Keski-Floridan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet nanopartikkeleihin perustuvan desinfiointiaineen, joka voi jatkuvasti tappaa viruksia pinnalla jopa 7 päivän ajan – löytö, josta voi tulla tehokas ase COVID-19:ää ja muita uusia patogeenisiä viruksia vastaan.
Tutkimuksen julkaisi tällä viikolla American Chemical Societyn ACS Nano -lehdessä yliopiston virus- ja insinööriasiantuntijoiden monitieteinen tiimi ja Orlandon teknologiayrityksen johtaja.
Pandemian alkuaikoina Christina Drake, UCF:n alumni ja Kismet Technologiesin perustaja, sai inspiraatiota ruokakauppamatkan jälkeen kehittämään desinfiointiaineita. Siellä hän näki työntekijän suihkuttavan desinfiointiainetta jääkaapin kahvaan ja pyyhki sitten suihkeen välittömästi pois.
"Aluksi ideani oli kehittää nopeasti vaikuttava desinfiointiaine", hän sanoi, "mutta keskustelimme kuluttajien, kuten lääkäreiden ja hammaslääkäreiden, kanssa selvittääksemme, minkä desinfiointiaineen he todella halusivat. Heille tärkeintä on se, mikä on kestävää. Se jatkaa korkean kosketuksen alueiden, kuten ovenkahvojen ja lattioiden, desinfiointia vielä pitkään levityksen jälkeen."
Drake teki yhteistyötä UCF-materiaaliinsinöörin ja nanotieteen asiantuntijan tohtori Sudipta Sealin sekä virologin, lääketieteellisen korkeakoulun tutkijadekaanin ja Burnettin biolääketieteen tiedekunnan dekaanin tri Griff Parksin kanssa. Kansallisen tiedesäätiön, Kismet Techin ja Florida High-Tech Corridorin rahoituksella tutkijat loivat nanohiukkasilla kehitetyn desinfiointiaineen.
Sen aktiivinen ainesosa on seriumoksidiksi kutsuttu nanorakenne, joka tunnetaan regeneratiivisista antioksidanttisista ominaisuuksistaan. Ceriumoksidinanohiukkasia on modifioitu pienellä määrällä hopeaa, jotta ne olisivat tehokkaampia taudinaiheuttajia vastaan.
"Se toimii sekä kemiassa että koneissa", selittää Seal, joka on opiskellut nanoteknologiaa yli 20 vuotta. "Nanohiukkaset lähettävät elektroneja hapettaakseen viruksen ja tehdäkseen siitä inaktiivisen. Mekaanisesti ne myös kiinnittyvät virukseen ja rikkovat pinnan kuin ilmapallo.
Useimmat desinfiointipyyhkeet tai -suihkeet desinfioivat pinnan 3–6 minuutin kuluessa käytön jälkeen, mutta jälkivaikutusta ei ole. Tämä tarkoittaa, että pinta on pyyhittävä toistuvasti, jotta se pysyy puhtaana, jotta vältetään tartunnat useilla viruksilla, kuten COVID-19. Nanohiukkaskoostumus säilyttää kykynsä inaktivoida mikro-organismeja ja jatkaa pinnan desinfiointia jopa 7 päivän ajan yhden käyttökerran jälkeen.
"Desinfiointiaineet osoittavat suurta antiviraalista aktiivisuutta seitsemää eri virusta vastaan", Parks selitti, ja hänen laboratorionsa on vastuussa kaavan vastustuskyvyn testaamisesta viruksen "sanakirjalle". ”Se ei osoittanut vain antiviraalisia ominaisuuksia koronaviruksia ja rinoviruksia vastaan, vaan se osoittautui tehokkaaksi myös monia muita viruksia vastaan, joilla on erilaiset rakenteet ja monimutkaisuus. Toivomme, että tämän hämmästyttävän tappamiskyvyn ansiosta tästä desinfiointiaineesta tulee myös erittäin tehokas työkalu muita uusia viruksia vastaan."
Tutkijat uskovat, että tällä ratkaisulla on merkittävä vaikutus terveydenhuoltoympäristöön, ja se vähentää erityisesti sairaalainfektioiden, kuten metisilliiniresistenttien Staphylococcus aureuksen (MRSA), Pseudomonas aeruginosan ja Clostridium difficilen ilmaantuvuutta. Nämä aiheuttavat infektioita, jotka vaikuttavat enemmän kuin kolmasosa Yhdysvaltojen sairaaloihin joutuneista potilaista.
Toisin kuin monet kaupalliset desinfiointiaineet, tämä koostumus ei sisällä haitallisia kemikaaleja, mikä osoittaa, että sitä on turvallista käyttää kaikilla pinnoilla. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston vaatimusten mukaisesti iho- ja silmäsoluärsytystestit eivät ole osoittaneet haitallisia vaikutuksia.
"Monet tällä hetkellä saatavilla olevat kotitalouksien desinfiointiaineet sisältävät kemikaaleja, jotka ovat haitallisia keholle toistuvan altistuksen jälkeen", Drake sanoi. "Nanohiukkaspohjaisilla tuotteillamme tulee olemaan korkea turvallisuustaso, mikä tulee olemaan tärkeä rooli ihmisten yleisen kemikaalien altistumisen vähentämisessä."
Ennen tuotteiden markkinoille tuloa tarvitaan lisää tutkimusta, minkä vuoksi tutkimuksen seuraava vaihe keskittyy desinfiointiaineiden suorituskykyyn käytännön sovelluksissa laboratorion ulkopuolella. Tässä työssä tutkitaan, kuinka ulkoiset tekijät, kuten lämpötila tai auringonvalo, vaikuttavat desinfiointiaineisiin. Tiimi neuvottelee paikallisen sairaalaverkoston kanssa tuotteen testaamisesta tiloissaan.
Drake lisäsi: "Tutkimme myös puolipysyvän kalvon kehittämistä nähdäksemme, voimmeko peittää ja tiivistää sairaalan lattiat tai ovenkahvat, desinfioitavat alueet tai jopa alueet, jotka ovat aktiivisesti ja jatkuvasti kosketuksessa."
Seal liittyi UCF:n materiaalitieteen ja tekniikan laitokseen vuonna 1997, joka on osa UCF School of Engineering and Computer Sciencea. Hän palvelee lääketieteellisessä koulussa ja on UCF-proteesiryhmän Biionix jäsen. Hän on entinen UCF Nano Science and Technology Centerin ja Advanced Materials Processing and Analysis Centerin johtaja. Hän suoritti tohtorin tutkinnon materiaalitekniikasta Wisconsinin yliopistosta, sivuaineenaan biokemia, ja on tutkijatohtori Lawrence Berkeley National Laboratoryssa Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä.
Työskenneltyään Wake Forest School of Medicinessa 20 vuotta, Parkes tuli UCF:ään vuonna 2014, jossa hän toimi professorina ja mikrobiologian ja immunologian osaston johtajana. Hän sai Ph.D. biokemian Wisconsinin yliopistosta ja on Northwestern Universityn American Cancer Societyn tutkija.
Tutkimuksen ovat kirjoittaneet Candace Fox, tohtoritutkija UCF School of Medicinesta, Craig Neal UCF School of Engineering and Computer Sciencesta sekä jatko-opiskelijat Tamil Sakthivel, Udit Kumar ja Yifei Fu UCF School of Engineering and Computer Sciencesta. .
Keski-Floridan yliopiston toimittamat materiaalit. Alkuperäinen teos on Christine Senior. Huomautus: Sisältöä voidaan muokata tyylin ja pituuden mukaan.
Saat viimeisimmät tiedeuutiset ScienceDailyn ilmaisen sähköpostiuutiskirjeen kautta, joka päivitetään päivittäin ja viikoittain. Tai tarkista tunnin välein päivitettävä uutissyöte RSS-lukijastasi:
Kerro meille mielipiteesi ScienceDailysta – otamme mielellämme vastaan sekä positiivisia että negatiivisia kommentteja. Onko tämän sivuston käytössä ongelmia? ongelma?
Postitusaika: 10.9.2021