Изследователи от Университета на Централна Флорида са разработили дезинфектант на базата на наночастици, който може непрекъснато да убива вирусите на повърхността до 7 дни – откритие, което може да се превърне в мощно оръжие срещу COVID-19 и други нововъзникващи патогенни вируси.
Изследването беше публикувано тази седмица в списанието ACS Nano на Американското химическо общество от мултидисциплинарен екип от експерти по вируси и инженерство от университета и ръководител на технологична компания в Орландо.
В първите дни на пандемията Кристина Дрейк, възпитаник на UCF и основател на Kismet Technologies, беше вдъхновена след пътуване до магазина за хранителни стоки, за да разработи дезинфектанти. Там тя видяла работник да пръска дезинфектант върху дръжката на хладилника и след това веднага избърсала спрея.
„Първоначално идеята ми беше да разработя бързодействащ дезинфектант“, каза тя, „но разговаряхме с потребители – като лекари и зъболекари – за да разберем кой дезинфектант наистина искат. За тях най-важното е това, което е трайно. Той ще продължи да дезинфекцира зони с висок контакт, като дръжки на врати и подове за дълго време след нанасяне.
Дрейк си сътрудничи с д-р Судипта Сийл, инженер по материали на UCF и експерт по нанонауки, и д-р Гриф Паркс, вирусолог, научен сътрудник декан на Медицинския факултет и декан на Училището по биомедицински науки Бърнет. С финансиране от Националната научна фондация, Kismet Tech и високотехнологичния коридор във Флорида, изследователите създадоха дезинфектант, проектиран с наночастици.
Активната му съставка е проектирана наноструктура, наречена цериев оксид, известна със своите регенериращи антиоксидантни свойства. Наночастиците от цериев оксид са модифицирани с малко количество сребро, за да станат по-ефективни срещу патогени.
„Той работи както в химията, така и в машините“, обяснява Сийл, който изучава нанотехнологии повече от 20 години. „Наночастиците излъчват електрони, за да окислят вируса и да го направят неактивен. Механично те също се прикрепят към вируса и разкъсват повърхността като взривяващ се балон."
Повечето дезинфекционни кърпички или спрейове ще дезинфекцират повърхността в рамките на три до шест минути след употреба, но няма остатъчен ефект. Това означава, че повърхността трябва да се избърсва многократно, за да се поддържа чиста, за да се избегне заразяване с множество вируси като COVID-19. Формулата от наночастици запазва способността си да инактивира микроорганизмите и продължава да дезинфекцира повърхността до 7 дни след еднократно приложение.
„Дезинфектантите показват голяма антивирусна активност срещу седем различни вируса“, обясни Паркс и неговата лаборатория е отговорна за тестването на устойчивостта на формулата към „речника“ на вируса. „Той не само показа антивирусни свойства срещу коронавируси и риновируси, но също така се оказа ефективен срещу различни други вируси с различна структура и сложност. Надяваме се, че с тази невероятна способност да убива, този дезинфектант също ще се превърне в високоефективно средство срещу други нововъзникващи вируси.
Учените смятат, че това решение ще окаже значително въздействие върху здравната среда, особено за намаляване на честотата на болнични инфекции – като метицилин-резистентен Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa и Clostridium difficile – Те ще причинят инфекции, които засягат повече от една трета от пациентите, приети в американски болници.
За разлика от много търговски дезинфектанти, тази формула не съдържа вредни химикали, което показва, че е безопасно да се използва върху всякакви повърхности. Според изискванията на Американската агенция за опазване на околната среда, регулаторните тестове за дразнене на кожата и очните клетки не са показали вредни ефекти.
„Много от наличните в момента битови дезинфектанти съдържат химикали, които са вредни за тялото след многократно излагане“, каза Дрейк. „Нашите продукти, базирани на наночастици, ще имат високо ниво на безопасност, което ще играе важна роля за намаляване на цялостното излагане на хора на химикали.
Необходими са повече изследвания, преди продуктите да влязат на пазара, поради което следващата фаза на изследване ще се фокусира върху ефективността на дезинфектантите в практически приложения извън лабораторията. Тази работа ще проучи как дезинфектантите се влияят от външни фактори като температура или слънчева светлина. Екипът е в преговори с местната болнична мрежа за тестване на продукта в техните съоръжения.
Дрейк добави: „Ние също проучваме разработването на полупостоянен филм, за да видим дали можем да покрием и запечатаме болнични подове или дръжки на вратите, зони, които трябва да бъдат дезинфекцирани, или дори зони, които са в активен и непрекъснат контакт.
Сийл се присъединява към катедрата по материалознание и инженерство на UCF през 1997 г., която е част от Училището по инженерство и компютърни науки на UCF. Той служи в медицинското училище и е член на UCF протетична група Biionix. Той е бивш директор на Центъра за наука и технологии UCF Nano и Центъра за обработка и анализ на съвременни материали. Той получава докторска степен по инженерство на материали от Университета на Уисконсин, с второстепенна степен по биохимия и е постдокторант в Националната лаборатория Лорънс Бъркли в Калифорнийския университет в Бъркли.
След като работи в Уейк Форест училище по медицина в продължение на 20 години, Паркс идва в UCF през 2014 г., където служи като професор и ръководител на катедрата по микробиология и имунология. Той получи докторска степен. по биохимия от Университета на Уисконсин и е изследовател на Американското раково общество в Северозападния университет.
Изследването е съавтор на Кендес Фокс, постдокторант от Медицинския факултет на UCF, Крейг Нийл от Училището по инженерство и компютърни науки на UCF и завършилите студенти Тамил Сактивел, Удит Кумар и Ифей Фу от Училището по инженерство и компютърни науки на UCF .
Материали, предоставени от Университета на Централна Флорида. Оригиналната работа е на Кристин Старши. Забележка: Съдържанието може да се редактира според стил и дължина.
Вземете най-новите научни новини чрез безплатния имейл бюлетин на ScienceDaily, актуализиран ежедневно и седмично. Или проверете ежечасно актуализираната емисия за новини във вашия RSS четец:
Кажете ни какво мислите за ScienceDaily - приветстваме както положителни, така и отрицателни коментари. Има ли проблеми с използването на този уебсайт? проблем?
Време за публикуване: 10 септември 2021 г