Дослідники з Університету Центральної Флориди розробили дезінфікуючий засіб на основі наночастинок, який може безперервно вбивати віруси на поверхні протягом 7 днів – відкриття, яке може стати потужною зброєю проти COVID-19 та інших патогенних вірусів, що з’являються.
Дослідження було опубліковано цього тижня в журналі ACS Nano Американського хімічного товариства міждисциплінарною командою експертів з вірусів та інженерії з університету та керівником технологічної компанії в Орландо.
У перші дні пандемії Крістіна Дрейк, випускниця UCF і засновниця Kismet Technologies, була натхненна поїздкою в продуктовий магазин, щоб розробити дезінфікуючі засоби. Там вона побачила, як робітник розпорошив дезінфікуючий засіб на ручку холодильника, а потім відразу ж витер спрей.
«Спочатку моя ідея полягала в тому, щоб розробити швидкодіючий дезінфікуючий засіб, — сказала вона, — але ми поговорили зі споживачами — такими як лікарі та стоматологи — щоб дізнатися, який дезінфікуючий засіб вони дійсно хочуть. Для них найголовніше те, що довговічне. Він продовжуватиме дезінфікувати місця високого контакту, такі як дверні ручки та підлога, протягом тривалого часу після застосування».
Дрейк співпрацював з доктором Судіптою Сілом, інженером з матеріалів UCF та експертом з нанонауки, і доктором Гріффом Парксом, вірусологом, науковим співробітником декана Школи медицини та деканом Школи біомедичних наук Бернетта. За фінансування Національного наукового фонду, Kismet Tech і Флоридського високотехнологічного коридору дослідники створили дезінфікуючий засіб, розроблений наночастинок.
Його активним інгредієнтом є сконструйована наноструктура під назвою оксид церію, відома своїми регенеративними антиоксидантними властивостями. Наночастинки оксиду церію модифіковані невеликою кількістю срібла, щоб зробити їх більш ефективними проти патогенів.
«Це працює як у хімії, так і в техніці», — пояснює Сіл, який вивчає нанотехнології більше 20 років. «Наночастинки випускають електрони, щоб окислювати вірус і зробити його неактивним. Механічно вони також прикріплюються до вірусу і розривають поверхню, як повітряна куля».
Більшість дезінфікуючих серветок або спреїв дезінфікують поверхню протягом трьох-шести хвилин після використання, але залишкового ефекту немає. Це означає, що поверхню потрібно кілька разів протирати, щоб зберегти її чистою, щоб уникнути зараження декількома вірусами, такими як COVID-19. Склад наночастинок зберігає здатність інактивувати мікроорганізми і продовжує дезінфікувати поверхню до 7 днів після одноразового застосування.
«Дезінфікуючі засоби демонструють велику противірусну активність проти семи різних вірусів», – пояснив Паркс, і його лабораторія відповідає за тестування стійкості формули до вірусного «словника». «Він не тільки показав противірусні властивості проти коронавірусів та риновірусів, але й виявився ефективним проти різних інших вірусів з різною структурою та складністю. Ми сподіваємося, що завдяки цій дивовижній здатності вбивати цей дезінфікуючий засіб також стане високоефективним засобом проти інших вірусів, що з’являються».
Вчені вважають, що це рішення матиме значний вплив на медичне середовище, особливо зменшуючи частоту інфекцій, набутих у стаціонарі, таких як метицилін-резистентний золотистий стафілокок (MRSA), синьогнійна паличка та Clostridium difficile. одна третина пацієнтів госпіталізована до лікарень США.
На відміну від багатьох комерційних дезінфікуючих засобів, ця формула не містить шкідливих хімічних речовин, що свідчить про безпечність використання на будь-якій поверхні. Відповідно до вимог Агентства з охорони довкілля США, контрольні тести на подразнення шкіри та клітин очей не показали шкідливого впливу.
«Багато побутових дезінфікуючих засобів, які зараз доступні, містять хімічні речовини, які є шкідливими для організму після багаторазового впливу», — сказав Дрейк. «Наші продукти на основі наночастинок матимуть високий рівень безпеки, що відіграватиме важливу роль у зменшенні загального впливу хімічних речовин на людину».
Потрібні додаткові дослідження, перш ніж продукти надійдуть на ринок, тому наступний етап досліджень буде зосереджений на продуктивності дезінфікуючих засобів у практичному застосуванні поза лабораторією. У цій роботі буде вивчатися, як на дезінфікуючі засоби впливають зовнішні фактори, такі як температура або сонячне світло. Команда веде переговори з місцевою мережею лікарень, щоб випробувати продукт у своїх закладах.
Дрейк додав: «Ми також вивчаємо розробку напівпостійної плівки, щоб побачити, чи зможемо ми покрити та запечатати підлоги лікарень або дверні ручки, зони, які потрібно продезінфікувати, або навіть ділянки, які активно і постійно контактують».
Сіл приєднався до кафедри матеріалознавства та інженерії UCF у 1997 році, яка є частиною Школи інженерії та комп’ютерних наук UCF. Він служить у медичній школі та є членом групи протезів UCF Biionix. Він колишній директор Науково-технологічного центру UCF Nano і Центру обробки та аналізу передових матеріалів. Він отримав ступінь доктора філософії в галузі інженерії матеріалів в Університеті Вісконсіна, отримавши спеціальність з біохімії, і є дослідником в Національній лабораторії Лоуренса Берклі в Каліфорнійському університеті в Берклі.
Пропрацювавши в медичній школі Вейк-Форест протягом 20 років, Паркес прийшов до UCF у 2014 році, де працював професором і завідувачем кафедри мікробіології та імунології. Отримав ступінь Ph.D. доктор біохімії в Університеті Вісконсіна і є дослідником Американського онкологічного товариства в Північно-Західному університеті.
Співавторами дослідження були Кендіс Фокс, докторант з Медичної школи UCF, Крейг Ніл зі Школи інженерії та комп’ютерних наук UCF, а також аспіранти Таміл Сактівел, Удіт Кумар і Іфей Фу зі Школи інженерії та комп’ютерних наук UCF. .
Матеріали надано Університетом Центральної Флориди. Оригінальна робота написана Крістін Сеньйор. Примітка: вміст можна редагувати відповідно до стилю та довжини.
Отримуйте останні наукові новини за допомогою безкоштовного електронного бюлетеня ScienceDaily, який оновлюється щодня та щотижня. Або перевірте щогодини оновлювану стрічку новин у вашому RSS-рідері:
Розкажіть нам, що ви думаєте про ScienceDaily – ми вітаємо як позитивні, так і негативні коментарі. Чи є проблеми з використанням цього веб-сайту? проблема?
Час розміщення: 10 вересня 2021 р