对口腔诊室中飞沫和气溶胶的认知与感染防控措施

对口腔诊室中飞沫和气溶胶的认知与感染防控措施

摘要

口腔操作因喷溅可产生大量飞沫，进而转化为飞沫核以气溶胶的形式悬浮留存于诊室空气中。飞沫和气溶胶均可能携微生物造成院内的污染，对临床医护人员及患者健康造成潜在威胁。本文通过对生物气溶胶研究领域涉及的一些概念和口腔诊室飞沫和气溶胶的干预措施进行文献回顾和梳理，以明晰现有文献资料中是否有气溶胶携菌的试验证据，为传染病疫情期间口腔临床工作的防控策略制定提供指导，也为日常口腔诊疗工作的院感管理和防控措施的实施提供参考。

在2019新型冠状病毒（2019 novel coronavirus，2019-nCoV）感染疫情突发之际，在全球紧急应对新型传染病流行之时，在疫区及其周围地域全力进行防护之刻，口腔临床医疗感染控制这一话题又以空前的热度提到每一位口腔医务工作者面前。在互联网高度发达的今天，巨量信息飞速流转，更出现了版本各异的“口腔专业防控建议”，其中不乏对口腔诊疗中由操作喷溅产生的飞沫和气溶胶概念上的混淆，对其是否携微生物致病尚存臆测而不能提供科学证据，防控手段也较为盲目。笔者通过对生物气溶胶研究领域涉及的一些概念和对口腔诊室飞沫和气溶胶的干预措施进行文献回顾与梳理，以期为传染病疫情期间口腔临床工作的防控提供参考，也为日常口腔诊疗工作的院感防控管理和措施实施提供参考。

一|飞沫是病原体传播的重要途径

（一）飞沫、飞沫核和气溶胶的定义
1.飞沫（droplet）：是当人咳嗽或打喷嚏，或通过充气装置或淋浴喷头将水转化为细雾时产生的颗粒状水分和固态微粒的混合态颗粒[1]，粒径范围跨度很大。大飞沫颗粒（＞50～100 µm）产生后可在蒸发掉水分之前以较快的速度沉降到近距离的物体或生物体表面。研究表明飞沫可包含微生物，如果所携带的微生物具有致病性、传染性，其传播风险通常限于飞沫源产生时刻处于其附近的生物体[1]。口腔诊室中，在进行如超声洁治、手机切割牙体组织或修复体等动力器械操作时，由喷溅产生的飞沫即可成为医护人员和患者感染微生物的危险来源。早期对特定疾病的流行病学和模拟研究显示，飞沫传播的危险范围为患者周围3英尺（0.914 4 m）以内[2-3]，但2003年全球严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）爆发期间的调查表明，SARS患者的飞沫传播距离甚至大于6英尺（1.828 8 m）[4]。

2.飞沫核（droplet nuclei）：是空气中的飞沫脱水后形成的直径小于5 μm的颗粒，可长时间悬浮于空气中[1]。所以，在空气中长期悬浮并随气流移动的是飞沫核，不是飞沫。飞沫核中如存在耐干燥的病原菌（如葡萄球菌属、链球菌属、真菌孢子），可通过空气运动至较远距离后依然存活[1]，进而造成疾病的空气传播。因此，研究空气中细菌含量及其载体时，关键是取样时点。若在喷溅发生时取样，检测出的细菌量大[5-6]，其主要来源应是飞沫；而在停止喷溅一定时间后再取样，此时的培养结果才能更客观地反映飞沫核所携带的细菌。

3.气溶胶（aerosols）：是固态或液态颗粒长时间悬浮在气体介质中的分散体系，悬浮于气体介质中的颗粒粒径从0.001μm到100μm以上[7]。气溶胶是一个通用、一般性的概念，只要同时符合“特定粒径和质量的颗粒”“长时间悬浮”和“在气体介质中”这3个要素的分散体系均可称为气溶胶。故空气中气溶胶的存在是常态，气溶胶颗粒可由固体或液体构成，当飞沫核悬浮在空气中时就成为一种气溶胶颗粒。生物气溶胶（bio-aerosols）是指含有任何种类生物颗粒的气溶胶[8]，其所含的生物颗粒如细菌、病毒，在特定情况下可能通过空气传播而致病。

（二）关于致病微生物的空气传播
根据我国卫生部2009年颁布的《医院隔离技术规范》，空气传播是指带有病原微生物的微粒子（≤5 μm）通过空气流动导致的疾病传播[9]。已知的经由空气传播的致病微生物包括结核分枝杆菌、风疹病毒、水痘带状疱疹病毒、军团菌属。其他也表现为空气传播的病原体如流感病毒、腺病毒、鼻病毒、肺炎支原体、SARS冠状病毒等，主要以飞沫形式在有利环境下可能发生传播[7]。
飞沫与气溶胶的区别在于颗粒粒径、质量以及悬浮状态保持的时间。飞沫中大粒径颗粒速降后在空气中并不长期存在，但小粒径颗粒的液体蒸发后可转变成更小粒径的飞沫核，悬浮在空气中被视为气溶胶颗粒。除粒径大小外，室内通风速率、空气温度和湿度、气流模式、初始速度和颗粒物成分等均影响颗粒物是否在空气中悬浮滞留和播散[10]。根据Chen等[10]计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）模拟结果，在该模拟空间内的不同环境条件和模拟条件下，初始粒径为100 μm颗粒的地板沉降率为42.7%～78.5%，天花板/墙壁沉积率为8.7%～32.8%，初始粒径为10 μm颗粒的地板沉降率为0.6%～18.3%，天花板/墙壁沉积率为51%～86%。
所谓的“气溶胶传播疾病”是特指携带病原微生物的气溶胶颗粒被空气运载而传播疾病，当气溶胶携带病原体载荷量越大，局部空间中的病原体浓度就越高，产生的空气传播和致病风险也就越大。上述概念更确切的名称是“气载病原体传播”，与我国《医院隔离技术规范》中“空气传播”的内涵接近。但当携带病原体的飞沫和（或）气溶胶进入大气环境或室外环境时，可很快被其他无病原体的气溶胶空气稀释至10 000倍以上，此时的大气即被视为安全的[11]。
既往已发表的很多流行病学相关文献中，对“空气传播”“气溶胶传播”“气溶胶”“飞沫”等概念和定义界定并不明晰，甚至存在一定的混用和覆盖。飞沫传播通常指颗粒短距离传播，而气溶胶传播则指几米外的远程传播。飞沫传播与气溶胶传播的临床防护等级不同，如果确定传染性疾病是通过气溶胶形式传播，将对控制传播病原体的公共卫生干预措施类型和近距离接触传染病患者的临床诊治防护装备及诊疗管理模式产生巨大影响，甚至可能要做相应的升级调整。本文所述“飞沫”特指喷溅发生时刻在空气中短距离内迅即沉降的颗粒物，与喷溅过后的“气溶胶”状态相区别。

二|口腔诊室空气中微生物的检出及其与飞沫和生物气溶胶的关系

（一）口腔诊疗操作时诊室空气中微生物的来源
口腔临床诊治操作中使用超声设备、高速手机、涡轮机、三用枪等动力器械，由于机械动能作用在器械工作头端，不可避免产生大量喷溅物，这些即刻的飞沫和（或）之后的气溶胶，均可含有血液、微生物、黏膜细胞、牙科材料、牙齿及牙石碎片、唾液、牙科用水等颗粒物。许多研究表明，口腔治疗操作期间患者口腔周围空气中细菌含量较未操作时增加[12-13]。一些研究在特定取样点的多次取样培养结果也显示，操作结束后细菌浓度下降，2 h后可回归至操作前水平[5-6]。值得注意的是，在这些表述口腔诊室“生物气溶胶”细菌含量的文献中，多数研究记录的取样距离为距患者口腔2 m范围内，因此，很多文献报道的“口腔诊室空气细菌载量”实际上指的是“患者口腔周围小范围内细菌载量”，在此范围内，如在口腔治疗操作过程中取样鉴定，可以解读为由喷溅颗粒带出的细菌，其中主要是大颗粒飞沫，也会有小颗粒在秒甚至毫秒量级的时间内脱水时形成的飞沫核，进而与空气中其他微粒一起成为诊室内的气溶胶。
（二）口腔诊治操作的喷溅区域
口腔治疗操作产生的大粒径飞沫，也是在秒级速度内沉降在患者周围的人员体表、操作区域附近的物体表面或地面上，成为医护患主要的直接和间接感染途径。早在1998年，Discacciati等[14]将染料加入牙椅供水中观察操作过程中的飞溅，结果显示牙椅、患者和医护人员以及装有消毒器械的操作台都在飞溅范围内。2013年，Nejatidanesh等[15]观察144例牙周和修复治疗后医生面罩上的可见飞溅点，结果显示鼻子和内眦周围是污染最严重的区域。2010年Prasanth等[16]检测出治疗结束后靠近椅位的推车表面有链球菌和葡萄球菌。而小粒径的飞沫，其水分可在室内迅速蒸发，成为飞沫核，并悬浮在空气中数小时，扩大了污染范围。1995年Grenier等[6]研究提示，在封闭的口腔诊室中气溶胶的污染范围几乎可以波及整个诊室。
（三）口腔诊室空气中微生物的检测方法和局限性
已发表的有关口腔诊室微生物载量的研究中，取样技术多是以自然沉降为代表的被动取样法，也有以撞击式采样器（安德森采样器）为代表的主动取样法[8]。实验方法是通过在诊室不同位置收集空气中的细菌进行培养，评价指标是计数菌落形成单位（colony-forming units，CFU）并对培养细菌进行鉴定。Zemouri等[8]2017年发表的统计显示，口腔诊室内使用培养技术累计鉴定出19种细菌（7种革兰阴性菌和12种革兰阳性菌）及23个真菌属。受限于细菌分离和鉴定方法，研究者能捕获并培养的微生物仅为空气中的小部分，这类依赖培养技术鉴定环境中特定微生物的方法，可能导致一些细菌种类或真菌被遗漏，病毒（如鼻病毒、流感和SARS病毒）也无法通过培养基获得。

三|口腔诊室空气中微生物的干预措施

（一）空气净化

改善室内空气质量是降低室内微生物和气溶胶的最有效方法，也是首选方法。诊室开窗通风，直接向室内引入室外新鲜空气，可以快速有效稀释诊室内空气中的气溶胶，使空气质量达到安全标准。
使用空气净化装置净化室内空气也是目前公认的改善室内空气质量的方法之一，对降低室内颗粒物浓度有重要作用。但也应该意识到口腔诊室与其他封闭室内环境存在差异，口腔操作涉及的高速旋转器械、超声设备可不断产生大量新的颗粒物，其他环境条件下空气净化器的研究结果不一定完全适用于口腔诊室。目前尚没有对口腔诊室环境通风系统或空气净化器的设计指导原则，该领域已发表的研究也不多。文献中见到的直接针对净化器对口腔诊室飞沫/气溶胶影响的最早研究是2010年Chen等[17]的CFD模拟，他们模拟口腔操作过程中诊室内颗粒物的运动轨迹，并模拟量化了从患者口中扩散的气溶胶颗粒进入医生呼吸区域的量，结果提示使用空气净化器可有效降低口腔操作产生的气溶胶颗粒。同年Hallier等[12]的临床研究也显示空气净化系统可有效降低口腔诊室中的细菌载荷，应用空气净化设施可以提供更安全的工作环境。
（二）术前患者充分含漱

患者于术前含漱已被多项研究证实可以减少口腔操作引起的室内细菌含量[18-19]。近期发表的一项纳入12项随机对照试验的荟萃分析表明，与对照组相比，氯己定、精油漱口水、西吡氯胺，均可显著降低诊室中的细菌载量，CFU平均减少64.8％[20]。氯己定抗菌谱广（包括革兰阳性菌、革兰阴性菌、酵母菌），被认为是化学性菌斑控制的金标准[21]，多项研究都选用氯己定作为阳性对照。术前0.05%西吡氯胺在降低CFU效果上与0.12%氯己定相似（15 ml，含漱1 min）[18]，商品化茶树精油漱口水的效果弱于0.2%氯己定（20 ml，含漱时间未记录）[22]，商品化草药漱口水的效果弱于0.2%氯己定（10 ml，含漱1 min）[21]。2017年Retamal-Valdes[19]用不含漱作空白对照，用水含漱做阴性对照，比较复合含漱液（0.075％西吡氯胺、0.28％乳酸锌和0.05％氟化钠）与氯己定含漱液（0.12%氯己定、10%乙醇）的降菌效果（20 ml，含漱1 min），两种含漱液均可显著降低超声洁治过程中的细菌CFU，复合含漱液组橙色复合物细菌比例为41.4%，氯己定含漱液组为39.1%，均显著低于水含漱组（47.1%）和不含漱组（51.1%）。其他被证实有效的含漱液还有1%聚维酮碘（含漱1 min）、3%双氧水（10 ml，含漱1 min）[23-24]。
另外需特别指出的是，上述研究采用的研究方法均为细菌培养法，有效性也是针对可培养细菌而言，目前尚无含漱液是否能降低病毒载量的相关研究。针对可以感染人的冠状病毒，如SARS病毒、中东呼吸综合征（Middle East respiratory syndrome，MERS）冠状病毒或人类冠状病毒（human coronaviruses，HCoV）的体外研究显示，病毒悬浮定量灭活试验中78%～95％乙醇、70%～100% 2-丙醇、45％2-丙醇与30％1-丙醇混合物、0.5%～2.5％戊二醛、0.7%～1.0％甲醛和0.23%～7.50％聚维酮碘可有效灭活冠状病毒，0.02％氯己定基本无效；针对物体表面的病毒，62%～71%乙醇、0.5%过氧化氢、0.1%次氯酸钠表面消毒1 min可有效灭活病毒，0.02%氯己定效果较差[25]。国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第六版）》指出“对新型冠状病毒的理化特性的认识多来自对SARSr-CoV、MERSr-CoV的研究，乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒，氯己定不能有效灭活病毒”[26]。
（三）应用强力吸引装置
为有效减少口腔动力器械操作的喷溅污染，文献均强调并推荐使用强力吸引器。Jacks[27]采用实时气溶胶监测仪检测25 000 Hz磁致伸缩超声仪于空气中产生的气溶胶颗粒物，结果显示使用强力吸引器组较弱吸组减少约90%的气溶胶颗粒。另一项更早期的实验室研究使用有色溶液作为超声洁治器的冷却液，计数超声洁治人工牙后喷溅到模拟器四壁的有色液滴喷溅面积，结果显示使用强力吸引器可减少93%的液滴喷溅面积[28]。强力吸引器的效果也已被多项临床研究证实，且术前含漱加使用强吸的组合比单独使用其中任意一种干预措施都更有效[29-30]。这些研究结果为美国牙科协会和美国疾病预防控制中心建议在口腔操作中尽可能使用强吸提供了证据支持。
（四）口腔诊室治疗椅位的布局
口腔诊室治疗椅位的数量和布局均可能影响空气的流动及气溶胶的扩散。研究显示在多椅位诊室进行口腔操作后，细菌量较开诊前高5倍，而在单椅位诊室中这一差异降为2倍[31]。另一项研究中连续对比了多椅位开放型诊室（11台牙椅）和少椅位口腔诊所（3台牙椅）4 d内的空气质量，结果显示多椅位开放诊室空气中可培养出的细菌峰值显著大于少椅位的口腔诊所，但两者空气中CFU均值差异无统计学意义[32]。一些国家对口腔诊室布局提出了具体要求，巴西卫生监督局规定两个牙椅之间的最小安全距离为2 m，但后期有研究显示口腔操作产生的细菌扩散范围超过这一距离[13]。另外，多椅位诊室不同椅位间应设置隔断，以防止飞沫的喷溅和气溶胶颗粒扩散，有隔断多椅位诊室内观测到的细菌和真菌污染水平远低于无隔断多椅位诊室[13]。

四|口腔诊疗操作时诊室空气感染防控的建议

口腔诊室中细菌含量与临床诊治操作所致大量喷溅密切相关。虽然文献显示口腔诊室空气中检出了多种微生物，但空气中微生物的致病能力与多种因素相关，如微生物种类、局部浓度、在体外环境中的生存能力以及宿主靶组织的易感性等。尽管目前尚无直接试验证据证明生物气溶胶可在口腔诊室的操作环境中传播致病，但这些困惑均是未来需要通过严谨的科学研究解决的问题。在日常口腔临床工作中，医护人员面临着诸多传染性致病微生物感染的隐性风险，比如HIV、HBV、HCV，但它们主要通过体液和接触感染；在传染病爆发和流行的疫区，口腔临床也会遇到可能的感染者，如果是呼吸系统疾病，如新型冠状病毒肺炎（Novel Coronavirus Pneumonia，NCP），在国家卫生健康委员会《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第六版）》中描述病毒的传播途径为“经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径在相对封闭的环境中长时间暴露与高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能”[26]。这里强调气溶胶传播可能性的3个必备条件是“密闭的环境”“高浓度”“长时间暴露”。因此，只要打破其中一个环节，从疫源和传播途径上予以封堵，即可有效防止传染性疾病的传播。
传染病流行期间口腔诊室中感染的防控，除诊疗流程上需分级防护，在临床与患者近距离诊疗操作时，防护重点应放在抑制喷溅颗粒的播散上。有效可行的措施如下：①加强医护人员自身穿戴隔离，尤其需要保护好头面部显露的黏膜组织入口，切断病原体进入人体的渠道。②患者术前含漱抑菌药剂，术中使用强力吸引器，降低诊室内由喷溅带出的细菌载量。③保持诊室内良好的空气质量是防止潜在生物气溶胶传播的关键。开窗通风可不断向诊室内输入新鲜空气，实时稀释局部病原体的浓度；若诊室空间较狭小封闭，需用空气净化装置去除室内潜在的生物气溶胶。④合理布置诊室中的牙科椅位和设置物理隔断，有助于分隔操作时室内的喷溅范围。
上述措施既是阻断疫情扩散的有效手段，也更应是平时常抓不懈的感控规范，其中隔离和通风是防控关键中的关键。此次NCP的爆发和流行，使口腔医务工作者更加增强了感控意识。但在疫情过后，也不能放松对口腔临床感控措施的执行力度。诚然，感染控制领域中还有诸多临床问题未能认识，也还有更多的科学问题尚需探讨。相信随着学界对这些问题的逐一辨析和解决，定能有的放矢地将口腔诊疗中的院感防控工作做实做好。
利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突

志谢  北京大学口腔医学院·口腔医院综合二科刘颖君医师在文章撰写过程中查阅文献、给予的意见和帮助

作者贡献声明  安娜：文献查阅、文章撰写；岳林：主题设计、文章内容撰写和修改、定稿；赵彬：把关对飞沫和气溶胶定义的准确性、解读的合理性和表述的科学性