STUDI DI AREA

Innumerevoli sono i risultati scientifici, sulle applicazioni dell'ozono, validati da parte di studiosi, università ed enti. Alcuni di questi (oltre 19.000) sono consultabili online su PUBMED la più autorevole letteratura biomedica internazionale https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=ozone

Di seguito alcune importanti validazioni internazionali:
- 1976 EPA Environmental Protection Agency (USA)
- 1982 IBWA International Bottled Water Association (USA)
- 1999 USDA Department of Agriculture (USA)
- 2001 FDA Food and Drug Administration (USA)
- 2002 NOP National Organic Program (USA)
- 2003 EFSA Agenzia per la sicurezza alimentare (EU)
- 2018 ECHA Elenco europeo biocidi (in fase di approvazione) (EU)


In Italia il Ministero della Sanità, con protocollo n°24482 del 31 Luglio 1996, ha riconosciuto l’utilizzo dell’ozono nel trattamento dell’aria e dell’acqua, come presidio naturale per la sterilizzazione di ambienti contaminati da batteri, virus, spore, muffe ed acari.


 

COS'E' L'OZONO ?

 

Intro

La qualità dell'aria interna in aree pubbliche come ospedali, uffici, attività commerciali e altri spazi chiusi (compresi i mezzi di trasporto pubblico), costituisce un grave problema di salute sul lavoro. E non sono solo il personale e i lavoratori a rischio salute, ma anche i clienti, gli impiegati e i possibili frequentatori sono tutti minacciati dalla scarsa qualità dell'aria.  
L'ozono è un potente ossidante in grado di rimuovere gli odori, neutralizzare i gas tossici, decontaminare gli ambienti e disinfettare i patogeni.
Di seguito un rapporto di ricerca e analisi sull'efficacia e il potenziale uso dell'ozono come agente virucida (virus inattivante).

Le validazioni scientifiche


Innumerevoli istituti di ricerca, di molti paesi del mondo, hanno validato l'uso dell'ozono per la decontaminazione dell'aria e dell'acqua da sostanze chimiche. Numerose linee guida e protocolli, per il trattamento di sostanze chimiche e microrganismi con il gas ozono, sono disponibili on-line (i migliori in lingua inglese).

Le applicazioni per la riduzione di sostanze chimiche nell'aria rappresentano circa il 70% dell'utilizzo del gas in ambito civile, professionale e industriale. L'elevata capacità ossidante dell'ozono è in grado di eliminare o ridurre innumerevoli sostanze chimiche presenti nell'aria e su corpi solidi di varia natura, per esempio la riduzione degli allergeni di natura organica e inorganica e di tanti altri inquinanti dell'aria come i bioeffluenti umani. Di fatto il nostro corpo emette composti chimici che a volte raggiungono delle concentrazioni nocive per la salute, molti di questi composti sono caratterizzati inoltre da un odore sgradevole. L'ozono è un potente deodorizzante in quanto, a differenza di molte altre sostanze chimiche che coprono gli odori, il gas modifica la molecola dell'odore eliminandolo. Molto importante è l'azione distruttiva che l'ozono riesce a esercitare su molti inquinanti indoor come: ossidi di zolfo, particolato aerodisperso, benzene, composti organici volatili (COV), formaldeide, idrocarburi aromatici policiclici (IPA) endotossine e micotossine generate da batteri e muffe, ecc. La scienza ha ampiamente dimostrato che il trattamento periodico di ambienti, sia in ambito civile che industriale, migliora notevolmente la qualità della vita delle persone, grazie alla profonda decontaminazione che l'ozono è in grado di effettuare. Un vero e proprio lavaggio biologico delle pareti e di tutti gli oggetti in essa contenuti, difficilmente ottenibile tramite altre applicazioni. La vigorosa azione preventiva e biostatica, tipica del gas ozono, rende difficoltosa, se non impossibile, la nascita e la riproduzione di innumerevoli specie di microrganismi, la sua efficace azione repellente favorisce il loro allontanamento. Il trattamento di acque per uso umano e per processi industriali produce una riduzione del 60÷90% nei metalli pesanti e del 45÷85% nei pesticidi. Inoltre, non meno importante, è la riduzione intorno al 70% di idrocarburi e nitrati, del 45% dei tensioattivi non ionici (il 55% risulta maggiormente biodegradabile) e del 90% dei sottoprodotti clorurati. L'acqua ozonizzata è un valido alleato per la salute dell'uomo, degli animali e dei vegetali.

- Microrganismi in aria: la maggior parte delle applicazioni vengono effettuate per la prevenzione da contaminazione microbiologica rispetto alla risoluzione di contaminazione in atto. I trattamenti utilizzano in genere una concentrazione di ozono in aria di 1-3 ppm e un tempo di contatto che varia da 30 a 180 minuti.

- Microrganismi in acqua: la maggior parte delle applicazioni vengono effettuate per la prevenzione da contaminazione microbiologica rispetto alla risoluzione di contaminazione in atto. E' una applicazione poco utilizzata nei paesi progrediti mentre trova largo impiego nel Terzo mondo.


Trattamento dell'aria con ozono

L’ozono può essere utilizzato come sicuro ed efficace agente per migliorare la qualità dell’aria, condizione essenziale per sanificare gli ambienti.

L’impiego di ozono garantisce il controllo, se non il completo abbattimento, della maggioranza degli agenti inquinanti presenti nell’aria (polveri, gas, virus, batteri, muffe, spore) che molto frequentemente si sviluppano negli impianti di condizionamento e nei canali di aerazione, dai quali vengono veicolati negli ambienti circostanti.

L’ozono ha un elevato potere ossidante, che gli consente di neutralizzare velocemente i patogeni più resistenti, mentre la sua peculiarità di riconvertirsi in breve tempo in ossigeno senza lasciare residui, fa dell’ozono l’agente disinfettante ideale per le più recenti esigenze in ambito di sanificazione.

Le tecniche maggiormente impiegate per la disinfezione dell’aria con ozono in forma gassosa sono:

  • l’implementazione di stadi di adduzione dell’ozono nei condotti degli impianti di condizionamento
  • la diffusione in ambiente tramite generatori ventilati
  • il gas flooding

L’adduzione di ozono nei condotti degli impianti di condizionamento è una tecnica molto efficace, che tuttavia richiede una buona conoscenza dei componenti dell’impianto e del suo funzionamento. Viene quindi solitamente implementata con il supporto del costruttore dell’impianto o prevista dallo stesso in sede di progettazione. Raramente implica la diffusione dell’ozono negli ambienti in concentrazioni significative.

La diffusione nell’ambiente tramite generatori ventilati è una tecnica solitamente applicata a spazi dalla volumetria limitata (spogliatoi, bagni, camere di albergo, etc.). Per trattare volumi notevoli infatti, le dimensioni delle apparecchiature raggiungerebbero dimensioni o pesi proibitivi. Le apparecchiature possono essere sia mobili che stazionarie, e possono essere dotate di un sensore in grado di determinare la concentrazione di ozono che deve essere raggiunta per garantire l’effetto del trattamento.

La tecnica del gas flooding comporta la diffusione dell’ozono negli ambienti da trattare tramite un generatore installato altrove, solitamente un locale tecnico, dal quale si dipartono una serie di tubi di distribuzione che terminano negli ambienti da trattare e che vengono posizionati in luoghi opportunamente selezionati. La diffusione dell’ozono avviene solitamente per caduta e si diffonde nell’ambiente come se venisse allagato, da cui il termine “flooding”. Inoltre il peso dell’ozono, leggermente superiore a quello dell’aria, ne consente anche la penetrazione in pozzetti di scarico o altre locazioni difficilmente raggiungibili. In tal caso è assolutamente necessaria l’installazione di uno o più sensori in grado di determinare e controllare la concentrazione di ozono raggiunta nei diversi ambienti trattati.

Tra le applicazioni più significative dei trattamenti con ozono gassoso rientrano:

  • la disinfezione e l’abbattimento di odori nelle aree di processo dell’industria alimentare, chimica e farmaceutica
  • la disinfezione di aree soggette a potenziale rischio microbiologico (ospedali, spogliatoi, etc.)
  • la disinfezione dell’aria negli impianti di condizionamento (prevenzione SARS, Legionella, etc.)
  • il trattamento batteriostatico negli ambienti di stoccaggio per merci deperibili (celle frigorifere, etc.)
  • la sanificazione e l’abbattimento degli odori nelle camere di albergo
  • la disinfestazione

 

I vantaggi del trattamento dell’aria con ozono

  • Aumento dell’ossigeno nell’aria
  • Completa eliminazione di virus e batteri
  • Abbattimento di qualsiasi tipo di odore
  • Distruzione di muffe e spore



Rapporto di ricerca e analisi


Ambito di applicazione del rapporto di ricerca e analisi

Il recente scoppio e la diffusione di malattie globali (come la sindrome respiratoria acuta grave, SARS) sono preoccupanti. La frequenza crescente con cui si verificano questi focolai è una tendenza che probabilmente continuerà, presentando crescenti preoccupazioni per le malattie virali emergenti e la persistenza di virus convenzionali di importanza clinica. In risposta a preoccupazioni come queste, l’industria è interessata ad espandere il proprio mercato potenziale per includere l'utilizzo dell'ozono come agente virucida nell'industria dell'ospitalità, dell'aeromobile, della medicina e di altri settori. Di conseguenza, per facilitare questa opportunità commerciale, lo scopo di questo Rapporto include la ricerca e l'analisi di prove aneddotiche e altre informazioni scientifiche di dominio pubblico relative all'efficacia dell'ozono come agente virucida.

Gli obiettivi specifici del rapporto di ricerca e analisi erano:

    • 1. Ricerca, revisione, sintesi e integrazione delle informazioni pertinenti disponibili dagli studi aneddotici pubblicati e altre informazioni pertinenti di dominio pubblico relative all'ozono come agente antivirale
    • 2. Preparare un rapporto e un'analisi chiari e concisi basati sulla ricerca e sui dati raccolti.

I domini pubblici come NIH, Medline, Pubmed, CHR, Recap, Google e altri database sono stati cercati per articoli pertinenti pubblicati, tecnologie per l'ozono rilevanti e altre informazioni correlate. I dati delle pubblicazioni sono riportati in una tabella o in formato di discussione.


L'ANTIPATOGENICITA' DELL'OZONO

Ozono: panoramica

L'ozono si forma nell'atmosfera superiore (la troposfera) quando i raggi ultravioletti ad alta energia (UV) recidono i legami convenzionali di ossigeno (O 2 ), creando atomi di ossigeno a radicali liberi, che quindi reagiscono con altre molecole di O 2 per formare ozono. L'ozono può anche formarsi durante i temporali, nelle spiagge oceaniche e nelle cascate. È stato ampiamente utilizzato nelle applicazioni mediche per quasi 100 anni. I recenti progressi tecnologici lo hanno reso un agente di depurazione dell'aria economico.

L'ozono (O3) è un classico esempio di struttura di risonanza. Un doppio legame risuona tra una molecola di ossigeno centrale e una delle altre due molecole di ossigeno.FIGURA. 2.1 illustra la struttura di risonanza dell'ozono.

La struttura risonante dell'ozono è altamente reattiva e, di conseguenza, l'ozono ha una breve emivita. Quando l'ozono si rompe, produce ossigeno e un atomo di ossigeno radicale libero (un singolo atomo di ossigeno caricato negativamente). Questo radicale privo di ossigeno è un potente ossidante. In presenza della luce UV che raggiunge la troposfera, i radicali liberi dell'ossigeno possono combinarsi con l'ozono per formare due molecole di O 2 . È questo processo che consente all'ozono di assorbire gran parte della luce UV (un agente dannoso per il DNA e un mutageno) che altrimenti penetrerebbe nell'atmosfera terrestre.

Come ossidante e generatore di ossigeno, l'ozono ha cinque vantaggi principali:

      • Ossidazione degli odori fastidiosi: fumo di tabacco, odori alimentari, odori corporei, urine, odori di animali domestici, odori chimici, ecc.
      • Controllo di microparticelle sospese nell'aria: polvere, fumo, lanugine, fibre, ecc.
      • Sterilizzazione di microrganismi: batteri, virus, funghi, muffe, muffa, germi, ecc.
      • Tassi di deterioramento più lenti / maggiore durata: frutta, carne, verdure, pesce, fiori recisi, ecc.
      • Tassi di crescita più rapidi: piante, fiori, pollame, maiali, ecc. Fornendo un ambiente più sano e pulito.

Virus: breve panoramica

Questa sezione fornisce una breve panoramica dei virus con particolare attenzione ai virus convenzionali ed emergenti di importanza clinica, nonché ai virus che possono essere suscettibili di gestione attraverso l'inattivazione dell'ozono. Questa panoramica funge anche da riferimento per virus e termini tecnici utilizzati nelle sezioni successive.

I virus sono parassiti intracellulari obbligati. Mancano i macchinari biochimici (organelli ed enzimi) necessari per prosperare al di fuori delle cellule viventi. Sono relativamente basici nella composizione con un nucleocapside composto collettivamente da un genoma (DNA o RNA) e proteine. I virus sono generalmente classificati come virus "avvolti" o "non avvolti" (o "nudi"). Nei virus avvolti, il nucleocapside è circondato da una membrana lipidica, che viene acquisita durante l'assemblaggio dei virus dalle cellule infette. Questa busta lipidica contiene frazioni, come le glicoproteine ​​(proteine ​​modificate), che facilitano l'attaccamento e l'ingresso del virus durante i successivi cicli di infezione. I virus non avvolti o nudi non hanno questa membrana lipidica. Anziché,

L'ozono come disinfettante: meccanismi di azione

Le proprietà disinfettanti dell'ozono sono note dal XIX secolo. Il primo esperimento di disinfezione con ozono ebbe luogo nel 1886 (Shnonbein, 1886). Più recentemente, l'uso dell'ozono come decontaminante ambientale ha iniziato a essere esplorato ed è stato dimostrato in diversi studi.

Poiché l'ozono si degraderà spontaneamente per produrre un atomo di ossigeno con radicali liberi, il suo potere ossidante è molto forte. È questo potere ossidante che è la fonte delle sue proprietà antivirali, battericide e fungicide. La tabella seguente riassume la natura delle proprietà disinfettanti dell'ozono.

Un riassunto delle proprietà disinfettanti dell'ozono. Tipo di organismo Metodo di inibizione Ambito di applicazione Riferimenti Virus avvolti Ossidazione dei lipidi Tutti i virus con lipidi Sunnen, 1994 membrana glicoproteica membrana glicoproteica Virus "nudi" Scissione del nucleare Meno efficace contro Sunnen, 1994 Materiale virus nudi rispetto a avvolto virus batteri Ossidazione dei lipidi Gram-positivo e Ishizaki et al., 1987 membrana glicoproteica batteri Gram-negativi Fungo Meccanismo male Inibire cellule in erba; Matus et al., 1981; inteso può effettivamente stimolare Matus et al., 1982 crescita a bassi livelli

Sono stati proposti diversi meccanismi per spiegare le proprietà antivirali dell'ozono. Il meccanismo più semplice proposto è l'ossidazione diretta dei lipidi nell'involucro che circonda i virus. L'ossigeno dei radicali liberi generato dalla degradazione dell'ozono può causare una "reazione a catena" all'interno del virus lipidico dei virus. Cioè, il radicale libero ossida parzialmente una molecola lipidica, che quindi genera un altro radicale libero, che a sua volta ossida un altro lipide, creando un "effetto domino". La maggior parte dei virus che possiedono un involucro di glicoproteina lipidica, inclusi retrovirus, epatite B e C e Herpes di tipo 1 e 2, sono sensibili all'ozono a causa degli acidi grassi insaturi ossidazione rapida e in cascata che compongono il doppio strato lipidico. Come notato sopra, i virus non avvolti o "nudi" mancano di una busta lipidica. In questi organismi,

Oltre alle proprietà virucide, l'ozono è anche battericida e fungicida. L'ozono ha dimostrato di distruggere batteri come l' Escherichia coli ( E. coli ), lo stafilococco e altri agenti patogeni batterici. Il meccanismo attraverso il quale l'ozono inattiva i batteri è simile al meccanismo con cui distrugge i virus. Quando O 3le molecole entrano in contatto con la membrana batterica, ossidano rapidamente i lipidi, lasciando come prodotto un lipide ossidato e un lipide a radicali liberi. Il lipide radicale libero successivamente ossida un altro lipide e così via (Ishizaki et al., 1987). Il meccanismo fungicida dell'ozono è poco compreso, tuttavia sembra che l'ozono sia più efficace nell'inibire le cellule "in erba" (cellule che si dividono), mentre le cellule fungine in altri stadi sono meno inibite dall'ozono (Matus et al., 1981). Alcuni studi hanno dimostrato che bassi livelli di ozono possono effettivamente stimolare la crescita fungina, mentre livelli più alti inibiscono la crescita Matus et al., 1982.

 

ANALISI DEL MERCATO DI RIFERIMENTO

L'ozono è noto da tempo per la sua capacità di neutralizzare i gas tossici, decontaminare aria e acqua e disinfettare i patogeni. Queste proprietà uniche hanno portato allo sfruttamento multiplo dell'ozono nella terapia; risanamento di aree di uso pubblico come servizi igienici, decontaminazione di acqua, decontaminazione di aria interna in aree di uso pubblico, case di cura e sale operatorie, sterilizzazione di alimenti e imballaggi, fumigazione di case e edifici (sindrome dell'edificio malato) e disinfezione di sistemi di condizionamento d'aria su larga scala negli ospedali (Rice, 2002). TASM riconosce il potenziale mercato dell'ozono come agente antivirale ed è interessato a perseguirlo nei mercati dei servizi igienico-sanitari nell'industria dell'ospitalità e dell'aeromobile, e forse così come in molte altre industrie tra cui gli ospedali. Poiché l'ozono è un gas, a differenza di altri disinfettanti, ha il vantaggio di diffondersi facilmente e di entrare in piccoli spazi. Inoltre, ha una breve emivita e può essere considerato rispettoso dell'ambiente. Tuttavia, dato che l'ozono è irritante per i polmoni e che gli studi suggeriscono che l'ozono può reagire con sostanze chimiche normalmente presenti negli ambienti interni per formare sottoprodotti dannosi, sono necessarie ulteriori ricerche per studiare la fattibilità e l'uso sicuro dell'ozono come agente antivirale.

La maggior parte dei virus sono entità sofisticate che si evolvono e si sviluppano continuamente per adattarsi al loro ambiente ospite utilizzando strategie biologiche come la mutazione, che porta alla diversità genetica. Il virus SARS, un coronavirus, ha recentemente ricevuto molta attenzione come il più recente agente infettivo emergente di importanza globale. Recenti prove suggeriscono che la fonte del virus SARS potrebbe essere stata il gatto selvatico consumato per il cibo (www.english.peopledaily.com).

La diffusione aggressiva della SARS dai paesi asiatici ad altri paesi, incluso il Canada, ha sfidato le compagnie aeree, l'ospitalità e le industrie del turismo e gli ospedali. La diffusione della SARS ha avuto un effetto devastante sull'economia del paese interessato. La sfida della SARS ha costretto le organizzazioni sanitarie globali e molti paesi a ripensare le proprie strategie per contenere la diffusione globale delle malattie, in particolare i virus enterici come la poliomielite, che si diffondono facilmente attraverso tosse, starnuti, goccioline di muco, contaminazione fecale, ecc. E sono quindi sono difficili da contenere. I governi del Canada e di Hong Kong hanno speso milioni di dollari per fermare la diffusione della SARS e sostenere le loro economie colpite.

La SARS, ovviamente, non è l'unico virus di preoccupazione. Una varietà di virus dispersi nell'aria, gastroenterici ed enterici, tra cui varicella zooster (varicella), virus del morbillo, rinovirus (raffreddore), virus dell'influenza (influenza), poliovrus, rotavirus, epatite A, virus norwalk e adenovirus, rappresentano tutti rischi in termini di contagiosità e infettività.

Per ogni potenziale mercato considerato di seguito, sarà necessario studiare a fondo l'efficacia e la fattibilità dell'uso dei sistemi di trattamento dell'aria dell'ozono. L'indagine di fattibilità dovrebbe garantire che l'esposizione umana all'ozono sia limitata a causa dei suoi potenziali effetti collaterali su polmone e asma (Ross et al., 2002), ma anche che la più alta resistenza possibile dell'ozono necessaria per eliminare i virus trasmissibili più virulenti e resistenti è Usato. Tali studi esaminerebbero gli effetti della concentrazione di ozono, il tempo e la frequenza del trattamento per determinare i livelli ottimali di rilascio dell'ozono necessari.

Sebbene a volte vengano utilizzate alte concentrazioni di ozono per aiutare a decontaminare gli spazi non occupati da determinati contaminanti chimici e olfattivi, poco si sa circa i sottoprodotti chimici lasciati da questi processi. L'ozono può anche influenzare negativamente le piante d'appartamento e danneggiare materiali come gomma, rivestimenti di fili elettrici e tessuti e opere d'arte contenenti coloranti e pigmenti sensibili (www.epa.gov/iedweb00/pubs/ozoneaen). Gli studi di fattibilità dovrebbero includere anche le ricerche necessarie per comprendere più completamente le complesse interazioni di sostanze chimiche e composti indoor in presenza di ozono, in particolare in ambienti delicati come gli aerei e i loro componenti, nonché l'ospitalità e altre aree di uso pubblico da parte di esseri umani e animali.

Industria dell'ospitalità

Molte delle stesse persone che viaggiano tramite compagnie aeree soggiornano anche in hotel; c'è una grande sovrapposizione tra le due popolazioni. In un ambiente alberghiero, è praticamente impossibile controllare gli ospiti infetti e impedire loro di rimanere in una stanza d'albergo e diffondere l'infezione ad altri ospiti e al personale dell'hotel. E sebbene le persone negli hotel rimangano in stanze separate, c'è ancora un forte rischio di infezione tra gli ospiti dell'hotel. Assistere al modello di trasmissione della SARS, che è stato passato da un ospite dell'hotel a un altro presso l'hotel Metropole di Hong Kong .

Sebbene la decontaminazione da ozono non possa eliminare il rischio di trasmissione virale al personale e ad altri ospiti durante il periodo di permanenza dell'ospite infetto, può aiutare a prevenire e salvaguardare in una certa misura la diffusione al personale e ai successivi ospiti che vivono nella camera d'albergo. La procedura di pulizia di una stanza potrebbe iniziare con fumigazione con ozono, seguita da un periodo di esposizione all'ozono. La fumigazione periodica del sistema di condizionamento d'aria centrale può anche servire come precauzione aggiuntiva. Queste misure preventive potrebbero potenzialmente salvaguardare il personale addetto alle pulizie e i prossimi ospiti, e questo rende la tecnologia dell'ozono nel settore dell'ospitalità degna di essere approfondita. Inoltre, le sale conferenze degli hotel e le sale dove si svolgono altre sedi potrebbero essere disinfettate con ozono, permettendo ai grandi viaggiatori di avere più fiducia nella pulizia di ciò che li circonda. Inoltre, come nel caso delle compagnie aeree, l'ozono ha il potenziale per ridurre gli odori e i turisti e i clienti possono trovare una camera sterilizzata più attraente e servirebbe come una buona strategia di marketing. Infine, va notato che questo tipo di applicazione per l'ozono non deve essere limitato agli hotel. Altre aree ospiti, come le navi da crociera e le proprietà di multiproprietà, potrebbero anche utilizzare la tecnologia dell'ozono.

Va notato che esiste un precedente per l'uso dell'ozono negli hotel. Durante il recente spavento della SARS, un hotel di Bangkok, il Conrad, ha preso la precauzione di installare sistemi di aria condizionata per il trattamento dell'ozono in diverse aree pubbliche, inclusi i ristoranti. Inoltre, le conversazioni con alcuni proprietari di hotel hanno rivelato che attualmente usano l'ozono per rimuovere gli odori dalle camere, specialmente nei casi in cui i fumatori avevano fumato in camere per non fumatori. Secondo questi proprietari, l'uso dell'ozono in questo modo è una pratica standard in gran parte del Nord America.

Ospedali, case di cura, asili e laboratori

Ospedali, case di cura e laboratori sono aree ad alto rischio per la trasmissione di virus enterici, gastroenterici e aerei, come poliomielite, epatite A, rotavirus, virus SARS, varicella zoster (varicella), virus del morbillo, rinovirus (freddo) , virus dell'influenza (influenza), RSV, virus Norwalk e adenovirus. Sia i pazienti che il personale sono a rischio di contrarre molte di queste malattie.

Gli individui sono spesso costretti a trascorrere ore nelle sale d'attesa dell'ospedale insieme ad altri malati, permettendo alle malattie di moltiplicarsi e migrare. Sebbene l'ozono non possa essere usato per prevenire la diffusione della malattia tra individui, può essere usato in molti altri modi. Sarebbe prudente sottoporre a fumigazione una stanza d'ospedale tra i pazienti, specialmente nei casi in cui si potrebbe eventualmente verificare un'infezione acquisita da un ospedale o in stanze che ospitavano pazienti con malattia contagiosa, o in stanze che saranno abitate da pazienti immunocompromessi. Va notato che anche i neonati e gli anziani sono particolarmente vulnerabili alle infezioni acquisite in ospedale. La preferenza dovrebbe essere data ai reparti pediatrici e geriatrici. Inoltre, l'ozono potrebbe anche essere utilizzato per pulire i sistemi di ventilazione degli ospedali,

L'infezione gastroenterica e la varicella con i virus della rota e della varicella zoster, rispettivamente, sono problemi comuni negli asili. La fumigazione degli asili nido e del sistema di ventilazione dopo ore potrebbe aiutare a eliminare i virus persistenti.


Sale d'aspetto per medici, palestre e spogliatoi, aeroporti, aree turistiche, bagni pubblici.

Come per le compagnie aeree e le industrie dell'ospitalità, aree come bagni pubblici, sale d'attesa per medici, palestre e spogliatoi e aeroporti potrebbero beneficiare della fumigazione dell'ozono se non quotidianamente, almeno regolarmente. A causa della natura pubblica di tutti questi luoghi, diversi gruppi di persone, alcuni dei quali possono essere portatori di malattie, si riuniscono e il potenziale di infezione è elevato. Sebbene l'ozono non sia in grado di prevenire la trasmissione dell'infezione da persona a persona, potrebbe essere usato come decontaminante per pulire le superfici (in forma gassosa o acquosa) e prevenire così l'accumulo di particelle virali.

Attrezzature mediche e medicina

Esistono già numerosi produttori che utilizzano l'ozono per disinfettare le apparecchiature mediche. La sterilizzazione delle apparecchiature mediche è un'applicazione particolarmente appropriata per l'ozono perché può aiutare a sostituire alcune delle sostanze chimiche meno efficaci, ma più pericolose attualmente utilizzate nella sterilizzazione delle apparecchiature mediche.

Industria aerea

Di recente, in particolare a seguito dell'epidemia di SARS, vi è stata una crescente preoccupazione che sia i passeggeri che i membri dell'equipaggio possano essere esposti alla trasmissione ad alto rischio da altri passeggeri infetti durante il volo su aeromobili. L'OMS e altre agenzie nazionali hanno fornito linee guida per ridurre questo rischio. Questi includono lo screening rigoroso dei passeggeri potenzialmente infetti, i controlli sanitari nell'aeromobile, la decontaminazione aerea e le procedure nel caso in cui a un passeggero infetto venga diagnosticata una storia di viaggi aerei, inclusa la tracciabilità e lo screening dei contatti per possibili interventi.

Nonostante la completezza di questi standard, è impossibile effettuare uno screening completo per tutti i passeggeri infetti. Ci sono diverse ragioni per questo. Molte compagnie aeree asiatiche, ad esempio, che hanno implementato le procedure di screening, non sono riuscite a impedire l'imbarco dei passeggeri infetti, poiché molti passeggeri infetti non mostrano alcun sintomo durante il periodo di incubazione del virus. E fintanto che la frequenza dei voli globali continuerà ad aumentare e fintanto che l'accesso a destinazioni più esotiche diventerà più facile, i confini precedenti scompariranno permettendo alle nuove malattie nascoste di emergere e diffondersi più facilmente.

Sebbene la disinfezione con ozono non possa essere utilizzata per eliminare il rischio di trasmissione virale all'interno dell'aeromobile durante il volo, la decontaminazione dell'intera camera dell'aeromobile mediante fumigazione immediatamente con l'ozono dopo lo scarico dei passeggeri potrebbe potenzialmente fornire misure preventive e contribuire a salvaguardare il personale e il prossimo gruppo di passeggeri e membri dell'equipaggio che si imbarcano sull'aeromobile dal contrarre un'infezione. La procedura di fumigazione potrebbe anche includere il trattamento dei sistemi di condizionamento dell'aria. Il potenziale di queste misure preventive merita ulteriori indagini.

Oltre alle sue proprietà antivirali, l'ozono ha una serie di piacevoli effetti corollari che possono anche essere un vantaggio. L'ozono, grazie alla sua potente forza ossidante, può aiutare a rimuovere molti odori.

Inoltre, il fatto che una compagnia aerea affronti il ​​problema aggiuntivo della decontaminazione dell'ozono può certamente essere una caratteristica di marketing positiva. Tuttavia, è importante che vengano condotti studi di fattibilità per valutare il potenziale rischio per i delicati dintorni dell'aeromobile.


 

CONCLUSIONI E RACCOMANDAZIONI

È chiaro dagli studi aneddotici disponibili che l'ozono ha efficacia come agente antivirale.

Per motivi di salute, l'uso dell'ozono negli spazi occupati è limitato e la sua applicazione gassosa dovrebbe essere seguita da un tempo sufficiente per consentire la ventilazione, la dissipazione e la disintegrazione. Sia le compagnie aeree che le industrie dell'ospitalità prosperano su tassi di occupazione elevati e tempi di consegna elevati, in particolare durante l'alta stagione di viaggio. Gli hotel hanno orari stretti per il check out degli ospiti, la pulizia delle camere e il check-in dei nuovi ospiti. Allo stesso modo, le compagnie aeree sono sotto pressione per espellere i passeggeri, pulire e fare rifornimento, e ripartire con un nuovo complemento di passeggeri. Ciò rende difficile applicare l'ozono a livelli vicini all'efficacia antivirale in hotel e compagnie aeree durante i brevi periodi non occupati. Ironia della sorte, entrambe le industrie sono sensibili alla diffusione dell'infezione virale. L'applicazione dell'ozono è già entrata nel settore dell'ospitalità come neutralizzatore di odori. Alla luce della recente crisi della SARS in cui gli hotel hanno dimostrato di essere potenziali minacce nella diffusione delle malattie virali, il semplice accenno alla potenziale proprietà antivirale dell'ozono potrebbe aggiungere valore alla sua applicazione nel mercato dell'ospitalità. . Alla luce della recente crisi della SARS in cui gli hotel hanno dimostrato di essere potenziali minacce nella diffusione delle malattie virali, il semplice accenno alla potenziale proprietà antivirale dell'ozono potrebbe aggiungere valore alla sua applicazione nel mercato dell'ospitalità.  

Esistono numerose altre potenziali applicazioni per i generatori di ozono nell'ospitalità e nella compagnia aerea. L'ozono può essere efficace come agente disinfettante per i sistemi di ventilazione, dove può accumularsi materiale virale residuo. In effetti, si ipotizzava che il virus SARS si fosse diffuso attraverso il sistema di ventilazione in un hotel di Hong Kong, uno degli epicentri dell'epidemia. Tale applicazione non sarebbe solo molto utile per gli hotel e le compagnie aeree, ma potrebbe probabilmente essere implementata con un minimo di interferenza con le attuali pratiche commerciali.

Esistono altre potenziali applicazioni dell'ozono oltre a queste industrie "core". A causa dei rischi per la salute posti dall'ozono, queste altre applicazioni includono principalmente spazi non occupati o spazi che potrebbero essere chiusi per la sera o durante la notte e decontaminati mentre nessuno è presente. Alcune di queste applicazioni sono suggerite sopra, inclusa la decontaminazione di tessuti industriali; la sterilizzazione di attrezzature mediche; la disinfezione di aree come granai, segherie e laboratori di ricerca che utilizzano roditori; la decontaminazione di aree quali fabbriche di trasformazione alimentare e impianti di confezionamento della carne; la decontaminazione di fienili, ranch e macelli; decontaminazione di grandi edifici commerciali e varie strutture pubbliche; e la decontaminazione di gabbie di animali negli zoo e negli uffici veterinari.

In conclusione, studi aneddotici hanno dimostrato che l'ozono possiede proprietà virucide, tuttavia, nonostante i potenziali rischi dell'ozono, tuttavia, c'è un bisogno sempre più forte di un prodotto con alcune caratteristiche dell'ozono: il suo profilo antivirale, la sua emivita (relativamente) breve e la sua natura gassosa e diffusiva. Se l'ozono può essere applicato in un modo che riduce notevolmente le sue caratteristiche dannose, pur mantenendo il suo forte profilo antivirale, l'ozono potrebbe trovare una nicchia come agente antivirale in una serie di settori tra cui l'ospitalità, la compagnia aerea, la salute, l'imballaggio e l'agricoltura. Si raccomandano anche studi di fattibilità per ciascuna di queste potenziali industrie. Considerando che le attuali condizioni globali incoraggiano l'emergere e la diffusione del nuovo.


Ozono per inattivazione di batteriofagi aerosolizzati

Chun-Chieh Tseng eChih-Shan Li
Pagine 683-689 | Ricevuto il 29 dic 2005, accettato l'8 marzo 2006, pubblicato online il 23 agosto 2006

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/02786820600796590
https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/02786820600796590

A causa della crescente incidenza di aerosol contenenti virus, l'ozono era potenzialmente considerato un metodo promettente per inattivare i virus nell'aria.
In questa indagine, i batteriofagi MS2, phi X174, phi 6 e T7 sono in fase di valutazione. Gli effetti della concentrazione di ozono, del tempo di contatto, della diversa architettura capside del virus e dell'umidità relativa (RH) sull'inattivazione di virus nell'aria da parte dell'ozono sono stati valutati in una camera di test di laboratorio. È stato osservato che la frazione di sopravvivenza del virus aereo è diminuita esponenzialmente con l'aumentare della dose di ozono. I virus dispersi nell'aria richiedevano dosi di ozono da 0,34 a 1,98 e da 0,80 a 4,19 min-mg / m 3 per inattivazione del 90% e 99%, rispettivamente. Per tutti e quattro i test, la dose di ozono per inattivazione del 99% era 2 volte superiore a quella per inattivazione del 90%. Durante la fase aerea con un breve tempo di contatto, è stato osservato che i virus con architetture capidiche più complesse sono meno sensibili all'inattivazione dell'ozono rispetto a quelli con semplici. Per tutti i virus testati alla stessa inattivazione, la concentrazione di ozono richiesta all'85% di umidità relativa era inferiore a quella al 55% di umidità relativa, probabilmente perché la generazione di più radicali dall'ozono reagiva con il vapore acqueo all'HR più alto. In sintesi, si è concluso che l'ozono è altamente efficace per l'inattivazione del virus aereo.

INTRODUZIONE

I virus obbligano i parassiti che non possono moltiplicarsi o propagarsi al di fuori di cellule ospiti specifiche. I virus possono essere trasmessi attraverso vari percorsi, inclusa la trasmissione di vettori e veicoli. Le vie di trasmissione del veicolo comprendono la trasmissione respiratoria mediante goccioline e aerosol. Per ridurre il rischio di infezione da aerosol contenenti virus, ci sono molte tecniche di controllo tra cui filtrazione ( Demers 2001 ), irradiazione germicida ultravioletta (UVGI) ( Jensen 1964 ; Tseng e Li 2005a ) e ozono ( Demik e Degroot 1977 ; Kekez e Sattar 1997 ) sono stati ampiamente studiati. Tra questi metodi, l'ozono è noto nel ridurre la carica virale ( Berrington e Pedler 1998) e utilizzato come potente agente ossidante in alimenti e altre industrie ( Kim et al. 1999 ).

Fino ad ora, il meccanismo principale con cui l'ozono inattiva il virus non è ben compreso. L'ozono può reagire con il virus o per reazione diretta con ozono molecolare o per reazione indiretta con le specie radicali formate quando l'ozono si decompone ( Kim et al. 1999 ). È stato generalmente riconosciuto che l'inattivazione è ottenuta principalmente dall'attacco dell'ozono molecolare anziché dai radicali liberi ( Zhou e Smith 2001 ). L'ozono è noto per attaccare legami insaturi e formare aldeidi, chetoni o composti carbonilici ( Langlais et al. 1991 ). Inoltre, l'ozono potrebbe reagire con aminoacidi, proteine, gruppi funzionali proteici e acidi nucleici molto rapidamente ( Langlais et al. 1991). Pertanto, i virus possono essere inattivati ​​dall'ozono che agisce sulla struttura proteica di un capside del virus o dagli acidi nucleici del virus.

Per i virus, le prime ricerche sulle applicazioni dell'ozono si sono concentrate principalmente nell'acqua ( Lazarova et al. 1998 ; Shin e Sobsey 2003 ; Thurston-Enriquez et al. 2005 ; Tyrrell et al. 1995 ). Studi recenti riportano che una concentrazione di ozono relativamente bassa (meno di 1 mg / litro) e un tempo di contatto breve (1 min) sono sufficienti per inattivare il virus del 99%, come rotavirus, parvovirus, calicivirus felino e virus dell'epatite A ( Shin e Sobsey 2003 ; Thurston-Enriquez et al. 2005 ). Questi studi precedenti hanno rivelato che la suscettibilità dei virus è fortemente correlata alle concentrazioni di ozono, valore pH, temperatura dell'acqua, tempo di permanenza, grado di miscelazione e composti organici.

Per quanto riguarda l'ozono per inattivazione di microrganismi presenti nell'aria, il nostro precedente studio ha dimostrato che l'ozono può essere utilizzato per inattivare 1–3 ceppi di batteri nell'aria ( Escherichia coli) e lievito ( Li e Wang 2005 ). Tuttavia, non sono stati osservati effetti di inattivazione dell'ozono per i tipi di spore di Bacillus subtilis e Penicillium citrinum a una concentrazione di ozono molto elevata di 20 ppm. Il nostro studio ha rivelato che la suscettibilità dei microrganismi all'ozono dipende fortemente dalle specie di microrganismi. Inoltre, è stato anche osservato che la suscettibilità dei microrganismi all'ozono è significativamente maggiore quando aumenta l'umidità relativa (RH).

Fino ad ora, erano disponibili solo dati limitati sull'inattivazione dei virus nell'aria da parte dell'ozono ( Demik e Degroot 1977 ; Kekez e Sattar 1997 ). Con un tempo di esposizione lungo di 30 minuti, l'uso dell'ozono potrebbe inattivare 3 tronchi di fago X174 phi nell'aria ad una concentrazione di ozono di 0,04 ppm ( Demik e Degroot 1977 ). Inoltre, è stato osservato che il phi X174 mantiene l'attività biologica del DNA estratto dopo 30 minuti. Pertanto, l'ozono può principalmente inattivare il capside proteico e quindi l'acido nucleico nudo può essere inattivato secondariamente ( Demik e Degroot 1977 ; Kim et al. 1980 ). Nell'inattivazione del virus, si suggerisce che la concentrazione di ozono, il tempo di contatto e il tipo di proteina capside virale svolgano ruoli critici.

Nel nostro studio attuale, l'ozono per inattivazione di aerosol contenenti virus è stato valutato in una camera di test di laboratorio. In generale, gli aerosol contenenti virus di dimensioni inferiori a 2 μ m dovrebbero avere un'infettività più elevata rispetto a quelli del virus stesso ( Couch et al. 1965 ). Pertanto, gli aerosol contenenti virus sono stati generati dal nebulizzatore a tre getti Collison per variare da 0,5 μ m a 3,0 μ m. Per quanto riguarda il bersaglio del virus, i batteriofagi sono stati usati come modello perché è sicuro e facile da maneggiare. I batteriofagi usati in questo studio sono stati usati come indicatori di poliovirus, enterovirus, virus avvolti e virus dell'immunodeficienza umana ( Dileo et al. 1993 ; Lytle et al. 1991 ; Maillard et al. 1994). Inoltre, i batteriofagi possono crescere fino a titoli più alti che potrebbero costituire un test più sensibile. Secondo i tipi di acidi nucleici, i virus potrebbero essere divisi in quattro gruppi tra cui RNA a singolo filamento (ssRNA), DNA a singolo filamento (ssDNA), RNA a doppio filamento (dsRNA) e DNA a doppio filamento (dsDNA). Sono stati inoltre valutati virus con diversa architettura delle proteine ​​del capside, poiché l'ozono può causare danni alle proteine ​​del capside. In questo studio, i fagi MS2 (ssRNA), phi X174 (ssDNA), phi 6 (dsRNA) e T7 (dsDNA) sono composti rispettivamente da 180, 60, 120 e 415 molecole della proteina capside. Gli effetti della concentrazione di ozono, del tempo di contatto, del tipo di acido nucleico del virus, dell'architettura della proteina capside e dell'umidità relativa sulla sopravvivenza del virus erano in fase di valutazione.

MATERIALI E METODI

Test virus

Come mostrato nella Tabella 1 , i virus valutati erano quattro diversi batteriofagi: ssRNA (MS2, ATCC 15597-B1), ssDNA (phi X174, ATCC 13706-B1), dsRNA (phi 6 con lipide dell'involucro, ATCC 21781-B1) e dsDNA (T7, ATCC 11303-B1). I batteri ospiti erano F-amp Escherichia coli (ATCC 15597) per MS2, Escherichia coli CN-13 (ATCC 13706) per phi X174, Escherichia coli 11303 (ATCC 11303) per T7 e Pseudomonas syringae(ATCC 21781) per phi 6. Poiché l'ozono ha causato principalmente danni alle proteine ​​del capside, sono stati considerati anche virus con diversa architettura delle proteine ​​del capside. I fagi di MS2, phi X174, phi 6 e T7 sono composti rispettivamente da 180, 60, 120 e 415 molecole della proteina capside. Inoltre, sono stati seguiti i metodi di analisi della placca e di coltivazione dei fagi dalla scheda informativa del prodotto ATCC. Un alto titolo magazzino dei batteriofagi (10 9 -10 10PFU / ml, dove PFU è la placca formando unità) è stato preparato mediante lisi ed eluizione della piastra. Per consentire al fagi di attaccare l'ospite, i batteriofagi sono stati miscelati con il proprio ospite corrispondente. Innanzitutto, 5 ml di agar superiore sono stati aggiunti a un tubo sterile di cellule infette. Il terreno per la coltivazione di fagi MS2, phi X174, T7 e phi 6 comprende l'agricoltura Luria-Bertani (Difco Laboratories, 244520), Nutrient Agar (Difco Laboratories, 213000) con 0,5% NaCl, Trypticase Soy Agar (Difco Laboratories, 236950), e NBY Agar (contenente brodo nutriente, estratto di lievito, K 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 e MgSO 4 · 7H 2O), rispettivamente. Quindi, il contenuto del tubo è stato miscelato picchiettando delicatamente per 5 secondi e versato al centro di una piastra di agar marcata. Infine, la piastra è stata incubata per 24 ore a 37 ° C per colifagi o a 26 ° C per phi 6. Dopo la coltivazione, 5 ml di tampone SM (contenente NaCl, MgSO 4 · 7H 2 O, Tris e gelatina) sono stati pipettati su una piastra che mostrava lisi confluente. Quindi, la piastra è stata fatta oscillare lentamente per 40 minuti e il tampone è stato trasferito in una provetta per centrifugazione a 4.000 × g per 10 minuti. Dopo la rimozione del surnatante, lo stock di fagi rimanente è stato mantenuto a -80 ° C. Dai nostri risultati preliminari (dati non mostrati), l'infettività virale potrebbe essere mantenuta per 24 ore a 4 ° C. Prima degli esperimenti sull'ozono, i titoli dei virus sono stati determinati mediante test della placca e la sospensione del virus è stata conservata a 4 ° C entro 24 ore.

TABELLA 1 Caratteristiche dei batteriofagi utilizzati in questo studio

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Sistema di test dell'aerosol

Unità di generazione di aerosol

Nel nostro studio attuale, un nebulizzatore a tre getti Collison (BGI Inc., Waltham, MA) è stato usato per nebulizzare lo stock di batteriofago in acqua deionizzata a 3 L / min con aria di laboratorio secca, filtrata e compressa, quindi è passato attraverso un Kr- 85 neutralizzatore di carica di particelle (modello 3077, STI). La sospensione aerosolizzata è stata quindi diluita con aria compressa filtrata. Le soluzioni madre di batteriofagi MS2, phi X174 e T7 sono state diluite in acqua sterile deionizzata per nebulizzazione. Per il fago phi 6, la soluzione madre è stata diluita in acqua sterile deionizzata contenente 0,03% di Tween 80 per preservare l'infettività ( Thompson e Yates 1999 ). In tutti gli esperimenti, le concentrazioni di fagi nel nebulizzatore erano comprese tra 2 × 10 8 e 7 × 10 8 PFU / ml.

Unità di regolazione destra

Un flusso di gas umidificato è stato generato facendo passare aria compressa pura attraverso un saturatore di umidità. Il contenuto di vapore acqueo (cioè RH) nel flusso di gas è stato regolato modificando il rapporto di portata tra flusso di gas umidificato e flusso di gas secco e infine misurato mediante un igrometro (Testo, Sekunden-Hygrometer 601) posizionato nella camera di campionamento. Per valutare l'effetto di RH, il flusso di gas umidificato è stato riscaldato aggiungendo un flusso di gas secco per raggiungere la condizione mediale (RH 55%) o umida (85%) a 25-28 ° C.

Unità di esposizione all'ozono

Come mostrato in Figura 1, la camera di esposizione era di circa 23 litri di volume (ID 14 cm e altezza 38 cm). L'ozono è stato generato da un generatore di ozono (OZ1PCS-V / SW, Ozotech Inc., Yreka, CA) con ossigeno puro a 3 L / min. I livelli di ozono sono stati misurati da un analizzatore di ozono (modello 401, Advanced Pollution Instruments, San Diego, CA) con un limite di rilevazione di 1,0 ppb. Le portate del gas erano 45 L / min e 60 L / min per ottenere il tempo di contatto rispettivamente a 18,4 secondi e 13,8 secondi. L'ozono gassoso veniva continuamente generato attraverso un tubo di teflon nella camera ad una portata di 3 L / min. Inoltre, gli aerosol contenenti virus sono stati generati continuamente in questa camera da un nebulizzatore a tre getti Collison ad una portata di 3 L / min. La tensione del generatore di ozono è stata regolata per produrre il rapporto ozono / ossigeno appropriato per raggiungere le concentrazioni target di ozono nell'intervallo 0,1-10 ppm. Gli esperimenti sono stati condotti almeno in triplicato per ciascuna serie di condizioni con diverse concentrazioni di ozono (0,1-10 ppm), tempo di contatto (13,8 secondi e 18,4 secondi) RH (55% e 85%) e test virus (MS2, phi X174, T7 e phi 6). Il sistema di prova era situato in una cappa chimica in modo che il gas esausto venisse scaricato all'esterno.

FIGURA. 1 Apparato sperimentale per la valutazione dell'ozono su aerosol contenenti virus

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Campionamento dell'aerosol di virus

Dalla nostra precedente indagine ( Tseng e Li 2005b), un misuratore di particelle aerodinamiche (APS, modello 3310A, TSI, Inc., St. Paul, MN) è stato utilizzato per misurare la concentrazione numerica in tempo reale e la distribuzione dimensionale degli aerosol contenenti virus nella camera di test. Utilizzando il campionatore Andersen 6-STG, il diametro aerodinamico medio geometrico misurato di MS2, phi X174, T7 e phi 6 è risultato pari a 1,23 μ m, 1,25 μ m, 1,24 μ m e 1,25 μ m, rispettivamente, con una deviazione standard geometrica di 1,5 (dati non mostrati). Inoltre, oltre il 95% degli aerosol contenenti virus ha un diametro inferiore a 2,1 μ m. Nel presente studio, un dispositivo di simulazione praticabile in una fase Andersen (Andersen Samplers, Inc., Atlanta, GA) è stato utilizzato per raccogliere aerosol contenenti virus prima e dopo il trattamento con ozono. Questa fase ha quattrocento fori da 0,25 mm e una portata di campionamento di 28. 3 L / min (corrispondente a una velocità di 24 m / s) quando si usa un brodo da 20 ml di LB (Luria-Bertani) con piastre di gelatina al 3%. I diametri misurati e teorici del punto di taglio di questo stadio sono rispettivamente 0,57 μ m e 0,65 μ m (Nevalainen et al. 1993 ). I campioni di ciascun aerosol virus sono stati prelevati senza e con esposizione all'ozono. Per raccogliere una concentrazione sufficiente di virus (almeno 30 placche), i tempi di campionamento variavano da 30 secondi a 1 minuto senza esposizione all'ozono e variavano da 1 minuto a 5 minuti con l'esposizione all'ozono. Il limite inferiore di 30 placche è necessario per ottenere una potenza statistica sufficiente a fini di confronto ( Lembke et al. 1981 ; Thorne et al. 1992 ). Dopo il campionamento, la piastra con terreno di raccolta dall'impattatore è stata posta in un incubatore a 37 ° C per 10 minuti. Tutti i campioni virali sono stati immediatamente sottoposti a test di placca per colifagi a 37 ° C e per phi 6 a 26 ° C. Quindi, PFU per metro cubo (PFU / m 3) è stato calcolato in base ai numeri di placca, al rapporto di diluizione, al volume placcato, al tempo di campionamento e alla portata del campionamento.

Frazione di sopravvivenza di virus vs. esposizione all'ozono

La dose di ozono a cui è esposto un virus aereo è stata definita come il prodotto della concentrazione di ozono sul virus e il tempo di contatto (Ct). La frazione di sopravvivenza (SF, senza unità) è un rapporto che rappresenta la concentrazione del virus dopo l'esposizione all'ozono e definito comeDove

statistica

Il log esponenziale dei parametri della frazione di sopravvivenza rispetto alla concentrazione di ozono e alla dose di ozono per ciascun esperimento è stato utilizzato per eseguire analisi di regressione sui dati per ciascun virus. I valori di R 2 sono stati ottenuti mediante analisi di regressione. La generazione di curve di regressione e la previsione della concentrazione di ozono richiesta per la riduzione virale del 90% e del 99% sono state raggiunte includendo punti di dati di tutti gli esperimenti per ciascun virus. I confronti della frazione di sopravvivenza tra i virus sono stati eseguiti utilizzando un test t per valutare differenze statisticamente significative.

RISULTATI E DISCUSSIONE

In questo studio, l'ozono nell'aria è stato valutato per l'inattivazione dei virus nell'aria. L'effetto della dose di ozono e di RH è stato valutato per quattro diversi batteriofagi selezionati per rappresentare tutti i tipi di virus. Nella nostra camera sperimentale, l'infettività del virus nella sospensione aerosolizzata e nella fase di aerosol (al 55% e 85% di umidità relativa) potrebbe essere mantenuta fino a 90 minuti con un coefficiente di variazione della concentrazione inferiore al 25% ( Tseng e Li 2005b ). Pertanto, le percentuali di decadimento naturale della sospensione aerosol sono risultate insignificanti.

Al 55% di umidità relativa, per ottenere il 90% di inattivazione del virus al tempo di contatto di 13,8 secondi (come mostrato nella Figura 2 ), phi 6, phi X174, MS2 e T7 richiedevano ozono di 1,16 ppm, 1,87 ppm, 3,43 ppm e 5,20 ppm, rispettivamente. Per l'inattivazione del virus al 99%, phi 6, phi X174, MS2 e T7 hanno richiesto rispettivamente ozono di 2,50 ppm, 3,84 ppm, 6,63 ppm e 10,33 ppm. Ci sono state due volte in cui le differenze di concentrazione di ozono tra il 90% e il 99% di inattivazione per tutti i tipi di virus. Inoltre, è indicato che la concentrazione di ozono per inattivazione sia del 90% che del 99% di MS2 e T7 è circa 2-4 volte superiore a quella di phi X174 e phi6 ( p<0,05). Per l'inattivazione del virus al 90% al tempo di contatto di 18,4 secondi, phi 6, phi X174, MS2 e T7 richiedevano ozono rispettivamente di 0,64 ppm, 0,85 ppm, 1,45 ppm e 2,32 ppm. Per l'inattivazione del virus al 99% a 18,4 secondi, phi 6, phi X174, MS2 e T7 richiedevano ozono rispettivamente di 1,43 ppm, 1,90 ppm, 2,90 ppm e 5,12 ppm. È stato osservato che la concentrazione di ozono richiesta all'85% di umidità relativa era 1,2-1,7 volte inferiore rispetto a quella riscontrata al 55% di umidità relativa allo stesso 90% e 99% di inattivazione.

FIGURA. 2 Frazione di sopravvivenza di MS2 nell'aria, phi X174, phi 6 e T7 esposti a diverse concentrazioni di ozono con UR 55% e 85%. Le barre di errore rappresentano una deviazione standard della media di almeno tre prove

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Rispetto al nostro studio precedente ( Li e Wang 2005 ), Escherichia coli e lievito hanno richiesto una concentrazione di ozono di 8,7 ppm e 19 ppm per l'inattivazione del 90%, rispettivamente. In questo studio, le concentrazioni richieste di ozono per batteri e funghi di tipo cellulare erano 4–13 volte e 8-30 volte superiori a quelle dei quattro virus testati, rispettivamente. Inoltre, non vi è stata alcuna inattivazione per i tipi di spore di Bacillus subtilis e Penicillium citrinuma un livello di ozono molto elevato di 20 ppm. Pertanto, è stato dimostrato che la suscettibilità del virus all'ozono è molto più elevata di quella degli aerosol batterici e fungini. La maggiore suscettibilità del batteriofago trasportato dall'aria ha indicato che l'ozono reagisce più facilmente con le proteine ​​del capside rispetto ai lipidi della membrana cellulare ( Komanapalli e Lau 1998 ). Le differenze nella proteina capside fagica e nella membrana cellulare batterica possono determinare la diversa suscettibilità dei microrganismi all'ozono ( Mudd et al. 1969 ; Pryor et al. 1991 ).

Dai nostri risultati, è stato indicato che la frazione di sopravvivenza di tutti e quattro i virus è diminuita in modo esponenziale all'aumentare della dose di ozono (come mostrato nella Figura 3 ). Al 55% di umidità relativa, per ottenere l'inattivazione virale al 90%, phi 6, phi X174, MS2 e T7 hanno richiesto una dose di ozono di 0,47, 0,72, 1,28 e 1,98 min-mg / m 3 , rispettivamente. Per l'inattivazione virale al 99%, phi 6, phi X174, MS2 e T7 hanno richiesto una dose di ozono di 1,05, 1,58, 2,60 e 4,19 min-mg / m 3 , rispettivamente. I risultati hanno ovviamente indicato che i fagi di T7 e MS2 sono più resistenti all'ozono di quelli dei fagi di phi X174 e phi 6 ( p <0,05). Inoltre, i nostri risultati delle dosi di ozono per phi X174 erano simili a quelli valutati con un tempo di esposizione lungo di 30 minuti ( Demik e Degroot 1977). I nostri risultati hanno dimostrato che gli effetti germicidi dell'ozono per l'inattivazione del virus nell'aria dipendevano dalla dose di ozono e non erano influenzati individualmente dalla concentrazione di ozono o dal tempo di contatto. Dalla nostra precedente indagine su E. coli nell'aria e lievito, è emerso che la frazione di sopravvivenza non è diminuita esponenzialmente con l'aumento della dose di ozono ( Li e Wang 2005 ). Queste differenze potrebbero essere dovute al diverso meccanismo di inattivazione dell'ozono tra virus e batteri e funghi di tipo cellulare. Attualmente, l'EPA statunitense ha raccomandato l'uso di valori Ct (dose di ozono) come indicatore dell'inattivazione virale nell'acqua da ozono ( US EPA Guidance Manual, 1989). Sono suggeriti valori Ct di 0,15-0,30 min-mg / L per 2-4 log di inattivazione virale da ozono a 25 ° C. Rispetto ai virus aerei, i virus nell'acqua erano più difficili da inattivare.

FIGURA. 3 Frazione di sopravvivenza di MS2 nell'aria, phi X174, phi 6 e T7 esposti a diverse dosi di ozono con UR 55% e 85%. Le barre di errore rappresentano una deviazione standard della media di almeno tre prove

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Sulla base del modello di decadimento esponenziale, i fattori di suscettibilità del virus, K (espressi in m 3 / mg-min), sono risultati molto diversi. È stato osservato che i fattori K dei fagi di phi X174 e phi 6 (3,12-5,94) erano superiori a quelli dei fagi di T7 e MS2 (1,25–2,54). Ciò può essere correlato al fatto che un virus con un capside più complesso ma senza lipidi dell'involucro potrebbe fornire protezione dall'inattivazione dell'ozono. Per i quattro tipi di virus, i valori di K all'85% di umidità relativa (1,54-5,94) erano superiori a quelli (1,25–4,25) al 55% di umidità relativa. È necessaria una dose di ozono più alta per inattivare il virus a RH inferiore ( p<0,05). Ciò potrebbe essere correlato alla generazione di più radicali dall'ozono reagito con più vapore acqueo a RH più elevato, che era d'accordo con quelli degli studi precedenti ( Foarde et al. 1997 ; Li e Wang 2003 ).

Nel presente studio, l'ordine di resistenza all'ozono era phi 6 <phi X174 <MS2 <T7. In confronto con la semplice architettura capside (phi X174), è stato osservato che il capside virale più complesso (MS2 e T7) è meno suscettibile all'ozono ( p <0,05). Il capside del virus verrebbe degradato in subunità proteiche dall'ozonizzazione ( Kim et al. 1980 ), così come un capside del virus più complesso potrebbe fornire protezione dall'inattivazione dell'ozono. Dalle precedenti indagini ( Demik e Degroot 1977 ; Shin e Sobsey 2003), è stato indicato che l'ozono potrebbe agire sia sugli acidi nucleici che sul capside del virus per inattivare il virus. A bassa concentrazione di ozono (0,04 ppm) e lungo tempo di contatto (30 min), è stato osservato che il fago X174 trasportato dall'aria mantiene l'attività biologica del DNA estratto ( Demik e Degroot 1977). Pertanto, si suggerisce che l'ozono possa alterare principalmente la proteina capside e inattivare successivamente l'acido nucleico nudo. Nel nostro studio, il tempo di contatto dell'ozono è molto breve (13,8 e 18,4 secondi), pertanto l'ozono può causare principalmente danni alle proteine ​​capside piuttosto che danni all'acido nucleico. Nei nostri risultati, il phi 6 è risultato essere il virus più sensibile all'ozono, tuttavia, il phi 6 ha molecole più alte della proteina capside rispetto al phi X174. Ciò può essere correlato alle maggiori sensibilità dei virus avvolti alle sfide fisiche e chimiche rispetto a quelle dei virus nudi. ( Woolwine e Gerberding 1995). Inoltre, si raccomanda che solo un filamento dell'acido nucleico venga danneggiato durante l'inattivazione e che il filamento non danneggiato possa quindi servire da modello per la riparazione da parte degli enzimi ospiti nei meccanismi di riparazione delle cellule ospiti (Thurston-Enriquez et al. 2003). Ciò può comportare che T7 sia meno suscettibile all'ozono. Di conseguenza, i componenti virali come la proteina capside, l'acido nucleico e il contenuto lipidico sarebbero ossidati dall'ozono. Sono necessari ulteriori studi per determinare quale componente è l'obiettivo primario dell'ozono a diverse concentrazioni di ozono e tempi di contatto.

Fino ad ora, i batteriofagi del gruppo specifico maschile sono stati usati come indicatori dell'efficienza della disinfezione delle acque reflue ( Havelaar et al. 1991 ). MS2 ad alta resistenza è comunemente servito come indicatore di inattivazione virale ( Shin e Sobsey 2003 ). Nel nostro studio attuale, T7 con architettura capid più complessa è meno suscettibile all'ozono rispetto a MS2. Pertanto, MS2 non potrebbe essere un indicatore adatto all'inattivazione del virus da parte dell'ozono nell'aria. In sintesi, i nostri attuali risultati hanno dimostrato che la frazione di sopravvivenza dei virus è diminuita esponenzialmente con l'aumentare della dose di ozono. Nella fase aerea con un breve tempo di contatto, la suscettibilità del virus all'ozono potrebbe essere principalmente correlata al tipo di architettura capside del virus.

CONCLUSIONE

Gli effetti delle concentrazioni di ozono, del tempo di contatto e dell'umidità relativa per inattivazione del virus sono stati valutati in una camera di test di laboratorio. I nostri risultati hanno dimostrato che la frazione di sopravvivenza dei virus nell'aria è diminuita in modo esponenziale all'aumentare della dose di ozono. Il virus ha richiesto dosi di ozono di 0,34–1,98 e 0,80–4,19 min-mg / m 3per inattivazione del 90% e 99%, rispettivamente. Nella fase aerea con un breve tempo di contatto, la suscettibilità del virus all'ozono potrebbe essere correlata al tipo di architettura capside del virus e con o senza inviluppo. Un capside virale più complesso potrebbe fornire protezione dall'inattivazione dell'ozono, così come i virus avvolti che hanno dimostrato di avere una maggiore suscettibilità all'ozono. Per quanto riguarda gli effetti RH, la suscettibilità ai virus era maggiore all'85% di umidità relativa rispetto a quella al 55% di umidità relativa. Ciò potrebbe essere correlato alla generazione di più radicali dall'ozono che hanno reagito con più vapore acqueo a un livello di UR più elevato.

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SSICA_ Linee guida per l’utilizzo dell’ozono gassoso nella sanificazione.pdf

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