Cela fait plus de deux ans que la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a commencé. En conséquence, les pays ont été contraints à des fermetures coûteuses et restrictives, de nombreuses personnes ont été contraintes de « se protéger » pendant de longues périodes, et la santé physique et mentale en a souffert.
Alors que de nombreux pays développés ont adopté des programmes de vaccination de masse, de nouvelles variantes continuent d’émerger, montrant la capacité d’échapper à l’immunité induite par la vaccination.
Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2), l’organisme qui cause le COVID-19, est difficile à contrôler en partie en raison des méthodes de transmission. Se propageant principalement par la transmission de gouttelettes et d’aérosols, il peut être difficile de prévenir l’infection en cas de contact avec une personne infectée dans un espace clos. Même les masques, la désinfection des surfaces et les bonnes pratiques d’hygiène peuvent parfois être insuffisants.
Cependant, des chercheurs de l’Université Ludwig Maximilian de Munich ont créé un nouveau système pour protéger les zones contre le virus, en utilisant un rideau lumineux ultraviolet C (UV-C) à base de diodes électroluminescentes (LED). Des longueurs d’onde spécifiques des UV-C sont connues pour inactiver les virus et les bactéries, et cet outil pourrait aider à garder les zones stériles.
L’étude des chercheurs est actuellement disponible sur le medRxiv* serveur de préimpression en attendant l’examen par les pairs.
Etude : Décontamination des aérosols et séparation spatiale à l’aide d’une barrière lumineuse UV-C à LED en espace libre. Crédit d’image : Eduardo Y/Shutterstock
L’étude
Le système créé par les chercheurs comprend une ventilation, des composants optiques et un système permettant d’éteindre en toute sécurité la source UV-C si des objets pénètrent dans le chemin lumineux. La lumière est générée par des LED multiconducteurs projetées par un miroir concave. Huit unités sont incluses dans deux rangées parallèles dans un seul rideau. Avant que les faisceaux ne quittent le système, ils traversent des lamelles qui empêchent les contacts indésirables et bloquent la lumière parasite.
Le faisceau lumineux UV-C tombe sur un réflecteur qui dirige la lumière verticalement, dans le but de faire croître la densité de rayonnement pour garantir qu’un volume de rayonnement homogène est créé de manière à désactiver les virus.
L’aérosol est aspiré simultanément et forcé dans un espace entre les réflecteurs, avec un flux constant garantissant que l’air de la pièce rencontre le rayonnement. Cependant, comme la création d’ozone est un problème lors de l’utilisation de la lumière UV-C, le système est réglé sur une longueur d’onde de 275 nm – et n’est pas assez riche en énergie pour produire de l’ozone.
Les scientifiques ont surveillé la distribution de l’intensité optique de la lampe à différentes distances à l’aide d’un outil de cartographie de la lumière développé en interne. Cela pourrait détecter l’intensité entre 500 et 2500 mm, les distances d’installation habituelles du système au-dessus du sol. Ils ont constaté que l’intensité maximale du rideau à la distance la plus élevée était de 2,61 mW cm-2 et que la demi-largeur de la curatin était de 53 mm.
Les cartes d’intensité ont montré les deux rangées parallèles de LED mélangées l’une à l’autre à des distances supérieures à 1,5 m. Les rangées séparées à des distances inférieures ne sont pas un problème, car les organismes traversant le mur sont toujours exposés à des doses de rayonnement suffisantes. La vitesse la plus rapide attendue pour les particules migrant à travers la paroi est de 0,1 m s-1.
Les chercheurs ont calculé la dose UV intégrée pour les particules se déplaçant à cette vitesse à différentes distances de l’émetteur et ont découvert que toutes les particules recevraient une dose suffisante pour inactiver un organisme.
Les chercheurs ont également utilisé un module UV-C pour éclairer une fenêtre en verre de quartz dans un canal d’aérosol afin d’examiner la capacité du système à neutraliser les solutions bactériennes/virales dans un profil de concentration et de taille similaire à la respiration humaine. Les aérosols ont été passés à travers le canal, récupérés, dilués et plaqués. Les colonies/plaques virales ont été comptées manuellement après 10 jours ou 24 heures. Lorsque E. coli ou le coronavirus murin sont passés à travers le canal actif, aucune colonie ou plaque ne s’est formée. S. aureus était légèrement plus résistant mais présentait tout de même une réduction logarithmique de 2,75 du nombre de colonies.
Conclusion
Les auteurs soulignent qu’ils ont développé un système capable de réduire considérablement les aérosols viraux et bactériens, y compris un coronavirus, même dans les conditions les plus défavorables.
Comme la protection contre les agents pathogènes en aérosol est généralement très difficile, cela pourrait être extrêmement utile pour les hôpitaux et les établissements de santé, en aidant à protéger à la fois les travailleurs et les patients. Avec le temps, cette technologie pourrait être adaptée à d’autres zones à fort trafic.
Bien que le rayonnement UV-C puisse être dangereux, le système comprend un dispositif de sécurité intégré et vise à minimiser toute lumière parasite. Avec de nouvelles variantes qui continuent d’apparaître, cette technologie pourrait être un outil puissant contre le SRAS-CoV-2, ainsi que de futures maladies.
Avis important
medRxiv publie des articles pré-imprimés qui n’ont pas été certifiés par des pairs. Ces informations ne doivent pas être utilisées pour guider la recherche clinique ou la pratique.
