Forskere ved University of Central Florida har utviklet et nanopartikkelbasert desinfeksjonsmiddel som kontinuerlig kan drepe virus på overflaten i opptil 7 dager - en oppdagelse som kan bli et kraftig våpen mot COVID-19 og andre nye patogene virus.
Forskningen ble publisert denne uken i tidsskriftet ACS Nano fra American Chemical Society av et tverrfaglig team av virus- og ingeniøreksperter fra universitetet og sjefen for et teknologiselskap i Orlando.
I de tidlige dagene av pandemien ble Christina Drake, en UCF-alumnus og grunnlegger av Kismet Technologies, inspirert etter en tur til matbutikken for å utvikle desinfeksjonsmidler. Der så hun en arbeider sprøyte desinfeksjonsmiddel på kjøleskapshåndtaket og tørket deretter umiddelbart av sprayen.
"I utgangspunktet var ideen min å utvikle et hurtigvirkende desinfeksjonsmiddel," sa hun, "men vi snakket med forbrukere – som leger og tannleger – for å finne ut hvilket desinfeksjonsmiddel de egentlig ville ha. For dem Det viktigste er hva som er varig. Den vil fortsette å desinfisere områder med høy kontakt som dørhåndtak og gulv i lang tid etter påføring.»
Drake samarbeidet med Dr. Sudipta Seal, en UCF-materialingeniør og nanovitenskapsekspert, og Dr. Griff Parks, en virolog, forskningsassistent dekan ved School of Medicine og dekan ved Burnett School of Biomedical Sciences. Med finansiering fra National Science Foundation, Kismet Tech og Florida High-Tech Corridor, skapte forskere et desinfeksjonsmiddel utviklet av nanopartikler.
Dens aktive ingrediens er en konstruert nanostruktur kalt ceriumoksid, kjent for sine regenerative antioksidantegenskaper. Ceriumoksid nanopartikler er modifisert med en liten mengde sølv for å gjøre dem mer effektive mot patogener.
"Det fungerer i både kjemi og maskiner," forklarer Seal, som har studert nanoteknologi i mer enn 20 år. "Nanopartikler sender ut elektroner for å oksidere viruset og gjøre det inaktivt. Mekanisk fester de seg også til viruset og sprekker overflaten som en sprengningsballong.»
De fleste desinfiserende våtservietter eller sprayer vil desinfisere overflaten innen tre til seks minutter etter bruk, men det er ingen resteffekt. Dette betyr at overflaten må tørkes gjentatte ganger for å holde den ren for å unngå infeksjon med flere virus som COVID-19. Nanopartikkelformuleringen opprettholder sin evne til å inaktivere mikroorganismer og fortsetter å desinfisere overflaten i opptil 7 dager etter en enkelt påføring.
"Desinfeksjonsmidler viser stor antiviral aktivitet mot syv forskjellige virus," forklarte Parks, og laboratoriet hans er ansvarlig for å teste formelens motstand mot virus-"ordboken". "Det viste ikke bare antivirale egenskaper mot koronavirus og rhinovirus, men viste seg også å være effektivt mot forskjellige andre virus med forskjellige strukturer og kompleksiteter. Vi håper at med denne fantastiske evnen til å drepe, vil dette desinfeksjonsmidlet også bli et svært effektivt verktøy mot andre nye virus."
Forskere mener at denne løsningen vil ha en betydelig innvirkning på helsemiljøet, spesielt redusere forekomsten av sykehuservervede infeksjoner-som meticillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa og Clostridium difficile - Disse vil forårsake infeksjoner som påvirker mer enn en tredjedel av pasientene innlagt på amerikanske sykehus.
I motsetning til mange kommersielle desinfeksjonsmidler, inneholder ikke denne formelen skadelige kjemikalier, noe som viser at den er trygg å bruke på alle overflater. I henhold til kravene fra US Environmental Protection Agency har regulatoriske tester på hud- og øyecelleirritasjon ikke vist noen skadelige effekter.
"Mange av husholdningsdesinfeksjonsmidlene som er tilgjengelige for øyeblikket inneholder kjemikalier som er skadelige for kroppen etter gjentatt eksponering," sa Drake. "Våre nanopartikkelbaserte produkter vil ha et høyt sikkerhetsnivå, som vil spille en viktig rolle i å redusere den totale menneskelige eksponeringen for kjemikalier."
Mer forskning er nødvendig før produktene kommer på markedet, og derfor vil neste fase av forskningen fokusere på ytelsen til desinfeksjonsmidler i praktiske applikasjoner utenfor laboratoriet. Dette arbeidet skal studere hvordan desinfeksjonsmidler påvirkes av ytre faktorer som temperatur eller sollys. Teamet er i samtaler med det lokale sykehusnettverket for å teste produktet i deres fasiliteter.
Drake la til: "Vi utforsker også utviklingen av en semi-permanent film for å se om vi kan dekke og forsegle sykehusgulv eller dørhåndtak, områder som må desinfiseres, eller til og med områder som er aktivt og kontinuerlig i kontakt."
Seal begynte i UCFs Department of Materials Science and Engineering i 1997, som er en del av UCF School of Engineering and Computer Science. Han tjener på medisinstudiet og er medlem av UCF-protesegruppen Biionix. Han er tidligere direktør for UCF Nano Science and Technology Center og Advanced Materials Processing and Analysis Center. Han fikk en doktorgrad i materialteknikk fra University of Wisconsin, med bifag i biokjemi, og er postdoktor ved Lawrence Berkeley National Laboratory ved University of California, Berkeley.
Etter å ha jobbet ved Wake Forest School of Medicine i 20 år, kom Parkes til UCF i 2014, hvor han fungerte som professor og leder for Institutt for mikrobiologi og immunologi. Han fikk en Ph.D. i biokjemi fra University of Wisconsin og er forsker i American Cancer Society ved Northwestern University.
Forskningen ble medforfatter av Candace Fox, en postdoktor fra UCF School of Medicine, Craig Neal fra UCF School of Engineering and Computer Science, og doktorgradsstudentene Tamil Sakthivel, Udit Kumar og Yifei Fu fra UCF School of Engineering and Computer Science .
Materialer levert av University of Central Florida. Det originale verket er av Christine Senior. Merk: Innholdet kan redigeres i henhold til stil og lengde.
Få de siste vitenskapsnyhetene gjennom ScienceDailys gratis nyhetsbrev på e-post, som oppdateres daglig og ukentlig. Eller sjekk den oppdaterte nyhetsfeeden hver time i RSS-leseren din:
Fortell oss hva du synes om ScienceDaily - vi tar gjerne imot både positive og negative kommentarer. Er det noen problemer med å bruke denne nettsiden? problem?
Innleggstid: 10. september 2021