De desinfectie en sterilisatie van transmissieroutes van pathogenen zijn belangrijke procedures voor infectiebeheersing. Deze maatregelen doden alle aanwezige microben, waardoor de omgeving schoner en veiliger wordt voor menselijk gebruik en bewoning. Hoewel er veel manieren zijn om een omgeving te desinfecteren, is een methode die al meer dan een eeuw in gebruik is, sterilisatie met ultraviolet (UV) licht.
Geschiedenis van UV-sterilisatie
Het gebruik van UV-licht als een methode om gebieden te steriliseren en de overdracht van ziekteverwekkers te verminderen, werd voor het eerst voorgesteld in 1878 door Arthur Downes en Thomas P. Blunt. Kort daarna werd het eerste geregistreerde gebruik van UV-licht als desinfectiemiddel gerapporteerd in Marseille, Frankrijk, in 1910, waar deze methode werd gebruikt om drinkwater te steriliseren in een prototype-installatie.
Tegen de jaren 1950 was UV-waterbehandeling in gebruik in Zwitserland en Oostenrijk. In 1985 waren er in Europa 1.500 UV-waterzuiveringsinstallaties in bedrijf. In 2001 was dit aantal gestegen tot 6.000 UV-waterzuiveringsinstallaties die in Europa in gebruik waren.
Tegenwoordig wordt UV-licht veel gebruikt in ziekenhuisopnames als sterilisatiemiddel voor kamers en oppervlakken. Omdat het gebruik van UV-licht steeds populairder is geworden voor desinfectiedoeleinden, zijn ook ultraviolette kiemdodende bestralingssystemen (UVGI) veel goedkoper geworden.
Er is een hernieuwde belangstelling voor de toepassing van UV-licht voor het steriliseren van kamers en luchtfiltratiesystemen als gevolg van de aanhoudende pandemie van de coronavirusziekte 2019 (COVID-19).
Hoe het werkt
UV-licht is elektromagnetische straling met een golflengte die langer is dan röntgenstralen, maar korter dan zichtbaar licht. UV-licht wordt onderverdeeld in verschillende golflengten, waaronder UV-C, dit is UV-licht met een korte golflengte dat vaak wordt aangeduid als "kiemdodende" UV.
Tussen de golflengten van 200 en 300 nanometer (nm), waar UV-C opereert, worden nucleïnezuren in een microbe verstoord. De nucleïnezuren absorberen het UV-C-licht, wat resulteert in pyrimidinedimeren die het vermogen van de nucleïnezuren om noodzakelijke eiwitten te repliceren of tot expressie te brengen, verstoren. Dit leidt tot celdood bij bacteriën en inactivering bij virussen.
Kiemdodende UV-lampen zijn de primaire toepassingsmethode. Er zijn verschillende soorten UV-lampen die momenteel in gebruik zijn, waaronder:
Lagedrukkwiklampen (die UV-licht uitstralen bij 253 nm.)
Ultraviolette light-emitting diodes (UV-C LED's), die selecteerbare golflengten tussen 255 en 280 nm uitstralen.
Gepulseerde xenonlampen, die een breed spectrum aan UV-licht uitstralen (piekemissie is bijna 230 nm).
UVGI-systemen kunnen worden geïnstalleerd in gesloten ruimtes waar de constante stroom van lucht of water zorgt voor een hoge mate van blootstelling. Effectiviteit is afhankelijk van vele factoren, waaronder de kwaliteit en het type apparatuur dat wordt gebruikt, de blootstellingsduur, golflengte en intensiteit van UV, de aanwezigheid van beschermende deeltjes en het vermogen van het micro-organisme' om UV-licht te weerstaan. De effectiviteit van UVGI-systemen kan ook worden bepaald door zoiets eenvoudigs als stof op de lamp; daarom moet apparatuur regelmatig worden schoongemaakt en vervangen om de doeltreffendheid ervan voor sterilisatieprocedures te garanderen.
Er zijn verschillende voor- en nadelen verbonden aan UV-sterilisatieprocessen. In het geval van watersterilisatie zorgt UV voor superieure desinfectie zonder het gebruik van chloor; UVGI-behandeld water is echter vatbaar voor herinfectie. Er zijn ook veiligheidsproblemen, aangezien UV-licht schadelijk is voor de meeste levende organismen en ongewenste blootstelling aan UV-licht zonnebrand en een verhoogd risico op bepaalde vormen van kanker bij mensen kan veroorzaken. Andere veiligheidsproblemen zijn onder meer het risico op slechtziendheid.
Micro-organismen zoals schimmelsporen, mycobacteriën en omgevingsorganismen zijn moeilijker te doden met UVGI-systemen in vergelijking met bacteriën en virussen. Hoewel dit waar kan zijn, kunnen UVGI-systemen die hoge doses UV-licht uitzenden nog steeds worden gebruikt om schimmelverontreinigingen uit airconditioningsystemen te verwijderen. Historisch gezien is UV-licht gebruikt om tuberculose te doden en recentelijk is het gebruikt om ziekenhuisuitbraken van resistente bacteriën zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) te voorkomen.
