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Medizin
16. Juni 2021
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Bestätigte Wirksamkeit von UVC-LEDS gegen SaRS-CoV-2

Durch die COVID-19 Pandemie werden neue Möglichkeiten einer Inaktivierung (Abtötung) von Viren und anderen Krankheitserregern mit UV-Licht anstelle von chemischen Desinfektionsmitteln in Betracht gezogen. Eine Bestrahlung menschlicher Haut durch herkömmliche Quecksilber-UV-Lampen (254 nm) und UVC-LEDs (260-280 nm) kann jedoch zu Folgeschäden auf der Haut führen. Im letzten Jahr wurden UV-excimer-Lampen mit einer Wellenlänge von 222 nm eingeführt, die vernachlässigbare Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben. Im Gegensatz zu UV-excimer-Lampen sind LEDs jedoch kompakter und erlauben eine größere Flexibilität im Design, haben ein geringeres Bruchrisiko und eine schnellere Anlaufzeit als herkömmliche Lampen, was neue Möglichkeiten für kleinere, sicherere und reaktionsschnellere Anwendungen von UVC-Licht eröffnet.
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Einsatz von 226-nm-UVC-LEDs zur Desinfektion von Händen oder Gegenständen

Kürzlich konnten 226 nm UVC-LED-Prototypen hergestellt werden, und in Zusammenarbeit mit der japanischen Nara Medical University wurden Tests sowohl mit 226 nm als auch mit 270 nm UVC-LEDs hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zur Inaktivierung von SARS-CoV-2 sowie ihrer Auswirkungen auf tierische Hautzellen durchgeführt. Die Testergebnisse zeigten, dass in ca. 6 Sekunden 99,9% von COVID-19 sowohl durch 226 nm als auch durch 270 nm UVC-LEDs inaktiviert wurden. Darüber hinaus bestätigten die Tests, dass die 226-nm-UVC-LED eine deutlich geringere Wirkung auf tierische Zellen hatte als 270-nm-LEDs. 
COVID-19: Schwere Verläufe medikamentös verhindern
©Igor Mojzes – stock.adobe.com

In der Phase-III-Studie SAVE-MORE wurde das Potential von Anakinra, schwere Verläufe bei COVID-Erkrankten zu verhindern, untersucht. Der Studienleiter Prof. Dr. Evangelos J. Giamarellos-Bourboulis, Universitätsklinikum ATTIKON, Athen, Griechenland, stellte die Ergebnisse auf einer Presseveranstaltung vor.
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Diese Ergebnisse legen die Möglichkeit nahe, dass 226-nm-UVC-LEDs sicher zur Desinfektion von Händen oder Gegenständen im direkten Umfeld von Menschen eingesetzt werden können. 

Zur Testmethode

100 226-nm-UVC-LEDs wurden wie in Abbildung 1 dargestellt auf einer Platte in einem 10 x 10-Muster angeordnet. Zum Vergleich wurde auch ein ähnliches Muster mit 270 nm UVC-LEDs vorbereitet. Alle in dieser Studie verwendeten UVC-LEDs wurden aus dem proprietären Aluminiumnitrid (AlN)-Substrat und der pseudomorphen Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN)-Technologie von Crystal IS hergestellt.
 
Abbildung 1: UVC LED Anordnung
Abbildung 1: UVC LED Anordnung
 

1. Wirksamkeit von 226 nm UVC-LEDs zur Inaktivierung von SARS-CoV-2

Flüssigkeit mit SARS-CoV-2 wurde in eine Petrischale injiziert und anschließend getrocknet. Panel-Arrays aus 226-nm- und 270-nm-UVC-LEDs wurden mit der gleichen Leistung (440 μW/cm2) aktiviert. Anschließend wurde das Virus aufgefangen und die Menge der Ansteckung mit der Plaque-Technik gemessen. Die in Abbildung 2 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass in ca. 6 Sekunden 99,9% des Virus sowohl durch 226 nm als auch durch 270 nm UVC-LEDs inaktiviert wurden.

 
Abbildung 2: UVC-Lichtexposition vs. Virusansteckungsmenge
Abbildung 2: UVC-Lichtexposition vs. Virusansteckungsmenge
 

2. Bewertung der Auswirkungen auf tierische Hautzellen

Ein zusätzliches Experiment wurde an Hautzellen von Mäusen durchgeführt, um abzuschätzen, welchen Schaden 226-nm-UVC-LED-Licht im Vergleich zu 270-nm-Licht auf die Tierhaut hat. Abbildung 3 zeigt den Ablauf des Experiments. Die Mäusehautzellen wurden in 2 Schichten angeordnet, die dann entweder mit 226 nm oder 270 nm UVC-LED-Licht in einer Dosis von 100 mJ/cm2 und 500 mJ/cm2 bestrahlt wurden. Nach der Bestrahlung wurde die obere Schicht der Zellen entfernt und der relative Anteil lebender Zellen in der unteren Schicht wurde durch Messung der Absorption (optische Dichte) nach Auftragen eines MTT-Reagenz-Farbstoffs auf die Zellen der unteren Schicht ausgewertet. Der dunkel gefärbte Farbstoff zeigt die Menge der verbliebenen lebenden Zellen an. Die in Abbildung 4 und Abbildung 5 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass das 226 nm UVC-LED-Licht bei 100 mJ/cm2 wenig bis gar keine Wirkung hatte, und selbst bei 500 mJ/cm2 war die Wirkung auf die Zellen der unteren Schicht im Vergleich zu der des 270 nm UVCLED-Lichts deutlich geringer.
 
Abbildung 3: Ablauf der Experiments
Abbildung 3: Ablauf der Experiments
 
Abbildung 4: Auswertung der Ergebnisse
Abbildung 4: Auswertung der Ergebnisse
 
Abbildung 5: Die Rate der lebenden Zellen nach UVC-Lichteinwirkung
Abbildung 5: Die Rate der lebenden Zellen nach UVC-Lichteinwirkung

Quelle: Asahi Kasei Europe


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EILMELDUNGEN zu SARS-CoV-2 und COVID-19
  • CHMP empfiehlt SARS-CoV-2-Impfstoff von Moderna für Jugendliche von 12-17 Jahren (Quelle: PEI, 23.7.2021)
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