Inativação ultrarrápida da SARS

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 18640 (2022) Citar este artigo

1206 acessos

1 Altmétrica

Detalhes das métricas

A desinfecção elimina microorganismos patogênicos e garante um ambiente biosseguro para o ser humano. A rápida disseminação do COVID-19 está desafiando os métodos tradicionais de desinfecção em termos de redução de efeitos colaterais prejudiciais e condução de processos mais rápidos. A pulverização de desinfetantes químicos em grande escala é prejudicial aos indivíduos e ao meio ambiente, enquanto a desinfecção por lâmpadas UV e diodos emissores de luz (LED) ainda requer um longo tempo de exposição devido à baixa irradiância e às características do feixe altamente divergente. Dado que um laser mantém uma alta irradiância a longa distância, estudamos a eficácia dos lasers como um novo método de desinfecção e os resultados mostram a capacidade de inativação ultrarrápida do vírus SARS-CoV-2 com um laser de 266 nm. Este trabalho confirma os lasers UV como um bom candidato para desinfecção.

O novo coronavírus SARS-CoV-2 é responsável por uma pandemia envolvendo uma doença respiratória grave que se espalhou pelo mundo. Em 5 de março de 2022, houve mais de 440 milhões de casos confirmados de COVID-19 e mais de 5,9 milhões de mortes relatadas1. Embora vacinas e medicamentos tenham sido amplamente desenvolvidos com sucesso para o COVID-19, a pandemia ainda se espalha como fogo. As pessoas perceberam que, para uma doença pandêmica como a COVID-19, a interrupção da cadeia de transmissão ainda é a solução mais eficaz2.

A principal via de transmissão do SARS-CoV-2 é por aerossóis3 ou por contato4. Foi relatado que as partículas de SARS-CoV-2 são detectáveis ​​por até 3 h em aerossóis5. Assim, a transmissão de aerossóis a curta distância entre seres humanos e a transmissão de aerossóis de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) entre salas é perigosa em termos de propagação de vírus6,7,8,9,10. Alguns grupos de pesquisa e instituições acreditam que a transmissão por aerossol está sendo reconhecida como a via dominante para a pandemia de COVID-19, o que foi demonstrado em pesquisas3 e declarações da Organização Mundial da Saúde (OMS)11.

Os métodos químicos tradicionais não são aplicáveis ​​em tais cenários de aerossol, uma vez que os produtos químicos são tóxicos ou inflamáveis ​​no ar. Por exemplo, o álcool medicinal é bom para desinfecção, mas a pulverização maciça de álcool pode causar incêndio e explosão. Como outro exemplo, produtos químicos como peróxido de hidrogênio, ozônio e alvejante à base de cloro também são bons para desinfecção, mas são tóxicos para o corpo humano e não devem ser usados ​​para pulverização massiva em torno das pessoas. Portanto, a pulverização de produtos químicos para desinfetar o ar quando há pessoas por perto não é recomendada em nenhuma circunstância12.

Especialmente para sistemas HVAC, nenhum método conhecido é rápido o suficiente para desinfetar aerossóis em condições de fluxo de ar de alta velocidade. Tomando como exemplo um sistema central de ar condicionado, a velocidade do fluxo de ar é tipicamente de 20 a 30 m/s13. Assim, para desinfetar o fluxo de ar entre as salas em um sistema de ar condicionado central, a desinfecção deve ser finalizada em < 1 s para um duto de 20 m de comprimento, < 0,1 s para um duto de 2 m ou < 0,01 s para um duto de 0,2 m longo duto de ar. Portanto, é necessário um método de desinfecção seguro (sem produtos químicos tóxicos ou inflamáveis) e rápido (rápido o suficiente para desinfetar o fluxo de ar).

Os métodos de inativação baseados em radiação são seguros em comparação com produtos químicos tóxicos ou inflamáveis ​​e são mais convenientes para inativar SARS-CoV-2 e coronavírus relacionados, de acordo com estudos anteriores. Entre todos os métodos de inativação baseados em radiação, a irradiação germicida ultravioleta (UVGI) é o método mais amplamente testado e amplamente utilizado para inativar o SARS-CoV-214. Diodos emissores de luz UV (LEDs) e lâmpadas UV são os candidatos mais comuns empregados para fontes de luz UV15. No entanto, ambos têm algumas desvantagens. Os LEDs têm eficiência de energia muito baixa; assim, eles geralmente geram muito calor e têm uma vida prática bastante curta. Os LEDs e lâmpadas UV só podem atingir > 99% de inativação do vírus após pelo menos alguns segundos, até onde sabemos, de acordo com várias publicações2,16,17,18,19. Isso ocorre porque a luz de fontes de luz incoerentes regulares, como LEDs e lâmpadas, são muito divergentes ao irradiar, o que leva a uma irradiância óptica muito baixa. A luz de fontes de luz coerentes, como lasers, pode se propagar sem divergir, o que leva a uma irradiância óptica mais alta do que fontes de luz incoerentes regulares. Isso sugere que um laser UV com comprimento de onda em torno de 260 ~ 270 nm pode ser um bom candidato para a desinfecção segura e rápida do vírus. Neste manuscrito, conduzimos um experimento de inativação de SARS-CoV-2 com lasers caseiros de 2 W 266 nm, cujos resultados confirmam o desempenho ultrarrápido da inativação altamente eficaz de SARS-CoV-2 com lasers de 266 nm.