XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Инфекционные заболевания. Способы личной профилактики в остановке распространения инфекций
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мир, в котором мы живем, многообразен живыми организмами и способами взаимодействия среди них. Для каждого существа, населяющую эту планету, главной целью является, как выжить, так и сформировать механизмы защиты в этом мире.
С точки зрения экологии, человек- это общемировая популяция биологического вида, одна из частей экосистемы Земли. Единственный вид, который дожил до настоящего времен, это «Человек разумный» (Homo sapiens). И основное преимущество перед другим животным миром в процессе выживания стала возможность анализировать, выявлять и устранять опасные для жизни и здоровья внешние факторы.
В течение эволюции человек осознавал, что есть что-то невидимое невооруженным взглядом, но вызывающее болезни. Сквозь века человек наблюдал и изучал историю заболеваний, которые с повторяющейся периодичностью принимали ход эпидемий. Вымирали города, болезни уносили сотни тысяч людей.
Из истории медицины известно, что во времена Византийской империи среди народов, населявших бассейн Средиземного моря, за 50 лет погибло от чумы до 100 миллионов человек [1]. В Европе в начале XV века погибла почти четверть населения.
И лишь в XIX веке, с прогрессом в развитии оптики и повышением ее разрешающей способности, люди познакомились с врагом «в лицо», увидев впервые бактерии. Чуть позднее ученые выделили еще более меньшие, чем бактерии организмы, назвав их вирусами.
Так началась эра микробиологии, эра новых возможностей в поиске средств защиты, профилактики и лечения опасных заболеваний.
2019 год ознаменовался новой угрозой со стороны мира микроорганизмов - пандемией COVID-19, тяжелой респираторной острой инфекцией, которая может приводить к тяжелым последствиям и развитию острой дыхательной недостаточности. По данным информационных сайтов, отслеживающих мировую статистику распространения COVID-19: На 04 ноября 2020 в мире зафиксирован 47889201 случай заражения коронавирусом Covid-19. За последние сутки число зараженных выросло на 183796 человек. Общее число смертей от коронавирусной инфекции в мире составляет 1 221 196 человек, сегодня зафиксировано 3849 случаев смерти. В активной фазе болезни находятся 12282436 человек, из них 88194 в критическом состоянии. Уровень летальности 2.55%. Подтвержденных случаев полного излечения от вируса на сегодня, 04 ноября 2020 в мире: 34 385 569 [5].
Пока ученые ищут лекарства для лечения и уничтожения короновируса, я хочу заострить внимание на мерах личной профилактики инфекционных заболеваний, в т.ч. COVID-19.
Моя работа посвящена мерам личной профилактики и борьбе распространения опасных инфекционных агентов.
Цель исследования:
- оценка эффективности устранения микроорганизмов при обработке рук различными дезенфицирующими средствами.
Задачи исследования:
Определить степень обсемененности инфекционными агентами немытых рук
Оценить удобство применения различных дезенфицирующих средств
Оценить результат применения различных дезенфицирующих средств для уничтожения микробов
Методы исследования:
Бактериологический (посев содержимого поверхности рук на питательные среды), визуальная оценка результатов: наличие и количество выросших на средах колоний бактерий. Оценка кислотности полученных результатов с помощью лакмусовой универсальной бумаги. Изменение РН среды дополнительно доказывает наличие бактерий на средах, их продуктов жизнедеятельности.
Основная часть. Живая причина заразных болезней
История изучения инфекционных болезней и первые попытки профилактики
Инфекционные болезни (позднелат. infectio заражение) — группа болезней, вызываемых патогенными микроорганизмами, характеризующаяся заразительностью, наличием инкубационного периода, реакциями инфицированного организма на возбудитель и, как правило, циклическим течением и формированием постинфекционного иммунитета [2].
Термин «инфекционные болезни» был оглашен впервые К. Гуфеландом и им пользуются во всем мире по настоящее время.
Задолго до нашей эры человечество стало изучать возможные причины развития и распространения болезней, которые уносили жизни большого количества людей. Чума, холера, оспа, тиф - их заразность исследовали самые передовые умы древних народов, но даже самые смелые гипотезы не находили подтверждения и причина оставалась на уровне догадок. Так, например, в Древней Греции философ Фукидид высказывался о наличии живых возбудителях (контагиях) и их роли в развитии инфекционных болезней, но доказать этого не мог.
Развитие эпидемий один из великих врачей древнего мира Гиппократ (460-377 гг.до н.э.) связывал с действием заразных испрарений, «миазм», которые могут спровоцировать заболевания человека. Он же описал клиническую картину ряда опасных инфекций: столбняка, сибирской язвы, тифа.
Джироламо Фракасторо в 1546 г написал труд из 3 книг «О контагии, о контагиозных болезнях и лечении», где большое значение распространению инфекций уделил путям передачи. Он выделил 3 основных момента в возможности передачи заболеваний:
1) непосредственное взаимодействие с зараженным
2) контакт с предметами, которые могут быть инфицированы
3) непосредственно через воздух
Он ввел термин «infectio», который отражал внедрение, внешний механизм начала заболевания. Так же им впервые были предложены меры обработки предметов контакта зараженными людьми особыми порошками и сжигание вещей.
Впервые бактерии увидел Антоний ван Левенгук(1932-1723), который создал первый прообраз современного микроскопа. Он описал микроорганизмы зубного налета, в воде и в выжимках растений в своем труде «Тайны природы, открытые Анатолием Левенгуком». Но даже это открытие не получило должного внимания и научного обоснования и тяжелые эпидемии продолжали уносить человеческие жизни в многократном объеме.
Человечество продолжало интуитивно искать способы борьбы с распространением инфекционных заболеваний. Данило Самойлович (1746-1805) предложил новые меры дезинфекции, которые устраняли необходимость сжигания вещей больных, доказал, что источником чумы является зараженный человек, впервые заговорил о предохранительной прививке.
Многие ученые положили свою жизнь на изучение мер профилактики и остановки эпидемий инфекционными болезнями. В ходе поиска предохранительных прививок получило распространение самозаражение и изучение формирования иммунитета на себе и животных. Конец XIX века ознаменовался бурным развитием микробиологии. На этот процесс оказали влияние Л.Пастер, Р.Кох, которые за непродолжительный период времени открыли и описали ряд возбудителей тяжелых болезней. Стали развиваться новые науки: эпидемиология, вирусология, протозоология. С ними пришли новые методы лабораторных исследований и возможности профилактики. Л.Пастер создал научный подход к созданию вакцин для предохранительных прививок.
Теперь мы их видим
В ногу с техническим прогрессом бурно стали развиваться возможности оптической системы. Далее с развитием науки и техники стали появляться все более совершенные световые микроскопы, на смену первому световому микроскопу, работающему на основе увеличительных линз, пришел микроскоп электронный, а затем и микроскоп лазерный, микроскоп рентгеновский, дающие в разы более лучший увеличительный эффект и детализацию [4]. Появление новых видов микроскопов значительно расширило возможности диагностики различных заболеваний. Все современные специфические методы выявления инфекционных агентов (бактериологический, вирусологический, иммунологический), так же как и инструментальные, основываются на применении современной технологии.
Не смотря на видимый прогресс в изучении микроорганизмов, их особенностей размножения и распространения, опасные заболевания продолжают атаковать человечество. В последнее время широкое распространение получила наука эпидемиология.
Эпидемиология (греческий epidemos распространенный среди народа + logos учение) — медицинская наука, изучающая закономерности эпидемического процесса и разрабатывающая меры борьбы с заразными болезнями человека[6].
Мир микроорганизмов был разоблачен и, как и все живое на планете Земля, инфекционные агенты стараются выжить, прибегая к мутации и развитию устойчивости к проводимой терапии.
Пока ученые работают над созданием эффективных лекарств и вакцин, единственным методом борьбы с распространением инфекционных заболеваний являются профилактические меры.
2. Профилактика - основной механизм остановки инфекционных болезней
Основные меры профилактики
Основные меры, направленные на предотвращение распространения инфекции состоят в следующем:
Немедленная изоляция и госпитализация больных
Регистрация новых случаев, экстренное уведомление вышестоящих организаций о возникших случаях
Обследование каждого случая заразившегося, выявление эпидемиологического очага, возможных путей распространения
Выявление в очаге заразившихся, носителей, их изоляция
Транспортировка больных и носителей в лечебное учреждение на специальном обрабатываемом автотранспорте
Выявление контактных лиц, их динамическое наблюдение, изоляция, лабораторное обследование
Карантинные мероприятия в очаге вспышки инфекции -детском коллективе, доме, населенном пункте
Обсервация лиц, выезжающих из очага вспышки инфекции
Санитарно- профилактические меры в населенном пункте
По возможности иммунизация населения
Усиленный контроль над соблюдением мер индивидуальной профилактики
Эти профилактические меры относятся к общественным, они строго прописаны и должны соблюдаться ответственными лицами по мере развития инфекционной ситуации. Не меньшую роль в остановке распространения инфекции играет индивидуальная профилактика. Соблюдение элементарных правил и мер осторожности может значительно сократить число заболевших среди населения.
Соблюдение личных профилактических мер - ответственность каждого
В современной ситуации, в условии пандемии Covid-19, мерам личной профилактики уделяется особое значение. Пока не разработана специфическая терапия, каждый человек несет на себе ответственность в распространении инфекционного агента. Были пересмотрены и расширены меры индивидуальной профилактики инфекции. Сейчас в них входят:
Не прикасаться к лицу руками. В течении час человек 25 раз затрагивает свое лицо, это в разы повышает возможность попадания вируса на слизистые глаз, ротовой полости
Гигиена рук. Необходимо мыть руки как можно чаще, не менее 40-60 секунд.
Антисептики. Необходимо обращать внимание на состав антисептиков, рекомендуется содержание этанола не менее 80%, глицерина 1,45%, H2O2 0,125%
Гигиена при чихании: необходимо прикрывать рот салфеткой, или чихать в сгиб локтя. При этом после чихания салфетку необходимо выбросить
Носить маску в общественных местах и при контакте с другими людьми. Сейчас на территории РФ существует обязательный масочный режим. Смена маски должна осуществляться каждые 2-3 часа.
Социальная изоляция. Необходимо соблюдать расстояние от других людей на 1-1,5 метра. Контакты в виде обьятий и рукопожатий запрещены.
Как можно чаще проветривать помещения
Эти рекомендации были обьеденены в свод рекомендаций по профилактике новой коронавирусной инфекции Роспотребнадзором (Приложение А).
Исследовательская часть
Моя работа посвящена профилактическим мерам распространения инфекционных заболеваний, в том числе коронавирусной инфекции. Я исследовал с помощью бактериологического метода обнаружения инфекционных агентов (посев материала с рук на питательные среды) и дезинфекционную способность различных средств:
Обработка рук с помощью мыла
Обработка рук кожным антисептиком с содержанием спирта 70%
Обработка рук антибактериальным средством с содержанием хлоргексидина и салициловой кислоты
Обработка рук УФО облучением
Для опыта я использовал:
5 чашек Петри с пептонно - агаровой средой, которую самостоятельно получил из отвара мяса с добавлением агар-агара.
Средства дезинфекции
Грязные руки после прогулки
Описание опыта:
Каждый этап проводился рядом с зажженной горелкой и в максимально короткое время, чтобы исключить обсеменение из воздуха.
1 этап. Приготовление пептонно- агаровой среды
Для приготовления питательной среды я отваривал мелкопорубленные куски мяса индейки в воде в течение 2 часов. После процедил через 4- слойную марлю отвар, отделив его от сухой части. В полученный бульон я добавил 1 гр сухого агар-агара и довел до кипения, растворив полностью агар-агар.
Полученный отвар был разлит по чашкам Петри (предварительно обработанные кипятком и пламенем горелки) и помещен в холодильник на 2 часа, после чего каждая чашка была перевернута (с целью исключения выпота на среде) и оставлена еще на сутки (Приложение В).
2 этап. Для посева были использованы 4 ладошки после прогулки. Каждая ладошка перед посевом была обработана дезинфицирующим средством, был осуществлен посев путем прикасания к среде пальцев рук. Одна контрольная ладошка не обрабатывалась перед посевом, после ее обработали. Чашки были подписаны и заклеены. Помещены в теплое место (я использовал батарею). Через 2 дня мы оценили результаты исследования (Приложение C).
3 этап. Результаты исследования:
Проводилась визуальная оценка количества выросших на средах колоний и оценка кислотности среды с помощью универсальной лакмусовой бумаги.
Чашка №1 Необработанные руки (Приложение D)
По всему полю располагается множество колоний от округлой до продольной формы, размерами от 1 мм до 1,2 см, белого, желтого, бежевого цвета, с максимальной концентрацией в области приложения пальцев рук. Лакмусовая бумажка дает четкий сдвиг в кислую сторону.
В результате полученных результатов, я сделал вывод, что на поверхности немытых рук находится много бактерий.
Чашка №2 Руки обработаны мылом и водой (Приложение D)
В месте прикасания пальцев, обработанных мылом колонии бактерий слабо выраженные, имеют слитый характер. В основном белого цвета. Лакмус дает слабую кислую реакцию.
В результате полученных результатов, я сделал вывод, что при обработке рук мылом и водой, на поверхности рук гораздо меньше бактерий, чем на немытых руках, но микроорганизмы не были удалены полностью.
Чашка №3 Руки обработаны антисептиком с содержанием спирта 70% (Приложение E)
Участок прикасания пальцев, обработанных кожным антисептиком с содержанием спиртового раствора, не содержит колоний бактерий. Реакция лакмуса нейтральная, что дополнительно подтверждает отсутствие обсемененности. По краю есть единичные колонии белого и желтого цвета, до 1,5 см в диаметре. Допускаю попадание бактерий из воздуха.
В результате полученных результатов, я сделал вывод, что при обработке рук антисептиком с содержанием спирта 70% бактерии были уничтожены полностью, это видно визуально и дополнительно этот факт доказывает нейтральная реакция лакмусовой бумаги.
Чашка №4 Руки обработаны антибактериальным средством с содержанием хлоргексидина и салициловой кислоты (Приложение F)
В местах прикасания пальцев со средой единичные колонии 1,5-2 мм, единичные, округлой формы, белого и желтого цвета. Слияния и больших размеров не наблюдаю. Реакция лакмуса слабокислая.
В результате полученных результатов, я сделал вывод, что при обработке рук антибактериальным средством с содержанием хлоргексидина и салициловой кислоты бактерии не были полностью уничтожены, их небольшое количество сохраняется на поверхности рук после обработки.
Чашка №5 Руки обработаны УФО облучением (Приложение F)
В месте прикасания пальцев со средой колонии в основном желтого цвета, частично слитого характера, от 1 мм до 2 см. Реакция лакмуса со сдвигом в сторону кислотности.
В результате полученных результатов, я сделал вывод, что при обработке рук УФО облучением на поверхности рук остается небольшое количество бактерий. При этом однородность колоний бактерий говорит о том, что УФО оказался не эффективен в рамках одного вида микроорганизмов, эффективно устранив остальные.
Заключение
В ходе опыта я сделал следующие выводы:
Вначале исследования были поставлены следующие задачи, на которые я получил ответы:
Определить степень обсемененности инфекционными агентами немытых рук
Немытые руки после пребывания на улице несут на себе достаточно большое количество бактерий, которые хорошо живут и размножаются на питательных средах. Если не применять методы обработки, инфекция может попасть внутрь и вызвать заболевания
Оценить удобство применения различных дезинфицирующих средств
Самым удобным способом обработки оказался спрей с антисептиком с содержанием спирта 70%. Он легко наносится на кожу рук, занимает мало места (удобно носить с собой) и быстро сохнет на кожной поверхности, не оставляя липких следов. Но при этом он может приводить к некоторой сухости.
Обработка рук антибактериальным средством с содержанием хлоргексидина и салициловой кислоты так же удобна в виду небольших размеров тюбика, более щадящее действует на кожу, не пересушивая ее. Но после нанесения необходимо некоторое время, чтобы гель высох.
Мытье рук с мылом - более привычный метод дезинфекции, но он доступен только в ограниченных местах и я не могу воспользоваться им по необходимости в любое время.
УФО облучение не оказывает негативного влияния в плане ощущений на кожу, но резко ограничен в его доступности.
Оценить результат применения различных дезинфицирующих средств
Самым эффективным средством, после обработки которым практически не выросло колоний инфекционного агента является спрей с антисептиком с содержанием спирта 70%. Он доказал свое дезинфицирующее действие в полном обьеме.
После обработки рук остальными средствами рост колоний был существенно снижен, характер роста так же изменился.
Анализируя полученные результаты, я могу сделать общий итог:
Меры личной профилактики для предотвращения распространения опасных заболеваний, в том числе Covid-19, занимают ведущее значения в настоящий момент. Одним из основных мер является обработка рук, чтобы остановить передачу инфекционных агентов между людьми и не допустить попадания на слизистые. Все средства, предназначенные для дезинфекции: обработка рук с помощью мыла, кожным антисептиком с содержанием спирта 70%, антибактериальным средством с содержанием хлоргексидина и салициловой кислоты, УФО облучением, являются эффективными для уничтожения инфекционных агентов. Максимальную эффективность и удобство применения продемонстрировал кожный антисептик с содержанием спирта 70%.
Если каждый человек подойдет со всей ответственностью к несложным и удобным мерам личной профилактики, мы сможем остановить рост заболеваемости и значительно сократить человеческие потери в период эпидемий и пандемий.
Список литературы:
Жданов В.М. Занимательная микробиология [ТЕКСТ]/Жданов В.М. –Москва: Знание, 1967. -192 с.
Петровский Б.В. Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), 3-е издание, том 9, [Электронный ресурс]. URL: https://бмэ.орг/index.php/ИНФЕКЦИОННЫЕ_БОЛЕЗНИ
Учение об инфекционных болезнях [Электронный ресурс]. URL: https://lektsii.org/4-21685.html
История создания микроскопа, его строение, правила работы [Электронный ресурс]. URL: https://www.poznavayka.org/nauka-i-tehnika/istoriya-sozdaniya-mikroskopa-i-ego-ustroystvo/
Коронавирус. Онлайн карта коронавируса. Статистика коронавируса в мире в реальном времени [Электронный ресурс]. URL: https://coronavirus-monitor.info/
Петровский Б.В. Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), 3-е издание, том 9, [Электронный ресурс]. URL: https://бмэ.орг/index.php/ЭПИДЕМИОЛОГИЯ
Приложение A
Приложение В
Приложение С
Приложение D
Приложение E
Приложение F