Výskumníci z University of Central Florida vyvinuli dezinfekčný prostriedok na báze nanočastíc, ktorý dokáže nepretržite zabíjať vírusy na povrchu až 7 dní – objav, ktorý sa môže stať silnou zbraňou proti COVID-19 a ďalším vznikajúcim patogénnym vírusom.
Výskum publikoval tento týždeň v časopise ACS Nano Americkej chemickej spoločnosti multidisciplinárny tím expertov na vírusy a inžinierstvo z univerzity a šéf technologickej spoločnosti v Orlande.
V prvých dňoch pandémie bola Christina Drake, absolventka UCF a zakladateľka spoločnosti Kismet Technologies, inšpirovaná po výlete do obchodu s potravinami, aby vyvinula dezinfekčné prostriedky. Tam uvidela pracovníka, ktorý striekal dezinfekčný prostriedok na rukoväť chladničky a potom sprej okamžite zotrel.
„Pôvodne som chcel vyvinúť rýchlo pôsobiaci dezinfekčný prostriedok,“ povedala, „ale porozprávali sme sa so spotrebiteľmi, ako sú lekári a zubári, aby sme zistili, ktorý dezinfekčný prostriedok skutočne chcú. Pre nich je najdôležitejšie to, čo trvá. Bude pokračovať v dezinfekcii oblastí s vysokým kontaktom, ako sú kľučky dverí a podlahy, ešte dlhú dobu po aplikácii.“
Drake spolupracoval s Dr. Sudiptom Sealom, materiálovým inžinierom UCF a expertom na nanovedy, a Dr. Griffom Parksom, virológom, výskumným spolupracovníkom dekanom Lekárskej fakulty a dekanom Burnett School of Biomedical Sciences. S financovaním z National Science Foundation, Kismet Tech a Florida High-Tech Corridor výskumníci vytvorili dezinfekčný prostriedok vytvorený nanočasticami.
Jeho aktívnou zložkou je upravená nanoštruktúra nazývaná oxid céru, známy pre svoje regeneračné antioxidačné vlastnosti. Nanočastice oxidu céru sú upravené malým množstvom striebra, aby boli účinnejšie proti patogénom.
„Funguje to v chémii aj v strojárstve,“ vysvetľuje Seal, ktorý študuje nanotechnológiu už viac ako 20 rokov. „Nanočastice emitujú elektróny, ktoré oxidujú vírus a robia ho neaktívnym. Mechanicky sa tiež pripájajú k vírusu a pretrhávajú povrch ako vybuchujúci balón.“
Väčšina dezinfekčných obrúskov alebo sprejov dezinfikuje povrch do troch až šiestich minút po použití, ale nedochádza k žiadnemu zvyškovému účinku. To znamená, že povrch je potrebné opakovane utierať, aby bol čistý, aby sa zabránilo infekcii viacerými vírusmi, ako je COVID-19. Formulácia nanočastíc si zachováva schopnosť inaktivovať mikroorganizmy a pokračuje v dezinfekcii povrchu až 7 dní po jednej aplikácii.
"Dezinfekčné prostriedky vykazujú veľkú antivírusovú aktivitu proti siedmim rôznym vírusom," vysvetlil Parks a jeho laboratórium je zodpovedné za testovanie odolnosti receptúry voči vírusovému "slovníku". „Neukázal len antivírusové vlastnosti proti koronavírusom a rinovírusom, ale ukázal sa aj ako účinný proti rôznym iným vírusom s rôznou štruktúrou a zložitosťou. Dúfame, že s touto úžasnou schopnosťou zabíjať sa tento dezinfekčný prostriedok stane aj vysoko účinným nástrojom proti ďalším vznikajúcim vírusom.“
Vedci sa domnievajú, že toto riešenie bude mať významný vplyv na prostredie v zdravotníctve, najmä na zníženie výskytu infekcií získaných v nemocnici – ako je meticilín-rezistentný Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa a Clostridium difficile – tieto spôsobia infekcie, ktoré postihnú viac ako jedna tretina pacientov prijatých do nemocníc v USA.
Na rozdiel od mnohých komerčných dezinfekčných prostriedkov tento prípravok neobsahuje škodlivé chemikálie, čo dokazuje, že je bezpečné ho použiť na akýkoľvek povrch. Podľa požiadaviek Agentúry pre ochranu životného prostredia USA, regulačné testy na podráždenie pokožky a očných buniek nepreukázali žiadne škodlivé účinky.
"Mnohé v súčasnosti dostupné dezinfekčné prostriedky pre domácnosť obsahujú chemikálie, ktoré sú škodlivé pre telo po opakovanej expozícii," povedal Drake. "Naše produkty na báze nanočastíc budú mať vysokú úroveň bezpečnosti, ktorá bude hrať dôležitú úlohu pri znižovaní celkového vystavenia ľudí chemikáliám."
Pred vstupom produktov na trh je potrebný ďalší výskum, a preto sa ďalšia fáza výskumu zameria na výkon dezinfekčných prostriedkov v praktických aplikáciách mimo laboratória. Táto práca bude študovať, ako dezinfekčné prostriedky ovplyvňujú vonkajšie faktory, ako je teplota alebo slnečné svetlo. Tím vedie rozhovory s miestnou sieťou nemocníc o testovaní produktu vo svojich zariadeniach.
Drake dodal: „Skúmame aj vývoj semipermanentného filmu, aby sme zistili, či môžeme zakryť a utesniť nemocničné podlahy alebo kľučky dverí, oblasti, ktoré je potrebné dezinfikovať, alebo dokonca oblasti, ktoré sú aktívne a nepretržite v kontakte.“
Seal nastúpil na Katedru materiálovej vedy a inžinierstva UCF v roku 1997, ktorá je súčasťou UCF School of Engineering and Computer Science. Pôsobí na lekárskej fakulte a je členom protetickej skupiny UCF Biionix. Je bývalým riaditeľom UCF Nano Science and Technology Center a Advanced Materials Processing and Analysis Center. Získal doktorát z materiálového inžinierstva na University of Wisconsin s vedľajším zameraním na biochémiu a je postdoktorandským výskumníkom v Národnom laboratóriu Lawrence Berkeley na Kalifornskej univerzite v Berkeley.
Po 20 rokoch práce na lekárskej fakulte Wake Forest prišiel Parkes v roku 2014 na UCF, kde pôsobil ako profesor a vedúci Katedry mikrobiológie a imunológie. Získal titul Ph.D. v biochémii na Wisconsinskej univerzite a je výskumníkom Americkej rakovinovej spoločnosti na Northwestern University.
Výskum bol spoluautorom Candace Fox, postdoktorandskej výskumníčky z UCF School of Medicine, Craiga Neala z UCF School of Engineering and Computer Science a postgraduálnych študentov Tamil Sakthivel, Udit Kumar a Yifei Fu z UCF School of Engineering and Computer Science. .
Materiály poskytnuté University of Central Florida. Pôvodné dielo je od Christine Senior. Poznámka: Obsah je možné upraviť podľa štýlu a dĺžky.
Získajte najnovšie vedecké správy prostredníctvom bezplatného e-mailového bulletinu ScienceDaily, ktorý sa aktualizuje denne a týždenne. Alebo skontrolujte každú hodinu aktualizovaný informačný kanál vo svojej čítačke RSS:
Povedzte nám, čo si myslíte o ScienceDaily – vítame pozitívne aj negatívne komentáre. Existujú nejaké problémy s používaním tejto webovej stránky? problém?
Čas odoslania: 10. september 2021