים לאדם ולחברה. בין שהזיהום הוא כימי או מיקרוביאלי, יש לטפל בבעיה להפחית את חשיפת העובדים בבניין לחומרים אלה. השיטות המקובלות דוגמת החלפות אוויר, סינון אוויר וחיטוי תכוף, אינן פותרות לחלוטין את הבעיה. המכשיר המתואר לעיל מספק פתרון מתמשך לאורך זמן בסילוק ריחות מצד אחד ובהפחתה משמעותית של הזיהום המיקרוביאלי, כולל בנגיף הקורונה המגפתי. הפחתת ריכוז המזהמים המיקרוביאליים באוויר החדרים ועל גבי משטחים מספקת מעין "כיפת ברזל" שהיא נדבך נוסף למלחמה במגיפת הקורונה.

עם זאת, יש להמשיך להקפיד על הנחיות מוסדות הבריאות להתנהגות בזמן מגיפה זאת, ואין לוותר על עטיית מסיכות, ריחוק חברתי והיגיינה אישית, וכמובן גם חיסונים.

ספרות:

1. https://www.health.gov.il/hozer/Pln_AC-01.pdfר' דנון נוהל מערכות מיזוג אוויר

2.  BOžIć, Jelena; ILIć, Predrag  and  ILIć, Svetlana.Indoor Air Quality in the Hospital: The Influence of Heating, Ventilating and Conditioning Systems. arch. biol. technol.[online]. 2019, vol.62, e19180295.  Epub Sep 05, 2019. ISSN 1678-4324.  https://doi.org/10.1590/1678-4324-2019180295.

3.  Jensen, P.A.; Schafer, M.P. Sampling and characterization of bioaerosols. NIOSH manual of analytical methods. 1998, 1(15): 82-112. [ Links]

4.  Lednicky A. et al. Viable SARS-CoV-2 in the air of a hospital room with COVID-19 patients

 Int J Infect Dis 2020;100:476 https://www.ijidonline.com/article/S1201-9712(20)30739-6/fulltext

נושאים קשורים:  ד"ר איתן ישראלי,  קורונה,  אירוסלים,  זיהום ביולוגי,  נגיף הקורונה,  חיטוי,  19-COVID
תגובות
 
18.12.2020, 09:05

מאמר מקצועי ומרכז כמות מידע מדוייק . יופי של כתיבה . מערכות ההידרוקסיל זה דרך חיים למניעת זיהומים והגנה קבועה בחללים סגורים .