Иммерсивная ультрафиолетовая дезинфекция E. coli и фага MS2 на хлопчатобумажных тканях

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 13260 (2022) Цитировать эту статью

Иммерсивная ультрафиолетовая дезинфекция обеспечивает безхимическую технологию для более безопасного текстиля, поверхностей и общественных мест за счет инактивации инфекционных патогенов. В этом исследовании изучалась погружная УФ-дезинфекция с использованием дезинфекционного шкафа E. coli и MS2, инокулированных на белые хлопковые футболки. Влияние пористых материалов на УФ-дезинфекцию плохо изучено, поскольку большинство предыдущих исследований по дезинфекции поверхностей были сосредоточены на твердых и гладких поверхностях. В этом исследовании было использовано несколько подходов для характеристики динамики света в дезинфекционном шкафу, включая купоны колориметрической дозиметрии, биодозиметрию и спектрорадиометрию. Микро- и макрогеометрия пористых поверхностей являются важными факторами, которые следует учитывать при использовании иммерсивных УФ-технологий. Геометрия кабинета повлияла на распределение излучаемого УФ-излучения внутри дезинфекционного шкафа, а физические свойства пористого материала, такого как тканый рисунок хлопка, способствуют эффективности УФ-дезинфекции. Эта работа показала, что распределение света имеет решающее значение для иммерсивных УФ-технологий, поскольку передаваемая плотность энергии сильно варьируется внутри дезинфекционного шкафа и приводит к разнице в несколько логарифмов уменьшения для соседних областей образцов футболок. В других инокулированных областях было достигнуто более 1-логарифмическое снижение для MS2 и более 2-логарифмическое снижение для E. coli.

Интерес и использование иммерсивных технологий УФ-С резко возросли в ответ на пандемию SARS-CoV-21,2. Иммерсивные технологии UV-C используют бактерицидный свет для дезинфекции помещений общего пользования или предметов, к которым часто прикасаются, чтобы уменьшить передачу инфекционных заболеваний. Пандемия SARS-CoV-2 выявила необходимость в более безопасных местах общего пользования и необходимость в эффективных инструментах для снижения вирусной нагрузки на поверхностях, к которым часто прикасаются3,4,5,6. Дезинфекция УФ-С хорошо известна в водной промышленности для биологического контроля и в медицинских учреждениях для бактерицидного облучения верхних дыхательных путей7. Дезинфекция УФ-С считается дополнительным методом очистки, позволяющим снизить случаи внутрибольничных инфекций (ВБИ) через устойчивые к лекарствам организмы8,9. В нескольких исследованиях было установлено, что надевание и снятие средств индивидуальной защиты (СИЗ) в медицинских учреждениях является переносчиком вируса10,11,12. УФ-С-дезинфекция одежды, содержащей патогены, потенциально может снизить случаи внутрибольничных инфекций и может применяться в местах с интенсивным движением транспорта, таких как офисные здания, стадионы и университетские кампусы4,13.

Динамика непористых материалов хорошо изучена с точки зрения УФ-С, тогда как существует пробел в знаниях в применении иммерсивных технологий УФ-С к пористым материалам. В одном исследовании изучалась эффективность химических дезинфицирующих средств на пористых и непористых поверхностях и было продемонстрировано, что текстильные изделия, такие как хлопок, менее эффективны для дезинфекции по 2-логарифму по сравнению с дезинфекцией стеклянных поверхностей14. Понимание как микро-, так и макрогеометрии пористых материалов имеет важное значение для эффективности дезинфекции УФ-С и должно учитываться при дезинфекции сложных поверхностей6,15,16,17. Например, технологии иммерсивного УФ-С использовались для повторного использования фронтальных респираторов (FFR), где исследования показали, что тип материала FFR играет важную роль в эффективности дезинфекции УФ-С и определяет верхний предел достижимой дезинфекции1,6,17,18. Насколько известно авторам, не существует опубликованных исследований, в которых изучалась бы эффективность иммерсивной дезинфекции УФ-С на обычных пористых материалах, таких как хлопок. Важность этого пробела в знаниях возрастает, если принять во внимание растущий интерес к дезинфекции помещений общего пользования, которые состоят из смеси пористых и непористых материалов.

Шкафы для дезинфекции представляют собой иммерсивную технологию УФ-C, которая была выведена на рынок для нескольких нишевых приложений, таких как магазины розничной торговли одеждой, раздевалки и лаборатории. Дезинфицирующие шкафы обеспечивают воздействие УФ-C на 360°, что максимально увеличивает освещенную площадь пористых объектов и снижает влияние затенения. Еще одним важным фактором, который следует учитывать при использовании этих технологий, является распределение света. Неправильное распределение УФ-излучения может привести к недостаточной дезинфекции целевых объектов. Существует несколько инструментов, которые можно использовать для характеристики флюенса, создаваемого иммерсивными источниками света УФ-С, такими как карты дозиметров УФ-С, биодозиметрия и спектрорадиометрия. Учитывая новизну иммерсивных устройств УФ-C, не существует стандарта для количественной оценки флюенса излучения на 360°. В данной статье рассматривается этот вопрос, описывая кабинет дезинфекции УФ-С с использованием обычных микроорганизмов и радиометрических методов. Биодозиметрия, химическая дозиметрия (с помощью дозиметрических карточек) и спектрорадиометрия использовались для характеристики флюенса с использованием хлопчатобумажных футболок в качестве рабочей одежды. Хлопчатобумажная ткань обычно используется в одежде, мебели и во всех сферах применения УФ-C и служит заменой пористых материалов. Результаты этого исследования информируют как здравоохранение, так и индустрию УФ-C о передовых методах дезинфекции пористых материалов.