Kesk-Florida ülikooli teadlased on välja töötanud nanoosakestel põhineva desinfitseerimisvahendi, mis suudab kuni 7 päeva jooksul pidevalt tappa pinnal olevaid viiruseid – avastus, millest võib saada võimas relv COVID-19 ja teiste esilekerkivate patogeensete viiruste vastu.
Uuringu avaldas sel nädalal Ameerika Keemiaühingu ajakirjas ACS Nano ülikooli viiruse- ja inseneriekspertide multidistsiplinaarne meeskond ning Orlando tehnoloogiaettevõtte juht.
Pandeemia algusaegadel sai UCF-i vilistlane ja Kismet Technologiesi asutaja Christina Drake inspiratsiooni pärast reisi toidupoodi, et välja töötada desinfitseerimisvahendid. Seal nägi ta, kuidas töötaja pihustas külmiku käepidemele desinfitseerimisvahendit ja pühkis seejärel pihusti kohe ära.
"Alguses oli minu idee töötada välja kiiretoimeline desinfektsioonivahend," ütles ta, "kuid me rääkisime tarbijatega, nagu arstid ja hambaarstid, et välja selgitada, millist desinfektsioonivahendit nad tegelikult tahavad. Nende jaoks on kõige tähtsam see, mis on püsiv. See desinfitseerib kõrge kontaktiga alasid, nagu uksekäepidemed ja põrandad, veel pikka aega pärast pealekandmist.
Drake tegi koostööd UCF-i materjalide inseneri ja nanoteaduste eksperdi dr Sudipta Sealiga ning viroloogi, meditsiinikooli teadurdekaani ja Burnetti biomeditsiiniteaduste kooli dekaani dr Griff Parksiga. Rahvusliku teadusfondi, Kismet Techi ja Florida kõrgtehnoloogilise koridori rahastamisel lõid teadlased nanoosakeste konstrueeritud desinfektsioonivahendi.
Selle toimeaineks on tseeriumoksiidiks nimetatud nanostruktuur, mis on tuntud oma regenereerivate antioksüdantsete omaduste poolest. Tseeriumoksiidi nanoosakesi modifitseeritakse väikese koguse hõbedaga, et muuta need patogeenide vastu tõhusamaks.
"See töötab nii keemias kui ka masinaehituses," selgitab Seal, kes on nanotehnoloogiat õppinud rohkem kui 20 aastat. "Nanoosakesed eraldavad elektrone, et viirus oksüdeerida ja muuta see passiivseks. Mehaaniliselt kinnituvad nad ka viiruse külge ja lõhuvad pinna nagu õhupall.
Enamik desinfitseerivaid salvrätikuid või pihusid desinfitseerib pinna kolme kuni kuue minuti jooksul pärast kasutamist, kuid jääkefekt puudub. See tähendab, et pinda tuleb korduvalt pühkida, et hoida seda puhtana, et vältida nakatumist mitme viirusega (nt COVID-19). Nanoosakeste koostis säilitab oma võime inaktiveerida mikroorganisme ja jätkab pinna desinfitseerimist kuni 7 päeva pärast ühekordset manustamist.
"Desinfektsioonivahendid näitavad suurt viirusevastast toimet seitsme erineva viiruse vastu," selgitas Parks ja tema labor vastutab valemi resistentsuse testimise eest viiruse "sõnastiku" suhtes. "See mitte ainult ei näidanud viirusevastaseid omadusi koronaviiruste ja rinoviiruste vastu, vaid osutus tõhusaks ka mitmesuguste teiste erineva struktuuri ja keerukusega viiruste vastu. Loodame, et selle hämmastava tapmisvõimega saab sellest desinfektsioonivahendist ka väga tõhus vahend teiste esilekerkivate viiruste vastu.
Teadlased usuvad, et sellel lahendusel on märkimisväärne mõju tervishoiukeskkonnale, vähendades eelkõige haiglas omandatud infektsioonide esinemissagedust, nagu metitsilliiniresistentne Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa ja Clostridium difficile. Need põhjustavad nakkusi, mis mõjutavad rohkem kui kolmandik USA haiglatesse sattunud patsientidest.
Erinevalt paljudest kaubanduslikest desinfektsioonivahenditest ei sisalda see valem kahjulikke kemikaale, mis näitab, et seda on ohutu kasutada igal pinnal. USA Keskkonnakaitseagentuuri nõuete kohaselt ei ole regulatiivsed naha- ja silmarakkude ärrituse testid näidanud kahjulikku mõju.
"Paljud praegu saadaolevad majapidamises kasutatavad desinfektsioonivahendid sisaldavad kemikaale, mis on pärast korduvat kokkupuudet kehale kahjulikud," ütles Drake. "Meie nanoosakestel põhinevatel toodetel on kõrge ohutustase, mis mängib olulist rolli inimeste üldise kokkupuute vähendamisel kemikaalidega."
Enne toodete turule tulekut on vaja rohkem uurida, mistõttu keskendub uurimistöö järgmine etapp desinfektsioonivahendite toimimisele praktilistes rakendustes väljaspool laborit. Selles töös uuritakse, kuidas desinfitseerimisvahendeid mõjutavad välistegurid, nagu temperatuur või päikesevalgus. Meeskond peab läbirääkimisi kohaliku haiglavõrguga, et testida toodet nende rajatistes.
Drake lisas: "Uurime ka poolpüsiva kile väljatöötamist, et näha, kas suudame katta ja tihendada haiglapõrandaid või ukselinke, desinfitseerimist vajavaid alasid või isegi alasid, mis on aktiivselt ja pidevalt kokku puutunud."
Seal liitus UCF-i materjaliteaduse ja tehnika osakonnaga 1997. aastal, mis on osa UCF tehnika- ja arvutiteaduste koolist. Ta töötab meditsiinikoolis ja on UCF proteesirühma Biionix liige. Ta on endine UCF nanoteaduse ja tehnoloogia keskuse ning täiustatud materjalide töötlemise ja analüüsi keskuse direktor. Ta sai doktorikraadi Wisconsini ülikoolist materjalitehnoloogia alal, kõrvalerialana biokeemias ning on järeldoktor California ülikoolis Berkeleys asuvas Lawrence Berkeley riiklikus laboris.
Pärast 20 aastat töötamist Wake Foresti meditsiinikoolis tuli Parkes 2014. aastal UCF-i, kus töötas professorina ning mikrobioloogia ja immunoloogia osakonna juhatajana. Ta sai Ph.D. biokeemias Wisconsini ülikoolist ja on Ameerika Vähiliidu teadur Northwesterni ülikoolis.
Uuringu kaasautoriteks olid UCF meditsiinikooli järeldoktor Candace Fox, Craig Neal UCF tehnika- ja arvutiteaduste koolist ning kraadiõppurid Tamil Sakthivel, Udit Kumar ja Yifei Fu UCF inseneri- ja arvutiteaduste koolist. .
Kesk-Florida ülikooli pakutavad materjalid. Originaalteose autor on Christine Senior. Märkus. Sisu saab muuta vastavalt stiilile ja pikkusele.
Hankige uusimaid teadusuudiseid ScienceDaily tasuta meiliuudiskirja kaudu, mida uuendatakse iga päev ja kord nädalas. Või vaadake oma RSS-lugejas igatunnist uuendatavat uudistevoogu:
Rääkige meile, mida arvate ScienceDailyst – ootame nii positiivseid kui ka negatiivseid kommentaare. Kas selle veebisaidi kasutamisel on probleeme? probleem?
Postitusaeg: 10. september 2021