Repuestos de ferretería transformados en dispositivos para destruir virus
Los hospitales que informan escasez de equipo de protección personal están buscando formas de desinfectar lo que tienen. Aquí, los investigadores están probando la eficacia de las nuevas cajas de esterilización creadas por ingenieros de la USC. Crédito: USC Photo/Andrea Armani
Un equipo de investigadores de la USC ha ideado una forma simple pero efectiva de esterilizar equipos médicos en respuesta a la necesidad urgente de más equipo de seguridad para los médicos y enfermeras que tratan a pacientes con COVID-19.
El método funcionó tan bien en las pruebas de laboratorio de la Escuela de Medicina Keck de la USC que ya se implementó en 45 hospitales y clínicas, incluidos el Hospital Keck de la USC, el Hospital Verdugo Hills de la USC y el Centro médico del condado de Los Ángeles+USC. .
Los funcionarios de salud informan una escasez aguda de equipo de protección personal (EPP), que se infecta y necesita ser reemplazado para tratar a los pacientes de manera segura. A falta de equipo nuevo, están buscando soluciones para reutilizar el equipo existente y así poder evitar que la enfermedad se propague.
Ingresa Andrea Armani y su equipo de laboratorio de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC. Se especializan en la interacción de la luz y la biología, especialmente en dispositivos biomédicos, y también desarrollan materiales avanzados y dispositivos ópticos integrados para el diagnóstico portátil de enfermedades.
Encargado por la Escuela de Medicina Keck para encontrar una solución, el equipo de Armani desarrolló un método desinfectante de EPP que elimina virus y que utiliza luz ultravioleta para modificar el código genético del coronavirus para que no pueda replicarse a sí mismo.
«Piense en ello como reinventar la desinfección», dijo Armani. «Usamos artículos listos para usar que puede obtener en Lowe’s o tiendas de mejoras para el hogar para hacer un dispositivo que puede matar bacterias y virus».
Armani es el titular de la cátedra Ray Irani en ingeniería química y materiales Ciencias en la USC Viterbi. También tiene una cita en USC Michelson Center for Convergent Bioscience y Lawrence J. Ellison Institute for Transformative Medicine de USC.
Cajas de esterilización creadas por Andrea Armani y sus estudiantes para profesionales de la salud en Keck Medicine de USC. Crédito: USC Photo/Andrea Armani
El método desinfectante de EPP utiliza luz UV-C
En esencia, el método que idearon se basa en el conocimiento ampliamente conocido de que la luz UV-C mata las bacterias y los virus. . Es la parte del espectro de luz del sol que es excepcionalmente eficiente para destruir el material genético en casi cualquier ser vivo. En la naturaleza, no daña mucho a los humanos debido a la capa protectora de ozono de la Tierra, que fue un tema de gran preocupación cuando se descubrió un agujero en la capa en la década de 1980.
Para acelerar el esfuerzo, USC se asoció con SMP Engineering, una empresa con sede en Glendale, para construir las cajas que diseñó la USC. La asociación público-privada y la participación de la Escuela de Medicina Keck fueron clave para mover el proyecto desde su concepción hasta su finalización en tan solo unos días. Al final, resultó en un producto diseñado para reducir los costos y acelerar la producción en masa.
«Resumimos este proyecto en sus componentes esenciales y luego buscamos piezas que estuvieran fácilmente disponibles», dijo Andreas Schubert, jefe director ejecutivo de SMP Ingeniería. «Con este enfoque, pudimos construir un sistema utilizando cajas de almacenamiento de plástico pintadas con aerosol con una capa reflectante y montadas con una bombilla UV-C de 15 vatios».
Prueba de bacterias destruidas por esterilización UV- C light
Mientras tanto, Rosemary She, directora de la división de biología microbiana médica de la Escuela de Medicina Keck, cultivó un cultivo de bacterias en placas de Petri de plástico. El microbio Bacillus cereus es resistente a los rayos UV, por lo que fue un buen sustituto de prueba para un virus. Las placas de Petri de plástico se utilizaron como sustituto de los protectores faciales médicos, que escasean.
Los investigadores descubrieron que, en un minuto, la mayoría de las colonias de bacterias expuestas a la luz se destruyeron por completo.
«Usamos un organismo resistente [B. cereus] porque si ese organismo se desinfecta, entonces probablemente podrá destruir los virus», dijo.
El Los hallazgos son significativos porque el desinfectante de PPE funcionó tan bien que cumple con el requisito de desinfección de la FDA de una reducción de 3 log alrededor de 1000 veces menos microbios.
Durante las pruebas de las cajas de desinfección, los investigadores encontraron que, en un minuto, la mayoría de los las colonias de bacterias expuestas a la luz fueron totalmente destruidas. Crédito: USC Photo/Andrea Armani
Entonces, ¿cómo afecta la luz UV-C a los virus?
Ese espectro particular de luz altera los nucleótidos, o componentes básicos, del ADN y el ARN, el primero que se encuentra en las bacterias y el último contenido en virus. En el ARN, los rayos UV obligan a los nucleótidos de uracilo y citosina a formar dímeros, o puentes, que interrumpen la capacidad de un virus para replicarse y propagarse. En última instancia, es un golpe fatal para el microbio.
«Este sistema es una sinergia perfecta de la biología y la física», dijo Armani.
Hasta ahora, la técnica de desinfección del PPE se centra en los protectores faciales.
Las ventajas de esta técnica son que es rápida, fácil de realizar y utiliza equipos estándar a bajo costo. También se puede implementar en múltiples ubicaciones rápidamente, lo que convierte la desinfección secundaria en un proceso descentralizado.
Sin embargo, la técnica solo se ha probado para protectores faciales, no para otros tipos de EPP. Armani dijo que se enfocaron en los protectores faciales porque hay una necesidad urgente de ese tipo de desinfección y era más fácil trabajar con superficies plásticas duras. Se necesitarían más pruebas en otros materiales antes de que la técnica pueda considerarse para usos más amplios.
«A diferencia de las máscaras que se degradan y dependen de filtros para su rendimiento, los protectores faciales son una barrera sólida que bloquea completamente las partículas», Armani dijo. «Entonces, los protectores faciales brindan una protección completa, pero son muy escasos».
Para beneficiar a otros hospitales, el equipo de investigación ha publicado el diseño esquemático de la tecnología y un resumen de la investigación en un formato abierto. acceder al sitio web para que pueda ser ampliamente utilizado. Armani dijo que ya ha recibido llamadas de universidades y hospitales de todo el mundo.
Pero como dice el refrán: no intentes esto en casa. Armani advierte que la luz UV-C es peligrosa y que la exposición directa puede quemar la piel y mutar el ADN humano, lo que puede generar otros riesgos para la salud.
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Las fábricas italianas de Armani para fabricar overoles médicos Proporcionado por la Universidad del Sur de California Cita: Piezas de ferretería transformadas en dispositivos que destruyen virus (6 de abril de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-04-hardware-virus-destroying-devices.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.