간호사는 2020년 5월 21일 캘리포니아 산호세의 지역 의료센터 중환자실에서 코로나 바이러스(COVID-19)환자 치료 절차를 수행한 팀의 일원으로 개인 보호장비(PPE)를 세척하고 있다.
오존가스는 COVID-19의 의료 종사자를 보호하기 위해 수요가 높은 특정 유형의 개인 보호장비를 소독하는 안전한 방법을 제공할 수 있다고 연구원들은 밝혔다.
연구에서 새로운 코로나 바이러스 와 유사한 2종의 병원체를 사용했으며, 3개의 산소원자로 구성된 반응성이 높은 화학 물질인 오존이 Tyvek 가운, 폴리카보네이트 안면가리개, 고글 및 호흡기 마스크와 같은 품목을 손상시키지 않고, 바이러스를 불활성화할 수 있음을 발견했다.
이번 논문은 오존처리의 일관성과 살균소독 효과는 사용하는 챔버에서 50% 이상의 상대습도를 유지하는 데 달려 있음을 보여준다.
조지아 공과대학의 화학 및 생화학 학부장인 MG Finn은 "오존은 바이러스를 불활성화하고, 모든 병원체를 죽이는 가장 친근하고 깨끗한 방법 중 하나입니다. 잔류물을 남기지 않으며, 공기 중에서 쉽게 생성할 수 있고, 장비의 관점에서 사용하기도 쉽습니다."라고 말했다.
과학자들은 공기 중 산소를 자외선에 노출시키거나, 스파크와 같은 고전압방전을 통해 저렴한 장비로 오존을 생산할 수 있다.
코로나 바이러스 감염지역 및 발생의 정점에서 개인 보호장비(PPE 재질)가 부족하면, 병원 및 기타 의료시설에서 1회용으로 사용되는 PPE를 재사용할 수 있다.
병원은 자외선, 기화된 과산화수소, 고온의 열, 알코올 및 기타 소독기술을 사용하여 이러한 품목들을 살균소독하고 있지만, 최근까지도 오존 살균소독에 별 관심이 없었다.
오존은 폐수소독, 식수 및 식품소독, 의류 등 특정 유형의 장비 소독에 널리 사용된다. 오존 살균소독용 캐비닛은 시중에서 구입할 수 있으며, 오존가스의 산화 효과를 이용하여 박테리아를 죽이고 바이러스를 불활성화한다.
Finn은 “오존 장비가 제 역활을 하지 못할 것이라고 생각할 이유도 없었지만, 다양한 개인 보호장비에 대한 테스트 사례는 찾을 수가 없었습니다. 우리는 이 기술이 코로나 바이러스와 유사한 병원체에 작용할 수 있음을 보여주기 위해 그리고 병원 및 기타 의료기관의 요구를 충족시키는 데 기여하고자 했습니다."라고 말했다.
생의학 공학부의 바이러스 학자인 Phil Santangelo는 2종의 호흡기 바이러스(인플루엔자 A와 호흡기 세포 융합 바이러스(RSV))를 코로나 바이러스 연구에 대체용으로 추천했다.
이 2종은 코로나 바이러스처럼 지질이 외막을 둘러싸고 있기 때문에 "외막형 바이러스"로 알려져 있다. 인플루엔자와 RSV는 SARS-CoV-2 코로나 바이러스 보다는 덜 위험하므로, 연구자들은 고가의 실험실과 시설이 필요없이도 연구할 수 있다.
연구자들은 2종의 바이러스가 포함된 용액을 연구 중인 개인 보호장비(PPE) 재료인 샘플 위에 발라놓고 시험하는 절차를 고안했습니다. 연구자들은 이 바이러스 용액 샘플에 20ppm 이하의 낮은 농도에서 오존농도에 변화를 주면서 주입했으며, 주입하기 전에 챔버를 건조시켰습니다.
장시간 동안 각각 처리한 후에, 연구자들은 처리된 표면에서 이 바이러스가 실험실에서 배양한 생물체 세포를 감염시킬 수 있는지를 결정하기 위해 PPE 샘플을 테스트했습니다. 전체 테스트 절차는 약 하루 반나절 정도가 소요되었습니다.
"우리가 설정한 프로토콜에서 이 바이러스가 증식할 수 있는지, 매우 민감하게 반응하는지를 관찰했고, 우리는 오존이 바이러스들을 무해하게 만드는 데 매우 성공적이라는 것을 발견했습니다."라고 Finn은 말합니다.
"생물 검체를 충분히 산화하면 바이러스 불활성화에 상당한 의미가 있습니다. 유전 물질이나 바이러스 외부막 껍질이 더 이상 숙주 세포를 감염시킬 수 없을 정도로 손상될 수 있습니다."라고 덧붙였다.
Loren Williams 화학공학 및 생화학부 교수는 오존 살균소독기 제조업체에 연구팀을 소개했는데, 이들를 통해 테스트 프로토콜을 활용하여 해당 장비를 평가할 수 있었다.
테스트를 진행하는 동안, 연구자들은 일관된 방식으로 바이러스를 신속하게 불활성화하기 위해, 챔버 내 상대 습도가 50% 이상 되어야 한다는 것을 깨달았다.
오존 살균소독을 인공호흡기에 부착한 후, 연구원들은 이 품목들의 여과 성능을 평가했습니다. 오존 처리로 N95 마스크의 여과재에 부정적인 영향을 주지 않는 것으로 보였다. 하지만 마스크를 제자리에 고정하는 데 사용하는 고무줄이 손상되었다.
오존 살균소독 중에 탄성을 가진 헤드 밴드를 제거할 수는 있지만, 대규모로 제거 또는 교체하려면, 오존 살균소독법이 비실용적일 수도 있다. 그러나 그렇지 않을 경우, 오존은 다른 유형의 PPE 품목의 살균소독을 대체하는 기술로 제공할 수 있다.
"오존은 병원과 다른 의료기관에서 의류, 고글, 장갑을 살균소독하는 실용적인 방법이 될 것입니다. 오존을 생산하는 것은 저렴하며, 우리가 발견한 것에 대한 정보를 공유함으로써 의료 시설들이 특히 전 세계의 자원부족 국가지역에서 오존을 옵션으로 고려할 수 있기를 바랍니다."라고 pinn은 덧붙였다.
본 연구 논문은 동료들의 검토와 게시를 위해 저널에 제출되었다. 이번 연구는 조지아 공대 및 에모리 대학, Parker Petit 생명공학 및 생명과학 연구소의 연구원들이 추가로 이번 연구에 기여했다.
DOI : 10.1101 / 2020.05.23.20111435
> 고객센터 > 공지사항
