Fotonidesinfiointi on menetelmä, jossa antimikrobisella valolla tuhotaan mikro-organismeja. Tällä hetkellä fotonidesinfiointi suoritetaan joko ultraviolettivalolla (100–400 nm) tai näkyvällä sinisellä valolla (400–500 nm). UV-valo LEDien tuottamana ei ole ihmisille näkyvää. Fotokatalyyttisen nanopinnoitteen kanssa näkyvä sininen valo tuhoaa tilasta bakteerit, virukset, sienet (homeet ja hiivat), VOC-yhdisteet ja tuoksut. Sinisen valon antimikrobiset ominaisuudet on tunnettu jo vuosikymmeniä, mutta vasta viimeisin LED-teknologian kehitys on mahdollistanut kustannustehokkaan desinfioinnin sinisellä valolla.
Sinisen valon vaikutus mikrobeihin Sinisen valon antimikrobinen vaikutus perustuu sen kykyyn aktivoida luonnollisesti valoherkkiä aineenvaihduntatuotteita mikrobien sisällä siten, että ne alkavat tuottaa solun sisälle reaktiivisia happiradikaaleja, (engl. reactive oxygen species). Happiradikaalit ovat hyvin reaktiivisia ja tuhoavat mikrobille elintärkeitä solun osioita (solukalvo, DNA/RNA, proteiinirakenteet). Sininen valo läpäisee biofilmin, toisin kuin yleiset desinfiointiaineet ja biosidit.
Teho eri mikrobeihin +Sairaalainfektion aiheuttaja ECDC:n tutkimuksessa (osuus kaikista tapauksista)Sinisen valon tutkimuksessa
käytetty mikrobiAallonpituusAnnosVähenemäLähdeEscherichia coli (15.9%)Escherichia Coli405 nm65 J/cm2> 99,9%3,6 log10(Barneck et al., 2016) Staphylococcus aureus (12.3%)MRSA470 nm55 J/cm2> 99,999%5 log10Bumah et al., 2015; Bumah, Masson-Meyers and Enwemeka, 2015) Enterococcus spp. (9.6%)Enterococcus faecalis405 nm886 J/cm2> 99,99%4,7 log10(Gupta et al., 2015)Pseudomonas aeruginosa (8.9%)Pseudomonas aerunginosa405 nm55 J/cm2> 99,9%3,6 log10(Barneck et al., 2016) Klebsiella spp. (8.7%)Klebsiella pneumoniae405 nm180 J/cm2> 99,9%3,9 log10(Maclean et al., 2009) Coagulase-negative staphylococci (7,5%)Staphylococcus epidermidis405 nm118 J/cm2> 99,999%5,1 log10(Gupta et al., 2015) Candida spp. (6.1%)Candida albicans415 nm70 J/cm2> 99,999%5,4 log10(Zhang et al., 2016) Clostridioides difficile (5,4%)Clostridioides difficile405 nm48 J/cm2> 99,99%4 log10(MacLean et al., 2013)Enterobacter spp. (4.2%)Enterobacter cloacae400 nm92 J/cm2> 90%1 log10(Halstead et al., 2016) Proteus spp. (3.8%)Proteus vulgaris405 nm144 J/cm2> 99,99%4,7 log10(Maclean et al., 2009) Acinetobacter spp. (3.6%).Acinetobacter baumannii405 nm108 J/cm2> 99,99%4,2 log10(Maclean et al., 2009)
Euroopan tautienehkäisy- ja -valvontakeskus (ECDC, European Centre for Disease Prevention and Control) tutki vuosina 2011–2012 yhteensä 29:n Euroopan valtion sairaalainfektioiden aiheuttajia 1 149:stä sairaalasta ja 273 753:lta potilaalta. Lisäksi taulukkoon on eri julkaisuista koottu sinisen valon tehokkuus kyseisen mikrobin inaktivointiin. Vaikka mikrobien biologinen vaste siniseen valoon vaihtelee, nähdään sen kuitenkin vaikuttavan kuolettavasti kaikkiin.
Katalyysipinnoite Fotonidesinfiointijärjestelmän tehoa voidaan parantaa katalyysipinnoitteen avulla. Pinnoitteessa hyödynnetään fotokatalyysinä tunnettua ilmiötä. Fotokatalyysissä valon energian avulla käynnistetään kemiallinen reaktio, joka muodostaa lyhytikäisiä reaktiivisia happiyhdisteitä. Reaktion käynnistämiseen tarvitaan katalyyttinä toimiva aine, esimerkiksi titaanidioksidi (TiO2), jota käytetään esimerkiksi ruokien väriaineina (E171), aurinkorasvoissa, hammastahnoissa ja kosmetiikassa. Fotokatalyysiin perustuvia pinnoitteita käytetään muun muassa itsepuhdistuvissa julkisivuissa, ikkunoissa ja ilmanpuhdistimien suodattimissa. Fotokatalyysi ilmiönä on tunnettu jo vuosikymmeniä, mutta vasta 2010-luvulla sitä on hyödynnetty laajemmin kun TiO2.-pinnoitteet suunniteltiin reagoimaan näkyvään siniseen valoon.
Fotonidesinfioinnin käyttökohteita
Sairaalat: Leikkaussalit, laboratoriot, sulkutilat, välinehuolto, potilashuoneet, saniteettitilat Hammashoitolat: Hoitohuoneet, välinehuolto Hoivakodit: Saniteettitilat, keittiöt, eristystilat, hoitovälineet Päiväkodit ja koulut: Saniteettitilat, keittiöt, leikkikalujen desinfiointi Eläinlääkäriasemat: Leikkaussalit, hoitohuoneet, laboratoriot Lääketeollisuus: Puhdastilat, laboratoriot, sulkutilat Laboratoriot: Puhdastilat, sulkutilat, vetokaapit Elintarviketeollisuus: Tuotantotilat, laboratoriot, sulkutilat, tuotantolinjastot, varastot Elektroniikkateollisuus: Puhdastilat, sulkutilat Eläintenkasvatus: Siankasvatus, siipikarjankasvatus, lypsykarjankasvatus, kananmunatuotanto
Urheiluopistot: Pukuhuoneet, liikuntatilat, saniteettitilat, välinepuhdistus Ruokakaupat ja ravintolat: Tiskihuolto, paistopisteet, varastot, elintarvikemyymälät, saniteettitilat Laivat ja muut alukset: Hytit, keittiöt, saniteettitilat, lasten leikkipaikat Muut vastaavat
Lähteet
Luokka:Antiseptiikka