Ałun UCF i kilku badaczy wykorzystało nanotechnologię do opracowania tego środka czyszczącego, który jest odporny na siedem wirusów do 7 dni.
Naukowcy z UCF opracowali środek dezynfekujący na bazie nanocząsteczek, który może nieprzerwanie zabijać wirusy na powierzchni do 7 dni – odkrycie, które może stać się potężną bronią przeciwko COVID-19 i innym pojawiającym się wirusom chorobotwórczym.
Badania zostały opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie ACS Nano Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego przez multidyscyplinarny zespół ekspertów ds. wirusów i inżynierii z uniwersytetu oraz szefa firmy technologicznej w Orlando.
Christina Drake '07PhD, założycielka Kismet Technologies, zainspirowała się wycieczką do sklepu spożywczego na początku pandemii i opracowała środek dezynfekujący. Tam zobaczyła pracownika rozpylającego środek dezynfekujący na rączkę lodówki, a następnie natychmiast wycierał spray.
„Początkowo moim pomysłem było opracowanie szybko działającego środka dezynfekującego”, powiedziała, „ale rozmawialiśmy z konsumentami, takimi jak lekarze i dentyści, aby zrozumieć, jakiego środka dezynfekującego naprawdę chcą. Najważniejsze dla nich jest to, że jest to rzecz długotrwała, będzie nadal dezynfekować obszary o dużym kontakcie, takie jak klamki i podłogę, przez długi czas po aplikacji.”
Drake współpracował z Sudipta Seal, inżynierem materiałów UCF i ekspertem w dziedzinie nanonauki, oraz Griffem Parks, wirusologiem, dziekanem Wydziału Medycznego i dziekanem Burnett School of Biomedical Sciences. Dzięki finansowaniu z National Science Foundation, Kismet Tech i Florida High-Tech Corridor naukowcy stworzyli środek dezynfekujący oparty na nanocząsteczkach.
Jego aktywnym składnikiem jest zaprojektowana nanostruktura zwana tlenkiem ceru, znana ze swoich regeneracyjnych właściwości przeciwutleniających. Nanocząsteczki tlenku ceru są modyfikowane niewielką ilością srebra, aby były bardziej skuteczne w walce z patogenami.
„Działa zarówno w chemii, jak i maszynach” – powiedział Seal, który studiuje nanotechnologię od ponad 20 lat. „Nanocząsteczki emitują elektrony, aby utleniać wirusa i czynić go nieaktywnym. Mechanicznie również przyczepiają się do wirusa i rozrywają powierzchnię, tak jak pęka balon”.
Większość chusteczek dezynfekujących lub sprayów dezynfekuje powierzchnię w ciągu trzech do sześciu minut po użyciu, ale nie ma efektu resztkowego. Oznacza to, że powierzchnię należy wielokrotnie wycierać, aby utrzymać ją w czystości, aby uniknąć infekcji wieloma wirusami, takimi jak COVID-19. Formuła nanocząsteczkowa zachowuje zdolność do dezaktywacji mikroorganizmów i dezynfekuje powierzchnię do 7 dni po jednorazowej aplikacji.
„Ten środek dezynfekujący wykazuje świetne działanie przeciwwirusowe przeciwko siedmiu różnym wirusom”, powiedział Parks, którego laboratorium jest odpowiedzialne za testowanie odporności formuły na „słownik” wirusa. „Wykazuje nie tylko właściwości antywirusowe przeciwko koronawirusom i rinowirusom, ale także udowadnia, że jest skuteczny przeciwko wielu innym wirusom o różnej strukturze i złożoności. Mamy nadzieję, że dzięki tej niesamowitej zdolności do zabijania ten środek dezynfekujący stanie się również skutecznym narzędziem przeciwko innym pojawiającym się wirusom.”
Naukowcy są przekonani, że to rozwiązanie będzie miało znaczący wpływ na środowisko opieki zdrowotnej, zwłaszcza zmniejszając częstość zakażeń szpitalnych, takich jak gronkowiec złocisty oporny na metycylinę (MRSA), Pseudomonas aeruginosa i Clostridium difficile — dotykają więcej niż jednego na 30 pacjentów przyjmowanych do amerykańskich szpitali.
W przeciwieństwie do wielu komercyjnych środków dezynfekujących, ta formuła nie zawiera szkodliwych chemikaliów, co pokazuje, że można ją bezpiecznie stosować na każdej powierzchni. Zgodnie z wymogami amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska, regulacyjne testy podrażnienia skóry i komórek oczu nie wykazały szkodliwych skutków.
„Wiele dostępnych obecnie środków dezynfekujących w gospodarstwie domowym zawiera substancje chemiczne, które są szkodliwe dla organizmu po wielokrotnym narażeniu” – powiedział Drake. „Nasze produkty oparte na nanocząsteczkach będą miały wysoki poziom bezpieczeństwa, co odegra ważną rolę w zmniejszeniu ogólnego narażenia ludzi na chemikalia”.
Potrzebne są dalsze badania, zanim produkty wejdą na rynek, dlatego kolejny etap badań skupi się na działaniu środków dezynfekujących w praktycznych zastosowaniach poza laboratorium. W ramach tej pracy zbadamy, w jaki sposób czynniki zewnętrzne, takie jak temperatura lub światło słoneczne, wpływają na środki dezynfekujące. Zespół prowadzi rozmowy z lokalną siecią szpitali, aby przetestować produkt w swoich placówkach.
„Badamy również nad opracowaniem półtrwałego filmu, aby sprawdzić, czy możemy zakryć i uszczelnić podłogi szpitalne lub klamki drzwi, obszary wymagające dezynfekcji, a nawet obszary aktywnego i ciągłego kontaktu” – powiedział Drake.
Seal dołączył do Wydziału Materiałoznawstwa i Inżynierii UCF w 1997 roku, który jest częścią Szkoły Inżynierii i Informatyki UCF. Protezy. Jest byłym dyrektorem Centrum Nauki i Technologii UCF Nano oraz Centrum Zaawansowanej Przetwarzania i Analizy Materiałów. Otrzymał doktorat z inżynierii materiałowej na Uniwersytecie Wisconsin, ze specjalizacją z biochemii i jest badaczem podoktoranckim w Lawrence Berkeley National Laboratory na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
Po 20 latach pracy w Wake Forest School of Medicine Parks przeszedł do UCF w 2014 roku, gdzie pełnił funkcję profesora i kierownika Katedry Mikrobiologii i Immunologii. Otrzymał doktorat. Doktor habilitowany biochemii na Uniwersytecie Wisconsin i badacz American Cancer Society na Northwestern University.
Współautorami badania są Candace Fox, badaczka podoktorancka w School of Medicine oraz Craig Neal z School of Engineering and Computer Science. Współautorami są również Tamil Sakthivel, Udit Kumar i Yifei Fu, absolwenci Szkoły Inżynierii i Informatyki.
Czas publikacji: 03.09.-2021 r.