In vitro efficacy of an automatic UVC-LED device for disinfection of the stethoscope diaphragm against bacteria, fungi and enveloped respiratory viruses
قام جهاز تلقائي يعمل بالأشعة فوق البنفسجية من نوع (UVC-LED) ينبعث منه طول موجي قدره 275 نانومتر بتعطيل مجموعة واسعة من البكتيريا المقاومة للأدوية، والفطريات، والفيروسات التنفسية المغلفة على أغشية السماعات الطبية من خلال إحداث ضرر جينومي جسيم أدى إلى إبطال القدرة على العدوى، مما قدم بديلاً موثوقاً ومستقلاً عن المشغل للتطهير الكيميائي غير المتسق.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
يُعد السماعة الطبية واحدة من أكثر الأدوات موثوقية في الطب، فهي أداة بسيطة تستمع إلى نبضات القلب وإيقاع التنفس. ومع ذلك، ورغم أهميتها لرعاية المرضى، إلا أنها أيضًا مسافر صامت، ينتقل من شخص إلى آخر عشرات المرات في اليوم الواحد. لعقود من الزمن، عرف العلماء أن الغشاء المطاطي للسماعة يلتقط البكتيريا والفطريات والفيروسات من جلد الملابس والملابس، مما يخلق جسرًا محتملاً للعدوى. وبينما يتم تدريب الأطباء على تنظيف أدواتهم بين المرضى، فإن واقع العيادات المزدحمة غالبًا ما يقف في طريق ذلك؛ إذ يعتمد التنظيف على تذكر الإنسان لإحضار مندلة، والعثور على محلول كيميائي، وتخصيص الوقت للفرك. وعندما تنكسر هذه السلسلة من الإجراءات، تظل الأداة ملوثة، حاملة معها "مسافرين خفيين" إلى الشخص التالي الذي يتم فحصه.
ولحل هذه المشكلة، توجه الباحثون إلى نوع مختلف من الضوء. فبدلاً من الاعتماد على المواد الكيميائية أو الذاكرة البشرية، يختبرون أجهزة تستخدم نوعًا محددًا من الضوء غير المرئي يسمى الأشعة فوق البنفسجية من النوع ج (UVC). يعمل هذا الضوء عن طريق ضرب المادة الوراثية داخل الخلايا الحية، مما يؤدي إلى تشويه تعليماتها بحيث لا تعود قادرة على التكاثر. ولأن الضوء يقوم بالمهمة تلقائيًا بمجرد الضغط على زر، فإنه يلغي الحاجة إلى تذكر الشخص أو وجود مندلة قريبة. والسؤال هو ما إذا كان جهاز صغير وتلقائي يمكنه توفير ما يكفي من هذا الضوء لسطح السماعة المنحني لقتل مجموعة واسعة من الجراثيم الخطيرة، بما في ذلك تلك التي تعلمت مقاومة الأدوية الشائعة.
قام فريق من العلماء في جامعة سيينا وشركة VisMederi في إيطاليا باختبار جهاز تلقائي جديد مصمم خصيصًا لهذه المهمة. يضم الجهاز ثلاثة صمامات ثنائية باعثة للضوء (LED) صغيرة تتوهج بطول موجي ذروي يبلغ 275 نانومتر، وهو تردد معروف بفعاليته العالية في إتلاف المادة الوراثية. تم بناء الجهاز ليحتوي غشاء السماعة ويقوم بدورة ثابتة واحدة مدتها 150 ثانية. ولمعرفة ما إذا كان يعمل، لم يستخدم الباحثون مرضى حقيقيين أو غرف مستشفيات متسخة، بل أنشأوا بيئة مختبرية محكومة حيث وضعوا قطرات من سائل يحتوي على تسعة أنواع مختلفة من البكتيريا والفطريات، بالإضافة إلى أربعة أنواع من الفيروسات التنفسية، على قرص شفاف من الكوارتز يحاكي سطح السماعة. وقد ضمنوا في الاختبار بعض أصعب الجراثيم المعروفة للطب: وهي خميرة "كانديدا أوريس" (Candida auris) المقاومة للأدوية المتعددة، ونوع من العفن الذي يصعب قتله بالضوء بشكل ملحوظ، ونوع من البكتيريا التي تنمو بسرعة وتقاوم العديد من المواد الكيميائية. كما اختبروا فيروسات تسبب الإنفلونزا والأمراض التنفسية الأخرى، والتي تُعرف بقدرتها على البقاء على الأسطح الصلبة لأيام.
كانت النتائج حاسمة. فبعد دورة واحدة مدتها 150 ثانية، لم يعد بإمكان الباحثين العثور على أي بكتيريا أو فطريات حية في القطرات التي وضعوها على القرص. لقد قلل الجهاز عدد هذه الجراثيم بمقدار خمس مراتب عشرية على الأقل، وهو مستوى من الخفض مرتفع للغاية لدرجة أنه دفع الأعداد إلى ما دون الحد الذي يمكن لأجهزتهم رصده. وقد ظل هذا الأمر ساريًا حتى بالنسبة للكائنات الأكثر مقاومة في الاختبار، بما في ذلك العفن والخميرة المقاومة للأدوية. وبالنسبة للفيروسات، كانت النتيجة واضحة بنفس القدر؛ فقد فقدت الفيروسات التنفسية الأربعة قدرتها على إصابة الخلايا تمامًا. وقد قاس الباحثون ذلك من خلال محاولة زراعة الفيروسات في مزارع خلوية؛ فبعد المعالجة بالضوء، لم تتمكن الفيروسات من جعل الخلايا مريضة، حتى عند أدنى التركيزات التي استطاعوا قياسها.
لفهم ما حدث بالضبط للفيروسات، نظر العلماء إلى ما هو أعمق من مجرد معرفة ما إذا كانت الجراثيم حية أم لا. فقد فحصوا الشفرة الوراثية لفيروسات الإنفلونزا، والتي تتكون من سلاسل طويلة من الحمض النووي الريبوزي (RNA). واستخدموا طريقتين مختلفتين لقراءة هذه الشفرة. بحثت الطريقة الأولى عن قطع قصيرة جدًا من الشفرة الوراية، بشكل يشبه التحقق من كلمة واحدة في كتاب. وأظهر هذا الفحص القصير تغيرًا طفيفًا فقط، مما يشير إلى أن معظم المادة الوراثية لا تزال موجودة. ومع ذلك، نظرت الطريقة الثانية إلى مقاطع أطول بكثير من الشفرة، مثل محاولة قراءة فصول كاملة. وعندما حاولوا قراءة هذه الأجزاء الطويلة، اختفت الإشارة تمامًا. لقد تم تفتيت السلاسل الطويلة للمادة الوراثية إلى قطع صغيرة عديمة الفائدة. وقد أكد هذا أن الضوء لم يقم فقط بإخفاء الفيروس أو جعل العثور عليه صعبًا، بل قام فعليًا بتحطيم التعليمات التي يحتاجها الفيروس للتكاثر. بقيت القطع الوراثية القصيرة لأنها كانت صغيرة جدًا بحيث لا تتعرض لضرر كافٍ يؤدي لتكسيرها، لكن السلاسل الطويلة والوظيفية قد دُمِّرت، مما جعل الفيروس غير ضار.
تسلط هذه الدراسة الضوء على فرق جوهري بين كيفية اختبارنا للجراث Germs عادةً وبين كيفية تفكيرنا في التطهير. تعتمد العديد من الاختبارات الحديثة على إيجاد قطع صغيرة من الشفرة الوراية للقول بأن السطح ملوث. وتظهر هذه الأبحاث الجديدة أن مثل هذه الاختبارات يمكن أن تكون مضللة بعد المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (UVC). فقد تظل قادرة على اكتشاف القطع الصغيرة والمكسرة من فيروس تم قتله، مما يجعل السطح يبدو وكأنه لا يزال خطرًا بينما هو في الواقع آمن. لقد أثبت الجهاز التلقائي أن دورة واحدة، مستقلة عن المشغل، يمكنها إزالة لوحة واسعة ومتعمدة من الكائنات الخطيرة، بما في ذلك تلك التي تقاوم الأدوية والضوء. وأشار الباحثون إلى أنه بينما كانت النتائج في المختبر النظيف قوية، فإن الخطوة التالية هي معرفة ما إذا كان الجهاز سيعمل بنفس الكفاءة عندما تكون السماعة مغطاة بالأوساخ وسوائل الجسم الحقيقية. وحتى ذلك الحين، تقدم الدراسة دليلًا مقنعًا على أن دورة ضوئية تلقائية يمكن أن تحقق ما يفشل فيه الجهد البشري غالبًا: وهو إجراء إعادة ضبط كاملة وموثوقة للأداة الطبية بين المرضى.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.