Desinfecção ultravioleta imersiva de E. coli e fago MS2 em tecidos de algodão

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 13260 (2022) Citar este artigo

A desinfecção ultravioleta imersiva fornece uma tecnologia livre de produtos químicos para tecidos, superfícies e espaços públicos mais seguros, inativando patógenos transmissíveis. Este estudo examinou a desinfecção UV imersiva, usando um gabinete de desinfecção, de E. coli e MS2 que foi inoculado em camisetas brancas de algodão. O impacto que os materiais porosos têm na desinfecção por UV é pouco compreendido, com a maioria das pesquisas anteriores de desinfecção de superfícies focadas em superfícies duras e lisas. Várias abordagens foram usadas neste estudo para caracterizar a dinâmica da luz dentro da cabine de desinfecção, incluindo cupons de dosimetria colorimétrica, biodosimetria e espectrorradiometria. Micro e macro geometria de superfícies porosas são fatores importantes a serem considerados ao usar tecnologias imersivas de UV. A geometria do gabinete afetou a distribuição da luz UV emitida dentro do gabinete de desinfecção e as propriedades físicas de um material poroso, como o padrão tecido de algodão, contribuem para a eficiência da desinfecção por UV. Este trabalho identificou que a distribuição de luz é crucial para tecnologias imersivas de UV, pois a fluência entregue era altamente variável dentro do gabinete de desinfecção e resultou em uma diferença de vários logs de redução para áreas adjacentes de amostras de camisetas. Outras áreas inoculadas alcançaram reduções superiores a 1 log para MS2 e reduções superiores a 2 log para E. coli.

O interesse e o uso de tecnologias UV-C imersivas aumentaram drasticamente como resposta à pandemia de SARS-CoV-21,2. As tecnologias imersivas UV-C usam luz germicida para desinfetar espaços compartilhados ou objetos de alto toque para reduzir a transmissão de doenças transmissíveis. A pandemia de SARS-CoV-2 expôs a necessidade de espaços compartilhados mais seguros e a necessidade de ferramentas eficazes para reduzir a carga viral em superfícies de alto toque3,4,5,6. A desinfecção por UV-C é bem compreendida na indústria de água para controle biológico e em ambientes de saúde para irradiação germicida das vias aéreas superiores7. A desinfecção por UV-C é considerada um método de limpeza auxiliar para reduzir a ocorrência de infecções hospitalares (IRAS) por meio de organismos resistentes a medicamentos8,9. A colocação e retirada de equipamentos de proteção individual (EPI) em ambientes de saúde foi identificada como vetor viral em diversos estudos10,11,12. A desinfecção por UV-C de roupas portadoras de patógenos tem o potencial de reduzir a ocorrência de infecções adquiridas em hospitais e pode ser usada em ambientes de alto tráfego, como prédios de escritórios, estádios e campi universitários4,13.

A dinâmica de materiais não porosos é bem compreendida a partir de uma perspectiva UV-C, enquanto existe uma lacuna de conhecimento na aplicação de tecnologias UV-C imersivas a materiais porosos. Um estudo investigou a eficácia de desinfetantes químicos em superfícies porosas e não porosas e demonstrou que tecidos, como o algodão, eram menos eficientes para desinfecção por 2 log quando comparados à desinfecção de superfícies de vidro14. Compreender a micro e a macrogeometria dos materiais porosos tem implicações significativas para a eficácia da desinfecção UV-C e deve ser considerado ao desinfetar superfícies complexas6,15,16,17. Por exemplo, tecnologias UV-C imersivas foram usadas para a reutilização de respiradores frontais de emergência (FFR), onde estudos mostraram que o tipo de material FFR é instrumental na eficácia da desinfecção UV-C e governa o limite superior de desinfecção alcançável1,6,17,18. Para o conhecimento dos autores, não há nenhum estudo publicado que investigue a eficácia da desinfecção imersiva por UV-C em materiais porosos comuns, como o algodão. A importância dessa lacuna de conhecimento é ampliada quando se considera o crescente interesse em desinfetar espaços compartilhados, que consistem em uma mistura de materiais porosos e não porosos.

Os gabinetes de desinfecção são uma tecnologia UV-C imersiva, que foram trazidos ao mercado para diversas aplicações de nicho, como varejistas de roupas, vestiários e laboratórios. Os gabinetes de desinfecção fornecem 360° de exposição UV-C, o que maximiza a área iluminada em objetos porosos e reduz o impacto do sombreamento. Outro fator importante a considerar para essas tecnologias é a distribuição de luz. A distribuição inadequada da luz UV-C pode levar à desinfecção inadequada dos objetos visados. Existem várias ferramentas que podem ser usadas para caracterizar a fluência fornecida por fontes imersivas de luz UV-C, como cartões dosímetros UV-C, biodosimetria e espectrorradiometria. Dada a novidade dos dispositivos UV-C imersivos, não existe um padrão para quantificar as fluências de 360°. Este artigo aborda esse problema caracterizando uma cabine de desinfecção UV-C usando microrganismos de desafio comuns e técnicas radiométricas. Biodosimetria, dosimetria química (através de cartões de dosímetro) e espectrorradiometria foram todas usadas para caracterizar a fluência usando camisetas de algodão como vestimenta de desafio. O tecido de algodão é comumente encontrado em roupas, móveis e em todos os ambientes para aplicações de UV-C e serve como um substituto para materiais porosos. Os resultados deste estudo informam tanto a indústria de saúde quanto a UV-C sobre as melhores práticas ao considerar a desinfecção de materiais porosos.