Vědci z University of Central Florida vyvinuli dezinfekční prostředek na bázi nanočástic, který dokáže nepřetržitě zabíjet viry na povrchu po dobu až 7 dnů – objev, který se může stát mocnou zbraní proti COVID-19 a dalším nově vznikajícím patogenním virům.
Výzkum publikoval tento týden v časopise ACS Nano Americké chemické společnosti multidisciplinární tým odborníků na viry a inženýrství z univerzity a šéf technologické společnosti v Orlandu.
V prvních dnech pandemie byla Christina Drake, absolventka UCF a zakladatelka Kismet Technologies, inspirována po cestě do obchodu s potravinami k vývoji dezinfekčních prostředků. Tam uviděla pracovníka, který stříkal dezinfekční prostředek na rukojeť lednice a poté sprej okamžitě setřel.
„Původně jsem chtěl vyvinout rychle působící dezinfekční prostředek,“ řekla, „ale mluvili jsme se spotřebiteli – jako jsou lékaři a zubaři – abychom zjistili, který dezinfekční prostředek skutečně chtějí. Pro ně je nejdůležitější to, co je trvalé. Bude pokračovat v dezinfekci vysoce kontaktních oblastí, jako jsou kliky dveří a podlahy, po dlouhou dobu po aplikaci.
Drake spolupracoval s Dr. Sudiptou Sealem, materiálovým inženýrem UCF a expertem na nanovědy, a Dr. Griffem Parksem, virologem, vědeckým spolupracovníkem děkanem Lékařské fakulty a děkanem Burnett School of Biomedical Sciences. S financováním od National Science Foundation, Kismet Tech a Florida High-Tech Corridor vytvořili výzkumníci dezinfekční prostředek vytvořený nanočásticemi.
Jeho aktivní složkou je umělá nanostruktura zvaná oxid ceru, známá pro své regenerační antioxidační vlastnosti. Nanočástice oxidu ceru jsou upraveny malým množstvím stříbra, aby byly účinnější proti patogenům.
„Funguje to jak v chemii, tak ve strojírenství,“ vysvětluje Seal, který studuje nanotechnologie více než 20 let. "Nanočástice emitují elektrony, aby oxidovaly virus a učinily jej neaktivním." Mechanicky se také připojí k viru a protrhnou povrch jako vystřelující balón.
Většina dezinfekčních ubrousků nebo sprejů dezinfikuje povrch během tří až šesti minut po použití, ale žádný zbytkový efekt. To znamená, že povrch je třeba opakovaně otřít, aby byl čistý, aby se zabránilo infekci více viry, jako je COVID-19. Složení nanočástic si zachovává schopnost inaktivovat mikroorganismy a pokračuje v dezinfekci povrchu až 7 dní po jediné aplikaci.
"Dezinfekční prostředky vykazují skvělou antivirovou aktivitu proti sedmi různým virům," vysvětlil Parks a jeho laboratoř je zodpovědná za testování odolnosti vzorce vůči virovému "slovníku". „Prokázal nejen antivirové vlastnosti proti koronavirům a rhinoviry, ale ukázal se také jako účinný proti různým dalším virům s různou strukturou a složitostí. Doufáme, že s touto úžasnou schopností zabíjet bude tento dezinfekční prostředek také vysoce účinným nástrojem proti dalším vznikajícím virům.“
Vědci se domnívají, že toto řešení bude mít významný dopad na prostředí zdravotní péče, zejména sníží výskyt infekcí získaných v nemocnicích – jako je methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa a Clostridium difficile – ty způsobí infekce, které postihnou více než jedna třetina pacientů přijatých do amerických nemocnic.
Na rozdíl od mnoha komerčních dezinfekčních prostředků tento vzorec neobsahuje škodlivé chemikálie, což ukazuje, že je bezpečné jej používat na jakémkoli povrchu. Podle požadavků US Environmental Protection Agency neprokázaly regulační testy na podráždění kůže a očních buněk žádné škodlivé účinky.
"Mnoho z aktuálně dostupných dezinfekčních prostředků pro domácnost obsahuje chemikálie, které jsou škodlivé pro tělo po opakované expozici," řekl Drake. "Naše produkty na bázi nanočástic budou mít vysokou úroveň bezpečnosti, což bude hrát důležitou roli při snižování celkového vystavení člověka chemikáliím."
Než produkty vstoupí na trh, je třeba provést další výzkum, a proto se další fáze výzkumu zaměří na účinnost dezinfekčních prostředků v praktických aplikacích mimo laboratoř. Tato práce bude studovat, jak jsou dezinfekční prostředky ovlivněny vnějšími faktory, jako je teplota nebo sluneční záření. Tým jedná s místní nemocniční sítí o testování produktu ve svých zařízeních.
Drake dodal: „Zkoumáme také vývoj semipermanentního filmu, abychom zjistili, zda můžeme zakrýt a utěsnit nemocniční podlahy nebo kliky dveří, oblasti, které je třeba dezinfikovat, nebo dokonce oblasti, které jsou aktivně a nepřetržitě v kontaktu.“
Seal nastoupil do oddělení materiálových věd a inženýrství UCF v roce 1997, které je součástí UCF School of Engineering and Computer Science. Slouží na lékařské fakultě a je členem protetické skupiny UCF Biionix. Je bývalým ředitelem UCF Nano Science and Technology Center a Advanced Materials Processing and Analysis Center. Získal doktorát z materiálového inženýrství na University of Wisconsin s vedlejší specializací na biochemii a je postdoktorským výzkumným pracovníkem v Lawrence Berkeley National Laboratory na University of California v Berkeley.
Poté, co pracoval 20 let na Wake Forest School of Medicine, přišel Parkes v roce 2014 na UCF, kde působil jako profesor a vedoucí Ústavu mikrobiologie a imunologie. Získal titul Ph.D. v biochemii z University of Wisconsin a je výzkumným pracovníkem American Cancer Society na Northwestern University.
Na výzkumu se podíleli Candace Fox, postdoktorandka z UCF School of Medicine, Craig Neal z UCF School of Engineering and Computer Science a postgraduální studenti Tamil Sakthivel, Udit Kumar a Yifei Fu z UCF School of Engineering and Computer Science .
Materiály poskytované University of Central Florida. Původní dílo je od Christine Senior. Poznámka: Obsah lze upravovat podle stylu a délky.
Získejte nejnovější vědecké zprávy prostřednictvím bezplatného e-mailového zpravodaje ScienceDaily, který je aktualizován denně a týdně. Nebo se podívejte na každou hodinu aktualizovaný zpravodajský kanál ve vaší čtečce RSS:
Řekněte nám, co si myslíte o ScienceDaily – vítáme pozitivní i negativní komentáře. Existují nějaké problémy s používáním tohoto webu? problém?
Čas odeslání: 10. září 2021