Effetti delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e meccanismi correlati: una recensione sul Journal of Virology

Le infezioni virali patogene sono diventate un grave problema di salute pubblica in tutto il mondo. I virus possono infettare tutti gli organismi cellulari e causare vari gradi di lesioni e danni, portando a malattie e persino alla morte. Con la prevalenza di virus altamente patogeni come la sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2), esiste un’urgente necessità di sviluppare metodi efficaci e sicuri per inattivare i virus patogeni. I metodi tradizionali per inattivare i virus patogeni sono pratici ma presentano alcune limitazioni. Grazie alle caratteristiche di elevato potere penetrante, risonanza fisica e assenza di inquinamento, le onde elettromagnetiche sono diventate una potenziale strategia per l'inattivazione di virus patogeni e stanno attirando sempre più attenzione. Questo articolo fornisce una panoramica delle recenti pubblicazioni sull’impatto delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e sui loro meccanismi, nonché le prospettive per l’uso delle onde elettromagnetiche per l’inattivazione dei virus patogeni, nonché nuove idee e metodi per tale inattivazione.
Molti virus si diffondono rapidamente, persistono a lungo, sono altamente patogeni e possono causare epidemie globali e gravi rischi per la salute. La prevenzione, l’individuazione, i test, l’eradicazione e il trattamento sono passaggi fondamentali per fermare la diffusione del virus. L'eliminazione rapida ed efficiente dei virus patogeni comprende l'eliminazione profilattica, protettiva ed alla fonte. L'inattivazione dei virus patogeni mediante distruzione fisiologica per ridurne l'infettività, la patogenicità e la capacità riproduttiva è un metodo efficace per la loro eliminazione. I metodi tradizionali, tra cui l’alta temperatura, le sostanze chimiche e le radiazioni ionizzanti, possono inattivare efficacemente i virus patogeni. Tuttavia, questi metodi presentano ancora alcune limitazioni. Pertanto, esiste ancora l’urgente necessità di sviluppare strategie innovative per l’inattivazione dei virus patogeni.
L'emissione di onde elettromagnetiche presenta i vantaggi di un elevato potere di penetrazione, riscaldamento rapido e uniforme, risonanza con microrganismi e rilascio di plasma e si prevede che diventi un metodo pratico per inattivare i virus patogeni [1,2,3]. La capacità delle onde elettromagnetiche di inattivare i virus patogeni è stata dimostrata nel secolo scorso [4]. Negli ultimi anni l’uso delle onde elettromagnetiche per l’inattivazione dei virus patogeni ha attirato sempre maggiore attenzione. Questo articolo discute l'effetto delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e i loro meccanismi, che possono servire come guida utile per la ricerca di base e applicata.
Le caratteristiche morfologiche dei virus possono riflettere funzioni come la sopravvivenza e l’infettività. È stato dimostrato che le onde elettromagnetiche, in particolare le onde elettromagnetiche a frequenza ultra alta (UHF) e ultra alta (EHF), possono alterare la morfologia dei virus.
Il batteriofago MS2 (MS2) viene spesso utilizzato in varie aree di ricerca come la valutazione della disinfezione, la modellazione cinetica (acquosa) e la caratterizzazione biologica delle molecole virali [5, 6]. Wu ha scoperto che le microonde a 2450 MHz e 700 W causavano aggregazione e restringimento significativo dei fagi acquatici MS2 dopo 1 minuto di irradiazione diretta [1]. Dopo ulteriori indagini è stata osservata anche una rottura nella superficie del fago MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] ha esposto sospensioni di campioni di coronavirus 229E (CoV-229E) a onde millimetriche con una frequenza di 95 GHz e una densità di potenza compresa tra 70 e 100 W/cm2 per 0,1 s. Nel guscio sferico ruvido del virus si possono trovare grandi fori, che portano alla perdita del suo contenuto. L’esposizione alle onde elettromagnetiche può essere distruttiva per le forme virali. Tuttavia, non sono noti i cambiamenti nelle proprietà morfologiche, come forma, diametro e levigatezza della superficie, dopo l’esposizione al virus con radiazioni elettromagnetiche. Pertanto, è importante analizzare la relazione tra caratteristiche morfologiche e disturbi funzionali, che possono fornire indicatori preziosi e convenienti per valutare l’inattivazione del virus [1].
La struttura virale è solitamente costituita da un acido nucleico interno (RNA o DNA) e da un capside esterno. Gli acidi nucleici determinano le proprietà genetiche e di replicazione dei virus. Il capside è lo strato esterno di subunità proteiche disposte regolarmente, l'impalcatura di base e il componente antigenico delle particelle virali e protegge anche gli acidi nucleici. La maggior parte dei virus ha una struttura a involucro costituita da lipidi e glicoproteine. Inoltre, le proteine ​​dell'involucro determinano la specificità dei recettori e fungono da principali antigeni che il sistema immunitario dell'ospite può riconoscere. La struttura completa garantisce l’integrità e la stabilità genetica del virus.
La ricerca ha dimostrato che le onde elettromagnetiche, in particolare le onde elettromagnetiche UHF, possono danneggiare l’RNA dei virus che causano malattie. Wu [1] ha esposto direttamente l'ambiente acquoso del virus MS2 a microonde a 2450 MHz per 2 minuti e ha analizzato i geni che codificano per la proteina A, la proteina del capside, la proteina replicasi e la proteina di scissione mediante elettroforesi su gel e reazione a catena della polimerasi a trascrizione inversa. RT-PCR). Questi geni venivano progressivamente distrutti con l'aumentare della densità di potenza e addirittura scomparivano alla massima densità di potenza. Ad esempio, l'espressione del gene della proteina A (934 bp) è diminuita significativamente dopo l'esposizione a onde elettromagnetiche con una potenza di 119 e 385 W ed è completamente scomparsa quando la densità di potenza è stata aumentata a 700 W. Questi dati indicano che le onde elettromagnetiche possono, a seconda della dose, distruggono la struttura degli acidi nucleici dei virus.
Studi recenti hanno dimostrato che l’effetto delle onde elettromagnetiche sulle proteine ​​virali patogene si basa principalmente sul loro effetto termico indiretto sui mediatori e sul loro effetto indiretto sulla sintesi proteica dovuto alla distruzione degli acidi nucleici [1, 3, 8, 9]. Tuttavia, gli effetti atermici possono anche modificare la polarità o la struttura delle proteine ​​virali [1, 10, 11]. L'effetto diretto delle onde elettromagnetiche su proteine ​​strutturali/non strutturali fondamentali come le proteine ​​del capside, le proteine ​​dell'involucro o le proteine ​​​​spike dei virus patogeni richiede ancora ulteriori studi. Recentemente è stato suggerito che 2 minuti di radiazione elettromagnetica alla frequenza di 2,45 GHz con una potenza di 700 W possono interagire con diverse frazioni di cariche proteiche attraverso la formazione di punti caldi e campi elettrici oscillanti attraverso effetti puramente elettromagnetici [12].
L’involucro di un virus patogeno è strettamente correlato alla sua capacità di infettare o causare malattie. Diversi studi hanno riportato che le onde elettromagnetiche UHF e a microonde possono distruggere i gusci dei virus che causano malattie. Come accennato in precedenza, è possibile rilevare fori distinti nell’involucro virale del coronavirus 229E dopo un’esposizione di 0,1 secondi all’onda millimetrica da 95 GHz con una densità di potenza compresa tra 70 e 100 W/cm2 [8]. L’effetto del trasferimento di energia risonante delle onde elettromagnetiche può causare uno stress sufficiente a distruggere la struttura dell’involucro del virus. Per i virus rivestiti, dopo la rottura dell'involucro, l'infettività o alcune attività solitamente diminuiscono o vengono completamente perse [13, 14]. Yang [13] ha esposto il virus dell’influenza H3N2 (H3N2) e il virus dell’influenza H1N1 (H1N1) a microonde a 8,35 GHz, 320 W/m² e 7 GHz, 308 W/m², rispettivamente, per 15 minuti. Per confrontare i segnali di RNA di virus patogeni esposti alle onde elettromagnetiche e un modello frammentato congelato e immediatamente scongelato in azoto liquido per diversi cicli, è stata eseguita la RT-PCR. I risultati hanno mostrato che i segnali RNA dei due modelli sono molto coerenti. Questi risultati indicano che la struttura fisica del virus viene interrotta e la struttura dell’involucro viene distrutta dopo l’esposizione alle radiazioni a microonde.
L'attività di un virus può essere caratterizzata dalla sua capacità di infettare, replicarsi e trascrivere. L'infettività o l'attività virale viene solitamente valutata misurando i titoli virali utilizzando test su placca, la dose infettiva mediana di colture tissutali (TCID50) o l'attività del gene reporter della luciferasi. Ma può anche essere valutato direttamente isolando il virus vivo o analizzando l’antigene virale, la densità delle particelle virali, la sopravvivenza del virus, ecc.
È stato riportato che le onde elettromagnetiche UHF, SHF ed EHF possono inattivare direttamente gli aerosol virali o i virus trasportati dall’acqua. Wu [1] ha esposto l’aerosol del batteriofago MS2 generato da un nebulizzatore da laboratorio a onde elettromagnetiche con una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 700 W per 1,7 minuti, mentre il tasso di sopravvivenza del batteriofago MS2 era solo dell’8,66%. Similmente all’aerosol virale MS2, il 91,3% dell’MS2 acquoso è stato inattivato entro 1,5 minuti dopo l’esposizione alla stessa dose di onde elettromagnetiche. Inoltre, la capacità delle radiazioni elettromagnetiche di inattivare il virus MS2 era correlata positivamente con la densità di potenza e il tempo di esposizione. Tuttavia, quando l'efficienza di disattivazione raggiunge il suo valore massimo, l'efficienza di disattivazione non può essere migliorata aumentando il tempo di esposizione o aumentando la densità di potenza. Ad esempio, il virus MS2 aveva un tasso di sopravvivenza minimo compreso tra il 2,65% e il 4,37% dopo l’esposizione a onde elettromagnetiche da 2450 MHz e 700 W e non sono stati riscontrati cambiamenti significativi con l’aumento del tempo di esposizione. Siddharta [3] ha irradiato una sospensione di coltura cellulare contenente il virus dell’epatite C (HCV)/virus dell’immunodeficienza umana di tipo 1 (HIV-1) con onde elettromagnetiche ad una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 360 W. Hanno scoperto che i titoli del virus diminuivano significativamente dopo 3 minuti di esposizione, indicando che le radiazioni delle onde elettromagnetiche sono efficaci contro l'infettività dell'HCV e dell'HIV-1 e aiutano a prevenire la trasmissione del virus anche se esposti insieme. Quando si irradiano colture cellulari di HCV e sospensioni di HIV-1 con onde elettromagnetiche a bassa potenza con una frequenza di 2450 MHz, 90 W o 180 W, nessun cambiamento nel titolo del virus, determinato dall'attività reporter della luciferasi, e un cambiamento significativo nell'infettività virale sono stati osservati. a 600 e 800 W per 1 minuto, l'infettività di entrambi i virus non è diminuita in modo significativo, il che si ritiene sia correlato alla potenza della radiazione delle onde elettromagnetiche e al tempo di esposizione alla temperatura critica.
Kaczmarczyk [8] ha dimostrato per la prima volta la letalità delle onde elettromagnetiche EHF contro i virus patogeni trasmessi dall’acqua nel 2021. Hanno esposto campioni di coronavirus 229E o poliovirus (PV) a onde elettromagnetiche con una frequenza di 95 GHz e una densità di potenza compresa tra 70 e 100 W/cm2 per 2 secondi. L'efficienza di inattivazione dei due virus patogeni è stata rispettivamente del 99,98% e del 99,375%. il che indica che le onde elettromagnetiche EHF hanno ampie prospettive di applicazione nel campo dell’inattivazione dei virus.
L'efficacia dell'inattivazione dei virus UHF è stata valutata anche in vari mezzi come il latte materno e alcuni materiali comunemente usati in casa. I ricercatori hanno esposto maschere per anestesia contaminate da adenovirus (ADV), poliovirus di tipo 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) e rinovirus (RHV) a radiazioni elettromagnetiche con una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 720 watt. Hanno riferito che i test per gli antigeni ADV e PV-1 sono diventati negativi e i titoli HV-1, PIV-3 e RHV sono scesi a zero, indicando la completa inattivazione di tutti i virus dopo 4 minuti di esposizione [15, 16]. Elhafi [17] ha esposto direttamente tamponi infetti dal virus della bronchite infettiva aviaria (IBV), del pneumovirus aviario (APV), del virus della malattia di Newcastle (NDV) e del virus dell'influenza aviaria (AIV) a un forno a microonde da 2450 MHz, 900 W. perdere la loro infettività. Tra questi, APV e IBV sono stati inoltre rilevati in colture di organi tracheali ottenuti da embrioni di pollo della 5a generazione. Sebbene non sia stato possibile isolare il virus, l’acido nucleico virale è stato comunque rilevato mediante RT-PCR. Ben-Shoshan [18] ha esposto direttamente onde elettromagnetiche da 2450 MHz, 750 W a 15 campioni di latte materno positivi al citomegalovirus (CMV) per 30 secondi. Il rilevamento dell'antigene mediante Shell-Vial ha mostrato la completa inattivazione del CMV. Tuttavia, a 500 W, 2 campioni su 15 non hanno raggiunto l’inattivazione completa, il che indica una correlazione positiva tra l’efficienza di inattivazione e la potenza delle onde elettromagnetiche.
Vale anche la pena notare che Yang [13] ha previsto la frequenza di risonanza tra le onde elettromagnetiche e i virus sulla base di modelli fisici consolidati. Una sospensione di particelle di virus H3N2 con una densità di 7,5 × 1014 m-3, prodotta da cellule renali di cane Madin Darby (MDCK) sensibili al virus, è stata direttamente esposta a onde elettromagnetiche con una frequenza di 8 GHz e una potenza di 820 W/m² per 15 minuti. Il livello di inattivazione del virus H3N2 raggiunge il 100%. Tuttavia, ad una soglia teorica di 82 W/m2, solo il 38% del virus H3N2 è stato inattivato, suggerendo che l’efficienza dell’inattivazione del virus mediata da EM è strettamente correlata alla densità di potenza. Sulla base di questo studio, Barbora [14] ha calcolato l’intervallo di frequenza di risonanza (8,5–20 GHz) tra le onde elettromagnetiche e il SARS-CoV-2 e ha concluso che 7,5 × 1014 m-3 di SARS-CoV-2 esposti alle onde elettromagnetiche Un’onda con una frequenza di 10-17 GHz e una densità di potenza di 14,5 ± 1 W/m2 per circa 15 minuti risulterà al 100% disattivazione. Un recente studio di Wang [19] ha mostrato che le frequenze di risonanza del SARS-CoV-2 sono 4 e 7,5 GHz, confermando l’esistenza di frequenze di risonanza indipendenti dal titolo del virus.
In conclusione, possiamo dire che le onde elettromagnetiche possono influenzare gli aerosol e le sospensioni, nonché l'attività dei virus sulle superfici. Si è riscontrato che l’efficacia dell’inattivazione è strettamente correlata alla frequenza e alla potenza delle onde elettromagnetiche e al mezzo utilizzato per la crescita del virus. Inoltre, le frequenze elettromagnetiche basate sulle risonanze fisiche sono molto importanti per l’inattivazione dei virus [2, 13]. Fino ad ora, l’effetto delle onde elettromagnetiche sull’attività dei virus patogeni si è concentrato principalmente sul cambiamento dell’infettività. A causa del complesso meccanismo, diversi studi hanno riportato l’effetto delle onde elettromagnetiche sulla replicazione e trascrizione dei virus patogeni.
I meccanismi mediante i quali le onde elettromagnetiche inattivano i virus sono strettamente correlati al tipo di virus, alla frequenza e alla potenza delle onde elettromagnetiche e all’ambiente di crescita del virus, ma rimangono in gran parte inesplorati. La ricerca recente si è concentrata sui meccanismi di trasferimento di energia risonante termica, atermica e strutturale.
Per effetto termico si intende un aumento della temperatura causato dalla rotazione ad alta velocità, dalla collisione e dall'attrito delle molecole polari nei tessuti sotto l'influenza delle onde elettromagnetiche. A causa di questa proprietà, le onde elettromagnetiche possono innalzare la temperatura del virus oltre la soglia di tolleranza fisiologica, provocando la morte del virus. Tuttavia, i virus contengono poche molecole polari, il che suggerisce che gli effetti termici diretti sui virus sono rari [1]. Al contrario, nel mezzo e nell'ambiente sono presenti molte più molecole polari, come le molecole d'acqua, che si muovono secondo il campo elettrico alternato eccitato dalle onde elettromagnetiche, generando calore per attrito. Il calore viene quindi trasferito al virus per aumentarne la temperatura. Quando viene superata la soglia di tolleranza, gli acidi nucleici e le proteine ​​vengono distrutti, il che alla fine riduce l’infettività e addirittura inattiva il virus.
Diversi gruppi hanno riferito che le onde elettromagnetiche possono ridurre l’infettività dei virus attraverso l’esposizione termica [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] ha esposto sospensioni di coronavirus 229E a onde elettromagnetiche con una frequenza di 95 GHz con una densità di potenza compresa tra 70 e 100 W/cm² per 0,2-0,7 s. I risultati hanno mostrato che un aumento della temperatura di 100°C durante questo processo ha contribuito alla distruzione della morfologia del virus e alla ridotta attività del virus. Questi effetti termici possono essere spiegati dall'azione delle onde elettromagnetiche sulle molecole d'acqua circostanti. Siddharta [3] ha irradiato sospensioni di colture cellulari contenenti HCV di diversi genotipi, tra cui GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a e GT7a, con onde elettromagnetiche ad una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 90 W e 180 W, 360 W, 600 W e 800 Mar Con un aumento della temperatura del mezzo di coltura cellulare da Da 26°C a 92°C, la radiazione elettromagnetica ha ridotto l'infettività del virus o lo ha completamente inattivato. Ma l’HCV è stato esposto per un breve periodo a onde elettromagnetiche a bassa potenza (90 o 180 W, 3 minuti) o a potenza superiore (600 o 800 W, 1 minuto), mentre non si è verificato alcun aumento significativo della temperatura e un cambiamento significativo nella temperatura. del virus non è stata osservata infettività o attività.
I risultati di cui sopra indicano che l’effetto termico delle onde elettromagnetiche è un fattore chiave che influenza l’infettività o l’attività dei virus patogeni. Inoltre, numerosi studi hanno dimostrato che l’effetto termico delle radiazioni elettromagnetiche inattiva i virus patogeni in modo più efficace rispetto ai raggi UV-C e al riscaldamento convenzionale [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Oltre agli effetti termici, le onde elettromagnetiche possono anche cambiare la polarità di molecole come proteine ​​microbiche e acidi nucleici, provocando la rotazione e la vibrazione delle molecole, con conseguente riduzione della vitalità o addirittura morte [10]. Si ritiene che il rapido cambiamento della polarità delle onde elettromagnetiche causi la polarizzazione delle proteine, che porta alla torsione e alla curvatura della struttura proteica e, in definitiva, alla denaturazione delle proteine ​​[11].
L’effetto non termico delle onde elettromagnetiche sull’inattivazione del virus rimane controverso, ma la maggior parte degli studi ha mostrato risultati positivi [1, 25]. Come accennato in precedenza, le onde elettromagnetiche possono penetrare direttamente nella proteina dell’involucro del virus MS2 e distruggere l’acido nucleico del virus. Inoltre, gli aerosol del virus MS2 sono molto più sensibili alle onde elettromagnetiche rispetto al virus MS2 acquoso. A causa della presenza di molecole meno polari, come le molecole d’acqua, nell’ambiente circostante gli aerosol del virus MS2, gli effetti atermici possono svolgere un ruolo chiave nell’inattivazione del virus mediata dalle onde elettromagnetiche [1].
Il fenomeno della risonanza si riferisce alla tendenza di un sistema fisico ad assorbire più energia dal suo ambiente alla sua frequenza e lunghezza d'onda naturali. La risonanza si verifica in molti luoghi della natura. È noto che i virus risuonano con microonde della stessa frequenza in una modalità di dipolo acustico limitato, un fenomeno di risonanza [2, 13, 26]. Le modalità risonanti di interazione tra un’onda elettromagnetica e un virus attirano sempre più attenzione. L’effetto di un efficiente trasferimento di energia di risonanza strutturale (SRET) dalle onde elettromagnetiche alle oscillazioni acustiche chiuse (CAV) nei virus può portare alla rottura della membrana virale a causa delle vibrazioni opposte del nucleo-capside. Inoltre, l’efficacia complessiva della SRET è legata alla natura dell’ambiente, dove la dimensione e il pH della particella virale determinano rispettivamente la frequenza di risonanza e l’assorbimento di energia [2, 13, 19].
L’effetto di risonanza fisica delle onde elettromagnetiche gioca un ruolo chiave nell’inattivazione dei virus avvolti, che sono circondati da una membrana a doppio strato incorporata nelle proteine ​​virali. I ricercatori hanno scoperto che la disattivazione dell'H3N2 da parte di onde elettromagnetiche con una frequenza di 6 GHz e una densità di potenza di 486 W/m² è stata causata principalmente dalla rottura fisica dell'involucro dovuta all'effetto di risonanza [13]. La temperatura della sospensione H3N2 è aumentata di soli 7°C dopo 15 minuti di esposizione, tuttavia, per l'inattivazione del virus H3N2 umano mediante riscaldamento termico, è necessaria una temperatura superiore a 55°C [9]. Fenomeni simili sono stati osservati per virus come SARS-CoV-2 e H3N1 [13, 14]. Inoltre, l’inattivazione dei virus mediante onde elettromagnetiche non porta alla degradazione dei genomi dell’RNA virale [1,13,14]. Pertanto, l’inattivazione del virus H3N2 è stata promossa dalla risonanza fisica piuttosto che dall’esposizione termica [13].
Rispetto all’effetto termico delle onde elettromagnetiche, l’inattivazione dei virus mediante risonanza fisica richiede parametri di dose inferiori, che sono al di sotto degli standard di sicurezza delle microonde stabiliti dall’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. La frequenza di risonanza e la dose di potenza dipendono dalle proprietà fisiche del virus, come la dimensione delle particelle e l'elasticità, e tutti i virus all'interno della frequenza di risonanza possono essere efficacemente presi di mira per l'inattivazione. A causa dell’elevato tasso di penetrazione, dell’assenza di radiazioni ionizzanti e della buona sicurezza, l’inattivazione del virus mediata dall’effetto atermico del CPET è promettente per il trattamento delle malattie maligne umane causate da virus patogeni [14, 26].
Basandosi sull’implementazione dell’inattivazione dei virus nella fase liquida e sulla superficie di vari mezzi, le onde elettromagnetiche possono affrontare efficacemente gli aerosol virali [1, 26], il che rappresenta una svolta ed è di grande importanza per il controllo della trasmissione del virus e prevenire la trasmissione del virus nella società. epidemia. Inoltre, in questo campo è di grande importanza la scoperta delle proprietà fisiche di risonanza delle onde elettromagnetiche. Finché si conosce la frequenza di risonanza di un particolare virione e delle onde elettromagnetiche, è possibile prendere di mira tutti i virus all’interno dell’intervallo di frequenza di risonanza della ferita, cosa che non può essere ottenuta con i metodi tradizionali di inattivazione del virus [13,14,26]. L’inattivazione elettromagnetica dei virus è una ricerca promettente con grande ricerca, valore e potenziale applicati.
Rispetto alla tradizionale tecnologia di uccisione dei virus, le onde elettromagnetiche hanno le caratteristiche di una protezione ambientale semplice, efficace e pratica quando uccidono i virus grazie alle loro proprietà fisiche uniche [2, 13]. Rimangono tuttavia molti problemi. Innanzitutto, la conoscenza moderna è limitata alle proprietà fisiche delle onde elettromagnetiche e il meccanismo di utilizzo dell'energia durante l'emissione delle onde elettromagnetiche non è stato scoperto [10, 27]. Le microonde, comprese le onde millimetriche, sono state ampiamente utilizzate per studiare l'inattivazione dei virus e i suoi meccanismi, tuttavia, non sono stati riportati studi sulle onde elettromagnetiche ad altre frequenze, specialmente a frequenze da 100 kHz a 300 MHz e da 300 GHz a 10 THz. In secondo luogo, il meccanismo con cui le onde elettromagnetiche uccidono i virus patogeni non è stato chiarito e sono stati studiati solo i virus sferici e a forma di bastoncino [2]. Inoltre, le particelle virali sono piccole, prive di cellule, mutano facilmente e si diffondono rapidamente, il che può impedire l’inattivazione del virus. La tecnologia delle onde elettromagnetiche deve ancora essere migliorata per superare l’ostacolo dell’inattivazione dei virus patogeni. Infine, un elevato assorbimento di energia radiante da parte delle molecole polari nel mezzo, come le molecole d'acqua, provoca una perdita di energia. Inoltre, l’efficacia della SRET può essere influenzata da diversi meccanismi non identificati nei virus [28]. L’effetto SRET può anche modificare il virus per adattarlo al suo ambiente, con conseguente resistenza alle onde elettromagnetiche [29].
In futuro, la tecnologia per l’inattivazione dei virus mediante onde elettromagnetiche dovrà essere ulteriormente migliorata. La ricerca scientifica fondamentale dovrebbe mirare a chiarire il meccanismo di inattivazione del virus mediante onde elettromagnetiche. Ad esempio, il meccanismo di utilizzo dell’energia dei virus quando esposti alle onde elettromagnetiche, il meccanismo dettagliato dell’azione non termica che uccide i virus patogeni e il meccanismo dell’effetto SRET tra le onde elettromagnetiche e vari tipi di virus dovrebbero essere sistematicamente chiariti. La ricerca applicata dovrebbe concentrarsi su come prevenire un eccessivo assorbimento dell'energia delle radiazioni da parte delle molecole polari, studiare l'effetto delle onde elettromagnetiche di diverse frequenze su vari virus patogeni e studiare gli effetti non termici delle onde elettromagnetiche nella distruzione dei virus patogeni.
Le onde elettromagnetiche sono diventate un metodo promettente per l’inattivazione dei virus patogeni. La tecnologia delle onde elettromagnetiche presenta i vantaggi di un basso inquinamento, di un basso costo e di un'elevata efficienza di inattivazione dei virus patogeni, che possono superare i limiti della tradizionale tecnologia antivirus. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare i parametri della tecnologia delle onde elettromagnetiche e chiarire il meccanismo di inattivazione del virus.
Una certa dose di radiazioni elettromagnetiche può distruggere la struttura e l'attività di molti virus patogeni. L’efficienza dell’inattivazione del virus è strettamente correlata alla frequenza, alla densità di potenza e al tempo di esposizione. Inoltre, i potenziali meccanismi includono effetti di risonanza termica, atermica e strutturale del trasferimento di energia. Rispetto alle tradizionali tecnologie antivirali, l’inattivazione dei virus basata sulle onde elettromagnetiche presenta i vantaggi di semplicità, alta efficienza e basso inquinamento. Pertanto, l’inattivazione del virus mediata dalle onde elettromagnetiche è diventata una tecnica antivirale promettente per applicazioni future.
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