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Die Studie von Henry Ford zeigt, dass UV-C-Licht COVID-19 auf N95 wirksam abtötet

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BILD: N95 mit COVID-19-Tröpfchen. Aussicht Mehr

Bildnachweis: Henry Ford Health System / Universität von Michigan

DETROIT – Dermatologieforscher des Henry Ford Health System haben in Zusammenarbeit mit einem Team der University of Michigan gezeigt, dass bestimmte mit COVID-19 verseuchte N95-Atemschutzgeräte zur Wiederverwendung mit ultraviolettem C-Licht (UV-C) effektiv und sicher dekontaminiert werden können. , ein Verfahren, das üblicherweise zur Behandlung seltener Hauterkrankungen eingesetzt wird.

Forscher sagen, dass die Außenseiten und Innenseiten der Gesichtsmasken in einem Prototyp einer Phototherapieeinheit dekontaminiert wurden, die eine UV-C-Dosierung abgibt, die hoch genug ist, um das Virus in weniger als zwei Minuten effektiv abzutöten, während die Atmungsaktivität, Passform und Gesamtintegrität der Gesichtsmaske erhalten bleiben.

Von den fünf N95, die bei Henry Ford verwendet und in der Studie auf das Coronavirus getestet wurden, funktionierte der Dekontaminationsprozess am besten bei zwei Modellen – Gesichtsteilen bei 3M 1860 und Moldex 1511 sowie Bänder bei 3M 8210 und Moldex 1511. Die Auswirkungen der Dosierung variierten auf die andere getestete Modelle und ihre Gurte, was darauf hindeutet, dass die UV-C-Strahlung sie verschlechtern kann. Forscher sagen, dass das Abwischen der Gurte mit Ethanol vor der Dekontamination wahrscheinlich als zusätzlicher Desinfektionsschritt im Prozess erforderlich wäre, um die Sicherheit des Trägers zu maximieren.

Die Forscher betonten, dass jedes Mal, wenn eine desinfizierte Gesichtsmaske zur Verwendung zurückgegeben oder zum ersten Mal ein neues Modell getragen wird, ein Fit-Test erforderlich ist.

Die in Zusammenarbeit mit der University of Michigan durchgeführte Studie wird in der veröffentlicht Internationale Zeitschrift für Infektionskrankheiten.

„Unsere Ergebnisse zeigen eine praktische und praktikable Option für den Fall, dass Krankenhäuser in Zukunft auf einen Mangel an N95 stoßen“, sagt Dr. David Ozog, Vorsitzender der Henry Ford-Abteilung für Dermatologie in Detroit und Hauptautor der Studie. „Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung von UV-C andere Coronaviren und das Grippevirus wirksam abtötet. Wir konnten diese Sterilisationseffektivität mit COVID-19 replizieren.“

Ozog betonte, dass die Sterilisation der Gesichtsmaske nur bei starkem Mangel an N95 angewendet werden sollte.

Die Tests der N95 auf Dekontamination wurden im SARS-CoV-2-Forschungslabor von UM in Ann Arbor durchgeführt.

„Als Dr. Ozog sich an uns wandte, um die Wirksamkeit ihres UV-Sterilisationsverfahrens mit dem lebenden SARS-CoV-2-Virus zu demonstrieren, waren wir uns sofort einig und verstanden, dass wir ihren Mitarbeitern im Gesundheitswesen ein gewisses Vertrauen in die Wirksamkeit dieses Verfahrens geben können“, sagt er Jonathan Sexton, Ph.D., Assistenzprofessor für Innere Medizin und Direktor des UM Center for Drug Repurposing und Mitautor der Studie.

Die Forschung gipfelte in der Arbeit eines Teams von Dermatologen und Forschern, die seit der Pandemie in Michigan mehr als 400 Stunden darauf verwendet haben, zu untersuchen, wie die Phototherapie – eine Art medizinische Behandlung zur Behandlung bestimmter Hauterkrankungen – eine Rolle im globalen Gesundheitsnotfall spielen kann . Zum Henry Ford-Team gehören Dr. Henry Lim und Dr. Iltefat Hamzavi, die beide international für ihre Expertise in der Phototherapie zur Behandlung seltener Hautkrankheiten wie Vitiligo und Hidradenitis suppurativa anerkannt sind.

Der Fokus des Teams lag auf dem Potenzial der Dekontamination kontaminierter N95 zur Wiederverwendung durch Mitarbeiter des Gesundheitswesens. Sie untersuchten die Zuverlässigkeit der Prototypeinheit und des ultravioletten Lichts, die für die Dekontamination erforderliche Mindestdosis, die Bedeutung von Fit-Tests nach der Dekontamination und vier gängige Methoden für die Dekontamination von Gesichtsmasken.

Die Pandemie deckte einen kritischen Fehler in der globalen PSA-Lieferkette auf, als die Gesundheitsbranche Schwierigkeiten hatte, N95, andere Gesichtsmasken, Roben, Handschuhe und Gesichtsschutz zu beschaffen. Infolgedessen war die Dekontamination von N95 zur sicheren Wiederverwendung für viele Gesundheitssysteme und -anbieter von wesentlicher Bedeutung, bis neue Lieferungen eintrafen. Henry Ford dekontaminierte Tausende von N95 und gab sie in den ersten Monaten der Pandemie zur Wiederverwendung an ihren Benutzer zurück.

„Der Beginn der Pandemie war für alle körperlich und geistig überwältigend. Wir wollten unbedingt unseren Frontarbeitern helfen, die bei Henry Ford mit COVID-19-Fällen niedergeschlagen waren“, sagt Dr. Ozog.

UV-C ist eine der vier Methoden zur Dekontamination von Gesichtsmasken. Es ist bekannt für seine Fähigkeit, in die DNA von Bakterien und Mikroorganismen einzudringen und deren Vermehrung oder Replikation zu verhindern. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass UV-C das Grippevirus sowie zwei andere bekannte Coronaviren wirksam abtötet: das schwere akute respiratorische Syndrom (SARS-CoV) und das respiratorische Syndrom im Nahen Osten (MERS-CoV). Ob es mit dem neuartigen COVID-19-Virus funktionieren könnte, war bisher unbekannt.

Die Phototherapieeinheit von Henry Ford wurde mit Hilfe von Ingenieuren von Daavlin Co., einem Hersteller von Phototherapie mit Sitz in Bryan, Ohio, modifiziert. Es sitzt auf einer ebenen Fläche und ist etwa fünf Fuß lang. Das Dekontaminationsfeld ist 15 Zoll tief und 45 Zoll lang – viel Platz für die gleichzeitige Behandlung von bis zu 27 Gesichtsmasken. Das ultraviolette Licht wird von mindestens 10, jedoch nicht mehr als 20 UV-C-Lampen gespeist.

Für die Studie wurden fünf Arten von N95, die bei Henry Ford verwendet wurden, im UM BSL3-Labor für biologische Sicherheit getestet. Die Atemschutzmasken waren mit vier Tropfen des COVID-19-Virus kontaminiert, die aus Virenbeständen stammen, die aus dem Forschungsressourcen-Repository der Bundesregierung für Biodefense und Notfallinfektionen stammen. Die Virustropfen wurden in vier Bereichen platziert: Nasenstück, Apex, Kinn und Gurt.

Die Gesichtsmasken wurden 40 Minuten bei Raumtemperatur in einem Biosicherheitsschrank trocken gehalten. Dann wurden sie zur Dekontamination mit einer Dosis von 1,5 J / cm² ultravioletter Lichtstrahlung – bei einer Wellenlänge von 254 Nanometern – für etwa 60 Sekunden auf jede Seite der Maske zur Phototherapieeinheit gebracht. Ultraviolette Strahlung wird in drei Wellenlängen gemessen: UV-C, UV-B und UV-A. UV-B und UV-A sind mit Hautkrebs assoziiert und werden auch zur Behandlung einiger dermatologischer Erkrankungen wie Vitiligo und Psoriasis eingesetzt.

Indermeet Kohli, Ph.D., ein Dermatologiephysiker von Henry Ford, entwickelte eine Formel, mit der die an die äußeren und inneren Teile der Gesichtsmasken abgegebene UV-C-Dosis auf Dekontamination und sichere Verwendung untersucht werden kann. Sie sagt, dass die Krümmung der Gesichtsmaske und der Abstand zwischen ihrer Oberfläche und den Lampen entscheidende Faktoren für die Erreichung der richtigen Dosierung sind.

„Diese Art der Bewertung muss unbedingt durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass der Dekontaminationsprozess ordnungsgemäß durchgeführt wird“, sagt Dr. Kohli. „Andernfalls könnten katastrophale Folgen für die Beschäftigten im Gesundheitswesen an vorderster Front entstehen.“

Die Wirksamkeit der Dekontamination wurde in analytischer Chemie anhand der Nachweisgrenze (LOD) und ohne zytopathische Wirkung (CPE) gemessen. LOD ist die Mindestkonzentration einer Komponente, die zuverlässig erfasst werden kann. CPE bedeutet, dass das Virus keine infektiösen Eigenschaften aufwies.

Alle fünf Gesichtsteile hatten unter LOD und kein CPE, aber einige hatten nach den Untersuchungen Spuren des Virus auf ihren Trägern.

Die Forscher warnten, dass keiner der getesteten N95 sichtbar verschmutzt sei. Die meisten Gesundheitssysteme, einschließlich Henry Ford, verbieten die Wiederverwendung verschmutzter N95.

In einem in Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine veröffentlichten Brief an den Herausgeber mahnte Shanthi Narla, MD, ein Dermatologe von Henry Ford, zur Vorsicht bei der Verwendung der UV-C-Dekontamination aufgrund der Vielzahl der im Land verwendeten N95. „Dieser Prozess sollte nur als Risikominderungsmaßnahme bei schwerwiegenden Engpässen betrachtet werden“, schrieb sie.

Bei einer Demonstration der Prototypeinheit werden die Gesichtsmasken auf eine Edelstahlschale gelegt, die durch ein Autoklavenband getrennt ist, damit sie sich nicht berühren. Sobald eine Seite der Gesichtsmaske behandelt ist, wird sie umgedreht, um eine separate Dekontamination durchzuführen. Forscher sagen, dass sichtbar verschmutzte Masken nicht behandelt, sondern ordnungsgemäß als medizinischer Abfall entsorgt werden sollten.

„Angesichts der Tatsache, dass viele Gesundheitsdienstleister Ersatzstoffe für N95 verwenden, die nur einen sehr begrenzten Schutz bieten, könnte die Verwendung von (UV-C) und die Wiederverwendung von Phototherapiegeräten derzeit die beste praktische Lösung sein“, schrieb Dr. Hamzavi in ​​einem veröffentlichten Brief an den Herausgeber online in JAAD.

Die Forscher betonten, dass nicht alle N95 gleich sind und möglicherweise einer Dekontamination nicht standhalten. Eine Verschlechterung der Außenfläche der Gesichtsmaske und der Elastizität der Bänder kann auftreten. So unterstrichen die Forscher in einer im Journal der American Academy of Dermatology veröffentlichten Studie die Bedeutung von Fit-Tests nach Dekontamination. Das Gesundheitspersonal wird jedes Jahr mit seinem N95 auf seine Passform getestet, um sicherzustellen, dass es richtig sitzt und keine Luft in die Außenkanten eindringen kann.

UV-C ist eine der vier im Gesundheitswesen üblichen Methoden zur Sterilisation von N95. Die Verdampfung von Wasserstoffperoxid, das durch Mikrowellen erzeugte Dämpfen und das trockene Erhitzen haben sich ebenfalls in unterschiedlichem Maße als wirksam erwiesen. UV-C und HPV werden auch häufig zur Desinfektion von Patientenversorgungseinheiten, Operationssuiten und Intensivstationen im Gesundheitswesen verwendet. In der Henry-Ford-Studie wurde nur die UV-C-Methode verwendet.

Unabhängig von der Methode geben die Forscher einen warnenden Ton für die Dekontamination von N95 an.

„Angesichts der aktuellen COVID-19-Pandemie sind extreme Maßnahmen erforderlich, um diejenigen an vorderster Front zu schützen“, sagt Dr. Angela Torres, Dermatologiestipendiatin und Hauptautorin von Henry Ford, in einer online in Photochemical & Photobiological Sciences veröffentlichten Studie. „Diese Optionen sind kostengünstig, schnell anzuwenden und können viele Leben und wertvolle Ressourcen retten.“

Laut Dr. Torres ist es jedoch „immer noch ideal“, ein kontaminiertes Einweg-N95 nach einmaligem Gebrauch zu entsorgen.

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MEDIENKONTAKT: David Olejarz / David.Olejarz@hfhs.org / 313.303.0606

Über Henry Ford Health System

Unter der Leitung von Präsident und CEO Wright L. Lassiter, III, ist Henry Ford Health System ein integriertes Gesundheitssystem in Höhe von 6,5 Milliarden US-Dollar, das aus sechs Krankenhäusern, einem Gesundheitsplan und mehr als 250 Standorten besteht, darunter medizinische Zentren, begehbare Kliniken und Notfallkliniken. Apotheke, Augenpflegeeinrichtungen und anderer Einzelhandel im Gesundheitswesen.

Das 1915 vom Pionier der Autoindustrie, Henry Ford, gegründete Gesundheitssystem beschäftigt heute 32.000 Mitarbeiter und beherbergt nach wie vor die 1.900-köpfige Henry Ford Medical Group, eine der ältesten Ärztegruppen des Landes. Weitere 2.200 Ärzte sind über das Henry Ford Physician Network mit dem Gesundheitssystem verbunden.

Henry Ford ist auch eines der wichtigsten akademischen medizinischen Zentren der Region. Er erhält eine jährliche Forschungsförderung von mehr als 100 Millionen US-Dollar und ist nach wie vor Michigans viertgrößte vom NIH finanzierte Einrichtung. Als aktiver Teilnehmer an medizinischer Aus- und Weiterbildung hat das Gesundheitssystem fast 40% der derzeit im Staat praktizierenden Ärzte ausgebildet und bietet auch Aus- und Weiterbildungen für andere Angehörige der Gesundheitsberufe an, darunter Krankenschwestern, Apotheker, Radiologen und Atemtechniker. Weitere Informationen finden Sie unter henryford.com.

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