Promising technologies for pre-sterilization ultrasonic cleaning of medical devices for patient safety in physiotherapy and medical rehabilitation

Abstract

Intensive introduction of innovative technologies into practice in order to improve the effectiveness of treatment and diagnostic measures and reduce the negative impact on the human body nevertheless contributes to the emergence of adverse events directly related to the provision of medical care. In the complex of anti-epidemic measures aimed at eliminating infection in medical organisations, a major role belongs to the correct organisation and performance of pre-sterilisation cleaning of medical devices. Technologies of processing of medical devices and pre-sterilisation cleaning should be convenient and safe to use, have no damaging effect on the processed items, be highly effective and at the same time not labour-intensive. Today cleaning with the use of ultrasonic units remains promising, with the help of which the standardisation of the treatment process is carried out, the influence of the human factor on the quality of cleaning is reduced, and the control of the main critical parameters of the process is carried out in automatic mode.

The purpose of the work is to justify the need to maintain the safety of the patient and staff using the promising use of ultrasonic influences.

The results of this literature review reflect information about the safety and effectiveness of the method of ultrasonic pre-sterilization cleaning of medical instruments used in physiotherapy and medical rehabilitation. Basic information is provided about the physical essence of the ultrasonic cleaning process, its effect on biological systems from the standpoint of physical, biological and chemical effects, which ensures the safety of manipulations and procedures in physiotherapy and medical rehabilitation.

Keywords

ultrasonic cleaning of medical devices / safety / physiotherapy / rehabilitation

References

[1] World Health Organization [Internet]. WHO Report on the burden of endemic health care-associated infection Worldwide. A Systematic review of the literature. WHO; 2011. Available from: https://apps.who.int/iris/handle/10665/80135. Accessed: 15.01.2024.

[2] World Health Organization [Интернет]. WHO Report on the burden of endemic health care-associated infection Worldwide. A Systematic review of the literature. WHO, 2011. Режим доступа: https://apps.who.int/iris/handle/10665/80135. Дата обращения: 15.01.2024.

[3] Masud F, Vykoukal D. Preventing healthcare-associated infections in cardiac surgical patients as a hallmark of excellence. Methodist Debakey Cardiovasc J. 2011;7(2):48−50. doi: 10.14797/mdcj-7-2-48

[4] Masud F., Vykoukal D. Preventing healthcare-associated infections in cardiac surgical patients as a hallmark of excellence // Methodist Debakey Cardiovasc J. 2011. Vol. 7, N 2. P. 48−50. doi: 10.14797/mdcj-7-2-48

[5] Savenko SM. Lost healthcare opportunities. Medical alphabet. 2018;2(35):20−25. EDN: POYQAF

[6] Савенко С.М. Утерянные возможности здравоохранения // Медицинский алфавит. 2018. Т. 2, № 35. С. 20−25. EDN: POYQA

[7] Akulichev VA. Cavitation in cryogenic and boiling liquids. Moscow: Nauka; 1978. 220 p. (In Russ).

[8] Акуличев В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. Москва: Наука, 1978. 220 с.

[9] Akulichev VA. Pulsations of cavitation cavities. In: Akulichev VA. Powerful ultrasonic fields. Ed. by L.D. Rosenberg. Moscow: Nauka; 1968. Part 4. Р. 129−166. (In Russ).

[10] Акуличев В.А. Пульсации кавитационных полостей // Акуличев В.А. Мощные ультразвуковые поля / под ред. Л.Д. Розенберга. Москва: Наука, 1968. Ч. 4. С. 129−166.

[11] Arzumanov ZS. Cavitation in local hydraulic resistances. Moscow: Energia; 1978. 303 р. (In Russ).

[12] Арзуманов З.С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. Москва: Энергия, 1978. 303 с.

[13] Rosenberg LD. Cavitation field. In: Akulichev VA. Powerful ultrasonic fields. Ed. by L.D. Rosenberg. Moscow: Nauka; 1968. Part 6. Р. 221−266. (In Russ).

[14] Розенберг Л.Д. Кавитационная область // Акуличев В.А. Мощные ультразвуковые поля / под ред. Л.Д. Розенберга. Москва: Наука, 1968. Ч. 6. С. 221−266.

[15] Skvorcov SP. Methods of control of ultrasonic cavitation parameters. Nauka i obrazovanie: Nauchnoe izdanie MGTU im. N.E. Baumana. 2015;(2):83–100. EDN: TSFDHH doi: 10.7463/0215.0759806

[16] Скворцов С.П. Методы контроля параметров ультразвуковой кавитации // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. № 2. С. 83–100. EDN: TSFDHH doi: 10.7463/0215.0759806

[17] Buyvol VN. Thin caverns in currents with disturbances. Kiev: Naukova dumka; 1980. 296 р. (In Russ).

[18] Буйвол В.Н. Тонкие каверны в течениях с возмущениями. Киев: Наукова думка, 1980. 296 с.

[19] Agranat BA. Fundamentals of physics and technology of ultrasound. Moscow: Vysshaya shkola; 1987. 352 p. (In Russ).

[20] Агранат Б.А. Дубровин М., Хавский Н., Эскин Г. Основы физики и техники ультразвука. Москва: Высшая школа, 1987. 352 с.

[21] Rozenberg LD. Physical foundations of ultrasonic technology. Minsk: Nauka; 1970. 689 p. (In Russ).

[22] Розенберг Л.Д. Физические основы ультразвуковой технологии. Минск: Наука, 1970. 689 с.

[23] Flinn G. Physics of acoustic cavitation in liquids. In: Physical acoustics. Ed. by W.W. Meson. Moscow: Mir; 1967. Vol. 1. Р. 7−138. (In Russ).

[24] Флин Г. Физика акустической кавитации в жидкостях // Физическая акустика / под ред. У. Мезона. Москва: Мир, 1967. Т. 1. С. 7−138.

[25] Shutilov VA. Fundamentals of physics of ultrasound: A tutorial. Leningrad: Izd-vo Leningradskogo universiteta; 1980. 280 p. (In Russ).

[26] Шутилов В.А. Основы физики ультразвука: учебное пособие. Ленинград: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980. 280 с.

[27] Khmelev VN, Khmelev SS, Golykh RN, Barsukov RV. Increasing the efficiency of ultrasonic cavitation treatment of viscous and dispersed liquid media. Polzunovskii vestnik. 2010;(3):321−325. EDN: MUVEED

[28] Хмелев В.Н., Хмелев С.С., Голых Р.Н., Барсуков Р.В. Повышение эффективности ультразвуковой кавитационной обработки вязких и дисперсных жидких сред // Ползуновский вестник. 2010. № 3. С. 321−325. EDN: MUVEED

[29] Khmelev VN, Barsukov RV, Shalunov AV. Electronic generator operation control at ultrasonic influence on cavitating technological media. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya "Tekhnologicheskaya sistemotekhnika". 2004;(2):32−40. (In Russ).

[30] Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Шалунов А.В. Управление работой электронного генератора при ультразвуковом воздействии на кавитирующие технологические среды // Известия Тульского государственного университета. Серия «Технологическая системотехника». 2004. Вып. 2. С. 32−40.

[31] Brzhozovsky B, Bekrenev NV, Zakharov OV, Trofimov DV. Physical bases, technological processes and equipment of ultrasonic processing of materials: Textbook. Saratov: Saratov State Technical University; 2006. 208 р. (In Russ).

[32] Бржозовский Б.М., Бекренев Н.В., Захаров О.В., Трофимов Д.В. Физические основы, технологические процессы и оборудование ультразвуковой обработки материалов: учебное пособие. Саратов: Саратовский государственный технический университет, 2006. 208 с.

[33] Baldaev R, Rajendran V, Palanichamy P. Applications of ultrasound. Moscow: Tekhnosfera; 2006. 576 р. (In Russ).

[34] Балдаев Р., Раджендран В., Паланичами П. Применения ультразвука. Москва: Техносфера, 2006. 576 с.

[35] Logvinov NL, Savenko SM. Modern means and methods of nonspecific prophylaxis of nosocomial infections. Medical alphabet. 2014;1(4):20−25. EDN: SBZLYF

[36] Логвинов Н.Л., Савенко С.М. Современные средства и методы неспецифической профилактики внутрибольничных инфекций // Медицинский алфавит. 2014. Т. 1, № 4. С. 20−25. EDN: SBZLYF

[37] Khabensky B, Belousov S. Market of sterilisation equipment in Russia, part 2. Remedium. 2005;(10):67−71. EDN: IJWMXP

[38] Хабенский Б., Белоусов С. Рынок стерилизационного оборудования России, часть 2 // Ремедиум. 2005. № 10. С. 67−71. EDN: IJWMXP

[39] Arkhipov A, Kornev N, Panin N, Solomakha V. Ultrasonic washers UZO-"MEDEL". Remedium. 2003;(12):62−64. EDN: PNPHUT

[40] Архипов А., Корнев Н., Панин Н., Соломаха В. Ультразвуковые мойки УЗО-"МЕДЭЛ" // Ремедиум. 2003. № 12. С. 62−64. EDN: PNPHUT

[41] Ilyina NV. Protecting the health of medical personnel in the light of prevention of nosocomial infections and occupational exposure. Kazan Med J. 2012;93(2):362−364. EDN: OWJEYL

[42] Ильина Н.В. Охрана здоровья медицинского персонала в свете профилактики внутрибольничных инфекций и профессионального заражения // Казанский медицинский журнал. 2012. Т. 93, № 2. С. 362−364. EDN: OWJEYL

[43] Lawrence F., Muscarella, PD. The benefits of ultrasonic cleaning [May, 2001]. Available from: https://www.infectioncontroltoday.com/view/benefits-ultrasonic-cleaning. Accessed: 15.12.2023.

[44] Lawrence F., Muscarella P.D. The benefits of ultrasonic cleaning [May, 2001]. Режим доступа: https://www.infectioncontroltoday.com/view/benefits-ultrasonic-cleaning. Дата обращения: 15.12.2023.

[45] Abramova IM. Perspective directions of improvement of medical sterilisation technologies. Poliklinika. 2008;(6):8−10. EDN: VIFTDN

[46] Абрамова И.М. Перспективные направления совершенствования медицинских стерилизационных технологий // Поликлиника. 2008. № 6. С. 8−10. EDN: VIFTDN

[47] Muqbil I, Burke FJ, Miller CH, Palenik CJ. Antimicrobial activity of ultrasonic cleaners. J Hosp Infect. 2005;60(3):249−255. doi: 10.1016/j.jhin.2004.11.017

[48] Muqbil I., Burke F.J., Miller C.H., Palenik C.J. Antimicrobial activity of ultrasonic cleaners // J Hosp Infect. 2005. Vol. 60, N 3. P. 249−255. doi: 10.1016/j.jhin.2004.11.017

[49] Bettner MD, Beiswanger МА, Miller СН, Páleník CJ. Effect of ultrasonic cleaning on microorganisms. Comparative Study Am J Dent. 1998;11(4):185−188.

[50] Bettner M.D., Beiswanger М.А., Miller С.Н., Páleník C.J. Effect of ultrasonic cleaning on microorganisms // Comparative Study Am J Dent. 1998. Vol. 11, N 4. P. 185−188.

[51] Aasim SA, Mellor AC, Qualtrough AJ. The effect of pre-soaking and time in the ultrasonic cleaner on the cleanliness of sterilized endodontic files. Int Endod J. 2006;39(2):143−149. doi: 10.1111/j.1365-2591.2006.01058.x

[52] Aasim S.A., Mellor A.C., Qualtrough A.J. The effect of pre-soaking and time in the ultrasonic cleaner on the cleanliness of sterilized endodontic files // Int Endod J. 2006. Vol. 39, N 2. P. 143−149. doi: 10.1111/j.1365-2591.2006.01058.x

[53] Sevbitov AV, Kuznetsova MY, Vasiliev YL, et al. Impact methods presterilizing cleaning and sterilization on the functional properties of endodontic instruments. Endodontics Today. 2016;(1):14−16. EDN: VWHWFH

[54] Севбитов А.В., Кузнецова М.Ю., Васильев Ю.Л., и др. Влияние методов предстерилизационной очистки и стерилизации на функциональные свойства эндодонтического инструментария // Эндодонтия Today. 2016. № 1. С. 14−16. EDN: VWHWFH

[55] Skvortsov SP, Slyadnev DP. Ultrasound cavitation optimum regimens investigation: Proceedings of the XIII International Scientific Conference with Scientific Youth School named after I.N. Spiridonov. In 2 books. Vol. 2. Moscow; 2018. Р. 208−211. (In Russ). EDN: YKZJNB

[56] Скворцов С.П., Сляднев Д.П. Исследование режимов ультразвуковой кавитации // Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии: труды XIII Международной научной конференции с научной молодежной школой имени И.Н. Спиридонова. В 2-х книгах. Том 2. Москва, 2018. С. 208−211. EDN: YKZJNB

[57] Gazetdinova NI. On the path of progress. Medical alphabet. 2009;(8):35−37. EDN: OBGVCF

[58] Газетдинова Н.И. На пути прогресса // Медицинский алфавит. 2009. Т. 1, № 8. С. 35−37. EDN: OBGVCF

[59] Reznikov II, Fedorova VN, Faustov YV, et al. Physical bases of the use of ultrasound in medicine. Tutorial. Moscow: N.I. Pirogov Russian National Research Medical University; 2015. Р. 21−29. (In Russ).

[60] Резников И.И., Федорова В.Н., Фаустов Е.В., и др. Физические основы использования ультразвука в медицине. Учебное пособие. Москва: Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, 2015. С. 21−29.

[61] Khmelev VN, Slivin AN, Barsukov RV, et al. Application of high intensity ultrasound in industry. Biisk Izdatel'stvo Altaiskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo. universiteta im. I.I. Polzunova; 2010. 203 р. (In Russ).

[62] Хмелев В.Н., Сливин А.Н., Барсуков Р.В., и др. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. 203 с.

[63] Krautkremer J, Krautkremer G. Ultrasonic inspection of materials. Reference book. Transl. from German E.K. Bukhman, L.S. Zenkova; ed. by V.N. Volchenko. Moscow: Metallurgiya; 1991. 750 р. (In Russ).

[64] Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов. Справочник / Пер. с нем. Е.К. Бухмана, Л.С. Зенковой; под ред. В.Н. Волченко. Москва: Металлургия, 1991. 750 с.

[65] Agranat BA, Bashkirov VI, Kitaygorodskiy YI, Khavskiy NN. Ultrasonic technology. Moscow: Metallurgiya; 1974. 504 р. (In Russ).

[66] Агранат Б.А., Башкиров В.И., Китайгородский Ю.И., Хавский Н.Н. Ультразвуковая технология. Москва: Металлургия, 1974. 504 с.

[67] Sedalishchev VN. Physical foundations of the use of oscillatory and wave processes in measuring devices. Barnaul: Izdatel'stvo Altaiskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta; 2017. 284 p. (In Russ).

[68] Седалищев В.Н. Физические основы использования колебательных и волновых процессов в измерительных устройствах. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2015. 284 с.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector