《Microbiology Research》：Preliminary Experimental Study on the Removal of Staphylococcus epidermidis and Pseudomonas aeruginosa from Surgical Instrument Surfaces Under Controlled Conditions
Edmar Gon?alves Pereira Filho,
Stéfanne Rodrigues Rezende Ferreira,
Amanda Veiga Paiva Sim?es,
Eli Júnior Pereira Rodrigues,
Iorrana Morais de Oliveira,
Marillia Lima Costa,
Adeliane Castro da Costa,
Berendina Elsina Bouwman and
Hanstter Hallison Alves Rezende
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本研究针对外科手术器械生物膜难以彻底清除的难题，系统比较了手工、超声波自动及联合清洗对两种典型病原体附着负荷的去除效果。结果显示，联合清洗策略显著优于单一方式，但仍残留可检测菌落，强调了优化再处理流程的必要性。
在繁忙的手术室里，每一把无影灯下的止血钳、组织镊，都可能是救命的利器，也可能是危险的载体——它们表面若残留着肉眼看不见的细菌“堡垒”（生物膜），便可能引发医疗保健相关感染（Healthcare-Associated Infections, HAIs）。世界卫生组织数据显示，全球每年数百万患者受此影响，尤其在发展中国家，发生率可达约15%。这些感染不仅延长住院时间、加重经济负担，更可怕的是，它们正成为推动抗菌药物耐药性蔓延的隐形推手。
问题的核心在于：微生物一旦黏附于器械表面形成生物膜（Biofilm）——这种由细胞外基质包裹的高度组织化结构，便能抵抗常规清洁甚至高温高压灭菌。其中，来自皮肤共生菌的表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）和环境中广泛存在的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）尤为棘手：前者依靠多糖胞间黏附素（PIA）和多种黏附蛋白筑起稳固矩阵；后者则利用鞭毛、IV型菌毛及群体感应（Quorum-Sensing, QS）系统动态调节，形成异质性极强的保护层。面对这样的对手，传统的手工刷洗能否彻底清除？超声自动化清洗是否更胜一筹？两者结合又能否实现“零残留”？这正是Edmar Gon?alves Pereira Filho等研究者试图解答的关键问题。为此，他们在《Microbiology Research》发表了题为“Preliminary Experimental Study on the Removal of Staphylococcus epidermidisand Pseudomonas aeruginosafrom Surgical Instrument Surfaces Under Controlled Conditions”的实验研究。
关键技术方法概述
研究采用AISI 420不锈钢手术钳片段模拟器械难清洗区域（锯齿尖端与轴部），经灭菌后分别接种10? CFU/mL的S. epidermidisATCC 12228或P. aeruginosaATCC 0027，于35±2℃孵育1/6/12小时构建不同成熟度生物膜。随后将样本分为四组：阳性对照（不清洁）、人工清洗（酶清洁剂浸泡+软刷刷洗）、自动超声清洗（40kHz/40℃超声浴15分钟）及联合清洗（人工+超声序贯处理）。通过涡旋震荡法回收残留菌落，接种营养琼脂平板计数菌落形成单位（CFU），数据取log??转换后以ANOVA和Mann-Whitney检验进行统计分析。
结果
1. 随时间推移的生物膜增长趋势
无论何种微生物或清洁方式，孵育时间越长，初始黏附量越高：1小时即出现明显定植，12小时达峰值。这提示即使短时间延迟处理也可能为生物膜建立提供窗口期。
2. 1小时短时暴露下的清洁效能差异
所有清洁组均显著降低菌负荷（p<0.05）。对S. epidermidis，自动与联合清洗效果相当；但对P. aeruginosa，自动清洗显著优于人工组，可能与后者生物膜早期结构异质性有关。
3. 6小时中等成熟阶段的清除瓶颈
菌载进一步上升，人工清洗虽有效但残留量仍高；自动与联合方式降幅更大，二者间无统计学差异，暗示此时单一高效手段已接近上限。
4. 12小时成熟生物膜的终极挑战
至此阶段，联合清洗展现出明确优势：相比单独自动处理，它能带来额外的log??级下降（p<0.05）。然而即便如此，所有组别仍检出存活菌落——证明完全“清零”在当前方案下尚未实现。
结论与讨论启示
研究证实：自动化超声清洗整体优于人工操作，而“人工预处理+超声强化”的组合策略则是减少生物膜残留的最优解。具体而言，人工清洗平均仅降低1.30 log??，超声自动升至3.30 log??，联合应用则更进一步。这一发现支持WHO关于优先采用自动化流程的建议，同时凸显手工刷洗在复杂器械缝隙中的补充价值。
但必须正视的警示是：即便最佳组合也未能达到“无菌状态”。原因深植于微生物的防御机制——S. epidermidis依赖厚壁肽聚糖与PIA矩阵构筑机械屏障；P. aeruginosa则通过QS调控形成氧/营养梯度区室，让部分细胞“藏得更深”。此外，实验室理想条件（无血液/组织等有机物干扰）可能低估临床真实难度，毕竟有机负载会屏蔽化学试剂作用、增强微生物持久性。
从实践角度看，清洁仅是再处理链条的前端环节，后续灭菌需达到10??的灭菌保证水平（Sterility Assurance Level, SAL）。若清洁留有“顽固据点”，灭菌失败风险将倍增。因此，未来需在更贴近临床的模型（多物种生物膜、全尺寸器械、有机物负载）中验证新型清洁剂或物理组合方案。同时，行业亟待建立统一的清洁有效性定量阈值——当前国际标准如ISO 15883（清洗消毒器）与ASTM E2197（金属表面杀菌测试）提供了框架，但如何将其转化为日常质控指标仍需探索。
这项工作虽为实验室尺度，却用严谨数据敲响警钟：手术器械的安全不只靠终末灭菌，更取决于每一步处理的精细度。它既为医院优化再处理规程提供了证据支撑，也为后续开发对抗生物膜的创新策略铺就了基石。
