Inactivation de multiples agents pathogènes humains par le dispositif de désinfection à sec de Fathhome : Désinfection rapide et écologique à base d’ozone.

 

Une étude publiée durant l’été 2022 sur le traitement des agents pathogènes à l’aide de l’ozone.

 

Résumé de l’étude sur l’ozone

 

Le SRAS-CoV-2 s’est propagé rapidement, causant des millions de décès dans le monde. En conséquence, la demande de fournitures médicales et d’équipements de protection individuelle (EPI) a augmenté et les fournitures ont diminué. Entièrement distinctes, les infections nosocomiales sont devenues courantes et difficiles à traiter. Pour explorer le potentiel des nouvelles techniques de stérilisation, cette étude a évalué l’efficacité de la désinfection du dispositif de désinfection à sec à base d’ozone de Fathhome en fonction de la dose et du temps de réponse. L’inactivation des agents pathogènes humains a été testée sur des surfaces non poreuses (plastiques). Une inactivation de 95,42 à 100 % a été observée dans tous les types de micro-organismes végétatifs et une inactivation de 27,36 % des endospores bactériennes testées, sans ozone résiduel détectable après l’achèvement.

Porté correctement, l’équipement de protection individuelle (EPI) s’est avéré être l’un des outils les plus efficaces pour prévenir la propagation du COVID-19 [ 4 ]. Les masques faciaux, les gants, les écrans faciaux et les blouses chirurgicales sont tous recommandés pour réduire les taux de transmission du COVID-19 dans un cadre médical. En revanche, les masques sont recommandés pour le grand public dans les situations à haut risque infectieux [ 3 , 5 , 6 ]. Cependant, en raison de la transmissibilité élevée et de la persistance du SRAS-CoV-2 à travers le monde, l’utilisation et la consommation d’EPI ont augmenté ainsi que les déchets inhérents à son élimination [ 7 ]. Alors que la demande d’EPI a bondi à l’échelle mondiale après le début de la COVID-19, les systèmes de fabrication et d’approvisionnement ont mis du temps à combler l’écart [ 8]. Un facteur majeur contribuant à la fois à la pénurie d’EPI et à leur fardeau accru de déchets est leur désignation à usage unique. Les blouses, par exemple, peuvent propager l’infection si elles ne sont pas changées après un contact avec des surfaces, des patients ou des matériaux potentiellement contaminés. Ainsi, la désinfection et la réutilisation des EPI résolvent non seulement le problème de l’offre et de la demande, mais peuvent également réduire la charge de déchets générés par les EPI à usage unique, en particulier les plastiques non dégradables (écrans faciaux, lunettes, etc.) [ 7 ].

Les dispositifs à base d’ozone et de gaz (OGB) développés par Fathhome Inc d’Oakland, en Californie, ont déjà démontré des résultats prometteurs dans la décontamination de plus de 99,99 % des coronavirus sur des surfaces solides et poreuses dans un dispositif autonome générant de l’ozone qui n’utilise ni eau ni produits chimiques [ 9 , 10]. Fathhome cherche à faire proliférer des techniques de désinfection rapides et peu coûteuses à l’échelle mondiale grâce à une approche OGB simple et à un nouveau système de confinement et de neutralisation de cet ozone. Ces dispositifs offrent la possibilité de décontaminer complètement les EPI et autres équipements à contact élevé en éliminant les vecteurs d’infection, étendant ainsi la facilité d’utilisation des articles d’EPI, atténuant les pénuries et réduisant les coûts dans les établissements de santé, industriels ou personnels. Des temps de désinfection aussi bas que 15 min ont entraîné une inactivation de près de 100 % des particules virales [ 11 ]. Les temps de désinfection pour les autres méthodes actuellement disponibles vont de 55 min à une nuit, ce qui peut être limitant à grande échelle [ 12]. D’autres approches de décontamination comprennent le rayonnement ultraviolet, les désinfectants chimiques, le peroxyde d’hydrogène en phase vapeur, la chaleur et le rayonnement micro-ondes. Bien que ces approches réduisent la viabilité des agents pathogènes, elles endommagent également les matériaux d’EPI, réduisant le flux d’air, l’ajustement, l’efficacité de la filtration et conférant des odeurs persistantes et désagréables, compromettant ainsi leurs avantages [ 12 , 13 ]. Enfin, les méthodes de désinfection à base d’eau ont posé des défis aux industries telles que la transformation des aliments, où il est nécessaire d’éliminer les agents pathogènes sans introduire d’humidité. Il existe un besoin indéniable de techniques de désinfection rapides, à grande échelle et sans eau [ 14 ].

De plus, pour utiliser des scénarios dans la pandémie de SRAS-CoV-2, les infections nosocomiales sont un problème permanent depuis des décennies [ 15 , 16 ] et deviennent de plus en plus dangereuses à mesure que les agents pathogènes multi-résistants aux antibiotiques deviennent omniprésents [ 17 , 18]. Alors que des recherches antérieures ont montré que les dispositifs de désinfection à sec Fathhome sont efficaces contre les virus, aucun travail n’a été fait pour évaluer son efficacité contre d’autres agents pathogènes courants tels que les bactéries, les champignons ou leurs spores. Dans cette étude, nous évaluons le prototype Fathhome par rapport à un large spectre phylogénétique de micro-organismes pertinents dans l’industrie et les établissements de santé en quantifiant le nombre de micro-organismes viables présents sur une surface avant et après exposition à l’ozone dans l’appareil Fathhome. Avec ces données, nous pouvons calculer l’efficacité de désinfection de l’appareil et son efficacité potentielle pour une utilisation dans des efforts de décontamination à grande échelle.

 

Conclusion de l’étude

 

Le dispositif Fathhome est basé sur la technologie antimicrobienne de l’ozone et a déjà démontré une capacité à inactiver plus de 99% d’ E. coli sur des tissus contaminés [ 9 , 10 ]. Pour tester l’efficacité de la désinfection du dispositif Fathhome sur un large spectre, six organismes phylogénétiquement divers et médicalement pertinents ont été sélectionnés et testés. Les organismes, cinq bactéries, dont E. coli, B. subtilis, P. aeruginosa, S. aureus, E. durans et une espèce fongique, S. cerevisiae ( tableau 1 ), ont été choisis en fonction de leur pertinence pour les applications médicales et industrielles. contextes ainsi que leur diversité phylogénétique. Par exemple, Escherichia coliest commun sur les surfaces dans les hôpitaux et est fréquemment utilisé dans l’industrie [ 17 ], tandis que Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste commun qui cause plus de 32 000 infections nosocomiales par an [ 1 ]. La précision de l’identification des espèces a été confirmée par le séquençage du génome entier. Nous décrivons spécifiquement la séquence de la souche Staphylococcus aureus (ATCC 23235) puisque les autres espèces ont été précédemment séquencées et publiées [ [18] , [19] , [20] , [21] , [22] , [23] , [24 ] , [25] ] et confirmé par nous. Le S. aureusLe génome a été assemblé à l’aide de l’assembleur Flye [ 26 ] et est composé d’un chromosome circulaire de longueur 2 762 338 bp et d’un plasmide de longueur 27 265 bp (couverture > 200 fois). L’annotation PGAP [ 27 ] du chromosome et du plasmide prédit 2762 gènes codant pour des protéines, 62 pseudogènes, six opérons d’ARNr et 59 ARNt. Le plasmide confère probablement une résistance à la bêta-lactamase car il contient les trois gènes, la bêta-lactamase de classe A (BlaZ), le transducteur-capteur régulateur de la bêta-lactamase (BlaR1) et le répresseur de la bêta-lactamase (BlaI) de la bêta-lactamase ( bla) opéron. Comme les autres souches de S. aureus , le génome contient des prophages, deux presque complets (42 788 et 45 165 pb) et une copie partielle (12 366 pb). Au niveau des nucléotides, ils ont peu de similarité de séquence.

Nous avons placé des gouttelettes contenant environ 1,00 ​E +06 –1,00 ​E +08 bactéries ou champignons au fond des plaques, les avons séchées pendant 30 ​min à 37 ​°C, et les avons exposées à l’ozone pendant 5 ou 15 ​min. Les profils d’exposition à l’ozone représentatifs sont illustrés à la Fig. 2 et ont été calculés comme étant, en moyenne, de 108,7 et 306,1 ppm *d’ozone pour les traitements de 5 et 15 minutes, respectivement. Pour chaque organisme, nous avons inclus des plaques de gélose pré-étalées entraînant une destruction de 99, 94 à 99, 99% après une exposition à l’ozone de 15 minutes pour les cellules végétatives (p < 0, 05). Pour les gouttelettes sèches traitées pendant 5 minutes, S. cerevisiae a produit l’inactivation la plus élevée à 92,23 % de destruction (p = 0,001) et E. colia donné l’inactivation la plus faible à 50,55 % de destruction (p = 0,004). Pour les gouttes sèches traitées pendant 15 min, S. aureus a produit l’inactivation la plus élevée à 100 % de destruction (p = 0,00002) et S. cerevisiae a produit l’inactivation la plus faible à 95,42 % de destruction (p = 0,001). Dans l’ensemble, l’inactivation la plus élevée pour les gouttelettes séchées sur une surface solide a été observée pour S. aureus avec 100 % de destruction à 15 min et la plus faible pour E. coli avec 50,55 % de destruction à 5 min.

Pour déterminer l’efficacité de la désinfection à base d’ozone des endospores bactériennes, nous avons généré des endospores en permettant aux cultures d’atteindre l’épuisement des nutriments, en tuant les cellules végétatives viables par pasteurisation et en validant le pourcentage d’endospores à l’aide de la coloration et de la microscopie optique (panneau Figure de coloration représentative). Nous avons ensuite placé 1,00 ​E +06 –1,00 ​E +08 endospores au fond des plaques, les avons séchées pendant 30 ​min à 37 ​°C, et les avons exposées à l’ozone pendant 30 ou 60 ​min. Les profils d’exposition à l’ozone représentatifs sont illustrés à la Fig. 3 et ont été calculés à 1043 et 2501 ppm*minutes pour les traitements de 30 et 60 minutes, respectivement. Nous avons inclus des plaques pré-étalées, qui ont donné 90,07 % de destruction (p = 0,005) pour les endospores bactériennes après 15 min. La plus forte inactivation des endospores bactériennes dans les gouttelettes sèches a été observée à 60 min avec 27,36 % de destruction (p ​= ​0,007), et la plus faible inactivation a été observée à 30 min avec 15,57 % de destruction (p ​= ​0,016).

En conclusion, nous avons illustré que la décontamination fournie par le désinfectant sec à base d’ozone de Fathhome est très efficace pour inactiver un large éventail de microbes. Nous avons démontré qu’une brève exposition à l’ozone à 20 ppm pendant 15 min pouvait éliminer 95,69 à 100 % des bactéries végétatives Gram-négatives et Gram-positives et 95,42 % des champignons sur les surfaces solides ( tableau S1 ). Au-delà de l’élimination des cellules végétatives, nous avons démontré qu’une brève exposition à l’ozone à 20 ppm pendant 60 min pouvait inactiver 27,36 % des endospores hautement résistantes de B. subtilis .

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Inactivation of multiple human pathogens by Fathhome’s dry sanitizer device: Rapid and eco-friendly ozone-based disinfection