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Abstrakt

 

Unsere früheren Studien haben gezeigt, dass die Vorbeschichtung von Filterfasern mit biologisch aktivem Teebaumöl (TTO) die physikalische Sammeleffizienz herkömmlicher Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagenfilter (HLK) verbessert und eine kostengünstige und schnelle Inaktivierung der eingefangenen Bakterien- und Pilzpartikel ermöglicht der Filteroberfläche. Das Hauptziel dieser Studie bestand darin, die antivirale Aktivität von zwei natürlichen Desinfektionsmitteln, nämlich TTO und Eukalyptusöl (EUO), gegen das auf der Filteroberfläche eingefangene Influenzavirus zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass beide getesteten Öle bei Verwendung als Faserbeschichtungsmaterialien starke antivirale Eigenschaften besitzen und in der Lage sind, eingefangene Mikroorganismen innerhalb von 5–10 Minuten nach Kontakt mit der Faseroberfläche zu inaktivieren. Die antivirale Aktivität von TTO wurde auch in Aerosolform erfolgreich getestet, indem lebensfähige, in der Luft befindliche Viruspartikel mit Öltröpfchen in der rotierenden Aerosolkammer vermischt wurden. Die Ergebnisse sehen sehr vielversprechend für die Weiterentwicklung virusinaktivierender Verfahren und Technologien für Luftqualitätsanwendungen aus.

 

Einführung

Aufgrund der erheblichen Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier gewinnen biologische Aerosole weltweit zunehmend an Bedeutung für wissenschaftliche Untersuchungen. Die Entfernung mikrobiologischer Partikel aus der Umgebungsluft mit anschließender Inaktivierung wäre eine der effizientesten Möglichkeiten, das Risiko einer direkten Exposition gegenüber luftgetragenen Partikeln oder Partikeln, die von Sammelflächen reaerosoliert werden, zu minimieren. Da die Filtration nach wie vor die effizienteste Methode zur Entfernung von Partikeln aus der Luft ist, wird sie häufig allein oder in Kombination mit zusätzlichen Verfahren und Technologiemodulen zur Reinigung der Luft von mikrobiellen Partikeln eingesetzt, um die Prozesseffizienz bei minimaler Änderung der Filterhydrodynamik zu verbessern. Zu solchen filtrationsverstärkenden Verfahren gehören die Verwendung unipolarer Ionen (Huang et al. 2008), die elektrostatische Aufladung des Filtermediums (Raynor und Chae 2004), die Beschichtung von Fasern mit Flüssigkeiten (Agranovski und Braddock 1998; Boskovic et al. 2007) und andere .

 

Angesichts der Tatsache, dass gesammelte mikrobielle Aerosole auf der Filteroberfläche verbleiben, kann eine gewisse Möglichkeit ihrer anschließenden Ablösung und erneuten Aerosolisierung zurück zum Gasträger nicht vernachlässigt werden. Die erneut aerosolisierten Partikel könnten noch am Leben sein und erhebliche Risiken für Anwohner und Umwelt darstellen. Dieses Problem könnte durch die Zugabe von Desinfektionsmitteln zum Gasträger oder durch die Durchführung einiger Inaktivierungsverfahren direkt auf der Filteroberfläche behoben werden, wodurch mikrobielle Partikel im Falle einer möglichen erneuten Aerosolisierung inaktiv gemacht werden.

 

Für die mikrobielle Desinfektion stehen einige technologische Ansätze zur Verfügung. Dazu gehören die photokatalytische Zersetzung von Mikroben auf Titanoxidoberflächen, die mit ultraviolettem Licht (UV; Vohra et al. 2006; Grinshpun et al. 2007) bestrahlt werden, sowie die thermische Zersetzung auf Basis von Infrarotstrahlung (IR) (Damit et al. 2011) unter Verwendung direkt injizierter Chemikalien in den Luftträger oder auf die Filteroberfläche aufgetragen (Pyankov et al. 2008; Huang et al. 2010) und andere. Unter den verschiedenen Desinfektionsmitteln scheinen einige natürliche Öle aufgrund ihrer geringen oder ungiftigen Natur vielversprechend zu sein, insbesondere in verdünnter Form (Carson et al. 2006). Im letzten Jahrzehnt wurden verschiedene ätherische Öle aus Pflanzen auf ihre antimikrobielle Aktivität untersucht (Reichling et al. 2009).

 

Die potenzielle Verwendung von Ölen wie Teebaumöl (TTO) und Eukalyptusöl (EUO) als Desinfektionsmittel wurde in jüngsten In-vitro-Studien zur antibakteriellen Wirkung deutlich gezeigt (Wilkinson und Cavanagh 2005; Carson et al. 2006; Salari et al. 2006). ; Hayley und Palombo 2009), antimykotische (Hammer et al. 2000; Oliva et al. 2003) und antivirale Aktivitäten (Schnitzler et al. 2001; Cermelli et al. 2008; Garozzo et al. 2011). Darüber hinaus wurde gezeigt, dass es sich bei ätherischen Ölen um heterogene Gemische mit erheblichen Variationen der Bestandteile von Charge zu Charge handelt, abhängig von den Wachstumsbedingungen auf den Plantagen (Kawakami et al. 1990; Moudachirou et al. 1999). Die antimikrobielle Aktivität von TTO wird hauptsächlich Terpinen-4-ol (35–45 %) und 1,8-Cineol (1–6 %) zugeschrieben; Allerdings sind häufig auch andere Komponenten wie a-Terpineol, Terpinolen sowie a- und c-Terpinen vorhanden und tragen möglicherweise zur mikrobiellen Desinfektion bei (May et al. 2000). Das EUO verschiedener Eukalyptusarten enthält 1,8-Cineol, a-Pinen und a-Terpineol als häufige Hauptverbindungen (Jemâa et al. 2012). Ein EUO mit pharmazeutischer Qualität ist üblicherweise mit einer Konzentration von bis zu 70 % an 1,8-Cineol angereichert.

 

Kürzlich haben wir eine Technologie vorgeschlagen, die auf der Beschichtung von Faserfiltern mit TTO basiert, und über die Ergebnisse von Machbarkeitsstudien zur Desinfektion von Bakterien (Pyankov et al. 2008) und Pilzsporen (Huang et al. 2010) berichtet. In diesen Studien wurde das TTO sowohl als Medium zur Verbesserung der Filtereffizienz als auch als Desinfektionsmittel gegen auf der Filteroberfläche eingefangene Bakterien- und Pilzaerosole eingesetzt. Angesichts des derzeit starken Interesses an Influenza-bezogener Forschung ist die vorliegende Studie eine logische Fortsetzung unserer früheren Untersuchungen mit dem Schwerpunkt auf der Bewertung der antiviralen Aktivität ätherischer Öle (TTO und EUO) bei der Inaktivierung von Influenzaviren in der Luft.

 

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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. Januar 2021