Inattivazione ultraveloce della SARS

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12648 (2023) Citare questo articolo

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Il Covid-19 ha stimolato un rinnovato interesse per le tecniche di decontaminazione dell’aria, degli oggetti e delle superfici. A partire dal 2020, sono stati compiuti sforzi urgenti per consentire il riutilizzo dei raggi UV-C per inattivare la SARS-CoV-2. Tuttavia, questi studi divergevano ampiamente sulla dose necessaria per raggiungere questo obiettivo; ad oggi non si conosce con precisione il valore reale della sensibilità del virus all'illuminazione di 254 nm. In questo studio, la decontaminazione è stata eseguita in una grande camera di decontaminazione UV-C originale (UVCab, ON-LIGHT, Francia) che erogava un'irradiazione omnidirezionale con una dose media di 50 mJ/cm2 in 60 s. L'inattivazione virale è stata controllata sia mediante coltura cellulare che mediante test PCR. SARS-CoV-2 è stato inattivato dalla luce UV-C entro 3 s sia sulle superfici porose (camici monouso) che su quelle non porose (acciaio inossidabile e grembiule). Per la superficie porosa è stata necessaria un'irradiazione di 5 minuti per ottenere un segnale PCR completamente negativo. Il valore Z che stima la sensibilità di SARS-CoV-2 agli UV-C nelle condizioni sperimentali della nostra cabina ha dimostrato di essere > 0,5820 m2/J. Questi risultati illustrano la capacità di questo apparato di inattivare rapidamente e definitivamente elevati carichi di SARS-CoV-2 depositati su supporti porosi o non porosi e aprono nuove prospettive sulla decontaminazione dei materiali mediante UV-C.

Dopo la comparsa del virus SARS-CoV-2 all’inizio del 2020, la diffusione del Covid-19 ha colto di sorpresa la maggior parte delle organizzazioni sanitarie, il che ha comportato in particolare una grave carenza di dispositivi di protezione individuale (DPI)1,2, comprese le mascherine , camici, guanti e respiratori, insieme ad una corsa alla sanificazione di tutte le superfici e gli oggetti che potrebbero essere entrati in contatto con il virus3. Sono state esplorate diverse soluzioni disinfettanti, in particolare l'ozono4, l'irradiazione gamma5, il perossido di idrogeno6,7, il trattamento termico7 e i sali di ammonio quaternario8. L’UV-C è una tecnologia ben nota che esiste da più di 150 anni e può uccidere rapidamente virus e batteri in modo rispettoso dell’ambiente, senza la necessità di sostanze chimiche.

Gli studi che utilizzano i raggi UV-C per inattivare la SARS-CoV-2 sono iniziati già all’inizio del 2020, quando le carenze erano più acute, e si sono concentrati principalmente su maschere e respiratori7,9 e sulla decontaminazione dell’intera stanza10,11, con l’obiettivo di dimostrare che il virus eliminazione determinata mediante PCR, anche se questa tecnica non valuta l'infettività del virus ma rileva piuttosto la presenza di materiale genomico virale nel campione. Più recentemente, gli studi hanno esaminato la sensibilità virale del SARS-CoV-2 alla luce da 254 nm12,13,14 prodotta dalle lampade al mercurio a bassa pressione. Uno studio precedente sullo stesso sottogenere virale (Beta-Coronavirus) aveva mostrato una grande eterogeneità di risultati15, principalmente su substrati non porosi (piastre Petri o piastre di vetro).

Il presente studio considera l’inattivazione di SARS-CoV-2 sia su superfici non porose (acciaio inossidabile, grembiule di plastica) sia su una superficie fibrosa e porosa (camice) per una gamma di dosi UV-C utilizzando una grande camera di decontaminazione dotata di alta- lampade di potenza al mercurio che emettono in modo omnidirezionale alla lunghezza d'onda di 253,7 nm ed erogano una dose media di 50 mJ/cm2 in 60 s, su ciascun lato, per articoli opachi posizionati verticalmente al centro del mobile. In tutti i casi, l’inattivazione è stata controllata mediante PCR e coltura virale. Inoltre, per la superficie porosa, è stata determinata la cinetica del segnale PCR rispetto alla dose UV-C. È stato inoltre calcolato il valore Z apparente che stima la sensibilità di SARS-CoV-2 agli UV-C nelle condizioni sperimentali della nostra cabina.

UVCab è una camera di decontaminazione UV-C di grandi dimensioni (60 cm × 60 cm × 100 cm) sviluppata da ON-LIGHT, Francia. L'interno è rivestito in alluminio altamente riflettente su tutti i lati, con specifico design ottico per garantire la massima intensità di irradiazione e uniformità sulla zona di trattamento. UVCab utilizza lampade al mercurio ad alta potenza che emettono ad una lunghezza d'onda di 253,7 nm. L'intensità luminosa media fornita dal dispositivo è di 8,33 W/m2 (su ciascun lato del piano verticale centrale), misurata con un radiometro HD2102 (DeltaOhm, Italia) con sonda LP471UVC con correzione coseno (DeltaOhm, Italia). Ciò corrisponde ad una dose media di 50 mJ/cm2 in 60 s, su ciascun lato, per oggetti opachi posizionati verticalmente al centro. L'irraggiamento è omnidirezionale per limitare gli ombreggiamenti. Il dispositivo è dotato di un sistema di sicurezza che blocca la porta fino alla fine del suo ciclo. La durata del ciclo di decontaminazione dipende dal materiale dell'attrezzatura da decontaminare (parzialmente trasparente o opaco), dal numero di strati che la compongono e dalla natura del materiale. Durante tutti gli esperimenti, i campioni sono stati irradiati nelle stesse condizioni (con un supporto di plastica lasciando aperta su entrambi i lati una finestra esposta di 5×5 cm) con lo stesso angolo di esposizione rispetto alla sorgente (in posizione verticale, parallela alla luce UV- fonti C). Solo i campioni in acciaio inossidabile sono stati testati sia in posizione verticale che orizzontale per valutare l’impatto dell’angolo di esposizione sull’efficacia degli UV-C.