Abordare non-chimică a dezinfectării

Despre lumina ultravioletă ca dezinfectant și corpurile germicide, bazate pe lumina UV-C

Dezinfectarea clasică

Utilizarea clorului ca dezinfectant este în general acceptată în întreaga lumea. Totuși, oamenii devin din ce în ce mai preocupați de subprodusele clorului, deoarece acesta reacționează cu alți compuși organici producând diferiți compuși, cum ar fi trihalometanii (THM). THM sunt documentate ca fiind cancerigeni umani probabili sau posibili. https://tracking.idph.iowa.gov/Environment/Public-Drinking-Water/Public-Water-and-Health/TTHM-in-Public-Water-and-Health

Alte dezavantaje ale clorării sunt modul în care schimbă gustul și mirosurile, nevoia de echipamente suplimentare, cum ar fi rezervoarele, pentru a garanta timpul de contact adecvat și monitorizarea necesară pentru a asigura niveluri de concentrație adecvate.

Se știe că clorinarea oferă performanțe slabe de dezinfecție împotriva virusurilor precum enterovirusul și hepatita A și microorganisme precum  Giardia  și  Cryptosporidium .

Un alt tip de dezinfectat utilizat în prezent, este cel bazat pe clorura de benzalconiu (BAK) https://natth.org/blog/ și care este cel mai frecvent ingredient activ al multor dezinfectanți utilizați în mod regulat în spitale, gospodării și fabrici de procesare a alimentelor pentru a proteja împotriva unei game largi de viruși și bacterii – inclusiv toate tulpinile de SARS-CoV-2, care duce la apariția COVID-19 – însă toxicitatea acestuia, ridică probleme în realizarea concentrațiilor. Recent s-a demonstrat că prin radierea cu UV-C toxicitatea acestei substanțe chimice poate fi neutralizată.

Dezinfectarea cu UV

Expunerea la lumina UV în spectrul lungimii de undă de 200 – 400 nm dăunează moleculelor genetice (ADN și ARN) și altor molecule din interiorul unui microorganism.

Bacteriile, protozoarele, virusurile, ciupercile, algele sunt toate sensibile la lumina UV. Datorită diferențelor de formă, acestea sunt sensibile la diferite lungimi de undă.

Aplicarea luminii UV nu lasă reziduuri în apă, ceea ce reprezintă un avantaj față de metodele de dezinfecție chimică. UV s-a dovedit a fi foarte eficient în inactivarea  Giardiei  și  Cryptosporidium  cu o doză foarte mică dar și a SARS-CoV-2

Avantajele ale luminii UV-C față de substanțele chimice:

• nu rezultă reziduuri
• nu rezultă subproduse de dezinfecție
• nu are efecte asupra culorii, gustului, mirosului
• nu necesită depozitare de substanțe chimice
• eficient împotriva tuturor microorganismelor, inclusiv  Giardia  și  Cryptosporidium
• prietenos cu mediul și cu oameni

Despre UV

Razele ultraviolete numite și raze UV, sunt radiații electromagnetice cu o lungime de undă mai mică decât cea a radiațiilor luminii percepută de ochiul omenesc.

Lumina naturală de la Soare conține, printre altele, și raze ultraviolete.

Descoperirea razelor ultraviolete a provenit de la experiențele de înnegrire a sărurilor de argint sub acțiunea luminii solare. În anul 1801, fizicianul german Johann Wilhelm Ritter, observă că stratul de clorură de argint se înnegrește și în afară domeniului razelor vizibile, aceste radiații invizibile fiind numite „raze oxidante”. Razele UV și cele infraroșii vor fi numite în tot secolul al XIX-lea și „raze chimice”.

Spectrul razelor ultraviolete este cuprins între lungimile de undă de 10 – 380 nm (1 nanometru = 10-9 m).

• UV-C, de la 100 nanometri (nm) la 280 nm
• UV-B, de la 280 nm la 315 nm
• UV-A, de la 315 nm la 400 nm

UV-A și UV-B se găsesc în lumina Soarelui, fiind cele care ne ajută să ne bronzăm dar care ne pot produce și arsuri. UV-B este, responsabil pentru formarea vitaminei D, cea care ne întărește oasele. 

Razele UVC se găsesc în Soare dar nu ajung la suprafața Pământului deoarece sunt complet absorbite de atmosferă. Lumina UV-C, este o lumină invizibilă, se întinde între 100-280 nm, ea având puternice proprietăți germicide.

Lumina UV-C este germicidă – adică dezactivează ADN-ul bacteriilor, virusului și altor agenți patogeni distrugând capacitatea acestora de a se multiplica și de a provoca boli. Practic sub acțiunea luminii UV-C, au loc distorsiuni structurale ale ADN-ului, urmată de întreruperea transcripției ARN și replicarea ADN-ului, provocând în final mutageneza celulară sau moartea virusului.

Conform cu: ISO 15858:2016 (en) (UV-C Devices — Safety information — Permissible human exposure):

Radiația UVC este o formă de penetrare scăzută a UV în comparație cu radiația UVA sau UVB. Măsurătorile țesutului uman arată că 4% până la 7% din radiațiile UVC, împreună cu o gamă largă de lungimi de undă de la 250 nm la 400 nm, sunt reflectate și absorbite în primii 2 µm din stratul cornos. Prin urmare, cantitatea de UVC transmisă prin epidermă este foarte mică..

Afectarea cutanată constă în eritem, o înroșire a pielii asemănătoare cu arsurile solare, dar fără bronzare. Efectul maxim al eritemului apare la o lungime de undă de 297 nm în banda UVB. Radiația UVC la o lungime de undă de 254 nm este mai puțin eficientă în provocarea eritemului.

Foarte activ din punct de vedere fotochimic, UV-C de 254 nm ar fi de așteptat să fie mai dăunător pielii și ochilor expuși decât lungimi de undă mai lungi, cum ar fi UV-A și UV-B, în lumina soarelui. Cu toate acestea, 254 nm UV sunt aproape complet absorbiți de cromofori (prin cromofor se înțelege o grupare funcționala grefată în structura unei molecule, grupare responsabilă de culoarea acesteia ) în stratul mort exterior al pielii, încât se estimează că doar 5% din UV de 254nm de la suprafața pielii, pătrund în stratul celular viabil superior, comparativ cu 15% pentru 365 nm ( UV-A) și 50% pentru 297 nm (UV-B). ¹⁰ În timp ce pielea este oarecum protejată de UV germicid prin absorbția stratului său exterior mort, corneea nu are un astfel de strat exterior. În consecință, celulele corneei au o expunere mai mare la rănirea prin iradiere UV-C.

 

Tehnologia ultravioletă este o abordare non-chimică a dezinfectării. Această metodă de dezinfecție, nu apelează la alte substanțe, procesul fiind simplu, ieftin și necesită o întreținere foarte redusă. Prescurtat poartă numele de UVGI.

Iradierea germicidă ultravioletă (UVGI) este o metodă de dezinfecție care utilizează lumina ultravioletă cu lungime de undă scurtă ( ultravioleta C sau UV-C) pentru a ucide sau a inactiva microorganismele prin distrugerea acizilor nucleici și perturbarea ADN – ului lor, lăsându-i în imposibilitatea de a îndeplini funcții celulare vitale . UVGI este utilizat într-o varietate de aplicații, cum ar fi purificarea alimentelor, a aerului și a apei (https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_germicidal_irradiation)

Corpurile germicide sunt dispozitive electronice ce pot fi folosite de persoanele fizice în scopul dezinfectării spațiilor private, dar și în agricultură pentru combaterea unor dăunători.

Particularitățile unui dispozitiv medical sunt prezentate mai jos, conform ANMDMR.

Agenția Națională a Medicamentului și a Dispozitivelor Medicale din România, spune:

Dispozitiv medical – orice instrument, aparat, echipament, software, material sau alt articol, utilizate separat sau în combinaţie, inclusiv software-ul destinat de către producătorul acestuia a fi utilizat în mod specific pentru diagnosticare şi/sau în scop terapeutic şi necesar funcţionării corespunzătoare a dispozitivului medical, destinat de către producător a fi folosit pentru om în scop de:

a) diagnosticare, prevenire, monitorizare, tratament sau ameliorare a unei afecţiuni;

b) diagnosticare, monitorizare, tratament, ameliorare sau compensare a unei leziuni sau a unui handicap;

c) investigare, înlocuire sau modificare a anatomiei sau a unui proces fiziologic;

d) control al concepţiei,

şi care nu îşi îndeplineşte acţiunea principală pentru care a fost destinat în organismul uman sau asupra acestuia prin mijloace farmacologice, imunologice sau metabolice, dar a cărui funcţionare poate fi asistată prin astfel de mijloace;