In vitro efficacy of an automatic UVC-LED device for disinfection of the stethoscope diaphragm against bacteria, fungi and enveloped respiratory viruses
Een automatisch UVC-LED-apparaat dat uitzendt op 275 nm inactiveerde effectief een breed panel van medicijnresistente bacteriën, schimmels en omhulde respiratoire virussen op stethoscoopmembranen door aanzienlijke genomische schade te veroorzaken die de infectiviteit tenietdeed, wat een betrouwbaar, operatoronafhankelijk alternatief bood voor inconsistente chemische desinfectie.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
De stethoscoop is een van de meest vertrouwde instrumenten in de geneeskunde, een eenvoudig instrument dat luistert naar de kloppende hartslag en het ritme van de ademhaling. Toch is het, ondanks zijn belang voor de patiëntenzorg, ook een stille reiziger die tientallen keren per dag van de ene persoon naar de andere beweegt. Al decennia weten wetenschappers dat het rubberen membraan van een stethoscoop bacteriën, schimmels en virussen van de huid en kleding van patiënten opneemt, wat een potentiële brug voor infectie vormt. Hoewel artsen getraind zijn om hun instrumenten tussen patiënten door te reinigen, staat de realiteit van een drukke kliniek dit vaak in de weg. Reinigen berust op een mens die zich herinnert een doekje te pakken, een chemische oplossing te vinden en de tijd te nemen om te schrobben. Wanneer die keten van handelingen wordt doorbroken, blijft het instrument besmet en draagt het onzichtbare liftgenoten mee naar de volgende persoon die wordt onderzocht.
Om dit probleem op te lossen, hebben onderzoekers zich tot een ander soort licht gericht. In plaats van te vertrouwen op chemicaliën of het menselijk geheugen, testen ze apparaten die gebruikmaken van een specifiek type onzichtbaar licht genaamd ultraviolet C, of UVC. Dit licht werkt door het genetisch materiaal binnen levende cellen te raken, waardoor hun instructies worden verstoord zodat ze niet langer kunnen voortplanten. Omdat het licht het werk automatisch doet zodra er op een knop wordt gedrukt, is er geen mens meer nodig die zich iets moet herinneren of een doekje in de buurt moet hebben. De vraag is of een klein, automatisch apparaat genoeg van dit licht kan afgeven op het gebogen oppervlak van een stethoscoop om een breed scala aan gevaarlijke ziekteverwekkers te doden, inclusclusief die welke hebben geleerd te weerstand bieden aan gangbare medicijnen.
Een team van wetenschappers aan de Universiteit van Siena en VisMederi in Italië heeft zich gericht op het testen van een nieuw automatisch apparaat dat specifiek voor deze taak is ontworpen. De machine huisvest drie kleine lichtgevende diodes die gloeien met een piekbreedte van 27 hersen 275 nanometer, een frequentie die bekend staat als zeer effectief bij het beschadigen van genetisch materiaal. Het apparaat is gebouwd om een stethoscoopmembraan vast te houden en een enkele, vaste cyclus van 150 seconden te doorlopen. Om te zien of het werkt, gebruikten de onderzoekers geen echte patiënten of vuile ziekenhuiskamers. In plaats daarvan creëerden ze een gecontroleerde laboratoriumomgeving waarin ze druppels vloeistof met negen verschillende soorten bacteriën en schimmels, evenals vier verschillende respiratoire virussen, op een heldere kwarts schijf plaatsten die het oppervlak van een stethoscoop nabootste. Ze namen enkele van de taaiste ziekteverwekkers die bekend zijn in de geneeskunde op: een multidrug-resistente gist genaamd Candida auris, een schimmel die berucht moeilijk te doden is met licht, en een type bacterie dat snel groeit en resistent is tegen veel chemicaliën. Ze testten ook virussen die griep en andere luchtwegaandoeningen veroorzaken, die bekend staan om hun vermogen om dagenlang op harde oppervlakken te overleven.
De resultaten waren beslissend. Na de enkele cyclus van 150 seconden konden de onderzoekers geen levende bacteriën of schimmels meer vinden in de druppels die ze op de schijf hadden geplaatst. De machine verminderde het aantal van deze ziekteverwekkers met minstens vijf ordes van grootte, een niveau van reductie die zo hoog was dat het de aantallen onder de detectiegrens van hun instrumenten bracht. Dit bleef van kracht, zelfs voor de meest resistente organismen in de test, inclusief de schimmel en de drug-resistente gist. Voor de virussen was de uitkomst even duidelijk. De vier respiratoire virussen verloren volledig hun vermogen om cellen te infecteren. De onderzoekers maten dit door te proberen de virussen in celculturen te kweken; na de lichtbehandeling konden de virussen de cellen niet ziek maken, zelfs niet bij de laagste concentraties die zij konden meten.
Om precies te begrijpen wat er met de virussen gebeurde, keken de wetenschappers dieper dan alleen of de ziekteverwekkers leefden. Ze onderzochten de genetische code van de influenza-virussen, die bestaan uit lange strengen RNA. Ze gebruikten twee verschillende methoden om deze code te lezen. De eerste methode zocht naar zeer korte stukjes van de genetische code, vergelijkbaar met het controleren op een enkel woord in een boek. Deze korte controle toonde slechts een kleine verandering aan, wat suggereerde dat het grootste deel van het genetisch materiaal nog aanwezig was. Echter, de tweede methheid keek naar veel langere secties van de code, zoals het proberen te lezen van volledige hoofdstukken. Wanneer ze probeerden deze lange secties te lezen, verdween het signaal volledig. De lange strengen van genetisch materiaal waren in kleine, nutteloze fragmenten uiteengevallen. Dit bevestigde dat het licht het virus niet alleen verborg of moeilijk vindbaar maakte; het had de instructies die het virus nodig heeft om te repliceren fysiek verbrijzeld. De korte genetische stukjes overleefden omdat ze te klein waren om genoeg schade op te lopen om te breken, maar de lange, functionele strengen waren vernietigd, waardoor het virus onschadelijk werd gemaakt.
De studie benadrukt een cruciaal verschil tussen hoe we ziekteverwekkers gewoonlijk testen en hoe we over desinfectie zouden moeten denken. Veel moderne tests vertrouwen op het vinden van kleine stukjes genetische code om te zeggen dat een oppervlak besmet is. Dit nieuwe onderzoek laat zien dat dergelijke tests misleidend kunnen zijn na een UVC-behandeling. Ze kunnen nog steeds de kleine, gebroken fragmenten van een virus detecteren dat gedood is, waardoor het lijkt alsof het oppervlak nog steeds gevaarlijk is terwijl het eigenlijk veilig is. Het automatische apparaat bewees dat een enkele, operator-onafhankelijke cyclus een bewust breed panel van gevaarlijke organismen kan vrijmaken, inclusief die welke resistent zijn tegen medicijnen en licht. De onderzoekers merkten op dat hoewel de resultaten in het schone lab sterk waren, de volgende stap is om te zien of het apparaat net zo goed werkt wanneer de stethoscoop bedekt is met echt wereldse vervuiling en lichaamsvloeistoffen. Tot die tijd biedt de studie een overtuigend bewijs dat een automatische lichtcyclus kan bereiken wat menselijke inspanning vaak niet kan: een volledige, betrouwbare reset van een medisch instrument tussen patiënten door.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.