Un nouveau système d'irradiation LED développé par le Ferdinand-Braun-Institut vise à tuer les micro-organismes avec une lumière UV à ondes ultra-courtes – sans effets secondaires. Remise du prototype à la Charité pour les premiers tests.
Selon l'Institut Robert Koch, 400 000 à 600 000 infections à germes hospitaliers se produisent en Allemagne chaque année – environ 10 000 à 20 000 personnes en meurent. Étant donné que les agents pathogènes multirésistants (MDR) ne peuvent souvent pas être traités avec des antibiotiques, des approches alternatives sont nécessaires. Un principe physique prometteur est l'irradiation par la lumière UVC, qui peut être utilisée pour détruire les micro-organismes sans laisser se développer des résistances. Dans le cadre de leur Joint Lab GaN optoélectronique, le Ferdinand-Braun-Institut (FBH) et la Technische Universität Berlin (TUB) ont développé des LED émettant dans la gamme spectrale des ultraviolets lointains (UV). Les LED émettent à des longueurs d'onde d'environ 230 nm et fournissent plus d'une puissance de sortie en milliwatt. De telles LED UVC ne sont pas encore disponibles commercialement dans le monde en raison des défis technologiques du système de matériau utilisé nitrure d'aluminium-gallium (AlGaN). Leur lumière ne pénètre pas dans les couches vivantes de la peau en raison de leur haut degré d'absorption. On s'attend donc à ce que la peau – contrairement au rayonnement UVC à ondes longues émises par les lampes à vapeur de mercure, par exemple – ne soit pas endommagée du tout ou soit si peu endommagée que les mécanismes de réparation naturels compensent l'effet.
Les chercheurs espèrent que cela aidera à tuer les agents pathogènes MDR sans aucun effet secondaire à long terme. Dans le cadre du projet VIMRE (prévention des infections par des pathogènes multirésistants par irradiation UVC in vivo), FBH a développé et réalisé un système d'irradiation comprenant un réseau de 118 de ces LED sur une surface de 8 cm x 8 cm. Il atteint une puissance d'irradiation maximale de 0,2 mW / cm2 avec plus de 90% d'uniformité sur une surface de 6 cm x 6 cm. Le premier prototype a été livré au département de dermatologie de la Charité -Universitätsmedizin Berlin pour des examens cutanés. Un autre appareil sera bientôt livré à l'Institut d'hygiène et de médecine environnementale du Centre universitaire de médecine de Greifswald pour clarifier l'efficacité microbicide. VIMRE est financé par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF) dans le cadre du consortium « Advanced UV for Life » dans le cadre du programme Twenty20.
Prototypes visant à valider les procédures
Les tests réalisés par les deux partenaires du projet avec ces appareils ont pour but de montrer que l'irradiation UVC convient pour tuer les micro-organismes et notamment les agents pathogènes MDR (éradication). Dans le même temps, il doit être démontré que cette exposition est inoffensive pour l'homme tant que des doses d'irradiation spécifiques sont maintenues. Cela sera vérifié en utilisant des échantillons de tissus de peau humaine ainsi que des modèles de peau et de muqueuse, car l'habitat préféré des micro-organismes tels que les agents pathogènes MDR est la cavité nasale antérieure et le pharynx. À cette fin, la Charité mène des enquêtes dose-dépendantes sur d'éventuels dommages à l'ADN sur la peau irradiée. Le Centre de médecine universitaire de Greifswald déterminera dans quelle mesure les émetteurs LED UV tuent les agents pathogènes MDR à 230 nm et comparera les résultats avec ceux des lampes UV émettant à 254 nm et 222 nm.
Miniaturisation et autres applications – une perspective
Les LED présentent de nombreux avantages et ouvrent de nouvelles perspectives: elles sont particulièrement petites et permettent donc des systèmes d'irradiation miniaturisés. Ceux-ci pourraient être utilisés par voie endoscopique dans des orifices corporels ou comme appareils portatifs. Les LED n'émettent également que peu de chaleur et ne mettent pratiquement pas de pression sur la peau. De plus, ils ne nécessitent pas de haute tension – un aspect de sécurité important, car ils sont utilisés sur l'homme. Le système d'irradiation UV LED doit encore être développé à l'avenir afin que les agents pathogènes puissent être éliminés dans des endroits difficiles d'accès. Le dispositif pourrait également être intéressant pour les virus corona, car ils peuvent également être désactivés par la lumière UVC à ondes courtes. Étant donné que le SRAS-CoV-2 se réplique dans le pharynx dans la première phase, il semble plausible d'utiliser de telles sources lumineuses dans cette partie du corps pour prévenir une maladie à COVID-19.
La source:
Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB)
