Centrālās Floridas universitātes pētnieki ir izstrādājuši uz nanodaļiņām balstītu dezinfekcijas līdzekli, kas var nepārtraukti nogalināt vīrusus uz virsmas līdz pat 7 dienām — atklājums, kas var kļūt par spēcīgu ieroci pret COVID-19 un citiem jauniem patogēniem vīrusiem.
Pētījumu šonedēļ Amerikas Ķīmijas biedrības žurnālā ACS Nano publicēja daudznozaru vīrusu un inženierzinātņu ekspertu komanda no universitātes un tehnoloģiju uzņēmuma vadītājs Orlando.
Pandēmijas pirmajās dienās Kristīna Dreika, UCF absolvente un Kismet Technologies dibinātāja, iedvesmojās pēc ceļojuma uz pārtikas veikalu, lai izstrādātu dezinfekcijas līdzekļus. Tur viņa redzēja, kā strādnieks izsmidzina dezinfekcijas līdzekli uz ledusskapja roktura un pēc tam nekavējoties noslaucīja aerosolu.
"Sākotnēji mana ideja bija izstrādāt ātras iedarbības dezinfekcijas līdzekli," viņa teica, "taču mēs runājām ar patērētājiem, piemēram, ārstiem un zobārstiem, lai noskaidrotu, kādu dezinfekcijas līdzekli viņi patiešām vēlas. Viņiem vissvarīgākais ir tas, kas ir paliekošs. Tas turpinās dezinficēt augsta saskares vietas, piemēram, durvju rokturus un grīdas, ilgu laiku pēc uzklāšanas.
Dreiks sadarbojās ar Dr. Sudiptu Seal, UCF materiālu inženieri un nanozinātņu ekspertu, un Dr. Grifu Pārksu, virusologu, Medicīnas skolas zinātnisko līdzstrādnieku un Bērnetas Biomedicīnas zinātņu skolas dekānu. Izmantojot Nacionālā zinātnes fonda, Kismet Tech un Floridas augsto tehnoloģiju koridora finansējumu, pētnieki izveidoja nanodaļiņu inženierijas dezinfekcijas līdzekli.
Tā aktīvā sastāvdaļa ir konstruēta nanostruktūra, ko sauc par cērija oksīdu, kas pazīstama ar savām reģeneratīvajām antioksidanta īpašībām. Cērija oksīda nanodaļiņas tiek modificētas ar nelielu sudraba daudzumu, lai padarītu tās efektīvākas pret patogēniem.
"Tas darbojas gan ķīmijā, gan iekārtās," skaidro Seals, kurš nanotehnoloģiju pētījis vairāk nekā 20 gadus. "Nanodaļiņas izdala elektronus, lai oksidētu vīrusu un padarītu to neaktīvu. Mehāniski tie arī pievienojas vīrusam un pārrauj virsmu kā spridzināšanas balons.
Lielākā daļa dezinfekcijas salvešu vai aerosolu dezinficē virsmu trīs līdz sešu minūšu laikā pēc lietošanas, taču paliekoša efekta nav. Tas nozīmē, ka virsma ir atkārtoti jāslauka, lai tā būtu tīra un izvairītos no inficēšanās ar vairākiem vīrusiem, piemēram, COVID-19. Nanodaļiņu sastāvs saglabā spēju inaktivēt mikroorganismus un turpina dezinficēt virsmu līdz 7 dienām pēc vienas lietošanas reizes.
"Dezinfekcijas līdzekļiem ir lieliska pretvīrusu aktivitāte pret septiņiem dažādiem vīrusiem," paskaidroja Parks, un viņa laboratorija ir atbildīga par formulas rezistences testēšanu pret vīrusu "vārdnīcu". "Tas ne tikai parādīja pretvīrusu īpašības pret koronavīrusiem un rinovīrusiem, bet arī izrādījās efektīvs pret dažādiem citiem vīrusiem ar dažādu struktūru un sarežģītību. Mēs ceram, ka ar šo apbrīnojamo spēju nogalināt, šis dezinfekcijas līdzeklis arī kļūs par ļoti efektīvu līdzekli pret citiem jauniem vīrusiem.
Zinātnieki uzskata, ka šim risinājumam būs būtiska ietekme uz veselības aprūpes vidi, īpaši samazinot slimnīcā iegūto infekciju, piemēram, pret meticilīnu rezistento Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa un Clostridium difficile, sastopamību. Tās izraisīs infekcijas, kas skar vairāk nekā viena trešdaļa pacientu, kas ievietoti ASV slimnīcās.
Atšķirībā no daudziem komerciāliem dezinfekcijas līdzekļiem šī formula nesatur kaitīgas ķīmiskas vielas, kas liecina, ka to var droši lietot uz jebkuras virsmas. Saskaņā ar ASV Vides aizsardzības aģentūras prasībām reglamentējošie testi par ādas un acu šūnu kairinājumu nav uzrādījuši kaitīgu ietekmi.
"Daudzi pašlaik pieejamie sadzīves dezinfekcijas līdzekļi satur ķīmiskas vielas, kas pēc atkārtotas iedarbības ir kaitīgas ķermenim," sacīja Dreiks. "Mūsu produktiem, kuru pamatā ir nanodaļiņas, būs augsts drošības līmenis, kam būs svarīga loma, lai samazinātu kopējo ķīmisko vielu iedarbību uz cilvēkiem."
Pirms produktu nonākšanas tirgū ir nepieciešams veikt vairāk pētījumu, tāpēc nākamajā pētījumu fāzē galvenā uzmanība tiks pievērsta dezinfekcijas līdzekļu darbībai praktiskā pielietojumā ārpus laboratorijas. Šajā darbā tiks pētīts, kā dezinfekcijas līdzekļus ietekmē ārējie faktori, piemēram, temperatūra vai saules gaisma. Komanda risina sarunas ar vietējo slimnīcu tīklu, lai pārbaudītu produktu savās telpās.
Dreiks piebilda: "Mēs arī pētām daļēji pastāvīgas plēves izstrādi, lai noskaidrotu, vai mēs varam nosegt un aizzīmogot slimnīcas grīdas vai durvju rokturus, vietas, kas jādezinficē, vai pat vietas, kas ir aktīvi un nepārtraukti saskarē."
Seal pievienojās UCF Materiālzinātnes un inženierzinātņu nodaļai 1997. gadā, kas ir daļa no UCF Inženierzinātņu un datorzinātņu skolas. Viņš strādā medicīnas skolā un ir UCF protezēšanas grupas Biionix biedrs. Viņš ir bijušais UCF Nano zinātnes un tehnoloģiju centra un Uzlaboto materiālu apstrādes un analīzes centra direktors. Viskonsinas Universitātē viņš ieguva doktora grādu materiālu inženierijā ar bioķīmijas pamatvirzienu un ir pēcdoktorantūras pētnieks Lorensa Bērklija Nacionālajā laboratorijā Kalifornijas universitātē Bērklijā.
Pēc 20 gadu darba Veikforestas Medicīnas skolā Pārks ieradās UCF 2014. gadā, kur strādāja par profesoru un Mikrobioloģijas un imunoloģijas katedras vadītāju. Viņš saņēma Ph.D. bioķīmijā no Viskonsinas universitātes un ir Amerikas vēža biedrības pētnieks Ziemeļrietumu universitātē.
Pētījuma līdzautore ir Kendisa Foksa, pēcdoktorantūras pētniece no UCF Medicīnas skolas, Kreigs Nīls no UCF Inženierzinātņu un datorzinātņu skolas un maģistranti Tamils Saktivels, Udits Kumars un Jifejs Fu no UCF Inženierzinātņu un datorzinātņu skolas. .
Centrālās Floridas universitātes nodrošinātie materiāli. Oriģinālā darba autors ir Kristīne Seniora. Piezīme: saturu var rediģēt atbilstoši stilam un garumam.
Saņemiet jaunākās zinātnes ziņas, izmantojot ScienceDaily bezmaksas e-pasta biļetenu, kas tiek atjaunināts katru dienu un katru nedēļu. Vai arī pārbaudiet katru stundu atjaunināto ziņu plūsmu savā RSS lasītājā:
Pastāstiet mums, ko domājat par ScienceDaily — mēs atzinīgi vērtējam gan pozitīvus, gan negatīvus komentārus. Vai ir kādas problēmas, izmantojot šo vietni? problēma?
Izlikšanas laiks: 2021. gada 10. septembris