혈장

May 14, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 19944(2022) 이 기사 인용

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코로나19 팬데믹 상황 속에서 개인보호장비(PPE) 부족 사태로 인해 PPE를 재사용할 수 있는 살균장치에 대한 관심과 수요가 늘어나고 있다. 안면 마스크를 재사용하려면 멸균 과정에서 여과 능력을 저하시키지 않으면서 잠재적인 감염원을 효과적으로 제거해야 합니다. 이 연구에서 우리는 플라즈마 활성화 미스트(PAM)를 생성하기 위해 분무된 액체 미세액적과 결합된 대기압 펄스 유전체 장벽 방전(DBD)을 활용했습니다. MS2 및 T4 박테리오파지를 사용하여 두 가지 유형의 N95 마스크에 대한 오염 제거 테스트를 수행했습니다. 결과는 7.8% 과산화수소 PAM으로 한 주기로 처리한 N95 호흡보호구에서 MS2 및 T4가 최소 2로그 감소하고 10% 과산화수소 PAM으로 처리한 경우 최소 3로그 감소한 것으로 나타났습니다. 또한 10% 과산화수소 PAM으로 처리한 N95 마스크(3M 1860 및 1804)의 경우 20사이클 후에도 여과 효율이 크게 저하되지 않는 것으로 확인되었습니다. 처리 후 마스크의 재사용 가능성 측면에서 3M 1804의 탄성 스트랩은 20번의 처리 주기 후에 조각나서 사용할 수 없게 된 반면, 3M 1860의 스트랩은 20번의 소독 주기 후에도 부정적인 영향을 받지 않는 것으로 나타났습니다.

2019년 12월 첫 사례가 확인된 이후 코로나바이러스감염증 2019(COVID-19)는 여러 국가에서 급속히 확산되었으며 20201년 3월 세계보건기구(WHO)에 의해 팬데믹(세계적 대유행)으로 선포되었습니다. 질병 코로나19(COVID-19)를 유발하는 바이러스를 중증이라고 합니다. 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2)는 기침과 재채기에서 나오는 호흡기 비말, 호흡과 대화에서 나오는 에어로졸, 매개물을 통해 인간 사이에 퍼질 수 있습니다2. 이전 연구에서는 COVID-193,4의 확산을 제한하기 위해 대중이 안면 마스크(호흡기라고도 함)를 착용하도록 권장했습니다. 수술용 마스크는 세균(바이러스 및 박테리아)을 포함할 수 있는 큰 입자의 물방울, 튀는 것, 스프레이 또는 튄 자국을 차단할 수 있으며, N95 마스크는 공기 중 입자를 최소 95% 이상 효율적으로 여과할 수 있습니다. N95 마스크의 가장자리는 착용자의 얼굴에 맞도록 설계되었으며 오염 물질이 포함된 공기가 마스크를 통해 여과되지 않고 착용자의 코와 입에 도달하는 것을 방지합니다5. 코로나19 사례가 계속 증가함에 따라 안면 마스크 외에도 장갑, 안면 보호대, 가운과 같은 기타 개인 보호 장비(PPE)에 대한 수요가 전 세계적으로 높았습니다6. 팬데믹 초기에는 PPE의 공급과 유통이 높은 수요를 따라가지 못해 의료 종사자와 응급 구조요원이 수술용 마스크, N95 인공호흡기와 같은 PPE를 재사용해야 했습니다.

코로나19 팬데믹 초기 PPE, 특히 N95 마스크의 부족으로 인해 자외선 살균 조사(UVGI), 기화 과산화수소 사용 등 PPE의 오염 제거 및 재사용에 초점을 맞춘 광범위한 연구가 진행되었습니다. (VHP), 산화에틸렌(EtO), 전자레인지, 표백제, 열처리, 에탄올, 액상과산화수소, 오토클레이브, 이소프로필알코올, 물티슈, 수돗물, 비누와 물, 일반 전기밥솥7. 다양한 마스크 재료뿐만 아니라 각 방법으로 다양한 바이러스와 박테리아를 테스트했기 때문에 다양한 접근법의 효능을 비교하는 것은 간단하지 않습니다. 예를 들어, UVGI는 H1N1 인플루엔자를 최소 3-로그 감소시킬 수 있는 반면8, VHP는 N95 호흡기9에서 Geobacillus stearothermophilus 포자를 6-로그 감소시킬 수 있습니다9. 그러나 UVGI, VHP, 전자레인지, 표백제, 열처리 및 오토클레이브와 같은 일부 방법은 여과 효율성을 낮추거나 마스크 끈의 재료 무결성을 손상시켜 N95 마스크의 품질을 저하시킵니다7.

표면 및 재료의 멸균을 위한 저온 방법인 직접 노출 및 원격 노출을 포함한 비열 플라즈마는 미생물 오염 제거에 효율적인 것으로 나타났습니다. 연구에 따르면 플라즈마 기술은 의료 기기10 및 농산물11 표면의 병원균을 비활성화할 수 있는 것으로 나타났습니다. 코로나19 팬데믹과 관련하여 최근 연구에서는 직접 비열 플라즈마가 바이오에어로졸의 SARS-CoV-2 RNA를 비활성화할 수 있다는 사실이 입증되었습니다12. 또 다른 연구에서는 저온 유통 보관 및 운송 환경에서 SARS-CoV-2 S 단백질로 유사바이러스를 비활성화하기 위해 표면 유전체 장벽 방전(DBD)을 사용하는 것을 입증할 수 있었습니다13. 플라즈마를 소독용 물질에 직접 적용하는 것 외에도 플라즈마 활성화수(PAW)가 효과적인 살균 용액으로 작용할 수 있다는 것이 널리 입증되었습니다14,15. PAW와 유사한 보다 부드럽고 다양한 접근 방식은 분무된 물방울이나 기타 용액이 플라즈마 방전에 노출되는 PAM을 생산하는 것입니다. PAW에 물질을 담그는 대신 PAM 방법은 표면을 살균하는 미생물 및 바이러스 불활성화 능력을 갖춘 플라즈마 생성 반응성 화학종을 운반할 수 있는 액적을 생성합니다. 이전 연구에 따르면 PAM은 고농도의 과산화수소를 축적하고 산성 pH를 획득하여 PAM 내에서 강력한 항균 활성에 적합한 조건을 생성하는 것으로 나타났습니다. 활성산소종(ROS)과 반응성질소종(RNS)은 PAM17에서 소독의 가장 중요한 역할로 간주됩니다. ROS는 주로 라디칼, 과산화수소, 단일항 산소, 과산화물 음이온 및 오존을 포함하는 반면, RNS는 주로 질산염, 아질산염, 과산화질산염, 산화질소 라디칼, 암모니아 및 질소를 포함합니다15. 이러한 ROS와 RNS는 바이러스 DNA(이중 및 단일 가닥) 및 RNA와 반응하는 것으로 나타났습니다18,19. 예를 들어, 이전 연구에서는 ROS 및 RNS 함유 PAM이 표면 자체를 손상시키지 않고 케일 표면의 박테리아를 비활성화할 수 있음을 보여주었습니다. 따라서 PAM은 사용자를 보호하는 능력을 저하시키지 않으면서 N95 마스크 표면의 SARS-Cov-2를 비활성화할 가능성이 있습니다. 더욱이, 7.8% 에어로졸화된 과산화수소와 플라즈마의 조합은 신선 농산물 표면의 Salmonella와 L. innocua의 불활성화 효능을 향상시켰습니다21. 이 조합은 PPE를 치료하는 효과적인 방법일 수도 있습니다.