Clinical and economic justification for managerial decisions on replacing corroded dental instruments

Full Text

Обоснование

Инфекционная безопасность в медицинских организациях является одной из важнейших проблем современного здравоохранения¹. Это многофакторная задача, включающая как технические и организационные аспекты, так и влияние индивидуальных биологических особенностей пациентов [1–5]. Учитывая масштабность когорты стоматологических пациентов в амбулаторно-поликлинической среде, насыщенной возбудителями воздушно-капельной вирусной и бактериальной инфекции, важно прогнозировать возможность возникновения угрозы перекрёстного инфицирования всех там находящихся. Любые нарушения правил санитарно-эпидемического режима содействует вспышкам инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи²³⁴[6, 7]. По данным ВОЗ, такие инфекции ежегодно наносят самый значительный социально-экономический урон во всех странах мира⁵ [8–11]. Совокупный мировой ущерб исчисляется сотнями миллиардов долларов [12, 13].

Успешно противостоять инфекциям, связанным с оказанием медицинской помощи, можно лишь путём профилактики посредством валидированных и утверждённых протоколов химической дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации инструментов. Эти протоколы основываются на чётком исполнении требований санитарной безопасности в медицинских организациях. Особенности химической дезинфекции и стерилизации определяются профилем медицинской помощи и видом деятельности стоматологической организации¹²³ [14, 15].

Химическая дезинфекция является эффективным и малозатратным противомикробным мероприятием. Однако со временем после введения новых дезинфицирующих средств развивается устойчивость патогенных микроорганизмов, которая чаще всего компенсируется повышением концентрации раствора и жёсткими режимами проведения дезинфекции. Наряду с этим необходимо отметить нарушения протоколов дезинфекции. В то же время общеизвестно, что химические дезинфектанты токсичны и требуют тщательного выполнения инструкций работающим с ними персоналом [11, 16]. Перечисленные основные факторы в совокупности ведут к повреждению целостности поверхности стоматологических инструментов, что вызывает коррозию и ржавчину и обусловливает невозможность полноценной повторной дезинфекции, а это сопряжено с необходимостью утилизации инструментов [16–20].

Корродированные инструменты трудно полноценно очистить от органических и неорганических загрязнений. При повторной химической дезинфекции и последующей стерилизации в автоклаве такого инструментария невозможно достичь качественной и полноценной деконтаминации микроорганизмов [14–16].

В различных областях промышленности широко используются антикоррозионные и упрочняющие покрытия, которые могут эффективно реставрировать корродированные инструменты [18–22]. Такими, в частности, являются металлокерамические покрытия, полученные методом электроискрового легирования стоматологического инструмента с использованием СВС-электродов на основе TiC-NiCr [17]. Эти покрытия позволяют увеличить микротвёрдость и коррозионную стойкость поверхности образцов.

В последние годы для достижения высокой степени деконтаминации без ущерба для физико-химических свойств инструментов активно исследуются современные методы стерилизации с применением сверхкритического и субкритического диоксида углерода, показавшие эффективность инактивации патогенов и сохранность материалов [23–25]. Для продления срока службы и повышения экономической эффективности перспективны антикоррозионные металлокерамические покрытия на основе TiC-NiCr, стойкие к действию агрессивных дезинфектантов [26].

Цель

В связи с вышесказанным целью нашей работы стало клинико-экономическое обоснование целесообразности реставрации корродированного стоматологического инструментария вместо его утилизации.

Методы

Инновационная модель принятия управленческого решения о замене стоматологического инструментария, подверженного коррозии, включает математический аппарат, алгоритм и программное обеспечение в программной среде Python [27], позволяющее в режиме пользовательского интерфейса и интуитивно понятного диалогового окна вводить исходные данные для расчёта максимальных затрат на реставрацию стоматологического инструментария в процентах от его первоначальной стоимости (рис. 1).

 

Рис. 1. Графический интерфейс диалогового окна для определения максимальных затрат на реставрацию стоматологического инструментария

 

Как следует из рис. 1, входными параметрами программы выступают затраты на утилизацию инструмента (в процентах от его первоначальной стоимости), снижение его ликвидной стоимости (в процентах от первоначальной стоимости) и прирост срока полезного использования после реставрации. Принятие управленческих решений о замене стоматологического инструментария осуществляется на основе следующей математической модели:

$\frac{\Delta P\left(t\right)+Y\left(t\right)}{T}\le \frac{P\left(0\right)+\Delta P\left(0\right)+Z\left(t\right)}{\tau }$

где ΔP(t) — снижение ликвидной стоимости стоматологического инструментария возраста t при переходе от шага t к шагу t+1, руб.; Y(t) — затраты на реставрацию инструмента возраста t, руб.; T — срок полезного использования после реставрации, услуг; P(0) — стоимость нового инструмента, руб.; ΔP(0) — снижение ликвидной стоимости нового инструмента при переходе от шага t к шагу t+1, руб.; Z(t) — затраты на утилизацию инструмента возраста t, руб.; τ — нормативный срок полезного использования нового инструмента в днях.

При построении разработанной нами модели принятия управленческих решений о замене стоматологического инструментария, подверженного коррозии, будем считать, что решение о его замене, дальнейшей эксплуатации и (или) реставрации выносится по визуальному контролю членов комиссии и результатам тестирования на коррозионный унос материала, а также что реставрация продлевает срок службы стоматологического инструментария с уменьшением его ликвидной стоимости.

Таким образом, критерием оптимальности принимаемого управленческого решения о замене стоматологического инструментария в нашем исследовании будут выступать приходящиеся на единицу дополнительного срока службы инструмента суммарные затраты на реставрацию поверхности и упрочнение инструментария, которые включают издержки на реставрационные мероприятия посредством нанесения упрочняющего антикоррозионного покрытия и снижение ликвидной стоимости инструмента.

Результаты и обсуждение

Практическая реализация разработанной в программной среде Python инновационной модели принятия управленческих решений о замене стоматологического инструментария, подверженного коррозии, показана на рис. 2.

 

Рис. 2. Практическая реализация инновационной модели принятия управленческих решений о замене стоматологического инструментария в программной среде Python

 

Для введённых пользователем значений (см. рис. 2) результат работы программы, рассчитанный по формуле (1), показан на рис. 3.

 

Рис. 3. Результат работы программы определения максимальных затрат на реставрацию стоматологического инструментария

 

Так, по результатам моделирования пользователю следует принять решение о реставрации, если затраты на неё не превышают 49,5% первоначальной стоимости стоматологического инструмента (см. рис. 3).

Если затраты на утилизацию инструмента составят 60% его первоначальной стоимости, снижение ликвидной стоимости инструмента равно 40% его первоначальной стоимости, а прирост срока полезного использования после реставрации оценивается в 300%, то реставрация инструмента экономически целесообразна (если затраты на реставрацию не превышают 560,0% первоначальной стоимости инструмента) (рис. 4).

 

Рис. 4. Результаты работы программы принятия управленческих решений на базе Python

 

На рис. 5 показано тестирование работоспособности программы определения максимальных затрат на реставрацию стоматологического инструментария в среде Python на отрицательных значениях (рис. 5, а) и при вводе некорректных данных (рис. 5, b), проанализированы полученные данные.

 

Рис. 5. Тестирование работоспособности программы: a — на отрицательных значениях; b — при вводе некорректных данных; c — результаты анализа полученных данных

 

Так, из рис. 5 видно, что если какие-либо из введённых пользователем параметров отрицательные, то это не сказывается на работоспособности программы. Однако при введении заведомо нелогичных и абсурдных данных программа выдаёт информационное сообщение об ошибке и необходимости введения корректных данных, как показано на рис. 5, b.

Представленная в настоящем исследовании программа позволила осуществить клинико-экономическое обоснование и ранжирование управленческих решений о необходимости замены стоматологического инструментария, подверженного коррозии, в зависимости от уровня затрат на реставрацию стоматологического инструментария и ликвидной стоимости в процентах от его первоначальной стоимости, а также прироста срока полезного использования инструмента после реставрации в процентах от нормативного срока его использования (приложение 1).

Представленная в приложении 1 матрица клинико-экономической целесообразности реставрации стоматологического инструментария, подверженного коррозии, позволяет принимать управленческие решения о замене инструмента в зависимости от значений следующих параметров: 1) затраты на утилизацию инструмента; 2) затраты на его реставрацию и снижение ликвидной стоимости в процентах от первоначальной стоимости инструмента, а также в зависимости от 3) прироста срока полезного использования инструмента после реставрации в процентах от его нормативного срока использования.

Так, например, если затраты на утилизацию инструмента составляют 10%, затраты на реставрацию инструмента равны 80%, а снижение ликвидной стоимости оценивается в размере 15% его первоначальной стоимости, то реставрация инструмента целесообразна при условии, что прирост срока полезного использования после реставрации составит не менее 76% нормативного срока использования, что можно видеть в строке 14 приложения 1. Аналогичным образом определяется клинико-экономическая целесообразность принятия управленческого решения о замене инструментария, подверженного коррозии, для других параметров и условий последующего использования инструмента.

На рис. 6 представлены результаты работы программы принятия управленческих решений на базе Python, которые подтверждают представленные выше данные.

 

Рис. 6. Результаты работы программы принятия управленческих решений на базе Python

 

Анализ приложения 1 и результатов использования разработанного программного продукта показывает, что для пользователей (стоматологической практики) реставрация стоматологического инструментария, значительно увеличивающая срок его последующего полезного использования, экономически более выгодна по сравнению с приобретением нового инструментария, подверженного коррозии. В приложении 1 указаны предельные затраты на реставрацию, определяющие её максимально допустимую цену с учётом транспортных и других расходов, в процентах от стоимости нового инструмента P(0), при которой пользователю, согласно критерию принятия управленческого решения по формуле (1), выгодно осуществить реставрацию инструмента, нежели приобрести новый.

Заключение

Разработана инновационная модель принятия управленческого решения, включающая математический аппарат, выраженный формулой (1); алгоритм, программное обеспечение в программной среде Python; матрицу клинико-экономической целесообразности реставрации стоматологического инструментария, подверженного коррозии. Сформулирован критерий оптимальности такого управленческого решения.

Поставлена и решена задача о замене стоматологического инструментария, подверженного коррозии, в зависимости от соотношения между суммарными затратами на реставрацию с использованием технологии электроискрового легирования и СВС-электродов, приходящимися на единицу срока полезного использования и включающими стоимость реставрации и уменьшение ликвидной стоимости инструментария; и суммарными затратами на покупку нового инструментария, состоящими из стоимости нового инструментария, снижения его ликвидной стоимости за период эксплуатации в течение первого периода принятия управленческого решения и затрат на утилизацию корродированного инструментария.

Разработанная программная среда и матрица клинико-экономической целесообразности, представленная в приложении 1, показывают, что реставрация стоматологического инструментария, значительно увеличивающая срок его последующего полезного использования, экономически более выгодна по сравнению с приобретением нового инструментария, подверженного коррозии.

Разработанная авторами программа на базе Python позволяет для любых значений затрат на реставрацию, ликвидной стоимости инструментария, затрат на его утилизацию и прироста срока его полезного использования после реставрации определить экономическую целесообразность реставрации такого инструмента в соответствии с вышеуказанным критерием принятия управленческого решения по сравнению с заменой его на новый стоматологический инструментарий. Программа на базе Python также позволяет определить пороговые значения параметров, влияющих на принятие управленческого решения при известных значениях влияющих факторов.

Дополнительная информация

Приложение 1. Матрица клинико-экономической целесообразности реставрации стоматологического инструментария, подверженного коррозии

doi: 10.17816/dent686560-4363816

Вклад авторов. С.Н. Керасов и М.С. Галстян — подготовка текста статьи; Е.В. Костырин — разработка концепции исследования, постановка цели и задач; П.М. Бажин — формулирование идеи; С.А. Арутюнов — сбор и анализ литературных источников. Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Этическая экспертиза. Неприменимо.

Источники финансирования. Отсутствуют.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Все данные, полученные в настоящем исследовании, доступны в статье.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два внешних рецензента, член редакционной коллегии и научный редактор издания.

Additional information

Appendix 1. Matrix of clinical and economic feasibility for restoring corroded dental instruments

doi: 10.17816/dent686560-4363816

Author contributions: S.N. Kerasov, M.S. Galstyan: writing―original draft; E.V. Kostyrin, P.M. Bazhin: conceptualization; S.A. Arutyunov: investigation. All the authors approved the final version of the manuscript for publication and agreed to be accountable for all aspects of the work, ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Ethics approval: Not applicable.

Funding sources: No funding.

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities, or interests for the last three years related to for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously published material (text, images, or data) was used in this work.

Data availability statement: All data generated during this study are available in this article.

Generative AI: No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.

Provenance and peer review: This paper was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review process involved two external reviewers, a member of the editorial board, and the in-house scientific editor.

 

¹ СанПиН 3.3686–21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней» (утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28 января 2021 г. № 4). Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/573660140 Дата обращения: 27.04.2025.

² Федеральный закон Российской Федерации от 30 декабря 2020 г. № 492-ФЗ «О биологической безопасности в Российской Федерации». Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_372000/ Дата обращения: 27.04.2025.

³ Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. О мерах по совершенствованию профилактики инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Режим доступа: https://www.rospotrebnadzor.ru/about/info/news/news_details.php?ELEMENT_ID=7576 Дата обращения: 27.04.2025.

⁴ World Health Statistics 2024. В: Всемирная организация здравоохранения [Internet]. 2024. Режим доступа: https://whodc.mednet.ru/en/main-publications/epidemiologiya-i-statistika/4063.html Дата обращения: 27.04.2025.

⁵ World Health Statistics 2024. В: Всемирная организация здравоохранения [Internet]. 2024. Режим доступа: https://whodc.mednet.ru/en/main-publications/epidemiologiya-i-statistika/4063.html Дата обращения: 27.04.2025

About the authors

Stefan N. Kerasov

Russian University of Medicine; Bauman Moscow State Technical University

Email: stenley007@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-3144-2781
SPIN-code: 7994-8670
Russian Federation, Moscow; Moscow

Evgeny V. Kostyrin

Bauman Moscow State Technical University

Email: mauntain76@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2569-1146
SPIN-code: 1012-2883

Dr. Sci. (Economics), Associate Professor

Russian Federation, Moscow

Mariam S. Galstyan

Russian University of Medicine

Author for correspondence.
Email: galstyan_mariam@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3372-5775
SPIN-code: 3814-7044
Russian Federation, 5 Kedrova st, Moscow, 117292

Sergey A. Arutyunov

Russian University of Medicine

Email: sa.arutyunov@rambler.ru
ORCID iD: 0009-0005-7605-5715
SPIN-code: 4682-1730
Russian Federation, 5 Kedrova st, Moscow, 117292

Pavel M. Bazhin

Peoples’ Friendship University of Russia

Email: bazhin@ism.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-1710-3965
SPIN-code: 8117-0070

Dr. Sci. (Engineering), Professor

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files