CC BY
17
Научная статья
https://doi.org/10.23934/2223-9022-2023-12-3-376-385
Бактерицидная эффективность излучения светодиода с длиной волны 272 нм в отношении госпитального штамма Klebsiella pneumoniae
А.С. Камруков1 *, Т.В. Черненькая2,Л.Ю. Володин1, С.С. Петриков2, К.А. Попугаев2, В.В. Багров1, И.В. Бухтияров3, Е.В. Зибарев3, КА. Семенов1, В.И. Крылов1
Отдел НИИ энергетического машиностроения
1 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Российская Федерация, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул. , д. 5, стр. 1
2 ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ» Российская Федерация, 129090, Москва, Б. Сухаревская площадь, д. 3
3 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда им. акад. Н.Ф. Измерова» Российская Федерация, 105275, Москва, пр-т Буденного, д. 31
[Н
Н Контактная информация: Камруков Александр Семенович, заведующий отделом НИИ энергетического машиностроения.
ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана». Email: [email protected]
АКТУАЛЬНОСТЬ В настоящее время применение ультрафиолетового (УФ) излучения для дезинфекции объектов
и терапии инфекционных заболеваний рассматривается как перспективная альтернатива химическим биоцидным средствам и антибиотикам. Коротковолновые светоизлучающие диоды в спектральном диапазоне 200-280 нм и 280-315 нм являются сравнительно новым типом источников УФ излучения и потенциально способны удовлетворить требованиям актуальных медицинских технологий. Однако их возможности для лечения ран и инфекционных заболеваний на сегодняшний день практически не исследованы, что определяет актуальность экспериментов, направленных на изучение биоцидных и терапевтических свойств коротковолновых УФ свето-диодов.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Оценить бактерицидную эффективность излучения светодиода с длиной волны 272 нм (272 нм
светодиод) в отношении госпитальных штаммов бактерий Klebsiella pneumoniae, характеризующихся множественной лекарственной устойчивостью.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Исследования выполнены с использованием экспериментального образца светодиодного аппа-
рата УФ облучения с максимумом излучения при длине волны 272 нм и суммарной электрической мощностью 10 Вт. Доза УФ излучения (энергетическая экспозиция), достигаемая за один сеанс облучения (12 секунд) на расстоянии 10 см от облучателя, составляла 8 мДж/см2. В экспериментах использовали госпитальный штамм бактерии Klebsiella pneumoniae, выделенный из крови больного. Штамм характеризовался множественной лекарственной устойчивостью. Суспензию суточной культуры K. pneumoniae с концентрацией 108 КОЕ/мл в объеме 100 мкл переносили в чашку Петри диаметром 9 см с мясопептонным агаром и равномерно распределяли по поверхности диаметром 8 см. Чашки Петри облучали с расстояния 10 см от облучателя. Изменение дозы УФ облучения от 4 до 80 мДж/см2 осуществляли варьированием продолжительности облучения. После облучения экспериментальные и контрольные (без облучения) чашки Петри помещали в термостат при 37°С на 24 часа, а затем проводили подсчет выросших колоний. Всего проведено 60 экспериментов.
РЕЗУЛЬТАТЫ В результате исследований показано, что светодиодный аппарат на основе пяти 272 нм свето-
диодов обеспечивает глубокое и оперативное обеззараживание поверхности от госпитальных штаммов бактерий K. pneumoniae, характеризующихся множественной лекарственной устойчивостью. Доза УФ излучения, равная 8 мДж/см2, снижает контаминацию поверхности бактериями K.pneumoniae более чем в миллион раз (эффективность обеззараживания более 99,9999%). При дозах менее 10 мДж/см2 эффективность 272 нм светодиодного аппарата в отношении инактивации бактерий K.pneumoniae на 3-4 порядка выше бактерицидной эффективности ртутных ламп.
ВЫВОД Показана перспективность применения ультрафиолетовых аппаратов на основе светодиодов с
максимумом излучения на длине волны 272 нм в системах оперативного обеззараживания массивно контаминированных поверхностей, потенциально включая и раневые поверхности.
Ключевые слова: ультрафиолетовый светодиод, бактерицидная эффективность, контаминация поверхности, госпи-
тальный штамм Klebsiella pneumoniae
© Камруков A.C., Черненькая Т.В., Володин Л.Ю., Петриков С.С., Попугаев К.А., Багров В.В., Бухтияров И.В., Зибарев Е.В., Семенов К.А., Крылов В.И. М., 2023
Ссылка для цитирования Камруков А.С., Черненькая Т.В., Володин Л.Ю., Петриков С.С., Попугаев К.А., Багров В.В. и др.
Бактерицидная эффективность излучения светодиода с длиной волны 272 нм в отношении госпитального штамма Klebsiella pneumoniae. Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2023;12(3):376-385. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2023-12-3-376-385
Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
Благодарность, финансирование Исследование не имеет спонсорской поддержки
АКБ — аккумуляторная батарея ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота
КОЕ — колониеобразующая единица
УФ — ультрафиолетовое
УФ-В — ультрафиолетовое излучение в спектральном
диапазоне 280-315 нм УФ-С — ультрафиолетовое излучение в спектральном диапазоне 200-280 нм
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время со стороны ведущих медицинских специалистов в нашей стране и за рубежом проявляется значительный интерес к новым медицинским ультрафиолетовым (УФ) технологиям, к которым относятся в том числе и коротковолновые светодиодные технологии (Deep UV LED-Technologies) [1-6]. Специфические особенности таких технологий и технических средств на их основе — безопасность и экологичность («безртутность»), компактность, возможность управления спектральными и временными характеристиками излучения и др. — стимулируют интерес к их исследованию и разработкам. Однако их потенциальные возможности для лечения ран и инфекционных заболеваний на сегодняшний день практически не исследованы, что определяет актуальность экспериментов, направленных на изучение био-цидных и терапевтических свойств коротковолновых УФ светодиодов.
Целью настоящей работы являлась микробиологическая оценка бактерицидной эффективности излучения 272 нм светодиода в отношении госпитальных штаммов бактерии Klebsiella pneumoniae при высоких уровнях контаминации поверхности.
Бактерия K. pneumoniae относится к условно патогенным, грамотрицательным микроорганизмам и может вызывать различные инфекции, включая пневмонию, сепсис, инфекции мочевыводящих путей, абсцессы в печени и др. Она является распространенной причиной внутрибольничных инфекций, в том числе вызываемых штаммами, устойчивыми к антибиотикам, даже к тем, которые применяются в крайних случаях. Количественных данных по чувствительности бактерий клебсиеллы к УФ излучению немного, дозо-вые характеристики инактивации носят ограниченный характер и в основном определены при длине волны УФ излучения 254 нм и использовании ртутных ламп [7-12]. Данные по чувствительности бактерий Klebsiella pneumoniae к излучению современных УФ светодиодов с длиной волны 272 нм на сегодняшний день в опубликованных источниках отсутствуют.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Эксперименты проведены в НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского и НИИ медицины труда им. Н.Ф. Измерова.
Техническим объектом исследований являлся разработанный в НИИ энергетического машиностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана экспериментальный образец светодиодного аппарата УФ облучения, в перспекти-
ве предназначенный для оперативной УФ дезинфекции микробиологически загрязненных поверхностей, терапии ран и инфекционных заболеваний.
Аппарат выполнен в виде моноблока, включающего облучатель и встроенный источник питания на основе аккумуляторной батареи (АКБ). Принцип действия аппарата основан на облучении поверхностей объектов площадью до 100 см2 (за один сеанс) узкополосным УФ излучением, генерируемым коротковолновыми светодиодами. Спектр излучения применяемых светодиодов имеет максимум на длине волны 272 нм и полуширину ~12 нм (рис. 1).
В облучателе аппарата использованы 5 светоизлу-чающих диодов с суммарной мощностью УФ излучения 475 мВт, размещенных на панели диаметром 50 мм. Светодиоды работают в непрерывном режиме излучения, потребляемая электрическая мощность аппарата ~10 Вт. Питание осуществляется от встроенной АКБ емкостью 1,5 А/ч с напряжением 18 В. Длительность непрерывной работы АКБ от одной зарядки — 2 часа; масса аппарата с АКБ — 850 г.
Спектрально-энергетические измерения характеристик излучения аппарата выполнены с использованием калиброванных средств измерения: волоконно-оптического спектрометра Solar S100 на базе датчика изображения S8378-1024 (производство компании Hamamatsu, Япония) с косинусным корректором и фотодетектора TOCONC8 (производство фирмы SGLUX GmbH, Германия). Для абсолютной калибровки измерительных средств использовали эталонный источник излучения DH-3PLUS CAL (производство компании
Интенсивность, отн. ед
Рис. 1. Спектр излучения аппарата Fig. 1. Radiation spectrum of the device
Ocean Optics (Ocean Insight), США), в состав которого входят дейтериевая и галогеновая лампы.
Согласно проведенным измерениям, в плоскости, удаленной на расстояние 10 см от облучателя (13 см от панели светодиодов), диаметр УФ пятна составляет ~12 см по уровню половинной интенсивности. В пятне диаметром 10 см неравномерность облученности не превышает 25%. Максимальная энергетическая освещенность в УФ области спектра на расстоянии L=10 см от облучателя составляла ~0,67 мВт/см2, при этом в УФ-С диапазоне (ДХ=200-280 нм) излучается ~80% всей излучаемой мощности; остальные 20% приходятся на область УФ-В (ДХ=280-315 нм). За один сеанс облучения (с установленной в аппарате продолжительностью сеанса ~12 с) в центре пятна на расстоянии 10 см от облучателя достигается доза УФ излучения, равная ~8 мДж/см2.
Микробиологическим тест-объектом исследований являлись бактерии K. pneumoniae. В экспериментах использовали клинический штамм бактерии K. pneumoniae, выделенный из крови больного, находившегося на лечении в реанимационном отделении НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского.
Штамм характеризовался множественной лекарственной устойчивостью: являлся продуцентом бета-лактамаз расширенного спектра, был устойчивым к антибиотикам из групп цефалоспоринов, фторхино-лонов, аминогликозидов и карбапенемов; сохранял чувствительность к тигециклину и колистину.
Забор крови у пациента проводили из периферической вены с соблюдением правил асептики. Для исследования одномоментно отбирали по 10 мл крови в два флакона: BactecTM Plus Aaerobic/F Culture Vials и BactecTM Plus Anaerobic/F Culture Vials. Полученные образцы крови в лаборатории помещали в анализатор гемокультур Bactec FX (BD, США), и через 18 часов инкубирования содержимое флаконов высевали на 5% кровяной агар. После получения роста бактерий на плотной питательной среде производили идентификацию микроорганизма с использованием масс-спектрометра VITEK MS (bioMerieux, Франция) и определяли чувствительность к антибиотикам на анализаторе VITEK-2 Compact (bioMerieux, Франция).
В стерильном физиологическом растворе приготавливали суспензию суточной культуры K. pneumoniae с концентрацией 108 микробных клеток в 1 мл (0,5 по МакФарланду). С помощью микрошприца 100 мкл суспензии переносили в чашку Петри диаметром 90 мм с мясопептонным агаром и равномерно растирали шпателем по поверхности агара, не доходя до стенок чашки на расстояние ~0,5 см (для минимизации пристеночных эффектов). Таким образом, поверхность диаметром ~8 см и площадью ~50 см2 засевалась 107 микробных клеток (КОЕ). Соответственно, начальная поверхностная плотность контаминации составляла -2-105 КОЕ/см2. Засеянные поверхности подсушивали при комнатной температуре до полного высыхания.
Затем экспериментальные чашки Петри с засеянной культурой облучали светодиодным аппаратом, закрепленном в специальном штативе, позволяющем регулировать расстояние от облучателя до облучаемого объекта. В проведенных экспериментах расстояние от облучателя до контаминированной поверхности составляло 10 см (13 см от панели свето-диодов). Изменение дозы УФ облучения осуществлялось варьированием продолжительности облучения,
которое изменялось в диапазоне от 6 до 120 секунд. Энергетические дозы УФ излучения при этом составляли 4-80 мДж/см2. Исследования повторялись по 4 раза при каждой фиксированной продолжительности облучения.
После завершения облучения экспериментальные и контрольные (без облучения) чашки Петри помещали в термостат при 37°С на 24 часа. После инкубации проводили подсчет выросших колоний.
Исследования в НИИ медицины труда им. Н.Ф. Измерова проводили по аналогичной методике, но при исходном количестве бактерий на поверхности агара N0=7408 КОЕ и в диапазоне применяемых доз от 22,5 до 136 мДж/см2. Дополнительно проведены эксперименты по облучению бактерий K. pneumoniae ртутной лампой низкого давления (Х=254 нм) в диапазоне доз УФ излучения 25-200 мДж/см2.
Эффективность обеззараживания определяли путем расчета логарифма инактивации, равного десятичному логарифму отношения исходного количества микроорганизмов в пробе N0 к числу микроорганизмов N-, выживших после облучения с дозой Dj - lg(N0/Ni). Численное значение логарифма инактивации показывает, на сколько десятичных порядков снизилось исходное число бактерий после обработки с данной энергетической дозой.
Другой формой представления бактерицидной эффективности аппарата является эффективность обеззараживания, выраженная в процентах и равная отношению числа инактивированных (погибших) при данной дозе Di бактерий Ni к числу изначально засеянных бактерий N0
ili=Nni /N0-100%=(1 - N /N>100%.
Число девяток в численном значении п равно целому числу логарифма инактивации.
Результаты вычислений lg(N0/N) и N. /N0 обрабатывали методами вариационной статистики с соответствующими расчетами среднего арифметического значения (Х ), стандартного отклонения (стп-1), стандартной ошибки среднего значения (стХ-.), предельной ошибки выборки (±Др) и доверительного интервала [Х -Др; Х +Др] с доверительной вероятностью р=0,95.
где Х ; — опытное значение; n — число опытов (n=4); tp=2,353 — коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности р=0,95 и числе опытов n=4.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В таблице представлен результат подсчета количества колоний K. pneumoniae после облучения светодиодным аппаратом чашек Петри с засеянной культурой
(исходное число бактерий — 107 КОЕ) в зависимости от продолжительности облучения и, соответственно, энергетической дозы УФ излучения. На контрольных чашках (без облучения) регистрировался сплошной газонный рост культуры K. pneumoniae.
На рис. 2 результаты опытов представлены в виде кривой выживаемости бактерий K. pneumoniae при УФ облучении аппаратом. По оси ординат в логарифмических координатах отложены числа выживших бактерий, по оси абсцисс — энергетическая доза УФ излучения. Кружки на графике соответствуют усредненным по четырем реализациям значениям чисел выживших бактерий при данной дозе УФ облучения, а горизонтальные полки — среднеквадратичному отклонению.
При дозах УФ излучения, равных или больших 48 мДж/см2, во всех 4 облученных чашках Петри не наблюдалось выживших колоний. Однако при графической интерпретации результатов опытов принято, что при дозе D.=48 мДж/см2 значение N=0,25 КОЕ, подразумевая под этим то, что вероятность обнаружения живой бактерии при данной дозе менее 1/4 (нулевой результат в четырех реализациях).
Как следует из представленных данных, исследуемый светодиодный аппарат обеспечивает глубокое и оперативное обеззараживание контаминированной бактериями K. pneumoniae поверхности — уже при дозах 8 мДж/см2 и за облучение в течение 12 секунд достигается снижение зараженности поверхности более чем на 6 порядков, то есть более чем в миллион раз (эффективность обеззараживания превышает 99,9999%).
Увеличение продолжительности облучения до 72 секунд (или соответственно дозы до 48 мДж/см2) приводит к полной стерилизации поверхности при начальном уровне контаминации 107 КОЕ.
Однако отметим, что при увеличении энергетической дозы более 8 мДж/см2 темп снижения уровня зараженности (то есть скорость инактивации) уменьшается, кривая выживаемости проявляет тенденцию к насыщению или выходу на «плато». Такой («двухфазный») вид кривой выживаемости определяется гетерогенностью облучаемой популяции бактерий, то есть наличием устойчивой к дезинфицирующему фактору (в данном случае — к УФ излучению) фракции бактерий клебсиеллы. Другая возможная причина образования «хвоста» кривой выживаемости связана с факторами небиологической природы, в частности, взаимным затенением бактерий при их высокой поверхностной плотности, характерной для условий проводимых экспериментов [7]. С увеличением плотности контаминации эффекты затенения должны усиливаться и, следовательно, эффективность обеззараживания при фиксированной дозе будет снижаться.
Если перестроить кривую выживаемости в виде зависимости от дозы относительного числа выживших бактерий N. /N0 (рис. 3), то линейная экстраполяция участка кривой, соответствующей большим дозам (то есть «хвосту»), на ось ординат даст долю резистентной фракции в исходной популяции бактерий у. В условиях проведенных экспериментов эта доля составила у~2-10-7. Угол наклона ветвей кривой выживаемости к оси абсцисс а' или а'' (см. рис. 3) пропорционален чувствительности фракции бактерий к действию УФ излучения, а его котангенс определяет дозу D90, при которой численность популяции данной фракции бактерий уменьшается в 10 раз (эффективность обезза-
Таблица
Количество выживших бактерий K. pneumoniae после ультрафиолетового облучения светодиодным аппаратом. Исходное число бактерий в чашках Петри равно 107 КОЕ
Table
The number of surviving K.pneumoniae bacteria after UV irradiation with an LED device. The initial number of bacteria in Petri dishes is 107 CFU
Время Доза ультраоблучения, фиолетового сек излучения D,, мДж/см2
Количество выживших бактерий, N,, КОЕ Номер чашки Петри
3
4
6 12 24 72 120
4
16 48
1500 1 1 0 0
1400 6 1 0 0
1500 2 0 0 0
2000 13 2 0 0
D, мДж/см2
Рис. 2. Кривая выживаемости бактерий K. pneumoniae при ультрафиолетовом облучении светодиодным аппаратом. Горизонтальные полки соответствуют среднеквадратичному отклонению
Fig. 2. The survival curve of K. pneumoniae bacteria under UV irradiation with an LED device. Horizontal shelves correspond to the standard deviation
N/N, отн. ед.
Рис. 3. Зависимость относительного числа выживших бактерий N/N0 от дозы. Квадраты — эксперимент; сплошная толстая линия — аппроксимация
Fig. 3. Dependence of the relative number of surviving bacteria
N /N0 on the dose. Squares are an experiment; a solid thick line is an
approximation
раживания — 90%). Чем больше угол наклона, тем чувствительнее фракция бактерий. Экспериментальные точки аппроксимируются функцией вида
g-o-r>
__»
10 IW + J. .10
—IÍ. , „ö
- lo + г ■ кг7 ■ lo «
N, КОЕ
D, мДж/см2
где D'90 -1,05 мДж/см2 и D"90 -52 мДж/см2 — дозы, уменьшающие численность популяции бактерий в 10 раз для чувствительной и резистентной фракций бактерий соответственно. Аппроксимационная функция представлена на рис. 3 сплошной толстой линией и демонстрирует достаточно хорошее соответствие аппроксимации экспериментальным данным (R2 не менее 0,98). Эта функция может в дальнейшем использоваться для прогноза эффективности обеззараживания поверхностей светодиодными аппаратами рассматриваемого типа.
На рис. 4 приведены данные по эффективности инактивации бактерий K. Pneumoniae УФ излучением, полученные в разных экспериментальных группах. Эффективность инактивации представлена в виде зависимости логарифма инактивации lg(N/N0) от энергетической дозы УФ излучения D.
Кривая 1 демонстрирует результаты настоящих исследований, проведенных с использованием светодиодного аппарата в диапазоне применяемых доз до 80 мДж/см2 и исходном количестве бактерий на поверхности агара N0=107 КОЕ. Значения логарифма инактивации приведены до дозы 48 мДж/см2, начиная с которой во всех четырех исследуемых чашках Петри не наблюдался рост микрофлоры.
Кривая 2 отражает результаты исследований, проведенных в НИИ медицины труда им. Н.Ф. Измерова также с использованием данного светодиодного аппарата, но при исходном количестве бактерий на поверхности агара, равном 7-108 КОЕ и в диапазоне применяемых доз от 22,5 до 136 мДж/см2, при этом при дозах, превышающих 70 мДж/см2, в облученных чашках Петри регистрировались единичные колонии. Сравнение этих двух кривых указывает на хорошее соответствие экспериментальных результатов, полученных в разных лабораториях при различных начальных условиях.
Из рис. 4 видно, что вплоть до значений логарифма инактивации lg(N0 /N) -5,5 его зависимость от дозы в полулогарифмических координатах носит линейный характер
т N) = k D = D / D90
где k — константа инактивации (см2/мДж), численно равная D90-1.
При дозе Di = 4 мДж/см2 значение логарифма инактивации, согласно проведенным измерениям, составляет
lg(N /N) =3,82±0,11.
Отсюда получаем величину дозы УФ излучения D90, снижающую обсемененность поверхности бактериями Klebsiella pneumoniae в 10 раз,
D90 = Dt /lg(N0 /N) = 4/ (3,82±0,11) = (1,05±0,03) мДж/см2
Представляет интерес сравнение полученных значений дозовых характеристик для аппарата на основе светодиодов с центральной длиной волны Xmax =272 нм и полушириной УФ спектра ДХ0 5 =12 нм с имеющимися литературными данными.
В работе [7] сделан обзор доступных на период до 2008 года литературных данных по инактивации УФ излучением с длиной волны Х=254 нм (ртутные
Рис. 4. Зависимость логарифма инактивации в отношении бактерий K. pneumoniae от энергетической дозы ультрафиолетового излучения. Квадраты — длина волны Х=272±6 нм; треугольники — длина волны Х=254±1 нм. Кривая 1 (синие квадраты) — N0=W КОЕ, эксперименты в НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского; кривая 2 (красные квадраты) — N0=7*108 КОЕ, эксперименты в НИИ медицины труда им. Н.Ф. Измерова; кривая 3 (фиолетовые треугольники) — данные из [5]; кривая 4 (зеленые треугольники) — N0=7*108 КОЕ, эксперименты в НИИ медицины труда им. Н.Ф. Измерова; белый треугольник — данные из [3]; черный треугольник — данные из [1, 2]; Пунктирная линия — возможная (гипотетическая) экстраполяция экспериментальной кривой 3 Fig. 4. Dependence of the logarithm of inactivation against K. pneumoniae bacteria on the energy dose of UV radiation.
Squares — wavelength Я=272±6 nm; triangles — wavelength Я=254±1 nm. Curve 1 (blue squares) — N0=107 CFU; experiments at the N.V. Sklifosovsky Research Institute of Emergency Medicine; curve 2 (red squares) — N0=7*108 CFU; experiments at the N.F. Izmerov Research Institute of Occupational Medicine; curve 3 (purple triangles) — data from [5]; curve 4 (green triangles) — N0=7*108 CFU; experiments at the N.F. Izmerov Research Institute of Occupational Medicine; white triangle — data from [3]; black triangle — data from [1, 2]; The dotted line is a possible (hypothetical) extrapolation of the experimental curve 3
лампы низкого давления) бактерий, важных для задач биозащиты. Для бактерии K. pneumoniae со ссылкой на работу [8] приводится значение дозы, снижающей уровень бактериального загрязнения на 4 десятичных порядка, то есть D-4lg, равное 11 мДж/см2. Эта экспериментальная точка показана на рисунке треугольником черного цвета.
В монографии [9] со ссылкой на работу [10] для бактерии K. pneumoniae в воде и длины волны Х=254 нм приводится значение дозы D90 =4,2 мДж/см2. Эти данные показаны треугольником белого цвета.
Наиболее часто цитируемой работой по УФ чувствительности бактерии K. pneumoniae является статья Giese N. и Darby J. [11]. В этой работе исследовались чувствительности колифага и ряда колиформных бактерий, включая клебсиеллу, к узкополосному (ДХ0 5 =10 нм) УФ излучению с центральными длинами волн 254 нм, 280 нм и 301 нм. В экспериментах использовалась ртутная лампа среднего давления с узкополосными оптическими фильтрами. В чашках Петри облучались суспензии бактериальных клеток с исходными концентрациями микроорганизмов на уровне 106108 КОЕ/мл (в частности, концентрация бактерий K. pneumoniae составляла 1,7-106 КОЕ/мл). Результаты этих экспериментов с бактериями K. pneumoniae для длины волны Х=254 нм приведены на рис. 4 в виде кривой 3. Эти же данные приведены в последнем обзоре [12], в котором отражено текущее (на 2021 год) состояние знаний о воздействии УФ излучения на различные
микроорганизмы; приводимые дозы рекомендуется использовать при проектировании, применении и тестировании технологий и систем ультрафиолетовой дезинфекции.
Отметим, что в ряде информационных источников (см. например, в [13] и [14]) приводятся со ссылкой на [11] дозовые характеристики бактерий K. pneumoniae, в частности, D90 = 12 мДж/см2, D-4lg = 20 мДж/см2, которые отсутствуют в цитируемой работе. В связи с этим указанные данные здесь не обсуждаются.
Кривая 4 на рис. 4 отражает результаты экспериментов по облучению бактерий Klebsiella pneumoniae ртутной лампой низкого давления (Х=254 нм) при исходной контаминации поверхности агара 7-108 КОЕ (эксперименты выполнены в НИИ медицины труда им. Н.Ф. Измерова). Диапазон исследуемых доз УФ излучения составлял 25-200 мДж/см2. Рост микрофлоры в облученных чашках Петри отсутствовал при дозах более 150 мДж/см2.
Анализ представленных экспериментальных данных показывает следующее.
1. Дозовые характеристики инактивации бактерий K. pneumoniae, приводимые в различных источниках для излучения ртутных ламп (Х=254 нм), достаточно хорошо согласуются друг с другом. В частности, доза D90 варьируется у разных авторов в диапазоне 4,2-5,2 мДж/см2; дозы, необходимые для уменьшения популяции бактерий на 4 порядка, составляют D_41g = 11-12 мДж/см2.
2. При малых энергетических дозах УФ излучения (D не более 12 мДж/см2) бактерицидная эффективность светодиодного аппарата в отношении бактерий K. pneumoniae на 3-4 порядка выше бактерицидной эффективности ртутных ламп. Так, при использовании ртутной лампы с дозой УФ излучения 10 мДж/см2 бактериальная загрязненность снижается в 1000 раз, в то время как применение светодиодного аппарата сопровождается уменьшением исходной контаминации более чем в 6 миллионов раз (lg(N0/N) я6,8).
3. При дозах, больших 20 мДж/см2, статистически значимые различия в эффективности обеззараживания поверхности, контаминированной бактериями K. pneumoniae, УФ излучением с длинами волн 254 и 272 нм отсутствуют.
Причины значительного различия в эффективности инактивации ртутных ламп и светодиодного аппарата при малых энергетических дозах не совсем понятны. Можно высказать ряд соображений в порядке гипотез, требующих в дальнейшем детального исследования и экспериментальной аргументации.
Первое соображение связано с возможным различием УФ чувствительности используемых в разных экспериментах бактерий клебсиеллы, обусловленное генетическими (различные штаммы бактерий) и фенотипическими различиями (различные условия размножения и роста, различный возраст и др.), а также различными условиями УФ облучения (бактерии в воде и на поверхности).
Другое объяснение может быть связано с различными спектральными характеристиками используемых источников УФ излучения. Ртутные лампы и светодиоды создают на биообъектах примерно одинаковую облученность — милливатты на квадратный сантиметр, поэтому основное их отличие может быть связано только с разными длинами волн излучения — ртутные лампы низкого давления излучают
узкую (ДХ~2 нм) спектральную линию на длине волны Х~254 нм, в то время как используемые в эксперименте светодиоды генерируют узкополосное (ДХ~12 нм) УФ излучение с центром на Х~272 нм. Известно [7, 9], что основной причиной инактивации бактерий под действием излучения с Х~254 нм является образование тиминовых димеров в ДНК (дезоксирибо-нуклеиновая кислота), приводящих в дальнейшем к нарушениям процессов транскрипции и репликации ДНК и невозможности деления (размножения) клеток. Максимум спектра поглощения тиминовых оснований ДНК приходится на длины волн Хмах ~265-266 нм [9], и это лучше согласуется с эмиссионным спектром диода (Хмах ~272 нм), чем со спектром ртутной лампы низкого давления (Хмах ~254 нм).
Но, возможно, более существенным является гораздо лучшее соответствие спектра излучения светодиода спектру поглощения белков, максимум которого в области X более 240 нм приходится на длины волн Хмах ~280 нм и обусловлен поглощением входящими в их состав ароматических аминокислот [9]. В спектральной области Х~240-255 нм поглощение практически всех белков мало, и их фотодеструкция под действием излучения ртутной лампы будет гораздо менее эффективной, чем под действием излучения светодиода. В связи с этим вероятность образования дополнительных к димеризации пиримидинов ДНК нарушений в клетке, таких как сшивки белка с ДНК, нарушение транспортных свойств биомембран и др. при использовании светодиода возрастает.
Однако, по-видимому, более значимым фактором является разрушение белков (энзимов), участвующих в репаративных внутриклеточных процессах. Известно, что при малых дозах УФ излучения клетка способна устранять возникающие в ДНК дефекты и в первую очередь разрушать димеры тимина, восстанавливая первоначальную генетическую структуру ДНК. Этот процесс осуществляется с помощью специальных белков (энзимов), деструкция которых приводит к более быстрой инактивации бактерий под действием УФ излучения, то есть к повышению их фоточувствительности. На кривых выживаемости эффективность репа-ративных процессов проявляется в виде характерного «плеча» — очень низкой скорости инактивации при малых дозах УФ излучения (чем больше «плечо», тем более эффективно репарационная система клетки устраняет фотодефекты в ДНК).
В работе [11] при исследовании фоточувствительности бактерий клебсиеллы в воде под действием излучения с длинами волн 254 нм отмечено статистически значимое наличие «плеча» (см. рис. 4, кривая 3), свидетельствующее о работе систем репарации. В проведенных нами экспериментах наличия «плеча» на кривой выживаемости бактерий клебсиеллы при воздействии излучения светодиода с 272 нм не наблюдается (рис. 4, кривая 1), что указывает на низкую эффективность репарационных процессов (или их полное подавление). Как следствие, можно ожидать значительного повышения чувствительности бактерий к действию такого излучения.
При больших дозах УФ излучения роль репаратив-ной системы становится не существенной даже в том случае, если не разрушаются белки, ответственные за восстановление ДНК-дефектов (происходит ее «насыщение»).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время применение ультрафиолетового излучения для дезинфекции объектов и терапии локализованных инфекционных заболеваний рассматривается как перспективная альтернатива химическим биоцидным средствам и антибиотикам. Развитие и продвижение данных технологий в санитарную и медицинскую практику в существенной степени определяется прогрессом в создании эффективных источников ультрафиолетового излучения, удовлетворяющих современным эколого-гигиеническим, экономическим и эргономическим требованиям. Коротковолновые — ультрафиолетовое излучение в спектральном диапазоне 200-280 и 280-315 нм — светоизлучающие диоды являются сравнительно новым типом источников ультрафиолетового излучения и потенциально способны удовлетворить требованиям актуальных медицинских и экологических технологий. В связи с этим исследование их функциональных возможностей, в частности, биоцидного действия в отношении различных патогенных микроорганизмов является актуальной научной и прикладной задачей.
В настоящей работе проведено экспериментальное исследование по оценке бактерицидной эффективности коротковолнового ультрафиолетового светодиода, излучающего в спектральной полосе 272±6 нм, в отношении госпитальных штаммов бактерии K. pneumoniae. Эксперименты выполнены при высоких уровнях контаминации поверхности — 2-105-107 КОЕ/см2.
Показано, что светодиодный аппарат с потребляемой электрической мощностью 10 Вт обеспечивает
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Gupta A, Avci P, Dai T, Huang YY, Hamblin MR. Ultraviolet Radiation in Wound Care: Sterilization and Stimulation. Adv Wound Care. 2013;2(8):422-437. https://doi.org/10.1089/wound.2012.0366 PMID: 24527357
2. Muramoto Y, Kimura M, Nouda S. Development and future of ultraviolet light emitting diodes: UV-LED will replace the UV lamp. Semicon Sci Technol. 2014;29(8):084004. https://doi.org/10.1088/0268-1242/29/8/084004
3. Rattanakul S, Oguma K. Inactivation kinetics and efficiencies of UV-LEDs against Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila and surrogate microorganisms. Water Res. 2018;130:31-37. https://doi. org/10.1016/j.watres.2017.11.047 PMID: 29195159
4. Nishisaka-Nonaka R, Mawatari K, Yamamoto T, Kojima M, Shimohata T, Uebanso T, et al. Irradiation by ultraviolet light- emitting diodes inactivates influenza a viruses by inhibiting replication and transcription of viral RNA in host cells. JPhotochem Photobiol B. 2018;189:193-200. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2018.10.017 PMID: 30391908
5. Cheng Y, Chen H, Sánchez Basurto LA, Protasenko VV, Bharadwaj S, Islam M, et al. Inactivation of Listeria and E. coli by Deep-UV LED: effect of substrate conditions on inactivation kinetics. Sci Rep. 2020;10(1):3411. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60459-8 PMID: 32099043
6. Inagaki H, Saito A, Sugiyama H, Okabayashi T, Fujimoto Sh. Rapid inactivation of SARS-CoV-2 with deep-UV LED irradiation. Emerg Microbes Infect. 2020;9(1):1744-1747. https://doi.org/10.1080/2222175 1.2020.1796529 PMID: 32673522
REFERENCES
1. Gupta A, Avci P, Dai T, Huang YY, Hamblin MR. Ultraviolet Radiation in Wound Care: Sterilization and Stimulation. Adv Wound Care. 2013;2(8):422-437. https://doi.org/10.1089/wound.2012.0366 PMID: 24527357
2. Muramoto Y, Kimura M, Nouda S. Development and future of ultraviolet light emitting diodes: UV-LED will replace the UV lamp. Semicon Sci Technol. 2014;29(8):084004. https://doi.org/10.1088/0268-1242/29/8/084004
3. Rattanakul S, Oguma K. Inactivation kinetics and efficiencies of UV-LEDs against Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila and surrogate microorganisms. Water Res. 2018;130:31-37. https://doi. org/10.1016/j.watres.2017.11.047 PMID: 29195159
глубокое и оперативное обеззараживание поверхности от госпитальных штаммов бактерий K. pneumoniae, характеризующихся множественной лекарственной устойчивостью.
Полученные результаты показывают перспективность применения ультрафиолетовых аппаратов на основе светодиодов с максимумом излучения на длине волны 272 нм в системах оперативного обеззараживания массивно контаминированных поверхностей, потенциально включая и раневые поверхности.
ВЫВОДЫ
1. Доза ультрафиолетового излучения в спектральной полосе 272±6 нм, равная 8 мДж/см2, снижает контаминацию поверхности бактериями K. pneumoniae более чем в миллион раз (эффективность обеззараживания более 99,9999%). Разработанный светодиодный аппарат с потребляемой электрической мощностью 10 Вт обеспечивает эту дозу с расстояния 10 см за сеанс облучения продолжительностью 12 секунд.
2. При дозах ультрафиолетового излучения менее 10 мДж/см2 эффективность 272 нм-светодиодно-го аппарата в отношении инактивации бактерий K. pneumoniae на 3-4 порядка выше бактерицидной эффективности ртутных ламп; при дозах более 20 мДж/см2 бактерицидные эффективности ртутной лампы и 272 нм-светодиода сравниваются.
3. Доза D90, уменьшающая исходную контаминацию поверхности бактериями K. pneumoniae в 10 раз, для светодиодов с максимумом излучения на длине волны 272 нм составляет 1,05±0,03 мДж/см2.
7. Coohill Th P, Sagripanti J-L. Overview of the Inactivation by 254 nm Ultraviolet Radiation of Bacteria with Particular Relevance to Biodefense. Photochem Photobiology. 2008;84(5):1084-1090. https:// doi.org/10.1111/j.1751-1097.2008.00387.x PMID: 18627518
8. Hoyer O. Testing performance and monitoring of UV systems for drinking water disinfection. Water Supply. 1998;16(1/2):419-442.
9. Kowalski W. Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook. Berlin, Heidelberg: Springer; 2009. https://doi.org/10.1007/978-3-642-01999-9
10. Zemke V, Podgorsek L, Schoenen D. Ultraviolet disinfection of drinking water. 1.Communication: Inactivation of E. coli and coliform bacteria. Zentralbl Hyg Umweltmed. 1990;190(1/2):51-61. PMID: 2203373
11. Giese N, Darby J. Sensitivity of microorganisms to different wavelengths of UV light: Implications on modeling of medium pressure UV systems. Water Research. 2000;34(16):4007-4013. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00172-X
12. Masjoudi M, Mohseni M, Bolton J R. Sensitivity of Bacteria, Protozoa, Viruses, and Other Microorganisms to Ultraviolet Radiation. J Research of NIST. 2021;126:126021. https://doi.org/10.6028/jres.126.021
13. Chevrefils G, Caron É, Wright H, Sakamoto G, Payment P, Barbeau B, et al. UV Dose Required to Achieve Incremental Log Inactivation of Bacteria, Protozoa and Viruses. IUVA News. 2006;8(1):38-44.
14. Ultraviolet Light Disinfection Data Sheet. ClorDiSys, Rev.12-2020. Available at: https://www.clordisys.com/pdfs/misc/ UV%20Data%20Sheet.pdf [Accessed 31 Aug, 2023]
4. Nishisaka-Nonaka R, Mawatari K, Yamamoto T, Kojima M, Shimohata T, Uebanso T, et al. Irradiation by ultraviolet light- emitting diodes inactivates influenza a viruses by inhibiting replication and transcription of viral RNA in host cells. J Photochem Photobiol B. 2018;189:193-200. https://doi.org/10.1016/jophotobioL2018.10.017 PMID: 30391908
5. Cheng Y, Chen H, Sánchez Basurto LA, Protasenko VV, Bharadwaj S, Islam M, et al. Inactivation of Listeria and E. coli by Deep-UV LED: effect of substrate conditions on inactivation kinetics. Sci Rep. 2020;10(1):3411. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60459-8 PMID: 32099043
6. Inagaki H, Saito A, Sugiyama H, Okabayashi T, Fujimoto Sh. Rapid inactivation of SARS-CoV-2 with deep-UV LED irradiation. Emerg Microbes Infect. 2020;9(1):1744-1747. https://doi.org/10.1080/2222175 1.2020.1796529 PMID: 32673522
7. Coohill Th P, Sagripanti J-L. Overview of the Inactivation by 254 nm Ultraviolet Radiation of Bacteria with Particular Relevance to Biodefense. Photochem Photobiology. 2008;84(5):1084-1090. https:// doi.org/10.1111/j.1751-1097.2008.00387.x PMID: 18627518
8. Hoyer O. Testing performance and monitoring of UV systems for drinking water disinfection. Water Supply. 1998;16(1/2):419-442.
9. Kowalski W. Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook. Berlin, Heidelberg: Springer; 2009. https://doi.org/10.1007/978-3-642-01999-9
10. Zemke V, Podgorsek L, Schoenen D. Ultraviolet disinfection of drinking water. 1.Communication: Inactivation of E. coli and coliform bacteria. ZentralblHyg Umweltmed. 1990;190(1/2):51-61. PMID: 2203373
11. Giese N, Darby J. Sensitivity of microorganisms to different wavelengths of UV light: Implications on modeling of medium pressure UV systems. Water Research. 2000;34(16):4007-4013. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00172-X
12. Masjoudi M, Mohseni M, Bolton J R. Sensitivity of Bacteria, Protozoa, Viruses, and Other Microorganisms to Ultraviolet Radiation. J Research of NIST. 2021;126:126021. https://doi.org/10.6028/jres.126.021
13. Chevrefils G, Caron É, Wright H, Sakamoto G, Payment P, Barbeau B, et al. UV Dose Required to Achieve Incremental Log Inactivation of Bacteria, Protozoa and Viruses. IUVANews. 2006;8(1):38-44.
14. Ultraviolet Light Disinfection Data Sheet. ClorDiSys, Rev.12-2020. Available at: https://www.clordisys.com/pdfs/misc/ UV%20Data%20Sheet.pdf [Accessed 31 Aug, 2023]
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Камруков Александр Семенович
Черненькая Татьяна Витальевна
кандидат технических наук, доцент, заведующий отделом НИИ энергетического машиностроения ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана»; https://orcid.org/0000-0003-0584-2234, [email protected]; 13%: концепция статьи, анализ полученных данных, написание текста статьи
кандидат медицинских наук, заведующая научной лабораторией клинической микробиологии
ГБУЗ «НИИ СП им. Н. В. Склифосовского ДЗМ»;
https://orcid.org/0000-0002-6167-7117, [email protected],
12%: проведение экспериментальной части исследования, анализ полученных данных,
написание текста статьи
Володин Лев Юрьевич
ведущий инженер НИИ энергетического машиностроения ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана»; https://orcid.org/0000-0003-3986-487X, [email protected];
11%: проведение экспериментальной части исследования, анализ полученных данных
член-корр. РАН, доктор медицинских наук, профессор, директор ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»;
https://orcid.org/0000-0003-3292-8789, [email protected]; 10%: концепция статьи, утверждение окончательного варианта
доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»
https://orcid.org/0000-0002-6240-820X, [email protected],
10%: концепция статьи, анализ полученных данных, утверждение окончательного варианта
кандидат технических наук, заместитель директора НИИ энергетического машиностроения ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана»;
https://orcid.org/0000-0001-9059-6984, вадгоуУУ@оиИоок.сот; 9%: концепция статьи, утверждение окончательного варианта член-корр. РАН, доктор медицинских наук, профессор, директор ФГБНУ НИИ МТ; https://orcid.org/0000-0002-8317-2718, [email protected]; 9%: анализ полученных данных, утверждение окончательного варианта кандидат медицинских наук, заместитель директора ФГБНУ НИИ МТ; https://orcid.org/0000-0002-5983-3547, [email protected];
9%: проведение экспериментальной части исследования, утверждение окончательного варианта
ведущий инженер НИИ энергетического машиностроения ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана»; https://orcid.org/0000-0002-0397-4009, [email protected]; 9%: проведение экспериментальной части исследования
кандидат технических наук, директор НИИ энергетического машиностроения ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана»;
https://orcid.org/0000-0002-3880-4827, [email protected];
8%: редактирование первичного материала, утверждение окончательного варианта Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
Петриков Сергей Сергеевич
Попугаев Константин Александрович
Багров Валерий Владимирович
Бухтияров Игорь Валентинович
Зибарев Евгений Владимирович
Семенов Кирилл Андреевич
Крылов Владимир Иванович
Germicidal Efficiency of 272 nm LED in Relation to the Hospital Strain of Klebsiella Pneumoniae
A.S. Kamrukov1 *, T.V. Chemenkaya2, L.Yu. Volodin1, S.S. Petrikov2, K.A. Popugaev2, V.V. Bagrov1, I.V. Bukhtiyarov3, E.V. Zibarev3, K.A. Semenov1, V.I. Krylov1
Institute of Power Engineering
1 Bauman Moscow State Technical University
bldg. 1, 5, 2nd Baumanskaya Str., 105005, Moscow, Russian Federation
2 N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine 3, B. Sukharevskaya Sq., 129090, Moscow, Russian Federation
3 Izmerov Research Institute of Occupational Health
31 Budyonny Ave., 105275, Moscow, Russian Federation
* Contacts: Alexander S. Kamrukov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department, Research Institute of Power Engineering, Bauman Moscow State Technical University. Email: [email protected]
RELEVANC Currently, the use of ultraviolet (UV) radiation for the disinfection of objects and the treatment for infectious diseases is considered as a promising alternative to chemical biocides and antibiotics. Shortwave - UV-C and UV-B -light emitting diodes (LED) are a relatively new type of UV radiation sources and potentially able to meet the requirements of current medical technologies. However, their possibilities for the treatment of wounds and infectious diseases have not been practically researched to date, which determines the relevance of experiments aimed at studying the biocidal and therapeutic properties of short-wavelength UV LEDs.
PURPOSE OF STUDY To evaluate the bactericidal efficacy of 272 nm LED radiation against hospital strains of Klebsiella pneumoniae bacteria characterized by multidrug resistance.
MATERIAL AND METHOD The studies were carried out with an experimental sample of the LED apparatus for UV irradiation. In the irradiator of the device, 5 LEDs are installed with a maximum radiation at a wavelength of 272 nm and a total electrical power of 10 watts. The UV radiation dose achieved in one irradiation session (12 seconds) at a distance of 10 cm from the irradiator was 8 mJ/cm2. In the experiments, a hospital strain of the bacterium Klebsiella pneumoniae, isolated from the patient's blood, was used. The strain was characterized by multidrug resistance. A daily culture suspension of K. pneumoniae with a concentration of 108 CFU/ml in a volume of 100 pi was transferred into a Petri dish with a diameter of 9 cm with meat-peptone agar and evenly distributed over a surface with a diameter of 8 cm. Petri dishes were irradiated from a distance of 10 cm from the irradiator. The change in the dose of UV irradiation from 4 to 80 mJ/cm2 was carried out by varying the exposure time. Studies were carried out in 4 repetitions at each dose. After irradiation, the experimental and control (without irradiation) Petri dishes were placed in a thermostat at 37°C for 24 hours, then the grown colonies were counted. A total of 60 experiments were carried out. RESULTS As a result of the research, it was shown that the LED device based on five 272 nm diodes provides deep and prompt disinfection of the surface from hospital strains of K. pneumoniae bacteria characterized by multidrug resistance. A dose of UV radiation of 8 mJ/cm2 reduces surface contamination with K. pneumoniae bacteria by more than a million times (decontamination efficiency over 99.9999%). At doses less than 10 mJ/cm2, the efficiency of the 272 nm LED device in terms of inactivation of K. pneumoniae bacteria is 3-4 times higher than the bactericidal efficiency of mercury lamps.
CONCLUSION The prospects of using UV devices based on LEDs with a maximum radiation at a wavelength of 272 nm in systems for the operational disinfection
of massively contaminated surfaces, potentially including wound surfaces, have been shown.
Keywords ultraviolet LED, bactericidal efficacy, surface contamination, hospital strain of Klebsiella pneumoniae
For citatic Kamrukov AS, Chemenkaya TV, Volodin LYu, Petrikov SS, Popugaev KA, Bagrov W et al. Germicidal Efficiency of 272 nm LED in Relation to the Hospital Strain of Klebsiella Pneumoniae. Russian Sklifosovsky Journal of Emergency Medical Care. 2023;12(3):376-385. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2023-12-3-376-385 (in Russ.)
Conflict of intere! Authors declare lack of the conflicts of interests Acknowledgments, sponsorshi The study had no sponsorship Affiliations
Alexander S. Kamrukov Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department, Research Institute of Power Engineering,
Bauman Moscow State Technical University; https://orcid.org/0000-0003-0584-2234, [email protected]; 13%, concept of the article, analysis of the data obtained, text writing
Tatyana V. Chemenkaya Candidate of Medical Sciences, Head, Scientific Laboratory of Clinical Microbiology, N.V. Sklifosovsky Research Institute
for Emergency Medicine;
https://orcid.org/0000-0002-6167-7117, [email protected];
12%, conducting the experimental part of the study, analyzing the data obtained, writing the text of the article
Lev Yu. Volodin Leading Engineer, Research Institute of Power Engineering, Bauman Moscow State Technical University;
https://orcid.org/0000-0003-3986-487X, [email protected]; 11%, conducting the experimental part of the study, analyzing the data obtained
Sergey S. Petrikov Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Medical Sciences, Professor, Director, N.V. Sklifosovsky
Research Institute for Emergency Medicine; https://orcid.org/0000-0003-3292-8789, [email protected]; 10%, concept of the article, approval of the final version
Konstantin A. Popugaev Doctor of Medical Sciences, Professor, Deputy Director, N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine;
https://orcid.org/0000-0002-6240-820X, [email protected]; 10%, concept of the article, analysis of the obtained data, approval of the final version
ValeryV. Bagrov Candidate of Technical Sciences, Deputy Director, Research Institute of Power Engineering, Bauman Moscow State
Technical University,
https://orcid.org/0000-0001-9059-6984, [email protected]; 9%, concept of the article, approval of the final version
Igor V. Bukhtiyarov Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Medical Sciences, Professor, Director, Izmerov
Research Institute of Occupational Health; https://orcid.org/10000-0002-8317-2718, [email protected]; 9%, analysis of the received data, approval of the final version
Evgeny V. Zibarev Candidate of Medical Sciences, Deputy Director, Izmerov Research Institute of Occupational Health,
https://orcid.org/0000-0002-5983-3547, [email protected]; 9%, conducting the experimental part of the study, approval of the final version
KiriU A. Semenov Leading Engineer, Research institute of Power Engineering, Bauman Moscow State Technical University;
https://orcid.org/0000-0002-0397-4009, [email protected]; 9%, conducting the experimental part of the study
Vladimir I. Krylov Candidate of Technical Sciences, Director, Research institute of Power Engineering, Bauman Moscow State Technical
University;
https://orcid.org/ 0000-0002-3880-4827, [email protected]; 8%, editing of primary material, approval of the final version
Received on 22.04.2022 Review completed on 26.06.2023 Accepted on 27.06.2023
Поступила в редакцию 22.04.2022 Рецензирование завершено 26.06.2023 Принята к печати 27.06.2023
