Historia sterylizacji UV
Zastosowanie światła UV jako metody sterylizacji obszarów i ograniczenia przenoszenia patogenów zostało po raz pierwszy zaproponowane w 1878 roku przez Arthura Downesa i Thomasa P. Blunta. Niedługo potem pierwsze odnotowane użycie światła UV jako środka dezynfekującego zostało zgłoszone w Marsylii we Francji w 1910 roku, gdzie tę metodę zastosowano do sterylizacji wody pitnej w prototypowej fabryce.
W latach pięćdziesiątych w Szwajcarii i Austrii stosowano uzdatnianie wody promieniami UV. Do 1985 roku w Europie działało 1500 oczyszczalni UV. Do 2001 roku liczba ta wzrosła do 6000 stacji uzdatniania wody UV, które były używane w Europie.
Obecnie światło UV jest szeroko stosowane w warunkach szpitalnych jako środek do sterylizacji pomieszczeń i powierzchni. Ponieważ stosowanie światła UV staje się coraz bardziej popularne do celów dezynfekcji, systemy naświetlania bakteriobójczego ultrafioletem (UVGI) również stały się znacznie tańsze.
W związku z trwającą pandemią koronawirusa 2019 (COVID-19) ponownie pojawiło się zainteresowanie zastosowaniem światła UV do sterylizacji pomieszczeń i systemów filtracji powietrza.
Jak to działa
Światło UV to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali dłuższej niż promieniowanie rentgenowskie, ale krótszej niż światło widzialne. Światło UV jest podzielone na różne długości fal, w tym UV-C, które jest światłem UV o krótkiej długości fali, często określanym jako „bakterobójcze” promieniowanie UV.
Pomiędzy długościami fal od 200 do 300 nanometrów (nm), czyli tam, gdzie działa UV-C, kwasy nukleinowe w drobnoustroju są zaburzone. Kwasy nukleinowe absorbują światło UV-C, w wyniku czego powstają dimery pirymidynowe, które zakłócają zdolność kwasów nukleinowych do replikacji lub ekspresji niezbędnych białek. Prowadzi to do śmierci komórek w bakteriach i inaktywacji wirusów.
Podstawową metodą aplikacji są bakteriobójcze lampy UV. Obecnie w użyciu jest kilka różnych typów lamp UV, do których należą:
Niskociśnieniowe lampy rtęciowe (emitujące światło UV o długości fali 253 nm.)
Diody emitujące światło ultrafioletowe (UV-C LED), które emitują wybieralne długości fal od 255 do 280 nm.
Lampy impulsowo-ksenonowe, które emitują szerokie spektrum światła UV (emisja szczytowa to blisko 230 nm.)
Systemy UVGI mogą być instalowane w pomieszczeniach zamkniętych, gdzie stały przepływ powietrza lub wody zapewnia wysoki poziom ekspozycji. Skuteczność zależy od wielu czynników, w tym jakości i rodzaju używanego sprzętu, czasu ekspozycji, długości fali i intensywności promieniowania UV, obecności cząstek ochronnych oraz odporności mikroorganizmu' na promieniowanie UV. Skuteczność systemów UVGI można również określić na podstawie czegoś tak prostego, jak kurz na żarówce; dlatego sprzęt musi być regularnie czyszczony i wymieniany, aby zapewnić jego skuteczność w procedurach sterylizacji.
Istnieje kilka zalet i wad związanych z procesami sterylizacji UV. W przypadku sterylizacji wody UV zapewni doskonałą dezynfekcję bez użycia chloru; jednak woda oczyszczona UVGI jest podatna na reinfekcję. Istnieją również obawy dotyczące bezpieczeństwa, ponieważ światło UV jest szkodliwe dla większości żywych organizmów, a niechciana ekspozycja na światło UV może powodować oparzenia słoneczne i zwiększone ryzyko niektórych nowotworów u ludzi. Inne obawy dotyczące bezpieczeństwa obejmują ryzyko upośledzenia wzroku.
Mikroorganizmy, takie jak zarodniki grzybów, prątki i organizmy środowiskowe, są trudniejsze do zabicia za pomocą systemów UVGI w porównaniu z bakteriami i wirusami. Chociaż może to być prawdą, systemy UVGI, które emitują duże dawki światła UV, nadal mogą być używane do usuwania zanieczyszczeń grzybowych z systemów klimatyzacyjnych. W przeszłości światło UV było wykorzystywane do zabijania gruźlicy, a ostatnio było używane do zapobiegania wybuchom epidemii w szpitalach bakterii lekoopornych, takich jak gronkowiec złocisty oporny na metycylinę (MRSA).
Używanie światła UV do walki z COVID-19
Od początku 2020 r. COVID-19, który jest wywoływany przez wysoce zakaźnego koronawirusa zespołu ostrej ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2), zainfekował ponad 203 miliony ludzi na całym świecie i spowodował śmierć ponad 4,3 miliona. W większości krajów na całym świecie wdrożono obowiązkowe środki noszenia masek i zdystansowania społecznego w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się SARS-CoV-2; jednak kilka innych metod zostało również zastosowanych w desperackich próbach przejęcia kontroli nad pandemią.
Środki dezynfekcji UV i sterylizacji zyskały na nowo zainteresowanie dezynfekcją przestrzeni od początku pandemii. Wykazano, że promieniowanie UV-C i, w mniejszym stopniu, UV-A i UV-B, inaktywuje SARS-CoV-2. Jednak nie ma wystarczających dowodów na skuteczność promieniowania UV-C w ograniczaniu rozprzestrzeniania się SARS-CoV-2. Wynika to z ograniczonej ilości opublikowanych danych dotyczących czasu trwania, długości fali i dawki promieniowania UV potrzebnej do inaktywacji SARS-CoV-2.
SARS-CoV-2 to wirus układu oddechowego, który rozprzestrzenia się głównie przez zakażone kropelki powietrza wydalane przez objawowych lub bezobjawowych nosicieli. Doprowadziło to do rozkwitu rynku urządzeń do sterylizacji UV-C, w tym tuneli odkażających, systemów klimatyzacji i oczyszczania UV-C, a także suszarek do rąk z lampami UV.
Pomimo ich potencjalnej użyteczności, systemy te nie zastępują sprawdzonych metod kontroli, takich jak noszenie masek i dystans społeczny. Przeciwnie, systemy UV-C mogą działać jako dodatkowa warstwa obrony przed SARS-CoV-2.
Wniosek
Światło UV jest skutecznym środkiem sterylizującym przeciwko szerokiej gamie różnych mikroorganizmów obecnych w środowisku. Używanie sprzętu do sterylizacji UV staje się coraz bardziej powszechne, szczególnie w reakcji na trwającą pandemię COVID-19. Jest zatem prawdopodobne, że branża ta będzie się dalej rozwijać w nadchodzących latach.
