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Un rideau d'air de bureau pourrait bloquer la propagation virale dans les hôpitaux

Horodatage: 27 mai 2022, 8 h 00

Les procédures médicales telles que le prélèvement d’échantillons de sang ou l’intubation, par exemple, nécessitent que les médecins et autres personnels de santé travaillent à proximité immédiate du patient. Pour les protéger de l'exposition aux infections dans de tels scénarios, une équipe de Université de Nagoya au Japon, a développé un système de rideau d'air de bureau (DACS) qui bloque les particules d'aérosol émises et empêche la propagation potentielle de virus tels que le SRAS-CoV-2.

Le DACS contient un générateur en haut qui produit un flux d'air constant, qui est ensuite guidé vers un port d'aspiration au bas de l'appareil, créant ainsi un rideau d'air lisse. Comme ce système intégré contient à la fois un port de refoulement et un port d’aspiration, il peut être installé n’importe où et est suffisamment portable pour être placé sur un bureau. Un filtre à particules d'air à haute efficacité (HEPA) à l'intérieur de l'orifice d'aspiration peut assurer la purification de l'air.

"Nous envisageons que ce système soit efficace comme barrière indirecte à utiliser dans les laboratoires d'analyses sanguines, les services hospitaliers et d'autres situations où une distance physique suffisante ne peut être maintenue, comme à un comptoir de réception", explique le premier auteur. Kotaro Takamure Dans un communiqué de presse.

Pour évaluer le potentiel d'utilisation du DACS dans un environnement médical, Takamure et ses collègues ont réalisé une série d'expériences en utilisant une configuration reproduisant une cabine de prélèvement sanguin. Tout d’abord, ils ont utilisé la vélocimétrie par image de particules (PIV) et un anémomètre à fil chaud pour évaluer le champ de vitesse du rideau d’air. Les mesures ont confirmé que le débit du rideau d'air généré par le DACS est maintenu depuis l'orifice de refoulement jusqu'à l'orifice d'aspiration.

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Ensuite, l’équipe a utilisé un compresseur d’air connecté à un mannequin pour simuler l’expiration humaine. Un tube situé à l'embouchure du mannequin souffle de l'air contenant des particules d'aérosol (particules de 2 à 3 µm de diamètre du solvant sébacate de dioctyle) vers le rideau d'air à un débit de 52 l/min. La distance entre la sortie d'air et le centre du DACS était de 250 mm.

Le DACS étant éteint, les mesures PIV ont montré que les particules d'aérosol émises se diffusaient à mesure qu'elles avançaient et traversaient directement la porte du DACS vers l'autre côté. Les particules avaient une vitesse maximale immédiatement après leur éjection de la bouche du mannequin, puis ralentissaient progressivement.

Lorsque le DACS est opérationnel, les chercheurs ont observé un comportement initial similaire. Cependant, lorsque les particules d'aérosol se sont approchées de la porte, elles ont été brusquement courbées vers le bas avec le flux du rideau d'air et ont finalement été aspirées dans l'orifice d'aspiration, sans qu'aucune ne passe par la porte.

Vitesses moyennes des particules d'aérosol
Bloquer les particules d'aérosol : Vitesses moyennes des particules d'aérosol avec le DACS éteint (à gauche), allumé (au centre) et fonctionnant avec un bras posé sur la porte (à droite). (Avec l'aimable autorisation : CC BY 4.0/Avances AIP 10.1063 / 5.0086659)

Les chercheurs ont ensuite étudié un scénario imitant l’utilisation du DACS lors d’un prélèvement sanguin, le bras du mannequin reposant sur la porte. Ils ont vu que ce bras perturbait le flux d'air du rideau, créant un flux turbulent à proximité. Les performances de blocage des aérosols n’ont cependant pas été affectées. Les évaluations statistiques ont révélé que même avec le bras sur la porte, aucune particule d'aérosol n'atteignait l'autre côté du rideau d'air, démontrant un blocage efficace des particules même en présence de turbulences.

L’équipe intègre désormais également un système d’inactivation des virus dans le DACS, utilisant des LED UV connectées au port d’aspiration. L'irradiation UV détruit la couche externe des particules virales ; l'air assaini peut ensuite être recyclé pour maintenir le flux d'air du rideau d'air. Des tests en laboratoire ont révélé que la combinaison du rideau d'air et de l'irradiation UV a inactivé 99.9 % des particules du SRAS-CoV-2.

"Bien que les feuilles acryliques soient actuellement largement utilisées comme cloisons, notre rideau d'air non seulement bloque, mais désactive également les virus", explique le co-auteur. Tomomi Uchiyama. « Par conséquent, nous nous attendons à ce que ce dispositif rende les cloisons en acrylique obsolètes et devienne largement utilisée. »

Takamure affirme que l'objectif futur du groupe est de développer un dispositif d'inactivation de virus compact et léger. "Si nous parvenons à la miniaturisation sans compromettre les performances d'inactivation des virus, nous nous attendons à ce que le dispositif soit plus polyvalent", explique-t-il. Monde de la physique.

Le DACS est décrit dans Avances AIP.

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