Degradation of bleach produced for disinfection in Kenyan healthcare facilities using novel technology

技術要約：新しい技術を用いたケニアのヘルスケア施設における消毒用漂白剤の劣化について

問題提起
発展途上国、特に水、衛生、および手洗い（WASH）へのアクセスに関する感染予防および管理（IPC）が不十分なヘルスケア施設（HCF）では、患者や医療従事者に重大なリスクをもたらしている。表面消毒のための推奨剤として次亜塩素酸ナトリウム（漂白剤）が挙げられるが、その有用性は、サプライチェーンの失敗、予算の制約、品質の低さ、および時間の経過に伴う急速な劣化によって損なわれることが多い。これらの供給問題を解決するため、STREAMデバイス（Aqua Research社製）のような次亜塩素酸塩生成装置を使用することで、食塩水から0.5%次亜塩素酸ナトリウムを現地でオンサイト生産することが可能である。しかし、このように現地生産された漂白剤の棚卸期間（シェルフライフ）は極めて重要な懸念事項である。安定化を行わない場合、溶液が使用される前に劣化し、効果を失う可能性がある。本研究では、ケニアの病院におけるSTREAM生成漂白剤の棚卸期間を評価し、アルカリ化（安定化）された溶液と非安定化溶液を市販の漂白剤と比較した。

方法論
本研究は、2022年2月から8月にかけて、西ケニアの2つの病院（AおよびB）において実施された。0.5%次亜塩素酸ナトリウムを生産するためにSTREAMデバイスが設置された。

• 実験デザイン： 病院では、20リットルの容器に保管される漂白剤を生産した。サンプルは以下の3つのカテゴリーに分類された：
  1. 安定化漂白剤： 水酸化ナトリウムペレットを用いてpH 11.5–12にアルカリ化されたもの。
  2. 非安定化漂白剤： pH調整を行わずに生産されたもの。
  3. 市販の漂白剤： コントロールとして購入されたもの。
• サンプリング： 各容器タイプにつき各病院から1リットルのサンプルを3つずつ採取した（計18本）。
• 試験プロトコル： サンプルに対し、遊離有効塩素（FAC）濃度（ppm）、pH、および温度を、最大216日（病院A）および196日（病院B）にわたる不定期な間隔で測定した。FACの測定には、N,N-ジエチル-p-フェニレンジアミン（DPD）試薬とHach Pocket Colorimeterを使用した。
• 統計分析： 多変量対数正規回帰を用い、ログ変換されたFACを従属変数として、漂白剤の種類ごとの7日あたりの予想減少率（％）を比較した。ボトル内の経時的な相関を考慮するために、一般化推定方程式を用いた。

主な結果
評価の結果、安定化およびソースに基づいた明確な劣化率が示された：

• 安定化漂白剤： pH 11–12にアルカリ化された場合、漂白剤は高い安定性を示した。
  • 病院A： FACは約1%（乗法的効果 0.992）ずつ7日ごとに減少した。濃度は29日目まで5,000 ppm以上を維持し、216日目まで4,000 ppm以上を維持した（総減少率18%）。
  • 病院B： FACは約3%（乗法的効果 0.987）ずつ7日ごとに減少した。濃度は29日目まで5,000 ppm以上を維持し、196日目まで4,000 ppm以上を維持した（総減少率29.6%）。
• 非安定化漂白剤： pH調整を行わない場合、劣化は急速であった。
  • 病院A： FACは7日ごとに21%減少した。濃度は22日目以降に4,000 ppmを下回り、216日目には167 ppmまで低下した（総減少率96.8%）。
  • 病院B： FACは7日ごとに12%減少した。濃度は44日目以降に4,000 ppmを下回り、196日目には422 ppmまで低下した（総減少率93.1%）。
• 市販の漂白剤： 両方の場所において、7日あたり1%未満の減少を示し、最も高い安定性を示した。

主な貢献

• 現地生産の実現可能性： 本研究は、病院がポータブル次亜塩素酸塩生成装置を使用して、かなりの量の漂白剤（病院Aで約3,520リットル、病院Bで約4,550リットル）を正常に生産できることを確認した。
• 安定化の効果： 本研究は、アルカリ化による具体的なメリットを定量化した。pHを11–12に調整することで、現地生産された漂白剤の棚卸期間が約3週間から6ヶ月以上に延長され、表面消毒に必要な閾値である1,000 ppmを十分に維持できることを示した。
• 運用データ： 本研究は、ケニアの環境条件（24–30°C）におけるSTREAM生成漂白剤の現実的な劣化曲線を提供し、保管および使用プロトコルのためのデータに基づいた根拠を提示した。

意義および主張
本論文は、適切に安定化されていることを条件に、STREAMデバイスを用いた現地の漂白剤生産は、リソースの限られた環境にあるヘルスケア施設にとって実現可能な解決策であると結論付けている。

• 棚卸期間（シェルフライフ）： 安定化された漂白剤は、少なくとも6ヶ月間、消毒に適した濃度を維持するが、非安定化された漂白剤は3〜4週間しか使用できない。
• 実用的な適用： 著者らは、安定化されたSTREAM漂白剤（約5,000 ppm）は、市販の漂白剤（多くの場合33:1の希釈が必要）と比較して、表面消毒のための希釈比率（4:1または5:1）がより単純であり、調製ミスを減らす可能性があると述べている。
• 限界と範囲： 著者らは、本研究が1つの郡の2つの病院からの便宜的サンプリングであることを指摘し、結果が完全に一般化できるわけではないことを認め、控えめに表現している。また、不定期なテスト間隔や、外部資金が必要となる可能性のあるデバイスの高い初期費用（4,000ドル）といった、ロジスティクス上の制限についても認めている。
• 推奨事項： 本研究は、信頼性を確保しサプライチェーンの問題を軽減するために、pHを11–12に調整して現地の漂白剤を安定化することを推奨するとともに、濃度が最適なうちに消費されるよう、製品を積極的に使用することを推奨している。