Parâmetros otimizados para SARS eficaz

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 16664 (2022) Citar este artigo

1156 acessos

2 Altmétrica

Detalhes das métricas

A disseminação das infecções por SARS-CoV-2 e a gravidade da pandemia da doença de coronavírus de 2019 (COVID-19) resultaram no rápido desenvolvimento de medicamentos, vacinas e contramedidas para reduzir a transmissão viral. Embora novas estratégias de tratamento para prevenir a infecção por SARS-CoV-2 estejam disponíveis, as mutações virais continuam sendo uma séria ameaça para a comunidade de saúde. Portanto, dispositivos médicos equipados com recursos de erradicação de vírus são necessários para prevenir a transmissão viral. Os LEDs UV estão ganhando popularidade na área médica, utilizando o espectro UVC mais germicida, que atua através da formação de fotoprodutos. Aqui, desenvolvemos um dispositivo médico portátil e recarregável que pode desinfetar o SARS-CoV-2 em menos de 10 s em 99,9%, com duração de 6 h. Usando este dispositivo, investigamos o efeito antiviral do UVC-LED (275 nm) contra o SARS-CoV-2 em função da distância de irradiação e do tempo de exposição. A distância de irradiação de 10–20 cm, tempo de exposição < 10 s e doses de UV > 10 mJ/cm2 foram determinadas como ideais para a eliminação de SARS-CoV-2 (≥ 99,99% de redução viral). Os sistemas UVC-LED têm vantagens como intensidade de estabilização rápida e insensibilidade à temperatura e podem contribuir para o desenvolvimento de dispositivos médicos capazes de conter a infecção por SARS-CoV-2. Ao demonstrar a inativação do SARS-CoV-2 com irradiação UVC-LED de curto prazo, nosso estudo pode sugerir diretrizes para garantir um ambiente médico mais seguro.

A pandemia da doença de coronavírus de 2019 (COVID-19) se espalhou pelo mundo desde seu surto inicial em 2019, causando séria morbidade e mortalidade. É causada pelo SARS-CoV-2 (coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 2), um vírus altamente contagioso, detectado principalmente em amostras do trato respiratório e locais nasofaríngeos em pacientes com COVID-191. Os relatórios indicam a transmissão entre humanos dentro de 2 a 10 dias, mostrando que o vírus se espalha por contato direto, como mãos e superfícies contaminadas, e por via aérea2. Sob condições ambientais, o SARS-CoV-2 permanece viável em aerossóis por até 3 h e é mais estável em plástico e aço inoxidável (até 72 h) do que em cobre (4 h) e papelão (24 h)3. A exposição a materiais ambientais contaminados pode ser evitada por muitas técnicas de controle, incluindo esterilização por calor, desinfecção química, desinfecção de superfícies por filtração e irradiação ultravioleta (UV)4. Os possíveis danos materiais causados ​​pela esterilização por calor e toxicidade dos desinfetantes químicos e a escassez de filtros no mercado representam um grande desafio ao longo da pandemia, gerando uma demanda alarmante de sistemas de desinfecção mais sustentáveis4. Dada a rápida transmissão do vírus, é importante desenvolver medidas e tecnologias sustentáveis ​​que possam inativar o vírus e limitar a transmissão.

O crescimento do mercado global de UVC (ultravioleta-C) foi impactado positivamente pelo surto de COVID-19. Durante a pandemia, a desinfecção UV do ar e da superfície atraiu a atenção para os dispositivos UV e muitos produtos foram disponibilizados no mercado4. Vários locais públicos com diferentes níveis de contaminação de ar e materiais ambientais começaram a usar sistemas de desinfecção de superfície por UV4. Os raios UV são classificados em três tipos básicos de acordo com o comprimento de onda: UVA (320–400 nm), UVB (280–320 nm) e UVC (100–280 nm)5. Vários centros de pesquisa e laboratórios estão desenvolvendo produtos à base de UVC para prevenir a propagação da infecção. Os diodos emissores de luz ultravioleta (UV-LEDs) são dispositivos sem mercúrio que podem ser usados ​​para operações sob demanda6. Enquanto as lâmpadas de mercúrio emitem luz apenas em um determinado comprimento de onda, os LEDs UV são capazes de emitir luz em vários comprimentos de onda individuais5. Como medida de saúde pública e segurança ambiental, o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) proibiu produtos contendo mercúrio em 2013 e, a partir de 2020, as lâmpadas de mercúrio de baixa pressão deveriam ser substituídas por novas fontes emissoras de UV7. A irradiação UV é uma abordagem antimicrobiana emergente devido à sua flexibilidade, disponibilidade e fácil controle dos padrões de radiação8. Dispositivos médicos equipados com UV-LEDs estão ganhando popularidade na área médica, com o UVC, que atua por meio da formação de fotoprodutos, considerada a região germicida mais eficaz dentro do espectro UV9. Além disso, um estudo recente relatou que a intensidade UVC-LED não foi afetada por mudanças de temperatura ou tempo de aquecimento10. Além disso, UVC-LED inativa patógenos por meio de vários mecanismos, incluindo danos a ácidos nucleicos ou proteínas e produção de radicais de oxigênio11,12. Um estudo recente relatou que a irradiação com UVC-LED em um comprimento de onda de 280 ± 5 nm inativou rapidamente o SARS-COV-2 isolado de um paciente com COVID-199. Além disso, outro estudo relatou a eliminação do SARS-COV-2 após tratamento com alta temperatura (> 56 °C) e irradiação UVC (100–280 nm)13. Várias tecnologias para desinfetar o COVID-19 empregando UV incluem a tecnologia de oxidação fotoeletroquímica (PECO) usada no desenvolvimento de um purificador de ar, em que a luz UV-A foi utilizada para ativar um catalisador no filtro coberto por nanopartículas para oxidar os contaminantes do ar14. De acordo com essas descobertas, desenvolvemos um dispositivo médico portátil e recarregável para desinfecção de SARS-CoV-2, que pode ser utilizado para esterilizar áreas ou superfícies de difícil acesso que irão manchar ou reagir ao contato com produtos químicos de limpeza. No estudo atual, demonstramos reduções dependentes do tempo e da distância de exposição em SARS-COV-2 por UVC e visamos otimizar e validar o desempenho do dispositivo UVC-LED desenvolvido.