W walce z pandemią COVID-19 naukowcy badają promieniowanie nadfioletowe pod kątem możliwości zastosowania tej technologii do ograniczania przenoszenia się koronawirusa. Aby zrozumieć, czy technologia ta ma potencjał do skutecznego zwalczania wirusa, musimy najpierw zrozumieć sposób działania promieniowania nadfioletowego i jego działanie na drobnoustroje.
Czym jest światło ultrafioletowe?
Światło ultrafioletowe (UV) to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego obecnego w promieniach słonecznych. Fale promieniowania nadfioletowego są krótsze niż światła widzialnego, ale dłuższe niż promieniowania rentgenowskiego. Mieszczą się w zakresie od 10 nm do 400 nm i należą do jednej z trzech kategorii: UV-A (zbliżone do spektrum widzialnego), UV-B (średnie) albo UV-C (odległe od spektrum widzialnego).
Kiedy fale ultrafioletowe mają długość poniżej 254 nm, uznaje się je za mające właściwości „zwalczające drobnoustroje” i idealne do zabijania wirusów, pleśni i bakterii. Promieniowanie ultrafioletowe może to osiągnąć, wywołując mutacje materiału genetycznego wirusa i uniemożliwiając mu powielanie się. Może to jednak nie być optymalna długość fal, jakie są potrzebne do zabicia wszystkich wirusów. Niektórzy eksperci uznają, że fale o innej długości mogą unieszkodliwiać wirusy w inny sposób.
Na przykład, o ile światło ultrafioletowe o długości fali 254 nm uszkadza DNA wirusa tak, że nie może się on powielać, sądzi się, że krótsze fale (207–222 nm) są bardziej niszczące i skuteczne, ponieważ uszkadzają białka na powierzchni wirusa, przez co nie może on łączyć się z komórkami w ciele człowieka.
W jaki sposób zabijające drobnoustroje promieniowanie nadfioletowe wykorzystywano dotychczas do lepszego odkażania
Urządzenia do dezynfekcji promieniami UV są dostępne już od pewnego czasu i zastosowano w nich wiele różnych rozwiązań konstrukcyjnych, od mobilnych robotów UV, mogących docierać do trudno dostępnych miejsc, po proste urządzenia składających się jedynie z żarówki i czasomierza. Umieszczając źródła światła UV w rozmaitych gadżetach i urządzeniach, innowacyjne spółki mogły udostępnić jego właściwości skierowane przeciwko drobnoustrojom w celu zwiększenia dostępnych możliwości odkażania. Gadżety tego rodzaju to m.in. inteligentne szczotki toaletowe, butelki na wodę i technologie czyszczenia smartfonów.
Istnieje już dobrze rozwinięty rynek urządzeń do odkażania promieniami UV, na którym technologia ta jest wykorzystywana w szeregu branż i środowisk, w tym w:
Medycynie: Szpitale korzystają z robotów UV do dezynfekcji obszarów wspólnych, w których mogą rozprzestrzeniać się bakterie, w tym poczekalni, gabinetów zabiegowych i sal operacyjnych. Technologia UV wykorzystywana jest też do dezynfekcji przyrządów medycznych, umieszczanych w specjalnych pojemnikach sterylizatorów UV.
Transporcie: Roboty UV wykorzystuje się również do dezynfekcji w transporcie publicznym, np. w autobusach, pociągach czy samolotach. Roboty poruszają się w środkach transportu, dezynfekując powierzchnie, do których może dotrzeć światło.
Edukacji i handlu detalicznym: Promieniowanie ultrafioletowe można także wykorzystywać przy dezynfekcji powietrza, co uważa się za metodę dużo bezpieczniejszą, z uwagi na wyeliminowanie zagrożenia uszkodzenia wzroku ludzkiego. Zastosowanie technologii UV jest szczególnie częste w przestrzeniach zamkniętych, takich jak szkoły, restauracje i sklepy, gdzie cyrkulacja powietrza jest już zapewniona i można zainstalować lampy UV służące do dezynfekcji przepływającego powietrza.
Ponieważ urządzenia takie zapewniają skuteczne odkażanie, powstaje pytanie dotyczące tego, czy technologia ta ma potencjał szerszego zastosowania. W przeszłości zbadano już oddziaływanie światła UV na wirusy na tej samej zasadzie, jednak w obliczu pandemii COVID-19 jego zastosowanie i badania w tym zakresie uległy znacznemu przyspieszeniu w nadziei na wyeliminowanie koronawirusa, ograniczenie jego przenoszenia się i zapewnienie lepszego odkażania. Czy do walki z pandemią COVID-19 można wykorzystać światło ultra fioletowe?
Czy do walki z pandemią COVID-19 można wykorzystać światło ultra fioletowe?
W przeszłości obserwowaliśmy odkażające działanie światła ultrafioletowego na inne koronawirusy, w tym wirusa wywołującego ciężki ostry zespół oddechowy (Severe Acute Respiratory Syndrome; SARS). Odkryto, że wystawienie na działanie światła UV na co najmniej 15 minut może unieszkodliwiać wirusa SARS, co nasunęło pytanie, czy tę samą technologię można zastosować wobec koronawirusa COVID-19.
Wyniki naszego badania pokazują, że zwiększenie indeksu UV o jedną jednostkę wiąże się ze spadkiem o 1,2 punktu procentowego dziennego przyrostu łącznej liczby zgonów z powodu pandemii COVID-19. Sprawdzenie wiarygodności potwierdza nasze wyniki, wykazując podobny wpływ indeksu UV na współczynnik śmiertelności i wykazuje porównywalne wyniki w różnych specyfikacjach modelu.
„Evidence of protective role of Ultraviolet-B (UVB) radiation in reducing COVID-19 deaths” Rahul Kalippurayil Moozhipurath, Lennart Kraft i Bernd Skiera
Promieniowanie UV może stanowić praktyczne rozwiązanie, ponieważ zapewnia lepsze odkażanie i ograniczenie przenoszenia się wirusa w miejscach publicznych. W obliczu pandemii istotnie wzrosło zainteresowanie tą technologią w walce z koronawirusem, w związku z czym stanowi ona środek zwiększenia bezpieczeństwa w obszarach ogólnodostępnych poprzez ograniczenie prawdopodobieństwa przenoszenia się wirusa.
Szacuje się, że wielkość światowego rynku technologii diod ultrafioletowych wzrośnie do 1,71 miliarda dolarów do roku 2027, wobec 0,35 miliarda dolarów w roku 2019.
„UV LED Market by Type (UV-A, UV-B, and UV-C), Material (Silicon Carbide, Gallium Nitride, Sapphire, and Other), and Application (Curing, Purification, Indoor Gardening, Counterfeit detection, and others), and Industry Vertical (Healthcare & Medical, Agriculture, Industrial, Residential, and Commercial): Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2020–2027”
Zastosowanie promieniowania UV nie jest pozbawione ograniczeń, ponieważ będzie ono skuteczne wyłącznie jeśli wirus zostanie bezpośrednio wystawiony na jego działanie, bez obecności kurzu i zanieczyszczeń oraz jeśli dawka i czas zastosowania światła ultrafioletowego będą wystarczające. Jednak wyniki badań sugerują, że światło ultrafioletowe może być bardzo skuteczne dzięki jego działaniu bakteriobójczemu i zdolności zabijania wirusów, w tym COVID-19. W miarę przygotowywania się świata na powrót do normalności, technologia ta będzie dalej zyskiwała na znaczeniu jako metoda zapewnienia bezpieczniejszego środowiska wszystkim osobom korzystającym z miejsc publicznych i obszarów wspólnych.
