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GMS Hygiene and Infection Control

Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene (DGKH)

ISSN 2196-5226

Ist das Kühlgebläse patientenbezogen eingesetzter Laptops eine potentielle Quelle nosokomialer Infektionen?

Originalarbeit

  • Katja Siegmund - Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland
  • Nils Hübner - Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland
  • Claus-Dieter Heidecke - Klinik und Poliklinik für Chirurgie, Abt. für Allgemeine Chirurgie, Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland
  • Ronny Brandenburg - Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V., Greifswald, Deutschland
  • Kristian Rackow - Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V., Greifswald, Deutschland
  • Hicham Benkhai - Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland
  • Volker Schnaak - GRYPS Computer, Greifswald, Deutschland
  • Harald Below - Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland
  • Tina Dornquast - Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland
  • Ojan Assadian - Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland
  • corresponding author Axel Kramer - Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Greifswald, Deutschland

GMS Krankenhaushyg Interdiszip 2010;5(2):Doc07

doi: 10.3205/dgkh000150, urn:nbn:de:0183-dgkh0001509

Dieses ist die übersetzte Version des Artikels.
Die Originalversion finden Sie unter: http://www.egms.de/en/journals/dgkh/2010-5/dgkh000150.shtml

Veröffentlicht: 21. September 2010

© 2010 Siegmund et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielfältigt, verbreitet und öffentlich zugänglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Zusammenfassung

Tastaturen und Bedienmaus von Laptops können durch mikrobielle Kontamination infolge mangelhafter Händehygiene und Flächendesinfektion Quelle nosokomialer Infektionen werden. Bisher nicht untersucht wurde die Frage, ob durch das Kühlgebläse von Laptops nosokomiale Problemerreger emittiert werden können. Aus diesem Grund wurde ein Versuchsaufbau entwickelt, der die Unterscheidung der Freisetzung von Mikroorganismen von den Außenflächen des Laptops und aus dem Gebläse ermöglicht. Zusätzlich wurden am Gebläseauslass Abstriche entnommen und die Temperatur sowohl am Gebläseauslass als auch auf den an den Prozessor angrenzenden von der Kühlluft umströmten Flächen mittels Wärmebildkamera bestimmt.

Bei der Überprüfung von 20 Laptops war beim Einschalten des Kühlgebläses keine mikrobielle Emission aus dem Innenraum nachweisbar. Ebenso ergab sich auf Grund der Abstriche am Gebläseauslass kein Hinweis auf eine nosokomiale Gefährdung. Die Ursache hierfür ist in der hohen Temperatur von Bauteilen im Innern des Laptops (bis 73°C) sowie am Gebläseauslass (bis 56°C) zu sehen.

Schlüsselwörter: Laptop, mikrobielle Emmission, Gebläse, Temperatur im Gebläseraum, Temperatur am Gebläseauslass


Einleitung

Da Computer in den unterschiedlichsten patientenbezogenen Bereichen eingesetzt werden, ist es nicht überraschend, dass sie mit nosokomial relevanten Erregern kontaminiert sein können. Auf der Tastatur von Computern wurden folgende Kontaminationen festgestellt: koagulase-negative Staphylokokken (KNS) (100% der Tastaturen), Diphtheroide (80%), Micrococcus spp. (72%), Bacillus spp. (64%), ORSA (4%), OSSA (4%), Vancomycin sensible Enterococcus spp. (12%) und Nonfermenter (36%) [1]. In der Studie erwiesen sich alle geprüften Desinfektionsmittel als wirksam und kompatibel zur Desinfektion der Tastaturen. Es konnte ferner nachgewiesen werden, dass die Kontamination der Tastaturen bei Nutzung durch mehrere Personen signifikant größer war als bei Nutzung nur durch dieselbe Person [2]. Auch in dieser Studie [2] wird als Konsequenz der unvermeidbaren Kontamination die regelmäßige Reinigung und Desinfektion der work station empfohlen, speziell bei Nutzung durch unterschiedliche Personen. Auf einer Intensivstation waren die Tastaturen und die Bedienmaus der Computer in 5,9% bzw. 6,3% kontaminiert, während die Telefonhörer und Wechselsprechanlage auf Grund der regelmäßigen desinfizierenden Reinigung nicht kontaminiert waren [3]. Analog waren die Tastaturen der vom Anästhesisten bedienten PCs im OP kontaminiert (am häufigsten mit KNS und Bacillus spp., aber auch mit MRSA). Als Konsequenz werden die regelmäßige Händedesinfektion und die tägliche Wischdesinfektion der PC-Kontaktflächen empfohlen [4]. Übereinstimmend kommen alle Studien zur Kontamination von Tastaturen und Maus zu der Schlussfolgerung, dass die entscheidenden präventiven Maßnahmen zur Eliminierung dieser potentiellen Infektionsquelle die Verbesserung der Händehygiene und die regelmäßige desinfizierende Reinigung der PC-Kontaktgriffflächen sind [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13].

Da die Mehrzahl der Laptops mit einem Gebläse zur Kühlung ausgestattet ist, sollte untersucht werden, ob ggf. zur Kühlung angesaugte Außenluft im Innenraum zu einer kumulierenden Kontamination führt, so dass evtl. potentielle Pathogene in die Raumluft emittiert werden.


Material und Methode

Um eine Vermischung der Emission aus dem Laptop mit der umgebenden kontaminierten Außenluft zu verhindern, musste gewährleistet werden, dass die aus dem Laptop freigesetzte Luft so mit einem Luftkeimsammler aufgefangen wird, dass eine Vermischung mit kontaminierter Umluft so gering wie möglich gehalten wird. Hierzu wurde folgender Versuchsaufbau gewählt. Die zu prüfenden Laptops wurden im Laminar Air flow einer Sicherheitswerkbank (Microflow, Nunc GmbH, Wiesbaden-Biebrich) geprüft. In die Sicherheitswerkbank wurde eine für diesen Zweck gebaute desinfizierbare rundum verschließbare Box eingestellt (Abbildung 1 [Abb. 1]). In der am Boden ausgestanzten Öffnung wurde passgenau die Ansaugöffnung des Luftkeimsammlers (Air Deal 3 P, Biomerieux Deutschland GmbH, Nürtingen) positioniert. Der Luftkeimsammler hat eine Ansaugleistung von 100 l/min. Der Deckel der umschlossenen Box war aufklappbar, um den Laptop einbringen zu können (Abbildung 2 [Abb. 2]).

Der weitere Versuchsablauf beinhaltete folgende Schritte:

  • Desinfektion aller Innen- und Außenflächen der Box mit einem alkoholbasierten Flächendesinfektionsmittel (Terralin liquid; Schülke&Mayr GmbH Norderstedt) mit mikrobiozider und virozider Wirksamkeit (deklarierte max. Einwirkungszeit gegen unbehüllte Viren 2 min) für die Mindestdauer von 5 min
  • parallel Desinfektion der Innenflächen der Werkbank mit demselben Präparat ebenfalls für 5 min bei eingeschalteter Sicherheitswerkbank
  • Desinfektion der Oberflächen des Luftkeimsammlers mit demselben Präparat für 5 min
  • chirurgische alkoholische Desinfektion der Hände und Unterarme gemäß deklarierter Einwirkungszeit für die Dauer von 1,5 min (AHD 2000, Lysoform Dr. Hans Rosemann GmbH, Berlin), danach Anlegen steriler OP-Handschuhe
  • Einstellen der desinfizierten Box in die Sicherheitswerkbank; danach wurde die Box nicht mehr bewegt
  • Abschalten der Sicherheitswerkbank für die Dauer des vorsichtigen Einbringens des Laptops in die Box unter Vermeidung von Luftverwirbelung
  • Einschalten der Sicherheitswerkbank für die Dauer von 20 s
  • Desinfektion der behandschuhten Hände
  • Einlegen einer Blutagarpatte in den Keimsammler, Aufschrauben des Sammelkopfes, der für die erste Messung am Tag steril war und für die folgenden Messungen mit dem Flächendesinfektionsmittel vor jeder neuen Messung für die Dauer von 5 min desinfiziert wurde.
  • Aufstellung des Luftkeimsammlers unter der unteren Öffnung der Box, so dass kein Zwischenraum verblieb (Abbildung 3 [Abb. 3])
  • Einschalten des Luftkeimsammlers für die Dauer von 5 min zur Bestimmung des „Leerwerts“, d.h. der Anzahl luftgetragener Bakterien, die ohne eingeschalteten Laptop durch die strömende Laminar Air Flow vom Außenkörper des Laptops abgelöst werden
  • Herausnehmen der Agarplatte aus dem Luftkeimsammler, Desinfektion des Sammelkopfs und Einlegen einer neuen Agarplatte
  • Einschalten des Laptops und Programmstart; sobald der Lüfter des Laptops angesprungen ist, unmittelbar danach erneutes Einschalten des Luftkeimsammlers für die Dauer von 5 min zur Erfassung der aus dem Lüfter freigesetzten Luft
  • Entnahme des Laptops aus der Box.

Parallel wurde ein Abstrich mit sterilem Wattestäbchen im Schlitz des Laptops für den Austritt der Kühlluft entnommen. Der Abstrich wurde zunächst direkt auf Columbia-Blutagar (heipha Dr. Müller GmbH, Eppelheim) ausgestrichen und anschließend in Casein-Sojapepton-Lösung (CSL) (Oxoid Hampshire England) eingebracht und gevortext. Nach 24 h Bebrüten der CSL wurden 50 µl fraktioniert auf Columbia-Blutagar ausgestrichen. Die Blutagarplatten wurden jeweils 48 h bei 37±1°C bebrütet.

Die in der Sammelluft sowie die im Abstrich gewachsenen Kolonien wurden ebenso wie die Anreicherungskultur biochemisch differenziert.

Für die Studie wurden nur Laptops mit Gebläse untersucht. Die Geräte stammten von insgesamt 7 Herstellern und wurden aus unterschiedlichen Stationen ohne vorherige Ankündigung und ohne vorherige Desinfektion rekrutiert (Tabelle 1 [Tab. 1]).

Wärmebilder wurden am Gebläseaustritt und im Innenraum des Laptops mit der Thermographiekamera VarioCAM high resolution (InfraTec GmbH Dresden) durchgeführt. Hierzu wurde das Gehäuse des Laptops geöffnet. Um eine definierte CPU-Last und die damit verbundene Wärmeentwicklung zu erreichen, wurde die Software Stress My PC installiert und in Betrieb genommen. Die Raumtemperatur betrug in 0,5 m Entfernung zum Laptop 20,0°C.


Ergebnisse

Der Leerwert der den Laptop umspülten Luft betrug 40,1±17,9 Koloniebildende Einheiten pro Kubikmeter (KbE/m3) (Tabelle 2 [Tab. 2]). Bei laufendem Gebläse erhöhte sich die Freisetzung der Mikroorganismen auf 49,2±23,9 KbE/m3 (Tabelle 2). Das entspricht einer Erhöhung um den Faktor 1,2. Dieser Unterschied ist nicht signifikant. Bei den Schimmelpilzen war die Abgabe ebenfalls nur um den Faktor 1,2 erhöht (5,7±9,46 vs. 7,1±14.90).

Die Verteilung der Species unterschied sich mit Ausnahme der aeroben Sporenbildner nicht zwischen Leerwert und laufendem Gebläse. Bei den Sporenbildnern, die apathogen sind, verdoppelte sich die Anzahl von 4,8±6,1 KbE/m3 auf 11,1±13,2 KbE/m3, wobei jedoch auch dieser Unterschied nicht signifikant war (Wilcoxon-Test für verbundene Stichproben, p=0,211).

Das Spektrum der freigesetzten Mikroorganismen umfasste überwiegend Vertreter der Standortflora der Haut (koagulasenegative Staphylokokken und Micrococcus luteus) ohne pathogenes Potential, sofern nur die Körperoberfläche damit kontaminiert wird. Von 2 Laptops wurden 4 KbE Methicillin sensible Staphylococcus aureus freigesetzt, aber jeweils nur im Leerwert (Laptop Nr. 2 und 12). Von einem Laptop wurden 2 KbE β-hämolysierende Streptokokken freigesetzt, in diesem Fall erst nach eingeschaltetem Gebläse.

Zwischen der Herkunft der Laptops, dem Fabrikat, der freigesetzten Erregermenge und dem freigesetzten Erregerspektrum konnte kein Zusammenhang hergestellt werden.

Die Ergebnisse der Abstriche am Gebläseauslass waren im Direktausstrich 16-mal ohne Wachstum. In den übrigen vier Fällen waren nur Vertreter der Hautflora bzw. aerobe Sporenbildner nachweisbar. Selbst nach Anreicherung blieben 6 Abstriche negativ und das Erregerspektrum änderte sich nicht (Tabelle 3 [Tab. 3]). Die Befunde waren so uniform, dass auf die Zuordnung der Ergebnisse zum Laptopfabrikat verzichtet wurde.

Am Gebläseauslass wurde exemplarisch an einem Gerät der Sorte TravelMate 3000 nach 10 min Betrieb der Software als maximale Temperatur 56,4°C gemessen (Abbildung 4 [Abb. 4]).

Die von der angesaugten Kühlluft umströmten Innenflächen des Laptos erreichten im gleichen Gerät eine Temperatur von 73,2°C (Abbildung 5 [Abb. 5]).


Diskussion

Aus den Ergebnissen lässt sich ableiten, dass durch das sich einschaltende Gebläse der geprüften Laptops keine zusätzliche Freisetzung nosokomialer Pathogene stattfindet. Auch die Austrittöffnung des Gebläses war nicht mit nosokomialen Problemerregern kontaminiert.

Auf Grund der hohen Temperaturen der Bauteile im Innern des PC (bis 73°C) kommt es nicht zu einer Biofilmbildung auf den den Gebläseraum umschließenden Flächen mit dem Risiko einer hiervon ausgehenden Emission von Krankheitserregern. Selbst an der Austrittöffnung des Gebläses waren keine aeroben Sporenbildner und keine Schimmelpilze nachweisbar, was sich durch die Temperatur an den Bauteilen des Gasaustrittes erklärt (56°C). Da sowohl ohne als auch mit eingeschaltetem Gebläse Sporen freigesetzt wurden, stammen diese offensichtlich von den Außenflächen des Gehäuses und möglicherweise auch aus dem Luftraum des Gebläseteils. Da Sporen und Schimmelpilze eine höhere Persistenz gegenüber trockener Hitze als vegetative Bakterien besitzen, wäre es möglich, dass sie z.T. im Luftraum des Gebläses zumindest kurzfristig überleben. Das ist für nosokomiale vegetative Bakterien allerdings unwahrscheinlich, weil diese am Allgemeinen Temperaturen ≥60°C nicht tolerieren. Da sich das Gebläse eines Laptops erst nach Erhitzung des Prozessors einschaltet, wird erst ab diesem Zeitpunkt die umgebende Raumluft zur Kühlung angesaugt. Da sich die Luft dabei jedoch sofort erwärmt und getrocknet wird, haben vegetative Bakterien offensichtlich keine Möglichkeit, an der Innenauskleidung des Gebläses anzuhaften, sich dort zu vermehren und ggf. sogar einen Biofilm zu bilden. Die Erklärung hier für ist, dass die meisten Krankheitserreger mesophil sind, d.h. sie vermehren sich bevorzugt in einem Temperaturbereich von 15–45°C [14] und benötigen zur Biofilmbildung auf Flächen Wasser zur Ausbildung einer vollständig hydratisierten EPS-Matrix [15]. Die Interpretation der Befunde wird dadurch gestützt, dass an den luftdurchströmten Innenflächen des Laptops die Sofortausstriche ausnahmslos negativ waren. Nach Anreicherung waren nur aerobe Sporenbildner kultivierbar.

Wenn sich die verbliebene warme Luft im Luftraum des Gebläseteils nach dem Abschalten des Laptops abkühlt, ist es möglich, dass durch die Volumentraktion kontaminierte Außenluft in den Luftraum des Gebläseteils nachströmt. Da allerdings die Raumluft im Stationsbereich normalerweise mikrobiell nur gering belastet ist (z.B. 200–400 KbE/m3 im Patientenzimmer und Stationsflur einer Intensivstation; [13]), liegt rein rechnerisch der Anteil bei einem Rückstrom von etwa 2 cm3 Raumluft in den Laptop gelangender Erreger deutlich unter 1 KbE, so dass auch bei ausgeschalteter Kühlung keine Bedingungen für eine Biofilmbildung gegeben sind.

Damit ist es im Stationsbetrieb ausreichend, die Tastaturen und die Bedienmaus einer regelmäßigen mindestens arbeitstäglichen desinfizierenden Reinigung zu unterziehen.


Literatur

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