Department of Telecommunications and Teleinformatics Faculty of Automatic Control, Electronics and Computer Science

Do walki z pandemią koronawirusa dołączyli kolejni pracownicy Politechniki Śląskiej, opracowując i wykonując kompaktową komorę do sterylizacji filtrów polimerowych HEPA.

Filtry te, wykorzystywane obecnie w maskach ochronnych stosowanych przez personel medyczny w szpitalach, mogą być dzięki temu wielokrotnie używane i tym samym rzadziej wymieniane na nowe. Ma to szczególne znaczenie w obecnej sytuacji, kiedy na rynku brakuje podstawowych jak i tych bardziej specjalistycznych środków do walki z wirusem.

Walka z pandemią wirusa SARS-CoV-2 stawia przed naukowcami nowe wyzwania takie jak znalezienie skutecznego leku lub szczepionki, a także podejmowanie szerokich działań mających na celu wyeliminowanie, ograniczenie lub spowolnienie rosnącej liczby chorych związanych z rozprzestrzenianiem się tego wirusa.
Według wirusologów, do zarażenia najczęściej dochodzi drogą kropelkową, w tym również poprzez drobne cząsteczki znajdujące się w skażonym powietrzu. Cząstki patogenu przedostają się do organizmu poprzez usta, nos oraz oczy, dlatego niezmiernie istotna jest ochrona twarzy przez wykorzystywanie indywidualnych urządzeń ochrony osobistej takich jak np. filtrujące maski na twarz. W jednostkach opieki medycznej często używane są maski wykorzystujące filtr mechaniczny, jakim jest filtr polimerowy HEPA. Niestety dostępność ochronnych masek oraz filtrów o wystarczająco dobrych właściwościach jest ograniczona, tym samym pojawiła się potrzeba przywrócenia tych filtrów do ponownego użycia. Dobrym sposobem w tym przypadku okazać się może ich sterylizacja.
Ze świata nauki docierają informacje, że ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe UV o długości fali w zakresie od 100 do 280nm (pasmo UVC) pozwala na skuteczną inaktywację patogenu wywołującego ciężką niewydolność układu oddechowego (SARS-CoV i MERS-CoV). Biorąc pod uwagę raportowane w badaniach podobieństwo poprzednich komórek koronawirusa z koronawirusem SARS-CoV-2,  można założyć, że promieniowanie UVC jest również skuteczne w dezaktywacji wirusa SARS-CoV-2 tak jak skuteczne w przypadku SARS-CoV i MERS-CoV.
Powołany przez dr. hab. inż. Wojciecha Kierata zespół, w skład którego weszli pracownicy Katedry Systemów Cyfrowych Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki oraz Katedry Ogrzewnictwa, Wentylacji i Techniki Odpylania Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki, podjęli się opracowania i wykonania kompaktowej, przenośnej komory sterylizacyjnej dla filtrów polimerowych HEPA z ogólnodostępnych podzespołów dostępnych na rynku. Za projekt mechaniczny odpowiedzialny był dr inż. Piotr Koper.
W ramach zadania, wykonano obliczenia, na podstawie których wyznaczono teoretyczny rozkład przestrzenny natężenia promieniowania UVC w urządzeniu. Po zmontowaniu sterylizatora wykonano pomiary natężenia promieniowania, w ten sposób weryfikując wyniki obliczeń. Znajomość natężenia promieniowania pozwoliła z jednej strony na określenie wymaganego minimalnego czasu ekspozycji filtrów HEPA na promieniowanie, tak aby skutecznie dezaktywować cząstki zawierające patogen, z drugiej zaś na ograniczenie maksymalnego czasu ekspozycji, którego przekroczenie mogłoby spowodować trwałą degradację filtrów.
Komora sterylizacyjna została przekazana na oddział Obserwacyjno-Zakaźny i Hepatologii  Szpitala Specjalistycznego nr 1 w Bytomiu, gdzie przejdzie stosowne testy oraz pierwszy chrzest bojowy.
Działanie sterylizatora jest obecnie weryfikowane przez Panią Profesor Mirosławę Pawlyta z Wydziału Mechaniczno-Technologicznego. Celem badań Pani Profesor jest sprawdzenie ewentualnych zmian w strukturze filtru oraz degradacji polimeru na skutek oddziaływania promieniowania UVC.  
Dokumentacja sterylizatora została opisana i zgłoszona do publikacji w czasopiśmie Applied Sciences, celem zweryfikowania przejętych w rozwiązaniu założeń z opinią innych naukowców.
Koordynatorem działań zespołu ze służbami medycznymi i inicjatorem pomysłu była Pani Profesor Joanna Polańska, Dziekan Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki.