Lucha contra los gérmenes hospitalarios con diodos emisores de luz UVC

Prototipo del sistema de irradiación LED UVC con 118 LED – con él se supone que se eliminan los gérmenes en la piel. El recuadro muestra un detalle de la matriz de LED. Crédito: FBH/P. Immerz

Un novedoso sistema de irradiación LED desarrollado por el Ferdinand-Braun-Institut tiene como objetivo matar microorganismos con luz ultravioleta de onda ultracorta sin efectos secundarios. Prototipo entregado a Charit para la prueba inicial.

Según el Instituto Robert Koch, cada año se producen en Alemania entre 400 000 y 600 000 infecciones por gérmenes hospitalarios, entre 10 000 y 20 000 personas mueren a causa de ellas. Dado que los patógenos multirresistentes (MDR) a menudo no se pueden tratar con antibióticos, se necesitan enfoques alternativos. Un principio físico prometedor es la irradiación con luz UVC, que puede usarse para destruir microorganismos sin permitir que se desarrollen resistencias. En el marco de su Joint Lab GaN Optoelectronics, el Ferdinand-Braun-Institut (FBH) y la Technische Universitt Berlin (TUB) han desarrollado LED que emiten en el rango espectral ultravioleta (UV) lejano. Los LED emiten en longitudes de onda de alrededor de 230 nm y proporcionan una potencia de salida de más de un milivatio. Dichos LED UVC aún no están disponibles comercialmente en todo el mundo debido a los desafíos tecnológicos del sistema de material utilizado nitruro de aluminio y galio (AlGaN). Su luz no penetra en las capas vivas de la piel debido a su alto grado de absorción. Por lo tanto, se espera que la piel, a diferencia de la radiación UVC de onda larga que emiten las lámparas de vapor de mercurio, por ejemplo, no se dañe en absoluto o se dañe tan poco que los mecanismos naturales de reparación compensen el efecto. Los investigadores esperan que esto ayude a eliminar los patógenos multirresistentes sin efectos secundarios a largo plazo. En el marco del proyecto VIMRE (prevención de infecciones con patógenos multirresistentes mediante irradiación UVC in vivo), FBH ha desarrollado y producido un sistema de irradiación que comprende una matriz de 118 de estos LED en un área de 8 cm x 8 cm. Alcanza una potencia máxima de irradiación de 0,2 mW/cm2 con más del 90% de uniformidad sobre un área de 6 cm x 6 cm. El primer prototipo se entregó al Departamento de Dermatología de Charit Universittsmedizin Berlin para exámenes de la piel. Pronto se entregará otro dispositivo al Instituto de Higiene y Medicina Ambiental del Centro de Medicina de la Universidad de Greifswald para aclarar la eficacia microbicida. VIMRE está financiado por el Ministerio Federal Alemán de Educación e Investigación (BMBF) como parte del consorcio Advanced UV for Life dentro del programa Twenty20.

Prototipos destinados a validar procedimientos

Pruebas realizadas Los resultados de los dos socios del proyecto con estos dispositivos pretenden demostrar que la radiación UVC es adecuada para matar microorganismos y especialmente patógenos multirresistentes (erradicación). Al mismo tiempo, se debe demostrar que esta exposición es inocua para los humanos siempre que se mantengan las dosis de irradiación específicas. Esto se verificará utilizando muestras de tejido de piel humana, así como modelos de piel y mucosas, ya que el hábitat preferido de microorganismos como los patógenos MDR es la cavidad nasal anterior y la faringe. Para este propósito, Charit lleva a cabo investigaciones dependientes de la dosis de posibles daños en el ADN de la piel irradiada. El Centro de Medicina de la Universidad de Greifswald determinará la eficacia con la que los emisores LED UV eliminan los patógenos MDR a 230 nm y comparará los resultados con los de las lámparas UV con emisión a 254 nm y 222 nm.

Miniaturización y otras aplicaciones y perspectivas

Los LED tienen muchas ventajas y abren nuevas perspectivas: son particularmente pequeños y, por lo tanto, permiten sistemas de irradiación miniaturizados. Estos podrían usarse endoscópicamente en orificios corporales o como dispositivos portátiles. Los LED también emiten poco calor y apenas ejercen presión sobre la piel. Además, no requieren alta tensión, un aspecto de seguridad importante, ya que se utilizan en humanos. El sistema de irradiación UV LED se desarrollará aún más en el futuro para que los patógenos puedan eliminarse en lugares de difícil acceso. El dispositivo también podría ser interesante para los virus corona, ya que también pueden ser inactivados por la luz UVC de onda corta. Dado que el SARS-CoV-2 se replica en la faringe en la primera fase, parece plausible usar tales fuentes de luz en esta parte del cuerpo para prevenir la enfermedad de COVID-19.

Explore más

Nueva tecnología: Tapones de cerveza higiénicos Proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV (FVB) Cita: Lucha contra los gérmenes hospitalarios con diodos emisores de luz UVC (25 de mayo de 2020) consultado el 31 de agosto 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-hospital-germs-uvc-light-emitting-diodes.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.