Για την καταπολέμηση του COVID-19 εν μέσω ελλείψεων εφοδιασμού το 2020, οι εγκαταστάσεις υγειονομικής περίθαλψης σε όλες τις ΗΠΑ κατέφυγαν σε απολυμαντικό εξοπλισμό ατομικής προστασίας (PPE), όπως μάσκες N95, για επαναχρησιμοποίηση με μεθόδους όπως το υπεριώδες φως (UV). Ωστόσο, υπήρχαν ερωτήματα σχετικά με την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα αυτών των μεθόδων και τον καλύτερο τρόπο εφαρμογής τους. Τώρα, στην πιο αυστηρή ίσως εξέταση των επιδράσεων του υπεριώδους φωτός στις μάσκες N95, ερευνητές στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) έχουν δείξει ότι αυτές οι μάσκες μπορούν να απολυμανθούν με μικρή επίδραση στη μορφή ή τη λειτουργία τους.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Journal of Research του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας, οι ερευνητές, με τη βοήθεια ομοσπονδιακών και ιδιωτικών εταίρων, εξέτασαν εξονυχιστικά μάσκες N95 που εκτίθενται σε υπεριώδη ακτινοβολία για ίχνη ιού και αναζήτησαν αλλαγές στο σχήμα των ινών τους. , ικανότητα φιλτραρίσματος αερολυμάτων και άλλων ιδιοτήτων. Τα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν ένα βασικό βήμα προς την επινόηση προτύπων υπεριώδους ακτινοβολίας που θα μπορούσαν να έχουν εκτεταμένα οφέλη στο μέλλον.
«Αυτή τη στιγμή, οι τεχνολογίες υπεριώδους ακτινοβολίας είναι πραγματικά στα σπάργανα σε σχέση με το περιβάλλον υγειονομικής περίθαλψης», δήλωσε η ερευνητική χημικός και ανώτερη σύμβουλος του NIST Dianne Poster, συν-συγγραφέας της μελέτης. “Και τα δεδομένα σε αυτό το έγγραφο θα μπορούσαν να είναι πραγματικά καθοριστικά για την οικοδόμηση των θεμελίων ώστε αυτές οι εφαρμογές να γίνουν πιο ρουτίνα.” Οι μάσκες N95 παρέχουν μια τρομερή άμυνα ενάντια στις μολυσματικές ασθένειες του αναπνευστικού. Το “95” στο “N95” αναφέρεται στην ικανότητα της μάσκας να παγιδεύει τουλάχιστον το 95% των σωματιδίων τόσο μικρών όσο 75 νανόμετρα (δισεκατομμυριοστά του μέτρου) που μπορεί να φιλοξενούν επιβλαβείς παράγοντες όπως ο κορωνοϊός. Όμως, παρά την αποτελεσματική σχεδίαση του N95, προοριζόταν μόνο για μία χρήση.
Με τη ζήτηση για ΜΑΠ να ξεπερνά κατά πολύ την προσφορά όταν ο COVID-19 ξέσπασε για πρώτη φορά στις ΗΠΑ το 2020, οι εργαζόμενοι στον τομέα της υγείας στράφηκαν στην απολύμανση μάσκες και άλλα ΜΑΠ χρησιμοποιώντας μια χούφτα μεθόδων, συμπεριλαμβανομένου του φωτός UV-C, ενός σχετικά κοινού τύπου υπεριώδους ακτινοβολίας που χρησιμοποιείται σε άλλες μικροβιοκτόνες εφαρμογές. Η UV-C έχει χρησιμοποιηθεί εδώ και δεκαετίες για την απαλλαγή του αέρα, του νερού και των επιφανειών από βακτήρια και ιούς, με τις εφαρμογές που υποστηρίζονται από επιστημονική έρευνα. Αλλά με την ξαφνική ευρεία εφαρμογή της στις μάσκες N95, η τεχνολογία εκτοξεύτηκε σε αχαρτογράφητη περιοχή, όπου δεν ήταν γνωστό πώς να εφαρμοστεί αποτελεσματικά.
Για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η UV-C για την απολύμανση μασκών N95, η NIST συνεργάστηκε με την UV-Concepts, έναν κατασκευαστή συστημάτων UV-C που δεν διατίθενται επί του παρόντος στην αγορά για απολύμανση N95, και την ResInnova Laboratories, μια εταιρεία αντιμικροβιακών δοκιμών. Οι συγγραφείς της νέας μελέτης στερέωσαν μάσκες N95 σε ράφια μέσα σε ένα σύστημα UV-Concepts – ένα περίβλημα επενδεδυμένο με 19 λάμπες UV-C και επικαλυμμένες σε μια ανακλαστική επιφάνεια – και τις εκτόξευσαν με υπεριώδη ακτινοβολία για τρία λεπτά, 10 φορές το καθένα. Η ομάδα περιέλουσε μερικές από τις μάσκες με ένα διάλυμα γεμάτο με OC43, έναν ανθρώπινο κορωνοϊό και στενό συγγενή του ιού που προκαλεί το COVID-19.
Μετά την ακτινοβόληση, συνόψισαν τον αριθμό των εναπομεινάντων ενεργών ιών OC43 για να διαπιστώσουν ότι η μέθοδος απολύμανε επαρκώς τις μάσκες N95 σε όλα τα τρία στρώματά τους, ακόμη και αδρανοποιώντας έως και το 100% των ιικών σωματιδίων σε ορισμένες περιοχές. Αλλά οι μάσκες N95, απολυμασμένες ή όχι, είναι τόσο καλές όσο η ικανότητά τους να κάνουν τη δουλειά τους. “Το μήκος κύματος της υπεριώδους ακτινοβολίας που χρησιμοποιείται για την απενεργοποίηση ενός ιού δεν είναι γνωστό ότι παράγει χημικές ουσίες, όπως το όζον, που θα μπορούσαν να βλάψουν το πλαστικό στις μάσκες N95. Αλλά είναι ακόμα σημαντικό να το ελέγξουμε”, δήλωσε ο ερευνητής του NIST, John Wright. συν-συγγραφέας της μελέτης.
Οι συγγραφείς διεξήγαγαν μάσκες N95 μέσα από μια πληθώρα δοκιμών για να μάθουν εάν η ακτινοβολία τις είχε αλλοιώσει ως σύνολο και μέχρι τη μεμονωμένη ίνα. Η ομάδα παρατήρησε τις ίνες χρησιμοποιώντας μια τεχνική απεικόνισης που ονομάζεται ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, η οποία μεγέθυνε τις εικόνες των μασκών έως και 2.000 φορές ή περισσότερο. Σε όλα τα τρία στρώματα τόσο των ακτινοβολημένων όσο και των μη ακτινοβολημένων μασκών, οι εικόνες δεν αποκάλυψαν σημαντικές διαφορές στο μέγεθος ή το σχήμα των ινών μεταξύ των ομάδων. Σε περίπτωση που η υπεριώδης ακτινοβολία επηρέαζε περισσότερο από αυτό που συναντούσε το μικροσκόπιο, οι συγγραφείς αναζήτησαν πιθανές αλλαγές αλλού.
Οι συγγραφείς μέτρησαν πόσο αντιστέκονταν οι μάσκες στον αέρα που ρέει μέσα από αυτές για να δουν εάν η υπεριώδης ακτινοβολία έκανε πιο δύσκολη την αναπνοή των N95, είπε ο Wright. Αλλά για άλλη μια φορά, η υπεριώδης ακτινοβολία δεν φάνηκε να κάνει καμία διαφορά. Η ομάδα του NIST εξέτασε επίσης εάν η ακτινοβολία επηρέασε την ικανότητα φιλτραρίσματος των N95 ή τις μηχανικές τους ιδιότητες. Για να προσδιορίσουν το πρώτο, κατεύθυναν ένα ρεύμα αερολυμάτων που μεταφέρουν αλάτι (μιμούμενοι το μέγεθος των εκπνεόμενων αερολυμάτων) στις μάσκες και μέτρησαν πόσα διέρρευσαν. Για να τους βοηθήσουν να υπολογίσουν το τελευταίο, τράβηξαν λωρίδες κομμένες από τις μάσκες με ένα μηχάνημα που ονομάζεται μηχανικός ελεγκτής. Και πάλι, οι ακτινοβολημένες μάσκες ήταν αναλλοίωτες.
Παράλληλα, ειδικοί στο Εθνικό Ινστιτούτο Εργασιακής Ασφάλειας και Υγείας (NIOSH) του CDC μελέτησαν επίσης μάσκες N95 που ακτινοβολήθηκαν στα περιβλήματα. Ωστόσο, παρά τη χρήση διαφορετικών μεθόδων για τη διερεύνηση ορισμένων από τα ίδια χαρακτηριστικά μάσκας με την ομάδα NIST και ορισμένες διαφορετικές πτυχές όπως εφαρμογή μάσκας, κατέληξαν στο ίδιο συμπέρασμα. Στο μέλλον, οι ερευνητές και τα μέλη της βιομηχανίας UV μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα των συγγραφέων για να κάνουν αρχικά βήματα προς την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα διαφορετικά επίπεδα ακτινοβολίας UV-C επηρεάζουν την απόδοση και την καθαριότητα της μάσκας N95, κάτι που είναι απαραίτητο για την τυποποίηση αυτών των μεθόδων.
Επιπλέον, η μελέτη καταδεικνύει τα οφέλη της συνεργασίας όταν οι τυπικές μέθοδοι είναι περιορισμένες και υπάρχει ανάγκη για πολλούς ειδικούς, ικανότητες και εγκαταστάσεις σε όλους τους κλάδους. «Προσωπικά, ως ιδιωτικό, ανεξάρτητο εργαστήριο, βρήκα πολύ ικανοποιητικό να μπορώ να συνεργάζομαι τόσο με μια ομοσπονδιακή υπηρεσία όσο και με έναν κατασκευαστή σε αυτό το έργο», δήλωσε ο πρόεδρος και διευθύνων σύμβουλος της ResInnova Laboratories, Matthew Hardwick, ένας από τους συνεργάτες της μελέτης. συγγραφέας. «Τα πρότυπα υπεριώδους ακτινοβολίας που αναπτύχθηκαν μέσω συνεργασιών όπως αυτή θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να ανταποκριθούμε στην επόμενη έκτακτη ανάγκη που θα συναντήσουμε όπου η αλυσίδα εφοδιασμού ΜΑΠ είναι τεταμένη», είπε ο Πόστερ.