Ingegneri di microonde, specialisti di malattie infettive e scienziati di polimeri dell'Università di Edimburgo, dell'Università Heriot-Watt e dell'Università di Strathclyde hanno collaborato per creare un nuovo metodo di sterilizzazione a microonde che potrebbe rivoluzionare il modo in cui vengono disinfettate le ambulanze e gli ospedali.

Attualmente, la sterilizzazione viene eseguita manualmente con tecniche convenzionali che utilizzano sostanze chimiche. La disinfezione di una singola ambulanza può richiedere dai 30 ai 40 minuti.

Durante questo periodo, l'ambulanza è fuori servizio, il che esercita una pressione crescente sui servizi di emergenza durante i periodi di punta. La possibilità della nuova tecnica potrebbe ridurre drasticamente il tempo necessario per riportare un'ambulanza in sicurezza sulla strada per salvare vite umane.

Negli ultimi anni sono state proposte diverse altre tecniche per la disinfezione e la sterilizzazione delle superfici, che vanno dagli aerosol di perossido di idrogeno all'irradiazione UV e alla radiazione infrarossa. Tuttavia, è stato dimostrato che queste tecniche degradano le superfici nel tempo o sono dannose per l'uomo se si trovano nelle immediate vicinanze. Ciò ha finora limitato la loro applicazione a lungo termine.

Al contrario, il nuovo metodo funziona utilizzando onde elettromagnetiche, antenne, sensori luminosi e uno strato liquido per riscaldare e sterilizzare rapidamente le superfici. La sua automazione significa che una persona può facilmente azionare il sistema da una distanza di sicurezza piuttosto che toccare le superfici contaminate direttamente durante la pulizia.

Pubblicato nel IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology , lo studio ha utilizzato i raggi di microonde emanati da antenne come quelle che si trovano negli smartphone mobili e nei sistemi Wi-Fi domestici. Le antenne consentono di dirigere e focalizzare la radiazione a microonde nei luoghi in cui è maggiormente necessaria.

Il team scozzese era guidato dal dottor Symon Podilchak, ingegnere professionista e docente senior di tecnologia delle radiofrequenze presso l'Università di Edimburgo e professore associato onorario presso la Heriot-Watt University.

Ha spiegato:"Ho avuto l'idea più di un anno fa quando ho sterilizzato i biberon per mio figlio neonato usando un forno a microonde. È stato quando la pandemia di COVID-19 stava appena iniziando nel Regno Unito all'inizio del 2020.

"Mi sono reso conto che se i biberon potevano essere sterilizzati in pochi minuti ed erano sicuri per un neonato, allora era possibile ridimensionare la tecnica per le superfici infette. Tuttavia, erano necessarie ricerche significative per determinare la distanza relativa tra la superficie e l'antenna garantendo al contempo livelli di potenza sicuri.

"Ho anche capito che sarebbe stato meglio puntare e focalizzare il raggio di microonde sulle aree che più probabilmente sarebbero state interessate. Per fare ciò, ho riutilizzato una tecnica che avevo originariamente sviluppato per caricare i telefoni cellulari in modalità wireless".

Podilchak si è poi unito al professor Marc Desmulliez, un ingegnere e fisico diplomato dell'Università Heriot-Watt che in precedenza aveva sviluppato un forno a microonde aperto.

È stato dimostrato che questo dispositivo consente la disattivazione del coronavirus vivo (ceppo 229E) a una temperatura relativamente bassa di 60 gradi Celsius in 30 secondi. Quest'ultima parte della ricerca è stata condotta in collaborazione con un gruppo guidato dal professor Juergen Haas, esperto di medicina delle infezioni presso la Edinburgh Medical School.

Il professor Marc Desmulliez della Heriot-Watt University ha dichiarato:"La bellezza di questa nuova tecnica è che le superfici sterilizzate non vengono degradate, una delle sfide principali riscontrate con l'utilizzo di tecniche di raggi UV o aerosol. Il dispositivo a microonde risultante può anche essere portatile , e ciò significa che può essere applicato in molte altre applicazioni oltre alle ambulanze e alle sale operatorie. Potrebbe essere utilizzato per sterilizzare i tavoli da pranzo nei ristoranti o per pulire tavoli e sedili di treni o aerei prima di accogliere nuovi clienti."

La sfida più grande per il team è stata dimostrare se i raggi di microonde colpissero efficacemente le superfici e potessero riscaldarle alla giusta temperatura.

Il professor Nico Bruns, specialista in polimeri dell'Università di Strathclyde, spiega:"Il mio gruppo ha utilizzato proteine ​​dell'albume d'uovo di gallina note per denaturare a 60 gradi Celsius. Osservando la soluzione che diventa bianca, siamo stati in grado di dimostrare che la temperatura giusta era raggiunto per abilitare la disattivazione del virus. Ciò sarebbe estremamente utile per un operatore del sistema proposto".