内部紫外线疗法的制作方法

内部紫外线疗法
1.相关申请
2.本技术要求标题均为内部紫外线疗法(internal ultraviolet therapy)的于2019年10月15日提交的美国临时申请62/915,448、于2020年3月20日提交的美国临时申请62/992,861、于2020年3月23日提交的美国临时申请62/993,595、于2020年3月27日提交的美国临时申请63/000,788以及于2020年4月20日提交的美国临时申请63/012,727的优先权，其内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及用于体内紫外线疗法的系统和方法。


背景技术：

4.以下说明包括可能有助于理解本发明的信息。这并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，或者具体或隐含引用的任何出版物是现有技术。
5.传染性疾病、免疫介导和炎性疾病继续构成全球性挑战。尽管在过去的几十年里取得了重大进展，但是这些疾病的治疗仍然不是最理想的。例如，许多患者在使用呼吸机时可能会患上上呼吸道感染和肺炎，这可能会导致死亡。例如，接受呼吸机治疗的患者使用气管内插管(“ett”)进行插管，并可能通过通气系统感染(例如，可能感染肺炎)。因此，需要降低患者的呼吸和其他躯体系统中病毒、细菌和其他感染的发生率。


技术实现要素：

6.提供了一种用于进行体内紫外线疗法的uv光输送系统。所述系统包括：输送管，其适于被定位在气管内(et)插管、鼻咽气道(npa)或其他类似装置内；和所述输送管内的至少一个uv光源，其被定位成从所述输送管向外输送uv光，其中，所述至少一个uv光源被构造为发出335nm至350nm之间的波长。输送管可以是透明的或部分透明的。
7.至少一个uv光源可以是led光源串。在一些示例中，所述led光源串可以被构造为发出峰值波长在335至350nm之间或在338至342nm之间的uv光。所述uv光源可以被构造为发出335nm至350nm之间的具有足以治疗感染的阈值强度的光。
8.所述uv光源可以被构造为沿所述输送管的相当大的长度输送uv光。输送管可以是导管。所述uv光源可以被构造为仅发出强度大于其在335nm至350nm之间的最大强度的10％的光。
9.所述系统还可以包括：输送管，其适于被定位在气管内输送(et)插管内；和所述et输送管内的至少一个uv光源，其被定位成从所述et输送管向外发出uv波长，其中，所述至少一个uv光源被构造为发出335nm至350nm之间的波长。所述uv光源可以被构造用于间歇发射。所述uv光源可以被构造为发出包括uv-a和uv-b的至少一者或仅uv-a的波长。
10.所述系统还可以包括连接到所述uv光源的电源。
11.所述uv光源可以被构造为处理et插管和喉部中的感染性病原体。
12.还公开了一种治疗患者体内感染状况的方法，所述方法包括：将输送管插入呼吸患者腔内；和从位于所述输送管中的uv光源发出335-350nm范围内的uv-a光，以阈值持续时间和阈值强度从所述输送管向外发出uv波长。
13.所述方法可以包括输送管，其是具有峰值波长在339-346nm之间的led光源串的导管。所述呼吸腔可以是气管或鼻咽。
14.感染状况可以选自由细菌感染、病毒性感染、真菌感染、肺炎及其组合构成的组。
15.阈值持续时间可以包括至少20分钟。所述阈值强度可以包括至少13、15或18w/m2。所述阈值强度可以包括至少1,100微瓦/cm2、1,100微瓦/cm2、2,000微瓦/cm2或2,100微瓦/cm2、2,200微瓦/cm2或2,300微瓦/cm2的强度。
16.所述输送管可以被插入气管内插管内。所述输送管也可以被插入气管内插管内，同时抽吸所述气管内插管。
17.本公开的附加特征和优势将在下面的说明中阐述，并且部分地从说明中将是显而易见的；或者可以通过实践本文公开的原理来获知。本公开的特征和优势可以通过所附权利要求中特别指出的手段和组合来实现并获得。本公开的这些特征和其他特征将从以下说明和所附权利要求中变得显而易见，或者可以通过实践本文阐述的原理来获知。
附图说明
18.为了说明可以获得上述公开及其优势和特征的方式，将通过参考附图中所示的具体示例来给出对上述原理的更具体的说明。这些附图仅描绘了本公开的示例方面，并因此不应被视为对其保护范围的限制。通过使用以下附图，以额外的特征和细节说明和解释这些原理：
19.图1a示出了根据本公开原理的插入到患者结肠中的示例性uv发出装置的截面图；
20.图1b示出了根据本公开原理的插入到患者阴道中的示例性uv发出装置的截面图；
21.图1c示出了根据本公开原理的插入到患者气管中的示例性uv发出装置的截面图；
22.图1d示出了根据本公开原理的插入到患者鼻咽中的示例性uv发出装置的截面图；
23.图2示出了根据本公开原理的结合有led的示例性uv发出装置的示意图；
24.图3示出了根据本公开原理的结合有冷阴极的示例性uv发出装置的示意图；
25.图4示出了根据本公开原理的uv光谱的示例性示意图；
26.图5示出了根据本公开原理的插入到患者直肠和乙状结肠的示例性uv发出装置的截面图；
27.图6示出了根据本公开原理的插入到患者结肠中的示例性uv发出装置的截面图；
28.图7示出了根据本公开原理的插入到患者食道和胃中的uv发出装置的截面图；
29.图8示出了根据本公开原理的穿过患者消化系统的示例性uv发出装置的截面图；
30.图9示出了根据本公开原理的示例性光源附件的侧视图；
31.图10示出了根据本公开原理的示例性光源附件的侧视图；
32.图11示出了根据本公开原理的结合示例性uv发出装置的示例性foley导管；
33.图12a示出了在实施本公开的示例性uv发出装置时大肠杆菌的生长曲线；
34.图12b示出了在实施本公开的示例性uv发出装置时大肠杆菌的生长曲线；
35.图13示出了根据本公开原理在小鼠结肠中实施的示例性uv发出装置；
36.图14a和图14b示出了根据本公开原理插入到大鼠阴道腔中的本公开的示例性uv发出装置；
37.图15a示出了在实施本公开的示例性uv发出装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
38.图15b示出了在含有大肠杆菌的液体培养物上实施的本公开的示例性uv发出装置；
39.图16示出了当实施本公开的示例性uv发出装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
40.图17a和图17b示出了当实施本公开的示例性uv发出装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
41.图18示出了当实施本公开的示例性uv发出装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
42.图19示出了当实施本公开的示例性uv发出装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
43.图20示出了当实施本公开的示例性uv发出装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
44.图21a和图21b示出了当实施本公开的示例性uv发出装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
45.图22示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置；
46.图23示出了根据本公开实施方案的安装到夹持元件200的图22的示例性uv发出装置；
47.图24示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置；
48.图25示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置；
49.图26示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置；
50.图27示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置；
51.图28示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置；
52.图29示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置；和
53.图30示出了根据本公开实施方案的用于进行体内紫外线疗法的示例性过程。
54.图31示出了根据本公开实施方案的用于进行与ett有关的体内紫外线疗法的示例性过程。
55.图32示出了在一个示例中显示施加到细菌培养物的uva光的强度和曝光时间的表格。
56.图33示出了在一个示例中显示在uv光暴露期间细菌计数随时间变化的表格。
57.图34示出了使用根据本公开的示例性系统显示在uv光暴露期间细菌计数随时间变化的生长曲线。
58.图35a示出了与对照相比随时间暴露于uv光的含有细菌的培养皿的图像。
59.图35b-图35e示出了使用根据本公开的示例性系统显示大肠杆菌细菌计数随时间暴露于各种强度的uv光的生长曲线。
60.图35f(有意省略)。
61.图35g-图35j示出了使用根据本公开的示例性系统显示铜绿假单胞菌细菌计数随时间暴露于各种强度的uv光的生长曲线。
62.图35k-图35l示出了比较使用根据本公开的示例性系统分别在20分钟和40分钟的各种强度下的对数减少的生长曲线。
63.图35m示出了显示使用根据本公开的示例性系统的在各种强度和治疗时间下大肠杆菌菌落直径的减小的生长曲线。
64.图35n示出了显示使用根据本公开的示例性系统的在各种强度和治疗时间下铜绿假单胞菌菌落直径的减小的生长曲线。
65.图36a示出了显示使用根据本公开的示例性系统暴露于uv-a光期间的细胞生长的条形图。
66.图36b示出了显示使用根据本公开的示例性系统暴露于uv-a光期间的细胞生长的条形图。
67.图36c示出了显示使用根据本公开的示例性系统暴露于uv-a光期间的细胞生长的条形图。
68.图36d示出了显示使用根据本公开的示例性系统暴露于uv-a光期间对细胞没有dna损伤的条形图。
69.图36e示出了显示使用根据本公开的示例性系统暴露于uv-a光期间对细胞没有dna损伤的条形图。
70.图36f示出了显示使用根据本公开的示例性系统暴露于uv-a光期间对细胞没有dna损伤的条形图。
71.图37示出了显示使用根据本公开的示例性系统暴露于uv光期间被病毒感染的细胞生长的条形图。
72.图38示出了显示与使用根据本公开的示例性系统的对照相比，在施加72小时的uv光后感染细胞的细胞计数的条形图。
具体实施方式
73.定义
74.除非另有定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。crc出版社1995的szycher医疗器械词典可以为本文使用的许多术语和短语提供有用的指导。本领域技术人员将认识到可以用于本发明的实践的与本文所述的方法和材料类似或等效的许多方法和材料。实际上，本发明绝不限于具体所述的方法和材料。例如，附图主要示出了胃肠道中的本发明，但如通篇所示，所公开的系统和方法可以用于其他应用。
75.在一些实施方案中，用于说明和要求保护本发明的某些实施方案的诸如尺寸、形状、相对位置等属性应被理解为由术语“约”修饰。
76.如本文所用，“ett”指的是气管内插管，其是在连接到呼吸机时通过患者的嘴放置到气管中以帮助患者呼吸的柔性管。
77.如本文所用，“npa”指的是鼻咽气道，其是通过鼻通道并终止于舌根放置以帮助维
持呼吸道的柔性管。
78.如本文所用，术语“led”指的是发光二极管，其是发出跨越各种可见和不可见光谱的光的半导体光源。led通常具有包括一组波长的发射光谱，这些波长的强度随其发射光谱范围变化，并且通常在该波长范围内遵循钟形或类似形状的强度曲线。特定的led通常使用其峰值发射强度的波长或led发出其最高辐射强度的波长来说明。
79.因此，led通常在波长范围内发出光，并且特定的led也可以使用在阈值强度(在一些示例中，led最大强度的百分比)发出的波长范围来说明。例如，给定的led可以仅在335nm和345nm的波长之间发出具有其最大发射强度的至少10％的光。在低于335nm且高于345nm时，该led的发射强度可能小于该led的峰值强度发射波长(本文中的“峰值波长”)的10％，并且在某些情况下太低以至于与治疗无关。因此，对于许多治疗应用，仅在335nm和345nm之间的波长会对特定的led的治疗产生影响。
80.因此，本文所述的波长范围可以是对于特定的治疗应用、持续时间和由led发送到治疗部位的发射强度(或基于由led发出的发射功率)在治疗上有效或显著的波长范围。在一些示例中，波长范围可以是由led发出的波长范围，该led具有峰值发射强度的至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20％的强度。
81.因此，本文公开了对应于led发出其最大强度的阈值强度百分比的范围的各种led光源的发射光谱范围。在filippo等人的“leds:sources and intrinsically bandwidth-limited detectors(led：来源和固有带宽受限的检测器)”中说明了市售的led的各种led光谱发射范围和发射峰值强度波长的示例，其内容通过引用整体并入本文。
82.现在将说明本发明的各种示例。以下说明提供了具体细节，以便全面理解和实现这些示例的说明。然而，相关领域的技术人员将理解，可以在没有许多这些细节的情况下实践本发明。同样地，相关领域的技术人员也将理解，本发明可以包括在本文未详细说明的许多其他明显特征。此外，在下文中不会详细示出或说明一些众所周知的结构或功能，以避免不必要地模糊相关说明。
83.在下文中使用的术语应以其最广泛合理的方式进行解释，即使其与本发明的某些具体示例的详细说明结合来使用。实际上，某些术语甚至可以在下文中强调；然而，旨在以任何受限制的方式解释的任何术语将如本详细说明部分中那样公开且具体地限定。
84.虽然本说明书包含许多具体的实施细节，但这些不应被解释为对任何发明的保护范围或可被要求保护的内容的限制，而是针对特定发明的特定实施的特征的说明。本说明书中在单独实施的情况下说明的某些特征也可以在单个实现中组合地实施。相反，在单个实现的情况下说明的各种特征也可以在多个实现中分别或以任何合适的子组合来实施。此外，尽管特征可能被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初如此要求保护，但在某些情况下，来自要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中切离，并且要求保护的组合可以是指子组合或子组合的变体。
85.类似地，虽然可以在附图中以特定顺序描述操作，但这不应被理解为需要以所示特定顺序或按顺序进行这种操作，或进行所有所示操作，以实现理想的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施中都需要这种分离，应当理解，所述程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或封装在多个软件产品中。
86.概要
87.虽然uv-a和uv-b范围内的uv光传统上用于治疗皮肤病，但尚未开发用于人体内更广泛的感染或炎症治疗。本公开说明了一种用于经由导管、胶囊、内窥镜、插管或端口发射治疗剂量的uv光的系统，该系统可用于管理患者体内的内部感染和炎症状况。本文公开的uv光源旨在为患者的各种内部管道(例如，结肠、阴道、气管)提供抗生素和抗炎/免疫抑制药物的安全有效的替代物。
88.在一些示例中，对于某些适应症和治疗，可以发出仅uv-a光或仅uv-b光。例如，uv光源可以具有以335nm、340nm或345nm为中心的波长或本文所公开的附近范围。在其他实施方案中，uv光源可以发出320nm-410nm之间的波长，和/或具有该范围内的峰值发射强度。应当理解，可以使用系统和方法来提供各种波长。在一些示例中，所提供的波长范围可以是在一定的应用强度和持续时间中在治疗上有效的可能的最高波长。
89.图1a示出了包括输送管100和若干uv光源150以及为系统供电的电源120的uv光管理系统的示例。因此，如图所示，护理人员(例如，医师)可以将输送管100引导到患者的结肠。一旦引导到患者的预期的治疗靶标，电源120就可以通电以将来自光源150的uv光发射到治疗靶点(例如，结肠)中。
90.图1b示出了包括输送管100、若干uv光源150和电源120的uv光管理系统的示例。因此，护理人员(例如，医师)可以将输送管100引导到患者的阴道。一旦引导到患者的阴道，输送管100就可以由电源120通电以将治疗光(例如，uv光)发射到阴道腔中。本文公开的uv光源旨在为结肠区域和/或阴道区域提供抗生素和抗炎/免疫抑制药物的安全有效的替代物。
91.图1c示出了包括输送管100、uv光源150、电源120和控制系统的uv光管理系统的示例。控制系统提供控制力并控制治疗的持续时间和/或强度。因此，如图所示，护理人员(例如，医师)可以在通气期间将输送管100引导到患者的气管。一旦引导到患者的气管，电源120就可以通电，以便将电力通过输送管100(例如，有线连接)输送到光源150，以将治疗光(例如，uv光)发射到气管和/或其他呼吸道中。
92.例如，已经开发了系统和方法以结合本文公开的气管内导管(ett)来提供内部紫外线疗法。因此，输送管100可以在患者ett通气期间内被引导。在其他示例中，输送管100可以连接到ett或内置在ett中，或者ett可以具有结合到ett中的光源150。因此，光源150可以被放置在管150和/或ett内，使得uv光源150辐射ett周围的气管气道中的呼吸组织。
93.图1d示出了包括输送管100、uv光源150、电源120和控制系统的uv光管理系统的示例。控制系统提供控制力并控制治疗的持续时间和/或强度。因此，如图所示，护理人员(例如，医师)可以将输送管100引导到患者的鼻咽部。一旦引导到患者的鼻咽部，电源120就可以通电，以便将电力通过输送管100(例如，有线连接)输送到光源150，以将治疗光(例如，uv光)发射到鼻咽部和/或其他呼吸道中。
94.例如，已经开发了系统和方法以结合如本文公开的鼻咽气道(npa)来提供内部紫外线疗法。因此，输送管100可以在患者的npa内被引导。在一些示例中，输送管100的尺寸和构造可以适合于鼻咽气道。在一些示例中，其是灵活的以适应鼻咽气道中的转弯。在其他示例中，输送管100可以连接到或内置在nps中，或者npa可以具有合并到npa中的光源150。因此，光源150可以被放置在管100和/或npa内，使得uv光源150辐射npa周围的鼻咽部中的呼吸组织。
95.输送系统
96.提供了一种用于将治疗性uv光输送到身体内部各个部分的输送管/棒100。输送管/棒可以包括至少一个uv光源150。输送管/棒100可以是导管、内窥镜、胶囊(用于吞咽或栓剂)或被构造成接收uv光源150的任何其他医疗装置。
97.在一些示例中，uv输送管100可以被构造为导管，并且在患者的呼吸或其他治疗期间在ett或npa内部被引导。在一些实施方案中，uv输送管/棒100被构造为被直肠插入或口服的内窥镜，并被引导到适当的区域以输送抗炎或其他治疗剂量的uv光。在另一实施方案中，uv输送管/棒100可以被构造为被插入到动脉、尿道、阴道和泌尿道、耳道、气道等的导管。在又一实施方案中，uv输送管/棒100被构造为被插入到患者膀胱中的留置导尿管。在一些实施方案中，例如，可膨胀气囊导管可以包括uv光源150，以在具有诸如阴道、直肠、胃食管结合部、胃、胆道等通道或其他合适的通道的内脏器官内发射uv光。在一些实施方案中，uv光源150可以被构造为护理人员的手套。这种构成可以帮助将uv光发射到患者的孔口(例如，口腔、直肠、阴道或其他)中以进行更短时间的治疗。
98.在一些实施方案中，uv光源150被永久地安装在输送管/棒100上。在其他实施方案中，输送管/棒100被构造为使得uv光源150是可构造的，并且能够根据医生的偏好被安装和移除。输送管/棒100可以包括中空内部，以允许与uv光源150的电连接。在替代实施方案中，uv光源150可以是无线的，并且能够连接到输送管/棒100。
99.光源
100.根据输送管100或其他输送装置，可以利用能够发射uv光的各种光源150。例如，图2示出了包括沿管100分布的一串led光源150的柔性输送管100(例如，导管、内窥镜等)的实施方案。在其他示例中，可以利用能够发射uv光的其他合适的光源150。每个光源150通过电连接附接在一起并连接到电源120。led光源150可能是有利的，因为它们的小尺寸和低功率要求使它们能够沿输送管100放置。
101.光源150可以包含控制系统，控制系统包括电路、存储器和一个或多个处理器以控制光源150的输出的强度和持续时间。这可以包括由一个或多个处理器可执行的用于控制光源150的输出的指令。在一些示例中，控制系统可以通过有线和/或无线连接来连接到光源150。
102.因此，如果光源150沿输送管100放置，光源150可以将uv光输送到患者体内的较大输送区域。因此，治疗药物靶标区域可能相对较大，以治疗可能会影响大部分结肠的炎性疾病。
103.图3示出了利用连接到电源120的基于冷阴极的光源150的输送管100的示例。在该实施方案中，冷阴极光源150通过透明的柔性输送管100输送光。该实施方案可以包括填充输送管(或真空管)100的惰性气体。例如，输送管100可包括冷阴极管。输送管100可以包括不被灯丝电加热的任何阴极光发射器。例如，冷阴极荧光灯可以利用汞蒸气中的放电来发射紫外光。
104.然而，在大多数实施方案中，为了安全起见，管中使用的气体应当是惰性的。例如，氖气蒸汽可以用12伏电源120通电以产生足够的uv光。在其他示例中，具有各种电压和/或电流的其他电源将用于在当前波长产生足够强的光。
105.在一些实施方案中，光源150可以发射x射线。对于这些实施方案，系统可以包括真
空管或x射线管。
106.电源120可以包括通/断开关或其他控制以打开和关闭光源150。在一些示例中，电源将包括以各种强度打开uv光源或根据治疗应用随时间调节强度的能力。电源可以针对不同类型的uv光源150而不同。例如，led实施的电源要求可以低于冷阴极实施的电源要求。
107.uv范围
108.图4示出了可以由所公开的装置和方法实施的uv范围。例如，光源可以输送仅uv-a和uv-b范围内的光，而非uv-c范围内的光。在其他示例中，系统和方法可以输送所有三个uv范围内的光，或者也输送可见光谱内的光。在一些示例中，对于某些适应症和治疗，可以发射仅uv-a或仅uv-b光。如上所述，光源可以具有以335nm、340nm或345nm或附近范围为中心的最大强度波长。在其他实施方案中，光源150可以输送波长在320nm-410nm、250nm-400nm之间或本文讨论的其他合适范围的光。
109.在一些示例中，所应用的波长范围可以是对于特定应用在治疗上有效的最长波长范围(给定治疗应用的强度和持续时间)。例如，波长越短，治疗就越有可能损害患者的身体细胞或组织。因此，有效的最长波长将是最安全的应用。
110.在一些示例中，以345nm或340nm(或周围波长)为中心的光源可能是最佳的，因为较低/较短的波长随着其接近uv-c范围而更有害。例如，波长越短，它们拥有的能量就越多并且越有可能损害患者的组织和dna。在一些示例中，使其成为仍然有效的最安全波长的仍然提供足够的抗菌影响的最长波长可以包括以下一种或多种：335、336、337、338、339、340、341、342、342、344、345、346、347、348、349或350nm。因此，本文公开的光源150可以以在治疗上显著的强度发射具有一种或多种前述波长的光。
111.在一些示例中，光源可以是具有335nm、336nm、337nm、338nm、339nm、340nm、341nm、342nm、343nm、344nm、345nm、346nm、347nm、348nm、349nm、350nm、351nm、352nm、353nm、354nm、355nm的峰值波长的led。在一些示例中，led的峰值波长可以具有 /-3nm、2nm或1nm的误差。在一些示例中，led可以发射具有在其峰值强度发射波长附近 /-4、5或6nm范围内的显著强度的光。因此，在一些示例中，led或其他光源的波长范围可以是340-350nm(例如，包括具有显著发射强度的波长的波长范围)。
112.治疗方案
113.本文的程序可以用于治疗许多不同的炎症和传染性疾病。因此，可以根据以下情况施用不同量或时间剂量的uv辐射：(1)疾病类型，(2)光源类型，(3)光源功率，(4)光源uv范围，和(5)感染或炎症的严重程度。例如，在一些实施方案中，给药时间将由胶囊消化率确定，并且可以操纵其他因素(例如，光源功率、uv范围等)来改变剂量。
114.在其他示例中，光疗法可以由护理人员输送10分钟、15分钟、18分钟、19分钟、20分钟、21分钟、22分钟、23分钟、24分钟、25分钟、26分钟、27分钟、28分钟、29分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟或160分钟、10-160分钟之间的任何分钟范围或其他合适的时间。另外，本发明的方法可以包括施用至少10分钟、15分钟、18分钟、19分钟、20分钟、21分钟、22分钟、23分钟、24分钟、25分钟、26分钟、27分钟、28分钟、29分钟、30分钟或60分钟的阈值持续时间的治疗。根据应用和与治疗效果相关的其他因素，光源强度可以是至少1,000微瓦/cm2、1,100微瓦/cm2、2,000微瓦/cm2、2,100微瓦/cm2、2,200微瓦/cm
2-、2,300微瓦/cm2、2,400微瓦/cm2、2,500微瓦/cm2、2,600微瓦/cm2、2,700微瓦/cm2、2,800微瓦/cm2、2,900微瓦/cm2、3,100
微瓦/cm2、3,100微瓦/cm2、3,200微瓦/cm2、1,000-5,000微瓦/cm2或其他合适的强度。发明人已经证实，在高达5,000微瓦/cm2的强度下使用uv-a光是安全的。在一些示例中，光将被连续输送，并且在其他示例中，其将被合并到冲击疗法中。
115.基于强度和目标微生物，光源150可以距目标各种距离。例如，在一些示例中，光源150可能需要在距离大肠杆菌0-2cm的范围内，以便使用2000微瓦/cm2的强度杀死大肠杆菌(但不是在2.8cm或3.5cm处)。在一些示例中，基于光强度和目标病原体，强度可以在1000-5000微瓦/cm2之间，并且距靶标组织的距离可以在0-1cm、0-1.5cm、0-2cm、0-2.5cm、0-3.0cm、0-3.5cm、0-4.0cm或其他类似且合适的范围之间。在其他示例中，所需的时间、距离、波长和强度可能针对病毒和其他目标而不同。
116.控制系统
117.在一些示例中，控制系统将被用于控制从uv光源发射的波长的强度和持续时间。例如，led控制系统的示例在标题为“method and apparatus for outputting light in a led-based lighting system(用于在基于led的照明系统中输出光的方法和设备)”的美国专利第8,350,497号中进行了说明，其内容通过引用整体并入本文。
118.因此，在一些情况下，光源150可以连接到控制输送到光源150的功率和光源150的输出的控制系统。控制系统可以包括用于控制光源150的输出的各种电子电路，其包括基于单个光源150的要求的led。在一些示例中，在光源150包括不同波长范围的多个led的情况下，控制系统可以确定向哪些led提供电流以及由此从光源150发射的波长。
119.示例
120.提供了以下示例以更好地说明要求保护的发明，并且以下示例不旨在被解释为限制本发明的保护范围。对于所提及的具体材料或步骤，仅用于说明的目的，并非旨在限制本发明。本领域技术人员可以在不发挥创造性能力且不背离本发明保护范围的情况下开发等效的方法或反应物。
121.胃肠道
122.图5-图6示出了治疗结肠和/或直肠疾病的示例应用。例如，图5示出了包括光源150的输送管100可以由护理人员通过肛门插入到结肠中。另外，输送管100可以被引导到治疗部位，例如结肠、部分或大部分肠道(例如，参见图6)或经由嘴部被引导到胃部(例如，参见图7)。另外，可以打开电源(或光源)120以用uv光照射治疗部位。
123.在一些示例中，这可以用于治疗各种炎性疾病，包括溃疡性和克罗恩氏结肠炎、ibd、传染性疾病和本文更全面说明的其他疾病。如图所示，根据疾病的大小、位置和类型，输送管100可以包括可以被埋入或包含在输送管100的某些部分或长度中的不同数量的光源150。
124.图7示出了一个实施方案，其中内窥镜或其他输送管100通过口腔通过食道被插入到胃部。在该示例中，胃部的感染或炎性疾病可以用uv光源150进行治疗。
125.结肠镜检查
126.图13示出了在小鼠结肠镜检查中使用的uv发出装置的示例。结肠镜检查和uv应用安全地进行。参数包括1,100微瓦/cm2强度的uv照射10分钟和30分钟后72小时的正常结肠镜检查。
127.胃肠道治疗可以包括以下示例性应用：
128.1.治疗溃疡性结肠炎和克罗恩病和急性/慢性结肠袋炎和其他慢性炎性肠病(ibd)
129.2.非ibd相关直肠炎的治疗
130.3.ibd或非ibd相关瘘管的治疗
131.4.炎性狭窄的治疗
132.5.显微镜结肠炎的治疗
133.6.使用uv发光胶囊治疗感染性腹泻
134.7.治疗难治性幽门螺杆菌和malt淋巴瘤
135.8.食道扁平苔藓和寻常型天疱疮的治疗
136.9.难治性艰难梭菌的治疗
137.10.结肠无力、热带口炎性腹泻、乳糜泻、小肠细菌过度生长、骨髓移植后的盲肠炎感染、假息肉(类似于鼻息肉)和放射性肠炎的治疗
138.11.伴或不伴发育不良的巴雷特食管的治疗
139.12.每日uv光胶囊的肝性脑病的治疗
140.13.通过穿过残胃中的peg放置ilt(内部光疗法)导管的roux-en-y患者中的盲袢综合征的治疗
141.14.用可以发出uv光的透明挂线治疗肛周瘘管
142.15.降低与经皮输送或抽吸管相关的感染率
143.16.限于黏膜和黏膜下层的胃肠癌的治疗
144.17.限于黏膜和黏膜下层的肝胆感染、炎症和癌症的治疗
145.胶囊
146.在一些实施方案中，输送装置被成形为胶囊而非输送管/棒100。在这种实施方案中，胶囊被口服或经直肠插入到患者体内。胶囊可以发光一段时间。例如，胶囊可以包括光滑透明或半透明聚合物或其他生物相容性涂层以允许胶囊通过。在一些示例中，胶囊可以包括光源150和电源120。例如，电源120可以包括小型电池。在一些实施方案中，胶囊可以展开并固定到内脏器官以提供延长的曝光。
147.在一些实施方案中，胶囊被构造为使得uv光150被定位为从胶囊向所有方向发出光。因此，当胶囊穿过消化系统时，它将向各个方向发出uv光，直到胶囊被排出体外。
148.图8示出了将胶囊800用于可以被患者吞咽的输送装置的系统的示例。胶囊800可以包含光源150和用于为光源150供电的电源120。在一些示例中，胶囊或其一部分将由透明材料制成，以允许光透过胶囊照射。胶囊可以包含跟踪装置以评估胶囊在胃肠道内的位置。胶囊输送系统可以被夹在中空器官中，用于连续或间歇控制输送。
149.在一些示例中，胶囊可以是药丸的大小或更小，并且可以是口服摄取的。胶囊可以包括用于在胶囊到达或最可能到达消化道的特定部分时打开和关闭uv光源的定时器。例如，胶囊可以包含简单的定时器，以在30分钟、一小时或两小时后打开胶囊。例如，胶囊可以不打开光源150，直到胶囊已经到达消化道，以治疗ibs或其他感染性或炎性状况。
150.导光输送管
151.在一些示例中，光源150可以被放置在输送管100(例如，led)内部，并且在其他示例中，光源150可以被放置在输送管100的近端外部或与输送管100的近端连接。因此，在一
些示例中，输送管100可以由光纤或其他导光材料制成，以将来自光源150的光沿输送管100向下传播，从而可以将其发射到治疗部位。
152.例如，如图9和图10所示，uv光管理系统可以包括输送棒940、uv光源950和光源附件900，其中光源附件900被构造为附接在uv光源950和输送棒940之间。输送棒940可以包括从光谱中省去了uv-c的硼硅酸盐部分930，其后面是由纯硅(石英)900制成的部分，以最小的损失扩大uv a/b的传输距离。
153.例如，仅使用纯石英部分已经显示引起显著的uv-c光发射(例如，4,300微瓦/cm2uv-c)，而使用在uv光源950和输送棒940之间具有较短的硼硅酸盐部分的纯石英棒(例如，硼硅酸盐滤光片)导致在没有硼硅酸盐部分的情况下的相同水平的uv-a和uv-b检测并在输送棒940的末端发出的仅10微瓦/cm2的uv-c光，这意味着uv光被反射回输送棒940的主体，以便在整个输送棒940中均匀输送uv光。uv光源950可以被构造为连接到为uv光源950供电的电源(未示出)。
154.输送棒940可以是光纤棒/导管。在一些示例性实施方案中，输送杆940通过使用工业金刚石刻划制成，由此使用玻璃切削油并且施加双边压力以清晰地(而不是不透明地)折断。输送杆940的末端可以用钻机(例如，500rpm钻机)修圆，其中钻机使用优质金刚石抛光垫(例如，120-200粒度的优质金刚石抛光垫)和砂纸(例如，400砂纸)。之后，输送杆940的主体可以用120-200粒度的优质金刚石抛光垫打磨，使得无uv-c的光(例如，uv-a和uv-b)可以发出到整个输送杆940的主体。可选择的化学不透明化可以用于棒的自定义不透明化。
155.光源附件900可以包括主体920和将主体920附接到外壳(例如，棒、导管、手柄等)的紧固机构910(例如，螺钉、止动螺钉、紧固件、钉子等)。主体920可以包括被构造为连接到光源(或电源)的前端孔970和被构造为连接到棒(或导管)的后端孔980。
156.光源附件900可以由铝制成，用于热传导和降低光强度劣化。前端孔970和后端孔980两者的直径都可以变化以便适合例如特定导管、管、棒等。光源附件900还可以包括在前端孔970和后端孔980之间的凸透镜930，其被构造为减少光损失。凸透镜可以包括减少光损失并聚焦光的半凸面耐热透镜。
157.导管
158.在一些示例中，输送装置可以是导管插管100，其可以被插入到患者身体的动脉、尿道或其他部分中。例如，导管插管100可以包括允许引导丝穿过的中空部分。因此，护理人员可以将引导丝引导到治疗部位，然后将导管穿过引导丝以将导管引导到或超出治疗部位。
159.与内窥镜实施类似，导管插管100然后可以包含适用于对动脉内部进行uv治疗的任何种类的光源150。在一些示例中，该实施可以使用诸如led等较小的光源150。
160.在本公开的另一示例中，输送装置可以是导管插管100，其可以作为留置导尿管被插入到膀胱中(例如，如图11所示)，从而用uv光对尿路感染进行消毒。在另一示例中，输送装置可以是被插入到直肠中以用uv光治疗直肠的气囊的一部分。
161.阴道
162.在又一示例中，输送装置可以结合到阴道棒中以治疗患者阴道中的感染。
163.图22示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置，在一些示例中其可以用于uv光的阴道输送。uv发出装置可以包括输送管/棒100。在一些示例中，输送管/棒100包括四
个侧面的细长主体101。四个侧面的细长主体101可以在四个侧面的每个上包括uv光源150。uv光源150可以在输送管/棒100的各面上交错。输送管/棒100可以包括近端102和远端103。细长主体101的四个侧面会聚成朝向远端103的圆形曲面105。如上所述，输送管/棒100的远端103被构造成用于插入患者体内。相反，相对的近端102被构造成用于操作输送管/棒100。
164.图23示出了具有抓握元件200的图22的uv发出装置的示例。抓握元件200可以被构造为把手。抓握元件200可以在近端102处附接到输送管/棒100。抓握元件200可以被设计成在人体工程学上足以满足医师或医疗提供者。抓握元件200还可以包括被构造为接收用户输入的输入组件201。输入组件201可以连接到改变输送管/棒100和uv光源150的功能的内部处理器。在一些实施方案中，输送管/棒100包括2-20个uv光源。本文所述的输送管/棒100在四面的各面上包括三个uv光源150，总共十二(12)个uv光源150。应当理解，合并有本文公开的特征的其他构成是可行的。
165.图24示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置300。uv发出装置300可以包括抓握元件350。抓握元件350可以被设计成在人体工程学上足以满足医师或医疗提供者。抓握元件350还可以包括被构造为接收用户输入的输入组件351。输入组件351可以连接到改变输送管/棒300和uv光源330的功能的内部处理器。本文所述的输送管/棒300在四面的各面上包括两个uv光源330，总共八(8)个uv光源330。应当理解，合并有本文公开的特征的其他构成是可行的。
166.在一些实施方案中，输送管/棒100可以包括在其远端103处的旋转底座。旋转底座可以使输送管/棒100旋转，使得从uv光源150发出的光是均匀的。当用旋转的输送管/棒100治疗患者时，均匀的uv发射量可能有助于治疗微生物生长。在一些示例中，输送管/棒100还包括步进电机。步进电机能够使旋转底座旋转。
167.在一些实施方案中，uv光源150沿输送管/棒100的整个长度分布，并且在远端103处以实现uv光源150的更广泛的应用。
168.在一些实施方案中，输送管/棒100被构造成使得整个输送管/棒100发光并均匀地透射uv光。在一些实施方案中，输送管/棒100被构造为发出仅uv-a和/或uv-b范围内的光波，而不发出uv-c范围内的光波。例如，uv光源150的峰值波长可以包括340nm。在其他更广泛的实施方案中，输送管/棒100(和光源150)可以输送320nm-410nm之间的波长。应当理解，可以使用公开的输送管/棒100来提供各种波长和各种波长的组合。例如，其他范围的波长可以包括250nm-400nm。在一些实施方案中，垂直照射长度围绕输送管/棒100在8-10cm之间延伸。
169.输送管/棒100可以由任何合适的构造(例如，刚性的或柔性的)制成，包括生物相容的或具有生物相容性涂层的各种聚合物。图25示出了根据本公开实施方案的示例性uv发出装置400。在一些实施方案中，输送管/棒100可以包括透明材料的外层，以允许来自光源430的uv光从输送管/棒100向外照射。在一些实施方案中，输送管/棒100可以包括由例如硅、二氧化硅、聚氨酯、聚乙烯、特氟隆/ptfe、硼硅酸盐或其他合适材料制成的外表面。在一些实施方案中，输送管/棒100使用具有硼硅酸盐外层的铜制成。为了优化冷却、曝光区域和均匀性，输送管/棒100可以包括交错在铜条上的多个发光二极管(led)。在一些示例中，可以在输送管/棒上设置八(8)个led。光源430的间距能够实现最佳的垂直照射长度。在一些实施方案中，垂直照射长度围绕输送管/棒100在8-10cm之间延伸。
170.通过使用铜制造输送管/棒100的主体，输送管/棒100能够承受达到升高的温度水平。铜用作散热器，防止输送管/棒100达到不舒适的温度。申请人还提出以特定电流操作光源150，以优化输送管/棒100的温度。在一些示例中，在60-100ma的范围内操作光源150。在提出的范围内，输送管/棒100的温度不会升高到40℃以上，从而达到实施适当冷却方案的目标。
171.图26-图29示出了具有控制器450的uv光输送系统的各种示例。控制器450可以包括一个或多个处理器、存储器以及电池或其他电源。存储器可以包含具有可以使用本文所公开的各种强度和/或持续时间来应用的各种治疗方案的指令。例如，存储器可以包含当由处理器执行时以给定强度或时间向光源150供电的数据结构。控制器可以用于本文公开的任何实施方案，包括基于阴道、gi和ett的uv光输送装置。
172.参见图30，提供了用于进行体内紫外线疗法的过程。该过程包括在步骤2501中提供uv光输送装置。uv光输送装置包括细长主体，该细长主体包括近端和远端。细长主体包括接收空间。uv光输送装置还可以包括被构造为连接到接收空间的uv光源。在一些示例中，该方法还包括在步骤2503旋转细长主体，使得两个uv光源被构造为以均匀的方式向外发出uv光。
173.该过程还可以包括在步骤2504从两个uv光源发出峰值波长为340、341、342、343、344、345、346nm的在320nm和410nm之间的波长。在一些示例中，该过程还包括从两个uv光源发出从细长主体向外的照射。在一些示例中，细长主体包括四个侧面。细长主体的四个侧面的每个都包括接收空间，使得对应的uv光源150在细长主体上交错。
174.细长主体在近端包括接收空间和对应的uv光源。细长主体部分地涂覆有硼硅酸盐玻璃。在一些示例中，细长主体由铜制成。
175.呼吸
176.在一些示例中，本文公开的系统和方法可以用于将uv光输送到患者呼吸系统的内部通道。例如，在一些示例中，输送管150可以在患者通气时被引导到气管内插管(ett)中。或者，输送管150可以被引导到患者的鼻咽气道(npa)中。这些应用可以用于治疗或预防感染，包括病毒、细菌、肺炎和其他感染。
177.在一些示例中，输送管100可以在ett的抽吸期间被插入到ett中。在其他示例中，这里的系统和方法可以用于通过为胸管配备输送管以输送内部光疗来改善积脓症的治疗。
178.例如，已经开发了系统和方法以结合本文公开的气管内插管(ett)提供内部紫外线疗法。因此，可以在患者通气期间在ett内引导输送管100。在其他示例中，输送管100可以连接到或内置在ett中，或者ett可以具有结合到ett中的光源150。因此，光源150可以被定位在管150和/或ett内，使得uv光源150照射ett周围的气管气道中的呼吸组织。
179.例如，已经开发了系统和方法以结合本文公开的鼻咽气道(npa)提供内部紫外线疗法。因此，输送管100可以在患者的npa内被引导。在其他示例中，输送管100可以连接到或内置在npa中，或者npa可以具有结合到npa中的光源150。因此，光源150可以被定位在管150和/或npa内，使得uv光源150照射npa周围的鼻咽气道中的呼吸组织。
180.在一些示例中，输送管100中的uv光源150可以是一串led。例如，输送管100可以是连接到ett或npa的柔性导管，并且可以具有定位在导管上或导管内的led以从输送管100向外发出uv光，以治疗患者的呼吸道和/或治疗ett或npa的内部。led可以通过有线连接来连
接到电源。在其他示例中，光源150可以是除led之外的其他合适的光源150。
181.在该示例中，led可以具有335、336、337、338、339、340、341、342、342、344、345、346、347、348、349、350nm或335和350nm之间的任何波长范围的最大发射强度波长。在其他实施方案中，led可以输送320nm-410nm、250nm-400nm之间或本文讨论的其他合适范围的波长。
182.图31示出了显示用uv光治疗患者的呼吸道和周围组织的治疗方案的示例的流程图。例如，可以提供具有uv光源的导管或其他输送管150(3100)并将其引导到ett中(3102)。然后，uv光源可以通电，用于各种治疗(3104)。
183.在一些示例中，具有以339、340、341、342、343、344、345或346nm为中心的最大发射强度波长的led的输送导管可以每天通电至少15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、40、60、80、或90分钟(或在这些范围之间或之外的其他合适的时间范围)一次、两次或三次。基于led的功率和气管或其他呼吸道组织距led光源的距离，施加的强度可以是1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300uw/cm2或在这些范围之间或之外的其他合适的强度。
184.额外的治疗应用和方案
185.本文的步骤可以用于治疗许多不同的炎症和传染性疾病。因此，可以根据以下情况施用不同量或时间剂量的uv辐射：(1)疾病类型，(2)光源类型，(3)光源功率，(4)光源uv范围，和(5)感染或炎症的严重程度。例如，在一些实施方案中，给药时间将由胶囊消化率确定，并且可以操纵其他因素(例如，光源功率、uv范围等)来改变剂量。在其他示例中，内窥镜可以由医师/外科医生输送一小时、30分钟、两小时或其他合适的时间。
186.以下是治疗方案及其应用的示例。因此，本文公开的装置和方法可以适用于治疗这些不同的病症。
187.泌尿学和肾脏学：
188.1.在透析期间，对患有已知菌血症、真菌血症或病毒血症患者的血液进行消毒，以根除或减少微生物负荷。或者，可以将光针放置在瘘管中，以便即使在透析窗口外打开。将针对更窄的波长但更强烈的ilt进行体外敏感性分析。
189.2.对导管依赖患者的留置导尿管进行消毒
190.3.局限于黏膜和黏膜下层的膀胱和尿道癌的治疗
191.4.难治性膀胱炎/尿路感染的治疗
192.5.在腹膜透析导管中加入uv光疗，以降低腹膜炎甚至长期腹膜硬化的风险。
193.心脏病学
194.1.利用lvad对患有已知菌血症、真菌血症或病毒血症患者的血液进行消毒，以根除或减少微生物负荷。或者，可以将光针放置在瘘管中，以便即使在透析窗口外打开。可以针对更窄的波长但更强烈的uv疗法进行体外敏感性分析。
195.2.利用瓣膜的直接uv光照射治疗难治性细菌和真菌性心内膜炎。在这种情况下，可以静脉注射光敏剂。
196.牙科学
197.1.牙龈炎的治疗。
198.2.粘膜白斑和口腔扁平苔藓的治疗。
199.3.局限于黏膜和黏膜下层的癌症的治疗。
200.血液学/肿瘤学
201.1.肠移植物抗宿主病的治疗。在这种情况下，将会发出x射线波长，导致淋巴细胞死亡。这可以用于等待小肠移植或姑息治疗的终末期克罗恩病患者。
202.耳鼻喉科
203.1.慢性鼻窦炎的治疗。
204.2.慢性中耳炎的治疗。
205.3.需要鼓膜造孔术的患者的急性中耳炎的治疗。
206.4.鼻息肉的治疗(有证据表明uv光会使它们缩小，参见附图)。
207.5.口臭的治疗。
208.6.反复扁桃体炎/咽炎的治疗。
209.7.限于黏膜和黏膜下层的癌症的治疗。
210.外科手术
211.1.通过为引流管配备uv光技术来改善脓肿治疗。
212.2.配合手术引流管使用，以避免叠加感染。
213.3.加速吻合口愈合过程。
214.4.有助于防止粘连。
215.神经外科
216.1.难治性脑膜炎的治疗中鞘内纤维光传输uv光。
217.2.难治性分流感染的治疗。
218.3.利用鞘内或蛛网膜下腔uv疗法的朊病毒疾病的治疗。
219.4.通过降低病毒载量来治疗jc病毒相关的进行性多灶性白质脑病。
220.妇科
221.1.细菌或真菌性阴道病的治疗。
222.2.直肠阴道/结肠膀胱瘘管的治疗。
223.3.局限于黏膜和黏膜下层的癌症的治疗。
224.风湿病学
225.1.用于治疗炎症和传染性大关节关节炎的关节内ilt。
226.阴道治疗
227.1.图14a、图14b示出了用于对小鼠进行阴道治疗的uv发出装置的示例。
228.实验数据
229.提供以下实验数据组以更好地说明要求保护的发明，并且以下实验数据组不旨在被解释为限制保护范围。
230.示例1：大肠杆菌
231.图12a和图12b示出了显示用于防止大肠杆菌增殖的本公开uv发出装置的示例的实验数据。如图所示，未施加uv光的对照组继续增长，而通过uv发出装置施加uv光的测试组显示出大肠杆菌数量随着时间的推移而持续减少。显示出uv光既可以防止大肠杆菌增殖，也可以随着时间的推移杀死细菌。
232.图15b示出了用于含有大肠杆菌的液体培养物的本公开uv发出装置的示例。例如，
该实验和用其他细菌和真菌、白念珠菌进行的类似实验的结果显示在图15a和图16、图17a-图17b、图18-图20、图21a和图21b中。所有结果都说明了液体样品中大肠杆菌和其他感染性病原体的生长显著减少，其中由本公开的uv发出装置将uv-a和uv-b光发射到液体样品上。
233.示例2：细菌
234.在另一示例中，根据本公开的两个示例性装置用于uva实验以处理细菌。第一装置是用稀硫酸、氟化氢钠、硫酸钡和氟化氢铵的混合物反复蚀刻的硼硅酸盐棒(外径3mm)，在uva通过其侧面发射的棒的末端添加了反射涂层。如光谱仪(ocean optics；extech)所证实，该过程产生了uva(峰值波长为345nm)的侧面发光棒。第二装置结合有峰值波长为345nm的窄带led。
235.uva棒被插入到液体培养基中。汞蒸气灯用作光源(asahi max 303，asahi spectra co.，tokyo，japan)。第二uva发光装置是安装在散热器(seoul viosys，gyeonggi-do，korea)上的微型发光二极管(led)阵列(峰值波长为345nm)。该装置用于下面提到的铺板实验。
236.大肠杆菌、大肠杆菌gfp、铜绿假单胞菌、化脓性链球菌、表皮葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、粪肠球菌、奇异变形杆菌、艰难梭菌(clostridioides difficile)和白念珠菌的储用培养物在适当的液体培养基和如图32所示的表格中所示条件下生长。美国模式培养集存库(atcc)菌株和一种临床分离菌按照atcc对每种微生物(manassas,va,usa)建议的用法说明在适当的固体和液体培养基中生长。使用无菌技术，打开含有微生物菌株的小瓶，并且用大约500μl液体培养基将整个颗粒重新水化。
237.在无菌条件下，将再悬浮的颗粒转移到含有5-6ml用于再悬浮细胞的相同液体培养基的管中。几滴剂的初级培养基试管用于接种固体微生物琼脂并分离单个菌落形成单位(cfu)。在图32所述的特定温度、大气条件和时间下培养液体和固体培养物。
238.最初，由每种微生物的单个cfu制备液体培养物，以保证uva治疗期间菌株的纯度。在实验期间只使用了新的纯液体培养物。将单个菌落添加到含有5ml液体培养基的10ml无菌管中，然后彻底涡旋以使微生物细胞均质化。培养图32所示的液体培养物直到它们达到0.5麦氏比浊标准。在达到标准浊度之后，将微生物培养物充分混合1分钟，并且将1000μl液体培养物转移到两个1.7ml微量离心无菌管中，以用于治疗和对照。将每管的100μl等分试样连续稀释并在固体微生物培养基上制作显微片，以确定图33所示的基线处的cfu/ml数。
239.在uva光疗法之前，通过使用加热的玻璃棒贯穿顶部形成小孔来制备几个无菌的1.7ml管盖。小孔的形状和大小与用于传输uva光的棒的形状和大小相同。
240.在无菌条件下，来自1.7ml试管中的液体培养物的原始盖被替换为带孔的无菌盖。uv光发射器棒(用70％乙醇消毒的)被放置在各盖顶部形成的孔中。相同的棒也被放置在对照管中。使用max-303xenon光源(asahi spectra usa,inc.,torrance,ca)将光透过插入到试管中的玻璃棒。评估了uv带宽和辐照度峰值(flame uv-vis fiber optic spectrometer，ocean optics)。使用sdl470和uv510 uv光度计(extech，nh，usa)extech)测量uv强度。使用sdl470 uv光度计(extech nh，usa)确认不存在uvc。图32说明了应用于细菌培养物的uva光的强度和曝光时间。
241.治疗时间结束后，从处理管和对照管中移除棒，并使用没有孔的新无菌帽来封闭液体培养物。处理组和对照组均通过涡旋均质化。将每管的100μl等分试样连续稀释并在固
体微生物培养基上制作显微片，以确定图33所示的表格中所示的uva处理后的cfu/ml数。重复该过程，直到完成图33中所示的所有时间点。
242.在各时间点(基线和uva处理后)之后，将100μl液体微生物培养物(处理过的和对照)连续稀释到无菌1x pbs(emd millipore,billerica,ma)。最终的连续稀释因子为1:10(100μl微生物培养物和900μl无菌1xpbs)、1:100、1:1000、1:10,000和1:100,000。将100μl的每种稀释液一式两份地在固体琼脂平板上制作显微片，并以图32所述的时间、温度和大气条件下进行培养。培养后，使用scan 300自动菌落计数器(interscience，woburn，ma，usa)对菌落进行计数，并在校正体积和稀释因子后确定cfu/ml的数量。
243.在这些实验中使用的第二装置合并有安装在铝散热器(seoul viosys，gyeonggi-do，korea)上的微型发光二极管(led)阵列(峰值波长为345nm，带宽为10nm)。在第一实验中，该系统被放置在距具有厚的大肠杆菌菌苔的培养板表面1cm处，以大约2000μw/cm2持续20分钟。随后，在单独的实验中，该光源被应用于大肠杆菌和铜绿假单胞菌的102cfu/ml的液体培养物。
244.对于这两种情况，uva在不同的实验组中以500、1000、2000和3000μw/cm2的强度在1cm处测试20和40分钟，以产生剂量反应曲线。培养后，对菌落计数并使用scan 300自动菌落计数器(interscience)测量菌落大小，并且在校正体积和稀释因子后限定cfu/ml的数量。
245.结果
246.uva曝光与各种病原微生物的显著减少有关联，包括如图33所示的表格所示的白念珠菌(p＝0.007)和艰难梭菌(p＝0.01)。20分钟的uva曝光时间(强度范围为1300至3500μw/cm2)是观察到与对照(p《0.05)相比除肺炎克雷伯菌(p＝0.17)、粪肠球菌(p＝0.1)和化脓性链球菌(p＝0.64)以外的大多数测试微生物的减少的最短有效持续时间。与未处理的对照(p《0.05，图33)相比，40和60分钟的uva曝光时间对所有测试的微生物均是有效的。显而易见的是，如图33所示，杀菌和杀霉菌效果表现出对uva光反应的剂量依赖性，并与更长的曝光时间相关联的微生物减少更大。
247.uva光治疗也应用于从人类泌尿道获得的临床分离的大肠杆菌菌株。在一组五个连续的实验中测试uva光，将这种细菌培养物在1100到1300μw/cm2的uva暴露20、40、60和80分钟。与基线相比，在暴露于uva光的细菌培养物中观察到的cfu/ml数量在评估的所有时间点均减少，如图34所示，包括20分钟(p＝0.03)、40分钟(p＝0.0002)、60分钟(p《0.0001)和80分钟(p《0.0001)。
248.最后，进行实验以测试led窄带uva(345nm峰值波长)对大肠杆菌和铜绿假单胞菌的影响。如图35a-图35n所示，在这些实验中，这种特定波长的uva导致细菌细胞的显著减少。例如，图35a示出了培养皿中细菌菌落的图片以及在20和40分钟的led光的应用部位周围菌落的消失模式。
249.图35b-图35f示出了当以各种强度施加峰值波长为345nm的uv-a光时大肠杆菌的菌落形成单位(cfu)随时间变化的图表。如图所示，大多数细菌用2000uw的强度照射40分钟而消除(图35d)，并且大部分细菌用3000uw的强度照射20分钟而消除(图35e和图35f)。当以500uw和1000uw的强度施加相同的光时，40分钟cfu显著减少，但仅减少了大约一半(图35c和图35b)。
250.图35g-图35j示出了当以各种强度施加峰值波长为345nm的uv-a光时铜绿假单胞菌的菌落形成单位(cfu)随时间变化的图表。如图所示，与对照相比，以1000uw、2000uw和3000uw的强度处理显示出cfu的显著减少(图35h、图35i和图35j)，并且大多数细菌用2000uw和3000uw的强度照射20分钟而消除(图35i和图35j)。
251.图35k-图35l分别示出了比较各种强度下的铜绿假单胞菌在20分钟和40分钟时的对数减少的生长曲线。图35m示出了显示在各种强度和治疗时间下大肠杆菌菌落直径减小的生长曲线。图35n示出了显示在各种强度和治疗时间下铜绿假单胞菌菌落直径减小的生长曲线。
252.检查光强度对减少大肠杆菌和铜绿假单胞菌的影响，对细菌水平和菌落大小都有剂量反应关系(图35b-图35n)。当使用峰值波长为345nm的窄带led时，影响细菌的理想uva强度似乎介于2000和3000μw/cm2之间，并且在一些示例中，可能取决于细菌或病原体类型和种类以及本文公开的其他因素。
253.示例3：安全数据
254.为了评估uva对哺乳动物细胞的安全性，进行了三个实验。第一个是将uva暴露于培养物中的hela细胞。将hela细胞添加到在60x15mm细胞培养皿(falcon)中的dmem细胞培养基(gibco，waltham，ma)加上10％牛血清(omega scientific，tarzana，ca)和1x抗霉素(100x gibco)，并在37℃(5％co2)下培育24小时以达到每板1,000,000至1,800,000个细胞。此时，细胞暴露于uva led光(1800μw/cm2)下0(对照)、10或20分钟。在24小时后，用0.05％胰蛋白酶(trypsin-edta)(1x)(gibco)去除细胞，用台盼蓝(trypan blue 0.4％即用型(1:1)(gibco))染色并通过自动细胞计数器(biorad t20，hercules，ca)进行定量。在类似的实验中，使用更高强度(5000μw/cm2)的led uva光20分钟。再次，在uva曝光后24小时测量hela细胞的数量。
255.还在两种人类呼吸细胞类型中研究了uva的安全性。这些包括肺泡(atcc a549)和原发性具纤毛的气管上皮细胞(htepc)(promocell,heidelberg,germany)。对于各细胞系，铺板250,000个细胞并在dmem中生长48小时，直到每板的细胞计数约为750,000。此时，细胞暴露于uva(2000μw/cm2)下0(对照)或20分钟(处理)，并在24小时后获得细胞计数。
256.还在用uva处理的细胞的dna中分析了8-羟基-2
’‑
脱氧鸟苷(8-ohdg)的水平。8-ohdg被广泛认为是氧化性dna损伤和氧化应激的敏感指标。按照制造商的说明，使用allprep dna/rna/protein mini kit(qiagen)提取dna。使用epiquik
tm 8-ohdg dna损伤定量直接试剂盒按照制造商的说明(epigentek，farmingdale，ny)检测8-ohdg的水平。对于最佳定量，输入dna量为300ng，因为基底8-ohdg通常小于总dna的0.01％(epigentek，farmingdale，ny)。
257.野生型129s6/svev小鼠(n＝20,雌性＝10)和balb/cj小鼠(n＝10,雌性＝5)被用于uva光安全性测试。在手术前对所有动物进行麻醉。在uva光处理之前，将动物置于含有异氟醚麻醉气体(1-5％)的诱导室中。异氟醚的载气是压缩氧气(100％氧气)。一旦呼吸速率减慢(大约每秒一次呼吸)，将动物从诱导室中取出，并使用鼻锥麻醉(nose cone anesthesia)(1-2％异氟醚)维持在镇静状态。对脚趾捏的反应不足证实了麻醉深度。
258.在麻醉下，将定制的棒(d＝4mm，l＝40mm)从肛门被引入直至脾曲。使用相同但不发光的棒将相同的过程应用于对照组。使用与液体培养实验所述相同的光源和测量设备。
259.在第一实验中，5只balb/cj小鼠接受30分钟的结肠uva曝光(2,000μw/cm2)，与用相同技术用不发光的视杆处理的5只小鼠进行比较。
260.在第二实验中，10只129s6/svev小鼠连续两天每天接受20分钟的结肠uva曝光(3,000-3,500μw/cm2)，与用不发光的棒处理的10只小鼠(雄性＝5)进行比较。
261.在uva光疗法之前和之后的结肠内窥镜检查
262.刚性小儿膀胱镜(olympus a37027a)用于评估7天uva曝光之前和之后的肠粘膜。在麻醉动物中进行内窥镜检查。镇静方法如上所述。
263.首先，用水基凝胶(biofilm,inc.,vista,ca,usa)润滑肛门。然后，将内窥镜插入脾曲，并使用经由内窥镜端口注入的室内空气吹入结肠。所有内窥镜检查均由两名在动物模型内窥镜检查方面具有专业知识的胃肠病学家记录和盲读。基于肛周检查、肠壁透明度、黏膜出血和局灶性病变分析内镜表现。
264.在第14天，对对照和处理的小鼠实施安乐死，并按照bialkowska等人的建议进行整个结肠的瑞士卷(swiss roll)制备。简而言之，取出整个结肠并在改良的bouin定影液(50％乙醇/5％乙酸的dh2o)中冲洗。使用剪刀，沿肠系膜线纵向打开结肠，并在含有1x pbs的培养皿中短暂冲洗。识别内腔侧并对打开的组织进行swiss滚动(swiss rolling)。在滚动整个结肠长度后，将结肠小心地转移到组织处理/嵌入盒中。将盒子在室温下置于10％缓冲福尔马林中一夜，然后切下结肠的石蜡切片，用苏木精和伊红(h&e)染色，并由不知情的病理学家(ss)进行评估。
265.组间细菌计数的数据不是正态分布的，因此使用非参数检验(mann whitney u检验)进行比较。通过使用graphpad prism 7(graphpad,san diego,ca)的t检验比较其他定量数据。
266.结果
267.总体而言，基于细胞随时间的生长，led uva在测试的哺乳动物细胞(hela、肺泡a549和主气管细胞)中显示出是安全的。无论uva曝光如何，所有板都显示出持续的细胞生长，与对照相比，每个板的细胞数量是对照的1.5-2倍，表明持续的复制能力很强。如图36a所示，在hela细胞的情况下，与未曝光的对照相比，uva不会影响24小时的活细胞数量(p＝0.99和p＝0.55，分别为～2000μw/cm2uva的10分钟和20分钟)。如图36b所示的条形图所示，较高强度uva(5000μw/cm2)不会影响hela细胞的生长。如图36c所示，在2000μw/cm2持续20分钟(p＝0.99)的肺泡细胞中也观察到了类似的发现。最后，纤毛上皮细胞生长在暴露于～1000μw/cm2和～2000μw/cm
2 20分钟后也不受uva的影响。
268.此外，如图36d(hela细胞)、图36e(肺泡细胞)和图36f(气管细胞)所示，暴露于uva不会在分析的任何细胞系中造成dna损伤，并且用窄带led uva处理的细胞中8-氧代-2
’‑
脱氧鸟苷(8-ohdg)的水平类似于未暴露于uva(p《0.05)的对照。较高强度led uva(5000μw/cm2)似乎增加了8-ohdg的水平(p＝0.07)，但8-ohdg的百分比仍远低于普遍接受的总dna 0.01％的阈值。
269.uva曝光与内窥镜或组织损伤无关
270.为了评估uva疗法对内脏细胞和组织的安全性，将两种不同的野生小鼠暴露于使用被设计为均匀地侧发射广谱uva的感杆(optical rod)的结肠内宽光谱uva光。仅直至脾曲的结肠左侧暴露于uva光；因此，未暴露的右侧用作自我对比。在第一实验中，在麻醉下，5
只小鼠接受结肠uva曝光(2,000μw/cm2)30分钟，与用相同技术用不发光的视杆(optic rod)处理的5只小鼠进行比较。
271.在第二实验中，10只小鼠(129s6/svev，雄性＝5)连续两天每天接受20分钟的结肠宽光谱uva曝光(3,000-3,500μw/cm2)，与用不发光的棒处理的10只小鼠(雄性＝5)进行比较。在任何实验中都没有看到穿孔、出血或死亡。小鼠结肠镜图像显示uva曝光之前和之后没有变化。
272.在这两个实验中，在uva给药之前和之后对小鼠的内窥镜评估证实没有粘膜红斑、脆性、溃疡或出血的宏观证据。经不知情的病理学家(ss)评估，与对照和未处理的结肠部分进行比较，在检查的暴露于宽光谱uva的全层结肠标本未看到慢性/急性炎症、膀胱炎、腺窝脓肿、肉芽肿、溃疡或异型增生。
273.rna病毒实验数据
274.此外，所公开的系统和方法用于获得用uva光处理各种rna病毒的实验数据。因此，数据表明，从led发出的峰值波长为340nm的uv-a光可以杀死像柯萨奇病毒这样的rna病毒。例如，感染柯萨奇病毒的hela细胞在应用这种uv-a处理时存活，但在感染后没有应用uv-a光处理时无法存活。此外，实验数据表明，uv-a光在通过et插管后仅损失15％。
275.2019年12月下旬，中国武汉报道了一种新型冠状病毒疾病(sars-cov-2或covid-19；以前称为2019-ncov)的爆发。covid-19是在上呼吸道有效复制的一种病毒性感染。作为作用机制的一部分，病毒感染具纤毛的气管上皮细胞，然后脱落并损害肺泡功能。还注意到继发性细菌感染，并且这两个过程可以导致进一步的炎症、急性呼吸窘迫综合征(ards)，并最终导致死亡。据估计，10-15％的感染者有严重的临床病程，并且大约5％的感染者病情危重，需要机械通气以应对呼吸和其他器官系统的衰竭。据估计，covid-19的病死率在0.5％至9.5％之间，尽管这些估计因对有症状患者的优先检测和长达14天的症状表现的滞后时间而混淆。死亡被认为是由于ards和/或包括呼吸机相关性肺炎(vap)的继发性感染的呼吸衰竭而引起的。
276.机械通气至少48小时的重症监护病房(icu)患者可能会出现呼吸机相关性肺炎(vap)，这在covid-19患者中是常见的。vap的发生率大体上在从5％到67％的范围，这取决于所使用的诊断标准和研究的患者人群。致病生物体包括肠杆菌科(25％)、金黄色葡萄球菌(20％)、铜绿假单胞菌(20％)、流感嗜血杆菌(10％)和链球菌(13)。多重耐药菌在迟发性病例中更为常见。早发性vap的死亡率被认为约为6％，而迟发性vap的死亡率为10％。
277.目前，没有用于covid-19的治疗方法，并且迄今为止，减少机械通气患者中的继发性感染的常规手段被证明是不够的。对这些患者采用安全有效的广泛抗病毒和抗菌方法可能会减少血液中所含的病毒数量、继发性感染和vap、机械通气时间以及因呼吸衰竭导致的死亡。
278.如本文所公开的，紫外(uv)光具有抗菌性。uvc(110-280nm)被广泛用于工业灭菌(16)，但其对人体dna有不良影响。外部uva(320-400nm)和uvb(280-320nm)装置具有fda批准的适应症，以治疗诸如牛皮癣、湿疹和皮肤淋巴瘤等人类疾病。这些波长穿透黏膜和黏膜下层组织。在这三个光谱中，uva显示对哺乳动物细胞造成的损害最小。目前，没有研究显示uva光对细菌或病毒性感染的内部应用的影响。发光二极管(led)的改善使得将窄带uva应用于内脏器官成为可能。
279.因此，公开了说明宽和/或窄带uva对治疗已知与vap相关联的常见细菌病原体的效果的实验数据。此外，还公开了证明特定波长的uva对b组柯萨奇病毒和冠状病毒229e的影响的数据。最后，进一步的数据证明了uva曝光对哺乳动物细胞和体内上皮细胞的安全性。
280.示例4：柯萨奇病毒
281.柯萨奇病毒样品的提取和感染细胞
282.使用clai限制酶(er0142,thermo fisher)使表达增强型绿色荧光蛋白(egfp-cvb)质粒的重组柯萨奇病毒b(pmks1)线性化，并使用标准苯酚/氯仿提取和乙醇沉淀使线性化质粒纯化。然后，使用mmessage mmachine t7转录试剂盒(am1344，thermo fisher)产生病毒rna。然后，使用lipofectamine 2000(11668027,thermo fisher)将病毒rna转染到hela细胞中(～80％融汇率)。一旦细胞表现出约50％的细胞病变效应，就将细胞刮下并收集细胞/培养基悬浮液。然后，将该混合物进行三轮快速冻融循环并以1000x g离心10分钟，以澄清细胞碎片的培养基。上层清液被用作第1代病毒原液。然后，将第1代病毒原液置于单独的hela细胞(～80％融汇率)上，以将原液扩增为用于后续实验的第2代病毒原液。
283.对感染b组柯萨奇病毒的hela细胞的uva处理
284.hela细胞被用于四个不同的实验，其具有增强型绿色荧光蛋白(egfp)-表达b组柯萨奇病毒(egfp-cvb)。在第一实验中，hela细胞(每板253,000个)(n＝12板)培养24小时。一半的egfp-cvb等分试样暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)20分钟，而另一半并未进行暴露；然后，用暴露于uva或未暴露于uva的病毒(moi＝0.1)感染hela细胞。六小时后，去除上层清液，并用1x无菌pbs(ph＝7.0)洗涤细胞两次。添加新的dmem培养基。感染了暴露于uva的病毒的板接受20分钟的uva(2000μw/cm2)曝光。收集上层清液中的死细胞并在24小时后被量化。评估了六块板(uva处理和未经uva处理的各3块)的活细胞。在剩余的六块板中，最初暴露于峰值波长为340nm的uva的3块板随后再暴露于20分钟的uva(2000μw/cm2)。再过24小时后，从剩余的板上获得死细胞和活细胞计数。
285.用uva预处理的hela细胞对b组柯萨奇病毒感染
286.在第二实验中，铺板了hela细胞(235,000个细胞)，然后在dmem中培育24小时。然后，将板分成未曝光的对照(n＝3)和暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)20分钟(n＝3)。再过24小时后，用egfp-cvb(moi＝0.1)感染所有板。再过24小时后，如先前所述对细胞进行计数。
287.用uva预处理b组柯萨奇病毒对hela细胞感染
288.在第三实验中，对hela细胞培育24小时，然后，用egfp-cvb(moi＝0.1)进行感染。就在感染之前，一半的egfp-cvb等分试样暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)，并且另一半保持未暴露。在24小时后，获得活细胞计数。
289.在持续的b组柯萨奇病毒感染期间hela细胞的长期uva处理
290.在该实验中，铺板了250,000个hela细胞。在24小时，细胞被划分成三组。在第一组中，细胞被egfp-cvb(moi＝0.1)感染。这些细胞作为阳性感染对照。在第二组中，hela细胞被uva处理的(2000μw/cm2，20分钟；峰值波长为340nm)egfp-cvb(moi＝0.1)感染，并且6小时后，感染的细胞用uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)处理20分钟，然后进行4次额外处理，额外处理包括第2天两次每次隔8小时处理20分钟，第3天两次每次隔8小时处理20分钟。
第三组未感染egfp-cvb，但在与第二组相同的时间点用uva处理5次。这是未感染的阳性对照，以证明uva的安全性。在所有条件下，都获得了成像和细胞计数。
291.对感染b组柯萨奇病毒的肺泡(a549)细胞的uva处理
292.感染后细胞死亡的理想时间点在使用肺泡细胞的初步实验中确定为感染后的48小时。在这项研究中，铺板了200,000个肺泡细胞并在48小时计数(细胞计数为754,000)。然后，用egfp-cvb(moi＝0.1)感染肺泡细胞。感染后24小时，将肺泡细胞板暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)0分钟(对照)或20分钟(处理)，并且每24小时重复一次持续三天，感染后96小时进行成像和细胞计数。
293.结果
294.仅在hela细胞的感染之前对b组柯萨奇病毒进行uva预处理不会减轻感染
295.在该实验中，一半具有hela细胞的板被egfp-cvb处理，并且另一半被暴露于峰值波长为340nm的～2000μw/cm
2 led uva光20分钟的b组柯萨奇病毒处理。在24小时对感染率的影响在各组之间没有差异。
296.在感染b组柯萨奇病毒之前对hela细胞进行uva预处理不会减轻病毒效应
297.在该实验中，一半具有hela细胞的板未经处理，并且另一半被～2000μw/cm
2 led uva进行预处理；峰值波长为340nm，持续20分钟，无需进一步uva处理。两组均加入egfp-cvb。两组均受到感染，这表明在感染前处理hela细胞不会影响感染率。
298.感染b组柯萨奇病毒后uva处理降低了病毒对hela细胞的影响
299.在这项研究中，在hela细胞被egfp-cvb感染之后，应用uva。处理后的细胞在感染后6小时暴露于峰值波长为340nm的～2000μw/cm2led uva，然后每天两次，连续两天，在感染后72小时进行细胞计数。这与感染但未经处理的对照进行比较。如图37所示的条形图所示，在处理后的组中，uva光防止了由egfp-cvb导致的细胞死亡，在72小时细胞计数增加到339,333
±
60,781，相比之下，在未处理的对照中在48和72小时时没有活细胞留在板上。重要的是，未感染但同时接受uva曝光的第三组hela细胞在同样的间隔下显示出正常的细胞增殖，72小时的细胞计数为2,413,333
±
403,773。
300.uva处理对感染b组柯萨奇病毒的肺泡(a549)细胞的影响
301.在感染egfp-cvb的肺泡细胞中，细胞死亡远低于在hela细胞中看到的。感染后96小时，对照组细胞明显且广泛感染。用峰值波长为340nm的led uva处理的肺泡细胞也表现出感染，但视觉分析法表明感染率较低，产生病毒egfp信号的细胞要少得多。另外，与未处理组相比，uva处理组的活细胞计数似乎更高。
302.示例5：冠状病毒
303.在另一示例中，感染冠状病毒的具纤毛的气管上皮细胞(htec)如下所述被uv光处理。
304.将具纤毛的气管上皮细胞(promocell,heidelberg,germany)铺板(每板135,000个)成三组。一组感染了冠状病毒229e(cov-229e)(每板50ul)。在另一组中，就在感染前，冠状病毒229e被峰值波长为340nm(2000μw/cm2)的led uva处理20分钟。第三组没有受到感染或uva。感染后，每天用uva(峰值波长为340nm，2000μw/cm2，距离板表面处4cm)处理细胞20分钟。在16、72和96小时对板进行成像，并在感染后72和96小时获得细胞计数。
305.uva以挽救已经感染的(用冠状病毒229e)具纤毛的气管上皮细胞
306.在该实验中，具纤毛的气管上皮细胞(htec)板如上所述用cov-229e感染。在24小时，将板分成两组。留下第1组继续感染。在第2组中，用峰值波长为340nm(2000μw/cm2距板表面4cm)的uva处理板20分钟。在48小时，对板进行成像，并获得活细胞计数。
307.uva治疗近范围处的感染冠状病毒的具纤毛的气管上皮细胞
308.在使用uva技术的气管内装置的预期中，使用较低强度的光(1300μw/cm2在距板表面仅1cm距离处)每天进行20分钟，进行与上述实验相同的另一实验。这将是根据气管内插管内部光导管和通气患者的气管细胞之间的预期距离。
309.经过uva处理或未经uva处理的细胞中冠状病毒的水平
310.allprep dna/rna/protein mini kit(qiagen)用于从细胞样品中提取总蛋白。将蛋白质装入bolt 4-12％bis-tris凝胶(nw04122 thermo fisher)并转移到biotrace nt硝酸纤维素膜(27376-991,vwr)上。总蛋白被丽春红(ponceau s)溶液(p7170，sigma-aldrich)染色。然后，将膜封闭在封闭溶液(含有3％牛血清白蛋白(a7030，sigma-aldrich)和0.1％吐温20(tween 20)(p1379，sigma-aldrich)的缓冲液)中。然后，将膜在4℃下与封闭液中稀释的兔抗冠状病毒刺突蛋白抗体(1:1000；pa5-81777，thermo fisher)或小鼠抗mavs(线粒体抗病毒信号)抗体(1:200；sc-166583，santa cruz biotechnology)一起培育一夜。在缓冲液 0.1％吐温20(tbs-t)中洗涤之后，然后，该膜被辣根过氧化物酶(hrp)标记山羊抗兔igg抗体(horseradish peroxidase(hrp)-conjugated goat anti-rabbit igg antibody)(1:300；95058-734,vwr)或hrp标记山羊抗鼠igg抗体(hrp-conjugated goat anti-mouse igg antibody)(1:300；5220-0286，seracare)覆盖。然后，将膜在tbs-t中洗涤，随后暴露于增强的化学发光溶液(rpn2235，ge healthcare)。使用chemidoc成像系统(bio-rad laboratories，hercules，ca usa)对免疫反应蛋白质带进行成像。
311.led uva光保存感染冠状病毒229e的具纤毛的气管上皮细胞
312.将用冠状病毒229e和led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)每天预处理20分钟的具纤毛的气管上皮细胞与对照细胞(无uva和未感染)和感染冠状病毒但无uva曝光的细胞进行比较。直接显像显示出感染后(无uva)细胞形态的明显变化。然而，对照细胞和用uva每天处理的感染细胞表现出类似的形态。在96小时，去除上层清液并对活细胞(粘附在板上)进行计数。对照和用uva处理的感染细胞之间的气管细胞数量没有差异。然而，如图38所示的条形图所示，与经uva处理的细胞(p＝0.005)相比，感染者中的活细胞显著减少。
313.有趣的是，与未处理的感染细胞相比，用led uva处理的感染细胞显示出cov-229e刺突(s)蛋白(～130kda)的减少。此外，与感染cov-229e但未使用uva处理的细胞相比，感染cov-229e并使用uva处理的水平具有增加的mavs水平。
314.因此，实验数据证实了在感染肺上皮组织后，uv-a光会杀死冠状病毒229e，并验证了其与et插管和其他装置结合照射肺组织作为感染冠状病毒患者的治疗的应用。
315.本公开的计算机和硬件实施
316.最初，应当理解，这里的本公开可以用任何类型的硬件和/或软件来实施，并且可以是预编程的通用计算装置。例如，该系统可以使用服务器、个人计算机、便携式计算机、瘦客户端或任何合适的装置或设备来实施。本公开和/或其组件可以是在单个位置的单个装置或在单个或多个位置的多个装置，它们使用任何适当的通信协议在诸如电缆、光纤电缆等任何通信介质上或以无线的方式连接在一起。
317.还应当注意，本公开在本文中被示出和讨论为具有进行特定功能的多个模块。应当理解，仅为了清楚起见，这些模块仅基于其功能示意性地示出，并不一定代表具体的硬件或软件。在这点上，这些模块可以是被实现为大致进行所讨论的特定功能的硬件和/或软件。此外，这些模块可以在本公开中组合在一起，或者基于所需的特定功能划分为附加模块。因此，本公开不应被解释为限制本发明，而仅应被理解为说明了其一种示例性实施。
318.计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系是通过在各个计算机上运行并彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生的。在一些实施中，服务器将数据(例如，html页面)传输到客户端装置(例如，为了向与客户端装置交互的用户显示数据并从其接收用户输入)。在客户端装置处生成的数据(例如，用户交互的结果)可以在服务器处从客户端装置接收。
319.本说明书中所述的主题的实施可以在计算系统中实施，该计算系统包括例如作为数据服务器的后端组件或包括例如应用服务器的中间件组件或包括例如具有图形用户界面或web浏览器的客户端计算机的前端组件或者一个或多个这种后端、中间件或前端组件的组合，用户可以通过上述组件与本说明书中所述的主题的实施进行交互。系统的组件可以通过例如通信网络的任何形式或数字数据通信的媒介互连。通信网络的示例包括局域网(“lan”)和广域网(“wan”)、互联网络(例如，互联网)和对等网络(例如，ad-hoc对等网络)。
320.本说明书中所述的主题和操作的实施可以在包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物的数字电子电路中或在计算机软件、固件或硬件或一种或多种它们的组合中实施。本说明书中所述的主题的实施可以实现为在计算机存储介质上编码的一个或多个计算机程序，即，一个或多个计算机程序指令模块，用于由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。替代地或另外地，程序指令可以在例如机器生成的电、光或电磁信号的人工生成的传播信号上编码，生成该信号以对信息进行编码以传输到由数据处理设备执行的合适的接收器设备。计算机存储介质可以是或被包含在计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备、或一个或多个它们的组合中。此外，虽然计算机存储介质不是传播信号，但是计算机存储介质可以是在人工生成的传播信号中编码的计算机程序指令的源或目标文件。计算机存储介质也可以是或被包含在一个或多个单独的物理组件或介质(例如，多个cd、磁盘或其他存储设备)中。
321.本说明书中所述的操作可以实现为由“控制系统”对存储在一个或多个计算机可读存储设备上或从其他源接收的数据进行的操作。
322.术语“控制系统”涵盖用于处理数据的所有种类的设备、装置和机器，包括例如可编程处理器、计算机、片上系统、或前述的多个或组合。该设备可以包括专用逻辑电路，例如，fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。除了硬件之外，该设备还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或一个或多个它们的组合的代码。该设备和执行环境可以实现诸如web服务等各种不同的计算模型基础设施、分布式计算和网格计算基础设施。
323.计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以包括编译或解释语言、声明性或过程性语言的任何形式的编程语言编写，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序、对象或其他适合在计算环境中使用的单元。计算机
程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件的一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中、专用于所讨论程序的单个文件中或多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)中。可以部署计算机程序，以在一台计算机或位于一个站点或分布在多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。
324.本说明书中所述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器进行，该处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行动作。过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路执行，并且设备也可以实现为专用逻辑电路，例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。
325.适合于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于根据指令执行动作的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。通常，计算机还将包括例如磁、磁光盘或光盘的一个或多个用于存储数据的大容量存储装置或可操作地连接以从例如磁、磁光盘或光盘的一个或多个用于存储数据的大容量存储装置接收数据或向其传输数据或两者。然而，计算机不需要有这种装置。此外，计算机可以嵌入到另一装置中，例如，移动电话、个人数字助理(pda)、移动音频或视频播放器、游戏控制台、全球定位系统(gps)接收器或便携式存储装置(例如，通用串行总线(usb)闪存驱动器)，仅举几例。适用于存储计算机程序指令和数据的装置包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置，包括：例如半导体存储器装置，例如，eprom、eeprom和闪存装置；磁盘，例如，内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；和cd-rom和dvd-rom磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。
326.结论
327.上述各种方法和技术提供了实施本发明的多种方式。当然，应当理解，并非所述的目标或优势都需要根据本文所述的任何特定实施方案来实现。因此，例如，本领域技术人员将认识到，可以以实现或优化如本文所教示的一个优势或一组优势的方式执行该方法，而不必实现如本文所教示或建议的其他目标或优势。这里提到了多种替代方案。应当理解，一些实施方案具体包括一个、另一或几个特征，而其他具体地排除一个、另一或几个特征，而还有一些实施方案通过包含一个、另一或几个有利特征来减轻特定特征。
328.此外，本领域技术人员将认识到来自不同实施方案的各种特征的适用性。类似地，本领域普通技术人员可以以各种组合采用上述各种元件、特征和步骤以及各种元件、特征或步骤的其他已知等同物，以执行根据本文所述原理的方法。在不同的实施方案中，在各种元件、特征和步骤中，一些将被具体地包括而另一些将被具体地排除。
329.尽管本技术已经在某些实施方案和示例的上下文中被公开，但是本领域技术人员将理解，本技术的实施方案超出具体公开的实施方案扩展到其他替代实施方案和/或用途和变形例及其等同物。
330.在一些实施方案中，在说明本技术的特定实施方案的上下文中使用的术语“一”和“一个”和“该”以及类似的引用(特别是在以下某些权利要求的上下文中)可以被解释为涵盖单数和复数。本文中数值范围的叙述仅旨在用作单独引用落入保护范围内的各单独值的简略的表达方法。除非在本文中另有说明，否则各单独值都包含在说明书中，就像在本文中
单独引用的一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。关于本文中某些实施方案提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本技术并且不会对另外要求保护的本技术的保护范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为指示对应用的实践必不可少的任何未要求保护的元件。
331.本文说明了本技术的某些实施方案。在阅读上述说明之后，这些实施方案的变化对于本领域普通技术人员将变得显而易见。预期熟练的技术人员可以适当地采用这种变化，并且可以以不同于本文具体说明的方式来实践本技术。因此，本技术的许多实施方案包括在适用法律允许的情况下所附权利要求中所记载的主题的所有变形例和等同物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则上述元件在其所有可能的变形例中的任何组合都包含在本技术中。
332.已经说明了本主题的特定实施。其他实施落入以下权利要求的保护范围内。在某些情况下，权利要求中所述的动作可以以不同的顺序执行，并且仍能实现期望的结果。另外，附图中所述的过程不一定需要所示的特定顺序或先后顺序来实现期望的结果。
333.就各方面而言，除了与此相同的任何起诉文件历史、与本文件不一致或矛盾的任何文件历史或可能对现在或以后相关的权利要求的最广泛保护范围具有限制影响的任何文件历史，本文引用的诸如文章、书籍、说明书、出版物、文件、事物等所有专利、专利申请、专利申请的出版物和其他材料均通过引用整体并入本文。例如，如果在与任何并入材料相关的说明、定义和/或术语的使用和与本文件相关的说明、定义和/或术语的用途之间存在任何不一致或矛盾时，则以本文件中的说明、定义和/或术语的使用为准。
334.最后，应当理解，这里公开的本技术的实施方案是对本技术实施方案原理的说明。可以采用的其他变形例可以在本技术的保护范围内。因此，作为示例而非限制，可以根据本文的教导使用本技术的实施方案的替代构成。因此，本技术的实施方案不限于所示和所述的实施方案。