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. 2024 Dec 16:19:Doc66.
doi: 10.3205/dgkh000521. eCollection 2024.

Achieving room air quality of room class Ib in the aseptic area using a mobile sterile ventilation unit in a room class II surgical unit

Dorothee Boppre  1 , Martin Exner  2 , Colin M Krüger  3 , Hannes Schuler  1 , Michael Wendt  4 , Julian-Camill Harnoss  5 , Axel Kramer  1
Affiliations

Achieving room air quality of room class Ib in the aseptic area using a mobile sterile ventilation unit in a room class II surgical unit

Dorothee Boppre et al. GMS Hyg Infect Control. .

Abstract
in English, German

Introduction: Room air class (RC) Ib may be necessary for surgical procedures in aseptic working areas. The aim of the study was to examine whether a mobile, three-stage sterile ventilation unit (MSVU) can replace a room ventilation system (RVS) with turbulent mixed flow (TMF) in the area of the operating field and on the instrument table from hygienic-microbiological point of view.

Method: During 26 surgeries (varicose vein stripping or treatment of umbilical and inguinal hernias), the microbial load was recorded at 4 measuring points (M1-M4) during regular operations by setting up sedimentation plates and measuring the particle concentration. Measuring points M1 and M2 were located at the beginning and the end of the instrument table, measuring point M3 next to the operating field and measuring point M4 outside the sterilely ventilated area approx. 135 cm from the operating field. The measured values were compared with results with simulated, incorrect positioning and with MSVU not switched on.

Results: The number of people and the duration of the operation did not differ between the 3 measurement situations.The MSVU achieved a significant reduction in the number of sedimented colony-forming units (CFU) at M1 by 88.4%, at M2 by 91.5% and at M3 by 65.2%. At measuring point M4, the values did not differ between MSVU switched on or off. Even with an unacceptably increased distance between the MSVU and the instrument table, the difference at measuring points M1, M2 and M3 was still significant in comparison with MSVU switched off. Coagulase-negative staphylococci were predominantly detected, followed by Micrococcus luteus and apathogenic spore-forming bacteria, but Gram-negative bacteria were not detected in any cases. The number of CFU detected fulfils the criteria for conventionally turbulent non-directionally ventilated surgical units with TMF of RC Ib.The particle count was reduced by an average of 66%. As comparable particle counts were found in the aseptic working area in a separately conducted study in an RC Ib surgical unit, it can be assumed that the results obtained with the MSVU are hygienically safe.

Conclusion: With the MSVU, a reduction of the microbial load and the particle count in the room air was achieved in the area of the operating field and on the instrument table during operation in an RC II surgical unit, which can be categorised as sufficient for operations in RC Ib. With the aid of an MSVU, operations with a high risk of surgical sire infections can also be carried out in surgical units of RC II from hygienic-microbiological point of view. The MSVU is an organisationally flexible and economically interesting, safe and sustainable option in terms of the microbiological load and particle count in the operating field and instrument table instead of an RVS that ventilates the entire room. In times of increasing outpatientisation of surgical services, MSVU is a promising option for outpatient surgical units in particular.

Einleitung: Für chirurgische Eingriffe kann im aseptischen Arbeitsbereich die Raumluftklasse (RK) Ib erforderlich sein. Ziel der Studie war es zu überprüfen, ob eine mobile, dreistufige Sterilbelüftungseinheit (mStBE) aus hygienisch-mikrobiologischer Sicht eine Raumlufttechnische Anlage (RLTA) mit turbulenter Mischströmung (TVS) im Bereich des Operationsfelds und auf dem Instrumententisch ersetzen kann.

Methode: Bei 26 Operationen (Varizen-Stripping und Versorgung von Nabel- und Leistenhernien) wurde während des regulären Operationsbetriebs die mikrobielle Belastung an 4 Messpunkten (M1–M4) durch Aufstellen von Sedimentationsplatten und Messung der Partikelkonzentration erfasst. Die Messpunkte M1 und M2 befanden sich am Beginn und am Ende des Instrumententischs, Messpunkt M3 neben dem Operationsfeld und Messpunkt M4 außerhalb des steril belüfteten Bereichs ca. 135 cm vom Operationsfeld entfernt. Die Messwerte wurden mit Ergebnissen bei simulierter, inkorrekter Positionierung und bei nicht eingeschalteter mStBE verglichen.

Ergebnisse: Die Personenzahl und die Operationsdauer unterschieden sich nicht zwischen den 3 Messsituationen.Durch die mStBE wurde eine signifikante Reduktion der Anzahl sedimentierter Koloniebildender Einheiten (KbE) an M1 um 88,4%, an M2 um 91,5% und an M3 um 65,2% erreicht. Am Messpunkt M4 unterschieden sich die Werte nicht zwischen ein- bzw. ausgeschalteter mStBE. Selbst bei unzulässig vergrößertem Abstand der mStBE zum Instrumententisch war der Unterschied an den Messpunkten M1, M2 und M3 noch signifikant im Vergleich zur abgeschalteten mStBE. Es wurden überwiegend Koagulase-negative Staphylokokken, gefolgt von Micrococcus luteus und apathogenen sporenbildenden Bakterien, jedoch in keinem Fall Gram-negative Bakterien nachgewiesen. Die Anzahl nachgewiesener KbE erfüllt die Kriterien für konventionell turbulent ungerichtet belüftete Operationseinheiten mit TVS der RK Ib.Die Partikelzahl wurde durchschnittlich um 66% reduziert. Da in einer separat durchgeführten Untersuchung in einer Operationseinheit der RK Ib vergleichbare Partikelzahlen im aseptischen Arbeitsbereich gefunden wurden, kann von hygienischer Unbedenklichkeit der mit der mStBE erzielten Ergebnisse ausgegangen werden.

Schlussfolgerung: Mit der mStBE wurde im Bereich des Operationsfelds und auf dem Instrumententisch bei Betrieb in einer Operationseinheit der RK II eine Reduktion der mikrobiellen Belastung und der Partikelzahl in der Raumluft erreicht, die für Operationen in der Raumklasse Ib als ausreichend einzustufen ist. Mithilfe einer mStBE können aus hygienisch-mikrobiologischer Sicht auch Operationen mit hohem Risiko für postoperative Wundinfektionen in Operationseinheiten der RK II durchgeführt werden. Die mStBE ist eine organisatorisch flexible und betriebswirtschaftliche interessante, bezogen auf die mikrobiologische Belastung und Partikelzahl im OP-Feld und Instrumententisch unbedenkliche und nachhaltige Option anstelle einer den gesamten Raum belüftenden RLTA. In Zeiten der zunehmenden Ambulantisierung chirurgischer Leistungen ist die mStBE insbesondere für ambulante Operationseinheiten eine aussichtsreiche Option.

Keywords: alternative for room ventilation systems; elimination of microorganisms; elimination of particles; mobile sterile ventilation unit; room class Ib.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

The authors declare that they have no competing interests.

Figures

Table 1
Table 1. Frequency (mean value and dispersion) of the accompanying circumstances in the three measurement situations
Table 2
Table 2. Results (mean value and scatter) of microbial sedimentation
Table 3
Table 3. Proportion (%) of sedimentation plates without growth of CFU
Table 4
Table 4. Proportion (%) of detected pathogens in the three measurement situations
Table 5
Table 5. Mean values and standard deviation (SD) for the number of colony-forming units (CFU) per hour and for the mean particle number (0.5–4.9 µm) in the course of surgery
Figure 1
Figure 1. Sketch of the operating unit with arrangement of the measuring points M1 to M4
Figure 2
Figure 2. Operation on the foot
Figure 3
Figure 3. Breast surgery
Figure 4
Figure 4. Heart surgery
Figure 5
Figure 5. Surgery on the eye
Figure 6
Figure 6. Structure of the particle measurement
Figure 7
Figure 7. Decrease in particle concentration in measurement situation A for 26 operations
Figure 8
Figure 8. Decrease in particle concentration in measurement situation B with 5 operations
Figure 9
Figure 9. Course of the particle concentration with ventilation not switched on for 2 operations
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