Korean J healthc assoc Infect Control Prev 2024; 29(1): 3-9
Published online June 30, 2024 https://doi.org/10.14192/kjicp.2024.29.1.3
Copyright © Korean Society for Healthcare-associated infection Control and Prevention
Department of Internal Medicine, Division of Infectious Disease, Kangdong Sacred Heart Hospital, Hallym University College of Medicine, Seoul, Korea
Correspondence to: Jin Seo Lee
E-mail: rem324@naver.com
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3913-6370
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0).
Surgical-site infections (SSIs) are the most common healthcare-associated infections in patients undergoing surgery. Surgical site preparation to prevent SSI is aimed at reducing the number of microorganisms introduced into the operative sites. Antiseptics are used to remove transient bacteria and reduce the number of commensal organisms present on the skin. The most commonly used agents are chlorhexidine, povidone-iodine, and alcohol. All of these agents have broad-spectrum activity against various pathogens. Although each agent has its advantages and disadvantages, alcohol-based antiseptic solutions containing chlorhexidine are recommended in the available guidelines. Further well-designed studies are required to identify the best antiseptics for SSI prevention.
Keywords: Surgical wound infection, Chlorhexidine, Povidone-iodine, Alcohols
의료관련감염(Healthcare-associated infection, HCAI)은 통상적으로 환자가 입원한지 48시간 후에 발생하거나 퇴원 후 14일 이내, 수술 후 30일 이내에 발생하는 감염을 말한다[1]. 수술부위감염(Surgical Site Infection, SSI)은 수술을 시행한 환자들에게서 가장 많이 발생하는 HCAI중의 하나이고 수술종류에 따라 1%-20%에서 발생한다고 알려져 있다[2-4]. SSI는 입원환자에게 있어서 이환율과 치명율을 증가시키고[4,5] 많은 의료비용의 발생을 초래한다[4-6]. 이러한 SSI를 감소시키기 위하여 많은 노력이 기울여지고 있으며 피부 소독제의 사용은 그중 중요한 수술 전 처치이다. 피부에는 수많은 미생물들이 존재하고 있으며 이들은 세정이나 화장품, 옷 등 위협이 되는 환경에도 불구하고 안정적인 군집을 유지하고 있다[7]. 이러한 세균들은 평상시 머무르는 피부에 있을 때는 해가 되지 않으나 외과적 수술 등으로 방어막이 손상되면 병원균으로 작용할 수 있다[8]. 소독제는 이러한 피부의 세균들을 감소시키거나 제거하여 수술부위의 미생물 숫자를 줄이고 다시 회복되는 것을 억제하는 것을 목표로 한다[9]. 가장 흔하게 사용되는 소독제들은 클로르헥시딘(Chlorhexidine), 포비돈-아이오다인(Povidone iodine), 알코올(Alcohol) 등이 있고 트리클로산(Triclosan), 과산화수소(Hydrogen peroxide) 등도 사용되고 있다[10,11]. 이러한 피부 소독제들은 대부분 광범위 항균작용을 보이지만 각기 다른 특성을 지니고 있으며[9-11] 가장 효과가 좋은 소독제를 확인하기 위한 연구도 지속되고 있다. 이에 수술 전에 흔하게 사용되는 피부소독제들에 대해 알아보고 의료현장에서 수술부위감염의 감소에 도움이 되고자 한다.
클로르헥시딘은 2가의 양이온성 biguanide 분자로 4개의 chlorophenyl링과 2개의 biguanide 그룹이 중앙의 hexamethylene bridge로 연결되어 있다[12]. 생물학적 활성은 양이온 분자가 미생물 외 복합체(extra-microbial complexes)와 음전하를 띤 미생물 세포벽에 결합하여 세포의 삼투 평형을 변화시키기 때문이며[13], 1950년대에 처음으로 항균효과가 기술되었다[14]. 클로르헥시딘은 낮은 농도에서는(0.02%-0.06%) 저분자량 물질, 특히 칼륨과 인이 누출되어 정균(bacteriostatic) 효과를 보이다가 높은 농도에서는(>0.12%) 박테리아 세포의 세포질의 침전 및/또는 응고로 인한 살균(bactericidal) 효과를 보이며[13,15], pH5.5-7.0에서 최적의 효과를 보이는 pH의존성을 보인다[13]. 곰팡이 균에서도 세포질의 변화를 일으켜 정균(fungistatic) 효과를 보이며[16] 세포벽이 약간의 장벽으로서의 역할을 한다[17]. 마이코박테리아(mycobacteria)는 클로르헥시딘이 외막을 투과하기 어려워서 내성을 나타낸다[18]. 이렇게 클로르헥시딘은 그람양성균, 그람음성균, 혐기성균, 곰팡이균, 원생동물(protozoa)에 광범위한 항균력을 보이며[10,13,19] 일부 바이러스들에 활성을 보이지만[13] 외피가 없는 바이러스나 아포를 형성하는 세균에 대한 활성은 떨어진다[20-23]. 클로르헥시딘은 고농도 유기물이 있는 환경에서도 항균력을 유지한다[24]. 클로르헥시딘 감수성 검사에 대한 표준화된 검사법은 확립되어 있지 않지만 한천배지 희석법(agar dilution), 시간-살균 곡선(time-kill) 등 다양한 방법으로 표현형 검사를 시도하고 있다[10]. 감수성 변화에 대한 정확한 자료는 얻기 어렵고 연구마다 다른 결과들을 보고하고 있다. 미국에서 methicillin resistant
요오드(iodine)는 180여 년 전부터 소독효과가 있는 것으로 알려져 왔지만 피부자극과 착색, 안정성의 문제로 사용이 제한되어 오다가 1950년대에 안정적으로 요오드를 배출하는 수용성 물질인 포비돈-아이오다인(povidone-iodine)이 개발되면서 광범위하게 사용되게 되었다[30]. 포비돈은 자유 요오드(free iodine)를 방출할 수 있게 하는 수용성 전달체로서 역할을 하고 지용성 세포막에 친화력을 보여 요오드가 목표 미생물의 세포막 가까이에서 방출되도록 한다[31]. 정확한 기전이 모두 밝혀지지는 않았지만 세포 안에서 요오드는 세포막을 손상시키고 단백질들과 핵산을 공격하여 세포를 사멸시키는 것으로 알려져 있다[31,32]. 포비돈-아이오다인은 매우 광범위한 항균작용을 하여 다제내성균을 포함한 그람양성균, 그람음성균, 마이코박테리아, 곰팡이균, 원생동물에 항균력을 보여준다[33,34]. 외피가 있거나 없는 바이러스들에 대해서도 효과를 보이며[35,36] 일부 세균성 아포에도 노출시간에 따라 활성을 보인다[37,38]. 세균과 곰팡이균에 의한 바이오필름(biofilm)에도 효과를 보인다는 연구들도 있다[37,39,40]. 포비돈-아이오다인에 대한 표준화된 감수성 검사도 클로르헥시딘과 마찬가지로 확립되어 있지는 않지만 오랜 세월 동안 광범위한 사용에도 불구하고 아직까지 포비돈-아이오다인에 대한 내성은 보고되지 않고 있다[41].
알코올은 광범위하게 사용되고 있는 소독제이며 단독으로 사용되거나 클로르헥시딘과 같은 다른 소독제와 함께 사용되어 지기도 한다[42]. 다양한 알코올 제재들이 있으며 에탄올(ethyl alcohol), 이소프로파놀(isopropyl alcohol), n-프로파놀(
과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)는 200여 년 전 발견된 이래 광범위하게 사용되어져 왔으며 3%-90%까지 다양한 제품들이 시중에 있으나 피부소독제로 주로 쓰이는 농도는 3%-6%이다[10,11]. 자세한 기전은 완전히 알려지지는 않았지만 과산화수소는 세포 내에서 산화제로 작용하여 수산화 자유 라디칼(hydroxyl free radical)을 생성하여 단백질, 지질, DNA 등을 공격하여 세포에 산화적 손상(oxidative damage)을 주는 것으로 알려져 있다[10,11]. 세균과 바이러스, 곰팡이, 원형동물과 세균성 아포까지 광범위한 작용범위를 가지며[47,48] 보통 그람음성균보다 그람양성균에 대해 더 큰 활성을 가지는 것으로 보인다[11]. 표준화된 감수성검사가 확립되지 않았으나 임상적으로 의미있는 내성이 따로 보고되지는 않은 것으로 보인다[10]. 하지만 catalase라고 하는 효소를 생성하는 세균들에 있어서 저항성들이 일부 보고되고 있으며
임상현장에서 위의 소독제들을 단독 혹은 병합으로 사용하여 수술부위감염에 대한 효과를 비교한 많은 연구들이 있으며 이를 토대로 한 각종지침들도 있다. WHO에서는 수술부위감염 예방을 위한 지침에서 알코올을 기반으로 한 클로르헥시딘 제재를 권고하고 있다[52]. 미국 질병관리통제센터에서는 단순하게 알코올기반 소독제를 권고하고 있고[53], 미국 의료역학학회/감염학회/감염관리및역학전문가협회/병원협회(SHEA/IDSA/APIC/AHA) 지침에서도 알코올과 함께 클로르헥시딘 또는 포비돈-아이오다인을 병합해서 사용하도록 권고하고 있다[54]. 영국 국립보건임상연구소(National Institute for Health and Care Excellence, NICE)에서는 알코올기반 클로르헥시딘 제재를 일차적으로 권고하고 있으며(0.5% 클로르헥시딘/70% 알코올: 경미한 외과적 시술, 2.0% 클로르헥시딘/ 70% 알코올: 침습적 의학적 시술), 수술부위가 점막 옆일 경우 클로르헥시딘 수용액(4.0% 수용성 클로르헥시딘) 사용을 권고한다. 클로르헥시딘 사용이 금기일 경우에는 알코올기반 포비돈-아이오다인을 권고하며 이마저도 여의치 않을 때는 포비돈-아이오다인 수용액을 권고하고 있다[55]. 국내 의료관련감염 표준예방지침에서도 금기가 아니라면, 수술 전 환자 피부소독을 위해 알코올기반 클로르헥시딘을 사용을 권고하고 있으며 사용할 수 없는 경우 포비돈-아이오다인 사용을 권고한다[56]. 수술 전 피부소독제 사용에 대해서는 많은 무작위 배정 임상시험(Randomized Controlled Trials, RCT) 연구들과 메타분석(meta-analysis)들이 있으며 주로 알코올, 클로르헥시딘, 포비돈-아이오다인의 수술부위 감염예방 효과에 대해 각각 혹은 병합효과에 대해서 비교를 하였고 특히 클로르헥시딘과 포비돈-아이오다인의 효과비교에 대해 연구가 집중되었다. 클로르헥시딘의 효과를 증명한 연구들로 2020년 코크란 리뷰(Cochrane review)를 통해 발표된 제왕절개를 한 여성 6,916명을 대상으로 한 13개의 RCT를 분석한 메타분석 연구가 있다[57]. 하위분석에서 2,663명 4개의 RCT 데이터를 분석한 결과 저자는 알코올 기반 클로르헥시딘을 사용한 수술 부위 준비가 알코올기반 포비돈-아이오다인을 사용한 수술 부위 준비보다 감염률이 더 낮다고 결론지었다(RR, 0.62; 95% CI, 0.45-0.87;
수술부위감염을 예방하기 위해 수술 시에 많은 소독제들이 사용되어 왔으며 소독제들 사이에 효과의 차이를 보인 연구도 있고 그렇지 않은 연구도 있다. 현재까지 보고된 무작위 배정 임상시험 연구들과 메타분석 연구들에 근거하여 많은 지침들에서 알코올기반 클로르헥시딘을 우선적으로 권고를 하고 있다. 추후 국내에서도 추가적인 연구가 필요해 보인다.
Song Yi An, Woong Jung, Chang Min Lee, Sung Hyuk Park, Hyun Kyung Park, Myung Chun...
2023; 28(2): 203-209 https://doi.org/10.14192/kjicp.2023.28.2.203Song Yi An, Woong Jung, Chang Min Lee, Sung Hyuk Park, Hyun Kyung Park, Myung Chun...
2022; 27(1): 35-42 https://doi.org/10.14192/kjicp.2022.27.1.35Song Yi An, Woong Jung, Chang Min Lee, Sung Hyuk Park, Hyun Kyung Park, Myung Chun...
2017; 22(1): 1-8 https://doi.org/10.14192/kjicp.2017.22.1.1