Een UCF-aluin en verschillende onderzoekers gebruikten nanotechnologie om dit reinigingsmiddel te ontwikkelen, dat zeven virussen tot 7 dagen kan weerstaan.
UCF-onderzoekers hebben een op nanodeeltjes gebaseerd desinfectiemiddel ontwikkeld dat tot 7 dagen lang continu virussen op het oppervlak kan doden - deze ontdekking kan een krachtig wapen worden tegen COVID-19 en andere opkomende pathogene virussen.
Het onderzoek is deze week gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano van de American Chemical Society door een multidisciplinair team van virus- en engineeringexperts van de universiteit en het hoofd van een technologiebedrijf in Orlando.
Christina Drake '07PhD, de oprichter van Kismet Technologies, werd aan het begin van de pandemie geïnspireerd door een bezoek aan de supermarkt en ontwikkelde een ontsmettingsmiddel. Daar zag ze een werknemer ontsmettingsmiddel op het handvat van de koelkast spuiten en de spray onmiddellijk wegvegen.
"Aanvankelijk was mijn idee om een snelwerkend ontsmettingsmiddel te ontwikkelen," zei ze, "maar we hebben met consumenten zoals artsen en tandartsen gesproken om te begrijpen welk ontsmettingsmiddel ze echt willen. Het belangrijkste voor hen is dat het langdurig meegaat, het zal na het aanbrengen nog lang de hoge contactgebieden zoals deurklinken en de vloer blijven desinfecteren.”
Drake werkt samen met Sudipta Seal, een UCF-materiaalingenieur en nanowetenschapsdeskundige, en Griff Parks, een viroloog, onderzoeksmedewerker decaan van de School of Medicine en decaan van de Burnett School of Biomedical Sciences. Met financiering van de National Science Foundation, Kismet Tech en de Florida High-Tech Corridor hebben onderzoekers een door nanodeeltjes ontwikkeld ontsmettingsmiddel ontwikkeld.
Het actieve ingrediënt is een kunstmatige nanostructuur genaamd ceriumoxide, bekend om zijn regeneratieve antioxiderende eigenschappen. Ceriumoxide-nanodeeltjes worden gemodificeerd met een kleine hoeveelheid zilver om ze effectiever te maken tegen ziekteverwekkers.
"Het werkt zowel in de chemie als in machines", zegt Seal, die al meer dan 20 jaar nanotechnologie bestudeert. “Nanodeeltjes zenden elektronen uit om het virus te oxideren en inactief te maken. Mechanisch hechten ze zich ook aan het virus en scheuren het oppervlak open, net als het barsten van een ballon.”
De meeste desinfecterende doekjes of sprays zullen het oppervlak binnen drie tot zes minuten na gebruik desinfecteren, maar er is geen resteffect. Dit betekent dat het oppervlak herhaaldelijk moet worden afgeveegd om het schoon te houden om infectie met meerdere virussen zoals COVID-19 te voorkomen. De formulering van nanodeeltjes behoudt zijn vermogen om micro-organismen te inactiveren en blijft het oppervlak tot 7 dagen na een enkele toepassing desinfecteren.
"Dit desinfectiemiddel vertoont een grote antivirale activiteit tegen zeven verschillende virussen", zegt Parks, wiens laboratorium verantwoordelijk is voor het testen van de resistentie van de formule tegen het virus "woordenboek". “Het vertoont niet alleen antivirale eigenschappen tegen coronavirussen en rhinovirussen, maar bewijst ook dat het effectief is tegen een verscheidenheid aan andere virussen met verschillende structuren en complexiteiten. We hopen dat met dit verbazingwekkende vermogen om te doden, dit ontsmettingsmiddel ook een effectief hulpmiddel zal worden tegen andere opkomende virussen."
Wetenschappers zijn van mening dat deze oplossing een aanzienlijke impact zal hebben op de zorgomgeving, met name het verminderen van de incidentie van ziekenhuisinfecties, zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa en Clostridium difficile—— Ze treffen meer dan één op de 30 patiënten opgenomen in Amerikaanse ziekenhuizen.
In tegenstelling tot veel commerciële desinfectiemiddelen bevat deze formule geen schadelijke chemicaliën, wat aantoont dat het veilig is om op elk oppervlak te gebruiken. Volgens de eisen van de US Environmental Protection Agency hebben wettelijke tests op huid- en oogcelirritatie geen schadelijke effecten aangetoond.
"Veel van de momenteel beschikbare desinfectiemiddelen voor huishoudelijk gebruik bevatten chemicaliën die schadelijk zijn voor het lichaam na herhaalde blootstelling," zei Drake. "Onze producten op basis van nanodeeltjes zullen een hoog veiligheidsniveau hebben, wat een belangrijke rol zal spelen bij het verminderen van de algehele menselijke blootstelling aan chemicaliën."
Er is meer onderzoek nodig voordat producten op de markt komen. Daarom zal de volgende onderzoeksfase zich richten op de prestaties van desinfectiemiddelen in praktische toepassingen buiten het laboratorium. In dit werk wordt onderzocht hoe desinfectiemiddelen worden beïnvloed door externe factoren zoals temperatuur of zonlicht. Het team is in gesprek met het lokale ziekenhuisnetwerk om het product in hun faciliteiten te testen.
"We onderzoeken ook de ontwikkeling van een semi-permanente film om te zien of we ziekenhuisvloeren of deurklinken, gebieden die moeten worden gedesinfecteerd of zelfs gebieden met actief en continu contact kunnen bedekken en verzegelen", zei Drake.
Seal trad in 1997 toe tot UCF's Department of Materials Science and Engineering, dat deel uitmaakt van de UCF School of Engineering and Computer Science. prothese. Hij is de voormalige directeur van het UCF Nano Science and Technology Center en het Advanced Materials Processing and Analysis Center. Hij behaalde een doctoraat in materiaalkunde aan de Universiteit van Wisconsin, met een minor in biochemie, en is een postdoctoraal onderzoeker aan het Lawrence Berkeley National Laboratory van de University of California, Berkeley.
Na 20 jaar aan de Wake Forest School of Medicine te hebben gewerkt, kwam Parkes in 2014 naar UCF, waar hij hoogleraar en hoofd van de afdeling Microbiologie en Immunologie was. Hij ontving een Ph.D. in biochemie aan de Universiteit van Wisconsin en is een onderzoeker van de American Cancer Society aan de Northwestern University.
De studie was co-auteur van Candace Fox, een postdoctoraal onderzoeker aan de School of Medicine, en Craig Neal van de School of Engineering and Computer Science. Tamil Sakthivel, Udit Kumar en Yifei Fu, afgestudeerde studenten van de School of Engineering and Computer Science, zijn ook co-auteurs.
Posttijd: 04-september-2021