Legionella Kontrolünde SUTEK Bakır–Gümüş İyonizasyon Sisteminin Etki Mekanizması

Bakır–gümüş iyonizasyon sistemi, Legionella pneumophila başta olmak üzere su kaynaklı patojenlerin kontrolünde uzun yıllardır kullanılan, bilimsel olarak kanıtlanmış bir su dezenfeksiyon yöntemidir. Sistem, elektrotlar aracılığıyla suya kontrollü oranlarda salınan Cu²⁺ (bakır) ve Ag⁺ (gümüş) iyonları ile çalışır.

Etki mekanizması çok yönlüdür:

• Hücre duvarı ve zar hasarı:
  Bakır ve gümüş iyonları Legionella’nın hücre duvarına bağlanarak hücresel geçirgenliği bozar, ozmotik dengenin kaybolmasına neden olur.

• Enzim ve protein inhibisyonu:
  Gümüş iyonları, bakteriyel enzimlerin sülfhidril (-SH) gruplarına bağlanarak metabolik faaliyetleri durdurur.

• DNA ve RNA replikasyonunun baskılanması:
  İyonlar, bakterinin genetik materyaline etki ederek çoğalma ve kendini yenileme yeteneğini engeller.

• Biyofilm penetrasyonu:
  Kimyasal dezenfektanların aksine Cu²⁺ ve Ag⁺ iyonları, Legionella’nın korunarak çoğaldığı biyofilm matriksi içine difüze olabilir. Bu sayede bakterinin saklandığı ortam ortadan kaldırılır ve yeniden kolonizasyon riski düşürülür.

Bakır–gümüş iyonizasyonun en önemli avantajlarından biri, rezidüel (kalıcı) etki sağlamasıdır. İyonlar tesisat boyunca taşınarak yalnızca temas anında değil, suyun bulunduğu tüm hatlarda sürekli mikrobiyal baskı oluşturur. Bu durum özellikle sıcak su sistemleri, kör uçlar ve düşük debili bölgelerde Legionella kontrolü açısından kritik önem taşır.

SUTEK iyonizasyon sistemi, iyon konsantrasyonlarını WHO ve uluslararası içme suyu rehber limitleri içinde tutarak çalışır. Böylece hem mikrobiyolojik etkinlik sağlanır hem de insan sağlığı, tesisat ve ekipman güvenliği korunur.

Sonuç olarak SUTEK bakır–gümüş iyonizasyon sistemi, Legionella kontrolünde:

• Sürekli ve ölçülebilir etki

• Biyofilm kaynaklı risklerin azaltılması

• Kimyasal bağımlılığın düşürülmesi

• Uzun vadeli ve sürdürülebilir dezenfeksiyon

sağlayan bilimsel temelli bir su güvenliği çözümüdür.

AMERİCAN SOCIETY FOR MICROBIOLOGY

(AMERİKA MİKROBİYOLOJİ DERNEĞİ)

BİYOFİLM VE PLANKTONLA İLİŞKİLİ SU KAYNAKLI PATOJENLERİN KONTROLÜNDE BAKIR-GÜMÜŞ İYONİZASYONUNUN ETKİNLİĞİ

Bu çalışmanın amacı, bakır-gümüş iyonizasyonunun biyofilm ve planktonik fazlarda Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia ve Acinetobacter baumannii oluşumuna karşı etkinliğini belirlemektir. EPA limitlerinin altındaki konsantrasyonlarda, iyonizasyonun hastane su sistemlerinde hastane kaynaklı enfeksiyon kontrolü için Legionella'ya ek olarak bu üç su kaynaklı patojeni kontrol etme potansiyeli bulunmaktadır.

Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia ve Acinetobacter baumannii, klorlu içme suyunda yaygın olarak bulunan ve hastane enfeksiyonlarıyla bağlantılı su kaynaklı patojenlerdir. Bu patojenler hem serbest akışlı planktonik hücrelerde hem de boru iç yüzeylerine yapışan biyofilmle ilişkili yerleşik hücrelerde bulunur. Aynı izolatın planktonik hücrelerine göre dezenfektanlara çok daha dirençlidir. Biyofilmlerdeki patojenlerin kontrolü, hastane enfeksiyonlarının önlenmesi için sağlık kuruluşları için bir zorluktur.

Bakır-gümüş iyonizasyon sistemleri, hastane su sistemlerinde Legionella için uzun vadeli bir dezenfeksiyon yöntemi olarak ortaya çıkmıştır. Bakır ve gümüş iyonları, su kaynaklı patojenlere karşı in vitro etkinlik göstermiştir. Bu nedenle, amaç, su dağıtım sistemlerini simüle eden bir model tesisat sisteminde P. aeruginosa, S. maltophilia ve A. baumannii'ye karşı bir dezenfeksiyon yöntemi olarak bakır ve gümüş iyonlarını değerlendirmektir.

Deney aşaması:

Model bir tesisat sistemi, dört şeffaf PVC biyofilm örnekleme borusundan oluşan kısmen açık bir sistem olarak tasarlandı (Şekil 1 ). Her deney, oda sıcaklığında iki aşamaya ayrıldı: 14 günlük bir aşılama dönemi ve ardından 120 saatlik bir dezenfeksiyon dönemi. Dört döngülü sistem, ilk olarak 405 litre aşılama çözeltisi ile aşılandı ve bu çözelti, akış ölçer ile ölçülen 10 litre/dakika akış hızında 14 gün boyunca dört döngünün tamamından eş zamanlı olarak devridaim ettirildi. Dezenfeksiyon döneminde, aşılama çözeltileri ve dezenfektan çözeltisi dört ayrı döngüye eklendi (her döngüye yaklaşık 100 litre) ve her döngü içindeki sirkülasyon, ayrı pompalar kullanılarak sağlandı. 72 saatlik bir iyon bakım süresi seçildi çünkü daha önceki deneylerde dezenfektanlar sadece deneyin başındaeklendiğinde, hem biyofilmlerde hem de planktonik fazlarda 24 saat içinde patojenlerin yeniden çoğaldığını gözlemlemiştik. Bu yeniden büyümeyi önlemek ve sahadaki koşulları daha iyi simüle etmek için, ilk 72 saat boyunca her örnekleme noktasında iyon konsantrasyonlarını koruduk ve gerekirse dezenfektan sağladık.

Bakır-gümüş iyonları, 0,8/0,08, 0,4/0,04 ve 0,2/0,02 mg/litre (EPA limitleri: Cu, 1,3 mg/litre; Ag, 0,1 mg/litre) hedef konsantrasyonlarında Cu/Ag konsantrasyonlarında ticari bir iyonizasyon sistemi (Liquidator S50; LiquiTech, Inc., Lombard, IL) kullanılarak üretildi. İyon konsantrasyonları, indüktif olarak eşleştirilmiş bir plazma (PerkinElmer, Waltham, MA) ile doğrulandı. Biyofilm ve su örnekleri 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72, 96 ve 120 saatte toplandı. Biyofilm örnekleri, örnekleme borusunun önceden ölçülmüş bir bölümünün iç yüzeyinden steril bir pamuklu çubuk kullanılarak alındı. Örnek alma çubuğu, ekimden önce 20 μl nötrleştirici içeren 2 ml sterilize edilmiş deiyonize suda 1 dakika boyunca vortekslenmiştir. Her bir öze ile 10 ml planktonik örnek alınmış, seyreltilmiş ve sayım için MacConkey kültür ortamına ekilmiştir. Her bir patojen için dezenfeksiyon deneyi, tutarlılık sağlamak amacıyla en az iki kez tekrarlanmıştır. Her veri noktasının ortalama değerinden (logaritma cinsinden) %95 güven aralığının hesaplanması için SPSS v17.0 yazılımı kullanılmıştır.

Deneyin ilk 72 saatinde, Cu/Ag konsantrasyonları daha önce açıklandığı gibi korunduğunda, test edilen tüm Cu/Ag konsantrasyonları (0,2/0,02 ila 0,8/0,08 mg/litre), ilk 24 saat içinde biyofilmle ilişkili P. aeruginosa'nın tamamen etkisiz hale getirilmesini sağladı (Şekil 2a ). Hem biyofilmlerde hem de planktonik örneklerdeki P. aeruginosa konsantrasyonları, 72 saatlik iyon koruma periyodundan sonra başlangıç ​​seviyesine ulaştı (Şekil 2a ve b ). Bu sonuç, iyon konsantrasyonlarının korunmasının P. aeruginosa'yı kontrol etmede başarılı olduğunu göstermektedir . Test edilen Cu/Ag konsantrasyonları (0,2/0,02 ila 0,8/0,08 mg/litre), 48 saat içinde biyofilmlerin (3 log azalma) ve planktonla ilişkili (>6 log azalma) S. maltophilia'nın tamamen etkisiz hale getirilmesini sağladı (Şekil 2c ve d ). Daha yüksek Cu/Ag konsantrasyonları (0,4/0,04 ve 0,8/0,08 mg/litre) test edildiğinde, P. aeruginosa'da elde edilen sonuçtan farklı olarak, 72 saatlik iyon koruma süresinden sonra bile azalmayı sürdürdü. Aynı Cu/Ag konsantrasyonları, 12 saat içinde biyofilmle ilişkili A. baumannii'nin %99,9 oranında öldürülmesini sağladı (Şekil 2e ). Sadece 0,8/0,08 mg/litre Cu/Ag konsantrasyonları ilk 72 saatte tam inaktivasyonu sağladı. 0,4/0,04 ve 0,8/0,08 mg/litre Cu/Ag konsantrasyonları, ilk 72 saatte planktonla ilişkili A. baumannii'nin tam inaktivasyonunu sağladı (Şekil 2f ). A. baumannii için hem biyofilm hem de planktonik örneklerde 1 log'dan daha az yeniden büyüme gözlemlendi , bu durum P. aeruginosa için elde edilen bulgudan farklıydı.

Su kaynaklı patojenlerin etkisiz hale getirilmesinde bakır ve gümüş iyonlarının etkinliği. •, kontrol; ○, 0,2/0,02 mg/litre; □, 0,4/0,04 mg/litre; ▵, 0,8/0,08 mg/litre (Cu/Ag). ↕ %95 güven aralığını gösterir. (a) Cu/Ag iyonları, 24 saat içinde biyofilmle ilişkili P. aeruginosa'da %99,99'dan fazla azalma sağladı . (b) Cu/Ag iyonları, 12 saat içinde planktonla ilişkili P. aeruginosa'da %99,999'dan fazla azalma sağladı. (c) Cu/Ag iyonları, 48 saat içinde biyofilmle ilişkili S. maltophilia'da %99,9'dan fazla azalma sağladı . (d) Cu/Ag iyonları, 72 saat içinde planktonla ilişkili S. maltophilia'nın %99,99999'dan fazla oranında azalmasını sağladı . (e) Cu/Ag iyonları, 12 saat içinde biyofilmle ilişkili A. baumannii'nin %99,9'dan fazla oranında azalmasını sağladı . (f) 0,4/0,04 ve 0,8/0,08 mg/litre Cu/Ag iyon konsantrasyonları, 100 saat içinde planktonla ilişkili A. baumannii'nin %99'dan fazla oranında azalmasını sağladı.

Hastane su temin sisteminde su kaynaklı patojenlerin kalıcılığı, hastane kaynaklı enfeksiyonlardan sorumluydu. Dünya Sağlık Örgütü yönergeleri, sağlık hizmeti ortamında suyun depolama, dağıtım veya işleme sırasında su kaynaklı patojenlerle kirlenmemesi gerektiğini önermektedir ( 1 ). Bu patojenleri hedef alan su sisteminin dezenfekte edilmesi, su kaynaklı patojenle ilgili enfeksiyonların önlenmesi için bir seçenek olabilir.

Sonuçlarımız, bakır-gümüş iyonizasyonunun biyofilmleri ve planktonla ilişkili su kaynaklı patojenleri kontrol etmede etkili olduğunu göstermektedir. Bakır ve gümüş iyonları başlangıçta uygun konsantrasyonlarda eklenmiş olmasına rağmen, daha önce açıklandığı gibi test organizmalarının yeniden büyümesi gözlemlenmiştir. Bu yeniden büyüme, bu metalik iyonların test organizmalarına bağlı kalması, deney boyunca bağlı kalması ve diğer organizmalar üzerinde daha fazla öldürücü etkiye sahip olmaması nedeniyle olabilir ( 11 ). Bu, her deneyin ilk 72 saati boyunca planktonik fazdaki iyon konsantrasyonlarının azalmasıyla gösterilmektedir (veriler gösterilmemiştir). Bu nedenle, bu yöntemi su sistemlerine uygularken uygun iyon konsantrasyonlarını korumak önemlidir. Ek olarak, kontrol popülasyonlarında (yani dezenfektan kullanılmayanlarda) planktonla ilişkili P. aeruginosa ve S. maltophilia'da ölçülebilir azalmalar vardır. Bu çalışmada incelenen P. aeruginosa , S. maltophilia ve A. baumannii popülasyonlarının biyofilmleri ve planktonik popülasyonları sadece 14 günlük olup, gerçek su dağıtım sisteminde kalıcı olanlardan çok daha gençtir ve dezenfektanlara karşı daha dirençli olabilirler. Bu yöntemin yaygın olarak önerilmesinden önce, gerçek hastane su sistemlerinde etkinliğinin doğrulanması için prospektif bir gözetim çalışması yapılmalıdır. Ayrıca, bakır-gümüş iyonizasyonu, Legionella ve diğer su kaynaklı patojenler için içme suyu arıtımında yeni bir uygulamadır.

Özetle, bakır-gümüş iyonizasyonu, model bir tesisat sisteminde biyofilmlerin ve planktonla ilişkili su kaynaklı patojenlerin kontrolünde etkilidir. Bakır-gümüş iyonizasyonu, hastane su dağıtım sisteminde Legionella'ya ek olarak su kaynaklı patojenleri de kontrol edebilme potansiyeline sahip olabilir.