HYDREOS 10 septembre Journée Technique : Dépôts et biofilms dans les réseaux d eau - Réseaux intérieurs et circuits de refroidissement

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1 HYDREOS 10 septembre Journée Technique : Dépôts et biofilms dans les réseaux d eau - Réseaux intérieurs et circuits de refroidissement CONTRÔLE DE LA QUALITÉ DE L EAU DANS LES RÉSEAUX HOSPITALIERS PAR L'UTILISATION DU PROCÉDÉ MAGNÉTIQUE DE TRAITEMENT ARIONIC Dr Agnès LASHERAS BAUDUIN Pharmacien Hygiéniste Unité Surveillance et Prévention des Infections Nosocomiales Service Hygiène Hospitalière CHU Bordeaux

2 RÉSEAUX ET ÉTABLISSEMENTS DE SANTÉ Les réseaux d eau des établissements de santé sont particulièrement favorables au développement de micro-organismes du fait de leur complexité, de leur longueur et de leur ancienneté. Certains micro-organismes présents à l état naturel dans les réseaux d adduction publique se développent particulièrement bien dans les réseaux d eau chaude sanitaire (Legionella par exemple) également dans les réseaux d eau froide (Pseudomonas et Fusarium)

3 MODES D EXPOSITION LORS DES SOINS Revue de la littérature Legionella pneumophila Exposition de patients immunodéprimés : aérosols ou humidificateurs contaminés, douches, fontaines décoratives Pseudomonas, Stenotrophomonas, Acinetobacter, Burkholderia À partir d un point d usage retrocontaminé, éclaboussures sur mains des soignants, lors de la toilette des patients, rinçage de matériel, utilisation d humidificateur Mycobactéries atypiques : infections de plaies opératoires, utilisation de dispositifs invasifs Aspergillus, Fusarium : pneumopathies chez immunodéprimé Decker BK and Palmore TN. Current Opinion 2013

4 PSEUDOMONAS AERUGINOSA RESPONSABLE D INFECTIONS NOSOCOMIALES Enquête nationale de prévalence des IN, ENP-2006, InVS 3 microorganisme, environ 10% des IN Réseau REA-RAISIN (www. invs.sante.fr/surveillance/raisin) 1 microorganisme, 15% des IN : 25% des 3837 premières pneumonies Venier AG et al. J Hosp Infect 2011 Enquête européenne Lambert ML, et al. Lancet Infect Dis ,4% IN chez patients admis dans 537 réanimations Risque de décès Pseudomonas aeruginosa : 3,5 (IC95% : 2,9-4,2) pour les pneumonies et 4 (2,7-5,8) pour les septicémies Staphylococcus aureus : 1,7 (1,4-1,9) pour les pneumonies et 2,1 (1,6-2,6) pour les septicémies

5 RÔLE DE L ENVIRONNEMENT HYDRIQUE DANS LES INFECTIONS NOSOCOMIALES À PSEUDOMONAS AERUGINOSA Auteur/Année Prélèvement d eau positif Patient positif * Blanc DS, et al ,7% 21/216 Vallés J, et al ,4% 93/149 Trautmann M, et al % 60/143 Rogues AM, et al % 55/484 27% 36/132 41% 16/39 50% 8/16 46% 7/15 *Avec une souche de même profil (ECP) isolée au préalable dans l eau Etudes avec suivi chronologique et prélèvements séquentiels

6 PRÉSENCE DE PSEUDOMONAS AERUGINOSA DANS L EAU D ADDUCTION PUBLIQUE Les résultats d analyses disponibles en France concernent principalement l espèce Pseudomonas aeruginosa. Globalement le pourcentage d échantillons positifs est faible en France (<6%). Selon des données de la base SISE-Eaux, des concentrations quantifiables de P. aeruginosa et de Pseudomonas spp. sont retrouvées dans environ 4% des échantillons de 100 ml analysés. Le 90ème percentile des concentrations mesurée est de 200 UFC/100mL pour P. aeruginosa et 100 UFC/100mL pour Pseudomonas spp.

7 FUSARIUM RESPONSABLE D INFECTIONS NOSOCOMIALES Fusarium dans l eau est associé à des infections humaines (O donnell 2004; Short 2011; Litvinov 2015) Surtout en oncologie et hématologie, si périodes de neutropénies longues et profondes Infections invasives à Fusarium chez des patients atteints de cancer Cas peu fréquents mais quelques épidémies décrites dans la littérature (Litvinov 2015) 10 cas décrits entre 2009 et 2011 en hématologie pédiatrique principale source : le réseau d eau

8 RÔLE DE L ENVIRONNEMENT HYDRIQUE DANS LES INFECTIONS NOSOCOMIALES À FUSARIUM Contamination des réseaux de distribution Dans les hôpitaux et en quantité moindre dans les réseaux d immeubles hors EDS Puisque Fusarium est présent à faible concentration dans les eaux naturelles, il est habituel de le détecter dans les réseaux d eau hospitaliers Fusarium est présent dans les arrivées d eau et peut migrer à partir du réseau de distribution Les réseaux d eau hospitaliers sont complexes et offrent des conditions spécifiques à la croissance du Fusarium Fusarium peut former des biofilms, ce qui le rend plus apte à supporter des stress que lorsqu il est sous la forme planctonique Tolérance importante aux concentrations de cuivre et de chlore et à l exposition à des temperatures supérieures à 42 C Steinberg 2015, Anaissie 2001, Warris 2002

9 LÉGIONELLES ET EAU CHAUDE SANITAIRE Qualité requise pour Legionella pneumophila (Circulaire n 2002/243) Patients sans risque particulier Concentration à un niveau inférieur à 10 3 UFC/litre d eau Patients à haut risque Immunodéprimés sévères en particulier après transplantation, sous corticothérapie prolongée ou récente et à haute dose. Concentration inférieure au seuil de détection < 10 UFC/l et Legionella pneumophila non détectée (Norme ) Sécurisation des points d usage à risque exposant aux aérosols = microfiltration terminale S assurer de la bonne gestion des filtres

10 RÔLE DES BIOFILMS DANS LA QUALITÉ DE L EAU La dynamique d une population bactérienne dans l eau, qui peut être traduite par sa croissance dans le milieu, dans l espace et/ou le temps, est fonction de facteurs biotiques et abiotiques Leur influence peut être différente selon que la bactérie est dans un biofilm ou dans la phase liquide (bactérie planctonique). Image empruntée à Dominique Scheider

11 RÔLE DES BIOFILMS DANS LA QUALITÉ DE L EAU Exemple de facteurs influençant la survie de Pseudomonas aeruginosa Température Développement plutôt dans les eaux froides (Schmidt-Lorentz et al. 1990) PH entre 6 et8 Flore microbienne interférente Compétition entre espèce ne favorisant pas le développement (Van der Kooij, 1992) Composition minérale de l eau (Teixeira et al., 2001) Les eaux présentant une concentration ionique importante favoriseraient la multiplication des bactéries La survie des Pseudomonades est nettement moins importante dans des eaux distillées que dans des eaux fortement minéralisées Le calcium et le magnésium joueraient un rôle important dans la stabilisation des parois bactériennes Les désinfectants Au sein d un biofilm, la bactérie est protégée de l action des désinfectants en raison de la viscosité du milieu (diffusion limitée des désinfectants) et de leur neutralisation par réaction avec les exopolymères constituant la matrice (Grobe et al., 2001) Dans un biofilm, les P. aeruginosa seraient environ 500 fois plus résistants aux désinfectants que lorsqu'ils sont en suspension (Sagripanti et Bonifacio, 2000) Il semble que l ozone soit plus efficace que le chlore et que les doses résiduelles de chlore couramment retrouvées dans les réseaux ne permettent pas de lutter contre la contamination liée aux biofilms

12 MAÎTRISE DU RISQUE LIÉ À L EAU LORS DES SOINS Maîtriser le réservoir en réduisant les conditions favorables à la prolifération microbienne Conception et maintenance des réseaux Entretien des points d usage Surveiller et contrôler l exposition des personnes susceptibles Plan d échantillonnage Protocoles de soins définissant la qualité requise pour chaque usage Vérification du respect des bonnes pratiques Sécurisation points d usage «à risque»

13 MOYENS DE MAITRISE DE LA QUALITÉ DE L EAU Filtration terminale pour les secteurs à risque Réduction de l incidence des infections à P. aeruginosa Trautmann M, et al. Am J Infect Control 2008 En réanimation : 3,9+/-2,4 à 0,8+/-0,8 patients par mois mais période avant : 97% des échantillons d eau positifs! Cervia JS, et al. Transpl Infect Dis 2010 En transplantation de moelle osseuse 50% des points d eau colonisés Réduction de 47% des BGN en transplantation hépatique Zhou ZY, et al. Clin Microbiol Infect 2013 Mais Rétrocontamination toujours possible, contrôle de la gestion des filtres, coût

14 MOYENS DE MAITRISE DE LA QUALITÉ DE L EAU Eau chaude sanitaire et risque légionelles Éviter la stagnation et assurer une bonne circulation de l eau Lutter contre l entartrage et la corrosion Maintenir l eau à une température élevée de la production à la distribution Eau froide Réduction des biofilms

15 RETOUR D EXPÉRIENCE Nous rapportons ici notre expérience sur le traitement d un réseau d eau froide par un procédé magnétique (New Ionic, ARIONIC), initialement mis en place pour traiter toute l eau froide et prévenir l entartrage d un nouveau réseau d eau chaude sanitaire (prévention des légionelles) ECS Arrivée Eau Froide

16 PROCÉDÉ MAGNÉTIQUE NEW IONIC, ARIONIC Procédé possédant un champ magnétique puissant modifiant l organisation du nuage d électrons, de sorte que la cristallisation du CaCO3 se fait sous une forme rhomboédrique non adhérente, l aragonite La modification des forces de cohésion, et en particulier la modification de la tension superficielle, agit directement sur le tartre installé en le désagrégeant progressivement Sous l action du champ magnétique et de la modification de la tension superficielle de l eau Modification de la tension superficielle des bactéries et des microorganismes Bactéries et micro-organismes deviennent plus perméables aux biocides présents dans l eau en raison de la modification de la pression osmotique (Thèse P Vallée)

17 PROCÉDÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE NEW IONIC, ARIONIC Traitement préventif antitartre Procédé permettant de neutraliser le Carbonate de calcium (CaCO3) grâce à la transformation irréversible de sa structure de cristallisation formation d aragonite 30 à 40 fois plus petite Le carbonate de calcium perd ainsi ses propriétés agrégantes et s écoule avec le flux Traitement curatif détartrant L effet anti-bactérien Mis au point en complément des effets sur le tartre, l abattement des bactéries au passage dans l appareil est dû à la puissance du champ de polarisation. l influence des ondes électromagnétiques sur les cellules vivantes Effet débiofilmant L abattement anti-bactérien dès l arrivée générale permet de limiter l apport de micro-organismes par l eau froide. En plus d être appauvri, le biofilm est stressé par la modification de la tension superficielle de l eau, et se décroche au bout de quelques semaines.

18 CONTEXTE CHU de Bordeaux (Hôpital Pellegrin) 2012 : travaux de rénovation d un réseau d eau (production et distribution) sur 4 derniers étages d un bâtiment de 13 étages datant de plus de 30 ans Réseau de distribution entièrement remplacé par un réseau en cuivre Système de production d eau chaude équipé d un nouvel échangeur (SPIREC) Surpresseurs

19 CONTEXTE Installation du procédé New Ionic sur l arrivée d eau froide (au 13 ème étage) Pour prévenir l entartrage du réseau d eau chaude sanitaire neuf (production et distribution) Sans avoir recours aux adoucisseurs habituels, niche de microorganismes et nécessitant une maintenance rigoureuse régulière

20 CONTEXTE Contamination dès l ouverture du nouveau réseau d eau froide par Pseudomonas aeruginosa et Fusarium Suspicion d une contamination à partir des surpresseurs neufs dès leur installation Contamination sur plusieurs mois car échec de multiples désinfection Dates Amont Arionic UFC/100 ml Aval Arionic UFC/100ml Actions réalisées Désinfection Hypochlorite de sodium sur EF et ECS 13/11/ UFC P. aeruginosa 16 UFC Fusarium sp 20/11/ UFC P. aeruginosa 0 Fusarium Num 22 et 36 > 1000 UFC 06/12/ UFC P. aeruginosa >200 UFC Fusarium 21/12/ UFC P. aeruginosa > 20 UFC Fusarium 01/02/ UFC P. aeruginosa (surpresseur) 1 UFC P. aeruginosa 1 UFC Fusarium sp 30 UFC P. aeruginosa 0 Fusarium Num 22 et 36 OK 3 UFC P. aeruginosa 1 UFC Fusarium OK OK 26/02/ UFC P. aeruginosa (surpresseur) Num 22 et 36 > 1000 UFC OK 15/03/2013 OK OK 25/03/2013 OK OK Mars 2014 Absence de P. aeruginosa Absence de Légionelles Absence de P. aeruginosa Absence de Légionelles Numération 22 et 36 OK Désinfection Désinfection Désinfection Choc thermique 70 C pendant 45 min (surpresseurs, arionic, colonnes) Désinfection du surpresseur (acide peracétique / peroxyde hydrogène) Désinfection du surpresseur

21 DISCUSSION Pseudomonas aeruginosa, Fusarium présents régulièrement dès l entrée de nos réseaux Les champignons tels que Fusarium sont sensibles à des fortes concentrations d hypochlorite de sodium (30 mg/l) soit 100 fois plus élevées que la concentrration autorisée dans une eau potable ( mg/l) La réalisation d un choc thermique sur l eau froide est techniquement compliquée voire impossible avec un équipement standard du réseau (choc thermique réalisé dans notre expérience car rénovation en cours avec présence de l ancien système de production d eau chaude sanitaire utilisable pour réaliser le choc thermique sur l eau froide)

22 DISCUSSION Patients immunodéprimés sont souvent hospitalisés dans des unités spécifiques mais pas systématiquement Des patients recevant des traitement immunosuppresseurs ou des patients souffrant de pathologies chroniques sont souvent hospitalisés dans des unités non spécifiques. Sécurisation des points d eau froide par la filtration : possible sur certains secteurs ciblés mais irréaliste à grande échelle sur l ensemble d un réseau Une maîtrise plus large de la qualité de l eau du réseau de distribution doit être proposée.

23 DISCUSSION Intérêt du procédé Traitement contre l entartrage Mais aussi activité antimicrobienne: maitrise de l étendue et l ampleur de la contamination microbienne sur notre réseau d eau froide Des mesures d ATPmetrie devraient nous aider à confirmer l intérêt de ce traitement sur la qualité de l eau notamment par la réduction du biofilm dans nos réseaux d eau L intérêt de ce type de procédé constitue peut-être une voie complémentaire dans le contrôle de la qualité de l eau de nos réseaux hospitaliers?

24 Merci de votre attention

25 Enlèvement du biofilm sur réseau d eau froide ENGAGEMENT DE RÉSULTAT PAR SUIVI ATP MÉTRIE DES RÉSEAUX Cartographie du réseau d eau froide avec suivi bisannuel du développement des bactéries en 25 points de l hôpital.

26 Enlèvement du biofilm sur réseau d eau froide Relevé ATPmétrie en pg/ml 1pg=1000 bact. Point zéro Dégradation de la qualité d eau entrante S1 S2 S3 S4 M2 M3 M5 M6 M9 M12 M18 EF Arrivée générale (pt EF 1) sortie New Ionic (pt EF 3) sortie Adoucisseurs (pt4) EF sortie pour ECS (pt 5) EF pt 16 3ème EF pt 17 1er EF pt 18 1er EF pt 19 2ème EFS EFSB EFSA EFSA EFSB EBM EFSB EFSB EFSB 21/02/ /03/ /03/ /03/ /03/ /04/ /05/ /07/ /08/ /11/ /03/ /11/2012 3,284 0,978 0,921 3,810 1,365 30,792 16,480 7,356 7,269 0,128 0,113 0,070 4,450 0,824 0,691 1,863 0,672 1,851 0,316 0,438 0,090 0,008 0,085 0,031 3,543 1,210 6,344 4,116 8,676 3,407 2,868 2,045 2,729 0,066 0,049 0,066 2,549 2,317 0,793 1,085 0,978 1,788 1,969 0,603 0,364 0,054 0,015 0,104 0,562 1,056 0,972 1,029 0,815 4,438 0,170 0,339 0,121 0,107 0,005 0,005 1,685 1,159 2,942 0,918 0,570 1,746 0,389 0,112 0,045 0,010 0,003 0,005 1,296 0,901 0,870 0,640 0,570 5,090 0,267 0,143 0,013 0,005 0,014 0,021 0,648 0,901 0,614 0,473 0,489 2,187 0,122 0,067 0,552 0,006 0,009 0,061 Déstabilisation et décrochage du biofilm Environ 8 semaines Maîtrise du biofilm, malgré la mauvaise qualité d eau entrante Les mesures ATP permettent de mesurer la quantité de biomasse présente dans l eau ARIONIC - Distributeur New Ionic - 16 av des Chateaupieds RUEIL-MALMAISON - Tél :