Combattere le malattie con la luce ultravioletta

I ricercatori determineranno i livelli di ultravioletti e i tempi di esposizione delle migliori pratiche in modo che si possano sviluppare dispositivi di disinfezione basati sugli ultravioletti per uccidere i virus presenti nell’aria nelle stanze e sulle superfici. Credito: Alyssa LaGrange, Mary Baldwin College. Tutti i diritti riservati.

26 maggio 2020

Di Mariah Chuprinski

PARCO UNIVERSITARIO, Pennsylvania — Ora e nei mesi a venire, gli ospedali e gli edifici commerciali avranno il compito di sanificare i grandi ambienti interni per prevenire la trasmissione di virus come SARS-CoV-2, che causa COVID-19. Un nuovo studio finanziato da sovvenzioni potrebbe fornire la base di conoscenze necessaria per sviluppare prodotti a base di radiazioni ottiche utilizzati in tali processi igienico-sanitari su larga scala.

William Bahnfleth, co-investigatore principale (PI) e professore di ingegneria architettonica alla Penn State, si unisce al co-PI Suresh Kuchipudi, professore clinico di scienze veterinarie e biomediche al Penn State's College of Agricultural Sciences, per studiare la capacità delle radiazioni ottiche di disinfettare le superfici e ridurre la trasmissione di virus.

Bahnfleth e i suoi collaboratori hanno ricevuto circa 90.000 dollari in fondi iniziali per il progetto di sei mesi dagli Huck Institutes of the Life Sciences, dal College of Engineering e dagli Institutes of Energy and the Environment della Penn State.

I ricercatori testeranno un coronavirus umano surrogato simile al SARS-CoV-2, che causa il COVID-19, contro diverse lunghezze d’onda della luce ultravioletta in un reattore simile a un armadio, come quello mostrato. Credito: Dipartimento di Ingegneria Architettonica / Penn State. Creative Commons

"Alcune lunghezze d'onda della luce ultravioletta hanno la capacità di inattivare i microrganismi, come funghi e virus, danneggiando il loro DNA o RNA in modo che non possano più riprodursi", ha detto Bahnfleth. "La nostra domanda di ricerca per questo progetto chiede quanto bene funzionano le diverse lunghezze d'onda per disattivare o uccidere i coronavirus come COVID-19."

All'interno di un reattore simile ad un armadio, Bahnfleth, Kuchipudi e il collaboratore Jim Freihaut, professore di ingegneria architettonica alla Penn State, misureranno il grado di disinfezione dei campioni di coronavirus esposti alla luce ultravioletta con lunghezze d'onda di 254 o 365 nanometri per diversi periodi di tempo di esposizione. . I ricercatori utilizzeranno nei loro test un coronavirus umano surrogato simile al virus COVID-19, che sarà fornito dal Dipartimento di scienze veterinarie e biomediche della Penn State. I test si svolgeranno in un laboratorio di livello 2 di biosicurezza presso il Penn State University Park.

"Una volta determinati i livelli ultravioletti e i tempi di esposizione migliori, è possibile progettare dispositivi di disinfezione basati sugli ultravioletti per disattivare i virus presenti nell'aria negli edifici, nei sistemi di fornitura d'aria, nelle superfici delle stanze o delle apparecchiature, nelle maschere facciali e nelle apparecchiature per il campionamento dei virus", ha affermato Freihaut. "La stessa tecnologia potrebbe essere utilizzata, in futuro, anche per disattivare batteri e altri tipi di virus, ma potrebbe essere necessario adattare i livelli di luce ultravioletta per ogni specifico contaminante bersaglio."

In definitiva, ha affermato Freihaut, le parti interessate potrebbero applicare quelle stesse capacità ai sistemi HVAC delle scuole e delle sale conferenze, che sono focolai significativi per la diffusione di virus influenzali di tutti i tipi.

Nella seconda parte del progetto, Donghyun Rim della Penn State, assistente professore di ingegneria architettonica, e Richard Mistrick, professore associato di ingegneria architettonica, lavoreranno con Bahnfleth per applicare i risultati della parte sperimentale dello studio alla modellazione fluidodinamica computazionale e simulazioni di illuminazione. Le simulazioni serviranno a prevedere l’effetto del sistema di irradiazione germicida combinato con gli sforzi di ventilazione e filtrazione sulla vitalità dei campioni di coronavirus.

"Svilupperemo un piano per controllare i diversi elementi che entrano nel modello spaziale, nonché il rischio di infezione che si muove nello spazio di distribuzione dell'aria", ha affermato Rim. "Modelleremo anche il tipico movimento dell'aria di una stanza, che di solito viene rimossa, pulita e poi rimessa in circolo in uno spazio."