Introduction
Les machines utilisant la lumière ultraviolette C (UV-C) pour la désinfection de haut niveau des dispositifs médicaux font rapidement leur apparition dans le monde entier. Cette utilisation croissante de l’UV-C contraint les professionnels de la santé à prendre des précautions supplémentaires avant d’intégrer cette technologie non conventionnelle dans leurs procédures standards..
Qu’est-ce que l’UV-C ?
Le rayonnement ultraviolet C est une longueur d’onde de lumière qui se situe entre le spectre des rayons X et la lumière visible. Il a été démontré que cette lumière inactive certains micro-organismes par le biais d’une réaction spécifique. Pour ce faire, on recourt habituellement aux lampes à mercure à basse pression. Ces derniers temps, les lampes LED ont également fait leur apparition.
La lumière ultraviolette (UV) détruit les micro-organismes en ciblant leur ADN ou ARN. Elle provoque une réaction photochimique qui crée des liaisons anormales au sein de l’ADN ou de l’ARN. La structure chimique est ainsi déformée, ce qui interfère avec le fonctionnement habituel du micro-organisme, entraînant des mutations ou son inactivation.
Comment l’utilise-t-on ?
La lumière UV est utilisée dans divers contextes, notamment dans les systèmes de traitement de l’eau et des réseaux de canalisations, ainsi que dans les secteurs de la santé et de l’industrie alimentaire, notamment pour la désinfection des systèmes de ventilation, des surfaces et des dispositifs. Son utilisation dans le secteur de la santé est de plus en plus courante, en particulier pour désinfecter les dispositifs médicaux semi-critiques sans canal.
Une machine à UV-C typique comprend un compartiment en plastique dur abritant plusieurs lampes UV à l’intérieur d’une chambre réfléchissante en verre. Une partie du dispositif médical est suspendue à l’intérieur de la chambre, la porte est fermée pour protéger l’utilisateur final et la lumière UV-C est émise sur le dispositif.
Le spectre de la lumière
Les articles suivants présentent six points essentiels à prendre en compte avant d’adopter la technologie UV-C pour procéder au traitement des dispositifs médicaux.
Manque de normalisation et de données
EN 14885 Désinfectants et antiseptiques chimiques – L’application des normes européennes pour les désinfectants et antiseptiques chimiques est essentielle pour garantir l’efficacité, la sécurité et la qualité des produits utilisés dans différents domaines, notamment celui des soins de santé. En Europe et au Royaume-Uni, les désinfectants chimiques doivent répondre à des normes spécifiques qui définissent les exigences des essais et qui soutiennent les allégations antimicrobiennes revendiquées.
(Bolten, Schmidt and Steinhauer, 2022)1
La normalisation des méthodes des essais pour les désinfectants est essentielle parce qu’elle:
- permet aux fabricants de produits chimiques désinfectants de choisir les méthodes de laboratoire appropriées pour étayer les allégations d’efficacité,
- permet aux utilisateurs finaux de produits chimiques désinfectants d’évaluer les informations fournies par les fabricants et
- soutient les autorités réglementaires dans l’évaluation des allégations faites par les fabricants de produits désinfectants.
Il n’existe actuellement aucune méthode normalisée publiée pour tester spécifiquement les machines à UV-C utilisées pour la désinfection des dispositifs semicritiques. Les fabricants de ces machines utilisent les méthodes de la norme EN 14885 pour démontrer l’efficacité de leurs systèmes. Cependant, les méthodes de cette norme ont été initialement développées pour évaluer les produits chimiques. Elles simulent l’utilisation des produits chimiques dans des applications réelles et utilisent des micro-organismes spécifiques qui posent généralement des difficultés aux désinfectants chimiques.
Les machines à UV-C ne sont pas des systèmes chimiques. Les essais de la norme EN 14885, conçus pour les produits chimiques, ne sont pas adaptés aux dispositifs non chimiques tels que les machines à UV-C. Cela force leurs fabricants à adapter les méthodes existantes pour tester leurs machines. Cependant, en s’éloignant des méthodes standards, les avantages de la normalisation sont perdus et il n’est plus possible de s’assurer que le produit a été testé de manière appropriée.
La norme EN 148852 stipule:
“Dans certains cas, il peut être nécessaire ou recommandé de modifier le(s) organisme(s) à tester pour répondre aux exigences du domaine. La conformité à la norme utilisée ne doit pas être revendiquée, mais il convient d’indiquer que le produit a été testé conformément aux principes de la norme.“
“Lorsqu’il n’existe pas de norme appropriée pour une application dans un domaine spécifique, il est recommandé d’utiliser une norme d’un autre domaine. Si une norme appropriée est publiée ultérieurement, elle devra être utilisée à la place.“
La norme BS 8628 est la première du genre. Elle propose des méthodes de test quantitatif pour évaluer l’activité désinfectante des UV par illumination directe. Cette norme est désormais considérée comme la plus adaptée pour tester les machines à UV utilisées à des fins de désinfection. Elle dérive de la norme préexistante EN 17272, qui décrit les méthodes pour les essais d’efficacité microbiologique des processus et systèmes de désinfection aérienne.
Dans ce cas, nous devrions exiger que toutes les machines à UV-C commercialisées pour désinfecter les dispositifs médicaux semi-critiques soient conformes à la norme BS 8628.
Compatibilité
Les polymères plastiques représentent une part importante des dispositifs semi-critiques modernes, tels que les dispositifs à ultrasons et les endoscopes. Ces dispositifs contiennent généralement des plastiques comme l’Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS), le Polypropylène (PP), le Polycarbonate (PC) et le Chlorure de Polyvinyle (PVC). Ces matériaux sont adaptés pour les dispositifs à ultrasons en raison de leur résistance mécanique et chimique, de leur flexibilité, de leur transparence et de leur facilité de mise en oeuvre.
Il a été démontré qu’une exposition régulière à la lumière UV-C endommage les plastiques. Une récente étude a évalué les effets de l’exposition à la lumière UV-C sur 10 matériaux plastiques couramment utilisés dans les soins de santé. Tous les matériaux ont montré une certaine forme de dégradation, mais des dommages plus importants ont été observés à la surface de certains plastiques tels que l’ABS et le Polycarbonate.3 Ces matériaux sont largement employés pour la fabrication des dispositifs médicaux.
Il a été conclu que: “l’exposition de ces types de matériaux aux UV-C devrait être limitée autant que possible dans les établissements de soins, surtout là où les dispositifs UV-C sont utilisés régulièrement”.
(Teska et al., 2020)3Exigences en matière de nettoyage manuel
Le nettoyage est considéré comme l’étape la plus critique d’un protocole.
“Un nettoyage approfondi est essentiel avant d’effectuer une désinfection de haut niveau ou une stérilisation car les résidus inorganiques et organiques présents à la surface des instruments compromettent l’efficacité de ces procédés.”
(Rutala and Weber, 2016)4
En fin de compte, si le nettoyage est compromis, il est probable que la désinfection qui suit le soit également. Cette situation est particulièrement critique pour les systèmes à UV-C où il n’y a pas d’abrasion manuelle. En cas de mauvais nettoyage, des résidus peuvent persister, même après une exposition aux UV-C, rendant ainsi l’ensemble du processus inefficace. En revanche, les méthodes manuelles telles que l’essuyage impliquent une étape d’abrasion supplémentaire qui favorise l’élimination de toute souillure résiduelle.
Il faut également noter que les résidus de détergents doivent être soigneusement éliminés du dispositif avant la désinfection par UV-C, et que le dispositif doit être complètement sec avant d’être placé dans la chambre à UV. L’humidité résiduelle peut entraver la pénétration de la dose d’UV requise pour désinfecter efficacement.
Ombrage
La lumière UV se propage en ligne droite. Les objets situés sur son passage peuvent la bloquer et créer des ombres. Dans de tels cas, certaines zones et surfaces ne sont pas exposées, ce qui accroît les risques d’une désinfection incomplète.
Il est difficile d’exposer uniformément à la lumière UV un dispositif échographique avec une forme particulière ou une texture complexe. Ces formes et textures peuvent entraîner l’échec de la désinfection de certaines zones.
La topographie des surfaces fait référence aux caractéristiques physiques d’une surface ou d’un dispositif. Elle comprend les éléments complexes tels que les creux, les contours, les textures et toutes les irrégularités de forme. Ces complexités peuvent empêcher la lumière d’atteindre uniformément la surface, créant ainsi des zones d’ombre. La plupart des produits chimiques ne rencontrent pas ces difficultés car l’opérateur qui les applique peut porter une attention particulière à ces endroits. Les mousses sont capables d’entrer dans les rayures où peuvent résider des agents pathogènes.
Contrairement à d’autres méthodes de désinfection, la désinfection par UV-C a une portée limitée. Elle ne peut pas passer au travers des résidus solides ou liquides qui peuvent subsister sur les surfaces. Ainsi, si des souillures ou de l’humidité demeurent sur une surface avant l’exposition aux UV-C, la lumière ne pourra pas atteindre toutes les zones, laissant des surfaces potentiellement contaminées non désinfectées.
Exemple:
La désinfection par UV est couramment utilisée pour désinfecter les fruits et légumes biologiques. Une étude a évalué si la rugosité de la peau des fruits influençait l’efficacité de la désinfection par UV-C.Les fruits tels que les pommes, qui ont des surfaces plus lisses, ont montré une réduction significative des organismes par rapport aux pommes de terre, aux pêches, aux framboises et même aux poires. Il a été conclu que cette différence est due à la rugosité de leurs surfaces : lisses dans le cas des pommes, plus complexes pour les autres fruits.
Les conclusions de cette étude s’appliquent à tous les types de surfaces. Celles avec des textures ou des complexités diverses risquent d’être plus difficiles à exposer uniformément à la lumière. cette dernière peut avoir du mal à atteindre toutes les zones de la surface.
(M.S. Roopesh et al., 2012)5Le rayonnement UV-C peut endommager les plastiques des dispositifs échographiques. Ceci soulève des inquiétudes quant à la formation éventuelle de fissures à leur surface après une exposition prolongée. De telles fissures pourraient accroître le risque d’ombrage et protéger les agents pathogènes de la désinfection.
Autres surfaces de la sonde et recommandations mondiale
Les systèmes à UV ne traitent généralement pas l’intégralité des dispositifs : le câble de la sonde, la fiche, le support et la machine. Des études ont démontré que ces surfaces peuvent facilement être contaminées par des micro-organismes pathogènes.
“Les câbles de la sonde et les claviers des machines constituent des sources significatives d’infection, il peut y avoir des agents pathogènes.”
(Westerway et al., 2017)6
Les systèmes à UV sont conçus uniquement pour désinfecter la partie de la sonde qui entre en contact direct avec le patient. Ils ne tiennent pas compte du fait que l’opérateur peut entrer en contact avec d’autres surfaces du dispositif pendant l’intervention et entraîner une contamination croisée. Ces surfaces devraient être considérées comme tout aussi importantes que la partie insérable du dispositif. Elles nécessitent un niveau de désinfection équivalent, ce qui n’est pas réalisable avec la plupart des systèmes à UV.
Recommandations
Fédération mondiale de médecine et de biologie des ultrasons (WFUMB) – Directive pour le nettoyage des transducteurs échographiques endovaginaux entre patients, 2017:
‘”Une autre considération est le fait que la poignée et le câble du transducteur peuvent également être contaminés et peuvent également nécessiter une désinfection.”
(Abramowicz et al., 2017)7
Recommandations sur les bonnes pratiques en matière de prévention et de contrôle des infections en échographie de la société européenne d’échographie, 2017:“Il faut réaliser une désinfection minutieuse des transducteurs échographiques et de tout équipement en contact direct avec le patient avant et après chaque examen, au niveau requis pour les procédures réalisées et en conformité avec les spécifications du fabricant pour éviter les dommages à la surface du transducteur.
Cela comprend le traitement régulier du clavier/de la console de l’échographe ainsi que de tous les câbles.“
“Tout l’équipement échographique en contact direct ou indirect avec le patient doit être soigneusement nettoyé et désinfecté au début et après l’examen de chaque patient. Cela comprend le transducteur échographique avec la poignée, le câble et le support (dans la mesure du possible), ainsi que tout autre dispositif pouvant être utilisé lors de procédures diagnostiques ou interventionnelles.
La contamination de l’équipement échographique est probablement sous-estimée.”.
(Nyhsen et al., 2017)8Mécanismes de réparation
Les recherches indiquent que les microorganismes peuvent se réparer après avoir été exposés aux UV-C. Deux des mécanismes connus sont la photoréactivation et la réparation dans l’obscurité.
Photoréactivation:
La photoréactivation est un processus biologique observé chez certains organismes, en particulier les bactéries et les virus. Après avoir été exposés à la lumière visible, les organismes endommagés par les UV peuvent activer des mécanismes de réparation enzymatique.
Lorsque les micro-organismes sont exposés aux rayonnements UV, en particulier les UV-C, les photons des UV endommagent la structure de leur ADN, formant des dimères de pyrimidines. Cependant, en présence de lumière visible, des enzymes spécifiques appelées photolyases s’activent. Les photolyases peuvent reconnaître et se fixer aux zones endommagées de l’ADN pour l’aider à se réparer. En résumé, la photoréactivation permet aux microorganismes de réparer les dommages causés à leur ADN par les rayonnements UV, ce qui accroît leurs chances de survie.
Réparation :
La réparation dans l’obscurité, également connue sous le nom de réparation par excision de nucléotides, est un autre processus biologique que l’on retrouve principalement chez les bactéries. Ce processus vise à réparer l’ADN endommagé par le rayonnement UV en l’absence de lumière visible.
En absence de lumière visible, des enzymes spécifiques et des voies de réparation sont activées pour identifier et réparer les segments endommagés de l’ADN. Pendant la réparation dans l’obscurité, les enzymes reconnaissent les lésions sur le brin d’ADN et excisent la portion endommagée pour la remplacer par de l’ADN nouvellement synthétisé et pour restaurer la séquence d’ADN originale.
La réparation dans l’obscurité est un mécanisme essentiel des microorganismes qui maintient l’intégrité de leur génome pour leur permettre de survivre après une exposition aux UV.
Ces mécanismes permettent à une proportion significative des microorganismes initialement tués par les UV-C de se régénérer, ce qui diminue l’efficacité globale du processus de désinfection.
Exemple:
Une étude a révélé qu’il est possible de régénérer jusqu’à 60 % des microorganismes initialement tués par les UV-C.
(Song, Mohseni and Taghipour, 2019)9Cette étude a été réalisée avec E. coli mais d’autres bactéries possèdent des enzymes et des mécanismes de réparation qui favorisent la photoréactivation et la photorécupération après exposition aux UV.
(Kowalski, 2009)10La résistance aux antimicrobiens:
Les mécanismes de réparation modifient l’ADN/ARN. Il existe donc un risque de mutations des micro-organismes qui pourrait les rendre plus pathogènes ou résistants aux tentatives futures de désinfection. L’efficacité des UV-C en serait réduite au fil du temps.
(Shibai et al., 2017)11Seule, la désinfection par UV-C pourrait ne pas être entièrement fiable. Elle nécessiterait la mise en oeuvre de stratégies de désinfection complémentaires pour garantir une éradication microbienne complète.
(Demeersseman et al., 2023)12</spanConclusion
En conclusion, l’adoption généralisée des technologies utilisant la lumière ultraviolette C (UV-C) pour la désinfection de haut niveau dans le domaine des soins de santé a permis de faire des avancées significatives. Elle soulève cependant des incertitudes et pose des défis qui doivent être considérés.
Les professionnels de la santé doivent prendre en compte plusieurs points essentiels avant d’intégrer la technologie UV-C dans leurs procédures standards : l’absence de méthodes normalisées pour les tester, les problèmes de compatibilité, la nécessité de réaliser un nettoyage manuel, les effets de l’ombrage, les diverses surfaces du dispositif, ainsi que les préoccupations concernant les mécanismes de réparation.
Références
1Bolten, A., Schmidt, V. and Steinhauer, K. (2022). Use of the European standardization framework established by CEN/TC 216 for effective disinfection strategies in human medicine, veterinary medicine, food hygiene, industry, and domestic and institutional use – a review. DOAJ (DOAJ: Directory of Open Access Journals), 17, pp.Doc14–Doc14.2British Standards Institution (BSI). EN 14885: Chemical Disinfectants and Antiseptics – Application of European Standards for Chemical Disinfectants and Antiseptics. Brussels: European Committee for Standardisation (CEN); 2022.
3Teska, P., Dayton, R., Li, X., Lamb, J. and Strader, P. (2020). Damage to Common Healthcare Polymer Surfaces from UV Exposure. Nano LIFE, 10(03), p.2050001.
4Rutala, W. and Weber, D. (2008) Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee , Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare facilities, 2008. Centers for Disease Control and Prevention.
5M.S. Roopesh, Lu, X., Sablani, S.S., Sunil Kumar Insan, Adhikari, A., Killinger, K., Rasco, B., Dhingra, A., Bandyopadhyay, A. and Annapure, U.S. (2012). Inactivation of Escherichia coli Population on Fruit Surfaces Using Ultraviolet-C Light: Influence of Fruit Surface Characteristics. Food and Bioprocess Technology, 6(11), pp.2959–2973.
6Westerway, S.C., Basseal, J.M., Brockway, A., Hyett, J.A. and Carter, D.A. (2017). Potential Infection Control Risks Associated with Ultrasound Equipment – A Bacterial Perspective. Ultrasound in Medicine & Biology, 43(2), pp.421–426.
7Abramowicz, J.S., Evans, D.H., Fowlkes, J.B., Maršal, K. and terHaar, G. (2017). Guidelines for Cleaning Transvaginal Ultrasound Transducers Between Patients. Ultrasound in Medicine & Biology, 43(5), pp.1076–1079.
8Nyhsen, C.M., Humphreys, H., Koerner, R.J., Grenier, N., Brady, A., Sidhu, P., Nicolau, C., Mostbeck, G., D’Onofrio, M., Gangi, A. and Claudon, M. (2017). Infection prevention and control in ultrasound – best practice recommendations from the European Society of Radiology Ultrasound Working Group. Insights into Imaging, 8(6), pp.523–535.
9Song, K., Mohseni, M. and Taghipour, F. (2019a). Mechanisms investigation on bacterial inactivation through combinations of UV wavelengths. Water Research, 163, p.114875.
10Kowalski, W. (2009). Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook.
11Shibai, A., Takahashi, Y., Ishizawa, Y., Motooka, D., Nakamura, S., Ying, B.-W. and Tsuru, S. (2017). Mutation accumulation under UV radiation in Escherichia coli.
Scientific Reports, 7(14531).12Demeersseman, N., Saegeman, V., Cossey, V., Devriese, H. and Schuermans, A. (2023). Shedding a light on ultraviolet-C technologies in the hospital environment. Journal of Hospital Infection, 132, pp.85–92.
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