fcmedicineФундаментальная и клиническая медицинаFundamental and Clinical Medicine2500-07642542-0941КемГМУ10.23946/2500-0764-2023-8-2-67-76fcmedicine-716Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHИмитационное моделирование распространения возбудителей острых респираторных вирусных инфекций у медицинских сотрудников стоматологических организацийSimulation of acute respiratory viral infections pathogen spread in dentistshttps://orcid.org/0000-0002-8584-9219ИвановД. Ю.IvanovD. Yu.

Иванов Данил Юрьевич, аспирант кафедры эпидемиологии, инфекционных болезней и дерматовенерологии

650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

Dr. Danil Yu. Ivanov, MD, PhD Student, Department of Epidemiology, Infectious Diseases, Dermatology, and Venereology

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056

ivanovdanil1991@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9380-0901ДроздоваО. М.DrozdovaO. M.

Дроздова Ольга Михайловна, доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры эпидемиологии, инфекционных болезней и дерматовенерологии

650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

Prof. Olga M. Drozdova, MD, DSc, Professor, Department of Epidemiology, Infectious Diseases, Dermatology, and Venereology

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056

https://orcid.org/0000-0002-3475-9125ЗахароваЮ. В.ZakharovaYu. V.

Захарова Юлия Викторовна, доктор медицинских наук, доцент, профессор кафедры микробиологии и вирусологии

650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

Prof. Yuliа V. Zakharova, MD, DSc, Associate Professor, Department of Microbiology and Virology

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056

https://orcid.org/0000-0002-9851-1604ТёЕ. А.TeE. A.

Тё Елена Александровна, Заслуженный врач РФ, профессор, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой терапевтической стоматологии

650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

Prof. Elena A. Te, MD, DSc, Professor, Head of the Department of Therapeutic Dentistry

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056

https://orcid.org/0000-0002-8421-6997ШелепановаО. А.ShelepanovaO. A.

Шелепанова Ольга Анатольевна, кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры терапевтической стоматологии

650056, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22а

Dr. Olga A. Shelepanova, MD, PhD, Associate Professor, Department of Therapeutic Dentistry

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056

ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияKemerovo State Medical UniversityRussian Federation202330062023826776Copyright © Иванов Д.Ю., Дроздова О.М., Захарова Ю.В., Тё Е.А., Шелепанова О.А., 20232023Иванов Д.Ю., Дроздова О.М., Захарова Ю.В., Тё Е.А., Шелепанова О.А.Ivanov D.Y., Drozdova O.M., Zakharova Y.V., Te E.A., Shelepanova O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fcm.kemsmu.ru/jour/article/view/716Цель

Цель. В имитационном моделировании изучить воздушно-капельный путь передачи острых респираторных вирусных инфекций у медицинского персонала стоматологических медицинских организаций.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для изучения роли воздушно-капельного пути передачи острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ) у медицинского персонала стоматологических поликлиник в процессе лечения разработана имитационная модель, в которой в качестве модели вируса использован бактериофаг E. coli, входящий в состав препарата «Интести-бактериофаг». Бактерией-хозяином служил штамм Escherichia coli М-17, входящий в состав лечебного препарата «Колибактерин». Титр фага по Аппельману составил 10-5 БОЕ/мл. Эксперимент проводился в условиях стоматологического кабинета поликлиники с участием медицинского персонала и предусматривал контаминацию бактериофагом полости рта стоматологического манекена (A-Dec Simulator REF: 4820) во время лечения кариеса с применением аэрозольгенерирующих технологий и обнаружением его во внешней среде. Распространение бактериофага оценивали в 5 сериях эксперимента на основании выделения его в пробах воздуха стоматологического кабинета (n = 50), смывов с поверхностей инструментов и оборудования (n = 90), средств индивидуальной защиты врача-стоматолога (n = 80).

Результаты

Результаты. Установлена интенсивная контаминация бактериофагом во время лечения кариеса у манекена с применением аэрозольгенерирующих технологий объектов внешней среды. Фаг выделен во всех пробах воздуха в зоне лечения (100,00% [95% ДИ 47,82-134,48]) и в 20% проб на расстоянии 160 см – в зоне выхода из кабинета. Бактериофаг, распространяясь воздушными потоками, контаминировал СИЗ врача: защитные очки, перчатки, рукава халата в 100,00% [95% ДИ 47,82-134,48]) проб, внутреннюю поверхность очков (40,00% [95% ДИ 5,27-85,34]) и медицинской маски (80,00% [95% ДИ 28,36-99,49]).

Заключение

Заключение. Разработана имитационная модель, которая обеспечивает биологическую безопасность, позволяет изучить воздушно-капельный путь распространения возбудителей ОРВИ при оказании стоматологической помощи. Установлена интенсивная контаминация фагом воздуха стоматологического кабинета в зоне лечения и средств индивидуальной защиты, а также внутренних поверхностей медицинской маски и защитных очков врача-стоматолога. Детальное изучение воздушно-капельного пути передачи инфекции в стоматологической практике необходимо для совершенствования профилактики ОРВИ у медицинского персонала.

Aim

Aim. To study the airborne transmission of acute respiratory viral infections (ARVIs) in medical care workers of dental clinics.

Materials and Methods

Materials and Methods. We developed a simulation model in which the bacteriophage E. coli, which is a part of the drug "Intesti-bacteriophage", was used as a model of the virus. The host bacterium was Escherichia coli strain M-17, which is part of the Kolibakterin drug. The phage titer according to Appelman was 10-5 plaque-forming units per mL. The experiment was conducted in outpatient care dental office with the participation of medical care workers and implied the contamination of the dental dummy oral cavity by the bacteriophage (A-Dec Simulator REF: 4820) during the treatment of tooth decay by means of aerosol-generating technologies and further detection of the bacteriophage in the environment. Bacteriophage spread was evaluated in 5 series of experiments by collecting the samples from dental office air (n = 50), surfaces of equipment (n = 90), and personal protective equipment of a dentist (n = 80).

Results

Results. We found an intensive contamination by bacteriophages during the treatment of tooth decay with the use of aerosol-generating technologies. Phage was isolated in all air samples in the treatment area (100.00% [95% CI 47.82-134.48]) and in 20% of samples at a distance of 160 cm (near the exit). Bacteriophages spread by air currents contaminated the personal protective equipment: protective glasses, gloves, and sleeves of a robe in 100.00% [95% CI 47.82-134.48]) of samples. We have also found a frequent contamination of the inner surface of glasses (40.00% [95% CI 5.27-85.34]) and a medical mask (80.00% [95% CI 28.36-99.49]).

Conclusion

Conclusion. We developed a model to study the airborne transmission of ARVI pathogens spread during dental care. Intensive phage contamination of the dental office air and personal protective equipment has been established. A detailed study of the airborne transmission of ARVIs is necessary to improve their prevention in dental workers.

стоматологияперсоналреспираторные инфекциивирусывоздушно-капельный путь передачиаэрозольгенерирующие технологиибактериофагdentistrymedical care workersrespiratory infectionsvirusesairborne transmissionaerosol-generating technologiesbacteriophagesReferencesПетерсен П.Э., Кузьмина Э.М. Распространенность стоматологических заболеваний. Факторы риска и здоровье полости рта. Основные проблемы общественного здравоохранения. Dentalforum. 2017;1:2-11.Petersen PE, Kuzmina EM. Prevalence of dental diseases. Risk factors and oral health. The main problems of public health. Dentalforum. 2017;1:2-11. (In Russ).Global Burden of Disease Collaborative Network. Global Burden of Disease Study 2019 (GBD 2019). Seattle: Institute of Health Metrics and Evaluation (IHME); 2020.Global Burden of Disease Collaborative Network. Global Burden of Disease Study 2019 (GBD 2019). Seattle: Institute of Health Metrics and Evaluation (IHME); 2020.Анализ рынка стоматологических услуг в России в 2017-2021 гг., прогноз на 2022-2026 гг. Перспективы рынка в условиях санкций. BusinesStat; 2022.Analysis of the dental services market in Russia in 2017-2021, forecast for 2022-2026. Market prospects in the context of sanctions. BusinesStat, 2022 (In Russ.).Jain M., Mathur A., Mathur A., Mukhi P.U., Ahire M., Pingal C. Qualitative and quantitative analysis of bacterial aerosols in dental clinical settings: Risk exposure towards dentist, auxiliary staff, and patients. J. Family Med. Prim. Care. 2020;9(2):1003-1008. https://doi.org/10.4103/jfmpc.jfmpc_863_19Jain M, Mathur A, Mathur A, Mukhi PU, Ahire M, Pingal C. Qualitative and quantitative analysis of bacterial aerosols in dental clinical settings: Risk exposure towards dentist, auxiliary staff, and patients. J Family Med Prim Care. 2020;9(2):1003-1008. https://doi.org/10.4103/jfmpc.jfmpc_863_19Innes N., Johnson I.G., Al-Yaseen W., Harris R., Jones R., Kc S., McGregor S., Robertson M., Wade W.G., Gallagher J.E. A systematic review of droplet and aerosol generation in dentistry. J. Dent. 2021;105:103556. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2020.103556Innes N, Johnson IG, Al-Yaseen W, Harris R, Jones R, Kc S, McGregor S, Robertson M, Wade WG, Gallagher JE. A systematic review of droplet and aerosol generation in dentistry. J Dent. 2021;105:103556. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2020.103556Gallagher J.E., K C S Johnson I.G., Al-Yaseen W., Jones R., McGregor S., Robertson M., Harris R., Innes N., Wade W.G. A systematic review of contamination (aerosol, splatter and droplet generation) associated with oral surgery and its relevance to COVID-19. BDJ Open. 2020;6:25. https://doi.org/10.1038/s41405-020-00053-2Gallagher JE, K C S, Johnson IG, Al-Yaseen W, Jones R, McGregor S, Robertson M, Harris R, Innes N, Wade WG. A systematic review of contamination (aerosol, splatter and droplet generation) associated with oral surgery and its relevance to COVID-19. BDJ Open. 2020;6:25. https://doi.org/10.1038/s41405-020-00053-2Силин А.В., Зуева Л.П., Сатыго Е.А., Молчановская М.А. Эпидемиологические особенности и инфекционный контроль при COVID-19 в стоматологической практике (научный обзор). Профилактическая и клиническая медицина. 2020;2(75):5-10.Silin AV, Zueva LP, Satygo EA, Molchanovskaya MA. Epidemiological features and infection control in COVID-19 in dental practice (scientific review). Preventive and clinical medicine. 2020;2 (75):5-10. (In Russ).Яцышина С.Б., Мамошина М.В., Елькина М.А., , Шарухо Г.В., Распопова Ю.И., Фольмер А.Я., Агапов К.А., Владимиров И.М., Зубарева О.В., Новикова И.С., Бондарева О.Б., Гиль В.А., Козловских Д.Н., Романов С.В., Диконская О.В., Пономарева А.В., Чистякова И.В., Кочнева Н.И., Юровских А.И., Кадникова Е.П., Килячина А.С., Лучинина С.В., Косарева Р.Р., Чиркова Г.Г., Валеуллина Н.Н., Лебедева Л.А., Детковская Т.Н., Аббасова Е.И., Романова О.Б., Пятырова Е.В., Акимкин В.Г. Распространённость возбудителей ОРВИ, гриппа и COVID-19 у лиц без симптомов респираторной инфекции. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021;98(4):383-396. https://doi.org/10.36233/0372-9311-152Yatsyshina SB, Mamoshina MV, Yelkina MA, Sharukho GV, Raspopova YU, Folmer AYA, Agapov KA, Vladimirov IM, Zubareva OV, Novikova IS, Bondareva OB, Gil VA, Kozlovskikh DN, Romanov SV, Dikonskaya OV, Ponomareva AV, Chistyakova IV, Kochneva NI, Yurovskikh AI, Kadnikova EP, Kilyachina AS, Luchinina SV, Kosareva RR, Chirkova GG, Valeullina NN, Lebedeva LA, Detkovskaya TN, Abbasova EI, Romanova OB, Pyatyrova EV. The prevalence of SARS, influenza and COVID-19 pathogens in people without symptoms of respiratory infection. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2021;98(4):383-396. https://doi.org/10.36233/0372-9311-152 (In Russ.).World Health Organization. 2020. Transmission of SARS-CoV-2: implications for infection prevention precautions [accessed 2023 Jan 29]. Scientific Brief. WHO/2019-nCoV/Sci_Brief/Transmission_modes/2020.3. Ссылка активна на 15.05.2023. https://www.who.int/publications/i/item/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipc-precaution-recommendations.World Health Organization. 2020. Transmission of SARS-CoV-2: implications for infection prevention precautions [accessed 2023 Jan 29]. Scientific Brief. WHO/2019-nCoV/Sci_Brief/Transmission_ modes/2020.3. Available from: https://www.who.int/publications/i/item/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implicationsfor-ipc-precaution-recommendations. Accessed: May 15, 2023.Turkistani K.A., Turkistani K.A. Dental Risks and Precautions during COVID-19 Pandemic: A Systematic Review. J. Int. Soc. Prev. Community Dent. 2020;10(5):540-548. https://doi.org/10.4103/jispcd.JISPCD_295_20Turkistani KA, Turkistani KA. Dental Risks and Precautions during COVID-19 Pandemic: A Systematic Review. J Int Soc Prev Community Dent. 2020; 21;10(5):540-548. https://doi.org/10.4103/jispcd.JISPCD_295_20Matys J., Grzech-Leśniak K.. Dental Aerosol as a Hazard Risk for Dental Workers. Materials (Basel). 2020;13(22):5109. https://doi.org/10.3390/ma13225109Matys J, Grzech-Leśniak K. Dental Aerosol as a Hazard Risk for Dental Workers. Materials (Basel). 2020;13(22):5109. https://doi.org/10.3390/ma13225109CDC Interim Infection Prevention and Control Recommendations for Healthcare Personnel During the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Pandemic. Ссылка активна на 15.05.2025. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/infection-control-recommendations.htmlCDC Interim Infection Prevention and Control Recommendations for Healthcare Personnel During the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Pandemic https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/infection-control-recommendations.html. Accessed: May 15, 2023.Аэрогенный механизм передачи инфекции / под ред. Е.Б. Брусиной. Кемерово: КемГМУ, 2022. 171 с.Aerogenic mechanism of infection transmission / E. B. Brusina, edit. Kemerovo: KemSMU, 2022. 171 p. (In Russ.).Jackson T., Deibert D., Wyatt G., Durand-Moreau Q., Adisesh A., Khunti K., Khunti S., Smith S., Chan X.H.S., Ross L., Roberts N., Toomey E., Greenhalgh T., Arora I., Black S.M., Drake J., Syam N., Temple R., Straube S. Classification of aerosol-generating procedures: a rapid systematic review. BMJ Open Respir. Res. 2020;7(1):e000730. https://doi.org/10.1136/bmjresp-2020-000730Jackson T, Deibert D, Wyatt G, Durand-Moreau Q, Adisesh A, Khunti K, Khunti S, Smith S, Chan XHS, Ross L, Roberts N, Toomey E, Greenhalgh T, Arora I, Black SM, Drake J, Syam N, Temple R, Straube S. Classification of aerosol-generating procedures: a rapid systematic review. BMJ Open Respir Res. 2020;7(1):e000730. https:// doi.org/10.1136/bmjresp-2020-000730Jain M., Mathur A., Mathur A., Mukhi P.U., Ahire M., Pingal C. Qualitative and quantitative analysis of bacterial aerosols in dental clinical settings: Risk exposure towards dentist, auxiliary staff, and patients. J. Family Med. Prim. Care. 2020;9(2):1003-1008. https://doi.org/10.4103/jfmpc.jfmpc_863_19Jain M, Mathur A, Mathur A, Mukhi PU, Ahire M, Pingal C. Qualitative and quantitative analysis of bacterial aerosols in dental clinical settings: Risk exposure towards dentist, auxiliary staff, and patients. J Family Med Prim Care. 2020;9(2):1003-1008. https://doi.org/10.4103/jfmpc.jfmpc_863_19Иванов Д.Ю., Дроздова О.М. Эпидемиологическая характеристика острых респираторных инфекций у медицинских работников стоматологических поликлиник. Фундаментальная и клиническая медицина. 2021;6(4):90-97. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2021-6-4-90-97Ivanov DYu, Drozdova OM. Epidemiological characteristics of acute respiratory infections in medical workers of dental clinics. Fundamental and clinical medicine. 2021;6(4):90-97. (In Russ.). https://doi.org/10.23946/2500-0764-2021-6-4-90-97Брусина Е.Б., Чезганова Е.А., Дроздова О.М. Аэрогенный механизм передачи больничных патогенов. Фундаментальная и клиническая медицина. 2020;5(4):97-103. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2020-5-4-97-103Brusina EB, Chezganova EA, Drozdova OM. Aerogenic mechanism of transmission of hospital pathogens/ Fundamental and clinical medicine. 2020.5(4): 97-103. (in Russ). https://doi.org/10.23946/2500-0764-2020-5-4-97-103Zemouri C., Awad S.F., Volgenant C.M.C., Crielaard W., Laheij A.M.G.A., de Soet J.J. Modeling of the Transmission of Coronaviruses, Measles Virus, Influenza Virus, Mycobacterium tuberculosis, and Legionella pneumophila in Dental Clinics. J. Dent. Res. 2020;99(10):1192-1198. https://doi.org/10.1177/0022034520940288Zemouri C, Awad SF, Volgenant CMC, Crielaard W, Laheij AMGA, de Soet JJ. Modeling of the Transmission of Coronaviruses, Measles Virus, Influenza Virus, Mycobacterium tuberculosis, and Legionella pneumophila in Dental Clinics. J Dent Res. 2020;99(10):1192-1198. https://doi.org/10.1177/0022034520940288Komperda J., Peyvan A., Li D., Kashir B., Yarin A.L., Megaridis C.M., Mirbod P., Paprotny I., Cooper L.F., Rowan S., Stanford C., Mashayek F. Computer simulation of the SARS-CoV-2 contamination risk in a large dental clinic. Phys Fluids (1994). 2021;33(3):033328. https://doi.org/10.1063/5.0043934Komperda J, Peyvan A, Li D, Kashir B, Yarin AL, Megaridis CM, Mirbod P, Paprotny I, Cooper LF, Rowan S, Stanford C, Mashayek F. Computer simulation of the SARS-CoV-2 contamination risk in a large dental clinic. Phys Fluids (1994). 2021;33(3):033328. https://doi.org/10.1063/5.0043934Vernon J.J., Black E.V.I., Dennis T., Devine D.A., Fletcher L., Wood D.J., Nattress B.R. Dental Mitigation Strategies to Reduce Aerosolization of SARS-CoV-2. J. Dent. Res. 2021;100(13):1461-1467. https://doi.org/10.1177/00220345211032885Vernon JJ, Black EVI, Dennis T, Devine DA, Fletcher L, Wood DJ, Nattress BR. Dental Mitigation Strategies to Reduce Aerosolization of SARS-CoV-2. J Dent Res. 2021;100(13):1461-1467. https://doi.org/10.1177/00220345211032885Krupovic M., Bamford D.H. Virus evolution: how far does the double beta-barrel viral lineage extend? Nat. Rev. Microbiol. 2008;6(12):941-948. https://doi.org/10.1038/nrmicro2033.Krupovic M, Bamford DH. Virus evolution: how far does the double beta-barrel viral lineage extend? Nat Rev Microbiol. 2008;6(12):941-948. https://doi.org/10.1038/nrmicro2033Vernon J.J., Black E.V.I., Dennis T., Devine D.A., Fletcher L., Wood D.J., Nattress B.R. Dental Mitigation Strategies to Reduce Aerosolization of SARS-CoV-2. J. Dent. Res. 2021;100(13):1461-1467. https://doi.org/10.1177/00220345211032885Vernon JJ, Black EVI, Dennis T, Devine DA, Fletcher L, Wood DJ, Nattress BR. Dental Mitigation Strategies to Reduce Aerosolization of SARS-CoV-2. J Dent Res. 2021 Dec;100(13):1461-1467. https://doi.org/10.1177/00220345211032885.Yoon J.G., Yoon J., Song J.Y., Yoon S.Y., Lim C.S., Seong H., Noh J.Y., Cheong H.J., Kim W.J. Clinical Significance of a High SARSCoV-2 Viral Load in the Saliva. J. Korean Med. Sci. 2020;35(20):e195. https://doi.org/10.3346/jkms.2020.35.e195.Yoon JG, Yoon J, Song JY, Yoon SY, Lim CS, Seong H, Noh JY, Cheong HJ, Kim WJ. Clinical Significance of a High SARS-CoV-2 Viral Load in the Saliva. J Korean Med Sci. 2020;35(20):e195. https:// doi.org/10.3346/jkms.2020.35.e195Ionescu A.C., Brambilla E., Manzoli L., Orsini G., Gentili V., Rizzo R. Aerosols modification with H2O2 reduces airborne contamination by dental handpieces. J. Oral Microbiol. 2021;13(1):1881361. https://doi.org/10.1080/20002297.2021.1881361.Ionescu AC, Brambilla E, Manzoli L, Orsini G, Gentili V, Rizzo R. Aerosols modification with H2O2 reduces airborne contamination by dental handpieces. J Oral Microbiol. 2021;13(1):1881361. https://doi.org/10.1080/20002297.2021.1881361.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.