Neue antimikrobielle Technologie für Luftfilter kann Bakterien, Pilze und Viren in Sekundenschnelle abtöten

Forscher der University of Birmingham haben in Zusammenarbeit mit NitroPep Ltd und Pullman AC eine neue antimikrobielle Technologie für Luftfilter entwickelt, die Bakterien, Pilze und Viren, einschließlich SARS-CoV-2, in Sekundenschnelle abtöten kann und eine potenzielle Lösung zur Verhinderung der Ausbreitung von Luft über die Luft bietet Infektionen.

In einer heute (9. März 2022) in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Wissenschaftliche BerichteDie antimikrobielle Behandlung der Luftfilter – beschichtet mit einem chemischen Biozid namens Chlorhexidindigluconat (CHDG) – wurde streng getestet und mit Standard-„Kontroll“-Filtern verglichen, die üblicherweise in Labors, industriellen Luftkondensationseinheiten und bei Tests an Bord von britischen Zügen verwendet werden Eisenbahnen.

Im Labor wurden Zellen des Wuhan-Stammes von SARS-CoV-2 – dem Virus, das COVID-19 verursacht – auf die Oberfläche der behandelten und der Kontrollfilter gegeben und über einen Zeitraum von über einer Stunde in Intervallen gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass, während ein Großteil des Virus eine Stunde lang auf der Oberfläche des Kontrollfilters verblieb, alle SARS-CoV-2-Zellen innerhalb von 60 Sekunden auf dem behandelten Filter abgetötet wurden. Ähnliche Ergebnisse wurden in Experimenten beobachtet, in denen Bakterien und Pilze getestet wurden, die beim Menschen häufig Krankheiten verursachen – darunter E. coli, S. aureus und C. albicans –, was beweist, dass die neue Technologie sowohl hochwirksame Antimykotika als auch antibakterielle Mittel für Luftfilter behandelt.

Um die Wirksamkeit der Filter in einer realen Umgebung zu bestimmen, wurden die Kontroll- und behandelten Filter in der Zwischenzeit in die Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen von Eisenbahnwaggons eingebaut. Die Filter wurden drei Monate lang paarweise in Waggons auf derselben Zuglinie installiert, bevor sie entfernt und zur Analyse versandt wurden, wobei die Forscher die darauf verbliebenen Bakterienkolonien zählten. Der Test ergab, dass auch nach drei Monaten im Zug keine Krankheitserreger auf dem behandelten Filter überlebten.

Weitere Tests haben außerdem gezeigt, dass die behandelten Filter langlebig sind und ihre Struktur und Filterfunktion für die Dauer ihrer Verwendung beibehalten können.

Die COVID-19-Pandemie hat die reale Notwendigkeit neuer Wege zur Eindämmung der Ausbreitung von Atemwegserregern in der Öffentlichkeit in den Vordergrund gerückt. In überfüllten Räumen, von Büros bis hin zu großen Innenhallen, Einkaufszentren und öffentlichen Verkehrsmitteln, besteht ein unglaublich hohes Potenzial für die Übertragung von COVID-19 und anderen Viren wie Influenza. Die meisten Lüftungssysteme recyceln Luft durch das System, und die derzeit in diesen Systemen verwendeten Filter sind normalerweise nicht dafür ausgelegt, die Ausbreitung von Krankheitserregern zu verhindern, sondern nur, um Luftpartikel zu blockieren. Dies bedeutet, dass Filter tatsächlich als potenzielles Reservoir für schädliche Krankheitserreger fungieren können. Wir freuen uns, dass wir eine Filterbehandlung entwickeln konnten, die Bakterien, Pilze und Viren – einschließlich SARS-CoV-2 – in Sekundenschnelle abtöten kann. Dies deckt einen weltweit ungedeckten Bedarf und könnte dazu beitragen, die Luft in geschlossenen Räumen zu reinigen und so die Ausbreitung von Atemwegserkrankungen zu verhindern. »

Dr. Felicity de Cogan, Fellow der Royal Academy of Engineering Industry, University of Birmingham

Dr. de Cogan sagte, dass es zwar andere neue Filter zur „Luftreinigung“ gibt – von hocheffizienten Partikelluftfiltern, die in Luft- und Raumfahrtkabinen verwendet werden, bis hin zu UV-Licht und Silbernanopartikeln, die Filtergeweben hinzugefügt werden – diese jedoch versagt haben, da sie entweder keine Energieeffizienz aufweisen oder Effizienzgeschwindigkeit und sind nicht ideal für die Mehrheit bestehender HVAC-Systeme, die erhebliche Infrastruktur-Upgrades erfordern würden, um sie zu verwenden.

Dr. de Cogan fügt hinzu: „Im Vergleich dazu kann die von uns entwickelte Technologie auf vorhandene Filter angewendet und in bestehenden HLK-Systemen verwendet werden, ohne dass Kosten oder Aufwand für Änderungen erforderlich sind. Dieses Maß an Systemkompatibilität mit bestehenden Systemen beseitigt viele der Hindernisse, die bei der Einführung neuer Technologien auftreten zum Markt.“

NitroPep Ltd entwickelt derzeit die Filter für die Kommerzialisierung als Produkt. Die neue Technologie ist der jüngste Schritt in Dr. de Cogans laufender Forschung zur Schaffung patentierter antimikrobieller Technologien, zu denen auch die Entwicklung einer Beschichtung für Oberflächen namens NitroPep gehört, die auch gegen SARS-CoV-2 wirksam ist.

Die neueste Studie kommt, nachdem frühere weltweit durchgeführte Untersuchungen ergeben haben, dass das Risiko, an COVID-19 zu erkranken, mit zunehmender Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel zunimmt, während andere frühere Studien höhere Raten an grippeähnlichen Erkrankungen bei Personen zeigten, die mit der Londoner U-Bahn reisen, sowie a 6-facher Anstieg von Atemwegsinfektionen bei Personen, die eine Straßenbahn oder einen Bus benutzen.

Die neue Studie, die heute (9. März 2022) in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Berichte, wurde vom Wellcome Trust, dem Medical Research Council, dem Engineering and Physical Sciences Research Council, der Medical Research Foundation und Engineering X Pandemic Preparedness unter der Leitung der Royal Academy of Engineering finanziert. Es wurde in Zusammenarbeit mit NitroPep Ltd, Pullman AC Ltd und der University of Nottingham produziert.