In vitro efficacy of an automatic UVC-LED device for disinfection of the stethoscope diaphragm against bacteria, fungi and enveloped respiratory viruses
一种发射波长为 275 nm 的自动 UVC-LED 设备通过造成足以消除传染性的实质性基因组损伤，有效地灭活了听诊器膜上的多种耐药细菌、真菌及包膜呼吸道病毒，为不稳定的化学消毒提供了一种可靠且不依赖于操作人员的替代方案。
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听诊器是医学中最受信任的工具之一，它是一种简单的仪器，能够倾听心脏的跳动和呼吸的节奏。然而，尽管它对患者护理至关重要，它也是一名“沉默的旅行者”，每天在不同的人之间穿梭数十次。几十年来，科学家们一直知道听诊器的橡胶膜会吸收来自患者皮肤和衣物上的细菌、真菌和病毒，从而成为感染的潜在桥梁。虽然医生接受过在接诊不同患者之间清洁仪器的训练，但繁忙的诊室现状往往会让这一过程受到阻碍。清洁工作依赖于人类是否记得去拿一次性消毒巾、寻找化学溶液并花时间进行擦拭。当这一行动链条断裂时，仪器就会保持污染状态，将看不见的“搭便车者”带给下一个接受检查的人。
为了解决这个问题，研究人员转向了一种不同类型的光。他们不再依赖化学物质或人类记忆，而是正在测试使用一种被称为紫外线C（UVC）的特定类型不可见光的设备。这种光通过冲击生物体内的遗传物质，破坏其指令，使其无法再进行繁殖。由于一旦按下按钮，光就会自动完成工作，因此它消除了对人去记忆或寻找消毒巾的需求。现在的疑问在于，一个小型自动设备是否能为听诊器的弧形表面提供足够的这种光，从而杀死包括那些已经学会抵抗常见药物的危险病原体在内的多种微生物。
来自意大利锡耶纳大学和VisMederi的一支科学家团队致力于测试一种专门为此用途设计的全新自动设备。该机器内置了三个发光二极管，其峰值波长为275纳米，这一频率已知在破坏遗传物质方面非常有效。该设备的设计旨在容纳一个听诊器膜，并运行一个时长固定的单一循环，为150秒。为了验证其效果，研究人员并没有使用真实的患者或肮脏的医院环境。相反，他们在受控的实验室环境中，将含有九种不同细菌和真菌以及四种呼吸道病毒的液体滴落在模拟听诊器表面的透明石英圆盘上。他们纳入了一些医学界公认最顽强的病原体：包括一种具有多重耐药性的酵母菌——念珠菌（Candida auris）、一种以难以被光线杀灭而闻名的霉菌，以及一种生长迅速且对许多化学物质具有抗性的细菌。他们还测试了导致流感和其他呼吸道疾病的病毒，这些病毒已知能在坚硬表面存活数日。
结果是决定性的。在经过单个150秒的循环后，研究人员在圆盘上的液滴中再也找不到任何活性的细菌或真菌。该机器将这些微生物的数量降低了至少五个数量级，这种降低程度之高，甚至使其计数低于检测仪器的探测极限。即使是对测试中最具抗性的生物体，包括那种霉菌和耐药性酵母，这一结果依然成立。对于病毒，结果同样明确。四种呼吸道病毒完全失去了感染细胞的能力。研究人员通过尝试在细胞培养物中培养这些病毒来测量这一结果；在接受光照处理后，即使在最低浓度下，这些病毒也无法使细胞致病。
为了准确了解病毒究竟发生了什么，科学家们观察得比仅仅判断病原体是否存活更为深入。他们检查了流感病毒的遗传密码，这些病毒是由长链RNA组成的。他们使用了两种不同的方法来读取这段代码。第一种方法寻找的是非常短的遗传片段，类似于检查书中的一个单词。这种短程检查显示变化很小，表明大部分遗传物质仍然存在。然而，第二种方法观察的是更长的代码片段，类似于试图阅读整章内容。当他们尝试读取这些长段落时，信号完全消失了。长链遗传物质已被破碎成微小的、无用的碎片。这证实了光照不仅仅是隐藏了病毒或使其难以被发现，而是物理性地粉碎了病毒进行复制所需的指令。短小的遗传片段之所以存活下来，是因为它们太小，不足以受到足以导致断裂的损伤，但那些长而具有功能的链条已被摧毁，从而使病毒变得无害。
这项研究强调了我们通常测试病原体的方式与我们应该思考的消毒方式之间的关键区别。许多现代检测方法依赖于寻找微小的遗传片段来判定表面是否受污染。这项新研究表明，此类检测在UVC处理后可能会产生误导。它们可能仍会检测到已被杀死的病毒的微小碎片，从而使表面看起来仍具有危险性，而实际上它是安全的。该自动设备证明，一个不依赖于操作员的单一循环可以清除包括那些具有耐药性和耐光性的危险生物在内的广泛谱系。研究人员指出，虽然在洁净实验室中的结果很强，但下一步是观察该设备在覆盖了现实世界污垢和体液的情况下是否同样有效。在此之前，这项研究提供了一个引人注目的证据，证明自动光循环可以实现人类努力往往无法做到的事情：在患者之间实现医疗仪器的完整、可靠的重置。
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