Ιστορικό αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία
Η χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας ως μέθοδος αποστείρωσης περιοχών και μείωσης της μετάδοσης παθογόνων μικροοργανισμών προτάθηκε για πρώτη φορά το 1878 από τους Arthur Downes και Thomas P. Blunt. Αμέσως μετά, η πρώτη καταγεγραμμένη χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας ως απολυμαντικού μέσου αναφέρθηκε στη Μασσαλία της Γαλλίας, το 1910, όπου αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για την αποστείρωση πόσιμου νερού σε ένα πρωτότυπο εργοστάσιο.
Μέχρι τη δεκαετία του 1950, η επεξεργασία με νερό UV χρησιμοποιήθηκε στην Ελβετία και την Αυστρία. Μέχρι το 1985, υπήρχαν 1.500 μονάδες επεξεργασίας νερού UV στην Ευρώπη. Μέχρι το 2001, ο αριθμός αυτός αυξήθηκε σε 6.000 μονάδες επεξεργασίας νερού UV που χρησιμοποιήθηκαν στην Ευρώπη.
Σήμερα, η υπεριώδης ακτινοβολία χρησιμοποιείται ευρέως σε χώρους νοσηλείας ως παράγοντας αποστείρωσης για δωμάτια και επιφάνειες. Καθώς η χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας έχει γίνει όλο και πιο δημοφιλής για σκοπούς απολύμανσης, τα συστήματα υπεριώδους μικροβιοκτόνου ακτινοβολίας (UVGI) έχουν επίσης γίνει πολύ φθηνότερα.
Έχει ανανεωθεί το ενδιαφέρον για την εφαρμογή υπεριώδους ακτινοβολίας για αποστείρωση δωματίων και συστημάτων φιλτραρίσματος αέρα λόγω της συνεχιζόμενης πανδημίας της νόσου του κορονοϊού 2019 (COVID-19).
Πως δουλεύει
Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που έχει μήκος κύματος μεγαλύτερο από τις ακτίνες Χ αλλά μικρότερο από το ορατό φως. Το υπεριώδες φως κατηγοριοποιείται σε διαφορετικά μήκη κύματος, συμπεριλαμβανομένου του UV-C, το οποίο είναι υπεριώδες φως μικρού μήκους κύματος που συχνά αναφέρεται ως «μικροβιοκτόνο» UV.
Μεταξύ των μηκών κύματος των 200 και 300 νανομέτρων (nm), όπου λειτουργεί το UV-C, τα νουκλεϊκά οξέα σε ένα μικρόβιο διαταράσσονται. Τα νουκλεϊκά οξέα απορροφούν το φως UV-C, με αποτέλεσμα τα διμερή πυριμιδίνης που διαταράσσουν την ικανότητα των νουκλεϊκών οξέων να αναπαράγουν ή να εκφράζουν τις απαραίτητες πρωτεΐνες. Αυτό οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο σε βακτήρια και αδρανοποίηση σε ιούς.
Οι μικροβιοκτόνοι λαμπτήρες UV είναι η κύρια μέθοδος εφαρμογής. Υπάρχουν διάφοροι τύποι λαμπτήρων UV που χρησιμοποιούνται αυτήν τη στιγμή, οι οποίοι περιλαμβάνουν:
Λαμπτήρες υδραργύρου χαμηλής πίεσης (εκπέμπουν υπεριώδες φως στα 253 nm.)
Δίοδοι εκπομπής υπεριώδους φωτός (LED UV-C), οι οποίες εκπέμπουν επιλέξιμα μήκη κύματος μεταξύ 255 και 280 nm.
Λαμπτήρες παλλόμενου xenon, οι οποίοι εκπέμπουν ένα ευρύ φάσμα υπεριώδους φωτός (η μέγιστη εκπομπή είναι κοντά στα 230 nm.)
Τα συστήματα UVGI μπορούν να εγκατασταθούν σε κλειστούς χώρους όπου η συνεχής ροή αέρα ή νερού εξασφαλίζει υψηλά επίπεδα έκθεσης. Η αποτελεσματικότητα βασίζεται σε πολλούς παράγοντες, όπως η ποιότητα και ο τύπος χρήσης εξοπλισμού, η διάρκεια έκθεσης, το μήκος κύματος και η ένταση της υπεριώδους ακτινοβολίας, η παρουσία προστατευτικών σωματιδίων και η ικανότητα του μικροοργανισμού να αντέχει στην υπεριώδη ακτινοβολία. Η αποτελεσματικότητα των συστημάτων UVGI μπορεί επίσης να καθοριστεί από κάτι τόσο απλό όσο η σκόνη στον λαμπτήρα. Επομένως, ο εξοπλισμός πρέπει να καθαρίζεται και να αντικαθίσταται τακτικά για να διασφαλίζεται η αποτελεσματικότητά του για τις διαδικασίες αποστείρωσης.
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που σχετίζονται με τις διαδικασίες αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Σε περίπτωση αποστείρωσης νερού, το UV θα παρέχει ανώτερη απολύμανση χωρίς τη χρήση χλωρίου. Ωστόσο, το νερό που έχει υποστεί επεξεργασία με UVGI είναι επιρρεπές σε επανεμφάνιση. Υπάρχουν επίσης ανησυχίες για την ασφάλεια, καθώς το υπεριώδες φως είναι επιβλαβές για τους περισσότερους ζωντανούς οργανισμούς και η ανεπιθύμητη έκθεση σε υπεριώδες φως μπορεί να προκαλέσει ηλιακά εγκαύματα και αυξημένο κίνδυνο ορισμένων καρκίνων στους ανθρώπους. Άλλες ανησυχίες για την ασφάλεια περιλαμβάνουν τον κίνδυνο εξασθένησης της όρασης.
Οι μικροοργανισμοί όπως τα σπόρια μυκήτων, τα μυκοβακτηρίδια και οι περιβαλλοντικοί οργανισμοί είναι πιο δύσκολο να σκοτωθούν με τα συστήματα UVGI σε σύγκριση με τα βακτήρια και τους ιούς. Αν και αυτό μπορεί να είναι αλήθεια, τα συστήματα UVGI που εκπέμπουν υψηλές δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας μπορούν ακόμα να χρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνση μολύνσεων από μύκητες από τα συστήματα κλιματισμού. Ιστορικά, η υπεριώδης ακτινοβολία έχει χρησιμοποιηθεί για να σκοτώσει τη φυματίωση και πρόσφατα χρησιμοποιήθηκε για να αποτρέψει εστίες νοσοκομειακών εστιών ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων όπως ο ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA).
Χρησιμοποιώντας υπεριώδη ακτινοβολία για την καταπολέμηση του COVID-19
Από τις αρχές του 2020, ο COVID-19, ο οποίος προκαλείται από το εξαιρετικά μεταδοτικό σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο κοροναϊός 2 (SARS-CoV-2), έχει μολύνει πάνω από 203 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και έχει προκαλέσει το θάνατο περισσότερων από 4,3 εκατομμυρίων. Έχουν εφαρμοστεί υποχρεωτικά μέτρα χρήσης μάσκας και κοινωνικής απόστασης στις περισσότερες χώρες παγκοσμίως σε μια προσπάθεια να μετριάσουν την εξάπλωση του SARS-CoV-2. Ωστόσο, πολλές άλλες μέθοδοι έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί σε απελπισμένες προσπάθειες να αποκτήσουν τον έλεγχο της πανδημίας.
Τα μέτρα απολύμανσης και αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία έχουν λάβει νέο ενδιαφέρον για την απολύμανση χώρων από την αρχή της πανδημίας. Οι ακτίνες UV-C και, σε μικρότερο βαθμό, οι ακτινοβολίες UV-A και UV-B έχουν αποδειχθεί ότι απενεργοποιούν τον SARS-CoV-2. Ωστόσο, δεν υπάρχουν επαρκή στοιχεία για την αποτελεσματικότητα της ακτινοβολίας UV-C στον μετριασμό της εξάπλωσης του SARS-CoV-2. Αυτό οφείλεται στον περιορισμένο αριθμό δημοσιευμένων δεδομένων σχετικά με τη διάρκεια, το μήκος κύματος και τη δόση της υπεριώδους ακτινοβολίας που απαιτείται για την απενεργοποίηση του SARS-CoV-2.
Ο SARS-CoV-2 είναι ένας αναπνευστικός ιός που μεταδίδεται κυρίως από μολυσμένα σταγονίδια αέρα που εκτοξεύονται από συμπτωματικούς ή ασυμπτωματικούς φορείς. Αυτό οδήγησε σε μια αναπτυσσόμενη αγορά εξοπλισμού αποστείρωσης UV-C που περιλαμβάνει σήραγγες απολύμανσης, συστήματα κλιματισμού και καθαρισμού UV-C, καθώς και στεγνωτήρια χεριών που περιλαμβάνουν λάμπες UV.
Παρά την πιθανή χρησιμότητά τους, αυτά τα συστήματα δεν αντικαθιστούν αποδεδειγμένους ελέγχους, όπως η χρήση μάσκας και η κοινωνική απόσταση. Μάλλον, τα συστήματα UV-C μπορούν να λειτουργήσουν ως ένα επιπλέον στρώμα άμυνας έναντι του SARS-CoV-2.
συμπέρασμα
Το υπεριώδες φως είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο αποστείρωσης ενάντια σε ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών μικροοργανισμών που υπάρχουν στο περιβάλλον. Η χρήση εξοπλισμού αποστείρωσης με υπεριώδη ακτινοβολία γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη, ιδιαίτερα σε αντίδραση στην τρέχουσα πανδημία COVID-19. Είναι επομένως πιθανό ότι ο κλάδος αυτός θα συνεχίσει να αναπτύσσεται τα επόμενα χρόνια.
