Kontamination chirurgischer Mund-Nasen-Schutzmasken durch patientenassoziierte orale Bakterien bei zahnärztlichen Behandlungen

Abstract

1 Zusammenfassung 1.1 Deutsche Zusammenfassung Hintergrund In den letzten Jahren hat die Infektionsprävention in der Zahnmedizin an Bedeutung gewonnen. Zahnärztliche Eingriffe, die mit Sprühnebelbildung einhergehen, führen zur Freisetzung von Bioaerosolen, welche die persönliche Schutzausrüstung des Behandlungsteams kontaminieren können. Besonders der medizinische Mund-Nasen-Schutz ist in diesem Zusammenhang regelmäßig einer bakteriellen Belastung ausgesetzt. Die Mikroorganismen der Bioaerosole stammen aus unterschiedlichen Quellen. Bislang liegt jedoch keine Studie vor, die einen direkten Zusammenhang zwischen der oralen Mikroflora der Patienten und den auf den Masken der Behandler nachweisbaren Bakterienspezies belegen konnte. Material und Methoden Die prospektive Studie wurde an der Klinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und Präventive Zahnheilkunde der Universität des Saarlandes durchgeführt und umfasste 126 Aerosol generierende Behandlungen. Eingeschlossen wurden sowohl Einzelzahntherapien (Füllungstherapie, endodontische Behandlung) als auch Behandlungen der gesamten Dentition (professionelle Zahnreinigung, Parodontitistherapie). Vor Behandlungsbeginn erfolgte der intraorale Abstrich beim Patienten, nach Behandlungsende wurden die Masken der Behandler für zehn Sekunden auf Columbia- und Chocolate-Agarplatten abgedrückt. Die anschließende Kultivierung erfolgte für 48 Stunden bei 35 °C +/- 2 °C in einer CO₂- angereicherten Atmosphäre. Anschließend wurden alle phänotypisch unterscheidbaren Kolonien mittels MALDI-TOF Massenspektrometrie identifiziert. Als Kontrollproben dienten fünf chirurgische Masken, die während simulierter Aerosol produzierender Behandlungen an Phantomköpfen getragen wurden. Ergebnisse Eingeschlossen wurden 126 Aerosol produzierende Behandlungen, darunter 50 professionelle Zahnreinigungen, 33 Parodontitisbehandlungen, 31 Füllungstherapien und 12 endodontische Behandlungen. Pro Behandlung wurden jeweils vier Agarplatten verwendet, was zu insgesamt 504 Kulturen führte, davon 252 für intraorale Abstriche und 252 für die Masken. In 42 % der Behandlungen konnten identische Bakterienspezies sowohl in den intraoralen Proben als auch auf den Masken des Behandlungsteams nachgewiesen werden. Die Kontaminationsrate variierte signifikant zwischen den vier Behandlungsmodalitäten (Kruskal-Wallis-Test, p = 0,01216), wobei Masken nach professioneller Zahnreinigung deutlich stärker kontaminiert waren. Die am häufigsten sowohl intraoral als auch auf den Masken nachgewiesenen Mikroorganismen waren Staphylococcus epidermidis, gefolgt von Actinomyces oris und Micrococcus luteus. Die Mikroorganismen, die sowohl in den oralen Proben als auch auf den Masken nachgewiesen wurden, zeigten eine signifikante Korrelation (rs = 0,63982, p = 0,018). Die Ergebnisse belegen erstmals eindeutig, dass orale Mikroorganismen von der Mundhöhle des Patienten auf die Außenseite chirurgischer Masken übertragen werden können und damit den direkten Übertragungsweg nachvollziehbar machen. Schlussfolgerung Orale Mikroorganismen aus der Mundhöhle des Patienten lassen sich auf der Außenseite von chirurgischen Masken nachweisen. Daher sollte beim Einsatz persönlicher Schutzausrüstung in der Zahnmedizin berücksichtigt werden, dass sich potenziell pathogene Mikroorganismen auf Masken absetzen und diese somit selbst zu einer Infektionsquelle werden können. Ein konsequenter Maskenwechsel nach jeder Behandlung ist daher dringend zu empfehlen. Ergänzende Schutzmaßnahmen, wie der Einsatz von Gesichtsvisieren sowie präprozedurale antimikrobielle Mundspülungen, können die mikrobiologische Belastung weiter reduzieren. Zukünftige Studien sollten zusätzlich den Einfluss weiterer möglicher Kontaminationsquellen, wie kontaminierter Wasserleitungen oder der allgemeinen Raumluft, untersuchen, während bestehende Schutzmaßnahmen regelmäßig überprüft und durch gezielte Strategien zur Minimierung der mikrobiellen Belastung ergänzt werden sollten.

1. 2 Abstract Background In recent years, the prevention of infections in dentistry has become increasingly important. Dental procedures that generate spray aerosols can release bioaerosols, which may contaminate the personal protective equipment (PPE) worn by the treatment team. In this context, medical face masks are frequently exposed to bacterial contamination. The microorganisms in these bioaerosols originate from various sources. However, to date, no study has directly demonstrated a correlation between the oral microbiota of patients and the bacterial species detectable on the masks of dental practitioners. Methods This prospective study, which included 126 aerosol-generating procedures, was carried out at the Clinic for Conservative Dentistry, Periodontology, and Preventive Dentistry at Saarland University. These procedures included both single-tooth treatments, such as restorative therapy and endodontic treatment, and full-mouth procedures, such as professional dental cleaning and periodontal therapy. Prior to treatment, intraoral swabs were obtained from the patients. After treatment, the operators' masks were pressed onto Columbia and Chocolate agar plates for ten seconds. The agar plates were incubated for 48 hours at 35 °C ± 2 °C in an atmosphere enriched with CO₂. Afterwards, all colonies showing distinct phenotypic characteristics were identified through MALDI-TOF mass spectrometry. Five surgical masks worn during simulated aerosol-generating procedures on phantom heads served as control samples. Results A total of 126 aerosol-generating procedures were included, comprising 50 professional tooth cleanings, 33 periodontal treatments, 31 filling therapies and 12 endodontic treatments. Four agar plates were used for each treatment, resulting in a total of 504 cultures, with 252 for intraoral swabs and 252 for the masks. Identical bacterial species were detected in both the intraoral samples and the masks in 42 % of cases. Contamination rates varied significantly between the four treatment modalities (Kruskal-Wallis test, p = 0.01216), with masks word during a professional tooth cleaning showing notably higher levels of contamination. The most frequently detected microorganisms in both intraoral samples and on the masks were Staphylococcus epidermidis, followed by Actinomyces oris and Micrococcus luteus. There was a significant correlation between the microorganisms present in the oral samples and on the masks (rs = 0.63982, p = 0.018). These results provide the first clear evidence that oral microorganisms can be transferred from a patient's oral cavity to the outside of a surgical mask, demonstrating a direct route of transmission. Conclusion Microbial species originating from the patient’s mouth can adhere to the outer layer of surgical masks. During dental treatments, it is important to consider that potentially pathogenic microorganisms can accumulate on the surface of personal protective equipment, such as masks, and may serve as a source of contamination. Consistent replacement of masks after each patient is advised. Additional protective strategies, such as the use of face shields and pre-procedural antimicrobial rinses, can further reduce microbial exposure. Future research should also address other possible contamination pathways, including waterlines and room air. Current protective practices should be routinely evaluated and enhanced with targeted strategies to minimize the risk of microbial transmission.