Inactivación microbiana mediante far-UVC de 222 nm y síntesis de dosis–respuesta en aire, agua, superficies y biofilms
Microbial inactivation by 222-nm far-UVC and dose–response synthesis across air, water, surfaces and biofilms
MedETechni, Santiago, Chile
Disponible en línea desde el
Resumen
Antecedentes. Las estimaciones de eficacia de far-UVC de 222 nm varían por órdenes de magnitud. Las diferencias de matriz, estado microbiano, medición de dosis, hombros y colas suelen reducirse indebidamente a un único valor de “susceptibilidad”. Se elaboró un mapa de evidencia y se evaluó la viabilidad de estimar una D90 agrupada.
Métodos. Se amplió una base dosimétrica inicial de 81 informes y una actualización dirigida de 19 informes mediante recuperación de textos completos el 2 de octubre de 2026. La elegibilidad exigió un brazo separable nominal 222±2 nm y un desenlace viable o de infectividad. Su y Sheng se incluyeron; Chen quedó contextual y Liu como revisión secundaria. El cálculo de D90 preservó la base logarítmica y las curvas completas. Los modelos alternativos de Sheng se conservaron como sensibilidad. La selección y extracción fueron asistidas por IA y ratificadas por dos revisores.
Resultados. El mapa integrado contiene 103 informes, 63 inclusiones y 51 condiciones D90 de seis informes. Las 57 estimaciones de modelo incluyen cuatro ajustes por organismo en Sheng, no ocho condiciones independientes. Los modelos de MRSA de Su producen D90 de 4,74 mJ/cm² (IC95% condicional transformado 4,08–5,65) en sábanas y 16,95 (14,08–21,28) en mantas. Los modelos bifásicos de UV aislada de Sheng producen D90 nominal de 15,14 y 15,22 mJ/cm² para S. aureus y E. coli, sin covarianza recuperable. El modelo completo basal de McDonald da 8,30 mJ/cm² frente a 1,86 por pendiente; cuatro objetivos D90 de Petersen permanecen inalcanzables bajo las mesetas ajustadas. Ningún estrato cumplió la regla de metaanálisis.
Conclusiones. Conservar la curva completa modificó la D90 de 1,86 a 8,30 mJ/cm² en McDonald e identificó cuatro objetivos inalcanzables en Petersen. La síntesis explica diferencias entre estimaciones mediante comparaciones específicas por matriz y modelo; no establece una dosis universal ni eficacia clínica.
Palabras clave: far-UVC; desinfección ultravioleta; inactivación microbiana; D90; biofilm; colas; mapa estructurado; dosimetría
Read abstract in English
Background. Published 222-nm far-UVC efficacy values span orders of magnitude, but differences in exposure matrix, microbial state, dose measurement, shouldering, and tailing are often collapsed into a single “susceptibility” value. We mapped the evidence and assessed whether a pooled D90 could be estimated.
Methods. We extended an initial 81-report dosimetry dataset and 19-report targeted update with full-text recovery on 2 October 2026. Eligibility required a separable nominal 222±2 nm arm and viable microbial/infectivity outcome. Su and Sheng were included; Chen remained contextual and Liu a secondary review. D90 used model-specific logarithmic bases and full-curve solutions. Alternative Sheng fits were retained as sensitivity results. Selection and extraction were AI-assisted and ratified by two reviewers.
Results. The integrated map contains 103 reports, 63 inclusions and 51 D90 conditions from six reports. The 57 model estimates include four alternate fits per organism in Sheng, not eight independent conditions. Su MRSA slopes yield D90 4.74 mJ/cm² (conditional transformed 95% CI 4.08–5.65) on bedsheets and 16.95 (14.08–21.28) on blankets. Sheng UV-only biphasic fits yield nominal D90 15.14 and 15.22 mJ/cm² for S. aureus and E. coli, without recoverable model covariance. The baseline McDonald complete model yields 8.30 mJ/cm² versus 1.86 for slope alone; four Petersen D90 targets remain unattainable under fitted plateaus. No coherent stratum met the meta-analysis criterion.
Conclusions. Preserving the complete curve changed D90 from 1.86 to 8.30 mJ/cm² for McDonald and identified four unattainable targets for Petersen. The synthesis explains differences between estimates through matrix- and model-specific comparisons; it does not establish a universal dose or clinical efficacy.
Referencias bibliográficas (35)
1. Page MJ, McKenzie JE, Bossuyt PM, Boutron I, Hoffmann TC, Mulrow CD, et al. The PRISMA 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ. 2021;372:n71. doi:10.1136/bmj.n71.
2. Rethlefsen ML, Kirtley S, Waffenschmidt S, Ayala AP, Moher D, Page MJ, et al. PRISMA-S: an extension to the PRISMA Statement for Reporting Literature Searches in Systematic Reviews. Syst Rev. 2021;10(1):39. doi:10.1186/s13643-020-01542-z.
3. Campbell M, McKenzie JE, Sowden A, Katikireddi SV, Brennan SE, Ellis S, et al. Synthesis without meta-analysis (SWiM) in systematic reviews: reporting guideline. BMJ. 2020;368:l6890. doi:10.1136/bmj.l6890.
4. Clauß M. Higher effectiveness of photoinactivation of bacterial spores, UV resistant vegetative bacteria and mold spores with 222 nm compared to 254 nm wavelength. Acta Hydrochim Hydrobiol. 2006;34(6):525–532. doi:10.1002/aheh.200600650.
5. Matafonova GG, Batoev VB, Astakhova SA, Gómez M, Christofi N. Efficiency of KrCl excilamp (222 nm) for inactivation of bacteria in suspension. Lett Appl Microbiol. 2008;47(6):508–513. doi:10.1111/j.1472-765X.2008.02461.x.
6. Buonanno M, Ponnaiya B, Welch D, Stanislauskas M, Randers-Pehrson G, Smilenov L, et al. Germicidal Efficacy and Mammalian Skin Safety of 222-nm UV Light. Radiat Res. 2017;187(4):493–501. doi:10.1667/RR0010CC.1.
7. Welch D, Buonanno M, Grilj V, Shuryak I, Crickmore C, Bigelow AW, et al. Far-UVC light: A new tool to control the spread of airborne-mediated microbial diseases. Sci Rep. 2018;8(1):2752. doi:10.1038/s41598-018-21058-w.
8. Buonanno M, Welch D, Shuryak I, Brenner DJ. Far-UVC light (222 nm) efficiently and safely inactivates airborne human coronaviruses. Sci Rep. 2020;10(1):10285. doi:10.1038/s41598-020-67211-2.
9. Narita K, Asano K, Naito K, Ohashi H, Sasaki M, Morimoto Y, et al. Ultraviolet C light with wavelength of 222 nm inactivates a wide spectrum of microbial pathogens. J Hosp Infect. 2020;105(3):459–467. doi:10.1016/j.jhin.2020.03.030.
10. Kitagawa H, Nomura T, Nazmul T, Kawano R, Omori K, Shigemoto N, et al. Effect of intermittent irradiation and fluence-response of 222 nm ultraviolet light on SARS-CoV-2 contamination. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2021;33:102184. doi:10.1016/j.pdpdt.2021.102184.
11. Eadie E, Hiwar W, Fletcher L, Tidswell E, O’Mahoney P, Buonanno M, et al. Far-UVC (222 nm) efficiently inactivates an airborne pathogen in a room-sized chamber. Sci Rep. 2022;12(1):4373. doi:10.1038/s41598-022-08462-z.
12. Welch D, Buonanno M, Buchan AG, Yang L, Atkinson KD, Shuryak I, et al. Inactivation Rates for Airborne Human Coronavirus by Low Doses of 222 nm Far-UVC Radiation. Viruses. 2022;14(4):684. doi:10.3390/v14040684.
13. Ma B, Seyedi S, Wells E, McCarthy D, Crosbie N, Linden KG. Inactivation of biofilm-bound bacterial cells using irradiation across UVC wavelengths. Water Res. 2022;217:118379. doi:10.1016/j.watres.2022.118379.
14. Chen H, Moraru CI. Exposure to 222 nm far UV-C effectively inactivates planktonic foodborne pathogens and inhibits biofilm formation. Innov Food Sci Emerg Technol. 2023;87:103411. doi:10.1016/j.ifset.2023.103411.
15. Lorenzo-Leal AC, Tam W, Kheyrandish A, Mohseni M, Bach H. Antimicrobial Activity of Filtered Far-UVC Light (222 nm) against Different Pathogens. Biomed Res Int. 2023;2023:2085140. doi:10.1155/2023/2085140.
16. Griffin DT, Gourlay T, Maclean M. The Antibacterial Efficacy of Far-UVC Light: A Combined-Method Study Exploring the Effects of Experimental and Bacterial Variables on Dose–Response. Pathogens. 2024;13(8):698. doi:10.3390/pathogens13080698.
17. McDonald D, Ma D, Hull NM. 222 nm causes greater protein damage and repair inhibition of E. coli than 254 nm for water disinfection. PLOS Water. 2024;3(7):e0000238. doi:10.1371/journal.pwat.0000238.
18. Nishikawa J, Fujii T, Fukuda S, Yoneda S, Tamura Y, Shimizu Y, et al. Far-ultraviolet irradiation at 222 nm destroys and sterilizes the biofilms formed by periodontitis pathogens. J Microbiol Immunol Infect. 2024;57(4):533–545. doi:10.1016/j.jmii.2024.05.005.
19. Huang JR, Yang TW, Hsiao YI, Fan HM, Kuo HY, Hung KH, et al. Far-UVC light (222 nm) efficiently inactivates clinically significant antibiotic-resistant bacteria on diverse material surfaces. Microbiol Spectr. 2024;12(12):e04251-23. doi:10.1128/spectrum.04251-23.
20. Buonanno M, Kleiman NJ, Welch D, Hashmi R, Shuryak I, Brenner DJ. 222 nm far-UVC light markedly reduces the level of infectious airborne virus in an occupied room. Sci Rep. 2024;14(1):6722. doi:10.1038/s41598-024-57441-z.
21. Ratliff K, Calfee MW, Abdel-Hady A, Monge M, Aslett D, Oudejans L. Impact of inoculum composition on bacteria and bacteriophage UVC inactivation at 222 nm and 254 nm. Lett Appl Microbiol. 2025;78(7):ovaf090. doi:10.1093/lambio/ovaf090.
22. Monika, Damle EA, Kondabagil K, Kunwar A. Comparative study of inactivation efficacy of far-UVC (222 nm) and germicidal UVC (254 nm) radiation against virus-laden aerosols of artificial human saliva. Photochem Photobiol. 2025;101(6):1415–1428. doi:10.1111/php.14062.
23. Petersen C, Urbano J, Hinzer A, Shuryak I, Wang E, Hashmi R, et al. Susceptibility of microbes to far-UVC light (222 nm) on spacecraft and cleanroom surfaces. Microbiol Spectr. 2025;13(12):e02276-25. doi:10.1128/spectrum.02276-25.
24. Liu Q, Wang X, Jiang L, Fan Y, Gao F, Wu Y, et al. Disinfection efficacy and safety of 222-nm ultraviolet C compared with 254-nm ultraviolet C: systematic review and meta-analysis. J Hosp Infect. 2025;161:55–67. doi:10.1016/j.jhin.2025.04.004.
25. Jing ZB, Wang WL, Wu QY, Chen Z, Wu YP, Peng L, et al. Far-UVC (222 nm) Suppresses Bacterial UV Resistance and Repair through Inhibition of DNA Repair Pathways. Environ Sci Technol. 2026;60(1):1368–1377. doi:10.1021/acs.est.5c09803.
26. Buonanno M, Welch D, Wang E, Shuryak I, de Muro MA, Brenner DJ. Further insights on the antimicrobial effectiveness of far-UVC light. Photochem Photobiol. 2026 abr 29. Publicación anticipada en línea. doi:10.1111/php.70104.
27. Vincent RL, Factor SH, Rivera Boudla L, Atkinson D, McDevitt JJ, Camins BC. Efficacy of continuous UV-C 222 exposure of Candida auris, methicillin-resistant Staphylococcus aureus, and T1 bacteriophage at two soil levels in hospital patient rooms. Infect Control Hosp Epidemiol. 2026;47(5):509–516. doi:10.1017/ice.2026.10414.
28. Welch D, Buonanno M, Tang Z, Shuryak I, Hashmi R, Belenky V, et al. 222 nm far-UVC to inactivate airborne bacteria in an occupied dental clinic. J Hosp Infect. 2026;168:105–113. doi:10.1016/j.jhin.2025.11.015.
29. Prismasari S, Kang JY. Determinants of Microbial Resistance to Far-UVC 222 nm in Healthcare Pathogens: A Narrative Review. Life (Basel). 2026;16(5):842. doi:10.3390/life16050842.
30. Hessling M, Meulebroeck W, Alsanius B. A Collection and Analysis of Simplified Data for a Better Understanding of the Complex Process of Biofilm Inactivation by Ultraviolet and Visible Irradiation. Microorganisms. 2025;13(9):2048. doi:10.3390/microorganisms13092048.
31. Petersen C, Buonanno M, Guan L, Hinzer A, Urbano J, Hashmi R, et al. Susceptibility of extremophiles to far-UVC light for bioburden reduction in spacecraft assembly facilities. Life Sci Space Res. 2024;41:56–63. doi:10.1016/j.lssr.2024.01.006.
32. Su XW, Tan GYA, Ceesay K, Li WS, Lai ACK. Far-UVC and UVC disinfection of healthcare fabrics: from laboratory evidence to clinical application. Results Eng. 2026;32:113174. doi:10.1016/j.rineng.2026.113174. Versión evaluada: preprueba editorial.
33. Sheng X, Qian J, Zhang Q, Zeb A, Zhao L, Zhang J, et al. Application of cold plasma combined with far ultraviolet: A technique for microbial inactivation and quality improvement of cherry tomatoes. J Future Foods. 2026 sep. Publicación anticipada en línea. doi:10.1016/j.jfutfo.2026.09.027.
34. Chen K, Sun Z, Huang J, Huang X, Li P, Jin Y, et al. Cascading purification of algal-laden surface water by Far-UVC/Fe(VI)-UF: Overcoming the organic matter transformation-water quality risk trade-off. Water Res. 2027;308(Pt B):126976. doi:10.1016/j.watres.2026.126976. Publicado en línea el 16 de septiembre de 2026; versión evaluada: preprueba editorial.
35. Welch D, Buonanno M, Grilj V, Shuryak I, Crickmore C, Bigelow AW, et al. Author Correction: Far-UVC light: A new tool to control the spread of airborne-mediated microbial diseases. Sci Rep. 2021;11(1):18122. doi:10.1038/s41598-021-97682-w.
Historial editorial
Aceptación comunicada por el responsable de la revista: 8 de octubre de 2026. La atribución de esa decisión al editor independiente está pendiente de completar en el expediente privado.
El texto completo se difunde con autorización expresa del responsable de la revista, registrada el 9 de octubre de 2026.
Declaraciones y derechos
Las declaraciones de contribución, financiamiento, conflictos de interés, ética y uso de IA se incluyen en el PDF. Consulta allí también los derechos y las condiciones de reutilización.
Uso de inteligencia artificial. Se utilizó inteligencia artificial generativa basada en un modelo de lenguaje, mediante Codex (OpenAI; modelo GPT-6.1 Sol) para el triaje documental, la armonización de datos, la programación y la redacción. La revisión humana de la selección y la extracción se describe en Métodos. Los autores conservan la responsabilidad sobre la interpretación y el contenido final.