Nowo opracowane diody mikro-LED emitujące dalekie promieniowanie UVC (Fern-UVC), stworzone w Instytucie Ferdinanda Brauna (Ferdinand-Braun-Institut, FBH), osiągnęły rekordowe parametry wydajności i mocy, torując drogę do stworzenia kompaktowych, światłowodowych źródeł światła do zastosowań medycznych – także w obrębie jam ciała. Te innowacje otwierają nowe możliwości w walce z drobnoustrojami wielolekoopornymi (MRE), szczególnie tam, gdzie zawiodły już antybiotyki.
Wielooporne drobnoustroje – rosnące wyzwanie dla medycyny
Patogeny wielolekooporne, takie jak MRSA, stanowią poważne zagrożenie dla pacjentów w placówkach opieki zdrowotnej. Jak podaje Instytut Roberta Kocha, w Niemczech dochodzi rocznie do 400 000–600 000 zakażeń szpitalnych, z czego 10 000–20 000 kończy się zgonem. W związku z rosnącą antybiotykoopornością rośnie zapotrzebowanie na skuteczne alternatywne metody leczenia i dezynfekcji.
Nowa generacja diod Fern-UVC LED – skuteczna i bezpieczna dezynfekcja
Zespół pod kierownictwem dr. Svena Einfeldta z FBH opracował wysoko wydajne diody LED emitujące promieniowanie ultrafioletowe o długości fali 233–235 nm. Ten zakres promieniowania charakteryzuje się silnym pochłanianiem w naskórku, co oznacza, że światło nie penetruje do głębszych warstw skóry i nie wywołuje poważnych uszkodzeń tkanek, takich jak oparzenia słoneczne. Badania przeprowadzone w ramach projektów finansowanych przez niemieckie Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych (BMBF), z udziałem Charité – Universitätsmedizin Berlin oraz Universitätsmedizin Greifswald, wykazały, że tego typu promieniowanie skutecznie dezaktywuje patogeny bez trwałego uszkadzania skóry.
Zastosowanie w obrębie jam ciała – nowa wizja kliniczna
Dotychczasowe zastosowania ograniczały się do dezynfekcji skóry. Jednak zdaniem prof. dr hab. Martiny Meinke, kierującej Centrum Fizjologii Skóry w Klinice Dermatologii, Wenerologii i Alergologii Charité, kolejnym krokiem powinno być wykorzystanie małych źródeł światła o mocy około 1 mW, które można wprowadzić do nosa lub gardła. Takie światłowodowe endoskopy umożliwiłyby dezaktywację drobnoustrojów w trudno dostępnych rezerwuarach, uzupełniając dotychczasowe procedury, jak kąpiele całego ciała w środkach dezynfekcyjnych i płukanki doustne. Dzięki rozwojowi technologii w FBH, diody UVC osiągnęły wymaganą moc i mogą być używane w endoskopach do skutecznej dezynfekcji w czasie około 5 minut bez ryzyka przegrzania tkanek.
Rekordowe osiągi i potencjał technologii
Nowe mikro-LEDy 235 nm oparte na materiale AlGaN (azotek glinu i galu) ułożono w bardzo gęstej matrycy – aż do 125 000 na milimetr kwadratowy. Ich średnica wynosi zaledwie 1,5 mikrometra. Dzięki takiej strukturze możliwe jest uzyskanie pięciokrotnie większej ilości światła niż w konwencjonalnych układach Fern-UVC. Co więcej, światło to można precyzyjnie skierować do wybranych miejsc, co czyni je idealnym narzędziem do dezynfekcji jam ciała, takich jak nosogardziel. Niedawno przekroczono także barierę 1 mW mocy ciągłej emitowanej do światłowodu – co stanowi kamień milowy w zastosowaniach medycznych i sensorowych.
Rozwijane obecnie kompaktowe światłowodowe źródła światła Fern-UVC mogą zrewolucjonizować podejście do eradykacji MRE i wspomóc procedury odkażania bez konieczności stosowania antybiotyków. Perspektywa urządzeń umożliwiających dezynfekcję nosa i gardła staje się coraz bardziej realna.
Źródło: Ferdinand-Braun-Institut gGmbH Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik
