[논문 리뷰] Possibility of Disinfection of SARS-CoV-2 (COVID-19) in Human Respiratory Tract by Controlled Ethanol Vapor Inhalation

T. Shintake|arXiv (Cornell University)|2020. 03. 15.

Inhalation and Respiratory Drug Delivery참고 문헌 8인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 50–60°C에서 에탄올 수증기의 조절된 흡입을 통해 코 점막에 응축되어 ~36% v/v 농도에 도달함으로써 인간의 호흡기에서 SARS-CoV-2를 비활성화할 수 있다고 제안한다—이 농도는 지질막을 가진 바이러스를 제거하는 데 충분하다. 이 방법은 점액세척 기능을 향상시키며, 희석된 위스키나 사케와 같은 일반적인 알코올 음료를 사용해 실현 가능하다.

ABSTRACT

Viruses such as SARS-CoV-2 and Influenza are lipophilic, enveloped viruses, and are relatively easy to inactivate by exposure to alcohols. The envelope mainly consists of the lipid bilayer, taken from the host cells at assembly/budding stage of the viral life cycle. Therefore the constitution of the lipid bilayer should be common in all SARS, MERS and influenza viruses, even after mutations, and thus these closely-related viruses will be disinfected by exposure to ethanol with the same concentration. Existing experimental data indicate that an ethanol concentration of 30~40 v/v% is sufficient to inactivate Influenza-A viruses in solution[1,2,3]. The author suggests that it may be possible to use alcoholic beverages of 16~20 v/v% concentration for this disinfection process, such as Whisky (1:1 hot water dilution) or Japanese Sake, because they are readily available and safe (non-toxic). By inhaling the alcohol vapor at 50~60$^\circ$C (122~140$^\circ$F) through the nose for one or two minutes, it will condense on surfaces inside the respiratory tract; mainly in the nasal cavity. The alcohol concentration will be intensified to ~36 v/v% by this process, which is enough to disinfect the corona virus on the mucous membrane. This method also provides more moisture into respiratory tract, and helps to clean the inside of the nasal cavity by stimulating blowing of the nose, and also makes the mucous escalator work actively so that the self-clearing mechanism in the trachea will remove viruses faster. An alternative prompt method is also discussed. We use 40 v/v% whisky or similar alcohol, dripping on a gauze, inhale the vapor slowly at room temperature. This method works well for the front part of the nasal cavity. This is suitable for clinical workers, because they may need to use prompt preventative measures at any time.

연구 동기 및 목표

• 에탄올 수증기 흡입이 인간 호흡기에서 SARS-CoV-2를 비활성화하는 비침습적 방법으로 가능한지 조사하기.
• 희석된 위스키나 사케와 같은 일반적인 알코올 음료를 16–20% v/v 농도로 희석해 수증기로 흡입했을 때 안전하고 접근 가능한 소독제로 기능할 수 있는지 탐색하기.
• 에탄올 수증기 흡입이 호흡기에서 자연적인 청소 기전, 예를 들어 점액세척 기능을 향상시킬 수 있는지 평가하기.
• 코로나19 팬데믹 초기 단계에서 의료진과 일반 대중을 대상으로 빠르고 저비용이며 비독성인 예방 전략을 제공하기.

제안 방법

• 코를 통해 50–60°C에서 에탄올 수증기 흡입하여 호흡기 점막에 알코올 수증기가 응축되도록 하기.
• 희석된 위스키나 일본 술과 같은 알코올 음료에서 16–20% v/v 농도의 에탄올 수증기를 얻기.
• 가열된 에탄올 수증기가 더 차가운 코 표면에서 응축되어 국소적으로 약 ~36% v/v 농도로 증가하는 물리적 원리 활용.
• 코 부위의 자연스러운 Humidity와 온도를 활용해 수증기 응축과 소독 효과를 향상시키기.
• 두 단계 방법 적용: (1) 뜨거운 수증기 흡입으로 코의 전체 부위를 커버하기, (2) 적신 거즈에서 발생하는 실온 수증기로 앞면 코 부분에 국한된 소독.
• SARS-CoV-2 및 기타 지질막 바이러스가 지용성 특성 덕분에 30–40% v/v 농도의 에탄올에서 비활성화되는 것으로 알려진 원리 활용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 50–60°C에서의 에탄올 수증기 흡입이 코 점막에 약 ~36% v/v의 국소 농도를 도달시켜 SARS-CoV-2를 비활성화시킬 수 있는가?
• RQ2 희석된 위스키나 사케와 같은 일반적인 알코올 음료를 16–20% v/v 농도로 희석해 호흡기 소독을 위한 에탄올 수증기 원천으로 사용하는 것이 실현 가능한가?
• RQ3 에탄올 수증기 흡입이 점액세척 기능을 향상시키고 호흡기에서 바이러스 입자를 자가 제거하도록 유도하는가?
• RQ4 이 방법이 고위험 노출 상황에서 즉각적인 예방 조치가 필요한 의료진에게 안전하게 적용될 수 있는가?
• RQ5 이 방법이 팬데믹 초기 단계에서 비침습적, 저비용, 비독성 조치로 얼마나 잠재력이 있는가?

주요 결과

• 50–60°C에서의 에탄올 수증기 흡입은 코 점막에 응축되어 약 36% v/v의 국소 농도를 도달시키며, 이는 지질막 바이러스를 비활성화하는 데 알려진 범위에 속한다.
• 이 방법은 안전하고 비독성으로 평가되며, 의료진과 연구자들이 4주간 사용한 후에 특별한 부작용이 보고되지 않았다.
• 에탄올 수증기 흡입은 코의 수분을 자극하고 재채기나 재채기 행동을 유도함으로써 점액세차 기능 활성화에 기여하고 바이러스 제거를 향상시킬 수 있다.
• 40% v/v 위스키 또는 유사한 알코올을 거즈에 적신 후 실온에서 수증기를 발생시켜 흡입하는 것은 코 앞부분의 소독에 효과적이다.
• 이 방법은 특히 즉각적인 예방 조치가 필요한 의료진에게 실용적이고 신속한 것으로 간주된다.
• 이 접근법은 기존의 바이러스학적 원리에 기반한다: 지질막 바이러스인 SARS-CoV-2는 30–40% v/v 농도의 에탄올에서 매우 민감하게 반응한다.