In vitro efficacy of an automatic UVC-LED device for disinfection of the stethoscope diaphragm against bacteria, fungi and enveloped respiratory viruses
Un dispositivo automatico a LED UVC che emette a 275 nm ha inattivato efficacemente un ampio pannello di batteri resistenti ai farmaci, funghi e virus respiratori rivestiti sui diaframmi degli stetoscopi causando un danno genomico sostanziale che ha abolito l'infettività, offrendo un'alterna affidabile e indipendente dall'operatore rispetto alla disinfezione chimica inconsistente.
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Lo stetoscopio è uno degli strumenti più affidabili della medicina, un semplice strumento che ascolta il battito del cuore e il ritmo del respiro. Eppure, nonostante la sua importanza per l'assistenza al paziente, è anche un viaggiatore silenzioso, che si sposta da una persona all'altra decine di volte in un singolo giorno. Per decenni, gli scienziati hanno saputo che la membrana di gomma di uno stetoscopio raccoglie batteri, funghi e virus dalla pelle e dai vestiti dei pazienti, creando un potenziale ponte per l'infezione. Sebbene i medici siano addestrati a pulire i loro strumenti tra un paziente e l'altro, la realtà di una clinica affollata spesso ostacola questo processo. La pulizia dipende dal fatto che un essere umano si ricordi di prendere una salvietta, trovi una soluzione chimica e trovi il tempo per strofinare. Quando quel processo si interrompe, lo strumento rimane contaminato, trasportando passeggeri invisibili alla persona successiva esaminata.
Per risolvere questo problema, i ricercatori si sono rivolti a un tipo diverso di luce. Invece di fare affidamento su prodotti chimici o sulla memoria umana, stanno testando dispositivi che utilizzano un tipo specifico di luce invisibile chiamata ultravioletto C, o UVC. Questa luce funziona colpendo il materiale genetico all'interno delle cellule viventi, confondendo le loro istruzioni in modo che non possano più riprodursi. Poiché la luce compie il lavoro automaticamente una volta premuto un pulsione, elimina la necessità per una persona di ricordare o di avere una salvietta nelle vicinanze. La domanda è se un piccolo dispositivo automatico possa fornire abbastanza di questa luce alla superficie curva di uno stetoscopio per uccidere una vasta gamma di germi pericolosi, inclusi quelli che hanno imparato a resistere ai comuni medicinali.
Un team di scienziati dell'Università della Siena e di VisMederi, in Italia, si è posto l'obiettivo di testare un nuovo dispositivo automatico progettato specificamente per questo compito. La macchina ospita tre piccoli diodi a emissione luminosa che brillano con una lunghezza d'onda di picco di 275 nanometri, una frequenza nota per essere molto efficace nel danneggiare il materiale genetico. Il dispositivo è costruito per contenere la membrana di uno stetoscopio ed eseguire un singolo ciclo fisso della durata di 150 secondi. Per vedere se funziona, i ricercatori non hanno utilizzato pazienti reali o ospedali sporchi. Al contrario, hanno creato un ambiente di laboratorio controllato dove hanno posto gocce di liquido contenenti nove diversi tipi di batteri e funghi, nonché quattro diversi virus respiratori, su un disco di quarzo trasparente che imitava la superficie dello stetoscopio. Hanno incluso alcuni dei germi più resistenti conosciuti dalla medicina: un lievito multiresistente ai farmaci chiamato Candida auris, una muffa notoriamente difficile da uccidere con la luce, e un tipo di batterio che cresce rapidamente e resiste a molti prodotti chimici. Hanno anche testato virus che causano l'influenza e altre malattie respiratorie, noti per sopravvivere su superfici dure per giorni.
I risultati sono stati decisivi. Dopo un singolo ciclo di 150 secondi, i ricercatori non riuscivano più a trovare batteri o funghi vivi nelle gocce che avevano posto sul disco. La macchina ha ridotto il numero di questi germi di almeno cinque ordini di grandezza, un livello di riduzione così alto da averli portati al di sotto del limite di ciò che i loro strumenti potevano rilevare. Questo è rimasto valido anche per gli organismi più resistenti del test, inclusa la muffa e il lievito resistente ai farmaci. Per i virus, l'esito è stato altrettanto chiaro. I quattro virus respiratori hanno perso completamente la capacità di infettare le cellule; i ricercatori hanno misurato questo tentativo cercando di coltivare i virus in colture cellulari; dopo il trattamento con la luce, i virus non potevano rendere malate le cellule, anche alle concentrazioni più basse che potevano misurare.
Per capire esattamente cosa fosse successo ai virus, gli scienziati hanno guardato più a fondo rispetto al semplice fatto che i germi fossero vivi. Hanno esaminato il codice genetico dei virus dell'influenza, che sono composti da lunghi filamenti di RNA. Hanno utilizzato due metodi diversi per leggere questo codice. Il primo metodo cercava pezzi molto corti del codice genetico, simili al controllo di una singola parola in un libro. Questo controllo breve mostrava solo un piccolo cambiamento, suggerendo che la maggior parte del materiale genetico fosse ancora presente. Tuttavia, il secondo metodo esaminava tratti molto più lunghi del codice, come cercare di leggere interi capitoli. Quando hanno provato a leggere queste sezioni lunghe, il segnale è svanito completamente. I lunghi filamenti di materiale genetico erano stati frammentati in minuscoli pezzi inutili. Questo ha confermato che la luce non ha solo nascosto il virus o reso difficile trovarlo; ha fisicamente frantumato le istruzioni di cui il virus aveva bisogno per replicarsi. I pezzi genetici brevi sono sopravvissuti perché erano troppo piccoli per essere colpiti da abbastanza danni da spezzarsi, ma i lunghi filamenti funzionali sono stati distrutti, rendendo il virus innocuo.
Lo studio evidenzia una differenza critica tra il modo in cui testiamo solitamente i germi e il modo in cui dovremmo pensare alla disinfezione. Molti test moderni si basano sul trovare piccoli pezzi di codice genetico per dire che una superficie è contaminata. Questa nuova ricerca mostra che tali test possono essere fuorvianti dopo un trattamento UVC. Potrebbero ancora rilevare i minuscoli frammenti rotti di un virus che è stato ucciso, facendo sembrare che la superficie sia ancora pericolosa quando in realtà è sicura. Il dispositivo automatico ha dimosttato che un singolo ciclo indipendente dall'operatore può eliminare un pannello deliberatamente ampio di organismi pericolosi, inclusi quelli che resistono ai farmaci e alla luce. I ricercatori hanno osservato che, sebbene i risultati nel laboratorio pulito siano stati forti, il passo successivo è vedere se il dispositivo funziona altrettanto bene quando lo stetoscopio è coperto da sporcizia reale e fluidi corporei. Nel frattempo, lo studio offre una prova convincente che un ciclo di luce automatico può ottenere ciò che l'impegno umano spesso non riesce a fare: un reset completo e affidabile di uno strumento medico tra un paziente e l'altro.
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