Luftbefeuchtung und Verdunstungskühlung

Publication: Mars 2010 | DOI: 10.1128/AEM.02291-09

Auswirkungen der Lufttemperatur und relativen Luftfeuchtigkeit auf die Überlebensdauer von Coronaviren auf Oberflächen

Lisa M. Casanova, Soyoung Jeon, William A. Rutala, David J. Weber, Mark D. Sobsey


Ziel 

Ziel der vorliegenden Studie war es, die Auswirkungen der Lufttemperatur und der Luftfeuchtigkeit auf zwei Coronaviren zu untersuchen, die in der Art dem SARS-CoV ähneln. Die Untersuchung des Virus SARS-CoV erfordert speziell geschultes Personal und darf nur in abgedichteten Labors erfolgen, die der biologischen Sicherheitsstufe 4 entsprechen. Die Untersuchung dieses Virus ist daher mit erheblichen Herausforderungen verbunden, sodass ähnliche „Surrogat“-Viren verwendet wurden, um ein größeres Verständnis in Bezug auf die Überlebensdauer und die Persistenz von Coronaviren und mögliche Erkenntnisse zu den Übertragungsrisiken und Maßnahmen zur Überwachung und Bekämpfung der Viren wie beispielsweise das SARS-CoV zu gewinnen.
Bei den verwendeten tierischen Coronarviren handelt es sich um das übertragbare Gastroenteritis-Virus (TGEV, Transmissible GastroEnteritis Virus) und das Mäusehepatits-Virus (MHV, Mouse Hepatitis Virus). 

Verfahren

Dünne Edelstahlbleche, beimpft mit einer bekannten Anzahl an Viren und suspendiert in einer Flüssigkeit, die menschlichen Sekreten gleicht, dienten als Testoberfläche und wurden in Behältern versiegelt. Es wurden neun dieser temperatur- und luftfeuchtigkeitsgesteuerten Umgebungen geschaffen: mit 4 °C, 20 °C und 40 °C und einer relativen Luftfeuchte von 20 %, 50 % und 80 %. 

Die Rate der Virusinaktivierung unter den verschiedenen kontrollierten Bedingungen wurde mithilfe von viralen Plaque-Assays (Anzahl der Viren, die einen cytophatogenen Effekt erzeugen) zum Zeitpunkt t (Nt) im Vergleich zur anfänglichen Virenkonzentration (N0), ausgedrückt als Zehnlogarithmus (log10), gemessen. Die Probenentnahme für die verschiedenen Bedingungen erfolgte in unterschiedlichen Intervallen.

Ergebnisse 

  • Die Virusinaktivierung war bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% am höchsten.

  • Die Virusinaktivierung war bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20% am niedrigsten.

  • Die Inaktivierung erfolgte bei allen relativen Luftfeuchtigkeitsgraden bei 20°C schneller als bei 4 °C

  • Die Wechselwirkung zwischen Inaktivierung und relativer Luftfeuchtigkeit war nicht monoton. Es gab eine größere Überlebensdauer oder einen größeren Schutzeffekt bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit (20%) und hoher relativer Luftfeuchtigkeit (80%) als bei mittlerer relativer Luftfeuchtigkeit (50%).

  • Auf Edelstahlflächen abgelagerte infektiöse Viren überlebten bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % (20 °C) mindestens 3 Tage und bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20 % 28 Tage (-2 log10).

Die Studie ergab, dass die untersuchten tierischen Coronaviren (TGEV und MHV) als konservative Surrogate für die Erstellung eines Modells zur Exposition, zum Übertragungsrisiko und zu Maßnahmen zur Überwachung und Bekämpfung von menschlichen pathogenen Viren wie das SARS-CoV und andere Coronaviren dienen könnte.


Coronavirus inactivation at different humidity and temperature

Coronavirus inactivation at different humidity and temperature

Inactivation of SARS Coronavirus–Surrogate TGEV at outdoor temperature 4°C and at different humidities 20% (black), 50% (blue), 80% (green)

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von  Dr.med. Walter Hugentobler

"Diese Studie zeigt deutlich, dass das Aufrechterhalten einer mittleren relativen Luftfeuchtigkeit in Krankenhäusern und Einrichtungen im Gesundheitswesen eine effektive Maßnahme zur Verringerung der Risiken einer Übertragung von Coronarviren sein würde.

Auch wenn diese Studie mit dem Ziel durchgeführt wurde, Einblicke in die möglichen Maßnahmen zur Überwachung und Bekämpfung des Virus SARS-CoV (dem Virus der SARS-Pandemie 2002/2003) zu gewinnen, sind die Ergebnisse höchstwahrscheinlich auch für die Verbreitung des Virus COVID-19 von Bedeutung – der Krankheit, die vom Coronarvirus SARS-CoV-2 übertragen wird, das genetisch sehr eng mit dem SARS-CoV verwandt ist.

Aufsichtsbehörden und Krankenhausplaner müssen die verfügbaren wissenschaftlichen Untersuchungen, wie beispielsweise diese Studie, berücksichtigen und größeren Wert auf die Feuchtigkeitskontrolle als gängige Maßnahme zur Überwachung und Bekämpfung von Infektionen legen."

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