窄光谱紫外线可减少手术感染

纽约，纽约-尽管努力保持手术室无菌，但手术伤口感染仍然是一个严重而顽固的问题，哥伦比亚大学医学中心(CUMC)研究人员的一项研究表明，窄光谱紫外线(UV)可以在不损害人体组织的情况下大幅减少此类感染。该研究在组织培养中进行发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上．

研究人员报告说，美国每年大约有20万到30万名患者遭受手术伤口感染，占医疗支出的30亿到100亿美元。与未发生此类感染的患者相比，手术伤口感染的患者在重症监护室呆的时间要高出60%，再次入院的可能性是前者的五倍，死亡率是后者的两倍，住院时间更长，总的医疗费用大约是后者的两倍。

科学家们多年前就知道，标准杀菌灯发出的紫外线(其波长约为200到400纳米)能高效杀灭细菌;这种灯通常被用来净化手术设备。

研究负责人说:“不幸的是，这种紫外线也对人体组织有害，可能导致皮肤癌和白内障。大卫·j·布伦纳博士他是辐射生物物理学希金斯教授、环境健康科学教授，并担任放射学研究中心在CUMC。“在手术过程中，手术室几乎从不使用紫外线，因为这些健康危害需要手术人员和患者使用笨重的防护设备。”

布伦纳博士和他的团队假设，一种非常窄的紫外光谱——大约207纳米——可能能够在不影响人体组织的情况下摧毁细菌。因为这个波长的紫外线强烈吸收蛋白质,它预计将是安全的,有两个原因:在细胞水平上,它不能达到人类细胞的细胞核,在组织水平不能达到敏感皮肤表皮细胞和目镜。但由于细菌比人类细胞小得多，这种紫外线可以照射到它们的DNA。“这意味着，如果你用207nm波长的光照射人类皮肤或眼睛，你不会看到任何生物损伤，”布伦纳博士说，“但它应该会杀死任何空气中落在手术伤口上的细菌。”

为了验证这个假设,布伦纳博士和他的同事接触MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)细菌,外科伤口感染的常见原因和人类皮肤细胞krypton-bromine准分子灯(也称为KrBr excilamp),只在207 nm发出紫外线,以及一个标准的紫外线杀菌灯。

研究人员发现，207纳米紫外光杀死MRSA细菌的效果与传统紫外灯一样有效。然而，与标准的紫外线相比，207nm光对人类皮肤细胞的杀伤减少了1000倍。

在另一项实验中，研究人员在标准的人类皮肤组织培养模型(包括主要的皮肤层，表皮和真皮)上测试了两种紫外线灯。暴露在标准紫外线灯下会导致表皮发生广泛的癌前病变，而暴露在同样水平的207纳米光线下则不会。

Brenner博士说:“到目前为止，我们的研究结果表明，207nm紫外光可能是当前感染控制措施的有效补充，工作人员或患者不需要防护设备。”“我们需要我们能得到的所有工具来减少手术伤口感染，特别是那些涉及耐药性细菌菌株的感染，这已经变得越来越普遍。”

据布伦纳医生说，手术感染的主要途径是通过空气。他说:“尽管采取了一切可能的措施来促进无菌，但在整个手术过程中，MRSA和其他细菌实际上还是像雨点一样落在了伤口上。”“如果这种紫外线灯在手术过程中持续照射伤口，细菌就会在落地时被杀死。”研究人员指出，这种灯被称为准分子灯，体积小，坚固耐用，价格便宜，寿命长。

“这些发现对于减轻手术感染具有重要的临床意义，”他说K.S. Clifford Chao医学博士朱鸿章教授，CUMC放射肿瘤学教授，威尔康奈尔医学院放射肿瘤学教授。“现在，意外感染发生了。但随着窄光谱紫外线的使用，外科治疗可能会以负担得起的成本得到改善。”

研究人员目前正在对这种207纳米灯进行体内测试。

论文的题目是:207nm紫外光——一种安全、低成本减少手术部位感染的有前途的工具。我:体外研究。”其他贡献者包括Manuela Buonanno、Gerhard Randers-Pehrson、Alan W. Bigelow、Sheetal Trivedi、Franklin D. Lowy、Henry M. Spotnitz和Scott M. Hammer(均来自CUMC)。

哥伦比亚大学已经为一种产生窄波长紫外线的方法申请了国际专利，这种方法可以选择性地影响和/或杀死细菌。作者声明没有经济或其他利益冲突。

这项研究得到了哥伦比亚-库尔特转化研究伙伴关系的部分资助。

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