Valutazione di un nuovo filtro antivirale utilizzando pseudo

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 13947 (2023) Citare questo articolo

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Le prove attuali suggeriscono che la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) può rimanere sospesa diffusa negli aerosol per un periodo di tempo più lungo in ambienti interni scarsamente ventilati. Per ridurre al minimo la diffusione, l’applicazione di filtri antivirali per catturare gli aerosol infettivi e inattivare la SARS-CoV-2 può essere una soluzione promettente. Questo studio mirava a sviluppare un metodo per valutare simultaneamente l’efficienza di filtrazione e rimozione dello pseudo-tipo SARS-CoV-2 aerosolizzato utilizzando una galleria del vento di tipo verticale con velocità frontale relativamente elevata (1,3 m/s). Rispetto al filtro non tessuto spunlace non trattato, il filtro trattato C-POLAR™ ha aumentato l'efficienza di filtrazione dal 74,2 ± 11,5% al ​​97,2 ± 1,7%, con l'efficienza di rimozione del 99,4 ± 0,051%. I risultati hanno fornito non solo prove concrete a sostegno dell’efficacia del filtro rivestito in polimero cationico nella lotta contro la pandemia SARS-CoV-2, ma anche un metodo per testare l’efficienza di filtrazione e rimozione virale a una velocità dell’aria relativamente elevata e in un ambiente più sicuro per gli operatori.

A maggio 2023, l’epidemia di coronavirus 2019 (COVID-19) ha causato oltre 766 milioni di casi e oltre 6,9 ​​milioni di decessi a livello globale1. La malattia è causata da un virus a RNA a filamento singolo con senso positivo chiamato sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2)2 con morfologia sferica o ellittica. Il diametro di SARS-CoV-2 è di circa 60-140 nm, con un aspetto a corona dovuto all'espressione delle glicoproteine ​​​​spike sulla superficie dell'involucro. Alcuni studi hanno suggerito che le glicoproteine ​​​​spike sono responsabili del legame con i recettori e dell'ingresso nella cellula ospite3 ,4. Può trasmettersi da uomo a uomo con molteplici mezzi, inclusa la trasmissione aerea a corto raggio5 attraverso l’atomizzazione di SARS-CoV-2 in goccioline respiratorie (≥ 5 μm) e aerosol fini (< 5 μm) mediante inalazione, tosse o starnuti da una persona infetta6. Fears et al.7 hanno anche dimostrato che SARS-CoV-2 è persistente nella sospensione di aerosol con un diametro aerodinamico medio di massa di circa 2 μm.

Al fine di ridurre il rischio di infezione, sono stati quindi utilizzati diversi tipi di filtri per ridurre l’aerosol di SARS-CoV-2, come il tessuto elettrete in polipropilene soffiato a fusione (MBPP)8 e l’aria particellare ad alta efficienza (HEPA) per il riscaldamento, sistema di ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC)9. Poiché è difficile quantificare il virus nei campioni di aria, molti studi sull’efficienza di filtrazione sono stati condotti osservando qualsiasi contaminazione residua di RNA virale in loco o utilizzando aerosol contenente soluzione salina o batteri come modello per imitare i virus. Manca un metodo standard per valutare direttamente l’efficienza di rimozione del virus10, in particolare per i filtri utilizzati in un HVAC o in un purificatore d’aria con velocità frontale relativamente elevata, il che rimane incerto sull’efficacia dei materiali filtranti nella prevenzione dell’infezione da SARS-CoV-2 .

Oltre a ridurre i bioaerosol attraverso un filtraggio efficace, è anche importante inattivare il virus per prevenire la formazione di incrostazioni e la trasmissione secondaria. Alcuni studi hanno suggerito l’uso dell’ultravioletto-C11 e della scarica del filtro dielettrico12 per inattivare il bioaerosol SARS-CoV-2, questi sistemi hanno i loro limiti tra cui il consumo di energia e l’aumento della concentrazione di ozono nell’aria trattata. Recentemente, C-POLAR™ Technologies, Inc. (https://cpolartechnologies.com) ha introdotto un sistema di filtri con rivestimento polimerico cationico, denominato filtro trattato C-POLAR™, costituito da una poliammina, un polimero cationico ampiamente utilizzato come vettore di consegna genica con elevate efficienze di trasfezione13. Il materiale C-POLAR™ è stato utilizzato come rivestimento sul filtro spunlace per aumentare la cattura di microbi polari negativamente nell'aerosol e per inattivare i microbi attraverso la penetrazione della membrana e dell'involucro grazie alla sua alta densità di gruppi polari positivamente lungo la catena principale.