Antimikrobiset pinnat parantavat tuotantohygieniaa

Elintarviketeollisuudessa hygienialla ja puhtaudella on suuri merkitys. Erityisesti laitteiden, pintojen, putkistojen ja erilaisten instrumenttien tulee olla puhtaita niin kemiallisesti kuin mikrobiologisesti, jotta lopputuotteen laatu pysyy hyvänä.

Tuotantohygienian hallinta edellyttää nykyisten hyvien käytänteiden noudattamista, ja uusilla ratkaisuilla hallintaa on mahdollista tehostaa. Terveydenhuollossa tehokkaiksi havaitut ratkaisut ovat sovellettavissa myös elintarviketeollisuuteen.

Sisätilan hygienia tehostuu

Terveydenhuollossa hoitoon liittyvät infektiot ovat vakava terveysuhka. Niitä aiheuttavat mikrobit, kuten virukset leviävät usein kosketuksen kautta joko suoraan ihmisestä toiseen tai pintojen välityksellä. Perinteisiä keinoja ongelman ratkaisemiseksi ovat huolellinen käsihygienia, siivous ja desinfektio ja antibioottien käyttö. Näiden keinojen lisäksi tarvitaan uudenlaisia ratkaisuja, sillä infektioiden määrä ei vähene tulevaisuudessa.

Satakunnan ammattikorkeakoulun (SAMK) Vesi-Instituutti WANDER on tutkinut antimikrobisia eli mikrobeille haitallisia pintoja osana sisätilan hygieniaa parantavia ratkaisuja vuodesta 2012 lähtien sekä kansallisissa että kansainvälisissä hankkeissa.

Huhtikuussa 2020 päättyneessä EU COST AMiCI -hankkeessa antimikrobisia pintoja tutkittiin ja kehitettiin 33 Euroopan valtiota kattaneessa tutkijoiden, yritysedustajien ja terveydenhuollon ammattilaisten verkostossa infektioiden ehkäisemiseksi terveydenhuollossa. Keskiössä olivat erityisesti kosketuspintaratkaisut. SAMK johti verkostoa ja toimi toisena vetäjänä riskinarvioinnin työryhmässä.

Työtä sisätilan hygienian parantamiseksi tehdään parhaillaan kansainvälisessä IHMEC -hankkeessa, jossa sisäympäristön hygieniaratkaisuja viedään Saudi-Arabiaan, jossa on kehittynyt terveydenhuoltosektori ja ymmärrystä sisätilan hygienian merkityksestä.

Hankkeen koordinaattori on Turun yliopiston kauppakorkeakoulun Porin yksikkö. SAMK WANDER on hankkeessa hygieniaosaamisen partnerina. Muut partnerit tulevat Ruotsista ja Virosta. Hankkeessa analysoidaan myös antimikrobisten materiaalien ja pinnoitteiden tehokkuutta. Analyysit tekee ruotsalainen KTH Royal Institute of Technology.

Mahdollisuuksia elintarviketeollisuudessa

Terveydenhuollossa ja elintarviketeollisuudessa on tiukat kriteerit pintojen hygienialle ja sitä kautta myös pinnoissa hyödynnettäville antimikrobisille materiaaleille. Antimikrobisen tehokkuuden lisäksi pinnan tulee olla helposti puhdistettava sekä kestää mekaanista kulutusta ja puhdistuskemikaaleja.

Pinnasta ei saa irrota yhdisteitä, jotka voivat aiheuttaa haittaa ympäristölle tai lisätä mikrobien resistenssiä. Elintarviketeollisuudessa antimikrobisen yhdisteen jäämiä ei saa päätyä elintarvikkeeseen. Molemmissa ympäristöissä antimikrobisilla ratkaisuilla voidaan täydentää nykyisiä hygieniakäytäntöjä, mutta ei korvata niitä.

Antimikrobisia pintoja voidaan hyödyntää elintarviketeollisuudessa esimerkiksi elintarvikkeiden kanssa kosketuksissa olevilla pinnoilla ja henkilöstön sosiaalitiloissa. Sosiaalitiloihin soveltuvat samat antimikrobiset materiaalit kuin terveydenhuollon kosketuspinnoille.

Hygienian tehostaminen näissä tiloissa edistää varautumista myös työntekijästä toiseen tarttuvien tautien torjunnassa erityisesti epidemioiden aikaan. Elintarvikkeiden kanssa kosketuksissa oleville pinnoille muodostuvien biofilmien torjunta on yksi antimikrobisten pinnoitteiden mahdollisuuksista.

Tähän soveltuvat ratkaisut poikkeavat osin terveydenhuollon kosketuspinnoilla käytettävistä ympäristöolosuhteiden vuoksi. Niitä ovat muun muassa lämpötila, kosteus ja mikrobeille käytettävissä olevien ravinteiden määrä.Esimerkiksi kupari on havaittu antimikrobisesti tehokkaaksi terveydenhuollon kosketuspinnoilla, mutta elintarvikkeiden sisältämän suolan kanssa kosketuksissa oleville pinnoille se ei sovellu mahdollisen värjäävyyden vuoksi.

Elintarviketeollisuudelle raaka-ainetta tuottavilla eläintiloilla tarttuvia eläintauteja aiheuttavat mikrobit voivat kulkeutua tuotantotiloihin rehun tai tilalla työskentelevien ja vierailevien mukana esimerkiksi likaisten käsien, jalkineiden tai työvälineiden välityksellä. Osa näistä eläintaudeista aiheuttaa oireita myös ihmisille, kuten ripulioireinen kryptosporidioosi.

Antimikrobisia materiaaleja voidaan hyödyntää myös eläintilojen tautisuojauksessa tautisulkutilan kosketuspinnoilla tehostamassa tartuntaketjujen katkaisemista. Tehostettu hygienia tautisulkutilassa tukee myös tilalla työskentelevien ja siellä vierailevien terveyttä, mikä korostuu pandemioiden aikana. Elintarviketeollisuuden näkökulmasta tehostettu hygienia tukee eläinten terveyttä ja lisää sitä kautta toimitusvarmuutta ja kustannustehokkuutta.

Vaikutusmekanismit ja tehokkuus huomioitava

Antimikrobisten pinnoitteiden vaikutusmekanismit voidaan jaotella neljään ryhmään. Niitä ovat antimikrobista ainetta vapauttavat (mm. kupari, hopea), kosketuksesta mikrobeja tuhoavat (mm. kitosaani, kvaternaariset ammoniumyhdisteet), mikrobien kiinnittymistä estävät (mm. pinnan rakenne tai hydrofobisuus) ja fotokatalyysillä mikrobeja tuhoavat (mm. titaanioksidi + valo). Antimikrobisten tuotteiden ja pinnoitteiden tehokkuus osoitetaan laboratorio-olosuhteissa standardin mukaisella testauksella.

Laboratoriotestien lisäksi tuotteen teho on syytä osoittaa myös tulevia käyttöolosuhteita vastaavissa olosuhteissa huomioimalla muun muassa lämpötilan ja kosteuden sekä kemiallisen ja mekaanisen kuormituksen vaikutus.

Kun harkitaan antimikrobisia ominaisuuksia sisältävän tuotteen hankkimista, pitää pohtia hankintaa monista näkökulmista: Mitä mikrobeja tuote tuhoaa? Kuinka nopeasti se vaikuttaa? Kuinka pitkään teho säilyy? Onko testit tehty juuri kyseisellä tuotteella vai perustuuko markkinointi yleisempiin väittämiin?

Tieteellisissä lehdissä julkaistut havainnot ovat arvokkaimpia. Tehokas ja turvallinen tuote edistää pintojen hygieniaa, heikkolaatuisesta voi olla enemmän haittaa.

Lähteitä:

• Ahonen M. ym. 2017. Proactive approach for safe use of antimicrobial coatings in healthcare settings: opinion of the COST Action network AMiCI. Int J Environ Res Public Health. 14(4). dx.doi.org/10.3390/ijerph14040366.
• Dunne CP. ym. 2020. Anti-Microbial Coating Innovations to prevent infectious disease: a consensus view from the AMiCl COST Action. Journal of Hospital Infection, Vol 105 (2), pp 116−118. doi.org/10.1016/j.jhin.2020.04.006.
• Dunne SS. ym. 2018. Specialised cleaning associated with antimicrobial coatings for reduction of hospital acquired infection. Opinion of the COST Action Network AMiCI (CA15114). Journal of Hospital Infections 99(3):250−255. Open access: journalofhospitalinfection.com/article/S0195-6701(18)30144-0/fulltext.
• Inkinen J. ym. 2017. Copper as an antibacterial material in different facilities. Letters in Applied Microbiology, 64(1): 19−26. doi.org/10.1111/lam.12680.
• Pietsch F. ym. 2020. Selection of resistance by antimicrobial coatings in the healthcare setting. Accepted for publication in the Journal of Hospital Infection. doi.org/10.1016/j.jhin.2020.06.006
• Rosenberg M. ym. 2019. Potential ecotoxicological effects of antimicrobial surface coatings: a literature survey backed up by analysis of market reports. PeerJ 7:e6315 doi.org/10.7717/peerj.6315