Article de recherche

Évaluation de l’effet des filtres et préfiltres recouverts sur l’infectiosité et la concentration du virus Phi6 en aérosol

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DOI :

10.3791/70877

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29 mai 2026

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1Atmospheric Composition Research, Finnish Meteorological Institute, 2Department of Environmental Sciences, Faculty of Biological and Environmental Sciences, University of Helsinki, 3Department of Microbiology, Faculty of Agriculture and Forestry, University of Helsinki, 4Department of Otorhinolaryngology and Phoniatrics-Head and Neck Surgery, Helsinki University Hospital

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Ici, nous présentons une étude pour évaluer l’efficacité antivirale des revêtements de surface à base de cuivre et d’argent sur les filtres à air. En utilisant une chambre à bioaérosol et un bactériophage Phi6, cette méthode quantifie l’inactivation virale et l’efficacité de filtration mécanique pour des technologies d’air intérieur auto-désinfectantes.

Résumé

Le développement de technologies efficaces de filtration de l’air intérieur a pris de l’importance après la pandémie de coronavirus 2019 (COVID-19). L’objectif de cette étude est d’évaluer l’efficacité antivirale de divers revêtements de surface à base de cuivre et d’argent pour les filtres à air utilisant une chambre à bioaérosol standardisée et le bactériophage enveloppé Phi6 comme substitut des virus respiratoires. Les tests de surface ont confirmé que tous les revêtements présentaient une activité antivirale, la formulation spécifique à base de cuivre (B4) permettant l’inactivation complète du virus Phi6 en 10 minutes, de A6 en 25 minutes et de VS-B en 60 minutes ; Les premières réductions d’infectiosité étaient principalement dues à la dessiccation des gouttelettes. Des expériences en aérosol ont montré que les filtres et préfiltres à haute efficacité pour particules à air (HEPA) réduisaient considérablement l’infectiosité virale même sans revêtements, la filtration mécanique entraînant une réduction de 1,0 à 2,0 log, et les filtres à fibre de verre GF-2 de qualité haute efficacité éliminant les virus infectieux détectables. Les revêtements n’ont pas amélioré significativement l’efficacité de la filtration, probablement en raison d’un contact limité avec les surfaces revêtues par le virus. Les filtres GF-2 utilisés ont montré une meilleure élimination des virus, attribuée à l’accumulation de particules et à la densification du filtre, tandis que les revêtements n’ont pas modifié le nombre de copies de virus traversant. Les filtres revêtus de VS-B présentaient des propriétés lipophiles, suggérant des bénéfices fonctionnels supplémentaires. Cette méthodologie met en lumière que, bien que l’efficacité du filtre soit principalement déterminée par un piégeage mécanique et l’accumulation de particules, les revêtements de surface intégrés fournissent un mécanisme d’auto-désinfection en inactivant les particules virales piégées ; l’intégration de la lumière ultraviolette (UV) est proposée comme une orientation de recherche future potentielle pour améliorer davantage l’efficacité du système.

Introduction

La compréhension de la transmission virale par voie aérienne a considérablement progressé pendant la pandémie de COVID-19. Étant donné que les environnements intérieurs présentent des risques de transmission nettement plus élevés que les extérieurs, il est impérieux de développer des stratégies de protection plusefficaces 1,2. Dans ce contexte, les systèmes de climatisation et de purification de l’air haute performance constituent des composants essentiels pour atténuer la transmission du virus dans les espaces clos.

La filtration de l’air est l’une des méthodes les plus courantes utilisées dans les systèmes de purification de l’air, s’appuyant sur les propriétés physiques intrinsèques de filtration et sur le filtragemulticouche 3,4,5. Cela inclut souvent un pré-filtre, un filtre grossier qui capture de grosses particules ; un filtre à efficacité moyenne, par exemple, un filtre à charbon ; et un filtre à particules à haute efficacité (HEPA) qui élimine au moins 99,97 % des particules ayant la taille de particule la plus pénétrante de 0,3μm 6,7. Les propriétés physiques des filtres contiennent de nombreux bienfaits antimicrobiens. Il a déjà été démontré que des matériaux poreux peuvent inactiver les virus en les piégeant et en les séchant 8,9,10. L’hydrophobie ou l’hydrophilicité peuvent également être utilisées de manière correspondante. Les virus à enrobage hydrophobe privilégient les surfaces hydrophobes pour la sorption, tandis que les surfaces hydrophiles attirent les virushydrophiles 11,12. De plus, un revêtement antiviral de surface peut être utilisé pour améliorer la purification. Le revêtement des filtres vise à inactiver immédiatement les agents pathogènes lorsqu’ils entrent en contact avec lefiltre 13,14. Ces caractéristiques pourraient accroître la sécurité opérationnelle, notamment dans les hôpitaux, mais aussi dans les espaces publics lors d’épidémies et depandémies 14.

Pour des applications pratiques, l’effet inactivant des revêtements filtrants doit être suffisamment rapide pour être utilisé dans l’air à flux direct. Ainsi, la surface de contact direct entre le revêtement et les particules virales devrait suffire, et le revêtement devrait pouvoir inactiver le virus dans le temps de contact imparti. Les métaux lourds, tels que le cuivre et l’argent, sont connus pour posséder des effetsantiviraux 15,16,17. Cet effet antiviral a été observé chez des virus tels que le poliovirus, le virus vaccinia, l’herpès simplex 1, Phi6, le papovirus SV-40, l’adénovirus, le virus de la stomatite vésiculaire, le coronavirus SARS, le baculovirus et le virus infectieux de la péritoniteféline 18,19,20,21,22. Les mécanismes incluent la libération d’ions cuivre et d’argent ainsi que la génération d’espèces réactives de l’oxygène (ROS), qui réagissent avec les protéines virales et oxydent les acidesnucléiques 23,24,25,26,27,28,29,30.

Une chambre d’essai de filtre aérosol avec des propriétés ajustables d’échantillonnage d’aérosol et de virus a été développée pour cette recherche, basée sur une configuration de chambre antérieure présentée par Sofieva et al. (2022) (voir Figure 1 et Figure supplémentaire 1)31. La chambre adaptée a été conçue comme un système fermé dans lequel les virus modèles de virus pathogènes responsables de maladies respiratoires sont impactés par les filtres, évaluant l’efficacité antivirale des filtres revêtus et non revêtus. Le bactériophage enveloppé Phi6 a été sélectionné comme substitut des virus respiratoires car il s’agit d’un modèle bien étudié et largement utilisé, adapté aux études sur les aérosols viraux. Comme Phi6 n’est pas pathogène pour l’humain et classé comme Biosécurité de niveau 1 (BSL-1), il permet l’évaluation sûre et pratique des revêtements antiviraux dans un environnement de laboratoire de Biosécurité Niveau 2 (BSL-2) conformément aux directives institutionnelles de sécurité. De plus, Phi6 partage des similitudes structurelles avec les virus enveloppés qui provoquent des maladies respiratoires, tels que les coronavirus 1 et 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-1 et SARS-CoV-2). Son enveloppe lipidique confère également une sensibilité spécifique à la dessiccation et à l’inactivation chimique, fournissant un modèle représentatif pour évaluer l’efficacité des revêtements antimicrobiens de surface et des systèmes de filtration contre les agents pathogènesenveloppés 32,33,34,35,36,37,38,39.

L’objectif de cette étude était d’abord d’analyser l’efficacité antivirale des matériaux de revêtement filtrant sélectionnés contenant du cuivre et de l’argent par test de surface avec le bactériophage Phi6 avant leur utilisation dans la filtration de l’air. Par la suite, ces matériaux de traitement de surface à base de cuivre et d’argent ont été évalués sur des préfiltres à air afin d’évaluer leur capacité à améliorer à la fois les propriétés de filtration et d’élimination contre les virus aéroportés.

Protocole

Nombre de virus, souches, milieux de croissance et virus infectieux
Le bactériophage Phi6, initialement fourni au groupe de recherche par le Dr Anne K.Vidaver 40, a été propagé à l’aide de Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola HB10Y en tant que bactérie hôte. L’hôte a été cultivé en milieu Luria–Bertani (LB) à 22 °C. Les stocks d’agar Phi6 ont été préparés à partir de matériaux congelés par dilution sérielée, suivant le protocole de Bamford et al. (1995)41, et utilisés à la fois pour les tests de viabilité de surface et la purification virale.

La purification et la concentration de Phi6 ont été réalisées selon le protocole développé par Bamford et al. (1995)41. La suspension résultante a été diluée dans un tampon de phosphate de potassium (K₃PO₄) de 20 mM contenant 1 mM de chlorure de magnésium (MgCl₂), ajusté à un pH de 7,2, pour obtenir un titre final de 5 ×10 10 à10 11 unités formant des plaques par millilitre (PFU/mL). Cette suspension préparée a ensuite été utilisée pour des expériences de génération d’aérosols.

L’énumération des particules virales infectieuses a été réalisée à l’aide d’un test standard de plaque à double couche d’agar, optimisé pour le bactériophage Phi642. En résumé, d’abord des dilutions en série dans un milieu LB ont été préparées pour chaque échantillon viral ou témoin, après quoi jusqu’à 100 μL de chaque dilution, 200 μL de suspension bactérienne hôte et 3 mL d’agar mou ont été ajoutés. Les mélanges d’agar mou ont été superposés sur des plaques d’agar LB et les plaques ont été incubées à 22 °C pendant la nuit. Les plaques sont ensuite comptées et le nombre de PFU/mL calculé comme (plaques × facteur de dilution) / volume placé.

Analyse qRT-PCR
La préparation de l’échantillon pour la transcription inverse quantitative de la réaction en chaîne en temps réel (qRT-PCR) a suivi le protocole de Gregorova et al. (2022)43. Les courbes standard pour l’ARN P2 et P8 ont été générées à l’aide d’une série de dilution de 10 fois allant de 102 à10 9 molécules par 5 μL. Chaque dilution a été traitée de manière identique aux échantillons expérimentaux, incluant l’ajout de chloroforme, le vortex, la centrifugation à 10 000 × g pendant 1 minute à 22 °C, et le cycle (informations sur le cycle et les amorces dans les Panneaux Supplémentaires 1 et Tableau Supplémentaire 2). Les témoins négatifs ont été préparés en substituant le modèle d’ARN par 5 μL d’eau ultrapure. les données qRT-PCR ont été analysées à l’aide du logiciel spécifique de conception et d’analyse (voir Tableau des matériaux).

Installation de la chambre d’aérosol
Une chambre aérosol autoclavable sur mesure a été développée pour l’aérosolisation virale et les tests de filtres, modélisée d’après un système31 décrit précédemment. La chambre expérimentale se composait d’un corps cylindrique en verre avec un couvercle assorti, d’un échafaudage métallique interne et de joints isolants pour assurer un joint hermétique (voir Tableau des matériaux et Figure supplémentaire 1).

L’ensemble de l’organisation, y compris la chambre, est illustré à la Figure 1. Pour garantir un apport stable et reproductible d’aérosols viraux, un nébuliseur a été utilisé en combinaison avec une pompe à air (voir Tableau des matériaux).

À l’intérieur de la chambre, le nébuliseur générait un débit d’aérosol de 8 L/min. Environ les trois quarts de ce débit étaient dirigés vers les gaz d’échappement via un filtre HEPA, tandis que le quart restant (2 L/min) entrait dans la chambre. Cette division a été conçue pour réduire l’humidité lors de mesures prolongées. Les aérosols étaient introduits dans la chambre via un entonnoir métallique, qui dirigeait le flux vers la surface du filtre ou du préfiltre.

Des expériences sur les aérosols ont été réalisées dans un cabinet de sécurité biologique. Après avoir traversé la chambre, le débit d’air était déshumidifié dans un dessiccateur pour protéger le filtre HEPA et le débitmètre de l’excès d’humidité. Une pompe externe soutenait encore davantage le flux d’air, créant une pression négative à l’intérieur du système et assurant un échappement efficace par la sortie.

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Figure 1 : Schéma de la chambre d’aérosol expérimentale et de la collecte d’échantillons. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Conception de l’étude
Cette étude a évalué les propriétés antivirales des revêtements et des matériaux filtrants/préfiltrants listés dans les Tableaux 1, Tableau Supplémentaire 3 et Tableau Supplémentaire 4 (voir également Tableau des Matériaux). L’enquête s’est déroulée en deux étapes, les tests de surface et les tests de pré-filtre dans la chambre aérosol.

Lors des tests de surface, tous les matériaux de revêtement ont d’abord été évalués sur des pièces d’essai plates afin de déterminer leur activité antivirale. Les pièces de test revêtues ont été fournies par Clean Touch Medical LTD (Tableau 1 et Table des Matériaux). Tous les revêtements sont basés sur des composants actifs en cuivre et/ou en argent intégrés dans des matrices propriétaires ; Les différences entre formulations concernent principalement la composition des métaux, la concentration et la compatibilité des surfaces (par exemple, surfaces plates vs filtres poreux) (Tableau supplémentaire 3).

Tests de pré-filtres dans la chambre d’aérosol : Parmi les revêtements disponibles, seuls les revêtements à base de cuivre et d’argent VS-B ont pu être appliqués aux préfiltres pendant l’étude. Les préfiltres traités avec VS-B ont donc été examinés dans la chambre aérosol pour évaluer leur performance antivirale en conditions d’exposition aux aérosols. Des photographies de tous les filtres et pré-filtres utilisés dans l’étude sont fournies dans la Figure Supplémentaire 2.

L’efficacité antivirale a été quantifiée par deux méthodes complémentaires : le test de plaque pour mesurer le nombre de particules virales infectieuses (voir section « Virus, souches, milieux de croissance et décomptes de virus infectieux »), et PCR quantitative (qPCR) pour déterminer le nombre de copies du génome viral (voir section « analyse qRT-PCR »).

Filtres et préfiltresFiltre fourni parRevêtements
(Tous fournis par Clean Touch Medical)
Préfiltre en polyester FMR-5, non revêtu (FMR-5)Filtre M LTDAgent de surface expérimental à base de cuivre A6 (A6)
Agent de surface expérimental à base de cuivre B4 (B4)
Agent de surface en cuivre et argent Viral Safe (VS)
Agent de surface en cuivre et argent Viral Safe B (VS B)
Préfiltre en polyester FMR-5, recouvert de VS B (FMR-5 VS B)
Préfiltre en polyester S-11, non revêtu (S-11)
Préfiltre en polyester S-11, recouvert de VS B (S-11 VS B)
Filtre à fibre de verre double couche GF-2, non revêtu, (filtre de type HEPA) (GF-2)
Préfiltre Bulpren BP-6, 6 mm, non revêtu (BP-6)Clean Touch Medical LTD
Préfiltre Bulpren BP-6, 6 mm, recouvert de VS B (BP-6 VS B)

Tableau 1 : Filtres et revêtements de surface utilisés dans cette étude.

Efficacité des revêtements antiviraux de surface
Un test de viabilité de surface a été développé pour évaluer la persistance de l’infectivité virale sur différents matériaux de revêtement. En résumé, 20 μL de stock Phi6 (voir section « Virus, souches, milieux de croissance et comptages de virus infectieux ») ont été pipetés sur les pièces d’essai revêtues et réparties uniformément sur une surface de 2 cm × 2 cm à l’aide d’un triangle de verre stérile. Les échantillons ont été incubés dans un cabinet de biosécurité à 22 °C pendant 1 min, 5 min, 1 h ou 3 h.

Les virus étaient récupérés en ajoutant 180 μL de bouillon LB frais à la surface et en les lavant par pipetage répété. Une boîte de Petri en plastique servait de surface de contrôle. Toutes les expériences ont été menées à 22 °C. Le nombre de particules virales infectieuses a été quantifié à l’aide d’un test deplaque 41.

Effet du revêtement antiviral VS-B sur l’efficacité du filtre/pré-filtre
La collecte de virus et les tests d’efficacité du filtre ont été réalisés soit par une méthode d’impaction avec une boîte de Petri contenant un tampon HEPES de 20 mM (pH 7,2), soit un impinger tourbillonnant entièrement en verre (ci-après appelé « l’impinger » ; voir Tableau des matériaux)44. Pour l’échantillonnage d’impaction, une boîte de Petri était placée directement sous le filtre afin de maximiser le dépôt de particules (Figure 1). Dans des expériences avec des filtres GF-2 utilisées depuis 3 mois, l’impinger a été utilisé à la place de la boîte de Pétri pour augmenter la sensibilité. L’impinger est un dispositif en verre équipé de trois buses et nécessite une pompe externe pour prélever l’air dans le liquide. Le flux d’air à travers les buses génère un mouvement tourbillonnant du liquide de collecte le long de la paroi intérieure, facilitant un retrait doux des particules. Dans cette configuration, le débit d’air à travers le filtre était maintenu à 2 L/min, et à la sortie de la chambre, une valve supplémentaire augmentait l’apport total d’air à 10 L/min. Les aérosols ont été capturés dans 5 mL de tampon HEPES de 20 mM (pH 7,2), avec un tampon évaporé renouvelé toutes les 30 minutes. Pour les expériences de l’impinger, la boîte de Pétri et le préfiltre bulpren (utilisé pour l’égalisation du flux d’air ; Figure 1 et Figure 2B supplémentaires ont été supprimées.

Le protocole d’échantillonnage détaillé est présenté dans le tableau 2. Des aérosols viraux ont été collectés en récupérant 1 mL de suspension dans des boîtes de Petri contenant 20 mL de tampon HEPES 20 mM (pH 7,2). Parmi celles-ci, 800 μL ont été utilisées pour l’analyse qRT-PCR et 200 μL pour la titration virale. Chaque filtre ou préfiltre a été testé en triple exemplaire, et des contrôles sans filtre/préfiltre ont été effectués pendant 15 minutes avant et après chaque expérience en chambre. Après le contrôle pré-expérience, le filtre ou pré-filtre d’intérêt était inséré dans la chambre, qui fonctionnait pendant 3 heures, après quoi le filtre/préfiltre était retiré, et une course de contrôle post-expérience était effectuée. Des échantillons qRT-PCR et titration virale étaient prélevés toutes les 30 minutes, donnant huit échantillons qRT-PCR et huit échantillons de titration par expérience. Dans les expériences d’impinger, les échantillons de titration n’ont été prélevés qu’une seule fois à la fin de la série de 3 heures. Chaque échantillon qRT-PCR était congelé instantanément dans de l’azote liquide et stocké à -80 °C jusqu’à une utilisation ultérieure, tandis que les échantillons de titration virale étaient traités immédiatement après l’expérience à l’aide d’un test de plaque. La solution virale utilisée dans le nébuliseur était titrée avant et après chaque expérience pour surveiller la stabilité.

Trois préfiltres différents, BP-6, S-11 et FMR-5, ainsi que le filtre GF-2 (Tableau 1 et Figure Supplémentaire 2, Tableau Supplémentaire 4) ont été recouverts de VS-B. Les préfiltres étaient composés de matériaux fibreux synthétiques avec des densités structurelles variables, principalement conçus pour l’élimination des particules grossières et la stabilisation du flux d’air, tandis que le filtre GF-2 est un filtre à fibre de verre à haute efficacité avec des performances de type HEPA. Des préfiltres sans revêtement et un installation sans filtre ont été testés dans la chambre d’aérosol pour comparaison.

MomentMise en placeÉchantillons
Contrôle0-15 minPas de filtre/préfiltre, boîte de Petri avec 20 mL de HEPES200 μl pour la titration, 800 μL congelé pour la qRT-PCR
Expérience0-30 minFiltre/préfiltre d’intérêt, nouvelle boîte de Petri avec 20 mL de HEPES
30-60 minFiltre/préfiltre d’intérêt, même boîte de Pétri avec 19 mL de HEPES
60-90 minFiltre/préfiltre d’intérêt, même antenne de Petri avec 18 mL de HEPES
90-120 minFiltre/préfiltre d’intérêt, même boîte de Petri avec 17 mL de HEPES
120-150 minFiltre/préfiltre d’intérêt, même boîte de Petri avec 16 mL de HEPES
150-180 minFiltre/préfiltre d’intérêt, même boîte de Petri avec 15 mL de HEPES
Contrôle0-15 minPas de filtre/préfiltre, nouvelle boîte de Petri avec 20 mL de HEPES

Tableau 2 : Chronologie de la collecte d’échantillons.

Effet du revêtement antiviral VS sur les filtres utilisés
La durabilité de l’effet antiviral sur les filtres GF-2 de type HEPA recouverts de l’agent de surface cuivre-argent Viral Safe (VS) a été évaluée en mesurant l’efficacité de filtrage des filtres utilisés depuis 3 mois, sur la base à la fois du nombre de virus infectieux et du nombre de copies du génome viral. Pour ces expériences, quatre purificateurs d’air (voir Tableau des matériaux), chacun équipé d’un filtre HEPA et d’une couche de charbon activé, ont été utilisés. Les filtres avaient été utilisés pendant une période de 3 mois dans deux restaurants avant la collecte et l’analyse : l’un était un restaurant gastronomique, l’autre une cafétéria pour le personnel d’une usine (plus d’informations dans la Figure 3 et la Figure 4 supplémentaires). Les performances de ces filtres utilisés étaient comparées à celles des filtres GF-2 propres et non revêtus.

Avant les essais en chambre, les filtres utilisés étaient retirés des cages métalliques du purificateur d’air, dépliés, puis découpés en pièces de taille appropriée pour la chambre aérosol à l’intérieur d’une hotte à flux laminaire afin d’assurer la biosécurité et de minimiser la contamination croisée. Les filtres GF-2 prélevés dans un restaurant gastronomique et une cafétéria du personnel ont ensuite été testés dans le cadre expérimental décrit dans la section « conception de l’étude », utilisant un impinger modifié de 5 mL pour la collecte en aérosol.

En plus de l’efficacité antivirale, les propriétés physiques de surface des filtres ont été évaluées. La lipophilicité a été évaluée en appliquant 50 μL de gouttelettes d’huile de colza, tandis que l’hydrophobie a été déterminée en appliquant 50 μL de gouttelettes d’eau déionisée sur des bandes filtrantes découpées. Les angles de contact ont été documentés photographiquement selon la procédure de Xiao et Wiesner (2012)45. La répulsion à l’eau a été quantifiée à l’aide de mesures du temps de pénétration des gouttes d’eau (WDPT) telles que décrites par Lichner et al. (2006), toutes les valeurs dépassant 7200 s46.

Analyse statistique
L’analyse statistique a été réalisée à l’aide d’un logiciel statistique standardisé (voir Tableau des matériaux) afin d’évaluer la signification des variations observées entre les matériaux de revêtement testés et les filtres. L’analyse statistique a été réalisée en deux étapes pour toutes les expériences : le test H de Kruskal-Wallis et le test post-hoc de Games-Howell. Le test H de Kruskal-Wallis a été utilisé pour évaluer si des différences significatives étaient observées, et la variation spécifique entre les types d’échantillons a été déterminée à l’aide de multiples comparaisons moyennes avec le test post hoc de Games-Howell.

Les tests d’efficacité du revêtement ont été analysés statistiquement en comparant la diminution des concentrations de virus infectieux à 1 minute et 5 minutes par rapport aux concentrations initiales. En raison de l’utilisation des revêtements sur les filtres, nous avons recherché une déviation statistiquement significative de la viabilité du virus par rapport au témoin dans les premières minutes du test.

Une analyse statistique déterminant des différences significatives dans l’efficacité des pré-filtres avec et sans revêtement, en termes de comptage infectieux et de résultats qPCR, a été réalisée séparément pour chaque point temporel, 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, 150 min et 180 min. Les données ont ensuite été regroupées par type de pré-filtre et la présence de revêtement sur la surface du pré-filtre. De même, les résultats des filtres GF-2 utilisés ont été évalués pour leur efficacité en termes d’inactivation du virus et d’efficacité de filtration en regroupant les données par localisation et la présence de revêtement à la surface du filtre.

Résultats

Efficacité des revêtements antiviraux de surface
Les tests de viabilité en surface ont confirmé que tous les matériaux de revêtement testés possédaient des propriétés antivirales, le revêtement VS démontrant le taux d’inactivation viral le plus lent (Figure 2A). L’analyse statistique a confirmé une diminution significative des concentrations de virus infectieux à 1 min et 5 min par rapport à la concentration initiale pour chaque revêtement et contrôle (p < 0,001, Figure 2B, Tableau supplémentaire 5). Le revêtement expérimental de surface à base de cuivre B4 a obtenu la réduction la plus rapide, réduisant le nombre de virus infectieux jusqu’à trois ordres de grandeur en 5 minutes, et les virus sont devenus indétectables après 15 minutes (limite de détection : 100 PFU/mL). D’autres revêtements, A6 et VS-B, ont également permis l’inactivation complète de Phi6 en 25 et 60 minutes respectivement (Figure 2A).

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Figure 2 : Effet antiviral des revêtements de surface sur l’infectiosité virale. (A) Perte de particules infectieuses en fonction du temps. (B) Rapport de perte de particules virales infectieuses comparé au point de temps de 0 min. Les spécifications de revêtement sont listées dans le Tableau 1 et dans le Tableau Supplémentaire 3. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Comparé au témoin, dans les 5 premières minutes, l’inactivation du virus a été la moins efficace avec le revêtement A6 (p = 0,006 à 1 min et p = 0,012 à 5 min, Tableau Supplémentaire 6), suivi de près par le revêtement VS (p = 0,001 à 1 min et p = 0,017 à 5 min, Tableau Supplémentaire 6). Le revêtement B4 présentait une inactivation réduite par rapport au contrôle au point temporel de 1 minute (p = 0,001, Tableau Supplémentaire 6) mais ne différait pas significativement du contrôle au point de 5 minutes (p > 0,05, Tableau Supplémentaire 6). Sur une période plus longue, le VS-B a montré une inactivation du virus accrue, similaire à celle de B4 et A6. Les résultats détaillés de l’analyse statistique sont fournis dans le Tableau Supplémentaire 6.

Effet du revêtement antiviral VS-B sur l’efficacité du filtre/pré-filtre
Les expériences ont montré que les trois préfiltres étudiés, BP-6, S-11 et FMR-5, étaient également efficaces pour réduire significativement le nombre de virus infectieux passant à travers eux de 1,5 à 2,0 ordres de grandeur par rapport à la configuration sans filtre (Figure 3A, Tableau supplémentaire 7). Les filtres GF-2 ont réduit la charge virale d’au moins six ordres de grandeur, et aucune plaque infectieuse du virus Phi6 n’a été détectée dans la limite de détection (indiquée comme données non détectées (*) dans la Figure 3A).

Le revêtement VS-B n’a pas affecté de manière significative l’efficacité de la filtration du virus infectieux (Figure 3B). Pour les pré-filtres S-11 et FMR-5, la différence dans le nombre de virus infectieux passant par les préfiltres recouverts et non revêtus se situait dans l’écart-type (SD), indiquant l’insignifiance de cette différence (Tableau Supplémentaire 8). Étonnamment, le préfiltre BP-6 non revêtu a mieux performé que le préfiltre BP-6 recouvert durant les 90 premières minutes. Cependant, les différences entre les préfiltres revêtus et non revêtus se sont révélées statistiquement insignifiantes (p > 0,05, Tableau supplémentaire 8).

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Figure 3 : Concentrations moyennes du virus infectieux nébuleux Phi6 sur les plaques d’impaction. (A) Pour le filtre GF-2, configuration sans filtre et préfiltres pré-filtres. (B) Pour les pré-filtres uniquement. Les barres d’erreur représentent l’écart-type (SD), et les types de filtres sont listés dans le Tableau 1. VS-B indique des filtres revêtus. Les données du filtre GF-2 sont passées en dessous de la limite de détection et sont indiquées par une ligne pointillée. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Les résultats de l’expérience qRT-PCR ont montré que les préfiltres réduisaient le nombre de copies du génome des virus passant par les préfiltres jusqu’à deux ordres de grandeur, tandis que le filtre GF-2 a montré une diminution allant jusqu’à quatre ordres de grandeur par rapport à la configuration sans filtre (Figure 4A, Tableau supplémentaire 9). Pendant les 30 premières minutes, les différences entre les préfiltres et la configuration sans filtre sont restées minimes, tandis qu’à partir des 60 minutes, les préfiltres ont montré une efficacité de filtrage mécanique accrue (Figure 4A, Tableau Supplémentaire 10). Le revêtement VS-B n’a pas affecté le nombre de copies du génome viral passant à travers le filtre (Figure 4B). Les différences dans le nombre de copies du génome se situaient dans l’écart-type (p > 0,05, Tableau supplémentaire 10).

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Figure 4 : Concentrations moyennes de copies du génome viral du virus Phi6 nébulisé sur les plaques d’impaction. (A) Pour le filtre GF-2, la configuration sans filtre et les préfiltres. (B) Pour les pré-filtres uniquement. Les barres d’erreur représentent l’écart-type (SD), et les types de filtres sont listés dans le Tableau 1. VS-B indique des filtres revêtus. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Les figures 3 et 4 montrent que le nombre de virus infectieux (PFU/mL) par rapport au nombre total de copies du génome viral passant par le filtre est environ deux ordres de grandeur plus petit pour les pré-filtres et le filtre GF-2, et seulement un ordre de grandeur plus petit sans filtre. Cela suggère que l’effet du filtrage, même avec un flux d’air doux, peut être mécaniquement destructeur pour les particules virales, entraînant une perte d’infectivité.

Sur la base du débit d’air expérimental (2 L/min) et de la surface estimée du filtre (~20cm 2), la vitesse de face était d’environ 0,01 à 0,02 m/s. Les valeurs typiques de porosité pour les filtres fibreux varient d’environ 0,7 à 0,98, selon le matériau et la densité d’emballage, les filtres de type HEPA en fibre de verre présentant généralement une porosité plus faible (~0,7–0,9) comparée aux préfiltres synthétiques plus ouverts (~0,85–0,98)47,48. En tenant compte de la porosité du filtre et des conditions d’écoulement interne, la vitesse interstitielle dans la matrice du filtre a été estimée à être légèrement supérieure à la vitesse de face (0,02–0,03 m/s). En utilisant les épaisseurs du filtre et en intégrant les facteurs de tortuosité (1,2–2,0), le temps de résidence effectif des particules d’aérosol dans la structure du filtre a été estimé à environ 0,03 à 0,4 s49. Ces temps d’interaction inférieurs à la seconde indiquent que le contact virus–surface est très transitoire, limitant la contribution des revêtements antiviraux lors de la filtration en un seul passage.

Effet du revêtement antiviral VS sur les filtres utilisés
Les filtres GF-2 recouverts et non revêtus utilisés dans les purificateurs d’air pendant 3 mois dans les deux restaurants choisis (Figure 3 et Figure 4 supplémentaire) ont été étudiés pour leur capacité de filtration. Dans les mêmes conditions expérimentales, des filtres non recouverts (témoins) non recouverts sont passés à travers 1,23 × 102 PFU/mL de virus infectieux. Des filtres utilisés et non revêtus provenant du restaurant gastronomique et de la cafétéria du personnel ont délivré respectivement ~3 PFU/mL et 2,3 × 101 PFU/mL de virus infectieux. En revanche, les filtres recouverts de VS provenant d’un restaurant gastronomique et d’une cafétéria du personnel ont dépassé respectivement 5,3 × 101 PFU/mL et 4,6 × 101 PFU/mL de virus infectieux (Figure 5). Des différences statistiquement significatives dans le nombre de virus infectieux ont été observées entre les filtres, les filtres GF-2 non recouverts utilisés sur 3 mois montrant la réduction la plus marquée (Figure 5 ; χ2(2) = 11,432, p = 0,022, Tableau supplémentaire 11). Les résultats obtenus avec les filtres GF-2 revêtus de 3 mois ont donné des résultats similaires à ceux des filtres GF-2 non revêtus non revêtus à p > 0,05 (Tableau supplémentaire 12).

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Figure 5 : Concentrations de virus infectieux après avoir testé des filtres usagés âgés de trois mois. Chaque point de données représente la moyenne de trois expériences et l’écart-type calculé sur trois répétitions. VS = Agent de surface en cuivre et argent Viral Safe ; GF-2 = filtre à fibre de verre double couche GF-2, non revêtu (filtre de type HEPA) ; Les cases représentent un intervalle de confiance à 95 % pour la moyenne, qui est la ligne noire entre l’intervalle inférieur et supérieur. Les barres d’erreur représentent l’écart-type (DE) pour chaque type de filtre. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Les résultats qRT-PCR des filtres utilisés, non utilisés, revêtus et non revêtus sont présentés à la Figure 6. les données qRT-PCR des filtres non revêtus (témoins) non recouverts ont montré 2,7 × 10copies de 3 copies/mL de copies du génome viral. Les données des filtres utilisés non revêtus provenant du restaurant gastronomique et de la cafétéria du personnel affichaient respectivement 3,6 × 10copies de 2 mL et 2,4 × 10copies de 3 mL de copies virales, tandis que les filtres VS usagés provenant du restaurant gastronomique et de la cafétéria du personnel affichaient respectivement 2,8 × 10copies de 3 mL et 4,6 × 10copies de 3 mL (Figure 6). Le filtre GF-2 utilisé, non revêtu, provenant du restaurant gastronomique a été significativement plus efficace pour réduire le nombre de copies du génome viral comparé au filtre utilisé non revêtu de la cafétéria du personnel (p = 0,012), ou au filtre VS utilisé recouvert dans un restaurant gastronomique (p < 0,001), ou au filtre VS utilisé de la cafétéria du personnel (p = 0,005) (Tableau supplémentaire 13 et Tableau supplémentaire 14)). Cependant, comparé au filtre GF-2 non utilisé et non revêtu, le filtre GF-2 non revêtu utilisé du restaurant gastronomique n’a montré aucune différence statistiquement significative (p>0,05). Les résultats détaillés de l’analyse statistique sont présentés dans le tableau supplémentaire 14.

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Figure 6 : Concentration des nombres de copies du génome viral après avoir testé des filtres usagés âgés de trois mois. Chaque point de données représente la moyenne de trois expériences et l’écart-type calculé. VS = Agent de surface en cuivre et argent Viral Safe ; GF-2 = filtre à fibre de verre double couche GF-2, non revêtu (filtre de type HEPA) ; Les cases représentent un intervalle de confiance à 95 % pour la moyenne, qui est la ligne noire entre l’intervalle inférieur et supérieur. Les barres d’erreur représentent l’écart-type (DE) pour chaque type de filtre. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Pour clarifier les différences observées dans la performance du filtre, des tests d’hydrophobicité et de lipophilité ont été réalisés. Tous les filtres utilisés dans le restaurant gastronomique et la cafétéria du personnel présentaient une forte hydrophobicité sur les deux surfaces (côté intérieur — flux d’air entrant ; côté extérieur — flux d’air sortant), l’angle de contact initial des gouttelettes d’eau dépassant systématiquement 120 degrés, comme capturé sur les photographies (non montrées). Les mesures du temps de pénétration des gouttes d’eau (WDPT) ont indiqué une forte propriété hydrofuge, toutes les valeurs dépassant 7200 s. La variabilité entre les tests répétés était plus grande que celle entre les types de filtres, potentiellement due à des perturbations mécaniques des filtres utilisés. Par conséquent, aucune différence significative n’a été détectée entre les filtres utilisant ces méthodes.

La lipophilicité a été évaluée en appliquant des gouttelettes d’huile de colza sur les surfaces du filtre. Les filtres non revêtus ont constamment montré une faible lipophilité, l’angle de contact des gouttelettes restant au-dessus de 120 degrés tout au long du test. En revanche, les filtres Viral Safe recouverts ont montré une propagation rapide des gouttelettes, avec un angle approximatif inférieur à 30 degrés enregistré 60 s après application (Figure supplémentaire 5). Il reste incertain si cette augmentation de la lipophilité résulte du revêtement lui-même ou du processus d’application.

DISPONIBILITÉ DES DONNÉES
Les données brutes soutenant les résultats de cette étude sont disponibles dans le Fichier Supplémentaire 1.

Figure supplémentaire 1 : Chambre aérosol sur mesure et ses composants.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure 2 complémentaire : Photos de filtres, pré-filtres et revêtements. (A) préfiltre FMR-5 en polyester, (B) préfiltre BP-6 Bulpren, (C) préfiltre S-11 en polyester, (D) filtre GF-2 en fibre de verre double couche. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure complémentaire 3 : La disposition de la salle de restaurant gastronomique où les purificateurs d’air (voir Table of Materials) étaient utilisés, marquée par des rectangles bleus. Des rectangles jaunes marquent les tables, et un rectangle gris foncé marque la porte. Un carré dans la grille représente 1m 2. Taille de la chambre ~60m2. Environ 30 invités viennent chaque jour. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure supplémentaire 4 : La disposition de l’usine de confiserie, de la cafétéria du personnel, où étaient utilisés des purificateurs d’air (voir Tableau des matériaux), marqués par des rectangles bleus. Les rectangles jaunes marquent les tables, les rectangles gris foncé marquent les portes, les rectangles gris marquent les tables en libre-service, et les rectangles noirs marquent les colonnes de soutien. Un carré dans la grille représente 1m 2. Taille de la chambre ~160m2. Environ 20 à 50 invités viennent par jour. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure complémentaire 5 : Gouttelettes d’huile de colza (50 μL) sur les surfaces filtrantes GF-2 utilisées lors des tests au restaurant. Les filtres recouverts d’un revêtement Viral Safe (VS) (1–5) étaient nettement moins répulsifs aux lipides que les filtres non recouverts (1, 6–7). Des photos ont été prises à l’œil d’un microscope de préparation avec un grossissement de 40 x 60 secondes après l’application d’une gouttette. « In » désigne le côté du filtre par lequel le flux d’air entre ; « out » désigne l’air qui sort du côté. Le revêtement VS-B est à l’extérieur. 1 fait référence à un ancien filtre usagé provenant d’un restaurant gastronomique ; 2 et 3 étaient des filtres revêtus de VS-B utilisés dans le restaurant gastronomique ; Les 4 et 5 étaient des filtres revêtus VS-B utilisés dans la cafétéria du personnel ; et les 6 et 7 étaient des filtres non recouverts utilisés dans la cafétéria du personnel. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 1 : informations sur le cycle qRT-PCR. Température du couvercle 105 °C, 45 cycles, acquisition de données en 62 °C. Adapté de Gregorova et al.43. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 2 : informations sur les amorces qRT-PCR. Adapté de Gregorova et al.43. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 3 : Description détaillée des matériaux de revêtement utilisés dans cette étude. Les compositions chimiques exactes des revêtements sont propriétaires du fabricant (Clean Touch Medical Ltd.). Les descriptions sont basées sur la classification fonctionnelle et les composants actifs connus (cuivre et/ou argent). Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 4 : Description détaillée des matériaux filtrants utilisés dans cette étude. Les compositions exactes des matériaux des préfiltres commerciaux ne sont pas entièrement divulguées par les fabricants ; les descriptions sont basées sur les matériaux typiques utilisés dans les systèmes de filtration CVC et sur les propriétés structurelles observées. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 5 : Statistiques de test : Analyse de Kruskal–Wallis de l’infectiosité virale à travers les revêtements antiviraux de surface. La variable de regroupement correspond au type de revêtement. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 6 : Différences statistiquement significatives d’infectivité virale entre les revêtements aux moments de 1 minute et 5 minutes selon les résultats post-hoc des tests multiples Games-Howell. La signification statistique est indiquée comme Oui dans les deux premiers panneaux du tableau, aux moments de 1 minute et 5 minutes. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 7 : Statistiques de test : analyse de Kruskal–Wallis de l’infectiosité virale à travers les types de filtres et de la condition sans filtre. La variable de regroupement est le type de filtre. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 8 : Résultats des comparaisons multiples testent l’infectiosité virale entre pré-filtres et la configuration sans filtre aux 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, 150 min et 180 min selon le test post-hoc de comparaisons multiples de Games-Howell.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 9 : Statistiques de test : résultats des tests de Kruskal–Wallis évaluant les différences dans le nombre de copies du virus entre les types pré-filtres, le filtre GF-2 et la configuration sans filtre. La variable de groupement est le type de filtre. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 10 : Résultats pour le test de comparaisons multiples du nombre de copies de virus entre les préfiltres, le filtre GF-2 et la configuration sans filtre à 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, 150 min et 180 min selon le test post-hoc des comparaisons multiples Games-Howell.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 11 : Statistiques de tests : résultats de Kruskal–Wallis comparant l’infectivité virale entre les filtres GF-2 non utilisés et les filtres utilisés dans les restaurants. La variable de groupement est le type de filtre. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 12 : Résultats du test de comparaison multiple de l’infectivité virale entre les pré-filtres et la configuration sans filtre selon le test post-hoc Games-Howell Multiple comparisons.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau supplémentaire 13 : Résultats des tests de Kruskal–Wallis comparant le nombre de copies de virus entre les types pré-filtres, le filtre GF-2 et la configuration sans filtre. La variable de groupement est le type de filtre. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire 14 : Résultats du test de comparaison multiple du nombre de copies de virus entre les préfiltres, le filtre GF-2 et la configuration sans filtre selon le test post-hoc des comparaisons multiples Games-Howell.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Fichier supplémentaire 1 : Données brutes de cette étude.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Discussion

Dans cette étude, nous présentons un protocole pour évaluer l’efficacité des revêtements de surface antiviraux et pré-filtres dans une chambre d’aérosol microbiologique. La chambre produite offre un système contrôlé et fermé, adapté aux analyses microbiologiques aseptiques, car elle est autoclavable, portable, transparente et à petite échelle (3 L) comparée à certaines chambres précédemmentdécrites 31, 50, 51.

Tous les matériaux de revêtement testés dans cette étude ont été confirmés comme présentant une activité antivirale (Figure 2A), le revêtement expérimental de surface à base de cuivre B4 démontrant la plus grande efficacité, réduisant l’infectivité virale en dessous de la limite de détection en moins de 10 minutes. Le revêtement à base de cuivre A6 a suivi de près, permettant une inactivation virale complète en 25 minutes (Figure 2A). Ces résultats sont cohérents avec les rapports précédents sur les propriétés antivirales du cuivre et del’argent 17, 18, 20, 21, 22, 52. Aucune inactivation virale n’a été observée durant les 5 premières minutes précédant la dessiccation des gouttelettes, indiquant que les premières réductions d’infectiosité étaient principalement dues au séchage plutôt qu’au revêtement lui-même (témoin, Figure 2A, Figure 2B)36. Les revêtements B4 et A6 présentaient une cinétique d’inactivation plus rapide que les revêtements VS et VS-B, tandis que VS-B nécessitait jusqu’à 60 minutes pour atteindre la limite de détection (Figure 2A). Les préfiltres avec revêtements B4 et A6 n’étaient pas disponibles ; par favori, le VS-B a été sélectionné pour des expériences ultérieures sur les aérosols filtrants.

Les résultats de cette étude soulignent que les filtres et préfiltres HEPA réduisent efficacement le nombre de virus qui les traversent même en l’absence d’un revêtement antiviral. Le stress mécanique sur les virus aérosolisés lors de la filtration a conduit à une réduction de 1,0 à 2,0 logarithmique de l’infectiosité virale (de ~8 × 105 – 1 × 107 PFU/mL à ~5 × 104 – 105, Figure 3A). Cette réduction a été observée de manière constante dans tous les tests pré-filtres, confirmant les résultatsprécédents 50, 53, 54. Pour le filtre de type HEPA GF-2, la perte d’infectivité virale était encore plus importante, sans particules infectieuses détectables dans les limites de sensibilité de la méthode (Figure 3A). La faible infectivité par rapport au nombre total de copies du génome suggère que la filtration impose des dommages mécaniques aux particules virales, un phénomène particulièrement marqué pour le virus Phi6 enveloppé. Comme les virus enveloppés sont plus sensibles aux perturbations mécaniques, cette différence peut être plus faible pour les virus nonenveloppés 55.

Dans les essais en aérosol, les revêtements n’ont eu aucun effet statistiquement significatif sur la performance de filtration des préfiltres. Cela reflète probablement un contact limité entre le revêtement et les virus passant par le filtre, produisant des résultats similaires pour les pré-filtres recouverts et non revêtus (Figure 3B, Figure 4B). Les temps de résidence calculés en dessous de la seconde suggèrent que la cinétique d’inactivation antivirale doit se produire sur une échelle de temps très rapide pour être efficace dans des conditions de flux d’air réalistes. De plus, nos résultats suggèrent que les revêtements testés ne présentent pas l’affinité électrostatique caractéristique des ions cuivre envers les molécules biologiques chargées négativement, qui pourraient autrement attirer les virus vers le filtre et réduire leur passage56. Par conséquent, le principal avantage des revêtements pré-filtrants pourrait résider dans leurs propriétés d’auto-désinfection post-capture, comme démontré lors des essais de surface, plutôt que dans l’amélioration de l’efficacité de filtration mécanique. Il est important de noter que les expériences menées dans cette étude représentent des conditions de filtration en un seul passage, où les particules aérosolisées n’interagissent avec le filtre qu’une seule fois. Cela entraîne des temps de résidence très courts et un contact virus-surface limité, ce qui réduit probablement l’impact observable des revêtements antiviraux. En revanche, les systèmes de purification de l’air réels fonctionnent généralement dans des conditions de recirculation, où le passage répété de l’air augmente le contact cumulatif et peut améliorer l’efficacité du revêtement.

Nos résultats indiquent que les filtres GF-2 ont montré une meilleure élimination des virus infectieux après trois mois d’utilisation continue dans les purificateurs d’air des restaurants gastronomiques et de la cafétéria du personnel (Figure 3 et Figure 4 supplémentaires) par rapport aux filtres inutilisés (Figure 5). Cette amélioration peut être attribuée à plusieurs facteurs. Premièrement, l’accumulation de poussière et d’autres particules a été rapportée comme inactivant les virus57. Deuxièmement, l’accumulation progressive de polluants atmosphériques intérieurs peut densifier la structure du filtre, augmentant potentiellement son efficacitétemporairement 57,58,59. Notamment, la présence de revêtements n’a pas significativement affecté l’infectiosité virale ni le nombre de copies du génome détectées par la qRT-PCR. Le passage des particules virales non infectieuses était également similaire, quel que soit le revêtement ou l’utilisation du filtre, indiquant que l’efficacité de filtration observée des filtres et préfiltres de type HEPA GF-2 reflète principalement leurs propriétés mécaniques. Néanmoins, l’accumulation de particules filtrées à la surface du filtre GF-2 a eu un effet marqué dans la réduction du nombre de virus infectieux passant (Figure 5).

Pour comprendre les différences de performance du filtre observées dans les figures 5 et 6, des tests supplémentaires ont été réalisés. Tous les filtres ont montré une forte hydrophobie lorsqu’ils sont exposés aux gouttelettes d’eau, tandis que les tests de gouttelettes d’huile ont révélé des différences notables, les filtres recouverts de VS montrant une lipophilicité prononcée. Le mécanisme sous-jacent de cette variation reste incertain, mais ces résultats suggèrent que l’âge ou l’historique d’utilisation du filtre ne sont peut-être pas les principaux déterminants de la performance. Au contraire, le type de prétraitement de surface peut modifier les propriétés physiques du filtre, affectant ainsi la rétention et le passage du virus. Collectivement, ces résultats indiquent que les revêtements antiviraux offrent des bénéfices fonctionnels au-delà de la filtration mécanique, notamment grâce à leur potentiel d’auto-désinfection, ce qui peut réduire les risques pour la santé du personnel manipulant des filtres usagés.

Bien que ce protocole offre un cadre solide pour évaluer la filtration antivirale, plusieurs limitations doivent être prises en compte. Premièrement, le bactériophage enveloppé Phi6 a été utilisé comme substitut pour les agents pathogènes respiratoires humains. Bien que Phi6 partage des similitudes structurelles et chimiques avec les coronavirus, les différences de stabilité environnementale et de protéines de surface peuvent influencer la cinétique d’inactivation exacte. Deuxièmement, bien que certains revêtements aient démontré une efficacité significative, cette étude a évalué un ensemble limité de formulations dans des conditions aérosoliques spécifiques ; Les recherches futures devraient élargir le champ d’action pour inclure une gamme plus large d’agents antimicrobiens. Enfin, les expériences ont été menées dans une chambre d’aérosol contrôlée avec un débit d’air et une humidité régulés. Bien que ces conditions assurent la reproductibilité, elles ne reproduisent pas entièrement le flux d’air complexe, turbulent et les paramètres environnementaux fluctuants que l’on trouve dans les environnements intérieurs réels.

Dans l’ensemble, cette étude démontre que, bien que les filtres et préfiltres en fibre de verre GF-2 éliminent efficacement les virus infectieux, notamment après une utilisation prolongée due à la densification des particules, le rôle principal des revêtements à base de cuivre et d’argent est l’inactivation des virus en cas de contact direct. Ces résultats soulignent la robustesse de la filtration mécanique dans le contrôle des virus aéroportés et suggèrent que les futures études devraient évaluer la combinaison des revêtements antiviraux avec des interventions complémentaires, telles que l’irradiation UV, afin de réduire davantage le risque de transmission. Pré-filtre60,61. De plus, de futures études de terrain intégrant ces revêtements dans les systèmes de ventilation existants du bâtiment seront essentielles pour valider leurs performances in situ.

Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflit d’intérêts.

Remerciements

Sari Korhonen est remerciée pour son excellente assistance technique. Pavlina Gregorova est reconnue pour ses conseils sur le protocole qRT-PCR. Nous remercions feu le professeur Dennis H. Bamford pour ses contributions inestimables dans la conception de la chambre et pour tout son soutien tout au long des expériences. Dr A.-P. Hyvärinen est remercié de lui avoir apporté un coup de main dans la mise en place de la chambre d’essai en aérosol. Les installations et l’expertise de l’unité Instruct-HiLIFE Biocomplex de l’Université d’Helsinki, membre du Centre Instruct-ERIC Finlande, de FINStruct et du Biocenter Finland sont chaleureusement reconnues. L’étude a été financée par le Conseil de la recherche de Finlande, 335681 de financement spécial COVID, et 368144 financé à la N.S.A. Le Conseil de la recherche finlandaise est reconnu pour le financement phare de l’ACCC (subvention n° 337552). Nous divulguons le financement soutenu par Clean Touch Medical LTD, M-Filter LTD et UniqAir LTD pour finaliser les expériences, sans que les entreprises jouent aucun rôle dans la conception expérimentale, l’exécution, le rapport ou dans l’écriture d’une quelconque partie du manuscrit.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Aerosol chamber glass cylinder and lidLaborexin OyN/ACylindre en verre et couvercle sur mesure pour la rétention des aérosols.
Aerosol chamber inner metal scaffoldClean Touch Medical Ltd.N/AStructure de support en acier inoxydable sur mesure pour le montage du filtre.
Aerosol chamber lid insulating gasketsEtra Oy (Etola Group)N/AJoints en caoutchouc sur mesure pour une étanchéité hermétique.
Air pump, WI 53082Thomas Industries Inc.N/APompe à membrane utilisée pour maintenir un flux d'air réglementé à travers la chambre.
BioSamplerSKC Inc.https://international.skcinc.com/products/air/bioaerosol-samplers/biosamplerImpingeur tourbillonnant entièrement en verre utilisé pour la collecte haute efficacité des virus aéroportés.
Coated test piecesClean Touch Medical Ltd.www.cleantouchmedical.comDiapositives en papier brillant recouvertes de formulations antimicrobiennes pour les tests d'efficacité de surface.
CompAir Pro NE-C900 nebulizerOmron HealthcareNE-C900 Nébuliseur à compresseur à haut débit utilisé pour la génération d'aérosols viraux.
SPSS Statistics softwareIBM Corp.https://www.ibm.com/products/spssLogiciel d'analyse statistique, version 28.0.
QuantStudio Design and Analysis SoftwareThermo Fisher Scientifichttps://www.thermofisher.com/in/en/home/technical-resources/software-downloads.html#pcrLogiciel utilisé pour l'analyse des données qRT-PCR, version 1.3.1.
UniqAir PRO air purifierUniqAir Oyhttps://www.uniqair.fi/Unité de purification d'air de qualité commerciale utilisée pour le dépoussiérage de la chambre.

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