Gli ingegneri del microonde, gli specialisti in malattie infettive e gli scienziati dei polimeri dell'Università di Edimburgo, della Heriot-Watt University e dell'Università di Strathclyde si sono uniti per creare un nuovo metodo di sterilizzazione a microonde che potrebbe rivoluzionare il modo in cui le ambulanze e gli ospedali vengono disinfettati.
Attualmente la sterilizzazione viene eseguita manualmente con tecniche convenzionali che utilizzano prodotti chimici. Questo può richiedere dai 30 ai 40 minuti per disinfettare una singola ambulanza.
Durante questo periodo, l'ambulanza è fuori servizio, il che mette sempre più sotto pressione i servizi di emergenza durante gli orari di punta. La possibilità della nuova tecnica potrebbe ridurre drasticamente il tempo necessario per rimettere in sicurezza un'ambulanza sulla strada per salvare vite umane.
Negli ultimi anni sono state proposte diverse altre tecniche per la disinfezione e la sterilizzazione delle superfici, che vanno dagli aerosol di perossido di idrogeno all'irradiazione UV e alla radiazione infrarossa. Tuttavia, è stato dimostrato che queste tecniche degradano le superfici nel tempo o sono dannose per l'uomo se si trovano nelle immediate vicinanze. Ciò ha finora limitato la loro applicazione a lungo termine.
Al contrario, il nuovo metodo funziona utilizzando onde elettromagnetiche, antenne, sensori beacon e uno strato liquido per riscaldare e sterilizzare rapidamente le superfici. La sua automazione significa che una persona può facilmente azionare il sistema da una distanza di sicurezza piuttosto che toccare direttamente le superfici contaminate durante la pulizia.
Raggi a microonde provenienti da antenne come quelle presenti nei telefoni cellulari e negli smartphone domestici Wi-Fi sistemi. Le antenne consentono di dirigere e focalizzare la radiazione a microonde nei luoghi in cui è maggiormente necessaria.
Il team scozzese era guidato dal dottor Symon Podilchak, ingegnere professionista e docente senior di radiofrequenza la tecnologia dell'Università di Edimburgo e professore associato onorario presso l'Università Heriot-Watt.
Ha spiegato: “Ho avuto l'idea più di un anno fa quando sterilizzavo i biberon per mio figlio appena nato usando un forno a microonde. È stato quando la pandemia di COVID-19 stava appena iniziando nel Regno Unito all'inizio del 2020.
“Mi sono reso conto che se i biberon potevano essere sterilizzati in pochi minuti ed erano sicuri per un neonato, allora era possibile scalare la tecnica per le superfici infette. Tuttavia, è stata necessaria una ricerca significativa per determinare la distanza relativa tra la superficie e l'antenna, garantendo al contempo livelli di potenza sicuri.
“Ho anche capito che sarebbe stato meglio puntare e focalizzare il raggio a microonde sulle aree più probabilmente colpite. Per fare ciò, ho riutilizzato una tecnica che avevo originariamente sviluppato per caricare i telefoni cellulari in modalità wireless".
Podilchak si è poi messo in contatto con il professor Marc Desmulliez, un ingegnere e fisico dell'Università Heriot-Watt che in precedenza aveva sviluppato un forno aperto alimentato a microonde.
È stato dimostrato che questo dispositivo consente la disattivazione del coronavirus vivo (ceppo 229E) a una temperatura relativamente bassa di 60 gradi Celsius in 30 secondi. Quest'ultima parte della ricerca è stata condotta in collaborazione con un gruppo guidato dal professor Juergen Haas, esperto di medicina delle infezioni presso la Edinburgh Medical School.
Il professor Marc Desmulliez dell'Università Heriot-Watt ha dichiarato: “La bellezza di questa nuova tecnica è che le superfici sterilizzate non vengono degradate, il che è stata una delle principali sfide riscontrate con l'uso della luce UV o delle tecniche di aerosol. Il dispositivo a microonde risultante può anche essere portatile e ciò significa che può essere applicato in molteplici altre applicazioni oltre alle ambulanze e alle sale operatorie. Potrebbe essere usato per sterilizzare i tavoli da pranzo nei ristoranti o per pulire i tavoli e i sedili dei treni o degli aerei prima di accogliere nuovi clienti”.
La sfida più grande per il team era dimostrare se i raggi a microonde colpivano efficacemente le superfici e potevano riscaldarle alla giusta temperatura.
Il professor Nico Bruns, uno specialista di polimeri dell'Università di Strathclyde, spiega: "Il mio gruppo ha utilizzato proteine dell'albume di gallina che sono note per la denaturazione a 60 gradi Celsius. Osservando la soluzione che diventa bianca, siamo stati in grado di dimostrare che è stata raggiunta la temperatura giusta per consentire la disattivazione del virus. Questo sarebbe estremamente utile per un operatore della proposta sistema. "