美国南加州大学的一组研究人员设计了一种简单而有效的医疗设备消毒方法，以应对医生和护士对治疗covid19患者的更多安全设备的迫切需求。
这种方法在南加州大学凯克医学院(Keck School of Medicine of USC)的实验室测试中效果非常好，已经在45家医院和诊所进行了应用，其中包括南加州大学凯克医院(Keck Hospital of USC)、南加州大学威尔杜戈山医院(USC Verdugo Hills Hospital)和洛杉矶县+南加州大学医学中心(Los Angeles County+USC Medical Center)。
卫生官员报告说，个人防护装备(PPE)严重短缺，这些装备会被感染，需要更换，以便安全治疗病人。在没有新装备的情况下，他们正在寻找重新利用现有设备的解决方案，以防止疾病的传播。
安德里亚·阿玛尼(Andrea Armani)和她来自南加州大学维特比工程学院(USC Viterbi School of Engineering)的实验室团队加入了进来。他们专注于光和生物的相互作用，特别是生物医学设备，并开发先进的材料和集成光学设备用于便携式疾病诊断。
受凯克医学院(Keck School of Medicine)的委托，阿玛尼的团队开发了一种能够杀灭病毒的PPE消毒剂方法，这种方法利用紫外线破坏冠状病毒的遗传密码，使其无法自我复制。
阿玛尼说:“把它想成是对消毒的重新想象。”“我们使用现成的物品，你可以在劳氏(Lowe ‘s)或家居装饰店买到，来制造一种可以杀死细菌和病毒的设备。”
阿玛尼是USC Viterbi化学工程和材料科学的Ray Irani主席。她还在南加州大学的迈克尔逊生物科学中心和劳伦斯·j·埃利森南加州大学转化医学研究所任职。
PPE消毒剂方法采用UV-C光
他们设计的方法的核心是基于众所周知的理解，即UV-C光可以杀死细菌和病毒。这部分来自太阳的光谱特别有效地摧毁了几乎所有生物的遗传物质。在自然界中，由于地球的保护臭氧层，它对人类的危害不大。上世纪80年代，人们发现了臭氧层上的一个空洞，这引起了人们的极大关注。
由安德烈·阿玛尼和她的学生为南加州大学凯克医学院的医护专业人员设计的消毒盒。(USC图/安德里亚·阿玛尼)
为了加快这项工作，USC与glendale的SMP工程公司合作，建造USC设计的盒子。公私合作伙伴关系——以及凯克医学院的参与——是使该项目在短短几天内从构想变为完成的关键。最后，它产生了一个产品，旨在降低成本，加快大规模生产。
SMP工程公司的首席执行官Andreas Schubert说:“我们将这个项目提炼为它的基本组件，然后寻找现成的部件。”“通过这种方法，我们能够利用喷涂了反光涂层的塑料存储盒，安装了一个15瓦的UV-C灯泡，来构建一个系统。”
测试紫外线消毒后杀灭的细菌
与此同时，凯克医学院(Keck School of Medicine)医学微生物生物学系主任罗斯玛丽·舍(Rosemary She)在塑料培养皿中培育了一种细菌。这种微生物——蜡样芽孢杆菌——是抗紫外线的，因此它是一种很好的病毒替代物。塑料培养皿被用作医用面罩的替代品，而医用面罩目前供不应求。
研究人员发现，在一分钟内，大多数暴露在阳光下的细菌菌落都被完全破坏了。
“我们使用了一种耐寒的生物[B]。因为如果那个有机体被消毒了，那么你就有可能消灭病毒。”她说。
这一发现意义重大，因为PPE消毒剂效果非常好，达到了美国食品和药物管理局(FDA)的消毒要求，减少了3 log(约1000倍)的微生物。
在对消毒盒的测试中，研究人员发现，在一分钟内，大多数暴露在阳光下的细菌菌落都被完全破坏了。(USC图/安德里亚·阿玛尼)
那么，UV-C光是如何影响病毒的呢?
这种特殊的光谱改变了DNA和RNA的核苷酸，或称构建块，前者存在于细菌中，后者存在于病毒中。在RNA中，紫外线迫使尿嘧啶和胞嘧啶核苷酸形成二聚体或桥，从而破坏病毒自我复制和传播的能力。最终，这是对微生物的致命打击。
“这个系统是生物学和物理学的完美结合，”阿玛尼说。
到目前为止，PPE消毒剂技术主要用于防护面罩
这种技术的优点是速度快，操作简单，并且使用现成的设备，成本低。它还可以迅速部署在多个地点，使二次消毒成为一个分散的过程。
然而，这项技术只在面罩上测试过，而不是其他类型的PPE。阿玛尼说，他们专注于面罩，因为迫切需要这种消毒，而且在坚硬的塑料表面工作更容易。在考虑将这项技术用于更广泛的用途之前，还需要对其他材料进行更多的测试。
阿玛尼说:“与可降解的口罩不同，面罩的性能依赖于过滤器，它是一个坚固的屏障，完全阻挡了微粒。”“因此，面罩提供了完全的保护，但供应非常短缺。”
为了使其他医院受益，研究团队将该技术的原理图设计和研究总结发布在一个开放访问的网站上，以便广泛使用。阿玛尼说，她已经接到了世界各地大学和医院打来的电话。
但俗话说:不要在家里尝试这个。阿玛尼警告说，紫外线是危险的，直接暴露在紫外线下会灼伤皮肤，使人体DNA发生突变，这可能会导致其他健康风险。
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