MAY WE USE THE ULTRAVIOLET-C TO PREVENT SARS-CoV-2 IN DENTAL PRACTICE?

TÁC DỤNG CỦA BỨC XẠ CỰC TÍM C ĐỐI VỚI SARS-CoV-2 TRONG THỰC HÀNH NHA KHOA

GIỚI THIỆU

Trong nhiều giải pháp nhằm ngăn chặn và đẩy lùi đại dịch COVID-19 trên phạm vi toàn cầu, cách thức thay đổi các yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, ...) nhằm kìm hãm sự lây nhiễm virus đang được nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nơi, trong đó có lĩnh vực nha khoa. Đặc biệt, với các làn sóng bùng dịch có tính chất theo mùa gợi mở những hướng tiếp cận mới giúp dự đoán và kiểm soát tình hình lây nhiễm ở từng khu vực. Một số nghiên cứu cho thấy bức xạ cực tím (ultraviolet radiation) có thể bất hoạt các chủng coronavirus và influenza, trong khi các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm gần đây đề xuất rằng tia cực tím với phổ bước sóng tương tự có thể bất hoạt SARS-CoV-2 trên các bề mặt. Những thông tin này dấy lên mối quan tâm của giới nha khoa về việc sử dụng các thiết bị phát bức xạ cực tím để phòng ngừa lây nhiễm COVID-19 trong bối cảnh lâm sàng bình thường mới. Bài viết này tổng hợp một số bằng chứng gần đây để giúp mọi người có thêm thông tin khi cân nhắc lựa chọn sử dụng các thiết bị phát bức xạ cực tím trong hành nghề.

BỨC XẠ CỰC TÍM LÀ GÌ?

Tia cực tím (ultraviolet light) là thành phần nằm trong phổ điện từ (electromagnetic spectrum) giữa tia X (X rays) và ánh sáng nhìn thấy được (visible light). Tia cực tím là bức xạ không nhìn thấy (invisible radiation) có bước sóng từ 100 đến 400 nm. Tia cực tím được chia thành bốn vùng quang phổ sau:

100-200 nm: tia cực tím xa/chân không (far UV hay vacuum UV), loại này chỉ lan truyền trong môi trường chân không
200-280 nm: tia cực tím C (UVC), dùng để khử trùng (disinfection) và cảm biến (sensing)
280-315 nm: tia cực tím B (UVB), dùng kích hoạt phản ứng đông cứng (curing) và các ứng dụng trong y khoa
315-400 nm: tia cực tím A (UVA), dùng trong công nghệ in ấn, phản ứng đông cứng, in thạch bản (lithography), cảm biến và các ứng dụng trong y khoa

Bức xạ cực tím trong tương quan về bước sóng với các loại bức xạ khác. Nguồn: https://klaran.com/klaran-university/about-uvc

Hầu hết tia cực tím tự nhiên là từ ánh nắng, chiếm 10% tổng lượng ánh sáng tỏa ra từ mặt trời, trong đó chỉ có khoảng 3-4% xuyên qua lớp khí quyển đến mặt đất. Trong tổng lượng bức xạ cực tím tiếp cận trái đất, 95% là UVA và 5% là UVB. Không đo được tia UVC trong lượng ánh nắng đến bề mặt trái đất.

TIA CỰC TÍM DÙNG KHỬ TRÙNG TRONG Y KHOA

UVC được dùng để khử trùng vì DNA có độ nhạy theo quang phổ, tương ứng với bước sóng UVC. Nhiều nghiên cứu cho thấy các phân tử DNA, RNA và protein hấp thụ tia UV trong khoảng bước sóng 200-300 nm. Protein đã hấp thụ tia cực tím dẫn đến phá vỡ thành tế bào và làm chết vi sinh vật. Các DNA hay ARN hấp thụ tia cực tím (đặc biệt là gốc thymine bases) bị bất hoạt xoắn đôi helix trong DNA hay ARN do quá trình hình thành thymine dimers. Khi lượng thymine dimers được tạo thành đủ nhiều, quá trình nhân đôi của DNA bị phá vỡ, do đó tế bào không thể tăng trưởng được. Điều này có nghĩa là tia UV không giết chết mầm bệnh mà ngăn chặn sự nhân lên của chúng. Tuy nhiên, nhiều loài vi khuẩn có những cơ chế sửa chữa các tổn thương do tia UV tạo ra (UV-induced lesions). Trong số các cơ chế đó là sự hoàn nguyên trực tiếp các tổn thương (direct reversal of the damage) nhờ men photolyase, loại bỏ các base bị hư hại nhờ men DNA glycosylase, cắt đoạn DNA bên cạnh phần bị hư hại nhờ men endonuclease hoặc loại bỏ một đoạn oligonucleotide có chứa tổn thương. Vì vậy, để đảm bảo tác dụng của tia UV, cần cung cấp một lượng tia đủ cao để các nucleic acid bị tổn thương không sửa chữa được.

Quy trình khử trùng được định lượng bằng tỷ lệ bất hoạt (inactivation rates) hoặc Log Reduction Value (LRV). LRV dùng để biểu hiện số lượng tương đối vi sinh vật sống được loại bỏ bằng quá trình khử trùng. Liều tia cực tím (UV dose) là lượng bức xạ cực tím mà một vi sinh vật bị phơi nhiễm, phụ thuộc vào cường độ (intensity) bức xạ cực tím và thời gian phơi nhiễm (exposure time). Nhiều nghiên cứu tìm ra liều tia cực tím tiêu chuẩn để khử trùng hầu hết vi sinh vật mục tiêu phổ biến. Ví dụ, để đạt được 3 LRV, tức giảm 99,9% lượng B. Subtilus (ATCC 6633) cần liều tia cực tím 60 mJ/cm2.

Giá trị Log Reduction Value tham khảo. Nguồn: https://klaran.com/klaran-university/about-uvc

TÁC DỤNG CỦA TIA CỰC TÍM ĐỐI VỚI SARS-CoV-2

Để ước tính mức độ ảnh hưởng của các điều kiện môi trường lên sự lây truyền COVID-19, Carleton và cộng sự (2021) đã tiến hành phân tích bộ dữ liệu toàn cầu đối với các ca COVID-19 được chẩn đoán hằng ngày. Nghiên cứu bao gồm 1.153.726 ca COVID-19 thuộc 3.235 khu vực địa lý của 173 quốc gia và 5 châu lục từ ngày 1/1 đến 10/4 năm 2020. Nhóm tác giả phân tích các điều kiện môi trường địa phương bằng tiếp cận thống kê để xác định quan hệ nhân-quả của các điều kiện môi trường này trên bộ dữ liệu quan sát được. Trong đó, tác động tích lũy của nhiệt độ và độ ẩm không có ý nghĩa thống kê còn thay đổi của bức xạ cực tím theo mùa có những ảnh hưởng nhỏ đến mẫu hình địa phương của tỷ lệ tăng trưởng COVID-19. Nghiên cứu đề xuất cần thêm các khảo sát sâu hơn để hiểu rõ tính chất biến động theo mùa này.

Nghiên cứu in-vitro của tác giả Kitagawa và cs (2020) ghi nhận:

Tia bức xạ cực tím C (UVC) ở bước sóng 222 nm (0,1 mW/cm2) giảm lượng SARS-CoV-2 đi 0,94 LRV trong 10 giây, 2,51 LRV trong 30 giây.
Số lượng bản sao RNA của SARS-CoV-2 không thay đổi sau 5 phút chiếu bức xạ cực tím C. (UVC)

Nghiên cứu in-vitro của tác giả Biasin và cs (2021) ghi nhận:

Tại nồng độ virus tương đương trên người nhiễm SARS-CoV-2, liều UVC bước sóng 254 nm 3,7mJ/cm2 đủ để đạt được 3 LRV mà không có bất kỳ biểu hiện nhân lên nào của virus.
Bất hoạt hoàn toàn ở tất cả nồng độ virus ở liều 16,9mJ/cm2.

ỨNG DỤNG CỦA UCV TRONG THỰC HÀNH NHA KHOA?

Theo trang thông tin của FDA (Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ - U.S Food & Drug Administration) liên quan đến sử dụng các loại đèn UV, chủ yếu là bức xạ UVC trong khử trùng và phòng ngừa lây nhiễm Coronavirus (cập nhật vào tháng 2/2021), như sau:

Bức xạ UVC được chứng minh có tác dụng phá huỷ lớp áo protein của SARS-Coronavirus, là một loại virus khác với chủng SARS-CoV-2 hiện nay. Bức xạ UVC có lẽ cũng hiệu quả bất hoạt SARS-CoV-2. Tuy nhiên, còn thiếu các dữ liệu được công bố liên quan đến bước sóng, liều và thời gian chiếu tia UVC cần thiết để bất hoạt được loại virus này.

Ngoài ra, còn có những hạn chế liên quan đến khả năng bất hoạt SARS-CoV-2 bằng tia UVC như sau:

Bức xạ UVC chỉ có hiệu quả bất hoạt đối với một loại virus nào đó nếu virus bị phơi nhiễm trực tiếp với bức xạ này. Do đó, không phải môi trường nào UVC cũng có tác dụng. Đối với các virus hiện diện trên các bề mặt, tia UVC có thể bị ngăn chặn bởi đất, cát, bụi hay dịch thể của người.
Nhiều loại đèn hiện bán trên thị trường là loại đèn gia dụng có liều bức xạ thấp, để bất hoạt được vi khuẩn hay virus, cần chiếu đèn trên một bề mặt với thời gian khá dài.
Bức xạ UVC thường được dùng để khử trùng không khí, đây là cách thức an toàn nhất bởi vì chiếu tia UVC trực tiếp lên da và mắt của người có thể làm chấn thương mô. Đã có những báo cáo ca bỏng da và mắt do sử dụng đèn UVC không đúng cách.

Một tổng quan hệ thống của tác giả Alvarenga (2022) tổng hợp bằng chứng cho câu hỏi "Có nên xem xét công nghệ UVC để tăng cường quy trình khử trùng bề mặt trong thực hành y khoa và nha khoa trong bối cảnh đại dịch COVID-19 hay không?" (COVID-19 outbreak: Should dental and medical practices consider uv-c technology to enhance disinfection on surfaces?) kết luận các điểm chính sau:

Bằng chứng chỉ ra hiệu quả của công nghệ UVC làm giảm các thất bại khi lau chùi bằng tay và tăng cường chỉ số LRV của các mầm bệnh trong phòng khám trên các bề mặt.
Mức độ các bằng chứng hiệnt tại thấp đến trung bình do thiếu tính nhất quán giữa các nghiên cứu.

KẾT LUẬN

Với các bằng chứng còn hạn chế hiện tại cũng như sự chênh lệch về kinh tế giữa các khu vực và quốc gia, chưa có các hướng dẫn chung sử dụng UVC trong thực hành nha khoa để dự phòng lây nhiễm SARS-CoV-2. Một số gợi ý có thể xem xét như sau:

Sử dụng các thiết bị UVC đã được kiểm định chất lượng để khử trùng dụng cụ và vật liệu nha khoa phù hợp theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đây chỉ là một biện pháp hỗ trợ, không thể thay thế các nguyên tắc kiểm soát nhiễm trùng tiêu chuẩn cũng như các biện pháp dự phòng cụ thể đối với SARS-CoV-2. Tham khảo tại đây.
Sử dụng các thiết bị UVC đã được kiểm định chất lượng để khử trùng không khí của phòng chờ hay phòng khám nha khoa để giảm tải lượng virus. Lưu ý chỉ sử dụng thiết bị khi trong phòng không có người.
Không chiếu tia UV trực tiếp lên bất kỳ bộ phận nào của cơ thể nếu không có chỉ định.