Plasma

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 19944 (2022) Citer cet article

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En raison de la pénurie d’équipements de protection individuelle (EPI) pendant la pandémie de COVID-19, l’intérêt et la demande de dispositifs de stérilisation permettant de réutiliser les EPI ont augmenté. Pour être réutilisés, les masques faciaux doivent être efficacement décontaminés des agents infectieux potentiels sans compromettre leur capacité de filtration pendant la stérilisation. Dans cette étude, nous avons utilisé une décharge à barrière diélectrique (DBD) pulsée à pression atmosphérique, combinée à des microgouttelettes de liquide nébulisées pour générer un brouillard activé par plasma (PAM). Les bactériophages MS2 et T4 ont été utilisés pour réaliser les tests de décontamination sur deux types de respirateurs N95. Les résultats ont montré une réduction d'au moins 2 log de MS2 et T4 sur les respirateurs N95 traités en un cycle avec 7,8 % de peroxyde d'hydrogène PAM et d'au moins 3 log de réduction traités avec 10 % de peroxyde d'hydrogène PAM. De plus, il a été constaté qu’il n’y avait aucune dégradation significative de l’efficacité de filtration des respirateurs N95 (3M 1860 et 1804) traités dans du peroxyde d’hydrogène à 10 % PAM retrouvé après 20 cycles. En termes de réutilisation des masques après traitement tel que déterminé, il a été démontré que les sangles élastiques du 3M 1804 étaient fragmentées après 20 cycles de traitement, les rendant inutilisables, tandis que les sangles du 3M 1860 n'étaient pas affectées négativement même après 20 cycles de désinfection.

Depuis que le premier cas a été identifié en décembre 2019, la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) s'est propagée rapidement dans plusieurs pays et a été déclarée pandémie par l'Organisation mondiale de la santé en mars 20201. Le virus à l'origine de la maladie COVID-19 est qualifié de grave. le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu (SRAS-CoV-2) et peut se propager entre humains via des gouttelettes respiratoires provenant de la toux et des éternuements, des aérosols provenant de la respiration et de la parole, et des vecteurs passifs2. Des recherches antérieures ont encouragé le port de masques faciaux (également appelés respirateurs) en public pour limiter la propagation du COVID-193,4. Le masque chirurgical peut bloquer les gouttelettes, les éclaboussures, les pulvérisations ou les éclaboussures de grosses particules pouvant contenir des germes (virus et bactéries), tandis que le respirateur N95 peut filtrer efficacement les particules en suspension dans l'air à au moins 95 %. Les bords du respirateur N95 sont conçus pour s'adapter au visage de l'utilisateur et éviter que l'air contenant des contaminants n'atteigne le nez et la bouche de l'utilisateur sans filtration à travers le respirateur5. Outre les masques faciaux, d’autres équipements de protection individuelle (EPI), tels que des gants, des écrans faciaux et des blouses, étaient également très demandés dans certaines régions du monde alors que les cas de COVID-19 continuent d’augmenter6. Au début de la pandémie, l’approvisionnement et la distribution d’EPI n’ont pas suivi la forte demande, obligeant les travailleurs de la santé et les premiers intervenants à réutiliser les EPI, tels que les respirateurs chirurgicaux et N95.

En raison de la pénurie d'EPI, en particulier de respirateurs N95, au début de la pandémie de COVID-19, un large éventail d'études axées sur la décontamination et la réutilisation des EPI ont été menées, notamment l'utilisation de l'irradiation germicide ultraviolette (UVGI), du peroxyde d'hydrogène vaporisé. (VHP), oxyde d'éthylène (EtO), four à micro-ondes, eau de Javel, traitement thermique, éthanol, peroxyde d'hydrogène liquide, autoclave, alcool isopropylique, produits d'essuyage, eau du robinet, eau et savon et cuiseur à riz électrique traditionnel7. Il n’est pas simple de comparer l’efficacité des différentes approches car différents virus et bactéries ont été testés par chaque méthode ainsi que sur différents matériaux de masques. Par exemple, l'UVGI peut réduire d'au moins 3 log la grippe H1N18, tandis que le VHP peut atteindre 6 log la quantité de spores de Geobacillus stearothermophilus sur un respirateur N959. Cependant, certaines méthodes, telles que l'UVGI, le VHP, le four à micro-ondes, l'eau de Javel, le traitement thermique et l'autoclave, diminuent la qualité du respirateur N95 en diminuant l'efficacité de la filtration ou en compromettant l'intégrité matérielle des sangles du masque7.

Le plasma non thermique, y compris l'exposition directe et l'exposition à distance, en tant que méthode de stérilisation à basse température des surfaces et des matériaux, s'est révélé efficace pour la décontamination microbienne. Des études ont montré que les technologies plasma peuvent inactiver les agents pathogènes présents à la surface des dispositifs médicaux10 et des produits agricoles11. En ce qui concerne la pandémie de COVID-19, des recherches récentes ont démontré que le plasma direct non thermique peut inactiver l’ARN du SRAS-CoV-2 dans les bioaérosols12. Dans une autre étude, ils ont pu démontrer l’utilisation de la décharge à barrière diélectrique de surface (DBD) pour inactiver un pseudovirus doté de la protéine SARS-CoV-2 S dans des environnements de stockage et de transport sous chaîne du froid13. En plus d’appliquer le plasma directement sur les matériaux à désinfecter, il a également été largement démontré que l’eau activée par le plasma (PAW) peut agir comme une solution bactéricide efficace14,15. Une approche plus douce et plus polyvalente semblable au PAW est la production de PAM où des gouttelettes d'eau nébulisées ou d'autres solutions sont exposées à une décharge de plasma. Plutôt que de submerger les matériaux dans le PAW, les méthodes PAM produisent des gouttelettes pouvant transporter des espèces chimiques réactives générées par le plasma, dotées d'une capacité d'inactivation microbienne et virale permettant de stériliser les surfaces. Une étude antérieure avait montré que le PAM accumule de fortes concentrations de peroxyde d’hydrogène et acquiert un pH acide, ce qui crée des conditions appropriées au sein du PAM pour une puissante activité antimicrobienne16. Les espèces réactives de l’oxygène (ROS) et les espèces réactives de l’azote (RNS) sont considérées comme le rôle le plus important de la désinfection dans le PAM17. Les ROS comprennent principalement les radicaux, le peroxyde d’hydrogène, l’oxygène singulet, les anions superoxydes et l’ozone, tandis que les RNS comprennent principalement les nitrates, les nitrites, les peroxynitrites, les radicaux d’oxyde nitrique, l’ammoniac et l’azote15. Il a été démontré que ces ROS et RNS réagissent avec l’ADN (double et simple brin) et l’ARN du virus18,19. Par exemple, une étude antérieure a montré que le PAM contenant des ROS et des RNS peut inactiver les bactéries à la surface du chou frisé sans endommager la surface elle-même20. Par conséquent, le PAM peut potentiellement inactiver le SRAS-Cov-2 à la surface des respirateurs N95 sans diminuer sa capacité à protéger l’utilisateur. De plus, la combinaison de peroxyde d'hydrogène en aérosol à 7,8 % et de plasma a amélioré l'efficacité de l'inactivation de Salmonella et de L. innocua à la surface des produits frais21. Cette combinaison peut également constituer une méthode efficace pour traiter les EPI.