Disinfezione ultravioletta immersiva di E. coli e fago MS2 su tessuti di cotone

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 13260 (2022) Citare questo articolo

La disinfezione ultravioletta immersiva fornisce una tecnologia priva di sostanze chimiche per tessuti, superfici e spazi pubblici più sicuri inattivando gli agenti patogeni trasmissibili. Questo studio ha esaminato la disinfezione UV immersiva, utilizzando una cabina di disinfezione, di E. coli e MS2 inoculati su magliette di cotone bianco. L’impatto che i materiali porosi hanno sulla disinfezione UV è poco compreso poiché la maggior parte delle precedenti ricerche sulla disinfezione delle superfici si concentravano su superfici dure e lisce. In questo studio sono stati utilizzati diversi approcci per caratterizzare la dinamica della luce all'interno della cabina di disinfezione, inclusi coupon di dosimetria colorimetrica, biodosimetria e spettroradiometria. La micro e macro geometria delle superfici porose sono fattori importanti da considerare quando si utilizzano tecnologie UV immersive. La geometria della cabina ha influenzato la distribuzione della luce UV emessa all'interno della cabina di disinfezione e le proprietà fisiche di un materiale poroso, come il motivo intrecciato del cotone, contribuiscono entrambe all'efficienza della disinfezione UV. Questo lavoro ha identificato che la distribuzione della luce è fondamentale per le tecnologie UV immersive poiché la fluenza erogata era molto variabile all'interno della cabina di disinfezione e ha comportato una differenza di diversi logaritmi di riduzione per le aree adiacenti dei campioni di magliette. Altre aree inoculate hanno ottenuto riduzioni superiori a 1 log per MS2 e riduzioni superiori a 2 log per E. coli.

L’interesse e l’uso delle tecnologie immersive UV-C sono aumentati notevolmente in risposta alla pandemia di SARS-CoV-21,2. Le tecnologie immersive UV-C utilizzano la luce germicida per disinfettare gli spazi condivisi o gli oggetti ad alto contatto per ridurre la trasmissione di malattie trasmissibili. La pandemia SARS-CoV-2 ha messo in luce la necessità di spazi condivisi più sicuri e la necessità di strumenti efficaci per ridurre la carica virale su superfici ad alto contatto3,4,5,6. La disinfezione UV-C è ben compresa nel settore dell’acqua per il controllo biologico e negli ambienti sanitari per l’irradiazione germicida delle vie aeree superiori7. La disinfezione UV-C è considerata un metodo di pulizia aggiuntivo per ridurre i casi di infezioni acquisite in ospedale (ICA) attraverso organismi resistenti ai farmaci8,9. L'indossamento e la rimozione dei dispositivi di protezione individuale (DPI) in ambito sanitario è stato identificato come vettore virale in diversi studi10,11,12. La disinfezione UV-C degli indumenti contenenti agenti patogeni ha il potenziale di ridurre i casi di infezioni acquisite in ospedale e può essere utilizzata in ambienti ad alto traffico come edifici per uffici, stadi e campus universitari4,13.

Le dinamiche dei materiali non porosi sono ben comprese dal punto di vista UV-C, mentre esiste una lacuna di conoscenze nell’applicazione delle tecnologie UV-C immersive ai materiali porosi. Uno studio ha analizzato l'efficacia dei disinfettanti chimici su superfici porose e non porose e ha dimostrato che i tessuti, come il cotone, erano meno efficienti per la disinfezione mediante 2 log rispetto alla disinfezione delle superfici in vetro14. La comprensione sia della micro che della macrogeometria dei materiali porosi ha implicazioni significative per l'efficacia della disinfezione UV-C e deve essere presa in considerazione quando si disinfettano superfici complesse6,15,16,17. Ad esempio, le tecnologie UV-C immersive sono state utilizzate per il riutilizzo di emergenza dei respiratori frontali (FFR), dove gli studi hanno dimostrato che il tipo di materiale FFR è determinante nell'efficacia della disinfezione UV-C e regola il limite superiore della disinfezione ottenibile1,6,17,18. A conoscenza degli autori, non esiste uno studio pubblicato che indaghi l’efficacia della disinfezione UV-C immersiva su materiali comuni e porosi come il cotone. L’importanza di questa lacuna di conoscenze è amplificata se si considera il crescente interesse per la disinfezione degli spazi condivisi, che consistono in una miscela di materiali porosi e non porosi.

Gli armadi di disinfezione sono una tecnologia UV-C immersiva, che è stata introdotta sul mercato per diverse applicazioni di nicchia, come rivenditori di abbigliamento, spogliatoi e laboratori. Le cabine di disinfezione forniscono un'esposizione UV-C a 360°, che massimizza l'area illuminata sugli oggetti porosi e riduce l'impatto delle ombre. Un altro fattore importante da considerare per queste tecnologie è la distribuzione della luce. Una distribuzione impropria della luce UV-C può portare a una disinfezione inadeguata degli oggetti mirati. Esistono diversi strumenti che possono essere utilizzati per caratterizzare la fluenza fornita da sorgenti luminose UV-C immersive come schede dosimetriche UV-C, biodosimetria e spettroradiometria. Data la novità dei dispositivi UV-C immersivi, non esiste uno standard per quantificare le fluenze a 360°. Questo documento affronta questo problema caratterizzando una cabina di disinfezione UV-C utilizzando microrganismi di sfida comuni e tecniche radiometriche. Biodosimetria, dosimetria chimica (tramite schede dosimetriche) e spettroradiometria sono state tutte utilizzate per caratterizzare la fluenza utilizzando magliette di cotone come indumento di sfida. Il tessuto di cotone si trova comunemente nell'abbigliamento, nei mobili e in tutti gli ambienti per le applicazioni UV-C e funge da surrogato dei materiali porosi. I risultati di questo studio informano sia il settore sanitario che quello dei raggi UV-C in merito alle migliori pratiche quando si considera la disinfezione dei materiali porosi.