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¿Se puede utilizar la luz ultravioleta lejana como germicida de forma segura? (ayuda a entender un trabajo)

¿Se puede utilizar la luz ultravioleta lejana como germicida de forma segura? (ayuda a entender un trabajo)



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He estado tratando de familiarizarme con la literatura sobre la luz ultravioleta ultravioleta lejana como germicida. Mi pregunta se refiere principalmente a la figura 4 de este documento. El artículo investiga la eficacia de la luz de 207 nm para matar MRSA sin dañar las células humanas. La Figura 4 muestra que puede obtener 4 registros de destrucción celular por MRSA con relativamente poco daño a las células humanas. Los autores tratan esto como un resultado muy prometedor. Aquí es donde estoy confundido: Sí, la luz de 207 nm mata al MRSA de manera selectiva, pero aún así mata muchas células humanas: para obtener 4 registros de eliminación de células MRSA, se necesita una fluencia que mate al 80% de las células humanas. Matar el 99,99% de las células bacterianas y al mismo tiempo matar el 80% de las células humanas parece obviamente no lo suficientemente bueno. Pero los autores no tocan este punto: solo señalan que mata 5000 veces más células MRSA que las humanas, e interpretan el resultado como prometedor. ¿Que me estoy perdiendo aqui?


¡Esta es una gran pregunta biológica! ¡Se pregunta mucho sobre cómo se hace la ciencia empírica en el campo de la biología moderna! Me alegra que alentamos este tipo de preguntas a personas curiosas que quieran aprender más.

Aquí hay otro artículo que analiza el uso de un rango de frecuencia similar de radiación UVC (207-222 nm) como biocida:

La razón biofísica es que, debido a su fuerte absorbancia en materiales biológicos, la luz UVC lejana no tiene un rango suficiente para penetrar incluso a través de la capa externa (estrato córneo) en la superficie de la piel humana, ni la capa externa de lágrimas en la externa. superficie del ojo, ninguno de los cuales contiene células vivas; sin embargo, debido a que las bacterias y los virus son típicamente de micrones o dimensiones más pequeñas, la luz ultravioleta lejana aún puede atravesarlos e inactivarlos de manera eficiente.

La seguridad tal vez se derive del daño relativamente exponencial que la luz ultravioleta lejana puede causar a las bacterias y virus, mientras que las capas y tipos de células humanas que quedarían expuestas son células superficiales y en su mayoría ya muertas o prescindibles. Una tasa de supervivencia constante del 20% de vulnerable Las células pueden ser una compensación aceptable, ya que aquellas células que son vulnerables normalmente no estarían expuestas (a menos que una herida u otro tejido expuesto, tal vez), mientras que la figura que cita sugiere que puede aumentar la intensidad de la luz ultravioleta linealmente y matar exponencialmente más MRSA (u otras bacterias que causan enfermedades).


En primer lugar, un descargo de responsabilidad, no soy un experto en este tema, pero he leído estos estudios y he llegado a este entendimiento. Puede haber una posibilidad de que me equivoque en muchas cosas.

De otro artículo de los mismos autores, esta vez sobre UVC de 222 nm:

Anteriormente hemos demostrado que la luz de 207 nm emitida por un excilamp de criptón-bromo (Kr-Br) filtrado tiene eficacia bactericida y es mínimamente citotóxico para las células humanas en un modelo de tejido cutáneo 3D in vitro (7) y en un modelo de piel de ratón sin pelo. in vivo (8). Por lo tanto, la exposición continua de la herida a la luz ultravioleta lejana durante la cirugía puede inactivar los microbios. posarse directamente sobre la herida quirúrgica desde el aire.

Esto muestra el alcance limitado de su uso presentado por el documento como una forma de esterilizar el aire inmediatamente alrededor del sitio quirúrgico en lugar de esterilizar la superficie del paciente, aunque también podría significar que los usos posteriores no se investigan lo suficiente.

Además, es importante analizar cómo afecta la UVC lejana a las células humanas. En el artículo de 2013 que mencionaste, el equipo de Buonanno probó 2 métodos para irradiar células humanas con UVC lejano de 207 nm. La cifra que citó es la curva de respuesta a la dosis de los fibroblastos de piel humana normal, que se encuentran en la dermis de la piel humana. En el experimento, estas células se cultivaron en placas de Petri y se irradiaron directamente con luz ultravioleta. Esto no es lo que esperaría normalmente cuando una persona se expone a los rayos UV, ya que la epidermis cubre estas células y las protege de la radiación UVC lejana.

Se obtuvieron fibroblastos de piel diploide humana normal (AG1522) de la Colección Americana de Cultivos Tipo (Manassas, VA, EE. UU.) ... Brevemente, las células se tripsinizaron dentro de los 5-10 minutos de exposición, se suspendieron en medio de crecimiento, se contaron, diluyeron y se sembraron en 100- placas de mm con números que dan como resultado ~ 100 células clonogénicas por placa.

Esto nos lleva al otro método para medir el efecto de la irradiancia en las células humanas, que es el uso de un modelo de piel humana en 3-D, también conocido como piel humana cultivada en laboratorio. Luego se irradió la muestra de piel, después de lo cual midieron la cantidad de subproductos causados ​​por la degradación de los rayos UV presentes dentro de los núcleos de la epidermis. Los resultados muestran niveles casi indetectables de subproductos del daño de los rayos UV, incluso a 150 mJ / cm ^ 2, la dosis que resultó en una reducción de 4,7 logaritmos de MRSA y una reducción de 0,9 logaritmos de células dérmicas. Estos resultados son consistentes con la literatura citada de que los UVC lejanos no penetrarán en la epidermis lo suficiente como para alcanzar los núcleos celulares de la primera capa de piel.

En términos de seguridad de la luz ultravioleta de 207 nm, la falta de inducción de las típicas lesiones de ADN pre-mutagénicas asociadas a los rayos ultravioleta en la epidermis de un modelo de piel en 3-D es nuevamente consistente con las expectativas biofísicas basadas en la penetración limitada de 207- nm de luz ultravioleta, y en consonancia con estudios anteriores que utilizan luz láser de 193 nm [23].

Así que ahí lo tienes, resulta que la UVC lejana podría matar el 88% de las células humanas que no son de la piel en la primera capa, pero la misma dosis matará el 99,998% de las bacterias MRSA. Desde entonces, el mismo equipo detrás de este artículo ha pasado a probar ratones vivos con UVC de 222 nm, así como contra el aerosol H1N1, y los estudios muestran aún más promesas en este sentido al requerir irradiancias mucho más bajas para lograr una reducción de 4 logaritmos en esos microbios. .


¿Qué es la luz UV-C?

El UV-C (también llamado UV germicida) es parte del espectro ultravioleta que puede inactivar patógenos como bacterias y virus. UV-C utiliza longitudes de onda específicas del espectro ultravioleta, típicamente entre 200 y 280 nanómetros.

La luz UV-A y UV-B también puede matar algunas bacterias y gérmenes, pero en su mayoría son ineficaces contra virus como el SARS-CoV-2. La Illuminating Engineering Society (IES) publicó recientemente un informe sobre UV germicida que dice que UV-C es la parte más efectiva del espectro.

Aunque comúnmente se le llama "luz ultravioleta", las longitudes de onda ultravioleta caen justo fuera del espectro de luz visible. Los científicos generalmente se refieren a los rayos ultravioleta como energía radiante, pero la "luz ultravioleta" se ha vuelto más comúnmente aceptada. No verá la luz visible producida por los productos UV.


Argumento biofísico básico a favor de la seguridad y la eficacia

La luz ultravioleta (UV) es una radiación electromagnética que tiene una longitud de onda más corta (energía más alta) que la luz visible y una longitud de onda más larga que los rayos X. La luz ultravioleta que se puede encontrar en la Tierra se divide en tres subcategorías: UVA, más cercana a visible, (315-380 nm), UVB (315-280 nm) y UVC (280-200 nm). Aunque el sol emite luz en las tres categorías de rayos ultravioleta, así como visible e infrarrojo (IR), no toda la luz nos llega a la superficie. La capa de ozono absorbe los rayos UVC y la única luz UVC que experimentamos proviene de fuentes artificiales.

La luz UVC se ha utilizado como germicida desde mediados del siglo XX, pero no en espacios públicos. Ácidos nucleicos (ADN y ARN) absorber fuertemente Luz UVC, lo que significa que cuando la luz UVC entra en una célula, los fotones golpean el material genético, dañándolo o destruyéndolo. Esto hace que la luz UVC sea un germicida fuerte, pero también significa que es altamente cancerígena, cataractogénica y tóxica para las células humanas. En consecuencia, su uso como germicida queda relegado únicamente a entornos como los sistemas de saneamiento de agua donde los humanos no estarán expuestos.

Sin embargo, todavía hay esperanzas de que UVC se pueda utilizar de forma segura en entornos humanos en el futuro. Existe alguna evidencia de que una determinada banda de luz UVC, "UVC lejano" (200-220 nm) es segura para los seres humanos y, al mismo tiempo, sigue siendo tóxica para los patógenos.

El argumento biofísico básico de por qué la UVC lejana podría ser segura depende del hecho de que los mamíferos son mucho más grandes que las bacterias y los virus. Esta banda de luz UVC es absorbida por proteínas, como se muestra en la siguiente figura de uno de los primeros documentos para formular la idea.

Figura: "Coeficientes medios de absorbancia UV dependientes de la longitud de onda, promediados sobre las mediciones publicadas para ocho proteínas comunes"

En esencia, la proteína puede bloquear la luz ultravioleta lejana para que no llegue al ADN. Las células de los mamíferos tienden a tener un diámetro de 10-25 μm, mientras que las bacterias tienden a tener 1 μm y los virus incluso más pequeños. Debido a esta diferencia de tamaño, la luz ultravioleta lejana tiene que atravesar más proteínas antes de llegar al núcleo de un mamífero y, en consecuencia, debería ser mucho más débil cuando llegue al ADN de los mamíferos. Además, en la mayoría de las partes del cuerpo, estamos protegidos por una capa exterior rica en queratina (la queratina es una proteína) de 10-40 μm de espesor llamada estrato córneo. Las células del estrato córneo se encuentran filosóficamente entre las muertas y las vivas: mantienen la homeostasis y los entornos intercelulares complejos, pero carecen de ADN, por lo que están a salvo del cáncer. Debido a que pasa primero a través del estrato córneo rico en proteínas, la luz UVC lejana debe atenuarse en gran medida antes de que llegue a las membranas celulares de las células vulnerables.

Por supuesto, si vamos a utilizar luz ultravioleta lejana alrededor de los humanos, necesitamos algo más que un argumento biofísico. También necesitamos evidencia empírica. Entonces, ¿qué sugiere la evidencia empírica sobre la seguridad? los Naturaleza El artículo cita tres estudios que experimentaron con luz ultravioleta lejana en células humanas, en piel humana cultivada en laboratorio y en ratones vivos. Estos estudios son prometedores para la UVC lejana como germicida seguro, pero están lejos de establecer completamente la seguridad.


3. Resultados

Tomamos muestras de un total de 345 superficies de alto contacto & # x02014135 después de la actividad médica, 125 después del SOP, 85 después de la aplicación del SOP y el tratamiento Pulsed-UVC. Se recolectaron 20 muestras después de la desinfección con UVC pulsada sin realizar SOP.

Se aislaron un total de 2339 colonias de superficies ambientales. Todos menos 39 fueron compatibles con piel comensal (106 fueron Estafilococo spp.) y de estas, se cultivaron 6 colonias de moho, 29 bacterias Gram negativas (tres Enterobacter cloacae, uno Vibrio alginoliticus, 10 Cryseobacterium menigosepticum, Siete Edwarsiella hoshinae, dos Methylobacterium mesofilicum, cuatro KPC-K. pneumoniae, dos espectro extendido & # x003b2 Productor de lactamasa Klebsiella pneumoniae (BLEE-K. pneumoniae)) y cuatro bacilos identificados como C. difficile. Antes de la limpieza y desinfección, el promedio de UFC era 6 & # x000b1 10 desviación estándar (SD) UFC / 24 cm 2 en TO con baja rotación, 7 & # x000b1 12 SD CFU / 24 cm 2 en OT con alta rotación, 25 & # x000b1 19 SD CFU / 24 cm 2 en las UCI, y 58 & # x000b1 54 SD CFU / 24 cm 2 en las habitaciones del paciente al momento del alta. Después del SOP, el promedio de UFC aumentó a 11 & # x000b1 18 SD CFU / 24 cm 2 en OT con baja rotación (+ 83%), mientras que disminuyó a 1 & # x000b1 1 SD UFC / 24 cm 2 (& # x022127%) en OT con alta rotación, y en UCI y habitaciones de pacientes, respectivamente, a 2 & # x000b1 4 SD CFU / 24 cm 2 (& # x0221292%) y 8 & # x000b1 13 SD CFU / 24 cm 2 (& # x0221286%).

Después de la desinfección con UVC pulsada, aproximadamente todo el promedio de UFC fue 0 UFC / 24 cm 2: 0 & # x000b1 1 SD CFU / 24 cm 2 en UCI (& # x02212100%), 1 & # x000b1 1 SD UFC / 24 cm 2 en habitaciones de pacientes (& # x0221298%), 0 & # x000b1 1 SD CFU / 24 cm 2 en OT con alta rotación (& # x02212100%) y 0 & # x000b1 0 SD CFU / 24 cm 2 en OT con baja facturación (& # x02212100%).

Por lo que respecta, la mayor reducción obtenida tras el tratamiento con UVC pulsada fue del 12% en las habitaciones de los pacientes, del 8% en las UCI, del 93% en los OT con baja rotación y del 183% en los OT con alta rotación.

Los valores medio, inferior y superior de la carga bacteriana y el rango intercuartílico obtenidos en cada ámbito hospitalario se presentan en la tabla 1.

Tabla 1

Valores medios, inferiores y superiores de la carga bacteriana detectada en cada ámbito hospitalario.

ConfiguraciónMomento del muestreonorte (Samles)MedianaMás bajoMás altoIQR
Habitaciones de pacientesAntes de C & # x00026D2543018093
Después de SOP2520507
Después de SOP + Pulsed-UVC250031
UCIAntes de C & # x00026D102315045
Después de SOP1010142
Después de SOP + Pulsed-UVC100010
OT baja rotaciónAntes de C & # x00026D60101004
Después de SOP80101006
Después de SOP + Pulsed-UVC300010
OT alta rotaciónAntes de C & # x00026D40703825
Después de SOP100031
Después de Pulsed-UVC200040

Nota: UCI & # x02014 Unidad de cuidados intensivos OT & # x02014 Quirófano C & # x00026D & # x02014 Limpieza y desinfección SOP & # x02014 Procedimiento operativo estándar IQR & # x02014 Rango intercuartílico.

Después de la aplicación del POE, el 11% (9/80) de las superficies en los OT con bajo recambio mostraron TBC & # x02265 15 UFC / 24 cm 2 (fallas de higiene) (4 bombas de infusión, 2 lámparas scialíticas, 2 máquinas de anestesia, 1 mesa quirúrgica ). El promedio de UFC no experimentó una variación significativa después de la aplicación de SOP, más bien subrayamos un aumento en la cantidad de UFC. Probablemente, cuando el tratamiento de limpieza combinado con detergente / hipoclorito no logró eliminar la contaminación microbiana de la superficie y el paño de limpieza se usó para limpiar otra superficie, la bacteria se transfirió a otras superficies y a las manos de las enfermeras auxiliares que manipulaban el paño.

El cien por ciento (10/10) de las superficies en OT con alta rotación cumplieron después del SOP y después del tratamiento Pulsed-UVC sin la aplicación de SOP (20/20) (pag & # x0003c 0,18 norte = 20).

En las UCI, se encontró que el 100% (10/10) de las muestras cumplían ya después de la aplicación del SOP y también después del tratamiento Pulsed-UVC (pag & # x0003c 0,16 norte = 20) como para las superficies en las habitaciones de los pacientes, 100% (50/50) compatible para el nivel de TBC (menos de 125 UFC / 24 cm 2) después de SOP (pag & # x0003c 0,0001 norte = 50).

Antes de la actividad quirúrgica en OT con alto recambio, entre una cirugía y otra, no se aplicó el POE y 7 superficies no cumplieron con la norma (1 mesa bandeja, 1 máquina de anestesia, 2 lámparas scialíticas, 2 electrocirugía). El número total de muestras que no cumplieron después de la aplicación del POE fue de 9/115 (8%) frente a 0/85 (0%) después del tratamiento con UVC pulsada (pag & # x0003c 0,05).

Se encontró que el número total de muestras positivas, después del POE, fue 72/115 (63%), mientras que 15/85 (18%) después del tratamiento con Pulsed-UVC (Figura 1) (pag & # x0003c 0,05).

Valores medios, inferiores y superiores de la carga bacteriana detectada en cada entorno hospitalario, distinguiendo entre cumplidos y no cumplidos. Nota: UCI & # x02014 Unidad de cuidados intensivos OT & # x02014 Quirófano C & # x00026D & # x02014 Limpieza y desinfección SOP & # x02014 Procedimiento operativo estándar IQR & # x02014 Rango intercuartílico.

Microorganismos de gran preocupación

Durante el período estudiado, en una habitación previamente ocupada por un paciente en precauciones de contacto por colonización gastrointestinal por KPC productores K. pneumoniae, detectamos tres muestras de superficie positivas para KPC-K. pneumoniae en la mesa de la bandeja, la mesita de noche y el timbre de llamada de la enfermera respectivamente, después del alta del paciente, la mesita de noche se mantuvo positiva después de la aplicación del POE.

En una habitación donde un paciente con BLEEK. pneumoniae La colonización gastrointestinal estuvo hospitalizada durante una semana, luego del alta del paciente, detectamos BLEE-K. pneumoniae en una mesa de bandeja, pero no después de SOP.

Después del alta, C. difficile Se detectaron esporas en 4 superficies de 5 en una habitación en la que el paciente estuvo ingresado durante 3 días: cama de paciente, mesa de bandeja, pulsador de llamada y pulsador. Después de la aplicación de SOP, la superficie de la cama del paciente permaneció positiva durante C. difficile esporas, que ya no se encuentran después de la aplicación del tratamiento Pulsed-UVC.

En conclusión, en la post-aplicación de SOP, el 96% (24/25) de las muestras de superficie cumplieron con la ausencia de microorganismos de alta preocupación y el 100% (25/25) después del tratamiento Pulsed-UVC.


& # x27Las luces ultravioleta suaves en los espacios públicos podrían detener la propagación de la gripe sin dañar a los humanos

Las luces ultravioleta (UV) “suaves” instaladas en espacios públicos pueden controlar la propagación de la gripe estacional y otras enfermedades esterilizando el aire de manera segura, han demostrado los investigadores.

La tecnología podría permitir la instalación de luces en pasillos de hospitales, escuelas, aviones y otros espacios públicos sin representar un riesgo para la salud de los humanos.

El desarrollo se produce cuando el Reino Unido se ve afectado por su peor brote de gripe desde 2011

Recomendado

Entre el aumento en los casos de gripe se encuentra la trágica muerte de la estudiante de 18 años Melissa Whitey, cuya familia dijo que no había buscado ayuda después de repetidos mensajes del NHS pidiendo a los pacientes que se quedaran en casa si tenían gripe para evitar que se propagara.

Las potentes luces ultravioleta se utilizan regularmente para descontaminar los quirófanos vacíos y el equipo quirúrgico, pero tienen la desafortunada desventaja de ser dañinos para los humanos.

“Desafortunadamente, la luz UV germicida convencional también es un peligro para la salud humana y puede provocar cáncer de piel y cataratas, lo que impide su uso en espacios públicos”, dijo el líder de este último trabajo, el profesor David J Brenner, director del Centro de Radiología Investigación en el Centro Médico de la Universidad de Columbia.

Estas luces germicidas utilizan rayos UV-C de amplio espectro, que tienen una longitud de onda de 200 a 400 nanómetros, para matar bacterias y virus al romper los enlaces moleculares de su ADN.

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Pero el equipo de Columbia ha demostrado que las luces especiales que se enfocan en el extremo "lejano" de este espectro de longitud de onda UVC, en la región de 222 nanómetros, pueden tener el mismo efecto sin dañar a los humanos.

El artículo, publicado en la revista Informes científicos, señaló: “Esto se debe a que, debido a su fuerte absorbancia en materiales biológicos, la luz ultravioleta lejana no puede penetrar ni siquiera las capas externas (no vivas) de la piel o los ojos humanos, sin embargo, debido a que las bacterias y los virus son de dimensiones micrométricas o más pequeñas, los UVC lejanos pueden penetrarlos e inactivarlos ".

Instalaron las lejanas lámparas UVC en el pasillo de un simulacro de hospital y replicaron un estornudo que propagó una infección rociando un aerosol que contenía la cepa común de la gripe, H1N1.


La longitud de onda estrecha de la luz ultravioleta mata de forma segura las bacterias resistentes a los medicamentos

Científicos del Centro de Investigación Radiológica del Centro Médico de la Universidad de Columbia han demostrado que una longitud de onda estrecha de luz ultravioleta (UV) mata de manera segura las bacterias MRSA resistentes a los medicamentos en ratones, lo que demuestra una forma potencialmente segura y rentable de reducir las infecciones del sitio quirúrgico, un importante preocupación de salud pública.

Un artículo recién publicado por MÁS UNO describe cómo el equipo de Columbia descubrió que una longitud de onda particular de luz ultravioleta conocida como "UVC lejano" (en este caso, 207 nanómetros) no solo es tan eficaz como la luz ultravioleta germicida convencional para matar MRSA, como se muestra en su estudio publicado anteriormente, pero también muestra por primera vez que, a diferencia del UV germicida convencional, el UVC lejano no causa daño biológico a la piel expuesta.

"Nuestros nuevos hallazgos muestran que la luz ultravioleta lejana tiene un enorme potencial para combatir el flagelo mortal y costoso de las infecciones del sitio quirúrgico resistentes a los medicamentos", dijo David J. Brenner, PhD, profesor Higgins de Biofísica de Radiación, director del Centro de Investigación Radiológica y el autor principal del artículo.

“Sabemos desde hace mucho tiempo que la luz ultravioleta tiene el potencial de reducir las infecciones del sitio quirúrgico, porque los rayos ultravioleta pueden matar eficazmente todas las bacterias, incluidas las resistentes a los medicamentos e incluso las llamadas 'superbacterias'. Desafortunadamente, no es posible usar luz UV germicida convencional cuando hay gente cerca porque es un peligro para la salud de los pacientes y el personal médico. Lo que mostramos en nuestro trabajo anterior es que la luz UVC lejana es tan efectiva para matar MRSA como la luz UV germicida convencional - y ahora, con esta nueva investigación, hemos demostrado que los UVC lejanos matan las bacterias pero sin riesgo de dañar la piel ", dijo el Dr. Brenner.

Las infecciones del sitio quirúrgico (ISQ) continúan siendo un problema crítico de atención médica en los EE. UU. Y en todo el mundo. Los pacientes que desarrollan SSI tienen una tasa de mortalidad dos veces mayor que la de los pacientes no infectados, y los costos de atención médica anuales estimados en los EE. UU. Debido a SSI oscilan entre $ 3 y $ 10 mil millones.

La nueva idea detrás del uso de la luz UVC lejana de Columbia es que, a diferencia de los rayos UV germicidas convencionales, la UVC lejana no puede penetrar a través de la capa externa y muerta de la piel para alcanzar las células vivas de la piel, ni puede penetrar la capa externa del ojo. Sin embargo, debido a que las bacterias y los virus son físicamente muy pequeños, la luz ultravioleta lejana puede penetrarlos y matarlos. La última investigación de Columbia se realizó en ratones sin pelo de piel, que responden de manera similar a la piel humana cuando se exponen a la luz ultravioleta.

"Nuestros hallazgos ofrecen una vía práctica potencial para reducir significativamente las tasas de infección del sitio quirúrgico sin riesgo para la salud y la seguridad de los pacientes y el personal médico", agregó el Dr. Brenner. "Uno de nuestros próximos pasos es explorar estudios directos en entornos quirúrgicos, en animales más grandes y humanos. A partir de ahí, podemos investigar otras nuevas aplicaciones de estos emocionantes hallazgos, como matar bacterias y virus en el aire como la tuberculosis y la influenza".


¿Qué es la radiación ultravioleta?

Dentro del espectro de luz, las ondas de luz ultravioleta ocupan el rango de 0 nm a 400 nm. El término nm significa nanómetros o mil millonésimas de metro. Este rango es ópticamente invisible para el ojo humano. El espectro de 0 a 400 nm se divide en 4 niveles 1, y se definen como:

  • UV-A (onda larga 400 a 315 nm): el más abundante en la luz solar, responsable del bronceado y las arrugas de la piel.
  • UV-B (onda media de 315 a 280 nm): principal responsable del enrojecimiento de la piel y del cáncer de piel.
  • UV-C (onda corta 280 a 200 nm): las longitudes de onda más efectivas para el control germicida.
  • UV por debajo de 200 nm (UV al vacío de 0 a 200 nm): la radiación por debajo de 200 nm puede producir ozono (O3) en el aire.

Es la sección UV-C del espectro la que tiene propiedades germicidas, siendo 253,7 nm el nivel de frecuencia ideal en el que el ADN absorbe la mayor parte de la luz ultravioleta.


La radiación ultravioleta se divide comúnmente en cuatro regiones:

Sobre la base de la interacción de las longitudes de onda de la radiación ultravioleta con los materiales biológicos, se han designado tres divisiones:

  • UVA (400–315 nm): También se le llama luz negra.
  • UVB (315–280 nm): Es responsable de los efectos más conocidos de la radiación en los organismos.
  • UVC (280–100 nm): No llega a la superficie de la tierra.

Tres formas en que los científicos creen que podríamos eliminar los gérmenes de un mundo Covid-19

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Fotografía: Brian Finke / Getty Images

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Con las restricciones de Covid-19 disminuyendo y las personas regresando a restaurantes, bares y centros comerciales, está surgiendo una nueva estrategia para protegernos: crear una infraestructura antiviral. Si bien no podemos eliminar por completo los gérmenes de nuestro entorno interior (todos deberían usar máscaras y practicar el distanciamiento social), algunos investigadores proponen que los materiales y técnicas antimicrobianos podrían agregar una capa de seguridad. Los científicos están explorando revestimientos que eliminan los gérmenes que podrían aplicarse a los pasamanos y pomos de las puertas, haciendo hisopos virales en lugares de trabajo y espacios públicos para detectar gérmenes e instalando iluminación ultravioleta, que ya desinfecta el aire y las superficies en los vagones y autobuses del metro, los controles de seguridad de los aeropuertos, y edificios de oficinas.

Todo lo que necesita saber sobre el coronavirus

Pero primero, algunas advertencias. Los científicos aún no comprenden completamente la transmisión de Covid-19: cuánto riesgo existe al tocar las superficies y luego la cara, o cuánto tiempo persiste el virus en aerosoles. Y aunque sabemos cómo matar los microbios en las superficies, usando neblinas de aerosol Lysol y cubos de lejía (no los ingiera, por favor), desinfectar un espacio público una vez no lo mantiene libre de gérmenes por mucho tiempo. Cada persona que tiene Covid-19 puede volver a sembrar habitaciones con el virus, incluso si no sabe que lo tiene.

Después de todo, dondequiera que vayan los humanos, traemos con nosotros un ecosistema de gérmenes. Para mostrar la facilidad con la que los microbios se pueden propagar en un lugar de trabajo, el microbiólogo ambiental Charles Gerba y sus colegas de la Universidad de Arizona colocaron Glo Germ, una resina fluorescente visible solo bajo luz negra, en los pomos de las puertas, la manija de una fuente de agua y otras superficies que se tocan comúnmente en tres oficinas. . Al final del día, casi nueve de cada 10 de los trabajadores de oficina terminaron con el marcador en sus manos y el 82 por ciento de ellos lo transfirió a otras superficies. Los investigadores siguieron a cinco trabajadores a casa y, en 20 minutos, encontraron el marcador en los pomos de las puertas, los interruptores de luz, las encimeras y otras superficies, lo que muestra el potencial de propagación infecciosa.

En un estudio de 2019, Gerba y sus colegas sembraron pomos de las puertas con un fago trazador, un virus que ataca a las bacterias pero no afecta a los humanos, y de manera similar encontraron una rápida propagación. Después de desinfectar las superficies que se tocan comúnmente y alentar a los trabajadores de oficina a usar desinfectante de manos, la detección del marcador se redujo en un 85 por ciento.

Últimamente, Gerba ha estado probando la eficacia de un recubrimiento antimicrobiano, un desinfectante combinado con un polímero que dura hasta tres meses. El químico en el recubrimiento de la superficie es amoníaco cuaternario, uno de los desinfectantes más comúnmente usados ​​que Gerba probó, un producto llamado SurfaceWise2, pero también hay otros productos similares disponibles. "Afortunadamente, la mayoría de los patógenos no son adecuados para la supervivencia a largo plazo en el medio ambiente", dice Gerba. "Lo que estamos haciendo realmente es reducir su tiempo de supervivencia, y eso reduce la probabilidad de que se transmitan de una persona a otra".

En un estudio de 2019, encontró que el recubrimiento temporal redujo las infecciones adquiridas en el hospital en un 36 por ciento, y en un estudio previo a la impresión (aún no revisado por otros científicos ni aceptado por una revista) Gerba y la autora principal Luisa Ikner, microbióloga de la Universidad de Arizona, descubrió que redujo la concentración superficial de un coronavirus del resfriado común en un 90 por ciento en 10 minutos y en un 99,9 por ciento en dos horas. (Ambos estudios recibieron el apoyo del fabricante del recubrimiento, aunque los autores señalaron que la empresa no controló el análisis o la redacción). Gerba ahora planea repetir el estudio utilizando el virus SARS-CoV-2.

Una de las principales ventajas de estos productos, dice Gerba, es que los recubrimientos duraderos serían aplicados por trabajadores capacitados con equipo de protección, lo que reduce la fumigación desenfrenada de desinfectantes. (La inhalación de productos de limpieza puede causar irritación de ojos o garganta). La Autoridad de Tránsito Metropolitano de la Ciudad de Nueva York ya está probando varios desinfectantes de larga duración en sus vagones del metro. Aún así, los recubrimientos antimicrobianos han tenido una recepción mixta por parte de los funcionarios del hospital, quienes a menudo citan la necesidad de más evidencia de que los materiales de la superficie reducen la transmisión.

La toxicóloga Linda Birnbaum estaría feliz de ver menos aerosol desinfectante en el aire. Gran parte de esto probablemente no sea necesario, dice, ya que el agua y el jabón son muy efectivos para inactivar el virus. Pero Birnbaum, ex director del Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental, también se pregunta qué sucede con los recubrimientos de amonio cuaternario de larga duración a lo largo del tiempo. ¿Algo de eso se convierte en polvo que podamos respirar? “Antes de pasar a incorporar algunos de estos compuestos desinfectantes en superficies y materiales de construcción, sería bueno saber qué les sucede realmente cuando están en un entorno con personas”, dice.

En los hospitales, la contaminación de la superficie es una preocupación constante, ya que los trabajadores de la salud toman precauciones para evitar transmitir infecciones de un paciente a otro. Pero en la comunidad, el beneficio de limpiar, rociar, empañar o revestir las superficies que se tocan comúnmente es menos claro. El virus se puede propagar desde superficies contaminadas, pero no hay evidencia de que sea una vía de transmisión importante, en comparación con la inhalación de partículas virales. "En nuestro gran celo por la perfección, es posible que estemos resolviendo un problema de mínima importancia", dice Martin Blaser, médico de enfermedades infecciosas y microbiólogo de la Universidad de Rutgers en Nueva Jersey y experto en el microbioma humano, la diversa colección de microbios. que viven en y en el cuerpo.

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Existe otra estrategia para desinfectar el aire en los espacios públicos: la luz ultravioleta, que tiene una historia de eliminación de gérmenes que se remonta a más de un siglo. La radiación ultravioleta se encuentra justo debajo del espectro de luz visible. (Las lámparas UV producen un brillo azul solo porque un poco de luz visible escapa de sus filtros). Los rayos ultravioleta que bloqueamos con protector solar son las longitudes de onda más largas del rango UV, conocidas como UVA y UVB, que causan quemaduras solares, envejecimiento de la piel, cáncer de piel. y daño ocular. El tipo que usamos en iluminación, UVC, tiene la longitud de onda más corta en el rango de UV y está bloqueado por la atmósfera de la Tierra. Un germicida natural, daña el material genético en bacterias y virus, pero debido a que no penetra la piel tan profundamente, es significativamente más seguro que los rayos UVA y UVB. Algunos sistemas hospitalarios irradian las habitaciones con iluminación ultravioleta después de que los pacientes son dados de alta para combatir patógenos resistentes a los medicamentos, y los sistemas de tratamiento de agua a menudo usan desinfección UV para hacer que el agua potable sea segura. (Nuevamente, al igual que los desinfectantes, la luz ultravioleta está destinada a las superficies y el aire, no al interior, sin importar lo que haya dicho el presidente).

En un ejemplo de un estudio que muestra el poder de UVC, Edward Nardell, neumólogo del Brigham and Women’s Hospital en Boston, colocó luces ultravioleta de pared y techo en una sala de tuberculosis en Sudáfrica. Las luces UV se encendieron cada dos días, y dos colonias de 90 conejillos de indias se expusieron solo al aire de la sala sin tratar o al aire tratado con UV. Los conejillos de indias que respiraban el aire tratado con rayos ultravioleta tenían un 80 por ciento menos de infecciones de tuberculosis.

Nardell, profesor de salud global en la Universidad de Harvard, ahora está trabajando con Start Coalition, una alianza de organizaciones académicas y de salud global, utilizando las lecciones aprendidas de la lucha contra la tuberculosis para agregar una capa de seguridad contra Covid-19. El primer proyecto, Start OKC, se está lanzando en la ciudad de Oklahoma con fondos filantrópicos privados e incluirá la colocación de iluminación ultravioleta en tiendas y otros espacios públicos, así como pruebas de Covid-19 y rastreo de contactos en puntos calientes de brotes. Las luces UVC instaladas en los techos pueden desinfectar el aire en circulación. Si se coloca correctamente, la iluminación también podría desinfectar continuamente las superficies, dice Nardell. “Podrías imaginar que los carritos de la compra podrían estar bajo una manta de rayos ultravioleta, de modo que cuando tomes un carrito de compras, estarías muy seguro de que no sería contagioso”, dice.

Si tiene la tentación de comprar su propia lámpara UVC, tenga en cuenta: muchos dispositivos prometen matar gérmenes, incluidos los dispositivos de mano que afirman desinfectar sus cosas en 10 segundos. “Algunas personas lo ven como una varita mágica o un sable de luz Guerra de las Galaxias. Coges tu varita ultravioleta y la agitas sobre tu bolsa de basura ”, dice Jim Malley, un ingeniero ambiental especializado en rayos ultravioleta en la Universidad de New Hampshire. "Desafortunadamente, eso es una simplificación excesiva".

Lo bien que la UVC mata a los microbios depende de dónde se coloque, qué tan intenso sea y cuánto tiempo esté expuesto el espacio; es por eso que una varita débil que compre en Amazon podría no hacer mucho para protegerlo. Pero la intensidad también crea un potencial de daño mirar directamente a una luz UVC puede causar daño temporal pero doloroso en los ojos.

El UVC lejano, una longitud de onda más corta que la producida tradicionalmente por las lámparas UVC (222 frente a 254 nanómetros), está emergiendo como una versión potencialmente más segura. Mata a los microbios, pero presenta menos riesgo de exposición porque es menos capaz de penetrar la capa externa de piel muerta o la capa de lágrimas en la superficie del ojo. En un estudio de 2018, el físico David Brenner, director del Centro de Investigación Radiológica de la Universidad de Columbia, generó gotas de influenza similares a las que se liberan cuando respiramos o tosemos, y demostró que podrían inactivarse con una dosis baja de UVC lejana. Encontró un resultado similar con los coronavirus comunes, como informó en un artículo preimpreso de abril.

Brenner imagina las lámparas UVC lejanas como herramientas para hacer que los aeropuertos y los aviones sean más seguros. If UVC lamps had been positioned to clear the air around travelers, he says, “perhaps we could have prevented or limited this Covid-19 pandemic.”

Stopping Covid-19 now that it is in 93 percent of the nation’s counties is much more daunting. The CDC notes that the virus can stay viable on surfaces for hours to days, and someone with Covid-19 can spew contagious droplets and possibly smaller aerosols when they talk or cough, but scientists don’t know how long the air remains infectious. With incomplete information about the hazards of transmission, “one downside is that these approaches won’t work at all, that they are maybe targeting the wrong places,” says Blaser, the Rutgers infectious disease researcher.

Architect Kevin Van Den Wymelenberg has a strategy to figure out where we might be exposed to the virus. He has just launched a project to test buildings for SARS-CoV-2 by swabbing surfaces, air filters, and air return grills. It’s like doing a health check for the spaces we occupy. Van Den Wymelenberg began by testing buildings at the Oregon Health & Sciences University and the University of Oregon, where he directs the Biology and the Built Environment Center. The sampling may help university officials monitor the campus when it eventually reopens. (Similar environmental surveillance projects have been launched by other groups to swab subways and hospitals.)

Van Den Wymelenberg also plans to offer a testing service to building owners and managers as a way to diffuse anxiety about public spaces and to track outbreaks. Initially, a kit and the processing to test 12 sampling sites will cost $2,500 Van Den Wymelenberg hopes other universities around the country will join the project, which may lower overall costs. “You can’t test every person every day,” he says. “But comparatively, it’s an order of magnitude easier to test the air handler. You might gain knowledge of 100 people with that one swab.”

Van Den Wymelenberg also has advice about making buildings safer that goes beyond killing germs. The things that enhance our indoor space—fresh outdoor air, sunlight, filtration, and ventilation—also reduce transmission risk. You can diffuse the concentration of a virus in the air just by opening a window, he says. If that’s not possible, HVAC systems can bring in more outdoor air and, ideally, exhaust the air at the ceiling. Keeping indoor humidity in a range between 40 and 60 percent also makes it harder for the virus to spread, he says.

Breathing healthier air in the office—that’s a strategy to lower our chance of catching something from a coworker, whether it’s Covid-19 or just the common cold.


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