Heating, ventilation and air conditioning (HVAC) system, microbial air contamination and surgical site infection in hip and knee arthroplasties: the GISIO-SItI Ischia study

BACKGROUND: Recent studies have questioned the role of unidirectional airflow ventilation system in reducing surgical site infection (SSI) in prosthetic implant surgery. The aim of the ISChIA study ("Infezioni del Sito Chirurgico in Interventi di Artroprotesi" which means "Surgical site infections in arthroplasty surgery") was to evaluate, as a contribution to this debate, the association between heating, ventilation and air conditioning systems, microbial air contamination and surgical site infection in hip and knee arthroplasty.METHODS: The study was performed from March 2010 to February 2012 in 14 hospitals, for a total of 28 operating theatres: 16 were equipped with vertical unidirectional airflow ventilation (U-OTs), 6 with mixed airflow ventilation (M-OTs), 6 with turbulent airflow ventilation (T-OTs). Microbial air contamination in the operating theatre was evaluated by means of passive (Index of Microbial Air contamination, IMA) and active (Colony Forming Units per cubic metre, cfu/m3) sampling. SSI surveillance was carried out according to the Hospitals in Europe Link for Infection Control through Surveillance protocol.RESULTS: A total of 1,285 elective prosthesis procedures (61.1% hip and 38.9% knee) were included in the study. The results showed a wide variability of the air microbial contamination in operating theatres equipped with unidirectional airflow. The recommended values of ≤2 IMA and ≤10 cfu/m3 were exceeded, respectively, by 58.9% and 46.4% of samples from U-OTs and by 87.6% and 100% of samples from M-OTs. No significant difference was observed between SSI cumulative incidence in surgical procedures performed in U-OTs compared with those performed in T-OTs. A lower risk of SSI, even though not statistically significant, was shown in surgical procedures performed in U-OTs with a microbial air contamination within the recommended values (≤2 IMA and ≤10 cfu/m3) compared with those performed in U-OTs where these limits were exceeded, and compared with those performed in T-OTs with microbial air contamination within the recommended values for this type of OTs (≤25 IMA, ≤180 cfu/m3.CONCLUSION: ISChIA study did not show a protective effect of unidirectional airflow compared with turbulent airflow in arthroplasty surgery. However, the frequent exceeding of recommended air microbial contamination values in OTs equipped with unidirectional airflow, and the lower SSI risk in surgical procedures performed in compliant U-OTs compared with those performed in non-compliant U-OTs and with those performed in compliant T-OTs, suggest the need of further studies, which should consider air microbial contamination and other aspects of SSI prevention that may negate the potential benefits of the ventilation system; differences in intrinsic and extrinsic risk factors, medical treatment and surgical technique are also to be considered. Training interventions aimed at improving the behaviour of operators are essential.

BACKGROUND: Recenti studi hanno messo in discussione il ruolo del sistema unidirezionale di ventilazione del flusso d'aria nel ridurre l'infezione del sito chirurgico (SSI) nella chirurgia implantare protesica. Lo scopo dello studio ISCHIA ("Infezioni del Sito Chirurgico in Interventi di Artroprotesi" che significa "Infezioni del sito chirurgico nella chirurgia di artroplastica") è stato quello di valutare, come contributo a questo dibattito, l'associazione tra riscaldamento, ventilazione e sistemi di climatizzazione, contaminazione dell'aria microbica e infezione del sito chirurgico nell'artroplastica dell'anca e del ginocchio. METODI: Lo studio è stato condotto da marzo 2010 a febbraio 2012 in 14 ospedali, per un totale di 28 sale operatorie: 16 erano dotate di ventilazione verticale unidirezionale dell'aria (U-OT) 6 con ventilazione a flusso d'aria misto (M-OT), 6 con ventilazione a flusso d'aria turbolenta (T-OT). La contaminazione microbica dell'aria nella sala operatoria è stata valutata mediante campionamento passivo (contaminazione da Indice di contaminazione microbica, IMA) e attivo (Colony Forming Units per metro cubo, cfu / m3). La sorveglianza SSI è stata effettuata secondo il protocollo di sorveglianza degli ospedali in Europa per il controllo delle infezioni tramite il protocollo di sorveglianza. RISULTATI: Nello studio sono state incluse in totale 1.285 procedure di protesi elettiva (61,1% di anca e 38,9% di ginocchio). I risultati hanno mostrato un'ampia variabilità della contaminazione microbica dell'aria nelle sale operatorie dotate di flusso d'aria unidirezionale. I valori raccomandati di ≤ 2 IMA e ≤10 cfu / m3 sono stati superati, rispettivamente, del 58,9% e del 46,4% dei campioni da U-OT e dell'87,6% e 100% dei campioni da M-OT. Nessuna differenza significativa è stata osservata tra l'incidenza cumulativa di SSI nelle procedure chirurgiche eseguite in U-OT rispetto a quelle eseguite in T-OT. Un rischio più basso di SSI, anche se non statisticamente significativo, è stato dimostrato nelle procedure chirurgiche eseguite in U-OT con una contaminazione microbica dell'aria nei valori raccomandati (≤ 2 IMA e ≤10 cfu / m3) rispetto a quelli eseguiti in U-OT dove questi limiti sono stati superati e confrontati con quelli effettuati in T-OT con contaminazione microbica dell'aria nei valori raccomandati per questo tipo di OTs (≤25 IMA, ≤180 cfu / m3.CONCLUSIONE: lo studio ISCHIA non ha mostrato un effetto protettivo di flusso d'aria unidirezionale rispetto al flusso d'aria turbolento nella chirurgia artroplastica.Tuttavia, il frequente superamento dei valori di contaminazione microbica raccomandati negli OT dotati di flusso unidirezionale e il minore rischio di SSI nelle procedure chirurgiche eseguite in U-OT conformi rispetto a quelli eseguiti in non conformità U-OT e con quelli eseguiti in T-OTs conformi, suggeriscono la necessità di ulteriori studi, che dovrebbero considerare la contaminazione microbica dell'aria e altri aspetti della prevenzione di SSI. potrebbe negare i potenziali benefici del sistema di ventilazione; anche le differenze nei fattori di rischio intrinseco ed estrinseco, nel trattamento medico e nella tecnica chirurgica devono essere considerate. Gli interventi di formazione volti a migliorare il comportamento degli operatori sono essenziali.